(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中軸を回転駆動する中軸用駆動源と、前記中軸と同軸上に設けられた中空の外軸を減速機を介して回転駆動する外軸用駆動源とを備えた施工具用回転駆動装置において、
杭打機のリーダに敷設されたガイドレールに移動可能に取り付けられた移動台に前記外軸を回転可能に支持すると共に、前記移動台に前記外軸と同軸上で第２外軸を回転可能に支持し、また、前記外軸用駆動源による回転を前記第２外軸に伝達する第２減速機を設け、該第２減速機は前記減速機よりも大きな減速比を有し、かつ、前記移動台に前記外軸駆動源、前記減速機、前記第２減速機を設け、
更に、前記中軸が接続された前記中軸用駆動源が取り付けられたベース部材と前記移動台とをスラストジャッキを介して連結したことを特徴とする施工具用回転駆動装置。
【請求項２】
前記減速機は、前記外軸用駆動源の出力軸に取り付けられた歯車と前記外軸に取り付けられた歯車とを噛合させて前記外軸を回転させると共に、前記第２減速機は、前記外軸用駆動源の出力軸に取り付けた歯車と前記第２外軸に取り付けた歯車とを噛合させて、前記第２外軸を回転させることを特徴とする請求項１記載の施工具用回転駆動装置。
【請求項３】
前記減速機は、前記外軸用駆動源の出力軸に取り付けられた歯車と前記外軸に取り付けられた歯車とを噛合させて前記外軸を回転させると共に、前記第２減速機は、前記外軸に取り付けられた太陽歯車と、前記第２外軸に取り付けた内歯歯車と、装置本体に回転可能に支持された遊星歯車とを備えた遊星減速機であることを特徴とする請求項１記載の施工具用回転駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中軸と外軸とを備え、２重管正逆回転撹拌翼を回転させてソイルセメント柱を形成するために用いる施工具用回転駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２重管正逆回転撹拌翼を使用する掘削撹拌方法によりソイルセメント柱を造成し、ソイルセメント柱がまだ固まらないうちに、リブ付鋼管を柱体内に建て込むソイルセメント合成鋼管杭工法が近年多用されている。この工法では、中軸と外軸とを備えた施工具用回転駆動装置により、２重管正逆回転撹拌翼を回転させてソイルセメント柱を形成している。
【０００３】
ソイルセメント合成鋼管杭工法では、例えば、図７（１）に示すように、余分なソイルセメントが発生しないように、セメントミルク注入量相当分を先行掘削する。同時に、周辺地盤の崩壊防止のために口元管を沈設する。その際、施工具用回転駆動装置１００の外軸に口元管１０２を取り付けて回転埋設しながら、中軸にスクリュー１０４を取り付けて掘削排土を行う。
【０００４】
次に、図７（２）に示すように、施工具用回転駆動装置１０６に接続した２重管正逆回転撹拌翼１０８を使用した掘削撹拌方法によりソイルセメント柱を造成する。２重管正逆回転撹拌翼１０８の回転数は良好な地盤改良効果が得られるよう比較的高回転数に設定されている。
【０００５】
続いて、ソイルセメント柱がまだ固まらないうちに、図７（３）に示すように、リブ付鋼管１１０を柱体内に建て込む。通常はリブ付鋼管１１０をクレーン１１２で吊下げて自重により建て込むが、所定の高さに納まらない場合は、施工具用回転駆動装置１００にリブ付鋼管１１０を接続し、回転埋設しながらリブ付鋼管１１０を建て込む。そして、施工具用回転駆動装置１００により口元管１０２を回転させながら引き抜いている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来のものでは、口元管１０２を埋設するために、施工具用回転駆動装置１００に外軸駆動トルクが大きいものが必要である。また、リブ付鋼管１１０を回転埋設する場合や、口元管１０２を回転させながら引き抜く場合にも高トルクを必要とする。一方、２重管正逆回転撹拌翼１０８を用いる場合、施工具用回転駆動装置１０６の中軸、外軸に比較的高回転数を必要とする。
