特許 7112189 オーガ装置および杭圧入機

(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】

(24)【登録日】2022-07-26

(45)【発行日】2022-08-03

(54)【発明の名称】オーガ装置および杭圧入機

(51)【国際特許分類】

   E02D 7/20 20060101AFI20220727BHJP

【ＦＩ】

E02D7/20

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2017167782

(22)【出願日】2017-08-31

(65)【公開番号】P2019044445

(43)【公開日】2019-03-22

【審査請求日】2020-07-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000141521

【氏名又は名称】株式会社技研製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100167634

【弁理士】

【氏名又は名称】扇田 尚紀

(74)【代理人】

【識別番号】100187849

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 隆史

(72)【発明者】

【氏名】北村 精男

(72)【発明者】

【氏名】都築 良夫

【審査官】小倉 宏之

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－１３１４７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２４２１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１９７０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１８８８３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

矢板杭の圧入に用いられるオーガ装置であって、
地盤を掘削するオーガスクリューと、
前記オーガスクリューを囲う筒状のケーシングと、
前記オーガスクリューを回転させるオーガ駆動部とを備え、
前記ケーシングは複数の分割ケーシングを接続することにより構成され、
前記接続される複数の分割ケーシング同士の位置ずれを妨げる、位置決めピンおよび前記位置決めピンを受容する凹部からなるずれ防止機構が、前記オーガスクリューの中心軸に関して、前記ケーシングの外側に矢板杭が配置される側と、その反対側とに設けられ、
前記複数の分割ケーシングの端面同士が、前記オーガスクリューの中心軸に関して、前記ケーシングの外側に矢板杭が配置される側と、その反対側の両方においてボルトで接続される、オーガ装置。

【請求項2】

前記ケーシングの外側に矢板杭が配置される側において、前記接続される複数の分割ケーシングには、矢板杭を案内するためのガイド部がそれぞれ設けられ、前記矢板杭が配置される側のずれ防止機構が前記ガイド部に配置されている、請求項１に記載のオーガ装置。

【請求項3】

前記ケーシングの外側に矢板杭が配置される側と反対側において、前記接続される複数の分割ケーシングには、前記ケーシングを挟持するためのレール部がそれぞれ設けられ、前記反対側のずれ防止機構が前記レール部とは別の位置に配置されている、請求項１または２に記載のオーガ装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載のオーガ装置を備えた、地盤に杭を圧入する杭圧入機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地盤を掘削するオーガ装置、およびそのオーガ装置を備える杭圧入機に関する。

【背景技術】

【0002】

硬質地盤に杭を施工する場合、オーガ装置を備える杭圧入機や三点式杭打機による掘削が行われている。ここで、三点式杭打機は自重が反力なので大きなトルクをかけての掘削は転倒の恐れがあり、危険である。特に長尺杭の施工は危険が大きく、低トルク掘削しか出来ないので所要時間とコストがかかる。
一方、オーガ装置を備える杭圧入機は地盤に圧入した杭に掴まって施工するので転倒の恐れはないといった利点がある。

【0003】

オーガ装置は、地盤を掘削するオーガスクリューと、そのオーガスクリューを囲う筒状のケーシングとを有する。かかるオーガ装置を備える杭圧入機においては、クランプで既設杭を掴みながらケーシングとオーガスクリューを下降させ、オーガスクリューの下端部のオーガヘッド（カッター）で地盤を掘削しながら圧入杭を同時に打設、又は次の圧入杭を圧入するための掘削孔を先行掘削を行い杭を打設していく。

【0004】

しかし、上方に橋などの構造物がある場合等、高さが制限される場所では、全長の長いオーガ装置の適用が制限される場合がある。また、全長の長いオーガ装置を吊り込むためには大型のクレーン装置が必要となり、狭隘な土地では施工が困難になる場合もある。

【0005】

このため本出願人は、特許文献１において、ケーシングを軸方向に連接可能な複数の分割ケーシングで構成し、これら分割ケーシングを連接することにより延長可能にしたオーガ装置を提案した。かかる特許文献１のオーガ装置によれば、複数の分割ケーシングを適宜連接して延長することにより、施工する高さが制限される場所や狭隘な場所においても容易に杭を打設できるようになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００２－２４２１８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、オーガ装置のケーシングには地盤掘削の反力が加わるので、掘削精度を向上するためにケーシングに加わる反力を確実に受け止めることが必要になる。また、硬質地盤などの掘削中に、地中障害物である石や礫、コンクリート片にオーガヘッドが当たると、それらの地中障害物が割れるまでの間、駆動部、ケーシングに歪（ねじれ）が弾性範囲でたまり、地中障害物が割れた瞬間に反動でオーガヘッドが一気に先に進むといったいわゆるキックバック現象が発生する。その結果、オーガ装置のケーシングに大きな変動負荷が加わることになる。このため、ケーシングを複数の分割ケーシングで構成した場合、分割ケーシング同士の位置ずれを効果的に防止することが求められる。

