(57)【要約】【課題】拡径時に地盤からの急激な抵抗を受けることを防止しつつ、拡径量を大きく設定可能な基礎杭施工用の掘削治具を提供する。【解決手段】駆動軸２に掘削軸３を上下方向に相対変位可能にスプライン結合させる。上記拡大翼４の上端部が駆動軸２に対し上下方向に回動可能に連結し、該拡大翼４の下端部が補助リンク１２の上端部に上下方向に回動可能に連結し、該補助リンク１２４の下端部が上記掘削軸３に対し上下方向に回動可能に連結する。上記拡大翼４に、拡大掘削用の刃物８が取り付けてある。拡大翼４は、回転軸を通る仮想平面Ｆ上を上下に移動可能に配置されると共に、その拡大翼４に連結される２本の補助リンク１２が、上記仮想平面Ｆに対して面対称に配置される。【選択図】        図１
2005023561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸と、該駆動軸にスプライン結合する掘削軸と、掘削軸の先端部に設けられた軸掘り用刃物と、上記駆動軸及び掘削軸に支持されて拡径可能となっていると共に拡大掘削用刃物が取り付けられた拡大翼と、を備える基礎杭施工用の掘削治具であって、
上記駆動軸と掘削軸とを、上下方向に相対変位可能にスプライン結合すると共に、上記掘削軸に対し、該掘削軸の軸回りに回動変位可能な状態で支持される回動部材を設け、
上記拡大翼の上端部が駆動軸に対し上下方向に回動可能に連結し、該拡大翼の下端部若しくは延在方向途中位置が２本の補助リンクの各上端部に上下方向に回動可能に連結し、該２本の補助リンクの下端部がそれぞれ上記回動部材に対し上下方向に回動可能に連結し、
上記拡大翼は、駆動軸の軸線を通る仮想平面上を上下に移動可能に配置され、上記２本の補助リンクは、上記仮想平面に対し面対称に配置されることを特徴とする基礎杭施工用の掘削治具。
【請求項２】
駆動軸と、該駆動軸にスプライン結合する掘削軸と、掘削軸の先端部に設けられた軸掘り用刃物と、上記駆動軸及び掘削軸に支持されて拡径可能となっていると共に拡大掘削用刃物が取り付けられた拡大翼と、を備える基礎杭施工用の掘削治具であって、
上記駆動軸と掘削軸とを、上下方向に相対変位可能にスプライン結合すると共に、上記掘削軸に対し、該掘削軸の軸回りに回動変位可能な状態で支持される回動部材を設け、
上記拡大翼の上端部が駆動軸に対し上下方向に回動可能に連結し、該拡大翼の下端部若しくは延在方向途中位置が補助リンクの上端部に上下方向に回動可能に連結し、該補助リンクの下端部が上記回動部材に対し上下方向に回動可能に連結し、
上記拡大翼及び補助リンクは共に、駆動軸の軸線を通る同一の仮想平面上を上下に移動可能に配置されることを特徴とする基礎杭施工用の掘削治具。
【請求項３】
上記拡大翼及び補助リンクの組が、駆動軸の軸線に対して軸対称に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した基礎杭施工用の掘削治具。
【請求項４】
上記掘削軸の少なくとも上部は筒体からなる筒状部を構成し、該筒状部内に上側から駆動軸の下部が同軸に挿入され、上記掘削軸の内径面若しくは駆動軸の外径面の一方に上下に延びるキー溝が形成されると共に、該掘削軸の内径面若しくは駆動軸の外径面の他方に上記キー溝に向けて突出するキーが形成され、上記キー溝の延在方向の一部は、溝幅が広くなってキーと上下に対向する突き当て面を有する幅広部を形成することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載した基礎杭施工用の掘削治具。
【請求項５】
上記キーが駆動軸外径面に設けられると共に、キー溝が筒状部内径面に設けられ、上記幅広部は、上記拡大翼が縮径状態のときに上記キーと対向する位置において駆動軸が正回転する際にキーが押し付けられるキー溝の側壁側に溝幅が広くなっていると共に上記突き当て面が上方を向いていることを特徴とする請求項４に記載した基礎杭施工用の掘削治具。
【請求項６】
上記キーが筒状部内径面に設けられると共に、キー溝が駆動軸外径面に設けられ、上記幅広部は、上記拡大翼が縮径状態のときに上記キーと対向する位置において駆動軸が正回転する際にキーが押し付けられるキー溝の側壁側に溝幅が広くなっていると共に上記突き当て面が下方を向いていることを特徴とする請求項４に記載した基礎杭施工用の掘削治具。
【請求項７】
上記駆動軸の少なくとも下部は筒体からなる筒状部を構成し、該筒状部内に下側から掘削軸の上部が同軸に挿入され、上記駆動軸の内径面若しくは掘削軸の外径面の一方に上下に延びるキー溝が形成されると共に、該駆動軸の内径面若しくは掘削軸の外径面の他方に上記キー溝に向けて突出するキーが形成され、上記キー溝の延在方向の一部は、溝幅が広くなってキーと上下に対向する突き当て面を有する幅広部を形成することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載した基礎杭施工用の掘削治具。
【請求項８】
上記キーが掘削軸外径面に設けられると共に、キー溝が筒状部内径面に設けられ、上記幅広部は、上記拡大翼が縮径状態のときに上記キーと対向する位置において駆動軸が正回転する際にキーが押し付けられるキー溝の側壁側に溝幅が広くなっていると共に上記突き当て面が下方を向いていることを特徴とする請求項７に記載した基礎杭施工用の掘削治具。
【請求項９】
上記キーが筒状部内径面に設けられると共に、キー溝が掘削軸外径面に設けられ、上記幅広部は、上記拡大翼が縮径状態のときに上記キーと対向する位置において駆動軸が正回転する際にキーが押し付けられるキー溝の側壁側に溝幅が広くなっていると共に上記突き当て面が上方を向いていることを特徴とする請求項７に記載した基礎杭施工用の掘削治具。
【請求項１０】
上記キー溝は、螺旋状に上下に延び、その延び方向は、駆動軸の正回転方向に向かうにつれて上側に案内するように設定されていることを特徴とする請求項４〜請求項９のいずれかに記載した基礎杭施工用の掘削治具。
【請求項１１】
上記キー溝の傾斜角は、軸線に対して１０度以上の傾斜角の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１０に記載した基礎杭施工用の掘削治具。
【請求項１２】
上記拡大翼が拡径状態となったときに、掘削軸に対し駆動軸が上方に相対変位することを規制するロック機構を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載した基礎杭施工用の掘削治具。
【請求項１３】
上記ロック機構は、拡大翼が拡径状態のときにキーが対向するキー溝に対し、駆動軸が逆回転する際にキーが押し付けられるキー溝の側壁側に溝幅が広くしてなる第２幅広部によって構成することを特徴とする請求項１２に記載した基礎杭施工用の掘削治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中掘工法における、根固め球根部を形成するために拡径掘削を行う拡大翼を備えた基礎杭施工用の掘削治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
