JP6067287B2

JP6067287B2 - 杭打機

Info

Publication number: JP6067287B2
Application number: JP2012193011A
Authority: JP
Inventors: 上野　洋路; 洋路上野
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2032-09-03
Also published as: JP2014047576A

Description

本発明は、杭打機に関し、詳しくは、リーダに沿って昇降可能に設けた作業装置を、ベースマシンに設置したウインチからのワイヤーロープで吊持した杭打機に関する。

大型の杭打機では、一般的に、ベースマシンの前部に立設したリーダに各種作業装置をリーダに沿って昇降可能に設けるとともに、ベースマシンに設置されている複数のウインチの中の昇降用のウインチから繰り出したワイヤーロープで前記作業装置を吊持し、前記ウインチを操作することによって作業装置を昇降させるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。このような杭打機では、作業効率を高めるために定格リーダより長い長尺リーダが要求されることがあり、さらに、作業内容によって作業装置の昇降速度を低速から高速まで幅広く設定できることが要求されている。

特開２０１０−１３８１４号公報

しかし、ベースマシンに設置するウインチは、定格リーダの長さに対応したドラム容量を有するものが選択されているため、定格リーダより長い長尺リーダを使用するとワイヤーロープの長さが不足することになる。また、ウインチを駆動する油圧モータは、一般的に低速での制御性に難点があり、高速側は、該油圧モータの仕様やベースマシンに搭載されている油圧ユニットの仕様によって制限される。

そこで本発明は、定格リーダより長い長尺リーダにも対応できるとともに、作業装置の昇降速度を幅広く設定することが可能な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、本発明の杭打機は、ベースマシンに立設したリーダに沿って昇降可能に設けた作業装置を、前記ベースマシンに設置したウインチからのワイヤーロープにて吊持し、前記ウインチを操作して前記作業装置を昇降させる杭打機において、前記作業装置を吊持して昇降させるワイヤーロープの一端が連結され、巻上方向及び巻下方向に駆動可能な第１ウインチと、該ワイヤーロープの他端が連結され、巻上方向及び巻下方向に駆動可能な第２ウインチと、前記第１ウインチと前記第２ウインチとを同一方向及び逆方向に回転させる制御装置と、を備えていることを特徴としている。

さらに、本発明の杭打機は、前記作業装置と前記第１ウインチとの間に、第１ウインチに連結したワイヤーロープの速度を検出する第１速度検出器が設けられるとともに、前記作業装置と前記第２ウインチとの間に、第２ウインチに連結したワイヤーロープの速度を検出する第２速度検出器が設けられていること、前記第１ウインチ及び前記第２ウインチは、ドラムのワイヤーロープ巻回量を検出する巻回量検出器がそれぞれ設けられていることを特徴としている。

また、前記第１ウインチ及び前記第２ウインチが同一仕様のウインチであること、あるいは、前記第１ウインチと前記第２ウインチとが異なる仕様のウインチであること、前記リーダが定格リーダより長い長尺リーダであることを特徴としている。

本発明の杭打機によれば、第１ウインチ及び第２ウインチを同方向に作動させることにより、各ウインチのドラム容量の合計長さのワイヤーロープで作業装置を吊持することができ、定格リーダより長い長尺リーダにも対応することが可能となる。さらに、第１ウインチ及び第２ウインチを同方向に作動させた場合は、作業装置を高速で昇降させることができ、第１ウインチ及び第２ウインチを逆方向かつ異なる速度で作動させた場合は、作業装置を低速で昇降させることができる。

また、第１速度検出器及び第２速度検出器を設けることにより、作業装置の昇降速度を確実に検出して速度制御を行うことができ、巻回量検出器をそれぞれ設けることにより、ドラムにおけるワイヤーロープの巻き過ぎや出し過ぎによるトラブルの発生を防止できる。さらに、両ウインチを同一仕様にすることによって操作性の向上を図ることができ、両ウインチを異なる仕様、例えば、高速仕様と低速仕様とを組み合わせることにより、作業内容に応じて使い分けることが可能となる。

本発明の杭打機におけるワイヤーロープ掛け回し状態の一形態例を示す説明図である。本発明の杭打機におけるウインチの油圧回路の一形態例を示す回路図である。長尺リーダを装着した杭打機の一例を示す側面図である。定格リーダを装着した杭打機の一例を示す側面図である。

