JP4612937B2 - オーガ回転駆動装置用変速装置 - Google Patents
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Description
【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回転駆動装置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回転駆動装置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のオーガ回転駆動装置用変速装置は、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、前記オーガとは着脱可能な別体のものであり、前記オーガと共に昇降し、且つ回転反力を受けるように杭打機のリーダへ装着させるものであることを特徴とする。
また、請求項２のオーガ回転駆動装置用変速装置は、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のオーガ回転駆動装置用変速装置は、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のオーガ回転駆動装置用変速装置は、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のオーガ回転駆動装置用変速装置は、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のオーガ回転駆動装置用変速装置は、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のオーガ回転駆動装置用変速装置は、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のオーガ回転駆動装置用変速装置は、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。
【００１２】
よって、こうした本発明のオーガ回転駆動装置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回転駆動装置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回転駆動装置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、オーガ回転駆動装置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回転駆動装置用変速装置の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態のオーガ回転駆動装置用変速装置は、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回転駆動装置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１４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にオーガ回転駆動装置用変速装置２６が摺動自在に装着され、オーガ２５の回転軸２５ａがオーガ回転駆動装置用変速装置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。オーガ回転駆動装置用変速装置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、必ずしもオーガ回転駆動装置用変速装置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で示したオーガ回転駆動装置用変速装置２６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、オーガ回転駆動装置用変速装置の第１実施形態を示した組立図である。このオーガ回転駆動装置用変速装置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に示すオーガ回転駆動装置用変速装置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】
オーガ回転駆動装置用変速装置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、こうしたオーガ回転駆動装置用変速装置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。
オーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置用変速装置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２７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、オーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置用変速装置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に示すオーガ回転駆動装置用変速装置２６のようにオーガ回転駆動装置用変速装置３０がリーダ２５に装着される。そして、オーガ回転駆動装置用変速装置３０のカップリング３２がオーガ２５の回転軸２５ａ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２５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３４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、オーガ回転駆動装置用変速装置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、オーガ回転駆動装置用変速装置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、このオーガ回転駆動装置用変速装置３０を接続した状態で先掘りを行い、その後再びオーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置用変速装置３０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、オーガ回転駆動装置用変速装置の第２実施形態について説明する。図３は、第２実施形態のオーガ回転駆動装置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回転駆動装置用変速装置である。本実施形態のオーガ回転駆動装置用変速装置４０は、平歯車減速機構をケース４１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】
オーガ回転駆動装置用変速装置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。オーガ回転駆動装置用変速装置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４８はスクリュー２７上端のカップリング２７ａに接続され、このオーガ回転駆動装置用変速装置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、こうしたオーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置用変速装置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にオーガ回転駆動装置用変速装置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、オーガ回転駆動装置用変速装置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、オーガ回転駆動装置用変速装置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、このオーガ回転駆動装置用変速装置５０を接続した状態で先掘りを行い、その後再びオーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置用変速装置４０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、オーガ回転駆動装置用変速装置の第３実施形態について説明する。図４は、オーガ回転駆動装置用変速装置の第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回転駆動装置用変速装置である。本実施形態のオーガ回転駆動装置用変速装置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、こうしたオーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置用変速装置５０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にオーガ回転駆動装置用変速装置５０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】
オーガ回転駆動装置用変速装置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５８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５６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、オーガ回転駆動装置用変速装置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、オーガ回転駆動装置用変速装置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、このオーガ回転駆動装置用変速装置５０を接続した状態で先掘りを行い、その後再びオーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置用変速装置５０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、オーガ回転駆動装置用変速装置の第４実施形態について説明する。図５は、第４実施形態のオーガ回転駆動装置用変速装置を示した組立図である。このオーガ回転駆動装置用変速装置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。
オーガ回転駆動装置用変速装置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、こうしたオーガ回転駆動装置用変速装置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、このオーガ回転駆動装置用変速装置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７５ａ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、オーガ回転駆動装置用変速装置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、オーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置用変速装置６０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、オーガ回転駆動装置用変速装置の第５実施形態について説明する。図６は、第５実施形態のオーガ回転駆動装置用変速装置を示した組立図である。このオーガ回転駆動装置用変速装置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。
