JPH0414591A - スクリューオーガによる掘削工法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、軸の周囲に螺旋羽根を設けたスクリューオー
ガにより縦穴を掘削する工法とその装置に係り、特に作
業機の多関節フロントにスクリューオーガ駆動装置を取
付けて掘削を行なう場合に好適な掘削工状および装置に
関する。

（従来の技術） スクリューオーガを用いて縦穴を掘削する建設機械とし
ては、杭打機のリークに沿って昇降させる駆動装置にス
クリューオーガの上端を装着し、スクリューオーガの途
中部分を杭打機の前部に設けたガイドにより上下動自在
に保持し、前記駆動装置によって前記スクリューオーガ
を回転させなから昇降装置により下降させて縦穴を掘削
するものか一般的である。

近年においては、第１５図に示すように、ベースマシン
として油圧ショベルｌを用い、その多関節フロント２（
該フロント２は、第１ないし第３アーム２ａ〜２ｃおよ
びこれらのアームを回動させる第１ないし第３シリンダ
５ａ〜５Ｃと先端ブラダ９８フ回動第４シリンダ５ｄと
からなる）の先端ブラケット７にピン６を介して垂下し
てスクリューオーガの駆動装置３を取付け、駆動装置３
に備えたチャック装置にスクリューオーガ４を保持させ
、第１ないし第４シリンダ５ａ〜５ｄをコンピュータに
よる自動制御あるいはオペレータによるマニュアル操作
により、駆動装置３と共にスクリューオーガ４を垂直に
下降させながらスクリューオーガ４を回転させて掘削を
行なうものかある。

（発明が解決しようとする課題） 前記杭打機においては、スクリューオーガのガイドによ
りスクリューオーガの途中部分を保持しながら掘削を行
なうので、スクリューオーガが掘削地盤内に存在する玉
石や転石（以下玉石等という）に遭遇した場合において
、スクリューオーガが玉石等によって方向をそらされる
程度は比較的少ないか、ガイドより下部のスクリューオ
ーガの曲がりを完全に防止てきないため、充分ではない
、一方、第１５図に示す多関節フロント２を用いたもの
は、油圧ショベルに組換え可能であるから１台の作業機
が他目的に使用でき、また、リーダか不要であって、コ
ンパクトであると共に、作業半径か自由に調整できるこ
とや、分解して輸送する場合も作業か楽であるという利
点かある。

しかしながら、第１５図の掘削機においては、第１６図
に示すように、玉石等８にスクリューオーガ４か遭遇す
ると、玉石等８にスクリューオーガ４のヘット４ａの掘
削爪１３かはしかれ、スクリューオーガ４か本来の方向
からそれ、目的とする縦穴を掘削することかできないと
いう問題点があった。特に地面か傾斜している場合や地
表部分に玉石等８が存在する場合に芯振れか顕著である
か、ｒ層に玉石等８が存在する場合にも同様の問題か生
じる。

こうした問題点を解決するため、上部旋回体９の前部に
突出したフレームを取付け、そのフレームにスクリュー
オーガ４のガイドを設ける試みを行なったが、ガイドお
よびフレームの構成が大がかりとなる。

また、スクリューオーガの先端に円錐形の尖鋭な芯材を
設けてその芯材を玉石等に食込ませてスクリューオーガ
４のずれを防止することか考えられるか、このような芯
材は掘削能力が無いため。

芯材が玉石等に食込んだ後は掘削が不可能となる。

また、他の手段として、第１７図に示すように、重量の
大きなガイドリング４０を載置しその中にスクリューオ
ーガ４を挿通して掘削することか行なわれていたか１重
量のあるガイドリンク４０を運搬、管理しなければなら
ず、また掘削する穴ごとにガイドリング４０を移動しな
ければならず、作業か面倒である上、ガイドリング４０
か現場て邪魔になり、また、ガイドリンク４０か大型で
あるため、小回りかきかず、非能率的てかつ隅部の掘削
を行なうことか困難てあり、さらに地面に傾斜や凹凸か
ある場合には使用か困難であるという問題点があった。

