JP2002021456A - オーガ用変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 当該オーガの回転出力から作業状況に合った
回転数（トルク）の回転を得るためのオーガ用変速装置
を提供すること。 【解決手段】 回転を出力するオーガ２５の回転軸２５
ａに連結する入力軸３３と、被回転体２７に連結する出
力軸３８と、オーガ２５から受けた回転を入力軸３３か
ら出力軸３８へ回転数を変換して伝達する歯車式変速機
構３４，３５，３６，３７とを有し、当該オーガ２５に
着脱可能なものとしたオーガ用変速装置３０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築や土木などの
基礎工事に用いられるオーガに装着するものであって、
オーガの回転出力から作業状況に合ったトルクの回転を
得ることが可能なオーガ用変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築や土木などの基礎工事には、ベース
マシーンである杭打機に装着したオーガによりスクリュ
ーやケーシング、杭自体を回転させて地盤を掘削し、杭
体を地中に構築するさまざまな工法がある。

【０００３】一般的にオーガは、電動オーガの場合は電
動モータ、油圧オーガの場合は油圧モータを出力源と
し、減速機を介して最終の回転軸に回転出力を伝達する
構造となっている。そして、その回転軸に対してスクリ
ューやケーシング、杭自体が同軸に連結され、オーガの
回転出力によって回転が与えられる。例えば、スクリュ
ーにより地盤を掘削しながら排土を行う工法に使用する
オーガには、スクリューによる排土効果を上げるために
回転数の比較的高い機種を選択することが多い。しか
し、スクリューによる掘削は、比較的柔らかい上層から
堅い地盤の支持層にまで行われるが、柔らかい上層の途
中にも岩盤などの堅い部分が存在すると、回転数の高い
オーガだけではトルク不足により最後まで掘削すること
ができなかった。

【０００４】そこで、従来から、高速・低トルクのオー
ガの他に堅い地盤に対応できる低速・高トルクのオーガ
の２台が用意され、柔らかい地盤では高回転を出力する
軟質地盤用オーガが、また岩盤や支持層などの堅い地盤
では回転数は落ちるが高トルクを出力する硬質地盤用オ
ーガが使用されていた。従って、例えば実際の作業で
は、堅い地盤が存在する場合には、先ず硬質地盤用オー
ガにより全長にわたり先行掘りを行い、地盤をもみほぐ
したり、砂などに置換した後に軟質地盤用オーガで施工
が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た２台のオーガを使用することは、切り換えによる作業
効率の低下とともに、設備費用にかかる負担、特に堅い
地盤で掘削する頻度が少ない場合には硬質地盤用オーガ
を保有する経済的負担が大きかった。また、こうした２
種類のオーガは、軟質地盤用オーガが小型で軽い減速機
によって構成される一方、硬質地盤用オーガは、歯車や
ベアリングなどの強度を大きくする必要があるため減速
機が大きく重くなって全体的に重く大きなものとなって
しまう傾向がある。そのため、硬質地盤用オーガをリー
ダに装着するには、全体のバランスを考慮した十分な大
きさの杭打機が必要になり、その点でもコストをアップ
させる要因となった。

【０００６】ところで、このような問題に対しては、ト
ルクが異なる２台のオーガを用意することなく、上述し
た一連の作業を１台で可能にした低トルクと高トルクを
両立したオーガが存在する。これは、２軸同軸型オーガ
と呼ばれるものであり、同軸上に中軸と外軸とが設けら
れ、一般的には中軸が低トルク用、そして外軸が高トル
ク用になるように減速機が設けられ、互いに逆回転して
回転を出力するように構成されたものである。そこで、
２軸同軸型オーガでは、外軸にケーシング、中軸にスク
リューを装着して掘削するか、外軸にスクリューを装着
して全長にわたって先行掘りした後に中軸で掘削が行わ
れる。

【０００７】しかし、こうした２軸同軸型オーガは、高
トルクを出力するための外軸に対応する減速機が大きく
なるので、オーガの全長が増えた分連結するスクリュー
の長さが短くなってしまう。また、２軸同軸型オーガ自
身の重量が重くなるため、先に説明した硬質地盤用オー
ガよりもリーダに装着した際のバランスが悪く、安定さ
せるために更に大型の杭打機が必要であった。従って、
こうした２軸同軸型オーガも有効なものではなかった。
一方、これまでは地盤が堅い場合について説明したが、
より柔らかい地盤では、軟質地盤用オーガの回転数を更
に上げることが有効で、軟質地盤の原土に液状あるいは
粉状のセメントを混合し、攪拌し、地盤強度を上げるた
めの地盤改良工法でも、均一な混合を重視するため高回
転数のオーガが要求される。しかし、この場合にも２台
のオーガを所有する設備費用にかかる負担、特により柔
らかい地盤で掘削する頻度が少ない場合には軟質地盤用
オーガを保有する経済的負担が大きかった。

【０００８】そこで本発明は、かかる課題を解決すべ
く、１台のオーガで異なる堅さの地盤に対応できるよう
に、当該オーガの回転出力から作業状況に合った回転数
（トルク）の回転を得るためのオーガ用変速装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１のオーガ用変速
装置は、回転を出力するオーガの回転軸に連結する入力
軸と、被回転体に連結する出力軸と、オーガから受けた
回転を入力軸から出力軸へ回転数を変換して伝達する歯
車式変速機構とを有し、当該オーガに着脱可能なもので
あることを特徴とする。また、請求項２のオーガ用変速
装置は、請求項に係る前記入力軸と出力軸との関係を、
歯車式変速機構の切り換えによって直結状態と歯車減速
状態とにする切換手段を有することを特徴とする。

