JP4931457B2 - 杭打機のリーダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、杭打ちに使用されるオーガやケーシング等を回転させる回転駆動装置をリーダに沿って昇降させる杭打機のリーダ装置に係わり、特に低空頭用杭打機に用いる場合に好適なものに関する。

杭打機は長尺の基礎杭を垂直に施工するため、一般的には杭の長さに合わせた長尺のリーダを装備している。しかし、施工現場によっては施工位置での空頭制限がある場合も多くあり、分割杭を用いたり、場所打ち杭とする等の施工方法の変更がなされている。その施工方法に適合する杭打機においてはリーダの短縮化が必須であり、さらに施工時は空頭に合わせて現場でリーダを伸縮できることも望まれる。このようなリーダを備えた従来の杭打機として特許文献１に記載のように、油圧シリンダにより昇降可能にした上部リーダにオーガの回転駆動装置を取付けたものがある。

実開平６−７９８９４号公報

上述のように油圧シリンダにより回転駆動装置を昇降させる場合、１本の油圧シリンダにより比較的大きな昇降ストロークを得るには、長い油圧シリンダを使用する必要がある。しかし長い油圧シリンダの場合、収縮状態におけるリーダの長さが長くなり、低空頭用としては不適となる場合がある。そこで収縮状態では短い伸縮リーダおよび油圧シリンダを用いて大きなストロークを得るために多段伸縮シリンダが用いられる。しかしながら、多段伸縮シリンダの場合、各段のロッド（シリンダ）の伸縮速度が異なるため、一定の油圧でこの多段伸縮シリンダを伸縮させると、伸縮の初期、後期で伸縮速度が異なる。そこでこの伸縮に伴う伸縮速度の不揃いを無くすため、伸縮の過程で伸縮速度や圧力を調整する必要がある。このため、多くの調整用機材を使用しており、コストアップと構造の複雑化を招いていた。またこれらの調整用機材を使用したとしても、伸縮速度を均一にすることは困難であった。

本発明は、上記問題点に鑑み、一般的な液圧シリンダを用いて回転駆動装置の比較的大きな昇降ストロークが得られ、もって構成の簡略化と昇降速度の均一化が図れる杭打機のリーダ装置を提供することを目的とする。

請求項１の杭打機のリーダ装置は、ベースマシンに取付けられる前面開口型のリーダと、
このリーダ内に摺動可能に収容された可動フレームと、
この可動フレームにチューブが連結されると共に、ピストンロッドがそれぞれ上下逆向きに取付けられた同サイズの２本の液圧シリンダとを備え、
前記２本の液圧シリンダのうち、ピストンロッドが下向きに設けられた一方の液圧シリンダはそのピストンロッドが前記リーダの下部に連結され、ピストンロッドが上向きに設けられた他方の液圧シリンダのピストンロッドは前記リーダに沿って昇降される杭作業用の回転駆動装置に連結されることを特徴とする。

請求項２の杭打機のリーダ装置は、請求項１に記載の杭打機のリーダ装置において、
前記２本の液圧シリンダに作動液を供給する液圧回路に、液圧シリンダの収縮方向の作動液の流量を調整する流量調整弁を設けたことを特徴とする。

請求項３の杭打機のリーダ装置は、請求項１または２に記載の杭打機のリーダ装置において、
前記２本の液圧シリンダに作動液を供給する液圧回路に、最低設定圧がタンク圧となる圧力調整範囲を有する圧力調整弁を設けたことを特徴とする。

請求項４の杭打機のリーダ装置は、請求項１から３までのいずれかに記載の杭打機のリーダ装置において、
前記リーダが伸縮リーダであり、前記回転駆動装置を前記伸縮リーダの可動リーダに収容した前記可動フレームに取付けたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、同じサイズの２本の液圧シリンダのチューブを可動フレームにおいてピストンロッドの向きを上下反対にして連結してリーダ内に昇降可能に収容し、２本の液圧シリンダに作動液を供給して可動フレームを昇降させるようにしたので、可動フレームひいては回転駆動装置を一定の速度で昇降させることができ、多段シリンダで必要とされた昇降速度一定化のための調整用部材が不要となり、構成が簡単となる。また、２本の液圧シリンダを用いたので、回転駆動装置の大きな昇降ストロークが得られる。

