杭穴掘削ヘッド
【課題】掘削ヘッドを同一回転方向で異なる２つの径を掘削可能とし、他の回転方向での掘削径と合わせて、１つの掘削ヘッドで異なる３つの杭径で掘削できる。
【解決手段】第二第三ストッパー４７、４８と、収容凹部３６に起伏自在に第一ストッパー片４０を設けてヘッド本体１とする。対応した操作凹部３１を有し、掘削刃２４付きの掘削腕２０、２０を、ヘッド本体１に揺動自在に取り付けて掘削ヘッド５０とする。正回転して、起状態の第一ストッパー片４０に操作凹部３１を係止して径Ｄ１の杭穴６５Ａを掘削する（ａ）。逆回転して第一ストッパー片４０を伏状態として、第二ストッパー４７で径Ｄ２の杭穴６５Ｂを掘削する（ｂ）。再び正回転して第三ストッパー４８で径Ｄ３の杭穴を掘削する（ｃ）。径Ｄ１＜径Ｄ２＜径Ｄ３である。
【解決手段】第二第三ストッパー４７、４８と、収容凹部３６に起伏自在に第一ストッパー片４０を設けてヘッド本体１とする。対応した操作凹部３１を有し、掘削刃２４付きの掘削腕２０、２０を、ヘッド本体１に揺動自在に取り付けて掘削ヘッド５０とする。正回転して、起状態の第一ストッパー片４０に操作凹部３１を係止して径Ｄ１の杭穴６５Ａを掘削する（ａ）。逆回転して第一ストッパー片４０を伏状態として、第二ストッパー４７で径Ｄ２の杭穴６５Ｂを掘削する（ｂ）。再び正回転して第三ストッパー４８で径Ｄ３の杭穴を掘削する（ｃ）。径Ｄ１＜径Ｄ２＜径Ｄ３である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種杭穴を掘削する際に使用する杭穴掘削ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
掘削ロッドの先端に取り付けて使用する掘削ヘッドで、ヘッド本体の両側に揺動自在の掘削腕（掘削アーム）を設けて構成した掘削ヘッドでは、揺動角度を変えることで、容易に掘削径を設定することができた（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この場合、所定の掘削径で掘削をするために、揺動角度Ａを固定する為の保持機構を設けていた。例えば、ヘッド本体に出没可能な半球形の固定体を設けて、掘削腕に固定体を収容できる凹入部を形成していた（特許文献１）。
【０００４】
また、掘削ロッドの回転方向を代えることにより、掘削腕の揺動方向を変更して、それぞれの揺動方向毎に、最大揺動角度を規制するストッパーを設けて、掘削径を変えることができた。この場合、一側へ揺動する掘削腕の最大揺動角Ｂを規制するストッパーをヘッド本体に設け、他側へ揺動する掘削腕の最大揺動角Ｃを規制するストッパーをヘッド本体に設けていた（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３５６０８６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来の場合、前者の保持機構では、１つの揺動角度しか決定できず、また、固定体と凹入部の着脱するための、固定体のバネの調節、掘削ロッドの回転制御などに熟練技術を要していた。従って、異なる揺動角度を設定するために、２つの保持機構を設けて、固定体と凹入部とを着脱させることは更に難しかった。
【０００７】
また、後者の場合、一側への揺動と、他側への揺動とで、２つの揺動角度を設定できるが、３つの揺動角度を設定することはできなかった。また、前者の保持機構と後者の２つのストッパーを併用した場合でも、揺動方向を切り替えるためには、必ず保持機構の固定体と凹入部との着脱を少なくとも２回繰り返さなければならなかった。
【０００８】
また、掘削ロッドにスパイラルを形成して排土する中掘工法では、正回転して掘削しつつ掘削土を地上に揚げていた。従って、掘削腕を一側へ揺動させて１つの揺動角度しか確保できなかったので、中掘工法で拡大掘削するためには、スパイラル上の掘削土を全部地上に揚げた後に、掘削ロッドを逆回転して、大径用の揺動角度に設定して、掘削する必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
然るにこの発明は、揺動方向により係脱できる構造でストッパーを構成したので、前記問題点を解決して、掘削径の異なる３つの杭穴径で杭穴を掘削し、また、同じ掘削ヘッドで、３つの異なる径の杭穴を掘削できた。
【００１０】
即ちこの発明は、掘削ロッドの先端に取り付けて使用する掘削ヘッドであって、以下のような条件を総てみたすことを特徴とする杭穴掘削ヘッドである。
(1)前記掘削ロッドに連結するヘッド本体に水平軸を設け、該水平軸周りに、先端に掘削刃を有する掘削腕を揺動自在に取りつける。
(2)前記掘削腕の揺動に対応して、前記掘削腕の裏面中間部と対向する前記ヘッド本体の外面該当部とする。
(3)前記掘削腕の裏面中間部又は前記ヘッド本体の外面該当部に、第一ストッパー又は第一ストッパー受けを夫々形成する。
(4)前記第一ストッパー及び第一ストッパー受けは、前記掘削ロッドを一側に回転した際に、前記掘削腕のニュートラル位置から一側への揺動時に互いに係止して、前記掘削腕を第一揺動角度に保持するように構成する。
(5)前記第一ストッパー及び第一ストッパー受けは、前記掘削ロッドを他側に回転した際に、係止を解除して、前記掘削腕を第一揺動角度から他側に揺動可能とするように構成する。
【００１１】
また、前記において、第一ストッパー及び第一ストッパー受けを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) 前記第一ストッパーは、収容凹部の一側のピンを中心に回転自在な第一ストッパー片を取り付けて構成する。
(2) 前記第一ストッパー片は、基端部に前記ピンが取り付けられ、伏せ状態で、収容凹部内に収容され、起状態で、先端部が前記収容凹部から上方に突出する構造とする。
(3) 前記第一ストッパー受けは、起状態の前記第一ストッパー片の上端部を収容できる操作凹部から構成する。
(4) 掘削腕の一側への揺動により、前記操作凹部が、起状態の前記第一ストッパー片に係止して前記操作凹部と第一ストッパー片とは相対的に移動を規制され、前記第一ストッパー片は起状態を維持し、かつ前記掘削腕の他側への揺動により、前記操作凹部が起状態の前記第一ストッパー片を倒して伏状態とすることができるように、前記操作凹部、前記収容凹部及び前記第一ストッパー片を構成した。
【００１２】
更に、前記において、第一ストッパー及び第一ストッパー受けを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) 第一ストッパー片は、基端部で、ピン取付位置の基端側に、該第一ストッパー片の先端部側の軸からずれた屈曲部を連設して構成する。
(2) 操作凹部は、起状態の前記第一ストッパー片の先端部一側を支持する上支持部と、前記屈曲部の他側を支持する下支持部とを有する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明は、第一ストッパー及び第一ストッパー受けを設け、掘削ロッドを一側に回転した際に、掘削腕を第一揺動角度に保持し、更に第一ストッパー及び第一ストッパー受けを、掘削ロッドを他側に回転した際に、係止を解除して、掘削腕を第一揺動角度から他側に揺動可能とするように構成したので、一側への最大揺動を規制する第二ストッパー、他側への最大揺動を規制する第三ストッパーを併用すれば、一つの掘削ロッドで、３つの杭穴径に対応した掘削ができる。従って、掘削ロッドを一側への回転により排土できるようなスパイラルを設けた構造とすれば、一側への回動により、常に排土しながら、軸部及び拡径部の杭穴掘削ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明のストッパーの作動を表す概略した横断面図で、（ａ）はニュートラル状態、（ｂ）は正回転した第一揺動角度、（ｃ）は逆回転中、（ｄ）は逆回転して第二揺動角度、（ｅ）は再び正回転して第三揺動角度の状態を表す。
