JP7344410B1 - アースオーガ掘削機 - Google Patents

Abstract

【課題】縦孔の施工精度を向上させるアースオーガ掘削機を提供する。【解決手段】アースオーガ掘削機１は、本体部３と、本体部３の前部に取付けられたオーガモーター部５と、オーガモーター部５を本体部３に対して昇降させる昇降機構３０と、を備え、オーガモーター部５に取付けられたオーガスクリュー４９により地面Ｇに縦孔Ｊを削孔する。昇降機構３０は、本体部３に設けられオーガモーター部５の昇降を案内するガイドレール３１と、オーガモーター部５の後部に位置するブラケット４３の吊り位置で当該オーガモーター部５を吊上げ又は吊下ろして昇降させる昇降シリンダ３５と、本体部３に設けられたローラーガイドレール５１と、オーガモーター部５に設けられ上記吊り位置よりも上方の位置でローラーガイドレール５１に後方から当接し、当該ローラーガイドレール５１上を上下方向に転動可能な上部ローラー６１と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、アースオーガ掘削機に関するものである。

従来のアースオーガ掘削機として、下記特許文献１に記載のものが知られている。このアースオーガ掘削機は、走行可能な台車上に設けられたリーダーと、リーダーに対し昇降可能に支持されたオーガモーター部と、を備えている。オーガモーター部には鉛直下方に延びるオーガスクリューが取付けられ、オーガスクリューにより地面に縦孔が削孔される。このアースオーガ掘削機においては、オーガモーター部の昇降を案内するガイドがリーダーの前部に設けられ、このガイドに対してオーガモーター部の後部が上下スライド可能に支持されている。オーガモーター部の後部中央の位置にチェーンの一端が接続されており、当該チェーンの他端はリーダー側に固定されている。このチェーンが掛けられたチェーンスプロケットが昇降シリンダにより上下移動されることで、オーガモーター部は、その後部中央を吊り位置としてチェーンにより吊上げ又は吊下ろしされ、ガイドに沿って上下する。

特許第4090369号公報

上記の通り、このアースオーガ掘削機における昇降時のオーガモーター部は、後部を吊り位置としてチェーンにより吊られた状態となる。このような吊り構造によれば、オーガモーター部及びオーガスクリューには、自重により、吊り位置を中心として前方に回転しようとするモーメントが発生する。このモーメントは、オーガスクリューを傾斜させるように作用し、その結果、縦孔の施工精度の向上の妨げになる。この問題に鑑み、本発明は、縦孔の施工精度を向上させるアースオーガ掘削機を提供することを目的とする。

本発明の要旨は以下の通りである。

〔１〕本体部と、前記本体部の前部に取付けられたオーガモーター部と、前記オーガモーター部を前記本体部に対して昇降させる昇降機構と、を備え、前記オーガモーター部に取付けられ当該オーガモーター部から下方に延びるオーガスクリューにより地面に縦孔を削孔するアースオーガ掘削機であって、
前記昇降機構は、
前記本体部に設けられ前記オーガモーター部の昇降を案内するガイドレールと、
前記オーガモーター部の後部に位置する吊り位置で当該オーガモーター部を吊上げ又は吊下ろして昇降させる吊り駆動部と、
前記本体部に設けられ前記ガイドレールに平行に延びるローラーガイド部と、
前記オーガモーター部に設けられ前記吊り位置よりも上方の位置で前記ローラーガイド部に後方から当接し、当該ローラーガイド部上を上下方向に転動可能な上部ローラーと、を有する、アースオーガ掘削機。

〔２〕前記昇降機構は、
前記オーガモーター部に設けられ前記吊り位置よりも下方の位置で前記ガイドレールに前方から当接し、当該ガイドレール上を上下方向に転動可能な下部ローラーを更に有する、〔１〕に記載のアースオーガ掘削機。

〔３〕前記昇降機構は、
前記オーガモーター部に対する前記上部ローラーの取付け位置を前後方向に調整可能な取付け調整機構を更に有する、〔１〕又は〔２〕に記載のアースオーガ掘削機。

