JP2000104474A - 補助アーム及びオーガ出力装置並びにアースオーガ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アーム先端部を鉛直方向で操作する場合にオ
ペレータの意識と現実の操作との間でズレが生じても、
アタッチメントの保持するオーガスクリュー等に損傷を
与えず、精度の良い削孔を実現できる補助アーム及びオ
ーガ出力装置並びにアースオーガを提供する。 【解決手段】 建設機械のアーム１ｄ先端部に第１のピ
ン１１によって揺動自在に吊り下げられた第１のブラケ
ット１２と、この第１のブラケット１２に第２のピン１
３によって当該第１のブラケット１２の揺動方向と直交
する方向で揺動自在に吊り下げられた第２のブラケット
１４であって第３のピン１５によって当該第１のブラケ
ット１２の揺動方向と同一方向でアタッチメント（オー
ガ出力装置３）を揺動自在に吊り下げたものとからなる
補助アーム２である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として地中の削
孔等に用いられる補助アーム及びオーガ出力装置並びに
アースオーガに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のアースオーガとしては、
例えば、図５に示すように、ショベルのアーム１０１先
端部に対しオーガスクリュー１０２を保持したオーガ出
力装置１０３をピン１０４によってオペレータからみて
前後方向で揺動自在に連結してなるものが知られている
が、これによれば、既存のショベルのアタッチメントの
交換による転用が容易であるため経済性に優れると共
に、比較的小型であるため用地の狭い市街地においても
充分に機動性を発揮できるという利点を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
アースオーガでは、図６に示すように、理論上はともか
くとして、オペレータが前記アーム１０１先端部を鉛直
方向で操作しようとした場合、オペレータが操作しよう
と意識した鉛直方向とオペレータの現実の操作軌道との
間でズレがその意識に反して不可避的に生じてしまうこ
とから、以下の不都合が存在していた。

【０００４】一つは、削孔がある程度進んでオーガ出力
装置１０３の保持するオーガスクリュー１０２が地中に
拘束された後のタイミングで、このアーム１０１先端部
のズレが生ずると、当該オーガスクリュー１０２に対し
て大きな曲げによる負荷が加えられ、その結果、当該オ
ーガスクリュー１０２全体が復帰できない程度に曲がっ
てしまい、又はオーガ出力装置１０３との連結部１０５
に損傷を与えてしまうというものである。

【０００５】もう一つは、たとえオーガスクリュー１０
２等に損傷を与えることなく削孔を終えたとしても、そ
のようなオーガスクリュー１０２は削孔を終えるまでに
上記アーム１０１先端部のズレによる影響を相当に受け
ているので、精度の良い削孔が期待できないというもの
である。

【０００６】そこで、本発明の目的は、アーム先端部を
鉛直方向で操作する場合にオペレータの意識と現実の操
作との間でズレが生じても、アタッチメントの保持する
オーガスクリュー等に損傷を与えることがなく、精度の
良い削孔を実現することができる、補助アーム及びオー
ガ出力装置並びにアースオーガを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明に係る補助アームは、建設機械のアーム
先端部に第１のピンによって揺動自在に吊り下げられた
第１のブラケットと、この第１のブラケットに第２のピ
ンによって当該第１のブラケットの揺動方向と直交する
方向で揺動自在に吊り下げられた第２のブラケットであ
って第３のピンによって当該第１のブラケットの揺動方
向と同一方向でアタッチメントを揺動自在に吊り下げた
ものとからなることを特徴としている。

【０００８】即ち、この第１の発明は、建設機械のアー
ム先端部に対してアタッチメントを単に当該アームの前
後方向で揺動自在に吊り下げるのでなく、当該アームの
前後方向で揺動自在に吊り下げた補助アームに対してア
タッチメントを当該アームの左右方向及び前後方向で揺
動自在に吊り下げる技術的手段を採用することにより、
建設機械のアーム先端部を鉛直方向で操作する場合にオ
ペレータの意識と現実の操作との間でズレが生じても、
アタッチメントの保持するオーガスクリューやシートパ
イル等への損傷の回避を可能にするものである。

【０００９】この第１の発明に係る補助アームは、本発
明が解決しようとする課題に合致した用途において用い
るものであることが必要であり、例えば上述したオーガ
スクリューを保持したオーガ出力装置を吊り下げる場合
のほか、シートパイルを保持したバイブロハンマーを吊
り下げる場合などが想定される。

