JPH09184387A - スクリューアースオーガ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削時における抵抗を低減するとともに、掘
削完了後における内壁の崩れを抑制することのできるス
クリューアースオーガを提供することにある。 【解決手段】 地面を掘削する掘削ビット２８を備えた
面板１６と、この面板が先端に取り付けられるととも
に、前記掘削ビットによって掘削された土砂を掘削坑外
へ搬送するスクリュー１５と、このスクリューを取り囲
んで設けられた外筒１４とを備え、この外筒の先端が、
前記面板によって形成される掘削面よりも前方に位置さ
せられているとともに、その外周面が後方に行くにした
がい漸次小径となるテーパー面１４ｂとなされているこ
とを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地面に所定の直径
の坑を掘削するようにしたスクリューアースオーガに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のスクリューアースオーガ
として、図６に示す構造が広く知られている。この図に
符号１で示すスクリューアースオーガは、たとえば、道
路に電柱等を設置する際に用いられるもので、建柱車と
呼ばれている作業車２に、揺動可能なブーム３を介して
吊り下げられており、このスクリューアースオーガ１
は、前記ブーム３の先端部に設けられている油圧モータ
４によって回転させられるとともに、前記ブーム３の揺
動によって地面Ｒへ向けて下降させられることにより、
前記地面Ｒに所定の内径を有する坑を掘削するようにな
っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のスクリューアースオーガ１においては、つぎのよ
うな改善すべき問題点が残されている。すなわち、従来
のスクリューアースオーガ１においては、坑を掘削する
に際して、スクリューアースオーガ１を直接地面に突き
刺して地面を掘削していくものであるから、その掘削位
置に、上水道管や下水道管あるいはガス供給管といった
地中埋設物が存在する場合、前記スクリューアースオー
ガによってこれらの地中埋設物に損傷を与えてしまうと
いった問題点である。

【０００４】このような不都合を回避するには、事前に
人力による試掘を行なうことが考えられるが、人件費等
の面からコストの高騰を招くばかりでなく、作業が非能
率的で、有効な対策にはなり得ていない。

【０００５】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、地面に坑を掘削するに際して、前記
掘削位置に地中埋設物が存在する場合においても、この
地中埋設物に損傷を与えることのないスクリューアース
オーガを提供することを解決すべき課題とする。

【０００６】また、本発明の他の課題は、掘削時におけ
る抵抗を低減するとともに、掘削完了後における坑内壁
の崩れを抑制することのできるスクリューアースオーガ
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のスクリューアースオーガは、前述した目的を達成する
ために、地面を掘削する掘削ビットを備えた面板と、こ
の面板が先端に取り付けられるとともに、前記掘削ビッ
トによって掘削された土砂を掘削坑外へ搬送するスクリ
ューと、このスクリューを取り囲んで設けられた外筒と
を備え、この外筒の先端が、前記面板によって形成され
る掘削面よりも前方に位置させられているとともに、そ
の外周面が後方に行くにしたがい漸次小径となるテーパ
ー面となされていることを特徴とする。

【０００８】また、本発明の請求項２に記載のスクリュ
ーアースオーガは、請求項１において、前記外筒の内部
には、軸受けを介して回転筒が取り付けられているとと
もに、この回転筒に前記面板が支持されていることを特
徴とする。

【０００９】本発明の請求項１に記載のスクリューアー
スオーガによれば、掘削を行なう面板によって形成され
る掘削面よりも、外筒の先端が前方に位置させられてい
ることにより、その掘削方向前方に地中埋設物が存在し
ている場合、この地中埋設物に、前記面板に先立って前
記外筒の先端が当接させられて掘進が停止させられると
ともに、前記面板と地中埋設物との接触が回避される。

【００１０】また、このような掘削に際して、外筒の外
周面が、後方に行くにしたがい小径となるようにテーパ
ー面となされていることから、坑内面と外筒との接触面
積が小さく抑さえられて掘削抵抗が低減されるととも
に、掘削完了後に、スクリューアースオーガを坑から引
き抜く際に、坑内壁の土砂を押し上げることがなくな
り、掘削後の坑内壁の崩れ等が抑制される。