中掘工法において、根固め球根部を形成する方法として次の方法が提案されている。
この方法は、スパイラルスクリューの先端部に対し、先端部に軸掘り用の掘削刃物を有すると共に拡大翼機構を備えた掘削治具を取り付けた装置を使用する。そして、その掘削治具を取り付けたスパイラルスクリューを中空杭内に挿入し上記掘削治具に回転トルクを伝達することで中掘りを行う。続いて、杭を所定深度まで沈設した後、上記拡大翼を拡径し、続けて該拡大翼に取り付けられた拡大掘削用の刃物で杭先端部の地盤を拡大掘削して根固め球根用空間を形成する。その後、セメントミルクを上記掘削した球根用空間に噴射し、上記拡大翼の回転などで土砂と攪拌混合することによって、根固め部球根を築造する。
【０００３】
従来における拡大翼を拡径・縮径する機構は、例えば特許文献１などに記載されているものがある。
すなわち、図１５に示すように、上記掘削治具の回転軸５０から偏心し上下に延びる支持軸５１に対し、拡大翼５２が水平方向に回動可能に取り付けられて構成される。
そして、掘削治具を正回転（右回転）するときには、拡大翼５２の刃先先端部が上記回転軸５０側に位置して縮径状態（図１５（ａ）参照）となっていることで、杭内径よりも小さい径の円内に配置され杭内を通過可能となっている。一方、掘削治具を逆回転させると、拡大翼５２に設けた刃物の先端部が地盤に食い込んで、該拡大翼５２は強制的且つ一気に拡径した状態（図１５（ｂ）参照）となり、拡大掘削が可能となる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−６２４５２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記拡大翼機構では、拡大翼５２が水平面上で拡径する際に、地盤に食い込こむ反力を利用して強制的に一気に開く（拡径する）機構であるので、地盤からの大きな抵抗を急激に受けてしまうという問題がある。特に、拡大掘削する支持層は硬いので、この問題が顕著となる。
また、従来にあっては、拡大翼５２を水平面で縮径・拡径する機構方式であるので、杭内を通過することができるまで縮径させておく必要があることを考慮すると、拡径量にも限界があるという問題もある。このことは、杭の支持力に関係する球根根固め部の大きさが制限されるという問題が生じる。
【０００６】
また、図１５（ａ）のように、拡大翼の縮径状態においても拡大翼は横方向に張り出すように位置、つまり、平面視で上記拡大翼が比較的に大きな領域を占めることから、杭内の掘削土が通過する空間が狭くなって軸掘り時に掘削土の上方への移動がスムーズでないおそれあり、その分だけ施工性が良く無い。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、拡径時に地盤からの急激な抵抗を受けることを防止しつつ、拡径量を大きく設定可能な基礎杭施工用の掘削治具を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、駆動軸と、該駆動軸にスプライン結合する掘削軸と、掘削軸の先端部に設けられた軸掘り用刃物と、上記駆動軸及び掘削軸に支持されて拡径可能となっていると共に拡大掘削用刃物が取り付けられた拡大翼と、を備える基礎杭施工用の掘削治具であって、上記駆動軸と掘削軸とを、上下方向に相対変位可能にスプライン結合すると共に、上記掘削軸に対し、該掘削軸の軸回りに回動変位可能な状態で支持される回動部材を設け、上記拡大翼の上端部が駆動軸に対し上下方向に回動可能に連結し、該拡大翼の下端部若しくは延在方向途中位置が２本の補助リンクの各上端部に上下方向に回動可能に連結し、該２本の補助リンクの下端部がそれぞれ上記回動部材に対し上下方向に回動可能に連結し、上記拡大翼は、駆動軸の軸線を通る仮想平面上を上下に移動可能に配置され、上記２本の補助リンクは、上記仮想平面に対し面対称に配置されることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、駆動軸と掘削軸とが上下方向に相対変位することで、拡大翼の上端部と補助リンクの下端部とが離れたり・近づいたりする結果、拡大翼が上下に回動して、当該拡大翼が上方に拡径及び下方に縮径する。このように、拡大翼を上下方向に展開して拡径及び縮径を行うので、従来に比べて拡径量を大きく設定することができる。
【０００９】
また、上記拡大翼を駆動軸の軸線を通る仮想平面で上下に移動可能に配置することで、縮径状態では、拡大翼を駆動軸に沿って上下に延びるように配置可能となる。この結果、平面視において、拡大翼縮径時における当該拡大翼が占める領域が小さくなって、その分、軸掘りによる掘削土の上方への移動がスムーズとなる。
【００１０】
さらに、駆動軸が掘削軸に対し相対的に円周方向へ回動変位しても、その回動変位は回動部材が駆動軸に対し回転変位することで吸収され、補助リンク及び拡大翼に所要以上の不要なねじりトルクが入力されることが防止される。なお、上記拡大翼の上端部を上記のような回動部材を介して駆動軸に支持させると、駆動軸から拡大翼に回転トルクを伝達することが出来なくなる。
【００１１】
さらにまた、拡大翼を拡径する２本の補助リンクが、仮想平面に対して面対称に配置される結果、拡径時に拡大翼から補助リンクに対し軸方向に向かう反力がそれぞれ入力されても、各補助リンクから回動部材に対し同じ大きさで且つ反対方向の力として伝達されることで、回動部材に不要な回動変位の発生が防止されて、補助リンクの取付け点に対し無理なモーメントが発生することを防止可能となる。
【００１２】
次に、請求項２に記載した発明は、駆動軸と、該駆動軸にスプライン結合する掘削軸と、掘削軸の先端部に設けられた軸掘り用刃物と、上記駆動軸及び掘削軸に支持されて拡径可能となっていると共に拡大掘削用刃物が取り付けられた拡大翼と、を備える基礎杭施工用の掘削治具であって、上記駆動軸と掘削軸とを、上下方向に相対変位可能にスプライン結合すると共に、上記掘削軸に対し、該掘削軸の軸回りに回動変位可能な状態で支持される回動部材を設け、上記拡大翼の上端部が駆動軸に対し上下方向に回動可能に連結し、該拡大翼の下端部若しくは延在方向途中位置が補助リンクの上端部に上下方向に回動可能に連結し、該補助リンクの下端部が上記回動部材に対し上下方向に回動可能に連結し、上記拡大翼及び補助リンクは共に、駆動軸の軸線を通る同一の仮想平面上を上下に移動可能に配置されることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によれば、駆動軸と掘削軸とが上下方向に相対変位することで、拡大翼の上端部と補助リンクの下端部とが離れたり・近づいたりする結果、拡大翼が上下に回動して、当該拡大翼が上方に拡径及び下方に縮径する。このように、拡大翼を上下方向に展開して拡径及び縮径を行うので、従来に比べて拡径量を大きく設定することができる。
