JP4744539B2

JP4744539B2 - 同軸オーガの外軸オーガ着脱装置

Info

Publication number: JP4744539B2
Application number: JP2008055046A
Authority: JP
Inventors: 邦彦吉田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2008-03-05
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2028-03-05
Also published as: JP2009209614A

Description

本発明は、建設機械のフロントに取付けられ、外軸オーガとなるケーシング内に中軸オーガを同心に挿着してなる同軸オーガにおける外軸オーガ着脱装置に関する。

基礎杭を施工する工法を実施する建設機械として、例えば特許文献１に記載のように、外軸オーガとなるケーシング内にスクリューオーガ等の中軸オーガを同心に挿着してなる同軸オーガを、建設機械の多関節アームの先端に取付けたものがある。この建設機械を用いて杭を施工する場合は、外軸オーガと中軸オーガを同方向に回転させるかまたは互いに逆転させながら縦穴を掘削し、この縦穴に生コンクリートや既成杭等を埋設する。

このような同軸オーガは、工法によっては、中軸オーガの駆動装置を収容したケースに対し、外軸オーガを着脱する構造とする場合がある。従来はこの中軸オーガの駆動装置ケースに対する外軸オーガの取付けを、両側それぞれ上下に間隔を有して設けられる２本ずつの横付け連結ピンにより行なっている。このように左右それぞれ上下に間隔を有して２本ずつ連結ピンを設けている理由は、連結部の強度を高め、オーガによる掘削中にオーガが転石に当り、ケーシングが横方向の曲がり力を受けた場合の連結部の破損を防止するためである。

特開２００２−３０３０８７号公報

上述のように、外軸オーガの中軸オーガの駆動装置ケースに対する取付けは、連結ピンを用いて行う必要があるが、連結ピン自体が重量物であるため、取付け、取外し作業が容易ではない。特に前述のように４本の連結ピンを着脱する場合には外軸オーガの取付け、取外し作業に労力を要する。また、前記工法を実施する場合、外軸オーガの中軸オーガの駆動装置ケースへの取付けは、外軸オーガの上端が地上より２〜３ｍ高い位置に突出した高さで行う高所作業であるため、この取付け、取外し作業がより困難となる。

本発明は、上記問題点に鑑み、中軸オーガの駆動装置ケースに対する外軸オーガの取付け、取外しが容易となる構造の同軸オーガの外軸オーガ着脱装置を提供することを目的とする。

請求項１の同軸オーガの外軸オーガ着脱装置は、建設機械のフロントに取付けられ、外軸オーガとなるケーシング内に中軸オーガを同心に挿着してなる同軸オーガの外軸オーガ着脱装置において、
前記フロントに装着される中軸オーガ駆動装置の収容ケースの筒状部の外周に固着されたアッパープレートおよびロアープレートと、
前記アッパープレートと前記ロアープレートとの間に形成された隙間に回動可能に嵌合され、外周に回動操作手段を有する円環状のロックプレートと、
前記アッパープレートと前記ロアープレートの上下に連通する位置で、かつ前記中軸オーガの軸心を中心とした同心位置に周方向に間隔を有して設けられた複数のピン孔と、
前記ロックプレートの内周部に前記ピン孔に対応して設けられた複数の切欠きと、
前記外軸オーガの駆動装置ケースの天板上面に前記ピン孔に対応して上向きに固着され、前記アッパープレートおよび前記ロアープレートのピン孔の位置と前記ロックプレートの前記切欠きの位置とが一致した際に前記ピン孔および前記切欠きに挿脱可能な複数の連結ピンと、
前記連結ピンに設けられ、前記連結ピンが前記アッパープレートおよび前記ロアープレートの前記ピン孔に挿入された状態において、前記ロックプレートの回動により前記ロックプレートの内周部が摺動可能に嵌まり、前記外軸オーガの駆動装置ケースを上下動不能に係止する凹部とを備えたことを特徴とする。

請求項２の同軸オーガの外軸オーガ着脱装置は、請求項１に記載の同軸オーガの外軸オーガ着脱装置において、
前記アッパープレートおよび前記ロアープレートのピン孔に前記ロックプレートの切欠きの位置が一致した状態と、不一致の状態とについてそれぞれロックプレートを回り止めするためのピン孔を、前記アッパープレート、前記ロアープレートおよび前記ロックプレートに設け、更にこれらのピン孔に挿脱する回り止め具を備えたことを特徴とする。

