JP2000356086A

JP2000356086A - 杭穴掘削ヘッド及び杭穴掘削方法

Info

Publication number: JP2000356086A
Application number: JP2000112036A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Sato; 茂佐藤; Takashi Tatsukuchi; 隆司辰口
Original assignee: Mitani Sekisan Co Ltd
Current assignee: Mitani Sekisan Co Ltd
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 2000-04-13
Publication date: 2000-12-26
Anticipated expiration: 2020-04-13
Also published as: JP4671143B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スリム化、掘削アームの正逆回転による揺動の
円滑化、総じて掘削・排土・充填物撹拌の効率を高め、
従来比約２倍の施工効率を確保する。【解決手段】下向に先細となるヘッド本体１の揺動軸４
０に掘削アーム１７を軸止する。揺動軸４０周囲の制御
部収容凹部５１内に、掘削アーム１７の大径の揺動圧制
御部４５が挿入される。排土翼９を突設し、吐出口１３
を横方向に設ける。掘削アーム１７は本体側に凸に屈曲
し、点状に掘削できる刃先２３を有する掘削刃２１が固
定される。掘削アーム１７に「く」字状の練付棒２５が
架設固定され、掘削ヘッド６２を構成する（ａ）。正回
転による遠心力で揺動した掘削アーム１７はストッパー
３２、３３に規制され、杭穴軸部７１を掘削する
（ｂ）。逆回転による遠心力で、掘削アーム１７はスト
ッパー３４、３５に規制され、凹入部３６と固定体３７
が嵌合して傾斜を保持し杭穴拡底部７２を掘削する
（ｃ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、掘削ロッドの下
端に取り付けて杭穴掘削をする掘削ロッド及び杭穴掘削
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、主に中堀工法や現場造成杭等で、
構築現場において拡底の杭穴を掘削する際に使用する掘
削ヘッドでは、下端部の主掘削刃を有する中空のヘッド
本体のに水平軸を設けて、該水平軸の先端部に掘削刃を
有する掘削アームを夫々揺動自在に取り付けて構成して
いた。そして、掘削ロッドを正回転して一側に掘削アー
ムを小さく揺動傾斜させ、杭穴軸部掘削をし、掘削ロッ
ドを逆回転させて、他側に掘削アームを大きく揺動傾斜
させて、杭穴の拡底部の掘削をしていた。ここで、拡開
する際に、掘削ロッドを逆回転すると共に杭穴底側に加
圧して、掘削アームを杭穴底に押しつけてその土圧によ
り掘削アームを逆側に大きく開いていた。

【０００３】また、この際、杭穴壁の倒壊などを防止す
るために、掘削泥土を杭穴壁に練り付ける為の練付手段
を設けたものもあった（特開平６−３３６８９０、登録
実用新案３０１４９５１号）。

【０００４】また、従来の掘削刃では、刃先２３は、刃
先の直上の刃面７６と垂直面が所定角度θ₁ （１０〜３
０度程度）で形成されていた（図６（ｂ））。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の掘削ヘッド
では、掘削時に掘削刃の刃先２３は、杭穴壁（垂直面）
Ｙ₁ と刃面７６とが垂直面が所定角度θ₁ で接し、刃先
２３から刃面７６の全体を掘削すべき面に強く押し当て
て面で掘削形成されていた為（図６（ｂ））、強固の構
造の掘削ヘッドを要していた。また、土圧により掘削ア
ームを拡開用に開いていたため、ヘッド本体及び掘削ア
ームの構造は強固にせざるを得なかった。また、棒状の
水平軸に掘削アームを支持していた為に、ヘッド本体の
体積が大きくならざるを得なかった。従って、掘削ヘッ
ドの全体が重くなると共に杭穴断面内での掘削ヘッドの
占める面積が大きくなり、排土効率を高められない問題
点があった。

【０００６】また、掘削アームの重量の増加に伴い、水
平軸が負担する揺動圧も多大となり、掘削アームが外れ
易くなり、あるいは水平軸の破壊やそれを防止するため
の水平軸の大径化が必要となる問題点があった。

【０００７】また、排土効率を高める為に、垂直方向の
軸に拡底掘削用のアーム設けて、水平面内で開くタイプ
の掘削ヘッドでは、ヘッド本体に部分螺旋状の補助翼を
設ける工夫もあったが（特開平１１−２０８５）、水平
軸に掘削アームを設ける構造のものでは掘削アームとの
納まりとの関係で不可能であった。

【０００８】また、従来の掘削刃では、刃先２３は、刃
先２３から刃面７６の全体を掘削すべき面に強く押し当
てて面で掘削していたため、刃先から上方への排土効率
を高めることができなかった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】然るにこの発明では、掘
削アームに練付棒を架設し、ヘッド本体に排土翼、横方
向の吐出口を設け、あるいはヘッド本体に揺動を規制す
るストッパーと保持機構とを設け、またヘッド本体に突
設した揺動軸に掘削アームの貫通孔に挿通し、アーム本
体に揺動圧制御部を設け、また、掘削刃に急な傾斜の刃
面と緩やかな傾斜の刃面とを設けたので、前記問題点を
解決した。

【００１０】即ちこの発明は、軸方向に中空部を有する
掘削ロッドの下端に取付ける掘削ヘッドであって、下端
部に掘削刃を有する中空のヘッド本体の上端部一面に軸
に対して直径対称な位置に揺動軸を設け、該両揺動軸に
夫々掘削アームの基端部を取り付けてなる掘削ヘッドに
おいて、前記ヘッド本体の揺動軸と略直交する両他面
に、撹拌排土用の排土翼を斜に設けると共に、該排土翼
の下方位置に横方向のヘッド本体の中空部に連通する吐
出口を設け、前記掘削アームの中間部を前記ヘッド本体
側に凸となるように形成すると共に、前記掘削アームの
先端部に掘削刃を形成し、前記ヘッド本体に掘削アーム
の揺動を規制するストッパーを固定し、前記ヘッド本体
と掘削アームとに掘削アームが開いた状態を保持する保
持機構を設けたことを特徴とする杭穴掘削ヘッドであ
る。

【００１１】また、前記において、掘削アームの先端部
と基端部とに、練付棒を架設したことを特徴とする杭穴
掘削ヘッドである。

【００１２】また、前記において、掘削アームの基端部
に基端側への上方膨出部を形成し、ストッパーは、該上
方膨出部が当接する凸部を、ヘッド本体の上端部一面に
固定して構成した杭穴掘削ヘッドである。また、ストッ
パーは、掘削ロッドが正回転して掘削アームが一側に振
れる位置及び、掘削ロッドが逆回転して掘削アームが他
側に振れる位置に、夫々設けると共に、逆回転した際
に、掘削アームの揺動軸より先端側位置に当接するスト
ッパーを、ヘッド本体の上端部一面に取り付けた杭穴掘
削ヘッドである。

