(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に設けられ、オーガ軸と前記オーガ軸の所定の高さ位置まで螺設されたスクリュとからなるオーガスクリュを駆動手段により回転させて地盤を掘削し、掘削する際に排出される排土を前記駆動手段によりオーガスクリュを軸回りに回転させて上方に搬送する掘削装置において、
前記オーガ軸の所定の高さ位置近傍の前記ケーシングの周面に設けられ、搬送された排土が外部に吐出される排土口と、
前記オーガスクリュの前記オーガ軸の所定の高さ位置よりも上方であって前記ケーシングの内周面と前記オーガ軸との間に位置し、前記オーガスクリュと同軸に設けられたリボンスクリュと、
前記リボンスクリュを軸回りに回転させるリボンスクリュ駆動手段と、
を備え、
前記リボンスクリュ駆動手段は、
前記軸に軸着される第１歯車と、
前記軸と平行に配置され、前記第１歯車と噛合する第２歯車が軸着される駆動軸と、
前記駆動軸に軸着された第３歯車を噛合する第４歯車と、
前記リボンスクリュの軸方向上端部を固着し、前記オーガ軸を遊挿するとともに、前記第４歯車の回転に連動して回転するリボンスクリュ回転部と、
を有することを特徴とする掘削装置。
【請求項２】
請求項１に記載の掘削装置において、
前記オーガスクリュの外周面が前記ケーシングの内周面に密接するように、前記オーガスクリュの端面部に樹脂部材を貼付したことを特徴とする掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オーガスクリュを用いて地盤を掘削する掘削装置において、掘削時に排出される排土は、ケーシング内に設けられたオーガスクリュにより上方に搬送され、当該上方位置でケーシングに設けられた排土口からケーシング外部に搬出される。そして、搬出された排土は、排土口と接続されて設けられた、蛇腹状の袋体等を辿って外部へと排出されていた。
【０００３】
このような掘削装置として、例えば、ケーシングの上端部にホッパー上端部が連通し、ケーシングの外側部に沿ってこれと平行に下方へ延びて下端部が開口するような排土ホッパーを設け、当該排土ホッパーの一部を伸縮調整可能な蛇腹部とし、オーガスクリュによってケーシング内部の上端部から押し出される土砂を排土ホッパーによってケーシングの外側部に沿って排土させるようにした排土装置が知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２００７４９号公報
【０００５】
上記特許文献１に記載の排土装置によると、オーガスクリュによってケーシングの上端部（排土ホッパー）まで搬送された排土（土砂）は、排土ホッパー内を落下して外部に搬出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の排土装置において、排土ホッパーに排出されずオーガスクリュの軸に付着したまま、さらに上部へと排土が搬送された場合、ケーシング上端部分で排土によるつまりが生じ、オーガスクリュの駆動効率を低下させるという問題がある。
【０００７】
本発明の課題は、ケーシング内の排土によるつまりを生じさせない掘削装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ケーシング内に設けられ、オーガ軸と前記オーガ軸の所定の高さ位置まで螺設されたスクリュとからなるオーガスクリュを駆動手段により回転させて地盤を掘削し、掘削する際に排出される排土を前記駆動手段によりオーガスクリュを軸回りに回転させて上方に搬送する掘削装置において、前記オーガ軸の所定の高さ位置近傍の前記ケーシングの周面に設けられ、搬送された排土が外部に吐出される排土口と、前記オーガスクリュの前記オーガ軸の所定の高さ位置よりも上方であって前記ケーシングの内周面と前記オーガ軸との間に位置し、前記オーガスクリュと同軸に設けられたリボンスクリュと、前記リボンスクリュを軸回りに回転させるリボンスクリュ駆動手段と、を備え、前記リボンスクリュ駆動手段は、前記軸に軸着される第１歯車と、前記軸と平行に配置され、前記第１歯車と噛合する第２歯車が軸着される駆動軸と、前記駆動軸に軸着された第３歯車を噛合する第４歯車と、前記リボンスクリュの軸方向上端部を固着し、前記オーガ軸を遊挿するとともに、前記第４歯車の回転に連動して回転するリボンスクリュ回転部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の掘削装置において、前記オーガスクリュの外周面が前記ケーシングの内周面に密接するように、前記スクリュの端面部に樹脂部材を貼付したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、オーガ軸の所定の高さ位置近傍（つまり、スクリュが螺設された上端位置近傍）に、オーガスクリュの回転で搬送される排土が外部に吐出される排土口が設けられているので、上記所定の高さまで搬送される排土は自然と排土口へ排出される。さらに、上記所定の高さ位置よりも上方には、リボンスクリュ駆動手段により軸回りに回転するリボンスクリュが設けられている。つまり、排土口へ排出されずにオーガスクリュの軸やケーシング内周面に付着する上記所定の高さ位置よりも上方の排土は、上記リボンスクリュが回転することにより、排土口へ向けて削ぎ落とすことができるので、上端部分の排土によるつまりを防止することができる。
したがって、本発明は、ケーシング内の排土によるつまりを生じさせない掘削装置であるといえる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る掘削装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係るオーガスクリュとリボンスクリュを説明するための模式図である。
【図３】本発明に係る掘削装置による掘削処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、発明の範囲は図示例に限定されない。
【００１４】
本実施形態の掘削装置１は、例えば、図１に示すように、圧入部１０と、掘削部１００と、等を備え、掘削部１００により地盤を掘削して形成される掘削穴へ圧入部１０により杭２を圧入する装置である。
【００１５】
圧入部１０は、例えば、既設の杭を支えるクランプ１１と、複数のクランプ１１を備えたサドル１２と、サドル１２の上方に配置されたマスト１３と、マスト１３の前方に設けられたチャック１４と、を含んで構成される。
【００１６】
クランプ１１は、例えば、既設の管状の杭の上端側を挟み込む形で支持する。また、クランプ１１は、サドル１２に対して左右や前後に移動可能となっており、例えば、円弧等の湾曲した線に沿って並んで圧入された複数の杭の上端側を複数のクランプ１１でそれぞれ掴むことが可能となっている。
サドル１２は、例えば、複数のクランプ１１を下部に備え、クランプ１１各々に対して前後にスライド移動可能に構成される。
マスト１３は、例えば、杭２を圧入する位置を調節するために、鉛直方向の軸心を中心にして旋回可能に構成されている。
チャック１４は、例えば、挿入口に挿入された杭２に対して、シリンダ装置（ピストン）の前後動で杭固定用の爪を水平方向に移動させることで、杭２を着脱自在に掴持して昇降させ、杭２を地盤に圧入する。
【００１７】
掘削部１００は、例えば、管状の杭２の内部に挿通されるケーシング１１０及びオーガスクリュ１２０と、オーガスクリュ１２０に回転駆動力を付与するオーガモータ１２５（駆動手段）と、ケーシング１１０の周面から外部へと延設された排土口１３０と、排土口１３０の上方に設けられたリボンスクリュ部１４０と、掘削装置１の上端に取り付けられた懸架部１５０と、を含んで構成される。そして、掘削部１００は、懸架部１５０の上端に接続されるクレーン（図示省略）によって、掘削時は圧入部１０へ向けて一体的に下降するとともに掘削終了後は一体的に上方へ引き上げられる。
【００１８】
ケーシング１１０は、例えば、オーガスクリュ１２０の外周を取り囲む円筒形状をした金属性のケースであり、内部の中空部分にオーガスクリュ１２０が配設される。
また、ケーシング１１０は、オーガスクリュ１２０が配設された上端近傍の高さ位置において、排土口１３０が連結されている。そして、オーガモータ１２５により駆動されたオーガスクリュ１２０により搬送される排土が当該排土口１３０へと搬出されるように、ケーシング１１０の周面の一部（上記連結部分）に孔（図示省略）が設けられる。
