JP2001220979A - 鋼管製ケーシング用圧入・引抜き装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼管製ケーシングを全回転させながら地盤に
圧入し、或いは地盤から引き抜く圧入・引き抜き装置を
分割構造とすることにより，据付や運搬を容易にする。 【構成】 鋼管製ケーシングＰを取り囲む中央開口が形
成されるように右フレーム１１０，左フレーム１２０を
接続してベースフレーム１００とし、昇降ジャッキ３０
０を介してベースフレーム１００の上に分割構造の昇降
フレーム２００を配置する。昇降フレーム２００には半
円状内縁部２１１，２２１に旋回ギア５００の右ギア５
１０，左ギア５２０が回転可能に設けられており、旋回
ギア５００が油圧モータ４００の駆動ギア４５０に噛み
合い回転する。右ギア５１０にはクランプ片６１０が固
定され、クランプ片６１０の両端に揺動可能に連結され
たクランプ片６２０，６３０とでクランプ６００を構成
する。クランプ６００で鋼管製ケーシングＰを拘束し、
鋼管製ケーシングＰを円周方向に全回転させながら地盤
に圧入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マンホール等の構造体
として使用される大口径の鋼管製ケーシングを地盤に圧
入し或いは引き抜く装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】下水道等の地下構造物に路面から通じる
マンホール等の立坑構築法としては、鋼管製ケーシング
を地盤に圧入し、鋼管製ケーシング内の土砂を除去した
後、鋼管製ケーシングを外枠としてコンクリートを打設
する工法が知られている。地盤への鋼管製ケーシングの
圧入には、下端円周方向にバイトを取り付けた鋼管製ケ
ーシングを使用し、鋼管製ケーシングをクランプして回
転又は揺動させながら建て込む装置が使用されている。

【０００３】立坑の口径は、地下構造物の大型化に伴っ
て大きくなる傾向にあり、共同溝の開発が望まれている
昨今にあっては大型化の傾向が一層強くなっている。立
坑の大口径化は、大口径の鋼管製ケーシングを圧入でき
る大型装置を必要とする。ところが、この種の装置は、
工事開始前に工事現場に運搬されて据え付けられ、工事
終了後には工事現場から撤去される。そのため、装置を
分割型にして運搬を容易にする必要があり、たとえば旋
回ベアリングの取り付け座を分断するように分割された
昇降フレームが特開平４−６００１２号公報で紹介され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】鋼管製ケーシングの圧
入には、下端円周方向に切歯を形成した鋼管製ケーシン
グを回転又は揺動させながら、バイトで地盤を切り裂い
た跡に鋼管製ケーシングを押し込む方式が採用されてい
る。鋼管製ケーシングとしては、下端円周方向に複数の
超硬バイトを取り付けたものも使用されている。鋼管製
ケーシングを揺動させる方式では、装置の大型化が比較
的容易であるが、地盤の固い部分と軟らかい部分とでバ
イトによる切り裂き状態が異なり、鋼管製ケーシングが
鉛直方向から変位しやすい。鋼管製ケーシングの変位が
あると、後工程のコンクリート打設時に必要なコンクリ
ート厚みを確保できない原因にもなる。また、深い立坑
が盛んに敷設されている昨今では、鋼管製ケーシングと
地下構造物との位置関係が大きくずれる原因にもなる。

【０００５】鋼管製ケーシングを回転させる方式では、
鋼管製ケーシングの円周方向端部が地盤の固い部分及び
軟らかい部分に均等に当たるため、切り裂き状態の変動
に起因した鋼管製ケーシングの変位が少ない。しかし、
大口径の鋼管製ケーシングを円周方向に沿って均等な力
でクランプし回転力を与えるために、装置の大型化が避
けられず、据付や撤去時の運搬に支障をきたしている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、装置の主要構成
部材を二分割した設計にすることにより、運搬を容易に
し、しかも正確な位置関係で鋼管製ケーシングを地盤に
圧入できる装置を提供することを目的とする。本発明の
圧入・引抜き装置は、中央開口を内部に形成するベース
フレーム，昇降フレーム，旋回ギアを二分割構造とし、
昇降フレームを昇降させる昇降ジャッキをベースフレー
ムの四隅近傍に、旋回ギアを回転させる油圧モータを昇
降フレームの四隅近傍に設け、鋼管製ケーシングを拘束
するクランプを３分割構造としている。

【０００７】ベースフレームは、鋼管製ケーシング挿入
用の中央開口が形成されるように、端面接続機構を介し
て接続される半円状内縁部をもつ右フレーム，左フレー
ムを備えている。ベースフレームの四隅近傍には、昇降
ジャッキを取り付けるための円孔状固定部が形成されて
いる。昇降フレームは、鋼管製ケーシング挿入用の中央
開口が形成されるように、端面接続機構を介して接続さ
れる半円状内縁部をもつ右フレーム，左フレームを備え
ている。昇降フレームの四隅近傍には、昇降ジャッキが
嵌まり込む円形状開口及び油圧モータが取付け用の円孔
状取付け部が形成されている。

【０００８】昇降ジャッキは、ベースフレームの各円孔
状固定部から起立し、昇降フレームの円形状開口縁に設
けられた筒状外套に嵌まり込む筒状ハウジング内に固定
配置されている。昇降ジャッキの上端には、筒状外套に
装着されるキャップの連結突起に連結される連結アーム
が設けられている。油圧モータは、昇降フレームの各円
孔状取付け部に軸受けハウジングを介して設けられてお
り、回転主軸に装着された駆動ギアが昇降フレームの半
円状内縁部に臨む。旋回ギアは、右ギア及び左ギアが連
結機構を介して接続される二分割構造をもつ。旋回ギア
は、内側円筒部，ウエブ、外側円筒部からなるＨ型断面
をもつ環状体になっている。内側円筒部の上面には、昇
降フレームの上板にスライドシューを介して接触する上
板が取り付けられている。内側円筒部の下面には、昇降
フレームの下板にスライドシューを介して接触するフラ
ンジをもつ下部リングが取り付けられている。外側円筒
部には、油圧モータの駆動ギアと噛合う平歯が刻設され
手いる。

