JP7122859B2 - オーガ軸の接合構造及びオーガ掘削工法 - Google Patents

Description

本発明は、オーガ軸の接合構造及びオーガ掘削工法に関する。

従来、地盤に杭を圧入する際に、杭を圧入する領域の地盤をオーガ装置で掘削するオーガ掘削工法が併用されることがある。
一般に、周面にオーガスクリュー、先端にオーガヘッドを保持するオーガ軸を軸方向に継ぐための接合部は、回転トルクを受ける多角形断面等のオスメス一対で構成されたトルク伝達軸部と、軸方向力を受けるピンとで構成されている（特許文献１参照）。
オス型トルク伝達軸部とメス型トルク伝達軸部には、孔又は溝が形成され、接合時にピン孔が形成される構造を有する。オーガ軸を接合する際には、オス型トルク伝達軸部をメス型トルク伝達軸部に挿し込み、重なり合った部分に構成されるピン孔にピンを挿入することで、オス型トルク伝達軸部を一端に有した軸部材と、メス型トルク伝達軸部を一端に有した軸部材とを互いに離脱不能にして、同軸、かつ、トルク伝達可能に接合する。
特許文献２にあっては、出力軸に対する掘削ロッド体の自動連結装置において、ロックピースをオス軸のロック溝に対して進退させる動力シリンダ等を含んだ機械機構が構成されている。

特開平１０－１１０４４９号公報 特開昭６１－１２２３９１号公報

しかしながら、上述のピンを用いたオーガ軸の接合構造にあっては、ピンを挿入する作業が必要となる。ピンの挿入作業は作業者が行う。そのため、人為的ミスにより接合不良が生じるおそれがある。
また、オーガ装置を建て込みながら接合する場合には、高所でピンを挿入する作業が強いられるが容易ではない。特殊な足場の組立や、安全性の確保が必要となる。
高所でピンを挿入する作業を避けるには、オーガ軸を横倒しにして接合せざるを得ず、その場合には、図１２に示すように接合後に長大となったオーガ装置３Ｚを建て込まなければならないが、先に建て込まれた杭２ｂにオーガ５Ｚを挿入する場合には、既に組み上がったオーガ装置３Ｚの下端を杭２ｂの上端より高く吊り上げなければならない。したがって、吊り込み揚程が大きく、クレーン６の吊り上げ能力（揚程及び荷重）が高く要求される。またこの場合に、上部構造物（橋桁など）により高さ制限がある現場では、オーガ装置３Ｚを使用できなくなるおそれがある。
ピンの挿入作業を機械化する場合、特許文献２に記載されるように連結装置がオーガ軸より大径化する場合がある。この場合、掘削時の排土の上昇を妨げたり、土や石が詰まったりして好ましくない。

本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、オーガ軸の接合部を径方向に大型化することなく、オーガ軸の接合部に対する人手作業を要することなくオーガ軸を接合可能にすることを課題とする。

以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、少なくともいずれか一方がオーガ軸を構成する２つの軸部材を軸方向に挿し込む挿し込み動作により嵌合させて互いに同軸に、かつ、トルク伝達可能に接合可能であり、前記２つの軸部材同士を軸方向に引き離して互いに離脱させて分離可能である構造を有するオーガ軸の接合構造であって、
前記挿し込み動作に連動して、前記２つの軸部材同士が軸方向に引き離れないように前記２つの軸部材同士を連結する一対の連結器が、互いに接合した状態の前記２つの軸部材の内部に収まるように設けられたオーガ軸の接合構造である。
さらに、請求項１記載の発明は、前記２つの軸部材をトルク伝達可能に嵌合するオス、メス一対で構成され、メス型の内周面にオス型の外周面を嵌合させる構造のトルク伝達軸部を備え、
前記挿し込み動作の過程で、前記一対の連結器同士の接触及び前記一対のトルク伝達軸部同士の嵌合のいずれよりも先に、互いに嵌合を始める一対の規制嵌合部を有し、
前記一対のトルク伝達軸部の構造自体が嵌合可能な軸回りの複数の角度のうちの一部の角度で前記一対の連結器が連結可能であり、
前記一対の規制嵌合部が嵌合可能な角度が、前記一対の連結器が連結可能な角度に規制されている。

請求項２記載の発明は、前記連結器は、前記挿し込み動作に連動して弾性変形を経て嵌合する鉤状の嵌合部を有したオス、メス一対で構成された請求項１に記載のオーガ軸の接合構造である。

