(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削軸、及び前記掘削軸が挿通される外側軸を有し、前記掘削軸は前記外側軸内から前記掘削軸の軸方向に突出する突出部を有し、前記掘削軸及び前記外側軸が互いに前記掘削軸の軸回りに相対回転可能に構成される軸体と、
前記外側軸に固定され、前記掘削軸の軸方向から見て、前記掘削軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される上突出体と、
前記掘削軸の突出部に固定され、前記掘削軸の軸方向から見て、前記掘削軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される下突出体と、
前記掘削軸が挿通され、前記上突出体及び前記下突出体の間に配置され、前記掘削軸及び前記外側軸に対して前記掘削軸の軸回りに相対回転可能な縦筒状体と、
前記縦筒状体に固定され、前記掘削軸の軸に対して略垂直な軸を有する横軸と、
前記横軸が挿通され、前記横軸の軸回りに回転可能な横筒状体と、
前記横筒状体に固定され、前記横軸の軸方向から見て、前記横軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される横突出体と、
を備え、
前記横突出体における前記横軸の軸回りの回転軌跡が、前記上突出体における前記掘削軸の軸回りの回転軌跡と交わると共に、前記下突出体における前記掘削軸の軸回りの回転軌跡と交わるように構成して、
前記掘削軸及び前記外側軸を互いに前記掘削軸の軸回りに相対回転させることによって、前記上突出体及び前記下突出体で前記横突出体を押して、前記横突出体を前記横軸の軸回りに回転させる、
地盤改良装置。
【請求項２】
掘削軸、及び前記掘削軸が挿通される外側軸を有し、前記掘削軸は前記外側軸内から前記掘削軸の軸方向に突出する突出部を有し、前記掘削軸及び前記外側軸が互いに前記掘削軸の軸回りに相対回転可能に構成される軸体と、
前記掘削軸の突出部が挿通され、前記掘削軸に対して前記掘削軸の軸回りに相対回転可能な環体と、
前記掘削軸の突出部に固定され、前記外側軸及び前記環体の間に配置され、前記掘削軸の軸方向から見て、前記掘削軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される上突出体と、
前記環体に固定され、前記掘削軸の軸方向から見て、前記掘削軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される下突出体と、
一端が前記外側軸に固定され、他端が前記環体に固定される連結体と、
前記掘削軸が挿通され、前記上突出体及び前記下突出体の間に配置され、前記掘削軸、前記外側軸、及び前記環体に対して前記掘削軸の軸回りに相対回転可能な縦筒状体と、
前記縦筒状体に固定され、前記掘削軸の軸に対して略垂直な軸を有する横軸と、
前記横軸が挿通され、前記横軸の軸回りに回転可能な横筒状体と、
前記横筒状体に固定され、前記横軸の軸方向から見て、前記横軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される横突出体と、
を備え、
前記横突出体における前記横軸の軸回りの回転軌跡が、前記上突出体における前記掘削軸の軸回りの回転軌跡と交わると共に、前記下突出体における前記掘削軸の軸回りの回転軌跡と交わるように構成して、
前記掘削軸及び前記外側軸を互いに前記掘削軸の軸回りに相対回転させることによって、前記上突出体及び前記下突出体で前記横突出体を押して、前記横突出体を前記横軸の軸回りに回転させる、
地盤改良装置。
【請求項３】
前記横突出体が攪拌翼としての機能を有する構成とし、及び／又は、前記横筒状体に攪拌翼を固定する、
請求項１又は請求項２に記載の地盤改良装置。
【請求項４】
前記掘削軸及び前記外側軸を互いに前記掘削軸の軸回りに相対回転させる際に、前記掘削軸における前記掘削軸の軸回りの回転速度の絶対値と、前記外側軸における前記掘削軸の軸回りの回転速度の絶対値と、の間に差を設けることによって、前記横突出体を前記掘削軸の軸回りに回転させる、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の地盤改良装置。
【請求項５】
前記横軸が攪拌翼としての機能を有する構成とし、及び／又は、前記縦筒状体に攪拌翼を固定して、
前記掘削軸及び前記外側軸を互いに前記掘削軸の軸回りに相対回転させる際に、前記掘削軸における前記掘削軸の軸回りの回転速度の絶対値と、前記外側軸における前記掘削軸の軸回りの回転速度の絶対値と、の間に差を設けることによって、前記縦筒状体を、前記掘削軸及び前記外側軸とは異なる速度で、前記掘削軸の軸回りに回転させる、
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の地盤改良装置。
【請求項６】
掘削軸、及び前記掘削軸が挿通される外側軸を有し、前記掘削軸は前記外側軸内から前記掘削軸の軸方向に突出する突出部を有し、前記掘削軸及び前記外側軸が互いに前記掘削軸の軸回りに相対回転可能に構成される軸体と、
前記掘削軸の突出部が挿通され、前記掘削軸に対して前記掘削軸の軸回りに相対回転可能な環体と、
前記外側軸に固定され、前記掘削軸の軸方向から見て、前記掘削軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される第一上突出体と、
前記掘削軸の突出部に固定され、前記外側軸及び前記環体の間に配置され、前記掘削軸の軸方向から見て、前記掘削軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される第一下突出体と、
前記掘削軸の突出部に固定され、前記外側軸及び前記環体の間に配置され、前記掘削軸の軸方向から見て、前記掘削軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される第二上突出体と、
前記環体に固定され、前記掘削軸の軸方向から見て、前記掘削軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される第二下突出体と、
一端が前記外側軸に固定され、他端が前記環体に固定される連結体と、
前記掘削軸が挿通され、前記第一上突出体及び前記第一下突出体の間に配置され、前記掘削軸、前記外側軸、及び前記環体に対して前記掘削軸の軸回りに相対回転可能な第一縦筒状体と、
前記第一縦筒状体に固定され、前記掘削軸の軸に対して略垂直な軸を有する第一横軸と、
前記第一横軸が挿通され、前記第一横軸の軸回りに回転可能な第一横筒状体と、
前記第一横筒状体に固定され、前記第一横軸の軸方向から見て、前記第一横軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される第一横突出体と、
前記掘削軸が挿通され、前記第二上突出体及び前記第二下突出体の間に配置され、前記掘削軸、前記外側軸、及び前記環体に対して前記掘削軸の軸回りに相対回転可能な第二縦筒状体と、
