JP3181249U - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 杭打ち又は掘削に好適な建設機械を提供する。コンパクトでかつ先行技術のようなワイヤを必要としない建設機械を提供する。
【解決手段】 鉛直方向に伸縮する伸縮機構１と、この伸縮機構１の上部に固定され当該伸縮機構１の伸縮に伴って鉛直方向に変位するモータＭと、このモータＭの回転力を杭２又は掘削ツールス３に伝達する伝達機構Ｔと、伸縮機構１を搭載した自走式の建設機械ベース４とを備える。伝達機構Ｔは、杭２又は掘削ツールス３の回転軸が鉛直方向となるように当該杭２又は掘削ツールス３をモータＭに物理的に連結すると共に、当該モータの回転力を杭２又は掘削ツールス３に伝達する。そして、伸縮機構１の伸縮によりモータＭと共に杭２又は掘削ツールス３が鉛直方向に変位するように構成する。
【選択図】 図１

Description

本考案は、建設機械に係り、特に、杭打ち又は掘削に好適な建設機械に関する。

従来の杭打ち機は大型で重量があったが、これを改善しコンパクトな杭打ち機を提供する先行技術として、特許文献１が開示されている。

この特許文献１に開示された杭打ち機は、杭の打ち場所にリーダーを立設し、このリーダーに沿って上下するモータを備え、このモータにより杭を回転駆動すると共に、吊りワイヤを巻き取り又は送り出すことによりモータ及び杭をリーダーに沿って上下に移動させ、モータが一定位置よりも上昇すると、モータの上昇に釣られてリーダーが上方に伸び、逆に、モータが下降すると、当該モータの下降に伴ってリーダーが縮むようになっている。

このような構造上、特許文献１に開示された杭打ち機は、リーダーに加え、モータ及び杭を上下するためのワイヤを必要とする。

特開２０００−３５５９３５号公報

本考案は、杭打ち又は掘削に好適な建設機械を提供するものであり、コンパクトでかつ先行技術のようなワイヤを必要としない建設機械を提供する。

本考案の建設機械は、鉛直方向に伸縮する伸縮機構と、この伸縮機構の上部に固定され当該伸縮機構の伸縮に伴って鉛直方向に変位するモータとを備える。また、このモータの回転力を杭又は掘削ツールスに伝達する伝達機構と、伸縮機構を搭載した自走式の建設機械ベースとを備える。伝達機構は、杭又は掘削ツールスの回転軸が鉛直方向となるように当該杭又は掘削ツールスをモータに物理的に連結すると共に、当該モータの回転力を杭又は掘削ツールスに伝達する。そして、伸縮機構の伸縮によりモータと共に杭又は掘削ツールスが鉛直方向に変位するように構成する。

本考案によれば、伸縮機構の上部にモータを固定し、当該伸縮機構の伸縮によりモータと共に杭又は掘削ツールスを上下させるので、先行技術のようなワイヤを必要としないコンパクトで杭打ち又は掘削に好適な建設機械を提供することができる。

本考案の一実施形態を示す正面図である。 図１に示す実施形態の平面図である。 図１に示す実施形態の動作説明図である。 ブーム機構の第１の変形例を示す構成図である。 ブーム機構の第１の変形例を示す構成図である。 ブーム機構の第２の変形例を示す構成図である。 ブーム機構の第２の変形例を示す構成図である。 ブーム機構の第３の変形例を示す構成図である。

以下、本考案の実施形態を図面に基づいて説明する。図１において、本実施形態による建設機械は、使用状態において鉛直方向に伸縮する伸縮機構１と、この伸縮機構１の上部に固定され当該伸縮機構１の伸縮に伴って鉛直方向に変位するモータ機構Ｍとを備えている。また、このモータ機構Ｍの回転力を杭２又は掘削ツールス３に伝達する伝達機構Ｔと、伸縮機構１を保持する自走式の建設機械ベース４とを有する。このうち、伝達機構Ｔは、杭２又は掘削ツールス３の回転軸が鉛直方向となるように当該杭２又は掘削ツールス３をモータ機構Ｍに物理的に連結すると共に、当該モータ機構Ｍの回転力を杭２又は掘削ツールス３に伝達する。そして、伸縮機構１の伸縮によりモータ機構Ｍと共に杭２又は掘削ツールス３を鉛直方向に変位するように構成されている。

