JP6498484B2 - 地中障害物撤去装置 - Google Patents

Description

本発明は、地中に埋設されている障害物、例えば、建造物の基礎に埋設された鉄筋コンクリート製の既存杭など、地中に埋設された障害物を撤去するための地中障害物撤去装置に関する。

一般に、既存の建築物を建て替える場合においては、その建築物の解体とともにこれを支持していた既設杭を地面から引き抜いて撤去する必要がある。しかし、地下に打ち込まれた既設杭は、長年の間に地盤に固着安定されてしまっていることから、この既存杭全体を一度に引き抜くには巨大な引き抜き力が必要となる。

そこで、近年においては、既設杭を短く輪切りにして地上へ搬出する方法が種々提案されている。この方法では、既設杭を囲繞するように筒状のケーシングを地中に打ち込み、該ケーシングの下部内周側に設けた切断刃を内向きに変位させ、該ケーシングの回転によって既設杭の外周部に切り込ませて内部の縦鉄筋を切断し、短く切り取った既設杭の一部を地上に引き上げて取り出す作業を繰り返し行う。

ケーシングの下部内周側に設けられた既存杭を切断するための切断刃は、種々の構成が提案されているが、一例としては、例えば特許文献１〜４などに開示されているように、両端をケーシング下部に枢着した半円弧状のグラブシェルの下縁に沿って設けられているものが知られている。当該グラブシェルに設けられた切削刃を用いた構成では、既存杭を切断した後、当該グラブシェルで底受けして切断杭を保持した状態となるため、グラブシェルごと上昇させることで掘削孔から取出すことができることから、切断された杭の取出し用の機材を掘削孔内で作業させる必要がない点で作業上の手間を軽減できるという効果がある。

ところで、上記各特許文献の装置では、当該グラブシェルの変位には、油圧シリンダが用いられ、シリンダロッドの伸縮により、グラブシェルの回動操作を行っている。また、特許文献３及び特許文献４では、グラブシェルとシリンダロッドとを連結する帯状のレバーが使用されており、ケーシングの内壁に配置される駆動機構を薄型に構成して、ケーシングの径に近い大型の既存杭に適用できるように工夫されている。

特開２００１−３２３７６７号公報 特開２００４−１０７９８４号公報 特開２００８−２６７０３４号公報 特開２００８−３０３６４２号公報

これらの特許文献１から４に記載された装置では、いずれも、グラブシェルの両端に位置する一対の枢着軸に挟まれた部分の上縁にシリンダロッド又は帯状レバーが連結されている。そして、シリンダの伸張に伴い、グラブシェルの上縁側を下側に押し出し、グラブシェルを枢着軸周りに回動させることで切削刃を内側に変位させる。

しかし、この構成では、グラブシェルのケーシングの内径側への移動に伴い、シリンダロッド又は帯状レバーも下端側が内径側に傾斜するように変位する。これにより、当該シリンダロッドなどの内径側への逃げのスペースを確保する必要があるため、ケーシングの内腔を有効に使用することができず、ケーシングの径に対して小径の既存杭にしか適用できないという問題があった。

また、シリンダロッドの伸張に伴いグラブシェルを移動させるため、特に、シリンダロッドにくらべ細く構成された帯状レバーを用いた特許文献３及び４の構成では、帯状レバーの座屈が生じるという問題があった。このため、グラブシェルの咬合力は、帯状レバーの座屈を生じさせない程度の力に実質的に限定され、十分な咬合力を確保するためには、座屈に対する強度を確保するためにある程度の断面積を有する帯状レバーを使用することが必要となっていた。結果として、ケーシングの内径側への突出が大きくなるという問題があった。

さらに、特許文献１から４に記載された装置では、グラブシェルの開放動作は、グラフシェルでは切断しきれなかった鉄筋の切断処理において必要となるところ、グラブシェルによる既存杭の切り溝には、既存杭の切りくずや土砂などが圧縮された状態に充填しており、グラブシェルの開口動作が阻害される場合があった。すなわち、ケーシングの回転中心に近い場所に存在する鉄筋は、グラブシェルが最も内側まで変位した場合であっても、切断されないで残ることがあるが、この場合、ケーシングから装置を一度取出し、切断されないで残った鉄筋を別の装置を用いて切断することが必要となる場合がある。そして、この工程において、切り溝に異物が充填していると、グラブシェルの開口が困難となり、装置をケーシングから取出す作業が停滞し、既存杭の撤去作業の効率が低下するという問題があった。

グラブシェルの上端側にも切断刃を設けることで、切り溝の充填物を除去することができるが、上記特許文献１から４に記載された装置では、当該部分がグラブシェルとシリンダとの接続箇所になっていることから、切断刃を配置することはできないという問題があった。

したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、強い咬合力を確保することができ、大径の障害物を効率よく撤去することができる地中障害物撤去装置を提供することである。

本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の地中障害物撤去装置を提供する。

本発明の第１態様によれば、地中障害物を囲繞するように軸周りに回転しながら地中へ建て込まれる筒状ケーシングに固定して用いる地中障害物撤去装置であって、
前記筒状ケーシングの内周面に沿って配置され、前記筒状ケーシングの回転に伴い筒状ケーシング内周と前記地中障害物外周との間に掘進嵌入するグラブ保持部と、
両端に枢着軸を有し下縁に切断刃を有する半円弧状に構成され、前記グラブ保持部の下部に前記枢着軸周りに回動自在に配置された一対のグラブシェルと、
前記グラブシェルよりも上方位置に設けられ、前記グラブシェルを回動させる切断刃回動手段と、
前記グラブシェルの前記枢着軸に対して前記切断刃の反対側に位置するレバー連結位置と前記切断刃回動手段とを連結する動作レバーとを有し、
前記切断刃回動手段によって前記動作レバーが上昇することで前記グラブシェルが内周側に回動することを特徴とする、地中障害物撤去装置を提供する。

また、本発明の第２態様によれば、前記動作レバーは、前記グラブ保持部の内面に高さ方向に沿って伸びるように設けられていることを特徴とする地中障害物撤去装置を提供する。

本発明の第３態様によれば、前記動作レバーは下端から分岐された分枝リンクを介して前記一対のグラブシェルに連結し、
切断刃回動手段は、前記グラブシェルの切断刃の刃先が下向きとなる非切断姿勢と前記地中障害物の略中心に達する切断完了姿勢との間で前記一対のグラブシェルを同期挙動させることを特徴とする地中障害物撤去装置を提供する。

本発明の第４態様によれば、前記一対のグラブシェルは上縁に切断刃を有することを特徴とする、地中障害物撤去装置を提供する。

本発明の地中障害物撤去装置によれば、グラブシェルに切断刃回動手段の動作を伝達する動作レバーは、グラブシェルの枢着軸に対して前記切断刃の反対側に位置するレバー連結位置に連結し、切断刃回動手段により、動作レバーが上昇することによって、グラブシェルが内周側に回動するように構成されているため、動作レバーの引っ張りによって、グラブシェルが内向きに回動する。したがって、動作レバーの座屈を生じさせることがなく、同じ断面積の動作レバーにくらべて、強い咬合力を確保することができる。また、動作レバーを小径に構成することができるので、大径の障害物を効率よく撤去することが可能となる。

本発明の第１実施形態にかかる地中障害物撤去装置の構成を模式的に示す断面図である。 図１の地中障害物撤去装置の９０度異なる方向から見た断面図である。 図１のIII-III線における断面図である。 図１のIV-IV線における断面図である。 図１のV-V線における断面図である。 図１の地中障害物撤去装置を用いた除去作業を（Ａ）〜（Ｄ）の工程順に示す概略図である。 図１の地中障害物撤去装置を用いた除去作業を（Ｅ）〜（Ｈ）の工程順に示す概略図である。 図１の地中障害物撤去装置のグリッパユニットの動作前後の状態を示す拡大図である。 図１の地中障害物撤去装置の開閉変位機構の動作前後の状態を示す拡大図である。 図１の地中障害物撤去装置のグラブシェルの動作前後の状態を示す拡大図である。 本発明の第２実施形態にかかる地中障害物撤去装置の構成を模式的に示す断面図である。 図１１のXII-XII線における断面図である。 図１１のXIII-XIII線における断面図である。 円筒ケーシングの先端部分の構成を示す図であり、（ａ）はカッタービットとインナービットの配置構成を示し、（ｂ）は高さ方向に異なる位置に配置されたインナービットの大きさを説明する模式図である。 図１１の地中障害物撤去装置の開閉変位機構によるグラブシェル動作時の状態を示す拡大図である。 本発明の第３実施形態にかかる地中障害物撤去装置の構成を模式的に示す断面図である。 図１６のXVII-XVII線における断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る地中障害物撤去装置について、図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態にかかる地中障害物撤去装置の構成を模式的に示す断面図であり、図２は地中障害物撤去装置の９０度異なる方向から見た断面図である。また、図３は図１のIII-III線における断面図である。図４は、図１のIV-IV線における断面図である。図５は、図１のV-V線における断面図である。

本実施形態にかかる地中障害物撤去装置１は、図１及び図２に示すように、円筒ケーシング１００の内部に固定して用いられる。円筒ケーシング１００は、下端部に図示しないカッタービットが周方向に沿って設けられており、図示しない圧入装置により旋回しながら地面Ｇに対し昇降移動する。

