JP4328002B2 - 多軸オーガ掘削機 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続壁を造成する際に用いられ、3本の回転軸を一列に並べて回転させて掘削する多軸オーガ掘削機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、連続壁を造成する際には、多軸オーガ掘削機が用いられており、多軸オーガ掘削機では複数の回転軸を一列に並べて設け、各回転軸にオーガスクリューを取り付けて、複数のオーガスクリューを同時に回転させて掘削を行っている。一方、施工箇所の地中に硬質地盤地層や転石等の障害物がある場合には、先行堀りにより障害物撤去を行ってから、複数のオーガスクリューにより連続壁を造成している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
こうした従来のものでは、障害物撤去の際に、中央の回転軸にのみ障害物撤去のための掘削具を取り付けて先行堀りを行う。しかし、連続壁を造成する地盤は軟弱地層であるので、多軸オーガ掘削機の回転軸は掘削効率を重視して比較的高回転に設定されている。その為、障害物撤去の際には掘削トルクが不足する場合がある。
【0004】
そのような場合には、高トルク出力の掘削機に取り替えて先行堀りを行う必要があり、組替え作業が必要となり、また、複数の掘削機を必要とするなど、作業や設備の負担が大きいという問題があった。
本発明の課題は、障害物撤去の先行堀りをも行うことができる多軸オーガ掘削機を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
3本の回転軸が一列に並べられて回転可能に支持され、前記3本の回転軸を駆動源により回転させる多軸オーガ掘削機において、
中央の前記回転軸と同軸上に外軸を回転可能に支持すると共に、前記駆動源により前記外軸を前記回転軸よりも低速で駆動する減速機を設けたことを特徴とする多軸オーガ掘削機がそれである。
【0006】
前記3本の回転軸にはそれぞれ歯車が取り付けられ、中央の前記回転軸の歯車にその両側の前記回転軸の歯車を噛合させ、前記減速機は、前記3本の回転軸のいずれかの回転を前記外軸に伝達するものであってもよい。更に、前記減速機は、中央の前記回転軸の回転を前記外軸に伝達するものであってもよい。あるいは、前記減速機は、両外側の前記回転軸の回転を前記外軸に伝達するものであってもよい。また、前記減速機は、前記駆動源の出力軸に取り付けられた歯車と前記外軸に取り付けられた歯車とを噛合させたものでもよい。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1、図2に示すように、1は自走式の杭打機で、リーダ2がステー4及びキャッチングホーク6によって起倒自在に支持されている。リーダ2の前面にはその長手方向に沿って長尺状の一対のガイドレール8が敷設されている。ガイドレール8には、複数のガイドギブ10を介して多軸オーガ掘削機12が摺動可能に取り付けられている。多軸オーガ掘削機12には、複数のオーガスクリュー14が取り付けられる。
【0008】
杭打機1には、ウインチ20が搭載されており、ウインチ20から引き出されたワイヤ22は、リーダ2に沿って引き出され、リーダ2の中間に回転可能に支持されたシーブ24を介して、リーダ2の上端に回転可能に支承されたシーブ26に掛け渡されている。
【0009】
更に、ワイヤ22は、リーダ2の上端に設けられたシーブ28に掛け渡された後、ワイヤ22には多軸オーガ掘削機12が吊下げられており、その一端はリーダ2の上端に止結されている。尚、ウインチ20に限らず、ガイドレール8に沿ってリーダ2に敷設されたラックに噛合したピニオンを、多軸オーガ掘削機12に設けたモータにより回転させて、多軸オーガ掘削機12を昇降させるように構成したものでもよい。
【0010】
前述した多軸オーガ掘削機12は、図3、図7(1)に示すように、3本の回転軸30,32,34が一列に並べられて、機枠36に軸受け38〜43を介して回転可能に支持されている。各回転軸30,32,34には、それぞれ歯車44,46,48が一体的に取り付けられており、中央の回転軸32の歯車46にその両外側の回転軸30,34の歯車44,48が噛合されている。各歯車44,46,48の歯数は同じであり、中央の回転軸32に対し両外側の回転軸30,34は逆方向に同速度で回転する。
【0011】
