JP3150680U - オーガー駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アースオーガーと鋼管を共通の油圧モータで回転させることにより、各種杭打ち工法の施工が行えるオーガー駆動装置を提供する。【解決手段】オーガー取付け軸１２と、前記オーガー取付け軸１２と同軸心状の配置となるサークルギア１１を備え、このサークルギア１１の下部に複数の鋼管結合金具２１を設け、前記オーガー取付け軸１２の外側に設けたセンターギア１４と前記サークルギア１１の両者に噛み合うモータギア１７を装置本体８に固定した油圧モータ１５で駆動し、オーガー取付け軸１２と鋼管結合金具２１を逆回転させる。【選択図】図２

Description

この考案は、各種杭の構築やコンクリートコア抜きなどに用いる油圧式のオーガー駆動装置に関する。

一般に知られている杭の種類とその構築工法としては、鋼管杭、場所打ち杭、既製杭、中掘工法等を挙げることができる。

従来、上記のような杭の構築や工法の施工には、それぞれの工法に対応した専用の杭打ち装置を用いている。

例えば、鋼管杭の施工においては、杭打機本体のリーダーに鋼管杭とその内部に収納したアースオーガーを建て込み、鋼管杭とアースオーガーに回転を与え、アースオーガーで掘削しながら鋼管杭を地中に圧入し、最後にアースオーガーを抜き取るようにするものであり、アースオーガーを駆動するためのオーガーモータと、鋼管杭をクランプして回転させるための回転装置とが必要になる。

また、場所打ち杭や既製杭の構築においては、杭打機本体のリーダーに鋼管杭とその内部に収納したアースオーガーを建て込み、鋼管杭とアースオーガーに回転を与え、アースオーガーで掘削しながら鋼管杭を地中に圧入し、場所打ち杭の場合は最後に鋼管杭とアースオーガーを抜き取った削孔にコンクリートを打設し、既製杭の場合は削孔内に杭を挿入するものであり、何れの場合も、アースオーガーを駆動するためのオーガーモータと、鋼管杭をクランプして回転させるための回転装置とが必要になる。

更に、中掘工法は、鋼管やコンクリートの既製杭とその内部に挿入するアースオーガーを用い、既製杭の建て込みを行った後、アースオーガーによる削孔と同時に杭を圧入し、杭打設後に打撃して支持層に打ち込むか、セメントミルクやグラウト材を支持層に注入するものであり、アースオーガーを駆動するためのオーガーモータと、既製杭を圧入するためのクランプ機構が必要になる。

従来のアースオーガー駆動装置は、鋼管は固定でアースオーガーだけを回転させるものや、鋼管とアースオーガーをともに同一方向に回転させる構造になっていた（例えば特許文献１参照）

特開昭４９−３３４０４号公報

上記のように、杭を構築する何れの工法においても、アースオーガーを駆動するオーガーモータと、鋼管や既製杭を回転させたりクランプするために、回転装置やクランプ機構が必要になり、従来は、これらオーガーモータと回転装置やクランプ機構が別体の構造になっていたため、リーダーへの取付け作業だけでなく、アースオーガーや鋼管を回転装置やクランプ機構に結合する作業を個々に行わなければならず、作業に手間がかかると共に、アースオーガーと鋼管の芯出し作業にも時間がかかるという問題がある。

また、アースオーガーと鋼管を同一方向に回転させると、両者の反力が同一方向に作用し、アースオーガー駆動装置に大きな負荷がかかることになり、このため、アースオーガー駆動装置を剛性化しなければならないという問題がある。

そこで、この考案の課題は、アースオーガーと鋼管を同軸心の配置に取付けることができ、リーダーへの取付け作業の能率向上が図れると共に、アースオーガーと鋼管の芯出し作業も簡単になり、しかも、アースオーガーと鋼管を共通の油圧モータで回転させることで、各種杭打ち工法の施工が行えるオーガー駆動装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、この考案は、装置本体の下部に、垂直の軸心を中心に回転可能となるよう支持され、その下端部にアースオーガーの上端を連結するオーガー取付け軸と、このオーガー取付け軸の外側に同軸心状の配置で回転可能に配置されたサークルギアを備え、前記サークルギアの下部に複数の鋼管結合金具を設け、前記オーガー取付け軸の外側にサークルギアを同軸心状の配置となるセンターギアを設け、このセンターギアとサークルギアの両者に噛み合うモータギアを装置本体に固定した油圧モータで駆動し、オーガー取付け軸と鋼管結合金具を逆回転させるようにしたものである。