請求項３記載の発明は、前記規制嵌合部がオス、メス一対で構成され、
オス型の前記規制嵌合部は、メス型の前記トルク伝達軸部の周壁部の一周に満たない一部を、軸部材の先端側に延長した態様の突出部であり、
メス型の前記規制嵌合部は、オス型の前記トルク伝達軸部より軸部材の中央側に設けられ、前記突出部と嵌合するように外壁部の一部を切り欠いた切欠部である請求項１又は請求項２に記載のオーガ軸の接合構造である。

請求項４記載の発明は、前記一対の連結器の一方は、メス型の前記トルク伝達軸部を有する軸部材の内部空間であって、メス型の前記トルク伝達軸部の奥側に形成された内部空間に配置され、
前記一対の連結器の他方は、オス型の前記トルク伝達軸部を有する軸部材に固定され、オス型の前記トルク伝達軸部より先端側に配置され、
前記一対の連結器は、オス型の前記トルク伝達軸部を受容したメス型の前記トルク伝達軸部の奥側に残る内部空間で連結する請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載のオーガ軸の接合構造である。

請求項５記載の発明は、前記連結器はオス、メス一対で構成され、メス型の前記連結器は軸部材の下端部に設けられ、オス型の前記連結器は軸部材の上端部に設けられた請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載のオーガ軸の接合構造である。

請求項６記載の発明は、前記一対の連結器のうち少なくとも一方は、軸部材からの分離操作が外部から可能にされた請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載のオーガ軸の接合構造である。

請求項７記載の発明は、前記一対の連結器の連結解除操作が外部から可能にされた請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載のオーガ軸の接合構造である。

請求項８記載の発明は、請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載のオーガ軸の接合構造を備えたオーガ装置を建て込んで当該オーガ装置により地盤を掘削するオーガ掘削工法であって、
オーガ装置の建て込み工程において、前記２つの軸部材の一方を地盤上に建て込み、前記２つの軸部材の他方を吊り込み降下させることで前記挿し込み動作を実行し、前記一対の連結器を互いに連結させて前記２つの軸部材同士の接合を完了するオーガ掘削工法である。

請求項９記載の発明は、請求項６に記載のオーガ軸の接合構造を備えたオーガ装置を建て込んで当該オーガ装置により地盤を掘削するオーガ掘削工法であって、
掘削に使用した前記２つの軸部材を分離する工程において、オーガ装置の外部から操作して前記一対の連結器のうちの一方を、当該一方が固定されていた一方の軸部材から分離し、次に、他方の軸部材及び前記一対の連結器を、前記一方の軸部材から軸方向に引き離して分離するオーガ掘削工法である。

請求項１０記載の発明は、請求項７に記載のオーガ軸の接合構造を備えたオーガ装置を建て込んで当該オーガ装置により地盤を掘削するオーガ掘削工法であって、
掘削に使用した前記２つの軸部材を分離する工程において、オーガ装置の外部から操作して前記一対の連結器同士の連結を解除し、次に、前記２つの軸部材同士を軸方向に引き離して分離するオーガ掘削工法である。

本発明によれば、トルク伝達可能に接合するための２つの軸部材を軸方向に挿し込む挿し込み動作に連動して、当該２つの軸部材同士が軸方向に引き離れないように当該２つの軸部材同士を連結する一対の連結器が、互いに接合した状態の当該２つの軸部材の内部に収まるように設けられているので、オーガ軸の接合部を径方向に大型化することなく、オーガ軸の接合部に対する人手作業を要することなくオーガ軸を接合することができる。したがって、吊り込み揚程を抑えつつ、高所での人手作業も要することなくオーガ装置を建て込むことができる。

本発明の一実施形態に係る杭圧入機及びオーガ装置による施工風景図である。 本発明の一実施形態に係る上側軸部材の下端部の縦断面図である。 図２に示したＡ１－Ａ１線位置の横断面図(a)、Ｂ１－Ｂ１線位置の横断面図(b)及びＣ１－Ｃ１線位置の横断面図(c)である。 本発明の一実施形態に係る下側軸部材の上端部の縦断面図である。 図４に示したＡ２－Ａ２線位置の横断面図(a)、Ｂ２－Ｂ２線位置の横断面図(b)及びＣ２－Ｃ２線位置の横断面図(c)である。 本発明の一実施形態に係るオスメス一対の連結器の連結直前場面の斜視図である。 本発明の一実施形態に係るオーガ軸の接合工程を説明するためのオーガ軸の接合構造の縦断面図である。 本発明の一実施形態に係るオーガ軸の分離工程を説明するためのオーガ軸の接合構造の縦断面図である。 本発明の一実施形態に係るオスメス一対の連結器の分離途上の斜視図である。 本発明の他の一実施形態に係るオーガ軸の分離工程を説明するためのオーガ軸の接合構造の縦断面図である。 本発明の他の一実施形態に係るオーガ軸の接合構造の縦断面図である。 従来技術に係る杭圧入機及びオーガ装置による施工風景図である。

