JPH10220156A - 穴掘削用排土バケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな礫が存在する地層を効率良く掘削する
ことができ、しかも、掘削方向がズレることのない強固
な穴掘削用排土バケットを提供する。 【解決手段】 中空なドラム２の下面開口部に底蓋３を
開閉可能に軸着し、底蓋に、排土の入口１１を開設した
穴掘削用排土バケット１において、底蓋は、下端を細く
した案内突起部４ｂとその上方の支柱部４ａとからなる
軸芯４を中心に貫通させ、支柱部の外周に底板１０を螺
旋状に固定し、尚且つ底板の始端１０ａを支柱部の下端
側に位置させ、ここから螺旋状にほぼ１ピッチ上昇した
底板の終端１０ｂを支柱部の上部に位置させた状態で固
定し、始端と終端との間の開口を入口とし、この入口の
始端側に爪１４を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、場所打ち杭を構築
する際に地中に穴を掘削するための穴掘削用排土バケッ
トに関し、特に数十cm程の大きな石を含んだ地層の掘削
に適したものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の穴掘削用排土バケットは、中空な
ドラムの上面の中央にケリーバー接続部を設け、ドラム
の下面開口部に逆円錐形の底蓋を開閉可能に軸着し、該
底蓋の傾斜面に入口を開設するとともに、該入口に臨ま
せた状態で掘削爪を取り付けたものである。そして、こ
のバケットを使用して穴を掘削するには、接続したケリ
ーバーによりバケットを一方向に回転しながら下降し、
掘削爪により削りながら掬った排土を入口からバケット
の内部に取り込み、バケット内にある程度の量が溜ると
バケットを地上に引き上げ、底蓋を開いて内部の排土を
所定の場所に投下したり、或は直接ダンプカーに載せ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、掘削す
る地層に数十cm程の大きな礫が存在すると、従来のバケ
ットでは入口が小さく、また、入口は円錐形斜面に開口
しているだけなので、上下寸法を大きくすることが困難
であり、数十cmの大きな礫はバケット内に導入すること
が殆どできない。

【０００４】また、入口を上下方向に大きく開口させる
ために底蓋の底板を単に螺旋状に形成すると、剛性が不
足して強大なトルクに耐え得る強度を確保することが困
難であるばかりでなく、入口から礫を取り入れる際の抵
抗力が大きいので、この抵抗力の反作用によりバケット
が強い力で振られてしまう。そして、大きな礫を掘り起
こしたり取り入れる際の抵抗力を受けると、螺旋形の底
板が変形してしまうトラブルが発生する。

【０００５】このため、従来のバケットの入口を単に大
きくしただけでは、予定通りの方向に掘削することがで
きないし、強度が不足して、到底実用に供することがで
きない。

【０００６】また、従前から行われているように、下端
が嘴状に開閉するハンマーを使用すると、大きな礫が存
在する地層でも掘削することができるが、このハンマー
は自然落下力を利用して掘削するので、地下水が出る地
層ではその威力が地下水によって減殺されてしまう。ま
た、ハンマーはバケットに比較すると直径が遥かに小さ
い。したがって、ハンマーを使用したのでは、礫層を掘
削できたとしても作業能率が著しく低下してしまう。

【０００７】そこで、本発明は、大きな礫が存在する地
層を効率良く掘削することができ、しかも、掘削方向が
ズレることのない強固な穴掘削用排土バケットを提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたもので、請求項１に記載のもの
は、中空なドラムの上面部分の中央にケリーバー接続部
を設け、ドラムの下面開口部に底蓋を開閉可能に軸着
し、該底蓋に、排土をドラム内部に導入する入口を開設
した穴掘削用排土バケットにおいて、底蓋は、下端を細
くした案内突起部とその上方の支柱部とからなる軸芯を
中心に貫通させ、該支柱部の外周に底板を螺旋状に固定
し、尚且つ当該底板の始端を支柱部の下端側に位置さ
せ、ここから螺旋状にほぼ１ピッチ上昇した底板の終端
を支柱部の上部に位置させた状態で固定し、上記始端と
終端との間の開口を入口とし、この入口の上記始端側に
爪の基部を固定して該基部から斜め下方に爪の掬い面を
突出させたことを特徴とする穴掘削用排土バケットであ
る。