【００１９】
オーガスクリュ１２０は、例えば、オーガ軸１２１と、オーガヘッド１２２と、スクリュ１２３と、を含んで構成される。
【００２０】
オーガ軸１２１は、例えば、ケーシング１１０を貫通する上下方向に延伸したロッド状の部材であり、上端がオーガモータ１２５と接続され、オーガモータ１２５により付与される回転駆動力により、軸回りに回転可能に構成される。
【００２１】
オーガヘッド１２２は、例えば、オーガ軸１２１の下端に取り付けられ、地盤を回転掘削する掘削刃列によって形成される。そして、オーガヘッド１２２が地盤に接触した状態でオーガ軸１２１が軸回りに回転することにより、掘削刃列で地盤が回転掘削される。
【００２２】
スクリュ１２３は、例えば、オーガヘッド１２２の上部位置からオーガ軸１２１の所定の高さ位置（排土口１３０の設けられた高さ位置の近傍）に亘ってオーガ軸１２１に螺設されており、金属性のスクリュ羽根からなる。そして、オーガヘッド１２２が地盤を掘削する際に排出される排土を、オーガ軸１２１が軸回りに回転することにより、上方に搬送することが出来る。
また、図２に示すように、スクリュ１２３の端面部には、オーガスクリュ１２０の外周面（径方向の端面）がケーシング１１０の内周面に密接するように、樹脂部材１２３ａが貼付されている。つまり、当該樹脂部材１２３ａを貼付することによって、排土を上方に搬送する時にオーガスクリュ１２０の外周面とケーシング１１０の内周面の隙間から排土が零れ落ちることが防止され、オーガスクリュ１２０は効率的に排土を上方に搬送することができる。さらに、スクリュ１２３の端面部に樹脂部材１２３ａが貼付された状態では、スクリュ１２３とケーシング１１０は直接接触することが無いので、双方（金属同士）の接触音を発生させず、掘削時／排土搬送時の静音性が向上する。
【００２３】
オーガモータ１２５は、例えば、オーガ軸１２１の上端と接続され、オーガ軸１２１に軸回りの回転駆動力を付与する。つまり、オーガモータ１２５は、オーガスクリュ１２０（オーガヘッド１２２及びスクリュ１２３）を軸回りに回転させることで、地盤を掘削するとともに、掘削する際に排出される排土を上方に搬送する。
【００２４】
排土口１３０は、例えば、オーガ軸１２１の所定の高さ位置近傍のケーシング１１０の周面に設けられ、オーガスクリュ１２０により上方に搬送された排土を外部に吐出するための管状の部材である。
つまり、オーガモータ１２５の付与する回転駆動力によりオーガスクリュ１１０の上端位置まで搬送された排土は、排土口１３０へ向けて搬出され、当該排土口１３０内を落下していくことにより外部へと吐出される。
【００２５】
リボンスクリュ部１４０は、例えば、リボンスクリュ駆動部１４１（リボンスクリュ駆動手段）と、リボンスクリュ１４２と、を含んで構成される。
【００２６】
リボンスクリュ駆動部１４１は、例えば、オーガ軸１２１に軸着された第１歯車１４１ａと、この第１歯車１４１ａと噛合する第２歯車１４１ｂと、この第２歯車１４１ｂを軸着する駆動軸１４１ｃと、駆動軸１４１ｃに軸着された第３歯車１４１ｄと、この第３歯車１４１ｄと噛合する第4歯車１４１ｅと、この第４歯車１４１ｅの回転に連動して回転するリボンスクリュ回転部１４１ｆと、を含んで構成される。
【００２７】
第１歯車１４１ａは、オーガモータ１２５の駆動によるオーガ軸１２１の回転に連動して同一方向に回転する。
【００２８】
第２歯車１４１ｂは、第１歯車１４１aの回転方向と逆向きに回転する平歯車等で構成されるカウンター歯車である。
駆動軸１４１ｃは、オーガ軸１２１と平行に配置され、軸着された第２歯車１４１ｂの回転に連動して、オーガ軸１２１と逆方向に回転するカウンター軸である。
第３歯車１４１ｄは、第２歯車１４１ｂの下方で駆動軸１４１ｃに軸着され、駆動軸１４１ｃの回転に連動する平歯車である。
第４歯車１４１ｅは、内径がオーガ軸１２１の軸径より僅かに大きなドーナツ型をなし、オーガ軸１２１を遊挿している。
【００２９】
リボンスクリュ回転部１４１ｆは、内径がオーガ軸１２１の軸径より僅かに大きなスリーブ状の部材であり、オーガ軸１２１を遊挿するとともに、第４歯車１４１ｅの底面と接続され、第４歯車１４１ｅの回転に連動して回転する。また、リボンスクリュ回転部１４１ｆの下端はリボンスクリュ１４２の上端部をボルト等の固着部材により固着する。
