拡径掘削用バケット
【課題】機械高さを低くできる拡径掘削用バケットを得る。
【解決手段】底蓋９６におけるヒンジ９４の回転中心位置が底蓋９６の外周縁よりも内側の位置にあるので、開放された底蓋９６のヒンジ９４の位置から底蓋９６の外周縁までの距離が、底蓋９６の最大外径の距離よりも短くなる。このため、ヒンジ９４を底蓋９６の端部に設けたものと比べて、拡径バケット１０を地上面に引き上げたときの拡径バケット１０の外周縁から地上面までの距離を短く設定することができ、掘削機２７の機械高さを低く抑えることができる。
【解決手段】底蓋９６におけるヒンジ９４の回転中心位置が底蓋９６の外周縁よりも内側の位置にあるので、開放された底蓋９６のヒンジ９４の位置から底蓋９６の外周縁までの距離が、底蓋９６の最大外径の距離よりも短くなる。このため、ヒンジ９４を底蓋９６の端部に設けたものと比べて、拡径バケット１０を地上面に引き上げたときの拡径バケット１０の外周縁から地上面までの距離を短く設定することができ、掘削機２７の機械高さを低く抑えることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の基礎となる場所打ちコンクリート拡底杭の施工に用いる拡径掘削用バケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、構造物の大型化、高層化に伴い、基礎杭には高い鉛直支持性能が要求されており、大口径の拡底杭が用いられている。
【０００３】
拡底杭の施工には、鉛直方向に掘削された軸穴において、回転しながら軸半径方向に拡径して掘削を行う各種構成の拡径掘削用バケットが用いられている。
【０００４】
拡径掘削用バケットには、一般に、開閉機構を備えた底蓋が設けられており、底蓋が閉止された状態で、掘削時に排出される土砂がバケット内に貯留されるようになっている。また、地上面において、底蓋が開放されることにより、土砂がバケット外へ排出されるようになっている。
【０００５】
拡径掘削用バケットの底蓋の開閉機構の例として、下方に凸な円盤状の底蓋の一端を蝶番で取り付け、開閉手段の操作によって開閉するバケットの底蓋の開閉機構が開示されている。（例えば、特許文献１参照）
しかしながら、このバケットの底蓋の開閉機構においては、底蓋を端部の蝶番の回りに回動させて開放する機構となっており、底蓋を完全に開放するためには、掘削機本体に懸架されたバケットの下端部から地上面までの距離が、少なくとも底蓋の外径以上の長さである必要がある。
【０００６】
このため、底蓋を開放する場合に、バケットの機械高さを多く必要とし、また、掘削機本体における機械高さの制限により、拡径幅を大きくすることができない。
【特許文献１】特開昭６２−１０３９２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、機械高さを低くできる拡径掘削用バケットを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、掘削機本体に懸架され回転する回転軸に設けられ、拡縮して縦穴の穴壁を掘削する拡翼部と、前記回転軸の下端部に設けられた支持体と、前記支持体に回転可能に連結され、前記拡翼部が縮径したときの下方開口を閉じる底蓋と、前記底蓋を閉状態でロックする開閉手段と、を有する拡径掘削用バケットであって、前記底蓋の外周縁よりも内側の位置で、前記底蓋が前記支持体に回転可能に連結されたことを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、底蓋の回転中心位置が底蓋の外周縁よりも内側の位置にあるので、底蓋が開閉手段により開放され回転したときに、連結位置から底蓋の外周縁までの距離が底蓋の最大外径の距離よりも短くなる。このため、バケットを地上面に引き上げたときのバケットの外周縁から地上面までの距離を短く設定することができ、掘削機の機械高さを低く抑えることができる。
【００１０】
また、機械高さが低い掘削機でも底蓋を十分に開放することができるので、土砂等を、効率良くバケットから排出させることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記開閉手段が、前記底蓋に設けられた長方形状の穴部と、前記支持体に回転可能に軸支され前記穴部と一致したとき挿通可能となる長方形状のロック部材と、前記ロック部材を前記穴部と一致しない位置へ回転させる付勢手段と、前記ロック部材に形成され前記穴部の穴縁部に当って前記ロック部材を前記穴部と一致させる方向へ回転させるテーパ面と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
上記構成によれば、底蓋を地面に押し当て閉止方向に回転させると、底蓋の穴部がロック部材に当たり、ここで、ロック部材のテーパ面が穴部の穴縁部にならって回転する。穴部とロック部材が一致すると、ロック部材が穴部を通過する。通過すると、付勢手段がロック部材を穴部と一致しない位置へ回転させるので、底蓋がロックされる。
【００１３】
このように、底蓋の閉止時に、ロック部材が自動で回転するので、底蓋の閉止が容易となる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記支持体が、前記回転軸に着脱可能に設けられていることを特徴としている。
【００１５】
上記構成によれば、支持体が着脱可能であるので、例えば、底蓋を掘削ビット付きの底蓋に交換して杭孔の軸部を掘削するなどして、拡径掘削用バケットを多機能化することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、上記構成としたので、機械高さを低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１８】
図１及び図３に示すように、掘削機２７は、クレーン２８と、旋回装置３０と、位置決めアーム３２とにより構成されている。
【００１９】
クレーン２８は、ケリーバ１２を吊り下げ、矢印ＵＰ、ＤＯＷＮ方向に昇降させる。また、クレーン２８から張り出した位置決めアーム３２の先端に、旋回装置３０が取付けられている。
【００２０】
旋回装置３０は、ケリーバ１２をグリップして矢印Ｒの方向に旋回させる。
【００２１】
ケリーバ１２の下端部には、拡径バケット１０の固定ポスト３６の上端部に設けられた連結ブラケット１４が、ピンで連結されている。
【００２２】
この拡径バケット１０は、縮径された状態で、予め、他の掘削手段を用いて地盤２５を鉛直方向に掘削して形成された軸部２２の底部へ挿入される。軸部２２には、ベントナイト等の安定液Ｌが図示しない補給管から注入されており、孔壁の倒壊を防止している。
【００２３】
次に、拡径バケット１０について説明する。
【００２４】
図２及び図３は、拡径バケット１０の縮径時又は拡径時における側面図及び底面図である。なお、左右対称であるので、装置構成が理解し易いように、紙面の手前側及び奥側の構造部品の図示を省略している。
【００２５】
図２及び図３に示すように、固定ポスト３６は、四角柱の柱である。
【００２６】
固定ポスト３６の側面からそれぞれブラケット７１が張出している。ブラケット７１に形成された連結孔には、ピン７０が挿入されている。
