(57)【要約】      （修正有）【課題】地盤改良材が回転ロッドを通って掘削ヘッドに向かって供給される掘削装置において、インナーロッドの昇降装置を回転駆動装置の狭いスペースに配置せずに、回転駆動装置の取付作業やメンテナンスなどの作業スペースを確保可能な装置を提供する。【解決手段】掘削装置は、掘削ヘッドが回転駆動装置により回転ロッドを介して回転駆動されるとともに、地盤改良材が回転ロッドを通って掘削ヘッドに向かって供給される。回転ロッドは、アウターロッド１１とインナーロッド１３とで構成されている。そして、地盤改良材が流れる筒状のインナーロッド１３を上下動させるジャッキ２６，２７が、回転ロッドの上部で、かつ、アウターロッドの内側とインナーロッドの外側との間の空間に配置されている。【選択図】図３
2020041317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削ヘッドが回転駆動装置により回転ロッドを介して回転駆動されるとともに、地盤改良材が前記回転ロッドを通って前記掘削ヘッドに向かって供給される掘削装置において、
前記回転ロッドが、回転力を伝達する筒状のアウターロッドと、このアウターロッドに挿入されるとともに、前記地盤改良材が流れる筒状のインナーロッドとで構成されており、
前記インナーロッドを上下動させるジャッキが、前記回転ロッドの上部で、かつ、前記アウターロッドの内側とインナーロッドの外側との間の空間に配置されていることを特徴とする掘削装置。
【請求項２】
前記ジャッキは、アウターロッド内に形成されるシリンダ室と、このシリンダ室を第１シリンダ室と第２シリンダ室とに仕切るピストンを具備しており、
このピストンに前記インナーロッドが固定されていることを特徴としている請求項１記載の掘削装置。
【請求項３】
前記アウターロッドの壁には、第１シリンダ室に駆動流体を供給する第１アウターロッド流路および、第２シリンダ室に駆動流体を供給する第２アウターロッド流路が形成されていることを特徴としている請求項２記載の掘削装置。
【請求項４】
前記アウターロッドのシリンダの外側を覆う筒状の外筒体が設けられ、
この外筒体がアウターロッドに対して回転可能に嵌まっているとともに、前記第１アウターロッド流路に駆動流体を供給する第１外筒体流路および前記第２アウターロッド流路に駆動流体を供給する第２外筒体流路が形成されていることを特徴としている請求項３記載の掘削装置。
【請求項５】
前記回転ロッドは、地盤改良材を前記回転駆動装置側から前記インナーロッドに導く地盤改良材導入流路を具備しており、
前記筒状のインナーロッドが、前記ピストンの上下動を許容するように、前記地盤改良材導入流路に入れ子状になっていることを特徴としている請求項２、３または４記載の掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削ヘッドが回転駆動装置により回転ロッドを介して回転駆動されるとともに、地盤改良材が回転ロッドを通って掘削ヘッドに向かって供給される掘削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の掘削装置は、たとえば、特開２００８−５７３０７号公報（特許文献１）に記載のように、回転ロッドのインナーロッドを通って地盤改良材が掘削ヘッドに向かって供給されている。そして、このインナーロッドを昇降装置により上下動させて、下部に設けられた拡縮翼を拡縮している。この昇降装置は、アウターロッドを回転駆動する回転駆動装置の歯車よりも上方に設置され、２個の原動機の間の狭いスペースに配置されている。このように、回転駆動装置の狭いスペースに昇降装置を配置すると、回転駆動装置の取付作業やメンテナンスなどが困難となる。
【０００３】
また、従来の掘削装置には、たとえば、特開２００６−９５４０号公報（特許文献２）のように、地盤改良材がインナーロッドを通って掘削ヘッドに向かって供給されていないものもある。このような掘削装置の拡縮翼は、回転ロッドの下部の内部に設けられた油圧装置により、拡縮している。油圧装置は、地中の劣悪な環境状態にさらされるため、故障の頻度が高いとともに、メンテナンスなどに手間がかかる。しかも、回転ロッド内の中央部に大きな油圧装置が配置されているため、インナーロッドを配置することができない。さらに、油圧装置を作動させる駆動流体を、回転ロッドの上部から下部まで供給する必要があり、駆動流体用の流路を設ける必要がある。そのため、このような構造のものを、地盤改良材を供給する掘削装置に採用すると、地盤改良材用の流路や、駆動流体用の流路などの多数の流路を、回転ロッド内の上下にわたって配置することになる。そのため、回転ロッド内の構造やジョイント構造が複雑化するとともに、回転ロッドの長さを変更する際に、ジョイントの接続・離脱作業に手間がかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５７３０７号公報
