JPH11270267A - 杭打機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リードタワーの作業半径を広くすると同時に
走行台車が傾斜してもこれに関係なく常にリードタワー
を鉛直の姿勢に保持して作業性及び施工性の向上が可能
な杭打機を提供する。 【解決手段】 自走台車１の上に起倒操作可能に設けた
ブーム２と、このブーム２に連接されオーガ５やハンマ
ー６を昇降可能に支持するリードタワー４とを備え、ブ
ーム２の基端側に、リードタワー４との連接点を頂角と
する姿勢で一対の操作ビーム８，９を連接し、これらの
操作ビーム８，９及びブーム２の先端とリードタワー４
との間を三次元の自由度を持つジョイント機構によって
連接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の土木建築用
の基礎杭を地中に打ち込むための杭打機に係り、特に自
走式の台車の姿勢に関係なくオーガやハンマーを保持す
るリードタワーを常に鉛直姿勢に保持できる構成とした
杭打機に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンクリート製や鋼管製の中空杭すなわ
ちパイルを地中に打設する杭打機は、たとえば実公昭５
３−１７１２３号公報に記載のように、履帯走行型のク
ローラに起倒動作が可能なビームと、その上端側をこの
ビームの先端に、及び下端側をクローラの前端部に連接
したリードタワーとを備えるというのが、基本的な構成
である。そして、リードタワーは、杭孔を掘削するオー
ガやパイルを打設するためのハンマーを取り付けて昇降
させる機能を持ち、近来ではオーガとハンマーの両方を
装備するために、リードタワーに２本のガイド用のリー
ダを備える構成としたものが殆どである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような杭打機で
は、リードタワーはビームの先端とクローラの前端部と
の２点で連接されるので、この２点の連接点の位置関係
によってリードタワーの姿勢が決められる。一方、クロ
ーラが前後や幅員方向に傾斜しても、パイルの打設方向
が鉛直に保持されるように、リードタワーは鉛直姿勢を
とるような構成とすることが必要である。

【０００４】たとえば、ビームの先端とリードタワーの
上端部分をユニバーサル式のジョイントによって連接
し、クローラには幅員方向の両端部に枢支点を持つ２本
のシリンダのピストンロッドをリードタワーの下端側に
連接すれば、ピストンロッドの伸縮量を調整すること
で、クローラの傾斜に関係なくリードタワーを鉛直姿勢
に設定できる。

【０００５】ところが、ビームの下端はシリンダのピス
トンロッドによってクローラ側に拘束してリードタワー
の姿勢を保持するので、クローラの前端からリードタワ
ーまでの距離はシリンダのピストンロッドの最大ストロ
ークに相当する範囲に限定される。このため、作業現場
においてたとえば隣接敷地との境界部分にパイルを打設
するときには、クローラを境界位置にかなり接近させる
操作が必要となり、操作を誤ると、リードタワーやオー
ガまたはハンマーを隣接建屋等に接触させて事故を起こ
すことになる。

【０００６】このように、リードタワーの姿勢をクロー
ラの傾斜に関係なく鉛直に保持するという機構を備えて
はいるものの、クローラから離れた位置にリードタワー
を位置させる作業には対応できない。このため、作業半
径が狭くなり、打設位置ごとにクローラを移動させる操
作が必要となり、この移動や打設位置への位置決め等に
要する時間によって、作業効率に大きく影響する。

【０００７】また、起倒動作だけのビームに代えて、た
とえば起倒動作と伸縮動作ができるテレスコピック式の
ブームの先端にリードタワーを設けると、起倒角度とブ
ームの伸縮長さに応じてリードタワーをクローラから遠
く離れた位置にセットすることができる。この方式であ
れば、作業半径が拡大するので、隣接境界の近くまでク
ローラを移動させたり、打設位置の変更のたびにクロー
ラの移動や向きを変えたりする操作は大幅に省略でき、
作業性は向上する。