【図２】この発明の掘削ヘッドの正面図で、ニュートラル位置を表す。
【図３】この発明の掘削ヘッドの正面図で、（ａ）は第一揺動角度（第一掘削径）で掘削中、（ｂ）は第二揺動角度（第二掘削径）で掘削中、（ｃ）は第三揺動角度（第三掘削径）で掘削中、を夫々表す。
【図４】この発明の第一ストッパー片の断面図で、（ａ）は起状態、（ｂ）は起状態から伏状態への途中、（ｃ）は伏状態、を夫々表す。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、この発明の掘削ロッドで掘削した杭穴で形成した基礎杭の縦断面図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は、この発明の掘削ロッドで掘削した他の杭穴で形成した基礎杭の縦断面図である。
【図７】この発明の他の掘削ヘッドの正面図で、（ａ）は第一揺動角度（第一掘削径）で掘削中、（ｂ）は第二揺動角度（第二掘削径）で掘削中、（ｃ）は第三揺動角度（第三掘削径）で掘削中、を夫々表す
【符号の説明】
【００１５】
１ ヘッド本体
２ ヘッド本体の上端部
３ ヘッド本体の膨出部
４ ヘッド本体の膨出部の表面
６ ヘッド本体の連結部
８ ヘッド本体の固定掘削刃
１０ ヘッド本体の揺動軸
１２ ヘッド本体の撹拌板
２０ 掘削腕
２０ａ 掘削腕の一側
２０ｂ 掘削腕の他側
２４ 掘削腕の掘削刃
２６ 掘削腕の撹拌版
３０ 操作版
３１ 操作凹部（第一ストッパー受け）
３２ 操作凹部の一側壁
３３ 操作凹部の他側壁
３５ ピン
３６ 収容凹部（第一ストッパー）
３７ 収容凹部の一側
３７ａ 収容凹部の他側
３８ 主収容凹部
３９ 補助収容凹部
４０ 第一ストッパー片（第一ストッパー）
４０ａ 第一ストッパー片の一側
４０ｂ 第一ストッパー片の他側
４１ 第一ストッパー片の基端部
４２ 第一ストッパー片の先端部
４４ａ 第一ストッパー片の先端部の軸
４４ｂ 第一ストッパー片の屈曲部の軸
４７ 第二ストッパー
４８ 第三ストッパー
５０ 掘削ヘッド
５３ 掘削ロッド
５４ 掘削ロッドの軸
５６ 収容凹部の上支持部（一側）
５７ 収容凹部の下支持部
６４ 地上
６５、６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ 杭穴
６６ 既製杭
６７ 基礎杭
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（１） この発明の掘削ヘッド５０は、掘削ロッド５３の下端と連結する連結部６を上端に有するヘッド本体１の両側に、先端に掘削刃２４、２４を形成した掘削腕２０、２０を揺動自在に取り付けて構成する（図２）。下記説明において、一側とは掘削ロッド５３を正回転した際に掘削腕２０が揺動する側（図２で右側）をいい、他側とは掘削ロッド５３を逆回転した際に掘削腕２０が揺動する側（図２で左側）をいう。
掘削腕２０の一側２０ａに横方向に操作板３０を突設する。操作板３０の裏面に、ヘッド本体１側に向けて開口した操作凹部（第一ストッパー受け）３１を形成してある。掘削腕２０の操作凹部３１の揺動軌跡上で、ヘッド本体１の表面４に、回動自在に第一ストッパー片（第一ストッパー）４０を取り付けた収容凹部（第一ストッパー）３６を形成する。
第一ストッパー片４０は、収容凹部３１の一側３２で上下方向（揺動腕２０の長さ方向）に設けたピン３８に、第一ストッパー片４０の基端部４１を回転自在に取り付けてある。第一ストッパー片４２は、起状態で、収容凹部３６の一側壁３７に沿って立った状態となり、この状態の第一ストッパー片４０の先端部４２は、掘削腕２０の操作凹部３１内に収容されて、この状態で掘削腕２０が揺動できるようになっている。
また、伏状態で、第一ストッパー片４０は、収容凹部３６内に収容され、ヘッド本体１の表面４から突出せず、この範囲で掘削腕２０の揺動に支障が無いような形状に構成される。
また、ヘッド本体１に、掘削ロッド５３を逆回転した際に、掘削腕２０が揺動する側に第二ストッパー４７、掘削ロッド５３を正回転した際に、掘削腕２０が揺動する側に第三ストッパー４８を夫々設ける（図２）。
【００１７】
（２） 掘削ヘッド５０は、掘削ロッド５３の下端に取り付けし、掘削ロッド５３を回転しない場合にニュートラル状態にある（図１（ａ）、図２）。
掘削ロッド５３を正回転すれば、掘削腕２０、２０は矢示６１方向の振れに、掘削腕２０の操作凹部３１も矢示６１方向に移動する。第一ストッパー片４０が収容凹部３６の他側壁３７に当接するので、揺動腕２０は、それ以上の移動を規制される。よって、この位置で、揺動腕２０は第一揺動角度で、径Ｄ１の杭穴を掘削できる（図１（ｂ）、図３（ａ））。
続いて、掘削ロッド５３を逆回転すれば、掘削腕２０、２０は矢示６２方向に振れ、掘削腕２０の操作凹部３１も矢示６２方向に移動する。ここで、操作凹部３１の一側壁３２に当たって、第一ストッパー片４０は倒され（図１（ｃ）、ストッパー片４０は伏せ状態となり収容凹部３６内に収容されるので、掘削腕２０は矢示６２方向に移動して、第二ストッパー４７に当接して、第二揺動角度で、径Ｄ２の杭穴を掘削できる（図１（ｄ）、図３（ｂ））。
続いて、再び掘削ロッド５３を正回転させれば、掘削腕２０、２０は矢示６１方向に振れに、従って、掘削腕２０の操作凹部３１も矢示６１方向に移動し、収容凹部３６（第一ストッパー片４０）を通過して、掘削腕２０が第三ストッパー４８に当接して、第三揺動角度で、径Ｄ３の杭穴を掘削できる（図１（ｅ）、図３（ｃ））。
前記において
径Ｄ１＜径Ｄ２＜径Ｄ３
で形成される。
【実施例１】
【００１８】
図面に基づきこの発明の実施例を説明する。
【００１９】
１．掘削ヘッド５０の構成
【００２０】
（１） この発明の掘削ヘッド５０は、ヘッド本体１の両側に揺動自在に掘削腕２０、２０を取り付けて構成する（図１）。下記説明において、一側とは掘削ロッドを正回転した際に掘削腕２０が揺動する側をいい、他側とは掘削ロッド５３を逆回転した際に掘削腕２０が揺動する側（図２で左側）をいう。
【００２１】
（２） ヘッド本体１は、上端部２は四角柱状で、上端部２に、掘削ロッド５３の下端と連結する連結部６を有し、下部に略水平方向への膨出部３を形成し、下端（膨出部３の下端））に、固定掘削刃８、８を有する。膨出部３は、四角柱状の上端部２に比べて厚さを狭めて、扁平に形成される。
ヘッド本体１の上端部２に、略水平方向で、かつ掘削ロッド５３の直径方向に、揺動軸１０、１０を形成する。揺動軸１０、１０は一体又は分割した構造のいずれでも可能である。下端部に掘削腕２０の上端部２１を、揺動軸１０廻りに回転自在（揺動自在）に取り付ける。
また、ヘッド本体１の上端部２の他の面（揺動軸を設けない面）に、斜めに撹拌板１２、１２を夫々取り付ける。
【００２２】
（３） 掘削腕２０は、ヘッド本体１の扁平の膨出部３の表面に沿うように、中間部２２に両掘削腕２０、２０が近づき、下端部２３、２３で離れるように外側に向けて屈曲した形状となっている。掘削腕２０の下端に、下端部２３を斜め下方に延長する方向に沿って、掘削刃２４、２４を取り付けてある。従って、掘削刃２４は、刃先２４ａを下方（掘削腕の軸方向の延長側）に向けて、かつ外方（ロッド軸５４に対して放射状）に向けて斜めに形成してある。
