JP3074451B2 - 円筒穴の掘削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は円筒穴掘削方法とその装
置、より詳しくは電柱の如き柱状物を植立させる場合に
穴を掘る円筒穴掘削装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に電柱等の柱状物を路面等の地上に
建柱する場合においては、先ず地表にアスフアルト等が
敷設されているときはブレーカ等によりこれを破砕排除
し、次に掘削装置により柱状物の径より僅かに大きな円
筒穴を掘削し、その後にこの円筒穴内に柱状物の下端を
挿入し、その後この円筒穴と柱状物間に間隙に土砂等を
埋戻すことが行われている。ところで、従来この円筒穴
を掘削する作業には一般にスクリューを有する掘削機、
即ちアースオーガーが使用されている。

【０００３】しかし、前記したようにブレーカ等を用い
てアスフアルト等を破砕排除する場合は騒音が発生する
上に、細かく破砕した廃棄物の処理が問題となる。ま
た、アースオーガーを使用して円筒穴を掘削した場合
は、掘削による土砂がスクリュー羽根間に圧密した状態
で排出することとなる。この土砂はスクリュー羽根間か
ら容易に剥離することができず、したがった作業員がこ
のスクリュー羽根を掃除する必要があるために作業効率
を低下させることとなっていた。

【０００４】このようなことから本発明者等は、基体に
支持され、かつ先端にビットを有する第一の駆動軸の先
端を地中に固定する第一の工程と、前記駆動軸をガイド
部材として先端にビットを有する円筒状ケーシングを地
中に下降させて掘削する第二の工程と、前記円筒状ケー
シング内に土砂を収容してこの土砂を搬出する第三の工
程よりなる円筒穴の掘削方法と、基体に支持された第二
の駆動装置より延長された第一の駆動軸と、この第一の
駆動軸の外周に配置した第二の駆動軸と、前記第二の駆
動軸に案内される支持体と、この支持体の下方で第二の
駆動軸で駆動される円筒状ケーシングと、基体と支持体
との間に介在する第一の駆動装置とからなる円柱穴の掘
削装置を先に提案した（特願平７−９０９３２号）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで前記したよう
な円柱穴の掘削装置においては円柱穴の掘削作業の省力
化と作業効率の向上を図るとともに騒音公害をも防止す
ることができるものではあるが、地盤に円柱穴を掘削す
るときビットを有する円筒状ケーシングのみにより掘削
するため比較的大なる駆動力が必要となっていた。ま
た、円筒状ケーシング内に土砂を保持し、穴から排出す
るための装置が必要であった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するためになされたものであって、基体２に一端が取
付けられた第一の管体１と、該第一の管体１に摺動可能
に配置され、先端に支持体４と第一の軸受５とを設けた
第二の管体３と、前記基体２と前記第二の管体３の先端
とを連結する第一の駆動装置６と、前記第二の管体３内
に配置され、一端が前記基体２に取付けられた第二の駆
動装置７にクラッチ部材８を介して連結可能で、かつ他
端にセンタービット２２とスクリュー３４を有する第一
の駆動軸９と、該第一の駆動軸９の外周に配置され、上
部軸受２１と下部軸受３７により支持され、第二の駆動
装置７にクラッチ部材８を介して継脱可能で、かつ外周
にキー材１０Ｃを取付けた第二の駆動軸１０と、キー材
１０Ｃにより第二の駆動軸１０とともに回転し、第一の
駆動装置６により支持体４と第一の軸受５を介して第二
の駆動軸１０に沿って上下に摺動し、かつ先端にビット
１３を設けた円筒状ケーシング１２からなる円筒穴の掘
削装置を提供するものである。

【０００７】そして円筒状ケーシング１２内に摺動可能
で前記第二の駆動軸１０によって案内される押出し部材
１７が設けられるとともに、円筒状ケーシング１２の先
端に設けられるビット１３は好ましくは下方に向かって
角θを有するように外方に拡開するように取付けられ
る。

