作業装置付き杭打機
【課題】取り扱いが容易な低コストの作業装置付き杭打機を提供すること。
【解決手段】本体１２前方に立設されたリーダ１５に対して摺動可能に装着された作業装置２０を吊りワイヤ１０によって吊設し、ウインチ１３による吊りワイヤ１０の巻上げ及び巻下げによって作業装置２０に連結された作業用ロッド８０に回転を与えながら昇降させて所定の作業を行うものであり、作業装置２０は、その上方にあってリーダ１５に対して摺動可能に装着された位置決め装置２３と圧入シリンダ２６によって連結され、その位置決め装置２３とリーダ１５との間には、位置決め装置２３をリーダ１５の任意高さで移動できないように停止させる位置決め機構１８，２２，２７が設けられた作業装置付き杭打機１。
【解決手段】本体１２前方に立設されたリーダ１５に対して摺動可能に装着された作業装置２０を吊りワイヤ１０によって吊設し、ウインチ１３による吊りワイヤ１０の巻上げ及び巻下げによって作業装置２０に連結された作業用ロッド８０に回転を与えながら昇降させて所定の作業を行うものであり、作業装置２０は、その上方にあってリーダ１５に対して摺動可能に装着された位置決め装置２３と圧入シリンダ２６によって連結され、その位置決め装置２３とリーダ１５との間には、位置決め装置２３をリーダ１５の任意高さで移動できないように停止させる位置決め機構１８，２２，２７が設けられた作業装置付き杭打機１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業装置をリーダに装着した作業装置付き杭打機に関し、特に作業装置に対して位置決め装置を圧入手段を介して一体に構成し、その圧入手段によって作業装置に連結した作業ロッドに対して圧入力を与えるようにした作業装置付き杭打機。
【背景技術】
【０００２】
支持杭を建てる基礎工事などでは、例えばケーシングを地盤に回転圧入させたり、スクリュウロッドで地盤を掘削作業する場合、杭打機のリーダにオーガなどの作業装置が昇降可能に装着される。そうしたオーガに取り付けられたケーシングやスクリュウロッドなどは、オーガによって回転が与えられて地盤の掘削を行い、更に回転とともにオーガがリーダに沿って下降することによって地盤に押し付けられた回転圧入が行われる。従来、こうした作業装置付の杭打機では、作業装置を介してケーシングやスクリュウロッドを強制的に押し込むため次のような構成がとられていた。
【０００３】
図９は、ウインチを利用した強制押込み機構を備えた従来の作業装置付杭打機を示した概念図である。作業装置付杭打機１００は、本体１０１に２機のウインチ１０２，１０３が設けられ、一方のウインチ１０２から送り出された吊りワイヤ１１１がトップシーブ１０４を介してオーガ１５０の吊りシーブ１５１に掛けまわされている。もう一方のウインチ１０３から送り出された圧入ワイヤ１１２は、圧入シーブ１０５を介してオーガ１５０の絞込みシーブ１５２に掛けまわされている。従って、リーダ１０６に装着された作業装置であるオーガ１５０は、ウインチ１０２の巻下げと同時にウインチ１０３を巻上げることにより、ウインチ１０３による下方への引張り力によって圧入力が発生し、スクリュウロッド１３０を強制的に地盤へ圧入することができる。
【０００４】
また、図１０は、リーダに設けたラックに従って昇降する昇降装置を備えた従来の作業装置付杭打機を示した概念図である。この杭打機２００は、リーダ２０１の前面にラック２０２が固定され、オーガ２５０の上方に一体に設けられた昇降装置２５５が設けられている。昇降装置２５５は、ラック２０２に噛み合うピニオンギヤ２５１を有し、そのピニオンギヤ２５１が油圧モータ２５２によって回転することでリーダ２０１に沿った昇降を可能にしている。そのため、油圧モータ２５２の駆動によりピニオンギヤ２５１がラック２０２を転動し、一体のオーガ２５０やスクリュウロッド２３０が上下動する。そして、昇降装置２５５が下降する圧入力によってスクリュウロッド２３０が地盤に対して強制的に圧入することができる。
【特許文献１】特開２００１−１８２０６１号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】特公平６−７８６１７号公報（第２頁、図１、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、こうした強制押込み機構の作業装置付き杭打機では、それぞれに次のような問題点があった。先ず、図９に示すウインチによる強制圧入を採用した杭打機１００では、ウインチ１０２，１０３のワイヤ１１１，１１２をオーガ１５０の上下方向からシーブ１５１，１５２に掛けまわさなければならず、作業準備が非常に手間のかかるものであった。また、絞込みシーブ１５２が位置するリーダ１０６とスクリュウロッド１３０との間が狭いので、軸方向に複数のシーブを重ねることができない。そのため、圧入力を発生させるワイヤ１１２の掛け本数が少ないことによって、ワイヤ１１２の強度を考慮すると絞込み荷重を大きくできず、大きな圧入力を得ることができない。更に、ワイヤ１１１，１１２の巻上げと巻き下げを同時に行わなければならないが、特に乱巻きにならないようにする操作が非常に複雑であった。
【０００６】
一方、図１０に示すラック・ピニオン昇降機を採用した杭打機２００では、ピニオンギヤ２５１を油圧モータ２５２によって回転させ、噛み合ったラック２０２を転動して下降することで圧入力を発生させているが、こうした機構では長期間の使用によりラック２０２やピニオンギヤ２５１が摩耗し、動作に不具合が生じるようになる。そのため、比較的交換回数が多くコスト高になる。また、ラック２０２とピニオンギヤ２５１の噛み合い位置とスクリュウロッド２３０との距離が離れているため、スクリュウロッド２３０に作用する反力によってオーガ２５０全体にモーメントが作用する。すると、ガイドギブ２５３とガイドパイプ２０３との摺動部分に荷重がかかるため偏摩耗が生じ、長期の使用によって交換が必要になってこの点でもコストがかかってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、取り扱いが容易な低コストの作業装置付き杭打機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の作業装置付き杭打機は、本体前方に立設されたリーダに対して摺動可能に装着された作業装置を吊りワイヤによって吊設し、ウインチによる吊りワイヤの巻上げ及び巻下げによって作業装置に連結された作業用ロッドに回転を与えながら昇降させて所定の作業を行うものであり、前記作業装置は、その上方にあってリーダに対して摺動可能に装着された位置決め装置と圧入シリンダによって連結され、その位置決め装置とリーダとの間には、当該位置決め装置をリーダの任意高さで移動できないように停止させる位置決め機構が設けられたものであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の作業装置付き杭打機は、前記圧入シリンダが、一対の油圧シリンダであり、前記作業装置に連結される作業用ロッドをはさんだ位置に配置されたものであることが好ましい。
また、本発明の作業装置付き杭打機は、前記作業装置とリーダとの間に、当該作業装置をリーダの任意高さで移動できないように停止させる位置決め機構が設けられたものであることが好ましい。
また、本発明の作業装置付き杭打機は、前記位置決め機構が、前記リーダにはラックが形成され、前記位置決め装置又は／及び作業装置には、そのラックに対してピニオンギヤを噛み合わせ、そのピニオンギヤの回転を停止させるロック手段が設けられたものであることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の作業装置付き杭打機は、前記ロック手段が、前記ピニオンギヤの回転軸に一体に設けられたロック用ディスクと、そのロック用ディスクに当接して回転を制限する回転止プレートとを有し、その回転止プレートは、ロック用ディスクに対して付勢部材の付勢力によって当接し、油圧によって前記付勢力に抗して離間するようにしたものであことが好ましい。
また、本発明の作業装置付き杭打機は、前記位置決め機構が、前記リーダにはディスクプレートが形成され、前記位置決め装置又は／及び作業装置には、そのディスクプレートを油圧式のチャックシリンダで開閉させるチャックが設けられ、そのチャックによるディスクプレートの挟み込みの摩擦力によって停止させるようにしたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の作業装置付き杭打機によれば、例えばスクリュウロッドの回転圧入時に硬い地盤に突き当たったような場合には、位置決め装置をロックしてリーダに対して位置決めし、圧入シリンダを伸ばすことによる圧入力によって作業装置とスクリュウロッドとを押し下げて地盤へ強制的に圧入する。