地中障害物撤去装置１は、図示しないクレーンから引き出されたワイヤーＷが装置の上端に位置するスイベル２と連結され、円筒ケーシング内に吊り下げられる。スイベルの下側には固定ユニット３が設けられており、固定ユニット３の下側に本体フレーム４が設けられる。

本体フレーム４には、下方に伸びる円筒状の部材で構成された大径円筒状のグラブ保持筒５が設けられている。グラブ保持筒５は、本発明のグラブ保持部に相当するものであり、グラブ保持筒５の軸に対して直交する軸周りに回動自在に設けられた一対のグラブシェル７，７が下端に設けられている。

図１中、仮想線で示すＰは地中障害物撤去装置１で除去対象とする既設杭であり、後述する既存杭Ｐの除去作業において既設杭Ｐに筒状ケーシング１００が同心状に套嵌する形になる。地中障害物撤去装置１のグラブ保持筒５は、一般に、その外径が筒状ケーシング１００の内径よりも小さく、内径が既設杭Ｐの外径よりも大きく設定されている。そして、一対のグラブシェル７，７は、非切断姿勢において、既設杭Ｐとこれに套嵌する筒状ケーシング１００との間の環状の空間に納まるようになっている。

スイベル２は、図１及び図２に示すように、中心側の丸軸状をなす回転側部材２ａと、その下側に上下の軸受を介して固定ユニット３と相対回転自在に嵌合した円筒状のピン部材２ｂとで構成され、固定ユニット３との連結においてスイベル継手として機能する。回転側部材２ａの下部にはグリッパ開閉シリンダ及びグラブ開閉シリンダへの圧油給排を行う機内油圧管路Ｌの一端が接続される案内部材２ｃが設けられ、ピン部材２ｂには外部からの機外油圧管路が接続される。ピン部材２ｂは、固定ユニットに挿入した状態に保持されており、その表面には管路Ｌが開口している。固定ユニット３の軸受側には、ピン部材２ｂの開口の高さ位置に設けられた環状溝が設けられており、当該環状溝にグリッパ開閉シリンダ及びグラブ開閉シリンダへの管路が連通する。

固定ユニット３は、円筒部８ａとその周囲に設けられたグリッパ９を備える。円筒部８ａは、上端にはスイベル２がその軸方向に回動自在に取り付けられる。円筒部８ａには、上述した環状溝から連通するグリッパ開閉シリンダ及びグラブ開閉シリンダ用の油圧ホースが配置される。なお、後述するグリッパ開閉シリンダ１２及びグラブ開閉シリンダ１３は、いずれも複数設けられているが、それぞれ同種のシリンダは同じ動作を行うように油圧制御されている。

グリッパ９は、図１から図３に示すように、周方向に等配した４つの押接部材１０と、これらの押接部材１０を変位させる離接変位機構１１とで構成される。グリッパ９の各押接部材１０は、外面部１０ａが筒状ケーシング１００の内周面に対応した曲率の凸円弧状曲面となっている。地中障害物撤去装置１が筒状ケーシング１００内に装填した状態において、離接変位機構１１によって、押接部材１０が筒状ケーシング１００の内周面に押圧されることで、地中障害物撤去装置１が筒状ケーシング１００に固定される。

離接変位機構１１は、円筒部８ａの周囲４箇所に周方向均等に設けられた垂直取付板８ｂに、一対のリンク片１１ａ、１１ｂが回動自在に取り付けられ、また、それぞれのリンク片１１ａ、１１ｂの外径側に位置する端部が押接部材１０に連結する。これにより、リンク片１１ａ、１１ｂと垂直取付板８ｂと押接部材１０とは、４節リンクを形成し、垂直取付板８ｂと押接部材１０の間にリンク片１１ａ、１１ｂの対角方向に伸びるグリッパ開閉シリンダ１２によって、押接部材１０の開閉駆動を行う。

離接変位機構１１は、図８に示すように、グリッパ開閉シリンダ１２の伸縮によって、押接部材１０を駆動させる。すなわち、グリッパ開閉シリンダ１２が伸張した位置では図８の右側に示すように、リンク片１１ａ、１１ｂの立ち角度が小さくリンク片１１ａ、１１ｂが寝た状態となるため、各押接部材１０が半径方向外側へ張出し、一方、グリッパ開閉シリンダ１２が収縮した位置では図８の左側に示すように、リンク片１１ａ、１１ｂの立ち角度が大きく起きた状態となることによって各押接部材１０が半径方向内側へ退入する。

本体フレーム４は、図４に示すように、井型に構成された棒状のフレーム部材４ａの中心に円筒部８ａが固定される。円筒部８ａには、上下方向に伸縮する一対のグラブ開閉シリンダ１３が設けられており、それらの下方へ突出する伸縮ロッド１３ａの先端と接続される本体フレーム４の径方向両側に設けられた開閉変位機構１４を介して、一対のグラブシェル７，７の開閉動作を行う。グラブ開閉シリンダ１３と開閉変位機構１４は、本発明の切断刃回動手段に相当する。