請求項３の同軸オーガの外軸オーガ着脱装置は、請求項１または２に記載の同軸オーガの外軸オーガ着脱装置において、
前記アッパープレートと前記ロアープレートとの隙間の前記ロックプレート外周側に、前記ロックプレートに接する複数のガイドローラを設けたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ロックプレートの内周部に設けた切欠きをアッパープレートとロアープレートのピン孔に合わせ、外軸オーガの連結ピンをピン孔および切欠きに挿入し、人力によりロックプレートを回すことにより、外軸オーガを中軸オーガのケースに取付けることができるから、従来のように人力による連結ピンによる連結に比較して外軸オーガの連結が容易となる。

請求項２の発明によれば、アッパープレート、ロアープレートおよびロックプレートの回り止め用のピン孔に回り止め具を挿着することによりロックプレートの回り止めが行えるため、回り止めが容易に行える。

請求項３の発明によれば、ロックプレートの外周に接する複数のガイドローラによりロックプレートが中軸オーガと同心に位置設定され、ロックプレートの内周部に設けた切欠きとアッパープレートとロアープレートのピン孔との位置合わせが精度良く行える。また、ガイドローラ５７によりロックプレート６５の回動抵抗が低くなり、回動操作が容易となる。

図１は本発明の同軸オーガの外軸オーガ着脱装置を適用する建設機械の一例を示す側面図である。この建設機械は、クローラ式下部走行体１上に旋回装置２を介して上部旋回体３を設置し、この上部旋回体３には油圧パワーユニット４や運転室５を設置して建設機械本体を構成する。上部旋回体３にはフロント６を取付ける。フロント６の先端に同軸オーガ７を取付ける。

この例のフロント６は多関節フロントであり、上部旋回体３にピン１１により起伏可能に取付けられた第１のアーム１２と、上部旋回体３と第１アーム１２にそれぞれピン１３，１４により両端を連結して取付けられた第１のアームシリンダ１５と、第１のアーム１２の先端にピン１６により回動可能に取付けられた第２のアーム１７と、第１のアーム１２と第２のアーム１７にそれぞれピン１８，１９により両端を連結して取付けられた第２のアームシリンダ２０と、第２のアーム１７の先端にピン２１により回動可能に取付けられた第３のアーム２２と、第２のアーム１７と第３のアーム２２にそれぞれピン２３，２４により両端を連結して取付けられた第３のアームシリンダ２５とを有する。

この例では第３のアーム２２の先端にブラケット２７がピン２８により回動可能に取付けられる。このブラケット２７を回動させるためのシリンダ２９の一端は第３のアーム２２にピン３０により連結される。シリンダ２９の他端は、一端が第３のアーム２２にピン連結された第１のリンク３１および一端がブラケット２７にピン連結された第２のリンク３２の各他端にピン３３により連結される。同軸オーガ７は、ブラケット２７の先端にピン３４により連結し、垂下して取付けられる。

このフロント６は、ブラケット２７の先端を垂直に上下動させるため、フロント６の関節部の角度センサー（図示せず）や、各角度センサーから信号によりシリンダ１５，２０，２５，２９の伸縮とその速度を制御するための演算装置（図示せず）を有するものである。

同軸オーガ７は、外軸オーガとなるケーシング３５内にスクリューオーガからなる中軸オーガ３６を同心に挿着してなる。ケーシング３５の下端には掘削爪３７を有し、中軸オーガ３６の下端にも掘削刃３８を有する。３９は中軸オーガ３６の駆動装置を収容したケース、４０は外軸オーガ３５の上端に設けた駆動装置（減速装置）のケースである外軸オーガの駆動装置ケース、４１はこのケース４０上に設けた駆動モータである。中軸オーガ３６の駆動装置ケース３９が前記ブラケット２７の先端にピン３４により連結される。また、中軸オーガ３６の駆動装置ケース３９に対し、外軸オーガ３５の駆動装置ケース４０が後述の構造により着脱可能に取付けられる。

図２は図１の同軸オーガ７の拡大図、図３は図２のＥ−Ｅ断面図、図４は図３のＦ−Ｆ断面図である。図２に示すように、中軸オーガ３６の駆動装置ケース３９は、ブラケット２７にピン３４により連結するためのピン孔３９ｂを有する取付け部３９ａと、中軸オーガの駆動モータ４２を収容した円筒形のモータ収容部３９ｃと、このモータ収容部の下面にボルト４３によってフランジ結合された円筒形をなす減速装置収容部３９ｄとからなる。４４は中軸オーガ３６の上端をボルト４５により結合する出力軸である。

