JP2021139155A - 位置決定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】杭打機を直線移動させることで、杭の打設位置及び方向が容易に決定出来て、コンパクトで機動性に優れた杭打装置の位置決定装置を提供する。【解決手段】車両１００に固定された位置決定装置１は、杭打機２００をリーダー５３の延びる方向に沿ってスライドできる状態で固定されている。車両１００は、クローラー１２０を備えた走行部１０１と、走行部１０１の上方に設けられて、旋回軸Ｖ１周りに回動可能な回転体１０２を有している。回転体１０２には、車両１００を運転するための運転席１０３が設けられるとともに、スライダー支柱１０を連結するための車両連結部１１０が水平方向に突設して設けられている。スライダー支柱１０に、主リンク３０、副リンク４０等で構成されるスコットラッセル機構装置１５０が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、直線移動することで杭打装置の位置を決定して、さらに打設角度を調整できる位置決定装置に関する。

防護柵の設置、太陽光パネルの基礎支柱の設置、及びフェンスの基礎工事については、従来、油圧ショベル等の建設機械を改良した杭打機が用いられてきた。具体的には、ブームの先端を改良して、杭打機を取り付けた構造である。

特許文献１では、傾斜面においても杭を正確に鉛直に打ち込むことができる杭打ちアタッチメント及び杭打機が開示されている。具体的には、油圧ショベルに取り付けられたアームおよびバケットに替えて、ブームの先端に杭打ちアタッチメントを取り付けた構造である。ブームシリンダーを動作してブームを前後方向に回動することによって杭の打設位置を決定できる。

特許文献２では、油圧ショベルに取り付けられたバケットに替えて、油圧ブレーカーと圧入用ジゼルが取付けられた杭打ち装置が開示されている。

しかし、上述したような、ブームを前後方向に回動して杭の打設位置を決定する方式では、杭打機を水平移動させようとすれば、必ず回転変位を伴うこととなる。そのため、所定の水平変位をさせようとする場合、ブームの位置によって、回転変位量は異なる。具体的には、杭打機を水平方向に所定の長さ移動させる場合、ブームが地表面に対してほぼ平行に位置するときは、ブームがほぼ垂直に位置するときと比べて、より大きな回動が必要となる。

ブームの回動を極力抑えて、杭打機を水平移動させたい場合は、ブームを地表面に対して垂直に近い位置にあらかじめ配置しておけば良いが、杭打機の支持位置が高くなり安定して支持することが難しい。さらに、ブームが地表面に対して垂直に近い状態で油圧ショベルを移動する場合、重心が高くなることから走行が不安定となる。特に、不陸の多い作業場所での施工には危険が伴う。また、杭打機の支持位置を低くすると、杭打機を水平移動するためにブームを大きく回動させる必要がある。さらに、ブームが地表面に対して水平に近い状態で油圧ショベルを移動する場合、広い作業場所でないと走行が困難となる。すなわち、効率よく杭打機の位置を決められるブーム高さは限られることとなる。

特開２０１３−１７７７６４号公報 実用新案登録第３２２１６６９号公報

本発明の目的は、杭打機を直線移動させることで、杭の打設位置及び方向が容易に決定出来て、コンパクトで機動性に優れた杭打機の位置決定装置を提供することである。

上記課題を解決するための発明は、杭打機の位置及び方向を特定する位置決定装置であって、旋回軸廻りに回動する回転体と、回転体の縁端部から上方に延びるスライダー支柱と、スライダー支柱にスライド自在に嵌合する昇降部材と、一端部に昇降部材と回動可能に連結する昇降連結部が設けられた主リンクと、一端部に前記スライダー支柱と回動可能に連結する支柱連結部が設けられるとともに、他端部に主リンクの中間部と回動可能に連結する主リンク連結部が設けられる副リンクと、主リンクの他端部に設けられた接続連結部に連結して、杭打機の取付角度を調整できる杭打機接続部を備え、昇降部材を昇降させたとき、杭打機接続部は、回転体を回動させたときのスライダー支柱の軌跡で描かれる仮想面の外周領域を直線移動することを特徴とする。

