特開 2023-41363 削孔撹拌機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023041363

(43)【公開日】2023-03-24

(54)【発明の名称】削孔撹拌機

(51)【国際特許分類】

   E21B 17/02 20060101AFI20230316BHJP

【ＦＩ】

E21B17/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021148702

(22)【出願日】2021-09-13

(71)【出願人】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(71)【出願人】

【識別番号】390025759

【氏名又は名称】株式会社ワイビーエム

(71)【出願人】

【識別番号】509235545

【氏名又は名称】株式会社ＳＥＥＴ

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】土屋 信明

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 剛

(72)【発明者】

【氏名】山本 忠久

(72)【発明者】

【氏名】白子 将則

(72)【発明者】

【氏名】高岡 千宗

(72)【発明者】

【氏名】秋山 仁

(72)【発明者】

【氏名】宮嶋 由徳

【テーマコード（参考）】

2D129

【Ｆターム（参考）】

2D129EB04

2D129EC03

2D129EC11

2D129EC14

2D129EC21

(57)【要約】

【課題】ロッドに付与した上下方向の振動とロッド軸周りの正逆方向の回転力を、ロッドの先端に設けた掘削ヘッドに伝達することの可能な、削孔撹拌機を提供する。
【解決手段】先端に掘削ヘッドが接続されたロッドに回転力と上下方向の振動を付与することにより、前記掘削ヘッドで地盤を掘削する削孔撹拌機であって、前記ロッドは、ロッド本体と、該ロッド本体を軸線方向に連結する継手構造とを有し、前記継手構造は、外周面にフランジが設けられ、角筒部を備える凸継手と、外周面にフランジが設けられ、前記角筒部と嵌合する角孔部を備える凹継手と、前記凸継手のフランジと前記凹継手のフランジとを突き合わせて挟持する押さえ部材と、により構成され、前記凸継手のフランジと前記凹継手のフランジとを突き合せた断面が、外周縁に向けて先細りになるテーパーをなす。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

先端に掘削ヘッドが接続されたロッドに回転力と上下方向の振動を付与することにより、前記掘削ヘッドで地盤を掘削する削孔撹拌機であって、
前記ロッドは、ロッド本体と、該ロッド本体を軸線方向に連結する継手構造とを有し、
前記継手構造は、
外周面にフランジが設けられ、角筒部を備える凸継手と、
外周面にフランジが設けられ、前記角筒部と嵌合する角孔部を備える凹継手と、
前記凸継手のフランジと前記凹継手のフランジとを突き合わせて挟持する押さえ部材と、により構成され、
前記凸継手のフランジと前記凹継手のフランジとを突き合せた断面が、外周縁に向けて先細りになるテーパーをなすことを特徴とする削孔撹拌機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地盤を掘削するための削孔撹拌機に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、地中にソイルセメント柱を築造する際に用いる削孔攪拌装置が開示されている。削孔攪拌装置は、先端に掘削ビットが接続されたロッドを備えており、回転手段によりロッドを軸周りに回転させながら起振手段を介してロッドに上下方向の振動を付与することにより、掘削ビットで地中を削孔する。また、地中を削孔しつつ、掘削ビットの先端よりセメントミルクを吐出することにより、削孔した孔内にソイルセメント柱を構築する。

【0003】

上述する特許文献１の削孔攪拌装置において、ロッドは、複数の鋼管をネジ式の継手構造により一連に接続された形状となっている。このため、ロッドを軸周りに回転させる回転手段は、ネジ式の継手構造における締付け方向と同一方向にのみ回転するよう、その動作が制御されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－２５２３４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の削孔攪拌装置によれば、ロッドを介して掘削ビットが回転しつつ上下方向に振動するため、地中に硬質層が存在しても効率よく掘削し、ソイルセメント柱を築造することができる。しかし、上記のとおり掘削ビットを備えるロッドの回転方向は、軸周りの一方向に限定される。このため、例えば、地盤中に砂礫層やスラグなどを締め固めた埋戻し層などが存在し、掘削途中で掘削ビットが空回りしたりこれらの層に食い込むなどして掘進不能となった場合、ロッドの回転方向を一旦逆転させるなどの対策を講じることができない。

【0006】

したがって、ロッドとともに掘削ビットを一旦上昇させたのち、適宜回転するなどして掘削ビットの位置移動をしたうえで下降して、掘削底面へ着底させたのちに地中削孔を再開する、といった対処をせざるを得ず、施工操作が煩雑となっていた。

