JP3323634B2 - アースオーガ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地面を垂直に掘進して
杭打ち用等の穴を形成するアースオーガ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建設現場で使用される大型杭打機
等に備えられるアースオーガ装置は、図７に示すよう
に、杭打機１０１に起倒自在に設けられて作業時には垂
直に立設されるマスト１０３と、長尺な回転軸に螺旋状
に巻回された羽根を有するオーガスクリュー１０５と、
オーガスクリュー１０５を回転駆動するオーガドライブ
１０７と、オーガスクリュー１０５及びオーガドライブ
１０７を吊り下げるワイヤ１０９と等を備えており、オ
ーガスクリュー１０５をオーガドライブ１０７にて回転
駆動しつつ下降させ、地面を垂直に掘進して杭打ち用等
の穴を形成していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術によれば、オーガドライブ１０７は、大型のものにな
ると重量が約１５トン程あり、また、マスト１０３は、
高いものになると高さが約３３メートル程あった。この
ため、マスト１０３を垂直に立てた状態においてオーガ
ドライブ１０７を一番上まで上昇させると、マスト１０
３の上部重量が重くなり、重心位置が高いために杭打機
１０１が倒れやすい不安定な状態になるという問題があ
った。

【０００４】このような問題に対して、従来は、杭打機
１０１とは別にクレーンなどを用意し、クレーンでオー
ガスクリューを吊り込むことによって、杭打機１０１が
倒れないように補助していた。しかし、クレーンを用意
して必要な連結作業をし、杭打機とクレーンとをそれぞ
れ操作するといった作業では、人的にも物的にもコスト
がかかる作業となる上に、重心位置が高い不安定な状態
を根本的に解消している訳ではなかった。

【０００５】そこで、本発明は、重心位置が低く、きわ
めて倒れにくい状態で作業可能なアースオーガ装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】上述の目的を達
成するため、本発明は、垂直に立設されるマストに沿っ
て、長尺な回転軸に螺旋状に巻回された羽根を有するオ
ーガスクリューを垂設してなり、該オーガスクリューを
回転駆動しつつ下降させ、地面を垂直に掘進して杭打ち
用等の穴を形成するアースオーガ装置において、モータ
にて回転駆動され、その回転中心に前記オーガスクリュ
ーが通される回転機構と、該回転機構と一体に回転可能
に配設され、前記回転中心に通されたオーガスクリュー
を長手方向の任意の位置で挟持可能な挟持機構と、前記
回転機構及び挟持機構をマストに沿って昇降させる昇降
機構とを備えており、前記挟持機構が、前記オーガスク
リューの螺旋状の羽根の部分を上下から挟持することを
特徴とする。

【０００７】本発明のアースオーガ装置によれば、挟持
機構がオーガスクリューを長手方向の任意の位置で挟持
すると共に、回転機構と一体に回転してオーガスクリュ
ーに回転力を与え、昇降機構によって回転機構及び挟持
機構をマストに沿って昇降させ、オーガスクリューによ
る掘進及びオーガスクリューの引き抜きを行う。即ち、
オーガスクリューは、長手方向の任意の位置において駆
動力が伝えられて回転させられる。したがって、比較的
重量の重い回転機構，挟持機構，及び昇降機構からなる
駆動機構は、例えば、オーガスクリューの全長の半分の
位置，あるいはそれよりももっと低い位置にでも配置で
き、装置が全体的に低重心になる。

【０００８】低位置でオーガスクリューを挟持すると、
掘進する際にオーガスクリューが完全に地面に入り込む
前に掘進不能になるが、その時は挟持機構による挟持を
解除して昇降機構により駆動機構を上昇させ、オーガス
クリューの上方部分を挟持し直しては掘進するという作
業を繰り返す。このように、昇降機構が少しずつ昇降を
繰り返して掘進する構成にすると、昇降機構が装着され
るマストについても低くすることができ、更に低重心に
なる。

【０００９】なお、ここでいう昇降機構は、駆動力を使
って昇降する機構、例えば、マストに設けられたラック
と噛み合うピニオンを駆動して昇降するものや、上昇時
には駆動力を使うものの下降については自重にまかせる
機構、例えば、巻取り可能なワイヤによってマストの上
端から吊り下げられ、巻取り機でワイヤを巻取って上昇
し、自重により下降するもののいずれであっても良い。
前者の場合、駆動力を与えて下降させるので、より硬い
地盤に対して掘削ができ、一定の速度で掘進するように
制御することも容易である。一方、後者は、構成が簡素
になり、コストダウンが容易になるという利点がある。

