JP4498944B2 - 杭打機 - Google Patents

Description

本発明は、リーダをバックステーシリンダによって起伏可能に支持するリーダ支持構造を備えた杭打機に関し、特にリーダ起伏時の作用する機体後方への引張力や、リーダに装着したオーガなどの作業装置によって伝えられる回転トルクに対するリーダ支持フレームの剛性を高めた杭打機に関する。

杭打ちなどの基礎工事を行う杭打機は、オーガなどの作業装置を昇降させるためのリーダを有しており、そのリーダは、ベースマシンに対して起伏可能に設けられている。そうした起伏を可能とするリーダの支持は、比較的リーダが短い小型の杭打機の場合、１本のバックステーシリンダがリーダに軸着されている。一方、リーダが比較的長い大型の杭打機の場合には、起立時の安定を図るために２本のバックステーシリンダが使用されている。しかし、２本のバックステーシリンダの杭打機は輸送や組み立てについて効率が悪いものであるなど問題がある。そのため、本出願人は、大型の杭打機でも１本のバックステーシリンダによってリーダの起伏が可能なリーダ支持構造を備える杭打機を、特開２００３−１８４０８５号公報に開示された特許出願によって提案している。図７は、当該公報に開示された杭打機の一部を示した図である。

この杭打機１００は、クローラを備えた走行部１０１上に旋回可能な旋回体１０２が設けられたベースマシンが構成されている。旋回体１０２は、メインフレーム１０５上に運転台１０６と油圧ポンプなどを備える動力部１０７とが左右に配置され、そのメインフレーム１０５の前部に軸支されたリーダ１０８が後方からバックステーシリンダ１０９によって起伏可能に支持されている。
リーダ１０８は、下部ブラケット１１０がメインフレーム１０５側のリーダ支持フレーム１１１に軸着され、この軸を支点として杭打機１００の前後方向に回動して起立及び倒伏するように設けられている。図８は、そうしたリーダ支持構造のフレーム部分を示した側面図であり、図９は、リーダ支持構造のフレーム部分を示した平面図である。

リーダ支持フレーム１１１は、そのブラケット１１２がメインフレーム１０５に対して回転軸１１３によって軸支され、その反対側のブラケット１１４には傾き調整用シリンダ１１５が軸着されている（図７参照）。そのため、リーダ支持フレーム１１１は、傾き調整用シリンダ１１５の伸縮によって回転軸１１３を支点に回動して振れるように構成され、このリーダ支持フレーム１１１に軸着されたリーダ１０８の左右の傾きが調整できるようになっている。
長尺のリーダ１０８を持つ大型の杭打機１００では、バックステーシリンダ１０９の支点をリーダ１０８の支点から離す必要があり、またリーダ支持フレーム１１１を必要以上に大型化させないように、バックステーシリンダ１０９をリーダ支持フレーム１１１から外したサブフレーム１１６に軸着するように構成されている。

しかし、これだけの距離では、長尺なリーダ１０８を起立させる場合にバックステーシリンダ１０９によってリーダ支持フレーム１１１に後方へ大きな引張力が作用するため、それを支えるようにサポートフレーム１１７が突き当てられている。なお、リーダ支持フレーム１１１はリーダ１０８とともに上下左右に振れるため、リーダ支持フレーム１１１とサポートフレーム１１７との当接部分には耐摩耗性樹脂からなる滑り部材１１８，１１９が取り付けられている。
特開２００３−１８４０８５号公報（第４−６頁、図１，図３）

