説明

拡底バケット

【課題】杭施工用縦穴の底部に下部がテーパー形に拡大された拡底部を掘削するアースドリル用拡底バケットにおいて、比較的小さい軸径の場合にも大きな拡底率が得られるものを提供する。
【解決手段】バケット内外方向に直線的に突没させる第1の拡底翼4と第2の拡底翼5とを備え、第1の拡底翼4と第2の拡底翼5とはイコライザリンクにより連動させる。イコライザリンクはセンターリンク30,31と第1のリンク32と第2のリンク36とからなる。第1のリンク32によりセンターリンク30と第1の拡底翼4を連結する。第2のリンク36によりセンターリンク31と第2の拡底翼5を連結する。第2のリンク36は第1のリンク32より長い。第2の拡底翼5とセンターリンク31との連結部のバケット中心部の縦軸28からの回動半径は、第1の拡底翼4とセンターリンク30との連結部の回動半径より大きい。第2の拡底翼5にスクレーパ6を設ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アースドリルにより掘削される縦穴の底部にテーパー形の拡底部を掘削する拡底バケットに関する。
【背景技術】
【0002】
基礎打杭施工等のための縦穴を掘削するアースドリルは、ケリーバの下端に軸掘バケットを取付けてこの軸掘バケットにより所定の深さに縦穴を掘削した後、ケリーバに取付けていた軸掘バケットを拡底バケットに換えて穴底部をテーパー形に拡大掘削する。この拡底バケットは、バケットの側面に、油圧シリンダにより開閉される掘削爪付きの拡底翼が設けられ、該油圧シリンダがベースマシンから油圧ホースを介しての圧油の供給を受けて伸縮することにより、拡底翼が開閉される。このような拡底バケットは、本出願人により、例えば特許文献1、2等で提案している。
【0003】
拡底バケットにより掘削され造成された杭の支持力は、拡底径に比例する。拡底部の拡底率(拡底径/軸径)を大きくすることは、支持力増大とコンクリート量低減が可能となる上で有利となる。そこで特許文献1の発明は、拡底バケットの拡底翼を高さ方向に複数段に分割し、分割された各拡底翼を回転軸回りにそれぞれ独立に回動可能に取付け、最上段の拡底翼の最大拡底状態からバケット内収容状態に至る回動角を、最上段の拡底翼より下の段の拡底翼の前記回動角より小さく設定したものである。このように構成すれば、バット内収容状態において、最上段の拡底翼の上端がバケットの枠に接触することを防止することができ、拡底率を大きくすることができる。
【0004】
特許文献2に記載の発明は、拡底バケットの左右の縦軸に下段拡底翼と上段拡底翼とをそれぞれ下段支持アーム、上段支持アームを介して回動可能に取付け、上段拡底翼は下段拡底翼の回動により押されて開閉されるように構成し、上段支持アームのうち、最上段の支持アームに、補助拡底翼を設け、上段拡底翼より上方の部分をこの補助拡底翼によって掘削するようにしたものである。これにより、軸径が130cm以上のものでは、2倍の拡底率を得ることが可能となった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2000−213270号公報
【特許文献2】特開2009−114624号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前述した従来の拡底バケットは、拡底翼がバケットのフレームの縦枠を中心として弧状に動いて開閉する構造を有するため、拡底翼を閉じた際にフレームと拡底翼との干渉の問題がある。このため、軸径が130cm以上のものでは構造的に余裕があるため、拡底率が2倍のものを得ることが可能であった。しかしながら軸径の小さい形式のもの、例えば120cm以下の拡底バケットでは拡底率が2倍のものを得ることができなかった。
【0007】
本発明は、上記の問題点に鑑み、軸径が比較的大きい場合のみならず、比較的小さい軸径の場合にも大きな拡底率が得られる拡底バケットを提供す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の拡底バケットは、杭施工用縦穴の底部に下部がテーパー形に拡大された拡底部を掘削するアースドリル用拡底バケットにおいて、