【0008】

一方、Ｕ型鋼矢板などの矢板杭では、矢板杭の内側にオーガ装置のケーシングを添わして施工するので、ケーシングのサイズを余り大きくできず、ケーシング内に配置されたオーガスクリューにより肉厚の制限も受ける。そのため、径や肉厚を大きくして強度を上げることができず、分割ケーシング同士の位置ずれを効果的に防止することが困難である。

【0009】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ケーシングを複数の分割ケーシングで構成したオーガ装置において、分割ケーシング同士の位置ずれを効果的に防止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明によれば、矢板杭の圧入に用いられるオーガ装置であって、地盤を掘削するオーガスクリューと、前記オーガスクリューを囲う筒状のケーシングと、前記オーガスクリューを回転させるオーガ駆動部とを備え、前記ケーシングは複数の分割ケーシングを接続することにより構成され、前記接続される複数の分割ケーシング同士の位置ずれを妨げる、位置決めピンおよび前記位置決めピンを受容する凹部からなるずれ防止機構が、前記オーガスクリューの中心軸に関して、前記ケーシングの外側に矢板杭が配置される側と、その反対側とに設けられ、前記複数の分割ケーシングの端面同士が、前記オーガスクリューの中心軸に関して、前記ケーシングの外側に矢板杭が配置される側と、その反対側の両方においてボルトで接続される、オーガ装置が提供される。

【0011】

本発明のオーガ装置にあっては、オーガスクリューの中心軸に関して、ケーシングの外側に矢板杭が配置される側と、その反対側の両方にずれ防止機構が設けられているため、矢板杭が配置される側と、その反対側の両方で分割ケーシング同士の位置ずれを妨げることができる。そのため、分割ケーシング同士の位置ずれを効果的に防止することができる。

【0012】

本発明のオーガ装置において、前記ケーシングの外側に矢板杭が配置される側において、前記接続される複数の分割ケーシングには、矢板杭を案内するためのガイド部がそれぞれ設けられ、前記矢板杭が配置される側のずれ防止機構が前記ガイド部に配置されていても良い。また、前記ケーシングの外側に矢板杭が配置される側と反対側において、前記接続される複数の分割ケーシングには、前記ケーシングを挟持するためのレール部がそれぞれ設けられ、前記反対側のずれ防止機構が前記レール部とは別の位置に配置されていても良い。

【0013】

また本発明によれば、上記オーガ装置を備えた、地盤に杭を圧入する杭圧入機が提供される。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、分割ケーシング同士の位置ずれを効果的に防止することにより、地盤掘削時にオーガ装置のケーシングに加わる反力をしっかりと受け止めることができ、掘削効率及び掘削精度が向上し、また、省エネルギー化もはかれる。さらに、分割ケーシング同士の位置ずれが抑制されることにより、いわゆるキックバック現象に伴う装置負担や損傷を低減でき、装置寿命も長くなる。また、掘削効率向上によりオーガヘッドのビットチップ摩耗も軽減され長寿命となる。また、接続ボルトのゆるみ抑制、ボルト折損も抑制されボルト落下、ケーシング折れがなくなり安全である。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施の形態に係るオーガ装置を備えた杭圧入機の概略構成を示す図である。

【図2】ケーシングチャック部の平面図である。

【図3】チャック部の平面図である。

【図4】上下に接続される分割ケーシングの接続部分の斜視図である。

【図5】上下に接続される分割ケーシングの接続部分を、矢板杭が配置される側とは反対側から見た側面図である。

【図6】上下に接続される分割ケーシングの接続部分を、矢板杭が配置される側と、その反対側の両方が見える位置から見た側面図である。

【図7】上方の分割ケーシングの下端面と下方の分割ケーシングの上端面の説明図である。

【図8】上下の分割ケーシングを接続した状態を、矢板杭が配置される側とは反対側から見た側面図である。

【図9】ボルトとボルト穴の関係を示す部分断面図である。

【図10】下方の分割ケーシングの上端面に設けられた凸部と上方の分割ケーシングの下端面に設けられた凹部との係合状態を示す部分断面図である。

【図11】下方の分割ケーシングの上端面に設けられた位置決めピンとは、上方の分割ケーシングの下端面に設けられた凹部との係合状態を示す部分断面図であり、（ａ）は係合前の状態、（ｂ）は係合後の状態を示している。

