JP6497637B1 - 供回り防止翼の取り付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】供回り防止翼が接触するヘッド軸との摩耗を防止するとともに、その供回り防止翼の内側に設けられたカバーリングなどを容易に交換できるようにした供回り防止翼の取付構造を提供する。
【解決手段】掘削翼５と撹拌翼３との間のヘッド軸を上下に分割できるようにしておく。これらの分割されたヘッド軸には、フランジ部２５を設けておき、その間にカバーリング６を軸方向に挿入できるようにする。このカバーリング６には凸状部６２が設けられており、フランジ部２５に設けられた凹部に嵌合させることで、カバーリング６をヘッド軸に固定する。そして、そのカバーリング６の上から供回り防止翼４を取り付け、筒状体４１をカバーリング６や、そのカバーリング６の上下に設けられたメタルリング７１に接触させて、ヘッド軸の摩耗を防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、地中に柱状改良杭を形成する掘削撹拌装置に関するものであり、より詳しくは、掘削ヘッドのヘッド軸の摩耗を防止するとともに、容易に供回り防止翼の内側のカバーリングを交換できるようにした供回り防止翼の取付構造に関するものである。

一般に、柔らかい土地の基礎部分には、柱状改良杭を形成して基礎が固められる（特許文献１など）。このような柱状改良杭を形成するための掘削撹拌装置の構造について、図６を用いて説明する。

図６において、符号９０は、油圧モーターなどを用いて回転できるようにした掘削ヘッドであって、そのヘッド軸９１の内部に設けられた導通路からスラリーを吐き出しながら土砂と撹拌させるようにしたものである。また、符号９２は、掘削ヘッド９１の下端部分に設けられた掘削翼であって、ヘッド軸９１と一体的に回転することによって、掘削爪を用いて地面を引っ掻きながら掘削していくようにしたものである。また、符号９３は、撹拌翼であって、ヘッド軸９１とともに回転し、ヘッド軸９１の下端部分から吐き出されたスラリーと土砂を混合させて、撹拌させていくようにしたものである。また、符号９４は、自由に回転できるようにした供回り防止翼であって、掘削翼９２や撹拌翼９３によって回転する土塊を非回転の状態で分断して、土砂をスラリーとともに混合させるようにしたものである。

特開平７−４１７０号公報

ところで、このような掘削撹拌装置を長期間にわたって使用していると、掘削翼の先端側や最外側の端部が摩耗し、また、撹拌翼は最外側から摩耗していく。また、供回り防止翼については、掘削された穴の壁面に接触する最も外側部分や、ヘッド軸と接触している部分が摩耗していく。このような摩耗を生じた場合、各部品を定期的に交換する必要があるが、供回り防止翼とヘッド軸との接触部分が摩耗すると、掘削ヘッド全体を交換しなければなないという問題があった。

そのため、従来では、ヘッド軸と供回り防止翼との間に、半割りされたカバーを外側から被せてヘッド軸にカバーを溶接し、その外側から供回り防止翼を取り付けるようにしていたが、このような方法では、カバーが摩耗した場合、供回り防止翼を分解してカバーを露出させるとともに、そのカバーの溶着部分を切削して取り外すか、あるいは、掘削ヘッド全体を交換しなければならない。このため、その作業に多大な時間が必要となるばかりでなく、溶着や切削のためのコストがかかるといった問題があった。

そこで、本発明は上記課題に着目してなされたもので、供回り防止翼が接触するヘッド軸との摩耗を防止するとともに、その供回り防止翼の内側に設けられたカバーリングなどを容易に交換できるようにした供回り防止翼の取付構造を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は上記課題を解決するために、ヘッド軸の下端に設けられる掘削翼と、当該掘削翼の上方に設けられる撹拌翼と、前記掘削翼と撹拌翼の間でヘッド軸を分割させた分割部と、前記掘削翼と撹拌翼の間のヘッド軸の外周を覆い、当該ヘッド軸に設けられた固定部に固定されるカバーリングとを備え、前記ヘッド軸の分割部を前記カバーリングの軸方向に挿入し、当該カバーリングを前記ヘッド軸の固定部で回転不能に固定するとともに、当該カバーリングの外周に接触しながら自由回転する供回り防止翼を設けるようにしたものである。