バケットのフレームに設けたガイド手段に案内され、バケット中心部を挟んで互いに反対側となるバケット外方向に突没可能に装着された一対の第1の拡底翼と、
前記各第1の拡底翼にそれぞれ設けたガイド手段に案内され、バケット中心部を挟んで互いに反対側となるバケット外方向に突没可能に装着された一対の第2の拡底翼と、
バケットの中心部に設けた縦軸に中心部を水平回動可能に取付けたセンターリンクと、
前記各第1の拡底翼と、前記センターリンクの縦軸を挟んで互いに反対側の同一回動半径位置にある連結部とをそれぞれ連結する第1のリンクと、
前記各第2の拡底翼と前記センターリンクとをそれぞれ連結するリンクであって、前記第1のリンクより長く、前記センターリンクとの各連結部は前記縦軸を挟んで互いに反対側の同一回動半径位置にあり、かつその連結部の前記縦軸からの回動半径は、前記第1のリンクとの連結部の回動半径より大きい第2のリンクと、
前記第1の拡底翼または前記センターリンクを駆動し、前記センターリンク、第1のリンクおよび第2のリンクにより前記第1の拡底翼と前記第2の拡底翼とをバケット内外方向に連動させて開閉する駆動装置と、
前記第2の拡底翼の掘削時における回転方向に見て後方に取付けられ、前記第2の拡底翼により掘削された土砂をバケット内に導くスクレーパとを備えたことを特徴とする。
【0009】
請求項2の拡底バケットは、請求項1に記載の拡底バケットにおいて、
前記第1の拡底翼に設けるガイド手段が、前記第1の拡底翼の上部に設けたガイドレールからなり、前記第2の拡底翼の上部に、前記ガイドレールに沿って転動可能に装着するローラを備えたことを特徴とする。
【0010】
請求項3の拡底バケットは、請求項1または2に記載の拡底バケットにおいて、
前記フレームの下部にガイド溝を設け、前記第1の拡底翼の下部に、前記ガイド溝に沿って摺動する掘削反力受けを設け、
前記第1の拡底翼に、前記第2の拡底翼を前記第1の拡底翼との間で摺動可能に挟持する掘削反力受けを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
請求項1の発明においては、バケットの内外方向に移動可能に、かつ相互に移動可能に装着した第1の拡底翼と第2の拡底翼の2段構造の拡底翼を備え、センターリンクに対して第1のリンクで第1の拡底翼を連結し、同一センターリンクまたは異なるセンターリンクの前記第1のリンクより長い半径位置に前記第1のリンクより長い第2のリンクによって第2の拡底翼を連結したので、第2の拡底翼は第1の拡底翼よりセンターリンク回動角に対する拡底翼の移動量が大きく取れ、拡底翼を開閉する駆動装置として油圧シリンダを用いた場合であっても、シリンダストロークに対して大きな拡大径を得ることができる。
【0012】
また、拡底翼がフレームに対して平行に、バケット内外方向に直線的に移動するため、拡底翼が閉じた際に、拡底翼がフレームと干渉するという問題が解消され、小形のバケットであっても拡底率の大きな拡底バケットを提供することが可能となる。
【0013】
また、拡底翼がバケット内外方向に直線的に移動するため、第2の拡底翼に取付ける掘削爪を掘削面に対して同じ角度で接するように設定することができ、効率の良い掘削が可能となる。
【0014】
請求項2の発明によれば、第1の拡底翼に対して第2の拡底翼をガイドするガイド手段としてガイドレールを備え、第2の拡底翼の上部に、このガイドレール上を転動するローラを設けることにより、第2の拡底翼をいわば吊下げ式に支持したので、掘削土砂の抵抗の影響が少なく、第2の拡底翼の移動が容易となる。また、第2の拡底翼5の底面の磨耗も低減できる。
【0015】
請求項3の発明によれば、前記フレームの下部にガイド溝を設け、前記第1の拡底翼の下部に、前記ガイド溝に沿って摺動する掘削反力受けを設け、前記第1の拡底翼に、前記第2の拡底翼の背面に当接する掘削反力受けを設けたので、第1の拡底翼や第2の拡底翼の掘削時における変形が防止され、掘削精度が保たれる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明による拡底バケットの一実施の形態を拡底翼が閉じた状態で示す正面図である。