【００２７】
ピン７０には、開閉リンク６８の一端が回転可能に連結されている。開閉リンク６８の他端は、ピン６６で、下部アーム５０の中央及び補助リンク６３の下端へ回転可能に連結されている。
【００２８】
下部アーム５０の一端部は、ピン４６で昇降フレーム４０に回転可能に連結されている。
【００２９】
昇降フレーム４０は、固定ポスト３６の外形よりも大きい内形を有する箱状の挿通部４２と、挿通部４２から固定ポスト３６の側面と平行に張り出されたブラケット４１とにより構成されている。
【００３０】
一方、下部アーム５０の他端部は、ピン５４でブラケット５８に回転可能に連結されている。
【００３１】
ブラケット５８の下部アーム５０が連結された位置の上方には、ピン５６で上方アーム５２の一端部が回転可能に連結されている。また、上方アーム５２の他端部は、ピン４８で昇降フレーム４０に回転可能に連結され、下部アーム５０と上部アーム５２は平行リンクとなっている。
【００３２】
上方アーム５２の中央には、ピン６４で補助リンク６３の上端が回転可能に連結されている。
【００３３】
また、上部アーム５２及び下部アーム５０がピン４６、ピン４８を中心に回転することにより、昇降フレーム４０は、固定ポスト３６の外周に沿って軸方向に移動可能となっている。
【００３４】
このようにして、開閉リンク６８、上部アーム５２、下部アーム５０、及び補助リンク６３により、リンク機構が形成されている。
【００３５】
一方、ブラケット５８の外面には、拡翼１６が溶接等により固定されており、下部アーム５０及び上部アーム５２の回転動作により拡翼１６が拡縮するようになっている。
【００３６】
図３ｂに示すように、拡翼１６は、ベース９７と、側面壁９８と、掘削ビット９９とにより構成されている。
【００３７】
ベース９７は、ブラケット５８と同様の材質からなり、ブラケット５８と略直角方向に溶接により固定されている。側面壁９８は、中空円筒を軸方向に４分割した形状で、ベース９７の一端部に溶接により固定されている。
【００３８】
掘削ビット９９は、ベース９７の外方側面に上下方向に複数固定されている。また、掘削ビット９９は、旋回装置３０（図１参照）がケリーバ１２（図１参照）を旋回させると、固定ポスト３６と一体に旋回して、拡径量に応じて軸部２２の内周壁を掘削する。
【００３９】
また、拡翼１６は、縮径したときに４つの側面壁９８が組合い、下部開口１０２が形成された略円筒となる。
【００４０】
ここで、昇降フレーム４０の上部には、ブラケット４４が設けられている。ブラケット４４は、上方から見てコの字形状に形成されており、側面には挿通孔４５を有している。
【００４１】
挿通孔４５には、油圧シリンダ７２のシリンダ本体７４から突設された支持ピン７６が軸支され、挿通孔４５を支点として油圧シリンダ７２が揺動可能となっている。
【００４２】
なお、ブラケット４４は、対面して一対設けられており、挿通孔４５から支持ピン７６が抜けないように保持している。
【００４３】
油圧シリンダ７２のシリンダ本体７４には、油を供給するためのチューブ８８が接続されている。ピストンとシリンダ本体７４の間に油圧をかけることで、ピストンロッド８０が伸縮する構成である。
【００４４】
また、油圧シリンダ７２の内部には、ピストンロッド８０の伸縮状態を検知してストローク長を測定する磁歪式の変位センサが設けられており、ピストンロッド８０のストローク長のデータが、図示しない送信ケーブルを通って、掘削機２７（図１参照）に送信されるようになっている。
【００４５】
掘削機２７では、予め求められたピストンロッド８０のストローク長と、拡翼１６の拡縮径距離との関係式に上記のデータが入力されることにより、拡翼１６の拡縮径距離が求められるようになっている。
【００４６】
また、油圧シリンダ７２のピストンロッド８０の先端には、下部アーム５０に溶接された伝達部材６０が、ピン６２で回転可能に連結されている。
【００４７】
伝達部材６０は、拡翼１６が最大に拡径したとき、ピストンロッド８０を縮ませるような形状とされている。
【００４８】
ここで、拡翼１６の拡縮動作について説明する。なお、左右対称なので、右側の拡翼１６を例に採って説明する。
【００４９】
まず、拡翼１６の縮径動作について説明する。
【００５０】
図３ａに示す拡翼１６の拡径状態から、油圧シリンダ７２のピストンロッド８０が伸び始めると、油圧シリンダ７２は、支持ピン７６を支点として反時計回りに揺動し、伝達部材６０及び下部アーム５０は、ピン４６を中心に時計回りに回転を始める。
【００５１】
開閉リンク６８は、ピン６６に引き上げられ反時計回りに回転し、固定ポスト３６側へ倒れる。このため、昇降フレーム４０は、開閉リンク６８に突き上げられる下部アーム５０により上昇する。これにより、下部アーム５０は、固定ポスト３６側へ倒れ込み、そして、補助リンク６３で連結された上部アーム５２も同時に平行リンクを保持したまま、固定ポスト３６側へ倒れ込む。この結果、拡翼１６は、縮径方向に移動する。
【００５２】
次に、拡翼１６の拡径動作について説明する。
【００５３】
図２に示す拡翼１６の縮径状態から、油圧シリンダ７２のピストンロッド８０が縮み始めると、油圧シリンダ７２は、支持ピン７６を支点として時計回りに揺動し、伝達部材６０及び下部アーム５０は、ピン４６を中心に反時計回りに回転を始める。
【００５４】
開閉リンク６８は、ピン６６に押し下げられ時計回りに回転し、固定ポスト３６から離れる方向へ倒れる。このため、昇降フレーム４０は、開閉リンク６８に押し下げられる下部アーム５０により下降する。
【００５５】
これにより、下部アーム５０は、固定ポスト３６から離れる方向へ倒れ込み、そして、補助リンク６３で連結された上部アーム５２も同時に平行リンクを保持したまま、固定ポスト３６から離れる方向へ倒れ込む。この結果、拡翼１６は、拡径方向に移動する。
【００５６】
このようにして、拡翼１６の拡縮径動作が行われるようになっている。
【００５７】
次に、図４に示すように、固定ポスト３６の上方には、軸部材８４が固定ボルト８６によって固定されている。なお、装置構成が理解し易いように、紙面の手前側及び奥側の構成部品の図示を省略している。
【００５８】
軸部材８４の側面の略直角方向には、支持部材１０８が張り出している。
【００５９】
支持部材１０８は、軸部材８４に溶接された外筒１０９と、外筒１０９の内部を図示しないモータ等の駆動手段により駆動され移動スライドする内筒１１１とにより構成されている。また、内筒１１１の一端には、スタビライザ８２が固定ボルト１１０により固定されており、内筒１１１及びスタビライザ８２が一体となって移動するようになっている。
【００６０】
スタビライザ８２は、円弧状の側面を有しており、４方向のスタビライザ８２の側面を結んで形成される円の径は、伸縮アーム１０８の伸縮により所定の大きさに設定可能となっている。
【００６１】
外筒１０９の下部と軸部材８４の下部との間には、補助フレーム１１２が張架されている。補助フレーム１１２により外筒１０９の倒れが防止されている。また、隣接する２つの外筒１０９の間には、補助フレーム１１４が張架されている。
【００６２】
補助フレーム１１４には、円筒中空形状のチューブガード９０が立設されており、油圧シリンダ７２のチューブ８８が、チューブガード９０を挿通され、地上方向へ伸びている。
