JPH06212873A

JPH06212873A - 拡大掘削装置

Info

Publication number: JPH06212873A
Application number: JP5473193A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Hayashi; 隆浩林; Yoshiharu Mori; 芳春森
Original assignee: YOOKON KK
Current assignee: YOOKON KK
Priority date: 1992-11-25
Filing date: 1993-02-21
Publication date: 1994-08-02
Anticipated expiration: 2016-10-29
Also published as: JP3222973B2

Abstract

(57)【要約】【目的】杭先端部で拡大掘削できるよう拡大刃を開か
せ、この状態を地上から確認できるようにし、また拡大
刃を確実に元の状態に引っ込めるようにする。【構成】円筒軸１１に掘削羽根１２を設け、掘削羽根
下端に掘削刃１３を形成した掘削ビット１を横断するよ
う二分割した上下ビット１ａ，１ｂと、上ビットと下ビ
ットの筒内に挿入される接続ジョイント６と、下ビット
の円筒軸１１に形成した長孔１１５に遊挿して、接続ジ
ョイント６に固着されるガイド軸７と、下ビット１ｂに
取付けられる拡大刃３と、ガイド軸７と拡大刃３とを連
結するリンク機構４’とを備え、上ビット１ａが正転す
ると、上下ビットが分割前の掘削羽根形状を保持し、リ
ンク機構４’が拡大刃３を掘削羽根内に強制収納する一
方、上ビット１ａが逆転すると、拡大刃３が掘削羽根１
２の外方に突出し、突出し状態を保持すべくガイド軸７
が長孔１１５の他端で係止されるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、杭先端支持力を発現す
べく杭先端部分に根固め液が注入される拡大球根を築造
するための拡大掘削装置に関する。中掘り根固め工法，
プレボーリング根固め工法等の産業分野に利用される。

【０００２】

【従来の技術】従来、打撃によって打込まれてきた既製
杭は、低騒音，低振動で設置すべく地盤に掘削した穴
に、あるいは地盤を掘削しながら杭を設置する埋込み杭
工法へと移り変わってきている。埋込み杭工法には、中
掘り工法，プレボーリング工法等に分類され、このなか
に杭先端部分を拡大してセメントミルク等を注入して拡
大球根部を築造し、杭と支持地盤とを一体化することに
よって先端支持力を発現させる工法がある。杭先端部を
拡大する斯る工法に用いる拡大掘削ビットとしては、こ
れまで本発明者による実開平１−７９６９２号公報の
他、特公平３−６１８３３号公報等によるものが知られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記拡大掘
削ビットは、拡大刃が十分に開かなかったり、拡大掘削
の終了後、拡大刃が元の状態に引っ込まなかったりする
構造的な問題があった。例えば、実開平１−７９６９２
号公報によれば、土圧抵抗によって拡大刃が引っ込めら
れる構造であるにもかかわらず、拡大掘削を終えた時点
で拡大した掘削穴内の土圧抵抗は既に弱まっているため
に、拡大刃が元の状態へ戻らなかった。このため、拡大
掘削ビットを引上げる時、孔壁を崩壊させる等の不具合
を招いた。また、拡大掘削によって拡大球根部が確かに
形成されているのかどうか、この確認方法は難しく、根
固め工法の一つの欠点になっていた。

【０００４】本発明は上記問題点を克服するもので、杭
先端部分で拡大掘削できるよう拡大刃を開かせ、且つこ
の状態を地上から確認できるようにすることのみなら
ず、拡大刃で拡大球根部を形成した後に拡大刃を確実に
元の状態に引っ込めるようにした拡大掘削装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本第１発明の拡大掘削装
置は、円筒軸周りに掘削羽根を設け、且つこの掘削羽根
下端に掘削刃を形成した掘削ビットを横断するよう二分
割してなる上下ビットと、上ビットと下ビットとを互い
に回転自在に接合する中空ジョイントと、上ビット又は
下ビットのブラケットに設けた支軸に回転自在に取付け
られる拡大刃と、上ビットの回動によりこの拡大刃が揺
動するよう上ビットと下ビットのうちの一つと拡大刃と
を連結するリンク機構とを備え、上ビットが正回転する
と、上ビットと下ビットのうちの一方に形成した突片を
上ビットと下ビットのうちの他方に設けたストッパが係
止して上下ビットが分割前の掘削羽根形状を保持し、上
記リンク機構が拡大刃を掘削羽根内に強制収納する一
方、上ビットが逆回転すると、斯るリンク機構で拡大刃
が掘削羽根の外方に突出し、且つ突出し状態が保たれる
よう突片と拡大刃のうち少なくとも一つを係止する止片
を上ビット又は下ビットに配置してなることを特徴とす
る。ここで、「正回転」とは、削底までの掘削時のモー
タの回転方向をいう（以下「正転」という。）。「逆回
転」とは、下ビットが削底に到達した後、拡大掘削を行
う場合のモータの回転方向をいう（以下「逆転」とい
う。）。

