JP4448608B2 - 施工具用回転駆動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、中軸と外軸とを備え、2重管正逆回転撹拌翼を回転させてソイルセメント柱を形成するために用いる施工具用回転駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
2重管正逆回転撹拌翼を使用する掘削撹拌方法によりソイルセメント柱を造成し、ソイルセメント柱がまだ固まらないうちに、リブ付鋼管を柱体内に建て込むソイルセメント合成鋼管杭工法が近年多用されている。この工法では、中軸と外軸とを備えた施工具用回転駆動装置により、2重管正逆回転撹拌翼を回転させてソイルセメント柱を形成している。
【0003】
ソイルセメント合成鋼管杭工法では、例えば、図7(1)に示すように、余分なソイルセメントが発生しないように、セメントミルク注入量相当分を先行掘削する。同時に、周辺地盤の崩壊防止のために口元管を沈設する。その際、施工具用回転駆動装置100の外軸に口元管102を取り付けて回転埋設しながら、中軸にスクリュー104を取り付けて掘削排土を行う。
【0004】
次に、図7(2)に示すように、施工具用回転駆動装置106に接続した2重管正逆回転撹拌翼108を使用した掘削撹拌方法によりソイルセメント柱を造成する。2重管正逆回転撹拌翼108の回転数は良好な地盤改良効果が得られるよう比較的高回転数に設定されている。
【0005】
続いて、ソイルセメント柱がまだ固まらないうちに、図7(3)に示すように、リブ付鋼管110を柱体内に建て込む。通常はリブ付鋼管110をクレーン112で吊下げて自重により建て込むが、所定の高さに納まらない場合は、施工具用回転駆動装置100にリブ付鋼管110を接続し、回転埋設しながらリブ付鋼管110を建て込む。そして、施工具用回転駆動装置100により口元管102を回転させながら引き抜いている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来のものでは、口元管102を埋設するために、施工具用回転駆動装置100に外軸駆動トルクが大きいものが必要である。また、リブ付鋼管110を回転埋設する場合や、口元管102を回転させながら引き抜く場合にも高トルクを必要とする。一方、2重管正逆回転撹拌翼108を用いる場合、施工具用回転駆動装置106の中軸、外軸に比較的高回転数を必要とする。
【0007】
このため、施工具用回転駆動装置100,106には、高トルク用と高速回転用との2台必要となり、1台の杭打機に交互に脱着して作業することもできるが、通常は作業性が悪いため、2台の杭打機にそれぞれの施工具用回転駆動装置100,106を取り付けて作業している。よって、高トルク用と高速回転用との2台の施工具用回転駆動装置100,106と2台の杭打機とが必要となり、経済的にも負担が大きいという問題があった。
【0008】
本発明の課題は、高トルクでの施工も高速回転での施工も行うことができる施工具用回転駆動装置を提供することにある。
【0009】
【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、
中軸を回転駆動する中軸用駆動源と、前記中軸と同軸上に設けられた中空の外軸を減速機を介して回転駆動する外軸用駆動源とを備えた施工具用回転駆動装置において、
杭打機のリーダに敷設されたガイドレールに移動可能に取り付けられた移動台に前記外軸を回転可能に支持すると共に、前記移動台に前記外軸と同軸上で第2外軸を回転可能に支持し、また、前記外軸用駆動源による回転を前記第2外軸に伝達する第2減速機を設け、該第2減速機は前記減速機よりも大きな減速比を有し、かつ、前記移動台に前記外軸駆動源、前記減速機、前記第2減速機を設け、
更に、前記中軸が接続された前記中軸用駆動源が取り付けられたベース部材と前記移動台とをスラストジャッキを介して連結したことを特徴とする施工具用回転駆動装置がそれである。
【0010】
前記減速機は、前記外軸用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て前記外軸を回転させると共に、前記第2減速機は、前記外軸用駆動源の出力軸に取り付けた歯車と前記第2外軸に取り付けた歯車とを噛合させて、前記第2外軸を回転させるものであってもよい。あるいは、前記減速機は、前記外軸用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て前記外軸を回転させると共に、前記第2減速機は、前記外軸に取り付けられた太陽歯車と、前記第2外軸に取り付けた内歯歯車と、装置本体に回転可能に支持された遊星歯車とを備えた遊星減速機であってもよい。
【0011】
【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。
【0012】
ガイドレール8には、複数のガイドギブ10を介して施工具用回転駆動装置12が摺動可能に取り付けられている。施工具用回転駆動装置12には、施工具としての2重管正逆回転撹拌翼14が取り付けられ、図2に示すように、2重管正逆回転撹拌翼14を回転駆動するように構成されている。