【００１３】保持機構は、掘削アームのヘッド本体側の
面に形成した凹入部と、該凹入部に嵌合可能に出没する
ヘッド本体の固定体とを、組み合わせて構成し、該固定
体は、ヘッド本体に設けた凹部にバネで上方に付勢され
て出没できる構造とした杭穴掘削ヘッドである。また、
掘削ロッドの正回転時に回転による遠心力を利用して、
掘削アームを一側に揺動傾斜させると共に、逆回転時
に、回転による遠心力を利用して、掘削アームを他側に
揺動傾斜させ、該掘削アームをストッパーに当て、前記
掘削アームの凹入部にヘッド本体の固定体を嵌合係止す
ることにより、掘削区間の高さ方向の任意位置で拡径掘
削できることを特徴とした杭穴掘削ヘッドである。ま
た、掘削ヘッドの揺動は、掘削ロッドの回転時の遠心力
に加えて、杭穴内の掘削土又は吐出口から杭穴内への充
填物に対する前記掘削ロッドの回転による作用を併用し
て行う杭穴掘削ヘッドである。

【００１４】また、前記において、排土翼は、ヘッド本
体の他面内に収まり、一面側に突出しない形状とすると
共に、傾斜角度を掘削ロッドの排土用の螺旋羽根の傾斜
角度と略同一とした杭穴掘削ヘッドである。

【００１５】また、前記において、練付棒は、下部の直
線状の練付部、中間部の円弧状の屈曲部及び上部からな
る正面視略「く」字型に形成し、かつ掘削アームの揺動
面内に位置するように、掘削アームに取付け、掘削ロッ
ドの正回転時に掘削アームが軸部掘削用に振れた際に、
練付棒の練付部は、鉛直状に配置されかつ掘削刃の最外
端より内方に位置し、掘削ロッドがニュートラル状態
で、練付棒の屈曲部は掘削刃の最外端より外方に位置す
ることを特徴とする杭穴掘削ヘッドである。また、練付
棒の練付部及び屈曲部は、少なくとも凸側を耐摩擦コー
ティングした杭穴掘削ヘッドである。

【００１６】また、前記において、掘削アームは基端部
に貫通孔を有し、該貫通孔の外側に拡径したナット収容
部を形成してなり、ヘッド本体に突設した揺動軸を、前
記掘削アームの貫通孔に挿通させ、揺動軸先端部の螺糸
部にナットを螺合して、ナット収容部内に前記ナットを
収容したことを特徴とする杭穴掘削ヘッドである。ま
た、掘削アームのヘッド本体側に貫通孔に沿って円柱状
に突設して揺動圧制御部を形成し、ヘッド本体の揺動軸
の周囲に前記揺動圧制御部を収容できるように円状の凹
入部を設けて制御部受部を形成し、前記揺動軸が負担す
る揺動圧を前記揺動圧制御部と制御部受部とで分散して
負担する構造としたことを特徴とする杭穴掘削ヘッドで
ある。

【００１７】また、前記において、掘削ヘッドがニュー
トラル状態で、杭穴軸部の横断面に占める前記掘削ヘッ
ドの最大横面積を２分の１より小さくなるように形成し
た杭穴掘削ヘッドである。

【００１８】また、前記において、掘削刃は、掘削アー
ムが揺動して掘削する際に、掘削ヘッド本体側面であっ
て掘削アームが取り付けられていない側面から見た際
に、前記掘削刃の刃先の横断面が垂直掘削面と点で接す
る形状とすると共に、前記刃先の上方に急な傾斜の刃面
と該刃面に連続して緩やかな傾斜の刃面を形成したこと
を特徴とする杭穴掘削ヘッドである。

【００１９】また、前記において、掘削アームの基端部
と先端部とを角αで形成して、掘削アームの中間部をヘ
ッド本体側に凸となるように形成したヘッドであって、
角αの異なる複数の掘削アームを組み合わせて構成した
ことを特徴とする杭穴掘削ヘッドである。

【００２０】また、前記において、ニュートラル状態
で、掘削アームの先端位置を、ヘッド本体の下端から距
離Ｈだけ下方に位置させて、前記掘削アームが最大揺動
した状態で、前記ヘッド本体の下端と掘削アームの先端
とが同等あるいは掘削アームの先端の方が下方に位置す
るように形成したことを特徴とする杭穴掘削ヘッドであ
る。

【００２１】また、前記において、ヘッド本体の下端部
で、掘削アームを取付けない側に水平膨出部を形成し、
該水平膨出部の下縁を掘削アームの揺動径に応じて円弧
状に形成したことを特徴とする杭穴掘削ヘッドである。

【００２２】また、方法の発明は、掘削ロッドの下端に
取り付ける掘削ヘッドであって、下端部の掘削刃を有す
るヘッド本体の上端部一面に軸に対して直径対称な位置
に揺動軸を設け、該両揺動軸に、下端部に掘削刃を有す
る掘削アームの基端部を取り付けてなる掘削ヘッドにお
いて、前記掘削ロッドの正回転による遠心力を利用し
て、前記両掘削アームを一側に揺動させ杭穴軸部を掘削
し、続いて、前記掘削ロッドの逆回転による遠心力を利
用して、前記両掘削アームを他側に揺動させ開いた状態
を保持機構によって保持して、杭穴を拡径掘削すること
を特徴とする杭穴の掘削方法である。

【００２３】また、前記において、掘削アームの揺動
は、掘削ロッドの回転時の遠心力に加えて、杭穴内の掘
削土又は吐出口から杭穴内への充填物に対する前記掘削
ロッドの回転による作用を併用して行う杭穴の掘削方法
である。また、掘削ヘッドを、掘削アームの基端部と先
端部との成す角をαとして、先端掘削アームの中間部を
ヘッド本体側に凸となるように屈曲して形成して構成
し、前記成す角αの異なる掘削ヘッドを選択して、所望
掘削径を調節することを特徴とする杭穴の掘削方法であ
る。

【００２４】前記における「ニュートラル状態」とは、
掘削ロッドが回転せず、掘削アームが下方に垂れた状態
をいう。

【００２５】また、前記における「杭穴内の掘削土又は
吐出口から杭穴内への充填物に対する掘削ロッドの回転
による作用」とは、掘削時に掘削ロッドを回転した際の
土圧による掘削アームへの作用を中心に、必要ならば、
掘削中の吐出口からエアーの吐出による掘削アームへの
作用、又は吐出口から吐出された水と掘削土とが混合さ
れた泥水によって生じる浮力による掘削アームへの作
用、又は吐出口からセメントミルクを吐出して撹拌した
ソイルセメント層による層圧力及びその浮力による掘削
アームへの作用など、を付加して行う作用などを指す。

【００２６】

【発明の実施の形態】上端部に掘削ロッド６３との連結
部６５を有し、下端に固定掘削刃７、７を有するヘッド
本体１は、下方に向けて先細に形成され、直径対称に突
設した揺動軸４０、４０に掘削アーム１７、１７が軸止
されている。また、ヘッド本体１に排土翼９、９を突設
し、その下方に掘削ロッド６３の中空部に連通する吐出
口１３を横方向に設ける。

【００２７】また、ヘッド本体１に突設された揺動軸４
０の周囲には、制御部収容凹部５１が形成され、掘削ア
ーム１７のヘッド本体１側に突設された揺動圧制御部４
５が挿入されている。揺動軸４０は、揺動圧制御部４５
を通り掘削アーム１７を貫通する貫通孔４７に挿通さ
れ、その螺糸部４２にナット４４を螺合緊結して固定さ
れる。ナット４４及び揺動軸４０の先端はナット収容部
４６から外方に突出しない。

