懸垂式杭打機
【課題】リーダにかかるモーメントを軽減させるようにした懸垂式杭打機を提供すること。
【解決手段】ベースマシン２，３のブーム４に対し、そのブーム先端より高い位置に上部６ａを突き出してリーダ６が連結支持され、ベースマシンのウインチ３１から送り出されたワイヤロープ１５の巻き出し及び巻き戻しによって、リーダ６に装着された作業装置８０を昇降させるものであって、リーダ６のトップシーブ８には前後に複数のフロントシーブ２６とリヤシーブ２５とが備えられ、リーダ６又はブーム４には、そのリーダ６がブーム４の先端部にピン結合された連結部ｐに近接して複数のバランスシーブ２２が備えられ、トップシーブ８を介してリーダ６の後方から前方の作業装置８０まで掛け渡されたワイヤローブ１５が、リーダ後方にてバランスシーブ２２とリヤシーブ２５との間で複数回掛け渡しできるようにした懸垂式杭打機１。
【解決手段】ベースマシン２，３のブーム４に対し、そのブーム先端より高い位置に上部６ａを突き出してリーダ６が連結支持され、ベースマシンのウインチ３１から送り出されたワイヤロープ１５の巻き出し及び巻き戻しによって、リーダ６に装着された作業装置８０を昇降させるものであって、リーダ６のトップシーブ８には前後に複数のフロントシーブ２６とリヤシーブ２５とが備えられ、リーダ６又はブーム４には、そのリーダ６がブーム４の先端部にピン結合された連結部ｐに近接して複数のバランスシーブ２２が備えられ、トップシーブ８を介してリーダ６の後方から前方の作業装置８０まで掛け渡されたワイヤローブ１５が、リーダ後方にてバランスシーブ２２とリヤシーブ２５との間で複数回掛け渡しできるようにした懸垂式杭打機１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベースマシーンに対して起伏可能なブーム先端にピン結合によって連結され、起立した姿勢で支持したリーダに対し、昇降可能に装着した作業装置をそのリーダのトップシーブを介して掛け渡したワイヤロープによって昇降させるようにした懸垂式杭打機に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築・土木作業などに使用される懸垂式杭打機は、図５に示すように、クローラによって走行可能な下部走行体１０１に対して操縦席や油圧ユニット、或いはウインチなどを備えた上部旋回体１０２が旋回可能に設けられている。下部走行体１０１と上部旋回体１０２からなるベースマシンには、その上部旋回体１０２の前方にブーム１０３が起伏可能に取り付けられている。そして、ブーム１０３はトラス構造をした複数の継ブームによって１体に組み付けられ、ガントリ１０４を介して掛け渡されたウインチ１１１からのワイヤロープ１０５によって図示するように後方から引張り上げられて起立するようになっている。
【０００３】
ブーム１０３の先端には、その先端部より上方に突き出した状態でリーダ１０６がピン結合して吊り下げられており、下端側は上部旋回体１０２から前方に延びたアーム１０７によって支持され、起立した状態でリーダ１０６が保持されている。そして、リーダ１０６に対して作業装置であるオーガ８０などが昇降可能に装着され、リーダ１０６のトップシーブ１０８を介して掛け渡されたワイヤロープ１１０によって吊り下げられている。ワイヤロープ１１０は上部旋回体１０２のウインチ１１２から送り出されたものであり、そのウインチ１１２の巻き出し及び巻き戻しによって、オーガ８０がリーダ１０６に沿って昇降するようになっている。そうしたオーガ８０にはケーシング９０や掘削ロッドなどが連結され、オーガ８０からの回転を受けてケーシング９０が地盤に回転圧入され、或いは掘削ロッドによって地盤の掘削作業などが行われる。
【特許文献１】特開平４−２２８７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の懸垂式杭打機１００では、例えばケーシング９０による地盤への回転圧入の後、そのケーシング９０を引き抜く場合、ブーム１０３先端部より高い位置にあるリーダ１０６上部にかかるモーメントが大きくなるため、リーダ１０６が上部で変形してしまう問題があった。すなわち、ケーシング９０を回転圧入させる場合は、不図示の螺旋翼による推進力やオーガ８０などの自重によって地中へと入り込んでいくが、ケーシング９０を引き抜く場合にはオーガ８０を吊り下げたワイヤロープ１１０を介して引き上げなければならない。特に、最近では出力の大きな大型のオーガ８０が使用され、大径のケーシング９０を用いた施工が多くなってきている。そのため、ケーシング９０の引き抜きにもワイヤロープ１１０にかかる引張り荷重が大きくなり、それに伴ってリーダ１０６に作用する力も大きくなってきている。
【０００５】
上部旋回体１０２のウインチ１１２から送り出されたワイヤロープ１１０は、後方からリーダ１０６のトップシーブ１０８を介して前方に送られ、そのリーダ１０６に装着されたオーガ８０を吊り下げている。そのため、トップシーブ１０８の腕の長さによって曲げモーメントが発生し、それがリーダ１０６にも作用する。
懸垂式杭打機１００では、オーガ８０の昇降ストロークを大きくするため、リーダ１０６がブーム１０３にピン結合されたポイントｐよりも上方に突き出した状態で連結されている。従って、リーダ１０６に大きな曲げモーメントが作用すると、リーダ上部１０６ａで曲げ変形が生じてしまうことがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、リーダにかかるモーメントを軽減させるようにした懸垂式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】
【０００７】
本発明に係る懸垂式杭打機は、ベースマシンのブームに対し、そのブーム先端より高い位置に上部を突き出してリーダが連結支持され、ベースマシンのウインチから送り出されたワイヤロープの巻き出し及び巻き戻しによって、リーダに装着された作業装置を昇降させるものであって、前記リーダのトップシーブには前後に複数のフロントシーブとリヤシーブとが備えられ、前記リーダ又はブームには、そのリーダがブームの先端部にピン結合された連結部に近接して複数のバランスシーブが備えられ、トップシーブを介してリーダの後方から前方の作業装置まで掛け渡されたワイヤローブが、リーダ後方にてバランスシーブとリヤシーブとの間で複数回掛け渡しできるようにしたものであることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る懸垂式杭打機は、前記リーダが前記トップシーブから離れた位置に前記ブームにピン結合するための連結ブラケットを有し、その連結ブラケットにシーブブラケットが固定され、そのシーブブラケットに前記バランスシーブが複数設けられたものであることが好ましい。
また、本発明に係る懸垂式杭打機は、前記ブーム先端部分に前記リーダをピン結合するための連結ブラケットが設けられ、その連結ブラケットにシーブブラケットが固定され、そのシーブブラケットに前記バランスシーブが複数設けられたものであることが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係る懸垂式杭打機は、ブーム吊り下げ用として前記ブーム先端部分に設けられた吊下げシーブを前記バランスシーブとしたものであることが好ましい。
また、本発明に係る懸垂式杭打機は、前記トップシーブへワイヤロープを案内するために前記ブーム先端部分に設けられたガイドシーブを前記バランスシーブとしたものであることが好ましい。
【００１０】
一方、本発明に係る懸垂式杭打機のワイヤロープ掛け渡し方法は、ベースマシンのブームに対し、そのブーム先端より高い位置に上部が突き出るようにリーダが連結され、リーダに装着された作業装置をベースマシンのウインチから送り出されたワイヤロープで昇降させるべく、そのワイヤロープを、前後に複数のフロントシーブ及びリヤシーブを備えたリーダのトップシーブを介してリーダ後方から前方へ掛け渡しする方法であって、リーダ前方では前記フロントシーブと前記作業装置のシーブとの間で複数回掛け渡しするとともに、リーダ後方でも前記リヤシーブとリーダとブームとの連結部に設けられたバランスシーブとの間で複数回掛け渡しすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
