(57)【要約】【課題】コンパクトで杭打機への装着が安定するラック昇降装置及び、そのラック昇降装置を装着する杭打機のリーダラック構造を提供すること。【解決手段】リーダ３に形成されたラックギア３１にピニオンギア１３を噛み合わせ、そのピニオンギア１３を回転させることによってリーダ３に沿った昇降が可能なものであって、装置本体の中央にスペースを空けるように左右に駆動手段１２を配置させ、その駆動手段１２に取り付けたピニオンギア１３をラックギア３１に直接噛み合わせるラック昇降装置１。【選択図】        図４
2004150078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リーダに形成されたラックギアにピニオンギアを噛み合わせ、そのピニオンギアを回転させることによってリーダに沿った昇降が可能なラック昇降装置において、
装置本体の中央にスペースを空けるように左右に駆動手段を配置させ、その駆動手段に取り付けたピニオンギアをラックギアに直接噛み合わせるようにしたものであることを特徴とするラック昇降装置。
【請求項２】
請求項１に記載するラック昇降装置において、
前記左右の駆動手段の間に形成されたスペースに、通し管または作業装置取り付け部を設けたものであることを特徴とするラック昇降装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載するラック昇降装置において、前記装置本体は、装着するリーダ側に前記駆動手段を固定する取付面を有し、前記駆動手段は、その取付面に対して当該リーダ側から挿入して取り付けられたものであることを特徴とするラック昇降装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項２のいずれかに記載するラック昇降装置において、
前記左右のピニオンギアの間にガイドギブを配置させたものであることを特徴とするラック昇降装置。
【請求項５】
請求項４に記載するラック昇降装置において、
前記ピニオンギアは、前記ガイドギブより装着するリーダ側に配置されたものであることを特徴とするラック昇降装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載するラック昇降装置において、前記ガイドギブは、前記装置本体に対して直接固定されたものであることを特徴とするラック昇降装置。
【請求項７】
ラック昇降装置を昇降可能に装着するラックギアを備えたリーダにおいて、
前記ラックギアは、ガイドパイプの外側にあって、左右それぞれ片面にのみ歯の形成されたものであることを特徴とする杭打機のリーダラック構造。
【請求項８】
請求項７に記載する杭打機のリーダラック構造において、
前記ラックギアは、前記ガイドパイプよりリーダの軸心に近い位置に設けられたものであることを特徴とする杭打機のリーダラック構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、杭打機のリーダに沿って昇降するラック昇降装置及び、そのラック昇降装置に対応したリーダのラック構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基礎杭を埋設する工法には、中掘工法というものがある。中掘工法は、例えば図８に示すようにリーダを前方に立てる杭打機１００をベースマシンとし、回転を出力するスクリュウ１３０の連結されたオーガドライブ１１０と、そのスクリュウ１３０を通した鋼管杭１４０を圧入するラック昇降装置１２０とがそのリーダ１０１に対して上下に配置して装着され、オーガドライブ１１０の駆動によりスクリュウ１３０が地盤を掘削するとともに、その掘削された地盤にラック昇降装置１２０を下降させて鋼管杭１４０を埋設する。
【０００３】
オーガドライブ１１０とラック昇降装置１２０は、リーダ１０１に形成されたガイドパイプ１０５に対してともにガイドギブ１１１，１２１によって摺動可能に装着されている。そして、オーガドライブ１１０は、リーダ１０１上端のシーブ１０２を介して送られたワイヤロープ１０３に吊られ、ラック昇降装置１２０は、リーダ１０１に形成されたラックギア１０６にピニオンギア１２２が噛み合わされている。
