(57)【要約】【課題】組み立てが容易で、低コストで製造し得る杭打ち装置を提供する。【解決手段】ベースマシン１は、ブーム１１を備えた走行自在である。ブラケット２は、ベースマシン１のブーム１１の先端に着脱自在に設けられており、ブーム１１に対して前後方向および左右方向に揺動可能に支持されている。リーダー３は、ブラケット２を介してベースマシン１のブーム１１に連結され、先端部に反力板３２を有する。アースオーガ４は、リーダー３に沿って昇降自在に設けられている。バルブボックス５は、リーダー３に備えられ、アースオーガ４の油圧駆動部の制御を行う。【選択図】    図１
2004183312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブームを備えた走行自在なベースマシンと、
前記ベースマシンの前記ブームの先端に着脱自在に設けられているブラケットと、
前記ブラケットを介して前記ベースマシンの前記ブームに連結され、先端部に反力板を備えたリーダーと、
前記リーダーに沿って昇降自在に設けられているアースオーガと、
前記リーダーに備えられ、前記アースオーガ等の油圧駆動部の制御を行うバルブボックスとを有し、
前記ブラケットは、前記ブームに対して前後方向および左右方向に揺動可能に支持されていることを特徴とする杭打ち装置。
【請求項２】
請求項１に記載の杭打ち装置において、前記リーダーは油圧シリンダを内蔵し、その下端側が上下方向に自在に伸縮することを特徴とする杭打ち装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基礎を強化するための杭打ち工事において、特に掘削作業において用いられる杭打ち装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地上に家屋その他の建造物を構築するときに、地盤に杭打ちを行うことがある。杭打ち工事においては、一般に、アースオーガなどの地盤掘削機によって予め地盤を削孔した後、孔中に杭を挿入し、ハンマーや油圧ジャッキなどを備えた杭打ち機によって地盤に杭を打設して行われる。
【０００３】
掘削機や杭打ち機などの杭打ち作業装置としては、両者が別々に構成されたものや一体に構成されたものなど、様々なものが存在する。その一例として、自走台車上の旋回台に突設したフロントブラケット上に支持腕を傾動可能に支持し、該支持腕の自由端にリーダーの下部を支持し、リーダーの上部と旋回台とがバックステーによって連結されており、支持腕の下部がフロントブラケット上に傾動可能且つ傾動支点が前後に移動可能にフロントブラケット上に支持され、支持腕の下部がシリンダ装置に連繋されているものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
かかる杭打機によれば、シリンダ装置によって、支持腕をフロントブラケット上で前後に移動させると同時にバックステーを伸縮させることによってリーダーも前後に移動し、旋回台の回転中心からリーダーまでの距離が変動する。このため、作業状況に応じてリーダーの旋回半径、即ち、作業半径を拡大または縮小させることができる。しかしながら、リーダーが支持腕およびバックステーの２点で支持されているという構造上、拡大または縮小できる作業半径は僅かであり、必ずしも作業効率が良いとは言えなかった。
【０００５】
また、従来の杭打ち機は、平坦な地盤での作業を想定して造られたものであり、台車に対してリーダーを傾けることができなかった。そのため、傾斜地や起伏に富んだ場所で杭打ち作業を行うには、まず、造成工事を行い、傾斜した地盤を平坦に均して台車を水平な状態に保持する必要があった。この造成作業には、多くの作業時間、労力および工費を浪費してしまうだけでなく、大量に排出される廃土によって、作業現場周辺の自然環境を破壊してしまうという問題も抱えていた。
【０００６】
何より、従来の杭打ち装置では、自走台車があくまで杭打ち作業専用車として構成されていたため、一般に、ウインチ、クラッチ装置、シリンダ装置などの油圧駆動部と、これら油圧駆動部を操作するための切替バルブとが自走台車の側に設けられていた。このように、従来の杭打ち装置は、構造が複雑で、その製造にかなりの費用を要するという問題点があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３０３０７８号公報（第１−２頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、組み立てが容易で、低コストで製造し得る杭打ち装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、杭打ち作業に要する作業時間、労力および工費を大幅に削減し得る杭打ち装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の杭打ち装置は、ブームを備えた走行自在なベースマシンと、前記ベースマシンの前記ブームの先端に着脱自在に設けられているブラケットと、前記ブラケットを介して前記ベースマシンの前記ブームに連結され、先端部に反力板を備えたリーダーと、前記リーダーに沿って昇降自在に設けられているアースオーガと、前記リーダーに備えられ、前記アースオーガ等の油圧駆動部の操作を行うバルブボックスとを有し、前記ブラケットは前記ブームに対して前後方向および左右方向に揺動可能に支持されていることを特徴とする。
