JP5653763B2

JP5653763B2 - 杭打機

Info

Publication number: JP5653763B2
Application number: JP2011001663A
Authority: JP
Inventors: 吉田　茂光; 茂光吉田
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2011-01-07
Filing date: 2011-01-07
Publication date: 2015-01-14
Anticipated expiration: 2031-01-07
Also published as: JP2012144850A

Description

本発明は、杭打機に関し、詳しくは、下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体の前部にリーダを傾動可能に設けた杭打機に関する。

杭打機は、下部走行体の上に旋回手段を介して上部旋回体を旋回可能に設け、該上部旋回体の前部にフロントブラケットを介してリーダを傾動可能に設けるとともに、該リーダを上部旋回体に設けたバックステーで支持し、前記リーダに沿ってオーガ駆動装置などの作業装置を昇降させることにより掘削などの作業を行っている。このような杭打機として、リーダを前記フロントブラケットに装着される基本リーダ（下部リーダ）と、該基本リーダの上部に連結される複数の延長リーダ（上部リーダ）とに分割形成し、一組のバックステーを基本リーダの上部背面と延長リーダの背面とにスライドさせることにより、バックステーを着脱することなく、輸送状態と作業状態とに容易に切り替えられる構造を有する杭打機が知られている。（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００９−２９３３５２号公報

上述のように、基本リーダに延長リーダを連結した状態と基本リーダに延長リーダを連結していない状態（基本リーダのみの状態）とを一組の同じバックステーで対応する場合、バックステーの最大長さは、基本リーダに延長リーダを連結した状態でリーダを傾動させることができる長さに、バックステーの最小長さは、基本リーダのみの状態に応じた長さにそれぞれ設定する必要がある。このため、基本リーダのみの状態では、バックステーが最小長さ近くに縮んだ状態になることから、基本リーダのみの状態でバックステーを大きく伸長させると、フロントブラケット装着点を中心として基本リーダの下部が上部旋回体や下部走行体の方向に大きく移動し、基本リーダの下部後面が上部旋回体の下部前端に当たるまで基本リーダを前傾させることが可能な状態となる。

また、通常の作業では、リーダを大きく前傾させた状態で走行させたり、旋回させたりすることはなく、また、誤って走行させたとしても問題はないが、リーダの前傾角度によっては、上部旋回体を旋回させたときに、基本リーダの下部が下部走行体の前端に衝突し、下部走行体やリーダが損傷するおそれがあった。

そこで本発明は、リーダを大きく前傾させた状態で誤って上部旋回体の旋回操作を行っても、上部旋回体が旋回すること防止して下部走行体やリーダを保護することができる杭打機を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の杭打機は、下部走行体と、該下部走行体上に旋回手段を介して旋回可能に設けられた上部旋回体と、該上部旋回体の前部に設けられたフロントブラケットに傾動可能に装着されたリーダと、該リーダと前記上部旋回体との間に設けられたバックステーとを備えた杭打機において、前記リーダの前傾角度を検出する前傾角度検出手段を備えるとともに、前記上部旋回体を旋回させたときに、前傾状態にある前記リーダの下部が前記下部走行体の前端に衝突しない傾斜許容角度をあらかじめ設定し、前記前傾角度検出手段が検出したリーダの前傾角度が前記傾斜許容角度を超えたときに前記旋回手段の旋回作動を抑制する旋回作動抑制手段を備えていることを特徴としている。

さらに、本発明の杭打機は、前記リーダが、該リーダの下部に固着されたリーダ支持軸の軸線を上部旋回体の幅方向に向けた状態で前記フロントブラケットに軸支され、前記前傾角度検出手段が、前記リーダ支持軸に設けられてリーダ支持軸と一体に回動する作動部と、リーダの前傾角度が前記傾斜許容角度を超えたときに前記作動部により作動するリミットスイッチとを備えていることを特徴としている。

