説明

油圧回転装置及び油圧回転装置を用いた地盤改良用作業機

【課題】軸心部に移送物が通過可能な中心孔を形成することにより、該油圧回転装置の活用範囲がさらに広がるようにする油圧回転装置の提供。
【解決手段】インナ部材(2)の外周部にシリンダ(3)を円周方向に所定ピッチで形成し、半球面状に形成されたボール受け面(4a)を有するピストン(4)を各シリンダ(3)に摺動可能に嵌合させるとともに、ピストン(4)のボール受け面(4a)にボール(6)を自転可能に設け、アウタ部材(15)の内周部にボール(6)が転動可能な波形カム面(16)を形成し、シリンダ(3)に作動油を供給するとともに、作動油を回収する油圧回路(26)を設け、インナ部材(2)の軸心部に芯軸(20)を貫通させ、芯軸(20)をアウタ部材(15)又はインナ部材(2)に固定し、芯軸(20)の軸心部に移送物が通過可能な中心孔(21)を形成する油圧回転装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、作業機に装備された油圧装置の油圧を利用して回転させる油圧回転装置、及びこの油圧回転装置を用いて地中に補強用のパイルを形成する地盤改良用作業機に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来の油圧回転装置として、内筒部材(インナ部材)の外周部に半径方向に延びるシリンダを円周方向に所定ピッチで形成し、各シリンダにボール受け面を有するピストン部材を摺動可能に嵌合させるとともに、該ピストン部材のボール受け面に球体(ボール)を自転可能に設け、前記内筒部材の外周部を包囲する筒状の外筒部材(アウタ部材)を設けるとともに、該外筒部材の内周部に前記球体が転動可能であってかつ前記シリンダのピッチと異なる凹凸摺接面(波形カム面)を形成し、前記凹凸摺接面の一方の斜面と対応する球体側のシリンダ室に作動油を供給する油圧供給回路、及び該凹凸摺接面の他方の斜面と対応する球体側のシリンダ室の作動油を回収する作動油回収回路を設けてなる油圧回転装置があった。
【0003】
また、従来の地盤改良工法として、地盤中に中空管を貫入し、該中空管を引き抜きつつその跡に細粒分含有率が15%より大きい土、土類似の産業廃棄物等の充填物を充填することにより、地盤中に補強用のパイルを形成するものがあった。
【特許文献1】特開2003−314767号公報
【特許文献2】特開平9−242063号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記従来の油圧回転装置は、内筒部材と外筒部材とを同軸に嵌合させ、これら両者間に多数のピストン部材を放射状に配置するようにしたので、軸方向の寸法を小さくしながら大きな回転トルクを得ることができる、という優れた効果を有する。本発明は、この油圧回転装置の軸心部に移送物が通過可能な中心孔を形成することにより、該油圧回転装置の活用範囲がさらに広がるようにすることを目的とする。
また、従来の地盤改良工法は、地盤中に貫入した中空管を介して充填物を充填するようにしていたので、地盤中に充填物を高密度で充填することができないものであった。本発明は、地盤中に充填物を高密度で充填することにより、地盤の補強機能が高くなる地盤改良用作業機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、上記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項1に係る発明は、インナ部材の外周部に半径方向外端が開口したシリンダを円周方向に所定ピッチで形成し、頭部が半球面状に形成されたボール受け面を有するピストンを前記各シリンダに摺動可能に嵌合させるとともに、該ピストンのボール受け面にボールを自転可能に設け、前記インナ部材の外周部を包囲するアウタ部材の内周部に前記ボールが転動可能な波形カム面を形成し、該波形カム面の一方の斜面に対応するボール側のシリンダ室に作動油を供給するとともに、波形カム面の他方の斜面に対面するボール側のシリンダ室の作動油を回収する油圧回路を設け、前記インナ部材の軸心部に芯軸を貫通させるとともに、該芯軸をアウタ部材又はインナ部材に固定し、前記芯軸の軸心部に移送物が通過可能な中心孔を形成する構成にしたものである。
請求項2に係る発明は、作業機にポールを上下動可能にかつ回転不能に支持し、該ポールの下端に請求項1記載の油圧回転装置を同軸に配置するとともに、該油圧回転装置のインナ部材とアウタ部材のうち、一方を前記ポールの下端に固定し、他方に投入管を同軸に配置して垂下固定するとともに、該投入管を前記油圧回転装置の軸心部に設けた中心孔に連通させ、前記投入管の下端部に該投入管が一方向に回転された際に下方に送り傾向を有する羽根を設け、前記作業機に粒状又は粘状の充填物をホース内に流動させて移送させる充填物供給装置を設け、該充填物供給装置の吐出側のホースを前記油圧回転装置の中心孔を介して前記投入管に接続する構成にしたものである。