よって、本発明によれば、リーダの後方でワイヤロープを往復して掛け渡すようにしたため、従来１本だけだったリーダ後方の掛け本数が複数になり、リーダ後方のバックテンションを大きくすることができ、ブーム先端の連結部より高いリーダ上部に作用する曲げモーメントを大幅に小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明に係る懸垂式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、第１実施形態の懸垂式杭打機を示した図である。
この懸垂式杭打機１は、従来例のものと同様に、クローラによって走行可能な下部走行体２に対して操縦席や油圧ユニット、或いはウインチなどを備えた上部旋回体３が旋回可能に設けられている。そして、こうした下部走行体２と上部旋回体３からなるベースマシンには、その上部旋回体３の前方に作業装置を吊設するためのブーム４が起伏可能に取り付けられている。
【００１３】
ブーム４は下ブーム４ａが上部旋回体３の前方に軸支され、ベースマシーンの前後方向に揺動可能に設けられている。その下ブーム４ａには複数の継ブームが長手方向に連結され、図示するように一体のブーム４として組み立てられる。ブーム４は、倒された状態で組み立てられ、ガントリ５を介して掛け渡されたウインチ３２からのワイヤロープ１１によって後方から引張り上げられて図示するように起立する。そうしたブーム４の上端には支持ブラケット１２が設けられており、その支持ブラケット１２とリーダ６の上方途中に固定された連結ブラケット１３がポイントｐでピン結合されている。リーダ６は、こうしてブーム４先端よりも高い位置にリーダ上部６ａを突き出した状態で吊り下げられるようにして取り付けられる。そして、リーダ６は、起立した姿勢を保つため、上部旋回体３から前方に延びたアーム７によって下端部分が支えられている。
【００１４】
リーダ６は、長手方向に分割されており、所定長さのリーダ部材が図示するように複数連結されて１本のものとして構成されている。そして、懸垂式杭打機機１の一部として構成されたリーダ６は、前方（図面左側）の左右にガイドパイプ１４を有し、それに作業装置であるオーガ８０などが装着される。オーガ８０はガイドギブ８３を備え、リーダ６のガイドパイプ１４を左右両側から摺動可能に把持し、リーダ６に沿って昇降できるように装着される。そうしたオーガ８０は、リーダ６のトップシーブ８を介して掛け渡されたワイヤロープ１５によって吊り下げられている。そして、上部旋回体３に設けられたウインチ３１によるワイヤロープ１５の巻き出し或いは巻き戻しにより、オーガ８０がリーダ６に沿った昇降が行われるようになっている。
【００１５】
こうした懸垂式杭打機１には、オーガ８０にケーシングや掘削ロッドなどが連結される。本実施形態の懸垂式杭打機１は、オーガ８０にケーシング９０を連結して行う施工であって、ケーシング８０の引き抜きの際の引張り荷重に耐え得るようにしたものであって、特にリーダ６に曲げ変形を生じさせる曲げモーメントを考慮したものである。
ケーシング９０を地中に打ち込む場合には、ケーシング９０の下端部に設けられた螺旋翼（不図示）によって発生する推進力やオーガ８０などの自重によって地中へと打ち込まれる。このときリーダ６は、地中を回転圧入していくケーシング９０の回転反力をオーガ８０を介して受けることになる。
【００１６】
一方、ケーシング９０を引き抜く場合には、ケーシング９０にはオーガ８０から逆回転が与えられ、そのオーガ８０とともにリーダ６のトップシーブ８を介して掛け渡されたワイヤロープ１５によって上方に引き上げられる。従って、ケーシング９０の引抜きには、上部旋回体３から送り出されたワイヤロープ１５が、リーダ６の後方からウインチ３１によって巻き戻され、リーダ６の前方ではオーガ８０及びケーシング９０が垂直に引き上げられる。ところが、課題でも述べたように最近では大型のオーガ８０によって大径のケーシング９０による施工が行われるようになっており、こうしたケーシング引抜き時の引張り荷重が大きくなっている。従って、これに伴って作用する曲げモーメントが大きくなり、リーダ上部６ａに曲げ変形が生じてしまう問題があった。
【００１７】
懸垂式杭打機１では、ウインチ３１から送り出されたワイヤロープ１５は、リーダ６の後方ではガイドシーブ２１，２２を通ってトップシーブ８のリヤシーブ２５に送られ、そこからリーダ６前側のフロントシーブ２６へと渡ってオーガ８０のオーガシーブ８１に掛け渡されている。そして、ケーシング９０の引抜き時には、ワイヤロープ１５の引張り荷重がトップシーブ８の前後に下向きの力として作用して曲げモーメントを発生させる。その曲げモーメントがリーダ６にも作用し、特にブーム４先端部にピン結合されたポイントｐより上の自由端になっているリーダ上部６ａを曲げ変形させる力となる。従って、本実施形態では、このリーダ上部６ａに作用する曲げモーメントを小さくすることを目的としている。
【００１８】
トップシーブ８は、リーダ６上端に設けられ、リーダ６の前後に突き出た位置にフロントシーブ２６とリヤシーブ２５が複数取り付けられている。リーダ６の後方から送られたワイヤロープ１５は、リヤシーブ２５を介して前方へ送られ、フロントシーブ２６とオーガ８０に設けられたオーガシーブ８１との間で複数回掛け渡される。すなわち、オーガ８０にもその上端に複数のオーガシーブ８１があって、リーダ６の前方でワイヤロープ１５が上下に往復して掛け渡されている。
【００１９】
この点、図５に示す従来の懸垂式杭打機１００も同様であるが、リーダ１０６の後方においては、ワイヤロープ１１０が１本掛けであったため、前方にかかる図面左回りの曲げモーメントが大きくなってしまい、リーダ上部１０６ａに曲げ変形が起きる問題があった。ここで図７は、そうした従来の懸垂式杭打機１００のロープ掛け図である。
図５と合わせて見てみると、懸垂式杭打機１００ではウインチ１１２から送り出されたワイヤロープ１１０がブーム１０３先端部分のガイドシーブ１２６、リーダ１０６背面のガイドシーブ１２２、そしてトップシーブ１０８のリヤシーブ１２３からフロントシーブ１２４を介してオーガ８０のオーガシーブ８１に掛け渡されている。
【００２０】
そしてこの場合、図７に示すようにトップシーブ１０８のリヤシーブ１２３まではワイヤロープ１１０が１本掛けであるのに対し、トップシーブ１０８のフロントシーブ１２４とオーガ８０のオーガシーブ８１との間では３往復した６本掛けになっている。そして、ワイヤロープ１１０に作用する引張り荷重はシーブ間に掛け渡された１本毎で等しいため、リーダ１０６前方の掛け本数が多い分だけトップシーブ１０８の前方にかかる荷重が大きくなり、それに比例して曲げモーメントも大きくなる。
【００２１】
これに対して本実施形態の懸垂式杭打機１では、図６のロープ掛け図に示すように、リーダ６後方においてもワイヤロープ１５を２往復させて掛け渡すようにしている。そのために、図１に示すように、リーダ６の連結ブラケット１３にシーブブラケット１６が一体に形成され、そこに複数のガイドシーブ２２が設けられている。このガイドシーブ２２が、特許請求の範囲に記載するバランスシーブに相当する。
【００２２】
従って本実施形態では、前述したように、ウインチ３１から送り出されたワイヤロープ１５が、ブーム４先端部後方のシーブブラケット１７に設けられたガイドシーブ２１を通ってガイドシーブ２２へと送られ、そのガイドシーブ２２とトップシーブ８のリヤシーブ２５との間でワイヤロープ１５が往復して掛け渡される。その後、ワイヤロープ１５はフロントシーブ２６へと送られ、そのフロントシーブ２６とオーガ８０のオーガシーブ８１との間でも往復して掛け渡される。よって、リーダ６の前方では６本分のワイヤロープ１５に引張り荷重が作用し、リーダ６の後方では３本分のワイヤロープ１５に引張り荷重が作用するため、前述したように往復して掛け渡されたシーブ間の引張り荷重が等しいため、リーダ６の後方にかかる荷重が大きくなる。
【００２３】
