(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に孔を削孔したり杭を打設したりするためのアースオーガーに備えられたオーガースクリューが、定められた長さを有する延長用のオーガースクリューを連結することによって延長可能とされるとともに、該オーガースクリューをその軸線周りに回転駆動させるオーガー駆動機構が前記オーガースクリューの軸線方向に沿って移動自在に設けられた構成とされ、
前記オーガースクリューの上端部には、その軸線と直交する方向に延在する互いに平行な二本一対の係合溝が形成されるとともに、
前記オーガー駆動機構には、該オーガー駆動機構と前記オーガースクリューの上端部とを着脱自在に連結する連結機構が備えられて、
該連結機構には、前記オーガースクリューの軸線と直交する方向に沿って進退自在とされた可動ピン部材が備えられ、該可動ピン部材には、前記オーガースクリューの係合溝に係合する互いに平行な一対の係合部と、前記オーガースクリューの上端部の径よりも内側寸法が大きく設定された解除部とが隣接して形成されていて、該可動ピン部材の進退によりその係合部が前記オーガースクリューにおける係合溝に合致したときに該オーガースクリューと前記オーガー駆動機構とが連結され、かつ該可動ピン部材の解除部が前記係合溝に合致したときにそれらの連結が解除される構成とされていることを特徴とするアースオーガー。
【請求項２】
請求項１記載のアースオーガーにおいて、前記連結機構には、前記可動ピン部材を前記オーガースクリューの軸線と直交する方向に進退駆動させるピン部材駆動機構が備えられていることを特徴とするアースオーガー。
【請求項３】
請求項２記載のアースオーガーにおいて、前記オーガー駆動機構には、前記可動ピン部材の、前記オーガースクリューの軸線周りの向きを検出する検出センサーが備えられていることを特徴とするアースオーガー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば地盤に孔を削孔したり杭を打設したりするための連続壁施工機や杭打ち機に適用するのに好適なアースオーガーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、例えば地盤に地中連続壁を形成するために孔を削孔する連続壁施工機や、コンクリート杭，ＰＣ杭等を打設するための杭打ち機には、アースオーガーをベースとしたものが用いられている。
このアースオーガーは、クローラクレーンにリーダが設けられ、オーガースクリューが、その軸線周りに回転自在かつ軸線方向に移動自在となるようリーダに吊り下げられた構成となっている。そして、オーガースクリューを回転させつつ下降させて地盤を掘り進むことによって、孔を削孔したり杭を打設するようになっている。
【０００３】
ところで、交通量の多い幹線道路の下方等、十分な高さの地下空間が確保できない場所で地下鉄工事や地下駐車場構築工事を行う場合や、例えば営業中の鉄道の近接位置等、万が一の転倒事故や地上障害物を避ける必要のある場所で工事を行うときには、低空頭タイプ（機械高さの低いもの）のアースオーガーを用いている。
この低空頭タイプのアースオーガーは、所定長さのオーガースクリューを継ぎ足して延長していくことによって、所定深さまで孔を削孔したり杭を打設したりする構成となっている。
【０００４】
このような低空頭タイプのアースオーガーでは、前記オーガースクリューを延長するために、オーガースクリューの上端部と、このオーガースクリューを回転駆動するためのオーガー減速機とが着脱自在に連結できる構成となっている。そして、このオーガースクリューとオーガー減速機との連結、及びオーガースクリューと延長用のオーガースクリューとの連結は、それぞれに形成された２つのピン穴に２本のジョイントピンを挿入することによって行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来のアースオーガーにおいては、ジョイントピンによるオーガースクリューとオーガー減速機、オーガースクリューどうしの連結作業は、人手に頼っているのが現状である。特に、足場等に登って行う必要のあるオーガースクリューとオーガー減速機との連結作業は、地上で行うことのできるオーガースクリューどうしの連結作業に比較して手間がかかるため、特に作業効率が悪く時間がかかるものとなっていた。このような問題は、削孔あるいは杭打設後にオーガースクリューを引き上げる場合にも起こりうる。しかもジョイントピンの脱落、紛失といった問題も付随する。