【００１１】
上述したように、本発明の杭打ち装置によれば、アースオーガなど掘削に必要な油圧駆動部と、これら油圧駆動部を制御するためのバルブボックスとの一切が、ベースマシンではなくリーダーの側に設けられており、リーダーがブラケットを介してブームに対して着脱自在に連結されているので、既存のパワショベルのフロント・アタッチメントをバケット付きアームから掘削機構に交換するだけで掘削機として使用することができる。このため、組み立てが容易で、低コストで製造し得る杭打ち装置を提供することができる。
【００１２】
また、上述したように、リーダーがブームの先端に設けられたブラケットのみで支持され、支持腕による支持から開放されるので、リーダーの旋回半径を変更でき、従って、作業半径を大幅に拡大できる。このため、本発明の杭打ち装置によれば、効率よく削孔作業を行うことができ、作業時間を短縮することができる。しかも、傾斜地で杭打ち作業を行う場合でも、従来技術と異なって、造成工事を行う必要がなく、平坦に地均しする手間が省けるので、杭打ち作業に要する作業時間、労力および工費を大幅に削減することができる。更に、造成工事に伴う廃土の排出が僅かなので、作業現場周辺の環境破壊を最小限に抑えられ、環境保全にも貢献することができる。
【００１３】
本発明の杭打ち装置は、前記リーダーが油圧シリンダを内蔵し、その下端側が自在に伸縮することを特徴とする。
【００１４】
かかる本発明の杭打ち装置によれば、段差が大きな地盤にて杭打ち作業を行う場合でも、この油圧シリンダを作動させることによって、リーダーの長さ寸法を段差寸法に対応した長さ寸法に調節することができる。このため、掘削作業中のリーダーの姿勢を安定に保持できるだけでなく、リーダーの下端部を接地させることによってオーガを地中から引抜く際の引上げ反力を解消させることができ、結果として、装置全体を小型かつ軽量に構成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態である杭打ち装置の構成を示す正面図であり、図２は図１に示した杭打ち装置のブラケット部分を右側面から観た拡大図である。
【００１７】
本発明の杭打ち装置は、杭打ち工事に際して、地盤Ｊを穿孔する地盤掘削機として用いられるものであり、ブーム１１を備えた走行自在なベースマシン１と、ブラケット２を介してブーム１１の先端に連結されたリーダー３と、リーダー３に沿って昇降自在に設けられているアースオーガ４と、アースオーガ４の油圧駆動部の制御を行うバルブボックス５とを有する。
【００１８】
図１に示すように、ベースマシン１は、キャタピラにより移動するクローラ式の下部走行体１２の上に、運転席１３ａを備えた上部旋回体１３が搭載され、上部旋回体１３から運転席１３ａの前方に突出してブーム１１が設けられており、この実施の形態では、ベースマシン１として、既存の油圧ショベルのブームからバケット付きアームを外したものが使用されている。
【００１９】
上部旋回体１３からはブームシリンダ１１ａが鉛直上方に延び、その先端がブーム１１の中間部に回転自在にピン１４によって軸支されており、ブームシリンダ１１ａが伸縮することによってブーム１１を上下動させている。また、ブーム１１の中間部からは先端に向けて斜め上方にアームシリンダ１１ｂが延びている。
【００２０】
ブラケット２は、一面側開口した収納空間２１ａを有する基体２１と、基体２１を挟むようにその両側に配置されたシリンダ２２ａ，２２ｂと、基体２１の両側面に突設され、シリンダ２２ａ，２２ｂのロッドの一端部とそれぞれ回動可能に連結された支持腕２３ａ，２３ｂと、両端がそれぞれシリンダ２２ａ，２２ｂの他端部と回動可能に連結された支持腕２４とで構成されている。基体２１の収納空間２１ａの内部には、アームシリンダ１１ｂおよびブーム１１の先端部が所定の間隔を隔てて配置され、それぞれピン２５ａ，２５ｂによって回転自在、かつ、着脱自在に基体２１に対して軸支されている。
【００２１】
