特許 7094101 杭穴掘削ヘッド

(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】

(24)【登録日】2022-06-23

(45)【発行日】2022-07-01

(54)【発明の名称】杭穴掘削ヘッド

(51)【国際特許分類】

   E21B 10/32 20060101AFI20220624BHJP

【ＦＩ】

E21B10/32

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2017253901

(22)【出願日】2017-12-28

(65)【公開番号】P2019120006

(43)【公開日】2019-07-22

【審査請求日】2020-12-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000176512

【氏名又は名称】三谷セキサン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108947

【弁理士】

【氏名又は名称】涌井 謙一

(74)【代理人】

【識別番号】100117086

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 典弘

(74)【代理人】

【識別番号】100124383

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 一永

(74)【代理人】

【識別番号】100173392

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 貴宏

(74)【代理人】

【識別番号】100189290

【弁理士】

【氏名又は名称】三井 直人

(72)【発明者】

【氏名】松本 行紀

【審査官】石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１１２０８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭４８－０１２４１３（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開平０９－１１９２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－１９２９８１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｂ １０／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

オーガに連結した掘削ロッドの下端に連結して使用する杭穴を掘削するヘッドであって、以下のように構成したことを特徴とする杭穴掘削ヘッド。
(1) 前記掘削ロッドの下端に連結できるヘッド本体に、水平軸周りに回転自在に掘削腕を連結した。
(2) 前記掘削腕は、長さ方向の中間部に前記水平軸が位置し、前記水平軸から一側に掘削刃を形成し、前記水平軸から他側に錘を形成した。
(3) 前記掘削腕は、自然状態で、一側と他側を結ぶ線を水平とした状態で、この水平位置を保つ場合の前記一側の重量をＡとして、前記他側の重量をＡと同等またはＡより大きく形成した。
(4) 前記杭穴掘削時に、前記掘削刃が刃先を下方に向けるように、前記掘削腕の揺動を規制するストッパーを、前記ヘッド本体または前記掘削腕に取り付けた。
(5)前記掘削腕の一側の掘削刃は、前記掘削腕長さ方向で他側の反対側に刃先を向けて配置した。

【請求項2】

オーガに連結した掘削ロッドの下端に連結して使用する杭穴を掘削するヘッドであって、以下のように構成したことを特徴とする杭穴掘削ヘッド。
(1) 前記掘削ロッドの下端に連結できるヘッド本体に、水平軸周りに回転自在に掘削腕を連結した。
(2) 前記掘削腕は、長さ方向の中間部に前記水平軸が位置し、前記水平軸から一側に掘削刃を形成し、前記水平軸から他側に錘を形成した。
(3) 前記掘削腕は、長さ方向を部材軸として、前記部材軸が前記水平軸と交差する位置に部材軸と直交する区画軸を設定する。前記区画軸から一側の重量をＢ、前記区画軸から他側の重量をＣとし、
重量Ｂ≦重量Ｃ、または、重量Ｂ≒重量Ｃ
とした。
(4) 前記杭穴掘削時に、前記掘削刃が刃先を下方に向けるように、前記掘削腕の揺動を規制するストッパーを、前記ヘッド本体または前記掘削腕に取り付けた。
(5) 前記掘削腕の揺動方向で前側に、揺動軌跡に沿って補助掘削刃を突設した。
(6) 前記補助掘削刃は、掘削時に前記掘削腕が揺動した際に、刃先が水平方向より上向きのなるように、形成した。

