(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
立設されるリーダマストにそって昇降自在な駆動部に掘削ロッドが連結され、この駆動部により掘削ロッドを回動してその下端の掘削ヘッドにより地盤を掘削する掘削機において、前記駆動部に上下動操作可能に支持され前記掘削ロッドを貫通して設けられた操作ロッドと、前記掘削ロッドの下端に開閉自在に支持された左右一対の拡大掘削刃とを具有し、この拡大掘削刃は、前記掘削ロッド下端の支持部に前記操作ロッドの軸線とは離間した位置において枢軸により垂直面内でそれぞれ拡開習性が与えられて回動自在に枢着され、前記拡大掘削刃の枢軸と刃部先端との間の上面に前記操作ロッドの下端の当接部が両拡大掘削刃に等しく当接されてなり、この操作ロッドを引き上げたとき左右の拡大掘削刃が拡開されるようにしたことを特徴とする掘削用拡大ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削ロッドの下端に設けられる掘削用拡大ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
地盤を掘削する掘削機は、図１にその全体構成を示すように、ベースマシン１にステー２を介して垂直に支持されるリーダマスト３の前面のガイドレール４に駆動部５が上下摺動自在に支持され、この駆動部５の上部のシーブ６に巻回されるワイヤ７がリーダマスト３の上端のシーブ８、８を経由してベースマシン１上のウインチ９へ導かれ、このウインチ９の巻上げ巻下げにより駆動部５が昇降されるようになされており、この駆動部５内にはモータ、減速機等の駆動源および薬液注入用のスイベル１０が搭載され、その駆動源の出力軸にオーガスクリュー等の掘削ロッド１１の上端が接続されている。
【０００３】
上記掘削ロッド１１の下端には掘削ヘッド１２があって、駆動部５による掘削ロッド１１の回転で下端の掘削ヘッドにより地盤を掘削し、竪穴を削孔して杭の造成、地中壁の造成等の所要の作業を行うことができるものである。
【０００４】
ところで上記の掘削機により地盤を掘削し、同時にセメントミルクやモルタル等の薬液を注入して掘削土砂と混練し、地中杭を造成するような場合、その杭の支持力を増大させるため杭の根部分を拡大掘りして球根を造成することが行われている。
【０００５】
上記のような拡大掘りを行うためには、所定の深さまで掘削したところで掘削ヘッドの掘削刃の実質的な回転半径を増大させて拡大掘りができるようにする拡大ヘッドが用いられている。
【０００６】
従来の拡大ヘッドは、一般に掘削時の正逆転による土砂の抵抗を利用して掘削刃を開閉させるもの、または中空杭の内面を利用して開閉させるもの、あるいは特開平７−４１６９号公報にみられるような作動機構を用いて開閉させるものなどがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに上記の土砂の抵抗を利用するものでは任意径拡大ができず、また中空杭の内面を利用するものでは適用工法が限定されてしまうという問題点がある。さらに上記公報に記載のものは掘削刃の開閉作動機構が外部に露出しているので、掘削時に土砂の詰り等により作動不能になるおそれがある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、地中における掘削刃の開閉作動を確実に行なわせることを可能とする掘削用拡大ヘッドを提供することを課題としてなされたもので、掘削機の駆動部に上下動操作可能に支持されて駆動部に連結された掘削ロッド内を貫通する操作ロッドと、前記掘削ロッドの下端に開閉自在に支持された左右一対の拡大掘削刃とを具有し、この拡大掘削刃は、前記掘削ロッド下端の支持部に前記操作ロッドの軸線とは離間した位置において枢軸により垂直面内でそれぞれ拡開習性が与えられて回動自在に枢着され、前記拡大掘削刃の枢軸と刃部先端との間の上面に前記操作ロッドの下端の当接部が両拡大掘削刃に等しく当接されてなり、この操作ロッドを引き上げたとき左右の拡大掘削刃が拡開されるようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して説明する。
【００１０】
本発明による拡大ヘッド１３は、図２に一部を断面とした正面図を、図３に側面図を、そして図４に下面図を示すように、掘削ロッド１１の下端に接続される多角形（六角形）断面の継手部１４と、この継手部１４の下部に連設される短い中空ロッド部１５と、このロッド部１５下端に連設され下端にビット１６を有する支持部１７とを備え、前記継手部１４から支持部１７の上部にかけての外周には螺旋翼１８が設けられており、これら継手部１４、中空ロッド部１５、および支持部１７は実質的に掘削ロッド１１の下端の一部を構成するようになっている。
【００１１】
前記支持部１７には、その中心から等間隔の位置に下端からスリット状の軸受部１９、１９が形成されており、これら軸受部１９、１９には左右一対の拡大掘削刃２０、２０の基部２０ａ、２０ａが嵌合されて支持部１７の中心に対し左右等距離隔てた位置において枢軸２１、２１により中央壁部２２にそれぞれ軸着され、前記基部２０ａ、２０ａが一部重複する位置関係とされて拡大掘削刃２０、２０が水平方向に拡大した姿勢（図１の実線図示の開位置）と下方へ回動した姿勢（図１の鎖線図示の閉位置）とにわたり開閉されるようになっている。
【００１２】
前記枢軸２１、２１の周りには、図５に示すようにコイルバネ２３、２３が巻装されていてその一端が支持部１７側に、他端が拡大掘削刃２０側に止着され、各拡大掘削刃２０、２０に拡開方向への付勢が与えられている。なお上記のバネ２３、２３は、最低限拡大掘削刃２０、２０の自重に打ち勝つ強さを有すればよい。