ところで、前述した従来の杭打機によれば、長尺なリーダ１０８が後方に傾いている場合、リーダ支持フレーム１１１にかかる後方への引っ張り力は、サポートフレーム１１７を介してサブフレーム１１６によって支えられ、更にオーガなどの作業装置からリーダ１０８に伝えられる作業中の回転反力も、杭打機後方においてサポートフレーム１１７を介してサブフレーム１１６が支えている。
しかしながら、例えばオーガを逆回転させ、その回転反力が杭打機前方へ力が作用するような場合には、リーダ支持フレーム１１１がサポートフレーム１１７から離れ方向に力が作用するので、その回転反力はリーダ支持フレーム１１１のブラケット１１２や回転軸１１３などによる回転支持部で支えることになる。そして、リーダ１０８が長尺な大型の杭打機１００では、作業装置として出力の大きなオーガなどが装着されるため、剛性の弱いリーダ支持フレーム１１１の回転支持部が破損するおそれがあった。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、回動可能なリーダ支持フレームの外力に対する剛性を高めた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、メインフレームの先端部に傾き調整用シリンダの伸縮によって機体左右方向に回動可能なリーダ支持フレームが設けられ、リーダが、そのリーダ支持フレームに対して軸支され、バックステーシリンダによって機体前後方向に回動して起伏するようにしたリーダ支持構造を備えたものであって、前記リーダ支持フレームとメインフレームとの間には、前記リーダ支持フレームの機体上下左右方向の移動を自由にしながら、機体前後方向の移動を制限して前記リーダ支持フレームに対して同方向にかかる荷重を受けるようにした荷重受け部を有することを特徴とする。

また、本発明に係る杭打機は、前記荷重受け部が、機体左右方向に見た場合に、前記リーダ支持フレームの中心位置をまたいで、そのリーダ支持フレームが軸支された回転支持部とは反対側に設けられたものであることが好ましい。
また、本発明に係る杭打機は、前記荷重受け部が、前記リーダ支持フレームの下面に下方に突設したブロックと、そのブロックを前後方向に挟み込むように前記メインフレームに固定された荷重受けプレートとを有し、そのブロックが、機体上下左右方向には荷重受けプレートを摺動し、機体前後方向には移動が制限されたものであることが好ましい。

また、本発明に係る杭打機は、前記荷重受け部が、前記メインフレームから上方に突設したブロックと、そのブロックを前後方向に挟み込むように前記リーダ支持フレームに固定された荷重受けプレートとを有し、そのブロックが、機体上下左右方向には荷重受けプレートを摺動し、機体前後方向には移動が制限されたものであることが好ましい。
また、本発明に係る杭打機は、前記ブロックと荷重受けプレートとの間にクッションが設けられたものであることが好ましい。

よって、本発明に係る杭打機によれば、リーダの傾きを調節することができるようにリーダ支持フレームには回転支持部が構成されているが、リーダ支持フレームと杭打機のメインフレームとの間にブロックと荷重受けプレートなどからなる荷重受け部を構成することにより、剛性の低い回転支持部を補い、回動可能なリーダ支持フレームの外力に対する剛性を高めることができる。

次に、本発明に係る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は、本実施形態のリーダ支持構造を備えた杭打機を示したす側面図である。先ず杭打機１の構造について簡単に説明する。杭打機１は、クローラを備えた走行部２上に旋回可能な旋回体３が設けられたベースマシンが構成されている。旋回体３は、メインフレーム５上に運転台６と油圧ポンプなどを備える動力部７とが左右に配置され、そのメインフレーム５の前部に軸支されたリーダ８が後方からバックステーシリンダ９によって起伏可能に支持されている。この杭打機１は、リーダ８が比較的短いものである。

リーダ８は、ベースマシンの前方中央位置に軸支されている。すなわち、リーダ８には下部ブラケット８ａが設けられ、メインフレーム５側に設けられたリーダ支持フレーム１１に軸着され、この軸を支点として前後方向（杭打機１の前後方向、以下同じ）に回動可能に取り付けられている。ここで、図２乃至図４は、リーダ支持構造を示した図であり、図２は、図１と同じ杭打機の側面側からリーダ支持構造を示した側面図であり、図３は、同じリーダ支持構造を示した平面図である。更に図４は、杭打機の正面からリーダ支持構造を示した正面図である。