上記モータギアは複数個を用い、サークルギアの周方向に沿って等間隔で配置し、各モータギアを個々に油圧モータで駆動するようになっているようにしたり、上記鋼管結合金具は、鋼管の上端厚みに嵌る一対の対向片と、この対向片に抜き差し可能に設けたピンによって形成され、この鋼管結合金具がオーガー取付け軸の軸心に対して半径方向に位置調整可能になっているようにすることができる。

また、上記オーガー取付け軸の軸心に沿って流体通路孔が貫通し、前記オーガー取付け軸の上端にスイベルジョイントが流体通路孔と連通するように取り付けられ、このスイベルジョイントがエアや圧力水又はセメントミルク等の注入口を有している構造とすることができる。

ここで、上記装置本体は、円形リング台の内周でサークルギアを回転可能に支持し、前記円形リングの上部に鋼板を用いて組立てた吊下げ用の台を立設した構造を有し、この台の上端にピン結合したブラケットを用いて回転圧入式杭打機本体のリーダー（ガイドセル）に取付けると共に、前記円形リング台の中心部に垂直のオーガー取付け軸を、サークルギアと同軸芯の配置となるよう軸受で回転可能となるよう取付け、このオーガー取付け軸の外周にセンターギアが固定されている。

上記円形リング台の上面で軸心を挟む二箇所の位置に油圧モータの取付け台が設けられ、各取付け台に固定した油圧モータの出力軸にセンターギアとサークルギアの両者に噛み合うモータギアが固定され、オーガー取付け軸を右回転させると同時にサークルギアを左回転させるようになっている。

上記サークルギアの下面に下部環状プレートを同軸心状に固定し、この下部円形プレートの下面三箇所の位置に、ガイド部材を放射状の等間隔配置で固定し、前記各ガイド部材に取付けたスライド部材の下面に下向きコ字状の鋼管結合金具が設けられ、各結合金具の配置径を鋼管の直径に合わせて位置調整できるようになっている。

上記結合金具と鋼管の関係は、結合金具にピンを抜き差し自在に架設し、鋼管の上端に設けた貫通孔や切り欠きをピンと結合することにより、鋼管に回転を伝えるようになっている。

この考案によると、オーガー取付け軸と鋼管結合金具を同軸心で回転可能に配置し、このオーガー取付け軸と鋼管結合金具を油圧モータで逆回転させるようにしたので、オーガー取付け軸の下端にアースオーガーを接続し、鋼管結合金具に鋼管の上端を結合すれば、アースオーガーと鋼管を同軸心に配置することができ、リーダーへの取付け作業の能率向上が図れると共に、アースオーガーと鋼管の芯出し作業も簡単に行える。

また、アースオーガーと鋼管を共通の油圧モータで回転させることができ、一台の装置で、鋼管杭、場所打ち杭、既製杭、中掘工法等の各種杭打ち工法の全ての作業が行えると共に、アースオーガーと鋼管を逆回転させることで、アースオーガーによる掘削と鋼管の圧入の反力を打ち消し合い、杭の構築作業が安定して行えるだけでなく、装置の構造を簡素化することができる。

更に、アースオーガーと鋼管を共通の油圧モータで回転させる構造とすることで、全体の小型化及び高さ寸法の低減化を実現でき、上空の架空制限や地下作業等の制約がある場合でも、現場を選ばないで作業が行えることになる。