【００１０】また、請求項３のオーガ用変速装置は、請
求項１に係る歯車式変速機構が、太陽歯車と、太陽歯車
に噛合してその周りのリングギヤ内にて公転する遊星歯
車とを備え、当該歯車を介して入力軸から出力軸へ回転
数を変換して伝達する遊星歯車式であることを特徴とす
る。また、請求項４のオーガ用変速装置は、請求項１に
係る歯車式変速機構が、前記入力軸に連結された中心歯
車と、その中心歯車の周りに軸支され、当該中心歯車に
噛合した複数の中間歯車と、その複数の中間歯車に外側
において回転可能に噛合し、前記出力軸に連結されたリ
ングギヤとを有し、入力軸から出力軸へ回転数を変換し
て伝達するものであることを特徴とする。また、請求項
５のオーガ用変速装置は、請求項１に係る歯車式変速機
構が、噛合させた径の異なる駆動歯車と被動歯車とを複
数段設け、当該歯車を介して入力軸から出力軸へ回転数
を変換して伝達する平歯車式変速機構であることを特徴
とする。

【００１１】また、請求項６のオーガ用変速装置は、請
求項３に係る遊星歯車式変速機構が、太陽歯車に対する
遊星歯車の公転を制限して入力軸から出力軸へ回転を直
接伝達する切換手段を有することを特徴とする。また、
請求項７のオーガ用変速装置は、請求項３に係る遊星歯
車式変速機構が、太陽歯車と遊星歯車との噛み合いを外
すとともに入力軸側のスプライン軸と出力軸側のボス部
との噛み合いによって、入力軸から出力軸への回転を直
接伝達する切換手段を有することを特徴とする。また、
請求項８のオーガ用変速装置は、請求項５に係る平歯車
式変速機構が、入力軸と出力軸とに切換歯車を備え、当
該切換歯車への噛み合いを切り換えることによって、入
力軸から出力軸への回転を直接伝達する切換手段を有す
ることを特徴とする。更に、請求項９のオーガ用変速装
置は、請求項１乃至請求項８のいずれかにおいて、前記
オーガと共に杭打機のリーダに沿って昇降可能に装着可
能なものであることを特徴とする。

【００１２】よって、こうした本発明のオーガ用変速装
置によれば、所定の回転を出力するオーガの当該回転出
力を回転数を変換して被回転体に伝達することができる
ため、オーガの回転出力から作業状況に合った回転数
（トルク）を得ることができ、１台のオーガで異なる堅
さの地盤に対応できるようになった。従って、例えば高
速・低トルクのオーガに回転を減速させ高トルクを発生
させるオーガ用変速装置を使用すれば、従来は堅い地盤
用に用意しておく必要のあった低速・高トルクのオーガ
が不要になる。そして、その逆に更に回転数を上げるこ
とも可能である。また、切換手段を設けることにより、
作業中におけるオーガ用変速装置の取り外しがなくな
り、作業効率の向上が図られる。更に、オーガ用変速装
置を杭打機のリーダに装着するようにすれば、回転反力
をリーダで受けられるようになるので、オーガとの連結
部分の剛性が低くてもよくなり、そうした面でのコスト
削減になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るオーガ用変速
装置の一実施形態のついて図面を参照して説明する。本
実施形態のオーガ用変速装置は、三点支持式杭打機に装
着されたオーガの補助装置として使用されるものであ
る。そこで、図１にオーガとそれに接続したオーガ用変
速装置を装着した三点支持式杭打機を示す。この三点支
持式杭打機（以下、単に「杭打機」という）１は、クロ
ーラによる走行部２上に操縦席などを備えた旋回体３が
設けられ、その旋回体３のフロントブラケット４にリー
ダ５がバックステー６によって支えられるようにして立
設されている。そして作業を行うためのオーガ２５が、
このリーダ５に固定された平行な２本のガイドパイプ７
に係合し、軸方向に沿って摺動するように装着されてい
る。

【００１４】旋回体３の後部には不図示の巻上げドラム
が設けられ、その巻き上げドラムに巻回されたワイヤロ
ープ１１が、立設したガントリ１２を介してガントリ滑
車１３と中間滑車１４とに数条掛けされている。一方、
バックステー６をリーダ５に連結させるためのブラケッ
ト１５には、ペンダントロープ１６を介して中間滑車１
４が連結されている。リーダ５は、こうしたペンダント
ロープ１６を介したワイヤロープ１１の巻上げによって
起こされて垂直な角度が調整され、そうした起立状態で
バックステー６によって支持されるよう構成されてい
る。そして、リーダ５がバックステー６に支持された状
態では、図示するようにしてワイヤロープ１１が弛むよ
うに巻き出されている。

【００１５】また、旋回体３に設けられた不図示のドラ
ムには、滑車２１を経て繰り出されるワイヤロープ２２
が巻回されており、そのワイヤロープ２２が、リーダ５
の上端に設けられたトップシーブブロック２３の滑車を
介して反対側に送られ、オーガ２５上端の滑車２５ａに
掛けられている。そして、そのワイヤロープ２２のエン
ドがトップシーブブロック２３に止着され、オーガ２５
がこのワイヤロープ２２によって吊設されている。従っ
て、杭打機１では、このワイロープ２２の巻出し・巻戻
しによってオーガ２５の昇降が操作できるように構成さ
れている。

【００１６】そして本実施形態では、オーガ２５と同様
にしてリーダ５のガイドパイプ７にオーガ用変速装置２
６が摺動自在に装着され、オーガ２５の回転軸２５ａが
オーガ用変速装置２６を介して先端に不図示の螺旋刃を
備えたスクリュー２７に接続されている。オーガ用変速
装置２６は、オーガ２５に一体的に固定せず、吊すだけ
にしてリーダ５に装着するようにしているが、これは回
転を減速する際に作用するモーメント（回転反力）をリ
ーダ５で受けるようにしたからである。従って、剛性を
持たせてオーガ２５に一体的に固定すれば、必ずしもオ
ーガ用変速装置２６をリーダ５に装着するようにしなく
てもよい。