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、オーガースクリューとオーガー減速機との連結作業の効率化、容易化を図ることのできるアースオーガーを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、地盤に孔を削孔したり杭を打設したりするためのアースオーガーに備えられたオーガースクリューが、定められた長さを有する延長用のオーガースクリューを連結することによって延長可能とされるとともに、該オーガースクリューをその軸線周りに回転駆動させるオーガー駆動機構が前記オーガースクリューの軸線方向に沿って移動自在に設けられた構成とされ、前記オーガースクリューの上端部には、その軸線と直交する方向に延在する互いに平行な二本一対の係合溝が形成されるとともに、前記オーガー駆動機構には、該オーガー駆動機構と前記オーガースクリューの上端部とを着脱自在に連結する連結機構が備えられて、該連結機構には、前記オーガースクリューの軸線と直交する方向に沿って進退自在とされた可動ピン部材が備えられ、該可動ピン部材には、前記オーガースクリューの係合溝に係合する互いに平行な一対の係合部と、前記オーガースクリューの上端部の径よりも内側寸法が大きく設定された解除部とが隣接して形成されていて、該可動ピン部材の進退によりその係合部が前記オーガースクリューにおける係合溝に合致したときに該オーガースクリューと前記オーガー駆動機構とが連結され、かつ該可動ピン部材の解除部が前記係合溝に合致したときにそれらの連結が解除される構成とされていることを特徴としている。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のアースオーガーにおいて、前記連結機構には、前記可動ピン部材を前記オーガースクリューの軸線と直交する方向に進退駆動させるピン部材駆動機構が備えられていることを特徴としている。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項２記載のアースオーガーにおいて、前記オーガー駆動機構には、前記可動ピン部材の、前記オーガースクリューの軸線周りの向きを検出する検出センサーが備えられていることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るアースオーガーの第一および第二の実施の形態を、図１ないし図８を参照して説明する。ここでは、例えば、本発明に係るアースオーガーを杭打ち機に適用する場合の例を用いて説明する。
【００１０】
［第一の実施の形態］
図１および図２に示すように、杭打ち機（アースオーガー）１は、本体２のブーム３の先端部に所定長のリーダ４が設けられ、このリーダ４に、地盤に杭を打つためのオーガー装置５が設けられた構成となっている。
図１に示したように、このオーガー装置５は、低空頭タイプとなっており、撹拌翼６を備えた先端スクリューＳ0に、所定長のオーガースクリューＳ，Ｓ，…を適宜継ぎ足していくようになっている。
【００１１】
先端スクリューＳ0および各オーガースクリューＳは、シャフト本体７の外周面にスクリュー翼８が一体に形成された構成となっている。さらにこれら先端スクリューＳ0および各オーガスクリューＳの頭部にはジョイント部９が形成されている。このジョイント部９は、断面視例えば六角形でシャフト本体７よりも小径とされており、その側面には互いに平行な二本一対の係合溝１０，１０が形成されている。さらに、各オーガースクリューＳの下端部には、前記ジョイント部９に係合する凹部１１が形成されており、この凹部１１に先端スクリューＳ0および他のオーガースクリューＳのジョイント部９を挿入してジョイントピン（図示なし）でピン結合できるようになっている。
【００１２】
図１および図２に示したように、オーガー装置５には、オーガースクリューＳをその軸線周りに回転駆動させるオーガー駆動機構１５が、リーダ４の前側にこれに沿って上下動自在に設けられている。また、図１および図３に示すように、リーダ４の後側には、延長用のオーガースクリューＳをストックし供給するためのスクリューストック供給機構１６が備えられている。
【００１３】
図４に示すように、このオーガー駆動機構１５は、油圧駆動で所定の回転速度でオーガースクリューＳを回転駆動させるオーガー減速機１９と、このオーガー減速機１９にオーガースクリューＳを着脱自在に連結するための連結機構２０とから構成されている。
【００１４】
オーガー減速機１９の下面には、オーガースクリューＳのジョイント部９を挿入するため、このジョイント部９の断面形状に対応した断面六角形の穴２１ａを有した保持部材２１が設けられている。
【００１５】
