(57)【要約】 【課題】リーダとラック材との関連構成を改良しただけの極めて簡易な構造変更により、安価な改良コストにて、基礎施工時にリーダに作用し得る偏心モーメントを効果的に抑止することのできる基礎施工機を提供すること。【解決手段】ベースマシン１に立設されたリーダ２の軸線方向に沿って、該リーダ２の側面２１，２１に一対のラック材３０，３０が固定され、少なくともオーガを含む駆動装置４を備えた昇降機５がラック材３０，３０に昇降自在に支持されており、昇降機５は、ラック材３０，３０のそれぞれに刻設されたラック歯３１，３１に、その駆動軸が直接的に、もしくはピニオンギアを介して間接的に噛み合いながら回転駆動する一対の第１、第２の回転機１０，１０と、駆動装置４を構成する単数もしくは複数の第３の回転機２０，２０と、を少なくとも具備している基礎施工機１００である。【選択図】図２
2010138553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースマシンに立設されたリーダの軸線方向に沿って、該リーダの側面に一対のラック材が固定され、少なくともオーガを含む駆動装置を備えた昇降機が該一対のラック材に昇降自在に支持されてなる、基礎施工機であって、
前記昇降機は、前記一対のラック材のそれぞれに刻設されたラック歯に、その駆動軸が直接的に、もしくはピニオンギアを介して間接的に噛み合いながら該一対のラック材に沿って回転駆動する一対の第１、第２の回転機と、前記駆動装置を構成する単数もしくは複数の第３の回転機と、を少なくとも具備している、基礎施工機。
【請求項２】
前記リーダは、その外形が正方形もしくは矩形を呈しており、該正方形もしくは矩形のうちの対向する一対の側面のそれぞれに前記ラック材が固定されている、請求項１に記載の基礎施工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種基礎工事に用いられる基礎施工機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
杭基礎の施工において、たとえば鋼管杭等の既製杭を地盤に回転圧入したり、スクリューロッドで地盤を掘削する場合には、油圧モータと、この油圧モータの回転を減速する減速機と、からなる（オーガ）駆動装置を、ベースマシンのリーダに沿って昇降自在に装備してなる杭施工機等の基礎施工機が使用される。
【０００３】
上記する基礎施工機の昇降機の昇降機構の一例を挙げると、ベースマシン前方に立設されたリーダに、オーガなどの駆動装置を備えた昇降機を、該リーダのガイドレールに沿って昇降自在に配設し、昇降機に設けたドライブスプロケットと、該ドライブスプロケットの上下に配置されたガイドローラとの間にたとえばチェーンを挟持して、ドライブスプロケットの複数枚の歯にチェーンを噛み合いさせ、油圧モータにてドライブスプロケットを駆動して昇降機を昇降させるような機構がある。
【０００４】
一本の杭基礎を対象地盤に圧入する施工方法を取上げて説明すると、対象地盤の地盤性状、例えば地盤の硬さや礫分の有無、砂質地盤、粘性地盤等の地質の相違などに応じて、施工深度レベルで圧入時のトルクや回転数を調整しながら基礎施工が実施される。たとえば、支持地盤以浅の比較的軟弱な地盤においては駆動装置の設定トルクを低く抑え、回転数を高く設定した姿勢で杭を圧入し、支持地盤に到達した時点でトルクを増大させ、回転数を減じて杭の最終圧入をおこなうことになる。
【０００５】
ここで、従来の基礎施工機として、特許文献１に開示の基礎工事用施工機を挙げることができる。本特許文献に開示の技術は、特に基礎工事用施工機の昇降装置に特徴があるものであり、その図３，４を参照することによってその特徴が明りょうに理解できる。
【０００６】
