JP3662647B2 - Expansion head for excavation - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削ロッドの下端に設けられる掘削用拡大ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】
地盤を掘削する掘削機は、図1にその全体構成を示すように、ベースマシン1にステー2を介して垂直に支持されるリーダマスト3の前面のガイドレール4に駆動部5が上下摺動自在に支持され、この駆動部5の上部のシーブ6に巻回されるワイヤ7がリーダマスト3の上端のシーブ8、8を経由してベースマシン1上のウインチ9へ導かれ、このウインチ9の巻上げ巻下げにより駆動部5が昇降されるようになされており、この駆動部5内にはモータ、減速機等の駆動源および薬液注入用のスイベル10が搭載され、その駆動源の出力軸にオーガスクリュー等の掘削ロッド11の上端が接続されている。
【0003】
上記掘削ロッド11の下端には掘削ヘッド12があって、駆動部5による掘削ロッド11の回転で下端の掘削ヘッドにより地盤を掘削し、竪穴を削孔して杭の造成、地中壁の造成等の所要の作業を行うことができるものである。
【0004】
ところで上記の掘削機により地盤を掘削し、同時にセメントミルクやモルタル等の薬液を注入して掘削土砂と混練し、地中杭を造成するような場合、その杭の支持力を増大させるため杭の根部分を拡大掘りして球根を造成することが行われている。
【0005】
上記のような拡大掘りを行うためには、所定の深さまで掘削したところで掘削ヘッドの掘削刃の実質的な回転半径を増大させて拡大掘りができるようにする拡大ヘッドが用いられている。
【0006】
従来の拡大ヘッドは、一般に掘削時の正逆転による土砂の抵抗を利用して掘削刃を開閉させるもの、または中空杭の内面を利用して開閉させるもの、あるいは特開平7−4169号公報にみられるような作動機構を用いて開閉させるものなどがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに上記の土砂の抵抗を利用するものでは任意径拡大ができず、また中空杭の内面を利用するものでは適用工法が限定されてしまうという問題点がある。さらに上記公報に記載のものは掘削刃の開閉作動機構が外部に露出しているので、掘削時に土砂の詰り等により作動不能になるおそれがある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、地中における掘削刃の開閉作動を確実に行なわせることを可能とする掘削用拡大ヘッドを提供することを課題としてなされたもので、掘削機の駆動部に上下動操作可能に支持されて駆動部に連結された掘削ロッド内を貫通する操作ロッドと、前記掘削ロッドの下端に開閉自在に支持された左右一対の拡大掘削刃とを具有し、この拡大掘削刃は、前記掘削ロッド下端の支持部に前記操作ロッドの軸線とは離間した位置において枢軸により垂直面内でそれぞれ拡開習性が与えられて回動自在に枢着され、前記拡大掘削刃の枢軸と刃部先端との間の上面に前記操作ロッドの下端の当接部が両拡大掘削刃に等しく当接されてなり、この操作ロッドを引き上げたとき左右の拡大掘削刃が拡開されるようにしたものである。
【0009】
【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。
【0010】
本発明による拡大ヘッド13は、図2に一部を断面とした正面図を、図3に側面図を、そして図4に下面図を示すように、掘削ロッド11の下端に接続される多角形(六角形)断面の継手部14と、この継手部14の下部に連設される短い中空ロッド部15と、このロッド部15下端に連設され下端にビット16を有する支持部17とを備え、前記継手部14から支持部17の上部にかけての外周には螺旋翼18が設けられており、これら継手部14、中空ロッド部15、および支持部17は実質的に掘削ロッド11の下端の一部を構成するようになっている。
【0011】
前記支持部17には、その中心から等間隔の位置に下端からスリット状の軸受部19、19が形成されており、これら軸受部19、19には左右一対の拡大掘削刃20、20の基部20a、20aが嵌合されて支持部17の中心に対し左右等距離隔てた位置において枢軸21、21により中央壁部22にそれぞれ軸着され、前記基部20a、20aが一部重複する位置関係とされて拡大掘削刃20、20が水平方向に拡大した姿勢(図1の実線図示の開位置)と下方へ回動した姿勢(図1の鎖線図示の閉位置)とにわたり開閉されるようになっている。
【0012】
前記枢軸21、21の周りには、図5に示すようにコイルバネ23、23が巻装されていてその一端が支持部17側に、他端が拡大掘削刃20側に止着され、各拡大掘削刃20、20に拡開方向への付勢が与えられている。なお上記のバネ23、23は、最低限拡大掘削刃20、20の自重に打ち勝つ強さを有すればよい。
【0013】
前記継手部14、中空ロッド部15、および支持部17の上部の中心には、上方が前記掘削ロッド11、駆動部5のスイベル装置10を貫通して上端が上下動操作機構24に支持された操作ロッド25の下方部が挿通され、前記操作ロッド25の下端には水平方向のバー状の当接部26があって、この当接部26が前記拡大掘削刃20、20の基端部20a、20aの枢軸21、21から若干離間した位置の上面に当接されており、前記支持部17に形成されたストッパ部27に当接部26が当ることで操作ロッド25の下降限が定められ、このときの拡大掘削刃20、20が最小幅に閉じた状態となるように構成されている。そしてこの閉じ時における拡大掘削刃20、20の先端間の距離Lは前記螺旋翼18の外径と略等しくなるように設定されている。
【0014】
前記継手部14内には圧縮バネ28が内蔵され、このバネ28の上端は操作ロッド25のバネ受29に当接され、下端は支持部17内のバネ受30に当接されていて、操作ロッド25に常時上方へ向け復帰するよう付勢を与えている。
【0015】
操作ロッド25の上下動操作機構24は、図8にその一例の断面図を示し、図6に作動油圧系を示すように、前記スイベル装置10の上部にセンタホール型のジャッキ31が垂直姿勢に搭載され、このジャッキ31のピストン32に固定されたラム33内に操作ロッド25の上部が貫通され、この操作ロッド25の上端の頭部34とその下方位置にあるフランジ36との間に前記ラム33が挟在され、前記頭部34とラム33の上端との間、およびフランジ36とラム33の下端との間にそれぞれスラストベアリング37、38が介在されている。なお上記操作ロッド25は、掘削ロッド11の継ぎ足し時に必ずしも連結する必要はなく、単に当接させるのであっても機能的には足りる。
【0016】
前記ジャッキ31の上部および下部には油圧配管39、40が接続され、上部の油圧配管39はシリンダ構造の油圧検出装置41を介して油圧ポンプ42に接続され、下部の油圧配管40は直接油圧ポンプ42に接続されている。
