JP4624285B2

JP4624285B2 - オーガ用変速装置

Info

Publication number: JP4624285B2
Application number: JP2006057063A
Authority: JP
Inventors: 隆明磯貝
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2026-03-03
Also published as: JP2007231681A

Description

本発明は、オーガ用変速装置に係り、詳しくは、オーガの下方に取り付けてオーガの回転軸の回転数やトルクを作業状況に応じて変更するためのオーガ用変速装置に関する。

建築や土木などの基礎工事には、ベースマシンである杭打機に装着したオーガによりオーガスクリューやケーシング、杭等の被回転体を回転させて地盤を掘削し、杭体を地中に構築する様々な工法がある。

例えば、スクリューにより柔らかい地盤を掘削しながら排土を行う作業の場合は、大きなトルクは必要としないのでスクリューを高速、低トルクで回転させ、固い地盤を掘削する作業場合は、大きなトルクを必要とするため、高トルクが得られるように低速、高トルクでスクリューを回転させるようにしている。

１台の杭打機で両作業を行えるようにするため、高速、低トルクで作業するときには、オーガで直接スクリューを回転させ、低速、高トルクで作業するときには、オーガの下部に変速装置を接続し、スクリューの回転数を低くしてトルクを高く変換することが行われている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
特開２００２−２１４５６号公報参照特開２００２−８１２８５号公報参照

上述の各オーガ用変速装置では、オーガの回転軸から下方に突出した出力軸と、変速機から上方に突出した入力軸とをカップリング等を介して接続することから、回転軸と入力軸との接続部分に必要な寸法分、オーガと変速装置との距離が開いてしまう。

このため、オーガと変速装置とからなる駆動部の全長が長くなってしまうため、その分、スクリュー等のストローク（施工長さ）が短くなってしまう。また、杭打機を輸送する際にリーダを杭打機本体の上部に倒したときに、変速装置の分だけオーガがリーダの上方に位置することになるため、オーガと杭打機本体の運転台とが干渉することがあった。このため、輸送時には変速装置を取り外し、オーガをリーダの下端部まで下げられるようにしなければならなかった。

また、オーガに回転数を検出する検出器を設けて被回転体の回転数を管理している場合、変速装置の有無によって被回転体の回転数が異なるため、変速装置を接続したときには、オーガの回転数を実際の被回転体の回転数に変換するように設定を変更しなければならなかった。また、変速装置に出力軸の回転数を検出する検出器を設けた場合は、検出器への配線をオーガから変速装置へ繋ぎ替えなければならなかった。

そこで本発明は、変速装置を接続したときのオーガ及び変速装置からなる駆動部の全長を短くすることができるとともに、変速装置の接続の有無を自動的に検出できるようにしたオーガ用変速装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため本発明は、オーガより下方のリーダに着脱可能に取り付けられ、前記オーガの回転軸の回転数を変速機で変換して出力するオーガ用変速装置において、前記変速機の入力側に、前記オーガに設けられた中空多角形状の回転軸に嵌入される入力軸を設けるとともに、前記変速機の出力側に、前記回転軸の回転数を変換して出力する出力軸を設けたことを特徴とし、さらに、前記オーガと前記変速機との接続を感知するセンサを設けたことを特徴としている。

本発明は上述のように構成することにより、オーガと変速機との間隔を短くすることができるので、変速装置を使用したときの施工長さを従来より長くすることができる。さらに、オーガ及び変速装置を取り付けた状態でリーダを倒してもオーガが杭打機本体の運転台に干渉することがなくなる。また、変速装置が接続されたことを感知するセンサを設けたことにより、被回転体の回転数をカウントする設定等を自動的に切り換えることができる。

以下、本発明の一形態例を図面に基づいて詳しく説明する。図１はオーガとオーガ用変速装置とを連設した状態を示す断面図、図２はオーガの平面図、図３はオーガ用変速機を装着した杭打機の作業状態を示す説明図、図４はオーガ用変速機を装着した杭打機の輸送状態を示す説明図、図５は標準仕様の杭打機の輸送状態を示す説明図である。

本形態例の杭打機１は、クローラを備えた下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に設けられた上部旋回体３とで構成され、上部旋回体３の前部には、トップシーブ４とオーガ５とが装着され、変速装置６が着脱可能に取り付けられるリーダ７が起伏可能に設けられている。

上部旋回体３は、メインフレーム３ａ上に運転台３ｂと油圧ポンプ等を備える動力部とを有しており、前方にはリーダ支持フレーム３ｃが設けられている。また、メインフレーム３ａの前方と後方とには、アウトリガ３ｄをそれぞれ備えている。

