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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-15
(45)【発行日】2024-01-23
(54)【発明の名称】杭圧入装置
(51)【国際特許分類】
E02D 7/20 20060101AFI20240116BHJP
【ＦＩ】
E02D7/20
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2022168415
(22)【出願日】2022-10-20
(62)【分割の表示】P 2018191372の分割
【原出願日】2018-10-10
(65)【公開番号】P2022183330
(43)【公開日】2022-12-08
【審査請求日】2022-11-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000141521
【氏名又は名称】株式会社技研製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100090033
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 博司
(72)【発明者】
【氏名】北村 精男
(72)【発明者】
【氏名】田内 宏明
(72)【発明者】
【氏名】村田 敏彦
(72)【発明者】
【氏名】青木 伸敏
(72)【発明者】
【氏名】濱口 宗大
【審査官】佐久間 友梨
(56)【参考文献】
【文献】特開昭５９－４２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５８－１１２２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１６１４７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６１－１９０４１（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０２Ｄ ７／００－１３／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
既設杭から反力を取って地盤に杭を圧入し、杭圧入装置本体及びクレーン装置を備える杭圧入装置であって、前記杭圧入装置本体は、
当該杭圧入装置本体の前後方向における前から後ろに向かって順に配列されるチャック装置、中間のクランプ装置及び後方のクランプ装置と、
該杭圧入装置本体の前後方向に長尺なサドルと、
前記サドルの前端から前方へ張り出すとともに後方へ戻るよう前後動作可能に前記サドルに支持された第１スライドフレームと、
前記第１スライドフレーム上に旋回動作可能に立設されたマストと、
前記マストに昇降可能に支持され、前記サドルの前方部に配置されたチャックフレームと、
前記第１スライドフレームの後方において、前記サドルの後端から後方へ張り出すとともに前方へ戻るよう前後動作可能に前記サドルに支持された第２スライドフレームと、
前記第２スライドフレームに昇降動作可能に支持された昇降フレームと、
を含み、
前記中間のクランプ装置及び前記後方のクランプ装置はそれぞれ、既設杭の上端部を把持可能に構成され、
前記チャック装置は、前記チャックフレームに支持され、
前記チャック装置は、圧入する杭を把持可能に構成され、
前記チャック装置は、前記マストに昇降可能に支持され、
前記中間のクランプ装置は、前記サドルの下部に配設され、
前記チャック装置と前記中間のクランプ装置との相対的な昇降動作及び前後動作が可能にされ、
前記後方のクランプ装置は、前記昇降フレームの下端に支持され、
前記中間のクランプ装置と前記後方のクランプ装置との相対的な昇降動作及び前後動作が可能にされ、
前記中間のクランプ装置及び前記後方のクランプ装置により既設杭の上端を把持した状態で、前記チャック装置が昇降することによって、前記チャック装置により把持した杭を地盤に圧入可能にされ、
地盤に圧入された杭を前記チャック装置により把持するとともに、前記後方のクランプ装置により既設杭の上端を把持した状態で、前記中間のクランプ装置を既設杭から離脱させて前後に移動可能にされ、
前記クレーン装置が前記サドルに搭載され、
前記クレーン装置の旋回軸が、前記サドルの前方中央に配置された前記チャック装置の把持中心に対して後方に配置され、
前記クレーン装置の前記旋回軸が、前記サドルの前後方向の中心線上に配置されている杭圧入装置。
【請求項2】
前記杭圧入装置本体及び前記クレーン装置に駆動力を供給するパワーユニットを備え、
前記パワーユニットの重心が前記チャック装置の前記把持中心に対して後方に配置される請求項１に記載の杭圧入装置。
【請求項3】
前記パワーユニットが前記サドルに搭載された請求項２に記載の杭圧入装置。
【請求項4】
前記パワーユニットが前記クレーン装置の前方且つ前記マストの後方に配置されている請求項３に記載の杭圧入装置。
【請求項5】
前記クレーン装置が前記パワーユニットの前方且つ前記マストの後方に配置されている請求項２または３に記載の杭圧入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、杭圧入装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の杭圧入装置は、特許文献１，２等にも記載されるように、反力用の既設杭からなる杭列に対して機体を固定するサドルと、このサドルに内設する前後方向のスライド機構を介して設けた昇降動作可能な杭圧入引抜用のチャックとを備える。杭圧入装置は、サドルに設けたクランプによって既設杭を把持し、この既設杭を反力手段としてチャックにより杭列の先端に杭を圧入し、延びた杭列の上に機体を移動することによって杭列を順次延設する。機体を移動する手順は、杭列の先端の圧入途中の杭の高い部位をチャックによって把持し、クランプを緩めて機体を上昇させ、サドルに設けたスライド機構によって機体を前進させ、機体を下降させてクランプを締めることにより移動が終了する。この移動後の新たな位置で圧入途中の杭の圧入をさらに続ける。これを逆動作することにより、杭の引抜きが可能となる。