【００１７】続いて、図１で示したオーガ用変速装置２
６の実施形態について種々の具体例を上げて以下に説明
する。先ず、図２は、オーガ用変速装置の第１実施形態
を示した組立図である。このオーガ用変速装置３０は、
ケース３１に吊設板２８が固定され、その先端がブラケ
ット２５ｂに軸着されてオーガ２５に吊設されている。
また、ケース３１には不図示のガイドギブが設けられ、
図１に示すオーガ用変速装置２６のようにリーダ５のガ
イドパイプ７に係合している。そして、こうしたケース
３１内には遊星式減速機構が内蔵され、回転数を落とし
て高トルクを発生させるよう構成されている。

【００１８】オーガ用変速装置３０は、オーガ２５の回
転軸２５ａに接続するカップリング３２に入力軸３３が
固定され、その入力軸３３に太陽歯車３４が固定されて
いる。そして、複数の遊星歯車３５，３５…が、その太
陽歯車３４とリングギヤ３６との間に配置されて噛み合
い、その中心を貫いて回転可能に支持するキャリア３７
によって各遊星歯車３５，３５…が連結されている。更
に、キャリア３７には出力軸３８が入力軸３３と同軸に
固定され、その出力軸３８がスクリュー２７上端のカッ
プリング２７ａに接続される。

【００１９】そこで、こうしたオーガ用変速装置３０を
用いることによって、従来２台使用していた施工工事を
１台のオーガで行うことが可能になった。オーガ用変速
装置３０を接続したオーガ２５は、前述した軟質地盤用
オーガ２５（以下、単に「オーガ」とする）であり、柔
らかい上層部分の掘削を行うために高速・低トルクの回
転を出力するものである。従って、比較的柔らかい地盤
では基本的にこのオーガ２５を使用してスクリュー２７
を高速回転させて掘削を行い、支持層や岩盤など一部堅
い地盤が存在する場合にオーガ用変速装置３０を使用す
ることとなる。

【００２０】従って、柔らかい地層では、図示しないが
オーガ２５の回転軸２５ａを直接スクリュー２７のカッ
プリング２７ａに接続し、その回転出力をダイレクトに
スクリュー２７へと伝達する。そのため、スクリュー２
７は高速で回転し、効率の良い掘削が行われる。一方、
岩盤などの堅い地盤が存在する場合には、オーガ２５で
はその地盤を突き崩すだけの十分なトルクが得られない
ため、オーガ用変速装置３０が装着され先行掘りが行わ
れる。なお、こうした堅い層は、ボーリング調査によっ
て予め確認されているため、その存在によってオーガ用
変速装置３０のオーガ２５への着脱が決定される。

【００２１】そこで、堅い地盤が存在する場合には、図
１に示すオーガ用変速装置２６のようにオーガ用変速装
置３０がリーダ２５に装着される。そして、オーガ用変
速装置３０のカップリング３２がオーガ２５の回転軸２
５ａに接続され、更に出力軸３８がスクリュー２７のカ
ップリング２７ａへと接続される。これによりオーガ２
５の回転出力は、回転軸２５ａからカップリング３２を
介して入力軸３３に伝達され、それによって太陽歯車３
４が回転する。太陽歯車３４の回転は、その周りの遊星
歯車３５，３５…をリングギヤ３６との間で公転させ、
その遊星歯車３５，３５…の公転に従いキャリア３７が
回転することとなる。そのため、キャリア３７に固定さ
れた出力軸３８からは、太陽歯車３４を公転する遊星歯
車３５，３５…によって回転数を落とした回転が得られ
る。

【００２２】こうしてオーガ２５の回転出力は、オーガ
用変速装置３０によって回転数を落とした分トルクを増
幅し、低速・高トルクの回転となって出力軸３８に接続
したスクリュー２７へと伝達される。従って、従来は堅
い地盤で使用することができなかったオーガ２５でも、
オーガ用変速装置３０を接続することによって十分なト
ルクが得られ、スクリュー２７を回転させることができ
るようになった。そのため、堅い地盤が存在する場合に
は、このオーガ用変速装置３０を接続した状態で先掘り
を行い、その後再びオーガ用変速装置３０を取り外して
高速回転による掘削を行えばよい。

【００２３】よって、本実施形態のオーガ用変速装置３
０によれば、従来は地盤の堅さの違いによって少なくと
も２台のオーガが必要であったが、高速・低トルクのオ
ーガを用意するだけで、そのオーガから低速・高トルク
の回転出力を得ることができるので、１台のオーガで施
工工事を行うことができるようになった。そのため、２
台のオーガを所有するのに比べて格段にコストの削減を
することができた。特に、堅い地盤を掘削する作業頻度
が低い場合にその効果は大きい。また、従来の低速・高
トルク用オーガのように装置自体が大型にならないの
で、全体のバランスをとるために杭打機１を大型にする
必要がない点でもコストを抑えることができた。

【００２４】次に、オーガ用変速装置の第２実施形態に
ついて説明する。図３は、第２実施形態のオーガ用変速
装置を示した組立図である。これも回転数を落として高
トルクを発生させるオーガ用変速装置である。本実施形
態のオーガ用変速装置４０は、平歯減速機構をケース４
１に内蔵したものであり、そのケース４１が第１実施形
態のものと同様にしてオーガ２５に吊設され、リーダ５
のガイドパイプ７に摺動自在に装着される。

