JP2014133985A - 杭打機 - Google Patents

Abstract

【課題】ラックピニオン式で上下方向に多段のピニオンギヤが設けられている作業装置（オーガ）をリーダに対して容易に取り外すことができる杭打機を提供すること。
【解決手段】杭打機１では、ラックギヤ２２に上段、中段、下段の各ピニオンギヤ６１Ｌ〜６３Ｒが噛合した状態で、上段、中段、下段の各ブレーキ流路８４ａ，８４ｂ，８４ｃに対して作動油を供給して各ネガブレーキ９１Ｌ〜９３Ｒによる各油圧モータ７１Ｌ〜７３Ｒの回転規制を解除させる。そして、油圧ポンプ７４と各油圧モータの間に形成される各上昇側流路８１ａ，８１ｂ，８１ｃに作動油を供給して、オーガ３０をリーダ２０に対して上昇できる。この杭打機１の油圧回路では、各ブレーキ流路のうち下段ブレーキ流路８４ｃ以外の上段ブレーキ流路８４ａと中段ブレーキ流路８４ｂに、作業員の操作によって作動油の流れを規制可能な上段開閉コック８５ａと中段開閉コック８５ｂが設けられている。
【選択図】 図１２

Description

本発明は、ラックピニオン式で作業装置をリーダに対して昇降させる杭打機に関し、特に、作業装置（オーガ）をリーダから取り外し易くすることができる杭打機に関する。

従来から、鋼管杭等の作業用ロッドを地盤に埋設するための建設機械として杭打機がある。この杭打機は、主にベースマシーンと、このベースマシーンの前方に設けられたリーダと、このリーダに対して上下方向に移動（昇降）可能に取付けられて作業用ロッドを回転させる作業装置とを備えて構成されている。

ここで、作業装置をリーダに対して昇降させる構造には、例えば、リーダの上端部及び下端部に設けたスプロケットに作業装置に連結したチェーンを架け渡して、スプロケットを回転させることで作業装置を昇降させるチェーン式がある。また、リーダの起立した前面側に形成されたラックギヤと作業装置の後面側に形成されたピニオンギヤとを噛合させて、ピニオンギヤを回転させることで作業装置を昇降させるラックピニオン式等がある。

ラックピニオン式として本出願人が提案しているものが、例えば下記特許文献１に記載されている。図１６に示すように、このラックピニオン式では、オーガ１３０（作業装置）の後面側に上下方向に２段のピニオンギヤ１６１，１６２が形成されていて、上段ピニオンギヤ１６１及び下段ピニオンギヤ１６２が共にリーダ（図示省略）のラックギヤ１２２に噛合している。そして、オーガ１３０には、上段ピニオンギヤ１６１を回転させる上段油圧モータ１７１が設けられると共に、下段ピニオンギヤ１６２を回転させる下段油圧モータ１７２が設けられていて、各油圧モータ１７１，１７２は、同一の駆動源である油圧ポンプ（図示省略）から作動油が供給されるようになっている。

こうして、本出願人が提案しているラックピニオン式では、各油圧モータ１７１，１７２が上下方向に多段（上段及び下段）のピニオンギヤ１６１，１６２を回転させるため、ピニオンギヤ全体で回転する力が大きくなる。このため、１段のピニオンギヤに対応して油圧モータが設けられている場合に比べて、オーガ１３０（鋼管杭等）を昇降させる力を大きくすることができる。更に、１つずつの油圧モータ１７１，１７２を小さく構成できるというメリットもある。

特開２００３−１８４０８６号公報

しかしながら、上述した多段のピニオンギヤ１６１，１６２が設けられたラックピニオン式では、以下の問題点があった。即ち、大型化された杭打機を輸送する際には、オーガ１３０が走行の邪魔になるため、オーガ１３０をリーダから取り外す必要がある。従来、オーガ１３０をリーダから取り外す場合には、オーガ１３０をクレーンのワイヤで吊り上げた状態で、油圧ポンプから各油圧モータ１７１，１７２へ作動油を供給して、オーガ１３０が上昇するように上段ピニオンギヤ１６１及び下段ピニオンギヤ１６２を回転させていた。

ここで、オーガ１３０が上昇するにつれて、先ず上段ピニオンギヤ１６１がラックギヤ１２２から外れると、上段ピニオンギヤ１６１に作用していたラックギヤ１２２による負荷が無くなる。これにより、油圧ポンプから負荷が無くなった上段ピニオンギヤ１６１に対応した上段油圧モータ１７１にのみ作動油が供給され、同一の油圧ポンプから下段ピニオンギヤ１６２に対応した油圧モータ１７２に作動油が供給されなくなる。この結果、上段油圧モータ１７１が空回りし、下段油圧モータ１７２は回転しないため、オーガ１３０を上昇させることができない事態が生じていた。

そこで、従来では、上段ピニオンギヤ１６１がラックギヤ１２２から外れた後に、下段ピニオンギヤ１６２に作用する負荷が無くなるように、クレーン操縦者が、クレーンのワイヤでオーガ１３０を吊り上げる力とオーガ１３０の重力とを釣り合わせる繊細なクレーン操作を行っていた。つまり、上述したクレーン操作により、上段ピニオンギヤ１６１と下段ピニオンギヤ１６２に作用する負荷を同じにすることで、油圧ポンプから下段油圧モータ１７２へ作動油を供給して、オーガ１３０が上昇するように対応していた。

しかし、上述した繊細なクレーン操作は、不慣れなクレーン操縦者が容易に行えるものではなく、実際には、上段ピニオンギヤ１６１がラックギヤ１２２から外れた後に僅かにオーガ１３０を引き上げるようにクレーン操作を行っていた。このため、下段ピニオンギヤ１６２とラックギヤ１２２には、無理な荷重が作用して、故障するおそれがあった。こうして、上段ピニオンギヤ１６１がラックギヤ１２２から外れた後に、オーガ１３０が上昇するように下段ピニオンギヤ１６２を回転させることが難しく、オーガ１３０をリーダから容易に取り外すことができないという問題点があった。

