杭穴掘削ヘッド
【課題】２つの掘削腕の揺動をカムを介して、１本の操作ロッドの昇降として伝達して、この昇降を地上で目視できる。
【解決手段】杭穴掘削ヘッド１は、第一掘削腕１４及び第二掘削腕１５を有するヘッド本体２の上端に、掘削ロッド５の下端部に連結するための連結部１８を有し、掘削腕１４、１５の位置を確認するヘッド操作体３を連設して構成する。掘削腕１４、１５は逆回転して大きく揺動して拡大掘削する。この際に、ヘッド操作体３にカム２３〜２６を設ける。掘削腕１４の揺動→第一カム２３→第三カム２５と、掘削腕１５の揺動→第二カム２４→第三カム２５と伝え、第三カム２５→第四カム２６→操作ロッド２７（１本）の昇降と伝える。
【解決手段】杭穴掘削ヘッド１は、第一掘削腕１４及び第二掘削腕１５を有するヘッド本体２の上端に、掘削ロッド５の下端部に連結するための連結部１８を有し、掘削腕１４、１５の位置を確認するヘッド操作体３を連設して構成する。掘削腕１４、１５は逆回転して大きく揺動して拡大掘削する。この際に、ヘッド操作体３にカム２３〜２６を設ける。掘削腕１４の揺動→第一カム２３→第三カム２５と、掘削腕１５の揺動→第二カム２４→第三カム２５と伝え、第三カム２５→第四カム２６→操作ロッド２７（１本）の昇降と伝える。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
出願人は、先端に掘削刃を設けた掘削腕を土圧で揺動させて、揺動方向で掘削径を変化させる掘削ヘッドを提案している（特許文献１、２）。
【０００２】
また、出願人は掘削腕の揺動状態を地上で把握することを目的として、掘削腕のヘッド本体側の面に第一センサーを取り付け、掘削腕が揺動した際に第一センサーの軌道に合わせた第二センサーを取り付けた掘削ヘッドを提案している（特許文献１）。これは、第一センサーを基準点として、掘削腕の揺動に対応して、基準点である第一センサーが、第二センサーの揺動範囲のどこに位置しているかのデータを地上に送ることができ、掘削腕の揺動角度を地上で確認できるものである。
【０００３】
さらに出願人は、より確実な掘削径の拡大や、その後容易に縮径できるように、掘削腕にストッパーを形成し、地上からの昇降操作により昇降できるストッパー受けに掘削径に対応した保持部を形成し、保持部とストッパーとを対応させた掘削ヘッドの提案もしている（特許文献２）。これは、掘削ロッドを回転させると回転方向に従って、掘削腕は一側又は他側に振れ、ストッパー受けでストッパーを保持することにより、予め設定した一側又は他側の揺動角度を保持して、第一揺動角度、第二揺動角度で設定した所定の掘削径で確実に杭穴掘削できるものである。またストッパー受けの上下動に連動する操作ロッドの昇降状態により、掘削腕の状態を地上から目視できるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５０８３４
【特許文献２】特開２００８−１７９９７１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記のような提案により、確実な拡大径での掘削や掘削腕の揺動角度の目視で確認する場合、操作ロッドのような部材で、その場で直ぐに確認できる手段が重要になっている（特許文献２）。特許文献２の掘削ヘッドの場合、各掘削腕に対応した２つの操作ロッドをストッパー受けに連結することが必要であった。
【０００６】
一般に、地面から５０〜７０ｍの深さまでも掘るので、掘削ロッド（通常１単位１０ｍ以下）を継ぎ足しながら掘り進めるため、操作ロッドも継ぎ足す必要があった。従って、２本の操作ロッドの接続や操作作業などが煩雑となっていた。また、掘削ヘッドに掘削以外の様々な機能を付与することが行われ、例えば根固め部の充填物を採取して試料として収容する容器を設ける場合があり、この場合には容器の開閉を操作する操作ロッドが必要であり、併用が難しくなる問題点があった。更に、製造コストの観点から操作ロッドの本数を減らしつつ、掘削腕の揺動角度を地上で把握する手段が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、この発明は、２つの掘削腕の位置を、複数のカムを組み合わせて１本の操作ロッドの昇降により示すので、前記問題点を解決した。
【０００８】
即ち、この発明は、掘削ロッドの下端部に連結するための連結部を有し、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) 前記掘削ヘッドは、第一、第二掘削腕を有するヘッド本体の上端に前記連結部を有するヘッド操作体を連設して構成した。
(2) 前記ヘッド本体は、前記ヘッド本体の上端部に設けた水平軸に前記第一掘削腕、前記第二掘削腕を回動自在に取り付け、前記第一掘削腕が取り付けられたヘッド本体側の面を第一側面とし、前記第二掘削腕が取り付けられたヘッド本体側の面を第二側面とする構成とした。
(3) 前記ヘッド操作体は、前記ヘッド本体の第一側面、第二側面に対応するヘッド操作体の面をそれぞれ第一側面、第二側面とし、前記第一側面と直角な側面を第三側面、第四側面とする構成とした。
(4) 前記ヘッド操作体は、前記ヘッド操作体の第一側面に第一カム、第二側面に第二カム、第三側面に第三及び第四カムを軸支する構成とした。
(5) 前記第一カム、第二カムは、それぞれ前記第一操作腕、第二操作腕の揺動に従って回動する構成とした。
(6) 前記第三カムは、前記第一カム及び第二カムの回動に従って回動し、前記第四カムは、前記第三カムの回動に従って回動する構成とした。
(7) 前記第四カムは、上端部を地上に突出させた昇降部材を取り付ける構成とした。
【０００９】
また、前記において、以下の要件を全て具備して構成したことを特徴とする杭穴掘削ヘッドである。
(1) 第一及び第二掘削腕はそれぞれの上端に上方突部を形成した。
(2) 第一及び第二カムにそれぞれ、第一突部及び第二突部を形成し、各第一突部は前記各上方突部にそれぞれ接触して連動する構成とした。
(3) 第三カムに第一突部、第二突部及び第三突部を形成し、前記第三カムの第一突部は前記第一カムの第二突部に接触して連動し、前記第三カムの第二突部は前記第二カムの第二突部に接触して連動する構成とした。
(4) 第四カムに第一突部及び第二突部を形成し、前記第四カムの第一突部は前記第三カムの第三突部に接触して連動し、前記第四カムの第二突部に昇降部材を取り付ける構成とした。
【００１０】
また、前記において、各上方突部はそれぞれ、左側に凸の突端部を有し、突端部の頂点を基準点とし、その基準点の上側に上辺を、下側に下辺を形成し、
(1) 前記各突端部がそれぞれ、前記第一カムの第一突部、前記第二カムの第一突部に接触した時の前記第一掘削腕、第二掘削腕及び昇降部材の位置を基準位置とし、
(2) 掘削ロッドを正回転させ、前記第一及び第二掘削腕が一側に揺れて小径掘削状態とした時に、前記各上辺部がそれぞれ、前記第一カムの第一突部、前記第二カムの第一突部に接触して連動し、
(3) 掘削ロッドを逆回転させ、前記第一及び第二掘削腕が他側に揺れて大径掘削状態とした時に、前記各下辺部がそれぞれ、前記第一カムの第一突部、前記第二カムの第一突部に接触して連動する
ように上方突部の形状を設定したことを特徴とする杭穴掘削ヘッドである。
【００１１】
また、他の発明は、第一掘削腕の上方突部と第一カムの第一突部との間、並びに第二掘削腕の上方突部と第二カムの第一突部との間に連動手段を設けたことを特徴とする杭穴掘削ヘッドである。
【００１２】
さらに、他の発明は、掘削ロッドの下端部に連結するための連結部を有し、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) 前記掘削ヘッドは、第一、第二掘削腕を有するヘッド本体の上端に前記連結部を有するヘッド操作体を連設して構成した。
(2) 前記ヘッド操作体に、上端部を地上に突出させた１本の昇降部材を取り付け、前記第一掘削腕の動き及び前記第二掘削腕の動きを、前記昇降部材に伝えるカムを複数個組組み合わせて、前記ヘッド本体又はヘッド操作体に取り付ける。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、掘削腕とカムの連動により、揺動した掘削腕を所定の角度で保持させると共に、カムの連動を昇降部材に伝え、掘削腕の揺動角度を昇降部材の昇降に変換するので、地上で昇降部材を目視確認することができる効果がある。
【００１４】
また、一本の操作ロッドで、両掘削腕の揺動を確認することができるので、製造コストを低減でき、また、他の面を有効活用できる効果がある。
【００１５】