図４および図５に示すように、連結機構２０は、連結すべきオーガースクリューＳの軸線と直交する方向に移動自在な二本一対のピン部材（可動ピン部材）２２と、これらピン部材２２の両側に配置されて互いに平行な二本一対のガイド部材２３と、油圧または空圧の駆動源２４ａを有して、ピン部材２２をスライドさせるためのピン駆動シリンダ（ピン部材駆動機構）２４とから構成されている。図６に示すように、ピン部材２２は、その内側に、互いに平行な係合部２５，２５が形成されている。この係合部２５，２５は、オーガースクリューＳの頭部に形成された前記係合溝１０，１０と略同じ間隔で形成されている。さらにこの係合部２５，２５の一端側には、オーガースクリューＳのジョイント部９の外径よりも大きな離間間隔で切欠き部（解除部）２６，２６が隣接して形成されている。そして、このピン部材２２は、オーガー減速機１９の保持部材２１の側面に形成されたスリットから、係合部２５，２５が穴２１ａ内に突出して臨むように設けられている。
【００１６】
また、図５に示したように、ガイド部材２３は、保持部材２１が移動自在に支持された構成となっており、さらにこのガイド部材２３には、保持部材２１の移動を規制するためのセルフロック機構２７Ａ，２７Ｂが設けられている。
【００１７】
このような構成の連結機構２０では、図６（ａ）に示すように、保持部材２１内にオーガースクリューＳのジョイント部９を挿入した状態で、図６（ｂ）に示すように、ピン部材２２をピン駆動シリンダ２４で押し出してスライドさせて、係合部２５，２５をオーガースクリューＳのジョイント部９の係合溝１０，１０の位置に合致させてそれらを係合させれば、オーガー減速機１９とオーガースクリューＳとが連結状態となる。そして、図６（ｃ）に示すように、ピン部材２２を１８０度回転させた後、図６（ｄ）に示すように、ピン部材２２を他方（オーガースクリューＳに対して上記とは逆方向）に押し出してスライドさせて、切欠き部２６，２６をオーガースクリューＳの係合溝１０，１０の位置に合致させれば、オーガー減速機１９とオーガースクリューＳとの連結が解除された状態となる。
【００１８】
また、前記ピン駆動シリンダ２４には、近接センサー（検出センサー）２８，２８が備えられている。これら近接センサー２８，２８は、ピン部材２２がオーガースクリューＳの軸線周りに回転したときに、ピン部材２２の両端部にそれぞれ突出形成された二個一対の検出部２２ａ，２２ａが近接センサー２８，２８の直前位置に接近したときにこれを検出するようになっている。
【００１９】
次に、上記構成からなる杭打ち機１の作用について説明する。
図１に示したように、杭打ち機１では、基本的に従来の低空頭タイプの杭打ち機と同様に、オーガー駆動機構１５でオーガースクリューＳを回転駆動させつつ下降させて地盤を掘り進むことによって、杭を打設する。そして、杭の打設の進捗にともない、オーガースクリューＳを順次継ぎ足して延長していく。
【００２０】
オーガースクリューＳを継ぎ足すときには、オーガー駆動機構１５の連結機構２０のピン部材２２の係合部２５，２５がオーガースクリューＳのジョイント部９の係合溝１０，１０に係合し、オーガー減速機１９とオーガースクリューＳとが連結された状態（図６（ｃ）参照）となっており、さらにオーガー駆動機構１５がリーダ４の下端部まで下降した状態となっている。
【００２１】
この状態で、まず、ピン部材２２の切欠き部２６，２６がピン駆動シリンダ２４側に位置するよう、オーガー駆動機構１５でオーガースクリューＳと一体にピン部材２２を回転させ、近接センサー２８，２８でピン部材２２の検出部２２ａ，２２ａが直前位置に来たことを検出した時点で回転を停止させる。
次いで、地中のオーガースクリューＳの上端部を、各種把持手段３０（図１参照）でその芯がずれないように把持する。
続いて、図６（ｄ）に示したように、ピン駆動シリンダ２４でピン部材２２を押してスライドさせ、切欠き部２６，２６をオーガースクリューＳのジョイント部９に合わせて、オーガー減速機１９とオーガースクリューＳとの連結を解除する。
【００２２】
この後、図１に示したオーガー駆動機構１５をリーダ４に沿って上昇させる。すると、オーガースクリューＳはそのまま地中に残り、オーガー駆動機構１５のみが上昇する。
【００２３】
そして、上昇させたオーガー駆動機構１５の下方位置に、次に継ぎ足すべき延長用のオーガースクリューＳを、リーダ４の後方に設けられているスクリューストック供給機構１６から供給する。
【００２４】
次いで、オーガー駆動機構１５をリーダ４に沿って下降させ、図６（ａ）に示した連結機構２０のピン部材２２の切欠き部２６，２６間に、オーガースクリューＳのジョイント部９を挿入する。このときには、ピン部材２２の係合部２５，２５がピン駆動シリンダ２４側に位置するよう、オーガー駆動機構１５でピン部材２２を回転させて、近接センサー２８，２８でピン部材２２の検出部２２ａ，２２ａが直前位置に来たことを検出した時点で回転を停止させておく。
【００２５】
そして、図６（ｂ）に示したように、ピン駆動シリンダ２４でピン部材２２を押してスライドさせ、係合部２５，２５を、オーガースクリューＳの係合溝１０，１０に係合させる。これにより、オーガー駆動機構１５とオーガースクリューＳとが連結された状態となり、オーガースクリューＳの延長継ぎ足し作業が完了する。
【００２６】
