JP2002322648A - 杭圧入引抜機における杭掴み装置の上下動切換機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上下切換弁のオンオフによる杭圧入引抜シリ
ンダの上下動時に生じるタイムラグをなくし、杭への土
砂付着による圧入抵抗の増大防止と杭圧入引抜作業の効
率を高めた杭掴み装置の上下動切換機構を得ることを目
的とする。 【解決手段】 反力掴み装置３を有して既設杭上に定置
される台座２と、スライドベース４、ガイドフレーム
６、杭圧入引抜シリンダ９、昇降体８、杭掴み装置１０
とを備えた構成における杭圧入引抜シリンダ９に圧油を
供給する上下切換弁に加えて、該上下切換弁を切り換え
るためのロータリー切換機構を配備してある。ロータリ
ー切換機構は、ロータリー切換弁１９と該ロータリー切
換弁１９のロータ２４に直結された油圧モータ１８、杭
圧入引抜シリンダの上下動の速度を油圧モータの回転速
度によって調節するロータリー弁駆動流量調節弁２１、
圧入引抜油圧力調節弁２３及びシャットオフ弁２２によ
り構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は既設杭上に定置して
該既設杭の反力に基づいて杭掴み装置によりチャックし
た建込用の杭を地盤内に圧入，引抜するとともに、圧入
時の土質の影響及び杭へ付着する土砂の影響で杭掴み装
置の上昇下降を切り換えて行う場合の該杭掴み装置の上
下動切換をスムーズに行わせるようにした杭圧入引抜機
における杭掴み装置の上下動切換機構に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】各種の土木基礎工事において、鋼矢板と
かＨ型鋼もしくは鋼管杭などの各種杭を地盤へ圧入，引
抜する工事は既設杭の反力に基づいて建込用の杭を杭掴
み装置によりチャックして地盤内に圧入，引抜する静荷
重型杭圧入引抜機が主として採用されている。

【０００３】静荷重型杭圧入引抜機は、既設杭上に定置
された台座の下方に前後方向に摺動自在な複数の反力掴
み装置を設けて、この反力掴み装置により既設杭をクラ
ンプすることによって反力を取っており、台座上にスラ
イド自在に配備されたスライドベースの上方にはガイド
フレームが回動自在に立設され、該ガイドフレームに杭
圧入引抜シリンダが取り付けられた昇降体が昇降自在に
装着されており、この昇降体の下方に杭掴み装置が旋回
自在に配備されている。

【０００４】静荷重によって杭を地盤に深く圧入する場
合には、杭掴み装置で建込用の杭を強固にチャックして
から杭圧入引抜シリンダの駆動により杭掴み装置を１ス
トローク分だけ下降させ、次に杭のチャックを一旦解除
して杭掴み装置を１ストローク分だけ上昇させ、再び杭
掴み装置で杭をチャックして杭圧入引抜シリンダの駆動
により杭掴み装置を１ストローク分だけ下降させる動作
を繰り返し行うのが通例である。

【０００５】図１０は従来から用いられている杭圧入引
抜シリンダ９駆動用の油圧回路を示しており、杭圧入工
程では圧入油圧入口弁１３及び圧入油圧戻り弁１５に通
電して両弁を開弁してから油圧ポンプ１２を起動する
と、圧油が圧入油圧入口弁１３から杭圧入引抜シリンダ
９の圧入側ポートＰ１へ流入し、該杭圧入引抜シリンダ
９の引抜側ポートＰ２から圧入油圧戻り弁１５を経由し
てタンクＴへ戻される。杭の引抜工程では引抜油圧入口
弁１４及び引抜油圧戻り弁１６に通電して両弁を開弁す
ることにより、圧油が引抜油圧入口弁１４から杭圧入引
抜シリンダ９の引抜側ポートＰ２へ流入し、引抜油圧戻
り弁１６を経由してタンクＴへ戻される。杭圧入及び引
抜時の油圧力は安全弁１７で保証されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
静荷重型圧入引抜機は、前記したように杭掴み装置で建
込用の杭をチャックしてから杭圧入引抜シリンダの駆動
により杭掴み装置を１ストローク分だけ上下動すること
によって杭の圧入を行っており、この動作で杭を地盤に
深く圧入できる場合は問題ないが、地盤が堅いケースも
しくは逆に柔らかい粘土質のケースでは、堅い土質の影
響及び杭の凹部に付着する土砂の影響で１ストローク分
を一度に圧入できない場合があり、そのため杭掴み装置
の上下動を何回も切り換えたり、該杭掴み装置を上下に
揺動させて杭を堅い地盤内に圧入するなどの使用形態を
とる必要がある。

