JP7013047B1 - オールケーシング工法における地中孔掘削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】騒音や振動の問題を解決した上で、従来より小径の地中孔を掘削することが可能なオールケーシング工法における地中孔掘削装置を提供することを課題としている。【解決手段】掘削バケット１０を押圧する押圧用油圧シリンダ６０のシリンダチューブ６５を回転用油圧モータ３１によって回転可能とするとともに、シリンダチューブの外周面に、掘削バケットに回転力を伝達するケリーバ８０を摺動可能、かつ、シリンダチューブの回転と連動して回転可能に嵌合したオールケーシング工法における地中孔掘削装置を基本として提供する。【選択図】図３

Description

本発明は、基礎杭としての場所打ち杭を打設するために、ケーシングを地中に圧入しながら、ケーシング内を掘削して地中孔を掘削するオールケーシング工法における地中孔掘削装置に関する。

オールケーシング工法は、ケーシングドライバ装置で把持したケーシングを回転させながら地中に圧入し、ケーシング内の土砂を掘削装置で掘削して、地上に排土することによって地中孔を掘削している。そのため、杭の外周に土砂の混入が少なく、支持力の大きな場所打ち杭を施工することができ、場所打ち杭を打設する工法の中ではもっとも信頼性の高い工法といえる。

従来、オールケーシング工法における地中孔の掘削は、クレーンに吊支したハンマーグラブをケーシング内の掘削面に自重落下させて、その衝撃によって掘削したり、クレーンに吊支した回転力伝達手段であるケリーバに装備した掘削ドリルや掘削バケットをケーシング内の掘削面に挿入し、回転駆動させて掘削することにより行っていた。しかしながら、前者の掘削手段は、自重落下による振動や騒音の問題があり、又一度につかみ取ることが可能な土砂の量が少ないという問題点がある。後者の掘削手段もケリーバの回転駆動源が地上に存在するため、騒音の問題があり、しかも地中孔が深くなればなるほど掘削ドリルと回転駆動源との距離が遠くなるため、回転駆動装置が大型化してしまい、騒音も増幅することとなる。

そこで、本願出願人は振動や騒音の軽減を図るため、特許文献１に示すケーシングの内壁に脱着自在に固定した地中孔掘削装置の掘削バケットを掘削面に押圧しながら回転させて掘削し、掘削バケット内に掘削した土砂を取り込む地中孔掘削装置（以下、「文献１発明」という）を既に提供している。

特開２００２－２７６２７３号公報

文献１発明では、掘削バケットを回転駆動するケリーバの回転駆動源としての回転用油圧モータや、掘削バケットを押圧する押圧用油圧シリンダを地中孔掘削装置に一体として装備してケーシング内に位置させているため、掘削時の騒音を緩和することができ、加えて掘削バケットを回転させて圧入するため、振動も少ない。

場所打ち杭の杭径は建築物や構造物の規模、更には土質等によって決定され、従来は杭径１２００ｍｍ程度のものが多く打設されてきた。しかしながら、近時その用途は多用途化しており、建築物や構造物の高層化、必要な耐震強度の増大等に起因して、従来より大径の場所打ち杭の打設が求められる一方において、中規模以下の建築物や構造物の更新工事も増加しており、更に都市部，市街地や狭隘地での施工も増加しているため、従来より小径の杭径１０００ｍｍ程度の場所打ち杭の需要も新たに増加している。そのため、地中孔掘削装置としても、直径１０００ｍｍ程度の従来より小径の地中孔を掘削することが可能な地中孔掘削装置が求められている。

前記した自重落下させたハンマーグラブを地上から開閉操作したり、掘削ドリルや掘削バケットを装備したケリーバを地上の回転駆動源によって回転させる地中孔掘削装置では、掘削ドリル等の寸法を調節することによって、直径１０００ｍｍ程度の地中孔を掘削することが可能ではあるものの、騒音や振動の問題を解決することができないため、現今では採用することが困難であり、特に都市部や市街地での施工では採用することができない。

