(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースマシーンの垂直に立設されたリーダに沿って昇降可能に装着され、そのリーダに設けられたラックに噛合したピニオンに回転を与えて昇降を操作する昇降手段と、連結した中空のパイルやケーシング内に挿通したオーガスクリューに回転を与えるオーガと、そのオーガを上下させるシリンダとを備えたシリンダ付きラック昇降式オーガにおいて、
前記昇降手段は、ラックを挟んで設けられた一対のピニオンに回転を与える一対のモータを備え、底部にはパイルやケーシングを連結するための連結キャップを備えるものであり、
前記オーガは、前記リーダのガイドレールをガイドギブが摺動可能に把持するようにして前記昇降手段の上方に配置され、前記一対のモータの間を通して連結されたオーガスクリューに回転を与えるものであり、
前記シリンダは、前記オーガの両側に２個配置され、前記オーガを前記昇降手段に対して上下させるように取り付けられたものであることを特徴とするシリンダ付きラック昇降式オーガ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空のパイルやケーシング内にオーガスクリューを通して地盤の掘削を行うためのシリンダ付きラック昇降式オーガに関し、特に排土操作を簡単に行うことができるとともに、杭芯をリーダに近づけて施工機全体の安定性を向上させたシリンダ付きラック昇降式オーガに関する。
【０００２】
【従来の技術】
地盤工事などでは、騒音や振動を少なくするため、鋼管杭及びコンクリートパイル（以下、まとめて「パイル」とする）などの中空杭にオーガスクリューを挿通して地盤を掘削しつつ中空杭を圧入して建て込む中掘工法や、ケーシングにオーガスクリューを挿通して地盤を掘削しつつケーシングとシートパイルとを圧入し、シートパイルの建て込み後にケーシングを引き抜くシート圧入工法が知られている。こうした工法の施工には、例えば、杭打機に対しオーガを昇降可能に装着した作業装置を備える施工機が使用される。図４は、そうした中掘工法施工機を示した側面図である。
【０００３】
この施工機は、杭打機５０をベースマシーンとしたものである。杭打機５０は、クローラを備えた走行部５１上に操縦席を備えた旋回可能な旋回部５２が設けられ、その旋回部５２先端にバックステー５３によって支持されたリーダ５４が垂直に立設するように構成されている。そのリーダ５４にはガイドレール５５が形成されており、作業装置６０が、ガイドレール５５を摺動可能に把持した状態でリーダ５４に沿って昇降できるように装着される。そこで、例えば中掘工法の場合には、図４に示すようにパイル７１がオーガスクリュー７２に対して外嵌して設けられ、シート圧入工法の場合については具体的に図示しないが、図４において、そのオーガスクリュー７２に対してケーシングが外嵌し、更にそのケーシングの外にシートパイルが沿えられる。
【０００４】
この作業装置６０は、オーガを昇降手段によってリーダ５４に沿って昇降させ、更に油圧シリンダによってオーガを上下できるようにしたシリンダ付きラック昇降式オーガである。図５は、こうした作業装置であるシリンダ付きラック昇降式オーガの一従来例を示した正面図である。また、図６は、シリンダ付きラック昇降式オーガにおける排土状態を模式的に示した図である。
【０００５】
シリンダ付きラック昇降式オーガ（以下、「作業装置」とする）６０は、リーダ５４に沿って昇降できるように昇降手段６１を有している。その昇降手段６１は、リーダ５４に設けられたガイドレール５５，５５に摺動可能に装着され（図４参照）、そのガイドレール５５，５５と同様にリーダ５４に軸芯に沿って取り付けられたラック５６に対し両側から噛合したピニオン６８，６８（図６参照）にモータの出力を伝達して回転させるようにしたものである。そして、作業装置６０は、スクリューロッド６６に連結させたオーガスクリュー７２を回転させるオーガ６２が、昇降手段６１の下に配置されて一体に設けられている。
【０００６】
更に、オーガ６２の両側には上下方向に伸縮する油圧シリンダ６３，６３が取り付けられ、パイル７１が連結キャップ６５を介して保持されたブラケット６４に対して昇降手段６１とオーガ６２とを相対的に上下させるように構成されている。そうした油圧シリンダ６３，６３は、シリンダチューブがオーガ６２に取り付けられ、下方に突き出されるピストンロッドの先端がブラケット６４に連結されている。そして、ブラケット６４の下方には、パイル７１やケーシングを保持するための連結キャップ６５が突設され、更にその中を突き抜けたオーガ６２からのスクリューロッド６６が下方に突設されている。
