JPH06280250A

JPH06280250A - 掘削軸

Info

Publication number: JPH06280250A
Application number: JP6843893A
Authority: JP
Inventors: Minoru Aoi; 実青井; Takeshi Tsujii; 剛辻井
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1994-10-04

Abstract

(57)【要約】【目的】軸重量の大幅な増加や施工速度の低下を招く
ことなく、軸の鉛直性を保持する。【構成】下端に掘削刃２が設けられた掘削軸本体１の
下部外周に、掘削された孔４の周壁に接して本体下部を
孔中心部に保持するガイドドラム５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は竪孔を掘削する掘削装置
に使用される掘削軸に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の掘削軸は、掘削軸本体の
下端に掘削刃（掘削ヘッド）、中間部外周に撹拌翼（放
射状に設けられる水平撹拌翼と、螺旋状に設けられるオ
ーガ翼の２種類があり、土質等に応じて選択または併用
される）を設けて成り、回転しながら掘削刃で竪孔を掘
削し、引き抜き工程で撹拌翼により掘削土とグラウト材
とを撹拌混合するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の掘削
軸によると、軸そのものの剛性のみによって軸の直線
性、すなわち鉛直性を保つようにしているため、掘削中
に、掘削抵抗が大きい個所で横荷重によって下端部が撓
み、鉛直性が失われる場合があった。

【０００４】なお、この点の対策として、（イ）軸の剛
性を上げること、（ロ）掘削速度を下げて掘削刃の負荷
を小さくすることが考えられる。

【０００５】しかし、（イ）によると軸重量が大幅に増
加し、これに伴い掘削装置全体の重量増を招き、コスト
アップになる。

【０００６】一方、（ロ）によると、施工速度が低下
し、工期が長くなる。

【０００７】そこで本発明は、軸重量の大幅な増加や施
工速度の低下を招くことなく、掘削時の鉛直性を保持す
ることができる掘削軸を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、下端
に掘削刃が設けられた掘削軸本体における少なくとも上
記掘削刃に近い下部外周に、掘削された孔の周壁に接し
て軸本体を孔の中心部に保持するガイド部材が設けられ
たものである。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、ガイド部材として、円筒形のドラムが掘削軸本体ま
わりに回転自在に取付けられたものである。

【００１０】請求項３の発明は、請求項２の構成におい
て、ドラムの外周面がドラム端に向かって先すぼまりに
形成されたものである。

【００１１】請求項４の発明は、請求項１の構成におい
て、撹拌翼を兼ねる螺旋状のガイド部材が設けられ、こ
のガイド部材の両端面が凸曲面に形成されたものであ
る。

【００１２】

【作用】上記構成によると、竪孔の掘削中、撓みが発生
し易い軸本体下部がガイド部材を介して孔壁に支持さ
れ、孔中心部に保持される。これにより、軸全体の鉛直
性が保たれ、掘削抵抗の大きな個所での軸の撓みが防止
される。

【００１３】しかも、ガイド部材は掘削軸本体に部分的
に設ければよいため、軸全体重量の大幅な重量増を招か
ない。また、施工速度を低下させる必要もない。

【００１４】さらに、請求項２の構成によると、ガイド
部材であるドラムが回転方向には静止したまま鉛直保持
作用を果たすため、このドラムにより軸の回転抵抗（掘
削抵抗）が増加して動力ロスを招くというおそれがな
い。

【００１５】また、請求項３の構成によると、掘削・引
き抜き時に、上記ドラムが孔壁に食い込んだり、孔壁の
突起物に引っ掛かったりするおそれが少なくなる。すな
わち、ドラムによる孔壁刺激が少なく、孔壁の崩壊を招
くおそれが少ない。このため、孔壁崩壊による落下物に
掘削刃が埋まって引き抜き抵抗が大きくなる等のトラブ
ルの発生を防止することができる。

【００１６】一方、請求項４の構成によると、ガイド部
材が撹拌翼を兼ねるため、ガイド専用部材を付加する場
合と比較して、軸全体の重量増が殆どない。

【００１７】また、ガイド部材が螺旋状であるため、こ
のガイド部材が軸方向の十分長い範囲で孔壁に接し、鉛
直保持効果が高いものとなる。

【００１８】しかも、このガイド部材の両端面を、一般
的な撹拌翼のように軸半径方向に直線状に延びる形状で
なく、凸曲面としているため、孔壁刺激が少ない。

【００１９】

【実施例】

第１実施例（図１〜図３参照）１は管状の掘削軸本体（以下、単に軸本体という）で、
この軸本体１の下端に掘削刃２、中間部外周の上下複数
個所に撹拌翼（図では放射状の水平撹拌翼を示してい
る）３…が取付けられている、軸本体１は、上端部が図
示しない駆動源に取付けられて回転駆動され、掘削刃２
によって竪孔４（図２参照）が掘削された後、引き抜き
工程で撹拌翼３…によってグラウト材と掘削土とが撹拌
混合される。