以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。

図１に杭圧入機１及びオーガ装置３による施工風景を示す。杭圧入機１は、地盤Ｇに圧入された既設杭２ａの上端を掴み、上下動可能な杭チャック装置１ａで新たな杭２ｂを把持して地盤Ｇに圧入する。杭２ａ，２ｂとしては、断面の外側が角形で内側が円形の管状杭が適用されている。杭２ｂの圧入抵抗を低減するためにオーガ装置３が併用される。
オーガ装置３は、オーガ駆動部４とオーガ５とを備える。オーガ５は杭２ｂの内部に上端から挿入されて使用される。オーガ５は、オーガ軸５ａと、オーガ軸５ａの先端に固定されたオーガヘッド５ｃと、オーガ軸５ａの周面に固定されたオーガスクリュー５ｂ（図７，図８参照）とを備える。
オーガ駆動部４の回転出力軸４ａとオーガ軸５ａの上端とが接合し、オーガ駆動部４のフレーム下端部４ｂが杭２ｂの外側に嵌って回転不能に接続する。杭２ｂは杭圧入機１の杭チャック装置１ａにより回転不能に把持されているので、オーガ駆動部４が稼働することにより、オーガ軸５ａが地盤Ｇ及び杭２ｂに対してその中心軸回りに回転する。オーガ軸５ａが回転すると、オーガ軸５ａに固定されたオーガヘッド５ｃ及びオーガスクリュー５ｂもオーガ軸５ａと共に回転し、オーガヘッド５ｃによる地盤の掘削や、オーガスクリュー５ｂによる土砂等の搬送、排出が行える。

本実施形態のオーガ軸の接合構造は、オーガ駆動部４の回転出力軸４ａと、オーガ軸５ａの上端との接合部１０に適用される。ただし、オーガ軸５ａの途中を分割した構成とした場合の接合部（図７、図８参照）や、オーガヘッド５ｃの支持軸とオーガ軸５ａとの接合部など他の部分にも適宜に適用する。

本実施形態のオーガ軸の接合構造における上側軸部材２０を図２及び図３に、下側軸部材３０を図４及び図５に示す。接合部１０では上側軸部材２０が回転出力軸４ａに相当し、下側軸部材３０がオーガ軸５ａに相当する。
上側軸部材２０は、断面Ｂ１－Ｂ１のメス型トルク伝達軸部２１と、メス型連結器２２と、Ｃ１－Ｃ１断面のオス型規制嵌合部２３とを備える。メス型連結器２２が現れる断面をＡ１－Ａ１断面に示す。メス型連結器２２の基端部は、ピン２４により着脱可能にして上側軸部材２０に固定されている。メス型連結器２２は上側軸部材２０の内部空間２５に配置されている。
下側軸部材３０は、断面Ｂ２－Ｂ２のオス型トルク伝達軸部３１と、オス型連結器３２と、Ｃ２－Ｃ２断面のメス型規制嵌合部３３とを備える。オス型連結器３２が現れる断面をＡ２－Ａ２断面に示す。オス型連結器３２の基端部は、軸部材３０の先端部に固定されている。

上側軸部材２０においては、接続先端側から、オス型規制嵌合部２３、メス型トルク伝達軸部２１、内部空間２５（メス型連結器２２）の順でこれらが軸方向に配置されている。メス型トルク伝達軸部２１からは、回り一周に亘る周壁部を有して内部空間を形成しており、メス型連結器２２は、メス型トルク伝達軸部２１の奥側に形成された内部空間２５に配置されている。
下側軸部材３０においては、接続先端側から、オス型連結器３２、オス型トルク伝達軸部３１、メス型規制嵌合部３３の順でこれらが軸方向に配置されている。したがって、オス型連結器３２は、オス型トルク伝達軸部３１より先端側に配置されている。