【０００７】
このため、施工具用回転駆動装置１００，１０６には、高トルク用と高速回転用との２台必要となり、１台の杭打機に交互に脱着して作業することもできるが、通常は作業性が悪いため、２台の杭打機にそれぞれの施工具用回転駆動装置１００，１０６を取り付けて作業している。よって、高トルク用と高速回転用との２台の施工具用回転駆動装置１００，１０６と２台の杭打機とが必要となり、経済的にも負担が大きいという問題があった。
【０００８】
本発明の課題は、高トルクでの施工も高速回転での施工も行うことができる施工具用回転駆動装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
中軸を回転駆動する中軸用駆動源と、前記中軸と同軸上に設けられた中空の外軸を減速機を介して回転駆動する外軸用駆動源とを備えた施工具用回転駆動装置において、
杭打機のリーダに敷設されたガイドレールに移動可能に取り付けられた移動台に前記外軸を回転可能に支持すると共に、前記移動台に前記外軸と同軸上で第２外軸を回転可能に支持し、また、前記外軸用駆動源による回転を前記第２外軸に伝達する第２減速機を設け、該第２減速機は前記減速機よりも大きな減速比を有し、かつ、前記移動台に前記外軸駆動源、前記減速機、前記第２減速機を設け、
更に、前記中軸が接続された前記中軸用駆動源が取り付けられたベース部材と前記移動台とをスラストジャッキを介して連結したことを特徴とする施工具用回転駆動装置がそれである。
【００１０】
前記減速機は、前記外軸用駆動源の出力軸に取り付けられた歯車と前記外軸に取り付けられた歯車とを噛合させて前記外軸を回転させると共に、前記第２減速機は、前記外軸用駆動源の出力軸に取り付けた歯車と前記第２外軸に取り付けた歯車とを噛合させて、前記第２外軸を回転させるものであってもよい。あるいは、前記減速機は、前記外軸用駆動源の出力軸に取り付けられた歯車と前記外軸に取り付けられた歯車とを噛合させて前記外軸を回転させると共に、前記第２減速機は、前記外軸に取り付けられた太陽歯車と、前記第２外軸に取り付けた内歯歯車と、装置本体に回転可能に支持された遊星歯車とを備えた遊星減速機であってもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示すように、１は自走式の杭打機で、リーダ２がステー４及びキャッチングホーク６によって起倒自在に支持されている。リーダ２の前面にはその長手方向に沿って長尺状の一対のガイドレール８が敷設されている。
【００１２】
ガイドレール８には、複数のガイドギブ１０を介して施工具用回転駆動装置１２が摺動可能に取り付けられている。施工具用回転駆動装置１２には、施工具としての２重管正逆回転撹拌翼１４が取り付けられ、図２に示すように、２重管正逆回転撹拌翼１４を回転駆動するように構成されている。
【００１３】
杭打機１には、ウインチ２０が搭載されており、ウインチ２０から引き出されたワイヤ２２は、リーダ２に沿って引き出され、リーダ２の中間に回転可能に支持されたシーブ２４を介して、リーダ２の上端に回転可能に支承されたシーブ２６に掛け渡されている。
【００１４】
更に、ワイヤ２２は、リーダ２の上端に設けられたシーブ２８に掛け渡された後、ワイヤ２２には施工具用回転駆動装置１２が吊下げられており、その一端はリーダ２の上端に止結されている。尚、ウインチ２０に限らず、ガイドレール８に沿ってリーダ２に敷設されたラックに噛合したピニオンを、施工具用回転駆動装置１２に設けたモータにより回転させて、施工具用回転駆動装置１２を昇降させるように構成したものでもよい。
【００１５】
前述した施工具用回転駆動装置１２は、図２，３に示すように、中軸３０の上端がカップリング３２を介して中軸用駆動源３４の出力軸３６に接続されている。中軸用駆動源３４は、電動モータ３４ａと減速機３４ｂとを備え、電動モータ３４ａの回転が減速機３４ｂを介して出力軸３６に伝達されて、出力軸３６が回転駆動される。
