建設機材連結具

【課題】長くて重い建設機材の連結作業を、極めて安全で、かつ熟練を要せずにすることができる連結部材を提供する。
【解決手段】高さ方向に移動可能な昇降機構５と一体あるいは連結可能に設けた機械側連結体１２と、回動機構１４を介して上記機械側連結体１２に回動可能に連結した部材側連結体１３と、この部材側連結体に設けるとともに被連結対象Ｓの先端を連結する機材連結部１９とを備え、上記昇降機構を上昇させて機材連結部に連結した被連結対象を持ち上げたとき、部材側連結体に被連結対象の自重が作用するとともに、この被連結対象の自重によって部材側連結体が機械側連結体に対して回動しながら、上記被連結対象を持ち上げる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、掘削機や杭打ち機等の動力装置に建設機材を連結する連結部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、従来から知られているスクリュー式掘削機の全体図である。このスクリュー式掘削機は、本体１に設けたブーム２の先端に支持部３を回転可能に取り付けるとともに、この支持部３には、リーダー４を吊り下げるようにして地上に起立させている。このリーダー４には、その長手方向に沿ってレール４ａを設けるとともに、このレール４ａに沿って上下に移動可能な昇降機構５、および筒状の振れ止め部材６を組みつけている。
そして、振れ止め部材６内を貫通するように、スクリューＳを昇降機構５の底面に設けたジョイント５ａに連結している。
なお、上記支持部３には図示しない滑車を備え、この滑車に複数のワイヤｗを吊るすとともに、一のワイヤｗにスクリューＳや杭等を吊るすための吊り具７を吊るしている。
【０００３】
上記の構成からなるスクリュー式掘削機においては、スクリューＳを昇降機構５のジョイント５ａに次のようにして連結する。
すなわち、図１１に示すように、スクリューＳを地面に寝かせておくとともに、吊り具７を地面近くまで下降させ、ロープ８を介して吊り具７にスクリューＳを引っ掛ける。このとき、ロープ８は、スクリューＳにおける昇降機構５との連結側寄りに引っ掛けておく。なお、昇降機構５は、スクリューＳの長さよりも僅かに高い位置に下降させておく。
【０００４】
上記の状態から、本体１に設けた図示しないウィンチを操作して、吊り具７を上昇させると、図１２に示すように、スクリューＳが斜めに傾きながら上空に引き上げられる。スクリューＳが上昇して地面から離れたら、図１３に示すように、ワイヤｗを旋回させるとともに、スクリューＳの後端を振れ止め部材６の上方に位置させる。
そして、スクリューＳの後端が振れ止め部材６の上方に位置したら、図１４に示すように、ワイヤｗを再び旋回させながら振れ止め部材６を上昇させて、スクリューＳをリーダー４に沿って起立させる。
【０００５】
図１４に示すように、スクリューＳが起立したら、昇降機構５のジョイント５ａにスクリューＳの先端を挿入するとともに、ジョイント５ａにピンを打ち込んでスクリューＳを昇降機構５にしっかりと連結する。
上記のようにしてスクリューＳを昇降機構５に連結したら、昇降機構５を回転させるとともに、スクリューＳを回転させながら地面に潜らせて地面を掘削する。
なお、スクリューＳの長さ以上に地面を掘削する場合には、スクリューＳが地面に潜った状態、つまり、昇降機構５が地上近くに位置したところで、ピンを抜いて昇降機構５をスクリューＳから離し、昇降機構５のみを上昇させる。そして、上記と同様にして別のスクリューＳを昇降機構５に連結するとともに、このスクリューＳの後端、すなわち、地面側を、既に地面に潜った状態のスクリューＳ先端と連結する。このようにして、スクリューＳを次々に連結していけば、一本のスクリューＳの長さ以上に、地面を深く掘削することができる。
【特許文献１】特開平１１−２５６９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来のスクリュー式掘削機においては、スクリューＳを昇降機構５に連結する際の連結作業を、作業者が高所で行わなければならない。
なぜなら、上記したように、昇降機構５のジョイント５ａとスクリューＳとは、ピンを打ち込んで連結しなければならないが、スクリューＳの先端をジョイント５ａに挿入する際には、スクリューＳを地面に対して垂直に起立させなければならないからである。
すなわち、スクリューＳを地面に対して垂直に起立させ、スクリューＳの先端に昇降機構５のジョイント５ａを位置させるので、昇降機構５とスクリューＳとの連結位置は、必ずスクリューＳの長さ分だけ、地上から高い位置となる。