よって、本発明では、圧入シリンダによって作業装置と位置決め装置とが一体になって構成されているので、リーダへの装着が簡単であって取り扱いが容易であり、圧入シリンダが圧入力を発生させるため、ラック・ピニオンのように摩耗による部品交換コストなどを削減することができる。更に、圧入力や引抜き力を発生させる圧入シリンダと、圧入時などに反力を受ける作業用ロッドとが横並びになって配置されているため、作業装置にモーメントが作用しなくなり、偏芯荷重による摺動部の摩耗を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明に係る作業装置付き杭打機の一実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本実施形態の作業装置付き杭打機を概念的に示した側面図である。そして、図２は、作業装置付き杭打機の前面を異なる形態で示した図である。
作業装置付き杭打機１は、クローラを備えた走行部１１上に旋回可能な本体１２が設けられたベースマシンによって構成されている。本体１２は、メインフレーム上に運転台や油圧ポンプなどを備える動力部などが配置され、そうした本体１２の前部にはリーダ１５が支持されている。そして、この作業装置付き杭打機１は、そのリーダ１５に対して作業装置であるオーガ２０が装着されたものであって、本実施形態では作業に合わせてオーガ２０の回転軸にスクリュウロッド８０が連結されている。
【００１３】
リーダ１５は、機体の左右側面側にガイドパイプ１６がほぼ全長にわたって設けられ、オーガ２０には、そのガイドパイプ１６を左右から把持して摺動するガイドギブ２１が設けられている。また、作業装置付き杭打機１は、リーダ１５の前面にラック１８が設けられ、オーガ２０は、このラック１８に噛合するピニオンギヤ２２を有する位置決め装置２３が一体に設けられている。この位置決め装置２３もガイドパイプ１６を左右から把持するガイドギブ２４が設けられており、オーガ２０と位置決め装置２３とは、共にガイドギブ２１，２４によってガイドパイプ１６を摺動し、リーダ１５に沿って昇降可能に装着されている。
【００１４】
作業装置付き杭打機１は、その本体１２に設けられたウインチ１３から吊りワイヤ１０が送り出され、リーダ１５の先端にあるトップシーブ１７を介して位置決め装置２３の吊りシーブ２５に掛けまわされている。本実施形態の作業装置付き杭打機１は、オーガ２０及び位置決め装置２３が吊りワイヤ１０によって吊り下げられ、ウインチ１３の巻上げによってオーガ２０及び位置決め装置２３が引き上げられるように構成されたものである。つまり、ラック１８やピニオンギヤ２２などは前記従来例のように昇降手段として設けたのではなく、ピニオンギヤ２２の回転をロックユニット２７によって止め、所定の高さで位置決めするための位置決め機構として構成したものである。
【００１５】
一方、オーガ２０にはスクリュウロッド８０が連結され、それを強制圧入することができる構成がとられている。具体的には、リーダ１５に沿って上下に配置されたオーガ２０と位置決め装置２３が左右一対の圧入シリンダ２６によって連結され、その上下方向の間隔が変位するように構成されている。つまり、リーダ１５の所定高さに位置決めされた位置決め装置２３に対して圧入シリンダ２６が伸縮することで、オーガ２０を介してスクリュウロッド８０に圧入力或いは引抜き力を与えるように構成されている。こうした圧入シリンダ２６は、復動の油圧シリンダであり、スクリュウロッド８０を挟んだ位置に平行に取り付けられている。
【００１６】
また、位置決め装置２３は、一対のピニオンギヤ２２を有し、リーダ１５に固定された両歯のラック１８に噛み合っている。そして、そのピニオンギヤ２２，２２は、それぞれにロックユニット２７に軸支されている。ここで、図３は、ロックユニット２７とウインチ１３を一つの操作レバーで操作を可能にした油圧回路を示した図である。
先ず、ロックユニット２７は、ピニオンギヤ２２の回転軸３１にロック用ディスク３２が固定され、そのロック用ディスク３２に対して回転止プレート３３が設けられている。回転止プレート３３は、スプリング３４の付勢力によってロック用ディスク３２が押し当てられて回転を止め、反対側からの圧力によってスプリング３４の付勢に抗してロック用ディスク３２から離れ、ロックが解除されるようになっている。
【００１７】
本実施形態では、こうした位置決め機構のロック動作とウインチ１３による送り動作とを連動させる必要があるが、図３に示す油圧回路では一つの操作レバー４２によって同時に操作できるようになっている。
リモコンバルブ４１は、それぞれ操作レバー４２の傾きによって各一対の切換弁４３，４４の切り換え操作を行うようにしたものである。切換弁４３，４４は、パイロット圧を供給する不図示のパイロット圧用油圧ポンプとタンク４５とに接続され、コントロールバルブ４６の切り換えを行うようにしたものである。切換弁４３，４４は、コントロールバルブ４６の上昇側又は下降側パイロット室に接続されている。更に切換弁４３，４４は、シャトル弁４７を介してロックユニット２７の加圧室３５に接続されている。
【００１８】
コントロールバルブ４６は、巻上げライン５１及び巻下げライン５２及びカウンタバランスバルブ５５を介してウインチ１３の油圧モータ５３に接続されている。また、コントロールバルブ４６には、油圧ポンプ４８とタンク４５とを接続するセンターバイパスライン５６が設けられ、リリーフ弁４９の設けられたタンクライン５７が接続されている。
【００１９】
続いて、本実施形態では、この作業装置付き杭打機１によって、次のようにスクリュウロッド８０を利用した地盤の掘削が行われる。作業開始時は、ウインチ１３の巻上げによってオーガ２０と位置決め装置２３とがリーダ１５に沿って引き上げられ、スクリュウロッド８０がオーガ２０の回転軸に連結される。そして、オーガ２０と位置決め装置２３は、圧入シリンダ２６が収縮状態にあって両者が接近した状態で掘削が行われる。スクリュウロッド８０による掘削は、ウインチ１３によって吊りワイヤ１０が巻下げられ、オーガ２０からの出力よってスクリュウロッド８０が回転することで、オーガ２０や位置決め装置２３の重さと地盤に入り込む螺旋羽の推進力によって掘削が行われる。
【００２０】
スムーズに掘削が進行している場合の位置決め装置２３は、図３に示すように、油圧によって回転止プレート３３がロックユニット２７から離れ、ピニオンギヤ２２の回転がフリーの状態になっている。従って、掘削に伴ってオーガ２０がリーダ１５に沿って下降すると位置決め装置２３も下降するため、フリーのピニオンギヤ２２はラック１８を転動することになる。
【００２１】
一方、スクリュウロッド８０が硬い地盤に突き当たり、それ以上入っていかないような場合に強制圧入が行われる。そこで、強制圧入を行う場合には位置決め装置２３から油圧が抜かれ、スプリング３４の付勢力によって回転止プレート３３がロック用ディスク３２へと押し当てられて回転がロックされる。ピニオンギヤ２２の回転が制限されるため、ラック１８に噛み合った状態で位置決め装置２３がリーダ１５に対して所定の高さで位置決めされる。そして、その状態で図２（ａ）に示す収縮状態の圧入シリンダ２６に作動油が供給され、図２（ｂ）に示すように上下方向に伸ばされる。
【００２２】
圧入シリンダ２６が伸びると、その伸び方向に作用する力が位置決め装置２３に支えられてオーガ２０を介してスクリュウロッド８０に伝えられ、硬い地盤への強制圧入が行われる。本実施形態では、こうした油圧によって伸縮する圧入シリンダ２６からの出力によって強制圧入が行われる。圧入シリンダ２６では、そのストローク以上に圧入できないため、更に圧入が必要な場合には、位置決め装置２３のロックを解除して圧入シリンダ２６を収縮させ、図２（ａ）に示すようにオーガ２０と接近した状態で再びロックして圧入シリンダ２６を伸ばしてスクリュウロッド８０の強制圧入を行う。こうして位置決め装置２３のロックとその解除、そして圧入シリンダ２６の伸縮を繰り返すことで複数回に分けて段階的に圧入が行われる。
【００２３】
一方、スクリュウロッド８０を引き抜く場合には、位置決め装置２３のロックを解除した状態でウインチ１３を巻上げし、吊りワイヤ１０によってオーガ２０及び位置決め装置２３を引き上げる。引抜き時には、ウインチ１３の巻上げ力によってスクリュウロッド８０を引き上げることになるが、それでは十分でない場合には、圧入シリンダ２６を伸ばした状態でロックユニット２７によってピニオンギヤ２２の回転を制限して位置決め装置２３を位置決めし、圧入シリンダ２６を収縮させてオーガ２０及びスクリュウロッド８０を強制的に引き上げるようにする。
