JP2007303202A - 小旋回杭打機 - Google Patents

Abstract

【課題】旋回半径を小さくしたものであって作業時の安定性を高めた小旋回杭打機を提供すること。
【解決手段】下部走行体２の上に旋回可能に上部旋回体３が搭載され、その上部旋回体３には前方にリーダ５が立設され、リーダ５に沿って昇降するように作業装置５０が装着可能なものであり、上部旋回体３は、そのメインフレーム３０に対し、中央には横向きにしたパワーユニットが、後方にはカウンタウエイト８が搭載され、側部にはフロントジャッキ１１を保持した前後方向に伸縮可能な１２伸縮アームが取り付けられ、伸縮アーム１２の伸張時にはフロントジャッキ１１が作業装置５０の位置を超えてメインフレーム前方に位置するようにした小旋回杭打機１。
【選択図】 図６

Description

本発明は、クローラによって走行可能な下部走行体に、リーダなどを備えた上部旋回体が設けられた杭打機に関し、特に、上部旋回体の旋回半径を小さくしつつ、作業時の安定性を図った小旋回杭打機に関する。

従来からの土木工事に関し、例えば軟弱地盤の改良などには作業装置を昇降させるリーダを備えた杭打機が使用される。図７及び図８は、オーガを装着した従来の杭打機を示した図であって、図７は側面図であり、図８は所定角度旋回した状態の平面図である。
この杭打機１００は、クローラ１１１によって走行可能な下部走行体１０１に操縦席などを備えた上部旋回体１０２が旋回可能に設けられている。上部旋回体１０２には、その先頭部分にリーダ１０３が前後方向に回動可能に軸支され、そのリーダ１０３が後方に連結された２本のバックステー１０４によって３点支持の状態で起立している。そして、このリーダ１０３には施工に応じてオーガなどの作業装置が装着される。

杭打機１００は、旋回する場合にどの位置でも同じ安定性や許容接地圧以下となるようにクローラ１１１の幅や長さが決められている。こうしたクローラタイプの杭打機１００では、図８に示すように、クローラ１１１をよけて全旋回の範囲で杭打施工や連続壁施工が行えるようにリーダ１０３の杭芯位置が決められている。従って、リーダ１０３に装着される大型オーガなどの位置Ｐが上部旋回体１０２の旋回中心Ｏから遠くなる。そこで、杭打機全体の安定性を保つため、後方には必要な量のカウンタウエイト１０５が設けられ、前方にはフロントジャッキ１０６が設けられている。カウンタウエイト１０５によって前後のバランスをとり、フロントジャッキ１０６で作業杭から受ける反力などを受けて安定した施工を可能にしている。
特開平１１−１５８９２７号公報（第２頁、図１、図２）

杭打機の大きさは、施工に必要なフロント装置、すなわちリーダに装着するオーガなどの作業装置の機械重量によって決まる。従って、杭打機の選択は、大型の作業装置を使用する施工に合わせて機体が大きいものになってしまう。図７及び図８に示した杭打機１００は大型のオーガを装着するためのものであり、これを使用して行う施工では旋回半径が大きいため広い作業スペースが必要であった。しかし、施工内容によって大型の作業装置が必要な場合であっても、それに応じて作業スペースが広いとは限らず、例えば都市部で行われる地下鉄用の連続壁施工では道路脇という限られたスペースで作業を行わなければならない。

このような場所での作業は、交通への影響も大きく、居住地が隣接していて用地確保も難しい。そこで、広く作業スペースを取ることができないが、大型の作業装置を使用する必要がある施工現場で使用可能な杭打機が望まれていた。また、都市部で行う施工は、現場までの道幅が狭い場合が多く、杭打機が大型であると現場まで入ること自体が困難になる。従って、杭打機本体を分解可能にして分解重量を軽く抑えたり、組み立てや分解を容易にして輸送性を高めることへの要求も高かった。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、旋回半径を小さくしたものであって作業時の安定性を高めた小旋回杭打機を提供すること目的とする。

本発明の小旋回杭打機は、下部走行体の上に旋回可能に上部旋回体が搭載され、その上部旋回体には前方にリーダが立設され、当該リーダに沿って昇降するように作業装置が装着可能なものであり、前記上部旋回体は、そのメインフレームに対し、中央には横向きにしたパワーユニットが、後方にはカウンタウエイトが搭載され、側部にはフロントジャッキを保持した前後方向に伸縮可能な伸縮アームが取り付けられ、伸縮アームの伸張時にはフロントジャッキが前記作業装置の位置を超えて前記メインフレーム前方に位置するようにしたものであることを特徴とする。

