支柱埋設装置
【課題】防護柵支柱のような小径の支柱を連続して埋設していくに際し、埋設時の騒音を抑えることができ、また硬質地盤への埋設も対応可能であり、さらにメンテナンス工事等における支柱の引き抜き・埋設を合理的に行える支柱埋設装置を提供する。
【解決手段】タイヤ式の走行車両２の荷台３上に旋回テーブル４とスライド台５からなる埋設機基部６を水平旋回自在に搭載し、スライド台５の上にガイド７を起伏可能に設け、ガイド７に回転駆動装置８と打撃力発生装置９を設置し、ガイド７等の昇降機上部装置を水平旋回させ、前方に進出させ、起伏シリンダ１７で直立させ、回転ヘッド１１を支柱Ａの頭部に装着した後、回転ヘッド１１を回転駆動装置８で回転させながらスライドシリンダ１３で下降させて下方に押送し、回転圧入方式で支柱下部を地中に埋設する。地盤が硬質の場合等には、打撃力発生装置９により打撃方式で埋設する。
【解決手段】タイヤ式の走行車両２の荷台３上に旋回テーブル４とスライド台５からなる埋設機基部６を水平旋回自在に搭載し、スライド台５の上にガイド７を起伏可能に設け、ガイド７に回転駆動装置８と打撃力発生装置９を設置し、ガイド７等の昇降機上部装置を水平旋回させ、前方に進出させ、起伏シリンダ１７で直立させ、回転ヘッド１１を支柱Ａの頭部に装着した後、回転ヘッド１１を回転駆動装置８で回転させながらスライドシリンダ１３で下降させて下方に押送し、回転圧入方式で支柱下部を地中に埋設する。地盤が硬質の場合等には、打撃力発生装置９により打撃方式で埋設する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に防護柵等の支柱を回転圧入または打撃により埋設する支柱埋設装置に関するものである。また、本装置は支柱を引き抜く支柱引抜装置として用いることも可能である。さらに、本装置は建築構造物等の基礎に用いる小径杭の埋設装置としても適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
防護柵支柱の設置方法は、従来、ハンマー等を用いた打撃方式が一般的である（例えば、特許文献１、２、３）。即ち、図６に示すように、支柱Ａの頭部に杭頭保護筒部５０を載せ、ハンマー等の打撃により支柱Ａを地面に打ち込む方法である。
【０００３】
上記の打撃以外の方法として回転圧入により支柱を埋設する「支柱の回転埋設工法および移動式支柱回転埋設装置」などが提案されている（例えば、特許文献４、５）。
【特許文献１】実開平３−１２８７２８号公報
【特許文献２】実開平６−１４３９号公報
【特許文献３】実開平７−４５３８号公報
【特許文献４】特開２００３−１５５７４５号公報
【特許文献５】特開２００４−２３８８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のような従来の防護柵支柱の埋設方法の場合、次のような課題がある。
（1） ハンマー等を用いた打撃方式による埋設方法では、杭頭保護筒部５０等で金属製の支柱Ａの頭部を打撃するため（図６参照）、騒音が発生する。特に、市街地での埋設には配慮する必要がある。
（2） 回転圧入により埋設する施工では、打撃方式に比べて騒音は低減できるものの、支柱を設置する地盤が硬質の場合、回転圧入が困難となることが考えられる。
（3） 概ね、回転圧入方式より打撃方式の方が施工スピードが速い。日中の施工では、打撃方式を採用し、騒音規制の厳しい夜間施工では、回転圧入方式を採用するのが合理的であるが、この場合、打撃方式と回転圧入方式の２台の施工装置が必要であり、装置のリース料金、損料等、施工コストが上昇する。
（4）防護柵のメンテナンス等で既設支柱を引き抜いた後、新設支柱を埋設する場合がある。通常は重機等で支柱を引き抜き、打撃方式で埋設するが、２台の施工装置が必要であり、装置のリース料金、損料等、施工コストが上昇する。また、引き抜く際、単に引っ張るだけの施工では引き抜きにくい場合がある。
【０００５】
本発明は、前述のような課題の解決を図ったものであり、防護柵支柱のような小径の支柱を連続して埋設していくに際し、埋設時の騒音を抑えることができ、また硬質地盤への埋設も対応可能であり、さらにメンテナンス工事等における支柱の引き抜き・埋設を合理的に行える支柱埋設装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１は、支柱（防護柵等の支柱、基礎の小径杭など。以下、同様）を埋設するための回転埋設装置であり、移動可能な車両に水平旋回自在に搭載される埋設機基部と、この埋設機基部の上に起伏自在に設けられるガイド装置と、このガイド装置により昇降移動自在な回転駆動装置及び打撃力発生装置を備えていることを特徴とする支柱埋設装置である。回転駆動装置は、支柱に軸回りの回転力を与える装置であり、その回転駆動軸の先端に、支柱の頭部に着脱自在に装着される回転ヘッドが設けられている。打撃力発生装置は、支柱に軸方向の打撃力を与えるものであり、その作動軸の先端に、支柱の頭部に着脱自在に装着される杭頭保護筒部を有する打撃ヘッドが設けられている。これらの回転駆動装置及び打撃力発生装置は、ケーシング内に並列して収納する。
【０００７】
この請求項１は、防護柵等の支柱を回転圧入させながら埋設する方式と、打撃による埋設する方式の両方の機能を兼ね備え、支柱の下部を所定深さだけ埋没させて設置するための移動式支柱埋設装置であり、現行の施工装置である打設機と同様に、装置を軽トラック等の走行車両に搭載し、道路線形に沿って連続的に埋設できるようにする。また、搭載された装置は、支柱を埋設する所定の方向に水平旋回自在とする。ガイド装置は、例えば、起伏用の油圧シリンダ等により起伏するガイドを具備している。回転駆動装置及び打撃力発生装置は、油圧モータ等で駆動され、ガイド装置に取付けて押送できるようにする。
【０００８】