この考案に係るオーガー駆動装置の使用状態を示す正面図 （ａ）はオーガー駆動装置の拡大した正面図、（ｂ）は同側面図 オーガー駆動装置の要部を拡大した縦断側面図 オーガー駆動装置の拡大した底面図 （ａ）乃至（ｄ）の各々はこの考案のオーガー駆動装置を用いて鋼管杭を構築する施工工程の順番を示す縦断面図 （ａ）乃至（ｅ）の各々はこの考案のオーガー駆動装置を用いて場所打ち杭を構築する施工工程の順番を示す縦断面図 （ａ）乃至（ｅ）の各々はこの考案のオーガー駆動装置を用いて既製杭を構築する施工工程の順番を示す縦断面図

以下、この考案の実施の形態を図示例に基づいて説明する。

図１に示す使用状態のように、この考案に係るオーガー駆動装置１は、クローラによる自走と旋回が自在となる小型の回転圧入式杭打ち機本体２のブーム３で支持されたリーダー（ガイドセル）４に、ブラケット５を用いて吊下げ状に取付けられる。

上記オーガー駆動装置１は、図２乃至図４のように、円形リング台６の上部に鋼板を用いて組立てた吊下げ用の台７を立設して装置本体８を形成し、台７の上端にピン９で結合したブラケット５を用いて杭打機本体２のリーダー４に取付けるようになっている。

上記円形リング台６の内周でボールベアリング１０を介してサークルギア１１を回転可能に支持し、この円形リング台６の中心部に下部が角筒状となる垂直のオーガー取付け軸１２を、サークルギア１１と同軸芯の配置となるよう軸受１３で回転可能となるよう取付け、このオーガー取付け軸１２の外周でサークルギア１１と同じ高さ位置にセンターギア１４が固定されている。

図２（ｂ）と図３のように、上記オーガー取付け軸１２は、軸心に沿って流体通路孔２８が貫通し、前記オーガー取付け軸１２の上端に二又構造のスイベルジョイント２９が流体通路孔２８と連通するように取り付けられている。

このスイベルジョイント２９は、エア供給配管を接続するエア注入口３０と、圧力水又はセメントミルク等の供給配管を接続する注入口３１を有し、オーガー取付け軸１２の下部に連結する図１のアースオーガーｂに、軸心に沿って流体通路孔が貫通するものを用い、オーガー取付け軸１２の流体通路孔２８とアースオーガーの流体通路孔を連通させることにより、各種工法による杭の施工において、アースオーガーｂの先端からエアや圧力水を噴出しながら掘削するようにしたり、アースオーガーｂの先端から杭底へのセメントミルクやグラウト材の注入が行えるようになっている。

上記円形リング台６の上面の軸心を挟む二箇所で、サークルギア１１とセンターギア１４間の直上位置に、油圧モータ１５の取付け台１６が設けられ、各取付け台１６に出力軸が下向きとなる油圧モータ１５を固定し、この油圧モータ１５の出力軸にセンターギア１４とサークルギア１１の両者に噛み合うモータギア１７が固定され、油圧モータ１５の起動によりオーガー取付け軸１２を右回転させると同時にサークルギア１１を左回転させるようになっている。

上記サークルギア１１の下面に円形の下部環状プレート１８を同軸心状に固定し、この下部円形プレート１８の下面で周方向に等間隔で三箇所の位置に、断面下向きＴ字形となる直線状のガイド部材１９を放射状の配置で固定し、前記各ガイド部材１９に、このガイド部材１９の長さ方向に移動可能となるスライド部材２０を取付け、スライド部材２０の下面に下向きコ字状に形成された鋼管結合金具（スライドチャック）２１が設けられ、各結合金具２１の配置径を鋼管ａの直径に合わせて位置調整できるようになっている。

上記スライド部材２０は、ガイド部材１９を両側から挟むように取付けられ、ボルト２２を締め弛めすることで、ガイド部材１９に対する移動と任意の位置での固定とが行えるようになっており、ボルト２２を締め付けて両側からガイド部材１９を挟むことで固定となる。

