特許 6427477 拡大孔掘削用ヘッド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6427477

(24)【登録日】2018年11月2日

(45)【発行日】2018年11月21日

(54)【発明の名称】拡大孔掘削用ヘッド

(51)【国際特許分類】

   E21B 10/32 20060101AFI20181112BHJP

   E21B 10/44 20060101ALI20181112BHJP

【ＦＩ】

   E21B10/32

   E21B10/44

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-186775(P2015-186775)

(22)【出願日】2015年9月24日

(65)【公開番号】特開2017-61787(P2017-61787A)

(43)【公開日】2017年3月30日

【審査請求日】2017年7月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】000201504

【氏名又は名称】前田製管株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】591147557

【氏名又は名称】日本ベース株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100066094

【弁理士】

【氏名又は名称】米屋 武志

(74)【代理人】

【識別番号】100123146

【弁理士】

【氏名又は名称】米屋 崇

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 啓

(72)【発明者】

【氏名】畠山 喜代満

(72)【発明者】

【氏名】駒澤 辰弥

(72)【発明者】

【氏名】駒澤 和男

【審査官】 荒井 良子

(56)【参考文献】

【文献】 特許第４９４５６０３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開平０３−２１２５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−００６３８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５４−０８９００１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 英国特許出願公開第０２４００８６９（ＧＢ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｂ １／００−４９／１０

Ｅ０２Ｄ ５／２２−５／８０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上端部に駆動軸と連結する連結部を備えた上部シャフトの下端部に、所定角度正逆回転可能となるように下部シャフトを接続するとゝもに、前記下部シャフトには、直径方向で相対向する少なくとも二つの位置においてそれぞれ拡大翼を所定角度内で回動可能に軸支する上部ブラケット及び下部ブラケットからなる拡大翼支持部材を、前記上部シャフトには、その正回転時に、一端が前記拡大翼のアーム部の後端面と当接して、前記拡大翼を前記下部シャフトに装着した掘削用刃の半径内に折り畳み状態に保持するトルク伝達部として、又逆回転時に、他端が前記拡大翼の先端部と衝当して、前記拡大翼の前記先端部が前記掘削用刃の半径から突出する位置まで前記拡大翼を強制的に外方向へ拡径する蹴り出し部としてそれぞれ機能する拡大翼操作部材を装着した拡大孔掘削用ヘッドであって、前記上部シャフトの正回転時に前記拡大翼の前記アーム部の内側面が当接して前記拡大翼が拡径することを防止するストッパーとして、又前記上部シャフトの逆回転時には前記拡大翼の前記アーム部の前記内側面が当接してせん断破断され、前記拡大翼の拡径を検知する検知部としてそれぞれ機能する拡大翼検知手段を、前記拡大翼支持部材の前記上部ブラケット及び前記下部ブラケット間に備え、前記拡大翼の前記アーム部の外側面と当接して前記拡大翼が拡径及び縮径する動きを制限するストッパー部材を前記拡大翼支持部材に備えたことを特徴とする拡大孔掘削用ヘッド。

【請求項2】

前記拡大翼検知手段が、前記拡大翼支持部材の前記上部ブラケット及び前記下部ブラケットに上下両端部をそれぞれ固定したボルトであって、前記拡大翼の軸部近傍の厚さより大きい間隔をおいて、せん断誘導溝を上下２ヶ所に備えたことを特徴とする請求項１に記載の拡大孔掘削用ヘッド。

【請求項3】

前記下部シャフトに装着した前記掘削用刃に、ほぼ杭外径まで拡径する補助拡大翼と位置決め部材を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の拡大孔掘削用ヘッド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は拡大孔掘削用ヘッドに係り、特に土木工事において球根部を有する基礎鋼管杭又はコンクリート杭を構築する場合に使用する拡大孔掘削用ヘッドに関する。

【背景技術】

【0002】

基礎鋼管杭又はコンクリート杭を構築するためには、アースドリルやスクリューオーガ等で地中孔を掘削し、基礎鋼管杭又はコンクリート杭を建込む。この際、基礎鋼管杭等の支持力を高めるために、地中孔の底部を所要深さ位置で拡径掘削し、地中孔の下端部を球根状に拡幅することが行われる。

