JP4542936B2 - 小旋回杭打機 - Google Patents

Description

本発明は、クローラによって走行可能な下部走行体に、リーダなどを備えて旋回可能に設けられた杭打機に関し、特に、上部旋回体の旋回半径を小さくした小旋回杭打機に関する。

軟弱な地盤の改良などには作業装置を昇降させるリーダを備えた杭打機が使用される。ここで、図５及び図６は、オーガを装着した従来の杭打機を示した図であって、図５は側面図であり、図６は所定角度旋回した状態の平面図である。杭打機１００は、クローラ１０１によって走行可能な走行部１０２に操縦席などを備えた上部旋回体１０３を旋回可能に設けたベースマシンが構成されている。上部旋回体１０３には、その先頭部分にリーダ１０５が前後方向に回動可能に軸支され、後方では２本のバックステー１０６が連結され３点支持によって起立している。リーダ１０５は長尺なリーダであって、施工に応じて図示するように大型のオーガが装着される。

ところで、連続壁の施工や地盤改良などに使用される杭打機は、不整地での施工を可能とするため図示するようにクローラタイプのものが多い。こうした杭打機１００は、旋回する場合にどの位置でも同じ安定性や許容接地圧以下となるようにクローラ１０１の幅や長さが決められている。そこで、クローラタイプの杭打機１００では、図６に示すように、クローラ１０１をよけて全旋回範囲で杭打施工や連続壁施工が行えるようにリーダ１０５の杭芯位置が決められている。従って、リーダ１０５に装着される大型のオーガ１５０などが旋回中心から遠い位置に配置されるため、杭打機全体の安定性を保つために後方には必要な量のカウンタウエイトが設けられることになる。こうしてカウンタウエイトを設けることにより前後のバランスをとって転倒を防ぎ安定した施工が可能になる。
特開平１１−１５８９２７号公報（第２頁、図１、図２）

杭打機の大きさは、施工に必要なフロント装置、すなわちリーダ１０５に装着するオーガ１５０などの作業装置の機械重量によって決まってしまう。従って、杭打機の選択は、大型の作業装置を使用する施工に合わせて機体が大きいものになってしまっていた。そのため、図５及び図６に示すように、大型のオーガ１５０を装着する杭打機１００を投入して施工を行う場合には広い施工スペースの確保が必要であった。しかし、施工内容によって大型の作業装置が必要な場合であっても、それに応じて施工スペースが広いとは限らず、例えば都市部で行われる地下鉄用の連続壁施工では道路脇という狭い施工現場もある。

このような場所は居住地が隣接していて用地確保が難しい。そこで、大型の作業装置を使用する必要がある施工の場合に、そうした作業装置を装着することができ、しかも限られたスペースに入って施工できるようにした杭打機が望まれていた。
また、都市部で行う施工は、現場までの道幅が狭い場合が多く、杭打機が大型であると現場まで入ること自体が困難になる。従って、杭打機本体を分解可能にして分解重量を軽く抑えたり、組み立てや分解を容易にして輸送性を高めることへの要求も高かった。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、特に後端の旋回半径を小さくした小旋回杭打機を提供すること目的とする。また、本発明は、容易に分解・組立が可能な小旋回杭打機を提供すること目的とする。

本発明に係る小旋回杭打機は、下部走行体の上に旋回可能に上部旋回体が搭載され、その上部旋回体には前方にリーダが立設され、当該リーダに沿って昇降するように作業装置が装着可能なものであって、前記上部旋回体は、前後方向の長さがクローラの回転方向の長さより短い本体によって形成され、前記本体の上には、パワーユニットとカウンタウエイトとが前後して搭載され、前方のパワーユニットは、平面視略長方形の長手方向を横向きにして前記本体の中央部に配置され、後方のカウンタウエイトには、その上に前記リーダを支持するバックステーが取り付けられたものであることを特徴とする。
また、本発明に係る小旋回杭打機は、前記カウンタウエイトが縦に積み重ねられて搭載されたものであることが好ましい。

また、本発明に係る小旋回杭打機は、前記上部旋回体の本体にリーダ支持台、ユニット台及びウエイト台が形成され、前記リーダ、パワーユニットおよびカウンタウエイトが着脱自在に設けられたものであることが好ましい。
また、本発明に係る小旋回杭打機は、ワイヤロープを巻出し及び巻戻しするウインチが、前記カウンタウエイト上に配置され、又は／及びリーダに装着されたものであることが好ましい。