【特許文献２】特開２００６−９５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、地盤改良材が回転ロッドを通って掘削ヘッドに向かって供給される掘削装置において、インナーロッドの昇降装置を回転駆動装置の狭いスペースに配置すると、回転駆動装置の取付作業やメンテナンスなどが困難となる点である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の掘削装置は、掘削ヘッド（６）が回転駆動装置（３，１６，１７）により回転ロッド（４）を介して回転駆動されるとともに、地盤改良材が前記回転ロッドを通って前記掘削ヘッドに向かって供給される。そして、回転ロッドが、回転力を伝達する筒状のアウターロッド（１１）と、このアウターロッドに挿入されるとともに、前記地盤改良材が流れる筒状のインナーロッド（１３）とで構成されており、前記インナーロッドを上下動させるジャッキ（２６，２７）が、前記回転ロッドの上部で、かつ、前記アウターロッドの内側とインナーロッドの外側との間の空間に配置されている。
【０００７】
また、ジャッキが、アウターロッド内に形成されるシリンダ室と、このシリンダ室を第１シリンダ室（２６ａ）と第２シリンダ室（２６ｂ）とに仕切るピストン（２７）を具備しており、このピストンに前記インナーロッドが固定されている場合がある。
【０００８】
そして、アウターロッドの壁には、第１シリンダ室に駆動流体を供給する第１アウターロッド流路（３１ａ）および、第２シリンダ室に駆動流体を供給する第２アウターロッド流路（３１ｂ）が形成されている場合がある。
【０００９】
さらに、アウターロッドのシリンダの外側を覆う筒状の外筒体（３２）が設けられ、この外筒体がアウターロッドに対して回転可能に嵌まっているとともに、前記第１アウターロッド流路に駆動流体を供給する第１外筒体流路（３３ａ）および前記第２アウターロッド流路に駆動流体を供給する第２外筒体流路（３３ｂ）が形成されている場合がある。
【００１０】
また、回転ロッドは、地盤改良材を前記回転駆動装置側から前記インナーロッドに導く地盤改良材導入流路（２３）を具備しており、前記筒状のインナーロッドが、前記ピストンの上下動を許容するように、前記地盤改良材導入流路に入れ子状になっている場合がある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、地盤改良材の流れるインナーロッドを上下動させるジャッキが、回転ロッドの上部で、かつ、アウターロッドの内側とインナーロッドの外側との間の空間に配置されているので、ジャッキが、回転ロッドを回転駆動させる回転駆動装置の点検作業やメンテナンスの妨げになることがない。しかも、地盤改良材を、ジャッキに妨げられずに、インナーロッド内を通って、掘削ヘッドに向かって流すことができる。また、ジャッキが、地面よりも上方に位置しているため、地中の劣悪な環境状態にさらされず、故障の頻度が低下するとともに、メンテナンスが容易となる。
【００１２】
また、アウターロッドのシリンダの外側を覆う筒状の外筒体が設けられ、この外筒体がアウターロッドに対して回転可能に嵌まっているとともに、第１シリンダ室に駆動流体を供給する第１外筒体流路および第２シリンダ室に駆動流体を供給する第２外筒体流路が形成されている場合には、外筒体からシリンダ室に駆動流体を供給することができる。したがって、回転ロッドを回転駆動する回転駆動装置側から駆動流体を供給する必要がなくなる。
【００１３】
そして、回転ロッドが、地盤改良材を前記回転駆動装置側から前記インナーロッドに導く地盤改良材導入流路を具備しており、筒状のインナーロッドが、前記ピストンの上下動を許容するように、地盤改良材導入流路に入れ子状になっている場合には、ピストンを円滑に上下動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明における掘削装置の実施の一形態の側面図である。
【図２】図２は掘削装置の上部の正面の説明図である。
【図３】図３は回転ロッドの上部エレメントの断面図である。
【図４】図４は掘削装置の下部の断面図である。
【図５】図５は延長用エレメントの断面図である。
【図６】図６は拡大位置にある拡縮翼の状態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