【０００８】しかしながら、このような方式のものはブ
ームの先端にリードタワーを吊り下げるという懸垂式で
あり、リードタワーが長いほどその揺れ動きがあって姿
勢の安定性に欠ける。このため、ブームとの間にワイヤ
を張って姿勢を拘束したり、ブーム側に設けたシリンダ
のピストンロッドを連接して強制的に姿勢を規制する構
成としたものがみられるが、リードタワーの上端はいわ
ば上下方向だけが拘束されていて他の包囲には全て自由
端となっているので、リードタワーを安定させて掘削や
パイルの打設姿勢に保持することは難しい。

【０００９】このように、伸縮するブームにリードタワ
ーを吊り下げる懸垂式では、作業半径は広くなるが、リ
ードタワーの姿勢を適切に制御することはできない。こ
のため、クローラ等の台車が現場の地面の都合で傾斜し
てしまうと、懸垂式であってリードタワーの重量を利用
して鉛直姿勢に保持できるとはいっても、リードタワー
の揺動は避けられない。したがって、台車の姿勢に関係
なく常にリードタワーが鉛直になるように設定できない
場合が多く、パイルの打込みに大きな支障をきたすこと
になる。

【００１０】本発明において解決すべき課題は、リード
タワーの作業半径を広くすると同時に、走行台車が傾斜
してもこれに関係なく常にリードタワーを鉛直の姿勢に
保持して作業性及び施工性の向上が可能な杭打機を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の杭打機は、自走
台車の上に起倒操作可能に設けたブームと、このブーム
に連接され少なくとも杭打設用のハンマーを昇降可能に
支持するリードタワーとを備え、前記ブームの基端側
に、前記リードタワーとの連接点を頂角とする姿勢で一
対の伸縮動作可能な操作ビームを連接し、これらの操作
ビーム及び前記ブームの先端と前記リードタワーとの間
を三次元の自由度を持つジョイント機構によって連接し
てなることを特徴とする。

【００１２】このような構成において、前記ジョイント
機構は、前記リードタワーに回転自在に外挿され且つリ
ードタワーの軸線と直交する向きに結合軸を外に突き出
した接合子と、前記結合軸に回転自在に内挿または外挿
可能な回転子と、前記ブームの先端の幅方向の両面から
突き出され前記回転子を前記ブームの起倒方向に揺動可
能に連接するピンとから構成することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の杭打機の概略を示
す側面図、図２は概略正面図である。図において、杭打
機は駆動輪１ａによって走行可能な自走台車１をベース
マシンとし、この自走台車１には走行及び杭打ち作業の
操作のための運転席１ｂ及び油圧駆動によって回転する
旋回テーブル１ｃを備えている。そして、自走台車１
は、走行のためのガソリンまたはディーゼル等の駆動機
関のほか、旋回テーブル１ｃを含めて駆動する油圧駆動
系統を備えたものとする。

【００１４】旋回テーブル１ｃには、テレスコピック式
のブーム２及び起倒操作用の起倒シリンダ３をそれぞれ
連接する。ブーム２はその基端のベースビーム２ａを旋
回テーブル１ｃに起倒動作可能にピン接合等によって連
接され、起倒シリンダ３は自走台車１の油圧駆動系統に
よる作動油の給排によって進退動作するピストンロッド
３ａをベースビーム２ａに連接している。

【００１５】ブーム２のベースビーム２ａと最上段に位
置するトップビーム２ｂには、リードタワー４の下端側
と上端側をそれぞれ連接する。このリードタワー４は、
複数の鋼管パイプを利用した部材を連結したもので、周
面にはオーガ５とハンマー６とを保持するためのリーダ
４ａ，４ｂをほぼ９０°の角度ピッチをおいて備えてい
る。そして、リードタワー４を旋回駆動させるための駆
動機構（図示せず）を自走台車１側に設けておき、図１
に示すようにオーガ５が正面側を向く姿勢からリードタ
ワー４を回転させてハンマー６が正面となるように操作
可能とする。