【００１４】
また、上記拡大翼を駆動軸の軸線を通る仮想平面で上下に移動可能に配置することで、縮径状態では、拡大翼を駆動軸に沿って上下に延びるように配置可能となる。この結果、平面視において、拡大翼縮径時における当該拡大翼が占める領域が小さくなって、その分、軸掘りによる掘削土の上方への移動がスムーズとなる。
【００１５】
さらに、駆動軸が掘削軸に対し相対的に円周方向へ回動変位しても、その回動変位は回動部材が駆動軸に対し回転変位することで吸収され、補助リンク及び拡大翼に所要以上の不要なねじりトルクが入力されることが防止される。
さらにまた、拡大翼を拡径する１本の補助リンクが、仮想平面上に配置される結果、拡径時に拡大翼から補助リンクに対し軸方向に向かう反力がそれぞれ入力されても、補助リンクから回動部材に対し当該回動変位させる力とならないので、回動部材に不要な回動変位の発生が防止されて、補助リンクの取付け点に対し無理なモーメントが発生することを防止可能となる。
【００１６】
次に、請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した構成に対し、上記拡大翼及び補助リンクの組が、駆動軸の軸線に対して軸対称に配置されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、一対の拡大翼が、同じ仮想面上となるように配置されて、その左右方向にそれぞれまとまった大きな空間を確保可能となる。これによって、掘削土の上方への移動が容易となる。
【００１７】
次に、請求項４に記載した発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載した構成に対し、上記掘削軸の少なくとも上部は筒体からなる筒状部を構成し、該筒状部内に上側から駆動軸の下部が同軸に挿入され、上記掘削軸の内径面若しくは駆動軸の外径面の一方に上下に延びるキー溝が形成されると共に、該掘削軸の内径面若しくは駆動軸の外径面の他方に上記キー溝に向けて突出するキーが形成され、上記キー溝の延在方向の一部は、溝幅が広くなってキーと上下に対向する突き当て面を有する幅広部を形成することを特徴とするものである。
【００１８】
本発明によれば、キー溝が上下方向に延びることで、駆動軸と掘削軸とが上下方向に相対変位可能に構成される。また、キー溝の一部を幅広とし、キーと上下に対向する突き当て面を備えるので、上記幅広部の位置で当該突き当て面にキーが当接することで、上下荷重が駆動軸及び掘削軸に負荷されてもキーが上方若しくは下方へ移動することが阻止、つまり拡大翼の拡径若しくは縮径をその位置で停止することが可能となる。つまり、拡大翼の不要な拡径などを規制することが可能となる。
【００１９】
次に、請求項５に記載した発明は、請求項４に記載した構成に対し、上記キーが駆動軸外径面に設けられると共に、キー溝が筒状部内径面に設けられ、上記幅広部は、上記拡大翼が縮径状態のときに上記キーと対向する位置において駆動軸が正回転する際にキーが押し付けられるキー溝の側壁側に溝幅が広くなっていると共に上記突き当て面が上方を向いていることを特徴とするものである。
【００２０】
ここで、正回転方向とは、軸掘り時の回転方向をいい、一般には、右回転をいう。
本発明によれば、軸掘りのために正回転している状態では、駆動軸に設けられたキーが突き当て面に上側から対向するので、軸掘り時に駆動軸に対し下向きの力が作用しても、上記突き当て面によってキーが下側に移動することが阻止されて、拡大翼が拡径することが防止される。
【００２１】
次に、請求項６に記載した発明は、請求項４に記載した構成に対し、上記キーが筒状部内径面に設けられると共に、キー溝が駆動軸外径面に設けられ、上記幅広部は、上記拡大翼が縮径状態のときに上記キーと対向する位置において駆動軸が正回転する際にキーが押し付けられるキー溝の側壁側に溝幅が広くなっていると共に上記突き当て面が下方を向いていることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明によれば、軸掘りのために正回転している状態では、掘削軸に設けられたキーが突き当て面に下側から対向するので、軸掘り時に駆動軸に対し下向きの力が作用しても、上記突き当て面によってキーが上側に移動することが阻止されて、拡大翼が拡径することが防止される。
次に、請求項７に記載した発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載した構成に対し、上記駆動軸の少なくとも下部は筒体からなる筒状部を構成し、該筒状部内に下側から掘削軸の上部が同軸に挿入され、上記駆動軸の内径面若しくは掘削軸の外径面の一方に上下に延びるキー溝が形成されると共に、該駆動軸の内径面若しくは掘削軸の外径面の他方に上記キー溝に向けて突出するキーが形成され、上記キー溝の延在方向の一部は、溝幅が広くなってキーと上下に対向する突き当て面を有する幅広部を形成することを特徴とするものである。
【００２３】
本発明によれば、キー溝が上下方向に延びることで、駆動軸と掘削軸とが上下方向に相対変位可能に構成される。また、キー溝の一部を幅広とし、キーと上下に対向する突き当て面を備えるので、上記幅広部の位置で当該突き当て面にキーが当接することで、上下荷重が駆動軸及び掘削軸に負荷されてもキーが上方若しくは下方へ移動することが阻止、つまり拡大翼の拡径若しくは縮径をその位置で停止することが可能となる。つまり、拡大翼の不要な拡径などを規制することが可能となる。
【００２４】
次に、請求項８に記載した発明は、請求項７に記載した構成に対し、上記キーが掘削軸外径面に設けられると共に、キー溝が筒状部内径面に設けられ、上記幅広部は、上記拡大翼が縮径状態のときに上記キーと対向する位置において駆動軸が正回転する際にキーが押し付けられるキー溝の側壁側に溝幅が広くなっていると共に上記突き当て面が下方を向いていることを特徴とするものである。
【００２５】
本発明によれば、軸掘りのために正回転している状態では、駆動軸に設けられたキーが突き当て面に下側から対向するので、軸掘り時に駆動軸に対し下向きの力が作用しても、上記突き当て面によってキーが上側に移動することが阻止されて、拡大翼が拡径することが防止される。
次に、請求項９に記載した発明は、請求項７に記載した構成に対し、上記キーが筒状部内径面に設けられると共に、キー溝が掘削軸外径面に設けられ、上記幅広部は、上記拡大翼が縮径状態のときに上記キーと対向する位置において駆動軸が正回転する際にキーが押し付けられるキー溝の側壁側に溝幅が広くなっていると共に上記突き当て面が上方を向いていることを特徴とするものである。
【００２６】
