JPH07247781A - 掘削用オーガー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼管や坑に対するオーガー軸の出入りを妨げ
ることなく、ウイングビット体が届く範囲を拡張可能な
掘削用オーガー装置を提供すること。 【構成】 掘削用オーガー装置１では、スクリュー刃３
が形成されたオーガー軸２の下端に一対のウイングビッ
ト体４、５を有する。ウイングビット体４、５の連結軸
４４、５４は、オーガー軸２の下端面２２の点対称位置
に形成された軸穴２４、２５に装着され、その周溝４
５、５５に固定ピン６が係合している。オーガー軸２を
掘削方向に回転すると、ウイングビット体４、５は、連
結軸４４、５４を中心に回転して外周側に張り出す。一
方、オーガー軸２を逆転させると、ウイングビット体
４、５は、引っ込んだ状態に戻る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、縦坑などを形成するた
めの掘削用オーガー装置に関し、特に、スクリュー刃が
形成されているオーガー軸の先端側にウイングビット体
を備える掘削用オーガー装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の掘削用オーガー装置では、スクリ
ュー刃が形成されているオーガー軸の下端側に、斜め下
方に向けて１対のウイングビット体が固定されている。
この掘削用オーガー装置を用いて、たとえば、地中に鋼
管杭を建て込む場合には、鋼管の内側にオーガー軸を挿
入してウイングビット体が鋼管の下端側から突き出た状
態にし、この状態で、オーガー軸を回転させることによ
り、ウイングビット体で土砂を掘り進むとともに、掘り
出した土砂をスクリュー刃で地上に引き上げながら、鋼
管を地中に沈めていく。また、掘削が完了した後には、
オーガー軸を鋼管から引き抜いて、鋼管を地中に残す。

【０００３】このように、掘削用オーガー装置では、オ
ーガー軸を鋼管から出入りさせるため、ウイングビット
体の外径寸法は、少なくとも鋼管の内径より小さく設計
され、通常は、ウイングビット体の先端縁がスクリュー
刃の外周位置よりも内側に位置するように設計されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の掘
削用オーガー装置では、ウイングビット体が届く範囲、
すなわち、ウイングビット体が土砂を掘り進める範囲
は、鋼管の内径寸法以下の範囲に限られていることか
ら、鋼管を沈めていくのに大きな力が必要であり、鋼管
を打撃しながら沈めていく必要があるなど、作業効率が
低いという問題点がある。すなわち、鋼管をスムーズに
沈めていくには、ウイングビット体が鋼管の外径寸法と
同等の範囲、または鋼管の外径寸法に比してやや大きめ
の範囲まで掘り進めることが好ましいが、ウイングビッ
ト体の外径が大きいと、オーガー軸を鋼管から出入りさ
せることができないからである。

【０００５】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
鋼管や坑に対するオーガー軸の出入りを妨げることな
く、ウイングビット体が届く範囲を拡張可能な掘削用オ
ーガー装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の掘削オーガー装置では、掘削方向に回転さ
せたときに坑内から出口に向けて土砂などを運搬するス
クリュー刃を備えるオーガー軸と、このオーガー軸の下
端側に形成された一対のウイングビット体とを設け、オ
ーガー軸の下端面には、このオーガー軸の回転中心軸線
を中心とする点対称位置に１対の軸穴を形成し、これら
の軸穴によって、ウイングビット体から上方に延びる連
結軸が回転可能な状態でそれぞれ支持されるようにし、
かつ、この状態で、一対のウイングビット体の内側端面
同士が所定の隙間を介して対向する構成にする。このよ
うな構成にすることによって、オーガー軸を掘削方向に
回転させたときに、ウイングビット体は、連結軸周りに
それぞれ回転して、その先端側がスクリュー刃の外周位
置によりも外側に張り出す拡径状態になるとともに、内
側端面同士が干渉し合って拡径状態を維持するようにす
る。従って、オーガー軸を掘削方向に対して逆の方向に
回転させることによって、ウイングビット体は、連結軸
周りにそれぞれ反転して、その先端側がスクリュー刃の
外周位置によりも内側に引っ込んだ縮径状態になる。す
なわち、オーガー軸の回転方向によって、ウイングビッ
ト体を自動的に拡径状態と縮径状態とに切り換え可能に
したことに特徴を有する。