一方、文献１発明は、騒音や振動の問題を解決できるものの、押圧用油圧シリンダをケリーバの中空内部に装備するとともに、ケリーバを回転駆動させるためのドライブ軸をケリーバの外周に装備する必要がある。即ち、文献１発明は、ドライブ軸をケリーバの外方に装備してケリーバの外周面に回転力を伝達する構成を採用しているため、ドライブ軸を装備するためのスペースをケリーバの径方向の外側に必要とする。そのため、地中孔掘削装置全体としての径方向の寸法を減縮することに限界がある。即ち、文献１発明は、押圧用油圧シリンダとドライブ軸及びケリーバの構造上、掘削可能な地中孔の直径に制約があり、直径１０００ｍｍ程度の小径の地中孔の掘削に対応することができないのが実情である。

そこで、本発明は、騒音や振動の問題を解決した上で、従来より小径の地中孔、具体的には杭径１０００ｍｍ程度の地中孔を掘削することが可能なオールケーシング工法における地中孔掘削装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明者は上記課題に示す小径の地中孔を掘削するために、文献１発明におけるケリーバとドライブ軸や押圧用油圧シリンダについて鋭意研究の結果、地中孔掘削装置の径方向の寸法を減少させるために次の推論を立てた。
推論１：従来のケリーバとケリーバを回転させるドライブ軸との位置関係を見直す必要があること。
推論２：ケリーバの存在によって、ドライブ軸の外径及び内径寸法が影響を受けないようにすること。
推論３：ドライブ軸の存在によって、ケリーバの外径及び内径寸法が影響を受けないようにすること。
推論４：ドライブ軸とケリーバを同一水平面上に存在させないこと。
推論５：ケリーバとドライブ軸との位置関係を見直すに際して、押圧用油圧シリンダによるケリーバの伸縮動作を確保すること。

前記した推論１～推論５を充足するために、本発明者は地中孔はケーシング内を地中に向かって掘り進むため、地中孔を掘削する鉛直方向の寸法には制約がないことに着眼した。この着眼に立って、ドライブ軸とケリーバを、従来の径方向に並列ではなく、地中孔方向に直列、即ち鉛直方向に配置することによって、地中孔掘削装置の杭径方向の寸法を減縮させることの着想、及びケリーバの回転とは無関係であった押圧用油圧シリンダ装置をケリーバの回転に利用することの着想を得て本発明に想到した。

本発明は、その課題を解決するために、請求項１により、ケーシングの内壁に脱着自在に固定し、掘削バケットを掘削面に押圧しながら回転させて掘削し、掘削バケット内に掘削した土砂を取り込むオールケーシング工法における地中孔掘削装置であって、掘削バケットを押圧する押圧用油圧シリンダのシリンダチューブを回転用油圧モータによって回転可能とするとともに、シリンダチューブの外周面に、掘削バケットに回転力を伝達するケリーバを摺動可能、かつ、シリンダチューブの回転と連動して回転可能に嵌合したオールケーシング工法における地中孔掘削装置を基本として提供する。

また、請求項２により、ケーシングの内壁に脱着自在に固定し、掘削バケットを掘削面に押圧しながら回転させて掘削し、掘削バケット内に掘削した土砂を取り込むオールケーシング工法における地中孔掘削装置であって、第１支持体と第２支持体を所定間隔離間させて支柱で連結し、第２支持体に配置した回転用油圧モータによって回転駆動するドライブ軸を第２支持体の下面から垂設し、ドライブ軸の先端に、掘削バケットを押圧する押圧用油圧シリンダのシリンダチューブをドライブ軸の回転に連動して回転可能に連結するとともに、シリンダチューブの外周面に、掘削バケットに連結したケリーバを摺動可能、かつ、シリンダチューブと連動して回転可能に嵌合したオールケーシング工法における地中孔掘削装置を提供する。

そして、請求項３により、第２支持体の下面にケーシングの内壁への固定部を装備した構成を提供し、請求項４により、シリンダチューブの外周面及びケリーバの内周面からなる回転力伝達面を矩形状とした構成を提供し、請求項５により、回転用油圧モータの回転力を、ドライブ軸を介してシリンダチューブに伝達し、シリンダチューブの外周面からケリーバの内周面を介して掘削バケットに伝達する構成を提供する。