本発明の請求項２は、支柱を埋設するための回転埋設装置であり、移動可能な車両に水平旋回自在に搭載される埋設機基部と、この埋設機基部の上に起伏自在に設けられるガイドと、このガイドをスライドさせるスライドシリンダと、前記ガイドに沿って移動自在な移動部材と、この移動部材に設けられる回転駆動装置及び打撃力発生装置を備えていることを特徴とする支柱埋設装置である。
【０００９】
この請求項２は、ガイドをスライドさせる方式に限定した場合であり、ガイドに沿って回転駆動装置及び打撃力発生装置を移動させ、ガイドをスライドシリンダでスライドさせて回転駆動装置及び打撃力発生装置を下方に押送する。
【００１０】
本発明の請求項３は、請求項１または請求項２に記載の支柱埋設装置において、ガイド装置は、鉛直方向に対して首振り構造であることを特徴とする支柱埋設装置である。
【００１１】
この請求項３は、起立させたガイド装置が鉛直方向に対して傾斜可能すなわち首振り可能であることにより、道路に縦断勾配や横断勾配が付いている場合でも、支柱を鉛直に設置することができる。例えば、ガイド装置の起伏シリンダ等を用いて起伏方向の傾斜角度を調整し、またガイド装置に取付けた角度調整シリンダ等により起伏直交方向の傾斜角度を調整して、首振りを行う。
【００１２】
本発明の請求項４は、請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の支柱埋設装置において、回転駆動装置の回転駆動軸の先端に、支柱の頭部に着脱自在に装着される回転ヘッドが設けられ、回転ヘッドは、支柱の頭部を覆うように装着されるチャッキング筒部に、支柱の頭部の係止突起を係止する切欠き溝が少なくとも一つ形成されていることを特徴とする支柱埋設装置である。
【００１３】
この請求項４は、回転駆動装置を用いて施工する際、回転ヘッドの下部に支柱の頭部を所定の長さにわたって覆うチャッキング筒部を設けることで、回転圧入に際して、支柱を安定して保持できるようにしたものである。さらに、支柱頭部と回転ヘッドを切欠き溝と係止突起により着脱自在に一体化し、回転力及び軸力を伝達可能とする。なお、チャッキング筒部と支柱頭部との間に、支柱を保護する緩衝材（樹脂等）を設けてもよい。また、支柱の頭部の係止突起は、支柱の頭部に設けられている部材取付け用の貫通孔に挿通した棒状部材で構成することにより、別途支柱に加工を施す必要がなく経済的である。
【００１４】
本発明の請求項５は、請求項１から請求項４までのいずれか一つに記載の支柱埋設装置において、車両（荷台や支柱埋設装置等）に車両の浮き上がりを防止するウエイトが載せられていることを特徴とする支柱埋設装置である。
【００１５】
この請求項５は、回転駆動装置により支柱を回転圧入する際、もしくは、打撃力発生装置により打撃埋設する際、支柱に対する鉛直方向下向きの押送力や打撃力の反力で車両が浮き上がり、支柱に十分な押送力や打撃力を作用させることができず、施工能力が低下することが考えられる。この場合、車両にウエイトを載せることにより、車両の浮き上がりを抑え、施工スピードの向上を図る。なお、ウエイトは車両の荷台の上に載せる以外に、支柱埋設装置自体に載せるか、ぶら下げてもよい。
【００１６】
本発明の請求項６は、請求項１から請求項５までのいずれか一つに記載の支柱埋設装置において、回転駆動装置の回転ヘッドが、支柱の回転方向のみならず、支柱の引き抜き方向にも係止する構造であることを特徴とする支柱埋設装置である。
【００１７】
この請求項６は、回転駆動装置を用いて施工する場合であり、回転ヘッドを支柱引き抜き方向にも係止する構造、即ちチャッキング筒部の切欠き溝の形状を、支柱の回転方向のみならず、支柱の引き抜き方向にも係止する形状（例えば鉤型）とすることで、支柱を把持した状態で支柱埋設装置のガイド装置を引き上げることにより、支柱を引き抜くことができる。すなわち、支柱埋設装置を支柱引抜装置としても利用することができる。しかも、回転させながら引き抜くことで、回転させない従来の方法よりも引き抜き性能は格段に向上する。
【００１８】
以上のような構成の本発明において、軽トラック等の小型軽量の走行車両に埋設機を搭載し、必要に応じて水平旋回自在とした埋設機を所定の埋設位置の方向に旋回させ、回転ヘッドを回転駆動装置で回転させながら回転駆動装置をガイド装置で下方に押送し、回転圧入方式で支柱の下部を埋設し、あるいは打撃ヘッドに打撃力発生装置から打撃力を作用させながら打撃力発生装置をガイド装置で下方に押送し、打撃方式で支柱の下部を埋設する。この操作を車両を移動させながら繰り返し、防護柵の場合には道路線形に沿って連続して支柱を埋設する。ガイド装置を首振り構造とすることにより、道路線形に縦断勾配や横断勾配が付いている場合でも、支柱を鉛直に設置することが可能となる。地盤が硬質でない場合や騒音規制の厳しい夜間施工等においては、回転圧入方式を用い、地盤が硬質の場合や日中の施工等においては、打撃方式を用いる。支柱埋設時の車両の浮き上がりを抑える場合には、車両にウエイトを載せて施工を行う。
【００１９】
回転圧入方式では、回転ヘッド下部のチャッキング筒部に、支柱頭部の係止突起を係止する切欠き溝を設ければ、回転ヘッドを支柱頭部に簡単に着脱でき、かつ、回転力と軸力を確実に伝達できる。さらに、メンテナンス等で支柱の更新を行う場合には、切欠き溝を支柱の引き抜き方向にも係止する形状とすれば、支柱埋設装置を使用して支柱を回転させながら引き上げることができる。
【発明の効果】
【００２０】
(1) 小型軽量の走行車両に回転圧入方式と打撃方式の両方の機能を兼ね備えた埋設機を搭載しているため、回転圧入方式を用いることで打撃方式に比べて施工時の騒音を低減することができると共に、支柱を設置する地盤が硬質の場合には、打撃方式に容易に切替えることができ、打撃方式で迅速な埋設を行うことができる。
【００２１】
(2) 回転圧入方式と打撃方式を１台で兼用できるため、日中の施工では打撃方式を採用し、騒音規制の厳しい夜間施工には回転圧入方式を採用するなど、合理的な施工が可能となり、施工コストの低減等が図れる。
【００２２】
