(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
泥水を満たした孔の底部において掘削バケットを回転させることにより孔の掘り下げを行なうとともに掘削土を該掘削バケット内に取込んで排土を行なう構成の掘削機に適用される掘削バケットであって、
筒状の胴部とその下端部に開閉自在に連結された略円板状の底部とにより構成されているとともに該底部には地盤掘削用のビットと掘削土取込み用のスリットが形成されてなるバケット本体の内部に、該バケット本体の内部空間を上下に仕切ることで前記スリットから取込まれる掘削土と前記孔内に満たされている泥水との混合を防止する仕切手段を前記バケット本体の底部上面に対して密着可能かつ掘削土の取込みに応じて漸次上方へ変位可能に設け、該仕切手段にはその下方より上方への泥水の通過は許容するが逆方向の通過は阻止する逆止弁を設けてなることを特徴とする掘削バケット。
【請求項２】
前記仕切手段を、可撓性を有するシート材により前記バケット本体の内面を覆う形状の袋体として形成してなることを特徴とする請求項１記載の掘削バケット。
【請求項３】
前記逆止弁を、可撓性を有するシート材により起倒自在な筒状体として形成してなることを特徴とする請求項１または２記載の掘削バケット。
【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等の掘削機において用いられる掘削バケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように大口径の場所打ち杭の施工に際して適用される掘削機であるアースドリルは、図１０に示すように、泥水１を満たした孔２の底部において掘削バケット３を回転させることにより孔２の掘り下げを行なうとともに、掘削土を掘削バケット３内に取込んで排土を行なう構成のものである。
【０００３】
掘削バケット３は、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、掘削すべき孔２の径寸法に対応する寸法の筒状の胴部４に、ビット５と掘削土を取込むためのスリット６が形成された略円板状で若干の倒立円錐形状をなす底部７が開閉自在に連結された構成とされ、胴部４の上部にフレーム８を介して支軸９が連結されたものとなっている。そして、掘削機本体１０が支軸９を介して掘削バケット３を回転させかつ孔２の底部に押し付けることによって孔２を掘り下げていき、それに伴って発生する掘削土１１をスリット６を通して掘削バケット３内に取込み、（ｂ）に示すように掘削バケット３内が一杯になったら掘削バケット３を孔２内から引き上げて排土位置に導いた後、開閉ロッド１２を操作して（ｃ）に示すように底部７を開放することにより掘削土１１を放出するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アースドリル工法においては孔壁保護のために孔２内に泥水１（一般的にはベントナイト泥水）が満たされることから、掘削バケット３に取込まれる掘削土１１には必然的に多量の泥水１が混入し、掘削土１１と泥水１とが混合して含水率の大きい泥土と化してしまうことが避けられず、したがってそのような泥土は産業廃棄物として処分しなければならないものであった。このため、排土の処分コストが嵩むのみならず、掘削土１１自体が本来ならば埋戻土として利用することが可能な健全なものであってもそれを廃棄処分せざるを得ず、不合理であった。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は掘削土と泥水との混合を回避し得る構成の掘削バケットを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、泥水を満たした孔の底部において掘削バケットを回転させることにより孔の掘り下げを行なうとともに掘削土を該掘削バケット内に取込んで排土を行なう構成の掘削機に適用される掘削バケットであって、筒状の胴部とその下端部に開閉自在に連結された略円板状の底部とにより構成されているとともに該底部には地盤掘削用のビットと掘削土取込み用のスリットが形成されてなるバケット本体の内部に、該バケット本体の内部空間を上下に仕切ることで前記スリットから取込まれる掘削土と前記孔内に満たされている泥水との混合を防止する仕切手段を前記バケット本体の底部上面に対して密着可能かつ掘削土の取込みに応じて漸次上方へ変位可能に設け、該仕切手段にはその下方より上方への泥水の通過は許容するが逆方向の通過は阻止する逆止弁を設けてなることを特徴とする。前記仕切手段を可撓性を有するシート材により前記バケット本体の内面を覆う形状の袋体として形成することが好適であり、前記逆止弁を同じく可撓性を有するシート材により起倒自在な筒状体として形成することが好適である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。図１および図２は本実施形態の掘削バケットＡの概略構成を示すものであり、図中符号２０はバケット本体、２１はその内部に設けられた仕切手段としての袋体である。
【０００８】