ここで、図８及び図９は、本実施形態（図８）と従来（図９）の懸垂式杭打機について、リーダに作用する力の関係を示した図（Ａ）と、リーダに作用する曲げモーメントを示した図（Ｂ）である。図（Ａ）に示すように、リーダ６，１０６の中心線を示すリーダ軸線Ｇ１，Ｇ１１は、ブーム４，１０３にピン結合されたポイントｐからの支持部材Ｂ１，Ｂ１１によって離れた位置にある。リーダ軸線Ｇ１，Ｇ１１と支持軸線Ｂ１，Ｂ１１との交点ｑとする。トップシーブ８，１０８のフロントシーブ２６，１２４とリヤシーブ２５，１２３とを結んだ線を示す横軸線Ｙ１，Ｙ１１は、リーダ軸線Ｇ１，Ｇ１１との交点ｒとする。そして、ここでは交点ｒからワイヤロープ１５や１１０による前後の荷重Ｆ１，Ｆ２或いは荷重Ｆ１１，Ｆ１２の作用点までの距離は等しいものとする。
【００２４】
そこで、本実施形態のトップシーブ８では、荷重Ｆ１による図面左回りの曲げモーメントＭ1lと、荷重Ｆ２による図面右回りの曲げモーメントＭ1rによって交点ｒ回りの曲げモーメントＭ１が作用する。一方、従来のトップシーブ１０８では、荷重Ｆ１１による図面左回りの曲げモーメントＭ11l と、荷重Ｆ１２による図面右回りの曲げモーメントＭ11r によって交点ｒ回りの曲げモーメントＭ１１が作用する。
また、ブーム４，１０３とリーダ６，９０とがピン結合されたポイントｐには、リーダ６，９０を支えることによる反力Ｎが作用している。従って、部材Ｂ１，Ｂ１１には交点ｑ回りの曲げモーメントＭ２，Ｍ１２が作用している。
【００２５】
このことから、本実施形態のリーダ６には、図８（Ｂ）に示すように、交点ｒから交点ｑまでのリーダ上部６ａに曲げモーメントＭ１が作用し、交点ｑからリーダ８がアーム７に連結された交点ｓまでは、交点ｑで曲げモーメントがＭ１にＭ２が加えられた最大値Ｍ３をとり、下端の交点ｓでゼロになるように減少していく。アーム７による反力は全体との比較では小さいため無視することとする。
一方、従来のリーダ１０８においても図９（Ｂ）に示すように、交点ｒから交点ｑまでのリーダ上部１０６ａには曲げモーメントＭ１１が作用し、交点ｑからリーダ１０８がアーム１０７に連結された交点ｓまでは、交点ｑで曲げモーメントがＭ１１にＭ１２が加えられた最大値Ｍ１３をとり、下端の交点ｓでゼロになるように減少していく。同様に、アーム１０７による反力も無視する。
【００２６】
リーダ８，１０８は、交点ｑｓ間では、最大曲げモーメントＭ３，Ｍ１３が交点ｑに作用するが、連結ブラケット１３，１１３に支持されているため変形し難い。しかし、ブーム４の先端から突き出したリーダ上部６ａ、すなわち交点ｑｒ間では上方が自由端になっており、大型のオーガ８０を使用した施工ではこの部分に変形が生じてしまう。従って、リーダの変形を防止するには、交点ｑｒ間の曲げモーメントを小さくすることが必要になる。そこで、本実施形態の懸垂式杭打機１では、リーダ６の後方でワイヤロープ１５が往復して掛けられるようにガイドシーブ２２が設けられている。これにより、従来１本だけだったリーダ後方の掛け本数が本実施形態では３本になり、リーダ６後方のバックテンションを大きくすることができた。
【００２７】
そこで、交点ｒからの腕の長さをＬとすると、本実施形態の懸垂式杭打機１では、Ｍ１＝Ｍ1l−Ｍ1r＝Ｆ１・Ｌ−Ｆ２・Ｌ＝Ｆ１・Ｌ−(3/6)Ｆ１・Ｌ＝（1/2）Ｆ１・Ｌになる。同様に従来の懸垂式杭打機１では、Ｍ１１＝(5/6) Ｆ11・Ｌとなる。よって、Ｆ１＝Ｆ11であるから、懸垂式杭打機１では、ガイドシーブ２２を設け複数回ワイヤロープ１５を掛け渡すことにより、リーダ上部６ａに作用する曲げモーメントを小さくすることが可能になった。なお、本実施形態では３本掛けとしているが、更に本数を増やすことも可能であり、リーダ６の前後において同じ数だけの掛け本数にすることが好ましい。本実施形態ではガイドシーブ２２に別のワイヤロープを掛け渡す場合を想定して３本としている。しかし、それでも従来例に比べてリーダ６に作用する曲げモーメントを大幅に小さくすることができた。
【００２８】
ところで、バックテンションによってガイドシーブ２２，１２２に上方への引張り荷重が作用する。従来の懸垂式杭打機１００では、ガイドシーブ１２２がリーダ１０６に直接取り付けられていたため、その荷重がリーダ１０６に作用することによる影響があったと考えられる。しかし、本実施形態の懸垂式杭打機１では、ポイントｐから鉛直線を引いた場合、ガイドシーブ２２はシーブブラケット１６によってポイントｐとほぼ同じ位置に配置されているため、ガイドシーブ２２が受けるバックテンションによる荷重はブーム４が支え、リーダ６への影響を排除することができる。
更に、本実施形態では、リーダ６の連結ブラケット１３にシーブブラケット１６を一体に形成し、ガイドシーブ２２が複数設けられた簡易な構成であって、低コストの改造によって上記効果を実現することができる。
【００２９】
次に、本発明の懸垂式杭打機の第２実施形態について説明する。図２は、第２実施形態の懸垂式杭打機を示した図である。この懸垂式杭打機２は、第１実施形態のものと同様に、クローラによって走行可能な下部走行体２に上部旋回体３が設けられ、起伏可能なブーム４によってリーダ６が吊り下げられるようにして取り付けられている。そのリーダ６には、ケーシング９０を連結したオーガ８０が昇降可能に装着され、各シーブを掛け渡したウインチ３１からのワイヤロープ１５によって吊り下げられている。そして本実施形態では、リーダ６への曲げモーメントを抑えるため、次のようなワイヤロープの掛け渡し構造がとられている。
【００３０】
この懸垂式杭打機２では、ウインチ３１から送り出されたワイヤロープ１５が、ブーム４先端部後方のシーブブラケット１７に設けられたガイドシーブ２１から、ブーム吊下げ用の吊下げシーブ２７を介してトップシーブ８へと送られている。すなわち、懸垂式杭打機２には吊下げシーブ２７が複数設けられており、本実施形態ではその吊下げシーブ２７を利用した構造になっている。リーダ６を取り付けることなくブーム４によって吊下げ搬送する場合、ウインチ３１から送り出されたワイヤロープ１５はガイドシーブ２１から吊下げシーブ２７の上を通って掛け渡される。しかし、ここでは吊下げシーブ２７の下を通って掛け渡すため、ブーム先端部分にワイヤロープ１５が通るように不図示の通し孔が形成されている。
【００３１】
そして、この吊下げシーブ２７とトップシーブ８のリヤシーブ２５との間でワイヤロープ１５が往復して掛け渡される。本実施形態では、この吊下げシーブ２７が特許請求の範囲に記載するバランスシーブに相当する。
ワイヤロープ１５はその後フロントシーブ２６へと送られ、フロントシーブ２６とオーガ８０のオーガシーブ８１との間で往復して掛け渡される。そのため、本実施形態でも図６のロープ掛け図に示す場合と同様、リーダ６の前方では６本のワイヤロープ１５に引張り荷重が作用し、リーダ６の後方では３本のワイヤロープ１５に引張り荷重が作用している。
【００３２】
よって、ブーム４に連結ブラケット１３を介して支持されたリーダ６のリーダ上部６ａでは、ワイヤロープ１５によるバックテンションを大きくすることによって、リーダ６に作用する曲げモーメントを大幅に小さくすることができた。
そして、バックテンションによって吊下げシーブ２７には上方への引張り荷重が作用するが、本実施形態ではブーム４に備えられている吊下げシーブ２７を使用するため、バックテンションによる荷重を直接ブーム４が支えることになるため、リーダ６への影響を排除することができる。
更に、本実施形態では予め備えられている吊下げシーブ２７を利用するため、ブーム４やリーダ６への改造をほとんど必要とせず、簡易に且つ低コストで上記効果を実現することができる。
【００３３】
次に、本発明の懸垂式杭打機の第３実施形態について説明する。図３は、第３実施形態の懸垂式杭打機を示した図である。この懸垂式杭打機３も第１実施形態のものと同様に、クローラによって走行可能な下部走行体２に上部旋回体３が設けられ、起伏可能なブーム４によってリーダ６が吊り下げられるようにして取り付けられている。そのリーダ６には、ケーシング９０を連結したオーガ８０が昇降可能に装着され、各シーブを掛け渡したウインチ３１からのワイヤロープ１５によって吊り下げられている。そして本実施形態では、リーダ６への曲げモーメントを抑えるため、次のようなワイヤロープの掛け渡し構造がとられている。
【００３４】
