JP2023043532A - 杭打機 - Google Patents

Abstract

【課題】構造の小型化を図ることで配置上の制約を受け難い可倒式のトップシーブブロックを備えた杭打機を提供する。【解決手段】リーダ１５の頂部に備わるトップシーブブロック２４は、リーダの長手方向に沿って立ち上がるロープＲを前方へ送り出す基部側シーブ３４と、該基部側シーブからのロープを垂下する先端側シーブ３５と、基部側シーブが設けられる基部側フレーム３６と、先端側シーブが設けられる先端側フレーム３７とを有し、リーダの上端部に基部側フレームを取り付けた状態で、先端側フレームをリーダと直交する方向からリーダの長手方向に回動可能に軸支してなり、基部側シーブの軸と先端側フレームの回動軸とは、共通支軸（１本の連結ピン）３９にて同軸に設けられている。【選択図】図４

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り 販売日：令和３年８月２７日 販売した場所：中村基礎工業株式会社（福岡県田川郡福智町弁城４２３０番地の２）

本発明は、杭打機に関し、詳しくは、リーダの頂部にトップシーブブロックを備えた杭打機に関する。

一般に、杭打機は、リーダの頂部にトップシーブブロックを取り付けて、回転駆動装置の昇降ロープや施工杭の吊込み用のロープをシーブに掛け渡している。なかでも小型杭打機のトップシーブブロックは、リーダに着脱可能な基部側フレームと、先端側フレームとを回動軸で連結した可倒式のものが用いられ、リーダを倒伏させた状態で先端側フレームを倒して寝かせることにより、輸送車の荷台上で、全高が高さ制限内に収まるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０２０－１１１９５５号公報

上述のトップシーブブロックは、シーブ軸と回動軸とをリーダ頂部の限られたスペースに配置しなければならず、杭打機の仕様によっては配置上の制約を受けやすいという問題があった。

そこで本発明は、構造の小型化を図ることで配置上の制約を受け難い可倒式のトップシーブブロックを備えた杭打機を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の杭打機は、下部走行体の上部に上部旋回体を旋回可能に設けたベースマシンと、前記上部旋回体の前部に起伏可能に設けられたリーダと、該リーダの前面に昇降可能に装着される回転駆動装置と、吊り用のロープを前記リーダの上端部で前後方向に掛け渡しするトップシーブブロックとを備えた杭打機において、前記トップシーブブロックは、前記リーダの長手方向に沿って立ち上がる前記ロープを前方へ送り出す基部側シーブと、該基部側シーブからの前記ロープを垂下する先端側シーブと、前記基部側シーブが設けられる基部側フレームと、前記先端側シーブが設けられる先端側フレームとを有し、前記リーダの上端部に前記基部側フレームを取り付けた状態で、前記先端側フレームを前記リーダと直交する方向からリーダの長手方向に回動可能に軸支してなり、前記基部側シーブの軸と前記先端側フレームの回動軸とは、同軸に設けられていることを特徴としている。

また、前記基部側シーブと前記先端側シーブとは、前記回転駆動装置の回転中心軸で直角に交差する２つの垂直面に前記ロープを上下方向に配置し、前記立ち上がるロープを前記リーダの内部に、前記垂下するロープを前記回転駆動装置の一側部にそれぞれ設けてなることを特徴としている。さらに、前記先端側フレームは、基部側から先端側へ向けて断面が漸次幅狭になる形状を有していることを特徴としている。加えて、前記先端側フレームには、吊り耳が設けられていることを特徴としている。

本発明の杭打機によれば、リーダの頂部に備わるトップシーブブロックを基部側及び先端側の各フレームごとに分割し、基部側シーブの軸と先端側フレームの回動軸とを同軸に設けているので、構造の小型化を図ることが可能となり、取付スペースに余裕のない仕様、例えば、外径寸法の小さいリーダであっても可倒式のトップシーブブロックを設けることができる。しかも、共通軸部の一体化によって部品点数を減らせることから、安価で製作性に優れたものとなる。

また、基部側シーブと先端側シーブとが、回転駆動装置の回転中心軸で直角をなす垂直面にロープを上下方向に配置し、該ロープの立ち上がる一方をリーダの内部に、垂下する他方を回転駆動装置の一側部に設けているので、両シーブ間を必要最小限の長さにすることができる。すなわち、吊り機能を損なわない範囲で先端側フレームを短縮することが可能となり、トップシーブブロックの軽量化に資するものである。