バケット本体２０はこれ自体が上述した従来一般の掘削バケット３と同様のものであって、筒状の胴部２２と、ビット２３およびスリット２４を有する底部２５を有し、開閉ロッド２６（図２参照）の操作により底部２５が開閉可能とされ、フレーム２７を介して従来のものと同様に掘削機本体１０の支軸９（図１０参照）に対して連結されるものである。
【０００９】
袋体２１は、可撓性を有するシート材が縫製されることで形成されたもので、バケット本体２０の胴部２２および底部２５の内面を覆う周面２８と底面２９とを有する有底無蓋の袋状をなすものとされ、その周面２８の上部が胴部２２の上部に帯鋼３０を介して多数のボルト３１により水密保持可能に取付けられている。この袋体２１は、通常時はバケット本体２０の内部においてほぼその内面全体を覆う状態となっているが、この袋体２１は可撓性を有していることから図１に鎖線で示す如く上方へ反転してバケット本体２０の上方への膨出が可能なものとされている。但し、本例のものではバケット本体２０の上部にフレーム２７が設けられているので、袋体２１の上方への反転はそのフレーム２７により拘束されて完全には反転し得ない。
【００１０】
上記袋体２１の底面２９すなわち通常時においてバケット本体２０の底部２５を覆う部分には、複数（本例では４箇所）の泥水抜き孔３２が形成され、そこには、泥水を下方から上方へは通過させるが上方から下方へは通過を阻止する逆止弁としての筒状体３３が取付けられている。筒状体３３は袋体２１と同様に可撓性を有するシート材により縫製されたものであり、したがってそれら筒状体３３はそれ自体で自立し得るようなものではなく、通常時は袋体２１の底面２９上に倒伏した状態となって泥水抜き孔３２を閉じることにより上記のような逆止弁としての機能を発揮するものである。
【００１１】
なお、図１および図２における符号３４は袋体２１の底面２９にバンド３５により取付けられた錘りとしてのリング状の鉄筋、符号３６は開閉ロッド２６を通すために袋体２１の周面２８の上部に設けた切欠部、３７はその切欠部３６を覆うための蓋体である。
【００１２】
上記構成の掘削バケットＡの機能と使用方法を図３を参照して説明する。
【００１３】
図３（ａ）に示すように掘削バケットＡを孔２内に挿入して泥水１中を沈下させていくと、泥水１はスリット２４からバケット本体２０内に流入し、したがってその泥水圧を受けて袋体２１は上方へ反転するとともに、泥水１は泥水抜き孔３２から筒状体３３を通って掘削バケットＡの上方へと抜けていく。
【００１４】
そのようにして掘削バケットＡを孔２の底部に着底させると、（ｂ）に示すように袋体２１は自重により泥水１中を沈下していって袋体２１の底面２９がバケット本体２０の底部２５にほぼ密着してそれを覆う状態となり、かつ筒状体３３は自ずと倒伏するとともに泥水圧を受けて泥水抜き孔３２を閉じる。この際、袋体２１に取付けられている錘りとしての鉄筋３４により袋体２１の沈下が促進され、かつ袋体２１の底面２９は確実に底部２５に対して密着し、これによりバケット本体２０内からほぼ完全に泥水１が押し出される。
【００１５】
その状態で掘削バケットＡを回転させて掘削を開始すると、掘削土１１がスリット２４からバケット本体２０内に取込まれていき、それに伴い（ｃ）に示すように袋体２１の底面２９は漸次持上げられて上方へ変位していく。この際、泥水１はバケット本体２０内に流入する余地が殆どないから、掘削土１１のみが泥水１と混合することなく取込まれていく。
【００１６】
掘削バケットＡ内全体に掘削土１１が満たされるまで掘削を継続した後、掘削バケットＡを引き上げて排出位置まで導き、開閉ロッド２６を操作して（ｄ）に示すように底部２５を開放すれば掘削土１１が放出され、袋体２１は自重により自ずと通常姿勢に戻るから、底部２５を閉じて引続き掘削を継続すれば良い。
【００１７】
以上のように、上記構成の掘削バケットＡによれば、掘削土１１に泥水１が混入することが殆どないから掘削土１１が泥土と化すことがなく、したがって掘削土１１を産業廃棄物として処分する必要がなくなり、その結果、排土処分に要する費用を大幅に削減できるとともに掘削土１１を埋戻しや他の用途に有効利用することも可能となる。
【００１８】
なお、掘削土１１に泥水１が多少なりとも混入してしまったような場合、あるいは掘削土１１自体が地下水を含んでいるような場合においては、必要であれば、図４に示すように、掘削土１１を掘削バケットＡから振動ふるい４０上に投入し、掘削土１１に振動を与えて泥水１や地下水を十分に脱水してやれば良い。
【００１９】
そして、上記構成の掘削バケットＡは、従来一般に使用されている掘削バケット３に対して単なるシート材からなる袋体２１を取付けた形態のものであって、複雑な機構や機械的な可動部分が一切なく、したがって安価に製作できるとともに運転費も必要とせず、既存の掘削バケット３をベースに容易に改造することができるものである。
【００２０】
なお、袋体２１に設ける逆止弁としては、掘削バケットＡを孔２内に挿入する際には泥水１が下方から上方に抜けることを許容し、掘削バケットＡが孔２内に着底した後にはその逆方向への泥水１の通過を阻止するものであれば良く、上記実施形態において採用したシート材からなる筒状体３３に代えてたとえば通常の逆止弁や地上よりの遠隔操作により開閉する弁等も採用可能である。
【００２１】