請求項２の発明によれば、前記２本の液圧シリンダに作動液を供給する液圧回路に、液圧シリンダの収縮方向の作動液の流量を調整する流量調整弁を設けたので、ケーシングやオーガあるいは既成杭のチャックを可能に構成した場合の既成杭の継ぎ足しの際に回転駆動装置を遅い速度で降下させて接続作業を行なうことができ、ケーシングやオーガあるいは既成杭の破損を防止し、一方、掘削の際には流量を増大させて掘削等の能率を上げることができる。

請求項３の発明によれば、２本の液圧シリンダに作動液を供給する液圧回路に、最低設定圧がタンク圧となる圧力調整範囲を有する圧力調整弁を設けたので、地質に応じた圧力で掘削やケーシングあるいは既成杭の埋設を行なうことができる。また、比較的軟弱な地盤においては、フリーホール状態での掘削を行なう等、状況に応じた好適な掘削作業や埋設作業を行なうことができる。

請求項４の発明によれば、リーダが伸縮リーダであり、前記回転駆動装置を伸縮リーダの可動リーダに収容した前記可動フレームに取付けたので、リーダを伸縮させることにより、回転駆動装置の昇降ストロークをさらに拡大することができる。また、上部に障害物が存在する場合にはリーダを縮めた状態で作業を行なうことにより、オーガやケーシングによる掘削や杭の埋設を行なうことができる。

図１は本発明によるリーダ装置の一実施の形態を示す杭打機の一部断面側面図である。この杭打機の本体（べースマシン）１は、走行体２上に旋回装置３を介して旋回体４を設置し、旋回体４上に油圧源となるパワーユニット５や運転室６を搭載して構成される。７は伸縮リーダであり、この伸縮リーダ７は図２、図３の横断面図に示すように、固定リーダ８に可動リーダ９を液圧シリンダ１０の伸縮により昇降可能に装着したものである。この伸縮リーダ７は、旋回体４に軸１１を中心に液圧シリンダ１２により後方に倒すことができるように起伏可能に取付けられる。

可動リーダ９は前面が開口された構造を有し、内部に同サイズの２本の液圧シリンダ１３，１４が収容される。これらの液圧シリンダ１３，１４は、図３〜図５に示すように、可動リーダ９内に摺動可能に収容された可動フレーム１５に、それぞれチューブ１３ａ，１４ａをピン１６，１７により、各ピストンロッド１３ｂ、１４ｂがそれぞれ下向き、上向きになるように連結する。また、一方の液圧シリンダ１３のピストンロッド１３ｂは可動フレーム１５の下部にピン１８により連結し、他方の油圧シリンダ１４のピストンロッド１４ｂはケーシングやオーガ等の回転駆動装置１９を取付けたブラケット２０にピン２１により連結する。前記可動フレーム１５の上下の四隅には、可動リーダ９の内面に摺動してこの可動フレーム１５の上下動を円滑化するための硬質樹脂等からなるスライド板２２を設ける、
図２に示すように、前記回転駆動装置１９のブラケット２０の左右にガイドギブ２３を有し、これらのガイドギブ２３を、可動リーダ９の左右に設けたガイドレール２４に摺動可能に嵌合することにより、回転駆動装置１９を可動リーダ９に沿って昇降可能に装着する。回転駆動装置１９は、ケーシングやオーガ等を回転させるための駆動用液圧モータ２５を左右に備える。また、図４、図５に示すように、ケーシングやオーガを回転駆動装置１９の回転体１９ａに固定するためのチャック装置２６を有する。このチャック装置２６は既成杭をチャックするものであってもよい。図４は液圧シリンダ１３，１４を収縮させて回転駆動装置１９を下げた状態を示し、図５は液圧シリンダ１３，１４を伸長させて回転駆動装置１９を上げた状態を示す。