図４は、定格仕様の杭打機を示すもので、この定格仕様の杭打機１１は、走行用クローラを備えた下部走行体１２と、該下部走行体１２の上部に旋回可能に設けられた上部旋回体１３とでベースマシン１４を形成し、上部旋回体１３の前部に定格長さのリーダ（定格リーダ）１５を立設するとともに、該定格リーダ１５をベースマシン１４の後部側からバックステー１６により支持している。定格リーダ１５の前面には、作業装置の一つであるオーガ１７が定格リーダ１５に沿って昇降可能に設けられており、オーガ１７は、上部旋回体１３に設けられた複数のウインチの一つから繰り出された昇降用ワイヤーロープ１８によって吊持されている。また、オーガ１７には、該オーガ１７の昇降範囲に対応した長さの地盤改良用ロッド１９が装着されており、定格リーダ１５の下部及び中間部には、地盤改良用ロッド１９をガイドするガイド部材２０，２１が定格リーダ１５に沿って昇降可能な状態でそれぞれ設けられている。

前記昇降用ワイヤーロープ１８は、上部旋回体１３に設置されている複数のウインチの中の昇降用ウインチのドラムから繰り出され、上部旋回体１３の前部に設けられた下部ガイドシーブ２２、バックステー１６の上端部に設けられたホルダガイドシーブ２３、リーダ１５の上端に設けられたトップシーブブロック２４の複数のシーブを経てオーガ１７に設けられた昇降シーブブロック２５の複数のシーブに掛け回されている。この昇降用ワイヤーロープ１８の先端は、トップシーブブロック２４に連結されており、トップシーブブロック２４と昇降シーブブロック２５とには、複数のシーブがそれぞれ設けられており、例えば、各６個ずつシーブを設けることにより、１２本掛けでオーガ１７を吊持するようにしている。

図３は、定格リーダに延長リーダ部材を挿入して長さを長くした長尺リーダを使用する際の本発明の杭打機の一形態例を示している。なお、以下の説明において、前記図４に示した定格状態の杭打機における構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して説明する。この杭打機１１ａは、長尺リーダ１５ａを使用したときの安定性を確保するための大型下部走行体１２ａと、該下部走行体１２ａの上部に旋回可能に設けられた上部旋回体１３と、上部旋回体１３の前部に立設した長尺リーダ１５ａと、該長尺リーダ１５ａをベースマシン１４の後部側から支持する長尺バックステー１６ａとを備えており、上部旋回体１４は、定格仕様と同じものが用いられている。

長尺リーダ１５ａの前面に昇降可能に設けられたオーガ１７には、長尺リーダ１５ａに対応した地盤改良用長尺ロッド１９ａが装着されており、長尺リーダ１５ａの下部及び中間部には、地盤改良用長尺ロッド１９ａをガイドするガイド部材２０，２１が長尺リーダ１５ａに沿って昇降可能な状態でそれぞれ前記同様に設けられている。

このオーガ１７は、図１に示すように、上部旋回体１３に設けられた複数のウインチの中の第１ウインチ３１と第２ウインチ３２とから繰り出された昇降用長尺ワイヤーロープ１８ａによって吊持されている。この昇降用長尺ワイヤーロープ１８ａは、一端が第１ウインチ３１のドラム３１ａに連結されており、第１ウインチ３１のドラム３１ａから下部第１ガイドシーブ２２ａ、第１ホルダガイドシーブ２３ａ、トップシーブブロック２４の上部第１ガイドシーブ２４ａ及び吊持用シーブブロック２４ｃを経てオーガ１７の昇降シーブブロック２５に掛け回され、さらに、昇降シーブブロック２５から吊持用シーブブロック２４ｃに戻って上部第２ガイドシーブ２４ｂ、第２ホルダガイドシーブ２３ｂ、下部第２ガイドシーブ２２ｂを経て他端が第２ウインチ３２のドラム３２ａに連結されている。