【００３０】
したがって、リボンスクリュ駆動部１４１は、オーガモータ１２５よりオーガ軸１２１に付与された回転駆動力を、第１歯車１４１ａ，第２歯車１４１ｂ，駆動軸１４１ｃ，第３歯車１４１ｄ，第４歯車１４１ｅ，を介してリボンスクリュ回転部１４１ｆ（リボンスクリュ１４２）に伝達することが出来る。さらに、リボンスクリュ回転部１４１ｆはオーガ軸１２１を遊挿しており、第４歯車１４１ｅの回転に連動して回転するように構成されているので、第３歯車１４１ｄと第４歯車１４１ｅとのギア比を適宜調整することにより、オーガモータ１２５の付与する回転駆動力の下、オーガスクリュ１２０の回転に連動しない任意の速度でリボンスクリュ１４２を回転させることが出来る。
【００３１】
リボンスクリュ１４２は、ケーシング１１０の内周面とオーガ軸１２１の外周面との間に位置し、オーガ軸１２１の所定の高さ位置より上方で、オーガスクリュ１２０と同軸に設けられた中空状のスクリュであり、スクリュのブレード上端部がリボンスクリュ回転部１４１ｆに固定されている。つまり、当該リボンスクリュ１４２がリボンスクリュ駆動部１４１により軸回りに回転することで、排土口１３０へ搬出されずに、オーガモータ１２５により排土口１３０より上方へ搬送される排土を排土口１３０へ向けて削ぎ落とすことができる。
【００３２】
懸架部１５０は、例えば、掘削装置１の上端に位置し、上方に向けて延伸したワイヤー１５２が複数結び付けられており、当該ワイヤー１５２が懸架部１５０の上方に設置されるクレーン（図示省略）によって懸架される。
【００３３】
（掘削処理）
次に、本実施形態に係る掘削装置１により実施される掘削処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。
【００３４】
まず、掘削作業が行われる際、掘削部１００（ケーシング１１０，オーガスクリュ１２０，オーガモータ１２５，排土口１３０，リボンスクリュ部１４０，懸架部１５０）がクレーンによって圧入部１０に向かって引き下げられ、杭２内にケーシング１１０及びオーガスクリュ１２０が挿通される（ステップＳ１）。
【００３５】
次いで、オーガモータ１２５がオーガスクリュ１２０に回転駆動力を付与することにより、地盤を掘削して掘削穴を形成し、当該掘削時に生じた排土が上方へと搬送される（ステップＳ２）。
【００３６】
次いで、ステップＳ２にて搬送された排土は、ケーシング１１０の上端で排土口１３０（ケーシング１１０の外部）へ搬出される。そして、排土口１３０へ搬出されずにオーガ軸１２１やケーシング１１０の内周面に付着した排土は、リボンスクリュ１４２の回転により排土口１３０へ向けて削ぎ落とされる（ステップＳ３）。
次いで、ステップＳ３にて排土口１３０へと搬出された排土は、当該排土口１３０内を落下して外部へと吐出される（ステップＳ４）。
【００３７】
以上により、本実施形態における掘削装置１は、掘削する際に排出される排土をオーガモータ１２５によりオーガスクリュ１２０を軸回りに回転させて上方に搬送させ、オーガ軸１２１の所定の高さ位置近傍のケーシング１１０の周面に設けられ、上記上方に搬送された排土が外部に吐出される排土口１３０と、オーガスクリュ１２０のオーガ軸１２１の所定の高さ位置よりも上方であってケーシング１１０の内周面とオーガ軸１２１との間に位置し、オーガスクリュ１２０と同軸に設けられたリボンスクリュ１４２と、リボンスクリュ１４２を軸回りに回転させるリボンスクリュ駆動部１４１と、を備える。
【００３８】
つまり、オーガ軸１２１の所定の高さ位置近傍（スクリュ１２３が螺設された上端位置近傍）に、スクリュ１２３の回転で搬送される排土が外部に吐出される排土口１３０が設けられているので、上記所定の高さまで搬送される排土は自然と排土口１３０へ搬出される。さらに、上記所定の高さ位置よりも上方には、リボンスクリュ駆動部１４１により軸回りに回転するリボンスクリュ１４２が設けられている。そのため、排土口１３０へ搬出されずにオーガスクリュ１２０のオーガ軸１２１やケーシング１１０の内周面に付着する上記所定の高さ位置よりも上方の排土は、上記リボンスクリュ１４２が回転することにより、排土口１３０へ向けて削ぎ落とすことができるので、上端部分の排土によるつまりを防止することができる。