そこで、本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、ラックピニオン式で上下方向に多段のピニオンギヤが設けられている作業装置をリーダに対して容易に取り外すことができる杭打機を提供することを目的とする。

本発明に係る杭打機は、ベースマシーンの前方に設けられたリーダの起立した前面側にラックギヤが形成され、作業用ロッドを回転させる作業装置の後面側に上下方向に多段のピニオンギヤが形成され、前記各ピニオンギヤに対応してそのピニオンギヤを回転させる各油圧モータが設けられ、前記各油圧モータへ作動油を供給可能な同一の駆動源である油圧ポンプが設けられ、前記各油圧モータに対応してその油圧モータの回転を規制する各ネガブレーキが設けられ、前記ラックギヤに前記各ピニオンギヤが噛合した状態で、前記油圧ポンプと前記各ネガブレーキとの間に形成される各ブレーキ流路に作動油を供給することで前記各ネガブレーキによる回転規制を解除し、且つ前記油圧ポンプと前記各油圧モータとの間に形成される各上昇側流路又は各下降側流路に作動油を供給することで前記各油圧モータを回転駆動して、前記作業装置を前記リーダに対して昇降させるものであって、前記多段のピニオンギヤに対応する各ブレーキ流路のうち、最下段のピニオンギヤに対応するブレーキ流路以外のブレーキ流路には、作業員の操作によって作動油の流れを規制可能な流れ規制手段が設けられていることを特徴とする。

本発明に係る杭打機によれば、作業装置をリーダから取り外す際に、各油圧モータ及び各ピニオンギヤを作業装置が上昇するように回転させる。そして、最上段のピニオンギヤがラックギヤから外れたときに、流れ規制手段によって、最上段のピニオンギヤに対応するブレーキ流路で作動油の流れを規制する。これにより、最上段のピニオンギヤでラックギヤによる負荷が無くなっても、作動油を最上段以外の油圧モータに流し込むことができ、作業装置をリーダに対して上昇させることができる。

続いて、最上段より１段下のピニオンギヤがラックギヤから外れたときに、流れ規制手段によって、最上段より１段下のピニオンギヤに対応するブレーキ流路で作動油の流れを規制する。これにより、最上段より１段下のピニオンギヤでラックギヤによる負荷が無くなっても、作動油を最上段より２段以下の油圧モータに流し込むことができ、作業装置をリーダに対して上昇させることができる。その後、最下段のピニオンギヤがラックギヤから外れるまで、同様の作業を繰り返す。こうして、上下方向に多段のピニオンギヤが設けられている作業装置であっても、各油圧モータを回転駆動させることができて、作業装置をリーダから容易に取り外すことができる。

また、本発明に係る杭打機において、前記流れ規制手段は、前記最下段のピニオンギヤに対応するブレーキ流路以外のブレーキ流路に設けられた電磁開閉弁であり、前記作業装置の停止及び昇降を切り換える昇降レバーに、前記電磁開閉弁の開閉動作を切り換える切換部が設けられていることが好ましい。

この場合には、杭打機の運転作業員が、昇降レバーを操作して作業装置を上昇させているときに、その昇降レバーに設けられた切換部で電磁開閉弁を閉じることができる。従って、杭打機の運転作業員は移動することなく、ワンタッチ操作で電磁開閉弁を閉じることができ、より簡単な操作で作業装置の取り外し作業を行うことができる。

また、本発明に係る杭打機において、前記各上昇側流路を流れる作動油の油圧を検出する油圧センサが設けられていて、前記油圧センサが検出した油圧値が所定値より小さい場合に、前記ピニオンギヤが前記ラックギヤから外れたことを知らせる警報手段が設けられていても良い。

この場合には、警報手段によって、ピニオンギヤがラックギヤから外れたかを的確に知ることができ、流れ規制手段で作動油の流れを規制するためのタイミングを的確に知ることができる。

本発明の杭打機によれば、ラックピニオン式で上下方向に多段のピニオンギヤが設けられている作業装置をリーダに対して容易に取り外すことができる。

本実施形態の杭打機を示した図である。 図１に示したリーダの拡大図である。 図２に示したリーダを左側から見た側面図である。 図１に示したオーガの拡大図である。 図４に示したオーガを右側から見た側面図である。 各油圧モータを回転駆動させる油圧回路を示した図である。 操作レバーを示した図である。 図６に示した油圧回路において作業装置が上昇するときの作動油の流れを示した図である。 図６に示した油圧回路において作業装置が下降するときの作動油の流れを示した図である。 上段のピニオンギヤがラックギヤから外れた状態を示した図である。 図８に示した状態から上段ピニオンギヤがラックギヤから外れたときの作動油の流れを示した図である。 図８に示した状態から上段ピニオンギヤがラックギヤから外れ、且つ上段開閉コックを閉じたときの作動油の流れを示した図である。 図１２に示した状態から中段ピニオンギヤがラックギヤから外れ、且つ中段開閉コックを閉じたときの作動油の流れを示した図である。 変形実施形態の油圧回路を示した図である。 変形実施形態の操作レバーを示した図である。 本出願人による従来のオーガを示した図である。

本発明に係る杭打機の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の杭打機１を示した図である。図１に示すように、杭打機１は、ベースマシーン１０と、このベースマシーン１０の前方（図１の左側）に設けられたリーダ２０と、このリーダ２０に対して上下方向に移動（昇降）可能に取付けられたオーガ３０（作業装置）とを備える。そして、杭打機１は、オーガ３０によって作業用ロッドとしての鋼管杭（図示省略）を回転させつつ地盤に埋設できるように構成されている。