【発明の効果】
【0006】
本願の請求項1に係る発明は、波形カム面の一方の斜面に対面するボール側のシリンダ室に油圧回路から作動油が供給されると、該シリンダに嵌合したピストンが作動油の圧力によって半径方向外方に移動され、該ピストンに支持されたボールが波形カム面の一方の斜面を押してアウタ部材を一方向に回転させることになる。また、アウタ部材の回転により、波形カム面の他方の斜面に対面するボールが該斜面によって軸心方向に押圧されると、該ボールを支持するピストンが軸心方向に移動され、シリンダ室の作動油が油圧回路の回収路に排出されることになる。これにより、軸方向の寸法を小さくしながら大きな回転トルクを得ることができる。
【0007】
また、前記インナ部材に設けた芯軸の中心孔に、軸方向に貫通する中心孔を形成したので、例えば、油圧回転装置を支持固定する支持体側と該油圧回転装置によって回転される回転体側との間に、砕石、生コンクリート等の移送物を通過させる際に、これらを上記中心孔を介して通過させることができ、移送物の経路を簡素にすることができる。
【0008】
請求項2に係る発明は、油圧回転装置によって回転される投入管に供給する充填物を、該油圧回転装置の軸心部に形成した中心孔を通過させて供給するようにしたので、投入管に充填物を供給するための特別なホッパーを設ける必要がなくなる。このため、上記投入管がストレート状となり、これを地盤に形成したパイル穴に容易に嵌入させることができるとともに、該投入管に作業機側から充填物を容易に供給することができる。
【0009】
また、上記投入管を油圧回転装置によって一方向に回転させると、該投入管の下端部に設けた羽根が回転し、該羽根により投入管から排出される充填物(移送物)を下方に加圧し、該充填物を上記パイル穴に高密度で充填することになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。図1は本発明の実施例を示す油圧回転装置の断面図、図2は図1のII-II線相当の部分断面図、図3は本発明による地盤改良用作 業機の充填物の充填状態を示す側面図、図4は本発明による地盤改良用作業機の油圧回転装置部の分解斜視図、図5は地盤改良用作業機のポールガイド部材の斜視図、図6は地盤改良用作業機により形成されるパイルの種類を示す断面図である。
【0011】
図1、図2において、1は油圧回転装置であり、インナ部材2、該インナ部材2の外周側に嵌合されて回転されるアウタ部材15を主要部として構成される。上記インナ部材2は例えば図3、図4に示すように、地盤改良用作業機50のポール53の下端に係止され、アウタ部材15は円筒状の投入管60を懸垂支持し、該投入管60を回転させるようになっている。
【0012】
上記インナ部材2は以下の如くなっている。即ち、短尺な円柱ブロックの外周部に半径方向外端が開口した多数のシリンダ3を放射状に形成する。各シリンダ3は4個を一組として二組み並列に形成するとともに、該二組みのシリンダ3は互いに円周方向に位相をずらせる。上記各シリンダ3にピストン4を摺動可能に嵌合させ、これらを各シリンダ3内に収容した押圧ばね5により半径方向外方に押圧付勢する。上記各ピストン4の頭部(半径方向外端)は半球面状のボール受け面4aとし、該ボール受け面4aにボール6を自転可能に載置する。該ボール6はシリンダ3の内面に密接して摺動可能に嵌合する径とする。
【0013】
上記ピストン4のボール受け面4aの底部中心部にシリンダ室3と連通する弁孔を貫通形成し、該弁孔に逆止弁12を取り付ける。該逆止弁12はばね(符号省略)によって常時底部方向(閉塞方向)に弾圧付勢され、作動油がシリンダ室からピストン4の頭部側に向かってのみ流通できるようする。
【0014】
前述したアウタ部材15は短尺な円筒状に形成されて上記インナ部材2の外周部を包囲し、その外周側で円筒状のホルダー17にベアリング18を介して回転自在に支持される。ホルダー17は、図1に示すように、インナ部材2の左端部に形成されたフランジ部2aにボルト締め固定される。上記アウタ部材15の内周部にインナ部材2側の各ボール6が転動可能な波形カム面16を形成する。即ち、図2に示すように、ボール6の径よりも若干大きい半径となる円弧カム面16aを円周方向に10個等ピッチで形成するとともに、各円弧カム面16a同士を小径の円弧面で滑らかに接続する。
【0015】