【０００７】杭掴み装置を上下動させるには、杭圧入引
抜シリンダの圧入と引抜動作を切り換える上下切換弁の
オンオフを行って杭圧入引抜シリンダに圧油を供給する
手段が用いられているが、この電磁弁にはオン時に０．
０４５秒，オフ時に０．０２秒のタイムラグがあり、そ
の結果オンオフ時には約０．０６５秒の不動時間が発生
してしまい、その間は杭圧入引抜シリンダは動作しない
ため、作業効率が低下するとともに不動時には建込用の
杭に土砂が付着しやすくなり、この土砂が杭の凹部閉塞
現象を引き起こして圧入抵抗を増大させ、杭圧入引抜シ
リンダ及び杭掴み装置の負荷が大きくなってしまうとい
う課題がある。

【０００８】そこで本発明はこのような従来の静荷重型
杭圧入引抜機が有している課題を解消して、上下切換弁
のオンオフによる杭圧入引抜シリンダの上下動時に生じ
るタイムラグをなくし、不動時における杭への土砂付着
による圧入抵抗の増大を防止するとともに杭圧入引抜作
業の効率を高めることができる杭掴み装置の上下動切換
機構を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【問題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、下方に反力掴み装置を配設して既設杭上に
定置される台座と、該台座上にスライド自在に配備され
たスライドベースの上方にあって縦軸を中心として回動
自在に立設されたガイドフレームと、該ガイドフレーム
に昇降自在に装着されて杭圧入引抜シリンダが取り付け
られた昇降体と、昇降体の下方に配備された旋回自在な
杭掴み装置とを備えた杭圧入引抜機において、前記杭圧
入引抜シリンダに圧油を供給する上下切換弁に加えて、
該上下切換弁を切り換えるためのロータリー切換機構を
配備した杭掴み装置の上下動切換機構を基本手段として
いる。

【００１０】上記ロータリー切換機構は、ロータリー切
換弁と、該ロータリー切換弁のロータに直結された油圧
モータと、杭圧入引抜シリンダの上下動の速度を油圧モ
ータの回転速度によって調節するロータリー弁駆動流量
調節弁と、圧入する杭の抵抗力に応じた油圧力を得ると
ともに上下切換弁の切換途中で発生するサージ圧力を減
少させる圧入引抜油圧力調節弁及びシャットオフ弁によ
り構成してある。そして油圧モータに直結されたロータ
の回転により、杭圧入時と杭引抜時にロータリー切換弁
からタンクへ戻す圧油のポートを切り換えて、各ポート
の開弁と閉弁操作によるタンク側への接続時間比率によ
り杭圧入引抜シリンダを上下動させる上下動切換機構を
提供する。

【００１１】また、上記ロータに形成した切欠溝にロー
タリー切換弁のポートの位置が一致した個所で各ポート
とタンクとの接続を行うとともに、ロータの切欠溝の長
さ比率及び位置の変更により各ポートからタンクへの１
回転当たりの接続時間比率と接続のタイミングを変える
ようにしてある。

