(57)【要約】【課題】本発明は、ドーナツオーガー用アタッチメントに関し、既存のアースオーガー、若しくは、既存の中空回転装置を、二重スクリュー式穿孔機であるドーナツオーガーとして有効に活用できるようにすることが課題であって、それを解決することである。【解決手段】地盤に貫入させる筒状のケーシング５と該ケーシングの内側中央部で地盤に貫入させる主軸３とを互いに反動トルクを打ち消し合うように正回転・逆回転させるアタッチメントであって、地盤貫入用装置の駆動装置による回転駆動力を前記ケーシング５若しくは主軸３のいずれか一方に伝達して正回転させるとともに、前記地盤貫入装置の回転駆動力を逆回転伝達装置６を介してケーシング５若しくは主軸３のいずれか他方に逆回転駆動力を伝達して逆回転させるドーナツオーガー用アタッチメント１とする。【選択図】図１−Ａ
2017095987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に貫入させる筒状のケーシングと該ケーシングの内側中央部で地盤に貫入させる主軸とを互いに反動トルクを打ち消し合うように正回転・逆回転させるアタッチメントであって、
地盤貫入用装置の駆動装置による回転駆動力を前記ケーシング若しくは主軸のいずれか一方に伝達して正回転させるとともに、前記地盤貫入装置の回転駆動力を逆回転伝達装置を介してケーシング若しくは主軸のいずれか他方に逆回転駆動力を伝達して逆回転させること、
を特徴とするドーナツオーガー用アタッチメント。
【請求項２】
地盤に貫入させる主軸を回転駆動させる地盤貫入装置の駆動軸と、前記主軸の頭部との間に介装される装置であって、
装置中心部で前記駆動軸と前記主軸とを直結する連結用軸と、
前記連結用軸の正回転によって逆回転伝達装置を介して逆回転されるとともにケーシングの頭部に固定されて当該ケーシングを逆回転させるケーシング用回転装置と、
前記連結用軸と逆回転伝達装置とケーシング用回転装置とを具備して前記地盤貫入装置に固定される反力基板とによって構成され、
前記駆動軸で正回転される主軸と前記ケーシング用回転装置で逆回転される外側ケーシングとでドーナツオーガーとして駆動させること、
を特徴とするドーナツオーガー用アタッチメント。
【請求項３】
地盤貫入させる筒状のケーシングを把持装置で掴んで回転駆動させる地盤貫入装置の回転駆動部と、前記ケーシングの内側中央部に配設されて地盤に貫入される主軸の頭部との間に介装される装置であって、
前記ケーシングの頭部に固定され該ケーシングとともに回転する環状の回転装置と、
前記回転装置の正回転によって逆回転伝達装置を介して逆回転されるとともに軸端部が前記主軸の頭部に連結されて当該主軸を逆回転させる主軸用連結軸と、
前記回転装置と前記逆回転伝達装置と前記主軸用連結軸とを具備して前記地盤貫入装置の一部に固定される反力基板とによって構成され、
前記地盤貫入装置で正回転されるケーシングと前記主軸用連結軸で逆回転される主軸とでドーナツオーガーとして駆動させること、
を特徴とするドーナツオーガー用アタッチメント。
【請求項４】
装置中心部の連結用軸若しくは主軸用連結軸が、反力基板に備えたシリンダー装置により、上下方向に移動自在にされていること、
を特徴とする請求項２または３に記載のドーナツオーガー用アタッチメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木・建築における、例えば、水中・地中障害物破壊、土留め、各種基礎杭、掘削、既設構造体の削孔撤去、杭抜きなどの作業に使用する穿孔機として、既存のアースオーガーや中空回転圧入機に装着してドーナツオーガーとして機能させるアタッチメントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記のドーナツオーガーとは、互いに逆転する内側スクリューと外側スクリュー（ケーシング）により地盤を掘進する、二重スクリュー式の基礎杭用穿孔機である。前記内側スクリューと外周の外側スクリュー（ケーシング）とが同時に、逆回転させることで，互いの反動トルクを相殺し、無振動・無騒音であって、外側スクリュー（ケーシング）により孔壁の崩壊の無い安定した削孔が可能である。このような二重スクリュー式基礎杭用穿孔機としては、特許文献１の記載の地盤掘削装置が従来例として知られている。