前記第二縦筒状体に固定され、前記第一横軸に対して所定間隔を空けて配置され、前記掘削軸の軸に対して略垂直な軸を有する第二横軸と、
前記第二横軸が挿通され、前記第二横軸の軸回りに回転可能な第二横筒状体と、
前記第二横筒状体に固定され、前記第一横軸の軸方向から見て、前記第一横軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される第二横突出体と、
を備え、
前記第一横突出体における前記第一横軸の軸回りの回転軌跡が、前記第一上突出体における前記掘削軸の軸回りの回転軌跡と交わると共に、前記第一下突出体における前記掘削軸の軸回りの回転軌跡と交わるように構成して、
前記第二横突出体における前記第二横軸の軸回りの回転軌跡が、前記第二上突出体における前記掘削軸の軸回りの回転軌跡と交わると共に、前記第二下突出体における前記掘削軸の軸回りの回転軌跡と交わるように構成して、
前記掘削軸及び前記外側軸を互いに前記掘削軸の軸回りに相対回転させることによって、前記第一上突出体及び前記第一下突出体で前記第一横突出体を押して、前記第一横突出体を前記第一横軸の軸回りに回転させると共に、前記第二上突出体及び前記第二下突出体で前記第二横突出体を押して、前記第二横突出体を前記第二横軸の軸回りに回転させる、
地盤改良装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地盤改良装置の技術は公知である（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載の地盤改良装置は、掘削軸と、横軸と、横軸が挿通され、横軸の軸回りに回転可能な横筒状体と、を具備していた。そして、ガイド部材を設けて、ガイド部材により、横軸が掘削軸の軸回りに回転することを規制していた。そして、掘削軸に杆体を固定して、横筒状体に横突出体を固定していた。そして、掘削軸をその軸回りに回転させて、杆体を横突出体に当てることにより、横突出体を横軸の軸回りに回転させていた。
そして、上記地盤改良装置は、横突出体の回転を用いて掘削土と固化材の攪拌を行っていた。
【０００４】
しかし、上記ガイド部材が、掘削軸と平行に並置されており、掘削軸と略同等の長さを有していたため、装置構成が大掛かりになってしまうおそれがあった。
また、杆体を横突出体に当てて横突出体を回転させる際に、横突出体にかかる負荷が大きくなり、その結果、横突出体が変形、磨耗等しやすくなるおそれがあり、装置の耐久性が低下してしまうおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１―１９３０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、シンプルな装置構成で横突出体を横軸の軸回りに回転させることができると共に、装置の耐久性を向上させることが可能な地盤改良装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の地盤改良装置は、
掘削軸、及び前記掘削軸が挿通される外側軸を有し、前記掘削軸は前記外側軸内から前記掘削軸の軸方向に突出する突出部を有し、前記掘削軸及び前記外側軸が互いに前記掘削軸の軸回りに相対回転可能に構成される軸体と、
前記外側軸に固定され、前記掘削軸の軸方向から見て、前記掘削軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される上突出体と、
前記掘削軸の突出部に固定され、前記掘削軸の軸方向から見て、前記掘削軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される下突出体と、
前記掘削軸が挿通され、前記上突出体及び前記下突出体の間に配置され、前記掘削軸及び前記外側軸に対して前記掘削軸の軸回りに相対回転可能な縦筒状体と、
前記縦筒状体に固定され、前記掘削軸の軸に対して略垂直な軸を有する横軸と、
前記横軸が挿通され、前記横軸の軸回りに回転可能な横筒状体と、
前記横筒状体に固定され、前記横軸の軸方向から見て、前記横軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される横突出体と、
を備え、
前記横突出体における前記横軸の軸回りの回転軌跡が、前記上突出体における前記掘削軸の軸回りの回転軌跡と交わると共に、前記下突出体における前記掘削軸の軸回りの回転軌跡と交わるように構成して、
前記掘削軸及び前記外側軸を互いに前記掘削軸の軸回りに相対回転させることによって、前記上突出体及び前記下突出体で前記横突出体を押して、前記横突出体を前記横軸の軸回りに回転させる。
【０００８】
請求項２に記載の地盤改良装置は、
掘削軸、及び前記掘削軸が挿通される外側軸を有し、前記掘削軸は前記外側軸内から前記掘削軸の軸方向に突出する突出部を有し、前記掘削軸及び前記外側軸が互いに前記掘削軸の軸回りに相対回転可能に構成される軸体と、
前記掘削軸の突出部が挿通され、前記掘削軸に対して前記掘削軸の軸回りに相対回転可能な環体と、
前記掘削軸の突出部に固定され、前記外側軸及び前記環体の間に配置され、前記掘削軸の軸方向から見て、前記掘削軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される上突出体と、
前記環体に固定され、前記掘削軸の軸方向から見て、前記掘削軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される下突出体と、
一端が前記外側軸に固定され、他端が前記環体に固定される連結体と、
前記掘削軸が挿通され、前記上突出体及び前記下突出体の間に配置され、前記掘削軸、前記外側軸、及び前記環体に対して前記掘削軸の軸回りに相対回転可能な縦筒状体と、
前記縦筒状体に固定され、前記掘削軸の軸に対して略垂直な軸を有する横軸と、
前記横軸が挿通され、前記横軸の軸回りに回転可能な横筒状体と、
前記横筒状体に固定され、前記横軸の軸方向から見て、前記横軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される横突出体と、
を備え、
前記横突出体における前記横軸の軸回りの回転軌跡が、前記上突出体における前記掘削軸の軸回りの回転軌跡と交わると共に、前記下突出体における前記掘削軸の軸回りの回転軌跡と交わるように構成して、
前記掘削軸及び前記外側軸を互いに前記掘削軸の軸回りに相対回転させることによって、前記上突出体及び前記下突出体で前記横突出体を押して、前記横突出体を前記横軸の軸回りに回転させる。
【０００９】
請求項３に記載の地盤改良装置は、
前記横突出体が攪拌翼としての機能を有する構成とし、及び／又は、前記横筒状体に攪拌翼を固定する。
【００１０】
請求項４に記載の地盤改良装置は、
前記掘削軸及び前記外側軸を互いに前記掘削軸の軸回りに相対回転させる際に、前記掘削軸における前記掘削軸の軸回りの回転速度の絶対値と、前記外側軸における前記掘削軸の軸回りの回転速度の絶対値と、の間に差を設けることによって、前記横突出体を前記掘削軸の軸回りに回転させる。
【００１１】