【図2】図1の側面図である。
【図3】この実施の形態の拡底バケットを開いた状態で示す正面図である。
【図4】この実施の形態の拡底バケットのフレームを示す正面図である。
【図5】図1のA−A拡大断面図である。
【図6】この実施の形態の第1の拡底翼を示す正面図である。
【図7】この実施の形態の第2の拡底翼を示す正面図である。
【図8】この実施の形態の第1の拡底翼のフレームに対する取付け構造を示す側面図である。
【図9】図1のB−B拡大断面図である。
【図10】この実施の形態の第1の拡底翼に対する第2の拡底翼の取付け構造を示す側面図である。
【図11】図1のC−C拡大断面図である。
【図12】図3のD−D断面図である。
【図13】図3のE−E断面図である。
【図14】この実施の形態の掘削爪の掘削面に対する傾斜角を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
図1は本発明による拡底バケットの一実施の形態を拡底翼を閉じた状態で示す正面図、図2はその側面図、図3はこの拡底バケットの拡底翼を開いた状態を正面図である。図1〜図3において、1はバケットのフレームであり、その上端の円筒部1aにスタビライザ2が取付けられる。スタビライザ2は軸掘りバケット(図示せず)により掘削された軸孔(図示せず)の下部に挿着されて拡底バケットの軸心位置の安定化を図るものである。スタビライザ2の中心に、拡底バケットを支持してその回転、縦穴への挿入、引き上げを行なうケリーバ(図示せず)が連結される。
【0018】
この実施の形態のフレーム1は、図4の正面図に示すように、前記円筒部1aの下部に溶接した天板部1bと、この天板部1bの下部に溶接した2枚の板状部1c,1cと、これらの板状部1c,1cの下端に溶接した横枠1dと、この横枠1dの下面に溶接した縦枠1e,1eと、これらの縦枠1e,1eの下端に溶接した横枠1fと、この横枠1fの両端から下方に突出させて溶接した左右の縦枠1g,1gと、これらの左右の縦枠1g,1gに両端を溶接し、かつ相互に上下方向に間隔を有して設けた3本の横枠1h,1i,1jとからなる。
【0019】
図5は図1のA−A断面図であり、図4、図5に示すように、縦枠1g,1gの下部にそれぞれ弧状の胴部3,3を溶接等により取付ける。胴部3,3の間に開口部7を形成する。これらの開口部7は、後述のイコライザリンクにより連動する第1の拡底翼4と第2の拡底翼5の各下部と、第2の拡底翼5に固定して取付けたスクレーパ6を出入りさせるものである。胴部3,3には底蓋8を公知の構造により開閉可能に取付ける。9は底蓋8の上面に載せて蝶番10により開閉可能に取付けたスライム導入用蓋であり、掘削時に縦穴底部に溜まるスライムの圧力により開かれて底蓋8上にスライムを収容する役目を果たすものである。
【0020】
図6は第1の拡底翼4を示す正面図、図7は第2の拡底翼5を示す正面図、図8は第1の拡底翼4のフレーム1に対する取付け構造を示す側面図である。図4、図8に示すように、横枠1i上に2条のガイドレール11,11を固定する。一方、第1の拡底翼4の中間部に、図6に示すように、複数のローラ12を横並びに取付け、図8に示すように、これらのローラ12をガイドレール11上に転動可能に載置することにより、フレーム1を2枚の第1の拡底翼4,4間に挟むように、一対の第1の拡底翼4,4をバケット内外方向に移動可能に装着する。
【0021】
また、最下部の横枠1jの下面にガイド溝13を形成し、第1の拡底翼4、4には、このガイド溝13に摺動可能に嵌まるL字形の係止部14を設けることにより、ローラ12がガイドレール11から外れることを防止すると共に、掘削時に矢印Fで示す方向に生じる掘削反力を、係止部14とガイド溝13との係合によりフレーム1で受ける構成とする。
【0022】