【０００９】請求項２に記載のものは、請求項１の構成
に加えて、軸芯を挟んで入口とは反対側の底板下面に、
攪拌突起部材を下向きに設けたことを特徴とする穴掘削
用排土バケットである。

【００１０】請求項３に記載のものは、底板から下方に
突出した軸芯の案内突起部の外周面に、底板の螺旋方向
と同じ方向の螺旋材を設けたことを特徴とする請求項１
または２に記載の穴掘削用排土バケットである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本発明に係る排土バケット１は、
図１および図２に示すように、中空な円筒形ドラム２の
下面開口部に底蓋３を開閉可能に取り付け、底蓋３の中
心には下端を細く尖らした軸芯４を有する。

【００１２】図面に示すドラム２は、直径１０８０mmの
金属板製円筒体であって、上面開口部に厚板からなる十
字形の上面部材を固定し、該上面部材の中央、即ちドラ
ム２の中心にケリーバー接続部としてケリーボックス５
を一体化して設けてある。したがって、ケリーバー６に
大きなトルクをかけて回転すると、ケリーボックス５や
上面部材が損傷することはなく排土バケット１を大きな
トルクで回転することができる。なお、ドラム２の下開
口縁は、底蓋３の形状に応じて螺旋形に成形してある。

【００１３】軸芯４は、底蓋３の中心を貫通した支柱と
して機能する支柱部４ａと、この支柱部４ａの下方に同
軸上に延設した案内突起部４ｂとからなり、案内突起部
４ｂは下方に向けて次第に細くなるテーパーを付けて下
端を尖らせるとともに、本実施形態では案内突起部４ｂ
の外周面に、後述する底蓋３の底板と同じ螺旋方向の螺
旋材７を設けてある。この螺旋材７は、例えば外方への
突出長さが数cmの比較的厚い帯板を螺旋状に巻いて溶接
で固定することにより構成してもよいし、スクリュー状
のパドルを多数取り付けることにより構成してもよい。
要するに、回転することによりバケット１を下降させる
推力を発生するものであればよい。

【００１４】底蓋３は、中心に配置した軸芯４の外周に
底板１０を螺旋状に固定した螺旋体である。底板１０を
螺旋状態で軸芯４の支柱部４ａに溶接によって固定する
場合、このドラム２は上から見て右回りに回転させて使
用するので、底板１０の始端１０ａを軸芯４の下端側
（支柱部４ａの下端）に位置させ、ここから反時計回り
に螺旋状にほぼ１ピッチ（略３６０°回転）上昇した底
板１０の終端１０ｂを軸芯４の上部（支柱部４ａの上
端）に位置させた状態で、底板１０の内側周縁を軸芯４
（支柱部４ａ）の外周面に溶接で固定しする。

【００１５】この様にして軸芯４の外周に底板１０を螺
旋状に固定すると、底板１０の始端１０ａと終端１０ｂ
との間に１ピッチ分の高低差（本実施形態では６３０m
m）が生じるので、この高低差ができる始端１０ａと終
端１０ｂとの間の開口を入口１１とする。

【００１６】したがって、この入口１１は、軸芯４の外
方にほぼ垂直に開口し、ドラム２の回転方向に対して最
大有効面積で開口する。

【００１７】また、軸芯４に底板１０を溶接する場合、
底板１０の内側周縁から外方（半径方向）に延出する面
が軸芯４に対してほぼ直角に位置するので、底板１０の
内側周縁を開先溶接によって強固に溶接固定することが
でき、しかも軸芯４に対して各溶接部位が直角に当たっ
た状態で溶接できるので、作業性も良い。

【００１８】また、底板１０の始端１０ａの下面に補強
板１２を開口縁に沿って溶接で固定するとともに、補強
リブ１３を円弧状に溶接で固定する。そして、底板１０
に設けた補強板１２には第１爪１４…の基部を並べて溶
接で固定し、底板１０の終端１０ｂ（高い方）の開口縁
にシャッター１５を内部に回動可能な状態で軸着する。
底板１０の始端１０ａ開口縁に設ける各第１爪１４は、
基部からドラム２の回転方向に向かって斜め下方に突出
し、斜め下向きに延在する先端の掬い面が下方から入口
１１に臨んでいる。

