JP6193012B2 - 杭打機 - Google Patents

Description

本発明は、作業機に立設されたリーダと、リーダに昇降可能に設けられ鋼管杭を回転駆動するオーガと、リーダを回動させるリーダ回動手段と、オーガが作業機の近くにあることを検知する検知スイッチと、検知スイッチがオーガを検知している時にのみリーダ回動手段の動作を許可する制御装置と、を有する杭打機に関するものである。

鋼管杭の継ぎ足しを行いながら、地盤改良作業を行う杭打ちについては、特許文献１−３に記載されている。
杭打機で作業している時には、リーダは垂直位置に保持されている。一方工事が終了して、杭打機をトレーラーに載せて輸送する時には、杭打機のリーダは、作業機後方に回動させ、水平に近い状態に保持されている。
工事が終了してリーダを垂直位置から水平に近い位置まで回動させるために、油圧シリンダ等のリーダ回動手段が設けられている。リーダには、昇降可能なオーガが取り付けられている。
オーガがリーダの上部に位置している状態で、リーダを作業機後方に垂直位置から水平位置に回動させた場合に、オーガの質量により、杭打機が後方へ転倒する恐れがある。それを回避するため、オーガが作業機の近くにあることを検知する検知スイッチを設け、検知スイッチがオーガを検知している場合にのみ、リーダを垂直位置から水平位置に回動させることを許可する制御装置を設けている。

特開2009-293319号公報 特開2000-008759号公報 特開平09-328750号公報

杭打機の作業工程においては、オーガが鋼管杭を回転させながら下降している時には、作業者がオーガに近寄ることを禁止している。
しかし、建設工事は、時期により集中することが多く、作業スピードを速めることを目的として、現在工事している鋼管杭の次の鋼管杭を準備するために、オーガが鋼管杭を回転させながら下降している時に、作業者がオーガに近寄ることがあった。作業者は十分な注意をしつつ作業するとは言え、万が一、オーガに挟まれた場合を考えると、怪我等をする恐れのある行為である。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、例え、オーガが鋼管杭を回転させながら下降している時に、作業者がオーガに近寄ることがあった場合でも、作業者がオーガに挟まれるのを防止するための安全機構を設けた杭打機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の杭打機は、次の構成を有する。
（１）作業機に立設されたリーダと、リーダに昇降可能に設けられた鋼管杭を回転駆動するオーガと、リーダを回動させるリーダ回動手段と、オーガが作業機の近くにあることを検知する検知スイッチと、検知スイッチがオーガを検知している時にのみリーダ回動手段の動作を許可する制御装置と、を有する杭打機において、制御装置が、オーガが鋼管杭を回転駆動しながら、下降している時に、検知スイッチがオーガを検知した場合に、オーガの下降を停止すること、を特徴とする。

（２）（１）に記載する杭打機において、前記制御装置は、前記オーガの昇降スピードを制御する電磁比例流量制御弁を有し、前記電磁比例流量制御弁の流量をゼロとすることにより、前記オーガの下降を停止すること、を特徴とする。
（３）（１）または（２）に記載する杭打機において、杭打機の運転者が安全確認をした後、解除スイッチを入れることにより、前記オーガが最下端位置まで下降すること、を特徴とする。

本発明の杭打機の作用及び効果を説明する。
（１）作業機に立設されたリーダと、リーダに昇降可能に設けられた鋼管杭を回転駆動するオーガと、リーダを回動させるリーダ回動手段と、オーガが作業機の近くにあることを検知する検知スイッチと、検知スイッチがオーガを検知している時にのみリーダ回動手段の動作を許可する制御装置と、を有する杭打機であって、制御装置が、オーガが鋼管杭を回転駆動しながら、下降している時に、検知スイッチがオーガを検知した場合に、オーガの下降を停止すること、を特徴とするので、オーガが作業機から２００〜３００ｍｍ離れた位置で、オーガが必ず停止する。そのため、杭打機の運転者は、例え、作業者が居たとしても、作業者がオーガに挟まれる恐れのないことを視認した後、解除スイッチを入れてオーガを再下降させれば、作業者がオーガと作業機との間に挟まれることがない。

（２）（１）に記載する杭打機において、前記制御装置は、前記オーガの昇降スピードを制御する電磁比例流量制御弁を有し、前記電磁比例流量制御弁の流量をゼロとすることにより、前記オーガの下降を停止すること、を特徴とするので、オーガの下降スピードをゼロとするため、迅速にオーガを停止させることができる。