【請求項3】

オーガに連結した掘削ロッドの下端に連結して使用する杭穴を掘削するヘッドであって、以下のように構成したことを特徴とする杭穴掘削ヘッド。
(1) 前記掘削ロッドの下端に連結できるヘッド本体に、水平軸周りに回転自在に掘削腕を連結した。
(2) 前記掘削腕は、長さ方向の中間部に前記水平軸が位置し、前記水平軸から一側に掘削刃を形成し、前記水平軸から他側に錘を形成した。
(3) 前記掘削腕は、長さ方向の部材軸に対して、前記掘削腕の重心の位置が、前記部材軸上で、水平軸と同等または、水平軸よりも他側に寄っている。
(4) 前記杭穴掘削時に、前記掘削刃が刃先を下方に向けるように、前記掘削腕の揺動を規制するストッパーを、前記ヘッド本体または前記掘削腕に取り付けた。
(5) 掘削腕の拡大掘削時の揺動方向で前側に、揺動軌跡に沿って補助掘削刃を突設した。
(6) 前記補助掘削刃は、拡大掘削時に前記掘削腕が揺動した際に、刃先が水平方向より上向きのなるように、形成した。

【請求項4】

以下のように構成したことを特徴とする請求項１または請求項３記載の杭穴掘削ヘッド。
(1) 掘削腕の揺動方向で前側に、揺動軌跡に沿って補助掘削刃を突設した。
(2) 前記補助掘削刃は、掘削時に前記掘削腕が揺動した際に、刃先が水平方向より上向きになるように、形成した。

【請求項5】

以下のように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の杭穴掘削ヘッド。
(1) 掘削腕の拡大掘削時の揺動方向で前側に、揺動軌跡に沿って補助掘削刃を突設した。
(2) 前記補助掘削刃は、拡大掘削時に前記掘削腕が揺動した際に、刃先が水平方向より上向きになるように、形成した。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基礎杭の構築に際して、杭穴を掘削する杭穴掘削ヘッドに関する。

【背景技術】

【0002】

掘削機のオーガに接続された掘削ロッドの下端に掘削ヘッドを連結して、杭穴の掘削をしていた。この際、掘削ヘッドは各種提案がなされているが、この発明は、掘削ロッドに連結するヘッド本体に揺動自在に掘削腕（先端に掘削刃を備えている）を設けて構成した掘削ヘッドに係るもので、この掘削ヘッドでは、掘削ヘッド（掘削ロッド、オーガ）を回転させることにより、掘削腕（特に先端部の掘削刃周辺）が土圧を受けることにより、掘削腕が揺動して、揺動角度に応じた径で掘削ができた（特許文献１、２）。掘削腕を開閉（揺動）させるために地上から油圧や機械操作が不要で、かつ径の異なる掘削の切り替えが容易で、また掘削径の大小比が大きくとれた。

【0003】

また、この場合、揺動軸となる水平軸を揺動腕の上端部を取り付けていた。なるべく水平軸から掘削刃（掘削腕の先端）までの長さを長くして掘削径を大きくするためである。したがって、ニュートラル状態（非回転状態（土圧を受けていない状態））で、掘削腕は下方に刃先を向けて垂れている状態にあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１０－１１２０８２号公報

【文献】特開平６－３３６８９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

杭穴の軸部の掘削径に対して、杭穴の底（根固め部）や中間深さや地面付近に、軸部より大径で拡大掘削をする場合、拡大掘削用に大きく揺動する際の土圧の大きさによっては、掘削腕が拡大するまでやや時間を要する場合があった。とりわけ、いったん軸部径で杭穴底まで掘削して、杭穴底から杭穴壁を削いで押し広げて拡大掘削する場合に、顕著であった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

そこで、本発明は、揺動自在の掘削腕を備えた杭穴掘削ヘッドで、少ない土圧でも掘削腕がより大きく開くように（より大きな揺動角度を取れるように）、掘削腕の上端部で、水平軸より上端側（掘削刃の反対側）をより重くしてあるいは同等の重さとして、少ない土圧でも容易に掘削腕が開き易く構成し、前記問題を解決した。

