JP7446951B2

JP7446951B2 - 杭打機の作業装置取付用治具

Info

Publication number: JP7446951B2
Application number: JP2020142659A
Authority: JP
Inventors: 智彦宮田
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2020-08-26
Filing date: 2020-08-26
Publication date: 2024-03-11
Anticipated expiration: 2040-08-26
Also published as: JP2022038261A

Description

本発明は、杭打機の作業装置取付用治具に関し、詳しくは、作業装置をリーダに取り付ける際に使用する作業装置取付用治具に関する。

一般に、小型の杭打機は、リーダを倒伏させるだけで輸送できるように設計されている。しかし、輸送車の積載質量制限がある場合には、オーガなどの作業装置をリーダから取り外して別に輸送することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。また、オーガの昇降方式としてラックピニオン式を採用した杭打機では、あらかじめ下部リーダの前面にオーガを保持した後、上部リーダのみを倒伏させて下部リーダの上方空間を空けた状態とし、クレーンの巻上げ巻下げ操作によってオーガをリーダから取り外したり、取り付けたりすることができるようになっている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２０１７－１６６１９６号公報特開２０１４－１３３９８５号公報

特許文献２に記載された杭打機は、オーガの着脱をその昇降動作によって行うことから、オーガや下部リーダの軸線を鉛直状態にしておくことが基本である。こうした前提条件は、オーガを取り外すときには、それほど厳格に求められているものではないが、オーガを取り付けるときには、もし、吊り下げたオーガが傾いた状態にあると、クレーンの巻下げ操作に伴い、オーガと下部リーダとの互いのガイド部（係合摺動部）にこじりが発生し、ガイド部に介設されるライナー（樹脂材）が割れたり、削れて偏摩耗してしまうという問題が起きる。

そこで本発明は、作業装置をリーダに対して安全に取り付けることが可能な杭打機の作業装置取付用治具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、本発明の杭打機の作業装置取付用治具は、ベースマシンの前部に設けたフロントブラケットに回動可能に軸支された上部リーダと、該上部リーダの下端部にボルト締結されるフランジ結合部にて着脱可能に連結された下部リーダと、前記上部リーダと前記下部リーダの両側前端部に設けられ、前記フランジ結合部にて上部と下部とに分割可能な一対のガイドパイプに着脱可能に設けられた作業装置とを備えた杭打機において、前記作業装置を吊り操作手段により下降させて前記下部リーダへ取り付ける際に用いる取付用治具であって、一対の下部ガイドパイプの上端部に着脱可能に設けられる一対の補完ガイドパイプ部材を備え、前記補完ガイドパイプ部材は、前記作業装置に備えられたガイドギブが係合して上下方向に摺動する摺動面と、該摺動面に対して傾斜した上向きの傾斜面とを有していることを特徴としている。

また、前記作業装置取付用治具は、前記フランジ結合部のボルト孔を使用してボルト締結される取付部を備えていることを特徴とし、さらに、前記取付部は、前記一対の補完ガイドパイプ部材同士を連結する板材からなることを特徴としている。加えて、前記補完ガイドパイプ部材の下端部には、前記下部ガイドパイプの上端部に設けられた嵌合凹部にインロー嵌合させる突起部が設けられていることを特徴としている。

本発明の杭打機の作業装置取付用治具によれば、下部リーダの上端部に着脱可能に設けた補完ガイドパイプ部材が、これに係合する作業装置のガイドギブを上下方向に摺動させる摺動面と、該摺動面に対して傾斜した上向きの傾斜面とを有しているので、取付時に作業装置が傾いた状態で下降する状況でも、ガイドギブを一旦傾斜面に当接させてから、その傾きを解消させながら、摺動面を通じて下部ガイドパイプへと滑らかに誘導することが可能になる。これにより、作業装置を下部リーダに取り付けるときに無理な力が生じることはなく、従来では問題であったライナーの割れや偏摩耗などといった不具合を防止することができる。

本発明の作業装置取付用治具が用いられる杭打機の一形態例を示す側面図である。同じくリーダのフランジ結合部を示す側面図である。作業装置取付用治具を下部リーダに取り付ける説明図である。作業装置取付用治具を下部リーダに取り付けた状態を示す正面図である。吊り操作手段により作業装置を下部リーダに取り付ける説明図である。同じく作業装置のガイドギブと作業装置取付用治具とを接近させた状態を示す側面図である。同じく作業装置を下部リーダに取り付けた状態を示す平面図である。