この構成によれば、スライダー支柱と、スライダー支柱にスライド自在に嵌合する昇降部材と、一端部に昇降部材と回動可能に連結する昇降連結部が設けられた主リンクと、一端部に前記スライダー支柱と回動可能に連結する支柱連結部が設けられるとともに、他端部に主リンクの中間部と回動可能に連結する主リンク連結部が設けられる副リンクでスコットラッセル機構を構成する。これにより、位置決定装置は、直線移動するので、ブームが回動して平面位置を決定する他の装置に比べて杭打機の位置決めを簡単に、かつ正確に行うことができる。

好ましくは、昇降連結部から主リンク連結部までの距離、接続連結部から主リンク連結部までの距離、及び支柱連結部から主リンク連結部までの距離が等しい。

この構成によれば、昇降連結部から主リンク連結部までの距離、接続連結部から主リンク連結部までの距離、及び支柱連結部から主リンク連結部までの距離が等しいので、杭打機は、スライダー支柱の延びる方向に直角に直進する。これにより、杭打機の位置決めがさらに容易になる。

好ましくは、駆動力を発生させることで、主リンクを、スライダー支柱に沿って昇降させる主リンク移動手段を備える。

この構成によれば、駆動力を発生させることで、主リンクを、スライダー支柱に沿って昇降させる主リンク移動手段を備えるので、杭打機は主リンク移動手段によって人力を介すことなく動力で直線移動できる。

好ましくは、主リンク移動手段は、スライダー支柱に沿って配設されて、一端が前記スライダー支柱の下端部に、他端が昇降部材に接続する支柱シリンダーを有する。

この構成によれば、支柱シリンダーを駆動することで、杭打機の位置を目標地点に、簡単に、かつ正確に移動できる。

好ましくは、杭打機接続部は、主リンクと第１軸廻りに回動可能に連結する主リンク接続部材と、第１軸に対して直角に延びる第２軸廻りに回動可能に主リンク接続部材と連結するリーダー接続部材を有する。

この構成によれば、杭打機接続部は、主リンクと第１軸廻りに回動可能に連結する主リンク接続部材と、第１軸に対して直角に延びる第２軸廻りに回動可能に主リンク接続部材と連結するリーダー接続部材を有するので、杭打機接続部を第１軸、及び第２軸廻りに回動することで、杭打機の打設方向を全方向に渡って調整できる。

好ましくは、回転体は、車両を走行させるための走行部の上方に配設される。

この構成によれは、回転体は、車両を走行させるための走行部の上方に配設されるので、走行部を走行させることで位置決定装置を簡単に移動できる。

杭打機が、車両に取り付けられた位置決定装置に装着された状態を説明する側面図である。 （ａ）（ｂ）は、スコットラッセル機構装置が動作する状態を説明する側面図である。 昇降部材の側面図である。 昇降部材と支柱ユニットとの嵌合状態を説明する平面図である。 主リンクの斜視図である。 副リンクの斜視図である。 杭打機接続部の側面断面図である。 主リンク接続部材の斜視図である。 リーダーの断面図である。 杭打機接続部およびリーダーの側面図である。

本発明の実施形態について、図１〜１０を参照して説明する。

図１に示す通り、車両１００に固定された位置決定装置１は、杭打機２００をリーダー５３の延びる方向に沿ってスライド可能に固定している。

杭打機２００は、スコットラッセル機構装置１５０を動作することで打設地点に直線移動する。車両１００は、クローラー１２０を備えた走行部１０１と、走行部１０１の上方に設けられて、旋回軸Ｖ１周りに回動可能な回転体１０２を有している。回転体１０２には、車両１００を運転するための運転席１０３が設けられるとともに、スライダー支柱１０を連結するための車両連結部１１０が水平方向に突設して設けられている。

旋回軸Ｖ１は地面３００に対して、垂直な方向に延びている。従って、操作盤１０４を操作して、回動力を付与することで、回転体１０２は、地面３００に平行な状態で回動する。