【００２８】ヘッド本体１に正回転時の掘削アーム１７
の揺動を規制するストッパー３２、３３が突設され、逆
回転時の掘削アーム１７の揺動を規制するストッパー３
４、３５が夫々溶接固定されている。また、掘削アーム
１７の内面に形成した凹入部３６と、ヘッド本体１に取
り付けた出没自在の固定体３７とからなる保持機構３８
が設けられている。

【００２９】また、掘削アーム１７は先端に掘削刃２
１、２１が固定され、ヘッド本体１側に凸となるように
屈曲形成されている。掘削刃２１は、先端の刃先２３の
上方に垂直掘削面に対して急な傾斜の刃面７６及び刃面
７６に連続して緩やかな刃面７７を有し、刃先２３で点
状に掘削できる構造となっている。この刃先２３により
指の爪を立てて粘土を押さえつけるようにして掘削でき
る（これに対して従来の掘削刃では指の平で粘土をおさ
えつけるような掘削となる）。

【００３０】また、掘削アーム１７の一側面に、縦に配
置した正面視「く」字状の棒状の練付棒２５が架設固定
されている。

【００３１】以上のように形成された掘削ヘッドは、掘
削ロッドの正回転・逆回転による遠心力を利用して、掘
削アームを所定角度で揺動して、杭穴の軸部及び拡径部
を掘削できる。

【００３２】

【実施例１】図面に基づきこの発明の実施例を説明す
る。この中で、正面視とは掘削ヘッドの掘削アームを取
り付けてある側の一面からの外観をいい、側面視とは正
面と直交する（掘削アームを取り付けていない）一面か
らの外観をいう。

【００３３】（１）掘削ヘッドの構成

【００３４】（ａ）ヘッド本体の構成上端部に掘削ロッド６３との連結部６５を有するヘッド
本体１の下端には固定掘削刃７、７が取り付けてある。
前記ヘッド本体１は、上端部２、中間部３、下端部４と
からなり、正面視で、上端部２及び中間部３は同一巾で
形成されて、下端部４が幅広に形成され、下端部４の上
側に水平膨出部８、８が形成されている。また、横断面
では上端部２が正方形状に形成され、側面視では、上端
部２が最も幅広で、中間部３から下端部４に掛けて徐々
に幅を狭く形成し、最下端が最も狭くなるように形成さ
れている（図３（ａ）（ｂ））。

【００３５】前記ヘッド本体１の上端部２の対向する一
側面５に掘削ロッド６３の軸６４に対して直径対称に揺
動軸４０、４０を設け、該揺動軸４０に掘削アーム１
７、１７の基端部１８を夫々軸止する（図３（ａ）
（ｂ））。

【００３６】また、前記ヘッド本体１の上端部２で、揺
動軸４０と直交する（前記一側面５の隣接他面）他側面
６、６に掘削ロッド６３の正回転で掘削土を上方に排土
できるように傾斜した排土翼９、９を放射状に突設す
る。前記排土翼９は四角形状で先端側隅部１０、１０が
曲面に形成されている。また、前記排土翼９は上端縁１
１及び下端縁１２は夫々、側面視で、他側面６内にあ
り、一側面５側に突出していない。また、傾斜角度は、
側面視で約４５度であり、掘削ロッド６３に設けた排土
用の螺旋羽根（図示していない）の傾斜角度と略同一に
形成されている（図２（ａ）、図３（ａ）（ｂ））。

【００３７】また、ヘッド本体１内には掘削ロッド６３
の中空部（図示していない）に連通する中空部１５を有
し、前記ヘッド本体１の中間部（排土翼９と固定掘削刃
７の中間高さ）３の他側面６、６に、前記中空部１５に
連通する吐出口１３を夫々設ける。該吐出口１３は円筒
状に他側面６から突出している。また、ヘッド本体１の
下端にも吐出口１４が形成されている。吐出口１３、１
４は、ヘッド本体内に設けたヘッド弁（図示していな
い）を地上から操作することにより、夫々独立に吐出口
１３、１４の開閉と開口量とを調節できるようになって
いる（図２（ｃ）、図３（ａ）、図１（ｂ））。

【００３８】（ｂ）掘削アームの構成前記掘削アーム１７は、平面視で、基端部１８が揺動軸
４０に対応した幅を有し、中間部１９の幅が狭く形成さ
れ、先端部２０は基端部の２倍程度の幅で形成され、先
端側に掘削刃２１、２１が固定されている。また、側面
視では、基端部１８が略鉛直に位置し、中間部１９及び
先端部２０は中間部１９下側を頂点としてヘッド本体１
側に凸となるように屈曲形成されている。従って中間部
１９は下方に向けてヘッド本体１に近づくように傾斜
し、先端部２０は下方に向けてヘッド本体１から離れる
ように傾斜して形成されている。また、掘削刃２１の先
端２２は、側面視で、基端部１８の外面１８ａより外方
に突出しないように形成されている。また、基端部１８
の基端側には、上方膨出部２４が形成され、該上方膨出
部２４は正面視で中間部１９と同程度の幅で、側面視で
中間部１９より幅狭で内面（ヘッド本体側の面）が基端
部１８と面一に形成されている（図３（ａ）（ｂ）。以
上の構造の掘削アーム１７、１７が一体に形成されてい
る。

【００３９】また、掘削アーム１７、１７の一側面に、
縦に配置した棒状の練付棒２５を配置し、その上端を掘
削アーム１７の上側（中間部１９の上部、又は基端部１
８の下部）に、下端を掘削アーム１７の先端部２０で掘
削刃２１の直上付近に固着する。前記練付棒２５は、下
部が直線状の練付部２６、中間部が円弧状屈曲部２７、
上部２８は直線状となっている正面視略「く」字型に形
成され、かつ掘削アーム１７の揺動面内に位置してい
る。前記において、「く」字状にヘッド本体１側に凸と
なるように屈曲した際に、掘削アーム１７の基端部１８
と先端部２０とが成す角をα₁に形成してある（図３
（ｂ））。

【００４０】また、前記掘削ロッド６３の正回転時に掘
削アーム１７が軸部掘削用に揺動傾斜した際に、練付棒
２５の練付部２６は、鉛直状に位置し、かつ掘削刃２１
の最外端２１ａより内方に位置し、掘削ロッド６３がニ
ュートラル状態（非回転時で掘削アーム１７が下方に垂
れた位置）で、練付棒２５は掘削刃２１の最外端２１ａ
より外方に位置する（図２（ｂ））。また、前記練付棒
２５の練付部２６及び円弧状屈曲部２７の外面側
（「く」の凸側）表面は、耐摩擦のコーティング２９が
施されている。また、練付棒２５と掘削アーム１７の側
面との間には空隙３０が形成される（図１（ｂ）、図３
（ａ））。

【００４１】（ｃ）ストッパー及び保持機構の構造また、前記ヘッド本体１の上端部２の一側面５、５に
は、掘削ロッド６３の正回転により掘削アーム１７が所
定の軸部掘削径となる角度で傾斜揺動できる位置に揺れ
を規制するストッパー（凸部）３２、３３を夫々溶接あ
るいはボルト締めにて固定する。前記ストッパー３２
は、揺動した掘削アーム１７の揺動軸４０より上方（上
方膨出部２４）で当接する位置に固定され、ストッパー
３３は、掘削アーム１７の揺動軸４０より下側（中間部
１９）が当接する位置に夫々固定されている（図３
（ａ）、図１（ｂ））。