本発明によれば、軸掘りのために正回転している状態では、駆動軸に設けられたキーが突き当て面に下側から対向するので、軸掘り時に駆動軸に対し下向きの力が作用しても、上記突き当て面によってキーが上側に移動することが阻止されて、拡大翼が拡径することが防止される。
次に、請求項１０に記載した発明は、請求項４〜請求項９のいずれかに記載した構成に対し、上記キー溝は、螺旋状に上下に延び、その延び方向は、駆動軸の正回転方向に向かうにつれて上側に案内するように設定されていることを特徴とするものである。
【００２７】
本発明によれば、キー溝の延在方向（案内方向）が、正回転方向に向かうにつれて上側に変位するように傾斜している。このため、駆動軸を逆回転させて拡大掘削するときには、駆動軸からキーを介して掘削軸にトルクが伝達される際に、キーが駆動軸に設けられている場合には、キー溝の側壁からの反力には下方への分力があるので、キーはキー溝に沿って下方に変位しやすくなり、また、キーが掘削軸に設けられている場合には、キー溝の側壁からの反力には上方への分力があるので、キーはキー溝に沿って上方に変位しやすくなる。
【００２８】
キー溝が軸方向に沿って延在している場合には、駆動軸を上方から下方へ押し付ける力を作用させることによってのみ、駆動軸を掘削軸に対して下方へ相対変位させることが可能となる。この相対変位によって拡大翼が開くのであるが、拡大翼は地盤中にあるため、開く際に地盤より大きな抵抗を受ける。このため、駆動軸を下方へ相対変位させるための押し付け力は大きなものとなり、大がかりな押し付け手段が必要となる。キー溝が螺旋状に上下に延在している場合は、駆動軸を回転させれば、駆動軸の推進力が生じるので、駆動軸の押しつけ力が小さくても、駆動軸に回転を与えることにより拡大翼を開くことができる。
【００２９】
次に、請求項１１に記載した発明は、請求項１０に記載した構成に対し、上記キー溝の傾斜角は、軸線に対して１０度以上の傾斜角の範囲に設定されていることを特徴とするものである。
キー溝の傾斜角を規定することで、効果的にキーを上下方向に変位させることができる。
【００３０】
ここで、傾斜角が１０度未満であると、キーがキー溝の側壁に対して押しつけられた時に生ずる反力の上下方向への分力が小さくなり、駆動軸を回転させても効率的に駆動軸の推進力が生じない。このため、キー溝の傾斜角は軸線に対して１０度以上であることが好ましいのである。
なお、キー溝の傾斜角の上限は特にないが軸線に対して９０度であると、キー溝が上下方向に螺旋状に延びることにならないから、傾斜角は軸線に対して９０度未満であることは言うまでもない。
【００３１】
次に、請求項１２に記載した発明は、請求項１〜請求項１１のいずれかに記載した構成に対し、上記拡大翼が拡径状態となったときに、掘削軸に対し駆動軸が上方に相対変位することを規制するロック機構を設けたことを特徴とするものである。
本発明によれば、ロック機構によって、拡大翼が拡径した状態では掘削軸に対し駆動軸が上方に相対変位することが規制される結果、上側に向けて拡大掘りを行っても、拡大翼が縮径することが規制される。
【００３２】
次に、請求項１３に記載した発明は、請求項１２に記載した構成に対し、上記ロック機構は、拡大翼が拡径状態のときにキーが対向するキー溝に対し、駆動軸が逆回転する際にキーが押し付けられるキー溝の側壁側に溝幅が広くしてなる第２幅広部によって構成することを特徴とするものである。
本発明によれば、逆回転する際のトルクで、キーが第２幅広部内に移動し、少なくとも逆回転している間は、第２幅広部の突き当て面とキーとが当接することで、拡大翼が縮径方向への変位を規制し、ロック状態とする。
【００３３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１及び図２は、本実施形態に係るオーガスクリュー１の先端に取り付けられる掘削治具Ｋを示す図であって、オーガスクリュー１から回転トルクが伝達される駆動軸２と、該駆動軸２にスプライン結合して該駆動軸２と一緒に共回りする掘削軸３とを備える。なお、図２及び図４は後述の拡大翼４を最大径まで拡径したときの状態を表している。
【００３４】
上記掘削軸３の先端部には軸掘り用掘削翼６がスクリュー状に形成され、該掘削翼６に複数の刃物７が取り付けられて、軸掘り用刃物を構成している。
また、その掘削軸３の外径面には、後述の補助リンク１２を取り付けるための円筒状の回動ブラケット９が駆動軸２と同軸に取り付けられている。この回動ブラケット９は、上下軸廻りに回動変位可能な状態で上記掘削軸３に支持されている。
上記駆動軸２は、筒体から構成され、その駆動軸２内に掘削軸３の上部が同軸に挿入されている。また、駆動軸２と掘削軸３とは、上下方向に相対変位可能にスプライン結合している。なお、掘削軸３も筒体から構成される。
【００３５】
上記スプライン結合の構成について説明すると、図６に示すように、駆動軸２の内径面から内径方向に菱形状のキー１１が突出し、掘削軸３の外径面には、上記キー１１を上下に案内するためのキー溝１０が形成されている。上記キー溝１０は、円周方向に展開した状態の外径側からみた部分拡大図である図７（ａ）に示すように、掘削軸３の軸線Ｐに対し所定角度θだけ傾斜した斜め方向に延在、つまり、掘削軸３の内径面に沿って螺旋状に上下に延びている。上記キー溝１０の傾斜方向は、掘削軸３が正回転する方向に向かうにつれて上方に変位するように設定されている。上記軸線Ｐは駆動軸２の軸線（回転軸）でもある。
【００３６】
上記キー溝１０の傾斜角θは、軸線Ｐに対し例えば２０度程度に設定されている。
そのキー溝１０の幅は、中央部分１０Ｃは、キー１１の幅の約２倍弱程度の寸法であるが、上側部分１０Ａは、第１幅広部を構成し、キー１１の幅の約３倍の溝幅に設定され、上側部分１０Ａと中央部分１０Ｃとの境界部には、キー１１の下端部と下側から対向可能な水平面（突き当て面１０ａ）を形成する段部を有する。上記段部は、拡大翼４を縮径した状態で外径側から見て左側、つまり駆動軸２が正回転する際にキー１１が押し付けられる左側壁１０ｂ側に拡幅している。
【００３７】
また、上記キー溝１０の下側部分１０Ｂは、第２幅広部（ロック機構）を構成し、キー１１の幅の約３倍の溝幅に設定され、下側部分１０Ｂと中央部分１０Ｃとの境界には、キー１１の上端部に上側から対向可能な水平面（突き当て面１０ｄ）を形成する段部を有する。上記段部は、拡大翼４を拡径した状態で外径側から見て右側、つまり駆動軸２が逆回転する際にキー１１が押し付けられる右側壁側に拡幅している。
【００３８】
また、上記駆動軸２の外径面には、支持ブラケット１３が設けられ、その支持ブラケット１３に対し、拡大翼４の上端部が上下方向にのみ回動可能に支持されている。この拡大翼４は、図３，図４に示す模式図のように、駆動軸２の軸線（回転軸）及び拡大翼４の上端取付け点Ｌ１を含む垂直な仮想平面Ｆ上を上下に旋回するように、当該拡大翼４の上端部が上記支持ブラケット１３に支持されている。これによって、上記拡大翼４は、縮径時には、駆動軸２の軸線と略平行に配置され、拡径するにつれて上記仮想平面Ｆに沿って駆動軸２の径方向外方に向けて旋回する。また、上記拡大翼４には、拡大掘削用の刃物８が取り付けられている。