【０００６】本第２発明は、上記発明の拡大掘削装置に
おいて、上下ビット，中空ジョイント，リンク機構，止
片のうち少なくとも一つにマイクロスイッチを設け、上
ビットが正転し、突片を止片が係止する時点で、このマ
イクロスイッチを働かせ、拡大刃の突出しが完了したこ
とを円筒軸，スクリューロッドの中空部内を介して地上
へ送信するようにしている。

【０００７】また、本第３発明は、円筒軸周りに掘削羽
根を設け、且つこの掘削羽根下端に掘削刃を形成した掘
削ビットを横断するよう二分割してなる上下ビットと、
上ビットと下ビットとを互いに回転自在に接合する接続
ジョイントと、上ビット又は下ビットの円筒軸側面に形
成された長孔に遊挿して、接続ジョイントに固着され、
斯る長孔によって上記接続ジョイントの回動範囲を制限
するようにしたガイド軸と、上ビット又は下ビットのブ
ラケットに設けた支軸に回転自在に取付けられる拡大刃
と、上ビットの回動によりこの拡大刃が揺動するよう上
記ガイド軸と拡大刃とを連結するリンク機構とを備え、
上ビットが正転すると、ガイド軸が上記長孔の一端で係
止されることにより、上下ビットが分割前の掘削羽根形
状を保持し、上記リンク機構が拡大刃を掘削羽根内に強
制収納する一方、上ビットが逆転すると、このリンク機
構で拡大刃が掘削羽根の外方に突出し、突出し状態を保
持すべく、ガイド軸が長孔の他端で係止されるように構
成したことを特徴とする。

【０００８】本第４発明は、上記第３発明の拡大掘削装
置において、上下ビット，接続ジョイント，ガイド軸，
リンク機構のうち少なくとも一つにマイクロスイッチを
設け、上ビットの正転によりガイド軸が長孔の一端で係
止される時点で、このマイクロスイッチを働かせ、拡大
刃の突出しが完了したことを円筒軸，スクリューロッド
の中空部内を介して地上へ送信するようにしている。本
第５発明は、上記第１又は第３発明の拡大掘削装置にお
いて、掘削羽根の外周縁寄りに設けた支軸に拡大補助刃
が支持されるようにしている。

【０００９】

【作用】第１，第２発明によれば、掘削を行うべく掘削
機のスクリューロッドを正転させると、スクリューロッ
ドに固定される上ビットも正転する。そして、上ビット
に突片を形成した場合を想定して、上ビットの突片が下
ビットに取付けたストッパに係止されると、下ビットも
共回りしだす。このストッパは、上下ビットを整合さ
せ、分割される前の掘削羽根形状を形づくるので、掘削
を円滑になし得る。ストッパが突片を係止して、上下ビ
ットが共回りすると、リンク機構が下ビットに取付けた
掘削刃を掘削羽根内に強制収納するよう引っ張るので、
掘削の邪魔になることはない。

【００１０】一方、下ビットが所定深さの削底に到達
し、拡大球根部を得るべく拡大掘削に入る場合は、拡大
掘削装置を一旦持ち上げ、削底に落とす。これで、下ビ
ットが削底に刺さる。この状態を確保して、スクリュー
ロッドを逆転させると、上ビットは逆転する。しかし、
下ビットは削底に突き刺さっているため追動できず、止
まったままになる。従って、リンク機構によって拡大刃
が掘削羽根の外方に突出すようになる。拡大刃の突出し
が完了したところで、突片又は拡大刃は下ビットに設け
た止片と当接する。ここで、上下ビット，中空ジョイン
ト，リンク機構，止片のいずれかの場所にマイクロスイ
ッチが取付けられ、上記の当接時点で、マイクロスイッ
チを働かせると、斯る状態を地上へ送信するので、地上
から拡大刃の突出し完了を確認できる。拡大刃によって
球根部を形成した後、スクリューロッドを正転すると、
上ビットも正転する。上ビットが正転すると、リンク機
構が拡大刃を強制的に掘削羽根内に引っ込める。

【００１１】第３，第４発明による場合も、第１，第２
発明と同じような作用が働く。斯る拡大掘削装置による
と、部品点数が少なく、簡単な構造になる。更に、拡大
補助刃を設けた第５発明の拡大掘削装置では、正回転時
に拡大補助刃が広がり、掘削ビット径より拡大するの
で、一度に拡大刃で拡大球根部を掘る場合に比し、拡大
刃にかかる負荷は少なくて済む。

【００１２】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。（１）実施例１イ．拡大掘削装置の構成図１〜図７は、本第１，第２発明に係る拡大掘削装置の
一実施例を示す。拡大掘削装置Ａは、掘削ビット１と、
中空ジョイント２と、拡大刃３と、リンク機構４と、ス
トッパ５５と、止片５６，５７とから構成される。