【００４２】また、前記ヘッド本体１の上端部２の一側
面５、５に、掘削ロッド６３の逆回転により、掘削アー
ム１７が所定の拡底部掘削径となる角度で傾斜揺動でき
る位置に揺れを規制するストッパー（凸部）３４、３５
を夫々溶接固定する。前記ストッパー３４は、揺動した
掘削アーム１７が揺動軸４０より上方（上方膨出部２４
又は基端部１８上側）が当接する位置に固定され、スト
ッパー３５は、掘削アーム１７の揺動軸４０より下側
（中間部１９）が当接する位置に夫々固定されている
（図３（ａ）、図１（ｃ））。また、この状態の掘削ア
ーム１７の傾斜揺動を保持する保持機構３８を設ける。

【００４３】前記保持機構３８は、掘削アーム１７の内
面（ヘッド本体１側の面）に形成した凹入部３６と、ヘ
ッド本体１に該凹入部３６に対応して嵌合係止できる固
定体３７とから構成される。前記固定体３７は、先端部
が半球状に形成され、またヘッド本体１の一側面５に
（ここでは水平膨出部８に位置する）形成した凹部（図
示していない）内に、バネで突出側に付勢した状態で取
り付けられれており、固定体３７を押圧することにより
固定体３７は前記凹部内に収容され、前記ヘッド本体１
の一側面５から出没自在となっている。

【００４４】（ｄ）揺動軸の構造前記における掘削アーム１７とヘッド本体１と揺動軸４
０との取付構造は、以下のようになっている。

【００４５】まず構成部品について説明する（図４）。
揺動軸４０は、先端部に螺糸部４２を有する断面円形の
軸部４１の基端側に基端大径部４０を有するボルト状の
構造をしており、軸部４１の先端部に軸と垂直にピン穴
５５が穿設してある。

【００４６】また、掘削アーム１７の揺動軸４０取付部
分には、ヘッド本体１側に円柱状に膨出した形状の揺動
圧制御部４５が一体に形成されている。前記掘削アーム
１７に前記揺動軸４０が回転摺動できる貫通孔４７が穿
設され、該貫通孔４７の外面側（ヘッド本体１の反対
側）には、大径に形成して揺動軸４０のナット４４を収
容できるナット収容部４６が連設されている。また、貫
通孔４７は揺動圧制御部４５の中心を貫通している。

【００４７】また、ヘッド本体１には、前記ヘッド本体
１の揺動圧制御部４５及び揺動軸４０を受ける軸受け穴
４８が穿設されている。前記軸受け穴４８は中間部５０
と、軸受け穴４８の底側に、中間部５０より小径で揺動
軸４０の基端大径部４３を嵌合できる収容凹部５１と、
軸受け穴４８の開口側の外周大径部４９とからなる。

【００４８】また、ヘッド本体１の軸受け穴４８に嵌挿
して、掘削アーム１７の揺動圧制御部４５を収容できる
有底筒状で鍔５３を有する制御部受部５２を使用する。
制御部受部５２の底には揺動軸４０を貫通できる開口５
４が穿設されている。また、制御部受部５２の鍔部５３
には、ボルトの頭部を収容するボルト受孔５３ａ、５３
ａが穿設されている（図４）。

【００４９】次に、組立構造について説明する（図
５）。揺動軸４０の基端大径部４３をヘッド本体１の収
容凹部５１に嵌挿し、制御部受部５２を、開口５４に揺
動軸４０を挿通して、ヘッド本体１の軸受け穴４８に嵌
挿する。ボルト６１、６１を制御部受部５２の鍔部５３
のボルト受孔５３ａからヘッド本体１の螺孔４９ａ、４
９ａに螺合緊結して、ヘッド本体１に揺動軸４０を突設
固定する。

【００５０】続いて、掘削アーム１７の揺動圧制御部４
５をヘッド本体１の制御部受部５２内に挿入すると共
に、揺動軸４０の先端側を貫通孔４７に挿通する。ナッ
ト収容部４６に臨む揺動軸４０の螺糸部４２に、ワッシ
ャー６０を介してナット４４を螺合緊結する。ナット４
４及び揺動軸４０の先端はナット収容部４６から外方に
突出しない。

【００５１】また、掘削アーム１７の側面のピン孔５７
から、ピン５９を打ち込み、該ピン５９を、ナット４４
のピン孔５６を貫通して、揺動軸４０のピン穴５５に到
達させ、揺動軸４０の緩みを防止する（図５（ｂ））。

【００５２】以上のようにして、掘削アーム１７を揺動
軸４０で、ヘッド本体１に軸止めする（図４、図５）。
他側の掘削アーム１７も同様に取り付けられている。

【００５３】（ｅ）掘削刃の構造前記掘削刃２１は、掘削時に掘削アーム１７が揺動した
際に（正回転・逆回転のいずれの側への揺動でも）、以
下のような条件となるように形成されている。即ち、掘
削刃２１は先端の刃先２３から急な傾斜の刃面７６、緩
やかな刃面７７を有し、両刃面７６、７７は点２３ａで
屈折して形成されている。前記刃面（急な斜面）７６
は、垂直面（掘削している杭穴壁）Ｙ₂ に対して、角度
θ₂ を成し、前記刃面（緩やかな斜面）７７は、垂直面
Ｙ₃ に対して、角度θ₃ を成している。前記角度θ₂ は
０度より大きく２０度未満で、角度θ₃ は１０〜５０度
に形成され、かつ点状に接し、かつ「θ₂ ＜θ₃ 」に形
成されている（図６（ａ）。この実施例では、θ₂ ＝６
度、θ₃＝２０度で形成してある。θ₂ は０度では掘削
が効率が極めて悪く、また２０度より大きいと、中堀工
法で掘削ヘッドを中空杭内に収納する際に、掘削刃が中
空杭に当たり易く掘削刃が破損し、また中空杭内を傷つ
けるおそれがある。

【００５４】従って、掘削時においては、掘削アーム１
７は揺動して、刃先２３は、掘削している杭穴壁（垂直
面）Ｙ₂ に対して、点で接し、かつ刃先２３の直上の刃
面７６と角θ₂ をなす。よって、従来のように、掘削面
に、刃先周辺の縁を強く押し当てて、面で掘削するので
はなく（図６（ｂ））、この実施例では、刃先２３によ
り点で掘削することになる。

【００５５】また、固定掘削刃７も同様な構造としてあ
る。

【００５６】（ｆ）掘削ヘッド以上のようにして、掘削ヘッド６２を構成する（図３、
図１（ａ）、図２（ａ））。前記におけるニュートラル
状態の掘削ヘッド６２の最大横断面が、掘削予定の杭穴
軸部７１の横断面に占める割合は２５％程度としてある
（図８）。