【００１１】また、本発明の請求項２に記載のスクリュ
ーアースオーガによれば、面板が回転筒および軸受けを
介して外筒に支持されることにより、掘削時におけるこ
れらの相対的な位置関係が一定に保持されるとともに、
スクリューの軸振れによる曲げモーメントの発生が抑制
されて、安定した作動が得られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図１ないし図４に基づき説明する。図１中、符号１０
は、本実施形態のスクリューアースオーガ１１が装着さ
れた作業車を示し、この作業車１０の後部に旋回可能に
かつ上下に揺動可能に設けられたブーム１２の揺動端部
に、前記本実施形態のスクリューアースオーガ１１が垂
設されている。

【００１３】詳述すれば、前記スクリューアースオーガ
１１は、前記ブーム１２の先端部に垂設されたオーガ支
柱１３と、このオーガ支柱１３にその長さ方向に沿って
摺動可能に取り付けられた円筒状の外筒１４と、この外
筒１４内に挿入されたスクリュー１５と、このスクリュ
ー１５の先端に取り付けられた掘削用の面板１６（詳細
は後述する）と、前記外筒１４の上端に取り付けられ
て、前記スクリュー１５および面板１６を回転駆動する
油圧モーター１７と、前記外筒１４の上端部近傍に設け
られて、前記スクリュー１５によって外筒１４内を引き
上げられた土砂を、掘削位置の側部へ排出するシュート
１８とを備えている。

【００１４】前記オーガ支柱１３は、図２および図３に
示すように、一対の平行なガイドビーム１９と、これら
のガイドビーム１９を連結する複数の連結ビーム２０と
によって構成されており、前記ガイドビーム１９には、
これらのガイドビーム１９に摺動可能に係合させられた
昇降ビーム２１と、この昇降ビーム２１の上方に配設さ
れるとともに、前記両ガイドビーム１９に、その長さ方
向に沿って摺動可能となされた支持ビーム２２と、この
支持ビーム２２に取り付けられて、この支持ビーム２２
を前記ガイドビーム１９に固定し、かつ、その固定を解
除するクランプ機構２３と、前記支持ビーム２２と昇降
ビーム２１との間に介装されて、両者の内の何れかを前
記ガイドビーム１９に対して摺動させるようにした昇降
機構２４とによって構成されている。

【００１５】前記クランプ機構２３は、図３に示すよう
に、前記支持ビーム２２に揺動自在に取り付けられ、そ
の揺動によって前記ガイドビーム１９に圧接させられる
一対のクランプ片２５と、これらのクランプ片２５の揺
動をなす一対の油圧シリンダー２６とによって構成さ
れ、また、前記昇降機構２４は、図２に示すように、平
行な一対の油圧シリンダーによって構成されている。

【００１６】前記スクリュー１５は、その先端部が、図
２および図４に示すように、前記外筒１４の先端部近傍
に位置させられており、前記先端部に前記面板１６が着
脱可能に、かつ、相対回動が拘束された状態で取り付け
られ、この面板１６の外周部分には、掘削坑の最外周を
掘削する外周ビット２７が多数設けられ、これらの外周
ビット２７によって取り囲まれた内側には、掘削坑の中
心部を掘削する多数の掘削ビット２８が設けられてい
る。

【００１７】そして、前記面板１６の適宜箇所には、前
記外周ビット２７や掘削ビット２８によって掘削された
土砂を前記スクリュー１５へ送り込むためのガイド孔２
９が形成されている。

【００１８】さらに、前記外筒１４は、その先端が、図
４に示すように、前記面板１６の各ビット２７・２８に
よって形成される掘削面よりも若干突出させられている
とともに、その先端から上部へ向かって所定距離の区間
が同一内径の先端筒部１４ａとなされ、この先端筒部１
４ａの上端部から所定距離の区間が、上方へ向かって漸
次小径となるようにテーパー部１４ｂとなされ、さら
に、このテーパー部１４ｂの上端部以降の区間が同一内
径となされている。