この懸垂式杭打機３では、ウインチ３１から送り出されたワイヤロープ１５が、ブーム４先端部後方のシーブブラケット１７に設けられたガイドシーブ２１から直接、トップシーブ８へと送られている。懸垂式杭打機３にはシーブブラケット１７に対して複数のガイドシーブ２１が備えられており、そのガイドシーブ２１とリヤシーブ２５との間でワイヤロープ１５が往復して掛け渡される。本実施形態では、このガイドシーブ２１が特許請求の範囲に記載するバランスシーブに相当する。
ワイヤロープ１５はその後フロントシーブ２６へと送られ、そのフロントシーブ２６とオーガ８０のオーガシーブ８１との間で往復して掛け渡される。そのため、本実施形態でもリーダ６の前方では６本のワイヤロープ１５に引張り荷重が作用し、リーダ６の後方では３本のワイヤロープ１５に引張り荷重が作用している。
【００３５】
よって、ブーム４に連結ブラケット１３を介して支持されたリーダ６のリーダ上部６ａでは、ワイヤロープ１５によるバックテンションを大きくすることによって、リーダ６に作用する曲げモーメントを大幅に小さくすることができた。そして、バックテンションによってガイドシーブ２１には上方への引張り荷重が作用するが、本実施形態ではブーム４に備えられているガイドシーブ２１を使用するため、バックテンションによる荷重を直接ブーム４が支えることになるため、リーダ６への影響を排除することができる。更に、本実施形態では、ブーム４やリーダ６への改造が必要ないため、簡易に且つ低コストで上記効果を実現することができる。
【００３６】
次に、本発明の懸垂式杭打機の第４実施形態について説明する。図４は、第４実施形態の懸垂式杭打機を示した図である。この懸垂式杭打機４も第１実施形態のものと同様に、クローラによって走行可能な下部走行体２に上部旋回体３が設けられ、起伏可能なブーム４によってリーダ６が吊り下げられるようにして取り付けられている。そのリーダ６には、ケーシング９０を連結したオーガ８０が昇降可能に装着され、各シーブを掛け渡したウインチ３１からのワイヤロープ１５によって吊り下げられている。そして本実施形態では、リーダ６への曲げモーメントを抑えるため、次のようなワイヤロープの掛け渡し構造がとられている。
【００３７】
この懸垂式杭打機４では、ウインチ３１から送り出されたワイヤロープ１５が、ブーム４先端部後方のシーブブラケット１７に設けられたガイドシーブ２１から、ブーム４の先端のシーブブラケット１８に設けられたガイドシーブ２８を介してトップシーブ８へと送られている。すなわち、懸垂式杭打機４には、シーブ４先端にシーブブラケット１８が固定され、そこには複数のガイドシーブ２８が設けられ、そのガイドシーブ２８とリヤシーブ２５との間でワイヤロープ１５が往復して掛け渡される。本実施形態では、このガイドシーブ２８が特許請求の範囲に記載するバランスシーブに相当する。そしてワイヤロープ１５は、フロントシーブ２６へと送られてオーガシーブ８１との間で往復して掛け渡される。
【００３８】
そのため、本実施形態でも図６のロープ掛け図に示す場合と同様、リーダ６の前方では６本のワイヤロープ１５に引張り荷重が作用し、リーダ６の後方では３本のワイヤロープ１５に引張り荷重が作用している。
よって、ブーム４に連結ブラケット１３を介して支持されたリーダ６のリーダ上部６ａでは、ワイヤロープ１５によるバックテンションを大きくすることによって、リーダ６に作用する曲げモーメントを大幅に小さくすることができた。
【００３９】
そして、バックテンションによって吊下げシーブ２７には上方への引張り荷重が作用するが、第１実施形態と同様に、ガイドシーブ２８がシーブブラケット１８によってポイントｐとほぼ同じ位置に配置されているため、ガイドシーブ２２が受けるバックテンションによる荷重は、ポイントｐを介してブーム４が支えることになるため、リーダ６への影響を排除することができる。
更に、本実施形態では、ブーム４にシーブブラケット１８を一体に形成し、ガイドシーブ２８を複数設けた簡易な構成であって、低コストの改造によって上記効果を実現することができる。
【００４０】
以上、本発明の懸垂式杭打機について実施形態を説明したが、いずれもリーダ６の後方でワイヤロープ１５の掛け本数を増やしてバックテンションを大きくすることで、そのリーダ６のリーダ上部６ａに作用する曲げモーメントを小さくしている。これにより、大型のオーガ８０を使用し、大径のケーシング９０を引き抜く場合にでもリーダ６に曲げを生じさせることなく作業を進めることができるようになった。
【００４１】
なお、懸垂式杭打機について第１乃至第４実施形態を示して説明したが、本発明はこうした実施形態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。
例えば、前記実施形態ではガイドシーブとリヤシーブとの間でワイヤロープ１５が往復して３本掛けしたものを示したが５本掛けしたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態の懸垂式杭打機を示した図である。
【図２】第２実施形態の懸垂式杭打機を示した図である。
【図３】第３実施形態の懸垂式杭打機を示した図である。
【図４】第４実施形態の懸垂式杭打機を示した図である。
【図５】従来の懸垂式杭打機を示した図である。
【図６】本実施形態の懸垂式杭打機におけるロープ掛け図である。
【図７】従来の懸垂式杭打機におけるロープ掛け図である。
【図８】第１実施形態の懸垂式杭打機について、リーダに作用する力の関係（Ａ）と、リーダに作用する曲げモーメント（Ｂ）示した図である。
【図９】従来の懸垂式杭打機について、リーダに作用する力の関係（Ａ）と、リーダに作用する曲げモーメント（Ｂ）示した図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 懸垂式杭打機
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ ブーム
６ リーダ
６ａ リーダ上部
８ トップシーブ
１５ ワイヤロープ
１６ シーブブラケット
２１，２２ ガイドシーブ
２５ リヤシーブ
２６ フロントシーブ
３１ ウインチ
８０ オーガ
８１ オーガシーブ
１ ケーシング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベースマシーンに対して起伏可能なブーム先端にピン結合によって連結され、起立した姿勢で支持したリーダに対し、昇降可能に装着した作業装置をそのリーダのトップシーブを介して掛け渡したワイヤロープによって昇降させるようにした懸垂式杭打機に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築・土木作業などに使用される懸垂式杭打機は、図５に示すように、クローラによって走行可能な下部走行体１０１に対して操縦席や油圧ユニット、或いはウインチなどを備えた上部旋回体１０２が旋回可能に設けられている。下部走行体１０１と上部旋回体１０２からなるベースマシンには、その上部旋回体１０２の前方にブーム１０３が起伏可能に取り付けられている。そして、ブーム１０３はトラス構造をした複数の継ブームによって１体に組み付けられ、ガントリ１０４を介して掛け渡されたウインチ１１１からのワイヤロープ１０５によって図示するように後方から引張り上げられて起立するようになっている。
【０００３】
ブーム１０３の先端には、その先端部より上方に突き出した状態でリーダ１０６がピン結合して吊り下げられており、下端側は上部旋回体１０２から前方に延びたアーム１０７によって支持され、起立した状態でリーダ１０６が保持されている。そして、リーダ１０６に対して作業装置であるオーガ８０などが昇降可能に装着され、リーダ１０６のトップシーブ１０８を介して掛け渡されたワイヤロープ１１０によって吊り下げられている。ワイヤロープ１１０は上部旋回体１０２のウインチ１１２から送り出されたものであり、そのウインチ１１２の巻き出し及び巻き戻しによって、オーガ８０がリーダ１０６に沿って昇降するようになっている。そうしたオーガ８０にはケーシング９０や掘削ロッドなどが連結され、オーガ８０からの回転を受けてケーシング９０が地盤に回転圧入され、或いは掘削ロッドによって地盤の掘削作業などが行われる。
