(57)【要約】【課題】  地盤内で掘進方向を任意に変化させることにより、屈折した掘削孔を簡易に構築することができる掘削装置を提供することを目的とする。【解決手段】  掘削装置１であって、固定軸１１と、排土部材１２を周囲に有する出力部１３が固定軸１１周りに回転可能な油圧モータ１４と、前端部に掘削刃１５を有し、油圧モータ１４の出力部１３に接続されることにより、固定軸１１と同心軸周りに回転可能な回転軸１７と、から構成される掘削用回転手段１０を備え、固定軸１１の後端部には、固定軸１１と同一軸線上に配置されている複数の延長用固定軸３０が順次に取り付けられており、固定軸１１および各延長用固定軸３０が屈折自在に連結されていることを特徴としている。【選択図】      図１
2005226280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削刃により掘削孔を掘削可能であるとともに、排土部材により前記掘削孔内の掘削土砂を排土可能な掘削装置であって、
軸方向が進行方向に配置されている固定軸と、
前記固定軸が内挿されており、前記排土部材を周囲に有する出力部が前記固定軸周りに回転可能な油圧モータと、
前端部に前記掘削刃を有し、前記油圧モータの前記出力部に接続されることにより、前記固定軸と同心軸周りに回転可能な回転軸と、から構成される掘削用回転手段を備え、
前記固定軸の後端部には、前記固定軸と同一軸線上に配置されている複数の延長用固定軸が順次に取り付けられており、前記固定軸および前記各延長用固定軸が屈折自在に連結されていることを特徴とする掘削装置。
【請求項２】
複数の前記掘削用回転手段が進行方向に対して側方に並設され、
前記各掘削回転手段の前記固定軸の後端部には、前記固定軸と同一軸線上に配置されている複数の前記延長用固定軸が順次に取り付けられており、前記固定軸および前記各延長用固定軸が屈折自在に連結されてい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】
少なくとも１本の前記延長用固定軸は、前記延長用固定軸が貫通した状態で、前記排土部材を周囲に有する出力部が前記延長用固定軸周りに回転可能な油圧モータを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の掘削装置。
【請求項４】
前記固定軸および前記各延長用固定軸は、連結手段を介して連結されており、
前記連結手段の一端には、前記固定軸または前記延長用固定軸を一方向において屈折自在な状態で取り付け可能であるとともに、前記連結手段の他端には、前記固定軸または前記延長用固定軸を軸周りに回動自在な状態で取り付け可能であり、
前記連結手段は、前記固定軸または前記延長用固定軸が、前記連結部材に対して屈折した角度を計測可能であるとともに、前記連結手段が前記固定軸または前記延長用固定軸に対して回動した角度を計測可能な計測手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の掘削装置。
【請求項５】
前記固定軸および前記各延長用固定軸の内部には、貫通孔が軸方向に形成されており、前記貫通孔を通じて、前記固定軸の前端部から液体を噴射可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈折した掘削孔を掘削可能な掘削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
掘削孔を掘削するための掘削装置としては、図９に示すように、複数のアームを先端側から順に外嵌めして伸縮自在とした多重アーム１０１を備え、この多重アーム１０１の先端アーム１０２に掘削刃（掘削工具）１０３およびモータ１０４を設けることにより、水平方向に延長された掘削孔Ｋを掘削可能な掘削機１００がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２６６５８０号公報（段落０００９、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記した掘削機１００では、多重アーム１０１を水平方向に伸長させることによって掘削刃１０３を前進させているため、直線状の掘削孔Ｋを掘削することしかできない。したがって、前記した掘削機１００を用いて建物Ｔの下方で手前側の領域Ａから前方の領域Ｂに連通する掘削孔Ｋを構築する際に、地盤内に水道管や下水管などの埋設物Ｍが存在する場合には、埋設物Ｍの上方を通過して水平方向に直線状の掘削孔Ｋを構築することになる。そのため、多重アーム１０１を架台１０５によって所定の高さに支持する必要があり、掘削機１００の設置作業が煩雑になってしまうという問題がある。