特許 5730145 杭打機用変速装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5730145

(24)【登録日】2015年4月17日

(45)【発行日】2015年6月3日

(54)【発明の名称】杭打機用変速装置

(51)【国際特許分類】

   E21B 7/00 20060101AFI20150514BHJP

   E02D 7/22 20060101ALN20150514BHJP

【ＦＩ】

   E21B7/00 Z

   !E02D7/22

【請求項の数】4

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2011-145457(P2011-145457)

(22)【出願日】2011年6月30日

(65)【公開番号】特開2013-11125(P2013-11125A)

(43)【公開日】2013年1月17日

【審査請求日】2014年5月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004617

【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086210

【弁理士】

【氏名又は名称】木戸 一彦

(74)【代理人】

【識別番号】100128358

【弁理士】

【氏名又は名称】木戸 良彦

(72)【発明者】

【氏名】磯貝 隆明

【審査官】 鷲崎 亮

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０７４３６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０２１４５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２４９７１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｂ １／００−４９／１０

Ｅ０２Ｄ ７／００−１３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

杭打機のリーダに沿って昇降する回転駆動装置の下方に配置されて前記回転駆動装置の出力軸の回転数を変換して出力する杭打機用変速装置において、前記リーダに対して平行な方向に軸線を配置した複数の変速用歯車を収容したギアケースの第１端面側及び第２端面側に、前記回転駆動装置の出力軸の軸線に対して同一直線上となる位置に軸線を配置した一対の第１入出力軸及び第２入出力軸を設け、前記ギアケースの第１端面側を前記回転駆動装置側に向けて前記第１入出力軸を前記回転駆動装置の出力軸に連結した状態で、第１入出力軸の回転数を前記変速用歯車により、ギアケースの第２端面側に設けられた第２入出力軸に減速して出力し、前記ギアケースを反転させて第２端面側を前記回転駆動装置側に向け、前記第２入出力軸を前記回転駆動装置の出力軸に連結した状態で、第２入出力軸の回転数を前記変速用歯車によりギアケースの第１端面側に設けられた第１入出力軸に増速して出力し、
前記ギアケースは、該ギアケースを前記リーダに沿って昇降可能に支持する支持手段を備え、該支持手段は、前記第１端面側を回転駆動装置側に向けた状態と前記第２端面側を回転駆動装置側に向けた状態とに、前記ギアケースを反転させて支持可能に形成され、
前記第１入出力軸及び前記第２入出力軸は、同一形状の筒状部材であり、前記支持手段の中心を通る水平線に対して上下対称に形成される
ことを特徴とする杭打機用変速装置。

【請求項2】

前記ギアケースは、該ギアケースを前記回転駆動装置に連結する連結手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の杭打機用変速装置。

【請求項3】

前記ギアケースは、該ギアケースにおける第１端面側及び第２端面側に、ギアオイルをギアケース内から排出するためのドレンがそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の杭打機用変速装置。

【請求項4】

前記ギアケースは、該ギアケースにおける第１端面側及び第２端面側に、ギアケース内のギアオイルの液面を表示するレベル表示部がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の杭打機用変速装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、杭打機用変速装置に関し、詳しくは、杭打機のリーダに沿って昇降可能に設けられた回転駆動装置に連結して回転駆動装置の出力軸の回転数及びトルクを作業状況に応じて変更するための杭打機用変速装置に関する。

【背景技術】

【0002】

杭打機を使用した基礎工事では、リーダに沿って昇降可能に設けられたオーガドライブなどの回転駆動装置にオーガスクリューやケーシング、鋼管杭などの作業部材を連結し、回転駆動装置によって作業部材を回転させながら、回転駆動装置をリーダに沿って下降させることにより、地盤を掘削したり、基礎杭を構築したりすることが行われている。例えば、オーガスクリューを使用して地盤を掘削する際に、軟らかい地盤のときには、オーガスクリューを低トルクで高速回転させ、固い地盤のときには、オーガスクリューを高トルクで低速回転させることにより、施工効率の向上が図れるため、回転駆動装置の下方に変速装置を配置し、回転駆動装置の出力軸の回転数を変換してオーガスクリューに伝達することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２−２１４５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の杭打機では、標準的な固さの地盤の場合には、回転駆動装置にオーガスクリューを直接連結して高速回転させることにより、施工時間の短縮などを図るようにしており、標準より固い地盤の場合には、回転駆動装置に減速型の変速装置を連結し、回転駆動装置の出力軸の回転数を減速してオーガスクリューに伝達することにより、回転数は低いが高トルクでオーガスクリューを回転させるようにしている。また、標準より軟らかい地盤の場合、回転駆動装置に増速型の変速装置を連結し、オーガスクリューを標準時よりも高速で回転させることも行われている。