【００１３】掘削ビット１は、円筒軸１１（外径：２７
３φ，肉厚：３０ｍｍ）の周りに略１８０度捩った掘削
羽根１２（掘削外径Ｄ：約６９０ｍｍφ）を形成し、こ
の掘削羽根の下端に掘削刃１３を設けている。掘削羽根
１２は、スクリューロッド９の下端の羽根９１につなが
る（図７）。正転（本実施例では右回転をいう。）で掘
削土を上方へ排出し易いようにするためである。円筒軸
１１の底は、盲板を溶接固定し、有底円筒にしている。
円筒軸１１の下端寄りに開口を形成し、これにゴムパッ
キンで蓋をした開口弁１１１がある。掘削時に掘削土が
入るのを防ぐ一方、掘削後にスクリューロッド９内を通
ってきた根固め液を削底へ放出させるためである。

【００１４】符号１５は、六角形状したジョイントを示
す。中空パイプに螺旋羽根を設けたスクリューロッド９
と接合するものである。ジョイント１５は中空で円筒軸
１１とスクリューロッド９とを導通させる。掘削ビット
１は、略中央で横断するように切断し、上ビット１ａと
下ビット１ｂとに二分割されている（図１）。しかし、
上ビット１ａと下ビット１ｂとは、切断箇所を中空ジョ
イント２で接合した構成をとる（図６）。

【００１５】中空ジョイント２は筒状体で、側面に環状
溝２１，２１を形成する（図５）。斯る中空ジョイント
２は、上部を上ビット１ａの円筒軸１１内に挿入して溶
接固定する一方、下部を下ビット１ｂの筒内に挿入後、
下ビット１ｂに設けた透孔１１２を利用してボルト１１
３で下ビット１ｂと接合する（図６）。６本のボルト１
１３が環状溝２１と係合する。こうして、中空ジョイン
ト２を介して上ビット１ａと下ビット１ｂとは、軸方向
には抜けず、中空ジョイント２を軸として互いに回転自
在に取付けられる。

【００１６】符号３は、爪状の拡大刃を示す（図２）。
下ビット１ｂの上方寄りにブラケット３１，３１を形成
し、このブラケットに設けた支軸３２に拡大刃３を回転
自在に取付ける（図４）。本実施例では、拡大刃３を円
筒軸１１周りに１８０度間隔で２個配設する。支軸３２
を中心に拡大刃３を回転させると、円筒軸１１を軸心
に、拡大刃３の最小回転外径は６９０ｍｍφ弱になる。
拡大刃３は円弧状に曲った形状であるために、掘削羽根
１２による掘削外径Ｄ内に収めることができる（図
２）。一方、円筒軸１１を軸心に拡大刃３の最大回転外
径は約１２００ｍｍφとなる。このとき拡大刃は、杭８
の外径（約１０００ｍｍφ）を越え、最も広がった状態
にある（図３）。

【００１７】リンク機構４は、上ビット１ａの円筒軸１
１に形成する突片４１にレバー４２の一端を回転自在に
軸着すると共に、レバー４２の他端を拡大刃３の支軸３
２寄りの張出部４３に軸着する機構からなる。このリン
ク機構４によって、上ビット１ａが正転すると、拡大刃
３は支軸３２を中心に左回転する（図２）。また、上ビ
ット１ａが逆転（本実施例では左回転をいう。）する
と、拡大刃３は支軸３２を中心に右回転する構成になっ
ている（図３）。

【００１８】ストッパ５５は、下ビット１ｂの円筒軸１
１の上縁寄りに設けられる。ストッパ５５の上端は上ビ
ット１ａに形成した突片４１の位置まで張出した形状に
なっている（図４）。そして、上ビット１ａが正転する
と、上ビット１ａの突片４１をこのストッパ５５が係止
する。ストッパ５５の取付位置は、拡大刃３を掘削羽根
１２の掘削外径Ｄ内に入り込むように設定する（図
２）。また、このとき、二分割された上ビット１ａと下
ビット１ｂが分割前の掘削羽根形状をつくるよう設定す
る（図１）。本実施例では、ブラケット３１の位置から
略９０度正転した位置にストッパ５５を取付けている
（図４）。

【００１９】止片５６，５７は、下ビット１ｂに設けら
れたブロック片である（図２では、止片５６を省略して
いる。）。上ビット１ａの逆転時に突片４１と拡大刃３
を係止するためのものである。下ビット１ｂを固定し、
上ビット１ａを逆転すると、リンク機構４によって拡大
刃３が掘削羽根の外方に突出すようになる。最も突出し
た状態になると、上ビット１ａに張出した止片５６が突
片４１を係止し、且つ支軸３２の近傍に設けた止片５７
も拡大刃３を係止する配置構成をとる（図３）。尚、機
械的強度が十分であれば、止片５６，５７のいずれかを
省略してもよい。

【００２０】符号５６１は、リミット方式のマイクロス
イッチを示す（図３）。マイクロスイッチ５６１は、突
片４１と当接する止片５６に取付けられる。突片４１が
マイクロスイッチ５６１に当たり、拡大刃３が外方へ突
出し完了すれば、地上オペレータの操作パネルにランプ
表示するよう信号発信をなす。マイクロスイッチ５６１
近傍にバックアップ電源付き基板（図示せず。）を組込
んでいる。検出した電波信号は、止片５６から根固め液
の供給路になる中空ジョイント２，円筒軸１１，スクリ
ューロッド９の中空部内をとばして地上へワイヤレスで
送信する。本実施例では、前記ストッパ５５にも突片４
１が当接したことを知らせるマイクロスイッチ５５１を
取付け、拡大刃３が引っ込んだ状態にあることも地上の
表示パネルに知らせる構成をとっている。

