JP6685521B2 - 掘削装置における回転伝達軸と掘削軸とのジョイント装置 - Google Patents

Description

この発明は、掘削装置における回転伝達軸と掘削軸とのジョイント装置に関する。

鋼管杭や鋼管矢板などを地盤に設置する工法として、中掘工法とバイブロハンマ工法とを併用した工法が知られている（例えば特許文献１参照）。この工法では、図９に示すように、杭打ち機５０のリーダー５１にアースオーガーの駆動装置５２と、排土装置５３に一体に設けられた起振装置５４とが搭載される。

鋼管杭５５ａ、５５ｂ内には掘削のためのオーガースクリュー５６が挿入され、これら鋼管杭５５ａ、５５ｂ及びオーガースクリュー５６、５６を順次継ぎ足し、オーガースクリュー５６により地盤を掘削しながら起振装置５４により鋼管杭５５ａ、５５ｂが地盤に圧入される。

図９は先行して地盤に埋設した鋼管杭５５ａに、新たな鋼管杭５５ｂを継ぎ足すとともに、鋼管杭５５ａ、５５ｂ内のオーガースクリュー５６、５６どうしを継ぎ足し終えた状態を示している。この後、鋼管杭５５ｂ内のオーガースクリュー５６の上端に回転伝達軸５７の下端が連結される。回転伝達軸５７は、排土装置５３の管状部内及び起振装置５４の内方を通って上端が駆動装置５２に連結されていて、駆動装置５２を下降させることにより、オーガースクリュー５６に連結される。なお、回転伝達軸５７には掘削した土砂を排土装置５３から排土するためのスパイラル翼５８が設けられている。

回転伝達軸５７とオーガースクリュー５６の連結は、従来、リーダー５１に搭載されたゴンドラ５９に乗った作業者の手作業によって行われている。しかしながら、高所での作業であることから、危険を伴う。また、回転伝達軸５７とオーガースクリュー５６の連結の際には、ジョイント部に抜け止めピンを挿入するのであるが、その作業にも負傷等の危険を伴う。

特開２０１３−５３４９５号公報

この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、回転伝達軸とオーガースクリュー等の掘削軸との連結作業を作業者の手作業によらず機械的な操作によって行い、危険を回避できるジョイント装置を提供することにある。

この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、駆動装置に連結された回転伝達軸と、この回転伝達軸に連結される掘削軸とのジョイント装置であって、
前記回転伝達軸の下端に設けられ、軸線方向の角穴が形成されるとともに、この角穴の周壁に該周壁を貫通する１対の横穴が形成された雌ジョイント部材と、
前記掘削軸の上端に設けられ、前記角穴に嵌合される角軸部が形成された雄ジョイント部材と、
前記回転伝達軸に設けられ、後記リング部材を昇降させる作動シリンダとを備え、
前記雌ジョイント部材には、その外周に上端部が鉛直方向に回転自在に取り付けられ、下端部が前記横穴を介して前記角穴内に出入自在とされた１対のロック部材と、
前記ロック部材をその下端部が前記角穴から退出するように常時付勢する付勢部材と、 前記１対のロック部材の双方を包囲するように嵌合されて、前記作動シリンダの作動により上昇位置と下降位置との間を昇降し、上昇位置で前記付勢部材の付勢力を解放して前記ロック部材の下端部を前記角穴から退出させ、下降位置で前記付勢部材の付勢力に抗して前記ロック部材の下端部を前記角穴内に進入させるリング部材とが設けられ、
前記雄ジョイントの前記角軸部には、外周に前記ロック部材の下端部が係合する溝が形成されていることを特徴とする掘削装置における回転伝達軸と掘削軸とのジョイント装置にある。

より具体的には、前記掘削装置はアースオーガーであり、前記回転伝達軸は排土のためのスパイラル翼を有し、前記作動シリンダは前記回転伝達軸の上端部に設けられ、
前記作動シリンダと前記リング部材とは前記スパイラル翼を貫通するロッドを介して連結されている。

この発明によれば、回転伝達軸と掘削軸との連結を作業者の手作業によらず機械的な操作によって行うので、危険を回避することができる。

この発明のジョイント装置が適用される回転伝達軸を示す正面図である。 雌ジョイント部材を示し、一部破断した正面図である。 図２のＡ−Ａ線矢視断面図である。 図２のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 図２のＣ−Ｃ線矢視断面図である。 図１のＤ−Ｄ線矢視断面図である。 リング部材の正面図である。 雄ジョイント部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線矢視断面図である。 圧入工法を併用した中掘工法による、従来の鋼管杭の埋設施工を示す側面図である。

