(57)【要約】【課題】掘削翼の拡縮動作を確実に行うとともに、修理、メンテナンス作業を容易に行うことができ、しかも掘削翼の拡縮状態が地上で容易に確認することができるようにする。【解決手段】回転軸１１の上部に設けられる拡縮操作部３０と、回転軸１１の外側に配され拡縮操作部３０の作動により上下動操作される一対の連結ロッド１９と、各連結ロッド１９の下端部に連結される掘削翼１６とを備え、拡縮操作部３０が、回転軸１１の外周面に取り付けられる一対の油圧シリンダー３２と、一対の油圧シリンダー３２の作動を同調させる同調機構部（同調ブラケット３５等）とを有し、各油圧シリンダー３２のシリンダーロッド３３先端に各連結ロッド１９を連結することにより各連結ロッド１９を同時に上下動させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部にて回転駆動される回転軸の下端部に設けられる掘削翼を拡縮させる掘削翼拡縮装置において、
前記回転軸の上部に設けられる拡縮操作部と、前記回転軸の外側に配され前記拡縮操作部の作動により上下動操作される一対の連結ロッドと、各連結ロッドの下端部に連結される掘削翼とを備え、
前記拡縮操作部が、前記回転軸の外周面に取り付けられる一対の油圧シリンダーと、一対の油圧シリンダーの作動を同調させる同調機構部とを有し、各油圧シリンダーのシリンダーロッド先端に前記各連結ロッドが連結されることにより各連結ロッドが同時に上下動されるように構成されている
ことを特徴とする掘削翼拡縮装置。
【請求項２】
前記回転軸の外周面には螺旋翼が設けられ、この螺旋翼を貫通するように前記連結ロッドが配される請求項１に記載の掘削翼拡縮装置。
【請求項３】
前記連結ロッドの押し下げ操作時に前記掘削翼が拡径作動される請求項１または２に記載の掘削翼拡縮装置。
【請求項４】
前記連結ロッドの引き上げ操作時に前記掘削翼が拡径作動される請求項１または２に記載の掘削翼拡縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中杭の先端部に根固め球根を造築するのに用いられる掘削翼拡縮装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アースオーガのような掘削機を用いて地盤を掘削すると同時に、セメントミルクやモルタル等の薬液を注入して掘削土砂と混練することにより地中杭を造成する場合に、杭の支持力を増大させるため杭の根部分を拡大掘りして根固め球根を造築することが行われている。
【０００３】
この根固め球根の造築に際しては、リーダマストに沿って支持されて回転駆動される掘削ロッドの下端部に、通常の掘削刃のほかに、拡大掘削刃としての掘削翼を設け、まず掘削翼を縮径させた状態で所定の縦孔を掘削した後、掘削翼を拡径して拡大掘削を行うようにされている。
【０００４】
この掘削翼の拡縮構造としては、掘削ロッドが正逆回転可能にされ、正回転時には掘削翼が土砂により押し付けられて縮径され、逆回転時には掘削翼の先端部に土砂が入り込むことによりその掘削翼が外方へ向かって起立して拡径されるように構成されたものが一般的である。
【０００５】
また、特許文献１においては、掘削ロッドを貫通するように設けられた操作ロッドにより掘削翼を拡縮させるようにしたものが提案されている。すなわち、この文献に記載のものでは、拡大掘削刃（掘削翼）が、掘削ロッド下端の支持部にバネにより拡開習性が与えられて回動自在に枢着され、拡大掘削刃の枢軸と刃部先端との間の上面に操作ロッドの下端の当接部が当接され、操作ロッドが引き上げられたときに左右の拡大掘削刃が拡開されるように構成されている。
【０００６】
しかしながら、掘削ロッドを正逆回転させて土砂の抵抗を利用することによって掘削翼を拡縮させる構造のものでは、土質によっては掘削翼の先端部に土砂が入り込まず、確実に拡径が行えなかったり、任意の径に拡径できなかったり、掘削翼の拡縮状態が確認できないといった問題点がある。
【０００７】
また、特許文献１に記載された構造のものでは、バネにより拡開習性が与えられた構造であるために、やはり土質によっては掘削翼が確実に拡径されなかったり、掘削翼の拡縮状態が確認できないといった問題点がある。また、操作ロッドおよび拡縮機構が掘削ロッド内等の内部空間に閉じ込められた構造であるために、拡縮機構等に故障が発生して修理する場合や、メンテナンスの必要が生じた場合に、機構を分解する必要があって、その修理等が容易に行えないという問題点がある。