また、前記旋回手段が、該旋回手段の旋回を抑制する旋回ブレーキを備え、前記旋回作動抑制手段は、前記前傾角度検出手段がリーダの前傾角度が前記前記傾斜許容角度を超えたことを検出したときに前記旋回ブレーキの制動状態を保持することを特徴としている。さらに、前記上部旋回体が、前記フロントブラケットの下方に、前記リーダが前記前記傾斜許容角度を超えて前傾したときに前記リーダの下部後面と当接する緩衝材を備えていること、前記リーダが、前記フロントブラケットに装着される基本リーダと、該基本リーダの上部に着脱可能に連結される延長リーダとを有するとともに、前記バックステーのリーダ側接続部が、前記基本リーダに前記延長リーダが連結されたときには延長リーダに接続され、前記基本リーダに前記延長リーダが連結されていないときには基本リーダの上部に接続されることを特徴としている。

本発明の杭打機によれば、リーダがあらかじめ設定された傾斜許容角度よりも大きく前傾した際に、旋回作動抑制手段が旋回手段の旋回作動を抑制するので、オペレータが旋回操作を行っても上部旋回体が旋回することはなく、リーダの下部が下部走行体の前端に衝突することを防止でき、下部走行体やリーダを保護することができる。また、リーダを前後方向に傾動可能に支持するリーダ支持軸の回動によって作動するリミットスイッチにより前傾角度検出手段を形成することにより、上部旋回体が水平になっていなくても、上部旋回体に対するリーダの前傾角度を容易かつ確実に検出することができる。

また、旋回手段に設けられている旋回ブレーキを旋回作動抑制手段に利用することで、旋回手段の旋回作動を容易に抑制することができる。さらに、緩衝材を設けておくことにより、リーダの下部後面が上部旋回体に衝突する際の衝撃を吸収してリーダなどが損傷することを防止できる。特に、リーダを基本リーダと延長リーダとで形成し、基本リーダのみの短尺仕様と延長リーダを連結した長尺仕様とでバックステーを共用する場合は、リーダが大きく前傾しやすい短尺仕様の際に有効である。

本発明の一形態例を示す短尺仕様状態の杭打機の側面図である。同じく杭打機の要部側面図である。同じく杭打機の要部断面図である。旋回作動抑制手段の一例を示す電気回路図である。同じく長尺仕様状態の杭打機の側面図である。同じく杭打機の平面図である。

本形態例に示す杭打機１１は、クローラ１２ａを備えた下部走行体１２と、該下部走行体１２上に旋回手段１３を介して旋回可能に設けられた上部旋回体１４と、該上部旋回体１４の前部に設けられたフロントブラケット１５と、該フロントブラケット１５に傾動可能に装着されたリーダ１６と、該リーダ１６と上部旋回体１４との間に設けられ、リーダ１６を上部旋回体１４の後部から傾動可能に支持する左右一対のバックステー１７，１７とを備えている。

リーダ１６は、前記フロントブラケット１５に装着される基本リーダ１６ａと、該基本リーダ１６ａの上にボルト・ナットを使用したフランジ結合によってそれぞれ着脱可能に連結される複数の延長リーダ１６ｂとを有しており、基本リーダ１６ａ及び延長リーダ１６ｂの前面側には、図示しない作業装置を昇降可能にガイドするための一対のガイドパイプ１８がリーダ１６の全長にわたって設けられ、後面側下半部には、バックステー１７，１７の先端に設けられているスライディングホルダ１９をガイドするための一対のガイドレール２０が上下方向に連続して設けられている。また、作業状態では、リーダ１６の上端部にトップシーブブロック２１が取り付けられる。

この杭打機１１は、フロントブラケット１５に装着された基本リーダ１６ａのみを使用して作業を行う短尺仕様（図１）と、基本リーダ１６ａの上に複数の延長リーダ１６ｂを連結した長尺仕様（図５）との切り替えの際にバックステー１７の着脱交換を不要とした構造を有しており、短尺仕様の状態で運搬可能な大きさとなるように形成されている。

基本リーダ１６ａの上下方向中間位置には、リーダ１６を上部旋回体１４に対して前後左右の任意の方向に傾動可能に支持するための第１支軸２２と第２支軸２３とが設けられている。第１支軸２２は、基本リーダ１６ａに形成された上部旋回体幅方向の第１支軸挿通孔１６ｃを貫通して両端部２２ａ，２２ａが基本リーダ１６ａの両側面から突出した状態で固着されている。第２支軸２３は、第１支軸２２の中央に形成された前後方向の第２支軸挿通孔２２ｂを貫通して回動可能な状態で設けられており、後端部は基本リーダ１６ａの後部側部材１６ｄに固定され、前端部は基本リーダ１６ａの前部側部材１６ｅを貫通して固定部材２４によって固定されている。

