JPH09273374A - アースドリル用掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アースドリルのケリーバ下端に装着する掘削
装置で、従来のドリリングバケットでは掘削できない玉
石やコンクリートスラブなどの地中障害物を、効率良く
掘削・排除できるアースドリル用掘削装置を提供する。
グラブハンマー等、他の作業機を必要とすることなく、
コスト低減及び工期短縮を実現する。 【解決手段】 中心部を下向きに開閉して内部に掘削し
た土砂などを収容・排出するバケットを備え、バケット
の開閉は主軸の回転により主軸に螺嵌された部材が主軸
と相対変位すること、ないし主軸の回動によりピンが係
脱することにより行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はアースドリルの掘
削装置に関し、より具体的にはアースドリル工法で用い
るアースドリルのケリーバ先端に取り付けられ、地面に
縦孔を穿設する掘削装置に関する。

【０００２】尚、以下この明細書において「アースドリ
ル」とは、地面を直接掘削する部位であるドリリングバ
ケット等の掘削装置、掘削装置を下端に取り付けるケリ
ーバ、ケリーバ及び掘削装置を回転駆動するケリードラ
イブ、の３つの部位を含む、地面に縦孔を掘削するため
に用いられる全ての装置を総称する意味で用いる。ま
た、ケリーバを懸架するためのブーム及びケリードライ
ブの油圧モータに作動油圧を供給する油圧ユニットを搭
載する作業車両を特に指す場合は、「アースドリル作業
機」、または単に「作業機」と称する。

【０００３】

【従来の技術】場所打ち杭工法の一種であるアースドリ
ル工法は、施工が容易で工期が短く低コストであること
からよく用いられる。

【０００４】アースドリルの縦孔掘削作業用の掘削装置
として、従来一般的には、図９及び図１０に示すような
ドリリングバケット１５０が用いられる。図９はドリリ
ングバケット１５０の側面図、図１０は同じく底面図で
ある。従来のドリリングバケット１５０は、図１１に示
す如くアースドリル作業機２００に取り付けられ、掘削
作業に用いられる。

【０００５】ここで図１１を参照しつつ、このドリリン
グバケット１５０を使用した場合を例にとり、アースド
リルによる掘削作業を概説する。

【０００６】作業機２００の上部旋回体２０２が装備す
るブーム２０４の上端からケリーロープ２０６が垂下さ
れ、その下端にはスイベルジョイント２０８を介してケ
リーバ２１０が懸架される。ケリーロープ２０６の他端
側は上部旋回体２０２が搭載するウインチ（図示せず）
に巻回されるので、ウインチを作動させてケリーロープ
２０６を巻き上げ／繰り出しすることにより、ケリーバ
２１０を鉛直方向に任意に移動できる。尚、ウインチは
油圧モータを備え、油圧モータは図示しない油圧ユニッ
トにより駆動される。

【０００７】ブーム２０４の下端付近から前方に突設さ
れるフロントフレーム２１２の先端には、油圧モータ等
からなるケリードライブ２１４が備えられる。ケリード
ライブ２１４はケリーバ２１０を鉛直軸回りで時計方向
に回転駆動すると共に、非回転駆動時には、ケリーバ２
１０を鉛直方向に自由に変位可能に握持する。

【０００８】尚、ケリーバ２１０は公知のテレスコピッ
ク式構造のもので、外側からアウターケリーバ、セカン
ドケリーバ、サードケリーバ、一番内側に位置するイン
ナーケリーバ２１０ｉ（図１１にその下端を示す）の４
段から構成される。

【０００９】従って、前記したケリーバ２１０の懸架
は、ケリーロープ２０６の先端がスイベルジョイント２
０８を介してインナーケリーバ２１０ｉの上端に接続さ
れることにより行われ、また、ケリードライブ２１４は
直接的にはケリーバ２１０の一番外側に位置するアウタ
ーケリーバを回転駆動し、回転力はセカンドケリーバ、
サードケリーバを介してインナーケリーバ２１０ｉまで
伝達される。

【００１０】ケリーバ２１０の下端、より詳しくはイン
ナーケリーバ２１０ｉの下端には、ドリリングバケット
１５０が取り付けられる。ケリーロープ２０６を上部旋
回体２０２が搭載するウインチから繰り出してケリーバ
２１０を鉛直方向に降下させてドリリングバケット１５
０を接地させ、ケリードライブ２１４を駆動してケリー
バ２１０を回転させると、ドリリングバケット１５０ま
で回転駆動力が伝達されて地面を掘削する。これにより
縦孔２１６が掘削形成される。

【００１１】以上のような従来のアースドリル用掘削装
置であるドリリングバケット１５０は、掘削位置地中に
ある程度大きい玉石等の障害物がある場合には掘削でき
ないという問題があった。即ち、図１２に示すように、
ドリリングバケット１５０の開口溝１５４よりも大きな
玉石１６０が地中に存在する場合には、その玉石１６０
を開口溝１５４からバケット本体部１５２内部に取り込
むことができないからである。掘削地点地中に、既設コ
ンクリートスラブ等の地中障害物が存在する場合も同様
である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従って、このように掘
削地点地中に玉石等の地中障害物が存在する場合、特に
玉石混入層、転石層、岩盤層及び既設障害物がある工事
現場では、従来一般的にはアースドリル工法の適用を断
念し、グラブハンマーを用いたオールケーシング工法を
採用していた。

【００１３】図１３にケーシング工法におけるグラブハ
ンマーを用いた掘削作業の概要を示す。同図に示すよう
に、アンカー３１０によって掘削位置に固定された油圧
回路等を備える掘削機本体３１２には、ディーゼルエン
ジン等からなるパワーユニット３１４から動力が供給さ
れ、揺動油圧ポンプ３１６及び押引油圧ポンプ３１８の
作動によりケーシング３２０を掘削地点に圧入する。