また、請求項６により、シリンダチューブの外周面にケリーバの内周面に回転力を伝達する回転力伝達プレートを貼設した構成を提供し、請求項７により、押圧用油圧シリンダのロッドを、ケリーバの先端部に連結した構成を提供し、請求項８により、ケリーバの先端を掘削バケットを接合したツールジョイントに固定することによって、押圧用油圧シリンダの伸縮動作によって、ケリーバを押圧用油圧シリンダの伸縮動作に連動して伸縮可能とした構成を提供する。更に、請求項９により、ケリーバの伸縮動作に伴って、シリンダチューブの外周面をケリーバが摺動する構成を提供する。

以上記載した本発明によれば、掘削バケットに回転力を伝達するケリーバと、回転用油圧モータの回転力をケリーバに伝達するドライブ軸を直列させて同一の鉛直線上に配置したことにより、地中孔掘削装置の径方向の寸法を減縮させることができる。また、押圧用油圧シリンダに、掘削バケットを掘削面に押圧する作用とともに、ドライブ軸からの回転力によってシリンダチューブを回転させることによって、その回転力をケリーバに伝達して掘削バケットを回転駆動する２つの機能を担わせている。そのため、ドライブ軸からケリーバへの回転力の伝達を、押圧用油圧シリンダのシリンダチューブを介して行うことができるとともに、押圧用油圧シリンダのロッドの伸縮動作に連動して、ケリーバの伸縮動作を確保することができ、掘削装置を掘削面に押圧することができる。

そのため、場所打ち杭の用途の多用途化に伴って、従来の直径１２００ｍｍ程度の杭径より小径の直径１０００ｍｍ程度の杭径の場所打ち杭を打設するための地中孔を騒音や振動の問題を解決した上で掘削することができる。

オールケーシング工法における地中孔掘削装置の全体配置図。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）オールケーシング工法の工程模式図。 地中孔掘削装置の全体斜視図。 地中孔掘削装置の要部断面図。 地中孔掘削装置の要部組付図。 固定プレートの要部斜視図。 ドライブ軸の正面図。 ドライブ軸の斜視図。 （Ａ）出力継手の斜視図，（Ｂ）その中央縦断面図。 （Ａ）シリンダ継手の斜視図，（Ｂ）その中央縦断面図。 （Ａ）押圧用油圧シリンダの斜視図，（Ｂ）ヘッド側の部分斜視図，（Ｃ）シリンダチューブの縦断面斜視図。 ケリーバの斜視図。 （Ａ）ケリーバの中央横断面図，（Ｂ）ケリーバの正面図。 ケリーバとシリンダチューブの嵌合状態を示す要部断面図。

以下図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１はオールケーシング工法における地中孔掘削装置の全体配置図、図２はその工程模式図である。図１に示すように、地中孔の掘削箇所に設置したケーシングドライバ装置２００で、先端にビット５ａを装備したケーシング５を把持して回転させながら地中に圧入し、ケーシング５内の土砂を地中孔掘削装置１で掘削し、地上に排土することにより地中孔を掘削する。

地中孔掘削装置１は、クローラクレーン等の自走可能なベースマシン２０５に起伏自在に起立させたジブ２１０の先端に配置したシーブ２１５から垂下させたワイヤロープ等の支持索２２０にスイベルを介して吊支して、図１，図２（Ａ）に示すようにケーシング５内に挿入し、図２（Ｂ）に示すように固定プレート５５を張り出して、ケーシング５の内壁に脱着自在に固定する。地中孔掘削装置１には、地上から動力源としての作動油が、油圧ホースリール２２５に所定長さ巻回した油圧ホース２３０をベースマシン２０５に装備したシーブ２３５を介してケーシング５内に繰り出して供給する。同様に、地上から動力源としての電力が、キャブタイヤケーブルリール２４０に所定長さ巻回したキャブタイヤケーブル２４５をベースマシン２０５に装備したシーブ２３５を介してケーシング５内に繰り出して供給する。図１において、２５０は地中孔掘削装置１に所定の作動油を供給するための油圧ユニットである。