このように構成すれば、カバーリングを交換する際、供回り防止翼とカバーリングを一緒に軸方向に抜き出して交換することができるようになる。また、カバーリングを軸方向に挿入して固定部に嵌合させるだけで、カバーリングをヘッド軸に一体的に固定させることができるため、溶接や切削などの作業工程が不要になり、コストの低減を図ることができるようになる。

また、このような発明において、カバーリングの上下面に接触するように、当該カバーリングよりも大径のメタルリングを分離可能に設けるようにする。

このように構成すれば、供回り防止翼が上下のメタルリングに接触して回転する際、そのメタルリングが摩耗した場合に、そのメタルリングのみを交換することができる。

さらに、前記固定部を、前記メタルリングとカバーリングと一体的にヘッド軸に固定できるように構成する。

このように構成すれば、カバーリングとメタルリングを取り付ける際、同時にカバーリングとメタルリングをヘッド軸に固定することができ、メタルリングの固定作業についても簡素化することができるようになる。

また、前記固定部を、ヘッド軸に設けられたフランジ部と、カバーリングとを嵌合させる凹凸状の固定部で構成する。

このように構成すれば、凹凸部分をそれぞれ軸方向に嵌合させるだけで、カバーリングをヘッド軸に嵌合させて固定することができるようになる。

本発明によれば、ヘッド軸の下端に設けられる掘削翼と、当該掘削翼の上方に設けられる撹拌翼と、前記掘削翼と撹拌翼の間でヘッド軸を分割させた分割部と、前記掘削翼と撹拌翼の間のヘッド軸の外周を覆い、当該ヘッド軸に設けられた固定部に固定されるカバーリングとを備え、前記ヘッド軸の分割部を前記カバーリングの軸方向に挿入し、当該カバーリングを前記ヘッド軸の固定部で回転不能に固定するとともに、当該カバーリングの外周に接触しながら自由回転する供回り防止翼を設けるようにしたので、カバーリングを交換する際、供回り防止翼とカバーリングを一緒に軸方向に抜き出して交換することができるようになる。また、カバーリングを軸方向に挿入して固定部に嵌合させるだけで、カバーリングをヘッド軸に一体的に固定させることができるため、溶接や切削などの作業工程が不要になり、コストの低減を図ることができるようになる。

本発明の一実施の形態における掘削撹拌装置を示す分解図 同形態におけるカバーリングやメタルリング、干渉ゴムを示す図 同形態におけるヘッド軸を上から見た図 同形態における供回り防止翼を取り付けた状態を示す図 同形態における掘削撹拌装置の使用例を示す図 従来例における掘削撹拌装置を示す図

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。

この実施の形態における掘削撹拌装置１は、図１に示すように、図示しない油圧モーターを用いて回転するヘッド軸２に掘削翼５や撹拌翼３や供回り防止翼４などを取り付けるようにしたものであって、特徴的に、掘削翼５と撹拌翼３の間にヘッド軸２を上下に分割した分割部を設け、そこからカバーリング６やメタルリングなどを軸方向に着脱可能に取り付けられるようにしたものである。以下、本実施の形態における掘削撹拌装置１について詳細に説明する。

まず、ヘッド軸２は、図示しない油圧モーターによって回転するロッドの先端に取り付けられるものであって、掘削翼５と撹拌翼３との間で分離可能に設けられている。このヘッド軸２を分割する分割部２０は、図１や図３に示すように、一方のヘッド軸２に六角形状の挿入部２２ａを設けるとともに、他方のヘッド軸２に六角形状の被嵌合部２２ｂを設け、挿入部２２ａを被嵌合部２２ｂに挿入させることによって、それぞれを一体的に固定できるようにしている。なお、このように分割されたヘッド軸２を軸方向へ抜けないようにするため、挿入部２２ａの対向する平行な面に半円形状の凹部２３を形成しておくとともに、これに対応して、他方側の軸の被嵌合部２２ｂに、ピンを挿入するための穴部２４（図１参照）を形成しておく。そして、被嵌合部２２ｂの穴部２４から挿入部２２ａの凹部２３にピンを通し、ヘッド軸２を軸方向へ抜けないにしている。このとき、ピンは挿入部２２ａの側面に通されているため、ヘッド軸２の中心部分に設けられた導通路を塞ぐようなことがなくなり、導通路を介してスラリーを吐き出させるようになっている。