【００５７】また、前記において、ニュートラル状態
で、ヘッド本体１の下端（固定刃７の下端）は、掘削ア
ーム１７の先端（掘削刃２１の刃先２３。即ち地面位
置）よりＨだけ上方に位置している。この場合、Ｈは、
掘削アーム１７を最大揺動して拡底部を掘削している時
に、ヘッド本体１の下端と掘削アーム１７の先端とがほ
ぼ同程度、あるいは掘削アーム１７の先端の方が突出す
る高さに位置するように、設定する。例えば、軸径７８
０ｃｍ、拡底径１１００ｃｍ程度の掘削を行う場合Ｈ
は、８〜１６ｃｍ程度としてある。

【００５８】（２）掘削ヘッド６２の使用

【００５９】次に、前記実施例に基づくこの発明の掘削
ヘッド６２の使用について説明する。

【００６０】（ａ）中空杭６７の下端６８から下方へ
掘削ヘッド６２を突出させて、吐出口１３、１４から空
気等を吐出しつつ、杭穴の軸部７１を掘削しながら中空
杭６７を沈設する。この際、掘削アーム１７はストッパ
ー３２、３３に当接して、所定傾斜に揺動して一定の外
径Ｄ₁ で掘削できる（図１（ｂ）、図２（ｂ））。掘削
アーム１７は二ヶ所のストッパー３２、３３で規制され
るので、ストッパーに負担もかからず、確実に制御され
る。

【００６１】また、掘削刃２１を急な傾斜の刃面７６と
緩やかな傾斜の刃面とを設けたので、先が尖っているた
め点で掘削し、地盤に貫入する深さが従来に比して格段
に深く、掘削効率が良いと共に、掘削刃２１の直上へと
首尾良く掘削土を排土できる。また、掘削土は掘削アー
ム１７、１７及びヘッド本体１を薄く形成したので、杭
穴断面中の掘削ヘッド６２の占める面積が少なく、間隙
部を利用して効率よく排土される。また、掘削アーム１
を本体１側に凸となるように屈曲し、排土翼９を設けた
ので、更に効率よく排土される。掘削ヘッド６２の上方
に排土された掘削土は、掘削ロッド６３の螺旋羽根で中
空杭６７の中空部を通して地上に排出される。

【００６２】（ｂ）所定深さで、中空杭６７を固定し
て吐出口１３、１４から水等を吐出しながら所定深度ま
で中空杭６７に先行して杭穴を掘削しつつ、掘削泥土を
撹拌して、杭穴壁に練付て、杭穴壁を整える（図１
（ｂ）、図２（ｂ））。

【００６３】また、この際、練付棒２５の外側に耐摩擦
のコーティング２９を設けたので、該部の耐久性を高め
ることができる。また、練付棒２５は棒状とし、空隙３
０を有するので、掘削ヘッド６２を回転する際の負荷が
少ない。

【００６４】また、この際、棒状の練付棒２５、傾斜さ
せた排土翼９により撹拌されるので、撹拌効率が良い。
また吐出口１３が掘削アーム１７の掘削刃２１の上方に
位置するので、掘削刃２１の刃先部分に常に水が供給さ
れ、更に吐出される水により掘削刃２１が洗われるの
で、掘削刃２１に掘削土が付着して掘削効率を悪化させ
るおそれがない。

【００６５】（ｃ）上記（ａ）（ｂ）を繰り返して所
定の杭穴軸部７１の掘削をして排土した後、掘削ロッド
６２を逆回転して、掘削アーム１７、１７を逆側に揺動
して穴径Ｄ₂ で拡底部７２の掘削をする。この際、掘削
ロッド６３の逆回転時の遠心力を利用して、逆側に開い
た掘削アーム１７、１７はストッパー３４、３５に当接
して所定傾斜以上開かないと共に、固定体３７が凹入部
３６に嵌合するので、掘削アーム１７、１７はその傾斜
を保持できる（図１（ｃ）、図２（ｃ））。この際、掘
削アーム１７は、三ヶ所で規制されるので、揺動傾斜を
更に確実に制御できる。また、ストッパー３４、３５の
夫々の負担を少なくできるので、従来に比して大きな揺
動傾斜であって確実に揺動傾斜を制御できる。従って、
従来に比して、軸部径Ｄ₁ と拡底部径Ｄ₂ との比を大き
く取れる。

【００６６】また、掘削アーム１７は、地面への機械的
な押しつけではなく、遠心力を利用して開く構造とした
ので、掘削アーム１７は滑らかに所定角度に開くことが
できると共に、掘削ロッド６３を回転させるオーガーに
必要とされるトルクや下方への押圧力を軽減できる。ま
た、掘削ヘッド６２のスリム化により、掘削ロッド６３
の回転方向の切り替えに対応して掘削アーム１７の揺動
の切り替えもスムーズに行え、更に排土効率も向上して
いる。

【００６７】また、掘削は、前記（ａ）（ｂ）と同様で
ある。この際、練付棒２５は掘削刃２１の内側に位置し
ているので、掘削に支障がない。

【００６８】また、吐出口１３が固定体３７の上方に位
置しているので、注水により固定体３７への掘削土の付
着を防止でき、更に確実な掘削アーム１７の制御が可能
である。

【００６９】また、前記において、掘削アーム１７の揺
動は一義的には遠心力を利用して行うものであるが、他
の作用を併用して行うと更に掘削アーム１７を効率よく
揺動できる。例えば、掘削ロッド６３を回転して、掘削
時の土圧による掘削アーム１７への作用を中心に、必要
ならば、掘削中の吐出口１３、１４からエアーの吐出に
よる掘削アーム１７への作用、又は吐出口１３、１４か
ら吐出された水と掘削土が混合された泥水により生じる
浮力による掘削アーム１７への作用、又は吐出口１３、
１４からセメントミルクを吐出して撹拌したソイルセメ
ント層による層圧力及びその浮力による掘削アーム１７
への作用等を適宜取り入れることができる。

【００７０】（ｄ）根固め部が十分に拡大するまで、
掘削ロッド６３を昇降させて、反復拡底して球根部を築
造する。この際、掘削アーム１７、１７は固定体３７が
凹入部６に嵌合しているので、掘削アーム１７、１７の
傾斜を維持できる。

【００７１】（ｅ）続いて、拡底部７２の穴底から吐
出口１３、１４から根固め液（セメントミルク）を吐出
しながら掘削ヘッド６２（掘削ロッド６３）を上昇させ
る。

【００７２】（ｆ）所定量の根固め液の注入が終了す
るまで（ｅ）を反復する。この際も排土翼９によって掘
削土とセメントミルクとが撹拌される。

【００７３】（ｇ）続いて、掘削ロッド６３を正回転
して、固定体３７と凹入部３６との嵌合を解除させて、
掘削アーム１７、１７を他側に揺動傾斜させる（図１
（ｂ））。吐出口１３、１４から杭周固定液（セメント
ミルク）を注入しながら杭穴軸部の下部（固定してある
中空杭の直下）まで、注入終了まで、数回反復する。

【００７４】（ｈ）続いて、更に掘削ヘッド６２を上
昇させて、中空杭６７の中空部内に掘削ヘッド６２を格
納する（図１（ａ）、図２（ａ））。油圧又はモンケン
などで中空杭６７を加圧して中空杭６７を沈下させる。