(3) 回転駆動装置の回転ヘッドを支柱引き抜きにも対応できる構造とすることにより、支柱埋設装置を支柱引抜装置として用いることができる。メンテナンス等で支柱の更新を行う際、既設支柱を回転させながら容易に引き抜くことができる。また、引き抜いた後、施工装置を取り替えることなく、回転圧入または打撃により、新設支柱を埋設できる。これにより、施工時間の大幅な短縮、施工コストの低減が可能となる。
【００２３】
(4) ガイド装置を首振り構造とすることにより、道路線形に縦断勾配や横断勾配が付いている場合でも、支柱を鉛直に設置することが可能となる。また、逆に支柱を傾斜させて埋設することも可能となる。
【００２４】
(5) 車両の荷台や本装置にウエイトを載せることで、支柱埋設時の車両の浮き上がりを抑制し、支柱に十分な押送力や打撃力を作用させることができ、施工スピードの向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。この実施形態は、防護柵支柱の設置に適用した例である。図１、図２、図３、図４は、本発明の請求項１、２、３、５に記載の支柱埋設装置の１例を示す側面図（格納時）、背面図（施工時旋回無し）、背面図（側方旋回時）、側面図（側方旋回時）である。なお、本発明は建築構造物等の基礎に用いる小径杭の埋設にも適用可能である。
【００２６】
図１〜図４において、本発明の支柱埋設装置１は、軽トラックなどのタイヤ式走行車両２の荷台３の上に、旋回テーブル４とスライド台５からなる埋設機基部６を水平旋回自在に搭載し、スライド台５の上にガイド７を起伏可能に設け、ガイド７に回転駆動装置８と打撃力発生装置９を設置して構成されている。回転駆動装置８の先端には回転駆動軸１０を介して回転ヘッド１１が取付けられている。打撃力発生装置９の先端には作動軸２１を介して打撃ヘッド２２が取付けられている。
【００２７】
ガイド７は、スライド支持部材１２にスライド自在に支持され、スライド支持部材１２の基部１２ａに設けたスライドシリンダ１３によりスライドする。回転駆動装置８と打撃力発生装置９は、ガイド７に沿って移動自在のスライド部材１４の上に設置され、チェーン駆動機構１５により移動する。回転駆動装置８と打撃力発生装置９は、共通のケーシング１９内に並列して収納され、このケーシング１９がスライド部材１４に固定されている。
図示例では、回転駆動装置８と打撃力発生装置９は縦方向（図１では上下方向）に重ねて並列させているが、横方向に並列させてもよい。
【００２８】
旋回テーブル４は、荷台３上に回転自在に支持され、この旋回テーブル４上にスライド台５が水平方向にスライド自在に設置され、ガイド７等の埋設機上部装置を所定の位置に水平旋回させ、かつ、水平移動させることができる。この図示例では、旋回テーブル４は、左右一対の溝型のガイド部材を有し、スライド台５は、この溝型のガイド部材にスライド自在に嵌合するＨ形鋼を有している（図２参照）。
【００２９】
ガイド７のスライド支持部材１２は、その基部１２ａがスライド台５の先端上面にピン１６を介して取付けられ、起伏シリンダ１７によりガイド７が起伏し、ガイド７を鉛直に起立した状態と伏した状態とすることができ、また、ガイド７の起伏方向の傾斜角度（首振り角度）αを任意に設定することができる（図３参照）。また、スライド支持部材１２はその基部１２ａに回動自在に設けられ、両者を連結する傾斜調整シリンダ１８により起伏直交方向の傾斜角度（首振り角度）βを任意に設定することができる（図４参照）。
【００３０】
回転駆動装置８と打撃力発生装置９は、油圧モータ等によりそれぞれ別々に作動する。これら回転駆動装置８と打撃力発生装置９が設置されるスライド部材１４のチェーン駆動機構１５は、油圧モータ１５ａとチェーン１５ｂと複数のスプロケット１５ｃからなり、油圧モータ１５ａの駆動によりチェーン１５ｂを介してスライド部材１４が牽引されてガイド７に沿って移動する。なお、３０は各油圧機器の作動油タンクである。
【００３１】
回転ヘッド１１は、回転駆動軸１０の先端に一体的に設けられ、設置する支柱の頭部を所定長さにわたって覆うように装着されるチャッキング筒部２０が設けられている。このチャッキング筒部と支柱頭部との固定方法については、回転ヘッド１１からの回転力、押送力を支柱に伝達できる構造であればよい。また、チャッキング筒部２０の内面と支柱の頭部との間には、樹脂等の緩衝材を挿入し、支柱の頭部やキャップに傷や打痕等が付かないように配慮することも考えられる。
【００３２】
施工時において、支柱に鉛直方向下向きの押送力を作用させる際、その反力が車両に伝わり、車両が浮き上がることが考えられる。この場合には、荷台３の上にウエイト４０を載せることで、車両の浮き上がりが抑えられ、支柱に十分な押送力や打撃力を作用させることができ、施工スピードが向上する。
【００３３】
以上のような構成において、図１の状態からガイド７等の昇降機上部装置を旋回テーブル４で水平旋回させ、スライド台５で前方に進出させ、起伏シリンダ１７で直立させ、図３に示すように道路沿いの支柱埋設位置に鉛直に配置する。回転圧入方式を採用する場合には、チェーン駆動機構１５により回転ヘッド１１を下降させ、チャッキング筒部２０を支柱Ａの頭部に装着した後、回転ヘッド１１を回転駆動装置８で回転させながらガイド７をスライドシリンダ１３で下降させて下方に押送すれば、支柱Ａの下部が地中に埋設される。この操作を繰り返すことにより、道路線形に沿って支柱が連続的に埋設される。また、起伏シリンダ１７と傾斜調整シリンダ１８によりガイド７を傾斜させることで支柱を傾斜させて埋設することも可能である。
【００３４】
一方、打撃方式を採用する場合には、同様に、チェーン駆動機構１５により、打撃力発生装置９の先端に設けた打撃ヘッド２２を下降させ、その杭頭保護筒部２３を支柱Ａの頭部に装着した後、打撃ヘッド２２に打撃力発生装置９からの打撃力を作用させながらガイド７をスライドシリンダ１３で下降させて下方に押送すれば、支柱Ａの下部が地中に埋設される。
【００３５】
