(57)【要約】【課題】スクリューを変形させることなく掘削土の流出を防止することができ、確実な排土を行うことができる。【解決手段】回転軸１３と、回転軸１３の周りに螺旋状に設けられたスクリュー１４と、スクリュー１４の回転軸１３の軸方向Ｏに離間する羽根の外周端のそれぞれに上下端が固定されたポスト３１と、ポスト３１と回転軸１３とに支持された開閉軸３２と、スクリュー１４の軸方向Ｏに離間する羽根同士の間を閉塞可能とするとともに、開閉軸３２によって開閉可能に支持された開閉蓋３３と、を備えた構成のオーガーを提供する。【選択図】図３
2018087455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸の周りに螺旋状に設けられたスクリューと、
前記スクリューの前記回転軸の軸方向に離間する羽根の外周端のそれぞれに上下端が固定されたポストと、
前記ポストと前記回転軸とに支持された開閉軸と、
前記離間する羽根同士の間を閉塞可能とするとともに、前記開閉軸によって開閉可能に支持された開閉蓋と、を備えることを特徴とするオーガー。
【請求項２】
前記開閉蓋は、前記羽根同士の間を閉じる閉状態と、前記スクリューと同一面内に配される又は前記スクリューに沿って配される開状態と、の間で開閉可能に設けられ、
前記スクリューには、前記開状態で前記開閉蓋が配される位置に開口部が形成されており、
前記開口部は、前記開状態で前記開閉蓋によって閉塞されることを特徴とする請求項１に記載のオーガー。
【請求項３】
前記開閉蓋は、前記羽根同士の間を閉じる開状態で前記スクリューの外周縁に沿った湾曲部を有し、
前記スクリュー及び前記ポストのうち少なくとも一方には、前記軸方向に直交する方向から見た平面視で前記開閉蓋が前記羽根同士の間を閉じる閉状態において、前記開閉蓋の前記湾曲部と前記ポストとの間に形成される隙間を塞ぐ閉塞板が固着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のオーガー。
【請求項４】
前記スクリューは、前記ポストが取り付けられる部分が他の部分に対して剛性が高められていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のオーガー。
【請求項５】
前記ポストの上下端の少なくとも一方に固定される前記羽根のうち、少なくとも前記ポストの固定部を含む領域に補強板が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のオーガー。
【請求項６】
前記回転軸、前記スクリュー、前記開閉軸、及び前記ポストのうち少なくとも一つには、前記開閉蓋の開閉に伴う可動範囲に突出するとともに、前記開閉蓋を閉じた位置で停止させるストッパが設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のオーガー。
【請求項７】
前記開閉軸は、前記羽根同士の間の上方の位置で前記ポストに支持されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のオーガー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管やＰＣ杭等の穴開き杭における管体内掘削時に用いられるオーガーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼管やＰＣ杭（プレストレストコンクリート杭）等の管体（穴開き杭）を硬質な地盤に埋設する方法として、回転軸の周りに螺旋状に設けられたスクリューと、スクリューの先端にカッタビットを有する掘削ヘッドによって管体内底面を掘削する中堀り工法が知られている。
このようなオーガーによる中堀り工法では、地盤に掘削穴を形成したり、地盤を予め柔らかくほぐしたうえで、管体を地盤に装入する工法である。具体的にオーガーの場合には、スクリューを回転させる駆動装置を管体内に装入させて管体内底面まで降下させた状態で、駆動装置を管体を把持させた状態で掘削反力を得て、駆動装置に備えられた掘削ヘッドで対象地盤を削孔する方法となっている。
【０００３】
前述のオーガーでは、駆動装置を管体内に降下させるとき、本来、削孔するべき硬質な地盤以外の地盤も削孔して除去しなければならない。その際に、例えばシルト層や付着力が小さな砂層等の含水率の高い軟弱な地盤の上層部分に管内水がある状況下では、掘削ヘッドで削孔した掘削土をスクリュー上に載せたとしても、駆動装置を管体天端へ上昇させる時にスクリュー上を掘削土が伝って逆流し、管体内底面に流れ落ちてしまい、掘削土を十分に排出できないという課題があった。
【０００４】
そこで、このような課題に対応するために、スクリューの引き上げ時に掘削土の逆流を阻止するための逆止板（開閉板）をスクリューの先端付近に設けた構成のものが特許文献１、２、３に開示されている。