【0007】

また、起振手段を介してロッドに上下方向の振動を付与すると、ネジ式の継手構造は弛みやすくガタツキを生じる可能性がある。このようなガタツキが生じると、ロッドに上下方向の振動を付与しても掘削ビットまでスムーズに伝達できず、振動を付与したことによる削孔効率の向上を見込めない場合がある。

【0008】

ロッドの連結に利用される継手構造としては、特許文献１のネジ式の継手構造だけでなく、例えば、図１０（ａ）で示すようなフランジ式の継手構造や、図１０（ｂ）で示すような六角ジョイントピン式の継手構造の採用も考えられる。

【0009】

図１０（ａ）のフランジ式の継手構造７０は、上下に配置された鋼管３１ａ、３１ｂ各々の端部に設けたフランジ７１、７２を突き合せ、これらをボルト７３で締結するものである。このようなフランジ式の継手構造７０は、上側の鋼管３１ｂに付与された上下方向の振動や鋼管軸周りの回転力を、ボルト７３を介して下側の鋼管３１ｂに伝達する。このため、地中に硬質層が存在する場合には、ボルト７３の数量を増大することにより対応することとなり、接続作業に多大な時間を要する。また、ボルト接合に上記の上下方向の振動や鋼管軸周りの回転力を繰り返し作用させるとゆるみが生じやすく、このような場合には施工を中断してボルトを締め直すなど、作業が煩雑となりやすい。

【0010】

図１０（ｂ）の六角ジョイントピン式の継手構造８０は、オス継手８２に設けた六角形の断面を有する角筒部８２１を、メス継手８３に設けた角孔部８３１に嵌合したのち、これらに一対の接続ピン８１を貫通させるものである。一対の接続ピン８１は、オス継手８２とメス継手８３の軸線を挟んだ両側に高さ方向に位置をずらして、軸線と直交する方向に貫通させる。このため、角孔部８３１には接続ピン８１が貫通する貫通孔８３２が、また角筒部８２１には接続ピン８１が通過する切り欠き８２２がそれぞれ設けられている。

【0011】

このような六角ジョイントピン式の継手構造８０は、嵌合した状態の角孔部８３１及び角筒部８２１と接続ピン８１との間に遊びがない場合、接続ピン８１を挿入できない。すると、上側の鋼管３１ｂに上下方向の振動を付与してもこの振動を、遊びにより下側の鋼管３１aに伝達できない恐れが生じる。遊びを設ける構造に代えて、例えば、接続ピン８１にテーパーを設けてくさび形状にすることも考えられるが、加工が煩雑であるとともに製作費が高価となる。

【0012】

本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、ロッドに付与した上下方向の振動とロッド軸周りの正逆方向の回転力を、ロッドの先端に設けた掘削ヘッドに伝達することの可能な、削孔撹拌機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

かかる目的を達成するため、本発明の削孔撹拌機は、先端に掘削ヘッドが接続されたロッドに回転力と上下方向の振動を付与することにより、前記掘削ヘッドで地盤を掘削する削孔撹拌機であって、前記ロッドは、ロッド本体と、該ロッド本体を軸線方向に連結する継手構造とを有し、前記継手構造は、外周面にフランジが設けられ、角筒部を備える凸継手と、外周面にフランジが設けられ、前記角筒部と嵌合する角孔部を備える凹継手と、前記凸継手のフランジと前記凹継手のフランジとを突き合わせて挟持する押さえ部材と、により構成され、前記凸継手のフランジと前記凹継手のフランジとを突き合せた断面が、外周縁に向けて先細りになるテーパーをなすことを特徴とする。

【0014】

上述する本発明の削孔撹拌機によれば、先端に掘削ヘッドが接続されたロッドが、複数のロッド本体とロッド本体を連結する継手構造により構成され、継手構造を構成する凸継手が角筒部を有し、凹継手が角筒部が嵌合する角孔部を有する。これにより、継手構造を構成する凹継手の角孔部と凸継手の角筒部を介して、継手構造により連結されたロッド本体の一方に付与された正逆方向の回転力を他方に伝達できる。