【００１９】シャッター１５は、図５に示すように、底
板１０の終端１０ｂ（上開口縁）の左右にブラケット１
６を下向きに固定し、両ブラケット１６に支持された軸
１７にロストル状、網状、或は板状のシャッター本体１
８を設けたものであり、入口１１からドラム２の内部に
向けては回動自在であるが、ストッパ１９により回動範
囲が規制され、入口１１よりも外方に回動しない。した
がって、入口１１の外方から土砂等によって押圧される
と、図５（ｂ）一点鎖線で示すように、シャッター本体
１８がドラム２の内部に回動して土砂等の通過を許容す
るが、ドラム２内の土砂等がシャッター本体１８を内側
から押圧しても、図５（ｂ）実線で示すように、入口１
１よりも外方に回動することがなく、内部の土砂等のこ
ぼれ落ちを防止することができる。なお、ストッパ１９
はシャッター本体１８の回動範囲を規制することができ
ればどのような構成でもよい。

【００２０】入口１１の下開口縁に設けた第１爪１４…
から軸芯４を挟んで反対側の底板１０下面の外周縁近傍
には攪拌突起部材２１を下向きに固定する。この攪拌突
起部材２１は、上下方向に長尺な厚板で構成されてお
り、両側に補強部２２を有し、ドラム２の回転方向に対
して下後端部分を略三角形に切り欠いてある。そして、
この攪拌突起部材２１の長さは、入口１１の下開口縁よ
りも下方に突出するが、軸芯４の下端よりも下端が高く
位置する長さに設定する。また、本実施形態において
は、図３に示すように、ドラム２の回転方向に沿った同
心円上に、前後間隔を空けて２箇所設けてある。なお、
この攪拌突起部材２１は、攪拌抵抗力により入口１１の
抵抗力を均衡させてドラム２の回転バランスを採ること
を目的の１つにしているので、入口１１の反対側で有効
にバランスが採れる位置に配置する。

【００２１】上記した構成からなる底蓋３をドラム２の
下面開口部に開閉可能な状態で取り付けるには、底蓋３
の一端をドラム２の下端に蝶番２３により軸着し、自由
端となる他端を係止ストッパ２４により係脱可能に係止
する。また、本実施例においては、係止ストッパ２４の
下端に形成した太径部を収納する部分をボックス状と
し、このボックス部分２５がドラム２の周面下端に形成
した凹部２６に係合するように構成するとともに、ドラ
ム２の下端にピン３０…を突設し、底蓋３には各ピン３
０の位置に対応させて受孔３１を開設してある。

【００２２】したがって、底蓋３を閉じるとボックス部
分２５がドラム２の凹部２６に係合するとともに、ドラ
ム２側の各ピン３０が底蓋３の受孔３１内に嵌合し、こ
の係合および嵌合によりドラム２の回転力を底蓋３に伝
達することができ、又、底蓋３に作用する抵抗力を各ピ
ン３０や凹部２６で受け止めることができる。このた
め、底蓋３を軸着した蝶番２３には無理な力が作用する
ことはない。

【００２３】上記した構成からなる排土バケット１を使
用して地中、特に直径が数十cmの大きな礫を多く含んだ
地層に穴を掘削するには、ケリーバー６の下端をケリー
ボックス５に嵌合するとともに、止め孔３２内に接続ピ
ンを貫通させて接続し、この状態で穴内に降ろし、下端
の案内突起部４ｂを穴の底部に突き刺した状態で所定の
方向に回転する。なお、案内突起部４ｂは下端が尖って
いるので、排土バケット１を十分に下降すると比較的容
易に突き刺さる。

【００２４】この状態で案内突起部４ｂを中心にして排
土バケット１を回転すると、案内突起部４ｂの外周面に
設けた螺旋材７が下方への推力を発生して排土バケット
１を穴の底部に食い込ませるとともに、攪拌突起部材２
１が地層を掘り起こしながら回動し、地層中の土砂は勿
論のこと礫も攪拌突起部材２１の回動により掘り起こさ
れる。また、入口１１の外側のドラム２に第２爪３３を
設け、第２爪３３とは反対側のドラム２の外周面に第３
爪３４をそれぞれ回転方向に向けて設けてあるので、こ
れら第２，第３爪３３，３４により穴の内周面を掘削す
ることができる。そして、攪拌突起部材２１の反対側で
は第１爪１４…が案内突起部４ｂを中心にして回動して
いるので、この第１爪１４…が地層を掘り起こすととも
に、掘り起こした土砂や礫を掬い上げる。