【０００４】
オーガドライブ１１０は、回転を与えたスクリュウ１３０がそのオーガドライブ１１０の重力によって押し付けた地盤を掘進することにより下降し、上昇する場合にはワイヤロープ１０３を巻き戻して引き上げられる。一方、ラック昇降装置１２０は、取り付けた鋼管杭１４０を地盤に圧入させるため、リーダ１０１のラックギア１０６に噛み合わせたピニオンギア１２２を回転させて自らリーダ１０１に沿って昇降する。
【０００５】
次に、こうしたラック昇降装置１２０及びそのラック昇降装置１２０を装着する杭打機１００のリーダ１０１ラック構造について説明する。図９及び図１０は、ラック昇降装置１２０を示した正面図及び側面図であり、図１１は、図９のＣ−Ｃ断面部分を示した図である。
リーダ１０１に設けられたラックギア１０６は、図９に示すように左右に歯の切られたものであり、図１１に示すように、左右から一対のピニオンギア１２２，１２２が噛み合ってラック昇降装置１２０が装着される。ラック昇降装置１２０は、ピニオンギア１２２，１２２を回転させる一対の駆動手段１２４，１２４を備えている。この駆動手段１２４は、駆動モータの回転を減速機を介して出力するものであり、その出力軸に固定された左右のピニオンギヤ１２２，１２２は、アイドラギア１２３，１２３を介在させてラックギア１０６と噛み合っている。
【０００６】
こうしてピニオンギア１２２，１２２とラックギア１０６とを直接噛み合わせることなくアイドラギア１２３，１２３を介在させているのは、装置本体の中央に通し管１２６を設ける必要があるため、駆動手段１２４，１２４の位置を左右に離さなければならないからである。ラック昇降装置１２０では、鋼管杭１４０を取り付けるチャック装置１５０を下方に設けているが、このチャック装置１５０に把持された鋼管杭１４０の杭中心Ｏと重なるように通し管１２６が配置され、そうして形成された貫通孔を図８に示すようにオーガドライブ１１０に連結されたスクリュウ１３０が貫通するように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、こうした従来のラック昇降装置１２０などの構造では、杭中心Ｏがリーダ１０１から離れてしまい、杭打機１００の安定が悪くなる問題があった。すなわち、従来のラック昇降装置１２０は、通し管１２６がアイドラギア１２３，１２３の回転軸１２５，１２５を避けるように構成されているため、リーダ１０１に装着した際に杭中心Ｏがリーダ１０１から離れたところに位置することになる。そして、その通し管１２６を貫いてスクリュウ１３０を取り付けなければならないオーガドライブ１１０についても、ドライブ軸１１２の位置が杭中心Ｏに合わせられる。そのため、オーガドライブ１１０及びラック昇降装置１２０、更にスクリュウ１３０や鋼管杭１４０などリーダに装着された作業装置の重心がリーダ１０１から離れてしまい、杭打機１００の安定が悪くなる。
【０００８】
また、従来のラック昇降装置１２０は、ピニオンギア１２２，１２２にアイドラギア１２３，１２３を介してラックギア１０６に噛み合わせていたため、部品点数が多くなり、その分、重量が増加し、コストアップにもなっていた。更に、ラック昇降装置１２０は、リーダ１０１に装着させるためのガイドギブ１２１，１２１をアイドラギア１２３，１２３の上下にしか配置することができず、装置の高さ寸法が大きくなり、この点でも重量を増す結果となっていた。
【０００９】
よって本発明は、かかる課題を解決すべく、コンパクトで杭打機への装着が安定するラック昇降装置及び、そのラック昇降装置を装着する杭打機のリーダラック構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るラック昇降装置は、リーダに形成されたラックギアにピニオンギアを噛み合わせ、そのピニオンギアを回転させることによってリーダに沿った昇降が可能なものであって、装置本体の中央にスペースを空けるように左右に駆動手段を配置させ、その駆動手段に取り付けたピニオンギアをラックギアに直接噛み合わせるようにしたものであることを特徴とする。