なお、可動リーダ９の頂部にはケーシングやオーガ等をチャック装置２６に吊り込むための吊り込み装置が設けられるが、図示を省略している。

図６は液圧シリンダ１３，１４を駆動する液圧回路を示す図である。３０は前記パワーユニット５に備えられた液圧源である。３１は液圧シリンダ１３，１４のコントロール弁である。３２は液圧源３０とコントロール弁３１との間とタンク３３との間に設けた圧力調整弁（可変リリーフ弁）であり、ソレノイド（または液圧操作室）３２ａに加える電流（または操作液圧）により液圧源３０から吐出される液圧をタンク圧から液圧シリンダ１３，１４で必要とされる最高圧にわたって調整するものである。３４はコントロール弁３１の一方の二次側ポートを液圧シリンダ１３，１４のボトム室３５，３６に共通に接続する液圧回路であり、この液圧回路３４には、流量調整弁３７を設ける。この流量調整弁３７は、ソレノイド（または液圧操作室）３７ａに加える電流（または操作液圧）に応じて流量を調整するものである。この流量調整弁３７はボトム室３５，３６から排出される作動液の流量のみが調整可能となるように、すなわち可動フレーム１５が下降する場合にのみ速度が調整されるように、ボトム室３５，３６に供給する方向の作動液を通す逆止弁３８が流量調整弁３７に並列に設けられる。３９はコントロール弁３１の他方の二次側ポートを液圧シリンダ１３，１４のロッド室４０，４１に共通に接続する液圧回路である。前記流量調整弁３７や逆止弁３８はこの液圧回路３９に設けてもよい。

この液圧回路において、液圧シリンダ１３，１４が収縮した状態において、オペレータが不図示の操作手段によりコントロール弁３１のソレノイド３１ａに通電すると、コントロール弁３１が右位置に切換わり、液圧源３０からの作動液は液圧回路３４および逆止弁３８を通して液圧シリンダ１３，１４のボトム室３５，３６に供給され、液圧シリンダ１３，１４が伸長する。これにより可動フレーム１５が可動リーダ９内で上昇し、回転駆動装置１９が上がる。

反対に、液圧シリンダ１３，１４が伸長した状態において、オペレータが不図示の操作手段によりコントロール弁３１のソレノイド３１ｂに通電すると、コントロール弁３１が左位置に切換わり、液圧源３０からの作動液は液圧回路３９を通して液圧シリンダ１３，１４のロッド室４０，４１に供給され、液圧シリンダ１３，１４が収縮する。これにより可動フレーム１５が可動リーダ９内で下降し、回転駆動装置１９が下がる。

この回転駆動装置１９の下降の際には、ボトム室３５，３６から流出する作動液は、流量調整弁３７を通る。このため、オペレータが不図示の操作手段により流量調整弁３７における流量を調整することにより、液圧シリンダ１３，１４の収縮速度、すなわち回転駆動装置１９の下降速度を調整することができる。また、この下降の際に、オペレータが不図示の操作手段により圧力調整弁３２を操作してリリーフ圧を調整することにより、回転駆動装置１９によるオーガやケーシング等の押し込み圧力を調整することができる。この圧力調整弁３２はリリーフ圧をタンク圧にまで調整可能にしてあり、このため、フリーホール状態で回転駆動装置１９を降下させることができる。

このように、本実施の形態においては、同じサイズの２本の液圧シリンダ１３，１４のチューブ１３ａ，１４ａを可動フレーム１５においてピストンロッドの向きを上下反対にして連結して可動リーダ９内に昇降可能に収容し、２本の液圧シリンダ１３，１４に作動液を供給して可動フレーム１５を昇降させるようにしたので、可動フレーム１５ひいては回転駆動装置１９を一定の速度で昇降させることができ、多段シリンダで必要とされた昇降速度一定化のための部材が不要となり、構成が簡単となる。また、回転駆動装置１９の大きな昇降ストロークが得られる上、一般的に多用される液圧シリンダを用いたので、製造が容易であると共に安価に提供できる。