【0003】

このように、地中孔の下端部に球根状の拡幅部を形成する手段としては、例えば特開平１１ー３５０４７３号公報に開示されているような拡大掘削刃を備えた掘削ヘッドや、実開平１−７５１９４号公報に開示されている拡大掘削装置などがある。

【0004】

前記特開平１１ー３５０４７３号公報に開示されている発明は、鋼管杭の先端が支持層に達した時点で、鋼管杭の内部に挿入したオーガースクリューを逆転させ、該オーガースクリューの下端部に縮径状態で挿入した拡大ビットを拡径させると同時に上下動させることにより、前記鋼管杭の先端が位置する部分を拡削する方法である。

【0005】

また、前記実開平１−７５１９４号公報の拡大掘削装置は、掘削羽根を地山に食い込ませて回転を拘束したうえで掘削ロッドを逆転し、押圧ノックの先端を拡大刃の後端部に向かって突き出してこれを押圧することにより拡大刃を外方に強制的に回転させ、広がった拡大刃により拡大掘削するようにしている。

【0006】

これらの掘削ヘッドや拡大掘削装置では、拡大孔を掘削するには、正回転（時計回り方向）から逆回転（反時計回り方向）に操作を変更しなければならない。その場合、オーガヘッドの先端や掘削羽根は逆向きで回転するため、地中孔の底部を掘削する能力は著しく低下し、作業能率も著しく低下する。また、拡大掘削装置においては掘削ロッドの正回転時において、拡大刃をロックする手段がないため、正回転時に拡大刃と押圧ノックとの間に岩石等が進入して拡大刃を回転させて、不用意に拡大孔を掘削することとなる惧れもある。

【0007】

そこで、発明者らは、特許第２７１１２３６号公報および特許第４９４５６０３号公報に記載の発明のように、拡大孔を掘削するときも正回転で行え、拡大孔を所望の深さに形成できるとともに、正回転時に拡大刃が不用意に拡開するのを防止した拡大孔掘削用ヘッドが提案されている。すなわち、特許２７１１２３６号公報に記載の拡大孔掘削用ヘッドは、拡大孔を掘削するとき、掘削用刃を孔底部に食い込ませて外筒体を固定した後駆動軸を逆回転させると、シャフトがキー部とキー溝が遊嵌する範囲内で逆回転して蹴飛ばしピンが拡大刃から外れ、拡大刃を半径方向外方へ押すことにより拡開させる。

【0008】

そして、駆動軸を正回転させると、拡大刃は土の抵抗を受けて完全に拡開し、掘削用刃とともに土を掘削する。そして、所定深さの掘削孔を穿削した後は、駆動軸を逆回転させながら上方へ引き上げると、拡大刃は土の抵抗を受けて回動しながら折り畳まれ、蹴飛ばしピンが拡大刃に係合して当初の状態に復帰する。

【0009】

また特許第４９４５６０３号公報に記載の拡大孔掘削用ヘッドでは、拡大孔を掘削する際に、拡大翼操作部材により掘削用刃の半径内に折り畳状態に保持されている拡大翼の径縮保持の解除と、拡大翼を外方向へ蹴り出して拡径させる動作をほぼ同時に行うことで、拡大翼の径縮，拡径の動作を確実に行え、また上部シャフトの逆回転時に、拡大翼操作部材の蹴り出し部が、拡大翼の先端部が前記掘削用刃の半径から突出する位置まで強制的に拡大翼を外方向へ押し広げることで、粘性土地盤の場合でも掘削用刃の半径の外に位置するまで確実に拡径できる。

【0010】

さらに拡大翼が所定角度まで押し拡げられた際、拡大翼の軸部近傍の内側面がストッパーと当接するため、前記拡大翼が所定角度まで押し拡げられて拡径した状態が保持され、所望径の拡大孔を確実に掘削することができるものとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開平１１ー３５０４７３号公報

【特許文献2】実開平１−７５１９４号公報

【特許文献3】特許第２７１１２３６号公報

【特許文献4】特許第４９４５６０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

しかし、上記発明では、粘性土地盤にでも対応する構造としているため、拡大孔掘削用ヘッドの構造が複雑になる一方、掘削径の大きな大径杭の施工では耐久性が低下して、頻繁に掘削用ヘッドを補修する必要が生じるなど使用上の制限があった。また掘削抵抗（Ｎ値）の大きなＮ値の高い礫質地盤では掘削自体が困難になる等の不都合も生じていた。

