(57)【要約】【課題】削孔作業中に生じる振動および騒音を効果的に抑制することを、簡易かつ組付け容易な構造によって実現することができる掘削装置を提供すること。【解決手段】上下に伸長する円管部材からなるケーシング７と、ケーシング７の下端部に同軸状に接合した円筒部材からなるケーシングシュー８と、ケーシング７およびケーシングシュー８へ回転可能に挿入されるパイロットビット５と、パイロットビット５の下端部外周部分へ継手要素を介して着脱自在に取り付けられるリングビット６とを具備する掘削装置１である。ケーシングシュー８の下端と、この下端に対向するリングビット６の端面６ｅとの間に、緩衝部材１１を設置する。【選択図】図４
2019112835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に伸長する円管部材からなるケーシングと、
このケーシングの下端部に同軸状に接合した円筒部材からなるケーシングシューと、
前記ケーシングおよびケーシングシューへ回転可能に挿入されるパイロットビットと、
このパイロットビットの下端部外周部分へ継手要素を介して着脱自在に取り付けられるリングビットとを具備する掘削装置において、
前記ケーシングシューの下端と、この下端に対向する前記リングビットの端面との間に、緩衝部材を設置したことを特徴とする掘削装置。
【請求項２】
前記緩衝部材は、木または硬質ゴムまたは樹脂によって形成されたリング状の部材であることを特徴とする請求項１に記載の掘削装置。
【請求項３】
前記緩衝部材は、前記ケーシングシューの下端と前記リングビットの端面とに当接していることを特徴とする請求項１または２に記載の掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤に削孔を形成しながら鋼管等からなるケーシングを打ち込むための掘削装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地盤に削孔を形成しながら鋼管等からなるケーシングを打ち込む技法として、従来よりいわゆるクリッド工法（通称ＣＲＩＤ工法）が存在する。さらにクリッド工法のうち、打ち込んだケーシングを地中に残したままこれを本杭として利用する中堀工法が近年利用されている。この中堀工法は、杭の建込、根固めを正確かつ確実に行うことができ、また、軟弱地盤から玉石・転石・岩盤層に至るまで、様々な地盤に対して円滑に打設できる等の優れた利点を有する。
【０００３】
前記中堀工法においては、回転駆動力源としてのアースオーガと、アースオーガからの回転駆動力を伝達しかつ掘削した廃土を排出するためのスクリューロッドと、このスクリューロッドを介して伝達された回転駆動力によって地盤を切削するパイロットビットと、このパイロットビットと着脱自在に接続するリングビットと、打ち込みに用いられるダウンザホールハンマーと、杭として埋め込まれるケーシングとから構成された掘削装置が一般的に用いられる。
【０００４】
前記掘削装置を用いて削孔作業を行うには、この掘削装置を立設する必要がある。この立設作業は、アースオーガ、スクリューロッド、ダウンザホールハンマーおよびパイロットビットを所定の形のアセンブリに組立て、これを装置固定枠体によって略鉛直に起立させられたケーシングのなかへ、クレーンを用いて挿入するといった手順で行なわれる。
【０００５】
前記アセンブリは、最上部にアースオーガが配設され、その下方にスクリューロッドおよびダウンザホールハンマーが接続され、さらにその下方にパイロットビットが取付けられている。また、前記起立させられたケーシングの下方には、ケーシングシューが溶接等によって接合され、さらにその下端部にリングビットが配設されている。
【０００６】
ケーシングの中へ挿入された前記アセンブリの下端部に取付けられているパイロットビットは、起立させられたケーシングの下方に配設されたリングビットと、所定の締結要素、例えばバヨネットマウントを用いて、着脱自在かつ回転伝達可能な状態に接続（チャッキング）される。
【０００７】
前記一連の作業によって、掘削装置を立設した後、アースオーガを起動して削孔作業を開始する。アースオーガの回転駆動力は、スクリューロッドを通じてパイロットビットおよびリングビットへと伝達され、回転するパイロットビットおよびリングビットの先端部に設けられたドリル片の切削作用により地盤が掘削される。掘削された地盤の土は、スクリューロッドおよび加圧空気によって上方へと送られ地表に排出される。当該地盤の掘削と同時に、ダウンザホールハンマーを用いてパイロットビットに押圧力（打ち込み力）を印加することでパイロットビットに下方推進力を付与し、これによって削孔作業をより迅速に実施させる。
【０００８】
前記削孔作業によって所定の深さまで地盤が削孔されると、パイロットビットとリングビットとの接続（チャッキング）を解除し、パイロットビット、スクリューロッドおよびダウンザホールハンマーを引き抜いてこれら部品を回収する。ケーシングおよびリングビットは、地中に残したまま本杭として利用される。
【０００９】
ところで、前記削孔作業を円滑かつ確実に行なうためには、掘削装置全体の振動を抑えることが有用であり、また作業環境を改善する上でも、作業時の騒音を抑制することが求められている。このため、多くの掘削装置には、削孔作業中の振動および騒音を抑制するための機構（以下、この機構を振動・騒音抑制機構という）が設けられている。
