(57)【要約】【課題】掘削によって発生する排出土の一部を掘削穴壁に押し込んで圧密するとともに、排出土の量を抑制する。【解決手段】スクリュー羽根５の１ピッチ間に、そのスクリュー羽根５の周方向に等分して複数の転圧ローラ６が水平回転自在に付設されている。前記転圧ローラ６は、いずれもその外周面６ａが前記スクリュー羽根５の外周縁５′以内に収まるようにして配設され、その支持軸７の軸心がスクリュー軸４の軸心と平行に配されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュー羽根の１ピッチ間に、そのスクリュー羽根の周方向に等分して複数の転圧ローラが水平回転自在に付設されていることを特徴とするオーガスクリュー。
【請求項２】
前記スクリュー羽根の周方向に配設される複数の転圧ローラを一群として、この一群の転圧ローラが、スクリューの要所に、適宜間隔をもって軸方向に複数箇所で設けられている請求項１に記載のオーガスクリュー。
【請求項３】
前記転圧ローラは、いずれもその外周面が前記スクリュー羽根の外周縁以内に収まるようにして配設されている請求項１または２に記載のオーガスクリュー。
【請求項４】
前記転圧ローラは、その支持軸心がスクリュー軸心と平行に配されている請求項１〜３のいずれかに記載のオーガスクリュー。
【請求項５】
前記転圧ローラは、その支持軸が前記スクリュー羽根に対して着脱可能に設けられている請求項１〜４のいずれかに記載のオーガスクリュー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削時における排出残土の量を抑制することができるオーガスクリューに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地中に連続擁壁を構築するような工事には、複数軸を並列させてなる多軸オーガスクリューを用いて掘削が行われている。このような工事では、掘削に伴い生じる排土の処理が必要である。ところで、この掘削作業には掘削を促進させるのに、スクリュー軸内を通じてセメントミルクなど注入しながら掘削が行われるので、揚土される排出土には注入されたセメントミルクが混在する。そのために、埋め戻し土として使用することができず、排出土は産業廃棄物となるので、その処理に多くの費用が発生することになる。
【０００３】
このような状況から、前記排出土の量を削減することが要求されている。このような問題を改善する手段として、掘削時に掘削された土砂をすべて地上に排出することなく、その一部を掘削された穴壁に押圧して排出土の量を削減するとともに穴壁を圧密することにより穴壁の崩落も防ぐという効果が得られる試みが、特許文献１によって開示されている。この掘削土圧密形のオーガスクリューでは、図３（ａ）（ｂ）に示されるように、スクリュー羽根１０１の１ピッチ間で下段のスクリュー羽根１０１ａの上面からロッド１０２に沿って上段のスクリュー羽根１０１ｂの下面までに、一部をスクリュー羽根１０１の外周縁位置まで外方に張り出す彎曲押圧面１０４を側面としたコテ部１０３が設けてあり、このオーガスクリューで掘削する際にスクリュー羽根１０１によって掻き揚げられる排土の一部または大部分を穴壁面に押し付けて圧密し、排出される排土の量を少なくするというものである。なお、前記コテ部１０３の排土掻き揚げ方向の背面１０５は平坦に形成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３０５５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記先行技術によるオーガスクリューでは、スクリュー羽根１０１間の途中にてコテ部１０３と称される部片を付設されているので、掘削によって生じる排出土がスクリュー羽根１０１によって順次掻き揚げられる際、そのコテ部１０３によって移動を遮断され、理想的にはコテ部１０３の彎曲押圧面１０４により掘削された穴壁に押し付けられて圧密状態にされるのであるが、掘削される土質によってはコテ部１０３で穴壁に十分に圧密されるとは限らない。当然、この圧密操作に伴う大きな負荷がロッド１０２に作用することになる。しかもこの大きな側圧力は部分的にスクリュー軸（ロッド１０２）に対して一方から作用することになるので、ロッド１０２を横方向から押し曲げる作用力が働き、変則的な負荷がかかることになるのでロッド１０２をより頑丈なものとすることが要求される。もちろん、オーガーの駆動装置も必要以上に大きな動力を備えたものが必要になり、設備費ならびに運転によるランニングコストが増大するという問題点がある。
