(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アースドリルのケリーバ下端に取り付けられると共に、円筒形の本体部材と開閉可能に構成された掘削部とを備えて縦孔の底面積を拡大するアースドリル用掘削装置において、前記掘削部が、押し下げ力伝達手段を介して前記アースドリルからの押し下げ力および前記押し下げ力の反力を伝達されて動作すると共に、前記押し下げ力伝達手段は、前記本体部材の前記円筒形の長手方向に設けられた溝部と、前記ケリーバ下端と接続されて前記溝部に沿って前記長手方向に可動である接続部材と、前記接続部材の下方に向けて前記接続部材と一体的に構成された第１の軸部と、前記第１の軸部の周囲に一体的に設けられた押し下げ力伝達部材と、前記第１の軸部に連結されると共に、前記本体部材の下端近傍までの範囲において、前記長手方向に移動可能に構成された第２の軸部と、前記円筒形の適宜位置に設けられ、前記第２の軸部の下端を係止する軸受け部とから構成されてなることを特徴とするアースドリル用掘削装置。
【請求項２】
アースドリルのケリーバ下端に取り付けられると共に、円筒形の本体部材と開閉可能に構成された掘削部とを備えて縦孔の底面積を拡大するアースドリル用掘削装置において、前記本体部材の前記円筒形の長手方向に設けられた溝部と、前記ケリーバ下端と接続されて前記溝部に沿って前記長手方向に可動である接続部材と、前記溝部に設けられて前記接続部材の前記長手方向の上下動を抑制するための刻みとを備えると共に、前記掘削部が、前記接続部材を介して前記アースドリルからの押し下げ力および前記押し下げ力の反力を伝達されて動作するように構成されてなることを特徴とするアースドリル用掘削装置。
【請求項３】
前記掘削部が前記円筒形の一部を構成することを特徴とする請求項１項または２項記載のアースドリル用掘削装置。
【請求項４】
前記押し下げ力伝達手段は前記長手方向に移動可能であると共に、前記押し下げ力が前記押し下げ力伝達手段を介して前記掘削部を開く方向の力に変換されて前記掘削部に伝達されることを特徴とする請求項１項記載のアースドリル用掘削装置。
【請求項５】
前記掘削部が、前記本体部材の前記円筒形の長手方向中心軸に平行な本体部材内の軸線を中心線として開閉可能に構成されたことを特徴とする請求項１項から４項のいずれかに記載のアースドリル用掘削装置。
【請求項６】
前記掘削部が、前記本体部材の掘削回転方向に先端を突出するように複数の切削部材を備えたことを特徴とする請求項１項から５項のいずれかに記載のアースドリル用掘削装置。
【請求項７】
さらに、前記長手方向まわりの軸とそれに直交する軸を中心として可動な接続機構と、前記接続機構を両端に有し、前記接続機構の間においてねじれ方向に対して回動可能である押し下げ力変換部とを備えると共に、前記押し下げ力伝達手段および前記掘削部は、前記押し下げ力変換部を介して連結されるように構成されることを特徴とする請求項１項記載のアースドリル用掘削装置。
【請求項８】
前記本体部材は、前記本体部材の底部に開閉可能に取着された蓋部を備えることを特徴とする請求項１項から７項のいずれかに記載のアースドリル用掘削装置。
【請求項９】
前記本体部材の円筒形内部には、前記押し下げ力伝達部材の位置を検知するための検知手段が設けられることを特徴とする請求項１項記載のアースドリル用掘削装置。
【請求項１０】
アースドリルのケリーバ下端に取り付けられると共に、本体部材と開閉可能に構成された掘削部とを備えて縦孔の底面積を拡大するアースドリル用掘削装置において、前記掘削部の下端に掘削補助部材を備えると共に、前記掘削部が、前記アースドリルから伝達された押し下げ力および前記押し下げ力の反力に応じて動作するように構成されてなることを特徴とするアースドリル用掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアースドリル用掘削装置に関し、より具体的には場所打ち杭工法の一種であるアースドリル工法で用いられるアースドリルのケリーバ先端に取り付けられ、地面に穿設された縦孔の孔底周辺の壁面を掘削して孔底面積を拡大（あるいは拡底）する掘削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アースドリル工法において、従来、一般的に、縦孔穿設のための掘削装置として、ドリリング・バケットを装着したアースドリル作業機が用いられ、縦孔を掘削した後に縦孔内部にコンクリートを充填して場所打ち杭を完成する。
【０００３】
場所打ち杭の耐久加重を増加させるためには、縦孔の底面積を拡大するのが好ましく、また、底面積を拡大する際には、使用するコンクリートおよび掘削土量の削減のために孔底周辺の壁面を掘削することが好ましいことから、近時、縦孔の孔底到着後に油圧式シリンダにより壁面を掘削する部位を開閉して底面積を拡大する掘削装置が利用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の油圧式の掘削装置にあっては、孔底面積の拡大作業中に油圧ケーブルが破損した場合、最悪の場合には装置自身を孔底から引き上げることが困難となり、基礎杭打ち工程が大きく遅延するという不都合があった。
【０００５】
また、一般的にアースドリル作業機は、使用環境および目的に応じて、装置の大きさや出力が異なる機種が多種存在する。上述した従来の掘削装置は、掘削部の開閉に油圧機構を用いるため、複数の油圧ユニットを搭載可能なアースドリルにおいてのみ使用可能であった。即ち、一般的にアースドリルはケリードライブ駆動用の油圧ユニットを搭載するが、従来技術に係るアースドリル用掘削装置は油圧作動式のため、更なる油圧ユニットを搭載する必要があった。また、比較的大型のアースドリルにおいてのみ使用可能であった。
