掘削装置及びそれを用いた掘削方法
【課題】 大径の根固め球根部でも掘削負荷の小さな状態で拡大掘削作業を行うことができるものでありながら、掘削ヘッド全体の小型化、軽量化と拡大翼の切換え操作の簡素化、確実化を図る。
【解決手段】 掘削軸と、該掘削軸の先端に設置されたオーガ４と、該オーガ４又は掘削軸に設置されて拡径可能となっているとともに拡大掘削用刃物が取り付けられている拡大翼８とを備え、設定位置に拡大翼８の開度を制限する制限手段Ｃと、拡大翼８の所定動作で制限手段Ｃを解除する解除手段Ｆとを設け、掘削軸の回転によって解除手段Ｆが発動する。
【解決手段】 掘削軸と、該掘削軸の先端に設置されたオーガ４と、該オーガ４又は掘削軸に設置されて拡径可能となっているとともに拡大掘削用刃物が取り付けられている拡大翼８とを備え、設定位置に拡大翼８の開度を制限する制限手段Ｃと、拡大翼８の所定動作で制限手段Ｃを解除する解除手段Ｆとを設け、掘削軸の回転によって解除手段Ｆが発動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既製杭の埋込み工法の一種であるプレボーリング工法や中掘り工法において、根固め球根部を形成するための拡大掘削を行う拡大翼を備えた掘削装置及びそれを用いた掘削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の掘削装置は、一種類の拡大翼を閉縮位置と拡開位置の二位置に切換える構成であるため、大径の根固め球根部を形成しようとすると掘削負荷が過剰になり、掘削が不可能となる事態が発生する可能性がある。
【０００３】
このような問題点を解決するために、特許文献１の掘削装置では、スパイラルオーガの先端部に連結される掘削ヘッド本体の掘削軸に、回転半径方向に沿う水平軸が突設され、該水平軸には、掘削ヘッド本体の正転時に土圧により拡径揺動し、掘削ヘッド本体の逆転時に土圧により縮径揺動するように構成された拡大掘削用刃物を備えた拡大翼が、掘削軸の軸芯方向にも少し開き作動可能に遊嵌されているとともに、前記拡大翼の掘削ヘッド本体と対応する面には係合突起が突設され、前記掘削ヘッド本体には、拡大翼が最も縮径揺動した閉縮位置で前記係合突起に係合する第１係合部と、拡大翼が中間掘削径にまで拡径揺動した中間開拡位置で前記係合突起に係合する第２係合部と、拡大翼が最大掘削径にまで拡径揺動した最大開拡位置で前記係合突起に係合する第３係合部が設けられている。
【０００４】
前記係合突起と第１係合部との係合は、掘削ヘッド本体の正転に伴う拡大翼の拡径揺動時における開き作動により解除し、前記係合突起と第２係合部との係合及び前記係合突起と第３係合部との係合は、回転停止状態での掘削ヘッド本体の下降操作に伴う拡大翼の開き作動により解除するように構成されている。
【０００５】
更に、特許文献２の掘削装置では、スパイラルオーガの掘削軸の先端部に連結されるオーガのロッドに、掘削軸の回転軸芯に沿う軸受用貫通孔を備えた鍔部が突設され、この鍔部の下方位置においてロッドの軸芯方向にスライド移動自在に外嵌されたスライド筒部には、前記軸受用貫通孔にスライド移動自在に挿通される支持軸が固着されているとともに、前記鍔部とスライド筒部との間には、スパイラルオーガの正転時に土圧により支持軸周りで拡径揺動し、スパイラルオーガの逆転時に土圧により支持軸周りで縮径揺動するように構成された拡大掘削用刃物を備えた拡大翼が配設されている。
【０００６】
前記鍔部の下面には、スパイラルオーガの下降操作に伴ってスライド筒部が鍔部側に近接した時に拡大翼の上面の被係合部が係合して、拡大翼を中間掘削径にまで拡径揺動した中間開拡位置で保持する半開係合部が形成され、前記スライド筒部の上面には、スパイラルオーガの若干の上昇操作に伴ってスライド筒部が鍔部から離間した時に拡大翼の下面の被係合部が係合して、拡大翼を最大掘削径にまで拡径揺動した最大掘削位置で保持する全開係合部が形成されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−３３８０２０号公報
【特許文献２】特許番号第２７２４５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前者の掘削装置では、閉縮位置にある拡大翼を中間掘削径の中間開拡位置に拡径揺動させるとき、掘削ヘッド本体の正転に伴う拡大翼の拡径揺動時における開き作動により係合突起と第１係合部との係合を解除し、中間開拡位置にある拡大翼を最大掘削径の最大開拡位置に拡径揺動させるときには、回転停止状態での掘削ヘッド本体の下降操作に伴う拡大翼の開き作動により、係合突起と第２係合部との係合を解除した後、この状態で再び掘削ヘッド本体を正転させる必要があるため、拡大翼を二位置に順次拡大揺動させるための操作が煩雑化し、操作手順を誤って先に掘削ヘッド本体を押し下げ操作した場合には、閉縮位置にあった拡大翼が最大開拡位置にまで一気に拡径揺動する恐れがある。
【０００９】
また、後者の掘削装置では、閉縮位置にある拡大翼を中間掘削径の中間開拡位置に拡径揺動させる時には、鍔部の下面に形成した半開係合部と拡大翼の上面の被係合部とが係合
するまで、掘削ヘッド本体を正転させ、中間開拡位置にある拡大翼を最大掘削径の最大開拡位置に拡径揺動させる時には、回転停止状態でスパイラルオーガを若干上昇操作し、スライド筒部を鍔部から離間させた状態で再びスパイラルオーガを正転させて、拡大翼の下面の被係合部とスライド筒部の上面に形成された全開係合部とを係合させる必要があるため、この場合も、拡大翼を二位置に順次拡大揺動させるための操作が煩雑化するばかりでなく、操作手順を誤って先に掘削ヘッド本体を押し下げ操作した場合には、閉縮位置にあった拡大翼が最大開拡位置にまで一気に拡径揺動する恐れがある。
【００１０】
また、従来の何れの掘削装置でも、中間開拡位置にある拡大翼をそのまま最大開拡位置に拡径揺動させるため、拡大翼の中間開拡位置から最大開拡位置への揺動経路内に土砂等の異物が入り込んでいる場合では、この異物を拡径揺動する拡大翼で押圧することになり、拡大翼の拡径揺動が不確実になる可能性がある。
【００１１】
本発明は、上述の実状に鑑みて為されたものであって、その主たる課題は、大径の根固め球根部でも掘削負荷の小さな状態で拡大掘削作業を行うことができるものでありながら、掘削ヘッド全体の小型化、軽量化と拡大翼の切換え操作の簡素化、確実化を図ることのできる掘削装置及び掘削方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の特徴構成は、掘削軸と、該掘削軸の先端に設置されたオーガと、該オーガ又は掘削軸に設置されて拡径可能となっているとともに拡大掘削用刃物が取り付けられている拡大翼とを備える掘削装置において、
設定位置に前記拡大翼の開度を制限する制限手段と、前記拡大翼の所定動作で前記制限手段を解除する解除手段とを設け、前記掘削軸の回転によって前記解除手段が発動する点にある。
【００１３】
上記特徴構成によれば、オーガ又は掘削軸に設置された拡大翼の開度を制限手段にて制限することにより、拡大翼を掘削径の異なる複数位置で段階的に位置保持することができるとともに、この制限手段を解除する解除手段を構成するにあたっても、拡大翼の所定動作を利用して制限手段を解除するが故に、例えば、オーガ又は掘削軸の正逆回転時における土圧によって往復揺動する作動レバーに連動して制限解除する場合に比して、部品点数と組付け作業工数の削減を図ることができる。
しかも、前記掘削軸の回転によって解除手段を発動させるが故に、掘削軸の回転と上下動を組み合わせる従来の掘削装置に比して操作の単純化を図ることができ、誤動作の発生を防止することができる。
【００１４】
従って、大径の根固め球根部でも掘削負荷の小さな状態で拡大掘削作業を行うことができるものでありながら、掘削ヘッド全体の小型化、軽量化と拡大翼の切換え操作の簡素化、確実化を図ることができる。
【００１５】
本発明の第２の特徴構成は、掘削軸と、該掘削軸の先端に設置されたオーガと、該オーガ又は掘削軸に設置されて拡径可能となっているとともに拡大掘削用刃物が取り付けられている拡大翼とを備える掘削装置において、
設定位置に前記拡大翼の開度を制限する制限手段と、前記拡大翼の所定動作で前記制限手段を解除する解除手段とを設け、拡径した前記拡大翼が一旦縮径することによって前記解除手段が発動する点にある。
【００１６】
上記特徴構成によれば、オーガ又は掘削軸に設置された拡大翼の開度を制限手段にて制限することにより、拡大翼を掘削径の異なる複数位置で段階的に位置保持することができるとともに、この制限手段を解除する解除手段を構成するにあたっても、拡大翼の所定動作を利用して制限手段を解除するが故に、例えば、オーガ又は掘削軸の正逆回転時における土圧によって往復揺動する作動レバーに連動して制限解除する場合に比して、部品点数と組付け作業工数の削減を図ることができる。
【００１７】
更に、前記拡大翼が一旦縮径することによって解除手段を発動させるが故に、例えば、拡大翼の中間開拡位置から最大開拡位置への移動経路内に土砂等の異物が入り込んでいる場合でも、拡大翼の縮径移動に伴う一時的な間隔の拡大によって浸入異物の脱落を誘発し易く、しかも、一旦縮径移動することによって拡大翼の作動ストロークが大きくなり、浸入異物を効果的に排除することができる。また、操作も拡大翼の拡径・縮径だけに留意すれば解除手段を発動することができる故に、操作の単純化が図られ、誤動作の発生も防止することができる。
【００１８】
従って、大径の根固め球根部でも掘削負荷の小さな状態で拡大掘削作業を行うことができるものでありながら、掘削ヘッド全体の小型化、軽量化と拡大翼の切換え操作の簡素化、確実化を図ることができるとともに、拡大翼の移動経路内への異物の浸入に起因する作動不良を抑制することができる。
【００１９】
本発明の第３の特徴構成は、前記拡大翼と連動する媒介子が前記制限手段を解除する点にある。
【００２０】
上記特徴構成によれば、拡大翼と連動する媒介子の移動を制御することにより、拡大翼の開度を制限する制限手段の解除を拡大掘削作業に応じた適切なタイミングで確実に解除することができる。
【００２１】
本発明の第４の特徴構成は、前記制限手段を所定位置に保持する保持手段を設け、前記解除手段が前記保持手段を解除するとともに、前記制限手段を掘削装置から離脱させる点にある。
【００２２】
上記特徴構成によれば、拡大翼を掘削径の異なる複数位置で段階的に位置保持するための制限手段を解除するにあたって、この制限手段を所定位置に保持する保持手段を解除するだけで、制限手段が離脱してなくなるという確実な方法で解除することができるから、拡大翼の開度制限解除を拡大掘削作業条件に応じた適切なタイミングで確実、容易に行うことができる。
【００２３】
本発明の第５の特徴構成は、掘削軸と、該掘削軸の先端に設置され掘削軸の正回転が削り方向であるオーガと、該オーガ又は掘削軸に設置されて拡径可能となっているとともに掘削軸の正回転によって掘削するように拡大掘削用刃物が取り付けられている拡大翼とを備える掘削装置において、
前記拡大翼が縦方向に拡径作動可能に設けられているとともに、前記拡大翼の開度を制限する制限手段と、前記拡大翼の所定動作で前記制限手段を解除する解除手段とを設け、前記掘削軸の逆回転によって前記拡大翼が移動することにより前記解除手段が発動する点にある。
【００２４】
上記特徴構成によれば、オーガ又は掘削軸に設置された縦方向に拡径作動可能な拡大翼の開度を制限手段にて制限することにより、拡大翼を掘削径の異なる複数位置で段階的に位置保持することができるとともに、この制限手段を解除する解除手段を構成するにあたっても、掘削軸の逆回転に伴う拡大翼の移動を利用して解除手段を発動させるから、拡大翼の拡径・縮径は、掘削軸の上下移動によって、また、解除手段の作動は逆回転によって、というように目的に応じて操作が一義的に決まり、単純化できる。
また、例えば、オーガ又は掘削軸の正逆回転時における土圧によって往復揺動する作動レバーに連動して制限解除する場合に比して、部品点数と組付け作業工数の削減を図ることができるばかりでなく、拡大翼の正回転で拡大掘削することになるので、オーガで揚送される掘削土が落下することがない。
【００２５】
従って、大径の根固め球根部でも掘削負荷の小さな状態でかつ掘削土の落下を回避しながら拡大掘削作業を能率良く行うことができるとともに、掘削ヘッド全体の小型化、軽量化と拡大翼の切換え操作の簡素化、確実化を図ることができる。
【００２６】
本発明の第６の特徴構成は、上述の第１特徴構成又は第２特徴構成もしくは第５特徴構成を主体として、他の特徴構成を適宜組み合わせてなる掘削装置を用いて、根固め球根部を形成する掘削方法である。
【００２７】
上記特徴構成によれば、拡大掘削作業条件に応じて所定掘削径の根固め球根部を能率良く確実に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
〔第１実施形態〕
図１〜図９は、既製杭の埋込み工法の一種であるプレボーリング工法において、根固め球根部を形成するための拡大掘削を行う掘削装置及びそれを用いた掘削方法を示し、スクリューオーガＡのスクリューロッド１の下端部に脱着可能に固定連結される掘削ヘッド本体Ｂは、筒軸状の掘削軸３の外周面に、スクリューオーガＡの二条のスクリュー羽根２と一連となるスクリューオーガを構成する二条のスクリュー羽根４を連設するとともに、このスクリュー羽根４の下端部には、直径方向に所定ピッチを置いて複数の掘削刃物(掘削ビット)５を取付け、更に、掘削軸３の上側部には、スクリューオーガＡのスクリューロッド１の下端部に形成された連結孔１ａに対して一体回転状態で嵌合連結される断面非円形状（当該実施形態では断面六角形）の連結軸部６を形成して構成されている。
前記スクリュー羽根４の下端部に取付けられた掘削刃物５は掘削軸３の正回転が削り方向となる。
【００２９】
前記掘削ヘッド本体Ｂのスクリュー羽根４の外周側の周方向二箇所で、掘削刃物５の取付け位置よりも少し基端側（上方側）に偏倚した部位の各々には、先端側に拡大掘削用刃物（拡大掘削ビット）８Ａを備えた拡大翼８が、掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯Ｘと平行な第１揺動軸芯Ｘ１周りで拡径揺動自在に枢着されているとともに、前記拡大翼８の開度を制限する制限手段Ｃと、該制限手段Ｃを設定制限位置に保持する保持手段Ｅを拡大翼８の所定動作で解除するとともに前記制限手段Ｃを制限解除位置に強制移動させる解除手段Ｆを設け、前記掘削軸３の正回転に伴って拡大翼８が一旦縮径揺動することによって前記解除手段Ｆが発動する構成になっている。
【００３０】
前記スクリュー羽根４の各翼取付け部７は、図１〜図４に示すように、スクリュー羽根４の翼取付け箇所に上下方向視において直角に固着された両壁板７Ａ，７Ｂと、両壁板７Ａ，７Ｂの上下中間位置に水平又は略水平に固着された取付け板７Ｃから構成されているとともに、前記取付け板７Ｃには、拡大翼８の基端部８Ｂを枢支ボルト１０・ナット１１にて揺動自在に枢着するための取付け孔７ａが形成され、更に、スクリュー羽根４の翼取付け箇所に連なる部位には、拡大翼８をスクリュー羽根４の回転軌跡内に入り込む閉縮位置に縮径揺動させるための格納凹部１２が形成されている。
【００３１】
前記枢支ボルト１０の下端部には、拡大翼８と連動して前記制限手段Ｃを解除するための媒介子９の抜け出しを阻止する抜止め部材１５がボルト１６にて締め付け固定されているとともに、枢支ボルト１０の上側部の雄ネジに螺合されたナット１１と拡大翼８の基端部８Ｂの上面との間には間隔調節用筒部材１７が介在されている。
【００３２】
前記拡大翼８は、掘削ヘッド本体Ｂの正転時（図２、図３、図７の矢印（ロ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により閉縮位置に縮径揺動し、掘削ヘッド本体Ｂの逆転時（図５、図９の矢印（イ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により開拡位置に拡径揺動するように構成されている。
【００３３】
前記翼取付け部７の両壁板７Ａ，７Ｂのうち、掘削ヘッド本体Ｂの回転方向又は接線方向に略沿う第１壁板７Ａには、図３に示すように、格納凹部１２内に縮径揺動する拡大翼８の一側面８ａと揺動方向から当接して該拡大翼８を閉縮位置に保持する第１ストッパー面１３が形成されているとともに、掘削ヘッド本体Ｂの径方向に略沿う第２壁板７Ｂには、拡径揺動する拡大翼８の他側面８ｂと揺動方向から当接して該拡大翼８を径方向外方への突出代が最大となる最大開拡位置に保持する第２ストッパー面１４が形成されている。
【００３４】
前記拡大翼８の一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１と同一又はそれよりも小なる最小外径に構成されているとともに、拡大翼８の他側面８ｂが第２ストッパー面１４に当接した最大開拡位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されている。
【００３５】
次に、前記制限手段Ｃについて説明する。
図２〜図４、図８に示すように、前記拡大翼８の基端部８Ｂの下面には、枢支ボルト１０に対して一定範囲内で摺動自在に外嵌された媒介子９の鍔部９Ａが下方から入り込み可能な連係凹部２０（図８参照）が形成され、この連係凹部２０内に入り込んだ媒介子９の一側辺に形成された当り面２１が翼取付け部７の第２ストッパー面１４に揺動方向から当接している初期設定状態において、拡大翼８が閉縮位置と最大開拡位置との間において設定された中間開拡位置にまで拡大揺動したとき、媒介子９の他側辺に形成された開度規制面２２に対して揺動方向から当接することにより、拡大翼８の開度を中間拡大掘削径Ｄ２に制限する被規制面２３が形成されている。
【００３６】
そして、前記拡大翼８の被規制面２３が媒介子９の開度規制面２２に当接し、かつ、媒介子９の当り面２１が翼取付け部７の第２ストッパー面１４に当接している状態では、拡大翼８が閉縮位置と最大開拡位置との間に設定された中間開拡位置に位置保持されているため、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大で、最大拡大掘削径Ｄ３よりも小となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されている。
【００３７】
次に、前記保持手段Ｅについて説明する。
図３、図４、図８、図９に示すように、前記媒介子９の鍔部９Ａと拡大翼８の連係凹部２０内の底面との相対向面間に、連係凹部２０の深さよりも大きな寸法で媒介子９の上下移動を許す移動空間を形成するとともに、前記翼取付け部７の第２壁板７Ｂには、該第２壁板７Ｂの第２ストッパー面１４に当接した初期設定状態にある媒介子９の鍔部９Ａの下面に当接して、該媒介子９の鍔部９Ａを拡大翼８の連係凹部２０内に入り込んだ制限位置に保持する保持片２４が一体形成されている。
【００３８】
前記拡大翼８が中間開拡位置から閉縮位置に縮径揺動するときに連動して、初期設定状態にある媒介子９が第１揺動軸芯Ｘ１周りで設定角度だけ揺動したとき、媒介子９の鍔部９Ａが第２壁板７Ｂの保持片２４から離脱して下方への移動が自由となる、換言すれば、保持片２４による媒介子９の設定制限位置での保持作用が解除されるように構成されている。
【００３９】
次に、前記解除手段Ｆについて説明する。
図３、図４、図６に示すように、前記拡大翼８における媒介子９の鍔部９Ａと重合する部位には、第１揺動軸芯Ｘ１と平行なロック装着孔２６が上下方向に貫通形成されているとともに、前記媒介子９の鍔部９Ａには、媒介子９が初期設定状態にあるとともに拡大翼８が閉縮位置にあるときに前記ロック装着孔２６と上下方向で連通する半球状の係止凹部２８と、媒介子９が初期設定状態にあるとともに拡大翼８が中間開拡位置にあるときに前記ロック装着孔２６と上下方向で連通する係止孔２７が形成されている。
【００４０】
前記拡大翼８のロック装着孔２６内には、媒介子９の係止凹部２８及び係止孔２７に対して選択的に嵌入可能な嵌入子の一例であるロックピン２９と、このロックピン２９を嵌入側（下方側）に移動付勢する第１コイルバネ３０が挿入されているとともに、前記ロック装着孔２６の内周面の上端側に形成された雌ネジ部には、第１コイルバネ３０の弾性付勢力を調整するバネ力調整ボルト３１がロックナット３２を介して螺合固定されている。
【００４１】
初期状態においては、掘削ヘッド本体Ｂは正転駆動されており、前記ロックピン２９の半球状の先端部が係止凹部２８に係合している状態で媒介子９と拡大翼８はゆるやかに結合された状態となっている。前記拡大翼８の一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置にあり、拡大翼８が閉縮位置に位置保持され、媒介子９の当り面２１が翼取付け部７の第２ストッパー面１４に当接した状態にある（図４参照）。
【００４２】
しかし、掘削ヘッド本体Ｂが正転駆動から逆転駆動に切り替えられると、この掘削ヘッド本体Ｂの逆転時に受ける土圧（土砂抵抗）が、係止凹部２８に対するロックピン２９の係合維持力を凌駕するため、第１コイルバネ３０の弾性付勢力に抗してロックピン２９の半球状先端部と半球状の係止凹部２８との係合が解除され、ロックピン２９の半球状先端部が媒介子９の鍔部９Ａの上面を摺接しながら、閉縮位置にあった拡大翼８が中間開拡位置に達するまで拡径揺動する（図５参照）。
【００４３】
また、前記媒介子９のボス部９Ｂには、枢支ボルト１０周りにおいて拡大翼８の連係凹部２０に向かって開口する装着凹部３３が形成され、この装着凹部３３の底面と拡大翼８の連係凹部２０内の底面との相対向面間には、媒介子９の鍔部９Ａが第２壁板７Ｂの保持片２４から離脱したとき、拡大翼８の被規制面２３と当接可能な開度規制位置にある媒介子９を連係凹部２０から抜け出した規制解除位置に弾性力で移動付勢する弾性体の一例である第２コイルバネ３４が装着されている。
【００４４】
尚、図２中の符号３５は、掘削ヘッド本体Ｂの掘削軸３に形成されたセメントミルクの噴射口であり、この噴射口３５から噴射されるセメントミルクにより根固め球根部が形成される。
【００４５】
次に、上述の如く構成された掘削装置を用いた掘削方法について説明する。
図１、図３、図４に示すように、スクリューオーガＡのスクリューロッド１の下端部に掘削ヘッド本体Ｂを固定連結するとともに、この掘削ヘッド本体Ｂの拡大翼８に装着されているロックピン２９の半球状先端部を媒介子９の鍔部９Ａに形成されている係止凹部２８に係合させ、拡大翼８をそれの一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置に維持すると同時に、媒介子９をそれの当り面２１が翼取付け部７の第２ストッパー面１４に当接した初期設定状態に維持する。
【００４６】
この状態でスクリューオーガＡを正転駆動（矢印（ロ）方向）させて、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５により地盤を掘削し、所定の深度に到達して掘削穴の下端を拡大掘りするときには、スクリューオーガＡを逆転駆動させる。
【００４７】
正転時において、前記拡大翼８は、図４に示すように閉縮位置に位置保持され、ロックピン２９の半球状先端部と係止凹部２８との係合によって拡大翼８と媒介子９は緩やかに結合しているが、掘削ヘッド本体Ｂの逆転時に受ける土圧（土砂抵抗）が、係止凹部２８に対するロックピン２９の係合維持力を凌駕するため（図５参照）、第１コイルバネ３０の弾性付勢力に抗してロックピン２９の半球状先端部と半球状の係止凹部２８との係合が解除され、ロックピン２９の半球状先端部が媒介子９の鍔部９Ａの上面を摺接移動しながら、閉縮位置にあった拡大翼８が第１揺動軸芯Ｘ１周りで中間開拡位置に達するまで拡径揺動する。
【００４８】
前記拡大翼８が中間開拡位置にまで到達したとき、図５、図６に示すように、拡大翼８の被規制面２３が媒介子９の開度規制面２２に揺動方向から当接すると同時に、拡大翼８のロック装着孔２６と媒介子９の鍔部９Ａに形成されている係止孔２７とが上下方向で合致するため、鍔部９Ａの上面を摺接移動してきたロックピン２９が係止孔２７内に係合し、拡大翼８と媒介子９とが第１揺動軸芯Ｘ１周りで一体揺動可能に連動される。
【００４９】
そして、前記拡大翼８が中間開拡位置に拡径揺動した状態では、該拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを逆転駆動（図５の矢印（イ）方向）しながら上昇又は下降することにより、地盤の根固め球根部の形成箇所が中間拡大掘削径Ｄ２で拡大掘削される。
