JP3225878U - 穴掘削用排土バケット - Google Patents

Abstract

【課題】底蓋の開閉に要する時間と労力を省略して掘削作業の効率化を図る穴掘削用排土バケットを提供する。【解決手段】バケットは、少なくとも下面に開口部を有する中空なドラム２と、開口部を開閉する底蓋５と、底蓋の下面から下方に向けて突出される下方掘削爪６１と、底蓋の閉止状態を保持する回動フック３４と、ドラム上方からの圧力を回動フックに伝達して回動フックの係止状態を解除する解除機構とを備える。回動フックは、底蓋が閉止された状態において、底蓋の上面側に突設された環状部５１と係合し、解除機構は、弾性体３２により上方に向けて押圧されドラムの上方に突出された上方突出部３１と、上方突出部の上下動を回動フックの進退動作に変換するリンク部３４ｂとを有する。【選択図】図５

Description

本考案は、地中に吊下されて地中に縦穴を掘削する穴掘削用排土バケットに関する。

従来より、ビルの新築や建て替えに際し、建造物を支持する杭基礎を構築するために縦穴を掘削する場合がある。従来の穴掘削用排土バケットとしては、中空なドラムの上面の中央にケリーバー接続部を設け、ドラムの下面開口部に底蓋を開閉可能に軸着し、底蓋に開設した入口に臨ませた状態で掘削爪をドラムの正回転方向に向けて設けるとともに、ドラムの下端部分に開設した側部入口に臨ませた状態でサイドカッターをドラムの正回転方向に向けて設けたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

そして、この特許文献１に開示されたバケットを使用して穴を掘削するには、接続したケリーバーによりバケットを一方向に回転（正回転）しながら下降し、掘削爪により穴の底部を、サイドカッターにより穴の内周面を削りながら掘り進み、削った排土は掘削爪及びサイドカッターで掬って底部の入口及び側部の入口からバケットの内部に取り込み、バケット内にある程度の量が溜まるとバケットを地上に引き上げ、底蓋を開いて内部の排土を所定の場所に投下したり、或いは直接ダンプカーに載せる。このバケットの底蓋の開閉は、底蓋の閉止状態を保持するための係止ストッパは、バケット上部に設けられたハンドルを人手によって回転させて解除又は係止させるようになっており、地上まで引き上げられた排土バケットを所定の位置、例えばダンプカーの荷台上に移動させて、ハンドルを操作することにより係止ストッパが外され、内部の排土の自重により底蓋が蝶番５０を中心にして下方に回動し、これにより内部の排土を、ドラムの下面開口部から荷台上に落下させる。

特開平７−１１３３９０号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示されたバケットでは、底蓋を閉止する係止ストッパをバケット上部に設けられたハンドルを人手で回転させて操作するものであるため、時間と労力がかかり作業の効率が低下するという問題があった。

そこで、本考案は、上記のような問題を解決するものであり、掘削用排土バケットの底蓋の開閉に要する時間と労力を省略して掘削作業の効率化を図ることのできる排土バケットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本考案は、地中に吊下されて地中に縦穴を掘削する穴掘削用排土バケットであって、少なくとも下面に開口部を有する中空なドラムと、開口部の周縁に回動可能に連結され回動して開口部を開閉する蓋体と、蓋体が閉止された状態で蓋体の下面から下方に向けて突出される下方掘削爪と、蓋体の内部に設けられ閉止状態を保持する係止部と、ドラムの上部から係止部に至って延設されドラム上方からの圧力を係止部に伝達して係止部の係止状態を解除する解除機構とを備える。

上記考案において、係止部は、蓋体の上面側にドラム内方に向けて突設された環状部と、ドラム内周面に進退可能に設けられ蓋体が閉止された状態において前進状態で環状部に係合する係合部とを有し、解除機構は、弾性体により上方に向けて押圧されドラムの上方に突出された上方突出部と、上方突出部の上下動を係合部に伝達し上下動を係合部の進退動作に変換する変換機構とを有することが好ましい。

