(57)【要約】【課題】  中堀掘削機を掘削用ケーシング４内方の任意の位置に装着できると共に、トルクの増大及び回転数の向上を図れる。【解決手段】  オールケーシング工法に用いる掘削用ケーシング４の内方に装着される中堀掘削機１であって、当該中堀掘削機１は、掘削用ケーシング４内方に着脱自在に固定される駆動装置２と、駆動装置２に連動連結される拡底バケット３又はオーガ２３若しくはドリリングバケット２４とから成り、駆動装置２は、ケーシング本体５と、ケーシング本体５の中心部に回転自在且つ昇降自在に配設され、下端部に拡底バケット３又はオーガ２３若しくはドリリングバケット２４が連結される駆動用シャフト６と、駆動用シャフト６を回転駆動する回転駆動部７と、駆動用シャフト６を昇降動させるフィーダ装置８と、掘削用ケーシング４の内壁面に圧接して中堀掘削機１自体を掘削用ケーシング４の内壁面に固定するチャック装置９とを備えている【選択図】      図２
2014114543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削用ケーシング（４）を回転又は揺動させながら地中に圧入し、地中に圧入した掘削用ケーシング（４）内の土砂を掘削、排土して縦孔を掘削するようにしたオールケーシング工法に使用する掘削用ケーシング（４）の内方に装着される中堀掘削機（１）であって、前記中堀掘削機（１）は、掘削用ケーシング（４）の内方に着脱自在に固定される駆動装置（２）と、駆動装置（２）に連動連結され、掘削用ケーシング（４）で囲まれていない縦孔の底部を拡径する拡底バケット（３）又は掘削用ケーシング（４）内の地盤を掘削するオーガ（２３）若しくはドリリングバケット（２４）とから成り、前記駆動装置（２）は、ドラム状のケーシング本体（５）と、ケーシング本体（５）の中心部に鉛直姿勢で回転自在且つ昇降自在に配設され、下端部に拡底バケット（３）又はオーガ（２３）若しくはドリリングバケット（２４）が連結される駆動用シャフト（６）と、ケーシング本体（５）に設けられ、駆動用シャフト（６）を回転駆動する回転駆動部（７）と、ケーシング本体（５）に設けられ、駆動用シャフト（６）を昇降動させるフィーダ装置（８）と、ケーシング本体（５）に設けられ、掘削用ケーシング（４）の内壁面に圧接して中堀掘削機（１）自体を掘削用ケーシング（４）の内壁面に固定するチャック装置（９）とを備えていることを特徴とする中堀掘削機。
【請求項２】
回転駆動部（７）は、複数の油圧モータ（７′）と、各油圧モータ（７′）の出力軸と駆動用シャフト（６）とを連動連結して出力軸の回転を駆動用シャフト（６）に伝達する歯車減速機（７″）とから成ることを特徴とする請求項１に記載の中堀掘削機。
【請求項３】
フィーダ装置（８）は、駆動用シャフト（６）の周囲に等角度ごとに配設され、ケーシング本体（５）に鉛直姿勢で固定された複数の昇降用油圧シリンダ（８ａ）と、駆動用シャフト（６）の下方位置に配設され、駆動用シャフト（６）が回転自在に支持されると共に、昇降用油圧シリンダ（８ａ）のロッドが連結される昇降板（８ｂ）とから成り、昇降用油圧シリンダ（８ａ）の伸縮に伴って駆動用シャフト（６）が昇降板（８ｂ）を介して昇降動する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の中堀掘削機。
【請求項４】
チャック装置（９）は、ケーシング本体（５）に等角度ごとに且つ半径方向へ往復移動自在に配設され、内面が傾斜面に形成されていると共に、外面が掘削用ケーシング（４）の内壁面に密着する曲面に形成された複数のチャック部材（９ａ）と、各チャック部材（９ａ）の傾斜面に摺動自在な傾斜面を有する複数の楔体（９ｂ）と、ケーシング本体（５）に等角度ごとに配設され、各楔体（９ｂ）を昇降動させる油圧式のチャックシリンダ（９ｃ）とから成り、チャックシリンダ（９ｃ）の伸縮に伴って各チャック部材（９ａ）が各楔体（９ｂ）を介してそれぞれケーシング本体（５）の半径方向へ往復移動する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の中堀掘削機。