【0007】

即ちこの第一の発明は、オーガに連結した掘削ロッドの下端に連結して使用する杭穴を掘削するヘッドであって、以下のように構成したことを特徴とする杭穴掘削ヘッドである。
(1) 前記掘削ロッドの下端に連結できるヘッド本体に、水平軸周りに回転自在に掘削腕を連結した。
(2) 前記掘削腕は、長さ方向の中間部に前記水平軸が位置し、前記水平軸から一側に掘削刃を形成し、前記水平軸から他側に錘を形成した。
(3) 前記掘削腕は、自然状態で、一側と他側を結ぶ線を水平とした状態で、この水平位置を保つ場合の前記一側の重量をＡとして、前記他側の重量をＡと同等またはＡより大きく形成した。
(4) 前記杭穴掘削時に、前記掘削刃が刃先を下方に向けるように、前記掘削腕の揺動を規制するストッパーを、前記ヘッド本体または前記掘削腕に取り付けた。
(5)前記掘削腕の一側の掘削刃は、前記掘削腕長さ方向で他側の反対側に刃先を向けて配置した。

【0008】

また、第二の発明は、オーガに連結した掘削ロッドの下端に連結して使用する杭穴を掘削するヘッドであって、以下のように構成したことを特徴とする杭穴掘削ヘッドである。
(1) 前記掘削ロッドの下端に連結できるヘッド本体に、水平軸周りに回転自在に掘削腕を連結した。
(2) 前記掘削腕は、長さ方向の中間部に前記水平軸が位置し、前記水平軸から一側に掘削刃を形成し、前記水平軸から他側に錘を形成した。
(3) 前記掘削腕は、長さ方向を部材軸として、前記部材軸が前記水平軸と交差する位置に部材軸と直交する区画軸を設定する。前記区画軸から一側の重量をＢ、前記区画軸から他側の重量をＣとし、
重量Ｂ≦重量Ｃ、または、重量Ｂ≒重量Ｃ
とした。
(4) 前記杭穴掘削時に、前記掘削刃が刃先を下方に向けるように、前記掘削腕の揺動を規制するストッパーを、前記ヘッド本体または前記掘削腕に取り付けた。
(5) 前記掘削腕の揺動方向で前側に、揺動軌跡に沿って補助掘削刃を突設した。
(6) 前記補助掘削刃は、掘削時に前記掘削腕が揺動した際に、刃先が水平方向より上向きのなるように、形成した。

【0009】

また、第三の発明は、オーガに連結した掘削ロッドの下端に連結して使用する杭穴を掘削するヘッドであって、以下のように構成したことを特徴とする杭穴掘削ヘッドである。
(1) 前記掘削ロッドの下端に連結できるヘッド本体に、水平軸周りに回転自在に掘削腕を連結した。
(2) 前記掘削腕は、長さ方向の中間部に前記水平軸が位置し、前記水平軸から一側に掘削刃を形成し、前記水平軸から他側に錘を形成した。
(3) 前記掘削腕は、長さ方向の部材軸に対して、前記掘削腕の重心の位置が、前記部材軸上で、水平軸と同等または、水平軸よりも他側に寄っている。
(4) 前記杭穴掘削時に、前記掘削刃が刃先を下方に向けるように、前記掘削腕の揺動を規制するストッパーを、前記ヘッド本体または前記掘削腕に取り付けた。
(5) 掘削腕の拡大掘削時の揺動方向で前側に、揺動軌跡に沿って補助掘削刃を突設した。
(6) 前記補助掘削刃は、拡大掘削時に前記掘削腕が揺動した際に、刃先が水平方向より上向きのなるように、形成した。

【0010】

また、前記各発明において、以下のように構成したことを特徴とする杭穴掘削ヘッドである。
(1) 掘削腕の揺動方向で前側に、揺動軌跡に沿って補助掘削刃を突設した。
(2) 前記補助掘削刃は、掘削時に前記掘削腕が揺動した際に、刃先が水平方向より上向きになるように、形成した。

【0011】

また、前記各発明において、以下のように構成したことを特徴とする杭穴掘削ヘッドである。
(1) 掘削腕の拡大掘削時の揺動方向で前側に、揺動軌跡に沿って補助掘削刃を突設した。
(2) 前記補助掘削刃は、拡大掘削時に前記掘削腕が揺動した際に、刃先が水平方向より上向きになるように、形成した。