【００７５】（ｉ）続いて、所定深度（根固め部内に
杭先端が位置する）まで中空杭６７を沈設して杭の沈下
を完了させる。

【００７６】（ｊ）続いて、吐出口１３、１４から水
を吐出しながら掘削ヘッドを引き上げる（図１（ａ）、
図２（ａ））。この際、練付棒２５の屈曲部２７が中空
杭６７の内壁６９に当たり、掘削刃２１は当たらないの
で、掘削刃２１及び杭穴壁６９を傷つけるおそれがな
い。

【００７７】（ｋ）上記使用例では、杭周固定液を使
用する施工タイプについて説明したが、杭周固定液を使
用しないタイプでも同様に施工できる。また、中堀工法
以外の施工法にも同様に使用できる。また、拡底部だけ
でなく、掘削途中の地盤状況に合わせて、拡大掘削を行
うことができる。

【００７８】（３）他の構成

【００７９】前記実施例において、ストッパー３２、３
３の位置を調節すれば、異なる揺動傾斜で掘削アーム１
７を規制できるので、軸部の掘削口径Ｄ₁ を調節でき
る。また、ストッパー３４、３５、固定体３７の位置を
調節すれば、異なる揺動傾斜で掘削アーム１７を規制で
きるので、拡底部の掘削口径Ｄ₂ を調節できる。

【００８０】また、前記実施例において、ストッパー３
４、３５、固定体３７の位置をづらせば、さらに大径
（Ｄ₃ ）の杭穴７３を掘削できる（図７）。この場合、
ヘッド本体１に吐出口１３、１３覆うような門形のアッ
タチメントを固定して、該アタッチメント７４の正面側
に、凹入部３６に対応した凹部を設けて、凹部内に固定
体３７をバネを介して出没自在に取り付ける。ストッパ
ー３４、３５は、このときの掘削アームの傾斜に合わせ
て取付ける。

【００８１】また、前記実施例において、排土翼９は一
枚づつ設けたが、夫々上下２段又は３段以上に並列して
設けることもでき、排土が砂状で排土翼９、９間に該排
土が詰まるおそれが少ない時には効果的である（図示し
ていない）。

【００８２】また、前記実施例において、ヘッド本体１
の固定掘削刃７、７は、片側（半径位置）に２づつ合計
４つ設けたが、少なくとも合計２つ以上設ければよい
（図示していない）。

【００８３】また、前記固定掘削刃７の下端７ａ（ヘッ
ド本体の下端）は、掘削アーム１７のニュートラル状態
で、掘削アーム１７の掘削刃２１の刃先２３（掘削アー
ムの先端）より上方Ｈに位置させたが（図３（ｂ））、
これは上方に位置させた方が、掘削土の排出が良く掘削
スピードが速かったためであり、同等あるいは下方に位
置させることもできる（図示していない）。

【００８４】逆に、前記固定掘削刃７の下端７ａを掘削
刃２１の刃先２３より下方に位置させれば、施工時にお
いて、先端に掘削ヘッド６２を取り付けた掘削ロッド６
３を建込む際、主たる掘削手段である掘削アームの掘削
刃２１を保護することができる。

【００８５】また、前記実施例において、固定掘削刃７
及び掘削刃２１は、爪部分を肉盛りして摩耗を防ぐこと
もできる（図示していない）。また、吐出口１３は必要
なければ閉じておくこともできる。

【００８６】また、前記実施例において、ヘッド本体１
の下端部の水平膨出部８の下縁８ａを掘削アーム１７の
揺動径に応じて円弧状に形成し、該水平膨出部８の下縁
８ａの中央部から固定掘削刃７を突設することもできる
（図９（a）（ｂ））。この場合、水平膨出部８の上面
８ｂに連続して排土翼９、９を設ければ、排土翼９はヘ
ッド本体１の下部に位置するので、掘削アーム１７の掘
削刃２１及び固定掘削刃７によって掘削された掘削土が
上方に排土され易く、排土効果が向上する。

【００８７】また、図９の実施例において、掘削アーム
１７は、中間部１９を挟んだ基端部１８と先端部２０
（掘削刃２１につながる部分）とが成す角はα₂（α₂＜
α₁）に形成されている。成す角α₁の掘削アーム１７の
刃先２１A、２１Ａが軸部Ｄ₁、拡底部Ｄ₂で杭穴を掘削
できるとすると（図２（ｂ）（ｃ））、成す角α₂の掘
削アーム１７の刃先２１Ｂ、２１Ｂが軸部Ｄ₄（Ｄ₄＞Ｄ
₁）、拡底部Ｄ_５（Ｄ₅＞Ｄ₂）で杭穴を掘削できる（図
１０（ａ）（ｂ））。即ち、ストッパーや固定体の位置
や大きさの変更だけでは、より大きい径の杭穴を掘削す
ることに限界があるため、掘削アーム１７の成す角αの
小さな掘削アーム１７（刃先２３が外方に広がっている
構造）を取付けることにより更に大きな杭穴径の掘削が
できる。

【００８８】従って、通常は、ストッパー３２、３３等
や固定体３７の位置変更で掘削径を調節するが、それに
加えて、角度αの異なる掘削アーム１７を取付けること
によって、更に大きな径の杭穴を掘削することができ
る。もちろん、ストッパー３２、３３等や固定体３７の
位置はそのままで、掘削アーム１７のみを異なるαのも
のに取り替えて、掘削径を調節することもできる。

【００８９】また、図９の実施例では、水平膨出部８、
８の下縁８ａを掘削アーム１７の揺動径に応じて円弧状
に形成したので、固定体３７やストッパー３２、３３等
の位置変更等によって、掘削径を拡縮調整した場合であ
っても、掘削アーム１７の先端が水平膨出部８の下縁８
ａから下方に突出する位置が一定となり（図１１
（ｂ）。Ｌ₄＝Ｌ₅＝Ｌ₆）様々な掘削径に対応でき、
かつ、どの掘削径においても掘削能力及び掘削効率が低
下するおそれはない。これに対して、水平膨出部８の下
縁８ａを水平状とした場合には（図１１（ａ））、揺動
角度によって、掘削アーム１７の先端が水平膨出部８の
下縁８ａから下方に突出する位置が一定とならない（L₁
＜L₃＜L₂ ）。

【００９０】また、図９の実施例では、練付棒２５を省
略したが、必要ならば、図１、図３のように練付棒２５
を連設することもできる。

【００９１】

【発明の効果】この発明は、揺動軸に加えて掘削アーム
の大径の揺動圧制御部とヘッド本体の制御部受部で支持
するので、揺動軸に生じる負担を軽減分散して、揺動軸
の破損を防止し、揺動軸を小形化できると共に、掘削ア
ームがヘッド本体から外れることも防止できる。更に揺
動軸と大径の揺動制御部とで回動するので、掘削アーム
をヘッド本体側に凸となるように形成したことと相まっ
て、掘削アームとヘッド本体との摩擦も軽減して、掘削
アームは滑らかに揺動できる効果がある。

【００９２】従って、掘削ヘッド全体の軽量化小形化と
相まって、掘削アームは、掘削ロッドの正回転・逆回転
による遠心力を利用して、滑らかに揺動傾斜できる効果
がある。また、逆に、遠心力を利用して拡開できるの
で、更にヘッド本体や掘削アームをスリム化して、掘
削、排土の効率を高めることができる。