【０００７】
したがって、建設現場においては、作業者がスクリューＳの長さ分だけリーダー４を登っていき、振れ止め部材６を足場にしながら、ピンを打ち込んでジョイント５ａとスクリューＳとを連結しているのである。
ところが、スクリューＳの長さは、５ｍ程度のものから長いものでは１０ｍに達するものまである。そして、このスクリューＳの長さは、そのまま連結作業を行う地上からの高さを意味することとなるため、作業者は地上から５ｍ〜１０ｍの高所で連結作業を行わなければならない。
このように、スクリューＳの連結作業は、高所でピンを打ち込まなければならないため、作業者は極めて危険な作業をしなければならないという問題があった。
【０００８】
しかも、特に雨天の場合には、足場が非常に滑りやすいため、リーダー４を登る際や、ピンを打ち込む際の危険性がより一層高くなり、また、地面を深く掘削する場合には、スクリューＳを次々と連結することとなるため、スクリューＳを連結するたびに、作業者は何度もリーダー４を上り下りして、危険な作業を繰り返さなければならないという問題があった。
さらに、ジョイント５ａにスクリューＳ先端を挿入する際に、僅かに両者が傾いている場合や、しっかりと両者が嵌合していない場合には、両者を連結するためのピンを打ち込めない場合がある。この場合には、スクリューＳを僅かに移動させたり回転させたりして、両者がしっかりと嵌合したところでピンを打ち込まなければならないが、スクリューＳは、軽いもので２００ｋｇ程度、重いものに至っては２ｔもの重量を有するため、作業者一人ではスクリューＳを移動させることができない。そのため、連結作業を行う作業者は、高所において、本体１で操作を行っているオペレーターと連携しながら、スクリューＳと昇降機構５のジョイント５ａとをしっかりと嵌合させなければならず、こうした作業には熟練を要する。
したがって、上記のような連結作業は、熟練作業者でなければすることができないという問題があった。
【０００９】
この発明の目的は、長くて重い建設機材の連結作業を、極めて安全で、かつ熟練を要せずにすることができる連結部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、高さ方向に移動可能な昇降機構と一体あるいは連結可能に設けた機械側連結体と、回動機構を介して上記機械側連結体に回動可能に連結した部材側連結体と、この部材側連結体に設けるとともに被連結対象の先端を連結する機材連結部とを備え、上記昇降機構を上昇させて機材連結部に連結した被連結対象を持ち上げたとき、部材側連結体に被連結対象の自重が作用するとともに、この被連結対象の自重によって部材側連結体が機械側連結体に対して回動しながら、上記被連結対象を持ち上げる点に特徴を有する。
【００１１】
第２の発明は、回動機構にはストッパー機構を設け、このストッパー機構によって部材側連結体が機械側連結体に対して一方向にのみ回動する構成とし、上記被連結対象を持ち上げるとともに上記被連結対象が鉛直方向に起立したとき、上記ストッパー機構によって両連結体の回動が規制される点に特徴を有する。
第３の発明は、回動機構は、上記機械側連結体の軸中心よりも非回動方向にずらして設けた点に特徴を有する。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、機械側連結体と部材側連結体とが回動するので、被連結対象を地面に寝かせた状態で昇降機構と被連結対象とを連結することができる。
したがって、昇降機構と被連結対象との連結作業を地上ですることができるので、従来のように作業者が高所で連結作業を行う必要がなく、極めて安全に連結作業を行うことができる。また、地上において安全に連結作業を行うことができるので、熟練作業者でなくても連結作業を容易に行うことができる。
第２の発明によれば、部材側連結体が機械側連結体に対して一方向にのみ回動するようにしたので、被連結対象を持ち上げる際に、被連結対象の自重を原因とする慣性作用によって、部材側連結体が非回動方向にぐらついたり、あるいは揺動してしまったりしない。したがって、上空において被連結対象を早くに安定させることができ、安全性を向上することができる。
第３の発明によれば、回動機構を機械側連結体の軸中心よりも非回動方向にずらしたので、被連結対象を吊り下げている際に、被連結対象の自重が非回動方向により大きく作用する。