スライダー支柱１０は、回転軸Ｖ２廻りに油圧の動作によって回動できる状態で車両連結部１１０に固定されている。回転軸Ｖ２は、旋回軸Ｖ１と同様に、地面３００に対して、垂直な方向に延びている。従って、スライダー支柱１０は、地面３００に平行な状態で回動する。また、状況に応じてレバー操作によって、固定状態を開放した後、手動により回転軸Ｖ２廻りに回動できる構造としてもよい。

スライダー支柱１０は、支柱ユニット１１、支柱ユニット１１の下端部に接続する上基部１２、上基部１２の下端部に接続する下基部１３を有している。支柱ユニット１１は、昇降部材２０が昇降できる範囲に渡って、回転軸Ｖ２に平行な軸に沿って上方に向かって延びている。

上基部１２は、支柱ユニット１１の下端部の側面１１ｂから、旋回軸Ｖ１から離れる方向に向かって突設する一対の側板１２ｂを有している（図２（ａ）、（ｂ）参照）。一対の側板１２ｂによって、収容部（図示略）が画定されている。収容部は副リンク４０の一端部及び支柱シリンダー６０の下端部が収容されている。上基部１２には、支柱シリンダー６０の下端部と連結するシリンダー連結部８７が、さらに副リンク４０の一端部を回動可能に固定する支柱連結部８６が設けられている。また、シリンダー連結部８７の位置に孔８７ａが、支柱連結部８６の位置に孔８６ａが設けられている。

上基部１２の下方に平板状の下基部１３が取付けられている。上基部１２、及び下基部１３に、それぞれ１箇所の連結個所９０、９１が設けられている。連結個所９０、９１は、連結ユニット１５を上基部１２、及び下基部１３に連結するためのものである。２箇所で連結されることで、支柱ユニット１１は、上基部１２、及び下基部１３を介して連結ユニット１５に固定される。

連結ユニット１５は、凹部１５ａが設けられたコ字形の部材である。凹部１５ａに車両連結部１１０が挿入された状態で、レバー操作によって、回転体１０２とスライダー支柱１０は連結ユニット１５を介して固定される。

図２（ａ）、（ｂ）に示す通り、スコットラッセル機構装置１５０は、昇降部材２０、主リンク３０及び副リンク４０を有する。スコットラッセル機構装置１５０は、スコットラッセル機構を適用して、上下方向の移動を水平方向の直線的移動に変換するものである。具体的には、昇降部材２０が、支柱ユニット１１に沿って降下するのに伴って、接続連結部８５が支柱ユニット１１から隔れる方向に向かって水平に直線移動する。

図４に示す通り、支柱ユニット１１は、は２本のコ字形のスライドレール１１ａを、隙間１７ａを設けて背合わせに配設して、対向する腹板１６を連結板１７で相互に連結した構造である。

図３、４に示す通り、昇降部材２０は、支柱ユニット１１にスライド自在に嵌合する嵌合ユニット２１、及び主リンク３０と支柱シリンダー６０を連結する連結ユニット２２を有する。嵌合ユニット２１は、両端に嵌合開口部２１ａが設けられている。嵌合開口部２１ａは、平板２５のそれぞれの端部から支柱ユニット１１に向かって垂直に延びるＬ字形の部材２５ａと、平板２５によって画定される空間である。スライドレール１１ａのフランジ部１８は、嵌合開口部２１ａにスライド自在に挿入されている。これにより、昇降部材２０は、スライドレール１１ａに沿って昇降する。

平板２５の中央部に突起部２６が設けられている。突起部２６は、隙間１７ａに配設されており、腹板１６、１６によってフランジ部１８、１８の方向の変位が拘束されている。

上述した構成により、昇降部材２０は、支柱ユニット１１が延びる方向にブレを生じることなく、スライド自在に昇降できる。

連結ユニット２２は、一対の連結プレート２３、２３を有する。連結プレート２３は、平板２５から支柱ユニット１１と離れる方向に向かって垂直に延びていて、主リンク３０と連結する昇降連結部８１の位置に孔８１ａが設けられている。また、調整シリンダー６２の一端部と連結するシリンダー連結部８２の位置に、孔８２ａが、支柱シリンダー６０と連結するシリンダー連結部８３の位置に、孔８３ａが設けられている。