【０００６】
従って、本発明の第１の目的は上記した従来技術の欠点を解消することにあり、更なる油圧装置を利用することなく掘削部を開閉するアースドリル用掘削装置を提供することにある。
【０００７】
更に、本発明の第２の目的は、比較的小型のアースドリル装置においても使用可能なアースドリル用掘削装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係るアースドリル用掘削装置は請求項１項において、アースドリルのケリーバ下端に取り付けられると共に、円筒形の本体部材と開閉可能に構成された掘削部とを備えて縦孔の底面積を拡大するアースドリル用掘削装置において、前記掘削部が、押し下げ力伝達手段を介して前記アースドリルからの押し下げ力および前記押し下げ力の反力を伝達されて動作すると共に、前記押し下げ力伝達手段は、前記本体部材の前記円筒形の長手方向に設けられた溝部と、前記ケリーバ下端と接続されて前記溝部に沿って前記長手方向に可動である接続部材と、前記接続部材の下方に向けて前記接続部材と一体的に構成された第１の軸部と、前記第１の軸部の周囲に一体的に設けられた押し下げ力伝達部材と、前記第１の軸部に連結されると共に、前記本体部材の下端近傍までの範囲において、前記長手方向に移動可能に構成された第２の軸部と、前記円筒形の適宜位置に設けられ、前記第２の軸部の下端を係止する軸受け部とから構成した。これによって、掘削部開閉用の油圧装置を利用することなく掘削部を開閉する掘削装置を提供することができると共に、比較的小型のアースドリル作業機にも装着可能な掘削装置を提供することができる。さらに、アースドリルの押し下げ力を、より一層効率よく掘削部に伝達することができる。また、請求項２項において、アースドリルのケリーバ下端に取り付けられると共に、円筒形の本体部材と開閉可能に構成された掘削部とを備えて縦孔の底面積を拡大するアースドリル用掘削装置において、前記本体部材の前記円筒形の長手方向に設けられた溝部と、前記ケリーバ下端と接続されて前記溝部に沿って前記長手方向に可動である接続部材と、前記溝部に設けられて前記接続部材の前記長手方向の上下動を抑制するための刻みとを備えると共に、前記掘削部が、前記接続部材を介して前記アースドリルからの押し下げ力および前記押し下げ力の反力を伝達されて動作するように構成した。これによって、掘削部開閉用の油圧装置を利用することなく掘削部を開閉する掘削装置を提供することができると共に、比較的小型のアースドリル作業機にも装着可能な掘削装置を提供することができる。さらに、掘削する量を精度良く制御することができる。
【０００９】
また、請求項３項において、前記掘削部が前記円筒形の一部となるように構成した。これによって、前記した効果に加えて、掘削装置は孔底に速やかに到着することができる。
【００１０】
また、請求項４項において、前記押し下げ力伝達手段は前記長手方向に移動可能であると共に、前記押し下げ力が前記押し下げ力伝達手段を介して前記掘削部を開く方向の力に変換されて前記掘削部に伝達されるように構成した。これによって、掘削部開閉用の油圧装置を利用することなく掘削部を開閉する掘削装置を提供することができると共に、アースドリルの押し下げ力を効率よく掘削部の動作に必要な力に変換することができる。
【００１１】
また、請求項５項において、前記掘削部が、前記本体部材の前記円筒形の長手方向中心軸に平行な本体部材内の軸線を中心線として開閉可能に構成した。これによって、掘削部開閉用の油圧装置を利用することなく掘削部を開閉する掘削装置を提供することができると共に、アースドリルの押し下げ力を、より一層効率よく掘削部の動作に必要な力に変換することができると共に、掘削装置は孔底に速やかに到着することができる。
【００１２】
また、請求項６項において、前記掘削部が、前記本体部材の掘削回転方向に先端を突出するように複数の切削部材を備えるように構成した。これによって、掘削部開閉用の油圧装置を利用することなく掘削部を開閉する掘削装置を提供することができると共に、効率よく掘削作業を行うことができる。
【００１４】
また、請求項７項において、さらに、前記長手方向まわりの軸とそれに直交する軸を中心として可動な接続機構と、前記接続機構を両端に有し、前記接続機構の間においてねじれ方向に対して回動可能である押し下げ力変換部とを備えると共に、前記押し下げ力伝達手段および前記掘削部は、前記押し下げ力変換部を介して連結されるように構成した。これによって、掘削部開閉用の油圧装置を利用することなく掘削部を開閉する掘削装置を提供することができると共に、アースドリルの押し下げ力を、より一層効率よく掘削部の動作に必要な力に変換することができる。
【００１５】
また、請求項８項において、前記本体部材は、前記本体部材の底部に開閉可能に取着された蓋部を備えるように構成した。これによって、掘削部開閉用の油圧装置を利用することなく掘削部を開閉する掘削装置を提供することができると共に、より一層効率よく掘削作業を行うことができる。
【００１８】
