JP4465304B2 - チュービング装置 - Google Patents

Description

本発明は、オールケーシング工法や鋼管杭の回転埋設工法に使用する全回転式のチュービング装置に関し、特に、工法に応じて昇降シリンダのスピードを変化させることができる昇降シリンダ回路を備えるチュービング装置に関する。

建築、土木等の基礎工事では、例えばケーシングを回転させながら地盤に圧入し、内部の土を取り出してコンクリートを流し込んで杭にする場所打ち杭工法といわれる工事が行われる。こうした場所打ち杭工法では、ケーシングの圧入及び引き抜きを行うため、高トルクの回転を発生させるチュービング装置が使用される。

チュービング装置は、フレーム中心の貫通孔を通したケーシングがチャックによって把持され、地盤へ回転しながらの押込みや引き抜きが行われる。ケーシングを押込みする場合には、チャックシリンダの収縮作動によってチャックフレームが下降し、そのチャックフレームに設けられたチャック部材を介してギヤフレームとの間でケーシングがチャックされ、昇降シリンダの降下によってチャックフレームとギヤフレームがケーシングと一緒に下降する。そして、ギヤフレームに設けられた油圧モータからは高トルクの回転がケーシングに伝達されるため、ケーシングは回転しながら地盤に対して圧入される。一方、ケーシングを引き抜く場合には、昇降シリンダが逆に伸張作動し、ケーシングが引き抜かれる。

ところで、最近では基礎工事の工法に関しても環境問題が考慮されてきており、掘削残土を出さない工法として鋼管杭回転埋設工法が普及してきている。鋼管杭回転埋設工法には、先端に螺旋羽根を持った鋼管を地盤に回転させながら埋設するものなどがあって、螺旋羽根による推力が発生するが大きな回転トルクが必要であることから、チュービング装置が使用されることも多い。従って、チュービング装置は、それ一台によってオールケーシング工法や鋼管杭回転埋設工法が行われている。
特開２００２−７０００７号公報（第４−６頁、図２） 特開２００４−２７８３０６号公報（第７−８頁、図３２、図３３）

しかしながら、従来のチュービング装置は、それをオールケーシング工法と鋼管杭回転埋設工法に兼用する場合には、両工法の違いによって十分な効果を上げることができなかった。ケーシングや鋼管杭の圧入や引き抜きは、昇降シリンダが伸縮してワンストローク毎にチャック部材による掴み換えが繰り返される。そして、オールケーシング工法ではケーシングを回収する必要があり大きな引き抜き力を必要とする一方、鋼管杭回転埋設工法は鋼管杭を回収することがほとんどないため大きな引き抜き力が不要である。反面、杭単価の高い鋼管杭回転埋設工法では、掴み換えの速度を上げて作業効率を上げることが施工費を下げるためにも好ましい。

掴み換え速度を上げるには、チャックによる把持を解放した後の昇降シリンダの作動速度を上げることが必要になるが、それには例えば、昇降シリンダの径を小さくして小型化すること（改良１）、油圧ユニットのポンプを大型化すること（改良２）、油圧ユニットの昇降シリンダ用ポンプに他のアクチュエータ用ポンプを合流させること（改良３）が考えられる。しかし、オールケーシング工法と兼用するためには、改良１の場合には引き抜き力が十分得られない問題があり、改良２，３の場合には油圧ユニットに大幅な改造が必要となって構造が複雑になりコストアップにもなる。

よって、本発明は、かかる課題を解決すべく、工法に応じて昇降シリンダのスピードを変化させるチュービング装置を提供することを目的とする。

本発明に係るチュービング装置は、チャック機構によって把持したケーシング等を、複数本の昇降シリンダを伸縮させることによって上下させるとともに、回転を与えて地盤への押込みや引抜きを行うものであって、前記昇降シリンダは、そのロッド室とヘッド室に対して作動油が供給或いは排出されることによって伸縮する油圧シリンダであって、各昇降シリンダのロッド室はロッド側ラインに、各昇降シリンダのヘッド室はヘッド側ラインにそれぞれ接続され、その複数の昇降シリンダのうち少なくとも１本を残した他の昇降シリンダは、ロッド側ラインに接続されたロッド室が切換手段によって当該昇降シリンダのヘッド室との接続に切り換えられるようにしたものであることを特徴とする。

