JP5159796B2

JP5159796B2 - 杭打機

Info

Publication number: JP5159796B2
Application number: JP2009548824A
Authority: JP
Inventors: 徳夫村手; 庸公冨田
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2008-01-07
Filing date: 2008-01-07
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2028-01-07
Also published as: CA2708328A1; CA2708328C; US20110100659A1; JPWO2009087754A1; WO2009087754A1

Description

本発明は、杭打機に関し、詳しくは、ベースマシンの前部に立設したリーダの上部を起伏シリンダで後方から支持するとともに、リーダの下部を前後調整手段にて前後調整可能に支持した杭打機に関する。

杭打機として、走行部を備えたベースマシンの前部に立設したリーダの上部を起伏シリンダで後方から支持するとともに、リーダの下部を前後調整手段にて支持した杭打機が知られている。このような杭打機では、前後調整手段で杭芯調整を行い、起伏シリンダで角度調整を行うようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平９−１００５３４号公報

しかし、従来の杭打機では、角度調整後に杭芯調整を行うと、リーダの下部が前後に移動してリーダの角度が狂うことから、リーダの角度調整を再び行う必要があった。すなわち、リーダの角度及び杭芯を調整するためには、前後調整手段による杭芯調整と起伏シリンダによる角度調整とを複数回繰り返す必要があった。

そこで本発明は、杭芯調整を行ったときのリーダの角度変化を最小限に抑えることにより、リーダの角度調整及び杭芯調整を容易に行うことができる杭打機を提供することを目的としている。

本発明の杭打機は、ベースマシンの前部に立設したリーダの上部を起伏シリンダで後方から支持するとともに、リーダの下部を前後調整手段にて支持した杭打機であって、前記前後調整手段は、回動基部がベースマシンに回動可能に取り付けられ、回動端が前記リーダの下部に回動可能に取り付けられたリーダアームと、このリーダアームを前記回動基部を中心にして回動させるアーム駆動手段とを備え、前記リーダアームを回動させてリーダの下部を前後に調整したときに前記回動端が描く第１円弧と、この第１円弧を描いてリーダの下部が前後に移動するのに伴って移動する起伏シリンダ先端とリーダとの連結部が描く第２円弧とは、両円弧とも上方に向かって凸形状で、第２円弧の半径に比べて第１円弧の半径が小さく、リーダの下部を最も後方に調整したときの第１円弧の端部及び第２円弧の端部がそれぞれ最高位置になり、かつ、第２円弧の両端点を通る直線と前記第１円弧の中央部における一つの接線とが平行になるように設定されている。

また、前記リーダの下部を最も前方に調整した前端位置と、前記リーダの下部を最も後方に調整した後端位置とで前記リーダがそれぞれ鉛直状態になることが好ましい。

本発明の杭打機によれば、リーダの下部を前後に移動させて杭芯調整を行うときのリーダの角度変化を最小限に抑えることができる。したがって、杭芯を調整するための前後調整を行っても、リーダの角度調整を再び行う必要がない。

本発明の杭打機の一形態例を示す側面図である。リーダの下部を最も前方に移動させてリーダの角度を鉛直とした状態を示す要部側面図である。図２の状態からリーダの下部を中間位置に調整した状態を示す要部側面図である。図３の状態からリーダの下部を最も後方に調整した状態を示す要部側面図である。図２の状態から図４の状態に至る間の第１円弧と第２円弧との関係を示す説明図である。リーダの下部を最も前方に移動させてリーダを３度前傾させた状態を示す要部側面図である。図６の状態からリーダの下部を中間位置に調整した状態を示す要部側面図である。図７の状態からリーダの下部を最も後方に調整した状態を示す要部側面図である。

杭打機１１は、クローラを備えた走行部１２と、該走行部１２上に旋回可能に設けられたベースマシン１３と、該ベースマシン１３の前部に起伏可能に設けられたサブリーダ１４と、該サブリーダ１４を介して設けられたリーダ１５と、前記サブリーダ１４を後方から支持する左右一対の起伏シリンダ１６と、サブリーダ１４の下部を支持するリーダ支持リンク１７とを備えている。前記ベースマシン１３の後部にはリーダ１５に装着されたオーガなどの作業装置１８を駆動したり、油圧モータや油圧シリンダを駆動するための油圧ユニットが設けられている。