請求項５に記載の地盤改良装置は、
前記横軸が攪拌翼としての機能を有する構成とし、及び／又は、前記縦筒状体に攪拌翼を固定して、
前記掘削軸及び前記外側軸を互いに前記掘削軸の軸回りに相対回転させる際に、前記掘削軸における前記掘削軸の軸回りの回転速度の絶対値と、前記外側軸における前記掘削軸の軸回りの回転速度の絶対値と、の間に差を設けることによって、前記縦筒状体を、前記掘削軸及び前記外側軸とは異なる速度で、前記掘削軸の軸回りに回転させる。
【００１２】
請求項６に記載の地盤改良装置は、
掘削軸、及び前記掘削軸が挿通される外側軸を有し、前記掘削軸は前記外側軸内から前記掘削軸の軸方向に突出する突出部を有し、前記掘削軸及び前記外側軸が互いに前記掘削軸の軸回りに相対回転可能に構成される軸体と、
前記掘削軸の突出部が挿通され、前記掘削軸に対して前記掘削軸の軸回りに相対回転可能な環体と、
前記外側軸に固定され、前記掘削軸の軸方向から見て、前記掘削軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される第一上突出体と、
前記掘削軸の突出部に固定され、前記外側軸及び前記環体の間に配置され、前記掘削軸の軸方向から見て、前記掘削軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される第一下突出体と、
前記掘削軸の突出部に固定され、前記外側軸及び前記環体の間に配置され、前記掘削軸の軸方向から見て、前記掘削軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される第二上突出体と、
前記環体に固定され、前記掘削軸の軸方向から見て、前記掘削軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される第二下突出体と、
一端が前記外側軸に固定され、他端が前記環体に固定される連結体と、
前記掘削軸が挿通され、前記第一上突出体及び前記第一下突出体の間に配置され、前記掘削軸、前記外側軸、及び前記環体に対して前記掘削軸の軸回りに相対回転可能な第一縦筒状体と、
前記第一縦筒状体に固定され、前記掘削軸の軸に対して略垂直な軸を有する第一横軸と、
前記第一横軸が挿通され、前記第一横軸の軸回りに回転可能な第一横筒状体と、
前記第一横筒状体に固定され、前記第一横軸の軸方向から見て、前記第一横軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される第一横突出体と、
前記掘削軸が挿通され、前記第二上突出体及び前記第二下突出体の間に配置され、前記掘削軸、前記外側軸、及び前記環体に対して前記掘削軸の軸回りに相対回転可能な第二縦筒状体と、
前記第二縦筒状体に固定され、前記第一横軸に対して所定間隔を空けて配置され、前記掘削軸の軸に対して略垂直な軸を有する第二横軸と、
前記第二横軸が挿通され、前記第二横軸の軸回りに回転可能な第二横筒状体と、
前記第二横筒状体に固定され、前記第一横軸の軸方向から見て、前記第一横軸の軸回り方向に略等間隔を空けて所定数並置される第二横突出体と、
を備え、
前記第一横突出体における前記第一横軸の軸回りの回転軌跡が、前記第一上突出体における前記掘削軸の軸回りの回転軌跡と交わると共に、前記第一下突出体における前記掘削軸の軸回りの回転軌跡と交わるように構成して、
前記第二横突出体における前記第二横軸の軸回りの回転軌跡が、前記第二上突出体における前記掘削軸の軸回りの回転軌跡と交わると共に、前記第二下突出体における前記掘削軸の軸回りの回転軌跡と交わるように構成して、
前記第一横突出体における前記第一横軸の軸回りの回転軌跡が、前記第二横突出体における前記第二横軸の軸回りの回転軌跡と交わらないように構成して、
前記掘削軸及び前記外側軸を互いに前記掘削軸の軸回りに相対回転させることによって、前記第一上突出体及び前記第一下突出体で前記第一横突出体を押して、前記第一横突出体を前記第一横軸の軸回りに回転させると共に、前記第二上突出体及び前記第二下突出体で前記第二横突出体を押して、前記第二横突出体を前記第二横軸の軸回りに回転させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、シンプルな装置構成で横突出体を横軸の軸回りに回転させることができると共に、装置の耐久性を向上させることが可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る地盤改良装置の第一実施形態を示す図。
【図２】（ａ）図１のＸ１−Ｘ１断面図、（ｂ）図１のＹ１−Ｙ１断面図。
【図３】図１の一部拡大斜視図。
【図４】横突出体の取り付け構造を示す斜視図。
【図５】縦筒状体の支持構造の変形例を示す図。
【図６】（ａ）地盤改良装置の動作を示す図、（ａ）図５（ａ）のＸ１−Ｘ１断面図。
【図７】（ａ）地盤改良装置の動作を示す図、（ａ）図６（ａ）のＸ１−Ｘ１断面図。
【図８】（ａ）地盤改良装置の動作を示す図、（ａ）図７（ａ）のＸ１−Ｘ１断面図。
【図９】（ａ）地盤改良装置の動作を示す図、（ａ）図８（ａ）のＸ１−Ｘ１断面図。
【図１０】（ａ）地盤改良装置の動作を示す図、（ａ）図９（ａ）のＸ１−Ｘ１断面図。
【図１１】（ａ）地盤改良装置の一部拡大斜視図、（ｂ）地盤改良装置を上方から見た断面図。
【図１２】中攪拌翼を示す斜視図。
【図１３】地盤改良装置の動作を示す図。
【図１４】本発明に係る地盤改良装置の第二実施形態を示す図。
【図１５】（ａ）図１３のＸ２−Ｘ２断面図、（ｂ）図１３のＹ２−Ｙ２断面図。
【図１６】縦筒状体の支持構造の変形例を示す図。
【図１７】（ａ）地盤改良装置の動作を示す図、（ａ）図１５（ａ）のＸ２−Ｘ２断面図。
【図１８】（ａ）地盤改良装置の動作を示す図、（ａ）図１６（ａ）のＸ２−Ｘ２断面図。
【図１９】（ａ）地盤改良装置の動作を示す図、（ａ）図１７（ａ）のＸ２−Ｘ２断面図。
【図２０】（ａ）地盤改良装置の動作を示す図、（ａ）図１８（ａ）のＸ２−Ｘ２断面図。
【図２１】（ａ）地盤改良装置の動作を示す図、（ａ）図１９（ａ）のＸ２−Ｘ２断面図。
【図２２】（ａ）地盤改良装置の一部拡大斜視図、（ｂ）地盤改良装置を上方から見た断面図。
【図２３】中攪拌翼を示す斜視図。
【図２４】地盤改良装置の動作を示す図。
【図２５】本発明に係る地盤改良装置の第三実施形態を示す図。
【図２６】地盤改良装置の動作を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第一実施形態］
以下では、地盤改良装置１００について説明する。
【００１６】
地盤改良装置１００は、地盤を掘削しながら固化材を吐出して、この固化材と掘削土を攪拌して硬化させることで、地盤を改良するものである。
地盤改良装置１００は、ベースマシン等により上下動可能に支持されている。
【００１７】
図１〜図３に示すように、地盤改良装置１００は、回転駆動装置１１０と、軸体１２０と、上突出体１３０・１３０・・・と、下突出体１４０・１４０・・・と、縦筒状体１５０と、横軸１６０と、横筒状体１７０と、横突出体１８０・１８０・・・と、を具備する。
【００１８】