【発明の効果】

【0012】

この発明は、一側に主掘削刃を備えた掘削腕で、他側に錘を設けて、
（１）自然状態で、一側と他側を結ぶ線を水平とした状態で、この水平位置を保つ場合の前記他側の重量をＡとして、他側の重量をＡと同等またはＡより大きく形成し、
あるいは、
（２）一側の重量ＷＢ≒他側の重量ＷＣ、または ＷＢ≦ＷＣ
とし、あるいは、
（３）掘削腕の重心の位置を、部材軸上で、水平軸と同等または、水平軸よりも他側に寄せた。
ので、少ない土圧で、確実に掘削腕を揺動させることができるので、掘削効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】この発明の杭穴掘削ヘッドの実施形態で、（ａ）は掘削時の正面図、（ｂ）はニュートラル状態の正面図、（ｂ）は同じくニュートラル状態の他の正面図、を表す。

【図2】この発明の杭穴掘削ヘッドの実施形態で、（ａ）はニュートラル状態の正面図、（ｂ）は同じく底面図、（ｃ）は他のニュートラル状態の正面図で、（ｄ）は同じく底面図、を表す。

【図3】この発明の杭穴掘削ヘッドの実施形態の正面図で、（ａ）は軸部掘削時、（ｂ）はニュートラル状態、（ｃ）は拡大掘削時、を表す。

【図4】この発明の杭穴掘削ロッドの正面図で、（ａ）は軸部掘削時、（ｂ）は拡大掘削開始時、（ｃ）は拡大掘削時、を表す。

【図5】この発明の杭穴掘削ヘッドの他の実施例で、（ａ）は軸部掘削時の正面図、（ｂ）はニュートラル時の正面図、を表す。

【図6】この発明の杭穴掘削ヘッドを使用した施工方法を説明する概略した平面図及び縦断面図で、（ａ）は軸部掘削開始時、（ｂ）は軸部掘削完了時、（ｃ）は拡底部掘削開始時、（ｄ）は拡底部掘削完了時、を表す。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図面に基づき、この発明の杭穴掘削ヘッドの実例形態について説明する。

【0015】

１．杭穴掘削ヘッド３０の基本原理について

【0016】

（１） 掘削ロッド４などとの連結部４を有するヘッド本体１は、下端に固定掘削刃５、５を有する。ヘッド本体１に、本体軸３からＬ１だけずらした水平軸８周りに揺動自在に掘削腕１０Ａ、１０Ｂを取り付ける。掘削腕１０Ａ、１０Ｂの下端には主掘削刃１３、１３が設けてある。
このように構成した杭穴掘削ヘッド３０で、掘削腕１０Ａ、１０Ｂの水平軸８を通る長さ方向の軸を部材軸１９とし、部材軸８に直交し水平軸８を通る線を区画軸２０とする（図１（ａ））。
区画軸２０を境に、主掘削刃１３側を一側１１として、一側１１の重量をＷＢとする。区画軸２０の一側１１の反対側を他側１２として、錘１７を形成して、他側１２の重量をＷＣとする。ここで、
ＷＢ＜ＷＣ
とする。

