JP3837714B2 - 地盤改良柱体造成機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、地盤内に砂、石灰等の地盤改良材による柱体を造成する地盤改良柱体造成機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、地盤改良柱体の造成には、マストに昇降自在に支持されたモータおよび減速機を含む駆動部に、上端部側壁に開口を有するケーシングおよび該ケーシング内に挿通されたオーガスクリューをそれぞれ接続した地盤改良柱体造成機を使用し、造成においては、上記ケーシングとオーガスクリューを互に逆方向に回転させて、ケーシングを地中に圧入しつつオーガスクリューによりケーシング内を掘削し、掘削土砂は上方へ排土していき、所定深さにケーシングを圧入したらケーシングの回転を停止し、地盤改良材（例えば砂）を上記開口からケーシング内に投入しつつオーガスクリューの逆回転により上記砂をケーシング内に逆送充填する方法が行われている。
【０００３】
この場合、上記ケーシングおよびオーガスクリューの回転の態様が互に異るため、従来の地盤改良柱体造成機においては、上記マストに互に独立した２つの駆動部を上下の配置でそれぞれ昇降自在に支持させ、上部の駆動部にオーガスクリューを、下部の駆動部にケーシングをそれぞれ接続した駆動構造が用いられている。
【０００４】
しかし、上記のような独立の２つの駆動部を備えた従来機では、駆動部が上下に長大となり、それに伴いマストを長くする必要がある等装置の大型化を招く欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題およびその解決手段】
本願請求項１の発明は、１つの駆動部からケーシングおよびオーガスクリューにそれぞれ回転を伝達する駆動構造を採ると共に、ケーシングを独立して回転、停止できるようにすることを課題とし、
【０００６】
その課題解決の手段として、、本願請求項１の発明は、
マストに昇降自在かつ旋回不能に支持されたホルダーに、１または１組のモータを有する１つの駆動部を搭載し、上記モータから回転を伝達される内側出力軸およびそれを囲む筒状の外側出力軸を下方へそれぞれ突出し、
上端部側壁に開口を有するケーシングおよび該ケーシング内に回転自在に挿通されたオーガスクリューのうち、一方のオーガスクリューの上端部を上記内側出力軸に接続し、他方のケーシングの上端部を上記外側出力軸にクラッチ装置を介して接離自在に接続した、
地盤改良柱体造成機を提案する。
【０００７】
本願請求項３の発明は、上記ケーシングの回転を停止し、地盤改良材をケーシング内に投入しつつオーガスクリューを回転させる場合等に、該ケーシングの共回りを防止することを課題とし、
その課題達成の手段として、本願請求項３の発明は、
上記ケーシング上端部に共回り防止装置を設け、該共回り防止装置は、
上記ケーシングの上端部に回り止めストッパー部材を、上記駆動部のホルダーに上記ストッパー部材と係止して該ストッパー部材の回転を阻止すべき係止部材をそれぞれ設け、
上記ストッパー部材と係止部材とが、上記クラッチ装置の切離時に係止してケーシングを回転不能におき、上記クラッチ装置の接続時に離脱してケーシングを回転可能におく位置関係にあるものである、
請求項２のクラッチ装置を有する地盤改良柱体造成機を提案する。
以下図面を参照して本願発明の実施例を説明する。
【０００８】
【実施例】
図１、２において、ベースマシン（１）の前部にマスト（２）を垂直に起立保持し、該マスト（２）に敷設されたガイドレール（３）、（３）に、駆動部（５）を搭載したホルダー（４）をスライド金具（６）…を介して昇降自在かつ旋回不能に支持させると共に、トップシーブ（７）から垂下されたワイヤ（８）により昇降自在に吊支し、この駆動部（５）から内側出力軸（９）およびそれを囲む円筒状外側出力軸（１０）を下方へ突出し、内側出力軸（９）に、下端に掘削ヘッド（１３）を有するオーガスクリュー（１１）の上端を接続すると共に、外側出力軸（１０）に、上記オーガスクリュー（１１）に回転自在かつ摺動自在に被嵌された円筒状ケーシング（１２）の上端をクラッチ装置（１４）を介して接離自在に接続してある。
【０００９】
上記駆動部（５）は、上記ホルダー（４）上部の左右両側部に設置された一対のモータ（１５）、（１５）およびその下にそれぞれ接続された減速機（１６）、（１６）からなり、それらの中間位置に内側出力軸（９）を、その下位に外側出力軸（１０）をそれぞれベアリングを介して回転自在に支持し、これら出力軸への回転伝達は、まず上記両減速機（１６）、（１６）の減速回転が、両減速機の駆動軸にそれぞれ固着された歯車（１７）、（１７）、それらとかみ合う上記内側出力軸（９）に固着された歯車（１８）を経て内側出力軸（９）に伝達され、ついで上記内側出力軸（９）に固着された歯車（１９）からアイドル歯車（２０）、（２０）、上記外側出力軸（１０）の上端部内周面に固定された内歯歯車（２１）を経て外側出力軸（１０）に伝達される。