上述した杭打ち機１では、オーガースクリューＳの上端部には二本一対の係合溝１０，１０が形成されるとともに、オーガー駆動機構１５には、オーガー減速機１９とオーガースクリューＳとを着脱自在に連結するピン部材２２を有した連結機構２０が備えられた構成とされ、該ピン部材２２には係合溝１０，１０に係合する係合部２５，２５と、ピン部材２２のジョイント部９よりも大きな寸法の切欠き部２６，２６とが隣接して形成された構成となっている。
また、連結機構２０には、ピン部材２２を進退駆動させるピン駆動シリンダ２４が備えられ、さらにはピン部材２２の向きを検出する近接センサー２８，２８が備えられた構成となっている。
これにより、ピン部材２２の向きを近接センサー２８，２８で検出し、正しい向きに位置したピン部材２２をピン駆動シリンダ２４で進退させることによって、オーガースクリューＳとオーガー減速機１９との連結・切り離しを自動的に行うことができる。したがって、オーガースクリューＳの延長継ぎ足し作業の効率を向上させて、作業の迅速化，工期の短縮化を図ることができる。しかも、高所におけるピンの抜き差し作業を廃することができるので作業の安全性を向上させることもできる。加えて、連結機構２０が簡易な構造であるため、既存のアースオーガーにも容易かつ低コストで適用することが可能である。
【００２７】
なお、上記第一の実施の形態において、ピン部材２２を進退駆動するためのピン駆動シリンダ２４を、ピン部材２２の片側にのみ設ける構成としたが、ピン部材２２を挟んで対向する位置に二台のピン駆動シリンダ２４を備える構成としてもよい。このような構成とすれば、ピン部材２２を進退させるに際して、その向きによってピン部材２２を回転させる必要が無くなる。
【００２８】
［第二の実施の形態］
次に、本発明に係るアースオーガーの第二の実施の形態について説明する。
ここで説明するアースオーガーは、上記第一の実施の形態で説明した杭打ち機１と基本構成が共通であり、オーガー減速機１９とオーガースクリューＳとを着脱自在に連結する連結機構の構成のみが異なるものである。したがって、以下の説明においては、第一の実施の形態における杭打ち機１と異なる構成についてのみ説明し、共通する構成については同一符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
図７に示すように、杭打ち機（アースオーガー）１’にはオーガー減速機１９とオーガースクリューＳとを着脱自在に連結するために連結機構５５が備えられている。
この連結機構５５は、オーガー減速機１９の下面に一体に備えられて、オーガースクリューＳのジョイント部９を保持するための断面六角形の穴５６ａを有したスクリュー保持部材５６と、スクリュー保持部材５６に保持されたオーガースクリューＳとを連結するためのピン部材（可動ピン部材）５７と、該ピン部材５７をスライド駆動するためのピン駆動機構５８とから構成されている。
【００３０】
図７（ｂ）に示すように、ピン部材５７には、前記ピン部材２２（図６参照）と同様、オーガースクリューＳの係合溝１０，１０に係合する係合部６０，６０と、オーガースクリューＳのジョイント部９よりも大きな寸法に設定された切欠き部（解除部）６１，６１とが隣接して形成されている。このピン部材５７は、スクリュー保持部材５６に形成されたスリットから係合部６０，６０が穴５６ａ内に突出して臨むよう、スライド移動自在に設けられている。
【００３１】
このピン部材５７を進退駆動するためのピン駆動機構５８は以下のような構成となっている。すなわち、図７（ａ）に示したように、オーガー減速機１９の下面に略円筒状の筒体６２が設けられ、この筒体６２内には、筒体６２の内面に沿った環状のリング部材６３が設けられている。このリング部材６３は、油圧あるいは空圧の駆動源６４ａで上下方向に伸縮駆動されるシリンダ６４によって、筒体６２内で上下動するようになっている。
また、二枚一対のプレート６５，６５が、スクリュー保持部材５６を挟んで互いに平行に設けられており、これらのプレート６５，６５とスクリュー保持部材５６とピン部材５７とがリンク機構６６によって連結されている。各プレート６５の両端部は、前記リング部材６３の内周面にベアリング６７を介して回転自在に支持されている。これによって、プレート６５，６５がリンク部材６３と一体に上下動し、かつリング部材６３の内側で、プレート６５，６５がスクリュー保持部材５６と一体に回転自在な構成となっている。
図８（ａ）および（ｂ）に示すように、このような構成のピン駆動機構５８では、リング部材６３を駆動源６４によって筒体６２内で上下動させると、これがリンク機構６６を介してピン部材５７に伝達され、ピン部材５７がオーガースクリューＳの軸線と直交する方向に進退駆動されるようになっている。
【００３２】