本発明は、このような問題点に鑑み、地面の傾斜や玉石
等の存在に拘らず、スクリューオーガの芯振れやそれを
起こさず、簡易、軽量の装置て垂直に縦穴を掘削できる
スクリューオーガを用いた掘削工法とその装置を提供す
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するため、本発明のスクリューオーガを
用いた第１の掘削工法は、地表部分に円筒形のガイド筒
を埋め込み、該ガイド筒にスクリューオーガを内挿して
掘削することを特徴とする。

本発明による第２の掘削工法は、下面に周方向に複数個
の掘削爪を配設した円筒状のガイド筒を、該ガイド筒の
前記掘削爪がスクリューオーガの下端の掘削爪より下方
に突出するようにスクリューオーガの下端に外嵌して取
付け、スクリューオーガと共にガイド筒を回転させて地
表部分の掘削を行ない、ガイド筒の少なくとも一部か地
中に埋まるまで掘進した後、ガイド筒をスクリューオー
ガから分離して地表部分にガイド筒を残置し、スクリュ
ーオーガのみを回転させて掘進することを特徴とする。

本発明による第３の掘削工法は、第２の掘削工法に３い
て、スクリューオーガとして、下面に周方向に複数個の
掘削爪を配設した円筒体を、前記掘削爪がスクリューオ
ーガの下端の掘削爪より下方に突出するようにスクリュ
ーオーガの下端に外嵌して取付けたものを用いるもので
ある。

本発明による第１の掘削装置は、地表部分を掘削する際
にスクリューオーガの先端にスクリューオーガに外嵌し
て取付けられ、地表部分掘削後はスクリューオーガから
分離され、スクリューオーガを内挿した状態で地表に残
置される円筒形のガイド筒を備え、該ガイド筒は下端に
周方向に配設された複数個の掘削爪を有すると共に、該
ガイド筒の周囲に地表に載置する鍔を有し、スクリュー
オーガにガイド筒を取付けた状態において前記掘削爪か
スクリューオーガの下端より下方に突出する構造を有す
ることを特徴とする。

本発明による第２の掘削装置は、スクリューオーガの下
端に円筒体をスクリューオーガに外嵌して取付け、該円
筒体の下端にスクリューオーガの下端の掘削爪より下方
に突出するように複数個の掘削爪を周方向に配設したこ
とを特徴とする。

本発明による第３の掘削装置は、第１の掘削装置におい
て、スクリューオーガとして前記掘削爪付円筒体を有す
るスクリューオーガを備えたことを特徴とする。

（作用） 前記第１の掘削工法においては、地表部分に埋め込んた
ガイド筒にスクリューオーガを内挿して掘削を行なうた
め、例えば多関節フロントを用いる場合においても、地
盤内部て玉石等に遭遇した際にガイド筒による位置決め
作用により、スクリューオーガの垂直か保持される。

前記第２の掘削工法においては、地表部分の掘削を行な
う際、まずガイド筒の下端に周方向に穿設した掘削爪に
より掘削かなされるのて、例えば舗装層を掘削する円筒
状カッタと同様に、玉石等の場合にも円形に掘削を行な
うことかでき、スクリューオーガか玉石等にはじかれて
方向かそれることかない。

そして、−たん、この表層の掘削を行なった後、このガ
イド筒を地表に縦穴に嵌め込んだ状態て残置し、そのガ
イド筒内にスクリューオーガを内挿して掘削を行なうこ
とにより、スクリューオーガの方向のずれが防止される
。

前記第３の掘削工法においては、前記ガイド筒を地表部
分に残置した後、前記円筒体を有するスクリューオーガ
により掘進する際、地表より深い部分でスクリューオー
ガか玉石等に遭遇した場合においても１円筒体の下端の
掘削爪か先行掘削を行なうことにより、掘削地盤内ての
スクリューオーガのそれが防止される。

