(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端に設けた掘削ヘッド２の上方所定位置のヘッドロッド１の外周に、ヘッドロッド１側に閉翼する格納位置から前記掘削ヘッド２の掘削径より大径の拡開位置へ回動する複数の拡大翼５を設け、該拡大翼５は前記ヘッドロッド１内に設けた単独の油圧シリンダ１７による移動体１５のヘッドロッド１軸心方向の伸縮移動をリンク機構１０のリンクアーム１１により伝達して格納位置と拡開位置との間回動するとすると共に、リンクアーム１１の基部は基部側軸１６により油圧シリンダ１７によりヘッドロッド１に対して軸方向に移動する移動体１５に取付け、基部側軸１６は、拡大翼５の格納状態において、拡大翼５をヘッドロッド１に回動自在に取付けた支点軸６と略同一高さ、または、上方に配置構成した油圧シリンダ式拡大ヘッド。
【請求項２】
請求項１において、前記拡大翼５とリンクアーム１１とは、拡大翼５の拡開状態において、拡大翼５の下縁２２はリンクアーム１１と重なり、リンクアーム１１の上縁２３は拡大翼５と重なる構成とした油圧シリンダ式拡大ヘッド。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記リンク機構１０は、拡大翼５が拡開位置と格納位置との間回動する際に、リンク機構１０のリンクアーム１１が拡大翼５と同方向に回動する構成とした油圧シリンダ式拡大ヘッド。
【請求項４】
請求項３において、前記拡大翼５の基部は支点軸６によりヘッドロッド１側に回動自在に取付け、前記リンク機構１０のリンクアーム１１の一端は拡大翼５へ先端側軸１２により取付け、リンクアーム１１の他端は油圧シリンダ１７により移動する移動体１５に基部側軸１６により取付け、前記拡大翼５の支点軸６と、前記リンクアーム１１の先端側軸１２および基部側軸１６とは、拡大翼５の閉翼状態で、リンク機構１０の基部側軸１６、拡大翼５の支点軸６、リンク機構１０の先端側軸１２の順に上から配置した油圧シリンダ式拡大ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既製杭等の杭の地中中間部あるいは下端に球根を造成するための拡大掘削ヘッドに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下端に掘削刃を有するヘッドロッドに拡大翼の基部を回動自在に取付け、拡大翼を油圧シリンダにより格納位置と拡開位置との間回動するように構成し、油圧シリンダの駆動をリンク機構のリンクアームにより伝達して回動させる構成は、公知である（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４５３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記公知例は、拡開状態の拡大翼が格納位置に回動する際に、リンク機構のリンクアームと拡大翼とは取付軸を中心に互いに鋏の刃先のように、閉じる方向に回動し、リンクアームと拡大翼との間に掘削土砂を噛み込み、拡大翼を格納できずに、ヘッドロッドの引き上げ不能状態となるという課題がある。
本願は、拡大翼およびリンク機構の構成を工夫し、掘削土砂を噛み込みを防止すると共に、拡大翼の回転抵抗を低減し、撹拌性能の向上を図ったものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、下端に設けた掘削ヘッド２の上方所定位置のヘッドロッド１の外周に、ヘッドロッド１側に閉翼する格納位置から前記掘削ヘッド２の掘削径より大径の拡開位置へ回動する複数の拡大翼５を設け、該拡大翼５は前記ヘッドロッド１内に設けた単独の油圧シリンダ１７による移動体１５のヘッドロッド１軸心方向の伸縮移動をリンク機構１０のリンクアーム１１により伝達して格納位置と拡開位置との間回動するとすると共に、リンクアーム１１の基部は基部側軸１６により油圧シリンダ１７によりヘッドロッド１に対して軸方向に移動する移動体１５に取付け、基部側軸１６は、拡大翼５の格納状態において、拡大翼５をヘッドロッド１に回動自在に取付けた支点軸６と略同一高さ、または、上方に配置構成した油圧シリンダ式拡大ヘッドとしたものである。
請求項２の発明は、前記拡大翼５とリンクアーム１１とは、拡大翼５の拡開状態において、拡大翼５の下縁２２はリンクアーム１１と重なり、リンクアーム１１の上縁２３は拡大翼５と重なる構成とした油圧シリンダ式拡大ヘッドとしたものである。