前述したインナ部材2の軸心部に、芯軸20を貫通させて一体的に固定し、該該芯軸20の外周部に筒状のディストリビュータ23を嵌合固定する。上記芯軸20はその軸心部に大径の中心孔21が貫通形成されている。上記インナ部材2及びディストリビュータ23に油圧回路26を形成し、該油圧回路26によってアウタ部材15を一方向に回転させる。即ち、図1に示すように、ディストリビュータ23の外周部に軸方向に延びる供給溝24及び回収溝25を円周方向に所定ピッチで交互に形成し、インナ部材15側に上記供給溝24に連通する供給路29と上記回収溝25に連通する回収路31とを形成し、供給路29は油圧装置の圧送路側に、回収路31は油圧装置の還元路側に接続する。また、各シリンダ3の底部に油孔27を形成し、該油孔27はアウタ部材15が回転した際に、上記供給溝24と回収溝25とに交互に連通できるようにする。
【0016】
ここで、上記ディストリビュータ23の供給溝24及び回収溝25は、図2に示すように、波形カム面16のうちの一方の斜面16bに対面するボール6aを有する油孔27が上記供給溝24に連通し、また、波形カム面16のうちの他方の斜面16cに対面するボール6bを有する油孔27が上記回収溝25に連通するように配列設定されている。
【0017】
図3において、50は前述した油圧回転装置1が適用された地盤改良用作業機(以下作業機という)である。該作業機50は、本体部51の下部に走行用のキャタピラー52を有し、前部(図3において左部)にポール53を昇降させる昇降装置54、及びホース巻取り装置56を取り付け、本体部51の側部にブロワー(充填物供給装置)57を取り付ける。
【0018】
上記ポール53は断面四角形、又は六角形の角筒により形成され、昇降装置54によって回転不能にかつ上下動可能に支持されている。昇降装置54は油圧式のシリンダ54aによって水平軸心を中心として回動可能に支持され、不使用時にはポール53が本体部51の上方で前後(図3において左右)方向に延長する如く回動される。
【0019】
上記ポール53の下端部に前述して油圧回転装置1を同軸に取り付ける。即ち、図4に示すように、ポール53の下端部に左右一対のブラケット53aを介して中心部に通し孔53cを有する円盤状の取付板53bを水平に取り付け、該取付板53bの下面に油圧回転装置1を同軸に配置し、そのインナ部材2側のフランジ部2aを上記取付板53bにボルト締め固定する。上記油圧回転装置1の下部側に円筒状の投入管60を同軸に配置し、該投入管60の上端部に形成した取り付けフランジ60aを上記油圧回転装置1のアウタ部材15にボルト締め固定する。上記投入管60の下端部に羽根61を取り付ける。該羽根61は投入管60が一方向、例えば右回転されると、下方に送り傾向を有する如く捩じられている。
【0020】
上記ブロワー57は、充填物をなす砕石(移送物)65を吸引して上記投入管60に供給するもので、吸引ホース57aを地盤66上の砕石65堆積部に配置し、吐出ホース57bをホース巻取り装置56に巻回した後、その先端部を前述した取付板53bの通し孔53c(図4)を介して油圧回転装置1の中心孔21に接続する。また、上記油圧回転装置1の油圧回路26を作業機50に装備されている油圧装置(図示省略)に接続する。
【0021】
図3において、63は地盤66に形成したパイル孔66aの口部に取り付けるポールガイド部材であり、図5に示すように、左右に分割可能にした円弧状の枠63a、63aの内周部に6個のローラー63bを水平にかつ互いに対向させて取り付けてなる。
【0022】
次に、上記作業機50の使用態様について説明する。まず、作業機50のポール53を鉛直に起立させ、その下端部に取り付けた投入管60をパイル孔66aの口部に取り付けたポールガイド部材63に嵌合させる。次いで、昇降装置54を作動させて上記ポール53を降下させ、投入管60をパイル孔66aの底部に位置させる。このとき、吐出ホース57bは投入管60の降下に対応してホース巻取り装置56から巻き出されることになる。
【0023】
この状態でブロワー57を起動させるとともに、作業機50の油圧装置から油圧回転装置1に作動油を供給する。さすれば、堆積部の砕石65が吸引ホース57aに吸引され、吐出ホース57b、油圧回転装置1の中心孔21を介して投入管60内に向けて移送される。一方、油圧装置から作動油が油圧回転装置1に供給されると、該油圧回転装置1が回転して上記投入管60を所定方向に回転させ、その下部に設けた羽根61が投入管60の下端から排出される砕石65aを下方に加圧し、該砕石65aを上記パイル穴66aに高密度で充填することになる。
【0024】