【0003】
一般にチャックへの杭の投入はクレーンを使用して行われる。特許文献３では、杭圧入装置に搭載されたクレーンを使用することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０００－３１９８８０号公報
【文献】特開２００４－１８３４４２号公報
【文献】特開平１１－２００３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献３の発明にあっては、クレーンの旋回軸はサドルの側部に配置されており、杭圧入装置全体の左右の重量バランスが悪化するおそれがある。
例えば、長尺の杭や大きな杭を吊るために重量の大きいクレーンを搭載すれば、杭圧入時の杭圧入装置の自重による反力を大きくすることができるが、左右の重量バランスが悪化し、反力用の既設杭へクレーン自重と吊り荷重により傾き方向のモーメントが加わり悪影響を及ぼすおそれある。したがって、クレーンの旋回軸は反力となる杭上にあるのがこのましい。すなわち、大きく芯を振り、かつ、重量や能力の多い大型のクレーンを搭載することができないという問題がある。
杭圧入装置の重量バランスが悪化すると、杭や杭圧入装置を傾斜させるおそれがあり、杭の圧入精度や施工後の杭傾きを悪化させる。
例えば、長尺の杭や大きな杭を吊るために重量の大きいクレーンを搭載すれば、杭圧入時の杭圧入装置の自重による反力を大きくすることができるが、左右の重量バランスが悪化し、反力用の既設杭へクレーン自重と吊り荷重により傾き方向のモーメントが加わり悪影響を及ぼすおそれある。したがって、クレーンの旋回軸は反力となる杭上にあるのがこのましい。すなわち、大きく芯を振り、かつ、重量や能力の多い大型のクレーンを搭載することができないという問題がある。
杭圧入装置の重量バランスが悪化すると、杭や杭圧入装置を傾斜させるおそれがあり、杭の圧入精度や施工後の杭傾きを悪化させる。
【0006】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、クレーンを搭載した杭圧入装置の全体の重量バランスを良好にし、杭の圧入精度を良好に保ちつつ、クレーンの重量分により杭圧入時の反力を増加することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、既設杭から反力を取って地盤に杭を圧入し、杭圧入装置本体及びクレーン装置を備える杭圧入装置であって、
前記杭圧入装置本体は、
当該杭圧入装置本体の前後方向における前から後ろに向かって順に配列されるチャック装置、中間のクランプ装置及び後方のクランプ装置と、
該杭圧入装置本体の前後方向に長尺なサドルと、
前記サドルの前端から前方へ張り出すとともに後方へ戻るよう前後動作可能に前記サドルに支持された第１スライドフレームと、
前記第１スライドフレーム上に旋回動作可能に立設されたマストと、
前記マストに昇降可能に支持され、前記サドルの前方部に配置されたチャックフレームと、
前記第１スライドフレームの後方において、前記サドルの後端から後方へ張り出すとともに前方へ戻るよう前後動作可能に前記サドルに支持された第２スライドフレームと、
前記第２スライドフレームに昇降動作可能に支持された昇降フレームと、
を含み、
前記中間のクランプ装置及び前記後方のクランプ装置はそれぞれ、既設杭の上端部を把持可能に構成され、
前記チャック装置は、前記チャックフレームに支持され、
前記チャック装置は、圧入する杭を把持可能に構成され、
前記チャック装置は、前記マストに昇降可能に支持され、
前記中間のクランプ装置は、前記サドルの下部に配設され、
前記チャック装置と前記中間のクランプ装置との相対的な昇降動作及び前後動作が可能にされ、
前記後方のクランプ装置は、前記昇降フレームの下端に支持され、
前記中間のクランプ装置と前記後方のクランプ装置との相対的な昇降動作及び前後動作が可能にされ、
前記中間のクランプ装置及び前記後方のクランプ装置により既設杭の上端を把持した状態で、前記チャック装置が昇降することによって、前記チャック装置により把持した杭を地盤に圧入可能にされ、
地盤に圧入された杭を前記チャック装置により把持するとともに、前記後方のクランプ装置により既設杭の上端を把持した状態で、前記中間のクランプ装置を既設杭から離脱させて前後に移動可能にされ、
前記クレーン装置が前記サドルに搭載され、
前記クレーン装置の旋回軸が、前記サドルの前方中央に配置された前記チャック装置の把持中心に対して後方に配置され、
前記クレーン装置の前記旋回軸及び前記チャック装置の前記把持中心が、前記サドルの前後方向の中心線上に配置されている杭圧入装置である。
前記杭圧入装置本体は、
当該杭圧入装置本体の前後方向における前から後ろに向かって順に配列されるチャック装置、中間のクランプ装置及び後方のクランプ装置と、
該杭圧入装置本体の前後方向に長尺なサドルと、
前記サドルの前端から前方へ張り出すとともに後方へ戻るよう前後動作可能に前記サドルに支持された第１スライドフレームと、
前記第１スライドフレーム上に旋回動作可能に立設されたマストと、
前記マストに昇降可能に支持され、前記サドルの前方部に配置されたチャックフレームと、
前記第１スライドフレームの後方において、前記サドルの後端から後方へ張り出すとともに前方へ戻るよう前後動作可能に前記サドルに支持された第２スライドフレームと、
前記第２スライドフレームに昇降動作可能に支持された昇降フレームと、
を含み、
前記中間のクランプ装置及び前記後方のクランプ装置はそれぞれ、既設杭の上端部を把持可能に構成され、
前記チャック装置は、前記チャックフレームに支持され、
前記チャック装置は、圧入する杭を把持可能に構成され、