【００６３】
なお、油圧シリンダ７２を駆動する図示しない駆動部は、ケリーバ１２の回転と同期して回転するように設置されており、ケリーバ１２の回転によりチューブ８８がからまるのを防止している。
【００６４】
ここで、スタビライザ８２により形成される円の径を、軸部２２（図１参照）の径に近い大きさとすることにより、ケリーバ１２及び固定ポスト３６の中心位置がずれることがあっても、スタビライザ８２の側面が軸部２２の内壁と接触して反力を受け、掘削した穴の中心位置に戻されるので、掘削される穴の径が必要以上に拡大されない。
【００６５】
次に、図５及び図６に示すように、固定ポスト３６（図２参照）には、略水平方向に伸びる底蓋支持フレーム９２から立設したポスト９１が、ボルト及びナットにより着脱可能に固定されている。底蓋支持フレーム９２の一端には、ヒンジ９４が設けられている。
【００６６】
底蓋支持フレーム９２の下方側には、下方に凸の略円盤形状の底蓋９６が設けられている。底蓋９６は、底蓋９６の外周縁よりも内側の位置で、ヒンジ９４によって、底蓋支持フレーム９２に回転可能に連結されている。
【００６７】
これにより、底蓋９６は、下方に向けて開閉可能となっており、拡翼１６で構成された前述の下部開口１０２（図３ｂ参照）を塞ぐようになっている。
【００６８】
また、ポスト９１及び底蓋支持フレーム９２は、底蓋９６を支持する支持体であり、ポスト９１を固定ポスト３６に対して着脱させることで、底蓋９６を交換可能となっている。
【００６９】
底蓋９６の交換例として、例えば、掘削用ビットが取り付けられた掘削用底蓋に交換し、前述の軸部２２を掘削することが挙げられる。
【００７０】
底蓋９６におけるヒンジ９４と反対側の位置で底蓋９６の斜面には、筒状の窪み部１２０が形成されており、窪み部１２０の上部開口は、ベース板１２２で閉じられている。
【００７１】
ベース１２２の略中央には、長方形状の開口部１２４が形成されている。
【００７２】
一方、底蓋支持フレーム９２における蝶番９４と反対側の位置には、中空円筒状の支柱１２６が立設されている。
【００７３】
支柱１２６の中空部には、円柱棒状で支柱１２６の中空部の内径よりも小さい外径を有する丸棒１３０が、支柱１２６の軸方向を中心として回転可能に挿通されている。底蓋支持フレーム９２と、支柱１２６との間には、斜め方向に柱状の補助部材１２８が設けられており、補助部材１２８によって、支柱１２６の倒れが防止されている。
【００７４】
丸棒１３０の上端部には、丸棒１３０と一体成型され、丸棒１３０の半径方向に張り出されたハンドル１３６が設けられている。
【００７５】
ハンドル１３６を回転させることにより、丸棒１３０が軸回りに回転するようになっている。
【００７６】
ハンドル１３６には、スプリング１４４の一端が接続され、スプリング１４４の他端が、支柱１２６の上部に設けられたブラケット１３８の係止部１４６に固定されることにより、ハンドル１３６は、スプリング１４４が縮む方向に付勢されている。
【００７７】
ブラケット１３８上には、レバーフック１４０が設けられており、スプリング１４４に付勢されたハンドル１３６を所定位置において保持可能となっている。
【００７８】
一方、丸棒１３０の下端部には、多面体のロック部材１３２が、溶接等により固定され、窪み部１２０の中に配置されている。
【００７９】
ロック部材１３２は、図６ｂに示すように、長方形状の上面Ｊと、五角形状の側面Ｅ及びＦと、長方形状の側面Ｇ及びＨと、三角形状の下部斜面Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとで構成された多面体形状となっている。
【００８０】
ここで、ロック部材１３２の上面Ｊの縦横比は、開口部１２４と略同一であり、上面Ｊの外形寸法は、開口部１２４の内径寸法よりも小さくなっている。また、ロック部材１３２の中心位置と、開口部１２４の中心位置とが一致するように、予め、ロック部材１３２と、開口部１２４とが配置されている。
【００８１】
これにより、ロック部材１３２と開口部１２４とが一致したとき、開口部１２４をロック部材１３２が挿通可能となっている。
【００８２】
また、ハンドル１３６がレバーフック１４０に当たっているとき、ロック部材１３２の長手方向がハンドル１３６の軸と垂直な方向から角度θ傾斜した方向となるように、丸棒１３０に溶接されている。
【００８３】
ここで、底蓋９６の開閉について説明する。
【００８４】
図７は、開口部１２４とロック部材１３２を底面側から見た状態を示している。
【００８５】
図７ａに示すように、底蓋９６（図６参照）を地面に押し当て閉止方向に回転すると、ロック部材１３２と開口部１２４とが接触する。このとき接触しているのは、開口部１２４の縁と斜面Ｂ、Ｃであり、斜面Ａ、Ｄは接触しない。
【００８６】
次に、図７ｂに示すように、底蓋９６がさらに閉止方向に回転して、開口部１２４がロック部材１３２に向かうと、斜面Ｂ、Ｃは、開口部１２４の縁にならうように滑り、ロック部材１３２が矢印Ｘ方向に回転する。
【００８７】
次に、図７ｃに示すように、ロック部材１３２の矢印Ｘ方向の回転により、ロック部材１３２と開口部１２４とが一致すると、ロック部材１３２は、開口部１２４を通過する。
【００８８】
次に、図７ｄに示すように、開口部１２４を通過したロック部材１３２は、スプリング１４４（図６参照）の付勢力により、矢印Ｙ方向に回転されて斜めになり、底蓋９６をロックする。
【００８９】
以上の工程により底蓋９６は閉止されロックされる。
【００９０】
一方、底蓋９６を開放する場合は、作業者が、ハンドル１３６（図６参照）を矢印Ｘ方向に回すことにより、ロック部材１３２と開口部１２４とが一致し、ロックが解除され、自重で底蓋９６が回転して開放される。
【００９１】
このように、底蓋９６の開閉が行われるようになっている。
【００９２】
次に、本発明の実施形態の作用について説明する。
【００９３】
図８ａに示すように、予め、他の掘削手段を用いて地盤２５の鉛直方向に軸部２２を掘削する。軸部２２には、ベントナイト等の安定液Ｌが補給されており、孔壁の倒壊を防止している。
【００９４】
次に、図１及び図８ｂに示すように、クレーン２８がケリーバ１２を矢印ｄｏｗｎ方向へ降下させ、縮径した状態の拡径バケット１０が、軸部２２の拡底部１８に降下する。
【００９５】
次に、図１及び図８ｃに示すように、旋回装置３０が駆動され、ケリーバ１２が矢印Ｒ方向に旋回する。
【００９６】
次に、図３及び図８ｃに示すように、油圧シリンダ７２をピストンロッド８０が縮小する方向に動作させ、ピストンロッド８０の長さが縮まると、伝達部材６０、下部アーム５０、開閉リンク６８の回転量がリンク機構により増幅され、昇降フレーム４０は下降し、拡翼１６の拡径が行われる。
【００９７】
拡翼１６は、旋回しながら拡径し、掘削ビット９９によって軸部２２の内壁が掘削され、拡径孔１００が形成される。軸部２２と拡径孔１００により、杭孔２４が構成されている。
【００９８】
ここで、油圧シリンダ７２の内部に設けられた変位センサにより、ピストンロッド８０のストローク長が測定されており、事前に求められたピストンロッド８０のストローク長と拡径孔１００の径との関係式に入力され、掘削途中の拡径孔１００の内径が求められる。
【００９９】