なお、駆動手段とは、ピニオンギアを駆動モータのモータ軸に直接取り付ける場合は、その駆動モータそのものをいい、減速機を介してピニオンギアを取り付ける場合には、駆動モータと減速機とを組み合わせたものをいう。
【００１１】
そして、本発明に係るラック昇降装置の実施態様は、次のようなものであることが望ましい。
前記左右の駆動手段の間に形成されたスペースに、通し管または作業装置取り付け部を設けたものであること。
前記装置本体が、装着するリーダ側に前記駆動手段を固定する取付面を有し、前記駆動手段が、その取付面に対して当該リーダ側から挿入して取り付けられたものであること。
前記左右のピニオンギアの間にガイドギブを配置させたものであること。
前記ピニオンギアが、前記ガイドギブより装着するリーダ側に配置されたものであること。
前記ガイドギブが、前記装置本体に対して直接固定されたものであること。
【００１２】
よって、本発明によれば、例えば中掘工法に使用するラック昇降装置では、装置本体中央のスペースに通し管を設けることで、その通し管をリーダの近い位置に配置させることができ、その結果、杭中心をリーダに近づけることになり、杭打機の安定が良くなる。一方、装置本体中央のスペースを作業装置取り付け部としてオーガドライブを設けるようにすれば、リーダを昇降可能でコンパクトな作業装置とすることができる。
そして、駆動手段をリーダ側から装置本体内に挿入して取り付けるため、通し管などと干渉することなく組み付けることができ、その結果、装置本体を必要以上に大型化させることを回避できる。
【００１３】
また、ピニオンギアとガイドギブを同じ高さに配置するため、上下寸法の短いコンパクトなラック昇降装置とすることができる。更に、駆動手段をリーダ側に突き出してピニオンギアをガイドギブよりリーダ側に配置するようにすれば、装置本体内に設ける通し管が駆動手段の制限を受けにくくなり、よりリーダに杭中心を近づけることができ、また通し管の径も大きくすることができる。そして、ガイドギブを装置本体に対して直接固定すれば、リーダと装置本体との距離を近づけることができ、この点でも杭中心をリーダに近づけて杭打機の安定を図ることができる。
【００１４】
一方、本発明に係る杭打機のリーダラック構造は、ラック昇降装置を昇降可能に装着するラックギアを備えたリーダにおいて、前記ラックギアが、ガイドパイプの外側にあって、左右それぞれ片面にのみ歯の形成されたものであることを特徴とする。
そして、本発明に係る杭打機のリーダラック構造は、前記ラックギアが、前記ガイドパイプよりリーダの軸心に近い位置に設けられたものであることが望ましい。
【００１５】
よって、本発明によれば、ガイドパイプの外側でピニオンギアをラックギアに噛み合わせることができ、前記ラック昇降装置の装着によって杭中心をリーダに近づけることにより、杭打機の安定が良くなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るラック昇降装置及びそれを装着する杭打機のリーダラック構造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、前記従来例と同様、杭打機のリーダにラック昇降装置とオーガドライブとを装着させ、スクリュウによって掘削した地盤に鋼管杭を圧入させる中掘工法を行うための作業機である。そして、図２及び図３は、図１に示したチャック機構を備えたラック昇降装置とオーガドライブとを示した正面図及び側面図である。また、図４は、図２に示すラック昇降装置のＡ−Ａ断面を示した図である。
【００１７】
このラック昇降装置１は、図４に示すように、中央に設けられた通し管１１を挟んで一対の駆動手段１２，１２を備えている。駆動手段１２，１２は、駆動モータの回転を減速機を介して出力するものであり、その出力軸にピニオンギア１３，１３が固定されている。そして本実施形態では特に、ピニオンギア１３，１３がリーダ３のラックギア３１，３１に対してアイドラギア１２３（図１１参照）を介さずに直接噛み合うように構成されている。