請求項３の発明は、前記リンク機構１０は、拡大翼５が拡開位置と格納位置との間回動する際に、リンク機構１０のリンクアーム１１が拡大翼５と同方向に回動する構成とした油圧シリンダ式拡大ヘッドとしたものである。
請求項４の発明は、前記拡大翼５の基部は支点軸６によりヘッドロッド１側に回動自在に取付け、前記リンク機構１０のリンクアーム１１の一端は拡大翼５へ先端側軸１２により取付け、リンクアーム１１の他端は油圧シリンダ１７により移動する移動体１５に基部側軸１６により取付け、前記拡大翼５の支点軸６と、前記リンクアーム１１の先端側軸１２および基部側軸１６とは、拡大翼５の閉翼状態で、リンク機構１０の基部側軸１６、拡大翼５の支点軸６、リンク機構１０の先端側軸１２の順に上から配置した油圧シリンダ式拡大ヘッドとしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明では、リンクアーム１１の基部側軸１６を拡大翼５をヘッドロッド１に回動自在に取付けた支点軸６より拡大翼５の格納状態において同一高さまたは上方に配置構成しているので、リンクアーム１１と拡大翼５との両者間の隙間をなくせて、噛み込みを防止でき、また、回転投影面積を小さくして回転抵抗を小さくでき、固化液と掘削土砂との撹拌性能を向上させることができる。
請求項２の発明では、拡大翼５の下縁２２はリンクアーム１１と重なり、リンクアーム１１の上縁２３が拡大翼５と重なっているので、一層、リンクアーム１１と拡大翼５との両者間の隙間をなくせて、噛み込みを防止でき、また、一層、回転投影面積を小さくして回転抵抗を小さくでき、固化液と掘削土砂との撹拌性能も向上させることができる。
請求項３の発明では、拡大翼５の回動する際に、リンク機構１０のリンクアーム１１は拡大翼５と同方向に回動するので、拡大翼５とリンクアーム１１との間の掘削土砂の噛み込みを防止できる。
請求項４の発明では、リンクアーム１１の先端側軸１２および基部側軸１６とを、リンク機構１０の基部側軸１６、拡大翼５の支点軸６、リンク機構１０の先端側軸１２の順に上から配置しているので、拡大翼５とリンクアーム１１とを同方向に回動させることができ、拡大翼５とリンクアーム１１との間の掘削土砂の噛み込みを防止でき、また、拡大翼５とリンクアーム１１との両者間に隙間がないように重ねることができ、この点でも、噛み込みを防止でき、また、拡大翼５とリンクアーム１１とが重なるので、掘削時の拡大翼５とリンクアーム１１の回転投影面積を小さくできて回転抵抗を小さくでき、これにより、掘削土砂が塊で動くことを抑制でき、固化液と掘削土砂との撹拌性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】拡大翼の格納状態の拡大ヘッドの側面図。
【図２】拡大翼の拡開状態の拡大ヘッドの側面図。
【図３】拡大翼の拡開状態の拡大ヘッドの縦断側面図。
【図４】拡大翼の拡開状態および格納状態の拡大ヘッドの縦断側面図。
【図５】拡大ヘッドの正面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一実施形態を図面により説明すると、１は拡大ヘッドのヘッドロッドであり、ヘッドロッド１の下端には掘削ヘッド２を設ける。掘削ヘッド２は地盤に縦坑を形成するものであり、ヘッドロッド１の径より大径に形成している。掘削ヘッド２の形状は本願の要件ではなく、任意形状のものでよい。
掘削ヘッド２より上方の所定位置のヘッドロッド１には、縦長で側面が平坦な一対の取付部３を設け、各取付部３の前後面にはブラケット４を夫々設け、各ブラケット４には一対の拡大翼５を支点軸６によりヘッドロッド１と略平行の格納位置と掘削ヘッド２の掘削径よりも先端が外側に開いた拡開位置との間回動自在に取付ける。
【０００９】
拡大翼５の格納時の、拡大翼５の長さ方向において基部と先端との間の任意位置には、リンク機構１０のリンクアーム１１の先端を先端側軸１２により取付ける。本例では拡大翼５の格納時の上下略中間位置にリンクアーム１１の先端を取付けている。リンクアーム１１の基部はヘッドロッド１に上下移動自在に設けた移動体１５に基部側軸１６により取付ける。
ヘッドロッド１の前記取付部３間には左右方向に貫通して空間を形成する中間開口部７を設け、中間開口部７内に移動体１５を上下動自在に挿入する。
【００１０】