リーダ支持フレーム１１は、図３に示すような形状の２枚のフレーム板１１ａ，１１ｂが所定の幅で組み立てられている。このリーダ支持フレーム１１には、リーダ８を左右方向（杭打機１の左右方向、以下同じ）に振ることができるように、フレーム板１１ｂ側に２組のチルトブラケット１２，１２が横に突き出して形成されている。ここで、図５は、リーダ支持フレームの回転支持部を図４のＡ−Ａ断面で示した図である。そのチルトブラケット１２は、メインフレーム５側から突設された支持ブラケット２１の間に差し込まれ、これらを貫いた回転軸２２によって軸着されている。こうしてリーダ支持フレーム１１には、チルトブラケット１２，１２の回転軸２２を支点として回動可能にした回転支持部２０が構成されている。

またリーダ支持フレーム１１には、反対側のフレーム板１１ａにシリンダブラケット１４が横に突き出して形成されている。そして、そのシリンダブラケット１４には、図４に示すように回転軸２２と平行に取り付けられた保持軸２５によって傾き調整用シリンダ２６が保持され、下方に突き出たピストンロッド２６ａの先端がメインフレーム５に突設されたブラケット２７に横軸によって軸着されている。従って、本実施形態のリーダ支持構造は、傾き調整用シリンダ２６が自らの傾きを変えながら伸縮作動を行うことにより、リーダ支持フレーム１１が反対側の回転支持部２０の回転軸２２を支点として回動して振れる。そのため、リーダ支持フレーム１１に軸着されたリーダ８は、傾き調整用シリンダ２６の伸縮によって左右方向の傾きが調整できる。

そして、こうしたリーダ支持フレーム１１には、その後方部分にリーダ８を起伏させるバックステーシリンダ９を軸支するためのサブフレーム１５が固定されている。サブフレーム１５は３枚のフレーム板が一体に形成されたものであり、リーダ支持フレーム１１の２枚のフレーム板１１ａ，１１ｂの間に挟まれて固定されている。サブフレーム１５は、２本のバックステーシリンダ９が軸着できるように構成されている。

また、本実施形態では、リーダ８に装着したオーガドライブ２００を昇降させるとともに、そのオーガドライブ２００に連結された掘削ロッドに回転与えることにより、地盤を掘削するなどの作業が行われる。オーガドライブ２００は、油圧モータを備え、その出力によって中空軸に取り付けた掘削ロッドなどに回転を与えている。
そうしたオーガドライブ２００には、杭打機１に設けられた動力部７の油圧ポンプから作動油が供給される。そのため、昇降するオーガドライブ２００へ連結された油圧ホースが垂れた状態になって作業の妨げにならないようにホース支持アーム１６が設けられている。このホース支持アーム１６は、リーダ８と同様に起伏できるようにバックステーシリンダ１７が設けられている。リーダ支持フレーム１１のフレーム板１１ａ側には、こうしたホース支持アーム１６とバックステーシリンダ１７を取り付けるための補助フレーム１８が設けられている。

こうしてリーダ８やバックステーシリンダ９、更にはホース支持アーム１６やバックステーシリンダ１７は全てがリーダ支持フレーム１１に支えられ、傾き調整用シリンダ２６の伸縮により、チルトブラケット１２，１２を介して軸支された回転軸２２を支点として全体が左右方向に振れる構造になっている。従って、このままでは作業時にリーダ８を介して伝わる回転トルクの反力をチルトブラケット１２，１２や回転軸２２などからなる回転支持部２０によって支えることになる。しかし、回転支持部２０に無理な荷重がかかることにより、剛性の低い部分が破損するおそれがある。そこで、本実施形態では、剛性の低い回転支持部２０を保護するため、リーダ支持フレーム１１において外力を受けるための荷重受けを構成した。

すなわち、リーダ支持フレーム１１の下面には直方体形状のブロック３１が突設され、その前後方向には、メインフレーム５側に固定して立設された２枚の荷重受けプレート３２によって挟み込まれている。荷重受けプレート３２には、それぞれ外側に前後方向に配置されたリブ材が固定され、同方向にかかる荷重に十分耐えられるように形成されている。ブロック３１の前後方向の面にはクッション３３が固定され、そのクッション３３を介して荷重受けプレート３２に当接している。一方、ブロック３１は、固定されたリーダ支持フレーム１１と一体になって振れるように上下左右方向は開放され、荷重受けプレート３２とはクッション３３が摺動するようになっている。

