(57)【要約】【課題】装置の構成を簡略化すると共に、地盤の土や石を効率よく上方向へ移動させることで、破砕作業を効率よく行うことができるコンクリート杭の破砕用ヘッドを提供する。【解決手段】コンクリート杭７を破砕する破砕用ヘッド１において、コンクリート杭７に接触して当該コンクリート杭７を破砕する破砕刃３（３ａ〜３ｅ）と、当該破砕刃３と一体に連結され、当該破砕刃３と同一方向に回転駆動し、前記コンクリート杭７の外径より大きい内径を有する円筒形のケーシング２とを備え、前記ケーシング２の外周面に、当該ケーシング２の軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度で螺旋状の第１角鋼６を配設すると共に、前記ケーシング２の内周面に、当該ケーシング２の軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度で螺旋状の第２角鋼８を配設し、コンクリート杭７の周囲の土や石を効率よく上方向へ排出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート杭を破砕する破砕用ヘッドにおいて、
回転駆動の中心軸となる駆動軸と、
前記駆動軸に異なる位相で同一方向に旋回して配設される複数の螺旋羽根と、
前記螺旋羽根の先端部に配設され、前記コンクリート杭に接触して当該コンクリート杭を破砕する破砕刃と、
前記螺旋羽根の先端側に一体に連結され、前記螺旋羽根と同一方向に回転駆動し、前記コンクリート杭の外径より大きい内径を有する円筒体で形成され、当該円筒体内に前記破砕刃を収納してなるケーシングと、
前記ケーシングの外周面に配設され、当該ケーシングの軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度で前記螺旋羽根と同一方向に旋回して配設される螺旋状の外部棒状体とを備えることを特徴とする破砕用ヘッド。
【請求項２】
コンクリート杭を破砕する破砕用ヘッドにおいて、
回転駆動の中心軸となる駆動軸と、
前記駆動軸に異なる位相で同一方向に旋回して配設される複数の螺旋羽根と、
前記螺旋羽根の先端部に配設され、前記コンクリート杭に接触して当該コンクリート杭を破砕する破砕刃と、
前記螺旋羽根の先端側に一体に連結され、前記螺旋羽根と同一方向に回転駆動し、前記コンクリート杭の外径より大きい内径を有する円筒体で形成され、当該円筒体内に前記破砕刃を収納してなるケーシングと、
前記ケーシングの内周面に配設され、当該ケーシングの軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度で前記螺旋羽根と同一方向に螺旋状に旋回して配設され、前記コンクリート杭の外径より大きい螺旋径を有する内部棒状体とを備えることを特徴とする破砕用ヘッド。
【請求項３】
コンクリート杭を破砕する破砕用ヘッドにおいて、
回転駆動の中心軸となる駆動軸と、
前記駆動軸に異なる位相で同一方向に旋回して配設される複数の螺旋羽根と、
前記螺旋羽根の先端部に配設され、前記コンクリート杭に接触して当該コンクリート杭を破砕する破砕刃と、
前記螺旋羽根の先端側に一体に連結され、前記螺旋羽根と同一方向に回転駆動し、前記コンクリート杭の外径より大きい内径を有する円筒体で形成され、当該円筒体内に前記破砕刃を収納してなるケーシングと、
前記ケーシングの外周面に配設され、当該ケーシングの軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度で前記螺旋羽根と同一方向に旋回して配設される螺旋状の外部棒状体と、
前記ケーシングの内周面に配設され、当該ケーシングの軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度で前記螺旋羽根と同一方向に螺旋状に旋回して配設され、前記コンクリート杭の外径より大きい螺旋径を有する内部棒状体とを備えることを特徴とする破砕用ヘッド。
【請求項４】
請求項３に記載の破砕用ヘッドにおいて、
前記内部棒状体について、前記任意の傾斜角度が前記外部棒状体の任意の傾斜角度以下であり、螺旋の周回数が少なくとも１以上であることを特徴とする破砕用ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート杭を破砕する破砕用ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に埋設されたコンクリート杭の破砕に関する技術として、特許文献１、２に示す技術が開示されている。特許文献１に示す技術は、掘削ヘッドで地中杭の径方向外側の土を掘削しながら破砕ヘッドで地中杭の頂部を破砕するとともに、破砕残材のうちケーシングの内周と地中杭の外周との環状隙間に落下する破砕残材を排出口から該ケーシングの外周側へ排出させながら地中杭の破砕処理を行なうものである。係る工法によれば、掘削ヘッドが設けられたケーシングと破砕ヘッドが一体的に構成され、これらが一体的に回転駆動されるにもかかわらず、破砕残材が環状隙間内に溜まって固結状態となり、ケーシングの内周と地中杭の外周との間の摩擦力によって処理ユニットの回転が阻害され、該処理ユニットによる破砕処理が不能になることが未然に且つ確実に防止され、円滑で且つ高能率の破砕処理作業が実現される。