【００３９】
上記拡大翼４の下端部延在方向中途部に第２支持部材１４が設けられている。その第２支持支持部材１４を構成する同一の回動軸に対して、２本の補助リンク１２の上端部が上下方向に回動可能に連結している。その２本の補助リンク１２の下端部は、それぞれ上記回動ブラケット９に対して、上下方向にのみ回動可能に連結されている。上記２本の補助リンク１２は、図３及び図４に示すように、上記仮想平面Ｆに対して面対称となる位置に設定されている。本実施形態では、上記仮想平面Ｆ及び上記駆動軸２の軸線の両方に直交する直線上に、上記２本の補助リンク１２の下端部取付け点Ｌ２を配置している。もっとも、これに限定されず、図９に示すように、要は、上記仮想平面Ｆに対して面対称となるように配置されていればよい。ただし、本実施形態の方がモーメントの腕を長く設定できる。
【００４０】
本実施形態では、上記構成の拡大翼４及び補助リンク１２の組が、軸対称に２組設けた場合を示している。すなわち、同一の仮想平面Ｆ上を２本の拡大翼４が上下に移動可能に配置されている。また、本実施形態では、回動ブラケット９への４本の補助リンク１２の下端取付け部の取付け点Ｌ２を左右２点となるように、上述のように、上記仮想平面Ｆ及び上記駆動軸２の軸線の両方に直交する直線上に、各補助リンク１２の下端取付け点Ｌ２を設定している。
【００４１】
また、掘削軸３には、拡大翼４が最大径まで拡径したときに、上記駆動軸２の下端面が当接して、それ以上、駆動軸２が下方に相対移動つまり拡大翼４がそれ以上、上方に移動することを規制する当接部３ａを備える。
ここで、符号１６は、セメントミルクの噴射穴であって、図５に示すように、上記掘削軸３及び駆動軸２内を上下に延びる配管路１７に連通し、該配管路１７を通じてセメントミルクが噴射穴１６から噴射可能となっている。その配管路１７の上部は、駆動軸２の上端部に取り付けられたプラグ１８内の挿通路に挿入されている。
【００４２】
次に、上記構成の掘削治具Ｋの作用や効果などについて説明する。
オーガスクリュー１を吊り下げて杭内に挿入、つまり、上記掘削治具Ｋを吊り下げた状態では、掘削軸３に対し駆動軸２が上方に変位した状態となり、拡大翼４は下方に旋回して縮径した状態となっている。
この状態では、駆動軸２に設けたキー１１は、キー溝１０の上側部分１０Ａに位置（図７（ａ）参照）する。なお、上記キー１１のキー溝１０に対する上下方向の移動範囲は、上記当接部３ａ、拡大翼４、及び補助リンク１２で規制される。
【００４３】
そして、上記掘削治具は、吊り下げられ、拡大翼４が縮径の状態で杭内に挿入される。
続いて、駆動軸２に回転トルクが伝達されて、軸掘り状態になると、上記キー１１は図７（ｂ）のように、左側に回転（正回転）して、外径方向からみてキー溝１０の左側の側壁１０ｂに押し付けられることで、キー１１及び該側壁１０ｂを介して、駆動軸２から掘削軸３にトルクの伝達が行われ、掘削軸３が回転して、上記軸掘り用の刃物による地盤の掘削が行われる。このとき、下方へ掘削を進めるために、駆動軸２に対しては上方から下向きの外力を作用させ、また、掘削軸３に地盤からの反力として上向きの外力が作用することで、キー１１は、キー溝１０に沿って下方に移動しようとするが、キー１１は、段部の水平面（突き当て面１０ａ）に当接することで、下方への移動が阻止、つまり、拡大翼４が拡径することが防止される。これによって、拡大掘削機構を備えても杭内に沿って軸掘りの掘削が可能となる。
【００４４】
このとき、上記縮径している一対の拡大翼４は、図１及び図３に示すように、それぞれ駆動軸２に沿って上下に延びるように配置されることで、平面視において、杭内の空間における当該拡大翼４が占める領域が小さい。このため、軸掘り時の掘削土は、上記拡大翼４にさほど妨げられることなく、上方に移動することが可能となり、当該拡大翼４位置での土砂が詰まることが防止される。
【００４５】
ここで、本実施形態では、一対の拡大翼４を有しているが、その２つの拡大翼４は駆動軸２の軸線（回転軸）に対して軸対称に配置されることから、左右両側を効率大きな隙間にすることができて、この点からも、軸掘り時の掘削土の上方への移動がスムーズとなる。
次に、上述のように杭先端部まで杭内の軸掘りが終了したら、続いて、球根根固め部のための拡大掘削を行う。その拡大掘削は、次のようにして行う。
【００４６】
まず、駆動軸２を逆方向に回転させる。これによってキー１１は、外径方向からみた図７（ｃ）に示すように、円周方向右側に移動してキー溝１０の外径方向からみて右側の側壁１０ｃに当接する。
続いて、逆回転しながら駆動軸２に下向きの荷重を掛けることで、図８（ｄ）に示すように、キー１１はキー溝１０の右側壁１０ｃに押し付けられ、該右側壁１０ｃに沿って下方に変位する。
【００４７】
上記のように、キーがキー溝１０の右側壁１０ｃに移動するにつれて、掘削軸３が駆動軸２に対して上方へ相対変位し、拡大翼４は徐徐に上方に回動して拡径する。
このとき、上記キー溝１０が駆動軸２の逆回転方向に傾いて螺旋状に延びていることから、キー１１がキー溝１０の右側壁１０ｃに押し付けられる際の反力によって、キー溝１０の側壁からキー１１に下方に向かう外力が作用するので、キー１１とキー溝１０の右側壁１０ｃとの間の圧力が大きい場合でも、キー１１がキー溝１０の右側壁１０ｃに沿って下方に移動しやすくなる、つまり拡大翼４が開き易くなる。
【００４８】
また、拡大翼４を上下に回動させることで拡径するので、閉じた状態で杭内径よりも小さく縮径可能としても、拡大翼４の拡径時の最大径を大きくすることができる。
そして、図２のように、拡大翼４の拡径が完了すると、キーは、図８（ｄ）のように、外径方向から見て右側に移動して第２幅広部の段部に入り、突き当て面１０ｄによって、上方への移動が規制される。
【００４９】
ここで、逆回転のときは、掘削軸３は下方に移動しない（掘削しない）ため、拡大翼４の上方への回動と同期をとって、駆動軸２が下方に移動することから、拡大翼４の先端（下端）を、ほぼ水平な軌道を描いて移動（掘削）させることができる。すなわち、拡大翼４を拡径する際の掘削量が少なくて済むので、拡大翼４を拡径するための仕事量が効率的となる。また、拡径のための上記掘削も、掘削軸３に対する駆動軸２の縮み量に応じて徐徐に地盤に入り込んで行くため、地盤が硬くても確実に拡大翼４を拡径することができる。
【００５０】
また、拡大翼４を上下に回動させることで拡径するので、閉じた状態で杭内径よりも小さく縮径可能としても、拡大翼４の拡径時の最大径を大きくすることができる。