【０００３】
前記ドーナツオーガーにより、従来のケーシングによる圧入だけでは固い地盤を掘削することが困難であったこと、また、従来のオーガーだけでは軟弱地盤、礫質土などにおいて孔壁の崩壊があったこと、という従来の不都合が解消されるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３６７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のドーナツオーガーは、一つの穿孔装置に中央部分のオーガーとこれに対して逆回転する外側のスクリュー（ケーシング等）との二つの必須部品を備えるので、専用品となって製造コストが高価になるとともに、前記オーガーと外側のスクリューとのいずれか一つしか無い穿孔機として、例えば、既存のアースオーガー、若しくは、外側スクリュー回転用で既存の中空回転装置それぞれの、有効活用とはならない。
【０００６】
そこで、簡易なアタッチメントを前記既存のオーガー、若しくは、既存の中空回転装置に介装させることで、簡単にドーナツオーガーとして使用できるようにすれば、低コストでドーナツオーガーにすることができる上に、既存のオーガー及び中空回転装置の汎用性が高まり、有効活用となる。本発明に係るドーナツオーガー用アタッチメントは、このような課題を解決するために提案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るドーナツオーガー用アタッチメントの上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、地盤に貫入させる筒状のケーシングと該ケーシングの内側中央部で地盤に貫入させる主軸とを互いに反動トルクを打ち消し合うように正回転・逆回転させるアタッチメントであって、地盤貫入用装置の駆動装置による回転駆動力を前記ケーシング若しくは主軸のいずれか一方に伝達して正回転させるとともに、前記地盤貫入装置の回転駆動力を逆回転伝達装置を介してケーシング若しくは主軸のいずれか他方に逆回転駆動力を伝達して逆回転させることである。
【０００８】
また、本発明に係るドーナツオーガー用アタッチメントの上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、地盤に貫入させる主軸を回転駆動させる地盤貫入装置の駆動軸と、前記主軸の頭部との間に介装される装置であって、装置中心部で前記駆動軸と前記主軸とを直結する連結用軸と、前記連結用軸の正回転によって逆回転伝達装置を介して逆回転されるとともにケーシングの頭部に固定されて当該ケーシングを逆回転させるケーシング用回転装置と、前記連結用軸と逆回転伝達装置とケーシング用回転装置とを具備して前記地盤貫入装置に固定される反力基板とによって構成され、前記駆動軸で正回転される主軸と前記ケーシング用回転装置で逆回転される外側ケーシングとでドーナツオーガーとして駆動させることである。
【０００９】
更に、本発明に係るドーナツオーガー用アタッチメントの上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、地盤貫入させる筒状のケーシングを把持装置で掴んで回転駆動させる地盤貫入装置の回転駆動部と、前記ケーシングの内側中央部に配設されて地盤に貫入される主軸の頭部との間に介装される装置であって、前記ケーシングの頭部に固定され該ケーシングとともに回転する環状の回転装置と、前記回転装置の正回転によって逆回転伝達装置を介して逆回転されるとともに軸端部が前記主軸の頭部に連結されて当該主軸を逆回転させる主軸用連結軸と、前記回転装置と前記逆回転伝達装置と前記主軸用連結軸とを具備して前記地盤貫入装置の一部に固定される反力基板とによって構成され、前記地盤貫入装置で正回転されるケーシングと前記主軸用連結軸で逆回転される主軸とでドーナツオーガーとして駆動させることである。
【００１０】