開閉変位機構１４は、グラブ開閉シリンダ１３のシリンダロッド１３ａに接続された横リンク１４ａと、横リンク１４ａの他端が縦リンク１４ｂとを備える。横リンク１４ａは、その中央部分がフレーム部材４ａに設けられたリンク支持部４ｂに枢着されている。縦リンク１４ｂは、フレーム部材４ａの間を通って、本体フレーム４の下側まで伸び、縦帯板レバー１５の上端近傍に接続される。

グラブ保持筒５は、本体フレームから垂下する状態に設けられた径大円筒状の部材であり、上記のように下端に一対のグラブシェル７，７が下端に設けられている。グラブ保持筒５には、径方向両側に内周面に沿って上下方向に伸びる上記の縦帯板レバー１５を収納する収納部１６が設けられている。縦帯板レバー１５は、本発明の動作レバーの一例に相当するものであり、厚み方向に薄い棒状の部材である。縦帯板レバー１５を薄く構成することで、収納部１６のグラブ保持筒５の内周側への突出量を小さくすることができる。縦帯板レバーの厚みは、例えば、グラブ開閉シリンダ１３よりも細径に構成することが好ましい。

収納部１６は、上下端が開口し、内部に縦帯板レバー１５をスライド可能に収納する。

グラブシェル７，７は、図５に示すように半円弧状に構成された板状のシェル本体１９の両端に枢支ピン１８を備えた構成である。枢支ピン１８は、収納部１６の下側開口の近接位置に設けられ、一対の縦帯板レバー１５に対して左右対称にグラブシェル７，７が配置される。

グラブシェル７，７は、収納部１６の下側の開口の側方位置に設けられたブラケット１７に支持される。ブラケット１７は、グラブ保持筒５の内周面に対して離間した状態に配置され、当該間にグラブシェル７，７の枢支ピン１８を懸架し、枢支ピン１８を中心としてグラブシェル７，７が回転可能に枢着される。

シェル本体１９の中間部分の上下縁にはそれぞれ上側切断刃２０、下側切断刃２１がそれぞれ上方及び下方へ突出するように設けられている。また、枢支ピン１８を挟んでシェル本体１９の中間部分の対向側、すなわち、グラブシェル７，７の両端には、レバー連結部２２が設けられている。

縦帯板レバー１５の下端には２つに枝分かれして設けられた分枝リンク２３、２３が連結されて、分枝リンク２３、２３のそれぞれは、グラブシェル７，７のレバー連結部２２に連結する。すなわち、一対のグラブシェル７，７は、１つの縦帯板レバー１５によって作動するため、同じ挙動をとり双方の変位量が同期するため、グラブシェル７，７の開閉動作は、一対の縦帯板レバー１５に対して常時対称となっている。

上記構成の地中障害物撤去装置１によって既設杭Ｐを除去するには、まず図６（Ａ）に示すように、該既設杭Ｐが埋設されている地中Ｇに、筒状ケーシング１００を図示しない回転圧入機によって回転圧入させ、該既設杭Ｐの少なくとも上部側を筒状ケーシング１００によって同心状に囲繞する。なお、回転圧入機としては一般的なオールケーシング工法で使用されるものを利用し、短尺の筒状ケーシング１００を順次継ぎ足して長尺の筒状ケーシング１００を形成してゆくが、その回転圧入を能率よく行う上で、最下位の短尺筒体には下端周縁に掘削ビットを有するものを用いることが好ましい。

筒状ケーシング１００を所定深度まで回転圧入させたのち、その回転を停止し、該筒状ケーシング１００内で既設杭Ｐの頂端よりも上位側にある土砂をハンマーグラブ等で地上へ排出したあとで、図６（Ｂ）で示すように、図示しないクレーン等からワイヤーＷで吊利下げられた地中障害物撤去装置１を上方から該筒状ケーシング１００内に挿入する。

図６（Ｃ）に示すように、地中障害物撤去装置１のグラブシェル７，７の下端が既設杭Ｐと当該筒状ケーシング１００との間ｔの土砂上に載置位置まで下降すると、クレーンを停止する。

この状態で、図６（Ｄ）に示すように、グリッパ開閉シリンダ１２を伸張させ、押接部材１０を筒状ケーシング１００の内面に押圧させて、筒状ケーシング１００の回転に伴い地中障害物撤去装置１も一体的に回転するように、地中障害物撤去装置１を筒状ケーシング１００に固定する。