また、掘削腕２０の一側２０ａに半円状の撹拌板２６を取り付けてある。
また、掘削腕２０の他側２０ｂ（掘削ロッド５３の逆回転方向に揺動する側）の中間部に横方向に操作板３０を突設する。操作板３０の裏面（ヘッド本体１側の面）は、掘削腕２０を揺動した際に、ヘッド本体１の表面４に沿って、移動できるような位置に配置される。また、操作板３０には、裏面側から長方形の操作凹部３１を形成し、操作板３０の表面側に貫通させる。
【００２３】
（４） 掘削腕２０の操作板３０の操作凹部３１の揺動軌跡上で、ヘッド本体１の表面４に、収容凹部３６を形成し、収容凹部３６に回動自在に第一ストッパー片４０を取り付ける。第一ストッパー片４０は、収容凹部３６の一側３７で、図２の上下方向（揺動腕２０の長さ方向）に設けたピン３５に、第一ストッパー片４０の基端部４１を回転自在に取り付けてある。
第一ストッパー片４０は、起状態で、収容凹部３６の一側３７の壁に沿って立った状態となり、この状態の第一ストッパー片４０の先端部４２は、掘削腕２０の操作凹部３１内に収容されて、この状態で掘削腕２０が揺動できるように、なっている。
また、伏状態で、第一ストッパー片４０は、収容凹部３６内に収容され、ヘッド本体１の表面から突出せず（あるいは多少突出することは可能）、この範囲で掘削腕２０の揺動に支障が無いような形状に構成される。
【００２４】
（５） 第一ストッパー片４０は板状で、先端を丸めた断面長方形状の先端部４１に連続して、基端部４２が形成され、基端部４２に先端部４１の軸４４ａに対して、他側に軸をずらした軸４４ｂを有する屈曲部４３を形成する（図４（ａ））。収容凹部３１には、起状態及び伏状態の第一ストッパー片４０の先端部４１に対応した主収容凹部３８と、起状態及び伏状態の屈曲部４３に対応した補助収容凹部３９とを形成してある。主収容凹部３８と補助収容凹部３９で収容凹部３６を構成し、主収容凹部３８は、操作凹部３６全体の上・他側（図４（ａ）で上・右側）に位置し、主収容凹部３８に連続して、下・一側（図４（ａ）で下・左側）に補助収容凹部３９が形成された構成である（図４（ａ））。
また、収容凹部３６は、一側３７の開口付近に、起状態の第一ストッパー片４０の先端部４１の一側４０ａに当接する上支持部５６を有する。上支持部５６は、他側３７ａに向けて横方向に突出した構造で、ピン３８の位置より上方に位置する。
また、収容凹部３６は、他側３７ａの下側（補助収容凹部３９の他側）に、起状態の第一ストッパー片の屈曲部４３の他側４０ｂに当接する下支持部５７を有する。下支持部５７は、補助収容凹部の他側３７の側壁を構成する。
第一ストッパー片４０は、起状態で、先端部４１の一側４０ａが、収容凹部３６の他側３７の上支持部５６に当接し、かつ屈曲部４３の他側４０ｂが、収容凹部３６の下支持部５７に当接して、図４中右回りの回転が強固に規制され、掘削腕２０の第一揺動角度（第一掘削径Ｄ１）を規制できる（図２（ｂ）、図４（ａ））。
【００２５】
（６） また、ヘッド本体１に、掘削ロッド５３を逆回転した際に、掘削腕２０が揺動した場合に、掘削腕２０に当接して第二揺動角度（第二掘削径Ｄ２）を規制する第二ストッパー４５を設ける。また、ヘッド本体１に、掘削ロッド５３を正回転した際に、掘削腕２０が揺動した場合に、掘削腕２０に当接して第三掘削角度（第三掘削径Ｄ３）を規制する第三ストッパー４７を設ける。
前記において
径Ｄ１＜径Ｄ２＜径Ｄ３
とする。
【００２６】
２．掘削ヘッド５０の作動
【００２７】
（１） 掘削ヘッド５０は、掘削ロッド５３の下端に取り付けして、従来の掘削ヘッドと同様に使用する。この状態で、掘削ロッド５３は回転せず、掘削ヘッド５０はニュートラル状態にある（図２、図１（ａ）参照）。この状態で、掘削腕２０は自重で垂れた状態にあり、第一ストッパー片４０を起状態とさせ、第一ストッパー片４０の先端部４２は操作凹部３１内に位置する。
【００２８】
（２） 掘削ロッド５３を正回転すると、掘削ヘッド５０も正回転して、土圧により掘削腕２０、２０は図４、図１の矢示６１方向に振れ、従って、掘削腕２０の操作凹部３１も矢示６１方向に移動する。第一ストッパー片４０は先端部４２の一側４０ａが収容凹部３６の上支持部５６（他側壁３７）に当接し、さらに屈曲部４３の他側４０ｂが下支持部５７に当接するので、それ以上のピン３５の右周りの回転が規制されている。
従って、操作凹部３１の他側壁３７ａが第一ストッパー片４０の他側４０ｂに当接係止すると、揺動腕２０は、それ以上の移動を規制される。よって、この位置で、揺動腕２０は、掘削刃２４、２４、固定掘削刃８、８により、第一揺動角度で、径Ｄ１の杭穴６５Ａを掘削できる（図４（ａ）、図３（ａ）、図１（ｂ）参照）。
また、この状態で、第一ストッパー片４０の先端部４２が上支持部５６に当接し、屈曲部４３が下支持部５７に当接するので、収容凹部３６の補助収容凹部３９は密封され、泥土が入るおそれがなく、その後の第一ストッパー片の回動が支障なく行われる。
【００２９】
（３） 所定の深さまで径Ｄ１の杭穴を掘削が完了したならば、掘削ロッド５３を逆回転すると、土圧により掘削腕２０、２０は矢示６２方向に振れに、従って、掘削腕２０の操作凹部３１も図４、図１の矢示６２方向に移動する。ここで、操作凹部３１の一側壁３２の開口縁が第一ストッパー片４０の他側４０ｂに当接して、第一ストッパー片４０をピン３５廻りに左回転させ、第一ストッパー片４０を倒す（図３（ｂ）、図１（ｃ）参照）。
更に、掘削腕２０は矢示６２方向に移動して、収容凹部３６を通過する（図４（ｃ））。そして、掘削腕２０は第二ストッパー４７に当接して、それ以上の移動が規制され、掘削刃２４、２４、固定掘削刃８、８により、第二揺動角度で、径Ｄ２の杭穴６５Ｂを掘削できる（図３（ｂ）、図１（ｄ）参照）。この状態で、第一ストッパー片４０は収容凹部３６内に収容され（概ね、先端部４２は主収容凹部３８に、屈曲部４３は補助収容凹部３９内に位置する）、この状態を維持する。この際、第一ストッパー片４０の一側４０ａは、ヘッド本体１の表面より突出しない。
また、この状態で、第一ストッパー片４０は先端部４２の他側４０ｂが主収容凹部３８の底部分（下支持部５７の上面）に当接し、屈曲部４３の一側４０ａが補助収容部３９の天井（上支持部５６の下面）に当接するので、この状態でも補助収容部への泥土の侵入を防止できる。
【００３０】
（４） 所定の深さまで径Ｄ２の杭穴を掘削が完了したならば、再び掘削ロッド５３を正回転させれば、土圧により、掘削腕２０、２０は矢示６１方向に振れに、従って、掘削腕２０の操作凹部３１も矢示６１方向に移動し、収容凹部３６（第一ストッパー片４０）を通過して、更に移動し、掘削腕２０が第三ストッパー４８に当接して、それ以上の移動が規制される。よって、掘削腕２０の掘削刃２４、２４、固定掘削刃８、８により、第三揺動角度で、径Ｄ３の杭穴６５Ｃを掘削できる（図３（ｃ）、図１（ｅ）参照）。
【００３１】
（５） 所定の深さまで、径Ｄ３の掘削が終了したならば、従来と同様に、掘削ロッド５３の回転を停止して、掘削ロッド５３を掘削ヘッド５０ともに地上６４に引き上げる。この際、従来と同様に、セメントミルクなどを杭穴６５内に充填し、また必要ならば、掘削ロッド５３（掘削ヘッド５０）を回動して、杭穴充填物を撹拌して、既製杭６６を杭穴６５内（杭穴６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ）に沈設して、基礎杭６７を構成する（図５（ｂ））。
【００３２】