【特許文献１】特開平４−２２８７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の懸垂式杭打機１００では、例えばケーシング９０による地盤への回転圧入の後、そのケーシング９０を引き抜く場合、ブーム１０３先端部より高い位置にあるリーダ１０６上部にかかるモーメントが大きくなるため、リーダ１０６が上部で変形してしまう問題があった。すなわち、ケーシング９０を回転圧入させる場合は、不図示の螺旋翼による推進力やオーガ８０などの自重によって地中へと入り込んでいくが、ケーシング９０を引き抜く場合にはオーガ８０を吊り下げたワイヤロープ１１０を介して引き上げなければならない。特に、最近では出力の大きな大型のオーガ８０が使用され、大径のケーシング９０を用いた施工が多くなってきている。そのため、ケーシング９０の引き抜きにもワイヤロープ１１０にかかる引張り荷重が大きくなり、それに伴ってリーダ１０６に作用する力も大きくなってきている。
【０００５】
上部旋回体１０２のウインチ１１２から送り出されたワイヤロープ１１０は、後方からリーダ１０６のトップシーブ１０８を介して前方に送られ、そのリーダ１０６に装着されたオーガ８０を吊り下げている。そのため、トップシーブ１０８の腕の長さによって曲げモーメントが発生し、それがリーダ１０６にも作用する。
懸垂式杭打機１００では、オーガ８０の昇降ストロークを大きくするため、リーダ１０６がブーム１０３にピン結合されたポイントｐよりも上方に突き出した状態で連結されている。従って、リーダ１０６に大きな曲げモーメントが作用すると、リーダ上部１０６ａで曲げ変形が生じてしまうことがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、リーダにかかるモーメントを軽減させるようにした懸垂式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】
【０００７】
本発明に係る懸垂式杭打機は、ベースマシンのブームに対し、そのブーム先端より高い位置に上部を突き出してリーダが連結支持され、ベースマシンのウインチから送り出されたワイヤロープの巻き出し及び巻き戻しによって、リーダに装着された作業装置を昇降させるものであって、前記リーダのトップシーブには前後に複数のフロントシーブとリヤシーブとが備えられ、前記リーダ又はブームには、そのリーダがブームの先端部にピン結合された連結部に近接して複数のバランスシーブが備えられ、トップシーブを介してリーダの後方から前方の作業装置まで掛け渡されたワイヤローブが、リーダ後方にてバランスシーブとリヤシーブとの間で複数回掛け渡しできるようにしたものであることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る懸垂式杭打機は、前記リーダが前記トップシーブから離れた位置に前記ブームにピン結合するための連結ブラケットを有し、その連結ブラケットにシーブブラケットが固定され、そのシーブブラケットに前記バランスシーブが複数設けられたものであることが好ましい。
また、本発明に係る懸垂式杭打機は、前記ブーム先端部分に前記リーダをピン結合するための連結ブラケットが設けられ、その連結ブラケットにシーブブラケットが固定され、そのシーブブラケットに前記バランスシーブが複数設けられたものであることが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係る懸垂式杭打機は、ブーム吊り下げ用として前記ブーム先端部分に設けられた吊下げシーブを前記バランスシーブとしたものであることが好ましい。
また、本発明に係る懸垂式杭打機は、前記トップシーブへワイヤロープを案内するために前記ブーム先端部分に設けられたガイドシーブを前記バランスシーブとしたものであることが好ましい。
【００１０】
一方、本発明に係る懸垂式杭打機のワイヤロープ掛け渡し方法は、ベースマシンのブームに対し、そのブーム先端より高い位置に上部が突き出るようにリーダが連結され、リーダに装着された作業装置をベースマシンのウインチから送り出されたワイヤロープで昇降させるべく、そのワイヤロープを、前後に複数のフロントシーブ及びリヤシーブを備えたリーダのトップシーブを介してリーダ後方から前方へ掛け渡しする方法であって、リーダ前方では前記フロントシーブと前記作業装置のシーブとの間で複数回掛け渡しするとともに、リーダ後方でも前記リヤシーブとリーダとブームとの連結部に設けられたバランスシーブとの間で複数回掛け渡しすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
よって、本発明によれば、リーダの後方でワイヤロープを往復して掛け渡すようにしたため、従来１本だけだったリーダ後方の掛け本数が複数になり、リーダ後方のバックテンションを大きくすることができ、ブーム先端の連結部より高いリーダ上部に作用する曲げモーメントを大幅に小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明に係る懸垂式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、第１実施形態の懸垂式杭打機を示した図である。
この懸垂式杭打機１は、従来例のものと同様に、クローラによって走行可能な下部走行体２に対して操縦席や油圧ユニット、或いはウインチなどを備えた上部旋回体３が旋回可能に設けられている。そして、こうした下部走行体２と上部旋回体３からなるベースマシンには、その上部旋回体３の前方に作業装置を吊設するためのブーム４が起伏可能に取り付けられている。
【００１３】
ブーム４は下ブーム４ａが上部旋回体３の前方に軸支され、ベースマシーンの前後方向に揺動可能に設けられている。その下ブーム４ａには複数の継ブームが長手方向に連結され、図示するように一体のブーム４として組み立てられる。ブーム４は、倒された状態で組み立てられ、ガントリ５を介して掛け渡されたウインチ３２からのワイヤロープ１１によって後方から引張り上げられて図示するように起立する。そうしたブーム４の上端には支持ブラケット１２が設けられており、その支持ブラケット１２とリーダ６の上方途中に固定された連結ブラケット１３がポイントｐでピン結合されている。リーダ６は、こうしてブーム４先端よりも高い位置にリーダ上部６ａを突き出した状態で吊り下げられるようにして取り付けられる。そして、リーダ６は、起立した姿勢を保つため、上部旋回体３から前方に延びたアーム７によって下端部分が支えられている。
【００１４】
リーダ６は、長手方向に分割されており、所定長さのリーダ部材が図示するように複数連結されて１本のものとして構成されている。そして、懸垂式杭打機機１の一部として構成されたリーダ６は、前方（図面左側）の左右にガイドパイプ１４を有し、それに作業装置であるオーガ８０などが装着される。オーガ８０はガイドギブ８３を備え、リーダ６のガイドパイプ１４を左右両側から摺動可能に把持し、リーダ６に沿って昇降できるように装着される。そうしたオーガ８０は、リーダ６のトップシーブ８を介して掛け渡されたワイヤロープ１５によって吊り下げられている。そして、上部旋回体３に設けられたウインチ３１によるワイヤロープ１５の巻き出し或いは巻き戻しにより、オーガ８０がリーダ６に沿った昇降が行われるようになっている。
【００１５】
こうした懸垂式杭打機１には、オーガ８０にケーシングや掘削ロッドなどが連結される。本実施形態の懸垂式杭打機１は、オーガ８０にケーシング９０を連結して行う施工であって、ケーシング８０の引き抜きの際の引張り荷重に耐え得るようにしたものであって、特にリーダ６に曲げ変形を生じさせる曲げモーメントを考慮したものである。
ケーシング９０を地中に打ち込む場合には、ケーシング９０の下端部に設けられた螺旋翼（不図示）によって発生する推進力やオーガ８０などの自重によって地中へと打ち込まれる。このときリーダ６は、地中を回転圧入していくケーシング９０の回転反力をオーガ８０を介して受けることになる。
【００１６】