【0015】

また、押さえ部材により挟持された凸継手のフランジと凹継手のフランジとを突き合せた断面が、外周縁に向けて先細りになるテーパーをなす。このため、このテーパーと嵌合する嵌合溝を押さえ部材に設ければ、凸継手のフランジと凹継手のフランジが嵌合溝に対してくさび状に入り込むため、上下方向（凸継手及び凹継手の軸線方向）の締付け力が増大し、凸継手と凹継手を強固に挟持できる。これにより、継手構造を構成する押さえ部材を介して、継手構造により連結されたロッド本体の一方に付与された上下方向の振動を他方に伝達できる。

【0016】

したがって、複数のロッド本体を継手構造により連結してなるロッドの基端に付与された、上下方向の振動とロッド軸周りの正方向及び逆方向の回転力を、ロッドの先端に設けた掘削ヘッドに付与することが可能となる。こうすると、地盤中に礫分が締め固まった砂礫層が存在する場合に、例えば、掘削ヘッドが空回りしたり砂礫層に食い込むなどして掘削不能となっても、ロッドを介して掘削ヘッドを逆回転させるといった対策を講じることができる。これにより、地中に砂礫層が存在する場合にも、煩雑な操作を行うことなく掘削作業を継続でき、地盤掘削に係る作業性を大幅に向上することが可能となる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、掘削ヘッドを先端に設けたロッドを構成する複数のロッド本体を、角筒部を備える凸継手及び角筒部が嵌合する角孔部を備える凹継手と、これらを挟持する押さえ部材とを用いた継手構造で接続することにより、ロッドに付与した上下方向の振動とロッド軸周りの正逆方向の回転力を、ロッドの先端に設けた掘削ヘッドに、スムーズに伝達することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施の形態における削孔撹拌機を示す図である。

【図2】本発明の実施の形態におけるロッド本体を示す図である。

【図3】本発明の実施の形態における凸継手の角筒部及び凹継手の角孔部を示す図である。

【図4】本発明の実施の形態における継手構造を形成する手順を示す図である（その１）。

【図5】本発明の実施の形態における継手構造を形成する手順を示す図である（その２）。

【図6】本発明の実施の形態における継手構造の詳細を示す図である。

【図7】本発明の実施の形態におけるロッド本体を継ぎ足しロッドを延伸する手順を示す図である（その１）。

【図8】本発明の実施の形態におけるロッド本体を継ぎ足しロッドを延伸する手順を示す図である（その２）。

【図9】本発明の実施の形態における削孔撹拌機により砂礫層を掘削する様子を示す図である。

【図10】従来技術の継手構造（フランジ式及び六角ジョイントピン式）を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の削孔撹拌機について、図１～図９を参照しつつその詳細を説明する。本実施の形態では、地中孔を構築する場合を事例に挙げるが、削孔撹拌機はソイルセメント柱を築造することも可能である。

【0020】

≪≪削孔撹拌機≫≫
図１で示すように、対象地盤を掘削する際に使用する削孔撹拌機１は、クローラ走行体２と、クローラ走行体２に搭載されている上部旋回体３と、起倒自在に支持されたリーダー４とを備える。

【0021】

リーダー４は、起立姿勢においてその前面側に上下方向に延在するガイド４１が設けられ、また、ガイド４１に沿って昇降する昇降体４２が装着されている。背面側には２台の伸縮装置４３、４４が設けられ、これらを介してリーダー４と上部旋回体３とが連結されている。リーダー４は、伸縮装置４３、４４の伸縮動作により起倒の各姿勢が自在となっている。

【0022】

また、リーダー４はその下端部に、チャック機構４５を備えている。チャック機構４５は、後述するロッド２０及び掘削ヘッド１０を把持可能な構成を有していれば、いずれの装置を採用してもよい。また、チャック機構４５は必ずしもリーダー４に装着されていなくてもよく、さらには、削孔撹拌機１とは別体の装置を採用してもよい。

【0023】

削孔撹拌機１はさらに、昇降体４２に搭載されたれた起振装置９と、起振装置９の下部に接続された回転装置８と、回転装置８を貫通し基端が起振装置９に接続される駆動軸７と、駆動軸７の先端に接続されるロッド２０と、ロッド２０の先端に接続された掘削ヘッド１０とを備える。

【0024】

起振装置９は、偏芯重錘を回転させることで上下方向の起振力を発生させる装置であり、昇降体４２を介してガイド４１に沿って移動するため、リーダー４の起立時には昇降方向に移動する態様となる。なお、起振装置９は、駆動軸７に対して上下方向の成分を含む振動を伝達可能な起振力を発生できる装置であれば、いずれを採用してもよい。

