JPS60242292A - 分割バケツト型回転掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は土木、建築工事において、基礎（場所打ち抗）
工事を施工する場合等に使用するパケット型回転掘削装
置に関づるものである。

（従来技術） 本出願人は先に、有底円筒形状のパケットを複数個に分
割した形状のカッターユニットを、回転軸の回りに複数
個配置し、これら各カッターユニットを回転軸の放射方
向に移動自在に構成したことを特徴とする分割パケット
型回転掘削装置（特公昭５８−２１０７９号、特許第１
１９０２９０号）を提案したが、本発明はこの装置をさ
らに改良したものである。

第９図に示すように、地盤ａ内に場所打ち杭を施工する
場合、その杭の柱部すの下端部Ｃを拡大すると杭の支持
力が増大するため有利である。

現在この種の拡底杭の施工を可能とする機械掘削工法と
しては、リバースサーキコレーションＴ法があるが、こ
の工法は第１０図に示すように、地ｇａを回転ビット（
図示せず）等により掘孔するのであるが、この場合地表
付近にはスタンドバイブｄを打設し、孔内にはベントナ
イ１〜または泥水ｅを満して掘削孔内壁ｆの崩壊を防ぎ
、回転ビットを回転させながら押し下げて、掘削した土
砂は循環水の逆運流によって外部に排出している。

しかしながらこのリバース工法によって底部。

を拡張すると、その掘削機械の性質上、底面１１が第９
図および第１０図に示すようにどうしても逆円錐状にな
り、しかもその底部には第１０図に示すようにスライム
１が沈澱して残留するので、コンクリートを打設して基
礎杭とした後も、この底部の支持力が信頼性に欠けると
いう欠点があった。

（目　的） 本発明はこのような問題点を解決するためなされたもの
で、アースドリル等によって掘削した杭孔の拡底作業が
容易で、底面が水平であり、かつスライムの残溜がなく
、空掘りも可能な分割パケット型回転掘削装置を提供す
ることを目的とするものである。

（構　成） 上述の目的を達成するために本発明においては、有底円
筒形状のパケットを複数個に分割した形状のカッターユ
ニツ１−を、ケリーバ−の下端に着脱自在に連結できる
中心軸の回りに配置し、この中心軸を角筒状の外筒と、
この外筒内に摺動自在に嵌合する内筒とにより形成する
と共に、この外筒と内筒内に油圧シリンダを設けてこの
中心軸を伸縮自在にし、前記外筒と前記各カッターユニ
ツ１〜とをそれぞれ一組の平行リンクによって連結し、
この平行リンクの下方のリンクの中点と前記内筒の下端
部とを前記リンクの半分の長さのリンクによって連結し
、前記油圧シリンダにより中心軸を伸縮させることによ
って前記各カッターユニットを前記中心軸の放射方向に
移動させるようにして分割パケット型回転掘削装置を構
成づる。

（実施例） 以下、第１図〜第８図について本発明の一実施例を説明
する。図中１は地盤、２はクローラクレーン、３はその
クローラ、４はクローラ３上に旋回自在に設けた旋回台
、５は旋回台４に起伏自在に取り付けたクレーンブーム
、６はクレーンブーム５の先端より昇降自在に吊り下げ
たケリーバ−１７はケリーバ−６の回転駆動装Ｗ（油圧
式）、８はこの回転駆動装置７と旋回台４とを連結する
連結アーム、９はケリーバ−６と平行にクレーンブーム
５の上部と回転駆動装置７との間に設けたスイベル用ガ
イドロッド、１０はケリーバ−６の上方においてケリー
バ−６に対して回転自在に設けた油圧スイベルジヨイン
トで、このジヨイント１０はその案内部４４１０ａを介
してスイベル用ガイドロッド９に対して摺動自在になっ
ている。１１は油圧ホースリールで、このリール１１に
巻かれた油圧ホース（図示せず）は、旋回台４に設けた
油圧供給源（図示せず）と接続すると共に、スイベルジ
ヨイント１０を介してケリーバ−６の下端に連結する本
発明の分割パケット型回転掘削装置Ａ内の後述する油圧
シリンダと接続するようになっている。

なお第１図に示すケリーバ−６の下端には、アースドリ
ル用のドリリングバケット（図示せず）も装着できるよ
うになっている。１２はそのアースドリルによって地Ｗ
１を掘削してできた杭孔である。