フロントブラケット１５は、第１回動アーム２５と、該第１回動アーム２５の前部側に連結ピン２６，２６によって着脱可能に連結された第２回動アーム２７とを備えている。第１回動アーム２５は、上部旋回体１４に突設したブラケット２８に回動ピン２９を介して前後方向に回動可能に設けられ、第１回動アーム２５の後端側上部と上部旋回体１４との間には前後調整用シリンダ３０が設けられている。また、上部旋回体１４のブラケット２８の下部には、リーダ１６を大きく前傾させたときに、基本リーダ１６ａの下部後面が当接するゴム製の緩衝材３１が取り付けられている。

第２回動アーム２７は、前端側上部に前記第１支軸２２を回動可能に支持する軸受３２が設けられ、両軸受３２を貫通した第１支軸２２の両端には、第１支軸２２と一体に回転する第１支軸抜止部材３３が取り付けられている。また、第２回動アーム２７の前部側下部と基本リーダ１６ａの下部とには、スライディングホルダ１９をガイドレール２０に沿って上昇させる際にリーダ１６を前傾状態で固定するための固定ピンを挿入するピン孔２７ａ，１６ｆがそれぞれ設けられている。

このようにしてフロントブラケット１５、第１支軸２２及び第２支軸２３に支持されたリーダ１６は、前後調整用シリンダ３０を伸縮させて第１回動アーム２５及び第２回動アーム２７を回動ピン２９を中心に回動させることによって第１支軸２２を介して前後方向に移動し、前記一対のバックステー１７，１７の双方を同時に伸縮させることによって第１支軸２２を回動中心として前後方向に傾動し、バックステー１７，１７の一方を伸長させて他方を短縮させることによって第２支軸２３を回動中心として左右方向に傾動するように形成されている。

さらに、リーダ１６の前傾角度を検出する前傾角度検出手段として、一方の第２回動アーム２７の軸受３２から突出した第１支軸２２の一端部に取り付けられる一方の第１支軸抜止部材３３の外周に作動突起（作動部）３３ａを設けると共に、一方の第２回動アーム２７の外面に、作動突起３３ａの回動状態に応じてＯＮ／ＯＦＦ作動するリミットスイッチ３４を設けている。

前記リミットスイッチ３４は、防塵用のケース３４ａ内に収納されて作動レバー３４ｂを前記第１支軸抜止部材３３の作動突起３３ａ側に突出させた状態で設けられている。作動突起３３ａとリミットスイッチ３４との位置関係は、リーダ１６の前傾角度があらかじめ設定された前傾許容角度（上部旋回体を旋回させたときに、前傾状態にある前記リーダの下部が前記下部走行体の前端に衝突しない傾斜許容角度）を超えたときに、リーダ１６の前傾動作に伴って回動する作動突起３３ａが作動レバー３４ｂを、図２に実線で示す水平方向の位置から想像線で示す先端が上方に向いた位置に移動させてリミットスイッチ３４をＯＮ／ＯＦＦ作動させるように設定されている。

一方、前記旋回手段１３は、従来からこの種の杭打機に一般的に用いられている構成の旋回手段を採用することができ、例えば、下部走行体１２の上部に固定された内輪と上部旋回体１４の下部に固定された外輪との間に複数の転動体を設けて上部旋回体１４を下部走行体１２に対して回転可能に形成するとともに、上部旋回体１４に設けた旋回用モータで駆動されるピニオンと内輪の内周に形成した内歯車とを歯合させ、旋回用操作レバーを操作して旋回用モータを作動させることによって上部旋回体１４を任意の方向に旋回できるように形成している。さらに、旋回手段１３には、下部走行体１２に対して上部旋回体１４を固定するための旋回ブレーキが設けられている。この旋回ブレーキは、例えばスプリングによって常時制動状態に保持され、シリンダなどで制動状態を解除するように形成されており、ブレーキ解除操作を行ってから旋回操作を行うことによって上部旋回体１４を旋回させることができる。

