特開 2015-21231 杭打機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-21231(P2015-21231A)

(43)【公開日】2015年2月2日

(54)【発明の名称】杭打機

(51)【国際特許分類】

   E02D 7/16 20060101AFI20150106BHJP

   E21B 15/00 20060101ALI20150106BHJP

【ＦＩ】

   E02D7/16

   E21B15/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-147810(P2013-147810)

(22)【出願日】2013年7月16日

(71)【出願人】

【識別番号】000004617

【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】特許業務法人コスモス特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田 茂光

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 幸洋

【テーマコード（参考）】

2D050

2D129

【Ｆターム（参考）】

2D050EE10

2D050EE14

2D050EE24

2D129AA00

2D129AB16

2D129BA13

2D129CA13

2D129CA24

2D129CA25

2D129CA26

2D129DC01

2D129DC13

2D129DC17

2D129DC62

(57)【要約】

【課題】倒伏したリーダを起こす際に誤操作でのシリンダの破損を防止することが可能な杭打機の提供。
【解決手段】リーダ１３０を起立状態と倒伏状態とに切り替え可能に備え、リーダ１３０は作業装置１４０を備える下部リーダ１３３を折り曲げ可能に有し、下部リーダ１３３の折り曲げには下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂを用い、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂの駆動に油圧回路１５０を有する杭打機１００において、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂが前進端まで伸びて、リーダ１３０に対して下部リーダ１３３を折り曲げた状態で、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂの油圧回路１５０は下部リーダ１３３に一定の力が作用したときに、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂの内部にかかる油圧を所定の範囲に収まるよう調整する油圧調整機構となるリリーフ弁１５６を備える。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

リーダを起立状態と倒伏状態とに切り替え可能に備え、前記リーダは作業装置を備える下部リーダを折り曲げ可能に有し、前記下部リーダの折り曲げにはシリンダを用い、前記シリンダの駆動に油圧回路を有する杭打機において、
前記シリンダが前進端まで伸びて、前記リーダに対して前記下部リーダを折り曲げた状態で、前記シリンダの油圧回路は前記下部リーダに一定の力が作用したときに、前記シリンダ内部にかかる油圧を所定の範囲に収まるよう調整する油圧調整機構を備えること、
を特徴とする杭打機。

【請求項2】

請求項１に記載の杭打機において、
前記油圧調整機構は、前記油圧回路に、前記シリンダの前進側回路にリリーフ弁が接続され、前記シリンダの後退側回路にチェック弁及び油タンクが接続され、
前記リリーフ弁が、前記前進側の油圧が設定圧力以上になった場合に、前記リリーフ弁を開放すること、
を特徴とする杭打機。

【請求項3】

請求項２に記載の杭打機において、
前記リリーフ弁に、前記リリーフ弁が作動した際に、警報が作動する警報手段を備えること、
を特徴とする杭打機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リーダを倒伏状態とし、下部リーダを折り曲げて搬送するタイプの杭打機を、現場にてリーダを起立状態とする場合に、安全にリーダを起立状態にする為の安全装置に関する。

【背景技術】

【0002】

杭打機の大きさは、現場にあわせて必要とされる大きさが異なる。杭打機に用いるリーダは、杭打機が大型である場合には分解して搬送し、小型である場合には折り曲げて搬送するケースが多い。

【0003】

特許文献１では、杭打機のリーダ組換方法についての技術が開示されている。杭打機運用にあたって、長尺仕様と短尺仕様に組換えることが出来る杭打機であり、運送にあたっては、杭打機より上部リーダと中間リーダを取り外し、作業装置（オーガー）を下部リーダに取り付けたままベースマシンに斜めに倒伏させた状態としている。大型の杭打機ではこの様に分割数を多くすることで、可搬性を向上させている杭打機が多い。

【0004】

特許文献２では、杭打機のリーダ支持構造についての技術が開示されている。特許文献３では、杭打機についての技術が開示されている。特許文献２及び特許文献３の何れに公開されている杭打機も、運送時には上部リーダを分解して取り外し、中間リーダをベースマシン側に倒す構成となっており、その際に下部リーダは同じ姿勢を保っている。中間リーダの起立、倒伏はバックステーシリンダーを用いている。搬送時には、ベースマシンにリーダを倒伏した状態で搬送することが可能である。ただし、特許文献３に示すような弾性材や当接部材などを必要とするケースがある。

【0005】

特許文献４では、杭打機及び杭打機のリーダ倒伏方法についての技術が開示されている。この杭打機の場合、上部リーダを中間リーダから取り外さず、折り曲げることで短くし、一方、下部リーダに関しても中間リーダから折り曲げて短くすることで、搬送状態としている。

