JPH0538031U - 掘削機における施工軸の駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 掘削済み施工軸の頭が不揃いとなった状態
で、継ぎ足し軸と回転駆動部とを何ら支障なく連結でき
るようにする。 【構成】 多軸式掘削機において、回転駆動部１４の回
転力を施工軸５に伝える継手１６を、回転駆動部１４に
対して軸方向に相対移動可能な状態で設けるとともに、
この継手１６の外周に、外筒２３と内筒２４を備えたシ
リンダ構造の軸承体２２を設け、この軸承体２２によ
り、継手１６を、回転駆動部１４との連結状態を保った
まま軸方向に移動させうるように構成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は複数本の施工軸（掘削軸または撹拌軸）によって複数の孔を同時に地 中に掘削する多軸式の掘削機において、各施工軸を回転駆動する駆動装置に関す るものである。

【０００２】

【従来の技術】

たとえば、地中に止水用または土留め用の連続壁を形成する場合、特公昭５５ −５０５４３号、同５９−１８４９２号両公報に示されているように、並列配置 された複数本の施工軸を同時に回転させながら下降させることによって地中に複 数本の竪孔を隣接して形成し、この各孔にセメント等の固結用液を注入・固化さ せて、複数本の固結柱が一体に連結された横長の柱体を形成する多軸工法が一般 にとられている。

【０００３】 このような多軸工法に使用される一般的な多軸式掘削機を図５，６に示してい る。

【０００４】 同図において、１は施工地盤上で移動しうるベースマシン、２はこのベースマ シン１の前面に支持されたリーダ、３はこのリーダ２を後方から支えるリーダサ ポートである。

【０００５】 リーダ２には、図示しないウィンチによって昇降する昇降フレーム４が設けら れ、左右方向に一定間隔を置いて一列に並べられた複数本（図では５本）の施工 軸５…の上端部がこの昇降フレーム４に設けられたモータを駆動源とする回転駆 動部６…によって回転駆動されるようになっている。７…は各施工軸５…と回転 駆動部６…とを連結する継手、８はリーダ２の下端部に設けられた軸ガイド部材 である。

【０００６】 このような多軸式掘削機において、最近、数十メートル以上の大深度での施工 の必要性が高まり、施工軸の長尺化が求められている。

【０００７】 この場合、施工軸を長尺の１本物にすることは、製造、運搬、施工等の面でき わめて困難であるため、現実的には適当な長さに分割した施工軸を現場で継ぎ足 しながら施工する方法がとられる。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、このような継ぎ足し施工法をとる場合に次のような問題が生じる。

【０００９】 各施工軸５…には、製作誤差によってどうしても長さにバラツキが生じる こと、 各施工軸５…の掘削抵抗が必ずしも均等でなく、各軸の地中での撓み具合 に差が生じるため、継ぎ足しに際して掘削済み施工軸５…を回転駆動部６…から 解放したときに各軸５…の復元度合いにバラツキが生じること、 等の理由により、どうしても図７の実線で示すように掘削済み軸５…の頭に高 低差が生じる。

【００１０】 従って、図７の仮想線で示すようにこの掘削済み施工軸５…に継ぎ足された軸 ５…の頭も不揃いとなるため、この各継ぎ足し軸５…の上端部と、昇降フレーム ４において同一高さ位置に取付けられた回転駆動部６…との同時連結が不可能と なる。

【００１１】 これが多軸継ぎ足し工法を実施する場合の大きな障害となり、この点の解決が 求められていた。

【００１２】 そこで本考案は、上記のように掘削済み施工軸の頭が不揃いとなっても継ぎ足 し軸と回転駆動部とを何ら支障なく連結することができる掘削機における施工軸 の駆動装置を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