【００１０】
前記振動・騒音抑制機構を具備する掘削装置として、例えば特許文献１および２に記載の発明が従来技術として存在する。当該従来技術においては、ケーシングシュー（１３）の内周面とリングビット（１４）の外周面との間に、緩衝部材（１９）を介在させ、これにより振動および騒音の抑制を図る構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１２−１１２１６０号公報
【特許文献２】特開２０１３−１０８２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１および２に記載の振動・騒音抑制機構においては、ケーシングシュー（１３）の内周面とリングビット（１４）の外周面との間に緩衝部材（１９）を収納する領域を形成する構造とする必要があり、このためケーシングシュー（１３）の内周面とリングビット（１４）の外周面とに複雑な加工を施す必要が生じ、またケーシングシュー（１３）とリングビット（１４）の間の隙間に緩衝部材（１９）を配置する際の組付け性が悪いといった問題があった。
【００１３】
また、上記緩衝部材（１９）を、ケーシングシュー（１３）の内周面とリングビット（１４）の外周面の間に設置することにより、ある程度の振動・騒音は抑止できたが、振動・騒音はなお発生し、十分な振動・騒音の防止を図ることはできなかった。この振動・騒音は、特に、リングビット（１４）やケーシングシュー（１３）などを地面に打ち込み始めた最初のころに大きく発生し、ケーシング（１２）を所定深さ（例えば１ｍ程度）まで打ち込んでいくと、自然に小さくなっていく性質を有していた。
【００１４】
本発明は、前記問題に鑑み創作されたものであって、その目的は、削孔作業中（特にケーシングなどの打ち込み始めのころ）に生じる振動および騒音を効果的に抑制することができる、簡易かつ組付け容易な構造の掘削装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するため、本発明は、上下に伸長する円管部材からなるケーシングと、このケーシングの下端部に同軸状に接合した円筒部材からなるケーシングシューと、前記ケーシングおよびケーシングシューへ回転可能に挿入されるパイロットビットと、このパイロットビットの下端部外周部分へ継手要素を介して着脱自在に取り付けられるリングビットとを具備する掘削装置において、前記ケーシングシューの下端と、この下端に対向する前記リングビットの端面との間に、緩衝部材を設置したことを特徴としている。
本発明によれば、打ち込み時の振動および騒音、すなわち、ダウンザホールハンマーからの押圧力（打ち込み力）がパイロットビットを通じてケーシングシューからリングビットへ伝達される際に生じる振動および騒音を、効果的に抑制することができる。
また本発明によれば、ケーシングシューの下方に緩衝部材が配設され、さらにこの緩衝部材の下方にリングビットが配置されることになる。すなわち、ケーシングシュー、緩衝部材およびリングビットが、当該順序で積層するように組立てられる構造となるため、緩衝部材の組付けが容易となる。
【００１６】
本発明に係る緩衝部材が特に有効な理由は、以下の通りである。即ち、この掘削装置を地面上に設置した際、全てが空中にあるケーシングの重量は、全てケーシングシューに掛かっている。このため、ダウンザホールハンマーによってケーシングシューを打ち込むと、打ち込む度に、ケーシングの重量が掛かったケーシングシューがリングビットに強い力で当接する。これによって、大きな振動・騒音となる。本願発明者は、この現象を、種々の実験・考察によって発見した。そしてこの現象を防止するために、ケーシングシューの下端と、この下端に対向するリングビットの端面との間に、緩衝部材を設置した。これによって、効果的で有効な振動・騒音の防止を図ることができた。なお、この緩衝部材には、上記のように、ケーシングシューから強い衝撃力が印可されるので、その衝撃に耐えるため、リング状の一体品（複数部品を接合固定したものでないもの）が好ましい。緩衝部材がリング状の一体品の場合、ケーシングシューとリングビットの間に予めこの緩衝部材を設置した状態で、ケーシングシューとリングビット間を組み付ければよい。
【００１７】
また本発明は、前記特徴に加え、前記緩衝部材が、木または硬質ゴムまたは樹脂によって形成されたリング状の部材であることを特徴としている。
本発明によれば、緩衝部材が比較的硬質の素材からなるため、ダウンザホールハンマーからの大きな押圧力（打ち込み力）に対しても十分な耐性を確保することが容易となり、高い振動・騒音抑制効果を維持した状態で使用することができる。また、表面を平滑に加工することが容易であることから、ケーシングシューの下端との間の摩擦係数を小さくすることができ、これによってケーシングシューの共連れ現象（リングビットの回転が摩擦力によってケーシングシューに伝達し、当該ケーシングシューも共に回転する現象。当該現象は、掘削した廃土を効率的に排出する上で望ましくない）を抑制することもできる。
【００１８】
また本発明は、前記特徴に加え、前記緩衝部材が、前記ケーシングシューの下端と前記リングビットの端面とに当接していることを特徴としている。