【0006】

このように、杭打機は大きさや用途によって様々な形があるが、一般的には大型のタイプはリーダを分解して運び、中型のタイプはリーダを折り畳んで運び、小型のタイプはリーダを倒伏して運ぶケースが多い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１０−４７９９５号公報

【特許文献2】特開２００７−２３６４０号公報

【特許文献3】特開２００５−２８２０６２号公報

【特許文献4】特開２００３−４１５８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかし、現場によっては大型のタイプが使いたいけれども、杭打機のベースマシンの大きさや小回り性能などの要求から、中型よりちょっと大きめの杭打機を必要とするケースがあり、場所の限られるビル建設現場などでは、そうしたタイプが重宝される。この場合、上部リーダは取り外し、下部リーダは折り曲げて搬送するのが望ましいが、特許文献４にはどのような方法で中間リーダから下部リーダを折り曲げているかは記載が無く、特許文献２及び特許文献３の方式では、バックステーシリンダーを縮めることで下部リーダから中間リーダを折り曲げる構成となっている。

【0009】

しかし、特許文献２又は特許文献３に記載の方式の場合、バックステーシリンダーの操作を誤って、バックステーシリンダーを伸ばしすぎると、中間リーダと下部リーダとの間で干渉し、搬送用リンク又はリーダを破損する虞がある。この為、特許文献３ではそれを防止するために緩衝材として機能する弾性部材が設けられている。が、この様な部品を取り付けるコストや、消耗品であるため定期的に交換が必要となるため、コスト増大を招く虞がある。また、杭打機の運用時には中間リーダと下部リーダとの連結をボルトなどで行う事が好ましいが、ベースマシンに近い側は手が入りにくく作業性が悪い等の問題がある。

【0010】

この為、出願人は後述する図３及び図４に示すように、上部リーダを取り付けた中間リーダをバックステーシリンダーによって倒伏状態から斜めに傾けた状態とし、一方の中間リーダから折り曲げられた下部リーダも伸ばす方法を提案している。この様に、ベースマシンに対して所定の角度でリーダを保持する事で、下部リーダと中間リーダとの連結作業性を向上させることが可能となる。が、一方で、下部リーダが中間リーダから折れ曲がった状態でバックステーシリンダーを伸ばして中間リーダを倒伏状態から起こすと、その途中で下部リーダがベースマシンや地面に干渉してしまうという問題もある。

【0011】

このような問題は、中間リーダを起こしつつ下部リーダも伸ばす、といった作業をオペレータに要求する為に起こりうる。そして、この様な誤操作により、場合によっては地面やベースマシンに下部リーダが干渉した影響で、中間リーダから下部リーダを伸ばす為に設けられたシリンダの内圧が上昇、或いは降下し、シリンダチューブやシール材などを破損する虞がある。

【0012】

そこで、本発明はこのような課題を解決するために、倒伏したリーダを起こす際に誤操作でのシリンダの破損を防止することが可能な杭打機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

前記目的を達成するために、本発明の一態様による杭打機は、以下のような特徴を有する。

【0014】

（１）リーダを起立状態と倒伏状態とに切り替え可能に備え、前記リーダは作業装置を備える下部リーダを折り曲げ可能に有し、前記下部リーダの折り曲げにはシリンダを用い、前記シリンダの駆動に油圧回路を有する杭打機において、前記シリンダが前進端まで伸びて、前記リーダに対して前記下部リーダを折り曲げた状態で、前記シリンダの油圧回路は前記下部リーダに一定の力が作用したときに、前記シリンダ内部にかかる油圧を所定の範囲に収まるよう調整する油圧調整機構を備えること、を特徴とする。

【0015】

上記（１）に記載の態様により、下部リーダに取り付けられる作業装置（オーガー）を破損、或いはシリンダの破損を防ぐことが可能となる。これは、課題に示した通り、杭打機を搬送する際にリーダを倒伏状態とし、下部リーダを折り曲げた状態とし、作業現場にて杭打機のリーダを起立状態にする際に、下部リーダを曲げた状態でリーダを起こしてしまい、下部リーダに取り付けられる作業装置（オーガー）を破損、或いはシリンダを破損するような問題が生じる。

【0016】

これは、下部リーダがシリンダ前進端にて中間リーダに対して折り曲げられる位置に在る為で、下部リーダに外力が作用することでシリンダ内圧が上昇してしまう結果となり、作業装置、シリンダ、油圧系統、下部リーダと中間リーダとを回動可能に支持するヒンジ部分等のうち最も弱い部分から破損する虞がある。これを回避するために、下部リーダに一定の力が作用した際に、シリンダ内部に係る油圧を所定の範囲に収まるよう調整する油圧調整機構を備えている。この結果、下部リーダ、シリンダ、又は作業装置等の破損を防ぐことが可能となる。

