特許 7469963 杭打機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-09

(45)【発行日】2024-04-17

(54)【発明の名称】杭打機

(51)【国際特許分類】

   E02D 13/00 20060101AFI20240410BHJP

【ＦＩ】

E02D13/00 Z

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2020095370

(22)【出願日】2020-06-01

(65)【公開番号】P2021188387

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-04-18

(73)【特許権者】

【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】100128358

【弁理士】

【氏名又は名称】木戸 良彦

(74)【代理人】

【識別番号】100086210

【弁理士】

【氏名又は名称】木戸 一彦

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 一磨

【審査官】石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】実開平０６－００４１４３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１８－１８８９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０３１９７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０５７７４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２２７２３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ７／００－１３／１０

Ｅ０２Ｆ ９／２０－ ９／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベースマシンに対して前後左右方向に揺動自在に軸支されたリーダを、伸縮可能なステーシリンダを備えた左右一対のバックステーによって起立させ、前記ステーシリンダの伸縮動作によって前記リーダを前後左右方向に傾き調整することが可能な杭打機において、
前記リーダにおける起立状態からの左右方向の傾きがあらかじめ設定した閾値を超えたときに警報信号を発する検出手段を備え、
左右一対のステーシリンダに対して作動油を給排する油圧回路には、前記警報信号を受けて前記リーダの左右方向の傾きが増す方向の作動油の流れを禁止するとともに、前記リーダの左右方向の傾きが減る方向の作動油の流れを許容する油流制御手段が設けられ、
前記油流制御手段は、左右傾斜用の油流方向規制切換バルブを選択的に駆動させ、
前記油流方向規制切換バルブはチェックバルブを備えている
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、杭打機に関し、詳しくは、ベースマシンの前部に立設したリーダを支持する左右一対のバックステーを備えた三点支持式の杭打機に関する。

【背景技術】

【0002】

三点支持式の杭打機は、ベースマシンの前部に立設したリーダを左右一対のバックステーで後方から支持し、該バックステーに備わるステーシリンダの伸縮動作によってリーダの前後左右方向の傾斜が調整される。ステーシリンダは、バックステーの組立性が考慮されており、リーダの傾斜調整（垂直出し）に必要な分を超える長いストロークを有している。このため、オペレータの誤操作や油圧系統の不具合などに起因してステーシリンダが伸び（縮み）続けると、リーダが左右方向に大きく振れて可動部が破損し、最悪の場合、転倒に至るおそれもある。このようなことから、三点支持式の杭打機には、リーダの傾斜が許容角度を超えたときに警報を発する安全装置が備わっている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－３１９７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

リーダの傾斜調整は、通常、運転席に設けた左右２本の操作レバーを、それぞれ中立位置から前後いずれか一方に傾動操作することによって行われる。つまり、オペレータが両操作レバーを単独あるいは複合操作すると、ステーシリンダの伸縮動作を受けたバックステーがリーダを押し引きして、リーダが地面に対して垂直に調整される。しかしながら、特許文献１に記載された安全装置では、リーダが傾いて警報（音や光）が発せられた状況下において、オペレータがこのようなレバー操作を適切に行うことは容易でない。また、警報とともに、ステーシリンダの伸縮動作を停止させる自動停止装置を取り付けることも考えられるが、停止した制御機能をその場で復帰させることは、その操作に慎重を期さなければならず、安全装置としては十分なものではなかった。

【0005】

そこで本発明は、リーダの傾きを監視しつつ、警報作動時には自動停止した状態から安全な復帰を図ることが可能な杭打機を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の杭打機は、ベースマシンに対して前後左右方向に揺動自在に軸支されたリーダを、伸縮可能なステーシリンダを備えた左右一対のバックステーによって起立させ、前記ステーシリンダの伸縮動作によって前記リーダを前後左右方向に傾き調整することが可能な杭打機において、前記リーダにおける起立状態からの左右方向の傾きがあらかじめ設定した閾値を超えたときに警報信号を発する検出手段を備え、左右一対のステーシリンダに対して作動油を給排する油圧回路には、前記警報信号を受けて前記リーダの左右方向の傾きが増す方向の作動油の流れを禁止するとともに、前記リーダの左右方向の傾きが減る方向の作動油の流れを許容する油流制御手段が設けられ、前記油流制御手段は、左右傾斜用の油流方向規制切換バルブを選択的に駆動させ、前記油流方向規制切換バルブはチェックバルブを備えていることを特徴としている。

