JP5002527B2 - 杭打機 - Google Patents

Description

本発明は、杭打機に関し、詳しくは、リーダに沿って昇降する作業装置により回転しながら昇降する作業ロッドの振れを防止するためにリーダの下端部に下部振止装置を備えた杭打機に関する。

建設現場における杭打ち作業や地盤改良作業には、ベースマシンに立設したリーダに沿って昇降するオーガドライブやスクリュー駆動装置などの作業装置に、オーガやスクリューシャフトなどの作業ロッドを装着し、作業装置により作業ロッドを回転駆動しながら作業装置をリーダに沿って昇降させる杭打機が用いられている。また、前記リーダの下端部には、施工中の作業ロッドの振れを防止するための振止装置が設けられており、大型の杭打機では、作業ロッドの種類、形状に応じて振止装置をリーダに沿って昇降させることが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−４０９７３号公報

しかし、大型の杭打機の場合は、リーダも大きく、振止装置をリーダに沿って昇降させる機構をリーダ下部に設けることは容易に行うことができるが、小型の杭打機の場合には、リーダが細いために振止装置の昇降機構をリーダに設けることは困難である。また、振止装置をワイヤーにて昇降可能に吊持することも考えられるが、小型の杭打機はベースマシンも小さく、専用のウインチを配置することが困難である。さらに、振止装置自体に昇降機構を設けることも可能であるが、構造が複雑になり、コストアップの要因となる。

そこで本発明は、簡単な構造で振止装置をリーダに沿って昇降させることができ、駆動源も不要な振止装置の昇降機構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、本発明の杭打機の下部振止装置は、第１の構成として、リーダに沿って昇降可能に設けられた作業装置と、前記リーダの下端部に設けられた下部振止装置と、該下部振止装置にガイドされて前記作業装置により回転駆動されながら作業装置と共に昇降する作業ロッドとを備えた杭打機において、前記下部振止装置は、前記リーダの下端部に設けられた固定ガイドと、該固定ガイドにガイドされて上下方向にスライド可能に設けられた振止ベースと、該振止ベースの前面に設けられたロッドガイドとを備え、前記固定ガイドと前記振止ベースとの間には固定ガイドに対する振止ベースの上昇限及び下降限を規制する上限ストッパ及び下限ストッパが設けられるとともに、前記作業ロッドの下部外周面には、該作業ロッドの上昇時に前記ロッドガイドの下面に当接してロッドガイドを上昇させる突出部が設けられていることを特徴とし、さらに、前記固定ガイドに対する前記振止ベースの下降を規制するストッパを備えていることを特徴としている。

また、本発明の杭打機における第２の構成は、リーダに沿って昇降可能に設けられた作業装置と、前記リーダの下端部に設けられた下部振止装置と、該下部振止装置にガイドされて前記作業装置により回転駆動されながら作業装置と共に昇降する作業ロッドとを備えた杭打機において、前記下部振止装置は、前記リーダの下端部に設けられた固定ガイドと、該固定ガイドにガイドされて上下方向にスライド可能に設けられたスライドガイドと、該スライドガイドにガイドされて上下方向にスライド可能に設けられた振止ベースと、該振止ベースの前面に設けられたロッドガイドとを備え、前記固定ガイドと前記スライドガイドとの間には固定ガイドに対するスライドガイドの上昇限及び下降限を規制するスライドガイド上限ストッパ及びスライドガイド下限ストッパが設けられ、前記スライドガイドと前記振止ベースとの間にはスライドガイドに対する振止ベースの上昇限及び下降限を規制する振止ベース上限ストッパ及び振止ベース下限ストッパが設けられるとともに、前記作業ロッドの下部外周面には、該作業ロッドの上昇時に前記ロッドガイドの下面に当接してロッドガイドを上昇させる突出部が設けられていることを特徴としている。

さらに、該第２の構成において、前記固定ガイドに対する前記スライドガイドの下降を規制するスライドガイドストッパと、前記スライドガイドに対する前記振止ベースの下降を規制する振止ベースストッパとを備えていること、また、前記振止ベースの上端に、前記スライドガイドの前面部分を転動するローラ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、ロッドガイドを設けた振止ベースが直接固定ガイドに、あるいは、スライドガイドを介して固定ガイドに上下方向にスライド可能に設けられ、かつ、作業ロッドの下部外周面にロッドガイドの下面に当接する突出部が設けられているので、作業装置がリーダに沿って上昇し、作業ロッドの突出部がロッドガイドの下面に当接すると、作業装置の上昇に伴って上昇する作業ロッドの突出部がロッドガイドを固定ガイドやスライドガイドに対して上方にスライドさせる。この上昇状態から作業装置が下降すると、作業ロッドの突出部が下降するのに伴ってロッドガイドも下方に所定位置までスライドする。

