特許 7393775 掘削土砂圧密形スクリュー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-29

(45)【発行日】2023-12-07

(54)【発明の名称】掘削土砂圧密形スクリュー

(51)【国際特許分類】

   E21B 10/44 20060101AFI20231130BHJP

【ＦＩ】

E21B10/44

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023049566

(22)【出願日】2023-03-27

【審査請求日】2023-05-09

(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】390010043

【氏名又は名称】株式会社サンテック

(74)【代理人】

【識別番号】100078695

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 司

(72)【発明者】

【氏名】前田 直之

(72)【発明者】

【氏名】船田 一彦

(72)【発明者】

【氏名】石川 実

(72)【発明者】

【氏名】小林 眞

(72)【発明者】

【氏名】仲山 要

【審査官】柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０６６１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２２９８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１９３８７２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０８－２９１６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－０７９６９３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０９－０６０４６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０６０６５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｂ １０／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロッドの外周に、上下面をスクリュー面とし、湾曲押圧面を側面とした円弧形状のコテ部としての圧密翼を設ける掘削土砂圧密形スクリューにおいて、
前記圧密翼は平面視においてロッドの中心軸に対して左右対称に、かつ、相互の上面のスクリュー面が螺旋として連続するように上下段に設け、これら一組の圧密翼をロッドの上下方向に複数設け、これら一組の圧密翼の相互間にスクリュー羽根を配置したことを特徴とする掘削土砂圧密形スクリュー。

【請求項2】

ロッドの上下方向において隣り合う一組の圧密翼の突出方向は、ロッドの外周の周方向において約９０°ずれている請求項１記載の掘削土砂圧密形スクリュー。

【請求項3】

一組の圧密翼の下段に位置する圧密翼の下面のスクリュー面は、スクリュー羽根のスクリュー面と断続的に螺旋を描く請求項１または請求項２記載の掘削土砂圧密形スクリュー。

【請求項4】

一組の圧密翼の上段に位置する圧密翼の上面のスクリュー面は、スクリュー羽根のスクリュー面と断続的に螺旋を描く請求項１または請求項２記載の掘削土砂圧密形スクリュー。

【請求項5】

圧密翼の湾曲押圧面は硬化肉盛で格子形を形成し、圧密翼の押圧頂部には耐摩耗プレート又は超硬合金の面板を設けた請求項１または請求項２記載の掘削土砂圧密形スクリュー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、掘削土砂を効率よく孔壁に填圧させることができる掘削土砂圧密形スクリューに関するものである。

【背景技術】

【0002】

掘削した土砂のすべてを地上に排出するのではなく、その一部または大部分を孔壁に圧密すれば土砂排出の手間が省けるばかりでなく、孔壁の崩壊も防止でき、また、掘削時の摩擦抵抗も減少するので大深度の掘削が可能となり、かつ、地盤中に玉石や転石があっても掘削に必要な刃先部の面圧を随時に意識調整しながら連続した掘削が可能となる。

【0003】

下記特許文献は本願発明者が先に出願し、掘削土砂圧密形オーガスクリューとして特許を取得しものである。

【文献】特許第５９７６７２３号公報

【文献】特許第３０６００４５号公報

【0004】

前記特許文献１は、図８に示すように、ロッド３とその先端のオーガヘッド１２とからなる掘削機において、ロッド３は重機のリーダーマストのトップシーブから昇降自在に吊り下がる駆動装置２に結合して正逆回転自在に垂下するピース物のロッド３は継ぎ足し可能であり、オーガヘッド１２を下端に接続する第１ロッド３ａ、その上に接続する第２ロッド３ｂ、さらにその上に接続する第３ロッド３ｃの組合せである。

【0005】

第１ロッド３ａ、その上に接続する第２ロッド３ｂが掘削土砂圧密形スクリュー８であり、第３ロッド３ｃがスクリューロッド１４で、前記第３ロッド３ｃはスクリュー羽根１だけをロッド３の外周に設けた通常のロッドであり、オーガヘッド１２を下端に接続する第１ロッド３ａ、その上に接続する第２ロッド３ｂは掘削土砂圧密形スクリュー８としてロッド３ｂの外周に外方に張り出す湾曲押圧面４を側面とした厚肉フランジ状のコテ部としての圧密翼５を螺旋状に上昇するように設けた。