【発明の効果】

【0007】

本発明の杭打機によれば、リーダの左右傾斜に対応して設定された閾値を超えたときに警報信号を発する検出手段を備え、左右一対のステーシリンダと接続した油圧回路に、警報信号を受けてリーダの左右方向の傾きが増す方向の作動油の流れを禁止するとともに、その逆方向の流れであるリーダの左右方向の傾きが減る方向の流れを許容する油流制御手段を設けているので、リーダが左右方向に傾いて自動停止すると、リーダの傾きを戻す方向にしかレバー操作ができないように油圧制御することが可能となり、リーダが傾いた状態から容易かつ安全に復帰することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一形態例を示す杭打機の側面図である。

【図2】同じく平面図である。

【図3】同じく正面図である。

【図4】同じく要部側面図である。

【図5】図４のＶ－Ｖ断面図である。

【図6】リーダ傾斜リミットスイッチの動作説明図である。

【図7】リーダ傾斜リミットスイッチの接点が開いた非通電状態の電気回路図である。

【図8】同じく油圧回路図である。

【図9】リーダ傾斜リミットスイッチの接点が閉じた通電状態の電気回路図である。

【図10】同じく油圧回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１乃至図１０は、本発明の杭打機の一形態例を示すものである。この杭打機１１のベースマシン１２は、図１乃至図３に示すように、クローラを備えた下部走行体１３の上部に、旋回ベアリングを介して上部旋回体１４を旋回可能に設けるとともに、該上部旋回体１４の前部には、リーダ１５及びフロントジャッキ１６，１６が取り付けられるリーダブラケット１７が設けられ、上部旋回体１４の後端部には、リアジャッキ１８，１８が取り付けられるアウトリガボックス１９と、該アウトリガボックス１９上に搭載されるカウンタウエイト２０とが設けられている。さらに、上部旋回体１４には、機体フレーム上に運転室２１と、油圧ポンプなどを搭載する動力部２２とが設けられ、上部旋回体１４の後部上方には、起伏可能なガントリ２３が設けられている。

【0010】

リーダ１５は、リーダブラケット１７に対して前後左右方向に揺動可能に軸支されるリーダ基部材１５ａの上部に、複数のリーダ部材１５ｂを連結したもので、中間部にはホルダ２４が設けられ、このホルダ２４の後部にリアジャッキ１８のアーム先端部上面に立設される左右一対のバックステー２５，２６の先端が連結されている。バックステー２５，２６は、それぞれの下端側にステーシリンダ（油圧シリンダ）２７，２８を備えており、リーダ１５を後方から支持した状態で、ステーシリンダ２７，２８の伸縮動作によってリーダ１５を前後方向あるいは左右方向（車幅方向）に傾き調整することが可能になっている。傾きが調整されたリーダ１５は、起立状態となって、その鉛直性が確保される。

【0011】

リーダブラケット１７は、図４及び図５に示すように、前端部にリーダ基部材１５ａを保持する左右一対のリーダ保持部１７ａ，１７ａを有し、支持ピン２９によってリーダ保持部１７ａ，１７ａとリーダ基部材１５ａのピン孔ブロック１５ｃ，１５ｃとを貫通した状態で、アダプタ３０，３０による支持ピン２９の抜け止めが図られている。また、前記ピン孔ブロック１５ｃのピン孔１５ｄは、リーダ基部材１５ａの軸方向（上下方向）に延びた長孔状に形成されている。これにより、リーダ１５は、支持ピン２９を中心に前後方向に揺動自在に設けられ、さらには、支持ピン２９とピン孔１５ｄとの間に設けられた上下方向の隙間によって、そのガタ分だけ左右方向への傾きが許容されている。この許容傾き角度θは、例えば、垂直線Ｌから左右方向にそれぞれ２度ほどであり、傾き角度の機構的な限界を表している。

【0012】

リーダ１５の傾き調整は、運転席に設けた左右２本の操作レバーを、それぞれ中立位置から前後いずれか一方に傾動操作することによって行われる。オペレータが両操作レバーを単独あるいは複合操作すると、ステーシリンダ２７，２８の伸縮動作を受けたバックステー２５，２６がリーダ１５を押し引きして起立状態に、つまりリーダ１５が地面に対して垂直に調整される。