よって、本発明に係る小旋回杭打機は、例えば連続壁の造成を行うような場合、複数本の撹拌ロッドが連結されたオーガを昇降可能に装着し、下部走行体の走行方向に対して上部旋回体を直交方向に旋回させた状態で作業を行う。そうした場合、本発明に係る小旋回杭打機によれば、パワーユニットを横置きにして搭載し、更にその後方にカウンタウエイトを搭載したので前後方向の寸法を短くすることができ、しかも旋回半径の大きくなるパワーユニットを中央に配置して旋回中心上に位置するようにしたので、機体後方側の旋回範囲を小さくすることが可能になる。また、本発明に係る小旋回杭打機によれば、上部旋回体の本体に対してリーダ、パワーユニット及びカウンタウエイトが組み立て及び取り外しが容易に行えるよう構成され、本体からパワーユニットなどを取り外し、コンパクトな状態にして分割輸送することが可能である。

次に、本発明に係る小旋回杭打機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乃至図３は、本実施形態の小旋回杭打機の作業状態を示した図である。図面の小旋回杭打機１は、リーダが設けられている上部旋回体３が下部走行体２に対して横向きに旋回した状態が示されている。そして、特に図１は上部旋回体の側面側を示した図であり、図２は上部旋回体の正面側を示した図であり、更に図３は平面図である。

小旋回杭打機１は、クローラ２０を備えた下部走行体２に対し、旋回機構を介して上部旋回体３が一体に構成されている。上部旋回体３には、前方にリーダ５が固定されて起立し、そこに作業装置であるオーガ５０が昇降可能に装着されている。リーダ５は、後方から２本のバックステー６が連結されて３点支持構造がとられている。上部旋回体３には、そうしたリーダ５の他に、クローラ２０やオーガ５０などを駆動させる動力源となるパワーユニット７や、前方のリーダ５やオーガ５０とのバランスをとるためのカウンタウエイト８が搭載されている。

ここで、図４は、上部旋回体３からリーダ５、パワーユニット７及びカウンタウエイト８などを取り外した状態の小旋回杭打機を示した側面図である。上部旋回体３は、リーダ５、パワーユニット７及びカウンタウエイト８を搭載可能な本体３０によって構成されている。具体的には、その前方にリーダ５の下端部分を構成するリーダ支持台３１が構成されている。リーダ支持台３１は、リーダ５と同様のサイズで形成された円筒体であって、前方の両サイドには一対のガイドパイプ３２が設けられ、上端にはリーダ５をボルトで締結するためのフランジ３３が形成されている。

また、上部旋回体３の本体３０には、中央部分にパワーユニット７を搭載するためのユニット台３５と、その後方にカウンタウエイト８を搭載するためのウエイト台３６が構成されている。ウエイト台３６には、図１に示すようにカウンタウエイト８を縦置きに搭載するため、ユニット台３５よりも低い位置になる段差が付いている。上部旋回体３の本体３０には、パワーユニット７がユニット台３５に対して横向きに配置され、カウンタウエイト８が後方のウエイト台３６に搭載される。特にカウンタウエイト８は、ウエイトブロック８ａ，８ｂが上下２段に重ねられて一体になった縦置き配置である。

ところで、図３にはパワーユニット７とカウンタウエイト８の旋回範囲を示すように２点鎖線で円弧Ａ，Ｂが記載されている。この図から分かるように、カウンタウエイト８は、円弧Ｂの内側に収まるように、その側面が多面的に形成されている。そして、パワーユニット７の角部の軌跡である円弧Ａの方が、カウンタウエイト８の側面部の軌跡である円弧Ｂよりも外側にあって、旋回範囲が広くなっている。従って、本実施形態の小旋回杭打機１では、横に張り出して旋回範囲が広くなってしまうパワーユニット７を旋回中心に配置することで、機体後方側の旋回半径が杭打機全体として小さくなるように構成されている。更に、パワーユニット７のダクトを取り外すようにすれば、円弧Ｂの旋回範囲でも施工を可能とすることができる。