【0017】

（２）（１）に記載の杭打機において、前記油圧調整機構は、前記油圧回路に、前記シリンダの前進側回路にリリーフ弁が接続され、前記シリンダの後退側回路にチェック弁及び油タンクが接続され、前記リリーフ弁が、前記前進側の油圧が設定圧力以上になった場合に、前記リリーフ弁を開放すること、が好ましい。

【0018】

上記（２）に記載の態様により、前進側回路にリリーフ弁を設けておくことで、前進端にあるシリンダに外圧が付与されてシリンダ内の前進側回路内の油圧が高まったときに、所定の圧力以上になったことを条件として油圧を下げることが可能となる。一方、後退側回路にチェック弁が設けられていることで、後退側回路が損傷して油が漏れた場合にも、シリンダ内圧を維持してシリンダが動かない様にする、即ち下部リーダが動くことを止めることができる。また、後退側回路に油タンクを設けておくことで、シリンダ内圧が変化したときに油タンクより油を供給することができ、シリンダなどの破損を防ぐことが可能である。

【0019】

（３）（２）に記載の杭打機において、前記リリーフ弁に、前記リリーフ弁が作動した際に、警報が作動する警報手段を備えること、が好ましい。

【0020】

上記（３）に記載の態様により、リリーフ弁が作動することで警報手段が下部リーダに負荷がかかっていることを警報が作動することで、オペレータに知らせることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本実施形態の、杭打機の側面図である。

【図2】本実施形態の、作業装置と上部リーダとを外した状態の杭打機の側面図である。

【図3】本実施形態の、リーダを起こしている杭打機の側面図である。

【図4】本実施形態の、リーダを起こし、下部リーダを伸ばした杭打機の側面図である。

【図5】本実施形態の、下部リーダの動きを表す側面図である。

【図6】本実施形態の、下部リーダ屈伸シリンダに繋がる油圧回路図である。

【図7】本実施形態の、下部リーダを曲げたままリーダを起こした杭打機の様子を示す側面図である。

【図8】本実施形態の、図７の下部リーダ付近の拡大図である。

【図9】比較のために用意した、油圧回路示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

まず、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

【0023】

図１に、本実施形態の杭打機１００の側面図を示す。図２に、作業装置１４０と上部リーダ１３１とを外した状態の杭打機１００の側面図を示す。杭打機１００は、下部走行体１１０の上部に作業機部１２０が備えられ、作業機部１２０に備えられたリーダ１３０を立設し、作業装置１４０によって掘削作業を行うことができる機械である。

【0024】

作業機部１２０にはアウトリガー１２１が備えられ、作業時にはアウトリガー１２１を広げて転倒防止する事ができる。リーダ１３０は、上部リーダ１３１、中間リーダ１３２、及び下部リーダ１３３よりなり、中間リーダ１３２が作業機部１２０に取り付けられている。杭打機１００を搬送する場合には図２に示すような状態で、中間リーダ１３２より上部リーダ１３１を取り外し、下部リーダ１３３を折り曲げた状態で行う。この際に下部リーダ１３３に取り付けられている作業装置１４０は取り外した状態となっている。

【0025】

図３に、リーダ１３０を起こしている杭打機１００の側面図を示す。図４に、リーダ１３０を起こし、下部リーダ１３３を伸ばした杭打機１００の側面図を示す。中間リーダ１３２には上部リーダ１３１が接続されており、作業機部１２０に設けられた第１リーダ起立シリンダ１２２は中間リーダ１３２の背面にリンクを介して接続されており、第１リーダ起立シリンダ１２２を伸ばすことで、中間リーダ１３２の下部に設けられるリーダ支点１３５を中心に、図３に示される様にリーダ１３０を起こすことができる。

【0026】

第１リーダ起立シリンダ１２２を伸ばしきった状態が図４に示されており、ここから更にリーダ１３０の姿勢を起こすには、第１リーダ起立シリンダ１２２とは別に設けられる第２リーダ起立シリンダ１２３を用いる必要がある。第２リーダ起立シリンダ１２３は作業機部１２０に２本設けられており、これを伸ばすことでリーダ１３０を地面に対して垂直に保持する事が可能となる。