したがって、被連結対象が回動方向に回動しにくくなり、作業時における被連結対象のぐらつきや傾きを一層低減するとともに、被連結対象を地面に対して垂直方向にしっかりと保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１〜図９を用いて、この発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態における建設機材連結具は、ローラー式掘削機等の動力装置に用いるものであるが、ここでは従来と同様のローラー式掘削機を用いて説明することとする。したがって、この実施形態におけるローラー式掘削機については従来と同様の符号を付するとともに、その詳細な説明は省略する。
図１に示す建設機材連結具１１は、機械側連結体１２と部材側連結体１３とによって構成される。上記機械側連結体１２および部材側連結体１３は、いずれも回動部材１４を主構成要素としているが、この回動部材１４の構成について図２（ａ），（ｂ）を用いて説明する。
【００１４】
図２（ａ）に示すように、回動部材１４は、平板部１５から二枚の噛み合い部１６，１６を所定の間隔を保って突出させている。平板部１５には、その一端を斜めに切り欠いた切り欠き部１５ａを形成するとともに、図２（ｂ）に示すように、その側面から底面に向かって連通路１５ｂを形成している。
また、上記噛み合い部１６，１６は、上記したように平板部１５の表面から突出して設けているが、平板部１５に形成した切り欠き部１５ａに、上記噛み合い部１６，１６がはみ出さない範囲（図２（ａ）におけるＬ１の範囲）で突出するようにしている。
【００１５】
上記噛み合い部１６，１６は、その突出方向先端を上記平板部１５と平行にした平行平坦面１６ａ，１６ａとするとともに、平板部１５から垂直に突出する垂直平坦面１６ｂ，１６ｂを、上記切り欠き部１５ａ側に形成している。そして、上記噛み合い部１６，１６の突出方向先端であって、上記平板部１５の切り欠き部１５ａ側、すなわち、平行平坦面１６ａ，１６ａと垂直平坦面１６ｂ，１６ｂとの間には、その角を円弧状に切り欠いた回動切り欠き部１６ｃ，１６ｃを形成している。また、噛み合い部１６，１６の中央近傍には、貫通孔１６ｄ，１６ｄを貫通させている。
【００１６】
上記の構成からなる回動部材１４を備えた機械側連結体１２は、図１に示すように、回動部材１４における平板部１５底面からロッド１７を突出して設けている。このロッド１７には、その外周に一対のピン通し溝１７ａ，１７ａを形成するとともに、ロッド１７の中心には連通穴１７ｂを設けている。そして、この連通穴１７ｂを、上記回動部材１４における平板部１５に設けた連通路１５ｂの底面側開口に連通するようにしている（図２（ｂ）参照）。
一方、上記部材側連結体１３は、回動部材１４における平板部１５底面から、円柱部１８を突出させるとともに、この円柱部１８の先端には、この発明の機材連結部を構成する円筒部材１９を固定している。この円筒部材１９の中心には、連結穴１９ａを形成するとともに（図３（ｂ）参照）、円筒部材１９の先端近傍には、一対のピン通し孔１９ｂ，１９ｂを貫通させている。また、円筒部材１９外周には、上記連結穴１９ａに連通する接続孔１９ｃを設けている。
【００１７】
そして、この実施形態における建設機材連結具１１は、上記の構成からなる機械側連結体１２と部材側連結体１３とを次のようにして連結している。
すなわち、図３（ａ），（ｂ）に示すように、両連結体１２，１３に設けた回動部材１４，１４を、その切り欠き部１５ａ，１５ａが同じ側に位置するようにして、各噛み合い部１６を噛み合わせるとともに、各噛み合い部１６に設けた貫通孔１６ｄに連結固定ピン２０を挿通して固定する。したがって、両連結体１２，１３は、この連結固定ピン２０を軸として回動することができる。なお、この連結固定ピン２０と上記回動部材１４とによって、この発明の回動機構を構成している。
【００１８】
ただし、図３（ａ），（ｂ）からも明らかなように、両連結体１２，１３が一直線になったとき、一方の回動部材１４における平行平坦面１６ａと、他方の回動部材１４における平板部１５表面とが接触する。このように、この実施形態においては、噛み合い部１６における平行平坦面１６ａと平板部１５とがストッパー機構として機能するため、部材側連結体１３は、機械側連結体１２に対して図中ｘ方向の一方向にのみ回動することとなる。
また、図３（ａ）に示す状態から、部材側連結体１３を、機械側連結体１２に対してｘ方向に９０度回動すると、図４に示すように、両回動部材１４，１４における切り欠き部１５ａ，１５ａが接触して、それ以上両連結体１２，１３が回動することができなくなる。したがって、この建設機材連結具１１は、両連結体１２，１３が一直線になった状態から、一方向にのみ９０度の範囲内で回動することとなる。
【００１９】