【0006】

圧密翼５はロッド３に設けるスクリュー羽根１と並ぶように組み合わせ、側面の湾曲押圧面４はロッド３の周面からスクリュー羽根１の外縁位置まで外方に張り出す。

【0007】

圧密翼５はロッド３の外周からの左右両端の突出側面が必ず円弧形状である。前記湾曲押圧面４が全体で円弧状になるように形成した。図中１１は孔壁である。なお、この圧密翼５は内部を中空としたドラムタイプのものでよい。

【0008】

先端のオーガヘッド１２の掘削ビットで切削された土砂はロッド３の正転にともなうスクリュー羽根１および圧密翼５の旋回による揚上作用によって上方に移送されるが、この移送の際に圧密翼５の湾曲押圧面４で外側に押し出され、孔壁１１に圧密される。

【0009】

また、ロッド３を逆転させる場合にはスクリュー羽根１および圧密翼５が土砂の下降作用を行うことになるが、その場合でも移送の際に圧密翼５の湾曲押圧面４で外側に押し出され、かかる正転と逆転を適宜組み合わせることで孔壁１１への圧密を効果的に行い、地上への排土量を減じ、または無くすことができる。

【0010】

特許文献２の場合は、図９に示すように、掘削土砂圧密形ロッド１５のロッド３′にはスクリュー羽根を設けず、圧密翼５は端部同士が近接または重合し、かつ、このように並ぶ圧密翼５を連続体として順次組み合わせるものとした。

【0011】

このように螺旋状に上昇するように設ける圧密翼５は連続体として順次組み合わせることにより、掘削土砂は、掘削土砂圧密形ロッド１５にスクリュー羽根がなくてもこの圧密翼５の揚上作用によって上方に移送でき、また、この圧密翼５の湾曲押圧面４で外側に押し出された土砂の孔壁１１への圧密も連続的に得られる。

【0012】

圧密翼５は上方にロッド３′の外周に向かい角度θで傾斜する上部傾斜面９を、また、下方にもロッド３′の外周に向かい角度θで傾斜する下部傾斜面１０を設けるものとする。これにより圧密翼５は糸巻ボビンの形の半割り体に近いものとなる。

【0013】

上部傾斜面９や下部傾斜面１０を設けることにより、圧密翼５の上に行く土砂は傾斜面を落下して土等が圧密翼５の上部・下部双方に残らず、土を圧密翼５の湾曲押圧面４に集めることができるので、孔壁１１への圧密が効率的となり、完全無排土のものに近づけることができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

前記特許文献２の掘削土砂圧密形ロッド１５は、ロッド３′には圧密翼５のみを設けていてスクリュー羽根を設けていないため、圧密効率が悪い。

【0015】

また、圧密翼５は上下が窄まる糸巻ボビンのような形の半割り体に近いものであり、スクリュー羽根に圧密を発揮させるためにスクリュー羽根に厚みを持たせて構成したものとは言えない。圧密翼５ではスクリュー羽根の効果を十分期待できない。

【0016】

また、特許文献１の掘削土砂圧密形スクリュー８は、 圧密翼５はスクリューロッド３に設けるスクリュー羽根１と並ぶように組み合わせ、側面の湾曲押圧面４はスクリューロッド３の周面からスクリュー羽根１の外縁位置まで外方に張り出すようにしたが、圧密翼５スクリュー羽根１との連携が十分なものといえず、掘削された土砂の圧密が十分ではなかった。

【0017】

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、杭建て込み施工において、掘削する地盤の排土を極力低減することができ、圧密作用を向上させることができる掘削土砂圧密形スクリューを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0018】

前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、ロッドの外周に、上下面をスクリュー面とし、湾曲押圧面を側面とした円弧形状のコテ部としての圧密翼を設ける掘削土砂圧密形スクリューにおいて、前記圧密翼は平面視においてロッドの中心軸に対して左右対称に、かつ、相互の上面のスクリュー面が螺旋として連続するように上下段に設け、これら一組の圧密翼をロッドの上下方向に複数設け、これら一組の圧密翼の相互間にスクリュー羽根を配置したことを要旨とするものである。