【００１４】他方、グラブハンマー作業機３００の上部
旋回体３０２が装備するブーム３０４の上端からワイヤ
３０６が垂下され、ワイヤ３０６の下端にはグラブハン
マー３０８が装着され、ケーシング３２０の上方中空に
位置するように懸架される。ワイヤ３０６の他端側は上
部旋回体３０２が搭載するウインチに巻回されており、
ウインチは油圧モータを備え、油圧モータは図示しない
油圧ユニットにより駆動される。

【００１５】以上の構成において、掘削機本体３１２が
ケーシング３２０を地中に所定量圧入した後、重量のあ
るグラブハンマー３０８をケーシング３２０の開口部か
ら縦坑内に垂直に落下させ、その落下エネルギーにより
グラブハンマー３０８を地中に食い込ませる。次いでウ
インチを駆動してワイヤ３０６を巻回し、グラブハンマ
ー３０８を引き上げるが、このときにグラブを閉じて土
砂をすくい込む。地上に引き上げられたグラブハンマー
３０８はブーム３０４の旋回によって所定の排土位置上
空に移動させられ、そこでグラブを開放して排土する。
尚、これらケーシング工法に用いられるグラブハンマー
３０８の構造及び作用は公知であるから、この程度の説
明に止める。

【００１６】以上のようなケーシング工法によるグラブ
ハンマー掘りを行えば、地中障害物がある場合も掘削可
能であるが、設備が大がかりになるため、その分コスト
が上昇し、また工期も延びるという不都合があった。

【００１７】尚、コストの上昇、工期の延長を抑えるた
め、地中障害物が浅い層にあるときにはノーケーシング
でグラブハンマー掘りを行い、また中間層にあるときに
はオールケーシング工法でグラブハンマー掘りを行って
地中障害物を除去してからアースドリル工法に切り替え
ることが行われるが、このような対応は弥縫策に過ぎ
ず、経済性（コスト）、工期の面で満足できるものでは
なかった。

【００１８】上記のように、グラブハンマーを用いるこ
とにより生じるコストの上昇、工期の延長を回避するた
め、地中障害物があるときも掘削可能なアースドリル用
の掘削装置の実現が望まれていた。

【００１９】そこで本願出願人は、同時に出願した別出
願（平成８年４月８日出願、整理番号：ＨＳ−００１）
において、アースドリルのケリーバ先端に取り付けられ
る掘削装置で、玉石やコンクリートスラブ等の地中障害
物も切削して掘削できる掘削装置を提案している。

【００２０】図１４にその掘削装置４１０の側面断面図
を示すが、掘削装置４１０は鋼材を円筒状に形成した本
体部材４１２を中心に構成される。上端縁から中心鉛直
軸線上の所定の深さに、アースドリルのインナーケリー
バ２１０ｉの先端が挿着されるソケット４１４が位置す
る。ソケット４１４は、ソケット取付台４１６の中心に
溶着・固定され、ソケット取付台４１６の外端辺は本体
部材４１２の円筒内壁面に溶着・固定される。ソケット
４１４にはピン挿入孔が備えられる。

【００２１】掘削装置４１０の下端縁には、その全周に
わたって複数の切刃４１８が刃先を下方に向け、各々ボ
ルト４２０で内周壁面に締結・固定される（図１８では
図の簡略化のため４個の切刃４１８だけ図示したが、二
点鎖線で示す如く、下端円周縁上には多数、例えば１８
個の切刃４１８が列設される）。また、下端縁外周に
は、鋼材よりなり環状に形成された補強環４２２が装着
される。

【００２２】本体部材４１２の円筒内壁面には、鉛直軸
方向に下端縁付近からソケット取付台４１６の溶着位置
付近にかけて螺旋状の帯４２４が備えられる。螺旋帯４
２４の始まり（螺旋帯４２４の最下部、図１４に”Ｂ”
で示す）は円筒内壁面からなだらかにつながっており、
即ち、その位置の螺旋帯４２４の幅は零である。

【００２３】本体部材４１２には、前記したソケット４
１４の高さ位置にソケット視認窓４２６が開設される。

【００２４】図１４及び前記した図１１を参照しつつ説
明すると、以上の如く構成された掘削装置４１０は、ソ
ケット４１４を介してインナーケリーバ２１０ｉの最下
端部に装着され、アースドリルによる掘削作業に供され
るが、回転力及びフロントフレーム２１２（図１１）に
よる下向きのケリーバ押し下げ力を付与された掘削装置
４１０は、切刃４１８が当接する地面を切削し、掘削装
置４１０の下端円周縁が地面を切り込んで行く。

【００２５】この状態を示す図１５を参照しつつ説明を
続けると、掘削装置４１０が所定量地面を切り込み、本
体部材４１２内壁面の螺旋帯４２４の最下部Ｂ（螺旋帯
４２４の始まり点）に達した土砂は、すくい取られるよ
うに螺旋帯４２４上に載置される。尚、螺旋帯４２４が
地面に対して所定の切り込み角度と回転トルクで切り込
んで行くに際し、掘削装置４１０に下向きの推進力が発
生する。

【００２６】ここで、この掘削装置４１０は、地中に玉
石１６０等の地中障害物が存在するときも、前記した如
く下端円周縁上に列設した切刃４１８によって、図１６
に示すようにそれらを切断しつつ掘削作業を継続進行さ
せることができ、同図に示す如き形状の縦孔１７０を掘
削することができる。尚、図１６で玉石１６０の切削除
去された部分を二点鎖線で示す。

