(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーガやハンマ等の作業装置を備え、杭打機のリーダに設けられたラックに噛合するピニオンギヤを回転させて、リーダのガイドパイプを挟み込んだガイドギブによって案内させながらリーダに沿って昇降する杭打機の昇降装置において、
前記ラックを挟むように対向配置されたピニオンギヤを昇降方向に２対以上有し、各ピニオンギヤ毎に昇降用油圧モータが設けられたものであることを特徴とする杭打機の昇降装置。
【請求項２】
請求項１に記載する杭打機の昇降装置において、
前記ピニオンギヤは、ラックを挟んで対向配置された２個のピニオンギヤが、リーダのガイドパイプを両側から挟み込む一対のガイドギブ内に収まる大きさであることを特徴とする杭打機の昇降装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する杭打機の昇降装置において、
前記作業装置が、回転用ギヤケース上に設けられた作業用油圧モータの回転を、当該回転用ギヤケース内の減速機を介して下方に突設させた出力軸に伝達するオーガであって、４個の昇降用油圧モータが、回転用ギヤケースの上下に２個ずつ配置され、特に下方に配置された２個の昇降用油圧モータが回転用ギヤケース下のデッドスペースに配置されたものであることを特徴とする杭打機の昇降装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば掘削機のオーガや杭打機のハンマ等を備え、装着された杭打機のリーダに沿って昇降する昇降装置に関するものであって、特にラック式昇降手段によって構成された杭打機の昇降装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
掘削用のオーガや杭或いは矢板の打込み作業を行なうハンマ等の作業装置を備えた昇降装置に関し、従来から例えば特公平６−７８６１７号公報に開示されるようなものが提案されている。図４は、当該公報に開示された昇降装置を装着させた杭打機の側面図である。この杭打機１００は、自走式のベースマシン１０１の前部にリーダ１０２が軸支され、そのリーダ１０２がバックステーシリンダ１０３によって起伏可能に連結されている。リーダ１０２には、左右側面に一対のガイドパイプ１０４が固定され、ガイドパイプ１０４の間には両側面にラック歯が対称形に刻設されたラック１０５が固定されている。
【０００３】
こうした杭打機１００には、図示しないオーガスクリューを吊設して掘削作業を行わせる作業装置のオーガ１１０が、リーダ１０２に対して昇降装置１２０を介して昇降可能に装着されている。このオーガ１１０には、オーガスクリューを連結するアタッチメント１１１を有し、オーガスクリューに回転を与える駆動モータの駆動力がギアボックス１１２内の減速ギヤを介してアタッチメント１１１に伝えられるよう構成されている。オーガ１１０を備えた昇降装置１２０は、各ガイドギブ１２１，１２１によってガイドパイプ１０４，１０４を挟み込み、起立したリーダ１０２に対して昇降可能に装着している。
【０００４】
ここで、図５は、昇降装置１２０を示した平面図である。昇降装置１２０は、ラック１０５を両側から挟み込んで噛合する一対のピニオンギヤ１２２，１２２が対向配置され、ピニオンギヤ１２２，１２２には、油圧モータ１２３，１２３の各駆動力が歯車減速機構を介して逆方向の回転が減速して伝達される。従って、この杭打機１００で地盤の掘削を行う場合には、オーガ１１０に連結されたオーガスクリューに駆動モータ１１２の回転が与えられ、同時に昇降装置１２０の油圧モータ１２３，１２３が駆動される。それによって、両ピニオンギヤ１２２，１２２が噛合したラック１０５を転動して昇降装置１２０が下降し、回転するオーガスクリューによって地盤の掘削が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えばオーガスクリューの圧入や引抜き力を大きくするには、前記従来例の昇降装置１２０の昇降力を上げることによって達成することができるが、そのためには油圧モータ１２３，１２３の容量を上げたり、油圧モータ１２３，１２３を駆動させる作動油の供給圧力を大きくすることが考えられる。しかし、そうした場合には、ピニオンギヤ１２２，１２２やラック１０５の歯車強度が不足し、その歯幅やモジュールを大きくしなければならず、重量の増加となってしまって杭打機１００の安定を害することになる。特に、ラック１０５はリーダ１０２の全長に渡って設けられているため重量増加への影響は大きい。