地盤改良材が流れるインナーロッドを昇降させる昇降装置を、回転駆動装置の狭いスペースに配置しないという目的を、昇降装置であるジャッキを、回転ロッドの上部で、かつ、アウターロッドの内側とインナーロッドの外側との間の空間に配置したことで実現した。
【実施例１】
【００１６】
次に、本発明における掘削装置の一実施例について、図１ないし図６を用いて説明する。図１は本発明における掘削装置の実施の一形態の側面図である。図２は掘削装置の上部の正面の説明図である。図３は回転ロッドの上部エレメントの断面図である。図４は掘削装置の下部の断面図である。図５は延長用エレメントの断面図である。図６は拡大位置にある拡縮翼の状態を説明するための図である。なお、図２では、部分的に断面で図示されている。また、図５において、スクリュー板の図示は省略されている。
【００１７】
まず始めに、掘削装置の全体構成を図１で説明する。
スクリューオーガ掘削装置は、走行車体１と、この走行車体１に立設しているリーダ２と、このリーダ２に上下動可能に取り付けられている電動モータなどの原動機３と、この原動機３に回転駆動される回転ロッドとしてのオーガ４と、このオーガ４の下端に設けられている掘削ヘッド６と、掘削ヘッド６の上方に設けられているレバー状の拡縮翼７とを備えている。
【００１８】
オーガ４は、円筒状のアウターロッド１１と、このアウターロッド１１の外周に螺旋状に固定して設けられているスクリュー板１２と、アウターロッド１１の内部に挿入されている円筒状のインナーロッド１３とを具備している。オーガ４は軸方向に複数のエレメントに分割可能に構成されており、図５に図示する延長用エレメント１４を、取り付け・取り外しすることにより、オーガ４の長さを適宜変更することができる。また、オーガ４の上部は、ジャッキを内蔵した上部エレメント１５となっている。
【００１９】
図２において、原動機３は左右一対設けられ、歯車１６を介して、駆動軸１７を回転駆動する。そして、原動機３、歯車１６および駆動軸１７は、オーガ４を回転駆動する回転駆動装置を構成している。駆動軸１７には、中心軸に沿って、地盤改良材用流路１８が形成されている。この地盤改良材用流路１８の上端には、スイベルを介して、パイプ１９を連結することが可能である。このパイプ１９から、加圧空気、水、セメント、掘削液、根固め液などの地盤改良材を地盤改良材用流路１８に供給することができる。
【００２０】
この駆動装置の駆動軸１７の下部には、オーガ４の上部エレメント１５の上部ジョイント部２１が連結される。この上部ジョイント部２１にも、中心軸に沿って、地盤改良材用流路２２が形成されている。また、図３に図示する上部ジョイント部２１の下方には、中心部に地盤改良材導入流路としての地盤改良材導入用パイプ２３が、また、外周部にアウターロッド１１が固定されている。
【００２１】
この上部エレメント１５のアウターロッド１１内には、シリンダ室２６があり、このシリンダ室２６は、上下に摺動可能なピストン２７により、上側の第１シリンダ室２６ａと下側の第２シリンダ室２６ｂに仕切られている。シリンダ室２６およびピストン２７は、ジャッキを構成している。また、シリンダ室２６の外周面はアウターロッド１１の内周面で形成され、シリンダ室２６の内周面は地盤改良材導入用パイプ２３およびインナーロッド１３の外周面で形成されている。そして、ピストン２７に、インナーロッド１３の上端部が固定されている。このインナーロッド１３には、上部ジョイント部２１の地盤改良材導入用パイプ２３が入れ子状に嵌まり込んでいる。すなわち、地盤改良材導入用パイプ２３の外径が、インナーロッド１３の内径よりも少し小さくなっている。また、シリンダ室２６の下側において、アウターロッド１１の下部ジョイント部２８が設けられている。
【００２２】
そして、上部エレメント１５のアウターロッド１１の壁には、第１シリンダ室２６ａに連通する第１アウターロッド流路としての第１貫通孔３１ａ、および、第２シリンダ室２６ｂに連通する第２アウターロッド流路としての第２貫通孔３１ｂが形成されている。
【００２３】
また、上部エレメント１５のシリンダ室２６の外側は、アウターロッド１１を間に挟んで、筒状の外筒体３２が覆っている。この外筒体３２は、アウターロッド１１に対して、回転可能、かつ、軸方向には移動しないように嵌まっている。この外筒体３２には、アウターロッド１１の第１貫通孔３１ａに駆動流体としての油圧を供給する第１外筒体流路３３ａ、および、第２貫通孔３１ｂに油圧を供給する第２外筒体流路３３ｂが形成されている。第１外筒体流路３３ａおよび第２外筒体流路３３ｂの外側の端部には、図示しない油圧ホースが接続される。さらに、外筒体３２やアウターロッド１１が回転して、第１貫通孔３１ａと第１外筒体流路３３ａとの位置がずれても駆動流体が流れるように、アウターロッド１１の外周面と外筒体３２の内周面との間にはリング状の第１リング状流路３４ａが、また、同様に、第２貫通孔３１ｂと第２外筒体流路３３ｂとの位置がずれても駆動流体が流れるように、アウターロッド１１の外周面と外筒体３２の内周面との間にはリング状の第２リング状流路３４ｂが形成されている。