前記中間拡大掘削径Ｄ２は、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１と比較して、極端に大きな径ではないため、掘削ヘッド本体Ｂは土圧により大きな負荷を受けることなく掘削することができる。
【００５０】
次に、前記拡大翼８の中間拡大掘削径Ｄ２による拡大掘削工程が終了して、図７に示すように、掘削ヘッド本体Ｂが正転駆動（矢印（ロ）方向）されると、拡大翼８が掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧により閉縮位置に一旦縮径揺動し、その揺動に連動して媒介子９も第１揺動軸芯Ｘ１周りで一体揺動する。
この一体揺動によって媒介子９の鍔部９Ａが第２壁板７Ｂの保持片２４から離脱したとき、図８に示すように、拡大翼８の被規制面２３と当接可能な開度規制位置にあった媒介子９が第２コイルバネ３４の弾性付勢力で下方に瞬時に押し出され、媒介子９の鍔部９Ａが連係凹部２０から抜け出した規制解除位置に保持される。
しかし、この制限手段Ｃによる開度制限が解除されても、拡大翼８は、掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧により閉縮位置に維持される。
【００５１】
次に、図９に示すように、前記掘削ヘッド本体Ｂが再度逆転駆動（矢印（イ）方向）されると、拡大翼８が掘削ヘッド本体Ｂの逆転時に受ける土圧により拡径揺動されるが、このとき、媒介子９の鍔部９Ａが連係凹部２０から抜け出した規制解除位置に保持されているため、拡大翼８の被規制面２３が媒介子９の開度規制面２２に当接することはなく、拡大翼８の被規制面２３が翼取付け部７の第２ストッパー面１４に当接する最大開拡位置にまで拡径揺動される。
【００５２】
前記拡大翼８が最大開拡位置に拡径揺動した状態では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、中間拡大掘削径Ｄ２よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを逆転駆動しながら上昇又は下降することにより、地盤の根固め球根部形成箇所が最大拡大掘削径Ｄ３で拡大掘削される。
前記最大拡大掘削径Ｄ３は中間拡大掘削径Ｄ２と比較して極端に大きな径ではないので、大きな負荷を受けることなく拡大掘削が完了される。
【００５３】
前記拡大翼８の最大拡大掘削径Ｄ３による拡大掘削工程が終了すると、掘削ヘッド本体Ｂを正転駆動させ、拡大翼８を掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧により閉縮位置に縮径揺動させたのち、掘削ヘッド本体Ｂを地上まで引き上げる。
【００５４】
（１）上述の第１実施形態の掘削装置を中掘り工法で実施してもよい。
（２）上述の第１実施形態の掘削装置では、拡大翼８をスクリュー羽根４の下部に取付けているが、スクリュー羽根４の上部又は掘削軸３に取付けてもよい。
（３）上述の第１実施形態の掘削装置では、拡大翼８を二段階に拡径揺動させたが、三段階以上に拡径揺動させてもよい。
【００５５】
〔第２実施形態〕
図１０〜図１９は掘削装置の別実施形態を示し、前記掘削ヘッド本体Ｂのスクリュー羽根４の外周側の周方向二箇所で、掘削刃物５の取付け位置よりも少し基端側（上方側）に偏倚した部位の各々には、先端側に拡大掘削用刃物（拡大掘削ビット）８Ａを備えた拡大翼８が、掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯Ｘと平行な第１揺動軸芯Ｘ１周りで拡径揺動自在に枢着されているとともに、前記拡大翼８の開度を制限する制限手段Ｃと、拡大翼８の所定動作で前記制限手段Ｃを解除する解除手段Ｆを設け、前記掘削軸３の正回転に伴って拡大翼８が一旦縮径揺動することによって前記解除手段Ｆが発動する構成になっている。
【００５６】
前記スクリュー羽根４の各翼取付け部７は、図１０、図１１に示すように、スクリュー羽根４の翼取付け箇所に上下方向視において直角に固着された両壁板７Ａ，７Ｂと、両壁板７Ａ，７Ｂの上下中間位置に水平又は略水平に固着された取付け板７Ｃから構成されているとともに、前記取付け板７Ｃには、拡大翼８の基端部８Ｂを枢支ボルト１０・ナット１１にて揺動自在に枢着するための取付け孔７ａが形成され、更に、スクリュー羽根４の翼取付け箇所に連なる部位には、拡大翼８をスクリュー羽根４の回転軌跡内に入り込む閉縮位置に縮径揺動させるための格納凹部１２が形成されている。
【００５７】
前記拡大翼８は、掘削ヘッド本体Ｂの正転時（図１０、図１６の矢印（ロ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により閉縮位置に縮径揺動し、掘削ヘッド本体Ｂの逆転時（図１４、図１８の矢印（イ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により開拡位置に拡径揺動するように構成されている。
【００５８】
前記翼取付け部７の両壁板７Ａ，７Ｂのうち、掘削ヘッド本体Ｂの回転方向又は接線方向に略沿う第１壁板７Ａには、図１０、図１１に示すように、格納凹部１２内に縮径揺動する拡大翼８の一側面８ａと揺動方向から当接して該拡大翼８を閉縮位置に保持する第１ストッパー面１３が形成されているとともに、掘削ヘッド本体Ｂの径方向に略沿う第２壁板７Ｂには、拡径揺動する拡大翼８の他側面８ｂと揺動方向から当接して該拡大翼８を径方向外方への突出代が最大となる最大開拡位置に保持する第２ストッパー面１４が形成されている。
【００５９】
前記拡大翼８の一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１と同一又はそれよりも小なる最小外径に構成されているとともに、拡大翼８の他側面８ｂが第２ストッパー面１４に当接した最大開拡位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されている。
【００６０】
次に、前記制限手段Ｃについて説明する。
図１０〜図１３に示すように、前記翼取付け部７の第２壁板７Ｂに形成された第１壁板７Ａと平行な貫通孔３９には、取付け筒軸４０がキー４１を介して回り止め状態で貫通固定され、この取付け筒軸４０には、拡大翼８の揺動経路側に突出する支持軸４２が筒軸芯Ｚ周りで相対回転自在に貫通支持されているとともに、前記支持軸４２の揺動経路側軸部に一体形成されている鍔部４２Ａと係止ピン４２Ｂとの間には、拡大翼８の他側面８ｂと揺動方向から当接可能な開度規制面４３ａと第２壁板７Ｂの第２ストッパー面１４に形成された規制凹部４４と当接可能な当り面４３ｂを備えた筒状の開度制限部材４３が取付け筒軸４０に対して相対回転自在に外嵌保持されている。
【００６１】
そして、前記拡大翼８が閉縮位置と最大開拡位置との間の設定中間開拡位置にまで拡大揺動したとき、拡大翼８の他側面８ｂが開度制限部材４３の開度規制面４３ａに当接し、かつ、開度制限部材４３の当り面４３ｂが第２壁板７Ｂの規制凹部４４に当接することにより、拡大翼８が設定中間開拡位置に位置保持されるため、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大で、最大拡大掘削径Ｄ３よりも小となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されている。
【００６２】
次に、前記解除手段Ｆについて説明する。
図１２、図１３に示すように、前記第２壁板７Ｂの規制凹部４４とこれに筒軸芯方向で相対向する開度制限部材４３内の仕切り壁部４３Ａの一側面との間には、該仕切り壁部４３Ａの他側面と支持軸４２の係止ピン４２Ｂとが係合する方向に開度制限部材４３を突出付勢するコイルバネ４５を介装するとともに、前記開度制限部材４３の仕切り壁部４３Ａには、支持軸４２の係止ピン４２Ｂが筒軸芯Ｚ方向で相対的に通過移動可能な制限解除通路４６が切欠き形成されている。
【００６３】
更に、図１２、図１５に示すように、前記取付け筒軸４０の端面に対して筒軸芯Ｚ方向から当接する支持軸４２の端面には、閉縮位置から中間開拡位置に拡径揺動する拡大翼８の他側面８ｂが開度制限部材４３の開度規制面４３ａに当接して、開度制限部材４３がコイルバネ４５の付勢力に抗して押し込まれたとき、取付け筒軸４０の端面に形成されたＶ字波形状のカム面４７との摺接に連れて、支持軸４２の係止ピン４２Ｂと開度制限部材４３の仕切り壁部４３Ａとが係合する設定係合位置から係止ピン４２Ｂと制限解除通路４６とが相対向する制限解除位置にまで支持軸４２を設定角度だけ回転させるＶ字波形状のカムフォロアー面４８が形成されている。
【００６４】
そして、図１５に示すように、閉縮位置から中間開拡位置に拡径揺動する拡大翼８との当接により、開度制限部材４３の当り面４３ｂが第２壁板７Ｂの規制凹部４４に当接する状態にまで該開度制限部材がコイルバネ４５の付勢力に抗して押し込まれた状態では、開度制限部材４３の仕切り壁部４３Ａに形成されている制限解除通路４６と支持軸４２の係止ピン４２Ｂとが筒軸芯Ｚ方向で合致しているため、図１６、図１７に示すように、中間開拡位置にある拡大翼８が閉縮位置側に一旦縮径揺動した際、開度制限部材４３がコイルバネ４５の付勢力で支持軸４２から飛び出して制限が解除される。
【００６５】
前記第２壁板７Ｂの貫通孔３９の内周面に形成されるキー溝４９は、図１２に示すように、取付け筒軸４０に装着されたキー４１の筒軸芯方向での相対抜け出し移動を許容する端部開放形に形成されているとともに、前記第２壁板７Ｂの表裏両面に当接する状態で取付け筒軸４０の環状装着溝に装着される抜止めリング５０うち、拡大翼８の揺動経路側に位置する一方の抜止めリング５０は、閉縮位置から最大開拡位置に拡径揺動する拡大翼８の他側面８ｂが開度制限部材４３の存在しない支持軸４２の揺動経路側端面に衝突したとき、取付け筒軸４０の環状装着溝４０ａから変形離脱するように構成されている（図１９参照）。
【００６６】
更に、前記第２壁板７Ｂの規制凹部４４の深さＬ１は、支持軸４２における鍔部４２Ａの第２壁板７Ｂ側の一側面から揺動経路側端面までの長さＬ２と同一又は大に構成され、閉縮位置から最大開拡位置に拡径揺動する拡大翼８の他側面８ｂが開度制限部材４３の存在しない支持軸４２の揺動経路側端面に衝突したときの衝撃力で一方の抜止めリング５０が取付け筒軸４０の環状装着溝４０ａから変形離脱したとき、支持軸４２の鍔部４２Ａが第２壁板７Ｂの規制凹部４４に当接する状態にまで、換言すれば、拡大翼８の他側面８ｂが第２ストッパー面１４に当接する状態にまで支持軸４２及び取付け筒軸４０を押し込み移動可能に構成されている。
【００６７】
次に、上述の如く構成された掘削装置を用いた掘削方法について説明する。
図１０に示すように、スクリューオーガＡのスクリューロッド１の下端部に掘削ヘッド本体Ｂを固定連結するとともに、この掘削ヘッド本体Ｂの拡大翼８をそれの一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置に維持する。
【００６８】
この状態でスクリューオーガＡを正転駆動（矢印（ロ）方向）させて、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５により地盤を掘削し、所定の深度に到達して掘削穴の下端を拡大掘りするときには、スクリューオーガＡを逆転駆動させる。
【００６９】
このとき、前記拡大翼８は、図１４に示すように、掘削ヘッド本体Ｂの逆転時（矢印（イ）方向）に受ける土圧（土砂抵抗）によって第１揺動軸芯Ｘ１周りで拡径揺動し、該拡大翼８の他側面８ｂが開度制限部材４３の開度規制面４３ａに当接して、開度制限部材４３の当り面４３ｂが第２壁板７Ｂの規制凹部４４に当接する状態にまで該開度制限部材がコイルバネ４５の付勢力に抗して押し込まれ、拡大翼８が設定中間開拡位置に位置保持される。
【００７０】
また、前記開度制限部材４３がコイルバネ４５の付勢力に抗して押し込まれたとき、図１２、図１５に示すように、取付け筒軸４０のＶ字波形状のカム面４７と支持軸４２のＶ字波形状のカムフォロアー面４８との摺接に連れて支持軸４２が設定角度だけ回転され、支持軸４２の係止ピン４２Ｂが開度制限部材４３の仕切り壁部４３Ａに係合する設定係合位置から制限解除通路４６に相対向する制限解除位置にまで回動される。
【００７１】
そのため、前記開度制限部材４３がコイルバネ４５の付勢力で支持軸４２から飛び出し得る状態にあるが、開度制限部材４３の開度規制面４３ａには大きな土圧を受けている拡大翼８が当接しているため、開度制限部材４３が支持軸４２から飛び出すことはない。
【００７２】
そして、前記拡大翼８が中間開拡位置に拡径揺動した状態では、該拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを逆転駆動（図１４の矢印（イ）方向）しながら上昇又は下降することにより、地盤の根固め球根部の形成箇所が中間拡大掘削径Ｄ２で拡大掘削される。
前記中間拡大掘削径Ｄ２は、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１と比較して、極端に大きな径ではないため、掘削ヘッド本体Ｂは土圧により大きな負荷を受けることなく掘削することができる。
【００７３】
次に、前記拡大翼８の中間拡大掘削径Ｄ２による拡大掘削工程が終了して、図１６に示すように、掘削ヘッド本体Ｂが正転駆動（矢印（ロ）方向）されると、拡大翼８が掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧により閉縮位置に一旦縮径揺動し、その揺動途中において、図１６、図１７に示すように、開度制限部材４３がコイルバネ４５の付勢力で支持軸４２から飛び出して離脱し、制限が解除される。
しかし、この制限手段Ｃによる開度制限が解除されても、拡大翼８は、掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧により閉縮位置に維持される。
【００７４】
次に、図１８、図１９に示すように、前記掘削ヘッド本体Ｂが再度逆転駆動（矢印（イ）方向）されると、拡大翼８が掘削ヘッド本体Ｂの逆転時に受ける土圧により拡径揺動されるが、このとき、開度制限部材４３がコイルバネ４５の付勢力で支持軸４２から飛び出しているため、閉縮位置から最大開拡位置に拡径揺動する拡大翼８の他側面８ｂが開度制限部材４３の存在しない支持軸４２の揺動経路側端面に衝突する。
【００７５】
このときの衝撃力で一方の抜止めリング５０が取付け筒軸４０の環状装着溝４０ａから変形離脱し、支持軸４２の鍔部４２Ａが第２壁板７Ｂの規制凹部４４に当接する状態にまで、換言すれば、拡大翼８の他側面８ｂが第２ストッパー面１４に当接する最大開拡位置にまで支持軸４２及び取付け筒軸４０が押し込み移動される。
【００７６】
前記拡大翼８が最大開拡位置に拡径揺動した状態では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、中間拡大掘削径Ｄ２よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを逆転駆動しながら上昇又は下降することにより、地盤の根固め球根部形成箇所が最大拡大掘削径Ｄ３で拡大掘削される。
前記最大拡大掘削径Ｄ３は中間拡大掘削径Ｄ２と比較して極端に大きな径ではないので、大きな負荷を受けることなく拡大掘削が完了される。
【００７７】
前記拡大翼８の最大拡大掘削径Ｄ３による拡大掘削工程が終了すると、掘削ヘッド本体Ｂを正転駆動させ、拡大翼８を掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧により閉縮位置に縮径揺動させたのち、掘削ヘッド本体Ｂを地上まで引き上げる。
【００７８】
（１）上述の第２実施形態の掘削装置を中掘り工法で実施してもよい。
（２）上述の第２実施形態の掘削装置では、拡大翼８をスクリュー羽根４の下部に取付けているが、スクリュー羽根４の上部又は掘削軸３に取付けてもよい。
（３）上述の第２実施形態の掘削装置では、拡大翼８を二段階に拡径揺動させたが、三段階以上に拡径揺動させてもよい。
【００７９】
〔第３実施形態〕
図２０〜図２７は掘削装置の別実施形態を示し、前記掘削ヘッド本体Ｂのスクリュー羽根４の周方向二箇所に形成された翼取付け部７の各々には、先端側に拡大掘削用刃物（拡大掘削ビット）８Ａを備えた拡大翼８が、掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯Ｘと平行な第１揺動軸芯Ｘ１周りで拡径揺動自在に枢着されているとともに、前記拡大翼８の開度を制限する制限手段Ｃと、拡大翼８の所定動作で前記制限手段Ｃを解除する解除手段Ｆを設け、前記掘削軸３の正回転に伴って拡大翼８が一旦縮径揺動することによって前記解除手段Ｆが発動するように構成されている。
【００８０】
前記スクリュー羽根４の各翼取付け部７は、図２０、図２１に示すように、掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯に対して直交する平面に沿った平板状に形成され、この翼取付け部７の各々には、拡大翼８の基端部８Ｂを枢支ボルト１０・ナット１１にて揺動自在に枢着するための第１取付け孔７ａと、拡大翼８をスクリュー羽根４の回転軌跡内に入り込む閉縮位置に縮径揺動させるための格納凹部１２が形成されているとともに、前記拡大翼８と翼取付け部７との間に位置する枢支ボルト１０の中間部分には、拡大翼８と連動して前記制限手段Ｃを解除するための媒介子５５が第１揺動軸芯Ｘ１周りで揺動自在に枢着されている。
【００８１】
前記拡大翼８は、掘削ヘッド本体Ｂの正転時（図２０、図２４の矢印（ロ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により閉縮位置に縮径揺動し、掘削ヘッド本体Ｂの逆転時（図２２、図２６の矢印（イ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により開拡位置に拡径揺動するように構成されている。
【００８２】
前記翼取付け部７には、図２０、図２６に示すように、格納凹部１２内に縮径揺動する拡大翼８の一側面８ａと揺動方向から当接して該拡大翼８を閉縮位置に保持する第１ストッパー面１３と、拡径揺動する拡大翼８の他側面８ｂと揺動方向から当接して該拡大翼８を径方向外方への突出代が最大となる最大開拡位置に保持する第２ストッパー面１４が形成されている。
【００８３】
前記拡大翼８の一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１と同一又はそれよりも小なる最小外径に構成されているとともに、拡大翼８の他側面８ｂが第２ストッパー面１４に当接した最大開拡位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されている。
【００８４】
次に、前記制限手段Ｃについて説明する。
図２０、図２１に示すように、前記翼取付け部７には、拡大翼８の基端側揺動経路の中間位置に臨む部位において第１揺動軸芯Ｘ１と平行に貫通する第１貫通孔５６と、媒介子５５の先端揺動経路の一端に臨む部位において第１揺動軸芯Ｘ１と平行に貫通する第２貫通孔５７が形成され、この両貫通孔５６，５７を通して上下方向の一定範囲内で移動自在に装着された略Ｕの字状の開度制限部材５８の一端側には、第１貫通孔５６を通して拡大翼８及び媒介子５５の揺動経路に突出することにより、閉縮位置と最大開拡位置との間の設定中間開拡位置にまで拡大揺動した拡大翼８の基部側面８ｃと当接するストッパー軸部５８Ａが形成されている。
【００８５】
前記開度制限部材５８は、ストッパー軸部５８Ａが拡大翼８の揺動経路途中に突出する開度制限位置と拡大翼８の揺動経路外の下方側に引退した制限解除位置とに亘って移動自在に構成されているとともに、前記ストッパー軸部５８Ａが開度制限位置に突出しているとき、開度制限部材５８の他端側の操作軸部５８Ｂは、媒介子５５の揺動経路外の下方側となる第２貫通孔５７内に位置するように構成されている。
【００８６】
また、前記翼取付け部７の第１貫通孔５６内で、開度制限部材５８のストッパー軸部５８Ａに嵌着されたバネ受け部材５９と第１貫通孔５６の下側開口を閉止する状態で螺合されたキャップ６０との間には、開度制限部材５８を開度制限位置に突出付勢するコイルバネ６１が装着されている。
【００８７】
そして、図２２、図２３に示すように、前記拡大翼８が閉縮位置と最大開拡位置との間において設定された中間開拡位置にまで拡大揺動したとき、拡大翼８の基部側面８ｃが開度制限部材５８のストッパー軸部５８Ａに当接することにより、拡大翼８が中間開拡位置に位置保持されるため、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大で、最大拡大掘削径Ｄ３よりも小となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されている。
【００８８】
次に、前記解除手段Ｆについて説明する。
図２０〜図２３に示すように、前記拡大翼８の基端部において、開度制限部材５８のストッパー軸部５８Ａに当接した位置を初期設定位置とする媒介子５５と重合位置する部位には、媒介子５５に形成された半球状の係止凹部６３と上下方向で連通する第１装着孔６４が形成され、この第１装着孔６４には、拡大翼８が中間開拡位置に拡径揺動したときに媒介子５５の係止凹部６３に係合して、掘削ヘッド本体Ｂの正転駆動に連れて拡大翼８が中間拡径位置から閉縮位置に縮径揺動するとき、初期設定位置にある媒介子５５を第１揺動軸芯Ｘ１周りで制限解除操作位置にまで一体的に揺動させる係止ピン６５と、この係止ピン６５を嵌入付勢する第１コイルバネ６６が挿入されているとともに、前記第１装着孔６４の挿入用開口には脱着自在な第１閉止栓６７が装着されている。
【００８９】
前記媒介子５５の先端部には、図２４、図２５に示すように、これが制限解除操作位置に揺動したときに翼取付け部７の第２貫通孔５７と上下方向で連通する第２装着孔６９が形成され、この第２装着孔６９内には、翼取付け部７の第２貫通孔５７内に嵌入して開度制限部材５８の操作軸部５８Ｂの端面を押圧することにより、開度制限位置にある開度制限部材５８をコイルバネ６１の付勢力に抗して制限解除位置にまで押し下げ可能な制限解除ピン７０と、この制限解除ピン７０を開度制限部材５８の突出付勢力よりも大なる弾性付勢力で嵌入付勢する制限解除用の第２コイルバネ７１が挿入されているとともに、前記第２装着孔６９の挿入用開口には脱着自在な第２閉止栓７２が装着されている。
【００９０】
前記媒介子５５側の制限解除ピン７０が翼取付け部７の第２貫通孔５７に嵌入した状態では、閉縮位置にある拡大翼８側の係止ピン６５が媒介子５５側の係止凹部６３に係合しているが、掘削ヘッド本体Ｂが再度逆転駆動された際に拡大翼８が受ける土圧による拡径揺動力が、前記係止ピン６５と係止凹部６３との係合保持力よりも凌駕しているため、この係止ピン６５と係止凹部６３との係合が自動的に解除される。
【００９１】
次に、上述の如く構成された掘削装置を用いた掘削方法について説明する。
図２０に示すように、スクリューオーガＡのスクリューロッド１の下端部に掘削ヘッド本体Ｂを固定連結するとともに、この掘削ヘッド本体Ｂの拡大翼８をそれの一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置に維持するとともに、前記媒介子５５を開度制限部材５８のストッパー軸部５８Ａに当接した初期設定位置に設定する。
【００９２】
この状態でスクリューオーガＡを正転駆動（矢印（ロ）方向）させて、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５により地盤を掘削し、所定の深度に到達して掘削穴の下端を拡大掘りするときには、スクリューオーガＡを逆転駆動させる。
【００９３】
このとき、前記拡大翼８は、図２２に示すように、掘削ヘッド本体Ｂの逆転時に受ける土圧（土砂抵抗）によって第１揺動軸芯Ｘ１周りで拡径揺動し、該拡大翼８の基部側面８ｃが開度制限部材５８のストッパー軸部５８Ａに当接して、拡大翼８が中間開拡位置に位置保持されると同時に、拡大翼８側の係止ピン６５が媒介子５５側の係止凹部６３に係合して、拡大翼８と媒介子５５とが第１揺動軸芯Ｘ１周りで一体揺動可能に係合連結される。
【００９４】
そして、前記拡大翼８が中間開拡位置に拡径揺動した状態では、該拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを逆転駆動（図２２の矢印（イ）方向）しながら上昇又は下降することにより、地盤の根固め球根部の形成箇所が中間拡大掘削径Ｄ２で拡大掘削される。
前記中間拡大掘削径Ｄ２は、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１と比較して、極端に大きな径ではないため、掘削ヘッド本体Ｂは土圧により大きな負荷を受けることなく掘削することができる。