前記チャック装置は、前記マストに昇降可能に支持され、
前記中間のクランプ装置は、前記サドルの下部に配設され、
前記チャック装置と前記中間のクランプ装置との相対的な昇降動作及び前後動作が可能にされ、
前記後方のクランプ装置は、前記昇降フレームの下端に支持され、
前記中間のクランプ装置と前記後方のクランプ装置との相対的な昇降動作及び前後動作が可能にされ、
前記中間のクランプ装置及び前記後方のクランプ装置により既設杭の上端を把持した状態で、前記チャック装置が昇降することによって、前記チャック装置により把持した杭を地盤に圧入可能にされ、
地盤に圧入された杭を前記チャック装置により把持するとともに、前記後方のクランプ装置により既設杭の上端を把持した状態で、前記中間のクランプ装置を既設杭から離脱させて前後に移動可能にされ、
前記クレーン装置が前記サドルに搭載され、
前記クレーン装置の旋回軸が、前記サドルの前方中央に配置された前記チャック装置の把持中心に対して後方に配置され、
前記クレーン装置の前記旋回軸及び前記チャック装置の前記把持中心が、前記サドルの前後方向の中心線上に配置されている杭圧入装置である。
【0008】
請求項２記載の発明は、前記杭圧入装置本体及び前記クレーン装置に駆動力を供給するパワーユニットを備え、前記パワーユニットの重心が前記チャック装置の前記把持中心に対して後方に配置される請求項１に記載の杭圧入装置である。
【0009】
請求項３記載の発明は、前記パワーユニットが前記サドルに搭載された請求項２に記載の杭圧入装置である。
【0010】
請求項４記載の発明は、前記パワーユニットが前記クレーン装置の前方且つ前記マストの後方に配置されている請求項３に記載の杭圧入装置である。
【0011】
請求項５記載の発明は、前記クレーン装置が前記パワーユニットの前方且つ前記マストの後方に配置されている請求項２または３に記載の杭圧入装置である。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、クレーン（特に大型のクレーン）を搭載した杭圧入装置の全体の重量バランスを良好にし、杭の圧入精度を良好に保ちつつ、クレーンの重量分により杭圧入時の反力を増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の形態１に係る杭圧入装置の上面図である。
【図2】本発明の形態１に係る杭圧入装置の右側面図である。
【図3】本発明の形態２に係る杭圧入装置の右側面図である。
【図4】本発明の形態３に係る杭圧入装置の上面図である。
【図5】本発明の形態３に係る杭圧入装置の右側面図である。
【図6】本発明の一実施形態に係るパワーユニットの構成図である。
【図7】本発明の一実施形態に係る杭圧入装置本体の右側面図であり、全長短縮状態を示す。
【図8】本発明の一実施形態に係る杭圧入装置本体の右側面図であり、全長伸長状態を示す。
【図9】本発明の一実施形態に係る杭圧入装置本体のクランプ装置の左右動作シリンダの軸を含む縦断面図であり、(a)はクランプ装置が右に寄った状態を、(b)はクランプ装置が左に寄った状態を示す。
【図10】本発明の一実施形態に係る杭圧入装置本体の杭圧入及び自走の過程を示す右側面図である。
【図11】本発明の一実施形態に係る杭圧入装置本体の杭圧入及び自走の過程を示す右側面図である。
【図12】本発明の一実施形態に係る杭圧入装置本体の杭圧入及び自走の過程を示す右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【0018】
〔クレーンとパワーユニットの搭載〕
まず、杭圧入装置本体１へのクレーン装置７とパワーユニット８の搭載位置等に関する形態につき説明する。
（形態１）
本形態は、図１及び図２に示すようにクレーン装置７及びパワーユニット８が杭圧入装置本体１のサドル２に搭載された形態である。
クレーン装置７の旋回軸７１は、サドル２の前方中央に配置されたチャック装置３の把持範囲３ｂに対して後方に配置されている。
すなわち、杭圧入装置本体１のサドル２の前後方向の中心線Ｃにチャック装置３の把持中心３ａが配置された状態において、チャック装置３の把持範囲３ｂに対して後方にクレーン装置７の旋回軸７１が配置されている。
これにより、チャック装置３により把持されて圧入される杭に対してクレーン装置７の旋回軸７１の左右方向のずれが小さく収まるから、クレーン装置７を搭載することによる左右の重量バランスの崩れは抑えられる。好ましくは図示するようにクレーン装置７の旋回軸７１が把持中心３ａに対して後方に配置された形態を実施する。
まず、杭圧入装置本体１へのクレーン装置７とパワーユニット８の搭載位置等に関する形態につき説明する。
（形態１）
本形態は、図１及び図２に示すようにクレーン装置７及びパワーユニット８が杭圧入装置本体１のサドル２に搭載された形態である。
クレーン装置７の旋回軸７１は、サドル２の前方中央に配置されたチャック装置３の把持範囲３ｂに対して後方に配置されている。
すなわち、杭圧入装置本体１のサドル２の前後方向の中心線Ｃにチャック装置３の把持中心３ａが配置された状態において、チャック装置３の把持範囲３ｂに対して後方にクレーン装置７の旋回軸７１が配置されている。
これにより、チャック装置３により把持されて圧入される杭に対してクレーン装置７の旋回軸７１の左右方向のずれが小さく収まるから、クレーン装置７を搭載することによる左右の重量バランスの崩れは抑えられる。好ましくは図示するようにクレーン装置７の旋回軸７１が把持中心３ａに対して後方に配置された形態を実施する。
【0019】
パワーユニット８は、杭圧入装置本体１及びクレーン装置７に駆動力を供給する装置である。
パワーユニット８の重心８１も、サドル２の前方中央に配置されたチャック装置３の把持範囲３ｂに対して後方に配置されている。
これにより、チャック装置３により把持されて圧入される杭に対してパワーユニット８の重心８１の左右方向のずれが小さく収まるから、パワーユニット８を搭載することによる左右の重量バランスの崩れは抑えられる。好ましくは図示するようにパワーユニット８の重心８１が、把持中心３ａに対して後方に配置された形態を実施する。
