(57)【要約】【課題】  拡大翼により掘削した拡大孔内でセメントミルクと掘削土砂を十分に撹拌混練することを課題とする。【解決手段】  下端に掘削ヘッドを固定されたヘッドロッドに、上記掘削ヘッドの上位で、拡縮自在の拡大翼を、該ヘッドロッドの軸心について回転自在に支持させると共に、上記拡大翼を拡縮駆動する油圧シリンダを備え、  上記ヘッドロッドと拡大翼との間に、該ヘッドロッドを原動軸として拡大翼に回転を伝達する歯車伝動機構であって、該機構の１の歯車の伝動抑止により上記拡大翼の回転を上記ヘッドロッドと反対方向に反転させうる反転歯車伝動機構を介在させ、  上記ヘッドロッドに、上記拡大翼の上位で、拡縮自在の反力撹拌翼を、正転時に土圧により閉縮し、逆転時に土圧により拡開可能に支持させると共に、上記反力撹拌翼の拡開逆転時に受ける土圧抵抗により上記１の歯車の伝動抑止をして上記拡大翼の回転を反転させるようにした、拡大ヘッド。【選択図】        図１
2006016913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端に掘削ヘッドを固定されたヘッドロッドに、上記掘削ヘッドの上位で、拡縮自在の拡大翼を、該ヘッドロッドの軸心について回転自在に支持させると共に、上記拡大翼を拡縮駆動する油圧シリンダを備え、
上記ヘッドロッドと拡大翼との間に、該ヘッドロッドを原動軸として拡大翼に回転を伝達する歯車伝動機構であって、該機構の１の歯車の伝動抑止により上記拡大翼の回転を上記ヘッドロッドと反対方向に反転させうる反転歯車伝動機構を介在させ、
上記ヘッドロッドに、上記拡大翼の上位で、拡縮自在の反力撹拌翼を、正転時に土圧により閉縮し、逆転時に土圧により拡開可能に支持させると共に、上記反力撹拌翼の拡開逆転時に受ける土圧抵抗により上記１の歯車の伝動抑止をして上記拡大翼の回転を反転させるようにした、
拡大ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭の下端に拡大球根を造成するため、掘削ロッドの下端に接続して使用される、拡縮自在の拡大翼を有する拡大ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の拡大ヘッドとして、ヘッドロッドの下端に二重らせん羽根を有する掘削ヘッドを取りつけ、該二重らせん羽根の外周縁部に拡大爪を、上記ヘッドロッドのほぼ横断面上で拡縮揺動自在に軸支し、上記拡大爪は、ヘッドロッドの正転時に閉縮し、ヘッドロッドの逆転時に周囲の土圧により拡開するものや、下端に掘削ヘッドを有するヘッドロッドの外周部に、拡大翼を、該ロッドの縦断面上で拡縮揺動自在に軸支し、上記拡大翼は、ヘッドロッドに内装された油圧シリンダにより拡縮揺動駆動されるもの等が広く知られている。
【０００３】
しかし、いずれのものも、拡開した拡大翼を掘削ヘッドと同方向に回転させて拡大掘削を行いつつ、拡大孔内に注入されたセメントミルクと掘削土砂とを撹拌するものであるため、土砂の共回りを許し、十分な撹拌混練を行うことができず、その結果強固な拡大球根が得られない欠点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、拡大翼により掘削した拡大孔内でセメントミルクと掘削土砂とを共回りを抑制して十分に撹拌混練することができる拡大ヘッドを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明は、
下端に掘削ヘッドを固定されたヘッドロッドに、上記掘削ヘッドの上位で、拡縮自在の拡大翼を、該ヘッドロッドの軸心について回転自在に支持させると共に、上記拡大翼を拡縮駆動する油圧シリンダを備え、
上記ヘッドロッドと拡大翼との間に、該ヘッドロッドを原動軸として拡大翼に回転を伝達する歯車伝動機構であって、該機構の１の歯車の伝動抑止により上記拡大翼の回転を上記ヘッドロッドと反対方向に反転させうる反転歯車伝動機構を介在させ、
上記ヘッドロッドに、上記拡大翼の上位で、拡縮自在の反力撹拌翼を、正転時に土圧により閉縮し、逆転時に土圧により拡開可能に支持させると共に、上記反力撹拌翼の拡開逆転時に受ける土圧抵抗により上記１の歯車の伝動抑止をして上記拡大翼の回転を反転させるようにした、