次に、図２（Ｃ）に示すように掘削バケット１０を掘削面に押圧しながら回転させて掘削し、掘削バケット１０内に掘削した土砂を取り込む。そして、掘削バケット１０に所定量の土砂を取り込むと、図２（Ｄ）に示すように地中孔掘削装置１をケーシング５の内壁から開放して地上に取り出し、図２（Ｅ）に示すように、掘削バケット１０から掘削した土砂を排土し、以後この作業を地中孔が所定の深さとなるまで繰り返して行う。

図３は本発明にかかる地中孔掘削装置１の全体斜視図、図４はその要部断面図、図５はその要部組付図、図６は固定プレート５５の要部斜視図である。第１支持体２０と第２支持体３０はともに内部に必要な機材を装備するために中空の円柱体であり、両者を所定間隔離間させて、所定本数の支柱４０、本実施形態では、３本の支柱４０を円周状に等間隔で配置して連結している。第１支持体２０内には作動油や電力等を制御する所要の機器を装備している。支柱４０は第２支持体３０の上面に立設し、先端を第１支持体２０の下面に形成した支持ブラケット２１に支柱用連結ピン２２で固定している。

第１支持体２０の上面には、中央部が膨出した十字状の吊支ブラケット２６が突設されており、中央部に穿設した吊支孔２６ａに支持索２２０を連結することにより、地中孔掘削装置１をベースマシン２０５のジブ２１０からケーシング５内に巻き出し・巻き戻し自在に吊支する。

第２支持体３０の上面には３個の回転用油圧モータ３１が円周状に等間隔で配置されており、各回転用油圧モータ３１から出力された回転力は、図４，図５に示すように、それぞれの出力軸に噛合した３個のピニオンギヤ３２に伝達される。各ピニオンギヤ３２は、第２支持体３０の環状枠体３４の内周面に回転可能に装備した１個の中空環状のロータリギヤ３３に噛合しており、ロータリギヤ３３の下端面には、同径の回転盤３６の上端面が固定ボルト４２等の適宜の手段で固着されている。また、環状枠体３４の下端面には、同径の中空環状の継手筒部３７が固定ボルト４３等の適宜の手段で固着されて、第２支持体３０を構成している。

そして、第２支持体３０の下面の継手筒部３７には、ケーシング５の内壁に地中孔掘削装置１を着脱自在に固定するための固定部５０を装備している。継手筒部３７の下面外周には中空環状の外筒部５３を、又その内方の下面内周には中空環状の内筒部５４を、それぞれ固定ボルト４４，４５等の適宜の手段でそれぞれ固着する。そして、外筒部５３と内筒部５４で包囲された空間内に、油圧によって鉛直方向に伸縮可能な固定用ピストン５１を装備し、その伸縮動作によって水平方向に張出・張戻自在に操作可能な固定プレートホルダ５２を円周方向に等間隔で６個配置しており、固定プレートホルダ５２の先端には、それぞれ固定プレート５５をボルト等で固定している。一方、固定プレートホルダ５２の基端は固定用ピストン５１側に向けて傾斜した斜面５２ａとして形成されており、この斜面５２ａに固定用ピストン５１の先端が当接している。

よって、作動油を供給して固定用ピストン５１を伸長動作させると、図４に示す状態から固定用ピストン５１の先端が固定プレートホルダ５２の斜面５２ａに沿って下降して鉛直方向に伸び、その動作に連動して固定プレートホルダ５２が水平方向に押されて張り出すことにより、固定プレート５５がケーシング５の内壁に圧接して保持され、地中孔掘削装置１をケーシング５に固定する。

