JP4322701B2 - 削孔装置および鋼管杭形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、地盤を削孔してボーリング孔などを形成する削孔装置および地盤に鋼管杭を形成する鋼管杭形成装置に関する。

アースドリル工法などの場所打ち杭工法では、掘削装置などを用いて鋼管を地盤に埋め込みながら掘削を行うことがある。このような掘削に用いられる掘削装置として、実公平７−５４０号公報に開示された掘削装置がある。

この掘削装置は、ケーシング（鋼管）およびケーシングの内部を昇降するバケットを備えている。ケーシングの先端およびバケットの底板には、カッタが取り付けられており、グリッパ装置を介してケーシングの回転力をバケットに伝達している。そして、ケーシングを回転させることにより、ケーシングおよびバケットの回転力で地盤を掘削するというものである。ここで用いられるグリッパは、油圧シリンダとグリップとを備え、油圧シリンダを作動させることにより、ケーシングにバケットを固定、解放するというものである。

また、実開平８−１４７０号公報では、すべり止め加工付の可動アームを介してケーシングの回転力をバケットに伝達するバケットが開示されている。他方、鋼管の内部の下端位置に掘削部材を取り付け、鋼管に回転力を与えて、鋼管とともに掘削部材を回転させ掘削部材によって鋼管内部を掘削する鋼管杭形成装置がある。
実公平７−５４０号公報 実開平８−１４７０号公報

しかし、上記特許文献１に開示された掘削装置では、ケーシング（鋼管）の回転力をバケットに伝達するために、油圧シリンダなどの油圧機構を用いている。このため、油圧制御などを行うための手間がかかるとともに、装置が大掛かりなものとなるという問題があった。

また、上記特許文献２に開示されたバケットでは、ケーシングの回転力をバケット（掘削部材）に伝達するためにすべり止め可動アームを用いており、摩擦抵抗を利用して回転力を伝達している。このため、ケーシングとバケットとの間で空回りが生じることがあり、空回りが生じると回転力を確実に伝達することができず、エネルギの無駄を生じさせることがあるものであった。

さらに、上記特許文献２に開示されたバケットでは、バケットが掘削孔の底部に到達した時点で、伸縮アームが伸長して鋼管の回転力がバケットに伝達されるようになる。ところが、掘削孔の底部が軟弱な地盤である場合などには、バケットが掘削孔の底部に到達してもバケットが沈降してしまい、伸縮アームが伸長せず、バケットが回転を開始しない状態となることがあった。

そこで、本発明の課題は、大掛かりな装置を要することなく、かつ鋼管の回転力を掘削部材に確実に伝達し、さらには、所望の位置で掘削部材が到達したときに、掘削部材の回転を確実に開始させる削孔装置および鋼管杭形成装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明に係る削孔装置は、下端部にカッタが設けられた鋼管と、鋼管の内側で昇降する掘削部材と、を有し、鋼管の回転力を、回転力伝達機構を介して掘削部材に伝達する削孔装置において、回転力伝達機構は、鋼管の内側面に形成された突出部と、鋼管の半径方向に沿って進退可能となるように掘削部材に設けられた着脱部材と、掘削部材の鋼管に対する相対的な下降を抑制するストッパと、を備え、着脱部材は、掘削部材が昇降する際に後退し、掘削部材の下降がストッパによって抑制されたときに進出するリンク機構を介して掘削部材に取り付けられており、リンク機構は、掘削部材に一端がピン接合された第一リンクと、着脱部材に一端がピン接合された第二リンクと、第一リンクの他端および第二リンクの他端に一端がピン接合された第三リンクと、着脱部材を鋼管の半径方向に案内するレール部材と、第三リンクを掘削部材に対して相対的に上下方向に移動させるスライダ部材と、を備えるものである。

本発明に係る削孔装置においては、鋼管の回転力を掘削部材に伝達するために、リンク機構によって進退させられる着脱部材を用いている。このため、油圧機構などの大掛かりな装置を要することなく、鋼管の回転力を掘削部材に伝達することができる。さらには、このようなリンク機構を用いることにより、掘削部材が上昇する際に後退し、地盤に接地した際またはストッパにより下降が抑制された際に進出する着脱部材を簡素な構成で形成することができる。