【００１６】オーガ５はスパイラル式のものであって、
リードタワー４の下端側に固定したガイドブラケット４
ｃを貫通して回転自在に支持されるとともに、リーダ４
ａに沿って昇降可能とした回転駆動ユニット５ａに上端
を連接している。また、ハンマー６はリーダ４ｂに昇降
可能に取り付けられ、下端に設けたハンマーブロック６
ａをたとえば内蔵したシリンダ及びワイヤによって吊り
下げ、このハンマーブロック６ａを自然落下させる操作
によってパイプに打撃を与える。なお、これらのオーガ
５及びハンマー６は、リードタワー４の上端のトップブ
ラケット４ｄに配列したシーブ４ｅ，４ｆに掛け回した
ワイヤ５ｂ，６ｂによって吊り下げられ、これらのワイ
ヤ５ｂ，６ｂを自走台車１側に備えたウインチ（図示せ
ず）によって巻取り・解放の操作によってオーガ５及び
ハンマー６を昇降動作させる。

【００１７】ベースビーム２ａは、図２に示すように自
走台車１の幅員方向に水平に突き出る一対のア−ム７
ａ，７ｂを設け、これらのア−ム７ａ，７ｂの先端にリ
ードタワー４の姿勢修正用のテレスコピック式の操作ビ
ーム８，９を連接する。これらの操作ビーム８，９は、
図１に示すようにその先端側が下向きの斜めの姿勢に設
定され、図１の矢印で示す起倒方向及び図２において矢
印で示す自走台車１の幅員方向にそれぞれ揺動可能とな
るようにア−ム７ａ，７ｂに連接されている。そして、
操作ビーム８，９のそれぞれの先端は、後述するユニバ
ーサルまたは球面接手等のように三次元の動きが可能な
ジョイントを介してリードタワー４に連接されている。

【００１８】一方、トップビーム２ｂとリードタワー４
との間は、図３に示すジョイント機構１０によって連接
される。このジョイント機構１０は、トップビーム２ｂ
の先端に設けた一対のピン１０ａ，回転子１０ｂ及びリ
ードタワー４の外周に回転自在に取り付けた接合子１０
ｃを主な部材としたものである。

【００１９】回転子１０ｂは一端開放型のスリーブ１０
ｂ−１と、このスリーブ１０ｂ−１の一端に形成した一
対のブラケット１０ｂ−２とを備え、ピン１０ａをこれ
らのブラケット１０ｂ−２に設けた切欠１０ｂ−２１の
間に差し込んでピン１０ａを通すことによって、トップ
ビーム２ｂに連接される。これにより、回転子１０ｂは
図においてトップビーム２ｂに対して矢印Ａ方向に揺動
可能である。

【００２０】接合子１０ｃは、リードタワー４に間隔を
開けて設けた拘束座４ｇによって上下両端を慴動可能に
拘束されてリードタワー４に外挿されたリテーナ１０ｃ
−１と、その外周面から直交して突き出され回転子１０
ｂのスリーブ１０ｂ−１の内部に相対回転可能に差し込
まれる結合軸１０ｃ−２とを備えたものである。そし
て、結合軸１０ｃ−２とスリーブ１０ｂ−１との間には
適当なストッパ機構を設けておき、一定の角度範囲内で
回転できるようにする。これにより、回転子１０ｂに対
して接合子１０ｃは図において矢印Ｂ方向に揺動可能で
ある。

【００２１】また、接合子１０ｃはそのリテーナ１０ｃ
−１をリードタワー４の周りに外挿することによって、
図において矢印Ｃ方向に回動動作可能である。したがっ
て、リードタワー４はそれぞれが互いに直交するＡ，
Ｂ，Ｃの矢印方向に回動または揺動できるようにトップ
ビーム２ｂに連接され、このトップビーム２ｂに対して
リードタワー４を三次元の自由度を持たせて装着するこ
とができる。