一方、固定用ピストン５１から作動油を排出すると、固定用ピストン５１は縮小動作することとなり、その先端は固定プレートホルダ５２の斜面５２ａに沿って上昇して鉛直方向に縮小し、その動作に連動して固定プレートホルダ５２が水平方向に引かれて張り戻されることにより、図４に示す状態となって、固定プレート５５がケーシング５の内壁から外れて第２支持体３０の径内に位置して、地中孔掘削装置１をケーシング５から開放する。なお、作動油の供給・排出手段及び経路は適宜公知の構成を選択すればよく、説明及び各図面における図示は省略している。以下の説明においても同じである。

第２支持体３０の回転盤３６の下面には、回転盤３６より小径のドライブ軸３５の上端面３５ａを固定ボルト４６等の適宜の手段で固着することにより、ドライブ軸３５を固定部５０、具体的には内筒部５４内を貫通させて鉛直方向に垂下している。よって、回転用油圧モータ３１から出力された回転力は、ピニオンギヤ３２から、ロータリギヤ３３に伝達されて、ロータリギヤ３３を環状枠体３４の内周面で自転させ、ロータリギヤ３３に連結した回転盤３６を介してドライブ軸３５に伝達され、ドライブ軸３５を所定の回転トルクで正転又は逆転させる。なお、ドライブ軸３５の回転数を計測するため、エンコーダ３８を設置している。

図７，図８に示すように、ドライブ軸３５の円柱状の円形先端部３５ｂに隣接した先端隣接部を断面六角形状の六角部３５ｃに形成して固定部５０の内筒部５４から突出させる。５７は出力継手であり、図９に示すように、断面円形状の円形貫通孔５７ａと断面六角形状の六角貫通孔５７ｂを連通して穿設している。内筒部５４から突出したドライブ軸３５を連続した円形貫通孔５７ａと六角貫通孔５７ｂに挿通し、ドライブ軸３５の先端隣接部に形成した断面六角形状の六角部３５ｃを、同じく断面六角形状の六角貫通孔５７ｂに嵌合するとともに、円形先端部３５ｂを出力継手５７から突出させる。

５８はシリンダ継手であり、図１０に示すように、一面に断面円形状の円形貫通孔５８ａを穿設するとともに、他面に断面矩形状の矩形貫通孔５８ｂを穿設している。出力継手５７から突出したドライブ軸３５を円形貫通孔５８ａに挿通し、固定ボルト４７等の適宜の手段で固定するとともに、出力継手５７の六角貫通孔５７ｂ側の端面に突設した出力継手フランジ５７ｃと、シリンダ継手５８の円形貫通孔５８ａ側の端面に突設したシリンダ継手フランジ５８ｃを密接させてその周面を連結ボルト６３等の適宜の手段で一体に固着する。よって、ドライブ軸３５の回転に連動して出力継手５７とシリンダ継手５８も一体に回転する。

上記構成のシリンダ継手５８に押圧用油圧シリンダ６０のシリンダチューブ６５を連結することによって、シリンダチューブ６５をドライブ軸３５の回転に連動して回転させる。図１１（Ａ）は押圧用油圧シリンダ６０の斜視図、（Ｂ）はヘッド側の部分斜視図、（Ｃ）はシリンダチューブ６５の縦断面斜視図である。シリンダチューブ６５は中空筒状に形成され、その内周面は断面円形であり、ロッド７０は、図１１（Ｂ）に示すヘッド側端部６５ａに形成された油圧ポート６９からシリンダチューブ６５内に作動油を供給・排出することによって、シリンダチューブ６５から伸縮動作可能である。一方、シリンダチューブ６５の外周面６５ｂは断面矩形状に形成しており、この外周面６５ｂをケリーバ８０への回転力の伝達に利用する構成が本発明の特徴の一つである。

図１１（Ｂ）に示すシリンダチューブ６５のヘッド側端部６５ａは、他の部分の外周面６５ｂより縮小した断面形状として段差を設けており、このヘッド側端部６５ａをシリンダ継手５８の断面矩形状の矩形貫通孔５８ｂに嵌合させて固定ボルト４８等の適宜の手段で固定する（図４，図５等参照）。これにより、押圧用油圧シリンダ６０のシリンダチューブ６５は、ドライブ軸３５の回転に連動して回転する。また、シリンダチューブ６５のロッド側の先端部近傍の外周面６５ｂには、それぞれ各面に所定厚さと面積を有する直方体状の回転力伝達プレート６６が外周面６５ｂから突出して固定されている。