拡大ヘッドを提案する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の拡大ヘッドによれば、拡大掘削とセメントミルク注入において、油圧シリンダの駆動により拡大翼を拡開させた状態で、ヘッドロッドを逆回転させて反力撹拌翼を拡開させれば、その受ける土圧抵抗により反転歯車伝動機構の１の歯車の伝動抑止を行って上記拡大翼を、ヘッドロッドの逆回転と反対に、正回転させ、それにより上記拡大翼による拡大掘削と共に、逆回転する掘削ヘッドと正回転する拡大翼との間で第１回の回転方向の相反する強力撹拌（相反回転撹拌）を行い、ついで正回転する拡大翼と逆回転する反力撹拌翼との間で第２回の相反回転撹拌を行い、それにより注入されるセメントミルクと掘削土砂を共回りを抑制して十分に撹拌混練し、強固な拡大球根を造成することができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明における上記「反転歯車伝動機構」には、遊星歯車機構、差動歯車機構、その他種々の歯車伝動機構が使用される。
【実施例】
【０００８】
図１（イ）において、中空ヘッドロッド（１）の下端部に、二重らせん羽根（３）の下辺に多数ビットを突設してなる掘削ヘッド（２）を固定すると共に、ヘッドロッド（１）の下端部周面に固化液吐出口（４）を開設してあり、このヘッドロッド（１）の外周面に、長い円筒状の支持筒（５）をスライドキー（６）、（６）を介して軸方向に摺動自在に被嵌すると共に、上記支持筒（５）の下部外周面に短円筒状のギヤケース（７）をベアリング（８）を介して回転自在に支持してある。
【０００９】
上記ギヤケース（７）内においては、上記支持筒（５）の外周面に太陽歯車（９）を刻設すると共に、その外側に外側内歯歯車（１０）を太陽歯車（９）と同心的位置で、ギヤケース（７）にベアリング（１１）を介して回転自在に支持し、これら太陽歯車（９）と外側内歯歯車（１０）の間にあって、これらとそれぞれかみ合う遊星歯車（１２）、（１２）を上記ギアケース（７）に回転自在に支持し、それによりヘッドロッド（１）（太陽歯車（９））を原動軸とし、外側内歯歯車（１０）を従動軸とする遊星歯車機構を構成してある。
【００１０】
上記遊星歯車機構を反転歯車伝動機構とすべく、上記ギヤケース（７）の上端から一体に延出した円筒からなる作動筒（１３）を、上記支持筒（５）に回転自在に被嵌した状態で、上方へ延長し、該作動筒（１３）の上端部外周面の直径方向相対する位置にヒンジ型ブラケット（１４）、（１４）を突設し、両ブラケット（１４）、（１４）に、反力撹拌翼（１５）、（１５）をヘッドロッド（１）横断平面上で揺動自在に軸支すると共に、正転時に、土圧により揺動閉縮し、逆転時に土圧により揺動拡開するようにしてある。
【００１１】
従って、今、太陽歯車（９）が逆回転して、それとかみ合う遊星歯車（１２）、（１２）を逆転方向へ公転させ、それとかみ合う外側内歯歯車（１０）も逆転させたとき、上記遊星歯車（１２）、（１２）の逆転方向への公転が、上記ギヤケース（７）、作動筒（１３）を介して上記反力撹拌翼（１５）、（１５）を逆回転させ、それにより該反力撹拌翼（１５）、（１５）は拡開するが、拡開後は土圧抵抗を受けて以後の逆回転を抑止され、この逆回転抑止により上記作動筒（１３）、ギヤケース（７）の逆回転を抑止して上記遊星歯車（１２）、（１２）の公転を抑止し、その結果外側内歯歯車（１０）を逆回転から正回転に反転させる。
【００１２】
上記反転歯車伝動機構により反転させるべき拡大翼の支持構造は次のようである。上記外側内歯歯車（１０）の下面に２段カップ状の連動カップ（１６）を固定すると共に、該連動カップ（１６）をベアリング（１７）を介して上記支持筒（５）の下端部外周面に回転自在に支持し、該連動カップ（１６）の下端から、さらに内側に狭窄する段部（１８）を介して、ヘッドロッド（１）を囲む円筒状受け筒（１９）をギヤケース（７）から下方へ突出し、この受け筒（１９）の外周面上の直径方向相対する位置にブラケット（２０）、（２０）を突設し、両ブラケット（２０）、（２０）に拡大翼（２１）、（２１）の基部を、ヘッドロッド（１）の縦断平面上で揺動できるようにピン（２２）、（２２）によりそれぞれ軸支してある。
【００１３】
上記拡大翼（２１）、（２１）を拡縮揺動させる駆動装置は次のようである。上記拡大翼支持ブラケット（２０）、（２０）の適宜下位のヘッドロッド（１）にリングレール（２３）を同心的に固定し、該リングレール（２３）に横断面コ字型の溝リング（２４）を回転自在に係合し、この溝リング（２４）上の直径方向相対する位置にブラケット（２５）、（２５）を突設し、両ブラケット（２５）、（２５）にリンク（２６）、（２６）の各一端部をピン（２７）、（２７）に軸支すると共に、各他端部を上記拡大翼（２１）、（２１）のピン（２２）、（２２）寄り中間部にピン（２８）、（２８）により連結してある。