図１４（ａ）は、特許文献１〜３に記載されるような開閉板９１を備えたオーガー９０の一部であって、後述するように部分的に変形した状態を示している。このオーガー９０の開閉板９１は、スクリュー９２から下方に向けて突設したブラケット９３（軸受部）にピン９４（開閉軸）により回動自在に支持され、掘削回転時にはスクリュー９２内を開放するように開状態に位置し、逆転時には閉状態の位置に回動して、掘削によりスクリュー９２間の溝に存在する掘削土が逆流して下方に流出することを防ぐ作用を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平７−７２４６７号公報
【特許文献２】特開２０００−２３０３８６号公報
【特許文献３】特許第４８８１２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のオーガーでは、以下のような問題があった。
すなわち、特許文献２、３、４の掘削ヘッドは、掘削土の流出を抑える開閉板９１の開閉軸（ピン９４）をスクリュー９２の下部のみで受ける形状になっており、図１４（ａ）に示すように、スクリュー９２の最外周部にその軸受部（ブラケット９３）があるため、掘削時の回転トルクによっては抵抗となってスクリュー９２が変形し、開閉板９１がスムーズに回動しなくなるという問題があった。
また、掘削土９５をスクリュー９２上に載せた状態のまま管体９６内を昇降させることになるため、図１４（ｂ）に示すように、掘削土９５がスクリュー９２と管体９６内面との間に入り込んでクサビ現象等を起こし、スクリュー９２を下方に湾曲させるおそれがあった。
【０００７】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、スクリューを変形させることなく掘削土の流出を防止することができ、確実な排土を行うことができるオーガーを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明の一態様に係るオーガーは、回転軸と、前記回転軸の周りに螺旋状に設けられたスクリューと、前記スクリューの前記回転軸の軸方向に離間する羽根の外周端のそれぞれに上下端が固定されたポストと、前記ポストと前記回転軸とに支持された開閉軸と、前記離間する羽根同士の間を閉塞可能とするとともに、前記開閉軸によって開閉可能に支持された開閉蓋と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
本発明に係るオーガーによれば、削孔時には回転軸と共に回転するスクリュー内に取り込まれる掘削土の移動に伴う土圧による抵抗によって開閉蓋が開閉軸を回動中心として回動してスクリューの螺旋方向にほぼ平行となる開状態の位置となる。そのため、スクリューの軸方向に離間する羽根同士の間が開いた状態となり、掘削土はスクリュー上を伝って取り込まれる。そして、削孔後にスクリューを引き上げるときには、スクリュー内に取り込まれる掘削土の土圧による抵抗がなくなるため、開状態の開閉蓋が閉状態の位置に戻る。そのため、羽根同士の間が開閉蓋によって閉じた状態となり、開閉蓋より上方に取り込まれているスクリュー上の掘削土を留まらせることができ、スクリューを引き上げる際に掘削土が下方に流出することを防ぐことができる。
【００１０】
また、本発明では、ポストの上下端がそれぞれ軸方向に離間するスクリューの外周端に固定されており、このように強固に固定されたポストに開閉軸のスクリュー外周側の一端が支持されることで、全体的な剛性を向上させることができ、削孔時における回転トルクの影響が小さくなる。したがって、開閉蓋が抵抗になる場合であってもスクリューや開閉蓋の変形を防止することができる。
また、ポストを設けることで、スクリューを引き上げる際に羽根が下方に曲がって変形することを抑制できる効果がある。
【００１１】
また、本発明の一態様に係るオーガーにおいては、前記開閉蓋は、前記羽根同士の間を閉じる閉状態と、前記スクリューと同一面内に配される又は前記スクリューに沿って配される開状態と、の間で開閉可能に設けられ、前記スクリューには、前記開状態で前記開閉蓋が配される位置に開口部が形成されており、前記開口部は、前記開状態で前記開閉蓋によって閉塞されることを特徴としても良い。
【００１２】
この構成によれば、開閉蓋は削孔時である開状態にはスクリューの羽根同士の間を開くとともにスクリューに形成される開口部を閉塞する位置に配置されてスクリューの一部として機能することになる。つまり、開閉蓋の開閉軸及び開状態での開閉蓋の位置をスクリューと同一面内に配置し又はスクリューに沿って配置し、スクリューの羽根同士の間に開閉軸及び開状態での開閉蓋が介在する部分を小さく抑えることが可能となるので、スクリューの羽根同士の間に開閉軸及び開状態での開閉蓋が配置される場合に比べて、削孔時の抵抗が抑制され、削孔時の回転トルクを小さくすることができる。また、スムーズにスクリューを回転させて削孔ができ、開閉蓋の回動に対する抵抗も小さくなって確実な開閉ができる。
【００１３】
また、本発明の一態様に係るオーガーにおいては、前記開閉蓋は、前記羽根同士の間を閉じる開状態で前記スクリューの外周縁に沿った湾曲部を有し、前記スクリュー及び前記ポストのうち少なくとも一方には、前記軸方向に直交する方向から見た平面視で前記開閉蓋が前記羽根同士の間を閉じる閉状態において、前記開閉蓋の前記湾曲部と前記ポストとの間に形成される隙間を塞ぐ閉塞板が固着されていることが好ましい。