また、上記考案において、係合部は、環状部に引っ掛けられるフック部を有し、変換機構は、上方突出部から係合部にわたって延設され上下動可能に取付けられたロッド部と、ロッド部の上下動によりフック部を回動させる回動部とを有することが好ましい。上記考案において、ドラムを吊下するケリーバーと、ケリーバーに対して相対移動可能に嵌合され上方突出部に接触可能に配置された制御部とをさらに備えることが好ましい。

以上述べたように、本考案の穴掘削用排土バケットによれば、ドラム上方からの圧力を係止部に伝達して係止部の係止状態を解除するため、例えば、ドラムを吊下するケリーバーを引き上げる動作により、ケリーバーに対して相対移動可能に固定された部位に上方突出部を接触させるなど、ドラムを揚重する動作を利用して自動的に底蓋を開閉させることができ、掘削用排土バケットの底蓋の開閉に要する時間と労力を省略して掘削作業の効率化を図ることができる。

実施形態に係る工事設備の全体構成を示す概念図である。 実施形態に係る穴掘削用排土バケットの外観を示す斜視図である。 実施形態に係る穴掘削用排土バケットの内部を上方から見下ろした斜視図である。 実施形態に係る穴掘削用排土バケットの構成を示す側面図であり、（ａ）は下蓋を閉止した状態（ｂ）は下蓋を開いた状態を示す。 実施形態に係る穴掘削用排土バケットにおける下蓋の開閉機構の構成を示す透過側面図であり、（ａ）は下蓋を閉止した状態（ｂ）は下蓋を開いた状態を示す。 実施形態に係る穴掘削用排土バケットを下方から見上げた斜視図であり、（ａ）は下蓋を閉止した状態（ｂ）は下蓋を開いた状態を示す。 （ａ）は実施形態に係る穴掘削用排土バケットの底面図であり、（ｂ）は上面図である。 実施形態に係る掘削工事の手順を示す説明図である。

以下に添付図面を参照して、本考案に係る穴掘削用排土バケット及びこれを用いた掘削工法の実施形態を詳細に説明する。本実施形態では、本考案の穴掘削用排土バケットであるカッターバケットを使用して縦穴Ｇ２を掘削する場合を例に説明する。なお、以下に示す実施の形態は、この考案の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この考案の技術的思想は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この考案の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

（工事設備の全体構成）
図１は、本実施形態に係る工事設備の全体構成を示す概念図である。本実施形態では、ビルの新築や建て替えに際して建造物を支持する杭基礎を構築するため、地盤Ｇ中に縦穴Ｇ２を掘削する。具体的には、図１に示すように、重機９のアームで揚重されたアースドリル装置１０を構成するケリーバー９２で、穴掘削用排土バケット１を吊下する。そして、ケリーバー９２により穴掘削用排土バケット１を一方に回転させながら下降させて地中に埋入させて土砂を掘削する。この穴掘削用排土バケット１により掬った排土等はドラム２内に取り込まれ、穴掘削用排土バケット１内に、排土がある程度の量だけ溜まるとバケットを地上に引き上げ、縦穴Ｇ２の外で穴掘削用排土バケット１内の排土を排出する。

（穴掘削用排土バケット１の構成）
次いで、上記穴掘削用排土バケット１の構成について説明する。図２〜図７に本実施形態に係る穴掘削用排土バケット１の構成を示す。本実施形態に係る穴掘削用排土バケット１は、上面及び下面に開口部２ａを有する中空な金属板製円筒体のドラム２を基体とし、このドラム２の上方においてドラム２の中心軸方向に沿って延設される回転軸であるケリーバー９２が配置され、このケリーバー９２の下端部分においてドラム２が連結されることによってドラム２が吊下されている。ドラム２の外周面には、外周面に沿って螺旋状に突出された外周カッター部７２が刻設されている。この外周カッター部７２はドラム２が回転することにより縦穴Ｇ２の側壁面にねじ込まれるように刻設されている。また、ドラム２の外周面には外刃７１が回転方向に向けて突設されている。