パワーユニット８の重心８１も、サドル２の前方中央に配置されたチャック装置３の把持範囲３ｂに対して後方に配置されている。
これにより、チャック装置３により把持されて圧入される杭に対してパワーユニット８の重心８１の左右方向のずれが小さく収まるから、パワーユニット８を搭載することによる左右の重量バランスの崩れは抑えられる。好ましくは図示するようにパワーユニット８の重心８１が、把持中心３ａに対して後方に配置された形態を実施する。
【0020】
本形態ではクレーン装置７は、マスト３３より後方でサドル２に搭載されている。
パワーユニット８も同様にマスト３３より後方でサドル２に搭載されており、マスト３３とクレーン装置７の間に配置されている。本形態に拘わらず、クレーン装置７とパワーユニット８の配置を交換し、クレーン装置７をマスト３３とパワーユニット８の間に配置してもよい。
パワーユニット８も同様にマスト３３より後方でサドル２に搭載されており、マスト３３とクレーン装置７の間に配置されている。本形態に拘わらず、クレーン装置７とパワーユニット８の配置を交換し、クレーン装置７をマスト３３とパワーユニット８の間に配置してもよい。
【0021】
本形態によれば、クレーン装置７、さらにパワーユニット８を搭載した杭圧入装置の全体の重量バランスが良好であるので、杭を左右に傾斜させるおそれも少なく杭の圧入精度を良好に保つことができる。また、クレーン装置７、さらにパワーユニット８の重量分により杭圧入時の反力を増加することができる。
【0022】
（形態２）
本形態は、図３に示すようにクレーン装置７がチャックフレーム３５に搭載された形態である。
上記形態１に対し、クレーン装置７及びパワーユニット８の左右方向の位置は変更せずに、チャック装置３より前方に長く延ばしたチャックフレーム３５の前端部にクレーン装置７を搭載したものである。したがって本形態では、クレーン装置７がチャック装置３の前方に配置され、パワーユニット８がチャック装置３の後方に配置されている。
パワーユニット８はサドル２に搭載したままである。クレーン装置７が移動した分、パワーユニット８のサドル２における前後方向の配置の自由度が上がるため、クレーン装置７との前後重量バランスを考慮して最適な位置にパワーユニット８を配置することができる。
本形態は、図３に示すようにクレーン装置７がチャックフレーム３５に搭載された形態である。
上記形態１に対し、クレーン装置７及びパワーユニット８の左右方向の位置は変更せずに、チャック装置３より前方に長く延ばしたチャックフレーム３５の前端部にクレーン装置７を搭載したものである。したがって本形態では、クレーン装置７がチャック装置３の前方に配置され、パワーユニット８がチャック装置３の後方に配置されている。
パワーユニット８はサドル２に搭載したままである。クレーン装置７が移動した分、パワーユニット８のサドル２における前後方向の配置の自由度が上がるため、クレーン装置７との前後重量バランスを考慮して最適な位置にパワーユニット８を配置することができる。
【0023】
鋼管杭（Ｐ１）を圧入する圧入力により杭圧入装置本体１が把持している既設鋼管杭ＰＳを後傾させようとするモーメントＭ１が生じるが、チャック装置３より前方のクレーン装置７の重量によるモーメントＭ２により、既設鋼管杭ＰＳに負荷されるモーメントは軽減される。
したがって、本形態によれば、クレーン装置７、さらにパワーユニット８を搭載した杭圧入装置の全体の重量バランスが良好であるので、杭を左右及び前後に傾斜させるおそれも少なく杭の圧入精度を良好に保つことができる。
また、クレーン装置７、さらにパワーユニット８の重量分により杭圧入時の反力を増加することができる。クレーン装置７及びパワーユニット８による左右及び前後の重量バランスが良好であるため、クレーン装置７及びパワーユニット８として大重量のものを採用しやすく、さらに杭圧入時の反力を増加することができる。
したがって、本形態によれば、クレーン装置７、さらにパワーユニット８を搭載した杭圧入装置の全体の重量バランスが良好であるので、杭を左右及び前後に傾斜させるおそれも少なく杭の圧入精度を良好に保つことができる。
また、クレーン装置７、さらにパワーユニット８の重量分により杭圧入時の反力を増加することができる。クレーン装置７及びパワーユニット８による左右及び前後の重量バランスが良好であるため、クレーン装置７及びパワーユニット８として大重量のものを採用しやすく、さらに杭圧入時の反力を増加することができる。
【0024】
（形態３）
上記形態２に対し、クレーン装置７及びパワーユニット８の左右方向の位置は変更せずに、チャック装置３より後方のマスト３３にクレーン装置７を搭載した形態を実施してもよい。
マスト３３にクレーン装置７を搭載する場合、クレーン装置７の旋回軸７１が、サドル２の前方中央に配置されたチャック装置３の把持範囲３ｂ（図１の７１ａから７１ｂまで）に対して後方に配置された形態を実施できるほか、次に説明するようにクレーン装置７の旋回軸７１が、サドル２の前方中央に配置されたチャック装置３の把持範囲３ｂに対して前方に配置された形態を実施できる。
図４及び図５に示すようにマスト３３からクレーン支持ブーム部３６を前方に延設する。クレーン支持ブーム部３６は、マスト３３に一体に形成又は固定されたものである。
図４に示すようにクレーン支持ブーム部３６には、チャック装置３で把持する杭を挿通するための孔部３６ａがチャックフレーム３５と同位置に形成されており、孔部３６ａに鋼管杭（Ｐ１）を挿通しチャック装置３で把持することができるようにされている。
また、クレーン支持ブーム部３６の孔部３６ａより前方の前端部には孔部３６ｂが形成されている。孔部３６ｂは、クレーンを搭載、固定するためのものであり、その中心がクレーン装置７の旋回軸７１に相当する（図４，５ではクレーン装置を不図示）。