また、本発明の小旋回杭打機は、前記メインフレームの左右両側に設けられた前記伸縮アームは、メインフレームの前方向に間隔が広がるように傾けて取り付けられているものであることが好ましい。
また、本発明の小旋回杭打機は、前記フロントジャッキが、前記伸縮アームが収縮した場合、前記リーダに装着される前記作業装置の位置よりもメインフレーム側にあって、前記下部走行体の横幅内に収まるようにしたものであることが好ましい。
また、本発明の小旋回杭打機は、前記伸縮アームが、油圧シリンダによって伸縮可能に組み合わされたアーム部材が伸縮するようにしたものであることが好ましい。

よって、本発明の小旋回杭打機によれば、パワーユニットをメインフレーム中央に横置きにして搭載し、更にその後方にカウンタウエイトを搭載したので、前後方向の寸法を短くすることができ、機体後方側の旋回半径を小さくすることが可能になる。そして、旋回半径を小さくするため後方に突き出してカウンタウエイトを配置できないが、作業時に作用する掘削ロッドの引抜き反力など、メインフレーム前方に掛かる力を伸縮アームのフロントジャッキが作業装置よりも前方で支えるため、安定性を保った作業が可能になる。

次に、本発明に係る小旋回杭打機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。図１乃至図３は、本実施形態の小旋回杭打機の作業状態を示した図である。図面の小旋回杭打機１は、リーダが設けられている上部旋回体３が下部旋回体２に対して横向きに旋回した状態が示されている。そして、特に図１は上部旋回体の側面側を示した図であり、図２は上部旋回体の正面側を示した図であり、更に図３は平面図である。

小旋回杭打機１は、クローラ２０を備えた下部走行体２に対し、旋回機構を介して上部旋回体３が一体に構成されている。上部旋回体３には、前方にリーダ５が固定されて起立し、そこに作業装置であるオーガ５０が昇降可能に装着されている。リーダ５は、後方から２本のバックステー６が連結されて３点支持構造がとられている。上部旋回体３は、そうしたリーダ５の他にパワーユニット７やカウンタウエイト８が搭載されている。パワーユニット７は、クローラ２０やオーガ５０などを駆動させる動力源となるものであり、カウンタウエイト８は、前方のリーダ５やオーガ５０とのバランスをとるために設けられている。

ここで、図４は、上部旋回体３からリーダ５、パワーユニット７及びカウンタウエイト８などを取り外した状態の小旋回杭打機を示した側面図であり、図５は、その平面図である。上部旋回体３は、リーダ５、パワーユニット７及びカウンタウエイト８を搭載可能なメインフレーム３０によって構成されている。メインフレーム３０は、その前方にリーダ５の下端部分を構成するリーダ支持台３１が構成されている。リーダ支持台３１は、リーダ５と同様のサイズで形成された円筒体であって、前方の両サイドには一対のガイドパイプ３２が設けられ、上端にはリーダ５をボルトで締結するためのフランジ３３が形成されている。

また、上部旋回体３のメインフレーム３０には、中央部分にパワーユニット７を搭載するためのユニット台３５と、その後方にカウンタウエイト８を搭載するためのウエイト台３６が構成されている。ウエイト台３６には、図１に示すようにカウンタウエイト８を縦置きに搭載するためユニット台３５よりも低く形成され、段差が付けられている。そして、このメインフレーム３０には、前後方向の寸法を短くするため、図２及び図３に示すように、パワーユニット７がユニット台３５に対して横向きに配置される。また、後方のウエイト台３６に搭載されるカウンタウエイト８は、図１に示すように、ウエイトブロック８ａ，８ｂが上下２段に重ねられて一体になっている。

ところで、図３には、パワーユニット７とカウンタウエイト８の旋回半径が２点鎖線の円弧Ａ，Ｂで示されている。この図から分かるように、カウンタウエイト８は、円弧Ｂの内側に収まるように、その側面が多面的に形成されている。そして、パワーユニット７は、その角部の軌跡である円弧Ａの方がカウンタウエイト８の側面部の軌跡である円弧Ｂよりも外側にあり、旋回半径が大きくなっている。従って、本実施形態の小旋回杭打機１では、横に張り出して旋回半径が大きくなってしまうパワーユニット７を旋回中心に配置することで、機体後方側の旋回半径が杭打機全体として小さくなるように構成されている。

