JP4485352B2 - ハンマリングを行う装置 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、ハンマリング又は杭打ち装置であって、この装置を例えば作業機械に連結できる本体と、本体内に固定されていて、可動ハンマリング塊体のストロークを受け取ってストロークを地面に打ち込まれ又はこれから引き上げられる杭又はこの類似物又は上記装置に連結されたツールに伝達するストローク伝達部材とを有し、クランプがストローク伝達部材と杭との間に設けられ、クランプにより杭又はツールが把持されるハンマリング装置に関する。

蒸気又は加圧水によって上方及び下方の打撃運動が与えられる杭を地面に打ち込んだりこれから引き抜く装置が、とりわけ米国特許第５，７６５，６５１号明細書から従来公知である。地面に打ち込まれるべきパイプは、塊体の中央穴を通って延びるよう配置される。これらは、後退運動及び打撃運動を塊体に両方向において生じさせるために塊体シリンダ又はその類似物と関連している。塊体の打撃表面は、リング状の対応部品に当り、これら対応部品は、パイプの周りに位置したままであるよう楔止めされ、それによりストロークがパイプに伝えられる。

米国特許第５，７６５，６５１号明細書に見られる解決策の欠点は、能力が低いこと、衝撃面の寸法が小さいこと及びパイプをそのヘッドから把持してパイプが塊体の運動を舵取りしない状態で塊体の内部に位置する場合、適正な制御を行えないことが挙げられる。両方向において対称運動を備えた運動シリンダ構造により、塊体に与えられる速度は極めて低い。というのは、シリンダ内への水又は蒸気は、運動中常時弁を通って導かれなければならないからである。かくして、加圧蒸気を利用しても、運動は速くはならない。というのは、蒸気は、弁を通ってシリンダに導かれなければならないからであり、この場合、圧力は先の運動方向に起因して第１段階では低い。また、対称塊体の前後運動に起因して振動が大きい。後退運動の速度は、ストローク運動の速度と同じほど早い。後退運動は、ストローク無く止められなければならず、それにより、装置に都合の悪い振動が生じる。後退運動が弁により依然として低速で行われる場合、打撃頻度は、ほどほどのままである。

上述の欠点を解決するため、杭をハンマリングにより地面に打ち込んだり杭を引き上げたりするのに好適であり、ツールを破砕ハンマとして取り付けることができ、これらツールと共に稼働する可動塊体を用いた新規なハンマリング装置が提供される。本発明のハンマリング装置は、塊体を移動させるシリンダを有し、シリンダのピストンに一次側で作用を及ぼすよう流体圧力を導いてシリンダにより塊体の後退運動を行うことができ、シリンダにより塊体のハンマリング運動を行うことができ、一次側に導かれた流体圧力によりシリンダの二次側のガスを望ましい圧力まで圧縮させてシリンダにより塊体のハンマリング運動を行うことができ、流体圧力をシリンダの一次側から排出してハンマリング運動が行われるようになっていることを特徴とする。

本発明のハンマリング装置の利点は、ハンマリングエネルギを所望の値に容易に調節できることにある。調節は、遠隔操作でも可能である。塊体の加速は、最適に行われる。打撃運動を生じさせるシリンダ内へは媒体が全く導入されず、従ってシリンダ内において高圧ガスの膨張だけが後退運動中に生じるので運動が早くなる。シリンダピストンが一次側液体圧力の力によりガス空間を小さなサイズに圧縮しその圧力を高めるのでこの装置の都合の悪い振動を減少させることができる。圧縮の最終ステージでは、ピストンの運動を弁制御によって遅くすることが容易であり、後退運動の最終ステージにおいてこの作用に起因して後退運動を遅くすることによっては、この後退運動に費やす時間は殆ど長くならない。杭に代えてハンマリングツールをクランプ手段に容易に取り付けることができる。

以下において、本発明を添付の図面を参照して開示する。
図１は、掘削機のブームヘッドに固定されたハンマリング又は杭打ち装置を示しており、この取付けは、ハンマリング装置に含まれている固定用コンポーネント１２によって行われる。ハンマリング装置は、本体１を有し、本体内部には、ハンマ歯車が減衰／可撓性要素３によって配置されている。ハンマリング機械は、塊体２及び塊体を動かすシリンダ８を有している。シリンダの一端部は、本体連結ビーム２１に固定され、他端部は塊体２に固定されている。他方の塊体端部には、対抗部材５の打撃面１９をハンマリングする打撃面１８が設けられている。対抗部材５は、ウェッジ作用によりそれ自体公知の方法で働くクランプ装置６を有し、このクランプ装置は、杭７の周りに締り嵌め状態となる。例えば、クランプ装置６を油圧装置により開いたり締め付けることができ、それにより杭の把持具合の変化、取外し及び固定をキャビンから容易に行うことができる。