【００１９】また、前記先端筒部１４ａには、先端へ向
かって開放された切り欠き３０が、周方向に間隔をおい
て複数形成されているとともに、管壁を貫通する貫通孔
３１が同じく周方向に間隔をおいて複数形成されてい
る。

【００２０】ついで、このように構成された本実施形態
のスクリューアースオーガ１１の作用について説明す
る。

【００２１】まず、従来と同様に、スクリューアースオ
ーガ１１を作業車１０によって、掘削位置の近傍まで搬
送した後に、ブーム１２を操作することにより、前記ス
クリューアースオーガ１１を掘削位置の上方に位置決め
するとともに、鉛直方向に下降させて、前記オーガ支柱
１３を地面Ｒ上に固定する。このとき、前記外筒１４
は、図１に示すように、前記オーガ支柱１３の上端部近
傍へ位置させられているとともに、クランプ機構２３に
よって前記支持ビーム２２がガイドビーム１９へ固定さ
れている。

【００２２】これより、油圧モーター１７を作動させて
スクリュー１５および面板１６を回転させるとともに、
昇降機構２４を作動させることによって、前記外筒１
４、スクリュー１５、および、面板１６が昇降ビーム２
１とともに下降させられて、前記外筒１４の先端および
面板１５が地面Ｒに押し付けられることにより掘削が開
始される。

【００２３】ところで、本実施形態においては、前記昇
降機構２４に油圧シリンダーを用いていることにより、
そのストロークによって掘進可能な距離が制限される
が、その最大ストロークに至った時点で、前記クランプ
機構２３によるガイドビーム１９と支持ビーム２２との
固定状態を解除した後に、前記昇降機構２４を逆方向に
作動させて、前記支持ビーム２２を昇降ビーム２１側へ
引き寄せ、再度、前記クランプ機構２３によって支持ビ
ーム２２をガイドビーム１９へ固定した後に、前述した
操作を繰り返すことにより、前記ガイドビーム１９上に
おける昇降ビーム２１の可動範囲での掘削が行なわれ
る。

【００２４】そして、掘削の進行に伴って、前記外筒１
４および面板１５等が漸次地中へ侵入して行くが、外筒
１４の外壁面で、先端筒部１４ａの上端に連なる部分が
上部へ向けて漸次小径となるようなテーパー部１４ｂと
なされていることから、掘削された坑の内壁と外筒１４
との接触部分が、前記先端筒部１４ａの小さな領域に集
約されていることから、外筒１４における掘進抵抗が小
さく、円滑な掘進が行なわれる。

【００２５】しかも、本実施形態においては、前記先端
筒部１４ａには複数の切り欠き３０や貫通孔３１が形成
されていることから、この先端筒部１４ａと掘削坑内面
との接触面積が小さく抑さえられて掘進抵抗が軽減され
ており、前述したテーパー部１４ｂによる掘進抵抗の軽
減作用と相俟って、より一層掘進操作の円滑化が図られ
る。

【００２６】また、掘進方向前方に、図２に示すよう
に、地中埋設物Ｚが存在する場合、掘進位置がこの地中
埋設物Ｚに至った時点で、前記外筒１４の先端が前記地
中埋設物Ｚへ接触させられることによって掘進が阻止さ
れる。

【００２７】このように、前記外筒１４と地中埋設物Ｚ
との接触がなされた状態において、掘削を行なう面板１
６による掘削面が、前記外筒１４の先端面よりも内側に
位置させられていることにより、前記面板１６と地中埋
設物Ｚとの接触が防止されて、この地中埋設物Ｚの損傷
が防止される。

【００２８】ここで、地中埋設物Ｚとの接触は、この接
触によって外筒１４の下降を行なう昇降機構２４の作動
油圧力が上昇させられることと、面板１６における掘削
が行なわれないことによる掘削抵抗の減少に伴って、前
記油圧モーター１７の作動油圧力が減少させられること
とによって検知される。

