JP7578949B2 - 杭打ち機 - Google Patents

Description

本発明は、左クローラーおよび右クローラーを支持するシャーシを有する走行体と、シャーシ上に設置され、運転席および動力源を支持する旋回体と、旋回体に結合されて、地面に突き立てられる杭材に、動力源から伝達される動力に基づき打ち込み力を付与するオーガーを含む作業フロントとを備える杭打ち機に関する。

オーガーを含む作業フロントを備える杭打ち機は広く知られる。オーガーは、地面に突き立てられる杭材に打ち込み力を付与する。このとき、左右方向に杭材が傾斜すると、その長手方向軸線に沿ってオーガーから作用する打ち込み力に応じて杭材には左右方向に倒れる力が作用する。

特許第６７６９９２０号公報 特開２０１８－１３５１８５号公報

一般に、こういった場合には、左右方向に大きく広がるアウトリガーで杭材の倒れは支えられることができる。ただし、アウトリガーの設置は杭打ち機の小型化を妨げてしまう。

本発明は、左右方向に杭材の倒れを良好に支えることができる杭打ち機を提供することを目的とする。

本発明の一形態によれば、並列位置から前開きに駆動される左クローラーおよび右クローラーを支持するシャーシを有する走行体と、前記シャーシ上で基準位置から後退位置まで前後方向に変位自在に設置され、運転席および動力源を支持する旋回体と、前記旋回体に結合されて、前記旋回体が前記後退位置に位置する際に、前記左クローラーおよび前記右クローラーの間で地面に突き立てられる杭材に、前記動力源から伝達される動力に基づき打ち込み力を付与するオーガーを含む作業フロントとを備える杭打ち機は提供される。

打ち込み力の付与にあたって杭打ち機では左クローラーおよび右クローラーは前開きに配置される。旋回体が後退位置に位置すると、杭材は左クローラーおよび右クローラーの間で地面に突き立てられることができる。オーガーの動作や地面からの反力に応じて杭材に左右方向に倒れる力が作用しても、前開きの左クローラーおよび右クローラーは地面に踏ん張って杭材の倒れを支えることができる。

杭打ち機は、前後方向軸線回りで、前記オーガーの打ち込み方向を傾斜させる傾斜機構をさらに備えてもよい。左右方向に傾斜する杭材にその長手方向軸線に沿ってオーガーから打ち込み力が付与されると、杭材には左右方向に倒れる力が生じやすい。この場合でも、前開きの左クローラーおよび右クローラーは地面に踏ん張って杭材の倒れを支えることができる。

杭打ち機は、前記シャーシから後方に延び、地面に接触するドーザーブレードをさらに備えてもよい。旋回体が後退位置に向かって後退した際に重心が左クローラーおよび右クローラーの後方にずれても、左クローラーおよび右クローラーの後方に作用する重量はドーザーブレードで支持されることから、後方に杭打ち機の倒れは回避されることができる。左クローラーおよび右クローラーの作動に応じて杭打ち機が後退すると、ドーザーブレードは地面を整地することができる。

以上のように開示の杭打ち機によれば、左右方向に杭材の倒れは良好に支えられることができる。

本発明の一実施形態に係る杭打ち機の構造を概略的に示す（ａ）側面図および（ｂ）上面図である。 シャーシの構造を概略的に示す平面図である。 傾斜機構の動作を概略的に示す杭打ち機の正面図である。 後退位置に位置する旋回体を概略的に示す杭打ち機の側面図である。 前開きの状態の左クローラーおよび右クローラーを概略的に示す平面図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る杭打ち機（建設機械）の構造を概略的に示す。杭打ち機１１は、左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂの動作に応じて地面ＧＬを走行する走行体１３と、走行体１３上で前後方向にスライダー１４を移動させるスライド機構１５と、鉛直軸線１６回りで旋回自在にスライダー１４に支持されて、運転席１７および動力源１８を有する旋回体１９と、旋回体１９に結合されて、組み合わせられる構成要素の動作に応じて決められた作業を実施する作業フロント２１とを備える。ここでは、左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂは鉛直面ＬＲに対して左右対称に構築される。動力源１８には例えばディーゼルエンジンや電動モーターが用いられることができる。