【0005】

しかし、まれにしかない標準より固い地盤及び標準より軟らかい地盤に備えて減速型の変速装置と増速型の変速装置との２種類を用意することは不経済であることから、標準より軟らかい地盤では増速型の変速装置を使用せず、標準的な固さの地盤と同様に、回転駆動装置にオーガスクリューなどを直接連結して作業を行っている。また、変速装置内に速度可変機構を設けることも行われているが、変速装置の構造が極めて複雑になり、製造コストの上昇を招くだけでなく、メンテナンスにも多大な手間を要することになる。

【0006】

そこで本発明は、標準的な固さの地盤、標準より固い地盤及び標準より軟らかい地盤のいずれの場合でも容易に対応することができる杭打機用変速装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明の杭打機用変速装置は、杭打機のリーダに沿って昇降する回転駆動装置の下方に配置されて前記回転駆動装置の出力軸の回転数を変換して出力する杭打機用変速装置において、前記リーダに対して平行な方向に軸線を配置した複数の変速用歯車を収容したギアケースの第１端面側及び第２端面側に、前記回転駆動装置の出力軸の軸線に対して同一直線上となる位置に軸線を配置した一対の第１入出力軸及び第２入出力軸を設け、前記ギアケースの第１端面側を前記回転駆動装置側に向けて前記第１入出力軸を前記回転駆動装置の出力軸に連結した状態で、第１入出力軸の回転数を前記変速用歯車により、ギアケースの第２端面側に設けられた第２入出力軸に減速して出力し、前記ギアケースを反転させて第２端面側を前記回転駆動装置側に向け、前記第２入出力軸を前記回転駆動装置の出力軸に連結した状態で、第２入出力軸の回転数を前記変速用歯車によりギアケースの第１端面側に設けられた第１入出力軸に増速して出力し、前記ギアケースは、該ギアケースを前記リーダに沿って昇降可能に支持する支持手段を備え、該支持手段は、前記第１端面側を回転駆動装置側に向けた状態と前記第２端面側を回転駆動装置側に向けた状態とに、前記ギアケースを反転させて支持可能に形成され、前記第１入出力軸及び前記第２入出力軸は、同一形状の筒状部材であり、前記支持部材の中心を通る水平線に対して上下対称に形成されることを特徴としている。

【0009】

さらに、本発明の杭打機用変速装置は、前記ギアケースは、該ギアケースを前記回転駆動装置に連結する連結手段を備えていること、前記ギアケースは、該ギアケースにおける第１端面側及び第２端面側に、ギアオイルをギアケース内から排出するためのドレンがそれぞれ設けられていること、前記ギアケースにおける第１端面側及び第２端面側に、ギアケース内のギアオイルの液面を表示するレベル表示部がそれぞれ設けられていることを特徴としている。

【発明の効果】

【0010】

本発明の杭打機用変速装置によれば、変速装置を使用しないときの回転駆動装置の回転数及びトルクに対して、杭打機用変速装置の第１入出力軸を回転駆動装置の出力軸に連結することで第２入出力軸を低回転、高トルクの回転状態に変換でき、反転させた杭打機用変速装置の第２入出力軸を回転駆動装置の出力軸に連結することで第１入出力軸を高回転、低トルクの回転状態に変換できる。したがって、地盤の状態に応じて杭打機用変速装置を適宜反転させて用いることにより、標準より固い地盤及び標準より軟らかい地盤のいずれの場合でも対応することができ、１台の杭打機用変速装置を用意するだけで作業効率の向上を図ることができる。

【0011】

また、前記ギアケースに、リーダに沿って昇降可能に支持する支持手段や、回転駆動装置に連結する連結手段を設けることにより、杭打機用変速装置を回転駆動装置の下方に確実に配置することができる。さらに、ギアケースの第１端面側及び第２端面側のそれぞれにドレンやレベル表示部をそれぞれ設けておくことにより、第１入出力軸及び第２出力軸のいずれを回転駆動装置側に向けて配置した場合でも、ギアケース内のギアオイルの交換やギアオイル量の点検を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一形態例を示す杭打機用変速装置の縦断面図である。