メス型トルク伝達軸部２１とオス型トルク伝達軸部３１とは、図７に示すように互いにトルク伝達可能に嵌合するオスメス一対を構成する。メス型トルク伝達軸部２１は、軸部材２０と同軸の内周面に、トルク伝達可能に嵌合するための断面形状が形成されたメス型
の軸である。オス型トルク伝達軸部３１は、軸部材３０と同軸の外周面に、トルク伝達可能に嵌合するための断面形状が形成されたオス型の軸である。
メス型トルク伝達軸部２１とオス型トルク伝達軸部３１の互いにトルク伝達可能に嵌合するための形状は、多角形断面形状や、軸方向の溝を有したスプラインその他任意である。本実施形態では図３(b)、図５(b)に示すように、中心を共有する２つの同じ大きさ正六角形を３０°ずらした断面形状で１２条の凸条が軸方向に形成される形状である。したがって、メス型トルク伝達軸部２１とオス型トルク伝達軸部３１とは、３０°ずつ異なる１２の相対角度で嵌合可能である。すなわち、一対のトルク伝達軸部２１，３１の構造自体が嵌合可能な軸回りの複数の角度の数は、１２である。
この例のようにトルク伝達軸部は、局所応力を避けるためにトルク伝達時に力が負荷される面を均等に一周に亘って分散した形状が望ましく、自ずと嵌合可能な相対角も増加する。

メス型連結器２２とオス型連結器３２とは、図６、図７に示すように互いに連結するオスメス一対を構成する。
図６に示すようにメス型連結器２２は、内向きの係止爪を有した鉤状の嵌合部２２ａ，２２ａを有する。嵌合部２２ａ，２２ａを形成する部品はバネ鋼材などの弾性材料で構成される。
図６に示すようにオス型連結器３２は、相対する両面に嵌合溝３２ａ，３２ａと、案内傾斜面３２ｂ，３２ｂとを有する。嵌合溝３２ａ，３２ａより先端側に案内傾斜面３２ｂ，３２ｂが配置されている。
矢印Ｘ１で示すように、メス型連結器２２とオス型連結器３２とを近づけ接触させ、メス型連結器２２の嵌合部２２ａ，２２ａ間にオス型連結器３２を押し込むことにより、メス型連結器２２の弾性変形を伴って、案内傾斜面３２ｂ，３２ｂにより嵌合部２２ａ，２２ａ同士が離れ、嵌合部２２ａ，２２ａが案内傾斜面３２ｂ，３２ｂを乗り越えて嵌合溝３２ａ，３２ａに嵌る。鉤状の嵌合部が嵌合するため、メス型連結器２２とオス型連結器３２の両者は軸方向力によっては離脱しないように連結する。
本実施形態の構造の場合、メス型連結器２２とオス型連結器３２の連結可能な角度は１８０°ずつ異なる２つの角度である。

オス型規制嵌合部２３とメス型規制嵌合部３３とは、互いに嵌合するオスメス一対を構成する。
図２及び図３(c)に示すようにオス型規制嵌合部２３は、メス型トルク伝達軸部２１の
周壁部の一周に満たない一部を、軸部材２０の先端側に延長した態様の突出部である。
図４及び図５(c)に示すようにメス型規制嵌合部３３は、オス型トルク伝達軸部３１よ
り軸部材３０の中央側（反対端部寄り）に設けられ、上記突出部であるオス型規制嵌合部２３と嵌合するように外壁部の一部を切り欠いた切欠部である。
オス型規制嵌合部２３とメス型規制嵌合部３３との嵌合可能な角度は１つの角度に定まっている。

図３及び図５に示すように、一対のトルク伝達軸部２１，３１の構造自体が嵌合可能な軸回りの１２の角度のうちの２つの角度で一対の連結器２２，３２が連結可能であり、一対の規制嵌合部２３，３３が嵌合可能な角度が、一対の連結器２２，３２が連結可能な１つの角度に規制されている。なお、一対の連結器２２，３２が連結可能な角度が２つなので、一対の規制嵌合部２３，３３が嵌合可能な角度も、それと同じ２つの角度としても実施できる。