【００２５】この様にして地中の土砂や礫が第１爪１４
…と攪拌突起部材２１によって掘り起こされ、第１爪１
４…の掬い面がこれらを掬い上げると、掬い上げられた
土砂や礫は第１爪１４…の上方で開口している入口１１
のシャッター１５を後退させてドラム２の内部に導入さ
れる。なお、本実施形態における入口１１は、回転方向
の向かってほぼ垂直に大きく（幅約５４cm、上下長さ約
６３cm）開口しているので、掘り起こされた土砂や約４
０cmまでの大きな礫であっても回転動作により容易に取
り込むことができる。

【００２６】第１爪１４の掬い面が大きな礫を掬い上げ
たり、大きな入口１１から土砂や礫を導入する場合、第
１爪１４や入口１１の部分に大きな抵抗力が作用し、こ
のため排土バケット１には入口１１の部分を支点にして
横方向に逃げようとする力が作用する。

【００２７】しかし、本発明においては入口１１の反対
側に設けた攪拌突起部材２１が土砂や礫等を攪拌しなが
ら掘り起こしているので、この攪拌突起部材２１に作用
する抵抗力が入口１１側の抵抗力と反対方向に作用し、
これにより排土バケット１が横方向に逃げようとする力
を相殺する。また、底蓋３から突出した案内突起部４ｂ
が地層に突き刺さっており、しかも螺旋材７が地層に食
い込んでいるので、この案内突起部４ｂが排土バケット
１の横方向の逃げを阻止する。したがって、排土バケッ
ト１は横方向に進路変更することなく、設計通り真っ直
ぐに掘り進むことができる。

【００２８】なお、案内突起部４ｂが突き刺さっている
下端部分は各爪の下端よりも低い位置にあり、この高さ
の地層は爪や攪拌突起部材２１により掘り起こされてい
ないのでまだ固い。したがって、掘り起こされていない
地層に食い込んだ案内突起部４ｂは横方向の支持力が高
く、攪拌突起部材２１と相俟って排土バケット１の逃げ
力を十分に受けと止めることができる。

【００２９】この様にして、掘削していくと排土バケッ
ト１の内部に大きな礫を含んだ排土が次第に満たされて
いくので、ある程度の量が溜ったならばケリーバー６の
回転を停止する。そして、ケリーバー６を上昇させるこ
とにより排土バケット１を引き上げて所定の位置、例え
ばダンプカーの荷台上に位置させ、ドラム２上面のハン
ドル（図示せず）を操作することにより係止ストッパ２
４を外す。

【００３０】なお、排土バケット１を引き上げる際に、
内部の排土の自重によりシャッター１５が入口１１側に
戻って停止、即ち入口１１を閉じるので、入口１１から
排土が流出することはない。また、ドラム２の上端外周
部分は、下方に向かって拡径するテーパーを付けてある
（面取りしてある）ので、排土バケット１を引き上げる
際に、地表面近くに埋設してある崩れ止め筒体の下端に
排土バケット１（ドラム２）の上端が引っ掛かることな
く円滑に引き上げることができる。

【００３１】係止ストッパ２４を外すと、内部の排土の
自重により底蓋３が蝶番２３を中心にして下方に回動
し、これにより内部の排土がドラム２の下面開口部から
荷台上に落下する。

【００３２】上記した操作を繰り返すと大きな礫を含ん
だ地層を効率良く掘削することができ、しかも穴の中心
が偏心することもない。そして、大きな礫を含んだ地層
を貫通して砂や小石などからなる通常の地層に到達した
ならば、本発明に掛かる排土バケット１を取り外し、礫
は取り込めないが排土性能に優れた通常の排土バケット
１を使用してもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、以
下の効果を奏する。請求項１の発明では、底蓋は、下端
を細くした案内突起部とその上方の支柱部をからなる軸
芯を中心に貫通させ、該支柱部の外周に底板を螺旋状に
固定し、尚且つ当該底板の始端を支柱部の下端側に位置
させ、ここから螺旋状にほぼ１ピッチ上昇した底板の終
端を支柱部の上部に位置させた状態で固定し、上記始端
と終端との間の開口を入口としたので、入口を回転方向
に対してほぼ垂直に開口させて上下寸法を大きく採るこ
とができる。このため、従来の排土バケットでは取り込
み難かった大きな礫であっても入口からバケット内部に
容易に導入することができる。したがって、大きな礫を
含む地層でも効率良く掘削作業を行うことができる。