また、掘削機１００の多重アーム１０１が埋設物Ｍの下方を通過するようにして施工する場合には、領域Ａおよび領域Ｂの地上面を掘り下げる必要があるため、施工期間が長期化してしまうという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、地盤内で掘進方向を任意に変化させることにより、屈折した掘削孔を簡易に構築することができる掘削装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、掘削刃により掘削孔を掘削可能であるとともに、排土部材により掘削孔内の掘削土砂を排土可能な掘削装置であって、軸方向が進行方向に配置されている固定軸と、固定軸が内挿されており、排土部材を周囲に有する出力部が固定軸周りに回転可能な油圧モータと、前端部に掘削刃を有し、油圧モータの出力部に接続されることにより、固定軸と同心軸周りに回転可能な回転軸とから構成される掘削用回転手段を備え、固定軸の後端部には、固定軸と同一軸線上に配置されている複数の延長用固定軸が順次に取り付けられており、固定軸および各延長用固定軸が屈折自在に連結されていることを特徴としている。
【０００６】
ここで、油圧モータは、ラジアルピストンモータやアキシャルピストンモータなど、内挿された軸周りに回転可能な出力部を備えている外周駆動型の油圧式モータである。
また、排土部材は、螺旋状の翼部材や複数の翼部材などによって構成されており、油圧モータの出力部の周囲に取り付けて、出力部と共に回転させることにより、掘削土砂を掘削孔の後方に排土したり、掘削孔内で掘削土砂を撹拌するための部材である。この排土部材は、掘削土砂を効率良く排土および撹拌することができる構造であれば、その形状や材質などは限定されるものではない。
また、排土部材の表面に掘削刃を取り付けた構成にすることもできる。この構成では、掘削用回転手段を屈折させて掘削孔の側壁面を掘削することにより、掘削孔を拡幅することができる。
さらに、掘削刃の構成も限定されるものではなく、掘削対象となる地盤を確実に掘削することができる形状および材質であればよい。
また、固定軸および各延長用固定軸は屈折自在に連結されていればよく、その構成は限定されるものではない。例えば、隣り合う各軸に各々取り付けた歯車からなる歯車機構を連結部に設け、駆動モータによって歯車機構を駆動させることにより、固定軸および各延長用固定軸を上下左右方向に向けて自在に屈折させることができる。または、自在継手を介して隣接する軸を連結し、この自在継手を跨いで油圧シリンダの両端部を各軸に取り付け、油圧シリンダを伸縮させることにより、固定軸および各延長用固定軸を上下左右方向に向けて自在に屈折させることもできる。
【０００７】
このように、固定軸および各延長用固定軸が屈折自在に連結されているため、地盤内で固定軸および各延長用固定軸を屈折させることよって、掘削回転手段の掘進方向を変化させることができる。これにより、地盤内に埋設物が存在している場合には、地盤内の埋設物を避けるようにして屈折させた掘削孔を簡易に構築することができる。
また、複数の延長用固定軸が屈折自在な状態で固定軸に取り付けられており、複数の屈折箇所が設けられているため、蛇行した掘削孔や、大きく迂回した掘削孔を簡易に構築することができる。
【０００８】
また、掘削時には、排土部材を備えた出力部を有する油圧モータが、掘削孔の先端部に配置されるため、掘削刃の近傍で排土部材を大きなトルクで回転させることができ、掘削装置の排土性能を高めることができる。
また、掘削用回転手段が掘削刃および油圧モータを備えており、掘削刃と、その掘削刃を駆動させるための油圧モータとの間隔が小さいため、油圧モータのトルクを効率良く掘削刃に伝達させることができ、掘削装置の掘削性能を高めることができる。
【０００９】
さらに、固定軸および各延長用固定軸が掘削時に回転しないため、固定軸内および各延長用固定軸内に油圧モータの給油通路および排油通路を設け、この各通路と外部の給油管および排油管とを延長用固定軸の後端部で接続した場合に、各軸の連結部や、各軸と各管の接続部にスイベルジョイント等の特殊な機構を設ける必要がなくなり、掘削装置を簡易な構成にすることができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の掘削装置であって、複数の掘削用回転手段が進行方向に対して側方に並設され、各掘削回転手段の固定軸の後端部には、固定軸と同一軸線上に配置されている複数の延長用固定軸が順次に取り付けられており、固定軸および各延長用固定軸が屈折自在に連結されていることを特徴としている。
【００１１】
このように、掘削用回転手段および延長用固定軸を進行方向に対して側方に並設することにより、各種形状の掘削孔を効率良く構築することができる。なお、並設させる各掘削用回転手段および各延長用固定軸の配置は限定されるものではなく、一方向に向けて並設する構成や、多方向に向けて並設する構成など、構築する掘削孔の形状に対応させて適宜に設定することができる。また、並設されている各延長用固定軸を連結することにより、掘削装置全体の強度を高めることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の掘削装置であって、少なくとも１本の延長用固定軸は、延長用固定軸が貫通した状態で、排土部材を周囲に有する出力部が延長用固定軸周りに回転可能な油圧モータを備えていることを特徴としている。