【0027】

一方、下部リーダ１３３は中間リーダ１３２に対して直角に折れ曲がる構造となっている。図５に、下部リーダ１３３の動きを表す側面図を示す。下部リーダ１３３には下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂが備えられ、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂが伸縮することで下部リーダ支点１３３ａを中心に下部リーダ１３３が中間リーダ１３２に対して折れ曲がる。下部リーダ支点１３３ａの前進端にいるときには、下部リーダ１３３は中間リーダ１３２に対して９０度に折れ曲がり、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂの後退端にいるときは、下部リーダ１３３は中間リーダ１３２に対して真っ直ぐな位置に配置される。この状態で、ボルトなどを用いて中間リーダ１３２に下部リーダ１３３を固定し、作業装置１４０を昇降しての掘削作業を行う。

【0028】

図６に、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂに繋がる油圧回路図を示す。下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂにはロッド側ポート１３３Ａとボトム側ポート１３３Ｂとが備えられ油圧回路１５０に接続されている。ロッド側ポート１３３Ａ側には、流量調整弁１５１と、シングルオペレートチェック弁１５２とが接続され、方向切替弁１５５の第１ポート１５５Ａに接続されている。なお、第１ポート１５５Ａから分岐された配管には油タンク１５４とチェックバルブ１５３が備えられている。一方、方向切替弁１５５に設けられた第２ポート１５５Ｂに接続されるのは、シングルオペレートチェック弁１５２とボトム側ポート１３３Ｂとの間に配置される流量調整弁１５１と、リリーフ弁１５６である。リリーフ弁１５６の先には、油タンク１５４が接続されている。

【0029】

方向切替弁１５５のＰポートには図示しない油圧ポンプが接続され、Ｔポートには図示しない油タンクが接続されている。方向切替弁１５５は３ポジションのセンタクローズタイプなので、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂを前進端側に移動させたいときには、Ｐポートを第２ポート１５５Ｂに接続して下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂのボトム側ポート１３３Ｂに油を供給する。一方、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂを後退端側に移動させたいときには、Ｐポートを第１ポート１５５Ａ側に接続して下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂのロッド側ポート１３３Ａに油を供給する。こうすることで、下部リーダ１３３を曲げ伸ばしすることが可能となる。

【0030】

杭打機１００は上記構成であり、以下のような手順で作業準備を行う。まずは、図２の状態で杭打機１００は図示しないトレーラなどを用いて搬送され、作業現場に到着次第、下部リーダ１３３に作業装置１４０を取り付け、中間リーダ１３２に上部リーダ１３１をボルトで固定する。この作業は、必要に応じてアウトリガー１２１を用いることが好ましい。

【0031】

その後、図３に示すように作業機部１２０に備えられる第１リーダ起立シリンダ１２２を伸ばすと同時に、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂを縮めることで曲がった状態の下部リーダ１３３を伸ばしていく。図４の状態まで、即ち第１リーダ起立シリンダ１２２を伸ばし、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂを後退端まで移動させて下部リーダ１３３を伸ばした状態で、下部リーダ１３３と中間リーダ１３２とをボルト止めする。このように、第１リーダ起立シリンダ１２２の操作と下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂの操作とを交互に行って、リーダ１３０を起していく、この後、第２リーダ起立シリンダ１２３を伸ばしてリーダ１３０を直立状態とする。こうして杭打機１００による地面５０の掘削作業が可能な状態となる。

【0032】

本実施形態は上記構成であるので、以下に説明する作用及び効果を奏する。

【0033】

まず、倒伏したリーダ１３０を起こす際に誤操作で下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂの破損を防止することが可能となる点が効果として挙げられる。これは、本実施形態の杭打機１００が、リーダ１３０を起立状態と倒伏状態とに切り替え可能に備え、リーダ１３０は作業装置１４０を備える下部リーダ１３３を折り曲げ可能に有し、下部リーダ１３３の折り曲げには下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂを用い、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂの駆動に油圧回路１５０を有する杭打機１００において、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂが前進端まで伸びて、リーダ１３０に対して下部リーダ１３３を折り曲げた状態で、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂの油圧回路１５０は下部リーダ１３３に一定の力が作用したときに、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂの内部にかかる油圧を所定の範囲に収まるよう調整する油圧調整機構となるリリーフ弁１５６を備える構成となっている為である。

【0034】

図７に、下部リーダ１３３を曲げたままリーダ１３０を起こした杭打機１００の様子を側面図に示す。図８に、図７の下部リーダ１３３付近の拡大図を示す。図７及び図８に示される杭打機１００は、下部リーダ１３３を曲げた状態で、リーダ１３０を第１リーダ起立シリンダ１２２によって起こしている状態である。通常は、前述した通り下部リーダ１３３を伸ばしながらリーダ１３０を起こす必要があるが、このケースでは、作業装置１４０が下部リーダ１３３に取り付けられた状態で、下部リーダ１３３は中間リーダ１３２に対して曲げられたまま第１リーダ起立シリンダ１２２によって起こされている。