このヘッド軸２の下端部分に設けられる掘削翼５は、翼体に掘削爪５１を斜め下方に突出させるように設けたものであって、この掘削爪５１によって地盤を掘削して土砂を上方へ吐き出せるように構成されている。

一方、この掘削翼５の上方に設けられる撹拌翼３は、掘削翼５の径とほぼ同じ径、もしくは、小径の矩形板状の翼体によって構成されるもので、ヘッド軸２の外周に固定して取り付けられる。この撹拌翼３は、傾斜面を有するように設けられており、掘削時に土砂を上方へ吐き出させるようになっている。そして、このように土砂を上方へ吐き出させるようにするとともに、その傾斜した撹拌翼３によって土砂とスラリーとを撹拌させるようにしている。

一方、ヘッド軸２に取り付けられる供回り防止翼４は、ヘッド軸２の外周に設けられる筒状体４１と、その筒状体４１の外方向に設けられた羽根体４２を設けて構成されている。そして、その羽根体４２を掘削翼５や撹拌翼３よりも大きくすることによって、掘削された掘削穴の壁面に羽根体４２を当てて、供回りを防止できるようにしている。

このような構成において、地面を掘削していく際、供回り防止翼４はヘッド軸２に接触しながら回転するため、ヘッド軸２の外周部分や、供回り防止翼４を上下に支える部分が摩耗してしまう。このため、この実施の形態において、このような摩耗を防止するためのカバーリング６を設け、このカバーリング６を分割されたヘッド軸２に対して軸方向に挿入できるようにしている。

図２および図４は、このカバーリング６や供回り防止翼４を取り付けるための取付構造を示したものである。

このカバーリング６は、上下に分割されたヘッド軸２に軸方向に沿って挿入される筒状の金属体で構成されるものであって、供回り防止翼４の筒状体４１との間に若干の隙間を有するように構成されている。なお、このカバーリング６をヘッド軸２に取り付ける場合、カバーリング６をヘッド軸２に沿って回転してしまうと、そのカバーリング６とヘッド軸２との間に摩擦を生じて、ヘッド軸２が摩耗してしまう。このため、ここでは、カバーリング６をヘッド軸２に対して固定部２１で固定できるようにしている。

このようにカバーリング６を固定する固定部２１としては、種々の構造を用いることができるが、ここでは、このカバーリング６を軸方向に挿入することにより、カバーリング６をヘッド軸２に嵌合させるような構成としている。

具体的には、このカバーリング６は、図２に示すように、中央部分を筒状体４１とほぼ同じ上下寸法としておき、その上方側および下方側に突出した小径部６１を設けておく。そして、その小径部６１から、部分的に外側に向かって突出した凸状部６２を設けるようにしている。そして、その凸状部６２に上下から、カバーリング６よりも大径のメタルリング７１を嵌め込むとともに、さらに、その上下方向から干渉ゴム７３を嵌め込めるようにしている。これらのメタルリング７１や干渉ゴム７３には、カバーリング６の小径部６１を通すための開口部分が設けられており、その穴の外周部分に前記凸状部６２を嵌合させるための凹部７２、７４を設けるようにしている。そして、このような凹部７２、７４を有するメタルリング７１や干渉ゴム７３をカバーリング６に取り付けることで、供回り防止翼４とカバーリング６との隙間を埋めて、土砂を隙間に入り込ませないようにしている。なお、ここでは、干渉ゴム７３を設けるようにしているが、メタルリング６のみで構成するようにしてもよい。