塊体２の前後の運動の制御のため、舵取りパイプ９が部品２１，５相互間に配置されている。媒体がライン１４に沿ってシリンダの一次側２０へ導かれる。その目的は、塊体をストローク後に持ち上げることにある。シリンダの二次側にはガスが充填されており、加圧流体が充填ガスに抗してピストンを押す。充填ガスは例えば窒素であり、ピストンの走行距離であるｓに応じて高圧に圧縮される。制御ユニット１７により、例えば、後方運動中、一次側を拘束するのはどの程度の圧力であるかを前もって定めることが可能であり、シリンダの二次側にも或る程度の圧力が生じる。圧力を二次側からも測定でき、情報を制御ユニット１７に伝送することができる。加圧流体は、弁装置１３からライン１４に沿って一次側に導かれる。制御ユニット１７がライン１４中の切換弁を操作して開くと、塊体が下向きに打撃運動を開始する。この場合、ストローク長さは、加圧ライン１４の制御又は二次側から測定された圧力により制御ユニット１７で遠隔操作により調節される。例えば、シリンダ８の固定箇所には、永久磁石１１が設けられ、本体１内部には、近接スイッチ１０が設けられ、これらにより形成された位置検出器によって塊体後退運動の位置を検出できるようになっている。制御ユニット１７により、塊体をストロークのためにどれほど遠くに（距離ｓ）戻すかを選択することが可能である。シリンダの二次側に対してハンマリングにより生じる圧力は、戻り行程の長さに基づいて定められる。図３を参照すると、二次側に加わる圧力Ｐは、行程が長くなるにつれて増大する。二次側に前もって加わる充填ガス（例えば、窒素）は、Ｐｅの状態にある。塊体が加圧流体によってどれほど遠くに導かれるかを定めることにより望ましいハンマリングエネルギが受け取られる。さもなければ、塊体の後退運動を停止させる前に、一次側に送られるべき圧力がその圧力値まで増大するようになる。一次側２０からストロークを生じさせるため、加圧流体の出口が開かれ、二次側のガス圧力がピストン１６を押し、次にピストンロッドをも押し出し、他方、塊体２は同一距離を移動する。衝撃エネルギはＥである。

上式において、Ａは、ピストン断面積である（一次側の対抗圧力は、公式中には示されていない）。

予備圧力Ｐｅが公知であるとき、上記公式を用いると共に図３の関数を用いて打撃エネルギを求めることができ、これにより、距離ｓの値が見いだされ、後退運動がＳとして調節される。

制御ユニット１７により塊体２の位置が観察され、検出器１０，１１及びライン１４中の圧力によって操作され、かかる圧力は、一次側２０に送られるべき圧力であって、これがストローク運動の問題ではない場合、一次側圧力に等しい。一次側で一般的に生じている圧力をライン１４から調べることができる。

最も簡単なストローク長さの調節（＝ハンマリングエネルギ）は、検出器１０を本体１の表面上で動かすことにより行われる。弁は、磁石１１に達すると、弁装置１３内で方向を変える。しかしながら、検出器を動かさない場合、位置検出装置を用いると有利である。かかる検出及び観察装置は、検出器１０に関し部品１１の距離を検出器１０によって問題となっているストローク距離全体に関しユニット１７に示すように選択される。それ自体公知である誘導検出器、近接スイッチ又は他の位置指示検出装置を使用することができる。

変形例として、一次側又は二次側の流体圧力が検出され、設定圧力に達すると、制御ユニット１７は、ストロークに関し流れ方向を変えるためにインパルスを弁に与える。圧力弁は、キャビンから遠隔操作により最も適切に設定されており、ストロークのサイズは、各状況に合わせて選択が容易である。