【0013】

本発明は、上記のような従来技術の欠点を克服するために、拡大翼の拡径・縮径の操作を簡素な構造で実現することができるとゝもに、耐久性の向上を図り、掘削抵抗の大きな地盤であっても確実に拡大孔を形成できる拡大孔掘削用ヘッドを提供することを目的としたものである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記の目的を達成するため、本願の第１の発明は、上端部に駆動軸と連結する連結部を備えた上部シャフトの下端部に、所定角度正逆回転可能となるように下部シャフトを接続するとゝもに、前記下部シャフトには、直径方向で相対向する少なくとも二つの位置においてそれぞれ拡大翼を所定角度内で回動可能に軸支する上部ブラケット及び下部ブラケットからなる拡大翼支持部材を、前記上部シャフトには、その正回転時に、一端が前記拡大翼のアーム部の後端面と当接して、前記拡大翼を前記下部シャフトに装着した掘削用刃の半径内に折り畳み状態に保持するトルク伝達部として、又逆回転時に、他端が前記拡大翼の先端部と衝当して、前記拡大翼の前記先端部が前記掘削用刃の半径から突出する位置まで前記拡大翼を強制的に外方向へ拡径する蹴り出し部としてそれぞれ機能する拡大翼操作部材を装着した拡大孔掘削用ヘッドであって、前記上部シャフトの正回転時に前記拡大翼の前記アーム部の内側面が当接して前記拡大翼が拡径することを防止するストッパーとして、又前記上部シャフトの逆回転時には前記拡大翼の前記アーム部の前記内側面が当接してせん断破断され、前記拡大翼の拡径を検知する検知部としてそれぞれ機能する拡大翼検知手段を、前記拡大翼支持部材の前記上部ブラケット及び前記下部ブラケット間に備え、前記拡大翼の前記アーム部の外側面と当接して前記拡大翼が拡径及び縮径する動きを制限するストッパー部材を前記拡大翼支持部材に備えたことを特徴とする拡大孔掘削用ヘッドである。

【0015】

また、本願の請求項２に記載の発明は、前記拡大翼検知手段が、前記拡大翼支持部材の前記上部ブラケット及び前記下部ブラケットに上下両端部をそれぞれ固定したボルトであって、前記拡大翼の軸部近傍の厚さより大きい間隔をおいて、せん断誘導溝を上下２ヶ所に備えたことを特徴とする。

【0016】

さらに、本願の請求項３に記載の発明は、前記下部シャフトに装着した前記掘削用刃に、ほぼ杭外径まで拡径する補助拡大翼と位置決め部材を設けたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明では、前記拡大翼支持部材の上部ブラケット及び下部ブラケットに、拡大翼のアーム部の内側面が上部シャフトの正回転時に当接して前記拡大翼が拡径することを防止するストッパーとして、又前記上部シャフトの逆回転時には前記拡大翼のアーム部の内側面が衝当してせん断破断され、前記拡大翼の拡径を検知する検知部としてそれぞれ機能する検知手段からなる拡大翼操作部材を備えた構造とすることで構造を簡素化することができ、この結果構成部材厚を大きくして耐久性を高めることができる。

【0018】

また、拡大翼のアーム部の外側面と当接して拡大翼が拡径する動きを制限するストッパー部材を拡大翼支持部材に備えた構造とすることで、拡大翼の回転半径を一定に保つことができ、地中孔の下部において所望の径の大きさの掘削孔を確実に掘削することができる。

【0019】

また、拡大翼支持部材に備えたストッパー部材は、拡大翼のアーム部の外側面と当接して拡大翼が縮径する動きを制限するため、拡大翼が下部シャフト側に入り込みすぎないようにすることができる。

【0020】

また、本発明では、前記拡大翼検知手段を観察することで拡大翼が確実に拡径し、拡径した状態で所定径の拡大孔が穿削されたことを確認することができる。

【0021】

また、本発明では、前記拡大翼検知手段が、前記拡大翼支持部材の上部ブラケット及び下部ブラケットに上下両端部をそれぞれ固定したボルトであって、前記拡大翼の軸部近傍の厚さより大きい間隔をおいて、せん断誘導溝を上下２ヶ所に備えた構成とすることで、前記ボルトが圧力を受けた場合に前記せん断誘導溝の位置で確実にせん断され、拡大翼の拡径が阻害されることがなく、拡大翼を拡径させたいときに確実に拡径させることができる。