走行体１３は、左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂを支持するシャーシ２２を備える。左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂは、それぞれ、シャーシ２２に水平軸線２３ａ回りで回転自在に支持されて、動力源１８から供給される動力に応じて駆動される起動輪２３と、起動輪２３の回転軸線（水平軸線２３ａ）に平行な水平軸線２４ａ回りに回転自在にシャーシ２２に支持される転輪２４と、起動輪２３および転輪２４に巻きかけられて、起動輪２３および転輪２４の間で地面ＧＬに受け止められ起動輪２３の駆動力を地面ＧＬに伝達する履帯（シュー）２５とを有する。左右の履帯２５が等しい速度で移動すると、走行体１３は前進または後退を実現することができる。左右の履帯２５の速度差に応じて走行体１３は左折または右折を実現することができる。左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂは既存のクローラーと同様な構造を有すればよいことから、ここでは左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂの詳述は割愛される。

図２に示されるように、シャーシ２２は、基礎体２７と、第１垂直軸線２８ａ回りで回転自在に基礎体２７に連結され、左クローラー１２ａを支持する第１可動体２８と、第１垂直軸線２８ａに平行な第２垂直軸線２９ａ回りで回転自在に基礎体２７に連結され、右クローラー１２ｂを支持する第２可動体２９とを備える。第１可動体２８および第２可動体２９には油圧シリンダー３１が連結される。油圧シリンダー３１は、シリンダー体３１ａに収容されて、シリンダー体３１ａ内で２つの油圧室を区画しながら軸方向に変位するピストンと、ピストンに連結されてピストンの変位に応じてシリンダー体３１ａから出入りするロッド３１ｂとを有する。油圧シリンダー３１の軸方向一端でシリンダー体３１ａは垂直軸線回りに回転自在に第１可動体２８に連結される。連結にあたってシリンダー体３１ａには第１可動体２８で直立するピンを受け入れる軸受が形成されればよい。油圧シリンダー３１の軸方向他端でロッド３１ｂは垂直軸線回りに回転自在に第２可動体２９に連結される。連結にあたってロッド３１ｂには第２可動体２９で直立するピンを受け入れる軸受が形成されればよい。

第１可動体２８および第２可動体２９にはリンク部材３２が連結される。リンク部材３２は例えば鉄鋼から成形されることができる。リンク部材３２はその軸方向に予め決められた長さを維持する。リンク部材３２の一端は第１垂直軸線２８ａよりも前方で第１垂直軸線２８ａに平行な軸線回りに回転自在に第１可動体２８に連結される。連結にあたってリンク部材３２の一端には第１可動体２８で直立するピンを受け入れる軸受が形成されればよい。リンク部材３２の他端は第２垂直軸線２９ａよりも後方で第２垂直軸線２９ａに平行な軸線回りに回転自在に第２可動体２９に連結される。連結にあたってリンク部材３２の他端には第２可動体２９で直立するピンを受け入れる軸受が形成されればよい。油圧シリンダー３１が規定長さに設定されると、図２（ａ）に示されるように、左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂは並列位置に配置される。左クローラー１２ａの起動輪２３の回転軸線は右クローラー１２ｂの起動輪２３の回転軸線に平行に（ここでは同軸に）設定される。このとき、油圧シリンダー３１の中心軸は起動輪２３の回転軸線に平行に左右方向に配置される。すなわち、油圧シリンダー３１の中心軸は鉛直面ＬＲに直交する。

図２（ｂ）に示されるように、油圧シリンダー３１が規定長さから伸張すると、左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂは並列位置から前開きに駆動される。リンク部材３２の働きで左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂの開き角は調整されることができる。ここでは、左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂは左右方向外側に向かって等しい開き角で姿勢を変化させる。前開きの駆動にあたって油圧シリンダー３１の中心軸は左右方向に維持される。基礎体２７、第１可動体２８、第２可動体２９、油圧シリンダー３１およびリンク部材３２は協働で並列位置から前開きに左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂを駆動する前開き機構を形成する。

シャーシ２２の後方にはドーザーブレード３４が配置される。ドーザーブレード３４は基礎体２７から後方に延びる。ドーザーブレード３４は、地面ＧＬに接触する作動位置と、地面ＧＬから上方に離れる不作動位置との間で水平軸回りに変位することができる。変位にあたって油圧シリンダー（図示されず）の駆動力は用いられることができる。ドーザーブレード３４が作動位置に設定されると、杭打ち機１１の後退（あるいは前進）に応じてドーザーブレード３４は地面ＧＬを整地することができる。非作動位置のドーザーブレード３４は杭打ち機１１の走行を妨げずに済む。ドーザーブレード３４は既存のドーザーブレードと同様な構造を有すればよいことから、ここではドーザーブレード３４の詳述は割愛される。