【００２２】操作ビーム８，９は、アーム７ａ，７ｂに
基端を連接したベースビーム８ａ，９ａ、これらに伸縮
可能に組み込まれた中間ビーム８ｂ，９ｂ、及びこれら
の中間ビーム８ｂ，９ｂに連接されたヘッドビーム８
ｃ，９ｃをそれぞれテレスコピック機構として備えたも
のである。ベースビーム８ａ，９ａと中間ビーム８ｂ，
９ｂとはシリンダ８ａ−１，９ａ−１とそのピストンロ
ッド８ａ−２，９ａ−２とによって連接されたもので、
シリンダ８ａ−１，９ａ−１の動作によって中間ビーム
８ｂ，９ｂが伸縮動作する。また、ヘッドビーム８ｃ，
９ｃはそれぞれ手動によって中間ビーム８ｂ，９ｂの先
端から繰出し操作できるようにしたもので、図４の
（ａ）に示すように複数のピン孔８ｃ−１（９ｃ−１）
を一定のピッチで開けたものである。

【００２３】ヘッドビーム８ｃ，９ｃとリードタワー４
とは、図３で示したジョイント機構１０と同様に三次元
の自由度を持つものとして連接される。すなわち、図４
の（ｂ）に示すように、リードタワー４に対して回転自
在に外挿する接合子１１の周面に互いのなす角度が鋭角
状となるように一対の結合軸１１ａを設けておき、これ
らの結合軸１１ａに外挿して連接された回転子１２を備
える。そしてこれらの回転個１２には、ヘッドビーム８
ｃ，９ｃを差し込み可能な二股状のブラケット１２ａを
設け、このブラケット１２ａにはピン１３を差し込むた
めの通孔１２ｂを備える。

【００２４】なお、ヘッドビーム８ｃ，９ｃは手操作に
よってブラケット１２ａの間に差し込み、通孔１２ｂと
ピン孔８ｃ−１，９ｃ−１とが一致したときにピン１３
を差し込むことによって連結する。この操作は、リード
タワー４は上端側を吊られているだけなので、その下端
側を作業者が手で押しながらヘッドビーム８ｃ，９ｃと
ブラケット１２ａの位置を調整し、通孔１２ｂと複数の
中の１個のピン孔８ｃ−１，９ｃ−１が整合したときに
ピン１３を差し込むようにすればよい。

【００２５】このような連結構造によって、操作ビーム
８，９の軸線に対して、リードタワー４は前後及び左右
方向の傾斜及び軸線周りの旋回の自由度すなわち三次元
の自由度を持つものとして連接される。

【００２６】以上の構成において、リードタワー４の起
倒角度は起倒シリンダ３のピストンロッド３ａの進出量
によって設定され、この設定と同時に操作ビーム８，９
の中間ビーム８ｂ，９ｂの進出量もシリンダ８ａ−１，
９ａ−１のピストンロッド８ａ−２，９ａ−２の進退動
作によって調節する。次いで、ヘッドビーム８ｃ，９ｃ
を回転子２の二股状のブラケット１２ａの中に差し込
み、中間ビーム８ｂ，９ｂからの繰出し量を調整しなが
らピン孔８ｃ−１，９ｃ−１のいずれか一組と通孔１２
ｂとの位置を手操作で合わせ、ピン１３をこれらに差し
込むことによって、操作ビーム８，９を回転子１２に連
結する。