【０００９】クランプは、３本のクランプ片が円形状に
連結される分割構造をもち、そのうち１本のクランプ片
が右ギアの内側円筒部に固着されている。固着されたク
ランプ片の両端に残り２本のクランプ片の一端が揺動可
能に連結され、揺動可能なクランプ片の他端の間にクラ
ンプシリンダが差し渡される。地盤に圧入される鋼管製
ケーシング又は地盤から引き抜かれる鋼管製ケーシング
は、ベースフレーム，昇降フレームの中央開口に挿入さ
れ、鋼管製ケーシングの外周がクランプで拘束され、円
周方向に回転しながら下端で地盤を切り裂いて下降し、
或いは昇降フレームの上昇によって地盤から引き抜かれ
る。

【００１０】

【実施の形態】本発明に従った圧入・引抜き装置は、全
体像を斜視図で示す図１にみられるように、ベースフレ
ーム１００に昇降フレーム２００を重ね合わせ、ベース
フレーム１００の四隅近傍に昇降ジャッキ３００を立設
し、昇降フレーム２００の四隅近傍に油圧モータ４００
を取り付けた構造をもっている。ベースフレーム１００
は、図２の分解斜視図にみられるように、右フレーム１
１０及び左フレーム１２０を組み合わせる二分割構造
で、各フレーム１１０，１２０の内周側は鋼管製ケーシ
ングＰ（図１５）が挿入されるように半円状内縁部１１
１，１２１となっている。昇降フレーム２００も同様に
右フレーム２１０及び左フレーム２２０を組み合わせる
二分割構造で、半円状内縁部２１１，２２１（図３）に
旋回ギア５００が嵌め込まれる。旋回ギア５００も右ギ
ア５１０，左ギア５２０の二分割構造で、クランプ片６
１０，６２０，６３０と３分割されたクランプ６００が
固着される。

【００１１】ベースフレーム１００は、地面の所定位置
に敷設された覆工板（図示せず）に据え付けられた固定
基盤７００（図２）に取り付けられる。固定基盤７００
も右基盤７１０，左基盤７２０の二分割構造で、各分割
基盤７１０，７２０の内側には半円状内縁部７１１，７
２１が形成されている。右基盤７１０及び左基盤７２０
には、覆工板に固定するためのスライド式コマ（図示せ
ず）が長孔７１２，７２２及び長孔７１３，７２３の下
に設けられ、覆工板の受桁に対して右基盤７１０及び左
基盤７２０を強固に固定する。

【００１２】右基盤７１０及び左基盤７２０の突合せ端
部には凹凸嵌合部７１４，７２４が形成されており、凹
凸嵌合部７１４，７２４を相互にかみ合わせるとき、固
定基盤７００の中央に半円状内縁部７１１，７２１で区
画された鋼管製ケーシングＰ挿通用の開口部が形成され
る。更に、右基盤７１０及び左基盤７２０を一体化した
固定基盤７００の四隅にあたる位置に、レベルジャッキ
１３０の着座部７１５，７２５が形成されている。ま
た、固定基盤７００の四隅近傍には、載置されるベース
フレーム１００を水平方向に関して位置決めし、鋼管製
ケーシングＰが回転時に生じる反力で装置が共回りしな
いように突起７１６，７２６が形成されている。覆工板
に据え付けられた固定基盤７００に固定されるベースフ
レーム１００は、右フレーム１１０及び左フレーム１２
０のそれぞれ周縁にレベルジャッキ１３０及び１４０を
備えている。右フレーム１１０及び左フレーム１２０の
突合せ端面には、両者を正確な位置関係で固定しベース
フレーム１００の上面を平坦にするための端面接続機構
１５０が設けられている。

【００１３】端面接続機構１５０は、図４の部分斜視図
にみられるように、右フレーム１１０の突合せ端面に取
り付けられた接続金具１５１と左フレーム１２０の突合
せ端面に取り付けられた接続金具１５５からなる。接続
金具１５１の下端部に段付き肉厚部１５２が形成され、
上部中央に係合溝１５３が形成されている。他方、接続
金具１５５は、段付き肉厚部１５２の段部に噛み合うよ
うに下端が薄肉部１５６になっており、係合溝１５３に
嵌まり込む係合突起１５７が上部中央に形成されてい
る。接続金具１５１，１５５が固着される右フレーム１
１０及び左フレーム１２０の突合せ端面には複数のボル
ト装着用孔部１１２，１２２が設けられており、各ボル
ト装着用空隙１１２，１２２に臨むようにボルト孔１５
４，１５８が接続金具１５１，１５５に刻設されてい
る。

【００１４】ベースフレーム１００の四隅近傍に当たる
位置で、右フレーム１１０及び左フレーム１２０の上面
に昇降ジャッキ３００を取り付ける円孔状固定部１１
３，１２３が穿設され、円孔状固定部１１３，１２３よ
りも更に四隅側に油圧モータ４００用の円形状孔部１１
４，１２４が穿設されている。昇降フレーム２００の右
フレーム２１０，左フレーム２２０には、円孔状固定部
１１３，１２３及び円形状孔部１１４，１２４に対応す
る位置に円形状開口２１３，２２３及び円孔状取付け部
２１４，２２４（図３）が穿設されている。

【００１５】昇降フレーム２００の右フレーム２１０，
左フレーム２２０は、半円状内縁部２１１，半円状内縁
部２２１で内側が区切られたほぼＵ字状に成形されてお
り、上板２１５，２２５と下板２１６，２２６が補強リ
ブ（図示せず）で接続された中空構造をもっている。右
フレーム２１０及び左フレーム２２０を端面接続機構２
５０を介して相互に接続するとき、半円状内縁部２１
１,２２１で中央開口を区画する昇降フレーム２００に
組み立てられる。端面接続機構２５０は、図５の分解斜
視図にみられるように、右フレーム２１０の接続端面に
固着された接続金具２５１及び左フレーム２２０の接続
端面に固着された接続金具２５５を備えている。