【0025】

回転装置８は、昇降体４２に設置されるとともに起振装置９に接続されており、起振装置９とともに起立姿勢のリーダー４に沿って移動する。その内部には、図示しない駆動軸係止部が備えられており、駆動軸７の周面を係止して軸周りに正方向もしくは逆方向の回転力を付与する。

【0026】

駆動軸７は中空部を備える一重管よりなり、その中間にスイベル継手６が装着されて、例えば、セメントミルク供給管や安定液供給管などの流体供給管５が接続されている。これにより、流体供給管５から供給されたセメントミルクや安定液Ｓなどの流体を、スイベル継手６から駆動軸７を介してロッド２０に供給することが可能となる。図１では、安定液Ｓを供給する場合を事例に挙げている。

【0027】

ロッド２０は、ロッド本体３０と、ロッド本体３０を軸線方向に連結する継手構造５０とにより構成されている。その基端部は、継手構造５０を介して駆動軸７に接続され、先端部は、継手構造５０を介して掘削ヘッド１０に接続されている。ロッド本体３０及び継手構造５０の詳細については、後述する。

【0028】

掘削ヘッド１０は、ロッド２０に接続され、中空部を備える一重管よりなる軸部１１と、軸部１１の先端部近傍であって側方に延びるように取り付けられた掘削翼本体１３と、掘削翼本体１３に取り付けられたビット１４とを備える。また、軸部１１には掘削翼本体１３から上方に離間した位置に、放射方向に延在する複数の攪拌翼１２が設置され、軸部１１の先端には先端ビット１５と流体吐出口１６とが設けられている。

【0029】

ビット１４及び先端ビット１５は、掘削ヘッド１０がロッド軸周りに正方向及び逆方向のいずれの方向に回転した場合にも地盤を掘削可能な形状を有している。また、流体吐出口１６は、流体供給管５からスイベル継手６、駆動軸７及びロッド２０を経由して軸部１１に供給された流体を地盤に向けて吐出する。本実施の形態では、地中孔Ｈを掘削しているため、流体供給管５から吐出される流体は安定液Ｓであるが、流体としてセメントミルクを採用すれば、地中孔Ｈに代えてソイルセメント柱を築造することも可能である。

【0030】

また、掘削ヘッド１０に設けた攪拌翼１２は、上記のとおりソイルセメント柱を築造する際、地盤を掘削しながら流体吐出口１６からセメントミルクを吐出しつつ撹拌する場合、もしくは、地中孔Ｈを構築したのち、この地中孔Ｈにセメント系固化材を供給して安定液と攪拌する場合などに使用する。

【0031】

≪≪ロッドの詳細≫≫
上述した構成を有する削孔撹拌機１において、ロッド２０は、駆動軸７を介して起振装置９から付与された上下方向の振動と回転装置８から付与されたロッド軸周りの正方向及び逆方向の回転を、掘削ヘッド１０に伝達可能な構成を有している。以下に、ロッド２０を構成するロッド本体３０と継手構造５０の詳細について説明する。継手構造５０は、駆動軸７及び掘削ヘッド１０とロッド２０との接続にも採用されていることから、これらについても併せて説明する。

【0032】

≪≪ロッド本体≫≫
ロッド本体３０は、図２で示すように、管材３１とその両端に凸継手３２と凹継手３３とを備えている。

【0033】

管材３１は、前述した駆動軸７及び掘削ヘッド１０の軸部１１と同様の一重管よりなり、流体供給管５から供給された流体が流下する中空部３１１を有している。その一端には凸継手３２が接続され、他端には凹継手３３が接続されている。図２では、凸継手３２を上側にして管材３１を立設させた状態を例示している。

【0034】

凸継手３２は、管材３１の中空部３１１と連通する中空部３２１が設けられた筒体よりなり、基端側は、その断面が管材３１と同様の大きさ及び外形形状の円筒部３２２に形成され、管材３１に対して溶接等の固着手段により固定されている。一方、先端側は、その断面が管材３１より小さく形成されるとともに、図３（ａ）で示すような、六角形のドーナツ形状に形成された角筒部３２３となっている。

【0035】

そして、基端側の円筒部３２２と先端側の角筒部３２３との境界部近傍に、凸側フランジ３２４が設けられている。凸側フランジ３２４は、円筒部３２２の外周面から張り出すように形成され、角筒部３２３側を下底面とし、円筒部３２２側を側面とする円錐台形状に形成されている。図６で示すように、角筒部３２３側は後述する凹側フランジ３３４との対向面３２４ａとなり、円筒部３２２側は後述する押さえ部材４０との当接面３２４ｂとなる。