こうして、ブロック３１や荷重受けプレート３２などからなる荷重受け部３０は、リーダ支持フレーム１１の動きを妨げることはないが、回転トルクの反力はブロック３１を介して荷重受けプレート３２によって支えられるようになっている。このときリーダ８に作用する回転トルクの反力は、チルトブラケット１２，１２や回転軸２２などからなる回転支持部２０と、この荷重受け部３０によって支えられる。そこで、回転支持部２０と荷重受け部３０との距離を大きくとってモーメントの力がそれぞれ小さくなるようにしている。すなわち、荷重受け部３０は、左右方向に見たリーダ支持フレーム１１の中心位置をまたいで、回転支持部２０が形成されたフレーム板１１ｂ側とは反対側のフレーム１１ａ側に構成されている。

以上、説明したように構成された本実施形態の杭打機１は、バックステーシリンダ９の伸長作動によってリーダ８を図１に示すように起立させることができ、逆にバックステーシリンダ９を収縮作動させることにより機体後方に倒伏させることができる。このとき、補助フレーム１８に軸着したバックステーシリンダ１７を伸縮させることにより、リーダ８に合わせてホース支持アーム１６を起伏させることができる。そして、起立したリーダ８には、例えば図１に示すように、オーガドライブ２００が昇降可能に装着され、更に、そのオーガドライブ２００に取り付けられた掘削ロッドの掘削などによって所定の作業が行われる。

その際、施工場所によっては杭打機１の設置場所が傾斜している場合もあるので、垂直に杭を打つにはリーダ８を垂直にする必要がある。それには傾き調整用シリンダ２６を伸縮させてリーダ支持フレーム１１を左右に振り、それによってリーダ８の角度を調節する。このとき荷重受け部３０では、ブロック３１が荷重受けプレート３２を摺動して上下左右に振れ、リーダ８の傾きを妨げるようなことはない。

オーガドライブ２００がリーダ８に沿って下降しながら掘削ロッドに回転を与えると、掘削刃が地盤を掘削していく。その際、掘削抵抗によってオーガドライブ２００を介して回転反力がリーダ８に作用するため、その回転反力は更にリーダ８を支えるリーダ支持フレーム１１に作用することになる。そこで、本実施形態では、リーダ支持フレーム１１の下方に突設されたブロック３１が荷重受けプレート３２によって支えられ、回転反力を受けることになる。また、リーダ８を介して伝えられる回転反力は、掘削時と逆回転させて掘削ロッドを引き上げる際にも作用するが、このときもブロック３１が荷重受けプレート３２によって前後方向で支えられているので、いずれの回転における回転反力も受けることができる。

従って、本実施形態の杭打機のリーダ支持構造では、剛性の低いリーダ支持フレーム１１の回転支持部２０に大きな荷重がかからないため、その部分の破損を回避することができるようになった。また、本実施形態では、従来のリーダ支持構造をベースにしてリーダ支持フレームにブロック３１を、そしてメインフレーム５に荷重受けプレート３２を設けるだけの簡易な構成により、コストをかけることなく回転支持部２０の破損防止の効果を得ることができた。また、ブロック３１には荷重受けプレート３２との当接面にクッション３３が取り付けられているため、ブロック３１から荷重受けプレート３２へ伝わる衝撃を緩和するとともに、衝撃音を抑えることもできる。

ところで、前記杭打機１より更に長尺なリーダが必要な場合は、図６に示すように、リーダ８との支点間の距離をとる必要があり、サブフレーム４１をリーダ支持フレーム１１とは切り離して後方に設ける必要がある。ここで、図６は、杭打機のメインフレームと、そこに構成したリーダ支持構造を示した側面図であり、図示した符号は、前記杭打機１と同様の構成部材については同符号を付している。