オーガ回転駆動装置用変速装置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、オーガ回転駆動装置用変速装置８０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８３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、こうしたオーガ回転駆動装置用変速装置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、このオーガ回転駆動装置用変速装置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、オーガ回転駆動装置用変速装置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、オーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置用変速装置８０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、オーガ回転駆動装置用変速装置の第６実施形態について説明する。図７及び図８は、第６実施形態のオーガ回転駆動装置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回転駆動装置用変速装置を示した組立図である。
本実施形態のオーガ回転駆動装置用変速装置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。
更にオーガ回転駆動装置用変速装置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１１０，１１０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、こうしたオーガ回転駆動装置用変速装置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１０４の回転は、ギヤの噛み合いによって周りの遊星歯車１０５，１０５…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１０７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、オーガ回転駆動装置用変速装置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、オーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置用変速装置１００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、オーガ回転駆動装置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、オーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置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回転駆動装置用変速装置の第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回転駆動装置用変速装置の第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回転駆動装置用変速装置の第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回転駆動装置用変速装置の第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回転駆動装置用変速装置の第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回転駆動装置用変速装置の第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回転駆動装置用変速装置の第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 オーガ回転駆動装置用変速装置
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
【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回転駆動装置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回転駆動装置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のオーガ回転駆動装置用変速装置は、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、前記オーガとは着脱可能な別体のものであり、前記オーガと共に昇降し、且つ回転反力を受けるように杭打機のリーダへ装着させるものであることを特徴とする。
また、請求項２のオーガ回転駆動装置用変速装置は、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のオーガ回転駆動装置用変速装置は、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のオーガ回転駆動装置用変速装置は、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のオーガ回転駆動装置用変速装置は、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のオーガ回転駆動装置用変速装置は、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のオーガ回転駆動装置用変速装置は、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のオーガ回転駆動装置用変速装置は、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。
【００１２】
よって、こうした本発明のオーガ回転駆動装置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回転駆動装置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回転駆動装置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、オーガ回転駆動装置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回転駆動装置用変速装置の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態のオーガ回転駆動装置用変速装置は、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回転駆動装置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１４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にオーガ回転駆動装置用変速装置２６が摺動自在に装着され、オーガ２５の回転軸２５ａがオーガ回転駆動装置用変速装置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。オーガ回転駆動装置用変速装置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、必ずしもオーガ回転駆動装置用変速装置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で示したオーガ回転駆動装置用変速装置２６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、オーガ回転駆動装置用変速装置の第１実施形態を示した組立図である。このオーガ回転駆動装置用変速装置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に示すオーガ回転駆動装置用変速装置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】
オーガ回転駆動装置用変速装置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、こうしたオーガ回転駆動装置用変速装置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。
オーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置用変速装置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２７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、オーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置用変速装置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に示すオーガ回転駆動装置用変速装置２６のようにオーガ回転駆動装置用変速装置３０がリーダ２５に装着される。そして、オーガ回転駆動装置用変速装置３０のカップリング３２がオーガ２５の回転軸２５ａ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２５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３４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、オーガ回転駆動装置用変速装置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、オーガ回転駆動装置用変速装置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、このオーガ回転駆動装置用変速装置３０を接続した状態で先掘りを行い、その後再びオーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置用変速装置３０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、オーガ回転駆動装置用変速装置の第２実施形態について説明する。図３は、第２実施形態のオーガ回転駆動装置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回転駆動装置用変速装置である。本実施形態のオーガ回転駆動装置用変速装置４０は、平歯車減速機構をケース４１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】