図9は図1のB−B断面図である。図1〜図3、図9において、16は第1の拡底翼4をバケット内外方向に移動させる油圧シリンダである。この油圧シリンダ16は、横枠1iに設けたブラケット17(図4参照)にピン18により一端を連結し、他端を、第1の拡底翼4に設けたピン孔19(図6参照)に挿着するピン20により連結する。
【0023】
図6において、4aは後述のイコライザリンクのセンターリンク30,31を通すために第1の拡底翼4の板面4bに設けた切欠き、21は後述のイコライザリンクの第1のリンク32を連結するためのブラケットである。22は第1の拡底翼4の板面4bとの間に第2の拡底翼5を移動可能に挟持する掘削反力受けである(図9参照)。
【0024】
図7に示すように、第2の拡底翼5の外縁(バケットの外側に突出する縁)のうち、下部の外縁5aは垂直に形成され、その上の外縁5bは傾斜して形成される。これらの外縁5a,5bには拡底部を掘削するための掘削爪23を設ける。
【0025】
図6に示すように、第1の拡底翼4の頂部にはガイドレール24を設ける一方、図7に示すように、第2の拡底翼5の上部には複数のローラ25を横並びに取付け、図10の側面図に示すように、ローラ25をガイドレール24上に転動可能に載置して第1の拡底翼4に対し、第2の拡底翼5をバケット内外方向に移動可能に装着する。
【0026】
図5において、Rは掘削時のバケットの回転方向を示す。図5、図7に示すように、バケット回転方向に見て第2の拡底翼5の後方(背面)側に、掘削土砂をバケット内に導入するためのスクレーパ6を、その一端を第2の拡底翼5の外縁5a側に溶接や固定具により固定して取付ける。そしてスクレーパ6の第2の拡底翼5への固定部以外の部分と第2の拡底翼5との間に、掘削土砂を通すための間隔gを形成する。第2の拡底翼5の下部には、掘削土砂をスクレーパ6側に通すための開口部5cを設ける。図7に示すように、第2の拡底翼5の中間部には、後述のイコライザリンクのセンターリンク30,31を通すための切欠き5dを設けると共に、切欠き5dの近傍に、後述のイコライザリンクの第2のリンク36を連結するためのブラケット26を設ける。
【0027】
次に第1の拡底翼4と第2の拡底翼5とを連動させるためのイコライザリンクについて説明する。図2、図4に示すように、横枠1f、1hにおけるバケット中心に相当する位置に縦軸28を貫通固定し、この縦軸28にボス29を回動可能に嵌合する。図11は図1のC−C断面図である。図2、図11に示すように、ボス29の上部には、第1のセンターリンク30の中心部を溶接等により固定する。ボス29の下部には、第2のセンターリンク31の中心部を、溶接等により固定する。図11に示すように、第2のセンターリンク31は第1のセンターリンク30より長く形成する。
【0028】
図2、図11に示すように、第1のセンターリンク30の両端と第1の拡底翼4、4に設けたブラケット21,21との間を、第1のリンク32およびピン33,34で連結する。また、第2のセンターリンク31と第2の拡底翼5に設けたブラケット26,26との間を、第2のリンク36およびピン37,38で連結する。ここで第2のリンク36は第1のリンク32より長く形成する。
【0029】
図9、図11に示すように、一対の第1の拡底翼4,4は、第1のセンタリンク30との連結部の縦軸28からの距離、すなわち回動半径が等しく、これらの第1の拡底翼4,4は、縦軸28を中心として常時対称位置にある。また、一対の第2の拡底翼5,5は、第2のセンタリンク31との連結部の縦軸28からの距離、すなわち回動半径が等しく、これらの第2の拡底翼5,5は、縦軸28を中心として常時対称位置にある。
【0030】
図5、図9は油圧シリンダ16を最も収縮させた状態を示している。この状態から油圧シリンダ16を伸長させると、図11において、第1の拡底翼4が矢印Gで示す方向、すなわちバケットの外側に向けて移動する。この第1の拡底翼4の移動に伴い、第1のセンターリンク30が矢印rで示す方向に回動すると共に、この第1のセンターリンク30とボス29により一体に結合されている第2のセンターリンク31も矢印rの方向に回動する。これにより第2のセンターリンク31と第2のリンク36により連結されている第2の拡底翼5も矢印G方向に移動する。