【００１２】かかる本発明によれば、建込用の杭を地盤
に圧入する際の基本操作として反力掴み装置の各クラン
プシリンダを用いて既設杭をクランプしてから杭掴み装
置に内蔵されたチャックシリンダにより建込用の杭を強
固にチャックし、杭圧入引抜シリンダの駆動により杭の
圧入と引抜を行う。杭の圧入時に地盤が堅いか逆に柔ら
かい粘土質で杭の凹部に付着する土砂の影響で杭を一度
に圧入できない場合には、ロータリー切換機構を構成す
るロータリー弁駆動切換弁及びシャットオフ弁に通電す
ることにより、ロータリー切換弁の一方のポートからタ
ンクへ圧油が戻され、杭の引抜時には他のポートからタ
ンクへ圧油が戻される。その際に両ポートの開弁と閉弁
操作によるタンク側への接続時間比率により杭圧入引抜
シリンダが上下動して堅い地盤であっても杭を圧入する
ことができる。杭圧入引抜シリンダの上下動の速度はロ
ータリー弁駆動流量調節弁によって油圧モータの回転速
度を調節して行われる。よって杭圧入引抜シリンダの圧
入と引抜動作を切り換える通常の上下切換弁に加えて、
該上下切換弁を切り換えるためのロータリー切換機構を
設けたことにより、上下切換弁のオンオフ時に生じるタ
イムラグに起因する不動時間がなくなり、杭への土砂付
着による圧入抵抗の増大がなく、杭圧入引抜時の作業効
率を高めることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明にかか
る杭圧入引抜機における杭掴み装置の上下動切換機構の
具体的な実施形態を説明する。図１は本発明を適用した
杭圧入引抜機１を全体的に示す側面図、図２は同平面図
であり、２は台座、３，３は台座２の下面にあって進行
方向に対して前後方向に摺動自在に配設されて既設杭を
クランプする反力掴み装置である。Ｆは杭圧入引抜機１
の進行方向を示す。

【００１４】台座２上には杭圧入引抜機１の進行方向に
沿って摺動自在にスライドベース４が配備されており、
このスライドベース４上には支持アーム５が縦軸を中心
として回動自在に軸支され、この支持アーム５の前部に
設けた軸受部６ａを中心として回動可能なガイドフレー
ム６が立設されている。このガイドフレーム６は、一端
が支持アーム５に軸支された傾動シリンダ７の伸縮によ
って軸受部６ａを中心として傾動可能となっている。

【００１５】上記ガイドフレーム６には昇降体８が昇降
自在に装着されている。該昇降体８の両側には左右一対
の杭圧入引抜シリンダ９，９が取り付けられていて、こ
の杭圧入引抜シリンダ９，９の一端が前記軸受部６ａに
軸支されており、昇降体８を上下駆動するように構成さ
れている。

【００１６】昇降体８の下方には、杭掴み装置１０が該
昇降体８に対して旋回自在に配備されている。この杭掴
み装置１０にはチャックシリンダ１１が内蔵されてい
て、このチャックシリンダ１１，１１の押圧力によりチ
ャック爪を用いて建込用の杭を強固にチャックし、地盤
への圧入と引抜を行う。

【００１７】図３は油圧ポンプ１２から杭圧入引抜シリ
ンダ９，９へ圧油を供給する油圧回路図であり、前記従
来の構成と同一の構成部分には同一の符号を付して表示
してある。即ち、１３は圧入油圧入口弁、１４は引抜油
圧入口弁、１５は圧入油圧戻り弁、１６は引抜油圧戻り
弁、１７は安全弁である。本発明では上記の杭圧入引抜
シリンダ９に圧油を供給する上下切換弁に加えて、該上
下切換弁を切り換えるためのロータリー切換機構を配備
してある。

【００１８】上記ロータリー切換機構の構成を説明する
と、１８は油圧モータ、１９はロータリー切換弁、２０
はロータリー弁駆動切換弁、２１はロータリー弁駆動流
量調節弁、２２はシャットオフ弁、２３は圧入引抜油圧
力調節弁である。

【００１９】図４は前記ロータリー切換弁１９の構成を
示す概要図、図５は図４のＡ−Ａ線に沿う断面矢視図で
あり、油圧モータ１８に直結されたロータ２４の回転に
より回転軸芯と直角面に摺動接触するピストン２５を介
してロータリー切換弁１９のポートＰ３，Ｐ４をタンク
Ｔ側へ切り換えて接続する。図６に示すようにタンクＴ
側への接続はロータ２４に形成した円弧状の切欠溝２６
ａ，２６ｂにロータリー切換弁１９のポートＰ３，Ｐ４
の位置が一致した個所でのみ接続される。この切欠溝２
６ａ，２６ｂはロータリー切換弁１９のポートＰ３，Ｐ
４で各々独立しており、各ポートＰ３，Ｐ４からタンク
Ｔへの１回転当たりの接続時間比率は、ロータ２４の切
欠溝２６ａ，２６ｂの長さ比率及び位置の変更により接
続時間比率と接続のタイミングを変えて行われる。図７
に示した例ではロータ２４の切欠溝２６ａ、即ち圧入側
での杭圧入引抜シリンダ９の上下動を行うためにＰ４側
を長く取り、引抜側の切欠溝２６ｂのＰ３側を短くして
ある。図８はロータ２４の回動に伴うポートＰ３，Ｐ４
の開弁時及び閉弁時の動作態様を示し、図９は開弁時及
び閉弁時の動作態様の他の例を示している。それぞれポ
ートＰ３，Ｐ４において黒く塗りつぶした部分Ｏが開弁
時を示しており、白く空欄とした部分Ｃが閉弁時を示し
ている。