つぎに第２図〜第８図について本発明の分割パケット型
回転掘削装置を説明する。１３はケリーバ−６の下端と
ビン孔１３ａに挿通ずるピン（図示せず）を介して着脱
自在に連結できる連結ブラケットで、１３ｂはその座板
である。１４は座板１３ｂとフランジ１４ａを介してボ
ルトおよびナツト（図示せず）により連結した角筒状の
外筒で、この外筒１４内に摺動自在に嵌合する角筒状の
内筒１５を設け、この外筒１４と内筒１５とによって中
心軸Ｂを形成する。そしてこの外筒１４と内筒１５内に
油圧シリンダ１６を挿入し、シリンダ１６の基部を連結
ピン１７により前記連結ブラケット１３の下方に突設し
たブラケット１３ｃに連結し、シリンダ１Ｇのピストン
ロツド１６ａの下端を内筒１５の下端部に設けたクロス
ヘッド１８にビン１９を介して連結する。

また第３図に示すように、中空円筒体の円周をほぼ四分
割した湾曲側壁板２０と、径を最小にした場合に前記中
空円筒体の底板を形成するように適当な形状に形成した
底板２１．２２．２３．２４をそれぞれ組み合わせて四
個のカッターユニットＣ＋。

Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を形成する。

１なわら第５図に示づように、カッターユニットＣＩ、
Ｃ３は湾曲側壁板２０と弓形の底板２１を結合し、湾曲
側壁板２０の回転方向前縁には複数個のピッ１〜２５を
第６図に示すように配設し、さらに湾曲側壁板２０の上
縁には内方へ傾斜したガイドエツジ２Ｇを固着して一体
に形成する。

またカッターユニットＣ２，Ｃ４は、湾曲側壁板２０と
、弓形の底板２２を固着すると共に、底板２２とほぼ三
角形状の底板２３どをヒンジ２７を介して連結し、この
底ｆ！２３の回転方向前縁に複数個のビット２５を配設
すると共に、第６図に示すように湾曲側壁板２０の回転
方向前縁にもビット２５を配設し、さらにその上縁にガ
イドエツジ２Ｇを固着して一体に形成する。

またほぼ短冊形状の底板２４は、その中央部を前記内筒
１５の下端に固着し、左右の回転方向前縁にそれぞれ複
数個のピッ１〜２５を配設する。なお２７は底板２４の
中央部に設けたリブである。

また前記角筒状の外筒１４の各側壁面に、でれそれ所定
の間隔をおいて２個のブラケット２８．２９を上下位置
に突設すると共に、前記各カッターユニッｈ　Ｃ＋〜Ｃ
４の各湾曲側壁板２０の内側面に、それぞれ前記所定の
間隔をおいて２個のブラケッ１〜３０、３１を上下位置
に突設し、さらに前記角筒状の内筒１５の各側壁面の下
端部に、それぞれブラケット３２を突設する。

そして各カッターユニットＣ１〜Ｃ４を中心軸Ｂの回り
に配置して各ブラケッ１−２８と３０間をそれぞれリン
ク３３により連結すると共に、各ブラケット２９と３１
間をそれぞれリンク３３と同長のリンク３４により連結
して平行リンク機構を構成する。

また各リンク３４の中点と、前記ブラケッ１−３２どを
リンク３４の半分の長さのリンク３５により連結してス
コットラッセルの平行運動機構を構成する。

なお３６は前記所定の間隔と同長のリンクで、リンク３
３の中点とリンク３４の中点間を連結するリンクである
が、このリンク３６は設けなくとも差し支えない。図中
３１は各リンクの連結ビンである。

第７図は前記各リンクの平面形状を示すもので、このリ
ンク機構は各カッターユニットＣ１〜Ｃ４を回転させる
場合の剛性を大きくするため、各リンクの横巾をできる
だけ大きくすると共に、左右のリンク間は補強板３８に
よって補強するのがよい。

また第８図は前記カッターユニットＣ２，Ｃ４の底板２
３を開閉づるための機構の一例を示すもので、これは湾
曲側壁板２０の内側に上部サポート３９を突設すると共
に、その下方に中間サポート４０を突設し、これらサポ
ー１−３９．４０を貫通する開閉ロッド４１を設け、こ
のロッド４１の下端に、平面形状が長方形で、下面に、
その長手方向線に対して３０度斜交する綾線４２ａの両
側を斜上方にそれぞれ切欠して斜面４２ｂ　、　４２ｃ
を形成した掛止部材４２を固着し、ロッド４１の上端部
はクランク状に屈曲してハンドル４３を形成し、このハ
ンドル４３にスプリング４４を取り付けて掛止部々第４
２が底板２３を掛止する位置になるように付勢しておく
。