【０００６】
また、従来の昇降装置１２０は、一対のピニオンギヤ１２２，１２２で昇降が行われているので、歯車強度上、大型のものが使用されている。従って、ピニオンギヤ１２２，１２２は、リーダ１０２を把持するガイドギブ１２１，１２１との干渉を避けるため、上下に配置されたガイドギブ１２１，１２１の間に位置させなければならず、昇降装置１２０は上下方向に寸法が大きいものになってしまう。これは、重量増加によって杭打機１００の安定を害するとともに、リーダ１０２に対する昇降装置１２０のストロークを制限することになり、作業効率から１回の昇降で少しでも深く掘り進めたいという要求に反するものであった。
【０００７】
そこで、本発明は、大きな昇降力をもった小型の昇降装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る杭打機の昇降装置は、オーガやハンマ等の作業装置を備え、杭打機のリーダに設けられたラックに噛合するピニオンギヤを回転させて、リーダのガイドパイプを挟み込んだガイドギブによって案内させながらリーダに沿って昇降するものであって、前記ラックを挟むように対向配置されたピニオンギヤを昇降方向に２対以上有し、各ピニオンギヤ毎に昇降用油圧モータが設けられたものであることを特徴とする。
【０００９】
よって、本発明によれば、ピニオンギヤが４個以上に増えラックとの噛み合い箇所が従来の倍以上になったので、一つ一つのピニオンギヤは、歯幅やモジュールを小さくでき、また昇降用油圧モータも小容量のものを使用することができるようになった。従って、ピニオンギヤやラックを小さくしたことで昇降装置全体を小型化することができ、また小容量であっても昇降用油圧モータの数が増えたことにより昇降力が大きくなった。
【００１０】
また、本発明に係る杭打機の昇降装置は、前記ピニオンギヤが、ラックを挟んで対向配置された２個のピニオンギヤがリーダのガイドパイプを両側から挟み込む一対のガイドギブ内に収まる大きさであることを特徴とする。
よって、本発明によれば、ピニオンギヤとガイドギブとの配置をずらす必要がないため、高さ寸法を小さくして装置全体を小型化することができる。また、ガイドギブがピニオンギヤのカバーとしても機能するため、潤滑油の飛散や回転する歯車への挟み込みが防止できる。
【００１１】
また、本発明に係る杭打機の昇降装置は、前記作業装置が、回転用ギヤケース上に設けられた作業用油圧モータの回転を、当該回転用ギヤケース内の減速機を介して下方に突設させた出力軸に伝達するオーガであって、４個の昇降用油圧モータが、回転用ギヤケースの上下に２個ずつ配置され、特に下方に配置された２個の昇降用油圧モータが回転用ギヤケース下のデッドスペースに配置されたものであることを特徴とする。
よって、本発明によれば、４個の昇降用油圧モータの駆動により昇降させるようになったことで、各昇降用油圧モータに従来のものより小容量のものを使用することが可能になり、従来デッドスペースとなっていた空間に配置させることができ、オーガを備える昇降装置を小型化させることが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る杭打機の昇降装置について、一実施形態を図面を参照して以下に説明する。図１は、本実施形態の昇降装置を示した側面図である。また、図２は、本実施形態の昇降装置をリーダへの装着面側から示した図であり、図３は、図２に示すＡ−Ａ断面の一部分を示した図である。この昇降装置１も前記従来例のものと同様、図４に示すような杭打機のリーダに装着され、作業を行うオーガやハンマなどを備えて昇降するものである。
【００１３】
