(57)【要約】【課題】鉛直精度を高めて掘削の直進性を向上させると共に、駆動トルク損失を軽減させ、より大きな掘削能力をもつ掘削装置を提供する。【解決手段】外周面に螺旋翼６１を有する円筒状のケーシング管６と、該ケーシング内に内設され、ケーシング管６の内周径と略同径の外周径を有する略円筒状のロッド体９と、を備え、前記ケーシング管６と前記ロッド体９とを互いに逆回転させながら掘削する構成とされた掘削装置１であって、前記ロッド体９には、前記ケーシング管６の先端より突出した部分に掘削ヘッド９Ｂが形成され、前記ロッド体９は、このロッド体９を回動自在に保持する軸受部材を介して前記ケーシング管６に内設される構成とする。【選択図】図２
2005314925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋翼を有する円筒状のケーシング管と、該ケーシング内に内設され、ケーシング管の内周径と略同径の外周径を有する略円筒状のロッド体と、を備え、前記ケーシング管と前記ロッド体とを互いに逆回転させながら掘削する構成とされた掘削装置であって、
前記ロッド体には、前記ケーシング管の先端より突出した部分に掘削ヘッドが形成され、
前記ロッド体は、このロッド体を回動自在に保持する軸受部材を介して前記ケーシング管に内設されている、
ことを特徴とする掘削装置。
【請求項２】
前記軸受部材は、転がり軸受である、請求項1記載の掘削装置。
【請求項３】
前記軸受部材は、軸受メタルとして砲金を使用する滑り軸受である、請求項1記載の掘削装置。
【請求項４】
前記掘削ヘッドは、前記ケーシング管の螺旋翼の外径と略同外径の螺旋形状で形成されると共に、その先端に掘削ビットを有する構成とされた、請求項1乃至3のいずれか1項記載の掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、この掘削装置に要求される掘削深度はより深まる傾向にある。しかし、この掘削装置はその装置構造の点から、また、地盤強度の深さ方向のばらつきに伴う反力により、掘削過程で徐々に曲がったり、捩じれたりすることが多い。掘削軸の傾斜・捩じれが過度に生じると、造成される改良体が設計通りにならず、特に先行して造成した改良体と、次に造成した改良体との間に、大きな未改良部分が生じることがある。
【０００３】
そこで、従来より、先端に掘削ビットを取付けたケーシングと、このケーシング内にオーガスクリューを内装したドーナツオーガ装置を用い、ケーシングとオーガスクリューとを互いに逆回転させて反動トルクを打ち消しながら鉛直精度を向上させ、地盤を掘削する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−８１５７２号公報（３頁、図4及び５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記発明では、オーガスクリューは掘削土の排出を主に行い、地盤の掘削は専らケーシングが行うものであったため、剛性が弱く、掘削深度の深い場合には、掘削過程で徐々に曲がっていき、鉛直精度が悪くなりがちであった。
【０００５】
そこで、本発明の主たる課題は、鉛直精度を高めて掘削の直進性を向上させると共に、駆動トルク損失を軽減させ、より大きな掘削能力をもつ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】
【０００６】
上記課題を解決した本発明は、次のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
請求項１記載の発明は、外周面に螺旋翼を有する円筒状のケーシング管と、該ケーシング内に内設され、ケーシング管の内周径と略同径の外周径を有する略円筒状のロッド体と、を備え、前記ケーシング管と前記ロッド体とを互いに逆回転させながら掘削する構成とされた掘削装置であって、前記ロッド体には、前記ケーシング管の先端より突出した部分に掘削ヘッドが形成され、前記ロッド体は、このロッド体を回動自在に保持する軸受部材を介して前記ケーシング管に内設されている、
ことを特徴とする掘削装置である。
【０００７】
（作用効果）
ケーシング内に内設され、ケーシング管の内周径と略同径の外周径を有する略円筒状のロッド体が、回動自在に軸受部材を介してケーシング管に内設されていることにより、ケーシングとロッド体とを略一体化することができ、剛性を増すことができる。そのため、従来のドーナツオーガ工法等のケーシングオーガ工法と比べて、駆動トルク損失を軽減させつつ、鉛直精度を高め、直進性を向上させることができる。
また、ケーシング管の外周面には、螺旋翼が設けられているので、地盤の掘削により発生した掘削土を、掘削孔とケーシング管の外周面との間から地上に排出することができる。