また、ドラム２の下側の開口部２ａには、その周縁に蝶番５０を介して回動可能に連結され、回動して開口部２ａを開閉する蓋体である底蓋５が設けられている。底蓋５の下面には下方に向けて下方掘削爪６１及び中央掘削爪６２が突設されており、これら下方掘削爪６１及び中央掘削爪６２は、底蓋５が閉止された状態で底蓋５の下面から下方に向けて突出される。底蓋５に開口した下部開口５ａには、下部開口５ａをドラム２の内側から逆止的に閉止するシャッター５２が設けられており、下方掘削爪６１は下部開口５ａに臨むように配置され、下方掘削爪６１で掘削された土砂や礫は、下方掘削爪６１によって下部開口５ａ内に掻き込まれるようになっており、掻き込まれた土砂は、底蓋５の下方すなわち外部から土砂は進入しても、逆止弁としてのシャッター５２によって内側から外側へ土砂が漏れ出すことはなく、ドラム２内に保持される。一方、中央掘削爪６２は底蓋５中央、すなわちドラム２の回転中心に対応する位置に配置されている。

さらに、底蓋５の内部には底蓋５の閉止状態を保持するための係止部を構成する回動フック３４が設けられているとともに、ドラム２の上部からこの回動フック３４の係止状態を解除する解除機構が延設されている。この解除機構はドラム２の上方から加えられる圧力を下方の回動フック３４に伝達することによって回動フック３４の係止状態を解除する。

本実施形態において係止部は、底蓋５の上面側にドラム２の内方に向けて突設された環状部５１と、ドラム２内周面に進退可能に設けられ蓋体が閉止された状態において前進状態で環状部５１に係合する係合部としての回動フック３４とを有している。一方、本実施形態に係る解除機構は、弾性体３２により上方に向けて押圧されドラムの上方に突出された上方突出部３１と、上方突出部３１の上下動を回動フック３４に伝達して、この上下動を回動フック３４先端の進退動作に変換する変換機構とを有する。

すなわち、本実施形態に係る係合部としての回動フック３４は、環状部５１に引っ掛けられるフック部３４ａを自由端側に有する。また、上記変換機構は、ドラム２上部の上方突出部３１からドラム２下部の係合部である回動フック３４にわたって延設されるロッド部３３と、ロッド部３３の上下動によりフック部３４ａを回動させる回動部としてのリンク部３４ｂとを有している。このリンク部３４ｂは、回動フック３４のロッド部３３との連結部分側に形成された回動フック３４の部位であり、回動フック３４は略Ｌ字形に形成され、自由端側の先端においてリンク部３４ｂに対してさらに直交する方向に上記フック部３４ａを突出させており、回動フック３４は全体として鍵状に形成されている。

そして、ケリーバー９２には、制御部であるコントロールボックス９１が相対移動可能に嵌合されており、上方突出部３１は、ドラム２が上方に引き上げられた際にコントロールボックス９１に対して接触されて、下方に押下される配置されている。

図３にドラム２の内部を上方から見下ろした斜視図を示し、図４にドラム２の側面図、図５の垂直断面図を示す。ドラム２内部の上面開口には、開口の径方向に沿って架台４１が掛け渡されており、この架台４１は、その中央部分の両翼は、ドラム２内周面から中心部に向けて張出すようにして固着された補強部材４１ａに指示されている。

この架台４１中心の補強部材４１ａによって支持された部位に、ケリーバー接続部であるケリーボックス４が固着されている。このケリーボックス４は、上部に開口を有する内部が中空の函体であり、内部にケリーバー９２が挿入された状態で側方から接続ピンを貫通させることで、ケリーバー９２と接続される。したがって、ケリーバー９２に大きなトルクをかけて回転させると、ケリーボックス４を介して架台４１が旋回され、外周部に位置するドラム２が大きなトルクで回転されることとなる。