また、請求項９項において、前記本体部材の円筒形内部には、前記押し下げ力伝達部材の位置を検知するための検知手段が設けられるように構成した。これによって、作業を行う者が現在の掘削部の開度を検知することができる。また、請求項１０項において、アースドリルのケリーバ下端に取り付けられると共に、本体部材と開閉可能に構成された掘削部とを備えて縦孔の底面積を拡大するアースドリル用掘削装置において、前記掘削部の下端に掘削補助部材を備えると共に、前記掘削部が、前記アースドリルから伝達された押し下げ力および前記押し下げ力の反力に応じて動作するように構成されてなるように構成した。これによって、掘削部開閉用の油圧装置を利用することなく掘削部を開閉する掘削装置を提供することができると共に、比較的小型のアースドリル作業機にも装着可能な掘削装置を提供することができる。さらに、掘削部の破損を防止できると共に、掘削能力を高めることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即して本発明の一つの実施の形態に係るアースドリル用掘削装置を説明する。
【００２０】
先ず、本発明の一つの実施の形態に係るアースドリル用掘削装置の理解の便宜のために、始めに従来技術に係る油圧式のアースドリル用掘削装置、より具体的には、アースドリル作業機による従来の孔底面積の拡大作業に供される油圧式のアースドリル用掘削装置の構成および動作を全体的に説明する。
【００２１】
図１は従来の油圧式掘削装置１００の側面説明断面図、図２は図１装置の上面部分透視図、図３は従来の掘削装置を油圧ユニットを複数個備えた、比較的大型のアースドリル作業機に装着した説明図である。
【００２２】
従来の油圧式掘削装置１００は、図１および図１のＩＩ−ＩＩ線切断図である図２に大略を示すように、略円筒形の本体部１０２を中心に構成される。本体部１０２の上部には、本体部１０２の直径方向に蓋状に閉じたソケット取付台１０４が架設される。ソケット取付台１０４の中央位置、即ち、油圧式掘削装置１００の回転中心位置の上面には、ソケット１０６が備えられ、後述するようにアースドリル作業機のケリーバ（図３に図示）下端に装着される。両者は挿着時に一致するピン孔１０７を備え、ピン（図示せず）により固定される。
【００２３】
上記のソケット取付台１０４の回転中心の鉛直方向直下には軸部１１０が形成されると共に、軸部１１０のソケット取付台付近には、シリンダ取付台１１２を介して、油圧により伸縮動作する開閉用シリンダ機構１１４が、軸部１１０の中心軸に対して１８０°対向するように取着される。
【００２４】
また、軸部１１０の開閉用シリンダ機構１１４の下方には、スライドガイド１１６に沿って上下に移動可能なスラスタ１１８が設けられる。
【００２５】
スラスタ１１８の下方には本体部長手方向（図１上下方向）の中心軸に対して１８０°対向する位置に、リンク１２０が取着される。リンク１２０は、直交する２軸の軸まわりに回転可能な接続機構を上下端部に有し、リンクの中間部の適宜位置には、図示しないリンクの軸まわりに相互に回転可能な接続機構が設けられると共に、リンク１２０の上端（接続機構）がスラスタ１１８の下方に取着される。
【００２６】
また、リンク１２０の下端は、前記円筒形の一部をなす掘削部１２２の適宜位置に取着される。
【００２７】
尚、掘削部１２２は、掘削回転方向に対して図示の如く切刃１２４を適宜個数備えると共に、ヒンジ１２６により、ヒンジを中心に開閉自在に構成される。本体部１０２の底面には、適宜な開閉機構により開閉可能な開閉蓋１２８が備えられる。
【００２８】
次に、図３に基づき従来の油圧式掘削装置１００の拡底動作について説明する。
【００２９】
上記のような構成の油圧式掘削装置１００は、公知のドリリング・バケット（図示せず）を装着したアースドリル作業機２００によって支持層の予定位置まで掘削された縦孔に、ドリリング・バケットに代え、第２の油圧ユニット（図示せず）を備えたアースドリル作業機２００に装着されて挿入される。
【００３０】
尚、ここで用いられるアースドリル作業機２００は、上部旋回体２０２、ブーム２０４、ケリーロープ２０６およびケリーバ２１０から構成されると共に、ケリーバ２１０に回転力を与えるケリードライブ２１４を備える。油圧式掘削装置１００は、アースドリル作業機２００のケリーバ先端に装着されて、縦孔２１６の孔底（図示せず）に到着するまで縦孔内部を下降する。
【００３１】
尚、従来技術に係る油圧式のアースドリル用掘削装置１００を使用するために、アースドリル２００の上部旋回体２０２の適宜位置には第２の油圧ユニット（図示せず）が装着されると共に、開閉用シリンダ機構１１４を駆動する油圧を伝達する油圧管（図示せず）を伸縮するための油圧管伸縮機構２１８を備え、油圧式掘削装置に対して油圧管の繰り出し・巻き上げを行う。
【００３２】
次いで、アースドリル作業機２００の上部旋回体２０２ないしケリーバ２１０を操作し、上記本体部１０２を縦孔２１６へ挿入する。
【００３３】
次いで、前記第２の油圧ユニットを操作し、油圧式掘削装置１００の開閉用シリンダ機構１１４を作動させ、掘削部１２２を本体部１０２の外部方向に向かって適宜量開くと共に、回転駆動する（図１および図２に回転方向を矢印で示す）。切刃１２４は油圧式掘削装置１００の回転方向に切刃１２４の先端を向けて装着され、当接する壁面を掘削する。
【００３４】
掘削された土砂は、切刃１２４の刃面と掘削部１２２に沿って前記掘削装置１００の本体内部に向かって導かれ、前記本体部１０２の内部に収容される。次いで、土砂が本体部１０２の収容限度まで達したとき、前記第２の油圧ユニットにより開閉用シリンダ機構１１４を作動し、掘削部１２２を閉じる。
【００３５】
本体部１０２内に溜った土砂を排出する際には、ウインチでケリーロープ２０６を巻き込んでケリーバ２１０を上昇させ、油圧式掘削装置１００を地上に引き上げた後、上部旋回体２０２を回転させて油圧式掘削装置１００を所定の排土位置まで移動させ、開閉蓋１２８を開放して排土する。
【００３６】
排土を完了したら開閉蓋１２８を閉じ、上部旋回体２０２を回転させて油圧式掘削装置１００を縦孔２１６の真上まで移動させ、上述の掘削動作を再度行う。