本実施形態において、伸縮機構１の下部には、杭２又は掘削ツールス３の回転軸を伸縮機構１の伸縮方向と平行になるように位置決めするガイド５が設けられている。

また、本実施形態の建設機械は、伸縮機構１を建設機械ベース４に対し載せ降ろす中央アーム６を備え、当該中央アーム６は、一端部を伸縮機構１に固定されると共に、他端部を建設機械ベース４に固定されている。さらに、同じく一端部を伸縮機構１に固定されると共に、他端部を建設機械ベース４に固定されたサイドアーム７，７が、中央アーム６の両側に設けられている。これらの中央アーム６及びサイドアーム７，７により、伸縮機構１は３点により安定的に支持されている。本実施形態において、中央アーム６及びサイドアーム７，７は、伸縮機構１の支持と建設機械ベース４への載せ降ろしを担うブーム機構を構成する。

さらに、本実施形態において、伝達機構Ｔはアタッチメント式になっており、当該伝達機構Ｔに連結する杭２又は掘削ツールス３に応じて当該伝達機構Ｔを交換可能となっている。

例えば、伝達機構Ｔとしてウォータスイベルを接続可能なスイベルヘッドを装着することが可能となっており、当該ウォータスイベル及びスイベルヘッドにボーリングロッド等の掘削ツールス３を接続し、当該掘削ツールス３に送水しながらの掘削作業も可能となっている。

本実施形態において、建設機械の重量は、４トン以下に設定されている。

これを更に詳述すると、本実施形態において、伸縮機構１は、油圧によって伸縮が駆動される多段式のブームである。このようなブームの駆動構造には、ブームに内蔵又は外装された油圧シリンダの伸縮に応じてブームを伸縮させるものがあり、これに加え、当該油圧シリンダの伸縮をワイヤやチェーンによって次段のブームに伝達させ複数のブームの伸縮を連動させるものがある。本実施形態において、伸縮ブームは、横断面が方形であり、鉛直方向に立設された状態では、下段の筒の径が大きく、中段、上段と順に径が小さくなっている。伸縮機構１の上端部には、モータ機構Ｍを固定するためのモータベース８が固定されている。モータベース８は、伸縮機構１の長手方向を鉛直方向に向けたとき、伸縮機構１の上端部から水平方向に伸びている。

モータベース８の地盤との対向面には、モータ機構Ｍが固定されている。モータ機構Ｍは、油圧モータ又は高トルクの電気式モータと、伝達機構Ｔを着脱可能に連結固定するチャック機構等の連結機構を備えている。この連結機構によりモータ機構Ｍと伝達機構Ｔとを連結したとき、モータの回転力が、伝達機構Ｔ内のギア機構に伝達されるように構成されている。

伝達機構Ｔは、杭（鋼管杭）２又は掘削ツールス（ボーリングロッド）３を着脱可能に連結固定するチャック機構等の連結機構を備えている。この連結機構により伝達機構Ｔと杭２又は掘削ツールス３とを連結したとき、当該杭２又は掘削ツールス３の回転軸が伸縮機構１の伸縮方向と平行になり、かつ、モータの回転力が伝達機構Ｔ内のギア機構を介して杭２又は掘削ツールス３に伝達されるように構成されている。上記のモータ機構Ｍ又は伝達機構Ｔには、変速装置を装備するとよい。又は、モータ機構Ｍに搭載するモータとして、無段変速油圧モータ又は高トルク無段変速電気式モータを採用することにより、別途の変速機の装備を省略することも可能である。

杭（鋼管杭）２又は掘削ツールス（ボーリングロッド）３は、作業の目的に応じて選択され、伝達機構Ｔに連結固定される。また、伝達機構Ｔもモータ機構Ｍに対するアタッチメントになっており、作業の目的に応じた伝達機構Ｔが選択され、モータ機構Ｍに連結固定される。例えば、ボーリングロッド３を用いて掘削作業を行う場合は、上述のように伝達機構Ｔとしてスイベルヘッド及びウォータスイベルをモータ機構Ｍに装着することによって、ロッド内に送水しながらの掘削作業も可能となる。