【００１８】
一方、杭打機１０のリーダ３も、このラック昇降装置１に対応して従来とは異なる構成となっている。すなわち、リーダ３に形成されたラックギア３１，３１は、従来のように左右両側に歯が形成されたものではなく、片面にのみ歯をもった別体のものが図示するように取付座３２，３２に固定され左右対称に配置されている。
こうしてラックギア３１，３１を左右に分けたことで、従来のようにアイドラギア１２３，１２３を介して中央部分に回転を伝える必要がなくなり（図１１参照）、駆動手段１２，１２に固定したピニオンギア１３，１３を直接ラックギア３１，３１に噛み合わせることができるようになった。
【００１９】
このようにラック昇降装置１が駆動手段１２，１２の位置を左右に離さなければならないのは、中央に通し管１１を設ける必要があるためであるが、本実施形態では、ピニオンギア１３，１３をラックギア３１，３１に直接噛み合わせることによって、従来のようにアイドラギア１２３，１２３の回転軸１２５，１２５（図１１参照）が必要でなくなり、装置本体１５内に通し管１１を配置させるスペースが確保できた。そのため、通し管１１の中心、すなわち杭中心の位置をリーダ３に対して近づけることができた。
【００２０】
ところで、装置本体１５に駆動手段１２，１２を組み付ける場合、その駆動手段１２，１２が通し管１１に干渉しないようにする必要がある。そこで本実施形態では、駆動手段１２，１２をリーダ側から装置本体１５に挿入して固定できるように、装置本体１５のリーダ側側面に取付面１５ａが形成されている。従って、駆動手段１２，１２は、径の小さい駆動モータ側から装置本体１５内に挿入し、径の大きい減速機部分が通し管１１と干渉することなく組み付けられるようになっている。
【００２１】
更に、従来は、アイドラギア１２３を避けるため、ガイドギブ１２１，１２１がラック昇降装置１２０の上下に設けられていたが（図１０参照）、本実施形態では、リーダ３のガイドパイプ３３，３３をラックギア３１，３１の間に配置し、ラック昇降装置１においてもピニオンギア１３，１３の間にガイドギブ１４，１４を配置するようにしている。そして、ガイドギブ１４，１４は、装置本体１５とリーダ３との距離を縮めべく装置本体１５の取付面１５ａに直接取り付けられ、外側に配置された駆動手段１２，１２は、装置本体１５からリーダ３側に大きく突き出すように組み付けられている。
【００２２】
次に、こうしたラック昇降装置１とともにオーガドライブ２を杭打機１０に装着した図１に示す作業機による施工について簡単に説明する。杭打機１０は、図示するように杭打機本体前方のリーダ３がバックステー４によって垂直に起こされ、そこにラック昇降装置１とオーガドライブ２とが昇降可能に装着される。ラック昇降装置１及びオーガドライブ２は、ともにガイドギブ１４，２１がリーダ３のガイドパイプ３３を両側から摺動可能に挟み込み、オーガドライブ２がワイヤロープ５に吊られ、ラック昇降装置１は、図４に示すように一対のピニオンギア１３，１３がリーダ３に形成された左右のラックギア３１，３１にそれぞれ噛み合っている。
【００２３】
ラック昇降装置１には、下方のチャック装置６において鋼管杭１４０が把持される。具体的例として、図２及び図３に示すようにチャックシリンダ２５の伸縮作動によって環状のフレーム２６が持ち上げられ、その内側にリンク２７で吊された楔形のチャック２８が鋼管杭１４０を中心方向に押しつけて把持する。そして、このチャック装置６にもガイドギブ２９が設けられ、これによってリーダ３のガイドパイプ３３に対して摺動可能に装着されている。一方、オーガドライブ２には、その下方に突設されたドライブシャフト２２にスクリュウ１３０が連結される。このときスクリュウ１３０は、ラック昇降装置１の通し管１１と鋼管杭１４０とを図１に示すように貫いている。
【００２４】