また、本発明に係るチュービング装置は、前記他の昇降シリンダが、そのヘッド室が前記ヘッド側ラインから分岐したヘッド側分岐ラインにそれぞれ接続され、そのロッド室は、前記ロッド側ラインから分岐したロッド側分岐ラインとロッド室同士を接続する接続ラインとの間に１つの切換手段があって、その切換手段によって接続ラインがヘッド側分岐ラインとロッド側分岐ラインとの間で接続切り換えされるようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係るチュービング装置は、前記切換手段が、セルフシールカップリング又は方向切換弁を使用したものであることが好ましい。
また、本発明に係るチュービング装置は、複数設けられた前記他の昇降シリンダが、回転中心に対して点対称、または回転中心を通る縦線若しくは横線に対して線対称に配置されたものであることが好ましい。

よって、本発明に係るチュービング装置は、セルフシールカップリングや方向切換弁の切換手段によって、複数ある昇降シリンダのうち少なくとも１本を残した他の昇降シリンダについて、そのロッド室をロッド側ラインに接続するタイプと、ロッド側ラインから切り離してヘッド室へ接続するタイプとに変更することができる。
そこで、他の昇降シリンダのロッド室をロッド側ラインに接続するタイプでは、従来のものと同様に油圧ポンプから送られた作動油が全ての昇降シリンダに供給され、収縮作動してケーシング等の押込み力を発生し、伸張作動して引抜き力を発生させる。

一方、他の昇降シリンダのロッド室をヘッド室へ接続するタイプでは、油圧ポンプからロッド側ラインへ送られた作動油は、他の昇降シリンダを除く昇降シリンダにのみ供給され、そこで螺旋羽根付き鋼管杭などの押込み力を発生させる。そして、油圧ポンプからヘッド側ラインへ送られた作動油は、全ての昇降シリンダのヘッド室へ供給されるが、他の昇降シリンダに関しては切換手段によってロッド室と接続されているため、ロッド室側からも作動油が供給される。

従って、本発明に係るチュービング装置では、後者のタイプに切り換えることによって、伸縮時の押込み力や引抜き力は低下するものの、特にヘッド室へ作動油を供給して伸張作動させる場合に、他の昇降シリンダのロッド室側からの作動油分、流量を増加させることになるので、昇降シリンダの伸張作動のスピードを上げることが可能となる。そして、このことによって掴み換えの動作速度を上げることができ、その結果、鋼管杭回転埋設工法での施工時間を短縮して工費を抑えることが可能になる。また、従来からある昇降シリンダ回路に切換手段を加えるだけの簡易な改良で上記効果を奏することができる。
また、本発明に係るチュービング装置では、他の昇降シリンダが回転中心に対して点対称、または回転中心を通る縦線若しくは横線に対して線対称に配置されているため、他の昇降シリンダ単体の押込み力や引抜き力が低下していても、全体としての押込み引抜きのバランスに悪影響を与えることがない。

次に、本発明に係るチュービング装置の一実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。ここで、図１乃至図４は、本実施形態のチュービング装置を示した図である。そして、特に図１及び図２は、オールケーシング工法を実行する場合の平面図と断面図であり、図３及び図４は鋼管杭回転埋設工法を実行する場合の平面図と断面図である。
チュービング装置１０は、ロアフレーム１１に４本の昇降機１５が四隅に設けられ、それによって上下に重ねて配置されたギヤフレーム１２及びチャックフレーム１３が昇降可能に構成されている。ロアフレーム１１、ギヤフレーム１２、そしてチャックフレーム１３は、いずれもケーシング１が貫通可能な大きさの径で中央に貫通孔が明けられ、昇降機１５によってその貫通孔が同軸上に重なるように上下に支持されている。

昇降機１５は、ポスト１６がロアフレーム１１に固定され、そのポスト１６に対して第１ガイド筒１７が摺動可能にはめ合わされている。ギヤフレーム１２は、この第１ガイド筒１７と一体に固定され、第１ガイド筒１７がポスト１６を摺動することによって昇降するよう構成されている。また、第１ガイド筒１７には、その上部に第２ガイド筒１８が摺動可能にはめ合わされ、チャックフレーム１３は、この第２ガイド筒１８と一体に固定され、第２ガイド筒１８が第１ガイド筒１７を摺動することによってギヤフレーム１２に対して昇降するよう構成されている。

昇降機１５は、こうしたガイド部材内に昇降シリンダ１９（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ）が下向きに設けられ、ピストンロッドの先端がポスト１６側にピン結合され、シリンダチューブ上端が第１ガイド筒１７に固定されている。従って、昇降シリンダ１９は、伸縮作動によってシリンダチューブが上下するようになっている。なお、この昇降シリンダ１９は、外部の油圧ユニットから供給される作動油によって伸縮する油圧シリンダである。
一方、ギヤフレーム１２には、上面に油圧モータ２０が設置され、内部には貫通孔の周縁を形成するコーン２５へと回転を伝達するギヤ機構が構成されている。コーン２５は、外側面にリングギヤが形成され、ベアリング２４によって回転自在に取り付けられている。そして、油圧モータ２０のモータ軸にはモータギヤ２１が固定され、それがアイドラギヤ２２と噛合し、そのアイドラギヤ２２がコーン２５のリングギヤとが噛合している。