【００２５】オーガ用変速装置４０は、オーガ２５の回
転軸２５ａに接続するカップリング４２に入力軸４３が
固定され、その入力軸４３に駆動歯車４４が固定されて
いる。そして、駆動歯車４４にはこれより大径の被動歯
車４５が噛み合い、その被動歯車４５との同一軸に小径
の駆動歯車４６が固定され、更にその駆動歯車４６に大
径の被動歯車４７が噛み合っている。オーガ用変速装置
４０はこうした２段の変速機構を備え、被動歯車４７に
は入力軸４３と同軸上に出力軸４８が固定されている。
そして、出力軸４７はスクリュー２７上端のカップリン
グ２７ａに接続され、このオーガ用変速装置４０を介し
てオーガ２５の回転出力がスクリュー２７に伝えられる
ようにして取り付けられる。

【００２６】そこで、こうしたオーガ用変速装置４０を
用いることによって、やはり従来２台使用していた施工
工事を１台のオーガで行うことが可能になった。即ち、
根入れを行う堅い地盤の支持層や、上層でも岩盤などの
一部堅い層部分でこのオーガ用変速装置４０を使用すれ
ば、高速・低トルクのオーガでも十分なトルクが得られ
るようになる。そこで、岩盤などの堅い地盤が存在する
場合には、リーダ５にオーガ用変速装置４０が装着さ
れ、そのカップリング４２がオーガ２５の回転軸２５ａ
に、そして出力軸４８がスクリュー２７のカップリング
２７ａへと接続され、次のようにしてオーガ２５の回転
が高トルク回転に変換される。

【００２７】オーガ２５の回転出力は、回転軸２５ａか
らカップリング４２を介して入力軸４３に伝達され、そ
れによって駆動歯車４４が回転する。そして、その駆動
歯車４４の回転が被動歯車４５へ伝達され、同一軸に設
けられた駆動歯車４６が回転し、更にその駆動歯車４６
に噛み合った被動歯車４７に回転が伝達される。従っ
て、オーガ２５の回転出力は、駆動歯車４４と被動歯車
４５との減速比、更に駆動歯車４６と被動歯車４７との
減速比により、２段階の速度変化によって回転数を低く
して伝えられる。

【００２８】こうしてオーガ２５の回転出力は、オーガ
用変速装置４０によって回転数を落とした分トルクを増
幅し、低速・高トルクの回転が出力軸４８に接続したス
クリュー２７に伝達される。従って、従来は堅い地盤に
使用することができなかったオーガ２５でも、オーガ用
変速装置４０を接続することによって十分なトルクが得
られ、スクリュー２７を回転させることができるように
なった。そのため、堅い地盤が存在する場合には、この
オーガ用変速装置５０を接続した状態で先掘りを行い、
その後再びオーガ用変速装置４０を取り外して高速回転
による掘削を行えばよい。

【００２９】よって、本実施形態のオーガ用変速装置４
０によれば、従来は地盤の堅さの違いによって少なくと
も２台のオーガが必要であったが、高速・低トルクのオ
ーガを用意するだけで、そのオーガから低速・高トルク
の回転出力を得ることができるので、１台のオーガで施
工工事を行うことができるようになった。そのため、２
台のオーガを所有するのに比べて格段にコストを削減す
ることができた。特に、堅い地盤を掘削する作業頻度が
低い場合にその効果は大きい。また、従来の低速・高ト
ルク用オーガのようにそれ自体が大型にならないので、
全体のバランスをとるために杭打機１を大型にする必要
がない点でもコストを抑えることができた。

【００３０】次に、オーガ用変速装置の第３実施形態に
ついて説明する。図４は、オーガ用変速装置の第３実施
形態を示した組立図である。これも回転数を落として高
トルクを発生させるオーガ用変速装置である。本実施形
態のオーガ用変速装置５０は、カップリング５２に入力
軸５３を介して中心歯車５４が固定され、ケース５１に
対して軸支された複数の中間歯車５５，５５…が、その
中心歯車５４と、リングギヤ５６とに噛み合っている。
そのリングギヤ５６は、固定されたキャリア５７と一体
になって回転可能に設けられ、更にそのキャリア５７に
出力軸５８が固定されている。

【００３１】そこで、こうしたオーガ用変速装置５０を
用いることによって、従来２台使用していた施工工事を
１台のオーガで行うことが可能になった。即ち、支持層
や岩盤などの一部堅い地盤でもこのオーガ用変速装置５
０を使用すれば、高速・低トルクのオーガでも十分なト
ルクが得られるようになる。そこで、岩盤などの堅い地
盤が存在する場合には、リーダ５にオーガ用変速装置５
０が装着され、そのカップリング５２がオーガ２５の回
転軸２５ａに、そして出力軸５８がスクリュー２７のカ
ップリング２７ａへと接続され、次のようにしてオーガ
２５の回転が高トルク回転に変換される。

【００３２】オーガ用変速装置５０のカップリング５２
がオーガ２５の回転軸２５ａに接続され、更に出力軸５
８がスクリュー２７のカップリング２７ａへと接続され
る。これによりオーガ２５の回転出力は、回転軸２５ａ
からカップリング５２を介して入力軸５３に伝達され、
それによって中心歯車５４が回転する。中心歯車５４の
回転はその周りの中間歯車５５，５５…を回転させ、更
にその中間歯車５５，５５…に噛み合ったリングギヤ５
６を回転させる。そのため、リングギヤ５６と一体のキ
ャリア５７が回転することで、それに固定された出力軸
５８からは、中心歯車５４から中間歯車５５，５５…を
介し、回転数を落としてリングギヤ５６に伝達された高
トルクの回転が得られる。

