(57)【要約】【課題】  建設機械のアームの先端に取り付けできる杭打ち機であって、杭の打設位置を正確に決めることができ、傾斜面や凹凸のある地面に対してもその位置がぶれずに、かつ、地表に対して常に垂直に杭を打つことが可能な杭打ち機を実現することを目的とする。【解決手段】  建設機械のアーム上に取り付け可能な杭打ち機であって、杭を長手方向の中心軸の周囲に回転させて打設するためのモータ１１と、このモータ１１をモータ搬送部１２を介して上下移動可能に支持する支柱２０と、この支柱２０の上下長さ方向に向かって設けられモータ搬送部がかみ合うガイドレールとを備えていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械のアーム上に取り付け可能な杭打ち機であって、
杭を長手方向の中心軸の周囲に回転させて打設するためのモータと、
前記モータをモータ搬送部を介して上下長さ方向に移動可能に支持する支柱と、
前記支柱の上下長さ方向に向かって設けられ前記モータ搬送部がかみ合うガイドレールとを備えていることを特徴とする杭打ち機。
【請求項２】
前記支柱は前記杭の打設に先立って地表に対して直立可能であることを特徴とする請求項１に記載の杭打ち機。
【請求項３】
前記ガイドレールは支柱の梁の一部であることを特徴とする請求項１または２に記載の杭打ち機。
【請求項４】
建設機械のアーム上に取り付けた杭打ち機を用いた杭打ち方法であって、
前記杭打ち機の支柱の下端を地表に接触させて地表上の打設位置の位置決めを行う位置きめ工程と、
前記支柱に沿って杭を回転させるためのモータを下降させ、このモータの回転軸に接続した杭を回転させて打設する打設工程と
を有することを特徴とする杭打ち方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤上に施設を建設するための基礎部材として地中に金属製の杭を打ち込む杭打ち機とその杭打ち機による杭打ち方法に関し、ことに、金属製のらせん状の歯を備えた杭を、杭自身の軸を中心に回転させながら打ち込むことによって、地面の傾斜や凹凸に関係なく正確な位置において正確な方向に打ち込むことが可能な杭打ち機およびこの杭打ち機を用いた杭打ち方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のショベルカーなどの建設機械のアーム上に設けられる杭打ち機は、アームの移動のみで杭の位置決めを行っていた（例えば、特許文献１参照）。しかし、この様な構成では、杭打ちが進行するにつれてアームを押し下げる必要が生じるため、地平面上に投影されるアームの腕の長さが変化せざるを得ず、アームの平面状の位置が変わって打ち込む際の杭の位置が前後左右にぶれるため、垂直又は当初意図した方向に打ち込むことができず、また位置決めも不正確になる場合が多かった。
【０００３】
また、杭の打設の精度をオペレータの熟練度に頼っているので、常に鉛直方向に正しく打ち込まれるとは限らず、打設の途中で打ち込み方向の確認や修正が必要であり、また、杭のわずかなブレなどにより、力の方向がわずかに変わっただけで杭の打設方向が変わってしまい、杭をまっすぐに打ち込むことができないという問題がある。また、地中の小石などの障害物や土壌や地盤の変化によっても影響を受ける。さらに、杭の打設中に打ち込み方向の修正を行った場合には、その影響が杭にひずみや変形、残留応力となって残って、これが、さらに事後の打ち込み方向の精度を狂わす可能性があった。
【０００４】
本発明は、このような問題を解決して、ショベルカーなどの建設機械のアームの先端に取り付けできる杭打ち機であって、杭の打設位置を正確に決めることができ、傾斜面や凹凸のある地面に対してもその位置がぶれずに、かつ、地表に対して常に垂直に杭を打つことが可能な杭打ち機と、そのような杭打ち機を用いた打設の精度の高い杭打ち方法を提供することを目的とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１１−５２００４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ショベルカーなどの建設機械のアーム上に設けられる杭打ち機であって、杭の打設位置を正確に決めることができるとともに、杭打ちの進行中を通じて杭の地面に対する打設方向が一定に保たれ、斜面や凹凸などの地形や土壌の状況によらずに決まった打設方向に杭を打ち込むことが可能な杭打ち機およびそのような杭打ち機で用いられる杭打ち方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するため、本発明の杭打ち機は、建設機械のアーム上に取り付け可能な杭打ち機であって、杭を長手方向の中心軸の周囲に回転させて打設するためのモータと、前記モータをモータ搬送部を介して上下長さ方向に移動可能に支持する支柱と、前記支柱の上下長さ方向に向かって設けられ前記モータ搬送部がかみ合うガイドレールとを備えていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の杭打ち機では、前記支柱は前記杭の打設に先立って地表に対して直立可能であることを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記ガイドレールは支柱の梁の一部であることを特徴とする。
【００１０】