本発明は、リーダが伸縮リーダでない場合にも適用可能であるが、本実施の形態のようにおいては伸縮リーダ７を用いたので、リーダ７を伸縮させることにより、回転駆動装置１９の昇降ストロークをさらに拡大することができる。また、上部に障害物が存在する場合にはリーダ７を縮めた状態で作業を行なうことにより、容易に対応できる。

また、本実施の形態においては、２本の液圧シリンダ１３，１４に作動液を供給する液圧回路に、液圧シリンダ１３，１４の収縮方向の作動液の流量を調整する流量調整弁３７を設けたので、ケーシングやオーガあるいは杭の継ぎ足しの際に回転駆動装置１９を遅い速度で降下させて接続作業を行なうことができ、ケーシングやオーガあるいは杭の破損を防止しうる一方、掘削の際には流量を増大させて掘削等の能率を上げることができる。

また、本実施の形態においては、２本の液圧シリンダ１３，１４に作動液を供給する液圧回路に、最低設定圧がタンク圧となる圧力調整範囲を有する圧力調整弁３２を設けたので、地質に応じた圧力でオーガやケーシングによる掘削あるいは杭の埋設を行なうことができる。また、比較的軟弱な地盤においては、フリーホール状態での掘削やケーシングあるいは杭の埋設を行なう等、状況に応じた好適な押し込み圧力で作業を行なうことができる。

本発明によるリーダ装置の一実施の形態を示す杭打機の一部断面側面図である。 本実施の形態の伸縮リーダの頂部の構造を示す横断面図である。 本実施の形態の伸縮リーダの可動フレーム部の構造を示す横断面図である。 本実施の形態の伸縮リーダを回転駆動装置が下降した状態で示す縦断面図である。 本実施の形態の伸縮リーダを回転駆動装置が上昇した状態で示す縦断面図である。 本実施の形態の伸縮リーダの回転駆動装置昇降用液圧回路図である。

符号の説明

１：杭打機本体（べースマシン）、２：走行体、３：旋回装置、４：旋回体、５：パワーユニット、６：運転室、７：伸縮リーダ、８：固定リーダ、９：可動リーダ、１０：液圧シリンダ、１１：軸、１２〜１４：液圧シリンダ、１５：可動フレーム、１６〜１８、２１：ピン、１９：回転駆動装置、２０：ブラケット、２２：スライド板、２３：ガイドギブ、２４：ガイドレール、２５：液圧モータ、２６：チャック装置、３０：液圧源、３１：コントロール弁、３２：圧力調整弁、３３：タンク、３４，３９：液圧回路、３５，３６：ボトム室、３７：流量調整弁、３８：逆止弁、４０，４１：ロッド室

Claims (4)

1. ベースマシンに取付けられる前面開口型のリーダと、
   このリーダ内に摺動可能に収容された可動フレームと、
   この可動フレームにチューブが連結されると共に、ピストンロッドがそれぞれ上下逆向きに取付けられた同じサイズの２本の液圧シリンダとを備え、
   前記２本の液圧シリンダのうち、ピストンロッドが下向きに設けられた一方の液圧シリンダはそのピストンロッドが前記リーダの下部に連結され、ピストンロッドが上向きに設けられた他方の液圧シリンダのピストンロッドは前記リーダに沿って昇降される杭作業用の回転駆動装置に連結されることを特徴とする杭打機のリーダ装置。
2. 請求項１に記載の杭打機のリーダ装置において、
   前記２本の液圧シリンダに作動液を供給する液圧回路に、液圧シリンダの収縮方向の作動液の流量を調整する流量調整弁を設けたことを特徴とする杭打機のリーダ装置。
3. 請求項１または２に記載の杭打機のリーダ装置において、
   前記２本の液圧シリンダに作動液を供給する液圧回路に、最低設定圧がタンク圧となる圧力調整範囲を有する圧力調整弁を設けたことを特徴とする杭打機のリーダ装置。
4. 請求項１から３までのいずれかに記載の杭打機のリーダ装置において、
   前記リーダが伸縮リーダであり、前記回転駆動装置を前記伸縮リーダの可動リーダに収容した前記可動フレームに取付けたことを特徴とする杭打機のリーダ装置。

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