【００２７】尚、図１６は掘削装置４１０がソケット取
付台４１６直下まで地中に食い込んだ後、ウインチでケ
リーロープ２０６を巻き込んでケリーバ２１０を上昇さ
せ、掘削装置４１０を地上に引き上げた後に形成される
掘削孔１４０の縦断面図であるが、地上から縦孔１７０
を見下ろした場合、ないし縦孔１７０を所定位置の水平
面で切断して断面図として示した場合、縦孔１７０は中
心に円形の土柱１７２が残置したドーナツ形状を呈す
る。

【００２８】上記の本出願人の別出願に係る掘削装置に
よれば、玉石等の地中障害物が存在するときも、高コス
トで長い工期を要するケーシング工法を用いることな
く、安価なアースドリル工法により確実に地中障害物を
切削して縦孔を掘削することができる。このとき、上記
の如く掘削孔の中心に残置される土柱１７２を、効率よ
く排出することができれば、より一層の作業の能率化を
達成することができる。

【００２９】従って、この発明の目的は上記した従来技
術の欠点を解消することにあり、アースドリルにおい
て、ドリリングバケットにより掘削排出できない地中障
害物や、本願出願人の別出願に係るアースドリル用掘削
装置により形成した掘削孔に見られる如く、その中心に
残置される残土、地中障害物ないしその切断片を効率よ
く掘削・排除、地上へ排出することができるアースドリ
ル用掘削装置を提供することを目的とする。別言すれ
ば、グラブハンマーのようにアースドリル作業機以外の
グラブハンマー作業機等を必要とすることなく、アース
ドリルのケリーバ先端に取着することにより掘削作業可
能な、アースドリル用掘削装置を提供することを目的と
する。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに、この発明に係るアースドリル用掘削装置は請求項
１項において、アースドリルのケリーバ下端に取り付け
られて縦孔を掘削するアースドリル用掘削装置におい
て、前記ケリーバの回転力の伝達を受けて回転する主
軸、前記主軸に環装され、その外周部から突設して下方
に延設されるフレームを備える第１の環状部材、前記フ
レームの下端部に回動自在に取り付けられる掘削部材、
前記主軸に前記第１の環状部材よりも下方で環装される
第２の環状部材、及び前記第２の環状部材と前記掘削部
材とにそれぞれ取り付けられ、両者を連結する連結部材
からなり、前記第１及び第２の環状部材のいずれか一方
が前記主軸の回転に伴い前記主軸上を軸線方向に移動す
るように前記主軸に螺嵌されると共に、他方が前記主軸
の軸線方向への移動を規制されつつ前記主軸に遊嵌され
ており、前記主軸の回転に伴う前記螺嵌される環状部材
の前記主軸の軸線方向の移動により、前記フレーム下端
部の前記掘削部材の回動中心に対する前記連結部材の位
置が変位させられ、よって前記掘削部材が回動して開閉
する如く構成した。

【００３１】請求項２項にあっては、前記第１及び第２
の環状部材は前記主軸の軸線方向への移動を規制されつ
つ前記主軸に遊嵌されており、さらに、前記主軸または
第２の環状部材と前記第１の環状部材またはフレームと
の間の所定の相対位置関係を保持する係止手段を備える
如く構成した。

【００３２】

【作用】請求項１項にあっては、ケリーバ下端に取り付
けられた主軸の回転により、主軸に螺嵌される環状部材
が主軸上をその軸線方向に移動するので、主軸と環状部
材のこの相対変位を掘削部材の開閉に変換することがで
きる。よってアースドリルの掘削作業において、従来の
ドリリングバケットでは排除が不可能であった玉石等の
地中障害物、あるいは土砂を、掘削部材内に収容して地
上に排出することが可能となる。

【００３３】請求項２項にあっては、主軸とフレームと
の所定の相対位置関係を保持する係止手段を備えたの
で、ケリーバ下端に取り付けられた主軸の回転により係
止手段を係止・解除することができ、よって掘削部材の
開閉を行うことができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に即してこの発明
の実施の形態を説明する。

【００３５】図１はこの発明の実施の形態に係る掘削装
置１０を水平方向から見た正面一部断面図、図２は上か
ら見た状態を示す上面図である。

【００３６】尚、この実施の形態に係る掘削装置１０
は、従来のドリリングバケット１５０（図９及び図１
０）と同様に図１１に示したアースドリルによる掘削作
業に使用されるものであるから、以下の説明に際して図
１１でアースドリル各部に付与した符号を引用する。

【００３７】掘削装置１０は、その中心軸線上に主軸１
２を備え、主軸１２の下部の所定範囲にはねじ部１４が
形成されており、さらに最下端は拡径されている。他
方、主軸１２の上端部にはソケット１６が備えられる。
主軸１２はソケット１６の直下の部位を支持部材１８
（前記した第１の環状部材）に支持されており（両者の
摺接面にはグリースが供給される）、即ち、支持部材１
８は主軸１２に相対回転自在に遊嵌される。尚、この実
施の形態で、主軸１２を始めとして以下説明する各部材
は鋼材よりなる。

【００３８】支持部材１８からは、相互に１８０度の間
隔を置いて２本のフレーム２０が対峙して突設され、下
方に向けて延設される。フレーム２０の下端部には、そ
れぞれ掘削バケット２２がピン２４を介して回動自在に
取り付けられる。

【００３９】前記した主軸１２のねじ部１４には、それ
と係合するねじ山を切られたナット部材２６（前記した
第２の環状部材）が螺嵌されており、その外周上には相
互に１８０度の間隔を置いて２つの突出部２８が形成さ
れており、突出部２８にはそれぞれロッド３０（前記し
た連結部材）の一端がピン３２を介して回動自在に取り
付けられる。