【００９５】
次に、前記拡大翼８の中間拡大掘削径Ｄ２による拡大掘削工程が終了して、図２４に示すように、掘削ヘッド本体Ｂが正転駆動（矢印（ロ）方向）されると、拡大翼８が掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧により閉縮位置に一旦縮径揺動するとともに、この拡大翼８に係合連結されている媒介子５５も、第１揺動軸芯Ｘ１周りで制限解除操作位置にまで揺動される。
【００９６】
前記媒介子５５が制限解除操作位置に到達すると、図２５に示すように、該媒介子５５の第２装着孔６９と翼取付け部７の第２貫通孔５７とが上下方向で合致し、第２装着孔６９内の制限解除ピン７０がコイルバネ６１の付勢力で翼取付け部７の第２貫通孔５７内に嵌入して開度制限部材５８の操作軸部５８Ｂの端面を押圧することにより、開度制限位置にあった開度制限部材５８がコイルバネ６１の付勢力に抗して制限解除位置にまで押し下げられる。
このとき、前記第２装着孔６９内の制限解除ピン７０が翼取付け部７の第２貫通孔５７内に嵌入しているため、媒介子５５が第１揺動軸芯Ｘ１周りで揺動することはない。
【００９７】
また、閉縮位置に縮径揺動した拡大翼８側の係止ピン６５が媒介子５５側の係止凹部６３に係合し、かつ、掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧によって拡大翼８に縮径側の外力が作用しているため、拡大翼８は閉縮位置に確実に維持される。
【００９８】
次に、図２６、図２７に示すように、前記掘削ヘッド本体Ｂが再度逆転駆動（矢印（イ）方向）されると、拡大翼８側の係止ピン６５と媒介子５５側の係止凹部６３とが係合していても、掘削ヘッド本体Ｂが再度逆転駆動された際に拡大翼８が受ける土圧による拡径揺動力が、前記係止ピン６５と係止凹部６３との係合保持力を凌駕しているため、この係止ピン６５と係止凹部６３との係合が自動的に解除され、しかも、開度制限部材５８のストッパー軸部５８Ａが媒介子５５の揺動経路外の下方側となる第１貫通孔５６内に引退しているため、拡大翼８はそれの他側面８ｂが翼取付け部７の第２ストッパー面１４に当接する最大開拡位置にまで拡径揺動される。
【００９９】
前記拡大翼８が最大開拡位置に拡径揺動した状態では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、中間拡大掘削径Ｄ２よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを逆転駆動しながら上昇又は下降することにより、地盤の根固め球根部形成箇所が最大拡大掘削径Ｄ３で拡大掘削される。
前記最大拡大掘削径Ｄ３は中間拡大掘削径Ｄ２と比較して極端に大きな径ではないので、大きな負荷を受けることなく拡大掘削が完了される。
【０１００】
前記拡大翼８の最大拡大掘削径Ｄ３による拡大掘削工程が終了すると、掘削ヘッド本体Ｂを正転駆動させ、拡大翼８を掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧により閉縮位置に縮径揺動させたのち、掘削ヘッド本体Ｂを地上まで引き上げる。
【０１０１】
（１）上述の第３実施形態の掘削装置を中掘り工法で実施してもよい。
（２）上述の第３実施形態の掘削装置では、拡大翼８をスクリュー羽根４の下部に取付けているが、スクリュー羽根４の上部又は掘削軸３に取付けてもよい。
（３）上述の第３実施形態の掘削装置では、拡大翼８を二段階に拡径揺動させたが、三段階以上に拡径揺動させてもよい。
【０１０２】
〔第４実施形態〕
上述各実施形態では、前記掘削ヘッド本体Ｂに、拡大掘削用刃部８Ａを備えた拡大翼８を、掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯Ｘと平行な揺動軸芯Ｘ１周りで拡径揺動自在に枢着してある掘削装置について説明したが、図２８〜図３４に示すように、この拡大翼８を、掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯Ｘに対して直交する第１水平揺動軸芯Ｙ１周りで拡径揺動自在に枢着して実施してもよい。
【０１０３】
即ち、この第４実施形態の掘削装置では、図２８、図２９に示すように、前記掘削ヘッド本体Ｂの掘削ロッド３の周方向二箇所に形成した翼取付け部７の各々に、先端側に拡大掘削用刃物（拡大掘削ビット）８Ａを備えた拡大翼８が、掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯Ｘに対して直交する第１水平揺動軸芯Ｙ１周りで拡径揺動自在に枢着されているとともに、前記拡大翼８の開度を制限する制限手段Ｃと、該制限手段Ｃを設定制限位置に保持する保持手段Ｅを拡大翼８の所定動作で解除するとともに前記制限手段Ｃを制限解除位置に強制移動させる解除手段Ｆを設け、前記掘削軸３の下降に伴って拡大翼８が一旦縮径揺動することによって前記解除手段Ｆが発動する構成になっている。
【０１０４】
前記掘削ヘッド本体Ｂの各翼取付け部７は、図２８、図２９に示すように、掘削軸３の翼取付け箇所に正面視において直角に固着された両壁板７Ａ，７Ｂと、両壁板７Ａ，７Ｂの中間位置に略垂直に固着された取付け板７Ｃから構成されているとともに、前記取付け板７Ｃには、拡大翼８の基端部８Ｂを枢支ボルト１０・ナット１１にて揺動自在に枢着するための取付け孔７ａが形成され、更に、拡大翼８を掘削ヘッド本体Ｂの回転軌跡内に入り込む閉縮位置に縮径揺動させるための格納凹部１２が形成されている。
【０１０５】
前記枢支ボルト１０の一端部には、拡大翼８と連動して前記制限手段Ｃを解除するための媒介子９の抜け出しを阻止する抜止め部材１５がボルト１６にて締め付け固定されているとともに、枢支ボルト１０の他端部の雄ネジに螺合されたナット１１と拡大翼８の基端部８Ｂとの間には間隔調節用筒部材１７が介在されている。
【０１０６】
前記拡大翼８は、掘削ヘッド本体Ｂの下降時（図３２の矢印（ハ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により閉縮位置に縮径揺動し、掘削ヘッド本体Ｂの上昇時（図３０、図３４の矢印（ニ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により開拡位置に拡径揺動するように構成されている。
【０１０７】
前記翼取付け部７の両壁板７Ａ，７Ｂのうち、上下方向に略沿う第１壁板７Ａには、図２８、図３４に示すように、格納凹部１２内に縮径揺動する拡大翼８の一側面８ａと揺動方向から当接して該拡大翼８を閉縮位置に保持する第１ストッパー面１３が形成されているとともに、水平方向に略沿う第２壁板７Ｂには、拡径揺動する拡大翼８の他側面８ｂと揺動方向から当接して該拡大翼８を径方向外方への突出代が最大となる最大開拡位置に保持する第２ストッパー面１４が形成されている。
【０１０８】
前記拡大翼８の一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１と同一又はそれよりも小なる最小外径に構成されているとともに、拡大翼８の他側面８ｂが第２ストッパー面１４に当接した最大開拡位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されている。
【０１０９】
次に、前記制限手段Ｃについて説明する。
図２８〜図３３に示すように、前記拡大翼８の基端部８Ｂには、枢支ボルト１０の一側面に対して一定範囲内で摺動自在に外嵌された媒介子９の鍔部９Ａが横方向から入り込み可能な連係凹部２０が形成され、この連係凹部２０内に入り込んだ媒介子９の一側辺に形成された当り面２１が翼取付け部７の第２ストッパー面１４に揺動方向から当接している初期設定状態において、拡大翼８が閉縮位置と最大開拡位置との間において設定された中間開拡位置にまで拡大揺動したとき、媒介子９の他側辺に形成された開度規制面２２に対して揺動方向から当接することにより、拡大翼８の開度を中間拡大掘削径Ｄ２に制限する被規制面２３が形成されている。
【０１１０】
そして、前記拡大翼８の被規制面２３が媒介子９の開度規制面２２に当接し、かつ、媒介子９の当り面２１が翼取付け部７の第２ストッパー面１４に当接している状態では、拡大翼８が閉縮位置と最大開拡位置との間に設定された中間開拡位置に位置保持されているため、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大で、最大拡大掘削径Ｄ３よりも小となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されている。
【０１１１】
次に、前記保持手段Ｅについて説明する。
図２８〜図３３に示すように、前記媒介子９の鍔部９Ａと拡大翼８の連係凹部２０内の底面との相対向面間に、連係凹部２０の深さよりも大きな寸法で媒介子９の水平移動を許す移動空間Ｓを形成する（図３３参照）とともに、前記翼取付け部７の第２壁板７Ｂには、該第２壁板７Ｂの第２ストッパー面１４に当接した初期設定状態にある媒介子９の鍔部９Ａの一側面に当接して、該媒介子９の鍔部９Ａを拡大翼８の連係凹部２０内に入り込んだ制限位置に保持する保持片２４が一体形成されている（図２９、図３１参照）。
【０１１２】
前記拡大翼８が中間開拡位置から閉縮位置に縮径揺動するときに連動して、初期設定状態にある媒介子９が第１水平揺動軸芯Ｙ１周りで設定角度だけ揺動したとき、媒介子９の鍔部９Ａが第２壁板７Ｂの保持片２４から離脱して横外方への移動が自由となる、換言すれば、保持片２４による媒介子９の設定制限位置での保持作用が解除されるように構成されている。
【０１１３】
次に、前記解除手段Ｆについて説明する。
図２８〜図３１に示すように、前記拡大翼８における媒介子９の鍔部９Ａと重合する部位には、第１水平揺動軸芯Ｙ１と平行なロック装着孔２６が水平方向に貫通形成され、前記媒介子９の鍔部９Ａには、媒介子９が初期設定状態にあるとともに拡大翼８が閉縮位置にあるときに前記ロック装着孔２６と水平方向で連通する半球状の係止凹部２８と、媒介子９が初期設定状態にあるとともに拡大翼８が中間開拡位置にあるときに前記ロック装着孔２６と水平方向で連通する係止孔２７が形成されている。
【０１１４】
前記拡大翼８のロック装着孔２６内には、媒介子９の係止孔２７及び係止凹部２８に対して選択的に嵌入可能な嵌入子の一例であるロックピン２９と、このロックピン２９を嵌入側に移動付勢する第１コイルバネ３０が挿入されているとともに、前記ロック装着孔２６の内周面の一端側に形成された雌ネジ部には、第１コイルバネ３０の弾性付勢力を調整するバネ力調整ボルト３１がロックナット３２を介して螺合固定されている。
【０１１５】
初期状態においては、掘削ヘッド本体Ｂは下降駆動されており、前記ロックピン２９の半球状の先端部が係止凹部２８に係合している状態（図２９参照）では、前記拡大翼８の一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置にあり（図２８参照）、媒介子９の当り面２１が翼取付け部７の第２ストッパー面１４に当接した状態にあり、拡大翼８が閉縮位置に位置保持される。
【０１１６】
しかし、掘削ヘッド本体Ｂが下降駆動から上昇駆動に切り替えられると、この掘削ヘッド本体Ｂの上昇時に受ける土圧（土砂抵抗）が、係止凹部２８に対するロックピン２９の係合維持力を凌駕するため、第１コイルバネ３０の弾性付勢力に抗してロックピン２９の半球状先端部と半球状の係止凹部２８との係合が解除され、ロックピン２９の半球状先端部が媒介子９の鍔部９Ａの上面を摺接しながら、閉縮位置にあった拡大翼８が中間開拡位置に達するまで拡径揺動する（図３０参照）。
【０１１７】
また、前記媒介子９のボス部９Ｂには、枢支ボルト１０周りにおいて拡大翼８の連係凹部２０に向かって開口する装着凹部３３が形成され、この装着凹部３３の底面と拡大翼８の連係凹部２０内の底面との相対向面間には、媒介子９の鍔部９Ａが第２壁板７Ｂの保持片２４から離脱したとき、拡大翼８の被規制面２３と当接可能な開度規制位置にある媒介子９を連係凹部２０から抜け出した規制解除位置に弾性力で移動付勢する第２コイルバネ３４が装着されている。
【０１１８】
次に、上述の如く構成された掘削装置を用いた掘削方法について説明する。
本実施形態では中堀り工法に利用される。スクリューオーガＡのスクリューロッド１の下端部に掘削ヘッド本体Ｂを固定連結するとともに、この掘削ヘッド本体Ｂの拡大翼８に装着されているロックピン２９の半球状先端部を媒介子９の鍔部９Ａに形成されている係止凹部２８に係合させ、拡大翼８をそれの一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置に維持すると同時に、媒介子９をそれの当り面２１が翼取付け部７の第２ストッパー面１４に当接した初期設定状態に維持する。図２８に示すように、この状態で掘削ヘッド本体Ｂを中空杭３６の中空部３６ａを通して該中空杭３６から突出させる。
【０１１９】
この状態でスクリューオーガＡを正転駆動（図２９矢印（ロ）方向）させて、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５により地盤を掘削し、所定の深度に到達して掘削穴の下端を拡大掘りするときには、スクリューオーガＡを上昇駆動させる。
【０１２０】
スクリューオーガＡが下降しているときは、前記拡大翼８は、図２８、図２９に示すように閉縮位置に位置保持され、ロックピン２９の半球状先端部と係止凹部２８との係合によって拡大翼８と媒介子９は緩やかに結合し、掘削ヘッド本体Ｂの上昇時に受ける土圧（土砂抵抗）が、係止凹部２８に対するロックピン２９の係合維持力を凌駕するため（図３０参照）、第１コイルバネ３０の弾性付勢力に抗してロックピン２９の半球状先端部と半球状の係止凹部２８との係合が解除され、ロックピン２９の半球状先端部が媒介子９の鍔部９Ａの側面を摺接移動しながら、閉縮位置にあった拡大翼８が第１水平揺動軸芯Ｙ１周りで中間開拡位置に達するまで拡径揺動する。
【０１２１】
前記拡大翼８が中間開拡位置にまで到達したとき、図３１に示すように、拡大翼８の被規制面２３が媒介子９の開度規制面２２に揺動方向から当接すると同時に、拡大翼８のロック装着孔２６と媒介子９の鍔部９Ａに形成されている係止孔２７とが水平方向で合致するため、鍔部９Ａの側面を摺接移動してきたロックピン２９が係止孔２７内に係合し、拡大翼８と媒介子９とが第１水平揺動軸芯Ｙ１周りで一体揺動可能に連動される。
【０１２２】
そして、前記拡大翼８が中間開拡位置に拡径揺動した状態では、該拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを正転駆動（図２９の矢印（ロ）方向）させながら下降駆動させることにより、地盤の根固め球根部の形成箇所が中間拡大掘削径Ｄ２で拡大掘削される。
前記中間拡大掘削径Ｄ２は、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１と比較して、極端に大きな径ではないため、掘削ヘッド本体Ｂは土圧により大きな負荷を受けることなく掘削することができる。
【０１２３】
次に、前記拡大翼８の中間拡大掘削径Ｄ２による拡大掘削工程が終了して、図３２に示すように、掘削ヘッド本体Ｂが下降駆動（矢印（ハ）方向）されると、拡大翼８が掘削ヘッド本体Ｂの下降時に受ける土圧により閉縮位置に一旦縮径揺動し、その揺動に連動して媒介子９も第１水平揺動軸芯Ｙ１周りで一体揺動する。
この一体揺動によって媒介子９の鍔部９Ａが第２壁板７Ｂの保持片２４から離脱したとき、図３３に示すように、拡大翼８の被規制面２３と当接可能な開度規制位置にあった媒介子９が第２コイルバネ３４の弾性付勢力で横外方に瞬時に押し出され、媒介子９の鍔部９Ａが連係凹部２０から抜け出した規制解除位置に保持される。
しかし、この制限手段Ｃによる開度制限が解除されても、拡大翼８は、掘削ヘッド本体Ｂの下降時に受ける土圧により閉縮位置に維持される。
【０１２４】
次に、図３４に示すように、前記掘削ヘッド本体Ｂが再度上昇駆動（矢印（ニ）方向）されると、拡大翼８が掘削ヘッド本体Ｂの上昇時に受ける土圧により拡径揺動されるが、このとき、媒介子９の鍔部９Ａが連係凹部２０から抜け出した規制解除位置に保持されているため、拡大翼８の被規制面２３が媒介子９の開度規制面２２に当接することはなく、拡大翼８の被規制面２３が翼取付け部７の第２ストッパー面１４に当接する最大開拡位置にまで拡径揺動される。
【０１２５】
前記拡大翼８が最大開拡位置に拡径揺動した状態では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、中間拡大掘削径Ｄ２よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを正転駆動させながら上昇駆動させることにより、地盤の根固め球根部形成箇所が最大拡大掘削径Ｄ３で拡大掘削される。
前記最大拡大掘削径Ｄ３は中間拡大掘削径Ｄ２と比較して極端に大きな径ではないので、大きな負荷を受けることなく拡大掘削が完了される。しかも、拡大翼８の開拡を上下動で行い、掘削は正回転のみで行う。他の実施形態のように、逆転時にスクリュー羽根２に詰まった土砂が下がってこず、拡大掘削を確実に行うことができる。
【０１２６】
前記拡大翼８の最大拡大掘削径Ｄ３による拡大掘削工程が終了すると、掘削ヘッド本体Ｂを下降させ、拡大翼８を閉縮させた後、中空杭３６を下降させて拡大翼を覆い、それらの開拡を防止して中空杭３６から引き抜く。
【０１２７】
（１）上述の第４実施形態の掘削装置では、拡大翼８を掘削軸３に取付けているが、スクリュー羽根４に取付けてもよい。
（２）上述の第４実施形態の掘削装置では、拡大翼８を二段階に拡径揺動させたが、三段階以上に拡径揺動させてもよい。
【０１２８】
〔第５実施形態〕
図３５〜図４１は、前記掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯Ｘに対して直交する第１水平揺動軸芯Ｙ１周りで拡大翼８を拡径揺動自在に構成してある掘削装置の別実施形態を示す。
この第５実施形態の掘削装置では、図３５〜図３７に示すように、前記掘削ヘッド本体Ｂの掘削ロッド３の周方向二箇所に形成した翼取付け部７の各々に、先端側に拡大掘削用刃物（拡大掘削ビット）８Ａを備えた拡大翼８が、掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯Ｘに対して直交する第１水平揺動軸芯Ｙ１周りで拡径揺動自在に枢着されているとともに、前記拡大翼８の開度を制限する制限手段Ｃと、前記拡大翼８の所定動作で前記制限手段Ｃを解除する解除手段Ｆとを設け、前記掘削軸３の下降に伴って拡大翼８が一旦縮径揺動した状態での掘削軸３の逆回転に伴う拡大翼８の水平移動で前記解除手段Ｆが発動する構成になっている。
【０１２９】
前記掘削ヘッド本体Ｂの各翼取付け部７は、図３５〜図３７に示すように、掘削軸３の翼取付け箇所に正面視において直角に固着された両壁板７Ａ，７Ｂと、両壁板７Ａ，７Ｂの中間位置に略垂直に固着された取付け板７Ｃから構成されているとともに、前記取付け板７Ｃには、拡大翼８の基端部８Ｂを枢支ボルト１０・ナット１１にて揺動自在に枢着するための取付け孔７ａが形成され、更に、拡大翼８を掘削ヘッド本体Ｂの回転軌跡内に入り込む閉縮位置に縮径揺動させるための格納凹部１２が形成されている。
【０１３０】
前記拡大翼８は、掘削ヘッド本体Ｂの下降時（図３８の矢印（ハ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により閉縮位置に縮径揺動し、掘削ヘッド本体Ｂの上昇時（図３６、図４０の矢印（ニ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により開拡位置に拡径揺動するように構成されている。
【０１３１】
前記翼取付け部７の両壁板７Ａ，７Ｂのうち、上下方向に略沿う第１壁板７Ａには、図３５に示すように、格納凹部１２内に縮径揺動する拡大翼８の一側面８ａと揺動方向から当接して該拡大翼８を閉縮位置に保持する第１ストッパー面１３が形成されているとともに、水平方向に略沿う第２壁板７Ｂには、図４０に示すように、拡径揺動する拡大翼８の他側面８ｂと揺動方向から当接して該拡大翼８を径方向外方への突出代が最大となる最大開拡位置に保持する第２ストッパー面１４が形成されている。
【０１３２】
前記拡大翼８の一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１と同一又はそれよりも小なる最小外径に構成されているとともに、拡大翼８の他側面８ｂが第２ストッパー面１４に当接した最大開拡位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されている。
【０１３３】
次に、前記制限手段Ｃについて説明する。
図３６、図３７に示すように、前記拡大翼８の基端部８Ｂに、拡大翼８が閉縮位置と最大開拡位置との間において設定された中間開拡位置にまで拡大揺動したとき、前記翼取付け部７の第２壁板７Ｂに窪み形成された係合凹部７５に対して揺動方向から当接することにより、拡大翼８の開度を中間拡大掘削径Ｄ２に制限する開度制限突起７６が形成されているとともに、前記係合凹部７５の第１水平揺動軸芯Ｙ１方向での幅は開度制限突起７６の板厚よりも若干大なる寸法に構成して、開度制限突起７６の先端部が係合凹部７５内に係合した状態では、掘削軸３の正回転又は逆回転に伴って拡大翼８に作用する土圧に抗して該拡大翼８を所定位置に係合保持するように構成されている。
【０１３４】
そして、前記拡大翼８の開度制限突起７６が翼取付け部７の係合凹部７５に係合している状態では、拡大翼８が閉縮位置と最大開拡位置との間に設定された中間開拡位置に位置保持されているため、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大で、最大拡大掘削径Ｄ３よりも小となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されている（図３６、図４０参照）。
【０１３５】
次に、前記解除手段Ｆについて説明する。
図３７、図３９、図４１に示すように、前記拡大翼８の基端部８Ｂと翼取付け部７の取付け板７Ｃとの間には、掘削軸３の逆回転に伴って拡大翼８に第１水平揺動軸芯Ｙ１方向の土圧を受けたとき、拡大翼８の開度制限突起７６が翼取付け部７の第２壁板７Ｂに対して第１水平揺動軸芯Ｙ１方向に外れた開度制限解除位置までの水平移動を許容する移動許容空間７７が形成されている。
【０１３６】
そのため、図３８に示すように、前記掘削軸３の下降に伴って中間開拡位置にあった拡大翼８を一旦縮径揺動させることによって、拡大翼８の開度制限突起７６と翼取付け部７の係合凹部７５との係合が解除され、この状態で掘削軸３を逆転駆動する（図３９の（イ）方向）と、図３９に示すように、その逆回転に伴う開度制限突起７６の開度制限解除位置への水平移動により、開度制限突起７６が第２壁板７Ｂと当接できない制限解除状態となり、図４０に示すように、掘削軸３の上昇に伴って拡大翼８が第２壁板７Ｂの第２ストッパー面１４と当接する最大開拡位置にまで拡径揺動する。
【０１３７】
次に、上述の如く構成された掘削装置を用いた掘削方法について説明する。
本実施形態では中堀り工法に利用される。スクリューオーガＡのスクリューロッド１の下端部に掘削ヘッド本体Ｂを固定連結するとともに、この掘削ヘッド本体Ｂの拡大翼８をそれの一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置に維持すると同時に、拡大翼８の開度制限突起７６が翼取付け部７の係合凹部７５に対応する位置に設定する。この状態で掘削ヘッド本体Ｂを中空杭３６の中空部３６ａを通して該中空杭３６から突出させる（図３５参照）。
【０１３８】
この状態でスクリューオーガＡを正転駆動（矢印（ロ）方向）させて、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５により地盤を掘削し、所定の深度に到達して掘削穴の下端を拡大掘りするときには、スクリューオーガＡを上昇駆動させる。
【０１３９】
このとき、前記拡大翼８は、図３６に示すように、掘削ヘッド本体Ｂの上昇時に受ける土圧（土砂抵抗）によって第１水平揺動軸芯Ｙ１周りで拡径揺動し、この拡大翼８が中間開拡位置に到達したとき、拡大翼８の開度制限突起７６が翼取付け部７の係合凹部７５に係合する。
【０１４０】
そして、前記拡大翼８が中間開拡位置に拡径揺動した状態では、該拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを正転駆動（図３７の矢印（ロ）方向）させながら上昇降駆動させることにより、地盤の根固め球根部の形成箇所が中間拡大掘削径Ｄ２で拡大掘削される。