【0017】

（２） また、他の構成として、以下のように考えることもできる。
ヘッド本体１の水平軸８に揺動時在に掘削腕１０Ａ、１０Ｂを設けた杭穴掘削ヘッド３０を構成し、掘削腕１０Ａ、１０Ｂで水平軸８から主掘削刃１３、１３側を一側１１とし、反対側を他側１２として、錘１７を形成してある（図１（ｂ）（ｃ））。
掘削腕１０Ａ、１０Ｂを水平方向にした場合、自然状態で（外力が加わっていない状態。ニュートラル状態）、掘削腕１０Ａ、１０Ｂの部材軸１９が水平な状態を維持できる状態がある（図１（ｃ）、図２（ｃ）（ｄ））。この状態の一側１１の重量をＷＡとする。
この際に、掘削腕１０Ａ、１０Ｂは、他側１２（錘１７側）が下になるように、掘削腕１０Ａ、１０Ｂを垂直にした場合も、同様に垂直状態を維持できる（図１（ｂ）、（図２（ａ）（ｂ））。
そして、掘削腕１０の他側１２の重量を、ＷＡより大きく形成するように、掘削腕１０（１０Ａ、１０Ｂ）を構成する。
一般に、掘削径に応じて、掘削腕１０の一側１１の長さや構造が決まるので（＝ＷＡが決まる）、それに応じて、他側１２（すなわち錘１７の重さ）を調整することになる。

【0018】

（３） また、掘削腕１０Ａ、１０Ｂで、一側１１の重量ＷＢとし、水平軸８から一側１１の重心までの距離ＬＢとし、他側１２の重量ＷＣとし、水平軸８から他側１２の重心までの距離ＬＣとした場合、
ＷＢ×ＬＢ＜ＷＣ×ＬＣ
とすることもできる（図示していない）。

【0019】

（４） このように形成した杭穴掘削ヘッド３０では、掘削腕１０Ａ（１０Ｂ）のみを取り出すと、部材軸１９に対して、掘削腕１０Ａ（１０Ｂ）の重心２６は水平軸８よりも他側１２側に位置していることになる（図３）。部材軸１９が水平軸８を通る鉛直線２５と一致していれば釣り合うことになり、わずかに部材軸１９が傾けば、傾いた側に掘削腕１０Ａ（部材軸１９）は揺動してその位置を維持することになる。
したがって、主掘削刃１３に矢示２７方向（右から左に向けて）土圧が作用すれば（図３（ａ）（ｂ））、わずかな土圧でも、掘削腕１０Ａは図３（ａ）のように揺動して、その位置を保ち、杭穴の軸部掘削（小径掘削）できる。
また、他側１２（錘１７）が右側に傾いた掘削腕１０Ａの状態（図３（ａ））から、逆側の矢示２７方向（左から右に向けて）土圧が作用すれば、少ない土圧で、掘削腕１０Ａは部材軸１９が垂直線２５に一致する位置を経由して、他側１２（錘１７）が左側に傾いた掘削腕１０Ａの状態（図３（ｃ））に至ることができる。したがって、掘削腕１０Ａは図３（ｃ）のように揺動して、その位置を保ち、杭穴の拡大掘削（大径掘削）ができる（図３（ｃ））。
また、他側１２（錘１７）が左側に傾いた掘削腕１０Ａの状態（図３（ｃ））から、矢示２８方向の土圧を解除して、わずかに矢示２７方向の土圧を作用させれば、同様に、他側１２（錘１７）が右側に傾いた掘削腕１０Ａの状態（図３（ａ））とすることもできる。杭穴掘削ヘッド３０を掘削した杭穴から引き上げる際に、有効である。

【0020】

（５） 従来の杭穴掘削ヘッドでは、一側１１が他側１２より重いので、重い一側１１の重量（他側１２との差）を超えた大きな土圧が作用しなければ、掘削腕１０Ａの揺動を切り替えることができなかったが、この発明では、小さな土圧の変化で、掘削腕１０Ａの揺動を切り替えることができる。
なお、一般に土圧の方向２７、２８の切り替えは、杭穴掘削ヘッド３０の回転方向の切り替えで行う。

【0021】

（６） なお、前記において、「掘削腕１０の他側１２の重量を、ＷＡより大きく形成するように」または「ＷＢ＜ＷＣ」となるように掘削腕１０（１０Ａ、１０Ｂ）を構成したのでよりよいが、「掘削腕１０の他側１２の重量を、ＷＡと同程度で形成する」または「ＷＢ≒ＷＣ」とすることもできる。この場合には、図３（ｂ）で重心２６と水平軸８とがほぼ一致する状態となるので、矢示２７、２８への土圧の変化は少なくても、掘削腕１０Ａ（部材軸１９）の揺動を切り替えることができる。
「ＷＢ×ＬＢ≒ＷＣ×ＬＣ」とした場合も同様である。