したがって、下端部に撹拌翼などが設けられている作業ロッドの場合には、撹拌翼などの上方に突出部を設けることにより、ロッドガイドを十分な高さに上昇できるとともに、作業ロッドの下降と共にロッドガイドが下降するので、作業装置をリーダの下端部まで下降させることができ、リーダを必要以上に長くしなくても十分な掘削長を確保することができる。また、作業ロッドの昇降に伴ってロッドガイドが昇降するので、リーダに下部振止装置の昇降機構を設けたり、下部振止装置昇降用のウインチを設けたりする必要がなく、コスト上昇を抑えることができ、小型の杭打機にも対応可能である。

図は本発明の杭打機の一形態例を示すもので、図１は作業装置をリーダの上端に上昇させた状態を示す側面図、図２は作業装置の上昇時における下部振止装置部分の状態を示す要部の側面図、図３は図２のIII−III断面図、図４は作業装置をリーダの下端に下降させた状態を示す側面図、図５は作業装置の下降時における下部振止装置部分の状態を示す要部の側面図である。

杭打機１１は、走行部２を有するベースマシン３と、該ベースマシン３の前部に起伏可能に設けられたリーダ４と、該リーダ４を後方から支持するバックステー５と、前記リーダ４に昇降可能に設けられた作業装置であるオーガドライブ６と、リーダ４の前面下端部に設けられた下部振止装置７と、オーガドライブ６をリーダ４に沿って昇降させるチェーン＆スプロケット駆動式の昇降装置８とを備えている。上端がオーガドライブ６に連結される作業ロッドであるオーガ９は、内ロッド９ａ及び外ロッド９ｂの二重管構造に形成されたものであって、内ロッド９ａの下端には掘削刃１０が設けられ、外ロッド９ｂの下端部には、前記掘削刃１０の上方に位置して掘削刃１０の回転方向に対して逆方向に回転する撹拌翼１１が設けられている。さらに、ロッド上部及びロッド下部には、外ロッド９ｂより大径のヘッド継手部９ｃ及び下部カップリング９ｄがそれぞれ設けられ、下部カップリング９ｄの上方外周面にはリング状の突出部１２が設けられている。

下部振止装置７は、前記リーダ４の下端部に設けられた固定ガイド１３と、該固定ガイド１３にガイドされて上下方向にスライド可能に設けられたスライドガイド１４と、該スライドガイド１４にガイドされて上下方向にスライド可能に設けられた振止ベース１５と、該振止ベース１５の前面に設けられたロッドガイド１６とを備えている。固定ガイド１３は、リーダ４の下端部前面に、板面をリーダ４の軸線と平行とした矩形状の板状部材１３ａを設け、該板状部材１３ａの両側縁をリーダ４の両側面から突出させ、この突出した両側縁部分を前記スライドガイド１４を上下方向にスライド可能にガイドするためのガイドレール１３ｂ，１３ｂとしている。

スライドガイド１４は、板面を前記固定ガイド１３の板面と平行に配置した矩形状の板状部材１４ａの後面両側縁部の内側に、固定ガイド１３の前記ガイドレール１３ｂ，１３ｂに摺動可能に係合する断面コ字状のスライド部材１４ｂ，１４ｂを溝部を上下方向に向けて設けたものであって、板状部材１４ａの両側縁をスライド部材１４ｂ，１４ｂよりも側方に突出させ、この突出した両側縁部分を前記振止ベース１５を上下方向にスライド可能にガイドするためのガイドレール１４ｃ，１４ｃとしている。また、スライド部材１４ｂの上下両端部には、固定ガイド１３に対するスライドガイド１４の上昇限及び下降限を規制するスライドガイド上限ストッパ１４ｄ及びスライドガイド下限ストッパ１４ｅがそれぞれ設けられるとともに、スライド部材１４ｂの上下方向中間部には、固定ガイド１３に対してスライドガイド１４が上昇した位置で固定ガイド１３の上端に当接することによりスライドガイド１４の下降を規制し、スライドガイド１４を上昇位置に保持するためのスライドガイドストッパ１４ｆが着脱可能に設けられている。このスライドガイド１４の上下方向の寸法は、固定ガイド１３の上下方向の寸法に対して約２倍に設定されている。