【0019】

請求項１記載の本発明によれば、コテ部としての圧密翼は平面視においてロッドの中心軸に対して左右対称に設けることで、平面視でいわばめがね状のダブル配置となり、これらが相互に１８０°ずれた状態を保ちながら回転し圧密翼の湾曲押圧面で掘削土を孔壁に圧密するのを協働させることができる。

【0020】

また、このように平面視においてロッドの中心軸に対して左右対称に設けられる圧密翼は、相互の上面のスクリュー面および下面のスクリュー面が断続的に螺旋を描くように設けられているので、掘削土砂はロッドの回転にともなう圧密翼の旋回による揚上作用によって上方に移送され、この移送の際に圧密翼の湾曲押圧面で外側に押し出され、孔壁に圧密される。

【0021】

このように、平面視においてロッドの中心軸に対して左右対称に設けためがね状のダブルの圧密翼同士を協働させることで、掘削土砂は必要以上に排土されることなく、効率的に孔壁に圧密されるものとなる。

【0022】

請求項２記載の本発明は、ロッドの上下方向において隣り合う一組の圧密翼の突出方向は、ロッドの外周の周方向において約９０°ずれていることを要旨とするものである。

【0023】

請求項２記載の本発明によれば、ロッドの上下方向において隣り合う一組の圧密翼の突出方向は、ロッドの外周の周方向に９０°ずれているため、これにより圧密翼がロッドの外周において四方に突出するものとなり、間断のない圧密作用を得ることができる。

【0024】

請求項３記載の本発明は、一組の圧密翼の下段に位置する圧密翼の下面のスクリュー面は、スクリュー羽根のスクリュー面と断続的に螺旋を描くことを要旨とするものである。

【0025】

請求項３記載の本発明によれば、一組の圧密翼の下段に位置する圧密翼の下面のスクリュー面は、スクリュー羽根のスクリュー面と断続的に螺旋を描くように設けられているので、スクリュー羽根によって搬送される土砂はさらに、スクリューロッドの正転にともなう圧密翼の旋回による揚上作用によって上方に移送され、この移送の際に圧密翼の湾曲押圧面で外側に押し出され、孔壁に圧密される。

【0026】

請求項４記載の本発明は、一組の圧密翼の上段に位置する圧密翼の上面のスクリュー面は、スクリュー羽根のスクリュー面と断続的に螺旋を描くことを要旨とするものである。

【0027】

請求項４記載の本発明によれば、一組の圧密翼の上段に位置する圧密翼の上面のスクリュー面は、スクリュー羽根のスクリュー面と断続的に螺旋を描くように設けられているので、スクリュー羽根によって搬送される土砂はさらに、スクリューロッドの正転にともなう圧密翼の旋回による揚上作用によって上方に移送され、この移送の際に圧密翼の湾曲押圧面で外側に押し出され、孔壁に圧密される。

【0028】

請求項５記載の本発明は、圧密翼の湾曲押圧面は硬化肉盛で格子形を形成し、圧密翼の押圧頂部には耐摩耗プレート又は超硬合金の面板を設けたことを要旨とするものである。

【0029】

請求項５記載の本発明によれば、圧密翼の湾曲押圧面は硬化肉盛で格子形を形成することで耐久性が高く、効果的な圧密が得られるものとなり、特に圧密翼の湾曲押圧面の押圧頂部には耐摩耗プレート又は超硬合金の面板があるので、左右対称の圧密翼がロッドの回転とともに回転する際にこの面板で土砂の孔壁への押付けが高まり、圧密がより確実なものとなる。

【発明の効果】

【0030】

以上述べたように本発明の掘削土砂圧密形スクリューは、杭建て込み施工において、掘削する地盤の排土を極力低減することができ、圧密作用を向上させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の掘削土砂圧密形スクリューの１実施例を示す側面図である。

【図2】本発明の掘削土砂圧密形スクリューの１実施例を示す平面図である。

【図3】本発明の掘削土砂圧密形スクリューの１実施例を示す底面図である。

【図4】本発明の掘削土砂圧密形スクリューの圧密翼の要部の平面図である。

【図5】本発明の掘削土砂圧密形スクリューの圧密翼の要部の側面図である。

【図6】本発明の掘削土砂圧密形スクリューの圧密翼の他の要部の平面図である。

【図7】本発明の掘削土砂圧密形スクリューの圧密翼の他の要部の側面図である。

【図8】従来例を示す正面図である。

【図9】他の従来例を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の掘削土砂圧密形スクリューの実施例を示す側面図で、図２は同上平面図、図３は同上底面図で、前記従来例を示す図８，図９と同一構成要素には同一参照符号を付したものである。