円筒体をしたコーン２５は、その内周面側にテーパ溝２５ａが等間隔で複数形成されている。そして、そのテーパ溝２５ａに対応するようにケーシング１を把持するためのチャック２６が設けられている。チャック２６は、テーパ溝２５ａを摺動する同じ角度のテーパ面をもった楔形をしたものである。チャック２６は、リンク２７を介してチャックフレーム１３に吊設され、そのリンク２７とチャックフレーム１３との間にはベアリング２８が設けられている。従って、チャック２６は、ベアリング２８によってチャックフレーム１３に対して回転自在であって、リンク２７によって垂直な姿勢が保たれるようになっている。そして、ギヤフレーム１２とチャックフレーム１３との間には、コーン２５に対してチャック２６を上下させるためのチャックシリンダ２９が連結されている。

次に、昇降シリンダ１９の伸縮を作動させる昇降シリンダ回路について説明する。ここで、図８は、従来のチュービング装置１００の昇降シリンダ回路を示した回路図である。４本の昇降シリンダ１９（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ）には、そのロッド室１９１とヘッド室１９２とに作動油を送り込むためのロッド側ライン３１とヘッド側ライン３２とが接続されている。チュービング装置１０には、そのロッド側ライン３１とヘッド側ライン３２との外部接続部３３にはセルフシールカップリングが設けられ、油圧ユニット１１０との間で油圧ホース１２１，１２２によって連結されている。油圧ユニット１１０は、タンク１０１内のオイルを圧送する油圧ポンプ１０２を有し、リリーフ弁１０３を設けて切換弁１０５が接続されている。切換弁１０５は、押込み指令と引抜き指令とによってＡポートとＢポートとにそれぞれ切り換えられるようになっている。

一方、本実施形態のチュービング装置１０には、図５に示す昇降シリンダ回路が構成されている。すなわち、４本の昇降シリンダ１９のうち、対角線上にある２本の昇降シリンダ１９ａ，１９ｄは、図８に示す従来のものと同様に、ロッド室１９１とヘッド側１９２とに作動油を送り込むためのロッド側ライン３１とヘッド側ライン３２とが直接接続されている。しかし、残る２本の昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃは、ヘッド室１９２がヘッド側ライン３２に従来通り直接接続される一方、ロッド室１９１は、セルフシールカップリング３５を設けてロッド側ライン３１とヘッド室１９２との接続が、そのつなぎ換えによって切り換えられるようになっている。こうして本実施形態のチュービング装置１０は、セルフシールカップリング３５のつなぎ換えによって、図５（ａ）に示す場合をオールケーシング工法タイプとし、図５（ｂ）に示す場合を鋼管杭回転埋設工法タイプとしている。

続いて、本実施形態のチュービング装置１０の動作について説明する。このチュービング装置１０では、前述したように図５（ａ），（ｂ）に示すように昇降シリンダ回路を各タイプに切り換えてオールケーシング工法と鋼管杭回転埋設工法とが行われる。ただし、チャック２６の把持径に対して鋼管杭２の径が小さいと、そのままでは小径の鋼管杭２をチャックによって把持することができない。そのため、小径の鋼管杭２の回転埋設を行う場合には、図３及び図４に示すようにチャック２６に対してチャックカラー３０が固定され、把持位置の調整が行われる。もちろん、小径のケーシングによるオールケーシング工法を行う場合も同様に、チャックカラーによって把持位置の調整が行われる。

先ず、オールケーシング工法を行う場合のチュービング装置１０について説明する。施工位置に配置されたチュービング装置１０では、図２に示すようにケーシング１が各フレーム１１，１２，１３の貫通孔を通して挿入され、複数のチャック２６が押さえ付けられて把持される。それには、チャックシリンダ２９が収縮作動してチャックフレーム１３が下降し、一緒にチャック２６が下がってコーン２５のテーパ溝２５ａを滑り、コーン２５とケーシング１との間に強く差し込まれる。垂直に押し下げられたチャック２６は、コーン２５との間で摺接するテーパ面によって水平分力がケーシング１の軸心方向に作用し、ケーシング１は、周りが複数のチャック２６によって掴まれるようにして把持される。