ちなみに、上記スライド部材２０の配置径とその位置調整範囲は、直径４００ｍｍ〜１１００ｍｍまでの鋼管ａをチャッキングできるように設定されている。

上記鋼管結合金具２１は、一対の対向片２１ａが鋼管ａの厚みが嵌る間隔で内外に対向する下向きコ字状となり、両対向片２１ａにわたって抜き差し可能となるよう貫通させたピン２３の内端に外方に対する抜け止めロック２４を抜き差し可能に貫通させ、外側対向片２１ａの下端に上向きコ字状の折り返し壁２５を設け、ピン２３の外端に折り返し壁２５内に納まる抜け止めピン２６を突設し、ピン２３が自然に抜けないようにしている。

このピン２３を抜く場合は、抜け止めロック２４を抜いてピン２３を半回転させ、抜け止めピン２６を上向きにして折り返し壁２５内から外に出し、この状態で外方に引っ張るようにすればよく、また、ピン２３の取り付けは、抜く場合と逆の手順で行なえばよい。

上記ピン２３と鋼管ａの結合は、鋼管ａの上端に吊り込み用の貫通孔や回転伝達用の切り欠きを設けておき、貫通孔の場合は、結合金具２１に対してピン２３を抜いた状態で、結合金具２１の対向片２１ａ間に鋼管ａの上端厚みを嵌め込み、この後対向片２１ａと貫通孔にわたってピン２３を貫通させればよく、また、切り欠きの場合は、結合金具２１にピン２３を取付けた状態で、結合金具２１の対向片２１ａ間に鋼管ａの上端厚みを嵌め込み、ピン２３に切り欠きを結合すればよく、何れにしても、結合した鋼管ａに回転を伝えるようになっている。

この考案のオーガー駆動装置１は、上記のような構成であり、各種杭の施工に際しては、図１に示すように、自走と旋回が自在となる小型杭打ち機本体２のブーム３で支持された垂直のリーダー４にワイヤー操作で上下動する昇降部材２７を介してブラケット５を上下動可能に取付け、このブラケット５にオーガー駆動装置１をピン９で吊下げ状に取付ける。

上記オーガー駆動装置１には、オーガー取付け軸１２の角筒状となる下端に、アースオーガーｂの上端角軸部を嵌合してピンで結合することにより連結し、このアースオーガーｂに外嵌する鋼管ａ（ケーシング）の上端を鋼管結合金具２１に嵌め込み、この嵌め込み部分をピン２３で結合する。

上記オーガー駆動装置１を上昇位置にして、アースオーガーｂと鋼管ａを同軸心状に吊り下げて建て込んだ状態で、小型杭打ち機本体２からのワイヤー操作によって、オーガー駆動装置１とこれに取付けたアースオーガーｂ及び鋼管ａを下降させると共に油圧モータ１５を起動し、アースオーガーｂと鋼管ａに相反する方向の回転を与えながら地中に進入させる。

上記アースオーガーｂが回転により地中を掘削することで鋼管ａは地中へ円滑に進入、アースオーガーｂと鋼管ａが相反する方向に回転することで、互いの反力が釣り合うことになる。

図示の場合、アースオーガーｂと鋼管ａの地中への進入は、オーガー駆動装置１の重量を含めた自重によって行う例を示しているが、リーダー４と昇降部材２７の間に設けた油圧シリンダで押し込むようにしてもよい。

上記のようなアースオーガーｂと鋼管ａに相反する回転を与えながら地中へ進入させる工法を用いて、各種杭の施工が行えることになり、図５（ａ）乃至（ｄ）は、鋼管杭の施工状態を示し、図５（ａ）と（ｂ）のように、アースオーガーｂと鋼管ａを地中へ進入させると、ピン２３を引き抜くことでオーガー駆動装置１と鋼管ａの結合を解き、図５（ｃ）と（ｄ）のように、アースオーガーｂを逆回転させながら鋼管ａ内から抜き取るようにする。

図６（ａ）乃至（ｅ）は、場所打ち杭の施工状態を示し、図６（ａ）と（ｂ）のように、アースオーガーｂと土留めとなる鋼管ａを地中へ進入させると、図６（ｃ）と（ｄ）のように、アースオーガーｂと鋼管ａを地中から引き抜いて削孔ｃを形成し、図６（ｅ）のように、削孔ｃ内に鉄筋篭ｄを挿入してコンクリートｅを打設する。なお、アースオーガーｂと鋼管ａを地中から引き抜くとき、アースオーガーｂと鋼管ａを圧入時と逆回転させるようにしてもよい。