回転駆動装置１１０は、軸体１２０を回転駆動するための装置である。回転駆動装置１１０は、例えば、二軸同軸式アースオーガで構成される。回転駆動装置１１０は、モータ１１１及び二重歯車機構１１２を有している。
【００１９】
軸体１２０は、掘削軸１２１、及び掘削軸１２１が挿通される外側軸１２２を有しており、掘削軸１２１及び外側軸１２２からなる二重軸構造を有している。
【００２０】
掘削軸１２１は、上下方向に延在する棒形状を有しており、上下方向に延在する軸Ａを有している。外側軸１２２は、上下が開口する筒形状を有しており、その内部には掘削軸１２１が挿通されている。
【００２１】
掘削軸１２１及び外側軸１２２の上端部は、公知の二重歯車機構１１２を介してモータ１１１に接続されている。掘削軸１２１及び外側軸１２２は、モータ１１１からの回転駆動力を二重歯車機構１１２を介して伝達されることにより、掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転するように構成されている。なお、掘削軸１２１及び外側軸１２２が、掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転するとは、掘削軸１２１の軸Ａ回りの回転において、（１）掘削軸１２１及び外側軸１２２が互いに異なる方向（逆方向）に回転すること、（２）掘削軸１２１及び外側軸１２２が互いに同一方向に回転するが、その回転速度が互いに異なること、並びに、（３）外側軸１２２が回転を停止している状態で掘削軸１２１が回転することをいう。
【００２２】
掘削軸１２１の下側は、外側軸１２２の下端の開口から下方（掘削軸１２１の軸Ａ方向）に突出している。以下では、掘削軸１２１における、外側軸１２２の下端の開口から突出している部分を、突出部１２１ａと称する。
【００２３】
外側軸１２２の外周側面には、上攪拌翼１０１が固定されている。上攪拌翼１０１は、略板状の部材であり、外側軸１２２の外周側面から外方に突出しており、外側軸１２２と一体回転する。なお、上攪拌翼１０１を、後述する上突出体１３０に固定してもよい。
【００２４】
掘削軸１２１の突出部１２１ａの外周側面には、下攪拌翼１０２が固定されている。下攪拌翼１０２は、略板状の部材であり、掘削軸１２１の突出部１２１ａの外周側面から外方に突出しており、掘削軸１２１と一体回転する。下攪拌翼１０２は、突出部１２１ａの上下中途部に配置されている。なお、下攪拌翼１０２を、後述する下突出体１４０に固定してもよい。
【００２５】
掘削軸１２１の突出部１２１ａの下端部には掘削翼１０３が固定されている。また、掘削軸１２１の突出部１２１ａの下端部には固化材吐出孔（不図示）が形成されている。
【００２６】
上突出体１３０は、外側軸１２２の外周側面に固定されており、外側軸１２２と一体回転する。上突出体１３０は、外側軸１２２の外周側面から、外側軸１２２の径方向に突出する棒形状を有している。上突出体１３０は、掘削軸１２１の軸Ａ方向（軸Ａの延びる方向）から見て、掘削軸１２１の軸Ａ回り方向に略等間隔（等間隔を含む）を空けて四つ並置されている。本実施形態では、上突出体１３０・１３０・１３０・１３０は、掘削軸１２１の軸Ａ方向から見て、掘削軸１２１の軸Ａ回り方向に９０°づつ間隔を空けて並置されている。
【００２７】
下突出体１４０は、掘削軸１２１の突出部１２１ａの外周側面に固定されており、掘削軸１２１と一体回転する。下突出体１４０は、掘削軸１２１の突出部１２１ａの外周側面から、掘削軸１２１の径方向に突出する棒形状を有している。下突出体１４０は、掘削軸１２１の軸Ａ方向から見て、掘削軸１２１の軸Ａ回り方向に略等間隔（等間隔を含む）を空けて四つ並置されている。本実施形態では、下突出体１４０・１４０・１４０・１４０は、掘削軸１２１の軸Ａ方向から見て、掘削軸１２１の軸Ａ回り方向に９０°づつ間隔を空けて並置されている。
【００２８】
図３及び図４に示すように、縦筒状体１５０は、上下両端が開口する筒形状を有している。縦筒状体１５０には、掘削軸１２１の突出部１２１ａが挿通されている。縦筒状体１５０は、掘削軸１２１及び外側軸１２２に対して、掘削軸１２１の軸Ａ回りに相対回転可能に支持されている。縦筒状体１５０は、上突出体１３０と下突出体１４０の間に配置されている。掘削軸１２１の突出部１２１ａには、縦筒状体１５０を上下から挟むようにフランジ部１２１ｂが形成されている。フランジ部１２１ｂは、掘削軸１２１の突出部１２１ａに一体化されており、縦筒状体１５０の上下方向の移動（軸Ａ方向の移動）を規制している。
なお、図５に示すように、縦筒状体１５０に対して、掘削軸１２１の突出部１２１ａ及び外側軸１２２が挿通するように構成して、外側軸１２２にフランジ部１２２ｂを形成して、当該フランジ部１２２ｂにより縦筒状体１５０の上下方向の移動を規制するように構成してもよい。
【００２９】
横軸１６０は、縦筒状体１５０の外周側面に固定されており、縦筒状体１５０と一体回転する。横軸１６０は、縦筒状体１５０の径方向に突出する棒形状を有しており、掘削軸１２１の軸Ａに対して略垂直（垂直を含む）な軸Ｂを有している。横軸１６０は、上突出体１３０と下突出体１４０の間に配置されている。
【００３０】
横筒状体１７０は、水平方向両端が開口する筒形状を有している。横筒状体１７０には、横軸１６０が挿通されている。横筒状体１７０は、横軸１６０に対して横軸１６０の軸Ｂ回りに相対回転可能に支持されている。横軸１６０には、横筒状体１７０が横軸１６０から抜け落ちることを防止するためのピン１６１が装着されている。
【００３１】
横筒状体１７０の外周側面には、横攪拌翼１０４が固定されている。横攪拌翼１０４は、略板状の部材であり、横筒状体１７０の外周側面から外方に突出しており、横筒状体１７０と一体回転する。なお、横攪拌翼１０４を、後述する横突出体１８０に固定してもよい。
【００３２】
横突出体１８０は、横筒状体１７０の外周側面に固定されており、横筒状体１７０と一体回転する。横突出体１８０は、横筒状体１７０の外周側面から、横筒状体１７０の径方向に突出する棒形状を有している。横突出体１８０は、横軸１６０の軸Ｂ方向から見て、横軸１６０の軸Ｂ回り方向に略等間隔（等間隔を含む）を空けて四つ並置されている。本実施形態では、横突出体１８０・１８０・１８０・１８０は、横軸１６０の軸Ｂ方向から見て、横軸１６０の軸Ｂ回り方向に９０°づつ間隔を空けて並置されている。
従って、本実施形態では、突出体１３０・１４０・１８０が、それぞれ同数（四つづつ）設けられている。
【００３３】
なお、本実施形態では、縦筒状体１５０の外周側面に横軸１６０を一つ設けたが、これに限定されず、横軸１６０を複数設けてもよい。この場合、縦筒状体１５０の外周側面にて、複数の横軸１６０を掘削軸１２１の軸Ａ回り方向に間隔を空けて並置して、各横軸１６０に横筒状体１７０及び横突出体１８０をそれぞれ装着することとなる。
【００３４】
図６（ａ）〜図１０（ｂ）は、掘削軸１２１及び外側軸１２２を掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに逆方向に回転させて、かつ、掘削軸１２１の回転速度Ｌ１の絶対値と、外側軸１２２の回転速度Ｎ１の絶対値との間に差を設けなかったときの、横突出体１８０の動きを示している（Ｌ１＝−Ｎ１）。