【００３７】
以上の作業を繰り返すことにより、縦孔２１６の底面積を拡大（拡底）することができる。尚、ケリーバ２１０のアウターケリーバが限界まで垂下された後は、サードケリーバ、セカンドケリーバ、インナーケリーバ（いずれも図示せず）の順で、ケリーバ２１０を伸長させる。
【００３８】
従来の油圧式掘削装置は上記のように構成されるので、油圧式の開閉用シリンダ機構１１４を駆動するために、第２の油圧ユニットないし油圧管伸縮機構２１８を搭載する必要がある。従って、油圧装置や油圧管が故障する確率が増加し、油圧ユニットの故障を常に懸念する必要があると共に、比較的小型のアースドリル作業機に搭載することができなかった。
【００３９】
本発明は、上記の従来技術の欠点を解消するためになされたものである。ここで本発明の目的を再説すると、まず、油圧装置を利用することなく掘削部を開閉するアースドリル用掘削装置を提供することにある。更には、比較的小型のアースドリル装置においても使用可能なアースドリル用掘削装置を提供することにある。
【００４０】
次いで、本発明に係るアースドリル用掘削装置３００の構成について説明する。尚、本装置にあっては、掘削部の開閉動作時に油圧を使用しないため第２の油圧装置ないし油圧管伸縮機構２１８を搭載する必要がなく、掘削装置３００はケリーバ下端に直接取着される。
【００４１】
図４は本発明の一つの実施の形態に係るアースドリル用掘削装置３００を水平方向から見た正面図、図５は図４に示す掘削装置３００を上から見た状態を示す上面図、図６は図４に示す掘削装置３００を図４と同方向から見た正面略断面図、図７は図４に示す掘削装置３００を図４の９０°横方向から見た側面略断面図である。
【００４２】
掘削装置３００は、円筒状に形成された鋼材からなる本体部材３０２を基体として構成される。本体部材３０２の上端縁から中心鉛直軸線上において適宜な深さには、後述する小型アースドリル作業機４００のインナーケリーバ４１０ｉの先端が挿着されるソケット３０４が配置される。ソケット３０４には、インナーケリーバ４１０ｉの下端を係止するピン３０５を挿入するためのピン挿入孔（図示せず）が設けられる。
【００４３】
ソケット３０４は、適宜な厚みを有すると共に、対向する２辺に凸部３０６ａを形成した略六角形状のスライド部３０６の中心に溶接されて固着される。スライド部３０６の下方には第１のパイプ状部材３０８が溶接されて固着される。
【００４４】
第１のパイプ状部材３０８の下端付近には、適宜な厚みを有すると共に、中心に前記第１のパイプ状部材３０８が貫通する大きさの穴が穿設された、略矩形状のリンク支持部３１０が、前記第１のパイプ状部材３０８の下端周囲に固着される。
【００４５】
更に、第１のパイプ状部材３０８の内部には、第２のパイプ状部材３１２が、下方より本体部材３０２の円筒形長手方向に移動可能に挿入されると共に、本体部３０２の掘削部以外の適宜位置に軸受け部３１４が溶接取着され、第２のパイプ状部材３１２が前記軸受け部以下に移動しないように溶接される。尚、第１のパイプ状部材および第２のパイプ状部材はテレスコピック構造を呈し、本体部材３０２の適宜位置に設けられた軸受け部３１４にその底部が取着される。
【００４６】
スライド溝３１６の駆動力を伝達される側には、図８に示すようなスライド部３０６の上下動を抑制して掘削部の開度を調節するための刻み３１８が複数個設けられる。
【００４７】
前記スライド部３０６において、対極に設けられた２つの凸部３０６ａは、本体部材３０２の内面の適宜位置に設けられたスライド溝３１６に沿って上下に移動可能に構成されると共に、図８に良く示すように、刻み３１８に当接する部分の形状が、刻み３１８に食込み易いように大略楔型形状に形成される。尚、刻み３１８の形状は、図８に破線で示す水平方向から、例えば上下に４５°程度の角度を有するようにした。
【００４８】
前記リンク支持部３１０の両側の端部付近には、交差する２軸の軸まわりに回転する自由度を持つ接続機構を上下端部に有するリンク３２０の上端が取着される。
【００４９】
さらに、リンク３２０の下端は、前記本体部材３０２の円筒形の一部をなすように構成された掘削部３２２の内壁面の適宜位置に取着される。図９は、リンク３２０のリンク支持部３１０との取付部分を詳細に示した部分断面図、図１０は図９を９０°横方向から見た部分断面図である。
【００５０】
ここで、図９および図１０に基づいて前記リンク３２０の構成を詳述すると、リンク３２０の上端部の接続機構は、第１の軸部３２０ａ、第１の係止部３２０ｂ、第１の軸受け３２０ｃ、第２の軸部３２０ｄ、円柱状の突起部３２０ｅ、挟持部３２０ｆ、第３の軸部３２０ｇ、第２の係止部３２０ｈ、第２の軸受け３２０ｉおよび第４の軸部３２０ｊから構成される。
【００５１】
図９に良く示すように、前記第１の軸部３２０ａは上方で第１の係止部３２０ｂで係止されると共に、前記第１の軸部３２０ａより径大である前記第２の軸部３２０ｄと一体に形成され、前記第１の軸受け３２０ｃを介して、リンク支持部３１０に回動可能に嵌め込まれる。尚、回動する方向は、図示される通り前記第１ないし第２の軸部回りである。
【００５２】
前記第２の軸部３２０ｄの適宜位置には、軸ピン３２０ｅが差し込まれる孔（図示せず）が穿設される。軸ピン３２０ｅは前記リンク３２０の製作工程において、図１０に良く示すように挟持部３２０ｆにより回動可能に挟持されるように構成される。尚、回動する方向は、前記軸ピン３２０ｅの円柱形状の中心軸回りである。
【００５３】
