JP6348014B2 - 掘削機 - Google Patents
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Description
地盤が固くてさらに、大きな圧入力を必要とする場合には、特許文献2に記載の杭打機のように、リーダに設けられたラックと、オーガに設けられたピニオンにより杭に対して圧入力を付加している。
また、リーダの全長にラックを配置するため、リーダの重量が増加し、重心位置が高くなるため、杭打機の安定性の点で不利となる問題があった。
また、オーガにピニオン駆動用の油圧モータを配置する必要があり、そのための油圧配管を長く伸ばして保持する必要があり、油圧配管の保護等に余分の設備を必要とする問題があった。
これにより、ラックを使用することなく、杭打ち作業を行うことができるため、製作コストの低減等が実現できる。
また、2つのウインチで、一方が巻き取りを行い、他方が繰り出しを行うのであるが、圧入作業中に岩盤に突き当たると急に下降スピードが変化する場合がある。そのような場合に、他方のウインチを追従して制御することは、困難であった。また、そのような制御を行おうとすると、コストアップとなる問題があった。
(1)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オーガを、前記リーダに設置したウインチからのワイヤーロープで吊り下げ、前記ウインチを駆動して前記オーガを昇降させる掘削機において、前記オーガを上昇させるための上昇用ワイヤーロープの一端が、前記ウインチのドラムの一端に固定されていること、前記オーガを下降させるための下降用ワイヤーロープの一端が、前記ウインチのドラムの他端に固定されていること、前記下降用ワイヤーロープが、前記リーダの外側に懸架されていること、を特徴とする。
(3)(1)または(2)に記載する掘削機において、前記リーダの断面外形が円形状であること、前記ウインチのドラムから出た前記下降用ワイヤーロープが懸架される第1ガイドシーブと第2ガイドシーブを有すること、前記第1ガイドシーブと前記第2ガイドシーブとの間に懸架された前記下降用ワイヤーロープが、前記リーダの接線近傍を通過すること、を特徴とする。
(5)(1)乃至(4)に記載する掘削機のいずれか1つにおいて、前記下降用ワイヤーロープの他端は、前記リーダに固定されていること、前記下降用ワイヤーロープは、前記オーガに設けられた一対の動滑車に懸架されていること、前記一対の動滑車は、前記オーガの軸線に対して線対称の位置に配置されていること、を特徴とする。
(1)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オーガを、前記リーダに設置したウインチからのワイヤで吊り下げ、前記ウインチを駆動して前記オーガを昇降させる掘削機において、前記オーガを上昇させるための上昇用ワイヤの一端が、前記ウインチのドラムの一端に固定されていること、前記オーガを下降させるための下降用ワイヤの一端が、前記ウインチのドラムの他端に固定されていること、前記下降用ワイヤが、前記リーダの外側に懸架されていること、を特徴とするので、オーガの下降・圧入と上昇を1つのウインチで行うことができるため、設置スペースを小さくできると共に、コストダウンを実現することができる。
また、下降用ワイヤーロープが、リーダの外側に懸架されているので、ガイドシーブの外径を大きくすることができるため、ワイヤーロープの直径に対するガイドシーブの外径を適正な比率とすることができる。
ベースマシン3が、移動手段であるクローラ2の上に回転可能に載置されている。ベースマシン3には、リーダ4が立設されている。リーダ4は、バックステー7により支えられている。本実施例のリーダ4は、長さが36mの長尺タイプである。
リーダ4には、昇降可能に昇降フレーム8が設けられている。昇降フレーム8には、オーガ5が固設されている。リーダ4の最下端部に、昇降ドラム11が回転可能に保持されている。昇降ドラム11は、後述する油圧モータ51により正逆転方向に切り換えて回転駆動される。昇降ドラム11と油圧モータ51により昇降ウインチが構成されている。
昇降ドラム11の軸方向の一端部に昇降フレーム8を介してオーガ5を吊り下げるための上昇用ワイヤーロープ30の一端が固定されている。昇降ドラム11の軸方向の他端部には、昇降フレーム8を介してオーガ5を下降させるための下降用ワイヤーロープ20の一端が固定されている。