前記第１の掘削装置においては、スクリューオーガの下
端にガイド筒を取付けた状態で掘削を行なうことにより
、地表に玉石等か存在する場合においても、ガイド筒の
下端の掘削爪が先行掘削を行なうことにより、ガイド筒
ないしスクリューオーガが本来の方向からそれることな
く掘削か行なわれる。ガイド筒の鍔が地表に接する深さ
まで掘削したら、ガイド筒とスクリューオーガとの結合
を解き、ガイド筒を地表部分に残置した状態てスクリュ
ーオーガを回転、下降させて掘削を行なうが、この場合
、前記鍔はガイド筒の地中へのめり込みを防止する。ま
た、ガイド筒はスクリューオーガを垂直に保持する。

前記第２の掘削装置においては、スクリューオーガの下
端に取付けた円筒体の下端の掘削爪による先行掘削が行
なわれることにより、掘削開始から終了までの全深ざに
わたって玉石等によるスクリューオーガのそれが防止さ
れる。

前記第３の掘削装置においては、第２の掘削装置の作用
により、掘削の全深さにわたってスクリューオーガのそ
れか防止されると共に、掘削中において、スクリューオ
ーガの途中部分か地表に残置されるガイド筒により案内
されるため、第１の掘削装置および第２の掘削装置より
もさらに玉石等による影響が低減される。

（実施例） 第１図は本発明による第１の掘削工法を説明する側面図
であり、本発明においては、地表部分に円筒形のガイド
筒ｌＯを埋設し、そのガイド筒ｌＯにスクリューオーガ
４を内挿して掘削を行なう方法である。このガイド筒ｌ
Ｏは、第２図の平面図に示すように、地盤内に没入する
ことを防止する鍔２１を外周に有する。ガイド筒ｌＯは
、後述のように、下端に複数個の掘削爪（第５図（Ｂ）
および第６図の２０）を周方向に配設したもので、例え
ば第１図に示した駆動装置３に備えたチャック装置に治
具を介して保持し、回転させることにより、埋め込みま
れるものである。別の掘削機で掘削した穴にガイド筒１
０を埋め込むようにしても良い。

このようなガイド−筒ｌＯにスクリュオーガ４を内挿し
て掘削を行なうことにより、ガイド筒１０によりスクリ
ューオーガ４の途中の部分が保持されるため、地中に前
記玉石等８が存在する場合においても、スクリューオー
ガ４の垂直姿勢からのそれや曲がりが防止される。

第３図ないし第９図は本発明による第２の掘削工法を実
施する前記第１の掘削装置を示す図である。第３図は第
１３図に示したスクリューオーガ４に本発明−によるガ
イド筒１０Ａを取付けた状態を示す側面断面図、第４図
は第３図のＡ−Ａ断面図である。スクリューオーガ４は
従来と同様に先端にヘッド４ａを有し、ヘット４ａには
、円筒軸１１の周囲に螺旋羽根１２を溶接し、下端に掘
削爪１３を有する。該ヘッド４ａの上端には外周を多角
形に形成した継手１４を有し、該継手１４をスクリュー
オーガ４の円筒軸１５の下端の継手１６の内面の多角形
部に嵌合し、ビン１７により抜は止めして結合される。

スクリューオーガ４の円筒軸１４の周囲には螺旋羽根１
８が溶接されている。

本発明によるガイド筒１０Ａは第５図（Ａ）の平面図に
示すように円筒形をなし、第５図（Ｂ）の側面断面図、
第６図（Ａ）の底面図およびその一部拡大図である第６
図（Ｂ）に示すように、下端に周方向に複数個の掘削爪
２０を溶接またはボルト付けにより配設してなる。なお
、この掘削爪２０は、第６図ＣＢ）に示すように、ガイ
ド筒１０Ａの肉厚よりやや厚い程度の幅を有し、また、
少なくとも一部の掘削爪２０をガイド筒１０Ａの外面よ
りやや外方に突出させている。また、第５図（Ａ）の平
面図および第５図（Ｂ）に示すように、上部の外周に鍔
２１を溶接等により固着している。また、カイト筒１０
Ａの鍔より上の相互に対向する部分には、補強板２２を
溶接し、その補強板２２およびにピン２３を挿着するピ
ン穴２４を設けている。