さて、図７を参照して本実施形態のオーガ軸の接合構造の接合動作につき説明する。
図７(a)に示すように、上側軸部材２０の下端と下側軸部材３０の上端とを対向させ、
上側軸部材２０と下側軸部材３０とを略同軸に配置して、図７(a)→(b)→(c)→(d)という
ように連結器２２，３２が連結完了するまで近づけていく。すなわち、２つの軸部材２０，３０を軸方向に挿し込む挿し込み動作により互いに嵌合させて接合する。
挿し込み動作の過程における図７(a)に示す場面においては、オス型トルク伝達軸部３
１より先端側の案内部３４がメス型トルク伝達軸部２１内に入り始めるとともに、オス型規制嵌合部２３とメス型規制嵌合部３３との嵌合が始まる。この時、一対の連結器２２，３２同士の接触及び一対のトルク伝達軸部２１，３１同士の嵌合は始まっていない。したがって、挿し込み動作の過程で、一対の連結器２２，３２同士の接触及び一対のトルク伝達軸部２１，３１同士の嵌合のいずれよりも先に、一対の規制嵌合部２３，３３は互いに嵌合を始める。
この先行して嵌合する一対の規制嵌合部２３，３３により、連結器２２，３２が連結可能でトルク伝達軸部２１，３１が嵌合可能な角度に、２つの軸部材２０，３０の相対角度を案内するので、接合作業を失敗することがない。
また、規制嵌合部２３，３３は、外観上確認しやすい外周壁部の突出部と切欠部であって、本実施形態では１つの突出部と１つの切欠部で構成されており、一つ一つが大きく形成されているため、さらに外観上確認しやすい。
したがって、突出部であるオス型規制嵌合部２３と、切欠部であるメス型規制嵌合部３３とを、外観観察により対向させて２つの軸部材２０，３０の相対角度を決める作業が容易である。オス型規制嵌合部２３とメス型規制嵌合部３３とが嵌り始めれば、図７(a)→(b)→(c)→(d)というように挿し込み動作を遂行すれば容易に接合は完了する。

挿し込み動作の過程における図７(b)に示す場面においては、メス型トルク伝達軸部２
１とオス型トルク伝達軸部３１との嵌合が始まる。
挿し込み動作の過程における図７(c)に示す場面においては、オス型連結器３２の案内
傾斜面３２ｂ，３２ｂがメス型連結器２２の鉤状の嵌合部２２ａ，２２ａを押し広げ始め、メス型連結器２２とオス型連結器３２との連結動作が開始される。
なお、メス型トルク伝達軸部２１とオス型トルク伝達軸部３１との嵌合と、メス型連結器２２とオス型連結器３２との連結の開始の後先は問わない。
図７(d)に示す挿し込み動作の過程の終点、すなわち、接合完了場面では、メス型トル
ク伝達軸部２１とオス型トルク伝達軸部３１との嵌合、オス型規制嵌合部２３とメス型規制嵌合部３３との嵌合、メス型連結器２２とオス型連結器３２との連結が同時に完了する。

以上のようにして、２つの軸部材２０，３０が互いに同軸に、かつ、トルク伝達可能に接合される。このとき、連結器２２，３２により２つの軸部材２０，３０同士が軸方向に引き離れないように２つの軸部材２０，３０同士を連結する。
図７(c)(d)に示すように一対の連結器２２，３２は、オス型トルク伝達軸部３１を受容したメス型トルク伝達軸部２１の奥側に残る内部空間２５で連結し、図７(d)に示すよう
に互いに接合した状態の２つの軸部材２０，３０の内部に収まるように設けられている。
したがって、オーガ軸５ａの接合部を径方向に大型化することがない。また、以上のオーガ軸の接合構造によれば、オーガ軸５ａの接合部に対する人手作業を要することなくオーガ軸５ａを接合することができる。したがって、吊り込み揚程を抑えつつ、高所での人手作業も要することなくオーガ装置３を建て込むことができる。

杭圧入施工にあたり、図１に示すようにオーガ軸５ａを、杭圧入機１に保持された杭２ｂ内に挿入された状態にオーガ装置３を建て込む。その際、横倒し状態で杭２ｂにオーガ５を挿入したものを一体で吊上げて杭圧入機１の杭チャック装置１ａに建て込むことができる。
このオーガ装置の建て込み工程において、２つの軸部材２０，３０の一方の軸部材３０を、先にクレーン６で吊って杭圧入機１及び杭２ｂによってサポートする形で地盤Ｇ上に建て込み、他方の軸部材２０をクレーン６により吊り込み降下させることで上記の挿し込
み動作を実行する。これにより、一対の連結器２２，３２を互いに連結させて２つの軸部材２０，３０同士の接合を完了する。
すべての接合部の接合が完了し、オーガ装置３が組み上がったら、オーガ駆動部４を稼働させてオーガ５を回転駆動し、オーガ５によって地盤Ｇを掘削するオーガ掘削工法を実行する。このオーガ掘削工法を併用しつつ、杭圧入機１により杭２ｂを地盤Ｇに圧入し、杭２ｂの上端を計画レベル（通常は、隣接した既設杭２ａの上端レベル）まで押し下げる。