請求項１の考案は、複数本の施工軸を並列配置で昇降フレームに回転自在に支 持し、この各施工軸を、モータを駆動源とする回転駆動部により回転させて地中 に孔を掘削する掘削機において、上記回転駆動部の回転力を施工軸に伝える継手 が、回転駆動部に対して軸方向に相対移動可能な状態で設けられ、この継手には 外周に軸承体が設けられ、この軸承体は、昇降フレームに固定された外筒と、こ の外筒内に軸方向移動可能に設けられた内筒と、継手をこの内筒内で回転自在か つ軸方向に一体移動可能に支持する軸受部材とによって構成され、上記内筒と外 筒との間に、圧力流体によって内筒を軸方向移動させるための圧力室が設けられ てなるものである。

【００１４】 請求項２の考案は、請求項１の構成において、 （Ａ）継手が、回転駆動部に対して軸方向に相対移動可能に連結されかつ外周 に軸承体が設けられた雌軸と、施工軸の上端に取付けられてこの雌軸に一体回転 可能に嵌合する雄軸とによって構成され、 （Ｂ）かつ、これら雄雌両軸を軸方向に結合する軸方向結合手段が設けられ、 （Ｃ）この軸方向結合手段は、雄軸の外周に設けられた係止部と、この係止部 に対して軸方向に係止する結合位置と係止部から離脱する分離位置との間で径方 向に移動しうる状態で雌軸に設けられた係止体と、この係止体を上記両位置間で 移動させる操作部材と、この操作部材を駆動する着脱駆動部とからなる ものである。

【００１５】

【作用】

上記構成によると、軸承体がシリンダ構造に構成され、ピストンとしての内筒 の移動により、継手が回転駆動部との連結状態（回転力伝達状態）を保ったまま 軸方向移動しうることとなる。

【００１６】 従って、施工軸が上端不揃いの状態で継ぎ足された場合に、この段差に応じて 各施工軸ごとに継手を上下位置調整して回転駆動部と連結することができる。

【００１７】 一方、請求項２の構成によると、継手の雌軸と雄軸とを軸方向結合手段によっ て自動的に結合し、切り離すことができるため、回転駆動部と施工軸の連結、分 離作業を、たとえば従来行われているボルト、ナットでフランジ結合する場合と 比較して簡単に行うことができる。

【００１８】

【実施例】

本考案の実施例を図１〜図４によって説明する。

【００１９】 図１，２において、１１は昇降フレーム４に取付けられたモータ、１２はこの モータ１１の回転軸に取付けられたピニオン、１３はこのピニオン１２と噛み合 う状態で昇降フレーム４に取付けられた平歯車で、これらによって回転駆動部１ ４が構成され、この回転駆動部１４の回転力が継手１６を介して施工軸５に伝え られる。

【００２０】 継手１６は、上側の雌軸１７と、この雌軸１７の下端部に一体回転可能かつ軸 方向に着脱可能に連結された下側の雄軸１８とによって構成され、この雄軸１８ が施工軸５の上端に嵌合固着されている。

【００２１】 さらに、雌軸１７は、上部軸１９と、この上部軸１９の下端にフランジ結合さ れた下部軸２０から成り、上部軸１９の上部外周に回転駆動部１４の平歯車１３ がスプライン結合されている。

【００２２】 これにより、上部軸１９、すなわち雌軸１７が回転駆動部１４によって回転駆 動され、かつ、スプライン結合部２１により図１矢印で示すように平歯車１３に 対して軸方向（上下方向）に移動しうる状態となっている。

【００２３】 この雌軸１７を上下移動させるための構成を説明すると、上部軸１９には、上 記スプライン結合部２１の下方位置の外周に軸承体２２が設けられている。

【００２４】 この軸承体２２は、昇降フレーム４に固定された外筒２３と、この外筒２３内 に軸方向移動可能に設けられた内筒２４と、この内筒２４内で上部軸１９を支持 するラジアルおよびスラスト軸受２５，２６とから成っている。２７は軸受取付 部材、２８はカラーである。