尚、各歯車44,46,48の歯数が同じ場合に限らず、歯数を変えて、両外側の回転軸30,34に比べて、中央の回転軸32が高速で回転する場合や、これとは逆に、中央の回転軸32に比べて、両外側の回転軸30,34が高速で回転する場合であってもよい。
【0012】
また、機枠36には、2台の駆動源50,52が取り付けられており、各駆動源50,52はそれぞれモータ50a,52aと減速機部50b,52bとからなる。両駆動源50,52の出力軸54,56にはそれぞれ歯車58,60が一体的に取り付けられている。両歯車58,60は、それぞれ両外側の回転軸30,34の歯車44,48に噛合されている。
【0013】
一方、中央の回転軸32と同軸上に配置された中空の外軸62が機枠36に一対の軸受け64,66を介して回転可能に支持されている。回転軸32には、太陽歯車68が一体的に設けられており、太陽歯車68に対向して、機枠36には一体的に内歯歯車70が設けられている。尚、前述した軸受け41はこの外軸62と回転軸32との間に設けられている。
【0014】
太陽歯車68と内歯歯車70との間には、それぞれに噛合した複数の遊星歯車72が配置されており、各遊星歯車72は外軸62にピン74を介して回転可能に支持されている。本実施形態では、太陽歯車68、内歯歯車70、遊星歯車72により遊星減速機からなる減速機76が構成されている。減速機76は、回転軸32の回転を減速して外軸62に伝達するように構成されている。
【0015】
次に、前述した本実施形態の多軸オーガ掘削機12の作動について説明する。まず、連続壁を造成する際には、図1、図2に示すように、3本の回転軸30,32,34にそれぞれオーガスクリュー14を接続する。そして、両駆動源50,52を駆動して、出力軸54,56、歯車44,46,48,58,60を介して回転軸30,32,34を回転し、オーガスクリュー14を回転させる。多軸オーガ掘削機12をガイドレール8に沿って下降させて、掘削を行う。
【0016】
一箇所での掘削が終了した際には、多軸オーガ掘削機12を上昇させて、オーガスクリュー14を引き抜き、次に、杭打機1を掘削孔がつながるように移動し、再びオーガスクリュー14により掘削を行う。これを繰り返して、連続壁を造成する。
【0017】
一方、地中に硬質地盤地層や転石等の障害物があり、オーガスクリュー14では掘削できないときには、オーガスクリュー14に代えて、図8に示すように、先端に掘削ビット付のケーシング80とケーシング80内に挿入されるスクリュー82とを用いる。ケーシング80は外軸62に接続し、その際に、図示しないカップリング等を使用するとよい。また、スクリュー82は中央の回転軸32に接続する。
【0018】
そして、前述したと同様に、両駆動源50,52を駆動して、出力軸54,56、歯車44,46,48,58,60を介して回転軸30,32,34を回転する。中央の回転軸30の回転により、減速機76を介して外軸62が回転軸30よりも低速で回転する。
【0019】
よって、外軸62によりケーシング80が、高トルクで回転駆動されると共に、中央の回転軸32が回転される。よって、ケーシング80により地中の障害物が掘削されると共に、ケーシング80内の土砂がスクリュー82により掘削されて、外部に排出される。このように、ケーシング80を用いて先行堀りすることにより、硬質地盤地層や転石等の障害物を掘削できる。障害物を撤去した後、オーガスクリュー14に取り替えて、前述したと同様に連続壁を施工する。
【0020】
次に、前述した多軸オーガ掘削機12と減速機76の構成が異なる第2実施形態としての減速機について図4、図7(2)によって説明する。尚、前述した実施形態と同じ部材については同一番号を付して詳細な説明を省略する。以下同様。
【0021】
第2実施形態の減速機100は、前述したと同様に、太陽歯車68が中央の回転軸32に一体的に形成されており、これに対向する内歯歯車102が軸受け104の内輪と一体に形成されている。軸受け104の外輪は機枠36に取り付けられており、外軸106は内歯歯車102に一体的に取り付けられている。
【0022】
遊星歯車108は太陽歯車68と内歯歯車102とに噛合されると共に、ピン110を介して機枠36に回転可能に支持されている。この場合も前述したと同様に、太陽歯車68が回転すると、内歯歯車102を介して外軸106が回転軸32よりも低速で回転駆動される。遊星減速機を用いることにより、大きな減速比を容易に得ることができる。
【0023】