【００２０】この掘削軸においては、軸本体１の下部外
周、すなわち掘削刃２の直上部外周にガイド部材として
の円筒形のドラム（以下、ガイドドラムという）５が設
けられている。

【００２１】このガイドドラム５は、図２，３に示すよ
うに中心部に軸受６を有し、この軸受６により軸本体１
まわりに回転自在に取付けられている。

【００２２】７，７は軸受６をドラム中心部に取付ける
ための軸受取付腕、８，９は軸受６を軸方向に位置規制
するための上下のストッパである。

【００２３】また、ガイドドラム５の外周面は、上下両
側部５ａ，５ｂがドラム端に向かって先すぼまりとなる
テーパ面、これらの間の部分（中間部）５ｃが垂直面に
それぞれ形成され、この中間部５ｃの外径寸法が竪孔４
の径寸法とほぼ同じに設定されている。

【００２４】この構成によると、竪孔４の掘削中、ガイ
ドドラム５の外周面が孔壁に押し付けられることによ
り、このガイドドラム５を介して軸本体１の下部が孔壁
に支持される。これにより、同本体下部が孔中心部に保
持されるため、掘削抵抗の大きい個所（軸本体１に横荷
重が作用する個所）で軸本体下部の撓みが生じにくく、
軸全体の鉛直性が保持される。

【００２５】また、ガイドドラム５は、軸本体１に対して回転自在であ
るため、孔壁との接触抵抗によって回転方向には静止し
たまま、軸本体１とともに下降（掘削時）および上昇
（引き抜き時）のみを行う。

【００２６】従って、同ドラム５を軸本体１に固定した
場合、すなわちドラム５が軸本体１と一体に回転する場
合と比較して、軸回転抵抗が格段に小さいため、回転駆
動源の動力ロスが最小限に少なくてすむ。

【００２７】ガイドドラム５の外周面が上下両側部
５ａ，５ｂで先すぼまりのテーパ状に形成されているた
め、掘削・引き抜き時に同ドラム５が孔壁に引っ掛かっ
たり食い込んだりしない。

【００２８】また、孔壁に岩石等の突起物がある場合、
テーパ状の上下両側部５ａ，５ｂがこの突起物を孔壁中
に押し込む作用をなすため、突起物が掻き出されるおそ
れが少ない。

【００２９】すなわち、ガイドドラム５による孔壁刺激
が少なく、孔壁の崩壊、これによる掘削刃２の引き抜き
抵抗の増大という弊害が生じない。

【００３０】第２実施例（図４，５参照）第１実施例との相違点のみを説明する。

【００３１】第２実施例では、第１実施例のガイドドラ
ム５が設けられた軸本体１の下部に、撹拌翼（オーガ
翼）を兼ねる螺旋状のガイド部材１０が設けられてい
る。

【００３２】このガイド部材１０は、平面視は一般的な
オーガ翼と同じ円形であるが、相違点として、両端面１
０ａ，１０ｂが、一般的なオーガ翼では図５仮想線（符
号Ａ）で示すように半径方向に直線状に延びているのに
対して、凸曲面に形成されている。

【００３３】この構成により、ガイド部材１０が、鉛直
保持作用を果たしながら、両端面１０ａ，１０ｂが孔壁
に引っ掛かったり食い込んだり、突起物を掻き出したり
せず、孔壁刺激が少ないものとなる。

【００３４】また、ガイド部材１０が撹拌翼を兼ねるた
め、ガイド専用部材を付加する場合と比較して、軸全体
の重量増が殆どない。

【００３５】また、ガイド部材１０が螺旋状であるた
め、このガイド部材１０が軸方向の十分長い範囲で孔壁
に接し、鉛直保持効果が高いものとなる。

【００３６】なお、図６に、上記第１実施例のガイドド
ラム５を設けた掘削軸イと、第２実施例のガイド部材兼
用撹拌翼１０を設けた掘削軸ロと、第２実施例のガイド
部材１０に代えて一般的な螺旋状撹拌翼（オーガ翼）を
軸本体下部に設けた掘削軸の３種類の掘削軸について、
孔壁刺激の度合いをモデル実験にて計測した結果を示
す。

【００３７】この実験では、孔壁に突起物を設け、この
突起物が受ける加速度によって孔壁刺激度合いを評価し
た。この加速度が小さいことは、孔壁が受ける力が小さ
いことを意味し、同図のように、掘削軸イ，ロによる
と、掘削軸ハと比較して加速度が平均値（＋）およびピ
ーク値（○）ともに小さくなり、孔壁刺激が少ないとい
う結果を得た。