続いて、逆回転（左回転）を続けながら上方に引っ張り上方に向けて拡大掘削を行う。このとき、上記キーが第２拡幅部の突き当て面に当接することによって駆動軸２に対し掘削軸３が下方に変位することが防止されて、つまり拡大翼４を拡径状態のままに保持できる。
【００５１】
ここで、上記拡大翼４が拡径する場合には、駆動軸２に対し掘削軸３が相対的に回動変位するが、補助リンク１２の下端部を回動変位可能な回動ブラケット９を介して掘削軸３に取り付けているため、駆動軸２に対しる掘削軸３の相対的な回動変位分を、回動ブラケット９の回動変位によって吸収可能であるため、拡大翼４の拡径時に補助リンク１２及び拡大翼４に所要以上の捻れトルクが生じることを防止できる。
【００５２】
また、補助リンク１２の下端部を回動変位可能な回動ブラケット９を介して取り付けても、図１０（ａ）示す模式図のように、上記２本の補助リンク１２を１本だけの状態とした場合に、拡径時に拡大翼４から補助リンク１２に入力される下向きの反力によって、図１０（ｂ）のように、補助リンク１２の下端部取付け点Ｌ２が拡大翼４から離れる方向に変位するように回動ブラケット９が回ってしまって、やはり、拡大翼４の拡径時に補助リンク１２及び拡大翼４に所要以上の捻れトルクが生じる。
【００５３】
これに対し、本実施形態では、図９に示すように、拡大翼４が移動する仮想平面Ｆに対して左右対称（面対称）に配置されていることから、２本の補助リンク１２には、同一の大きさの反力が対称に入力されて、且つ回動ブラケット９に対して互いに反対方向に回動させようとする同じ力が掛かることで、上記回動ブラケット９の回動変位が抑えられる。これによって、回動ブラケット９の不要な回動による不要な捻れが拡大翼４及び補助リンク１２の取付け部に入力されることが防止されて、その分だけ耐久性が向上する。
【００５４】
次に、上記拡大掘削が完了して、根固め用の空間が形成されたら、噴射穴１６からセメントミルクを当該空間に噴射する。このとき、逆回転させながら、上記掘削軸３を上下に往復移動させて、攪拌を行う。
このとき、逆回転させながら掘削治具Ｋを上下に移動させるので、キー１１がキー溝１０の右側壁１０ｃに押し付けられ、上記ロック機構で拡大翼４が縮径することが防止される。
【００５５】
次に、駆動軸２の回転を右回転することで、図８（ｄ）→（ｅ）のように、キー１１は移動する。その状態から、上方に引き上げると、掘削軸３の自重によって相対的にキー１１はキー溝１０に沿って上方に移動する結果、拡大翼４が縮径した状態となり、杭内を通過可能となる。
ここで、上記実施形態では、１つの拡大翼４に対し補助リンク１２を２本で構成する場合を例示しているが、図１１に示す模式図のように、１本の補助リンク１２で構成しても良い。この場合には、拡大翼４が移動する仮想平面Ｆ上に、つまり、平面視で、拡大翼４と補助リンク１２とが同一位置となるように配置する。但し、上記２本で構成する方が、拡大翼４拡径時のモーメントの腕を大きく設定することができる。
【００５６】
また、拡大翼４と補助リンク１２の組は、１組でも構わないが、バランス上、上述のように対を成すように配置することが好ましい。また、対をなす場合には、本実施形態のように、軸対称で且つ同一仮想平面Ｆに配置する方が好ましい。同一仮想平面Ｆ上に配置することで、２本の拡大翼４が拡径する際に、駆動軸２に対して不要なトルクの入力を抑えることが可能となる。例えば、２本の拡大翼４の上端取付け点Ｌ１が軸対称に配置されていても、各拡大翼４の上下移動する面が異なる場合には、各拡大翼４の延び方向の力が駆動軸２に対してトルクとして作用する。
【００５７】
次に、本発明に係る第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な部材などについては、同一の符号を付して説明する。
本発明の基本構成は、上記第１実施形態と同様であるが、スプライン機構が異なる。すなわち、第２実施形態では、図１２に示すように、掘削軸３の外径面にキー１１を設け、駆動軸２の内径面にキー溝１０を設けてある。
【００５８】
次に、本第２実施形態のスプライン機構について説明する。
上記キー溝１０は、円周方向に展開した状態の外径側からみた部分拡大図である図１３（ａ）に示すように、掘削軸３の軸線に対し所定角度だけ傾斜した斜め方向に延在、つまり、掘削軸３の内径面に沿って螺旋状に上下に延びている。上記キー溝１０の傾斜方向は、掘削軸３が正回転する方向に向かうにつれて上方に変位するように設定されている。上記キー溝１０の傾斜角は、軸線に対し例えば２０度程度に設定されている。
【００５９】
そのキー溝１０の幅は、中央部分１０Ｃは、キー１１の幅の約２倍弱程度の寸法であるが、下側部分１０Ｂは、幅広部を構成し、キー１１の幅の約３倍の溝幅に設定され、下側部分１０Ｂと中央部分１０Ｃとの境界部には、キー１１の上端部と上側から対向可能な水平面（突き当て面１０ａ）を形成する段部を有する。上記段部は、外径側から見て右側、つまり駆動軸２が正回転する際にキー１１が押し付けられる右側壁１０ｃ側に拡幅している。
【００６０】
また、上記キー溝１０の上側部分１０Ａは、第２幅広部（ロック機構）を構成し、キー１１の幅の約３倍の溝幅に設定され、上側部分と中央部分１０Ｃとの境界には、キー１１の下端部に上側から対向可能な水平面（突き当て面１０ｄ）を形成する段部を有する。上記段部は、拡大翼４を拡径した状態で外径側から見て左側、つまり駆動軸２が逆回転する際にキー１１が押し付けられる左側壁側に拡幅している。
【００６１】
その他の構成、特に拡大翼４及び補助リンク１２の機構は、上記第１実施形態と同様である。
次に、上記構成の掘削治具Ｋの作用や効果などについて説明する。
オーガスクリュー１を吊り下げて杭内に挿入、つまり、上記掘削治具Ｋを吊り下げた状態では、掘削軸３に対し駆動軸２が上方に変位した状態となり、拡大翼４は上方に旋回して縮径した状態となっている。この状態では、駆動軸２に設けたキー１１は、キー溝１０の下側部分１０Ｂに位置する。なお、上記キー１１の上下方向の位置は、上記拡大翼４と補助リンク１２で規制される。
【００６２】
そして、上記掘削治具は、吊り下げられ、拡大翼４が縮径の状態で杭内に挿入される。続いて、駆動軸２に回転トルクが伝達されて、軸掘り状態になると、上記キー１１は図１３（ａ）のように、左側に回転（正回転）して、外径方向からみてキー溝１０の右側の側壁１０ｃに押し付けられることで、キー１１及び該側壁を介して、駆動軸２から掘削軸３にトルクの伝達が行われ、掘削軸３が回転して、上記軸掘り用の刃物による地盤の掘削が行われる。このとき、下方へ掘削を進めるために駆動軸２に対しては上方より下向きの外力を作用させ、また、掘削軸３に地盤からの反力として上向きの外力が作用して、キー１１は、キー溝１０に沿って上方に移動しようとするが、キー１１は、段部の水平面（突き当て面１０ａ）に当接することで、下方への移動が阻止、つまり、拡大翼４が拡径することが防止される。これによって、拡大掘削機構を備えても、杭内に沿って軸掘りの掘削が可能となる。