【図12】ケーシングの外側に矢板杭が配置される側に１本の位置決めピンと１つの凹部を配置し、その反対側に残りの１本の位置決めピンと凹部を配置した本発明の実施の形態を説明するための、チャック装置の平面図である。

【図13】ケーシングの外側に矢板杭が配置される側に２本の位置決めピンと２つの凹部を配置し、その反対側に残りの２本の位置決めピンと凹部を配置した本発明の実施の形態を説明するための、チャック装置の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0017】

図１に示すように、本発明の実施の形態にかかるオーガ装置１は、矢板杭Ａを地盤Ｇに圧入する杭圧入機２０に取り付けられている。なお、本明細書において、前方とは、杭圧入機２０によって圧入施工を進行していく方向であり、図１中の紙面右側が前方であり、紙面左側が後方である。左右方向は、圧入施工の進行方向を上から見た状態で定められ、図１中では、紙面上側が右側方であり、紙面下側が左側方である。

【0018】

オーガ装置１は、地盤Ｇを掘削するオーガスクリュー２と、オーガスクリュー２の側方を囲うように設けられたケーシング３と、オーガスクリュー２を回転させるオーガ駆動部４を備えている。オーガ装置１は、ケーシング３の長手方向が鉛直方向に向く状態とされ、杭圧入機本体２１のチャック装置２７で保持されている。チャック装置２７は、上方にケーシングチャック部２７ａを備え、下方にチャック部３５を備えている。後述するように、ケーシングチャック部２７ａは、オーガ装置１のケーシング３を挟持することが可能である。また、チャック部３５は、オーガ装置１のケーシング３を保持することも可能であるが、ケーシング３の外側に配置された矢板杭Ａをケーシング３と一緒に保持することも可能である。

【0019】

ケーシング３は円筒形状であり、ケーシング３の内部において、オーガスクリュー２が回転する。オーガ装置１のケーシング３は、複数の分割ケーシングを接続することにより構成され、この実施の形態にかかるオーガ装置１では、上から順に３つの分割ケーシング３ａ、３ｂ、３ｃを直列に接続した構成であり、分割ケーシング３ａの下端と分割ケーシング３ｂの上端が接続部３ｊ１で接続され、分割ケーシング３ｂの下端と分割ケーシング３ｃの上端が接続部３ｊ２で接続されている。なお、分割ケーシング３ａ、３ｂの接続部３ｊ１を例として、後で詳しく説明する。

【0020】

ケーシング３の下端から下方に突出しているオーガスクリュー２の下端部には交換可能なオーガヘッド５が取り付けられており、オーガヘッド５には玉石等の岩石を破砕する掘削ビット（不図示）が設けられている。また、ケーシング３には掘削した土砂や石等を排出する排出孔６が形成されており、排出孔６はケーシング３の長手方向に沿って間隔をおいて複数設けられている。

【0021】

オーガ駆動部４はケーシング３の上端部に取り付けられており、オーガ駆動部４の筐体４ａ内にはオーガスクリュー２の駆動源となる油圧モータ７と、油圧モータ７の下方に配置された減速機８が設けられている。油圧モータ７にはオーガモータ用油圧ホース９が接続されている。

【0022】

杭圧入機２０の杭圧入機本体２１は、既設の矢板杭Ａ’を掴む複数のクランプ２３が装着されたサドル２４と、スライド機構２５によりサドル２４に対し前後動可能に構成されたリーダーマスト２６と、リーダーマスト２６に対し昇降可能に構成されたチャック装置２７とを備えている。リーダーマスト２６には、各部の油圧動作を行うための全体油圧ホース２８が接続されている。また、リーダーマスト２６には、オーガモータ用油圧ホース９の巻き取りと払い出しを行うホースリール２９が設けられており、ホースリール２９にはオーガモータ用油圧ホース９が接するホース案内ローラ３０が取り付けられている。このホースリール２９は掘削作業に伴うオーガ装置１の昇降移動に併せて適宜回転し、掘削作業中のオーガモータ用油圧ホース９に張力を付与する。