【００２４】
上部エレメント１５のアウターロッド１１の下端部に設けられた下部ジョイント部２８には、延長用エレメント１４のアウターロッド１１の上端の上側連結部３６が接続される。また、延長用エレメント１４のアウターロッド１１の下端には、下方の延長用エレメント１４のアウターロッド１１の上側連結部３６を連結する下側連結部３７が設けられている。
【００２５】
上部エレメント１５のインナーロッド１３の下端部２９は、延長用エレメント１４のインナーロッド１３の上端部３８が接続される。また、延長用エレメント１４のインナーロッド１３の下端部３９には、下方の延長用エレメント１４のインナーロッド１３の上端部３８が連結される。さらに、延長用エレメント１４のインナーロッド１３の外周面の一部にはフランジ４１が設けられ、このフランジ４１は、アウターロッド１１の内面を摺動する。
【００２６】
図４において、下部エレメント４６のアウターロッド１１は、二重管構造で、外側に第１カバー管４７が、また、第１カバー管４７の内側にガイドパイプ４８が設けられている。第１カバー管４７とガイドパイプ４８との間の空間の上端は閉塞されている。また、下部エレメント４６のアウターロッド１１の上端部には、延長用エレメント１４のアウターロッド１１の下側連結部３７または、上部エレメント１５の下部ジョイント部２８に連結される連結部４９が設けられている。
【００２７】
下部エレメント４６のインナーロッド１３の下端部には、円盤状の基台５３が固定して設けられている。この基台５３の中央部には、インナーロッド１３の内部空間と連通する孔５４が形成されており、インナーロッド１３内の流体をこの孔５４を介して、外部に吐出することができる。基台５３およびスクリュー板１２の下方には、掘削爪５６が複数設けられ、掘削ヘッド６を構成している。また、下部エレメント４６のインナーロッド１３の上端部には、延長用エレメント１４のインナーロッド１３の下側連結部３９または、上部エレメント１５のインナーロッド１３の下端部２９に連結される連結部５７が設けられている。
【００２８】
そして、下部エレメント４６の基台５３の上面から、外側に第２カバー管６１が、また、第２カバー管６１の内側にスライドパイプ６２が立ち上がって設けられている。スライドパイプ６２はガイドパイプ４８に案内されて上下方向にスライド可能となっている。なお、スライドパイプ６２は、図示しない案内溝などの案内部によりガイドパイプ４８に対して回動不能となっている。また、第１カバー管４７およびガイドパイプ４８は、第２カバー管６１およびスライドパイプ６２と入れ子状態となっており、第１カバー管４７と第２カバー管６１とにより、外部の土砂が内部に侵入することを防止している。
【００２９】
拡縮翼７は、その一端が第２カバー管６１に回動可能に取り付けられているとともに、他端側には掘削爪７１が複数設けられている。また、拡縮翼７の中央部には、レバー７２の一端が回動可能に取り付けられている。レバー７２の他端は、第１カバー管４７に回動可能に取り付けられている。そして、レバー７２および拡縮翼７の回動部などでリンク機構が構成され、このリンク機構は第２カバー管６１の外側に設けられている。
【００３０】
この様に構成されている掘削装置で、地面に孔を掘削する際には、第２シリンダ室２６ｂに油圧を供給して、上部エレメント１５のピストン２７でインナーロッド１３を上昇させ、拡縮翼７を図４に図示する縮小位置にする。そして、原動機３を稼働して、歯車１６を介して、アウターロッド１１を回転させる。アウターロッド１１の回転力は、アウターロッド１１のガイドパイプ４８から、インナーロッド１３のスライドパイプ６２に伝達され、インナーロッド１３が回転する。そして、インナーロッド１３に伝達された回転力により、基台５３を介して、掘削ヘッド６が回転する。この掘削ヘッド６の回転により、地面に孔が掘削される。また、原動機３や歯車１６からなる回転駆動装置を一体として、リーダ２に沿って上昇・下降させる駆動装置（図示せず）が設けられており、掘削時には、従来のものと同様にして、回転駆動装置をリーダ２に沿って下降させる。
【００３１】