【００２１】ロ．拡大掘削装置の動作このように構成した拡大掘削装置を用いて、杭の埋込み
予定地へ中掘り根固め工法による工事を行った時の拡大
掘削装置の動作を示す（図７〜図９）。先端開放の杭８
の仕様は、外径１０００ｍｍφ，内径７４０ｍｍφであ
る。杭８の中空部を通じて杭先端地盤を掘削して、掘削
土を杭上部から排出しながら杭体を沈設する。

【００２２】まず、杭穴を設けるべく掘削機のモータを
起動させ、スクリューロッド９を正転させて、所望の深
さまで掘削していく（図７）。この掘削過程では、スク
リューロッド９に固定された上ビット１ａも正転する。
ここでは、上ビット１ａの突片４１が下ビット１ｂのス
トッパ５５を押圧するため、ストッパ５５が固着する下
ビット１ｂも正転方向へ付勢されることになる（図
２）。斯る押圧する外力は、上ビット１ａと下ビット１
ｂとが分割前の掘削羽根形状を維持する力として働く。
このため、掘削刃１３によって掘出された掘削土が掘削
羽根１２で上方へ円滑に運搬される。更に、突片４１が
ストッパ５５を押圧する状態下で掘削進行するため、リ
ンク機構４によって拡大刃３は掘削羽根１２内に強制収
納された状態を保つ。従って、約６９０φの削穴が難無
く掘られていく。

【００２３】所定の深さに到達すると、次の操作に入
る。拡大掘削装置Ａの全体をある程度持上げ、落下させ
る。そうすると、掘削刃１３が新たな先端地盤８１にそ
の自重で突き刺さる（図８）。

【００２４】しかる後、スクリューロッド９を逆転させ
る。下ビット１ｂは掘削刃１３の先端地盤８１への食込
みによりこの回転に追動できず、上ビット１ａのみが逆
転する。従って、リンク機構４によって拡大刃３が掘削
羽根１２の外方へ突出すようになる（図４）。下ビット
１ｂの止片５６，５７が突片４１，拡大刃３を係止する
ところまで上ビット１ａのみが逆転し、リンク機構４は
拡大刃３を突出していく。止片５６，５７が突片４１，
拡大刃３を係止するところで、拡大刃３は約１２００ｍ
ｍφの掘削径となる（図３）。この時、突片４１が止片
５６に設けられたマイクロスイッチ５６１に接触して
（図３）、拡大刃３が完全に外方に突出したことは、中
空ジョイント２，円筒軸１１，スクリューロッド９の中
空部を利用して送信される。拡大掘削できる状態にある
ことが、地上の操作パネルに表示される。

【００２５】更に、スクリューロッド９が逆転すると、
遂には下ビット１ｂが抗し切れなくなり、上ビット１ａ
に追動して逆転しだす。斯る状態にして、逆転し且つ上
下動させながら、掘削ビット径（約６９０ｍｍφ）より
大きな拡大球根部８２を形成する（図９）。突出した拡
大刃３によって支持地盤を拡大掘削する傍ら、セメント
ミルクを地上から送る。根固め液となるセメントミルク
は、スクリューロッド９，上ビット１ａ，中空ジョイン
ト２，下ビット１ｂを経由して開口弁１１１から放出さ
れる。

【００２６】所定の拡大球根部８２を形成したところ
で、モータを正転に切替える。そうすると、リンク機構
４が拡大刃３を掘削羽根１２内に引っ込める（図２）。
万一、上下ビット１ａ，１ｂが共回りし、掘削羽根１２
内に収納されていないことが地上のパネル表示で知らさ
れれば、拡大掘削装置Ａを少し持上げた後、落下させ新
たな削底に下ビット１ｂを突き刺す。次いで、モータを
正転すれば、下ビット１ｂが固定された状態で上ビット
１ａが正転するため、リンク機構４によって拡大刃３を
強制的に掘削羽根１２内にしまい込めれるようになる。
かくして、拡大掘削装置Ａを地上に引上げれば、孔壁等
を崩壊させる不具合もなく、開端杭と支持地盤とを一体
化させる拡大球根が築造される。

【００２７】（２）実施例２本実施例は、実施例１の拡大掘削装置Ａに次のような拡
大補助刃１２１を付加したものである。即ち、図１０の
ごとく、下ビット１ｂの掘削羽根１２を外周縁で爪形状
に切欠いた後、この切欠き部分に支軸１２２を設け、斯
る支軸１２２に切欠き形状に合った拡大補助刃１２１を
取付けている。静止状態では、元の掘削羽根１２の姿態
を保つようになる。拡大補助刃１２１は、下ビット１ｂ
が正転し土圧抵抗を受けると、広がる構造になってい
る。そして、水平方向での掘削ができるよう支軸１１２
の上方には、掘削羽根１２の一部からなる制止部１１９
を形成している（図１０）。拡大補助刃１２１が上向き
に上がりすぎないようにして、水平方向での掘削をなし
得るようにするためである。