【０００７】
こうした作業装置６０では、オーガ６２の駆動によってオーガスクリュー７２が回転し、同時に昇降手段６１の駆動によってパイル７１とオーガスクリュー７２とが下降し、一体になって地盤の掘削を行う。その際、掘削した土は、パイル７１内部をオーガスクリュー７２の羽根の回転によって上昇し、連結キャップ６５の上部に設けられた排土窓７７から掘削土が排出される。ところで、中掘工法やシート圧入工法では、掘削された掘削土を排土しつつ作業を進めるが、パイル７１やケーシング内に掘削土が詰まっていくことにより掘削抵抗が大きくなり、円滑な作業の妨げになることがある。そうした場合には、強制的に排土作業を行って掘削作業の停滞を防止するようにしている。
【０００８】
排土作業は、油圧シリンダ６３，６３を伸縮させてオーガ６２を上下動させることで、連結キャップ６５に押さえられたパイル７１に対してオーガ６２に連結されたオーガスクリュー７２を相対的に上下動させ、パイル７１内における掘削土を流動させて排土させている（排土操作）。具体的には、図６（ａ）の状態から油圧シリンダ６３，６３を伸長させてオーガスクリュー７２をパイル７１に対して上昇させて図６（ｂ）の状態にし、また油圧シリンダ６３，６３を縮小させてオーガスクリュー７２をパイル７１に対して下降させる。こうして上下するオーガスクリュー７２によって連結キャップ６５の上部に設けられた排土窓７７から掘削土が排出され、オーガスクリュー７２の回転抵抗が緩和される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来の作業装置６０には次のような問題があった。すなわち、排土操作を行う場合、排土操作時にピニオン６８，６８をフリーの状態にするか、油圧シリンダ６３，６３の伸縮と昇降手段６１の昇降速度を同時に同調させて操作しなければならないが、ピニオン６８，６８をフリーな状態にすることは排土操作以外の安全性が懸念され、また油圧シリンダ６３，６３の伸縮とピニオン６８，６８の回転による昇降速度を同時に同調させて操作するのは、油圧の制御が難しく、実質的には不可能であった。
また、ベースマシーンに装着する作業装置は、パイル或いはケーシングやオーガスクリューを含めて考えた場合の重心がリーダから前方に離れることによって施工機全体の安定性を損なうことになるため、なるべくリーダに近い位置に重心を持ってくる構成とすることが望まれている。
【００１０】
そこで、本発明は、排土操作をシリンダの操作のみで簡単に行うことができ、またベースマシーンに装着して施工機を構成する際にその施工機の安定性が良くなるようにしたシリンダ付きラック昇降式オーガを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のシリンダ付きラック昇降式オーガは、ベースマシーンの垂直に立設されたリーダに沿って昇降可能に装着され、そのリーダに設けられたラックに噛合したピニオンに回転を与えて昇降を操作する昇降手段と、連結した中空のパイルやケーシング内に挿通したオーガスクリューに回転を与えるオーガと、そのオーガを上下させるシリンダとを備え、前記昇降手段は、ラックを挟んで設けられた一対のピニオンに回転を与える一対のモータを備え、底部にはパイルやケーシングを連結するための連結キャップを備えるものであり、前記オーガは、前記リーダのガイドレールをガイドギブが摺動可能に把持するようにして前記昇降手段の上方に配置され、前記一対のモータの間を通して連結されたオーガスクリューに回転を与えるものであり、前記シリンダは、前記オーガの両側に２個配置され、前記オーガを前記昇降手段に対して上下させるように取り付けられたものであることを特徴とする。
【００１２】