前記振止ベース１５は、板面を前記固定ガイド１３の板面と平行に配置した矩形状の板状部材１５ａの後面両側縁部に、スライドガイド１４の前記ガイドレール１４ｃ，１４ｃに摺動可能に係合する断面コ字状のスライド部材１５ｂ，１５ｂを溝部を上下方向に向けて設けたものであって、スライドガイド１４の前記ガイドレール１４ｃの上下両端部には、スライドガイド１４に対する振止ベース１５の上昇限及び下降限を規制する振止ベース上限ストッパ１５ｃ及び振止ベース下限ストッパ１５ｄがそれぞれ設けられている。さらに、スライドガイド１４の前記ガイドレール１４ｃの上下方向中間部には、スライドガイド１４に対して振止ベース１５が上昇した位置で振止ベース１５のスライド部材１５ｂの下端に当接して振止ベース１５の下降を規制し、振止ベース１５を上昇位置に保持するための振止ベースストッパ１５ｅが着脱可能に設けられている。また、振止ベース１５の上端には、スライドガイド１４の板状部材１４ａの前面を上下方向に転動するローラ１５ｆが設けられている。

振止ベース１５の前面に設けられる前記ロッドガイド１６は、振止ベース１５の前面に突設したブラケット１７，１７に、リーダ４の軸線と平行な方向の支軸１８によって軸支された左右一対のガイドアーム１６ａ、１６ａと、両ガイドアーム１６ａ、１６ａの回動端同士を重合させた状態で固定するロックピン１９とを有しており、両ガイドアーム１６ａ、１６ａの内側には、オーガ９における前記外ロッド９ｂの外径より僅かに大きく、オーガ９に設けられた前記突出部１２の外径よりは小さな内径を有する円弧状のガイド面１６ｂが形成され、ロッドガイド１６の下面に突出部１２の上面が当接可能な状態に形成されている。

また、前記スライドガイドストッパ１４ｆ及び前記振止ベースストッパ１５ｅの取付位置は、オーガドライブ６がリーダ４の上端に上昇してオーガ９が最大に上昇し、突出部１２の上面にロッドガイド１６の下面が当接した状態のときに、スライドガイドストッパ１４ｆ及び振止ベースストッパ１５ｅがそれぞれ着脱可能になるように設定されている。

このように形成した下部振止装置７は、通常は、図２に示すように、固定ガイド１３に対してスライドガイド１４を上昇させてスライドガイドストッパ１４ｆを取り付けることによりスライドガイド１４を上昇位置に保持するとともに、スライドガイド１４に対して振止ベース１５を上昇させて振止ベースストッパ１５ｅを取り付けることにより振止ベース１５を上昇位置に保持し、ロッドガイド１６を最も上昇させた状態でリーダ４の下端部に組み付けられている。

オーガ９の取付時には、ロッドガイド１６のロックピン１９を抜き取り、ガイドアーム１６ａ、１６ａを左右に開いた状態とし、オーガドライブ６をリーダ４の最上部に上昇させてオーガ９を吊り込み、オーガ９の上端をオーガドライブ６に装着するとともに、オーガ９の下部を開状態のガイドアーム１６ａ、１６ａ間に挿入し、ガイドアーム１６ａ、１６ａを閉じてロックピン１９を挿入する。このようにしてオーガ９を装着した状態では、ロッドガイド１６がオーガ９の突出部１２の上に位置しており、ロッドガイド１６の下方に下部カップリング９ｄ，撹拌翼１１及び掘削刃１０が位置し、掘削刃１０が地上に上昇して杭打機１１が走行可能な状態となっている。

作業を開始する際には、スライドガイドストッパ１４ｆ及び振止ベースストッパ１５ｅをそれぞれ取り外し、スライドガイド１４及び振止ベース１５を下降可能な状態とする。この状態では、ロッドガイド１６が突出部１２に載置された状態になり、振止ベース１５が上昇位置に保持され、スライドガイド１４は、スライドガイド１４に設けた振止ベース上限ストッパ１５ｃが振止ベース１５の上端に当接していることにより、固定ガイド１３に対する上昇位置が保持されている。