また、鋼管に形成された突出部に進出した着脱部材が当接して鋼管の回転力が掘削部材に伝達されるので、摩擦抵抗を用いた場合にようなすべりが生じない。したがって、鋼管の回転力を掘削部材に確実に伝達することができる。

さらに、掘削部材の下降がストッパによって抑制されたときに、着脱部材が進出する構成とされている。このため、たとえば孔の底面が軟弱な地盤であっても、着脱部材を確実に進出させることができる。したがって、所望の位置で掘削部材が到達したときに、掘削部材の回転を確実に開始させることができる。

ここで、突出部が、前記鋼管の内面を切り欠かれて形成された凹部に設けられている態様とすることができる。

突出部が、鋼管の内面を切り欠かれて形成された凹部に設けられていることにより、着脱部材は、この凹部で突出部と接触することになる。着脱部材が鋼管に形成された凹部で突出部と接触しているため、掘削が進行する際、掘削部材が鋼管に対して相対的に上方に移動するのを防止することができる。

また、鋼管の高さ方向に沿った凹部の幅は、鋼管の高さ方向に沿った着脱部材の幅よりも長くされている態様とすることができる。

このように、鋼管の高さ方向に沿った凹部の幅が、着脱部材の幅よりも長くされていることにより、掘削部材を下降させ、着脱部材を凹部に進入させる際に、着脱部材を容易に凹部に進入させることができる。

さらに、突出部が、前記凹部に形成された突条である態様とすることもできる。

突出部が突条であることにより、鋼管から掘削部材に対して回転力を伝達する際、突条と着脱部材とが噛み合うので、回転力を確実に伝達することができる。

さらに、掘削部材が、バケットを備え、バケットの下端部に掘削刃が設けられたものである態様とすることもできる。

本発明は、このような、いわゆるバケット式削孔装置に用いることができる。

あるいは、掘削部材が、スクリュービットである態様とすることができ、掘削部材が、ローラービットである態様とすることもできる。

このように、いわゆるスクリュービットまたはローラービットを用いた削孔装置に利用することもできる。

また上記課題を解決した本発明は、鋼管を地中に設置して杭体を形成する鋼管杭形成装置において、鋼管の内側に掘削部材が配設され、鋼管の回転力を掘削部材に伝達する回転力伝達機構が設けられており、回転力伝達機構は、鋼管の内側面に形成された突出部と、鋼管の半径方向に沿って進退可能となるように掘削部材に設けられた着脱部材と、掘削部材の鋼管に対する相対的な下降を抑制するストッパと、を備え、着脱部材は、掘削部材が昇降する際に後退し、ストッパにより下降が抑制されたときに進出するリンク機構を介して掘削部材に取り付けられており、リンク機構は、掘削部材に一端がピン接合された第一リンクと、着脱部材に一端がピン接合された第二リンクと、第一リンクの他端および第二リンクの他端に一端がピン接合された第三リンクと、着脱部材を鋼管の半径方向に案内するレール部材と、第三リンクを掘削部材に対して相対的に上下方向に移動させるスライダ部材と、を備えるものである。

このように、削孔装置のみならず、鋼管杭形成装置に用いた場合でも、油圧機構などの大掛かりな装置を要することなく、鋼管の回転力を掘削部材に伝達することができる。また、鋼管に形成された突出部に進出した着脱部材が当接して鋼管の回転力が掘削部材に伝達されるので、摩擦抵抗を用いた場合にようなすべりが生じない。したがって、鋼管の回転力を掘削部材に確実に伝達することができる。さらに、掘削部材の下降がストッパによって抑制されたときに、着脱部材が進出する構成とされている。このため、たとえば孔の底面が軟弱な地盤であっても、着脱部材を確実に進出させることができる。したがって、所望の位置で掘削部材が到達したときに、掘削部材の回転を確実に開始させることができる。