【００４０】ロッド３０の他端は前記した掘削バケット
２２の上端部にピン３４を介して相互に回動可能に連結
される。

【００４１】尚、２本のフレーム２０の下部は、前記し
た掘削バケット２２の取付位置上方で、円盤状の補強フ
レーム３６により連結される。前記したロッド６２は、
補強フレーム３６に貫通する孔を通り掘削バケット２２
とナット部材２６とを連結する。

【００４２】以上のような構成の掘削装置１０は、ソケ
ット１６にアースドリルのインナーケリーバ２１０ｉの
先端が挿着され、両者はピン挿入孔３８から挿入される
ピンにより固定される。従って、インナーケリーバ２１
０ｉの回転により、掘削装置１０の主軸１２にも回転力
が付与・伝達される。

【００４３】そして、例えば図３に示すように掘削地点
に玉石１６０が存在する場合には、アースドリル作業機
に搭乗する運転者の操作によって掘削位置上空に移動さ
せられた掘削装置１０は、図１に実線で示されるように
開放された２個の掘削バケット２２の中に玉石１６０を
位置させるよう下方に移動させられる。このとき、図３
に示すように掘削バケット２２の先端２２Ｐが玉石１６
０の周囲の地中にくい込み、あるいは掘削バケット２２
の一部が玉石１６０と当接する。

【００４４】このような状態で、ケリードライブ２１４
によりケリーバ２１０を時計方向に回転駆動すると、そ
の回転力はインナーケリーバ２１０ｉ先端を挿着するソ
ケット１６を介して主軸１２まで伝達され、主軸１２も
時計方向に回転駆動される。このとき、上述のとおり、
掘削バケット２２は地中に食い込み、あるいは玉石１６
０と当接している状態にあると共に、掘削バケット２２
とフレーム２０により連結されてる支持部材１８は、相
対回転自在に主軸１２に遊嵌されているから、主軸１２
が回転しても、支持部材１８、フレーム２０及び掘削バ
ケット２２は回転することがない。

【００４５】従って、主軸１２の回転に伴い、ナット部
材２６は主軸１２上を上方に移動する。これにより、ナ
ット部材２６外周に設けられる２つの突出部２８に回動
自在にそれぞれ取り付けられているロッド３０が上方に
引き上げられるから、ロッド３０の下端部に回動自在に
それぞれ取り付けられている掘削バケット２２のピン３
４取付部位が上方に引き上げられる。従って、掘削バケ
ット２２はピン２４を中心に回動し、２個の掘削バケッ
ト２２が先端２２Ｐを合わせるように内側上方に閉じら
れる。この状態を図１及び図３に二点鎖線で示す。

【００４６】以上により、掘削装置１０の掘削バケット
２２は玉石１６０を収容する。次いで、ウインチでケリ
ーロープ２０６を巻き込んでケリーバ２１０を上昇さ
せ、掘削装置１０を再び中空に懸架し、上部旋回体２０
２を回動して掘削装置１０を所定の排土位置まで持って
行き、掘削バケット２２を開放して収容していた玉石１
６０を排出する。尚、掘削バケット２２の開放は、主軸
１２を反時計方向に逆転させ、ナット部材２６を主軸１
２上で下方に移動させることにより行う。

【００４７】以上説明したこの実施の形態に係る掘削装
置１０によれば、アースドリルによる縦孔掘削作業にお
いて、従来のドリリングバケットでは掘削・排出できな
かった玉石等の地中障害物を収容して排出することがで
きる。

【００４８】尚、前記した円盤状の補強フレーム３６を
備えたことにより、２本のフレーム２０，２０の掘削バ
ケット２２，２２との連結部位を互いに押し広げる如く
作用する掘削時の地面からの反力に抗することができ
る。また、図２によく示すように、この補強フレーム３
６は、ほぼ２本のフレーム２０の離間距離相当の直径を
持つ平面円形に構成されるから、掘削した土砂を収容す
る掘削バケット２２と主軸１２のねじ部１４等の上部構
造とを隔離する隔壁の如き作用を有し、ねじ部１４等を
砂粒等から保護できる。

【００４９】尚、この実施の形態に係る掘削装置１０に
おいてはフレーム２０、ナット部材２６外周上の突出部
２８及び掘削バケット２２の数を２個としたが、３個な
いしそれ以上の数で構成することも可能である。

【００５０】続いて、図４及び図５を参照して、この発
明の第２の実施の形態に係る掘削装置４０を説明する。

【００５１】図４はこの発明の第２の実施の形態に係る
掘削装置４０を水平方向から見た正面一部断面図、図５
は図４と９０度相違する水平方向から見た側面図であ
る。尚、この掘削装置４０を上から見た状態は、前記し
た第１の実施の形態に係る掘削装置１０とほぼ同様であ
る（図２参照）。

【００５２】尚、以下この第２の実施の形態に係る掘削
装置４０の説明においても、第１の実施の形態における
と同様、図１１でアースドリル各部に付与した符号を引
用する。

【００５３】掘削装置４０は、その中心軸線上に主軸４
２を備え、その上端部にはソケット４６が備えられる。
ソケット４６の直下の所定範囲には、ねじ部４４が形成
される。ねじ部４４には、それと係合するねじ山を切ら
れたナット部材４８（前記した第１の環状部材）が取り
付けられており、即ち、部材４８は主軸４２に対して相
対回転しつつ主軸４２の軸線方向に変位可能に螺嵌され
ている。