本発明によれば、前記ケーシングシューの下端と前記リングビットの端面との間に緩衝部材が隙間無く配設されることになるため、ダウンザホールハンマーからの押圧力（打ち込み力）がパイロットビットを通じてケーシングシューからリングビットへ伝達される際、ケーシングシューの下端が緩衝部材を強打し、または緩衝部材がリングビットの端面を強打することがなくなる。このため、打ち込み時の振動および騒音をより効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、削孔作業中（特にケーシングなどの打ち込みの初期）に生じる振動および騒音を効果的に抑制することができる。また、前記振動・騒音抑制効果を有する掘削装置を、簡易かつ組付け容易な構造によって実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る掘削装置１の組立て手順を示した概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る掘削装置１を組立てた状態を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る掘削装置１の底面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る掘削装置１の先端部分の断面図（図３のＡ−Ａ断面図）である。
【図５】パイロットビット５の側面図である。
【図６】リングビット６の平面図である。
【図７】リングビット６の断面図（図６のＢ−Ｂ断面図）である。
【図８】リングビット６の底面図である。
【図９】ケーシングシュー８の底面図である。
【図１０】ケーシングシュー８の断面図（図９のＣ−Ｃ断面図）である。
【図１１】ケーシングシュー８の側面図である。
【図１２】図４中のリングビット６とケーシングシュー８の連接部分の拡大断面図である。
【図１３】リングビット６とケーシングシュー８の連接部分の拡大断面図である。
【図１４】連接部材１０の平面図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る緩衝部材１１の平面図である。
【図１６】掘削装置１の上端部分に配置された回転止め手段の縦断面概略図である。
【図１７】掘削装置１の上端部分に配置された回転止め手段の横断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態を、図１ないし１８を参照しながら説明する。なお、当該説明の中の前後左右および上下は、図２に示される掘削装置１を組立てた状態の概略図に基づいて定義されるものとする。また、特に記載がない限り上下方向と軸方向とは同義である。
【００２２】
本発明の一実施形態に係る掘削装置１は、図１および図２に示すように、回転駆動源としてのアースオーガ２と、アースオーガ２の回転駆動力を伝達しかつ掘削した廃土を排出するためのスクリューロッド３と、打ち込みに用いられるダウンザホールハンマー４と、地盤を切削するためのドリル片を備えたパイロットビット５と、このパイロットビット５と着脱自在に接続するリングビット６と、杭として埋め込まれるケーシング７と、このケーシング７の下端部に溶接によって接合されたケーシングシュー８とを有して構成されている。
【００２３】
アースオーガ２は、地盤を掘削するために必要な回転駆動力を供給するための構成部品であって、前記回転駆動力を発生させる電気モータ（図示せず）と、この電気モータを収容する機器枠体２ｂと、電気モータの回転軸と接続し下方へと延出する出力軸２ｃとから構成されている。前記出力軸２ｃは、スクリューロッド３の上端部と接続し、スクリューロッド３の下端部に取付けられたパイロットビット５およびこれと回転伝達可能に接続するリングビット６へと回転駆動力を伝達する。
【００２４】
スクリューロッド３は、アースオーガ２によって生み出された回転駆動力をパイロットビット５およびリングビット６に伝達するとともに、掘削した廃土を地表へ排出するための構成部品であって、例えば鉄またはその合金等の金属からなり、上下に伸長する円管状のロッド部３ａと、その周囲に形成された螺旋状を呈したスクリュー部３ｂとから構成されている。ロッド部３ａの上端は、アースオーガ２の出力軸２ｃと接続し、また、ロッド部３ａの下方には、ダウンザホールハンマー４が配設され、さらにその下端部に、詳細については後述するパイロットビット５が取付けられている。ここで、ダウンザホールハンマー４は、パイロットビット５に押圧力（打ち込み力）を印加することでこれに下方推進力を付与し、もって迅速で効率的な削孔形成を可能にする構成部品である。
【００２５】
パイロットビット５は、地盤を掘削し削孔を形成するための構成部品であって、例えば鉄またはその合金等の金属からなり、図４および５に示すように、小径をなす円筒状の駆動軸部５ａと、この駆動軸部５ａの下方にあって大径をなす円盤状のヘッド部５ｂとから構成されている。
【００２６】
前記駆動軸部５ａは、スクリューロッド３のロッド部３ａの下端部と接続しており、これによってアースオーガ２が具備する電気モータからの回転駆動力が、スクリューロッド３を通じて伝達される構造となっている。また、駆動軸部５ａは、ダウンザホールハンマー４と、例えばスプライン嵌合によって上下方向(軸方向）に相対移動可能に接続している。
【００２７】