【０００６】
なお、前記特許文献１には、前記コテ部１０３を上下方向に半分の高さ(図３中二点鎖線ａで示している)にすることも開示されている。あるいはコテ部１０３を設けた部分の回転方向の手前位置でスクリュー羽根１０１の一部を切欠いて空間部が形成されることについても記載されている（図示せず）。このような構造にすれば掻き揚げられる一部の排土が隙間を通過したり空間部から落下したりしてロッド１０２に作用する負荷力を軽減できるが、その反面、目的とする穴壁に対しての圧密操作が著しく低下し、排土量の抑制効果が不十分になるという問題点がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決して、掘削によって発生する排出土の一部を掘削穴壁に押し込んで圧密するとともに、排出土の量を抑制することが容易になるオーガスクリューを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明によるオーガスクリューは、
スクリュー羽根の１ピッチ間に、そのスクリュー羽根の周方向に等分して複数の転圧ローラが水平回転自在に付設されていることを特徴とするものである（第１発明）。
【０００９】
前記発明において、前記スクリュー羽根の周方向に配設される複数の転圧ローラを一群として、この一群の転圧ローラが、スクリューの要所に、適宜間隔をもって軸方向に複数箇所で設けられているのがよい（第２発明）。
【００１０】
また、前記第１発明または第２発明において、前記転圧ローラは、いずれもその外周面が前記スクリュー羽根の外周縁以内に収まるようにして配設されているのがよい（第３発明）。また、前記転圧ローラはその支持軸心がスクリュー軸心と平行に配されているのがよい（第４発明）。そして、前記転圧ローラは、その支持軸が前記スクリュー羽根に対して着脱可能に設けられているのがよい（第５発明）。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、オーガスクリューのスクリュー羽根の1ピッチ間に、そのスクリュー羽根の周方向に等分配設される転圧ローラにより、オーガスクリューによる掘削で生じる排出土が、掻き揚げられる途中で前記転圧ローラ配置箇所に達すると、その転圧ローラに排出土が当接して外方向に押出される。転圧ローラは回転自在に設けられているので、スクリュー羽根の回転に応じてフリー回転して押出した排出土を掘削穴の壁面側に押し付ける。したがって、押出された排出土はこの転圧ローラによって転圧され、掘削穴壁面を圧密にする。したがって、排出土の一部が掘削穴壁に押し戻されて地上部へ排出される排出土の量が抑制される。同時に掘削穴壁面が圧密されて崩落防止効果が高められる。また、スクリューに対する転圧ローラは１ピッチに複数等分配置されていて、回転フリーになっているから、排出土が多く接触することがあっても、その排出土の移動部における全量を無理やり外方に押出すことなく一部はすり抜けて上方へ移動することができるので、スクリュー軸体に過剰な負荷を与えることなく回転させることができ、駆動力の増大を抑制して運転によるランニングコストが過大化するのを防止できるという利点がある。
【００１２】