【００９３】また、一義的には遠心力を利用して、掘削
アームを揺動させるが、他の作用、即ち掘削時の土圧に
よる掘削アームへの作用を中心に、必要ならば、掘削中
の吐出口からエアーの吐出による掘削アームへの作用、
又は吐出口から吐出した水と掘削土が混合された泥水に
より生じる浮力による掘削アームへの作用、又は吐出口
からセメントミルクを吐出して撹拌したソイルセメント
層による層圧力及びその浮力による掘削アームへの作用
等を適宜取り入れることにより、更に効率よく掘削アー
ムを揺動させることができる。

【００９４】また、掘削アームの揺動を規制するストッ
パーを揺動軸を挟んで上下に形成したので、１のストッ
パーに係る負担を軽減して、確実に掘削アームの揺動を
規制し、所定径の杭穴を掘削できる。また、ストッパー
と保持手段とを組合せて掘削アームの揺動を規制するの
で、とりわけ、拡開掘削時に掘削アームの最大傾斜を維
持でき、正確な拡径ができる効果がある。とりわけ、掘
削アームの凹入部とヘッド本体の出没する固定体とを組
み合わせて保持機構を構成した場合には、掘削アームの
遠心力を利用した滑らかな揺動と合わせて、掘削ロッド
の回動方向の切り替えのみで、容易に保持機構の係脱が
でき、掘削径及び撹拌外径を可変できる効果がある。

【００９５】また、掘削刃を急な傾斜の刃面の上方に緩
やかな傾斜の刃面を連続させた構造としたので、刃先か
ら上方への排土効率を高めることができる。また、掘削
アームをヘッド本体側に凸としたので、掘削アームの下
端部は外側に開いた形状に形成され、掘削アームから上
方への排土効率を高めることができる。また、揺動軸固
定用のナットは掘削アームの収容部内に収容され、外方
には突出しないので、掘削アームの基端部での排土効率
を高めることができる。また、ヘッド本体に排土翼を設
けたのでヘッド本体から上方への排土効率を高めること
ができ、掘削翼の傾斜を掘削ロッドの螺旋羽根の傾斜角
度と略同一とした場合には、掘削土の滞りがなく該部で
の排土効率を更に高めることができる。従って、掘削ヘ
ッド全体での排土効率を大幅に向上させることができる
効果がある。また、掘削ヘッドが杭穴内に占める断面を
２分の１以下とした場合には、杭穴壁と掘削ヘッドとの
間に空隙を形成でき、更に排土効率を高めることができ
る効果がある。

【００９６】また、掘削刃を刃先の上方に急な傾斜の刃
面と緩やかな傾斜の刃面とを有する形状としたので、点
で杭穴壁に接するので、掘削ロッドの回転を与えるトル
クを少なくして効率よく掘削ができる効果がある。ま
た、ヘッド本体の排土翼の下方位置に横方向の吐出口を
設けたので、圧縮空気、水などを掘削アームの掘削刃の
刃先付近に当てることができ、掘削刃に掘削土の付着を
防止して掘削効率を高めることができる。

【００９７】また、掘削アームの先端部と基端部とを結
ぶ練付棒を架設したので、掘削ヘッドを回動した際の負
荷を与えることなく、杭穴壁を整えることができる効果
がある。また、練付棒を、正回転時に練付棒の練付部が
鉛直状に配置され、ニュートラル状態で練付棒の屈曲部
は掘削刃の最外端より外方に位置させる構造とした場合
には、中堀用の中空既製杭内を通過する際に掘削刃や杭
の内壁を傷つけることなく、かつ拡開掘削の際に支障な
く、効率よく杭穴軸部の穴壁を整えることができる。

【００９８】また、実際、この実施例の杭穴掘削ヘッド
を使用することによって施工効率を約２倍に向上させる
ことができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例で、杭穴掘削ヘッドの正面図
で、（ａ）はニュートラル状態、（ｂ）は杭穴の軸部掘
削状態、（ｃ）は杭穴の拡底部掘削状態、を夫々表す。

【図２】同じく平面図で、（ａ）はニュートラル状態、
（ｂ）は杭穴の軸部掘削状態、（ｃ）は杭穴の拡底部掘
削状態、を夫々表す。

【図３】同じく（ａ）は正面図（ｂ）は左側面図で、い
ずれも掘削アームがニュートラル状態を表す。

【図４】この発明のヘッド本体と掘削アームとの構成を
表す分解図（縦断面図）である。

【図５】同じく（ａ）は組立図（縦断面図）、（ｂ）は
取付状態の拡大正面図を夫々表す。

【図６】（ａ）はこの発明の掘削刃の構造を説明する拡
大図で、（ｂ）は従来例の掘削刃の構造を説明する拡大
図である。

【図７】この発明の他の実施例の正面図で、杭穴の拡底
部掘削状態を表す。

【図８】この発明の杭穴掘削ヘッドで、ニュートラル状
態で杭穴内に収容した平面図である。

【図９】この発明の他の杭穴掘削ヘッドで、（ａ）はニ
ュートラル状態の正面図、（ｂ）は同じく左側面図であ
る。

【図１０】掘削アームの成す角αの相違による掘削径を
比較する概略した平面図で、（ａ）は杭穴の軸部径、
（ｂ）は杭穴の拡底部径を表す。

【図１１】（ａ）（ｂ）は、ヘッド本体の水平膨出部の
構造の相違を説明する概略した正面図である。

【符号の説明】

１ヘッド本体２上端部（ヘッド本体）３中間部（ヘッド本体）４下端部（ヘッド本体）５一側面（ヘッド本体）６他側面（ヘッド本体）７固定掘削刃（ヘッド本体）７ａ固定掘削刃の先端８水平膨出部（ヘッド本体）８ａ水平膨出部の下縁９排土翼１１上端縁（排土翼）１２下端縁（排土翼）１３吐出口１４吐出口１５ヘッド本体の中空部１７掘削アーム１８基端部（掘削アーム）１９中間部（掘削アーム）２０先端部（掘削アーム）２１掘削刃２２掘削刃の先端（側面図）２３掘削刃の刃先（掘削アームの先端）２４上方膨出部２５練付棒２６練付部（練付棒）２７屈曲部（練付棒）２９コーティング３０空隙３２ストッパー３３ストッパー３４ストッパー３５ストッパー３６凹入部３７固定体３８保持機構４０揺動軸４５掘削アームの揺動圧制御部４７掘削アームの貫通孔４８ヘッド本体の軸受け穴５２ヘッド本体の制御部受部６２掘削ヘッド６３掘削ロッド６５連結部（ヘッド本体）６７中空杭７１杭穴軸部７２杭穴拡底部７４アタッチメント