図７（ａ）乃至（ｅ）は、既製杭の施工状態を示し、図７（ａ）と（ｂ）のように、アースオーガーｂと鋼管ａを地中へ進入させると、図７（ｃ）と（ｄ）のように、アースオーガーｂと鋼管ａを圧入時と逆回転させながら地中から引き抜いて削孔ｃを形成し、図７（ｅ）のように、削孔ｃ内に既製杭ｆを挿入する。なお、アースオーガーｂと鋼管ａを地中から引き抜くとき、アースオーガーｂと鋼管ａを圧入時と逆回転させるようにしてもよい。

なお、図示省略したが、オーガー駆動装置１は、アースオーガーｂと鋼管ａの何れか一方だけの使用が可能であり、また、図７（ｃ）のように、アースオーガーｂに先端からセメントミルクやグラウト材を吐出できるものを用いることで、中掘工法を施工することができ、更に、既製杭ｆの施工において、オーガー駆動装置１は、鋼管結合金具２１にヤットコを固定することで杭の建て込みや引き抜きの作業が行え、鋼管結合金具２１に超硬ビットを用いたセンタービットを取付けることで、コンクリートの切断やコア抜きの作業が可能になる。

このように、オーガー駆動装置１は、鋼管杭、場所打ち杭、既製杭、中掘工法等の各種杭打ち工法の全ての作業が一台の装置で行えると共に、全体の小型化及び高さ寸法の低減化を実現でき、小型杭打ち機本体２との組合わせ使用によって、上空の架空制限や地下作業等の制約がある場合でも、現場を選ばないで作業が行えることになる。

１ オーガー駆動装置
２ 小型杭打ち機本体
３ ブーム
４ リーダー
５ ブラケット
６ 円形リング台
７ 吊下げ用の台
８ 装置本体
９ ピン
１０ ボールベアリング
１１ サークルギア
１２ オーガー取付け軸
１３ 軸受
１４ センターギア
１５ 油圧モータ
１６ 取付け台
１７ モータギア
１８ 下部円形プレート
１９ ガイド部材
２０ スライド部材
２１ 鋼管結合金具
２２ ボルト
２３ ピン
２４ 抜け止めロック
２５ 折り返し壁
２６ 抜け止めピン
２７ 昇降部材
２８ 流体通路孔
２９ スイベルジョイント
３０ エア注入口
３１ 注入口
ａ 鋼管
ｂ アースオーガー

Claims (4)

1. 装置本体の下部に、垂直の軸心を中心に回転可能となるよう支持され、その下端部にアースオーガーの上端を連結するオーガー取付け軸と、このオーガー取付け軸の外側に同軸心状の配置で回転可能に配置されたサークルギアを備え、前記サークルギアの下部に複数の鋼管結合金具を設け、前記オーガー取付け軸の外側にサークルギアと同軸心状の配置となるセンターギアを設け、このセンターギアとサークルギアの両者に噛み合うモータギアを装置本体に固定した油圧モータで駆動し、オーガー取付け軸と鋼管結合金具を逆回転させるようにしたオーガー駆動装置。
2. 上記モータギアは複数個を用い、サークルギアの周方向に沿って等間隔で配置し、各モータギアを個々に油圧モータで駆動するようになっている請求項１に記載のオーガー駆動装置。
3. 上記鋼管結合金具は、鋼管の上端厚みに嵌る一対の対向片と、この対向片に抜き差し可能に設けたピンによって形成され、前記鋼管結合金具がオーガー取付け軸の軸心に対して半径方向に位置調整可能になっている請求項１又は２に記載のオーガー駆動装置。
4. 上記オーガー取付け軸の軸心に沿って流体通路孔が貫通し、前記オーガー取付け軸の上端にスイベルジョイントが流体通路孔と連通するように取り付けられ、このスイベルジョイントがエアや圧力水又はセメントミルク等の注入口を有している請求項１乃至３の何れかに記載のオーガー駆動装置。

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