さらに、先端側フレームにおいて、基部側から先端側へ向けて断面が漸次幅狭になる形状を有しているので、吊り荷重に対する強度を確保しつつ、より一層の軽量化を図ることができる。とりわけ、吊り耳を用いたクレーンの吊り操作によって、トップシーブブロックの姿勢変更を労力をかけずに容易に行え、作業者の負担軽減、ひいては安全な作業環境の達成にも資するものである。

本発明の一形態例を示す杭打機の側面図である。 同じく平面図である。 同じく要部平面図である。 図３のＩＶ－ＩＶ矢視図である。 同じくリーダを倒伏した輸送姿勢を示す側面図である。

図１乃至図５は、本発明の杭打機の一形態例を示している。杭打機１１は、図１及び図２に示すように、鋼管杭施工と地盤改良施工とを切り替えて行うことができる兼用機であって、クローラを備えた下部走行体１２と、該下部走行体１２上に旋回可能に設けられた上部旋回体１３とで構成されたベースマシン１４と、上部旋回体１３の前部に起伏可能に設けられたリーダ１５と、該リーダ１５を後方から支持する起伏シリンダ１６とを備えている。上部旋回体１３の前部には、リーダ１５を起伏可能に支持するリーダサポート１７が設けられ、上部旋回体１３の右側部には運転室１８が、左側部にはエンジンや油圧ユニットを収納した機器室１９がそれぞれ設けられている。

リーダ１５は、断面が角筒状に形成された複数のリーダ部材を互いに連結したもので、リーダサポート１７に設けられたベースマシン幅方向の支軸２０に回動可能に取り付けられた上部リーダ２１と、該上部リーダ２１の下部に連結される下部リーダ２２とに分割形成されている。これらの各リーダ部材は、上下端のフランジ部材によって連結され、ボルト・ナットを使用して着脱可能に構成されている。

また、リーダ１５の上端部には、該リーダ１５の後面に設けたウインチ装置２３からの吊上げ用ロープが巻掛けられるトップシーブブロック２４が、リーダ１５の下部前方には、回転駆動される施工部材の振れを防止する開閉可能な振止装置２５がそれぞれ配置されており、リーダ１５の前面中央には、ラックピニオン式昇降装置の構成品の一つであるラックギヤ２６が、両側面前端部には、左右一対のガイドパイプ２７が、リーダ１５の全長にわたってそれぞれ連続的に設けられている。吊上げ用ロープは、詳細は後述するが、ウインチ装置２３から繰り出された後、リーダ１５の内部を通って上方へ導かれている。

回転駆動装置の一例であるオーガ２８は、図３にも示すように、ガイドパイプ２７に摺接する左右一対のガイドギブ２９，２９が後方に突出して設けられるとともに、ラックギヤ２６の両側に設けられている歯列に歯合する左右一対のピニオンギヤ（図示せず）をオーガ昇降用油圧モータ３０で回転駆動することにより、リーダ１５の前面に沿って昇降する。また、オーガ２８は、施工部材となるロッド３１を回転可能かつ軸方向に移動可能に挿通し、チャック状態で、オーガ駆動用油圧モータ３２を駆動し、ロッド３１を回転させる。

杭打機１１を使用して地盤改良を行う際には、例えば、トップシーブブロック２４から垂下したロープでロッド３１を吊り上げ、これをオーガ２８の回転中心軸と同軸に複数本連結した後、下端に掘削ヘッド３３が装着される。一方、杭打機１１を輸送する際には、下部リーダ２２にてオーガ２８を支持した状態で、下部リーダ２２と上部リーダ２１とを分離し、図５に示すように、上部リーダ２１から上の部分を後方に倒伏させて水平にした状態とする。そして、トップシーブブロック２４をリーダ１５の長手方向（後方）に倒すことにより、輸送車の荷台上で、全高が高さ制限内に収まるようになる。

トップシーブブロック２４は、図３及び図４に示すように、基部側（図４の右側）と先端側（図４の左側）とにそれぞれ配置された一対のシーブ３４，３５と、基部側シーブ３４が設けられる基部側フレーム３６と、先端側シーブ３５が設けられる先端側フレーム３７とを有しており、上部リーダ２１の上端フランジ部２１ａに基部側フレーム３６がボルト止めされている。