前記ヘッド部５ｂは、図３に示すように、その先端面（下端面）に多数の突起状部材からなる中心側ドリル片５ｃが点在するように設けられている。この中心側ドリル片５ｃは、駆動軸部５ａを通じて伝達された回転駆動力により回転し、その切削作用で地盤を掘削する部位である。これにより、地表Ｔの下方にある地盤が掘削され削孔が形成される。
【００２８】
また、前記ヘッド部５ｂは、図５に示すように、その外周面にリングビット６と回転伝達可能な状態で接続（チャッキング）するための継手要素としてのマウント構造（詳細については後述するバヨネットマウント構造）の一部を構成するロック用切欠部５ｇが設けられている。このロック用切欠部５ｇは、例えば周回りに略６０度の等間隔で６箇所配設されており、排出溝５ｅと連通する開口部を有し、かつこの開口部から、アースオーガ２が具備する前記電気モータの回転方向と逆方向（図５では平面視において左回り）に向けて延在する凹部として形成されている。このロック用切欠部５ｇは、縦断面形状が縦長の矩形状を呈し、かつ前記開口部から周回りに所定の範囲にかけて延在することで側面視における形状が横長の矩形状を呈しており、さらに組付け性を向上させるために、例えば上端部が内側下方へ傾斜している。
【００２９】
さらに、前記ヘッド部５ｂは、図４および５に示すように、その上部にダウンザホールハンマー４からの押圧力（打ち込み力）を受ける部位として機能する肩部５ｈが、半径方向外方へ円盤状に突出するようにして形成されている。この肩部５ｈの下端面５iは、詳細については後述するケーシングシュー８の上端面８ｃと対向し、ダウンザホールハンマー４からの押圧力（打ち込み力）をこの上端面８ｃへと伝達するように構成されている。
【００３０】
パイロットビット５の内部には、図３および４に示すように、略中心軸方向に延びるエアー通路５ｄが形成されている。このエアー通路５ｄは、掘削した土を上方へ押し上げるための加圧空気を供給するための通路であって、前記駆動軸部５ａおよびヘッド部５ｂの略軸中心に沿って延在するとともに、前記ヘッド部５ｂの先端部分（下端部分）の近傍において複数（４体）に分岐している。さらにこれら分岐路は、それぞれが前記ヘッド部５ｂの先端面（下端面）において開口するように形成されている。
【００３１】
前記複数（４体）に分岐したエアー通路５ｄの各開口部からは、排出溝５ｅが半径方向外方に向かって延設されている。これら複数の排出溝５ｅは、前記ヘッド部５ｂの外周部まで放射状に延出した後、図４および５に示すように、ヘッド部５ｂの外周面上に沿って上方へと延在し、ヘッド部５ｂの上端面５ｆにおいて開口するように設けられている。上端面５ｆにおける各排出溝５ｅの開口部は、ケーシング７の内部空間７ａに連通しており、掘削により生じた廃土等が、前記エアー通路５ｄから供給される加圧空気により各排出溝５ｅを通って当該内部空間７ａへ排出されるように構成されている。
【００３２】
リングビット６は、ケーシング７直下の地盤を掘削するための構成部品であって、例えば鉄およびその合金等の金属からなり、図６ないし８に示すように、リング状を呈したヘッド部６ａと、このヘッド部６ａの上面から上方へ延在する円筒状を呈した筒状部６ｂとから構成されている。
【００３３】
前記ヘッド部６ａは、その先端面（下端面）が地盤と接触する部位であって、先端面（下端面）の外周縁部には、地盤を掘削するための外周縁ドリル片６ｃが設けられている。また、ヘッド部６ａの外周側の上面に位置する端面６ｅには、図１２に示すように、緩衝部材１１が載置されている。この緩衝部材１１は、詳細については後述するが、ダウンザホールハンマー４からの強い押圧力（打ち込み力）に起因した衝撃を吸収し、掘削装置１の振動・騒音を抑制するための部品である。
【００３４】
なお、前記ヘッド部６ａの外周面は、図４、７および１２に示すように、下方から上方へ向かうにつれて次第に外径寸法が小さくなるテーパ形状を呈している。このように、ヘッド部６ａの外周面をテーパ形状としたことで、ヘッド部６ａの外周面と削孔側面とが圧着するのを回避し、これによりヘッド部６ａの外周面を介しての土圧の作用を抑えて掘削措置１にかかる負荷が低減される構造となっている。
【００３５】
前記筒状部６ｂは、ケーシングシュー８の内側に挿入される部位であって、その外周面の中間位置に、縦断面形状が凹状を呈した第１係止部（以下「溝部」という）６ｄが全周にわたってリング状に形成されている。当該溝部６ｄは、詳細については後述する連接部材１０の一部が挿入され、当該連接部材１０を介してケーシングシュー８と連接するように構成されている。
【００３６】
また、前記筒状部６ｂは、図６に示すように、パイロットビット５へ着脱自在に取付くバヨネットマウントの一部を構成するロック用突起部６ｆが、その内周面に設けられている。このロック用突起部６ｆは、例えば周回りに略６０度の等間隔で６箇所配設されており、その周方向長さＬは、組付け性を確保するために、パイロットビット５が備える排出溝５ｅの幅未満に設計されている。また、ロック用突起部６ｆの縦断面形状は、パイロットビット５に形成されたロック用切欠部５ｇの縦断面と相似形の略矩形状を呈しており、組付け性を向上させるために、例えば上端部が内側下方に傾斜した面取部６ｇが設けられている。
【００３７】