【００５４】ナット部材４８からは、２本のフレーム５
０が１８０度の間隔を置いて対峙しつつ突出されてお
り、下方に向けて延設される。フレーム５０の下端部に
は、それぞれ掘削バケット５２がピン５４を介して回動
自在に取り付けられる。

【００５５】前記した主軸４２の下端部は拡径されてお
り、その拡径部の上に環状部材５６（前記した第２の環
状部材）が遊嵌されており、さらにその上には環状部材
５６の主軸５２の軸方向への変位を抑止すべくストッパ
５８が環装・固定される。環状部材５６の外周上には、
２つの突出部６０が１８０度の間隔を置いて対峙してお
り、突出部６０にはそれぞれロッド６２（前記した連結
部材）の一端部がピン６４を介して回動自在に取り付け
られる。

【００５６】ロッド６２の他端部は前記した掘削バケッ
ト５２の上端縁中央部にピン６６を介して相互に回動可
能に連結される。

【００５７】尚、２本のフレーム５０の下部は、前記し
た掘削バケット５２の取付位置上方で、所定の厚さで平
面形状円形に形成された円盤状補強フレーム６８により
連結されており、前記したロッド６２は、補強フレーム
６８に貫通する孔を通って、前記した如く環状部材５６
の２つの突出部６０と掘削バケット５２とを連結してい
る。

【００５８】以上のような構成の掘削装置４０は、ソケ
ット４６にアースドリルのインナーケリーバ２１０ｉの
先端が挿着されれ、両者はピン挿入孔７０から挿入され
るピンにより固定され、即ち、インナーケリーバ２１０
ｉの回転により、掘削装置４０の主軸４２にも回転力が
付与・伝達される。

【００５９】そして、例えば掘削位置に玉石が存在する
場合には、アースドリル作業機に搭乗する運転者の操作
により、掘削位置上空に移動させられた掘削装置４０
は、図４に実線で示されるように開放された２つの掘削
バケット５２の間に玉石等の地中障害物やその他の土砂
等を位置させるよう下方に移動させられる。このとき、
第１の実施の形態に関して図３に示したと同様に、掘削
バケット５２先端が地中障害物の周囲の土砂にくい込
み、あるいは掘削バケット５２の一部が地中障害物と当
接する。

【００６０】このような状態で、ケリードライブ２１４
によりケリーバ２１０を回転駆動すると、その回転力は
インナーケリーバ２１０ｉ先端を挿着するソケット４６
を介して主軸４２まで伝達され、主軸４２も時計方向に
回転駆動される。上述のとおり、このとき掘削バケット
５２には、その先端が地中に食い込み、あるいは地中障
害物と当接することにより、主軸４２の回転力に抗する
抵抗力が作用しているから、主軸４２が回転しても、ナ
ット部材４８は回転しない。

【００６１】ここで、主軸４２とナット部材４８とは螺
嵌されているから、主軸４２の時計方向の回転に伴い、
主軸４２は相対的にナット部材４８の上方に変位する。
これにより、主軸４２下端部に取り付けられている環状
部材５６も上方に変位し、環状部材５６外周に設けられ
る２つの突出部６０に回動自在にそれぞれ取り付けられ
ているロッド６２も上方に引き上げられるから、ロッド
６２の下端部に回動自在にそれぞれ取り付けられている
掘削バケット５２の上端部が上方に引き上げられる。従
って、掘削バケット５２はピン５４を中心に回動し、２
つの掘削バケット５２が先端を合わせるように内側上方
に閉じられる。この状態を図４に二点鎖線で示す。

【００６２】以上により、掘削装置４０は掘削バケット
５２によって玉石等の地中障害物及び土砂をバケット内
に収容することができ、ウインチでケリーロープ２０６
を巻き込んでケリーバ２１０を上昇させ、掘削装置４０
を再び懸架し、上部旋回体２０２を回転させて掘削装置
４０を所定の排土位置まで持って行き、掘削バケット５
２を開放して収容していた玉石等の地中障害物を排出す
る。尚、掘削バケット５２の開放は、主軸４２を反時計
方向に逆転させて主軸４２をナット部材４８に対して相
対的に下方に移動させることにより行う。

【００６３】以上説明したこの第２の実施の形態に係る
掘削装置４０によれば、前記した第１の実施の形態に係
る掘削装置１０と同様に、アースドリルによる縦孔掘削
作業において、従来のドリリングバケットでは掘削・排
出できなかった玉石等の地中障害物を収容して排出する
ことができる。

【００６４】尚、図５に二点鎖線で示すように、掘削バ
ケット５２より上の部分、即ち、主軸４２等を、筒状に
形成したカバー状の部材７２により覆ってもよい。この
場合、主軸４２上のねじ形成部４４、環状部材５６、突
出部６０、ロッド６２等を土砂等から保護することがで
きる。

【００６５】続いて、図６及び図７を参照し、この発明
の第３の実施の形態に係る掘削装置８０を説明する。

【００６６】図６は掘削装置８０を水平方向から見た正
面一部断面図、図７は図６のVII −VII 線断面図であ
る。

【００６７】尚、この第３の実施の形態に係る掘削装置
８０も、従来のドリリングバケット１５０（図９、図１
０）と同様に、図１１に示したアースドリルによる掘削
作業に使用されるものであるから、以下の説明に際して
図１１でアースドリル各部に付与した符号を引用する。

【００６８】掘削装置８０は、その中心軸線上に主軸８
２を備え、主軸８２の上端部にはソケット８６が備えら
れる。ソケット８６の直下の部位は支持部材８８（前記
した第１の環状部材）に支持されており、ここで支持部
材８８は主軸８２に相対回転自在に遊嵌される。支持部
材８８と主軸８２との摺接面にはグリースが供給され
る。