本実施形態の昇降装置１は、オーガ２０と一体に構成されたものであり、その本体フレーム３に対して図１に示すように減速機を内蔵した回転用ギヤケース２１が水平に突設されている。オーガ２０は、この回転用ギヤケース２１からオーガスクリューなどを連結するアタッチメント２２が下方に突設され、このアタッチメント２２に対し、回転用ギヤケース２１上の作業用油圧モータ２３の駆動が減速機を介して伝達されるように構成されたものである。
【００１４】
昇降装置１は、ガイドギブ２，２…が本体フレーム３に対して上下左右の４箇所に設けられ（図２）、リーダ５１の両サイドに形成されたガイドパイプ５２，５２を挟み込むようにして取り付けられる（図３）。従って、昇降装置１は、４個のガイドギブ２，２…によってリーダ５１に装着され、このガイドギブ２，２…がガイドパイプ５２，５２を摺動することによってリーダ５１に沿った昇降を可能にしている。昇降装置１は、前記従来例と同様にラック・ピニオンによって昇降するように構成されたものである。本実施形態では、ラック５３を挟んで２対のピニオンギヤ６ａ〜６ｄが上下に配置され、そうした４個のピニオンギヤ６ａ〜６ｄには、各々独立して駆動する４個の昇降用油圧モータ５，５…が減速機を介して組み立てられている。従って、各ピニオンギヤ６ａ〜６ｄは、各昇降用油圧モータ５，５…によって単独で回転が与えられるようになっている。
【００１５】
昇降装置１は、昇降動力を４つピニオンギヤ６ａ〜６ｄに分担させたことにより、一つ一つのピニオンギヤ６ａ〜６ｄは、歯幅やモジュールを小さいものとすることができ、従来のものに比べて小型・軽量化されている。ピニオンギヤ６ａ〜６ｄを小型にした場合、それと噛み合うラック５３も歯幅やモジュールが小さくなり、リーダ５１のほぼ全長に渡って設けられたラック５３は幅を狭く形成することができた。そのため４個のピニオンギヤ６ａ〜６ｄは、図２に示すように左右に取り付けられたガイドギブ２，２…の間に収まるように配置されている。そして、そうしたピニオンギヤ６ａ〜６ｄの位置に対応して４個の昇降用油圧モータ５，５…が配置されている。
【００１６】
４個の昇降用油圧モータ５，５…は、オーガ２０の回転用ギヤケース２１を挟んでそれぞれ２個ずつが上下に配置されている。特に下側に配置された２個の昇降用油圧モータ５，５は、回転用ギヤケース２１の直下にあるデッドスペースに配置されている。これは、４個の昇降用油圧モータ５，５…から昇降力を得るようにしたことで、各昇降用油圧モータ５，５…を従来のものより小容量のものにすることができ、そうした小型の昇降用油圧モータ５，５を狭いデッドスペースにも配置させることができるようになったからである。
【００１７】
続いて、こうした構成の昇降装置１によれば、前述したように杭打機のリーダ５１に装着され、作業装置であるオーガ２０には、アタッチメント２２にオーガスクリューが連結される。オーガ２０の作業用油圧モータ２３が駆動すると、その回転が減速機を介してアタッチメント２２に連結されたオーガスクリューに回転を与える一方、昇降装置１においては昇降用油圧モータ５，５…の駆動によってピニオンギヤ６ａ〜６ｄに所定方向の回転が与えられる。ピニオンギヤ６ａ〜６ｄが噛み合ったラック５３を転動すると、それによって昇降装置１が下降し、回転するオーガスクリューによって地盤が掘削されていく。特に本実施形態の昇降装置１では、４個の昇降用油圧モータ５，５…の駆動を利用して昇降させるため、昇降力が大きくなってオーガスクリューの圧入または引抜き力を大きくすることができる。
【００１８】
ところで昇降装置１の昇降時、各ピニオンギヤ６ａ〜６ｄは、油圧源が同一で、かつ各々独立して駆動する４個の昇降用油圧モータ５，５…によって回転駆動される。そのため、昇降用油圧モータ５，５…やピニオンギヤ６ａ〜６ｄ、ラック５３等に製作誤差があっても各ピニオンギヤ６ａ〜６ｄの駆動力を常に同一値に保持できて、昇降装置１の安定した昇降が可能となる。
【００１９】