スライド機構１５は、シャーシ２２の基礎体２７に固定されて相互に平行に線形に延び、スライダー１４の前後方向移動を案内する左右のレール３５と、基礎体２７およびスライダー１４に連結される油圧シリンダー３７とを備える。左右のレール３５は前後方向に水平に延びる。油圧シリンダー３７の伸縮に応じてスライダー１４は前後方向に水平に変位する。

旋回体１９は、鉛直軸線１６回りに旋回自在にスライダー１４に連結されて、運転席１７および動力源１８を支持する基礎台３８を備える。動力源１８には油圧ポンプ（図示されず）が接続される。油圧ポンプは、動力源１８から供給される動力に応じて油圧を生成する。個々の油圧シリンダー３１、３７＋には油圧ポンプから油圧が供給される。油圧シリンダー３７が規定長さに設定されると、シャーシ２２上で旋回体１９は前後方向に基準位置に配置される。ここでは、基準位置はスライダー１４の最前位置に相当する。油圧シリンダー３７が規定長さから伸張すると、シャーシ２２上で旋回体１９は後退位置に配置される。ここでは、後退位置はスライダー１４の最後位置に相当する。このとき、旋回体１９から走行体１３に作用する重量の重心が起動輪２３の回転軸線よりも後方にずれても、左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂの後方に作用する重量は作動位置のドーザーブレード３４で支えられることができる。

作業フロント２１は、左右方向に延びる水平軸線３９ａ回りで起伏自在に旋回体１９に連結されるブーム３９と、ブーム３９に結合されて、リーダー４１の変位を案内するガイド部材４２と、リーダー４１に対して変位自在にリーダー４１に支持されるオーガー４３と、ブーム３９および旋回体１９に連結される油圧シリンダー４４とを備える。オーガー４３は、動力源１８から伝達される動力に基づき杭材ＰＬに打ち込み力を付与する。オーガー４３にはリーダー４１に沿って下方に駆動力が付与されることができる。駆動力の付与にあたって、オーガー４３には、例えば、リーダー４１に支持されてスプロケットに巻きかけられるチェーンが連結されることができる。チェーンは油圧ポンプから供給される油圧に応じて決められた軌道に沿って移動することができる。オーガー４３は杭材（あるいはドリル）ＰＬに結合されて軸心回りに杭材ＰＬに回転力を作用することができる。回転力の生成にあたってオーガー４３には例えば油圧ポンプから油圧は供給されることができる。オーガー４３は既存のオーガーと同様な構造を有すればよいことから、ここではオーガー４３の詳述は割愛される。

リーダー４１には、例えば、ガイド部材４２に支持されてスプロケットに巻きかけられるチェーン４６が連結されることができる。チェーン４６は油圧ポンプから供給される油圧に応じて決められた軌道に沿って移動することができる。チェーン４６の移動に応じてリーダー４１はガイド部材４２に対して上下方向に相対変位することができる。リーダー４１の変位に応じて上下方向にオーガー４３の位置は調整されることができる。リーダー４１は左右方向中央位置に配置される。

ブーム３９には、油圧シリンダー４４が規定長さに設定されると前後方向に水平に延びる前後方向軸線４７に直交する固定面４８が規定される。このとき、固定面４８は鉛直面を形成する。ガイド部材４２は前後方向軸線４７回りに回転可能に固定面４８に重ねられる。油圧シリンダー４４が規定長さから伸張すると、ブーム３９は前方に倒れていく。固定面４８は前後方向に傾斜する。リーダー４１は地面ＧＬから遠ざかるにつれて旋回体１９から遠ざかる。

ガイド部材４２には、前後方向軸線４７回りでオーガー４３の打ち込み方向を傾斜させる傾斜機構４９が連結される。傾斜機構４９は、ブーム３９およびガイド部材４２に連結される油圧シリンダー５１を備える。油圧シリンダー５１が規定長さに設定されると、図３に示されるように、前後方向軸線４７回りでリーダー４１は鉛直姿勢に設定される。このとき、オーガー４３は鉛直方向に上下に移動することができる。油圧シリンダー５１が規定長さから縮小すると、前後方向軸線４７回りでリーダー４１（４１ａ）は左向きに傾く。リーダー４１ａは正面から見て時計回りに傾斜する。オーガー４３は傾斜するリーダー４１ａに沿って傾斜方向に移動することができる。油圧シリンダー５１が規定長さから伸張すると、前後方向軸線４７回りでリーダー４１（４１ｂ）は右向きに傾く。リーダー４１ｂは正面から見て反時計回りに傾斜する。オーガー４３は傾斜するリーダー４１ｂに沿って傾斜方向に移動することができる。油圧シリンダー５１には油圧ポンプから油圧が供給されることができる。