地盤改良装置１００は、図６（ａ）（図６（ｂ））→図７（ａ）（図７（ｂ））→図８（ａ）（図８（ｂ））→図９（ａ）（図９（ｂ））→図１０（ａ）（図１０（ｂ））の順に駆動することとする。
【００３５】
図６（ａ）〜図１０（ｂ）に示すように、横突出体１８０における横軸１６０の軸Ｂ回りの回転軌跡は、上突出体１３０における掘削軸１２１の軸Ａ回りの回転軌跡と交わると共に、下突出体１４０における掘削軸１２１の軸Ａ回りの回転軌跡と交わるように構成されている。
これにより、掘削軸１２１及び外側軸１２２が、掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転するときに、上突出体１３０及び下突出体１４０が横突出体１８０に接触するように構成されている。
【００３６】
図６（ａ）〜図１０（ｂ）に示すように、掘削軸１２１及び外側軸１２２が、掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転するとき、上突出体１３０及び下突出体１４０が横突出体１８０に接触して、横突出体１８０を押すことで、横突出体１８０（横筒状体１７０）が横軸１６０の軸Ｂ回りに回転するように構成されている。
このとき、横軸１６０の上側に存在する一本の横突出体１８０が、隣り合う上突出体１３０・１３０の間に入り込んで、上突出体１３０により一方向Ｐ１に押されると共に、横軸１６０の下側に存在する一本の横突出体１８０が、隣り合う下突出体１４０・１４０の間に入り込んで下突出体１４０により前記一方向とは反対の方向Ｑ１に押される状態となる（図６（ａ）参照）。すなわち、横軸１６０を挟んで互いに反対側に存在する横突出体１８０・１８０の内の、一方が上突出体１３０により一方向Ｐ１に押されて、他方が下突出体１４０により前記一方向Ｐ１とは反対の方向Ｑ１に押される状態となる。これにより、横突出体１８０が横軸１６０の軸Ｂ回りに回転する。そして、次の（下流側の）横突出体１８０が、次の隣り合う上突出体１３０・１３０（下突出体１４０・１４０）の間に入り込む。
掘削軸１２１及び外側軸１２２が、掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転するときには、この一連の動作が繰り返され、これにより、横突出体１８０が横軸１６０の軸Ｂ回りに回転し続けることとなる。
また、上突出体１３０及び下突出体１４０を掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転させたときには、横突出体１８０における横軸１６０の軸Ｂ回りの回転軌跡と、上突出体１３０における掘削軸１２１の軸Ａ回りの回転軌跡が交わる箇所において、上突出体１３０と横突出体１８０が交互に通過していくと共に、横突出体１８０における横軸１６０の軸Ｂ回りの回転軌跡と、下突出体１４０における掘削軸１２１の軸Ａ回りの回転軌跡が交わる箇所において、下突出体１４０と横突出体１８０が交互に通過していく状態となる。
【００３７】
以上のように構成することで、横軸１６０の軸Ａ回りの回転を規制しなくても、横突出体１８０を横軸１６０の軸Ｂ回りに回転させることができる。これにより、シンプルな装置構成で横突出体１８０を横軸１６０の軸Ｂ回りに回転させることが可能となる。
【００３８】
また、横突出体１８０が二つの突出体１３０・１４０で押されて回転するように構成されており、これにより、横突出体１８０にかかる負荷が分散されるように構成されている。さらに、横突出体１８０及び縦筒状体１５０が、掘削軸１２１及び外側軸１２２に対して、掘削軸１２１の軸Ａ回りに一体的に相対回転可能に構成されており、これにより、横突出体１８０は、負荷がかかったときに縦筒状体１５０と共に掘削軸１２１の軸Ａ回りに回転して、逃げることができるように構成されている。
従って、横突出体１８０にかかる負荷を低減でき、装置の耐久性を向上させることが可能となる。
【００３９】
なお、上記したように、上突出体１３０及び下突出体１４０を掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転させることにより、横突出体１８０を横軸１６０の軸Ｂ回りに回転させることができるのであれば、上突出体１３０、下突出体１４０、及び横突出体１８０の設置数に関しては、本実施形態のように、四つづつに限定しなくてもよく、例えば、突出体１３０・１４０・１８０を三つづつ設けたり、八つづつ設けてもよい。また、例えば、上突出体１３０及び下突出体１４０を三つづつ設けて、横突出体１８０を四つ設けてもよい。
また、上記したように、上突出体１３０及び下突出体１４０を掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転させることにより、横突出体１８０を横軸１６０の軸Ｂ回りに回転させることができるのであれば、上突出体１３０・１３０・・・間の間隔、下突出体１４０・１４０・・・間の間隔、及び横突出体１８０・１８０・・・間の間隔に関しては、それぞれ厳密に等間隔である必要はなく、間隔に多少のばらつきがそれぞれあってもよい。
また、上記したように、上突出体１３０及び下突出体１４０を掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転させることにより、横突出体１８０を横軸１６０の軸Ｂ回りに回転させることができるのであれば、横軸１６０の軸Ｂが掘削軸１２１の軸Ａに対して厳密に垂直である必要がなく、垂直な状態から多少ずれていてもよい。
【００４０】
以下では、地盤改良装置１００の動作について説明する。
【００４１】
図６（ａ）〜図１０（ｂ）に示すように、地盤改良装置１００は、回転駆動装置１１０により掘削軸１２１及び外側軸１２２を掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転させながら、下降することで、掘削翼１０３で地盤を掘削していく。このとき、掘削軸１２１及び外側軸１２２が掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転することによって、上攪拌翼１０１及び下攪拌翼１０２が、掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに異なる速度で回転する。また、このとき、掘削軸１２１（上突出体１３０）及び外側軸１２２（下突出体１４０）の回転により、横突出体１８０が回転して、横攪拌翼１０４が横軸１６０の軸Ｂ回りに回転する。地盤改良装置１００は、このとき、掘削軸１２１の下端部の固化材吐出孔から固化材を吐出する。
これにより、掘削土と固化材が、上攪拌翼１０１及び下攪拌翼１０２により掘削軸１２１の軸Ａ回りに攪拌されると共に、横攪拌翼１０４により横軸１６０の軸Ｂ回りに攪拌（上下に攪拌）されることとなる。
【００４２】