【００２９】さらに、掘削作業が停止され、あるいは、
掘削作業が完了した後において、前記外筒１４を、スク
リュー１５および面板１６とともに、掘削坑から引き抜
く作業が行なわれるが、このような引き抜き作業に際し
て、掘削坑の内面と外筒１４との接触部分が、前述した
テーパー部１４ｂの存在により、外筒１４の先端筒部１
４ａといった小さな部分に限られていることから、前記
掘削坑の地山を持ち上げるようなことがなく、この結
果、掘削坑の崩れが防止される。

【００３０】一方、前述した掘削に際して、面板１６に
よって掘削された土砂は、この面板１６に形成されてい
るガイド孔２９を介して外筒１４の内部に送り込まれた
後に、この外筒１４の内部に設置されているスクリュー
１５によって前記外筒１４の上方へ搬送され、前記外筒
１４の上部に設けられているシュート１８を介して、坑
外へ排出される。

【００３１】ついで、図５に基づき、本発明の他の実施
形態について説明する。この図５に示すスクリューアー
スオーガ４０は、外筒４１に変更を加えたものである。
この外筒４１は、その先端部において２重構造となさ
れ、外側に位置させられている第１の外筒構成体４２
と、この第１の外筒構成体４２の中心部に同軸に設けら
れた第２の外筒構成体４３とによって構成されている。

【００３２】そして、前記第１の外筒構成体４２は、前
記第２の外筒構成体４３の先端部を覆うように短く形成
されているとともに、前記実施形態において示した外筒
１４の先端部近傍の形状と同様の形状となされている。
すなわち、その先端には、同一内径の短い先端筒部４２
ａが形成され、この先端筒部４２ａの上端に連続して、
漸次小径となるテーパー部４２ｂが形成され、また、こ
のテーパー部４２ｂの上端に連続して同一内径部が形成
され、さらに、前記先端筒部４２ａには、先端へ向けて
開口された切り欠き４４と径方向に貫通する貫通孔４５
が多数形成されている。

【００３３】このように構成された第１の外筒構成体４
２は、その上端部において、前記第２の外筒構成体４３
に取り付けられている環状の支持円盤４６に連結される
ことにより、前記第２の外筒構成体４３へ固定されてい
る。

【００３４】また、前記第２の外筒構成体４３は、前記
スクリュー１５を全長に亙って覆うように設けられてい
るとともに、前記オーガ支柱１３に装着されている昇降
ビーム２２へ固定され、また、その先端部が先端にいく
にしたがい漸次大径となるようにテーパー状に形成され
ており、その先端が、前記面板１６近傍まで延設されて
いるとともに、前記面板１６に取り付けられている掘削
ビット２８の移動領域を覆うようになされている。

【００３５】さらに、前記第１の外筒構成体４２と第２
の外筒構成体４３との間には、前記スクリュー１５や面
板１６と、前記第１の外筒構成体４２および第２の外筒
構成体４３との軸ずれを防止するための位置決め機構４
７が設けられている。

【００３６】この位置決め機構４７は、前記第２の外筒
構成体４２の一部を構成するインナーリング４８と、こ
のインナーリング４８の外周に、その長さ方向に所定間
隔をおいて取り付けられた一対の軸受け４９と、これら
の軸受け４９を介して前記インナーリング４８に同軸上
に支持されたアウターリング５０と、このアウターリン
グ５０と前記面板１６との間に介装されて、これらを一
体に連結する連結リング５１とによって構成されてお
り、前記連結リング５１の、前記面板１６との接続部外
周には、前記第１の外筒構成体４２の内周面に接触させ
られて、両者間の緩衝を行なう環状の弾性部材５２が取
り付けられている。

【００３７】そして、本実施形態においては、前記アウ
ターリング５０と、前記連結リング５１とによって回転
筒が構成されている。

【００３８】このように構成された本実施形態のスクリ
ューアースオーガ４０は、外筒４１を同軸上に設置した
第１の外筒構成体４２と第２の外筒構成体４３とによっ
て構成するとともに、前記第１の外筒構成体４２を短く
することにより、外筒４１の大径部分を極力小さくして
さらなる掘削抵抗の軽減が図られる。