【００１０】このような技術的手段において、補助アー
ムを短くして当該建設機械において適用し得るオーガス
クリュー等をより長くしようとする観点からすれば、前
記第２のピン及び第３のピンは、同じ位置に設けられた
ものであることが好ましい。

【００１１】一方、第２の発明に係るオーガ出力装置
は、建設機械によって吊り下げられたハウジングと、当
該ハウジング内において鉛直方向に設定された軸線周り
で回転自在に支持されると共に内部に管路を有する出力
軸、及び前記ハウジング内に固定されると共に当該出力
軸に対して減速装置を介することなく回転力を付与する
モータを含む動力系と、前記ハウジングに固定されると
共に前記出力軸の管路の上端部に回転自在に連結された
スイベル継手を含む管路系とを備え、前記ハウジングの
吊下重心並びに前記動力系及び管路系の重心を前記出力
軸の軸線上に位置させたことを特徴としている。

【００１２】即ち、この第２の発明は、出力軸を含む動
力系及び管路系を備えるオーガ出力装置の吊下重心と当
該動力系及び管路系の重心とを当該出力軸の軸線上にお
く技術的手段を採用することにより、建設機械のアーム
等の先端部を鉛直方向で操作する場合にオペレータの意
識と現実の操作との間でズレが生じても、オーガスクリ
ュー等に損傷を与えることがなく、精度の良い削孔を実
現することを可能にするものである。

【００１３】この第２の発明に係るオーガ出力装置は、
本発明が解決しようとする課題に合致した用途において
用いられるものであることが必要であり、例えば上述し
たアームを備える建設機械たるショベルの当該アーム先
端部に対し上記第１の発明に係る補助アームを介して吊
り下げられる場合のほか、アームを備えない建設機械、
例えばクレーン等によって吊り下げられる場合などが想
定される。

【００１４】他方、第３の発明に係るアースオーガは、
建設機械のアーム先端部に吊り下げられた上記第１の発
明に係る補助アームに対し、アタッチメントとして上記
第２の発明に係るオーガ出力装置を設けたことを特徴と
している。

【００１５】即ち、この第３の発明は、アーム先端部を
有する建設機械と、上記第１の発明に係る補助アーム
と、上記第２の発明に係るオーガ出力装置とを組み合わ
せた技術的手段を採用することにより、アーム先端部を
鉛直方向で操作する場合にオペレータの意識と現実の操
作との間でズレが生じても、オーガ出力装置の保持する
オーガスクリュー等に損傷を与えることがなく、精度の
良い削孔を実現することを可能にするものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。 ◎実施の形態１ 図１は本発明の実施の形態１に係るアースオーガの概略
を示す側面図、図２は当該アースオーガの構成要素であ
る補助アームの概略を示す側面図、図３は当該アースオ
ーガの構成要素であるオーガ出力装置の概略を示す断面
図、である。

【００１７】これらの図において、符号１は、クローラ
走行体１ａと、このクローラ走行体１ａ上で旋回自在に
連結された旋回本体１ｂと、この旋回本体１ｂを基端部
としてオペレータからみて前後方向で起伏自在に設けら
れたブーム１ｃと、このブーム１ｃの先端部に対し前後
方向で起伏自在に連結されたアーム１ｄとから構成され
ている本体ショベル、を示している。

【００１８】また、符号２は、上記アーム１ｄ先端部に
対し当該アーム１ｄの前後方向で揺動自在に吊り下げら
れた補助アーム、符号３は、この補助アーム２に対し当
該アーム１ｄの左右方向及び前後方向で揺動自在に吊り
下げられたオーガ出力装置、符号４は、このオーガ出力
装置３によって保持されているオーガスクリュー、を示
している。

【００１９】即ち、この実施の形態１に係るアースオー
ガは、本体ショベル１のアーム１ｄ先端部に上記補助ア
ーム２を吊り下げたうえで、当該補助アーム２に対し、
アタッチメントとして上記オーガ出力装置３を設けてな
るものである。

【００２０】この実施の形態１において、補助アーム２
は、図２に示すように、本体ショベル１のアーム１ｄ先
端部に第１のピン１１によって揺動自在に吊り下げられ
た第１のブラケット１２と、この第１のブラケット１２
に第２のピン１３によって当該第１のブラケット１２の
揺動方向と直交する方向で揺動自在に吊り下げられた第
２のブラケット１４であって第３のピン１５によって当
該第１のブラケット１２の揺動方向と同一方向でオーガ
出力装置３を揺動自在に吊り下げたものとから構成され
ている。尚、符号２ａは、第１のピン１１の重心と第２
のピン１３の重心とを通る重心線、を示している。