前記中間拡大掘削径Ｄ２は、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１と比較して、極端に大きな径ではないため、掘削ヘッド本体Ｂは土圧により大きな負荷を受けることなく掘削することができる。
【０１４１】
次に、前記拡大翼８の中間拡大掘削径Ｄ２による拡大掘削工程が終了して、図３８に示すように、掘削ヘッド本体Ｂが下降駆動（矢印（ハ）方向）されると、拡大翼８が掘削ヘッド本体Ｂの下降時に受ける土圧により閉縮位置に一旦縮径揺動する。
この状態で掘削軸３を逆転駆動させると、図３９に示すように、この逆回転（矢印（イ）方向）に伴う土圧によって拡大翼８に第１水平揺動軸芯Ｙ１方向への移動力が付与されるため、拡大翼８の開度制限突起７６が翼取付け部７の第２壁板７Ｂから外れた開度制限解除位置まで水平移動する。
しかし、この制限手段Ｃによる開度制限が解除されても、拡大翼８は、掘削ヘッド本体Ｂの下降時に受ける土圧により閉縮位置に維持される。
【０１４２】
次に、図４０に示すように、前記掘削ヘッド本体Ｂが再度上昇駆動（矢印（ニ）方向）されると、拡大翼８が掘削ヘッド本体Ｂの上昇時に受ける土圧により拡径揺動されるが、このとき、拡大翼８の開度制限突起７６が開度制限解除位置に保持されているため、拡大翼８の他側面８ｂが翼取付け部７の第２ストッパー面１４に当接する最大開拡位置にまで拡径揺動される。
【０１４３】
この後、正回転（図４１矢印（ロ）方向）して掘削する。正回転により土圧がかかるが、前記拡大翼８は、開度制限突起７６が第２壁板７Ｂに当接して水平方向への移動は生じない。
前記拡大翼８が最大開拡位置に拡径揺動した状態では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、中間拡大掘削径Ｄ２よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを正転駆動させながら上昇駆動させることにより、地盤の根固め球根部形成箇所が最大拡大掘削径Ｄ３で拡大掘削される。
【０１４４】
前記最大拡大掘削径Ｄ３は中間拡大掘削径Ｄ２と比較して極端に大きな径ではないので、大きな負荷を受けることなく拡大掘削が完了される。しかも、拡大翼８の開拡を上下動で行い、掘削は正回転のみで行う。他の実施形態のように、逆転時にスクリュー羽根２に詰まった土砂が下がってこず、拡大掘削を確実に行うことができる。
【０１４５】
前記拡大翼８の最大拡大掘削径Ｄ３による拡大掘削工程が終了すると、掘削ヘッド本体Ｂを下降させ、拡大翼８を閉縮させた後、中空杭３６を下降させて拡大翼を覆い、それらの開拡を防止して中空杭３６から引き抜く。
【０１４６】
（１）上述の第５実施形態の掘削装置では、拡大翼８を掘削軸３に取付けているが、スクリュー羽根４に取付けてもよい。
（２）上述の第５実施形態の掘削装置では、拡大翼８を二段階に拡径揺動させたが、三段階以上に拡径揺動させてもよい。
【０１４７】
〔第６実施形態〕
図４２〜図５２は掘削装置の別実施形態を示し、前記掘削ヘッド本体Ｂのスクリュー羽根４の周方向二箇所に形成された翼取付け部７の各々には、先端側に拡大掘削用刃物（拡大掘削ビット）８Ａを備えた拡大翼８が、掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯Ｘと平行な第１揺動軸芯Ｘ１周りで拡径揺動自在に枢着されているとともに、前記拡大翼８の筒状基端部８Ｂ側の密封された空間８３内には、拡大翼８の開度を制限する制限手段Ｃと、拡大翼８の所定動作で前記制限手段Ｃを解除する解除手段Ｆが設けられ、前記掘削軸３の正回転に伴って拡大翼８が一旦縮径揺動することによって前記解除手段Ｆが発動するように構成されている。
【０１４８】
前記スクリュー羽根４の翼取付け部７の各々は、図４２〜図４４に示すように、掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯に対して直交する平面に沿った平板状に形成され、前記翼取付け部７の第１揺動軸芯Ｘ１上に固着された枢支軸８０には、拡大翼８の筒状基端部８Ｂが拡径揺動自在に外嵌装着されているとともに、前記枢支軸８０の上端部には、拡大翼８の上方への抜け出し移動を阻止する蓋部材８１が密封状態でボルト８２にて締め付け固定されている。
前記拡大翼８と蓋部材８１、拡大翼８と翼取付け部７とはシール９７によって防水・防砂処理されている。
【０１４９】
前記拡大翼８の筒状基端部８Ｂの内周面と枢支軸８０の外周面との間に形成される環状の密封空間８３内には、拡大翼８と連動して前記制限手段Ｃを解除するための円筒状の媒介子８５が介在され、この媒介子８５の内周面の下半部に形成された雄ネジ部８６が、前記枢支軸８０に形成されている雌ネジ部８４に回転自在に螺合されている。
【０１５０】
前記拡大翼８は、掘削ヘッド本体Ｂの正転時（図４８の矢印（ロ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により閉縮位置に縮径揺動し、掘削ヘッド本体Ｂの逆転時（図４５、図５１の矢印（イ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により開拡位置に拡径揺動するように構成されている。
【０１５１】
前記拡大翼８の筒状基端部８Ｂの内周面には、図４３、図４４に示すように、枢支軸８０の外周面の周方向一箇所に突出形成された第１係止突起８７が径方向内方側から係入する最大回動範囲規制溝８８が形成されていて、この最大回動範囲規制溝８８の周方向一端の第１ストッパー面８９に枢支軸８０の第１係止突起８７が当接している状態（図４３参照）では、前記拡大翼８がスクリュー羽根４の回転軌跡内に入り込む閉縮位置に保持され、また、最大回動範囲規制溝８８の周方向他端面の第２ストッパー面９０に枢支軸８０の第１係止突起８７が当接している状態（図５２参照）では、拡大翼８が径方向外方に最も突出した最大開拡位置に保持されるように構成されている。
【０１５２】
前記拡大翼８の筒状基端部８ｂ内の第１ストッパー面８９が枢支軸８０の第１係止突起８７に当接した閉縮位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１と同一又はそれよりも小なる最小外径に構成されているとともに、拡大翼８の筒状基端部８ｂ内の第２ストッパー面９０が枢支軸８０の第１係止突起８７に当接した最大開拡位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されている。
【０１５３】
次に、前記規制手段Ｃについて説明する。
図４３、図４４に示すように、前記拡大翼８の筒状基端部８Ｂの内周面には、媒介子８５の外周面の周方向一箇所に突出形成された第２係止突起９１が径方向内方側から係入する開度制限溝９２が形成され、この開度制限溝９２の周方向一端の第３ストッパー面９３に媒介子８５の第２係止突起９１が当接している状態では、前記拡大翼８が閉縮位置にあり、また、開度制限溝９２の周方向他端面の第４ストッパー面９４に媒介子８５の第２係止突起９１が当接している状態では、拡大翼８が閉縮位置と最大開拡位置との間において設定された中間開拡位置に保持されるように構成されている。
【０１５４】
前記開度制限溝９２の第４ストッパー面９４と媒介子８５の第２係止突起９１との当接によって、拡大翼８の開度が中間開拡位置に制限された状態では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大で、最大拡大掘削径Ｄ３よりも小となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されている。
【０１５５】
また、前記媒介子８５の内周面には、拡大翼８の中間開拡位置への拡径揺動によって開度制限溝９２の第４ストッパー面９４が媒介子８５の第２係止突起９１に周方向から当接したとき、枢支軸８０の外周面の周方向一箇所に突出形成された第３係止突起９５と周方向から当接して、拡大翼８に作用する土圧に抗して媒介子８５を初期設定位置に保持する係止段部９６が形成されている。
【０１５６】
次に、前記解除手段Ｆについて説明する。
図４３、図４４に示すように、前記拡大翼８の筒状基端部８Ｂに、拡大翼８の中間開拡位置への拡径揺動によって開度制限溝９２の第４ストッパー面９４が媒介子８５の第２係止突起９１に周方向から当接したとき、媒介子８５に形成されている上方開放の係止凹部９９と径方向から連通する装着孔１００が貫通形成され、この装着孔１００内には、拡大翼８が中間開拡位置に到達したときに媒介子８５の係止凹部９９に径方向外方から係合して、掘削ヘッド本体Ｂの正転駆動に連れて拡大翼８が中間拡径位置から閉縮位置に縮径揺動するとき、初期設定位置にある媒介子８５を第１揺動軸芯Ｘ１周りで制限解除操作位置にまで一体的に回動させる係止ピン１０１と、この係止ピン１０１を嵌入付勢するコイルバネ１０２が挿入されているとともに、前記装着孔１００の挿入用開口には脱着自在な閉止栓１０３が装着されている。
前記係止凹部９９の正転方向の上手側の媒介子８５の上端面とのエッジ９９ａは角がとられているとともに、前記媒介子８５の外周面には、該媒介子８５が初期設定状態にあるとともに拡大翼８が閉縮位置にあるときに前記係止ピン１０１の半球状の先端部が係合する半球状の係合凹部１０５が形成されている。
前記係止ピン１０１の先端部が媒介子８５の係合凹部１０５に係合している状態では、媒介子８５と拡大翼８がゆるやかに結合された状態となっていて、拡大翼８が閉縮位置に位置保持されている。
【０１５７】
また、前記媒介子８５の雌ネジ部８６と枢支軸８０の雄ネジ部８４は、図４９、図５０に示すように、初期設定位置にある媒介子８５を第１揺動軸芯Ｘ１周りで制限解除操作位置にまで一体的に回動されたとき、媒介子８５の第２係止突起９１を第１ストッパー面８９及び第４ストッパー面９４を備えた突起部１０４の回動経路よりも下方に退避させた開度制限解除位置にまで螺進させることのできるネジピッチに構成されているとともに、前記係止凹部９９も、係止ピン１０１から確実、スムーズに離脱することのできる上方開放のＵ字形に形成されている。
【０１５８】
次に、上述の如く構成された掘削装置を用いた掘削方法について説明する。
図４２〜図４４に示すように、スクリューオーガＡのスクリューロッド１の下端部に掘削ヘッド本体Ｂを固定連結するとともに、この掘削ヘッド本体Ｂの拡大翼８を閉縮位置に操作して、最大回動範囲規制溝８８の第１ストッパー面８９を枢支軸８０の第１係止突起８７に当接させ、かつ、媒介子８５の第２係止突起９１を開度制限溝９２の第３ストッパー面９３に当接させた初期設定位置に維持する。
また、前記係止ピン１０１の先端部は媒介子８５の係合凹部１０５に係合し、拡大翼８と媒介子８５はゆるやかに結合されている。
【０１５９】
この状態でスクリューオーガＡを正転駆動（図４８矢印（ロ）方向）させて、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５により地盤を掘削し、所定の深度に到達して掘削穴の下端を拡大掘りするときには、スクリューオーガＡを逆転駆動させる。
【０１６０】
このとき、図４５〜図４７に示すように、掘削ヘッド本体Ｂの逆転時に受ける土圧（土砂抵抗）が係止ピン１０１と媒介子９の係合凹部１０５との係合維持力を凌駕するため、前記拡大翼８は第１揺動軸芯Ｘ１周りで拡径揺動して、前記開度制限溝９２の第４ストッパー面９４が媒介子８５の第２係止突起９１に当接し、拡大翼８の開度が中間開拡位置に制限されると同時に、前記拡大翼８の筒状基端部８Ｂにおける装着孔１００に装着されていた係止ピン１０１が媒介子８５の係止凹部９９に径方向外方から係合し、拡大翼８の筒状基端部８Ｂと媒介子８５とが第１揺動軸芯Ｘ１周りで一体回動可能に係合連結される。
前記拡大翼８は第４ストッパー面９４が媒介子８５の第２係止突起９１に当接し、媒介子８５の係止段部９６が、枢支軸８０の第３係止突起９５に当接しているので、拡大翼８は中間開拡位置に保持される。
【０１６１】
そして、前記拡大翼８が中間開拡位置に拡径揺動した状態では、該拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを逆転駆動（図４５の矢印（イ）方向）しながら上昇又は下降することにより、地盤の根固め球根部の形成箇所が中間拡大掘削径Ｄ２で拡大掘削される。
前記中間拡大掘削径Ｄ２は、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１と比較して、極端に大きな径ではないため、掘削ヘッド本体Ｂは土圧により大きな負荷を受けることなく掘削することができる。
【０１６２】
次に、前記拡大翼８の中間拡大掘削径Ｄ２による拡大掘削工程が終了して、図４８〜図５０に示すように、掘削ヘッド本体Ｂが正転駆動（矢印（ロ）方向）されると、拡大翼８が掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧により閉縮位置に一旦縮径揺動するとともに、この拡大翼８に係合連結されている媒介子５５も、第１揺動軸芯Ｘ１周りで制限解除操作位置にまで揺動される。
【０１６３】
前記媒介子５５が制限解除操作位置に到達すると、前記媒介子８５の雄ネジ部８６と枢支軸８０の雌ネジ部８４とのネジピッチにより、媒介子８５の第２係止突起９１が第１ストッパー面８９及び第４ストッパー面９４を備えた突起部１０４の回動経路よりも下方に退避させた開度制限解除位置にまで螺進されるとともに、この下降側への螺進に連れて前記媒介子８５の係止凹部９９も、係止ピン１０１から下方に確実、スムーズに離脱することができる。
この状態では掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧によって拡大翼８に縮径側の外力が作用しているため、拡大翼８は閉縮位置に確実に維持される。
【０１６４】
次に、図５１、図５２に示すように、前記掘削ヘッド本体Ｂが再度逆転駆動（矢印（イ）方向）されると、媒介子８５の第２係止突起９１が第４ストッパー面９４と当接しない開度制限解除位置にまで下降しており、係止凹部９９の正転方向上手側の媒介子８５の上端とのエッジ９９ａの角がとれているので、係止ピン１０１が媒介子８５を引っ掛けないため、拡大翼８はそれの第２ストッパー面９０が枢支軸８０の第１係止突起８７に当接する最大開拡位置にまで拡径揺動される。
【０１６５】
前記拡大翼８が最大開拡位置に拡径揺動した状態では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、中間拡大掘削径Ｄ２よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを逆転駆動しながら上昇又は下降することにより、地盤の根固め球根部形成箇所が最大拡大掘削径Ｄ３で拡大掘削される。
前記最大拡大掘削径Ｄ３は中間拡大掘削径Ｄ２と比較して極端に大きな径ではないので、大きな負荷を受けることなく拡大掘削が完了される。
しかも、前記媒介子８５、枢支軸８０、開度制限溝９２、最大回動範囲規制溝８８がシール９７で密封され、土砂や水が浸入しないので、土砂の噛み込みがなく確実な動作が行え、また、土砂による摩耗、浸水による腐蝕が防止でき、耐久性が向上する効果がある。
【０１６６】
前記拡大翼８の最大拡大掘削径Ｄ３による拡大掘削工程が終了すると、掘削ヘッド本体Ｂを正転駆動させ、拡大翼８を掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧により閉縮位置に縮径揺動させたのち、掘削ヘッド本体Ｂを地上まで引き上げる。
【０１６７】
（１）上述の第６実施形態の掘削装置を中掘り工法で実施してもよい。
（２）上述の第６実施形態の掘削装置では、拡大翼８をスクリュー羽根４の下部に取付けているが、スクリュー羽根４の上部又は掘削軸３に取付けてもよい。
（３）上述の第６実施形態の掘削装置では、拡大翼８を二段階に拡径揺動させたが、三段階以上に拡径揺動させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】本発明の第１実施形態を示すスクリューオーガ及び掘削ヘッド本体の正面図
【図２】掘削ヘッド本体の底面図
【図３】拡大翼が閉縮位置にあるときの拡大翼取付け部の平面図
【図４】拡大翼が閉縮位置にあるときの拡大翼取付け部の拡大縦断面図
【図５】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の平面図
【図６】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の拡大縦断面図
【図７】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の平面図
【図８】保持手段が解除されたときの拡大翼取付け部の拡大縦断面図
【図９】拡大翼が最大開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の平面図
【図１０】本発明の第２実施形態を示す拡大翼取付け部の一部破断平面図
【図１１】拡大翼が閉縮位置にあるときの拡大翼取付け部の正面図
【図１２】拡大翼取付け部の要部の拡大断面図
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線矢視図
【図１４】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の一部破断平面図
【図１５】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の要部の拡大断面図
【図１６】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の一部破断平面図
【図１７】開度制限部材が飛び出したときの要部の拡大断面図
【図１８】拡大翼が最大開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の一部破断平面図
【図１９】拡大翼が最大開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の要部の拡大断面図
【図２０】本発明の第３実施形態を示す拡大翼取付け部の平面図
【図２１】拡大翼が閉縮位置にあるときの拡大翼取付け部の一部破断正面図
【図２２】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の平面図
【図２３】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の一部破断正面図
【図２４】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の平面図
【図２５】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の一部破断正面図
【図２６】拡大翼が最大開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の平面図
【図２７】拡大翼が最大開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の一部破断正面図
【図２８】本発明の第４実施形態を示す拡大翼取付け部の断面正面図
【図２９】拡大翼取付け部の断面側面図
【図３０】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の断面正面図
【図３１】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の断面側面図
【図３２】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の断面正面図
【図３３】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の断面側面図
【図３４】拡大翼が最大開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の断面正面図
【図３５】本発明の第５実施形態を示す拡大翼取付け部の断面正面図
【図３６】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の断面正面図
【図３７】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の要部の断面側面図
【図３８】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の断面正面図
【図３９】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の要部の断面側面図
【図４０】拡大翼が最大開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の断面正面図
【図４１】拡大翼が最大開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の要部の断面側面図
【図４２】本発明の第６実施形態を示す拡大翼取付け部の平面図
【図４３】拡大翼取付け部の水平断面図
【図４４】拡大翼取付け部の縦断面図
【図４５】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の平面図
【図４６】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の水平断面図
【図４７】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の縦断面図
【図４８】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の平面図
【図４９】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の水平断面図
【図５０】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の縦断面図
【図５１】拡大翼が最大開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の平面図
【図５２】拡大翼が最大開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の水平断面図
【符号の説明】
【０１６９】
Ｃ 制限手段
Ｅ 保持手段
Ｆ 解除手段
３ 掘削軸
４ オーガ（スクリュー羽根）
８ 拡大翼
８Ａ 拡大掘削用刃物
９ 媒介子
３４ 弾性体（第２コイルバネ）
５５ 媒介子
８５ 媒介子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既製杭の埋込み工法の一種であるプレボーリング工法や中掘り工法において、根固め球根部を形成するための拡大掘削を行う拡大翼を備えた掘削装置及びそれを用いた掘削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の掘削装置は、一種類の拡大翼を閉縮位置と拡開位置の二位置に切換える構成であるため、大径の根固め球根部を形成しようとすると掘削負荷が過剰になり、掘削が不可能となる事態が発生する可能性がある。
【０００３】
このような問題点を解決するために、特許文献１の掘削装置では、スパイラルオーガの先端部に連結される掘削ヘッド本体の掘削軸に、回転半径方向に沿う水平軸が突設され、該水平軸には、掘削ヘッド本体の正転時に土圧により拡径揺動し、掘削ヘッド本体の逆転時に土圧により縮径揺動するように構成された拡大掘削用刃物を備えた拡大翼が、掘削軸の軸芯方向にも少し開き作動可能に遊嵌されているとともに、前記拡大翼の掘削ヘッド本体と対応する面には係合突起が突設され、前記掘削ヘッド本体には、拡大翼が最も縮径揺動した閉縮位置で前記係合突起に係合する第１係合部と、拡大翼が中間掘削径にまで拡径揺動した中間開拡位置で前記係合突起に係合する第２係合部と、拡大翼が最大掘削径にまで拡径揺動した最大開拡位置で前記係合突起に係合する第３係合部が設けられている。
【０００４】
前記係合突起と第１係合部との係合は、掘削ヘッド本体の正転に伴う拡大翼の拡径揺動時における開き作動により解除し、前記係合突起と第２係合部との係合及び前記係合突起と第３係合部との係合は、回転停止状態での掘削ヘッド本体の下降操作に伴う拡大翼の開き作動により解除するように構成されている。
【０００５】