【００２０】本発明にかかる杭掴み装置の上下動切換機
構の作用を説明する。先ず建込用の杭を地盤に圧入する
際の基本操作として、反力掴み装置３，３に内蔵された
クランプシリンダを用いて既設杭をクランプしてから杭
掴み装置１０に内蔵されたチャックシリンダ１１により
建込用の杭をチャックし、杭圧入引抜シリンダ９，９を
駆動して昇降体８をガイドフレーム６に沿って下降させ
ることにより杭の地盤への圧入が行われる。

【００２１】上記通常の杭圧入工程では、従来例と同様
に図３に示す油圧回路図の圧入油圧入口弁１３及び圧入
油圧戻り弁１５に通電して開弁してから油圧ポンプ１２
を起動することにより、圧油が圧入油圧入口弁１３から
杭圧入引抜シリンダ９の圧入側ポートＰ１へ流入し、該
杭圧入引抜シリンダ９の引抜側ポートＰ２から圧入油圧
戻り弁１５を経由してタンクＴへ戻される。杭の引抜工
程では引抜油圧入口弁１４及び引抜油圧戻り弁１６に通
電して開弁することにより、圧油が引抜油圧入口弁１４
から杭圧入引抜シリンダ９の引抜側ポートＰ２へ流入
し、引抜油圧戻り弁１６を経由してタンクＴへ戻され
る。この通常の杭圧入及び引抜時の油圧力は安全弁１７
で保証されている。

【００２２】次に地盤が堅いか逆に柔らかい粘土質であ
って、土質及び杭の凹部に付着する土砂の影響で杭を一
度に圧入できない場合に杭掴み装置１０を上下動させる
動作態様を説明する。即ち、ロータリー弁駆動切換弁２
０及び各シャットオフ弁２２，２２に通電すると、杭の
圧入時はロータリー切換弁１９のポートＰ３からタンク
Ｔへ圧油が戻され、杭の引抜時にはポートＰ４からタン
クＴへ圧油が戻される。その際に両ポートＰ３，Ｐ４の
開弁と閉弁操作によるタンクＴ側への接続時間比率によ
り杭圧入引抜シリンダ９が上下動する。上下動の速度は
ロータリー弁駆動流量調節弁２１の開度を制御して油圧
モータ１８の回転速度を調節することによって行われ
る。圧入引抜油圧力調節弁２３は建込杭の抵抗力に応じ
た油圧力を得るのと同時に通常の上下切換弁の切換途中
で発生するサージ圧力を減少させる機能を有している。

【００２３】上記により説明したように、本発明では杭
圧入引抜シリンダの圧入と引抜動作を切り換える通常の
上下切換弁に加えて、該上下切換弁を切り換えるための
ロータリー切換機構を設けたことにより、上下切換弁の
オンオフ時に生じるタイムラグに起因する不動時間をな
くして建込用の杭への土砂の付着による圧入抵抗増大を
防止するとともに、杭圧入引抜時の作業効率を高めたこ
とが大きな特徴となっている。

【００２４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる杭圧入引抜機における杭掴み装置の上下動切換機構
によれば、平常時には上下切換弁を用いて杭圧入引抜シ
リンダにより建込用の杭を地盤に圧入引抜するととも
に、圧入時に地盤が堅いか逆に柔らかい粘土質で杭の凹
部に付着する土砂の影響で杭を一度に圧入できない場合
には、ロータリー切換弁の一方のポートからタンクへ圧
油を戻す一方、杭の引抜時には他方のポートからタンク
へ圧油を戻すことにより、両ポートの開弁と閉弁操作に
よるタンク側への接続時間比率により杭圧入引抜シリン
ダが上下動して地盤の状態に関わらず杭を圧入すること
ができる。上下動の速度調節はロータリー弁駆動流量調
節弁の開度調整によって行うことができる。