【００１６】接続金具２５１は、右フレーム２１０の接
続端面よりも上下方向に長く、下端部が段付き肉厚部２
５２になっており、上部中央に矩形状切欠き２５３が形
成されている。接続金具２５５も左フレーム２２０の接
続端面よりも上下方向に長く、段付き肉厚部２５２の段
部に噛み合うように下端が薄肉部２５６になっており、
矩形状切欠き２５３に対応する位置に矩形状突起２５７
が形成されている。矩形状突起２５７を矩形状切欠き２
５３に嵌め合わせることにより、接続金具２５１に対し
て接続金具２５５が位置決めされる。また、接続金具２
５１，２５５の相対応する位置に複数のボルト孔２５
４，２５８が穿設されており、中央部は軽量化を図るた
めに開口部２５９が形成されている。

【００１７】昇降ジャッキ３００は、ベースフレーム１
００の右フレーム１１０，左フレーム１２０に設けられ
た円孔状固定部１１３，１２３に固定される。昇降ジャ
ッキ３００は、図６に示すようにブラケット３１１で円
孔状固定部１１３，１２３から起立させた筒状ハウジン
グ３１０に収容され、連結金具３１２により下端が右フ
レーム１１０，左フレーム１２０に固着される。昇降ジ
ャッキ３００の上端から連結アーム３２０が突出してお
り、連結アーム３２０の上部近傍に連結孔３２１が形成
されている。筒状ハウジング３１０の上部には、筒状ハ
ウジング３１０から突出する連結アーム３２０を包み込
むように，円錐状キャップ３３０が取外し自在に設けら
れている。

【００１８】右フレーム１１０，左フレーム１２０の円
孔状固定部１１３，１２３に対応する位置で、昇降フレ
ーム２００の右フレーム２１０，左フレーム２２０に設
けられた円形状開口２１３，２２３の周縁には、筒状ハ
ウジング３１０が嵌まり込む筒状外套３４０が立設され
ている。筒状外套３４０には、補強のため、上下方向に
延びる複数のフィン３４１が円周方向に適宜の間隔で設
けられている。

【００１９】筒状外套３４０の上端には、キャップ３５
０が取り付けられる。キャップ３５０の平板部３５１か
ら一対の連結突起３５２が起立しており、連結アーム３
２０が挿し込まれる挿入スリット３５５が連結突起３５
２，３５２の間に開けられている。連結突起３５２に
は、連結アーム３２０の連結孔３２１に対応する連結孔
３５３が形成されている。連結孔３２１，３５３は、ベ
ースフレーム１００に昇降ジャッキ３００を介して昇降
フレーム２００を連結する際に連結ピン３５４を挿通す
る孔として使用される。

【００２０】昇降フレーム２００の右フレーム２１０，
左フレーム２２０に設けられた円孔状取付け部２１４，
２２４には油圧モータ４００が取り付けられる。円孔状
取付け部２１４，２２４は、円孔状取付け部２１４，２
２４の中心を結ぶ線Ｌ₁，Ｌ₂が半円状内縁部２１１，２
２１で形成される鋼管製ケーシングＰ挿入用の中央開口
の中心Ｃから若干ずれるように配置される（図７）。油
圧モータ４００の回転主軸４１０は、図８に示すように
各フレーム２１０，２２０の上板２１５，２２５に設け
られた上部軸受け４２０及び下板２１６，２２６に設け
られた下部軸受け４３０で回転可能に支持される。

【００２１】上部軸受け４２０は、座板４２１ａを介し
ブラケット４２１で上板２１５，２２５に取り付けら
れ、油圧モータ４００の取付け座板４０１を支持する受
け金具４２２が軸受けハウジング４２５に上部から挿入
されている。受け金具４２２には、ボルト孔４２３が穿
設されている。油圧モータ４００を右フレーム２１０，
左フレーム２２０に固着する固定ボルト４２４は、取付
け座板４０１に挿通され、ボルト孔４２３を経て軸受け
ハウジング４２５のフランジ４２６に形成したボルト孔
４２７に挿し通され、ナット止めされる。軸受けハウジ
ング４２５に受け金具４２２が差し込まれているため、
取付け座板４０１，受け金具４２２，フランジ４２６に
挿し通される固定ボルト４２４は油圧モータ４００当り
１本でよい。他のボルト４２８は、フランジ４２６に達
することなく、上部軸受け４２０に油圧モータ４００を
安定配置するため取付け座板４０１，受け金具４２２に
ねじ込まれる。

【００２２】軸受けハウジング４２５の内部には、回転
主軸４１０を回転可能に支持するローラベアリング４２
９が組み込まれている。ローラベアリング４２９は、回
転主軸４１０の上部外周に付け上部段差４１１と回転主
軸４１０の上端に嵌め込んだカプラー４１２との間で回
転主軸４１０の周囲を取り囲む。下板２１６，２２６に
固定される下部軸受け４３０は、筒状の軸受けハウジン
グ４３５を備え、軸受けハウジング４３５の上端に水平
方向に延びたフランジ４３６が形成されている。フラン
ジ４３６には、固定ボルト４３４で下部軸受け４３０を
下板２１６，２２６に固着するためのボルト孔４３３が
穿設されている。下部軸受け４３０は、回転主軸４１０
の下部段差４１３に嵌め込まれたカプラー４１４を取り
囲むように回転主軸４１０に挿し込まれる。

【００２３】軸受けハウジング４３５の内部には、回転
主軸４１０を回転可能に支持するローラベアリング４３
９が組み込まれている。ローラベアリング４３９は、回
転主軸４１０の下端に装着されたカプラー４１５とカプ
ラー４１４との間で回転主軸４１０の周囲を取り囲む。
下部軸受け４３０は、底部にエンドカバー４４０が固定
ボルト４４１で取り付けられ、ベースフレーム１００の
右フレーム１１０，左フレーム１２０に形成した円形状
孔部１１４，１２４に臨む。