【0031】
ここで、第2のリンク36は第1のリンク32より長く、また、第2のリンク36を第2のセンターリンク31に連結しているピン37と縦軸28との距離(回動半径)は、第1のリンク32を第1のセンターリンク30に連結しているピン33と縦軸28との距離(回動半径)より長いため、第2の拡底翼5は第1の拡底翼4よりも移動量が大きくなり、第1の拡底翼4の移動に伴い、第2の拡底翼5は第1の拡底翼4に対して相対的に移動し、第2の拡底翼5の掘削爪23が拡底部内壁に食い込み、掘削が行なわれる。図12は図3のD−D断面図であり、第2の拡底翼5が最も外側に開いた状態を示す。
【0032】
この掘削の際に、図9に示すように、第2の拡底翼5は第1の拡底翼4に設けた掘削反力受け22により背面側が当接するため、第2の拡底翼5の変形が防止された状態で掘削を行なうことができる。図13は図3のE−E断面図であり、バケットを矢印Rで示す方向に回動させて掘削を行なう際には、掘削爪23により掘削された土砂は、第2の拡底翼5に設けた開口部5cからスクレーパ6側に移行し、スクレーパ6により矢印m,nで示すように案内されてバケット内に導入される。バケットを矢印Rで示す方向に回転させながら、油圧シリンダ10を収縮させて第2の拡底翼5を閉じる場合も、土砂は開口部5cからスクレーパ6側に移動し、スクレーパ6のバケット(胴部3)内への移動に伴い、掘削された土砂もバケット内に収容される。
【0033】
図5に示すように、この実施の形態によれば、第2の拡底翼5を最も縮めた状態での掘削半径φ1を100cmとした場合、図13に示すように、第2の拡底翼5を最も開いた状態での掘削半径φ2を200cm以上とすることができ、2倍以上の拡底率を得ることができる。
【0034】
このように、この実施の形態においては、バケットの内外方向に移動可能に、かつ相互に移動可能に装着した一対の第1の拡底翼4と一対の第2の拡底翼5からなる2段構造の拡底翼を備え、第1のセンターリンク30に対して第1のリンク32で第1の拡底翼4を連結し、第1のセンターリンク30より長い第2のセンターリンク31と、前記第1のリンク32より長い第2のリンク36によって第2の拡底翼5を連結したので、第2の拡底翼5は第1の拡底翼4よりセンターリンク回動角に対する拡底翼の移動量が大きく取れ、第1の拡底翼4を開閉する油圧シリンダ16のストロークに対して大きな拡大径を得ることができ、従来の拡底バケットより大きな拡大径を得ることができる。
【0035】
この実施の形態においては、拡底翼4,5がフレーム1に対して平行に、バケット内外方向に直線的に移動するため、拡底翼4,5が閉じた際に、拡底翼4,5がフレーム1と干渉する問題が解消され、小形のバケットであっても拡底率の大きな拡底バケットを提供することが可能となる。
【0036】
また、この実施の形態においては、拡底翼4,5がフレーム1に対して平行に、バケット内外方向に直線的に移動するため、図14に示すように、掘削面40に対し、第2の拡底翼5に取付ける掘削爪23のすくい角α、逃げ角βを、掘削の進行程度、すなわち第2の拡底翼5のバケットからの突出程度の如何に関わらず一定の状態で掘削することができ、効率の良い掘削が可能となる。
【0037】
また、この実施の形態によれば、第1の拡底翼4に対して第2の拡底翼5をガイドするガイド手段を、第1の拡底翼4の上部に設けたガイドレール24により構成し、第2の拡底翼5にこのガイドレール24に転動するローラ25を設けたので、第2の拡底翼5がいわば吊下げ式に支持され、掘削土砂の抵抗の影響が少なく、第2の拡底翼5の移動が容易となる。また、第2の拡底翼5の底面の磨耗も低減できる。
【0038】
上記実施の形態においては、イコライザリンクを構成するセンターリンクを第1のセンターリンク30と第2のセンターリンク31とからなる別部材により構成したが、これは1本のセンターリンクとして構成してもよい。ただし、上記実施の形態のように、センターリンクを2本のセンターリンク30,31により構成すれば、第1のリンク32と第2のリンク36との干渉の問題がなく、イコライザリンクの、設計、構成が容易になるという利点がある。