オーガドライブ６によりオーガ９を回転駆動するとともに、昇降装置８を作動させてチェーン８ａによりオーガドライブ６をリーダ４に沿って下降させ、また、必要に応じて地盤改良剤を注入し、所定の掘削作業や地盤改良作業を開始してオーガ９が回転しながら下降すると、突出部１２の下降に伴ってロッドガイド１６も下降し、同時に振止ベース１５とスライドガイド１４とが、自重により一体となって固定ガイド１３にガイドされて下方にスライドする。そして、スライドガイド１４のスライドガイド下限ストッパ１４ｅが固定ガイド１３のガイドレール１３ｂの上端に当接すると、スライドガイド１４は下降せずに下降限に保持され、振止ベース１５のみが下降する状態となる。さらにオーガ９が下降すると、スライドガイド１４の前記ガイドレール１４ｃに設けられた振止ベース下限ストッパ１５ｄが振止ベース１５のスライド部材１５ｂの下端に当接し、振止ベース１５が下降限に保持された状態になる。すなわち、図４及び図５に示すように、固定ガイド１３に対してスライドガイド１４が下降限まで下降するとともに、スライドガイド１４に対して振止ベース１５が下降限まで下降した状態となる。

このように、オーガ９の掘削操作の進行に伴ってスライドガイド１４及び振止ベース１５が下降限まで下降することにより、ロッドガイド１６は最下方に位置した状態になる。これにより、外ロッド９ｂより大径のヘッド継手部９ｃがロッドガイド１６に干渉することなく、オーガドライブ６をリーダ４の最下端まで下降させることができる。したがって、オーガドライブ６をリーダ４の全長にわたって昇降させることができるので、リーダ４の長さを有効に利用して十分な掘削長を確保することができる。また、固定ガイド１３に対して２倍程度の上下寸法を有するスライドガイド１４を固定ガイド１３と振止ベース１５との間に介在させたことにより、固定ガイド１３に対する振止ベース１５の昇降範囲、すなわちロッドガイド１６の昇降範囲を大きくすることができる。

また、掘削後にオーガドライブ６を上昇させてオーガ９を掘削孔から引き上げていき、突出部１２がロッドガイド１６の下面に当接すると、オーガ９の上昇に伴う突出部１２の上昇によってロッドガイド１６が持ち上げられ、振止ベース１５がスライドガイド１４にガイドされて上方にスライドする。そして、振止ベース１５の上端がスライドガイド１４に設けられた振止ベース上限ストッパ１５ｃに当接すると、振止ベース１５の上昇により、振止ベース上限ストッパ１５ｃが持ち上げられてスライドガイド１４が固定ガイド１３に対して上方にスライドする。オーガドライブ６がリーダ４の上端に上昇すると、突出部１２により持ち上げられたロッドガイド１６からスライドガイド１４までが初期の状態、すなわち、図１，図２に示す位置に上昇し、ロッドガイド１６の下方の地上部分に撹拌翼１１及び掘削刃１０が上昇した状態となる。

突出部１２の上昇に伴って振止ベース１５がスライドガイド１４に対して上方にスライドする際に、振止ベース１５にはロッドガイド１６から振止ベース１５の上部がスライドガイド１４の方向に向かって回転するモーメントが加わるが、振止ベース１５の上端にローラ１５ｆを設け、ローラ１５ｆがスライドガイド１４の板状部材１４ａの前面を転動するように形成したので、大きなモーメントが加わっても振止ベース１５をスライドガイド１４に対して円滑に上昇させることができる。また、振止ベース１５の上昇に同伴されてスライドガイド１４が上昇してしまっても、スライドガイド上限ストッパ１４ｄが固定ガイド１３のガイドレール１３ｂの下端に当接するので、スライドガイド１４が過度に上昇して脱落するようなことが防止されている。

このようにして掘削作業に伴うオーガ９の昇降動作及び下部振止装置７の自重を利用してロッドガイド１６を自動的に上下にスライドさせることにより、ロッドガイド１６を昇降させるための昇降機構をリーダ下部に設ける必要がなく、ベースマシンに専用のウインチを設ける必要もないことから、小型の杭打機にも適用が可能であり、また、ポンプやモータなどの昇降用駆動源も不要であることから、製造コストやメンテナンスコストの低減を図ることができる。

なお、本形態例では、固定ガイド１３と振止ベース１５との間にスライドガイド１４を設けることにより、固定ガイド１３や振止ベース１５の上下寸法に比べて振止ベース１５の昇降範囲を数倍以上に大きくするようにしているが、固定ガイド１３や振止ベース１５の上下寸法が十分に取れる場合には、スライドガイド１４を省略して固定ガイド１３に振止ベース１５を直接スライド可能に装着することもできる。さらに、振止ベース１５やスライドガイド１４の下降を規制して上昇位置に保持するストッパを設けずに、振止ベース１５やスライドガイド１４をトップシーブからのワイヤーなどの適宜な手段で上昇位置に保持することも可能である。また、杭打機の構成や作業ロッドの構成、作業内容などは、特に限定されるものではなく、下部振止装置の構造も本形態例に限定されるものではない。