前記挟持部３２０ｆには、上方で第２の係止部３２０ｈにより係止された前記第３の軸部３２０ｇが、第３の軸部３２０ｇより径大である第４の軸部３２０ｊと一体に形成され、前記第２の軸受け３２０ｉを介して嵌め込まれる。
【００５４】
上述のように構成された接続機構により、前記リンク３２０は交差する２軸の軸回りに回動可能であると共に、リンク３２０の中間部においては捩れを生じず、押し下げ力を前記掘削部３２２の開方向への力に変換できる。尚、前記リンク３２０の下端の接続機構は、上端の接続機構と同様または交差する２軸の軸回りに回動する公知の接続機構を使用するため、説明を省略する。
【００５５】
掘削部３２２は図４に示すように、本体部材３０２の適宜な位置ａ〜ｂ間の最短距離３２２ａを切断し、更にａ，ｂ点から本体部材３０２の下端方向へ直線的に切断されて作成されると共に、位置ａ直下の直線部分にはヒンジ３２４を設け、開閉可能に構成される部材である。尚、この切断部分３２２ａおよびヒンジ３２４には後述の開閉動作および切刃の取付を考慮して、本体部材との間に適宜なアラインメントを設けた。
【００５６】
尚、掘削装置３００を上方から見た場合、図５に示すように上記掘削部３２２を例えば１２０°として切断すると共に、前方（図６などの正面方向）から見た場合のａ，ｂの高さは、それぞれ底部から例えば２．７ｍ，０．５ｍ程度とした。
【００５７】
掘削部３２２の切断された部分３２２ａおよびｂ点から下端方向へ切断された部分３２２ｂには切刃３２６が、刃先を掘削回転方向に向けて適宜個数取着される。尚、図４以降の図において、切刃３２６の図示は必要最小限に止めるか、あるいは省略した。
【００５８】
尚、掘削部３２２を側方から見た場合、切刃３２６の取着方向（刃先の向き）は、図４などに示すように掘削方向と同方向、即ち鉛直軸に対して垂直となる方向とした。また、切刃３２６は図５などに示すように、円の接線方向から外側へ向けて適宜な角度を有するように取着した。
【００５９】
切刃３２６を上記のように取着したのは、切刃３２６の刃先が接線方向または接線方向より内側向きの角度で取着されると、掘削時に壁面から抵抗力を受け、掘削部３２２が開くのが抑制されるからである。
【００６０】
掘削部３２２の下端には、図１２および図１３に示されるようなスカート係止部３３０が設けられる。スカート係止部３３０には、ボルト３３２などによりスカート部３３４が止着され、掘削部３２２の下端の破損が防止されると共に、下端部分の掘削能力が高められる。
【００６１】
切刃３２６は親爪３２６ａおよび子爪３２６ｂとから構成される。親爪３２６ａの取着位置は、対向する掘削部３２２毎に交互にオフセットされ、子爪３２６ｂは任意に交換可能とされる。
【００６２】
これは、対向する２枚の掘削部によって、縦孔の壁面が均等に掘削されるようにするためである。尚、切刃３２６は、一般に用いられているものを使用するので、詳細は省略する。
【００６３】
本体部材３０２の下端において底蓋３３６が設けられ、ヒンジ（図示せず）を中心軸として開閉可能に構成されると共に、留め具（図示せず）を備え、掘削時に閉じた状態を保持可能なように構成される。また、図４に示すように本体部材３０２の上端付近にはスタビライザ（後述）を装着するためのスタビライザ取付穴３３８が等間隔で８個設けられる。
【００６４】
尚、上述の構成のうち、上記した切刃３２６の取付位置を除き、本願掘削装置３００はインナーケリーバ４１０ｉの回転軸線の延長軸に対して対称である。即ち、掘削装置３００は図５に良く示すように、上方から見ると中心軸３２８を中心として点対称をなす。従って、上記の構成は片側について述べているが、前述したようにオフセットされた切刃３２６を除いて、同様の構成が中心軸に関して対称となる。
【００６５】
尚、この実施の形態に係るアースドリル用掘削装置３００の各部の寸法は概略的に、鉛直方向の高さが例えば３．５ｍ、直径が例えば１．１ｍとされる。また、掘削部３２２を含む本体部材３０２は、厚さが例えば１０ｍｍ程度の鋼板から形成される。また、切刃３２６は、高硬度の焼き入れ鋼を素材とする。
【００６６】
図１５は、前記本体部材３０２の上端付近に装着されるスタビライザの構成を示す説明上面図であるが、この実施の形態に係るアースドリル用掘削装置３００は、図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である図１６に良く示されるような、断面略Ｃ字状のスタビライザ３５０を備える。スタビライザ３５０はステー３５２を介し、ボルト３５４およびナット３５６によって、前記本体部材３０２の上端付近に設けられた前記スタビライザ取付穴３３８に取着される。尚、前記スタビライザ３５０は、脱着を容易にさせるため図示の如く四分割に構成される。
【００６７】
この実施の形態において、前記スタビライザ３５０の外径は例えば１．５ｍとしたが、スタビライザ３５０の径は前記アースドリル用掘削装置３００が挿入される縦孔の径に合わせるべく、例えば０．１ｍおきに複数種類を用意した。尚、図１５および図１６において、掘削部３２２などの図示は省略した。
【００６８】
図１７は、図１５と同様な用途で用いられるスライド式スタビライザ３６０の説明上面図である。図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図である図１８に良く示されるように、スライド式スタビライザ３６０の厚さの分だけ前記本体部材３０２の上端付近の径を小さく形成する。各スライド式スタビライザ３６０には２本のスライド軸３６２が取着されると共に、スライド軸３６２は前述した径の小さい部分に設けられたスライド軸ホルダ３６４内を滑動可能に収容される。さらに、スライド軸ホルダ３６４のスライド軸滑動位置の適宜箇所にはピン３６６が差込み可能な穴（図示せず）が穿設される。