そして、ケーシング１を地盤に回転させながら押込む場合には、昇降機１５の収縮とともに油圧モータ２０の駆動が同期して行われる。回転圧入時には、伸張状態にあった昇降シリンダ１９が図２に示す状態に収縮するまでシリンダチューブが引き下げられる。そうした昇降シリンダ１９の収縮は、第１ガイド筒１７を介してギヤフレーム１２を下降させ、チャック２６によって把持されコーン２５との間で一体になっているケーシング１を押し下げることになる。同時に、このとき油圧モータ２０の回転がモータギヤ２１からアイドラギヤ２２を介して伝達され、コーン２５とともにケーシング１にも回転が生じる。

チュービング装置１０では、昇降シリンダ１９の収縮によるワンストローク分の回転圧入が繰り返し行われる。こうした圧入の繰り返しは、昇降シリンダ１９の収縮が終了した後、チャックシリンダ２９の伸張作動によりチャックフレーム１３が押し上げられ、それによりチャック２６がケーシング１とコーン２５との間から引き抜かれる。そして、昇降シリンダ１９が伸張作動することにより第１ガイド筒１７が上昇し、これによってギヤフレーム１２とチャックフレーム１３とが上昇する。そこで、再びケーシング１の上部を把持して同じようにして回転圧入が行われる。

オールケーシング工法による場所打ち杭の施工は、ケーシング１の回転圧入と同時にケーシング１内の土砂を別途方法により排出しながら進められ、こうして地盤に所定の深さまでケーシング１が回転圧入された後、そこに鉄筋籠が入れられコンクリートを流し込みながらケーシング１は地中から引き抜かれて回収され杭が造られる。引抜き時には、同じようにチャック２６でケーシング１が把持され、昇降シリンダ１９によって上方に引き上げられる。すなわち、昇降シリンダ１９は伸張作動してシリンダチューブが上昇し、第１ガイド筒１７を介してギヤフレーム１２を上昇させ、チャック２６に把持されコーン２５との間で一体になっているケーシング１を押し上げる。そして、このときも昇降シリンダ１９の伸張によるワンストローク分の引抜きが繰り返し行われる。その際、ケーシング１の回転は、鉄筋籠の共回りを発生させないために、行わないことが多い。

一方、鋼管杭回転埋設工法を行う場合には、チュービング装置１０のチャック２６にチャックカラー３０が取り付けられ、そのチャックカラー３０を介して鋼管杭２の把持が行われる。鋼管杭２の押込みは前述したオールケーシング工法の場合と同様に行われる。すなわち、伸張状態にあった昇降シリンダ１９が図４に示す状態に収縮するまでシリンダチューブが引き下げられる。それによってギヤフレーム１２が下降し、チャック２６及びチャックカラー３０でコーン２５と一体になっている鋼管杭２が押し下げられる。このとき油圧モータ２０の回転がコーン２５を介して鋼管杭２にも伝達され、下端の螺旋羽根３によって発生する推力も加わって地盤に押込まれる。そして、昇降シリンダ１９の収縮によるワンストローク分の押込みが繰り返し行われ、鋼管杭２は、所定の深さまで埋設され引抜かれることなく回転埋設が終了する。

以上のように、チュービング装置１０は、オールケーシング工法と鋼管杭回転埋設工法とで同じように昇降シリンダ１９の伸縮を繰り返して押込みや引抜きが行われる。しかし、本実施形態では、その昇降シリンダ１９の作動油を流す昇降シリンダ回路の接続が、両工法で異なる形態に切り換えられている。具体的には、オールケーシング工法の場合には、昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃのセルフシールカップリング３５が図５（ａ）に示すようにつなぎ換えられ、そのシリンダのロッド室１９１がロッド側ライン３１に接続される。これは、図８に示した従来の昇降シリンダ回路と同じ接続状態である。一方、鋼管杭回転埋設工法の場合には、昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃのセルフシールカップリング３５が図５（ｂ）に示すようにつなぎ換えられる。

そこで、先ず図５（ａ）に示す昇降シリンダ回路では、次のようにして昇降シリンダ１９の伸縮が行われる。
ケーシング１の押込み時は、油圧ユニット１１０（以下、適宜に図８参照）において切換弁１０５に押込み指令が入り、接続がＡポートに切り換えられる。すると、油圧ポンプ１０２の駆動によってタンク１０１から圧送された作動油は、ポンプ側ライン１１１から押込み側ライン１１３を流れ、チュービング装置１０のロッド側ライン３１に流れる。そのため、ロッド側ライン３１に接続されたロッド室１９１に作動油が供給され、各昇降シリンダ１９が収縮作動する。このとき昇降シリンダ１９内では、ピストンの移動によってヘッド室１９２内の作動油が押し出されてヘッド側ライン３２に流れ出る。その作動油は、油圧ユニット１１０の引抜き側ライン１１４からタンク側ライン１１２へと流れてタンク１０１へと戻される。