更に、特許文献２の掘削装置では、スパイラルオーガの掘削軸の先端部に連結されるオーガのロッドに、掘削軸の回転軸芯に沿う軸受用貫通孔を備えた鍔部が突設され、この鍔部の下方位置においてロッドの軸芯方向にスライド移動自在に外嵌されたスライド筒部には、前記軸受用貫通孔にスライド移動自在に挿通される支持軸が固着されているとともに、前記鍔部とスライド筒部との間には、スパイラルオーガの正転時に土圧により支持軸周りで拡径揺動し、スパイラルオーガの逆転時に土圧により支持軸周りで縮径揺動するように構成された拡大掘削用刃物を備えた拡大翼が配設されている。
【０００６】
前記鍔部の下面には、スパイラルオーガの下降操作に伴ってスライド筒部が鍔部側に近接した時に拡大翼の上面の被係合部が係合して、拡大翼を中間掘削径にまで拡径揺動した中間開拡位置で保持する半開係合部が形成され、前記スライド筒部の上面には、スパイラルオーガの若干の上昇操作に伴ってスライド筒部が鍔部から離間した時に拡大翼の下面の被係合部が係合して、拡大翼を最大掘削径にまで拡径揺動した最大掘削位置で保持する全開係合部が形成されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−３３８０２０号公報
【特許文献２】特許番号第２７２４５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前者の掘削装置では、閉縮位置にある拡大翼を中間掘削径の中間開拡位置に拡径揺動させるとき、掘削ヘッド本体の正転に伴う拡大翼の拡径揺動時における開き作動により係合突起と第１係合部との係合を解除し、中間開拡位置にある拡大翼を最大掘削径の最大開拡位置に拡径揺動させるときには、回転停止状態での掘削ヘッド本体の下降操作に伴う拡大翼の開き作動により、係合突起と第２係合部との係合を解除した後、この状態で再び掘削ヘッド本体を正転させる必要があるため、拡大翼を二位置に順次拡大揺動させるための操作が煩雑化し、操作手順を誤って先に掘削ヘッド本体を押し下げ操作した場合には、閉縮位置にあった拡大翼が最大開拡位置にまで一気に拡径揺動する恐れがある。
【０００９】
また、後者の掘削装置では、閉縮位置にある拡大翼を中間掘削径の中間開拡位置に拡径揺動させる時には、鍔部の下面に形成した半開係合部と拡大翼の上面の被係合部とが係合
するまで、掘削ヘッド本体を正転させ、中間開拡位置にある拡大翼を最大掘削径の最大開拡位置に拡径揺動させる時には、回転停止状態でスパイラルオーガを若干上昇操作し、スライド筒部を鍔部から離間させた状態で再びスパイラルオーガを正転させて、拡大翼の下面の被係合部とスライド筒部の上面に形成された全開係合部とを係合させる必要があるため、この場合も、拡大翼を二位置に順次拡大揺動させるための操作が煩雑化するばかりでなく、操作手順を誤って先に掘削ヘッド本体を押し下げ操作した場合には、閉縮位置にあった拡大翼が最大開拡位置にまで一気に拡径揺動する恐れがある。
【００１０】
また、従来の何れの掘削装置でも、中間開拡位置にある拡大翼をそのまま最大開拡位置に拡径揺動させるため、拡大翼の中間開拡位置から最大開拡位置への揺動経路内に土砂等の異物が入り込んでいる場合では、この異物を拡径揺動する拡大翼で押圧することになり、拡大翼の拡径揺動が不確実になる可能性がある。
【００１１】
本発明は、上述の実状に鑑みて為されたものであって、その主たる課題は、大径の根固め球根部でも掘削負荷の小さな状態で拡大掘削作業を行うことができるものでありながら、掘削ヘッド全体の小型化、軽量化と拡大翼の切換え操作の簡素化、確実化を図ることのできる掘削装置及び掘削方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の特徴構成は、掘削軸と、該掘削軸の先端に設置されたオーガと、該オーガ又は掘削軸に設置されて拡径可能となっているとともに拡大掘削用刃物が取り付けられている拡大翼とを備える掘削装置において、
設定位置に前記拡大翼の開度を制限する制限手段と、前記拡大翼の所定動作で前記制限手段を解除する解除手段とを設け、前記掘削軸の回転によって前記解除手段が発動する点にある。
【００１３】
上記特徴構成によれば、オーガ又は掘削軸に設置された拡大翼の開度を制限手段にて制限することにより、拡大翼を掘削径の異なる複数位置で段階的に位置保持することができるとともに、この制限手段を解除する解除手段を構成するにあたっても、拡大翼の所定動作を利用して制限手段を解除するが故に、例えば、オーガ又は掘削軸の正逆回転時における土圧によって往復揺動する作動レバーに連動して制限解除する場合に比して、部品点数と組付け作業工数の削減を図ることができる。
しかも、前記掘削軸の回転によって解除手段を発動させるが故に、掘削軸の回転と上下動を組み合わせる従来の掘削装置に比して操作の単純化を図ることができ、誤動作の発生を防止することができる。
【００１４】
従って、大径の根固め球根部でも掘削負荷の小さな状態で拡大掘削作業を行うことができるものでありながら、掘削ヘッド全体の小型化、軽量化と拡大翼の切換え操作の簡素化、確実化を図ることができる。
【００１５】
本発明の第２の特徴構成は、掘削軸と、該掘削軸の先端に設置されたオーガと、該オーガ又は掘削軸に設置されて拡径可能となっているとともに拡大掘削用刃物が取り付けられている拡大翼とを備える掘削装置において、
設定位置に前記拡大翼の開度を制限する制限手段と、前記拡大翼の所定動作で前記制限手段を解除する解除手段とを設け、拡径した前記拡大翼が一旦縮径することによって前記解除手段が発動する点にある。
【００１６】
上記特徴構成によれば、オーガ又は掘削軸に設置された拡大翼の開度を制限手段にて制限することにより、拡大翼を掘削径の異なる複数位置で段階的に位置保持することができるとともに、この制限手段を解除する解除手段を構成するにあたっても、拡大翼の所定動作を利用して制限手段を解除するが故に、例えば、オーガ又は掘削軸の正逆回転時における土圧によって往復揺動する作動レバーに連動して制限解除する場合に比して、部品点数と組付け作業工数の削減を図ることができる。
【００１７】
更に、前記拡大翼が一旦縮径することによって解除手段を発動させるが故に、例えば、拡大翼の中間開拡位置から最大開拡位置への移動経路内に土砂等の異物が入り込んでいる場合でも、拡大翼の縮径移動に伴う一時的な間隔の拡大によって浸入異物の脱落を誘発し易く、しかも、一旦縮径移動することによって拡大翼の作動ストロークが大きくなり、浸入異物を効果的に排除することができる。また、操作も拡大翼の拡径・縮径だけに留意すれば解除手段を発動することができる故に、操作の単純化が図られ、誤動作の発生も防止することができる。
【００１８】
従って、大径の根固め球根部でも掘削負荷の小さな状態で拡大掘削作業を行うことができるものでありながら、掘削ヘッド全体の小型化、軽量化と拡大翼の切換え操作の簡素化、確実化を図ることができるとともに、拡大翼の移動経路内への異物の浸入に起因する作動不良を抑制することができる。
【００１９】
本発明の第３の特徴構成は、前記拡大翼と連動する媒介子が前記制限手段を解除する点にある。
【００２０】
上記特徴構成によれば、拡大翼と連動する媒介子の移動を制御することにより、拡大翼の開度を制限する制限手段の解除を拡大掘削作業に応じた適切なタイミングで確実に解除することができる。
【００２１】
本発明の第４の特徴構成は、前記制限手段を所定位置に保持する保持手段を設け、前記解除手段が前記保持手段を解除するとともに、前記制限手段を掘削装置から離脱させる点にある。
【００２２】
上記特徴構成によれば、拡大翼を掘削径の異なる複数位置で段階的に位置保持するための制限手段を解除するにあたって、この制限手段を所定位置に保持する保持手段を解除するだけで、制限手段が離脱してなくなるという確実な方法で解除することができるから、拡大翼の開度制限解除を拡大掘削作業条件に応じた適切なタイミングで確実、容易に行うことができる。
【００２３】
本発明の第５の特徴構成は、掘削軸と、該掘削軸の先端に設置され掘削軸の正回転が削り方向であるオーガと、該オーガ又は掘削軸に設置されて拡径可能となっているとともに掘削軸の正回転によって掘削するように拡大掘削用刃物が取り付けられている拡大翼とを備える掘削装置において、
前記拡大翼が縦方向に拡径作動可能に設けられているとともに、前記拡大翼の開度を制限する制限手段と、前記拡大翼の所定動作で前記制限手段を解除する解除手段とを設け、前記掘削軸の逆回転によって前記拡大翼が移動することにより前記解除手段が発動する点にある。
【００２４】
上記特徴構成によれば、オーガ又は掘削軸に設置された縦方向に拡径作動可能な拡大翼の開度を制限手段にて制限することにより、拡大翼を掘削径の異なる複数位置で段階的に位置保持することができるとともに、この制限手段を解除する解除手段を構成するにあたっても、掘削軸の逆回転に伴う拡大翼の移動を利用して解除手段を発動させるから、拡大翼の拡径・縮径は、掘削軸の上下移動によって、また、解除手段の作動は逆回転によって、というように目的に応じて操作が一義的に決まり、単純化できる。
また、例えば、オーガ又は掘削軸の正逆回転時における土圧によって往復揺動する作動レバーに連動して制限解除する場合に比して、部品点数と組付け作業工数の削減を図ることができるばかりでなく、拡大翼の正回転で拡大掘削することになるので、オーガで揚送される掘削土が落下することがない。
【００２５】
従って、大径の根固め球根部でも掘削負荷の小さな状態でかつ掘削土の落下を回避しながら拡大掘削作業を能率良く行うことができるとともに、掘削ヘッド全体の小型化、軽量化と拡大翼の切換え操作の簡素化、確実化を図ることができる。
【００２６】
本発明の第６の特徴構成は、上述の第１特徴構成又は第２特徴構成もしくは第５特徴構成を主体として、他の特徴構成を適宜組み合わせてなる掘削装置を用いて、根固め球根部を形成する掘削方法である。
【００２７】
上記特徴構成によれば、拡大掘削作業条件に応じて所定掘削径の根固め球根部を能率良く確実に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
〔第１実施形態〕
図１〜図９は、既製杭の埋込み工法の一種であるプレボーリング工法において、根固め球根部を形成するための拡大掘削を行う掘削装置及びそれを用いた掘削方法を示し、スクリューオーガＡのスクリューロッド１の下端部に脱着可能に固定連結される掘削ヘッド本体Ｂは、筒軸状の掘削軸３の外周面に、スクリューオーガＡの二条のスクリュー羽根２と一連となるスクリューオーガを構成する二条のスクリュー羽根４を連設するとともに、このスクリュー羽根４の下端部には、直径方向に所定ピッチを置いて複数の掘削刃物(掘削ビット)５を取付け、更に、掘削軸３の上側部には、スクリューオーガＡのスクリューロッド１の下端部に形成された連結孔１ａに対して一体回転状態で嵌合連結される断面非円形状（当該実施形態では断面六角形）の連結軸部６を形成して構成されている。
前記スクリュー羽根４の下端部に取付けられた掘削刃物５は掘削軸３の正回転が削り方向となる。
【００２９】
前記掘削ヘッド本体Ｂのスクリュー羽根４の外周側の周方向二箇所で、掘削刃物５の取付け位置よりも少し基端側（上方側）に偏倚した部位の各々には、先端側に拡大掘削用刃物（拡大掘削ビット）８Ａを備えた拡大翼８が、掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯Ｘと平行な第１揺動軸芯Ｘ１周りで拡径揺動自在に枢着されているとともに、前記拡大翼８の開度を制限する制限手段Ｃと、該制限手段Ｃを設定制限位置に保持する保持手段Ｅを拡大翼８の所定動作で解除するとともに前記制限手段Ｃを制限解除位置に強制移動させる解除手段Ｆを設け、前記掘削軸３の正回転に伴って拡大翼８が一旦縮径揺動することによって前記解除手段Ｆが発動する構成になっている。
【００３０】
前記スクリュー羽根４の各翼取付け部７は、図１〜図４に示すように、スクリュー羽根４の翼取付け箇所に上下方向視において直角に固着された両壁板７Ａ，７Ｂと、両壁板７Ａ，７Ｂの上下中間位置に水平又は略水平に固着された取付け板７Ｃから構成されているとともに、前記取付け板７Ｃには、拡大翼８の基端部８Ｂを枢支ボルト１０・ナット１１にて揺動自在に枢着するための取付け孔７ａが形成され、更に、スクリュー羽根４の翼取付け箇所に連なる部位には、拡大翼８をスクリュー羽根４の回転軌跡内に入り込む閉縮位置に縮径揺動させるための格納凹部１２が形成されている。
【００３１】
前記枢支ボルト１０の下端部には、拡大翼８と連動して前記制限手段Ｃを解除するための媒介子９の抜け出しを阻止する抜止め部材１５がボルト１６にて締め付け固定されているとともに、枢支ボルト１０の上側部の雄ネジに螺合されたナット１１と拡大翼８の基端部８Ｂの上面との間には間隔調節用筒部材１７が介在されている。
【００３２】
前記拡大翼８は、掘削ヘッド本体Ｂの正転時（図２、図３、図７の矢印（ロ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により閉縮位置に縮径揺動し、掘削ヘッド本体Ｂの逆転時（図５、図９の矢印（イ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により開拡位置に拡径揺動するように構成されている。
【００３３】
前記翼取付け部７の両壁板７Ａ，７Ｂのうち、掘削ヘッド本体Ｂの回転方向又は接線方向に略沿う第１壁板７Ａには、図３に示すように、格納凹部１２内に縮径揺動する拡大翼８の一側面８ａと揺動方向から当接して該拡大翼８を閉縮位置に保持する第１ストッパー面１３が形成されているとともに、掘削ヘッド本体Ｂの径方向に略沿う第２壁板７Ｂには、拡径揺動する拡大翼８の他側面８ｂと揺動方向から当接して該拡大翼８を径方向外方への突出代が最大となる最大開拡位置に保持する第２ストッパー面１４が形成されている。
【００３４】
前記拡大翼８の一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１と同一又はそれよりも小なる最小外径に構成されているとともに、拡大翼８の他側面８ｂが第２ストッパー面１４に当接した最大開拡位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されている。
【００３５】
次に、前記制限手段Ｃについて説明する。
図２〜図４、図８に示すように、前記拡大翼８の基端部８Ｂの下面には、枢支ボルト１０に対して一定範囲内で摺動自在に外嵌された媒介子９の鍔部９Ａが下方から入り込み可能な連係凹部２０（図８参照）が形成され、この連係凹部２０内に入り込んだ媒介子９の一側辺に形成された当り面２１が翼取付け部７の第２ストッパー面１４に揺動方向から当接している初期設定状態において、拡大翼８が閉縮位置と最大開拡位置との間において設定された中間開拡位置にまで拡大揺動したとき、媒介子９の他側辺に形成された開度規制面２２に対して揺動方向から当接することにより、拡大翼８の開度を中間拡大掘削径Ｄ２に制限する被規制面２３が形成されている。
【００３６】
そして、前記拡大翼８の被規制面２３が媒介子９の開度規制面２２に当接し、かつ、媒介子９の当り面２１が翼取付け部７の第２ストッパー面１４に当接している状態では、拡大翼８が閉縮位置と最大開拡位置との間に設定された中間開拡位置に位置保持されているため、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大で、最大拡大掘削径Ｄ３よりも小となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されている。
【００３７】
次に、前記保持手段Ｅについて説明する。
図３、図４、図８、図９に示すように、前記媒介子９の鍔部９Ａと拡大翼８の連係凹部２０内の底面との相対向面間に、連係凹部２０の深さよりも大きな寸法で媒介子９の上下移動を許す移動空間を形成するとともに、前記翼取付け部７の第２壁板７Ｂには、該第２壁板７Ｂの第２ストッパー面１４に当接した初期設定状態にある媒介子９の鍔部９Ａの下面に当接して、該媒介子９の鍔部９Ａを拡大翼８の連係凹部２０内に入り込んだ制限位置に保持する保持片２４が一体形成されている。
【００３８】
前記拡大翼８が中間開拡位置から閉縮位置に縮径揺動するときに連動して、初期設定状態にある媒介子９が第１揺動軸芯Ｘ１周りで設定角度だけ揺動したとき、媒介子９の鍔部９Ａが第２壁板７Ｂの保持片２４から離脱して下方への移動が自由となる、換言すれば、保持片２４による媒介子９の設定制限位置での保持作用が解除されるように構成されている。
【００３９】
次に、前記解除手段Ｆについて説明する。
図３、図４、図６に示すように、前記拡大翼８における媒介子９の鍔部９Ａと重合する部位には、第１揺動軸芯Ｘ１と平行なロック装着孔２６が上下方向に貫通形成されているとともに、前記媒介子９の鍔部９Ａには、媒介子９が初期設定状態にあるとともに拡大翼８が閉縮位置にあるときに前記ロック装着孔２６と上下方向で連通する半球状の係止凹部２８と、媒介子９が初期設定状態にあるとともに拡大翼８が中間開拡位置にあるときに前記ロック装着孔２６と上下方向で連通する係止孔２７が形成されている。
【００４０】
前記拡大翼８のロック装着孔２６内には、媒介子９の係止凹部２８及び係止孔２７に対して選択的に嵌入可能な嵌入子の一例であるロックピン２９と、このロックピン２９を嵌入側（下方側）に移動付勢する第１コイルバネ３０が挿入されているとともに、前記ロック装着孔２６の内周面の上端側に形成された雌ネジ部には、第１コイルバネ３０の弾性付勢力を調整するバネ力調整ボルト３１がロックナット３２を介して螺合固定されている。
【００４１】
初期状態においては、掘削ヘッド本体Ｂは正転駆動されており、前記ロックピン２９の半球状の先端部が係止凹部２８に係合している状態で媒介子９と拡大翼８はゆるやかに結合された状態となっている。前記拡大翼８の一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置にあり、拡大翼８が閉縮位置に位置保持され、媒介子９の当り面２１が翼取付け部７の第２ストッパー面１４に当接した状態にある（図４参照）。
【００４２】
しかし、掘削ヘッド本体Ｂが正転駆動から逆転駆動に切り替えられると、この掘削ヘッド本体Ｂの逆転時に受ける土圧（土砂抵抗）が、係止凹部２８に対するロックピン２９の係合維持力を凌駕するため、第１コイルバネ３０の弾性付勢力に抗してロックピン２９の半球状先端部と半球状の係止凹部２８との係合が解除され、ロックピン２９の半球状先端部が媒介子９の鍔部９Ａの上面を摺接しながら、閉縮位置にあった拡大翼８が中間開拡位置に達するまで拡径揺動する（図５参照）。
【００４３】
また、前記媒介子９のボス部９Ｂには、枢支ボルト１０周りにおいて拡大翼８の連係凹部２０に向かって開口する装着凹部３３が形成され、この装着凹部３３の底面と拡大翼８の連係凹部２０内の底面との相対向面間には、媒介子９の鍔部９Ａが第２壁板７Ｂの保持片２４から離脱したとき、拡大翼８の被規制面２３と当接可能な開度規制位置にある媒介子９を連係凹部２０から抜け出した規制解除位置に弾性力で移動付勢する弾性体の一例である第２コイルバネ３４が装着されている。
【００４４】
尚、図２中の符号３５は、掘削ヘッド本体Ｂの掘削軸３に形成されたセメントミルクの噴射口であり、この噴射口３５から噴射されるセメントミルクにより根固め球根部が形成される。
【００４５】
次に、上述の如く構成された掘削装置を用いた掘削方法について説明する。
図１、図３、図４に示すように、スクリューオーガＡのスクリューロッド１の下端部に掘削ヘッド本体Ｂを固定連結するとともに、この掘削ヘッド本体Ｂの拡大翼８に装着されているロックピン２９の半球状先端部を媒介子９の鍔部９Ａに形成されている係止凹部２８に係合させ、拡大翼８をそれの一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置に維持すると同時に、媒介子９をそれの当り面２１が翼取付け部７の第２ストッパー面１４に当接した初期設定状態に維持する。
【００４６】
この状態でスクリューオーガＡを正転駆動（矢印（ロ）方向）させて、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５により地盤を掘削し、所定の深度に到達して掘削穴の下端を拡大掘りするときには、スクリューオーガＡを逆転駆動させる。
【００４７】
正転時において、前記拡大翼８は、図４に示すように閉縮位置に位置保持され、ロックピン２９の半球状先端部と係止凹部２８との係合によって拡大翼８と媒介子９は緩やかに結合しているが、掘削ヘッド本体Ｂの逆転時に受ける土圧（土砂抵抗）が、係止凹部２８に対するロックピン２９の係合維持力を凌駕するため（図５参照）、第１コイルバネ３０の弾性付勢力に抗してロックピン２９の半球状先端部と半球状の係止凹部２８との係合が解除され、ロックピン２９の半球状先端部が媒介子９の鍔部９Ａの上面を摺接移動しながら、閉縮位置にあった拡大翼８が第１揺動軸芯Ｘ１周りで中間開拡位置に達するまで拡径揺動する。
【００４８】
前記拡大翼８が中間開拡位置にまで到達したとき、図５、図６に示すように、拡大翼８の被規制面２３が媒介子９の開度規制面２２に揺動方向から当接すると同時に、拡大翼８のロック装着孔２６と媒介子９の鍔部９Ａに形成されている係止孔２７とが上下方向で合致するため、鍔部９Ａの上面を摺接移動してきたロックピン２９が係止孔２７内に係合し、拡大翼８と媒介子９とが第１揺動軸芯Ｘ１周りで一体揺動可能に連動される。
【００４９】
そして、前記拡大翼８が中間開拡位置に拡径揺動した状態では、該拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを逆転駆動（図５の矢印（イ）方向）しながら上昇又は下降することにより、地盤の根固め球根部の形成箇所が中間拡大掘削径Ｄ２で拡大掘削される。
前記中間拡大掘削径Ｄ２は、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１と比較して、極端に大きな径ではないため、掘削ヘッド本体Ｂは土圧により大きな負荷を受けることなく掘削することができる。
【００５０】
次に、前記拡大翼８の中間拡大掘削径Ｄ２による拡大掘削工程が終了して、図７に示すように、掘削ヘッド本体Ｂが正転駆動（矢印（ロ）方向）されると、拡大翼８が掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧により閉縮位置に一旦縮径揺動し、その揺動に連動して媒介子９も第１揺動軸芯Ｘ１周りで一体揺動する。
この一体揺動によって媒介子９の鍔部９Ａが第２壁板７Ｂの保持片２４から離脱したとき、図８に示すように、拡大翼８の被規制面２３と当接可能な開度規制位置にあった媒介子９が第２コイルバネ３４の弾性付勢力で下方に瞬時に押し出され、媒介子９の鍔部９Ａが連係凹部２０から抜け出した規制解除位置に保持される。
しかし、この制限手段Ｃによる開度制限が解除されても、拡大翼８は、掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧により閉縮位置に維持される。
【００５１】
次に、図９に示すように、前記掘削ヘッド本体Ｂが再度逆転駆動（矢印（イ）方向）されると、拡大翼８が掘削ヘッド本体Ｂの逆転時に受ける土圧により拡径揺動されるが、このとき、媒介子９の鍔部９Ａが連係凹部２０から抜け出した規制解除位置に保持されているため、拡大翼８の被規制面２３が媒介子９の開度規制面２２に当接することはなく、拡大翼８の被規制面２３が翼取付け部７の第２ストッパー面１４に当接する最大開拡位置にまで拡径揺動される。
【００５２】
前記拡大翼８が最大開拡位置に拡径揺動した状態では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、中間拡大掘削径Ｄ２よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを逆転駆動しながら上昇又は下降することにより、地盤の根固め球根部形成箇所が最大拡大掘削径Ｄ３で拡大掘削される。
前記最大拡大掘削径Ｄ３は中間拡大掘削径Ｄ２と比較して極端に大きな径ではないので、大きな負荷を受けることなく拡大掘削が完了される。
【００５３】
前記拡大翼８の最大拡大掘削径Ｄ３による拡大掘削工程が終了すると、掘削ヘッド本体Ｂを正転駆動させ、拡大翼８を掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧により閉縮位置に縮径揺動させたのち、掘削ヘッド本体Ｂを地上まで引き上げる。
【００５４】
（１）上述の第１実施形態の掘削装置を中掘り工法で実施してもよい。
（２）上述の第１実施形態の掘削装置では、拡大翼８をスクリュー羽根４の下部に取付けているが、スクリュー羽根４の上部又は掘削軸３に取付けてもよい。
（３）上述の第１実施形態の掘削装置では、拡大翼８を二段階に拡径揺動させたが、三段階以上に拡径揺動させてもよい。