さらに、掘削腕とカムとの間に連動手段を設けることで、カムの揺動範囲が規制され、カムが不測の位置に移動することなく掘削腕の位置を特定できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】基準位置における掘削ヘッドの状態を示す図であって、（ａ）左正面から見た斜視図、（ｂ）右正面から見た斜視図。
【図２】小径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図であって、（ａ）左正面から見た斜視図、（ｂ）右正面から見た斜視図。
【図３】大径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図であって、（ａ）左正面から見た斜視図、（ｂ）右正面から見た斜視図。
【図４】掘削ヘッドの正面図であって、（ａ）基準位置における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｂ）小径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｃ）大径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図。
【図５】掘削ヘッドの右側面図であって、（ａ）基準位置における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｂ）小径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｃ）大径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図。
【図６】掘削ヘッドの左側面図であって、（ａ）基準位置における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｂ）小径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｃ）大径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図。
【図７】掘削ヘッドの背面図であって、（ａ）基準位置における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｂ）小径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｃ）大径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図。
【図８】本発明の他の実施例に係る掘削ヘッドの正面図であって、（ａ）基準位置における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｂ）小径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｃ）大径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図。
【図９】本発明の他の実施例に係る掘削ヘッドの背面図であって、（ａ）基準位置における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｂ）小径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｃ）大径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図。
【図１０】本発明の他の一の実施例に係る掘削ヘッドの正面図であって、（ａ）基準位置における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｂ）小径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｃ）大径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図。
【図１１】本発明の他の一の実施例に係る掘削ヘッドの背面図であって、（ａ）基準位置における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｂ）小径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｃ）大径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の杭穴掘削ヘッド１は、第一掘削腕１４及び第二掘削腕１５を有するヘッド本体２の上端に、掘削ロッド５の下端部に連結するための連結部１８を有し、掘削腕１４、１５の位置を確認するヘッド操作体３を連設して構成した（図１）。
【００１８】
ヘッド本体２は、ヘッド本体２の上端部に設けた水平軸１３に第一掘削腕１４、第二掘削腕１５を回動自在に取り付け、第一掘削腕１４が取り付けられたヘッド本体２側の面を第一側面６とし、第二掘削腕１５が取り付けられたヘッド本体２側の面を第二側面７とする構成とした（図４、図７）。また、第一及び第二掘削腕１４、１５はそれぞれの上端に上方突部１７を形成した（図１）。
【００１９】
ヘッド操作体３は、ヘッド本体２の第一側面６、第二側面７に対応するヘッド操作体３の面をそれぞれ第一側面１９、第二側面２０とし、第一側面１９と直角な側面を第三側面２１、第四側面２２とする構成とした（図１、図６）。また、ヘッド操作体３の第一側面１９に第一カム２３、第二側面２０に第二カム２４、第三側面２１に第三カム２５及び第四カム２６を軸支する構成とした（図１）。
【００２０】
第一カム２３及び第二カム２４にそれぞれ、第一突部２３ａ、２４ａ及び第二突部２３ｂ、２４ｂを形成し、各第一突部２３ａ、２４ａは各上方突部１７にそれぞれ接触して連動する構成とした。従って、第一カム２３、第二カム２４は、それぞれ第一操作腕１４、第二操作腕１５の揺動に従って回動する（図４〜図７）。
【００２１】
第三カム２５に第一突部２５ａ、第二突部２５ｂ及び第三突部２５ｃを形成し、第三カム２５の第一突部２５ａは第一カム２３の第二突部２３ｂに接触して連動し、第三カム２５の第二突部２５ｂは第二カム２４の第二突部２４ｂに接触して連動する構成とした。従って、前記第三カム２５は、前記第一カム２３及び第二カム２４の回動に従って回動する（図５）。
【００２２】
第四カム２６に第一突部２６ａ及び第二突部２６ｂを形成し、第四カム２６の第一突部２６ａは第三カム２５の第三突部２５ｃに接触して連動し、第四カム２６の第二突部２６ｂに操作ロッド２７を取り付け、その上端を地上に突出させる構成とした（図１）。従って、第四カム２６は記第三カム２５の回動に従って回動する（図５）。
【実施例１】
【００２３】
本発明の実施例を図１〜図７に基づいて説明する。
【００２４】
１．掘削ヘッド１の構成
以下のように掘削ヘッド１を構成する（図１）。
【００２５】
１−１ ヘッド本体２
【００２６】
ヘッド本体２は、四角柱状の基部２ａの上端に四角柱状のヘッド操作体３を連設し、基部２ａの下縁に連続して、扁平の膨出部４を形成してなる。前記基部２ａは、対向する一側面を第一側面６及び第二側面７とし、一側面に隣接して対向する他側面８、８とを有する。
【００２７】
ヘッド本体２の基部２ａの第一側面６及び第二側面７に水平軸１３を突出して形成する。前記水平軸１３に第一掘削腕１４、第二掘削腕１５のそれぞれの基端部を揺動自在に取り付ける。なお、水平軸１３は第一側面６と第二側面７とで軸が一致していれば、一体の軸でも分割された軸のいずれでもよい。また、水平軸１３は第一及び第二掘削腕１４、１５を回動できるように形成されればよいので、掘削腕１４、１５に水平軸１３を設けて、ヘッド本体２に軸受けを設けてもよい。
【００２８】
基部２ａは、下方に向けて第一側面６と第二側面７が近づくように、両他側面８、８の幅が縮まるように寸法が設定されており、基部２ａの下端に連続して膨出部４に至っている。膨出部４は水平方向に膨出して、第一側面６及び第二側面７の幅が大きくなるように形成する。膨出部４の下縁は、掘削腕１４、１５の揺動軌道に沿った円弧に形成し、下縁に下方に向けて固定掘削刃１０、１０を取り付ける（図１、図４）。また、前記ヘッド本体２の他側面８、８に撹拌翼１１、１２を傾斜して、かつ各他側面８、８で取り付け高さを違えて（撹拌翼１１が撹拌翼１２より上方に位置している）、取り付ける（図１）。
【００２９】
ヘッド本体２の第一側面６、７側上端部に掘削腕の正回転時の揺動を規制する第一ストッパー９ａを設ける。また、逆回転時の揺動を規制する第二ストッパー９ｂを設ける（図４）。