【0022】

２．杭穴掘削ヘッド３０の構成

【0023】

（１） 掘削機のオーガ（図示していない）に連結した掘削ロッド４０の下端に、連結できる連結部４を備えるヘッド本体１は、下端に下方に向けた固定掘削刃５ａ、５ｂを、刃先６、６を下方に向けて、突設する。連結部３の軸芯（掘削ロッド４０の軸芯）を通る軸を本体軸３とし、固定掘削刃５ａ、５ｂは、本体軸３に近い側の掘削刃５ａの刃先６ａを短く（上方に位置し）、本体軸３から遠い側の掘削刃５ｂ刃先６ｂを長く（下方に位置し）設定してある。ヘッド本体１は、横断面が長方形となるように偏平に形成され、垂直面の面積が広い側を大平面２、２とする。
平行な両大平面２、２に直角に、水平軸３を設定する。水平軸３は、本体軸３からＬ１だけ端（掘削腕１０の主掘削刃１３の揺動方向）に寄せてある。
また、ヘッド本体１の下端に、地上のプラントに連通するセメントミルクなどの吐出口７を形成してある（図２（ｂ）（ｄ）参照）。

【0024】

（２） 水平軸８に、掘削腕１０の長さ方向の中間位置を回転自在に取り付ける。水平軸８は、ヘッド本体１側に凸部（軸）を形成し、掘削腕側に凸部を挿入する凹部（軸受け）を形成することもでき、また逆に掘削腕１０に凸部（軸）を形成し、ヘッド本体１側に凹部（軸受け）を形成することもできる（図示していない）。
掘削腕１０は、長さ方向で、一側１１に主掘削刃１３、１３を形成し、他側１２に錘１７を形成してある。主掘削刃１３は、長さ方向で他側１２の反対側に刃先１４を向けて複数個配置してある。
また、掘削腕１０の一側１１（固定掘削刃１３）で、揺動方向で前側（図１（ａ）正面の掘削腕１０Ａで右側。矢示３２方向。主掘削刃１３がヘッド本体１から外方に突出する側）に、揺動軌跡に沿って補助掘削刃１５を突設した。補助掘削刃１５は、掘削時に掘削腕１０が揺動した際に、刃先１６が水平方向より上向きになるように形成してある（図１（ａ））。補助掘削刃１６の刃先をこのように構成したので、軸部掘削径で杭穴底まで掘削をして、杭穴掘削ヘッド３０を上昇させながら杭穴壁を削いで押し広げて拡大掘削をする際に、効率的である。
また、補助掘削刃１５の刃先１６は、杭穴の軸部掘削時に、掘削腕１０Ａ、１０Ｂが揺動した状態で、最も外周側に位置する主掘削刃１３の刃先１４と垂直位置が同じ程度となるように調整してある（図１（ａ）、図３（ａ））。

【0025】

（３） 掘削腕１０の長さ方向の軸で、水平軸８を通る軸を部材軸１９として、部材軸に直交する軸で水平軸８を通る軸を区画軸２０とする。区画軸２０から一側１１（主掘削刃１３側）の重量をＷＢ、区画軸２０から他側１２（錘１７側）の重量をＷＣとし、
重量ＷＢ≒重量ＷＣ
としてある（図１（ａ））。

【0026】

（４） 続いて、掘削ヘッド本体１で、水平軸８より上方に、軸部掘削時に掘削腕１０の揺動を制限するストッパー２２、２２と、拡大掘削時に掘削腕１０の揺動を規制するストッパー２３、２３を固定する（図１（ａ））。
ストッパー２２、２３を水平軸８より上方に固定したので、ストッパー２２、２３は掘削腕１０の他側１２（錘１７）に当接し、ストッパー２２、２３により、掘削腕１０、１０の揺動範囲を規制する。