【0022】

また、本発明によれば、下部シャフトに装着した掘削用刃に、ほぼ杭外径まで拡径する補助拡大翼と位置決め部材を設けたことから、掘削抵抗が大きなＮ値の高い礫質地盤でも拡大孔の掘削が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明に係る拡大孔掘削用ヘッドの正面図である。

【図2】同拡大孔掘削用ヘッドの右側面図である。

【図3】同拡大孔掘削用ヘッドの補助拡大翼が拡径した状態の正面図である。

【図4】図１のＣ−Ｃ線断面図である。

【図5】図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図6】拡大翼の拡径操作開始時の図１のＣ−Ｃ線断面図である。

【図7】同拡大翼の拡径操作開始時の図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図8】同拡大翼の拡径操作第１段階時の図１のＣ−Ｃ線断面図である。

【図9】同拡大翼の拡径操作第１段階時の図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図10】同拡大翼の拡径操作第２段階時の図１のＣ−Ｃ線断面図である。

【図11】同拡大翼が最大まで拡径した状態のＣ−Ｃ線断面図である。

【図12】補助拡大翼が最大まで拡径した状態の底面図である。

【図13】図２のＤ部分の拡大図である。

【図14】図２のＤ部分のシャーピンせん断後の拡大図である。

【図15】拡大孔掘削時の縦断面説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明を図１乃至図１５に示す実施例により詳細に説明する。図において、１は本発明に係る拡大孔掘削用ヘッドで、２は上端部に駆動軸１０１との連結部３を有する上部シャフトである。４，４は前記上部シャフト２の軸孔５の内周面に形成したキー溝で、軸方向Ａに延びている前記キー溝４，４は、前記上部シャフト２の直径方向で相対向する位置にそれぞれ形成されている。なお、図中６は前記上部シャフト２の下部外周面に設けたらせん状の掘削刃である。

【0025】

８は下部シャフトで、その上端部の外周面には前記上部シャフト２の軸孔５内のキー溝４，４に遊嵌して係合するキー部９，９を、下部シャフト８の下部の外周面にはらせん状の掘削用刃１０をそれぞれ備えており、前記下部シャフト８の上端部を前記上部シャフト２の下部の軸孔５内に挿入して前記両シャフト２，８が連結されている。

【0026】

そして、前記上部シャフト２と下部シャフト８は、前記キー溝４とキー部９が遊嵌する範囲内、例えば本実施例にあっては、上部シャフト２が下部シャフト８に対して中心角が６０度の範囲内で正回転（時計方向）及び逆回転（反時計方向）できる構造としている。なお、図中１１は前記掘削用刃１０の下端部に一列に設けた複数本の掘削刃先である。

【0027】

１２は前記下部シャフト８の上部に固定した拡大翼支持部材で、上下に離間して装着した平面視が横長方形状の上部ブラケット１２ａ及び下部ブラケット１２ｂで構成されており、この上部・下部両ブラケット１２ａ，１２ｂの両端の側面１２ｃ付近にあって、前記下部シャフト８の直径方向で相対向する二つの位置に、後述するボルト１３ａを取り付けるための挿入孔１４が形成されている。

【0028】

１５は拡大翼で、耐久性を高めるために幅や厚さが大きく形成されたアーム部１８とその先端に設けた先端刃１９とから構成されており、前記アーム部１８の内側面１８ａ側に折れ曲がる後端部近傍で、前記上部・下部両ブラケット１２ａ，１２ｂ間の両端部付近に円柱状の軸部１６，１６によって回動可能となるように設置されている。

【0029】

２０は前記上部シャフト２にプレート２１を介して装着された拡大翼操作部材で、前記プレート２１の外周面２１ａにおいて前記上部シャフト２の直径方向で相対向する位置からそれぞれ垂下する正面視が横台形状の板材でそれぞれ形成されており、一側端２０ａは一方の拡大翼１５のアーム部１８の後端面１８ｂ側を向き、他側端２０ｂは他方の拡大翼１５の先端刃１９側を向くように前記プレート２１に固定され、上部シャフト２を中心として円周方向に回動可能に設置されている。