移動体１５には、ヘッドロッド１内に設けた油圧シリンダ１７のピストンロッド１８の中間部を取付ける。ピストンロッド１８は、その上端にピストン１９を一体状に設け、ピストンロッド１８の中間部は中間開口部７内を上下に貫通し、ピストンロッド１８の下端はピストンロッド１８内の軸心に設けた縦穴１８Ａ内に挿入する。縦穴１８Ａは、ピストン１９の上下ストロークより長く形成する。
なお、移動体１５はピストンロッド１８の伸縮により一体上下すればよく、移動体１５とピストンロッド１８との取付構成は任意である。
前記ピストン１９は油圧シリンダ１７のシリンダチューブ２０内に摺動自在に挿入する。
【００１１】
前記リンク機構１０は、拡大翼５の拡開位置と格納位置との間の回動する際に、リンク機構１０のリンクアーム１１が拡大翼５と同方向に回動するように構成する。
即ち、拡大翼５は格納位置から拡開するときには、支点軸６中心に上方回動し、リンクアーム１１も同様に基部側軸１６中心に上方回動するように、拡大翼５の支点軸６と、リンクアーム１１の先端側軸１２および基部側軸１６を配置する。
そのため、拡大翼５が拡開位置から格納位置に戻るとき、拡大翼５とリンクアーム１１とが互いに交差することが無く、拡大翼５とリンクアーム１１の間に礫等を挟み込むのを防止する。
【００１２】
リンクアーム１１は拡大翼５の左右幅より薄い板部材により形成し、拡大翼５の側面側に先端側軸１２により取付ける。
そのため、拡大翼５とリンクアーム１１は平面視において重ならないが、拡大翼５とリンクアーム１１とは、拡大翼５を回動させる際に、拡大翼５とリンクアーム１１とが側面視において一部が互いに重なるように構成する。
即ち、拡大翼５の拡開状態において、拡大翼５の下縁２２はリンクアーム１１と重なり、リンクアーム１１の上縁２３は拡大翼５と重なるように構成し、拡大翼５とリンクアーム１１とは格納位置でも重なる構成とする。
そのため、拡大翼５とリンクアーム１１の間に隙間が生じるのを防止し、拡大翼５とリンクアーム１１の間に異物が挟まるのを防止する。
なお、本例では、リンクアーム１１を一対とし、各リンクアーム１１を拡大翼５の両側面にそれぞれ先端側軸１２により取付けている。
【００１３】
拡大翼５の支点軸６と、リンクアーム１１の先端側軸１２および基部側軸１６の具体的配置は、閉翼状態において、リンク機構１０の一端の拡大翼５への取付位置は拡大翼５の長さ方向の中間位置とし、リンク機構１０の他端の油圧シリンダ１７側となる移動体１５への取付位置は、拡大翼５の支点軸６に対しての拡大翼５のリンクアーム１１の取付位置とは反対の位置とする。
即ち、閉翼状態で、拡大翼５の支点軸６が、リンク機構１０の先端側軸１２と基部側軸１６との上下間に位置するように配置する。
【００１４】
換言すると、閉翼状態では、リンク機構１０の基部側軸１６は拡大翼５の支点軸６より上方に位置させ、リンク機構１０の先端側軸１２は拡大翼５の支点軸６より下方に位置させ、上から、リンク機構１０の基部側軸１６、拡大翼５の支点軸６、リンク機構１０の先端側軸１２の順に配置し、基部側軸１６が下動することにより、拡大翼５およびリンクアーム１１は何れも上方回動して拡開する構成とする。
前記ピストン１９およびピストンロッド１８の内側には軸心方向の全長に亘って縦孔２５を有するセメントミルク等の固化液供給管２６を挿通し、ピストン１９およびピストンロッド１８は固化液供給管２６に対して摺動自在となる。固化液供給管２６の下端部は、ピストンロッド１８の下端から下方へ突出させ、突出端部を掘削ヘッド２の吐出口２７に接続する。
【００１５】
図中、２８は圧力油供給二重管であり、圧力油供給二重管２８の下端部から分岐した一方の圧力油供給路２９をシリンダチューブ２０内の縮側スペース３０に、他方の圧力油供給路３１をシリンダチューブ２０内の伸側スペース３２にそれぞれ接続する。
３３はヘッドロッド１の上部に設けた雄継手、３４は拡大翼５の先端の掘削ビット、３５は掘削ヘッド２の掘削ビットである。
【００１６】
（実施形態の作用）
本発明は、上記の構成であり、拡大翼５を閉翼した状態で、ヘッドロッド１を回転させて掘削ヘッド２により地盤を掘削して、所定深さの縦坑を掘削する。