一方、ケーシング１の引抜き時には、油圧ユニット１１０において切換弁１０５に引抜き指令が入り、接続がＢポートに切り換えられる。すると、油圧ポンプ１０２の駆動によってタンク１０１から圧送された作動油は、ポンプ側ライン１１１から引抜き側ライン１１４を流れ、チュービング装置１０のヘッド側ライン３２に流れる。そのため、ヘッド側ライン３２に接続されたヘッド室１９２に作動油が供給され、各昇降シリンダ１９が伸張作動する。このとき昇降シリンダ１９内では、ピストンの移動によってロッド室１９１内の作動油が押し出されてロッド側ライン３１に流れ出る。その作動油は、油圧ユニット１１０の押込み側ライン１１３からタンク側ライン１１２へと流れてタンク１０１へと戻される。

このようにして行われる昇降シリンダ１９の伸縮作動は、ケーシング１を押込み或いは引き抜く場合の他、ワンストローク毎の掴み換えの際にも同様にして行われる。そのため、従来と同じ構成をした図５（ａ）のオールケーシング工法タイプの接続では、大きな押込み力や引抜き力は得られるものの速度が遅いため、杭の回収がほとんどなく大きな引抜き力を不要とする鋼管杭回転埋設工法の場合、掴み換えの際の時間のロスが作業効率向上への障害となった。そこで、本実施形態では、鋼管杭回転埋設工法を行う場合には、昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃに対して設けられたセルフシールカップリング３５が図５（ｂ）に示すようにつなぎ換えられる。すなわち、昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃのロッド室１９１がロッド側ライン３１から切り離され、ヘッド室１９２へと接続される。

そこで、鋼管杭２を回転埋設する場合には、次のようにして昇降シリンダ１９の伸縮が行われる。
鋼管杭２の押込み時は、油圧ユニット１１０において切換弁１０５に押込み指令が入り、接続がＡポートに切り換えられる。すると、油圧ポンプ１０２の駆動によってタンク１０１から圧送された作動油は、ポンプ側ライン１１１から押込み側ライン１１３を流れ、チュービング装置１０のロッド側ライン３１に流れる。しかし、その作動油は、ロッド側ライン３１に接続された昇降シリンダ１９ａ，１９ｄのロッド室１９１にのみ供給される。これによって昇降シリンダ１９ａ，１９ｄが収縮作動し、残る昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃは、ギヤフレーム１２を介して昇降シリンダ１９ａ，１９ｄと連結されているため、その押込み力によって同様に収縮する。その収縮にともない、昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃでは、ヘッド室１９２内の作動油の一部はロッド室１９１へ流れ、他はヘッド側ライン３２へと流れる。ヘッド側ライン３２の作動油は、油圧ユニット１１０の引抜き側ライン１１４からタンク側ライン１１２へと流れてタンク１０１へと戻される。

一方、掴み換えを行う場合には、油圧ユニット１１０において切換弁１０５に引抜き指令が入り、接続がＢポートに切り換えられる。すると、油圧ポンプ１０２の駆動によってタンク１０１から圧送された作動油は、ポンプ側ライン１１１から引抜き側ライン１１４を流れ、チュービング装置１０のヘッド側ライン３２に流れる。そして、ヘッド側ライン３２に接続された各昇降シリンダ１９のヘッド室１９２に作動油が供給され、昇降シリンダ１９自身が伸張作動する。そして、このとき昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃでは、縮小するロッド室１９１から押し出された作動油がセルフシールカップリング３５を介してヘッド室１９２へと供給される。

本実施形態のチュービング装置１０では、こうして４本ある昇降シリンダ１９のうち２本の昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃについて、ロッド側ライン３１から切り離し、ロッド室１９１とヘッド室１９２とを接続することにより、油圧ポンプ１０２から供給される油量を他の昇降シリンダ１９ａ，１９ｄよりも減少させている。従って、昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃは、特に掴み換えのため伸張作動する場合、ロッド室１９１からヘッド室１９２へと作動油が流れ込むので、ロッドによる体積差の油量だけを油圧ポンプ１０２によって供給すれば足りる構成となっている。本実施形態のチュービング装置１０では、こうして必要とする油量を減少させることによって昇降シリンダ１９の伸張作動のスピードを上げることが可能となった。そして、このことによって掴み換えの動作速度を上げることができ、その結果、施工時間を短縮して工費を抑えることが可能になる。