【００１４】
本発明では、開閉蓋の湾曲部とポストとの間に形成される隙間を閉塞板によって塞ぐことができるので、掘削土の下方への流出をより確実に防ぐことができる。
また、本発明では、回転軸の軸方向に離間する羽根の外周端のそれぞれに上下端が強固に固定されたポストを閉塞板の固定部として利用することができる。この場合には、掘削土による大きな抵抗を受ける閉塞板の固定位置をスクリューでなくポストに固定できるので、閉塞板をスクリューの羽根のみに固定して羽根が変形してしまうという不具合をなくすことができる。
【００１５】
また、本発明の一態様に係るオーガーにおいては、前記スクリューは、前記ポストが取り付けられる部分が他の部分に対して剛性が高められていることを特徴としても良い。
【００１６】
この場合には、ポストが取り付けられる変形し易いスクリュー部分の剛性を高めることができるので、スクリューの変形をより確実に抑制することができる。
【００１７】
また、本発明の一態様に係るオーガーにおいては、前記ポストの上下端の少なくとも一方に固定される前記羽根のうち、少なくとも前記ポストの固定部を含む領域に補強板が設けられていることを特徴としてもよい。
【００１８】
このような構成とすることで、スクリューの羽根のうちポストが固定される部分に、羽根よりも剛性の高い補強板が設けられることから、羽根の変形を抑制することができる。
【００１９】
また、本発明の一態様に係るオーガーにおいては、前記回転軸、前記スクリュー、前記開閉軸、及び前記ポストのうち少なくとも一つには、前記開閉蓋の開閉に伴う可動範囲に突出するとともに、前記開閉蓋を閉じた位置で停止させるストッパが設けられていること好ましい。
【００２０】
この場合には、開閉蓋が開閉軸を中心にして閉じる方向に回動する際に、開閉蓋はストッパに当接して所定の閉状態の位置で停止する。そのため、開閉蓋を閉状態に位置決めすることができ、しかも閉状態を超えた位置で停止することがなくなるので、スクリューの羽根同士の間で隙間なく開閉蓋が閉じた状態とすることができる。
【００２１】
また、本発明の一態様に係るオーガーにおいては、前記開閉軸は、前記羽根同士の間の上方の位置で前記ポストに支持されていることが好ましい。
【００２２】
この場合には、スクリューの羽根同士の間の上部に開閉軸が設けられるので、開状態でスクリューに取り込まれた掘削土が羽根上を伝って上方に送り込まれるという流れが開閉軸によって阻害され難くなる利点がある。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のオーガーによれば、スクリューの剛性を高めることで、スクリューを変形させることなく掘削土の流出を防止することができ、確実な排土を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態による杭圧入システムの構成を示す概要図である。
【図２】図１に示す杭圧入システムにおいて、駆動装置及びスクリューを管体内で加工させた削孔時の状態を示す図である。
【図３】オーガーの構成を示す側面図であって、開閉蓋が開状態の位置に配置された図である。
【図４】オーガーの構成を示す側面図であって、開閉蓋が閉状態の位置に配置された図である。
【図５】開閉蓋が開状態に位置したオーガーを示す要部側面図である。
【図６】開閉蓋が開状態に位置したオーガーを示す図であって、（ａ）は図５のＩ−Ｉ線矢視から見た平面図、（ｂ）は図６（ａ）のＩＩ−ＩＩ線矢視から見た部分側面図である。
【図７】開閉蓋が閉状態に位置したオーガーを示す要部側面図である。
【図８】開閉蓋が閉状態に位置したオーガーを示す図であって、（ａ）は図７のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視から見た平面図、（ｂ）は図８（ａ）のＩＶ−ＩＶ線矢視から見た部分側面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態による開閉蓋が開状態に位置したオーガーを示す要部側面図である。
【図１０】第２の実施の形態による開閉蓋が開状態に位置したオーガーを示す図であって、（ａ）は図９のＶ−Ｖ線矢視から見た平面図、（ｂ）は図１０（ａ）のＶＩ−ＶＩ線矢視から見た部分側面図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態による開閉蓋が閉状態に位置したオーガーを示す要部側面図である。
【図１２】第２の実施の形態による開閉蓋が閉状態に位置したオーガーを示す図であって、（ａ）は図１１のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視から見た平面図、（ｂ）は図１２（ａ）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線矢視から見た部分側面図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態によるオーガーの構成を示す側面図であって、開閉蓋が開状態の位置に配置された図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）は、従来のオーガーにおける開閉板の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態によるオーガーについて、図面に基づいて説明する。