すなわち、その図３より、断面が円形のリーダ３の一箇所に、該リーダ３に沿って伸びるラック板７が固設され、このラック板７の両側に刻設されたラック歯７ａに沿って、２つの油圧モータ１６，１６の駆動軸に固設されたピニオンギア１１，１１が噛み合いながら回転駆動することにより、該油圧モータ１６，１６を搭載した昇降機９が昇降可能となっているものである。この昇降機９にはオーガ等の作業装置８が配設されており、昇降機９の降下と作業装置８の駆動が調整制御されることで、鋼管杭や鋼矢板等の圧入等の基礎施工が実施される。
【０００７】
しかし、特許文献１の図３から明らかなように、従来の基礎施工機では、立設するリーダの一箇所に固設されて該リーダに沿って伸びる一条のラック板を２つの油圧モータの回転軸に固設された一対のピニオンギアが噛み合いながら回転駆動する。そのため、本願明細書の図３で模式的に説明するように、このリーダ３には、その一方側（２つの油圧モータ１６側）へ、該２つの油圧モータ１６の駆動および昇降に伴う偏心モーメントＭ（もしくは転倒モーメント）が作用し、結果として、昇降機９の昇降の際にリーダが振動すること（作業時の安全性低下）、偏心モーメントＭを受け続けることでリーダ３の耐久期間が短くなってしまうこと、リーダ３をバックステー等を介して支持するベースマシンの施工時安全性を低下させること、リーダ３の振動に伴って施工杭等の施工精度が低下すること、などの様々な問題が生じていた。
【０００８】
【特許文献１】特公平６−７８６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、基礎施工機の特にリーダとラック材との構造（相互の関連構成）に改良を加えることにより、上記する様々な課題、すなわち、リーダには、昇降機の昇降の際にリーダに偏心モーメントが作用してリーダが振動し、作業時の安全性が低下すること、偏心モーメントを受け続けることでリーダの耐久期間が短くなること、リーダをバックステー等を介して支持するベースマシンの施工時安全性が低下すること、リーダの振動に伴って施工杭等の施工精度が低下すること、といった課題の全てを効果的に解消することのできる基礎施工機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成すべく、本発明による基礎施工機は、ベースマシンに立設されたリーダの軸線方向に沿って、該リーダの側面に一対のラック材が固定され、少なくともオーガを含む駆動装置を備えた昇降機が該一対のラック材に昇降自在に支持されてなる、基礎施工機であって、前記昇降機は、前記一対のラック材のそれぞれに刻設されたラック歯に、その駆動軸が直接的に、もしくはピニオンを介して噛み合いながら該一対のラック材に沿って回転駆動する一対の第１、第２の回転機と、前記駆動装置を構成する単数もしくは複数の第３の回転機と、を具備しているものである。なお、ここで、「少なくともオーガを含む駆動装置」とは、該駆動装置が、オーガやハンマなどの、基礎杭をはじめとする各種基礎施工で適用される駆動源の全般を包含するものである。
【００１１】
本発明の基礎施工機は、鋼管杭やＰＨＣ杭などの既製杭を回転圧入することによって杭基礎を地盤内に立て込んだり、スクリューロッドを回転圧入しながらその先端付近からセメントミルクを吐出し、切削地盤とセメントミルクを混合攪拌することによってセメント杭を造成する基礎施工の全般に適用されるものである。
【００１２】
例えば走行手段であるクローラと、その上方において、バックステーにて支持されたリーダを旋回可能に備えた旋回部とからなるベースマシンから基礎施工機は構成される。
【００１３】
このリーダの側面には、一対のラック材が固定されている。ここで、このリーダは、その断面が円形、楕円形、正方形、矩形等のいずれの断面外形を有するものであってもよいが、いずれの形状であれ、対向する一対のラック材（したがって、２つの対向するラック材）をその対向側面に固設しているものである。これは、上記する特許文献１に開示のリーダとその一箇所に設けられたラック板との関連構成と大きく相違している。
【００１４】