【０００７】なお、本発明における下端側とは、横坑を
形成する場合には先端側を意味し、縦坑の形成用に限定
されることなく、横坑の形成にも適用できる。

【０００８】本発明では、連結軸には、周溝を形成して
おく一方、オーガー軸には、軸穴に装着した連結軸の各
周溝を通ってオーガー軸を横方向に貫通する固定ピン装
着孔を形成しておき、この固定ピン装着孔に装着した固
定ピンを周溝に係合させることにより、連結軸を軸穴で
回転可能な状態で支持する構成にすることが好ましい。

【０００９】本発明では、１対のウイングビット体のう
ち、一方側のウイングビット体の外周面が拡径状態でス
パイラル刃の上面と略連続する面を構成するようにする
ことが好ましい。

【００１０】

【作用】本発明において、掘削作業を開始する前の状態
では、ウイングビット体は、スクリュー刃の外周位置か
ら内側に引っ込んだ状態（縮径状態）にあり、オーガー
軸を鋼管の内部に挿入して、ウイングビット体を鋼管の
下端から突き出すことができる。この状態で、オーガー
軸を回転させると、ウイングビット体は、土圧などを受
けて、連結軸の周りを回転する。ここで、ウイングビッ
ト体は、オーガー軸の下端面において、その回転中心線
を中心とする点対称位置で回転可能な状態で軸止めされ
ているため、連結軸の周りを回転することによって、ス
クリュー刃の外周位置によりも外側、さらには、鋼管の
外側にまでに張り出す拡径状態になる。このとき、内側
端面同士は、干渉し合って拡張状態を維持するストッパ
ーになるため、ウイングビット体は、土砂を広い範囲に
わたって掘り進むことができる。この状態から、オーガ
ー軸を掘削方向に対して逆回転させると、ウイングビッ
ト体は、連結軸の周りに反転して、その先端側が内側に
引っ込んだ状態に復帰する。このため、オーガー軸を鋼
管から容易に引き抜くことができる。このように、掘削
作業を行なうときには、掘削方向への回転によって、ウ
イングビット体を自動的に拡げる一方、鋼管からオーガ
ー軸を出入りさせるときには、逆回転させて、ウイング
ビット体を縮める。このため、ウイングビット体が届く
範囲を拡張しても、鋼管に対するオーガー軸の出入りに
支障がない。

【００１１】

【実施例】図１は、本例の掘削用オーガー装置の要部の
構成を示す外観図、図２は、そのオーガー軸の下端側の
構造を示す分解図である。

【００１２】図１および図２において、本例の掘削用オ
ーガー装置１では、オーガー軸２の外周にスクリュー刃
３が形成されており、その下端側２１には、１対のウイ
ングビット体４、５が形成されている。ウイングビット
体４、５では、横断面が半円形の基部ブロック４２、５
２から先端側４１、５１が斜め下方に向かって延びてお
り、全体的に内側に湾曲した形状になっている。また、
ウイングビット体４、５の先端側４１、５１は、フォー
ク状の先割れ形状になっている。

【００１３】本例では、矢印Ａで示すように、オーガー
軸２を上端側からみたときの右周りが掘削方向であり、
この方向にオーガー軸３を回転させると、ウイングビッ
ト体４、５が回転して、土砂を掘り進むことが可能であ
るとともに、スクリュー刃３の回転によって、ウイング
ビット体４、５が掻き出した土砂を上方に向けて運搬す
るようになっている。