【0013】

具体的には、リーダ１５が垂直線Ｌに対して前後方向に傾いている場合、左右両方のステーシリンダ２７，２８を同時に同じストロークだけ伸縮させる。これにより、リーダ１５は、下端のリーダ基部材１５ａを軸支した支持ピン２９を支点に揺動し、前後方向の傾きが調整される。一方、リーダ１５が垂直線Ｌに対して左右方向に傾いている場合、左右のステーシリンダ２７，２８を所定量のストロークだけそれぞれ伸縮させる。より具体的には、リーダ１５が左方向（図５の右側）に傾いている場合、左ステーシリンダ２７の伸長動作、又は、右ステーシリンダ２８の収縮動作のいずれか一方あるいは両方を実行させる。これと反対に、リーダ１５が右方向（図５の左側）に傾いている場合、左ステーシリンダ２７の収縮動作、又は、右ステーシリンダ２８の伸長動作のいずれか一方あるいは両方を実行させる。

【0014】

ここで、左右ステーシリンダ２７，２８のストローク差が大きくなってリーダ１５の左右傾斜が許容傾き角度θに達した場合、その状態で、なおもステーシリンダ２７，２８が伸び（縮み）続けようとすると、リーダ軸支部分に無理な荷重が加わって破損につながるおそれがある。そのため、杭打機１１には、リーダ１５の傾きを監視しつつ、警報作動時には自動停止した状態から安全な復帰を図ることが可能な安全装置が備わっている。

【0015】

前記安全装置は、リーダ１５における起立状態からの左右方向の傾きがあらかじめ設定した閾値（設定傾き角度）を超えたときに警報信号を発する検出手段と、左右一対のステーシリンダ２７，２８に対して作動油を給排する油圧回路に設けられ、前記警報信号を受けてリーダ１５の左右方向の傾きが増す方向（危険側）の作動油の流れを禁止するとともに、リーダ１５の左右方向の傾きが減る方向（安全側）の作動油の流れを許容する油流制御手段とを備えている。

【0016】

前記検出手段は、左右一対のリーダ傾斜リミットスイッチ３１，３２からなり、リーダ基部材１５ａの左右両側部に取付ブラケット３３，３３を介してそれぞれ設けられている。また、リーダブラケット１７の上面には、各リーダ傾斜リミットスイッチ３１，３２に対応した位置に左右一対のドッグプレート３４，３４が設けられており、リミットスイッチを作動させるアーム３１ａ，３２ａがドッグプレート３４，３４の板面に当接可能になっている。

【0017】

前記アーム３１ａ，３２ａは、ドッグプレート３４に当接する前の初期位置でリーダ１５の左右傾斜に対応した設定角度に調整され、図６（Ａ）に示すように、リーダ１５の起立状態においてドッグプレート３４の板面との間に一定の隙間Ｓを有している。ここで、リーダ１５が起立状態から左方向（図６の右側）に傾斜し始め、図６（Ｂ）に示すように、例えば、閾値として設定した１．５度を超えて傾いたときに、ドッグプレート３４に当接したアーム３１ａが初期位置から所定角度回動して作動位置に至る。

【0018】

ここで、リーダ傾斜リミットスイッチ３１，３２が設けられた電気回路は、図７に示すように、電源に接続されるヒューズ３５から２本の配線３６，３７を分岐し、配線３６側にはリーダ１５の左方向の傾きを検出する左傾斜リミットスイッチ３１を介して、油流制御手段である左傾斜用油流方向規制切換バルブ（電磁弁）３８のソレノイド（駆動回路）３８ａ，３８ａが２つで対となって並列に接続されている。一方、配線３７側にはリーダ１５の右方向の傾きを検出する右傾斜リミットスイッチ３２を介して、油流制御手段である右傾斜用油流方向規制切換バルブ（電磁弁）３９のソレノイド（駆動回路）３９ａ，３９ａが２つで対となって並列に接続されている。