このとき、投入管60の上昇をパイル穴66aの底部で一時的に停止又は遅くすると、図6(a)に示すように、上記羽根61による砕石65aの加圧がパイル穴66aの底部で上昇し、パイル穴66aの底部にフランジ状に拡開した拡開充填部(ア)が形成され、また、投入管60の上昇をパイル穴66aの底部と上下中間部とで一時的に停止又は遅くすると、図6(b)に示すように、パイル穴66aの底部及び上下中間部にフランジ状に拡開した拡開充填部(ア)、(イ)が形成され、また、投入管60の上昇をパイル穴66aの底部、上下中間部、及び上端部で一時的に停止又は遅くすると、図6(c)に示すように、パイル穴66aの底部、上下中間部、及び上端部にフランジ状に拡開した拡開充填部(ア)、(イ)、(ウ)が形成されることになる。なお、上記拡開充填部(ア)、(イ)、(ウ)の形成は、地盤の性状に合わせて適宜設定する。
【0025】
なお前述した採石65は生コンクリートに換えてもよい。この場合、ブロワー57は生コンクリート等の粘状物を移送するポンプとする。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の実施例を示す油圧回転装置の断面図である。
【図2】図1のII-II線相当の部分断面図である。
【図3】本発明による地盤改良用作業機の充填物の充填状態を示す側面図である。
【図4】本発明による地盤改良用作業機の油圧回転装置部の分解斜視図である。
【図5】地盤改良用作業機のポールガイド部材の斜視図である。
【図6】地盤改良用作業機により形成されるパイルの種類を示す断面図である。
【符号の説明】
【0027】
1 油圧回転装置
2 インナ部材
2a フランジ部
3 シリンダ
4 ピストン
4a ボール受け面
5 押圧ばね
6(6a,6b) ボール
12 逆止弁
15 アウタ部材
16 波形カム面
16a 円弧カム面
16b 一方の斜面
16c 他方の斜面
17 ホルダー
18 ベアリング
20 芯軸
21 中心孔
23 ディストリビュータ
24 供給溝
25 回収溝
26 油圧回路
27 油孔
29 供給路
31 回収路
50 地盤改良作業機
51 本体部
52 キャタピラー
53 ポール
53a ブラケット
53b 取付板
54 昇降装置
56 ホース巻き取り装置
57 ブロワー
57a 吸引ホース
57b 吐出ホース
60 投入管
60a 取付けフランジ
61 羽根
63 ポールガイド部材
63a 枠
63b ローラー
65 採石(移送物)
66 地盤
66a パイル穴

【特許請求の範囲】
【請求項1】
インナ部材(2)の外周部に半径方向外端が開口したシリンダ(3)を円周方向に所定ピッチで形成し、頭部が半球面状に形成されたボール受け面(4a)を有するピストン (4)を前記各シリンダ(3)に摺動可能に嵌合させるとともに、該ピストン(4)のボール受け面(4a)にボール(6)を自転可能に設け、前記インナ部材(2)の外周部を包囲するアウタ部材(15)の内周部に前記ボール(6)が転動可能な波形カム面(16)を形成し、該波形カム面(16)の一方の斜面(16b)に対応するボール(6a)側のシリンダ(3)に作動油を供給するとともに、波形カム面(16)の他方の斜面(16c)に対面するボール(6b)側のシリンダ(3)の作動油を回収する油圧回路(26)を設け、前記インナ部材(2)の軸心部に芯軸(20)を貫通させるとともに、該芯軸 (20)をアウタ部材(15)又はインナ部材(2)に固定し、前記芯軸(20)の軸心部に移送物が通過可能な中心孔(21)を形成したことを特徴とする油圧回転装置。
【請求項2】
作業機(50)にポール(53)を上下動可能にかつ回転不能に支持し、該ポール(53)の下端に請求項1記載の油圧回転装置(1)を同軸に配置するとともに、該油圧回転装置(1)のインナ部材(2)とアウタ部材(15)のうち、一方を前記ポール(53)の下端に固定し、他方に投入管(60)を同軸に配置して垂下固定するとともに、該投入管(60)を前記油圧回転装置(1)の軸心部に設けた中心孔(21)に連通させ、前記投入管(60)の下端部に該投入管(60)が一方向に回転された際に下方に送り傾向を有する羽根(61)を設け、前記作業機(50)に粒状又は粘状の充填物(65)をホース内に流動させて移送させる充填物供給装置(57)を設け、該充填物供給装置(57)の吐出側のホース(57b)を前記油圧回転装置(1)の中心孔(21)を介して前記投入管(60)に接続したことを特徴とする油圧回転装置を用いた地盤改良用作業機。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2006−188916(P2006−188916A)
【公開日】平成18年7月20日(2006.7.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−2662(P2005−2662)
【出願日】平成17年1月7日(2005.1.7)
【出願人】(591059146)丸順重工株式会社 (12)
【Fターム(参考)】