前述の回転圧入方式、並びに、打撃方式は、施工条件や施工目的等により、自由に選択でき、合理的な施工が可能となる。なお、以上は、防護柵の支柱の埋設について説明したが、これに限らず、その他の支柱または杭の埋設にも本発明を適用できることは言うまでもない。
【００３６】
また、埋設機のガイド装置は、ガイド７をスライドシリンダ１３で下降させることで回転ヘッド１１または打撃ヘッド２２を下方へ押送する場合について例示したが、これに限らず、油圧シリンダとガイドセル方式、ガイドと無端チェーン駆動による方式、モータとねじ軸による方式などを用いることができる。
【００３７】
図５は、本発明の請求項４、６に記載の回転ヘッド及びチャッキング筒部の一例を示す部分断面側面図と正面図である。
【００３８】
図５において、回転ヘッド１１は、回転駆動軸１０の先端に一体的に設けられ、支柱Ａの頭部を所定長さにわたって覆うように装着されるチャッキング筒部２０が下部に一体的に設けられている。このチャッキング筒部２０は、支柱の頭部の外径より大きい内径で、支柱Ａの頭部と相似の穴形状であり、種々の径の支柱Ａに対応できるように、複数（図示例では２つ）の径の穴が上下方向にずらして形成されている。また、チャッキング部２０の長さは、支柱Ａを安定して保持できるような長さとする。
【００３９】
このようなチャッキング筒部２０の下部には、切欠き溝２４が形成され、この切欠き溝２４に支柱Ａの係止突起２５が挿入され、係止される。この切欠き溝２４は、下端から上に立ち上り横に切り込む鉤型形状とされ、回転ヘッドを下降させて回転させるだけで、あるいは支柱Ａの頭部を挿入させて回転させるだけで、係止突起２５が切欠き溝２４に係止され、チャッキング筒部２０と支柱Ａとを簡単に一体化することができ、回転力はもちろん、押送力、引き抜き力も伝達することができる。また、逆回転させることで、チャッキング筒部２０を支柱Ａから簡単に外すことができる。
【００４０】
この切欠き溝２４は、図示例に限らず、容易に着脱でき、回転力と軸力を伝達できる形状であればよい。また、図５おいて、切欠き溝２４は、チャッキング筒部２０の対向する側壁に一対で形成しているが、これに限らず、少なくとも１箇所に設ければよい。
【００４１】
一方、防護柵の支柱Ａの頭部には、防護柵が取付けられるブラケットをボルト止めするための貫通孔２６が穿設されているため、この貫通孔２６にボルトまたは丸鋼棒２７を挿通し、両端部を支柱Ａの側面から突出させて係止突起２５とする。なお、これに限らず、支柱Ａの表面に突起などを設けてもよい。
【００４２】
図５に示すような回転及び引き抜き方向に係止できるチャッキング筒部２０を採用することで、支柱Ａに回転引き抜き力を作用させながら、ガイド７をスライドシリンダ１３で上昇させることで、既設支柱Ａを容易に引き抜くことができる。また、チャッキング筒部２０の内面と支柱Ａの頭部との間には、樹脂等の緩衝材２８を挿入し、支柱の頭部やキャップに傷や打痕等が付かないように配慮してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の支柱埋設装置の一例を示す側面図（格納時）である。
【図２】本発明の支柱埋設装置の一例を示す背面図（施工時旋回無し）である。
【図３】本発明の支柱埋設装置の一例を示す背面図（側方旋回時）である。
【図４】本発明の支柱埋設装置の一例を示す側面図（側方旋回時）である。
【図５】本発明の回転ヘッドの一例を示したものであり、（a）は部分断面側面図、（b）は正面図である。
【図６】従来の打撃方式のチャッキング治具を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…支柱埋設装置
２…タイヤ式走行車両
３…荷台
４…旋回テーブル
５…スライド台
６…埋設機基部
７…ガイド
８…回転駆動装置
９…打撃力発生装置
１０…回転駆動軸
１１…回転ヘッド
１２…スライド支持部材
１３…スライドシリンダ
１４…スライド部材
１５…チェーン駆動機構
１６…ピン
１７…起伏シリンダ
１８…傾斜調整シリンダ
１９…ケーシング
２０…チャッキング筒部
２１…作動軸
２２…打撃ヘッド
２３…杭頭保護筒部
２４…切欠き溝
２５…係止突起
２６…貫通孔
２７…ボルトまたは丸鋼棒
３０…作動油タンク
４０…ウエイト
５０…杭頭保護筒部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に防護柵等の支柱を回転圧入または打撃により埋設する支柱埋設装置に関するものである。また、本装置は支柱を引き抜く支柱引抜装置として用いることも可能である。さらに、本装置は建築構造物等の基礎に用いる小径杭の埋設装置としても適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
防護柵支柱の設置方法は、従来、ハンマー等を用いた打撃方式が一般的である（例えば、特許文献１、２、３）。即ち、図６に示すように、支柱Ａの頭部に杭頭保護筒部５０を載せ、ハンマー等の打撃により支柱Ａを地面に打ち込む方法である。
【０００３】
上記の打撃以外の方法として回転圧入により支柱を埋設する「支柱の回転埋設工法および移動式支柱回転埋設装置」などが提案されている（例えば、特許文献４、５）。
【特許文献１】実開平３−１２８７２８号公報
【特許文献２】実開平６−１４３９号公報
【特許文献３】実開平７−４５３８号公報
【特許文献４】特開２００３−１５５７４５号公報
【特許文献５】特開２００４−２３８８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のような従来の防護柵支柱の埋設方法の場合、次のような課題がある。
（1） ハンマー等を用いた打撃方式による埋設方法では、杭頭保護筒部５０等で金属製の支柱Ａの頭部を打撃するため（図６参照）、騒音が発生する。特に、市街地での埋設には配慮する必要がある。
（2） 回転圧入により埋設する施工では、打撃方式に比べて騒音は低減できるものの、支柱を設置する地盤が硬質の場合、回転圧入が困難となることが考えられる。
