砂回収器の製作開始

本日の記録

朝から小雨です。天気予報では午後になるほど本降り、明日の午前中まで止まないらしい。週末の井戸掘りを楽しみに日々平日を過ごしているのに、残念です。今週末は「砂回収器」の製作でノリノリだったんですけどね。
それでも朝のうちは小雨なので、金物の加工をガーッとやれれば良かったのですが、図面がまだ描きあがっていません。金属加工は難しいわ。

資材の購入

・STK鋼管　60.5mm×500mm　1本（ネット注文）
・STK鋼管　76.3mm×500mm　1本（ネット注文）

昨夜、STK鋼管が届きました、径60.5mmと径76.3mmです

STK鋼管は予定通り週末に間に合いました。雨だけが予定外でした。
径60.5mmと径76.3mmを注文しましたが、1サイズ違うだけで迫力が違います。「砂回収器」は径60.5mmで設計中ですが、これは習作としましょう。早々に径76.3mmを使ってみたいです。


・ゴム丸板　5mm×70mm　2個
・皿ネジ　4mm×15mm　1袋

ゴム弁用に肉厚5mmを購入しました

「砂回収器」は手間取っている井戸底の浚渫を一気に行い、戦局を転換する決戦機です。大量の砂で加重が掛るため、ゴム板を従来の3mmから5mmにアップグレードしました。フランジを作成するアルミ板は以前購入したものですが、こちらも1mmから2mmにアップグレードです。
皿ネジはゴム弁の台座用です。


・DV50ソケット　2個
・TS50ソケット　2個

DVソケットは「砂回収器」に取り付ける拡張容器の接続用です。1個しか使いませんが予備で2個購入。TSソケットもストック用です。


・スイベル（縒り戻し）　1個
・カラビナ　2個

スイベル（縒り戻し）を購入しました、使用荷重は130kgです

こちらはおまけ。
よっちゃんのアイデアですが、井戸壁掃除でオーガを滑車で引き上げる時の縒り戻し（スイベル）を購入しました。動滑車のブロックにも縒り戻しが付いていますが、回転部が１個なので、回転が渋いです。今回購入したスイベルは荷重130kgまで耐えられます。カラビナも2個購入しました。

道具の製作

昨日から、「砂回収器」の図面を書いていますが、なかなか進みません。
早々に煮詰まってしまい、地元のホームセンターに気分転換を兼ねて資材購入です。材料が揃ったら、やる気が出てきました。

先ずは昨日から手を焼いている、持ち手パイプとの接続部のツルです。加工が難しそうです。
ツルの幅は強度を確保するため、2本でコネクタのSGP15Aの円周より長くなる様に、STK鋼管の角度60度分を確保しました。円と円弧では強度が違いますが、自分の知識と技術力ではここまでです。

スクリュードライバー（ツル部）の図面です、
ここの加工が難所です

こちらが悩み所の爪です。
堆積した砂を削る長爪と、削り取った砂を本体内部に掻き込む短爪を装備しています。
実際の使用時には両方の爪を内側に曲げて、更に短爪は捻じりを入れる予定です。

スクリュードライバー（爪部）の図面です、
二つの爪を装備しています

スイコとなるゴム弁です。

ゴム弁の取り付け方向にも悩みました。結局、砂を掻き込む短爪と対向する位置に装着することにしました。

スクリュードライバー（ゴム弁）の図面です、
ゴム板の肉厚を5mmにアップグレードしました

感想と構想

夕方まで掛かって図面を仕上げました。
しかし、材料を加工するには、これから展開図を仕上げないといけません。明日も雨なので、今日はここまでにしておきます。喉が乾きました。

今日は11月14日、昨年のこの日に井戸掘りを開始しました。丸一年経ちましたが、これ程のめり込むとは想定外です。（笑）

アルバム

2015年11月14日

砂回収器の検討、3日目

道具の検討

米国製のオーガを参考に、DIYの砂回収器を検討しています。今日は本体と持ち手パイプを繋げる接続箇所（ツル）の構造です。

◆ハイドロミッションズ社（米国）
　https://www.hydromissions.org

Regular Auger Bit (EXP-01)
5" diameter, 
hardened carbon steel teeth auger bit. 
For use in average soil conditions.