ベースマシーン１０は、クローラによって走行可能な下部走行体１１と、この下部走行体１１の上に配置されている上部旋回体１２とを備えている。上部旋回体１２は、旋回装置（図示省略）によって下部走行体１１に対して旋回可能であり、オーガ３０の駆動源になるパワーユニットや運転室を有している。ここで、図２は、図１に示したリーダ２０の拡大図である。

リーダ２０は、オーガ３０を支持するものであり、図２に示すように、上下方向に延びている。このリーダ２０は、後方側（図２の右側）に形成されたブラケット２１を介して上部旋回体１２に組付けられていて（図１参照）、シリンダ１３及びブラケット１４を介して延長リーダ１５に組付いている。つまり、リーダ２０は、上側で延長リーダ１５が起立することで、長尺仕様に切り換わるようになっている。ここで、図３は、図２に示したリーダ２０を左側から見た側面図である。

図３に示すように、リーダ２０の起立した前面側には、上下方向に延びるラックギヤ２２が形成されている。ラックギヤ２２は、左右両側に歯を有していて、後述するオーガ３０に設けられた各ピニオンギヤに噛合するものである。このラックギヤ２２から左右両側に離れた位置には、上下方向に延びるガイドパイプ２３が設けられている。各ガイドパイプ２３は、後述するオーガ３０に設けられたガイドギブ５１が上下方向に摺動できるように組付けるものである。ここで、図４は、図１に示したオーガ３０の拡大図である。

オーガ３０は、鋼管杭を回転させると共にリーダ２０に対して昇降するものであり、図４に示すように、前方側（図４の左側）に配置された回転駆動装置４０と後方側に配置された昇降駆動装置５０とが一体的になって構成されたものである。回転駆動装置４０は、減速機を内蔵した回転用ギヤケース４１の中に鋼管杭を取付けて、回転モータ４２の回転駆動によって鋼管杭を回転させるようになっている。ここで、図５は、図４に示したオーガ３０を右側から見た側面図である。

昇降駆動装置５０は、図４及び図５に示すように、後面側に上下方向に延びる左右一対のガイドギブ５１を有している。一対のガイドギブ５１は、リーダ２０の各ガイドパイプ２３を挟み込むことで、リーダ２０に対して上下方向に摺動可能になっている。また、昇降駆動装置５０は、後面側に上下方向に３段で左右一対のピニオンギヤを有している。これら合計６個のピニオンギヤは、リーダ２０に形成されたラックギヤ２２に左右両側から挟み込むように噛合している。ここで、上段に設けられた一対のピニオンギヤを上段ピニオンギヤ６１Ｌ，６１Ｒと呼び、中段に設けられた一対のピニオンギヤを中段ピニオンギヤ６２Ｌ，６２Ｒと呼び、下段に設けられた一対のピニオンギヤを下段ピニオンギヤ６３Ｌ，６３Ｒと呼ぶことにする。なお、以下において、これら各ピニオンギヤ６１Ｌ，６１Ｒ，６２Ｌ，６２Ｒ，６３Ｌ，６３Ｒを意味する場合には、単に「各ピニオンギヤ」と呼ぶことにする。

また、昇降駆動装置５０は、図４に示すように、各ピニオンギヤに対応した油圧モータを有している。即ち、上段ピニオンギヤ６１Ｌ，６１Ｒを回転させる上段油圧モータ７１Ｌ，７１Ｒが設けられ、中段ピニオンギヤ６２Ｌ，６２Ｒを回転させる中段油圧モータ７２Ｌ，７２Ｒが設けられ、下段ピニオンギヤ６３Ｌ，６３Ｒを回転させる下段油圧モータ７３Ｌ，７３Ｒが設けられている。なお、以下において、これら各油圧モータ７１Ｌ，７１Ｒ，７２Ｌ，７２Ｒ，７３Ｌ，７３Ｒを意味する場合には、単に「各油圧モータ」と呼ぶことにする。こうして、各油圧モータが各ピニオンギヤを回転させることで、昇降駆動装置５０（オーガ３０）がリーダ２０に対して昇降できるようになっている。

そして、このオーガ３０では、各油圧モータが多段（上段、中段、下段）の各ピニオンギヤを回転させるため、ピニオンギヤ全体で回転する力が大きくなる。この結果、仮に１段のピニオンギヤに対応して油圧モータが設けられている場合に比べて、オーガ３０を昇降させる力を大きくすることができる。即ち、従来では、油圧モータの容量を上げたり、油圧モータを駆動させる作動油の供給圧力を上げることで、オーガ３０を昇降させる力を大きくする方法がある。しかし、この従来の方法では、ラックの歯やピニオンギヤの歯で強度不足になるおそれがあった。これに対して、このオーガ３０では、１つずつのピニオンギヤ及び油圧モータを比較的小さく構成しつつ多段に設けることで、ラックの歯やピニオンギヤの歯で強度不足が生じることなく、昇降する力を大きくすることができる。

次に、各油圧モータを回転駆動させる油圧回路について、図６を参照しながら説明する。各油圧モータは、図６に示すように、同一の駆動源である油圧ポンプ７４から作動油が送り込まれるようになっている。油圧ポンプ７４は、ベースマシーン１０に設けられていて、油圧ホース（図示省略）を介して各油圧モータに接続されている。また、油圧ポンプ７４は、タンク７５から作動油を吸入及びタンク７５へ作動油を排出できるようになっている。