ケーシング７は、削孔に打ち込まれた状態のまま本杭として利用される構成部品であって、図１および２に示すように、例えば鉄およびその合金等の金属から形成された円管状の鋼管からなる。このケーシング７の下端部には、図４に示すように、ケーシングシュー８が、例えば溶接Ｗによって同軸状に接合されている。また、後述するように、ケーシング７の内側に形成された中空状の内部空間７ａには、削孔作業中、その略中心軸回りに回転駆動されるスクリューロッド３およびこれに接続するパイロットビット５が挿入される。
【００３８】
ケーシングシュー８は、ケーシング７の下端部と接合する構成部品であって、例えば鉄およびその合金等の金属から形成された円筒部材からなり、図９および１０に示すように、上部に位置する小径円筒部として形成された本体基部８ａと、この本体基部８ａから下方に向かって延出する大径円筒部として形成された支持部８ｂとから構成されている。なお、本実施形態においては、掘削抵抗を考慮して、支持部８ｂ（大径円筒部）の外周面の半径と本体基部８ａ（小径円筒部）の外周面の半径との寸法差が、例えばケーシング７の板厚分と略同じとなるように設計されている。
【００３９】
前記本体基部８ａは、ケーシング７の下端部内側に挿入される部位であって、図４に示すように、ケーシング７の下端部先端と対向する位置において、例えばその全周にわたり溶接Ｗされている。また、本体基部８ａの内側には、図４および１０に示すように、パイロットビット５のヘッド部５ｂが収容され、その上端面８ｃは、パイロットビット５の肩部５ｈにおける下端面５iと対向しかつこの下端面５iを通じてダウンザホールハンマー４からの押圧力（打ち込み力）を受ける構成となっている。
【００４０】
前記支持部８ｂは、その内側にリングビット６の筒状部６ｂを相対回転可能に収容する部位であり、図４および１０に示すように、その内周面８ｄの内径は、本体基部８ａの内周面の内径よりも大きく、これによって形成された本体基部８ａの内周面の下方の段状となっている下端面と支持部８ｂの内周面８ｄとで囲まれた円形の空間に、リングビット６の筒状部６ｂが収容される構造となっている。
【００４１】
また、前記支持部８ｂの内周面８ｄの中間位置（前記リングビット６の溝部６ｄに対向する位置）には、図１０および１２に示すように、縦断面形状が凹状を呈した第２係止部（以下「溝部」いう）８ｅが全周にわたってリング状に形成されている。当該溝部８ｅは、下記する連接部材１０の一部を収納する部位である。
【００４２】
また、前記支持部８ｂの側壁には、図９および１０に示すように、支持部８ｂの外周面から溝部８ｅに至るワイヤ挿入孔（以下「貫通孔」という）８ｆが設けられている。この貫通孔８ｆは、連接部材１０としてのワイヤー１０ａを、支持部８ｂの外側から内側に挿入して溝部６ｄと溝部８ｅとの間に装着するための孔である。貫通孔８ｆは、前記装着を容易にするために、挿入されたワイヤー１０ａが、リング状を呈する溝部６ｄ，８ｅの略接線方向へ案内されるように、半径方向に対して傾斜して形成されている。
【００４３】
さらに、前記支持部８ｂの外周面には、図９ないし１２に示すように、上下方向（軸方向）に伸長しかつ半径方向外方に突出する突起部８ｇが、例えば周回りに略４５度の等間隔で８箇所に配設されている。この突起部８ｇは、前記回転防止機構を構成する部位であって、例えば鍛造品であるケーシングシュー８を切削加工することで一体的に形成されている。この突起部８ｇが設けられたことで、ケーシングシュー８と地盤との間の接触抵抗が増大し、ケーシングシュー８およびこれと接合するケーシング７が、その内側に収容するスクリューロッド３、パイロットビット５およびリングビット６の回転に共連れして一緒に回転することを防止する効果がもたらされる。
【００４４】
ここで、本実施形態においては、図１２に示すように、突起部８ｇの最外径寸法Ｄ８がリングビット６の最外径寸法Ｄ６１と同等以下となるように構成されている。当該構成によれば、突起部８ｇがリングビット６によって形成された削孔領域より外側に突出することがなくなる。このため、突起部８ｇを設けたことで掘削抵抗が大きく増加することを防止できる。これにより、共連れを効果的に抑制しつつ、削孔作業の効率を低下させることのない回転防止機構が実現される。なおリングビット６によって形成された掘削穴の内径は、土圧によって小さくなろうとするため、形成された掘削穴の内周面に突起部８ｇが食い込み、これによって回転抑止効果は十分生じる。
【００４５】
また、本実施形態においては、前述したように、リングビット６におけるヘッド部６ａの端面６ｅに、緩衝部材１１を載置している（図１２参照）。この緩衝部材１１は、ダウンザホールハンマー４からの強い押圧力（打ち込み力）に起因した衝撃を吸収することで掘削装置１の振動・騒音を抑制させるための部品であって、例えば、木、硬質ゴムまたは樹脂等の比較的硬質な素材からなる。また、その形状は、図１２および１５に示すように、縦断面が矩形状の平板でリング状を呈しており、対向するケーシングシュー８の下端８ｈと当接する高さＴＨ（厚み寸法）を有し、内径寸法ｄ１１は、リングビット６の最外径寸法Ｄ６１未満かつ筒状部６ｂの外径寸法Ｄ６より大きいものとなっている。
【００４６】
次に、前記掘削装置１を用いて削孔作業を実施するための具体的手順を、掘削装置１の組立手順と、組立てた掘削装置１を用いて削孔を形成する手順（削孔作業手順）とに分けて説明する。
【００４７】
掘削装置１の組立は、図１に示すように、削孔を行う地盤の地表Ｔに装置固定枠体９を構築することから始める。この装置固定枠体９の略中央には、開口部９ａが開口している。