【００２６】
（第１の実施の形態）
図１及び図２に示すように、本実施の形態のオーガー１は、管体１００を地盤Ｇ上に立てた状態で、管体１００内の下端部に現れる地盤Ｇに対して掘削しながら、管体１００を地盤Ｇに圧入する圧入機２を備えたオーガー併用圧入工法を実施するための杭圧入システム１０に採用されている。
すなわち、杭圧入システム１０は、管体１００内に装入可能なスクリュー１４及び掘削ヘッド１５を有するオーガー１と、管体１００の周面を把持して地盤Ｇに圧入する圧入機２と、を備えている。ここで、管体１００は、地盤Ｇに設置される鋼管やＰＣ杭（プレストレストコンクリート杭）等の穴開き杭である。
【００２７】
圧入機２は、管体１００を把持して地盤Ｇに圧入する。圧入機２は、本体部２１と、本体部２１に設けられて管体１００の圧入時に生じる反力を受ける反力受けを把持する支持部２２と、本体部２１に対して管体１００の軸方向に移動可能に設けられ、管体１００を把持するチャック部２３と、を備えている。このような圧入機２では、チャック部２３により管体１００を把持した状態で、本体部２１に対してチャック部２３を地盤Ｇに向けて移動させることで、管体１００を地盤Ｇに圧入することができる。
なお、支持部２２が把持する反力受けは、例えば図１，図２に示すように、地盤Ｇに設置済みの三本の管体１００であってもよいが、これに限ることはない。
【００２８】
オーガー１は、図３及び図４に示すように、管体１００の開口端１００ａに対して管体１００に連結可能な筒状の連結部材１１と、連結部材１１内に装入可能な駆動装置１２と、駆動装置１２によって回転される回転軸１３と、この回転軸１３の周りに螺旋状に設けられたスクリュー１４と、スクリュー１４の先端に設けられる掘削ヘッド１５と、スクリュー１４間（下羽根１４Ａと上羽根１４Ｂとの間）を開閉するための開閉部３０と、を備えている。
ここで、回転軸１３の中心軸と管体１００の中心軸とは共通の軸線上に配置され、このときの共通軸方向を以下、軸方向Ｏという。
実施の形態の掘削ヘッド１５は、複数のカッタビットが取り付けられた先端の刃先部と、刃先部に連設する掘削翼と、が組み合わせられた構成となっている。なお、本発明のスクリュー（羽根）は、回転軸１３周りに設けられる羽根に加え、掘削ヘッド１５の掘削翼も含まれる。そのため、掘削ヘッド１５の掘削翼をスクリュー１４として以下説明する。
【００２９】
連結部材１１内には、駆動装置１２、スクリュー１４、掘削ヘッド１５、及び開閉部３０が装入可能に設けられている。連結部材１１は、管体１００と略同径の筒状で駆動装置１２と掘削ヘッド１５を備えたスクリュー１４とが収容可能な大きさを有し、管体１００に対して同軸に装着される。連結部材１１の周壁には、掘削ヘッド１５の回転によって掘り上げた掘削土３を管体１００の外側に排出するための排土口１１ａが形成されている。排土口１１ａの開口高さは、スクリュー１４の軸方向の長さ寸法と同等以上の長さ寸法に設定されている。排土口１１ａの開口幅は、例えば軸方向Ｏから見た平面視で略１８０度の範囲に設定されている。
【００３０】
駆動装置１２には、掘削ヘッド１５を備えたスクリュー１４を回転軸１３回りに回転駆動させる駆動用モータ１２１と、スクリュー１４を駆動用モータ１２１に対して上下方向（軸方向Ｏ）に移動させるための移動用シリンダ１２２と、が設けられている。そして、駆動装置１２は、後述する圧入機２に搭載される油圧機器や電気・水設備から作動油や電気、水が配線１２３（図１及び図２参照）を介して供給されることで動作する。
【００３１】
駆動装置１２は、管体１００内において軸方向Ｏに移動可能とされている。駆動装置１２を軸方向Ｏに移動させる手段は、任意であってよいが、本実施の形態では連結部材１１の上端１１ｂに取り付けられたウインチ１６によって軸方向Ｏに移動する。なお、駆動装置１２の移動手段として、ウインチ１６であることに限定されず、例えば不図示のクレーンによって吊り下げられると共に軸方向Ｏに移動させる手段であってもよい。
【００３２】
スクリュー１４は、回転軸１３のうち駆動装置１２から下方に向けて突出する部分の略全長にわたって形成されている。スクリュー１４の先端には、多数の掘削ビット１５ａを有する掘削ヘッド１５が設けられている。スクリュー１４間（下羽根１４Ａと上羽根１４Ｂとの間）の軸方向Ｏの上下間隔は、掘削ヘッド１５の近傍の開閉部３０が設けられる部分が、他の領域よりも広く設定されており、その他のではほぼ同じ上下間隔で設けられている。なお、開閉部３０が設けられる部分の上下間隔は、他の領域の上下間隔と同じであってもよい。
【００３３】
次に、スクリュー１４に設けられる開閉部３０の詳細について説明する。