【００２７】以上により、リードタワー４がその上下の
２点で拘束されて自走台車１に連接され、鉛直姿勢とし
て保持される。このリードタワー４の鉛直姿勢が維持さ
れた状態で、オーガ５による杭孔の掘削及びハンマー６
によるパイルの打設を行えば、パイルを鉛直方向に確実
に打設することができる。そして、リードタワー４は傾
斜したブーム２の先端から吊り下げられるので、自走台
車１の前端から離れた位置にリードタワー４をセットで
きる。このため、作業現場において隣接建造物に近い位
置に杭孔を掘削したりパイルを打設するときでも、自走
台車１を隣接境界側に近づけないまま作業でき、隣接建
造物に干渉したりせずその破損を防止できる。

【００２８】ここで、作業現場の地盤は軟弱であった
り、地面も整地されていないままなので起伏の差が大き
かったりすると、走行台車１の姿勢が安定せず前後左右
に傾いたままとなる。この場合、リードタワー４が走行
台車１のブーム２に固定状態に支持されたものであれ
ば、走行台車４の傾きと同じむきにリードタワー４が傾
斜してしまい、オーガ４による杭孔の掘削方向やハンマ
ー６によるパイルの打設方向は鉛直に保たれなくなる。

【００２９】これに対して、本発明においては、リード
タワー４の下端側は操作ビーム８，９によって拘束され
るので、これらの操作ビーム８，９のピストンロッド８
ａ−１，９ａ−１のストロークを調整することで、先端
のヘッドビーム８ｃ，９ｃの位置を調節することができ
る。そして、この位置調節の場合には、リードタワー４
の上端はジョイント機構１０によって三次元的に連接さ
れているので、その下端側は自由に揺れ動くので、操作
ビーム８，９の全長の長さの調節によってリードタワー
４の姿勢を自由に変えることができる。これにより、自
走台車１の傾斜に関係なくリードタワー４の下端側をシ
フトして鉛直姿勢となるように修正することができる。
図５はこのようなリードタワー４の姿勢の修正を示すス
ケルトン図である。

【００３０】図５の（ａ）は自走台車１が前上がりに傾
斜している状態であり、水平姿勢の場合ではリードタワ
ー４は図中の一点鎖線で示す姿勢となるのに対して、実
線で示す姿勢に修正することにより鉛直に設定できる。
このための操作は、操作ビーム８，９のシリンダ８ａ−
１，９ａ−１のピストンロッド８ａ−２，９ａ−２を自
走台車１が水平姿勢のときの場合よりも後退させて、リ
ードタワー４の下端側を自走台車１側に引き寄せればよ
い。このとき、リードタワー４の上端をブーム２に連接
しているジョイント構造１０では、ピン１０ａと回転子
１０ｂのブラケット１０ｂ−２との連接によって、回転
子１０ｂを上下方向に回動させることができるので、修
正動作に応動して回転子１０ｂの軸線が前下がりとな
り、リードタワー４は図示の実線の鉛直姿勢に設定され
る。

【００３１】図５の（ｂ）は自走台車１が正面側から見
て右下がりに傾斜している状態である。この場合では、
リードタワー４の下端側を右にシフトさせればよいの
で、左側配置の操作ビーム９のシリンダ９ａ−１のピス
トンロッド９ａ−２の進出量を右側配置の操作ビーム８
のピストンロッド８ａ−２の進出量よりも長くする。そ
して、ジョイント機構１０では接続子１０ｃがリードタ
ワー４周りに回動できしかも回転子１０ｂに対しても接
続子１０ｃは回動するので、図示のようにリードタワー
４の上端側はブーム２の先端中心から左側にずれる姿勢
をとることができる。したがって、リードタワー４は操
作ビーム８，９による姿勢修正の動作によって鉛直の姿
勢に設定される。

【００３２】また、自走台車１が前後方向と左右方向に
捩じれたような傾斜となっていても、図５の（ａ）で示
した前後方向の修正と同図の（ｂ）で示した左右方向の
修正の合成によって、同様にリードタワー４を鉛直姿勢
に設定できる。