（3） 概ね、回転圧入方式より打撃方式の方が施工スピードが速い。日中の施工では、打撃方式を採用し、騒音規制の厳しい夜間施工では、回転圧入方式を採用するのが合理的であるが、この場合、打撃方式と回転圧入方式の２台の施工装置が必要であり、装置のリース料金、損料等、施工コストが上昇する。
（4）防護柵のメンテナンス等で既設支柱を引き抜いた後、新設支柱を埋設する場合がある。通常は重機等で支柱を引き抜き、打撃方式で埋設するが、２台の施工装置が必要であり、装置のリース料金、損料等、施工コストが上昇する。また、引き抜く際、単に引っ張るだけの施工では引き抜きにくい場合がある。
【０００５】
本発明は、前述のような課題の解決を図ったものであり、防護柵支柱のような小径の支柱を連続して埋設していくに際し、埋設時の騒音を抑えることができ、また硬質地盤への埋設も対応可能であり、さらにメンテナンス工事等における支柱の引き抜き・埋設を合理的に行える支柱埋設装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１は、支柱（防護柵等の支柱、基礎の小径杭など。以下、同様）を埋設するための回転埋設装置であり、移動可能な車両に水平旋回自在に搭載される埋設機基部と、この埋設機基部の上に起伏自在に設けられるガイド装置と、このガイド装置により昇降移動自在な回転駆動装置及び打撃力発生装置を備えていることを特徴とする支柱埋設装置である。回転駆動装置は、支柱に軸回りの回転力を与える装置であり、その回転駆動軸の先端に、支柱の頭部に着脱自在に装着される回転ヘッドが設けられている。打撃力発生装置は、支柱に軸方向の打撃力を与えるものであり、その作動軸の先端に、支柱の頭部に着脱自在に装着される杭頭保護筒部を有する打撃ヘッドが設けられている。これらの回転駆動装置及び打撃力発生装置は、ケーシング内に並列して収納する。
【０００７】
この請求項１は、防護柵等の支柱を回転圧入させながら埋設する方式と、打撃による埋設する方式の両方の機能を兼ね備え、支柱の下部を所定深さだけ埋没させて設置するための移動式支柱埋設装置であり、現行の施工装置である打設機と同様に、装置を軽トラック等の走行車両に搭載し、道路線形に沿って連続的に埋設できるようにする。また、搭載された装置は、支柱を埋設する所定の方向に水平旋回自在とする。ガイド装置は、例えば、起伏用の油圧シリンダ等により起伏するガイドを具備している。回転駆動装置及び打撃力発生装置は、油圧モータ等で駆動され、ガイド装置に取付けて押送できるようにする。
【０００８】
本発明の請求項２は、支柱を埋設するための回転埋設装置であり、移動可能な車両に水平旋回自在に搭載される埋設機基部と、この埋設機基部の上に起伏自在に設けられるガイドと、このガイドをスライドさせるスライドシリンダと、前記ガイドに沿って移動自在な移動部材と、この移動部材に設けられる回転駆動装置及び打撃力発生装置を備えていることを特徴とする支柱埋設装置である。
【０００９】
この請求項２は、ガイドをスライドさせる方式に限定した場合であり、ガイドに沿って回転駆動装置及び打撃力発生装置を移動させ、ガイドをスライドシリンダでスライドさせて回転駆動装置及び打撃力発生装置を下方に押送する。
【００１０】
本発明の請求項３は、請求項１または請求項２に記載の支柱埋設装置において、ガイド装置は、鉛直方向に対して首振り構造であることを特徴とする支柱埋設装置である。
【００１１】
この請求項３は、起立させたガイド装置が鉛直方向に対して傾斜可能すなわち首振り可能であることにより、道路に縦断勾配や横断勾配が付いている場合でも、支柱を鉛直に設置することができる。例えば、ガイド装置の起伏シリンダ等を用いて起伏方向の傾斜角度を調整し、またガイド装置に取付けた角度調整シリンダ等により起伏直交方向の傾斜角度を調整して、首振りを行う。
【００１２】
本発明の請求項４は、請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の支柱埋設装置において、回転駆動装置の回転駆動軸の先端に、支柱の頭部に着脱自在に装着される回転ヘッドが設けられ、回転ヘッドは、支柱の頭部を覆うように装着されるチャッキング筒部に、支柱の頭部の係止突起を係止する切欠き溝が少なくとも一つ形成されていることを特徴とする支柱埋設装置である。
【００１３】
この請求項４は、回転駆動装置を用いて施工する際、回転ヘッドの下部に支柱の頭部を所定の長さにわたって覆うチャッキング筒部を設けることで、回転圧入に際して、支柱を安定して保持できるようにしたものである。さらに、支柱頭部と回転ヘッドを切欠き溝と係止突起により着脱自在に一体化し、回転力及び軸力を伝達可能とする。なお、チャッキング筒部と支柱頭部との間に、支柱を保護する緩衝材（樹脂等）を設けてもよい。また、支柱の頭部の係止突起は、支柱の頭部に設けられている部材取付け用の貫通孔に挿通した棒状部材で構成することにより、別途支柱に加工を施す必要がなく経済的である。
【００１４】
本発明の請求項５は、請求項１から請求項４までのいずれか一つに記載の支柱埋設装置において、車両（荷台や支柱埋設装置等）に車両の浮き上がりを防止するウエイトが載せられていることを特徴とする支柱埋設装置である。
【００１５】
この請求項５は、回転駆動装置により支柱を回転圧入する際、もしくは、打撃力発生装置により打撃埋設する際、支柱に対する鉛直方向下向きの押送力や打撃力の反力で車両が浮き上がり、支柱に十分な押送力や打撃力を作用させることができず、施工能力が低下することが考えられる。この場合、車両にウエイトを載せることにより、車両の浮き上がりを抑え、施工スピードの向上を図る。なお、ウエイトは車両の荷台の上に載せる以外に、支柱埋設装置自体に載せるか、ぶら下げてもよい。
【００１６】
本発明の請求項６は、請求項１から請求項５までのいずれか一つに記載の支柱埋設装置において、回転駆動装置の回転ヘッドが、支柱の回転方向のみならず、支柱の引き抜き方向にも係止する構造であることを特徴とする支柱埋設装置である。