スタビライザ８２は、軸部２２に位置しており、ケリーバ１２及び固定ポスト３６の軸中心は、杭孔２４の中心から大きくずれることはない。
【０１００】
拡径孔１００の内径が所定量になると、旋回装置３０が停止され、ケリーバ１２及び固定ポスト３６が旋回を停止する。
【０１０１】
旋回装置３０の停止後、油圧シリンダ７２をピストンロッド８０が伸長する方向に動作させ、ピストンロッド８０が伸びると、拡翼１６は、縮径しながら掘削により発生した土砂Ｍを回収する。縮径した拡翼１６の下部には、底蓋９６があるので、回収した土砂Ｍが拡径バケット１０の内部に貯留される。
【０１０２】
次に、図６及び図８ｄに示すように、縮径が終わった拡径バケット１０は、クレーン２８（図１参照）により引き上げられた後、杭孔２４から離れた場所に移動する。
【０１０３】
ここで、作業者がハンドル１３６を図６ａの矢印Ｘ方向に回すと、開口部１２４とロック部材１３２が一致し、底蓋９６が拡径バケット１０の下方側に開放される。これにより、拡径バケット１０内に貯留していた土砂Ｍが、拡径バケット１０の外へ排出される。
【０１０４】
このとき、底蓋９６のヒンジ９４の回転中心位置が底蓋９６の外周縁よりも内側の位置にあるので、開放された底蓋９６のヒンジ９４の位置から底蓋９６の外周縁までの距離が、底蓋９６の最大外径の距離よりも短くなる。
【０１０５】
このため、ヒンジ９４を底蓋９６の端部に設けたものと比べて、拡径バケット１０を地上面に引き上げたときの拡径バケット１０の外周縁から地上面までの距離を短く設定することができ、掘削機２７の機械高さを低く抑えることができる。
【０１０６】
また、機械高さが低い掘削機でも底蓋９６を十分に開放することができる。 次に、土砂Ｍが排出された後、底蓋９６を地面に押し当て閉止方向に回転させると、図７に示すように、ロック部材１３２が開口部１２４の縁にならうように滑り、ロック部材１３２が矢印Ｘ方向に回転する。
【０１０７】
ロック部材１３２の矢印Ｘ方向の回転により、ロック部材１３２と開口部１２４とが一致すると、ロック部材１３２は、開口部１２４を通過する。
【０１０８】
ロック部材１３２は、開口部１２４の通過後、スプリング１４４（図６参照）の付勢力により回転して斜めになり、底蓋９６をロックする。
【０１０９】
このあと、図示しない円筒形状の鉄筋かごが杭孔２４の内部に挿入され、トレミー管によって杭孔２４の底部から徐々にコンクリートが満たされるとともに、ポンプ等により安定液Ｌが杭孔２４から排出され、コンクリート拡底杭が完成する。
【０１１０】
以上説明したように、本発明の実施形態においては、底蓋９６と底蓋支持フレーム９２とを連結するヒンジ９４の回転中心位置が、底蓋９６の外周縁よりも内側の位置にあるので、底蓋９６が底蓋ロック機構１４８により開放され回転したときに、ヒンジ９４から底蓋９６の外周縁までの距離が、底蓋９６の最大外径の距離よりも短くなる。
【０１１１】
このため、拡径バケット１０を地上面に引き上げたときの拡径バケット１０の外周縁から地上面までの距離を短く設定することができ、掘削機２７の機械高さを低く抑えることができる。
【０１１２】
また、機械高さが低い掘削機でも底蓋９６を十分に開放することができるので、土砂Ｍ等を、効率良く拡径バケット１０から排出させることができる。
【０１１３】
さらに、底蓋９６を地面に押し当て閉止方向に回転させると、開口部１２４がロック部材１３２に当たり、ロック部材１３２の斜面Ｂ及び斜面Ｃが、開口部１２４の穴縁部にならって滑り、ロック部材１３２が自動で回転するので、底蓋の閉止が容易となる。
【０１１４】
さらに、底蓋９６を掘削ビット付きの底蓋に交換して杭孔２４の軸部２２を掘削するなどして、拡径バケット１０を多機能化することができる。
【０１１５】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【０１１６】
底蓋９６に穴部及び刃部を設け、掘削しながら土砂を収容し、杭孔２４の掘削を行うようにしてもよい。
【０１１７】
ロック部材１３２の傾斜角度θは、ハンドル１３６が回転可能な範囲で、自由に設定してよい。
【０１１８】
ハンドル１３６の付勢手段としては、スプリング１４４の引張力を利用する以外に、弾性体を用いて、スプリング１４４と反対の方向からハンドル１３６を押圧するものであってもよい。
【０１１９】
また、本実施形態の底蓋の開閉機構は、拡底部の掘削のみならず、中間拡径の掘削にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の実施形態に係る場所打ちコンクリート杭を施工する際に使用される装置の全体図である。
【図２】本発明の実施形態に係る拡径バケットの縮径状態における側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る拡径バケットの拡径状態における側面図及び底面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るスタビライザの側面図及び平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る底蓋の平面図及び側面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る底蓋の拡大図及びロック部材の斜視図である。
【図７】本発明の実施形態に係る底蓋ロック機構の説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係る拡径掘削の施工手順を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１０ 拡径バケット（拡径掘削用バケット）
１６ 拡翼（拡翼部）
２７ 掘削機（掘削機本体）
３６ 固定ポスト（回転軸）
９１ ポスト（支持体）
９２ 底蓋支持フレーム（支持体）
９６ 底蓋（蓋体）
１０２ 下部開口（下部開口）
１２４ 開口部（穴部）
１３２ ロック部材（ロック部材）
１４４ スプリング（付勢手段）
１４８ 底蓋ロック機構（開閉手段）
Ｂ 斜面Ｂ（テーパ面）
Ｃ 斜面Ｃ（テーパ面）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の基礎となる場所打ちコンクリート拡底杭の施工に用いる拡径掘削用バケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、構造物の大型化、高層化に伴い、基礎杭には高い鉛直支持性能が要求されており、大口径の拡底杭が用いられている。
【０００３】
拡底杭の施工には、鉛直方向に掘削された軸穴において、回転しながら軸半径方向に拡径して掘削を行う各種構成の拡径掘削用バケットが用いられている。
【０００４】
拡径掘削用バケットには、一般に、開閉機構を備えた底蓋が設けられており、底蓋が閉止された状態で、掘削時に排出される土砂がバケット内に貯留されるようになっている。また、地上面において、底蓋が開放されることにより、土砂がバケット外へ排出されるようになっている。
【０００５】
拡径掘削用バケットの底蓋の開閉機構の例として、下方に凸な円盤状の底蓋の一端を蝶番で取り付け、開閉手段の操作によって開閉するバケットの底蓋の開閉機構が開示されている。（例えば、特許文献１参照）