本発明によれば、大掛かりな装置を要することなく、かつ鋼管の回転力を掘削部材に確実に伝達し、さらには、所望の位置で掘削部材が到達したときに、掘削部材の回転を確実に開始させる削孔装置および鋼管杭形成装置を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る削孔装置の全体側面図、図２は削孔装置の要部側断面図、図３は図２のIII−III線断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る削孔装置１は、ケーシングとなる鋼管２を備えている。図２では、作図の関係上、鋼管２よりも孔の方が大径となるように描いているが、削孔される孔は、この鋼管２の外径とほぼ同径の孔となる。鋼管２の下端部には、カッタ３が設けられており、鋼管２が回転しながら圧入されることにより、カッタ３が地盤を掘削して削孔を進行する、地表面Ｇにおける削孔が行われる位置には、回転圧入装置、たとえば全周回転掘削機Ｍが設けられており、鋼管２を回転させながら地盤に圧入していく。

鋼管２の内側には、吊持手段となるクレーンＣによってワイヤＷを介して吊持されたバケット４が昇降可能に配置されている。バケット４は、図２および図３に示すように、筒状のバケット本体１１を有しており、バケット本体１１の底部に開閉扉１２が設けられている。開閉扉１２は、常時は閉塞しており、鋼管２とともにバケット４が下降する際、削孔された孔部の底に溜まった掘削土によって開放させられる。開閉扉１２が開放することにより、掘削土がバケット本体１１の内部に導入される。鋼管２およびバケット４の下降
が終了したら、開閉扉１２は自重によって閉塞する。

また、バケット本体１１には、扉開放機構が設けられており、図示しない操作ハンドルを回転させることにより、開閉扉１２が開放するようになっている。開閉扉１２の下面には、本発明の掘削部材であるカッタ１３が設けられており、バケット４の回転に伴い、カッタ１３によって孔の底部を掘削する。また、バケット４における天板の側方には、フランジ部１４が形成されている。フランジ部１４は、バケット本体１１よりもわずかに大径をなしており、鋼管２の内径とほぼ同径とされている。

鋼管２は、図４および図５にも示すように、鋼管本体１５を備えており、鋼管本体１５の高さ方向途中位置には、その内面を切り欠かれてなる凹部１６が形成されている。凹部１６は、鋼管２の高さ方向にある程度の高さを有して形成されており、少なくとも後に説明するピン２２の高さ方向の幅より長くされている。

鋼管２の内側に形成された凹部１６には、高さ方向に延在する本発明の突出部である突条１７が設けられている。突条１７は、鋼管本体１５の内径と同程度の高さを有しており、鋼管本体１５の内径と突条１７の先端部とが、ほぼ同一円上に配置された状態となっている。この突条１７は、凹部１６に３個形成されており、それぞれ平面視して鋼管２の周方向に１２０°離間して等間隔に配置されている。

さらに、鋼管２における凹部１６の下方には、ストッパ１８が設けられている。ストッパ１８は、鋼管本体１５の内径よりも内側に突出する高さを有している。ストッパ１８は、鋼管本体１５の内面に３個形成されており、それぞれ平面視して鋼管２の周方向に１２０°離間して等間隔に配置されている。

一方、バケット４には、本発明のレール部材であるレール部材２１が固定されており、各レール部材２１の内部には、本発明の着脱部材であるピン２２がレール部材２１に対して摺動可能となるように配置されている。レール部材２１は、鋼管２の半径方向に沿って配設されており、ピン２２は、レール部材２１に沿って鋼管２の半径方向に沿って進退可能とされている。ピン２２は、図６に示すように、角柱状をなしており、その先端部が鋼管２における突条１７と面接触可能とされている。

また、ピン２２は、リンク機構２３を介してバケット４の天板上に取り付けられている。リンク機構２３は、第一リンク３１、第二リンク３２、第三リンク３３、およびブラケット３４を備えている。