建設機械のアーム上に取り付けた杭打ち機を用いた杭打ち方法であって、前記杭打ち機の支柱の下端を地表に接触させて地表上の打設位置の位置決めを行う位置決め工程と、前記支柱に沿って杭を回転させるためのモータを下降させ、このモータの回転軸に接続した杭を回転させて打設する打設工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の杭打ち機は、以上に述べたように構成され動作するので、建設機械のアーム上に取り付け可能であって、地表の決められた位置に、かつ決められた方向に正しく杭を打つことができる杭打ち機を実現することができる。また本発明の杭打ち方法は、その杭打ち機を用いて、地表上の決められた位置に、決められた方向に精度よく杭を打つことが可能な杭打ち方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の杭打ち機の一実施の形態のモータ側の外観図である。
【図２】本発明の杭打ち機の一実施の形態の図１の裏面側の外観図である。
【図３】本実施の形態における打設開始時の支柱先端の詳細説明図である。
【図４】本実施の形態における打設終了時の支柱先端の詳細説明図である。
【図５】本実施の形態の杭打ち機の該略見取り図である。
【図６】本実施の形態の杭打ち機によって打設される杭の一例の側面図である。
【図７】本実施の形態の杭打ち機の支柱とモータ搬送部の噛み合わせ状態を示す支柱の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで、本発明の杭打ち機の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、建設機械のアームに設置された本発明の杭打ち機のモータ側の外観図、図２はその裏側の外観図、図３は打設開始時の杭打ち機の支柱先端の詳細説明図、図４は打設終了時の杭打ち機の支柱先端の詳細説明図、図５は本実施の形態の杭打ち機の該略見取り図、図６は本実施の形態の杭打ち機によって打設される杭の一例の側面図、図７は本実施の形態の杭打ち機の支柱とモータ搬送部の噛み合わせ状態を示す断面図である。
【００１５】
図１ないし図７において、符号１０は杭打ち機、符号１１はモータ、符号１２はモータ搬送部、符号２０は支柱、符号２１はガイドレール部、符号２２は牽引装置、符号２３ａ、２３ｂは滑車、符号２４はワイヤー、符号３０は建設機械、符号３１は建設機械３０のアーム、符号５０は杭、符号５６は杭５０の歯である。
【００１６】
図１ないし図４に示すように、この実施形態の杭打ち機１０は、建設機械３０のアーム３１に取り付けられていて、打設する杭５０をその中心軸の周囲に回転させて打設させるモータ１１と、このモータ１１が設置されたモータ搬送部１２を上下に移動可能に支持する支柱２０と、この支柱２０の一部分であってモータ搬送部１２が噛み合いながら上下長さ方向にスライドすることができるガイドレール部２１と、ガイドレール部２１に噛み合っているモータ搬送部１２を牽引する滑車２３とワイヤー２４からなる牽引装置２２を備えている。
【００１７】
本実施の形態の杭打ち機１０は、このような構成によって、支柱２０を用いて杭５０の打設位置の位置決めを行い、モータ１１を用いて杭５０をその歯５６のらせんの方向に合わせて回転させて、地中に打設するものである。
【００１８】
図１〜図４に示すように、本実施の形態の杭打ち機１０は、建設機械３０のアーム３１に取り付けられていて、上述したように支柱２０を備えている。
【００１９】
図３に示すように杭５０の打設時には、まず、このアーム３１を移動させて、この支柱２０を地表の杭５０の打設位置に直立させて、支柱２０の立設位置から杭５０の打設点の位置決めを行い、位置決めを行ったのちにモータ１１を用いて杭５０を回転させて、杭５０を地中に打設する。
【００２０】
すなわち、建設機械３０のアーム３１を移動して、アーム３１の先にある杭打ち機１０の支柱２０の先端を地面につけて杭５０の地表上の打設場所の位置決めしたのち、牽引装置２２を駆動してモータ搬送部１２を、モータ１１の先に杭５０が取り付けやすいような支柱２０の適当な高さに移動させ、図３に示すようにモータ１１の軸の延長部分に杭５０を取り付けてモータ１１を回転させて杭５０を打設する。
【００２１】
この杭打ち機１０によって打設される杭５０は、例えば図６に示すように中空円筒の鋼管をもとにして形成され、先端部５２、円錐部５３、円筒部５４および基礎円筒部５５の各部から構成されている。
これらの各部のうち、先端部５２と円錐部５３の接続部分から軸の地上側に向かっての円錐部５３と円筒部５４からなる杭本体５１の全長のほぼ２／３の長さに当たる部分には、自動溶接によってらせん状に歯５６が連続して設けられている。
【００２２】
杭５０はこのような構成であるため、歯５６のらせんの方向に合わせて回転させながら加圧することによって、地表面の傾斜や凹凸に関係なく、決められた杭５０の打ち込み方向に向けて土壌中に打ち込むことができる。また、一旦、地中に打設されると、杭５０に上下方向に引き抜きの力が加わっても簡単には抜けない。これによって、地上の建設施設に対して十分な支持力と方向性を与える基礎部材となることができる。
【００２３】