よって、本発明のシリンダ付きラック昇降式オーガによれば、オーガの下方に昇降手段を配置してその昇降手段にパイルやケーシングを連結させるようにしたので、パイルやケーシングに対してオーガスクリューを上下させる排土操作を行う場合、シリンダ操作のみでオーガを昇降手段に対して相対的に上下させることができ、ピニオンをフリー状態にしたり、昇降手段とシリンダとの駆動を同調させたりする必要がなくなり、排土操作を簡単に行うことができるようになった。また、オーガと昇降手段とを上下に配置し、更にシリンダをオーガの横に配置させたため、リーダから軸芯までの距離が短くなったので、シリンダ付きラック昇降式オーガ及びパイル又はケーシング、それにオーガスクリューを含む作業装置の重心がリーダに近くなって、ベースマシーンを含む施工機全体の安定性がよくなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るシリンダ付きラック昇降式オーガの一実施形態について、図面を参照して以下に説明する。シリンダ付きラック昇降式オーガは、前記従来例で記載したものと同様中掘工法などの施工に使用される施工機を構成するものであり、図４に示すものと同様に杭打機５０のリーダ５４に装着される作業装置である。そこで、本実施形態においてもシリンダ付きラック昇降式オーガのことを作業装置という。図１は、本実施形態の作業装置を示した正面図であり、図２は、その側面図である。
【００１４】
作業装置１は、大きく分けると、リーダ５４に沿って昇降するための昇降手段２、オーガスクリューを回転駆動させるオーガ３、そしてオーガスクリュー７２を上下動させて排土操作を行うための油圧シリンダ４，４とから構成されている。そして、本実施形態では特に、昇降手段２の上にオーガ３を配置し、そのオーガを挟むようにして２本の油圧シリンダ４，４を両側に配置した構成をとっている。即ち、従来の作業装置５０では、図５に示すように昇降手段６１の下にオーガ６２及び油圧シリンダ６３，６３、そしてオーガの下に連結キャップ６５を配置させていたが、本実施形態ではオーガ３及び油圧シリンダ４，４の下に昇降手段２を配置させ、昇降手段２の底面に連結キャップ５が突設するように構成されている。
【００１５】
ここで、図３は、昇降手段２を示した図１のＡ−Ａ断面図である。昇降手段２は、ラック式を使用し、リーダ５４の軸芯に沿って設けられた左右両面のラック５６に対し、その両側から挟み込んで噛合する２個のピニオン１１，１１がシャフト１２，１２と一体になって回転支持されている。そして、その外側には油圧モータ１３，１３が配置され、各ピニオン１１，１１へギヤ１４，１４を介して回転を伝達するよう構成されている。図示するように２個の油圧モータ１３，１３は装置本体１５の両サイドに配置され、その間にオーガスクリュー７２を通すための挿通管１６が設けられている。そして、装置本体１５の底面にあって挿通管１６の同軸上に、連結キャップ５（図１参照）が下に突き出して固定されている。
【００１６】
一方、こうした昇降手段２の上方には、図１に示すようにオーガ３が油圧シリンダ４，４を介して取り付けられている。即ち、オーガ３は昇降手段２の真上に配置され、そのオーガ３の両側に油圧シリンダ４，４が固定されている。油圧シリンダ４，４は、そのシリンダチューブ４１，４１がオーガ３に固定され、両方のシリンダチューブ４１，４１上端に固定された連結ブラケット２１が、オーガ３を上方から吊るようにピンによって連結されている。更に下方に突設された油圧シリンダ４，４のピストンロッド４２，４２は、その先端が昇降手段２に固定されたブラケット２２，２２に軸着されている。そして、こうした作業装置１は、図２に示すように、昇降手段２にはガイドローラ３１，３１が、そしてオーガ３にはガイドギブ３２，３２が設けられ、それらがラック５６を挟んで配置された２本のガイドレール５５を摺動可能に挟持し、リーダ５４（図４参照）に沿って昇降するように装着されている。更に作業装置１は、昇降手段２の油圧モータ１３，１３と油圧シリンダ４，４とが油圧によって駆動するので、そのための油圧回路（不図示）が構成されている。
【００１７】
こうした作業装置１は、図４に示す従来の作業装置６０と同様に杭打機５０に装着され、中掘工法などによる施工に使用される。そして、その際、地盤の掘削を行う過程で掘削土がパイル７１内に詰まってオーガスクリュー７２の抵抗が大きくなるために排土操作を行う必要が生じてくる。本実施形態の作業装置１による排土操作は次のようにして行われる。
オーガスクリュ−７２の回転に対する抵抗が大きくなると、油圧シリンダ４，４を伸縮させて昇降手段２に対してオーガを上下動させる。それにより、昇降手段２に連結されたパイル７１に対し、オーガ３に連結されたオーガスクリュー７２を相対的に上下動させ、パイル７１内における掘削土を移動させる。このとき、駆動を続ける昇降手段２によってパイル７１は下降し、油圧シリンダ４，４が伸長することによって相対的にオーガ３及びオーガスクリュー７２が上昇することになる。また油圧シリンダ４，４が縮小すれば、下降を続ける昇降手段２及びパイル７１に対し、オーガ３及びオーガスクリュー７２が相対的に下降することになる。