【００６３】
上記のようにして、杭先端部まで杭内の軸掘りが終了したら、続いて、球根根固め部のための拡大掘削を行う。その拡大掘削は、次のようにして行う。
まず、駆動軸２を逆方向に回転させる。これによってキー１１は、外径方向からみた図１３（ｂ）に示すように、円周方向右側に移動してキー溝１０の外径方向からみて左側の側壁１０ｂに当接する。
【００６４】
続いて、逆回転しながら駆動軸２に下向きの荷重を掛けることで、キー１１はキー溝１０の左側壁１０ｂに押し付けられ、該左側壁１０ｂに沿って上方に変位する。上記のように、キーがキー溝１０の左側壁１０ｂに移動するにつれて、拡大翼４は徐徐に上方に回動して拡径する。
このとき、上記キー溝１０が駆動軸２の逆回転方向に傾いて螺旋状に延びていることから、キー１１がキー溝１０の左側壁１０ｂに押し付けられる際の反力によって、キー溝１０の側壁からキー１１に対して上方へ向かわせる外力が作用するので、キー１１とキー溝１０の左側壁１０ｂとの間の圧力が大きい場合でも、キー１１がキー溝１０の左側壁１０ｂに沿って上方に移動しやすくなる、つまり掘削軸３が駆動軸２に対して上方へ相対変位しやすくなり、拡大翼４が開き易くなる。
【００６５】
そして、拡大翼４の拡径が完了すると、キーは、図１３（ｃ）に示すように、外径方向からみて左側に移動して第２幅広部の段部に入り、突き当て面１０ｄによって、下方への移動が規制される。
続いて、逆回転（左回転）を続けながら上方に引っ張り上方に向けて拡大掘削を行う。このとき、上記キーが第２拡幅部の突き当て面に当接することによって駆動軸２に対し掘削軸３が下方に変位することが防止されて、つまり拡大翼４を拡径状態のままに保持できる。
【００６６】
次に、上記拡大掘削が完了して、根固め用の空間が形成されたら、噴射穴１６からセメントミルクを当該空間に噴射する。このとき、逆回転させながら、上記掘削軸３を上下に往復移動させて、攪拌を行う。このとき、逆回転させながら掘削治具Ｋを上下に移動させるので、キー１１がキー溝１０の左側壁１０ｂに押し付けられ、上記ロック機構である第２幅広部によって拡大翼４が縮径することが防止される。
【００６７】
次に、駆動軸２の回転を正回転させることで、上記キーは図１３（ｄ）の状態に、つまりキー溝１０の右側側面の当接させて上記第２幅広部から外してから、上方に引き上げると、キー１１は、キー溝１０に沿って下方に移動する結果、拡大翼４が縮径した状態となり、杭内を通過可能となる。
その他の構成や作用・効果は上記第１実施形態と同様である。
【００６８】
次に、第３実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同様な部品などについては同一の符号を付して説明する。
本第３実施形態の基本構成は、上記第１実施形態と同様であるが、スプライン結合の構造が異なる。キー溝１０を螺旋状とせずに真っ直ぐ上下に延ばした場合の例である。
【００６９】
すなわち、駆動軸２は、筒体から構成され、その駆動軸２内に掘削軸３の上部が同軸に挿入されている。また、駆動軸２と掘削軸３とは、上下方向に相対変位可能にスプライン結合している。なお、掘削軸３も筒体から構成される。
本第３実施形態における上記スプライン結合の構成について説明すると、上記図６と同様に、駆動軸２の内径面から内径方向に平面視長方形形状のキー１１が突出し、掘削軸３の外径面には、上記キー１１を上下に案内するためのキー溝１０が形成されている。
【００７０】
上記キー溝１０は、円周方向に展開した状態の外径側からみた部分拡大図である図１４（ａ）に示すように、掘削軸３の軸線Ｐと平行に上下に延在するように設定されている。
そのキー溝１０の幅は、中央部分１０Ｃは、キー１１の幅と略同程度の寸法であるが、上側部分１０Ａは、第１幅広部を構成し、キー１１の幅の約２倍の溝幅に設定され、上側部分１０Ａと中央部分１０Ｃとの境界には、キー１１の下端部に下側から対向可能な水平面（突き当て面１０ａ）を形成する段部を有する。上記段部は、拡大翼４を縮径した状態で外径側から見て左側、つまり駆動軸２が正回転する際にキー１１が押し付けられる左側壁１０ｂ側に拡幅している。
【００７１】
また、上記キー溝１０の下側部分１０Ｂは、第２幅広部（ロック機構）を構成し、キー１１の幅の約２倍の溝幅に設定され、下側部分１０Ｂと中央部分１０Ｃとの境界には、キー１１の上端部に上側から対向可能な水平面（突き当て面１０ｄ）を形成する段部を有する。上記段部は、拡大翼４を拡径した状態で外径側から見て右側、つまり駆動軸２が逆回転する際にキー１１が押し付けられる右側壁側に拡幅している。
【００７２】
また、上記駆動軸２の外径面に対し、拡大翼４の上端部が上下方向にのみ回動可能に取り付けられ、該拡大翼４に拡大掘削用の刃物８が取り付けられている。その拡大翼４の延在方向の下端部寄りの位置には、補助リンク１２の上端部が上下方向に回動可能に連結し、補助リンク１２の下端部は、掘削軸３に上下方向にのみ回動可能に連結されている。
【００７３】
また、掘削軸３上端部には、拡大翼４が最大径まで拡径したときに、上記駆動軸２の下端面が当接して、それ以上、駆動軸２が下方に相対移動つまり拡大翼４がそれ以上、上方に移動することを規制する当接部を備える。
次に、上記構成の掘削治具Ｋの作用や効果などについて説明する。
オーガスクリュー１を吊り下げて杭内に挿入、つまり、上記掘削治具Ｋを吊り下げた状態では、掘削軸３に対し駆動軸２が上方に変位した状態となり、拡大翼４は下方に旋回して縮径した状態となっている。
【００７４】
この状態では、駆動軸２に設けたキー１１は、キー溝１０の上側部分１０Ａに位置する。なお、上記キー１１のキー溝１０に対する上下方向の移動範囲は、上記当接部、拡大翼４、及び補助リンク１２で規制される。
そして、上記掘削治具は、吊り下げられ、拡大翼４が縮径の状態で杭内に挿入される。続いて、駆動軸２に回転トルクが伝達されて、軸掘り状態になると、上記キー１１は図１４（ａ）のように、左側に回転（正回転）して、外径方向からみてキー溝１０の左側の側壁１０ｂに押し付けられることで、キー１１及び該側壁１０ｂを介して、駆動軸２から掘削軸３にトルクの伝達が行われ、掘削軸３が回転して、上記軸掘り用の刃物７による地盤の掘削が行われる。このとき、下方へ掘削を進めるために、駆動軸２に対しては上方から下向きの外力を作用させ、また、掘削軸３に地盤からの反力として上向きの外力が作用することで、キー１１は、キー溝１０に沿って下方に移動しようとするが、キー１１は、段部の水平面（突き当て面１０ａ）に当接することで、下方への移動が阻止、つまり、拡大翼４が拡径することが防止される。これによって、拡大掘削機構を備えても杭内に沿って軸掘りの掘削が可能となる。
【００７５】
上記のようにして、杭先端部まで杭内の軸掘りが終了したら、続いて、球根根固め部のための拡大掘削を行う。その拡大掘削は、次のようにして行う。