さらにクレーン支持ブーム部３６の外形３６ｃは、チャックフレーム３５を昇降するシリンダ装置３４に干渉しない形状とされている。図５に示すように、クレーン支持ブーム部３６は、チャックフレーム３５の昇降ストロークの上方と通って前方に延設されている。したがって、チャックフレーム３５（チャック装置３）の昇降動作に支障が無い。
以上のマスト３３にクレーン装置７を搭載した形態によれば、杭圧入作業等ためのチャックフレーム３５の昇降に伴ってクレーン装置７が昇降されることはなく、効率的である。
上記形態２に対し、クレーン装置７及びパワーユニット８の左右方向の位置は変更せずに、チャック装置３より後方のマスト３３にクレーン装置７を搭載した形態を実施してもよい。
マスト３３にクレーン装置７を搭載する場合、クレーン装置７の旋回軸７１が、サドル２の前方中央に配置されたチャック装置３の把持範囲３ｂ（図１の７１ａから７１ｂまで）に対して後方に配置された形態を実施できるほか、次に説明するようにクレーン装置７の旋回軸７１が、サドル２の前方中央に配置されたチャック装置３の把持範囲３ｂに対して前方に配置された形態を実施できる。
図４及び図５に示すようにマスト３３からクレーン支持ブーム部３６を前方に延設する。クレーン支持ブーム部３６は、マスト３３に一体に形成又は固定されたものである。
図４に示すようにクレーン支持ブーム部３６には、チャック装置３で把持する杭を挿通するための孔部３６ａがチャックフレーム３５と同位置に形成されており、孔部３６ａに鋼管杭（Ｐ１）を挿通しチャック装置３で把持することができるようにされている。
また、クレーン支持ブーム部３６の孔部３６ａより前方の前端部には孔部３６ｂが形成されている。孔部３６ｂは、クレーンを搭載、固定するためのものであり、その中心がクレーン装置７の旋回軸７１に相当する（図４，５ではクレーン装置を不図示）。
さらにクレーン支持ブーム部３６の外形３６ｃは、チャックフレーム３５を昇降するシリンダ装置３４に干渉しない形状とされている。図５に示すように、クレーン支持ブーム部３６は、チャックフレーム３５の昇降ストロークの上方と通って前方に延設されている。したがって、チャックフレーム３５（チャック装置３）の昇降動作に支障が無い。
以上のマスト３３にクレーン装置７を搭載した形態によれば、杭圧入作業等ためのチャックフレーム３５の昇降に伴ってクレーン装置７が昇降されることはなく、効率的である。
【0025】
鋼管杭（Ｐ１）を圧入する圧入力により杭圧入装置本体１が把持している既設鋼管杭ＰＳを後傾させようとするモーメントＭ１が生じるが、チャック装置３より前方のクレーン装置７の重量によるモーメントＭ２により、既設鋼管杭ＰＳに負荷されるモーメントは軽減される。
したがって、本形態によれば、クレーン装置７、さらにパワーユニット８を搭載した杭圧入装置の全体の重量バランスが良好であるので、杭を左右及び前後に傾斜させるおそれも少なく杭の圧入精度を良好に保つことができる。
また、クレーン装置７、さらにパワーユニット８の重量分により杭圧入時の反力を増加することができる。クレーン装置７及びパワーユニット８による左右及び前後の重量バランスが良好であるため、クレーン装置７及びパワーユニット８として大重量のものを採用しやすく、さらに杭圧入時の反力を増加することができる。
したがって、本形態によれば、クレーン装置７、さらにパワーユニット８を搭載した杭圧入装置の全体の重量バランスが良好であるので、杭を左右及び前後に傾斜させるおそれも少なく杭の圧入精度を良好に保つことができる。
また、クレーン装置７、さらにパワーユニット８の重量分により杭圧入時の反力を増加することができる。クレーン装置７及びパワーユニット８による左右及び前後の重量バランスが良好であるため、クレーン装置７及びパワーユニット８として大重量のものを採用しやすく、さらに杭圧入時の反力を増加することができる。
【0026】
（パワーユニットの構成）
パワーユニット８は、杭圧入装置本体１及びクレーン装置７に駆動力を供給する装置である。具体的には杭圧入装置本体１及びクレーン装置７が油圧駆動式であるため、図６に示すようにパワーユニット８は、杭圧入装置本体１を動作させる油圧装置に圧油を供給する油圧ポンプ８Ａと、クレーン装置７を動作させる油圧装置に圧油を供給する油圧ポンプ８Ｂと、油圧ポンプ８Ａ及び油圧ポンプ８Ｂを駆動するエンジン８Ｅとを備える。
図６に示すように油圧ポンプ８Ａと油圧ポンプ８Ｂとを別々に備える。これにより、杭圧入装置本体１及びクレーン装置７のそれぞれの作業力を同時に維持しやすい。
図６では、油圧ポンプ８Ａ及び油圧ポンプ８Ｂを駆動するエンジン８Ｅを共通としたが、油圧ポンプ８Ａを駆動するエンジンと、油圧ポンプ８Ｂを駆動するエンジンとを別々に設けてもよい。
また、図１から図６ではパワーユニット８を一台としたが、油圧ポンプ８Ａとこれを駆動するエンジンを搭載する一台のパワーユニットと、油圧ポンプ８Ｂとこれを駆動するエンジンを搭載する他の一台のパワーユニットとを杭圧入装置本体１に装備してもよい。
パワーユニット８は、杭圧入装置本体１及びクレーン装置７に駆動力を供給する装置である。具体的には杭圧入装置本体１及びクレーン装置７が油圧駆動式であるため、図６に示すようにパワーユニット８は、杭圧入装置本体１を動作させる油圧装置に圧油を供給する油圧ポンプ８Ａと、クレーン装置７を動作させる油圧装置に圧油を供給する油圧ポンプ８Ｂと、油圧ポンプ８Ａ及び油圧ポンプ８Ｂを駆動するエンジン８Ｅとを備える。
図６に示すように油圧ポンプ８Ａと油圧ポンプ８Ｂとを別々に備える。これにより、杭圧入装置本体１及びクレーン装置７のそれぞれの作業力を同時に維持しやすい。
図６では、油圧ポンプ８Ａ及び油圧ポンプ８Ｂを駆動するエンジン８Ｅを共通としたが、油圧ポンプ８Ａを駆動するエンジンと、油圧ポンプ８Ｂを駆動するエンジンとを別々に設けてもよい。
また、図１から図６ではパワーユニット８を一台としたが、油圧ポンプ８Ａとこれを駆動するエンジンを搭載する一台のパワーユニットと、油圧ポンプ８Ｂとこれを駆動するエンジンを搭載する他の一台のパワーユニットとを杭圧入装置本体１に装備してもよい。