【0035】

この結果、図８に示すように、作業装置１４０が地面５０に干渉したり、下部リーダ１３３が作業機部１２０又はアウトリガー１２１等に干渉したりするなどの問題が生じる。
この際に、下部リーダ１３３に備える下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂが縮まろうとする力が発生する。この結果、図６に示すように下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂに接続される油圧回路１５０のボトム側ポート１３３Ｂ側の内圧が上昇する。しかし、ボトム側ポート１３３Ｂから第２ポート１５５Ｂまでのラインにはリリーフ弁１５６が設けられており、内圧が所定の圧力以上になった所で、リリーフ弁１５６が作動して油タンク１５４に油が放出される。この結果、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂや油圧回路の損傷を防ぐことが可能となる。

【0036】

図９に、比較のために用意した油圧回路１６０を回路図に示す。従来は、油圧回路１６０のように、方向切替弁１５５と下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂの間には、ダブルオペレート弁１５８が設けられていた。これは、第２ポート１５５Ｂからダブルオペレート弁１５８までが、チューブ１５９によって接続されており、この部分が損傷した場合に、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂの位置が変動しないように配慮されているためである。

【0037】

しかしながら、図７及び図８のような状況が発生すると、図９で示す油圧回路１６０の一部である、ダブルオペレート弁１５８と第１ポート１５５Ａとの間の内圧は低下し、一方のダブルオペレート弁１５８と第２ポート１５５Ｂの間の内圧は上昇してしまう。この結果、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂやダブルオペレート弁１５８等の油圧機器にダメージが生じる虞があり、最悪の場合破損してしまう。

【0038】

この様な事態を防ぐために、本実施形態では油圧回路１５０に設けられるリリーフ弁１５６等、所定の圧力が発生した場合には油圧を下げる働きをする油圧調整機構を備えることで、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂや第２チューブ１５９ｂ等の破損を防ぐことが可能となる。作業中にこの様な油圧回路の破損が生じてしまうと、仕事が続けられなくなるため、油圧調整機構を備えることでこの様な事態を回避することが可能である。

【0039】

また、油圧調整機構としてリリーフ弁１５６の他に、シングルオペレートチェック弁１５２や油タンク１５４等を設けている。この為、シングルオペレートチェック弁１５２の働きによって下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂのロッド側の油圧は抜けることなく、下部リーダ１３３が非意図的に曲がる方向に動くことを防ぐことができる。また、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂのボトム側の油圧が上昇した際に、リリーフ弁１５６が開放される一方で、下部リーダ屈伸シリンダ１３３ｂのロッド側の油圧が低下するのを、油タンク１５４から油を供給することで防いでいる。いずれの構成も、油圧回路１５０の保護に貢献することができる。

【0040】

また、リリーフ弁１５６が作動することを検出する図示しないセンサを設け、センサがリリーフ弁１５６の作動を確認して、警報手段、例えば杭打機１００のオペレータの操作する操作パネルに異常を報告したり、ブザーが鳴るような警報装置を備えたりすることで、いち早くオペレータに異常を知らせ、操作を止めて確認を促すことができる。この結果、間違った手順での操作を行ったとしても杭打機１００の破損を最小限に抑えることが可能となる。

【0041】

以上、本実施形態に則して発明を説明したが、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより実施することもできる。例えば、油圧回路１５０はこれと同等の機能を果たす回路であれば、他の構成を採用することを妨げない。又、杭打機１００についても、上部リーダ１３１を中間リーダ１３２に対して折り曲げる方式など、異なる構成の杭打機１００に本発明を採用することを妨げない。

【符号の説明】

【0042】

１００ 杭打機
１１０ 下部走行体
１２０ 作業機部
１２１ アウトリガー
１２２ 第１リーダ起立シリンダ
１２３ 第２リーダ起立シリンダ
１３０ リーダ
１３１ 上部リーダ
１３２ 中間リーダ
１３３ 下部リーダ
１３３ａ 下部リーダ支点
１３３ｂ 下部リーダ屈伸シリンダ
１３５ リーダ支点
１４０ 作業装置
１５０ 油圧回路
１５１ 流量調整弁
１５２ シングルオペレートチェック弁
１５３ チェックバルブ
１５４ 油タンク
１５５ 方向切替弁
１５６ リリーフ弁
１５８ ダブルオペレート弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】