【００１０】さらに、本発明においては、前記挟持機構
が、前記オーガスクリューの螺旋状の羽根の部分を上下
から挟持するように構成されている。

【００１１】そのため、オーガスクリューの中心軸を挟
持する場合に比べると、挟持機構とオーガスクリューと
の間の挟持面が、オーガスクリューにかかる負荷の方向
に対して平行にならず、挟持機構の挟持力を過大にせず
ともオーガスクリューを確実に挟持できる。また、より
径の大きい部分を挟持することになるため、オーガスク
リューを回転駆動するに当たって回転機構にかかる負荷
が低減される。

【００１２】さて、本発明のアースオーガ装置では、低
位置においてオーガスクリューを挟持して回転させてい
るため、深い穴を掘削したい場合などに、過剰に長いオ
ーガスクリューを用いると、挟持位置よりも上方の部分
を安定させることが難しくなることも考えられる。

【００１３】それには、請求項２記載の通り、前記オー
ガスクリューが、長手方向の所定位置にて連結・切り離
し自在な連結機構を備えていると良い。このように構成
すれば、オーガスクリューをいくつかのオーガスクリュ
ー部品として切り離しておき、まず、下端部のオーガス
クリュー部品だけを挟持して掘進し、ある程度掘進した
ところで次のオーガスクリュー部品を連結するという作
業を繰り返せば、徐々にオーガスクリューを延長しなが
ら掘進できる。本発明においては、従来のように、オー
ガスクリューの上端部から駆動力を伝達する構成ではな
いので、オーガスクリューを予め連結しておかなくて
も、容易に継ぎ足しながら作業ができるのである。した
がって、過剰に長いオーガスクリューを用いなくても良
く、深い穴を掘削する場合でも装置全体の重心を低いま
まにできる。

【００１４】特に、請求項２記載のアースオーガ装置に
おいては、更に、請求項３記載の通り、前記マスト上部
に設けられ、前記連結機構にて切り離されたオーガスク
リュー部品をそれぞれ吊り下げて保持する保持機構と、
該保持機構に保持されたオーガスクリュー部品を、それ
ぞれ前記回転機構の回転中心の軸線上まで移動させる移
動機構とを備えると便利である。

【００１５】このアースオーガ装置によれば、保持機構
に保持されたオーガスクリュー部品は、移動機構によっ
て回転機構の回転中心の軸線上まで移動させられる。し
たがって、下側のオーガスクリュー部品を上昇させる
か、上側のオーガスクリュー部品を下降させるかすれ
ば、そのまま簡単に連結ができる。下側のオーガスクリ
ュー部品は、昇降機構を使えば簡単に上昇させられる。
また、保持機構を下降可能に構成しても良く、上側及び
下側のオーガスクリュー部品の間があまり離れていなけ
れば、上側の部品を落下させて連結しても良い。なお、
連結部分については、ピンなどを挿入すると連結が外れ
なくなるようにしておけば良い。

【００１６】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。実施例としてのアースオーガ装置は、図１に示す
ように、自走式建設機械１に起倒自在に設けられたマス
ト３と、３つのオーガスクリュー部品５ａ，５ｂ，５ｃ
に切り離されたオーガスクリュー５と、マスト３に沿っ
て昇降すると共に、オーガスクリュー５を回転部７ａに
て挟持して回転駆動するオーガドライブ７と、マスト３
を軸に回動可能に設けられ、各オーガスクリュー部品５
ａ〜５ｃを吊り下げるスクリューホルダ９と、スクリュ
ーホルダ９に各オーガスクリュー部品５ａ〜５ｃをセッ
トする際に、各オーガスクリュー部品を吊り上げるため
のアーム１１と、アーム１１により吊り上げられたオー
ガスクリュー部品５ａ〜５ｃが差し込まれ、そのオーガ
スクリュー部品を鉛直方向に持ち上げる下部ホルダ１３
と、作業状況を監視しやすい位置に移動できる移動型の
運転室１５と等を備える。

【００１７】これらの構成のうち、マスト３は、バック
ステーシリンダ２１に支持されて立てられ、バックステ
ーシリンダ２１及びスライドシリンダ２３とによって鉛
直状態に調整される。３つのオーガスクリュー部品５ａ
〜５ｃは、本実施例では、それぞれ約１０メートルの長
さがあり、これらを連結することによって約３０メート
ルの長さを有するオーガスクリュー５を形成する。各オ
ーガスクリュー部品５ａ〜５ｃは、それぞれ螺旋状の羽
根６を有している。オーガスクリュー部品５ａ，５ｂ
は、図２に示すように、オーガスクリュー部品５ａの上
端に形成された六角突起３１と、オーガスクリュー部品
５ｂの下端に形成された六角穴３３とを嵌合させ、ロッ
クピン３５をロック穴３７に挿入して連結される。オー
ガスクリュー部品５ｂ，５ｃについても同様である。