第一リンク３１は、その一端がバケット４の天板に設けられたリンク用ブラケット３５を介してバケット４にピン接合されている。また、第二リンク３２は、その一端がピン２２の後端部に設けられたリンク用ブラケット３５を介してピン２２にピン接合されており、他端が第一リンク３１の他端とピン接合されている。さらに、第三リンク３３の一端は、第一リンク３１および第二リンク３２がピン接合されている位置に合わせてピン接合されている。

これらのレール部材２１およびピン２２は、それぞれ３個づつ設けられており、図３に示すように、平面視した状態で鋼管２の周方向に１２０°の間隔で離間して等間隔で配置されている。なお、レール部材２１、ピン２２、リンク機構２３、および鋼管２に設けられた突条１７やストッパ１８などにより、本発明の回転力伝達機構５が構成されている。

また、バケット４の天板の中央部には、円柱状の案内部材２４が設けられており、案内部材２４には、スライダ２５が挿入されている。案内部材２４は、上下方向に沿って配置されており、スライダ２５は、この案内部材２４に沿って上下方向に移動可能とされている。

さらに、スライダ２５には、リンク機構２３におけるブラケット３４が固定されている。ブラケット３４は、水平方向に沿って延在しており、その他端部に第三リンク３３の他端部がピン接合されている。

また、スライダ２５の上部には、鋼管２の半径方向に延在するスタビライザー２６が設けられている。スタビライザー２６は、バケット４の回転軸が鋼管２の回転軸とほぼ同軸になるように規制するものである。スタビライザー２６よりも上方におけるスライダ２５の上端部には、吊持用ブラケット２７が設けられている。この吊持用ブラケット２７に、たとえば図１に示すクレーンＣに吊持されたワイヤＷの下端部に取り付けられた図示しないフックが引っ掛けられ、クレーンＣによってバケット４が吊持される。

さらに、バケット４の天板に設けられた案内部材２４の内部には、図示しないスプリングが配設されている。このスプリングにより案内部材２４とスライダ２５とを介してスタビライザー２６とバケット４とが高さ方向に沿って近づける方向に互いに付勢されている。

また、鋼管２の下端部から凹部１６の上片までの高さ（距離）は、バケット４におけるバケット本体１１の下端部からピン２２までの高さとほぼ同一とされている。このため、ピン２２が鋼管２の凹部１６の上片に当接した状態では、鋼管２の下端部に設けられたカッタ３とバケット４の下端部に設けられたカッタ１３とが、ほぼ同一の深さ位置を掘削するようになる。さらに、鋼管２の下端部からストッパ１８までの高さは、バケット４におけるバケット本体１１の下端部からフランジ部１４よりも短くされている。

以上の構成を有する本実施形態に係る削孔装置の動作、作用について説明する。本実施形態に係る削孔装置では、地盤に孔が形成されていない状態のときには、全周回転掘削機Ｍによって鋼管２を回転させながら地盤に圧入する。鋼管２の下端部には、カッタ３が設けられているので、鋼管２を回転、圧入することによって、地盤が掘削される。

ある程度地盤の掘削が進行した後は、鋼管２内にバケット４を挿入し、鋼管２を回転させるのと同時に、鋼管２の内側に設けられたバケット４も回転させて、鋼管２のカッタ３およびバケット４のカッタ１３で地盤を掘削する。バケット４を回転させる際には、回転力伝達機構を介して鋼管２の回転をバケット４およびバケット４に設けられたカッタ１３に伝達する。

ここで、鋼管２にバケット４を挿入してから、バケット４が回転を開始するまでの手順について説明する。図７および図８は、鋼管２にバケット４を挿入する工程を説明する工程図であり、それぞれ（ａ）が側断面を示し、（ｂ）が（ａ）のＢ−Ｂ線断面を示す。また、図９は、鋼管２の回転がバケット４に伝達されるまでの工程を示す工程図であり、（ａ）〜（ｃ）のいずれも平断面図である。