さらに、ケーシング管は螺旋翼を介して掘削孔と接することになるので、接触面積が少なく摩擦抵抗が軽減されるため、掘削の際には、従来のものに比べて、同じトルク駆動力でも掘削性能が高く、また、ケーシング管とロッド体の引き抜きの際には、引き抜きが容易となる。
【０００８】
＜請求項２記載の発明＞
前記軸受部材は、転がり軸受である、請求項1記載の掘削装置である。
【０００９】
＜請求項３記載の発明＞
請求項３記載の発明は、前記軸受部材は、軸受メタルとして砲金を使用する滑り軸受である、請求項1記載の掘削装置である。
【００１０】
（作用効果）
軸受部材を転がり軸受、又は軸受部材を軸受メタルとして砲金を使用する滑り軸受とすることにより、ロッド体の保持力が高まり、さらに鉛直精度を高め、直進性を向上させることができる。
【００１１】
＜請求項４記載の発明＞
請求項４記載の発明は、前記掘削ヘッドは、前記ケーシング管の螺旋翼の外径と略同外径の螺旋形状で形成されると共に、その先端に掘削ビットを有する構成とされた、請求項1乃至3のいずれか1項記載の掘削装置である。
【００１２】
（作用効果）
掘削ヘッドがケーシング管の螺旋翼の外径と略同外径の螺旋形状で形成されると共に、その先端に掘削ビットを有する構成になっていることにより、掘削ビットで掘削された掘削土の地表面への排出がスムーズに行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、鉛直精度を高めて掘削の直進性を向上させると共に、駆動トルク損失を軽減させ、より大きな掘削能力を発生させることができる等の利点がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明に係る掘削装置１は、たとえば図１に示す全体構造を有するものである。すなわち、ベースマシン２の前方において支持され設置されたリーダ３はベースマシン２のリーダ受台４とバックステイ５により支えられる構造となっている。前記リーダ３には、複数本の単位ケーシング管を長手方向に連結して構成された長尺のケーシング管６が鉛直方向に移動可能なように設けられ、そのケーシング管６の頭部にはリーダ３に沿ってスライドする動力源７が搭載されている。この動力源７の動力は、減速機８を介してケーシング管６及びロッド体９に伝達される。
【００１５】
動力源７としては、油圧モータが用いられることもあるが、一般的には電動モータが多く用いられる。この種の電動モータは一台に限られず、複数台用いることも可能である。これら電動モータからの動力は図示しない歯車列により一つにまとめられ、減速機８により回転数が減速されてケーシング管６に伝達される。また、減速機８には、スイベル（図示せず）が搭載されており、このスイベルにより、後述するロッド体９の中空部９３を介して掘削ヘッド９Ｂから掘削液、エアー、根固め液又は杭周固定液等を適宜切り替えて吐出させることができる。なお、リーダ３の下方には、ケーシング管６をガイドすると共に、ケーシング管６及びロッド体９の回動に伴う振れを防止すための振れ止め装置１０が取付けられている。
【００１６】
次に、図１、図２及び図３に基づきケーシング管６及びロッド体９について説明する。なお、図２は、先端部分の単位ケーシング管と単位ロッド体を説明するための正面図及び部分断面図であり、図３は先端部分の単位ケーシング管と単位ロッド体の拡大正面図及び部分断面図である。
図１及び図２に示すように、ケーシング管６は、単位ケーシング管が長手方向に複数本連結されて構成されており、同様にロッド体９も単位ロッド体が長手方向に複数本連結されて構成されている。
【００１７】
ケーシング管６は、円筒状の外周面に螺旋翼６１を有している。この螺旋翼６１は、発生した掘削土を掘削孔とケーシング管６の外周面との間から地上に排出する機能を有すると共に、孔壁安定のためのベントナイト泥水などの掘削液や、根固め液又は杭周固定液等を攪拌する機能を有している。また、ケーシング管６は螺旋翼６１を介して掘削孔と接することになるので、接触面積が少なく摩擦抵抗が軽減されるため、掘削の際には、従来のケーシング管に比べて、同じトルク駆動力でも掘削性能が高く、また、ケーシング管６とロッド体９の引き抜きの際には、引き抜きが容易となる。
【００１８】
ケーシング管６（図２では先端部分の単位ケーシング管６Ａ）は、中空状であり、その内部に後述するロッド体９（図２では先端部分の単位ロッド体９Ａ）を内設している。なお、図示はしないが、ケーシング管６の外周面に、前述したロッド体９の中空部内に搬送される掘削液、エアー、根固め液又は杭周固定液等を吐出する吐出口を適宜設けて、ケーシング管６の外周面からこれらを吐出させてもよい。