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸方向に中空部を有する掘削ロッドの下
端に取付ける掘削ヘッドであって、下端部に掘削刃を有
する中空のヘッド本体の上端部一面に軸に対して直径対
称な位置に揺動軸を設け、該両揺動軸に夫々掘削アーム
の基端部を取り付けてなる掘削ヘッドにおいて、前記ヘ
ッド本体の揺動軸と略直交する両他面に、撹拌排土用の
排土翼を斜に設けると共に、該排土翼の下方位置に横方
向のヘッド本体の中空部に連通する吐出口を設け、前記
掘削アームの中間部を前記ヘッド本体側に凸となるよう
に形成すると共に、前記掘削アームの先端部に掘削刃を
形成し、前記ヘッド本体に掘削アームの揺動を規制する
ストッパーを固定し、前記ヘッド本体と掘削アームとに
掘削アームが開いた状態を保持する保持機構を設けたこ
とを特徴とする杭穴掘削ヘッド。
【請求項２】掘削アームの先端部と基端部とに、練付
棒を架設したことを特徴とする請求項１記載の杭穴掘削
ヘッド。
【請求項３】掘削アームの基端部に基端側への上方膨
出部を形成し、ストッパーは、該上方膨出部が当接する
凸部を、ヘッド本体の上端部一面に固定して構成した請
求項１記載の杭穴掘削ヘッド。
【請求項４】ストッパーは、掘削ロッドが正回転して
掘削アームが一側に振れる位置及び、掘削ロッドが逆回
転して掘削アームが他側に振れる位置に、夫々設けると
共に、逆回転した際に、掘削アームの揺動軸より先端側
位置に当接するストッパーを、ヘッド本体の上端部一面
に取り付けた請求項３記載の杭穴掘削ヘッド。
【請求項５】保持機構は、掘削アームのヘッド本体側
の面に形成した凹入部と、該凹入部に嵌合可能に出没す
るヘッド本体の固定体とを、組み合わせて構成し、該固
定体は、ヘッド本体に設けた凹部にバネで上方に付勢さ
れて出没できる構造とした請求項１記載の杭穴掘削ヘッ
ド。
【請求項６】掘削ロッドの正回転時に回転による遠心
力を利用して、掘削アームを一側に揺動傾斜させると共
に、逆回転時に、回転による遠心力を利用して、掘削ア
ームを他側に揺動傾斜させ、該掘削アームをストッパー
に当て、前記掘削アームの凹入部にヘッド本体の固定体
を嵌合係止することにより、掘削区間の高さ方向の任意
位置で拡径掘削できることを特徴とした請求項５記載の
杭穴掘削ヘッド。
【請求項７】掘削ヘッドの揺動は、掘削ロッドの回転
時の遠心力に加えて、杭穴内の掘削土又は吐出口から杭
穴内への充填物に対する前記掘削ロッドの回転による作
用を併用して行う請求項６記載の杭穴掘削ヘッド。
【請求項８】排土翼は、ヘッド本体の他面内に収ま
り、一面側に突出しない形状とすると共に、傾斜角度を
掘削ロッドの排土用の螺旋羽根の傾斜角度と略同一とし
た請求項１記載の杭穴掘削ヘッド。
【請求項９】練付棒は、下部の直線状の練付部、中間
部の円弧状の屈曲部及び上部からなる正面視略「く」字
型に形成し、かつ掘削アームの揺動面内に位置するよう
に、掘削アームに取付け、掘削ロッドの正回転時に掘削
アームが軸部掘削用に振れた際に、練付棒の練付部は、
鉛直状に配置されかつ掘削刃の最外端より内方に位置
し、掘削ロッドがニュートラル状態で、練付棒の屈曲部
は掘削刃の最外端より外方に位置することを特徴とする
請求項２記載の杭穴掘削ヘッド。
【請求項１０】練付棒の練付部及び屈曲部は、少なく
とも凸側を耐摩擦コーティングした請求項９記載の杭穴
掘削ヘッド。
【請求項１１】掘削アームは基端部に貫通孔を有し、
該貫通孔の外側に拡径したナット収容部を形成してな
り、ヘッド本体に突設した揺動軸を、前記掘削アームの
貫通孔に挿通させ、揺動軸先端部の螺糸部にナットを螺
合して、ナット収容部内に前記ナットを収容したことを
特徴とする請求項１記載の杭穴掘削ヘッド。
【請求項１２】掘削アームのヘッド本体側に貫通孔に
沿って円柱状に突設して揺動圧制御部を形成し、ヘッド
本体の揺動軸の周囲に前記揺動圧制御部を収容できるよ
うに円状の凹入部を設けて制御部受部を形成し、前記揺
動軸が負担する揺動圧を前記揺動圧制御部と制御部受部
とで分散して負担する構造としたことを特徴とする請求
項１１記載の杭穴掘削ヘッド。
【請求項１３】掘削ヘッドがニュートラル状態で、杭
穴軸部の横断面に占める前記掘削ヘッドの最大横面積を
２分の１より小さくなるように形成した請求項１記載の
杭穴掘削ヘッド。
【請求項１４】掘削刃は、掘削アームが揺動して掘削
する際に、掘削ヘッド本体側面であって掘削アームが取
り付けられていない側面から見た際に、前記掘削刃の刃
先の横断面が垂直掘削面と点で接する形状とすると共
に、前記刃先の上方に急な傾斜の刃面と該刃面に連続し
て緩やかな傾斜の刃面を形成したことを特徴とする請求
項１記載の杭穴掘削ヘッド。
【請求項１５】掘削アームの基端部と先端部とを角α
で形成して、掘削アームの中間部をヘッド本体側に凸と
なるように形成したヘッドであって、角αの異なる複数
の掘削アームを組み合わせて構成したことを特徴とする
請求項１記載の杭穴掘削ヘッド。
【請求項１６】ニュートラル状態で、掘削アームの先
端位置を、ヘッド本体の下端から距離Ｈだけ下方に位置
させて、前記掘削アームが最大揺動した状態で、前記ヘ
ッド本体の下端と掘削アームの先端とが同等あるいは掘
削アームの先端の方が下方に位置するように形成したこ
とを特徴とする請求項１記載の杭穴掘削ヘッド。
【請求項１７】ヘッド本体の下端部で、掘削アームを
取付けない側に水平膨出部を形成し、該水平膨出部の下
縁を掘削アームの揺動径に応じて円弧状に形成したこと
を特徴とする請求項１に記載の杭穴掘削ヘッド。
【請求項１８】掘削ロッドの下端に取り付ける掘削ヘ
ッドであって、下端部の掘削刃を有するヘッド本体の上
端部一面に軸に対して直径対称な位置に揺動軸を設け、
該両揺動軸に、下端部に掘削刃を有する掘削アームの基
端部を取り付けてなる掘削ヘッドにおいて、前記掘削ロ
ッドの正回転による遠心力を利用して、前記両掘削アー
ムを一側に揺動させ杭穴軸部を掘削し、続いて、前記掘
削ロッドの逆回転による遠心力を利用して、前記両掘削
アームを他側に揺動させ開いた状態を保持機構によって
保持して、杭穴を拡径掘削することを特徴とする杭穴の
掘削方法。
【請求項１９】掘削アームの揺動は、掘削ロッドの回
転時の遠心力に加えて、杭穴内の掘削土又は吐出口から
杭穴内への充填物に対する前記掘削ロッドの回転による
作用を併用して行う請求項１８記載の杭穴の掘削方法。
【請求項２０】掘削ヘッドを、掘削アームの基端部と
先端部との成す角をαとして、先端掘削アームの中間部
をヘッド本体側に凸となるように屈曲して形成して構成
し、前記成す角αの異なる掘削ヘッドを選択して、所望
掘削径を調節することを特徴とする請求項１８記載の杭
穴の掘削方法。