【００１４】図２に示すように、オーガー軸２の下端側
２１では、その下端面２２から上方に向けて１対の軸穴
２４、２５が形成されている。これらの軸穴２４、２５
は、オーガー軸２の底面を図３に示すように、オーガー
軸２の回転中心軸線Ｌを中心とする点対称位置に形成さ
れている。また、オーガー軸２には、軸穴２４、２５の
上方寄りの位置をかすめるように固定ピン装着孔２６が
形成されており、この固定ピン装着孔２６は、オーガー
軸２を横方向に貫通している。なお、固定ピン装着孔２
６は、オーガー軸２の側面のうち、スクリュー刃３の形
成位置を避けた位置で開口している。

【００１５】これに対して、ウイングビット体４、５の
側では、図２に示すように、基部ブロック４２、５２の
上端面４３、５３から上方に向けて連結軸４４、５４が
それぞれ延びており、これらの連結軸４４、５４は、軸
穴２４、２５に対して嵌め込み可能な寸法である。連結
軸４４、５４には、それらの上端寄りの位置に周溝４
５、５５が形成されている。これらの周溝４５、５５の
形成位置は、連結軸４４、５４を軸穴２４、２５に装着
したときに、固定ピン装着孔２６が周溝４５、５５を通
る位置である。

【００１６】従って、連結軸４４、５４を軸穴２４、２
５に装着した後に、固定ピン装着孔２６に固定ピン６を
装着するだけで、固定ピン６が連結軸４４、５４の周溝
４５、５５に係合するため、連結軸４４、５４を回転可
能な状態で軸穴２４、２５に取付け可能である。なお、
固定ピン装着孔２６内に装着された固定ピン６は、リン
グやピンなどによって抜け止めされる。

【００１７】また、連結軸４４、５４は、基部ブロック
４２、５２の上端面４３、５３の中心位置からずれた偏
心位置にあり、連結軸４４、５４を軸穴２４、２５に差
し込んで、ウイングビット体４、５をオーガー軸２の下
端側２１に取り付け、この状態をウイングビット体４、
５の上方からみると、図４に模式的に示すように、基部
ブロック４２、５２の内側端面４０、５０の間に所定の
隙間８が形成された状態にある。

【００１８】このように固定した状態では、ウイングビ
ット体４、５の先端側４１、５１は、スクリュー刃３の
外周輪郭を図４に二点鎖線Ｓで示すように、スクリュー
刃３の外周位置よりも内側にある。

【００１９】これに対して、オーガー軸２を矢印Ａの方
向（掘削方向）に回転させながら掘削作業を開始する
と、ウイングビット体４、５は、土圧を受けて矢印Ｂの
方向に回転し、ウイングビット体４、５を上方からみる
と、図５に模式的に示すように、ウイングビット体４、
５の先端側４１、５１は、スクリュー刃３の外周位置よ
りも外側に張り出した状態になる（拡径状態）。この状
態では、基部ブロック４２、５２の内側端面４０、５０
同士が接触し、干渉し合って、ウイングビット体４、５
のこれ以上の回転を規制するストッパーになるので、図
５に示す拡径状態のままで、掘削可能になっている。

【００２０】また、この拡径状態では、図１に示すよう
に、１対のウイングビット体４、５のうち、一方側のウ
イングビット体４の外周面４８は、スパイラル刃３の上
面と繋がって連続する面を構成するようになっている。

【００２１】このように構成した掘削用オーガー装置１
の使用方法の一例を説明する。

【００２２】図６は、本例の掘削用オーガー装置１を用
いて鋼管杭を形成するための工程断面図である。

【００２３】まず、図６（ａ）に示すように、鋼管Ｐの
内部にオーガー軸２を挿入し、鋼管Ｐの下端側からウイ
ングビット体４、５を突き出す。この準備作業では、ウ
イングビット体４、５の先端側４１、５１は、図４に示
すように、スクリュー刃３の外周位置よりも内側にある
ため、オーガー軸２を鋼管Ｐの内部に挿入するのに支障
がない。