〔４〕本体部と、前記本体部の前部に取付けられたオーガモーター部と、前記オーガモーター部を前記本体部に対して昇降させる昇降機構と、を備え、前記オーガモーター部に取付けられ当該オーガモーター部から下方に延びるオーガスクリューにより地面に縦孔を削孔するアースオーガ掘削機であって、
前記昇降機構は、
前記本体部に設けられ前記オーガモーター部の昇降を案内するガイドレールと、
前記オーガモーター部の後部に位置する吊り位置で当該オーガモーター部を吊上げ又は吊下ろして昇降させる吊り駆動部と、
前記オーガモーター部に設けられ前記吊り位置よりも下方の位置で前記ガイドレールに前方から当接し、当該ガイドレール上を上下方向に転動可能な下部ローラーと、を有する、アースオーガ掘削機。

本発明によれば、縦孔の施工精度を向上させるアースオーガ掘削機を提供することができる。

実施形態に係るアースオーガ掘削機の側面図である。 アースオーガ掘削機のリーダー及びオーガモーター部を前方から見た状態を模式的に示す斜視図である。 アースオーガ掘削機のリーダー及びオーガモーター部を模式的に示す平面図である。 アースオーガ掘削機のオーガモーター部近傍を拡大して示す側面図である。

以下、図面を参照しながら本発明に係るアースオーガ掘削機の実施形態について詳細に説明する。図１は、実施形態に係るアースオーガ掘削機１の側面図である。以下においては、図１における左方を「前方」とし右方を「後方」として、「前部／後部」、「前方／後方」などの語を用いる。また、図１における紙面に直交する方向を「左右方向」と言う場合がある。

アースオーガ掘削機１は、地中に杭を埋設するための縦孔Ｊを地面Ｇに掘削する機械である。アースオーガ掘削機１は、特に、橋梁下などの低空頭の施工現場で使用される。アースオーガ掘削機１は、本体部３と、本体部３に支持されるオーガモーター部５と、を備えている。本体部３は、台車部７と、台車部７の前部に取付けられたリーダー９と、を有している。オーガモーター部５はリーダー９の前部に取付けられている。

縦孔Ｊの施工現場の地面Ｇ上には、アースオーガ掘削機１の左右方向に延在するレール１１が敷設されている。台車部７はレール１１上に設置される車輪１３と、車輪１３を駆動する走行モータ（図示せず）を備えており、レール１１上を左右方向に走行可能である。更に、台車部７は、リーダー９を鉛直姿勢に調整するための姿勢調整部１５を備えている。姿勢調整部１５には、リーダー９の前後位置を調整するスライド用シリンダ１７と、リーダー９の左右方向の傾きを調整する傾斜用シリンダ１９と、リーダー９の前後方向の傾きを調整するステーシリンダ２１と、が含まれる。また、台車部７は、上記各シリンダ１７，１９，２１や後述の昇降シリンダ３５等を駆動するための油圧ユニット２３やカウンターウエイト２７を備えている。

図２は、リーダー９及びオーガモーター部５を前方から見た状態を模式的に示す斜視図である。図３は、リーダー９及びオーガモーター部５を模式的に示す平面図である。図１～図３に示されるように、リーダー９は、左右一対のマスト２９で構成され、台車部７の前部に取付けられ、姿勢調整部１５により鉛直方向に延在する姿勢に調整される。

アースオーガ掘削機１は、オーガモーター部５をリーダー９に対して昇降させる昇降機構３０を備えている。昇降機構３０は、リーダー９に設けられるガイドレール３１，３１と、オーガモーター部５の昇降の駆動源である昇降シリンダ３５（吊り駆動部）と、を備えている。