（掘削工法）
次いで、以上説明した工事設備による掘削工法の手順について説明する。図８は本実施形態に係る掘削工法の手順を示す説明図である。本実施形態に係る掘削工法では、図中矢印で示すように外周カッター部７２が掘削面Ｇ１にねじ込まれる方向にドラム２を回転させつつ、基本的には同図（ａ）に示すように、下方掘削爪６１及び中央掘削爪６２を掘削面Ｇ１に押圧させるとともに、外周カッター部７２を側壁面にねじ込むことによって、ドラム２を地中に埋入させる。

詳述すると、掘削に際して、先ずアースドリル装置１０のケリーバー９２の中心を新規造成すべき杭芯位置にセットする。具体的には、ケリーバー９２の下端をケリーボックス４に嵌合するとともに、ケリーボックス４の止め孔内に接続ピンを貫通させて接続し、この状態で縦穴Ｇ２内に降ろし、下方掘削爪６１及び中央掘削爪６２を縦穴Ｇ２となる掘削面Ｇ１に突き刺した状態とする。その状態で、穴掘削用排土バケット１を回転させて掘削位置にある撤去すべき既設の杭又は既設構造物等の障害物の切断作業を行う。このとき、必要に応じて、縦穴の所定の深さ位置に表層ケーシングを建て込む。このようにして穴掘削用排土バケット１を回転すると、下方掘削爪６１が掘削面Ｇ１を切削しながら回転し、地層中の土砂や既製杭などのコンクリート礫が切削される。始動当初は低速で回転させ、水を注入しながら徐々に回転速度を上げてゆき、下方掘削爪６１及び中央掘削爪６２で土砂や礫を掘削するとともに、露出された鉄筋等の障害物を切断しながら掘削を進める。

下方掘削爪６１によって掘削された土砂や礫は、底蓋５に開口した下部開口５ａからドラム２内に掻き込まれて、ドラム２内に保持される。この下部開口５ａには、下部開口５ａをドラム２の内側から逆止的に閉止するシャッター５２が設けられており、底蓋５の下方すなわち外部から土砂は進入しても、逆止弁としてのシャッター５２によって内側から外側へ土砂が漏れ出すことはない。

その後、ドラム２内に土砂や礫が溜まった段階で、同図（ｂ）に示すように、ドラム２を揚重して縦穴Ｇ２の外へと上昇させる。次いで、同図（ｃ）に示すように、ドラム２を縦穴Ｇ２以外の場所へ水平移動させた後、底蓋５を開放して、内部の土砂や礫（図中の掘削土砂Ｓ）を排出させる。このとき、ドラム２を吊下するケリーバー９２を引き上げる動作により、ケリーバー９２に対して相対移動可能に固定されたコントロールボックス９１に上方突出部３１を接触させて、コントロールボックス９１からの反力、すなわちドラム２上方からの圧力を回動フック３４に伝達して係止部の係止状態を解除する。

詳述すると、係合部としての回動フック３４は、環状部５１に引っ掛けられるフック部３４ａを自由端側に有し、このフック部３４ａは、ロッド部３３の上下動に伴って回動するリンク部３４ｂにより前後に進退される。すなわち、コントロールボックス９１からの反力によって上方突出部３１が、弾性体３２の弾性力に逆らって下方へ押し込まれると、ロッド部３３が下方へ移動し、リンク部３４ｂを回動させてフック部３４ａを外方へ後退させて、環状部５１との係止状態を解除させる。