次に筒状ケーシング１００の回転圧入を再開することにより、図７（Ｅ）で示すように、一体回転する地中障害物撤去装置１のグラブ保持筒５が既設杭Ｐと当該筒状ケーシング１００との間ｔの土砂層中に掘進嵌入してゆき、これに伴って既設杭Ｐの上部側が当該グラブ保持筒５内に入り込んでいく。このとき、両グラブシェル７，７は下端が下向きとなる非切断姿勢となっており、その下方へ突出した切断刃２１が掘削ビットとしてグラブ保持筒５の掘進を先導する。

グラブ保持筒５内に入り込む既設杭Ｐの上部側が所定長さに達した段階で、筒状ケーシング１００の回転を継続しつつ、両グラブシェル７，７を内側へ変位させる。なお、このときは、筒状ケーシング１００は圧入せず単に回転させるだけでよい（図７（Ｆ）参照）。

図９に地中障害物撤去装置の開閉変位機構の動作前後の状態を、図１０にグラブシェルの動作前後の状態をそれぞれ示す。グラブシェル７，７が非切断姿勢にあるときは、図９及び図１０の左側に示すように、グラブ開閉シリンダ１３の伸縮ロッド１３ａが収縮した状態になっている状態である。両グラブシェル７，７を内側へ変位させるには、図９の右側に示すように、一対のグラブ開閉シリンダ１３の伸縮ロッド１３ａを同じように伸張させ、開閉変位機構１４の横リンク１４ａの内側端を下降させる。

上記のように開閉変位機構１４の横リンク１４ａは、中間部がリンク支持部４ｂに枢着されているため、この動作により、外側端に接続されている縦リンク１４ｂが持ち上がり、縦帯板レバー１５の上端側を引っ張ることで収納部１６内の縦帯板レバー１５を上方向に移動させる。

縦帯板レバー１５の上昇は、図１０の右側に示すように、分枝リンク２３、２３に接続されたグラブシェル７，７の両端のレバー連結部２２を持ち上げ、枢支ピン１８周りにグラブシェルを内向きに移動させる。すなわち、グラブシェル７，７の噛合動作を行う場合には、縦帯板レバー１５を引っ張り上げることにより行われるため、座屈の問題がなく、縦帯板レバー１５を薄く構成しても強い咬合力を確保することができる。また、グラブシェル７，７の回転に伴い、縦帯板レバー１５の下端側がグラブ保持筒５の内径側に移動することもなく、収納部１６を当該内径側への移動を考慮した大きさに設計する必要もない。したがって、グラブ保持筒５の内径に対して無駄が少なく、大径の既設杭Ｐに適用可能である。

グラブ開閉シリンダ１３を伸長作動させることにより、図７（Ｆ）で示すように両グラブシェル７，７が次第に内向きに回動しながら既設杭Ｐを外周面側から切り込んでいく。このとき、上記のように、左右のグラブシェル７，７の回動は同期しており、左右のグラブシェルの開口が連続的となるため、既設杭Ｐとグラブ保持筒５とが偏心している場合でもグラブシェル７，７が既設杭Ｐに引っ掛かることがない。

すなわち、既設杭Ｐとグラブ保持筒５の中心軸は常に同じではなく、既設杭Ｐはグラブ保持筒５に対して偏心して配置される場合もある。また、既設杭Ｐ内の鉄筋も偏心して存在しているために、既設杭Ｐのグラブシェル７，７による切断のしやすさが周方向に異なる。このような既設杭Ｐを切断する工程において、左右のグラブシェル７，７の内向きへの移動が独立して行われると、左右のグラブシェルの移動幅に差が生じる場合があり、グラブシェルの繋ぎ目の部分に段差が生じる。この段差は、切断動作時において既設杭Ｐに引っかかるため、グラブシェル７，７の枢支ピン１８などに強い外力を加え、グラブシェルの損傷の原因となる。

本実施形態にかかる装置では、左右のグラブシェル７，７の動作は同期しているため、左右のグラブシェルの移動量が同一で段差を生じさせることがないため、上記問題を防止することができる。このようにして、内向きに回動したグラブシェルが、中心で噛み合う切断完了姿勢にまで内向きに回動することで既設杭Ｐを完全に切断する。

なお、グラブシェル７，７が切断完了姿勢となった場合でも、既存杭Ｐの中心に鉄筋が存在しているような場合などには、当該鉄筋が切断されないで残ることがある。この場合、他の工法により当該鉄筋を切断するために、筒状ケーシング１００から地中障害物撤去装置を取出す必要があり、このために、グラブシェル７，７を非切断姿勢にまで戻す必要がある。

なお、本実施形態にかかる地中障害物撤去装置１では、当該グラブシェル７，７を非切断姿勢に戻す作業において、グラブシェル７，７により切断された切り溝Ｐｍ（図１０参照）に充填している圧縮された状態の既存杭の切りくずや土砂などは、グラブシェル７、７に損傷を与えることなく上部切断刃２０により取り除かれる。