【００２４】
本実施形態では、位置決め装置２３のロックユニット２７とウインチ１３とが連動し、操作レバー４２によって同時に操作することができる。図３に示すように、操作レバー４２を中立状態にした場合は、油圧ポンプ４８からの作動油がコントロールバルブ４６を通ってタンク４５へと流れる。一方、操作レバー４２を巻上げ方向に倒すと切換弁４３が切り換えられ、パイロット圧がコントロールバルブ４６をＡポートブロックに切り換える。そのため、油圧ポンプ４８からの作動油は、巻上ライン５１を流れて油圧モータ５３を回転させる。
【００２５】
逆に、操作レバー４２を巻下げ方向に倒すと切換弁４４が切り換えられ、パイロット圧がコントロールバルブ４６をＢポートブロックに切り換える。そのため、油圧ポンプ４８からの作動油は、巻下ライン５２を流れて油圧モータ５３を逆回転させる。このとき、巻下ライン５２を流れる油圧によってカウンタバランスバルブ５５が開弁し、戻りの作動油がこのカウンタバランスバルブ５５を通って巻上ライン５１を流れる。
【００２６】
このようしてウインチ１３を正転或いは逆転させ、吊りワイヤ５を巻き上げ或いは巻き下げしてオーガ２０や位置決め装置２３をリーダに沿って昇降させる場合、いずれの場合もパイロット圧がシャトル弁４７を介してロックユニット２７の加圧室３５へ供給され、ロック用ディスク３２から回転止プレート３３を離してロックが解除される。そして、図３に示すように操作レバー４２が中立の状態では、切換弁４３，４４がいずれもタンク４５側へポートが切り換えられるため、加圧室３５の圧力が下がってロックユニット２７はスプリング３４に付勢されてロック状態になる。
【００２７】
よって、本実施形態の作業装置付き杭打機１によれば、圧入シリンダ２６によってオーガ２０と位置決め装置２３を一体にした構成であるため、リーダ１５への装着が簡単である。また、図３に示す油圧回路によって、操作レバー４２による一つの操作で吊りワイヤ１０のウインチ１３とロックユニット２７とを同時に動作させるようにしたので、操作が極めて容易になった。また、圧入シリンダ２６によってスクリュウロッド８０を地盤に圧入し、ラック１８やピニオンギヤ２２を位置決め機構として用いるものであるため、摩耗による部品交換のコストを大幅に削減することが可能になった。更に、圧入力や引抜き力を発生させる圧入シリンダ２６と、圧入時などに反力を受けるスクリュウロッド８０とが同じ位置に横並びになって配置されているため、オーガ２０や位置決め装置２３にモーメントが作用しなくなり、偏芯荷重による摺動部の摩耗を抑えることができる。
【００２８】
次に、作業装置付き杭打機の第２実施形態について説明する。図４は、第２実施形態の作業装置付き杭打機を示す概念図であり、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付して説明する。この作業装置付き杭打機２は、作業装置であるオーガ２０内にロックユニット２７が設けられ、位置決め装置２３と同様にピニオンギヤ２２がラック１８に噛み合っている。従って、本実施形態では、圧入シリンダ２６によって上下に連結されたオーガ２０と位置決め装置２３とにロック機構がそれぞれ設けられ、一方をリーダ１５に対して位置決めしておいて圧入シリンダ２６の伸縮によって尺取り虫のように移動させることが可能になっている。
【００２９】
そこで、オーガ２０の回転軸に連結したスクリュウロッド８０によって地盤を掘削する場合は、前記第１実施形態と同様に、例えば硬い地盤のところで位置決め装置２３をロックさせ、圧入シリンダ２６を伸ばしてスクリュウロッド８０を押し込む。圧入シリンダ２６の伸縮を繰り返して圧入を行うには、圧入シリンダ２６を収縮させてロックを外した位置決め装置２３を下降させ、その位置で再び位置決め装置２３をロック状態にして圧入を行う。
【００３０】
一方、こうした作業とは別に、例えば地盤改良の場合には次のような操作が行われる。先ず、位置決め装置２３をロック状態にして圧入シリンダ２６を伸ばし、オーガ２０を下げてスクリュウロッド８０によって掘削穴の中を攪拌する。そして次に、圧入シリンダ８０を収縮させ、オーガ２０を上昇させた位置で位置決めさせる。つまり、オーガ２０に設けられたロックユニット２７（図３参照）が、そのスプリング３４の付勢力によって回転止プレート３３をロック用ディスク３２へと押し当て、ピニオンギヤ２２の回転を制限する。これによって、オーガ２０がリーダ１５に対して位置決めされる。
【００３１】
そして、この状態で位置決め装置２３のロックを解除して圧入シリンダ２６を伸ばせば、オーガ２０に支えられて位置決め装置２３を上昇させることができる。仮に、オーガ２０がフリーな状態で位置決め装置２３を上昇させようとしてもスクリュウロッド８０が緩い地盤の上に載っているのであれば、オーガ２０、位置決め装置２３及びスクリュウロッド８０の重さによって沈んでしまい、オーガ２０などの正確な位置が把握できなくなってしまう。よって、本実施形態によれば、第１実施形態の作業装置付き杭打機１と同様の効果を奏するとともに、更に上昇する方向に尺取り虫のような作業が可能になる。
【００３２】
次に、作業装置付き杭打機の第３実施形態について説明する。図５は、第３実施形態の作業装置付き杭打機を示す概念図であり、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付して説明する。また、図６は、第３実施形態の作業装置付き杭打機を構成する位置決め装置を概念的に示した平面図である。
この作業装置付き杭打機３は、第１実施形態とは異なる位置決め装置６０によって構成されている。位置決め装置６０は、一対の屈曲した把持爪６１ａ，６１ａが軸支されたチャック６１が設けられ、それが油圧シリンダ（チャックシリンダ）６２によって開閉するようになっている。一方、リーダ１５には、その全面にラックではなくディスクプレート６５が取り付けられており、位置決め装置６０は、そのチャック６１先端がこのディスクプレート６５を挟み込むように配置されている。
【００３３】
この作業装置付き杭打機３では、オーガ２０と位置決め装置６０が圧入シリンダ２６によって連結され、その圧入シリンダ２６が収縮した状態で掘削が行われる。その際、ウインチ１３によって吊りワイヤ１０は巻き出される。スムーズに掘削が進行している場合の位置決め装置６０は、チャックシリンダ６２が収縮してチャック６１の先端が開き、ディスクプレート６５とは非接触状態になっている。一方、強制圧入を行う場合には位置決め装置６０のチャックシリンダ６２が伸び、チャック６１先端が閉じてディスクプレート６５を両側から強く把持し、その摩擦力によってロックする。
【００３４】
そこで、収縮状態の圧入シリンダ２６に作動油が供給されて上下方向に伸ばされると（図２参照）、リーダ１５に位置決めされた位置決め装置６０に支持され、圧入シリンダ２６の力がオーガ２０を介してスクリュウロッド８０に伝えられ、硬い地盤への強制圧入が行われる。こうした油圧によって伸縮する圧入シリンダ２６からの出力によって強制圧入が行われる。圧入シリンダ２６では、そのストローク以上に圧入できないため、更に圧入が必要な場合には、位置決め装置６０のロックを解除して圧入シリンダ２６を収縮させ、オーガ２０と接近した状態で再びロックして圧入シリンダ２６を伸ばしてスクリュウロッド８０の強制圧入を行う。こうして位置決め装置６０のロック及びその解除と、圧入シリンダ２６の伸縮を繰り返すことで複数回に分けて段階的に圧入が行われる。
【００３５】
一方、スクリュウロッド８０を引き抜く場合には、位置決め装置６０のロックを解除した状態でウインチ１３を巻上げ、吊りワイヤ１０によってオーガ２０及び位置決め装置６０を引き上げる。引抜き時には、ウインチ１３の巻上げ力によってスクリュウロッド８０を引き上げることになるが、それでは十分でない場合には、圧入シリンダ２６を伸ばした状態でチャック６１によってディスクプレート６５を把持して位置決め装置６０を固定し、圧入シリンダ２６を収縮させてオーガ２０及びスクリュウロッド８０を強制的に引き上げる。
【００３６】