昇降ドラム11から外に出た上昇用ワイヤーロープ30は、中間ガイドシーブ31に懸架され、第1トップシーブ32、第2トップシーブ33を介して、昇降フレーム8に設けられた動滑車34に懸架されている。動滑車34を出た上昇用ワイヤーロープ30は、第3トップシーブ35、第4トップシーブ36を介して、油圧シリンダであり、シリンダ本体がリーダ4に固設されているテンションシリンダ37のロッドの先端に固定されている。
ここで、上昇用ワイヤーロープと下降用ワイヤーロープは、直径30mmである。
また、ペンダントロープ49、50の一端が、リーダ4の連結部4a、4bに連結されている。起伏ワイヤーロープ48は、複数のミドルシーブ48a、48cとガントリシーブ48b、48dの間で複数回卷回され、ガイドシーブ47を介して、起伏ドラム46に卷回されている。
昇降ドラム11は、リーダ4から張り出されたブラケット4gに、回転可能に保持され、中心軸が油圧モータ51の駆動軸と連結されている。
図4において、下降用ワイヤーロープ20の一端は、昇降ドラム11の左側のフランジ11cに形成された開口から外に出され、締結ブラケット11bと左側のフランジ11cとで挟持され固定されている。同様に、上昇用ワイヤーロープ30の一端は、昇降ドラム11の右側のフランジ11dに形成された開口から外に出され、締結ブラケット11aと右側のフランジ11dとで挟持され固定されている。
すなわち、オーガ5が下降するときには、昇降ドラム11から、上昇用ワイヤーロープが外へ繰り出される位置30aと、下降用ワイヤーロープ20が巻き取られる位置20aが、らせん状の溝の同じ位置の溝で180度異なる箇所となっている。
図4に示すように、昇降ドラム11の配置されているリーダ4の外周には、第2ガイドシーブ22が回転可能に保持されている。
図7に示すように、昇降フレーム8のフレーム本体53には、2つのガイドブラケット54が固設されている。図8に示すように、フレーム本体53には、一対の半円状のガイド受け55、56が、開口部を対向させて、固設されている。ガイド受け55、56には、リーダ4に沿って固設された一対のガイドパイプ4c、4dが係合されている。このガイドパイプ4c、4dに係合するガイド受け55、56にガイドされることより、昇降フレーム8は、リーダ4に沿って直線的に移動可能である。
図7に示すように、フレーム本体53には、上昇用ワイヤーロープ30が懸架される動滑車34が回転可能に保持されている。また、下降用ワイヤーロープ20が懸架される一対の動滑車23、24が回転可能に保持されている。一対の動滑車は、オーガ5の軸線に対して線対称の位置に配置されている。ここで、フレーム本体53の動滑車34の中心を通る中心線は、オーガ5の軸線と、一致している。
フレーム本体13には、第1トップシーブ32と第2トップシーブ33が、同じ一対のブラケットの間に、回転可能に挟持され保持されている。また、第3トップシーブ35と第4トップシーブ36が、同じ一対のブラケットの間に、回転可能に挟持され保持されている。また、第5トップシーブ44と第6トップシーブ45が、同じ一対のブラケットの間に、回転可能に挟持され保持されている。
テンションシリンダ37のストロークは、1500mmである。上昇用ワイヤーロープ30を交換するときには、テンションシリンダ37を伸ばした状態で、ロッド37aを1500mm出した状態で、ロッド37aの先端に上昇用ワイヤーロープの一端を連結する。そして、テンションシリンダ37を縮めて、上昇用ワイヤーロープ30に所定のテンションが掛かるようにしている。また、通常の掘削機の使用時には、常に上昇用ワイヤーロープ30に所定のテンションが掛かるようにしている。
図3及び図11に示すように、上昇用ワイヤーロープ30を外側に押し出して、昇降ドラム11に巻き付けられる巻き付け角を確保するための中間ガイドシーブ31が、リーダ4に固設されたブラケット55に回転可能に保持されている。また、下降用ワイヤーロープ20の方向を転換するための第1ガイドシーブ21が、ブラケット55に回転可能に保持されている。
図11には、第2ガイドシーブ22の位置を点線で示している。第1ガイドシーブ21を出た下降用ワイヤーロープ20は、リーダ4の外径が円形状であるため、リーダ4の近傍を通過することができる。一点鎖線4mで示すように、リーダ4が四角柱の場合と比較して、リーダ4の近傍を通過することができ、第1ガイドシーブ21をリーダ4の近くに配置できるのである。そして、第1ガイドシーブ21をリーダ4の近くに配置することにより、下降用ワイヤーロープ20が、第1ガイドシーブ21を介してリーダ4に与える回転モーメントを低減することができる。