【0023】

次に、分割ケーシング３ａ、３ｂ、３ｃの接続構造について説明する。なお、一例として、分割ケーシング３ａと分割ケーシング３ｂとの接続部３ｊ１の構造について説明する。先ず、図２に示すように、オーガ装置１のケーシング３は、杭圧入機２０のチャック装置２７に設けられたケーシングチャック部２７ａで挟持されることが可能である。また、図３に示すように、ケーシング３と矢板杭Ａは、チャック装置２７に設けられたチャック部３５によって一体的に保持されることが可能である。

【0024】

図２、３に示すように、ケーシング３の側面には、ケーシング３の内部に配置されるオーガスクリュー２の中心軸Ｏに関して、互いに反対側となる位置に、ガイド部４０とレール部４１が設けられている。なお、図２、３中、右方向が前方（杭圧入機２０によって圧入施工を進行していく方向）であり、図２、３では、ガイド部４０を左側に向け、レール部４１を右側に向けた状態を示している。但し、杭圧入機２０のチャック装置２７は、ケーシングチャック部２７ａとチャック部３５を自由に回転させることができ、これらガイド部４０とレール部４１の向きを任意に変更することができる。

【0025】

ここで、本明細書では、ケーシング３の周囲において、図２、３中に示したオーガスクリュー２の中心軸Ｏを通る直線Ｌによって分割される２つの領域Ｓ１と領域Ｓ２を定義する。図２、３中において、直線Ｌよりも上側に示されている領域Ｓ１は、ケーシング３の外側に矢板杭Ａが配置される側である。ガイド部４０は、ケーシング３の側面において、この領域Ｓ１に設けられている。また、ケーシング３の外側に矢板杭Ａを保持させるチャック部３５も、この領域Ｓ１に配置されている。一方、図２、３中において、直線Ｌよりも下側に示されている領域Ｓ２は、ケーシング３の外側に矢板杭Ａが配置される側に対する反対側である。レール部４１は、ケーシング３の側面において、この領域Ｓ２に一対設けられている。また、チャック装置２７に設けられたケーシングチャック部２７ａも、この領域Ｓ２に配置されている。なお、ケーシングチャック部２７ａとチャック部３５は、オーガスクリュー２の中心軸Ｏを挟んで互いに位置しているが、チャック部３５はケーシングチャック部２７ａよりも下方にある。

【0026】

ガイド部４０の外側に矢板杭Ａが配置され、ガイド部４０の外面に矢板杭Ａのウェブ内面を当接させることにより、領域Ｓ１において、ケーシング３の外側に矢板杭Ａが位置決めされる。そして、図３に示すように、このようにガイド部４０によって位置決めされた矢板杭Ａのウェブ外面に、チャック部３５に設けられたシリンダで構成される可動爪３６が配置される。また、領域Ｓ２には、レール部４１の外側に、チャック部３５の可動爪３６に対向する固定爪３６’が配置されている。そして、シリンダの動力によって、可動爪３６がガイド部４０に近づくように移動させられることにより、ガイド部４０で位置決めされた矢板杭Ａがケーシング３の外側に保持され、チャック部３５によって矢板杭Ａとケーシング３が一体的に保持される。また、このように矢板杭Ａとケーシング３が一体的に保持されることにより、両者の間に土砂等が入り込むことが防止される。

【0027】

一方、図２に示されるように、ケーシングチャック部２７ａには、鉛直方向に延びる一対のガイド溝４２が設けられており、このガイド溝４２にケーシング３の側面の領域Ｓ２に設けられたレール部４１が通されることにより、ケーシング３はケーシングチャック部２７ａに対して昇降可能に保持される。ケーシングチャック部２７ａは、ガイド溝４２を挟んで互いに反対の位置に配置されたシリンダで構成される可動爪３７と固定爪３８を備えており、ガイド溝４２に挿入されたレール部４１がこれら可動爪３７と固定爪３８の間に挟まれるように配置される。

【0028】

この状態で、シリンダの動力によって、可動爪３７が固定爪３８に向かって近接するように移動させられることにより、可動爪３７が固定爪３８の間でレール部４１が挟持され、その結果、ケーシングチャック部２７ａによってオーガ装置１のケーシング３が挟持される。