シリンダチューブ６５の外周面６５ｂには、掘削バケット１０に回転力を伝達するケリーバ８０を摺動可能、かつ、シリンダチューブ６５の回転を介して回転可能に嵌合している。即ち、シリンダチューブ６５が回転すると、その回転力は回転力伝達プレート６６を介して、ケリーバ８０の内周面８２に伝達される（図１２，図１３参照）。よって、図１４の矢印Ａに示すように、ドライブ軸３５からシリンダチューブ６５の回転力伝達プレート６６を介して伝達される時計方向又は反時計方向の回転力の駆動点８５によって、ケリーバ８０はシリンダチューブ６５の外周面６５ｂを摺動する任意の位置で回転駆動する。

ケリーバ８０は、図１２，図１３に示すように内周面８２が断面矩形状であって、シリンダチューブ６５の外周面に嵌合した際に回転力伝達プレート６６が内周面８２に密接して、シリンダチューブ６５の回転に連動して回転する。また、シリンダチューブ６５に嵌合したケリーバ８０の先端に、ケリーバ８０より径大の拡径ハット部８１を連設し、該拡径ハット部８１の先端外周には水平方向に張り出したケリーバフランジ８１ａを形成している。拡径ハット部８１内には、ベアリング９２を装備したベアリングケース９０が収納されており、その下端外周には水平方向に張り出したベアリングケースフランジ９０ａを形成している。なお、９１はベアリングケース９０のシールプレートである。１５は、掘削バケット１０を連結するためのツールジョイントであり、その上端外周には水平方向に張り出したツールジョイントフランジ１５ａを形成している。これらのケリーバフランジ８１ａ，ベアリングケースフランジ９０ａ，ツールジョイントフランジ１５ａは同径であって、これらを密接させて連結ボルト９５等の適宜の手段で一体に固定する。よって、ケリーバ８０の回転に連動して、ベアリングケース９０及びツールジョイント１５が一体として回転し、その回転力をツールジョイント１５に装着した掘削バケット１０に伝達して回転駆動させる。

押圧用油圧シリンダ６０のロッド７０の先端にロッドヘッド７１を連結し、挿通孔８４からロッドヘッド固定ピン７７を挿通して固着する。そして、ロッドヘッド７１の先端をベアリングケース９０内に侵入させ、シールプレート９１で覆蓋してシールしている。ロッド７０はシリンダチューブ６５と同回転をするが、シリンダチューブ６５の回転力伝達プレート６６とケリーバ８０との間には僅かではあるがクリアランスが存在するため、シリンダチューブ６５の回転がケリーバ８０に伝達されるまでにタイムラグが生じることとなる。前記したように、ケリーバフランジ８１ａ，ベアリングケースフランジ９０ａ，ツールジョイントフランジ１５ａは一体に固定されているため、押圧用油圧シリンダ６０のロッド７０は、ツールジョイント１５側において支持されることとなるが、ロッドヘッド７１を直接ツールジョイント１５側に固定すると、シリンダチューブ６５とロッド７０との間に回転差を生じることとなる。そこで、ロッドヘッド７１とケリーバ８０の間にベアリング９２を介在させることによって、シリンダチューブ６５の回転初期にはベアリング９２が回転することによって、シリンダチューブ６５とケリーバ８０の回転差に起因するロッド７０の回転を防ぐようにしている。

掘削バケット１０は、所定容量の中空部を有するとともに、先端にビット１１ａを有して開閉軸１２を支点として開閉自在な開閉蓋１１を装備しており、ケリーバ８０からの回転力によって回転駆動し、ビット１１ａでケーシング５の底部の掘削面を掘削し、掘削した土砂を中空部に取り込むことができる。なお、この掘削バケット１０の構成は公知である。