【０００８】
【特許文献１】特許第３６６２６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、掘削翼の拡縮動作を確実に行うことができるとともに、修理、メンテナンス作業を容易に行うことができ、しかも掘削翼の拡縮状態が地上で容易に確認することのできる掘削翼拡縮装置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】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明による掘削翼拡縮装置は、
駆動部にて回転駆動される回転軸の下端部に設けられる掘削翼を拡縮させる掘削翼拡縮装置において、
前記回転軸の上部に設けられる拡縮操作部と、前記回転軸の外側に配され前記拡縮操作部の作動により上下動操作される一対の連結ロッドと、各連結ロッドの下端部に連結される掘削翼とを備え、
前記拡縮操作部が、前記回転軸の外周面に取り付けられる一対の油圧シリンダーと、一対の油圧シリンダーの作動を同調させる同調機構部とを有し、各油圧シリンダーのシリンダーロッド先端に前記各連結ロッドが連結されることにより各連結ロッドが同時に上下動されるように構成されている
ことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明においては、前記回転軸の外周面には螺旋翼が設けられ、この螺旋翼を貫通するように前記連結ロッドが配されるのが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る掘削翼拡縮装置は、前記連結ロッドの押し下げ操作時に前記掘削翼が拡径作動される構成とすることもできるし、あるいは前記連結ロッドの引き上げ操作時に前記掘削翼が拡径作動される構成とすることもできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、回転軸の上部に設けられる拡縮操作部における一対の油圧シリンダーが作動されると、この油圧シリンダーのシリンダーロッド先端に連結された一対の連結ロッドが同調して押し引き作動され、各連結ロッドの下端部に連結される掘削翼が縮径位置から拡径位置に、もしくは拡径位置から縮径位置に作動される。本発明によれば、回転軸の外周面に取り付けられた油圧シリンダーの操作により、回転軸の外側に配された連結ロッドを介して掘削翼が拡縮作動されるので、修理、メンテナンス作業時に分解する必要がなく、その作業を容易に行うことができる。また、土質に拘わらず掘削翼の拡縮操作を確実に行うことができるとともに、掘削翼の拡縮状態を地上において容易に確認することができる。また、一対の油圧シリンダーの作動を同調させる同調機構部が設けられているので、一対の掘削翼を確実に同調させて操作することができる。
【００１４】
本発明において、連結ロッドの押し下げ操作時に掘削翼が拡径作動される構成を採用した場合には、回転軸の引き上げ時に掘削翼が下方へ回動して納められた状態となっているので、掘削済の縦孔の壁を崩すことなく装置全体を引き上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明による掘削翼拡縮装置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。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１には、本発明の第１の実施形態に係る掘削翼拡縮装置を搭載したアースオーガの全体図が示されている。また、図２には、本実施形態の掘削翼拡縮装置における掘削翼近傍の部分拡大図が示され、図３には、掘削翼拡縮装置における拡縮操作部の部分拡大図が示されている。さらに、図４には、回転軸の部分拡大図が示されている。
【００１７】
本実施形態において、アースオーガ１は、ベースマシン２にステー３を介して鉛直向きに支持されるリーダマスト４を備え、このリーダマスト４の前面に配されるガイドレール５に駆動部６が上下摺動自在に支持され、この駆動部６の上部のシーブ７に巻回されるワイヤ８がリーダマスト４の上端のシーブ９を経由してベースマシン２上のウインチ１０に導かれ、このウインチ１０の巻上げ巻戻しにより前記駆動部６がガイドレール５に沿って昇降されるように構成されている。図には明示されていないが、前記駆動部６内には、電気モータおよび減速機と、セメントミルクやモルタル等の薬液を注入用のスイベルが搭載され、減速機の出力軸にオーガスクリューの回転軸１１の上端が接続されている。こうして、駆動部６における電気モータの駆動によって回転軸１１が回転駆動される。
