(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削ロッドの下端に該ロッドに対し所要ストロークにわたり上下動可能に接続される拡大ヘッド本体を有し、この拡大ヘッド本体の下部外周部に拡大刃を水平面内で拡縮自在に設け、前記掘削ロッドが拡大ヘッド本体に対し上昇したとき、前記掘削ロッドの動きに連係して前記拡大刃が前記掘削ロッドの外径より外方に拡開されるようにしたことを特徴とする掘削用拡大ヘッド。
【請求項２】
前記拡大ヘッド本体の拡大刃がその拡開時に剪断されるシャーピンを有している請求項１記載の掘削用拡大ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は掘削機における拡大ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から地中に杭を造成する場合や、既製の中空杭を建込む場合、杭の下端に杭より大径の球根をモルタル等により造成し、杭の基礎とする工法が行われている。
【０００３】
上記球根の造成手段としては、掘削ロッドの下端に拡大刃を有する拡大ヘッドを装着し、この拡大ヘッドにより拡大掘りして球根を作るようになされている。
【０００４】
従来の上記拡大ヘッドは、掘削ロッドの下端に接続される掘削ヘッドに一対の拡大刃を直径線上対称位置に略水平面内で旋回可能に枢支し、掘削ロッドを逆転させることにより拡大刃が土砂の抵抗を受けて突出するよう旋回し、その逆転動により地盤を拡大掘りするようになされたもの、あるいは実公昭５８−１７８３５号公報にみられるように拡大刃にバネにより拡開習性を与え、拡大刃の縮径は中空杭の内周面を利用して行わせるようになされたものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに前者によるものでは、拡大刃が縮径時に拡大ヘッドの外径内に収納されているので土砂の抵抗を有効に受けられず、そのため掘削ロッドを逆転させても外方に突出しない場合があって、作動の信頼性に欠けるという問題があった。これは自立性の高い地盤の掘削時において著しい。
【０００６】
また後者によるものでは、拡大刃の縮径時に中空杭の内周面を利用するものであるため、掘削時に中空杭を伴わずに掘削後に中空杭を建込む工法には使用することができないという問題があった。
【０００７】
さらに前者の場合、作業終了後の引抜時に拡大刃が縮径するので、球根造成時に拡大刃が拡開したのか否かの確認ができなかった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、拡大掘り時に拡大刃を確実に拡開して球根の造成を良好に行うことができ、中空杭に依存することなく縮径させることを可能ならしめることを課題とするもので、その解決手段として、掘削ロッドの下端に該ロッドに対し所要ストロークにわたり上下動可能に接続される拡大ヘッド本体を有し、この拡大ヘッド本体の下部外周部に拡大刃を水平面内で拡縮自在に設け、前記掘削ロッドが拡大ヘッド本体に対し上昇したとき、前記掘削ロッドの動きに連係して前記拡大刃が前記掘削ロッドの外径より外方に拡開されるようにしたことにある。
【０００９】
前記拡大ヘッド本体の拡大刃がその拡開時に剪断されるシャーピンを設けるようにすれば、作業終了時にシャーピンが切断されているか否かをみることにより拡大刃が所定の位置に拡開して拡大掘りが行われたか否かの確認ができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明による掘削用拡大ヘッド１部分の正面を示し、図２は図１のＡ−Ａ矢視図を示すもので、掘削ロッド２としてオーガスクリューの場合を示しており、この掘削ロッド２の下端に拡大ヘッド１が上下方向に所要のストロークＬにわたりスライド可能に接続されている。
【００１２】
上記拡大ヘッド１は、その中心軸部３の外周に前記掘削ロッド２の外周のスクリュー羽根４と一連となるスクリュー羽根５を有する拡大ヘッド本体６を備え、この拡大ヘッド本体６の上端の断面非円形（図では六角形断面）の接続部７が掘削ロッド２の下端の該接続部７と同断面形状の接続穴８に挿入され、この接続穴８の内部の両側部を横切るように拡大ヘッド本体６に挿着されるピン９，９が前記接続部７の側面に形成された上下方向に延びる長穴１０，１０に嵌合されて拡大ヘッド本体６の上下動する範囲（ストローク３０ｍｍ程度）が定められて抜止めとされている。
【００１３】
前記拡大ヘッド本体６には左右一対の拡大刃ホルダ１１，１１が固設され、この拡大刃ホルダ１１，１１の外端近くには拡大刃１２，１２の基部が軸１３，１３により水平面内で旋回動自在に取付けられ、これら拡大刃１２，１２の刃先１２ａ，１２ａは互いに逆方向を向き、掘削ロッド２の正転時（矢印イ）には各拡大刃１２，１２の刃先１２ａ，１２ａが回転方向後部側となる向きとされている。
【００１４】
前記拡大刃ホルダ１１，１１の基部には、前記拡大ヘッド本体６の軸心と拡大刃１２の軸１３の中心とを結ぶ線に対し拡大刃１２の刃先１２ａ側に寄った位置に向かって延びる切溝１４が形成されており、この切溝１４内にスライドピース１５が摺動自在に嵌合されている。
【００１５】