また、本発明によれば、転圧ローラがスクリュー羽根に対して着脱可能にされているので、掘削地盤の土質分布などに応じて掘削時に掘削穴の壁面圧密効果を有効にできる位置に、転圧ローラを一群として配置換えして使用することができる。したがって、オーガスクリューの駆動負荷が定常時よりも大きくなってもそれに伴い掘削穴壁の養生が付加され、作業性の向上を図ることができる。また、転圧ローラはスクリュー羽根の回転領域内に配置されるので、掘削推進に支障なく、また転圧ローラが大きな推力を受けることなく追従させることができるので、耐久性を損なうことがない。しかも、転圧ローラは着脱可能に設けられているので、損耗しても新たなものと交換して使用できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明に係るオーガスクリューの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１には本発明に係るオーガスクリューを多軸オーガーに適用したものの一実施形態正面図が示されている。図２には本実施形態のオーガスクリューの要部正面図（ａ）と転圧ローラの装着部断面図（ｂ）および転圧ローラの配置を表わす平面図（ｃ）が示されている。
【００１５】
この実施形態のオーガスクリュー１は、三軸オーガーに適用したものであり、両外側のオーガスクリュー１Ａ，１Ｂの各先端部が中央位置のオーガスクリュー１Ｃよりも長く形成され、それぞれ先端部に掘削刃２を備えたカッタースクリュー３が付設されている。また、各オーガスクリュー１（各オーガスクリューを総称して符号１で表わす。以下同様）には、スクリュー軸４（ロッド）に対して軸方向に所要の間隔でスクリュー羽根５が断続して付設されている。なお、前記ロッド４は所要長さで、公知の継ぎ手構造（図示せず）により順次接続できるようになされている。
【００１６】
断続して設けられるスクリュー羽根５の適所には、図２（ａ）〜（ｃ）によって示されるように、スクリュー羽根５の１ピッチ間に転圧ローラ６が周方向に三等分されて３個配設されている。また、この転圧ローラ６が配置される箇所におけるスクリュー羽根５のリードは、特に限定されないが、転圧ローラ６を配置しない箇所におけるスクリュー羽根５のリードの１／２に設定されている。なお、この設定は、転圧ローラ６の支持間隔を短くして、作用する押圧負荷を軽減して小型化すること、ならびに排出土の掘削穴壁面への押し戻し効果を高めることにある。
【００１７】
この転圧ローラ６は、鋼製であって、上側のスクリュー羽根５ａと下側のスクリュー羽根５ｂとの間に、ロッド４（スクリュー軸）の軸線に平行してそれらのスクリュー羽根５ａ，５ｂにて支持される支持軸７により回転自在な状態で支持されている。この支持軸７は、たとえば一端に頭部７ａを有し、他端にねじ部７ｂが形成されて上下のスクリュー羽根５ａ，５ｂに設けられた軸挿通孔８，８′に挿通され、ねじ部７ｂにおいてナット９で締結固定される。なお、前記ナット９は、例えばノックピンあるいはイダリング（爪付き座金）などによって外れ止めを施しておくのが好ましい。また、前記転圧ローラ６は、前記支持軸７によって支持された状態で、その外周面６ａがスクリュー羽根５の外縁５′から突き出さないようにして設けられる。こうすることにより、オーガスクリュー１が掘進する際にスクリュー羽根５の回転領域内にあって直接的に推力を受けないようにされている。また、転圧ローラ６の直径は、前記支持軸７による支持位置でロッド４の外周との間に適当な間隙ｔが形成される寸法とされている。
【００１８】
このように形成された転圧ローラ６は、円周方向に等分配置された３個を一群として、図１に例示されるように、軸方向に所要の位置で複数箇所のスクリュー羽根５に取付けられて使用される。なお、前記転圧ローラ６の一群の数は、３個に限定されるものではなく、２個あるいは３個以上であってもよい。
【００１９】
このように構成される本実施形態のオーガスクリュー１によれば、図示されないオーガー駆動装置により駆動されて掘削が行われると、先端部の掘削刃２およびカッタースクリュー３によって掘削された土砂が、掘進とともにスクリュー羽根５によって掻き揚げられる途中において、転圧ローラ６群を備えるスクリュー羽根５位置に達すると、スクリュー羽根５のリードに沿って移動する排出土が転圧ローラ６によって移動を遮られる。
【００２０】
転圧ローラ６によって移動を遮られる排出土は、オーガスクリュー１の回転によってその一部が外側に押出され、あるいは転圧ローラ６とロッド４との間隙ｔを通り抜けて上昇移動する。転圧ローラ６によって外側に押出された排出土は、その転圧ローラ６が回転自在に支持されているので、スクリュー羽根５の回転に伴う移動とともに掘削穴の壁面に向かって転動しながら押圧（転圧）される。したがって、順次掘削穴壁面側に押出された排出土は各転圧ローラ６によって転圧され、掘削穴壁面部は圧密状態になる。