作業装置をリーダの上端に上昇させた状態を示す杭打機の側面図である。 作業装置の上昇時における下部振止装置部分の状態を示す要部の側面図である。 図２のIII−III断面図である。 作業装置をリーダの下端に下降させた状態を示す杭打機の側面図である。 作業装置の下降時における下部振止装置部分の状態を示す要部の側面図である。

符号の説明

１…杭打機、２…走行部、３…ベースマシン、４…リーダ、５…バックステー、６…オーガドライブ、７…下部振止装置、８…昇降装置、８ａ…チェーン、９…オーガ、９ａ…内ロッド、９ｂ…外ロッド、９ｃ…ヘッド継手部、９ｄ…下部カップリング、１０…掘削刃、１１…撹拌翼、１２…突出部、１３…固定ガイド、１３ａ…板状部材、１３ｂ…ガイドレール、１４…スライドガイド、１４ａ…板状部材、１４ｂ…スライド部材、１４ｃ…ガイドレール、１４ｄ…スライドガイド上限ストッパ、１４ｅ…スライドガイド下限ストッパ、１４ｆ…スライドガイドストッパ、１５…振止ベース、１５ａ…板状部材、１５ｂ…スライド部材、１５ｃ…振止ベース上限ストッパ、１５ｄ…振止ベース下限ストッパ、１５ｅ…振止ベースストッパ、１５ｆ…ローラ、１６…ロッドガイド、１６ａ…ガイドアーム、１６ｂ…ガイド面、１７…ブラケット、１８…支軸、１９…ロックピン

Claims (5)

1. リーダに沿って昇降可能に設けられた作業装置と、前記リーダの下端部に設けられた下部振止装置と、該下部振止装置にガイドされて前記作業装置により回転駆動されながら作業装置と共に昇降する作業ロッドとを備えた杭打機において、前記下部振止装置は、前記リーダの下端部に設けられた固定ガイドと、該固定ガイドにガイドされて上下方向にスライド可能に設けられた振止ベースと、該振止ベースの前面に設けられたロッドガイドとを備え、前記固定ガイドと前記振止ベースとの間には固定ガイドに対する振止ベースの上昇限及び下降限を規制する上限ストッパ及び下限ストッパが設けられるとともに、前記作業ロッドの下部外周面には、該作業ロッドの上昇時に前記ロッドガイドの下面に当接してロッドガイドを上昇させる突出部が設けられていることを特徴とする杭打機。
2. 前記固定ガイドに対する前記振止ベースの下降を規制するストッパを備えていることを特徴とする請求項１記載の杭打機。
3. リーダに沿って昇降可能に設けられた作業装置と、前記リーダの下端部に設けられた下部振止装置と、該下部振止装置にガイドされて前記作業装置により回転駆動されながら作業装置と共に昇降する作業ロッドとを備えた杭打機において、前記下部振止装置は、前記リーダの下端部に設けられた固定ガイドと、該固定ガイドにガイドされて上下方向にスライド可能に設けられたスライドガイドと、該スライドガイドにガイドされて上下方向にスライド可能に設けられた振止ベースと、該振止ベースの前面に設けられたロッドガイドとを備え、前記固定ガイドと前記スライドガイドとの間には固定ガイドに対するスライドガイドの上昇限及び下降限を規制するスライドガイド上限ストッパ及びスライドガイド下限ストッパが設けられ、前記スライドガイドと前記振止ベースとの間にはスライドガイドに対する振止ベースの上昇限及び下降限を規制する振止ベース上限ストッパ及び振止ベース下限ストッパが設けられるとともに、前記作業ロッドの下部外周面には、該作業ロッドの上昇時に前記ロッドガイドの下面に当接してロッドガイドを上昇させる突出部が設けられていることを特徴とする杭打機。
4. 前記固定ガイドに対する前記スライドガイドの下降を規制するスライドガイドストッパと、前記スライドガイドに対する前記振止ベースの下降を規制する振止ベースストッパとを備えていることを特徴とする請求項３記載の杭打機。
5. 前記振止ベースの上端に、前記スライドガイドの前面部分を転動するローラが設けられていることを特徴とする請求項３又は４記載の杭打機。

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