【0019】

各傾斜リミットスイッチ３１，３２は、常時開（ノーマルオープン）のリミットスイッチであって、リーダ１５の起立状態では接点がそれぞれ開いた状態を維持し、リーダ１５の左右方向の傾きが前記閾値を超えた作動時に接点が閉じて通電される。この通電によって発する警報信号は、各油流方向規制切換バルブ３８，３９の駆動信号となる。また、電気回路には、図示は省略するが、前記警報信号を受けて鳴動するブザーやＬＥＤなどの点灯部材からなる警告灯が組み込まれている。

【0020】

前記油流制御手段は、左右傾斜用の油流方向規制切換バルブ３８，３９を構成する４つの電磁式２位置切換バルブのうち、リーダ１５の傾き方向に対応する２つをセットで選択的に駆動させるもので、図８の油圧回路に示すように、左右ステーシリンダ操作バルブ（手動操作弁）４０，４１と左右ステーシリンダ２７，２８との間の４本の配管４２，４３，４４，４５にそれぞれ介在し、スプールが中立位置（図８）にある非励磁状態で油路が双方向に連通され、各配管４２，４３，４４，４５における左右ステーシリンダ２７，２８への行きと戻り油の流れを許容している。

【0021】

この連通状態で、例えば、左操作レバー４０ａを前傾操作すると、左ステーシリンダ操作バルブ４０のスプールが中立位置（図８）から右動した切換位置に切り換わり、エンジンの駆動によって回転された油圧ポンプの吐出油が配管４２を通じて左ステーシリンダ２７のボトム側に供給され、左ステーシリンダ２７が伸長する。このとき、左ステーシリンダ２７のロッド側からの排油は、配管４３を通じてタンクへ戻される。

【0022】

この逆の操作として、左操作レバー４０ａを後傾操作すると、左ステーシリンダ操作バルブ４０のスプールが中立位置から左動した切換位置に切り換わり、油圧ポンプの吐出油が配管４３を通じて左ステーシリンダ２７のロッド側に供給され、左ステーシリンダ２７が収縮する。このとき、左ステーシリンダ２７のボトム側からの排油は、配管４２を通じてタンクへ戻される。右操作レバー４１ａについても同様であり、レバー操作すると油圧ポンプの吐出油が右ステーシリンダ２８のボトム側又はロッド側に供給され、これにより、右ステーシリンダ２８を伸縮させることが可能である。

【0023】

また、リーダ１５が左右方向に前記閾値を超えて傾くと、この傾き方向に対応したソレノイド３８ａ，３９ａが通電して励磁される。例えば、リーダ１５が左傾斜した状態において、左傾斜リミットスイッチ３１は、図９に示すように、アーム３１ａが所定角度回動した作動位置に至ってＯＮとなり、警報信号を発する。これにより、左傾斜用油流方向規制切換バルブ３８が２つとも励磁され、図１０に示すように、２つの左傾斜用油流方向規制切換バルブ３８，３８だけスプールが中立位置からそれぞれ右動し、チェックバルブ（逆止弁）の閉塞作用によって左ステーシリンダ２７のロッド側に向かう作動油の流れと、右ステーシリンダ２８のボトム側に向かう作動油の流れとをそれぞれ禁止する給油規制位置に切り換えられる。

【0024】

一方、前記給油規制位置では、タンクに戻る逆向きの流れによってチェックバルブが開弁し、左ステーシリンダ２７のロッド側からの作動油の流れと、右ステーシリンダ２８のボトム側からの作動油の流れとがそれぞれ許容される。ここで、他の２つの右傾斜用油流方向規制切換バルブ３９，３９は、それぞれ非励磁状態のままであり、スプールが中立位置で油路の連通状態を保っている。これにより、リーダ１５の左方向の傾きが増す方向の作動油の流れ、すなわち、左ステーシリンダ２７の収縮動作及び右ステーシリンダ２８の伸長動作はそれぞれ禁止されるが、リーダ１５の左方向の傾きが減る方向の作動油の流れ、すなわち、左ステーシリンダ２７の伸長動作及び右ステーシリンダ２８の収縮動作はそれぞれ許容される。

【0025】

左右ステーシリンダ操作バルブ４０，４１は、左右操作レバー４０ａ，４１ａの操作量、つまりスプールの切り換え量に比例した一定の流量が確保され、操作中にレバー４０ａ，４１ａから手を放すとバルブ４０，４１内部のスプリングが作用して中立位置に復帰する。この中立位置では、油圧ポンプの吐出油はタンク側へ逃がされ、配管４２，４３，４４，４５の内圧が保持された状態となる。これにより、ステーシリンダ２７，２８内の圧油は、付設のパイロットチェックバルブ２７ａ，２８ａによって封止され、ステーシリンダ２７，２８の伸縮動作が停止（油圧ロック）される。