【００２４】この状態から、オーガー軸２を矢印Ａの方
向に回転させながら、オーガー軸２を鋼管Ｐとともに降
下させていくと、ウイングビット体４、５は、土圧を受
けて、図４に矢印Ｂで示す方向に回転し、ウイングビッ
ト体４、５の先端側４１、５１は、図５に示すように、
スクリュー刃３の外周位置よりも外側に張り出す。ま
た、基部ブロック４２、５２の内側端面４０、５０同士
は、広い面積をもって接触し、ウイングビット体４、５
のこれ以上の回転を規制するストッパーになる。従っ
て、図６（ｂ）に示すように、ウイングビット体４、５
の先端側４１、５１は、鋼管Ｐの下端側において、鋼管
Ｐの外側にまで張り出した状態で土砂を掘り進む。この
とき、鋼管Ｐを矢印Ｅの方向に回転させてもよい。

【００２５】以降、所定の深さまで掘り進んだ後は、鋼
管Ｐを利用して杭を構成する。たとえば、図６（ｃ）に
示すように、まず、オーガー軸２を掘削方向は逆の方向
（矢印Ｃの方向）に回転させる。その結果、ウイングビ
ット体４、５は、図５に示す状態から、図４に示すよう
に、先端側４１、５１が鋼管Ｐの内側、さらには、スク
リュー刃３の外周位置よりも内側に引っ込んだ状態に戻
り、オーガー軸２は、鋼管Ｐから引上げ可能な状態にな
る。この状態で、オーガー軸２を引き上げながら、地上
から鋼管Ｐの内部に土砂（矢印Ｄ）を投入すると、土砂
は、スパイラル刃３によって下方に送り込まれ、図６
（ｄ）に示すように、鋼管Ｐの内部を埋めて、鋼管杭が
形成される。なお、オーガー軸２および鋼管Ｐを引き上
げながら、鋼管Ｐの内部にモルタルを注入することによ
って、モルタル杭を形成してもよく、さらにモルタル内
に鉄筋などを埋め込むなど、工事内容に応じた工法を行
なう。

【００２６】以上のとおり、本例の掘削用オーガー装置
１では、ウイングビット体４、５を大きく拡げた状態で
掘削作業を行なうことができるため、鋼管Ｐの外径と略
同じ範囲、または鋼管Ｐの外径に比して大きめの範囲を
掘り進むことができる。従って、鋼管Ｐを容易に地中に
沈めることができる。しかも、ウイングビット体４、５
を縮めることができるので、鋼管Ｐへのオーガー軸２の
出し入れに支障がない。

【００２７】また、連結軸４４、４５の周溝４５、５５
に固定ピン６を係合させて、連結軸４４、４５を軸穴２
４、２５に回転可能な状態で取り付けているため、固定
ピン６を抜くだけで、消耗または損傷したウイングビッ
ト体４、５を交換できる。さらに、拡径状態にあるウイ
ングビット体４の外面は、スパイラル刃３に連続した状
態になるため、ウイングビット体４、５が掘り出した土
砂をスパイラル刃３に受け渡すことができるので、土砂
をスムーズに排出できる。しかも、拡径状態で、基部ブ
ロック４２、５２の内側端面４０、５０同士は、広い面
積をもって接触し合うストッパーになるので、基部ブロ
ック４２、５２に無理な力が加わらない。

【００２８】なお、本例の掘削用オーガー装置１は、鋼
管Ｐ内での掘削作業だけでなく、そのまま縦坑や横坑を
形成する工事にも使用でき、このような掘削作業におい
ても、細径のオーガー軸２で大きな坑を形成できるとと
もに、縦坑や横坑を掘り終えた後にオーガー軸２を引抜
きやすいという利点がある。