よって、本実施形態の作業装置付き杭打機３によれば、圧入シリンダ２６によってオーガ２０と位置決め装置６０を一体にした構成であるため、リーダ１５への装着が簡単である。また、詳しく図示しないが、図３に示すロックユニット２７に換えてチャックシリンダ６２を接続した油圧回路とすれば、操作レバー４２による一つの操作で吊りワイヤ１０のウインチ１３とチャック６１の開閉とを同時に動作させるようにしたので、操作が極めて容易になる。また、圧入シリンダ２６によってスクリュウロッド８０を地盤に圧入し、チャック６１やディスクプレート６５を位置決め機構として用いるものであるため、構造が容易である。更に、圧入力や引抜き力を発生させる圧入シリンダ２６と、圧入時などに反力を受けるスクリュウロッド８０とが同じ位置に横並びになって配置されているため、オーガ２０や位置決め装置２３にモーメントが作用しなくなり、偏芯荷重による摺動部の摩耗を抑えることができる。
【００３７】
次に、作業装置付き杭打機の第４実施形態について説明する。図７は、第４実施形態の作業装置付き杭打機に関し、ロックユニット周辺部の油圧回路を示した図であり、図８は、圧入シリンダを操作するための油圧回路を示した図である。第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付して説明する。ロックユニット２７は、図１に示すように位置決め装置２３に設けられ、第１実施形態と同様に構成されている。
【００３８】
ロックユニット２７は、その加圧室３５には、ロック用ソレノイド弁７２を介して油圧ポンプ７１が接続されている。また、油圧ポンプ７１は、リリーフ弁７３を介してタンク７４に接続されている。ロック用ソレノイド弁７２は、図示するＡポートブロックとＢポートブロックとが構成され、ソレノイドへの通電によってＡポートブロックからＢポートブロックへ切り換えられ、油圧ポンプ７１と加圧室７５が連通するようになっている。また、そのロック用ソレノイド弁７２には、継手７５を介して制御線７６が接続され、その制御線７６には、油圧によって開くＢ接点のプレッシャースイッチ７７が設けられている。
【００３９】
本実施形態では、こうした位置決め機構のロック動作と圧入シリンダ２６の動作とを連動させている。図８に示すように、リモコンバルブ８１は、それぞれ操作レバー８２の傾きによって各一対の切換弁８３，８４の切り換え操作を行うようにしたものである。切換弁８３，８４は、パイロット圧を供給する不図示のパイロット圧用油圧ポンプとタンク８５とに接続され、コントロールバルブ８６の切り換えを行うようにしたものである。切換弁８３，８４は、コントロールバルブ８６の伸長側又は収縮側パイロット室に接続され、そのコントロールバルブ８６は、収縮ライン９１及び伸長ライン９２を介して圧入シリンダ２６に接続されている。また、油圧ポンプ８７とタンク８５とを接続するセンターバイパスライン９３が形成され、タンクライン９５にはリリーフ弁９４が設けられている。更に、本実施形態では、切換弁８３，８４がシャトル弁８８を介してプレッシャースイッチ７７に接続されている。
【００４０】
そこで、スクリュウロッド８０を圧入シリンダ２６を使用して強制圧入や引抜きが行われる場合には、操作レバー８２が伸長或いは収縮方向に倒される。伸長側に倒されると切換弁８３が切り換えられ、パイロット圧がコントロールバルブ８６をＡポートブロックに切り換える。そのため、油圧ポンプ８７からの作動油は、伸長ライン９２を流れて圧入シリンダ２６を伸長作動させる。また、逆に操作レバー８２を収縮方向に倒されると切換弁８４が切り換えられ、パイロット圧がコントロールバルブ８６をＢポートブロックに切り換える。そのため、油圧ポンプ８７からの作動油は、収縮ライン９１を流れて圧入シリンダ２６を収縮作動させる。
【００４１】
このようして圧入シリンダ２６が伸縮する場合、パイロット圧がシャトル弁８８を介してプレッシャースイッチ７７にかかり、図７に示すＢ接点のプレッシャースイッチ７７がＯＦＦ状態になり、ロック用ソレノイド弁７２は、非通電となってＢポートブロックから図示するＡポートブロックに切り換えられる。すると、ロックユニット２７の加圧室３５がタンク７４と連通し、スプリング３４の付勢力によって回転止プレート３３がロック用ディスク３２に押し付けられる。そのため、ラック１８を転動するピニオンギヤ２２の回転が制限される。よって、本実施形態では、圧入シリンダ２６を伸縮させる操作レバー８２によって、ロックユニット２７を同時に動作させるようにしたので、操作が極めて容易になった。
【００４２】
以上、本発明に係る作業装置付き杭打機の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
前記実施形態では、位置決め機構としてラック１８とピニオンギヤ２２や、チャック６１とディスクプレート６５による構成としたが、それ以外の構成によるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】作業装置付き杭打機の第１実施形態を概念的に示した側面図である。
【図２】作業装置付き杭打機の正面部分を異なる形態で示した図である。
【図３】ロックユニットとウインチを一つの操作レバーで操作を可能にした油圧回路を示した図である。
【図４】作業装置付き杭打機の第２実施形態を概念的に示した側面図である。
【図５】作業装置付き杭打機の第３実施形態を概念的に示した側面図である。
【図６】第３実施形態の作業装置付き杭打機を構成する位置決め装置を概念的に示した平面図である。
【図７】作業装置付き杭打機の第４実施形態に関し、ロックユニット周辺部の油圧回路を示した図である。
【図８】圧入シリンダを操作するための油圧回路を示した図である。
【図９】ウインチを利用した強制押込み機構を備えた従来の作業装置付杭打機を示した概念図である。
【図１０】リーダに設けたラックに従って昇降する昇降装置を備えた従来の作業装置付杭打機を示した概念図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 作業装置付き杭打機
１０ 吊りワイヤ
１１ 走行部
１２ 本体
１３ ウインチ
１５ リーダ
１８ ラック
２０ オーガ
２２ ピニオンギヤ
２３ 位置決め装置
２６ 圧入シリンダ
２７ ロックユニット
３２ ロック用ディスク
３３ 回転止プレート
３４ スプリング
４１ リモコンバルブ
４２ 操作レバー
４３，４４ 切換弁
４６ コントロールバルブ
４７ シャトル弁
５３ 油圧モータ
８０ スクリュウロッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業装置をリーダに装着した作業装置付き杭打機に関し、特に作業装置に対して位置決め装置を圧入手段を介して一体に構成し、その圧入手段によって作業装置に連結した作業ロッドに対して圧入力を与えるようにした作業装置付き杭打機。
【背景技術】
【０００２】
支持杭を建てる基礎工事などでは、例えばケーシングを地盤に回転圧入させたり、スクリュウロッドで地盤を掘削作業する場合、杭打機のリーダにオーガなどの作業装置が昇降可能に装着される。そうしたオーガに取り付けられたケーシングやスクリュウロッドなどは、オーガによって回転が与えられて地盤の掘削を行い、更に回転とともにオーガがリーダに沿って下降することによって地盤に押し付けられた回転圧入が行われる。従来、こうした作業装置付の杭打機では、作業装置を介してケーシングやスクリュウロッドを強制的に押し込むため次のような構成がとられていた。
【０００３】
図９は、ウインチを利用した強制押込み機構を備えた従来の作業装置付杭打機を示した概念図である。作業装置付杭打機１００は、本体１０１に２機のウインチ１０２，１０３が設けられ、一方のウインチ１０２から送り出された吊りワイヤ１１１がトップシーブ１０４を介してオーガ１５０の吊りシーブ１５１に掛けまわされている。もう一方のウインチ１０３から送り出された圧入ワイヤ１１２は、圧入シーブ１０５を介してオーガ１５０の絞込みシーブ１５２に掛けまわされている。従って、リーダ１０６に装着された作業装置であるオーガ１５０は、ウインチ１０２の巻下げと同時にウインチ１０３を巻上げることにより、ウインチ１０３による下方への引張り力によって圧入力が発生し、スクリュウロッド１３０を強制的に地盤へ圧入することができる。
【０００４】
また、図１０は、リーダに設けたラックに従って昇降する昇降装置を備えた従来の作業装置付杭打機を示した概念図である。この杭打機２００は、リーダ２０１の前面にラック２０２が固定され、オーガ２５０の上方に一体に設けられた昇降装置２５５が設けられている。昇降装置２５５は、ラック２０２に噛み合うピニオンギヤ２５１を有し、そのピニオンギヤ２５１が油圧モータ２５２によって回転することでリーダ２０１に沿った昇降を可能にしている。そのため、油圧モータ２５２の駆動によりピニオンギヤ２５１がラック２０２を転動し、一体のオーガ２５０やスクリュウロッド２３０が上下動する。そして、昇降装置２５５が下降する圧入力によってスクリュウロッド２３０が地盤に対して強制的に圧入することができる。