しかしながら、このバケットの底蓋の開閉機構においては、底蓋を端部の蝶番の回りに回動させて開放する機構となっており、底蓋を完全に開放するためには、掘削機本体に懸架されたバケットの下端部から地上面までの距離が、少なくとも底蓋の外径以上の長さである必要がある。
【０００６】
このため、底蓋を開放する場合に、バケットの機械高さを多く必要とし、また、掘削機本体における機械高さの制限により、拡径幅を大きくすることができない。
【特許文献１】特開昭６２−１０３９２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、機械高さを低くできる拡径掘削用バケットを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、掘削機本体に懸架され回転する回転軸に設けられ、拡縮して縦穴の穴壁を掘削する拡翼部と、前記回転軸の下端部に設けられた支持体と、前記支持体に回転可能に連結され、前記拡翼部が縮径したときの下方開口を閉じる底蓋と、前記底蓋を閉状態でロックする開閉手段と、を有する拡径掘削用バケットであって、前記底蓋の外周縁よりも内側の位置で、前記底蓋が前記支持体に回転可能に連結されたことを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、底蓋の回転中心位置が底蓋の外周縁よりも内側の位置にあるので、底蓋が開閉手段により開放され回転したときに、連結位置から底蓋の外周縁までの距離が底蓋の最大外径の距離よりも短くなる。このため、バケットを地上面に引き上げたときのバケットの外周縁から地上面までの距離を短く設定することができ、掘削機の機械高さを低く抑えることができる。
【００１０】
また、機械高さが低い掘削機でも底蓋を十分に開放することができるので、土砂等を、効率良くバケットから排出させることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記開閉手段が、前記底蓋に設けられた長方形状の穴部と、前記支持体に回転可能に軸支され前記穴部と一致したとき挿通可能となる長方形状のロック部材と、前記ロック部材を前記穴部と一致しない位置へ回転させる付勢手段と、前記ロック部材に形成され前記穴部の穴縁部に当って前記ロック部材を前記穴部と一致させる方向へ回転させるテーパ面と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
上記構成によれば、底蓋を地面に押し当て閉止方向に回転させると、底蓋の穴部がロック部材に当たり、ここで、ロック部材のテーパ面が穴部の穴縁部にならって回転する。穴部とロック部材が一致すると、ロック部材が穴部を通過する。通過すると、付勢手段がロック部材を穴部と一致しない位置へ回転させるので、底蓋がロックされる。
【００１３】
このように、底蓋の閉止時に、ロック部材が自動で回転するので、底蓋の閉止が容易となる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記支持体が、前記回転軸に着脱可能に設けられていることを特徴としている。
【００１５】
上記構成によれば、支持体が着脱可能であるので、例えば、底蓋を掘削ビット付きの底蓋に交換して杭孔の軸部を掘削するなどして、拡径掘削用バケットを多機能化することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、上記構成としたので、機械高さを低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１８】
図１及び図３に示すように、掘削機２７は、クレーン２８と、旋回装置３０と、位置決めアーム３２とにより構成されている。
【００１９】
クレーン２８は、ケリーバ１２を吊り下げ、矢印ＵＰ、ＤＯＷＮ方向に昇降させる。また、クレーン２８から張り出した位置決めアーム３２の先端に、旋回装置３０が取付けられている。
【００２０】
旋回装置３０は、ケリーバ１２をグリップして矢印Ｒの方向に旋回させる。
【００２１】
ケリーバ１２の下端部には、拡径バケット１０の固定ポスト３６の上端部に設けられた連結ブラケット１４が、ピンで連結されている。
【００２２】
この拡径バケット１０は、縮径された状態で、予め、他の掘削手段を用いて地盤２５を鉛直方向に掘削して形成された軸部２２の底部へ挿入される。軸部２２には、ベントナイト等の安定液Ｌが図示しない補給管から注入されており、孔壁の倒壊を防止している。
【００２３】
次に、拡径バケット１０について説明する。
【００２４】
図２及び図３は、拡径バケット１０の縮径時又は拡径時における側面図及び底面図である。なお、左右対称であるので、装置構成が理解し易いように、紙面の手前側及び奥側の構造部品の図示を省略している。
【００２５】
図２及び図３に示すように、固定ポスト３６は、四角柱の柱である。
【００２６】
固定ポスト３６の側面からそれぞれブラケット７１が張出している。ブラケット７１に形成された連結孔には、ピン７０が挿入されている。
【００２７】
ピン７０には、開閉リンク６８の一端が回転可能に連結されている。開閉リンク６８の他端は、ピン６６で、下部アーム５０の中央及び補助リンク６３の下端へ回転可能に連結されている。
【００２８】
下部アーム５０の一端部は、ピン４６で昇降フレーム４０に回転可能に連結されている。
【００２９】
昇降フレーム４０は、固定ポスト３６の外形よりも大きい内形を有する箱状の挿通部４２と、挿通部４２から固定ポスト３６の側面と平行に張り出されたブラケット４１とにより構成されている。
【００３０】
一方、下部アーム５０の他端部は、ピン５４でブラケット５８に回転可能に連結されている。
【００３１】
ブラケット５８の下部アーム５０が連結された位置の上方には、ピン５６で上方アーム５２の一端部が回転可能に連結されている。また、上方アーム５２の他端部は、ピン４８で昇降フレーム４０に回転可能に連結され、下部アーム５０と上部アーム５２は平行リンクとなっている。
【００３２】
上方アーム５２の中央には、ピン６４で補助リンク６３の上端が回転可能に連結されている。
【００３３】
また、上部アーム５２及び下部アーム５０がピン４６、ピン４８を中心に回転することにより、昇降フレーム４０は、固定ポスト３６の外周に沿って軸方向に移動可能となっている。
【００３４】
このようにして、開閉リンク６８、上部アーム５２、下部アーム５０、及び補助リンク６３により、リンク機構が形成されている。
【００３５】
一方、ブラケット５８の外面には、拡翼１６が溶接等により固定されており、下部アーム５０及び上部アーム５２の回転動作により拡翼１６が拡縮するようになっている。
【００３６】
図３ｂに示すように、拡翼１６は、ベース９７と、側面壁９８と、掘削ビット９９とにより構成されている。
【００３７】
ベース９７は、ブラケット５８と同様の材質からなり、ブラケット５８と略直角方向に溶接により固定されている。側面壁９８は、中空円筒を軸方向に４分割した形状で、ベース９７の一端部に溶接により固定されている。
【００３８】
掘削ビット９９は、ベース９７の外方側面に上下方向に複数固定されている。また、掘削ビット９９は、旋回装置３０（図１参照）がケリーバ１２（図１参照）を旋回させると、固定ポスト３６と一体に旋回して、拡径量に応じて軸部２２の内周壁を掘削する。