次に、掘削に使用した２つの軸部材２０，３０を分離する工程につき説明する。
一つの方法としては、図８(a)に示されるピン２４を外部から押すことでピン孔２６か
ら抜き、図８(b)に示すように連結器２２を下側軸部材３０側に残したまま、２つの軸部
材２０，３０を軸方向に引き離して分離する。
この方法の場合、オーガ軸の接合構造として、一対の連結器２２，３２のうち少なくとも一方は、軸部材からの分離操作が外部から可能にされた構造を適用する。分離操作可能にする方の連結器は、図２（及び図１１）に示すように軸部材２０，３０の分離状態で軸部材の内部空間に配置されている連結器（図２でメス型連結器２２、図１１でオス型連結器３２）である。他方の連結器（図２でオス型連結器３２、図１１でメス型連結器２２）の少なくとも嵌合部は、軸部材２０，３０の分離状態で軸部材の外部に露出して設けられる。
ピン２４は、軸部材２０の径方向に挿入されて連結器２２を軸部材２０に固定するものである。図８に示すように連結器２２の基端部に設けられた孔２６ａと、軸部材２０に設けられた孔２６ｂとが連通してできるピン孔２６にピン２４を挿入して連結器２２を軸部材２０に固定することができる。ピン孔２６は貫通したものであるので、ピン２４の端面を外部から押すことでピン２４を抜き去り、連結器２２を軸部材２０から分離させることができる。
以上のように、オーガ装置３の外部から操作して一対の連結器２２，３２のうちの一方の連結器２２を、当該一方の連結器２２が固定されていた一方の軸部材２０から分離し、次に、他方の軸部材３０及び一対の連結器２２，３２を、一方の軸部材２０から軸方向に引き離して分離する。
杭２ｂの圧入が完了すると、オーガ軸５ａの上端は、杭圧入機１と同じ程度に下がっているので、接合部１０に対する操作が要求されても、比較的低所にて安全に行える。
再度、一対の連結器２２，３２を利用するために、図９に示すように連結器２２と連結器３２とを嵌合溝３２ａの方向に沿って相対的にスライドさせて、連結器２２を連結器３２及び下側軸部材３０から分離する。分離した連結器２２を上側軸部材２０にピン２４を用いて固定する。上記スライドが可能となるように、軸部材２０，３０の分離により一対の連結器２２，３２の双方が露出する構成とする。軸部材２０，３０の接合状態では、上記スライドは不能であるので、連結器２２，３２の連結が解かれることはなく安全である。

他の方法としては、図１０に示すように一対の連結器２２，３２の連結を解除してから、軸部材２０，３０同士を分離する方法である。
この方法の場合、オーガ軸の接合構造として、一対の連結器２２，３２の連結解除操作が外部から可能にされた構造を適用する。
それには例えば図１０に示す先細りのテーパー部４１ａを先端部に有した操作ロッド４１を用いる。軸部材２０に孔４２を設けて操作ロッド４１を軸部材２０の径方向に進入させ、テーパー部４１ａにより連結器２２の一対の嵌合部２２ａ，２２ａ間を押し広げて嵌合溝３２ａ，３２ａからの嵌合部２２ａ，２２ａの離脱を操作する。図８(b)に示すよう
に嵌合溝３２ａ，３２ａから嵌合部２２ａ，２２ａが離脱すれば、２つの軸部材２０，３０を軸方向に引き離して分離する。
以上のように、オーガ装置３の外部から操作して一対の連結器２２，３２同士の連結を
解除し、次に、２つの軸部材２０，３０同士を軸方向に引き離して分離する。
以上のようにして、２つの軸部材２０，３０同士を軸方向に引き離して互いに離脱させて分離可能である。