【特許文献１】特開２００１−１８２０６１号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】特公平６−７８６１７号公報（第２頁、図１、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、こうした強制押込み機構の作業装置付き杭打機では、それぞれに次のような問題点があった。先ず、図９に示すウインチによる強制圧入を採用した杭打機１００では、ウインチ１０２，１０３のワイヤ１１１，１１２をオーガ１５０の上下方向からシーブ１５１，１５２に掛けまわさなければならず、作業準備が非常に手間のかかるものであった。また、絞込みシーブ１５２が位置するリーダ１０６とスクリュウロッド１３０との間が狭いので、軸方向に複数のシーブを重ねることができない。そのため、圧入力を発生させるワイヤ１１２の掛け本数が少ないことによって、ワイヤ１１２の強度を考慮すると絞込み荷重を大きくできず、大きな圧入力を得ることができない。更に、ワイヤ１１１，１１２の巻上げと巻き下げを同時に行わなければならないが、特に乱巻きにならないようにする操作が非常に複雑であった。
【０００６】
一方、図１０に示すラック・ピニオン昇降機を採用した杭打機２００では、ピニオンギヤ２５１を油圧モータ２５２によって回転させ、噛み合ったラック２０２を転動して下降することで圧入力を発生させているが、こうした機構では長期間の使用によりラック２０２やピニオンギヤ２５１が摩耗し、動作に不具合が生じるようになる。そのため、比較的交換回数が多くコスト高になる。また、ラック２０２とピニオンギヤ２５１の噛み合い位置とスクリュウロッド２３０との距離が離れているため、スクリュウロッド２３０に作用する反力によってオーガ２５０全体にモーメントが作用する。すると、ガイドギブ２５３とガイドパイプ２０３との摺動部分に荷重がかかるため偏摩耗が生じ、長期の使用によって交換が必要になってこの点でもコストがかかってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、取り扱いが容易な低コストの作業装置付き杭打機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の作業装置付き杭打機は、本体前方に立設されたリーダに対して摺動可能に装着された作業装置を吊りワイヤによって吊設し、ウインチによる吊りワイヤの巻上げ及び巻下げによって作業装置に連結された作業用ロッドに回転を与えながら昇降させて所定の作業を行うものであり、前記作業装置は、その上方にあってリーダに対して摺動可能に装着された位置決め装置と圧入シリンダによって連結され、その位置決め装置とリーダとの間には、当該位置決め装置をリーダの任意高さで移動できないように停止させる位置決め機構が設けられたものであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の作業装置付き杭打機は、前記圧入シリンダが、一対の油圧シリンダであり、前記作業装置に連結される作業用ロッドをはさんだ位置に配置されたものであることが好ましい。
また、本発明の作業装置付き杭打機は、前記作業装置とリーダとの間に、当該作業装置をリーダの任意高さで移動できないように停止させる位置決め機構が設けられたものであることが好ましい。
また、本発明の作業装置付き杭打機は、前記位置決め機構が、前記リーダにはラックが形成され、前記位置決め装置又は／及び作業装置には、そのラックに対してピニオンギヤを噛み合わせ、そのピニオンギヤの回転を停止させるロック手段が設けられたものであることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の作業装置付き杭打機は、前記ロック手段が、前記ピニオンギヤの回転軸に一体に設けられたロック用ディスクと、そのロック用ディスクに当接して回転を制限する回転止プレートとを有し、その回転止プレートは、ロック用ディスクに対して付勢部材の付勢力によって当接し、油圧によって前記付勢力に抗して離間するようにしたものであことが好ましい。
また、本発明の作業装置付き杭打機は、前記位置決め機構が、前記リーダにはディスクプレートが形成され、前記位置決め装置又は／及び作業装置には、そのディスクプレートを油圧式のチャックシリンダで開閉させるチャックが設けられ、そのチャックによるディスクプレートの挟み込みの摩擦力によって停止させるようにしたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の作業装置付き杭打機によれば、例えばスクリュウロッドの回転圧入時に硬い地盤に突き当たったような場合には、位置決め装置をロックしてリーダに対して位置決めし、圧入シリンダを伸ばすことによる圧入力によって作業装置とスクリュウロッドとを押し下げて地盤へ強制的に圧入する。
よって、本発明では、圧入シリンダによって作業装置と位置決め装置とが一体になって構成されているので、リーダへの装着が簡単であって取り扱いが容易であり、圧入シリンダが圧入力を発生させるため、ラック・ピニオンのように摩耗による部品交換コストなどを削減することができる。更に、圧入力や引抜き力を発生させる圧入シリンダと、圧入時などに反力を受ける作業用ロッドとが横並びになって配置されているため、作業装置にモーメントが作用しなくなり、偏芯荷重による摺動部の摩耗を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明に係る作業装置付き杭打機の一実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本実施形態の作業装置付き杭打機を概念的に示した側面図である。そして、図２は、作業装置付き杭打機の前面を異なる形態で示した図である。
作業装置付き杭打機１は、クローラを備えた走行部１１上に旋回可能な本体１２が設けられたベースマシンによって構成されている。本体１２は、メインフレーム上に運転台や油圧ポンプなどを備える動力部などが配置され、そうした本体１２の前部にはリーダ１５が支持されている。そして、この作業装置付き杭打機１は、そのリーダ１５に対して作業装置であるオーガ２０が装着されたものであって、本実施形態では作業に合わせてオーガ２０の回転軸にスクリュウロッド８０が連結されている。
【００１３】
リーダ１５は、機体の左右側面側にガイドパイプ１６がほぼ全長にわたって設けられ、オーガ２０には、そのガイドパイプ１６を左右から把持して摺動するガイドギブ２１が設けられている。また、作業装置付き杭打機１は、リーダ１５の前面にラック１８が設けられ、オーガ２０は、このラック１８に噛合するピニオンギヤ２２を有する位置決め装置２３が一体に設けられている。この位置決め装置２３もガイドパイプ１６を左右から把持するガイドギブ２４が設けられており、オーガ２０と位置決め装置２３とは、共にガイドギブ２１，２４によってガイドパイプ１６を摺動し、リーダ１５に沿って昇降可能に装着されている。
【００１４】
作業装置付き杭打機１は、その本体１２に設けられたウインチ１３から吊りワイヤ１０が送り出され、リーダ１５の先端にあるトップシーブ１７を介して位置決め装置２３の吊りシーブ２５に掛けまわされている。本実施形態の作業装置付き杭打機１は、オーガ２０及び位置決め装置２３が吊りワイヤ１０によって吊り下げられ、ウインチ１３の巻上げによってオーガ２０及び位置決め装置２３が引き上げられるように構成されたものである。つまり、ラック１８やピニオンギヤ２２などは前記従来例のように昇降手段として設けたのではなく、ピニオンギヤ２２の回転をロックユニット２７によって止め、所定の高さで位置決めするための位置決め機構として構成したものである。
【００１５】
一方、オーガ２０にはスクリュウロッド８０が連結され、それを強制圧入することができる構成がとられている。具体的には、リーダ１５に沿って上下に配置されたオーガ２０と位置決め装置２３が左右一対の圧入シリンダ２６によって連結され、その上下方向の間隔が変位するように構成されている。つまり、リーダ１５の所定高さに位置決めされた位置決め装置２３に対して圧入シリンダ２６が伸縮することで、オーガ２０を介してスクリュウロッド８０に圧入力或いは引抜き力を与えるように構成されている。こうした圧入シリンダ２６は、復動の油圧シリンダであり、スクリュウロッド８０を挟んだ位置に平行に取り付けられている。
【００１６】