【００２８】拡大補助刃１２１を取付けた拡大掘削装置
の掘削動作は以下のごとくである。基本的動作は、実施
例１と同じであるが、杭８の中では、正転させても拡大
補助刃１２１は、杭内壁に接しながら回転する。しか
し、一旦杭外に出ると、拡大補助刃１２１が土圧抵抗を
受け、夫々約１００ｍｍ程水平に開く。掘削刃１３，掘
削羽根１２による掘削に、この拡大補助刃１２１の拡大
掘削が加わり、フリクションカッター８３（図７参照）
を用いずとも、杭径に相当する掘削穴を拡大掘削装置だ
けで掘り下げていけるようになる（図１１）。拡大補助
刃１２１は、下ビット１ａが逆転して上昇する場合、背
をなぜられるようになり、元の掘削羽根１２の姿態をつ
くる。従って、拡大掘削装置の引き上げ時等において、
支障はない。

【００２９】（３）実施例３イ．拡大掘削装置の構成図１２〜図１９は、本第３〜第５発明に係る一実施例を
示す。拡大掘削装置Ａは、掘削ビット１と、接続ジョイ
ント６と、ガイド軸７と、拡大刃３と、リンク機構４’
とから構成される。

【００３０】掘削ビット１は、実施例２と同様、円筒軸
１１周りに掘削羽根１２を形成し、この掘削羽根１２の
下端に掘削刃１３を設けている。符号１２１は拡大補助
刃１２１、符号１５は中空で六角形状したジョイントで
ある。掘削ビット１は、略中央で横断するように切断
し、上ビット１ａと下ビット１ｂとに二分割されている
（図１２）。上ビット１ａの円筒軸下端寄りには、１８
０度間隔に２個のノズル１１４，１１４を形成し（図１
３）、これにゴムパッキンで蓋をして、内圧をかけ、外
方にのみ開く開口弁１１８としている。掘削時に掘削土
が入るのを防ぐ一方、掘削後、スクリューロッド９内を
通ってきた根固め液を削底へ放出させるためである。上
ビット１ａと下ビットｂとは、切断箇所を接続ジョイン
ト６で接合した構成をとる（図１３）。

【００３１】接続ジョイント６は、円柱状体で、上下ビ
ット１ａ，１ｂの円筒軸１１内に挿入される。接続ジョ
イント６には、上面から両側面へと二股に分れる貫通孔
６１を設ける（図１３，図１４）。斯る接続ジョイント
６は、貫通孔６１とノズル１１４の孔とが一致するよう
にして、その上部を上ビット１ａの円筒軸１１に溶接固
定する（図１３，図１４）。

【００３２】接続ジョイント６の下部直径は、段差状に
小さくしている。この段差部の上方にめねじ６２，６２
が１８０度ピッチで２個形成している（図１４）。符号
６３はＯリング溝を示す。符号６４は、下ビット１ｂの
円筒軸１１内に凹部を上側にして載置されるキャップ状
のジョイント受けを示す（図１３）。円筒軸１１に溶接
固定される接続ジョイント６は、下ビット１ｂの円筒軸
１１へ挿入すると、その底面がジョイント受け６４に当
接し、上下ビット１ａ，１ｂ間に僅かのクリアランスＥ
を生むようにして接合される。摺動面を接続ジョイント
６の下面とし、上下ビット間の回転抵抗を少なくさせる
ためである。尚、摺動面への異物侵入を防ぐべく、Ｏリ
ング溝６３にＯリング（図示せず）を嵌める。

【００３３】下ビット１ｂに係る円筒軸１１の上端寄り
には、１８０度間隔で水平方向に長い長孔１１５，１１
５が形成されている（図１４，図１５）。長孔１１５の
開口角度は約７５度で、開口長さは１２０ｍｍである。
符号７は、アイボルト姿態のガイド軸を示す。ガイド軸
７は、長孔１１５に遊挿し、接続ジョイント６のめねじ
６２に螺着する構成をとる（図１４）。こうして、接続
ジョイント６を介して、上ビット１ａと下ビット１ｂと
は、軸方向には抜けず、且つ長孔１１５によってガイド
軸７が係止され、制限を受ける長孔の開口範囲（７５
度）内でのみ回転自在に取付けられることになる。

【００３４】符号３は、爪状の拡大刃を示す（図１
２）。拡大刃３は円弧状に曲った形状で、掘削羽根１２
がつくる掘削外径内に収めることができる（図１６）。
下ビット１ｂのブラケット３１に設けた支軸３２に回転
自在に支持されている。拡大刃３は、１８０度間隔で２
個配設する。