【００４８】
装置固定枠体９を構築後、開口部９ａにケーシング７を挿入してこれを略鉛直に起立させる。次に、予め工場において、ケーシングシュー８の下端部にリングビット６を、後述する連接構造により、相対移動（回転移動および上下移動）可能かつ互いが上下方向（軸方向）に外れない状態に取り付けておいたものを用意し、そのケーシングシュー８を、ケーシング７の下端に溶接Ｗにより接合する。
【００４９】
ここで前記連接構造について説明すると、この連接構造は、図１２に示すように、リングビット６の筒状部６ｂに形成された溝部６ｄと、ケーシングシュー８の支持部８ｂに形成された溝部８ｅと、溝部６ｄと溝部８ｅの間に介在する連接部材１０とから構成されている。本実施形態では、連接部材１０として、図１４に示すように、溶接Ｐによって両端が接続されることで最終的にリング状となる鉄製ワイヤー１０ａを用いている。
【００５０】
前記連接構造を用いてリングビット６とケーシングシュー８とを連接するにあたり、先ずはリング状を呈した緩衝部材１１の内孔にリングビット６の筒状部６ｂを挿入し、緩衝部材１１をリングビット６の端面６ｅ上に載置する。次に、リングビット６の筒状部６ｂをケーシングシュー８の支持部８ｂ内に挿入する。この時、筒状部６ｂの外周面に形成された凹状の溝部６ｄとケーシングシュー８の支持部８ｂに設けられた溝部８ｅとの上下位置（軸方向位置）を合わせる。その後、ワイヤー１０ａを、ケーシングシュー８の外側から貫通孔８ｆへと挿入し、凹状の両溝部８ｅ，６ｄの間全体にワイヤー１０ａを這わす様にして装着する。装着されたワイヤー１０の両端は貫通孔８ｆを通じて溶接Ｐされ、さらにその後、貫通孔８ｆに図示しない金属片を埋め込みこれを溶接することで閉塞する。この時、緩衝部材１１は、ケーシングシュー８の下端８ｈとこれに対向する前記リングビットの端面６ｅとに当接した状態で配設されている。以上によりリングビット６とケーシングシュー８との連接が完了する。
【００５１】
前記連接構造においては、構成部位の各部寸法が、以下に示す関係を満たすように設計されている。すなわち、図１２および１４に示すように、ケーシングシュー８の支持部８ｂにおける内周面８ｄの内径寸法は、筒状部６ｂの外径寸法より大きく、ワイヤー１０ａの外径寸法Ｄ１０（図１４参照）より小さく、筒状部６ｂの外径寸法は、ワイヤー１０ａの内径寸法ｄ１０（図１４参照）よりも大きく設計されている。また、溝部６ｄ，８ｅの幅（図１２における上下寸法）は、組付け性を考慮して、ワイヤー１０ａの線径αの略１．５倍となるように設計することが好ましい。
【００５２】
前記構成からなる連接構造によれば、リングビット６とケーシングシュー８との間に隙間が形成されることで相対回転を可能にしつつ、図１３に示すように、両溝部６ｄ，８ｅとワイヤー１０ａが干渉し合うことで、リングビット６とケーシングシュー８とを確実に連接することが可能になる。
【００５３】
図１、図２に戻って、前記装置固定枠体９の構築およびケーシング７の起立およびケーシング７へのケーシングシュー８等の取付作業を進めると同時に、アースオーガ２、スクリューロッド３、ダウンザホールハンマー４およびパイロットビット５とからなるアセンブリを、図１に示されるような所定の形に組立てる。具体的は、最上部にアースオーガ２を配設し、このアースオーガ２が備える出力軸２ｃにスクリューロッド３の一端部を接続し、さらにこのスクリューロッド３の他端部にダウンザホールハンマー４を接続し、このダウンザホールハンマー４の下方に、パイロットビット５の駆動軸部５ａ（図４参照）を、例えばスプライン嵌合等によって取り付ける。次に、前記アセンブリをクレーンで吊しながら起立したケーシング７内へと挿入する。これによって、図２に示す状態となる。
【００５４】
図２で示される掘削装置１において、前記アセンブリの上端部に位置するアースオーガ２が、ケーシング７の上端部分に連結される。このときアースオーガ２の機器枠体２ｂは、内部に収容する電気モータに共連れして回転しないように、例えば図１６および１７に示すように、回転止め手段としての回転止めキャップ２０を介してケーシング７の上端部分に連結されている。この回転止めキャップ２０は、上方が閉塞し下方が開口する中空円筒状部材からなるキャップ本体２０ａを有し、上方にアースオーガ２の機器枠体２ｂの下端部が溶接等により固定され、内周面に中心軸に向かって内方に突出するキャップ側回転係合板２０ｂが円周方向に沿って略等間隔で複数設けられている。一方、ケーシング７の上端部の外周面には、前記キャップ側回転係合板２０ｂと係合するための部位として、中心軸から外方に突出するケーシング側回転係合板７ｂが円周方向に沿って略等間隔で複数設けられている。そして、この回転止めキャップ２０を構成しているキャップ本体２０ａは、当該キャップ本体２０ａの下端側に設けられた開口部から、ケーシング７の上端部分を覆うように外嵌されることによって装着される構造となっている。
【００５５】
また、図２で示される掘削装置１において、前記アセンブリの下端部に位置するパイロットビット５が、ケーシングシュー８を介してケーシング７の下方に取付けられたリングビット６に、バヨネットマウントを用いて着脱自在に接続（チャッキング）される。当該バヨネットマウント構造について詳述すると、パイロットビット５の外周面には、前述したように、ロック用切欠部５ｇが、周回りに略６０度の等間隔で所定の範囲、すなわち、排出溝５ｅを起点にアースオーガ２が備える電気モータの回転方向と逆の方向（図５では平面視において左回りの方向）へ例えば２０度回転した範囲に６箇所設けられ、また、リングビット６における内周壁面には、前述したように、ロック用突起部６ｆが周回りに略６０度の等間隔で所定の範囲に６箇所設けられている（図５ないし８参照）。