【０００３】
特許文献２に示す技術は、リーダに沿って昇降するオーガマシンに、地中に埋設された杭の周囲を掘削するケーシングと、ケーシング内で杭を破砕するオーガスクリューとを互いに逆方向に回転駆動可能に連結し、ケーシングの下部に、杭を把持するための複数の係止爪を、爪切り換え操作手段によって各係止爪がケーシング側から突出して杭外周面に係止する係止位置とケーシング側に退避する退避位置とに切り換え可能に配設し、オーガスクリューによって杭を破砕すると共に、破砕されずに残存した杭を複数の係止爪により把持してオーガマシンの上昇移動によって引き抜くものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６３５５２号公報
【特許文献２】特開２００１−３３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示す技術は、ケーシングの外側の隙間を生じさせるために噴射管を設ける必要があり、装置構成が複雑になってしまうという課題を有する。また、ケーシングの外側の隙間に排出される掘削土や破砕材を上部側へ上昇させる構成としているが、それらを上昇させるための構成がないため、掘削穴壁からの圧力等により、下方向への十分な力を生じることができず、スムーズな破砕作業を行うことができないという課題を有する。
【０００６】
特許文献２に示す技術は、ケーシングとオーガスクリューとが別体であり、それぞれの駆動を逆回転に制御する必要があるため、装置の構成が複雑となり大型化してしまうと共に、駆動制御も複雑化されてしまうという課題を有する。
【０００７】
そこで、本発明は装置の構成を簡略化すると共に、地盤の土や石を効率よく上方向へ移動させることで、破砕作業を効率よく行うことができるコンクリート杭の破砕用ヘッドを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本願に開示する破砕用ヘッドは、コンクリート杭を破砕する破砕用ヘッドにおいて、回転駆動の中心軸となる駆動軸と、前記駆動軸に異なる位相で同一方向に旋回して配設される複数の螺旋羽根と、前記螺旋羽根の先端部に配設され、前記コンクリート杭に接触して当該コンクリート杭を破砕する破砕刃と、前記螺旋羽根の先端側に一体に連結され、前記螺旋羽根と同一方向に回転駆動し、前記コンクリート杭の外径より大きい内径を有する円筒体で形成され、当該円筒体内に前記破砕刃を収納してなるケーシングと、前記ケーシングの外周面に配設され、当該ケーシングの軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度で前記螺旋羽根と同一方向に旋回して配設される螺旋状の外部棒状体とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
このように、本願に開示する破砕用ヘッドにおいては、螺旋羽根とケーシングが一体に連結され、相互に同一の方向に回転駆動するため、駆動制御を簡略化することができると共に、その制御による回転駆動の力をコンクリート杭の破砕力とケーシングの推進力に効率よく変換することができ、破砕作業を効率よく行うことができるという効果を奏する。
【００１０】
また、ケーシングの外周面に任意の傾斜角度で螺旋羽根と同一方向に旋回して配設される螺旋状の外部棒状体を備えることで、破砕刃に先行するケーシングが、回転駆動に伴ってスムーズに地中を推進することができると共に、コンクリート杭の周囲の土壌を掘削しながら土壌を上方に移動させ、コンクリート杭を効率よく破砕することができるという効果を奏する。
【００１１】
（２）本願に開示する破砕用ヘッドは、コンクリート杭を破砕する破砕用ヘッドにおいて、回転駆動の中心軸となる駆動軸と、前記駆動軸に異なる位相で同一方向に旋回して配設される複数の螺旋羽根と、前記螺旋羽根の先端部に配設され、前記コンクリート杭に接触して当該コンクリート杭を破砕する破砕刃と、前記螺旋羽根の先端側に一体に連結され、前記螺旋羽根と同一方向に回転駆動し、前記コンクリート杭の外径より大きい内径を有する円筒体で形成され、当該円筒体内に前記破砕刃を収納してなるケーシングと、前記ケーシングの内周面に配設され、当該ケーシングの軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度で前記螺旋羽根と同一方向に螺旋状に旋回して配設され、前記コンクリート杭の外径より大きい螺旋径を有する内部棒状体とを備えることを特徴とするものである。