【００３３】こうしてオーガ２５の回転出力は、オーガ
用変速装置５０によって回転数を落とした分トルクを増
幅し、低速・高トルクの回転となって出力軸５８に接続
したスクリュー２７へと伝達される。従って、従来は堅
い地盤で使用することができなかったオーガ２５でも、
オーガ用変速装置５０を接続することによって十分なト
ルクが得られ、スクリュー２７を回転させることができ
るようになった。そのため、堅い地盤が存在する場合に
は、このオーガ用変速装置５０を接続した状態で先掘り
を行い、その後再びオーガ用変速装置５０を取り外して
高速回転による掘削を行えばよい。

【００３４】よって、本実施形態のオーガ用変速装置５
０によれば、従来は地盤の堅さの違いによって少なくと
も２台のオーガが必要であったが、高速・低トルクのオ
ーガを用意するだけで、そのオーガから低速・高トルク
の回転出力を得ることができるので、１台のオーガで施
工工事を行うことができるようになった。そのため、２
台のオーガを所有するのに比べて格段にコストを削減す
ることができた。特に、堅い地盤を掘削する作業頻度が
低い場合にその効果は大きい。また、従来の低速・高ト
ルク用オーガのように装置自体が大型にならないので、
全体のバランスをとるために杭打機１を大型にする必要
がない点でもコストを抑えることができた。

【００３５】次に、オーガ用変速装置の第４実施形態に
ついて説明する。図５は、第４実施形態のオーガ用変速
装置を示した組立図である。このオーガ用変速装置６０
は、図示しないが、減速機構を内蔵したケース６１が第
１実施形態のものと同様にしてオーガ２５に吊設され、
リーダ５のガイドパイプ７に摺動自在に装着されるもの
である。そしてまた、これも回転数を落として高トルク
を発生させるようにしたものである。オーガ用変速装置
６０は、前記第１実施形態の遊星式減速機構にクラッチ
機構を設け、回転数の切換を可能にしたものである。従
って、減速ギヤの構成は第１実施形態のものと同様であ
る。具体的には、カップリング６２に入力軸６３を介し
て太陽歯車６４が固定され、複数の遊星歯車６５，６５
…が、その太陽歯車６４とリングギヤ６８とに噛み合っ
ている。各遊星歯車６５，６５…は、その中心を貫いて
回転可能に支持するキャリア６６によって連結され、そ
のキャリア６６には出力軸６７が固定されている。

【００３６】そして、こうした遊星式減速機構が設けら
れたケース６１内には内周側ディスククラッチ７１が設
けられ、一方の駆動側ディスク７１ａが入力軸６３に固
定され、他方の被動側ディスク７１ｂがキャリア６６に
固定されている。ケース６１には複数のシリンダ７２，
７２…が固定され、そのシリンダロッドの先端に駆動側
ディスク７１ａに当接・離間するスラスト軸受７３が固
定されている。また、遊星歯車６５，６５…の外周側に
噛み合ったリングギヤ６８は、それが回転体６９に一体
になって回転可能に設けられている。

【００３７】更に、内周側ディスククラッチ７１の外側
には、環状の外周側ディスククラッチ７５が設けられ、
一方の回転側ディスク７５ａが回転体６９に固定され、
他方の固定側ディスク７５ｂがケース６１に固定されて
いる。そして、ケース６１には前記シリンダ７２，７２
…の外側に複数のシリンダ７６，７６…が固定され、そ
のシリンダロッド先端が回転側ディスク７５ａに当接・
離間するように構成されている。こうして内周側ディス
ククラッチ７１及び外周側ディスククラッチ７５の切換
には複数のシリンダ７２，７２…，７６，７６…が使用
され、いずれもシリンダロッドがスプリングによって後
退し、シリンダ室への加圧によって突き出されるように
構成されている。そのため、各シリンダ室には駆動流体
を供給する供給源と、駆動流体を排出する排出側とに切
り換えられるよう切換弁７７を介して接続されている。

【００３８】そこで、こうしたオーガ用変速装置６０を
用いることによって、従来２台使用していた施工工事を
１台のオーガで行うことが可能になった。先ず、比較的
柔らかい地盤では高速・低トルク回転を出力するように
する。そのためには、切換弁７７の切換操作によって内
側のシリンダ７２，７２…を加圧する一方、外側のシリ
ンダ７６，７６…を解放する。これによって内周側ディ
スククラッチ７１は、シリンダロッドが伸び、駆動側デ
ィスク７１ａが被動側ディスク７１ｂに押し付けられた
接続状態になり、一方外周側ディスククラッチ７５は、
スプリングバックによってシリンダロッドが縮み、回転
側ディスク７５ａが固定側ディスク７５ｂと離間して非
接続状態になる。

【００３９】従って、入力軸６３に伝えられる回転出力
は、内周側ディスククラッチ７１を介してキャリア６６
にダイレクトに伝えられ、オーガ２５の回転軸２５ａの
回転がそのまま出力軸６７から出力される。即ち、入力
軸６３とキャリア６６とが内周側ディスククラッチ７１
を介して接続されたことにより、太陽歯車６４、遊星歯
車６５，６５…そしてリングギヤ６８が一体になって回
転し、変速機構として機能しなくなる。そのため、オー
ガ２５の回転出力がそのままダイレクトに伝えられて高
速・低トルク回転が得られる。

【００４０】続いて、掘削が進み、例えば岩盤などの堅
い層に達したところで、このオーガ用変速装置６０にお
けるクラッチの切り換えを行う。そのためには、切換弁
７７の切換操作によって内側のシリンダ７２，７２…を
解放する一方、外側のシリンダ７６，７６…を加圧す
る。これによって内周側ディスククラッチ７１は、シリ
ンダロッドがスプリングバックによって縮み、駆動側デ
ィスク７１ａが被動側ディスク７１ｂと離間して非接続
状態になり、一方外周側ディスククラッチ７５は、加圧
されて伸びたシリンダロッドによって回転側ディスク７
５ａが固定側ディスク７５ｂに押圧されて接続状態にな
る。