【図2】同じく杭打機用変速装置の平面図である。

【図3】杭打機用変速装置を使用せずに鋼管杭の埋設作業を行う状態の一例を示す正面図である。

【図4】杭打機用変速装置を低速高トルク用に使用して鋼管杭の埋設作業を行う状態の一例を示す正面図である。

【図5】杭打機用変速装置を高速低トルク用に使用してスクリューによる掘削作業を行う状態の一例を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１及び図２に示す杭打機用変速装置１１は、杭打機１２のリーダ１３に昇降可能に設けられた回転駆動装置１４の下方に配置され、回転駆動装置１４の出力軸１４ａの回転数を変換して鋼管杭やオーガスクリューなどの作業部材に出力するものであって、密閉状態の箱形に形成されたギアケース１５の内部に変速用歯車１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが適宜な軸受を介して収容されるとともに、図１において図面上側に位置するギアケース１５の第１端面側１５ａに第１入出力軸１７が設けられ、図１において図面下側に位置するギアケース１５の第２端面側１５ｂには第２入出力軸１８が設けられている。

【0014】

第１入出力軸１７には第１変速用歯車１６ａが結合され、第２入出力軸１８には第４変速用歯車１６ｄが結合されており、第１変速用歯車１６ａに歯合する第２変速用歯車１６ｂ及び第４変速用歯車１６ｄに歯合する第３変速用歯車１６ｃは、ギアケース１５のリーダ１３側に平行に設けられた伝達軸１９の両端部にそれぞれ結合されている。また、第１変速用歯車１６ａの歯数は第４変速用歯車１６ｄの歯数より少なく、第３変速用歯車１６ｃの歯数は第２変速用歯車１６ｂの歯数より少なくそれぞれ設定され、これらの変速用歯車１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄによって変速が行われる。

【0015】

第１入出力軸１７を回転駆動すると、該第１入出力軸１７と一体に回転する第１変速用歯車１６ａから第２変速用歯車１６ｂ、伝達軸１９及び第３変速用歯車１６ｃを介して第４変速用歯車１６ｄに回転が伝達され、第４変速用歯車１６ｄと一体に回転する第２入出力軸１８は、変速用歯車１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄのそれぞれの歯数の設定によって第１入出力軸１７よりも低速、高トルクで回転する状態になる。

【0016】

逆に、第２入出力軸１８を回転駆動すると、該第２入出力軸１８と一体に回転する第４変速用歯車１６ｄから第３変速用歯車１６ｃ、伝達軸１９及び第２変速用歯車１６ｂを介して第１変速用歯車１６ａに伝達され、第１変速用歯車１６ａと一体に回転する第１入出力軸１７は、変速用歯車１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄのそれぞれの歯数の設定によって第２入出力軸１８よりも高速、低トルクで回転する状態になる。

【0017】

また、前記ギアケース１５の第１端面側１５ａの端面及び第２端面側１５ｂの端面には、ギアケース１５の内部に充填されたギアオイルを抜き取るためのドレン２０，２０がそれぞれ設けられており、さらに、第１端面側１５ａの側面及び第２端面側１５ｂの側面には、ギアケース１５の内部に充填されたギアオイルの液面を表示するためのレベル表示部２１，２１がそれぞれ設けられている。また、ギアケース１５のリーダ１３側には、リーダ１３に設けられた一対のガイドレール１３ａ，１３ａに摺動可能に係合する一対のガイドギブ２２，２２が設けられている。

【0018】

上下一対の第１入出力軸１７及び第２入出力軸１８は、外面が円形で、内面が四角形や六角形に形成された筒状部材からなる同一形状のものであって、前記ガイドギブ２２，２２を前記ガイドレール１３ａ，１３ａに摺動可能に係合させて杭打機用変速装置１１を回転駆動装置１４の下方に配置したときに、回転駆動装置１４の出力軸１４ａの軸線と、第１入出力軸１７の軸線及び第２入出力軸１８の軸線とが同一直線上に並ぶように設定されている。通常は、鉛直方向に立設したリーダ１３に取り付けた状態で、ガイドギブ２２，２２の中心を通る水平線に対して上下対称に形成される。

【0019】

杭打機１２は、標準的な固さの地盤に合わせて製作されており、標準的な固さの地盤に対して鋼管杭３１の圧入作業を行う際には、図３に示すように、回転駆動装置１４の出力軸１４ａに連結用アタッチメント３２及び連結用キャップ３３を介して鋼管杭３１を連結し、回転駆動装置１４の出力軸１４ａと鋼管杭３１とを直結した状態で作業を行う。

【0020】

また、標準的な固さの地盤に比べて固い地盤に対してケーシング４１の圧入作業を行う際には、図４に示すように、回転駆動装置１４の出力軸１４ａに連結用アタッチメント４２を介して杭打機用変速装置１１の第１入出力軸１７を連結するとともに、杭打機用変速装置１１の下面側に位置した状態となる第２入出力軸１８に連結用アタッチメント４３及び連結用キャップ４４を介してケーシング４１を連結する。