【0027】
〔杭圧入装置本体の概要〕
まず、杭圧入装置本体１につき図７から図１１を参照して説明する。
図７、図８及び図９に示すように本実施形態の杭圧入装置本体１は、既設鋼管杭ＰＳから反力を取って地盤Ｇに鋼管杭（Ｐ１）を圧入する杭圧入装置であって、サドル２と、チャック装置３と、第１クランプ装置４Ａと、第２クランプ装置４Ｂと、第３クランプ装置５とを備える。
サドル２は各部を支持する本体メインフレームに相当し前後方向に長尺に形成されている。
第１クランプ装置４Ａ及び第２クランプ装置４Ｂが中間のクランプ装置に相当する。中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂはサドル２の下部に配設されている。２つの中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂは、前方側に配置される第１クランプ装置４Ａと、後方側に配置される第２クランプ装置４Ｂとからなる。
第３クランプ装置５が後方のクランプ装置に相当する。
杭圧入装置本体１の前後方向にチャック装置３、中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂ、後方のクランプ装置５が連結された構成である。前方側から、チャック装置３、第１クランプ装置４Ａ、第２クランプ装置４Ｂ、第３クランプ装置５の順でこれらが配列する。
中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂ及び後方のクランプ装置５はそれぞれ、既設鋼管杭ＰＳの上端部を把持可能に構成されている。
チャック装置３は、圧入する鋼管杭（Ｐ１）を外側から把持可能に構成されており、鋼管杭（Ｐ１）の任意の高さ位置を把持することができる。
クランプ装置４Ａ，４Ｂ，５は既設鋼管杭ＰＳ内に挿入した複数のクランプ部材を開くことで掴む把持機構であり、チャック装置３は鋼管杭（Ｐ１）を挿入する挿入部の中心に向かって複数のチャック部材を進退させる把持機構による。双方とも従来から利用されているものである。
まず、杭圧入装置本体１につき図７から図１１を参照して説明する。
図７、図８及び図９に示すように本実施形態の杭圧入装置本体１は、既設鋼管杭ＰＳから反力を取って地盤Ｇに鋼管杭（Ｐ１）を圧入する杭圧入装置であって、サドル２と、チャック装置３と、第１クランプ装置４Ａと、第２クランプ装置４Ｂと、第３クランプ装置５とを備える。
サドル２は各部を支持する本体メインフレームに相当し前後方向に長尺に形成されている。
第１クランプ装置４Ａ及び第２クランプ装置４Ｂが中間のクランプ装置に相当する。中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂはサドル２の下部に配設されている。２つの中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂは、前方側に配置される第１クランプ装置４Ａと、後方側に配置される第２クランプ装置４Ｂとからなる。
第３クランプ装置５が後方のクランプ装置に相当する。
杭圧入装置本体１の前後方向にチャック装置３、中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂ、後方のクランプ装置５が連結された構成である。前方側から、チャック装置３、第１クランプ装置４Ａ、第２クランプ装置４Ｂ、第３クランプ装置５の順でこれらが配列する。
中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂ及び後方のクランプ装置５はそれぞれ、既設鋼管杭ＰＳの上端部を把持可能に構成されている。
チャック装置３は、圧入する鋼管杭（Ｐ１）を外側から把持可能に構成されており、鋼管杭（Ｐ１）の任意の高さ位置を把持することができる。
クランプ装置４Ａ，４Ｂ，５は既設鋼管杭ＰＳ内に挿入した複数のクランプ部材を開くことで掴む把持機構であり、チャック装置３は鋼管杭（Ｐ１）を挿入する挿入部の中心に向かって複数のチャック部材を進退させる把持機構による。双方とも従来から利用されているものである。
【0028】
サドル２からチャック装置３までの機械的構成は以下の通りである。
サドル２に第１スライドフレーム３１がシリンダ装置３２の駆動により前後動作可能に支持されている。第１スライドフレーム３１上に旋回動作可能にマスト３３が立設されている。マスト３３にチャックフレーム３５がシリンダ装置３４の駆動により昇降動作可能に支持されている。チャックフレーム３５にチャック装置３が設けられている。
サドル２に第１スライドフレーム３１がシリンダ装置３２の駆動により前後動作可能に支持されている。第１スライドフレーム３１上に旋回動作可能にマスト３３が立設されている。マスト３３にチャックフレーム３５がシリンダ装置３４の駆動により昇降動作可能に支持されている。チャックフレーム３５にチャック装置３が設けられている。
【0029】
サドル２からクランプ装置までの機械的構成は以下の通りである。
サドル２に第２スライドフレーム５１がシリンダ装置５２の駆動により前後動作可能に支持されている。第２スライドフレーム５１に昇降フレーム５４がシリンダ装置５３の駆動により昇降動作可能に支持されている。第３クランプ装置５は、昇降フレーム５４の下端に支持されており、サドル２より後方において中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂと同じ低さに配置可能とされている。
サドル２に第２スライドフレーム５１がシリンダ装置５２の駆動により前後動作可能に支持されている。第２スライドフレーム５１に昇降フレーム５４がシリンダ装置５３の駆動により昇降動作可能に支持されている。第３クランプ装置５は、昇降フレーム５４の下端に支持されており、サドル２より後方において中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂと同じ低さに配置可能とされている。