ガイド５は、例えば転がり軸受けのように、外輪と内輪との間にベアリングを介し、固定された外輪に対して内輪が回転する構造を採用する。当該外輪は、伸縮機構１の最下段の筒の下部に固定され、内輪は、杭２又は掘削ツールス３を挿通され、当該杭２又は掘削ツールス３の回転に伴って回転可能になっている。このとき、伝達機構Ｔに接続された杭２又は掘削ツールス３がガイド５の内輪に挿通されると、当該杭２又は掘削ツールス３の回転軸と伸縮機構１の伸縮方向とが平行になるように各部の寸法が設定されており、伸縮機構１を鉛直方向に立設した状態では、杭２又は掘削ツールス３の回転軸が鉛直方向に一致する。ガイド５は、伸縮機構１に対して着脱可能とし、使用する杭２又は掘削ツールス３のサイズや種類に応じて交換可能にするとよい。また、ガイド５は、杭２又は掘削ツールス３をガイド５に着脱自在に固定する油圧式の又は手動式のチャック機構を備えている。

伸縮機構１は、中央アーム６により、建設機械ベース４に接続されている。中央アーム６は、多関節のアームであり、油圧により駆動される。この中央アーム６の一端部は、伸縮機構１の最下段の筒の上部に固定され、他端部は、建設機械ベース４の前後方向の端部に固定されている。杭２又は掘削ツールス３を取り外して伸縮機構１を縮め、中央アーム６を駆動することにより、伸縮機構１を地盤から持ち上げ、建設機械ベース４のベース上に収容できるようになっている。逆に、作業を始める際は、中央アーム６を駆動し、伸縮機構１を建設機械ベース４から地盤におろして鉛直方向に立設させる。

サイドアーム７，７は、伸縮機構１を３点支持とするための伸縮ダンパー又は伸縮シリンダであって、一端部は伸縮機構１の最下段の筒の側面上部に回動支点を有し、他端部は建設機械ベース４の側方の端部に回動支点を備えている。

建設機械ベース４を上方から見ると、中央アーム６とサイドアーム７，７との位置関係は、図２に示すようになっている。本実施形態では、中央アーム６を建設機械ベース４の左右方向の中央に配置しているが、右又は左に寄せて配置してもよい。

建設機械ベース４の前後左右４か所のコーナーには、油圧式のアウトリガー１１，１１，１３，１３が装備されている。伸縮機構１に近い側の２か所のアウトリガー１１，１１は建設機械ベース４に設けられた回動支点により、地盤上を円周方向に位置を変えて配置できるようになっている。また、建設機械ベース４の伸縮機構１とは反対側の端部には、排土板１３が装備されている。作業中は、４か所のアウトリガーに加え、この排土板１３を地盤に接地させることにより、地盤に対し建設機械ベース４を安定させることが可能となっている。

建設機械ベース４には、既成の車両を利用することができる。例えば、ユンボ（登録商標）やミニユンボと呼ばれる油圧ショベル、パワーショベル、バックホー、ミニショベル等を改造して製造することができる。それらの形式は、スタンダード型、後方小旋回型、超小旋回型、旋回型等の多様種にわたるベース車両を利用することができる。自走手段は、タイヤ式でもよいし、クローラ式でもよい。

以上の構成において、杭２又は掘削ツールス３を地盤に進入させる際は、図１のように伸縮機構１を伸ばした状態で杭２又は掘削ツールス３を取り付け、モータ機構Ｍにより当該杭２又は掘削ツールス３に回転力を与えながら、伸縮機構１を駆動して縮めてゆく。伸縮機構１が縮むに伴って、杭２又は掘削ツールス３が地盤へと進入してゆく。図３に示すように、伸縮機構１を十分に縮めたら、杭２又は掘削ツールス３を取り外し、図１に示すように再び伸縮機構１を十分に伸ばす。そして、必要に応じて次の杭２又は掘削ツールス３を継ぎ足し、伝達機構Ｔに接続する。そして再度、杭２又は掘削ツールス３に回転力を与えながら、伸縮機構１を縮めてゆく。この作業の繰り返しにより、所定の長さの杭２又は掘削ツールス３を地中に進入させることができる。伸縮機構１の長さは、６メートルの杭を一気に打つことが出来る長さが好ましい。ここで、各部の電気又は油圧による駆動は、すべて図示しないコントローラから行うことができるようになっている。

本実施形態の建設機械は、杭打ち機又は掘削機として使用することができ、戸建て又は小規模の基礎を対象とした圧入式（ハイブリッド式）の鋼管杭工事、井戸掘削、土壌調査、泥水掘削に特に好適である。

構造上は、伸縮機構１の上部にモータを固定し、当該伸縮機構１の伸縮によりモータＭと共に杭２又は掘削ツールス３を上下させるので、先行技術のようなワイヤを必要としないコンパクトで杭打ち又は掘削に好適な建設機械を提供することができる。杭工事においても固定されたリーダーがないために、現場への進入も容易であり、工事もブームの伸縮により安定して杭工事が出来る。