【００３０】
１−２ 掘削腕１４、１５
【００３１】
第一及び第二掘削腕１４、１５はそれぞれ、基端部で水平軸の周りが大径に形成され、中間部で幅が小さく、先端部は幅広く形成される。掘削腕１４、１５は、ヘッド本体２の第一側面６及び第二側面７の表面形状の変形に沿って変形され、ヘッド本体２の基部２ａ、膨出部４の形状変化（下方に向けて第一側面６と第二側面７が近づくように形成されている）に併せて、各掘削腕１４、１５が近づくように屈曲して形成され、膨出部４の下部で逆に外側に向けた方向に（第一掘削腕１４と第二掘削腕１５が離れるように）、掘削刃１６を突設する（図１、図５、図６）。
【００３２】
第一及び第二掘削腕１４、１５は、それぞれの上端に上方突部１７、１７を形成し、当該各上方突部１７、１７はそれぞれ、左側に凸の突端部１７ａを有し、当該突端部１７ａの頂点を基準としてその基準点の上側に上辺１７ｂを、下側に下辺１７ｃを形成する（図１、図２）。
【００３３】
１−３ヘッド操作体３
【００３４】
ヘッド操作体３は四角形状であって、その上端に掘削ロッド５の下端部に連結するための連結部１８を有し、ヘッド本体２の上端に連設される。ヘッド操作体３は、ヘッド本体２の第一側面６、第二側面７に対応するヘッド操作体の面をそれぞれ第一側面１９、第二側面２０とし、前記ヘッド操作体３の第一側面１９と直角な側面を第三側面２１、第四側面２２とする構成とした。
【００３５】
１−４ カム
【００３６】
ヘッド操作体３の第一側面１９に第一カム２３を軸Ａで、第二側面２０に第二カム２４を軸Ｂで、第三側面２１に第三カム２５を軸Ｃで、第三側面２１に第四カム２６を軸Ｄで、それぞれ軸支する。各軸Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは軸支した側面に対して直角に突設される。
【００３７】
第一カム２３及び第二カム２４にそれぞれ、第一突部２３ａ、２４ａ及び第二突部２３ｂ、２４ｂを形成し、各第一突部２３ａは、それぞれ上方突部１７、１７に接触して連動するようになっている。
【００３８】
第三カム２５に第一突部２５ａ、第二突部２５ｂ及び第三突部２５ｃを形成する。第三カム２５の第一突部２５ａは第一カム２３の第二突部２３ｂに接触して連動し、第三カム２５の第二突部２５ｂは第二カム２４の第二突部２４ｂに接触して連動するようになっている。
【００３９】
第四カム２６に第一突部２６ａ及び第二突部２６ｂを形成する。第四カム２６の第一突部２６ａは第三カム２５の第三突部２５ｃに接触して連動し、第四カム２６の第二突部２６ｂに操作ロッド２７を取り付け、第四カム２６の回動によって操作ロッド２７の昇降位置を地上で確認することができる。また第一〜第四カムの軸の位置は以下のようになる。
【００４０】
（１） 第一カム２３の軸Ａは、掘削腕１４、１５の軸位置（水平軸１３）の略真上であり、第二カム２４の軸Ｂと同軸である。また、軸Ａは、第三カム２５と略Ｃとほぼ同じ高さであり、第四カム２６の軸Ｄよりも下に位置する。
（２） 第二カム２４の軸Ｂは、掘削腕１４、１５の軸位置（水平軸１３）の略真上であり、第一カム２３の軸Ａと同軸である。また、軸Ｂは、第三カム２５の軸Ｃと略同じ高さであり、第四カム２６の軸Ｄよりも下に位置する。
（３） 第三カム２５の軸Ｃは、掘削腕１４、１５の軸位置（水平軸１３）よりも上であり、第一カム２３、第二カム２４の軸Ａ、Ｂと略同じ高さに位置する。また、第四カム２６の軸Ｄよりも下に位置する。
（４） 第四カム２６の軸Ｄは、第一カム２３、第二カム２４の軸Ａ、Ｂよりも上側であって、第三カム２５の軸Ｃよりも左上側に位置する。
【００４１】
２．掘削ヘッド１の使用
【００４２】
続いて、本発明の掘削ヘッド１の使用について説明する。
掘削機（図示していない）に掘削ロッド５を取り付け、掘削ロッド５の下端に掘削ヘッド１の連結部１８を取り付け、操作ロッド２７を掘削ロッド５に沿って上方に延長して、杭穴を掘削する。第一及び第二掘削腕１４、１５が垂れ下がっている状態を、掘削腕１４、１５、前記各カム２３〜２６の基準位置とすると、各カム２３〜２６における軸と突部の関係は以下のようになる。
【００４３】
２−１ 基準位置
【００４４】
（１） 第一カム２３の第一突部２３ａは、第一カム２３の軸Ａよりも左側で下方向に形成されている。また、第二突部２３ｂは第一カム２３の軸Ａよりも下側で右方向に形成されている（図４（ａ））。
【００４５】
（２） 第二カム２４の第一突部２４ａは第二カム２４の軸Ｂよりも左側で下方向に形成されている。また、第二突部２４ｂは第二カム２４の軸Ｂよりも上側で左方向に形成されている（図７（ａ）。
【００４６】
（３） 第三カム２５の第一突部２５ａは第三カム２５の軸Ｃよりも斜め左下方向に形成されている。また、第二突部２５ｂは第三カム２５の軸Ｄよりも斜め右上方向に形成され、第三突部２５ｃは第三カム２５の軸Ｃの略真上に形成されている（図５（ａ））。
【００４７】
（４） 第四カム２６の第一突部２６ａは第四カム２６の軸Ｄよりも右側で下方向に形成されている。また、第二突部２６ｂは第四カム２６の軸Ｄよりも下側で右方向に形成されている（図５（ａ））。
【００４８】
（５） また、カム２３〜２６相互間での突部の位置関係は以下のようになる。
【００４９】
第一カム２３の第二突部２３ｂは第三カム２５の第一突部２５ａの上側の面で接触している（図１（ａ））。
第二カム２４の第二突部２４ｂは第三カム２５の第二突部２５ｂ下側の面で接触している（図１（ｂ））。また、第二カム２４の第二突部２４ｂは第一カム２３の第二突部２３ｂよりも位置が高い（図１（ｂ））。
第三カム２５の第三突部２５ｃと第四カム２６の第一及び第二突部２６ａ、２６ｂは第一、第二カムの第二突部２３ｂ、２４ｂよりも位置が高い（図１（ａ）、（ｂ））。
【００５０】
２−２ 小径掘削位置
【００５１】
（１） 掘削ロッド５を正回転させると、掘削刃１６をはじめ掘削腕１４、１５に生じる土圧により第一掘削腕１４は、矢示２８のように一側に振れ、第二掘削腕１５は矢示２８のように一側に振れる（図４（ｂ）、図７（ｂ））。この時掘削腕１４、１５の上方突部１７、１７がそれぞれ第一ストッパー９ａ、９ａに当たって、このときの揺動角度を維持する。
【００５２】
（２） この時の各カムにおける軸と突部の関係は以下のようになる。
・第一カム２３の第一突部２３ａは基準位置より左方向に移動する。また、第二突部２３ｂは基準位置より下方向に移動する（図４（ｂ））。
・第二カム２４の第一突部２４ａは基準位置より左方向に移動する。また、第二突部２４ｂは基準位置より上方向に移動する（図７（ｂ））。
・第三カム２５の第一突部２５ａは基準位置よりも右方向に移動（回転）する。また、第二突部２５ｂは基準位置よりも左方向に移動（回転）し、第三突部２５ｃは基準位置よりも左方向に移動（回転）する（図５（ｂ））。
【００５３】
（３）また、カム相互間での突部の位置関係は以下のようになる。
・第一カム２３の第二突部２３ｂは第三カム２５の第一突部２５ａ上側の面で接触している（図２（ａ））。
・第二カム２４の第二突部２４ｂは第三カム２５の第二突部２５ｂ下側の面で接触している（図２（ｂ））。
・第二カム２４の第二突部２４ｂは第一カム２３の第二突部２３ａよりも位置が高い（図２）。
・第三カム２５の第三突部２５ｃと第四カム２６の第二突部２６ｂは第一カム２３、第二カム２４の第二突部２３ｂ、２４ｂよりも位置が高い（図２）。
・第二カム２４の第二突部２４ｂは第四カム２６の第一突部２６ａと略同じ高さに位置する（図２）。
【００５４】
（４）従って、第三カム２５の第三突部２５ｃに連動して、第四カム２６の第一突部２６ａが左方向に移動し、第二突部２５ｂが下方向に移動する。この時操作ロッド２７は前記第四カムの第二突部２５ｂに連動して下降するので（図５ｂ）、地上で操作ロッド２７が下降していることが確認できれば、所定の掘削径Ｄ１で杭穴が掘削されていることが確認できる。
【００５５】
２−３ 大径掘削位置
【００５６】
（１） 所定の深さまで掘削した後、掘削ロッド５の回転を止め、次に掘削ロッド５を逆回転すると、掘削刃１６をはじめ掘削腕１４、１５に生じる土圧により第一掘削腕１４は、矢示２９の方向に振れ、第二掘削腕１５は矢示２９の方向に振れる（図４（ｃ）、図７（ｃ））。この時掘削腕１４、１５の上方突部１７、１７がそれぞれ第二ストッパー９ｂ、９ｂに当たって、このときの揺動角度を維持する。
【００５７】
（２） この時の各カムにおける軸と突部の関係は以下のようになる。