【0029】

接続部３ｊ１および接続部３ｊ２の構成について、代表として分割ケーシング３ａと分割ケーシング３ｂとの接続部３ｊ１を例にして、図４～７を参照にして説明する。分割ケーシング３ａの下方に配置される分割ケーシング３ｂ（以下「下方の分割ケーシング３ｂ」という）の上端面には、内周部分が上方に突出するリング状の凸部４５が設けられており、分割ケーシング３ｂの上方に配置される分割ケーシング３ａ（以下「上方の分割ケーシング３ｂ」という）の下端面には、凸部４５を受容するリング状の凹部４６が設けられている。

【0030】

また、下方の分割ケーシング３ｂの上端面には、当該上端面から上方に突出する位置決めピン４７が設けられており、上方の分割ケーシング３ａの下端面には、位置決めピン４７を受容する凹部４８が設けられている。図７を見れば理解されるように、この実施の形態では、下方の分割ケーシング３ｂの上端面において３か所に位置決めピン４７が設けられており、同様に、上方の分割ケーシング３ａの下端面において３か所に凹部４８が設けられている。これら３本の位置決めピン４７の内、２本の位置決めピン４７は、矢板杭Ａを位置決めするためのガイド部４０に配置されている。すなわち、これら２本の位置決めピン４７は、ケーシング３の外側に矢板杭Ａが配置される側である領域Ｓ１に設けられている。一方、残りの１本の位置決めピン４７は、オーガスクリュー２の中心軸Ｏに関して、ガイド部４０に配置された２本の位置決めピン４７の反対側に配置されている。すなわち、この残りの１本の位置決めピン４７は、レール部４１のある領域Ｓ２に設けられている。同様に、３か所に設けられた凹部４８の内、２つの凹部４８はガイド部４０に配置されている。すなわち、これら２つの凹部４８は、ケーシング３の外側に矢板杭Ａが配置される側である領域Ｓ１に設けられている。一方、残りの１つの凹部４８は、オーガスクリュー２の中心軸Ｏに関して、ガイド部４０に配置された２つの凹部４８の反対側に配置されている。すなわち、この残りの１つの凹部４８は、レール部４１のある領域Ｓ２に設けられている。

【0031】

なお参考に、図２、３と同様に、図７中にも、オーガスクリュー２の中心軸Ｏを通る直線Ｌと、この直線Ｌによって分割される、ケーシング３の外側に矢板杭Ａが配置される側の領域Ｓ１と、その反対側となる領域Ｓ２を示す。但し、図７では、直線Ｌよりも左側に領域Ｓ１が位置し、直線Ｌよりも右側に領域Ｓ２が位置した状態を示している。

【0032】

下方の分割ケーシング３ｂの上端近傍には、領域Ｓ２において、一対のレール部４１の間に、ケーシング３の側面が外側に突出するように形成された肉厚部５０が設けられており、領域Ｓ２に配置される１本の位置決めピン４７は、この肉厚部５０に設けられている。同様に、上方の分割ケーシング３ａの下端近傍には、領域Ｓ２において、一対のレール部４１の間に、ケーシング３の側面が外側に突出するように形成された肉厚部５１が設けられており、領域Ｓ２に配置される１つの凹部４８は、この肉厚部５１に設けられている。

【0033】

下方の分割ケーシング３ｂの上端近傍において、ガイド部４０には、一対のナット挿入部５２が設けられており、下方の分割ケーシング３ｂの上端面には、このナット挿入部５２に連通するボルト穴５３が開口している。また、下方の分割ケーシング３ｂの上端近傍において、一対のレール部４１にも、ナット挿入部５４が設けられており、下方の分割ケーシング３ｂの上端面には、このナット挿入部５４に連通するボルト穴５５が開口している。

【0034】

上方の分割ケーシング３ａの下端近傍において、ガイド部４０には、一対のボルト挿入部６０が設けられており、上方の分割ケーシング３ａの下端面には、このボルト挿入部６０に連通するボルト穴６１が開口している。また、上方の分割ケーシング３ａの下端近傍において、一対のレール部４１にも、ボルト挿入部６２が設けられており、上方の分割ケーシング３ａの下端面には、このボルト挿入部６２に連通するボルト穴６３が開口している。

【0035】

なお、位置関係を理解しやすくするため、凸部４５および凹部４６、位置決めピン４７および凹部４８、肉厚部５０、５１、ボルト穴５３、５５、６１、６３の各符号を、図２、３中に記載した。