【0030】
サドル２に前後スライダー４１がシリンダ装置４２の駆動により前後動作可能に支持されている。前後スライダー４１に左右スライダー４３がシリンダ装置４４の駆動により左右動作可能に支持されている。第１クランプ装置４Ａ、第２クランプ装置４Ｂは、左右スライダー４３の下端に支持されている。
また第３クランプ装置５も左右動作機構に関して同様であり、昇降フレーム５４に左右スライダー５５がシリンダ装置５６の駆動により左右動作可能に支持されており、第３クランプ装置５は、左右スライダー５５に支持されている。
また第３クランプ装置５も左右動作機構に関して同様であり、昇降フレーム５４に左右スライダー５５がシリンダ装置５６の駆動により左右動作可能に支持されており、第３クランプ装置５は、左右スライダー５５に支持されている。
【0031】
以上の機械的構成により、チャック装置３と中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂとの相対的な昇降動作及び前後動作が可能にされ、中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂと後方のクランプ装置５との相対的な昇降動作及び前後動作が可能にされている。
チャック装置３は、マスト３３の旋回動作により左右揺動動作が可能にされている。
したがって、チャック装置３、中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂ及び後方のクランプ装置５のいずれの装置も左右動作が可能にされている。
また、第１クランプ装置４Ａと、第２クランプ装置４Ｂとの相対的な前後動作が可能にされている。
チャック装置３は、マスト３３の旋回動作により左右揺動動作が可能にされている。
したがって、チャック装置３、中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂ及び後方のクランプ装置５のいずれの装置も左右動作が可能にされている。
また、第１クランプ装置４Ａと、第２クランプ装置４Ｂとの相対的な前後動作が可能にされている。
【0032】
杭圧入装置本体１は、図７及び図１０(a)に示すように、中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂ及び後方のクランプ装置５により既設鋼管杭ＰＳの上端を把持した状態で、チャック装置３が昇降することによって、チャック装置３により把持した鋼管杭（Ｐ１）を地盤Ｇに圧入することができる。
チャック装置３により鋼管杭（Ｐ１）を把持し、シリンダ装置３４の駆動によりチャックフレーム３５及びチャック装置３を降下させることで、チャック装置３により把持している鋼管杭（Ｐ１）を押し下げ地盤に圧入する。また、チャック装置３の回転機能により、鋼管杭（Ｐ１）をその中心軸まわりに回転させながら押し下げ地盤に回転圧入することが可能である。
鋼管杭（Ｐ１）の圧入の進行に伴い、チャック装置３を開いて鋼管杭（Ｐ１）の把持を解除し、シリンダ装置３４の駆動によりチャックフレーム３５及びチャック装置３を上昇させ、鋼管杭（Ｐ１）の高い位置を把持し直し、さらに圧入又は回転圧入を続行し所望の深さまで鋼管杭（Ｐ１）を地盤Ｇに圧入することができる。
チャック装置３により鋼管杭（Ｐ１）を把持し、シリンダ装置３４の駆動によりチャックフレーム３５及びチャック装置３を降下させることで、チャック装置３により把持している鋼管杭（Ｐ１）を押し下げ地盤に圧入する。また、チャック装置３の回転機能により、鋼管杭（Ｐ１）をその中心軸まわりに回転させながら押し下げ地盤に回転圧入することが可能である。
鋼管杭（Ｐ１）の圧入の進行に伴い、チャック装置３を開いて鋼管杭（Ｐ１）の把持を解除し、シリンダ装置３４の駆動によりチャックフレーム３５及びチャック装置３を上昇させ、鋼管杭（Ｐ１）の高い位置を把持し直し、さらに圧入又は回転圧入を続行し所望の深さまで鋼管杭（Ｐ１）を地盤Ｇに圧入することができる。
【0033】
図１１(a)の状態から図１１(b)の状態への変化又は図１１(b)の状態から図１１(a)の状態への変化のように、地盤Ｇに圧入された鋼管杭（Ｐ２）をチャック装置３により把持するとともに、後方のクランプ装置５により既設鋼管杭ＰＳ３の上端を把持した状態で、中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂを既設鋼管杭ＰＳ１，ＰＳ２から離脱させて前後に移動することできる。
【0034】
〔杭圧入装置の杭上自走方法〕
次に、以上説明した動作機能を利用した杭圧入装置本体１の杭上自走方法につき図１０から図１２を参照して説明する。
図１０(a)に示すように中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂ及び後方のクランプ装置５により既設鋼管杭ＰＳ１，ＰＳ２，ＰＳ３の上端を把持した状態で、チャック装置３により把持した鋼管杭Ｐ１を地盤Ｇに圧入する。この鋼管杭Ｐ１を、中間のクランプ装置４Ａにより把持する先頭既設鋼管杭ＰＳ１と同レベルに押し下げ、鋼管杭Ｐ１の圧入施工を完了する。
鋼管杭Ｐ１の圧入施工完了後、シリンダ装置３２（図７，８参照）およびシリンダ装置５２（図７，８参照）の駆動によってマスト３３を１杭ピッチ前方に移動して、図１０(b)に示すように鋼管杭Ｐ２をチャック装置３に挿入してチャック装置３により把持させる。
続いて図１０(c)に示すようにチャック装置３により把持した鋼管杭Ｐ２を、所定の支持力が得られるまで地盤Ｇに圧入する。
次に、以上説明した動作機能を利用した杭圧入装置本体１の杭上自走方法につき図１０から図１２を参照して説明する。
図１０(a)に示すように中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂ及び後方のクランプ装置５により既設鋼管杭ＰＳ１，ＰＳ２，ＰＳ３の上端を把持した状態で、チャック装置３により把持した鋼管杭Ｐ１を地盤Ｇに圧入する。この鋼管杭Ｐ１を、中間のクランプ装置４Ａにより把持する先頭既設鋼管杭ＰＳ１と同レベルに押し下げ、鋼管杭Ｐ１の圧入施工を完了する。