【００１４】
一方、上記支持筒（５）の上端近くにフランジ（２９）を設け、該フランジ（２９）上に突設されたブラケット（３０）、（３０）と、その上方のヘッドロッド（１）外周面に突設されたブラケット（３１）、（３１）とに油圧シリンダ（３２）、（３２）の基端部及びピストンロッド（３３）、（３３）の先端部をそれぞれ連結してある。
【００１５】
この場合、図１（イ）のように、油圧シリンダ（３２）、（３２）を縮小して支持筒（５）を上昇させ、ギヤケース（７）も上昇させたときは、拡大翼（２１）、（２１）はリンク（２６）、（２６）に引張られてヘッドロッド（１）に添接した閉縮状態にあるが、油圧シリンダ（３２）、（３２）を伸長駆動して支持筒（５）、ギヤケース（７）を降下させたときは、拡大翼（２１）、（２１）はリンク（２６）、（２６）に押されて同図（ロ）のように水平位置に拡開する。
【００１６】
上記の拡開状態で、上述のように反力撹拌翼（１５）、（１５）の抑止作用により上記遊星歯車（１２）、（１２）の公転を抑止したときの、外側内歯歯車（１０）の反転回転は、連動カップ（１６）を介して拡大翼（２１）、（２１）を同方向に回転させることとなる。その際下端の溝リング（２４）がリングレール（２３）に沿って回転し、拡大翼（２１）、（２１）の回転に支障を与えることはない。
【００１７】
上例の作用を作業と共に説明する。一例として、本発明の拡大ヘッドを図１のようにロッド（Ａ）に接続して拡大ヘッドつき掘削ロッドとし、ついで、これを同図（ロ）のように鋼管杭（Ｂ）に挿通する。同図（イ）のように拡大翼（２１）、（２１）を閉縮した状態で、ロッド（Ａ）を正回転させ、拡大ヘッド全体を正回転（同図（イ）の矢印方向）させ、その掘削ヘッド（２）により地盤に縦孔を掘進し、その掘削孔内に鋼管杭（Ｂ）を圧入していく。その間、太陽歯車（９）の正回転に伴い、遊星歯車（１２）、（１２）は正転方向に公転し、外側内歯歯車（１０）は正転している。
【００１８】
支持地盤に掘進したら、ロッド（Ａ）を逆回転させると、太陽歯車（９）は逆回転し、遊星歯車（１２）、（１２）が逆転方向に公転し、外側内歯歯車（１０）は逆回転するが、反力撹拌翼（１５）、（１５）が土圧により拡開すると、その土圧抵抗により作動筒（１３）、ギヤケース（７）を介して遊星歯車（１２）、（１２）の公転を抑止し、それにより外側内歯歯車（１０）が正転し、該外側内歯歯車（１０）の正転が連動カップ（１６）を介して拡大翼（２１）、（２１）を正転させる。そこで油圧シリンダ（３２）、（３２）の伸長駆動により支持筒（５）を降下させると、ギヤケース（７）、連動カップ（１６）を介して拡大翼（２１）、（２１）を押し下げつつ、リンク（２６）、（２６）により押し上げて徐々に拡開させる。それにより拡開した拡大翼（２１）、（２１）が正回転する。
【００１９】
上記拡大翼（２１）、（２１）により拡大掘削を行いつつ、セメントミルクを吐出口（４）から拡大掘削孔内に注入し、該セメントミルクと掘削土砂とを撹拌する。ここで逆回転する掘削ヘッド（２）と正回転する拡大翼（２１）、（２１）との間で第１回の相反回転撹拌を行い、ついで正回転する拡大翼（２１）、（２１）と逆回転する反力撹拌翼（１５）、（１５）との間で第２回の相反回転撹拌を行い、それにより土砂の共回りを抑制しつつ十分な撹拌混練を行う。
【００２０】
撹拌混練後、油圧シリンダ（３２）、（３２）の縮小駆動により支持筒（５）を上昇させて拡大翼（２１）、（２１）をリンク（２６）、（２６）で引張って閉縮し、ついでロッド（Ａ）を正回転させて反力撹拌翼（１５）、（１５）を土圧により閉縮し、その状態で拡大ヘッドつき掘削ロッドを鋼管杭（Ｂ）内から引き抜く。セメントミルク硬化後鋼管杭（Ｂ）の下端に拡大球根が造成される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（イ）拡大翼閉縮状態の拡大ヘッドの縦断面図である。（ロ）拡大翼拡開状態の同上一部縦断面図である。
【図２】ギヤケース部分の拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  ヘッドロッド
２  掘削ヘッド
９  太陽歯車
１０  外側内歯歯車
１２  遊星歯車
１５  反力撹拌翼
２１  拡大翼
３２  油圧シリンダ
【図１】
2006016913.tif 000003
【図２】
2006016913.tif 000004