図１乃至図７は、本発明の作業装置取付用治具の一例であるオーガ取付用治具が用いられる杭打機の一形態例を示すものである。杭打機１１は、図１に示すように、クローラを備えた下部走行体１２と、該下部走行体１２上に旋回可能に設けられた上部旋回体１３とで構成されたベースマシン１４と、上部旋回体１３の前部に立設したリーダ１５と、該リーダ１５を後方から支持する起伏シリンダ１６とを備えている。また、上部旋回体１３の前部には、リーダ１５を起伏可能に支持するフロントブラケット１７が設けられ、上部旋回体１３の前部上方には配管支持部材１８が設けられている。さらに、上部旋回体１３の右側部には運転室１９が、左側部にはエンジンや油圧ユニットを収納した機器室２０がそれぞれ搭載され、上部旋回体１３の前後左右の４箇所には安定用のジャッキ２１が配置されている。

リーダ１５は、断面が矩形筒状に形成された複数のリーダ部材を互いに着脱可能に連結したもので、後面に設けられたシリンダブラケット２２に起伏シリンダ１６のロッド側が接続ピン２３を介して連結されている。また、リーダ１５は、前記フロントブラケット１７に設けられたベースマシン幅方向の支軸２４に回動可能に取り付けられた上部リーダ２５と、該上部リーダ２５の下端部に連結された下部リーダ２６とに分割形成され、さらに、上部リーダ２５は、複数の上部リーダ部材に分割形成されている。

各リーダ部材は、隣接する部分において、ボルト・ナットによる締結がなされるフランジ結合部２７を有している。各フランジ結合部２７は、ボルト孔のサイズ及び配置ピッチを全て共通にして形成されており、ボルト・ナットを外すことによってリーダ長さの異なる仕様に組み替え可能になっている。さらに、上部リーダ２５の上端部にはトップシーブ２８が、下部リーダ２６の下部前方には振止部材２９がそれぞれ配置されており、リーダ１５の前面側中央にはラックピニオン式昇降装置の構成品の一つであるラックギヤ３０が、幅方向両側面の前端部には左右一対のガイドパイプ３１が、リーダ１５の全長にわたってそれぞれ連続的に設けられている。

ラックギヤ３０は、図２にも示すように、縦長な板状部材の両側端面に歯列を有するとともに、各フランジ結合部２７の合わせ面２７ａに対応する位置で上下に分割されている。ガイドパイプ３１も同様にして、前記合わせ面２７ａに対応する位置で上下に分割されている。また、分割された一方側（上側）である上部ガイドパイプ３１の下端部には左右一対の嵌合凸部３１ａが、他方側（下側）である下部ガイドパイプ３１の上端部には前記嵌合凸部３１ａに対応する左右一対の嵌合凹部３１ｂがそれぞれ形成されている。こうして、両嵌合凹凸部３１ａ，３１ｂ同士がインロー嵌合した状態では、矩形断面をもつガイドパイプ３１の上下端が互いに当接して、両外周面同士の境界が滑らかに連続するようになっている。

作業装置の一例であるオーガ３２は、その後面側に、前記ガイドパイプ３１に摺接する左右一対のガイドギブ３３が後方に突出して設けられ、前記ラックギヤ３０に歯合する上下多段の左右一対のピニオンギヤ３４をオーガ昇降モータ３５でそれぞれ回転駆動する（図７も参照）。これにより、オーガ３２は、ガイドギブ３３に取り付けた板状のライナー（樹脂材）３３ａをガイドパイプ３１の３面（前後面及び外側面）に当接させた係合状態で、リーダ１５の前面に沿って昇降する。

ここで、杭打機１１を鋼管杭の埋設を目的として使用する場合には、施工部材として鋼管杭が使用される。鋼管杭（図示せず）は、オーガ３２の回転軸３６下端にロッドキャップ３７を介して連結され、オーガ駆動モータ３８の駆動を受けて、ロッドキャップ３７を回転させながらオーガ３２を下降させることにより地中に圧入される。一方、杭打機１１を地盤改良を目的として使用する場合には、施工部材としてスクリューシャフトが使用される。スクリューシャフト（図示せず）は、回転軸３６を複数継ぎ足して長尺に構成したものであり、オーガ駆動モータ３８の駆動を受けて回転され、上端がオーガ３２の上方でスイベルジョイント３９と連結されるとともに下端が掘削ヘッド（図示せず）と連結される。これにより、スクリューシャフトを回転させながらオーガ３２を下降させることにより、スクリューシャフトの内部流路を通じて掘削ヘッドの先端から噴射したセメントミルクなどの地盤改良剤が地盤内に注入される。

このように形成した杭打機１１を輸送する際には、あらかじめ、オーガ３２を下部リーダ２６の部分に下降させた後、上部リーダ２５及び下部リーダ２６間のフランジ結合部２７においてボルトを外して分離するとともに、起伏シリンダ１６を縮小作動させて上部リーダ２５を後方に倒伏させた輸送姿勢とする（図５）。下部リーダ２６の上方空間が空けられて取り外し可能な状態となったオーガ３２は、オーガ昇降モータ３５を回転駆動してピニオンギヤ３４とラックギヤ３０との噛合を解除させながら、クレーンなどの吊り操作手段によって吊り上げられ、この状態のまま輸送車の荷台へと運ばれる。こうして部品状態で輸送されたオーガ３２は、施工現場でこれと逆の手順によって下部リーダ２６に取り付けられる。