また、下部第１ガイドシーブ２２ａには、第１ウインチ３１のドラムに連結された一端側の昇降用長尺ワイヤーロープ１８ａの速度を検出する第１速度検出器Ｓ１が設けられ、下部第２ガイドシーブ２２ｂには、第２ウインチ３２に連結された他端側の昇降用長尺ワイヤーロープ１８ａの速度を検出する第２速度検出器Ｓ２が設けられている。さらに、第１ウインチ３１のドラム３１ａには、該ドラム３１ａにおける昇降用長尺ワイヤーロープ１８ａの巻回量を検出するための第１巻回量検出器Ｄ１が設けられるとともに、第２ウインチ３２のドラム３２ａには、該ドラム３２ａにおける昇降用長尺ワイヤーロープ１８ａの巻回量を検出するための第２巻回量検出器Ｄ２が設けられている。

なお、図３での図示は省略するが、図１に示すように、上部旋回体１３に設置されている複数のウインチの中の第３ウインチ３３のドラム３３ａからは、ガントリーシーブ３３ｂ、下部第３ガイドシーブ３３ｃ、トップシーブブロック２４に設けられた上部第３ガイドシーブ３３ｄを経てリーダ下部のガイド部材２０を昇降させるための下部ガイド部材昇降用ワイヤーロープ３３ｅが繰り出されており、第４ウインチ３４のドラム３４ａからは、ガントリーシーブ３４ｂ、下部第４ガイドシーブ３４ｃ、トップシーブブロック２４に設けられた上部第４ガイドシーブ３４ｄを経てリーダ中間部のガイド部材２１を昇降させるための中間部ガイド部材昇降用ワイヤーロープ３４ｅが繰り出されている。さらに、第５ウインチ３５のドラム３５ａからは、ガントリーシーブ３５ｂを経て起伏用シーブブロック３５ｃに掛け回されており、ペンダントロープ３５ｄを介してリーダ背面に連結されたリーダ起伏用ワイヤーロープ３５ｅが繰り出されている。

オーガ１７を昇降させる昇降用長尺ワイヤーロープ１８ａの一端を連結した第１ウインチ３１及び昇降用長尺ワイヤーロープ１８ａの他端を連結した第２ウインチ３２は、図２に示す油圧回路５１によって作動し、前記速度検出器Ｓ１，Ｓ２及び巻回量検出器Ｄ１，Ｄ２の各検出データを制御装置５２に取り込むことにより、高速昇降から超低速昇降までの幅広い速度範囲でオーガ１７を昇降させることができるように形成されている。

前記油圧回路５１は、第１ウインチ３１の油圧モータ３１ｂを作動させる第１ウインチ側油圧回路６１と、第２ウインチ３２の油圧モータ３２ｂを作動する第２ウインチ側油圧回路７１とを備えており、両ウインチ３１，３２が同一仕様のウインチの場合には、両油圧回路６１，７１も同一仕様で形成されている。第１ウインチ側油圧回路６１及び第２ウインチ側油圧回路７１は、両者ともに、エンジン５３によって駆動される可変容量ポンプ６２，７２と、ウインチ３１，３２の作動方向を切り替える方向切替弁６３，７３と、リリーフ弁６４，７４と、ロードホールディング弁６５，７５と、安全弁６６，７６とを備えている。

可変容量ポンプ６２，７２及び方向切替弁６３，７３は、操作員からの指令に基づいて、前記制御装置５２によって制御される。例えば、高速昇降を行う場合は、可変容量ポンプ６２，７２を同時に作動させるとともに、方向切替弁６３，７３を同一方向に切り替えることにより、所定圧力、所定流量の圧油が第１ウインチ３１の油圧モータ３１ｂ及び第２ウインチ３２の油圧モータ３２ｂに供給され、両油圧モータ３１ｂ，３２ｂにより各ドラム３１ａ，３２ａを同一方向、上昇なら巻上方向、下降なら巻下方向に回転させる。オーガ１７の昇降速度は、速度検出器Ｓ１，Ｓ２で検出した昇降用長尺ワイヤーロープ１８ａの速度の和から求めることができる。また、各ドラム３１ａ，３２ａにおける巻回量検出器Ｄ１，Ｄ２のいずれか一方が、あらかじめ設定された巻回量の上限又は下限を検出したときには、該一方のウインチを停止させて他方のウインチの回転数を２倍に上昇させることにより、オーガ１７の昇降を継続することができる。さらに、両ウインチ３１，３２を同時に同方向に回転させることにより、１台のウインチで昇降させたときに比べて２倍の速度でオーガ１７を昇降させることができる。