まず、駆動軸２を逆方向に回転させる。これによってキー１１は、外径方向からみた図１４（ｂ）に示すように、円周方向右側に移動してキー溝１０の外径方向からみて右側の側壁１０ｃに当接する。
【００７６】
続いて、逆回転しながら駆動軸２に下向きの荷重を掛けることで、図１４（ｃ）に示すように、キー１１はキー溝１０の右側壁１０ｃに押し付けられた状態で、該右側壁１０ｃに沿って徐徐に下方に変位する。
ここで、掘削軸３は逆回転しているので、軸掘り用刃物（直刃５，刃物７）による地盤の掘削は実質上行われない。したがって、キー１１とキー溝１０の右側壁１０ｃとの間に作用する圧力はそれほど大きくないので、キー１１は、右側壁１０ｃに沿って下方に移動可能である。
【００７７】
上記のように、キーがキー溝１０の右側壁１０ｃに移動するにつれて、掘削軸３が駆動軸２に対して上方へ相対変位し、拡大翼４は徐徐に上方に回動して拡径する。
そして、図１４（ｄ）に示すように、拡大翼４の拡径が完了すると、キーは、図１４（ｅ）に示すように、外径方向からみて右側に移動して第２幅広部の段部に入り、突き当て面１０ｄによって、上方への移動が規制される。
【００７８】
続いて、逆回転（左回転）を続けながら上方に引っ張り上方に向けて拡大掘削を行う。このとき、上記キーが第２拡幅部の突き当て面に当接することによって駆動軸２に対し掘削軸３が下方に変位することが防止されて、つまり拡大翼４を拡径状態のままに保持できる。
次に、上記拡大掘削が完了して、根固め用の空間が形成されたら、噴射穴１６からセメントミルクを当該空間に噴射する。このとき、逆回転させながら、上記掘削軸３を上下に往復移動させて、攪拌を行う。このとき、逆回転させながら掘削治具Ｋを上下に移動させるので、キー１１がキー溝１０の右側壁１０ｃに押し付けられ、上記ロック機構で拡大翼４が縮径することが防止される。
【００７９】
次に、駆動軸２の回転を右回転することで、図１４（ｅ）から図１４（ｄ）の状態に、キー１１は移動する。その状態から、上方に引き上げると、掘削軸３の自重によって相対的にキー１１はキー溝１０に沿って上方に移動する結果、拡大翼４が縮径した状態となり、杭内を通過可能となる。
ここで、上記実施形態では、駆動軸２内に掘削軸３を同軸に挿入する場合で説明しているが、これに限定されない。掘削軸３内に駆動軸２を上側から同軸に挿入する構成となっていても良い。この場合には、例えば、駆動軸２の外径面にキー１１を設け、掘削軸３の内径面にキー溝１０を形成する。この場合であっても、掘削軸３に設けるキー溝１０の形状は、上記説明したものとを同様となる。
【００８０】
ここで、本実施形態では、キー溝１０が真っ直ぐ上下に延びているので、拡径途中にあっては、駆動軸２に対して掘削軸３が回動変位することは無いが、拡径の初めと終わりにおいて回動変位が生じる。したがって、本実施形態のように、補助リンク１２の下端部を、回動変位可能な回動ブラケット９を介して掘削軸３に連結することが好ましい。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明を採用すると、拡翼の拡径を大きく設定することが出来ると共に、拡翼拡径時に急激な抵抗を地盤から受けることが回避される。
さらに、軸堀り時に発生する掘削土の上方への移動が拡大翼によってさほど妨げること無く、且つ拡大翼の拡径時における拡大翼及び補助リンクへの不要な捻れの発生を抑えることで、拡大翼及び補助リンクの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく第１実施形態に係る掘削治具を示す縮径時の側面図である。
【図２】本発明に基づく第１実施形態に係る掘削治具を示す拡径時の側面図である。
【図３】本発明に基づく第１実施形態に係る掘削治具を示す縮径時の平面図である。
【図４】本発明に基づく第１実施形態に係る掘削治具を示す拡径時の平面図である。
【図５】本発明に基づく第１実施形態に係る掘削治具を示す断面図である。
【図６】本発明に基づく第１実施形態に係るスプライン結合を示す断面図である。
【図７】本発明に基づく第１実施形態に係るスプライン結合を示す外径方向からみた断面図で、（ａ）は縮径時の状態を（ｂ）は軸掘り時を、（ｃ）は逆回転時をそれぞれ示す。
【図８】本発明に基づく第１実施形態に係るスプライン結合を示す外径方向からみた断面図で、（ｄ）は拡径時の状態を、（ｅ）は拡大掘り時をそれぞれ示す。
【図９】本発明に基づく第１実施形態に係る２本の補助リンクの変形例を示す模式図である。
【図１０】問題点を説明する図である。
【図１１】本発明に基づく第１実施形態に係る別の補助リンクの配置例を示す模式図である。
【図１２】本発明に基づく第２実施形態に係るスプライン結合を示す断面図である。
【図１３】本発明に基づく第２実施形態に係るスプライン結合を示す外径方向からみた図であり、（ａ）は軸掘り時を、（ｂ）は逆回転時を、（ｃ）は拡大完了時を、（ｄ）は、ロック解除時をそれぞれ示す。
【図１４】本発明に基づく第３実施形態に係るにスプライン結合を示す外径方向からみた図であり、（ａ）は軸掘り時を、（ｂ）は逆回転時を、（ｃ）は移動中を、（ｄ）は拡大完了時を、（ｅ）は拡大掘り時をそれぞれ示す。
【図１５】従来の拡大翼を示す図であり、（ａ）は縮径時を（ｂ）は拡径時をそれぞれ示す。
【符号の説明】
１    オーガスクリュー
２    駆動軸
３    掘削軸
４    拡大翼
６    掘削翼
７    刃物（軸掘り用刃物）
８    刃物（拡大掘削用刃物）
９    回動ブラケット（回動部材）
１０  キー溝
１０Ａ  上側部分
１０Ｂ  下側部分
１０Ｃ  中央部分
１０ａ  突き当て面
１０ｂ  左側壁
１０ｃ  右側壁
１０ｄ  突き当て面
１１  キー
１２  補助リンク
１３  支持ブラケット
１４  第２支持部材
１５  第３支持部材
１６  噴射穴
１７  配管路
１８  プラグ
Ｆ    仮想平面
Ｐ    軸線
Ｌ１  拡大翼の上部取付け点
Ｌ２  補助リンクの上部取付け点
Ｌ３  補助リンクの下部取付け点
θ    傾斜角
【図１】
2005023561.tif 000003
【図２】
2005023561.tif 000004
【図３】
2005023561.tif 000005
【図４】
2005023561.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005023561.tif 000010
【図９】
2005023561.tif 000011
【図１０】
2005023561.tif 000012
【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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