また、本実施形態の建設機械の重量は、４トン以下であり、好ましくは１〜３トンである。これにより、４トン車以下のトラックに積載して回送することができ、狭いところにも運び込むことができる等、回送が経済的である。狭小地での掘削も可能である。

ここで、本考案の範囲は、上記実施形態に限られず、実用新案登録請求の範囲に記載した考案の範囲である。例えば、本考案の建設機械の重量は必ずしも４トン以下である必要はなく、大型機として製造することもできる。また、本考案の建設機械は、必ずしも杭打ちと掘削の両用である必要はなく、杭打ち専用又は掘削専用であってもよい。また、上記実施形態では、伸縮機構１を中央アーム６により建設機械ベース４に接続しているが、建設機械のベース上に立設された伸縮マストを伸縮機構１として用いてもよい。

伸縮機構１を支持し及び建設機械ベース４に載せ降ろすブーム機構の構造についても種々の変形が可能である。以降は、当該ブーム機構の変形例を紹介する。

第１に、ブーム機構は図４及び図５に示す構造を採ることができる。伸縮機構１の最下段（最外殻）の筒に回動支点ａと力点ｂとを設ける。回動支点ａは、力点ｂよりも下方に設ける。回動支点ａは、建設機械ベース４のベース上の端部上方に固定されている。また、力点ｂには油圧シリンダ１４の一端部が回動可能に固定されている。油圧シリンダ１４の他端部は、建設機械ベース４上に回動可能に固定されている。建設機械ベース４上における油圧シリンダ１４の他端部の固定位置は、回動支点ａよりも内側に配置されている。そして、油圧シリンダ１４を伸縮駆動することにより、力点ｂが変位し、伸縮機構１が回動支点ａを中心として油圧シリンダ１４の伸縮に応じた方向に回動し、図４に示すように伸縮機構１を建設機械ベース４から降ろして鉛直方向に設置することができ、また、図５に示すように伸縮機構１を建設機械ベース４上に収容することができる。符号１５は、建設機械ベース４上に横倒しにした伸縮機構１を受け止めて支持するブームキャッチである。この変形例によれば、回動支点ａと力点ｂとの２点により鉛直方向に設置した伸縮機構１を安定的に支持することができる。ここで、伸縮機構１には、ウインチ１６を備えてもよい。モータベース８の両端部に滑車１７，１７を設け、この滑車にウインチからのワイヤを架け渡すことにより、ワイヤに固定した対象物をウインチ１６の駆動により鉛直方向に上昇又は下降させることができる。また、ウインチを伸縮機構１の最上部の筒よりも下方（最外殻）の筒に固定することにより、伸縮機構１の伸縮に応じてワイヤに固定した対象物を鉛直方向に上昇又は下降させることが可能である。

第２に、ブーム機構は図６及び図７に示す構造を採ることができる。伸縮機構１の最下段（最外殻）の筒に回動支点ａを設けると共に、当該回動支点ａの上下にそれぞれ力点ｂ１，ｂ２を設ける。回動支点ａには、アーム１８の一端部が回動可能に固定されている。当該アーム１８の他端部は、建設機械ベース４のベース上の端部に回動可能に固定されている。また、各力点ｂ１，ｂ２には、それぞれ油圧シリンダ１４，１９の一端部が回動可能に固定されている。各油圧シリンダ１４，１９の他端部は、建設機械ベース４上の端部（アーム１８の他端部の近傍）に回動可能に固定されている。第１の油圧シリンダ１４の他端部の固定位置は、アーム１８の他端部よりも内側に配置されている。また、第２の油圧シリンダ１９の他端部の固定位置は、アーム１８の他端部よりも外側に配置されている。そして、各油圧シリンダ１４、１９を伸縮駆動することにより、力点ｂ１，ｂ２が変位し、伸縮機構１が回動支点ａを中心として所定方向に回動し、図６に示すように伸縮機構１を建設機械ベース４から降ろして鉛直方向に設置することができ、また、図７に示すように伸縮機構１を建設機械ベース４上に収容することができる。この変形例によれば、回動支点ａ及び力点ｂ１，ｂ２の３点により鉛直方向に設置した伸縮機構１を安定的に支持することができる。