一方、ケーシング９０を引き抜く場合には、ケーシング９０にはオーガ８０から逆回転が与えられ、そのオーガ８０とともにリーダ６のトップシーブ８を介して掛け渡されたワイヤロープ１５によって上方に引き上げられる。従って、ケーシング９０の引抜きには、上部旋回体３から送り出されたワイヤロープ１５が、リーダ６の後方からウインチ３１によって巻き戻され、リーダ６の前方ではオーガ８０及びケーシング９０が垂直に引き上げられる。ところが、課題でも述べたように最近では大型のオーガ８０によって大径のケーシング９０による施工が行われるようになっており、こうしたケーシング引抜き時の引張り荷重が大きくなっている。従って、これに伴って作用する曲げモーメントが大きくなり、リーダ上部６ａに曲げ変形が生じてしまう問題があった。
【００１７】
懸垂式杭打機１では、ウインチ３１から送り出されたワイヤロープ１５は、リーダ６の後方ではガイドシーブ２１，２２を通ってトップシーブ８のリヤシーブ２５に送られ、そこからリーダ６前側のフロントシーブ２６へと渡ってオーガ８０のオーガシーブ８１に掛け渡されている。そして、ケーシング９０の引抜き時には、ワイヤロープ１５の引張り荷重がトップシーブ８の前後に下向きの力として作用して曲げモーメントを発生させる。その曲げモーメントがリーダ６にも作用し、特にブーム４先端部にピン結合されたポイントｐより上の自由端になっているリーダ上部６ａを曲げ変形させる力となる。従って、本実施形態では、このリーダ上部６ａに作用する曲げモーメントを小さくすることを目的としている。
【００１８】
トップシーブ８は、リーダ６上端に設けられ、リーダ６の前後に突き出た位置にフロントシーブ２６とリヤシーブ２５が複数取り付けられている。リーダ６の後方から送られたワイヤロープ１５は、リヤシーブ２５を介して前方へ送られ、フロントシーブ２６とオーガ８０に設けられたオーガシーブ８１との間で複数回掛け渡される。すなわち、オーガ８０にもその上端に複数のオーガシーブ８１があって、リーダ６の前方でワイヤロープ１５が上下に往復して掛け渡されている。
【００１９】
この点、図５に示す従来の懸垂式杭打機１００も同様であるが、リーダ１０６の後方においては、ワイヤロープ１１０が１本掛けであったため、前方にかかる図面左回りの曲げモーメントが大きくなってしまい、リーダ上部１０６ａに曲げ変形が起きる問題があった。ここで図７は、そうした従来の懸垂式杭打機１００のロープ掛け図である。
図５と合わせて見てみると、懸垂式杭打機１００ではウインチ１１２から送り出されたワイヤロープ１１０がブーム１０３先端部分のガイドシーブ１２６、リーダ１０６背面のガイドシーブ１２２、そしてトップシーブ１０８のリヤシーブ１２３からフロントシーブ１２４を介してオーガ８０のオーガシーブ８１に掛け渡されている。
【００２０】
そしてこの場合、図７に示すようにトップシーブ１０８のリヤシーブ１２３まではワイヤロープ１１０が１本掛けであるのに対し、トップシーブ１０８のフロントシーブ１２４とオーガ８０のオーガシーブ８１との間では３往復した６本掛けになっている。そして、ワイヤロープ１１０に作用する引張り荷重はシーブ間に掛け渡された１本毎で等しいため、リーダ１０６前方の掛け本数が多い分だけトップシーブ１０８の前方にかかる荷重が大きくなり、それに比例して曲げモーメントも大きくなる。
【００２１】
これに対して本実施形態の懸垂式杭打機１では、図６のロープ掛け図に示すように、リーダ６後方においてもワイヤロープ１５を２往復させて掛け渡すようにしている。そのために、図１に示すように、リーダ６の連結ブラケット１３にシーブブラケット１６が一体に形成され、そこに複数のガイドシーブ２２が設けられている。このガイドシーブ２２が、特許請求の範囲に記載するバランスシーブに相当する。
【００２２】
従って本実施形態では、前述したように、ウインチ３１から送り出されたワイヤロープ１５が、ブーム４先端部後方のシーブブラケット１７に設けられたガイドシーブ２１を通ってガイドシーブ２２へと送られ、そのガイドシーブ２２とトップシーブ８のリヤシーブ２５との間でワイヤロープ１５が往復して掛け渡される。その後、ワイヤロープ１５はフロントシーブ２６へと送られ、そのフロントシーブ２６とオーガ８０のオーガシーブ８１との間でも往復して掛け渡される。よって、リーダ６の前方では６本分のワイヤロープ１５に引張り荷重が作用し、リーダ６の後方では３本分のワイヤロープ１５に引張り荷重が作用するため、前述したように往復して掛け渡されたシーブ間の引張り荷重が等しいため、リーダ６の後方にかかる荷重が大きくなる。
【００２３】
ここで、図８及び図９は、本実施形態（図８）と従来（図９）の懸垂式杭打機について、リーダに作用する力の関係を示した図（Ａ）と、リーダに作用する曲げモーメントを示した図（Ｂ）である。図（Ａ）に示すように、リーダ６，１０６の中心線を示すリーダ軸線Ｇ１，Ｇ１１は、ブーム４，１０３にピン結合されたポイントｐからの支持部材Ｂ１，Ｂ１１によって離れた位置にある。リーダ軸線Ｇ１，Ｇ１１と支持軸線Ｂ１，Ｂ１１との交点ｑとする。トップシーブ８，１０８のフロントシーブ２６，１２４とリヤシーブ２５，１２３とを結んだ線を示す横軸線Ｙ１，Ｙ１１は、リーダ軸線Ｇ１，Ｇ１１との交点ｒとする。そして、ここでは交点ｒからワイヤロープ１５や１１０による前後の荷重Ｆ１，Ｆ２或いは荷重Ｆ１１，Ｆ１２の作用点までの距離は等しいものとする。
【００２４】
そこで、本実施形態のトップシーブ８では、荷重Ｆ１による図面左回りの曲げモーメントＭ1lと、荷重Ｆ２による図面右回りの曲げモーメントＭ1rによって交点ｒ回りの曲げモーメントＭ１が作用する。一方、従来のトップシーブ１０８では、荷重Ｆ１１による図面左回りの曲げモーメントＭ11l と、荷重Ｆ１２による図面右回りの曲げモーメントＭ11r によって交点ｒ回りの曲げモーメントＭ１１が作用する。
また、ブーム４，１０３とリーダ６，９０とがピン結合されたポイントｐには、リーダ６，９０を支えることによる反力Ｎが作用している。従って、部材Ｂ１，Ｂ１１には交点ｑ回りの曲げモーメントＭ２，Ｍ１２が作用している。
【００２５】
このことから、本実施形態のリーダ６には、図８（Ｂ）に示すように、交点ｒから交点ｑまでのリーダ上部６ａに曲げモーメントＭ１が作用し、交点ｑからリーダ８がアーム７に連結された交点ｓまでは、交点ｑで曲げモーメントがＭ１にＭ２が加えられた最大値Ｍ３をとり、下端の交点ｓでゼロになるように減少していく。アーム７による反力は全体との比較では小さいため無視することとする。
一方、従来のリーダ１０８においても図９（Ｂ）に示すように、交点ｒから交点ｑまでのリーダ上部１０６ａには曲げモーメントＭ１１が作用し、交点ｑからリーダ１０８がアーム１０７に連結された交点ｓまでは、交点ｑで曲げモーメントがＭ１１にＭ１２が加えられた最大値Ｍ１３をとり、下端の交点ｓでゼロになるように減少していく。同様に、アーム１０７による反力も無視する。
【００２６】
リーダ８，１０８は、交点ｑｓ間では、最大曲げモーメントＭ３，Ｍ１３が交点ｑに作用するが、連結ブラケット１３，１１３に支持されているため変形し難い。しかし、ブーム４の先端から突き出したリーダ上部６ａ、すなわち交点ｑｒ間では上方が自由端になっており、大型のオーガ８０を使用した施工ではこの部分に変形が生じてしまう。従って、リーダの変形を防止するには、交点ｑｒ間の曲げモーメントを小さくすることが必要になる。そこで、本実施形態の懸垂式杭打機１では、リーダ６の後方でワイヤロープ１５が往復して掛けられるようにガイドシーブ２２が設けられている。これにより、従来１本だけだったリーダ後方の掛け本数が本実施形態では３本になり、リーダ６後方のバックテンションを大きくすることができた。
【００２７】
そこで、交点ｒからの腕の長さをＬとすると、本実施形態の懸垂式杭打機１では、Ｍ１＝Ｍ1l−Ｍ1r＝Ｆ１・Ｌ−Ｆ２・Ｌ＝Ｆ１・Ｌ−(3/6)Ｆ１・Ｌ＝（1/2）Ｆ１・Ｌになる。同様に従来の懸垂式杭打機１では、Ｍ１１＝(5/6) Ｆ11・Ｌとなる。よって、Ｆ１＝Ｆ11であるから、懸垂式杭打機１では、ガイドシーブ２２を設け複数回ワイヤロープ１５を掛け渡すことにより、リーダ上部６ａに作用する曲げモーメントを小さくすることが可能になった。なお、本実施形態では３本掛けとしているが、更に本数を増やすことも可能であり、リーダ６の前後において同じ数だけの掛け本数にすることが好ましい。本実施形態ではガイドシーブ２２に別のワイヤロープを掛け渡す場合を想定して３本としている。しかし、それでも従来例に比べてリーダ６に作用する曲げモーメントを大幅に小さくすることができた。
【００２８】