リーダー３は、所定の長さ寸法を有する複数のガイド部材３１ａ〜３１ｄを長手方向に接続して形成されており、その中間部に配置された一つのガイド部材３１ａがブラケット２の基体２１および支持腕２４の中間部に対して溶接等の結合手段により一体的に結合されている。この実施の形態では、ガイド部材３１ａ〜３１ｃのそれぞれには、長さ４ｍ程度の箱型の鋼管の四隅に強固な丸パイプを溶接したものが用いられており、ガイド部材３１ａ〜３１ｄ相互の連結にはピンジョイントが用いられ、分解および組立てを容易にしている。なお、リーダー３を構成するガイド部材３１ａ〜３１ｄの本数は図示された本数に限定されるものではなく、その本数を任意に変更できることは言うまでもない。
【００２２】
図１に示すように、リーダー３の下端側には油圧シリンダ３３が内蔵されており、この油圧シリンダ３３を作動させることによって、リーダー３の下端側のガイド部材３１ｄが上下方向に伸縮し、リーダー３の長さ寸法を自在に調整することができる。また、ガイド部材３１ｄの先端部には、リーダー３を安定した状態で設置するための反力板３２が設けられている。
【００２３】
更に図１に示すように、リーダー３の中間部におけるブラケット２の上部には、２つのウインチ３４ａ，３４ｂからなるウインチユニット３４が設けられており、リーダー３の頂部には、複数の滑車（図示しない）が配列された頭部部材３５が設けられている。ウインチ３４ａ，３４ｂからは、それぞれワイヤ３６ａ，３６ｂが繰り出され、案内滑車３７ａ，３７ｂを経てリーダー３最頂部の頭部部材３５まで案内されている。
【００２４】
アースオーガ４は、オーガ出力装置４１と、オーガ出力装置４１により回転力が付与されるオーガスクリュー４２と、回動時におけるオーガスクリュー４２の振れを防止する振れ止め４３とで構成されている。
【００２５】
オーガ出力装置４１および振れ止め４３のそれぞれには、リーダー３のガイド部材３１を挟持する摺動片４１ａおよび摺動片４３ａが設けられており、これらによって、オーガ出力装置４１および振れ止め４３は、リーダー３に沿って昇降自在に移動する。ワイヤ３６ａ，３６ｂが掛け止められた案内滑車３７ｂはオーガ出力装置４１の上部に連結されており、アースオーガ４のリーダー３に沿った引き上げは、ウインチユニット３４を駆動させてワイヤ３６ａ，３６ｂを巻き取ることによって行うことができる。この実施の形態では、摺動片４１ａはオーガ出力装置４１に２組設けられているが、その組数はこれに限定されるものでなく、これ以上であっても以下であってもよい。
【００２６】
本発明の杭打ち装置では、ブラケット２のシリンダ２２ａ，２２ｂ、リーダー３の油圧シリンダ３３、ウインチ３４ａ，３４ｂおよびアースオーガ４のオーガ出力装置４１などの油圧駆動部と、これら油圧駆動部を制御するためのバルブボックス５は、ベースマシン１には一切設けられておらず、全てリーダー３の側、具体的にはブラケット２とウインチユニット３４の間に設けられている。ベースマシン１の上部旋回体１３には、バルブボックス５に圧油を供給する油圧ポンプ（図示しない）が設けられており、油圧ポンプから延びる油圧ホース（図示しない）をバルブボックス５に接続することによって、上記油圧駆動部のそれぞれが駆動される。なお、バルブボックス５中の各バルブの開閉の制御は、運転席１３ａに備えられたレバーを操作することによって行う。
【００２７】
上述したように、ウインチ３４ａ，３４ｂやアースオーガ４のオーガ出力装置４１など、掘削に必要な油圧駆動部と、これら油圧駆動部を制御するためのバルブボックス５は全てリーダー３に設けられており、リーダー３はブラケット２を介してブーム１１に対して着脱自在に連結されている。したがって、既存のパワショベルのフロント・アタッチメントをバケット付きアームから掘削機構に交換し、ブーム１１から延びる油圧ホースをバルブボックス５に接続するだけで掘削機として使用することができる。このため、本発明の杭打ち装置によれば、従来技術と比較して、組み立てが容易となり、製造コストも低減することができる。
【００２８】
しかも、特許文献１に開示された技術と異なり、リーダー３がブーム１１の先端に設けられたブラケット２のみで支持され、支持腕による支持から開放されるので、リーダー３の旋回半径を変更でき、従って、作業半径を大幅に拡大できる。このため、本発明の杭打ち装置によれば、効率よく穿孔作業を行うことができ、作業時間を短縮することができる。
【００２９】
図３および図４は図１に示した杭打ち装置を傾斜した地盤Ｊで使用した状態を示す図である。
【００３０】
上述したように、リーダー３はブラケット２と一体的に結合されており、ブラケット２は、アームシリンダ１１ｂおよびブーム１１の先端部の２箇所で回転自在に軸支されているから、図１に示すように、リーダー３を前後方向に揺動させることができる。しかも、ブラケット２は、基体２１の両側に配置されたシリンダ２２ａ，２２ｂの働きにより、図２（ｂ），（ｃ）のように左右方向に揺動可能にブーム１１に対して連結されているから、リーダー３を前後方向のみならず左右方向にも揺動させることができる。