【００１９】
ロッド体９（図２では先端部分の単位ロッド体９Ａ）は、ケーシング管６の内周径と略同径の外周径を有する略円筒状であり、ロッド体９の内部は、前述したように、中空状になっており、この中空部９３を介して、掘削ヘッド９Ｂから掘削液、エアー、根固め液又は杭周固定液等を吐出させることができる。
【００２０】
ロッド体９（図２では先端部分の単位ロッド体９Ａ）は、軸受部材により回動自在に保持されて、ケーシング管６に取付けられている。具体的には、軸受部材として転がり軸受９１，９２；９１，９２；…が用いられており、ロッド体９の外周面とケーシング管６の内周面との一部に形成された溝部分に、これら転がり軸受９１，９２；９１，９２；…が嵌合されたかたちとなっている。そして、図２及び図３に示すように、互いに隣接する転がり軸受９１，９２によって横方向及び縦方向（上下方向）の移動が制約され、ロッド体９とケーシング管６とは互いに逆回転することを可能としながらも、ロッド体９の外周径をケーシング管６の内周径と略同径とすることで構造的に一体化し、剛性を高めることを可能としている。そのため、従来のドーナツオーガ工法等のケーシングオーガ工法と比べて、駆動トルク損失を軽減させつつ、鉛直精度を高め、直進性を向上させることができる。すなわち、ケーシング管６とロッド体９とを互いに逆回転させながら掘進することにより、反動トルクを打ち消し、ベースマシン２やリーダ３に反動トルクを作用させず、鉛直精度を高めるのみならず、ケーシング管６とロッド体９とを構造的に一体化させることにより剛性を高めて、より一層、鉛直精度を高め、直進性を向上させているのである。
【００２１】
ここで、隣接する転がり軸受９１，９２としては、横方向及び縦方向の移動を制約するため、一方をラジアル軸受、他方をスラスト軸受とし、両者を対として用いることが好適である。より好適には、ラジアル軸受として深溝玉軸受、スラスト軸受として平面座スラスト玉軸受を用いることが望ましい。なお、転がり軸受９１，９２；９１，９２；…に代えて滑り軸受（図示せず）を用いてもよい。滑り軸受の軸受メタルとしては、黄銅、青銅アルミニウム、ホワイトメタル、ケルメットなどを用いることができるが、砲金が好適である。  
【００２２】
図２に示すように、ロッド体９Ａには、ケーシング管６Ａの先端より突出した部分に掘削ヘッド９Ｂが形成されている。また、単位ロッド体９Ａの先端の外周面と単位ケーシング管６Ａの先端の内周面との間には、隙間を水密状態にするためのパッキン（図示せず）が取付けられており、このパッキンにより、滑り摩擦抵抗を高める原因となる泥水の侵入を防ぐことができる。
掘削ヘッド９Ｂは、ケーシング管６（図２では先端部分の単位ケーシング管６Ａ）の螺旋翼６１の外径と略同外径の螺旋形状で形成されると共に、その先端に掘削ビット９４，９４，…が取付けられている。そして、掘削ヘッド９Ｂには、吐出口（図示せず）が設けられており、この吐出口から、前述した掘削液、エアー、根固め液又は杭周固定液等を吐出させることができる。
【００２３】
掘削ヘッド９Ｂを螺旋形状で形成していることにより、吐出された掘削液、エアー、根固め液又は杭周固定液等を攪拌すると共に、掘削により発生した掘削土を上方へ排出することができる。また、その形状において、ケーシング管６の螺旋翼６１の外径と略同外径となっていることにより、掘削ビット９４，９４，…で掘削された掘削土の地表面への排出がスムーズに行うことができるようになっている。
【００２４】
なお、図２で先端部分の単位ケーシング管６Ａと単位ロッド体９Ａとを説明したが、先端部分以外の単位ケーシング管と単位ロッド体とについては、基本的な構成は略同様なので説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る掘削装置の概要を説明するための正面図である。
【図２】先端部分の単位ケーシング管と単位ロッド体を説明するための正面図及び部分断面図である。
【図３】先端部分の単位ケーシング管と単位ロッド体の拡大正面図及び部分断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…掘削装置、２…ベースマシン、３…リーダ、４…リーダ受台、５…バックステイ、６…ケーシング管、６Ａ…先端部分の単位ケーシング管、７…動力源、８…減速機、９…ロッド体、９Ａ…先端部分の単位ロッド体、９Ｂ…掘削ヘッド、１０…振れ止め装置、６１…螺旋翼、９１…転がり軸受、９２…転がり軸受、９３…中空部、９４…掘削ビット。
【図１】
2005314925.tif 000003
【図２】
2005314925.tif 000004
【図３】
2005314925.tif 000005