次に、油圧シリンダ１７のシリンダチューブ２０の伸側スペース３２に送油してピストン１９を下降させ、ピストン１９の下降によりピストンロッド１８が下降し、ピストンロッド１８は移動体１５を下降させ、移動体１５は基部側軸１６を下降させ、これにより、リンク機構１０のリンクアーム１１は基部側軸１６中心に上方回動し、拡大翼５を拡開させて拡大掘削を行って拡大孔を掘削し、この拡大孔に固化液供給管２６によるセメントミルクを吐出口２７から吐出注入し、掘削土砂とセメントミルクとを撹拌混合して拡大球根を造成する。
【００１７】
拡大翼５を拡翼位置と閉翼位置とに回動させるリンク機構１０は、閉翼状態において、リンク機構１０のリンクアーム１１の一端の拡大翼５への取付位置を拡大翼５の長さ方向の中間位置とし、リンク機構１０のリンクアーム１１の他端の油圧シリンダ１７側となる移動体１５への取付位置を、拡大翼５の支点軸６に対しての拡大翼５のリンクアーム１１の取付位置とは反対の位置としているので、拡大翼５が拡開位置から閉翼位置へ回動する際、拡大翼５とヘッドロッド１との間にリンク機構１０のリンクアーム１１が存在せず、拡大翼５とリンクアーム１１との間に掘削土砂の噛み込みを防止する。
そのため、拡大翼５を格納できずに、ヘッドロッド１の引き上げ不能状態となるのを防止する。
【００１８】
また、リンク機構１０は、拡大翼５を拡開位置と格納位置との間を回動させる際に、リンク機構１０のリンクアーム１１が拡大翼５と同方向に回動するように構成しているので、鋏のように刃先が交差することがなく、拡大翼５とリンクアーム１１とが掘削土砂を噛み込むことはない。
即ち、拡大翼５は、拡開位置から閉翼するときには支点軸６中心に下方回動し、リンクアーム１１も同様に基部側軸１６中心に下方回動するので、拡大翼５とリンクアーム１１とは交差することがなく、掘削土砂を噛み込むことはない。
【００１９】
リンク機構１０のリンクアーム１１は拡大翼５の左右幅より薄い板部材により形成し、拡大翼５の側面側に先端側軸１２により取付けているので、拡大翼５とリンクアーム１１は平面視において重ならないが、拡大翼５とリンクアーム１１とは、拡大翼５を回動させる際に、拡大翼５とリンクアーム１１とが側面視において一部が互いに重なる。
そのため、拡大翼５の拡開状態において、拡大翼５の下縁２２はリンクアーム１１と重なり、リンクアーム１１の上縁２３は拡大翼５と重なるように構成しており、拡大翼５とリンクアーム１１とは格納位置でも重なるので、拡大翼５とリンクアーム１１の間に隙間が生じることはなく、拡大翼５とリンクアーム１１の間に異物が挟まるのを防止する。
【００２０】
なお、理解を容易にするために、拡大翼５の拡開状態において説明したが、拡大翼５の格納状態で拡大翼５の内側縁が下縁２２となってリンクアーム１１の外側縁である上縁２３と重なり、拡大翼５とリンクアーム１１とは重なった状態で、拡開位置と格納位置との間回動する。
【００２１】
拡大翼５の支点軸６と、リンクアーム１１の先端側軸１２および基部側軸１６は、閉翼状態において、リンク機構１０の一端の拡大翼５への取付位置を拡大翼５の長さ方向の中間位置とし、リンク機構１０の他端の油圧シリンダ１７側となる移動体１５への取付位置を、拡大翼５の支点軸６に対しての拡大翼５のリンクアーム１１の取付位置とは反対の位置としているので、拡大翼５が拡開位置から閉翼位置へ回動する際、拡大翼５とヘッドロッド１との間にリンク機構１０のリンクアーム１１が存在せず、拡大翼５とリンクアーム１１との間に掘削土砂の噛み込みを防止する。
【００２２】
なお、拡大翼５は、拡大翼５の支点軸６と、リンクアーム１１の先端側軸１２および基部側軸１６の位置関係を上下反対にして、拡大翼５は支点軸６中心に下方回動によって拡開するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００２３】
１…ヘッドロッド 、２…掘削ヘッド 、３…取付部、４…ブラケット、５…拡大翼、６…支点軸、７…中間開口部、１０…リンク機構、１１…リンクアーム、１２…先端側軸、１５…移動体、１６…基部側軸、１７…油圧シリンダ、１８…ピストンロッド、１８Ａ…縦穴、１９…ピストン、２０…シリンダチューブ、２２…下縁、２３…上縁、２５…縦孔、２６…固化液供給管、２７…吐出口、２８…圧力油供給二重管、２９…圧力油供給路、３０…縮側スペース、３１…圧力油供給路、３２…伸側スペース、３３…雄継手、３４…掘削ビット、３５…掘削ビット。
【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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