【0036】

そして、このように構成された分割ケーシング３ａ、３ｂを接続する場合、同芯上に配置した下方の分割ケーシング３ｂの上端面と上方の分割ケーシング３ａの下端面を突き合せ、凸部４５を凹部４６に挿入し、かつ、各位置決めピン４７を各凹部４８に挿入する。次に、図８に示すように、上方の分割ケーシング３ａのレール部４１に設けられたボルト挿入部６２にボルト６５を挿入する。そして、ボルト６５のネジ部分６５’を、ボルト穴６３およびボルト穴５５に通し、ボルト６５のネジ部分６５’の先端を、下方の分割ケーシング３ｂのレール部４１に設けられたナット挿入部５４に突出させる。また、下方の分割ケーシング３ｂのレール部４１に設けられたナット挿入部５４にはナット６６を挿入する。そして、ナット挿入部５４に突出させたボルト６５のネジ部分６５’の先端に、ナット６６を取り付け、ボルト６５およびナット６６を締結する。なお、図示はしないが、同様に上方の分割ケーシング３ａのガイド部４０に設けられたボルト挿入部６０にもボルト６５を挿入する。そして、ボルト６５のネジ部分６５’を、ボルト穴６１およびボルト穴５３に通し、ボルト６５のネジ部分６５’の先端を、下方の分割ケーシング３ｂのレール部４１に設けられたナット挿入部５２に突出させる。また、下方の分割ケーシング３ｂのガイド部４０に設けられたナット挿入部５２にはナット６６を挿入する。そして、ナット挿入部５２に突出させたボルト６５のネジ部分６５’の先端に、ナット６６を取り付け、ボルト６５およびナット６６を締結する。こうして、４本のボルト６５およびナットによって、分割ケーシング３ａの下端と分割ケーシング３ｂの上端をしっかりと固定することにより、分割ケーシング３ａ、３ｂが一体的に接続される。

【0037】

ここで、図９に示すように、ボルト６５を円滑に回転させることができるように、ボルト穴５３、５５、６１、６３の内径は、ボルト６５のネジ部分６５’の外径よりも僅かに大きく設定されており、ボルト穴５３、５５、６１、６３の内面とボルト６５のネジ部分６５’の外面との間には、隙間が存在する状態となっている。このため、ボルト６５によっては、分割ケーシング３ａ、３ｂ同士の水平方向への位置ずれ（分割ケーシング３ａ、３ｂ同士の回転ずれおよび前後左右方向の位置ずれ）を効果的に防止することは困難である。また、図１０に示すように、下方の分割ケーシング３ｂの上端面に設けられた凸部４５と上方の分割ケーシング３ａの下端面に設けられた凹部４６はいずれもリング状であり、これら凸部４５と凹部４６の係合によっても、分割ケーシング３ａ、３ｂ同士の回転ずれを効果的に防止することは困難である。

【0038】

掘削中にオーガヘッド５に下向きの荷重がかかると、ケーシング３には上向きの反力が発生し、接続部３ｊ１では、下方の分割ケーシング３ｂの上端面と上方の分割ケーシング３ａの下端面との間の面圧が低下する。その時、ケーシング３に加わる回転トルクなどにより、分割ケーシング３ａ、３ｂ同士は水平方向へ位置ずれをしやすくなる。そして、繰り返し荷重等で横ずれが発生するとボルト６５が緩みやすくなり、さらに、一部のボルト６５が緩むと、緩んでいないボルト６５の負担が増加し、ボルト６５の破損といった恐れがある。また、分割ケーシング３ａ、３ｂ同士が水平方向へ位置ずれすることにより、ボルト６５にせん断力がかかり、ボルト６５を破損する可能性もある。接続部３ｊ１において分割ケーシング３ａ、３ｂ同士が水平方向へ位置ずれすることにより、振動や騒音が発生する恐れもある。

【0039】

一方、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、下方の分割ケーシング３ｂの上端面に設けられた位置決めピン４７は、上方の分割ケーシング３ａの下端面に設けられた凹部４８に差し込むだけで良く、凹部４８内で回転させる必要が無い。そのため、凹部４８の内径は位置決めピン４７の外径とほぼ等しくでき、凹部４８の内面と位置決めピン４７の外面との間は、隙間が実質的に存在しない状態にすることができる。よって、位置決めピン４７を凹部４８に差し込んで、４本のボルト６５とナット６６で締結することにより、接続部３ｊ１において、分割ケーシング３ａ、３ｂを水平方向へ位置ずれさせない状態で一体的に接続することが可能となる。