（３）（１）または（２）に記載する杭打機において、杭打機の運転者が安全確認をした後、解除スイッチを入れることにより、前記オーガが最下端位置まで下降すること、を特徴とするので、杭打機の運転者は、例え、作業者が居たとしても、作業者がオーガに挟まれる恐れのないことを視認した後、解除スイッチを入れてオーガを再下降させれば、作業者がオーガに挟まれることがない。

杭打機の側面図である。 図１のA部の一部拡大図であり、オーガがリミットスイッチにより停止した状態を示す。 図１のA部の一部拡大図であり、オーガが最下端に位置する状態を示す。 制御回路図である。

本発明の杭打機１の一実施の形態について、図面を参照しながら、詳細に説明する。
図１に杭打機１の側面図を示す。また、図２、図３は図１のA部の一部を拡大した図であり、図２にオーガがリミットスイッチにより停止した状態を示し、図３にオーガが最下端に位置する状態を示す。図４に制御回路図を示す。
杭打機１の全体構造を説明する。図１に示すように、作業機本体１０の下部には、杭打機１が移動するためのクローラ１３が付設されている。作業機本体１０の上面には、作業者が運転するための運転台１１が付設され、運転台１１内には運転席１１１が取り付けられている。作業機本体１０の前端付近には、支持軸部１４により、リーダ２０が回転可能に保持されている。リーダ２０の角度を検出するためのリーダ起伏スイッチ４７（図４を参照）が支持軸部１４の近くに取り付けられている。リーダ起伏スイッチ４７は、リーダ２０が、所定角度以上（例えば、直立から１０度〜１５度以上伏せた状態）にある時にオフしており、所定角度未満の時にオンしている。

作業機本体１０には、油圧シリンダである起伏シリンダ１２のシリンダ部の一端が回転可能に取り付けられている。起伏シリンダ１２のロッド１２１の先端は、リーダ２０の側面に固定された支持軸部２４に、回転可能に連結されている。図１に示す起伏シリンダ１２は、ロッド１２１が伸びた状態を示している。
リーダ２０の側面には、上端から下端に至るまでレール２１が付設されている。また、レール２１に沿って一点鎖線で示す駆動チェーン２２が取り付けられている。リーダ２０には、レール２１に沿って移動可能に、オーガ３０が保持されている。オーガ３０は、駆動チェーン２２により移動される。図１に示すオーガ３０は、リーダ２０の下部に位置している状態である。オーガ３０の中心には、鋼管杭４０が回転可能に保持されている。オーガ３０に保持されている鋼管杭４０は、一部地中に埋まっており、溶接により所定深度まで繋がれる。鋼管杭４０を溶接することにより接合する作業は、作業者が行う。作業者は、溶接機具を準備してリーダ２０の傍に待機している。

図２に示すように、オーガ３０のリーダ２０側には、レールガイド部３１が取り付けられている。リーダ２０の下端付近には、レールガイド部３１を検出するための検知スイッチであるリミットスイッチ２３が取り付けられている。リミットスイッチ２３は、オーガ３０が作業機本体１０に当接する３００ｍｍ程度手前で、レールガイド部３１を検出する位置に取り付けられている。図３に示すように、オーガ３０の下端がリーダ２０の最下端に位置するとき、作業機本体１０と当接する。なお、図３では、オーガ３０がリミットスイッチ２３により停止した状態を二点鎖線のレールガイド部３１Ａで示し、オーガ３０が最下端に位置する状態をレールガイド部３１Ｂで示す。

次に、制御回路について説明する。
図４に示すように、電源５０は、リーダ起伏スイッチ４７の端子４７１、及びリミットスイッチ２３の端子２３１に接続している。一方のリーダ起伏スイッチ４７の端子４７２は、破線で示すリーダリレー４２のコイル４２１の端子４２８に接続している。コイル４２１の端子４２９は、アースに接続している。
他方のリミットスイッチ２３の端子２３２は、ダイオード５２を介してリーダ左右検出スイッチ４１の端子４１１に接続している。リーダ左右検出スイッチ４１は、リーダ２０が作業機本体１０の左右方向の中心付近にある時に、オンしている。リーダ左右検出スイッチ４１の端子４１２は、コイル４２１の端子４２８に接続している。
さらに、リミットスイッチ２３の端子２３２は、破線で示す下降停止リレー４３のコイル４３１の端子４３４に接続している。コイル４３１の端子４３５は、アースに接続している。

また、電源５１は、リーダリレー４２の２つコモン端子４２２、４２３に接続している。一方のノーマルオープン端子４２６は、起伏シリンダ１２に油圧を供給するための油圧バルブのソレノイド４６の端子４６１に接続している。ソレノイド４６の端子４６２は、アースに接続している。ソレノイド４６に電流が流れている状態で、運転手がレバーを操作すると、起伏シリンダ１２に作動油が供給され、リーダ２０が起伏される。しかし、ソレノイド４６に電流が流れていない状態で、運転手がレバーを操作しても、起伏シリンダ１２に作動油が供給されることがなく、リーダ２０は停止したままである。
他方のノーマルクローズ端子４２５は、ブザー４８の端子４８１に接続している。ブザー４８の端子４８２はアースに接続している。