【００２４】回転主軸４１０には、旋回ギア５００と噛
み合う駆動ギア４５０がアジャストホイール４６０と共
に固着されている。駆動ギア４５０は、必要な剛体強度
が維持される限り、断面をＨ型等にして軽量化を図る。
駆動ギア４５０，アジャストホイール４６０は、上部段
差４１１とカプラー４１４との間で挟持され、上下方向
の変位が規制される。駆動ギア４５０を介して伝達され
る動力で回転する旋回ギア５００は、半円状の右ギア５
１０、左ギア５２０を繋ぎ合わせた二分割構造（図３）
で、図９にみられるように、外周全長にわたって駆動ギ
ア４５０と噛み合う平歯５１１，５２１が刻設されてい
る。右ギア５１０，左ギア５２０は、図９（ｂ）に示す
ように、内側円筒部５１２，５２２と外側円筒部５１
３，５２３をウエブ５１４，５２４で連結したＨ型断面
をもっている。

【００２５】内側円筒部５１２，５２２には、上板５４
１（図８）を固着する固定ボルト５４２がねじ込まれる
ボルト孔５１５，５２５が上面に、下部リング５５０を
固着する固定ボルト５５１がねじ込まれるボルト孔５１
６，５２６が底面に刻設されている。ウエブ５１４，５
２４には、補強リング５６０（図８）を固定する固定ボ
ルト５６１が挿通されるボルト孔５１７，５２７が穿設
されている。右ギア５１０，左ギア５２０を相互に接続
して円形状の旋回ギア５００とするため、半円状の右ギ
ア５１０，左ギア５２０の両端に連結機構５３０が設け
られている。連結機構５３０は、右ギア５１０、左ギア
５２０から内方に突出した継手部５３１，５３５からな
り、旋回ギア５００の接線方向に連結孔５３２，５３６
が継手部５３１，５３５に形成されている（図９ｃ）。

【００２６】旋回ギア５００は、上部スライド機構５４
０（図１０ａ）及び下部スライド機構５７０（図１０
ｂ）を介して回転主軸４１０と共に上下動可能に支持さ
れる。上部スライド機構５４０は、図１０（ａ）に断面
を示すように、昇降フレーム２００の右フレーム２１
０，左フレーム２２０の上板２１５、２２５に座金５４
３を介して固定ボルト５４４で固着されたスライドシュ
ー５４５を備えている。スライドシュー５４５は、油圧
モータ４００からの動力で旋回ギア５００が回転すると
き、旋回ギア５００に固着されている上板５４１に底面
から接触する。下部スライド機構５７０は、図１０
（ｂ）に断面を示すように、昇降フレーム２００の右フ
レーム２１０，左フレーム２２０の下板２１６，２２６
に座金５７３を介して固定ボルト５７４で固着されたス
ライドシュー５７５を備えている。スライドシュー５７
５は、同じく旋回ギア５００が回転するとき、下部リン
グ５５０に溶接されているフランジ５５２に上面から接
触する。

【００２７】スライドシュー５４５，５７５は、滑り性
の良好な金属材料で作られており、複数のスライド片５
４６，５７６をリング状に組み合わせている（図１０
ｃ）。個々のスライド片５４６，５７６には、円周方向
に延びるグリース溝５４７，５７７が形成されており、
スライドシュー５４５，５７５を上板２１５，下板２１
６に固着する固定ボルト５４４，５７４が挿し込まれる
ボルト孔５４８，５７８が円周方向に適宜の間隔で形成
されている（図１０ｄ）。旋回ギア５００が回転すると
き、グリース溝５４７，５７７からグリースが滲み出
し、スライドシュー５４５，５７５と上板５４１，フラ
ンジ５５２との接触面を潤滑する。スライドシュー５４
５，５７５と上板５４１，フランジ５５２との接触面に
グリースを円滑に行き渡らせるためには、グリース溝５
４７，５７７をＺ状（図１０ｄ）に形成することが好ま
しい。

【００２８】補強リング５６０（図８）は、内側円筒部
５１２，５２２の下部段差５２８（図９ｂ）及び外側円
筒部５１３，５２３の下端面に接触した状態で、ウエブ
５１４，５２４のボルト孔５１７，５２７に挿し通した
固定ボルト５６１で右ギア５１０，左ギア５２０に固着
される。補強リング５６０の外周縁は、油圧モータ４０
０の回転主軸４１０に嵌挿したアジャストホイール４６
０に接触し、旋回ギア５００の平歯５１１，５２１を駆
動ギア４５０に確実に噛み合わせ、回転主軸４１０のブ
レを抑制する。

【００２９】旋回ギア５００の右ギア５１０には、更に
上板５４１を介して固定ボルト６０１でクランプ６００
のクランプ片６１０が固着される（図８）。クランプ片
６１０は、円周のほぼ１／３に当たる円弧形状をもち、
鋼管製ケーシングＰの外周面に当接する面板６１１の上
下端部に半径方向外向きに延びる上板６１２及び下板６
１３を固着し、上板６１２と下板６１３との間に適宜の
間隔で補強リブ６１４を差し渡している（図１１ａ）。
下板６１３には、クランプ片６１０を旋回ギア５００の
右ギア５１０に固着する固定ボルト６０１が挿し込まれ
るボルト孔６１５が適宜の間隔で穿設されている。クラ
ンプ片６１０の両端には、クランプ片６２０，６３０を
揺動可能に連結するための連結継手６４０が設けられて
いる。連結継手６４０はクランプ片６１０の端面から所
定間隔で円周方向に突出する複数の連結片６４１を備
え、各連結片６４１には同じ位置関係でボルト挿通孔６
４２が穿設されている。