【００１０】
上記クラッチ装置（１４）は次のようである。図２、３において、上記駆動部ホルダー（４）の最下部左右両側部に昇降用油圧シリンダ（２２）、（２２）の一端部を連結して垂下すると共に、両シリンダのピストンロッド（２３）、（２３）の下端に支持環（２４）を吊支し、一方上記駆動部ホルダー（４）の最下部背面に固定された補助板（２５）を垂下し、該補助板（２５）に上下方向に平行に突設された横断面Ｌ字状のレール（２６）、（２６）に、上記支持環（２４）の背面に突設された横断面Ｌ字状のスライド片（２７）、（２７）を摺動自在に係合し、それにより支持環（２４）を昇降行程中旋回不能に支持し、この支持環（２４）に回転筒（２８）をベアリング（２９）（図２（イ）参照）を介して回転自在に支持し、該回転筒（２８）の下端に、排土兼地盤改良材投入用開口（３１）、（３１）を有する補助筒（３０）を、その下端にケーシング（１２）を順次同心的に接続してある。（３２）、（３２）は上記補助板（２５）の下部に固定されたスライド金具で、上記マストのガイドレール（３）、（３）に係合している。
【００１１】
上記外側出力軸（１０）の下端には、内周面に本例では８本のスプライン溝を有する円筒状メススプライン軸（３３）を同心的に接続し、他方の上記回転筒（２８）の上端に、外周面に本例では４本のスプライン突条を有する円筒状オススプライン軸（３４）を同心的に接続し、上記油圧シリンダ（２２）、（２２）の縮小駆動により支持環（２４）、ケーシング（１２）を上昇させたときは、上記オススプライン軸（３４）がメススプライン軸（３３）内に挿入されて図２（ロ）に示すようにスプライン突条がスプライン溝と係合してケーシング（１２）を外側出力軸（１０）に回転伝達可能に接続し、また上記油圧シリンダ（２２）、（２２）の伸長駆動により支持環（２４）、ケーシング（１２）を降下させたときは、上記スプライン突条がスプライン溝との係合から離脱してケーシング（１２）を外側出力軸（１０）から切離する。
【００１２】
上記ケーシング（１２）を外側出力軸（１０）から切離した状態でオーガスクリュー（１１）を回転させた場合におけるケーシング（１２）の共回りを防止する手段として、上記回転筒（２８）の上部に、図２、３のように４枚の板状ストッパー（３５）…を、板面を垂直に向けて互に９０度間隔で上記支持環（２４）よりも若干外方へ突出させた放射状態に固定し、一方上記補助板（２５）の前面に、上記ストッパー（３５）と係止すべき係止溝部（３６）を突設し、その場合、上記オススプライン軸（３４）を図２のクラッチ接続状態から降下させたとき、そのスプライン突条がスプライン溝から離脱する前に上記ストッパー（３５）が係止溝部（３６）に係合し、上記オススプライン軸（３４）を図３のクラッチ切離状態から上昇させたとき、スプライン突条がスプライン溝に十分係合した後に上記ストッパー（３５）が係止溝部（３６）から離脱する位置関係にある。
【００１３】
なお、上記ケーシング（１２）を上昇させ、クラッチ装置（１４）を接続状態においたときは、図１に示すようにオーガスクリュー（１１）の掘削ヘッド（１３）がケーシング（１２）の下端から下方へ突出してケーシング（１２）に対する先掘り掘削を可能にし、また上記ケーシング（１２）を降下させ、クラッチ装置（１４）を切離状態においたときは、上記掘削ヘッド（１３）がケーシング（１２）内にほぼ後退することとなる。
【００１４】
上例の作用を使用例とともに次に説明する。クラッチ装置（１４）を接続においた図１、２の状態で、モータ（１５）、（１５）を始動してオーガスクリュー（１１）を右回転、ケーシング（１２）を左回転させて地中への掘削を開始すると、図４（イ）のように掘削ヘッド（１３）によりケーシング（１２）下端の下方を先掘り掘削しつつ掘削土砂をケーシング（１２）内で上方へ搬送し、上端部の開口（３１）、（３１）からケーシング外へ排出する。ケーシング（１２）は上記の先掘り孔内に容易に掘進していく。
【００１５】
所定深さに掘進したらオーガスクリュー（１１）およびケーシング（１２）の各回転を停止し、ついで昇降用油圧シリンダ（２２）、（２２）の伸長駆動によりクラッチ装置（１４）を切離すると共に、ケーシング（１２）を押し下げ、それにより同図（ロ）のように孔の底部までもケーシング（１２）で十分に囲むこととなる。
【００１６】
次に、地盤改良材供給ホース（Ｈ）の開口先端部を同図（ハ）のようにケーシングの開口（３１）内にのぞませ、該ホース（Ｈ）から本例では砂をケーシング（１２）内に供給すると共に、オーガスクリュー（１１）を逆回転させ、それにより供給された砂をケーシング（１２）内で下方へ逆送し、ケーシング内底部に充填していく。