そして、油圧ポンプ７４と各油圧モータとの間には、オーガ３０が上昇するように各油圧モータを回転させる上昇側流路８１が形成されると共に、オーガ３０が下降するように各油圧モータを回転させる下降側流路８２が形成されている。上昇側流路８１は、油圧ポンプ７４から各油圧モータに向かう途中で３方向に分岐していて、作動油が上段油圧モータ７１Ｌ，７１Ｒに向かう第１上昇側流路８１ａと、中段油圧モータ７２Ｌ，７２Ｒに向かう第２上昇側流路８１ｂと、下段油圧モータ７３Ｌ，７３Ｒに向かう第３上昇側流路８１ｃとが形成されている。同様に、下降側流路８２は、油圧ポンプ７４から各油圧モータに向かう途中で３方向に分岐していて、作動油が上段油圧モータ７１Ｌ，７１Ｒに向かう第１下降側流路８２ａと、中段油圧モータ７２Ｌ，７２Ｒに向かう第２下降側流路８２ｂと、下段油圧モータ７３Ｌ，７３Ｒに向かう第３下降側流路８２ｃとが形成されている。

また、油圧ポンプ７４の直ぐ下流側には、作動油の流れを切り換えるための電磁切換弁７６が設けられている。この電磁切換弁７６は、３つの状態に切り換えることができるようになっていて、油圧ポンプ７４から吐出される作動油を上昇側流路８１及び下降側流路８２へ流さない「中立状態」と、油圧ポンプ７４から吐出される作動油を上昇側流路８１へ流す「上昇状態」と、油圧ポンプ７４から吐出される作動油を下降側流路８２へ流す「下降状態」とに切り換えることができる。

また、この油圧回路には、各油圧モータに対応してその油圧モータの回転を規制する各ネガブレーキが設けられている。即ち、上段油圧モータ７１Ｌ，７１Ｒの回転を規制する上段ネガブレーキ９１Ｌ，９１Ｒと、中段油圧モータ７２Ｌ，７２Ｒの回転を規制する中段ネガブレーキ９２Ｌ，９２Ｒと、下段油圧モータ７３Ｌ，７３Ｒの回転を規制する下段ネガブレーキ９３Ｌ，９３Ｒとが設けられている。なお、以下において、これら各ネガブレーキ９１Ｌ，９１Ｒ，９２Ｌ，９２Ｒ，９３Ｌ，９３Ｒを意味する場合には、単に「各ネガブレーキ」と呼ぶことにする。

各ネガブレーキは、通常時（上述した「中立状態」）に各油圧モータの回転を規制することで、各ピニオンギヤの回転を規制しながら、各ピニオンギヤとラックギヤ２２とが噛合した状態を維持している。この結果、通常時にオーガ３０がその上下方向の位置を止めて、落下しないようになっている。具体的に、各ネガブレーキは、スプリングの付勢力によって各油圧モータの回転を規制していて、シリンダに作動油が供給されると、スプリングの付勢力を減少させて各油圧モータの回転規制を解除する。

この油圧回路には、上昇側流路８１と下降側流路８２とを連結する連結流路８３にシャトル弁７７が設けられ、このシャトル弁７７と各ネガブレーキのシリンダとの間にブレーキ流路８４が形成されている。シャトル弁７７は、上昇側流路８１を流れる作動油の油圧と下降側流路８２を流れる作動油の油圧のうち、油圧が高い方の作動油を流すものである。ブレーキ流路８４は、シャトル弁７７から各ネガブレーキのシリンダに向かう途中で３方向に分岐していて、作動油が上段ネガブレーキ９１Ｌ，９１Ｒに向かう上段ブレーキ流路８４ａと、中段ネガブレーキ９２Ｌ，９２Ｒに向かう中段ブレーキ流路８４ｂと、下段ネガブレーキ９３Ｌ，９３Ｒに向かう下段ブレーキ流路８４ｃとが形成されている。

次に、各ピニオンギヤがラックギヤ２２に噛合しているときに、電磁切換弁７６が「中立状態」であるときの油圧回路の状態と、電磁切換弁７６が「上昇状態」であるときの油圧回路の状態と、電磁切換弁７６が「下降状態」であるときの油圧回路の状態とについて説明する。電磁切換弁７６の各状態は、図７に示す昇降レバー７８を操作することによって、切り換わるようになっている。この昇降レバー７８は、上部旋回体１２の運転室の中に設けられていて、杭打機１の運転作業員によって操作される。

図７に示すように、運転作業員が昇降レバー７８を中立位置（実線で示した位置）に操作すると、図６に示すように、電磁切換弁７６が「中立状態」になる。これにより、作動油が油圧ポンプ７４から上昇側流路８１及び下降側流路８２を通って流れずに、各油圧モータの上昇側ポート及び下降側ポートに向かって流れない。更に、作動油がシャトル弁７７を通って各ブレーキ流路８４に流れ込まないため、各ネガブレーキが作動する。この結果、「中立状態」では、各油圧モータ及び各ピニオンギヤが回転しなくて、オーガ３０はその上下方向の位置で止まる。

一方、運転作業員が昇降レバー７８を中立位置から後方側（図７の右側）へ押して上昇位置に操作すると、図８に示すように、電磁切換弁７６が「上昇状態」になる。これにより、作動油が油圧ポンプ７４から上昇側流路８１を通って流れ、各油圧モータの上昇側ポートに流れ込む。更に、作動油が上昇側流路８１からシャトル弁７７を通って各ブレーキ流路８４に流れ、各ネガブレーキのシリンダに流れ込むことで、各ネガブレーキによる各油圧モータの回転規制が解除される。この結果、作動油が油圧ポンプ７４から上昇側流路８１と各油圧モータと下降側流路８２を通って循環し、各油圧モータ及び各ピニオンギヤが回転して、オーガ３０がリーダ２０に対して上昇する。