ガイドレール３１は、リーダー９の前面に設けられ、円形断面をなし鉛直方向に延在している。ガイドレール３１は、各マスト２９，２９の前面に１本ずつ設けられている。オーガモーター部５の後面には、ガイドレール３１を摺動可能に保持するガイドギブ３３が設けられている。なお、図３においてはガイドギブ３３の図示が省略されている。ガイドギブ３３は、１本のガイドレール３１に対して当該ガイドレール３１の延在方向に並ぶ複数個ずつが存在している。例えば、図１の例の場合、１本のガイドレール３１に対して鉛直方向に並ぶ３つのガイドギブ３３が存在し、従って、オーガモーター部５の後面には合計６つのガイドギブ３３が存在してる。このようなガイドギブ３３が、ガイドレール３１，３１を保持することで、オーガモーター部５は、ガイドレール３１，３１を介して、リーダー９の前部に対し上下スライド可能に取付けられている。

昇降シリンダ３５は、リーダー９のマスト２９，２９同士の間に設置されている。昇降シリンダ３５は、上下方向に伸縮するロッド３７を備えており、ロッド３７の上端にはチェーンスプロケット３９が回転可能に取付けられている。このチェーンスプロケット３９にはローラーリンクチェーン４１が掛けられており、当該ローラーリンクチェーン４１の一端部は、マスト２９，２９の下端近傍においてリーダー９に固定されている。一方、オーガモーター部５の後面の中央部にはブラケット４３が設けられており、このブラケット４３に対してローラーリンクチェーン４１の他端部が接続されている。

上記のような昇降機構３０によれば、昇降シリンダ３５がロッド３７を伸長させることで、ローラーリンクチェーン４１がブラケット４３を吊り位置としてオーガモーター部５を吊上げる。また、昇降シリンダ３５がロッド３７を短縮させることで、ローラーリンクチェーン４１がブラケット４３を吊り位置としてオーガモーター部５を吊下ろす。このような吊上げ／吊下ろしにより、オーガモーター部５は、ガイドレール３１，３１に案内されて鉛直方向に昇降する。

オーガモーター部５には、モーター及び変速機を含むスクリュー駆動装置４５が内蔵されている。オーガモーター部５は、下方に突出する駆動出力軸４７を備え、当該駆動出力軸４７は、スクリュー駆動装置４５からの駆動力を受けて、鉛直軸周りに回転する。駆動出力軸４７には、鉛直下方に延びるオーガスクリュー４９が取付けられる。アースオーガ掘削機１では、オーガスクリュー４９がスクリュー駆動装置４５によって回転しオーガモーター部５に伴って上下動することで、本体部３の前方の地面Ｇに縦孔Ｊが掘削される。オーガモーター部５には、駆動出力軸４７が左右方向に並んで複数設けられてもよく、複数のオーガスクリュー４９を用いて複数本の縦孔Ｊの掘削が同時に行われてもよい。

このアースオーガ掘削機１による縦孔Ｊの施工精度（鉛直精度）を向上するために、昇降機構３０は、リーダー９に設けられた一対のローラーガイドレール５１，５１（ローラーガイド部）と、オーガモーター部５に設けられた一対の上部案内部５３，５３と、を備えている。

ローラーガイドレール５１は、リーダー９の左右側面（各マスト２９の外側の側面）に一つずつ設けられ、ガイドレール３１と平行に鉛直に延びている。上部案内部５３は、オーガモーター部５の左右側面に一つずつ設けられ、後方に向けて水平に延びている。上部案内部５３は、前後方向に延びるスライド板５７と、スライド板５７をオーガモーター部５に止め付ける固定部５９と、スライド板５７の後端部に設けられた上部ローラー６１と、を備えている。

固定部５９の上端及び下端はオーガモーター部５の側面に溶接等で固定されており、固定部５９の中央部とオーガモーター部５の側面との間には隙間があいている。この隙間に対してスライド板５７がスライド可能に挿入される。そして、固定部５９に装着されたボルト５９ａが締め付けられて、スライド板５７は固定部５９に対して固定される。すなわち、ボルト５９ａの先端がスライド板５７に押し付けられることで、スライド板５７は固定部５９に対しスライドが不可能な強さで固定される。この構造によれば、固定部５９に固定されるスライド板５７の固定位置を前後方向に調整することができる。また、このようなスライド板５７及び固定部５９は、オーガモーター部５に対する上部ローラー６１の取付け位置を前後方向に調整可能な取付け調整機構を構成する。