【００２１】また、この実施の形態１では、第１のピン
１１の揺動中心と第２のピン１３の揺動中心との間隔寸
法Ｌ１及び第１のピン１１の揺動中心と第３のピン１５
の揺動中心との間隔寸法Ｌ２は、アーム１ｄ先端部を鉛
直方向で操作する場合にオペレータの意識と現実の操作
との間で生ずるズレに対応した大きさに設定されてい
る。

【００２２】一方、この実施の形態１において、オーガ
出力装置３は、図１及び図３に示すように、補助アーム
２を介して本体ショベル１によって吊り下げられたハウ
ジング２１と、当該ハウジング２１内に収容された動力
系２２及び管路系２３とを備えている。

【００２３】この動力系２２は、ハウジング２１内にお
いて鉛直方向に設定された軸線３１ａ周りでベアリング
３１ｂを介して回転自在に支持されていると共に内部に
管路３１ｃを有する出力軸３１と、ハウジング２１内に
固定されると共に当該出力軸３１に対してスプライン３
２ａを介して回転力を付与する油圧モータ３２を含んで
いる。

【００２４】この油圧モータ３２では、出力軸３１に対
して直接に回転力を与えており、減速装置を介していな
い。その理由として、機械効率が向上して出力アップと
いう利益を享受できる点、発熱や磨耗が無いことが装置
のロングライフ化に資する点、軽量化が達成できるため
荷重制限のあるショベルにとって絶大な効果が得られる
点、オーガ出力装置３が短くなって適用可能なオーガス
クリュー４の長さを幾分かでも長くできる点、を挙げる
ことができる。

【００２５】また、管路系２３は、ハウジング２１に固
定されていると共に、出力軸３１の管路３１ｃの上端部
に回転自在に連結されているスイベル継手２３ａを含ん
でいる。

【００２６】更に、この実施の形態１では、ハウジング
２１の吊下重心と、動力系２２及び管路系２３の重心と
が出力軸３１の軸線３１ａ上に位置するように構成され
ている。

【００２７】これにより、オーガ出力装置３がハウジン
グ２１の吊下重心において吊り下げられた場合に、本体
ショベル１が現にどのような姿勢をとっているかに関係
なく、当該オーガ出力装置３の保持するオーガスクリュ
ー４が重力によって自然に鉛直方向に設定される結果、
精度の良い削孔が実現できることとなる。

【００２８】ところで、この実施の形態１では、動力系
２２の重心を出力軸３１の軸線３１ａ上におくことに関
し、設計や製造をするうえでの困難性を回避する観点か
ら、以下のような装置構成の簡略化が図られている。

【００２９】即ち、動力系２２に含まれる構成部品、例
えば油圧モータ３２やスプライン３２ａなどのすべて
を、出力軸３１が収容される中央部を中空とした円柱形
状に形成したのである。

【００３０】これにより、かかる円柱形状の各構成部品
の夫々の重心が出力軸３１の軸線３１ａ上におかれるこ
とになるので、いちいち各構成部品相互の重量バランス
を考慮して設計、製造をする必要がなく、上記円柱形状
の各構成部品を単に積層状に重ねる設計、製造をすれば
よいこととなった。

【００３１】次に、この実施の形態１に係るアースオー
ガを用いた削孔プロセスについて図１〜図３、及び図６
を用いて説明する。

【００３２】まず、オペレータの操作により、ブーム１
ｃ及びアーム１ｄが起こされると、オーガ出力装置３及
び当該オーガ出力装置３の保持するオーガスクリュー４
はアーム１ｄ先端部で第１のピン１１によって吊り下げ
られる（図２参照）。

【００３３】すると、当該オーガ出力装置３は、自重に
より、第２のピン１３及び第３のピン１５の周りで左右
方向及び前後方向で揺動することになり、これにより、
出力軸３１の軸線３１ａが鉛直方向に設定される（図２
参照）。

【００３４】次に、オペレータの操作により、油圧モー
タ３２を起動すると、当該油圧モータ３２は、出力軸３
１に対して回転力を付与する。そこで、回転力を付与さ
れた出力軸３１と一体に設けられたオーガスクリュー４
は回動する（図３参照）。