【００１７】
ついで、砂の供給およびオーガスクリュー（１１）の逆回転を継続しつつ、図５（ニ）のようにワイヤ（８）の巻取りによりオーガスクリュー（１１）およびケーシング（１２）を徐々に地上に引抜いていく。上記図５（ハ）、（ニ）の行程におけるケーシング（１２）内への砂の供給において、ケーシング（１２）が停止しているので、ホース（Ｈ）を供給位置に保持し、確実に供給することができる。かくして同図（ホ）のように孔内に砂が充填された砂杭（Ｐ）がえられる。
【００１８】
上記図４（ハ）および図５（ニ）のオーガスクリュー（１１）の逆回転において、ケーシング（１２）が内部の砂を回転伝達媒体としてオーガスクリュー（１１）とともに共回りする場合があるが、上記クラッチ切離のためケーシング（１２）を降下したときストッパー（３５）が係止溝部（３６）に係止してケーシング（１２）を回転不能におき、それにより開口（３１）からの砂供給作業が支障なく継続できる。
【００１９】
【発明の効果】
本願請求項１の発明によれば、１の駆動部からオーガスクリューおよびケーシングにそれぞれ回転を伝達する駆動構造を備えるが、クラッチ装置の接離によりケーシングをオーガスクリューと独立に回転、停止させることが可能となり、それによりケーシングをオーガスクリューとともに回転させる掘削や、オーガスクリューを回転させるがケーシングを停止させる地盤改良材供給等の種々の作業を有効に行うことができるのである。
【００２０】
本願請求項３の発明によれば、地盤改良材をケーシング内に供給しつつオーガスクリューを逆回転させる作業等において、共回り防止装置によりケーシングがオーガスクリューと共回りするのを防止し、それにより地盤改良材をケーシング内に供給する作業を支障なく継続することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】地盤改良柱体造成機の一部省略側面図である。
【図２】（イ）駆動部およびクラッチ装置部分の拡大一部縦断正面図である。
（ロ）（イ）図のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】（イ）駆動部およびクラッチ装置部分の側面図である。
（ロ）（イ）図のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】（イ）砂杭造成における掘削工程の略線断面図である。
（ロ）同上掘削完了状態の略線断面図である。
（ハ）同上砂供給工程の略線断面図である。
【図５】（ニ）同上オーガスクリューおよびケーシングの引抜き工程の略線断面図である。
（ホ）同上砂杭完成状態の略線断面図である。
【符号の説明】
２ マスト
４ ホルダー
９ 内側出力軸
１０ 外側出力軸
１１ オーガスクリュー
１２ ケーシング
１４ クラッチ装置
１５ モータ
２２ 昇降用油圧シリンダ
３１ 排土兼地盤改良材投入用開口
３５ ストッパー
３６ 係止溝部

Claims (3)

1. マストに昇降自在かつ旋回不能に支持されたホルダーに、１または１組のモータを有する１つの駆動部を搭載し、上記モータから回転を伝達される内側出力軸およびそれを囲む筒状の外側出力軸を下方へそれぞれ突出し、
   上端部側壁に開口を有するケーシングおよび該ケーシング内に回転自在に挿通されたオーガスクリューのうち、一方のオーガスクリューの上端部を上記内側出力軸に接続し、他方のケーシングの上端部を上記外側出力軸にクラッチ装置を介して接離自在に接続した、
   地盤改良柱体造成機。
2. 上記クラッチ装置は、
   上記ケーシング上端部および外側出力軸を互に嵌脱自在の筒状体に形成し、
   上記両筒状体の嵌脱面の一方に、軸方向へ延長する１または複数本のキーを、他方にそれと係脱自在の１または複数本のキー溝をそれぞれ設け、
   上記ケーシングと外側出力軸を嵌脱すべく該ケーシングおよび外側出力軸を相対的に軸方向に移動させる駆動手段を備えたものである、
   請求項１に記載の地盤改良柱体造成機。
3. 上記ケーシング上端部に共回り防止装置を設け、該共回り防止装置は、
   上記ケーシングの上端部に回り止めストッパー部材を、上記駆動部のホルダーに上記ストッパー部材と係止して該ストッパー部材の回転を阻止すべき係止部材をそれぞれ設け、
   上記ストッパー部材と係止部材とが、上記クラッチ装置の切離時に係止してケーシングを回転不能におき、上記クラッチ装置の接続時に離脱してケーシングを回転可能におく位置関係にあるものである、
   請求項２に記載の地盤改良柱体造成機。

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