このような連結機構５５を備えた杭打ち機１’では、ピン駆動機構５８でピン部材５７を進退駆動させることによって、オーガー減速機１９とオーガースクリューＳとの連結作業を自動的に行うことができる。したがって、前記第一の実施の形態で説明した杭打ち機１と同様の効果を奏することができる。
しかも、連結機構５５が、駆動源６４ａによって上下動するリング部材６３と、このリング部材６３に回転自在に支持されたプレート６５，６５と、このプレート６５，６５の上下動によってリンク機構６６を介して進退駆動されるピン部材５７とからなる構成とされている。これにより、ピン部材５７の方向に関わらず、駆動源６４ａでプレート６５，６５を上下動させることによってピン部材５７を進退させることができるので、オーガースクリューＳの連結時にいちいちピン部材５７の方向を合わせる必要が無く、より一層の作業の効率化、容易化を図ることができる。
【００３３】
なお、上記第一および第二の実施の形態において、本発明に係るアースオーガーを杭打ち機１，１’に適用する例を用いたが、もちろん、これを連続壁施工機等の削孔機械にも適用することが可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係るアースオーガーによれば、オーガースクリューを、延長用のオーガースクリューを連結することによって延長可能とするとともに、このオーガースクリューを回転駆動させるオーガー駆動機構をオーガースクリューの軸線方向に沿って移動可能に設ける構成とした。そして、オーガースクリューの上端部には二本一対の係合溝を形成し、オーガー駆動機構にはこれをオーガースクリューの上端部に着脱自在に連結する連結機構を備えて、該連結機構には、係合溝に係合する係合部と、オーガースクリューの上端部の径よりも内側寸法が大きい解除部とを有する可動ピン部材を、オーガースクリューの軸線と直交する方向に進退自在に設けた構成となっている。これにより、可動ピン部材を進退させて、オーガースクリューおよび延長用オーガースクリューの係合溝に係合部を係合させれば、オーガースクリューとオーガー駆動機構を連結状態とすることができる。また、可動ピン部材を進退させて、その解除部をオーガースクリューに合わせれば、オーガースクリューとオーガー駆動機構との連結を解除状態とすることができる。このようにして可動ピン部材を手動あるいは自動的に進退させることによって、オーガースクリューとオーガー駆動機構との連結を行うことができるので、オーガースクリューを継ぎ足して延長するに際して作業効率を向上させ、作業の迅速化，工期の短縮化を図ることができる。しかも、高所におけるピンの抜き差し作業を廃することができるので作業の安全性も向上させることができる。加えて、連結機構が簡易な構造であるため、既存のアースオーガーにも容易かつ低コストで適用することが可能である。
【００３５】
請求項２に係るアースオーガーによれば、連結機構に、可動ピン部材を進退駆動させるピン部材駆動機構を備える構成とした。これにより、可動ピン部材をピン部材駆動機構によって進退駆動させることができ、オーガースクリューの延長継ぎ足し作業を半自動的に行うことができる。
【００３６】
請求項３に係るアースオーガーによれば、オーガー駆動機構に、可動ピン部材の向きを検出する検出センサーを備える構成とした。これにより、オーガースクリューを連結するに際して可動ピン部材の向きをピン部材駆動機構に合わせるときに、その向きを検出センサーで自動的に検出することができる。したがって、オーガースクリューの延長継ぎ足し作業を全自動で行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアースオーガーを適用した杭打ち機の一例を示す側面図である。
【図２】同杭打ち機の平面図である。
【図３】同杭打ち機に備えたオーガースクリューストック供給機構の一部を示す平面図である。
【図４】同杭打ち機のオーガー駆動機構を示す側面図である。
【図５】前記オーガー駆動機構に備えた連結機構を示す側面図である。
【図６】前記連結機構の作動状況を平断面図である。
【図７】本発明に係るアースオーガーを適用した杭打ち機の一例を示す図であって、前記杭打ち機に備えた連結機構の他の一例を示す側断面図および平断面図である。
【図８】図７に示した連結機構の作動状態を示す側断面図および平断面図である。
【符号の説明】
１，１’  杭打ち機（アースオーガー）
１０  係合溝
１５  オーガー駆動機構
２０  連結機構
２２，５７  ピン部材（可動ピン部材）
２４  ピン駆動シリンダ（ピン部材駆動機構）
２５，６０  係合部
２６，６１  切欠き部（解除部）
２８  近接センサー（検出センサー）
【図１】
0003755919.tif 000002
【図２】
0003755919.tif 000003
【図３】
0003755919.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003755919.tif 000009