・第一カム２３の第一突部２３ａは基準位置より右方向に移動する。また、第二突部２３ｂは基準位置より上方向に移動する（図４（ｃ））。
・第二カム２４の第一突部２４ａは基準位置より右方向に移動する。また、第二突部２４ｂは基準位置より下方向に移動する（図７（ｃ））。
・第三カム２５の第一突部２５ａは基準位置よりも上方向に移動（回転）する。また、第二突部２５ｂは基準位置よりも下方向に移動（回転）し、第三突部２５ｃは基準位置よりも右方向に移動（回転）する（図５（ｃ））。
・第四カム２６第一突部２６ａは基準位置よりも右方向に移動し、第二突部２６ｂは基準位置よりも上方向に移動する（図５（ｃ））。
【００５８】
（３） また、カム相互間での突部の位置関係は以下のようになる。
・第一カム２３の第二突部２３ｂは第三カム２５の第一突部２５ａ上側の面で接触している（図３（ａ）。
・第二カム２４の第二突部２４ｂは第三カム２５の第二突部２５ｂ下側の面で接触している（図３（ｂ））。
・第一カム２３の第二突部２３ｂは第二カム２４の第二突部２４ｂよりも位置が高い（図３）。
・第三カム２５の第三突部２５ｃと第四カム２６の第一突部２６ａ及び第二突部２６ｂは第一カム２３、第二カム２４の第二突部２３ｂ、２４ｂよりも位置が高い（図３）。
【００５９】
（４） 従って、第三カム２５の第三突部２５ｃに連動して、第四カム２６の第一突部２６ａが右方向に移動し、第二突部２５ｂが上方向に移動する。この時操作ロッド２７は前記第四カムの第二突部２５ｂに連動して上昇するので（図５（ｃ））、地上で操作ロッド２７が上昇していることが確認できれば、所定の掘削径Ｄ２で杭穴が掘削されていることが確認できる。
【００６０】
（５） 以上より、第一掘削腕１４及び第二掘削腕１５が小径掘削時の位置にあるか（図２）、大径掘削時の位置にあるか（図３）、あるいは下方に垂れた状態（基準位置）にあるかは（図１）、掘削ロッド５の回転方向と操作ロッド２７が上昇状態か下降状態であるかを見ることにより把握できる。従って、地上で操作ロッド２７の状態を把握することにより、第一掘削腕１４及び第二掘削腕１５の状態をより確実に認識することができる。
【００６１】
３．他の実施例
【００６２】
（１） 前記実施例において、第一掘削腕１４と第一カム２３との間及び第二掘削腕１５と第二カム２４との間に連動手段を設けてもよい。
連動手段は、図８及び図９に示すように、第一掘削腕１４の上方突部１７及び第一カム２３の第一突部２３ａに突起３０、３０を設け、当該突起３０に板状の連動板３１を多少の遊びを設けて緩く取り付け、同様に第二掘削腕１５の上方突部１７及び第二カム２４の第一突部２４ａに突起３０を設け、当該突起３０に板状の連動板３１を、多少の遊びを設けて緩く取り付ける構成となっている。
また、連動手段は、図１０及び図１１に示すように、第一掘削腕１４の上方突部１７及び第一カム２３の第一突部２３ａにフック３２、３２を設け、当該フック３２にワイヤー３３を取り付け、同様に第二掘削腕１５の上方突部１７及び第二カム２４の第一突部２４ａにフック３２、３２を設け、当該フック３２にワイヤー３３を取り付ける構成となっている。
前記各構成により、第一掘削腕１４の上方突部１７と第一カム２３の第一突部２３ａとが常に接触した又は大きく離れない状態になり、第二掘削腕１５の上方突部１７と第二カム２４の第一突部２４ａとが必要なときに接触した状態になる。従って、第一カム２３及び第二カム２４それぞれの揺動範囲が規制され、第一カム２３及び第二カム２４が不測の位置に配置されることがなくなり、第一掘削腕１４及び第一掘削腕１５の位置を確実に特定することができる。
【００６３】
（２） また、前記連結手段（連動板３１又はフック３２）は、第一カム２３と第三カム２５との間、第二カム２４と第三カム２５との間、第三カム２５と第四カムとの間に向けることもできる（図示していない）。
【符号の説明】
【００６４】
１ 杭穴掘削ヘッド
２ ヘッド本体
２ａ ヘッド本体の基部
３ ヘッド操作体
４ 膨出部
５ 掘削ロッド
６ ヘッド本体の第一側面
７ ヘッド本体の第二側面
８ ヘッド本体の他側面
９ａ 第一ストッパー
９ｂ 第二ストッパー
１０ 固定掘削刃
１１ 撹拌翼
１２ 撹拌翼
１３ 水平軸
１４ 第一掘削腕
１５ 第二掘削腕
１６ 掘削刃
１７ 上方突部
１７ａ 突端部
１７ｂ 上辺
１７ｃ 下辺
１８ 連結部
１９ ヘッド操作体の第一側面
２０ ヘッド操作体の第二側面
２１ ヘッド操作体の第三側面
２２ ヘッド操作体の第四側面
２３ 第一カム
２３ａ 第一カムの第一突部
２３ｂ 第一カムの第二突部
２４ 第二カム
２４ａ 第二カムの第一突部
２４ｂ 第二カムの第二突部
２５ 第三カム
２５ａ 第三カムの第一突部
２５ｂ 第三カムの第二突部
２５ｃ 第三カムの第三突部
２６ 第四カム
２６ａ 第四カムの第一突部
２６ｂ 第四カムの第二突部
２７ 操作ロッド
３０ 突起
３１ 連動板（連動手段）
３２ フック（連動手段）
３３ ワイヤー（連動手段）
Ａ 第一カムの軸
Ｂ 第二カムの軸
Ｃ 第三カムの軸
Ｄ 第四カムの軸
【背景技術】
【０００１】
出願人は、先端に掘削刃を設けた掘削腕を土圧で揺動させて、揺動方向で掘削径を変化させる掘削ヘッドを提案している（特許文献１、２）。
【０００２】
また、出願人は掘削腕の揺動状態を地上で把握することを目的として、掘削腕のヘッド本体側の面に第一センサーを取り付け、掘削腕が揺動した際に第一センサーの軌道に合わせた第二センサーを取り付けた掘削ヘッドを提案している（特許文献１）。これは、第一センサーを基準点として、掘削腕の揺動に対応して、基準点である第一センサーが、第二センサーの揺動範囲のどこに位置しているかのデータを地上に送ることができ、掘削腕の揺動角度を地上で確認できるものである。
【０００３】
さらに出願人は、より確実な掘削径の拡大や、その後容易に縮径できるように、掘削腕にストッパーを形成し、地上からの昇降操作により昇降できるストッパー受けに掘削径に対応した保持部を形成し、保持部とストッパーとを対応させた掘削ヘッドの提案もしている（特許文献２）。これは、掘削ロッドを回転させると回転方向に従って、掘削腕は一側又は他側に振れ、ストッパー受けでストッパーを保持することにより、予め設定した一側又は他側の揺動角度を保持して、第一揺動角度、第二揺動角度で設定した所定の掘削径で確実に杭穴掘削できるものである。またストッパー受けの上下動に連動する操作ロッドの昇降状態により、掘削腕の状態を地上から目視できるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５０８３４
【特許文献２】特開２００８−１７９９７１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記のような提案により、確実な拡大径での掘削や掘削腕の揺動角度の目視で確認する場合、操作ロッドのような部材で、その場で直ぐに確認できる手段が重要になっている（特許文献２）。特許文献２の掘削ヘッドの場合、各掘削腕に対応した２つの操作ロッドをストッパー受けに連結することが必要であった。
【０００６】
一般に、地面から５０〜７０ｍの深さまでも掘るので、掘削ロッド（通常１単位１０ｍ以下）を継ぎ足しながら掘り進めるため、操作ロッドも継ぎ足す必要があった。従って、２本の操作ロッドの接続や操作作業などが煩雑となっていた。また、掘削ヘッドに掘削以外の様々な機能を付与することが行われ、例えば根固め部の充填物を採取して試料として収容する容器を設ける場合があり、この場合には容器の開閉を操作する操作ロッドが必要であり、併用が難しくなる問題点があった。更に、製造コストの観点から操作ロッドの本数を減らしつつ、掘削腕の揺動角度を地上で把握する手段が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、この発明は、２つの掘削腕の位置を、複数のカムを組み合わせて１本の操作ロッドの昇降により示すので、前記問題点を解決した。
【０００８】
即ち、この発明は、掘削ロッドの下端部に連結するための連結部を有し、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) 前記掘削ヘッドは、第一、第二掘削腕を有するヘッド本体の上端に前記連結部を有するヘッド操作体を連設して構成した。
(2) 前記ヘッド本体は、前記ヘッド本体の上端部に設けた水平軸に前記第一掘削腕、前記第二掘削腕を回動自在に取り付け、前記第一掘削腕が取り付けられたヘッド本体側の面を第一側面とし、前記第二掘削腕が取り付けられたヘッド本体側の面を第二側面とする構成とした。