【0027】

（５）以上のようにして、杭穴掘削ヘッド３０を構成する（図１（ａ）。

【0028】

３．杭穴掘削ヘッド３０の作動

【0029】

（１） 従来同様、下端に杭穴掘削ロッド４０を取り付けた掘削ロッド４０をオーガに取り付ける。この状態で、杭穴掘削ロッドは、ニュートラルな状態であるので、小さな外力が加わると回転する状態にあるが、ストッパー２２、２３があるので、掘削腕１０Ａの揺動範囲を規制している（図４（ａ）、図４（ｃ））。
オーガ（図示していない）を矢示３５方向に（上から見ると左周り。図６（ａ））回転させると伴い掘削ロッド４０も回転して、回転する杭穴掘削ヘッド４０の主掘削刃１３、１３の刃先１４を地面に当てると、主掘削刃１３、１３が土圧を受けて、掘削腕１０Ａの主掘削刃１３は矢示３３方向（掘削腕１０Ｂの掘削刃１３は矢示３２方向）に揺動して（図１（ａ））、径Ｄ１の杭穴の軸部４２の掘削を開始する（図１（ａ）、図４（ａ）、図６（ａ））。この際、掘削腕１０Ａ、１０Ｂは、他側１２（錘１７）がストッパー２２に当接するので、この揺動角度を維持して、径Ｄ１の杭穴の軸部４２を掘削できる。
また、この際、固定掘削刃５ａ、５ｂで、杭穴の中心に近い側を掘削する。

【0030】

（２） 掘削ロッド４０を継ぎ足しながら、所定の深さ（支持地盤）まで、径Ｄ１で杭穴の軸部４２を掘削して（図６（ｂ））、一旦オーガー（掘削ロッド４０）の回転を停止する。この際、掘削腕１０Ａ、１０Ｂの主掘削刃１３（刃先１４）は杭穴の底４４付近に位置している。
続いて、オーガ（図示していない）を矢示３６方向に（上から見ると右周り。図６（ｃ））回転させると、伴い掘削ロッド４０も回転して、回転する杭穴掘削ヘッド４０の主掘削刃１３、１３の刃先１４を杭穴壁４３または杭穴底４４に当てると、主掘削刃１３、１３は土圧を受けて、掘削腕１０Ａの主掘削刃１３はは図１（ａ）の矢示３２方向（掘削腕１０Ｂの主掘削刃１３は矢示３３方向）に移動して、掘削腕１０Ａ、１０Ｂは部材軸１９が鉛直線２５（本体軸３）を越えて、他側に揺動して、掘削径Ｄ２（＞Ｄ１）となる（図４（ｂ））。引き続き、掘削腕１０Ａ、１０Ｂは揺動して、掘削腕１０Ａ、１０Ｂは、他側１２（錘１７）がストッパー２３、２３に当接するので、この揺動角度を維持して、径Ｄ３（＞Ｄ２＞Ｄ１）の杭穴の拡底部４５を掘削できる（図４（ｃ）、図６（ｃ））。

【0031】

（３） 上記（２）の場合、杭穴の底４４から杭穴掘削ヘッド３０を上昇させながら、杭穴の径Ｄ１の軸部４２の穴壁４３を削ぐように広げて、径Ｄ３の拡底部を掘削する（図４（ｃ））。この際、補助掘削刃１５が刃先１６を上方に向けるので、杭穴掘削ヘッド３０を上昇させながら杭穴壁４３を削ぐように掘削する際に、掘削効率を高めることができる（図４（ｃ））。
所定の高さまで杭穴掘削ヘッド３０を上昇させて、所定の深さ（高さ）の杭穴の拡底部４５の掘削を完了する（図６（ｄ））。