【００３５】リンク機構４’は、接続ジョイント６へ螺
合するガイド軸７にレバー４２の一端を回転自在に軸着
すると共に、レバー４２の他端を拡大刃３の支軸３２寄
りの張出部４３に軸着する機構からなる（図１６）。こ
のリンク機構４’によって、上ビット１ａが正転する
と、拡大刃３は支軸３２を中心に左回転する（図１
６）。また、上ビット１ａが逆転すると、拡大刃３は支
軸３２を中心に右回転する構成になっている（図１
７）。

【００３６】符号１１６，１１７は、リミット方式のマ
イクロスイッチを示す。長孔１１５両端の円筒軸１１に
取付けられる。上ビット１ａが正転すると、これに連結
しているガイド軸７がマイクロスイッチ１１６に当たっ
て、拡大刃３が外方へ突出し完了したことを地上オペレ
ータへ知らせるようになっている。信号発信して、地上
の操作パネルへ表示する。検出した電波信号は、円筒軸
１１，スクリューロッド９の中空部内をとばして地上へ
ワイヤレスで送信する（図１９）。ところで、拡大刃３
が外方へ突出し完了したとき、拡大刃３とノズル１１４
とは、向い合う構造になっている（図１３）。マイクロ
スイッチ１１７は、上ビット１ａが逆転して、拡大刃３
が引っ込んだ状態になったことを知らせるためのもので
ある。

【００３７】ロ．拡大掘削装置の動作基本的動作は、実施例２と略同様である。まず、スクリ
ューロッド９を正転させる。杭８内では、図１２のごと
くであるが、杭下に拡大掘削装置が出ると、拡大補助刃
１２１が土圧抵抗を受け、開くようになる。斯る状態に
して、所望の深さまで掘削していく。拡大補助刃１２１
が開くことによって、略杭径の大きさの掘削孔が得られ
る（図１８）。

【００３８】所定の深さまで到達したら、スクリューロ
ッド９の回転を止める。そして、拡大掘削装置全体を持
上げ、落下させる。すると、掘削刃１３が新たな先端地
盤８１へ突き刺さる。しかる後、スクリューロッド９を
逆転させる。下ビット１ｂの先端地盤８１への食込みに
よって、上ビット１ａのみが逆転する。上ビット１ａの
逆転に伴い、上ビット１ａに連結しているガイド軸７
が、リンク機構４’を介して拡大刃３を掘削羽根１２の
外方へ突出すようになる（図１９）。ガイド軸７が長孔
１１５の一端で係止するところまで上ビット１ａのみが
逆転し、係止される地点で、拡大刃３は最大掘削径をと
る（図１７）。この時、ガイド軸７はマイクロスイッチ
１１６に接触する。そして、マイクロスイッチ１１６が
働いて、拡大刃３が完全に外方に突出したことを円筒軸
１１，スクリューロッド９の中空部を利用して送信す
る。

【００３９】更に、スクリューロッド９が逆転すると、
下ビット１ｂは抗しきれず、遂に上ビット１ａに追動し
て下ビット１ｂも逆転するようになる。このまま、スク
リューロッド９を逆転させ、拡大掘削装置を上下動させ
ると、拡大球根部８２を形成する（図１９）。拡大補助
刃１２１によって、既に杭径程度の掘削穴が得られてい
るため、実施例１のごとくに比し、拡大刃３が掘削に要
する力は軽減される。

【００４０】突出した拡大刃３によって支持地盤を拡大
掘削する一方で、セメントミルクが地上から送られる。
セメントミルクは、スクリューロッド９，上ビット１ａ
の円筒軸１１，接続ジョイント６の貫通孔６１，ノズル
１１４を経由して開口弁１１８から放出される。

【００４１】所定の拡大球根部８２を形成したところ
で、スクリューロッド９を正転に切替える。そうする
と、ガイド軸７が、リンク機構４’を介して拡大刃３を
掘削羽根１２内に引っ込める。ここで、開口弁１１８の
方向は、突出し状態の拡大刃３に合わせているので、セ
メントミルク放出時に、拡大球根部８２の築造に供した
拡大刃３を洗浄する作用も働いている。故に、たとえ拡
大刃３に掘削土等が固着していても、これを洗い流し、
拡大刃３を掘削羽根１２内に容易にしまい込めれるよう
になっている。万一、上下ビット１ａ，１ｂが共回りし
ていることが地上の表示パネルで知らされれば、実施例
１と同様の操作を行う。

【００４２】（３）実施例の効果実施例１に係る拡大掘削装置を用いて埋込み杭工事を行
ったところ、リンク機構４によって拡大刃３を確実に突
出し、また引っ込めることができ、所望の拡大球根部８
２の形成をなし得た。更に、拡大刃３が、突出し状態に
あるのか、引っ込み状態にあるのか、地上の表示パネル
から見えたので、斯る確認方法が確立し、立合検査にあ
って適切な施工であることが判明した。加えて、拡大刃
３の位置情報をマイクロスイッチ５５１，５６１がキャ
ッチして地上に送信したが、根固め液が注入される円筒
軸１１，スクリューロッド９等の中空部内を利用するの
で、障壁が存在せず、電波管理法の制限を受けることも
なく微弱電波の範囲内で行うことができた。