【００６９】
前記スライド式スタビライザは手動または適宜な油圧機構（図示せず）を用いて滑動させると共に、前記スライド軸３６２には例えば５ｃｍおきにピン３６６の差込み穴が穿設され、前記スライド式スタビライザ３６０を前記アースドリル用掘削装置３００が挿入される縦孔の径に合わせた位置に移動させた後、ピン３６６によって固定する。尚、図１５ないし図１７に示すスタビライザは縦孔の径の変動に対応するために備えられたものであり公知のものであるため、詳細な説明は省略する。
【００７０】
次いで、掘削装置３００の拡底動作について説明する。
【００７１】
この実施の形態に係るアースドリル用掘削装置３００は、従来技術に係るアースドリル用掘削装置１００を搭載するアースドリル作業機２００に対し、図１１に示すように比較的小型のアースドリル作業機４００に搭載される。
【００７２】
図１２は掘削部３２２を動作させた際（全開時）の図４と同方向から見た正面図、図１３は図１２に示す掘削装置を９０°横方向から見た側面図、図１４は図５と同方向から見た上面図である。尚、図１２および図１４において、内部構造を明瞭に説明するために前面に存在する掘削部３２２を透視するように破線で図示した。
【００７３】
アースドリル作業機４００にあって、乗車するオペレータが上部旋回体４０２の旋回角、ブーム４０４の起伏角等を操作することで、掘削装置３００が掘削位置上方に移動させられ、次いでウインチからケリーロープ４０６を繰り出すことによって、掘削装置３００は公知のドリリング・バケット等により掘削済の縦孔に挿入させられる。
【００７４】
掘削装置３００は、挿入後、孔底に到着するまでケリーロープ４０６の繰り出し操作により前記縦穴２１６の内部を下降する。次いで、図１９に示すように掘削装置が孔底に到着したとき、ケリーロープ４０６の繰り出し操作を終了し、ケリードライブ４１４を駆動してケリーバ４１０を回転させる。
【００７５】
ケリードライブ４１４の回転駆動力は、サードケリーバ、セカンドケリーバ、インナーケリーバ４１０ｉの順に伝達され、インナーケリーバ４１０ｉの下端にソケット３０４ないしリンク３２０を介して接続される掘削装置３００が、回転駆動される。
【００７６】
掘削装置３００にはフロントフレーム４１２から作用する鉛直方向下向きのケリーバ押し下げ力が作用しているので、孔底到着後にケリーバに下方への押し下げ力を加えたとき孔底から反力が生じ、掘削装置３００が孔底位置以下に下降するのが抑制される。従って、前述の如くケリーバ押し下げ力がリンク３２０を介して掘削部３２２の開き方向への力に変換され、掘削部３２２が開く。
【００７７】
次いで、スライド部３０６の上下動抑制動作について説明する。
【００７８】
ここで、押し下げ力を加えつつ掘削方向に回転を加えると、スライド部３０６はスライド溝３１６の１段下の刻み３１８（図８において、３段下の刻みに食込んだスライド部３０６の位置を破線で図示する）に食込み、その刻み以下への降下が抑制される。尚、スライド部３０６の降下は１段毎に限られず、必要に応じて１度に複数段降下させてもよい。
【００７９】
これらソケット３０４ないしリンク支持部３１０が押し下げられることによりリンク３２０の上端が１刻み長（あるいは適宜個数の刻み長）押し下げられ、掘削部３２２は、この刻み長に応じた適宜な量だけ開く。
【００８０】
尚、この実施の形態にあっては、刻みを一つ変更する度に、掘削半径が例えば５ｃｍ変更するように設計した。また、掘削部３２２を開いた際の斜角θｏｐｎ（図１３に示す）は最大で１２°未満となるように設計した。
【００８１】
前記掘削装置３００には、ケリードライブ４１４によって掘削方向への回転力も加えられているため、掘削装置３００は回転しつつ掘削部３２２に取着された切刃３２２が当接する壁面を掘削し、切削孔の孔底周辺における縦孔壁面の掘削動作を行う。尚、掘削された土砂は、切刃３２６の刃面と掘削部３２２に沿って本体部材３０２内部に収容される。
【００８２】
次いで、土砂が本体部材３０２の収容限度まで達したら、ケリーロープ４０６を巻き上げて掘削装置の引上げを開始する。前述のとおり、本体部材３０２の自重により下方への重力を受けて、一体構成であるソケット３０４、スライド部３０６、第１のパイプ状部材３０８およびリンク支持部３１０がスライド溝３１６に沿って上方へ移動してリンク３２０の上端に引上げ力が加わると、リンク３２０の下端においてはヒンジ３２４を中心とした掘削部３２２の閉め方向への力が加わり、掘削部３２２が閉じる。
【００８３】
尚、刻み３１８は掘削方向に回転力が加えられている場合に限り上下動が抑制する形状であるため、スライド部３１６がいずれの刻みに存在しても、回転力が加えられていない状態でケリーロープ４０６を巻き上げれば、掘削部３２２を全閉状態まで閉じることができる。
【００８４】
次いで、ウインチでケリーロープ４０６を巻き込んでケリーバ４１０を上昇させ、掘削装置３００を地上に引き上げる。次いで、上部旋回体４０２を旋回させる等し、掘削装置３００を所定の排土位置上方まで移動させ、底蓋３３６を開閉して収容した土砂を排土する。
【００８５】
以上の作業を繰り返すことで、図２０に示すように縦孔の底面積を拡大するように壁面を掘削することができる。図１９および図２０においては、掘削装置３００の主たる部分（本体部材、掘削部など）のみを示し、各部の図示は簡略化した。尚、アウターケリーバが限界まで垂下された後、各ケリーバは、サードケリーバ、セカンドケリーバ、インナーケリーバ４１０ｉの順で伸長し、掘削装置３００が縦孔底部に到達する。
【００８６】