【0033】

図中３は土砂圧密形スクリューのロッドであり、図示は省略するが、本発明の土砂圧密形スクリュー１も前記従来例と同じく、ロッド３とその先端のオーガヘッドとからなり、ロッド３は重機のリーダーマストのトップシーブから昇降自在に吊り下がる駆動装置に結合して正逆回転自在に垂下するものである。

【0034】

ロッド３は通常のアースオーガ等と同じくピース物として継ぎ足し可能であり、上下端に雄継手３ｄ、雌継手３ｅを形成している。

【0035】

スクリューロッド３の外周に湾曲押圧面４を側面とした円弧形状のコテ部としての圧密翼５を設ける。

【0036】

圧密翼５はスクリュー羽根に厚みを持たせて湾曲押圧面４を確保したものであり、その上面および下面に、ロッド３の外周に設けられたスクリュー羽根１の傾斜角度と略同一の傾斜角度を有する螺旋スクリュー面である上部スクリュー面６及び下部スクリュー面７を設けた。

【0037】

圧密翼５はロッド３の外周から外方へ平面視円形に張出す団扇形であり、ロッド３の中心軸に対し平面視で左右対称に設け、かつ、相互の上部スクリュー面６及び下部スクリュー面７が断続的に螺旋を描くように上下方向に位置をずらして設ける。

【0038】

前記圧密翼５の湾曲押圧面４はタングステンカーバイト等の超硬化溶接材料による硬化肉盛１６で格子形を形成し、圧密翼５の押圧頂部５ａには縦縞状の耐摩耗プレート又は超硬合金の面板１３を設けた。

【0039】

前記左右対称の一組の圧密翼５をロッド３の上下方向の複数個所に設け、それら一組の圧密翼５の相互間にスクリュー羽根１を配置する。

【0040】

ロッド３の上下方向において隣り合う前記一組の圧密翼５は、その突出方向をロッド３の外周の周方向において９０°ずらして設けた。

【0041】

また、前記一組の圧密翼５のうち、下段に位置する圧密翼５の下部スクリュー面７はスクリュー羽根１のスクリュー面と断続的に螺旋を描くように設けられている。（図１参照）

【0042】

圧密翼５はロッド３に設けるスクリュー羽根１と並ぶように組み合わせ、側面の湾曲押圧面４はロッド３の外周からスクリュー羽根１の外縁位置まで外方に張り出す。

【0043】

使用に際しては、 先端のオーガヘッドの掘削ビットで切削された土砂はロッド３の正転にともなうスクリュー羽根１および圧密翼５の旋回による揚上作用によって上方に移送されるが、この移送の際に圧密翼５の湾曲押圧面４で外側に押し出され、孔壁１１に圧密される。

【符号の説明】

【0044】

１…スクリュー羽根 ２…駆動装置
３、３′…ロッド ３ａ…第１ロッド
３ｂ…第２ロッド ３ｃ…第３ロッド
３ｄ…雄継手 ３ｅ…雌継手
４…湾曲押圧面 ５…圧密翼
６…上部スクリュー面 ７…下部スクリュー面
８…掘削土砂圧密形スクリュー ９…上部傾斜面
１０…下部傾斜面 １１…孔壁
１２…オーガヘッド
１３…耐摩耗プレート又は超硬合金の面板
１４…スクリュー
１５…掘削土砂圧密形ロッド
１６…超硬化肉盛

【要約】

【課題】杭建て込み施工において、掘削する地盤の排土を極力低減することができ、圧密作用を向上させることができる掘削土砂圧密形スクリューを提供する。
【解決手段】ロッド３の外周に、上下面をスクリュー面とし、湾曲押圧面４を側面とした円弧形状のコテ部としての圧密翼５を設ける掘削土砂圧密形スクリューにおいて、前記圧密翼５は平面視においてロッド３の中心軸に対して左右対称に、かつ、相互の上面のスクリュー面が螺旋として連続するように上下段に設け、これら一組の圧密翼５をロッド３の上下方向に複数設け、これら一組の圧密翼５の相互間にスクリュー羽根１を配置した。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】