図1に示すように、オーガ5にスクリュロッド6を装着した状態で、オーガ5を駆動して、スクリュロッド6に回転力を付与する。同時に、油圧モータ51(図1中図示しない)を駆動して、昇降ドラム11が下降用ワイヤーロープ20を巻き取る方向に回転力を付与する。
すなわち、図4、図6に示すように、同じ溝の180度異なった位置から、下降用ワイヤーロープ20と上昇用ワイヤーロープ30が昇降ドラム11から離脱して外へ出ている。ここで、昇降ドラム11が、下降用ワイヤーロープ20を巻き取る方向に回転すると、同時に、上昇用ワイヤーロープ30が昇降ドラム11から巻き出される。同じ溝の180度異なった位置から出た下降用ワイヤーロープ20と上昇用ワイヤーロープ30とが同時に、巻き取りと巻出しが行われるため、基本的動作では、両ワイヤーロープ20、30が弛むことはない。
スクリュロッド6には、下降する力と回転力が同時に付与されるため、スクリュロッド6は、地中に進入する。オーガ5が地表に近づくと、オーガ5の回転、及び昇降ドラム11が停止される。
これらの作業を繰り返すことにより、所定長さのスクリュロッド6が打ち込まれると、昇降ドラム11を回転させて、上昇用ワイヤーロープ30を巻き上げて図2の状態まで、オーガ5を上昇させる。これにより、スクリュロッド6全体を地上まで引き出すことができる。
また、下降用ワイヤーロープ20が、リーダ4の外側に懸架されているので、第1ガイドシーブ21の外径を大きくすることができるため、ワイヤーロープの直径に対するガイドシーブの外径を適正な比率とすることができる。
また、常に、昇降ドラム11の全ての溝にワイヤーロープ20、30が装着された状態となるため、ワイヤーロープ20、30を巻き取るときに、ワイヤーロープ20、30が別の溝に装着される恐れがなく、昇降ドラム11による巻き取り動作を安定して行うことができる。
例えば、本実施の形態では、全長36mのリーダ4について説明したが、他の長さのリーダ4を用いても同様である。その場合には、上昇用ワイヤーロープ30、下降用ワイヤーロープ20も交換する。
4 リーダ
5 オーガ
6 スクリュロッド
8 昇降フレーム
11 昇降ドラム
20 下降用ワイヤーロープ
21 第1ガイドシーブ
22 第2ガイドシーブ
23、24 動滑車
30 上昇用ワイヤーロープ
34 動滑車
37 テンションシリンダ
51 油圧モータ
Claims (4)
- 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オーガを、前記リーダに設置したウインチからのワイヤーロープで吊り下げ、前記ウインチを駆動して前記オーガを昇降させる掘削機において、
前記オーガを上昇させるための上昇用ワイヤーロープの一端が、前記ウインチのドラムの一端に固定されていること、
前記オーガを下降させるための下降用ワイヤーロープの一端が、前記ウインチのドラムの他端に固定されていること、
前記下降用ワイヤーロープが、前記リーダの外側に懸架されていること、
前記リーダの断面外形が円形状であること、
前記ウインチのドラムから出た前記下降用ワイヤーロープが懸架される第1ガイドシーブと第2ガイドシーブを有すること、
前記第1ガイドシーブと前記第2ガイドシーブとの間に懸架された前記下降用ワイヤーロープが、前記リーダの接線近傍を通過すること、
前記第2ガイドシーブは、周方向の全周にわたりガイド溝が形成され、
前記第2ガイドシーブの中心軸を通る面の前記リーダの断面視において、前記ガイド溝の一方が、前記リーダ外周円近傍に配置されていること、
を特徴とする掘削機。 - 請求項1に記載する掘削機において、
前記ドラムの表面にらせん状の溝が形成されていること、
前記オーガが下降するときに、前記ドラムから、前記上昇用ワイヤーロープが外へ繰り出される位置と、前記下降用ワイヤーロープが巻き取られる位置が、前記らせん状の溝の同じ位置又は1〜2列の空き列を設けた溝で180度異なる箇所であること、
を特徴とする掘削機。 - 請求項1または請求項2に記載する掘削機において、
前記上昇用ワイヤーロープの他端は、テンションシリンダを介して、前記リーダに固定されていること、
前記上昇用ワイヤーロープは、前記オーガに設けられた動滑車に懸架されていること、
を特徴とする掘削機。 - 請求項1乃至請求項3に記載する掘削機のいずれか1つにおいて、
前記下降用ワイヤーロープの他端は、前記リーダに固定されていること、
前記下降用ワイヤーロープは、前記オーガに設けられた一対の動滑車に懸架されていること、
前記一対の動滑車は、前記オーガの軸線に対して線対称の位置に配置されていること、
を特徴とする掘削機。
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