【００４１】従って、オーガ２５の回転出力は、回転軸
２５ａからカップリング６２を介して入力軸６３に伝達
され、それによって太陽歯車６４が回転する。このと
き、内周側ディスククラッチ７１が切り離されてキャリ
ア６６がフリーになり、外周側ディスククラッチ７５が
接続してリングギヤ６８が固定状態になっている。その
ため、太陽歯車６４の回転は、噛み合いによって周りの
遊星歯車６５，６５…を公転させ、その遊星歯車６５，
６５…の公転に従ってキャリア６６が回転することとな
る。従って、キャリア６６に固定された出力軸６７から
は、太陽歯車６４を公転する遊星歯車６５，６５…によ
って回転数を落とした低速・高トルク回転が得られる。

【００４２】こうしてオーガ２５の回転出力は、オーガ
用変速装置６０によって回転数を落とした分トルクを増
幅し、低速・高トルクの回転が出力軸６７に接続したス
クリュー２７に伝達される。従って、従来は堅い地盤に
使用することができなかったオーガ２５でも、オーガ用
変速装置６０を接続することによって十分なトルクが得
られ、スクリュー２７を回転させることができるように
なった。そこで、柔らかい地盤の途中に岩盤などの堅い
部分が存在する場合には、内周側ディスククラッチ７１
及び外周側ディスククラッチ７５の切り換えにより、高
速回転による効率の良い掘削と、低速回転による高トル
クでの掘削とを段階的に分けて行うようにすればよい。

【００４３】よって、本実施形態のオーガ用変速装置６
０によれば、従来は地盤の堅さの違いによって少なくと
も２台のオーガが必要であったが、高速・低トルクのオ
ーガを用意するだけで、しかもクラッチの切り換え操作
のみによって、高速・低トルクの回転出力と低速・高ト
ルクの回転出力を得ることができるので、１台のオーガ
で非常に効率良く施工工事を行うことができるようにな
った。そのため、２台のオーガを所有するのに比べて格
段にコストを削減することができ、作業効率も格段に向
上した。特に、堅い地盤を掘削する作業の頻度が低い場
合に、その効果は大きい。また、従来の低速・高トルク
用オーガのようにそれ自体が大型にならないので、全体
のバランスをとるために杭打機１を大型にする必要がな
い点でもコストを抑えることができた。

【００４４】次に、オーガ用変速装置の第５実施形態に
ついて説明する。図６は、第５実施形態のオーガ用変速
装置を示した組立図である。このオーガ用変速装置８０
は、減速機構を内蔵したケース８１が第１実施形態のも
のと同様にしてオーガ２５に吊設され、リーダ５のガイ
ドパイプ７に摺動自在に装着するようにしたものであ
る。そしてまた、これも回転数を落として高トルクを発
生させるようにしたものである。オーガ用変速装置８０
は、前記第２実施形態の平歯車式減速機構にクラッチ機
構を設け、回転数の切換を可能にしたものである。従っ
て、減速ギヤの構成は第２実施形態のものと同様であ
る。

【００４５】具体的には、オーガ２５の回転軸２５ａに
接続するカップリング８２に入力軸８３が固定され、そ
の入力軸８３に駆動歯車８４が固定されている。そし
て、この駆動歯車８４にはこれより大径の被動歯車８５
が噛み合い、被動歯車８５には同一軸に小径の駆動歯車
８６が固定され、更にその駆動歯車８６に大径の被動歯
車８７が噛み合っている。従って、オーガ用変速装置８
０は、こうした２段の変速機構を備え、被動歯車８７に
は入力軸８３と同軸に配置され出力軸８８が固定されて
いる。

【００４６】次に、こうした平歯車式減速機構が設けら
れたケース８１内には、摺動歯車式クラッチ９０が設け
られている。摺動歯車式クラッチ９０は、入力軸８３に
対して一体に回転し、かつ軸方向に移動可能な歯車型継
手９１を有し、レバー９２の切り換えによって入力軸８
３に固定された上切換歯車９３或いは下切換歯車９４の
いずれか一方へ噛み合うように構成されている。

【００４７】そこで、こうしたオーガ用変速装置８０を
用いることによって、従来２台使用していた施工工事を
１台のオーガで行うことが可能になった。先ず、比較的
柔らかい地盤では高速・低トルク回転を出力するように
する。そのためには、レバー９２の操作により摺動歯車
式クラッチ９０を、歯車型継手９１が下切換歯車９４に
噛み合うようにする。それにより、回転は摺動歯車式ク
ラッチ９０を介してダイレクトに出力軸８８へ伝えら
れ、オーガ２５の回転出力がそのままダイレクト伝えら
れて高速・低トルク回転が得られる。

【００４８】続いて、掘削が進み、例えば岩盤などの堅
い層に達したところで、このオーガ用変速装置８０の摺
動歯車式クラッチ９０を切り換える。そのためには、レ
バー９２の切換操作によって歯車型継手９１を上切換歯
車９３に噛み合わせる。オーガ２５の回転出力は、回転
軸２５ａからカップリング８２を介して入力軸８３に伝
達され、それによって駆動歯車８４が回転する。そし
て、その駆動歯車８４の回転が被動歯車８５へ伝達さ
れ、同一軸に設けられた駆動歯車８６が回転し、更にそ
の駆動歯車８６に噛み合った被動歯車８７に回転が伝達
される。従って、駆動歯車８４と被動歯車８５との減速
比、さらに駆動歯車８６と被動歯車８７との減速比によ
って回転数を落とした低速・高トルク回転が得られる。