【００３９】また、本実施形態においては、スクリュー
１５が面板１６、連結リング５１、アウターリング５
０、軸受け４９、および、インナーリング４８を介して
第２の外筒構成体４３へ支持されていることから、軸方
向ならびに軸直交方向への相対移動が拘束され、また、
前記弾性部材５２を介して連結リング５１へ第１の外筒
構成体４２が支持されていることから、全体として、非
可動部材である第１の外筒構成体４２および第２の外筒
構成体４３に対して、可動部材であるスクリュー１５お
よび面板１６の相対的な位置関係が一定に保持される。
この結果、前記スクリュー１５の軸ずれよってスクリュ
ー１５へ作用する曲げモーメントが抑制されることによ
り、スクリュー１５の回転動作が円滑に行なわれるとと
もに、このスクリュー１５を取りか囲む外筒１４との接
触が極力回避されて、安定した作動が得られる。

【００４０】また、本実施形態においては、前記第２の
外筒構成体４３の先端部にテーパー部が形成されている
ことにより、掘削された土砂が圧縮されながら上方へ押
し上げられることとなり、その搬送効率が高められる。

【００４１】なお、前記実施形態において示した各構成
部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基
づき種々変更可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係わるスクリューアースオーガによれば、掘削を行な
う面板によって形成される掘削面よりも、外筒の先端を
前方に位置させたことにより、掘削方向前方に地中埋設
物が存在している場合、この地中埋設物に、前記面板に
先立って前記外筒の先端が当接させられて、その掘進が
停止させられるとともに、前記面板と地中埋設物との接
触が回避される。

【００４３】したがって、前記面板によって地中埋設物
へ損傷が与えられることを防止することができる。

【００４４】また、このような掘削に際して、外筒の外
周面が、後方に行くにしたがい小径となるようにテーパ
ー面となされていることから、坑内面と外筒との接触面
積が小さく抑さえられていることにより、その掘削抵抗
を低減することができるとともに、掘削完了後に、スク
リューアースオーガを坑から引き抜く際に、坑内壁の土
砂を押し上げるようなことがなくなり、掘削後の坑内壁
の崩れ等を抑制することができる。

【００４５】また、本発明の請求項２に記載のスクリュ
ーアースオーガによれば、面板が回転筒および軸受けを
介して外筒に支持されることにより、掘削時におけるこ
れらの相対的な位置関係を一定に保持するとともに、ス
クリューの軸振れによる曲げモーメントの発生を抑制し
て、安定した作動を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係わるスクリューアース
オーガが装着された作業車を示す側面図である。

【図２】本発明の一実施形態を示す正面図である。

【図３】本発明の一実施形態を示す平面図である。

【図４】本発明の一実施形態を示す要部の拡大縦断面図
である。

【図５】本発明の他の実施形態を示す要部の拡大縦断面
図である。

【図６】従来のスクリューアースオーガを備えた作業車
を示す側面図である。

【符号の説明】

１１・４０ スクリューアースオーガ １３ オーガ支柱 １４・４１ 外筒 １４ｂ・４２ｂ テーパー部（テーパー面） １５ スクリュー １６ 面板 ４７ 位置決め機構 ４８ インナーリング ４９ 軸受け ５０ アウターリング（回転筒） ５１ 連結リング（回転筒）

フロントページの続き (72)発明者 井上 俊昭 東京都中央区京橋一丁目１番１号 ラサ工 業株式会社内 (72)発明者 江崎 歴弘 東京都中央区京橋一丁目１番１号 ラサ工 業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地面を掘削する掘削ビットを備えた面板
   と、この面板が先端に取り付けられるとともに、前記掘
   削ビットによって掘削された土砂を掘削坑外へ搬送する
   スクリューと、このスクリューを取り囲んで設けられた
   外筒とを備え、この外筒の先端が、前記面板によって形
   成される掘削面よりも前方に位置させられているととも
   に、その外周面が後方に行くにしたがい漸次小径となる
   テーパー面となされていることを特徴とするスクリュー
   アースオーガ。
2. 【請求項２】 前記外筒の内部には、軸受けを介して回
   転筒が取り付けられているとともに、この回転筒に前記
   面板が支持されていることを特徴とする請求項１に記載
   のスクリューアースオーガ。