鋼管杭Ｐ１の圧入施工完了後、シリンダ装置３２（図７，８参照）およびシリンダ装置５２（図７，８参照）の駆動によってマスト３３を１杭ピッチ前方に移動して、図１０(b)に示すように鋼管杭Ｐ２をチャック装置３に挿入してチャック装置３により把持させる。
続いて図１０(c)に示すようにチャック装置３により把持した鋼管杭Ｐ２を、所定の支持力が得られるまで地盤Ｇに圧入する。
【0035】
次に中間部前進工程を図１１(a)→図１１(b)→図１１(c)で示すように実行する。
すなわち、第１クランプ装置４Ａから２杭ピッチ前方の鋼管杭Ｐ２をチャック装置３により把持するとともに、後方のクランプ装置５により既設鋼管杭ＰＳ３の上端を把持した状態で、中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂを既設鋼管杭ＰＳ１，ＰＳ２から離脱させて前方に移動し、１杭ピッチ前方の鋼管杭Ｐ１，ＰＳ１の上端を中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂにより把持させる。（第１クランプ装置４Ａにより鋼管杭Ｐ１を把持させ、第２クランプ装置４Ｂにより鋼管杭ＰＳ１を把持させる。）
すなわち、第１クランプ装置４Ａから２杭ピッチ前方の鋼管杭Ｐ２をチャック装置３により把持するとともに、後方のクランプ装置５により既設鋼管杭ＰＳ３の上端を把持した状態で、中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂを既設鋼管杭ＰＳ１，ＰＳ２から離脱させて前方に移動し、１杭ピッチ前方の鋼管杭Ｐ１，ＰＳ１の上端を中間のクランプ装置４Ａ，４Ｂにより把持させる。（第１クランプ装置４Ａにより鋼管杭Ｐ１を把持させ、第２クランプ装置４Ｂにより鋼管杭ＰＳ１を把持させる。）
【0036】
次に後方部前進工程を図１２(a)→図１２(b)→図１２(c)で示すように実行する。
すなわち、後方のクランプ装置５を既設鋼管杭ＰＳ３から離脱させて前方に移動し、上記中間部移動工程において後方のクランプ装置５により把持していた既設鋼管杭ＰＳ３より１杭ピッチ前方の既設鋼管杭ＰＳ２の上端を後方のクランプ装置５により把持させる。
以上により図１２(c)に示すように杭圧入装置本体１は、図１０(a)と同じ装置形態であって、１杭ピッチ前進した状態となる。この状態で、チャック装置３により把持した鋼管杭Ｐ２の圧入を続行し、既設鋼管杭と同レベルに押し下げ、鋼管杭Ｐ２の圧入施工を完了する。しがたって、以上の過程を繰り返すことで、所定の杭ピッチで新たな鋼管杭を地盤Ｇに圧入して鋼管による杭列を施工しつつ、同杭列上を前進することができる。
すなわち、後方のクランプ装置５を既設鋼管杭ＰＳ３から離脱させて前方に移動し、上記中間部移動工程において後方のクランプ装置５により把持していた既設鋼管杭ＰＳ３より１杭ピッチ前方の既設鋼管杭ＰＳ２の上端を後方のクランプ装置５により把持させる。
以上により図１２(c)に示すように杭圧入装置本体１は、図１０(a)と同じ装置形態であって、１杭ピッチ前進した状態となる。この状態で、チャック装置３により把持した鋼管杭Ｐ２の圧入を続行し、既設鋼管杭と同レベルに押し下げ、鋼管杭Ｐ２の圧入施工を完了する。しがたって、以上の過程を繰り返すことで、所定の杭ピッチで新たな鋼管杭を地盤Ｇに圧入して鋼管による杭列を施工しつつ、同杭列上を前進することができる。
【0037】
以上の実施形態にかかわらず、上記後方のクランプ装置５及びこれをサドル２に連結する機構を省略した従来型の杭圧入装置（特許文献２参照）を適用してもよい。その場合、サドル２の下部に配置するクランプを３つに増設してもよい。
後方のクランプ装置５を有した上記杭圧入装置本体１によれば、サドル２を前後方向に長くしても安定した自走が可能であるため、上記形態１（図１、図２）のようにクレーン装置７及びパワーユニット８をサドル２上に前後に並べて配置する形態を実施しやすい。
後方のクランプ装置５を有した上記杭圧入装置本体１によれば、サドル２を前後方向に長くしても安定した自走が可能であるため、上記形態１（図１、図２）のようにクレーン装置７及びパワーユニット８をサドル２上に前後に並べて配置する形態を実施しやすい。
【0038】
また上記形態１，２，３のようにクレーン装置７及びパワーユニット８を杭圧入装置に搭載するので、別途クレーン装置及びパワーユニットが不要となり、独立した移動体が簡略化される。例えば、従来使用されていた杭圧入装置に後続して杭列上を自走する杭上自走式のクレーンやパワーユニットが不要となり、移動体の台数減、システム全長の短縮が図られる。
なお、以上の実施形態では鋼管杭に対応したものについて説明したが、適用する杭は鋼管杭に限定されるものではない。本発明はコンクリート杭（柱）など、モーメントが加わると折れやすい杭にも効果的である。
なお、以上の実施形態では鋼管杭に対応したものについて説明したが、適用する杭は鋼管杭に限定されるものではない。本発明はコンクリート杭（柱）など、モーメントが加わると折れやすい杭にも効果的である。
【符号の説明】
【0039】
１ 杭圧入装置本体
２ サドル
３ チャック装置
３ａ 把持中心
３ｂ 把持範囲
４Ａ，４Ｂ，５クランプ装置
７ クレーン装置
８ パワーユニット
８Ａ 油圧ポンプ
８Ｂ 油圧ポンプ
８Ｅ エンジン
３３ マスト
３５ チャックフレーム
７１ 旋回軸
８１ 重心
Ｇ 地盤
Ｐ１，Ｐ２ 鋼管杭
ＰＳ 既設鋼管杭
２ サドル
３ チャック装置
３ａ 把持中心
３ｂ 把持範囲
４Ａ，４Ｂ，５クランプ装置
７ クレーン装置
８ パワーユニット
８Ａ 油圧ポンプ
８Ｂ 油圧ポンプ
８Ｅ エンジン
３３ マスト
３５ チャックフレーム
７１ 旋回軸
８１ 重心
Ｇ 地盤
Ｐ１，Ｐ２ 鋼管杭
ＰＳ 既設鋼管杭
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】