【００３９】
また、拡翼１６は、縮径したときに４つの側面壁９８が組合い、下部開口１０２が形成された略円筒となる。
【００４０】
ここで、昇降フレーム４０の上部には、ブラケット４４が設けられている。ブラケット４４は、上方から見てコの字形状に形成されており、側面には挿通孔４５を有している。
【００４１】
挿通孔４５には、油圧シリンダ７２のシリンダ本体７４から突設された支持ピン７６が軸支され、挿通孔４５を支点として油圧シリンダ７２が揺動可能となっている。
【００４２】
なお、ブラケット４４は、対面して一対設けられており、挿通孔４５から支持ピン７６が抜けないように保持している。
【００４３】
油圧シリンダ７２のシリンダ本体７４には、油を供給するためのチューブ８８が接続されている。ピストンとシリンダ本体７４の間に油圧をかけることで、ピストンロッド８０が伸縮する構成である。
【００４４】
また、油圧シリンダ７２の内部には、ピストンロッド８０の伸縮状態を検知してストローク長を測定する磁歪式の変位センサが設けられており、ピストンロッド８０のストローク長のデータが、図示しない送信ケーブルを通って、掘削機２７（図１参照）に送信されるようになっている。
【００４５】
掘削機２７では、予め求められたピストンロッド８０のストローク長と、拡翼１６の拡縮径距離との関係式に上記のデータが入力されることにより、拡翼１６の拡縮径距離が求められるようになっている。
【００４６】
また、油圧シリンダ７２のピストンロッド８０の先端には、下部アーム５０に溶接された伝達部材６０が、ピン６２で回転可能に連結されている。
【００４７】
伝達部材６０は、拡翼１６が最大に拡径したとき、ピストンロッド８０を縮ませるような形状とされている。
【００４８】
ここで、拡翼１６の拡縮動作について説明する。なお、左右対称なので、右側の拡翼１６を例に採って説明する。
【００４９】
まず、拡翼１６の縮径動作について説明する。
【００５０】
図３ａに示す拡翼１６の拡径状態から、油圧シリンダ７２のピストンロッド８０が伸び始めると、油圧シリンダ７２は、支持ピン７６を支点として反時計回りに揺動し、伝達部材６０及び下部アーム５０は、ピン４６を中心に時計回りに回転を始める。
【００５１】
開閉リンク６８は、ピン６６に引き上げられ反時計回りに回転し、固定ポスト３６側へ倒れる。このため、昇降フレーム４０は、開閉リンク６８に突き上げられる下部アーム５０により上昇する。これにより、下部アーム５０は、固定ポスト３６側へ倒れ込み、そして、補助リンク６３で連結された上部アーム５２も同時に平行リンクを保持したまま、固定ポスト３６側へ倒れ込む。この結果、拡翼１６は、縮径方向に移動する。
【００５２】
次に、拡翼１６の拡径動作について説明する。
【００５３】
図２に示す拡翼１６の縮径状態から、油圧シリンダ７２のピストンロッド８０が縮み始めると、油圧シリンダ７２は、支持ピン７６を支点として時計回りに揺動し、伝達部材６０及び下部アーム５０は、ピン４６を中心に反時計回りに回転を始める。
【００５４】
開閉リンク６８は、ピン６６に押し下げられ時計回りに回転し、固定ポスト３６から離れる方向へ倒れる。このため、昇降フレーム４０は、開閉リンク６８に押し下げられる下部アーム５０により下降する。
【００５５】
これにより、下部アーム５０は、固定ポスト３６から離れる方向へ倒れ込み、そして、補助リンク６３で連結された上部アーム５２も同時に平行リンクを保持したまま、固定ポスト３６から離れる方向へ倒れ込む。この結果、拡翼１６は、拡径方向に移動する。
【００５６】
このようにして、拡翼１６の拡縮径動作が行われるようになっている。
【００５７】
次に、図４に示すように、固定ポスト３６の上方には、軸部材８４が固定ボルト８６によって固定されている。なお、装置構成が理解し易いように、紙面の手前側及び奥側の構成部品の図示を省略している。
【００５８】
軸部材８４の側面の略直角方向には、支持部材１０８が張り出している。
【００５９】
支持部材１０８は、軸部材８４に溶接された外筒１０９と、外筒１０９の内部を図示しないモータ等の駆動手段により駆動され移動スライドする内筒１１１とにより構成されている。また、内筒１１１の一端には、スタビライザ８２が固定ボルト１１０により固定されており、内筒１１１及びスタビライザ８２が一体となって移動するようになっている。
【００６０】
スタビライザ８２は、円弧状の側面を有しており、４方向のスタビライザ８２の側面を結んで形成される円の径は、伸縮アーム１０８の伸縮により所定の大きさに設定可能となっている。
【００６１】
外筒１０９の下部と軸部材８４の下部との間には、補助フレーム１１２が張架されている。補助フレーム１１２により外筒１０９の倒れが防止されている。また、隣接する２つの外筒１０９の間には、補助フレーム１１４が張架されている。
【００６２】
補助フレーム１１４には、円筒中空形状のチューブガード９０が立設されており、油圧シリンダ７２のチューブ８８が、チューブガード９０を挿通され、地上方向へ伸びている。
【００６３】
なお、油圧シリンダ７２を駆動する図示しない駆動部は、ケリーバ１２の回転と同期して回転するように設置されており、ケリーバ１２の回転によりチューブ８８がからまるのを防止している。
【００６４】
ここで、スタビライザ８２により形成される円の径を、軸部２２（図１参照）の径に近い大きさとすることにより、ケリーバ１２及び固定ポスト３６の中心位置がずれることがあっても、スタビライザ８２の側面が軸部２２の内壁と接触して反力を受け、掘削した穴の中心位置に戻されるので、掘削される穴の径が必要以上に拡大されない。
【００６５】
次に、図５及び図６に示すように、固定ポスト３６（図２参照）には、略水平方向に伸びる底蓋支持フレーム９２から立設したポスト９１が、ボルト及びナットにより着脱可能に固定されている。底蓋支持フレーム９２の一端には、ヒンジ９４が設けられている。
【００６６】
底蓋支持フレーム９２の下方側には、下方に凸の略円盤形状の底蓋９６が設けられている。底蓋９６は、底蓋９６の外周縁よりも内側の位置で、ヒンジ９４によって、底蓋支持フレーム９２に回転可能に連結されている。
【００６７】
これにより、底蓋９６は、下方に向けて開閉可能となっており、拡翼１６で構成された前述の下部開口１０２（図３ｂ参照）を塞ぐようになっている。
【００６８】
また、ポスト９１及び底蓋支持フレーム９２は、底蓋９６を支持する支持体であり、ポスト９１を固定ポスト３６に対して着脱させることで、底蓋９６を交換可能となっている。
【００６９】
底蓋９６の交換例として、例えば、掘削用ビットが取り付けられた掘削用底蓋に交換し、前述の軸部２２を掘削することが挙げられる。
【００７０】
底蓋９６におけるヒンジ９４と反対側の位置で底蓋９６の斜面には、筒状の窪み部１２０が形成されており、窪み部１２０の上部開口は、ベース板１２２で閉じられている。
【００７１】
ベース１２２の略中央には、長方形状の開口部１２４が形成されている。
【００７２】
一方、底蓋支持フレーム９２における蝶番９４と反対側の位置には、中空円筒状の支柱１２６が立設されている。
【００７３】