【００３０】クランプ片６１０に連結されるクランプ片
６２０，６３０も、同様にほぼ１／３の円弧形状をも
ち、面板６２１，６３１に上板６２２，６３２及び下板
６２３，６３３が固着され、上板６２２，６３２と下板
６２３，６３３との間に適宜の間隔で補強リブ６１４が
差し渡されている（図１２）。クランプ片６２０，６３
０はクランプ片６１０に揺動可能に連結されることか
ら、下板６２３，６３３にはボルト挿通孔を設ける必要
はない。クランプ片６２０，６３０の一端には、クラン
プ片６１０側の連結片６４１と噛み合う連結片６４５が
円周方向に突出して設けられている。連結片６４５に
は、連結片６４１のボルト挿通孔６４２に対応する位置
でボルト挿通孔６４６が穿設されている。連結片６４
１，６４５を相互に噛み合わせ、ボルト挿通孔６４２，
６４６に連結ボルト６４８（図１４）を挿し込むと、ク
ランプ片６１０にクランプ片６２０，６３０が揺動可能
に連結される。

【００３１】クランプ片６２０，６３０の他端には、ク
ランプシリンダ６５０（図１３）をピンで連結するピン
孔６２５，６３５が穿設されている。クランプシリンダ
６５０は、シリンダ本体６５１から両側に突出するピス
トン６５２，６５５をもち、ピストン６５２，６５５の
先端にピン孔６５３，６５６が形成されている。ピン孔
６２５，６３５とピン孔６５３，６５６にピン（図示せ
ず）をそれぞれ挿し通すことにより、クランプ片６２
０，６３０の他端にクランプシリンダ６５０のピストン
６５２，６５５が装着される。クランプ片６２０，６３
０の他端近傍には長孔６２６，６３６が形成されてい
る。長孔６２６，６３６は、上部スライド機構５４０の
上板５４１に設けた案内突起６２７，６３７（図１４）
と嵌り合い、クランプ片６２０，６３０の浮上りを防止
しスイング可能に配置する。ピストン６５２，６５５
は、シリンダ本体６５１への油圧供給で両側に張り出
し、油圧を抜くことによりシリンダ本体６５１内に引き
込まれる。クランプ片６２０，６３０は、ピストン６５
２，６５５の伸張・収縮に伴って図１４の実線位置（ク
ランプ状態）と一点鎖線位置（解放状態）との間を移動
する。このとき、クランプ片６２０，６３０に形成して
いる長孔６２６，６３６と上板５４１側の案内突起６２
７，６３７との嵌り合いにより、浮上りを防止してクラ
ンプ片６２０，６３０の揺動動作が安定する。

【００３２】次いで、圧入・引き抜き装置の据付け及び
操作を説明する。立坑を掘削しようとする地盤に覆工板
（図示せず）を予め敷設する。右基盤７１０と左基盤７
２０を連結して組み立てた固定基盤７００を覆工板の受
桁に固定するとき、鋼管製ケーシングＰが挿し通される
開口部が半円状内縁部７１１，７２１で形成される。敷
設された固定基盤７００の右基盤７１０の上に、ベース
フレーム１００の右フレーム１１０が配置される。右フ
レーム１１０は、四隅近傍に当たる位置で右基盤７１０
から起立した位置決め板７１６，７２６に周辺を押し当
てることにより位置決めされる。右基盤７１０に搭載さ
れた右フレーム１１０のレベルジャッキ１３０，１４０
を操作して、右フレーム１１０を水平に調節する。

【００３３】右フレーム１１０の係合溝１５３に左フレ
ーム１２０の係合突起１５７が嵌まり込むように右フレ
ーム１１０、左フレーム１２０の接続端面を位置合せし
て、周辺を位置決め板７１６，７２６に押し当てながら
左フレーム１２０を垂直下方に移動させる。下降した左
フレーム１２０の係合突起１５７が右フレーム１１０の
係合溝１５３に嵌まり込み、右フレーム１１０の段付き
肉厚部１５２に左フレーム１２０の薄肉部１５６が噛み
合うとき、右フレーム１１０に対して左フレーム１２０
が同一水平面上に維持される。組み合わされた右フレー
ム１１０，左フレーム１２０の位置関係は、レベルジャ
ッキ１３０，１４０で微調整される。この状態で、ボル
ト装着用空隙１１２からボルト孔１５４，１５８に接続
ボルト（図示せず）を挿し込みナット締めすることによ
り、一体化したベースフレーム１００が組み立てられ
る。

【００３４】吊り金具２１９に掛けたワイヤ（図示せ
ず）でクレーンから吊り下げられた昇降フレーム２００
の右フレーム２１０を、一体化したベースフレーム１０
０の右フレーム１１０上に降ろし、右フレーム１１０か
ら起立している昇降ジャッキ３００を右フレーム２１０
の円形状開口２１３に挿通させる。なお、右フレーム２
１０には、筒状外套３４０，油圧モータ４００，旋回ギ
ア５００の右ギア５１０及びクランプ片６１０が予め装
着されているが、図３では各部構造の理解を容易にする
ため分解斜視図で示している。左フレーム２２０も、同
様にしてベースフレーム１００の左フレーム１２０上に
降ろされる。

【００３５】ベースフレーム１００上に降ろされた昇降
フレーム２００の右フレーム２１０，左フレーム２２０
は、接続金具２５１，２５５を位置合せし、ボルト孔２
５４，２５８に挿通した接続ボルト２６０（図７）をナ
ット締めすることにより、一体的な昇降フレーム２００
に組み立てられる。右フレーム２１０，左フレーム２２
０は接続金具２５１，２５５の段付き肉厚部２５２と薄
肉部２５６との噛合い及び矩形状切欠き２５３及び矩形
状突起２５７の一致により位置決めされるため、右フレ
ーム２１０，左フレーム２２０に装着されている右ギア
５１０，左ギア５２０も円周状の旋回ギア５００に組み
立てられる。