本発明の課題は、騒音や振動の問題を解決した上で、従来より小径の地中孔を掘削することが可能な地中孔掘削装置を提供することにある。そのために、ケーシング５の内壁に脱着自在に固定する地中孔掘削装置１の鉛直方向の寸法には制約がないことに着目し、特徴的構成として、ドライブ軸３５とケリーバ８０を鉛直線上に直列に配置することによって小径化を図るとともに、押圧用油圧シリンダ６０のシリンダチューブ６５の外周面にケリーバ８０を嵌合し、シリンダチューブ６５をドライブ軸３５で回転させることによってケリーバ８０に回転力を伝達することによって、押圧用油圧シリンダ６０を装備することを可能とした。よって、押圧用油圧シリンダ６０は、掘削バケット１０を掘削面に押圧する作用とともに、ドライブ軸３５からの回転力によってシリンダチューブ６５を回転させることによって、その回転力をケリーバ８０に伝達し、掘削バケット１０を回転駆動する２つの作用を奏する。

このように、ドライブ軸３５とケリーバ８０を鉛直線上に直列に配置するとともに、押圧用油圧シリンダ６０のシリンダチューブ６５をドライブ軸３５で回転させることによってケリーバに回転力を伝達することが本発明の特徴的構成であり、これにより、地中孔掘削装置１の径方向の寸法を減縮することができ、地中孔の小径化に対応することが可能となる。

地中孔の掘削に際しては、押圧用油圧シリンダ６０のロッド７０を伸長させて、掘削バケット１０を常に掘削面に押圧しながら、回転用油圧モータ３１を駆動させて、その回転力を減速してドライブ軸３５に伝達して押圧用油圧シリンダ６０のシリンダチューブ６５を回転させてケリーバ８０を回転させることにより掘削バケット１０を回転させて、土砂を掘削し、掘削した土砂を掘削バケット１０の内部に取り込む。

以上記載した本発明によれば、掘削バケットに回転力を伝達するケリーバと、回転用油圧モータの回転力をケリーバに伝達するドライブ軸を直列させて同一の鉛直線上に配置したことにより、地中孔掘削装置の径方向の寸法を減縮させることができる。また、押圧用油圧シリンダに、掘削バケットを掘削面に押圧する作用とともに、ドライブ軸からの回転力によってシリンダチューブを回転させることによって、その回転力をケリーバに伝達して掘削バケットを回転駆動する２つの機能を担わせている。そのため、ドライブ軸からケリーバへの回転力の伝達を、押圧用油圧シリンダのシリンダチューブを介して行うことができるとともに、押圧用油圧シリンダのロッドの伸縮動作に連動して、ケリーバの伸縮動作を確保することができ、掘削装置を掘削面に押圧することができる。

そのため、場所打ち杭の用途の多用途化に伴って、従来の直径１２００ｍｍ程度の杭径より小径の直径１０００ｍｍ程度の杭径の場所打ち杭を打設するための地中孔を騒音や振動の問題を解決した上で掘削することができる。