(3) 前記ヘッド操作体は、前記ヘッド本体の第一側面、第二側面に対応するヘッド操作体の面をそれぞれ第一側面、第二側面とし、前記第一側面と直角な側面を第三側面、第四側面とする構成とした。
(4) 前記ヘッド操作体は、前記ヘッド操作体の第一側面に第一カム、第二側面に第二カム、第三側面に第三及び第四カムを軸支する構成とした。
(5) 前記第一カム、第二カムは、それぞれ前記第一操作腕、第二操作腕の揺動に従って回動する構成とした。
(6) 前記第三カムは、前記第一カム及び第二カムの回動に従って回動し、前記第四カムは、前記第三カムの回動に従って回動する構成とした。
(7) 前記第四カムは、上端部を地上に突出させた昇降部材を取り付ける構成とした。
【０００９】
また、前記において、以下の要件を全て具備して構成したことを特徴とする杭穴掘削ヘッドである。
(1) 第一及び第二掘削腕はそれぞれの上端に上方突部を形成した。
(2) 第一及び第二カムにそれぞれ、第一突部及び第二突部を形成し、各第一突部は前記各上方突部にそれぞれ接触して連動する構成とした。
(3) 第三カムに第一突部、第二突部及び第三突部を形成し、前記第三カムの第一突部は前記第一カムの第二突部に接触して連動し、前記第三カムの第二突部は前記第二カムの第二突部に接触して連動する構成とした。
(4) 第四カムに第一突部及び第二突部を形成し、前記第四カムの第一突部は前記第三カムの第三突部に接触して連動し、前記第四カムの第二突部に昇降部材を取り付ける構成とした。
【００１０】
また、前記において、各上方突部はそれぞれ、左側に凸の突端部を有し、突端部の頂点を基準点とし、その基準点の上側に上辺を、下側に下辺を形成し、
(1) 前記各突端部がそれぞれ、前記第一カムの第一突部、前記第二カムの第一突部に接触した時の前記第一掘削腕、第二掘削腕及び昇降部材の位置を基準位置とし、
(2) 掘削ロッドを正回転させ、前記第一及び第二掘削腕が一側に揺れて小径掘削状態とした時に、前記各上辺部がそれぞれ、前記第一カムの第一突部、前記第二カムの第一突部に接触して連動し、
(3) 掘削ロッドを逆回転させ、前記第一及び第二掘削腕が他側に揺れて大径掘削状態とした時に、前記各下辺部がそれぞれ、前記第一カムの第一突部、前記第二カムの第一突部に接触して連動する
ように上方突部の形状を設定したことを特徴とする杭穴掘削ヘッドである。
【００１１】
また、他の発明は、第一掘削腕の上方突部と第一カムの第一突部との間、並びに第二掘削腕の上方突部と第二カムの第一突部との間に連動手段を設けたことを特徴とする杭穴掘削ヘッドである。
【００１２】
さらに、他の発明は、掘削ロッドの下端部に連結するための連結部を有し、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) 前記掘削ヘッドは、第一、第二掘削腕を有するヘッド本体の上端に前記連結部を有するヘッド操作体を連設して構成した。
(2) 前記ヘッド操作体に、上端部を地上に突出させた１本の昇降部材を取り付け、前記第一掘削腕の動き及び前記第二掘削腕の動きを、前記昇降部材に伝えるカムを複数個組組み合わせて、前記ヘッド本体又はヘッド操作体に取り付ける。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、掘削腕とカムの連動により、揺動した掘削腕を所定の角度で保持させると共に、カムの連動を昇降部材に伝え、掘削腕の揺動角度を昇降部材の昇降に変換するので、地上で昇降部材を目視確認することができる効果がある。
【００１４】
また、一本の操作ロッドで、両掘削腕の揺動を確認することができるので、製造コストを低減でき、また、他の面を有効活用できる効果がある。
【００１５】
さらに、掘削腕とカムとの間に連動手段を設けることで、カムの揺動範囲が規制され、カムが不測の位置に移動することなく掘削腕の位置を特定できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】基準位置における掘削ヘッドの状態を示す図であって、（ａ）左正面から見た斜視図、（ｂ）右正面から見た斜視図。
【図２】小径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図であって、（ａ）左正面から見た斜視図、（ｂ）右正面から見た斜視図。
【図３】大径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図であって、（ａ）左正面から見た斜視図、（ｂ）右正面から見た斜視図。
【図４】掘削ヘッドの正面図であって、（ａ）基準位置における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｂ）小径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｃ）大径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図。
【図５】掘削ヘッドの右側面図であって、（ａ）基準位置における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｂ）小径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｃ）大径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図。
【図６】掘削ヘッドの左側面図であって、（ａ）基準位置における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｂ）小径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｃ）大径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図。
【図７】掘削ヘッドの背面図であって、（ａ）基準位置における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｂ）小径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｃ）大径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図。
【図８】本発明の他の実施例に係る掘削ヘッドの正面図であって、（ａ）基準位置における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｂ）小径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｃ）大径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図。
【図９】本発明の他の実施例に係る掘削ヘッドの背面図であって、（ａ）基準位置における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｂ）小径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｃ）大径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図。
【図１０】本発明の他の一の実施例に係る掘削ヘッドの正面図であって、（ａ）基準位置における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｂ）小径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｃ）大径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図。
【図１１】本発明の他の一の実施例に係る掘削ヘッドの背面図であって、（ａ）基準位置における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｂ）小径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図、（ｃ）大径掘削状態における掘削ヘッドの状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の杭穴掘削ヘッド１は、第一掘削腕１４及び第二掘削腕１５を有するヘッド本体２の上端に、掘削ロッド５の下端部に連結するための連結部１８を有し、掘削腕１４、１５の位置を確認するヘッド操作体３を連設して構成した（図１）。
【００１８】