また、位置決め装置２３は、一対のピニオンギヤ２２を有し、リーダ１５に固定された両歯のラック１８に噛み合っている。そして、そのピニオンギヤ２２，２２は、それぞれにロックユニット２７に軸支されている。ここで、図３は、ロックユニット２７とウインチ１３を一つの操作レバーで操作を可能にした油圧回路を示した図である。
先ず、ロックユニット２７は、ピニオンギヤ２２の回転軸３１にロック用ディスク３２が固定され、そのロック用ディスク３２に対して回転止プレート３３が設けられている。回転止プレート３３は、スプリング３４の付勢力によってロック用ディスク３２が押し当てられて回転を止め、反対側からの圧力によってスプリング３４の付勢に抗してロック用ディスク３２から離れ、ロックが解除されるようになっている。
【００１７】
本実施形態では、こうした位置決め機構のロック動作とウインチ１３による送り動作とを連動させる必要があるが、図３に示す油圧回路では一つの操作レバー４２によって同時に操作できるようになっている。
リモコンバルブ４１は、それぞれ操作レバー４２の傾きによって各一対の切換弁４３，４４の切り換え操作を行うようにしたものである。切換弁４３，４４は、パイロット圧を供給する不図示のパイロット圧用油圧ポンプとタンク４５とに接続され、コントロールバルブ４６の切り換えを行うようにしたものである。切換弁４３，４４は、コントロールバルブ４６の上昇側又は下降側パイロット室に接続されている。更に切換弁４３，４４は、シャトル弁４７を介してロックユニット２７の加圧室３５に接続されている。
【００１８】
コントロールバルブ４６は、巻上げライン５１及び巻下げライン５２及びカウンタバランスバルブ５５を介してウインチ１３の油圧モータ５３に接続されている。また、コントロールバルブ４６には、油圧ポンプ４８とタンク４５とを接続するセンターバイパスライン５６が設けられ、リリーフ弁４９の設けられたタンクライン５７が接続されている。
【００１９】
続いて、本実施形態では、この作業装置付き杭打機１によって、次のようにスクリュウロッド８０を利用した地盤の掘削が行われる。作業開始時は、ウインチ１３の巻上げによってオーガ２０と位置決め装置２３とがリーダ１５に沿って引き上げられ、スクリュウロッド８０がオーガ２０の回転軸に連結される。そして、オーガ２０と位置決め装置２３は、圧入シリンダ２６が収縮状態にあって両者が接近した状態で掘削が行われる。スクリュウロッド８０による掘削は、ウインチ１３によって吊りワイヤ１０が巻下げられ、オーガ２０からの出力よってスクリュウロッド８０が回転することで、オーガ２０や位置決め装置２３の重さと地盤に入り込む螺旋羽の推進力によって掘削が行われる。
【００２０】
スムーズに掘削が進行している場合の位置決め装置２３は、図３に示すように、油圧によって回転止プレート３３がロックユニット２７から離れ、ピニオンギヤ２２の回転がフリーの状態になっている。従って、掘削に伴ってオーガ２０がリーダ１５に沿って下降すると位置決め装置２３も下降するため、フリーのピニオンギヤ２２はラック１８を転動することになる。
【００２１】
一方、スクリュウロッド８０が硬い地盤に突き当たり、それ以上入っていかないような場合に強制圧入が行われる。そこで、強制圧入を行う場合には位置決め装置２３から油圧が抜かれ、スプリング３４の付勢力によって回転止プレート３３がロック用ディスク３２へと押し当てられて回転がロックされる。ピニオンギヤ２２の回転が制限されるため、ラック１８に噛み合った状態で位置決め装置２３がリーダ１５に対して所定の高さで位置決めされる。そして、その状態で図２（ａ）に示す収縮状態の圧入シリンダ２６に作動油が供給され、図２（ｂ）に示すように上下方向に伸ばされる。
【００２２】
圧入シリンダ２６が伸びると、その伸び方向に作用する力が位置決め装置２３に支えられてオーガ２０を介してスクリュウロッド８０に伝えられ、硬い地盤への強制圧入が行われる。本実施形態では、こうした油圧によって伸縮する圧入シリンダ２６からの出力によって強制圧入が行われる。圧入シリンダ２６では、そのストローク以上に圧入できないため、更に圧入が必要な場合には、位置決め装置２３のロックを解除して圧入シリンダ２６を収縮させ、図２（ａ）に示すようにオーガ２０と接近した状態で再びロックして圧入シリンダ２６を伸ばしてスクリュウロッド８０の強制圧入を行う。こうして位置決め装置２３のロックとその解除、そして圧入シリンダ２６の伸縮を繰り返すことで複数回に分けて段階的に圧入が行われる。
【００２３】
一方、スクリュウロッド８０を引き抜く場合には、位置決め装置２３のロックを解除した状態でウインチ１３を巻上げし、吊りワイヤ１０によってオーガ２０及び位置決め装置２３を引き上げる。引抜き時には、ウインチ１３の巻上げ力によってスクリュウロッド８０を引き上げることになるが、それでは十分でない場合には、圧入シリンダ２６を伸ばした状態でロックユニット２７によってピニオンギヤ２２の回転を制限して位置決め装置２３を位置決めし、圧入シリンダ２６を収縮させてオーガ２０及びスクリュウロッド８０を強制的に引き上げるようにする。
【００２４】
本実施形態では、位置決め装置２３のロックユニット２７とウインチ１３とが連動し、操作レバー４２によって同時に操作することができる。図３に示すように、操作レバー４２を中立状態にした場合は、油圧ポンプ４８からの作動油がコントロールバルブ４６を通ってタンク４５へと流れる。一方、操作レバー４２を巻上げ方向に倒すと切換弁４３が切り換えられ、パイロット圧がコントロールバルブ４６をＡポートブロックに切り換える。そのため、油圧ポンプ４８からの作動油は、巻上ライン５１を流れて油圧モータ５３を回転させる。
【００２５】
逆に、操作レバー４２を巻下げ方向に倒すと切換弁４４が切り換えられ、パイロット圧がコントロールバルブ４６をＢポートブロックに切り換える。そのため、油圧ポンプ４８からの作動油は、巻下ライン５２を流れて油圧モータ５３を逆回転させる。このとき、巻下ライン５２を流れる油圧によってカウンタバランスバルブ５５が開弁し、戻りの作動油がこのカウンタバランスバルブ５５を通って巻上ライン５１を流れる。
【００２６】
このようしてウインチ１３を正転或いは逆転させ、吊りワイヤ５を巻き上げ或いは巻き下げしてオーガ２０や位置決め装置２３をリーダに沿って昇降させる場合、いずれの場合もパイロット圧がシャトル弁４７を介してロックユニット２７の加圧室３５へ供給され、ロック用ディスク３２から回転止プレート３３を離してロックが解除される。そして、図３に示すように操作レバー４２が中立の状態では、切換弁４３，４４がいずれもタンク４５側へポートが切り換えられるため、加圧室３５の圧力が下がってロックユニット２７はスプリング３４に付勢されてロック状態になる。
【００２７】
よって、本実施形態の作業装置付き杭打機１によれば、圧入シリンダ２６によってオーガ２０と位置決め装置２３を一体にした構成であるため、リーダ１５への装着が簡単である。また、図３に示す油圧回路によって、操作レバー４２による一つの操作で吊りワイヤ１０のウインチ１３とロックユニット２７とを同時に動作させるようにしたので、操作が極めて容易になった。また、圧入シリンダ２６によってスクリュウロッド８０を地盤に圧入し、ラック１８やピニオンギヤ２２を位置決め機構として用いるものであるため、摩耗による部品交換のコストを大幅に削減することが可能になった。更に、圧入力や引抜き力を発生させる圧入シリンダ２６と、圧入時などに反力を受けるスクリュウロッド８０とが同じ位置に横並びになって配置されているため、オーガ２０や位置決め装置２３にモーメントが作用しなくなり、偏芯荷重による摺動部の摩耗を抑えることができる。
【００２８】
次に、作業装置付き杭打機の第２実施形態について説明する。図４は、第２実施形態の作業装置付き杭打機を示す概念図であり、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付して説明する。この作業装置付き杭打機２は、作業装置であるオーガ２０内にロックユニット２７が設けられ、位置決め装置２３と同様にピニオンギヤ２２がラック１８に噛み合っている。従って、本実施形態では、圧入シリンダ２６によって上下に連結されたオーガ２０と位置決め装置２３とにロック機構がそれぞれ設けられ、一方をリーダ１５に対して位置決めしておいて圧入シリンダ２６の伸縮によって尺取り虫のように移動させることが可能になっている。
【００２９】
そこで、オーガ２０の回転軸に連結したスクリュウロッド８０によって地盤を掘削する場合は、前記第１実施形態と同様に、例えば硬い地盤のところで位置決め装置２３をロックさせ、圧入シリンダ２６を伸ばしてスクリュウロッド８０を押し込む。圧入シリンダ２６の伸縮を繰り返して圧入を行うには、圧入シリンダ２６を収縮させてロックを外した位置決め装置２３を下降させ、その位置で再び位置決め装置２３をロック状態にして圧入を行う。