一対の連結プレート２３、２３によって凹部２７が設けられていて、連結プレート２３、２３は、平板２５に加えて補強材２８を介して接続されている。これにより、凹部２７の間隔が確保できるとともに、連結プレート２３の強度を増強できる。また、連結プレート２３は、軽量化を図る目的で補強材２８に対応する位置と更にもう一か所に孔２８ａ、２９ａが設けられている。

図５に示す通り、主リンク３０は直線状に延びるボックス形状の部材である。一端部に設けられる昇降連結部８１の位置に孔８１ｂが、他端部に設けられる接続連結部８５の位置に孔８５ａが、さらに中間部に設けられる主リンク連結部８４の位置に孔８４ａが設けられている。孔８１ｂ、孔８４ａ、及び孔８５ａは直線状に配設されて、孔８１ｂの中心から孔８４ａの中心までの距離Ｌ１と、孔８５ａの中心から孔８４ａの中心までの距離Ｌ２は等しくなるように設定されている。

主リンク３０は、昇降部材２０と昇降連結部８１で回動可能に接続されている。具体的には主リンク３０に設けられた孔８１ｂと、一対の連結プレート２３、２３に設けられた孔８１ａ、８１ａに連結ピン（図示略）を挿通した構造である。これにより、主リンク３０は、連結ピンの中心軸周りに回動できる。

図６に示す通り、副リンク４０は、一対の側板４１、４１によって凹部４０ａが画定されている。凹部４０ａは、杭打機接続部５０がスライダー支柱１０に近づく方向に移動したとき、主リンク３０を収容するための空間である。一対の側板４１、４１は、補強材４２を介して接続されている。これにより、凹部４０ａの間隔が確保できるとともに、側板４１の強度を増強できる。

副リンク４０の一端部に設けられる支柱連結部８６の位置に孔８６ｂが、他端部に設けられる主リンク連結部８４の位置に孔８４ｂが設けられている。孔８６ｂの中心から孔８４ｂの中心までの距離Ｌ３は、上述した距離Ｌ１、Ｌ２と等しくなるように設定されている。

副リンク４０は、支柱連結部８６によって上基部１２と回動可能に接続されるとともに、主リンク連結部８４によって主リンク３０と回動可能に接続されている。支柱連結部８６、及び主リンク連結部８４の連結構造は昇降連結部８１の連結構造とほぼ同じであることから説明は省略する。

支柱シリンダー６０は、油圧によってシリンダーロッド６０ａがシリンダー本体に沿って移動する油圧シリンダーであり、それぞれの端部は、シリンダー連結部８３、８７によって接続されている。連結部８３、８７の連結構造は昇降連結部８１とほぼ同じであることから説明は省略する。

図７に示す通り、杭打機接続部５０は、主リンク接続部材５１、リーダー接続部材５２、及びリーダー５３を有している。主リンク接続部材５１は、接続連結部８５で主リンク３０と第１軸Ｈ１（図８参照）廻りに回動可能に接続されるとともに、連結接続部８９でリーダー接続部材５２と第２軸Ｈ２廻りに回動可能に連結されている。また、リーダー５３は、リーダー接続部材５２とスライド自在に固定されるとともに、杭打機２００をスライド自在に固定する。

図８に示す通り、主リンク接続部材５１は、平板５５の一方の面から主リンク３０の方向に向かって垂直に延びる一対の側板５６、５６が突設している。一対の側板５６、５６によって、主リンク３０、及び調整シリンダー６２の端部を内挿する凹部５５ｃが画定される。