【００２５】 この軸承体２２における外筒２３と内筒２４との間に圧力室Ｓ１，Ｓ２が設け られ、この圧力室Ｓ１，Ｓ２に対する圧油（または圧縮空気）の給排作用によっ て内筒２４と上部軸１９とが軸方向に一体に移動するように構成されている。

【００２６】 一方、図２に示すように、雌軸１７の下部軸２０には、雄軸１８の上部が嵌合 される嵌合孔２９が下端側に開口して設けられている。

【００２７】 この嵌合孔２９は、上半部が上すぼまりのテーパ状に形成されるとともに、下 半部が図３に示すように断面六角形（他の多角形でもよい）に形成され、これに 対応する形状に形成された雄軸１８の嵌合部３０がこの嵌合孔２９に嵌合してい る。

【００２８】 これにより、雄軸１８が雌軸１７に対して一体回転可能に結合されている。

【００２９】 次に、この雄軸１８と雌軸１７（下部軸２０）とを軸方向に着脱可能に結合す る手段について説明する。

【００３０】 雄軸１８の中間部外周に係止リング３１が径方向に突出して固着されている。 一方、雌軸１７の下部軸２０には、嵌合孔２９の下部周壁において周方向複数 個所（図４の例では４ヵ所）に段孔状の貫通孔３２…が設けられ、この各貫通孔 ３２…にそれぞれ係止具３３…が、係止リング３１に下側から係止する結合位置 （図２，４の右半部の位置）と、同リング３１から外れる分離位置（図２，４の 左半部の位置）との間で径方向に進退移動可能に挿入されている。

【００３１】 この各係止具３３…は、貫通孔３２…内に設けられた圧縮バネ３４…により上 記分離位置に向けて付勢され、この各係止具３３…を取り囲む形で下部軸外周に 設けられた筒状のスリーブ３５が上昇移動したときに、同スリーブ３５および各 係止具３３の相接触する面に形成されたテーパ面３５ａ，３３ａの作用によって 結合位置に押される。なお、係止具３３…の先端面３３ｂはテーパ面３３ａと逆 方向の傾斜面に形成されている。

【００３２】 このスリーブ３５の外周には、昇降リング３６が回転軸受３７を介してスリー ブ３５と軸方向に一体移動可能に取付けられ、この昇降リング３６が昇降シリン ダ（油圧シリンダまたはエアシリンダ）３８と支持アーム３９によって昇降フレ ーム４に連結されている。

【００３３】 なお、昇降シリンダ３８および支持アーム３９は、図では各１つだけを示して いるが、実際にはそれぞれ昇降リング３６の周方向複数個所に設けられる。

【００３４】 一方、継手１６には、雌、雄両軸１７，１８に跨って中心部に固結液注入孔４ ０が設けられている。

【００３５】 この注入孔４０の上端には、図１に示すようにスイベルジョイント４１を介し て注入ホース４２が、また下端には図２に示すように施工軸５内の中心部に設け られた注入管４３がそれぞれ接続され、これらを通して掘削孔内にセメント等の 固結液が注入される。

【００３６】 また、図２に示すように、雌軸１７における下部軸２０の上端部に凹部４４が 設けられ、この凹部４４内に注入孔４０を開閉する開閉弁４５が設けられている 。

【００３７】 この開閉弁４５は、弁筒４６内にゴム等の弾性材料からなる筒状の弁体４７が 設けられてなり、弁筒４６の内周部に設けられた圧力室４８に空気圧が導入され たときに弁体４７が図２仮想線で示すように内側に弾性変形して注入口４０を閉 じるように構成されている。

【００３８】 上記構成において、掘削作業の開始に際して施工軸５を施工態勢にセットする ときは、同軸５を図６，７に示すリーダ２の前面部に吊り込んだ状態で、昇降フ レーム４を下降させて、継手１６の雄軸１８（嵌合部３０）を雌軸１７の下部軸 ２０（嵌合孔２９）に嵌合させる。