ここで、モータ搬送部１２の支柱２０のガイドレール部２１に対する噛み合いの状態を図７の支柱２０の断面図で示す。図７に示すように、支柱２０の一部がガイドレール部２１であり、モータ搬送部１２の一部がスライド部１２ａになっていて、スライド部１２ａがガイドレール部２１と噛み合って移動することによって、モータ搬送部１２が支柱２０上を上下に移動できるようになっている。
【００２４】
このような形に支柱２０と組み合わさっているので、モータ搬送部１２、すなわちモータ１１は、常に支柱２０の立設方向に沿って支柱２０の長さ方向に移動する。したがって、モータ１１の軸に接続されて回転する杭５０の下降方向、すなわち打ち込み方向も支柱２０の方向と一致し、杭５０の打設の期間中、この方向は常に固定されている。
【００２５】
杭５０の上部の中空円筒部分５５は、図４から判るようにモータ１１の軸の延長部分である支軸部１３が挿入できて固定できる構成になっているので、モータ１１の移動方向がぶれない限り、杭５０の打設方向もぶれることがなく、杭５０をモータ１１の移動方向すなわち支柱２０の長さ方向に沿ってまっすぐに打設することができる。
【００２６】
これにより、本実施形態の杭打ち機１０は、支柱２０によって地表上の杭５０の打設位置を正確に決めることができるとともに、支柱２０があることで杭５０を打設するモータ１１が左右にぶれるようなことがなく、支柱２０の立設方向に沿って杭５０の打ち込み方向も正しく決めることができ、杭５０を所望の打ち込み方向である支柱２０の立設方向に沿ってまっすぐに地面に打ち込むことができる。
【００２７】
このとき、杭５０の打設位置と立設方向は、地表の傾斜や歪に影響されることなく、支柱２０の立設位置とその立設方向によって決められるので、傾斜地や凹凸の多い地面においても打設方向がぶれることなく、杭５０を所定の位置で所定の方向に打ち込むことができる。
【００２８】
図５の杭打ち機の見取り図からわかるように、モータ搬送部１２を移動させてモータ１１の位置を上下させる牽引装置２２は、支柱２０の頂上に設けられている滑車２３ａや支柱２０の中部に設けられている滑車２３ｂと、モータ搬送部１２に係止され、これらの滑車２３を介して支柱２０の内部に設けられている油圧装置２５につながっているワイヤー２４と、モータ１１を移動させる牽引力を与える油圧装置２５から構成されている。
【００２９】
このような構成であるので、油圧装置２５でワイヤー２４を牽引することでモータ搬送部１２を支柱２０に沿って上下に移動させることができる。
杭５０を打設する場合には、油圧装置２５で杭５０の打ち込みにあわせてモータ搬送部１２を下降させる。
【００３０】
以上に述べたように、本発明の杭打ち機１０は構成され動作するので、建設機械のアーム上に取り付け可能で、地表の決められた位置に、決められた方向に、正しく杭を打つことが可能な、杭打ち機を実現することができる。
【００３１】
以上、本発明の杭打ち機の実施形態について説明したが、この杭打ち機１０の実施形態で実行される杭打ちの方法についても、本発明は請求範囲とするものである。
すなわち、建設機械３０のアーム３１上に取り付けた杭打ち機１０を用いた杭打ち方法であって、前記杭打ち機１０の支柱２０の下端を地表に接触させて地表上の打設位置の位置決めを行う位置きめ工程と、前記支柱２０に沿って杭５０を回転させるためのモータ１１を下降させ、このモータ１１の回転軸に接続した杭５０を回転させて打設する打設工程とを備えることを特徴とする。
【００３２】
このような杭打ち方法を採用することにより、建設機械３０のアーム３１上に取り付けた支柱２０を備えた杭打ち機１０によって、地表の決められた位置に、決められた方向に正しく杭を打つことが可能な杭打ち方法を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上、本発明の杭打ち機１０と杭打ち方法について述べてきたが、このような杭打ち機１０、杭打ち方法を用いることによって、地表の決められた位置に、決められた方向に精度よく杭５０を打つことができる。
【００３４】
これにより、例えば、太陽光発電システムのソーラーパネルの支柱の建設などに適切有効な杭打ちを行うことができる。
太陽光を集光して発電するソーラーパネルは、年間を通じて最大に太陽光を集光できるように、その設置緯度に応じた適切な傾斜角度で設置する必要がある。通常、１０〜４０度の範囲で傾斜させる場合が多い。本発明の杭打ち機１０と杭打ち方法を用いると、パネル設置の基準となる杭を決められた方向に精度よく打設することができるので、それを基準にして、パネルを適切な設置角度に設けることが可能になる。
【００３５】
これによって、パネルの適切な角度での設置がより容易になり、パネル建設の作業効率を高め、建設コストを下げることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０  杭打ち機
１１  モータ
１２  モータ搬送部
１２ａ  スライド部
１３  支軸部
２０  支柱
２１  ガイドレール部
２２  牽引装置
２３ａ、２３ｂ  滑車
２４  ワイヤー
２５  油圧装置
３０  建設機械
３１  建設機械のアーム
５０  杭
５１  杭本体
５２  杭先端部
５３  杭円錐部
５４  杭円筒部
５５  杭基礎円筒部
５６  杭の歯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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