たとえば、外形が正方形のリーダ（たとえば、平鋼４枚で形成されていてもよいし、Ｈ型鋼の両フランジ端部間に２枚の平鋼を固設して外形が正方形に形成されていてもよい）の２組の一対の側面のうち、一組の一対の側面の双方において、リーダに沿って伸びるとともにラック歯が刻設されたラック材を溶接や溶着、ボルト等で固定しておく。
【００１５】
昇降機には、少なくとも、上記する２つのラック材のそれぞれのラック歯と噛み合いながら回転駆動する第１、第２の回転機（たとえば油圧モータ）と、オーガ等の駆動装置を構成する第３の回転機（たとえば、２つの油圧モータと減速機とのユニットからなるオーガ）が配設されている。実際には、ラック材（およびリーダ）の立設方向（長手方向で一般的には鉛直方向）に直交する方向（したがって、一般的には水平方向）に、該ラック材のラック歯に噛み合い駆動する第１、第２の回転機の駆動軸が伸びており、この駆動軸が直接的に、もしくは、該駆動軸に固設されたピニオンギアを介して間接的にラック歯と噛み合い係合している。
【００１６】
一方、駆動装置を構成するたとえば２つの第３の回転機の駆動軸は、リーダやラック材等の立設方向に平行な方向（したがって、一般的には鉛直方向）に伸びており、たとえば、２つの油圧モータと、それぞれの油圧モータに噛み合い係合する減速機とからなるオーガの場合には、双方の油圧モータの回転制御によって減速機の回転数やトルクが制御され、昇降機の降下と、該減速機の回転数や回転トルクとが相俟って、基礎杭等がその深度に応じた回転数、回転トルクにて圧入されるようになっている。
【００１７】
本発明の基礎施工機によれば、リーダの対向する一対の側面のそれぞれにラック材を固設し、昇降機に搭載された回転機を直接的に、もしくはピニオンギア等を介して間接的にそれぞれのラック材に噛み合い係合させ、この姿勢で２つの回転機が同期して対応するラック材に沿って昇降できるようにしただけの極めて簡易な構造変更により、従来の基礎施工機を構成するリーダで生じていた、昇降機の昇降の際の偏心モーメントの発生を効果的に抑止することができる。したがって、その構造改良に何等のコスト増を齎すことなく、基礎施工時のリーダの振動とそれに伴うベースマシンの安定性の低下、それらに起因する施工時安全性の低下と、リーダの耐久期間の短期化といった既述する課題の全てを、効果的に解消することができるものである。
【発明の効果】
【００１８】
以上の説明から理解できるように、本発明の基礎施工機によれば、リーダとラック材との関連構成を改良しただけの極めて簡易な構造変更により、安価な改良コストにて、基礎施工時にリーダに作用し得る偏心モーメントを効果的に抑止することができ、リーダの耐久期間の長期化を図ることができ、ベースマシン（基礎施工機）の施工時安定性を向上させることができ、基礎施工時の施工精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、図示例では、リーダの外形断面が正方形もしくは矩形を呈しているが、リーダ断面はこれに限定されるものではなく、円形や楕円形などであってもよい。たとえば断面円形のリーダの場合には、その直径上の対向側面位置に一対のラック材が固設されるものである。
【００２０】
図１は、本発明の杭施工機の側面図であり、図２は、オーガ駆動装置とリーダおよびラック材の関連構成を説明した横断面図である。図１で示すように、本発明の基礎施工機１００は、クローラとその上方においてバックステー１ａにて支持されたリーダ２を旋回可能に備えた旋回部とからなるベースマシン１と、このリーダ２に固設されたラック材３０，３０に昇降自在に装着されたオーガ駆動装置４を搭載する昇降機５と、から大略構成されている。
【００２１】
オーガ駆動装置４は、たとえば出力性能が同一な２基の第３の回転機２０，２０（油圧モータ）の各出力軸（の歯車）が減速機２０Ａの歯車と噛み合い係合しており、減速機２０Ａの下方に突出した出力軸に既製杭（図示する鋼管Ｓ）やスクリューロッドと連結される把持装置４０が装着されて構成されている。これらの油圧モータ２０，２０、減速機２０Ａは鋼製桁と鋼製プレートとからなる鋼製架構６０にて一体とされ、この鋼製架構６０が昇降機５に連結固着されている。