外軸オーガ３５の駆動モータ４１は油圧モータでなり、この駆動モータ４１は駆動装置ケース４０の天板４０ａ上に搭載される。４６は駆動モータ４１の出力歯車である。４７はこの出力歯車４６に噛合する外歯歯車である。この外歯歯車４７はケース４０の天板４０ａの下面にボルト４８により固定された軸受４９に回転自在に支持される。また、この外歯歯車４７は、外軸オーガ３５の頂部に設けた円環状の結合板５０にボルト５１により固定される。５２は結合板５０とケース４０の下板４０ｂとの間に設けたシールである。

次に外軸オーガ３６の着脱装置について図２ないし図４により説明する。５４は中軸オーガの駆動装置ケース３９の円筒形の減速装置収容部３９ｄの外周に円形内周部が溶接により固着された正方形状のアッパープレートである。５５はアッパープレート５４と同様の形状をなすロアープレートである。ロアープレート５５はアッパープレート５４の下面に重ねられ、ボルト５６や後述のガイドローラ５７取付け用のボルト５９、ナット６０により結合される。アッパープレート５４とロアープレート５５の内周側、すなわちボルト５６により結合される部分より外側の部分に隙間６１が形成される。アッパープレート５４とロアープレート５５には上下方向に連通する位置にピン孔６２，６３が設けられる。これらのピン孔６２，６３は、中軸オーガ３６の軸心を中心とする同一半径上に周方向に等間隔をもって複数個（この例では４個）設けられる。

６４は外軸オーガ３５のケース４０の天板４０ａ上に溶接により固着して設けられた連結ピンである。この連結ピン６４は、前記ピン孔６２，６３に対応して、外軸オーガ３５の軸心を中心とする同一半径上に周方向に等間隔をもって複数個（この例では４本）設けられる。この連結ピン６４は図５に示すように側面に凹部６４ａを有する。図２に示すように、連結ピン６４は凹部６４ａが同軸オーガ７の外側に向くように配置される。

６５はアッパープレート５４とロアープレート５５との間の隙間６１に回動可能に嵌合された円環状のロックプレートである。図６に示すように、このロックプレート６５にはその内周部６５ｄにピン孔６２，６３に対応する複数（４個）の切欠き６５ａが設けられる。この切欠き６５ａの幅Ｗはピン孔６２，６３の直径と同一あるいはやや大きく設定される。このロックプレート６５にはその外周６５ｅから突出させて回動操作手段としてのレバー６５ｂが設けられる。

６５ｃは回り止め用のピン６６（図４参照）を挿着するピン孔である。アッパープレート５４およびロアープレート５５には、ロックプレート６５の切欠き６５ａがピン孔６２，６３の位置に一致したときに回り止め用ピン孔６５ｃと一致する位置（連結ピン６４の挿脱可能位置）に回り止め用のピン孔６７を有する。また、図３に実線で示すように、連結ピン６４の挿脱可能位置からロックプレート６５をａ方向、ｂ方向に回して切欠き６５ａがピン孔６２，６３の位置に一致しない位置（連結ピン６４の挿脱不可能位置）となった際にロックプレート６５を回り止めするため、アッパープレート５４およびロアープレート５５には、回り止め用のピン孔６７から周方向に離れた位置にピン孔６９，７０を設ける。

ガイドローラ５７は、アッパープレート５４およびロアープレート５５の４つのコーナー部にボルト５９、ナット６０により回動可能に取付けられる。これらのガイドローラ５７はロックプレート６５の外周に接触し、内周面は非接触としてロックプレート６５の回動を円滑化する。また、ガイドローラ５７はロックプレート６５の回動中心を中軸オーガ３６の軸心に一致させてピン孔６２，６３と切欠き６５ａとの位置合わせ精度を高める役目を果たす。

この建設機械において、中軸オーガ３６の駆動装置ケース３９に対する外軸オーガ３５の取付けを行う場合は、まず、ロックプレート６５のレバー６５ｂを図３の実線に示す位置に設定し、ロックプレート６５の切欠き６５ａをアッパープレート５４、ロアープレート５５のピン孔６２，６３の位置に一致させる。この状態で、回り止め用のピン６６をアッパープレート５４、ロアープレート５５のピン孔６７およびロックプレート６５のピン孔６５ａに挿入してロックプレート６５を回り止めしておく。

そして、前もって中軸オーガ３６が出力軸４４に結合された状態の中軸オーガ３６の駆動装置ケース３９に対し、外軸オーガ３５の駆動装置ケース４０を外軸オーガ３５と共に相対的に近接させ、連結ピン６４をピン孔６２，６３および切欠き６５ａに挿入する。