【００５５】
〔第２実施形態〕
図１０〜図１９は掘削装置の別実施形態を示し、前記掘削ヘッド本体Ｂのスクリュー羽根４の外周側の周方向二箇所で、掘削刃物５の取付け位置よりも少し基端側（上方側）に偏倚した部位の各々には、先端側に拡大掘削用刃物（拡大掘削ビット）８Ａを備えた拡大翼８が、掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯Ｘと平行な第１揺動軸芯Ｘ１周りで拡径揺動自在に枢着されているとともに、前記拡大翼８の開度を制限する制限手段Ｃと、拡大翼８の所定動作で前記制限手段Ｃを解除する解除手段Ｆを設け、前記掘削軸３の正回転に伴って拡大翼８が一旦縮径揺動することによって前記解除手段Ｆが発動する構成になっている。
【００５６】
前記スクリュー羽根４の各翼取付け部７は、図１０、図１１に示すように、スクリュー羽根４の翼取付け箇所に上下方向視において直角に固着された両壁板７Ａ，７Ｂと、両壁板７Ａ，７Ｂの上下中間位置に水平又は略水平に固着された取付け板７Ｃから構成されているとともに、前記取付け板７Ｃには、拡大翼８の基端部８Ｂを枢支ボルト１０・ナット１１にて揺動自在に枢着するための取付け孔７ａが形成され、更に、スクリュー羽根４の翼取付け箇所に連なる部位には、拡大翼８をスクリュー羽根４の回転軌跡内に入り込む閉縮位置に縮径揺動させるための格納凹部１２が形成されている。
【００５７】
前記拡大翼８は、掘削ヘッド本体Ｂの正転時（図１０、図１６の矢印（ロ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により閉縮位置に縮径揺動し、掘削ヘッド本体Ｂの逆転時（図１４、図１８の矢印（イ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により開拡位置に拡径揺動するように構成されている。
【００５８】
前記翼取付け部７の両壁板７Ａ，７Ｂのうち、掘削ヘッド本体Ｂの回転方向又は接線方向に略沿う第１壁板７Ａには、図１０、図１１に示すように、格納凹部１２内に縮径揺動する拡大翼８の一側面８ａと揺動方向から当接して該拡大翼８を閉縮位置に保持する第１ストッパー面１３が形成されているとともに、掘削ヘッド本体Ｂの径方向に略沿う第２壁板７Ｂには、拡径揺動する拡大翼８の他側面８ｂと揺動方向から当接して該拡大翼８を径方向外方への突出代が最大となる最大開拡位置に保持する第２ストッパー面１４が形成されている。
【００５９】
前記拡大翼８の一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１と同一又はそれよりも小なる最小外径に構成されているとともに、拡大翼８の他側面８ｂが第２ストッパー面１４に当接した最大開拡位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されている。
【００６０】
次に、前記制限手段Ｃについて説明する。
図１０〜図１３に示すように、前記翼取付け部７の第２壁板７Ｂに形成された第１壁板７Ａと平行な貫通孔３９には、取付け筒軸４０がキー４１を介して回り止め状態で貫通固定され、この取付け筒軸４０には、拡大翼８の揺動経路側に突出する支持軸４２が筒軸芯Ｚ周りで相対回転自在に貫通支持されているとともに、前記支持軸４２の揺動経路側軸部に一体形成されている鍔部４２Ａと係止ピン４２Ｂとの間には、拡大翼８の他側面８ｂと揺動方向から当接可能な開度規制面４３ａと第２壁板７Ｂの第２ストッパー面１４に形成された規制凹部４４と当接可能な当り面４３ｂを備えた筒状の開度制限部材４３が取付け筒軸４０に対して相対回転自在に外嵌保持されている。
【００６１】
そして、前記拡大翼８が閉縮位置と最大開拡位置との間の設定中間開拡位置にまで拡大揺動したとき、拡大翼８の他側面８ｂが開度制限部材４３の開度規制面４３ａに当接し、かつ、開度制限部材４３の当り面４３ｂが第２壁板７Ｂの規制凹部４４に当接することにより、拡大翼８が設定中間開拡位置に位置保持されるため、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大で、最大拡大掘削径Ｄ３よりも小となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されている。
【００６２】
次に、前記解除手段Ｆについて説明する。
図１２、図１３に示すように、前記第２壁板７Ｂの規制凹部４４とこれに筒軸芯方向で相対向する開度制限部材４３内の仕切り壁部４３Ａの一側面との間には、該仕切り壁部４３Ａの他側面と支持軸４２の係止ピン４２Ｂとが係合する方向に開度制限部材４３を突出付勢するコイルバネ４５を介装するとともに、前記開度制限部材４３の仕切り壁部４３Ａには、支持軸４２の係止ピン４２Ｂが筒軸芯Ｚ方向で相対的に通過移動可能な制限解除通路４６が切欠き形成されている。
【００６３】
更に、図１２、図１５に示すように、前記取付け筒軸４０の端面に対して筒軸芯Ｚ方向から当接する支持軸４２の端面には、閉縮位置から中間開拡位置に拡径揺動する拡大翼８の他側面８ｂが開度制限部材４３の開度規制面４３ａに当接して、開度制限部材４３がコイルバネ４５の付勢力に抗して押し込まれたとき、取付け筒軸４０の端面に形成されたＶ字波形状のカム面４７との摺接に連れて、支持軸４２の係止ピン４２Ｂと開度制限部材４３の仕切り壁部４３Ａとが係合する設定係合位置から係止ピン４２Ｂと制限解除通路４６とが相対向する制限解除位置にまで支持軸４２を設定角度だけ回転させるＶ字波形状のカムフォロアー面４８が形成されている。
【００６４】
そして、図１５に示すように、閉縮位置から中間開拡位置に拡径揺動する拡大翼８との当接により、開度制限部材４３の当り面４３ｂが第２壁板７Ｂの規制凹部４４に当接する状態にまで該開度制限部材がコイルバネ４５の付勢力に抗して押し込まれた状態では、開度制限部材４３の仕切り壁部４３Ａに形成されている制限解除通路４６と支持軸４２の係止ピン４２Ｂとが筒軸芯Ｚ方向で合致しているため、図１６、図１７に示すように、中間開拡位置にある拡大翼８が閉縮位置側に一旦縮径揺動した際、開度制限部材４３がコイルバネ４５の付勢力で支持軸４２から飛び出して制限が解除される。
【００６５】
前記第２壁板７Ｂの貫通孔３９の内周面に形成されるキー溝４９は、図１２に示すように、取付け筒軸４０に装着されたキー４１の筒軸芯方向での相対抜け出し移動を許容する端部開放形に形成されているとともに、前記第２壁板７Ｂの表裏両面に当接する状態で取付け筒軸４０の環状装着溝に装着される抜止めリング５０うち、拡大翼８の揺動経路側に位置する一方の抜止めリング５０は、閉縮位置から最大開拡位置に拡径揺動する拡大翼８の他側面８ｂが開度制限部材４３の存在しない支持軸４２の揺動経路側端面に衝突したとき、取付け筒軸４０の環状装着溝４０ａから変形離脱するように構成されている（図１９参照）。
【００６６】
更に、前記第２壁板７Ｂの規制凹部４４の深さＬ１は、支持軸４２における鍔部４２Ａの第２壁板７Ｂ側の一側面から揺動経路側端面までの長さＬ２と同一又は大に構成され、閉縮位置から最大開拡位置に拡径揺動する拡大翼８の他側面８ｂが開度制限部材４３の存在しない支持軸４２の揺動経路側端面に衝突したときの衝撃力で一方の抜止めリング５０が取付け筒軸４０の環状装着溝４０ａから変形離脱したとき、支持軸４２の鍔部４２Ａが第２壁板７Ｂの規制凹部４４に当接する状態にまで、換言すれば、拡大翼８の他側面８ｂが第２ストッパー面１４に当接する状態にまで支持軸４２及び取付け筒軸４０を押し込み移動可能に構成されている。
【００６７】
次に、上述の如く構成された掘削装置を用いた掘削方法について説明する。
図１０に示すように、スクリューオーガＡのスクリューロッド１の下端部に掘削ヘッド本体Ｂを固定連結するとともに、この掘削ヘッド本体Ｂの拡大翼８をそれの一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置に維持する。
【００６８】
この状態でスクリューオーガＡを正転駆動（矢印（ロ）方向）させて、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５により地盤を掘削し、所定の深度に到達して掘削穴の下端を拡大掘りするときには、スクリューオーガＡを逆転駆動させる。
【００６９】
このとき、前記拡大翼８は、図１４に示すように、掘削ヘッド本体Ｂの逆転時（矢印（イ）方向）に受ける土圧（土砂抵抗）によって第１揺動軸芯Ｘ１周りで拡径揺動し、該拡大翼８の他側面８ｂが開度制限部材４３の開度規制面４３ａに当接して、開度制限部材４３の当り面４３ｂが第２壁板７Ｂの規制凹部４４に当接する状態にまで該開度制限部材がコイルバネ４５の付勢力に抗して押し込まれ、拡大翼８が設定中間開拡位置に位置保持される。
【００７０】
また、前記開度制限部材４３がコイルバネ４５の付勢力に抗して押し込まれたとき、図１２、図１５に示すように、取付け筒軸４０のＶ字波形状のカム面４７と支持軸４２のＶ字波形状のカムフォロアー面４８との摺接に連れて支持軸４２が設定角度だけ回転され、支持軸４２の係止ピン４２Ｂが開度制限部材４３の仕切り壁部４３Ａに係合する設定係合位置から制限解除通路４６に相対向する制限解除位置にまで回動される。
【００７１】
そのため、前記開度制限部材４３がコイルバネ４５の付勢力で支持軸４２から飛び出し得る状態にあるが、開度制限部材４３の開度規制面４３ａには大きな土圧を受けている拡大翼８が当接しているため、開度制限部材４３が支持軸４２から飛び出すことはない。
【００７２】
そして、前記拡大翼８が中間開拡位置に拡径揺動した状態では、該拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを逆転駆動（図１４の矢印（イ）方向）しながら上昇又は下降することにより、地盤の根固め球根部の形成箇所が中間拡大掘削径Ｄ２で拡大掘削される。
前記中間拡大掘削径Ｄ２は、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１と比較して、極端に大きな径ではないため、掘削ヘッド本体Ｂは土圧により大きな負荷を受けることなく掘削することができる。
【００７３】
次に、前記拡大翼８の中間拡大掘削径Ｄ２による拡大掘削工程が終了して、図１６に示すように、掘削ヘッド本体Ｂが正転駆動（矢印（ロ）方向）されると、拡大翼８が掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧により閉縮位置に一旦縮径揺動し、その揺動途中において、図１６、図１７に示すように、開度制限部材４３がコイルバネ４５の付勢力で支持軸４２から飛び出して離脱し、制限が解除される。
しかし、この制限手段Ｃによる開度制限が解除されても、拡大翼８は、掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧により閉縮位置に維持される。
【００７４】
次に、図１８、図１９に示すように、前記掘削ヘッド本体Ｂが再度逆転駆動（矢印（イ）方向）されると、拡大翼８が掘削ヘッド本体Ｂの逆転時に受ける土圧により拡径揺動されるが、このとき、開度制限部材４３がコイルバネ４５の付勢力で支持軸４２から飛び出しているため、閉縮位置から最大開拡位置に拡径揺動する拡大翼８の他側面８ｂが開度制限部材４３の存在しない支持軸４２の揺動経路側端面に衝突する。
【００７５】
このときの衝撃力で一方の抜止めリング５０が取付け筒軸４０の環状装着溝４０ａから変形離脱し、支持軸４２の鍔部４２Ａが第２壁板７Ｂの規制凹部４４に当接する状態にまで、換言すれば、拡大翼８の他側面８ｂが第２ストッパー面１４に当接する最大開拡位置にまで支持軸４２及び取付け筒軸４０が押し込み移動される。
【００７６】
前記拡大翼８が最大開拡位置に拡径揺動した状態では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、中間拡大掘削径Ｄ２よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを逆転駆動しながら上昇又は下降することにより、地盤の根固め球根部形成箇所が最大拡大掘削径Ｄ３で拡大掘削される。
前記最大拡大掘削径Ｄ３は中間拡大掘削径Ｄ２と比較して極端に大きな径ではないので、大きな負荷を受けることなく拡大掘削が完了される。
【００７７】
前記拡大翼８の最大拡大掘削径Ｄ３による拡大掘削工程が終了すると、掘削ヘッド本体Ｂを正転駆動させ、拡大翼８を掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧により閉縮位置に縮径揺動させたのち、掘削ヘッド本体Ｂを地上まで引き上げる。
【００７８】
（１）上述の第２実施形態の掘削装置を中掘り工法で実施してもよい。
（２）上述の第２実施形態の掘削装置では、拡大翼８をスクリュー羽根４の下部に取付けているが、スクリュー羽根４の上部又は掘削軸３に取付けてもよい。
（３）上述の第２実施形態の掘削装置では、拡大翼８を二段階に拡径揺動させたが、三段階以上に拡径揺動させてもよい。
【００７９】
〔第３実施形態〕
図２０〜図２７は掘削装置の別実施形態を示し、前記掘削ヘッド本体Ｂのスクリュー羽根４の周方向二箇所に形成された翼取付け部７の各々には、先端側に拡大掘削用刃物（拡大掘削ビット）８Ａを備えた拡大翼８が、掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯Ｘと平行な第１揺動軸芯Ｘ１周りで拡径揺動自在に枢着されているとともに、前記拡大翼８の開度を制限する制限手段Ｃと、拡大翼８の所定動作で前記制限手段Ｃを解除する解除手段Ｆを設け、前記掘削軸３の正回転に伴って拡大翼８が一旦縮径揺動することによって前記解除手段Ｆが発動するように構成されている。
【００８０】
前記スクリュー羽根４の各翼取付け部７は、図２０、図２１に示すように、掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯に対して直交する平面に沿った平板状に形成され、この翼取付け部７の各々には、拡大翼８の基端部８Ｂを枢支ボルト１０・ナット１１にて揺動自在に枢着するための第１取付け孔７ａと、拡大翼８をスクリュー羽根４の回転軌跡内に入り込む閉縮位置に縮径揺動させるための格納凹部１２が形成されているとともに、前記拡大翼８と翼取付け部７との間に位置する枢支ボルト１０の中間部分には、拡大翼８と連動して前記制限手段Ｃを解除するための媒介子５５が第１揺動軸芯Ｘ１周りで揺動自在に枢着されている。
【００８１】
前記拡大翼８は、掘削ヘッド本体Ｂの正転時（図２０、図２４の矢印（ロ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により閉縮位置に縮径揺動し、掘削ヘッド本体Ｂの逆転時（図２２、図２６の矢印（イ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により開拡位置に拡径揺動するように構成されている。
【００８２】
前記翼取付け部７には、図２０、図２６に示すように、格納凹部１２内に縮径揺動する拡大翼８の一側面８ａと揺動方向から当接して該拡大翼８を閉縮位置に保持する第１ストッパー面１３と、拡径揺動する拡大翼８の他側面８ｂと揺動方向から当接して該拡大翼８を径方向外方への突出代が最大となる最大開拡位置に保持する第２ストッパー面１４が形成されている。
【００８３】
前記拡大翼８の一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１と同一又はそれよりも小なる最小外径に構成されているとともに、拡大翼８の他側面８ｂが第２ストッパー面１４に当接した最大開拡位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されている。
【００８４】
次に、前記制限手段Ｃについて説明する。
図２０、図２１に示すように、前記翼取付け部７には、拡大翼８の基端側揺動経路の中間位置に臨む部位において第１揺動軸芯Ｘ１と平行に貫通する第１貫通孔５６と、媒介子５５の先端揺動経路の一端に臨む部位において第１揺動軸芯Ｘ１と平行に貫通する第２貫通孔５７が形成され、この両貫通孔５６，５７を通して上下方向の一定範囲内で移動自在に装着された略Ｕの字状の開度制限部材５８の一端側には、第１貫通孔５６を通して拡大翼８及び媒介子５５の揺動経路に突出することにより、閉縮位置と最大開拡位置との間の設定中間開拡位置にまで拡大揺動した拡大翼８の基部側面８ｃと当接するストッパー軸部５８Ａが形成されている。
【００８５】
前記開度制限部材５８は、ストッパー軸部５８Ａが拡大翼８の揺動経路途中に突出する開度制限位置と拡大翼８の揺動経路外の下方側に引退した制限解除位置とに亘って移動自在に構成されているとともに、前記ストッパー軸部５８Ａが開度制限位置に突出しているとき、開度制限部材５８の他端側の操作軸部５８Ｂは、媒介子５５の揺動経路外の下方側となる第２貫通孔５７内に位置するように構成されている。
【００８６】
また、前記翼取付け部７の第１貫通孔５６内で、開度制限部材５８のストッパー軸部５８Ａに嵌着されたバネ受け部材５９と第１貫通孔５６の下側開口を閉止する状態で螺合されたキャップ６０との間には、開度制限部材５８を開度制限位置に突出付勢するコイルバネ６１が装着されている。
【００８７】
そして、図２２、図２３に示すように、前記拡大翼８が閉縮位置と最大開拡位置との間において設定された中間開拡位置にまで拡大揺動したとき、拡大翼８の基部側面８ｃが開度制限部材５８のストッパー軸部５８Ａに当接することにより、拡大翼８が中間開拡位置に位置保持されるため、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大で、最大拡大掘削径Ｄ３よりも小となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されている。
【００８８】
次に、前記解除手段Ｆについて説明する。
図２０〜図２３に示すように、前記拡大翼８の基端部において、開度制限部材５８のストッパー軸部５８Ａに当接した位置を初期設定位置とする媒介子５５と重合位置する部位には、媒介子５５に形成された半球状の係止凹部６３と上下方向で連通する第１装着孔６４が形成され、この第１装着孔６４には、拡大翼８が中間開拡位置に拡径揺動したときに媒介子５５の係止凹部６３に係合して、掘削ヘッド本体Ｂの正転駆動に連れて拡大翼８が中間拡径位置から閉縮位置に縮径揺動するとき、初期設定位置にある媒介子５５を第１揺動軸芯Ｘ１周りで制限解除操作位置にまで一体的に揺動させる係止ピン６５と、この係止ピン６５を嵌入付勢する第１コイルバネ６６が挿入されているとともに、前記第１装着孔６４の挿入用開口には脱着自在な第１閉止栓６７が装着されている。
【００８９】
前記媒介子５５の先端部には、図２４、図２５に示すように、これが制限解除操作位置に揺動したときに翼取付け部７の第２貫通孔５７と上下方向で連通する第２装着孔６９が形成され、この第２装着孔６９内には、翼取付け部７の第２貫通孔５７内に嵌入して開度制限部材５８の操作軸部５８Ｂの端面を押圧することにより、開度制限位置にある開度制限部材５８をコイルバネ６１の付勢力に抗して制限解除位置にまで押し下げ可能な制限解除ピン７０と、この制限解除ピン７０を開度制限部材５８の突出付勢力よりも大なる弾性付勢力で嵌入付勢する制限解除用の第２コイルバネ７１が挿入されているとともに、前記第２装着孔６９の挿入用開口には脱着自在な第２閉止栓７２が装着されている。
【００９０】
前記媒介子５５側の制限解除ピン７０が翼取付け部７の第２貫通孔５７に嵌入した状態では、閉縮位置にある拡大翼８側の係止ピン６５が媒介子５５側の係止凹部６３に係合しているが、掘削ヘッド本体Ｂが再度逆転駆動された際に拡大翼８が受ける土圧による拡径揺動力が、前記係止ピン６５と係止凹部６３との係合保持力よりも凌駕しているため、この係止ピン６５と係止凹部６３との係合が自動的に解除される。
【００９１】
次に、上述の如く構成された掘削装置を用いた掘削方法について説明する。
図２０に示すように、スクリューオーガＡのスクリューロッド１の下端部に掘削ヘッド本体Ｂを固定連結するとともに、この掘削ヘッド本体Ｂの拡大翼８をそれの一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置に維持するとともに、前記媒介子５５を開度制限部材５８のストッパー軸部５８Ａに当接した初期設定位置に設定する。
【００９２】
この状態でスクリューオーガＡを正転駆動（矢印（ロ）方向）させて、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５により地盤を掘削し、所定の深度に到達して掘削穴の下端を拡大掘りするときには、スクリューオーガＡを逆転駆動させる。
【００９３】
このとき、前記拡大翼８は、図２２に示すように、掘削ヘッド本体Ｂの逆転時に受ける土圧（土砂抵抗）によって第１揺動軸芯Ｘ１周りで拡径揺動し、該拡大翼８の基部側面８ｃが開度制限部材５８のストッパー軸部５８Ａに当接して、拡大翼８が中間開拡位置に位置保持されると同時に、拡大翼８側の係止ピン６５が媒介子５５側の係止凹部６３に係合して、拡大翼８と媒介子５５とが第１揺動軸芯Ｘ１周りで一体揺動可能に係合連結される。
【００９４】
そして、前記拡大翼８が中間開拡位置に拡径揺動した状態では、該拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを逆転駆動（図２２の矢印（イ）方向）しながら上昇又は下降することにより、地盤の根固め球根部の形成箇所が中間拡大掘削径Ｄ２で拡大掘削される。
前記中間拡大掘削径Ｄ２は、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１と比較して、極端に大きな径ではないため、掘削ヘッド本体Ｂは土圧により大きな負荷を受けることなく掘削することができる。
【００９５】
次に、前記拡大翼８の中間拡大掘削径Ｄ２による拡大掘削工程が終了して、図２４に示すように、掘削ヘッド本体Ｂが正転駆動（矢印（ロ）方向）されると、拡大翼８が掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧により閉縮位置に一旦縮径揺動するとともに、この拡大翼８に係合連結されている媒介子５５も、第１揺動軸芯Ｘ１周りで制限解除操作位置にまで揺動される。
【００９６】
前記媒介子５５が制限解除操作位置に到達すると、図２５に示すように、該媒介子５５の第２装着孔６９と翼取付け部７の第２貫通孔５７とが上下方向で合致し、第２装着孔６９内の制限解除ピン７０がコイルバネ６１の付勢力で翼取付け部７の第２貫通孔５７内に嵌入して開度制限部材５８の操作軸部５８Ｂの端面を押圧することにより、開度制限位置にあった開度制限部材５８がコイルバネ６１の付勢力に抗して制限解除位置にまで押し下げられる。
このとき、前記第２装着孔６９内の制限解除ピン７０が翼取付け部７の第２貫通孔５７内に嵌入しているため、媒介子５５が第１揺動軸芯Ｘ１周りで揺動することはない。
【００９７】
また、閉縮位置に縮径揺動した拡大翼８側の係止ピン６５が媒介子５５側の係止凹部６３に係合し、かつ、掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧によって拡大翼８に縮径側の外力が作用しているため、拡大翼８は閉縮位置に確実に維持される。
【００９８】
次に、図２６、図２７に示すように、前記掘削ヘッド本体Ｂが再度逆転駆動（矢印（イ）方向）されると、拡大翼８側の係止ピン６５と媒介子５５側の係止凹部６３とが係合していても、掘削ヘッド本体Ｂが再度逆転駆動された際に拡大翼８が受ける土圧による拡径揺動力が、前記係止ピン６５と係止凹部６３との係合保持力を凌駕しているため、この係止ピン６５と係止凹部６３との係合が自動的に解除され、しかも、開度制限部材５８のストッパー軸部５８Ａが媒介子５５の揺動経路外の下方側となる第１貫通孔５６内に引退しているため、拡大翼８はそれの他側面８ｂが翼取付け部７の第２ストッパー面１４に当接する最大開拡位置にまで拡径揺動される。
【００９９】
前記拡大翼８が最大開拡位置に拡径揺動した状態では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、中間拡大掘削径Ｄ２よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを逆転駆動しながら上昇又は下降することにより、地盤の根固め球根部形成箇所が最大拡大掘削径Ｄ３で拡大掘削される。
前記最大拡大掘削径Ｄ３は中間拡大掘削径Ｄ２と比較して極端に大きな径ではないので、大きな負荷を受けることなく拡大掘削が完了される。
【０１００】