リーダ７は、長手方向に沿って一対のガイドレール７ａが敷設され、ガイドレール７ａに、オーガ５と変速装置６とがガイドギブ５ａ，６ａを介してそれぞれ昇降可能に連結されている。リーダ７には、リーダ下部に設けた昇降モータによって、リーダ７の長手方向に掛け渡したチェーン７ｂが回動するチェーン駆動昇降装置が設けられ、前記チェーン７ｂに前記オーガ５が連結されている。

オーガ５は、前記ガイドギブ５ａに連設された取付部５ｂの上部に設けられるモータ５ｃと、該モータ５ｃの下方に設けられるオーガ本体５ｄと、該オーガ本体５ｄの下方に設けられるチャック機構５ｅとを備えている。オーガ本体５ｄの中央部には、上下に開口した中空六角形状の挿通孔を有する回転軸５ｆが、上方及び下方に設けた軸受５ｇ，５ｇを介して回動可能に配設されている。回転軸５ｆの外周には歯車５ｈが取り付けられ、該歯車５ｈはモータ５ｃの原動歯車５ｉに、回動軸５ｊによって連結された歯車５ｋ、５ｍを介して噛み合い、この連結によってモータ５ｃの回転が回転軸５ｆに伝達される。チャック機構５ｅは、開閉可能に形成され、閉状態のときに、後述する入力軸６ｃの周溝６ｆや、スクリュー等の被回転体のロッドに設けられた周溝に侵入する係合部５ｎを備えている。

オーガ用変速装置６は、前記ガイドギブ６ａと、変速機６ｂと、入力軸６ｃと、出力軸６ｄとを備えている。変速機６ｂは、オーガ５の回転軸５ｆの回転数を低回転に変換して被回転体となるオーガスクリュー８に伝達するもので、入力側には前記回転軸５ｆに嵌入される前記入力軸６ｃが、出力側にはオーガスクリュー８を連結する前記出力軸６ｄが同軸上にそれぞれ固着されている。

入力軸６ｃは、先端側に前記回転軸５ｆの内周に嵌入される六角軸部６ｅを、下方に前記チャック機構５ｅの係合部５ｎに係合される周溝６ｆをそれぞれ備え、下端部が変速機６ｂ内の入力回動軸６ｇに固着されている。出力軸６ｄは、上端部が変速機６ｂ内の出力回動軸６ｈに固着され、下端部には前記オーガスクリュー８のロッド上端を連結させる連結部６ｉが形成されている。また、六角軸部６ｅの上部には、３つのピン挿通部６ｓが突設され、万が一、チャック機構５ｅの係合部５ｎを誤って開き操作してしまった際にも、オーガ用変速装置６が落下しないように、一端部にフランジ部６ｔを備えた落下防止ピン６ｕを、前記３つのピン挿通部６ｓに挿通し、落下防止ピン６ｕの他端に抜止めピン６ｖを取り付けている。

前記入力回転軸６ｇの外周には第１小径歯車６ｊが固着され、該第１小径歯車６ｊと該第１小径歯車６ｊに噛み合う第１大径歯車６ｋとによって第１歯車列６ｍが構成される。変速機６ｂの出力側に挿入された前記出力回転軸６ｈの外周には第２大径歯車６ｎが装着され、該第２大径歯車６ｎと該第２大径歯車６ｎに噛み合う第２小径歯車６ｏとによって第２歯車列６ｐが構成され、前記第１大径歯車６ｋと第２小径歯車６ｏとは回動軸６ｑにより連結されて一体に回転する。入力回動軸６ｇと出力回動軸６ｈとは、上方及び下方にそれぞれ設けた軸受６ｒ，６ｒによって回転可能に保持されるとともに、前記第１歯車列６ｍと第２歯車列６ｐによる噛み合い接続状態により、入力回動軸６ｇの駆動力は所定の減速比の第１・第２歯車列６ｍ，６ｐにより回転数を落としトルクを増加させて出力回動軸６ｈに伝達される。

また、オーガ５の取付部５ｂの下面と、前記変速機６ｂの上面との間には、リミットスイッチ等を利用したセンサ９が取り付けられ、該センサ９によってオーガ用変速装置６のリーダ７への装着状態を感知するようにしている。このセンサ９の出力は任意に利用することができ、例えば、オーガ５の回転数をカウントする機器の設定を、センサ９がオーガ用変速装置６の接続を感知したときに、変速機６ｂの減速比に応じて回転数を自動的に切り換えてカウントするように設定変更することができ、出力トルクの管理にも適用できる。また、センサ９がオーガ用変速装置６の接続を感知したときに運転台３ｂに確認ランプを点灯させたり、管理項目を各工法に応じた項目に自動的に切り換えたりすることできる。