【0030】

上記構成により、前記上部シャフト２を正回転させ、拡大翼操作部材２０の一側端２０ａを一方の拡大翼１５のアーム部１８の後端面１８ｂに当接させることで、この拡大翼１５の軸部１６を中心とした拡径する動きを阻止することができる。また、前記上部シャフト２を逆回転させ、拡大翼操作部材２０の他側端２０ｂを他方の拡大翼１５の先端刃１９の内側部１９ａに衝当させることで、軸部１６を中心として拡大翼１５を強制的に拡径させることができる。

【0031】

１３は前記拡大翼１５が不用意に拡径するのを防止するストッパーとしての機能と、前記拡大翼１５が拡径した場合にこれを検知する拡大翼検知手段として機能するシャーピンで、その外周面に前記拡大翼１５の軸部近傍の厚さよりやや大きな間隔をおいて、上下に離間して二本のせん断誘導溝１３ｃ，１３ｃを形成したボルト１３ａで形成されている。なお、図中１３ｂは前記下部ブラケット１２ａの下面側からボルト１３ａに螺合せしめたナットであり、前記シャーピン１３は前記上部・下部両ブラケット１２ａ，１２ｂの間にかけ渡すように固定されている。

【0032】

２２は前記上部・下部両ブラケット１２ａ，１２ｂの両端付近の側面１２ｃに装着したストッパー部材で、前記拡大翼１５の軸部近傍のアーム部１８の外側面１８ｃ付近に配置されている。このストッパー部材２２は、前記下部シャフト８の直径方向で相対向する位置に二つ配置されているとゝもに、上部・下部両ブラケット１２ａ，１２ｂの間に橋渡すように固定されている。

【0033】

上記構成により、まず前記拡大翼１５が掘削用刃６，１０の半径Ｒ内に折り畳まれた状態のときに、前記拡大翼１５の軸部近傍のアーム部１８の外側面１８ｃが前記ストッパー部材２２の斜面２２ａと当接しているため、前記拡大翼１５が前記軸部１６を中心として下部シャフト８側に必要以上に縮径する動きを制限し、拡大翼１５が下部シャフト８側に入り込みすぎないようになっている。

【0034】

また、前記拡大翼１５が前記軸部１６を中心として外方向へ拡径し、拡大翼１５のアーム部１８の内側面１８ａによって前記シャーピン１３が強い圧力を受けた場合、前記シャーピン１３は前記上下二条のせん断誘導溝１３ｃ，１３ｃ間でせん断され、前記拡大翼１５が拡径したことを検知することができる。前記シャーピン１３がせん断された後は、前記拡大翼１５のアーム部１８の後端部が前記上部・下部両ブラケット１２ａ，１２ｂに残ったシャーピン１３，１３の間を自由に通過できるようになる。

【0035】

前記上部・下部両ブラケット１２ａ，１２ｂに残ったシャーピン１３，１３の間をアーム部１８の後端部が通過し、前記拡大翼１５が軸部１６を中心として最大限拡径した時、すなわち、前記下部シャフト８の直径方向で相対向する二つの前記拡大翼１５，１５が一直線となる位置までそれぞれが拡径した時、前記拡大翼１５，１５の軸部近傍のアーム部１８の外側面１８ｃが前記ストッパー部材２２の先端面２２ｂと当接し、前記拡大翼１５の拡径の動きが止められ、前記軸部１６を中心とした拡大翼１５のそれ以上の拡径が阻止される。

【0036】

２３は前記下部シャフト８の掘削用刃１０の外周付近に設けられた補助拡大翼で、位置決め部材であるＬ字状のブラケット２４の内側に、前記掘削用刃１０を挟むようにして両面にボルト２５ａ及びナット２５ｂによって回動自在に支持されている。この補助拡大翼２３は、前記掘削用刃１０の半径Ｒ内に折り畳まれた状態から、前記補助拡大翼２３の側面部２３ａが前記ブラケット２４の上辺部２４ａに当接する状態までボルト２５ａを中心として拡径することができ、その拡径した二本の補助拡大翼２３，２３によって地中孔１１１の下部において拡大孔を掘削することができる。