【００１２】
このように、本願に開示する破砕用ヘッドにおいては、ケーシングの内周面にケーシングの軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度で螺旋羽根と同一方向に螺旋状に旋回して配設され、コンクリート杭の外径より大きい螺旋径を有する内部棒状体を備えるため、コンクリート杭の外周面とケーシングの内周面との間の土壌を上方へ移動し、そこに空間を形成することができ、形成された空間によりコンクリート杭への横方向からの圧力を緩和してコンクリート杭の破砕を効率よく行うことができるという効果を奏する。
【００１３】
（３）本願に開示する破砕用ヘッドは、コンクリート杭を破砕する破砕用ヘッドにおいて、回転駆動の中心軸となる駆動軸と、前記駆動軸に異なる位相で同一方向に旋回して配設される複数の螺旋羽根と、前記螺旋羽根の先端部に配設され、前記コンクリート杭に接触して当該コンクリート杭を破砕する破砕刃と、前記螺旋羽根の先端側に一体に連結され、前記螺旋羽根と同一方向に回転駆動し、前記コンクリート杭の外径より大きい内径を有する円筒体で形成され、当該円筒体内に前記破砕刃を収納してなるケーシングと、前記ケーシングの外周面に配設され、当該ケーシングの軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度で前記螺旋羽根と同一方向に旋回して配設される螺旋状の外部棒状体と、前記ケーシングの内周面に配設され、当該ケーシングの軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度で前記螺旋羽根と同一方向に螺旋状に旋回して配設され、前記コンクリート杭の外径より大きい螺旋径を有する内部棒状体とを備えることを特徴とするものである。
【００１４】
このように、本願に開示する破砕用ヘッドにおいては、ケーシングの外周面に配設され、ケーシングの軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度で前記螺旋羽根と同一方向に旋回して配設される螺旋状の外部棒状体と、ケーシングの内周面に配設され、ケーシングの軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度で前記螺旋羽根と同一方向に螺旋状に旋回して配設され、コンクリート杭の外径より大きい螺旋径を有する内部棒状体とを備えるため、ケーシングが、スムーズに地中を推進することができると共に、コンクリート杭の周囲の土壌を掘削しながら土壌を上方に移動させ、コンクリート杭を効率よく破砕することができることに加え、コンクリート杭の外周とケーシングの内周との間の土壌を上方へ移動し、そこに空間を形成することができ、形成された空間によりコンクリート杭への横方向からの圧力を緩和してコンクリート杭の破砕を効率よく行い、作業効率を格段に向上させることができるという効果を奏する。
【００１５】
（４）本願に開示する破砕用ヘッドは、前記内部棒状体について、前記任意の傾斜角度が前記外部棒状体の任意の傾斜角度以下であり、螺旋の周回数が少なくとも１以上であることを特徴とするものである。
【００１６】
このように、本願に開示する破砕用ヘッドにおいては、内部棒状体の任意の傾斜角度が、外部棒状体の任意の傾斜角度以下であり、螺旋の周回数が少なくとも１以上であるため、コンクリート杭の外周面とケーシングの内周面との間の土壌をより確実に上方へ移動し、コンクリート杭の破砕を効率よく行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態に係る破砕用ヘッドの測断面図及び下断面図である。
【図２】第２の実施形態に係る破砕用ヘッドの測断面図及び下断面図である。
【図３】第３の実施形態に係る破砕用ヘッドの測断面図及び下断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明は多くの異なる形態で実施可能である。従って、本実施形態の記載内容のみで本発明を解釈すべきではない。また、本実施形態の全体を通して同じ要素には同じ符号を付けている。
【００１９】
（本発明の第１の実施形態）
本実施形態に係るコンクリート杭の破砕用ヘッドについて図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る破砕用ヘッドの測断面図及び下面図である。図１（Ａ）は、破砕用ヘッドの側断面図であり、図１（Ｂ）は、破砕用ヘッドの下面図である。
【００２０】