図６に示すサブフレーム４１を備える杭打機では、リーダ支持フレーム１１に対し、作業時の回転反力だけではなく、バックステーシリンダ９がリーダ８を起立させようとする時にかかる後方への引張力が作用することになる。リーダが長尺であるためバックステーシリンダの出力も大きく、リーダ８を支持しているリーダ支持フレーム１１が支えなければならない力も大きい。従って、この大きな水平分力をリーダ支持フレーム１１の回転支持部２０だけでは支えきれなくなって破損のおそれがあるが、ここでもリーダ支持フレーム１１の下面にブロック３１を突設し、前後方向に荷重受けプレート３２で挟み込む荷重受け部３０を設けることにより、リーダ８を起立させようとする時にかかる引張力を受けて回転支持部２０の破損を防止することができる。

なお、本発明は、前記実施形態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、前実施形態では、リーダ支持フレームからブロック３１を下方に突設して、メインフレーム５側に荷重受けプレート３２を固定する構造としたが、これとは逆にメインフレーム５側からブロックを上方に突設させ、それを前後方向で挟み込むようリーダ支持フレーム１１に荷重受けプレートを固定するようにしてもよい。
また、例えば、荷重受けプレート３２の代わりにメインフレームに切欠きを形成し、そこにブロックを挿入させるようにしてもよい。
更に、前記実施形態では、ブロック３１にクッション３３を取り付けたが、反対に荷重受けプレート３２にクッション３３を取り付けるようにしてもよい。

リーダ支持構造を備えた杭打機の一実施形態を示したす側面図である。 リーダ支持構造の一実施形態を示した側面図である。 リーダ支持構造の一実施形態を示した平面図である。 杭打機の正面からリーダ支持構造の一実施形態を示した正面図である。 リーダ支持フレームの回転支持部を図４のＡ−Ａ断面で示した図である。 杭打機のメインフレームと、そこに構成したリーダ支持構造を示した側面図である。 後方に開示された杭打機を従来例として示した図である。 従来のリーダ支持構造のフレーム部分を示した側面図である。 従来のリーダ支持構造のフレーム部分を示した平面図である。

符号の説明

１ 杭打機
５ メインフレーム
８ リーダ
９ バックステーシリンダ
１１ リーダ支持フレーム
１２ チルトブラケット
１５ サブフレーム
２０ 回転支持部
２１ 支持ブラケット
２２ 回転軸
２６ 傾き調整用シリンダ
３０ 荷重受け部
３１ ブロック
３２ 荷重受けプレート
３３ クッション

Claims (5)

1. メインフレームの先端部に傾き調整用シリンダの伸縮によって機体左右方向に回動可能なリーダ支持フレームが設けられ、リーダが、そのリーダ支持フレームに対して軸支され、バックステーシリンダによって機体前後方向に回動して起伏するようにしたリーダ支持構造を備えた杭打機において、
   前記リーダ支持フレームとメインフレームとの間には、前記リーダ支持フレームの機体上下左右方向の移動を自由にしながら、機体前後方向の移動を制限して前記リーダ支持フレームに対して同方向にかかる荷重を受けるようにした荷重受け部を有することを特徴とする杭打機。
2. 請求項１に記載する杭打機において、
   前記荷重受け部は、機体左右方向に見た場合に、前記リーダ支持フレームの中心位置をまたいで、そのリーダ支持フレームが軸支された回転支持部とは反対側に設けられたものであることを特徴とする杭打機。
3. 請求項１又は請求項２に記載する杭打機において、
   前記荷重受け部は、前記リーダ支持フレームの下面に下方に突設したブロックと、そのブロックを前後方向に挟み込むように前記メインフレームに固定された荷重受けプレートとを有し、そのブロックが、機体上下左右方向には荷重受けプレートを摺動し、機体前後方向には移動が制限されたものであることを特徴とする杭打機。
4. 請求項１又は請求項２に記載する杭打機において、
   前記荷重受け部は、前記メインフレームから上方に突設したブロックと、そのブロックを前後方向に挟み込むように前記リーダ支持フレームに固定された荷重受けプレートとを有し、そのブロックが、機体上下左右方向には荷重受けプレートを摺動し、機体前後方向には移動が制限されたものであることを特徴とする杭打機。
5. 請求項３又は請求項４に記載する杭打機において、
   前記ブロックと荷重受けプレートとの間にクッションが設けられたものであることを特徴とする杭打機。

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