【００１８】オーガドライブ７は、図３，図４に示すよ
うに、モータ４１によって回転駆動されるモータギヤ４
３と、ハウジング４５の内部に第１のベアリング４７を
介して回転可能に設けられ、外周部のリングギヤ４９と
モータギヤ４３との噛み合いにより回転駆動される回転
ケース５１と、回転ケース５１の内部にボルトにて固定
された固定型シュー５３と、回転ケース５１の内周面に
沿って縦方向に摺動可能に配置され、固定型シュー５３
と共同してオーガスクリュー５の羽根６を挟持する可動
型シュー５５と、可動型シュー５５がボルトにて固定さ
れる第２のベアリング５７と、第２のベアリング５７と
ハウジング４５との間に固定され、伸縮して可動型シュ
ー５５を押圧する油圧シリンダ５９とを備える。なお、
オーガドライブ７は、図１に示したマスト３に設けられ
たラック（図示略）と噛み合うピニオン（図示略）をも
備え、ピニオンを回転駆動することにより、オーガドラ
イブ７全体がマストに沿って昇降する。

【００１９】スクリューホルダ９は、図５に示すよう
に、３本のステー６１で支持された半円状のフレーム６
３と、フレーム６３に固定された３つのスクリューチャ
ック６５とを備える。各スクリューチャック６５は、そ
の中心軸線が、フレーム６３をマスト３を軸に回動させ
た際に、オーガドライブ７の回転部７ａの回転軸線，及
び下部ホルダ１３の中心軸線と一致する位置に配設され
ている。このスクリューチャック６５の内部には、図６
に示すように、オーガスクリュー部品５ａ〜５ｃの上端
部分を油圧シリンダ６７の力にて挟持可能な保持機構６
９が設けられている。

【００２０】アーム１１は、図１に示した通り、マスト
３の最上部に取り付けられ、ワイヤ７１にて吊り下げら
れたフック７３により、地面に横たえて置かれた各オー
ガスクリュー部品５ａ〜５ｃを吊り上げることができ
る。吊り上げられたオーガスクリュー部品は下部ホルダ
１３に差し込まれる。

【００２１】下部ホルダ１３は、オーガスクリュー部品
を１本だけ立てることができ、その状態で油圧によって
昇降し、オーガスクリュー部品を鉛直方向に持ち上げる
ことができる。したがって、スクリューホルダ９を回動
させることにより、任意のスクリューチャック６５を下
部ホルダ１３の中心軸線と一致する位置に移動させ、オ
ーガスクリュー部品を上昇させてスクリューチャック６
５に挿入すれば、スクリューチャック６５にオーガスク
リュー部品を保持させることができ、この作業を順に繰
り返せば、３本のオーガスクリュー部品５ａ〜５ｃが、
すべてスクリューホルダ９に吊り下げられる。

【００２２】次に、本実施例のアースオーガ装置の動作
について説明する。まず、掘削を開始するに当たって、
スクリューホルダ９を回動させて、１本目のオーガスク
リュー部品５ａをオーガドライブ７の回転部７ａの回転
軸線上に移動させる。また、オーガドライブ７は、図
３，図４に示した可動型シュー５５を作動させて可動型
シュー５５と固定型シュー５３との隙間を広げておく。

【００２３】そして、オーガスクリュー５の羽根６のピ
ッチに見合った回転数で回転ケース５１を反時計回りに
回転させながら、マスト３に沿ってオーガドライブ７を
上昇させる。この結果、オーガスクリュー部品５ａの羽
根６が、オーガドライブ７の可動型シュー５５と固定型
シュー５３との隙間に入り込みながら、ちょうどボルト
とナットとの関係のようになり、オーガドライブ７がオ
ーガスクリュー部品５ａの羽根６に妨げられることなく
上昇する。オーガドライブ７が上昇したら、可動型シュ
ー５５を作動させて固定型シュー５３との間にオーガス
クリュー部品５ａの羽根６を挟持する。この結果、回転
ケース５１に伴ってオーガスクリュー５が回転可能にな
る。

【００２４】次に、回転ケース５１を今度は時計回りに
回転させながら、マスト３に沿ってオーガドライブ７を
下降させる。この結果、オーガスクリュー部品５ａも回
転しながら下降して地面の掘削が開始される。オーガス
クリュー部品５ａをその最上部で挟持していない場合
は、オーガドライブ７がマスト３の最下位置にまで下降
したときに、再び可動型シュー５５を作動させて可動型
シュー５５と固定型シュー５３との隙間を広げ、回転ケ
ース５１を反時計回りに回転させながら、マスト３に沿
ってオーガドライブ７を上昇させ、オーガスクリュー部
品５ａの更に上部を挟持し直し、回転ケース５１を今度
は時計回りに回転させながら、マスト３に沿ってオーガ
ドライブ７を下降させて掘進を続ける。