まず、図７に示すように、削孔した孔に鋼管２が配置された状態で、鋼管２の内部に図１に示すクレーンＣなどで吊持したバケット４を進入させる。このとき、バケット４は、自重によってスライダ２５よりも下がろうとしていることから、リンク機構２３が閉じており、ピン２２は、鋼管２の半径方向に後退した位置にある。したがって、ピン２２が鋼管２に当接することなく、バケット４が鋼管２の内部に下降しながら進入する。

そのままバケット４を下降させると、バケット４の下端部が地盤の底に到達する。ここで、地盤が固い場合には、バケット４の下降が終了するが、軟弱な地盤の場合には、バケット４はそのまま下降する。すると、図８に示すように、バケット４に設けられたフランジ部１４がストッパ１８に当接する。フランジ部１４がストッパ１８に当接すると、バケット４の下降が止まるが、バケット４を下降させるスライダ２５は、そのまま下降を続ける。

バケット４の下降が止まり、スライダ２５が下降を継続すると、スライダ２５はバケット４に対して相対的に下降することなり、この下降に伴い、リンク機構２３における第三リンク３３が下降するとともに、第一リンク３１と第二リンク３２との間が拡幅する方向に移動する。このリンク機構２３の移動に伴い、第二リンク３２に取り付けられているピン２２が鋼管２の半径方向外側に移動し、リンク機構２３が開く。ピン２２が鋼管２の半径方向外側に移動すると、ピン２２の先端は、鋼管２に形成された凹部１６に向けて進出した状態となる。

この状態では、図９（ａ）に示すように、鋼管２に形成された突条１７に対して、ピン２２は、平面視してずれた位置にある。ここから、図１に示す全周回転掘削機Ｍを作動させて、鋼管２を回転させると、図９（ｂ）に示すように、鋼管２に形成された突条１７がピン２２に近づいていく。

そのまま鋼管２の回転を続けると、図９（ｃ）に示すように、突条１７とピン２２とが接触する。突条１７にピン２２とが接触すると、ピン２２は、突条１７によって鋼管２が回転する方向に押される。こうしてピン２２が押されると、バケット４が回転を始める。このようにして、鋼管２の回転力がバケット４に伝達される。

バケット４が回転を始めると、鋼管２の下方に設けられたカッタ３と、バケット４の下方に設けられたカッタ１３とによって地盤の掘削が行われ、削孔がなされる。また、バケット４の下方に設けられたカッタ１３による掘削が始まると、バケット４は、地盤からの力により上方に押される。すると、バケット４は、鋼管２に対して相対的に上方に移動する。

ここで、鋼管２における突条１７は、凹部１６に形成されている。鋼管２とともに回転するバケット４が鋼管２に対して相対的に上方に移動すると、ピン２２は、突条１７に沿って上方に移動するが、やがてピン２２は凹部１６の上片に当接する。ピン２２が鋼管２に設けられた凹部１６に当接することにより、鋼管２に対するバケット４の相対的な移動が抑制される。こうして、バケット４が極端に上方に移動しないようにすることができるので、鋼管２のカッタ３とともにバケット４に設けられたカッタ１３によって地盤を掘削することができる。

また、孔の底の地盤が固い場合には、バケット４が孔の底に到達した時点で、バケット４の下降が止まり、スライダ２５のみが下降を継続することになる。この状態では、フランジ部１４がストッパ１８に当接した状態よりも、バケット４は、鋼管２に対して相対的に高い位置にあることになるが、ここで、鋼管２に形成されている凹部１６は高さ方向にある程度の幅をもって形成されている。このため、この状態でリンク機構２３が開放してピン２２が前進したとしても、ピン２２は、鋼管２の凹部１６に進入することができる。

こうして、鋼管２の下端部に設けられたカッタ３と、バケット４の下端部に設けられたカッタ１３とで削孔作業を行う。削孔に伴って発生する土砂は、バケット４に収容される。削孔作業を継続し、バケット４が土砂でいっぱいになったら、全周回転掘削機Ｍを止め、鋼管２およびバケット４の回転を停止させて、バケット４を引き上げる。そして、バケット４に溜まった土砂を地上で排出し、再び鋼管２の内部に挿入し、同様の手順で削孔作業を繰り返す。