また、鋼管杭２を回転埋設する場合でも、４本のうち２本分の昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃへ作動油を供給するようにしているため、同じく必要とする油量を減少させて昇降シリンダ１９の収縮作動のスピードを上げることが可能となった。ところで、本実施形態では、昇降シリンダ１９の伸縮作動に対する作動油の必要油量を減らすことでスピードアップを図ることはできるが、押込み力と引抜き力を低下させてしまっている。しかし、鋼管杭回転埋設工法では杭の回収はほとんどなく強力な引抜き力は必要なく、回転埋設についても鋼管杭２には螺旋羽根３があって推力を発生させているため、それほど大きな押込み力を必要としない場合が多い。

ここで、図５（ａ）に示すオールケーシング工法タイプ（従来タイプ）と、図５（ｂ）に示す鋼管杭回転埋設工法タイプとの動作速度を比較してみる。昇降シリンダ１９のヘッド側受圧面積をＡ、ロッド側受圧面積をＢ、シリンダストロークをＬ、そしてポンプ流量をＱとする。すると、オールケーシング工法タイプでの収縮作動時のワンストロークにかかる時間Thと、伸張作動時のワンストロークにかかる時間Toとは次のようになる。
Th＝４ＡＬ／Ｑ …（１）
To＝４ＢＬ／Ｑ …（２）
また、鋼管杭回転埋設工法タイプでの収縮作動時のワンストロークにかかる時間thと、伸張作動時のワンストロークにかかる時間toとは次のようになる。
th＝｛２ＡＬ＋（２ＡＬ−２ＢＬ）｝／Ｑ
＝（４ＡＬ−２ＢＬ）／Ｑ …（３）
to＝２ＢＬ／Ｑ …（４）

従って、式（１），（３）から伸張作動時の時間短縮率を、式（２），（４）から収縮作動時の時間短縮率をそれぞれ求めると次のようになる。
th／Th＝（２Ａ−Ｂ）／２Ａ …（５）
to／To＝１／２ …（６）
よって、式（５）から昇降シリンダ１９が伸張作動するケーシング１や鋼管杭２の圧入作業時の掴み換え時には、鋼管杭回転埋設工法タイプがオールケーシング工法タイプよりも動作スピードが速いことが分かる。そして、例えば、Ａ：Ｂ＝２：１の場合には、時間をth／Th＝３／４に短縮することができる。

また、式（６）から昇降シリンダ１９が収縮作動するケーシング１や鋼管杭２の引抜き作業時の掴み換え時には、鋼管杭回転埋設工法タイプがオールケーシング工法タイプよりも時間を半分にできることがわかった。
よって、本実施形態のチュービング装置１０によれば、オールケーシング工法において十分な引抜き力（押込み力）を発揮しながら、鋼管杭回転埋設工法では、特に掴み換えの動作スピードをアップさせて施工時間の短縮を図ることができた。しかも、複雑な改良を加えることなく簡易な昇降シリンダ回路の改良によってコストをかけることなくその効果を達成することができた。

次に、チュービング装置の第２実施形態について説明する。図６は、チュービング装置において、その昇降シリンダ回路を示した回路図であって、図６（ａ）にはオールケーシング工法時の接続状態を示し、図６（ｂ）に鋼管杭回転埋設工法時の接続状態を示している。本実施形態では、第１実施形態の昇降シリンダ回路のうち、セルフシールカップリング３５を方向切換弁３６にした構成をしている。具体的には、本実施形態でも４本の昇降シリンダ１９のうち、対角線上にある２本の昇降シリンダ１９ａ，１９ｄが、図８に示す従来のものと同様に、ロッド室１９１とヘッド側１９２がそれぞれロッド側ライン３１とヘッド側ライン３２とに直接接続されている。そして、残る２本の昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃは、ヘッド室１９２がヘッド側ライン３２に直接接続される一方、ロッド室１９１は、方向切換弁３６を設けてロッド側ライン３１とヘッド室１９２との接続の切り換えが行えるようになっている。

よって、図６（ｂ）に示す場合には、方向切換弁３６によって前記第１実施形態と同様に接続の切り換えを行い、４本ある昇降シリンダ１９のうち、２本の昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃについて油圧ポンプ１０２から供給される油量を他の昇降シリンダ１９ａ，１９ｄよりも減少させている。従って、昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃでは、掴み換えのため伸張作動する場合、ロッド室１９１からヘッド室１９２へと作動油が流れ込むので、ロッドによる体積差の油量だけを油圧ポンプ１０２によって供給すればよい。本実施形態のチュービング装置でも、こうして必要とする油量を減少させることによって昇降シリンダ１９の伸張作動のスピードを上げることが可能となった。そして、このことによって掴み換えの動作速度を上げることができ、その結果、施工時間を短縮して工費を抑えることが可能になる。