【００３６】右フレーム２１０，左フレーム２２０の下
降時、昇降ジャッキ３００の筒状ハウジング３１０は、
先端に取り付けた円錐状キャップ３３０に案内されて円
形状開口２１３，２２３に嵌まり込み、筒状外套３４０
の内部に収まる。筒状外套３４０に筒状ハウジング３１
０が挿入された後、筒状ハウジング３１０から円錐状キ
ャップ３３０を取り外し、筒状外套３４０にキャップ３
５０を取り付ける（図６ａ→ｂ）。連結アーム３２０
は、キャップ３５０の挿入スリット３５５から一対の連
結突起３５２の間に挿し込まれる。そこで、連結孔３２
１，連結孔３５３に連結ピン３５４を挿し通す（図６ｂ
→ｃ）と、昇降フレーム２００の右フレーム２１０，左
フレーム２２０は昇降ジャッキ３００を介してベースフ
レーム１００の右フレーム１１０，左フレーム１２０に
それぞれ昇降可能に連結される。

【００３７】昇降フレーム２００を組み立てた後、右フ
レーム２１０に固着されているクランプ片６１０にクラ
ンプ片６２０，６３０を連結する。次いで、クランプ片
６２０，６３０のピン孔６２５，６３５を介してクラン
プピン６５１を固定し、クランプ片６２０，６３０の間
にクランプシリンダ６５０を差し渡す。クランプ片６２
０，６３０は、クランプシリンダ６５０で引っ張られて
いない状態では、図１４に２点鎖線で示すように若干開
いている。クランプ６００のクランプ片６２０，６３０
が開いている状態で、クレーンに吊り下げられた鋼管製
ケーシングＰを降ろし、ベースフレーム１００の半円状
内縁部１１１，１２１及び昇降フレーム２００の半円状
内縁部２１１，２２１で区画される中央開口を経て地盤
に立てる。

【００３８】鋼管製ケーシングＰを立てた後、油圧源
（図示せず）からの油圧で昇降ジャッキ３００を駆動さ
せ、昇降フレーム２００を所定の高さだけ上昇させる。
昇降フレーム２００の上板２１５，２２５が旋回ギア５
００の上板５４１に下方から接触しているので、昇降フ
レーム２００と共に旋回ギア５００及びクランプ６００
も上昇する。鋼管製ケーシングＰの圧入時、必要に応じ
てカウンターウェイト７３０，７３５（図１５）を反力
受けに使用することもある。昇降フレーム２００の上昇
後、クランプシリンダ６５０によりクランプ片６２０，
６３０を引っ張り（図１４の実線）、クランプ６００で
鋼管製ケーシングＰを締め上げる。これにより、鋼管製
ケーシングＰは、クランプ６００で拘束される。

【００３９】次いで、別途の油圧源（図示せず）から油
圧モータ４００に油圧を送り込み、回転主軸４１０を回
転させる。駆動ギア４５０と旋回ギア５００との噛合い
により回転主軸４１０の回転力が旋回ギア５００に伝達
され、旋回ギア５００と一体になった鋼管製ケーシング
Ｐが回転する。このとき、対角線位置にある油圧モータ
４００の中心を結ぶ直線Ｌ₁，Ｌ₂が中央開口の中心Ｃを
通らないように個々の油圧モータ４００が昇降フレーム
２００に配置されているので、複数の油圧モータ４００
の駆動ギア４５０が右ギア５１０と左ギア５２０との連
結部に同時に当たらない。したがって、駆動ギア４５０
から旋回ギア５００に回転力を伝えるとき、旋回ギア５
００の連結部に過大な荷重が加わることがなく、旋回ギ
ア５００の変形が防止される。

【００４０】鋼管製ケーシングＰの下端円周は、凹凸状
に形成された切歯Ｂになっている。そのため、鋼管製ケ
ーシングＰは、油圧モータ４００の回転力及び昇降ジャ
ッキ３００の圧入力を伝える昇降フレーム２００の移動
に従って強制的に地盤に圧入される。ただし、鋼管製ケ
ーシングＰの圧入，回転抵抗を計器で確認しながら昇降
フレーム２００を下降させることが好ましい。転石層等
の硬質の地盤に対しては、超硬バイトを下端円周に取り
付けた鋼管製ケーシングＰを使用する場合もある。鋼管
製ケーシングＰの下降に伴って、旋回ギア５００，クラ
ンプ６００も下降する。また、旋回ギア５００の上板５
４１が昇降フレーム２００の上板２１５，２２５を押し
下げるため、昇降フレーム２００も鋼管製ケーシングＰ
と同期して下降する。鋼管製ケーシングＰの下降時、昇
降ジャッキ３００を低くし、鋼管製ケーシングＰに下向
きの力を加えることが好ましい。これにより、鋼管製ケ
ーシングＰの下端円周にある切歯Ｂで地盤が切り込ま
れ、掘削作業が促進される。

【００４１】昇降フレーム２００が下限位置まで下降し
たとき、昇降ジャッキ３００の駆動を停止し、クランプ
シリンダ６５０の操作でクランプ片６２０，６３０を開
き、クランプ６００による拘束から鋼管製ケーシングＰ
を解放する。そして、昇降ジャッキ３００の再起動によ
り昇降フレーム２００を上昇させ、鋼管製ケーシングＰ
の上方にある所定位置をクランプ６００で再び拘束す
る。以下、同様な操作で鋼管製ケーシングＰの回転・下
降→クランプ６００の拘束解除→昇降フレーム２００の
上昇→クランプ６００による鋼管製ケーシングＰの拘束
を繰り返し、鋼管製ケーシングＰを地盤中に断続的に圧
入する。必要とする立坑が鋼管製ケーシングＰよりも深
い場合には、鋼管製ケーシングＰに別の鋼管製ケーシン
グＰを継ぎ足し、更に圧入を継続する。

【００４２】鋼管製ケーシングＰの下降時、上板２１
５，２２５と上板５４１との接触及び下板２１６，２２
６とフランジ５５２との接触によって下降力が昇降フレ
ーム２００に伝達され、駆動ギア４５０と旋回ギア５０
０の平歯５１１との噛合いに鋼管製ケーシングＰの下降
が悪影響を及ぼすことはない。この点、たとえばダブル
ヘリカルギアで駆動ギア４５０と旋回ギア５００とを噛
み合わせ、油圧モータ４００からの動力で鋼管製ケーシ
ングＰに上下方向の力を加える方式では、過度に大きな
能力の油圧モータ４００を必要とするばかりか、上下方
向の力で駆動ギア４５０，旋回ギア５００が破損する虞
がある。