図５乃至図８に示すように、開閉部３０は、スクリュー１４のうち掘削ヘッド１５の近傍に位置している。開閉部３０は、回転軸１３の軸方向Ｏに離間するスクリュー１４の外周端１４ａのそれぞれに上下端が固定されたポスト３１と、ポスト３１と回転軸１３とに支持された開閉軸３２と、この開閉軸３２によって、軸方向Ｏに離間するスクリュー１４間が開閉可能に支持された開閉蓋３３と、を備えている。
【００３４】
ポスト３１は、所定の厚さを有する棒状鋼材であり、図５、図６（ｂ）、図７、及び図８（ｂ）に示すように、下端３１ａがポスト３１を挟んだ上下のスクリュー１４のうち下羽根１４Ａ（正確には、掘削ヘッド１５の掘削翼）の上面１４ｂに溶接により固着されるとともに、上端３１ｂが上羽根１４Ｂに溶接により固着されている。そのため、上羽根１４Ｂに下向きに作用する力の一部はポスト３１を介して下羽根１４Ａに伝達される。
ポスト３１における上羽根１４Ｂの下面１４ｃ寄りの位置には、棒状の開閉軸３２がその軸方向を略水平方向に向けた状態で配置されている。
【００３５】
開閉蓋３３は、鋼材からなる板状部材であり、開閉軸３２を回動中心として、スクリュー１４間（下羽根１４Ａと上羽根１４Ｂとの間）を閉じる閉状態Ｐ１と、閉状態Ｐ１からスクリュー１４に沿うように配される開状態Ｐ２まで開閉可能に設けられている。
開閉蓋３３の平面形状は、図６（ａ）に示すように、開状態Ｐ２において外周側の角部がスクリュー１４よりも径方向の外方に張り出さない大きさで、かつスクリュー１４の外周縁１４ａに沿った湾曲部３３ａを有する形状となっている。
【００３６】
そして、図６（ｂ）及び図８（ｂ）に示すように、ポスト３１には、スクリュー１４間においてポスト３１と開閉蓋３３の湾曲部３３ａとの間に形成される隙間を塞ぐ閉塞板３４が設けられている。
閉塞板３４は、開閉蓋３３の湾曲部３３ａに一致する円弧状の曲面３４ａを有する略三角形状の板部材である。閉塞板３４は、下端３４ｂが下羽根１４Ａの上面１４ｂに固着され、外周端３４ｃがポスト３１の径方向の内側の内面に固着されている。
【００３７】
また、ポスト３１には、図６（ｂ）及び図８（ｂ）に示すように、開閉蓋３３の開閉に伴う可動範囲Ｒに突出するストッパ３５が設けられている。ストッパ３５は、例えばＬ字形状をなし、Ｌ字部の一片部３５ａがポスト３１の前記可動範囲Ｒ側の内面における上側で、かつスクリュー１４の掘削ヘッド１５寄りの位置に固着され、他片部３５ｂが可動範囲Ｒ内に突出した状態となっている。開閉蓋３３は、ストッパ３５によって開閉移動が規制され、閉状態Ｐ１の位置で停止される。
【００３８】
このように構成される開閉部３０は、図３及び図４に示すように、正回転させたスクリュー１４上を伝って掘削土３が軸方向Ｏの上方（駆動装置１２側）に向けて移動する際には、開閉蓋３３が掘削土３の移動に伴う土圧による抵抗を受けることによって開状態Ｐ２の位置まで回動し、スクリュー１４の回転を停止して開閉蓋３３が掘削土３の土圧による抵抗から解放されるとその自重により閉状態Ｐ１の位置に戻り、スクリュー１４間を塞ぐように構成されている。
【００３９】
なお、本実施の形態の開閉蓋３３は、動力を備えていないが、ばね等の付勢機構を付与し、閉状態Ｐ１に戻るように付勢される構成としてもよい。つまり、この場合の開閉蓋３３は、スクリュー１４内に取り込まれる掘削土３の土圧による抵抗を受けると、ばねの付勢に抗して開状態Ｐ２の位置まで回動し、前記土圧による抵抗から解放されるとばねの付勢により元の閉状態Ｐ１の位置に戻される。
【００４０】
また、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、スクリュー１４におけるポスト３１が取り付けられる部分には、補強板１４Ｃが設けられ、他の部分に対して剛性が高められている。なお、ポスト３１の取り付け部分の補強方法としては、その部分を本実施の形態のように補強板１４Ｃで置き換えても良いし、スクリュー１４の下面に別体の鋼板を重ねて溶接により固着させるようにして補強する方法としてもよい。
【００４１】
次に、上記した杭圧入システム１０を用いて管体１００を地盤Ｇに埋設する方法の一例とオーガー１の作用について、図面を用いて詳細に説明する。
図１に示すように、管体１００を地盤Ｇに埋設するためには、先ず、管体１００を地盤Ｇ上に立てた状態で、管体１００を圧入機２のチャック部２３により把持する。次いで、オーガー１の連結部材１１を管体１００の開口端１００ａに連結する。その後、図２に示すように、駆動装置１２をウインチ１６によって連結部材１１内からさらに下方に移動させて管体１００内に装入し、管体１００の下端部まで到達させる。その後、駆動装置１２の駆動用モータ１２１を駆動して回転軸１３とともにスクリュー１４と掘削ヘッド１５を回転させることで、管体１００の下端部に現れる地盤Ｇを掘削しながら、圧入機２のチャック部２３を下降させることにより管体１００を地盤Ｇに圧入する。
【００４２】