オーガ回転駆動装置用変速装置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。オーガ回転駆動装置用変速装置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４８はスクリュー２７上端のカップリング２７ａに接続され、このオーガ回転駆動装置用変速装置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、こうしたオーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置用変速装置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にオーガ回転駆動装置用変速装置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、オーガ回転駆動装置用変速装置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、オーガ回転駆動装置用変速装置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、このオーガ回転駆動装置用変速装置５０を接続した状態で先掘りを行い、その後再びオーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置用変速装置４０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、オーガ回転駆動装置用変速装置の第３実施形態について説明する。図４は、オーガ回転駆動装置用変速装置の第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回転駆動装置用変速装置である。本実施形態のオーガ回転駆動装置用変速装置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、こうしたオーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置用変速装置５０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にオーガ回転駆動装置用変速装置５０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】
オーガ回転駆動装置用変速装置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５８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５６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、オーガ回転駆動装置用変速装置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、オーガ回転駆動装置用変速装置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、このオーガ回転駆動装置用変速装置５０を接続した状態で先掘りを行い、その後再びオーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置用変速装置５０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、オーガ回転駆動装置用変速装置の第４実施形態について説明する。図５は、第４実施形態のオーガ回転駆動装置用変速装置を示した組立図である。このオーガ回転駆動装置用変速装置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。
オーガ回転駆動装置用変速装置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、こうしたオーガ回転駆動装置用変速装置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、このオーガ回転駆動装置用変速装置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７５ａ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、オーガ回転駆動装置用変速装置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、オーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置用変速装置６０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、オーガ回転駆動装置用変速装置の第５実施形態について説明する。図６は、第５実施形態のオーガ回転駆動装置用変速装置を示した組立図である。このオーガ回転駆動装置用変速装置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。
オーガ回転駆動装置用変速装置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、オーガ回転駆動装置用変速装置８０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８３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、こうしたオーガ回転駆動装置用変速装置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、このオーガ回転駆動装置用変速装置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、オーガ回転駆動装置用変速装置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、オーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置用変速装置８０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、オーガ回転駆動装置用変速装置の第６実施形態について説明する。図７及び図８は、第６実施形態のオーガ回転駆動装置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回転駆動装置用変速装置を示した組立図である。
本実施形態のオーガ回転駆動装置用変速装置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。
更にオーガ回転駆動装置用変速装置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１１０，１１０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、こうしたオーガ回転駆動装置用変速装置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１０４の回転は、ギヤの噛み合いによって周りの遊星歯車１０５，１０５…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１０７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、オーガ回転駆動装置用変速装置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、オーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置用変速装置１００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、オーガ回転駆動装置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、オーガ回転駆動装置用変速装置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回転駆動装置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回転駆動装置用変速装置の第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回転駆動装置用変速装置の第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回転駆動装置用変速装置の第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回転駆動装置用変速装置の第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回転駆動装置用変速装置の第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回転駆動装置用変速装置の第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回転駆動装置用変速装置の第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 オーガ回転駆動装置用変速装置
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 (8)
- 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、
前記オーガとは着脱可能な別体のものであり、前記オーガと共に昇降し、且つ回転反力を受けるように杭打機のリーダへ装着させるものであることを特徴とするオーガ回転駆動装置用変速装置。 - 請求項１に記載のオーガ回転駆動装置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回転駆動装置用変速装置。 - 請求項１に記載のオーガ回転駆動装置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回転駆動装置用変速装置。 - 請求項１に記載のオーガ回転駆動装置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回転駆動装置用変速装置。 - 請求項１に記載のオーガ回転駆動装置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回転駆動装置用変速装置。 - 請求項３に記載のオーガ回転駆動装置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回転駆動装置用変速装置。 - 請求項３に記載のオーガ回転駆動装置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回転駆動装置用変速装置。 - 請求項５に記載のオーガ回転駆動装置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回転駆動装置用変速装置。
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