ツルは単純に、本体パイプと一体構造で、本体パイプから切り出しますか。ツルを切り出して、ねじなし電線管の太さまで、間隔を絞れば良い。
持ち手パイプとの脱着も効率を考えて、オーガと同じにしたい。だとすると、10AのSGP管をコネクタにしてボルト締めですね。

イメージが固まりました。

砂回収器はオーガの替りに、堆積した砂に捩じ込んで使用します。持ち手パイプの回転を本体に伝えるツルが強度的に心配です。
本体は肉厚2.3mmのSTK鋼管です。強度はそれなりだとは思いますが、ツルが構造的に一番のウィークポイントです。ツルとして切り出す幅を、なるべく広く短くすべきなのですが、広すぎると掘りクズを取り込む際に砂利が引っ掛かる気がします。

図面を描いて、詳細を詰めてみます。

砂回収器の検討、2日目

道具の検討

取り合えず、材料の鋼管は2サイズ注文しました。後は爪の形状と、ねじなし電線管への接続方法の検討です。

前回も書きましたが、爪には砂を削る部分に刃を付けて、回転軸の後方を捻って、本体内部に押し込むような形状が必要です。どんな形状がいいのやら。複雑な型だと加工も難しいし…。イメージを手描きしても、固まらないです。

ピコーン、閃きました。

1個の爪で砂を削り、押し込む必要はありません。それぞれ別の爪を付ければ良いのです。長短2種類の爪を付けて、長い爪で井戸底の砂を削り、短い爪で本体内に砂を押し込む。爪は向かい合わせに付ければいいかな。

本業のつまらない出番のない会議中に書類の隅にイラストを何枚か描いてみましたが、どこかで見たことがあります。これ、シップスレインワールドさんのレンタル井戸掘り器で見たことがあります。サイトを確認すると、これは米国の製品だそうです。

ここですな。

◆ハイドロミッションズ社（米国）
　https://www.hydromissions.org

Regular Auger Bit (EXP-01)
5" diameter, 
hardened carbon steel teeth auger bit. 
For use in average soil conditions.

この径5in=127mmオーガの2枚の爪とは用途が違うかも知れませんが、イメージはこれです。
持ち手パイプとの接続箇所（ツル）も参考になります。ツルは建築金物を組み合わせて、ボルト締めで作るつもりでしたが、もっと薄手でも大丈夫かもしれません。

本体との結合も、ボルト締めだと井戸壁と干渉するかもしれないので、溶接の方が良いのでしょう。でも、薄物の溶接は難しいし、写真を見るとツルが本体パイプの内側に入っています。スポット溶接でないと無理です。後はリベット打ちだけど、経験がないです。

どうしましょ。

砂回収器の検討

道具の検討

井戸底に堆積した堀クズ（砂と砂利）を回収する道具を検討しています。時間があると頭の中で捏ねくり回し、何枚もスケッチを描いています。

 要求仕様は三点。
・堀クズを収納する容器を持つこと。容器＝パイプですね。
・先端には堀クズを掻き込む爪を持つこと。
 ・オーガ用の持ち手パイプである、ねじなし電線管に接続できること。

 イメージは井戸底に堆積した堀クズに砂回収器をねじ込み、そのまま掬い揚げることです。 道具は鉄製で考えています。
解された堀クズなのであまり強度は必要ないかもしれません。塩ビパイプ等の方が加工し易いし、道具製作の時間も短縮できます。しかし、相手は深度30mの井戸底です。ここで事故を起こす訳にはいきません。安全策を取るべきです。
本体はSGP管等の鋼パイプにします。これにゴム弁と台座を付けてスイコにしましょう。 

仕様についてもう少し。
・本体長さはオーガヘッドと同じこと。

利用時を想定すると、オーガで掘り下げた後で、砂回収器を投入することになります。持ち手パイプの長さを調整するとかは不要にしたい。またどこまで砂回収器で堀り下げるのかも、計算不要にしたいです。
 本体長さがオーガヘッドと同じなら、ハンドルの高さが同じですので、これだけを意識すれば良くなります。