オーガドライブ２を起動すると、回転が与えられたスクリュウ１３０は、オーガドライブ２の重力による押し付けによって地盤を掘り進んでいく。オーガドライブ２は、スクリュウ１３０の掘進に従ってワイヤロープ５が送り出され、ガイドギブ２１，２１がガイドパイプ３３，３３を滑り、リーダ３に沿って下降する。一方、ラック昇降装置１は、駆動手段１２，１２によって回転の与えられたピニオンギア１３，１３が、噛み合ったラックギア３１，３１を転動し、リーダ３に沿って昇降する。この場合、スクリュウ１３０の地盤掘削に従ってラック昇降装置１は下降し、スクリュウ１３０によって掘削した地盤内に鋼管杭１４０が圧入される。
【００２５】
以上、説明したように本実施形態のラック昇降装置１では、アイドラギアがなくなって装置本体内に広い空きスペースができたことで、鋼管杭１４０や通し管１１を貫くスクリュウ１３０の杭中心をリーダ３に近づけることができた。そのため、ラック昇降装置１やオーガドライブ２などの重心がリーダ３に近づき、杭打機１０の安定を格段に良くすることができた。
また、駆動手段１２，１２の取り付け位置がリーダ３側にずれたため、装置本体内に広い空きスペースが確保でき、リーダ３から杭中心までの距離を離すことなく通し管１１の径を大きくすることが可能となり、大径のスクリュウ１３０を使用することができるようになった。
更に、ガイドギブ３３，３３を装置本体１５に対して直接固定したので、リーダ３と装置本体１５との距離を近づけることができ、この点でも杭中心をリーダに近づけて杭打機の安定を図ることができた。
【００２６】
また、図１１に示す従来例では、駆動手段１２４，１２４はＸ方向から挿入して組み付けられていたが、本実施形態では、径の大きい減速機部分が通し管１１と干渉しないように、駆動手段１２，１２を逆方向から装置本体１５内に挿入して組み付けるようにしたので、図４に示すように通し管１１の径を駆動手段１２，１２の組み付け位置ぎりぎりまで大きくすることができ、また駆動手段１２，１２の組み付け作業に要するスペースを装置本体１５内に設ける必要がなく、ラック昇降装置１を大型化させることもなくなった。
【００２７】
また、ラック昇降装置１は、図３に示すように横から見てピニオンギア１３と同じ高さにガイドギブ１４を配置したため、その高さ寸法を小さくすることができた。そして、従来は、ピニオンギア１２２の上下にあったガイドギブ１２１，１２１を（図１０参照）ピニオンギア１３と同じ高さのガイドギブ１４だけにしたこと、及びアイドラギアを無くしことによって、ラック昇降装置１の軽量化や低コストが可能となった。
【００２８】
ところで、図１に示す作業機による作業の場合、スクリュウ１３０の螺旋刃を伝った土がラック昇降装置１の上から排出されるが、高い位置から土が落ちるのを防ぐため、図５に示すように一旦排出する土を溜めておくバケット８を取り付ける場合がある。このときラック昇降装置１をこのバケット８の上下に２台装着することになるが、本実施形態のラック昇降装置１は、前述したように小型軽量化を実現しているため、こうした作業に特に適している。
【００２９】
次に、本発明に係るラック昇降装置１は、前記実施形態のようにスクリュウ１３０を通す通し管１１を備える中掘工法に対応したものだけでなく、他の工法に使用する作業装置にも応用できる。図６及び図７は、オーガドライブ２を昇降させるためのラック昇降昇降装置１を示した正面図と、そのＢ−Ｂ断面図である。なお、前記実施形態のラック昇降装置１及びリーダ３の構造に関し、同じ構成のものについては同じ符号を付して説明する。
【００３０】
本実施形態のラック昇降装置５１は、前述したものと同様に一対の駆動手段１２，１２を備え、その出力軸に固定されたピニオンギア１３，１３がリーダ３のラックギア３１，３１に対してアイドラギアを介さずに直接噛み合うように構成されている。ここでもリーダ３のラックギア３１，３１は左右に分離され、ラック昇降装置５１は、ピニオンギア１３，１３及びこれを固定した駆動手段１２，１２の位置が左右に離さている。そのため、ラック昇降装置５１の装置本体には中央に空きスペース５２が形成され、そこにオーガドライブ５５などの作業装置が一体的に取り付けできるように構成されている。
【００３１】