【請求項５】
チャック部材（９ａ）の外面にライナー（９ｅ）を着脱自在に設けたことを特徴とする請求項４に記載の中堀掘削機。
【請求項６】
拡底バケット（３）は、周壁に複数の開口部（１１ａ）を形成した円筒状の本体（１１）と、本体（１１）の上端部に設けた環状のスタビライザー（１２）と、本体（１１）の下端部に設けた底蓋（１３）と、本体（１１）の中心位置に配設され、駆動装置（２）の駆動用シャフト（６）に着脱自在に連結される伝達用シャフト（１４）と、一側縁が本体（１１）の開口部（１１ａ）の一側縁に回動自在に連結され、他側縁に複数の掘削ビット（１５ａ）が設けられて本体（１１）の開口部（１１ａ）を開閉し得る複数枚の拡幅翼（１５）と、各拡幅翼（１５）が本体（１１）の開口部（１１ａ）に閉鎖する閉鎖位置と各拡幅翼（１５）が本体１１の開口部（１１ａ）を開放する開放位置とに亘って拡幅翼（１５）を本体（１１）の半径方向へ開閉自在に揺動させる複数の開閉用油圧シリンダ（１６）とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の中堀掘削機。
【請求項７】
拡底バケット（３）の各拡幅翼（１５）の外側面に、拡底バケット（３）を引き上げる際に掘削用ケーシング（４）内を摺動案内するガイド棒をそれぞれ設けたことを特徴とする請求項６に記載の中堀掘削機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に埋設されている鉄筋コンクリート構造物等の障害物を撤去した後、場所打ち杭の施工を行うオールケーシング工法に使用される掘削用ケーシングの内方に装着され、掘削用ケーシングで囲まれていない縦孔の底部を拡径したり、或いは、掘削用ケーシング内の地盤を掘削したりするのに用いる中堀掘削機に係り、特に、中堀掘削機を掘削用ケーシング内方の任意の位置に装着できてその位置で掘削作業を行えると共に、トルクの増大及び回転数の向上を図ることができ、掘削時間を短縮できて硬い地盤での拡底や大口径の拡底、岩盤掘削を行えるようにした中堀掘削機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市の再開発や鉄筋コンクリート構造物の老朽化に伴って、構造物の建て替えが頻繁に行われるようになって来ている。
【０００３】
ところで、この構造物の建て替えに際しては、新たに建造する構造物に応じた杭を構築するため、地中に埋設されている鉄筋コンクリート構造物や既存杭等の障害物を撤去した後、場所打ち杭の施工を行うようにしている。
【０００４】
従来、地中に埋設されている障害物の撤去や場所打ち杭の施工には、地盤の性質に左右されずに高品質な杭を構築できるオールケーシング工法が用いられている（例えば、非特許文献１）。
【０００５】
即ち、前記オールケーシング工法は、円筒状の掘削用ケーシングを回転又は揺動させながら地中に圧入しつつ、掘削用ケーシング内の土砂をハンマーグラブにより掘削、排土して縦孔を掘削し、所定の深さの地盤に達したら孔底処理を行った後、鉄筋かごを建て込み、トレミーによりコンクリートを打ち込むと共に、コンクリートの打ち込みに伴い掘削用ケーシング及びトレミーを引き抜き回収することによって、杭を構築する方法である。
【０００６】
また、このオールケーシング工法において、杭の支持力をより大きくする場合には、杭の底部となる部分に軸部よりも拡大させた拡底部を形成した拡底杭を構築することがなされている。この場合、アースドリル機により掘削用ケーシング内に挿入した拡底バケットを回転させ、縦孔の底部周囲を掘削して拡径するようにしている。
【０００７】
しかしながら、杭の底部を拡径した拡底杭を構築する場合、オールケーシング工法とアースドリル工法の併用となり、オールケーシング工法に使用する全周回転掘削機やクローラクレーン等の他、アースドリル工法に使用するアースドリル機や大掛かりな泥水プラント等が必要となり、設備が大規模になると云う問題があった。
【０００８】
また、施工現場の敷地が狭い場合、全ての機材及び資材を施工現場の敷地に置けないので、地中の障害物撤去工程と杭工事工程とを分離して施工を行なわなければならないうえ、一回掘削した削孔部を埋め戻し、再度掘り直さなければならず、工程日数が増えると云う問題があった。