また、鍔２１上面の前記補強板２２に対向する部分には
、ピン穴２５を有するピン挿着板２６を垂直に溶接して
いる。

一方、スクリューオーガ４には、第７図および第８図の
側面図に示すように、螺旋羽根１８の下面および円筒軸
１５を中心として反対側の螺旋羽根１８の上面にそれぞ
れ同高の位置にピン穴２７．２８を有するビン挿着板２
９．３０を溶接している。

掘削に当たり、まず第３図および第４図に示すようにス
クリューオーガの下端にガイド筒１０Ａを外嵌してスク
リュ−オーガ４側ピン挿着板２９．３０のピン穴２７．
２８にガイド筒１０Ａのピン穴２４．２５を位置合わせ
してピン２３を挿着し、スクリューオーガ４にガイド筒
１０Ａを結合する。この状態においては、第３図から分
かるように、ガイド筒１０Ａの下端の掘削爪２０は、ス
クリューオーガ４のヘット４ａの下端の掘削爪１３より
下方に突出している。このようなガイド筒１０Ａのスク
リューオーガ４への取付けは、スクリューオーガ４を第
１図に示したチャック装置に保持させた後か、あるいは
スクリューオーガ４に予めガイド筒１０Ａを取付けてお
いてスクリューオーガ４をチャック装置に保持させる。

このように、ガイド筒１０Ａを取付けたスクリューオー
ガ４を、第１図に示したフロント２の垂直制御により垂
直下降させると共に、駆動装置３によりスクリューオー
ガ４を回転させて掘削を行なう。この場合、第１３図に
示したような玉石等８か表層に存在したとしても、従来
の舗装層の掘削における円筒状カッタを用いた場合と同
様に、玉石等８を少しずつ掘削していき、玉石等８等に
はしかれることなく、スクリューオーガ４を垂直に下降
させながら掘削を行なうことかてきる。ガイド筒１０Ａ
内の掘削は、ヘッド４ａの下端の掘削爪１３により掘削
さ・れ、螺旋羽根１２により押し上げられる。なお、ガ
イド筒１０Ａはその外周部かスタビライザの役目を果た
すので、般土質掘削中におけるスクリューオーガ４の振
れも少なくすることがてきる。

このようにして掘削することにより、鍔２１か地面３５
に接したら、ピン２３を抜き、スクリューオーガ４とガ
イド筒１０Ａとの結合を解く。そして第９図に示すよう
に、カイト筒１０Ａ内にてスクリューオーガ４を下降さ
せなから掘進する。ここて、ガイド筒１０Ａは地表部分
の地盤て固定されているから、スクリューオーガ４も水
平方向にずれることなく、ガイドとしての役目を果たし
、スクリューオーガ４か垂直に下降し、垂直の縦穴か掘
削される。

第１Ｏ図は前記第２の掘削装置の実施例を示す側面断面
図、第１１図はその底面図であり、この掘削装置は、ス
クリューオーガ４のヘッド４ａの外周に円筒体３７を、
その内周を螺旋羽根１２の外周に溶接あるいはボルト付
けすることにより取付け、円筒体３７の下端に、ヘット
４ａの下端の掘削爪１３より下方に突出するように、複
数個の掘削爪３８を溶接あるいはボルト付けにより配設
したものである。本例においても、掘削爪３８は円筒体
３７の外面よりやや外方に突出した構造で取付けられる
。

このような複数個の掘削爪３８を下端に配設した円筒体
３７を設けることにより、第１２図に示すように、地表
部分の玉石等８のみならず、地中の玉石等８にはしかれ
ることなく縦穴の垂直掘削を行なうことができ、また、
本構造によれば、ガイド筒１０Ａを用いる場合のような
着脱の面倒かない。また、この円筒体３７も、その外周
部かスタビライザの役目を果たすので、一般土質掘削中
におけるスクリューオーガ４の振れも少なくなり、スク
リューオーガ４か曲かりにくく、掘削穴は垂直となる。

第１３図は前記第３の掘削工法を実施する前記第３の掘
削装置の実施例であり、この装置は、第１Ｏ図および第
１１図の掘削爪３８付円筒体３７を有するスクリューオ
ーガ４を、ガイド筒１０Ａ内に挿着するスクリューオー
ガ４として用いたものて、ガイド筒１０Ａの下端の掘削
爪２０は、円筒体３７の下端の掘削爪３８よりやや下方
に突出させる。