支柱１２６の中空部には、円柱棒状で支柱１２６の中空部の内径よりも小さい外径を有する丸棒１３０が、支柱１２６の軸方向を中心として回転可能に挿通されている。底蓋支持フレーム９２と、支柱１２６との間には、斜め方向に柱状の補助部材１２８が設けられており、補助部材１２８によって、支柱１２６の倒れが防止されている。
【００７４】
丸棒１３０の上端部には、丸棒１３０と一体成型され、丸棒１３０の半径方向に張り出されたハンドル１３６が設けられている。
【００７５】
ハンドル１３６を回転させることにより、丸棒１３０が軸回りに回転するようになっている。
【００７６】
ハンドル１３６には、スプリング１４４の一端が接続され、スプリング１４４の他端が、支柱１２６の上部に設けられたブラケット１３８の係止部１４６に固定されることにより、ハンドル１３６は、スプリング１４４が縮む方向に付勢されている。
【００７７】
ブラケット１３８上には、レバーフック１４０が設けられており、スプリング１４４に付勢されたハンドル１３６を所定位置において保持可能となっている。
【００７８】
一方、丸棒１３０の下端部には、多面体のロック部材１３２が、溶接等により固定され、窪み部１２０の中に配置されている。
【００７９】
ロック部材１３２は、図６ｂに示すように、長方形状の上面Ｊと、五角形状の側面Ｅ及びＦと、長方形状の側面Ｇ及びＨと、三角形状の下部斜面Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとで構成された多面体形状となっている。
【００８０】
ここで、ロック部材１３２の上面Ｊの縦横比は、開口部１２４と略同一であり、上面Ｊの外形寸法は、開口部１２４の内径寸法よりも小さくなっている。また、ロック部材１３２の中心位置と、開口部１２４の中心位置とが一致するように、予め、ロック部材１３２と、開口部１２４とが配置されている。
【００８１】
これにより、ロック部材１３２と開口部１２４とが一致したとき、開口部１２４をロック部材１３２が挿通可能となっている。
【００８２】
また、ハンドル１３６がレバーフック１４０に当たっているとき、ロック部材１３２の長手方向がハンドル１３６の軸と垂直な方向から角度θ傾斜した方向となるように、丸棒１３０に溶接されている。
【００８３】
ここで、底蓋９６の開閉について説明する。
【００８４】
図７は、開口部１２４とロック部材１３２を底面側から見た状態を示している。
【００８５】
図７ａに示すように、底蓋９６（図６参照）を地面に押し当て閉止方向に回転すると、ロック部材１３２と開口部１２４とが接触する。このとき接触しているのは、開口部１２４の縁と斜面Ｂ、Ｃであり、斜面Ａ、Ｄは接触しない。
【００８６】
次に、図７ｂに示すように、底蓋９６がさらに閉止方向に回転して、開口部１２４がロック部材１３２に向かうと、斜面Ｂ、Ｃは、開口部１２４の縁にならうように滑り、ロック部材１３２が矢印Ｘ方向に回転する。
【００８７】
次に、図７ｃに示すように、ロック部材１３２の矢印Ｘ方向の回転により、ロック部材１３２と開口部１２４とが一致すると、ロック部材１３２は、開口部１２４を通過する。
【００８８】
次に、図７ｄに示すように、開口部１２４を通過したロック部材１３２は、スプリング１４４（図６参照）の付勢力により、矢印Ｙ方向に回転されて斜めになり、底蓋９６をロックする。
【００８９】
以上の工程により底蓋９６は閉止されロックされる。
【００９０】
一方、底蓋９６を開放する場合は、作業者が、ハンドル１３６（図６参照）を矢印Ｘ方向に回すことにより、ロック部材１３２と開口部１２４とが一致し、ロックが解除され、自重で底蓋９６が回転して開放される。
【００９１】
このように、底蓋９６の開閉が行われるようになっている。
【００９２】
次に、本発明の実施形態の作用について説明する。
【００９３】
図８ａに示すように、予め、他の掘削手段を用いて地盤２５の鉛直方向に軸部２２を掘削する。軸部２２には、ベントナイト等の安定液Ｌが補給されており、孔壁の倒壊を防止している。
【００９４】
次に、図１及び図８ｂに示すように、クレーン２８がケリーバ１２を矢印ｄｏｗｎ方向へ降下させ、縮径した状態の拡径バケット１０が、軸部２２の拡底部１８に降下する。
【００９５】
次に、図１及び図８ｃに示すように、旋回装置３０が駆動され、ケリーバ１２が矢印Ｒ方向に旋回する。
【００９６】
次に、図３及び図８ｃに示すように、油圧シリンダ７２をピストンロッド８０が縮小する方向に動作させ、ピストンロッド８０の長さが縮まると、伝達部材６０、下部アーム５０、開閉リンク６８の回転量がリンク機構により増幅され、昇降フレーム４０は下降し、拡翼１６の拡径が行われる。
【００９７】
拡翼１６は、旋回しながら拡径し、掘削ビット９９によって軸部２２の内壁が掘削され、拡径孔１００が形成される。軸部２２と拡径孔１００により、杭孔２４が構成されている。
【００９８】
ここで、油圧シリンダ７２の内部に設けられた変位センサにより、ピストンロッド８０のストローク長が測定されており、事前に求められたピストンロッド８０のストローク長と拡径孔１００の径との関係式に入力され、掘削途中の拡径孔１００の内径が求められる。
【００９９】
スタビライザ８２は、軸部２２に位置しており、ケリーバ１２及び固定ポスト３６の軸中心は、杭孔２４の中心から大きくずれることはない。
【０１００】
拡径孔１００の内径が所定量になると、旋回装置３０が停止され、ケリーバ１２及び固定ポスト３６が旋回を停止する。
【０１０１】
旋回装置３０の停止後、油圧シリンダ７２をピストンロッド８０が伸長する方向に動作させ、ピストンロッド８０が伸びると、拡翼１６は、縮径しながら掘削により発生した土砂Ｍを回収する。縮径した拡翼１６の下部には、底蓋９６があるので、回収した土砂Ｍが拡径バケット１０の内部に貯留される。
【０１０２】
次に、図６及び図８ｄに示すように、縮径が終わった拡径バケット１０は、クレーン２８（図１参照）により引き上げられた後、杭孔２４から離れた場所に移動する。
【０１０３】
ここで、作業者がハンドル１３６を図６ａの矢印Ｘ方向に回すと、開口部１２４とロック部材１３２が一致し、底蓋９６が拡径バケット１０の下方側に開放される。これにより、拡径バケット１０内に貯留していた土砂Ｍが、拡径バケット１０の外へ排出される。
【０１０４】
このとき、底蓋９６のヒンジ９４の回転中心位置が底蓋９６の外周縁よりも内側の位置にあるので、開放された底蓋９６のヒンジ９４の位置から底蓋９６の外周縁までの距離が、底蓋９６の最大外径の距離よりも短くなる。
【０１０５】
このため、ヒンジ９４を底蓋９６の端部に設けたものと比べて、拡径バケット１０を地上面に引き上げたときの拡径バケット１０の外周縁から地上面までの距離を短く設定することができ、掘削機２７の機械高さを低く抑えることができる。
【０１０６】
また、機械高さが低い掘削機でも底蓋９６を十分に開放することができる。 次に、土砂Ｍが排出された後、底蓋９６を地面に押し当て閉止方向に回転させると、図７に示すように、ロック部材１３２が開口部１２４の縁にならうように滑り、ロック部材１３２が矢印Ｘ方向に回転する。
【０１０７】
ロック部材１３２の矢印Ｘ方向の回転により、ロック部材１３２と開口部１２４とが一致すると、ロック部材１３２は、開口部１２４を通過する。
【０１０８】