また、この昇降装置１は、上下に配置された２対のピニオンギヤ６ａ〜６ｄが、常に左右の傾きを解消して姿勢を維持するように機能している。地盤の掘削作業中には、オーガスクリューが岩石などの硬い異物に当たって偏心荷重を受けることがある。そのような場合、オーガスクリューに振れが生じて昇降装置１に図２に示すような回転モーメントＭが作用したとしても、例えば上下に配置されたピニオンギヤ６ａ，６ｄによって回転モーメントＭが受け止められる。従って、昇降装置１は、それ自身左右の振れが小さく、オーガスクリューに対して常に心出しを行うようにしながら昇降動作を行っている。
【００２０】
そして、この昇降装置１によれば、掘削の直進性が良く、また装置が傾いた際のこじれを防止するため、ガタをもって装着されていたガイドギブ２，２…のガイドパイプ５２，５２に対する片当たり摺動がなくなって摩耗を防止することができた。
【００２１】
また、昇降装置１は、小型になったピニオンギヤ６ａ〜６ｄをガイドギブ２，２…の内側に配置させることができるようになったが、これによりピニオンギヤ６ａ〜６ｄとガイドギブ２，２…との配置をずらす必要がないため、高さ寸法を小さくして装置全体を小型化することができ、更にはガイドギブ２，２…を昇降装置１の全長に渡って設けることも可能になった。そして、ピニオンギヤ６ａ〜６ｄをガイドギブ２，２…の内側に配置させたことによって、ガイドギブ２，２…がピニオンギヤ６ａ〜６ｄのカバーとしての機能を果し、潤滑油の飛散や回転する歯車への挟み込みが防止できるようになった。
【００２２】
また、対向する２対の各ピニオンギヤ６ａ〜６ｄは、ラック歯と同時に同位相で噛み合うように両側のラック歯が対称形に形成されている。そして、両側に配置されたピニオンギヤ６ａ〜６ｄは相互に逆回転するので、ラック歯とピニオンギヤ６ａ〜６ｄとの噛合部に噛合圧力角により各々駆動力が生じると、双方の駆動力の水平分力が打ち消し合って垂直分力のみが残る。駆動力から水平分力が無くなることによって、リーダ５１と昇降装置１に不要な力が掛からなくなるため余分な強度を取らなくて済み、軽量化できるので杭打機の作業能力がアップする。また、ガイドギブ２，２…とガイドパイプ５２，５２との間に水平分力による摩擦抵抗がなくなるため、ガイドギブ２，２…とガイドパイプ５２，５２の摩耗が減少すると共に、オーガスクリューの圧入または引抜き力となる昇降力が有効に得られる。
更に、いずれかの駆動系統に万が一歯の折損等で故障を生じることがあっても、他の駆動系統によって昇降装置１の落下を防止でき、特に４箇所で噛み合っているため安全性が高い。
【００２３】
なお、本発明は前記実施形態のもの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。
前記実施形態では、２対のピニオンギヤ６ａ〜６ｄを設けて構成したが、３対にして６個のピニオンギヤを使用し、よりラックとの噛み合い箇所を増やすようにしてもよい。
また、前記実施形態では、作業装置としてオーガ２０を備えた昇降装置１を示して説明したが、作業装置にはこれ以外のハンマなどであってもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、ラックを挟むように対向配置されたピニオンギヤを昇降方向に２対以上有し、各ピニオンギヤ毎に昇降用油圧モータを設けたので、大きな昇降力をもった小型の昇降装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  昇降装置の一実施形態を示した側面図である。
【図２】  昇降装置の一実施形態を示した装着面側を示した図である。
【図３】  図２に示したＡ−Ａ断面における昇降装置を示した図である。
【図４】  昇降装置を装着した杭打機を示した図である。
【図５】  従来の昇降装置を示した平面図である。
【符号の説明】
１    昇降装置
２    ガイドギブ
３    本体フレーム
５    昇降用油圧モータ
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ    ピニオンギヤ
２０  オーガ
【図１】
0003748815.tif 000002
【図２】
0003748815.tif 000003
【図３】
0003748815.tif 000004
【図４】
0003748815.tif 000005
【図５】
0003748815.tif 000006