また底板２３−ヒに穴２３ａをあけると共に、この穴２
３ａを外包する中空円筒４５を底板２３上に固着して設
け、この円筒４５の上端に蓋板４６を固着し、この蓋板
４６に前記掛止部材４２を上下に通過させることができ
る長方形状の角穴４７を、前記３０度の斜交線りを長手
方向の中心線として設ける。

（作　用） つぎに上述のにうに構成した本発明装置の作用を説明す
る。

第１図に示すようにアースドリル等にＪ：す、地盤１中
に所望の深さの杭孔１２を掘削したならば、その孔底を
拡張するために、本発明の分割パケット型回転掘削装置
Ａをケリーバ−６の下端に接続して吊り下げると共に、
油圧シリンダ１６を第２図に示すように伸長させる。油
圧シリンダ１６が最長状態になると、各カッターユニッ
トＣ１〜Ｃ１は、平行リンク３３．３４とスコツ［へラ
ッセルの平行運動リンク３４．３５の作用によって、第
２図および第３図に示すようにそれぞれ内側へ平行移動
する結果、各カッターユニット０１〜Ｃ４が形成するパ
ケットの径は最小となる。

第１図のＡはその状態を示すもので、この場合底板２３
は閉じたままでよい。

しかしてこのパケットの全開状態の径を、すでに掘削し
た杭孔１２の径よりやや小さくしておけば、クレーンを
操作することによってケリーバ−６と共に、この回転掘
削装置Ａを杭孔１２内に沈下させることができる。

したがって拡底を行おうとする第１図のＡ′位置に−Ｈ
パケットを停止させて、この位置より、回転駆動装置７
によりケリーバ−６を介して本発明の回転掘削装置を回
転させると共に、油圧シリンダ１６を縮めながら、クレ
ーンの操作によってこの回転掘削装置を沈下させれば、
各カッターユニットＣ１〜Ｃ４が次第に外方へ移動しな
がら沈下するため、杭孔１２は拡底され、ついに第１図
のＡ　ＪＪで示すように、回転掘削装置が全開状態とな
る。

すなわち油圧シリンダ１６が第２図の伸張状態から、第
４図の縮小状態になると、外筒１４が内筒１５と相対的
に移動して中心軸Ｂの全長が短縮するため、平行リンク
３３．３４とスコットラッセルの平行運動リンク３４．
３５の作用により、名カッターコニット０１〜Ｃ４はそ
れぞれ外方へ平行移動して、終局的に第４図および第５
図の全開状態となる。

そしてその間各カッターユニットＣ＋”Ｃ４は第５図の
矢印りで示す方向に回転しているため、各カッターユニ
ットＣ１〜Ｃ４および内筒１５の下端に固定した底板２
４の各回転方向前縁に配設した各ピッ１−２５が、拡底
に必要な土砂を掘削する。このため第１図に示すように
、杭孔１２の孔底部には、円錐形状のきれいな拡底孔４
８が形成される。

拡底掘削が終了すれば、油圧シリンダ１６を伸張させる
。油圧シリンダ１６が第４図の状態から、第２図のよう
に伸張づ′れば、前述したように、各力ッターコニット
Ｃ＋”Ｃ４がそれぞれ内側へ平行移動して、ついには第
２図および第３図に示すように、全開状態となるため、
掘削した土砂はこの全開状態のパケット内に収容される
。したがってこの状態でクレーンの操作により回転掘削
装置Ａを杭孔１２を介して地上まで吊り上げ、クレーン
の旋回台４を旋回させてダンプトラック（図示せず）等
の荷台上に位置させた後、底板２３を開放すれば、パケ
ット内の土砂は排出される。

底板２３を開くには、第８図に示すハンドル４３をスプ
リング４４に杭して第８図（１））の矢印Ｅ方向に回動
させる。ハンドル４３が回動すると、ロッド４１を介し
て掛止部材４２も矢印Ｅ方向に回動するため、掛止部材
４２が角穴４７と位相が合致する結果、底板２３の掛止
が解除されるから、底板２３はその自重と土砂の重量に
よってヒンジ２７を中心に第８図（ａ　）の矢印Ｆの方
向に回動して開放する。

開放した底板２３を閉じるには、底板２３を外力によっ
て押し上げるか、またはこのパケットを地上におろせば
、装置の自重によって底板２３が閉じるようになる。す
なわち底板２３が押し上げられると、その角穴４７が掛
止部材４２の下面の両斜面４２ｂ。