（６） また、杭穴は、上記例に限らず、第一ストッパー片４０、第二ストッパー４７、第三ストッパー４８を適宜組み合わせて、任意の杭穴を掘削できる。
例えば、図５（ｃ）のように、以下の掘削をすることもできる。
・正回転：杭穴Ａ（径Ｄ１。第一ストッパー片４０）
・一旦逆回転：第一ストッパー片４０を伏状態とする。
【００３３】
・直ぐに正回転：杭穴Ｃ（径Ｄ３。第三ストッパー片４８）
・逆回転：杭穴Ｂ（径Ｄ２。第二ストッパー４７）
・正回転：杭穴Ｃ（径Ｄ３。第三ストッパー４８）
また、中掘工法で、排土用のスパイラルを形成した掘削ロッド５３を使用して、
・正回転：杭穴Ａ（径Ｄ１。第一ストッパー片４０）
・一旦逆回転：第一ストッパー片４０を伏状態とする。
・直ぐに正回転：杭穴Ｃ（径Ｄ３。第三ストッパー片４８）
のように、掘削すれば、常に排土をしながら、拡大根固め部を有する杭穴を掘削できる（図５（ａ））。
【００３４】
（７） また、他の杭穴の掘削例として、地面６４に近い側から杭底に向けて、
・杭穴６５Ｂ（径Ｄ２。第二ストッパー４７）
・杭穴６５Ａ（径Ｄ１。第一ストッパー片４０）
・杭穴６５Ｃ（径Ｄ３。第三ストッパー４８）
という構成の杭穴６５を掘削することもできる（図６（ａ））。この場合には、一旦、地面６４から正回転して全深さまで径Ｄ１で掘削して（第一ストッパー片４０は起状態）、次ぎに逆回転して第一ストッパー片４０を伏せ状態として、直ぐに正回転して、底部をＤ１から拡大して径Ｄ３で掘削し杭穴６５Ｃとし、回転を停止して、掘削ヘッド５０を引き上げながら地上６４付近で、再び逆回転して、径Ｄ１から拡大して径Ｄ２で掘削して杭穴６５Ｂとする。そして、前記実施例と同様に、掘削ヘッド５０を地上に引き上げ、杭穴６５内に既製杭６６を沈設して、基礎杭６７を構築する（図６（ａ））。
また、この場合、他の掘削方法とすることもできる。先ず、ニュートラル状態で、第一ストッパー片４０を伏せ状態として、逆回転して先ず地面６４付近を径Ｄ２で掘削して杭穴６５Ｂを形成し、一旦掘削ヘッド５０を地上に引き上げる。次ぎに、引き上げた掘削ヘッド５０で、第一ストッパー片４０を起せ状態として、前記実施例と同様に、杭穴６５Ｂの下方を径Ｄ１の杭穴６５Ａ、底付近を杭穴６５Ｃの掘削をする。
【００３５】
（８） また、他の杭穴の掘削例として、地面６４に近い側から杭底に向けて、
・杭穴６５Ａ（径Ｄ１。第一ストッパー片４０）
・杭穴６５Ｂ（径Ｄ２。第二ストッパー４７）
・杭穴６５Ａ（径Ｄ１。第一ストッパー片４０）
・杭穴６５Ｃ（径Ｄ３。第三ストッパー４８）
という構成の杭穴６５を掘削することもできる（図６（ｂ））。この場合には、一旦、地面６４から正回転して全深さまで径Ｄ１で掘削して（第一ストッパー片４０は起状態）、次ぎに逆回転して第一ストッパー片４０を伏せ状態として、直ぐに正回転して、底部をＤ１から拡大して径Ｄ３で掘削し杭穴６５Ｃとし、回転を停止して、掘削ヘッド５０を引き上げながら、中間地点やや上方でで、再び正回転して、径Ｄ１から拡大して径Ｄ２で掘削して杭穴６５Ｂとする。そして、前記実施例と同様に、掘削ヘッド５０を地上に引き上げ、杭穴６５内に既製杭６６を沈設して、基礎杭６７を構築する（図６（ｂ））。
【００３６】
（９） また、この掘削ヘッド５０は、既製杭６６を使用しないいわゆる現場造成杭の杭穴の掘削にも適用できる（図示していない）。
【００３７】
３．他の実施例
【００３８】
（１） 前記実施例において、操作凹部３１は、操作板３０の裏面から表面に貫通させて形成したが、貫通させないこともできる（図１参照）。この場合には、操作板３０の表面から掘削土が入るおそれがないので、より好ましい。
また、前記実施例において、操作凹部３１は、掘削腕２０に突設した操作板３０に形成したが、掘削腕２０の裏面（ヘッド本体１の表面４に面する側）に設けることもできる（図示していない）。
【００３９】
（２） また、前記実施例において、第一ストッパー片４０は起伏して、起状態で、正回転で操作凹部３１の移動を規制でき、逆回転で、第一ストッパー片４０を伏せ状態とすることができれば、第一ストッパー片４０、収容凹部３６の構造は任意である（図示していない）。
【００４０】
（３） また、前記実施例において、第二ストッパー４７を使って径Ｄ２で掘削している際に、操作板３０の裏面で、伏せ状態の第一ストッパー片４０、収容凹部３６を塞ぐように、収容凹部３６、操作板３０、第二ストッパー４７等の構造を変更することもできる（図７（ａ）（ｂ））。この場合には、径Ｄ２で掘削する際に、収容凹部３６及び第一ストッパー片４０に掘削土中の礫などが当たるおそれを防ぎ、不慮に第一ストッパー片４０が起状態となることを確実に防止できる。
また、同様に径Ｄ２で掘削している際に、掘削腕２０の裏面で、伏せ状態の第一ストッパー片４０、収容凹部３６を塞ぐように、掘削腕２０、収容凹部３６、操作板３０、第二ストッパー４７等の構造を変更することもできる（図示していない）。
【００４１】
（４） また、前記実施例において、第二ストッパー４７を、第三ストッパー４８よりも外側に配置して、
径Ｄ１＜径Ｄ３＜径Ｄ２
とすることもできる（図示していない）。
【００４２】
（５） また、前記実施例において、一側を掘削ロッドの正回転側、他側を掘削ロッド５３の逆回転側としたが、一側を逆回転側、他側を正回転側とすることもできる（図示していない）。要は、一側、他側で回転方向が変わっていれば良い。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種杭穴を掘削する際に使用する杭穴掘削ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
掘削ロッドの先端に取り付けて使用する掘削ヘッドで、ヘッド本体の両側に揺動自在の掘削腕（掘削アーム）を設けて構成した掘削ヘッドでは、揺動角度を変えることで、容易に掘削径を設定することができた（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この場合、所定の掘削径で掘削をするために、揺動角度Ａを固定する為の保持機構を設けていた。例えば、ヘッド本体に出没可能な半球形の固定体を設けて、掘削腕に固定体を収容できる凹入部を形成していた（特許文献１）。
【０００４】
また、掘削ロッドの回転方向を代えることにより、掘削腕の揺動方向を変更して、それぞれの揺動方向毎に、最大揺動角度を規制するストッパーを設けて、掘削径を変えることができた。この場合、一側へ揺動する掘削腕の最大揺動角Ｂを規制するストッパーをヘッド本体に設け、他側へ揺動する掘削腕の最大揺動角Ｃを規制するストッパーをヘッド本体に設けていた（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３５６０８６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来の場合、前者の保持機構では、１つの揺動角度しか決定できず、また、固定体と凹入部の着脱するための、固定体のバネの調節、掘削ロッドの回転制御などに熟練技術を要していた。従って、異なる揺動角度を設定するために、２つの保持機構を設けて、固定体と凹入部とを着脱させることは更に難しかった。
【０００７】
また、後者の場合、一側への揺動と、他側への揺動とで、２つの揺動角度を設定できるが、３つの揺動角度を設定することはできなかった。また、前者の保持機構と後者の２つのストッパーを併用した場合でも、揺動方向を切り替えるためには、必ず保持機構の固定体と凹入部との着脱を少なくとも２回繰り返さなければならなかった。
【０００８】