この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明のジョイント装置が適用される回転伝達軸１０を示し、図９に示した従来の回転伝達軸５７に対応する部材であり、上端部の雄ジョイント部１０ａがオーガー駆動装置５２の出力軸に着脱自在に固定される。

回転伝達軸１０は、従来と同様に、掘削土砂を排土するためのスパイラル翼１１が設けられている。ジョイント装置は、回転掘削軸１０の下端に設けられる雌ジョイント部材１２と、図８に示すオーガースクリュー３１の上端に設けられる雄ジョイント部材１３と、回転伝達軸１０の上端部に設けられる油圧等による１対の作動シリンダ１４、１４とを備える。

図２〜図５は雌ジョイント部材１２を示し、図２は一部破断した正面図、図３は図２のＡ−Ａ線矢視断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線矢視断面図、図５は図２のＣ−Ｃ線矢視断面図である。雌ジョイント部材１２は本体１５と、本体１５の上部に筒状部材１６を介して固定された連結部１７とを備える。

連結部１７は上部に断面正六角形の角軸部１８を有し、角軸部１８が回転伝達軸１０の下端に嵌合される。角軸部１８の外周には断面半円形の溝１９が形成され、回転伝達軸１０に形成したピン穴２０（図１参照）と溝１９に図示しない抜け止めピンを差し込むことにより、連結部１７が回転伝達軸１０に着脱自在に固定される。このような角軸部１８及び抜け止めピンを用いたジョイント構造は、従来よりオーガースクリューの連結に適用されていて周知である。

連結部１７及び本体１５には軸線方向の流路２１ａ、２１ｂが形成されている。この流路２１ａ、２１ｂは掘削水等の流体を供給するためのものである。

本体１５には軸線方向の角穴２２と、角穴２２の上方に連なる円形穴３７とが形成されている。角穴２２は正六角形のものであり、本体１５の下端で開口している。円形穴３７は流路２１ｂと連通している。

角穴２２の周壁には該周壁を貫通する１対の横穴２３、２３が形成されている。これらの横穴２３、２３は角穴２２の相対する面に開口している。角穴２２の上方における本体１５の外周には、１対のロック部材２４、２４の上端部が取り付けられている。ロック部材２４、２４の上端部はピン２５を介して本体１５に取り付けられ、鉛直方向に回動自在となっている。

ロック部材２４、２４の下端部は内側に屈曲して爪部２６を形成している。この爪部２６はロック部材２４が回動することにより、横穴２３を通って角穴２２に出入り自在となっている。本体１５にはロック部材２４、２４の中間部内面と対向する位置にバネ収容穴２７、２７が形成され、このバネ収容穴２７にコイルバネ２８が収容されている。ロック部材２４、２４は、このコイルバネ２８により角穴２２から退出するように常時付勢されている。

ロック部材２４、２４には、これら双方を包囲して内周が接するリング部材２９が設けられている。リング部材２９はロック部材２４、２４に接した状態で昇降自在となっている。リング部材２９には、ロック部材２４、２４と９０度の角度間隔離れた位置に１対のロッド３０、３０の下端部が取り付けられている（一方のロッド３０のみが示されている図７参照）。ロッド３０、３０は、図１に示すように、回転伝達軸１０のスパイラル翼１１の各高さレベルの翼部分を貫通して上端部が作動シリンダ１４、１４に連結されている。

リング部材２９は作動シリンダ１４、１４の作動によってロッド３０が昇降することにより、図２の実線で示す下降位置と鎖線で示す上昇位置との間を昇降移動する。リング部材２９は、上昇位置においてコイルバネ２８の付勢力を解放し、ロック部材２４、２４の爪部２６を角穴２２から退出させる。また、リング部材２９は、下降位置においてコイルバネ２８の付勢力に抗してロック部材２４、２４の爪部２６を角穴２２に進入させる。

図８は、オーガースクリュー３１の上端に設けられる雄ジョイント部材１３を示している。オーガースクリュー３１は、その軸部及びスパイラル翼については図９に示されている従来のオーガースクリュー５６と同様であるが、雄ジョイント部材１３は従来と異なり、上記した雌ジョイント部材１２に対応した構造となっている。

すなわち、雄ジョイント部材１３はオーガースクリュー３１の軸部の上端に固定される基部３２と、基部３２の上部に設けられた断面正六角形の角軸部３３とを備える。この角軸部３３は、図２〜図６に示した雌ジョイント部材１２の角穴２２に嵌合可能である。