【００１６】
図４に示すように、中軸３０と同軸上に外軸３８が配置されており、外軸３８は中空に形成されており、その中空内部に中軸３０が挿入されている。外軸３８は、移動台４０に一対の軸受け４２，４４を介して回転可能に支持されている。
移動台４０には、外軸用駆動源４６が取り付けられており、外軸用駆動源４６は電動モータ４６ａと減速機４６ｂとを備えている。減速機４６ｂの出力軸４８には、２つの歯車５０，５２が一体回転するように取り付けられている。一方の歯車５０は、外軸３８に一体的に取り付けられた歯車５４に噛合されており、両歯車５０，５４により減速機５６が構成されている。
【００１７】
他方の歯車５２は、大歯車５７に噛合されており、大歯車５７は、移動台４０に取り付けられた軸受け５８の外輪と一体に形成されて、移動台４０に回転可能に支持されている。歯車５２と大歯車５７とにより第２減速機６０が構成されている。第２減速機６０の減速比は減速機５６の減速比よりも大きくなるように構成されている。大歯車５７には、第２外軸６２が固定されており、第２外軸６２も中空に形成されて、外軸３８と同軸上に配置されている。第２外軸６２の下端には、フランジ部６２ａが形成されている。
【００１８】
移動台４０と中軸用駆動源３４が取り付けられたベース部材４１とは、一対のスラストジャッキ６４，６６を介して連結されており、スラストジャッキ６４，６６を駆動して、移動台４０を移動させて、２重管正逆回転撹拌翼１４との接続作業が容易にできるように構成されている。
【００１９】
次に、前述した本実施形態の施工具用回転駆動装置１２の作動について説明する。
まず、図７（１）と同様に、口元管１０２を地中に挿入する際には、図６（２）に示すように、第２外軸６２のフランジ部６２ａにカップリング７０を図示しないボルト等により取り付ける。このカップリング７０は、口元管１０２を挿入できるように中空状に形成されており、また、カップリング７０には切欠７０ａが形成されている。口元管１０２の先端の外周には突起１０２ａが設けられており、この突起１０２ａを切欠７０ａに挿入して回転させることにより、カップリング７０と口元管１０２をワンタッチで連結することができる。一方、口元管１０２内に挿入されているスクリュー１０４は、中軸３０に連結される。
【００２０】
そして、外軸用駆動源４６を駆動して、第２減速機６０の両歯車５２，５７を介して、第２外軸６２が回転される。よって、フランジ部６２ａ、カップリング７０を介して口元管１０２が回転され、口元管１０２の先端に取り付けられた図示しない掘削ビットにより掘削される。第２減速機６０の大きな減速比で減速されるので、第２外軸６２は大きなトルクで回転され、口元管１０２の回転負荷が大きくても、掘削できる。その際、減速機５６の両歯車５０，５４を介して外軸３８は空転している。
【００２１】
また、中軸用駆動源３４を駆動して、中軸３０を回転させる。これにより、スクリュー１０４が回転されて、口元管１０２内が掘削されると共に、内部の土砂がスクリュー１０４の羽根に沿って排出される。施工具用回転駆動装置１２をガイドレール８に沿って下降させて、口元管１０２内の土砂を排出しながら口元管１０２を地中に挿入する。地中に挿入した後は、口元管１０２とカップリング７０との連結を解除して、施工具用回転駆動装置１２をガイドレール８に沿って引き揚げる。引き揚げた後、中軸３０とスクリュー１０４との連結を解除する。
【００２２】
次に、図６（１）に示すように、２重管正逆回転撹拌翼１４の中軸１４ａの先端を中軸３０に連結する。また、２重管正逆回転撹拌翼１４の外軸１４ｂをカップリング７４を介して外軸３８に連結する。そして、外軸用駆動源４６を駆動して、減速機５６の両歯車５０，５４を介して外軸３８を回転させ、カップリング７４を介して外軸１４ｂを回転させる。減速機５６の減速比は小さいので、外軸３８は第２外軸６２よりも高速で回転される。
【００２３】