上述の杭打機１は、柔らかい地盤をオーガスクリュー８によって掘削する際や、地盤改良材を撹拌するには、オーガ５の回転軸５ｆにオーガスクリュー８のロッド上端部を装着してチャック機構５ｅにて保持し、高速・低トルクの駆動力をオーガスクリュー８に供給する。

また、固い地盤を掘削する際や、鋼管杭を圧入する際には、オーガ５の下部にオーガ用変速装置６を装着し、前記入力軸６ｃの六角軸部６ｅを回転軸５ｆの挿通孔に嵌入し、チャック機構５ｅの係合部５ｎを周溝６ｆに挿入するとともに、出力軸６ｄの連結部６ｉにオーガスクリュー８のロッド上端を連結する。これにより、回転軸５ｆの回転は、変速機６ｂの第１・第２歯車列６ｍ，６ｐにより回転数を落としてトルクを増加させ、低速・高トルクの駆動力をオーガスクリュー８に供給することができる。

このとき、オーガ用変速装置６の入力軸６ｃをオーガ５の回転軸５ｆに直接嵌入しているため、従来のカップリングを用いた場合に比べてオーガ５とオーガ用変速装置６との間隔を短くできるので、オーガスクリュー８のストロークを従来より長くすることができ、施工長さを十分に確保することができる。さらに、オーガ５へのオーガ用変速装置６の接続の有無を感知するセンサ９を設けたので、設定の変更や配線の繋ぎ替えを行わなくても、オーガスクリュー８の回転数を正確にカウントすることが可能となる。

また、施工後に杭打機１を輸送する際、オーガ用変速装置６を使用していないときには、図５に示されるように、オーガ５をリーダ７の下部まで降ろし、リーダ７を上部旋回体３の上部に倒伏させる。そして、オーガ用変速装置６を取り付けた場合でも、図４に示されるように、オーガ５とオーガ用変速装置６との間隔が小さくなっているので、その分オーガ５の位置が下がり、リーダ７を上部旋回体３の上部に倒伏させてもオーガ５と運転台３ｂとが干渉することがなくなる。したがって、オーガ用変速装置６を取り付けたままで杭打機１を輸送することができ、オーガ用変速装置６を着脱する手間が省ける。

なお、上述の形態例では被回転体としてオーガスクリューを例示したが、被回転体としては、ケーシング、杭等、杭打機に用いられる周知の被回転体を装着することができる。また、変速機は増速を行うものであってもよい。

本発明の一形態例を示すオーガとオーガ用変速装置とを連設した状態を示す断面図である。同じくオーガの平面図である。同じくオーガ用変速機を装着した杭打機の作業状態を示す説明図である。同じくオーガ用変速機を装着した杭打機の輸送状態を示す説明図である。同じく標準仕様の杭打機の輸送状態を示す説明図である。

符号の説明

１…杭打機、２…下部走行体、３…上部旋回体、３ｂ…運転台、５…オーガ、５ａ…ガイドギブ、５ｂ…取付部、５ｃ…モータ、５ｄ…オーガ本体、５ｅ…チャック機構、５ｆ…回転軸、５ｇ…軸受、５ｈ…歯車、５ｉ…原動歯車、５ｋ，５ｍ…歯車、５ｎ…係合部、６…オーガ用変速装置、６ａ…ガイドギブ、６ｂ…変速機、６ｃ…入力軸、６ｄ…出力軸、６ｅ…六角軸部、６ｆ…周溝、６ｇ…入力回動軸、６ｈ…出力回動軸、６ｉ…連結部、６ｊ…第１小径歯車、６ｋ…第１大径歯車、６ｍ…第１歯車列、６ｎ…第２大径歯車、６ｏ…第２小径歯車、６ｐ…第２歯車列、６ｑ…回動軸、６ｒ…軸受、７…リーダ、７ａ…ガイドレール、７ｂ…チェーン、８…オーガスクリュー、９…センサ

Claims

オーガより下方のリーダに着脱可能に取り付けられ、前記オーガの回転軸の回転数を変速機で変換して出力するオーガ用変速装置において、前記変速機の入力側に、前記オーガに設けられた中空多角形状の回転軸に嵌入される入力軸を設けるとともに、前記変速機の出力側に、前記回転軸の回転数を変換して出力する出力軸を設けたことを特徴とするオーガ用変速装置。
前記オーガと前記変速機との接続を感知するセンサを設けたことを特徴とする請求項１記載のオーガ用変速装置。