【0026】

このように形成された杭打機１１を使用してリーダ１５の傾斜調整を行う際に、リーダ１５が起立状態から、例えば、閾値として設定した１．５度を超えて左方向に傾くと、左傾斜リミットスイッチ３１は、アーム３１ａが所定角度回動した作動位置に至ってＯＮとなり、警報信号を発する。これにより、ブザーや警告灯によってリーダ１５の左傾斜状態が報知されるとともに、左傾斜用油流方向規制切換バルブ３８が２つとも励磁され、スプールが中立位置から給油規制位置に切り換えられる。

【0027】

こうして、リーダ１５の揺動が自動停止されるとともに、この状態からリーダ１５の傾きが増す左傾斜方向（危険側）のレバー操作だけが無効化され、一方で、リーダ１５の傾きが減る復帰方向（安全側）のレバー操作だけが許容される。ここで、復帰方向にレバー操作すると、左傾斜リミットスイッチ３１のアーム３１ａが初期位置へと回動してＯＦＦとなり、左傾斜用油流方向規制切換バルブ３８が２つとも消磁される。その結果、４つの油流方向規制切換バルブ３８，３９の油路が全て双方向に連通されてリーダ１５を任意の方向に揺動させることが可能となる。

【0028】

このように、本発明の杭打機１１によれば、リーダ１５の左右傾斜に対応して設定された閾値を超えたときに警報信号を発する検出手段を備え、左右一対のステーシリンダ２７，２８と接続した油圧回路に、警報信号を受けてリーダ１５の左右方向の傾きが増す方向の作動油の流れを禁止するとともに、その逆方向の流れであるリーダ１５の左右方向の傾きが減る方向の流れを許容する油流制御手段を設けているので、リーダ１５が左右方向に傾いて自動停止すると、リーダ１５の傾きを戻す方向のレバー操作のみが有効となるように油圧制御することが可能となり、リーダ１５が傾いた状態から容易かつ安全に復帰することができる。

【0029】

なお、本発明は、前記形態例に限定されるものではなく、検出手段には、従来から杭打機に備わっているリーダ傾斜角センサや、特許文献１に記載されたステーストロークセンサなどといった既存の検出器が流用でき、リーダの左右傾斜が閾値を超えたときに、これらが発する警報信号を受けて安全装置を作動させることができる。また、油流制御手段は、実施例では４つの電磁式２位置切換バルブで構成したが、同様の作用効果を奏するものであれば、その回路構成は適宜に変更することができる。さらに、ステーシリンダ操作バルブは、スプールの動きが微調整可能な油圧制御バルブであればよく、直接手動操作されるマニュアル操作バルブ以外にも、コントローラからの電気制御信号によって作動制御がなされる電磁比例制御バルブを採用してもよい。

【符号の説明】

【0030】

１１…杭打機、１２…ベースマシン、１３…下部走行体、１４…上部旋回体、１５…リーダ、１５ａ…リーダ基部材、１５ｂ…リーダ部材、１５ｃ…ピン孔ブロック、１５ｄ…ピン孔、１６…フロントジャッキ、１７…リーダブラケット、１７ａ…リーダ保持部、１８…リアジャッキ、１９…アウトリガボックス、２０…カウンタウエイト、２１…運転室、２２…動力部、２３…ガントリ、２４…ホルダ、２５，２６…バックステー、２７，２８…ステーシリンダ、２７ａ，２８ａ…パイロットチェックバルブ、２９…支持ピン、３０…アダプタ、３１，３２…リーダ傾斜リミットスイッチ、３１ａ，３２ａ…アーム、３３…取付ブラケット、３４…ドッグプレート、３５…ヒューズ、３６，３７…配線、３８…左傾斜用油流方向規制切換バルブ、３８ａ…ソレノイド、３９…右傾斜用油流方向規制切換バルブ、３９ａ…ソレノイド、４０，４１…ステーシリンダ操作バルブ、４０ａ，４１ｂ…操作レバー、４２，４３，４４，４５…配管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】