上部旋回体３には、リーダ５の左右前方にフロントジャッキ１１が設けられている。フロントジャッキ１１は、伸縮アーム１２のストロークによって、図４の波線で示す退避位置と実線で示す作用位置との間で任意に位置決めできるようになっている。
伸縮アーム１２は、上部旋回体３の左右両側に対称的に配置して設けられ、上部旋回体３の側部にブラケット２１などを介し、メインフレーム３０から離して固定されている。その伸縮アーム１２は、スライドケース２２内にスライダ２３が挿入され、油圧シリンダ２４によって伸縮するように構成されている。

油圧シリンダ２４は、嵌め合わされたスライドケース２２とスライダ２３内に設けられ、それぞれに連結されている。スライダ２３の先端には、油圧シリンダからなるフロントジャッキ１１が垂直に固定されている。従って、油圧シリンダ２４の伸縮によって、スライドケース２２に対しスライダ２３が出入りして伸縮アーム１２の伸びが調節され、固体されたフロントジャッキ１１の位置調節が行われるようになっている

伸縮アーム１２は、図５に示すように、スライドケース２２がメインフレーム３０の前側に向けて幅広になるようにハの字に取り付けられ、実線で示すように左右のフロントジャッキ１１の距離が伸長状態でより大きくなるように構成されている。ただし、波線で示すように収縮した状態では、左右のフロントジャッキ１１は、二点鎖線で示すように左右のクローラ２０からなる下部旋回体２の車幅からはみ出ないようになっている。

次に、リーダ５を支持する２本のバックステー６は、その下端がメインフレーム３０に搭載されたカウンタウエイト８の上に取り付けられている。本実施形態では、こうして前後方向の寸法をコンパクトにすることによって旋回半径を小さくするように構成されている。そして、同様に前後方向の寸法を抑えるため、カウンタウエイト８の上部とリーダ５の背部とにそれぞれウインチ９，１０が設けられている。

こうした小旋回杭打機１によって掘削などを行う場合、リーダ５に作業装置であるオーガ５０が装着される。そのため、リーダ５にはガイドパイプ１３が長手方向に形成されており、そのガイドパイプ１３に対して摺動可能に嵌合させたガイドギブ５１を介してオーガ５０が装着される。オーガ５０は、リーダ５上端のシーブ１５を介してウインチ９から送り出されたワイヤロープに吊設され、そのウインチ９の巻出し巻取り動作によって昇降するように取り付けられている。

小旋回杭打機１に装着されたオーガ５０は、横方向に配置した３本の撹拌ロッド６０を連結して掘削作業を行う多軸回転駆動装置である。そして、このオーガ５０に接続された撹拌ロッド６０は、複数の撹拌翼６１が取り付けられ、撹拌ロッド６０の撹拌翼６１同士は互いにずれるようにして配置されている。また、撹拌ロッド６０には、下方に掘削翼や先端に掘削ビットを有する掘削ロッド６３が一体的に連結され、特に中央の掘削ロッド６３は、両サイドの撹拌翼と干渉しないように短く形成されている。

続いて、オーガ５０を装着した小旋回杭打機１による施工方法について説明する。小旋回杭打機１を使用した作業は、例えば施工スペースの狭い地下鉄用の連続壁の施工などに有効である。それは、施工場所が都市部であって輸送ルートとなる道の道幅が狭いような場合でも、小旋回杭打機１は図４に示すように上部旋回体３のメインフレーム３０からリーダ５、パワーユニット７及びカウンタウエイト８などを取り外せ、コンパクトにした状態で分割輸送することができる。そして、フロントジャッキ１１や伸縮アーム１２は、メインフレーム３０の横に張り出して設けられているが、下部旋回体２の車幅に収まっているため取り付けたまま輸送することができる。