第１４図は第１３図の装置を用いて掘削を行なう工程を
示す図であり、まず第１３図（Ａ）に示すように、スク
リューオーガ４の先端にピン２３によりガイド筒１０Ａ
を取付けて掘削を行ない、第１３図（Ｂ）に示すように
、ガイド筒１０Ａの鍔２１か地表３５に接地した後、ピ
ン２３を抜き、掘削を行ない、第１３図（Ｃ）に示すよ
うに、所定の深さ掘削後、第１３図（Ｄ）に示すように
、スクリューオーガ４の引き抜きを行ない、ヘット４ａ
かガイド＠１０Ａの高さに引き上げられたところで引き
上げを停止し、ピン２３によりスクリューオーガ４にガ
イド筒１０Ａを結合し、第１３図（Ｅ）に示すように、
スクリューオーガ４と共にガイド筒１０Ａを引き上げる
。本実施例による掘削も、掘削開始より終了までの全深
さにわたってスクリューオーガ４の玉石等８によるずれ
か防止される上、スクリューオーガ４をガイド筒１０Ａ
から外した後の掘削において、スクリューオーガ４の途
中部分かガイド筒１０Ａに保持されるため、スクリュー
オーガ４の振動等かカイト筒１０Ａによって抑制され、
縦穴かスクリューオーガ４の振動によって拡大されたり
、形かくずれたりすることが防止される。

以上本発明を実施例により説明したか、本発明を実施す
る場合、ベースマシンとして、ブーム、アーム式の一般
的な多関節フロントや、伸縮アームを有するものを用い
る等、上記実施例に限らず種々の変更、付加か可能であ
る。

（発明の効果） 請求項１の掘削工法によれば、ｆ＃表部分にガイド筒を
埋め込み、そのガイド筒にスクリューオーガを内挿して
掘削を行なうので、玉石等が存在する場合や傾斜地にお
いても、スクリューオーガがずれることなく掘削か行な
え、また、作業機に付帯した大かかりで重量の大きなフ
レーム付ガイドや載置式ガイドリンクを用いることなく
、簡易、軽量なガイドて能率良く垂直な縦穴の掘削か可
能となる。

請求項２の掘削工法によれば、スクリューオーガの回転
力を利用してガイド筒の埋め込みか行なえるので、ガイ
ド筒の埋め込みか容易に行なえる。

請求項３の掘削工法によれば、ガイド筒を地表に残置し
た後、スクリューオーガの下端に設けた掘削爪付円筒体
による先行掘削か行なわれるため、玉石等か深い部分に
存在する場合も、スクリューオーガか深い部分てそれる
ことなく、掘削深さの全長にわたって垂直な縦穴か掘削
てきる。

請求項４の掘削装置によれば、前記玉石等によるスクリ
ューオーガのそれか防止され、また、ガイド筒に設けた
鍔により、ガイド筒の地中への没入が防止される。また
５ガイド筒はその外周部かスタビライザの役目を果たす
ので、一般土質掘削中におけるスクリューオーガの振れ
も少なくすることかできる。

請求項５の掘削装置によれば、掘削全深さにわたって玉
石等によるスクリューオーガのそれの発生か防止される
。また、この円筒体は、その外周部かスタビライザの役
目を果たすので、一般土質掘削中におけるスクリューオ
ーガの振れも少なくなり、スクリューオーガが曲かりに
くく、掘削穴は垂直となる。