また、掘削ロッドにスパイラルを形成して排土する中掘工法では、正回転して掘削しつつ掘削土を地上に揚げていた。従って、掘削腕を一側へ揺動させて１つの揺動角度しか確保できなかったので、中掘工法で拡大掘削するためには、スパイラル上の掘削土を全部地上に揚げた後に、掘削ロッドを逆回転して、大径用の揺動角度に設定して、掘削する必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
然るにこの発明は、揺動方向により係脱できる構造でストッパーを構成したので、前記問題点を解決して、掘削径の異なる３つの杭穴径で杭穴を掘削し、また、同じ掘削ヘッドで、３つの異なる径の杭穴を掘削できた。
【００１０】
即ちこの発明は、掘削ロッドの先端に取り付けて使用する掘削ヘッドであって、以下のような条件を総てみたすことを特徴とする杭穴掘削ヘッドである。
(1)前記掘削ロッドに連結するヘッド本体に水平軸を設け、該水平軸周りに、先端に掘削刃を有する掘削腕を揺動自在に取りつける。
(2)前記掘削腕の揺動に対応して、前記掘削腕の裏面中間部と対向する前記ヘッド本体の外面該当部とする。
(3)前記掘削腕の裏面中間部又は前記ヘッド本体の外面該当部に、第一ストッパー又は第一ストッパー受けを夫々形成する。
(4)前記第一ストッパー及び第一ストッパー受けは、前記掘削ロッドを一側に回転した際に、前記掘削腕のニュートラル位置から一側への揺動時に互いに係止して、前記掘削腕を第一揺動角度に保持するように構成する。
(5)前記第一ストッパー及び第一ストッパー受けは、前記掘削ロッドを他側に回転した際に、係止を解除して、前記掘削腕を第一揺動角度から他側に揺動可能とするように構成する。
【００１１】
また、前記において、第一ストッパー及び第一ストッパー受けを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) 前記第一ストッパーは、収容凹部の一側のピンを中心に回転自在な第一ストッパー片を取り付けて構成する。
(2) 前記第一ストッパー片は、基端部に前記ピンが取り付けられ、伏せ状態で、収容凹部内に収容され、起状態で、先端部が前記収容凹部から上方に突出する構造とする。
(3) 前記第一ストッパー受けは、起状態の前記第一ストッパー片の上端部を収容できる操作凹部から構成する。
(4) 掘削腕の一側への揺動により、前記操作凹部が、起状態の前記第一ストッパー片に係止して前記操作凹部と第一ストッパー片とは相対的に移動を規制され、前記第一ストッパー片は起状態を維持し、かつ前記掘削腕の他側への揺動により、前記操作凹部が起状態の前記第一ストッパー片を倒して伏状態とすることができるように、前記操作凹部、前記収容凹部及び前記第一ストッパー片を構成した。
【００１２】
更に、前記において、第一ストッパー及び第一ストッパー受けを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) 第一ストッパー片は、基端部で、ピン取付位置の基端側に、該第一ストッパー片の先端部側の軸からずれた屈曲部を連設して構成する。
(2) 操作凹部は、起状態の前記第一ストッパー片の先端部一側を支持する上支持部と、前記屈曲部の他側を支持する下支持部とを有する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明は、第一ストッパー及び第一ストッパー受けを設け、掘削ロッドを一側に回転した際に、掘削腕を第一揺動角度に保持し、更に第一ストッパー及び第一ストッパー受けを、掘削ロッドを他側に回転した際に、係止を解除して、掘削腕を第一揺動角度から他側に揺動可能とするように構成したので、一側への最大揺動を規制する第二ストッパー、他側への最大揺動を規制する第三ストッパーを併用すれば、一つの掘削ロッドで、３つの杭穴径に対応した掘削ができる。従って、掘削ロッドを一側への回転により排土できるようなスパイラルを設けた構造とすれば、一側への回動により、常に排土しながら、軸部及び拡径部の杭穴掘削ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明のストッパーの作動を表す概略した横断面図で、（ａ）はニュートラル状態、（ｂ）は正回転した第一揺動角度、（ｃ）は逆回転中、（ｄ）は逆回転して第二揺動角度、（ｅ）は再び正回転して第三揺動角度の状態を表す。
【図２】この発明の掘削ヘッドの正面図で、ニュートラル位置を表す。
【図３】この発明の掘削ヘッドの正面図で、（ａ）は第一揺動角度（第一掘削径）で掘削中、（ｂ）は第二揺動角度（第二掘削径）で掘削中、（ｃ）は第三揺動角度（第三掘削径）で掘削中、を夫々表す。
【図４】この発明の第一ストッパー片の断面図で、（ａ）は起状態、（ｂ）は起状態から伏状態への途中、（ｃ）は伏状態、を夫々表す。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、この発明の掘削ロッドで掘削した杭穴で形成した基礎杭の縦断面図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は、この発明の掘削ロッドで掘削した他の杭穴で形成した基礎杭の縦断面図である。
【図７】この発明の他の掘削ヘッドの正面図で、（ａ）は第一揺動角度（第一掘削径）で掘削中、（ｂ）は第二揺動角度（第二掘削径）で掘削中、（ｃ）は第三揺動角度（第三掘削径）で掘削中、を夫々表す
【符号の説明】
【００１５】
１ ヘッド本体
２ ヘッド本体の上端部
３ ヘッド本体の膨出部
４ ヘッド本体の膨出部の表面
６ ヘッド本体の連結部
８ ヘッド本体の固定掘削刃
１０ ヘッド本体の揺動軸
１２ ヘッド本体の撹拌板
２０ 掘削腕
２０ａ 掘削腕の一側
２０ｂ 掘削腕の他側
２４ 掘削腕の掘削刃
２６ 掘削腕の撹拌版
３０ 操作版
３１ 操作凹部（第一ストッパー受け）
３２ 操作凹部の一側壁
３３ 操作凹部の他側壁
３５ ピン
３６ 収容凹部（第一ストッパー）
３７ 収容凹部の一側
３７ａ 収容凹部の他側
３８ 主収容凹部
３９ 補助収容凹部
４０ 第一ストッパー片（第一ストッパー）
４０ａ 第一ストッパー片の一側
４０ｂ 第一ストッパー片の他側
４１ 第一ストッパー片の基端部
４２ 第一ストッパー片の先端部
４４ａ 第一ストッパー片の先端部の軸
４４ｂ 第一ストッパー片の屈曲部の軸
４７ 第二ストッパー
４８ 第三ストッパー
５０ 掘削ヘッド
５３ 掘削ロッド
５４ 掘削ロッドの軸
５６ 収容凹部の上支持部（一側）
５７ 収容凹部の下支持部
６４ 地上
６５、６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ 杭穴
６６ 既製杭
６７ 基礎杭
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（１） この発明の掘削ヘッド５０は、掘削ロッド５３の下端と連結する連結部６を上端に有するヘッド本体１の両側に、先端に掘削刃２４、２４を形成した掘削腕２０、２０を揺動自在に取り付けて構成する（図２）。下記説明において、一側とは掘削ロッド５３を正回転した際に掘削腕２０が揺動する側（図２で右側）をいい、他側とは掘削ロッド５３を逆回転した際に掘削腕２０が揺動する側（図２で左側）をいう。
掘削腕２０の一側２０ａに横方向に操作板３０を突設する。操作板３０の裏面に、ヘッド本体１側に向けて開口した操作凹部（第一ストッパー受け）３１を形成してある。掘削腕２０の操作凹部３１の揺動軌跡上で、ヘッド本体１の表面４に、回動自在に第一ストッパー片（第一ストッパー）４０を取り付けた収容凹部（第一ストッパー）３６を形成する。