【００５６】
前記構成からなるバヨネットマウント構造を用いた接続手順は、以下のとおりである。はじめに、リングビット６のロック用突起部６ｆとパイロットビット５が備える排出溝５ｅとが、平面視において重なるように位置合わせする（当該位置は、ロック用切欠部５ｇおよびロック用突起部６ｆどうしが非嵌合状態となる角度位置である）。その状態でリングビット６のロック用突起部６ｆとパイロットビット５のロック用切欠部５ｇとが、側面視において同じ高さとなるよう双方または一方を軸方向に移動させる。その後、リングビット６をロック用切欠部５ｇが延在する所定の方向（図５では平面視において左回り。当該回転方向は、電気モータの回転方向と逆の回転方向）へ例えば２０度回転させる（リングビット６を静止させた状態でパイロットビット５を回転させる場合には、平面視において右回りに例えば２０度回転させる）。これにより、リングビット６の突起部６ｆとパイロットビット５のロック用切欠部５ｇとが嵌合状態となる。当該嵌合状態を解除するには、平面視において、リングビット６のロック用突起部６ｆがパイロットビット５の排出溝５ｅの位置にくるように、リングビット６を前記所定の方向と逆の右周りに例えば２０度回転（または、パイロットビット５を平面視において左回りに例えば２０度回転）させればよい。これによって、掘削装置１の組立てが完了する。
【００５７】
次に、削孔作業の手順について説明する。削孔作業は、組立てられた掘削装置１のアースオーガ２が備える電気モータを起動させることで開始される。前記電気モータの回転駆動力は、出力軸２ｃに接続するスクリューロッド３を介してパイロットビット５およびこれに接続するリングビット６へと伝達され、パイロットビット５が備える中心側ドリル片５ｃおよびリングビット６が備える外周縁ドリル片６ｃによって地盤を掘削する。掘削された土は、エアー通路５ｄを通じて送り込まれる加圧空気とともに排出溝５ｅを通って上方へと押し上げられ、スクリューロッド３が備えるスクリュー部３ｂに乗って地表へと運ばれ排出される。
【００５８】
前記掘削と同時に、ダウンザホールハンマー４からの押圧力（打ち込み力）を、例えば毎秒３回の周期で、パイロットビット５の上部を構成するヘッド部５ｂの上方に形成された肩部５ｈの上端面５ｆに印加する。この押圧力（打ち込み力）は、肩部５ｈの下端面５iを通じてこれと対向するケーシングシュー８の上端面８ｃに伝達され、さらにケーシングシュー８と接合するケーシング７へと付与される。これにより、パイロットビット５およびリングビット６の掘削により形成された削孔にケーシング７およびケーシングシュー８が効率的に下方に向けて打ち込まれる。これら一連の作業によって削孔作業が進められる。
【００５９】
前記削孔作業を円滑かつ効率的に進めるためには、前述したように、掘削した土を迅速に排出することが必須であり、そのためには、スクリューロッド３が回転することで生じる押上作用および加圧空気による押上力を廃土へ効果的に作用させることが必要であるが、これを可能にするためには、スクリューロッド３、パイロットビット５およびリングビット６の回転に共連れしてケーシング７が回転しない構造が必要とされている。
【００６０】
このため本掘削装置１においては、ケーシングシュー８の外周面に突起部８ｇを突設することでケーシングシュー８と地盤との間の接触抵抗、特にケーシングシュー８が回転することを抑制する方向に働く接触抵抗を増大させ、これによって、ケーシングシュー８およびこれと接合するケーシング７が、その内側に収容するスクリューロッド３、パイロットビット６およびリングビット５の回転に共連れして回転しないようにしている。
【００６１】
また、削孔作業をより迅速且つ効果的に行なうため、本掘削装置１においては、ダウンザホールハンマー４からの押圧力（打ち込み力）を、パイロットビット５およびリングビット６に印加し、これを下方推進力として利用する構造となっている。すなわち、この掘削装置１においては、ダウンザホールハンマー４の下面とパイロットビット５が備える肩部５ｈの上端面５ｆとが対向し、また、肩部５ｈの下端面５iとケーシングシュー８の上端面８ｃとが対向し、さらにケーシングシュー８の下端８ｈとリングビット６の端面６ｅとが緩衝部材１１を介して対向するように構成されている。当該構成によれば、ダウンザホールハンマー４からの押圧力（打ち込み力）は、パイロットビット５が備える肩部５ｈに直接印加された後、肩部５ｈを通じてケーシングシュー８に伝えられ、さらにケーシングシュー８を通じてリングビット６へと伝達される。これにより、ダウンザホールハンマー４からの押圧力（打ち込み力）は、パイロットビット５およびリングビット６を下方へ押下げる推進力として作用することになる。
【００６２】