【００２５】１本目のオーガスクリュー部品５ａにより
ある程度掘進したら、次に、スクリューホルダ９を回動
させて、２本目のオーガスクリュー部品５ｂをオーガド
ライブ７の回転部７ａの回転軸線上に移動させる。そし
て、１本目のオーガスクリュー部品５ａと２本目のオー
ガスクリュー部品５ｂを、図２に示した連結構造により
羽根６の位置を合わせて連結する。このとき、オーガス
クリュー部品５ａ，５ｂ間が離れていれば、オーガドラ
イブ７を少し上昇させてオーガスクリュー部品５ａの上
端をオーガスクリュー部品５ｂの下端に接近させ、連結
角度が合ったところでスクリューホルダ９による保持を
解除して、自重により連結させる。なお、スクリューホ
ルダ９側にある程度下降する機構を設ければ、オーガス
クリュー部品５ａを上昇させなくてもよい。

【００２６】次に、可動型シュー５５を作動させて可動
型シュー５５と固定型シュー５３との隙間を広げ、回転
ケース５１を反時計回りに回転させながら、マスト３に
沿ってオーガドライブ７を上昇させる。この結果、１本
目の時と同様に、２本目のオーガスクリュー部品５ｂの
上部へとオーガドライブ７が移動する。

【００２７】以下、同様にしてオーガスクリュー部品５
ｂの羽根６を挟持して、オーガスクリュー５による掘進
を続け、更に同様にオーガスクリュー部品５ｃも連結し
て、３０メートル級の掘削が可能となる。以上説明した
ように、本実施例のアースオーガ装置によれば、オーガ
ドライブ７がオーガスクリュー５を任意の位置で挟持し
て駆動できるので、オーガドライブ７を低位置に設置で
き、それに伴ってマスト３の高さも従来より低くできる
ので、従来のアースオーガ装置よりも低重心になる。し
かも、オーガドライブ７をマスト３の最上位置にまで上
昇させなくても、オーガスクリュー５を何度も挟持し直
しながら掘進すれば、更に低重心のまま作業ができる。
したがって、特にクレーンなどで補助しなくても、きわ
めて倒れにくい状態で掘削作業ができる。なお、実施例
では、オーガドライブ７をマスト３の最上位置にまで上
昇させても、１０数メートルの高さまでしか上がらない
が、３０メートル級の深い穴が掘削できる。

【００２８】また、本実施例では、固定型シュー５３と
可動型シュー５５とで、オーガスクリュー５の羽根６の
部分を上下から挟持する構成にしたので、シューとオー
ガスクリューとの間の挟持面が、オーガスクリュー５に
かかる負荷の方向に対して平行にならず、油圧シリンダ
５９に過大な負荷をかけずにオーガスクリュー５を確実
に挟持できる。また、より径の大きい羽根６の部分を挟
持しているので、オーガスクリュー５を回転駆動するに
当たってモータ４１にかかる負荷も低減される。

【００２９】また、オーガスクリュー５を３つのオーガ
スクリュー部品５ａ〜５ｃに切り離しておいて、順にオ
ーガドライブ７へセットできるので、徐々にオーガスク
リュー５を延長しながら掘進でき、長いオーガスクリュ
ーを用いなくても、深い穴を掘削できる。

【００３０】更に、スクリューホルダ９によってオーガ
スクリュー部品５ａ〜５ｃを保持して、順にオーガドラ
イブ７の回転部７ａの軸線上に移動できるようにしたの
で、きわめて容易にオーガスクリュー部品５ａ〜５ｃの
連結ができる。以上本発明の実施例を説明したが、本発
明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内の種々なる態様を採用することができる。

【００３１】例えば、実施例では、オーガドライブ７に
１組の固定型シュー５３と可動型シュー５５とを設けた
が、同様の固定型シュー５３と可動型シュー５５とを１
８０度反対側の位置にもう１組設けてもよい。このよう
にすれば、更にしっかりとオーガスクリュー５を挟持で
き、回転ケース５１が回転した場合のバランスもよい。