なお、図２から図１０に示したように以上の実施形態にあっては、メス型連結器２２は上側軸部材２０の下端部に設けられ、オス型の連結器３２は下側軸部材３０の上端部に設けられた。
しかし、図１１に示すようにメス型連結器２２が下側軸部材３０の上端部に設けられ、オス型の連結器３２が上側軸部材２０の下端部に設けられた構成でも実施可能である。この場合、メス型連結器２２が上向きになり、施工条件によっては、土砂などがメス型連結器２２に溜まりやすい。これに対して図２から図１０に示した構成では、メス型連結器２２を下向きにして使用でき、土砂などがメス型連結器２２に溜まりにくく、そのためメス型連結器２２の良好な動作が続きやすく、メンテナンスも楽である。

次に図１と図１２を参照して本工法と従来工法とを比較する。
図１と図１２に示すように、本工法と従来工法とでは用いる機材はほぼ同じであるが、従来工法においては、オーガ装置３Ｚのオーガ駆動部４Ｚの回転出力軸と、オーガ５Ｚのオーガ軸との接合部１００は、上掲した従来技術（特許文献１参照）のように２つの軸部材同士をピンで直接的に固定するものである。
図１２の従来工法において高所での接合作業を避けるため、地上でオーガ軸を横倒しにして接合する場合には、接合後に長大となったオーガ装置３Ｚを建て込まなければならないが、先に建て込まれた杭２ｂにオーガ５Ｚを挿入する場合には、既に組み上がったオーガ装置３Ｚの下端を杭２ｂの上端より高く吊り上げなければならない。したがって、吊り込み揚程が大きく、クレーン６の吊り上げ能力（揚程及び荷重）が高く要求される。またこの場合に、上部構造物（橋桁など）により高さ制限がある現場では、オーガ装置３Ｚを使用できなくなるおそれがある。
これに対し図１の本工法では、杭２ｂにオーガ５を挿入したものを一体で吊上げて杭圧入機１の杭チャック装置１ａに建て込んだ後、オーガ駆動部４を吊り込み下降させることでオーガ５と接合して、接合部１０に対する人手作業なしにオーガ装置３を組み上げる。
したがって、吊り荷重が小さくなるとともに、図１中に二点鎖線により示した従来工法によるオーガ装置３Ｚの最高吊り上げ位置より、吊り込み揚程を低くすることができる。従来工法と本工法との揚程の差は、杭２ｂ中にオーガ５を挿入できる長さに相当する。したがって、杭２ｂが長くなるほど従来工法との揚程の差は大きくなる。
また、建て込んだ杭２ｂに対してオーガ５を吊り込み降下させて挿入すると、杭長＋オーガ長分の高い吊り込み揚程が必要になるが、本工法によれば、杭２ｂにオーガ５を挿入したものを一体で吊上げて杭圧入機１の杭チャック装置１ａに建て込むので、杭長が長くなり、オーガ長が長くなった場合においても、吊り込み揚程を抑えることが可能である。
本工法によれば吊り荷重及び揚程が小さく抑えられるので、従来工法に比較してより小型のクレーンで施工できる可能性が増加する。また本工法によれば従来工法に比較して、高さ制限がある現場、大型のクレーンを設置できない現場など、施工できる現場も増加する。

以上説明したように、本発明のオーガ軸の接合構造を適用すれば、作業員による高所での接合作業が不要となって安全であり、人為ミスもなく迅速、確実に接合でき、接合作業のための足場も不要である。
従来要した作業員による接合作業とクレーンによる吊り込みなどに対して、クレーン操作により接合が完了し、接合完了によりオーガ装置が組み上がるので、作業人員、作業工数及び作業時間の削減、工期の短縮が図られ、経済性に優れる。
上述したようにより小型のクレーンで施工できる可能性が増加して経済的であり、高さ制限がある現場、大型のクレーンを設置できない現場など、施工できる領域が拡大される
。

１ 杭圧入機
１ａ 杭チャック装置
２ａ 既設杭
２ｂ 杭
３ オーガ装置
４ オーガ駆動部
４ａ 回転出力軸
５ オーガ
５ａ オーガ軸
５ｂ オーガスクリュー
５ｃ オーガヘッド
６ クレーン
１０ 接合部
２０ 上側軸部材
２１ メス型トルク伝達軸部
２２ メス型連結器
２２ａ 嵌合部
２３ オス型規制嵌合部
２４ ピン
２５ 内部空間
２６ ピン孔
３０ 下側軸部材
３１ オス型トルク伝達軸部
３２ オス型連結器
３２ａ 嵌合溝
３２ｂ 案内傾斜面
３３ メス型規制嵌合部
Ｇ 地盤