【０００９】
更に、アースドリル機に取り付けられる拡底バケットは、ケリーバを介して回転させているため、強度に期待があまり持てず、また、トルクも大きく上げられないので、掘削に可なりの時間がかかると云う問題があった。特に、強固な地盤の場合には、良好に掘削できないことがあった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】株式会社双葉資材のホームページ内のオールケーシング拡底杭工法、［平成２４年１１月２８日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.futaba-311p.com/construction/sy_all.html
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、中堀掘削機を掘削用ケーシング内方の任意の位置に装着できてその位置で掘削作業を行えると共に、トルクの増大及び回転数の向上を図ることができ、掘削時間を短縮できて硬い地盤での拡底や大口径の拡底、岩盤掘削を行えるようにした中堀掘削機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、掘削用ケーシングを回転又は揺動させながら地中に圧入し、地中に圧入した掘削用ケーシング内の土砂を掘削、排土して縦孔を掘削するようにしたオールケーシング工法に使用する掘削用ケーシングの内方に装着される中堀掘削機であって、前記中堀掘削機は、掘削用ケーシングの内方に着脱自在に固定される駆動装置と、駆動装置に連動連結され、掘削用ケーシングで囲まれていない縦孔の底部を拡径する拡底バケット又は掘削用ケーシング内の地盤を掘削するオーガ若しくはドリリングバケットとから成り、前記駆動装置は、ドラム状のケーシング本体と、ケーシング本体の中心部に鉛直姿勢で回転自在且つ昇降自在に配設され、下端部に拡底バケット又はオーガ若しくはドリリングバケットが連結される駆動用シャフトと、ケーシング本体に設けられ、駆動用シャフトを回転駆動する回転駆動部と、ケーシング本体に設けられ、駆動用シャフトを昇降動させるフィーダ装置と、ケーシング本体に設けられ、掘削用ケーシングの内壁面に圧接して中堀掘削機自体を掘削用ケーシングの内壁面に固定するチャック装置とを備えていることに特徴がある。
【００１３】
本発明の請求項２の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、回転駆動部が、複数の油圧モータと、各油圧モータの出力軸と駆動用シャフトとを連動連結して出力軸の回転を駆動用シャフトに伝達する歯車減速機とから成ることに特徴がある。
【００１４】
本発明の請求項３の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、フィーダ装置が、駆動用シャフトの周囲に等角度ごとに配設され、ケーシング本体に鉛直姿勢で固定された複数の昇降用油圧シリンダと、駆動用シャフトの下方位置に配設され、駆動用シャフトが回転自在に支持されると共に、昇降用油圧シリンダのロッドが連結される昇降板とから成り、昇降用油圧シリンダの伸縮に伴って駆動用シャフトが昇降板を介して昇降動する構成としたことに特徴がある。
【００１５】
本発明の請求項４の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、チャック装置が、ケーシング本体に等角度ごとに且つ半径方向へ往復移動自在に配設され、内面が傾斜面に形成されていると共に、外面が掘削用ケーシングの内壁面に密着する曲面に形成された複数のチャック部材と、各チャック部材の傾斜面に摺動自在な傾斜面を有する複数の楔体と、ケーシング本体に等角度ごとに配設され、各楔体を昇降動させる油圧式のチャックシリンダとから成り、チャックシリンダの伸縮に伴って各チャック部材が各楔体を介してそれぞれケーシング本体の半径方向へ往復移動する構成としたことに特徴がある。
【００１６】