このように、本実施形態に係る削孔装置１では、リンク機構２３によってピン２２を進退させている。このため、油圧機構などの大掛かりな装置を用いることなく、鋼管２の回転力をバケット４に伝達することができる。また、鋼管２に設けられた突条１７からバケット４に設けられたピン２２の先端部に、鋼管２の回転力を伝達しているので、鋼管２の回転力をバケット４に確実に伝達することができる。

また、本実施形態に係る削孔装置１では、バケット４を昇降させることによって、ピン２２を進退させることができる。したがって、ピン２２を進退させるための制御を必要としないので、その分簡素な構成とすることができる。さらに、バケット４を下降させた後、ピン２２を進出させるために、バケット４の上方にフランジ部１４を設け、鋼管２にはストッパ１８を設けて、フランジ部１４がストッパ１８に当接して、バケット４の下降を止めてピン２２を進出させるようにしている。このため、たとえば孔の底が軟弱な状態であっても、ピン２２を確実に進出させることができ、鋼管２の回転力をバケット４に確実に伝達することができるようになる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１０は、本実施形態に係る削孔装置の側断面図である。本実施形態に係る削孔装置は、上記第１の実施形態と比較して、削孔部材の構成が主に異なっている。

図１０に示すように、本実施形態に係る削孔装置４０は、上記第１の実施形態と同様の鋼管２を備えている。鋼管２には凹部１６が形成され、この凹部１６には突条１７が設けられている。また、凹部１６の下端部には、ストッパ１８が設けられている。

鋼管２の内部には、上記第１の実施形態で用いていたバケット４に代えて、スクリュービット４１が設けられている。スクリュービット４１は、らせん状のスクリュー部４２を備えており、スクリュー部４２の下端部にカッタ４３が設けられている。スクリュー部４２の上方には、天板４４が設けられており、天板４４の上に、上記第１の実施形態と同様のレール部材２１、ピン２２、リンク機構２３、および案内部材２４が設けられている。また、案内部材２４は、スライダ２５がはめ込まれており、スライダ２５には、スタビライザー２６が取り付けられている。その他の点については、上記第１の実施形態と同様の構成を有している。

以上の構成を有する本実施形態に係る削孔装置４０では、上記第１の実施形態と同様、図１に示す全周回転掘削機Ｍで鋼管２を回転力が、回転力伝達機構５を介してスクリュービット４１に伝達される。鋼管２の回転力が伝達されて回転するスクリュービット４１により、孔の底部が掘削され、削孔作業が行われる。

かかる態様の削孔装置４０において、上記第１の実施形態と同様、リンク機構２３によってピン２２を進退させている。このため、油圧機構などの大掛かりな装置を用いることなく、鋼管２の回転力をスクリュービット４１に伝達することができる。また、鋼管２に設けられた突条１７からスクリュービット４１に設けられたピン２２の先端部に、鋼管２の回転力を伝達しているので、鋼管２の回転力をスクリュービット４１に確実に伝達することができる。

また、本実施形態に係る削孔装置４０では、スクリュービット４１を昇降させることによって、ピン２２を進退させることができる。したがって、ピン２２を進退させるための制御を必要としないので、その分簡素な構成とすることができる。さらに、スクリュービット４１を下降させた後、ピン２２を進出させるために、スクリュービット４１の上方に天板４４を設け、鋼管２にはストッパ１８を設けて、天板４４がストッパ１８に当接して、スクリュービット４１の下降を止めてピン２２を進出させるようにしている。このため、たとえば孔の底が軟弱な状態であっても、ピン２２を確実に進出させることができ、鋼管２の回転力をスクリュービット４１に確実に伝達することができるようになる。

続いて、本発明の第３の実施形態について説明する。図１１は、本発明の第３の実施形態に係る削孔装置の側断面図である。本実施形態に係る削孔装置は、上記第１の実施形態と比較して、削孔部材の構成が主に異なっている。