Claims (10)

1. 少なくともいずれか一方がオーガ軸を構成する２つの軸部材を軸方向に挿し込む挿し込み動作により嵌合させて互いに同軸に、かつ、トルク伝達可能に接合可能であり、前記２つの軸部材同士を軸方向に引き離して互いに離脱させて分離可能である構造を有するオーガ軸の接合構造であって、
   前記挿し込み動作に連動して、前記２つの軸部材同士が軸方向に引き離れないように前記２つの軸部材同士を連結する一対の連結器が、互いに接合した状態の前記２つの軸部材の内部に収まるように設けられ、
   前記２つの軸部材をトルク伝達可能に嵌合するオス、メス一対で構成され、メス型の内周面にオス型の外周面を嵌合させる構造のトルク伝達軸部を備え、
   前記挿し込み動作の過程で、前記一対の連結器同士の接触及び前記一対のトルク伝達軸部同士の嵌合のいずれよりも先に、互いに嵌合を始める一対の規制嵌合部を有し、
   前記一対のトルク伝達軸部の構造自体が嵌合可能な軸回りの複数の角度のうちの一部の角度で前記一対の連結器が連結可能であり、
   前記一対の規制嵌合部が嵌合可能な角度が、前記一対の連結器が連結可能な角度に規制されているオーガ軸の接合構造。
2. 前記連結器は、前記挿し込み動作に連動して弾性変形を経て嵌合する鉤状の嵌合部を有したオス、メス一対で構成された請求項１に記載のオーガ軸の接合構造。
3. 前記規制嵌合部がオス、メス一対で構成され、
   オス型の前記規制嵌合部は、メス型の前記トルク伝達軸部の周壁部の一周に満たない一部を、軸部材の先端側に延長した態様の突出部であり、
   メス型の前記規制嵌合部は、オス型の前記トルク伝達軸部より軸部材の中央側に設けられ、前記突出部と嵌合するように外壁部の一部を切り欠いた切欠部である請求項１又は請求項２に記載のオーガ軸の接合構造。
4. 前記一対の連結器の一方は、メス型の前記トルク伝達軸部を有する軸部材の内部空間であって、メス型の前記トルク伝達軸部の奥側に形成された内部空間に配置され、
   前記一対の連結器の他方は、オス型の前記トルク伝達軸部を有する軸部材に固定され、オス型の前記トルク伝達軸部より先端側に配置され、
   前記一対の連結器は、オス型の前記トルク伝達軸部を受容したメス型の前記トルク伝達軸部の奥側に残る内部空間で連結する請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載のオーガ軸の接合構造。
5. 前記連結器はオス、メス一対で構成され、メス型の前記連結器は軸部材の下端部に設けられ、オス型の前記連結器は軸部材の上端部に設けられた請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載のオーガ軸の接合構造。
6. 前記一対の連結器のうち少なくとも一方は、軸部材からの分離操作が外部から可能にされた請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載のオーガ軸の接合構造。
7. 前記一対の連結器の連結解除操作が外部から可能にされた請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載のオーガ軸の接合構造。
8. 請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載のオーガ軸の接合構造を備えたオーガ装置を建て込んで当該オーガ装置により地盤を掘削するオーガ掘削工法であって、
   オーガ装置の建て込み工程において、前記２つの軸部材の一方を地盤上に建て込み、前記２つの軸部材の他方を吊り込み降下させることで前記挿し込み動作を実行し、前記一対の連結器を互いに連結させて前記２つの軸部材同士の接合を完了するオーガ掘削工法。
9. 請求項６に記載のオーガ軸の接合構造を備えたオーガ装置を建て込んで当該オーガ装置により地盤を掘削するオーガ掘削工法であって、
   掘削に使用した前記２つの軸部材を分離する工程において、オーガ装置の外部から操作して前記一対の連結器のうちの一方を、当該一方が固定されていた一方の軸部材から分離し、 次に、他方の軸部材及び前記一対の連結器を、前記一方の軸部材から軸方向に引き離して分離するオーガ掘削工法。
10. 請求項７に記載のオーガ軸の接合構造を備えたオーガ装置を建て込んで当該オーガ装置により地盤を掘削するオーガ掘削工法であって、
    掘削に使用した前記２つの軸部材を分離する工程において、オーガ装置の外部から操作して前記一対の連結器同士の連結を解除し、次に、前記２つの軸部材同士を軸方向に引き離して分離するオーガ掘削工法。

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