【００１７】
この請求項６は、回転駆動装置を用いて施工する場合であり、回転ヘッドを支柱引き抜き方向にも係止する構造、即ちチャッキング筒部の切欠き溝の形状を、支柱の回転方向のみならず、支柱の引き抜き方向にも係止する形状（例えば鉤型）とすることで、支柱を把持した状態で支柱埋設装置のガイド装置を引き上げることにより、支柱を引き抜くことができる。すなわち、支柱埋設装置を支柱引抜装置としても利用することができる。しかも、回転させながら引き抜くことで、回転させない従来の方法よりも引き抜き性能は格段に向上する。
【００１８】
以上のような構成の本発明において、軽トラック等の小型軽量の走行車両に埋設機を搭載し、必要に応じて水平旋回自在とした埋設機を所定の埋設位置の方向に旋回させ、回転ヘッドを回転駆動装置で回転させながら回転駆動装置をガイド装置で下方に押送し、回転圧入方式で支柱の下部を埋設し、あるいは打撃ヘッドに打撃力発生装置から打撃力を作用させながら打撃力発生装置をガイド装置で下方に押送し、打撃方式で支柱の下部を埋設する。この操作を車両を移動させながら繰り返し、防護柵の場合には道路線形に沿って連続して支柱を埋設する。ガイド装置を首振り構造とすることにより、道路線形に縦断勾配や横断勾配が付いている場合でも、支柱を鉛直に設置することが可能となる。地盤が硬質でない場合や騒音規制の厳しい夜間施工等においては、回転圧入方式を用い、地盤が硬質の場合や日中の施工等においては、打撃方式を用いる。支柱埋設時の車両の浮き上がりを抑える場合には、車両にウエイトを載せて施工を行う。
【００１９】
回転圧入方式では、回転ヘッド下部のチャッキング筒部に、支柱頭部の係止突起を係止する切欠き溝を設ければ、回転ヘッドを支柱頭部に簡単に着脱でき、かつ、回転力と軸力を確実に伝達できる。さらに、メンテナンス等で支柱の更新を行う場合には、切欠き溝を支柱の引き抜き方向にも係止する形状とすれば、支柱埋設装置を使用して支柱を回転させながら引き上げることができる。
【発明の効果】
【００２０】
(1) 小型軽量の走行車両に回転圧入方式と打撃方式の両方の機能を兼ね備えた埋設機を搭載しているため、回転圧入方式を用いることで打撃方式に比べて施工時の騒音を低減することができると共に、支柱を設置する地盤が硬質の場合には、打撃方式に容易に切替えることができ、打撃方式で迅速な埋設を行うことができる。
【００２１】
(2) 回転圧入方式と打撃方式を１台で兼用できるため、日中の施工では打撃方式を採用し、騒音規制の厳しい夜間施工には回転圧入方式を採用するなど、合理的な施工が可能となり、施工コストの低減等が図れる。
【００２２】
(3) 回転駆動装置の回転ヘッドを支柱引き抜きにも対応できる構造とすることにより、支柱埋設装置を支柱引抜装置として用いることができる。メンテナンス等で支柱の更新を行う際、既設支柱を回転させながら容易に引き抜くことができる。また、引き抜いた後、施工装置を取り替えることなく、回転圧入または打撃により、新設支柱を埋設できる。これにより、施工時間の大幅な短縮、施工コストの低減が可能となる。
【００２３】
(4) ガイド装置を首振り構造とすることにより、道路線形に縦断勾配や横断勾配が付いている場合でも、支柱を鉛直に設置することが可能となる。また、逆に支柱を傾斜させて埋設することも可能となる。
【００２４】
(5) 車両の荷台や本装置にウエイトを載せることで、支柱埋設時の車両の浮き上がりを抑制し、支柱に十分な押送力や打撃力を作用させることができ、施工スピードの向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。この実施形態は、防護柵支柱の設置に適用した例である。図１、図２、図３、図４は、本発明の請求項１、２、３、５に記載の支柱埋設装置の１例を示す側面図（格納時）、背面図（施工時旋回無し）、背面図（側方旋回時）、側面図（側方旋回時）である。なお、本発明は建築構造物等の基礎に用いる小径杭の埋設にも適用可能である。
【００２６】
図１〜図４において、本発明の支柱埋設装置１は、軽トラックなどのタイヤ式走行車両２の荷台３の上に、旋回テーブル４とスライド台５からなる埋設機基部６を水平旋回自在に搭載し、スライド台５の上にガイド７を起伏可能に設け、ガイド７に回転駆動装置８と打撃力発生装置９を設置して構成されている。回転駆動装置８の先端には回転駆動軸１０を介して回転ヘッド１１が取付けられている。打撃力発生装置９の先端には作動軸２１を介して打撃ヘッド２２が取付けられている。
【００２７】
ガイド７は、スライド支持部材１２にスライド自在に支持され、スライド支持部材１２の基部１２ａに設けたスライドシリンダ１３によりスライドする。回転駆動装置８と打撃力発生装置９は、ガイド７に沿って移動自在のスライド部材１４の上に設置され、チェーン駆動機構１５により移動する。回転駆動装置８と打撃力発生装置９は、共通のケーシング１９内に並列して収納され、このケーシング１９がスライド部材１４に固定されている。
図示例では、回転駆動装置８と打撃力発生装置９は縦方向（図１では上下方向）に重ねて並列させているが、横方向に並列させてもよい。
【００２８】
旋回テーブル４は、荷台３上に回転自在に支持され、この旋回テーブル４上にスライド台５が水平方向にスライド自在に設置され、ガイド７等の埋設機上部装置を所定の位置に水平旋回させ、かつ、水平移動させることができる。この図示例では、旋回テーブル４は、左右一対の溝型のガイド部材を有し、スライド台５は、この溝型のガイド部材にスライド自在に嵌合するＨ形鋼を有している（図２参照）。
【００２９】
ガイド７のスライド支持部材１２は、その基部１２ａがスライド台５の先端上面にピン１６を介して取付けられ、起伏シリンダ１７によりガイド７が起伏し、ガイド７を鉛直に起立した状態と伏した状態とすることができ、また、ガイド７の起伏方向の傾斜角度（首振り角度）αを任意に設定することができる（図３参照）。また、スライド支持部材１２はその基部１２ａに回動自在に設けられ、両者を連結する傾斜調整シリンダ１８により起伏直交方向の傾斜角度（首振り角度）βを任意に設定することができる（図４参照）。