ロック部材１３２は、開口部１２４の通過後、スプリング１４４（図６参照）の付勢力により回転して斜めになり、底蓋９６をロックする。
【０１０９】
このあと、図示しない円筒形状の鉄筋かごが杭孔２４の内部に挿入され、トレミー管によって杭孔２４の底部から徐々にコンクリートが満たされるとともに、ポンプ等により安定液Ｌが杭孔２４から排出され、コンクリート拡底杭が完成する。
【０１１０】
以上説明したように、本発明の実施形態においては、底蓋９６と底蓋支持フレーム９２とを連結するヒンジ９４の回転中心位置が、底蓋９６の外周縁よりも内側の位置にあるので、底蓋９６が底蓋ロック機構１４８により開放され回転したときに、ヒンジ９４から底蓋９６の外周縁までの距離が、底蓋９６の最大外径の距離よりも短くなる。
【０１１１】
このため、拡径バケット１０を地上面に引き上げたときの拡径バケット１０の外周縁から地上面までの距離を短く設定することができ、掘削機２７の機械高さを低く抑えることができる。
【０１１２】
また、機械高さが低い掘削機でも底蓋９６を十分に開放することができるので、土砂Ｍ等を、効率良く拡径バケット１０から排出させることができる。
【０１１３】
さらに、底蓋９６を地面に押し当て閉止方向に回転させると、開口部１２４がロック部材１３２に当たり、ロック部材１３２の斜面Ｂ及び斜面Ｃが、開口部１２４の穴縁部にならって滑り、ロック部材１３２が自動で回転するので、底蓋の閉止が容易となる。
【０１１４】
さらに、底蓋９６を掘削ビット付きの底蓋に交換して杭孔２４の軸部２２を掘削するなどして、拡径バケット１０を多機能化することができる。
【０１１５】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【０１１６】
底蓋９６に穴部及び刃部を設け、掘削しながら土砂を収容し、杭孔２４の掘削を行うようにしてもよい。
【０１１７】
ロック部材１３２の傾斜角度θは、ハンドル１３６が回転可能な範囲で、自由に設定してよい。
【０１１８】
ハンドル１３６の付勢手段としては、スプリング１４４の引張力を利用する以外に、弾性体を用いて、スプリング１４４と反対の方向からハンドル１３６を押圧するものであってもよい。
【０１１９】
また、本実施形態の底蓋の開閉機構は、拡底部の掘削のみならず、中間拡径の掘削にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の実施形態に係る場所打ちコンクリート杭を施工する際に使用される装置の全体図である。
【図２】本発明の実施形態に係る拡径バケットの縮径状態における側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る拡径バケットの拡径状態における側面図及び底面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るスタビライザの側面図及び平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る底蓋の平面図及び側面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る底蓋の拡大図及びロック部材の斜視図である。
【図７】本発明の実施形態に係る底蓋ロック機構の説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係る拡径掘削の施工手順を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１０ 拡径バケット（拡径掘削用バケット）
１６ 拡翼（拡翼部）
２７ 掘削機（掘削機本体）
３６ 固定ポスト（回転軸）
９１ ポスト（支持体）
９２ 底蓋支持フレーム（支持体）
９６ 底蓋（蓋体）
１０２ 下部開口（下部開口）
１２４ 開口部（穴部）
１３２ ロック部材（ロック部材）
１４４ スプリング（付勢手段）
１４８ 底蓋ロック機構（開閉手段）
Ｂ 斜面Ｂ（テーパ面）
Ｃ 斜面Ｃ（テーパ面）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削機本体に懸架され回転する回転軸に設けられ、拡縮して縦穴の穴壁を掘削する拡翼部と、
前記回転軸の下端部に設けられた支持体と、
前記支持体に回転可能に連結され、前記拡翼部が縮径したときの下方開口を閉じる底蓋と、
前記底蓋を閉状態でロックする開閉手段と、
を有する拡径掘削用バケットであって、
前記底蓋の外周縁よりも内側の位置で、前記底蓋が前記支持体に回転可能に連結されたことを特徴とする拡径掘削用バケット。
【請求項２】
前記開閉手段が、
前記底蓋に設けられた長方形状の穴部と、
前記支持体に回転可能に軸支され前記穴部と一致したとき挿通可能となる長方形状のロック部材と、
前記ロック部材を前記穴部と一致しない位置へ回転させる付勢手段と、
前記ロック部材に形成され前記穴部の穴縁部に当って前記ロック部材を前記穴部と一致させる方向へ回転させるテーパ面と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の拡径掘削用バケット。
【請求項３】
前記支持体が、前記回転軸に着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の拡径掘削用バケット。
【請求項１】
掘削機本体に懸架され回転する回転軸に設けられ、拡縮して縦穴の穴壁を掘削する拡翼部と、
前記回転軸の下端部に設けられた支持体と、
前記支持体に回転可能に連結され、前記拡翼部が縮径したときの下方開口を閉じる底蓋と、
前記底蓋を閉状態でロックする開閉手段と、
を有する拡径掘削用バケットであって、
前記底蓋の外周縁よりも内側の位置で、前記底蓋が前記支持体に回転可能に連結されたことを特徴とする拡径掘削用バケット。
【請求項２】
前記開閉手段が、
前記底蓋に設けられた長方形状の穴部と、
前記支持体に回転可能に軸支され前記穴部と一致したとき挿通可能となる長方形状のロック部材と、
前記ロック部材を前記穴部と一致しない位置へ回転させる付勢手段と、
前記ロック部材に形成され前記穴部の穴縁部に当って前記ロック部材を前記穴部と一致させる方向へ回転させるテーパ面と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の拡径掘削用バケット。
【請求項３】
前記支持体が、前記回転軸に着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の拡径掘削用バケット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１３９４４（Ｐ２００８−１３９４４Ａ）
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８３７３１（Ｐ２００６−１８３７３１）
【出願日】平成１８年７月３日（２００６．７．３）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月３日（２００６．７．３）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
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