本発明の請求項５の発明は、請求項４に記載の発明に於いて、チャック部材の外面にライナーを着脱自在に設けたことに特徴がある。
【００１７】
本発明の請求項６の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、拡底バケットが、周壁に複数の開口部を形成した円筒状の本体と、本体の上端部に設けた環状のスタビライザーと、本体の下端部に設けた底蓋と、本体の中心位置に配設され、駆動装置の駆動用シャフトに着脱自在に連結される伝達用シャフトと、一側縁が本体の開口部の一側縁に回動自在に連結され、他側縁に複数の掘削ビットが設けられて本体の開口部を開閉し得る複数枚の拡幅翼と、各拡幅翼が本体の開口部に閉鎖する閉鎖位置と各拡幅翼が本体の開口部を開放する開放位置とに亘って拡幅翼を本体の半径方向へ開閉自在に揺動させる複数の開閉用油圧シリンダとを備えていることに特徴がある。
【００１８】
本発明の請求項７の発明は、請求項６に記載の発明に於いて、拡底バケットの各拡幅翼の外側面に、拡底バケットを引き上げる際に掘削用ケーシング内を摺動案内するガイド棒をそれぞれ設けたことに特徴がある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の中堀掘削機は、掘削用ケーシングの内方に着脱自在に固定される駆動装置と、駆動装置に連動連結される拡底バケット又はオーガ若しくはドリリングバケットとから成り、駆動装置が、ドラム状のケーシング本体と、ケーシング本体の中心部に鉛直姿勢で回転自在且つ昇降自在に配設され、下端部に拡底バケット又はオーガ若しくはドリリングバケットが連結される駆動用シャフトと、ケーシング本体に設けられ、駆動用シャフトを回転駆動する回転駆動部と、ケーシング本体に設けられ、駆動用シャフトを昇降動させるフィーダ装置と、ケーシング本体に設けられ、掘削用ケーシングの内壁面に圧接して中堀掘削機自体を掘削用ケーシングの内壁面に固定するチャック装置とを備えており、駆動装置を掘削用ケーシングの内方の任意の位置に固定し、駆動装置により拡底バケット又はオーガ若しくはドリリングバケットを回転駆動させて掘削を行うようにしているため、次のような優れた効果を奏することができる。
【００２０】
（１）本発明の中堀掘削機は、掘削用ケーシングの内方に装着した状態で掘削作業を行えるため、地上での掘削機の設置スペースが不要になると共に、ベントナイト等を混合した泥水（安定液）の注入量も少なくて済み、アースドリル工法に用いる泥水プラントに比べて泥水プラントの縮小を図れる。
（２）本発明の中堀掘削機は、駆動装置がチャック装置を備えているため、掘削用ケーシングの任意の位置に装着することができる。
（３）本発明の中堀掘削機は、駆動装置が回転駆動部及びフィーダ装置を備えているため、掘削用ケーシングの内方に装着したときにクローラクレーンとの距離が離れていても、掘削作業を行える。
（４）本発明の中堀掘削機は、駆動装置の駆動用シャフトに拡底バケット又はオーガ若しくはドリリングバケットを直接取り付け、駆動用シャフトを駆動装置の回転駆動部で回転駆動するようにしているため、トルクの増大及び回転数の向上を図ることができ、掘削時間を短縮できると共に、硬い地盤での拡底や大口径の拡底、岩盤掘削を行える。
（５）本発明の中堀掘削機は、駆動装置の駆動用シャフトに拡底バケット又はオーガ若しくはドリリングバケットを直接取り付け、ケリーバを使用していないため、拡底バケット等の駆動装置への取り付け部が強固になり、トルクや回転数を上げても問題を起こすことがない。
（６）本発明の中堀掘削機は、駆動装置が駆動用シャフトを昇降動させるフィーダ装置を備えているため、全周回転掘削機の圧入に頼らず、適正な圧力で掘削が可能となる。
（７）本発明の中堀掘削機は、駆動装置が楔構造のチャック装置を備えているため、掘削用ケーシングの内壁面に確実且つ強固に固定することができて大きな反力を得られ、、トルクや回転数を上げても掘削用ケーシングから脱落することがない。