ところで、バックテンションによってガイドシーブ２２，１２２に上方への引張り荷重が作用する。従来の懸垂式杭打機１００では、ガイドシーブ１２２がリーダ１０６に直接取り付けられていたため、その荷重がリーダ１０６に作用することによる影響があったと考えられる。しかし、本実施形態の懸垂式杭打機１では、ポイントｐから鉛直線を引いた場合、ガイドシーブ２２はシーブブラケット１６によってポイントｐとほぼ同じ位置に配置されているため、ガイドシーブ２２が受けるバックテンションによる荷重はブーム４が支え、リーダ６への影響を排除することができる。
更に、本実施形態では、リーダ６の連結ブラケット１３にシーブブラケット１６を一体に形成し、ガイドシーブ２２が複数設けられた簡易な構成であって、低コストの改造によって上記効果を実現することができる。
【００２９】
次に、本発明の懸垂式杭打機の第２実施形態について説明する。図２は、第２実施形態の懸垂式杭打機を示した図である。この懸垂式杭打機２は、第１実施形態のものと同様に、クローラによって走行可能な下部走行体２に上部旋回体３が設けられ、起伏可能なブーム４によってリーダ６が吊り下げられるようにして取り付けられている。そのリーダ６には、ケーシング９０を連結したオーガ８０が昇降可能に装着され、各シーブを掛け渡したウインチ３１からのワイヤロープ１５によって吊り下げられている。そして本実施形態では、リーダ６への曲げモーメントを抑えるため、次のようなワイヤロープの掛け渡し構造がとられている。
【００３０】
この懸垂式杭打機２では、ウインチ３１から送り出されたワイヤロープ１５が、ブーム４先端部後方のシーブブラケット１７に設けられたガイドシーブ２１から、ブーム吊下げ用の吊下げシーブ２７を介してトップシーブ８へと送られている。すなわち、懸垂式杭打機２には吊下げシーブ２７が複数設けられており、本実施形態ではその吊下げシーブ２７を利用した構造になっている。リーダ６を取り付けることなくブーム４によって吊下げ搬送する場合、ウインチ３１から送り出されたワイヤロープ１５はガイドシーブ２１から吊下げシーブ２７の上を通って掛け渡される。しかし、ここでは吊下げシーブ２７の下を通って掛け渡すため、ブーム先端部分にワイヤロープ１５が通るように不図示の通し孔が形成されている。
【００３１】
そして、この吊下げシーブ２７とトップシーブ８のリヤシーブ２５との間でワイヤロープ１５が往復して掛け渡される。本実施形態では、この吊下げシーブ２７が特許請求の範囲に記載するバランスシーブに相当する。
ワイヤロープ１５はその後フロントシーブ２６へと送られ、フロントシーブ２６とオーガ８０のオーガシーブ８１との間で往復して掛け渡される。そのため、本実施形態でも図６のロープ掛け図に示す場合と同様、リーダ６の前方では６本のワイヤロープ１５に引張り荷重が作用し、リーダ６の後方では３本のワイヤロープ１５に引張り荷重が作用している。
【００３２】
よって、ブーム４に連結ブラケット１３を介して支持されたリーダ６のリーダ上部６ａでは、ワイヤロープ１５によるバックテンションを大きくすることによって、リーダ６に作用する曲げモーメントを大幅に小さくすることができた。
そして、バックテンションによって吊下げシーブ２７には上方への引張り荷重が作用するが、本実施形態ではブーム４に備えられている吊下げシーブ２７を使用するため、バックテンションによる荷重を直接ブーム４が支えることになるため、リーダ６への影響を排除することができる。
更に、本実施形態では予め備えられている吊下げシーブ２７を利用するため、ブーム４やリーダ６への改造をほとんど必要とせず、簡易に且つ低コストで上記効果を実現することができる。
【００３３】
次に、本発明の懸垂式杭打機の第３実施形態について説明する。図３は、第３実施形態の懸垂式杭打機を示した図である。この懸垂式杭打機３も第１実施形態のものと同様に、クローラによって走行可能な下部走行体２に上部旋回体３が設けられ、起伏可能なブーム４によってリーダ６が吊り下げられるようにして取り付けられている。そのリーダ６には、ケーシング９０を連結したオーガ８０が昇降可能に装着され、各シーブを掛け渡したウインチ３１からのワイヤロープ１５によって吊り下げられている。そして本実施形態では、リーダ６への曲げモーメントを抑えるため、次のようなワイヤロープの掛け渡し構造がとられている。
【００３４】
この懸垂式杭打機３では、ウインチ３１から送り出されたワイヤロープ１５が、ブーム４先端部後方のシーブブラケット１７に設けられたガイドシーブ２１から直接、トップシーブ８へと送られている。懸垂式杭打機３にはシーブブラケット１７に対して複数のガイドシーブ２１が備えられており、そのガイドシーブ２１とリヤシーブ２５との間でワイヤロープ１５が往復して掛け渡される。本実施形態では、このガイドシーブ２１が特許請求の範囲に記載するバランスシーブに相当する。
ワイヤロープ１５はその後フロントシーブ２６へと送られ、そのフロントシーブ２６とオーガ８０のオーガシーブ８１との間で往復して掛け渡される。そのため、本実施形態でもリーダ６の前方では６本のワイヤロープ１５に引張り荷重が作用し、リーダ６の後方では３本のワイヤロープ１５に引張り荷重が作用している。
【００３５】
よって、ブーム４に連結ブラケット１３を介して支持されたリーダ６のリーダ上部６ａでは、ワイヤロープ１５によるバックテンションを大きくすることによって、リーダ６に作用する曲げモーメントを大幅に小さくすることができた。そして、バックテンションによってガイドシーブ２１には上方への引張り荷重が作用するが、本実施形態ではブーム４に備えられているガイドシーブ２１を使用するため、バックテンションによる荷重を直接ブーム４が支えることになるため、リーダ６への影響を排除することができる。更に、本実施形態では、ブーム４やリーダ６への改造が必要ないため、簡易に且つ低コストで上記効果を実現することができる。
【００３６】
次に、本発明の懸垂式杭打機の第４実施形態について説明する。図４は、第４実施形態の懸垂式杭打機を示した図である。この懸垂式杭打機４も第１実施形態のものと同様に、クローラによって走行可能な下部走行体２に上部旋回体３が設けられ、起伏可能なブーム４によってリーダ６が吊り下げられるようにして取り付けられている。そのリーダ６には、ケーシング９０を連結したオーガ８０が昇降可能に装着され、各シーブを掛け渡したウインチ３１からのワイヤロープ１５によって吊り下げられている。そして本実施形態では、リーダ６への曲げモーメントを抑えるため、次のようなワイヤロープの掛け渡し構造がとられている。
【００３７】
この懸垂式杭打機４では、ウインチ３１から送り出されたワイヤロープ１５が、ブーム４先端部後方のシーブブラケット１７に設けられたガイドシーブ２１から、ブーム４の先端のシーブブラケット１８に設けられたガイドシーブ２８を介してトップシーブ８へと送られている。すなわち、懸垂式杭打機４には、シーブ４先端にシーブブラケット１８が固定され、そこには複数のガイドシーブ２８が設けられ、そのガイドシーブ２８とリヤシーブ２５との間でワイヤロープ１５が往復して掛け渡される。本実施形態では、このガイドシーブ２８が特許請求の範囲に記載するバランスシーブに相当する。そしてワイヤロープ１５は、フロントシーブ２６へと送られてオーガシーブ８１との間で往復して掛け渡される。
【００３８】
そのため、本実施形態でも図６のロープ掛け図に示す場合と同様、リーダ６の前方では６本のワイヤロープ１５に引張り荷重が作用し、リーダ６の後方では３本のワイヤロープ１５に引張り荷重が作用している。
よって、ブーム４に連結ブラケット１３を介して支持されたリーダ６のリーダ上部６ａでは、ワイヤロープ１５によるバックテンションを大きくすることによって、リーダ６に作用する曲げモーメントを大幅に小さくすることができた。
【００３９】
そして、バックテンションによって吊下げシーブ２７には上方への引張り荷重が作用するが、第１実施形態と同様に、ガイドシーブ２８がシーブブラケット１８によってポイントｐとほぼ同じ位置に配置されているため、ガイドシーブ２２が受けるバックテンションによる荷重は、ポイントｐを介してブーム４が支えることになるため、リーダ６への影響を排除することができる。
更に、本実施形態では、ブーム４にシーブブラケット１８を一体に形成し、ガイドシーブ２８を複数設けた簡易な構成であって、低コストの改造によって上記効果を実現することができる。