【００３８】他の実施例図１〜図３に示す第１実施例では、ガイドドラム５の外
周面を上下両側部５ａ，５ｂでドラム端に向かって先す
ぼまりの傾斜面に形成したが、この傾斜面を曲面として
もよい。

【００３９】また、別の実施例として、図７に示すよう
にガイドドラム５全体または外周面全体を、ドラム端に
向かって先すぼまりとなる曲面状に形成してもよい。

【００４０】さらに、図８に示すように、ガイドドラム
５全体または外周面を、上下方向の中央を境として上下
両側が先すぼまりとなる算盤珠形状に形成してもよい。

【００４１】さらに、ガイド部材は、孔壁に接して軸本
体１を孔中心部に保持できる形状であればよい。従っ
て、同部材は、上記実施例のように必ずしも平面視円形
でなくとも、周方向に間欠的に設けてもよい。

【００４２】一方、ガイド部材は、軸本体下端部のたわ
み量またはたわみ角が最小となる位置に設ければよい。
この位置は、具体的には上記実施例のように掘削刃１に
近い軸本体下部であり、この一個所のみでも十分な効果
が得られるが、必要に応じてこのガイド部材を軸本体１
の中間部にも設けてもよい。

【００４３】

【発明の効果】上記のように本発明によるときは、掘削
軸本体における少なくとも掘削刃に近い下部外周に、掘
削孔の周壁に接して軸本体を孔中心部に保持するガイド
部材を設けたから、掘削軸本体の下部がこのガイド部材
を介して孔壁に支持され、孔中心部に保持される。

【００４４】これにより、軸全体の鉛直性が保たれ、掘
削抵抗の大きな個所での軸の撓みを抑制することができ
る。

【００４５】しかも、ガイド部材は掘削軸本体に部分的
に設ければよいため、軸全体重量の大幅な重量増を招か
ない。また、施工速度を低下させる必要もない。

【００４６】さらに、請求項２の発明によると、ガイド
部材であるドラムが回転方向には静止したまま鉛直保持
作用を果たすため、このドラムにより軸の回転抵抗が増
加して動力ロスを招くというおそれがない。

【００４７】また、請求項３の発明によると、上記ドラ
ムが孔壁に食い込んだり、孔壁の突起物に引っ掛かった
りするおそれが少なくなる。すなわち、ドラムによる孔
壁刺激が少なく、孔壁の崩壊を招くおそれが少ない。こ
のため、孔壁崩壊による落下物に掘削刃が埋まって引き
抜き抵抗が大きくなる等のトラブルの発生を防止するこ
とができる。

【００４８】一方、請求項４の発明によると、ガイド部
材が撹拌翼を兼ねるため、ガイド専用部材を付加する場
合と比較して、軸全体の重量増が殆どない。

【００４９】また、ガイド部材が螺旋状であるため、こ
のガイド部材が軸方向の十分長い範囲で孔壁に接し、鉛
直保持効果が高いものとなる。

【００５０】しかも、このガイド部材の両端部を、一般
的な撹拌翼のように軸半径方向に直線状に延びる形状で
なく、凸曲面としているため、孔壁刺激が少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す掘削軸全体の概略正
面図である。

【図２】同実施例における掘削軸下部の拡大断面図であ
る。

【図３】図２のIII-III線断面図である。

【図４】本発明の第２実施例を示す図２相当図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】両実施例の掘削軸等の孔壁刺激の度合いをモデ
ル実験にて計測した結果を示す図である。

【図７】本発明の別の実施例を示す部分断面図である。

【図８】本発明のさらに別の実施例を示す部分断面図で
ある。

【符号の説明】

１掘削軸本体２掘削刃５ガイドドラム（ガイド部材）６軸受１０撹拌翼を兼ねるガイド部材１０ａ，１０ｂガイド部材の両端面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下端に掘削刃が設けられた掘削軸本体に
おける少なくとも上記掘削刃に近い下部外周に、掘削さ
れた孔の周壁に接して軸本体を孔の中心部に保持するガ
イド部材が設けられたことを特徴とする掘削軸。
【請求項２】請求項１記載の掘削軸において、ガイド
部材として、円筒形のドラムが掘削軸本体まわりに回転
自在に取付けられたことを特徴とする掘削軸。
【請求項３】請求項２記載の掘削軸において、ドラム
の外周面がドラム端に向かって先すぼまりに形成された
ことを特徴とする掘削軸。
【請求項４】請求項１記載の掘削軸において、撹拌翼
を兼ねる螺旋状のガイド部材が設けられ、このガイド部
材の両端面が凸曲面に形成されたことを特徴とする掘削
軸。