次に、チュービング装置の第３実施形態について説明する。図７は、チュービング装置において、その昇降シリンダ回路を示した回路図であって、図７（ａ）にはオールケーシング工法時の接続状態を示し、図７（ｂ）に鋼管杭回転埋設工法時の接続状態を示している。本実施形態でも４本の昇降シリンダ１９のうち、対角線上にある２本の昇降シリンダ１９ａ，１９ｄは、ロッド室１９１とヘッド側１９２とに作動油を送り込むためのロッド側ライン３１とヘッド側ライン３２とが直接接続されている。

そして、残る２本の昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃは、ヘッド室１９２が分岐ライン３２ａを介してヘッド側ライン３２に接続されている。一方、昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃのロッド室１９１同士は、接続ライン３１ａによって互いが接続され、その接続ライン３１ａとロッド側ライン３１から分岐した分岐ライン３１ｂとが方向切換弁３７を介して接続されている。この方向切換弁３７は、更に分岐ライン３２ａ側に接続されている。従って、本実施形態では、１つの方向切換弁３７の切り換えによって昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃのロッド室１９１が、ロッド側ライン３１とヘッド室１９２との接続を切り換えられるようになっている。

そこで、オールケーシング工法にて昇降シリンダ１９を図７（ａ）に示す状態で押込み動作を行う場合、油圧ポンプ１０２からロッド側ライン３１に送られた作動油は、昇降シリンダ１９ａ，１９ｄのロッド室１９１にそのまま供給され、昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃには、分岐ライン３１ｂ、方向切換弁３７そして接続ライン３１ａを介してロッド室１９１へ作動油が供給される。
一方、鋼管杭回転埋設工法にて昇降シリンダ１９を図７（ｂ）に示す状態で押込み動作させる場合、油圧ポンプ１０２からロッド側ライン３１に送られた作動油は、昇降シリンダ１９ａ，１９ｄのロッド室１９１にはそのまま供給されるが、方向切換弁３７によって遮断された昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃのロッド室１９１には供給されない。

次に、オールケーシング工法にて昇降シリンダ１９を図７（ａ）に示す状態で引抜き動作を行う場合、油圧ポンプ１０２からヘッド側ライン３２に送られた作動油は、昇降シリンダ１９ａ，１９ｄのヘッド室１９２に供給され、昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃのヘッド室１９２にも分岐ライン３２ａを介して供給される。
一方、鋼管杭回転埋設工法にて昇降シリンダ１９を図７（ｂ）に示す状態で掴み換え動作させる場合、油圧ポンプ１０２からロッド側ライン３１に送られた作動油は、昇降シリンダ１９ａ，１９ｄのヘッド室１９２に供給され、昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃのヘッド室１９２にも分岐ライン３２ａを介して供給される。ただし、昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃは、方向切換弁３７によってロッド室１９１とヘッド室１９２が接続されているため、ロッド室１９１から押し出された作動流体は分岐ライン３１ａ、方向切換弁３７、分岐ライン３２ａを介してそれぞれのヘッド室１９２へと送り込まれる。

よって、図７（ｂ）に示す場合には、方向切換弁３７を使用して接続の切り換えを行い、４本ある昇降シリンダ１９のうち、２本の昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃについて油圧ポンプ１０２から供給される油量を他の昇降シリンダ１９ａ，１９ｄよりも減少させている。従って、昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃでは、掴み換えのため伸張作動する場合、ロッド室１９１からヘッド室１９２へと作動油が流れ込むので、ロッドによる体積差の油量だけを油圧ポンプ１０２によって供給すればよい。本実施形態のチュービング装置１０でも、こうして必要とする油量を減少させることによって昇降シリンダ１９の伸張作動のスピードを上げることが可能になった。そして、このことによって掴み換えの動作速度を上げることができ、その結果、施工時間を短縮して工費を抑えることが可能になる。そして、こうした効果を１つの方向切換弁３７としたより簡素な構成によって達成している。

ところで、第１、第２、第３実施形態のチュービング装置では、鋼管杭回転埋設工法タイプに切り換えた場合、４本ある昇降シリンダのうち、昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃの各単体の押込み力や引抜き力が、昇降シリンダ１９ａ，１９ｄの各単体の押込み力や引抜き力に対して低下してしまう。しかし、昇降シリンダ１９は、ギヤフレーム１２を介して４本とも連結されており、しかも図３に示すように回転中心に対して点対称に配置され、昇降シリンダ１９ｂ，１９ｃが対角線上（点対称）に配置されているので、全体として押込み引抜きのバランスに悪影響を与えることはない。