【0017】
スイベル装置10は既存のもので、その注入口43からセメントミルク、モルタル等の薬液を供給し、継手部14、中空ロッド部15内にあって操作ロッド25が通っているパイプ15a内を通り、支持部17と拡大掘削刃20、20の上面との間の間隙44(図3示)から地中に薬液が噴出されるようになっており、この薬液の噴出によりその周辺部が洗浄される。
【0018】
次に作用を説明する。
【0019】
削孔すべき位置にベースマシン1を移動させ、駆動部5に接続された掘削ロッド11を削孔位置に位置を定めたのち駆動部5内のモータにより掘削ロッド11を回転駆動させながら駆動部5を徐々に下降させて削孔を進める。このとき操作ロッド25は図6のように最下降位置におかれており、拡大掘削刃20、20は閉じた状態になっている。また掘削の開始当初から薬液を供給し、間隙44から地中に注入される。
【0020】
予定の深度まで掘削が進み、球根を造成する深さに達したことを深度計等により把握したら、油圧ポンプ42を駆動して油圧配管40を通じジャッキ31の下部側へ圧油を供給する。これによりピストン32が押し上げられ、ラム33を介して操作ロッド25が圧縮バネ28の力も加担して引上げられる。
【0021】
この操作ロッド25の上昇により拡大掘削刃20、20の拘束が解かれるので、拡大掘削刃20、20の枢軸21、21のバネ23、23および土圧により操作ロッド25の引上げ量に応じて任意拡大径に次第に拡開し、図7の状態になる。この間掘削を続ければ、その位置の地盤が次第に拡大掘りされ、スイベル位置10を通じて供給される薬液と混練されて径大の球根が造成される。
【0022】
球根造成後は、ジャッキ31の上部側に油圧配管39を通じて圧油を供給し、ピストン32を押し下げれば、ラム33を介して操作ロッド25がバネ28に抗して押し下げられ、その下端の当接部26が図6のように左右の拡大掘削刃20、20の上面を押して螺旋翼18の外径と略同じ幅に閉じ、掘削ロッド25の引上げに支障をきたさない状態になる。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、掘削ロッドを貫通して設けられた操作ロッドにより拡大掘削刃を開閉させるので、拡大掘削刃の開閉を所望の拡大径に確実になさしめることができ、また操作ロッドを含む開閉機構部分がすべて掘削ロッド内に内蔵されているので、土砂の詰り等による作動不良を生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用する掘削機の一例を示す略示側面図。
【図2】本発明の一実施形態を示す一部を断面とした正面図。
【図3】同、側面図。
【図4】同、下面図。
【図5】図2のA−A断面図。
【図6】通常掘削時の状態を示す作用説明図。
【図7】拡大掘時の状態を示す作用説明図。
【図8】操作ロッドの上下動操作機構の一例を示す断面図。
【符号の説明】
3 リーダマスト
5 駆動部
10 スイベル装置
11 掘削ロッド
13 拡大ヘッド
14 継手部
17 支持部
18 螺旋翼
20 拡大掘削刃
21 枢軸
23 コイルバネ
24 上下動操作機構
25 操作ロッド
26 当接部
31 ジャッキ
32 ピストン
33 ラム
39、40 油圧配管
42 油圧ポンプ
44 薬液注出口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an expansion head for excavation provided at the lower end of an excavation rod.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 1, the excavator for excavating the ground has a
[0003]
The excavation rod 11 has a
[0004]
By the way, when excavating the ground with the above excavator and simultaneously injecting chemicals such as cement milk and mortar and kneading with excavated earth and sand to create an underground pile, in order to increase the bearing capacity of the pile, It is practiced to create a bulb by expanding the root part.
[0005]
In order to perform the expansion digging as described above, an magnifying head is used that allows the digging to be performed by increasing the substantial turning radius of the digging blade of the digging head when excavated to a predetermined depth.
[0006]
Conventional expansion heads are generally those that open and close the excavating blade using the resistance of earth and sand caused by forward and reverse rotation during excavation, or those that open and close using the inner surface of the hollow pile, or see JP-A-7-4169. And the like that are opened and closed using an operating mechanism.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, there is a problem that an arbitrary diameter cannot be increased with the use of the resistance of the earth and sand, and an applicable construction method is limited with the use of the inner surface of the hollow pile. Furthermore, since the opening / closing operation mechanism of the excavating blade is exposed to the outside, the one described in the above publication may become inoperable due to clogging of earth and sand during excavation.