【００１３】
このように、排土部材を有する油圧モータが延長用固定軸に設けられることにより、掘削孔内の広範囲で排土部材によって掘削土砂が排土されるため、蛇行した掘削孔や、大きく迂回した掘削孔であっても掘削土砂を効率良く排土することができる。
さらに、延長用固定軸に設けられた油圧モータの排土部材によって、掘削孔内の掘削土砂を撹拌する場合には、掘削孔内の広範囲で掘削土砂が撹拌されるため、掘削土砂を確実に撹拌することができる。
なお、排土部材を周囲に備えるとともに、延長用固定軸が貫通している回転軸を油圧モータの出力部に取り付け、この回転軸を延長用固定軸周りに回転させるように構成した場合には、延長用固定軸の全領域に排土部材が配置されるため、掘削土砂の排土性能および撹拌性能を高めることができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の掘削装置であって、固定軸および各延長用固定軸は、連結手段を介して連結されており、連結手段の一端には、固定軸または延長用固定軸を一方向において屈折自在な状態で取り付け可能であるとともに、連結手段の他端には、固定軸または延長用固定軸を軸周りに回動自在な状態で取り付け可能であり、連結手段は、固定軸または延長用固定軸が、連結部材に対して屈折した角度を計測可能であるとともに、連結手段が固定軸または延長用固定軸に対して回動した角度を計測可能な計測手段を備えていることを特徴としている。
【００１５】
このように、固定軸または延長用固定軸が連結手段に対して屈折した角度と、連結手段が固定軸または延長用固定軸に対して軸周りに回動した角度とを計測手段によって把握することにより、各角度と、固定軸および各延長用固定軸の長さとに基づいて、地盤内における固定軸および各延長用固定軸の姿勢および位置を簡易に把握することができる。これにより、各種形状の掘削孔を正確に構築することができる。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の掘削装置であって、固定軸および各延長用固定軸の内部には、貫通孔が軸方向に形成されており、貫通孔を通じて、固定軸の前端部から液体を噴射可能であることを特徴としている。
【００１７】
このように、固定軸および各延長用固定軸の内部に形成された貫通孔を通じて、固定軸の前端部から液体を噴射することができるため、切羽面に水を噴射して掘削を補助したり、地盤の強度を高めるための固化剤を掘削土砂に供給することができる。このとき、固定軸および各延長用固定軸が掘削時に回転しないため、各軸の連結部や、延長固定軸と外部の供給管との接続部にスイベルジョイント等の特殊な機構を設けることなく、掘削装置を簡易な構成にすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
このような掘削装置によれば、掘削孔を掘削する際に、前端部に配置された掘削回転手段の掘進方向を地盤内で任意に変化させることにより、屈折させた掘削孔を簡易に構築することができる。また、掘削装置が複数の屈折箇所を有しているため、蛇行した掘削孔や、大きく迂回した掘削孔を簡易に構築することができる。これにより、各種形状の掘削孔を構築することができ、地盤内に埋設物が存在する場合であっても、埋設物を避けるようにして掘削孔を構築することができ、地盤内の埋設物によって掘削装置の設置場所が限定されないため、掘削装置の設置作業を簡易化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る掘削装置を示した側面図である。図２は、本発明の実施形態に係る掘削装置の連結手段を示した図で、（ａ）は連結手段の側断面図、（ｂ）は連結手段の平面断面図である。
本実施形態では、水平方向に向けて延長された掘削孔を構築するための掘削装置を想定して説明する。
なお、以下の説明において前方とは図１の左側に対応し、後方とは図１の右側に対応している。
【００２０】
まず、掘削装置１は、図１に示すように、軸方向が水平方向に配置されている掘削用回転手段１０と、掘削用回転手段１０の後端部に順次に取り付けられている複数の延長用固定軸３０とから構成され、掘削用回転手段１０および各延長用固定軸３０が屈折自在に連結されている。また、各延長用固定軸３０には延長用回転手段３１が取り付けられており、掘削用回転手段１０および各延長用回転手段３１によって、掘削孔を掘削可能であるとともに、掘削孔内の掘削土砂を排土可能となっている。なお、掘削装置１は前端部から掘削面に水を噴射可能であり、このときに用いられる水は貯水タンク４０から給水管４１を通じて掘削装置１に給水されている。
【００２１】
掘削用回転手段１０は、軸方向が水平方向に配置されている固定軸１１と、固定軸１１が貫通しており、排土部材１２を周囲に有する出力部１３が固定軸１１周りに回転可能な油圧モータ１４と、前端部に掘削刃１５を有するとともに、周囲に排土部材１６を有し、油圧モータ１４の出力部１３に接続されることにより、固定軸１１と同心軸周りに回転可能な回転軸１７とから構成されている。なお、固定軸１１は前端部まで延長された状態となっている。