この様にして掘削された孔の下端部を、拡大掘りする際には、掘削ヘッド６が掘削された孔の底部にある状態で、第１シリンダ室２６ａに給油して、上部エレメント１５のジャッキを作動させてインナーロッド１３を下降させ、拡縮翼７を図６に図示する拡大位置にする。そして、このジャッキの稼働と略同時に、原動機３を稼働して、前述のように、アウターロッド１１およびインナーロッド１３を回転させる。この回転力により、第２カバー管６１を介して、拡大している拡縮翼７が回転する。この拡大位置の拡縮翼７の回転により、孔の下部が拡大堀りされる。
【００３２】
掘削ヘッド６を、掘削された孔から抜く際には、上部エレメント１５のジャッキでインナーロッド１３を上昇させて、拡縮翼７を図４に図示する縮小位置にする。そして、回転駆動装置を、従来のものと同様にして、リーダ２に沿って上昇させる。
【００３３】
また、前述の孔の掘削時および拡大堀り時などには、適宜、パイプ１９から、加圧空気、水、セメント、掘削液、根固め液などの流体をインナーロッド１３内に供給し、基台５３の孔５４から地盤に吐出することができる。
【００３４】
前述の様に、実施の形態においては、インナーロッド１３を昇降させる昇降装置であるジャッキが、原動機３の横側でなく、オーガ４の上部である上部エレメント１５に設けられているので、原動機３の点検作業やメンテナンスの妨げになることがない。また、上部エレメント１５のジャッキは地面よりも上方に位置しており、ジャッキをオーガ４の下部に配置した場合と比して、地中の劣悪な環境状態にさらされず、故障の頻度が低下するとともに、メンテナンスが容易となる。
【００３５】
また、ジャッキであるシリンダ室２６とピストン２７が、アウターロッド１１とインナーロッド１３との間の空間に配置されているため、地盤改良材を、ジャッキに妨げられずに、インナーロッド１３内を通って掘削ヘッド６に向かって流すことができる。
さらに、シリンダ室２６の外面がアウターロッド１１の内面で形成されているため、シリンダ室２６の外壁を別途作るよりも、コンパクトとなるとともに、構造が簡単になる。
【００３６】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
（１）実施例においては、インナーロッド１３の上端がピストン２７に固定されているが、特許請求の範囲で限定されていない限り、ピストン２７に固定されているインナーロッド１３の上端を、駆動軸１７の地盤改良材用流路１８を貫通して、歯車１６よりも上方に延在させることも可能である。
【００３７】
（２）ジャッキの油圧の流路は、第１シリンダ室２６ａおよび第２シリンダ室２６ｂに油圧を吸排することができるならば、適宜変更可能である。
（３）インナーロッド１３は地盤改良材導入用パイプ２３と入れ子状になっているが、インナーロッド１３はそれよりも上方の地盤改良材導入流路と地盤改良材が漏れないように接続されていれば良い。
【００３８】
（４）実施例においては、上下するインナーロッド１３で駆動されるものは、拡縮翼であったが、他のもの、たとえば、弁などでも可能である。また、拡縮翼を拡縮する機構は適宜変更可能である。
（５）延長用エレメント、下部エレメントや掘削ヘッドなどの構造も適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
地盤改良材が流れるインナーロッドを昇降させる昇降装置であるジャッキを、回転ロッドの上部で、かつ、アウターロッドの内側とインナーロッドの外側との間の空間に配置しているので、インナーロッドの昇降装置を、回転駆動装置の狭いスペースに配置する必要がなくなる。したがって、掘削ヘッドが回転駆動装置により回転ロッドを介して回転駆動されるとともに、地盤改良材が回転ロッドを通って掘削ヘッドに向かって供給される掘削装置に適用することが最適である。
【符号の説明】
【００４０】
３  原動機（回転駆動装置）
４  オーガ（回転ロッド）
６  掘削ヘッド
１１  アウターロッド
１３  インナーロッド
１５  上部エレメント
１６  歯車（回転駆動装置）
１７  駆動軸（回転駆動装置）
２３  地盤改良材導入用パイプ（地盤改良材導入流路）
２６  シリンダ室（ジャッキ）
２６ａ  第１シリンダ室
２６ｂ  第２シリンダ室
２７  ピストン（ジャッキ）
３１ａ  第１貫通孔（第１アウターロッド流路）
３１ｂ  第２貫通孔（第２アウターロッド流路）
３２  外筒体
３３ａ  第１外筒体流路
３３ｂ  第２外筒体流路
【図１】
2020041317.tif 000003
【図２】
2020041317.tif 000004
【図３】
2020041317.tif 000005
【図４】
2020041317.tif 000006
【図５】
2020041317.tif 000007
【図６】
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