このとき、図３及び図５に示すように、オーガー１の掘削ヘッド１５で掘削した掘削土３は、正回転するスクリュー１４に沿って上方へ移動しながら取り込まれる。そして、掘削土３が取り込まれる際の土圧による抵抗により開閉蓋３３が開閉軸３２を回動中心として閉状態Ｐ１から開状態Ｐ２の位置に向けて開放方向Ｅ１に回動し、開状態Ｐ２の位置となる。そして、掘削ヘッド１５による削孔時には、スクリュー１４間には掘削土３が溜まった状態であり、開閉蓋３３には常時、掘削土３による抵抗を受けた状態で開状態Ｐ２が維持され、開閉部３０におけるスクリュー１４間が開放された状態となる。
【００４３】
次に、スクリュー１４で掘削土３を取り込み可能な量だけ削孔した後、駆動用モータ１２１の駆動を停止することで回転軸１３とともにスクリュー１４及び掘削ヘッド１５の回転を停止する。その後、図１に示すように、管体１００内から連結部材１１内に位置するまでスクリュー１４とともに駆動装置１２を引き上げ、スクリュー１４を連結部材１１の排土口１１ａに対向する位置にする。
このように駆動装置１２及びスクリュー１４を引き上げることにより、図４及び図７に示すように、掘削ヘッド１５の下方が開放された状態となるので、スクリュー１４間における掘削土３の土圧による抵抗が小さくなるとともに、開閉蓋３３の自重が掘削土３の土圧よりも大きくなり、開閉蓋３３は開閉軸３２を回動中心にして開状態Ｐ２から閉状態Ｐ１の位置へ向けて閉止方向Ｅ２に回動する。そして、回動した開閉蓋３３は、図６（ｂ）及び図８（ｂ）に示すように、ポスト３１に固定されているストッパ３５によって回動が規制され、所定の閉状態Ｐ１の位置で停止することになる。これにより掘削ヘッド１５側のスクリュー１４間において開閉蓋３３によって閉じられた状態となることから、スクリュー１４内に取り込まれた掘削土３がスクリュー１４上を伝ってスクリュー先端１４ｅから流出することが防止される。つまり、スクリュー１４で取り込んだ掘削土３を、スクリュー１４とともに図１に示す排土口１１ａまで引き上げることができる。
【００４４】
このようにして排土口１１ａまで引き上げられた掘削土３は、例えばスクリュー１４を掘削時の回転数の２〜３倍の回転数で高速回転させることによる遠心力によって、排土口１１ａから外方に排出される。このときのスクリュー１４の回転方向は、正転でも逆転でもよい。なお、図示しないが、排土口１１ａの外方には土砂回収用のホッパー等を設けておき、排土口１１ａから排出された掘削土３が効率よくかつ周囲に飛散させることなく回収される。また、図示しないが、オーガー１の駆動装置１２部分を連結部材１１に対して固定することで、高速回転させるときの反力を得てもよい。連結部材１１に対する駆動装置１２部分の固定構造としては、図示しないが、例えば、連結部材１１の内周部分を把持するシリンダを駆動装置１２部分に設ける構造を採用することができる。
【００４５】
その後、再び駆動装置１２及びスクリュー１４を管体１００の下端部まで降下させた後、上述した手順と同様に、圧入機２による管体１００の圧入とともに、掘削ヘッド１５及びスクリュー１４により削孔する作業を行い、管体１００が所定位置（計画レベル）まで圧入されることで、管体１００の地盤Ｇへの埋設が完了となる。
【００４６】
以上のように、本実施の形態のオーガー１によれば、図３及び図４に示すように、削孔時には回転軸１３と共に回転するスクリュー１４内に取り込まれる掘削土３の移動に伴う土圧による抵抗によって開閉蓋３３が開閉軸３２を回動中心として回動してスクリュー１４の螺旋方向にほぼ平行となる開状態Ｐ２の位置となる。そのため、スクリュー１４の軸方向Ｏに離間する羽根同士の間が開いた状態となり、掘削土３はスクリュー１４上を伝って取り込まれる。そして、削孔後にスクリュー１４を引き上げるときには、スクリュー１４内に取り込まれる掘削土３の土圧による抵抗がなくなるため、開状態Ｐ２の開閉蓋３３が閉状態Ｐ１の位置に戻る。そのため、スクリュー１４の羽根同士の間が開閉蓋３３によって閉じた状態となり、開閉蓋３３より上方に取り込まれているスクリュー１４上の掘削土３を留まらせることができ、スクリュー１４を引き上げる際に掘削土３が下方に流出することを防ぐことができる。
【００４７】
また、本実施の形態では、ポスト３１の上下端がそれぞれ軸方向Ｏに離間するスクリュー１４の外周端１４ａに固定されており、このように強固に固定されたポスト３１に開閉軸３２のスクリュー外周側の一端が支持されることで、全体的な剛性を向上させることができ、削孔時における回転トルクの影響が小さくなる。したがって、開閉蓋３３が抵抗になる場合であってもスクリュー１４や開閉蓋３３の変形を防止することができる。
また、ポスト３１を設けることで、スクリュー１４を引き上げる際にスクリュー１４が下方に曲がって変形することを抑制できる効果がある。
【００４８】
さらにまた、本実施の形態では、開閉蓋３３の湾曲部３３ａとポスト３１との間に形成される隙間を閉塞板３４によって塞ぐことができるので、掘削土の下方への流出をより確実に防ぐことができる。
また、本実施の形態では、スクリュー１４の回転軸１３の軸方向Ｏに離間する羽根の外周端のそれぞれに上下端が強固に固定されたポスト３１を閉塞板３４の固定部として利用することができる。つまり、掘削土３による大きな抵抗を受ける閉塞板３４の固定位置をスクリュー１４でなくポスト３１に固定できるので、閉塞板３４をスクリュー１４の羽根のみに固定して羽根が変形してしまうという不具合をなくすことができる。