第１の実施の形態においては、前述のとおり前記掘削部３００が、前記アースドリル作業機４００のケリーバから伝達された押し下げ力および前記押し下げ力の反力に応じて開閉動作するように構成されるため、掘削部開閉用の油圧装置を利用することなく掘削部を開閉する掘削装置を提供することができ、比較的小型のアースドリル作業機４００にも装着可能となる。
【００８７】
次いで、本発明の第２の実施の形態に係るアースドリル用掘削装置を説明する。
【００８８】
第２の実施の形態に係るアースドリル用掘削装置にあっては、図６に破線で示すように、スライド部３０６の存在を検知するために、例えばスライド式のセンサ５００を設けると共に、アースドリル作業機４００または掘削装置３００の適宜位置にＥＣＵ５０２を備える。センサ５００の出力はＥＣＵ５０２に送出され、図示しない運転席の適宜位置に設けられたモニタ５０４によって現在の開度および掘削半径が表示されるように構成される。尚、残余の構成は第１の実施の形態に係るアースドリル用掘削装置と異ならない。
【００８９】
本発明の第２の実施の形態にあっては、このように構成することにより、図示しない運転席において掘削作業を行う作業者が現在開度および掘削半径を確認することができる。尚、前述のとおり、第１および第２の実施の形態に係るアースドリル用掘削装置にあっては、前記掘削部３２２の掘削半径は、スライド溝３１６に設けられた刻みを一つ移動する毎に例えば５センチ変更されるように設計した。
【００９０】
従って、上記の構成を備えることにより、第１の実施の形態によって奏される効果に加え、掘削の精度を高めることができる。
【００９１】
上記した如く、本発明に係るアースドリル用掘削装置３００は、アースドリル（アースドリル作業機４００）のケリーバ４１０ｉ下端に取り付けられると共に、本体部材３０２と開閉可能に構成された掘削部３２２とを備えて縦孔２１６の底面積を拡大するアースドリル用掘削装置において、前記掘削部が、前記アースドリルから伝達された押し下げ力および前記押し下げ力の反力に応じて動作する（図１２、図１３）ように構成した。
【００９２】
また、前記本体部材３０２が円筒形を呈すると共に、前記掘削部が前記円筒形の一部となるように構成した。
【００９３】
また、前記押し下げ力が、前記本体部材内部の前記円筒形の長手方向に移動可能な押し下げ力伝達手段（リンク３２０）を介して伝達されると共に、前記押し下げ力が前記掘削部を開く方向の力に変換されるように構成した。
【００９４】
また、前記掘削部が、前記本体部材の前記円筒形の長手方向中心軸に平行な本体部材内の軸線（ヒンジ３２０の回転中心軸）を中心線として開閉可能に構成した。
【００９５】
また、前記掘削部が、前記本体部材の掘削回転方向に先端を突出するように複数の切削部材（切刃３２６）を備えるように構成した。
【００９６】
また、前記押し下げ力伝達手段は、前記本体部材の掘削部以外の部分において前記円筒形の長手方向に設けられた溝部（スライド溝３１６）と、前記本体部材の前記円筒形長手方向上部近傍に長手方向中心軸線上において前記ケリーバ下端と接続するソケット３０４を有すると共に、前記溝部に沿って前記長手方向に可動である接続部材（スライド部３０６）と、前記接続部材の下方に向けて前記接続部材と一体的に構成された、中空部を有する第１の軸部（第１のパイプ状部材３０８）と、前記第１の軸部の周囲に一体的に設けられた押し下げ力伝達部材（リンク支持部３１０）と、前記第１の軸部の内部に一端が挿入され、前記本体部材の下端近傍までの範囲において、長手方向に移動可能に構成された第２の軸部３１２と、および前記円筒形の適宜位置に設けられ、前記第２の軸部の下端を係止する軸受け部３１４と、から構成した。
【００９７】
また、前記押し下げ力伝達手段および前記掘削部は、交差する２軸を中心として可動な端部を両端に有すると共に、前記端部間にあっては、ねじれ方向に対して回動可能である押し下げ力変換部（リンク３２０）によって前記押し下げ力伝達部材に連結されるように構成した。
【００９８】
また、前記本体部材は、前記本体底部に開閉可能に取着された蓋部（底蓋３３６）を備えるように構成した。
【００９９】
また、前記掘削部の下端に掘削補助部材（スカート部３３４）を備えるように構成した。
【０１００】
また、前記溝部は、前記接続部材の下降を抑制するための刻み３１８を備えるように構成した。
【０１０１】
また、前記本体部材の円筒形内部には、前記押し下げ力伝達部材の位置を検知するための検知手段（センサ５００）が設けられるように構成した。
【０１０２】
尚、前記掘削部３２２に前記切刃３２６を取着する構成としたが、掘削の状況に合わせて、切刃に代えてスクレイパ（図示せず）などの掘削部材を取着しても良い。
【０１０３】
また、前記刻み３１８が上下動を抑制するような形状にしたが、例えば下降のみを抑制する形状にしても良い。
【０１０４】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、掘削部開閉用の油圧装置を利用することなく掘削部を開閉する掘削装置を提供することができると共に、比較的小型のアースドリル作業機にも装着可能な掘削装置を提供することができる。さらに、アースドリルの押し下げ力を、より一層効率よく掘削部に伝達することができる。請求項２項にあっては、掘削部開閉用の油圧装置を利用することなく掘削部を開閉する掘削装置を提供することができると共に、比較的小型のアースドリル作業機にも装着可能な掘削装置を提供することができる。さらに、掘削する量を精度良く制御することができる。
【０１０５】
請求項３項にあっては、前記した効果に加えて、掘削装置は孔底に速やかに到着することができる。