【００４３】また、実施例２，３で、拡大補助刃１２１
を設けた拡大掘削装置によれば、フリクションカッター
８３で土壁を崩しながら掘削する必要もなく、従来の掘
削工法を進める過程で、拡大補助刃１２１によって杭径
程度の掘削エリアを削り採ってしまうことができた。拡
大刃３に全ての拡大球根部８２の掘削を依存せず、拡大
刃に加わる負荷を低減させたので、スクリューロッド９
の回転駆動源を小さくでき、また、円滑に工事をなし得
ることができた。

【００４４】実施例３では、実施例１，２の効果を確保
しながら、構成部品であったボルト１１３がなくなった
ので、一旦組み立ると、分解が極めて困難な実施例１，
２に比し、組立て，分解が容易になった。そして、突片
４１，止片５６等の部品も不要になったので、構造がシ
ンプルになった。従って、小さな杭（例えば５００ｍｍ
φ程度）のものまで拡大掘削装置Ａの製作が可能にな
り、本発明の装置を用いた埋め込み杭工法の適用範囲が
広がった。更に、拡大球根部８２を形成した後、下ビッ
ト１ｂを左回転させて、拡大刃３を閉じるとき、事前
に、開口弁１１８からセメントミルク等の水溶液が拡大
刃３についた付着土石を吹き飛ばしているので、閉じ易
くなっている。

【００４５】尚、本発明においては、前記具体的実施例
に示すものに限らず、目的，用途に応じて本発明の範囲
内で種々変更できる。例えば、本発明の拡大掘削装置を
プレボーリング先端拡大根固め工法に用いてもよい。拡
大刃３の個数は実施例に限定するものではない。

【００４６】実施例１では、上ビット１ａの円筒軸１１
に形成した突片４１を下ビット１ｂに設けたストッパ５
５が係止する構造になっているが、これに代えて、下ビ
ット１ｂの円筒軸１１に形成した突片４１を上ビット１
ａに設けたストッパ５５が係止する構成としてもよい。
実施例３においては、接続ジョイント６を上ビット１ａ
に固定すると共に、下ビット１ｂの円筒軸１１側面に形
成された長孔１１５にガイド軸７を遊挿し、且つ接続ジ
ョイント６にこのガイド軸７を螺着する構成をとること
で、長孔１１５が接続ジョイント６の回動範囲を制限す
るようにしているが、これに代え、接続ジョイント６を
下ビット１ｂに固着すると共に、上ビット１ａに円筒軸
１１側面に長孔１１５を形成し、この長孔１１５へガイ
ド軸７を遊挿し、且つ接続ジョイント６にガイド軸７を
螺着する構成をとって、長孔１１５が接続ジョイント６
の回動範囲を制限するようにしてもよい。

【００４７】本実施例では、拡大刃３は、下ビット１ｂ
に取付けている。削底付近まで拡大球根部８２を築造で
きるからである。但し、下ビット１ｂの高さに比べ、拡
大球根部８２が高くなる場合は、拡大刃３を上ビット１
ａに取付けてもよい。拡大球根部８２は、削底付近は形
成されず、先端支持力を発現させる効果は落ちるが、そ
の影響は小さくなるからである。

【００４８】また、マイクロスイッチ５５１，５６１
は、リミット方式の他、磁力等を利用できる。マイクロ
スイッチ５５１，５６１の取付け位置は、ストッパ５
５，止片５６に限らず、上下ビット１ａ，１ｂ，中空ジ
ョイント２，リング機構４のいずれかの場所であればよ
く、突片４１を止片５６が係止する時点で働きさえすれ
ばよい。同様に、マイクロスイッチ１１６，１１７の取
付け位置は、円筒軸１１に限定するものでなく、上下ビ
ット１ａ，１ｂ，接続ジョイント６，ガイド軸７，リン
グ機構４’のいずれかにあればよい。

【００４９】地上の表示パネルへの伝送は電波に限定せ
ず、赤外線等を用いるワイヤレス、更には配線を敷設し
てもよい。地上オペレータの操作パネルへの表示は、視
覚表示のみならず聴覚表示等も含む。

【００５０】

【発明の効果】以上のごとく本発明の拡大掘削装置を用
いれば、杭先端部に球根部を造るに際し、拡大刃を確実
に突出さしめ、且つ拡大球根部を形成後、拡大刃を元の
状態に確実に引っ込める機構になっているだけでなく、
地上からこれを確認できるシステムを確立しているの
で、作業能率の向上、施工管理の質的向上に多大な効を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の拡大掘削装置の正面図である。