【００４９】
また、本実施の形態では、スクリュー１４の羽根のうちポスト３１が固定される部分に、羽根よりも剛性の高い補強板１４Ｃが設けられ、ポスト３１が取り付けられる変形し易いスクリュー部分の剛性を高めることができるので、スクリュー１４の変形をより確実に抑制することができる。
【００５０】
さらに、本実施の形態では、開閉蓋３３が開閉軸３２を回動中心にして閉止方向Ｅ２に回動する際に、開閉蓋３３はストッパ３５に当接して所定の閉状態Ｐ１の位置で停止する。そのため、開閉蓋３３を閉状態Ｐ１に位置決めすることができ、しかも閉状態Ｐ１を超えた位置で停止することがなくなるので、スクリュー１４の羽根同士の間で隙間なく開閉蓋３３が閉じた状態とすることができる。
【００５１】
また、本実施の形態では、スクリュー１４の羽根同士の間の上部に開閉軸３２が設けられるので、スクリュー１４に取り込まれ羽根上を伝って上方に送り込まれる掘削土３の流れが開閉軸３２によって阻害され難くなるように構成することができる。
【００５２】
なお、本実施の形態のオーガー１は、開閉蓋３３の開閉する機構のみであるので、硬質な地盤を削孔する前の軟弱な地盤に対しても使用することができ、１つの掘削ヘッド１５で様々な地盤に適応できる利点がある。そのため、地盤の条件に合わせて掘削ヘッドを交換する必要がないことから、コストや、交換作業にかかる手間や時間の増大を抑えることも可能である。
【００５３】
このように本実施の形態のオーガー１によれば、スクリュー１４の剛性を高めることで、スクリュー１４を変形させることなく掘削土３の流出を防止することができ、確実な排土を行うことができる。
【００５４】
次に、本発明のオーガーによる他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成について説明する。
【００５５】
（第２の実施の形態）
図９、図１０（ａ）、（ｂ）、図１１、及び図１２（ａ）、（ｂ）に示す第２の実施の形態によるオーガー１Ａは、ポスト３１の下端３１ａ側に開閉蓋３３の開閉軸３２を備えている。スクリュー１４間の閉状態Ｐ１の位置は、ポスト３１の下端３１ａが固定される下羽根１４Ａの下面側に位置するスクリュー１４間となっている。下羽根１４Ａには、開状態Ｐ２の開閉蓋３３が配置可能な開口部１４ｄが形成されている。そして、下羽根１４Ａは、開閉蓋３３が開状態Ｐ２に位置したときに開口部１４ｄが隙間なく塞がれた状態となるので、開状態Ｐ２の開閉蓋３３がスクリューの一部として機能する。
【００５６】
本第２の実施の形態のオーガー１Ａも、図９に示すように、削孔時には回転軸１３と共に回転するスクリュー１４内に取り込まれる掘削土３の土圧によって開閉蓋３３が開閉軸３２を中心として回動してスクリュー１４（下羽根１４Ａ）の螺旋方向にほぼ平行となる開状態Ｐ２の位置となる。そのため、軸方向Ｏに離間するスクリュー１４の羽根同士の間が開いた状態となり、掘削土３はスクリュー１４上を伝って取り込まれる。
そして、図１１に示すように、削孔後にスクリュー１４を引き上げるときには、スクリュー１４内の掘削土３の抵抗がなくなるため、開状態Ｐ２の開閉蓋３３が閉状態Ｐ１の位置に戻る。そのため、前記スクリュー１４間が開閉蓋３３によって閉塞した状態となり、開閉蓋３３より上方に取り込まれているスクリュー１４上の掘削土３を留まらせることができ、スクリュー１４を引き上げる際に掘削土３が下方に流出することを防ぐことができる。
【００５７】
このように、本実施の形態では、開閉蓋３３は削孔時である開状態Ｐ２にはスクリュー１４の羽根同士の間を開くとともにスクリュー１４に形成される開口部１４ｄを閉塞する位置に配置されてスクリュー１４の一部として機能することになる。つまり、開閉蓋３３の開閉軸３２及び開状態Ｐ２での開閉蓋３３の位置をスクリュー１４と略同一面に配置し、スクリュー１４の羽根同士の間に開閉軸３２及び開状態Ｐ２での開閉蓋３３が介在する部分を小さく抑えることが可能となるので、スクリュー１４の羽根同士の間に開閉軸３２及び開状態Ｐ２での開閉蓋３３が配置される場合に比べて、削孔時の抵抗が抑制され、削孔時の回転トルクを小さくすることができる。また、スムーズにスクリュー１４を回転させて削孔ができ、開閉蓋３３の回動に対する抵抗も小さくなって確実な開閉ができる。
【００５８】
（第３の実施の形態）
図１３に示す第３の実施の形態によるオーガー１Ｂは、スクリュー１４に開閉蓋３３に対応する開口部１４ｄ（図１０（ａ）参照）を形成しない構成であって、開閉軸３２はポスト３１の上端３１ｂ側でスクリュー１４の上羽根１４Ｂの下面１４ｃ側に沿って配置されている。開閉蓋３３は、開閉軸３２を回動中心にして閉状態Ｐ１から開状態Ｐ２に開閉可能に設けられ、開状態Ｐ２の位置は、上羽根１４Ｂの下面１４ｃに沿う位置となる。
本第３の実施の形態の場合には、上述したスクリュー１４に形成される開口部が不要となるうえ、第１の実施の形態のような補強板１４Ｃも不要となるので、スクリュー１４に対する加工を少なくすることができる。
【００５９】