【００２２】
昇降機５にはさらに、オーガ駆動装置４に加えて、出力性能が同一な２基の第１、第２の回転機１０，１０（油圧モータ）が搭載されており、この油圧モータ１０の駆動軸１０ａには、ピニオンギア１０ｂが固設されている。
【００２３】
一方、リーダ２は、その外形断面が正方形もしくは矩形を呈しており、その対向する一対の側面２１，２１に、該リーダ２に沿って伸びるとともに、ラック歯３１，…を具備する鋼製のラック材３０，３０が固設されている。
【００２４】
第１、第２の油圧モータ１０，１０に装着されたそれぞれのピニオンギア１０ｂ、１０ｂは、対応するそれぞれのラック材３０，３０のラック歯３１，…と噛み合い係合しており、双方の油圧モータ１０，１０が同期して回転駆動することにより、リーダ２の側面２１，２１を沿うようにして、ピニオンギア１０ｂ、１０ｂが回転しながら昇降機５が昇降自在となっている。また、この回転軸１０ａやピニオンギア１０ｂの下方位置であって、昇降機５を一体に組み付ける鋼製架構６０には、ラック材３０にスライド自在なオーガ用ガイド５０が設けられており、昇降機５のラック材３０，３０へのより堅固な取り付けと安定した昇降を担保できるようになっている。なお、図示例以外にも、油圧モータ１０，１０の駆動軸１０ａ，１０ａが直接的にラック材３０，３０のラック歯３１，…に噛み合い係合している形態であってもよい。
【００２５】
既述する特許文献１に開示の従来のリーダおよび昇降機に搭載された油圧モータとの関連構成と、図１，２で示す本発明の基礎施工機１００における昇降機５およびリーダ２（の両側のラック材３０，３０）との関連構成を比較するとより明りょうとなるが、本発明の関連構成によれば、リーダ２の対向する側面２１，２１に沿って油圧モータ１０，１０の駆動軸１０ａ，１０ａが同期して回転駆動しながら昇降機５の昇降が実行されることで、該昇降機５の昇降時に、リーダ２に偏心モーメントが作用することが効果的に抑止される。しかも、本発明の上記関連構成は、リーダ２の対向側面２１，２１に一対のラック材３０，３０を設け、これに昇降機５を昇降させる回転機１０，１０の駆動軸１０ａ，１０ａを直接的に、もしくは間接的に噛み合い係合させただけの極めて簡易な構造変更によるものであるため、極めて低コストで本改良構成を製作することができるものである。
【００２６】
また、本発明の基礎施工機１００によれば、基礎杭等の施工の際にリーダ２に偏心モーメントが作用しない、もしくはほとんど作用しないことから、この偏心モーメントに起因してリーダ２が振動することが抑止され、したがって、該基礎杭等を直接把持して駆動する駆動装置４を昇降させる昇降機５の振動も同様に抑止される結果、施工杭等の高い施工精度を担保することができる。
【００２７】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の杭施工機の側面図である。
【図２】オーガ駆動装置とリーダおよびラック材の関連構成を説明した横断面図である。
【図３】従来の杭施工機のリーダに油圧モータ側に偏心モーメントが作用している状況を説明した模式図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…ベースマシン、１ａ…バックステー、２…リーダ、２１…スプロケット、３０…ラック材、３１…ラック歯、４…オーガ駆動装置、５…昇降機、１０…第１、第２の回転機（油圧モータ）、１０ａ…駆動軸、１０ｂ…ピニオンギア、２０…第３の油圧モータ、２０Ａ…減速機、４０…把持装置、１００…基礎施工機、Ｓ…鋼管杭
【図１】
2010138553.tif 000003
【図２】
2010138553.tif 000004
【図３】
2010138553.tif 000005