【００２９】

【発明の効果】以上のとおり、本発明に係る掘削用オー
ガー装置では、ウイングビット体に形成された連結軸を
オーガー軸の下端面の点対称位置に形成されている軸穴
に装着すると、ウイングビット体の内側端面の間には、
所定の隙間が形成されることにより、オーガー軸の回転
によって、ウイングビット体を縮径状態と拡径状態との
間で切り換え可能であることに特徴を有する。従って、
本発明によれば、オーガー軸を掘削方向に回転させるだ
けで、ウイングビット体を拡げた状態で掘削できるの
で、作業効率が高い。しかも、オーガー軸の逆回転によ
って、ウイングビット体を縮めることができるので、鋼
管や坑に対するオーガー軸の出し入れを容易に行なえ
る。

【００３０】また、各連結軸の周溝に固定ピンが係合す
ることにより、連結軸が軸穴に回転可能な状態で支持さ
れている場合には、固定ピンの着脱だけでウイングビッ
ト体を容易に交換できる。

【００３１】さらに、ウイングビット体が拡径状態でス
パイラル刃に連続する面を構成する場合には、ウイング
ビット体が掘り出した土砂をスムーズに運搬できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る掘削用オーガー装置の要
部を示す外観図である。

【図２】図１に示す掘削用オーガー装置のオーガー軸の
下端側の構造を示す分解図である。

【図３】図１に示す掘削用オーガー装置のオーガー軸の
底面図である。

【図４】図１に示す掘削用オーガー装置において、縮径
状態にあるウイングビット体を上方からみたときの概念
図である。

【図５】図１に示す掘削用オーガー装置において、拡径
状態にあるウイングビット体を上方からみたときの概念
図である。

【図６】（ａ）〜（ｄ）は、図１に示す掘削用オーガー
装置を用いて行なった鋼管杭の形成方法を示す工程断面
図である。

【符号の説明】 １・・・掘削用オーガー装置 ２・・・オーガー軸 ３・・・スクリュー刃 ４、５・・・ウイングビット体 ６・・・固定ピン ２４、２５・・・軸穴 ２６・・・固定ピン装着孔 ４２、５２・・・基部ブロック ４４、５４・・・連結軸 ４５、５５・・・周溝 Ａ・・・掘削方向 Ｂ・・・掘削時の土圧の方向 Ｃ・・・逆回転方向 Ｐ・・・鋼管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削方向に回転させたときに坑内から出
   口に向けて土砂などを運搬するスクリュー刃を備えるオ
   ーガー軸と、このオーガー軸の下端側に形成された一対
   のウイングビット体とを有し、 前記オーガー軸の下端面には、このオーガー軸の回転中
   心軸線を中心とする点対称位置に１対の軸穴が形成され
   ており、これらの軸穴によって、前記ウイングビット体
   から上方に延びる連結軸が回転可能な状態でそれぞれ支
   持され、かつ、この状態で、前記一対のウイングビット
   体の内側端面同士が所定の隙間を介して対向しているこ
   とにより、 前記ウイングビット体は、前記オーガー軸を掘削方向に
   回転させたときに、前記連結軸周りにそれぞれ回転し
   て、その先端側が前記スクリュー刃の外周位置によりも
   外側に張り出す拡径状態になるとともに、前記内側端面
   同士が干渉し合って前記拡径状態を維持可能であること
   を特徴とする掘削用オーガー装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記連結軸には、周
   溝が形成されている一方、前記オーガー軸には、前記軸
   穴に装着した前記連結軸の各周溝を通って前記オーガー
   軸を横方向に貫通する固定ピン装着孔が形成されてお
   り、この固定ピン装着孔に装着された固定ピンが前記周
   溝に係合することにより、前記連結軸は、前記軸穴に回
   転可能な状態で支持されていることを特徴とする掘削用
   オーガー装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記１対の
   ウイングビット体のうち、一方側のウイングビット体の
   外周面は、前記拡径状態で前記スパイラル刃の上面と略
   連続する面を構成するようになっていることを特徴とす
   る掘削用オーガー装置。