【００６９】支持部材８８からは、相互に１８０度の間
隔を置いて２本のフレーム９０が対峙して突設され、下
方に向けて延設される。フレーム９０の下端部には、そ
れぞれ掘削バケット９２がピン９４を介して回動自在に
取り付けられる。

【００７０】他方、主軸８２の下端部は拡径されてお
り、その拡径部の上に環状部材９６（前記した第２の環
状部材）が遊嵌されており、さらにその上には環状部材
９６の主軸８２の軸方向への変位を抑止すべくストッパ
９８が環装・固定される。環状部材９６の外周上には、
２つの突出部１００が１８０度の間隔を置いて対峙して
おり、突出部１００にはそれぞれロッド１０２（前記し
た連結部材）の一端部がピン１０４を介して回動自在に
取り付けられる。

【００７１】ロッド１０２の他端部は、前記した掘削バ
ケット９２の上端縁中央部にピン１０６を介して相互に
回動可能に連結される。

【００７２】尚、２本のフレーム９０は、前記した環状
部材９６の上方で補強フレーム１０８により相互に連結
される。

【００７３】この第３の実施の形態に係る掘削装置８０
の以上の構成は、前記した第１または第２の実施の形態
と同様のものである。

【００７４】ここで、この第３の実施の形態に係る掘削
装置８０においては、ピンと溝の組合せからなる係止機
構１３０（前記した係止手段）を備える。以下、この係
止機構１３０について説明する。

【００７５】主軸８２は、前記した支持部材８８とスト
ッパ９８の間の所定位置において、その中心軸線と直交
貫通する係止ピン１３２を備える。係止ピン１３２は、
両端を主軸８２の外周面から所定長さ突出しつつ、主軸
８２に溶着・固定される。他方、支持部材８８の外周面
下部には、係止ピン１３２の一端部と係合する溝を備え
る溝部材１３４が２個、係止ピン１３２の両端部にそれ
ぞれ設けられる。溝部材１３４は、その上端部付近を２
個のボルトにより支持部材８８の外周面下端部に取り付
けて固定される。

【００７６】溝部材１３４に形成される溝は、横溝１３
６と縦溝１３８からなる。横溝１３６は溝部材下部に水
平方向の溝として設けられ、より詳しくは、主軸８２の
回動に伴う係止ピン１３２の端部の移動軌跡に沿うよう
な形状、即ち、図７によく示すように平面円弧状に形成
される。他方、縦溝１３８は、横溝１３６の一端部から
鉛直方向上方に形成されており、主軸８２の鉛直（軸
線）方向の移動に伴う係止ピン１３２の端部の移動に沿
うように形成される。

【００７７】尚、図７は、掘削装置８０の図６VII −VI
I 線切断面を上方から見た状態を示す断面図であるが、
図７及び図６に示した状態においては、係止ピン１３２
の両端部が縦溝１３８の最下端部に位置している。

【００７８】以上のような構成の掘削装置８０は、前述
の第１及び第２実施の形態に係る掘削装置と同様に、ソ
ケット８６にアースドリルのインナーケリーバ２１０ｉ
の先端を挿着され、図３に示されるように玉石１６０等
を除去することができ、図１６に示す如き残土１７２、
玉石１６０を掘削・排除することができる。

【００７９】このとき、掘削装置８０の係止機構１３０
は、掘削バケット９２の開閉動作に関わる。以下、その
動作について説明すると、図６及び図７に示す状態にお
いて、係止機構１３０の係止ピン１３２の端部は、溝部
材１３４の縦溝１３８内を自由に上下動できる状態にあ
る。従って、図７の状態からインナーケリーバ２１０ｉ
が上方に引き上げられれば、係止ピン１３２は縦溝１３
８に沿ってその上端部まで移動することができ、よって
環状部材９６が支持部材８８及びフレーム９０に対して
相対的に上方へ変位する。即ち、２個の掘削バケット９
２はそれぞれピン１０６部位を上方内側に引き上げられ
てピン９４を中心として回動し、掘削バケット９２の閉
鎖が行われる（閉鎖状態を図６に二点鎖線で示す）。

【００８０】また、ケリードライブ２１４によりケリー
バ２１０を反時計方向に回転駆動すると、回転力はソケ
ット８６を介して主軸８２に伝達され、主軸８２を同じ
く反時計方向（図７に示す矢印方向）に回動させる。従
って、係止ピン１３２の両端部は各溝部材１３４の横溝
１３６内に移動し、このようにして横溝１３６に係止さ
れた係止ピン１３２は、鉛直方向（主軸８２の軸線方
向）への移動を規制され、図６に実線で示される掘削バ
ケット９２の開放状態が維持される。

【００８１】係止機構１３０の作用による、上記の如き
掘削バケット９２の開閉動作は、掘削作業に以下のよう
に適用される。即ち、掘削装置８０掘削位置上空に移動
するに際し、係止ピン１３２を予め横溝１３６に係止し
て掘削バケット９２を開放状態に固定しておく。その
後、下方に移動させられた掘削装置８０は、前記した図
６に実線で示される如く開放した２個の掘削バケット９
２の中に、玉石１６０を位置させる。

【００８２】このとき、主軸８２にさらに反時計方向の
回転力を与えれば、横溝１３４の側端部（図７で接して
いる側と反対側の側端部）に当接し、その回転力は溝部
材１３４、支持部材８８、及び２本のフレーム９０を介
して掘削バケット９２まで伝達される。従って、このと
き同時にフロントフレーム２１２（図１１）による下向
きのケリーバ押し下げ力を付与すれば、掘削バケット９
２の先端９２Ｐを効果的に地中に食い込ませることがで
きる。