【0037】

また、通常時は前記補助拡大翼２３が不用意に拡径しないように、折り畳まれた状態で点溶接により前記掘削用刃１０に固定されている。また、前記補助拡大翼２３は最大まで拡径した場合の回転半径ｒ１が、前記拡大翼１５が最大まで拡径した場合の回転半径ｒ２よりもやや小さくなるように、前記補助拡大翼２３の長さは設定されている。

【0038】

次に、拡大孔掘削用ヘッド１の動作について説明すると、地面から所定の深さの地中孔１１１を掘削する場合は、駆動軸１０１を正回転（時計方向に回転）させることで、駆動軸１０１に連結部３を介して連結されている上部シャフト２、および上部シャフト２にプレート２１を介して装着された拡大翼操作部材２０がそれぞれ同方向に回転する。

【0039】

拡大翼操作部材２０が正回転することで、図４及び図５に示すように、拡大翼操作部材２０の垂下部の一側端２０ａが拡大翼１５のアーム部１８の後端面１８ｂと当接する。その結果、拡大翼１５の軸部１６を中心とした拡径する動きが阻止され、拡大翼１５は掘削用刃６，１０の半径Ｒ内に折り畳まれた状態が保持される。

【0040】

同時に、拡大翼１５の軸部近傍のアーム部１８の外側面１８ｃがストッパー部材２２の斜面２２ａと当接し、拡大翼１５の軸部１６を中心とした下部シャフト８側への更なる動き（縮径する動き）も阻止されている。その結果、拡大翼１５は軸部１６を中心に回動することができず掘削用刃６，１０の半径Ｒ内に折り畳まれた状態が固定される。

【0041】

ここで、何らかの不具合により、上部シャフト２が逆回転し、図６及び図７に示すように、拡大翼操作部材２０の一側端２０ａが拡大翼１５のアーム部１８の後端面１８ｂからやや離れた場合であっても、拡大翼１５のアーム部１８の内側面１８ａがシャーピン１３に当接し、拡大翼１５の軸部１６を中心とした拡径する動きが阻止され、拡大翼１５は掘削用刃１０の半径Ｒ内に折り畳まれた状態が保持される。

【0042】

上部シャフト２および上部シャフト２にプレート２１を介して装着された拡大翼操作部材２０がそれぞれ正回転し、図５に示すように、上部シャフト２の軸孔５のキー溝４の正回転方向側の端面４ａが下部シャフト８のキー部９と当接する。そして、上部シャフト２が更に正回転すると下部シャフト８は上部シャフト２と一緒に正回転する。

【0043】

それにより、上部シャフト２及び下部シャフト８の外周面に装着した掘削用刃６，１０及び掘削刃先１１が同一方向に回転するので、駆動軸１０１によって上部シャフト２を介して下部シャフト８に対して軸方向Ａの押し込み力を加えることにより、地面１１３に所定深さの地中孔１１１を掘削することができる。

【0044】

次に、地中孔１１１が地面から所定の深さまで達した後、地中孔１１１の下部に拡大孔１１２を形成する場合は、駆動軸１０１の回転を一旦停止するとゝもに、駆動軸１０１によって上部シャフト２を介して下部シャフト８に対して軸方向Ａの押し込み力を加えることにより、下部シャフト８の掘削用刃１０の下端部に設けられた掘削刃先１１を孔底１１４に食い込ませ、下部シャフト８を孔底１１４に固定する。

【0045】

そして、下部シャフト８が孔底１１４に固定された状態で駆動軸１０１を逆回転（反時計方向に回転）させ、駆動軸１０１に連結されている上部シャフト２を逆回転させる。すなわち、上部シャフト２を図４及び図５に示す状態から、上部シャフト２のキー溝４と下部シャフト８のキー部９とが遊嵌する範囲内、例えば本実施例では６０度の範囲内で上部シャフト２を逆回転させることで、上部シャフト２のキー溝４の逆回転方向側の端面４ｂが下部シャフト８のキー部９と図９に示す状態で衝当する。

【0046】

上部シャフト２が逆回転することにより、上部シャフト２にプレート２１を介して装着された拡大翼操作部材２０の垂下部の一側端２０ａは、一方の拡大翼１５のアーム部１８の後端面１８ｂと当接する図４に示す状態から離れる。そして、上部シャフト２の逆回転を続けることで、拡大翼操作部材２０は円弧を描きながら他方の拡大翼１５に近づいてゆき、図８に示すように、拡大翼操作部材２０の垂下部の他側端２０ｂが拡大翼１５の先端刃１９の内側部１９ａと当接する。