図１１に示すように、本実施形態に係る削孔装置５０は、上記第１の実施形態と同様の鋼管２を備えている。鋼管２には凹部１６が形成され、この凹部１６には突条１７が設けられている。また、凹部１６の下端部には、ストッパ１８が設けられている。

鋼管２の内部には、上記第１の実施形態で用いていたバケット４に代えて、ローラービット５１が設けられている。ローラービット５１は、回転軸５２を備えており、回転軸５２の下端部には、ビット保持部材５３が取り付けられている。ビット保持部材５３には、複数のローラ部材５４が取り付けられており、ローラ部材５４の表面に多数のビット５５が設けられている。ローラービット５１は、回転軸５２が回転することにより、ローラ部材５４が地盤との接触抵抗によって回転し、ローラ部材５４の回転に伴いビット５５で地盤を掘削する。

また、回転軸５２の上部には、天板５６が設けられており、天板５６の上に、上記第１の実施形態と同様のレール部材２１、ピン２２、リンク機構２３、および案内部材２４が設けられている。また、案内部材２４は、スライダ２５がはめ込まれており、スライダ２５には、スタビライザー２６が取り付けられている。その他の点については、上記第１の実施形態と同様の構成を有している。

以上の構成を有する本実施形態に係る削孔装置５０では、上記第１の実施形態と同様、図１に示す全周回転掘削機Ｍで鋼管２を回転力が、回転力伝達機構５を介してローラービット５１に伝達される。鋼管２の回転力が伝達されて回転するローラービット５１により、孔の底部が掘削され、削孔作業が行われる。

かかる態様の削孔装置５０において、上記第１の実施形態と同様、リンク機構２３によってピン２２を進退させている。このため、油圧機構などの大掛かりな装置を用いることなく、鋼管２の回転力をローラービット５１に伝達することができる。また、鋼管２に設けられた突条１７からローラービット５１に設けられたピン２２の先端部に、鋼管２の回転力を伝達しているので、鋼管２の回転力をローラービット５１に確実に伝達することができる。

また、本実施形態に係る削孔装置５０では、ローラービット５１を昇降させることによって、ピン２２を進退させることができる。したがって、ピン２２を進退させるための制御を必要としないので、その分簡素な構成とすることができる。さらに、ローラービット５１を下降させた後、ピン２２を進出させるために、ローラービット５１の上方に天板５６を設け、鋼管２にはストッパ１８を設けて、天板５６がストッパ１８に当接して、ローラービット５１の下降を止めてピン２２を進出させるようにしている。このため、たとえば孔の底が軟弱な状態であっても、ピン２２を確実に進出させることができ、鋼管２の回転力をローラービット５１に確実に伝達することができるようになる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、削孔装置の例について説明したが、本発明は、鋼管杭形成装置に用いることもできる。すなわり、削孔装置では、孔を形成した後、最終的に鋼管を引き抜くが、鋼管杭を形成する際には、鋼管をそのまま地中に埋めることにより、鋼管杭とすることができる。本発明は、このような鋼管杭を形成する際にも利用することができる。

また、上記実施形態では、３組のピストン、シリンダ、およびリンク機構をもうける態様としているが、これらを２組、あるいは４組以上設ける態様とすることもできる。

第１の実施形態に係る削孔装置の全体側面図である。 第１の実施形態に係る削孔装置の要部側断面図である。 図２のIII−III線断面図である。 鋼管の側断面図である。 （ａ）は、図４のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図４のＢ−Ｂ線断面図である。 回転力伝達機構の要部側面図である。 鋼管にバケットを挿入する工程を説明する工程図であり、（ａ）が側断面を示し、（ｂ）が（ａ）のＢ−Ｂ線断面を示す。 図７に続く工程図であり、ａ）が側断面を示し、（ｂ）が（ａ）のＢ−Ｂ線断面を示す。 鋼管の回転がバケットに伝達されるまでの工程を示す工程図であり、（ａ）〜（ｃ）のいずれも平断面図である。 第２の実施形態に係る削孔装置の全体側面図である。 第３の実施形態に係る削孔装置の全体側面図である。