（８）本発明の中堀掘削機は、チャック装置のチャック部材にライナーを着脱自在に設ける構成としているため、直径の異なる数種類の掘削用ケーシングにも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る中堀掘削機を示し、掘削用ケーシング内に装着し、拡底バケットが閉じた状態の中堀掘削機の正面図である。
【図２】同じく拡底バケットが開いた状態の中堀掘削機の正面図である。
【図３】中堀掘削機の駆動装置の一部省略正面図である。
【図４】駆動装置の平面図である。
【図５】駆動装置の底面図である。
【図６】駆動装置のフィーダ装置が作動した状態の一部省略正面図である。
【図７】駆動装置のフィーダ装置が作動した状態の一部省略側面図である。
【図８】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図９】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１０】中堀掘削機の拡底バケットを示し、拡底バケットが閉じた状態の正面図である。
【図１１】拡底バケットが開いた状態の正面図である。
【図１２】拡底バケットの横断面図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態に係る中堀掘削機を示し、駆動装置にオーガを取り付け、掘削用ケーシング内に装着した状態の中堀掘削機の正面図である。
【図１４】本発明の更に他の実施の形態に係る中堀掘削機を示し、駆動装置にドリリングバケットを取り付け、掘削用ケーシング内に装着した状態の中堀掘削機の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図１２は本発明の実施の形態に係る中堀掘削機１を示し、当該中堀掘削機１は、オールケーシング工法に使用される掘削用ケーシング４の内方に装着され、掘削用ケーシング４で囲まれていない縦孔の底部を拡径するのに用いるであり、掘削用ケーシング４の内方に着脱自在に固定される駆動装置２と、駆動装置２に連動連結され、掘削用ケーシング４で囲まれていない縦孔の底部を裁頭円錐状に拡径する拡底バケット３とから構成されている。
【００２３】
尚、掘削用ケーシング４は、下端に複数の掘削ビットを備えた下部ケーシングと、下部ケーシングの上端部に順次連結される複数の継ぎ足し用ケーシングとから成り、全周回転掘削機（図示省略）により地中へ回転圧入されたり、或いは、揺動式掘削機（図示省略）により地中へ揺動圧入されるものである。
【００２４】
前記駆動装置２は、図１〜図３に示す如く、ドラム状のケーシング本体５と、ケーシング本体の中心部に鉛直姿勢で回転自在且つ昇降自在に配設され、下端部に拡底バケット３が連結される駆動用シャフト６と、ケーシング本体５に設けられ、駆動用シャフト６を回転駆動する回転駆動部７と、ケーシング本体５に設けられ、駆動用シャフト６を昇降動させるフィーダ装置８と、ケーシング本体５に設けられ、掘削用ケーシング４の内壁面に圧接して中堀掘削機１自体を掘削用ケーシング４の内壁面に固定するチャック装置９とを備えている。
【００２５】
具体的には、ケーシング本体５は、図６〜図８に示す如く、上下端にフランジを備えたドラム状に形成されており、円筒状の本体５ａと、本体５ａの上端部に固着した上部フランジ５ｂと、本体５ａの下端部に固着した下部フランジ５ｃと、上部フランジ５ｂの外周縁部下端に固着した筒状のスカート部５ｄと、本体５ａの外周面に配設固定した複数枚の補強板５ｅとから成る。
【００２６】
駆動用シャフト６は、図３に示す如く、筒状に形成されており、上端部外周面には、複数のキー６ａが等角度ごとに設けられていると共に、下端部には、後述する拡底バケット３の伝達用シャフト１４の上端部が廻り止めされた状態で着脱自在に嵌合され、ピンにより抜け止めされる嵌合穴６ｂが設けられている。
この駆動用シャフト６は、ケーシング本体５の中心位置に配置されており、下端部分がフィーダ装置８の昇降板８ｂの中心部に軸受装置１０を介して回転自在に支持され、昇降板８ｂと一緒に昇降動するようになっている。
【００２７】
回転駆動部７は、図３及び図４に示す如く、四つの油圧モータ７′と、各油圧モータ７′の出力軸と駆動用シャフト６とを連動連結して出力軸の回転を駆動用シャフト６に伝達する歯車減速機７″とから成る。