【0036】

凹継手３３は、図２で示すように、全長に渡って断面が管材３１と同様の大きさ及び外形形状の収納筒部３３２に形成され、基端側に管材３１の中空部３１１と連通する中空部３３１が設けられている。一方、先端側には、凸継手３２の角筒部３２３と嵌合する角孔部３３３が形成され、角孔部３３３と中空部３３１は連通している。角孔部３３３の内周断面は、図３（ｂ）で示すように、角筒部３２３の外周面と同様の大きさの六角形に形成されている。

【0037】

そして、収納筒部３３２の先端に、凹側フランジ３３４が設けられている。凹側フランジ３３４は、収納筒部３３２の外周面から張り出すように形成され、先端側を下底面とし、管材３１側を側面とする円錐台形状に形成されている。図６で示すように、先端側は上述した凸側フランジ３２４との対向面３３４ａとなり、管材３１側は後述する押さえ部材４０との当接面３３４ｂとなる。

【0038】

≪≪継手構造５０≫≫
上記の構成を有するロッド本体３０は、図１で示すように、複数が軸線方向に並列配置されるとともに隣り合うロッド本体３０の間に、ロッド本体３０が備える凸継手３２及び凹継手３３と、押さえ部材４０とにより構成される継手構造５０が形成されて、ロッド２０となる。

【0039】

つまり、図４（ａ）（ｂ）で示すように、下側に位置するロッド本体３０ａの凸継手３２を構成する角筒部３２３を、上側に位置するロッド本体３０ｂの凹継手３３を構成する角孔部３３３に挿入して嵌合させ、凸側フランジ３２４の対向面３２４ａと凹側フランジ３３４の対向面３３４ａを当接させる。これにより、上側のロッド本体３０ｂに付与された正方向及び逆方向の回転力を、下側のロッド本体３０ａに対して凹継手３３の角孔部３３３と凸継手３２の角筒部３２３を介して伝達することが可能となる。

【0040】

このとき、凸継手３２の角筒部３２３先端と凹継手３３の角孔部３３３との間に、ロッドパッキン６０を介装する。ロッドパッキン６０は、凸継手３２と凹継手３３の中空部３２１、３３１の連通状態を維持するよう、中央に孔が設けられたリング形状に形成されている。

【0041】

こうして、対向面３２４ａ、３３４ａどうしを突き合せた凸側フランジ３２４と凹側フランジ３３４を、図５（ａ）（ｂ）で示すような押さえ部材４０により挟持する。これにより、上側のロッド本体３０ｂに付与された上下方向の振動を、下側のロッド本体３０ａに対して押さえ部材４０を介して伝達できる。

【0042】

≪押さえ部材４０≫
上記のような継手構造５０を構成する押さえ部材４０は、図５（ａ）（ｂ）で示すように、半割部材４０１，４０２と締結具４０３とを備え、締結具４０３は、ボルト４０３ａ及びナット４０３ｂを備える。

【0043】

半割部材４０１、４０２は、図５（ａ）で示すように、凸継手３２の凸側フランジ３２４及び凹継手３３の凹側フランジ３３４を囲繞可能な大きさのリング状部材を半割にしたものであり、半割部材４０１の周方向両端部には、放射方向に突出する耳部４０１ｂが設けられている。これら耳部４０１ｂには、ボルト４０３ａが貫通するボルト孔が形成されている。半割部材４０２にも同様に、周方向両端部に耳部４０２ｂが設けられ、ボルト４０３ａが貫通するボルト孔が形成されている。

【0044】

また、半割部材４０１の内周面には、周方向に連続した嵌合溝４０１ａが形成されている。その断面形状は、図６で示すように、対向面３２４ａ、３３４ａを突き合せた状態の凸側フランジ３２４と凹側フランジ３３４を挿入した際、これらと嵌合する形状に形成されている。凸側フランジ３２４と凹側フランジ３３４とを突き合せた断面は、外周縁に向けて先細りになるテーパーをなすから、嵌合溝４０１ａは、このテーパーと嵌合可能な略Ｖ型のテーパー溝に形成されている。半割部材４０２にも周方向に連続した嵌合溝４０２ａが形成され、嵌合溝４０１ａと同様の略Ｖ型のテーパー溝が形成されている。