【００２１】
こうして掻き揚げられる排出土は、一部が順次転圧ローラ６群によって掘削穴壁面側に押出されて転圧されることにより、複数段にわたって設けられる前記転圧ローラ６群で地層中に押し戻されて圧密されることになるので、押し戻されずに掻き揚げられて地上への排出土の量は少なくなる。したがって、掘削に際してセメントミルクなど掘削助剤を用いるために、そのセメントミルクなど掘削助剤が混入して排出される排土（産業廃棄物）の処分量が削減できるのである。
【００２２】
また、前述のように、掘削された排出土は掘削穴の途中で地層に押し戻されて転圧ローラ６により掘削穴壁面に押込まれることになるから、その押圧に伴い掘削穴の周囲が圧密され、強度が高められることになる。したがって、掘削途中で壁面が崩落するようなことを防止できるとともに、掘進に伴うスクリュー羽根５と穴壁面との接触抵抗が削減され、負荷の増大を予防できるという効果も併せ得られるのである。
【００２３】
なお、転圧ローラ６群を備えるスクリュー羽根５の箇所では、スクリュー羽根５のリードに沿って掻き揚げられる排出土がすべて転圧ローラ６によって遮られることはなく、前述のように転圧ローラ６とロッド４との間隙ｔを通じて一部を移動させるようになっているので、ロッド４に過剰な負荷が作用することがなく円滑に回転させて掘削することができる。また、転圧ローラ６も遮る排出土による押圧抵抗で自由回転を阻害されないようになっているから、スクリュー羽根５の回転とともに自身も転動して外方に押出した土砂を転圧することができるのである。
【００２４】
また、オーガスクリュー１は、運転中に正逆転させて掘削作業が行われるので、万一転圧ローラ６群において排出土が移動を阻止されるような事態が発生しても、逆転動作によって押し戻され、停滞することなく排出が行われる。
【００２５】
また、この実施形態において、転圧ローラ６は着脱可能に設けられているので、地層に軟弱な層が一部に存在するような場合、その軟弱層に該当する掘削深度対応位置となるオーガスクリュー１のロッド４に予め設けてあるスクリュー羽根５の転圧ローラ６取付部に、使用中あるいは新たな転圧ローラ６を装着して、前記要領で掘削推進すれば、その軟弱地層部分での掘削穴壁面に排出土を押込んで掘削穴の周囲の地層を圧密状態に仕上げることができるのである。
【００２６】
以上の説明においては、スクリュー羽根間に付設する転圧ローラについて、その支持軸の軸心をロッドの軸線に平行するようにして設けるものについて記載したが、必要に応じて、上下のスクリュー羽根のらせん角に直交する軸線で支持軸を取付け、この支持軸にて転圧ローラを回転自在に支持させるようにすることもできる（図示省略）。この場合においても、転圧ローラの周面は、スクリュー羽根の外縁よりも内側になるように配置されるのが好ましい。このように構成しても、前記実施形態と同様の効果を奏する。
【００２７】
また、前記実施形態の説明では、三軸のオーガスクリューについて記載したが、一軸のオーガスクリューにおいても、そのまま適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係るオーガスクリューを多軸オーガーに適用したものの一実施形態正面図
【図２】本実施形態のオーガスクリューの要部正面図（ａ）と転圧ローラの装着部断面図（ｂ）および転圧ローラの配置を表わす平面図（ｃ）
【図３】公知の掘削土圧密機能を備えるオーガスクリューの一部側面図（ａ）と平断面図（ｂ）
【符号の説明】
【００２９】
１    オーガスクリュー
２    掘削刃
４    ロッド（スクリュー軸）
５    スクリュー羽根
６    転圧ローラ
７    支持軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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