なお、掘削軸１２１及び外側軸１２２を掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転させる際に、掘削軸１２１の回転速度Ｌ１の絶対値と、外側軸１２２の回転速度Ｎ１の絶対値と、の間に差を設けてもよい（｜Ｌ１｜≠｜Ｎ１｜）。例えば、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、回転駆動装置１１０により、掘削軸１２１及び外側軸１２２を、掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転させるときに、掘削軸１２１に関しては高速で回転させて、外側軸１２２に関しては、掘削軸１２１の回転方向とは逆方向に低速で回転させる。
この場合、掘削軸１２１（上突出体１３０）の回転速度Ｌ１の絶対値と、外側軸１２２（下突出体１４０）の回転速度Ｎ１の絶対値との間に差が存在することにより、縦筒状体１５０（横突出体１８０）が、掘削軸１２１の軸Ａ回りに回転することとなる。その結果、横突出体１８０（横攪拌翼１０４）が、横軸１６０の軸Ｂ回りに回転しながら、掘削軸１２１の軸Ａ回りに回転することとなるので、横攪拌翼１０４により掘削土と固化材をより良好に攪拌することが可能となる（図１１（ａ）及び図１１（ｂ）参照）。
【００４３】
なお、突出体１３０・１４０・１８０をそれぞれ上攪拌翼・下攪拌翼・横攪拌翼として構成してもよい。このように構成する場合には、上記攪拌翼１０１・１０２・１０４を設けなくてもよい。しかし、このように構成する場合でも、掘削土と固化材をより良好に攪拌することができるようにするために、攪拌翼１０１・１０２・１０４をさらに設けてもよい。また、横筒状体１７０を横軸１６０の軸Ｂ回りに回転させるための機構（突出体１３０・１４０・１８０等）のサイズについては特に限定されず、例えば、攪拌翼１０１・１０２・１０４の設置スペースを確保しやすくするために、図１、図２（ａ）、図２（ｂ）等に示すものよりも小型（短め）に構成してもよい。
【００４４】
図１２及び図１３に示すように、縦筒状体１５０の外周側面（又は横軸１６０）に、中攪拌翼１０５を固定してもよい。中攪拌翼１０５は、略板状の部材であり、縦筒状体１５０の外周側面から外方に突出しており、縦筒状体１５０と一体回転する。
そして、掘削軸１２１及び外側軸１２２を掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転させる際に、掘削軸１２１の回転速度Ｌ１の絶対値と、外側軸１２２の回転速度Ｎ１の絶対値と、の間に差を設けるように構成する（｜Ｌ１｜≠｜Ｎ１｜）。
このように構成すると、掘削軸１２１及び外側軸１２２が掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転するときに、掘削軸１２１の回転速度Ｌ１の絶対値と、外側軸１２２の回転速度Ｎ１の絶対値との間に差が存在することにより、縦筒状体１５０が、掘削軸１２１の軸Ａ回りに回転することとなる。そして、このとき、外側軸１２２（上攪拌翼１０１）、縦筒状体１５０（中攪拌翼１０５）、及び掘削軸１２１（下攪拌翼１０２）が、掘削軸１２１の軸Ａ回りに、それぞれ異なる速度Ｎ１・Ｍ１・Ｌ１で回転することとなる（図１３参照）。
従って、攪拌翼１０１・１０５・１０２を、掘削軸１２１の軸Ａ回りに、三種類の異なる速度Ｎ１・Ｍ１・Ｌ１でそれぞれ回転させることが可能となるので、掘削土と固化材をより良好に攪拌することが可能となる。
なお、横軸１６０を中攪拌翼として構成してもよい。このように構成する場合には、上記中攪拌翼１０５を設けなくてもよい。しかし、このように構成する場合でも、掘削土と固化材をより良好に攪拌することができるようにするために、中攪拌翼１０５をさらに設けてもよい。
【００４５】
［第二実施形態］
以下では、地盤改良装置２００について説明する。
【００４６】
以下の説明においては、地盤改良装置１００との相違点に着目して説明し、地盤改良装置１００と同じ構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４７】
図１４、図１５（ａ）、及び図１５（ｂ）に示すように、地盤改良装置２００は、回転駆動装置１１０と、軸体１２０と、環体２１０と、上突出体２２０・２２０・・・と、下突出体２３０・２３０・・・と、連結体２４０と、縦筒状体２５０と、横軸２６０と、横筒状体２７０と、横突出体２８０・２８０・・・と、を具備する。
【００４８】
掘削軸１２１の突出部１２１ａの外周側面には、内攪拌翼２０１が固定されている。内攪拌翼２０１は、略板状の部材であり、掘削軸１２１の突出部１２１ａの外周側面から外方に突出しており、掘削軸１２１と一体回転する。内攪拌翼２０１は、突出部１２１ａの上下中途部に配置されている。なお、内攪拌翼２０１を、後述する上突出体２２０に固定してもよい。
【００４９】
環体２１０は、上下両端が開口する筒形状を有している。環体２１０には、掘削軸１２１の突出部１２１ａが挿通されている。環体２１０は、掘削軸１２１に対して掘削軸１２１の軸Ａ回りに相対回転可能に支持されている。
【００５０】
上突出体２２０は、掘削軸１２１の突出部１２１ａの外周側面に固定されており、掘削軸１２１と一体回転する。上突出体２２０は、掘削軸１２１の突出部１２１ａの外周側面から、掘削軸１２１の径方向に突出する棒形状を有している。上突出体２２０は、掘削軸１２１の軸Ａ方向から見て、掘削軸１２１の軸Ａ回り方向に略等間隔（等間隔を含む）を空けて四つ並置されている。上突出体２２０は、外側軸１２２と環体２１０の間に配置されている。本実施形態では、上突出体２２０・２２０・２２０・２２０は、掘削軸１２１の軸Ａ方向から見て、掘削軸１２１の軸Ａ回り方向に９０°づつ間隔を空けて並置されている。
【００５１】
下突出体２３０は、環体２１０の外周側面に固定されており、環体２１０と一体回転する。下突出体２３０は、環体２１０の外周側面から、環体２１０の径方向に突出する棒形状を有している。下突出体２３０は、掘削軸１２１の軸Ａ方向から見て、掘削軸１２１の軸Ａ回り方向に略等間隔（等間隔を含む）を空けて四つ並置されている。本実施形態では、下突出体２３０・２３０・２３０・２３０は、掘削軸１２１の軸Ａ方向から見て、掘削軸１２１の軸Ａ回り方向に９０°づつ間隔を空けて並置されている。
【００５２】
連結体２４０は、屈曲した棒形状を有している。連結体２４０は、中途部が外方に膨出する形状を有しており、この膨出する部分の内周面には外攪拌翼２０２が固定されている。連結体２４０は、一端が外側軸１２２に固定されており、他端が環体２１０に固定されており、外側軸１２２と環体２１０を連結している。これにより、外側軸１２２が掘削軸１２１の軸Ａ回りに回転するときに、連結体２４０及び環体２１０が外側軸１２２と一体回転するように構成されている。そして、連結体２４０が外側軸１２２と一体回転するときに、外攪拌翼２０２が連結体２４０と共に回転して土壌を攪拌する。なお、外攪拌翼２０２を、外側軸１２２、及び／又は、環体２１０に固定してもよい。
【００５３】