【0040】

この場合、位置決めピン４７と凹部４８は、ケーシング３の外側に矢板杭Ａが配置される側である領域Ｓ１と、その反対側の領域Ｓ２の両方にそれぞれ配置されており、矢板杭Ａが配置される側（領域Ｓ１）と、その反対側（領域Ｓ２）の両方で、位置決めピン４７と凹部４８との係合によって分割ケーシング３ａ、３ｂ同士の位置ずれを妨げることができる。このように、オーガスクリュー２の中心軸Ｏを通る直線Ｌによって分割された２つの領域Ｓ１と領域Ｓ２の両方において、位置決めピン４７と凹部４８との係合によって分割ケーシング３ａ、３ｂ同士の位置ずれを妨げることにより、接続部３ｊ１において、水平方向に生ずる位置ずれを効果的に防止することが可能となる。また、凸部４５を凹部４６に挿入し、位置決めピン４７を凹部４８に挿入した状態で、ボルト６５とナット６６でしっかりと接続することにより、分割ケーシング３ａ、３ｂを接続した後に横吊りしても充分耐えうる強度が確保される。さらに、ボルト６５とナット６６とを取り外すことで、分割ケーシング３ａ、３ｂを容易に分割することもできる。

【0041】

そして、本発明の実施の形態に係る杭圧入機２０においては、既設杭Ａ’をクランプ２３で掴み、杭圧入機本体２１の姿勢を安定させるための反力を取った状態で地盤Ｇの掘削を行う。地盤Ｇの掘削を行う際には、オーガ装置１のオーガスクリュー２を回転させ、ケーシング３と矢板杭Ａをチャック装置２７のチャック部３５で一体的に保持した状態で所定量下降させる。その後、チャック部３５の保持を一旦解除し、保持位置を所定量だけ上方に移動させる。そして、再度ケーシング３と矢板杭Ａをチャック部３５で一体的に保持し、オーガ装置１のオーガスクリュー２を回転させながら、ケーシング３と矢板杭Ａを所定量下降させる。この動作を繰り返すことにより、地盤Ｇの掘削と矢板杭Ａの圧入を進めていく。そして、矢板杭Ａの圧入終了後、圧入を終了した矢板杭Ａの上端よりも上の位置において、チャック部３５またはケーシングチャック部２７ａでケーシング３を挟持して上昇させる。

【0042】

ここで、掘削の際には、オーガ装置１のケーシング３には地盤掘削の反力が加わることとなる。また、硬質地盤などの掘削中には、キックバック現象によりケーシング３に大きな変動負荷が加わることになる。しかるに、この実施の形態に係るオーガ装置１によれば、上述したように、２つの領域Ｓ１と領域Ｓ２の両方に配置された位置決めピン４７と凹部４８との係合により、接続部３ｊ１において、分割ケーシング３ａ、３ｂ同士の水平方向への位置ずれが効果的に防止される。そのため、地盤掘削時にオーガ装置１のケーシング３に加わる反力をしっかりと受け止めることができ、掘削精度が向上し、また、地盤掘削力の伝達効率も向上し、省エネルギー化もはかれる。さらに、分割ケーシング３ａ、３ｂ同士の位置ずれが抑制されることにより、いわゆるキックバック現象に伴う装置負担やボルト６５の緩みや折損、ボルト穴５３、５５、６１、６３の変形も解消され、損傷を低減でき、装置寿命も長くなる。さらに、掘削時の振動や騒音の発生も抑えることができる。なお、代表して分割ケーシング３ａと分割ケーシング３ｂとの接続部３ｊ１の構造について説明したが、分割ケーシング３ｂと分割ケーシング３ｃの接続部３ｊ２についても、同様の構造にすることによって、分割ケーシング３ｂ、３ｃ同士の位置ずれを抑制することが可能である。

【0043】

以上、本発明の実施の形態の一例について説明したが、本発明は以上に示した形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0044】

例えば、図３～８では、３本の位置決めピン４とそれらを挿入させる凹部４８を備え、ケーシング３の外側に矢板杭Ａが配置される側である領域Ｓ１に、２本の位置決めピン４７と２つの凹部４８を配置し、その反対側の領域Ｓ２に残りの１本の位置決めピン４７と凹部４８を配置した例を示した。しかし、位置決めピン４と凹部４８の数は２以上であれば任意である。また、ケーシング３の外側に矢板杭Ａが配置される側である領域Ｓ１と、その反対側の領域Ｓ２に、少なくとも１本ずつの位置決めピン４７と凹部４８が配置されていれば良い。