前記実施形態ではオーガドライブ２はワイヤロープ５に吊設されていたが、例えばラック昇降オーガにてドライブ軸５６に連結した鋼管杭１４０を回転圧入させる場合、従来はラック昇降装置の寸法が長く、またオーガドライブと上下に連結されていたため、リーダ３の全長による限られた高さのなかで作業装置の占める部分が大きくなり、それだけ使用できる鋼管杭の寸法が短くなってしまっていた。
【００３２】
しかし、本実施形態のラック昇降装置５１では、ピニオンギア１３，１３と同じ高さにガイドギブ１４，１４を設けてコンパクトにするとともに、その装置本体内にオーガドライブ５５を重ねて配置できるようにしたので、作業装置５０の寸法が格段に短くなり、使用する鋼管杭を長いものとすることができるようになった。
【００３３】
以上、ラック昇降装置及び、そのラック昇降装置を装着する杭打機のリーダのラック構造について実施形態を説明したが、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。
例えば、前記実施形態の駆動手段１２は、減速機を有し、駆動モータの回転を減速機を介して出力する出力軸にピニオンギア１３を取り付けていたが、モータ軸に直接ピニオンギヤ１３を取り付けるようにしたものであってもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、リーダに形成されたラックギアにピニオンギアを噛み合わせ、そのピニオンギアを回転させることによってリーダに沿った昇降が可能なものであって、装置本体の中央にスペースを空けるように左右に駆動手段を配置させ、その駆動手段に取り付けたピニオンギアをラックギアに直接噛み合わせるようにしたので、コンパクトで杭打機への装着が安定するラック昇降装置を提供することが可能になった。
【００３５】
また、本発明は、ラック昇降装置を昇降可能に装着するラックギアを備えたリーダにおいて、前記ラックギアが、ガイドパイプの外側にあって左右それぞれ片面にのみ歯の形成した構成としたので、杭中心をリーダに近づけることにより、杭打機の安定を良くする前記ラック昇降装置を装着する杭打機のリーダラック構造を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のラック昇降装置を装着する中掘工法を行うための作業機を示した図である。
【図２】図１に示したチャック機構を備えたラック昇降装置とオーガドライブを示した正面図である。
【図３】図１に示したチャック機構を備えたラック昇降装置とオーガドライブを示した側面図である。
【図４】図２に示すラック昇降装置のＡ−Ａ断面を示した図である。
【図５】実施形態のラック昇降装置を装着する中掘工法を行うための作業機を示した図である。
【図６】オーガドライブを昇降させるためのラック昇降昇降装置を示した正面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】従来のラック昇降装置を装着する中掘工法を行うための作業機を示した図である。
【図９】従来のラック昇降装置を示した正面図である。
【図１０】従来のラック昇降装置を示した側面図である。
【図１１】図９のＣ−Ｃ断面部分を示した図である。
【符号の説明】
１    ラック昇降装置
２    オーガドライブ
３    リーダ
１０  杭打機
１１  通し管
１２  駆動手段
１３  ピニオンギア
１４  ガイドギブ
３１  ラックギア
３３  ガイドパイプ
【図１】
2004150078.tif 000003
【図２】
2004150078.tif 000004
【図３】
2004150078.tif 000005
【図４】
2004150078.tif 000006
【図５】
2004150078.tif 000007
【図６】
2004150078.tif 000008
【図７】
2004150078.tif 000009
【図８】
2004150078.tif 000010
【図９】
2004150078.tif 000011
【図１０】
2004150078.tif 000012
【図１１】
2004150078.tif 000013