【０００８】

【作 用】本発明の円筒穴掘削装置によれば、円筒状ケ
ーシング１２は先端で地盤Ｇ中に固定された第一の駆動
軸９に沿って下降するとともに、スクリュー３４と併せ
て地中を掘削するため、少ない駆動力で安定した円柱穴
（円筒状に掘削）の掘削を行うことができる。

【０００９】そして掘削した土砂はスクリュー３４の羽
根によりこの円筒状ケーシング１２内に収容して排出さ
れ、この円筒状ケーシング１２内の押出し部材１７によ
りこの円筒状ケーシング１２内から容易に排出すること
ができ、省力化と併せて作業性を向上させることができ
るのである。

【００１０】

【実 施 例】以下図１乃至図５を参照して本発明によ
る円筒穴掘削方法およびその装置の一実施例を説明す
る。図１は円筒穴掘削装置の側面図であって、上端部に
位置する基体２（ベース部材）に第一の管体１の一端を
取付け、この第一の管体１内には第二の管体３を上下方
向に摺動して伸縮可能に取付けている。そしてこの第二
の管体３の下端に支持体４を設けると共に、この支持体
４の中央部に第一の軸受５を配置し、更にこの支持体４
と前記基体２との間に第一の駆動装置として２段のテレ
スコピックの油圧シリンダ６を取付けており、これによ
って第一の管体１に対して第二の管体３を伸縮すること
ができるようになっている。

【００１１】前記基体２に油圧モータ等の第二の駆動装
置７が設けてあり、この第二の駆動装置７の回転はクラ
ッチ部材８（図４）を介して第一の駆動軸９と、これの
外部に配置されている管状の第二の駆動軸１０を継脱自
在に連結している。そして前記基体２とクラッチ８の継
脱部材との間に配置した油圧シリンダ１１を操作してク
ラッチ部材２５を移動して継脱するようになっている。

【００１２】この第二の駆動軸１０の先端に円筒状ケー
シング１２が配置してあり、この円筒状ケーシング１２
の先端には複数個のビット１３下方に向かって図１に示
すように角θを有するように拡開して突設させるととも
にその内面側には土砂保持羽根１５を設けている。ま
た、この円筒状ケーシング１２内には第二の駆動軸１０
に支持される先端部軸受１６を中心に持つ押出部材１７
がこの第二の駆動軸１０と共に回転しながらこの駆動軸
１０に沿って上下に移動可能に配置してある。更に前記
先端部軸受１６と円筒状ケーシング１２の上部の間に可
撓膜１８を設けて土砂が先端部軸受１６と第１の軸受５
に入り込むのを防止している。

【００１３】更に詳述すれば、第一の管体１と第二の管
体３とは図２及び図３に示されるように多数の穴をあけ
た金属筒で構成され、この第一の管体１の内側に取付け
られたガイド部材１９と第二の管体３の外側に取付けら
れたキー状のガイド部材２０により周方向への回転を防
止しながら軸方向への移動が可能に配置されている。基
体２は、例えばトラック等の走行台車に設けられたアー
ム等に取付けられ、この基体２に取付けられた第二の駆
動装置７（掘削用駆動装置）と第一の駆動軸９及び第二
の駆動軸１０とは図４にも示されるようにクラッチ部材
８を介して連結されている。

【００１４】即ち、第一の駆動軸９と管状の第二の駆動
軸１０とは二重軸となっており、夫々第二の管体３の下
端に設けた第一の軸受５と下部軸受３７とにより支持さ
れるとともに、第一の駆動軸９の先端にはセンタービッ
ト２２とスクリュー３４とが設けてあり、更に第一の駆
動軸９の基体部には連結機構である角形突出部２３（図
４）が嵌合する角穴２４が設けてある。