上記の工程により既存杭を切断した後、筒状ケーシング１００を地中障害物撤去装置１と供に回転させながら上昇させることにより、図７（Ｇ）で示すように、既設杭Ｐの切り取り部分Ｐ１も切断完了姿勢の両グラブシェル７，７で底受けされて、グラブ保持筒５内に納まったままで持ち上げられる。なお、この筒状ケーシング１００を上昇させる高さは特に限定されるものではなく、グラブシェル７，７により既存杭Ｐが完全に切断されていることの確認程度でよく、また、例えば、鉄筋を内蔵しない地中障害物など、グラブシェル７，７が切断完了姿勢にまで移動すると確実に切断できるような地中障害物の場合には、当該工程を省略してもよい。

次いで、図７（Ｈ）に示すように、グリッパ開閉シリンダ１２を収縮させ、押接部材１０の筒状ケーシング１００の内面への押圧を解除させて、地中障害物撤去装置１と筒状ケーシング１００との固定を解除する。その後、図示しないクレーン等でワイヤーＷを巻き上げ、吊り下げられた地中障害物撤去装置１を筒状ケーシング１００から取出す。なお、このとき、既設杭Ｐの切り取り部分Ｐ１は切断完了姿勢の両グラブシェル７，７で底受けされており、地中障害物撤去装置１の取り出しと共に、筒状ケーシング１００の外部に取出すことができる。

上記の工程により、既設杭Ｐの一回目の切り取りが終了した後、当該動作を繰り返し行うことで、最終的に既設杭Ｐの全体を地中Ｇから除去すればよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態にかかる地中障害物撤去装置について説明する。本実施形態にかかる地中障害物撤去装置３１は、第１実施形態にかかる地中障害物撤去装置と大部分を共通する構成であるため、以下、同じ符号を付した共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。

図１１は、本発明の第２実施形態にかかる地中障害物撤去装置の構成を模式的に示す断面図であり、第１実施形態における図２に相当する図である。また、図１２は図１１のXII-XII線における断面図である。図１３は、図１のXIII-XIII線における断面図である。

本実施形態にかかる地中障害物撤去装置３１は、図１１に示すように、円筒ケーシング１１０の内部に固定して用いられる。円筒ケーシング１１０は、下端部にカッタービット１１１が周方向に沿って設けられており、図示しない圧入装置により旋回しながら地面Ｇに対し昇降移動する。また、円筒ケーシング１１０の先端側内周面には、内向きに突出するインナービット１１２が設けられており、既存杭Ｐの外周部分また既存杭Ｐ周辺の地盤Ｇ１を掘削し、後述する地中障害物撤去装置３１の既存杭Ｐ周りへの侵入を容易にする。

カッタービット１１１は、図１４（ａ）に示すように、円筒ケーシング１１０の下端に周方向に均等に複数個設けられており、その内周方向への突出量は、もっとも下側にあるインナービット１１２ｕと略同じに構成されている。また、インナービット１１２は、図１４（ａ）に示すように、円筒ケーシング１１０の内周面にらせん状に配置され、図１３，図１４（ｂ）に示すように、先端側から上方向に徐々に突出量が大きくなるように構成されている。これにより無理なく円筒ケーシング１１０の内周側の所定領域を掘削することができる。

本体フレーム３２には、下方に伸びる円筒状の部材で構成された径大円筒状のグラブ保持筒５が設けられている。グラブ保持筒５は、本発明のグラブ保持部に相当するものであり、グラブ保持筒５の軸に対して直交する軸周りに回動自在に設けられた一対のグラブシェル７，７が下端に設けられている。

スイベル２及び固定ユニット３は、第１実施形態にかかる地中障害物撤去装置と略同じ構成である。

本体フレーム３２は、図１１に示すように、一対の棒状のフレーム部材３２ａの中心に円筒部８ａが固定される。また、フレーム部材３２ａの下方には、グラブ開閉シリンダ３３及び開閉変位機構３６を支持するための支持プレート３２ｂが設けられている。また、支持プレート３２ｂの中心には、下方へ伸びグラブ保持筒５を支持する保持筒固定部３２ｃを備える。

グラブ開閉シリンダ３３は、支持プレート３２ｂに設けられたシリンダ連結部３５ａに連結され、略水平方向に伸縮するように設けられる。伸縮ロッド３３ａの先端と接続される本体フレーム３２の径方向両側に設けられた開閉変位機構３６を介して、一対のグラブシェル７，７の開閉動作を行う。