【００４３】地盤に鋼管製ケーシングＰを圧入した後、
クレーンに吊り下げられたハイドログラブ７５０（図１
５）を鋼管製ケーシングＰ内に降ろし、油圧ホース７５
４でグラブ部材７５１，７５２を閉動作させることによ
り鋼管製ケーシングＰ内部にある土砂Ｓを掻き集め、鋼
管製ケーシングＰから排出する。地下水位まで掘削する
場合、地下水位に相当するレベルまで鋼管製ケーシング
Ｐ内に水を入れ、水中掘削することが好ましい。水中掘
削によるとき、揚圧による掘削底部の地盤崩壊が防止さ
れる。ハイドログラブ７５０としては従来の装置が使用
されるが、一対のグラブ部材７５１，７５２がヒンジ７
５３に開閉可能に枢支され、開いたグラブ部材７５２，
７５２の外径が鋼管製ケーシングＰの内径にほぼ等しい
ハイドログラブ７５０が好ましい。このようなハイドロ
グラブ７５０を使用すると、水中掘削する場合でも鋼管
製ケーシングＰの内周面に付着した土砂Ｓをグラブ部材
７５２，７５２で掻き落としながら、鋼管製ケーシング
Ｐの内部から土砂Ｓを排出できる。

【００４４】必要深さの立坑を掘削した後、鋼管製ケー
シングＰ内の掘削底部に所定厚み（通常は１００〜１５
０ｃｍ程度）の底盤コンクリートを水中で打設する。こ
のとき、生コンクリートが鋼管製ケーシングＰ内の水に
よって分離してしまわないように、トレミー管を用いて
底部に直接完了まで連続して打設する。コンクリート打
設後、コンクリートが完全に硬化する前に鋼管製ケーシ
ングＰを所定の高さ（通常は、９０〜１２０ｃｍ）程度
まで引き上げる。その結果、コンクリートは、鋼管製ケ
ーシングＰの歯Ｂ及び地盤側壁に直接付着し、硬化後に
鋼管製ケーシングＰ内を排水する際に周囲の水圧で底盤
が揚圧を受けても十分な耐力を呈する。このようにして
構築された立坑を利用し、地下埋設管の推進工事を行
い、工事完了後に鋼管製ケーシングＰを外枠としてマン
ホールを構築する。

【００４５】鋼管製ケーシングＰは、回転しながら切歯
Ｂで地盤を切り裂きながら下降するため、下端円周方向
に関して均等な力で地盤が切り裂かれ、極めて高い精度
で鉛直方向に圧入される。したがって、マンホールの構
築に際し、鋼管製ケーシングＰ内部に内枠を配置してコ
ンクリート打設用の空洞部を形成するとき、鋼管製ケー
シングＰの内周にほぼ同じ厚みの空洞部が形成される。
これに対し、鋼管製ケーシングＰを揺動させながら地盤
に圧入する方式では、地盤の固い部分と軟らかい部分と
で切歯Ｂが受ける応力が大きく異なり、結果として鉛直
方向から変位した位置関係で鋼管製ケーシングＰが地盤
に圧入される。変位した鋼管製ケーシングＰは、内枠と
の間に形成される空洞部が鋼管製ケーシングＰの内周方
向で異なる厚みとなりやすく、場合によってはコンクリ
ートの厚み不足を生じる原因にもなる。また、高い精度
で鋼管製ケーシングＰを鉛直方向に圧入できることか
ら、土壌深く埋設される地下構造物に対し鋼管製ケーシ
ングＰの下端のズレが少なく、適正な位置関係でマンホ
ールを構築できる。

【００４６】地盤に圧入されている鋼管製ケーシングＰ
を引き抜く場合には、同様な操作でベースフレーム１０
０，２００を鋼管製ケーシングＰに嵌め込み、昇降フレ
ーム２００を下限位置に移動させる。次いで、クランプ
６００により鋼管製ケーシングＰを拘束し、旋回ギア５
００を回転させながら昇降フレーム２００を上昇させ
る。昇降フレーム２００が上限位置に達したとき、クラ
ンプ６００による拘束を解除し、昇降フレーム２００を
下限位置に下げ、再び鋼管製ケーシングＰの下方外周位
置をクランプ６００で拘束し、旋回ギア５００を回転さ
せながら昇降フレーム２００を上昇させる。この繰返し
により、必要な高さまで鋼管製ケーシングＰが引き抜か
れる。なお、一般の工事では、鋼管製ケーシングＰをそ
のままマンホールの外枠として地中に残す。

【００４７】鋼管製ケーシングＰの圧入又は引き抜きが
完了した後、圧入・引き抜き装置は、工事現場から撤去
される。撤去に際しては、クランプ片６２０，６３０を
取り外し、吊り金具２１９，２２９にワイヤを引っ掛
け、昇降フレーム２００を吊り上げ、ベースフレーム１
００から分離する。次いで、クランプ片６１０を昇降フ
レーム２００から分離し、昇降フレーム２００を右フレ
ーム２１０，左フレーム２２０に解体する。更に、ベー
スフレーム１００を右フレーム１１０，左フレーム１２
０に解体し、固定基盤７００も同様に右基盤７１０、左
基盤７２０に解体する。このように主要構造部材である
ベースフレーム１００，昇降フレーム２００が二分割さ
れるため、大型装置であるにも拘わらず撤去及び運搬が
容易になる。