【００１３】
前記継手部１４、中空ロッド部１５、および支持部１７の上部の中心には、上方が前記掘削ロッド１１、駆動部５のスイベル装置１０を貫通して上端が上下動操作機構２４に支持された操作ロッド２５の下方部が挿通され、前記操作ロッド２５の下端には水平方向のバー状の当接部２６があって、この当接部２６が前記拡大掘削刃２０、２０の基端部２０ａ、２０ａの枢軸２１、２１から若干離間した位置の上面に当接されており、前記支持部１７に形成されたストッパ部２７に当接部２６が当ることで操作ロッド２５の下降限が定められ、このときの拡大掘削刃２０、２０が最小幅に閉じた状態となるように構成されている。そしてこの閉じ時における拡大掘削刃２０、２０の先端間の距離Ｌは前記螺旋翼１８の外径と略等しくなるように設定されている。
【００１４】
前記継手部１４内には圧縮バネ２８が内蔵され、このバネ２８の上端は操作ロッド２５のバネ受２９に当接され、下端は支持部１７内のバネ受３０に当接されていて、操作ロッド２５に常時上方へ向け復帰するよう付勢を与えている。
【００１５】
操作ロッド２５の上下動操作機構２４は、図８にその一例の断面図を示し、図６に作動油圧系を示すように、前記スイベル装置１０の上部にセンタホール型のジャッキ３１が垂直姿勢に搭載され、このジャッキ３１のピストン３２に固定されたラム３３内に操作ロッド２５の上部が貫通され、この操作ロッド２５の上端の頭部３４とその下方位置にあるフランジ３６との間に前記ラム３３が挟在され、前記頭部３４とラム３３の上端との間、およびフランジ３６とラム３３の下端との間にそれぞれスラストベアリング３７、３８が介在されている。なお上記操作ロッド２５は、掘削ロッド１１の継ぎ足し時に必ずしも連結する必要はなく、単に当接させるのであっても機能的には足りる。
【００１６】
前記ジャッキ３１の上部および下部には油圧配管３９、４０が接続され、上部の油圧配管３９はシリンダ構造の油圧検出装置４１を介して油圧ポンプ４２に接続され、下部の油圧配管４０は直接油圧ポンプ４２に接続されている。
【００１７】
スイベル装置１０は既存のもので、その注入口４３からセメントミルク、モルタル等の薬液を供給し、継手部１４、中空ロッド部１５内にあって操作ロッド２５が通っているパイプ１５ａ内を通り、支持部１７と拡大掘削刃２０、２０の上面との間の間隙４４（図３示）から地中に薬液が噴出されるようになっており、この薬液の噴出によりその周辺部が洗浄される。
【００１８】
次に作用を説明する。
【００１９】
削孔すべき位置にベースマシン１を移動させ、駆動部５に接続された掘削ロッド１１を削孔位置に位置を定めたのち駆動部５内のモータにより掘削ロッド１１を回転駆動させながら駆動部５を徐々に下降させて削孔を進める。このとき操作ロッド２５は図６のように最下降位置におかれており、拡大掘削刃２０、２０は閉じた状態になっている。また掘削の開始当初から薬液を供給し、間隙４４から地中に注入される。
【００２０】
予定の深度まで掘削が進み、球根を造成する深さに達したことを深度計等により把握したら、油圧ポンプ４２を駆動して油圧配管４０を通じジャッキ３１の下部側へ圧油を供給する。これによりピストン３２が押し上げられ、ラム３３を介して操作ロッド２５が圧縮バネ２８の力も加担して引上げられる。
【００２１】
この操作ロッド２５の上昇により拡大掘削刃２０、２０の拘束が解かれるので、拡大掘削刃２０、２０の枢軸２１、２１のバネ２３、２３および土圧により操作ロッド２５の引上げ量に応じて任意拡大径に次第に拡開し、図７の状態になる。この間掘削を続ければ、その位置の地盤が次第に拡大掘りされ、スイベル位置１０を通じて供給される薬液と混練されて径大の球根が造成される。
【００２２】
球根造成後は、ジャッキ３１の上部側に油圧配管３９を通じて圧油を供給し、ピストン３２を押し下げれば、ラム３３を介して操作ロッド２５がバネ２８に抗して押し下げられ、その下端の当接部２６が図６のように左右の拡大掘削刃２０、２０の上面を押して螺旋翼１８の外径と略同じ幅に閉じ、掘削ロッド２５の引上げに支障をきたさない状態になる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、掘削ロッドを貫通して設けられた操作ロッドにより拡大掘削刃を開閉させるので、拡大掘削刃の開閉を所望の拡大径に確実になさしめることができ、また操作ロッドを含む開閉機構部分がすべて掘削ロッド内に内蔵されているので、土砂の詰り等による作動不良を生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する掘削機の一例を示す略示側面図。
【図２】本発明の一実施形態を示す一部を断面とした正面図。
【図３】同、側面図。
【図４】同、下面図。
【図５】図２のＡ−Ａ断面図。
【図６】通常掘削時の状態を示す作用説明図。
【図７】拡大掘時の状態を示す作用説明図。
【図８】操作ロッドの上下動操作機構の一例を示す断面図。
【符号の説明】
３  リーダマスト
５  駆動部
１０  スイベル装置
１１  掘削ロッド
１３  拡大ヘッド
１４  継手部
１７  支持部
１８  螺旋翼
２０  拡大掘削刃
２１  枢軸
２３  コイルバネ
２４  上下動操作機構
２５  操作ロッド
２６  当接部
３１  ジャッキ
３２  ピストン
３３  ラム
３９、４０  油圧配管
４２  油圧ポンプ
４４  薬液注出口
【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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