基部側シーブ３４及び先端側シーブ３５は、ウインチ装置２３からのロープＲが巻掛けられる周方向の溝を有し、互いに外径差をもって形成されている。小径の先端側シーブ３５は、シーブ軸３８を介して先端側フレーム３７に組み付けられている。一方、大径の基部側シーブ３４は、そのシーブ軸と先端側フレーム３７の回動軸とを同軸に設ける共通支軸（１本の連結ピン）３９を介して基部側フレーム３６に組み付けられている。これにより、先端側フレーム３７は、基部側フレーム３６との重合部に２本の固定ピン４０を抜き差しすることで、リーダ１５と直交する方向に延びた作業姿勢（図４の実線）からリーダ１５の長手方向に延びた輸送姿勢（図４の想像線）へと、また、その逆へと、共通支軸３９を中心に回動可能になっている。

基部側シーブ３４と先端側シーブ３５とを経由するロープＲは、図３から見てとれるように、オーガ２８の回転中心軸Ｃで直角に交差する２つの垂直面Ｓ１，Ｓ２に上下方向に配置されている。本形態例では、垂直面Ｓ１は回転中心軸Ｃからリーダ１５方向へ延び、リーダ１５の中心線を含む面であり、垂直面Ｓ２は回転中心軸Ｃから車体幅方向に延びる面である。具体的には、ロープＲ全体長さのうち、リーダ１５の長手方向に沿って立ち上がる部分がリーダ１５の幅方向中心に配置した垂直面Ｓ１を通り、先端側シーブ３５から垂下する部分がオーガ２８の幅方向に配置した垂直面Ｓ２を通るようになっている。これに加えて、各シーブ３４，３５は、吊り機能を効果的に得る観点から、ロープＲを各垂直面Ｓ１，Ｓ２に配置した状態で、立ち上がるロープＲをリーダ１５の内部に、垂下するロープＲをオーガ２８の一側部（近傍）にそれぞれ設けている。これにより、基部側シーブ３４から前方へ送り出されたロープＲの水平部分は、オーガ２８の上方空間を斜めに横切る必要最小限の長さ（シーブスパン）で、両シーブ３４，３５間に掛け渡されている。

基部側フレーム３６は、取付フランジ３６ａ上に板材を組んで形成したブラケット構造を有しており、基部側シーブ３４を収容する一対の側板部３６ｂ，３６ｂには、共通支軸３９を挿通固定するための一対のボス３６ｃ，３６ｃが設けられている。また、基部側フレーム３６の内部は、ロープＲを通過させる上下方向の貫通パイプ３６ｄが設けられている。

先端側フレーム３７は、幅方向に対称形状をなして延びる一対の腕状側板４１，４１を有し、シーブ３４，３５同士の間の空間が箱状に閉じられ、下面側には姿勢変更時に用いられる吊り耳４２が固着されるとともに、先端下部に４面ローラからなるロープガイド４３が組み付けられている。先端側フレーム３７の横断面（長手方向に対する垂直断面）は、幅寸法よりも高さ寸法を大きくして曲げに対する強度が高められ、一対の傾斜側板部４１ａ，４１ａによって、先端側シーブ３５に近い部分の横断面が基部側から先端側へ向けて漸次幅狭になっている。これにより、先端側フレーム３７は、基端部側の幅広の平行部分から、緩やかな断面変化をなして先端側シーブ３５の幅に対応した先細り状の傾斜側板部４１ａ，４１ａを経て、先端側シーブ３５の幅に対応した幅狭の平行部分を有する形状に形成されている。

このように形成された杭打機１１を使用して地盤改良施工を行う際には、トップシーブブロック２４から垂下したロープＲでロッド３１を吊り込み、これを複数本連結して長さ調整を行う（図１）。また、図示は省略するが、鋼管杭施工を行う際には、施工部材となる鋼管杭をロープＲで吊り込み、オーガ２８の出力軸下端にアダプタを介して連結する。こうした各種施工では、オーガ２８の一側部に垂下するロープＲ、すなわち、垂直面Ｓ２を通るロープＲによって吊り作業が円滑に進められる（図３）。

一方、杭打機１１を輸送する際には、所定の手順で、上部リーダ２１から上の部分を倒伏させて水平にした後、トップシーブブロック２４において、吊り耳４２に吊り具を介してクレーンフックが取り付けられる。そして、図４を右に９０度回転させた状態から想像できるように、固定ピン４０を抜いて、先端側フレーム３７を倒していき、水平に寝かせた輸送姿勢（図５）で固定ピン４０を差し込み固定する。この場合、クレーンの適切な巻下げ操作によって、先端側フレーム３７の過度な倒れ込みや衝撃が防止される。これと逆の手順で、輸送姿勢から先端側フレーム３７を起こす場合には、クレーンの適切な巻上げ操作によって無理なく作業が進められる。