したがって、掘削装置１は、ケーシング内の排土によるつまりを生じさせないといえる。
【００３９】
また、リボンスクリュ駆動部１４１は、オーガ軸１２１に軸着される第１歯車１４１ａと、オーガ軸１２１と平行に配置され、第１歯車１４１ａと噛合する第２歯車１４１ｂが軸着される駆動軸１４１ｃと、駆動軸１４１ｃに軸着された第３歯車１４１ｄと噛合する第４歯車１４１ｅと、リボンスクリュ１４２の軸方向上端部を固着し、オーガ軸１２１を遊挿するとともに、第４歯車１４１ｅの回転に連動して回転するリボンスクリュ回転部１４１ｆと、を有する。
つまり、リボンスクリュ回転部１４１ｆがオーガ軸１２１を遊挿しており、第４歯車１４１ｅの回転に連動して回転するように構成されているので、第３歯車１４１ｄと第４歯車１４１ｅとのギア比を適宜調整することにより、オーガモータ１２５の付与する回転駆動力を利用して、オーガスクリュ１２０の回転に連動しない任意の速度でリボンスクリュ１４２を回転させることが出来る。
【００４０】
また、オーガスクリュ１２０の外周面がケーシング１１０の内周面に密接するように、スクリュ１２３の端面部に樹脂部材１２３ａが貼付される。
つまり、当該樹脂部材１２３ａを貼付することによって、排土搬送時にオーガスクリュ１２０の外周面とケーシング１１０の内周面の隙間から排土が零れ落ちることが防止され、オーガスクリュ１２０は効率的に排土を上方に搬送することができる。さらに、スクリュ１２３の端面部に樹脂部材１２３ａが貼付された状態では、スクリュ１２３とケーシング１１０は直接接触することが無いので、双方（金属同士）の接触音を発生させず、掘削時／排土搬送時の静音性が向上する。
【００４１】
なお、本発明の範囲は上記実施形態に限られることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、本実施形態では、リボンスクリュ駆動部１４１により、リボンスクリュ１４２を、オーガモータ１２５の付与する回転駆動力を利用して回転させるように構成しているが、リボンスクリュ１４２を駆動するモータを別途設けたものであっても勿論よい。この場合、第３歯車１４１ｄと第４歯車１４１ｅの歯車とのギア比に依存することなく、当該モータがリボンスクリュ１４２に付与する回転駆動力を変更するだけで、自在にリボンスクリュ１４２の回転速度を調整することが可能となる。
【符号の説明】
【００４２】
１                              掘削装置
１００                          掘削部
１１０                          ケーシング
１２０                          オーガスクリュ
１２１                          オーガ軸
１２３                          スクリュ
１２３ａ                        樹脂部材
１２５                          オーガモータ（駆動手段）
１３０                          排土口
１４０                          リボンスクリュ部
１４１                          リボンスクリュ駆動部
１４１ａ                        第１歯車
１４１ｂ                        第２歯車
１４１ｃ                        駆動軸
１４１ｄ                        第３歯車
１４１ｅ                        第４歯車
１４１ｆ                        リボンスクリュ回転部
１４２                          リボンスクリュ
【図１】
0005452156.tif 000002
【図２】
0005452156.tif 000003
【図３】
0005452156.tif 000004