【００２２】
ここで、油圧モータ１４は、ラジアルピストンモータやアキシャルピストンモータなど、固定軸１１周りに回転可能な出力部１３を備えている外周駆動型の油圧式モータである。なお、油圧モータ１４の駆動油は、オイルタンク４２から給油管４３を介して掘削装置１に給油され、排油管４４を介して掘削装置１からオイルタンク４２に排油されている。
また、排土部材１２は、掘削孔内の掘削土砂を排土するとともに、掘削孔の側壁面を掘削するための部材であり、本実施形態では螺旋状の翼部材によって構成され、掘削対象となる地盤を掘削可能な掘削刃（図示せず）が表面に取り付けられている。この排土部材１２は、油圧モータ１４の出力部１３の外周面に周設されており、出力部１３と共に固定軸１１周りに回転することにより、掘削土砂を掘削孔の後方に排土可能であるとともに、掘削孔の側壁面を掘削可能となっている。
さらに、掘削刃１５は、掘削孔の切羽面を掘削するための部材であり、掘削対象となる地盤を掘削可能となっている。
また、回転軸１７は、油圧モータ１４を境として前後に２分割された構成となっており、油圧モータ１４および前後に分割された回転軸１７によって、固定軸１１の略全域が覆われた状態となっている。
【００２３】
各延長用固定軸３０は、掘削用回転手段１０の固定軸１１と同一軸線上に配置されており、固定軸１１の後端部に順次に取り付けられている。具体的には、最も前方に配置された延長用固定軸３０の前端部が固定軸１１の後端部に連結手段２０を介して連結されるとともに、隣接する延長用固定軸３０の後端部と前端部とが連結手段２７を介して連結されている。この固定軸１１および各延長用固定軸３０は、連結手段２０，２７によって上下左右方向に屈折自在な状態で各々連結されている。
【００２４】
また、各延長用固定軸３０には、掘削孔内の掘削土砂を排土するための延長用回転手段３１が取り付けられている。この延長用回転手段３１は、延長用固定軸３０が貫通した状態で、排土部材３２を周囲に有する出力部３３が延長用固定軸３０周りに回転可能な油圧モータ３４と、周囲に排土部材３５を有し、油圧モータ３４の出力部３３に接続されることにより、延長用固定軸３０周りに回転可能な回転軸３６とから構成されている。なお、回転軸３６は、油圧モータ３４を境にして前後に２分割された構成となっており、油圧モータ３４および前後に分割された回転軸３６によって延長用固定軸３０の略全域が覆われた状態となっている。また、油圧モータ３４および排土部材３２，３５は、前記した掘削用回転手段１０の油圧モータ１４および排土部材１２，１６と同様の構成となっている。
【００２５】
さらに、固定軸１１および各延長用固定軸３０の内部には、各油圧モータ１４，３４の給油および排油を行うための給油孔および排油孔（図示せず）が軸方向に貫通しているとともに、掘削面に水を噴射するための排水孔（図示せず）が軸方向に貫通しており、隣接する各軸１１，３０の各孔は、連結手段２０，２７内において、可撓性を有するホースを介して連通されている。そして、各延長用固定軸３０において、最も後方に配置されている延長用固定軸３０の後端部では、給油孔、排油孔および排水孔に、給油管４３、排油管４４および給水管４１とが各々接続されている。これにより、固定軸１１および延長用固定軸３０の内部を通じて、各油圧モータ１４，３４の給油および排油が行われるとともに、掘削面に噴射する水の供給が行われる。なお、固定軸１１および各延長用固定軸３０が掘削時に回転しないため、固定軸１１および各延長用固定軸３０の連結部、または、延長用固定軸３０への各管４３，４４，４１の接続部に、スイベルジョイント等の特殊な機構を設ける必要がなくなり、掘削装置１を簡易な構成となっている。
【００２６】
ここで、各油圧モータ１４，３４の駆動は、掘削装置１の外部に設けられた操作スイッチ（図示せず）によって操作可能となっており、この操作スイッチから固定軸１１および各延長用固定軸３０の内部を通過させた操作ケーブル（図示せず）によって、各油圧モータ１４，３４に操作信号が送信されるように構成されている。
【００２７】
次に、固定軸１１と延長用固定軸３０との間に介設されている連結手段２０は、図２に示すように、前端部２１に固定軸１１が取り付けられており、後端部２２に延長用固定軸３０が取り付けられている。
そして、連結手段２０の前端部２１は、前面が開口した状態で、上下左右の側壁によって中空に形成されており、上板２３ａと下板２３ｂは外方に向けて弧状に湾曲している。また、固定軸１１の後端部１１ａは、連結手段２０の前端部２１に外嵌されるようにして、上下左右の側壁が形成されており、上板１１ｂと下板１１ｃは、連結手段２０の前端部２１の上板２３ａおよび下板２３ｂと摺動可能となるようにして弧状に湾曲している。このようにして、固定軸１１は、連結手段２０の前端部２１を中心として、上下方向に回動可能な状態で連結手段２０に取り付けられている。
【００２８】