【０１０６】
請求項４項にあっては、掘削部開閉用の油圧装置を利用することなく掘削部を開閉する掘削装置を提供することができると共に、アースドリルの押し下げ力を効率よく掘削部の動作に必要な力に変換することができる。
【０１０７】
請求項５項にあっては、掘削部開閉用の油圧装置を利用することなく掘削部を開閉する掘削装置を提供することができると共に、アースドリルの押し下げ力を、より一層効率よく掘削部の動作に必要な力に変換することができると共に、掘削装置は孔底に速やかに到着することができる。
【０１０８】
請求項６項にあっては、掘削部開閉用の油圧装置を利用することなく掘削部を開閉する掘削装置を提供することができると共に、効率よく掘削作業を行うことができる。
【０１１０】
請求項７項にあっては、掘削部開閉用の油圧装置を利用することなく掘削部を開閉する掘削装置を提供することができると共に、アースドリルの押し下げ力を、より一層効率よく掘削部の動作に必要な力に変換することができる。
【０１１１】
請求項８項にあっては、掘削部開閉用の油圧装置を利用することなく掘削部を開閉する掘削装置を提供することができると共に、より一層効率よく掘削作業を行うことができる。
【０１１４】
請求項９項にあっては、作業を行う者が現在の掘削部の開度を検知することができる。請求項１０にあっては、掘削部開閉用の油圧装置を利用することなく掘削部を開閉する掘削装置を提供することができると共に、比較的小型のアースドリル作業機にも装着可能な掘削装置を提供することができる。さらに、掘削部の破損を防止できると共に、掘削能力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術に係る油圧式のアースドリル用掘削装置の構成を示す側面部分断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線切断図である。
【図３】図１に示した油圧式のアースドリル用掘削装置をアースドリル作業機に装着した説明図である。
【図４】本発明に係るアースドリル用掘削装置を水平方向から見た正面図である。
【図５】図４に示したアースドリル用掘削装置を上から見た状態を示す上面図である。
【図６】図４に示したアースドリル用掘削装置の内部構造を示す正面部分断面図である。
【図７】図４に示したアースドリル用掘削装置を９０°側方から見た側面部分断面図である。
【図８】図４に示したアースドリル用掘削装置の溝部構造を説明する部分説明図である。
【図９】図４に示したアースドリル用掘削装置の押し下げ力変換部（リンク）の接続構造を説明する部分断面図である。
【図１０】図９を９０°側方から見た部分断面図である。
【図１１】図４に示したアースドリル用掘削装置を小型のアースドリルに装着した状態を示す説明図である。
【図１２】掘削部を開いた状態における、本発明に係るアースドリル用掘削装置を水平方向正面から見た正面図である。
【図１３】図１２に示した掘削装置を９０°側方から見た側面図である。
【図１４】掘削部を開いた状態における、図１２に示すアースドリル用掘削装置を縦方向から見た上面図である。
【図１５】前記本体部材３０２の上端付近に装着されるスタビライザの構成を示す説明上面図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。
【図１７】前記本体部材３０２の上端付近に設けられるスライド式スタビライザ機構の構成を示す説明上面図である。
【図１８】図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図である。
【図１９】図１２に示すアースドリル用掘削装置の掘削作業を説明する説明図である。
【図２０】掘削部を開いた状態における、図１２に示すアースドリル用掘削装置の掘削作業を説明する説明図である。
【符号の説明】
３００  掘削装置
３０２  本体部材
３０４  ソケット
３０６  スライド部（接続部材）
３０８  第１のパイプ状部材
３１０  リンク支持部（押し下げ力伝達部材）
３１２  第２のパイプ状部材
３１４  軸受け部
３１６  スライド溝
３１８  刻み
３２０  リンク（押し下げ力変換部）
３２２  掘削部
３２４  ヒンジ
３２６  切刃
３３６  底蓋
４００  アースドリル作業機
４１０  ケリーバ
【図１】
0003607845.tif 000002
【図２】
0003607845.tif 000003
【図３】
0003607845.tif 000004
【図４】
0003607845.tif 000005
【図５】
0003607845.tif 000006
【図６】
0003607845.tif 000007
【図７】
0003607845.tif 000008
【図８】
0003607845.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003607845.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0003607845.tif 000013
【図１３】
0003607845.tif 000014
【図１４】
0003607845.tif 000015
【図１５】
0003607845.tif 000016
【図１６】
0003607845.tif 000017
【図１７】
0003607845.tif 000018
【図１８】
0003607845.tif 000019
【図１９】
0003607845.tif 000020
【図２０】
0003607845.tif 000021