【0039】
なお、センターリンクを1本のもので構成する場合も、第1のリンク32のセンターリンクとの連結部(ピン33)の縦軸28からの距離、すなわち回動半径より、第2のリンク36のセンターリンクとの連結部(ピン37)の縦軸28からの回動半径を大きく設定する。
【0040】
また、拡底翼4,5を開閉する油圧シリンダ16は、フレーム1と第1の拡底翼4との間に取付けるのではなく、フレーム1とセンターリンク30または31との間に取付けてもよい。また、拡底翼4,5を開閉する駆動装置として、油圧モータや電動モータを用いてもよい。
【0041】
その他、本発明を実施する場合、上記実施の形態に示したもの以外に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更、付加が可能である。
【符号の説明】
【0042】
1:フレーム、2:スタビライザ、3:胴部、4:第1の拡底翼、5:第2の拡底翼、5c:開口部、6:スクレーパ、7:開口部、8:底蓋、11:ガイドレール、12:ローラ、13:ガイド溝、14:係止部、16:油圧シリンダ、17:ブラケット、18:ピン、19:ピン孔、20:ピン、21:ブラケット、22:掘削反力受け、23:掘削爪、24:ガイドレール、25:ローラ、26:ブラケット、28:縦軸、29:ボス、30:第1のセンターリンク、31:第2のセンターリンク、32:第1のリンク、33,34:ピン、36:第2のリンク、37,38:ピン、40:掘削面

【特許請求の範囲】
【請求項1】
杭施工用縦穴の底部に下部がテーパー形に拡大された拡底部を掘削するアースドリル用拡底バケットにおいて、
バケットのフレームに設けたガイド手段に案内され、バケット中心部を挟んで互いに反対側となるバケット外方向に突没可能に装着された一対の第1の拡底翼と、
前記各第1の拡底翼にそれぞれ設けたガイド手段に案内され、バケット中心部を挟んで互いに反対側となるバケット外方向に突没可能に装着された一対の第2の拡底翼と、
バケットの中心部に設けた縦軸に中心部を水平回動可能に取付けたセンターリンクと、
前記各第1の拡底翼と、前記センターリンクの縦軸を挟んで互いに反対側の同一回動半径位置にある連結部とをそれぞれ連結する第1のリンクと、
前記各第2の拡底翼と前記センターリンクとをそれぞれ連結するリンクであって、前記第1のリンクより長く、前記センターリンクとの各連結部は前記縦軸を挟んで互いに反対側の同一回動半径位置にあり、かつその連結部の前記縦軸からの回動半径は、前記第1のリンクとの連結部の回動半径より大きい第2のリンクと、
前記第1の拡底翼または前記センターリンクを駆動し、前記センターリンク、第1のリンクおよび第2のリンクにより前記第1の拡底翼と前記第2の拡底翼とをバケット内外方向に連動させて開閉する駆動装置と、
前記第2の拡底翼の掘削時における回転方向に見て後方に取付けられ、前記第2の拡底翼により掘削された土砂をバケット内に導くスクレーパとを備えたことを特徴とする拡底バケット。
【請求項2】
請求項1に記載の拡底バケットにおいて、
前記第1の拡底翼に設けるガイド手段が、前記第1の拡底翼の上部に設けたガイドレールからなり、前記第2の拡底翼の上部に、前記ガイドレールに沿って転動可能に装着するローラを備えた
ことを特徴とする拡底バケット。
【請求項3】
請求項1または2に記載の拡底バケットにおいて、
前記フレームの下部にガイド溝を設け、前記第1の拡底翼の下部に、前記ガイド溝に沿って摺動する掘削反力受けを設け、
前記第1の拡底翼に、前記第2の拡底翼を前記第1の拡底翼との間で摺動可能に挟持する掘削反力受けを設けた
ことを特徴とする拡底バケット。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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