【００１５】次にクラッチ部材８の詳細な説明すると、
第二の駆動装置７の駆動軸２８に固定した筒状体２７に
クラッチ部材２５（摺動部材）を油圧シリンダ１１によ
って上下に移動可能に嵌合してある。このクラッチ部材
２５の上下にはキー溝状ないしはスプライン状の係合部
２５ａと２５ｂとを上下に設けてあり、この係合部２５
ａは筒状体２７にキーの如く形成した係合部２７ａと継
脱するようになっている。また、前記係合部２５ｂは第
二の駆動軸１０の上部軸１０ａの上端にキーの如く形成
して係合部２６と継脱するようになっている。

【００１６】従って、図４のように油圧シリンダ１１を
作動してクラッチ機構８を構成している筒状のクラッチ
部材２５をを引き上げた状態では係合部２５ａと２７ａ
とが係合してしておらず、クラッチ機構は「切り」の状
態となっている。一方、筒状体２７の下端に突出するよ
うに設けた角形突出部２３と角穴２４とは係合してい
る。従って、この状態で第２の駆動装置７である油圧モ
ータで駆動する第１の駆動軸９が駆動されるようになっ
ている。

【００１７】次に、油圧シリンダ１１を伸ばして図１に
矢印で示すようにクラッチ部材２５を下方に移動させる
と、図４に示すように第二の駆動軸１０の上部構造１０
ａの上端部に設けた係合部２６と摺動部材２５の下部に
設けた係合部２５ｂとが係合するとともに、係合部２５
ａと筒状体２７の下端に設けた係合部２７ａとが係合す
ることになる。

【００１８】つまり、掘削用駆動装置である第二の駆動
装置７の動力は筒状体２７より摺動部材２５を介して第
２の駆動軸１０を駆動することができる。また、クラッ
チ部材２５を上下の中間に保持すれば、第一の駆動軸９
と第二の駆動軸１０を同時に駆動することができる。一
方、第二の駆動軸１０は上部軸１０ａと下部軸１０ｂと
に分離されて継手３０で連結され、この継手３０の内側
に上部軸受２１が配置されている。この第二の駆動軸１
０の下端部には第一の駆動軸９との間に下部軸受３７が
設けられている。

【００１９】第二の駆動軸１０の外周面の長手方向には
キー１０ｃが突出して設けられ、円筒状ケーシング１２
が第二の駆動軸１０と同時に回転しながら第一の駆動装
置６により上下に移動できるようになっており、押出部
材１７（図１）の先端部に設けたガイド部材３３（図
５）で円筒状ケーシング１２の内面にガイドされて上下
に摺動するようになっている。

【００２０】次に、前記のように構成した装置を使用し
て路面等の地盤Ｇ上の所定の位置に円筒穴を掘削しよう
とする場合について説明する。掘削作業の初期段階にお
いて、図１及び図４に示すように油圧シリンダ１１によ
ってクラッチ部材２５を上昇して第一の駆動軸９と第二
の駆動装置７とを接合状態とし、第二の駆動軸１０を切
り離した状態して円筒状ケーシング１２を非駆動状態に
しておく。

【００２１】（スクリュー掘削、ケーシング土砂保持
法）この状態において第一の駆動軸９の先端のセンター
ビット２２を円筒穴をあける地盤Ｇの部分の中心に位置
させる（図６（ａ））。そして第二の駆動装置７を駆動
するとともにアーム１４の先端を下降させ、即ち基体２
を下降させるとセンタービット２２及びスクリュー３４
により地盤Ｇに円柱穴３５を掘削して行く〔図６
（ｂ）〕。

【００２２】このようにして所定の深さに円柱穴３５が
掘削されると油圧シリンダ１１によってクラッチ部材８
を操作して第二の駆動装置７と第二の駆動軸１０を接合
するとともに、第一の駆動装置６である油圧シリンダを
操作して円筒ケーシング１２を回転させながら下降させ
る。この操作で円筒ケーシング１２の先端に取付けられ
たビット１３により円柱穴３５の周囲を切削しながらそ
の内部に円柱穴３５内の土砂を収納する〔図６
（ｃ）〕。このとき円筒状ケーシング１２の先端に設け
たビット１３が角θをもって拡開するよう取付けられて
いるため円筒ケーシング１２と地盤Ｇ間には隙間ｄが形
成される。