破砕用ヘッド１は、回転駆動の中心軸となる駆動軸１０と、当該駆動軸１０に異なる位相で同一方向に旋回して配設される２枚の螺旋羽根４ａ、４ｂと、それぞれの螺旋羽根４（４ａ、４ｂ）の先端部に配設されコンクリート杭７を上端部から破砕するための破砕刃３（３ａ〜３ｅ）と、少なくとも破砕刃３の先端部が完全に収納される位置であって螺旋羽根４の先端側に連接される円筒状のケーシング２と、ケーシング２の先端部に配設される掘削ビット５（５ａ〜５ｃ）と、ケーシング２の外周面に当該ケーシング２の軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度を有し、螺旋羽根４と同一方向に旋回して配設される螺旋状の第１角鋼６とを備える。
【００２１】
螺旋羽根４ａ、４ｂは、それぞれ１８０度異なる位相で駆動軸１０に配設されており、先端部に複数の破砕刃３が所定の位置、間隔で配設されている。また、駆動軸１０の先端部には、コンクリート杭７の中心部を破砕するための破砕刃３ｃが、駆動軸１０の軸方向に対して所定の角度で配設されている。
【００２２】
螺旋羽根４の先端部における側部には、溶接等によりケーシング２が固定されて連接されており、駆動軸１０の回転駆動に伴い螺旋羽根４、及びケーシング２が同一方向に一体的に回転する。ケーシング２の内径は、コンクリート杭７の外径よりも大きく、コンクリート杭７を上部から被覆した状態で破砕作業を行う。また、ケーシング２は、掘削におけるガイドとなるため、少なくとも破砕刃３の先端部がケーシング２に完全に収納され、ケーシング２が破砕刃３に先行して地盤を掘削する位置に固定されて連接される必要がある。
【００２３】
ケーシング２の先端部には４つの掘削ビット５が配設されており、駆動軸１０が回転駆動すると、掘削ビット５によりコンクリート杭７の周囲の土壌を下方向に掘削しながらケーシング２が先行して地中に推進すると共に、破砕刃３がコンクリート杭７の頭頂部から順次破砕作業を行う。
【００２４】
また、ケーシング２の外周面には螺旋状の第１角鋼６が配設されているため、駆動軸１０の回転駆動に伴って、ケーシング２の下方向への推進をスムーズにすると共に、ケーシング２の外周にある土や石を上部に排出し、ケーシング２の周囲に空間を形成する。この空間の形成により、ケーシング２、及びコンクリート杭７が地盤により固持されず、横方向からの抵抗力を低減させて破砕を効率よく行うことが可能となる。
【００２５】
図１（Ｂ）に示すように、第１角鋼６は、ケーシング２の周方向に３６０度以上の角度で螺旋を形成することが望ましい。そうすることで、土や石を効率よく上方に移動させることができる。
【００２６】
（本発明の第２の実施形態）
本実施形態に係るコンクリート杭の破砕用ヘッドについて、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係る破砕用ヘッドの測断面図及び下面図である。図２（Ａ）は、破砕用ヘッドの側断面図であり、図２（Ｂ）は、破砕用ヘッドの下面図である。本実施形態に係る破砕用ヘッドは、ケーシングの内周面に、当該ケーシングの軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度の螺旋状であって、コンクリート杭の外径より大きい螺旋径を有する第２角鋼を配設するものである。
なお、本実施形態において、前記第１の実施形態と重複する説明については省略する。
【００２７】
図２において、破砕用ヘッド１は、図１の場合と同様に駆動軸１０と、当該駆動軸１０に配設される２枚の螺旋羽根４ａ、４ｂと、それぞれの螺旋羽根４（４ａ、４ｂ）の先端部に配設される破砕刃３（３ａ〜３ｅ）と、螺旋羽根４に連接するケーシング２と、ケーシング２の先端部に配設される掘削ビット５（５ａ〜５ｃ）とを備え、さらにケーシング２の内周面に当該ケーシング２の軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度で螺旋羽根４と同一方向に旋回して配設される螺旋状の第２角鋼８とを備える。
【００２８】
第２角鋼８は、螺旋羽根４の先端部あたりを始点とし、そこから螺旋状にケーシング２の内周に沿って配設され、終点をケーシング２の下端部あたりとしている。このとき、第２角鋼８が、ケーシング２の周方向に３６０度以上の角度で螺旋を形成することが望ましい。
【００２９】
また、第２角鋼８の螺旋径は、コンクリート杭７の外径より大きくなっており、ケーシング２がコンクリート杭７を被覆し、且つコンクリート杭７と第２角鋼８が接触しない状態（破砕作業においてケーシング２の振動や軸ずれによる接触は有り得る状態を含む）で下方向に推進できる大きさとなっている（図２（Ｂ）を参照）。
【００３０】
ケーシング２がコンクリート杭７を被覆した状態で、駆動軸１０が回転駆動することで、ケーシング２が下方向へ推進すると共に、ケーシング２の内周面とコンクリート杭７の外周面との間にある土や石を第２角鋼８の螺旋により上方へ排出し、ケーシング２の内周面とコンクリート杭７の外周面との間に空間を形成する。コンクリート杭７の周囲に空間が形成されることで、コンクリート杭７が地盤に固持されず、横方向からの抵抗力がなくなり、コンクリート杭７の破砕を容易に行うことができる。