【0013】
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。
【0014】
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には施工具用回転駆動装置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、施工具用回転駆動装置12に設けたモータにより回転させて、施工具用回転駆動装置12を昇降させるように構成したものでもよい。
【0015】
前述した施工具用回転駆動装置12は、図2,3に示すように、中軸30の上端がカップリング32を介して中軸用駆動源34の出力軸36に接続されている。中軸用駆動源34は、電動モータ34aと減速機34bとを備え、電動モータ34aの回転が減速機34bを介して出力軸36に伝達されて、出力軸36が回転駆動される。
【0016】
図4に示すように、中軸30と同軸上に外軸38が配置されており、外軸38は中空に形成されており、その中空内部に中軸30が挿入されている。外軸38は、移動台40に一対の軸受け42,44を介して回転可能に支持されている。
移動台40には、外軸用駆動源46が取り付けられており、外軸用駆動源46は電動モータ46aと減速機46bとを備えている。減速機46bの出力軸48には、2つの歯車50,52が一体回転するように取り付けられている。一方の歯車50は、外軸38に一体的に取り付けられた歯車54に噛合されており、両歯車50,54により減速機56が構成されている。
【0017】
他方の歯車52は、大歯車57に噛合されており、大歯車57は、移動台40に取り付けられた軸受け58の外輪と一体に形成されて、移動台40に回転可能に支持されている。歯車52と大歯車57とにより第2減速機60が構成されている。第2減速機60の減速比は減速機56の減速比よりも大きくなるように構成されている。大歯車57には、第2外軸62が固定されており、第2外軸62も中空に形成されて、外軸38と同軸上に配置されている。第2外軸62の下端には、フランジ部62aが形成されている。
【0018】
移動台40と中軸用駆動源34が取り付けられたベース部材41とは、一対のスラストジャッキ64,66を介して連結されており、スラストジャッキ64,66を駆動して、移動台40を移動させて、2重管正逆回転撹拌翼14との接続作業が容易にできるように構成されている。
【0019】
次に、前述した本実施形態の施工具用回転駆動装置12の作動について説明する。
まず、図7(1)と同様に、口元管102を地中に挿入する際には、図6(2)に示すように、第2外軸62のフランジ部62aにカップリング70を図示しないボルト等により取り付ける。このカップリング70は、口元管102を挿入できるように中空状に形成されており、また、カップリング70には切欠70aが形成されている。口元管102の先端の外周には突起102aが設けられており、この突起102aを切欠70aに挿入して回転させることにより、カップリング70と口元管102をワンタッチで連結することができる。一方、口元管102内に挿入されているスクリュー104は、中軸30に連結される。
【0020】
そして、外軸用駆動源46を駆動して、第2減速機60の両歯車52,57を介して、第2外軸62が回転される。よって、フランジ部62a、カップリング70を介して口元管102が回転され、口元管102の先端に取り付けられた図示しない掘削ビットにより掘削される。第2減速機60の大きな減速比で減速されるので、第2外軸62は大きなトルクで回転され、口元管102の回転負荷が大きくても、掘削できる。その際、減速機56の両歯車50,54を介して外軸38は空転している。
【0021】
また、中軸用駆動源34を駆動して、中軸30を回転させる。これにより、スクリュー104が回転されて、口元管102内が掘削されると共に、内部の土砂がスクリュー104の羽根に沿って排出される。施工具用回転駆動装置12をガイドレール8に沿って下降させて、口元管102内の土砂を排出しながら口元管102を地中に挿入する。地中に挿入した後は、口元管102とカップリング70との連結を解除して、施工具用回転駆動装置12をガイドレール8に沿って引き揚げる。引き揚げた後、中軸30とスクリュー104との連結を解除する。
【0022】
次に、図6(1)に示すように、2重管正逆回転撹拌翼14の中軸14aの先端を中軸30に連結する。また、2重管正逆回転撹拌翼14の外軸14bをカップリング74を介して外軸38に連結する。そして、外軸用駆動源46を駆動して、減速機56の両歯車50,54を介して外軸38を回転させ、カップリング74を介して外軸14bを回転させる。減速機56の減速比は小さいので、外軸38は第2外軸62よりも高速で回転される。
【0023】