上部ローラー６１は、スライド板５７の後端部に軸支され当該スライド板５７とリーダー９の側面との間に配置されている。上部ローラー６１は、左右方向に延びる回転軸線周りに回転可能であり、ローラーガイドレール５１の後面に対して後方から当接しており、当該ローラーガイドレール５１の後面上を上下方向に転動可能である。上部ローラー６１とローラーガイドレール５１とが当接する位置は、前述の吊り位置であるブラケット４３の位置よりも上方に位置する。このようなローラーガイドレール５１，５１及び上部ローラー６１，６１は、オーガモーター部５がリーダー９に対して昇降するときに当該昇降を案内する。なお、ローラーガイドレール５１の断面は先端側を後方に屈曲させたＬ字断面の形状をなしており、この先端側の部分とリーダー９の側面との間に上部ローラー６１の外周部が嵌り込んでいる。従って、上部ローラー６１がローラーガイドレール５１から脱輪することが抑制される。

更に、昇降機構３０は、オーガモーター部５の下部に設けられた一対の下部ローラー５５，５５を備えている。下部ローラー５５は、オーガモーター部５の下面の後部から下方に突出しており、オーガモーター部５に対して軸支され、左右方向に延びる回転軸線周りに回転可能である。また、下部ローラー５５は、オーガモーター部５の背面よりも後方に張出しており、ガイドレール３１に前方から当接している。下部ローラー５５はガイドレール３１上を上下方向に転動可能である。また、ガイドレール３１が円形断面をなすのに対して下部ローラー５５は鼓型をなしているので、下部ローラー５５がガイドレール３１から脱輪することが抑制される。

以上のような昇降機構３０を備えたアースオーガ掘削機１による作用効果について説明する。

アースオーガ掘削機１では、オーガモーター部５の後面に設けられたブラケット４３を吊り位置として、当該オーガモーター部５がローラーリンクチェーン４１で吊り支持される。ここで仮に、オーガモーター部５の重心に近い位置を吊り位置にしようとすれば、オーガモーター部５の上面で前後方向中心部に吊り位置を設ける必要がある。この場合、オーガモーター部５の上面には滑車等が設けられ、更に当該滑車を引上げるためのワイヤー等がオーガモーター部５の上方に存在することになる。

そうすると、低空頭の施工現場においては、オーガモーター部５の上方に存在する各部品が邪魔になり、オーガモーター部５及びオーガスクリュー４９の上下可動幅が確保し難い。従って、この場合のアースオーガ掘削機は低空頭の施工現場には不向きなものとなる。これに対して、アースオーガ掘削機１では、オーガモーター部５の後面が吊り位置とされるので、オーガモーター部５の上方に配置すべき部品等が抑えられる。従って、アースオーガ掘削機１は、オーガモーター部５及びオーガスクリュー４９の上下可動幅が確保し易く、低空頭の施工現場に対して好適に使用可能である。

但し、オーガモーター部５の後部を吊り位置とする構造によれば、この吊り位置は、オーガモーター部５及びオーガスクリュー４９の重心よりも後方にズレている。従って、図４に示されるように、オーガモーター部５及びオーガスクリュー４９には、自重により、ブラケット４３を中心として前方に（図において反時計回りに）回転しようとするモーメントＭが発生する。縦孔Ｊの施工時には、姿勢調整部１５によりリーダー９が正確に鉛直姿勢に調整されるが、上記のモーメントＭに起因して、オーガモーター部５及びオーガスクリュー４９が、リーダー９に対し、モーメントＭの方向に僅かに傾斜する虞がある。そうすると、鉛直であるべきオーガスクリュー４９の回転軸線４９Ａが、図中の符号５０で示すように後方に傾く虞があり、その結果、縦孔Ｊの施工精度（鉛直精度）が低下する虞がある。