このように、本発明の杭打機１１によれば、リーダ１５の頂部に備わるトップシーブブロック２４を基部側及び先端側の各フレーム３６，３７ごとに分割し、基部側シーブ３４の軸と先端側フレーム３７の回動軸とを同軸に設けているので、構造の小型化を図ることが可能となり、取付スペースに余裕のない仕様、例えば、外径寸法の小さいリーダ１５であっても可倒式のトップシーブブロック２４を設けることができる。しかも、共通軸部の一体化によって部品点数を減らせることから、安価で製作性に優れたものとなる。

また、基部側シーブ３４と先端側シーブ３５とが、オーガ２８の回転中心軸Ｃで直角をなす垂直面Ｓ１，Ｓ２にロープＲを上下方向に配置し、該ロープＲの立ち上がる一方をリーダ１５の内部に、垂下する他方をオーガ２８の一側部に設けているので、両シーブ３４，３５間を必要最小限の長さにすることができる。すなわち、吊り機能を損なわない範囲で先端側フレーム３７を短縮することが可能となり、トップシーブブロック２４の軽量化に資するものである。

さらに、先端側フレーム３７において、基部側から先端側へ向けて断面が漸次幅狭になる形状を有しているので、吊り荷重に対する強度を確保しつつ、より一層の軽量化を図ることができる。とりわけ、吊り耳４２を用いたクレーンの吊り操作によって、トップシーブブロック２４の姿勢変更を労力をかけずに容易に行え、作業者の負担軽減、ひいては安全な作業環境の達成にも資するものである。

なお、本発明は、前記形態例に限定されるものではなく、トップシーブブロックは、基部側シーブの軸と先端側フレームの回動軸とを同軸に設けてあればよく、その共通軸部の位置は、例えば、リーダの後面に沿って立ち上がるロープの位置に対応した後部側に設定してもよい。また、基部側及び先端側の各シーブや各フレームの大きさ、形状などは杭打機の仕様ごとに適宜変更を加えることができる。

１１…杭打機、１２…下部走行体、１３…上部旋回体、１４…ベースマシン、１５…リーダ、１６…起伏シリンダ、１７…リーダサポート、１８…運転室、１９…機器室、２０…支軸、２１…上部リーダ、２１ａ…フランジ部、２２…下部リーダ、２３…ウインチ装置、２４…トップシーブブロック、２５…振止装置、２６…ラックギヤ、２７…ガイドパイプ、２８…オーガ、２９…ガイドギブ、３０…オーガ昇降用油圧モータ、３１…ロッド、３２…オーガ駆動用油圧モータ、３３…掘削ヘッド、３４…基部側シーブ、３５…先端側シーブ、３６…基部側フレーム、３６ａ…取付フランジ、３６ｂ…側板部、３６ｃ…ボス、３６ｄ…貫通パイプ、３７…先端側フレーム、３８…シーブ軸、３９…共通支軸、４０…固定ピン、４１…腕状側板、４１ａ…傾斜側板部、４２…吊り耳、４３…ロープガイド

Claims (4)

1. 下部走行体の上部に上部旋回体を旋回可能に設けたベースマシンと、前記上部旋回体の前部に起伏可能に設けられたリーダと、該リーダの前面に昇降可能に装着される回転駆動装置と、吊り用のロープを前記リーダの上端部で前後方向に掛け渡しするトップシーブブロックとを備えた杭打機において、
   前記トップシーブブロックは、前記リーダの長手方向に沿って立ち上がる前記ロープを前方へ送り出す基部側シーブと、該基部側シーブからの前記ロープを垂下する先端側シーブと、前記基部側シーブが設けられる基部側フレームと、前記先端側シーブが設けられる先端側フレームとを有し、前記リーダの上端部に前記基部側フレームを取り付けた状態で、前記先端側フレームを前記リーダと直交する方向からリーダの長手方向に回動可能に軸支してなり、
   前記基部側シーブの軸と前記先端側フレームの回動軸とは、同軸に設けられていることを特徴とする杭打機。
2. 前記基部側シーブと前記先端側シーブとは、前記回転駆動装置の回転中心軸で直角に交差する２つの垂直面に前記ロープを上下方向に配置し、前記立ち上がるロープを前記リーダの内部に、前記垂下するロープを前記回転駆動装置の一側部にそれぞれ設けてなることを特徴とする請求項１記載の杭打機。
3. 前記先端側フレームは、基部側から先端側へ向けて断面が漸次幅狭になる形状を有していることを特徴とする請求項１又は２記載の杭打機。
4. 前記先端側フレームには、吊り耳が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の杭打機。

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