【図２】図１のＸーＸ線断面図である。

【図３】図２で拡大刃が突出した状態を示す説明断面図
である。

【図４】図１のリンク機構周りの拡大図である。

【図５】実施例１で中空ジョイントの拡大斜視図であ
る。

【図６】実施例１で上下ビットとストッパとの取付け状
態を示す拡大図である。

【図７】実施例１の拡大掘削装置で削底まで掘削ビット
で掘削した状態説明図である。

【図８】実施例１で掘削刃が新たな先端地盤に突き刺さ
った状態説明図である。

【図９】実施例１で拡大刃を突出した拡大掘削装置の状
態説明図である。

【図１０】実施例２の拡大掘削装置の正面図である。

【図１１】実施例２の拡大掘削装置で削底まで掘削ビッ
トで掘削した状態説明図である。

【図１２】実施例３の拡大掘削装置の正面図である。

【図１３】図１２のリンク機構周りの拡大図である。

【図１４】実施例３の接続ジョイント周りの分解正面図
である。

【図１５】実施例３の接続ジョイント周りの分解平面図
である。

【図１６】図１２のＹーＹ線断面図である。

【図１７】図１６で拡大刃が突出した状態を示す説明断
面図である。

【図１８】実施例３の拡大掘削装置で削底まで掘削ビッ
トで掘削した状態説明図である。

【図１９】実施例１で拡大刃を突出した拡大掘削装置の
状態説明図である。

【符号の説明】

１掘削ビット１１円筒軸１１５長孔１１６マイクロスイッチ１１７マイクロスイッチ１２掘削羽根１２１拡大補助刃１２２支軸１３掘削刃１ａ上ビット１ｂ下ビット２中空ジョイント３拡大刃３１ブラケット３２支軸４リンク機構４’ リンク機構４１突片５５ストッパ５５１マイクロスイッチ５５ストッパ５６止片５６１マイクロスイッチ５７止片６接続ジョイント７ガイド軸９スクリューロッドＡ拡大掘削装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒軸周りに掘削羽根を設け、且つ該掘
削羽根下端に掘削刃を形成した掘削ビット（１）を横断
するよう二分割してなる上下ビット（１ａ），（１ｂ）
と、上ビットと下ビットとを互いに回転自在に接合する
中空ジョイント（２）と、上ビット又は下ビットのブラ
ケットに設けた支軸に回転自在に取付けられる拡大刃
（３）と、上ビットの回動により該拡大刃が揺動するよ
う上ビットと下ビットのうちの一つと拡大刃とを連結す
るリンク機構（４）とを備え、上ビットが正回転すると、上ビットと下ビットのうちの
一方に形成した突片を上ビットと下ビットのうちの他方
に設けたストッパが係止して上下ビットが分割前の掘削
羽根形状を保持し、上記リンク機構が拡大刃を掘削羽根
内に強制収納する一方、上ビットが逆回転すると、該リ
ンク機構で拡大刃が掘削羽根の外方に突出し、且つ突出
し状態が保たれるよう突片と拡大刃のうち少なくとも一
つを係止する止片を配置してなることを特徴とする拡大
掘削装置。
【請求項２】請求項１に記載するものにおいて、上下
ビット，中空ジョイント，リンク機構，止片のうち少な
くとも一つにマイクロスイッチを設け、上ビットが正回
転し、止片が突片を係止する時点で、該マイクロスイッ
チを働かせ、拡大刃の突出しが完了したことを円筒軸，
スクリューロッドの中空部内を介して地上へ送信するよ
うに構成したことを特徴とする拡大掘削装置。
【請求項３】円筒軸周りに掘削羽根を設け、且つ該掘
削羽根下端に掘削刃を形成した掘削ビット（１）を横断
するよう二分割してなる上下ビット（１ａ），（１ｂ）
と、上ビットと下ビットとを互いに回転自在に接合する
接続ジョイント（６）と、上ビット又は下ビットの円筒
軸側面に形成された長孔に遊挿して、接続ジョイントに
固着され、該長孔によって上記接続ジョイントの回動範
囲を制限するようにしたガイド軸（７）と、上ビット又
は下ビットのブラケットに設けた支軸に回転自在に取付
けられる拡大刃（３）と、上ビットの回動により該拡大
刃が揺動するよう上記ガイド軸と拡大刃とを連結するリ
ンク機構（４’）とを備え、上ビットが正回転すると、ガイド軸が上記長孔の一端で
係止されることにより、上下ビットが分割前の掘削羽根
形状を保持し、上記リンク機構が拡大刃を掘削羽根内に
強制収納する一方、上ビットが逆回転すると、該リンク
機構で拡大刃が掘削羽根の外方に突出し、突出し状態を
保持すべくガイド軸が長孔の他端で係止されるように構
成したことを特徴とする拡大掘削装置。
【請求項４】請求項３に記載するものにおいて、上下
ビット，接続ジョイント，ガイド軸，リンク機構のうち
少なくとも一つにマイクロスイッチを設け、上ビットの
正回転によりガイド軸が長孔の一端で係止される時点
で、該マイクロスイッチを働かせ、拡大刃の突出しが完
了したことを円筒軸，スクリューロッドの中空部内を介
して地上へ送信するように構成したことを特徴とする拡
大掘削装置。
【請求項５】請求項１又は３に記載するものにおい
て、掘削羽根の外周縁寄りに設けた支軸に拡大補助刃が
支持されるようにしたことを特徴とする拡大掘削装置。