【００４９】こうしてオーガ２５の回転出力は、オーガ
用変速装置８０によって回転数を落とした分トルクを増
幅し、低速・高トルクの回転が出力軸８８に接続したス
クリュー２７に伝達される。従って、従来は堅い地盤に
使用することができなかったオーガ２５でも、オーガ用
変速装置８０を接続することによって十分なトルクが得
られ、スクリュー２７を回転させることができるように
なった。そこで、柔らかい地盤の途中に岩盤などの堅い
部分が存在する場合には、摺動歯車式クラッチ９０の切
り換えにより、高速回転による効率の良い掘削と、低速
回転による高トルクでの掘削とを段階的に分けて行うよ
うにすればよい。

【００５０】よって、本実施形態のオーガ用変速装置８
０によれば、従来は地盤の堅さの違いによって少なくと
も２台のオーガが必要であったが、高速・低トルクのオ
ーガを用意するだけで、しかもクラッチの切り換え操作
のみによって、高速・低トルクの回転出力と低速・高ト
ルクの回転出力を得ることができるので、１台のオーガ
で非常に効率良く施工工事を行うことができるようにな
った。そのため、２台のオーガを所有するのに比べて格
段にコストを削減することができ、作業効率も格段に向
上した。特に、堅い地盤を掘削する作業の頻度が低い場
合にその効果は大きい。また、従来の低速・高トルク用
オーガのようにそれ自体が大型にならないので、全体の
バランスをとるために杭打機１を大型にする必要がない
点でもコストを抑えることができた。

【００５１】次に、オーガ用変速装置の第６実施形態に
ついて説明する。図７及び図８は、第６実施形態のオー
ガ用変速装置であって、特に回転数を落として高トルク
を発生させるオーガ用変速装置を示した組立図である。
本実施形態のオーガ用変速装置１００は、前記第１実施
形態の遊星式減速機構にクラッチ機構を設け、回転数の
切換を可能にしたものである。従って、減速ギヤの構成
は第１実施形態のものと同様である。具体的には、カッ
プリング１０２に入力軸１０３を介して太陽歯車１０４
が固定され、複数の遊星歯車１０５，１０５…が、その
太陽歯車１０４とリングギヤ１０６とに噛み合い、各遊
星歯車１０５，１０５…には、これらを回転可能に支持
するキャリア１０７が設けられ、そのキャリア１０７に
出力軸１０８が固定されている。

【００５２】そして、本実施形態では、こうした入力軸
１０３の先端にスプライン軸１０３ａが形成され、キャ
リア１０７に形成されたボス部１０７ａにはまり合うよ
うに構成されている。更にオーガ用変速装置１００は、
遊星式減速機構が設けられたケース１０１全体を上下動
させるため、オーガ２５に連結された切換シリンダ１１
０，１１０によって吊設されている。その切換シリンダ
１１０，１１０は、オーガの支持ブラケット２５ｂに軸
着され、そのシリンダロッドがケース１０１に軸着され
ている。

【００５３】そこで、こうしたオーガ用変速装置１００
を用いることによって、従来２台使用していた施工工事
を１台のオーガで行うことが可能になった。先ず、比較
的柔らかい地盤では高速・低トルク回転を出力するよう
にする。そのためには、切換シリンダ１１０，１１０を
シリンダロッドが後退するように操作し、オーガ２５に
対してケース１０１を上昇させる。これによって、図８
に示すように太陽歯車１０４が遊星歯車１０５，１０５
…から外れ、入力軸１０３先端のスプライン軸１０３ａ
がキャリア１０７のボス部１０７ａにはまり込んで、入
力軸１０３と出力軸１０８とが直結される。従って、回
転は出力軸１０８にそのままダイレクトに伝えられて高
速・低トルク回転が得られる。

【００５４】続いて、掘削が進み、例えば岩盤などの堅
い層に達したところで、遊星式減速機構を機能させて低
速・高トルク回転を出力するようにする。そのために
は、切換シリンダ１１０，１１０のシリンダロッドを伸
ばし、図７に示すように入力軸１０３先端のスプライン
軸１０３ａをキャリア１０７のボス部１０７ａから外し
て、太陽歯車１０４が遊星歯車１０５，１０５…に噛み
合わせる。オーガ２５の回転出力は、回転軸２５ａから
カップリング１０２を介して入力軸１０３に伝達され、
それによって太陽歯車１０４が回転する。太陽歯車１０
４の回転は、ギヤの噛み合いによって周りの遊星歯車１
０５，１０５…をリングギヤ１０６との間で公転させ、
その遊星歯車１０５，１０５…の公転に従いキャリア１
０７が回転することとなる。そのため、キャリア１０７
に固定された出力軸１０８からは、太陽歯車１０４を公
転する遊星歯車１０５，１０５…によって回転数を落と
した回転が得られる。

【００５５】こうしてオーガ２５の回転出力は、オーガ
用変速装置１００によって回転数を落とした分トルクを
増幅し、低速・高トルクの回転が出力軸１０８に接続し
たスクリュー２７に伝達される。従って、従来は堅い地
盤に使用することができなかったオーガ２５でも、オー
ガ用変速装置１００を接続することによって十分なトル
クが得られ、スクリュー２７を回転させることができる
ようになった。そこで、柔らかい地盤の途中に岩盤など
の堅い部分が存在する場合には、切換シリンダ１１０，
１１０により、高速回転による効率の良い掘削と、低速
回転による高トルクでの掘削とを段階的に分けて行うよ
うにすればよい。