【００４８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の圧入・
引き抜き装置は、主要構成部材であるベースフレーム，
昇降フレーム，旋回ギアを二分割構造としているため、
大口径の鋼管製ケーシング用に大型化したにも拘わら
ず、工事現場への運搬，据付や工事現場からの撤去が容
易になる。しかも、揺動方式ではなく鋼管製ケーシング
を全周方向に回転させながら圧入するため、地盤深く鋼
管製ケーシングを圧入した場合でも鉛直方向からのズレ
を極めて小さくでき、地下構造物の埋設深さが深くなる
傾向に対しても十分対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に従った圧入・引き抜き装置の全体斜
視図

【図２】 同じく圧入・引き抜き装置の分解斜視図

【図３】 昇降フレームの分解斜視図

【図４】 ベースフレームの接続端面に設けた端面接続
機構の斜視図

【図５】 昇降フレーム接続端面に設けた端面接続機構
の斜視図

【図６】 油圧シリンダを昇降フレームに接続する工程
の説明図

【図７】 右フレーム，左フレームを接続した昇降フレ
ームの平面図

【図８】 油圧モータの内部構造を示す部分断面図

【図９】 油圧モータの駆動ギアと旋回ギアとの噛合い
を示す平面図（ａ），旋回ギアの右ギアと左ギアとの接
続部を示す部分平面図（ｂ），旋回ギアの部分断面図
（ｃ）

【図１０】 昇降フレームと旋回ギアとの間の上部スラ
イド機構の部分断面図（ａ），下部スライド機構の部分
断面図（ｂ），スライドシューの平面図（ｃ），スライ
ドシューの部分平面図（ｄ）

【図１１】 右フレームに固定されるクランプ片の平面
図（ａ），側面図（ｂ）

【図１２】 揺動可能なクランプ片の平面図（ａ），側
面図（ｂ）

【図１３】 揺動可能なクランプ片の間に設けられるク
ランプシリンダの側面図

【図１４】 ３本のクランプ片を組み合わせたクランプ
の平面図

【図１５】 鋼管製ケーシングを地盤に圧入する作業の
説明図

【符号の説明】

１００：ベースフレーム １１０：右フレーム １
２０：左フレーム １１１，１２１：半円状内縁部
１１３，１２３：昇降ジャッキ取付け用の円孔状固定
部 １５０：端面接続機構 ２００：昇降フレーム ２１０：右フレーム ２２
０：左フレーム ２１１，２２１：半円状内縁部
２１３，２２３：昇降ジャッキが嵌まり込む円形状開口
２１４，２２４：油圧モータが取付け用の円孔状取
付け部 ２１５，２２５：上板 ２１６，２２６：
下板 ２５０：端面接続機構 ３００：昇降ジャッキ ３１０：筒状ハウジング
３２０：連結アーム ３４０：筒状外套 ３５０：キャップ ３５２：連
結突起 ４００：油圧モータ ４１０：回転主軸 ４２５，
４３５：軸受けハウジング ４５０：駆動ギア ５００：旋回ギア ５１０：右ギア ５２０：左ギ
ア ５１１，５２１：平歯 ５１２，５２２：内側
円筒部 ５１３，５２３：外側円筒部 ５１４，５
２４：ウエブ ５３０：連結機構 ５４１：上
板 ５４５，７７５：スライドシュー ５５２：フ
ランジ ５５０：下部リング ６００：クランプ ６１０：固定されるクランプ片
６２０，６３０：揺動可能なクランプ片 ６５０：
クランプシリンダ Ｐ：鋼管製ケーシング Ｂ：鋼管製ケーシングの歯
Ｓ：土砂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 哲夫 福岡県福岡市博多区古門戸町４番22号 セ キソ株式会社内 (72)発明者 松村 誠 福岡県京都郡勝山町長川地蔵原844番地10 号 株式会社松村機械産業内 (72)発明者 梅林 勲 福岡県北九州市小倉北区小文字１丁目２番 42号 有限会社三和綜合土木内 Ｆターム(参考） 2D029 DC01 PA07 PB02 PB05 PC01 PD04

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半円状内縁部のある右フレーム，左フレ
   ームが端面接続機構を介して接続される二分割構造をも
   ち、四隅近傍に昇降ジャッキ取付け用円孔状固定部が形
   成されたベースフレームと、 半円状内縁部のある右フレーム、左フレームが端面接続
   機構を介して接続される二分割構造をもち、四隅近傍に
   昇降ジャッキが嵌まり込む円形状開口及び油圧モータが
   取付け用の円孔状取付け部が形成された昇降フレーム
   と、 ベースフレームの各円孔状固定部から起立して、昇降フ
   レームの円形状開口縁に設けられた筒状外套に嵌まり込
   む筒状ハウジング内に固定配置され、筒状外套に装着さ
   れるキャップの連結突起に連結される連結アームが上端
   に設けられている昇降ジャッキと、 昇降フレームの各円孔状取付け部に軸受けハウジングを
   介して設けられ、回転主軸に装着された駆動ギアが昇降
   フレームの半円状内縁部に臨む油圧モータと、 右ギア及び左ギアが連結機構を介して接続される二分割
   構造をもち、昇降フレームの上板にスライドシューを介
   して接触する上板及び昇降フレームの下板にスライドシ
   ューを介して接触するフランジをもつ下部リングが内側
   円筒部の上面及び下面にそれぞれ固着され、内側円筒部
   から半径方向外向きに延びたウエブの外周側に油圧モー
   タの駆動ギアと噛合う平歯が刻設された外側円筒部が形
   成されている旋回ギアと、 ３本のクランプ片が円形状に連結される分割構造をも
   ち、そのうち１本のクランプ片が右ギアの内側円筒部に
   固着され、固着されたクランプ片の両端に残り２本のク
   ランプ片の一端が揺動可能に連結され、揺動可能なクラ
   ンプ片の他端の間にクランプシリンダが差し渡されてい
   るクランプとを備え、 地盤に圧入される鋼管製ケーシング又は地盤から引き抜
   かれる鋼管製ケーシングがベースフレーム，昇降フレー
   ムの中央開口に挿入され、鋼管製ケーシングの外周がク
   ランプで拘束されることを特徴とする鋼管製ケーシング
   の圧入・引抜き装置。