【0045】

上記の構成を有する押さえ部材４０の装着手順は、つぎのとおりである。図５（ａ）で示すように、半割部材４０１、４０２を、突き合せた状態の凸側フランジ３２４と凹側フランジ３３４とを囲繞するようにして配置し、これらを嵌合溝４０１ａ、４０２ａに挿入し嵌合する。これにより、半割部材４０１，４０２の耳部４０１ｂ、４０２ｂが対向するから、図５（ｂ）で示すように、耳部４０１ｂ、４０２ｂに形成されているボルト孔に、ボルト４０３ａを挿通するとともに、ナット４０３ｂを螺合して締め込む。

【0046】

すると、図６で示すように、半割部材４０１，４０２が徐々に近接することに伴って、凸側フランジ３２４と凹側フランジ３３４が、嵌合溝４０１ａ、４０２ａに対してくさび状に入り込む。このとき、嵌合溝４０１ａ、４０２ａはともに、凸側フランジ３２４と凹側フランジ３３４の外周端面が、溝底に当接しない程度の溝深さＤを確保している。これにより、凸側フランジ３２４と凹側フランジ３３４は十分に嵌合溝４０１ａ、４０２ａに貫入するため、上下方向（凸継手３２及び凹継手３３の軸線方向）の締付け力が増大し、凸継手３２と凹継手３３を強固に挟持できる。

【0047】

したがって、凹継手３３側から上下方向の振動が伝達された場合にもガタツキを生じることなく、押さえ部材４０を介して凸継手３２側にこの上下方向の振動を伝達することが可能となる。上記の凸側フランジ３２４と凹側フランジ３３４に対する押さえ部材４０の締付け効果は、凸側フランジ３２４と凹側フランジ３３４とを突き合せた断面のテーパー角θを１０～６０°程度に設定することが好ましく、より好ましくは２６°程度である。

【0048】

なお、押さえ部材４０には、例えば図６で示すようなアイボルトＥを設けてもよい。こうすると、押さえ部材４０の着脱作業時に、アイボルトＥを利用して押さえ部材４０をワイヤーにて吊持することで落下防止対策を講じることが可能となる。

【0049】

上記の継手構造５０は、図１で示すように、ロッド２０と駆動軸７との接続、及びロッド２０と掘削ヘッド１０との接続にも採用している。図１では、立設状態のロッド本体３０における下端側に凹継手３３を配置し、上端側に凸継手３２を配置している。したがって、これに倣って、掘削ヘッド１０の上端に凸継手３２を設置し、駆動軸７の下端に凹継手３３を設置している。

【0050】

また、長大な地中孔Ｈを構築する場合には、継手構造５０を利用して容易にロッド本体３０を継ぎ足しロッド２０を延伸させることができるとともに、延伸したロッド２０を駆動軸７に接続することができる。以下に、新たなロッド本体３０ｃを継ぎ足してロッド２０を延伸する手順を説明する。

【0051】

≪ロッド本体を継ぎ足す手順≫
図７（ａ）で示すように、回転装置８による正方向の回転力と起振装置９による上下方向の振動を、駆動軸７からロッド２０を介して掘削ヘッド１０に伝達することにより地盤を掘削し、地中孔Ｈを構築する。地中削孔を開始するにあたっては、次のような準備工を実施している。

【0052】

伸縮装置４３、４４を介してガイド４１を立設姿勢に配置したリーダー４が所定位置に配置されるよう削孔撹拌機１を据え付ける。次に、あらかじめ掘削予定位置を予備掘削して掘削ヘッド１０を挿入し、掘削ヘッド１０の軸部１１及び駆動軸７にロッド本体３０を接続する。これらいずれも前述したように、継手構造５０を設けることにより接続している。

【0053】

具体的には、図１で示すように、軸部１１の凸継手３２とロッド本体３０の凹継手３３とを嵌合させ、これらに押さえ部材４０を装着して継手構造５０を設けることにより、軸部１１とロッド本体３０を接続する。同様に、ロッド本体３０の凸継手３２と駆動軸７の凹継手３３とを嵌合させ、これらに押さえ部材４０を装着して継手構造５０を設けることによりロッド本体３０と駆動軸７を接続する。