第一ストッパー片４０は、収容凹部３１の一側３２で上下方向（揺動腕２０の長さ方向）に設けたピン３８に、第一ストッパー片４０の基端部４１を回転自在に取り付けてある。第一ストッパー片４２は、起状態で、収容凹部３６の一側壁３７に沿って立った状態となり、この状態の第一ストッパー片４０の先端部４２は、掘削腕２０の操作凹部３１内に収容されて、この状態で掘削腕２０が揺動できるようになっている。
また、伏状態で、第一ストッパー片４０は、収容凹部３６内に収容され、ヘッド本体１の表面４から突出せず、この範囲で掘削腕２０の揺動に支障が無いような形状に構成される。
また、ヘッド本体１に、掘削ロッド５３を逆回転した際に、掘削腕２０が揺動する側に第二ストッパー４７、掘削ロッド５３を正回転した際に、掘削腕２０が揺動する側に第三ストッパー４８を夫々設ける（図２）。
【００１７】
（２） 掘削ヘッド５０は、掘削ロッド５３の下端に取り付けし、掘削ロッド５３を回転しない場合にニュートラル状態にある（図１（ａ）、図２）。
掘削ロッド５３を正回転すれば、掘削腕２０、２０は矢示６１方向の振れに、掘削腕２０の操作凹部３１も矢示６１方向に移動する。第一ストッパー片４０が収容凹部３６の他側壁３７に当接するので、揺動腕２０は、それ以上の移動を規制される。よって、この位置で、揺動腕２０は第一揺動角度で、径Ｄ１の杭穴を掘削できる（図１（ｂ）、図３（ａ））。
続いて、掘削ロッド５３を逆回転すれば、掘削腕２０、２０は矢示６２方向に振れ、掘削腕２０の操作凹部３１も矢示６２方向に移動する。ここで、操作凹部３１の一側壁３２に当たって、第一ストッパー片４０は倒され（図１（ｃ）、ストッパー片４０は伏せ状態となり収容凹部３６内に収容されるので、掘削腕２０は矢示６２方向に移動して、第二ストッパー４７に当接して、第二揺動角度で、径Ｄ２の杭穴を掘削できる（図１（ｄ）、図３（ｂ））。
続いて、再び掘削ロッド５３を正回転させれば、掘削腕２０、２０は矢示６１方向に振れに、従って、掘削腕２０の操作凹部３１も矢示６１方向に移動し、収容凹部３６（第一ストッパー片４０）を通過して、掘削腕２０が第三ストッパー４８に当接して、第三揺動角度で、径Ｄ３の杭穴を掘削できる（図１（ｅ）、図３（ｃ））。
前記において
径Ｄ１＜径Ｄ２＜径Ｄ３
で形成される。
【実施例１】
【００１８】
図面に基づきこの発明の実施例を説明する。
【００１９】
１．掘削ヘッド５０の構成
【００２０】
（１） この発明の掘削ヘッド５０は、ヘッド本体１の両側に揺動自在に掘削腕２０、２０を取り付けて構成する（図１）。下記説明において、一側とは掘削ロッドを正回転した際に掘削腕２０が揺動する側をいい、他側とは掘削ロッド５３を逆回転した際に掘削腕２０が揺動する側（図２で左側）をいう。
【００２１】
（２） ヘッド本体１は、上端部２は四角柱状で、上端部２に、掘削ロッド５３の下端と連結する連結部６を有し、下部に略水平方向への膨出部３を形成し、下端（膨出部３の下端））に、固定掘削刃８、８を有する。膨出部３は、四角柱状の上端部２に比べて厚さを狭めて、扁平に形成される。
ヘッド本体１の上端部２に、略水平方向で、かつ掘削ロッド５３の直径方向に、揺動軸１０、１０を形成する。揺動軸１０、１０は一体又は分割した構造のいずれでも可能である。下端部に掘削腕２０の上端部２１を、揺動軸１０廻りに回転自在（揺動自在）に取り付ける。
また、ヘッド本体１の上端部２の他の面（揺動軸を設けない面）に、斜めに撹拌板１２、１２を夫々取り付ける。
【００２２】
（３） 掘削腕２０は、ヘッド本体１の扁平の膨出部３の表面に沿うように、中間部２２に両掘削腕２０、２０が近づき、下端部２３、２３で離れるように外側に向けて屈曲した形状となっている。掘削腕２０の下端に、下端部２３を斜め下方に延長する方向に沿って、掘削刃２４、２４を取り付けてある。従って、掘削刃２４は、刃先２４ａを下方（掘削腕の軸方向の延長側）に向けて、かつ外方（ロッド軸５４に対して放射状）に向けて斜めに形成してある。
また、掘削腕２０の一側２０ａに半円状の撹拌板２６を取り付けてある。
また、掘削腕２０の他側２０ｂ（掘削ロッド５３の逆回転方向に揺動する側）の中間部に横方向に操作板３０を突設する。操作板３０の裏面（ヘッド本体１側の面）は、掘削腕２０を揺動した際に、ヘッド本体１の表面４に沿って、移動できるような位置に配置される。また、操作板３０には、裏面側から長方形の操作凹部３１を形成し、操作板３０の表面側に貫通させる。
【００２３】
（４） 掘削腕２０の操作板３０の操作凹部３１の揺動軌跡上で、ヘッド本体１の表面４に、収容凹部３６を形成し、収容凹部３６に回動自在に第一ストッパー片４０を取り付ける。第一ストッパー片４０は、収容凹部３６の一側３７で、図２の上下方向（揺動腕２０の長さ方向）に設けたピン３５に、第一ストッパー片４０の基端部４１を回転自在に取り付けてある。
第一ストッパー片４０は、起状態で、収容凹部３６の一側３７の壁に沿って立った状態となり、この状態の第一ストッパー片４０の先端部４２は、掘削腕２０の操作凹部３１内に収容されて、この状態で掘削腕２０が揺動できるように、なっている。
また、伏状態で、第一ストッパー片４０は、収容凹部３６内に収容され、ヘッド本体１の表面から突出せず（あるいは多少突出することは可能）、この範囲で掘削腕２０の揺動に支障が無いような形状に構成される。
【００２４】
（５） 第一ストッパー片４０は板状で、先端を丸めた断面長方形状の先端部４１に連続して、基端部４２が形成され、基端部４２に先端部４１の軸４４ａに対して、他側に軸をずらした軸４４ｂを有する屈曲部４３を形成する（図４（ａ））。収容凹部３１には、起状態及び伏状態の第一ストッパー片４０の先端部４１に対応した主収容凹部３８と、起状態及び伏状態の屈曲部４３に対応した補助収容凹部３９とを形成してある。主収容凹部３８と補助収容凹部３９で収容凹部３６を構成し、主収容凹部３８は、操作凹部３６全体の上・他側（図４（ａ）で上・右側）に位置し、主収容凹部３８に連続して、下・一側（図４（ａ）で下・左側）に補助収容凹部３９が形成された構成である（図４（ａ））。
また、収容凹部３６は、一側３７の開口付近に、起状態の第一ストッパー片４０の先端部４１の一側４０ａに当接する上支持部５６を有する。上支持部５６は、他側３７ａに向けて横方向に突出した構造で、ピン３８の位置より上方に位置する。
また、収容凹部３６は、他側３７ａの下側（補助収容凹部３９の他側）に、起状態の第一ストッパー片の屈曲部４３の他側４０ｂに当接する下支持部５７を有する。下支持部５７は、補助収容凹部の他側３７の側壁を構成する。
第一ストッパー片４０は、起状態で、先端部４１の一側４０ａが、収容凹部３６の他側３７の上支持部５６に当接し、かつ屈曲部４３の他側４０ｂが、収容凹部３６の下支持部５７に当接して、図４中右回りの回転が強固に規制され、掘削腕２０の第一揺動角度（第一掘削径Ｄ１）を規制できる（図２（ｂ）、図４（ａ））。
【００２５】
（６） また、ヘッド本体１に、掘削ロッド５３を逆回転した際に、掘削腕２０が揺動した場合に、掘削腕２０に当接して第二揺動角度（第二掘削径Ｄ２）を規制する第二ストッパー４５を設ける。また、ヘッド本体１に、掘削ロッド５３を正回転した際に、掘削腕２０が揺動した場合に、掘削腕２０に当接して第三掘削角度（第三掘削径Ｄ３）を規制する第三ストッパー４７を設ける。
前記において
径Ｄ１＜径Ｄ２＜径Ｄ３
とする。
【００２６】
２．掘削ヘッド５０の作動
【００２７】