前記装置中心部の連結用軸若しくは主軸用連結軸が、反力基板に備えたシリンダー装置により、上下方向に移動自在にされていることを含むものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のドーナツオーガー用アタッチメントによれば、既存のアースオーガー、若しくは、既存の中空回転装置を、このアタッチメントを装着することで、地盤に貫入する主軸とケーシングとの、二重の地盤掘削が可能となって、ドーナツオーガー先行堀工法が可能となると言う優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１−Ａ】本発明に係るドーナツオーガー用アタッチメント１の、平面図（Ａ）、正面から見た縦断面図（Ｂ）である。
【図１−Ｂ】本発明に係るドーナツオーガー用アタッチメント１ａの、平面図（Ａ）、正面から見た縦断面図（Ｂ）である。
【図２−Ａ】同本発明に係るドーナツオーガー用アタッチメント１ｂの、平面図（Ａ）、正面から見た縦断面図（Ｂ）である。
【図２−Ｂ】本発明に係るドーナツオーガー用アタッチメント１ｃの、平面図（Ａ）、正面から見た縦断面図（Ｂ）である。
【図２−Ｃ】本発明に係るドーナツオーガー用アタッチメント１における、逆回転伝達装置６とケーシング用回転装置７との分解斜視図である。
【図２−Ｄ】同逆回転伝達装置６とケーシング用回転装置７との組立状態の縦断面図である。
【図３】既存のアースオーガーの駆動軸４に、本発明に係るドーナツオーガー用アタッチメント１を介装させて、主軸３およびケーシング５を互いに逆回転させるドーナツオーガーにする概略構成図である。
【図４】既存の中空回転装置６に、本発明に係るドーナツオーガー用アタッチメント１ａを介装させて、主軸３およびケーシング５を互いに逆回転させるドーナツオーガーにする概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係るドーナツオーガー用アタッチメント１，１ａは、図１−Ａ、図１−Ｂに示すように、既存のアースオーガー、若しくは、既存の中空回転装置を、二重スクリュー式基礎杭用穿孔機であるドーナツオーガーとして使用できるようにする、アタッチメントである。
【実施例１】
【００１４】
本発明に係るドーナツオーガー用アタッチメント１は、図１−Ａ（Ａ），（Ｂ）に示すように、地盤に貫入させる筒状の外側スクリューであるケーシング４と、該ケーシング４の内側中央部で地盤に貫入させるスクリューとしての主軸３とを互いに反動トルクを打ち消し合うように正回転・逆回転させるアタッチメントである。
【００１５】
そして、既存のアースオーガー等である地盤貫入用装置の駆動装置による回転駆動力を、前記ケーシング４若しくは主軸３のいずれか一方に伝達して正回転させるとともに、前記地盤貫入装置の回転駆動力を逆回転伝達装置６を介して、ケーシング４若しくは主軸３のいずれか他方に逆回転駆動力を伝達して逆回転させるものである。
【００１６】
前記ドーナツオーガー用アタッチメント１の構成は、地盤に貫入させる主軸３を回転駆動させる地盤貫入装置（アースオーガ、図示せず）の駆動軸４と、前記主軸３の頭部３ａとの間に介装される装置であって、この装置の中心部で前記駆動軸４と前記主軸３とを直結するための、反力基板である平板状矩形体の反力バー２に固着された軸受け部２ｂが設けられ、該軸受け部に２ｂに連結用軸２ａが支持されている。
【００１７】
前記連結用軸２ａは、装置中心部（反力バー２の中心）に設けられた軸受け部２ｂによって回転自在に支持されている。この連結用軸２ａの上下方向の途中に、太陽歯車２ｃが一体に設けられ、当該連結用軸２ａとともに同方向に回転する。
【００１８】
前記連結軸２ａの下部には、地盤を穿孔する主軸（スクリュー軸）３の頭部３ａに嵌合して、一体に回転させる嵌合部２ｄが設けられている。この連結用軸２ａは、前記反力バー２に対して、上下分割して一方の分割体を軸受け部２ｂに挿通・嵌合させて、他方の分割体と嵌合させて、これらを一体に締結するものである。
【００１９】
図１−Ａ、図２−Ｃ、図２−Ｄに示すように、前記連結用軸２ａおよび太陽歯車２ｃの正回転によって、逆回転伝達装置６を介して逆回転されるとともに、ケーシング５の頭部５ａに固定され一体となって当該ケーシング５を逆回転させるケーシング用回転装置７がある。
【００２０】
前記逆回転伝達装置６は、図２−Ｃに示すように、反力バー２の吊持部材２ｅに架設された円形の平板体である支承部材６ａと、該支承部材６ａに周方向で等間隔に一対配置され止め具６ｃ、軸支持部６ｄによって回転自在に支承されるアイドラー６ｂとで構成される。