なお、オーガモーター部５にはガイドレール３１を保持するガイドギブ３３（図１）が存在しているが、ガイドギブ３３はガイドレール３１上を上下に摺動する必要がある。よって、ガイドギブ３３とガイドレール３１との間には多少の遊びが存在し、上記のような回転軸線４９Ａの傾斜を完全に抑えられるものではない。また、ガイドギブ３３とガイドレール３１との遊びを無くすことは、ガイドギブ３３とガイドレール３１との摩耗の原因になるので好ましくなく、また、この摩耗に起因してオーガモーター部５及びオーガスクリュー４９の傾斜が再び発生することになる。

これに対して、アースオーガ掘削機１の昇降機構３０では、鉛直なローラーガイドレール５１，５１がリーダー９に設けられ、オーガモーター部５には上部ローラー６１，６１が設けられている。この上部ローラー６１は、ローラーガイドレール５１に後方から当接し当該ローラーガイドレール５１上を上下方向に転動可能である。そして、上部ローラー６１とローラーガイドレール５１とが当接する位置は、吊り位置であるブラケット４３の位置よりも上方である。

この構造によれば、上記モーメントＭに抵抗して上部ローラー６１がローラーガイドレール５１からの反力Ｆ１を受け、当該反力Ｆ１によりオーガモーター部５及びオーガスクリュー４９の傾斜が抑えられる。また、上部ローラー６１は、反力Ｆ１と同じ力でローラーガイドレール５１に対して後方から押し付けられるので、ローラーガイドレール５１との間には遊びが存在しない。従って、ガイドギブ３３とは異なり、遊びに起因するオーガモーター部５及びオーガスクリュー４９の傾斜も発生しない。その結果、縦孔Ｊの施工精度が向上する。

また、アースオーガ掘削機１の昇降機構３０では、オーガモーター部５の下部に下部ローラー５５，５５が設けられている。この下部ローラー５５は、ガイドレール３１に前方から当接し当該ガイドレール３１上を上下方向に転動可能である。そして、下部ローラー５５とガイドレール３１とが当接する位置は、吊り位置であるブラケット４３の位置よりも下方である。

この構造によれば、上記モーメントＭに抵抗して下部ローラー５５がガイドレール３１からの反力Ｆ２を受け、当該反力Ｆ２によりオーガモーター部５及びオーガスクリュー４９の傾斜が抑えられる。また、下部ローラー５５は、反力Ｆ２と同じ力でガイドレール３１に対して前方から押し付けられるので、ガイドレール３１との間には遊びが存在しない。従って、ガイドギブ３３とは異なり、遊びに起因するオーガモーター部５及びオーガスクリュー４９の傾斜も発生しない。その結果、縦孔Ｊの施工精度が向上する。

アースオーガ掘削機１においては、昇降機構３０が上部ローラー６１，６１と下部ローラー５５，５５とを両方とも備えている。従って、上記のような上部ローラー６１，６１による効果と、下部ローラー５５，５５による効果と、が相俟って、縦孔Ｊの施工精度が更に向上する。

また、昇降機構３０のスライド板５７及び固定部５９は、オーガモーター部５に対する上部ローラー６１の取付け位置を前後方向に調整可能な取付け調整機構を構成する。この構造によれば、オーガモーター部５に対する上部ローラー６１の位置を前後方向に調整することで、リーダー９に対するオーガモーター部５及びオーガスクリュー４９の鉛直度を調整することができる。そして、ガイドギブ３３とガイドレール３１との間の遊びとは無関係に、上部ローラー６１と下部ローラー５５とによってオーガモーター部５及びオーガスクリュー４９の姿勢を決めることができ、鉛直姿勢に調整することができる。また、このような調整を、縦孔Ｊの施工現場で実行することができる。