【００４０】
以上、本発明の懸垂式杭打機について実施形態を説明したが、いずれもリーダ６の後方でワイヤロープ１５の掛け本数を増やしてバックテンションを大きくすることで、そのリーダ６のリーダ上部６ａに作用する曲げモーメントを小さくしている。これにより、大型のオーガ８０を使用し、大径のケーシング９０を引き抜く場合にでもリーダ６に曲げを生じさせることなく作業を進めることができるようになった。
【００４１】
なお、懸垂式杭打機について第１乃至第４実施形態を示して説明したが、本発明はこうした実施形態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。
例えば、前記実施形態ではガイドシーブとリヤシーブとの間でワイヤロープ１５が往復して３本掛けしたものを示したが５本掛けしたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態の懸垂式杭打機を示した図である。
【図２】第２実施形態の懸垂式杭打機を示した図である。
【図３】第３実施形態の懸垂式杭打機を示した図である。
【図４】第４実施形態の懸垂式杭打機を示した図である。
【図５】従来の懸垂式杭打機を示した図である。
【図６】本実施形態の懸垂式杭打機におけるロープ掛け図である。
【図７】従来の懸垂式杭打機におけるロープ掛け図である。
【図８】第１実施形態の懸垂式杭打機について、リーダに作用する力の関係（Ａ）と、リーダに作用する曲げモーメント（Ｂ）示した図である。
【図９】従来の懸垂式杭打機について、リーダに作用する力の関係（Ａ）と、リーダに作用する曲げモーメント（Ｂ）示した図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 懸垂式杭打機
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ ブーム
６ リーダ
６ａ リーダ上部
８ トップシーブ
１５ ワイヤロープ
１６ シーブブラケット
２１，２２ ガイドシーブ
２５ リヤシーブ
２６ フロントシーブ
３１ ウインチ
８０ オーガ
８１ オーガシーブ
１ ケーシング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースマシンのブームに対し、そのブーム先端より高い位置に上部を突き出してリーダが連結支持され、ベースマシンのウインチから送り出されたワイヤロープの巻き出し及び巻き戻しによって、リーダに装着された作業装置を昇降させる懸垂式杭打機において、
前記リーダのトップシーブには前後に複数のフロントシーブとリヤシーブとが備えられ、前記リーダ又はブームには、そのリーダがブームの先端部にピン結合された連結部に近接して複数のバランスシーブが備えられ、トップシーブを介してリーダの後方から前方の作業装置まで掛け渡されたワイヤローブが、リーダ後方にてバランスシーブとリヤシーブとの間で複数回掛け渡しできるようにしたものであることを特徴とする懸垂式杭打機。
【請求項２】
請求項１に記載する懸垂式杭打機において、
前記リーダは、前記トップシーブから離れた位置に前記ブームにピン結合するための連結ブラケットを有し、その連結ブラケットにシーブブラケットが固定され、そのシーブブラケットに前記バランスシーブが複数設けられたものであることを特徴とする懸垂式杭打機。
【請求項３】
請求項１に記載する懸垂式杭打機において、
前記ブーム先端部分に前記リーダをピン結合するための連結ブラケットが設けられ、その連結ブラケットにシーブブラケットが固定され、そのシーブブラケットに前記バランスシーブが複数設けられたものであることを特徴とする懸垂式杭打機。
【請求項４】
請求項１に記載する懸垂式杭打機において、
ブーム吊り下げ用として前記ブーム先端部分に設けられた吊下げシーブを前記バランスシーブとしたものであることを特徴とする懸垂式杭打機。
【請求項５】
請求項１に記載する懸垂式杭打機において、
前記トップシーブへワイヤロープを案内するために前記ブーム先端部分に設けられたガイドシーブを前記バランスシーブとしたものであることを特徴とする懸垂式杭打機。
【請求項６】
ベースマシンのブームに対し、そのブーム先端より高い位置に上部が突き出るようにリーダが連結され、リーダに装着された作業装置をベースマシンのウインチから送り出されたワイヤロープで昇降させるべく、そのワイヤロープを、前後に複数のフロントシーブ及びリヤシーブを備えたリーダのトップシーブを介してリーダ後方から前方へ掛け渡しするワイヤロープ掛け渡し方法において、
リーダ前方では前記フロントシーブと前記作業装置のシーブとの間で複数回掛け渡しするとともに、リーダ後方でも前記リヤシーブとリーダとブームとの連結部に設けられたバランスシーブとの間で複数回掛け渡しすることを特徴とする懸垂式杭打機のワイヤロープ掛け渡し方法。
【請求項１】
ベースマシンのブームに対し、そのブーム先端より高い位置に上部を突き出してリーダが連結支持され、ベースマシンのウインチから送り出されたワイヤロープの巻き出し及び巻き戻しによって、リーダに装着された作業装置を昇降させる懸垂式杭打機において、
前記リーダのトップシーブには前後に複数のフロントシーブとリヤシーブとが備えられ、前記リーダ又はブームには、そのリーダがブームの先端部にピン結合された連結部に近接して複数のバランスシーブが備えられ、トップシーブを介してリーダの後方から前方の作業装置まで掛け渡されたワイヤローブが、リーダ後方にてバランスシーブとリヤシーブとの間で複数回掛け渡しできるようにしたものであることを特徴とする懸垂式杭打機。
【請求項２】
請求項１に記載する懸垂式杭打機において、
前記リーダは、前記トップシーブから離れた位置に前記ブームにピン結合するための連結ブラケットを有し、その連結ブラケットにシーブブラケットが固定され、そのシーブブラケットに前記バランスシーブが複数設けられたものであることを特徴とする懸垂式杭打機。
【請求項３】
請求項１に記載する懸垂式杭打機において、
前記ブーム先端部分に前記リーダをピン結合するための連結ブラケットが設けられ、その連結ブラケットにシーブブラケットが固定され、そのシーブブラケットに前記バランスシーブが複数設けられたものであることを特徴とする懸垂式杭打機。
【請求項４】
請求項１に記載する懸垂式杭打機において、
ブーム吊り下げ用として前記ブーム先端部分に設けられた吊下げシーブを前記バランスシーブとしたものであることを特徴とする懸垂式杭打機。
【請求項５】
請求項１に記載する懸垂式杭打機において、
前記トップシーブへワイヤロープを案内するために前記ブーム先端部分に設けられたガイドシーブを前記バランスシーブとしたものであることを特徴とする懸垂式杭打機。
【請求項６】
ベースマシンのブームに対し、そのブーム先端より高い位置に上部が突き出るようにリーダが連結され、リーダに装着された作業装置をベースマシンのウインチから送り出されたワイヤロープで昇降させるべく、そのワイヤロープを、前後に複数のフロントシーブ及びリヤシーブを備えたリーダのトップシーブを介してリーダ後方から前方へ掛け渡しするワイヤロープ掛け渡し方法において、
リーダ前方では前記フロントシーブと前記作業装置のシーブとの間で複数回掛け渡しするとともに、リーダ後方でも前記リヤシーブとリーダとブームとの連結部に設けられたバランスシーブとの間で複数回掛け渡しすることを特徴とする懸垂式杭打機のワイヤロープ掛け渡し方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−１１３２２２（Ｐ２００７−１１３２２２Ａ）
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０３９５３（Ｐ２００５−３０３９５３）
【出願日】平成１７年１０月１９日（２００５．１０．１９）
【出願人】（０００００４６１７）日本車輌製造株式会社 (722)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１９日（２００５．１０．１９）
【出願人】（０００００４６１７）日本車輌製造株式会社 (722)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]