下降停止リレー４３のコモン端子４３２は、解除スイッチ４４のノーマルクローズ端子４４２に接続している。解除スイッチ４４のコモン端子４４１は、オーガ３０の上下動スピードをコントロールするための電磁比例流量制御弁４５のコイルの端子４５１に接続している。電磁比例流量制御弁４５のコイルの端子４５２は、下降停止リレー４３のノーマルクローズ端子４３３、及び解除スイッチ４４のノーマルオープン端子４４３に接続している。

次に、杭打機１のリーダ２０の起伏作用について説明する。
リーダ２０が直立した状態から、リーダ２０を伏せる場合について図４を用いて説明する。リーダ２０が直立しているので、リーダ起伏スイッチ４７は、オン状態にある。また、リーダ２０が左右方向でほぼ中心位置にあるとき、リーダ左右検出スイッチ４１は、オンしている。
このとき、リミットスイッチ２３がオンしていない状態、すなわち、オーガ３０が、リミットスイッチ２３の位置にない状態、かつリーダ２０が直立から所定角度以上伏せていない状態では、リーダ起伏スイッチ４７はオンしている。そのため、コイル４２１に電流が流れている。そして、コモン端子４２２がノーマルオープン端子４２６と接続しているため、ソレノイド４６に電流が流れており、運転者がレバーを操作すれば、リーダ２０は伏せる方向に回動する。

そして、リーダ２０が所定の角度以上伏せると、リーダ起伏スイッチ４７がオフする。そのため、オーガ３０の位置がリーダ２０の上部にあってリミットスイッチ２３をオンしていない時には、コイル４２１への電流が遮断され、コモン端子４２２はノーマルクローズ端子４２４と接続する。そのため、ソレノイド４６に電流が流れず、運転手がレバーを操作しても、リーダ２０がそれ以上伏せる方向に回動することはない。オーガ３０が上端付近にある時に、リーダ２０を回動させると、杭打機１が後方へ転倒する恐れがあり、それを回避するためである。また、所定角度以下では、オーガ３０が上部にあっても、リーダ２０の回動を許可するのは、所定角度以下ならば、杭打機１が後方へ転倒するだけのモーメントが発生することがないからである。また、作業上、オーガ３０がリーダ２０の上部にある時に、わずかな角度、リーダ２０を伏せる作業ができると工事の作業効率が高められるからである。なお、ソレノイド４６がオフしているときには、ブザー４８が鳴って作業者にその状況を知らせている。

次に、通常の杭打作業について図４を用いて説明する。
オーガ３０がリーダ２０の上部に位置しているとき、すなわち、リミットスイッチ２３がオフ状態にある時には、下降停止リレー４３のコイル４３１には、電流が流れておらず、コモン端子４３２は、ノーマルクローズ端子４３３に接続している。同時に、解除スイッチ４４のコモン端子４４１は、ノーマルクローズ端子４４２と接続している。これにより、電磁比例流量制御弁４５のコイルには、制御電流が流れており、その制御電流に対応して、オーガ３０を上下動させる油圧の流量が運転席１１１付近の操作レバーにより制御されている。
次に、オーガ３０が、作業を行いながら下降して、リミットスイッチ２３をオンすると、下降停止リレー４３のコイル４３１に電流が流れ、コモン端子４３２が、ノーマルクローズ端子４３３から離脱する。これにより、電磁比例流量制御弁４５に最大電流が流れなくなりオーガ３０を下降させていた油圧の流量がゼロとなるため、オーガ３０は下降を停止する。この停止位置は、オーガ３０が作業機本体１０から２００〜３００ｍｍ離れた位置である。したがって、作業者が、溶接準備を行うためにオーガ３０の近くにいたとしても、作業者がオーガ３０と作業機本体１０との間に挟まれる恐れはない。
杭打機１の運転台１１内の運転席１１１に着座している運転者からは、オーガ３０の停止した状態が良く視認できる状態にある。そこで、運転者は、オーガ３０の周辺で作業者が作業している場合には、その安全性を再度確認した後、解除スイッチ４４のスイッチを入れる。これにより、解除スイッチ４４のコモン端子４４１がノーマルオープン端子４４３と接続し、電磁比例流量制御弁４５に制御電流が流れ、オーガ３０のスピードがコントロールされるようになって、オーガ３０はさらに下降して停止する。