図１４、及び図２２に示すように、縦筒状体２５０は、上下両端が開口する筒形状を有している。縦筒状体２５０には、掘削軸１２１の突出部１２１ａが挿通されている。縦筒状体２５０は、掘削軸１２１、外側軸１２２、及び環体２１０に対して、掘削軸１２１の軸Ａ回りに相対回転可能に支持されている。縦筒状体２５０は、上突出体２２０と下突出体２３０の間に配置されている。掘削軸１２１の突出部１２１ａには、縦筒状体２５０を上下から挟むようにフランジ部１２１ｃが形成されている。フランジ部１２１ｃは、掘削軸１２１の突出部１２１ａに一体化されており、縦筒状体２５０の上下方向の移動（軸Ａ方向の移動）を規制している。
なお、図１６に示すように、縦筒状体２５０に対して掘削軸１２１の突出部１２１ａ及び環体２１０が挿通するように構成して、環体２１０にフランジ部１２２ｃを形成して、当該フランジ部１２２ｃにより縦筒状体１５０の上下方向の移動を規制するように構成してもよい。
【００５４】
図１４、及び図２２に示すように、横軸２６０は、縦筒状体２５０の外周側面に固定されており、縦筒状体２５０と一体回転する。横軸２６０は、縦筒状体２５０の径方向に突出する棒形状を有しており、掘削軸１２１の軸Ａに対して略垂直（垂直を含む）な軸Ｃを有している。横軸２６０は、上突出体２２０と下突出体２３０の間に配置されている。
【００５５】
横筒状体２７０は、水平方向両端が開口する筒形状を有している。横筒状体２７０には、横軸２６０が挿通されている。横筒状体２７０は、横軸２６０に対して横軸２６０の軸Ｃ回りに相対回転可能に支持されている。横軸２６０には、横筒状体２７０が横軸２６０から抜け落ちることを防止するためのピン２６１が装着されている。
【００５６】
横筒状体２７０の外周側面には、横攪拌翼２０３が固定されている。横攪拌翼２０３は、略板状の部材であり、横筒状体２７０の外周側面から外方に突出しており、横筒状体２７０と一体回転する。なお、横攪拌翼２０３を、後述する横突出体２８０に固定してもよい。
【００５７】
横突出体２８０は、横筒状体２７０の外周側面に固定されており、横筒状体２７０と一体回転する。横突出体２８０は、横筒状体２７０の外周側面から、横筒状体２７０の径方向に突出する棒形状を有している。横突出体２８０は、横軸２６０の軸Ｃ方向から見て、横軸２６０の軸Ｃ回り方向に略等間隔（等間隔を含む）を空けて四つ並置されている。本実施形態では、横突出体２８０・２８０・２８０・２８０は、横軸２６０の軸Ｃ方向から見て、横軸２６０の軸Ｃ回り方向に９０°づつ間隔を空けて並置されている。
従って、本実施形態では、突出体２２０・２３０・２８０が、それぞれ同数（四つづつ）設けられている。
【００５８】
なお、本実施形態では、縦筒状体２５０の外周側面に横軸２６０を一つ設けたが、これに限定されず、横軸２６０を複数設けてもよい。この場合、縦筒状体２５０の外周側面にて、複数の横軸２６０を掘削軸１２１の軸Ａ回り方向に間隔を空けて並置して、各横軸２６０に横筒状体２７０及び横突出体２８０をそれぞれ装着することとなる。
【００５９】
図１７（ａ）〜図２１（ｂ）は、掘削軸１２１及び外側軸１２２を掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに逆方向に回転させて、かつ、掘削軸１２１の回転速度Ｌ２の絶対値と、外側軸１２２の回転速度Ｎ２の絶対値との間に差を設けなかったときの、横突出体２８０の動きを示している（Ｌ２＝−Ｎ２）。
地盤改良装置２００は、図１７（ａ）（図１７（ｂ））→図１８（ａ）（図１８（ｂ））→図１９（ａ）（図１９（ｂ））→図２０（ａ）（図２０（ｂ））→図２１（ａ）（図２１（ｂ））の順に駆動することとする。
【００６０】
図１７（ａ）〜図２１（ｂ）に示すように、横突出体２８０における横軸２６０の軸Ｃ回りの回転軌跡は、上突出体２２０における掘削軸１２１の軸Ａ回りの回転軌跡と交わると共に、下突出体２３０における掘削軸１２１の軸Ａ回りの回転軌跡と交わるように構成されている。
これにより、掘削軸１２１及び外側軸１２２が、掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転するときに、上突出体２２０及び下突出体２３０が横突出体２８０に接触するように構成されている。
【００６１】
図１７（ａ）〜図２１（ｂ）に示すように、掘削軸１２１及び外側軸１２２が、掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転するとき、上突出体２２０及び下突出体２３０が横突出体２８０に接触して、横突出体２８０を押すことで、横突出体２８０（横筒状体２７０）が横軸２６０の軸Ｃ回りに回転するように構成されている。
このとき、横軸２６０の上側に存在する一本の横突出体２８０が、隣り合う上突出体２２０・２２０の間に入り込んで、上突出体２２０により一方向Ｐ２に押されると共に、横軸２６０の下側に存在する一本の横突出体２８０が、隣り合う下突出体２３０・２３０の間に入り込んで、下突出体２３０により前記一方向とは反対の方向Ｑ２に押される状態となる（図１７（ａ）参照）。すなわち、横軸２６０を挟んで互いに反対側に存在する横突出体２８０・２８０の内の、一方が上突出体２２０により一方向Ｐ２に押されて、他方が下突出体２３０により前記一方向Ｐ２とは反対の方向Ｑ２に押される状態となる。これにより、横突出体２８０が横軸２６０の軸Ｃ回りに回転する。そして、次の（下流側の）横突出体２８０が、次の隣り合う上突出体２２０・２２０（下突出体２３０・２３０）の間に入り込む。
掘削軸１２１及び外側軸１２２が、掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転するときには、この一連の動作が繰り返され、これにより、横突出体２８０が横軸２６０の軸Ｃ回りに回転し続けることとなる。
また、上突出体２２０及び下突出体２３０を掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転させたときには、横突出体２８０における横軸２６０の軸Ｃ回りの回転軌跡と、上突出体２２０における掘削軸１２１の軸Ａ回りの回転軌跡が交わる箇所において、上突出体２２０と横突出体２８０が交互に通過していくと共に、横突出体２８０における横軸２６０の軸Ｃ回りの回転軌跡と、下突出体２３０における掘削軸１２１の軸Ａ回りの回転軌跡が交わる箇所において、下突出体２３０と横突出体２８０が交互に通過していく状態となる。
【００６２】
以上のように構成することで、横軸１６０の軸Ａ回りの回転を規制しなくても、横突出体２８０を横軸２６０の軸Ｃ回りに回転させることができる。これにより、シンプルな装置構成で横突出体２８０を横軸２６０の軸Ｃ回りに回転させることが可能となる。
【００６３】
また、横突出体２８０が二つの突出体２２０・２３０で押されて回転するように構成されており、これにより、横突出体２８０にかかる負荷が分散されるように構成されている。さらに、横突出体２８０及び縦筒状体２５０が、掘削軸１２１及び外側軸１２２に対して、掘削軸１２１の軸Ａ回りに一体的に相対回転可能に構成されており、これにより、横突出体２８０は、負荷がかかったときに縦筒状体２５０と共に掘削軸１２１の軸Ａ回りに回転して、逃げることができるように構成されている。