以上、本発明に係るチュービング装置について実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、図７に示した第３実施形態では１つの方向切換弁３７によって回路の切り換えを行うようにしたが、この方向切換弁３７に換えて図５に示したセルフシールカップリング３５にしてもよい。
また、前記実施形態のチュービング装置は、昇降機１５がフレーム１１〜１３の四隅に設けられ、４本の昇降シリンダ１９を伸縮作動させるものであったが、昇降機は更に多くを用いたものであってもよく、そして、流路の切り換え対象となる昇降シリンダの位置や数も任意に設定することができる。例えば、流路の切り換え対象となる昇降シリンダを１９ａ，１９ｂとしてもよい。

また、流路の切換手段としてセルフシールカップリング３５や方向切換弁３６，３７を用いたが、この他のものを使用してもよい。
更に、オールケーシング工法や鋼管杭回転埋設工法に関わらず、圧入作業や引抜き作業の掴み換え時のみ連動して切換弁を鋼管杭回転埋設工法タイプにするようにすれば、鋼管杭回転埋設工法では押込み力（引抜き力）を低下させることなく掴み換えの動作速度を上げることができ、オールケーシング工法においても、引抜き力（押込み力）を低下させることなく掴み換えの動作速度を上げることができ、施工時間を短縮できる。

オールケーシング工法を実行する場合のチュービング装置を示した平面図である。 オールケーシング工法を実行する場合のチュービング装置を示した断面図である。 鋼管杭回転埋設工法を実行する場合のチュービング装置を示した平面図である。 鋼管杭回転埋設工法を実行する場合のチュービング装置を示した断面図である。 第１実施形態のチュービング装置において、その昇降シリンダ回路を示した回路図であって、図（ａ）にはオールケーシング工法時の接続状態を示し、図（ｂ）に鋼管杭回転埋設工法時の接続状態を示している。 第２実施形態のチュービング装置において、その昇降シリンダ回路を示した回路図であって、図（ａ）にはオールケーシング工法時の接続状態を示し、図（ｂ）に鋼管杭回転埋設工法時の接続状態を示している。 第３実施形態のチュービング装置において、その昇降シリンダ回路を示した回路図であって、図（ａ）にはオールケーシング工法時の接続状態を示し、図（ｂ）に鋼管杭回転埋設工法時の接続状態を示している。 従来のチュービング装置において、その昇降シリンダ回路を示した回路図である。

符号の説明

１ ケーシング
２ 鋼管杭
１０ チュービング装置
１９（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ） 昇降シリンダ
２０ 駆動モータ
２５ コーン
２６ チャック
３１ ロッド側ライン
３２ ヘッド側ライン
１９１ ロッド室
１９２ ヘッド室

Claims (4)

1. チャック機構によって把持したケーシング等を、複数本の昇降シリンダを伸縮させることによって上下させるとともに、回転を与えて地盤への押込みや引抜きを行うチュービング装置において、
   前記昇降シリンダは、そのロッド室とヘッド室に対して作動油が供給或いは排出されることよって伸縮する油圧シリンダであって、各昇降シリンダのロッド室はロッド側ラインに、各昇降シリンダのヘッド室はヘッド側ラインにそれぞれ接続され、
   その複数の昇降シリンダのうち少なくとも１本を残した他の昇降シリンダは、ロッド側ラインに接続されたロッド室が切換手段によって当該昇降シリンダのヘッド室との接続に切り換えられるようにしたものであることを特徴とするチュービング装置。
2. 請求項１に記載するチュービング装置において、
   前記他の昇降シリンダは、そのヘッド室が前記ヘッド側ラインから分岐したヘッド側分岐ラインにそれぞれ接続され、そのロッド室は、前記ロッド側ラインから分岐したロッド側分岐ラインとロッド室同士を接続する接続ラインとの間に１つの切換手段があって、その切換手段によって接続ラインがヘッド側分岐ラインとロッド側分岐ラインとの間で接続切り換えされるようにしたものであることを特徴とするチュービング装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載するチュービング装置において、
   前記切換手段は、セルフシールカップリング又は方向切換弁を使用したものであることを特徴とするチュービング装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載するチュービング装置において、
   複数設けられた前記他の昇降シリンダは、回転中心に対して点対称、または回転中心を通る縦線若しくは横線に対して線対称に配置されたものであることを特徴とするチュービング装置。

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