側板５６は、接続連結部８５の位置に孔８５ｂが設けられている。また、シリンダー連結部８８の位置に、孔８８ａが設けられている。

主リンク３０の他端は、接続連結部８５で回動可能に接続されている。具体的には主リンク３０に設けられた孔８５ａと、一対の側板５６、５６に設けられた孔８５ｂ、８５ｂに連結ピン８５ｃを挿通した構造である。これにより、主リンク３０の他端部は、連結ピン８５ｃの中心軸（第１軸Ｈ１）廻りに回動できる。

調整シリンダー６２（図２参照）は、油圧によってシリンダーロッド６２ａがシリンダー本体に沿って移動する油圧シリンダーであり、それぞれの端部は、シリンダー連結部８２、８８によって接続されている。

主リンク接続部材５１は、平板５５の他方の面から、円環状の突起部材５５ａが突設している。突起部材５５ａは、平板５５に接続する円環１５６と、円環１５６の端部から直角に屈曲し円環１５６の中心に向かって水平に延びる鍔１５７を有している。これにより、突起部材５５ａは凹部５５ｄを画定する。また、平板５５の上端部に、突起部材５５ａと同心の弧状のスリット５６ａが設けられている。

リーダー接続部材５２は、凹部５５ｄに回転可能に挿入される突起部材５５ｂが設けられている。突起部材５５ａ、５５ｂ及び凹部５５ｄによって連結接続部８９が構成される。また、スリット５６ａを貫通するガイド５６ｂが設けられている。ガイド５６ｂは、リーダー接続部材５２の回動を誘導するとともに、リーダー接続部材５２と、主リンク接続部材５１の間隔を保持するためのものである。これにより、リーダー接続部材５２は、突起部材の中心軸（第２軸Ｈ２）廻りに円滑に回動できる。

図９に示す通り、リーダー５３は、上下方向に延びる２本のＨ形の部材５３ａを並列に配設して、中間部を接続材５３ｂで連結した構造である。一対の突起部５３ｃ、５３ｃは、リーダー接続部材５２に設けられた一対の凹部５３ｄ、５３ｄに挿入されている。これにより、リーダー５３は、リーダー接続部材５２が画定する面に沿って上下方向にスライドできる。

杭打機２００は、リーダー５３の延びる方向に沿ってスライド自在に固定されている。スライドするための構造は、上述したリーダー５３のスライド構造とほぼ同じであることから説明は省略する。

図１０に示す通り、調整シリンダー６３は、主リンク接続部材５１に設けられた連結個所９１、およびリーダー接続部材５２に設けられた連結部９２に連結している。シリンダーロッド６３ａを移動させることで、リーダー接続部材５２は第２軸Ｈ２（図７参照）廻りに回動する。

調整シリンダー６４は、リーダー接続部材５２に設けられた連結部９３、およびリーダー５３に設けられた連結部９４に連結している。シリンダーロッド６４ａを移動させることで、リーダー５３はリーダー接続部材５２に沿って上下方向にスライドする。

杭打機２００の位置決め及び取付角度の調整手順について説明する。

車両１００を操作して、杭打ち箇所の近傍に配置する。車両１００が走行するときは、主リンク３０、及び副リンク４０は、折り畳まれた状態で、スライダー支柱１０に沿って収容されている。このとき、支柱シリンダー６０のシリンダーロッド６０ａは伸びた状態でスライダー支柱１０の上端部に位置している。

回転体１０２を旋回軸Ｖ１廻りに回動して、杭打機２００を目標方向に合わせて、シリンダーロッド６０ａを降下させる（図１、図２参照）。降下に伴って、杭打機２００は、目標方向に向かって旋回軸Ｖ１に直角に直進する。主リンク３０、副リンク４０は等距離のスコットラッセル機構を構成するからである。このように、本実施形態の位置決定装置１は、従来のものと比較して杭打機２００の平面位置の位置決めが容易となる。

第１軸Ｈ１（図８参照）、及び第２軸Ｈ２（図７参照）方向の杭打機２００の方向を確認し、杭の打設方向と異なる場合は、シリンダーロッド６２ａ（図２参照）、シリンダーロッド６３ａ（図１０参照）をそれぞれの調整シリンダー６２、６３の長手方向に沿って移動する。