【００３９】 このとき、昇降シリンダ３８を伸長させて昇降リング３６を下降、すなわちス リーブ３５を図２左半部に示すように下降させて、係止具３５…を分離位置にセ ットしておき、上記嵌合後に、図２右半部に示すように昇降シリンダ３８を縮小 させて係止具３５…を結合位置にセットする。

【００４０】 これにより、雄軸１８（施工軸５）が雌軸１７に対して軸方向に抜け止めされ る。

【００４１】 この状態でモータ１１を回転させると、その回転力が回転駆動部１４から雌軸 １７、同軸１７の嵌合孔２９、雄軸１８の嵌合部３０、雄軸１８を介して施工軸 ５に伝えられ、掘削作業が行われる。

【００４２】 こうして、図７の実線で示すようにこの施工軸５による掘削作業が終了したと きは、昇降シリンダ３８を伸長させて昇降リング３６およびスリーブ３５を図２ 左半部のように下降させる。

【００４３】 こうすると、各係止具３５…がバネ３４で押されて分離位置に後退し、係止リ ング３１から外れるため、雄軸１８（施工軸５）と雌軸１７の連結が解かれ、こ の状態で昇降フレーム４を上昇させることにより、雌軸１７が雄軸１８から切り 離される。

【００４４】 一方、この継手１６の分離に先立ち、開閉弁４５を空気圧によって閉じておく 。こうすれば、注入孔４０が雌軸１７と雄軸１８の結合部分で閉じられるため、 継手分離時に固結液が流出して雌軸１７（下部軸２０）の嵌合孔２９および雄軸 １８の嵌合部３０に付着するおそれがなくなる。このため、施工軸継ぎ足しに際 しての洗浄作業が不要となる。

【００４５】 なお、雄軸１８はそのまま掘削済み施工軸５の上端に残され、図７仮想線で示 す継ぎ足し軸５の下端（ここに継手１６の雌軸１７に相当する部材を装着してお けばよい）との結合に使用される。

【００４６】 そして、この継ぎ足し軸５を回転駆動部１４に連結するに際して、図７のよう に各軸頭が不揃いになっている場合には、継ぎ足し軸ごとにその軸頭位置に応じ て軸承体２２を操作する。

【００４７】 すなわち、図１は軸承体２２の内筒２４を最も上昇させた状態を示し、この状 態から圧力室Ｓ１に油圧を導入し、圧力室Ｓ２から油圧を排出すれば、内筒２４ とともに雌軸１７が下降する。

【００４８】 従って、継手１６によって回転駆動部１４に連結しようとする継ぎ足し軸５の 軸頭が基準位置よりも低い場合には、上記のように雌軸１７を下降させ、逆に軸 頭が基準位置よりも高い場合には雌軸１７を上昇させることにより、全継ぎ足し 軸５…を掘削済み施工軸５…に対して支障なく連結することができる。

【００４９】 ところで、上記実施例では、継手雌軸１７（上部軸１９）を回転駆動部１４の 平歯車１３とのスプライン結合部２１で軸方向移動させるようにしたが、雌軸１ ７と平歯車１３とを軸方向に一体に連結し、この平歯車１３とピニオン１２の噛 み合い部分で平歯車１３とともに雌軸１７を軸方向移動させるように構成しても よい。

【００５０】 一方、上記実施例では、継手１６を、施工軸５の上端に固定される雄軸１８と 、回転駆動部１４に連結される雌軸１７とによって構成し、これらを軸方向結合 手段によって着脱可能に結合するようにしたが、請求項１の考案においては、上 記実施例の雌軸１７に相当する部材のみで継手を構成し、この継手の下端を施工 軸の上端とフランジ結合する構成をとってもよい。