・砂回収器の容量はなるべく大きくしたい。

砂回収器を何度も上げ下げするのは面倒い。一度にザックリ浚える様に容量はなるべく大きくしたいです。
井戸穴の径は径75mmオーガで掘り下げたサイズです。砂回収器の径をこれ以上に大きくすることはできません。となると、砂回収器の長さを伸ばす必要 があります。前項と矛盾します。 うーん、難しいですね。

ピコーン、閃きました。 

砂回収器の「本体」と、砂を収納する「容器」を分ければ良いのです。つまり「本体」と持ち手パイプのねじなし電線管を「容器」で覆ってやれば、「容器」の長さは幾らでも伸ばせます。容器は塩ビパイプで大丈夫でしょう。


次に爪の検討です。
爪には井戸底に堆積した堀クズを削り取る機能と、本体内部とこれに被せた容器に堀クズを押し込む機能が必要です。
爪の形状はどうしたら良いですかね。砂を削る部分には刃を付けて、回転軸の後方を捻って、本体内部に押し込むような形状が必要です。紙管でモデリングすればいいかな。
でも、なんか試行錯誤しないと形状が決まらない気がする。だとすると、刃先を交換式にすべきかもしれません。

取り合えず、週末は道具製作に励みましょう。 イメージがまだ固まっていませんが、材料を手配しないと。
当地のホームセンターでは鋼管は扱っていません。ネットショップへの注文なので、早くしないと週末に間に合いません。

いつもの鋼屋さんで、一般構造用炭素鋼管STKを選びました。候補は二つです。

STK60.5：外径60.5mm、内径55.9mm、肉厚2.3mm　→VP50の外径60mmとほぼ同じ
STK76.3：外径76.3mm、内径70.9mm、肉厚2.8mm　→VP65の外径76mmとほぼ同じ

	径60.5mmは肉厚2.3mm、長さ50cmで1,102円です。 径76.3mmは肉厚2.8mm、長さ50cmで1,726円です。
	鉄 丸パイプ切断販売 STK 60.5x2.3 (一般構造用炭素鋼管) 鉄 丸パイプ切断販売 STK 76.3x2.8 (一般構造用炭素鋼管)
	https://haganeya.jp

STK76.3は、なるべく大口径でごっそりと砂をさらいたいとの気持ちです。井戸穴は径75mmオーガで開けているので、STK76.3はオーバースペックで す。でも1.3mmぐらい何とかなりそう。誤差の範囲です。

STK60.5は、ボルト結合を考えると径60.5mmで余裕があり現実的です。これですな。VP50のTSソケットと外径がほぼ同じ。

でも、STK76.3も捨てがたい。週末までに大口径を扱う良いアイデアがでるかも…。どちらを注文すべきか？　えい、両方注文しちゃえ。
風呂のゴム水栓と価格は大してかわりません。

感想と構想

やっつけですが、材料を注文しました。
いつもは、鋼管と言えばSGP管ですが、今回はSTK鋼管を注文してみました。こちらのネットショップではSGP管を扱っていません。ドットジェイさんは両方扱っているのですが、支払いが銀行振込なので面倒い。

今回は軟らかい堀クズを浚うので、加工性の良い薄手のSTK鋼管を選びました。因みにこの鋼管の違いって、肉厚以外に強度とか違いがあるのですかね？ちょいと調べました。

配管用炭素鋼管 SGP鋼管 ガス管（ガス配管）とも言われる、ガスや空気、水用など、さまざまな用途に一般的に用いられる配管です。 JIS規格においては、JIS G 3452 で規定されている配管になります。引張強さは 290N/mm2 以上です。

一般構造用炭素鋼管 STK鋼管 一般構造用炭素鋼鋼管ともいい、構造用として規定されている炭素鋼鋼管です。JIS規格においては、 JIS G 3444 で規定されている鋼管になります。想定されている主な用途は、支柱や足場、地すべり抑止杭、基礎杭、鉄塔などの建造物のため、強度に関する規定があります。製法や成分により強度に違いがありますが、引張強度は最低でも290N/mm2 以上です。

STK鋼管は製法により強度に違いがあるそうですが、最低でもSGP鋼管と同じ強度があるようです。
規格を調べましたが、SGP鋼管は配管用、STK鋼管は構造用で業界が違うため、両者を比較するサイトは見つかりませんでした。ちょっと、面白い。