【００５６】よって、本実施形態のオーガ用変速装置１
００によれば、従来は地盤の堅さの違いによって少なく
とも２台のオーガが必要であったが、高速・低トルクの
オーガを用意するだけで、しかもシリンダクラッチの切
り換え操作のみによって、高速・低トルクの回転出力と
低速・高トルクの回転出力を得ることができるので、１
台のオーガで非常に効率良く施工工事を行うことができ
るようになった。そのため、２台のオーガを所有するの
に比べて格段にコストを削減することができ、作業効率
が格段に向上した。特に、堅い地盤を掘削する作業の頻
度が低い場合にその効果は大きい。また、従来の低速・
高トルク用オーガのようにそれ自体が大型にならないの
で、全体のバランスをとるために杭打機１を大型にする
必要がない点でもコストを抑えることができた。

【００５７】以上、オーガ用変速装置の一実施形態につ
いて説明したが、本発明はこうしたものに限定されるわ
けではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が
可能である。前記各実施形態では、トルクを上げるため
に減速するようにギヤを構成したものを示したが、例え
ば入力と出力を逆にしてトルクを落として回転数を上げ
るようにしてもよい。また、前記各実施形態では、オー
ガ用変速装置３０を吊設板２８でオーガ２５に吊すよう
にしたが、リーダ５に装着せずにオーガ２５に直接装着
する一体型とするようにしてもよい。

【００５８】

【発明の効果】よって、回転を出力するオーガの回転軸
に連結する入力軸と、被回転体に連結する出力軸と、オ
ーガから受けた回転を入力軸から出力軸へ回転数を変換
して伝達する歯車式変速機構とを有し、当該オーガに着
脱可能なものとしたので、オーガの回転出力から作業状
況に合った回転数（トルク）の回転を得ることができ、
１台のオーガで異なる堅さの地盤に対応することが可能
となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】オーガとそれに接続したオーガ用変速装置を装
着した三点支持式杭打機を示した図である。

【図２】本発明に係るオーガ用変速装置の第１実施形態
を示した組立図である。

【図３】本発明に係るオーガ用変速装置の第２実施形態
を示した組立図である。

【図４】本発明に係るオーガ用変速装置の第３実施形態
を示した組立図である。

【図５】本発明に係るオーガ用変速装置の第４実施形態
を示した組立図である。

【図６】本発明に係るオーガ用変速装置の第５実施形態
を示した組立図である。

【図７】本発明に係るオーガ用変速装置の第６実施形態
を示した組立図である。

【図８】本発明に係るオーガ用変速装置の第６実施形態
を示した組立図である。

【符号の説明】

１ 杭打機 ５ リーダ ２５ オーガ ２６，３０，４０，５０，６０，８０，１００ オーガ
用変速装置 ２７ スクリュー ３２ カップリング ３３ 入力軸 ３４ 太陽歯車 ３５ 遊星歯車 ３６ リングギヤ ３７ キャリア ３８ 出力軸

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転を出力するオーガの回転軸に連結す
   る入力軸と、被回転体に連結する出力軸と、オーガから
   受けた回転を入力軸から出力軸へ回転数を変換して伝達
   する歯車式変速機構とを有し、当該オーガに着脱可能な
   ものであることを特徴とするオーガ用変速装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のオーガ用変速装置にお
   いて、 前記入力軸と出力軸との関係を、歯車式変速機構の切り
   換えによって直結状態と歯車減速状態とにする切換手段
   を有することを特徴とするオーガ用変速装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のオーガ用変速装置にお
   いて、 前記歯車式変速機構は、太陽歯車と、太陽歯車に噛合し
   てその周りのリングギヤ内にて公転する遊星歯車とを備
   え、当該歯車を介して入力軸から出力軸へ回転数を変換
   して伝達する遊星歯車式であることを特徴とするオーガ
   用変速装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のオーガ用変速装置にお
   いて、 前記歯車式変速機構は、前記入力軸に連結された中心歯
   車と、その中心歯車の周りに軸支され、当該中心歯車に
   噛合した複数の中間歯車と、その複数の中間歯車に外側
   において回転可能に噛合し、前記出力軸に連結されたリ
   ングギヤとを有し、入力軸から出力軸へ回転数を変換し
   て伝達するものであることを特徴とするオーガ用変速装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のオーガ用変速装置にお
   いて、 前記歯車式変速機構は、噛合させた径の異なる駆動歯車
   と被動歯車とを複数段設け、当該歯車を介して入力軸か
   ら出力軸へ回転数を変換して伝達する平歯車式変速機構
   であることを特徴とするオーガ用変速装置。
6. 【請求項６】 請求項３に記載のオーガ用変速装置にお
   いて、 前記遊星歯車式変速機構は、太陽歯車に対する遊星歯車
   の公転を制限して入力軸から出力軸へ回転を直接伝達す
   る切換手段を有することを特徴とするオーガ用変速装
   置。
7. 【請求項７】 請求項３に記載のオーガ用変速装置にお
   いて、 前記遊星歯車式変速機構は、太陽歯車と遊星歯車との噛
   み合いを外すとともに入力軸側のスプライン軸と出力軸
   側のボス部との噛み合いによって、入力軸から出力軸へ
   の回転を直接伝達する切換手段を有することを特徴とす
   るオーガ用変速装置。
8. 【請求項８】 請求項５に記載のオーガ用変速装置にお
   いて、 前記平歯車式変速機構は、入力軸と出力軸とに切換歯車
   を備え、当該切換歯車への噛み合いを切り換えることに
   よって、入力軸から出力軸への回転を直接伝達する切換
   手段を有することを特徴とするオーガ用変速装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載
   のオーガ用変速装置において、 前記オーガと共に杭打機のリーダに沿って昇降可能に装
   着可能なものであることを特徴とするオーガ用変速装
   置。