また、昇降用長尺ワイヤーロープ１８ａの両端を２台のウインチ３１，３２のドラム３１ａ，３２ａに巻回しているので、昇降用長尺ワイヤーロープ１８ａの長さをドラム３１ａ，３２ａの巻容量の和に相当する長さにすることができる。これにより、ウインチを巻き容量が大きな大型ウインチに交換することなく、定格状態で設置されているウインチで長尺リーダ１５ａに対応することが可能となる。

そして、オーガ１７を低速で昇降させる場合には、第１ウインチ３１と第２ウインチ３２とを逆方向に作動させる。すなわち、操作員から低速昇降の指令を受けた制御装置５２は、一方のウインチ、例えば、図１の矢印で示すように、第１ウインチ３１を巻下方向に作動させるとともに、他方の第２ウインチ３２を巻上方向に作動させる。このとき、第１ウインチ３１側の速度検出器Ｓ１で検出した昇降用長尺ワイヤーロープ１８ａの速度と、第２ウインチ３２側の速度検出器Ｓ２で検出した昇降用長尺ワイヤーロープ１８ａの速度との差からオーガ１７の昇降速度を求めることができ、速度検出器Ｓ１で検出した巻下速度が速度検出器Ｓ２で検出した巻上速度より高ければオーガ１７が下降していることになる。

例えば、速度検出器Ｓ１で検出した速度をＶ１（巻き上げ方向を正とする）、速度検出器Ｓ２で検出した速度をＶ２（巻き上げ方向を正とする）、昇降シーブブロック２５の掛け本数をｎとすると、オーガ１７の昇降速度は、（Ｖ１＋Ｖ２）／ｎで求めることができる。また、巻下方向の速度Ｖ１が巻上方向の速度Ｖ２より大きい場合は（Ｖ１＞Ｖ２）、求めた昇降速度がプラスの数値になって下降速度を表し、逆の場合は（Ｖ１＜Ｖ２）、求めた昇降速度がマイナスの数値になって上昇速度を表すことになる。両速度Ｖ１，Ｖ２は、各ウインチ３１，３２の使用の範囲で任意に設定することができるので、エンジン５３、可変容量ポンプ６２，７２及び油圧モータ３１ｂ，３２ａを効率のよい範囲で作動させることができ、制御性の向上などを図ることができる。

また、ウインチ３１，３２を逆方向に作動させているときに、いずれか一方の巻回量検出器Ｄ１，Ｄ２が巻回量の上限又は下限を検出したときには、巻上方向に作動していたウインチを巻下方向に、巻下方向に作動していたウインチを巻上方向に切り替えることにより、オーガ１７の低速昇降を継続することができる。

このように、オーガ昇降用ワイヤーロープを２台のウインチに連結し、２台のウインチの作動方向を同方向にしたり、逆方向にしたりすることにより、高速から低速までの幅広い範囲でオーガを昇降させることができる。また、オーガ昇降用ワイヤーロープを長くすることができるので、定格より長いリーダを使用することが可能となる。特に、地盤改良作業では、パイルの吊り込みが不要であるから、定格状態でパイルの吊り上げに使用しているウインチを第２ウインチとして有効に利用することができる。また、両ウインチのワイヤーロープの速度をそれぞれ検出して演算することにより、オーガの昇降速度を容易に求めることができる。さらに、各ウインチのドラムに巻回量検出器をそれぞれ設けておき、巻回量検出器の検出結果に応じてウインチの作動を停止させたり、作動方向を逆方向にしたりすることにより、ワイヤーロープの巻き過ぎや出し過ぎによるトラブルの発生を防止しながらオーガの昇降を継続することができる。

オーガ昇降用に使用する２台のウインチは、上部旋回体に設置されている複数のウインチの中から適当に選択することが可能であり、同一仕様のウインチを選択することによってウインチの操作性、制御性を向上させることができる。また、異なる仕様のウインチを組み合わせることにより、作業内容に応じていずれか一方を選択して使用することが可能となる。