上部旋回体３には、リーダ５の左右前方にフロントジャッキ１１が設けられている。そのフロントジャッキ１１は、ブラケット１２と一体になって構成され、ブラケット１２が本体３０の左右両側面に固定されている。また、リーダ５を支持する２本のバックステー６は、その下端が本体３０に搭載されたカウンタウエイト８の上に取り付けられている。本実施形態では、こうして前後方向の寸法をコンパクトにすることによって旋回半径を小さくするように構成されている。そして、同様に前後方向の寸法を抑えるため、カウンタウエイト８の上部とリーダ５の背部とにそれぞれウインチ９，１０が設けられている。

小旋回杭打機１のリーダ５には、その前方位置の左右に長手方向に沿ってガイドパイプ１３が形成され、そのガイドパイプ１３にガイドギブ５１を摺動可能に嵌合させた大型のオーガ５０が装着されている。オーガ５０は、リーダ５上端のシーブ１５を介してウインチ９から送り出されたワイヤロープに吊設され、そのウインチ９の巻出し巻戻し動作によってワイヤロープの長さが調節されて昇降するように取り付けられている。

小旋回杭打機１に装着されたオーガ５０は、横方向に配置した３本の撹拌ロッド６０を連結して掘削作業を行う多軸回転駆動装置である。そして、このオーガ５０に接続された撹拌ロッド６０は、複数の撹拌翼６１が取り付けられ、各撹拌ロッド６０の撹拌翼６１同士は互いにずれるようにして配置されている。また、撹拌ロッド６０には、下方に掘削翼や先端に掘削ビットを有する掘削ロッド６３が一体的に連結され、特に中央の掘削ロッド６３は、両サイドの撹拌翼と干渉しないように短く形成されている。

続いて、こうしたオーガ５０などを装着した小旋回杭打機１は、例えば地下鉄用の連続壁の施工などに使用される。施工場所が都市部であって、輸送ルートとなる道の道幅が狭いような場合、小旋回杭打機１は、例えば図４に示すように上部旋回体３の本体３０からリーダ５、パワーユニット７及びカウンタウエイト８などが取り外され、コンパクトにした状態で分割輸送される。そして、施工現場で図１乃至図３に示す小旋回杭打機１が組み立てられる。すなわち、上部旋回体３の本体３０に対し、ユニット台３５にはパワーユニット７が、またウエイト台３６にはウエイトブロック８ａ，８ｂが上下２段に重ねられたカウンタウエイト８がそれぞれ搭載される。

更に、リーダ支持台３１には同軸にリーダ５が重ねられ、フランジ３３同士をボルトで締結して一体に構成される。これにより、ガイドパイプ１３，３２が連続して重ねられ、ガイドギブ５１を嵌合させたオーガ５０がガイドパイプ１３，３２摺動してリーダ５に沿って昇降できるようになる。リーダ５は、カウンタウエイト８との間で連結されたバックステー６によって支持され、シリンダ部６ａの伸縮によってリーダ５の前後左右方向の傾きが微調整される。そして、リーダ５にはオーガ５０が昇降可能に装着され、そのオーガ５０に撹拌ロッド６０などが取り付けられる。

小旋回杭打機１が組み上がったところで、地下鉄用の連続壁の施工が行われる。施工現場としては例えば道路脇などの狭い場所であり、道路に沿って連続壁が造成される。小旋回杭打機１は、図１乃至図３に示すように、上部旋回体３の向きが下部走行体２のクローラ２０による進行方向に対して直交方向に向けられる。従って、リーダ５に装着されたオーガ５０や撹拌ロッド６０は、図３に示す平面視でクローラ２０の横に配置され、３本の撹拌ロッド６０が小旋回作業機１の進行方向（図３上側）に並んでいる。そこで、小旋回杭打機１は、所定の位置でその箇所の連続壁の造成作業を行った後、クローラ２０の駆動により上部旋回体３が横向きのまま前進し、移った隣の位置で同様に連続壁の造成作業を行っていく。