また、中軸用駆動源34を駆動して、中軸30を回転させ、中軸30を介して中軸14aを回転させる。その際、中軸30と外軸38との回転方向が逆となるように駆動する。図7(2)に示す場合と同様に、2重管正逆回転撹拌翼14を口元管102内に挿入して、2重管正逆回転撹拌翼14により掘削を行う。また、同時に、セメントミルクを注入して、2重管正逆回転撹拌翼14により撹拌しながら掘削を行い、ソイルセメント柱を形成する。
【0024】
所定深さのソイルセメント柱を形成した後は、2重管正逆回転撹拌翼14を回転させながら引き抜き、2重管正逆回転撹拌翼14と中軸30、外軸38との連結を解除する。そして、図7(3)と同様に、クレーン112によりリブ付鋼管110を吊り上げて、ソイルセメント柱内に挿入する。挿入した後、施工具用回転駆動装置12の第2外軸62にカップリング70を介して口元管102を連結して、口元管102を引き抜く。
【0025】
次に、前述した施工具用回転駆動装置12と第2減速機が異なる第2実施形態の施工具用回転駆動装置について図5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。
本第2実施形態では、第2減速機78に遊星減速機が用いられており、太陽歯車80が外軸38に一体的に取り付けられている。太陽歯車80に噛合した複数の遊星歯車82は、移動台40に回転可能に支持されており、遊星歯車82は内歯歯車84に噛合されている。
【0026】
内歯歯車84は軸受け85の内輪と一体的に形成されており、軸受け85の外輪86は移動台40に取り付けられている。第2外軸62は内歯歯車84に取り付けられており、第2減速機78に遊星減速機を用いることにより大きな減速比が容易に得られる。
【0027】
本実施形態では、駆動源として電動モータの場合を例に説明したが、これに限らず、駆動源として油圧モータを使用してもよい。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施工具用回転駆動装置は、第2外軸を設け、第2外軸を減速比の大きな第2減速機を介して回転させるので、第2外軸を大きなトルクで駆動でき、負荷の大きな口元管等であっても、回転駆動できるので、1台の施工具用回転駆動装置で高トルクでの施工を必要とする口元管と高速回転での施工を必要とする2重管正逆回転撹拌翼等の施工具とを回転駆動させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態としての施工具用回転駆動装置を用いた杭打機の側面図である。
【図2】本実施形態の施工具用回転駆動装置の拡大側面図である。
【図3】本実施形態の施工具用回転駆動装置の拡大正面図である。
【図4】本実施形態の減速機、第2減速機の拡大断面図である。
【図5】第2実施形態の減速機、第2減速機の拡大断面図である。
【図6】本実施形態の口元管、2重管正逆回転撹拌翼との連結の説明図である。
【図7】従来の施工工程を示す説明図である。
【符号の説明】
1…杭打機 2…リーダ
8…ガイドレール 10…ガイドギブ
12,100,106…施工具用回転駆動装置
14,108…2重管正逆回転撹拌翼
30…中軸 34…中軸用駆動源
36…出力軸 38…外軸
40…移動台 46…外軸用駆動源
48…出力軸 56…減速機
60,78…第2減速機
62…第2外軸 102…口元管
110…リブ付鋼管 112…クレーン
Claims (3)
- 中軸を回転駆動する中軸用駆動源と、前記中軸と同軸上に設けられた中空の外軸を減速機を介して回転駆動する外軸用駆動源とを備えた施工具用回転駆動装置において、
杭打機のリーダに敷設されたガイドレールに移動可能に取り付けられた移動台に前記外軸を回転可能に支持すると共に、前記移動台に前記外軸と同軸上で第2外軸を回転可能に支持し、また、前記外軸用駆動源による回転を前記第2外軸に伝達する第2減速機を設け、該第2減速機は前記減速機よりも大きな減速比を有し、かつ、前記移動台に前記外軸駆動源、前記減速機、前記第2減速機を設け、
更に、前記中軸が接続された前記中軸用駆動源が取り付けられたベース部材と前記移動台とをスラストジャッキを介して連結したことを特徴とする施工具用回転駆動装置。 - 前記減速機は、前記外軸用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て前記外軸を回転させると共に、前記第2減速機は、前記外軸用駆動源の出力軸に取り付けた歯車と前記第2外軸に取り付けた歯車とを噛合させて、前記第2外軸を回転させることを特徴とする請求項1記載の施工具用回転駆動装置。
- 前記減速機は、前記外軸用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て前記外軸を回転させると共に、前記第2減速機は、前記外軸に取り付けられた太陽歯車と、前記第2外軸に取り付けた内歯歯車と、装置本体に回転可能に支持された遊星歯車とを備えた遊星減速機であることを特徴とする請求項1記載の施工具用回転駆動装置。
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