【００２５】本発明によれば杭圧入引抜シリンダの圧入
と引抜動作を切り換える通常の上下切換弁に加えて、該
上下切換弁を切り換えるためのロータリー切換機構を設
けたことにより、通常の電磁弁のオンオフ時に生じるタ
イムラグに起因する杭圧入引抜シリンダの不動時間がな
くなり、杭への土砂付着による凹部の閉塞現象と圧入抵
抗の増大がないため、杭圧入引抜シリンダ及び杭掴み装
置の負荷が軽減されるとともに杭圧入引抜時の作業効率
を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した杭圧入引抜機を全体的に示す
側面図。

【図２】図１の平面図。

【図３】杭圧入引抜シリンダへ圧油を供給する油圧回路
図。

【図４】ロータリー切換弁の構成を示す概要図。

【図５】図４のＡ−Ａ線に沿う断面矢視図。

【図６】ロータの構成を示す正断面図。

【図７】図６に示すロータの右側面図。

【図８】ロータの回動に伴うポートの開弁時及び閉弁時
の動作態様を示す概要図。

【図９】ロータの回動に伴うポートの開弁時及び閉弁時
の動作態様を示す他の実施概要図。

【図１０】杭圧入引抜シリンダへ圧油を供給する従来の
油圧回路図。

【符号の説明】

１…杭圧入引抜機 ２…台座 ３…反力掴み装置 ４…スライドベース ５…支持アーム ６…ガイドフレーム ６ａ…軸受部 ７…傾動シリンダ ８…昇降体 ９…杭圧入引抜シリンダ １０…杭掴み装置 １１…チャックシリンダ １２…油圧ポンプ １３…圧入油圧入口弁 １４…引抜油圧入口弁 １５…圧入油圧戻り弁 １６…引抜油圧戻り弁 １７…安全弁 １８…油圧モータ １９…ロータリー切換弁 ２０…ロータリー弁駆動切換弁 ２１…ロータリー弁駆動流量調節弁 ２２…シャットオフ弁 ２３…圧入引抜油圧力調節弁 ２４…ロータ ２５…ピストン ２６ａ，２６ｂ…切欠溝 整理番号 Ｐ３２７１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下方に反力掴み装置を配設して既設杭上
   に定置される台座と、該台座上にスライド自在に配備さ
   れたスライドベースの上方にあって縦軸を中心として回
   動自在に立設されたガイドフレームと、該ガイドフレー
   ムに昇降自在に装着されて杭圧入引抜シリンダが取り付
   けられた昇降体と、昇降体の下方に配備された旋回自在
   な杭掴み装置とを備えた杭圧入引抜機において、 前記杭圧入引抜シリンダに圧油を供給する上下切換弁に
   加えて、該上下切換弁を切り換えるためのロータリー切
   換機構を配備したことを特徴とする杭圧入引抜機におけ
   る杭掴み装置の上下動切換機構。
2. 【請求項２】 上記ロータリー切換機構は、ロータリー
   切換弁と、該ロータリー切換弁のロータに直結された油
   圧モータと、杭圧入引抜シリンダの上下動の速度を油圧
   モータの回転速度によって調節するロータリー弁駆動流
   量調節弁と、圧入する杭の抵抗力に応じた油圧力を得る
   とともに上下切換弁の切換途中で発生するサージ圧力を
   減少させる圧入引抜油圧力調節弁及びシャットオフ弁に
   より構成した請求項１に記載の杭圧入引抜機における杭
   掴み装置の上下動切換機構。
3. 【請求項３】 油圧モータに直結されたロータの回転に
   より、杭圧入時と杭引抜時にロータリー切換弁からタン
   クへ戻す圧油のポートを切り換えて、各ポートの開弁と
   閉弁操作によるタンク側への接続時間比率により杭圧入
   引抜シリンダを上下動させるようにした請求項１又は２
   に記載の杭圧入引抜機における杭掴み装置の上下動切換
   機構。
4. 【請求項４】 ロータに形成した切欠溝にロータリー切
   換弁のポートの位置が一致した個所で各ポートとタンク
   との接続を行うとともに、ロータの切欠溝の長さ比率及
   び位置の変更により各ポートからタンクへの１回転当た
   りの接続時間比率と接続のタイミングを変えるようにし
   た請求項１，２又は３に記載の杭圧入引抜機における杭
   掴み装置の上下動切換機構。