連続壁のある一部における壁の造成は例えば次のようにして行われる。オーガ５０の駆動により３本の撹拌ロッド６０に回転が与えられ、ウインチ９の巻出しによってワイヤロープが伸びてオーガ５０及び掘削ロッド６０が下降する。そのため、先端の掘削ビットや掘削翼によって地盤が掘削され、撹拌ロッド６０の撹拌翼６１によって切削された地盤の撹拌が行われる。こうして地中に溝孔を掘削しつつセメントミルクなどの固化材が供給され、掘削土と固化材とが撹拌混合されてソイルセメントが形成される。そして、連続壁の一部の造成が行われると、小旋回杭打機１が移動して場所をずらし、そこで同じ作業が繰り返される。そのため、地中には円柱がオーバーラップした状態の連続壁が造成される。また、撹拌ロッド６０を継ぎ足していく場合もあるが、９０°旋回する程度なので後方の張り出しが少ないだけ狭いスペースでの施工が可能となる。

こうした本実施形態の小旋回杭打機１によれば、横向きにしてパワーユニット７を搭載したり、カウンタウエイト８を縦置きにして搭載したり、更にはカウンタウエイト８上にバックステー６を取り付ける構成としたので、前後方向の寸法を小さくすることができ、しかも図３に示すように旋回時の軌跡が外側になるパワーユニット７を機体中央に置くことで、機体後方側の旋回範囲を小さくすることができた。そのため、横向きにして作業をした場合、図１及び図３に示すようにクローラ２０の側部近傍で作業を行うことができ、反対側ではクローラ２０からほとんど上部旋回体３が突き出ることがない。従って、都市部の狭い施工場所、例えば歩道分程のスペースしかないような場所でも十分に作業を行うことができるようになった。

また、小旋回杭打機１は、上部旋回体３の本体３０に対するリーダ５、パワーユニット７及びカウンタウエイト８などの組み立て及び取り外しが容易に行えるよう構成されている。そのため、図４に示すように本体３０からパワーユニット７などを取り外し、コンパクトな状態にして分割輸送することが可能である。

以上、本発明に係る小旋回杭打機の一実施形態について説明したが、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。

一実施形態の小旋回杭打機の作業状態を示した図であり、リーダが設けられた上部旋回体が下部走行体に対して横向きに旋回した状態の側面図である。 一実施形態の小旋回杭打機の作業状態を示した図であり、リーダが設けられた上部旋回体が下部走行体に対して横向きに旋回した状態の正面図である。 一実施形態の小旋回杭打機の作業状態を示した図であり、リーダが設けられた上部旋回体が下部走行体に対して横向きに旋回した状態の平面図である。 上部旋回体からリーダ、パワーユニット及びカウンタウエイトなどを取り外した状態の杭打機を示した側面図である。 オーガを装着した従来の杭打機を示した側面図である。 オーガを装着した従来の杭打機について所定角度旋回した状態を示した平面図である。

符号の説明

１ 小旋回杭打機
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
５ リーダ
６ バックステー
７ パワーユニット
８ カウンタウエイト
９，１０ ウインチ
１１ フロントジャッキ
２０ クローラ
３０ 本体
５０ オーガ
６０ 撹拌ロッド

Claims (4)

1. 下部走行体の上に旋回可能に上部旋回体が搭載され、その上部旋回体には前方にリーダが立設され、当該リーダに沿って昇降するように作業装置が装着可能な小旋回杭打機において、
   前記上部旋回体は、前後方向の長さがクローラの回転方向の長さより短い本体によって形成され、前記本体の上には、パワーユニットとカウンタウエイトとが前後して搭載され、前方のパワーユニットは、平面視略長方形の長手方向を横向きにして前記本体の中央部に配置され、後方のカウンタウエイトには、その上に前記リーダを支持するバックステーが取り付けられたものであることを特徴とする小旋回杭打機。
2. 請求項１に記載する小旋回杭打機において、
   前記カウンタウエイトは、縦に積み重ねられて搭載されたものであることを特徴とする小旋回杭打機。
3. 請求項１又は請求項２に記載する小旋回杭打機において、
   前記上部旋回体の本体にリーダ支持台、ユニット台及びウエイト台が形成され、前記リーダ、パワーユニットおよびカウンタウエイトが着脱自在に設けられたものであることを特徴とする小旋回杭打機。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する小旋回杭打機において、
   ワイヤロープを巻出し及び巻戻しするウインチが、前記カウンタウエイト上に配置され、又は／及びリーダに装着されたものであることを特徴とする小旋回杭打機。

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