また、異なる減速機を有する第3実施形態について、図5、図7(3)によって説明する。第3実施形態の減速機120は、両外側の回転軸30,34に一体的に形成された歯車122,124に1つの大歯車126が噛合されており、大歯車126は軸受け128の内輪と一体的に形成されている。
【0024】
軸受け128の外輪は機枠36に取り付けられており、大歯車126には外軸130が一体的に取り付けられている。駆動源50,52が駆動されて回転軸30,34が回転されると、歯車122,124、大歯車126を介して外軸130が回転軸30,32,34よりも低速で回転する。
【0025】
更に、異なる減速機を有する第4実施形態について、図6、図7(4)によって説明する。尚、図6は図7(4)のAA断面図である。第4実施形態の減速機140は、駆動源50,52の出力軸54,56に歯車142,144が一体的に取り付けられており、両歯車142,144に大歯車146が噛合されている。大歯車146は中央の回転軸32と同軸上に配置されている。
【0026】
この大歯車146は軸受け148の外輪と一体に形成されており、軸受け148の内輪は機枠36に取り付けられている。大歯車146には、外軸150が一体的に取り付けられている。駆動源50,52が駆動されて各回転軸30,32,34が回転されると共に、出力軸54,56、歯車142,144、大歯車146を介して外軸150が回転軸32よりも低速で回転する。
【0027】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【0028】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の多軸オーガ掘削機は、外軸が高トルクで回転駆動されるので、複数のオーガスクリューを接続して連続壁を造成することができると共に、障害物がある場合には、外軸に掘削具を接続して、先行堀りにより障害物を撤去できるという効果を奏する。従って、1台の多軸オーガ掘削機で連続壁の造成も、障害物の撤去も行うことができ、組替え作業が容易であり、複数の掘削機を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態としての多軸オーガ掘削機を取り付けた杭打機の正面図である。
【図2】本実施形態の多軸オーガ掘削機を取り付けた杭打機の側面図である。
【図3】本実施形態の多軸オーガ掘削機の要部拡大断面図である。
【図4】第2実施形態の多軸オーガ掘削機の要部拡大断面図である。
【図5】第3実施形態の多軸オーガ掘削機の要部拡大断面図である。
【図6】第4実施形態の多軸オーガ掘削機の要部拡大断面図である。
【図7】各実施形態の減速機の歯車配列を示す説明図である。
【図8】本実施形態の多軸オーガ掘削機に障害物撤去のための掘削具を取り付けた状態の正面図である。
【符号の説明】
1…杭打機 2…リーダ
8…ガイドレール 12…多軸オーガ掘削機
14…オーガスクリュー
30,32,34…回転軸
36…機枠 50,52…駆動源
62,106,130,150…外軸
68…太陽歯車 70,102…内歯歯車
72108…遊星歯車
76,100,120,140…減速機
80…ケーシング 82…スクリュー

Claims (5)

  1. 3本の回転軸が一列に並べられて回転可能に支持され、前記3本の回転軸を駆動源により回転させる多軸オーガ掘削機において、
    中央の前記回転軸と同軸上に外軸を回転可能に支持すると共に、前記駆動源により前記外軸を前記回転軸よりも低速で駆動する減速機を設けたことを特徴とする多軸オーガ掘削機。
  2. 前記3本の回転軸にはそれぞれ歯車が取り付けられ、中央の前記回転軸の歯車にその両側の前記回転軸の歯車を噛合させ、前記減速機は、前記3本の回転軸のいずれかの回転を前記外軸に伝達するものであることを特徴とする請求項1記載の多軸オーガ掘削機。
  3. 前記減速機は、中央の前記回転軸の回転を前記外軸に伝達するものであることを特徴とする請求項2記載の多軸オーガ掘削機。
  4. 前記減速機は、両外側の前記回転軸の回転を前記外軸に伝達するものであることを特徴とする請求項2記載の多軸オーガ掘削機。
  5. 前記減速機は、前記駆動源の出力軸に取り付けられた歯車と前記外軸に取り付けられた歯車とを噛合させたものであることを特徴とする請求項1記載の多軸オーガ掘削機。
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