【００３１】
したがって、図３のように、傾斜面の途中で、下部走行体１２の進行方向となる向きが傾斜面の傾斜方向と一致するようにベースマシン１を停止させて、平坦な地盤Ｊにて掘削作業を行うには、アームシリンダ１１ｂを前方に伸ばしてブラケット２およびリーダー３を前方に回転させれば、リーダー３を鉛直に保持することができる。また、図４のように、傾斜面の途中で、下部走行体１２の進行方向となる向きが傾斜面の傾斜方向と直行するようにベースマシン１を停止させて、傾斜した地盤Ｊに鉛直な穴をあけるには、図２（ｃ）に示すように、シリンダ２２ｂの突出量をシリンダ２２ａの突出量より大きくして、ブラケット２およびリーダー３を右方向に回転させればよい。
【００３２】
このように、図３や図４に示すような傾斜地で杭打ち作業を行う場合でも、従来の杭打ち装置を用いた場合と異なって、造成工事を行う必要がなく、平坦に地均しする手間が省けるので、杭打ち作業に要する作業時間、労力および工費を大幅に削減することができる。しかも、造成工事に伴う廃土の排出が僅かであるので、作業現場周辺の環境破壊が最小限に抑えられ、環境保全にも貢献することができる。
【００３３】
図５は図１に示した杭打ち装置を大きな段差のある地盤Ｊで使用した状態を示す正面図である。
【００３４】
上述したように、リーダー３は、下端側に内蔵された油圧シリンダ３３の働きにより、下端側のガイド部材３１を上下方向に伸縮させることができる。したがって、図５に示すように、段差が大きな地盤Ｊにて杭打ち作業を行う場合でも、この油圧シリンダ３３を作動させることによって、リーダー３の長さ寸法を段差寸法Ｄに対応した長さ寸法に調節することができる。このため、掘削作業中のリーダー３の姿勢を安定に保持できるだけでなく、リーダー３の下端部の反力板３２を接地させることによってオーガスクリュー４２を地中から引抜く際の引上げ反力を解消させることができ、結果として、装置全体を小型かつ軽量に構成することも可能となる。
【００３５】
次に、本発明の杭打ち装置の組立方法について説明する。
【００３６】
図６（ａ）〜図８（ｂ）は図１に示した杭打ち作業装置の組立工程を説明する正面図である。図において、図１に示された構成部分と同一の構成部分には同一の参照符号を付してある。
【００３７】
図６（ａ）はベースマシン１となる油圧ショベルの改造前の状態を示している。まず、図６（ａ）に示した油圧ショベルのブーム１１からアーム１５を取り外し、図６（ｂ）に示すように、ガイド部材３１ａが一体的に結合されたブラケット２を、地面に水平に設置した状態でベースマシン１のブーム１１およびアームシリンダ１１ｂの２箇所で支持する。次に、図６（ｃ）に示すように、頭部部材３５が設けられた別のガイド部材３１ｂを、ガイド部材３１ａの一端部にピンジョイントにて連結し、その後、図６（ｄ）に示すように、ガイド部材３１ａに設けられたウインチユニット３４とガイド部材３１ｂに設けられた頭部部材３５との間にワイヤ３６ａ，３６ｂを掛け渡す。
【００３８】
次に、図７（ａ）に示すように、ベースマシン１のブーム１１およびアームシリンダ１１ｂを作動させてブラケット２を後方に回転させ、図６（ｄ）に示されたガイド部材３１ａおよびガイド部材３１ｂの結合体を垂直な状態に保持する。そして、図７（ｂ）に示すように、更に別のガイド部材３１ｃをガイド部材３１ａの他端部にピンジョイントにて連結する。
【００３９】
最後に、図８（ａ）に示すように、オーガ出力装置４１に案内滑車３７ｂを取り付けるとともに、ガイド部材３１ｃの下端部から摺動片４１ａを嵌め合わせし、ウインチユニット３４を駆動させてワイヤ３６ａ，３６ｂを巻上げ、オーガ出力装置４１を矢印Ａの如く図８（ｂ）の位置まで引き上げる。
【００４０】
図８（ｂ）に示すように、引き上げられたオーガ出力装置４１にオーガスクリュー４２を装着し、オーガスクリュー４２の振れを防止すべく、ガイド部材３１ｄ振れ止め４３を装着し、アースオーガ４を組み立てる。
【００４１】
このように、本発明の杭打ち装置では、図６（ｃ）において、重量の大きな頭部部材３５を備えたガイド部材３１ｂを、水平にしてガイド部材３１ａに連結する方法を採用していたことで、従来技術に比較して、容易に組み立てることが可能となった。
【００４２】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００４３】