請求項６によれば、請求項５の効果に加え、さらにスク
リューオーガの途中の部分かガイド筒により保持される
ため、さらに安定した狂のない垂直掘削か可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による第１の掘削工法の一実施例を示す
側面図、第２図は該実施例のガイド筒を示す平面図、第
３図は本発明による第１の掘削装置の一実施例を示す側
面断面図、第４図は第３図のＡ−Ａ断面図、第５図（Ａ
）は該実施例のガイド筒の平面図、同（Ｂ）はその側面
断面図、第６図（Ａ）は該実施例のガイド筒の底面図、
同（Ｂ）はその一部拡大図、第７図および第８図は該実
施例のスクリューオーガの下部を示す正面図および背面
図、第９図は該実施例のガイド筒残置後の掘削状態を示
す側面断面図、第１０図は本発明による第２の掘削装置
を示す側面断面図、第１１図はその底面図、第１２図は
前記第２の掘削装置により掘削している状態を示す側面
断面図、第１３図は本発明の第３の掘削装置を示す側面
断面図、第１４図は前記第３の掘削装置による掘削工程
図、第１５図は従来の油圧ショベル使用の掘削機を示す
側面図、第１６図は従来の掘削機による問題点を説明す
る図、第１７図は従来の掘削機の他の例を示す側面図で
ある。 ｌ：油圧ショベル、２：多関箇フロント、３：駆動装置
、４ニスクリユーオーガ、４ａ：ヘット、１Ｏ１１０Ａ
ニガイド筒、１１．１５：円筒軸、１２．１８：螺旋羽
根、１３．２０．３８：掘削爪、２３：ビン、２６．２
９．３０：ピン挿着板、３５：地面１３７・円筒体 第２図 第６図 （Ｂ） ピン挿着板 第７図 第１０図 ３７：円筒体 第１２図 第７４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、地表部分に円筒形のガイド筒を埋め込み、該ガイド
   筒にスクリューオーガを内挿して掘削することを特徴と
   するスクリューオーガによる掘削工法。 ２、下面に周方向に複数個の掘削爪を配設した円筒状の
   ガイド筒を、該ガイド筒の前記掘削爪がスクリューオー
   ガの下端の掘削爪より下方に突出するようにスクリュー
   オーガの下端に外嵌して取付け、スクリューオーガと共
   にガイド筒を回転させて地表部分の掘削を行ない、ガイ
   ド筒の少なくとも一部が地中に埋まるまで掘進した後、
   ガイド筒をスクリューオーガから分離して地表部分にガ
   イド筒を残置し、スクリューオーガのみを回転させて掘
   進することを特徴とするスクリューオーガによる掘削工
   法。 ３、下面に周方向に複数個の掘削爪を配設した円筒体を
   、前記掘削爪がスクリューオーガの下端の掘削爪より下
   方に突出するようにスクリューオーガの下端に外嵌して
   取付け、下面に周方向に複数個の掘削爪を配設した円筒
   状のガイド筒を、該ガイド筒の前記掘削爪が前記円筒体
   の下面の掘削爪より下方に突出するようにスクリューオ
   ーガの下端および前記円筒体に外嵌して取付け、スクリ
   ューオーガおよび前記円筒体と共に前記ガイド筒を回転
   させて地表部分の掘削を行ない、ガイド筒の少なくとも
   一部が地中に埋まるまで掘進した後、ガイド筒をスクリ
   ューオーガから分離して地表部分にガイド筒を残置し、
   スクリューオーガを前記円筒体と共に回転させて掘進す
   ることを特徴とするスクリューオーガによる掘削工法。 ４、地表部分を掘削する際にスクリューオーガの先端に
   スクリューオーガに外嵌して取付けられ、地表部分掘削
   後はスクリューオーガから分離され、スクリューオーガ
   を内挿した状態で地表に残置される円筒形のガイド筒を
   備え、該ガイド筒は下端に周方向に配設された複数個の
   掘削爪を有すると共に、該ガイド筒の周囲に地表に載置
   する鍔を有し、スクリューオーガにガイド筒を取付けた
   状態において前記掘削爪がスクリューオーガの下端より
   下方に突出する構造を有することを特徴とするスクリュ
   ーオーガ装置。 ５、スクリューオーガの下端に円筒体をスクリューオー
   ガに外嵌して取付け、該円筒体の下端にスクリューオー
   ガの下端の掘削爪より下方に突出するように複数個の掘
   削爪を周方向に配設したことを特徴とするスクリューオ
   ーガ装置。 ６、請求項４において、スクリューオーガとして請求項
   ５の掘削爪付円筒体を有するスクリューオーガを備えた
   ことを特徴とするスクリューオーガ装置。