【００３４】また、軸芯の下部の案内突起部が穴の底に
突き刺さってバケットの進行方向を案内するので、入口
側の抵抗力による偏心力を案内突起部で受け止めること
ができる。したがって、バケットの横逃げを阻止するこ
とができる。

【００３５】そして、底板を螺旋状にして入口を上下方
向に大きく開口させると、従来であれば剛性が不足した
が、本発明では螺旋状底板を軸芯の支柱部に固定するこ
とにより十分な剛性を得ることができるので、強大なト
ルクに耐え得る強度を確保することができ、変形等の不
都合を解消することができる。

【００３６】請求項２の発明では、軸芯を挟んで入口と
は反対側の底板下面に、攪拌突起部材を下向きに設けた
ので、この攪拌突起部材の回動により土砂を崩したり礫
等を掘り起こしたりすることができ、この時の抵抗力が
入口側の抵抗力と反対方向に作用することとなり、案内
突起部の支持作用と相俟って、排土バケットが横方向に
逃げる現象を確実に抑制することができる。

【００３７】請求項３の発明では、底板から下方に突出
した軸芯の案内突起部の外周面に、底板の螺旋方向と同
じ方向の螺旋材を設けたので、この螺旋材が回転するこ
とにより、バケットを下方に押し下げる強力な推進力を
発生させることができる。したがって、穴掘削作業の能
率を向上させることができるし、また、案内突起部によ
る案内力（支持力）を高めて、バケットの横逃げを一層
確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】入口の開口方向から見た排土バケットの正面図
である。

【図２】排土バケットの右側面図である。

【図３】排土バケットの底面図である。

【図４】（ａ）は攪拌突起部材の側面図、（ｂ）は攪拌
突起部材の底面図である。

【図５】（ａ）はシャッターの正面図、（ｂ）はシャッ
ターの側面図である。

【符号の説明】

１ 排土バケット ２ ドラム ３ 底蓋 ４ 軸芯 ４ａ 支柱部 ４ｂ 案内突起部 ５ ケリーボックス ６ ケリーバー ７ 螺旋材 １０ 底板 １０ａ 底板の始端 １０ｂ 底板の終端 １１ 入口 １４ 第１爪 １５ シャッター １６ ブラケット １７ 軸 １８ シャッター本体 １９ ストッパ ２１ 攪拌突起部材 ２２ 補強部 ２３ 蝶番 ２４ 係止ストッパ ２５ ボックス部 ２６ 凹部 ３０ ピン ３１ 受孔 ３２ 止め孔 ３３ 第２爪 ３４ 第３爪

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空なドラムの上面部分の中央にケリー
   バー接続部を設け、ドラムの下面開口部に底蓋を開閉可
   能に軸着し、該底蓋に、排土をドラム内部に導入する入
   口を開設した穴掘削用排土バケットにおいて、 底蓋は、下端を細くした案内突起部とその上方の支柱部
   とからなる軸芯を中心に貫通させ、該支柱部の外周に底
   板を螺旋状に固定し、尚且つ当該底板の始端を支柱部の
   下端側に位置させ、ここから螺旋状にほぼ１ピッチ上昇
   した底板の終端を支柱部の上部に位置させた状態で固定
   し、上記始端と終端との間の開口を入口とし、この入口
   の上記始端側に爪の基部を固定して該基部から斜め下方
   に爪の掬い面を突出させたことを特徴とする穴掘削用排
   土バケット。
2. 【請求項２】 軸芯を挟んで入口とは反対側の底板下面
   に、攪拌突起部材を下向きに設けたことを特徴とする請
   求項１に記載の穴掘削用排土バケット。
3. 【請求項３】 底板から下方に突出した軸芯の案内突起
   部の外周面に、底板の螺旋方向と同じ方向の螺旋材を設
   けたことを特徴とする請求項１または２に記載の穴掘削
   用排土バケット。