４２ｃと接し、さらに底板２３が強く押し上げられると
斜面の作用によって掛止部材４２がスプリング４４に抗
して回転し、ついに掛止部材４２が角穴４７ど同位相に
なった時角穴４７が掛止部材４２を通過して底板２３が
完全に閉じる。そして角穴４７を通過した掛止部材４２
はスプリング４４の作用により第８図〈１））に示づよ
うに角穴４７と３０度斜交するため、自動的にロックさ
れる。

上述の操作によって本発明装置による拡底掘削作業の一
サイクルが完了するが、実際上は上述の操作を必要に応
じて何回か繰り返し行えばよい。

（効　果） 本発明は上述の通りであるから本発明装置によれば、杭
孔−の拡底作業を無理なく容易に行える」二に、その底
面は平坦ひ、スライムが残溜しないから、杭の支持力の
信頼度が向上する。

また地盤中に水がある場合もない場合も施工が可能であ
る一Ｆに、従来のリバース工法のように特にペンｉ〜ブ
イト等の循環液を必要としないために、これらの掘削１
ＪＩ土による公害発生のおそれもなくなる。したがって
公害防止のための経費が軽減される。トに、パケット掘
削であるため工期も短縮できるから、本発明は経済的に
も有利であるというすぐれた効果がある。

特に本発明装置は、各カッターユニットを平行リンクと
スコットラッセルの平行運動リンクとによって中心軸に
支持するようにしたため、各カッターユニットの平行移
動が大きく確実に行われる結果、杭孔径の約二倍の径の
拡底孔を無理なく形成できる。さらにリンクの数も少く
なって構造も簡単”になるから、製造が容易で、価格も
低くなるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を付したクローラクレーンによる作
業状態を示す立面図、 第２図は本発明装置の最小径時の状態を示す置所面図、 第３図は第２図の底面図、 第４図は本発明装置の最大径時の状態を示づ゛置所面図
、 第５図はそのパケット構成部材の配置を示す底面図、 第６図は第５図のＸ、Ｙ矢視による各カッターユニット
の湾曲側壁板部の立面図、 第７図は第４図の各リンク機構を示す平面図、第８図（
ａ　）はカッターユニットの底板の開閉装置を示す部分
室断面図、同図（１））はその部分底面図、 第９図は従来工法による拡底杭の置所面図、第１０図は
従来のリバース工法説明用の置所面図である。 １・・・地盤　２・・・クローラクレーン６・・・グリ
−バー　７・・・回転駆動装置９・・・スイベル用ガイ
ドロンド １０・・・油圧スイへルジョインｉ・ １１・・・油圧ホースリール Ａ・・・分割パケット型回転掘削装置 １２・・・杭孔　１３・・・連結ブラケット１４・・・
外筒　１５・・・内筒 １６・・・油圧シリンダ　１６ａ・・・ピストンロンド
１８・・・クロスヘッド Ｃ１〜Ｃｓ・・・カッターユニット ２０・・・湾曲側壁板　２１．２２．２３．２４・・・
底板２５・・・ビット　２６・・・ガイドエツジ２７・
・・リブ ２８、２９．３０．３１・・・ブラケット３３、３４．
３５．３６川リンク ３１・・・連結ビン　３８・・・補強板３９・・・上部
サーポート　４０・・・中間サポー１−４１・・・開閉
ロッド　４２・・・掛止部材４３・・・ハンドル　４４
・・・スプリング４７・・・角穴　４８・・・拡底孔。 第３図 第５図 第６図 ６ 第７図 第８図 （ｂ） ２３ａ　４１ 第１Ｏ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、有底円筒形状のパケットを複数個に分割した形状の
   カッターユニットを、ケリーバ−の下端に着脱自在に連
   結できる中心軸の回りに配置し、この中心軸を角筒状の
   外筒と、この外筒内に１習動自在に嵌合する内筒とによ
   り形成すると共に、この外筒と内筒内に油圧シリンダを
   設けてこの中心軸を伸縮自在にし、前記外筒と前記各カ
   ッターユニットとをそれぞれ一組の平行リンクによって
   連結し、この平行リンクの下方のリンクの中点と前記内
   筒の下端部とを前記リンクの半分の長さのリンクによっ
   て連結し、前記油圧シリンダにより中心軸を伸縮させる
   ことによって前記各カッターユニットを前記中心軸の放
   射方向に移動させるように構成したことを特徴とする分
   ’／ＩＩパケット型回転掘削装置。