施工現場では、分割輸送されたリーダ５などが組み付けられ、図１乃至図３に示すような小旋回杭打機１となる。上部旋回体３のメインフレーム３０には、ユニット台３５にパワーユニット７が、ウエイト台３６には、ウエイトブロック８ａ，８ｂが上下２段に重ねたカウンタウエイト８が搭載される。更に、リーダ支持台３１には同軸にリーダ５が重ねられ、フランジ３３同士がボルトで締結される。このときガイドパイプ１３，３２が連続し、そこにガイドギブ５１を嵌合させたオーガ５０がリーダ５に沿って昇降可能に装着される。リーダ５は、カウンタウエイト８との間で連結されたバックステー６によって後方から支持され、その伸縮によってリーダ５の前後左右方向の傾きが微調整される。そして、リーダ５にはオーガ５０が昇降可能に装着され、そのオーガ５０に撹拌ロッド６０などが連結される。

小旋回杭打機１が組み上がったところで、地下鉄用の連続壁の施工が行われる。施工現場は、例えば道路脇などの狭い場所であり、道路に沿って連続壁が造成される。小旋回杭打機１は、図１乃至図３に示しように、上部旋回体３の向きが下部旋回体２のクローラ２０による進行方向に対して直交方向に向けられる。従って、リーダ５に装着されたオーガ５０や撹拌ロッド６０は、図３に示すように一方のクローラ２０の横に配置され、３本の撹拌ロッド６０が小旋回作業機１の進行方向（図３上側）に並んでいる。そこで、所定の位置でその箇所の連続壁の造成作業を行った後、小旋回杭打機１は、クローラ２０の駆動により上部旋回体３が横向きのまま移動し、移った隣の位置で同様に連続壁の造成作業が行われる。

作業時の小旋回杭打機１は、図６に示すように伸縮アーム１２が伸びて攪拌ロッド６０よりも前方に張り出している。そして、所定の作業位置に小旋回杭打機１が移れば、図６に示すようにフロントジャッキ１１が伸び、攪拌ロッド６０による掘削位置を超えた位置で接地する。伸縮アーム１２はメインフレーム３０の側面部にブラケット２１を介して固定され、更に前方に広がるように角度が付けられている。そのため、左右のフロントジャッキ１１は、伸縮アーム１２が伸びた状態ではメインフレーム３０の横幅よりも間隔が大きくとられた位置で接地する。

連続壁の造成は、例えば次のようにして行われる。オーガ５０の駆動により３本の撹拌ロッド６０に回転が与えられ、ウインチ９の巻出しによってワイヤロープが伸びてオーガ５０及び掘削ロッド６０が下降する。そのため、先端の掘削ビットや掘削翼によって地盤が掘削され、撹拌ロッド６０の撹拌翼６１によって切削された地盤の撹拌が行われる。こうして地中に溝孔を掘削しつつセメントミルクなどの固化材が供給され、掘削土と固化材とが撹拌混合されてソイルセメントが形成される。

打ち込まれた攪拌ロッド６０を引き抜く場合、ウインチ９の巻取りによってワイヤロープを介してオーガ５０及び掘削ロッド６０が引き上げられる。このとき、掘削ロッド６０の逆回転が与えられるが、地面との抵抗が大きい場合には引抜き反力を受け、小旋回杭打機１は攪拌ロッド６０によって下向きに引っ張られ、前方に傾くように力がかかる。カウンタウエイト８が設けられているが、後方へ張り出すことができないため十分なバランスがとれない場合がある。そこで、本実施形態の小旋回杭打機１では、その引抜き反力を撹拌ロッド６０よりも前方の位置でフロントジャッキ１１が接地して支える。そして、連続壁の一部の造成が行われると、小旋回杭打機１が移動して場所をずらし、そこで同じ作業が繰り返される。そのため、地中には円柱がオーバーラップした状態の連続壁が造成される。

よって、本実施形態の小旋回杭打機１によれば、旋回半径を小さくするためカウンタウエイト８の配置が制限され、作業中のバランスが十分にとれない場合でも、フロントジャッキ１１をオーガ５０などの作業装置よりも前方に出して支えるようにしたため、安定した作業状態を保つことができる。
伸縮アーム１２が前方に幅が広がるように取り付けられているため、その伸長状態では左右のフロントジャッキ１１の間隔を広くとることができ、小旋回杭打機１の作業時の安定性を更に良くすることができる。

また、伸縮アーム１２を収縮させた場合には、下部走行体２の幅内にフロントジャッキ１１が収まるため、メインフレーム３０に取り付けたままでも輸送トラックの搭載制限内に抑えることができる。そして、伸縮アーム１２の収縮状態ではリーダ５に装着したオーガ５０よりもメインフレーム３０側に位置するため、旋回時に安定を損なうこともない。
更に、伸縮アーム１２は、油圧シリンダ２４によって伸縮動作を行うため、図４の波線で示す退避位置と実線で示す作用位置との間の任意に位置でフロントジャッキ１１を使用することができる。