【0047】

そして、上部シャフト２のキー溝４の逆回転方向側の端面４ｂが下部シャフト８のキー部９と衝当した図９に示す状態の後も上部シャフト２を逆回転させると、拡大翼操作部材２０の垂下部の他側端２０ｂが拡大翼１５の先端刃１９の内側部１９ａの位置まで移動する（図８参照）。これに伴い拡大翼１５の先端刃１９は拡大翼操作部材２０によって強制的に押し出され、軸部１６を中心として反時計方向に回転して先端刃１９の外側部１９ｂが掘削用刃６，１０の半径Ｒの外側に突出する位置まで移動（拡径）する。

【0048】

上記のように、拡大翼操作部材２０によって拡大翼１５が軸部１６を中心として反時計方向（外方向）へ拡径することにより、二つの拡大翼１５，１５のアーム部１８の後端部も軸部１６を中心として反時計方向に回転する。その結果、図１３に示すように、上部・下部両ブラケット１２ａ，１２ｂの間にかけ渡すように固定されているシャーピン１３がアーム部１８の内側面１８ａによって圧力を受け、図１４に示すように、せん断誘導溝１３ｃ，１３ｃの位置でせん断される。そして、上部・下部両ブラケット１２ａ，１２ｂに残ったシャーピン１３のせん断誘導溝１３ｃ，１３ｃ間を拡大翼１５のアーム部１８の後端部が自由に通過でき、拡大翼１５が拡径できるようになる。

【0049】

次に、図８に示す状態から駆動軸１０１を正回転させる。それに伴い、駆動軸１０１に連結されている上部シャフト２も同方向に回転し、図５に示すように、キー溝４の正回転方向側の端面４ａが下部シャフト８のキー部９と当接する。そして、駆動軸１０１を更に正回転させると、下部シャフト８は駆動軸１０１に連結されている上部シャフト２を介して駆動軸１０１と同方向に回転する。

【0050】

下部シャフト８が正回転することで、掘削用刃６，１０の半径Ｒの外側に突出する位置まで移動している拡大翼１５の先端刃１９が掘削土の抵抗を受け、拡大翼１５は軸部１６を中心として徐々に拡径する（図８，図１０参照）。そして、上記のように上部・下部両ブラケット１２ａ，１２ｂに残ったシャーピン１３のせん断誘導溝１３ｃ，１３ｃ間を拡大翼１５のアーム部１８の後端部が通過し、図１１に示すように、下部シャフト８の直径方向で相対向する二つの拡大翼１５，１５はそのアーム部１８，１８が一直線になるまで拡径する。

【0051】

そのとき、拡大翼１５の軸部近傍のアーム部１８の外側面１８ｃがストッパー部材２２の先端面２２ｂと当接するため、拡大翼１５のそれ以上の拡径する動きが阻止される。そのため、駆動軸１０１の正回転を持続させて掘り進めることで、図１５に示すように、所望深さの地中孔１１１の下部において拡大翼１５の先端刃１９によって拡大孔１１２を掘削することができる。

【0052】

所望深さの地中孔１１１の下部に拡大孔１１２を掘削する作業が終了した場合には、駆動軸１０１を今度は逆回転させる。それに伴い、駆動軸１０１に連結されている上部シャフト２も同方向に回転するため、図９示すように、上部シャフト２のキー溝４の逆回転方向側の端面４ｂが下部シャフト８のキー部９と当接し、下部シャフト８が上部シャフト２と同方向に徐々に逆回転していく。

【0053】

そして、下部シャフト８が逆回転することで、掘削用刃６，１０の半径Ｒの外側に突出する位置まで拡径している拡大翼１５の先端刃１９は、そのアーム部１８の外側面１８ｃが掘削土の抵抗を受け、拡大翼１５は軸部１６を中心として徐々に縮径していき、掘削用刃６，１０の半径Ｒの内側まで回転移動する。