以上、本発明によるオーガーの実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００６０】
例えば、上述した実施の形態では、開閉蓋３３が閉状態Ｐ１に位置したときにスクリュー１４間に形成される略三角形状の隙間を塞ぐための閉塞板３４をポスト３１に固定させているが、このような閉塞板３４を省略することも可能である。つまり、閉塞板３４を設けることでスクリュー１４間をほぼ完全に閉じた状態にできるが、仮に閉塞板３４が省略されて前記隙間があっても、その隙間の領域は開閉蓋３３の面積に対して小さいため、前記隙間が掘削土３によって圧密されることから、開閉蓋３３によって完全に閉止されない状態であっても掘削土３の流出を抑えることができる。
また、本実施の形態では、閉塞板３４の下端３４ｂがスクリュー１４に固着され、外周端３４ｃがポスト３１に固着されているが、このような固着に限定されることはない。つまり、閉塞板３４の下端３４ｂ及び外周端３４ｃのいずれか一方のみが固着される構成であってもかまわない。
【００６１】
また、上述した第１の実施の形態では、スクリュー１４の上羽根１４Ｂの一部に設けられる補強板１４Ｃの大きさが、開閉蓋３３と同等の面積を有する大きさとなっているが、補強板１４Ｃの大きさ、位置、設置範囲、厚み等の構成は適宜設定することができる。そして、本第１の実施の形態では、上羽根１４Ｂのみが補強板１４Ｃに置き換えられているが、これはポスト３１の下端３１ａが固定される部位が、回転軸１３の周りに設けられた羽根よりも厚みの大きな掘削ヘッド１５に設けられたスクリュー（羽根）に取り付けられているためである。つまり、回転軸１３の周りに設けられた羽根にポスト３１の下端が固定される場合には、下羽根も補強板１４Ｃで補強するようにしてもよい。
【００６２】
また、本実施の形態では、ポスト３１にストッパ３５を設ける構成としているが、ストッパ３５の固定位置、配置位置はこれに限定されることはない。例えば、スクリュー１４の上面や下面、開閉軸３２、回転軸１３等にストッパ３５が設けられていても良い。なお、ストッパ３５の配置としては、スクリュー１４に取り込まれる掘削土３がスクリュー１４上を伝って上方に送り込まれることから、スクリュー１４間における下方にストッパ３５が設けられると掘削土３の流れを阻害することになるため、当該スクリュー１４間における上方に配置されることが好ましい。
【００６３】
さらに、本実施の形態では圧入機２を備えた杭圧入システム１０を対象としてオーガー１を設けているが、本発明のオーガーとして圧入工法を併用する工法に限定されることはない。
また、本実施の形態では管体１００内に駆動装置１２、回転軸１３、スクリュー１４、掘削ヘッド１５等を装入し、管体１００の底部で削孔する方法としているが、このような方法に制限されるものではない。例えば、駆動装置１２は管体１００の上方に残し、回転軸１３、スクリュー１４、及び掘削ヘッド１５のみを管体１００内に装入させるような構成であってもよい。
【００６４】
また、本発明のオーガーは、管体１００を圧入する工法ではなく、スクリュー１４と掘削ヘッド１５のみで掘削する素掘りに適用することも可能である。この場合には、掘削した孔壁が管体１００と同じ機能をもち、孔壁で囲まれたスクリュー１４内に掘削土３を取り込むことができる。
さらに、連結部材１１を省略してもよい。この場合には、排土口１１ａが無いので、スクリュー１４内に取り込まれた掘削土３を、スクリュー１４が管体１００から出たときに適宜な回収手段により回収されればよい。
【００６５】
また、開閉部３０の構成、すなわちポスト３１、開閉軸３２、開閉蓋３３の形状、大きさ、配置等の構成は、スクリューの形状、掘削ヘッドの構成等に合わせて適宜設定することができる。例えばポスト３１の形状として、本実施の形態では板状としているが、柱状であってもよい。さらに、掘削ヘッド１５は、本実施の形態では回転軸１３及びスクリュー１４に対して一体に設けられているが、着脱自在な構造であってもよい。
【００６６】
以上、本発明の実施形態及び変形例について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこれら実施形態及び変形例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００６７】
１、１Ａ、１Ｂ  オーガー
２  圧入機
３  掘削土
１０  杭圧入システム
１１  連結部材
１１ａ  排土口
１２  駆動装置
１３  回転軸
１４  スクリュー
１４Ａ  下羽根
１４Ｂ  上羽根
１４Ｃ  補強板
１４ａ  外周端
１４ｄ  開口部
１５  掘削ヘッド
３０  開閉部
３１  ポスト
３２  開閉軸
３３  開閉蓋
３３ａ  湾曲部
３４  閉塞板
３５  ストッパ
Ｇ  地盤
Ｏ  管軸
Ｐ１  閉状態
Ｐ２  開状態
Ｒ  可動範囲
【図１】
2018087455.tif 000003
【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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