【００２１】
前記アイドラー６ｂは、前記太陽歯車２ｃと前記ケーシング用回転装置７における内歯車７ｂの内歯７ｃとの間に介在して歯合するように配設されている。このアイドラー６ｂの中心の軸部が前記支承部材６ａの上面に貫通孔から突出しており、止め具６ｃと軸支持部６ｄとで、下方向に抜け出ないように止められている。
【００２２】
前記アイドラー６ｂは、前記太陽歯車２ｃと内歯車７ｂとの回転方向を逆回転させるものであり、速度比には無関係で、自転するのみであって、太陽歯車２ｃの回りを公転するものではない。
【００２３】
図２−Ｃ，図２−Ｄに示すように、前記ケーシング回転用装置７は、ケーシング５の頭部５ａの貫通孔に挿通されるボルトおよび締結用のナット等で固定される回転伝達リング７ａと、該回転伝達リング７ａとボルト締めなどで一体化される環状の内歯車７ｂとで構成される。
【００２４】
前記内歯車７ｂは、図２−Ｄに示すように、ベアリング等を介して回転支持部６ｅに回動自在に吊持されている。そして、回転支持部６ｅが支承部材６ａにボルト等で締結・固定されている。
【００２５】
更に、前記支承部材６ａが、図１−Ａに示す反力バー２に垂設された吊持部材２ｅを介してボルト等で固着されている。このようにして、前記回転伝達リング７ａと内歯車７ｂとが、反力バー２および支承部材６ａに回動自在に吊持されるものである。この内歯車７ｂの内周壁面に、内歯７ｃが刻設されている。
【００２６】
前記内歯車７ｂおよび回転伝達リング７ａが、内歯７ｃに歯合するアイドラー６ｂの回転によって、一体に回動することで、外側のケーシング５が内歯車７ｂと同一方向に回動するものである。
【００２７】
以上のように、本発明に係るドーナツオーガー用アタッチメント１は、前記連結用軸２ａと逆回転伝達装置６とケーシング用回転装置７とを具備して、既存の前記地盤貫入装置（図示せず）に固定される反力基板２とによって構成される。
【００２８】
そして、前記地盤貫入装置の駆動源であるモータ等で正回転される前記駆動軸４により、連結用軸２ａを介して同一方向に正回転される主軸３と、前記ケーシング用回転装置７で逆回転される外側ケーシング５とで、ドーナツオーガーとして駆動させるものである。
【００２９】
このようにして、アースオーガーだけを地盤に貫入させていた既存の地盤貫入装置が、本発明に係るアタッチメント１により、アースオーガーとケーシングとの二重穿孔機であるドーナツオーガーとして使用できるようになるものである。
【実施例２】
【００３０】
本発明に係る第２実施例は、図４に示す既存のケーシング５を回転させて地盤に貫入させる中空回転装置９を、本発明に係るアタッチメント１ａで、ドーナツオーガーとするものである。
【００３１】
前記ドーナツオーガー用アタッチメント１ａは、図１−Ｂに示すように、地盤貫入させる筒状のケーシング５を把持装置８で掴んで回転駆動させる中空回転装置６である地盤貫入装置（図示せず）の回転駆動部と、前記ケーシング５の内側中央部に配設されて地盤に貫入される主軸３の頭部との間に介装される装置である。
【００３２】
図１−Ｂに示すように、前記ケーシング５の頭部に固定され該ケーシング５とともに回転する環状の回転装置である回転伝達リング７ａと、前記回転装置の正回転によって逆回転伝達装置６を介して逆回転されるとともに軸端部の嵌合部２ｄが前記主軸３の頭部に連結されて当該主軸３を逆回転させる主軸用連結軸２ｆと、前記回転装置の回転伝達リング７ａと前記逆回転伝達装置６と前記主軸用連結軸２ｆとを具備して前記地盤貫入装置の一部に固定される反力基板（反力バー）２とによって構成されている。
【００３３】
前記中空回転装置９によって把持装置８に把持されたケーシング５が、図中の矢印で示す時計方向に回転する。すると、ケーシング５の頭部５ａに固着された回転伝達リング７ａが同一方向に回転するので、内歯車７ｂも一体となって同方向に回転する。
【００３４】
前記内歯車７ｂの回転により、その内歯７ｃに歯合する一対のアイドラー６ｂ，６ｂが同じく時計方向に回転する。そして、前記アイドラー６ｂの回転により、これに歯合する太陽歯車２ｃが、反時計方向に回転される。
【００３５】