【００３５】続いて、オペレータのアーム１ｄ先端部の
操作により、回動しているオーガスクリュー４の先端を
地盤Ｊに当接させると、オーガスクリュー４は地盤Ｊを
削孔する（図１参照）。このアーム１ｄ先端部の操作中
も、出力軸３１の軸線３１ａ、即ち、オーガスクリュー
４の鉛直性は常に維持されることになる。よって、オペ
レータの操作のみで地盤Ｊの削孔の開始ができ、オーガ
スクリュー４の鉛直性を確認等をする手元作業者は不要
である。

【００３６】このとき、オペレータがオーガスクリュー
４を意識的に下方向へと押圧する必要はなく、オーガス
クリュー４の回動並びにオーガ出力装置３及びオーガス
クリュー４の自重に任せるだけで、オーガスクリュー４
は自然と地中に挿入されてゆく。

【００３７】オーガスクリュー４が挿入される過程にお
いては、オーガスクリュー４の回動に伴い、土砂が上方
向の地表へと排出される。すると、挿入されたオーガス
クリュー４の形状に対応した円柱状の空間が地中に形成
される。

【００３８】そして、削孔がある程度進んでオーガスク
リュー４の挿入長さが長くなると、当該オーガスクリュ
ー４は地中に拘束された状態におかれる。

【００３９】このような状態において、オペレータがア
ーム１ｄ先端部を鉛直方向で操作しようとすると、オペ
レータが操作しようと意識した鉛直方向とオペレータの
現実の操作軌道との間で主として前後方向へのズレがそ
の意識に反して生ずる（図６参照）。また、クローラ走
行体１ａが接地する足元の状況によっては、本体ショベ
ル１の姿勢が左右に傾いてしまい、オペレータの意識に
反して左右方向へのズレが生ずる。これらのズレは、熟
練したオペレータが相当に注意深く操作しようと努力し
ても生じてしまう避けられないものである。

【００４０】このとき、オーガスクリュー４が地中に拘
束された状態において当該アーム１ｄ先端部のズレを生
ずることになるが、当該アーム１ｄ先端部のズレが補助
アーム２によって完全に吸収されるため、オーガスクリ
ュー４に対して当該アーム１ｄ先端部のズレによる負荷
が加わることはない。

【００４１】そして、所定の深度までの削孔が終了した
後に、オペレータの操作により、油圧モータ３２が停止
する。すると、地中に形成された円柱状の空間に対し、
後に挿入すべきＨ形鋼杭（図示外）の根固め用のモルタ
ル（図示外）が、管路系２３、スイベル継手２３ａ、出
力軸３１及びオーガスクリュー４内の管路３１ｃを通じ
て当該オーガスクリュー４の先端から排出されて注入さ
れる。

【００４２】この後に、オペレータの操作により、ブー
ム１ｃ及びアーム１ｄが起こされると、オーガスクリュ
ー４は地中から引き抜かれ、これにより、アースオーガ
を用いた削孔プロセスが終了する。

【００４３】従って、この実施の形態１に係るアースオ
ーガによれば、上述した作用を奏するので、アーム１ｄ
先端部を鉛直方向で操作する場合にオペレータの意識と
現実の操作との間でズレが生じても、オーガスクリュー
４全体が復帰できない程度に曲がったり、オーガ出力装
置３との連結部に損傷を与えたりすることがなく、よっ
て、精度の良い削孔を実現することもできることとなっ
た。

【００４４】◎実施の形態２ 図４は本発明の実施の形態２に係るアースオーガの構成
要素である補助アームの概略を示す側面図、である。
尚、実施の形態１と同様な構成要素については実施の形
態１と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省
略する。

【００４５】この実施の形態２に係る補助アームは、実
施の形態１と略同様であるが、実施の形態１と異なり、
上下に分割構成された二のブラケット及び二のピンを備
える構成とすべきところ、実施の形態１の第２のブラケ
ット１３に相当するものを省略した一のブラケット及び
二のピンを同じ位置で直交させた特殊の十字形の一のピ
ンを用いることによって、二方向への揺動を可能にして
いる。

【００４６】即ち、この実施の形態２に係る補助アーム
４０は、図２に示すように、本体ショベル１のアーム１
ｄ先端部に第１のピン４１によって前後方向で揺動自在
に吊り下げられたブラケット４２と、このブラケット４
２に十字形ピン４３によって当該ブラケット４２の揺動
方向と直交する方向（左右方向）及び同一方向（前後方
向）でオーガ出力装置３を揺動自在に吊り下げているも
のとから構成されている。