次に回り止め用のピン６６を抜き、ロックプレート６５のレバー６５ｂを図３のａまたはｂ方向に回す。これにより、ロックプレート６５の内周部が連結ピン６４の凹部６４ａに嵌合され、連結ピン６４がアッパープレート５４およびロアープレート５５から抜け止めされ、これにより外軸オーガ３５がケース３９に結合される。この状態でロックプレート６５のピン孔６５ｃをピン孔６９または７０に合わせ、ピン６６をピン孔６９，６５ｃまたは７０，６５ｃに挿着し、ロックプレート６５を回り止めする。

外軸オーガ３５の取外しは、この反対に、回り止め用のピン６６をピン孔６９，６５ｃまたは７０，６５ｃから抜き、レバー６５ｂを反ａまたは反ｂ方向に回し、ロックプレート６５の内周部６５ｄの切欠き６５ａをピン孔６２，６３に合わせる。そしてピン６６をピン孔６７，６５ｃに通して回り止めする。そしてケース３９とオーガ３５とを相対的に離し、外軸オーガ３５を取外す。

このような外軸オーガ３５の着脱作業は、前記従来技術の欄において述べた工法において、外軸オーガ３５のケース４０の頂部が地上より２〜３ｍ程度突出した状態で行うことができる。

このように、この外軸オーガの着脱装置においては、ロックプレート６５の内周部６５ｄに設けた切欠き６５ａをアッパープレート５４とロアープレート５５のピン孔６２，６３に合わせ、外軸オーガ３５の連結ピン６４をピン孔６２，６３に挿入し、人力によりロックプレート６５を回すことにより、外軸オーガ３５を中軸オーガ３６の駆動装置ケース３９に取付けることができ、また取外しは逆の操作により行えるから、従来のように人力によって重量のある連結ピンによる取付け、取外しに比較して外軸オーガの取付け、取外しが容易となる。

また、本実施の形態においては、アッパープレート５４、ロアープレート５５のピン孔６７，６９，７０およびロックプレート６５の回り止め用のピン孔６５ｃに回り止め具となるピン６６を挿着することにより、ロックプレート６５の回り止めが行えるため、連結ピン６４による連結状態、着脱可能状態が確実に維持できる。

また、本実施の形態においては、ロックプレート６５の外周６５ｅに接する複数のガイドローラ５７を設けたので、ロックプレート６５が中軸オーガ３６と同心に位置設定され、ロックプレート６５の内周部６５ｄに設けた切欠き６５ａとアッパープレート５４とロアープレート５５のピン孔６２，６３との位置合わせが精度良く行える。また、ガイドローラ５７によりロックプレート６５の回動抵抗が低くなり、回動操作が容易となる。

この外軸オーガの着脱装置を備えた建設機械を用いて杭を施工する工法の一例として次のようなものがある。（ａ）外軸オーガ３５中に中軸オーガ３６を挿入した状態で両者による掘削を行う。（ｂ）その後、中軸オーガ３６の駆動装置を収容したケース３９から外軸オーガ３５を外し、フロント６の操作により中軸オーガ３６のみを引上げ、旋回装置２を動作させて上部旋回体３を旋回させ、中軸オーガ３６に付いた土砂を地上に落とす。（ｃ）続いて上部旋回体３の旋回により中軸オーガ３６を外軸オーガ３５上に位置させ、フロント６の操作により再度中軸オーガ３６を外軸オーガ３５中に下ろし、中軸オーガ３６の駆動装置を収容したケース３９に外軸オーガ３５を連結する。（ｄ）所定の高さに中軸オーガ３６、外軸オーガ３５を引上げて縦穴の底部に空間を形成し、外軸オーガ３５の側面に設けた開口部（図示せず）に地上においた移動式ホッパ（図示せず）の投入口の位置を合わせる。（ｅ）外軸オーガ３５をケース３９から外し、外軸オーガ３５の上部の最上の開口部よりも中軸オーガ３６の下端の位置が高くなるまで中軸オーガ３６を引上げる。（ｆ）ホッパの前記投入口より砕石を縦穴の底部における外軸オーガ３５の下端より下の部分に投入する。（ｇ）中軸オーガ３６を下ろし、底部の砕石に下端が着いたらフロント６の操作により中軸オーガ３６を上下動させて砕石を突き固める。（ｈ）中軸オーガ３６を下ろし、ケース３９に外軸オーガ３５を取付ける。（ｉ）前記と同様に、中軸オーガ３６と共に外軸オーガ３５をさらに所定の高さに引上げ、外軸オーガ３５の前記開口部より低い位置の開口部をホッパの投入口に合わせる。（ｊ）外軸オーガ３５をケース３９から引き離し、中軸オーガ３６をその下端がホッパの投入口より高くなるまで引上げる。（ｋ）前記（ｆ）、（ｇ）の砕石の投入、突き固めを行う。（ｌ）上記作業を繰り返す。