第３に、ブーム機構は図８に示す構造を採ることができる。この変形例では、建設機械ベース４として、既成の油圧ショベルを用いる。当該油圧ショベルのアーム２１の先端部に、アタッチメントとして伸縮機構１を取り付ける。当該アーム２１の接続は、伸縮機構１の最下段（最外殻）の筒に対して行う。アーム２１の操作に応じて、伸縮機構１を地盤に鉛直方向に設置することができ、また、地盤から引き上げることができる。この変形例によれば、既存の建設機械ベース４を利用して、本願発明の建設機械を構成することができ、油圧ショベルの頑丈なアームにより伸縮機構１を安定的に支持することができる。

１ 伸縮機構
２ 杭
３ 掘削ツールス
４ 建設機械ベース
５ ガイド
６ 中央アーム
７ サイドアーム
８ モータベース
１１，１２ アウトリガー
１３ 排土板
１４，１９ 油圧シリンダ
１５ ブームキャッチ
１６ ウインチ
１７ 滑車
１８，２１ アーム
ａ 回動支点
ｂ，ｂ１，ｂ２ 力点
Ｍ モータ機構
Ｔ 伝達機構

Claims (11)

1. 鉛直方向に伸縮する伸縮機構と、この伸縮機構の上部に固定され当該伸縮機構の伸縮に伴って鉛直方向に変位するモータと、このモータの回転力を杭又は掘削ツールスに伝達する伝達機構と、前記伸縮機構を備えた自走式の建設機械ベースとを備え、
   前記伝達機構は、前記杭又は掘削ツールスの回転軸が鉛直方向となるように当該杭又は掘削ツールスを前記モータに物理的に連結すると共に、当該モータの回転力を前記杭又は掘削ツールスに伝達し、
   前記伸縮機構の伸縮により前記モータと共に前記杭又は掘削ツールスが鉛直方向に変位するように構成した、建設機械。
2. 前記伸縮機構の下部に、前記杭又は掘削ツールスの回転軸を前記伸縮機構の伸縮方向と平行になるように位置決めするガイドを備えた、請求項１に記載の建設機械。
3. 前記伸縮機構を前記建設機械ベースに対し載せ降ろす中央アームを備え、当該中央アームは、一端部を前記伸縮機構に固定されると共に、他端部を前記建設機械ベースに固定され、さらに、同じく一端部を前記伸縮機構に固定されると共に、他端部を前記建設機械ベースに固定されたサイドアームを前記中央アームの両側に設け、前記伸縮機構を少なくとも３点支持とした、請求項１又は２に記載の建設機械。
4. 前記伝達機構をアタッチメント式として当該伝達機構に連結する前記杭又は掘削ツールスに応じて当該伝達機構を交換可能とした、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の建設機械。
5. 前記伝達機構としてウォータスイベルを接続可能なスイベルヘッドを備え、当該ウォータスイベル及びスイベルヘッドから前記掘削ツールスに送水可能とした、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の建設機械。
6. 重量が４トン以下である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の建設機械。
7. 油圧ショベル等の既成のショベルの改造により製造した請求項１乃至６のいずれか１項に記載の建設機械。
8. 前記伸縮機構を前記建設機械ベースに対し載せ降ろすブーム機構を当該建設機械ベースに備え、当該ブーム機構は、前記伸縮機構を回動させるための回動支点と、当該伸縮機構の回動を付勢する力点とを備え、当該力点と前記建設機械ベースとの間に接続されたシリンダを伸縮駆動することにより、当該力点を変位させ、前記伸縮機構を前記回動支点を中心として回動させ、当該伸縮機構を前記建設機械ベースに対し載せ降ろす、請求項１又は２に記載の建設機械。
9. 前記回動支点及び力点を前記伸縮機構の外殻に設け、当該伸縮機構の長手方向を鉛直方向に向けたとき、前記回動支点が前記力点の下方に配置される位置関係とした、請求項８に記載の建設機械。
10. 前記回動支点及び力点を前記伸縮機構の外殻に設け、当該伸縮機構の長手方向を鉛直方向に向けたとき、前記回動支点の上下２ヵ所に前記力点を配置した、請求項８に記載の建設機械。
11. 前記伸縮機構を前記建設機械ベースに対し変位させるブーム機構を当該建設機械ベースに設け、当該建設機械ベースとして油圧ショベルを採用することにより前記ブーム機構として当該油圧ショベルのアームを用い、前記伸縮機構を当該アームの先端部に着脱するアタッチメントとした、請求項１又は２に記載の建設機械。

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