さらに、図２（ｂ）に示すように、固定軸１１の左右の側壁において一方の側壁（図２（ｂ）における下側）の外面には、固定軸１１の軸方向と直交する軸周り（図２（ｂ）における上下方向）に歯面が形成されている固定歯車１１ｄが固定されており、この固定歯車１１ｄの円周中心は、連結手段２０および固定軸１１の上板２３ａ、１１ｂと下板２３ｂ，１１ｃの曲率中心に配置されている。また、連結手段２０の左右の側壁において一方の側壁（図２（ｂ）における下側）の外面には、固定軸１１の軸方向と直交する軸周り（図２（ｂ）における上下方向）に回転可能な出力軸を有する第１駆動モータ２５がブラケット２５ａを介して取り付けられており、この第１駆動モータ２５の出力軸に取り付けられている駆動歯車２５ｂと固定歯車１１ｄとが係合した状態となっている。これにより、第１駆動モータ２５による駆動歯車２５ｂの回転に従動させて固定歯車１１ｄを回転させることによって、固定軸１１を軸方向と直交する軸周りに屈折させることができる。なお、符号２０ａは、第１駆動モータ２５や固定歯車１１ｄを掘削土砂から保護するためのカバー部材である。
【００２９】
また、連結手段２０の後端部２２には、延長用固定軸３０の前端部が外挿されており、連結手段２０は、延長用固定軸３０の軸周りに回動自在となっている。
そして、図２（ａ）に示すように、連結手段２０の外面には、延長用固定軸３０の軸方向と直交する軸周り（図２（ａ）における上下方向）に回動可能な出力軸を有する第２駆動モータ２６が取り付けられている。また、延長用固定軸３０の前端部の外周に沿って設けられているフランジ部３０ａの前面には、第２駆動モータ２６の出力軸に取り付けられている駆動歯車２６ａと係合するようにして、延長用固定軸３０の軸周りにリング状の歯面３０ｂが形成されている。これにより、第２駆動モータ２６による駆動歯車２６ａの回動に従動させてフランジ部３０ａを回転させることによって、連結手段２０を延長用固定軸３０の軸周りに回動させることができる。なお、符号２０ｂは、第２駆動モータ２６や歯面３０ｂを掘削土砂から保護するためのカバー部材である。
【００３０】
このように、連結手段２０の前端部２１に取り付けられた固定軸１１が一方向において屈折自在であるとともに、連結手段２０が延長用固定軸３０の軸周りに回動自在であるため、固定軸１１の屈折と、連結手段２０の回動とを組み合せることにより、延長用固定軸３０に対して固定軸１１を上下左右方向に屈折可能となっている。
【００３１】
さらに、連結手段２０には、固定軸１１が連結手段２０に対して屈折した角度を計測可能であるとともに、連結手段２０が延長用固定軸３０に対して回動した角度を計測可能な計測手段（図示せず）が設けられており、計測された各角度の数値は、固定軸１１および各延長用固定軸３０の内部に配線された通信ケーブルを通じて、掘削装置１の外部出力装置（図示せず）に表示されるように構成されている。
【００３２】
また、各延長用固定軸３０の間に介設されている連結手段２７は、前記した固定軸１１と延長用固定軸３０との間に介設されている連結手段２０と同一の構成であり、各延長用固定軸３０が上下左右方向に向けて屈折可能な状態で連結されている。
なお、固定軸１１および各延長用固定軸３０の屈折は、各油圧モータ１４，３４の駆動と同様にして、掘削装置１の外部に設けられた操作スイッチ（図示せず）によって操作可能となっており、この操作スイッチから固定軸１１および各延長用固定軸３０の内部を通過させた操作ケーブル（図示せず）によって、第１駆動モータ２５および第２駆動モータ２６に操作信号が送信されるように構成されている。なお、第１駆動モータ２５および第２駆動モータ２６の駆動方式は、油圧式や電動式など限定されるものではなく、固定軸１１および各延長用固定軸３０の内部を通じて、駆動油や電力が供給されるように構成されている。
【００３３】
このように、本発明の掘削装置１では、固定軸１１および各延長用固定軸３０が掘削時に回転しないため、駆動油などの流通通路や各種ケーブルを固定軸１１および各延長用固定軸３０の内部に配置することができ、掘削装置１が簡易な構成となっている。
【００３４】
次に、前記掘削装置１を用いた掘削孔の構築について説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る掘削装置を用いて掘削孔を構築している態様を示した図で、（ａ）は水平方向に向けて直線状に掘進している態様を示した側断面図、（ｂ）は掘進方向を斜め上方に変化させた態様を示した側断面図である。図４は、本発明の実施形態に係る掘削装置を用いて掘削孔を構築している態様を示した図で、（ａ）は掘進方向を水平方向に変化させた態様を示した側断面図、（ｂ）は水平方向に向けて直線状に掘進している態様を示した側断面図である。図５は、本発明の実施形態に係る掘削装置を用いて左右方向に屈折している掘削孔を構築している態様を示した平面断面図である。
この実施形態では、図４（ｂ）に示すように、建物Ｔの直下の埋設物Ｍを避けながら、建物Ｔの下方で手前側の領域Ａから前方の領域Ｂに連通するようにして、水平方向に延長された掘削孔Ｋを構築する場合を例として説明する。
【００３５】