次いで、ドラム２を下降させて、下部の底蓋５を地面や掘削面Ｇ１に上から押しつけることにより、底蓋５を上方へ回動させて閉止する。このとき、ドラム２を吊下するケリーバーを下降させる動作により、ケリーバー９２に対して相対移動可能に固定されたコントロールボックス９１から上方突出部３１を離間させて、コントロールボックス９１からの反力、すなわちドラム２上方からの圧力を開放する。これにより、ばね等の弾性体３２の反発力によってロッド部３３が上方へ移動し、リンク部３４ｂを回動させてフック部３４ａを内方へ前進させて環状部５１に係止させ、底蓋５の閉止状態が維持される。その後、同図（ａ）に示すように、再び外周カッター部７２が掘削面Ｇ１にねじ込まれる方向にドラムを回転させつつ、下方掘削爪６１及び中央掘削爪６２を掘削面Ｇ１に押圧させるとともに、外周カッター部７２を側壁面にねじ込むことによって、ドラム２を地中に埋入させて掘削する。

なお、上述した実施形態の説明は、本考案の一例である。このため、本考案は上述した実施形態に限定されることなく、本考案に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

（作用・効果）
以上説明した本実施形態によれば、穴掘削用排土バケット１を回転させると外刃２３が回動され、地層中の土砂や既製杭などのコンクリート礫が切削される。掘削された土砂や礫は、底蓋５に開口した下部開口５ａからドラム２内に掻き込まれて、ドラム２内に保持され、ドラム２を地上へ揚重することによって、縦穴Ｇ２外へ排出される。このとき、ドラムを吊下するケリーバーを引き上げる動作によりコントロールボックス９１に上方突出部３１を接触させ、ドラム２を揚重する動作を利用して自動的に底蓋５を開閉させることができ、ドラム２の底蓋５の開閉に要する時間と労力を省略して掘削作業の効率化を図ることができる。

Ｇ…地盤
Ｇ１…掘削面
Ｇ２…縦穴
Ｓ…掘削土砂
１…穴掘削用排土バケット
２…ドラム
２ａ…開口部
４…ケリーボックス
５…底蓋
５ａ…下部開口
９…重機
１０…アースドリル装置
２３…外刃
３１…上方突出部
３２…弾性体
３３…ロッド部
３４…回動フック
３４ａ…フック部
３４ｂ…リンク部
４１…架台
４１ａ…補強部材
５０…蝶番
５１…環状部
５２…シャッター
６１…下方掘削爪
６２…中央掘削爪
７１…外刃
７２…外周カッター部
９１…コントロールボックス
９２…ケリーバー

Claims (4)

1. 地中に吊下されて地中に縦穴を掘削する穴掘削用排土バケットであって、
   少なくとも下面に開口部を有する中空なドラムと、
   前記開口部の周縁に回動可能に連結され、回動して前記開口部を開閉する蓋体と、
   前記蓋体が閉止された状態で、前記蓋体の下面から下方に向けて突出される下方掘削爪と、
   前記蓋体の内部に設けられ閉止状態を保持する係止部と、
   前記ドラムの上部から前記係止部に至って延設され、前記ドラム上方からの圧力を前記係止部に伝達して前記係止部の係止状態を解除する解除機構と
   を備えることを特徴とする穴掘削用排土バケット。
2. 前記係止部は、
   前記蓋体の上面側に前記ドラム内方に向けて突設された環状部と、
   前記ドラム内周面に進退可能に設けられ、前記蓋体が閉止された状態において、前進状態で前記環状部に係合する係合部と
   を有し、
   前記解除機構は、
   弾性体により上方に向けて押圧され、前記ドラムの上方に突出された上方突出部と、
   前記上方突出部の上下動を前記係合部に伝達し、前記上下動を前記係合部の進退動作に変換する変換機構と
   を有することを特徴とする請求項１に記載の穴掘削用排土バケット。
3. 前記係合部は、前記環状部に引っ掛けられるフック部を有し、
   前記変換機構は、
   前記上方突出部から前記係合部にわたって延設され、上下動可能に取付けられたロッド部と、
   前記ロッド部の上下動により前記フック部を回動させる回動部と
   を有することを特徴とする請求項２に記載の穴掘削用排土バケット。
4. 前記ドラムを吊下するケリーバーと、
   前記ケリーバーに対して相対移動可能に嵌合され、前記上方突出部に接触可能に配置された制御部と
   をさらに備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の穴掘削用排土バケット。