なお、上記形態例では、定格リーダより長い長尺リーダを使用する例を挙げて説明したが、定格リーダを使用するときに２台のウインチをオーガ昇降用に用いてもよく、あらかじめ２台のウインチでオーガの昇降を行うように設計しておくこともできる。これにより、定格リーダを使用した場合でも超低速から高速までの幅広い速度範囲でオーガを昇降させることができる。

１１，１１ａ…杭打機、１２…下部走行体、１２ａ…大型下部走行体、１３…上部旋回体、１４…ベースマシン、１５…定格リーダ、１５ａ…長尺リーダ、１６…バックステー、１６ａ…長尺バックステー、１７…オーガ、１８…昇降用ワイヤーロープ、１８ａ…昇降用長尺ワイヤーロープ、１９…地盤改良用ロッド、１９ａ…地盤改良用長尺ロッド、２０，２１…ガイド部材、２２…下部ガイドシーブ、２２ａ…下部第１ガイドシーブ、２２ｂ…下部第２ガイドシーブ、２３…ホルダガイドシーブ、２３ａ…第１ホルダガイドシーブ、２３ｂ…第２ホルダガイドシーブ、２４…トップシーブブロック、２４ａ…上部第１ガイドシーブ、２４ｂ…上部第２ガイドシーブ、２４ｃ…吊持用シーブブロック、２５…昇降シーブブロック、３１…第１ウインチ、３１ａ…ドラム、３１ｂ…油圧モータ、３２…第２ウインチ、３２ａ…ドラム、３２ｂ…油圧モータ、３３…第３ウインチ、３３ａ…ドラム、３３ｂ…ガントリーシーブ、３３ｃ…下部第３ガイドシーブ、３３ｄ…上部第３ガイドシーブ、３３ｅ…下部ガイド部材昇降用ワイヤーロープ、３４…第４ウインチ、３４ａ…ドラム、３４ｂ…ガントリーシーブ、３４ｃ…下部第４ガイドシーブ、３４ｄ…上部第４ガイドシーブ、３４ｅ…中間部ガイド部材昇降用ワイヤーロープ、３５…第５ウインチ、３５ａ…ドラム、３５ｂ…ガントリーシーブ、３５ｃ…起伏用シーブブロック、３５ｄ…ペンダントロープ、３５ｅ…リーダ起伏用ワイヤーロープ、５１…油圧回路、５２…制御装置、５３…エンジン、６１…第１ウインチ側油圧回路、７１…第２ウインチ側油圧回路、６２，７２…可変容量ポンプ、６３，７３…方向切替弁、６４，７４…リリーフ弁、６５，７５…ロードホールディング弁、６６，７６…安全弁、Ｄ１…第１巻回量検出器、Ｄ２…第２巻回量検出器、Ｓ１…第１速度検出器、Ｓ２…第２速度検出器

Claims

ベースマシンに立設したリーダに沿って昇降可能に設けた作業装置を、前記ベースマシンに設置したウインチからのワイヤーロープにて吊持し、前記ウインチを操作して前記作業装置を昇降させる杭打機において、
前記作業装置を吊持して昇降させるワイヤーロープの一端が連結され、巻上方向及び巻下方向に駆動可能な第１ウインチと、
該ワイヤーロープの他端が連結され、巻上方向及び巻下方向に駆動可能な第２ウインチと、
前記第１ウインチと前記第２ウインチとを同一方向及び逆方向に回転させる制御装置と、
を備えていることを特徴とする杭打機。
前記作業装置と前記第１ウインチとの間に、第１ウインチに連結したワイヤーロープの速度を検出する第１速度検出器が設けられるとともに、前記作業装置と前記第２ウインチとの間に、第２ウインチに連結したワイヤーロープの速度を検出する第２速度検出器が設けられていることを特徴とする請求項１記載の杭打機。
前記第１ウインチ及び前記第２ウインチは、ドラムのワイヤーロープ巻回量を検出する巻回量検出器がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の杭打機。
前記第１ウインチ及び前記第２ウインチは、同一仕様のウインチであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の杭打機。
前記第１ウインチと前記第２ウインチとは、異なる仕様のウインチであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の杭打機。
前記リーダは、定格リーダより長い長尺リーダであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の杭打機。