まず、図３（ａ）に示すように、領域Ａの地上面に、掘削用回転手段１０、貯水タンク４０およびオイルタンク４２を設置する。そして、掘削用回転手段１０の固定軸１１の後端部に給油管４３、排油管４４および給水管４１を接続し、掘削用回転手段１０の油圧モータ１４を回転させて、掘削刃１５によって掘削孔Ｋの掘削を開始する。
さらに、延長用回転手段３１を備えた延長用固定軸３０を、掘削用回転手段１０の前進に伴って固定軸１１の後端部に取り付けて、掘削装置１の前後方向の長さを伸長することにより、掘削用回転手段１０を前方に掘進させて掘削孔Ｋを延長させる。
このようにして、順次に延長用固定軸３０の後端部に、２本の延長用固定軸３０，３０を取り付けることにより、掘削用回転手段１０を埋設物Ｍの近傍まで掘進させる。
このとき、排土部材１２を備えた出力部１３を有する油圧モータ１４が、掘削孔Ｋの先端部に配置されており、掘削刃１５の近傍で排土部材１２が大きなトルクで回転するため、掘削土砂を効率良く排土することができる。また、掘削刃１５と、その掘削刃１５を駆動させるための油圧モータ１４との間隔が小さいため、油圧モータ１４のトルクを効率良く掘削刃１５に伝達させることができ、掘削孔Ｋを効率良く掘削することができる。
【００３６】
次に、図３（ｂ）に示すように、２本の延長用固定軸３０，３０の間に介設されている連結手段２７を駆動させ、固定軸１１と延長用固定軸３０との間に介設されている連結手段２０が、埋設物Ｍよりも上方に配置されるようにして、固定軸１１および固定軸１１の後端部に連結されている延長用固定軸３０を上方に向けて屈折させる。このとき、掘削用回転手段１０および延長用回転手段３１の排土部材１２，１６，３２，３５に取り付けられている掘削刃によって、掘削孔Ｋの側壁面が掘削されるため、掘削孔Ｋが上方に向けて拡幅される。これにより、地盤内で掘削用回転手段１０の掘進方向を斜め上方に変化させることができる。
また、固定軸１１および延長用固定軸３０が連結手段２７に対して屈折した角度を、計測手段によって計測することができるため、作業員は、計測された角度と、固定軸１１および各延長用固定軸３０，３０の長さとに基づいて、地盤内における固定軸１１および各延長用固定軸３０，３０の姿勢および位置を把握しながら、固定軸１１および延長用固定軸３０を屈折させることができる。
【００３７】
次に、図４（ａ）に示すように、固定軸１１と延長用固定軸３０の間に介設されている連結手段２０を駆動させて、固定軸１１を下方に向けて屈折させる。そして、作業員は、前記した連結手段２７における屈折と同様に、連結手段２０の計測手段によって、固定軸１１の屈折角度を把握しながら、固定軸１１の軸方向を水平方向に変化させる。このとき、連結手段２０は、埋設物Ｍよりも上方に配置されているため、固定軸１１の軸方向が水平方向に配置された状態において、掘削用回転手段１０は埋設物Ｍよりも上方に配置されている。
【００３８】
次に、図４（ｂ）に示すように、最も後方に配置されている延長用固定軸３０の後端部に、連結手段２７を介して他の延長用固定軸３０を取り付けることにより、掘削装置１の前後方向の長さを伸長させる。さらに、固定軸１１および各延長用固定軸３０の姿勢を維持した状態で、固定軸１１および各延長用固定軸３０を前方に移動させる。これにより、掘削用回転手段１０が埋設物Ｍの上方を通過して、掘削孔Ｋを水平方向に掘進することになるため、地盤内の埋設物Ｍを避けるようにして屈折した掘削孔Ｋが構築される。
【００３９】
このように、本発明の掘削装置１では、地盤内で掘進方向を任意に変化させ、屈折した掘削孔Ｋを簡易に構築することができるため、領域Ａの地上面から水平方向に向けた直線上に埋設物Ｍが埋設されている場合であっても、掘削装置１の設置高さを調整することなく、掘削装置１を地上面に設置した状態で領域Ａから領域Ｂに掘削孔Ｋを構築することができる。
【００４０】
なお、本発明の掘削装置１では、複数の延長用固定軸３０が屈折自在な状態で取り付けられており、掘削装置１が複数の屈折箇所を有している。そのため、各延長用固定軸３０を各々屈折させることにより、蛇行した掘削孔や、大きく迂回した掘削孔を簡易に構築することもできる。このとき、各延長用固定軸３０には、排土部材３２，３５を周囲に備えている延長用回転手段３１が取り付けられており、掘削孔Ｋ内の全領域に排土部材１２，１６，３２，３５が配置されるため、蛇行した掘削孔や、大きく迂回した掘削孔であっても、掘削孔Ｋ内の掘削土砂を効率良く排土することができる。
【００４１】
さらに、固定軸１１および各延長用固定軸３０は、連結手段２０，２７（図１参照）を介して連結されており、上下左右方向に屈折自在であるため、上方に屈折させた掘削孔Ｋ（図４（ｂ）参照）以外にも、図５に示すように、掘進方向に対して左右方向に屈折させることにより、埋設物Ｍを避けている掘削孔Ｋを構築することができる。当然に、１つの掘削孔に上下方向の屈折箇所と左右方向の屈折箇所を設けることもできるため、複数の埋設物が複雑に埋設されている施工条件にも対応することができる。
【００４２】