なお、図中符号２１は連通パイプであるが、この連通パイプ２１は、機械側連結体１２における回動部材１４であって、平板部１５側面に設けた連通路１５ｂの開口（図２（ｂ）参照）と、部材側連結体１３における円筒部材１９の接続孔１９ｃとを連通させる。
したがって、ロッド１７に形成した連通穴１７ｂ→回動部材１４の平板部１５に形成した連通路１５ｂ→連結パイプ２１→円筒部材１９に設けた連結穴１９ａが連通することとなる。このように建設機材連結具１１内を、連結パイプ２１を介して連通させたことで、地面を掘削等した際に、地中に液体を流し込むめるようにするためである。
【００２０】
次に、この実施形態における建設機材連結具１１の作用について説明する。
図５に示すように、ローラー式掘削機のリーダー４にはレール４ａを設けるとともに、このレール４ａに沿って昇降可能な、昇降機構５を取り付けている。この昇降機構５の底面には、ジョイント５ａを設けているが、このジョイント５ａには一対のピン通し穴５ｂ，５ｂを貫通させている。
一方、建設機材連結具１１は、機械側連結体１２に設けたロッド１７を上方に向けるとともに、部材側連結体１３を地面に寝かせておく。言い換えれば、両連結体１２，１３を９０度回動させた状態で、ロッド１７を上方に向けて地面に位置させる。
また、部材側連結体１３の先端には、スクリューＳを枕木上に寝かせておくが、このスクリューＳの先端には連結溝Ｓ１が形成されている。
【００２１】
上記の状態において、昇降機構５のジョイント５ａがロッド１７の真上に位置するように、リーダー４を旋回させるとともに、ジョイント５ａがロッド１７の真上に位置したところで、昇降機構５を下降させて、ジョイント５ａ内にロッド１７を挿入させる。
そして、ロッド１７がジョイント５ａ内に挿入したら、ロッド１７のピン通し溝１７ａ，１７ａに嵌るように、ピン通し穴５ｂ，５ｂから固定ピンＰ，Ｐを打ち込む。このように、ピン通し穴５ｂ，５ｂから固定ピンＰ，Ｐを打ち込むことによって、固定ピンＰ，Ｐがピン通し溝１７ａ，１７ａに引っ掛かって、昇降機構５と機械側連結体１２とを連結している。
【００２２】
この状態を示したのが図６であるが、この図６に示すように、昇降機構５と機械側連結体１２とを連結したら、ロープ８を介して吊り具７に部材側連結体１３を吊り下げるとともに、ワイヤｗを巻き上げて、部材側連結体１３を地面から僅かに浮かせる。そして、リーダー４およびワイヤｗを操作して、昇降機構５に連結した状態の建設機材連結具１１をスクリューＳに向かって移動させるとともに、この発明の機材連結部である円筒部材１９に設けた連結穴１９ａ内に、スクリューＳの先端を挿入する。
上記のようにして、スクリューＳの先端を連結穴１９ａ内に挿入したら、上記連結溝Ｓ１に嵌るように、ピン通し孔１９ｂ，１９ｂから固定ピンＰ，Ｐを打ち込む。このように、ピン通し孔１９ｂ，１９ｂから固定ピンＰ，Ｐを打ち込むことによって、固定ピンＰ，Ｐが連結溝Ｓ１，Ｓ１に引っ掛かって、スクリューＳと部材側連結体１３とを連結している。
【００２３】
上記のようにして、昇降機構５と機械側連結体１２、スクリューＳと部材側連結体１３を連結したら、昇降機構５をレール４ａに沿って上昇させる。
すると、図７に示すように、スクリューＳの自重が部材側連結体１３に作用して、部材側連結体１３が機械側連結体１２に対してｙ方向に回動しながら、スクリューＳが上空に持ち上げられていく。このとき、リーダー４をスクリューＳ側に旋回させながら、昇降機構５を上昇させれば、図８に示すように、スクリューＳを地面に対して垂直に、すなわち、鉛直方向に起立させて保持することができる。
このように、スクリューＳが鉛直方向に起立した状態においては、スクリューＳの自重によって、機械側連結体１２と部材側連結体１３とが一直線となる。
【００２４】
この実施形態の建設機材連結具１１を用いれば、回動部材１４および連結固定ピン２０からなる回動機構によって、機械側連結体１２と部材側連結体１３とが回動するので、昇降機構５とスクリューＳとを地上において連結させることができる。
したがって、従来のように作業者が高所で連結作業を行う必要がなく、極めて安全に連結作業を行うことができる。また、地上において安全に連結作業を行うことができるので、熟練作業者でなくても連結作業を容易に行うことができる。
また、部材側連結体１３が機械側連結体１２に対して一方向にのみ回動するようにしたので、スクリューＳを持ち上げる際に、スクリューＳの自重を原因とする慣性作用によって、部材側連結体１３が非回動方向（地面に対して起立したスクリューＳを軸としてｘ方向と反対方向）にぐらついたり、あるいは揺動してしまったりしない。したがって、上空においてスクリューＳを早くに安定させることができ、安全性を向上することができる。