このように、外軸オーガ３５の着脱を頻繁に繰り返す工法に使用する建設機械において、本発明は特に有効である。また、本発明は、前述した工法以外に、外軸オーガ３５をケース３９に対して着脱する他の工法あるいは段取り作業もしくは継ぎ足し作業を行う建設機械において採用することができる。また、本発明は、フロントが多関節アームではなく、リーダ式フロントの場合にも採用することができる。

本発明を適用する建設機械の一例を示す側面図である。本発明の同軸オーガの外軸オーガ着脱装置の一実施の形態を示す図１の部分拡大側面図である。図２のＥ−Ｅ断面図である。図３のＦ−Ｆ断面図である。本実施の形態の連結ピンを示す側面図である。本実施の形態のロックプレートの平面図である。

符号の説明

１：下部走行体、２：旋回装置、３：上部旋回体、４：油圧パワーユニット、５：運転室、６：フロント、７：同軸オーガ、１２：第１のアーム、１５：第１のアームシリンダ、１７：第２のアーム、２０：第２のアームシリンダ、２２：第３のアーム、２５：第３のアームシリンダ、２７：ブラケット、２９：シリンダ、３５：外軸オーガ、３６：中軸オーガ、３７：掘削爪、３８：掘削刃、３９：中軸オーガの駆動装置を収容したケース、４０：外軸オーガの駆動装置ケース、４１：駆動モータ、４２：駆動モータ、４３：ボルト、４４：出力軸、４５：ボルト、４６：出力歯車、４７：外歯歯車、４８：ボルト、４９：軸受、５０：結合板、５１：ボルト、５２：シール、５４：アッパープレート、５５：ロアープレート、５７：ガイドローラ、５９：ボルト、６０：ナット、６１：隙間、６２，６３：ピン孔、６４：連結ピン、６４ａ：凹部、６５：ロックプレート、６５ａ：切欠き、６５ｂ：レバー、６５ｃ：回り止め用ピン孔、６５ｄ：内周部、６５ｅ：外周、６７，６９，７０：回り止め用のピン孔

Claims

建設機械のフロントに取付けられ、外軸オーガとなるケーシング内に中軸オーガを同心に挿着してなる同軸オーガの外軸オーガ着脱装置において、
前記フロントに装着される中軸オーガ駆動装置の収容ケースの筒状部の外周に固着されたアッパープレートおよびロアープレートと、
前記アッパープレートと前記ロアープレートとの間に形成された隙間に回動可能に嵌合され、外周に回動操作手段を有する円環状のロックプレートと、
前記アッパープレートと前記ロアープレートの上下に連通する位置で、かつ前記中軸オーガの軸心を中心とした同心位置に周方向に間隔を有して設けられた複数のピン孔と、
前記ロックプレートの内周部に前記ピン孔に対応して設けられた複数の切欠きと、
前記外軸オーガの駆動装置ケースの天板上面に前記ピン孔に対応して上向きに固着され、前記アッパープレートおよび前記ロアープレートのピン孔の位置と前記ロックプレートの前記切欠きの位置とが一致した際に前記ピン孔および前記切欠きに挿脱可能な複数の連結ピンと、
前記連結ピンに設けられ、前記連結ピンが前記アッパープレートおよび前記ロアープレートの前記ピン孔に挿入された状態において、前記ロックプレートの回動により前記ロックプレートの内周部が摺動可能に嵌まり、前記外軸オーガの駆動装置ケースを上下動不能に係止する凹部とを備えたことを特徴とする同軸オーガの外軸着脱装置。
請求項１に記載の同軸オーガの外軸オーガ着脱装置において、
前記アッパープレートおよび前記ロアープレートのピン孔に前記ロックプレートの切欠きの位置が一致した状態と、不一致の状態とについてそれぞれロックプレートを回り止めするためのピン孔を、前記アッパープレート、前記ロアープレートおよび前記ロックプレートに設け、更にこれらのピン孔に挿脱する回り止め具を備えたことを特徴とする同軸オーガの外軸着脱装置。
請求項１または２に記載の同軸オーガの外軸オーガ着脱装置において、
前記アッパープレートと前記ロアープレートとの隙間の前記ロックプレート外周側に、前記ロックプレートに接する複数のガイドローラを設けたことを特徴とする同軸オーガの外軸着脱装置。