したがって、本発明の実施形態に係る掘削装置１では、掘進方向を地盤内で任意に変化させることにより、地盤内の埋設物Ｍを避けるようにして屈折させた掘削孔Ｋを簡易に構築することができ、埋設物Ｍによって掘削装置１の設置場所が限定されないため、掘削装置１を簡易に設置することができる。
【００４３】
次に、本発明の実施形態に係る掘削装置１を用いた地盤改良について説明する。
図６は、本発明の実施形態に係る掘削装置を用いて地盤を改良している態様を示した図で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平面断面図である。図７は、本発明の実施形態に係る掘削装置を用いて埋設管の周囲の地盤を改良している態様を示した図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側断面図である。
【００４４】
この実施形態では、図６に示すように、掘削装置１の固定軸１１および各延長用固定軸３０の内部に固化剤の供給孔（図示せず）が設けられており、この供給孔と外部の供給管（図示せず）とを最も後方に連結されている延長用固定軸３０の後端部で接続することにより、固定軸１１の先端部から掘削孔Ｋ’内に固化剤を噴射可能となっている。そして、掘削孔Ｋ’内で固化剤を噴射しながら掘進することにより、掘削用回転手段１０および各延長用回転手段３１の排土部材１２，１６，３２，３５（図１参照）によって、掘削孔Ｋ’内の掘削土砂と固化剤とを撹拌混合して、軟弱な地盤の強度を高めるように構成されている。
【００４５】
前記した掘削装置１を用いた地盤改良方法は、まず、図６に示すように、掘削用回転手段１０の軸方向を鉛直方向に配置し、所定の深さまで鉛直方向に向けて掘進した後に、固定軸１１および各延長用固定軸３０を上方に向けて９０度屈折させて、掘削用回転手段１０の掘進方向を水平方向に変化させ、掘削孔Ｋ’を水平方向に延長させる。
続いて、軸方向が鉛直方向に配置されている延長用固定軸３０と、軸方向が水平方向に配置されている延長用固定軸３０との間に介設されている連結手段２７’を駆動させることにより、軸方向が水平方向に配置されている固定軸１１および各延長用固定軸３０を、鉛直方向に配置されている各延長用固定軸３０の軸周りに回動させ、掘削孔Ｋ’を水平円板状に拡張する。
【００４６】
前記した掘削作業においては、固定軸１１の先端部から固化剤を噴射しながら掘進するとともに、掘削用回転手段１０および延長用回転手段３１の排土部材１２，１６，３２，３５（図１参照）によって、掘削孔Ｋ’内の掘削土砂と固化剤とを撹拌混合しながら掘進する。これにより、地盤内の所定深さにおいて水平円板状の領域を地盤改良することができる。
また、図６（ｂ）は、掘削装置１の設置位置を順次に移動させて、前記した地盤改良を行った場合を示しており、地盤改良した領域の一部を重ねることにより、一方向に連続した領域Ｌを地盤改良することができる。
【００４７】
さらに、図７（ａ）に示すように、掘削用回転手段１０の先端部から固化剤を噴射するとともに、掘削用回転手段１０および延長用回転手段３１の排土部材１２，１６，３２，３５（図１参照）によって掘削土砂と固化剤とを撹拌混合しながら、地盤内の埋設管Ｍ’の周囲を囲むようにして、掘削装置１を掘進させることにより、埋設管Ｍ’の周囲の地盤を改良することができる。そして、図７（ｂ）に示すように、固定軸１１および各延長用固定軸３０を埋設管Ｍ’の周囲に配置した状態で（図７（ａ）参照）、埋設管Ｍ’よりも上方に配置されている各延長用固定軸３０を埋設管Ｍ’の延長方向に向けて屈折させることにより、埋設管Ｍ’に沿って地盤を改良することができる。
【００４８】
このように、本発明の実施形態に係る掘削装置１では、掘進方向を地盤内で任意に変化させることにより、各種形状の掘削孔を簡易に構築することができる。また、各延長用固定軸３０には、排土部材３２，３５（図１参照）を周囲に備えている延長用回転手段３１が取り付けられているため、掘削孔Ｋ内の全領域に排土部材１２，１６，３２，３５（図１参照）を配置することができる。これにより、蛇行した掘削孔や、大きく迂回した掘削孔であっても、掘削孔Ｋ内の掘削土砂と固化剤とを効率良く撹拌混合することができるため、所定の領域を簡易かつ確実に地盤改良することができる。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されるものではない。
例えば、固定軸１１および各延長用固定軸３０は屈折自在に連結されていればよく、その構成は限定されるものではない。図８は、本発明の実施形態に係る連結手段の他の構成を示した図で、（ａ）は連結手段の側断面図、（ｂ）は連結手段の平面図である。
【００５０】
連結手段２０（図２参照）の他の構成としては、図８に示すように、固定軸１１の後端部と延長用固定軸３０の前端部とが自在継手５１を介して連結されており、この自在継手５１を跨いで３基の油圧シリンダ５２の両端部が固定軸１１と延長用固定軸３０とに各々取り付けられた構成の連結手段５０がある。