これに対して、運転作業員が昇降レバー７８を中立位置から前方側（図７の左側）へ押して下降位置に操作すると、図９に示すように、電磁切換弁７６が「下降状態」になる。これにより、作動油が油圧ポンプ７４から下降側流路８２を通って流れ、各油圧モータの下降側ポートに流れ込む。更に、作動油が下降側流路８２からシャトル弁７７を通って各ブレーキ流路８４に流れ、各ネガブレーキのシリンダに流れ込むことで、各ネガブレーキによる各油圧モータの回転規制が解除される。この結果、作動油が油圧ポンプ７４から下降側流路８２と各油圧モータと上昇側流路８１を通って循環し、各油圧モータ及び各ピニオンギヤが回転して、オーガ３０がリーダ２０に対して下降する。

ところで、上述したような多段（上段、中段、下段）のピニオンギヤが設けられたオーガ３０をリーダ２０に対して上昇させる場合、以下の問題点があった。即ち、小型の杭打機を輸送する際には、オーガをリーダに装着したまま走行できるが、大型化された杭打機１を輸送する際には、オーガ３０が走行の邪魔になるため、オーガ３０をリーダ２０から取り外す必要がある。従来、オーガ３０をリーダ２０から取り外す場合、オーガ３０をクレーン（図示省略）のワイヤで吊り上げた状態で、上述したように、油圧ポンプ７４から各油圧モータへ作動油を供給して、オーガ３０が上昇するように各ピニオンギヤを回転させていた。

ここで、オーガ３０が上昇するにつれて、図１０に示すように、先ず上段ピニオンギヤ６１Ｌ，６１Ｒがラックギヤ２２から外れると、上段ピニオンギヤ６１Ｌ，６１Ｒに作用していたラックギヤ２２による負荷が無くなる。これにより、図１１に示すように、作動油が油圧ポンプ７４から第１上昇側流路８１ａを通って上段油圧モータ７１Ｌ，７１Ｒのみに供給され、作動油が油圧ポンプ７４から第２上昇側流路８１ｂと第３上昇側流路８１ｃを通らず中段油圧モータ７２Ｌ，７２Ｒと下段油圧モータ７３Ｌ，７３Ｒに供給されなくなる。この結果、上段油圧モータ７１Ｌ，７１Ｒ及び上段ピニオンギヤ６１Ｌ，６１Ｒが空回りし、中段油圧モータ７２Ｌ，７２Ｒ及び中段ピニオンギヤ６２Ｌ，６２Ｒと、下段油圧モータ７３Ｌ，７３Ｒ及び下段ピニオンギヤ６３Ｌ，６３Ｒが回転しないため、オーガ３０を上昇させることができない事態が生じていた。

そこで、従来では、上段ピニオンギヤ６１Ｌ，６１Ｒがラックギヤ２２から外れた後に、中段ピニオンギヤ６２Ｌ，６２Ｒと下段ピニオンギヤ６３Ｌ，６３Ｒに作用する負荷が無くなるように、クレーン操縦者が、クレーンのワイヤでオーガ３０を吊り上げる力とオーガ３０の重力とを釣り合わせる繊細なクレーン操作を行っていた。つまり、上述したクレーン操作により、上段ピニオンギヤ６１Ｌ，６１Ｒと中段ピニオンギヤ６２Ｌ，６２Ｒと下段ピニオンギヤ６３Ｌ，６３Ｒとに作用する負荷を同じにすることで、油圧ポンプ７４から中段油圧モータ７２Ｌ，７２Ｒと下段油圧モータ７３Ｌ，７３Ｒへ作動油を供給して、オーガ３０が上昇するように対応していた。

しかしながら、上述した繊細なクレーン操作は、素人のクレーン操縦者が容易に行えるものではなく、実際には、上段ピニオンギヤ６１Ｌ，６１Ｒがラックギヤ２２から外れた後に僅かにオーガ３０を引き上げるようにクレーン操作を行っていた。このため、中段ピニオンギヤ６２Ｌ，６２Ｒと下段ピニオンギヤ６３Ｌ，６３Ｒには、無理な荷重が作用して、故障するおそれがあった。そして、上段ピニオンギヤ６１Ｌ，６１Ｒと中段ピニオンギヤ６２Ｌ，６２Ｒがラックギヤ２２から外れたとしても、今度は下段ピニオンギヤ６３Ｌ，６３Ｒのみに負荷が残り、再びクレーン操作を微調整してオーガ３０を引き上げる必要がある。こうして、多段のピニオンギヤが設けられたオーガで、特にピニオンギヤの段数が多いオーガをリーダから容易に取り外すことができないという問題点があった。

そこで、本実施形態の杭打機１では、従来の構造を用いつつ簡易な構成の変更で上記した問題点を解決できるようになっている。なお、多段のピニオンギヤが設けられているオーガ３０は本出願人が提案しているもの以外で存在しないため、上述した問題点（課題）は、本出願人以外で生じ得ないものである。以下において、図６を参照しながら本実施形態の特徴を説明する。

図６に示すように、上段ブレーキ流路８４ａと中段ブレーキ流路８４ｂと下段ブレーキ流路８４ｃのうち、下段ブレーキ流路８４ｃ以外のブレーキ流路８４、即ち上段ブレーキ流路８４ａと中段ブレーキ流路８４ｂには、それぞれ上段開閉コック８５ａと中段開閉コック８５ｂ（流れ規制手段）が設けられている。これら上段開閉コック８５ａと中段開閉コック８５ｂは、作業員の操作によって開閉可能であり、閉じることによって作動油の流れを規制できるようになっている。なお、図６では、上段開閉コック８５ａと中段開閉コック８５ｂが開いている状態として、破線でされている。