【００１８】
前記回転軸１１は、単位長さのシャフトを雄型ジョイント１２および雌型ジョイント１３により相互に接続して形成されている。そして、この回転軸１１の外周面には螺旋翼（スクリュー）１４が設けられ、最下端には先端ビット１５が設けられるとともに、この先端ビット１５の上方に左右一対の掘削翼１６が設けられている。この掘削翼１６は、図２に示されるように、側方に張り出した拡径位置（実線位置）と、螺旋翼１４の径内に納められた縮径位置（鎖線位置）との間で拡縮自在に構成されている。
【００１９】
各掘削翼１６は、基端部が「くの字」状に折れ曲がった形状とされて、先端部側に多数のビット１６ａが取着されてなり、その折曲部において枢軸１８にて回転軸１１に取着された支持ブラケット１７に軸着され、基端部において連結ロッド１９に軸着されている。こうして、掘削翼１６は、連結ロッド１９が上方に引き上げられた状態では螺旋翼１４の径内に納められた縮径位置にあり、連結ロッド１９が押し下げられると、枢軸１８を中心に先端部が持ち上げられて拡径位置まで回動される。なお、支持ブラケット１７の外周側上部にはストッパ２０が設けられており、掘削翼１６が所定の最大拡径位置に達するとそのストッパ２０に当接して位置保持される。なお、本実施形態において、掘削翼１６は軸径の２倍程度まで拡径することができる。
【００２０】
次に、図３を参照しつつ、前記掘削翼１６を拡縮操作する拡縮操作部３０の詳細構造について説明する。
【００２１】
この拡縮操作部３０は、回転軸１１の外周面に取付ブラケット３１を介して支持される左右一対の油圧シリンダー３２，３２を備え、この油圧シリンダー３２，３２のシリンダーロッド３３，３３の先端部に連結片３４，３４を介して連結ロッド１９の上端部が枢支されて構成されている。また、前記連結片３４，３４には、回転軸１１の外周部を抱持するように配される円筒状の同調ブラケット３５が一体に設けられている。この同調ブラケット３５の内周面には縦方向に複数本の凹溝が形成される一方、各凹溝が回転軸１１の外周面に縦方向に突設されたスライドレール３５Ａに嵌合されるように構成されている。このような構成によって、シリンダーロッド３３，３３が伸縮作動した際、同調ブラケット３５が回転軸１１に対し相対回転することなくその回転軸１１に沿って摺動され、左右のシリンダーストロークを同じにすることができる。なお、本実施形態における同調ブラケット３５、スライドレール３５Ａ等が、本発明における同調機構部に相当する。
【００２２】
油圧シリンダー３２，３２のボトム側の給排ポート３６，３６およびヘッド側の給排ポート３７，３７には、図示されない油圧源からの圧油が油路３８，３９、スイベルジョイント４０、さらには逆止弁４１を介して給排される。ここで、スイベルジョイント４０のアウターケース４０ａには回り止めバー４２が固着され、この回り止めバー４２はリーダマスト４に固着された反力体４３に固定されている。なお、前記逆止弁４１は、油圧シリンダー３２，３２を伸張させて連結ロッド１９，１９を押し下げ操作し、掘削翼１６を拡径位置に回動させた際に、油圧シリンダー３２，３２の動きを保持する役目をする。
【００２３】
また、本実施形態の拡縮操作部３０においては、シリンダーロッド３３の作動範囲内の回転軸１１の外周面にストロークセンサー４４が取り付けられており、このストロークセンサー４４の検出信号が、センサー電線４５からコントローラ（図示せず）に送信され、その検出データが運転室内のモニタ表示板に表示されるようになっている。したがって、操作者は、このモニタ表示板を見ることで掘削翼１６の拡縮状態およびその拡縮量等を一目で知ることができる。
【００２４】
このような構成において、油圧シリンダー３２，３２のシリンダーロッド３３，３３が収縮した状態において、油圧源からの圧油が油路３８、スイベルジョイント４０および逆止弁４１を経由して、油圧シリンダー３２，３２のボトム側の給排ポート３６，３６を介してボトム側室に供給されるとともに、ヘッド側の給排ポート３７，３７からヘッド側室の圧油が排出されると、シリンダーロッド３３，３３が伸長方向に作動され、連結ロッド１９が押し下げ方向に作動される。ここで、図４に示されるように、連結ロッド１９は、回転軸１１の外周面に設けられた螺旋翼１４を貫通するように配され、この連結ロッド１９の下端が前述のように掘削翼１６の基端部に軸着されているので、この連結ロッド１９が押し下げ作動されると、掘削翼１６は、枢軸１８を中心に持ち上げられて拡径位置まで回動される。また、掘削翼１６を縮径操作するには、圧油を油圧シリンダー３２，３２のヘッド側の給排ポート３７，３７からヘッド側室に供給すれば良い。