各油圧モータ７′は、歯車減速機７″の円形のギヤケース７ａに９０度の角度間隔で配設固定されており、その出力軸が歯車減速機７″のギヤケース７ａ内に配設した四枚の駆動歯車７ｂにそれぞれ嵌合固定されている。
また、歯車減速機７″は、ケーシング本体５の上部フランジ５ｂに固定されており、ギヤケース７ａの内方に四枚の駆動歯車７ｂ及び各駆動歯車７ｂに噛み合う一枚の従動歯車７ｃを内蔵したものである。この歯車減速機７″の従動歯車７ｃの中心部には、駆動用シャフト６のキー６ａを設けた部分が軸線方向へ摺動自在に且つ相対回転不能に挿通支持されている。従って、駆動歯車７ｂにより従動歯車７ｃが回転すると、駆動用シャフト６が回転することになる。
【００２８】
フィーダ装置８は、図６に示す如く、駆動用シャフト６の周囲に１８０度の角度間隔で配設され、ケーシング本体５の下部フランジ５ｃに鉛直姿勢で固定された二本の昇降用油圧シリンダ８ａと、駆動用シャフト６の下端部に設けられ、昇降用油圧シリンダ８ａのロッドにブラケット８ｃを介して連結される昇降板８ｂとから成り、昇降用油圧シリンダ８ａが伸縮すると、駆動用シャフト６が昇降板８ｂを介して昇降動するようになっている。
また、フィーダ装置８の昇降板８ｂは、図７に示す如く、ケーシング本体５の下部フランジ５ｃに１８０度の角度間隔で設けたガイドパイプ８ｄと、昇降板８ｂの外縁部に１８０度の角度間隔で設けられ、ガイドパイプ８ｄに摺動自在に挿通支持された筒状のガイド軸８ｅとにより廻り止めされた状態で昇降動するようになっている。
【００２９】
チャック装置９は、図３及び図８に示す如く、ケーシング本体５のスカート部５ｄ内に９０度の角度間隔で且つ半径方向へ往復移動自在に配設され、内面が下方へ向って広がる傾斜面に形成されていると共に、外面が掘削用ケーシング４の内壁面に密着する曲面に形成された四つのチャック部材９ａと、各チャック部材９ａの傾斜面に摺動自在な傾斜面（外面が上方へ向って狭まる傾斜面）を有する四つの楔体９ｂと、ケーシング本体５の下部フランジ５ｃにブラケット９ｄを介して支持され、楔体９ｂに連結されて楔体９ｂを昇降動させる四本の鉛直姿勢の油圧式のチャックシリンダ９ｃとから成り、チャックシリンダ９ｃが伸長すると、楔体９ｂが上昇して楔体９ｂの楔作用により各チャック部材９ａがケーシング本体５の半径方向外方へ移動し、各チャック部材９ａが掘削用ケーシング４の内壁面に圧接して中堀掘削機１自体を掘削用ケーシング４の内壁面に固定し、また、チャックシリンダ９ｃが短縮すると、楔体９ｂが下降してチャック部材９ａの圧接状態が解除され、中堀掘削機１自体が掘削用ケーシング４内で上下方向へ移動可能となる。
また、各チャック部材９ａの外面には、図３に一点鎖線で示すように円弧状のライナー９ｅがそれぞれ着脱自在に取り付けられるようになっている。このライナー９ｅをチャック部材９ａに取り付けることによって、直径の異なる数種類の掘削用ケーシング４にも対応可能となる。
【００３０】
尚、下記の表１は上述した駆動装置２の仕様を示す表である。
【００３１】
【表１】
2014114543.tif 000003
【００３２】
一方、前記拡底バケット３は、図１０〜図１２に示す如く、周壁に二つの開口部１１ａを形成した円筒状の本体１１と、本体１１の上端部に設けた環状のスタビライザー１２と、本体１１の下端部に設けた底蓋１３と、本体１１の中心位置に配設され、駆動装置２の駆動用シャフト６に着脱自在に連結される伝達用シャフト１４と、一側縁が本体１１の開口部１１ａの一側縁に回動自在に連結され、他側縁に複数の掘削ビット１５ａが設けられて本体１１の開口部１１ａを開閉し得る二枚の拡幅翼１５と、本体１１と各拡幅翼１５との間に設けられ、各拡幅翼１５が本体１１の開口部１１ａを閉鎖する閉鎖位置（図１２の一点鎖線位置）と各拡幅翼１５が本体１１の開口部１１ａを開放する開放位置（図１２の実線位置）とに亘って各拡幅翼１５を本体１１の半径方向へ開閉自在に揺動させる二本の開閉用油圧シリンダ１６とを備えており、駆動装置２によって回転動作を行ないながら、開閉用油圧シリンダ１６の伸張により拡幅翼１５を拡径させつつ土砂を掘削し、開閉用油圧シリンダ１６の短縮により拡幅翼１５を縮径させて掘削した土砂を本体１１の内部に収容した状態で引き上げることで、縦孔の底部を拡径するものである。