符号の説明

１，４０，５０…削孔装置
２…鋼管
３，１３，４３…カッタ
４…バケット
５…回転力伝達機構
１１…バケット本体
１２…開閉扉
１４…フランジ部
１５…鋼管本体
１６…凹部
１７…突条
１８…ストッパ
２１…レール部材
２２…ピン
２３…リンク機構
２４…案内部材
２５…スライダ
２６…スタビライザー
２７…吊持用ブラケット
３１…第一リンク
３２…第二リンク
３３…第三リンク
３４…ブラケット
３５…リンク用ブラケット
４１…スクリュービット
４２…スクリュー部
５１…ローラービット
５２…回転軸
５３…ビット保持部材
５４…ローラ部材
５５…ビット
５６…天板
Ｃ…クレーン
Ｇ…地表面
Ｍ…全周回転掘削機
Ｗ…ワイヤ

Claims (8)

1. 下端部にカッタが設けられた鋼管と、前記鋼管の内側で昇降する掘削部材と、を有し、前記鋼管の回転力を、回転力伝達機構を介して前記掘削部材に伝達する削孔装置において、
   前記回転力伝達機構は、前記鋼管の内側面に形成された突出部と、前記鋼管の半径方向に沿って進退可能となるように前記掘削部材に設けられた着脱部材と、前記掘削部材の前記鋼管に対する相対的な下降を抑制するストッパと、を備え、
   前記着脱部材は、前記掘削部材が昇降する際に後退し、前記掘削部材の下降がストッパによって抑制されたときに進出するリンク機構を介して前記掘削部材に取り付けられており、
   前記リンク機構は、
   前記掘削部材に一端がピン接合された第一リンクと、
   前記着脱部材に一端がピン接合された第二リンクと、
   前記第一リンクの他端および前記第二リンクの他端に一端がピン接合された第三リンクと、
   前記着脱部材を前記鋼管の半径方向に案内するレール部材と、
   前記第三リンクを前記掘削部材に対して相対的に上下方向に移動させるスライダ部材と、
   を備えることを特徴とする削孔装置。
2. 前記突出部が、前記鋼管の内面を切り欠かれて形成された凹部に設けられている請求項１に記載の削孔装置。
3. 前記鋼管の高さ方向に沿った前記凹部の幅は、前記鋼管の高さ方向に沿った前記着脱部材の幅よりも長くされている請求項２に記載の削孔装置。
4. 前記突出部が、前記凹部に形成された突条である請求項３に記載の削孔装置。
5. 前記掘削部材が、バケットを備え、前記バケットの下端部に掘削刃が設けられたものである請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の削孔装置。
6. 前記掘削部材が、スクリュービットである請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の削孔装置。
7. 前記掘削部材が、ローラービットである請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の削孔装置。
8. 鋼管を地中に設置して杭体を形成する鋼管杭形成装置において、
   鋼管の内側に掘削部材が配設され、前記鋼管の回転力を前記掘削部材に伝達する回転力伝達機構が設けられており、
   前記回転力伝達機構は、前記鋼管の内側面に形成された突出部と、前記鋼管の半径方向に沿って進退可能となるように前記掘削部材に設けられた着脱部材と、前記掘削部材の前記鋼管に対する相対的な下降を抑制するストッパと、を備え、
   前記着脱部材は、前記掘削部材が昇降する際に後退し、前記ストッパにより下降が抑制されたときに進出するリンク機構を介して前記掘削部材に取り付けられており、
   前記リンク機構は、
   前記掘削部材に一端がピン接合された第一リンクと、
   前記着脱部材に一端がピン接合された第二リンクと、
   前記第一リンクの他端および前記第二リンクの他端に一端がピン接合された第三リンクと、
   前記着脱部材を前記鋼管の半径方向に案内するレール部材と、
   前記第三リンクを前記掘削部材に対して相対的に上下方向に移動させるスライダ部材と、
   を備えることを特徴とする鋼管杭形成装置。

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