ヘッド本体２は、ヘッド本体２の上端部に設けた水平軸１３に第一掘削腕１４、第二掘削腕１５を回動自在に取り付け、第一掘削腕１４が取り付けられたヘッド本体２側の面を第一側面６とし、第二掘削腕１５が取り付けられたヘッド本体２側の面を第二側面７とする構成とした（図４、図７）。また、第一及び第二掘削腕１４、１５はそれぞれの上端に上方突部１７を形成した（図１）。
【００１９】
ヘッド操作体３は、ヘッド本体２の第一側面６、第二側面７に対応するヘッド操作体３の面をそれぞれ第一側面１９、第二側面２０とし、第一側面１９と直角な側面を第三側面２１、第四側面２２とする構成とした（図１、図６）。また、ヘッド操作体３の第一側面１９に第一カム２３、第二側面２０に第二カム２４、第三側面２１に第三カム２５及び第四カム２６を軸支する構成とした（図１）。
【００２０】
第一カム２３及び第二カム２４にそれぞれ、第一突部２３ａ、２４ａ及び第二突部２３ｂ、２４ｂを形成し、各第一突部２３ａ、２４ａは各上方突部１７にそれぞれ接触して連動する構成とした。従って、第一カム２３、第二カム２４は、それぞれ第一操作腕１４、第二操作腕１５の揺動に従って回動する（図４〜図７）。
【００２１】
第三カム２５に第一突部２５ａ、第二突部２５ｂ及び第三突部２５ｃを形成し、第三カム２５の第一突部２５ａは第一カム２３の第二突部２３ｂに接触して連動し、第三カム２５の第二突部２５ｂは第二カム２４の第二突部２４ｂに接触して連動する構成とした。従って、前記第三カム２５は、前記第一カム２３及び第二カム２４の回動に従って回動する（図５）。
【００２２】
第四カム２６に第一突部２６ａ及び第二突部２６ｂを形成し、第四カム２６の第一突部２６ａは第三カム２５の第三突部２５ｃに接触して連動し、第四カム２６の第二突部２６ｂに操作ロッド２７を取り付け、その上端を地上に突出させる構成とした（図１）。従って、第四カム２６は記第三カム２５の回動に従って回動する（図５）。
【実施例１】
【００２３】
本発明の実施例を図１〜図７に基づいて説明する。
【００２４】
１．掘削ヘッド１の構成
以下のように掘削ヘッド１を構成する（図１）。
【００２５】
１−１ ヘッド本体２
【００２６】
ヘッド本体２は、四角柱状の基部２ａの上端に四角柱状のヘッド操作体３を連設し、基部２ａの下縁に連続して、扁平の膨出部４を形成してなる。前記基部２ａは、対向する一側面を第一側面６及び第二側面７とし、一側面に隣接して対向する他側面８、８とを有する。
【００２７】
ヘッド本体２の基部２ａの第一側面６及び第二側面７に水平軸１３を突出して形成する。前記水平軸１３に第一掘削腕１４、第二掘削腕１５のそれぞれの基端部を揺動自在に取り付ける。なお、水平軸１３は第一側面６と第二側面７とで軸が一致していれば、一体の軸でも分割された軸のいずれでもよい。また、水平軸１３は第一及び第二掘削腕１４、１５を回動できるように形成されればよいので、掘削腕１４、１５に水平軸１３を設けて、ヘッド本体２に軸受けを設けてもよい。
【００２８】
基部２ａは、下方に向けて第一側面６と第二側面７が近づくように、両他側面８、８の幅が縮まるように寸法が設定されており、基部２ａの下端に連続して膨出部４に至っている。膨出部４は水平方向に膨出して、第一側面６及び第二側面７の幅が大きくなるように形成する。膨出部４の下縁は、掘削腕１４、１５の揺動軌道に沿った円弧に形成し、下縁に下方に向けて固定掘削刃１０、１０を取り付ける（図１、図４）。また、前記ヘッド本体２の他側面８、８に撹拌翼１１、１２を傾斜して、かつ各他側面８、８で取り付け高さを違えて（撹拌翼１１が撹拌翼１２より上方に位置している）、取り付ける（図１）。
【００２９】
ヘッド本体２の第一側面６、７側上端部に掘削腕の正回転時の揺動を規制する第一ストッパー９ａを設ける。また、逆回転時の揺動を規制する第二ストッパー９ｂを設ける（図４）。
【００３０】
１−２ 掘削腕１４、１５
【００３１】
第一及び第二掘削腕１４、１５はそれぞれ、基端部で水平軸の周りが大径に形成され、中間部で幅が小さく、先端部は幅広く形成される。掘削腕１４、１５は、ヘッド本体２の第一側面６及び第二側面７の表面形状の変形に沿って変形され、ヘッド本体２の基部２ａ、膨出部４の形状変化（下方に向けて第一側面６と第二側面７が近づくように形成されている）に併せて、各掘削腕１４、１５が近づくように屈曲して形成され、膨出部４の下部で逆に外側に向けた方向に（第一掘削腕１４と第二掘削腕１５が離れるように）、掘削刃１６を突設する（図１、図５、図６）。
【００３２】
第一及び第二掘削腕１４、１５は、それぞれの上端に上方突部１７、１７を形成し、当該各上方突部１７、１７はそれぞれ、左側に凸の突端部１７ａを有し、当該突端部１７ａの頂点を基準としてその基準点の上側に上辺１７ｂを、下側に下辺１７ｃを形成する（図１、図２）。
【００３３】
１−３ヘッド操作体３
【００３４】
ヘッド操作体３は四角形状であって、その上端に掘削ロッド５の下端部に連結するための連結部１８を有し、ヘッド本体２の上端に連設される。ヘッド操作体３は、ヘッド本体２の第一側面６、第二側面７に対応するヘッド操作体の面をそれぞれ第一側面１９、第二側面２０とし、前記ヘッド操作体３の第一側面１９と直角な側面を第三側面２１、第四側面２２とする構成とした。
【００３５】
１−４ カム
【００３６】
ヘッド操作体３の第一側面１９に第一カム２３を軸Ａで、第二側面２０に第二カム２４を軸Ｂで、第三側面２１に第三カム２５を軸Ｃで、第三側面２１に第四カム２６を軸Ｄで、それぞれ軸支する。各軸Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは軸支した側面に対して直角に突設される。
【００３７】
第一カム２３及び第二カム２４にそれぞれ、第一突部２３ａ、２４ａ及び第二突部２３ｂ、２４ｂを形成し、各第一突部２３ａは、それぞれ上方突部１７、１７に接触して連動するようになっている。
【００３８】
第三カム２５に第一突部２５ａ、第二突部２５ｂ及び第三突部２５ｃを形成する。第三カム２５の第一突部２５ａは第一カム２３の第二突部２３ｂに接触して連動し、第三カム２５の第二突部２５ｂは第二カム２４の第二突部２４ｂに接触して連動するようになっている。
【００３９】
第四カム２６に第一突部２６ａ及び第二突部２６ｂを形成する。第四カム２６の第一突部２６ａは第三カム２５の第三突部２５ｃに接触して連動し、第四カム２６の第二突部２６ｂに操作ロッド２７を取り付け、第四カム２６の回動によって操作ロッド２７の昇降位置を地上で確認することができる。また第一〜第四カムの軸の位置は以下のようになる。
【００４０】
（１） 第一カム２３の軸Ａは、掘削腕１４、１５の軸位置（水平軸１３）の略真上であり、第二カム２４の軸Ｂと同軸である。また、軸Ａは、第三カム２５と略Ｃとほぼ同じ高さであり、第四カム２６の軸Ｄよりも下に位置する。
（２） 第二カム２４の軸Ｂは、掘削腕１４、１５の軸位置（水平軸１３）の略真上であり、第一カム２３の軸Ａと同軸である。また、軸Ｂは、第三カム２５の軸Ｃと略同じ高さであり、第四カム２６の軸Ｄよりも下に位置する。
（３） 第三カム２５の軸Ｃは、掘削腕１４、１５の軸位置（水平軸１３）よりも上であり、第一カム２３、第二カム２４の軸Ａ、Ｂと略同じ高さに位置する。また、第四カム２６の軸Ｄよりも下に位置する。
（４） 第四カム２６の軸Ｄは、第一カム２３、第二カム２４の軸Ａ、Ｂよりも上側であって、第三カム２５の軸Ｃよりも左上側に位置する。
【００４１】
２．掘削ヘッド１の使用
【００４２】
続いて、本発明の掘削ヘッド１の使用について説明する。
掘削機（図示していない）に掘削ロッド５を取り付け、掘削ロッド５の下端に掘削ヘッド１の連結部１８を取り付け、操作ロッド２７を掘削ロッド５に沿って上方に延長して、杭穴を掘削する。第一及び第二掘削腕１４、１５が垂れ下がっている状態を、掘削腕１４、１５、前記各カム２３〜２６の基準位置とすると、各カム２３〜２６における軸と突部の関係は以下のようになる。
【００４３】
２−１ 基準位置
【００４４】
（１） 第一カム２３の第一突部２３ａは、第一カム２３の軸Ａよりも左側で下方向に形成されている。また、第二突部２３ｂは第一カム２３の軸Ａよりも下側で右方向に形成されている（図４（ａ））。
【００４５】
（２） 第二カム２４の第一突部２４ａは第二カム２４の軸Ｂよりも左側で下方向に形成されている。また、第二突部２４ｂは第二カム２４の軸Ｂよりも上側で左方向に形成されている（図７（ａ）。
【００４６】
（３） 第三カム２５の第一突部２５ａは第三カム２５の軸Ｃよりも斜め左下方向に形成されている。また、第二突部２５ｂは第三カム２５の軸Ｄよりも斜め右上方向に形成され、第三突部２５ｃは第三カム２５の軸Ｃの略真上に形成されている（図５（ａ））。