ところで、吊り操作によるオーガ３２の着脱作業は、オーガ３２及び下部リーダ２６のそれぞれの軸線を鉛直状態にして行われるのが基本である。しかしながら、鉛直状態に調節する措置や鉛直性の判定を正しく行うには、ある程度の経験が必要であり、万一、誤って傾斜状態のまま取付作業が行われると、下降動作するオーガ３２のガイドギブ３３が下部ガイドパイプ３１の上端角部（エッジ）３１ｃによってこじられ、ライナー３３ａが割れたり、削れて偏摩耗してしまうという問題が起きる。そこで、オーガ３２を下部リーダ２６へ取り付ける際には、図３及び図４に示すように、アタッチメントとして下部リーダ２６に着脱可能なオーガ取付用治具４０が使用される。

オーガ取付用治具４０は、人手で容易に持ち運べる程度に小型・軽量に形成された治具であって、左右一対の下部ガイドパイプ３１，３１の上端部に着脱可能に設けられる左右一対の補完ガイドパイプ部材４１，４１と、下部リーダ２６のフランジ結合部２７のボルト孔２７ｂを使用して複数のボルト４２及びナット４３で締結される取付部４４とを備えている。

補完ガイドパイプ部材４１は、下部ガイドパイプ３１の矩形断面と同一断面形状を有しており、取付状態で、下部ガイドパイプ３１の上端部を延長する形で上方に突出するように形成され、下端部には下部ガイドパイプ３１の嵌合凹部３１ｂにインロー嵌合させる円錐台形状の突起部４１ａが設けられている。また、補完ガイドパイプ部材４１の外周部には、オーガ３２のガイドギブ３３が係合して上下方向に摺動する摺動面４１ｂと、該摺動面４１ｂに対して傾斜した上向きの傾斜面（例えば２０度面取り）４１ｃとが設けられている。補完ガイドパイプ部材４１を下部ガイドパイプ３１にインロー嵌合させた取付状態では、下部ガイドパイプ３１の角ばった縁（上端角部３１ｃ）がなくなって両外周面同士の境界が滑らかに連続するようになっている。

取付部４４は、左右一対の補完ガイドパイプ部材４１，４１同士を連結する板材からなり、フランジ結合部２７のボルト孔２７ｂに対応するボルト孔４４ａを複数箇所に有している。これにより、取付部４４の側面をフランジ結合部２７の前端に揃えた位置で、下部リーダ２６に対してボルト締結がなされる。このときに使用されるボルト４２及びナット４３は、上部リーダ２５と下部リーダ２６とのフランジ結合に使用されたものの一部が用いられている。また、取付部４４の上面２箇所には、オーガ取付用治具４０を扱うときに使用する把手４４ｂが設けられている。

以下では、オーガ３２の取付方法について、図５乃至図７を参照しながら説明する。まず、図５に示すように、下部リーダ２６にオーガ取付用治具４０を取り付けた状態とし、クレーンの吊り操作によってオーガ３２を下部リーダ２６の上方位置に移動させ、ガイドギブ３３とオーガ取付用治具４０との前後左右の位置を調節する。この状態で、クレーンを巻下げ操作してオーガ３２を下降させると、図６に示すように、ガイドギブ３３の下端とオーガ取付用治具４０の上端とが互いに接近した状態になる。

ここで、オーガ３２や下部リーダ２６の姿勢が、鉛直方向に対して、わずかに傾いている場合、この状態のままオーガ３２をオーガ取付用治具４０に近づけていくと、ガイドギブ３３のライナー３３ａが補完ガイドパイプ部材４１の傾斜面４１ｃに当接（面接触）する。これにより、ガイドギブ３３は、図７に示すように、ライナー３３ａを介して傾斜面４１ｃを滑りながら摺動面４１ｂへと移動し、その傾きが下部リーダ２６の姿勢に対応して矯正される。その後、ピニオンギヤ３４とラックギヤ３０との噛合を確保しながら、オーガ３２を下部リーダ２６の前面に沿わせて地上付近まで下降させる。

こうして下部リーダ２６にオーガ３２が取り付けられると、オーガ取付用治具４０は、ガイドギブ３３の通過（下方移動）に伴ってその係合状態が解除され、上記取付方法と逆の手順で下部リーダ２６から取り外される。その後、杭打機１１において、起伏シリンダ１６を伸長作動させて上部リーダ２５を起立状態とし、上部リーダ２５と下部リーダ２６との間でボルト・ナットによるフランジ結合がなされる。これにより、リーダ１５の前面に沿ったオーガ３２の昇降動作が可能になる（図１）。