こうして、図６、図８、図９に示すように、上段、中段、下段の全てのピニオンギヤがラックギヤ２２に噛合している場合には、上段開閉コック８５ａと中段開閉コック８５ｂを開けて、作動油が上段ブレーキ流路８４ａと中段ブレーキ流路８４ｂを流れることができる状態にしておく。これにより、オーガ３０を上昇させる場合には、図８に示すように、作動油が上段ブレーキ流路８４ａと中段ブレーキ流路８４ｂを流れて、各ネガブレーキによる各油圧モータの回転規制を解除できる。同様に、オーガ３０を下降させる場合にも、図９に示すように、作動油が上段ブレーキ流路８４ａと中段ブレーキ流路８４ｂを流れて、各ネガブレーキによる各油圧モータの回転規制を解除できる。

そして、オーガ３０を上昇させてオーガ３０をリーダ２０から取り外す場合には、上段開閉コック８５ａと中段開閉コック８５ｂを以下のように操作する。先ず、図１２に示すように、上段ピニオンギヤ６１Ｌ，６１Ｒがラックギヤ２２から外れた後に、上段開閉コック８５ａを閉じて、中段開閉コック８５ｂを開けたままにしておく。これにより、図１２に示すように、作動油が上段ブレーキ流路８４ａを通れずに上段ネガブレーキ９１Ｌ，９１Ｒのシリンダへ流れることができなくて、上段ネガブレーキ９１Ｌ，９１Ｒによる上段油圧モータ７１Ｌ，７１Ｒの回転規制が解除されない。

こうして、上段ピニオンギヤ６１Ｌ，６１Ｒでラックギヤ２２による負荷が無くなっても、作動油が上段油圧モータ７１Ｌ，７１Ｒにのみ流れ込むことが無くなり、作動油を第２上昇側流路８１ｂ及び第３上昇側流路８１ｃを通して中段油圧モータ７２Ｌ，７２Ｒ及び下段油圧モータ７３Ｌ，７３Ｒへ流し込むことができる。この結果、中段油圧モータ７２Ｌ，７２Ｒ及び中段ピニオンギヤ６２Ｌ，６２Ｒと、下段油圧モータ７３Ｌ，７３Ｒ及び下段ピニオンギヤ６３Ｌ，６３Ｒを回転させて、オーガ３０をリーダ２０に対して上昇させることができる。

続いて、図１３に示すように、中段ピニオンギヤ６２Ｌ，６２Ｒがラックギヤ２２から外れた後に、中段開閉コック８５ｂを閉じる。なお、このときには、上段開閉コック８５ａは閉じられたままである。これにより、作動油が中段ブレーキ流路８４ｂを通れずに中段ネガブレーキ９２Ｌ，９２Ｒのシリンダへ流れることができなくて、中段ネガブレーキ９２Ｌ，９２Ｒによる中段油圧モータ７２Ｌ，７２Ｒの回転規制が解除されない。

こうして、中段ピニオンギヤ６２Ｌ，６２Ｒでラックギヤ２２による負荷が無くなっても、作動油が上段油圧モータ７１Ｌ，７１Ｒ及び中段油圧モータ７２Ｌ，７２Ｒにのみ流れ込むことが無くなり、作動油を第３上昇側流路８１ｃを通して下段油圧モータ７３Ｌ，７３Ｒへ流し込むことができる。この結果、下段油圧モータ７３Ｌ，７３Ｒ及び下段ピニオンギヤ６３Ｌ，６３Ｒを回転させて、オーガ３０をリーダ２０に対して上昇させることができる。その後、下段ピニオンギヤ６３Ｌ，６３Ｒがラックギヤ２２から外れることで、オーガ３０をリーダ２０から取り外すことができる。

ここで、上述した上段開閉コック８５ａ及び中段開閉コック８５ｂの操作は、オーガ３０をリーダ２０から取り外す場合だけでなく、オーガ３０をリーダ２０に取付ける場合に行っても良い。このため、以下に簡単に説明しておく。オーガ３０をリーダ２０に取付ける場合、先ず、オーガ３０をクレーンのワイヤで吊り上げて、電磁切換弁７６を「中立状態」にして、上方から下段ピニオンギヤ６３Ｌ，６３Ｒをラック２２に噛合させる。

次に、電磁切換弁７６を「下降状態」に切り換えて、上段開閉コック８５ａ及び中段開閉コック８５ｂを閉じる。これにより、下段ピニオンギヤ６３Ｌ，６３Ｒにのみラックギヤ２２による負荷が作用しても、上段ネガブレーキ９１Ｌ，９１Ｒ及び中段ネガブレーキ９２Ｌ，９２Ｒが作動するため、作動油を第３下降側流路８２ｃを通って下段油圧モータ７３Ｌ，７３Ｒへ流し込むことができる。この結果、下段油圧モータ７３Ｌ，７３Ｒ及び下段ピニオンギヤ６３Ｌ，６３Ｒを回転させて、オーガ３０をリーダ２０に対して下降させることができる。

続いて、中段ピニオンギヤ６２Ｌ，６２Ｒがラックギヤ２２に噛合した後に、中段開閉コック８５ｂを開ける。なお、このときには、上段開閉コック８５ａは閉じたままである。これにより、下段ピニオンギヤ６３Ｌ，６３Ｒ及び中段ピニオンギヤ６２Ｌ，６２Ｒにラックギヤ２２による負荷が作用しても、上段ネガブレーキ９１Ｌ，９１Ｒが作動するため、作動油を第３下降側流路８２ｃ及び第２下降側流路８２ｂを通って下段油圧モータ７３Ｌ，７３Ｒ及び中段油圧モータ７２Ｌ，７２Ｒへ流し込むことができる。この結果、下段油圧モータ７３Ｌ，７３Ｒ及び下段ピニオンギヤ６３Ｌ，６３Ｒと、中段油圧モータ７２Ｌ，７２Ｒ及び中段ピニオンギヤ６２Ｌ，６２Ｒを回転させて、オーガ３０をリーダ２０に対して下降させることができる。