【0045】

例えば、図１２では、２本の位置決めピン４とそれらを挿入させる凹部４８を備え、ケーシング３の外側に矢板杭Ａが配置される側である領域Ｓ１に、１本の位置決めピン４７と１つの凹部４８を配置し、その反対側の領域Ｓ２に残りの１本の位置決めピン４７と凹部４８を配置した形態を示している。また、図１３では、４本の位置決めピン４とそれらを挿入させる凹部４８を備え、ケーシング３の外側に矢板杭Ａが配置される側である領域Ｓ１に、２本の位置決めピン４７と２つの凹部４８を配置し、その反対側の領域Ｓ２に残りの２本の位置決めピン４７と凹部４８を配置した形態を示している。これらの形態はいずれも本発明に含まれる。

【0046】

ここで、図１１に示したように、下方の分割ケーシング３ｂの上端面において、位置決めピン４７の高さＰＨが、リング状の凸部４５の高さＫＨよりも高くなるように設定すれば、図１１（ａ）に示されるように、凸部４５と凹部４６がまだ係合する前の状態で、位置決めピン４と凹部４８との位置合わせを行うことができ、作業がしやすくなる。なお、この位置合わせを容易にさせるために、位置決めピン４７の上端にテーパー面４７’を形成しておくことが望ましい。また、位置決めピン４７は、下方の分割ケーシング３ｂの上端面に例えば溶接や締り嵌め等で固定しておくことができる。

【0047】

また、分割ケーシング３ａ、３ｂ同士の位置ずれを妨げるずれ防止機構の一例として、位置決めピン４と凹部４８との係合構造を示したが、他の形態のずれ防止機構として、例えばキーとキー溝の係合によって位置ずれを妨げる構造も適用できる。なお、ピンと凹部との係合構造と、キーとキー溝の係合によって位置ずれを妨げる構造を併用することもできる。

【0048】

また、以上の実施の形態では杭圧入機２０にオーガ装置１を取り付ける構成としたが、例えば地盤に対して杭を貫入させる三点式杭打機にオーガ装置１を取り付けても良い。この場合も同様に、オーガスクリュー２の中心軸Ｏを通る直線Ｌによって分割された２つの領域Ｓ１と領域Ｓ２の両方に、位置決めピンやキーを用いたずれ防止機構を設けて分割ケーシング３ａ、３ｂ同士の位置ずれを妨げることにより、水平方向に生ずる位置ずれを効果的に防止することが可能となる。

【0049】

また、チャック装置２７のチャック部３５によってオーガ装置１のケーシング３と矢板杭Ａを一体的に保持して圧入を行っていく場合を説明した。しかしながら、例えば地盤Ｇに先行掘削を行う場合、チャック装置２７のチャック部３５によってオーガ装置１のケーシング３のみを保持し、オーガ装置１のオーガスクリュー２を回転させて掘削を行うこともできる。

【産業上の利用可能性】

【0050】

本発明は、地盤を掘削するオーガ装置として有用である。

【符号の説明】

【0051】

Ａ 矢板杭
Ａ’ 既設の矢板杭
Ｇ 地盤
Ｌ オーガスクリューの中心軸を通る直線
Ｏ オーガスクリューの中心軸
Ｓ１、Ｓ２ 領域
１ オーガ装置
２ オーガスクリュー
３ ケーシング
３ａ、３ｂ、３ｃ 分割ケーシング
３ｊ１、３ｊ２ 接続部
４ オーガ駆動部
５ オーガヘッド
６ 排出孔
４ａ 筐体
７ 油圧モータ
８ 減速機
９ オーガモータ用油圧ホース
２０ 杭圧入機
２１ 杭圧入機本体
２３ クランプ
２４ サドル
２５ スライド機構
２６ リーダーマスト
２７ チャック装置
２７ａ ケーシングチャック部
２８ 全体油圧ホース
２９ ホースリール
３５ チャック部
３６ 可動爪
３６’ 固定爪
３７ 可動爪
３８ 固定爪
４０ ガイド部
４１ レール部
４２ ガイド溝
４５ 凸部
４６ 凹部
４７ 位置決めピン
４８ 凹部
５０、５１ 肉厚部
５２、５４ ナット挿入部
５３、５５ ボルト穴
６０、６２ ボルト挿入部
６１、６３ ボルト穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】