１…地中孔掘削装置
５…ケーシング
５ａ…ビット
１０…掘削バケット
１１…開閉蓋
１１ａ…ビット
１２…開閉軸
１５…ツールジョイント
１５ａ…ツールジョイントフランジ
２０…第１支持体
２１…支持ブラケット
２２…支柱用連結ピン
２６…吊支ブラケット
２６ａ…吊支孔
３０…第２支持体
３１…回転用油圧モータ
３２…ピニオンギヤ
３３…ロータリギヤ
３４…環状枠体
３５…ドライブ軸
３５ａ…上端面
３５ｂ…円形先端部
３５ｃ…六角部
３６…回転盤
３７…継手筒部
３８…エンコーダ
４０…支柱
４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８…固定ボルト
５０…固定部
５１…固定用ピストン
５２…固定プレートホルダ
５２ａ…斜面
５３…外筒部
５４…内筒部
５５…固定プレート
５７…出力継手
５７ａ…円形貫通孔
５７ｂ…六角貫通孔
５７ｃ…出力継手フランジ
５８…シリンダ継手
５８ａ…円形貫通孔
５８ｂ…矩形貫通孔
５８ｃ…シリンダ継手フランジ
６０…押圧用油圧シリンダ
６１…シリンダヘッドフランジ
６３…連結ボルト
６５…シリンダチューブ
６５ａ…ヘッド側端部
６５ｂ…外周面
６６…回転力伝達プレート
６８…内周面
６９…油圧ポート
７０…ロッド
７７…ロッドヘッド固定ピン
８０…ケリーバ
８１…拡径ハット部
８１ａ…ケリーバフランジ
８２…内周面
８５…駆動点
９０…ベアリングケース
９０ａ…ベアリングケースフランジ
９１…シールプレート
９２…ベアリング
２００…ケーシングドライバ装置
２０５…ベースマシン
２１０…ジブ
２１５，２３５…シーブ
２２０…支持索
２２５…油圧ホースリール
２３０…油圧ホース
２４０…キャブタイヤケーブルリール
２４５…キャブタイヤケーブル
２５０…油圧ユニット

Claims (9)

1. ケーシングの内壁に脱着自在に固定し、掘削バケットを掘削面に押圧しながら回転させて掘削し、掘削バケット内に掘削した土砂を取り込むオールケーシング工法における地中孔掘削装置であって、
   掘削バケットを押圧する押圧用油圧シリンダのシリンダチューブを回転用油圧モータによって回転可能とするとともに、シリンダチューブの外周面に、掘削バケットに回転力を伝達するケリーバを摺動可能、かつ、シリンダチューブの回転と連動して回転可能に嵌合したことを特徴とするオールケーシング工法における地中孔掘削装置。
2. ケーシングの内壁に脱着自在に固定し、掘削バケットを掘削面に押圧しながら回転させて掘削し、掘削バケット内に掘削した土砂を取り込むオールケーシング工法における地中孔掘削装置であって、
   第１支持体と第２支持体を所定間隔離間させて支柱で連結し、
   第２支持体に配置した回転用油圧モータによって回転駆動するドライブ軸を第２支持体の下面から垂設し、
   ドライブ軸の先端に、掘削バケットを押圧する押圧用油圧シリンダのシリンダチューブをドライブ軸の回転に連動して回転可能に連結するとともに、
   シリンダチューブの外周面に、掘削バケットに連結したケリーバを摺動可能、かつ、シリンダチューブと連動して回転可能に嵌合したことを特徴とするオールケーシング工法における地中孔掘削装置。
3. 第２支持体の下面にケーシングの内壁への固定部を装備した請求項２記載のオールケーシング工法における地中孔掘削装置。
4. シリンダチューブの外周面及びケリーバの内周面からなる回転力伝達面を矩形状とした請求項１，２又は３記載のオールケーシング工法における地中孔掘削装置。
5. 回転用油圧モータの回転力を、ドライブ軸を介してシリンダチューブに伝達し、シリンダチューブの外周面からケリーバの内周面を介して掘削バケットに伝達する請求項１，２，３又は４記載のオールケーシング工法における地中孔掘削装置。
6. シリンダチューブの外周面にケリーバの内周面に回転力を伝達する回転力伝達プレートを貼設した請求項１，２，３，４又は５記載のオールケーシング工法における地中孔掘削装置。
7. 押圧用油圧シリンダのロッドを、ケリーバの先端部に連結した請求項１，２，３，４，５又は６記載のオールケーシング工法における地中孔掘削装置。
8. ケリーバの先端を掘削バケットを接合したツールジョイントに固定することによって、押圧用油圧シリンダの伸縮動作によって、ケリーバを押圧用油圧シリンダの伸縮動作に連動して伸縮可能とした請求項１，２，３，４，５，６又は７記載のオールケーシング工法における地中孔掘削装置。
9. ケリーバの伸縮動作に伴って、シリンダチューブの外周面をケリーバが摺動する請求項１，２，３，４，５，６，７又は８記載のオールケーシング工法における地中孔掘削装置。

Images