こうして、上段ピニオンギヤ６１Ｌ，６１Ｒがラックギヤ２２に噛合することで、オーガ３０をリーダ２０に取付けることができる。なお、オーガ３０をリーダ２０に取付ける従来の方法として、下段ピニオンギヤ６３Ｌ，６３Ｒがラック２２に噛合した後、オーガ３０の重力を利用してラック２２に噛合する各ピニオンギヤを回転させて、オーガ３０を降下させる方法がある。これに対して、本実施形態では、各油圧モータの回転駆動力を利用してラック２２に噛合する各ピニオンギヤを回転させて、オーガ３０を降下させるため、オーガ３０の重力を利用する場合に比べて、各ピニオンギヤ及びラック２２の歯に無理な荷重が作用しない。従って、各ピニオンギヤ及びラック２２の歯を破損し難くすることができる。

本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態によれば、オーガ３０をリーダ２０から取り外す際に、各油圧モータ及び各ピニオンギヤをオーガ３０が上昇するように回転させる。そして、上段ピニオンギヤ６１Ｌ，６１Ｒがラックギヤ２２から外れたときに、図１２に示すように、上段開閉コック８５ａを閉じる。これにより、上段ピニオンギヤ６１Ｌ，６１Ｒでラックギヤ２２による負荷が無くなっても、上述したように、作動油を中段油圧モータ７２Ｌ，７２Ｒ及び下段油圧モータ７３Ｌ，７３Ｒへ流し込むことができ、オーガ３０をリーダ２０に対して上昇させることができる。

続いて、中段ピニオンギヤ６２Ｌ，６２Ｒがラックギヤ２２から外れたときに、図１３に示すように、中段開閉コック８５ｂを閉じる。これにより、中段ピニオンギヤ６２Ｌ，６２Ｒでラックギヤ２２による負荷が無くなっても、上述したように、作動油を下段油圧モータ７３Ｌ，７３Ｒへ流し込むことができ、オーガ３０をリーダ２０に対して上昇させることができる。こうして、オーガ３０をリーダから２０から取り外す際に、クレーン操縦者が、クレーンのワイヤでオーガ３０を吊り上げる力とオーガ３０の重力とが釣り合うように繊細なクレーン操作を行う必要がなく、各油圧モータの回転駆動力を利用してラックギヤ２２に噛合する各ピニオンギヤを回転させることができる。

従って、中段ピニオンギヤ６２Ｌ，６２Ｒと下段ピニオンギヤ６３Ｌ，６３Ｒには、無理な荷重が作用して、故障することを防止できる。特に、素人のクレーン操縦者がワイヤでオーガ３０を吊り上げていても、上述したように、上段開閉コック８５ａと中段開閉コック８５ｂを閉じるだけで、オーガ３０を的確に上昇させることができる。こうして、上下方向に多段（上段、中段、下段）のピニオンギヤが設けられているオーガ３０をリーダ２０から容易に取り外すことができる。

次に、変形実施形態について、図１４及び図１５を参照しながら説明する。上述した実施形態においては、図６に示すように、上段ブレーキ流路８４ａと中段ブレーキ流路８４ｂに、直接的に手動操作によって作動油の流れを規制する上段開閉コック８５ａと中段開閉コック８５ｂが設けられているが、変形実施形態においては、図１４に示すように、制御信号（電気信号）によって作動油の流れを規制する上段電磁開閉弁８６ａと中段電磁開閉弁８６ｂが設けられている。

上段電磁開閉弁８６ａと中段電磁開閉弁８６ｂは、作動油の流れを許容する「開状態」又は作動油の流れを規制する「閉状態」に切り換えることができるようになっていて、通常時には「開状態」になっている。そして、図１５に示すように、昇降レバー７８には、上段切換ボタン７８ａと中段切換ボタン７８ｂが設けられている。上段切換ボタン７８ａを押すと制御装置１００（図１４参照）が上段電磁開閉弁８６ａに制御信号を送り、上段電磁開閉弁８６ａが「閉状態」に切り換わり、中段切換ボタン７８ｂを押すと制御装置１００が中段電磁開閉弁８６ｂに制御信号を送り、中段電磁開閉弁８６ｂが「閉状態」に切り換わるようになっている。上段切換ボタン７８ａ及び中段切換ボタン７８ｂが、本発明の「切換部」に相当するが、切換部の構成はボタン以外に、例えばレバーであっても良く適宜変更可能である。

また、図１４に示すように、上昇側流路８１には、流れる作動油の油圧を検出する油圧センサ９４が設けられている。なお、上述したように上昇側流路８１は第１上昇側流路８１ａと第２上昇側流路８１ｂと第３上昇側流路８１ｃとに分岐しているため、どの流路であっても流れる作動油の油圧は同一である。このため、油圧センサ９４は、第１上昇側流路８１ａ、第２上昇側流路８１ｂ、第３上昇側流路８１ｃ、これら各流路に分岐する前の上流側の部分のうち、何れかの部分に一つ設けられていれば良い。こうして、油圧センサ９４は、常に上昇側流路８１の油圧値を検出していて、検出した油圧値を制御装置１００に出力している。

制御装置１００は、入力する上昇側流路８１の油圧値が予め設定された所定値より小さい場合に、昇降レバー７８の近辺に設けられた警報ランプ９５（図１５参照）に制御信号（電気信号）を出力して、警報ランプ９５を点灯させるようになっている。即ち、オーガ３０が上昇するにつれて上段ピニオンギヤ６１Ｌ，６１Ｒがラックギヤ２２から外れると、上段ピニオンギヤ６１Ｌ，６１Ｒでラックギヤ２２による負荷が無くなるため、上昇側流路８１（第１上昇側流路８１ａ）の油圧値が急に大きく下降する。このとき、制御装置１００が警報ランプ９５を点灯させるため、昇降レバー７８を操作する運転作業員は、ピニオンギヤがラックギヤ２２から外れたことを認識することができる。