このスライドピース１５，１５と拡大ヘッド本体６の中心軸部３との間には、前記掘削ロッド２の下端両側に連結金具１６を介して懸吊支持された左右の操作杆１７，１７の下端が挿入されている。この操作杆１７，１７の内面側は前記拡大ヘッド本体６の中心軸部３の外面にそっておかれ、操作杆１７，１７の下端外側面には斜め上向きの傾斜面１８，１８（図４示）が形成されており、この傾斜面１８，１８がスライドピース１５，１５の傾斜面に摺接されている。
【００１６】
前記操作杆１７，１７とスライドピース１５，１５との位置関係は、掘削ロッド２が下降して拡大ヘッド本体６が相対的に上昇した位置にあるときは操作杆１７，１７はスライドピース１５，１５を押さず、掘削ロッド２が拡大ヘッド１を残置したまま所要ストロークＬにわたり上昇したとき操作杆１７，１７も共に上昇してその傾斜面１８，１８でスライドピース１５，１５を押し、その押出しにより拡大刃１２，１２が押されて図４（Ｂ）のように拡大刃１２，１２の刃先１２ａ，１２ａが掘削ロッド２の外径より若干突出するようになっている。
【００１７】
前記拡大刃１２，１２の外端位置にはシャーピン１９，１９が挿通されて拡大ヘッド本体６に対し縮径位置に保たれており、拡大刃１２，１２の刃先１２ａ，１２ａが突出する方向に旋回して最大突出状態となる過程においてシャーピン１９，１９が拡大刃ホルダ１１，１１の先端に当って土圧により剪断されるようになっている。
【００１８】
図１、図３（Ａ），（Ｂ）において２０は拡大ヘッド本体６の下端に設けられた掘削刃、図４、図５において２１はモルタル等の薬液注入用パイプで、拡大ヘッド本体６の下端の図示しない注出口を通じて薬液を注出するためのものである。
【００１９】
次に上記実施形態の作用を説明する。
【００２０】
掘削開始時には拡大刃１２，１２は図３（Ａ）、図５（Ａ）のように縮径状態におかれており、拡大ヘッド１の掘削刃２０により地盤が掘削され、そのスクリュー羽根５および掘削ロッド２のスクリュー羽根４により掘削土砂が上方へ運ばれて排出される。
【００２１】
所定の深度に到達し、掘削穴の下端を拡大掘りするときは、拡大ヘッド１を未掘削の底盤に接地させた状態で掘削ロッド２を上方へ引上げる。すると掘削ロッド２と共に操作杆１７，１７が引上げられ、これら操作杆１７，１７の下端の傾斜面１８，１８がスライドピース１５，１５を外方へスライドさせ、このスライドピース１５，１５が拡大刃１２，１２の側面を押圧し、拡大刃１２，１２を若干拡開させる（図３（Ｂ），図５（Ｂ））。
【００２２】
これにより拡大刃１２，１２の刃先１２ａ，１２ａは未掘削の周辺地盤にくい込んで土砂の抵抗を十分に受けることができる状態となる。したがってこの状態において掘削ロッド２を逆転させれば、拡大刃１２，１２は周辺地盤の抵抗を受けて図５（Ｂ）に鎖線で示すように最大拡大径を実現する。そしてこの状態に至る過程においてシャーピン１９，１９は拡大刃ホルダ１１，１１の先端に当り、剪断作用を受けて切断される。
【００２３】
こうして拡大刃１２，１２が拡開した状態で掘削ロッド２を逆転駆動しつつ上方に引上げ、同時に薬液注入用パイプ２１を通じてセメントミルク等の薬液を注入すれば、拡大刃１２，１２により拡大掘りされた部位、すなわち杭の下端に拡大球根杭が造成されることになる。
【００２４】
拡大球根杭の造成後、掘削ロッド２を回収するときは、掘削ロッド２を正転駆動させつつ引上げれば、拡大刃１２，１２の外端が地盤により押し込まれて縮径し、そのまま引上げることができる。
【００２５】
掘削ロッド２を地上に引上げたのち、シャーピン１９，１９の状態を見て、これが剪断されていれば拡大刃１２，１２が所定の開度に拡張して拡大掘りが行われたことが分り、施工後において拡大掘りが行われたか否かの確認ができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、掘削ロッドとその下端に接続された拡大ヘッドとの相対的上下動により拡大刃を少くとも掘削ロッドの外径（スクリュー羽根を有する場合はその外径）よりも外方に拡開するようにしたので、土砂の抵抗を確実に受けさせて、以後支障なく最大径に拡大させることができ、地中内での拡大掘りを確実に行わせることができる。
【００２７】
また請求項２のように、拡大刃の拡開時に切断されるシャーピンを設ければ、施工時に拡大刃が拡開したか否かの確認を施工後に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による掘削用拡大ヘッドを掘削ロッドの下端に接続した状態の正面図。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図。
【図３】図１の側面を示し、（Ａ）は掘削ロッド下降時、（Ｂ）は同引上げ時の状態を示す側面図。
【図４】（Ａ）は図３（Ａ）の、（Ｂ）は図３（Ｂ）の各要部の断面図。
【図５】（Ａ）は図３（Ａ）、図４（Ａ）の状態時の、（Ｂ）は図３（Ｂ）、図４（Ｂ）の状態時の各拡大刃の状態を示す説明図。
【符号の説明】
１  拡大ヘッド
２  掘削ロッド
４，５  スクリュー羽根
６  拡大ヘッド本体
７  接続部
８  接続穴
９  ピン
１０  長穴
１１  拡大刃ホルダ
１２  拡大刃
１５  スライドピース
１７  操作杆
１８  傾斜面
１９  シャーピン
【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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