ここで、リングビット６におけるヘッド部６ａの端面６ｅには、前述したように、緩衝部材１１が載置されている（図１２参照）。このため、ダウンザホールハンマー４からの押圧力（打ち込み力）がパイロットビット５を通じてケーシングシュー８に伝えられ、さらにこれがリングビット６へと伝達される際に、ケーシングシュー８の下端８ｈと、これと対向するリングビット６の端面６ｅとが、互いに直接強打することを回避でき、打ち込み時のケーシングシュー８とリングビット６間の振動および騒音を効果的に抑制することができる。特に、掘削開始時は、ケーシング７が全て空中にあってその重量が全てケーシングシュー８に掛かっており、このため、もし緩衝部材１１が介在していないと、ダウンザホールハンマー４を打ち込む度に、ケーシング７の重量が全てかかったケーシングシュー８の下端８ｈがリングビット６の端面６ｅに強い力で当接し、大きな当接音が生じるが、本実施形態では、緩衝部材１１が介在しているので、前記強い力での当接を防止でき、大きな騒音を防止できる。なお、ケーシング７が所定の深さまで土中に入り込むと、土圧によってケーシング７の重量が支えられるため、前記ケーシングシュー８にはケーシング７の重量が掛からなくなり、前記ケーシングシュー８の下端８ｈとリングビット６の端面６ｅとの当接力は小さくなり、もしも緩衝部材１１を介在していなくても騒音は小さくなる（もちろんその場合でも緩衝部材１１を介在する方が、騒音はより小さくなる）。
【００６３】
さらに、当該緩衝部材１１は、ケーシングシュー８の下端８ｈとリングビット６の端面６ｅとの間に隙間無く配設されることから、ダウンザホールハンマーからの押圧力（打ち込み力）がパイロットビット５を通じてケーシングシュー８に伝えられ、さらにこれがリングビット６へと伝達される際、ケーシングシュー８の下端８ｈが緩衝部材１１を強打したり、または緩衝部材１１がリングビット６の端面６ｅを強打したりすることがなくなる。このため、打ち込み時の振動および騒音をより効果的に抑制することができる。
【００６４】
また、木、硬質ゴムまたは樹脂等の比較的硬質な素材からなる緩衝部材１１は、ダウンザホールハンマー４の大きな押圧力（打ち込み力）に対しても十分な耐性を有している。このため、長時間にわたる削孔作業に対しても支障なく使用できる。また、表面を平滑に加工することが容易であることから、ケーシングシュー８の下端８ｈやリングビット６の端面６ｅとの間の摩擦係数を小さくすることができ、これによってケーシングシュー８のリングビット６等との共連れを抑制することもできる。
【００６５】
さらに、当該緩衝部材１１を、ケーシングシュー８とリングビット６の間であって、リングビット６の外周側に設置しているので、緩衝部材１１を設置するために、ケーシングシュー８とリングビット６の構造が複雑化することはなく、簡素化でき、またその組み立ても容易に行うことができる。当該緩衝部材１１は、上述のように、リング状の一体品（複数部品を接合固定したものでないもの）で構成しているので、ケーシングシュー８からの強い衝撃力に耐えることができる。即ち、二つ割りにした緩衝部材を、組み付けたケーシングシュー８とリングビット６の間の隙間にその左右両側から挿入して両緩衝部材の接合部分を固定する構成も考えられるが、このように構成すると、接合部分の強度が弱くなり、ケーシングシュー８による強い衝撃力に耐えられなくなって２つに分離してしまう虞があるが、上記実施形態の場合はリング状の一体品なので、そのような虞はなく、確実にケーシングシュー８からの衝撃に耐えることができる。本実施形態では、緩衝部材１１がリング状の一体品なので、ケーシングシュー８とリングビット６の間に予めこの緩衝部材１１を設置した状態で、ケーシングシュー８とリングビット６間を組み付けている。
【００６６】
以上のようにして、削孔作業を行ってゆき、削孔が予定の深さに達したら、削孔作業を中止し、パイロットビット５とリングビット６との接続（チャッキング）を解除し、パイロットビット５、スクリューロッド３およびダウンザホールハンマー４を引き抜いてこれら部位を回収する。一方、ケーシング７、ケーシングシュー８およびリングビット６は、地中に残したまま本杭として利用される。
【００６７】
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、明細書及び図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。また、前記実施形態は、その目的及び構成等に矛盾がない限り、互いに構成を組み合わせることも可能である。また、前記記載及び図面によって示された内容は、その一部であっても、それぞれが独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は、前記記載及び図面によって示された内容を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。 
【符号の説明】
【００６８】
１：掘削装置
２：アースオーガ
３：スクリューロッド
４：ダウンザホールハンマー
５：パイロットビット
６：リングビット
６ｄ：溝部
６ｅ：端面
７：ケーシング
８：ケーシングシュー
８ａ：本体基部
８ｂ：支持部
８ｅ：突出部
８ｇ：突起部
８ｈ：下端
９：装置固定枠体
１０：連接部材
１０ａ：ワイヤー
１１：緩衝部材
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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