【００５１】

【考案の効果】

上記のように本考案によるときは、回転駆動部の回転力を各施工軸に伝える継 手を、回転駆動部に対して軸方向に移動可能な状態で設けるとともに、この継手 の外周に、外筒と内筒を備えたシリンダ構造の軸承体を設け、この軸承体により 、継手を、回転駆動部との連結状態（回転力伝達状態）を保ったまま軸方向移動 させうる構成としたから、施工軸が上端不揃いの状態で継ぎ足された場合に、こ の段差に応じて各施工軸ごとに継手を上下位置調整して回転駆動部と連結するこ とができる。

【００５２】 すなわち、施工軸を順次継ぎ足して大深度の孔を掘削する多軸継ぎ足し工法を とる場合の問題を解決し、同工法を実施することが現実に可能となる。

【００５３】 一方、請求項２の考案によると、継手の雌軸と雄軸とを軸方向結合手段によっ て自動的に結合し、切り離すことができるため、回転駆動部と施工軸の連結、分 離作業を、たとえば従来行われているボルト、ナットでフランジ結合する場合と 比較して簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例にかかる駆動装置における継手
と回転駆動部との連結部分を示す断面図である。

【図２】同装置における継手の雌軸と雄軸の結合部分を
示す断面図である。

【図３】図２のIII-III線断面図である。

【図４】図２のIV-IV線断面図である。

【図５】一般的な多軸式掘削機の全体構成を示す概略側
面図である。

【図６】図５のVI-VI線断面図である。

【図７】従来装置の問題点を説明するための図である。

【符号の説明】

４ 昇降フレーム ５ 施工軸 １１ モータ １４ 回転駆動部 １２ 回転駆動部を構成するピニオン １３ 同平歯車 １６ 継手 １７ 継手の雌軸 １９ 雌軸の上部軸 ２０ 同下部軸 １８ 雄軸 ２１ 雌軸の上部軸と回転駆動部の平歯車とを軸方向相
対移動可能に結合するスプライン結合部 ２２ 軸承体 ２３ 軸承体の外筒 ２４ 同内筒 ２５，２６ 同軸受 Ｓ１，Ｓ２ 同圧力室 ３１ 軸方向結合手段を構成する係止部としての係止リ
ング ３３ 同係止体としての係止具 ３５ 同操作部材としてのスリーブ ３８ 同着脱駆動部としての昇降シリンダ ３６ 同シリンダとスリーブとを接続する昇降リング

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の施工軸を並列配置で昇降フレー
   ムに回転自在に支持し、この各施工軸を、モータを駆動
   源とする回転駆動部により回転させて地中に孔を掘削す
   る掘削機において、上記回転駆動部の回転力を施工軸に
   伝える継手が、回転駆動部に対して軸方向に相対移動可
   能な状態で設けられ、この継手には外周に軸承体が設け
   られ、この軸承体は、昇降フレームに固定された外筒
   と、この外筒内に軸方向移動可能に設けられた内筒と、
   継手をこの内筒内で回転自在かつ軸方向に一体移動可能
   に支持する軸受部材とによって構成され、上記内筒と外
   筒との間に、圧力流体によって内筒を軸方向移動させる
   ための圧力室が設けられてなることを特徴とする掘削機
   における施工軸の駆動装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の掘削機における施工軸の
   駆動装置において、 （Ａ）継手が、回転駆動部に対して軸方向に相対移動可
   能に連結されかつ外周に軸承体が設けられた雌軸と、施
   工軸の上端に取付けられてこの雌軸に一体回転可能に嵌
   合する雄軸とによって構成され、 （Ｂ）かつ、これら雄雌両軸を軸方向に結合する軸方向
   結合手段が設けられ、 （Ｃ）この軸方向結合手段は、雄軸の外周に設けられた
   係止部と、この係止部に対して軸方向に係止する結合位
   置と係止部から離脱する分離位置との間で径方向に移動
   しうる状態で雌軸に設けられた係止体と、この係止体を
   上記両位置間で移動させる操作部材と、この操作部材を
   駆動する着脱駆動部とからなることを特徴とする掘削機
   における施工軸の駆動装置。