角軸部３３の中間部外周には全周にわたる周溝３４が形成されている。角軸部３３の上部にはＯリング３５が取り付けられた円形軸部３６が設けられている。この円形軸部３６は雌ジョイント部材１２の円形穴３７に嵌合可能である。また、雄ジョイント部材１３には軸線方向の流路３８が形成されている。

新たに継ぎ足されたオーガースクリュー３１と回転伝達軸１０との連結時において、図９に示したオーガー駆動装置５２を下降させ、回転伝達軸１０下端の雌ジョイント部材１２が継ぎ足されたオーガースクリュー３１上端の雄ジョイント部材１３の位置に到達したとき、回転伝達軸１０を低速で適宜の角度回転させると、雌ジョイント部材１２の角穴２２に雄ジョイント部材１３の角軸部３３が嵌合する。

そして、作動シリンダ１４を作動させ、ロッド３０を介してリング部材２９を下降させると、ロック部材２４、２４の爪部２６が角穴２２内に進入し、雄ジョイント部材１３の周溝３４と係合する。これにより、雌ジョイント部材１２と雄ジョイント部材１３とが固定され、オーガー駆動装置５２の回転をオーガースクリュー３１に伝達することができる。

また、オーガースクリュー３１と回転伝達軸１０との切り離し時においては、作動シリンダ１４を作動させてリング部材２９を上昇させると、ロック部材２４、２４の爪部２６が角穴２２から退出し、雄ジョイント部材１３の周溝３４との係合が解除される。これにより、回転伝達軸１０とオーガースクリュー３１とを切り離すことができる。

以上のような動作は、杭打ち機５０のベースマシン５０ａに乗載しているオペレーターによる機械的な遠隔操作によって実行される。したがって、従来のように、作業者がゴンドラに乗って高所で作業する必要がないので、危険を回避することができる。また、作業者が回転伝達軸１０とオーガースクリュー３１との連結に携わる必要がないので、負傷等の危険も回避することができる。

上記実施形態は例示にすぎず、この発明は種々の改変が可能である。上記実施形態では、スパイラル翼を有する回転伝達軸とオーガースクリューとのジョイント装置にこの発明を適用したが、スパイラル翼をもたない回転伝達軸とオーガースクリューとのジョイント装置に適用することもできる。

１０：回転伝達軸
１１：スパイラル翼
１２：雌ジョイント部材
１３：雄ジョイント部材
１４：作動シリンダ
２２：角穴
２３：横穴
２４：ロック部材
２５：ピン
２６：爪部
２８：コイルバネ
２９：リング部材
３０：ロッド
３１：オーガースクリュー
３３：角軸部
３４：周溝

Claims (2)

1. 駆動装置に連結された回転伝達軸と、この回転伝達軸に連結される掘削軸とのジョイント装置であって、
   前記回転伝達軸の下端に設けられ、軸線方向の角穴が形成されるとともに、この角穴の周壁に該周壁を貫通する１対の横穴が形成された雌ジョイント部材と、
   前記掘削軸の上端に設けられ、前記角穴に嵌合される角軸部が形成された雄ジョイント部材と、
   前記回転伝達軸に設けられ、後記リング部材を昇降させる作動シリンダとを備え、
   前記雌ジョイント部材には、その外周に上端部が鉛直方向に回転自在に取り付けられ、下端部が前記横穴を介して前記角穴内に出入自在とされた１対のロック部材と、
   前記ロック部材をその下端部が前記角穴から退出するように常時付勢する付勢部材と、 前記１対のロック部材の双方を包囲するように嵌合されて、前記作動シリンダの作動により上昇位置と下降位置との間を昇降し、上昇位置で前記付勢部材の付勢力を解放して前記ロック部材の下端部を前記角穴から退出させ、下降位置で前記付勢部材の付勢力に抗して前記ロック部材の下端部を前記角穴内に進入させるリング部材とが設けられ、
   前記雄ジョイントの前記角軸部には、外周に前記ロック部材の下端部が係合する溝が形成されていることを特徴とする掘削装置における回転伝達軸と掘削軸とのジョイント装置。
2. 前記掘削装置はアースオーガーであり、前記回転伝達軸は排土のためのスパイラル翼を有し、前記作動シリンダは前記回転伝達軸の上端部に設けられ、
   前記作動シリンダと前記リング部材とは前記スパイラル翼を貫通するロッドを介して連結されていることを特徴とする請求項１記載の掘削装置における回転伝達軸と掘削軸とのジョイント装置。

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