旋回手段１３の旋回作動を抑制する旋回作動抑制手段は、図４に示すような電気回路３５によって形成することができる。この電気回路３５は、旋回ブレーキ解除手段３６に対して前記リミットスイッチ３４と旋回ブレーキ解除スイッチ３７とを直列に配置したものであって、リミットスイッチ３４のＯＮ／ＯＦＦ動作は、図２に実線で示した水平方向の位置でＯＮ、図２に想像線で示した位置でＯＦＦとなるように設定している。

リーダ１６の前傾角度が前記前傾許容角度以下のとき、例えば、上部旋回体１４が水平状態にあるときにリーダ１６の前傾角度が鉛直線に対して７度以下のときは、リミットスイッチ３４がＯＮとなっているため、旋回ブレーキ解除スイッチ３７をＯＮにすると旋回ブレーキ解除手段３６が通電状態となり、例えば旋回ブレーキの油圧回路に設けられている電磁弁をブレーキ解除方向に作動させ、シリンダによって旋回ブレーキを解除する。これにより、旋回用操作レバーを操作することで上部旋回体１４を任意の方向に旋回させることができる。

バックステー１７，１７を大きく伸長させてリーダ１６の前傾角度が前傾許容角度の７度を超えると、第１支軸２２の回動に伴って第１支軸抜止部材３３が回動し、作動突起３３ａがリミットスイッチ３４の作動レバー３４ｂを図２に想像線で示した位置に押し上げ、リミットスイッチ３４をＯＦＦとする。これにより、電気回路３５は、図４に示すように、リミットスイッチ３４がＯＦＦとなっているため、旋回ブレーキ解除スイッチ３７をＯＮにしても旋回ブレーキ解除手段３６に通電されず、旋回ブレーキは制動状態を保持し、旋回用操作レバーを操作しても上部旋回体１４を旋回させることができなくなる。

したがって、リーダ１６が大きく前傾することによって後方に突出した状態になる基本リーダ１６ａの下部後面が、上部旋回体１４の旋回によって下部走行体１２のクローラ１２ａの前端部に衝突することを防止でき、基本リーダ１６ａやクローラ１２ａを保護することができる。さらに、リミットスイッチ３４がＯＦＦになったときに光や音で警報を発することにより、リーダ１６が前傾許容角度を超えて大きく前傾していることを通報することができる。また、上部旋回体１４の前端部下方に緩衝材３１を設けたことにより、バックステー１７，１７を伸長させてリーダ１６が大きく前傾したときに、基本リーダ１６ａの下部後面が上部旋回体１４の前端部下方に衝突する際の衝撃を緩和することができるので、基本リーダ１６ａや上部旋回体１４を保護することができる。

特に、本形態例に示すように、基本リーダ１６ａ及び延長リーダ１６ｂの後面に、バックステー１７の先端に設けられているスライディングホルダ１９をガイドするためのガイドレール２０を設け、延長リーダ１６ｂの連結状態に応じてスライディングホルダ１９をガイドレール２０に沿って移動させることにより、バックステー１７を交換することなくリーダ１６の高さを変更できるようにした杭打機１１の場合、基本リーダ１６ａのみあるいは基本リーダ１６ａに１本の延長リーダ１６ｂを連結した状態の短尺仕様で杭打ち作業を行う際には、バックステー１７が図５に示す最大作業状態のときに比べて短い状態になっており、伸長側に余裕があるため、バックステー１７を伸長させる操作で、リーダ１６が想定より大きく前傾して前傾許容角度を超えてしまうことがある。

さらに、リーダ１６の前後位置を調整できることから、リーダ１６の前後の位置によって基本リーダ１６ａとクローラ１２ａとの位置関係が異なる場合でも、前傾角度検出手段と旋回作動抑制手段とにより、リーダ１６を前傾させたままで上部旋回体１４を旋回できるか否かを確実に判定することができるので、必要に応じてリーダ１６を鉛直方向に起こすことで、上部旋回体１４の旋回操作を安心して行うことができ、オペレータの負担を軽減できる。

また、第１支軸抜止部材３３の形状変更、リミットスイッチ３４の追加、電気回路３５の変更といった僅かな改造で実施できるため、製作コストの上昇を抑えることができ、既存の杭打機の改造も容易に行うことができるとともに、上部旋回体１４に対するリーダ１６の前傾角度を確実に検出することができる。さらに、緩衝材３１を設けておくことにより、前傾許容角度を超えてリーダ１６を前傾させた場合でも、基本リーダ１６ａが上部旋回体１４に激しく衝突して損傷することを回避できる。