【００４７】
（４） 第四カム２６の第一突部２６ａは第四カム２６の軸Ｄよりも右側で下方向に形成されている。また、第二突部２６ｂは第四カム２６の軸Ｄよりも下側で右方向に形成されている（図５（ａ））。
【００４８】
（５） また、カム２３〜２６相互間での突部の位置関係は以下のようになる。
【００４９】
第一カム２３の第二突部２３ｂは第三カム２５の第一突部２５ａの上側の面で接触している（図１（ａ））。
第二カム２４の第二突部２４ｂは第三カム２５の第二突部２５ｂ下側の面で接触している（図１（ｂ））。また、第二カム２４の第二突部２４ｂは第一カム２３の第二突部２３ｂよりも位置が高い（図１（ｂ））。
第三カム２５の第三突部２５ｃと第四カム２６の第一及び第二突部２６ａ、２６ｂは第一、第二カムの第二突部２３ｂ、２４ｂよりも位置が高い（図１（ａ）、（ｂ））。
【００５０】
２−２ 小径掘削位置
【００５１】
（１） 掘削ロッド５を正回転させると、掘削刃１６をはじめ掘削腕１４、１５に生じる土圧により第一掘削腕１４は、矢示２８のように一側に振れ、第二掘削腕１５は矢示２８のように一側に振れる（図４（ｂ）、図７（ｂ））。この時掘削腕１４、１５の上方突部１７、１７がそれぞれ第一ストッパー９ａ、９ａに当たって、このときの揺動角度を維持する。
【００５２】
（２） この時の各カムにおける軸と突部の関係は以下のようになる。
・第一カム２３の第一突部２３ａは基準位置より左方向に移動する。また、第二突部２３ｂは基準位置より下方向に移動する（図４（ｂ））。
・第二カム２４の第一突部２４ａは基準位置より左方向に移動する。また、第二突部２４ｂは基準位置より上方向に移動する（図７（ｂ））。
・第三カム２５の第一突部２５ａは基準位置よりも右方向に移動（回転）する。また、第二突部２５ｂは基準位置よりも左方向に移動（回転）し、第三突部２５ｃは基準位置よりも左方向に移動（回転）する（図５（ｂ））。
【００５３】
（３）また、カム相互間での突部の位置関係は以下のようになる。
・第一カム２３の第二突部２３ｂは第三カム２５の第一突部２５ａ上側の面で接触している（図２（ａ））。
・第二カム２４の第二突部２４ｂは第三カム２５の第二突部２５ｂ下側の面で接触している（図２（ｂ））。
・第二カム２４の第二突部２４ｂは第一カム２３の第二突部２３ａよりも位置が高い（図２）。
・第三カム２５の第三突部２５ｃと第四カム２６の第二突部２６ｂは第一カム２３、第二カム２４の第二突部２３ｂ、２４ｂよりも位置が高い（図２）。
・第二カム２４の第二突部２４ｂは第四カム２６の第一突部２６ａと略同じ高さに位置する（図２）。
【００５４】
（４）従って、第三カム２５の第三突部２５ｃに連動して、第四カム２６の第一突部２６ａが左方向に移動し、第二突部２５ｂが下方向に移動する。この時操作ロッド２７は前記第四カムの第二突部２５ｂに連動して下降するので（図５ｂ）、地上で操作ロッド２７が下降していることが確認できれば、所定の掘削径Ｄ１で杭穴が掘削されていることが確認できる。
【００５５】
２−３ 大径掘削位置
【００５６】
（１） 所定の深さまで掘削した後、掘削ロッド５の回転を止め、次に掘削ロッド５を逆回転すると、掘削刃１６をはじめ掘削腕１４、１５に生じる土圧により第一掘削腕１４は、矢示２９の方向に振れ、第二掘削腕１５は矢示２９の方向に振れる（図４（ｃ）、図７（ｃ））。この時掘削腕１４、１５の上方突部１７、１７がそれぞれ第二ストッパー９ｂ、９ｂに当たって、このときの揺動角度を維持する。
【００５７】
（２） この時の各カムにおける軸と突部の関係は以下のようになる。
・第一カム２３の第一突部２３ａは基準位置より右方向に移動する。また、第二突部２３ｂは基準位置より上方向に移動する（図４（ｃ））。
・第二カム２４の第一突部２４ａは基準位置より右方向に移動する。また、第二突部２４ｂは基準位置より下方向に移動する（図７（ｃ））。
・第三カム２５の第一突部２５ａは基準位置よりも上方向に移動（回転）する。また、第二突部２５ｂは基準位置よりも下方向に移動（回転）し、第三突部２５ｃは基準位置よりも右方向に移動（回転）する（図５（ｃ））。
・第四カム２６第一突部２６ａは基準位置よりも右方向に移動し、第二突部２６ｂは基準位置よりも上方向に移動する（図５（ｃ））。
【００５８】
（３） また、カム相互間での突部の位置関係は以下のようになる。
・第一カム２３の第二突部２３ｂは第三カム２５の第一突部２５ａ上側の面で接触している（図３（ａ）。
・第二カム２４の第二突部２４ｂは第三カム２５の第二突部２５ｂ下側の面で接触している（図３（ｂ））。
・第一カム２３の第二突部２３ｂは第二カム２４の第二突部２４ｂよりも位置が高い（図３）。
・第三カム２５の第三突部２５ｃと第四カム２６の第一突部２６ａ及び第二突部２６ｂは第一カム２３、第二カム２４の第二突部２３ｂ、２４ｂよりも位置が高い（図３）。
【００５９】
（４） 従って、第三カム２５の第三突部２５ｃに連動して、第四カム２６の第一突部２６ａが右方向に移動し、第二突部２５ｂが上方向に移動する。この時操作ロッド２７は前記第四カムの第二突部２５ｂに連動して上昇するので（図５（ｃ））、地上で操作ロッド２７が上昇していることが確認できれば、所定の掘削径Ｄ２で杭穴が掘削されていることが確認できる。
【００６０】
（５） 以上より、第一掘削腕１４及び第二掘削腕１５が小径掘削時の位置にあるか（図２）、大径掘削時の位置にあるか（図３）、あるいは下方に垂れた状態（基準位置）にあるかは（図１）、掘削ロッド５の回転方向と操作ロッド２７が上昇状態か下降状態であるかを見ることにより把握できる。従って、地上で操作ロッド２７の状態を把握することにより、第一掘削腕１４及び第二掘削腕１５の状態をより確実に認識することができる。
【００６１】
３．他の実施例
【００６２】
（１） 前記実施例において、第一掘削腕１４と第一カム２３との間及び第二掘削腕１５と第二カム２４との間に連動手段を設けてもよい。
連動手段は、図８及び図９に示すように、第一掘削腕１４の上方突部１７及び第一カム２３の第一突部２３ａに突起３０、３０を設け、当該突起３０に板状の連動板３１を多少の遊びを設けて緩く取り付け、同様に第二掘削腕１５の上方突部１７及び第二カム２４の第一突部２４ａに突起３０を設け、当該突起３０に板状の連動板３１を、多少の遊びを設けて緩く取り付ける構成となっている。
また、連動手段は、図１０及び図１１に示すように、第一掘削腕１４の上方突部１７及び第一カム２３の第一突部２３ａにフック３２、３２を設け、当該フック３２にワイヤー３３を取り付け、同様に第二掘削腕１５の上方突部１７及び第二カム２４の第一突部２４ａにフック３２、３２を設け、当該フック３２にワイヤー３３を取り付ける構成となっている。
前記各構成により、第一掘削腕１４の上方突部１７と第一カム２３の第一突部２３ａとが常に接触した又は大きく離れない状態になり、第二掘削腕１５の上方突部１７と第二カム２４の第一突部２４ａとが必要なときに接触した状態になる。従って、第一カム２３及び第二カム２４それぞれの揺動範囲が規制され、第一カム２３及び第二カム２４が不測の位置に配置されることがなくなり、第一掘削腕１４及び第一掘削腕１５の位置を確実に特定することができる。
【００６３】
（２） また、前記連結手段（連動板３１又はフック３２）は、第一カム２３と第三カム２５との間、第二カム２４と第三カム２５との間、第三カム２５と第四カムとの間に向けることもできる（図示していない）。
【符号の説明】
【００６４】
１ 杭穴掘削ヘッド
２ ヘッド本体
２ａ ヘッド本体の基部
３ ヘッド操作体
４ 膨出部
５ 掘削ロッド
６ ヘッド本体の第一側面
７ ヘッド本体の第二側面
８ ヘッド本体の他側面
９ａ 第一ストッパー
９ｂ 第二ストッパー
１０ 固定掘削刃
１１ 撹拌翼
１２ 撹拌翼
１３ 水平軸
１４ 第一掘削腕
１５ 第二掘削腕
１６ 掘削刃
１７ 上方突部
１７ａ 突端部
１７ｂ 上辺
１７ｃ 下辺
１８ 連結部
１９ ヘッド操作体の第一側面
２０ ヘッド操作体の第二側面
２１ ヘッド操作体の第三側面
２２ ヘッド操作体の第四側面
２３ 第一カム
２３ａ 第一カムの第一突部
２３ｂ 第一カムの第二突部
２４ 第二カム
２４ａ 第二カムの第一突部
２４ｂ 第二カムの第二突部
２５ 第三カム
２５ａ 第三カムの第一突部
２５ｂ 第三カムの第二突部
２５ｃ 第三カムの第三突部
２６ 第四カム
２６ａ 第四カムの第一突部
２６ｂ 第四カムの第二突部
２７ 操作ロッド
３０ 突起
３１ 連動板（連動手段）
３２ フック（連動手段）
３３ ワイヤー（連動手段）
Ａ 第一カムの軸