【００３０】
一方、こうした作業とは別に、例えば地盤改良の場合には次のような操作が行われる。先ず、位置決め装置２３をロック状態にして圧入シリンダ２６を伸ばし、オーガ２０を下げてスクリュウロッド８０によって掘削穴の中を攪拌する。そして次に、圧入シリンダ８０を収縮させ、オーガ２０を上昇させた位置で位置決めさせる。つまり、オーガ２０に設けられたロックユニット２７（図３参照）が、そのスプリング３４の付勢力によって回転止プレート３３をロック用ディスク３２へと押し当て、ピニオンギヤ２２の回転を制限する。これによって、オーガ２０がリーダ１５に対して位置決めされる。
【００３１】
そして、この状態で位置決め装置２３のロックを解除して圧入シリンダ２６を伸ばせば、オーガ２０に支えられて位置決め装置２３を上昇させることができる。仮に、オーガ２０がフリーな状態で位置決め装置２３を上昇させようとしてもスクリュウロッド８０が緩い地盤の上に載っているのであれば、オーガ２０、位置決め装置２３及びスクリュウロッド８０の重さによって沈んでしまい、オーガ２０などの正確な位置が把握できなくなってしまう。よって、本実施形態によれば、第１実施形態の作業装置付き杭打機１と同様の効果を奏するとともに、更に上昇する方向に尺取り虫のような作業が可能になる。
【００３２】
次に、作業装置付き杭打機の第３実施形態について説明する。図５は、第３実施形態の作業装置付き杭打機を示す概念図であり、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付して説明する。また、図６は、第３実施形態の作業装置付き杭打機を構成する位置決め装置を概念的に示した平面図である。
この作業装置付き杭打機３は、第１実施形態とは異なる位置決め装置６０によって構成されている。位置決め装置６０は、一対の屈曲した把持爪６１ａ，６１ａが軸支されたチャック６１が設けられ、それが油圧シリンダ（チャックシリンダ）６２によって開閉するようになっている。一方、リーダ１５には、その全面にラックではなくディスクプレート６５が取り付けられており、位置決め装置６０は、そのチャック６１先端がこのディスクプレート６５を挟み込むように配置されている。
【００３３】
この作業装置付き杭打機３では、オーガ２０と位置決め装置６０が圧入シリンダ２６によって連結され、その圧入シリンダ２６が収縮した状態で掘削が行われる。その際、ウインチ１３によって吊りワイヤ１０は巻き出される。スムーズに掘削が進行している場合の位置決め装置６０は、チャックシリンダ６２が収縮してチャック６１の先端が開き、ディスクプレート６５とは非接触状態になっている。一方、強制圧入を行う場合には位置決め装置６０のチャックシリンダ６２が伸び、チャック６１先端が閉じてディスクプレート６５を両側から強く把持し、その摩擦力によってロックする。
【００３４】
そこで、収縮状態の圧入シリンダ２６に作動油が供給されて上下方向に伸ばされると（図２参照）、リーダ１５に位置決めされた位置決め装置６０に支持され、圧入シリンダ２６の力がオーガ２０を介してスクリュウロッド８０に伝えられ、硬い地盤への強制圧入が行われる。こうした油圧によって伸縮する圧入シリンダ２６からの出力によって強制圧入が行われる。圧入シリンダ２６では、そのストローク以上に圧入できないため、更に圧入が必要な場合には、位置決め装置６０のロックを解除して圧入シリンダ２６を収縮させ、オーガ２０と接近した状態で再びロックして圧入シリンダ２６を伸ばしてスクリュウロッド８０の強制圧入を行う。こうして位置決め装置６０のロック及びその解除と、圧入シリンダ２６の伸縮を繰り返すことで複数回に分けて段階的に圧入が行われる。
【００３５】
一方、スクリュウロッド８０を引き抜く場合には、位置決め装置６０のロックを解除した状態でウインチ１３を巻上げ、吊りワイヤ１０によってオーガ２０及び位置決め装置６０を引き上げる。引抜き時には、ウインチ１３の巻上げ力によってスクリュウロッド８０を引き上げることになるが、それでは十分でない場合には、圧入シリンダ２６を伸ばした状態でチャック６１によってディスクプレート６５を把持して位置決め装置６０を固定し、圧入シリンダ２６を収縮させてオーガ２０及びスクリュウロッド８０を強制的に引き上げる。
【００３６】
よって、本実施形態の作業装置付き杭打機３によれば、圧入シリンダ２６によってオーガ２０と位置決め装置６０を一体にした構成であるため、リーダ１５への装着が簡単である。また、詳しく図示しないが、図３に示すロックユニット２７に換えてチャックシリンダ６２を接続した油圧回路とすれば、操作レバー４２による一つの操作で吊りワイヤ１０のウインチ１３とチャック６１の開閉とを同時に動作させるようにしたので、操作が極めて容易になる。また、圧入シリンダ２６によってスクリュウロッド８０を地盤に圧入し、チャック６１やディスクプレート６５を位置決め機構として用いるものであるため、構造が容易である。更に、圧入力や引抜き力を発生させる圧入シリンダ２６と、圧入時などに反力を受けるスクリュウロッド８０とが同じ位置に横並びになって配置されているため、オーガ２０や位置決め装置２３にモーメントが作用しなくなり、偏芯荷重による摺動部の摩耗を抑えることができる。
【００３７】
次に、作業装置付き杭打機の第４実施形態について説明する。図７は、第４実施形態の作業装置付き杭打機に関し、ロックユニット周辺部の油圧回路を示した図であり、図８は、圧入シリンダを操作するための油圧回路を示した図である。第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付して説明する。ロックユニット２７は、図１に示すように位置決め装置２３に設けられ、第１実施形態と同様に構成されている。
【００３８】
ロックユニット２７は、その加圧室３５には、ロック用ソレノイド弁７２を介して油圧ポンプ７１が接続されている。また、油圧ポンプ７１は、リリーフ弁７３を介してタンク７４に接続されている。ロック用ソレノイド弁７２は、図示するＡポートブロックとＢポートブロックとが構成され、ソレノイドへの通電によってＡポートブロックからＢポートブロックへ切り換えられ、油圧ポンプ７１と加圧室７５が連通するようになっている。また、そのロック用ソレノイド弁７２には、継手７５を介して制御線７６が接続され、その制御線７６には、油圧によって開くＢ接点のプレッシャースイッチ７７が設けられている。
【００３９】
本実施形態では、こうした位置決め機構のロック動作と圧入シリンダ２６の動作とを連動させている。図８に示すように、リモコンバルブ８１は、それぞれ操作レバー８２の傾きによって各一対の切換弁８３，８４の切り換え操作を行うようにしたものである。切換弁８３，８４は、パイロット圧を供給する不図示のパイロット圧用油圧ポンプとタンク８５とに接続され、コントロールバルブ８６の切り換えを行うようにしたものである。切換弁８３，８４は、コントロールバルブ８６の伸長側又は収縮側パイロット室に接続され、そのコントロールバルブ８６は、収縮ライン９１及び伸長ライン９２を介して圧入シリンダ２６に接続されている。また、油圧ポンプ８７とタンク８５とを接続するセンターバイパスライン９３が形成され、タンクライン９５にはリリーフ弁９４が設けられている。更に、本実施形態では、切換弁８３，８４がシャトル弁８８を介してプレッシャースイッチ７７に接続されている。
【００４０】
そこで、スクリュウロッド８０を圧入シリンダ２６を使用して強制圧入や引抜きが行われる場合には、操作レバー８２が伸長或いは収縮方向に倒される。伸長側に倒されると切換弁８３が切り換えられ、パイロット圧がコントロールバルブ８６をＡポートブロックに切り換える。そのため、油圧ポンプ８７からの作動油は、伸長ライン９２を流れて圧入シリンダ２６を伸長作動させる。また、逆に操作レバー８２を収縮方向に倒されると切換弁８４が切り換えられ、パイロット圧がコントロールバルブ８６をＢポートブロックに切り換える。そのため、油圧ポンプ８７からの作動油は、収縮ライン９１を流れて圧入シリンダ２６を収縮作動させる。
【００４１】
このようして圧入シリンダ２６が伸縮する場合、パイロット圧がシャトル弁８８を介してプレッシャースイッチ７７にかかり、図７に示すＢ接点のプレッシャースイッチ７７がＯＦＦ状態になり、ロック用ソレノイド弁７２は、非通電となってＢポートブロックから図示するＡポートブロックに切り換えられる。すると、ロックユニット２７の加圧室３５がタンク７４と連通し、スプリング３４の付勢力によって回転止プレート３３がロック用ディスク３２に押し付けられる。そのため、ラック１８を転動するピニオンギヤ２２の回転が制限される。よって、本実施形態では、圧入シリンダ２６を伸縮させる操作レバー８２によって、ロックユニット２７を同時に動作させるようにしたので、操作が極めて容易になった。