前記太陽歯車２ｃが回転することで、主軸用連結軸２ｆが一体に回転して、当該主軸用連結部２ｆの下部の嵌合部２ｄに、頭部３ａが嵌合されている主軸３を反時計方向に回転させて、これを地盤に貫入させる。なお、大径のケーシング５を回転駆動させて、小径の主軸３を回転させるので、回転駆動用負荷が大きくなる。そこで、アイドラー６ｂの軸支持部６ｄに、前記ケーシング５の回転駆動を補助する補助モータを設けるようにしてもよい。
【００３６】
このようにして、前記地盤貫入装置である中空回転装置９によって、時計方向に正回転されるケーシング５と、逆回転伝達装置６を介して前記主軸用連結軸２ｆで逆回転される主軸３とで、ドーナツオーガーとして駆動させることができるのである。
【実施例３】
【００３７】
本発明に係る第３実施例は、図２−Ａ、図２−Ｂに示すように、シリンダー１０を反力バー２に設けて、連結用軸２ａ若しくは、主軸用連結軸２ｆを、ギアケースとは別に上下方向にスライドするように構成したものである。
【００３８】
このようにすることで、図２−Ａに示すアタッチメント中央部の中心軸である連結用軸２ａ、若しくは、図２−Ｂに示す中心軸である主軸用連結軸２ｆを、上下方向にスライドさせることができる。
【００３９】
前記シリンダー１０のロッドの駆動により、中心軸の連結用軸２ａ，主軸用連結軸２ｆを上下方向に移動させて、例えば、図２−Ａに示す例では内側の主軸３を、外側のケーシング５よりも先行させて地盤を掘削し、それにより地盤を緩めて後攻の前記ケーシング５の穿孔を容易にすることができる。また、図２−Ｂに示す例では、前記シリンダー１０で主軸３を上に引き上げた状態にして、ケーシング５による地盤穿孔を先行させて、それにより、地盤を緩めて、後攻の前記主軸３の穿孔を容易にすることができる。
【００４０】
更に、前記逆回転伝達装置６の軸支持部６ｄに駆動モータを一体に設ければ、このアタッチメント１だけで、主軸３とケーシング５の穿孔作業を行うこともできる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係るドーナツオーガー用アタッチメントによれば、既存のアースオーガーや中空回転装置に適用して、これらをドーナツオーガーに変換することが容易にできるものである。
【符号の説明】
【００４２】
１，１ａ，１，１ｃ    ドーナツオーガー用アタッチメント、
２          反力バー（反力基板）、          ２ａ      連結用軸、
２ｂ        軸受け部、                      ２ｃ      太陽歯車、
２ｄ        嵌合部、                        ２ｅ      吊持部材、
２ｆ        主軸用連結軸、
３          主軸（内側のスクリュー）、      ３ａ      頭部、
４          駆動軸、
５          ケーシング（外側のスクリュー）、
５ａ        頭部、  
６          逆回転伝達装置、                ６ａ      支承部材、
６ｂ        アイドラー、                    ６ｃ      止め具、
６ｄ        軸支持部、                      ６ｅ      回転支持部、
７          ケーシング用回転装置、          ７ａ      回転伝達リング、
７ｂ        内歯車、                        ７ｃ      内歯、  
８          把持装置、                      
９          中空回転装置、
１０        シリンダー、                    １０ａ    ロッド、
１１        連結板。
【図１−Ａ】
2017095987.tif 000003
【図１−Ｂ】
2017095987.tif 000004
【図２−Ａ】
2017095987.tif 000005
【図２−Ｂ】
2017095987.tif 000006
【図２−Ｃ】
2017095987.tif 000007
【図２−Ｄ】
2017095987.tif 000008
【図３】
2017095987.tif 000009
【図４】
2017095987.tif 000010