【００３３】
具体的には、本体１１は、円筒状に形成されており、本体１１の周壁には、１８０度の角度間隔を置いて二つの開口部１１ａが形成されている。
この開口部１１ａは、本体１１の下端に向って幅が広がるほぼ三角形状を呈しており、開口部１１ａの一側縁が本体１１の軸線と平行になっていると共に、開口部１１ａの他側縁が傾斜状態となっている。
また、本体１１の内方には、二つの補強用内壁１７及び両補強用内壁１７を連結固定する四本の補強用フレーム１８が設けられている。
更に、本体１１の上端部には、掘削用ケーシング４の内径よりも少しだけ小さい外径を有する環状のスタビライザー１２が取り付けられていると共に、本体１１の下端部には、掘削した土砂を載せる円盤状の底蓋１３が設けられている。
【００３４】
伝達用シャフト１４は、本体１１の中心位置に配設されており、上端部が四本の梁部材２５を介してスタビライザー１２の内面に固定支持されていると共に、下端部が本体１１内の補強用フレーム１８に固定されている。
この伝達用シャフト１４の上端部には、駆動用シャフト６の嵌合穴６ｂに廻り止めされた状態で着脱自在に嵌合され、ピンにより抜け止めされる嵌合軸１４ａが設けられている。
【００３５】
二枚の拡幅翼１５は、本体１１とほぼ同一の曲率を有する彎曲した円弧状の板であり、全体の形状として本体１１の開口部１１ａの形状と同様の形状に形成されている。
即ち、二枚の拡幅翼１５は、一側縁が本体１１の軸線と平行になっていると共に、他側縁が傾斜状態となっており、下端に向って幅が広がるほぼ三角形状に形成されている。
また、各拡幅翼１５は、本体１１の軸線と平行になっている一側縁がヒンジ１９により本体１１の開口部１１ａの一側縁（本体１０の軸線と平行になっいる一側縁）に回動自在に連結されており、本体１１の開口部１１ａを開閉し得るようになっている。
更に、各拡幅翼１５の傾斜している他側縁には、掘削ビット１５ａが一定の間隔でそれぞれ設けられていると共に、各拡幅翼１５の外側面には、拡底バケット３を引き上げる際に掘削用ケーシング４内を摺動案内するガイド棒２０が拡幅翼１５の長手方向に沿って設けられている。
【００３６】
開閉用油圧シリンダ１６は、一端部が本体１１の補強用フレーム１８に設けたブラケット２１にユニバーサルジョイント（図示省略）を介して連結されていると共に、他端部が拡幅翼１５の下端部内面に設けたブラケット２２にユニバーサルジョイント（図示省略）を介して連結されており、開閉用油圧シリンダ１６を短縮すると、拡幅翼１５が本体１１側へ回動して本体１１の開口部１１ａを閉鎖し、また、開閉用油圧シリンダ１６を伸長すると、拡幅翼１５が本体１１の外方側へ回動して本体１１の開口部１１ａを開放するようになっている。
【００３７】
次に、上述した中堀掘削機１を用いて掘削用ケーシング４により形成された縦孔の底部に拡底部を形成する場合について説明する。
【００３８】
先ず、掘削用ケーシング４を地上に設置した全周回転掘削機により地中に回転圧入しつつ、クローラクレーンに吊り下げられたハンマーグラブにより掘削用ケーシング４内の土砂を掘削して排土し、引き続き継ぎ足し用ケーシングを順次連結しながら掘削用ケーシング４を拡底杭の構築に必要な深さまで圧入し、掘削用ケーシング４と同じ径の縦孔を掘削する。
【００３９】
次に、掘削用ケーシング４を全周回転掘削機により所定長さ（拡幅翼１５の高さとほぼ同じ長さ）だけ引き上げると共に、縦孔の底部の崩落を防ぐためにベントナイト等を混合した泥水（安定液）を縦孔の底部に注入する。このとき、泥水は、掘削用ケーシング４が引き上げられた縦孔の底部に充填されておれば良いので、泥水プラントの縮小を図れる。
【００４０】
そして、クローラクレーンにより拡底バケット３が閉じた状態の中堀掘削機１を吊り下げて掘削用ケーシング４内に挿入し、駆動装置２のチャック装置９を作動させて掘削用ケーシング４の先端部内方に固定する。このときの中堀掘削機１の掘削用ケーシング４への装着位置は、拡底バケット３の拡幅翼１５全体が掘削用ケーシング４で囲まれていない縦孔の底部内に位置するようにしている。