このように、本発明の杭打機１１のオーガ取付用治具４０によれば、下部リーダ２６の上端部に着脱可能に設けた補完ガイドパイプ部材４１が、これに係合するオーガ３２のガイドギブ３３を上下方向に摺動させる摺動面４１ｂと、該摺動面４１ｂに対して傾斜した上向きの傾斜面４１ｃとを有しているので、取付時にオーガ３２が傾いた状態で下降する状況でも、ガイドギブ３３を一旦傾斜面４１ｃに当接させてから、その傾きを解消させながら、摺動面４１ｂを通じて下部ガイドパイプ３１へと滑らかに誘導することが可能になる。これにより、オーガ３２を下部リーダ２６に取り付けるときに無理な力が生じることはなく、従来では問題であったライナー３３ａの割れや偏摩耗などといった不具合を防止することができる。

また、オーガ取付用治具４０がフランジ結合部２７のボルト孔２７ｂを使用してボルト締結される取付部４４を備えているので、オーガ取付用治具４０の取付状態を安定させることができる。さらに、取付部４４が一対の補完ガイドパイプ部材４１同士を連結する板材からなるので、持ち運びや下部リーダ２６への着脱を容易に行うことができる。加えて、補完ガイドパイプ部材４１の下端部に、下部ガイドパイプ３１の嵌合凹部３１ｂとインロー嵌合する突起部４１ａを設けているので、簡単な構造でオーガ取付用治具４０の位置決めを精度良く行うことが可能となり、オーガ３２の組付性向上に資するものとなる。

なお、本発明は、前記形態例に限定されるものではなく、オーガ取付用治具は、リーダ部材の連結構造を活用して簡易に形成したものであればよく、各部の寸法などは杭打機の形式や構造に応じて変更することができる。また、補完ガイドパイプ部材は、上端部に面取り部を有していればよく、その面取り範囲や面取り角度を任意に設定することができる。さらに、実施例では左右の補完ガイドパイプ部材同士を取付部を介して連結したが、これに限られず、２つで一組として形成してもよい。

１１…杭打機、１２…下部走行体、１３…上部旋回体、１４…ベースマシン、１５…リーダ、１６…起伏シリンダ、１７…フロントブラケット、１８…配管支持部材、１９…運転室、２０…機器室、２１…ジャッキ、２２…シリンダブラケット、２３…接続ピン、２４…支軸、２５…上部リーダ、２６…下部リーダ、２７…フランジ結合部、２７ａ…合わせ面、２７ｂ…ボルト孔、２８…トップシーブ、２９…振止部材、３０…ラックギヤ、３１…ガイドパイプ、３１ａ…嵌合凸部、３１ｂ…嵌合凹部、３１ｃ…上端角部、３２…オーガ、３３…ガイドギブ、３３ａ…ライナー、３４…ピニオンギヤ、３５…オーガ昇降モータ、３６…回転軸、３７…ロッドキャップ、３８…オーガ駆動モータ、３９…スイベルジョイント、４０…作業装置取付用治具（オーガ取付用治具）、４１…補完ガイドパイプ部材、４１ａ…突起部、４１ｂ…摺動面、４１ｃ…傾斜面、４２…ボルト、４３…ナット、４４…取付部、４４ａ…ボルト孔、４４ｂ…把手

Claims

ベースマシンの前部に設けたフロントブラケットに回動可能に軸支された上部リーダと、該上部リーダの下端部にボルト締結されるフランジ結合部にて着脱可能に連結された下部リーダと、前記上部リーダと前記下部リーダの両側前端部に設けられ、前記フランジ結合部にて上部と下部とに分割可能な一対のガイドパイプに着脱可能に設けられた作業装置とを備えた杭打機において、
前記作業装置を吊り操作手段により下降させて前記下部リーダへ取り付ける際に用いる取付用治具であって、
一対の下部ガイドパイプの上端部に着脱可能に設けられる一対の補完ガイドパイプ部材を備え、
前記補完ガイドパイプ部材は、前記作業装置に備えられたガイドギブが係合して上下方向に摺動する摺動面と、該摺動面に対して傾斜した上向きの傾斜面とを有していることを特徴とする作業装置取付用治具。
前記フランジ結合部のボルト孔を使用してボルト締結される取付部を備えていることを特徴とする請求項１記載の作業装置取付用治具。
前記取付部は、前記一対の補完ガイドパイプ部材同士を連結する板材からなることを特徴とする請求項２記載の作業装置取付用治具。
前記補完ガイドパイプ部材の下端部には、前記下部ガイドパイプの上端部に設けられた嵌合凹部にインロー嵌合させる突起部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の作業装置取付用治具。