【００８３】ここで、ケリードライブ２１４によりケリ
ーバ２１０を時計方向に回転駆動、即ち主軸８２を時計
方向に回動する。このとき、掘削バケット９２には地面
ないし地中障害物からの抵抗力が作用しており、また、
支持部材８８及び環状部材９６は主軸８２に相対回転自
在に遊嵌されているから、主軸８２が回転しても溝部材
１３４はその絶対位置を変えることない。従って、係止
ピン１３２は横溝１３４内に位置する係止状態から解放
され、即ち縦溝１３８の下端部へ開放される（図７に示
す状態に戻る）。

【００８４】次に、ウインチでケリーロープ２０６を巻
き込んでケリーバ２１０を上昇させると、主軸８２と共
に係止ピン１３２は縦溝１３８内を上方に移動し、掘削
バケット９２が閉じられ、玉石１６０、土砂等が掘削バ
ケット９２内に収容される（図３）。

【００８５】さらにケリーバ２１０を上昇させれば、係
止ピン１３２は縦溝１３８の上端部と係合し、それ以後
は掘削装置８０全体が中空に懸架されることになる。

【００８６】その後、上部旋回体２０２を回動して掘削
装置１０を所定の排土位置まで持って行き、地面に接地
させてケリーバ２１０を下方に押し下げ、主軸８２を支
持部材８８に対して相対的に下方に変位させれば、係止
ピン１３２が縦溝１３８の下端まで移動し、再び掘削バ
ケット９２を開放して収容していた玉石１６０等を排出
することができる。

【００８７】また、排土位置中空において、適宜方法に
より支持部材８８を主軸８２に対して相対的に上方へ移
動させ、掘削バケット９２を開放して排土することも可
能である。例えば、補巻ロープ（図示せず）をフレーム
９０に取り付けておき、補ウインチ（図示せず）により
巻ロープを巻き上げれば、支持部材８８を主軸８２に対
して相対的に上方に移動させることができ、掘削バケッ
ト９２を開放することができる。

【００８８】この掘削装置８０においては、前述の第１
及び２実施の形態に係る掘削装置と異なり、ねじを用い
ることなくピンと溝の組合せによる係止機構１３０を用
いたので、簡易な構成により同様の作用・効果を得るこ
とができる。

【００８９】尚、上記の部材１３４の横溝１３６及び縦
溝１３８を、部材１３４をつき抜ける貫通孔として形成
してもよい。

【００９０】また、第３の実施の形態に係る掘削装置８
０では、溝部材１３４を支持部材８８に取り付けるよう
構成したが、フレーム９０ないし補強フレーム１０８に
取り付けてもよい。さらに、上記の掘削装置８０では主
軸８２に係止ピン１３２を備え、支持部材８８に溝部材
１３４を備えるように構成したが、逆に主軸８２に溝を
設け、支持部材８８に係止ピンを取り付けるように構成
することも可能である。また、上記の掘削装置８０では
係止機構１３０を２組のピン及び溝の組合せにより構成
したが、１組のピン及び溝の組合せとしてもよく、また
３組以上のピン及び溝の組合せにより構成してもよい。

【００９１】また、支持部材８８を図８に示すような形
状（８８’）とし、支持部材に前記した係止機構３０の
作用を兼用させてもよい。この支持部材８８’について
説明すると、支持部材８８’の軸方向全長は、図６で係
止機構１３０の溝部材１３４に設けられた横溝１３６相
当位置まで延長される。そして、その延長された寸歩相
当長さにわたり、下端からスリット１４２が設けられ
る。残余の構成は、図６の支持部材８８と異ならない。

【００９２】この支持部材８８’を前記した支持部材８
８に置換して掘削装置８０に用いた場合、主軸８２に貫
通される係止ピン１３２がスリット１４２の上端部に位
置するときは掘削バケット９２は閉止状態にある。この
状態から、係止ピン１３２がスリット１４２を下方に移
動するにつれ、掘削バケット９２は徐々に開放され、ス
リット１４２の外に出た時点で主軸８２を回動させて係
止ピン１３２を支持部材８８’の下端面１４０に当接さ
せれば、掘削バケット９２の開放状態が維持される。

【００９３】尚、図８で下端面に浅い溝１４４（二点鎖
線）を設け、係止ピン１３２の下端面１４０との当接時
には、係止ピン１３２を溝１４４に収容するようにして
もよい。

【００９４】ここで、前述の本願出願人が別に提案した
アースドリル用掘削装置の一実施の形態に係る掘削装置
４１０（図１４）で縦孔を掘削したときに残置される土
柱の除去に、第１の実施の形態に係る掘削装置１０（図
１、図２及び図３）を適用した場合について述べる。

【００９５】前述した如く、掘削装置４１０によれば、
掘削位置に玉石等の地中障害物が存在するときも、これ
を切削して縦孔を掘削することが可能であるが、図１６
に示したように、その掘削孔には中心部に円柱状の土柱
１７２が形成される。

【００９６】ここで本願の第１の実施の形態に係る掘削
装置１０を使用すれば、掘削装置４１０をアースドリル
から取り外し、即ち、インナーケリーバ２１０ｉの先端
にソケット４１４を介して取り付けられていた掘削装置
４１０を取り外し、代わりに第１の実施の形態に係る掘
削装置１０をソケット１６を介してインナーケリーバ２
１０ｉ先端に装着することにより、玉石１６０（ないし
その切断片）等の地中障害物、ないし土柱１７２を主に
構成する土砂を掘削・収容・排除することができる。