【００４１】
その後、回転駆動部７により拡底バケット３を回転させつつ、拡底バケット３の拡幅翼１５を開閉用油圧シリンダ１６により徐々に拡開しながら掘削用ケーシング４で囲まれていない縦孔の底部内周面の地盤を拡幅翼１５の掘削ビット１５ａで掘削し、縦孔の底部に裁頭円錐状の拡底部空間を形成する。
【００４２】
尚、掘削された土砂は、拡幅翼１５の内面に沿って本体１１内に取り込まれる。本体１１内に取り込まれた土砂は、拡底バケット３を閉じた状態で中堀掘削機１を地上へ引き上げることによって、こぼれることなく、地上に排土される。
【００４３】
前記中堀掘削機１は、掘削用ケーシング４の内方に装着固定され、且つ拡底バケット３を回転駆動する駆動装置２を備えているため、トルクの増大及び回転数の向上を図ることができ、掘削時間を短縮できると共に、硬い地盤での拡底や大口径の拡底、岩盤掘削を行える。しかも、中堀掘削機１は、駆動装置２の駆動用シャフト６に拡底バケット３を直接取り付け、ケリーバを使用していないため、拡底バケット３の駆動装置２への取り付け部が強固になり、トルクや回転数を上げても問題を起こすことがない。
また、中堀掘削機１は、駆動装置２がチャック装置９及び回転駆動部７を備えているため、掘削用ケーシング４の任意の位置に装着することができると共に、クローラクレーンとの距離が離れていても、回転駆動部７及び拡底バケット３により掘削作業を行える。
更に、中堀掘削機１は、駆動装置２が楔構造のチャック装置９を備えているため、掘削用ケーシング４の内壁面に確実且つ強固に固定することができ、トルクや回転数を上げても掘削用ケーシング４から脱落することがない。
【００４４】
尚、上記の実施の形態に於いては、駆動装置２の駆動用シャフト６に拡底バケット３を取り付けるようにしたが、他の実施の形態に於いては、図１３及び図１４に示すように駆動装置２の駆動用シャフト６にオーガ２３若しくはドリリングバケット２４を着脱自在に取り付けるようにしても良い。
【００４５】
図１３及び図１４に示す中堀掘削機１は、掘削用ケーシング４内の地盤を掘削するに用いるものであり、回転駆動部７によりオーガ２３若しくはドリリングバケット２４を回転させつつ、フィーダ装置８によりオーガ２３若しくはドリリングバケット２４を掘削用ケーシング４内の地盤へ圧入して前記地盤を掘削するようにしたものである。
【００４６】
図１３及び図１４に示す中堀掘削機１も、図１に示す中堀掘削機１と同様の作用効果を奏することができる。
また、前記中堀掘削機１は、駆動装置２が駆動用シャフト６を昇降動させるフィーダ装置８を備えているため、全周回転掘削機の圧入に頼らず、適正な圧力で掘削が可能となる。
【符号の説明】
【００４７】
１は中堀掘削機、２は駆動装置、３は拡底バケット、４は掘削用ケーシング、５はケーシング本体、５ａは円筒状の本体、５ｂは上部フランジ、５ｃは下部フランジ、５ｄはスカート部、５ｅは補強板、６は駆動用シャフト、６ａはキー、６ｂは嵌合穴、７は回転駆動部、７′は油圧モータ、７″は歯車減速機、７ａはギヤケース、７ｂは駆動歯車、７ｃは従動歯車、８はフィーダ装置、８ａは昇降用油圧シリンダ、８ｂは昇降板、８ｃはブラケット、８ｄはガイドパイプ、８ｅはガイド軸、９はチャック装置、９ａはチャック部材
９ｂは楔体、９ｃはチャックシリンダ、９ｄはブラケット、９ｅはライナー、１０は軸受装置、１１は本体、１１ａは開口部、１２はスタビライザー、１３は底蓋、１４は伝達用シャフト、１４ａは嵌合軸、１５は拡幅翼、１５ａは掘削ビット、１６は開閉用油圧シリンダ、１７は補強用内壁、１８は補強用フレーム、１９はヒンジ、２０はガイド棒。２１はブラケット、２２はブラケット、２３はオーガ、２４はドリリングバケット、２５は梁部材。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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