【0054】

また、施工中は、図７（ａ）で示すように、安定液Ｓを流体供給管からスイベルジョイントを介して駆動軸７に供給し、ロッド２０及び掘削ヘッド１０の軸部１１を経由して、流体吐出口１６から地中孔Ｈに吐出させている。地中孔Ｈを満たす安定液Ｓは、孔内に挿入したバキュームホースＶを利用して排出している。図７（ｂ）で示すように、掘削が進むにつれて掘削ヘッド１０が降下し、ロッド２０に形成された継手構造５０がチャック機構４５の上端近傍に近接したところで、回転装置８及び起振装置９を一旦停止する。

【0055】

チャック機構４５でロッド２０を構成するロッド本体３０を把持した状態で、ロッド本体３０と駆動軸７とを接続する継手構造５０から押さえ部材４０を取り外す。押さえ部材４０を取り外したところで、図７（ｃ）で示すように、ガイド４１に沿って回転装置８及び起振装置９が設置されている昇降体４２を上昇させる。こうして、ロッド本体３０が上端に備える凸継手３２を露出させるとともに、駆動軸７が下端に備える凹継手３３を露出させる。また、駆動軸７の凹継手３３とロッド本体３０の凸継手３２との間に、新たなロッド本体３０ｃを継ぎ足すための作業空間を設ける。

【0056】

この作業空間を利用して、図８（ａ）で示すように、駆動軸７とチャック機構４５に把持されているロッド本体３０とに、新たなロッド本体３０ｃを接続する。具体的には、図８（ｂ）で示すように、チャック機構４５に把持されたロッド本体３０の凸継手３２と新たなロッド本体３０ｃの凹継手３３とを嵌合し、これらに押さえ部材４０を装着して継手構造５０を設ける。これにより新たなロッド本体３０ｃが継ぎ足され、ロッド２０はその部材長が延伸する。

【0057】

こののち、昇降体４２を利用して駆動軸７の高さ位置を適宜調整しつつ、新たなロッド本体３０ｃの凸継手３２と駆動軸７の凹継手３３とを嵌合し、これらに押さえ部材４０を装着して継手構造５０を設ける。これにより、部材長が延伸したロッド２０は駆動軸７から垂下した状態となるから、チャック機構４５を開放して、図９（ｃ）で示すように、回転装置８及び起振装置９を作動させ、地中孔Ｈの構築作業を再開する。

【0058】

このような手順で、継手構造５０を介してロッド本体３０が継ぎ足されたロッド２０は、駆動軸７を介して付与された、回転装置８による正方向の回転力と起振装置９による上下方向の振動を、ロッド２０の先端側に接続された掘削ヘッド１０にスムーズに伝達する。したがって、掘削途中の地盤に硬質層が存在した場合にも、上下方向の振動が伝達された掘削ヘッド１０のビット１４及び先端ビット１５で打撃破砕したり、大きな礫を振動で移動させるなどして、掘削を継続することが可能となる。

【0059】

また、継手構造５０は、押さえ部材４０を採用し、従来技術の一つとして説明した図１０（ｂ）の六角ジョイントピン式の継手構造８０のような一対の接続ピン８１を使用しない。このため、凸継手３２と凹継手３３の嵌合範囲を短小化することが可能となる。つまり、一対の接続ピン８１を採用する場合には、図１０（ｂ）で示すように、角孔部８３１には接続ピン８１を貫通する貫通孔８３２を、また角筒部８２１には接続ピン８１が通過する切り欠き８２２を、それぞれ高さ方向に位置をずらして設ける必要が生じる。しかし、継手構造５０の角孔部３３３と角筒部３２３はこれらを省略できることから高さを低く設定できるため、嵌合範囲も小さくなる。

【0060】

これにより、ロッド本体３０の全長を変えずに、凸継手３２と凹継手３３の嵌合範囲を短小化させた分だけ管材３１の部材長を長くして製作することができる、すると、施工対象領域が低空頭な空間にあり、ロッド本体３０を継ぎ足すための作業空間の確保に制限がある場合にも、ロッド２０を延伸するべく継ぎ足すロッド本体３０の数量を減少することが可能となる。これに伴って、ロッド本体３０を継ぎ足す作業の回数も減少できるため、地中孔Ｈを施工する際の作業効率が大幅に向上し、工期短縮に寄与することが可能となる。