シリンダーロッド６２ａを移動することで、杭打機接続部５０は第１軸Ｈ１廻りに回動する。またシリンダーロッド６３ａを移動することで、杭打機接続部５０のリーダー接続部材５２は第１軸Ｈ１と直角な方向の第２軸Ｈ２廻りに回動する。すなわち全方向に調整可能となる。これにより、傾斜面の施工現場でも、杭を垂直に打設できる。

その後、昇降シリンダー６４のシリンダーロッド６４ａを移動して、リーダー５３を降下させて、下端部を地面３００に設置させる。これにより杭打機２００は、リーダー５３の先端部、及び走行部１０１で強固に支持され、杭打設時のぶれを抑制できる。

打設完了後は、昇降シリンダー６４のシリンダーロッド６４ａを移動してリーダー５３を上昇させ、シリンダーロッド６０ａを上昇させて主リンク３０、及び副リンク４０を折り畳んで、スライダー支柱１０に沿って収容する。

本実施形態は例示であり、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で改変できることは勿論である。例えば、杭打装置として、杭打機を例示したが、杭の引抜機でも、杭用の穴を掘る中堀機であっても、スクリュー杭を回転圧入する圧入機であっても、円筒状の杭を圧入する圧入機であってもよい。また、中堀機としては、岩盤等の固い地盤に適用するダウンザホールハンマを使用するものでも、通常地盤に適用するアースオーガを使用するものであってもよい。

本発明に係る杭打位置決定装置は、狭隘で、傾斜があり、かつ不陸がある施工現場でも杭打ちができることから産業上の利用可能性は大である。

１： 位置決定装置
１０： スライダー支柱
２０： 昇降部材
３０： 主リンク
４０： 副リンク
５０： 杭打機接続部
８１： 昇降連結部
８４： 主リンク接続部
８５： 接続連結部
８６： 支柱連結部
６０： 支柱シリンダー
１００： 車両
１０１： 走行部
１０２： 回転体
Ｖ１： 旋回軸
Ｈ１： 第１軸
Ｈ２： 第２軸

Claims (6)

1. 杭打機の位置及び方向を特定する位置決定装置であって、
   旋回軸廻りに回動する回転体と、
   前記回転体の縁端部から上方に延びるスライダー支柱と、
   前記スライダー支柱にスライド自在に嵌合する昇降部材と、
   一端部に前記昇降部材と回動可能に連結する昇降連結部が設けられた主リンクと、
   一端部に前記スライダー支柱と回動可能に連結する支柱連結部が設けられるとともに、他端部に前記主リンクの中間部と回動可能に連結する主リンク連結部が設けられる副リンクと、
   前記主リンクの他端部に設けられた接続連結部に連結して、前記杭打機の取付角度を調整できる杭打機接続部と、を備え、
   前記昇降部材を昇降させたとき、前記杭打機接続部は、前記回転体を回動させたときの前記スライダー支柱の軌跡で描かれる仮想面の外周領域を直線移動することを特徴とする位置決定装置。
2. 前記昇降連結部から前記主リンク連結部までの距離、前記接続連結部から前記主リンク連結部までの距離、及び前記支柱連結部から前記主リンク連結部までの距離が等しいことを特徴とする請求項１に記載の位置決定装置。
3. 駆動力を発生させることで、前記主リンクを、前記スライダー支柱に沿って昇降させる主リンク移動手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の位置決定装置。
4. 前記主リンク移動手段は、前記スライダー支柱に沿って配設されて、一端が前記スライダー支柱の下端部に、他端が前記昇降部材に接続する支柱シリンダーを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の位置決定装置。
5. 前記杭打機接続部は、前記主リンクと第１軸廻りに回動可能に前記主リンク接続部材と連結する主リンク接続部材と、前記第１軸に対して直角に延びる第２軸廻りに回動可能に連結するリーダー接続部材と、を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の位置決定装置。
6. 前記回転体は、車両を走行させるための走行部の上方に配設されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の位置決定装置。

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