開閉変位機構３６は、グラブ開閉シリンダ３３のシリンダロッド３３ａに接続された第１リンク３６ａと、第１リンク３６ａの他端が第２リンク３６ｂとを備える。第１リンク３６ａは、屈曲リンクであり、その中央部分が支持プレート３２ｂに垂設されたリンク支持部３２ｄに枢着されている。第２リンク３６ｂは、縦帯板レバー１５に接続される。

グラブ保持筒５は、内腔に区画壁５ｕを有する径大円筒状の部材であり、保持筒固定部３２ｃと区画壁５ｕが連結して、本体フレーム３２から垂下する状態に設けられる。本体フレーム３２と区隔壁５ｕとで囲まれた空間は、グラブ開閉シリンダ３３及び開閉変位機構３６の収納空間として機能する。

グラブ保持筒５の下端には、一対のグラブシェル７，７が下端に設けられている。なお、本実施形態では、グラブ保持筒５の側面には、貫通孔５ａが複数設けられており、グラブ保持筒５とケーシング１００との間に存在する土をグラブ保持筒５の内側に移動させることで、ケーシング１００との間に存在する土が高密度に圧縮されて固着することを防止する。

また、グラブ保持筒５に設けられる縦帯板レバー１５、収納部１６及びグラブシェル７，７の支持動作機構及びその構成は、第１実施形態にかかる地中障害物撤去装置と共通する。

図１５は、本実施形態にかかる地中障害物撤去装置の開閉変位機構によるグラブシェル動作時の状態を示す拡大図である。グラブシェル７，７が非切断姿勢にあるときは、図１１に示すように、グラブ開閉シリンダ３３の伸縮ロッド３３ａが収縮した状態になっている状態である。両グラブシェル７，７を内側へ変位させるには、図１５に示すように、グラブ開閉シリンダ３３の伸縮ロッド３３ａを伸張させ、開閉変位機構３６の第１リンク３６ａの内側端を外径側へ移動させる。

上記のように開閉変位機構３６の第１リンク３６ａは、中間部がリンク支持部３２ｄに枢着されているため、この動作により回転し、外側端に接続されている第２リンク３６ｂを持ち上げ、収納部１６内の縦帯板レバー１５を上昇させる。

縦帯板レバー１５の上昇に伴い、第１実施形態と同様に、分枝リンク２３、２３に接続されたグラブシェル７，７の両端のレバー連結部２２を持ち上げ、グラブシェルが枢支ピン１８周りに内向きに移動する。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態にかかる地中障害物撤去装置について説明する。本実施形態にかかる地中障害物撤去装置５１は、第１実施形態にかかる地中障害物撤去装置と大部分を共通する構成であるため、以下、同じ符号を付した共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。

図１６は、本発明の第３実施形態にかかる地中障害物撤去装置の構成を模式的に示す断面図であり、第１実施形態における図２に相当する図である。また、図１７は図１１のXVII-XVII線における断面図である。

本実施形態にかかる地中障害物撤去装置５１は、図１６に示すように、円筒ケーシング１００の内部に固定して用いられる。本体フレーム５２には、下方に伸びる円筒状の部材で構成された径大円筒状のグラブ保持筒５３が設けられている。グラブ保持筒５３は、本発明のグラブ保持部に相当するものであり、グラブ保持筒５３の軸に対して直交する軸周りに回動自在に設けられた一対のグラブシェル７，７が下端に設けられている。

スイベル２及び固定ユニット３は、第１実施形態にかかる地中障害物撤去装置と略同じ構成である。

本体フレーム５２は、図１６に示すように、一対の棒状のフレーム部材５２ａの中心に円筒部８ａが立設される。本実施形態においては、開閉変位機構を用いず、グラブ開閉シリンダ５４と縦帯板レバー１５とを直接接続する。

上記の通り、本実施形態においては、縦帯板レバー１５が上昇することによりグラブシェル７が閉じるように構成されているため、グラブ開閉シリンダ５４は、その伸縮ロッド５４ａが上向きになるようにグラブ保持筒５３に固定される。

グラブ保持筒５３は、径大円筒状の部材であり、中間部分を本体フレーム５２に連結する。

また、グラブ保持筒５３に設けられる縦帯板レバー１５、収納部１６及びグラブシェル７，７の支持動作機構及びその構成は、第１実施形態にかかる地中障害物撤去装置と共通する。すなわち、縦帯板レバー１５の上昇に伴い、第１実施形態と同様に、分枝リンク２３、２３に接続されたグラブシェル７，７の両端のレバー連結部２２を持ち上げ、グラブシェルが枢支ピン１８周りに内向きに移動する。