【００１８】
こうして排土操作を行う場合には、昇降手段２及びパイルやケーシングに対して相対的にオーガ３及びオーガスクリュー７２を上下動させ、掘削土を排土窓７７付近へ移動させてその排土窓７７から排土させるが、本実施形態では、昇降手段２の下降動作をそのまま継続させながら簡易な操作によってオーガ３及びオーガスクリュー７２のみを上下させることができる。すなわち、油圧シリンダ４，４の動作によって昇降手段２そのものの位置が変動しないので、油圧シリンダ４，４を伸ばせばオーガ３及びオーガスクリューのみが上がり、油圧シリンダ４，４を縮めればオーガ３及びオーガスクリューのみが下がることになる。そのため、本実施形態では、従来のようにピニオンをフリーの状態にしたり、油圧シリンダ４，４の伸縮に同調してピニオンの回転を駆動する必要がなくなり、安全面及び操作の困難さが解消された。
【００１９】
また、本実施形態の作業装置１では、昇降手段２とオーガとを上下に重ねて配置させ、更に昇降手段２にラック式を採用し、図３に示すように油圧モータ１３，１３を左右に配置させるようにしたので、重心をリーダ５４に近づけることができ、この作業装置１を装着した施工機全体の安定性を向上させることになった。即ち、先ず昇降手段２とオーガ３とを上下に重ねて構成したので、作業装置１自身の重心とリーダ５４との距離を縮めることができたからである。更に、昇降手段２をラック式としたので、スプロケットが中央に位置するチェーン方式とは異なり、中央に配置する挿通管１６（図３参照）を避けるように油圧モータ１３，１３を両サイドに配置させることができたので、作業装置１に連結するパイル７１或いはケーシングやオーガスクリュー７２の軸芯とリーダ５４との距離を縮めることができたからである。
【００２０】
以上、本発明に係るシリンダ付きラック昇降式オーガの一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態ではパイル７１を装着した中掘工法の場合について説明したが、ケーシングを取り付け、シートパイルを沿わせて打設するシート圧入工法の場合も同様である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、昇降手段が、ラックを挟んで設けられた一対のピニオンに回転を与える一対のモータを備え、底部にはパイルやケーシングを連結するための連結キャップを備えたものであり、オーガが、昇降手段の上方に配置され、一対のモータの間を通して連結されたオーガスクリューに回転を与えるものであり、シリンダが、オーガの両側に２個配置され、オーガを昇降手段に対して上下させるように取り付けられたものとしたので、排土操作をシリンダの操作のみで簡単に行うことができ、またベースマシーンに装着して施工機を構成する際にその施工機の安定性が良くなるようにしたシリンダ付きラック昇降式オーガを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシリンダ付きラック昇降式オーガの一実施形態を示した正面図である。り、図２は、その側面図である。
【図２】本発明に係るシリンダ付きラック昇降式オーガの一実施形態を示した側面図である。
【図３】図１における昇降手段のＡ−Ａ断面図である。
【図４】シリンダ付きラック昇降式オーガをベースマシン（杭打機）に装着した施工機を示した側面図である。
【図５】シリンダ付きラック昇降式オーガの一従来例を示した正面図である。
【図６】従来のシリンダ付きラック昇降式オーガにおける排土状態を模式的に示した図である。
【符号の説明】
１    作業装置（シリンダ付きラック昇降式オーガ）
２    昇降手段
３    オーガ
４    油圧シリンダ
５    連結キャップ
１１  ピニオン
１３  油圧モータ
７２  オーガスクリュー
【図１】
0003701889.tif 000002
【図２】
0003701889.tif 000003
【図３】
0003701889.tif 000004
【図４】
0003701889.tif 000005
【図５】
0003701889.tif 000006
【図６】
0003701889.tif 000007