【0061】

さらに、削孔撹拌機１による地中削孔時に、図９（ａ）で示すような礫分が締め固まった砂礫層Ｇが存在する場合、掘削ヘッド１０のビット１４及び先端ビット１５が砂礫層Ｇに食い込む、もしくは、分離した礫分が砂礫層Ｇと掘削ヘッド１０との間に入り込んで掘削ヘッド１０が空転するなどして、掘削不能な事態となる場合がある。このような場合には、図９（ｂ）で示すように、回転装置８にてロッド２０に対して軸心周りに逆方向の回転力を付与するといった対策を講じることができる。

【0062】

これにより、地中に砂礫層Ｇが存在する場合にも、煩雑な操作を行うことなく掘削作業を継続でき、地中削孔に係る作業性を大幅に向上することが可能となる。このとき、掘削ヘッド１０は正方向及び逆方向のいずれの回転でも掘削可能な構造を有しているから、逆回転のまま掘削を進行してもよいし、正回転に切り替えて掘削作業を再開してもよい。

【0063】

本発明の削孔撹拌機は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0064】

例えば、本実施の形態では図４で示すように、凸継手３２の角筒部３２３及び凹継手３３の角孔部３３３を六角型に形成したが、必ずしもこれに限定するものではない。凸継手３２及び凹継手３３の軸周りに相互に回転することのない形状であれば、三角型や四角型などいずれの形状を採用してもよい。

【0065】

また、本実施の形態では、起立姿勢のロッド本体３０において、上端に凸継手３２を配置するとともに下端に凹継手３３を配置したが、これに限定するものではない。上下逆転させてもよいし、上下に凸継手３２を配置したロッド本体３０と上下に凹継手３３を配置したロッド本体３０とを準備し、両者の組み合わせを継手構造５０で接続しロッド２０を構成してもよい。

【0066】

さらに、本実施の形態では図５（ａ）で示すように、押さえ部材４０を、半割部材４０１，４０２と締結具４０３とにより構成し、締結具４０３に合計４本のボルト４０３ａ及びナット４０３ｂを採用したが、その数量はいずれでもよい。また、図６で示すように、凸側フランジ３２４と凹側フランジ３３４に対して上下方向の締付け力を作用させることが可能であれば、締結具４０３は、ボルト４０３ａ及びナット４０３ｂの組み合わせに限定するものではない。

【0067】

加えて、半割部材４０１，４０２は必ずしも別体でなくてもよく、例えば、２組の耳部４０１ｂ、４０２ｂのうち、一方の組み合わせにヒンジ部材を設け、他方の組み合わせをボルト４０３ａ及びナット４０３ｂで締付ける構造としてもよい。

【符号の説明】

【0068】

１ 削孔撹拌機
２ クローラ走行体
３ 上部旋回体
４ リーダー
４１ ガイド
４２ 昇降体
４３ 伸縮装置
４４ 伸縮装置
４５ チャック機構
５ 流体供給管
６ スイベル継手
７ 駆動軸
８ 回転装置
９ 起振装置
１０ 掘削ヘッド
１１ 軸部
１２ 攪拌翼
１３ 掘削翼本体
１４ ビット
１５ 先端ビット
１６ 流体吐出口
２０ ロッド
３０ ロッド本体
３０ａ ロッド本体（下側）
３０ｂ ロッド本体（上側）
３０ｃ 新たなロッド本体
３１ 管材
３１ａ 鋼管（下側）
３１ｂ 鋼管（上側）
３２ 凸継手
３２１ 中空部
３２２ 円筒部
３２３ 角筒部
３２４ 凸側フランジ
３２４ａ 対向面
３２４ｂ 当接面
３３ 凹継手
３３１ 中空部
３３２ 収納筒部
３３３ 角孔部
３３４ 凹側フランジ
３３４ａ 対向面
３３４ｂ 当接面
４０ 押さえ部材
４０１ 半割部材
４０１ａ 嵌合溝
４０１ｂ 耳部
４０２ 半割部材
４０２ａ 嵌合溝
４０２ｂ 耳部
４０３ 締結具
４０３ａ ボルト
４０３ｂ ナット
５０ 継手構造
６０ ロッドパッキン
７０ 継手構造（フランジ式）
７１ フランジ
７２ フランジ
７３ ボルト
８０ 継手構造（六角ジョイントピン式）
８１ 接続ピン
８２ オス継手
８２１ 角筒部
８２２ 切り欠き部
８３ メス継手
８３１ 角孔部
Ｇ 砂礫層
Ｈ 地中孔
Ｖ バキュームホース
Ｅ アイボルト
Ｓ 安定液

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】