上記の通り、本実施形態では、グラブ開閉シリンダ５４の伸縮ロッド５４ａが上向きになるように配置され、縦帯板レバー１５と直接連結されている。また、本体フレーム５２の上側に位置する固定ユニット３及びスイベル２との距離を短くすることが好ましいため、グラブ開閉シリンダ５４の取り付け位置は、本体フレーム５２に対して下側に配置されている。本体フレーム５２に対して下側にグラブ開閉シリンダ５４を配置することにより、縦帯板レバー１５の全体の長さを短くすることが可能であり、グラブシェル７，７の開放動作時における縦帯板レバー１５の座屈を防止することができる。

以上説明したように本実施形態にかかる地中障害物撤去装置１、３１、５１によれば、地中Ｇの既設杭Ｐを分割して除去できるから、破砕して除去する場合のような大きな振動や騒音の発生を防止できる。

また，既設杭Ｐを一対のグラブシェル７，７で噛み切るように効率よく切断できると共に、各グラブシェル７のシェル本体１９が両端部でグラブ保持筒５に枢着しているから、高い作動信頼性及び耐久性が得られる。さらに、当該既存杭Ｐの切断のためのグラブシェル７，７は、１つの縦帯板レバー１５を分岐して動力を伝達する構造であるため、両グラブシェル７，７の動作は同期しており、また、縦帯板レバー１５を引っ張り上げることにより行われるため、座屈の問題がなく、縦帯板レバー１５を薄く構成することができる。さらに、グラブシェル７，７と縦帯板レバー１５との連結箇所は、枢支ピン１８の近傍であり、グラブシェル７，７の動作に伴い、縦帯板レバー１５の内径側への傾斜が生じないことから、縦帯板レバー１５の収納部１６を薄く構成することも可能である。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。例えば、グラブシェルの切断刃は、上下端に設けられる必要はなく、既存杭を切断させる目的であれば下端のみでよい。また、縦帯板レバー１５を上方向移動させるシリンダの配置構成及びシリンダの変位を縦帯板レバー１５の上下方向移動に変換させる開閉変位機構１４の構成については、本実施形態に限定されるものではなく、種々の構成を用いることが可能である。

さらに、本実施形態では、１つのグラブシェルあたり２本の縦帯板レバー１５を用い、左右のグラブシェルを同期させつつ動作させているが、１本の縦帯板レバーに１つのグラブシェルを連結し、それぞれ独立した動作を行うようにしてもよい。また、左右のグラブシェルを同期動作させるための機構は、２つに分岐した分枝リンクに限定されることなく他の構成を採用することができる。例えば、左右のグラブシェルのレバー連結部２２を近接配置させ、これに縦帯板レバー１５を直接連結させてもよい。

１，３１，５１ 地中障害物撤去装置
２ スイベル
３ 固定ユニット
４，３２，５２ 本体フレーム
５，５３ グラブ保持筒
７ グラブシェル
８ａ 円筒部
８ｂ 垂直取付板
９ グリッパ
１０ 押接部材
１１ 離接変位機構
１３，５４ グラブ開閉シリンダ
１３ａ 伸縮ロッド
１４，３６ 開閉変位機構
１５ 縦帯板レバー
１６ 収納部
１８ 枢支ピン
１９ シェル本体
２０ 上側切断刃
２１ 下側切断刃
２２ レバー連結部
２３ 分枝リンク
１００、１１０ 筒状ケーシング
Ｇ 地面
Ｐ 既存杭

Claims (3)

1. 地中障害物を囲繞するように軸周りに回転しながら地中へ建て込まれる筒状ケーシングに固定して用いる地中障害物撤去装置であって、
   前記筒状ケーシングの内周面に沿って配置され、前記筒状ケーシングの回転に伴い筒状ケーシング内周と前記地中障害物外周との間に掘進嵌入するグラブ保持部と、
   両端に枢着軸を有し下縁に切断刃を有する半円弧状に構成され、前記グラブ保持部の下部に前記枢着軸周りに回動自在に配置された一対のグラブシェルと、
   前記グラブシェルよりも上方位置に設けられ、前記グラブシェルを回動させる切断刃回動手段と、
   前記グラブシェルの前記枢着軸に対して前記切断刃の反対側に位置するレバー連結位置と前記切断刃回動手段とを連結する動作レバーとを有し、
   前記切断刃回動手段によって前記動作レバーが上昇することで前記グラブシェルが内周側に回動し、
   前記一対のグラブシェルは上縁に切断刃を有することを特徴とする、地中障害物撤去装置。
2. 前記動作レバーは、前記グラブ保持部の内面に高さ方向に沿って伸びるように設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の地中障害物撤去装置。
3. 前記動作レバーは下端から分岐された分枝リンクを介して前記一対のグラブシェルに連結し、
   切断刃回動手段は、前記グラブシェルの切断刃の刃先が下向きとなる非切断姿勢と前記地中障害物の略中心に達する切断完了姿勢との間で前記一対のグラブシェルを同期挙動させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の地中障害物撤去装置。
   

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