このようなカバーリング６は、ヘッド軸２に設けられたフランジ部２５に固定される。このフランジ部２５は、ヘッド軸２に溶着して設けられるものであって、その内側に、カバーリング６の凸状部６２を嵌合させるための凹部２６を形成している（図３参照）。そして、メタルリング７１や干渉ゴム７３よりも上下方向に突出する凸状部６２をフランジ部２５の凹部２６に嵌合させ、カバーリング６をヘッド軸２に対して回転不能に固定させるようにしている。

次に、このように構成された掘削撹拌装置１の組み立て方法や、カバーリング６などの交換方法などについて説明する。

まず、掘削撹拌装置１を組み立てる場合、撹拌翼３から上方のヘッド軸２をあらかじめ連結させておくとともに、その下方側で掘削翼５を有するヘッド軸２を用意しておく。

その状態で、下方側のヘッド軸２のフランジ部２５に、干渉ゴム７３やメタルリング７１を取り付ける。この干渉ゴム７３やメタルリング７１を取り付ける際、フランジ部２５の凹部２６と干渉ゴム７３やメタルリング７１の凹部７２、７４をそれぞれ一致させるようにしておく。そして、その状態で、ヘッド軸２の上からカバーリング６を挿入し、そのカバーリング６の下側に設けられた凸状部６２をメタルリング７１や干渉ゴム７３、フランジ部２５の凹部２６、７２、７４に嵌合させる。

次に、このように取り付けられたカバーリング６に対して、上方から供回り防止翼４を挿入する。このとき、供回り防止翼４の筒状体４１の下面は、大径に構成されたメタルリング７１に接触した状態となっており、メタルリング７１と筒状体４１との隙間が埋められる。

次に、この供回り防止翼４の筒状体４１から突出しているカバーリング６の小径部６１に対して、上からメタルリング７１や干渉ゴム７３を挿入する。この時も、カバーリング６の凸状部６２とメタルリング７１や干渉ゴム７３の凹部７２、７４を一致させて挿入する。そして、その干渉ゴム７３から上方に突出するカバーリング６の凸状部６２を、フランジ部２５の凹部２６に嵌合させる。そして、その状態で、ヘッド軸２の六角形状の挿入部２２ａを上側のヘッド軸２の被嵌合部２２ｂに押し込んで、横からピンを挿入することでヘッド軸２を連結する。

このように組み立てられた掘削撹拌装置１を用いて掘削を行う場合は、図５に示すように、ヘッド軸２を回転させながら地面を掘削していく。その際、ヘッド軸２の下端側に設けられた吐出口２７からスラリーを吐き出していき、撹拌翼３で土砂とスラリーを混合させながら掘削していく。また、その際、供回り防止翼４は、掘削穴の壁面に接触するため、非回転の状態で土砂を分断していくようになる。このように掘削と土砂の分断やスラリーとの混合を行いながら、ヘッド軸２を抜いていく。

この際、供回り防止翼４は、ヘッド軸２に設けられたカバーリング６に接触しながら回転していくため、ヘッド軸２との接触部分が摩耗することがなくなる。また、上下のフランジ部２５との間でも摩耗を生じうるが、メタルリング７１が固定して取り付けられているため、そのメタルリング７１などが先に摩耗し、フランジ部２５を含むヘッド軸２の交換が不要になる。また、このようなカバーリング６やメタルリング７１、干渉ゴム７３などが摩耗した場合であっても、ヘッド軸２を分割して軸方向に抜き出し、新しい部品と交換することができるため、ヘッド軸２そのものを交換することが不要になる。