【００３２】また、実施例では、マスト３とオーガドラ
イブ７とがラックとピニオンとで昇降する構成とした
が、オーガドライブ７を昇降させることができればよ
い。例えば、オーガドライブをワイヤによってマストの
上端へ引っ張るワイヤ巻取り機を設けて、ワイヤを巻取
るとオーガドライブが上昇すると共に、自重によりオー
ガドライブが下降するようにしてもよい。但し、実施例
の構成の方が、より硬い地盤に対して掘削ができ、一定
の速度で掘進するように制御することも容易になる。

【００３３】また、オーガスクリュー５を挟持する機構
については、オーガスクリューを長手方向の任意の位置
で挟持できれば、如何なる構造であっても良い。より具
体的には、例えば、オーガスクリューの回転軸をシュー
で挟持してもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上の如く本発明のアースオーガ装置に
よれば、オーガスクリューを駆動する回転機構，挟持機
構，及び昇降機構を低位置に設置できるので、従来のア
ースオーガ装置よりも低重心になる。また、オーガスク
リューを挟持し直しながら掘進すれば、更に低重心のま
ま作業ができる。

【００３５】また、オーガスクリューの螺旋状の羽根の
部分を上下から挟持する構成にしたので、挟持機構や回
転機構にかかる負荷を低減しつつ、確実にオーガスクリ
ューを挟持できる。更に、請求項２記載のアースオーガ
装置によれば、オーガスクリューが、長手方向の所定位
置にて連結・切り離し自在なので、徐々にオーガスクリ
ューを延長しながら掘進でき、長いオーガスクリューを
用いなくても深い穴を掘削できる。

【００３６】加えて、請求項３記載のアースオーガ装置
によれば、徐々にオーガスクリューを延長しながら掘進
する際に、きわめて容易にオーガスクリュー部品の連結
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例としてのアースオーガ装置を備えた自
走式建設機械の斜視図である。

【図２】 オーガスクリュー部品の連結構造を示す斜視
図である。

【図３】 オーガドライブの内部構造を一部簡略化して
示す断面図である。

【図４】 オーガドライブの内部構造の一部を分解して
示す斜視図である。

【図５】 オーガドライブ及びスクリューホルダを示す
平面図である。

【図６】 スクリューホルダの内部構造を簡略化して示
す断面図である。

【図７】 従来のアースオーガ装置を備えた杭打機を示
す側面図である。

【符号の説明】

１・・・自走式建設機械、３・・・マスト、５・・・オ
ーガスクリュー、５ａ，５ｂ，５ｃ・・・オーガスクリ
ュー部品、６・・・羽根、７・・・オーガドライブ、７
ａ・・・回転部、９・・・スクリューホルダ、１１・・
・アーム、１３・・・下部ホルダ、１５・・・運転室、
２１・・・バックステーシリンダ、２３・・・スライド
シリンダ、３１・・・六角突起、３３・・・六角穴、３
５・・・ロックピン、３７・・・ロック穴、４１・・・
モータ、４３・・・モータギヤ、４５・・・ハウジン
グ、４７，５７・・・ベアリング、４９・・・リングギ
ヤ、５１・・・回転ケース、５３・・・固定型シュー、
５５・・・可動型シュー、５９，６７・・・油圧シリン
ダ、６１・・・ステー、６３・・・フレーム、６５・・
・スクリューチャック、６９・・・保持機構、７１・・
・ワイヤ、７３・・・フック。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直に立設されるマストに沿って、長尺
   な回転軸に螺旋状に巻回された羽根を有するオーガスク
   リューを垂設してなり、該オーガスクリューを回転駆動
   しつつ下降させ、地面を垂直に掘進して杭打ち用等の穴
   を形成するアースオーガ装置において、 モータにて回転駆動され、その回転中心に前記オーガス
   クリューが通される回転機構と、 該回転機構と一体に回転可能に配設され、前記回転中心
   に通されたオーガスクリューを長手方向の任意の位置で
   挟持可能な挟持機構と、 前記回転機構及び挟持機構をマストに沿って昇降させる
   昇降機構とを備えており、 前記挟持機構が、前記オーガスクリューの螺旋状の羽根
   の部分を上下から挟持する ことを特徴とするアースオー
   ガ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のアースオーガ装置におい
   て、 前記オーガスクリューが、長手方向の所定位置にて連結
   ・切り離し自在な連結機構を備えたことを特徴とするア
   ースオーガ装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のアースオーガ装置におい
   て、 前記マスト上部に設けられ、前記連結機構にて切り離さ
   れたオーガスクリュー部品をそれぞれ吊り下げて保持す
   る保持機構と、 該保持機構に保持されたオーガスクリュー部品を、それ
   ぞれ前記回転機構の回転中心の軸線上まで移動させる移
   動機構とを備えたことを特徴とするアースオーガ装置。