また、横向きにしてパワーユニット７を搭載したり、カウンタウエイト８を縦置きにして搭載したり、更にはカウンタウエイト８上にバックステー６を取り付ける構成としたので、前後方向の寸法を小さくすることができ、しかも図３に示すように旋回時の軌跡が外側になるパワーユニット７を機体中央に置くことで、機体後方側の旋回範囲を小さくすることができた。そのため、横向きにして作業をした場合、図１及び図３に示すようにクローラ２０の側部近傍で作業を行うことができ、反対側ではクローラ２０からほとんど上部旋回体３が突き出ることがない。従って、都市部の狭い施工場所、例えば歩道分程のスペースしかないような場所でも十分に作業を行うことができるようになった。
また、小旋回杭打機１は、上部旋回体３のメインフレーム３０に対するリーダ５、パワーユニット７及びカウンタウエイト８などの組み立て及び取り外しが容易に行えるよう構成されている。そのため、図４に示すようにメインフレーム３０からパワーユニット７などを取り外し、コンパクトな状態にして分割輸送することが可能である。

以上、本発明に係る小旋回杭打機の一実施形態について説明したが、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。

一実施形態の小旋回杭打機の作業状態を示した図であり、リーダが設けられた上部旋回体が下部旋回体に対して横向きに旋回した状態の側面図である。 一実施形態の小旋回杭打機の作業状態を示した図であり、リーダが設けられた上部旋回体が下部旋回体に対して横向きに旋回した状態の正面図である。 一実施形態の小旋回杭打機の作業状態を示した図であり、リーダが設けられた上部旋回体が下部旋回体に対して横向きに旋回した状態の平面図である。 上部旋回体からリーダ、パワーユニット及びカウンタウエイトなどを取り外した状態の杭打機を示した側面図である。 上部旋回体からリーダ、パワーユニット及びカウンタウエイトなどを取り外した状態の杭打機を示した平面図である。 一実施形態の小旋回杭打機の作業状態を示した図であり、リーダが設けられた上部旋回体が下部旋回体に対して横向きに旋回した状態での作業時の側面図である。 オーガを装着した従来の杭打機を示した側面図である。 オーガを装着した従来の杭打機について所定角度旋回した状態を示した平面図である。

符号の説明

１ 小旋回杭打機
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
５ リーダ
６ バックステー
７ パワーユニット
８ カウンタウエイト
９，１０ ウインチ
１１ フロントジャッキ
１２ 伸縮アーム
２０ クローラ
２１ ブラケット
２２ スライドケース
２３ スライダ
２４ 油圧シリンダ
３０ 本体
５０ オーガ
６０ 撹拌ロッド

Claims (4)

1. 下部走行体の上に旋回可能に上部旋回体が搭載され、その上部旋回体には前方にリーダが立設され、当該リーダに沿って昇降するように作業装置が装着可能な小旋回杭打機において、
   前記上部旋回体は、そのメインフレームに対し、中央には横向きにしたパワーユニットが、後方にはカウンタウエイトが搭載され、側部にはフロントジャッキを保持した前後方向に伸縮可能な伸縮アームが取り付けられ、伸縮アームの伸張時にはフロントジャッキが前記作業装置の位置を超えて前記メインフレーム前方に位置するようにしたものであることを特徴とする小旋回杭打機。
2. 請求項１に記載する小旋回杭打機において、
   前記メインフレームの左右両側に設けられた前記伸縮アームは、メインフレームの前方向に間隔が広がるように傾けて取り付けられているものであることを特徴とする小旋回杭打機。
3. 請求項１又は請求項２に記載する小旋回杭打機において、
   前記フロントジャッキは、前記伸縮アームが収縮した場合、前記リーダに装着される前記作業装置の位置よりもメインフレーム側にあって、前記下部走行体の横幅内に収まるようにしたものであることを特徴とする小旋回杭打機。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する小旋回杭打機において、
   前記伸縮アームは、油圧シリンダによって伸縮可能に組み合わされたアーム部材が伸縮するようにしたものであることを特徴とする小旋回杭打機。

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