図２は、例えば掘削機ブームにおいてハンマリング装置を別の仕方で、即ち、１８０°回転させた状態で示しており、それにより杭がハンマリングにより地面から持ち上げられている。１つのクランプ部材及びクランプコンポーネント装置６を用いた操縦が可能である。掘削機ブームにより、ハンマリング装置をブームにより適正な力で途切れなく上方に持ち上げることにより杭に予備圧力を維持することが可能である。これと同様に、下向きの予備圧力が杭をハンマリングにより地面に打ち込む際に維持される。予備圧力は、減衰ゴム３，４により伝えられ、そのサイズは、ゴムの漏れを回避するために制限されなければならない。

ストロークの増大が必要な場合、塊体２内部に可動塊体１７を設けると共にこのために塊体１７により必要とされる容積以上の可動スペースを設けることが可能である。例えば、塊体１７の距離がｄであり、かかる塊体は、ストロークを行った後、その空間の端に突進して当る。この衝突は、塊体２と対抗品５との衝突に関し少し遅れて生じる。２重のストロークにより、塊体のストローク効果が増大する。塊体１７は、固体の形態であってもよく、液体であってもよく、或いは重い粒であってもよい。二重のストロークは、下向きと上向きの両方のハンマリング作用を行う装置で生じる。

図１及び図２では、シリンダ８は、塊体の外部に位置し、これらシリンダは又、舵取りパイプ９の近くに位置するのがよく、これらの他端部は、塊体２の端部に固定されている。この場合、装置は、本体１が例えばパイプである場合、その直径に関し明らかに小さくなる。当然のことながら、構造的高さは、低くなる。

ハンマリングにより杭を地面に打ち込む一方の側から見た装置の断面図である。 ハンマリングにより杭を地面から引き上げる一方の側部から見た装置の断面図である。 ピストンの関数としてシリンダの二次側に加わる圧力の増大の状態を示す図である。 ピストンの内部で動く第２の塊体を示す図である。

Claims (7)

1. ハンマリング装置であって、該ハンマリング装置を作業機械に連結できる本体（１）と、
   本体（１）内に固定され、可動ハンマリング塊体（２）のストロークを受け取ってストロークを地面に打ち込まれ又は地面から引き上げられる杭（７）、又は前記ハンマリング装置に連結されたハンマリングツールに伝達するストローク伝達部材（５）と、を有し、
   クランプ（６）がストローク伝達部材（５）と杭（７）またはハンマリングツールとの間に設けられ、クランプにより杭（７）又はハンマリングツールが把持され、前記ハンマリング装置のストローク伝達部材（５）とハンマリング塊体（２）とはリング状であり、ハンマリングされる杭（７）が、リング状塊体中を通過するよう配置されるハンマリング装置において、
   前記ハンマリング装置は、リング状塊体の外側に配置されてリング状塊体（２）を移動させるシリンダ（８）を有し、
   前記シリンダのピストン（６）に一次側（２０）で作用を及ぼすよう流体圧力を導いてシリンダによりリング状塊体（２）を後退させることができ、
   一次側（２０）に導かれた流体圧力によりシリンダ（８）の二次側のガスを望ましい圧力まで圧縮させてシリンダによりリング状塊体（２）にハンマリング運動をさせることができ、
   流体圧力をシリンダ（８）の一次側（２０）から排出してハンマリング運動が行われ、
   前記ハンマリング装置が、リング状塊体（２）の中央孔を貫通して延びリング状塊体（２）を舵取りするパイプ（９）を有している、
   ことを特徴とするハンマリング装置。
2. シリンダ（８）は、これらの他端部がリング状塊体（２）に固定されている、
   請求項１記載のハンマリング装置。
3. リング状塊体（２）のハンマリングエネルギは、リング状塊体（２）の後退運動の長さによって調節できる、
   請求項１記載のハンマリング装置。
4. リング状塊体（２）のハンマリングエネルギは、シリンダ（８）の二次側の圧力（ｐ）を調整することにより調節できる、
   請求項１記載のハンマリング装置。
5. リング状塊体（２）に対する追加の塊体（１７）が、リング塊体（２）に対して距離（ｄ）移動するように配置され、塊体（１７）のストローク伝達部材（５）に対するハンマリング衝撃は、距離（ｄ）に起因してリング状塊体（２）のストロークよりも遅れて行われる、
   請求項１記載のハンマリング装置。
6. 前記装置は、杭を地面に打ち込んだりこれから引き抜くのに１８０°回転できる、
   請求項１記載のハンマリング装置。
7. 前記装置は、制御ユニット（１７）を有し、遠隔操作により制御ユニットによってリング状塊体（２）のハンマリングエネルギを調節できる、
   請求項１記載のハンマリング装置。

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