リーダ支持リンク１７は、サブリーダ１４を介してリーダ１５の下部位置を前後に調整するための前後調整手段を構成する。該前後調整手段は、回動基部１９がベースマシン１３の前部に回動可能に取り付けられ、回動端２０が前記サブリーダ１４の下部に回動可能に取り付けられたリーダアーム２１と、このリーダアーム２１を前記回動基部１９を中心にして回動させるアーム駆動手段である油圧シリンダ２２とで形成されている。

リーダ１５の前後方向の位置調整、即ち杭芯調整は、前記油圧シリンダ２２を伸縮させてリーダアーム２１を回動基部１９を中心にして回動させることにより行われる。油圧シリンダ２２を延ばせばリーダアーム２１の回動端２０が前方に向かって回動することによってリーダ１５の下部が前方に移動し、油圧シリンダ２２を縮めればリーダ１５の下部はベースマシン１３に向かって後方に移動する。リーダ１５の下部の前後調整幅は、通常、最大５００ｍｍ程度である。

このときのリーダアーム２１の回動端２０におけるサブリーダ１４との軸着点Ｐ１の動きは、リーダアーム２１の回動基部１９におけるベースマシン１３との軸着点Ｐ２を中心にした円弧（第１円弧Ａ１）を描く。この第１円弧Ａ１は、リーダアーム２１とサブリーダ１４との軸着点Ｐ１に対して、第１円弧Ａ１の中心となるリーダアーム２１とベースマシン１３との軸着点Ｐ２が下方に位置することから、上方に凸となった円弧となる。

また、サブリーダ１４の下部が前記第１円弧Ａ１を描いて前後に移動するのに伴い、サブリーダ１４と起伏シリンダ１６との軸着点Ｐ３も、起伏シリンダ１６とベースマシン１３との軸着点Ｐ４を中心とした円弧（第２円弧Ａ２）を描いて前後方向に移動する。この第２円弧Ａ２も、サブリーダ１４と起伏シリンダ１６との軸着点Ｐ３に対して第２円弧Ａ２の中心となる起伏シリンダ１６とベースマシン１３との軸着点Ｐ４が下方に位置することから、上方に凸となった円弧となる。

さらに、図２に示すように、リーダ１５の下部を最も前方に調整したときにリーダアーム２１の前記軸着点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線が鉛直線に対して前方に約４５度傾斜した状態になり、図４に示すように、リーダ１５の下部を最も後方に調整したときにリーダアーム２１の前記軸着点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線が鉛直方向から僅かに前方に傾斜した起立状態になるように設定している。この起立状態でリーダアーム２１とサブリーダ１４との軸着点Ｐ１をリーダアーム２１とベースマシン１３との軸着点Ｐ２に対して前方に位置するように配置していることから、第１円弧Ａ１は、リーダ１５の下部を最も後方に調整したときが最高位置となる。同様に、起伏シリンダ１６においても、リーダ１５の下部が最も後方に移動したときに、サブリーダ１４と起伏シリンダ１６との軸着点Ｐ３に対して起伏シリンダ１６とベースマシン１３との軸着点Ｐ４が後方に位置していることから、第２円弧Ａ２もリーダ１５の下部を最も後方に調整したときが最高位置となる。

すなわち、各軸着点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の位置は、前記第１円弧Ａ１と前記第２円弧Ａ２との関係が図５に示す状態になるように設定されている。前記第１円弧Ａ１は、リーダ１５の下部を最も前方に調整したときの前端位置Ｍ１から、中間の位置Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を経てリーダ１５の下部を最も後方に調整したときの後端位置Ｍ５までの円弧で、前述のように、上方に向かって凸であり、かつ、後端位置Ｍ５が最高位置となっている。前記第２円弧Ａ２も、リーダ１５の下部を最も前方に調整したときの前端位置Ｎ１から、中間の位置Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４を経てリーダ１５の下部を最も後方に調整したときの後端位置Ｎ５までの円弧で、前述のように、上方に向かって凸であり、かつ、後端位置Ｎ５が最高位置となっている。また、前記第１円弧Ａ１の前端位置Ｍ１から後端位置Ｍ５までの角度範囲、即ちリーダアーム２１の回動角度は、鉛直線に対して前方に向かって４５度程度傾斜した状態から８５度程度の範囲であることが好ましく、リーダアーム２１を前方に向かって傾けすぎるとリーダアーム２１の回動角度に比べてリーダ１５の下部の移動量が小さくなる問題があり、鉛直に近くなるとリーダアーム２１を回動させても起伏シリンダ１６がほとんど回動しなくなって軸着点Ｐが第２円弧Ａ２上をほとんど移動しなくなるという問題がある。