このように上記実施の形態によれば、ヘッド軸２の下端に設けられる掘削翼５と、当該掘削翼５の上方に設けられる撹拌翼３と、前記掘削翼５と撹拌翼３の間でヘッド軸２を分割させた分割部２０と、前記掘削翼５と撹拌翼３の間のヘッド軸２の外周を覆い、当該ヘッド軸２に設けられた固定部２１に固定されるカバーリング６とを備え、前記ヘッド軸２の分割部２０を前記カバーリング２１の軸方向に挿入し、当該カバーリング２１を前記ヘッド軸２の固定部２１で回転不能に固定するとともに、当該カバーリング６の外周に接触しながら自由回転する供回り防止翼４を設けるようにしたので、カバーリング６を交換する際、供回り防止翼４とカバーリング６を一緒に軸方向に抜き出して交換することができるようになる。また、カバーリング６を軸方向に挿入して固定部２０に嵌合させるだけで、カバーリング６をヘッド軸２に一体的に固定させることができるため、溶接や切削などの作業工程が不要になり、コストの低減を図ることができるようになる。

また、このカバーリング６の上下面に接触するように、カバーリング６よりも大径のメタルリング７１を分離可能に設けるようにしたので、供回り防止翼４が上下のメタルリング７１に接触してメタルリング７１が摩耗した場合に、そのメタルリング７１のみを交換することができる。

また、前記固定部２１を、前記メタルリング７１とカバーリング６と一体的にヘッド軸２に固定できるように構成したので、メタルリング７１とカバーリング６を取り付ける際、同時にメタルリング７１とカバーリング６をヘッド軸２に固定することができ、メタルリング７１の固定作業についても簡素化を図ることができるようになる。

また、前記固定部２１を、ヘッド軸２に設けられたフランジ部２５とカバーリング６とを嵌合させる凸状部６２や凹部２６で構成するようにしたので、それぞれを軸方向に嵌合させるだけで、カバーリング６をヘッド軸２に嵌合させて固定することができるようになる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。

例えば、上記実施の形態では、カバーリング６に外側に向かった凸状部６２を設け、これに嵌合する凹部２６などを設けるようにしたが、このような形状の凸状部６２や凹部２６などに限らず、他の形状を用いてカバーリング６をフランジ部２５に固定させるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、カバーリング６をヘッド軸２の軸方向に抜き差しすることで交換できるようにしたが、供回り防止翼４については、従来のように、分解して外周方向に取り外せるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、カバーリング６の上下にメタルリング７１などを設けて供回り防止翼４の上下方向の摩耗を防止できるようにしたが、カバーリング６を上下に分割しておき、それぞれに一体的にフランジ部２５を設けるようにしてもよい。そして、ヘッド軸２に、まず下側のカバーリング６を挿入し、供回り防止翼４を挿入した後、上側のカバーリング６を挿入してもよい。

１・・・掘削撹拌装置
２・・・ヘッド軸
３・・・撹拌翼
４・・・共回り防止翼
５・・・掘削翼
６・・・カバーリング
２０・・・分割部
２２ａ・・・挿入部
２２ｂ・・・嵌合部
２５・・・フランジ部
２６・・・凹部
４１・・・筒状体
６１・・・小径部
６２・・・凸状部
７１・・・メタルリング
７２・・・凹部

Claims (4)

1. ヘッド軸の下端に設けられる掘削翼と、
   当該掘削翼の上方に設けられる撹拌翼と、
   前記掘削翼と撹拌翼の間でヘッド軸を分割させた分割部と、
   前記掘削翼と撹拌翼の間のヘッド軸の外周を覆い、当該ヘッド軸に設けられた固定部に固定されるカバーリングと、を備え、
   前記ヘッド軸の分割部を前記カバーリングの軸方向に挿入し、当該カバーリングを前記ヘッド軸の固定部で回転不能に固定するとともに、当該カバーリングの外周に接触しながら自由回転する供回り防止翼を設けるようにしたことを特徴とする供回り防止翼の取付構造。
2. カバーリングの上下面に接触するように、当該カバーリングよりも大径のメタルリングを分離可能に設けるようにした請求項１に記載の供回り防止翼の取付構造。
3. 前記固定部を、前記メタルリングとカバーリングと一体的にヘッド軸に固定できるようにした請求項２に記載の供回り防止翼の取付構造。
4. 前記固定部を、ヘッド軸に設けられたフランジ部と、カバーリングとを嵌合させる凹凸状の固定部で構成するようにした請求項１に記載の供回り防止翼の取り付け構造。

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