掘りクズが浚えないのは良い印？

本日の記録

本日は朝から雨のため、井戸掘りはお休みです。天気予報によると三日ほどは雨天が続く様です。今日はブログの整理と、掘りクズ対策でも考えましょう。

井戸の研究

井戸穴の掘削は径50mmオーガを修理したことで早くなりました。径50mmオーガで45cmの下穴を開けるのに40分、径75mmオーガで下穴を拡張するのに20分ほどしか掛かりません。掘削後に井戸壁へのオーガの引っ掛かり防止のため、オーガを上げ下げして、井戸壁掃除をしてますが、これも10分も掛かりません。
しかし、掘りクズ浚いに2時間も3時間も掛けています。ポンプ式井戸掘り器で土砂を浚って、オーガで掘りクズを解し直して、またポンプ式井戸掘り器で掘りクズを浚って、の繰り返しです。

このところ何で掘りクズ浚いに時間が掛かるのか、昨日の作業でやっと判った気がします。確かにヤマ（井戸壁の崩落）が来ているし、井戸壁にオーガが引っ掛かることもあるでしょう。でも、一番の原因は土質が変わった事です。
今迄は掘りクズが溜まった状態でポンプ式井戸掘り器を押し込めば、井戸底にまでズルズルと下がりました。ですが、今は力を込めて井戸底を突いても30cm程しか下がりません。これは井戸壁にオーガが引っ掛かっているのだと思いましたが、違います。何故なら、口径の細いポンプ式井戸掘り器2号：ロングホーンでも同様だからです。井戸壁の引っ掛かりではない。

掘りクズにロングホーンを押し込みましたが、
37cmまでしか下がりません
（撮影：2015/11/7）

では、なぜ下がらない？
今回、久し振りに突き棒を使って確証できました。一度、ポンプ式井戸掘り器で土砂を浚うと、残りの掘りクズが予想通り固く締まっていました。今迄も浚い損ねた砂利が突き固まることはありましたが、掘りクズの砂が固く締まることはなかった。

では、なぜ下がらないし、掘りクズが締まるのか？
土層が粘土の多い「粘土混じりの砂」から「砂利混じりの砂」に変わったのが原因です。今迄は粘土が含まれることで、掘りクズがスライム状になっていたのです。このため、掘りクズにはポンプ式井戸掘りがズルズルと突き刺さるし、突いても固く締まることがなかったのです。
また、ヤマが起きるようになったのも、土層に粘土質が少なくなったためです。

現場の地層は洪積台地です。沖積平野に比べて、地形も地層も井戸掘りには不適な場所です。土質は固く締り、地下水の湧出も少ない。それ故、深く掘り下げることになり、深度30mの深井戸を掘るはめになったのです。まあ、いつの間にか井戸掘りではなく、穴掘り自体が趣味になりましたがね。（笑）

それが、井戸壁が崩落する軟弱な土層、粘土の少ない砂利混じりの砂層が現れました。掘りクズが揚がらないため、穴掘りが趣味の場合は困ったことです。しかし井戸掘りが趣味の場合は、これは帯水層の証ではないでしょうか？
やはり、揚水実験で湧出量を確認すべきです。

道具の検討

帯水層に達したのなら嬉しいのですが、それでももう少し掘り進めないと、湧出量を確保できないと思います。
溜まった砂を効率的に浚う道具が必要です。ポンプ式井戸掘り器では砂に差し込めないのと、掘りクズ自体を突き固めてしまうためダメです。ネットでよく見かける、ポンプ式井戸掘り器の先端に金物の刃先を付けることも考えましたが、今一つです。突き固められた掘りクズは、単管の突き棒で力を込めないと崩れないほど締まっていました。塩ビパイプのポンプ式井戸掘り器では無理はできません。もっと安全にザックリ浚いたい。

オーガで掘りクズを解した際に、一緒に砂を引き上げられると良いのですがね。オーガ全体を金属パイプでシールドして、下部にゴム弁を付けるアイデアは前に検討しました。今考えると、オーガのシャフトとサイドブレードの隙間より大きな砂利があると、取り込めません。却下。

井戸底に溜まった砂と砂利を掻き込んで、そのまま容器内に取り込める様な道具が必要です。しかも、容量の大きな道具です。

アイデア、アイデア、アイデア！！