さらに、前記第１円弧Ａ１と前記第２円弧Ａ２との関係は、第２円弧の半径に比べて第１円弧の半径が小さく、かつ、第２円弧Ａ２の両端点である前端位置Ｎ１と後端位置Ｎ５とを通る直線Ｓと、前記第１円弧Ａ１の中央部における一つの接線Ｔ（例えば位置Ｍ３における接線）とが平行になるように設定されている。このとき、両円弧Ａ１，Ａ２のいずれか一方の端部位置を同じ位置に重ねると、例えば両円弧Ａ１，Ａ２の前端位置Ｍ１，Ｎ１を重ねると、前端位置Ｍ１，Ｎ１から円弧の中間位置までの間は第１円弧Ａ１が第２円弧の上方に離れていく状態になり、その後、円弧の中間位置から後端位置Ｍ５，Ｎ５までの間は、第１円弧Ａ１が第２円弧に近付いていく第１の状態、円弧の中間位置で第１円弧Ａ１が第２円弧の上方に離れた後、第１円弧Ａ１が第２円弧に近付いて第２円弧の線上に達する第２の状態、円弧の中間位置前半で第１円弧Ａ１が第２円弧の上方に離れた後、円弧の中間位置後半で第１円弧Ａ１が第２円弧に近付いて第２円弧と交わり、さらに、第１円弧Ａ１が第２円弧の下方に離れていく第３の状態のいずれかとなる。

ここで、図５に示すように、第１円弧Ａ１と第２円弧Ａ２との関係を、第１円弧Ａ１の前端位置Ｍ１と第２円弧Ａ２の前端位置Ｎ１とを結ぶ長さＬの線分Ｖが鉛直になるとともに、同じ長さＬの線分Ｖが第１円弧Ａ１の後端位置Ｍ５と第２円弧Ａ２の前端位置Ｎ５とを鉛直に結ぶ状態になるように設定した場合、リーダ１５の下部を前後に調整するということは、線分Ｖの下端が第１円弧Ａ１に沿って進み、線分Ｖの上端が第２円弧Ａ２に沿って進むことになる。

線分Ｖの下端が前端位置Ｍ１から接線Ｔが直線Ｓと平行になる前記位置Ｍ３より前方にある位置Ｍ２に進むと、線分Ｖの下端が後方かつ上方に向かって斜めに移動し、線分Ｖは、斜め後方に押し上げられる状態となる。このとき、線分Ｖの上端は、半径が大きな第２円弧Ａ２に沿って移動するので、半径が小さな第１円弧Ａ１に沿って移動する線分Ｖの下端の上昇量に比べ、線分Ｖの上端の上昇量が小さく、両者の上昇量の差に応じて後方への移動量が大きくなる。したがって、線分Ｖの上端は、前記位置Ｍ２より後方にある位置Ｎ２に進むことになり、線分Ｖは上部が後方に傾斜した状態となる。

このように、線分Ｖの下端が前端位置Ｍ１から後端位置Ｍ５に向かって移動する際に、第１円弧Ａ１における接線Ｔが前記直線Ｓと平行になる前記位置Ｍ３に線分Ｖの下端が達するまでは、第１円弧Ａ１に沿って移動する線分Ｖの下端の上昇量に比べて、第２円弧Ａ２に沿って移動する線分Ｖの上端の上昇量が小さいことから、線分Ｖの後方への傾斜角度は次第に増加する。そして、線分Ｖの下端が前記位置Ｍ３になったときに線分Ｖの上端が位置Ｎ３に移動し、このときの線分Ｖの傾斜角度が最大となる。

線分Ｖの下端が前記位置Ｍ３を通過した後は、半径が小さな第１円弧Ａ１の線が水平方向に近くなり、半径が大きな第２円弧Ａ２の線は、位置Ｍ１〜Ｍ３と同じように上昇を続けているので、線分Ｖの下端が位置Ｍ３から位置Ｍ４に移動する際の上昇量に比べ、第２円弧Ａ２に沿って位置Ｎ３から位置Ｎ４に移動する線分Ｖの上端の上昇量が大きくなり、線分Ｖの後方への傾斜角度は次第に小さくなる。最後に線分Ｖの下端が後端位置Ｍ５に移動すると、線分Ｖの上端は後端位置Ｎ５に移動し、線分Ｖは再び鉛直状態となる。