【００２５】
以上のような掘削翼拡縮装置を用いた根固め工法は次のような手順で行われる。
【００２６】
まず、掘削翼１６を縮径した状態で、支持層まで縦孔を掘削する。このとき、掘削翼１６は螺旋翼１４の径内に納められており、その縮径位置を保持しているので、螺旋翼１４による縦孔の掘削に支障を来すことはない。
【００２７】
支持層に達すると、油圧シリンダー３２，３２の操作により掘削翼１６を拡径させるとともに、セメントミルク、モルタル等を注入して根固め球根を築造する。このとき、油圧シリンダー３２，３２のシリンダーストロークを調整することにより掘削翼１６の拡大径を任意に変えることができる。
【００２８】
根固め球根を築造が完了すると、油圧シリンダー３２，３２の操作により掘削翼１６を縮径させて螺旋翼１４の径内に納め、この後回転軸１１を引き上げることで施工が完了する。なお、本実施形態の構造によれば、掘削翼１６が下方へ回動して納められた状態となっているので、回転軸１１の引き上げ時に掘削済の縦孔の壁を崩すことなく装置を引き上げることができる。
【００２９】
（第２の実施形態）
図５には、本発明の第２の実施形態に係る掘削翼拡縮装置における掘削翼近傍の部分拡大図が示されている。本実施形態において、第１の実施形態と共通する部分には図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとする。
【００３０】
第１の実施形態では、連結ロッド１９が押し下げられた際に掘削翼１６が拡径位置まで回動される構造であったが、本実施形態では、連結ロッド１９が引き上げられた際に掘削翼１６が拡径位置まで回動される構造を採用したものである。なお、図５においては、右側が連結ロッド１９を引き上げた状態、左側が連結ロッド１９を押し下げた状態をそれぞれ示している。本実施形態のような構造によっても第１の実施形態と同様の作用効果を奏し得る。
【００３１】
前記各実施形態においては、回転軸１１の外周面に螺旋翼（スクリュー）１４が設けられた例について説明したが、本発明は、図６（ａ）に示されるように、連結シャフト４６のみを有するものや、図６（ｂ）に示されるように、外周部に攪拌バー４７ａが取着された攪拌ロッド４７を有するものに対しても適用することができる。勿論、これら各シャフトを組合わせたタイプのものに対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る掘削翼拡縮装置を搭載したアースオーガの全体図
【図２】第１の実施形態の掘削翼拡縮装置における掘削翼近傍の部分拡大図
【図３】第１の実施形態の掘削翼拡縮装置における拡縮操作部の部分拡大図
【図４】第１の実施形態の掘削翼拡縮装置における回転軸の部分拡大図
【図５】本発明の第２の実施形態の掘削翼拡縮装置における掘削翼近傍の部分拡大図
【図６】回転軸の変形例を示す図
【符号の説明】
【００３３】
１        アースオーガ
４        リーダマスト
６        駆動部
１１        回転軸
１２，１３  ジョイント
１４        螺旋翼
１５        先端ビット
１６        掘削翼
１７        支持ブラケット
１８        枢軸
１９        連結ロッド
２０        ストッパ
３０        拡縮操作部
３２        油圧シリンダー
３３        シリンダーロッド
３５        同調ブラケット
３６，３７  給排ポート
４０        スイベルジョイント
４１        逆止弁
４４        ストロークセンサー
４６        連結シャフト
４７        撹拌ロッド
【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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【図６】
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