【００９７】従って、従来のように、掘削地点に地中障
害物が存在するときもグラブハンマー作業機等、他の作
業機を用いることなく、アースドリル作業機だけで掘削
作業を行うことが可能となり、アースドリルによる縦孔
掘削作業の能率が一層向上する。

【００９８】尚、以上、第１、第２及び第３の実施の形
態に係る各掘削装置では、掘削バケットを２分割構成と
したが、３分割としてフレームの数も３本に構成しても
よく、また４分割以上の構成とすることも可能である。

【００９９】

【発明の効果】アースドリルの掘削作業において、従来
のドリリングバケットでは排除が不可能であった玉石等
の地中障害物が存在するときも、これを掘削部材内に収
容して地上に排出することが可能となる。

【０１００】また、本出願人の別出願に係るアースドリ
ル用掘削装置により形成した掘削孔のように、掘削孔中
心に円柱状に残置される残土、あるいは地中障害物ない
しその切断片を、効率よく掘削・排除し、地上へ排出す
ることができる。よって、従来のようにアースドリル作
業機以外のグラブハンマー作業機等を必要とすることが
なく、アースドリルのケリーバ先端に取着する掘削装置
を交換するだけで効率的に地中障害物の存在する掘削地
点に縦孔を掘削形成することができる。従って、高コス
トで長い工期を要するケーシング工法等を採用する必要
がなくなり、コスト低減、工期短縮を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態に係る掘削装置を
水平方向から見た状態を示す正面一部断面図である（図
２のI −I 線一部断面図）。

【図２】図１に示した掘削装置を上から見た状態を示す
上面図である。

【図３】掘削装置による掘削作業の様子を示す要部拡大
説明図である。

【図４】この発明の第２の実施の形態に係る掘削装置を
水平方向から見た状態を示す正面一部断面図である。

【図５】図４に示した掘削装置を９０度相違する水平方
向から見た状態を示す側面図である。

【図６】この発明の第３の実施の形態に係る掘削装置を
水平方向から見た状態を示す正面一部断面図である。

【図７】図６に示した掘削装置のVII −VII 線断面図で
ある。

【図８】図６に示した掘削装置の支持部材の別の形状を
示す説明斜視図である。

【図９】アースドリルにおける縦孔掘削作業用の従来の
掘削装置である、ドリリングバケットの側面図である。

【図１０】図９に示した従来の掘削装置（ドリリングバ
ケット）の底面図である。

【図１１】図９に示した従来のドリリングバケットを、
アースドリルに取り付けて掘削作業に用いる状態を示し
た説明図である。

【図１２】図９及び図１０に示したドリリングバケット
の地中での動作を示す説明断面図である。

【図１３】ケーシング工法におけるグラブハンマーを用
いた掘削作業の概要を示す説明図である。

【図１４】本願出願人の別出願に係るアースドリル用掘
削装置を示す側面断面図である。

【図１５】図１４に示した掘削装置に備えられる螺旋帯
の作用を示す説明断面図である。

【図１６】図１４に示した掘削装置により形成される掘
削孔の形状を示す説明断面図である。

【符号の説明】

１０，４０，８０ アースドリル用掘削装置 １２，４２，８２ 主軸 １４，４４ ねじ部 １６，４６，８６ ソケット １８，８８，８８’支持部材（第１の環状部材） ４８ ナット部材（第１の環状部材） ２６ ナット部材（第２の環状部材） ５６，９６ 環状部材（第２の環状部材） ２０，５０，９０ フレーム ２２，５２，９２ 掘削バケット（掘削部材） ３０，６２，１０２ ロッド（連結部材） １３０ 係止機構（係止手段） １５０ ドリリングバケット ２００ アースドリル作業機 ２０４ ブーム ２０６ ケリーロープ ２０８ スイベルジョイント ２１０ ケリーバ ２１０ｉ インナーケリーバ ２１２ フロントフレーム ２１４ ケリードライブ ３００ グラブハンマー作業機

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アースドリルのケリーバ下端に取り付け
   られて縦孔を掘削するアースドリル用掘削装置におい
   て、 ａ．前記ケリーバの回転力の伝達を受けて回転する主
   軸、 ｂ．前記主軸に環装され、その外周部から突設して下方
   に延設されるフレームを備える第１の環状部材、 ｃ．前記フレームの下端部に回動自在に取り付けられる
   掘削部材、 ｄ．前記主軸に前記第１の環状部材よりも下方で環装さ
   れる第２の環状部材、及び ｅ．前記第２の環状部材と前記掘削部材とにそれぞれ取
   り付けられ、両者を連結する連結部材からなり、前記第
   １及び第２の環状部材のいずれか一方が前記主軸の回転
   に伴い前記主軸上を軸線方向に移動するように前記主軸
   に螺嵌されると共に、他方が前記主軸の軸線方向への移
   動を規制されつつ前記主軸に遊嵌されており、前記主軸
   の回転に伴う前記螺嵌される環状部材の前記主軸の軸線
   方向の移動により、前記フレーム下端部の前記掘削部材
   の回動中心に対する前記連結部材の位置が変位させら
   れ、よって前記掘削部材が回動して開閉することを特徴
   とするアースドリル用掘削装置。
2. 【請求項２】前記第１及び第２の環状部材は前記主軸の
   軸線方向への移動を規制されつつ前記主軸に遊嵌されて
   おり、 さらに、 ｆ．前記主軸または第２の環状部材と前記第１の環状部
   材またはフレームとの間の所定の相対位置関係を保持す
   る係止手段を備えたことを特徴とする、請求項第１項記
   載のアースドリル用掘削装置。