したがって、各軸着点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の位置を、第１円弧Ａ１と第２円弧Ａ２との関係が前述の条件を満たすように設定することにより、リーダ１５の下部を前端位置から後端位置に移動させたときに、移動途中のリーダ１５は、前端位置での鉛直状態から上部が僅かに後方に傾斜した状態を経て、リーダ１５の下部が後端位置に到達したときにリーダ１５は再び鉛直状態に戻ることになる。特に、前記直線Ｓと平行になる接線Ｔの第１円弧Ａ１における接点が、リーダ１５を鉛直状態にしたときに、その前後調整範囲の中央乃至その前後に位置するように設定することにより、第１円弧Ａ１と第２円弧Ａ２との形状を実質的に同一となるように近付けることができ、線分Ｖの移動途中の角度変化をより小さくすることができる。

これにより、ベースマシン１３における起伏シリンダ１６及びリーダアーム２１の各軸着点Ｐ２，Ｐ４の位置、リーダアーム２１における両軸着点Ｐ１，Ｐ２間の距離（第１円弧Ａ１の半径）、リーダアーム２１の回動角度（リーダ１５の前後調整範囲）、起伏シリンダ１６の長さ（第２円弧Ａ２の半径）、サブリーダ１４における起伏シリンダ１６及びリーダアーム２１の各軸着点Ｐ１，Ｐ３の位置を、前記第１円弧Ａ１と前記第２円弧Ａ２との関係が前記条件を満たす範囲で適切に設定することにより、前端位置でリーダ１５を鉛直とした図２に示す状態と、この状態からリーダ１５の下部を後方に移動させて前後調整範囲の中間位置とした図３に示す状態と、リーダ１５の下部を後端位置に調整した状態とにおけるリーダ１５の傾斜角度の変化を小さくでき、例えば１度以下に小さくすることができる。すなわち、リーダ支持リンク１７を作動させて杭芯調整を行ったときのリーダ１５の角度変化を最小限に抑えることができ、前後調整手段であるリーダ支持リンク１７で杭芯調整を行っても起伏シリンダ１６による角度調整を再び行う必要がなくなるので、リーダ１５の角度調整及び杭芯調整を容易に行うことができる。

また、前述のように設定することにより、図６に示すように、リーダ１５の下部を最も前方に移動させてリーダ１５を所定角度前傾させた状態、例えば３度前傾させた状態に設定した後、杭芯調整を行うため、図７に示すようにリーダ１５の下部を前後調整範囲の中間に調整した状態でも、さらに、図８に示すようにリーダ１５の下部を最も後方に調整した状態でも、リーダ１５の角度変化が小さいので、３度前傾させた状態に角度調整した後に杭芯調整を行っても起伏シリンダ１６による角度調整を再び行う必要はほとんどない。

なお、本形態例では、サブリーダを介してリーダを設けた杭打機を例示したが、起伏シリンダをリーダの上部に直接取り付けたり、リーダアームをリーダの下部に直接取り付けたりした杭打機にも適用できる。

Claims

ベースマシンの前部に立設したリーダの上部を起伏シリンダで後方から支持するとともに、リーダの下部を前後調整手段にて支持した杭打機であって、前記前後調整手段は、回動基部がベースマシンに回動可能に取り付けられ、回動端が前記リーダの下部に回動可能に取り付けられたリーダアームと、このリーダアームを前記回動基部を中心にして回動させるアーム駆動手段とを備え、前記リーダアームを回動させてリーダの下部を前後に調整したときに前記回動端が描く第１円弧と、この第１円弧を描いてリーダの下部が前後に移動するのに伴って移動する起伏シリンダ先端とリーダとの連結部が描く第２円弧とは、両円弧とも上方に向かって凸形状で、第２円弧の半径に比べて第１円弧の半径が小さく、リーダの下部を最も後方に調整したときの第１円弧の端部及び第２円弧の端部がそれぞれ最高位置になり、かつ、第２円弧の両端点を通る直線と前記第１円弧の中央部における一つの接線とが平行になる杭打機。
前記リーダの下部を最も前方に調整した前端位置と、前記リーダの下部を最も後方に調整した後端位置とで前記リーダがそれぞれ鉛直状態になる請求項１記載の杭打機。