【００３１】
（本発明の第３の実施形態）
本実施形態に係るコンクリート杭の破砕用ヘッドについて、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る破砕用ヘッドの測断面図及び下面図である。図３（Ａ）は、破砕用ヘッドの側断面図であり、図３（Ｂ）は、破砕用ヘッドの下面図である。本実施形態に係る破砕用ヘッドは、ケーシングの外周面に、当該ケーシングの軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度で螺旋状の第１角鋼を配設し、ケーシングの内周面に、当該ケーシングの軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度の螺旋状であって、コンクリート杭の外径より大きい螺旋径を有する第２角鋼を配設するものである。
なお、本実施形態において、前記第１及び第２の実施形態と重複する説明については省略する。
【００３２】
図３において、破砕用ヘッド１は、図１の場合と同様に駆動軸１０と、当該駆動軸１０に配設される２枚の螺旋羽根４ａ、４ｂと、それぞれの螺旋羽根４（４ａ、４ｂ）の先端部に配設される破砕刃３（３ａ〜３ｅ）と、螺旋羽根４に連接するケーシング２と、ケーシング２の先端部に配設される掘削ビット５（５ａ〜５ｃ）とを備え、さらにケーシング２の外周面に当該ケーシング２の軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度を有する螺旋状の第１角鋼６と、ケーシング２の内周面に当該ケーシング２の軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度を有する螺旋状の第２角鋼８とを備える。これらの第１角鋼６、及び第２角鋼８は、それぞれ螺旋羽根４と同一方向に旋回して配設される
【００３３】
第１角鋼６は、ケーシング２の上端部を始点とし、そこから螺旋状にケーシング２の外周に沿って配設され、終点をケーシング２の下端部としている。このとき、第１角鋼６が、ケーシング２の周方向に３６０度以上の角度で螺旋を形成することが望ましい。また、第２角鋼８は、螺旋羽根４の先端部あたりを始点とし、そこから螺旋状にケーシング２の内周に沿って配設され、終点をケーシング２の下端部あたりとしている。このとき、第２角鋼８が、ケーシング２の周方向に３６０度以上の角度で螺旋を形成することが望ましい。
【００３４】
ケーシング２がコンクリート杭７を被覆した状態で、駆動軸１０が回転駆動することで、それぞれの第１角鋼６、及び第２角鋼８により、下方向への推進をスムーズにすると共に、第１角鋼６が、ケーシング２の外周にある土や石を上部に排出し、ケーシング２の周囲に空間を形成する。この空間の形成により、ケーシング２、及びコンクリート杭７が地盤により固持されず、横方向からの抵抗力を低減させて破砕を効率よく行うことが可能となる。また、同時に、第２角鋼８が、ケーシング２の内周面とコンクリート杭７の外周面との間にある土や石を第２角鋼８の螺旋により上方へ排出し、ケーシング２の内周面とコンクリート杭７の外周面との間に空間を形成する。コンクリート杭７の周囲に空間が形成されることで、コンクリート杭７が地盤に固持されず、横方向からの抵抗力がなくなり、コンクリート杭７の破砕を容易に行うことができる。
【００３５】
図３に示すように、第２角鋼８の螺旋の傾斜角度は、第１角鋼６の螺旋の傾斜角度以下とし、螺旋の周回数が少なくとも１以上、望ましくは２とする。こうすることで、第２角鋼８が、コンクリート杭７と直接接触している土や石をより確実に上方へ排出することができ、コンクリート杭７の横方向からの抵抗力をなくし、コンクリート杭７の破砕を行いやすくなる。
【００３６】
なお、前記各実施形態において、螺旋状の第１角鋼６及び第２角鋼８は、棒状体のものであれば丸鋼、平鋼、異形鋼等でもよい。また、棒状体に限らず、板状体の螺旋羽根やスクレイパー等であってもよい。
【００３７】
以上の前記各実施形態により本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は実施形態に記載の範囲には限定されず、これら各実施形態に多様な変更又は改良を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１  破砕用ヘッド
２  ケーシング
３（３ａ〜３ｅ）  破砕刃
４（４ａ、４ｂ）  螺旋羽根
５（５ａ〜５ｃ）  掘削ビット
６  第１角鋼
７  コンクリート杭
８  第２角鋼
１０  駆動軸
【図１】
2011196021.tif 000003
【図２】
2011196021.tif 000004
【図３】
2011196021.tif 000005