【0032】

（４） 杭穴の拡底部４５に掘削が完了したならば、掘削ロッド（オーガ）４０の回転を止めて、杭穴の底４４から掘削ロッド４０ともに、吐出口７から杭穴内にセメントミルクを吐出しながら、杭穴掘削ヘッド３０を引き上げる。この際、オーガ（図示していない）の回転を矢示３５方向に（上から見ると右周り。図６（ａ）（ｂ））とすれば、掘削腕１０Ａ、１０Ｂの主掘削腕１３は、わずかな土圧により、掘削腕１０Ａの主掘削刃１３は矢示３３方向（掘削腕１０Ｂの主掘削刃１３は矢示３２方向に移動して、ストッパー２３から離れ、部材軸１９が鉛直線２５（本体軸３）を容易に越えて、他側１２（錘１７）がストッパー２２に当たるまで揺動して、径Ｄ１の掘削径を維持できる（図１（ａ）、図４（ａ））。よって、杭穴掘削ロッド３０を杭穴の軸部４２を容易に通過できる。
引き続き、杭穴内に既製杭を埋設する（図示していない）。

【0033】

（５） なお、杭穴の中間深さに拡大径を有する部分を掘削する場合にも、同様に、その深さで、オーガ（図示していない）の回転方向を矢示３６方向に切り替えれば、掘削腕１０Ａ、１０Ｂの揺動角度を大きくして、杭穴壁４３を削ぐように、掘削径を拡大できる（図示していない）。これは、杭穴の軸部４２を掘削中に、一旦戻って拡大し、あるいは、一旦、穴底４４まで掘削したあとに中間深さで拡大掘削することもできる（図示していない）。

【0034】

４．他の実施形態

【0035】

（１） 前記実施形態において、補助掘削刃１５は掘削時に水平より上向きに形成されれば、他の構成は任意とすることもできる（図示していない）。また、掘削腕１０Ａ、１０Ｂの一側１１（主掘削刃１３、１３で十分な土圧を受けることができれば、補助掘削刃１５は省略することもできる（図示していない）。

【0036】

（２） また、前記実施形態において、区画軸２０から一側１１の重量をＷＢ、区画軸２０から他側１２の重量をＷＣとして、
重量（一側１１）ＷＢ≒重量（他側１２）ＷＣ
としたので、少ない土圧で効率良く掘削できたが、
重量（一側１１）ＷＢ≦重量ＷＣ（他側１２）
とすることでも同様の効果を得られる。ただし、この場合、揺動を制御するストッパー２２、２３の荷重負担が大きくなるので、
重量（一側１１）ＷＢ×（１．０～１．５）≒重量ＷＣ（他側１２）
程度が好ましい。

【0037】

（３） また、前記実施形態において、上記構造としたので、掘削腕１０Ａ、１０Ｂの長さＬ２を短くでき、掘削腕１０Ａ、１０Ｂの重量を軽くして、水平軸８の構造も簡略化でき、結果として、ヘッド本体１の高さＬ２をはじめ、ヘッド本体１の構造を小さくかつ簡略化できる（図４（ａ）（ｂ））。よって、同じ掘削径に適した杭穴掘削ヘッド３０の構造を小型化、簡略化できる。

【符号の説明】

【0038】

１ ヘッド本体
２ 偏平平面
３ 本体軸
４ 連結部
５ａ、５ｂ 固定掘削刃
６ａ、６ｂ 刃先
７ 吐出口
８ 水平軸
１０ 掘削腕
１１ 掘削腕の一側
１２ 掘削腕の他側
１３ 主掘削刃
１４ 刃先
１５ 補助掘削刃
１６ 刃先
１７ 錘
１９ 部材軸
２０ 区画軸
２２ ストッパー
２３ ストッパー
２５ 鉛直線
２６ 掘削腕の重心
３０ 杭穴掘削ヘッド
３２、３３ 矢示
３５、３６ 回転方向
４０ 掘削ロッド
４２ 杭穴の軸部
４３ 杭穴の軸部の穴壁
４４ 杭穴の底
４５ 杭穴の拡底部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】