【0021】

これにより、回転駆動装置１４の出力軸１４ａの回転数は、杭打機用変速装置１１において、第１入出力軸１７から第１変速用歯車１６ａ、第２変速用歯車１６ｂ、伝達軸１９、第３変速用歯車１６ｃ、第４変速用歯車１６ｄを介して第２入出力軸１８に減速して伝達されることになり、第２入出力軸１８に連結されたケーシング４１は、回転駆動装置１４の出力軸１４ａの回転数に比べて低速で高トルクの状態で回転することになる。

【0022】

一方、標準的な固さの地盤に比べて軟らかい地盤に対してオーガスクリュー５１による掘削作業を行う際には、図５に示すように、杭打機用変速装置１１を図４に示す状態から上下反転させた状態とし、回転駆動装置１４の出力軸１４ａに連結用アタッチメント５２を介して杭打機用変速装置１１の第２入出力軸１８を連結するとともに、杭打機用変速装置１１の下面側に位置した状態となる第１入出力軸１７に連結用アタッチメント５３を介してオーガスクリュー５１を連結する。

【0023】

これにより、回転駆動装置１４の出力軸１４ａの回転数は、第２入出力軸１８から第４変速用歯車１６ｄ、第３変速用歯車１６ｃ、伝達軸１９、第２変速用歯車１６ｂ、第１変速用歯車１６ａを介して第１入出力軸１７に増速して伝達されることになり、第１入出力軸１７に連結されたオーガスクリュー５１は、回転駆動装置１４の出力軸１４ａの回転数に比べて高速で低トルクの状態で回転することになる。

【0024】

このように、標準的な固さの地盤の際には杭打機用変速装置１１を使用せず、標準的な固さの地盤に比べて固い地盤の際には第１入出力軸１７を上面側に向けた杭打機用変速装置１１を回転駆動装置１４の下方に連結し、標準的な固さの地盤に比べて柔らかい地盤の際には第２入出力軸１８を上面側に向けた杭打機用変速装置１１を回転駆動装置１４の下方に連結することにより、地盤の状態に応じた最適な回転数及びトルクで作業を進めることができ、杭打機１２による各種作業の効率を向上させることができる。しかも、１台の杭打機用変速装置１１を用意するだけでよく、作業区域内における各作業位置での地盤の状態が異なっていても容易に対応することができる。

【0025】

また、ドレン２０やレベル表示部２１を第１端面側１５ａ及び第２端面側１５ｂにそれぞれ設けることにより、第１入出力軸１７を回転駆動装置側に向けた状態でも、第２入出力軸１８を回転駆動装置側に向けた状態でも、杭打機用変速装置１１を使用中にギアケース１５内のギアオイルの状態を外部から容易に確認できるとともに、ギアオイルの交換や補充も容易に行うことができる。

【0026】

なお、本形態例では、杭打機用変速装置１１にガイドギブ２２，２２を設け、リーダ１３のガイドレール１３ａ，１３ａにより杭打機用変速装置１１をリーダ１３に沿って昇降可能に形成したが、杭打機用変速装置１１の第１端面側１５ａ及び第２端面側１５ｂに回転駆動装置１４と連結する連結手段を設けておき、杭打機用変速装置１１を使用する際に、連結手段によって回転駆動装置１４の下方に杭打機用変速装置１１を連結した状態で使用することもできる。

【0027】

また、杭打機用変速装置から回転を伝達する作業部材は、作業目的に応じて任意に選択することができ、連結用アタッチメントや連結用キャップは、回転駆動装置も出力軸の構造、鋼管杭やケーシング、オーガスクリューなどの作業部材の連結部の構造に応じたものが使用される。さらに、第１端面側１５ａ及び第２端面側１５ｂは、同一形状に形成しておくことができるが、減速側と増速側とを識別するため、異なった形状にすることもできる。また、変速機構は、遊星歯車機構などの周知の減速機構を採用することができ、杭打機の構成も任意である。

【符号の説明】

【0028】

１１…杭打機用変速装置、１２…杭打機、１３…リーダ、１３ａ…ガイドレール、１４…回転駆動装置、１４ａ…出力軸、１５…ギアケース、１５ａ…第１端面側、１５ｂ…第２端面側、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ…変速用歯車、１７…第１入出力軸、１８…第２入出力軸、１９…伝達軸、２０…ドレン、２１…レベル表示部、２２…ガイドギブ、３１…鋼管杭、３２…連結用アタッチメント、３３…連結用キャップ、４１…ケーシング、４２，４３…連結用アタッチメント、４４…連結用キャップ、５１…オーガスクリュー、５２，５３…連結用アタッチメント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】