【００４７】尚、十字形ピン４３は、ブラケット４２の
揺動方向と直交する方向（左右方向）で揺動自在に当該
ブラケット４２によって支持されている左右揺動ピン４
３ａと、ブラケット４２の揺動方向と同一方向（前後方
向）で揺動自在にオーガ出力装置３を吊り下げている前
後揺動ピン４３ｂとから構成されている。

【００４８】従って、この実施の形態２に係るアースオ
ーガによれば、実施の形態１の補助アーム２に代えて、
上記補助アーム４０を採用しているので、実施の形態１
と略同様な効果を享受できるというだけでなく、実施の
形態１と同一の本体ショベル１を用いた条件下で更に長
尺のオーガスクリュー４の適用が可能になるという効果
をも享受でき、その意味で削孔能力の向上が図られるこ
とになった。

【００４９】

【発明の効果】本発明に係る補助アーム、オーガ出力装
置、及びアースオーガは、以上のように構成したので、
アーム先端部を鉛直方向で操作する場合にオペレータの
意識と現実の操作との間でズレが生じても、アタッチメ
ントの保持するオーガスクリュー等に損傷を与えること
がなく、精度の良い削孔を実現することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係るアースオーガの概
略を示す側面図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係るアースオーガの構
成要素である補助アームの概略を示す側面図である。

【図３】本発明の実施の形態１に係るアースオーガの構
成要素であるオーガ出力装置の概略を示す断面図であ
る。

【図４】本発明の実施の形態２に係るアースオーガの構
成要素である補助アームの概略を示す側面図である。

【図５】従来例であるアースオーガの概略を示す側面図
である。

【図６】従来例であるアースオーガのアーム先端部のズ
レを示す側面図である。

【符号の説明】

１…本体ショベル １ａ…クローラ走行体 １ｂ…旋回本体 １ｃ…ブーム １ｄ…アーム ２…補助アーム ２ａ…重心線 １１…第１のピン １２…第１のブラケット １３…第２のピン １４…第２のブラケット １５…第３のピン ３…オーガ出力装置 ４…オーガスクリュー ２１…ハウジング ２２…動力系 ２３…管路系 ２３ａ…スイベル継手 ３１…出力軸 ３１ａ…軸線 ３１ｂ…ベアリング ３１ｃ…管路 ３２…油圧モータ ３２ａ…スプライン ４０…補助アーム ４１…第１のピン ４２…ブラケット ４３…十字形ピン ４３ａ…左右揺動ピン ４３ｂ…前後揺動ピン １０１…アーム １０２…オーガスクリュー １０３…オーガ出力装置 １０４…ピン １０５…連結部 Ｊ…地盤 Ｌ１…間隔寸法 Ｌ２…間隔寸法

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建設機械のアーム先端部に第１のピンに
   よって揺動自在に吊り下げられた第１のブラケットと、 この第１のブラケットに第２のピンによって当該第１の
   ブラケットの揺動方向と直交する方向で揺動自在に吊り
   下げられた第２のブラケットであって第３のピンによっ
   て当該第１のブラケットの揺動方向と同一方向でアタッ
   チメントを揺動自在に吊り下げたものとからなることを
   特徴とする、補助アーム。
2. 【請求項２】 前記第２のピン及び第３のピンは、同じ
   位置に設けられたことを特徴とする、請求項１に記載の
   補助アーム。
3. 【請求項３】 建設機械によって吊り下げられたハウジ
   ングと、 当該ハウジング内において鉛直方向に設定された軸線周
   りで回転自在に支持されると共に内部に管路を有する出
   力軸、及び前記ハウジング内に固定されると共に当該出
   力軸に対して減速装置を介することなく回転力を付与す
   るモータを含む動力系と、 前記ハウジングに固定されると共に前記出力軸の管路の
   上端部に回転自在に連結されたスイベル継手を含む管路
   系とを備え、 前記ハウジングの吊下重心並びに前記動力系及び管路系
   の重心を前記出力軸の軸線上に位置させたことを特徴と
   する、オーガ出力装置。
4. 【請求項４】 建設機械のアーム先端部に吊り下げられ
   た請求項１又は請求項２に記載の補助アームに対し、ア
   タッチメントとして請求項３に記載のオーガ出力装置を
   設けたことを特徴とする、アースオーガ。