【００３０】
回転駆動装置８と打撃力発生装置９は、油圧モータ等によりそれぞれ別々に作動する。これら回転駆動装置８と打撃力発生装置９が設置されるスライド部材１４のチェーン駆動機構１５は、油圧モータ１５ａとチェーン１５ｂと複数のスプロケット１５ｃからなり、油圧モータ１５ａの駆動によりチェーン１５ｂを介してスライド部材１４が牽引されてガイド７に沿って移動する。なお、３０は各油圧機器の作動油タンクである。
【００３１】
回転ヘッド１１は、回転駆動軸１０の先端に一体的に設けられ、設置する支柱の頭部を所定長さにわたって覆うように装着されるチャッキング筒部２０が設けられている。このチャッキング筒部と支柱頭部との固定方法については、回転ヘッド１１からの回転力、押送力を支柱に伝達できる構造であればよい。また、チャッキング筒部２０の内面と支柱の頭部との間には、樹脂等の緩衝材を挿入し、支柱の頭部やキャップに傷や打痕等が付かないように配慮することも考えられる。
【００３２】
施工時において、支柱に鉛直方向下向きの押送力を作用させる際、その反力が車両に伝わり、車両が浮き上がることが考えられる。この場合には、荷台３の上にウエイト４０を載せることで、車両の浮き上がりが抑えられ、支柱に十分な押送力や打撃力を作用させることができ、施工スピードが向上する。
【００３３】
以上のような構成において、図１の状態からガイド７等の昇降機上部装置を旋回テーブル４で水平旋回させ、スライド台５で前方に進出させ、起伏シリンダ１７で直立させ、図３に示すように道路沿いの支柱埋設位置に鉛直に配置する。回転圧入方式を採用する場合には、チェーン駆動機構１５により回転ヘッド１１を下降させ、チャッキング筒部２０を支柱Ａの頭部に装着した後、回転ヘッド１１を回転駆動装置８で回転させながらガイド７をスライドシリンダ１３で下降させて下方に押送すれば、支柱Ａの下部が地中に埋設される。この操作を繰り返すことにより、道路線形に沿って支柱が連続的に埋設される。また、起伏シリンダ１７と傾斜調整シリンダ１８によりガイド７を傾斜させることで支柱を傾斜させて埋設することも可能である。
【００３４】
一方、打撃方式を採用する場合には、同様に、チェーン駆動機構１５により、打撃力発生装置９の先端に設けた打撃ヘッド２２を下降させ、その杭頭保護筒部２３を支柱Ａの頭部に装着した後、打撃ヘッド２２に打撃力発生装置９からの打撃力を作用させながらガイド７をスライドシリンダ１３で下降させて下方に押送すれば、支柱Ａの下部が地中に埋設される。
【００３５】
前述の回転圧入方式、並びに、打撃方式は、施工条件や施工目的等により、自由に選択でき、合理的な施工が可能となる。なお、以上は、防護柵の支柱の埋設について説明したが、これに限らず、その他の支柱または杭の埋設にも本発明を適用できることは言うまでもない。
【００３６】
また、埋設機のガイド装置は、ガイド７をスライドシリンダ１３で下降させることで回転ヘッド１１または打撃ヘッド２２を下方へ押送する場合について例示したが、これに限らず、油圧シリンダとガイドセル方式、ガイドと無端チェーン駆動による方式、モータとねじ軸による方式などを用いることができる。
【００３７】
図５は、本発明の請求項４、６に記載の回転ヘッド及びチャッキング筒部の一例を示す部分断面側面図と正面図である。
【００３８】
図５において、回転ヘッド１１は、回転駆動軸１０の先端に一体的に設けられ、支柱Ａの頭部を所定長さにわたって覆うように装着されるチャッキング筒部２０が下部に一体的に設けられている。このチャッキング筒部２０は、支柱の頭部の外径より大きい内径で、支柱Ａの頭部と相似の穴形状であり、種々の径の支柱Ａに対応できるように、複数（図示例では２つ）の径の穴が上下方向にずらして形成されている。また、チャッキング部２０の長さは、支柱Ａを安定して保持できるような長さとする。
【００３９】
このようなチャッキング筒部２０の下部には、切欠き溝２４が形成され、この切欠き溝２４に支柱Ａの係止突起２５が挿入され、係止される。この切欠き溝２４は、下端から上に立ち上り横に切り込む鉤型形状とされ、回転ヘッドを下降させて回転させるだけで、あるいは支柱Ａの頭部を挿入させて回転させるだけで、係止突起２５が切欠き溝２４に係止され、チャッキング筒部２０と支柱Ａとを簡単に一体化することができ、回転力はもちろん、押送力、引き抜き力も伝達することができる。また、逆回転させることで、チャッキング筒部２０を支柱Ａから簡単に外すことができる。
【００４０】
この切欠き溝２４は、図示例に限らず、容易に着脱でき、回転力と軸力を伝達できる形状であればよい。また、図５おいて、切欠き溝２４は、チャッキング筒部２０の対向する側壁に一対で形成しているが、これに限らず、少なくとも１箇所に設ければよい。
【００４１】
一方、防護柵の支柱Ａの頭部には、防護柵が取付けられるブラケットをボルト止めするための貫通孔２６が穿設されているため、この貫通孔２６にボルトまたは丸鋼棒２７を挿通し、両端部を支柱Ａの側面から突出させて係止突起２５とする。なお、これに限らず、支柱Ａの表面に突起などを設けてもよい。
【００４２】
図５に示すような回転及び引き抜き方向に係止できるチャッキング筒部２０を採用することで、支柱Ａに回転引き抜き力を作用させながら、ガイド７をスライドシリンダ１３で上昇させることで、既設支柱Ａを容易に引き抜くことができる。また、チャッキング筒部２０の内面と支柱Ａの頭部との間には、樹脂等の緩衝材２８を挿入し、支柱の頭部やキャップに傷や打痕等が付かないように配慮してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の支柱埋設装置の一例を示す側面図（格納時）である。
【図２】本発明の支柱埋設装置の一例を示す背面図（施工時旋回無し）である。
【図３】本発明の支柱埋設装置の一例を示す背面図（側方旋回時）である。