前記拡大翼８の最大拡大掘削径Ｄ３による拡大掘削工程が終了すると、掘削ヘッド本体Ｂを正転駆動させ、拡大翼８を掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧により閉縮位置に縮径揺動させたのち、掘削ヘッド本体Ｂを地上まで引き上げる。
【０１０１】
（１）上述の第３実施形態の掘削装置を中掘り工法で実施してもよい。
（２）上述の第３実施形態の掘削装置では、拡大翼８をスクリュー羽根４の下部に取付けているが、スクリュー羽根４の上部又は掘削軸３に取付けてもよい。
（３）上述の第３実施形態の掘削装置では、拡大翼８を二段階に拡径揺動させたが、三段階以上に拡径揺動させてもよい。
【０１０２】
〔第４実施形態〕
上述各実施形態では、前記掘削ヘッド本体Ｂに、拡大掘削用刃部８Ａを備えた拡大翼８を、掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯Ｘと平行な揺動軸芯Ｘ１周りで拡径揺動自在に枢着してある掘削装置について説明したが、図２８〜図３４に示すように、この拡大翼８を、掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯Ｘに対して直交する第１水平揺動軸芯Ｙ１周りで拡径揺動自在に枢着して実施してもよい。
【０１０３】
即ち、この第４実施形態の掘削装置では、図２８、図２９に示すように、前記掘削ヘッド本体Ｂの掘削ロッド３の周方向二箇所に形成した翼取付け部７の各々に、先端側に拡大掘削用刃物（拡大掘削ビット）８Ａを備えた拡大翼８が、掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯Ｘに対して直交する第１水平揺動軸芯Ｙ１周りで拡径揺動自在に枢着されているとともに、前記拡大翼８の開度を制限する制限手段Ｃと、該制限手段Ｃを設定制限位置に保持する保持手段Ｅを拡大翼８の所定動作で解除するとともに前記制限手段Ｃを制限解除位置に強制移動させる解除手段Ｆを設け、前記掘削軸３の下降に伴って拡大翼８が一旦縮径揺動することによって前記解除手段Ｆが発動する構成になっている。
【０１０４】
前記掘削ヘッド本体Ｂの各翼取付け部７は、図２８、図２９に示すように、掘削軸３の翼取付け箇所に正面視において直角に固着された両壁板７Ａ，７Ｂと、両壁板７Ａ，７Ｂの中間位置に略垂直に固着された取付け板７Ｃから構成されているとともに、前記取付け板７Ｃには、拡大翼８の基端部８Ｂを枢支ボルト１０・ナット１１にて揺動自在に枢着するための取付け孔７ａが形成され、更に、拡大翼８を掘削ヘッド本体Ｂの回転軌跡内に入り込む閉縮位置に縮径揺動させるための格納凹部１２が形成されている。
【０１０５】
前記枢支ボルト１０の一端部には、拡大翼８と連動して前記制限手段Ｃを解除するための媒介子９の抜け出しを阻止する抜止め部材１５がボルト１６にて締め付け固定されているとともに、枢支ボルト１０の他端部の雄ネジに螺合されたナット１１と拡大翼８の基端部８Ｂとの間には間隔調節用筒部材１７が介在されている。
【０１０６】
前記拡大翼８は、掘削ヘッド本体Ｂの下降時（図３２の矢印（ハ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により閉縮位置に縮径揺動し、掘削ヘッド本体Ｂの上昇時（図３０、図３４の矢印（ニ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により開拡位置に拡径揺動するように構成されている。
【０１０７】
前記翼取付け部７の両壁板７Ａ，７Ｂのうち、上下方向に略沿う第１壁板７Ａには、図２８、図３４に示すように、格納凹部１２内に縮径揺動する拡大翼８の一側面８ａと揺動方向から当接して該拡大翼８を閉縮位置に保持する第１ストッパー面１３が形成されているとともに、水平方向に略沿う第２壁板７Ｂには、拡径揺動する拡大翼８の他側面８ｂと揺動方向から当接して該拡大翼８を径方向外方への突出代が最大となる最大開拡位置に保持する第２ストッパー面１４が形成されている。
【０１０８】
前記拡大翼８の一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１と同一又はそれよりも小なる最小外径に構成されているとともに、拡大翼８の他側面８ｂが第２ストッパー面１４に当接した最大開拡位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されている。
【０１０９】
次に、前記制限手段Ｃについて説明する。
図２８〜図３３に示すように、前記拡大翼８の基端部８Ｂには、枢支ボルト１０の一側面に対して一定範囲内で摺動自在に外嵌された媒介子９の鍔部９Ａが横方向から入り込み可能な連係凹部２０が形成され、この連係凹部２０内に入り込んだ媒介子９の一側辺に形成された当り面２１が翼取付け部７の第２ストッパー面１４に揺動方向から当接している初期設定状態において、拡大翼８が閉縮位置と最大開拡位置との間において設定された中間開拡位置にまで拡大揺動したとき、媒介子９の他側辺に形成された開度規制面２２に対して揺動方向から当接することにより、拡大翼８の開度を中間拡大掘削径Ｄ２に制限する被規制面２３が形成されている。
【０１１０】
そして、前記拡大翼８の被規制面２３が媒介子９の開度規制面２２に当接し、かつ、媒介子９の当り面２１が翼取付け部７の第２ストッパー面１４に当接している状態では、拡大翼８が閉縮位置と最大開拡位置との間に設定された中間開拡位置に位置保持されているため、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大で、最大拡大掘削径Ｄ３よりも小となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されている。
【０１１１】
次に、前記保持手段Ｅについて説明する。
図２８〜図３３に示すように、前記媒介子９の鍔部９Ａと拡大翼８の連係凹部２０内の底面との相対向面間に、連係凹部２０の深さよりも大きな寸法で媒介子９の水平移動を許す移動空間Ｓを形成する（図３３参照）とともに、前記翼取付け部７の第２壁板７Ｂには、該第２壁板７Ｂの第２ストッパー面１４に当接した初期設定状態にある媒介子９の鍔部９Ａの一側面に当接して、該媒介子９の鍔部９Ａを拡大翼８の連係凹部２０内に入り込んだ制限位置に保持する保持片２４が一体形成されている（図２９、図３１参照）。
【０１１２】
前記拡大翼８が中間開拡位置から閉縮位置に縮径揺動するときに連動して、初期設定状態にある媒介子９が第１水平揺動軸芯Ｙ１周りで設定角度だけ揺動したとき、媒介子９の鍔部９Ａが第２壁板７Ｂの保持片２４から離脱して横外方への移動が自由となる、換言すれば、保持片２４による媒介子９の設定制限位置での保持作用が解除されるように構成されている。
【０１１３】
次に、前記解除手段Ｆについて説明する。
図２８〜図３１に示すように、前記拡大翼８における媒介子９の鍔部９Ａと重合する部位には、第１水平揺動軸芯Ｙ１と平行なロック装着孔２６が水平方向に貫通形成され、前記媒介子９の鍔部９Ａには、媒介子９が初期設定状態にあるとともに拡大翼８が閉縮位置にあるときに前記ロック装着孔２６と水平方向で連通する半球状の係止凹部２８と、媒介子９が初期設定状態にあるとともに拡大翼８が中間開拡位置にあるときに前記ロック装着孔２６と水平方向で連通する係止孔２７が形成されている。
【０１１４】
前記拡大翼８のロック装着孔２６内には、媒介子９の係止孔２７及び係止凹部２８に対して選択的に嵌入可能な嵌入子の一例であるロックピン２９と、このロックピン２９を嵌入側に移動付勢する第１コイルバネ３０が挿入されているとともに、前記ロック装着孔２６の内周面の一端側に形成された雌ネジ部には、第１コイルバネ３０の弾性付勢力を調整するバネ力調整ボルト３１がロックナット３２を介して螺合固定されている。
【０１１５】
初期状態においては、掘削ヘッド本体Ｂは下降駆動されており、前記ロックピン２９の半球状の先端部が係止凹部２８に係合している状態（図２９参照）では、前記拡大翼８の一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置にあり（図２８参照）、媒介子９の当り面２１が翼取付け部７の第２ストッパー面１４に当接した状態にあり、拡大翼８が閉縮位置に位置保持される。
【０１１６】
しかし、掘削ヘッド本体Ｂが下降駆動から上昇駆動に切り替えられると、この掘削ヘッド本体Ｂの上昇時に受ける土圧（土砂抵抗）が、係止凹部２８に対するロックピン２９の係合維持力を凌駕するため、第１コイルバネ３０の弾性付勢力に抗してロックピン２９の半球状先端部と半球状の係止凹部２８との係合が解除され、ロックピン２９の半球状先端部が媒介子９の鍔部９Ａの上面を摺接しながら、閉縮位置にあった拡大翼８が中間開拡位置に達するまで拡径揺動する（図３０参照）。
【０１１７】
また、前記媒介子９のボス部９Ｂには、枢支ボルト１０周りにおいて拡大翼８の連係凹部２０に向かって開口する装着凹部３３が形成され、この装着凹部３３の底面と拡大翼８の連係凹部２０内の底面との相対向面間には、媒介子９の鍔部９Ａが第２壁板７Ｂの保持片２４から離脱したとき、拡大翼８の被規制面２３と当接可能な開度規制位置にある媒介子９を連係凹部２０から抜け出した規制解除位置に弾性力で移動付勢する第２コイルバネ３４が装着されている。
【０１１８】
次に、上述の如く構成された掘削装置を用いた掘削方法について説明する。
本実施形態では中堀り工法に利用される。スクリューオーガＡのスクリューロッド１の下端部に掘削ヘッド本体Ｂを固定連結するとともに、この掘削ヘッド本体Ｂの拡大翼８に装着されているロックピン２９の半球状先端部を媒介子９の鍔部９Ａに形成されている係止凹部２８に係合させ、拡大翼８をそれの一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置に維持すると同時に、媒介子９をそれの当り面２１が翼取付け部７の第２ストッパー面１４に当接した初期設定状態に維持する。図２８に示すように、この状態で掘削ヘッド本体Ｂを中空杭３６の中空部３６ａを通して該中空杭３６から突出させる。
【０１１９】
この状態でスクリューオーガＡを正転駆動（図２９矢印（ロ）方向）させて、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５により地盤を掘削し、所定の深度に到達して掘削穴の下端を拡大掘りするときには、スクリューオーガＡを上昇駆動させる。
【０１２０】
スクリューオーガＡが下降しているときは、前記拡大翼８は、図２８、図２９に示すように閉縮位置に位置保持され、ロックピン２９の半球状先端部と係止凹部２８との係合によって拡大翼８と媒介子９は緩やかに結合し、掘削ヘッド本体Ｂの上昇時に受ける土圧（土砂抵抗）が、係止凹部２８に対するロックピン２９の係合維持力を凌駕するため（図３０参照）、第１コイルバネ３０の弾性付勢力に抗してロックピン２９の半球状先端部と半球状の係止凹部２８との係合が解除され、ロックピン２９の半球状先端部が媒介子９の鍔部９Ａの側面を摺接移動しながら、閉縮位置にあった拡大翼８が第１水平揺動軸芯Ｙ１周りで中間開拡位置に達するまで拡径揺動する。
【０１２１】
前記拡大翼８が中間開拡位置にまで到達したとき、図３１に示すように、拡大翼８の被規制面２３が媒介子９の開度規制面２２に揺動方向から当接すると同時に、拡大翼８のロック装着孔２６と媒介子９の鍔部９Ａに形成されている係止孔２７とが水平方向で合致するため、鍔部９Ａの側面を摺接移動してきたロックピン２９が係止孔２７内に係合し、拡大翼８と媒介子９とが第１水平揺動軸芯Ｙ１周りで一体揺動可能に連動される。
【０１２２】
そして、前記拡大翼８が中間開拡位置に拡径揺動した状態では、該拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを正転駆動（図２９の矢印（ロ）方向）させながら下降駆動させることにより、地盤の根固め球根部の形成箇所が中間拡大掘削径Ｄ２で拡大掘削される。
前記中間拡大掘削径Ｄ２は、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１と比較して、極端に大きな径ではないため、掘削ヘッド本体Ｂは土圧により大きな負荷を受けることなく掘削することができる。
【０１２３】
次に、前記拡大翼８の中間拡大掘削径Ｄ２による拡大掘削工程が終了して、図３２に示すように、掘削ヘッド本体Ｂが下降駆動（矢印（ハ）方向）されると、拡大翼８が掘削ヘッド本体Ｂの下降時に受ける土圧により閉縮位置に一旦縮径揺動し、その揺動に連動して媒介子９も第１水平揺動軸芯Ｙ１周りで一体揺動する。
この一体揺動によって媒介子９の鍔部９Ａが第２壁板７Ｂの保持片２４から離脱したとき、図３３に示すように、拡大翼８の被規制面２３と当接可能な開度規制位置にあった媒介子９が第２コイルバネ３４の弾性付勢力で横外方に瞬時に押し出され、媒介子９の鍔部９Ａが連係凹部２０から抜け出した規制解除位置に保持される。
しかし、この制限手段Ｃによる開度制限が解除されても、拡大翼８は、掘削ヘッド本体Ｂの下降時に受ける土圧により閉縮位置に維持される。
【０１２４】
次に、図３４に示すように、前記掘削ヘッド本体Ｂが再度上昇駆動（矢印（ニ）方向）されると、拡大翼８が掘削ヘッド本体Ｂの上昇時に受ける土圧により拡径揺動されるが、このとき、媒介子９の鍔部９Ａが連係凹部２０から抜け出した規制解除位置に保持されているため、拡大翼８の被規制面２３が媒介子９の開度規制面２２に当接することはなく、拡大翼８の被規制面２３が翼取付け部７の第２ストッパー面１４に当接する最大開拡位置にまで拡径揺動される。
【０１２５】
前記拡大翼８が最大開拡位置に拡径揺動した状態では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、中間拡大掘削径Ｄ２よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを正転駆動させながら上昇駆動させることにより、地盤の根固め球根部形成箇所が最大拡大掘削径Ｄ３で拡大掘削される。
前記最大拡大掘削径Ｄ３は中間拡大掘削径Ｄ２と比較して極端に大きな径ではないので、大きな負荷を受けることなく拡大掘削が完了される。しかも、拡大翼８の開拡を上下動で行い、掘削は正回転のみで行う。他の実施形態のように、逆転時にスクリュー羽根２に詰まった土砂が下がってこず、拡大掘削を確実に行うことができる。
【０１２６】
前記拡大翼８の最大拡大掘削径Ｄ３による拡大掘削工程が終了すると、掘削ヘッド本体Ｂを下降させ、拡大翼８を閉縮させた後、中空杭３６を下降させて拡大翼を覆い、それらの開拡を防止して中空杭３６から引き抜く。
【０１２７】
（１）上述の第４実施形態の掘削装置では、拡大翼８を掘削軸３に取付けているが、スクリュー羽根４に取付けてもよい。
（２）上述の第４実施形態の掘削装置では、拡大翼８を二段階に拡径揺動させたが、三段階以上に拡径揺動させてもよい。
【０１２８】
〔第５実施形態〕
図３５〜図４１は、前記掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯Ｘに対して直交する第１水平揺動軸芯Ｙ１周りで拡大翼８を拡径揺動自在に構成してある掘削装置の別実施形態を示す。
この第５実施形態の掘削装置では、図３５〜図３７に示すように、前記掘削ヘッド本体Ｂの掘削ロッド３の周方向二箇所に形成した翼取付け部７の各々に、先端側に拡大掘削用刃物（拡大掘削ビット）８Ａを備えた拡大翼８が、掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯Ｘに対して直交する第１水平揺動軸芯Ｙ１周りで拡径揺動自在に枢着されているとともに、前記拡大翼８の開度を制限する制限手段Ｃと、前記拡大翼８の所定動作で前記制限手段Ｃを解除する解除手段Ｆとを設け、前記掘削軸３の下降に伴って拡大翼８が一旦縮径揺動した状態での掘削軸３の逆回転に伴う拡大翼８の水平移動で前記解除手段Ｆが発動する構成になっている。
【０１２９】
前記掘削ヘッド本体Ｂの各翼取付け部７は、図３５〜図３７に示すように、掘削軸３の翼取付け箇所に正面視において直角に固着された両壁板７Ａ，７Ｂと、両壁板７Ａ，７Ｂの中間位置に略垂直に固着された取付け板７Ｃから構成されているとともに、前記取付け板７Ｃには、拡大翼８の基端部８Ｂを枢支ボルト１０・ナット１１にて揺動自在に枢着するための取付け孔７ａが形成され、更に、拡大翼８を掘削ヘッド本体Ｂの回転軌跡内に入り込む閉縮位置に縮径揺動させるための格納凹部１２が形成されている。
【０１３０】
前記拡大翼８は、掘削ヘッド本体Ｂの下降時（図３８の矢印（ハ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により閉縮位置に縮径揺動し、掘削ヘッド本体Ｂの上昇時（図３６、図４０の矢印（ニ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により開拡位置に拡径揺動するように構成されている。
【０１３１】
前記翼取付け部７の両壁板７Ａ，７Ｂのうち、上下方向に略沿う第１壁板７Ａには、図３５に示すように、格納凹部１２内に縮径揺動する拡大翼８の一側面８ａと揺動方向から当接して該拡大翼８を閉縮位置に保持する第１ストッパー面１３が形成されているとともに、水平方向に略沿う第２壁板７Ｂには、図４０に示すように、拡径揺動する拡大翼８の他側面８ｂと揺動方向から当接して該拡大翼８を径方向外方への突出代が最大となる最大開拡位置に保持する第２ストッパー面１４が形成されている。
【０１３２】
前記拡大翼８の一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１と同一又はそれよりも小なる最小外径に構成されているとともに、拡大翼８の他側面８ｂが第２ストッパー面１４に当接した最大開拡位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されている。
【０１３３】
次に、前記制限手段Ｃについて説明する。
図３６、図３７に示すように、前記拡大翼８の基端部８Ｂに、拡大翼８が閉縮位置と最大開拡位置との間において設定された中間開拡位置にまで拡大揺動したとき、前記翼取付け部７の第２壁板７Ｂに窪み形成された係合凹部７５に対して揺動方向から当接することにより、拡大翼８の開度を中間拡大掘削径Ｄ２に制限する開度制限突起７６が形成されているとともに、前記係合凹部７５の第１水平揺動軸芯Ｙ１方向での幅は開度制限突起７６の板厚よりも若干大なる寸法に構成して、開度制限突起７６の先端部が係合凹部７５内に係合した状態では、掘削軸３の正回転又は逆回転に伴って拡大翼８に作用する土圧に抗して該拡大翼８を所定位置に係合保持するように構成されている。
【０１３４】
そして、前記拡大翼８の開度制限突起７６が翼取付け部７の係合凹部７５に係合している状態では、拡大翼８が閉縮位置と最大開拡位置との間に設定された中間開拡位置に位置保持されているため、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大で、最大拡大掘削径Ｄ３よりも小となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されている（図３６、図４０参照）。
【０１３５】
次に、前記解除手段Ｆについて説明する。
図３７、図３９、図４１に示すように、前記拡大翼８の基端部８Ｂと翼取付け部７の取付け板７Ｃとの間には、掘削軸３の逆回転に伴って拡大翼８に第１水平揺動軸芯Ｙ１方向の土圧を受けたとき、拡大翼８の開度制限突起７６が翼取付け部７の第２壁板７Ｂに対して第１水平揺動軸芯Ｙ１方向に外れた開度制限解除位置までの水平移動を許容する移動許容空間７７が形成されている。
【０１３６】
そのため、図３８に示すように、前記掘削軸３の下降に伴って中間開拡位置にあった拡大翼８を一旦縮径揺動させることによって、拡大翼８の開度制限突起７６と翼取付け部７の係合凹部７５との係合が解除され、この状態で掘削軸３を逆転駆動する（図３９の（イ）方向）と、図３９に示すように、その逆回転に伴う開度制限突起７６の開度制限解除位置への水平移動により、開度制限突起７６が第２壁板７Ｂと当接できない制限解除状態となり、図４０に示すように、掘削軸３の上昇に伴って拡大翼８が第２壁板７Ｂの第２ストッパー面１４と当接する最大開拡位置にまで拡径揺動する。
【０１３７】
次に、上述の如く構成された掘削装置を用いた掘削方法について説明する。
本実施形態では中堀り工法に利用される。スクリューオーガＡのスクリューロッド１の下端部に掘削ヘッド本体Ｂを固定連結するとともに、この掘削ヘッド本体Ｂの拡大翼８をそれの一側面８ａが第１ストッパー面１３に当接した閉縮位置に維持すると同時に、拡大翼８の開度制限突起７６が翼取付け部７の係合凹部７５に対応する位置に設定する。この状態で掘削ヘッド本体Ｂを中空杭３６の中空部３６ａを通して該中空杭３６から突出させる（図３５参照）。
【０１３８】
この状態でスクリューオーガＡを正転駆動（矢印（ロ）方向）させて、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５により地盤を掘削し、所定の深度に到達して掘削穴の下端を拡大掘りするときには、スクリューオーガＡを上昇駆動させる。
【０１３９】
このとき、前記拡大翼８は、図３６に示すように、掘削ヘッド本体Ｂの上昇時に受ける土圧（土砂抵抗）によって第１水平揺動軸芯Ｙ１周りで拡径揺動し、この拡大翼８が中間開拡位置に到達したとき、拡大翼８の開度制限突起７６が翼取付け部７の係合凹部７５に係合する。
【０１４０】
そして、前記拡大翼８が中間開拡位置に拡径揺動した状態では、該拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを正転駆動（図３７の矢印（ロ）方向）させながら上昇降駆動させることにより、地盤の根固め球根部の形成箇所が中間拡大掘削径Ｄ２で拡大掘削される。
前記中間拡大掘削径Ｄ２は、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１と比較して、極端に大きな径ではないため、掘削ヘッド本体Ｂは土圧により大きな負荷を受けることなく掘削することができる。
【０１４１】
次に、前記拡大翼８の中間拡大掘削径Ｄ２による拡大掘削工程が終了して、図３８に示すように、掘削ヘッド本体Ｂが下降駆動（矢印（ハ）方向）されると、拡大翼８が掘削ヘッド本体Ｂの下降時に受ける土圧により閉縮位置に一旦縮径揺動する。
この状態で掘削軸３を逆転駆動させると、図３９に示すように、この逆回転（矢印（イ）方向）に伴う土圧によって拡大翼８に第１水平揺動軸芯Ｙ１方向への移動力が付与されるため、拡大翼８の開度制限突起７６が翼取付け部７の第２壁板７Ｂから外れた開度制限解除位置まで水平移動する。
しかし、この制限手段Ｃによる開度制限が解除されても、拡大翼８は、掘削ヘッド本体Ｂの下降時に受ける土圧により閉縮位置に維持される。
【０１４２】
次に、図４０に示すように、前記掘削ヘッド本体Ｂが再度上昇駆動（矢印（ニ）方向）されると、拡大翼８が掘削ヘッド本体Ｂの上昇時に受ける土圧により拡径揺動されるが、このとき、拡大翼８の開度制限突起７６が開度制限解除位置に保持されているため、拡大翼８の他側面８ｂが翼取付け部７の第２ストッパー面１４に当接する最大開拡位置にまで拡径揺動される。
【０１４３】
この後、正回転（図４１矢印（ロ）方向）して掘削する。正回転により土圧がかかるが、前記拡大翼８は、開度制限突起７６が第２壁板７Ｂに当接して水平方向への移動は生じない。
前記拡大翼８が最大開拡位置に拡径揺動した状態では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、中間拡大掘削径Ｄ２よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを正転駆動させながら上昇駆動させることにより、地盤の根固め球根部形成箇所が最大拡大掘削径Ｄ３で拡大掘削される。
【０１４４】
前記最大拡大掘削径Ｄ３は中間拡大掘削径Ｄ２と比較して極端に大きな径ではないので、大きな負荷を受けることなく拡大掘削が完了される。しかも、拡大翼８の開拡を上下動で行い、掘削は正回転のみで行う。他の実施形態のように、逆転時にスクリュー羽根２に詰まった土砂が下がってこず、拡大掘削を確実に行うことができる。
【０１４５】
前記拡大翼８の最大拡大掘削径Ｄ３による拡大掘削工程が終了すると、掘削ヘッド本体Ｂを下降させ、拡大翼８を閉縮させた後、中空杭３６を下降させて拡大翼を覆い、それらの開拡を防止して中空杭３６から引き抜く。
【０１４６】
（１）上述の第５実施形態の掘削装置では、拡大翼８を掘削軸３に取付けているが、スクリュー羽根４に取付けてもよい。
（２）上述の第５実施形態の掘削装置では、拡大翼８を二段階に拡径揺動させたが、三段階以上に拡径揺動させてもよい。