【００３３】このように、現場の地面の状態が劣悪で自
走台車１の姿勢が不安定であっても、リードタワー４を
鉛直姿勢に設定することができ、杭孔の掘削とパイルの
打設が良好に行われる。そして、リードタワー４の上端
はブーム２に吊り下げられたものではなく、ジョイント
機構１０の部材によって拘束されているので、リードタ
ワーの不要な揺動を伴うことがない。すなわち、ジョイ
ント機構１０の各部材は相互に三次元的な自由度を持つ
ものとして連接されているが、リードタワー４が姿勢修
正シリンダ８，９によって姿勢が決められると、この姿
勢を保つようにリードタワー４を拘束する。したがっ
て、リードタワー４はブーム２に対して姿勢変更の自由
度を持たない状態に保持されることになり、リードタワ
ー４が無用に揺れ動くことがなく、安定した作業が可能
となる。

【００３４】

【発明の効果】本発明では、一対の姿勢修正シリンダの
操作によってリードタワーを自走台車の傾斜に関係なく
鉛直姿勢に設定することができるので、現場の地面の状
況に影響されることなく、杭孔の掘削やパイルの打設が
確実に行える。そして、リードタワーとブーム及び姿勢
修正シリンダとの間を、ユニバーサルジョイント機能が
可能な三次元の自由度を持つジョイント機構によって連
接するので、姿勢修正シリンダによるリードタワーの姿
勢設定が円滑に行われ、リードタワーはこのジョイント
機構によってブーム側に拘束されるので、作業時に無用
な揺れ動きの発生がなく、安全な作業が確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の杭打機の概略を示す側面図である。

【図２】 杭打機の概略を示す側面図である。

【図３】 ジョイント機構の部材の詳細であって、
（ａ）は概略分解斜視図、（ｂ）は要部の左側面図であ
る。

【図４】 操作ビームとリードタワー側の回転子との連
接構造の詳細であって、（ａ）は切欠左側面図、（ｂ）
は要部の切欠平面図である。

【図５】 自走台車の傾斜とリードタワーの鉛直姿勢の
保持を示すためのスケルトン図である。

【符号の説明】

１ 自走台車 １ｃ 旋回テーブル ２ ブーム ２ａ ベースブーム ２ｂ トップブーム ３ 起倒シリンダ ３ａ ピストンロッド ４ リードタワー ４ａ，４ｂ リーダ ４ｇ 拘束座 ５ オーガ ５ｂ ワイヤ ６ ハンマー ６ｂ ワイヤ ７ａ，７ｂ ア−ム ８，９ 操作ビーム ８ａ，９ａ ベースビーム ８ａ−１，９ａ−１ シリンダ ８ａ−２，９ａ−２ ピストンロッド ８ｂ，９ｂ 中間ビーム ８ｃ，９ｃ ヘッドビーム ８ｃ−１，９ｃ−１ ピン孔 １０ ジョイント機構 １０ａ ピン １０ｂ 回転子 １０ｃ 接合子 １１ 接合子 １２ 回転子 １３ ピン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自走台車の上に起倒操作可能に設けたブ
   ームと、このブームに連接され少なくとも杭打設用のハ
   ンマーを昇降可能に支持するリードタワーとを備え、前
   記ブームの基端側に、前記リードタワーとの連接点を頂
   角とする姿勢で一対の伸縮動作可能な操作ビームを連接
   し、これらの操作ビーム及び前記ブームの先端と前記リ
   ードタワーとの間を三次元の自由度を持つジョイント機
   構によって連接してなる杭打機。
2. 【請求項２】 前記ジョイント機構は、前記リードタワ
   ーに回転自在に外挿され且つリードタワーの軸線と直交
   する向きに結合軸を外に突き出した接合子と、前記結合
   軸に回転自在に内挿または外挿可能な回転子と、前記ブ
   ームの先端の幅方向の両面から突き出され前記回転子を
   前記ブームの起倒方向に揺動可能に連接するピンとから
   なる請求項１記載の杭打機。