たとえば、この実施の形態ではベースマシン１は、下部走行体１２がクローラ式であるが、ホイール式やトラック式であってもよい。また、この実施の形態では省略されているが、下部走行体１２の後端部に施工基盤面の敷均しや地盤反力の確保などに用いる排土板を設けても良いし、上部旋回体１３の前端部にアウトリガを設けてもよい。このような排土板およびアウトリガを用いて十分な地盤反力を確保することにより、機械の転倒に関する安定性の向上を図ることができる。
【００４４】
図示はしないが、本発明の杭打ち装置は、杭に対して圧入力を印加する役割を果たす油圧ジャッキなどの杭打ち機構をリーダー３に装着することで、杭打ち機としても使用することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の杭打ち装置によれば、アースオーガなど掘削に必要な油圧駆動部と、これら油圧駆動部を制御するためのバルブボックスとの一切が、ベースマシンではなくリーダーの側に設けられており、リーダーがブラケットを介してブームに対して着脱自在に連結されているので、既存のパワショベルのフロント・アタッチメントをバケットから掘削手段に交換するだけで掘削機として使用することができる。このため、組み立てが容易で、低コストで製造し得る杭打ち装置を提供することができる。
【００４６】
また本発明の杭打ち装置によれば、リーダーがブームの先端に設けられたブラケットのみで支持され、支持腕による支持から開放されるので、リーダーの旋回半径を変更でき、従って、作業半径を大幅に拡大できる。このため、効率よく削孔作業を行うことができ、作業時間を短縮することができる。しかも、傾斜地で杭打ち作業を行う場合でも、従来技術と異なって、造成工事を行う必要がなく、平坦に地均しする手間が省けるので、杭打ち作業に要する作業時間、労力および工費を大幅に削減することができる。
【００４７】
更に本発明の杭打ち装置によれば、造成工事に伴う廃土の排出が極めて少量であるので、作業現場周辺の環境破壊が最小限に抑えられ、環境保全にも貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である杭打ち装置の構成を示す正面図である。
【図２】図１に示したブラケット部分を右側面から観た拡大図である。
【図３】図１に示した杭打ち装置を傾斜地盤で使用した状態を示す正面図である。
【図４】図１に示した杭打ち装置を傾斜地盤で使用した状態を示す側面図である。
【図５】図１に示した杭打ち装置を大きな段差のある地盤で使用した状態を示す正面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は図１に示した杭打ち装置の組立工程を説明する正面図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は図６の次の工程を説明する正面図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は図７の次の工程を説明する正面図である。
【符号の説明】
１          ベースマシン
１１        ブーム
１１ａ      ブームシリンダ
１１ｂ      アームシリンダ
１２        下部走行体
１３        上部旋回体
１３ａ      運転席
１４        ピン
１５        アーム
２          ブラケット
２１ａ      収納空間
２１        基体
２２ａ，２２ｂ      シリンダ
２３ａ，２３ｂ      支持腕
２４        支持腕
２５ａ，２５ｂ        ピン
３          リーダー
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ      ガイド部材
３２        反力板
３３        油圧シリンダ
３４        ウインチユニット
３４ａ，３４ｂ      ウインチ
３５        頭部部材
３６ａ，３６ｂ      ワイヤ
３７ａ，３７ｂ      案内滑車
４          アースオーガ
４１        オーガ出力装置
４１ａ      摺動片
４２        オーガスクリュー
４３        振れ止め
４３ａ      摺動片
５          バルブボックス
Ｊ                    地盤
Ｄ                    段差寸法
【図１】
2004183312.tif 000003
【図２】
2004183312.tif 000004
【図３】
2004183312.tif 000005
【図４】
2004183312.tif 000006
【図５】
2004183312.tif 000007
【図６】
2004183312.tif 000008
【図７】
2004183312.tif 000009
【図８】
2004183312.tif 000010