なお、杭打機の構成は任意であり、各種形状の杭打機（地盤改良機を含む）に適用することができ、前傾角度検出手段や旋回作動抑制手段も前記形態例に限るものではない。例えば、前傾角度検出手段は、重力を基準にして鉛直線に対する角度を検出する角度センサや第１支軸の回転量を検出する回転角度センサ、ロータリエンコーダなどを用いることができ、旋回作動抑制手段は、旋回用操作レバーを固定して操作不能にしたり、旋回用操作レバーや旋回ブレーキ解除手段によって作動する油圧回路に適宜な電磁弁を設けて旋回用モータや旋回ブレーキ解除用シリンダへの油圧供給を行えなくするようにしてもよく、別のブレーキを設けて上部旋回体の旋回を規制するようにしてもよい。

１１…杭打機、１２…下部走行体、１２ａ…クローラ、１３…旋回手段、１４…上部旋回体、１５…フロントブラケット、１６…リーダ、１６ａ…基本リーダ、１６ｂ…延長リーダ、１６ｃ…第１支軸挿通孔、１６ｄ…後部側部材、１６ｅ…前部側部材、１６ｆ…ピン孔、１７…バックステー、１８…ガイドギブ、１９…スライディングホルダ、２０…ガイドレール、２１…トップシーブ、２２…第１支軸、２２ａ…端部、２２ｂ…第２支軸挿通孔、２３…第２支軸、２４…固定部材、２５…第１回動アーム、２６…連結ピン、２７…第２回動アーム、２７ａ…ピン孔、２８…ブラケット、２９…回動ピン、３０…前後調整用シリンダ、３１…緩衝材、３２…軸受，３３…第１支軸抜止部材、３３ａ…作動突起、３４…リミットスイッチ、３４ａ…ケース、３４ｂ…作動レバー、３５…電気回路、３６…解除手段、３７…旋回ブレーキ解除スイッチ

Claims

下部走行体と、該下部走行体上に旋回手段を介して旋回可能に設けられた上部旋回体と、該上部旋回体の前部に設けられたフロントブラケットに傾動可能に装着されたリーダと、該リーダと前記上部旋回体との間に設けられたバックステーとを備えた杭打機において、
前記リーダの前傾角度を検出する前傾角度検出手段を備えるとともに、
前記上部旋回体を旋回させたときに、前傾状態にある前記リーダの下部が前記下部走行体の前端に衝突しない傾斜許容角度をあらかじめ設定し、
前記前傾角度検出手段が検出したリーダの前傾角度が前記傾斜許容角度を超えたときに前記旋回手段の旋回作動を抑制する旋回作動抑制手段を備えている
ことを特徴とする杭打機。
前記リーダは、該リーダの下部に固着されたリーダ支持軸の軸線を上部旋回体の幅方向に向けた状態で前記フロントブラケットに軸支され、前記前傾角度検出手段は、前記リーダ支持軸に設けられてリーダ支持軸と一体に回動する作動部と、リーダの前傾角度が前記傾斜許容角度を超えたときに前記作動部により作動するリミットスイッチとを備えていることを特徴とする請求項１記載の杭打機。
前記旋回手段は、該旋回手段の旋回を抑制する旋回ブレーキを備え、前記旋回作動抑制手段は、前記前傾角度検出手段がリーダの前傾角度が前記傾斜許容角度を超えたことを検出したときに前記旋回ブレーキの制動状態を保持することを特徴とする請求項１又は２記載の杭打機。
前記上部旋回体は、前記フロントブラケットの下方に、前記リーダが前記傾斜許容角度を超えて前傾したときに前記リーダの下部後面と当接する緩衝材を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の杭打機。
前記リーダは、前記フロントブラケットに装着される基本リーダと、該基本リーダの上部に着脱可能に連結される延長リーダとを有するとともに、前記バックステーのリーダ側接続部は、前記基本リーダに前記延長リーダが連結されたときには延長リーダに接続され、前記基本リーダに前記延長リーダが連結されていないときには基本リーダの上部に接続されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の杭打機。