次に杭打ち機１１の動作を説明する。作業フロント２１に杭材ＰＬはセットされる。図４に示されるように、杭材ＰＬの長さに応じてオーガー４３の高さは調整される。高さの調整にあたってガイド部材４２に対してリーダー４１の上下動は引き起こされる。地面ＧＬに対して杭材ＰＬの傾斜角は調整される。杭打ち機１１の走行方向に対して前後方向の傾斜はブーム３９の起伏で調整されることができる。起伏の調整にあたって油圧シリンダー４４には油圧ポンプから油圧が供給される。杭打ち機１１の走行方向に対して左右方向の傾斜は前後方向軸線４７回りにリーダー４１の回転で調整されることができる。回転の調整にあたって油圧シリンダー５１には油圧ポンプから油圧が供給される。

地面ＧＬの決められた位置に杭材ＰＬは位置決めされる。位置決めにあたって左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂは操作される。このとき、スライド機構１５の働きで走行体１３上では旋回体１９は後方に移動する。旋回体１９の移動に応じて杭材ＰＬの下端は左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂで挟まれる空間に引き込まれる。こうして旋回体１９が後退位置に位置すると、杭材ＰＬは左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂの間で地面ＧＬに突き立てられることができる。杭材ＰＬの位置決めにあたってドーザーブレード３４は非作動位置に維持されればよい。

図５に示されるように、打ち込み力の付与に先立って杭打ち機１１では左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂは並列位置から前開きに駆動される。左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂの駆動にあたって油圧シリンダー３１には油圧ポンプから油圧が供給される。ドーザーブレード３４は作動位置に駆動される。その後、杭材ＰＬにはオーガー４３から打ち込み力が付与される。こうして杭材ＰＬは地中に打ち込まれていく。オーガー４３の動作や地面ＧＬからの反力に応じて杭材ＰＬに左右方向に倒れる力が作用しても、前開きの左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂは地面ＧＬに踏ん張って杭材ＰＬの倒れを支えることができる。

本実施形態では、杭打ち機１１は、前後方向軸線４７回りで、オーガー４３の打ち込み方向を傾斜させる傾斜機構４９を備える。左右方向に傾斜する杭材ＰＬにその長手方向軸線に沿ってオーガー４３から打ち込み力が付与されると、杭材ＰＬには左右方向に倒れる力が生じやすい。この場合でも、前開きの左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂは地面ＧＬに踏ん張って杭材ＰＬの倒れを支えることができる。

本実施形態では、杭材ＰＬの打ち込みにあたってドーザーブレード３４はシャーシ２２から後方に延び地面ＧＬに接触する。旋回体１９が後退位置に向かって後退した際に重心が左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂの後方にずれても、左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂの後方に作用する重量はドーザーブレード３４で支持されることから、後方に杭打ち機１１の倒れは回避されることができる。左クローラー１２ａおよび右クローラー１２ｂの作動に応じて杭打ち機１１が後退すると、ドーザーブレード３４は地面ＧＬを整地することができる。

１１…杭打ち機、１２ａ…左クローラー、１２ｂ…右クローラー、１３…走行体、１７…運転席、１８…動力源、１９…旋回体、２１…作業フロント、２２…シャーシ、３４…ドーザーブレード、４３…オーガー、４７…前後方向軸線、４９…傾斜機構、ＧＬ…地面、ＰＬ…杭材。

Claims (2)

1. 並列位置から前開きに駆動される左クローラーおよび右クローラーを支持するシャーシを有する走行体と、
   前記左クローラーおよび前記右クローラーの後端よりも前方に位置する基準位置、および、部分的に前記左クローラーおよび前記右クローラーの後端よりも後方に位置する後退位置の間で前後方向に変位自在に設置され、運転席および動力源を支持する旋回体と、
   前記旋回体に結合されて、前記旋回体が前記後退位置に位置する際に、前記左クローラーおよび前記右クローラーの間で地面に突き立てられる杭材に、前記動力源から伝達される動力に基づき打ち込み力を付与するオーガーを含む作業フロントと、
   前記シャーシから後方に延び、前記旋回体が前記後退位置に位置する際に地面に接触するドーザーブレードと
   を備えることを特徴とする杭打ち機。
2. 請求項１に記載の杭打ち機において、前後方向軸線回りで、前記オーガーの打ち込み方向を傾斜させる傾斜機構をさらに備えることを特徴とする杭打ち機。

Images