【００２３】その後、所定の深さまで円筒状ケーシング
１２が達した後アーム１４を上方へ移動させることによ
り所定の円柱穴３５ａが掘削形成される〔図６
（ｄ）〕。その後、この円筒状ケーシング１２内に収納
された土砂は、図１に示すスクリュー３４で保持された
状態でトラック３６等の運搬機上に移動され、第一の駆
動装置６である油圧シリンダを収縮することにより円筒
状ケーシング１２が上昇し、押出し部材１７は金具３８
があるため上への移動が阻止され、土砂は円筒状ケーシ
ング１２から排出される〔図６（ｅ）〕。

【００２４】さらに、円柱穴３５の下方に同様の掘削
〔図６（ａ）〜（ｅ）〕を繰り返すことにより任意の深
さの穴を掘削できる。このとき円柱穴３５は、先ずセン
タービット２２とスクリュー３４とにより地盤Ｇが切削
され、然る後に円筒状ケーシング１２のビット１３によ
りその周囲を切削しながら土砂を回収排出するため、比
較的小さい駆動力で円柱穴３５を掘削形成できる。

【００２５】（スクリューとケーシングとで同時に掘削
する方法）前記円柱穴掘削装置を用いて地盤Ｇに円柱穴
を掘削形成する場合の他の方法を図７（ａ）〜（ｅ）を
参照して説明する。第一の駆動軸９及び第２の駆動軸１
０を同時に回転させながら下降することにより第一の駆
動軸９の先端のセンタービット２２とスクリュー３４と
円筒ケーシング１２の先端ビット１３との両者で地盤Ｇ
を掘削しながら前記円筒ケーシング１２内に土砂を収納
することができる。この場合も同様の方法により穴３５
の下方に掘削を繰り返すことにより任意の深さの穴を掘
削できる。

【００２６】（スクリューで１ピッチ掘進後、ケーシン
グで土砂の引上げを繰り返す。１回の掘削完了後ケーシ
ングを押込む方法）また、図８（ａ）〜（ｇ）に示すよ
うに、円柱穴３５の所定の深さＤに対し、深さＤ₁ の先
ず上部穴３５ｂをセンタービット２２とスクリュー３４
により、又は円筒ケーシング１２のビット１３と同時に
掘削し、その土砂を円筒ケーシング１３内に収納した後
センタービット２２とスクリュー３４とにより深さＤ₂
の中部穴３５ｃを掘削し、円筒状ケーシング１２を下降
させその土砂を再びこの円筒状ケーシング１２内に収納
する。

【００２７】更に中部穴３５ｃを掘削する場合と同様に
センタービット１２とスクリュー３４とにより深さＤと
なる下部穴３５ｄを掘削して円筒ケーシング１２内にこ
の土砂を収納することにより所定の円柱穴３５を形成す
ることもできる。これらの掘削においては前記実施例に
限られるものではなく、クラッチ部材８を操作する油圧
シリンダ１１と第１の駆動装置９を選択操作することに
より種々の掘削方法が採用可能である。この場合も同様
の方法〔図８（ａ）〜（ｇ）〕により穴３５の下方に掘
削を繰り返すことにより、任意の深さの穴を掘削でき
る。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明に
よれば第一の駆動軸９に取付けられたセンタービット２
２とスクリュー３４とにより先ず地盤Ｇを掘削し、その
後先端にビット１３を有する円筒状ケーシング１２とス
クリュー３４によりその土砂を収納排出するようにした
ため、円柱穴掘削作業を省力化するとともに作業効率を
向上させることができ、かつ騒音公害を防止することが
できるばかりでなくその駆動力も比較的小さくすること
が可能でありコスト低減を計ることができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る円筒穴掘削装置の一部を
切断して示す正面図である。