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is to provide an enlargement head for excavation that makes it possible to reliably open and close an excavating blade in the ground, and is supported by a drive unit of an excavator so that it can be moved up and down. And an operation rod penetrating the inside of the excavation rod connected to the drive unit, and a pair of left and right enlarged excavation blades supported at the lower end of the excavation rod so as to be openable and closable. The lower end support portion is pivotally attached in a vertical plane by the pivot at a position separated from the axis of the operation rod, and is pivotally attached to the lower excavation blade. A contact portion at the lower end of the operating rod is in contact with both of the enlarged excavating blades on the upper surface therebetween, and when the operating rod is pulled up, the left and right enlarged excavating blades are expanded.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.
[0010]
The enlarged
[0011]
The
[0012]
As shown in FIG. 5,
[0013]
At the center of the upper part of the
[0014]
A
[0015]
FIG. 8 shows an example of the vertical
[0016]
[0017]
The
[0018]
Next, the operation will be described.
[0019]
The
[0020]
When excavation has progressed to a predetermined depth and it has been grasped by a depth meter or the like that the depth has been reached, the
[0021]
As the
[0022]
After the bulb formation, pressure oil is supplied to the upper side of the
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the enlarged excavating blade is opened and closed by the operation rod provided through the excavating rod, the opening and closing of the enlarged excavating blade can be reliably performed to a desired enlarged diameter, In addition, since all of the opening / closing mechanism including the operation rod is built in the excavation rod, there is no malfunction due to clogging of earth and sand.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view showing an example of an excavator to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a front view, partly in section, showing one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side view of the same.
FIG. 4 is a bottom view of the same.
5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 6 is an operation explanatory diagram showing a state during normal excavation.
FIG. 7 is an operation explanatory diagram showing a state during expanded excavation.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a vertical movement operation mechanism of the operation rod.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
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- 1995-11-27 JP JP30788895A patent/JP3662647B2/en not_active Expired - Fee Related
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