【0054】

上記のように、拡大翼１５の先端刃１９が掘削用刃６，１０の半径Ｒの内側まで回転移動した時点で駆動軸１０１を今度は正回転させる。それに伴い、駆動軸１０１に連結されている上部シャフト２も同方向に回転し、拡大翼操作部材２０の垂下部の一側端２０ａが拡大翼１５のアーム部１８の後端面１８ｂと当接する。その結果、拡大翼１５の軸部１６を中心とした拡径する動きが阻止され、拡大翼１５は掘削用刃６，１０の半径Ｒ内に折り畳まれた状態が保持される。

【0055】

ここで、上部・下部両ブラケット１２ａ，１２ｂには、図１３及び図１４に示すように拡大翼１５が拡径したことを検知するためのシャーピン１３が固定されているため、拡大孔１１２の掘削作業が終了した後、拡大孔掘削用ヘッド１を上方へ引き上げ、シャーピン１３の状態を観察することで、拡大翼１５が拡径したか否かを検知することができる。

【0056】

したがって、拡大孔掘削用ヘッド１が上方へ引き上げられた際に拡大翼１５が折り畳まれた状態であったとしても、シャーピン１３がせん断誘導溝１３ｃの位置でせん断されていれば、拡大孔１１２の掘削時に拡大翼１５が実際に拡径したと検知することができ、また地中孔１１１の下部に拡大孔１１２を掘削できたことを把握することができる。

【0057】

また、試験掘りによって地盤が硬く拡大翼１５だけでは拡大孔１１２の掘削が困難と判断した場合は、補助拡大翼２３の上記点溶接による固定を解除する。それにより、駆動軸１０１とともに下部シャフト８が正回転することで、補助拡大翼２３が掘削用刃６，１０の半径Ｒ内に折り畳まれた図２に示す状態から、補助拡大翼２３の先端部２３ｂが掘削土の抵抗を受けてボルト２５ａを中心として徐々に拡径する。

【0058】

そして、補助拡大翼２３の側面部２３ａがブラケット２４の上辺部２４ａに当接する図３及び図１２に示す状態まで補助拡大翼２３が拡径するため、拡大孔１１２を掘削することが可能となる。

【0059】

また、拡大孔１１２の掘削作業が終了し、拡大孔掘削用ヘッド１が上方へ引き上げられる際、上記のように下部シャフト８は駆動軸１０１と共に逆回転するため、補助拡大翼２３は掘削土の抵抗を受けて徐々に縮径していき、図２に示すように、掘削用刃６，１０の半径Ｒ内に折り畳まれた状態に戻る。

【0060】

ここで、仮に拡大孔掘削用ヘッド１を引き上げる途中で土砂を噛んで補助拡大翼２３が折り畳まれなくなった場合には、補助拡大翼２３が固定されている位置の掘削用刃１０の肉厚は上記のように他の位置に比べて薄く上下方向の抵抗に対して弱い構造であるため、強引に拡大孔掘削用ヘッド１を上方へ引き上げて掘削用刃１０の補助拡大翼２３が固定されている薄い位置を破壊しながら引き上げる。

【0061】

また、掘削用刃１０に補助拡大翼２３を回動自在に支持しているボルト２５ａに、引張抵抗の弱いボルト２５ａを使用してもよい。こうすることで、土砂が噛んで補助拡大翼２３が折り畳まれなくなった場合に、強引に拡大孔掘削用ヘッド１を上方へ引き上げてボルト２５ａを破断し、補助拡大翼２３を掘削用刃１０から脱落させながら拡大孔掘削用ヘッド１を上方へ引き上げることができる。

【符号の説明】

【0062】

１ 拡大孔掘削用ヘッド
２ 上部シャフト
３ 連結部
４ キー溝
５ 軸孔
６ 掘削用刃
７ 軸部近傍部
８ 下部シャフト
９ キー部
１０ 掘削用刃
１１ 掘削刃先
１２ 拡大翼支持部材
１２ａ 上部ブラケット
１２ｂ 下部ブラケット
１２ｃ 側面
１３ シャーピン
１３ａ ボルト
１３ｃ せん断誘導溝
１４ 挿入孔
１５ 拡大翼
１６ 軸部
１８ アーム部
１８ａ 内側面
１８ｂ 後端面
１９ 先端刃
１９ａ 内側面
２０ 拡大翼操作部材
２０ａ 一側端
２０ｂ 他側端
２１ プレート
２２ ストッパー部材
２２ａ 斜面
２２ｂ 先端面
２３ 補助拡大翼
２４ ブラケット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】