（１） 掘削ヘッド５０は、掘削ロッド５３の下端に取り付けして、従来の掘削ヘッドと同様に使用する。この状態で、掘削ロッド５３は回転せず、掘削ヘッド５０はニュートラル状態にある（図２、図１（ａ）参照）。この状態で、掘削腕２０は自重で垂れた状態にあり、第一ストッパー片４０を起状態とさせ、第一ストッパー片４０の先端部４２は操作凹部３１内に位置する。
【００２８】
（２） 掘削ロッド５３を正回転すると、掘削ヘッド５０も正回転して、土圧により掘削腕２０、２０は図４、図１の矢示６１方向に振れ、従って、掘削腕２０の操作凹部３１も矢示６１方向に移動する。第一ストッパー片４０は先端部４２の一側４０ａが収容凹部３６の上支持部５６（他側壁３７）に当接し、さらに屈曲部４３の他側４０ｂが下支持部５７に当接するので、それ以上のピン３５の右周りの回転が規制されている。
従って、操作凹部３１の他側壁３７ａが第一ストッパー片４０の他側４０ｂに当接係止すると、揺動腕２０は、それ以上の移動を規制される。よって、この位置で、揺動腕２０は、掘削刃２４、２４、固定掘削刃８、８により、第一揺動角度で、径Ｄ１の杭穴６５Ａを掘削できる（図４（ａ）、図３（ａ）、図１（ｂ）参照）。
また、この状態で、第一ストッパー片４０の先端部４２が上支持部５６に当接し、屈曲部４３が下支持部５７に当接するので、収容凹部３６の補助収容凹部３９は密封され、泥土が入るおそれがなく、その後の第一ストッパー片の回動が支障なく行われる。
【００２９】
（３） 所定の深さまで径Ｄ１の杭穴を掘削が完了したならば、掘削ロッド５３を逆回転すると、土圧により掘削腕２０、２０は矢示６２方向に振れに、従って、掘削腕２０の操作凹部３１も図４、図１の矢示６２方向に移動する。ここで、操作凹部３１の一側壁３２の開口縁が第一ストッパー片４０の他側４０ｂに当接して、第一ストッパー片４０をピン３５廻りに左回転させ、第一ストッパー片４０を倒す（図３（ｂ）、図１（ｃ）参照）。
更に、掘削腕２０は矢示６２方向に移動して、収容凹部３６を通過する（図４（ｃ））。そして、掘削腕２０は第二ストッパー４７に当接して、それ以上の移動が規制され、掘削刃２４、２４、固定掘削刃８、８により、第二揺動角度で、径Ｄ２の杭穴６５Ｂを掘削できる（図３（ｂ）、図１（ｄ）参照）。この状態で、第一ストッパー片４０は収容凹部３６内に収容され（概ね、先端部４２は主収容凹部３８に、屈曲部４３は補助収容凹部３９内に位置する）、この状態を維持する。この際、第一ストッパー片４０の一側４０ａは、ヘッド本体１の表面より突出しない。
また、この状態で、第一ストッパー片４０は先端部４２の他側４０ｂが主収容凹部３８の底部分（下支持部５７の上面）に当接し、屈曲部４３の一側４０ａが補助収容部３９の天井（上支持部５６の下面）に当接するので、この状態でも補助収容部への泥土の侵入を防止できる。
【００３０】
（４） 所定の深さまで径Ｄ２の杭穴を掘削が完了したならば、再び掘削ロッド５３を正回転させれば、土圧により、掘削腕２０、２０は矢示６１方向に振れに、従って、掘削腕２０の操作凹部３１も矢示６１方向に移動し、収容凹部３６（第一ストッパー片４０）を通過して、更に移動し、掘削腕２０が第三ストッパー４８に当接して、それ以上の移動が規制される。よって、掘削腕２０の掘削刃２４、２４、固定掘削刃８、８により、第三揺動角度で、径Ｄ３の杭穴６５Ｃを掘削できる（図３（ｃ）、図１（ｅ）参照）。
【００３１】
（５） 所定の深さまで、径Ｄ３の掘削が終了したならば、従来と同様に、掘削ロッド５３の回転を停止して、掘削ロッド５３を掘削ヘッド５０ともに地上６４に引き上げる。この際、従来と同様に、セメントミルクなどを杭穴６５内に充填し、また必要ならば、掘削ロッド５３（掘削ヘッド５０）を回動して、杭穴充填物を撹拌して、既製杭６６を杭穴６５内（杭穴６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ）に沈設して、基礎杭６７を構成する（図５（ｂ））。
【００３２】
（６） また、杭穴は、上記例に限らず、第一ストッパー片４０、第二ストッパー４７、第三ストッパー４８を適宜組み合わせて、任意の杭穴を掘削できる。
例えば、図５（ｃ）のように、以下の掘削をすることもできる。
・正回転：杭穴Ａ（径Ｄ１。第一ストッパー片４０）
・一旦逆回転：第一ストッパー片４０を伏状態とする。
【００３３】
・直ぐに正回転：杭穴Ｃ（径Ｄ３。第三ストッパー片４８）
・逆回転：杭穴Ｂ（径Ｄ２。第二ストッパー４７）
・正回転：杭穴Ｃ（径Ｄ３。第三ストッパー４８）
また、中掘工法で、排土用のスパイラルを形成した掘削ロッド５３を使用して、
・正回転：杭穴Ａ（径Ｄ１。第一ストッパー片４０）
・一旦逆回転：第一ストッパー片４０を伏状態とする。
・直ぐに正回転：杭穴Ｃ（径Ｄ３。第三ストッパー片４８）
のように、掘削すれば、常に排土をしながら、拡大根固め部を有する杭穴を掘削できる（図５（ａ））。
【００３４】
（７） また、他の杭穴の掘削例として、地面６４に近い側から杭底に向けて、
・杭穴６５Ｂ（径Ｄ２。第二ストッパー４７）
・杭穴６５Ａ（径Ｄ１。第一ストッパー片４０）
・杭穴６５Ｃ（径Ｄ３。第三ストッパー４８）
という構成の杭穴６５を掘削することもできる（図６（ａ））。この場合には、一旦、地面６４から正回転して全深さまで径Ｄ１で掘削して（第一ストッパー片４０は起状態）、次ぎに逆回転して第一ストッパー片４０を伏せ状態として、直ぐに正回転して、底部をＤ１から拡大して径Ｄ３で掘削し杭穴６５Ｃとし、回転を停止して、掘削ヘッド５０を引き上げながら地上６４付近で、再び逆回転して、径Ｄ１から拡大して径Ｄ２で掘削して杭穴６５Ｂとする。そして、前記実施例と同様に、掘削ヘッド５０を地上に引き上げ、杭穴６５内に既製杭６６を沈設して、基礎杭６７を構築する（図６（ａ））。
また、この場合、他の掘削方法とすることもできる。先ず、ニュートラル状態で、第一ストッパー片４０を伏せ状態として、逆回転して先ず地面６４付近を径Ｄ２で掘削して杭穴６５Ｂを形成し、一旦掘削ヘッド５０を地上に引き上げる。次ぎに、引き上げた掘削ヘッド５０で、第一ストッパー片４０を起せ状態として、前記実施例と同様に、杭穴６５Ｂの下方を径Ｄ１の杭穴６５Ａ、底付近を杭穴６５Ｃの掘削をする。
【００３５】
（８） また、他の杭穴の掘削例として、地面６４に近い側から杭底に向けて、
・杭穴６５Ａ（径Ｄ１。第一ストッパー片４０）
・杭穴６５Ｂ（径Ｄ２。第二ストッパー４７）
・杭穴６５Ａ（径Ｄ１。第一ストッパー片４０）
・杭穴６５Ｃ（径Ｄ３。第三ストッパー４８）
という構成の杭穴６５を掘削することもできる（図６（ｂ））。この場合には、一旦、地面６４から正回転して全深さまで径Ｄ１で掘削して（第一ストッパー片４０は起状態）、次ぎに逆回転して第一ストッパー片４０を伏せ状態として、直ぐに正回転して、底部をＤ１から拡大して径Ｄ３で掘削し杭穴６５Ｃとし、回転を停止して、掘削ヘッド５０を引き上げながら、中間地点やや上方でで、再び正回転して、径Ｄ１から拡大して径Ｄ２で掘削して杭穴６５Ｂとする。そして、前記実施例と同様に、掘削ヘッド５０を地上に引き上げ、杭穴６５内に既製杭６６を沈設して、基礎杭６７を構築する（図６（ｂ））。
【００３６】
（９） また、この掘削ヘッド５０は、既製杭６６を使用しないいわゆる現場造成杭の杭穴の掘削にも適用できる（図示していない）。
【００３７】
３．他の実施例
【００３８】
（１） 前記実施例において、操作凹部３１は、操作板３０の裏面から表面に貫通させて形成したが、貫通させないこともできる（図１参照）。この場合には、操作板３０の表面から掘削土が入るおそれがないので、より好ましい。
また、前記実施例において、操作凹部３１は、掘削腕２０に突設した操作板３０に形成したが、掘削腕２０の裏面（ヘッド本体１の表面４に面する側）に設けることもできる（図示していない）。