以上詳細に説明したように、
（１）作業機本体１０に立設されたリーダ２０と、リーダ２０に昇降可能に設けられた鋼管杭４０を回転駆動するオーガ３０と、リーダ２０を回動させる起伏シリンダ１２と、オーガ３０が作業機本体１０の近くにあることを検知するリミットスイッチ２３と、リミットスイッチ２３がオーガ３０を検知している時にのみ起伏シリンダ１２の動作を許可する制御装置（リミットスイッチ２３、リーダ左右検出スイッチ４１、リーダリレー４２、ソレノイド４６、及びリーダ起伏スイッチ４７）と、を有する杭打機１であって、制御装置（リミットスイッチ２３、下降停止リレー４３、解除スイッチ４４、及び電磁比例流量制御弁４５）が、オーガ３０が鋼管杭４０を回転駆動しながら、下降している時に、リミットスイッチ２３がオーガ３０を検知した場合に、オーガ３０の下降を停止すること、を特徴とするので、オーガ３０が作業機本体１０から２００〜３００ｍｍ離れた位置で、オーガ３０が必ず停止する。そのため、杭打機１の運転者は、例え、作業者が居たとしても、作業者がオーガ３０に挟まれる恐れのないことを視認した後、解除スイッチ４４を入れてオーガ３０を再下降させれば、作業者がオーガ３０と作業機本体１０の間に挟まれることがない。

（２）（１）に記載する杭打機１において、制御装置（リミットスイッチ２３、下降停止リレー４３、解除スイッチ４４、及び電磁比例流量制御弁４５）は、前記オーガ３０の昇降スピードを制御する電磁比例流量制御弁４５を有し、電磁比例流量制御弁４５の流量をゼロとすることにより、オーガ３０の下降を停止すること、を特徴とするので、オーガ３０の下降スピードをゼロとするため、迅速にオーガ３０を停止させることができる。

（３）（１）または（２）に記載する杭打機１において、杭打機１の運転者が安全確認をした後、解除スイッチ４４を入れることにより、オーガ３０が最下端位置まで下降すること、を特徴とするので、杭打機１の運転者は、例え、作業者が居たとしても、作業者がオーガ３０に挟まれる恐れのないことを視認した後、解除スイッチ４４を入れてオーガ３０を再下降させれば、作業者がオーガ３０に挟まれることがない。

以上本発明の具体的な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
例えば、リミットスイッチ２３の他にもう一つスイッチを設けてもよい。

１ 杭打機
１０ 作業機本体
１２ 起伏シリンダ
２０ リーダ
２３ リミットスイッチ
３０ オーガ
２３ リミットスイッチ
４０ 鋼管杭
４１ リーダ左右検出スイッチ
４２ リーダリレー
４３ 下降停止リレー
４４ 解除スイッチ
４５ 電磁比例流量制御弁
４６ ソレノイド
４７ リーダ起伏スイッチ

Claims (2)

1. 作業機に立設されたリーダと、前記リーダに昇降可能に設けられた鋼管杭を回転駆動するオーガと、該オーガの昇降を油圧で行う起伏シリンダと、該起伏シリンダに油圧を供給する為の油圧バルブのソレノイドと、該ソレノイドを操作する操作レバーと、前記オーガの昇降スピードを制御する電磁比例流量制御弁と、前記リーダを回動させるリーダ回動手段と、前記オーガが前記作業機の近くにあることを検知する検知スイッチと、前記検知スイッチが前記オーガを検知している時にのみ前記リーダ回動手段の動作を許可する制御装置と、を有する杭打機において、
   前記制御装置が、前記オーガが前記鋼管杭を回転駆動しながら、下降している時に、前記検知スイッチが前記オーガを検知した場合に、
   前記制御装置は、前記電磁比例流量制御弁の流量をゼロとすることにより、前記オーガの下降を停止すること、
   を特徴とする杭打機。
2. 作業機に立設されたリーダと、前記リーダに昇降可能に設けられた鋼管杭を回転駆動するオーガと、前記リーダを回動させるリーダ回動手段と、前記オーガが前記作業機の近くにあることを検知する検知スイッチと、前記検知スイッチが前記オーガを検知している時にのみ前記リーダ回動手段の動作を許可する制御装置と、
   を有する杭打機において、
   前記制御装置が、前記オーガが前記鋼管杭を回転駆動しながら、降下している時に、前記検知スイッチが前記オーガを検知した場合に、前記オーガの降下を停止し、
   杭打機の運転者が安全確認をした後、解除スイッチを入れることにより、前記オーガが最下端位置まで下降すること、
   を特徴とする杭打機。

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