この連結手段５０は、両端部が前後に配置されている３基の油圧シリンダ５２が、固定軸１１および延長用固定軸３０の外周方向において均等間隔（１２０度間隔）で配置されており、油圧シリンダ５２の伸縮ロッド５３の前端部が、固定軸１１の外周面に自在継手５６を介して回動自在に取り付けられているとともに、油圧シリンダ５２の本体部５４の後端部が、延長用固定軸３０の外面に垂直に立設された支持部材５５に、自在継手５６を介して回動自在に取り付けられている。これにより、油圧シリンダ５２は、前端部よりも後端部が延長用固定軸３０から張り出した状態で、自在継手５１を跨いで固定軸１１と延長用固定軸３０とに取り付けられている。そして、３基の油圧シリンダ５２を各々独立して伸縮させることにより、固定軸１１および延長用固定軸３０が上下左右方向に向けて自在に屈折可能となっている。
【００５１】
また、延長用回転手段３１は、全ての延長用固定軸３０に取り付けられている必要はなく、掘削孔内の掘削土砂を効率良く排土または撹拌することができるのであれば、掘削対象である地盤の土質や掘削孔の長さに対応させて、延長用回転手段３１が取り付けられていない延長用固定軸３０を設定してもよく、さらには、全ての延長用固定軸３０に延長用回転手段３１を取り付けない構成にしてもよい。
【００５２】
さらに、複数の掘削用回転手段１０を進行方向に対して側方に並設し、各掘削回転手段１０の固定軸１１の後端部に複数の延長用固定軸３０を順次に取り付ける構成とすることができる。この構成では、各種形状の掘削孔を効率良く構築することができる。なお、並設される各掘削用回転手段１０および各延長用固定軸３０の配置は限定されるものではなく、一方向に向けて並設した構成では、地盤内で屈折している掘削溝を簡易に構築することができる。さらに、多方向に向けて並設した構成では、地盤内で屈折している矩形断面の掘削孔を簡易に構築することができ、例えば、４基の掘削用回転手段１０を四方に配置することによって、四角断面の掘削孔を構築することができる。このように、構築する掘削孔の形状に対応させて適宜に設定することができる。また、並設されている各延長用固定軸３０を連結することにより、掘削装置１全体の強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態に係る掘削装置を示した側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る掘削装置の連結手段を示した図で、（ａ）は連結手段の側断面図、（ｂ）は連結手段の平面断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る掘削装置を用いて掘削孔を構築している態様を示した図で、（ａ）は水平方向に向けて直線状に掘進している態様を示した側断面図、（ｂ）は掘進方向を斜め上方に変化させた態様を示した側断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る掘削装置を用いて掘削孔を構築している態様を示した図で、（ａ）は掘進方向を水平方向に変化させた態様を示した側断面図、（ｂ）は水平方向に向けて直線状に掘進している態様を示した側断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る掘削装置を用いて左右方向に屈折している掘削孔を構築している態様を示した平面断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る掘削装置を用いて地盤を改良している態様を示した図で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平面断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る掘削装置を用いて埋設管の周囲の地盤を改良している態様を示した図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る連結手段の他の構成を示した図で、（ａ）は連結手段の側断面図、（ｂ）は連結手段の平面図である。
【図９】従来の掘削装置を用いて掘削孔を構築している態様を示した側断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１      掘削装置
１０    掘削用回転手段
１１    固定軸
１２    排土部材
１３    出力部
１４    油圧モータ
１５    掘削刃
２０    連結手段
２７    連結手段
３０    延長用固定軸
３１    延長用回転手段
３２    排土部材
３３    出力部
３４    油圧モータ
Ｋ      掘削孔
【図１】
2005226280.tif 000003
【図２】
2005226280.tif 000004
【図３】
2005226280.tif 000005
【図４】
2005226280.tif 000006
【図５】
2005226280.tif 000007
【図６】
2005226280.tif 000008
【図７】
2005226280.tif 000009
【図８】
2005226280.tif 000010
【図９】
2005226280.tif 000011