同様に、オーガ３０が上昇するにつれて中段ピニオンギヤ６２Ｌ，６２Ｒがラックギヤ２２から外れると、中段ピニオンギヤ６２Ｌ，６２Ｒでラックギヤ２２による負荷が無くなるため、上昇側流路８１（第２上昇側流路８１ｂ）の油圧値が急に大きく下降する。このとき、制御装置１００が警報ランプ９５を点灯させるため、昇降レバー７８を操作する運転作業員は、ピニオンギヤがラックギヤ２２から外れたことを認識することができる。なお、警報ランプ９５が、本発明の「警報手段」に相当するが、警報手段の構成は視覚で確認できるものに以外に、例えば警告音で確認できるものであっても良く適宜変更可能である。変形実施形態のその他の構成は、上述した実施形態の構成と同様であるため、その説明を省略する。

変形実施形態の作用効果について説明する。
変形実施形態によれば、杭打機１の運転作業員が、昇降レバー７８を操作してオーガ３０を上昇させているときに、その昇降レバー７８に設けられた上段切換ボタン７８ａ又は中段切換ボタン７８ｂを押して、対応する上段電磁開閉弁８６ａ又は中段電磁開閉弁８６ｂを閉じることができる。従って、杭打機１の運転作業員は移動することなく、ワンタッチ操作で上段電磁開閉弁８６ａ又は中段電磁開閉弁８６ｂを閉じることができ、より簡単な操作でオーガ３０の取り外し作業を行うことができる。更に、警報ランプ９５が点灯することによって、ピニオンギヤがラックギヤ２２から外れたかを的確に知ることができ、作動油の流れを規制するタイミングを的確に知ることができる。変形実施形態のその他の作用効果は、上述した実施形態の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。

以上、本発明に係る杭打機の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。
例えば、本実施形態及び変形実施形態の杭打機１では、上下方向に３段（上段、中段、下段）のピニオンギヤ及び油圧モータが設けられているが、上下方向に２段のピニオンギヤ及び油圧モータが設けられていても良く、上下方向に４段以上のピニオンギヤ及び油圧モータが設けられていても良い。

１ 杭打機
１０ ベースマシーン
２０ リーダ
２２ ラック
３０ オーガ
４０ 回転駆動装置
５０ 昇降駆動装置
６１Ｌ，６１Ｒ 上段ピニオンギヤ
６２Ｌ，６２Ｒ 中段ピニオンギヤ
６３Ｌ，６３Ｒ 下段ピニオンギヤ
７１Ｌ，７１Ｒ 上段油圧モータ
７２Ｌ，７２Ｒ 中段油圧モータ
７３Ｌ，７３Ｒ 下段油圧モータ
７４ 油圧ポンプ
７６ 電磁切換弁
７７ シャトル弁
７８ 昇降レバー
７８ａ，７８ｂ 上段切換ボタン，中段切換ボタン
８１ａ，８１ｂ，８１ｃ 第１上昇側流路，第２上昇側流路，第３上昇側流路
８２ａ，８２ｂ，８２ｃ 第１下降側流路，第２下降側流路，第３下降側流路
８４ａ，８４ｂ，８４ｃ 上段ブレーキ流路，中段ブレーキ流路，下段ブレーキ流路
８５ａ，８５ｂ 上段開閉コック，中段開閉コック
８６ａ，８６ｂ 上段電磁開閉弁，中段電磁開閉弁
９１Ｌ，９１Ｒ 上段ネガブレーキ
９２Ｌ，９２Ｒ 中段ネガブレーキ
９３Ｌ，９３Ｒ 下段ネガブレーキ
９４ 油圧センサ
９５ 警報ランプ
１００ 制御装置

Claims (3)

1. ベースマシーンの前方に設けられたリーダの起立した前面側にラックギヤが形成され、
   作業用ロッドを回転させる作業装置の後面側に上下方向に多段のピニオンギヤが形成され、
   前記各ピニオンギヤに対応してそのピニオンギヤを回転させる各油圧モータが設けられ、
   前記各油圧モータへ作動油を供給可能な同一の駆動源である油圧ポンプが設けられ、
   前記各油圧モータに対応してその油圧モータの回転を規制する各ネガブレーキが設けられ、
   前記ラックギヤに前記各ピニオンギヤが噛合した状態で、前記油圧ポンプと前記各ネガブレーキとの間に形成される各ブレーキ流路に作動油を供給することで前記各ネガブレーキによる回転規制を解除し、且つ前記油圧ポンプと前記各油圧モータとの間に形成される各上昇側流路又は各下降側流路に作動油を供給することで前記各油圧モータを回転駆動して、前記作業装置を前記リーダに対して昇降させる杭打機において、
   前記多段のピニオンギヤに対応する各ブレーキ流路のうち、最下段のピニオンギヤに対応するブレーキ流路以外のブレーキ流路には、作業員の操作によって作動油の流れを規制可能な流れ規制手段が設けられていることを特徴とする杭打機。
2. 請求項１に記載された杭打機において、
   前記流れ規制手段は、前記最下段のピニオンギヤに対応するブレーキ流路以外のブレーキ流路に設けられた電磁開閉弁であり、
   前記作業装置の停止及び昇降を切り換える昇降レバーに、前記電磁開閉弁の開閉動作を切り換える切換部が設けられていることを特徴とする杭打機。
3. 請求項１又は請求項２に記載された杭打機において、
   前記各上昇側流路を流れる作動油の油圧を検出する油圧センサが設けられていて、
   前記油圧センサが検出した油圧値が所定値より小さい場合に、前記ピニオンギヤが前記ラックギヤから外れたことを知らせる警報手段が設けられていることを特徴とする杭打機。

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