また、中軸用駆動源３４を駆動して、中軸３０を回転させ、中軸３０を介して中軸１４ａを回転させる。その際、中軸３０と外軸３８との回転方向が逆となるように駆動する。図７（２）に示す場合と同様に、２重管正逆回転撹拌翼１４を口元管１０２内に挿入して、２重管正逆回転撹拌翼１４により掘削を行う。また、同時に、セメントミルクを注入して、２重管正逆回転撹拌翼１４により撹拌しながら掘削を行い、ソイルセメント柱を形成する。
【００２４】
所定深さのソイルセメント柱を形成した後は、２重管正逆回転撹拌翼１４を回転させながら引き抜き、２重管正逆回転撹拌翼１４と中軸３０、外軸３８との連結を解除する。そして、図７（３）と同様に、クレーン１１２によりリブ付鋼管１１０を吊り上げて、ソイルセメント柱内に挿入する。挿入した後、施工具用回転駆動装置１２の第２外軸６２にカップリング７０を介して口元管１０２を連結して、口元管１０２を引き抜く。
【００２５】
次に、前述した施工具用回転駆動装置１２と第２減速機が異なる第２実施形態の施工具用回転駆動装置について図５によって説明する。尚、前述した実施形態と同じ部材については同一番号を付して詳細な説明を省略する。
本第２実施形態では、第２減速機７８に遊星減速機が用いられており、太陽歯車８０が外軸３８に一体的に取り付けられている。太陽歯車８０に噛合した複数の遊星歯車８２は、移動台４０に回転可能に支持されており、遊星歯車８２は内歯歯車８４に噛合されている。
【００２６】
内歯歯車８４は軸受け８５の内輪と一体的に形成されており、軸受け８５の外輪８６は移動台４０に取り付けられている。第２外軸６２は内歯歯車８４に取り付けられており、第２減速機７８に遊星減速機を用いることにより大きな減速比が容易に得られる。
【００２７】
本実施形態では、駆動源として電動モータの場合を例に説明したが、これに限らず、駆動源として油圧モータを使用してもよい。以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の施工具用回転駆動装置は、第２外軸を設け、第２外軸を減速比の大きな第２減速機を介して回転させるので、第２外軸を大きなトルクで駆動でき、負荷の大きな口元管等であっても、回転駆動できるので、１台の施工具用回転駆動装置で高トルクでの施工を必要とする口元管と高速回転での施工を必要とする２重管正逆回転撹拌翼等の施工具とを回転駆動させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての施工具用回転駆動装置を用いた杭打機の側面図である。
【図２】本実施形態の施工具用回転駆動装置の拡大側面図である。
【図３】本実施形態の施工具用回転駆動装置の拡大正面図である。
【図４】本実施形態の減速機、第２減速機の拡大断面図である。
【図５】第２実施形態の減速機、第２減速機の拡大断面図である。
【図６】本実施形態の口元管、２重管正逆回転撹拌翼との連結の説明図である。
【図７】従来の施工工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１…杭打機            ２…リーダ
８…ガイドレール      １０…ガイドギブ
１２，１００，１０６…施工具用回転駆動装置
１４，１０８…２重管正逆回転撹拌翼
３０…中軸            ３４…中軸用駆動源
３６…出力軸          ３８…外軸
４０…移動台          ４６…外軸用駆動源
４８…出力軸          ５６…減速機
６０，７８…第２減速機
６２…第２外軸        １０２…口元管
１１０…リブ付鋼管    １１２…クレーン
【図１】
0004448608.tif 000002
【図２】
0004448608.tif 000003
【図３】
0004448608.tif 000004
【図４】
0004448608.tif 000005
【図５】
0004448608.tif 000006
【図６】
0004448608.tif 000007
【図７】
0004448608.tif 000008