【００４２】
以上、本発明に係る作業装置付き杭打機の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
前記実施形態では、位置決め機構としてラック１８とピニオンギヤ２２や、チャック６１とディスクプレート６５による構成としたが、それ以外の構成によるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】作業装置付き杭打機の第１実施形態を概念的に示した側面図である。
【図２】作業装置付き杭打機の正面部分を異なる形態で示した図である。
【図３】ロックユニットとウインチを一つの操作レバーで操作を可能にした油圧回路を示した図である。
【図４】作業装置付き杭打機の第２実施形態を概念的に示した側面図である。
【図５】作業装置付き杭打機の第３実施形態を概念的に示した側面図である。
【図６】第３実施形態の作業装置付き杭打機を構成する位置決め装置を概念的に示した平面図である。
【図７】作業装置付き杭打機の第４実施形態に関し、ロックユニット周辺部の油圧回路を示した図である。
【図８】圧入シリンダを操作するための油圧回路を示した図である。
【図９】ウインチを利用した強制押込み機構を備えた従来の作業装置付杭打機を示した概念図である。
【図１０】リーダに設けたラックに従って昇降する昇降装置を備えた従来の作業装置付杭打機を示した概念図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 作業装置付き杭打機
１０ 吊りワイヤ
１１ 走行部
１２ 本体
１３ ウインチ
１５ リーダ
１８ ラック
２０ オーガ
２２ ピニオンギヤ
２３ 位置決め装置
２６ 圧入シリンダ
２７ ロックユニット
３２ ロック用ディスク
３３ 回転止プレート
３４ スプリング
４１ リモコンバルブ
４２ 操作レバー
４３，４４ 切換弁
４６ コントロールバルブ
４７ シャトル弁
５３ 油圧モータ
８０ スクリュウロッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体前方に立設されたリーダに対して摺動可能に装着された作業装置を吊りワイヤによって吊設し、ウインチによる吊りワイヤの巻上げ及び巻下げによって作業装置に連結された作業用ロッドに回転を与えながら昇降させて所定の作業を行う作業装置付き杭打機において、
前記作業装置は、その上方にあってリーダに対して摺動可能に装着された位置決め装置と圧入シリンダによって連結され、
その位置決め装置とリーダとの間には、当該位置決め装置をリーダの任意高さで移動できないように停止させる位置決め機構が設けられたものであることを特徴とする作業装置付き杭打機。
【請求項２】
請求項１に記載する作業装置付き杭打機において、
前記圧入シリンダは、一対の油圧シリンダであり、前記作業装置に連結される作業用ロッドをはさんだ位置に配置されたものであることを特徴とする作業装置付き杭打機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する作業装置付き杭打機において、
前記作業装置とリーダとの間に、当該作業装置をリーダの任意高さで移動できないように停止させる位置決め機構が設けられたものであることを特徴とする作業装置付き杭打機。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する作業装置付き杭打機において、
前記位置決め機構は、前記リーダにラックが形成され、前記位置決め装置又は／及び作業装置には、そのラックに対してピニオンギヤを噛み合わせ、そのピニオンギヤの回転を停止させるロック手段が設けられたものであることを特徴とする作業装置付き杭打機。
【請求項５】
請求項４に記載する作業装置付き杭打機において、
前記ロック手段は、前記ピニオンギヤの回転軸に一体に設けられたロック用ディスクと、そのロック用ディスクに当接して回転を制限する回転止プレートとを有し、その回転止プレートは、ロック用ディスクに対して付勢部材の付勢力によって当接し、油圧によって前記付勢力に抗して離間するようにしたものであことを特徴とする作業装置付き杭打機。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する作業装置付き杭打機において、
前記位置決め機構は、前記リーダにディスクプレートが形成され、前記位置決め装置又は／及び作業装置には、そのディスクプレートを油圧式のチャックシリンダで開閉させるチャックが設けられ、そのチャックによるディスクプレートの挟み込みの摩擦力によって停止させるようにしたものであることを特徴とする作業装置付き杭打機。
【請求項１】
本体前方に立設されたリーダに対して摺動可能に装着された作業装置を吊りワイヤによって吊設し、ウインチによる吊りワイヤの巻上げ及び巻下げによって作業装置に連結された作業用ロッドに回転を与えながら昇降させて所定の作業を行う作業装置付き杭打機において、
前記作業装置は、その上方にあってリーダに対して摺動可能に装着された位置決め装置と圧入シリンダによって連結され、
その位置決め装置とリーダとの間には、当該位置決め装置をリーダの任意高さで移動できないように停止させる位置決め機構が設けられたものであることを特徴とする作業装置付き杭打機。
【請求項２】
請求項１に記載する作業装置付き杭打機において、
前記圧入シリンダは、一対の油圧シリンダであり、前記作業装置に連結される作業用ロッドをはさんだ位置に配置されたものであることを特徴とする作業装置付き杭打機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する作業装置付き杭打機において、
前記作業装置とリーダとの間に、当該作業装置をリーダの任意高さで移動できないように停止させる位置決め機構が設けられたものであることを特徴とする作業装置付き杭打機。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する作業装置付き杭打機において、
前記位置決め機構は、前記リーダにラックが形成され、前記位置決め装置又は／及び作業装置には、そのラックに対してピニオンギヤを噛み合わせ、そのピニオンギヤの回転を停止させるロック手段が設けられたものであることを特徴とする作業装置付き杭打機。
【請求項５】
請求項４に記載する作業装置付き杭打機において、
前記ロック手段は、前記ピニオンギヤの回転軸に一体に設けられたロック用ディスクと、そのロック用ディスクに当接して回転を制限する回転止プレートとを有し、その回転止プレートは、ロック用ディスクに対して付勢部材の付勢力によって当接し、油圧によって前記付勢力に抗して離間するようにしたものであことを特徴とする作業装置付き杭打機。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する作業装置付き杭打機において、
前記位置決め機構は、前記リーダにディスクプレートが形成され、前記位置決め装置又は／及び作業装置には、そのディスクプレートを油圧式のチャックシリンダで開閉させるチャックが設けられ、そのチャックによるディスクプレートの挟み込みの摩擦力によって停止させるようにしたものであることを特徴とする作業装置付き杭打機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−２６１１７１（Ｐ２００８−２６１１７１Ａ）
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０５５８７（Ｐ２００７−１０５５８７）
【出願日】平成１９年４月１３日（２００７．４．１３）
【出願人】（０００００４６１７）日本車輌製造株式会社 (722)
【出願人】（０００１７２９６１）あおみ建設株式会社 (21)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１３日（２００７．４．１３）
【出願人】（０００００４６１７）日本車輌製造株式会社 (722)
【出願人】（０００１７２９６１）あおみ建設株式会社 (21)
【Ｆターム（参考）】
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