【００３９】
（２） また、前記実施例において、第一ストッパー片４０は起伏して、起状態で、正回転で操作凹部３１の移動を規制でき、逆回転で、第一ストッパー片４０を伏せ状態とすることができれば、第一ストッパー片４０、収容凹部３６の構造は任意である（図示していない）。
【００４０】
（３） また、前記実施例において、第二ストッパー４７を使って径Ｄ２で掘削している際に、操作板３０の裏面で、伏せ状態の第一ストッパー片４０、収容凹部３６を塞ぐように、収容凹部３６、操作板３０、第二ストッパー４７等の構造を変更することもできる（図７（ａ）（ｂ））。この場合には、径Ｄ２で掘削する際に、収容凹部３６及び第一ストッパー片４０に掘削土中の礫などが当たるおそれを防ぎ、不慮に第一ストッパー片４０が起状態となることを確実に防止できる。
また、同様に径Ｄ２で掘削している際に、掘削腕２０の裏面で、伏せ状態の第一ストッパー片４０、収容凹部３６を塞ぐように、掘削腕２０、収容凹部３６、操作板３０、第二ストッパー４７等の構造を変更することもできる（図示していない）。
【００４１】
（４） また、前記実施例において、第二ストッパー４７を、第三ストッパー４８よりも外側に配置して、
径Ｄ１＜径Ｄ３＜径Ｄ２
とすることもできる（図示していない）。
【００４２】
（５） また、前記実施例において、一側を掘削ロッドの正回転側、他側を掘削ロッド５３の逆回転側としたが、一側を逆回転側、他側を正回転側とすることもできる（図示していない）。要は、一側、他側で回転方向が変わっていれば良い。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削ロッドの先端に取り付けて使用する掘削ヘッドであって、以下のような条件を総てみたすことを特徴とする杭穴掘削ヘッド。
(1) 前記掘削ロッドに連結するヘッド本体に水平軸を設け、該水平軸周りに、先端に掘削刃を有する掘削腕を揺動自在に取りつける。
(2) 前記掘削腕の揺動に対応して、前記掘削腕の裏面中間部と対向する前記ヘッド本体の外面該当部とする。
(3) 前記掘削腕の裏面中間部又は前記ヘッド本体の外面該当部に、第一ストッパー又は第一ストッパー受けを夫々形成する。
(4) 前記第一ストッパー及び第一ストッパー受けは、前記掘削ロッドを一側に回転した際に、前記掘削腕のニュートラル位置から一側への揺動時に互いに係止して、前記掘削腕を第一揺動角度に保持するように構成する。
(5) 前記第一ストッパー及び第一ストッパー受けは、前記掘削ロッドを他側に回転した際に、係止を解除して、前記掘削腕を第一揺動角度から他側に揺動可能とするように構成する。
【請求項２】
第一ストッパー及び第一ストッパー受けを以下のように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) 前記第一ストッパーは、収容凹部の一側のピンを中心に回転自在な第一ストッパー片を取り付けて構成する。
(2) 前記第一ストッパー片は、基端部に前記ピンが取り付けられ、伏せ状態で、収容凹部内に収容され、起状態で、先端部が前記収容凹部から上方に突出する構造とする。
(3) 前記第一ストッパー受けは、起状態の前記第一ストッパー片の上端部を収容できる操作凹部から構成する。
(4) 掘削腕の一側への揺動により、前記操作凹部が、起状態の前記第一ストッパー片に係止して前記操作凹部と第一ストッパー片とは相対的に移動を規制され、前記第一ストッパー片は起状態を維持し、
かつ前記掘削腕の他側への揺動により、前記操作凹部が起状態の前記第一ストッパー片を倒して伏状態とすることができるように、前記操作凹部、前記収容凹部及び前記第一ストッパー片を構成した。
【請求項３】
第一ストッパー及び第一ストッパー受けを以下のように構成したことを特徴とする請求項２記載の杭穴掘削ヘッド。
(1) 第一ストッパー片は、基端部で、ピン取付位置の基端側に、該第一ストッパー片の先端部側の軸からずれた屈曲部を連設して構成する。
(2) 操作凹部は、起状態の前記第一ストッパー片の先端部一側を支持する上支持部と、前記屈曲部の他側を支持する下支持部とを有する。
【請求項１】
掘削ロッドの先端に取り付けて使用する掘削ヘッドであって、以下のような条件を総てみたすことを特徴とする杭穴掘削ヘッド。
(1) 前記掘削ロッドに連結するヘッド本体に水平軸を設け、該水平軸周りに、先端に掘削刃を有する掘削腕を揺動自在に取りつける。
(2) 前記掘削腕の揺動に対応して、前記掘削腕の裏面中間部と対向する前記ヘッド本体の外面該当部とする。
(3) 前記掘削腕の裏面中間部又は前記ヘッド本体の外面該当部に、第一ストッパー又は第一ストッパー受けを夫々形成する。
(4) 前記第一ストッパー及び第一ストッパー受けは、前記掘削ロッドを一側に回転した際に、前記掘削腕のニュートラル位置から一側への揺動時に互いに係止して、前記掘削腕を第一揺動角度に保持するように構成する。
(5) 前記第一ストッパー及び第一ストッパー受けは、前記掘削ロッドを他側に回転した際に、係止を解除して、前記掘削腕を第一揺動角度から他側に揺動可能とするように構成する。
【請求項２】
第一ストッパー及び第一ストッパー受けを以下のように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) 前記第一ストッパーは、収容凹部の一側のピンを中心に回転自在な第一ストッパー片を取り付けて構成する。
(2) 前記第一ストッパー片は、基端部に前記ピンが取り付けられ、伏せ状態で、収容凹部内に収容され、起状態で、先端部が前記収容凹部から上方に突出する構造とする。
(3) 前記第一ストッパー受けは、起状態の前記第一ストッパー片の上端部を収容できる操作凹部から構成する。
(4) 掘削腕の一側への揺動により、前記操作凹部が、起状態の前記第一ストッパー片に係止して前記操作凹部と第一ストッパー片とは相対的に移動を規制され、前記第一ストッパー片は起状態を維持し、
かつ前記掘削腕の他側への揺動により、前記操作凹部が起状態の前記第一ストッパー片を倒して伏状態とすることができるように、前記操作凹部、前記収容凹部及び前記第一ストッパー片を構成した。
【請求項３】
第一ストッパー及び第一ストッパー受けを以下のように構成したことを特徴とする請求項２記載の杭穴掘削ヘッド。
(1) 第一ストッパー片は、基端部で、ピン取付位置の基端側に、該第一ストッパー片の先端部側の軸からずれた屈曲部を連設して構成する。
(2) 操作凹部は、起状態の前記第一ストッパー片の先端部一側を支持する上支持部と、前記屈曲部の他側を支持する下支持部とを有する。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１５９５６９（Ｐ２０１０−１５９５６９Ａ）
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９７８（Ｐ２００９−１９７８）
【出願日】平成２１年１月７日（２００９．１．７）
【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２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月７日（２００９．１．７）
【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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