以上で本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、掘削土１１と泥水１とが混合しないようにバケット本体２０の内部を仕切るように構成する限りにおいて、そのための仕切手段としては種々の形態が採用可能であり、以下に他の実施形態を図５〜図９を参照して説明する。図５〜９において（ａ）は掘削開始時点の状態、（ｂ）は開始後の状態を示すものであるが、いずれも逆止弁の図示は省略している。
【００２２】
図５に示す掘削バケットＢにおける仕切手段としての袋体５０は上記実施形態の掘削バケットＡにおける袋体２１と同様の袋状をなすものであるが、その底面５１を二重構造としてその内部に砂５２を充填したものである。この場合、砂５２が錘りとして機能するとともに、バケット本体２０の底部２５に突起物や凹凸があったとしても袋体５０に充填されている砂５２がそれになじむように自由に変形することが期待でき、したがって袋体５０の底面５１をバケット本体２０の底部２５に対してより確実に密着させることができる。なお、砂５２に代えて同様に流動性を有するもの、たとえば水やゲル状物を充填することも考えられる。
【００２３】
図６に示す掘削バケットＣは、仕切手段としてそれ自体が膨張収縮可能な密閉された袋体５３を用いるものであり、掘削開始時点では（ａ）に示すようにその袋体５３をバケット本体２０内において膨張させておき、掘削開始後は掘削土１１の取込みに対応させて袋体５３を徐々に収縮させていくようにしたものである。袋体５３を膨張させるための加圧流体としては空気や水を用いれば良く、その加圧流体を袋体５３に供給するための供給管５４の捩れを防止するために適宜の回転継手を用いれば良い。
【００２４】
図７に示す掘削バケットＤは、仕切手段として単なる隔膜５５を採用し、それを適宜の案内機構５６によりバケット本体２０内において上下方向に変位可能に設けたものである。
【００２５】
図８に示す掘削バケットＥは、図１に示した掘削バケットＡにおける袋体２１と同様の袋体５７を天地を逆にした状態でバケット本体２０に取付け、その袋体５７に泥水流を吹き付けてバケット本体２０の底部２５に密着させるようにしたものであり、泥水流を発生させるための泥水ポンプ５８を搭載したものである。
【００２６】
図９に示す掘削バケットＦは、仕切手段として底部２５の形状に合致していてそれに密着し得る隔板５９を採用し、それをアクチュエータ６０により昇降させるようにしたものである。なお、隔板５９を自重により沈下可能としてアクチュエータを省略することも考えられる。
【００２７】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明の掘削バケットは、バケット本体の内部空間を上下に仕切ることでスリットから取込まれる掘削土と孔内に満たされている泥水との混合を防止する仕切手段を設け、その仕切手段はバケット本体の底部上面に対して密着可能かつ掘削土の取込みに応じて漸次上方へ変位可能であり、しかも仕切手段には下方より上方への泥水の通過は許容するが逆方向の通過は阻止する逆止弁を設けた構成としたので、掘削土と泥水の混合を有効に防止できるものであり、したがって掘削土が泥土と化して産業廃棄物となることを回避し得て排土処分費用を大きく削減でき、かつ掘削土の有効利用を図ることも可能となる。また、仕切手段として可撓性を有するシート材からなる袋体を採用し、さらに逆止弁として同じくシート材による起倒自在な筒状体を採用すれば、安価に製作できるとともに運転費を必要とせず、機械的な可動部分が一切ないから泥水中で使用されるものとして特に好適であり、既存の掘削バケットに対する改造も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の掘削バケットの一実施形態を示す側断面図である。
【図２】  同、平面図である。
【図３】  同、使用方法を示す図である。
【図４】  同、使用方法を示す図である。
【図５】  本発明の掘削バケットの他の実施形態を示す図である。
【図６】  同、さらに他の実施形態を示す図である。
【図７】  同、さらに他の実施形態を示す図である。
【図８】  同、さらに他の実施形態を示す図である。
【図９】  同、さらに他の実施形態を示す図である。
【図１０】  アースドリル工法による削孔状況を示す図である。
【図１１】  従来の掘削バケットを示す図である。
【符号の説明】
Ａ  掘削バケット
１  泥水
２  孔
１１  掘削土
２０  バケット本体
２１  袋体（仕切手段）
２２  胴部
２３  ビット
２４  スリット
２５  底部
２８  周面
２９  底面
３２  泥水抜き孔
３３  筒状体（逆止弁）
３４  鉄筋（錘り）
Ｂ  掘削バケット
５０  袋体（仕切手段）
Ｃ  掘削バケット
５３  袋体（仕切手段）
Ｄ  掘削バケット
５５  隔膜（仕切手段）
５６  案内機構
Ｅ  掘削バケット
５７  袋体（仕切手段）
Ｆ  掘削バケット
５９  隔板（仕切手段）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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