【図２】第一の管体と第二の管体との係合状態を示す正
面図である。

【図３】図２の中間部分の断面図である。

【図４】円筒穴掘削装置の駆動部分の詳細を断面して示
す正面図である。

【図５】円筒状ケーシングと押出し部材を示す平面図で
ある。

【図６】（ａ）〜（ｅ）は円筒穴の第一の掘削パターン
の説明図である。

【図７】（ａ）〜（ｅ）は円筒穴の第二の掘削パターン
の説明図である。

【図８】（ａ）〜（ｇ）は円筒穴の第三の掘削パターン
の説明図である。

【符合の説明】

１ 第一の管体 ２ 基体 ３ 第二の管体 ４ 支持体 ５ 第一の軸受 ６ 第一の駆動装
置 ７ 第二の駆動装置 ８ クラッチ機構 ９ 第一の駆動軸 １０ 第二の駆動
軸 １１ 油圧シリンダ １２ 円筒状ケー
シング １３ ビット １４ アーム １６ 先端部軸受 １７ 押出部材 １８ 可撓膜 １９、２０ ガイ
ド部材 ２１ 上部軸受 ２２ センタービ
ット ２３ 角形突出部 ２４ 角穴 ２５ クラッチ部材 ２５ａ，２７ａ
係合部 ３０ 継手 ３４ スクリュー ３７ 下部軸受

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川嶋 久雄 愛知県春日井市鳥居松町４丁目83番地 中部電力株式会社内 春日井営業所内 (72)発明者 門口 哲 愛知県名古屋市港区千年３丁目１番32号 株式会社トーエネック 本店別館内 (72)発明者 池田 猛宏 愛知県名古屋市港区千年３丁目１番32号 株式会社トーエネック 本店別館内 (72)発明者 海野 大和 岡山県玉野市玉３丁目１番１号 三井造 船株式会社 玉野事業所内 (72)発明者 久保 芳樹 岡山県玉野市玉３丁目１番１号 三井造 船株式会社 玉野事業所内 (72)発明者 三谷 正義 岡山県玉野市玉３丁目１番１号 三井造 船株式会社 玉野事業所内 (56)参考文献 特開 平７−293167（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−61285（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−284473（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−23337（ＪＰ，Ｕ) 特公 平４−77116（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21B 7/00 E21B 7/20

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体２に一端が取付けられた第一の管体
   １と、該第一の管体１に摺動可能に配置され、先端に支
   持体４と第一の軸受５とを設けた第二の管体３と、前記
   基体２と前記第二の管体３の先端とを連結する第一の駆
   動装置６と、前記第二の管体３内に配置され、一端が前
   記基体２に取付けられた第二の駆動装置７にクラッチ部
   材８を介して連結可能で、かつ他端にセンタービット２
   ２とスクリュー３４を有する第一の駆動軸９と、該第一
   の駆動軸９の外周に配置され、上部軸受２１と下部軸受
   ３７により支持され、第二の駆動装置７にクラッチ部材
   ８を介して継脱可能で、かつ外周にキー材１０Ｃを取付
   けた第二の駆動軸１０と、キー材１０Ｃにより第二の駆
   動軸１０とともに回転し、第一の駆動装置６により支持
   体４と第一の軸受５を介して第二の駆動軸１０に沿って
   上下に摺動し、かつ先端にビット１３を設けた円筒状ケ
   ーシング１２からなる円筒穴の掘削装置。
2. 【請求項２】 円筒状ケーシング１２内に摺動可能で、
   前記第二の駆動軸１０によって案内される押出し部材１
   ７を設けた請求項１記載の円筒穴掘削装置。
3. 【請求項３】 ビット１３を、下方に向かって角θを有
   する如く外方に拡開するように取付けてなる請求項１あ
   るいは請求項２記載の円筒状ケーシング。