Ｂ 第二カムの軸
Ｃ 第三カムの軸
Ｄ 第四カムの軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削ロッドの下端部に連結するための連結部を有し、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) 前記掘削ヘッドは、第一、第二掘削腕を有するヘッド本体の上端に前記連結部を有するヘッド操作体を連設して構成した。
(2) 前記ヘッド本体は、前記ヘッド本体の上端部に設けた水平軸に前記第一掘削腕、前記第二掘削腕を回動自在に取り付け、前記第一掘削腕が取り付けられたヘッド本体側の面を第一側面とし、前記第二掘削腕が取り付けられたヘッド本体側の面を第二側面とする構成とした。
(3) 前記ヘッド操作体は、前記ヘッド本体の第一側面、第二側面に対応するヘッド操作体の面をそれぞれ第一側面、第二側面とし、前記第一側面と直角な側面を第三側面、第四側面とする構成とした。
(4) 前記ヘッド操作体は、前記ヘッド操作体の第一側面に第一カム、第二側面に第二カム、第三側面に第三及び第四カムを軸支する構成とした。
(5) 前記第一カム、第二カムは、それぞれ前記第一操作腕、第二操作腕の揺動に従って回動する構成とした。
(6) 前記第三カムは、前記第一カム及び第二カムの回動に従って回動し、前記第四カムは、前記第三カムの回動に従って回動する構成とした。
(7) 前記第四カムは、上端部を地上に突出させた昇降部材を取り付ける構成とした。
【請求項２】
以下の要件を全て具備して構成したことを特徴とする請求項１記載の杭穴掘削ヘッド。
(1) 第一及び第二掘削腕はそれぞれの上端に上方突部を形成した。
(2) 第一及び第二カムにそれぞれ、第一突部及び第二突部を形成し、各第一突部は前記各上方突部にそれぞれ接触して連動する構成とした。
(3) 第三カムに第一突部、第二突部及び第三突部を形成し、前記第三カムの第一突部は前記第一カムの第二突部に接触して連動し、前記第三カムの第二突部は前記第二カムの第二突部に接触して連動する構成とした。
(4) 第四カムに第一突部及び第二突部を形成し、前記第四カムの第一突部は前記第三カムの第三突部に接触して連動し、前記第四カムの第二突部に昇降部材を取り付ける構成とした。
【請求項３】
各上方突部はそれぞれ、左側に凸の突端部を有し、突端部の頂点を基準点とし、その基準点の上側に上辺を、下側に下辺を形成し、
(1) 前記各突端部がそれぞれ、前記第一カムの第一突部、前記第二カムの第一突部に接触した時の前記第一掘削腕、第二掘削腕及び昇降部材の位置を基準位置とし、
(2) 掘削ロッドを正回転させ、前記第一及び第二掘削腕が一側に揺れて小径掘削状態とした時に、前記各上辺部がそれぞれ、前記第一カムの第一突部、前記第二カムの第一突部に接触して連動し、
(3) 掘削ロッドを逆回転させ、前記第一及び第二掘削腕が他側に揺れて大径掘削状態とした時に、前記各下辺部がそれぞれ、前記第一カムの第一突部、前記第二カムの第一突部に接触して連動する
ように上方突部の形状を設定したことを特徴とする請求項１又は２記載の杭穴掘削ヘッド。
【請求項４】
第一掘削腕の上方突部と第一カムの第一突部との間、並びに第二掘削腕の上方突部と第二カムの第一突部との間に連動手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の杭穴掘削ヘッド。
【請求項５】
掘削ロッドの下端部に連結するための連結部を有し、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) 前記掘削ヘッドは、第一、第二掘削腕を有するヘッド本体の上端に前記連結部を有するヘッド操作体を連設して構成した。
(2) 前記ヘッド操作体に、上端部を地上に突出させた１本の昇降部材を取り付け、前記第一掘削腕の動き及び前記第二掘削腕の動きを、前記昇降部材に伝えるカムを複数個組組み合わせて、前記ヘッド本体又はヘッド操作体に取り付ける。
【請求項１】
掘削ロッドの下端部に連結するための連結部を有し、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) 前記掘削ヘッドは、第一、第二掘削腕を有するヘッド本体の上端に前記連結部を有するヘッド操作体を連設して構成した。
(2) 前記ヘッド本体は、前記ヘッド本体の上端部に設けた水平軸に前記第一掘削腕、前記第二掘削腕を回動自在に取り付け、前記第一掘削腕が取り付けられたヘッド本体側の面を第一側面とし、前記第二掘削腕が取り付けられたヘッド本体側の面を第二側面とする構成とした。
(3) 前記ヘッド操作体は、前記ヘッド本体の第一側面、第二側面に対応するヘッド操作体の面をそれぞれ第一側面、第二側面とし、前記第一側面と直角な側面を第三側面、第四側面とする構成とした。
(4) 前記ヘッド操作体は、前記ヘッド操作体の第一側面に第一カム、第二側面に第二カム、第三側面に第三及び第四カムを軸支する構成とした。
(5) 前記第一カム、第二カムは、それぞれ前記第一操作腕、第二操作腕の揺動に従って回動する構成とした。
(6) 前記第三カムは、前記第一カム及び第二カムの回動に従って回動し、前記第四カムは、前記第三カムの回動に従って回動する構成とした。
(7) 前記第四カムは、上端部を地上に突出させた昇降部材を取り付ける構成とした。
【請求項２】
以下の要件を全て具備して構成したことを特徴とする請求項１記載の杭穴掘削ヘッド。
(1) 第一及び第二掘削腕はそれぞれの上端に上方突部を形成した。
(2) 第一及び第二カムにそれぞれ、第一突部及び第二突部を形成し、各第一突部は前記各上方突部にそれぞれ接触して連動する構成とした。
(3) 第三カムに第一突部、第二突部及び第三突部を形成し、前記第三カムの第一突部は前記第一カムの第二突部に接触して連動し、前記第三カムの第二突部は前記第二カムの第二突部に接触して連動する構成とした。
(4) 第四カムに第一突部及び第二突部を形成し、前記第四カムの第一突部は前記第三カムの第三突部に接触して連動し、前記第四カムの第二突部に昇降部材を取り付ける構成とした。
【請求項３】
各上方突部はそれぞれ、左側に凸の突端部を有し、突端部の頂点を基準点とし、その基準点の上側に上辺を、下側に下辺を形成し、
(1) 前記各突端部がそれぞれ、前記第一カムの第一突部、前記第二カムの第一突部に接触した時の前記第一掘削腕、第二掘削腕及び昇降部材の位置を基準位置とし、
(2) 掘削ロッドを正回転させ、前記第一及び第二掘削腕が一側に揺れて小径掘削状態とした時に、前記各上辺部がそれぞれ、前記第一カムの第一突部、前記第二カムの第一突部に接触して連動し、
(3) 掘削ロッドを逆回転させ、前記第一及び第二掘削腕が他側に揺れて大径掘削状態とした時に、前記各下辺部がそれぞれ、前記第一カムの第一突部、前記第二カムの第一突部に接触して連動する
ように上方突部の形状を設定したことを特徴とする請求項１又は２記載の杭穴掘削ヘッド。
【請求項４】
第一掘削腕の上方突部と第一カムの第一突部との間、並びに第二掘削腕の上方突部と第二カムの第一突部との間に連動手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の杭穴掘削ヘッド。
【請求項５】
掘削ロッドの下端部に連結するための連結部を有し、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) 前記掘削ヘッドは、第一、第二掘削腕を有するヘッド本体の上端に前記連結部を有するヘッド操作体を連設して構成した。
(2) 前記ヘッド操作体に、上端部を地上に突出させた１本の昇降部材を取り付け、前記第一掘削腕の動き及び前記第二掘削腕の動きを、前記昇降部材に伝えるカムを複数個組組み合わせて、前記ヘッド本体又はヘッド操作体に取り付ける。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２１４３３３（Ｐ２０１１−２１４３３３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８４５６１（Ｐ２０１０−８４５６１）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００１７６５１２）三谷セキサン株式会社 (91)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００１７６５１２）三谷セキサン株式会社 (91)
【Ｆターム（参考）】
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