【００２５】
なお、この実施形態における建設機材連結具１１は、図９に示すように、連結固定ピン２０の挿通位置、言い換えれば、両連結体１２，１３を連結する回動機構を機械側連結体１２の軸中心よりも、非回動方向（部材側連結体１３が回動するｘ方向と反対方向）側にずらしている。
このように、回動機構を非回動方向にずらすことによって、スクリューＳを持ち上げたときに、スクリューＳの自重が、平行平坦面１６ａと平板部１５との接触面、言い換えれば、非回動方向に大きく作用する
したがって、作業時にスクリューＳを回転させた場合や、昇降機構５に大きな振動が生じた場合にも、スクリューＳが回動方向にぐらつきにくくなり、スクリューＳを地面に対して垂直方向にしっかりと保持することができる。
【００２６】
なお、上記実施形態においては、スクリュー式掘削機を用いて説明したが、当該建設機材連結具は、スクリュー式掘削機に限らず、重くしかもある程度の長さを有する建設機材を連結する動力装置に広く用いることができる。
また、上記実施形態では、回転機構を両連結体に一体に設けたが、回転機構と両連結体とを別体で構成しても構わない。いずれにしても、両連結体が回動する構成であれば、特にその構成等限定されるものではない。
さらに、この発明の建設機材連結具は、昇降機構に一体にして設けても構わない。昇降機構と機械側連結体とを一体に形成すれば、昇降機構と機械側連結体との連結作業を省略することができる。
また、機材連結部の構成や、昇降機構と連結するための構成は、上記実施形態における構成に限られず、被連結対象や昇降機構における連結部の構成に合わせた構成とすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明に係る建設機材連結具の一実施形態を示す全体図である。
【図２（ａ）】この発明の回動機構である回動部材を示す図である。
【図２（ｂ）】この発明の回動機構である回動部材の断面図である。
【図３（ａ）】機械側連結体と部材側連結体とが一直線になった状態を示す全体図である。
【図３（ｂ）】機械側連結体と部材側連結体とが一直線になった状態を別の角度から見た全体図である。
【図４】部材側連結体が機械側連結体に対して９０度回動した状態を示す全体図である。
【図５】この発明に係る建設機材連結具を昇降機構およびスクリューに連結する際の第１段階を示す図である。
【図６】この発明に係る建設機材連結具を昇降機構およびスクリューに連結する際の第２段階を示す図である。
【図７】スクリューを持ち上げる状態を示す図である。
【図８】掘削状態までスクリューを持ち上げた状態を示す図である。
【図９】機械側連結体の中心と回動機構の位置との関係を示す図である。
【図１０】従来のスクリュー式掘削機の全体図である。
【図１１】スクリューを昇降機構に連結する際の第１段階を示す図である。
【図１２】スクリューを昇降機構に連結する際の第２段階を示す図である。
【図１３】スクリューを昇降機構に連結する際の第３段階を示す図である。
【図１４】スクリューを昇降機構に連結する際の第４段階を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
５昇降機構
１１建設機材連結具
１２機械側連結体
１３部材側連結体
１４この発明の回動機構を構成する回動部材
１５この発明のストッパー機構を構成する平板部
１６この発明のストッパー機構を構成する噛み合い部
１９この発明の機材連結部である円筒部材
２０この発明の回動機構を構成する連結固定ピン
Ｓ連結対象であるスクリュー

【特許請求の範囲】
【請求項１】
高さ方向に移動可能な昇降機構と一体あるいは連結可能に設けた機械側連結体と、回動機構を介して上記機械側連結体に回動可能に連結した部材側連結体と、この部材側連結体に設けるとともに被連結対象の先端を連結する機材連結部とを備え、上記昇降機構を上昇させて機材連結部に連結した被連結対象を持ち上げたとき、部材側連結体に被連結対象の自重が作用するとともに、この被連結対象の自重によって部材側連結体が機械側連結体に対して回動しながら、上記被連結対象を持ち上げる構成にした建設機材連結具。
【請求項２】
回動機構にはストッパー機構を設け、このストッパー機構によって部材側連結体が機械側連結体に対して一方向にのみ回動する構成とし、上記被連結対象を持ち上げるとともに上記被連結対象が鉛直方向に起立したとき、上記ストッパー機構によって両連結体の回動が規制される構成にした請求項１記載の建設機材連結具。
【請求項３】
回動機構は、上記機械側連結体の軸中心よりも非回動方向にずらして設けた請求項２記載の建設機材連結具。

【図１】