なお、上部ローラー６１を、ローラーガイドレール５１ではなくガイドレール３１に対して後方から当接するようにすることも考えられる。しかしながら、ガイドレール３１の直ぐ後方にはリーダー９が存在しており、上部ローラー６１を設置するスペースが確保し難い。これに対し、アースオーガ掘削機１では、ガイドレール３１とは別にリーダー９の左右側面にローラーガイドレール５１が設けられているので、ローラーガイドレール５１の後方から当接する上部ローラー６１を配置し易く、また、上部ローラー６１の径を大きくすることもできる。例えば、上部ローラー６１は下部ローラー５５よりも大径であってもよい。なお、下部ローラー５５は、オーガモーター部５の下面から下方に突出しているので、オーガモーター部５及びオーガスクリュー４９を下降させる際に、地面Ｇ上の縦孔Ｊ近傍に設置された他の設備等に干渉し易い。従って、下部ローラー５５を大きくすることは、オーガモーター部５及びオーガスクリュー４９の上下可動幅を小さくする可能性があり、好ましくない。

本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して、実施例の変形例を構成することも可能である。各実施形態等の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。例えば、実施形態のアースオーガ掘削機１には、上部ローラー６１，６１と下部ローラー５５，５５とが両方とも設けられているが、上部ローラー６１，６１又は下部ローラー５５，５５の何れかが省略されてもよい。

１…アースオーガ掘削機、３…本体部、５…オーガモーター部、３０…昇降機構、３１…ガイドレール、３５…昇降シリンダ（吊り駆動部）、４３…ブラケット（吊り位置）、４９…オーガスクリュー、５１…ローラーガイドレール、５５…下部ローラー、５７…スライド板（取付け調整機構）、５９…固定部（取付け調整機構）、６１…上部ローラー、Ｇ…地面、Ｊ…縦孔。

Claims (4)

1. 本体部と、前記本体部の前部に取付けられたオーガモーター部と、前記オーガモーター部を前記本体部に対して昇降させる昇降機構と、を備え、前記オーガモーター部に取付けられ当該オーガモーター部から下方に延びるオーガスクリューにより地面に縦孔を削孔するアースオーガ掘削機であって、
   前記昇降機構は、
   前記本体部に設けられ前記オーガモーター部の昇降を案内するガイドレールと、
   前記オーガモーター部の後部に位置する吊り位置で当該オーガモーター部を吊上げ又は吊下ろして昇降させる吊り駆動部と、
   前記本体部に設けられ前記ガイドレールに平行に延びるローラーガイド部と、
   前記オーガモーター部に設けられ前記吊り位置よりも上方の位置で前記ローラーガイド部に後方から当接し、当該ローラーガイド部上を上下方向に転動可能な上部ローラーと、を有する、アースオーガ掘削機。
2. 前記昇降機構は、
   前記オーガモーター部に設けられ前記吊り位置よりも下方の位置で前記ガイドレールに前方から当接し、当該ガイドレール上を上下方向に転動可能な下部ローラーを更に有する、請求項１に記載のアースオーガ掘削機。
3. 前記昇降機構は、
   前記オーガモーター部に対する前記上部ローラーの取付け位置を前後方向に調整可能な取付け調整機構を更に有する、請求項１に記載のアースオーガ掘削機。
4. 本体部と、前記本体部の前部に取付けられたオーガモーター部と、前記オーガモーター部を前記本体部に対して昇降させる昇降機構と、を備え、前記オーガモーター部に取付けられ当該オーガモーター部から下方に延びるオーガスクリューにより地面に縦孔を削孔するアースオーガ掘削機であって、
   前記昇降機構は、
   前記本体部に設けられ前記オーガモーター部の昇降を案内するガイドレールと、
   前記オーガモーター部の後部に位置する吊り位置で当該オーガモーター部を吊上げ又は吊下ろして昇降させる吊り駆動部と、
   前記オーガモーター部に設けられ前記吊り位置よりも下方の位置で前記ガイドレールに前方から当接し、当該ガイドレール上を上下方向に転動可能な下部ローラーと、を有する、アースオーガ掘削機。

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