【図４】本発明の支柱埋設装置の一例を示す側面図（側方旋回時）である。
【図５】本発明の回転ヘッドの一例を示したものであり、（a）は部分断面側面図、（b）は正面図である。
【図６】従来の打撃方式のチャッキング治具を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…支柱埋設装置
２…タイヤ式走行車両
３…荷台
４…旋回テーブル
５…スライド台
６…埋設機基部
７…ガイド
８…回転駆動装置
９…打撃力発生装置
１０…回転駆動軸
１１…回転ヘッド
１２…スライド支持部材
１３…スライドシリンダ
１４…スライド部材
１５…チェーン駆動機構
１６…ピン
１７…起伏シリンダ
１８…傾斜調整シリンダ
１９…ケーシング
２０…チャッキング筒部
２１…作動軸
２２…打撃ヘッド
２３…杭頭保護筒部
２４…切欠き溝
２５…係止突起
２６…貫通孔
２７…ボルトまたは丸鋼棒
３０…作動油タンク
４０…ウエイト
５０…杭頭保護筒部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支柱を埋設するための回転埋設装置であり、移動可能な車両に水平旋回自在に搭載される埋設機基部と、この埋設機基部の上に起伏自在に設けられるガイド装置と、このガイド装置により昇降移動自在な回転駆動装置及び打撃力発生装置を備えていることを特徴とする支柱埋設装置。
【請求項２】
支柱を埋設するための回転埋設装置であり、移動可能な車両に水平旋回自在に搭載される埋設機基部と、この埋設機基部の上に起伏自在に設けられるガイドと、このガイドをスライドさせるスライドシリンダと、前記ガイドに沿って移動自在な移動部材と、この移動部材に設けられる回転駆動装置及び打撃力発生装置を備えていることを特徴とする支柱埋設装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の支柱埋設装置において、ガイド装置は、鉛直方向に対して首振り構造であることを特徴とする支柱埋設装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の支柱埋設装置において、回転駆動装置の回転駆動軸の先端に、支柱の頭部に着脱自在に装着される回転ヘッドが設けられ、回転ヘッドは、支柱の頭部を覆うように装着されるチャッキング筒部に、支柱の頭部の係止突起を係止する切欠き溝が少なくとも一つ形成されていることを特徴とする支柱埋設装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一つに記載の支柱埋設装置において、車両に車両の浮き上がりを防止するウエイトが載せられていることを特徴とする支柱埋設装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一つに記載の支柱埋設装置において、回転駆動装置の回転ヘッドが、支柱の回転方向のみならず、支柱の引き抜き方向にも係止する構造であることを特徴とする支柱埋設装置。
【請求項１】
支柱を埋設するための回転埋設装置であり、移動可能な車両に水平旋回自在に搭載される埋設機基部と、この埋設機基部の上に起伏自在に設けられるガイド装置と、このガイド装置により昇降移動自在な回転駆動装置及び打撃力発生装置を備えていることを特徴とする支柱埋設装置。
【請求項２】
支柱を埋設するための回転埋設装置であり、移動可能な車両に水平旋回自在に搭載される埋設機基部と、この埋設機基部の上に起伏自在に設けられるガイドと、このガイドをスライドさせるスライドシリンダと、前記ガイドに沿って移動自在な移動部材と、この移動部材に設けられる回転駆動装置及び打撃力発生装置を備えていることを特徴とする支柱埋設装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の支柱埋設装置において、ガイド装置は、鉛直方向に対して首振り構造であることを特徴とする支柱埋設装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の支柱埋設装置において、回転駆動装置の回転駆動軸の先端に、支柱の頭部に着脱自在に装着される回転ヘッドが設けられ、回転ヘッドは、支柱の頭部を覆うように装着されるチャッキング筒部に、支柱の頭部の係止突起を係止する切欠き溝が少なくとも一つ形成されていることを特徴とする支柱埋設装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一つに記載の支柱埋設装置において、車両に車両の浮き上がりを防止するウエイトが載せられていることを特徴とする支柱埋設装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一つに記載の支柱埋設装置において、回転駆動装置の回転ヘッドが、支柱の回転方向のみならず、支柱の引き抜き方向にも係止する構造であることを特徴とする支柱埋設装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１８８８５５（Ｐ２００６−１８８８５５Ａ）
【公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６８７（Ｐ２００５−６８７）
【出願日】平成１７年１月５日（２００５．１．５）
【出願人】（０００１０１９４９）住友金属建材株式会社 (44)
【出願人】（５９２１１５６５２）秩父産業株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月５日（２００５．１．５）
【出願人】（０００１０１９４９）住友金属建材株式会社 (44)
【出願人】（５９２１１５６５２）秩父産業株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
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