【０１４７】
〔第６実施形態〕
図４２〜図５２は掘削装置の別実施形態を示し、前記掘削ヘッド本体Ｂのスクリュー羽根４の周方向二箇所に形成された翼取付け部７の各々には、先端側に拡大掘削用刃物（拡大掘削ビット）８Ａを備えた拡大翼８が、掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯Ｘと平行な第１揺動軸芯Ｘ１周りで拡径揺動自在に枢着されているとともに、前記拡大翼８の筒状基端部８Ｂ側の密封された空間８３内には、拡大翼８の開度を制限する制限手段Ｃと、拡大翼８の所定動作で前記制限手段Ｃを解除する解除手段Ｆが設けられ、前記掘削軸３の正回転に伴って拡大翼８が一旦縮径揺動することによって前記解除手段Ｆが発動するように構成されている。
【０１４８】
前記スクリュー羽根４の翼取付け部７の各々は、図４２〜図４４に示すように、掘削ヘッド本体Ｂの回転軸芯に対して直交する平面に沿った平板状に形成され、前記翼取付け部７の第１揺動軸芯Ｘ１上に固着された枢支軸８０には、拡大翼８の筒状基端部８Ｂが拡径揺動自在に外嵌装着されているとともに、前記枢支軸８０の上端部には、拡大翼８の上方への抜け出し移動を阻止する蓋部材８１が密封状態でボルト８２にて締め付け固定されている。
前記拡大翼８と蓋部材８１、拡大翼８と翼取付け部７とはシール９７によって防水・防砂処理されている。
【０１４９】
前記拡大翼８の筒状基端部８Ｂの内周面と枢支軸８０の外周面との間に形成される環状の密封空間８３内には、拡大翼８と連動して前記制限手段Ｃを解除するための円筒状の媒介子８５が介在され、この媒介子８５の内周面の下半部に形成された雄ネジ部８６が、前記枢支軸８０に形成されている雌ネジ部８４に回転自在に螺合されている。
【０１５０】
前記拡大翼８は、掘削ヘッド本体Ｂの正転時（図４８の矢印（ロ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により閉縮位置に縮径揺動し、掘削ヘッド本体Ｂの逆転時（図４５、図５１の矢印（イ）方向参照）に受ける土圧（土砂抵抗）により開拡位置に拡径揺動するように構成されている。
【０１５１】
前記拡大翼８の筒状基端部８Ｂの内周面には、図４３、図４４に示すように、枢支軸８０の外周面の周方向一箇所に突出形成された第１係止突起８７が径方向内方側から係入する最大回動範囲規制溝８８が形成されていて、この最大回動範囲規制溝８８の周方向一端の第１ストッパー面８９に枢支軸８０の第１係止突起８７が当接している状態（図４３参照）では、前記拡大翼８がスクリュー羽根４の回転軌跡内に入り込む閉縮位置に保持され、また、最大回動範囲規制溝８８の周方向他端面の第２ストッパー面９０に枢支軸８０の第１係止突起８７が当接している状態（図５２参照）では、拡大翼８が径方向外方に最も突出した最大開拡位置に保持されるように構成されている。
【０１５２】
前記拡大翼８の筒状基端部８ｂ内の第１ストッパー面８９が枢支軸８０の第１係止突起８７に当接した閉縮位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１と同一又はそれよりも小なる最小外径に構成されているとともに、拡大翼８の筒状基端部８ｂ内の第２ストッパー面９０が枢支軸８０の第１係止突起８７に当接した最大開拡位置では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５による掘削径Ｄ１よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されている。
【０１５３】
次に、前記規制手段Ｃについて説明する。
図４３、図４４に示すように、前記拡大翼８の筒状基端部８Ｂの内周面には、媒介子８５の外周面の周方向一箇所に突出形成された第２係止突起９１が径方向内方側から係入する開度制限溝９２が形成され、この開度制限溝９２の周方向一端の第３ストッパー面９３に媒介子８５の第２係止突起９１が当接している状態では、前記拡大翼８が閉縮位置にあり、また、開度制限溝９２の周方向他端面の第４ストッパー面９４に媒介子８５の第２係止突起９１が当接している状態では、拡大翼８が閉縮位置と最大開拡位置との間において設定された中間開拡位置に保持されるように構成されている。
【０１５４】
前記開度制限溝９２の第４ストッパー面９４と媒介子８５の第２係止突起９１との当接によって、拡大翼８の開度が中間開拡位置に制限された状態では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大で、最大拡大掘削径Ｄ３よりも小となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されている。
【０１５５】
また、前記媒介子８５の内周面には、拡大翼８の中間開拡位置への拡径揺動によって開度制限溝９２の第４ストッパー面９４が媒介子８５の第２係止突起９１に周方向から当接したとき、枢支軸８０の外周面の周方向一箇所に突出形成された第３係止突起９５と周方向から当接して、拡大翼８に作用する土圧に抗して媒介子８５を初期設定位置に保持する係止段部９６が形成されている。
【０１５６】
次に、前記解除手段Ｆについて説明する。
図４３、図４４に示すように、前記拡大翼８の筒状基端部８Ｂに、拡大翼８の中間開拡位置への拡径揺動によって開度制限溝９２の第４ストッパー面９４が媒介子８５の第２係止突起９１に周方向から当接したとき、媒介子８５に形成されている上方開放の係止凹部９９と径方向から連通する装着孔１００が貫通形成され、この装着孔１００内には、拡大翼８が中間開拡位置に到達したときに媒介子８５の係止凹部９９に径方向外方から係合して、掘削ヘッド本体Ｂの正転駆動に連れて拡大翼８が中間拡径位置から閉縮位置に縮径揺動するとき、初期設定位置にある媒介子８５を第１揺動軸芯Ｘ１周りで制限解除操作位置にまで一体的に回動させる係止ピン１０１と、この係止ピン１０１を嵌入付勢するコイルバネ１０２が挿入されているとともに、前記装着孔１００の挿入用開口には脱着自在な閉止栓１０３が装着されている。
前記係止凹部９９の正転方向の上手側の媒介子８５の上端面とのエッジ９９ａは角がとられているとともに、前記媒介子８５の外周面には、該媒介子８５が初期設定状態にあるとともに拡大翼８が閉縮位置にあるときに前記係止ピン１０１の半球状の先端部が係合する半球状の係合凹部１０５が形成されている。
前記係止ピン１０１の先端部が媒介子８５の係合凹部１０５に係合している状態では、媒介子８５と拡大翼８がゆるやかに結合された状態となっていて、拡大翼８が閉縮位置に位置保持されている。
【０１５７】
また、前記媒介子８５の雌ネジ部８６と枢支軸８０の雄ネジ部８４は、図４９、図５０に示すように、初期設定位置にある媒介子８５を第１揺動軸芯Ｘ１周りで制限解除操作位置にまで一体的に回動されたとき、媒介子８５の第２係止突起９１を第１ストッパー面８９及び第４ストッパー面９４を備えた突起部１０４の回動経路よりも下方に退避させた開度制限解除位置にまで螺進させることのできるネジピッチに構成されているとともに、前記係止凹部９９も、係止ピン１０１から確実、スムーズに離脱することのできる上方開放のＵ字形に形成されている。
【０１５８】
次に、上述の如く構成された掘削装置を用いた掘削方法について説明する。
図４２〜図４４に示すように、スクリューオーガＡのスクリューロッド１の下端部に掘削ヘッド本体Ｂを固定連結するとともに、この掘削ヘッド本体Ｂの拡大翼８を閉縮位置に操作して、最大回動範囲規制溝８８の第１ストッパー面８９を枢支軸８０の第１係止突起８７に当接させ、かつ、媒介子８５の第２係止突起９１を開度制限溝９２の第３ストッパー面９３に当接させた初期設定位置に維持する。
また、前記係止ピン１０１の先端部は媒介子８５の係合凹部１０５に係合し、拡大翼８と媒介子８５はゆるやかに結合されている。
【０１５９】
この状態でスクリューオーガＡを正転駆動（図４８矢印（ロ）方向）させて、掘削ヘッド本体Ｂの掘削刃物５により地盤を掘削し、所定の深度に到達して掘削穴の下端を拡大掘りするときには、スクリューオーガＡを逆転駆動させる。
【０１６０】
このとき、図４５〜図４７に示すように、掘削ヘッド本体Ｂの逆転時に受ける土圧（土砂抵抗）が係止ピン１０１と媒介子９の係合凹部１０５との係合維持力を凌駕するため、前記拡大翼８は第１揺動軸芯Ｘ１周りで拡径揺動して、前記開度制限溝９２の第４ストッパー面９４が媒介子８５の第２係止突起９１に当接し、拡大翼８の開度が中間開拡位置に制限されると同時に、前記拡大翼８の筒状基端部８Ｂにおける装着孔１００に装着されていた係止ピン１０１が媒介子８５の係止凹部９９に径方向外方から係合し、拡大翼８の筒状基端部８Ｂと媒介子８５とが第１揺動軸芯Ｘ１周りで一体回動可能に係合連結される。
前記拡大翼８は第４ストッパー面９４が媒介子８５の第２係止突起９１に当接し、媒介子８５の係止段部９６が、枢支軸８０の第３係止突起９５に当接しているので、拡大翼８は中間開拡位置に保持される。
【０１６１】
そして、前記拡大翼８が中間開拡位置に拡径揺動した状態では、該拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１よりも大となる中間拡大掘削径Ｄ２に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを逆転駆動（図４５の矢印（イ）方向）しながら上昇又は下降することにより、地盤の根固め球根部の形成箇所が中間拡大掘削径Ｄ２で拡大掘削される。
前記中間拡大掘削径Ｄ２は、掘削ヘッド本体Ｂの掘削径Ｄ１と比較して、極端に大きな径ではないため、掘削ヘッド本体Ｂは土圧により大きな負荷を受けることなく掘削することができる。
【０１６２】
次に、前記拡大翼８の中間拡大掘削径Ｄ２による拡大掘削工程が終了して、図４８〜図５０に示すように、掘削ヘッド本体Ｂが正転駆動（矢印（ロ）方向）されると、拡大翼８が掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧により閉縮位置に一旦縮径揺動するとともに、この拡大翼８に係合連結されている媒介子５５も、第１揺動軸芯Ｘ１周りで制限解除操作位置にまで揺動される。
【０１６３】
前記媒介子５５が制限解除操作位置に到達すると、前記媒介子８５の雄ネジ部８６と枢支軸８０の雌ネジ部８４とのネジピッチにより、媒介子８５の第２係止突起９１が第１ストッパー面８９及び第４ストッパー面９４を備えた突起部１０４の回動経路よりも下方に退避させた開度制限解除位置にまで螺進されるとともに、この下降側への螺進に連れて前記媒介子８５の係止凹部９９も、係止ピン１０１から下方に確実、スムーズに離脱することができる。
この状態では掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧によって拡大翼８に縮径側の外力が作用しているため、拡大翼８は閉縮位置に確実に維持される。
【０１６４】
次に、図５１、図５２に示すように、前記掘削ヘッド本体Ｂが再度逆転駆動（矢印（イ）方向）されると、媒介子８５の第２係止突起９１が第４ストッパー面９４と当接しない開度制限解除位置にまで下降しており、係止凹部９９の正転方向上手側の媒介子８５の上端とのエッジ９９ａの角がとれているので、係止ピン１０１が媒介子８５を引っ掛けないため、拡大翼８はそれの第２ストッパー面９０が枢支軸８０の第１係止突起８７に当接する最大開拡位置にまで拡径揺動される。
【０１６５】
前記拡大翼８が最大開拡位置に拡径揺動した状態では、拡大翼８の拡大掘削用刃部８Ａの先端回転軌跡が、中間拡大掘削径Ｄ２よりも大となる最大拡大掘削径Ｄ３に構成されているため、掘削ヘッド本体Ｂを逆転駆動しながら上昇又は下降することにより、地盤の根固め球根部形成箇所が最大拡大掘削径Ｄ３で拡大掘削される。
前記最大拡大掘削径Ｄ３は中間拡大掘削径Ｄ２と比較して極端に大きな径ではないので、大きな負荷を受けることなく拡大掘削が完了される。
しかも、前記媒介子８５、枢支軸８０、開度制限溝９２、最大回動範囲規制溝８８がシール９７で密封され、土砂や水が浸入しないので、土砂の噛み込みがなく確実な動作が行え、また、土砂による摩耗、浸水による腐蝕が防止でき、耐久性が向上する効果がある。
【０１６６】
前記拡大翼８の最大拡大掘削径Ｄ３による拡大掘削工程が終了すると、掘削ヘッド本体Ｂを正転駆動させ、拡大翼８を掘削ヘッド本体Ｂの正転時に受ける土圧により閉縮位置に縮径揺動させたのち、掘削ヘッド本体Ｂを地上まで引き上げる。
【０１６７】
（１）上述の第６実施形態の掘削装置を中掘り工法で実施してもよい。
（２）上述の第６実施形態の掘削装置では、拡大翼８をスクリュー羽根４の下部に取付けているが、スクリュー羽根４の上部又は掘削軸３に取付けてもよい。
（３）上述の第６実施形態の掘削装置では、拡大翼８を二段階に拡径揺動させたが、三段階以上に拡径揺動させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】本発明の第１実施形態を示すスクリューオーガ及び掘削ヘッド本体の正面図
【図２】掘削ヘッド本体の底面図
【図３】拡大翼が閉縮位置にあるときの拡大翼取付け部の平面図
【図４】拡大翼が閉縮位置にあるときの拡大翼取付け部の拡大縦断面図
【図５】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の平面図
【図６】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の拡大縦断面図
【図７】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の平面図
【図８】保持手段が解除されたときの拡大翼取付け部の拡大縦断面図
【図９】拡大翼が最大開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の平面図
【図１０】本発明の第２実施形態を示す拡大翼取付け部の一部破断平面図
【図１１】拡大翼が閉縮位置にあるときの拡大翼取付け部の正面図
【図１２】拡大翼取付け部の要部の拡大断面図
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線矢視図
【図１４】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の一部破断平面図
【図１５】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の要部の拡大断面図
【図１６】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の一部破断平面図
【図１７】開度制限部材が飛び出したときの要部の拡大断面図
【図１８】拡大翼が最大開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の一部破断平面図
【図１９】拡大翼が最大開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の要部の拡大断面図
【図２０】本発明の第３実施形態を示す拡大翼取付け部の平面図
【図２１】拡大翼が閉縮位置にあるときの拡大翼取付け部の一部破断正面図
【図２２】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の平面図
【図２３】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の一部破断正面図
【図２４】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の平面図
【図２５】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の一部破断正面図
【図２６】拡大翼が最大開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の平面図
【図２７】拡大翼が最大開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の一部破断正面図
【図２８】本発明の第４実施形態を示す拡大翼取付け部の断面正面図
【図２９】拡大翼取付け部の断面側面図
【図３０】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の断面正面図
【図３１】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の断面側面図
【図３２】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の断面正面図
【図３３】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の断面側面図
【図３４】拡大翼が最大開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の断面正面図
【図３５】本発明の第５実施形態を示す拡大翼取付け部の断面正面図
【図３６】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の断面正面図
【図３７】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の要部の断面側面図
【図３８】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の断面正面図
【図３９】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の要部の断面側面図
【図４０】拡大翼が最大開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の断面正面図
【図４１】拡大翼が最大開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の要部の断面側面図
【図４２】本発明の第６実施形態を示す拡大翼取付け部の平面図
【図４３】拡大翼取付け部の水平断面図
【図４４】拡大翼取付け部の縦断面図
【図４５】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の平面図
【図４６】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の水平断面図
【図４７】拡大翼が中間開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の縦断面図
【図４８】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の平面図
【図４９】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の水平断面図
【図５０】拡大翼が閉縮位置に縮径揺動したときの拡大翼取付け部の縦断面図
【図５１】拡大翼が最大開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の平面図
【図５２】拡大翼が最大開拡位置に拡径揺動したときの拡大翼取付け部の水平断面図
【符号の説明】
【０１６９】
Ｃ 制限手段
Ｅ 保持手段
Ｆ 解除手段
３ 掘削軸
４ オーガ（スクリュー羽根）
８ 拡大翼
８Ａ 拡大掘削用刃物
９ 媒介子
３４ 弾性体（第２コイルバネ）
５５ 媒介子
８５ 媒介子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削軸と、該掘削軸の先端に設置されたオーガと、該オーガ又は掘削軸に設置されて拡径可能となっているとともに拡大掘削用刃物が取り付けられている拡大翼とを備える掘削装置において、
設定位置に前記拡大翼の開度を制限する制限手段と、前記拡大翼の所定動作で前記制限手段を解除する解除手段とを設け、前記掘削軸の回転によって前記解除手段が発動することを特徴とする掘削装置。
【請求項２】
掘削軸と、該掘削軸の先端に設置されたオーガと、該オーガ又は掘削軸に設置されて拡径可能となっているとともに拡大掘削用刃物が取り付けられている拡大翼とを備える掘削装置において、
設定位置に前記拡大翼の開度を制限する制限手段と、前記拡大翼の所定動作で前記制限手段を解除する解除手段とを設け、拡径した前記拡大翼が一旦縮径することによって前記解除手段が発動することを特徴とする掘削装置。
【請求項３】
前記拡大翼と連動する媒介子が前記制限手段を解除することを特徴とする請求項１又は２記載の掘削装置。
【請求項４】
前記制限手段を所定位置に保持する保持手段を設け、前記解除手段が前記保持手段を解除するとともに、前記制限手段を掘削装置から離脱させることを特徴とする請求項１、２又は３記載の掘削装置。
【請求項５】
掘削軸と、該掘削軸の先端に設置され掘削軸の正回転が削り方向であるオーガと、該オーガ又は掘削軸に設置されて拡径可能となっているとともに掘削軸の正回転によって掘削するように拡大掘削用刃物が取り付けられている拡大翼とを備える掘削装置において、
前記拡大翼が縦方向に拡径作動可能に設けられているとともに、前記拡大翼の開度を制限する制限手段と、前記拡大翼の所定動作で前記制限手段を解除する解除手段とを設け、前記掘削軸の逆回転によって前記拡大翼が移動することにより前記解除手段が発動することを特徴とする掘削装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の掘削装置を用いた掘削方法。
【請求項１】
掘削軸と、該掘削軸の先端に設置されたオーガと、該オーガ又は掘削軸に設置されて拡径可能となっているとともに拡大掘削用刃物が取り付けられている拡大翼とを備える掘削装置において、
設定位置に前記拡大翼の開度を制限する制限手段と、前記拡大翼の所定動作で前記制限手段を解除する解除手段とを設け、前記掘削軸の回転によって前記解除手段が発動することを特徴とする掘削装置。
【請求項２】
掘削軸と、該掘削軸の先端に設置されたオーガと、該オーガ又は掘削軸に設置されて拡径可能となっているとともに拡大掘削用刃物が取り付けられている拡大翼とを備える掘削装置において、
設定位置に前記拡大翼の開度を制限する制限手段と、前記拡大翼の所定動作で前記制限手段を解除する解除手段とを設け、拡径した前記拡大翼が一旦縮径することによって前記解除手段が発動することを特徴とする掘削装置。
【請求項３】
前記拡大翼と連動する媒介子が前記制限手段を解除することを特徴とする請求項１又は２記載の掘削装置。
【請求項４】
前記制限手段を所定位置に保持する保持手段を設け、前記解除手段が前記保持手段を解除するとともに、前記制限手段を掘削装置から離脱させることを特徴とする請求項１、２又は３記載の掘削装置。
【請求項５】
掘削軸と、該掘削軸の先端に設置され掘削軸の正回転が削り方向であるオーガと、該オーガ又は掘削軸に設置されて拡径可能となっているとともに掘削軸の正回転によって掘削するように拡大掘削用刃物が取り付けられている拡大翼とを備える掘削装置において、
前記拡大翼が縦方向に拡径作動可能に設けられているとともに、前記拡大翼の開度を制限する制限手段と、前記拡大翼の所定動作で前記制限手段を解除する解除手段とを設け、前記掘削軸の逆回転によって前記拡大翼が移動することにより前記解除手段が発動することを特徴とする掘削装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の掘削装置を用いた掘削方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【公開番号】特開２００６−３１６５８４（Ｐ２００６−３１６５８４Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４２８７８（Ｐ２００５−１４２８７８）
【出願日】平成１７年５月１６日（２００５．５．１６）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【出願人】（０００００２１２９）住友商事株式会社 (42)
【出願人】（０００１８３０８２）住商鉄鋼販売株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１６日（２００５．５．１６）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【出願人】（０００００２１２９）住友商事株式会社 (42)
【出願人】（０００１８３０８２）住商鉄鋼販売株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
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