従って、横突出体２８０にかかる負荷を低減でき、装置の耐久性を向上させることが可能となる。
【００６４】
なお、上記したように、上突出体２２０及び下突出体２３０を掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転させることにより、横突出体２８０を横軸２６０の軸Ｃ回りに回転させることができるのであれば、上突出体２２０、下突出体２３０、及び横突出体２８０の設置数に関しては、本実施形態のように、四つづつに限定しなくてもよく、例えば、突出体２２０・２３０・２８０を三つづつ設けたり、八つづつ設けてもよい。また、例えば、上突出体２２０及び下突出体２３０を三つづつ設けて、横突出体２８０を四つ設けてもよい。
また、上記したように、上突出体２２０及び下突出体２３０を掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転させることにより、横突出体２８０を横軸２６０の軸Ｃ回りに回転させることができるのであれば、上突出体２２０・２２０・・・間の間隔、下突出体２３０・２３０・・・間の間隔、及び横突出体２８０・２８０・・・間の間隔に関しては、それぞれ厳密に等間隔である必要はなく、間隔に多少のばらつきがそれぞれあってもよい。
また、上記したように、上突出体２２０及び下突出体２３０を掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転させることにより、横突出体２８０を横軸２６０の軸Ｃ回りに回転させることができるのであれば、横軸２６０の軸Ｃが掘削軸１２１の軸Ａに対して厳密に垂直である必要がなく、垂直な状態から多少ずれていてもよい。
【００６５】
以下では、地盤改良装置２００の動作について説明する。
【００６６】
図１７（ａ）〜図２１（ｂ）に示すように、地盤改良装置２００は、回転駆動装置１１０により掘削軸１２１及び外側軸１２２を掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転させながら、下降することで、掘削翼１０３で地盤を掘削していく。このとき、掘削軸１２１及び外側軸１２２が掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転することによって、連結体２４０（外攪拌翼２０２）及び内攪拌翼２０１が、掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに異なる速度で回転する。また、このとき、掘削軸１２１（上突出体２２０）及び外側軸１２２（下突出体２３０）の回転により、横突出体２８０が回転して、横攪拌翼２０３が横軸２６０の軸Ｃ回りに回転する。地盤改良装置２００は、このとき、掘削軸１２１の下端部の固化材吐出孔から固化材を吐出する。
これにより、掘削土と固化材が、連結体２４０（外攪拌翼２０２）及び内攪拌翼２０１により掘削軸１２１の軸Ａ回りに攪拌されると共に、横攪拌翼２０３により横軸２６０の軸Ｃ回りに攪拌（上下に攪拌）されることとなる。
【００６７】
なお、掘削軸１２１及び外側軸１２２を掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転させる際に、掘削軸１２１の回転速度Ｌ２の絶対値と、外側軸１２２の回転速度Ｎ２の絶対値と、の間に差を設けてもよい（｜Ｌ２｜≠｜Ｎ２｜）。例えば、図２２（ａ）及び図２２（ｂ）に示すように、回転駆動装置１１０により、掘削軸１２１及び外側軸１２２を、掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転させるときに、掘削軸１２１に関しては高速で回転させて、外側軸１２２に関しては、掘削軸１２１の回転方向とは逆方向に低速で回転させる。
この場合、掘削軸１２１（上突出体２２０）の回転速度Ｌ２の絶対値と、外側軸１２２（下突出体２３０）の回転速度Ｎ２の絶対値との間に差が存在することにより、縦筒状体２５０（横突出体２８０）が、掘削軸１２１の軸Ａ回りに回転することとなる。その結果、横突出体２８０（横攪拌翼２０３）が、横軸２６０の軸Ｃ回りに回転しながら、掘削軸１２１の軸Ａ回りに回転することとなるので、横攪拌翼２０３により掘削土と固化材をより良好に攪拌することが可能となる（図２２（ａ）及び図２２（ｂ）参照）。
【００６８】
なお、突出体２２０・２３０・２８０をそれぞれ外攪拌翼・攪拌翼・横攪拌翼として構成してもよい。このように構成する場合には、上記攪拌翼２０２・２０１・２０３を設けなくてもよい。しかし、このように構成する場合でも、掘削土と固化材をより良好に攪拌することができるようにするために、攪拌翼２０２・２０１・２０３をさらに設けてもよい。また、横筒状体２７０を横軸２６０の軸Ｃ回りに回転させるための機構（突出体２２０・２３０・２８０等）のサイズについては特に限定されず、例えば、攪拌翼１０１・１０２・１０４の設置スペースを確保しやすくするために、図１４、図１５（ａ）、図１５（ｂ）等に示すものよりも小型（短め）に構成してもよい。
【００６９】
図２３及び図２４に示すように、縦筒状体２５０の外周側面（又は横軸２６０）に、中攪拌翼２０４を固定してもよい。中攪拌翼２０４は、略板状の部材であり、縦筒状体２５０の外周側面から外方に突出しており、縦筒状体２５０と一体回転する。
そして、掘削軸１２１及び外側軸１２２を掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転させる際に、掘削軸１２１の回転速度Ｌ２の絶対値と、外側軸１２２の回転速度Ｎ２の絶対値と、の間に差を設けるように構成する（｜Ｌ１｜≠｜Ｎ１｜）。
このように構成すると、掘削軸１２１及び外側軸１２２が掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転するときに、掘削軸１２１の回転速度Ｌ２の絶対値と、外側軸１２２の回転速度Ｎ２の絶対値との間に差が存在することにより、縦筒状体２５０が、掘削軸１２１の軸Ａ回りに回転することとなる。そして、このとき、外側軸１２２（外攪拌翼２０２）、縦筒状体２５０（中攪拌翼２０４）、及び掘削軸１２１（内攪拌翼２０１）が、掘削軸１２１の軸Ａ回りに、それぞれ異なる速度Ｌ２・Ｍ２・Ｎ２で回転することとなる（図２４参照）。
従って、攪拌翼２０２・２０４・２０１を、掘削軸１２１の軸Ａ回りに、三種類の異なる速度Ｌ２・Ｍ２・Ｎ２でそれぞれ回転させることが可能となるので、掘削土と固化材をより良好に攪拌することが可能となる。
なお、横軸２６０を中攪拌翼として構成してもよい。このように構成する場合には、上記中攪拌翼２０４を設けなくてもよい。しかし、このように構成する場合でも、掘削土と固化材をより良好に攪拌することができるようにするために、中攪拌翼２０４をさらに設けてもよい。
【００７０】
［第三実施形態］
以下では、地盤改良装置３００について説明する。
【００７１】
以下の説明においては、地盤改良装置１００・２００との相違点に着目して説明し、地盤改良装置１００・２００と同じ構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７２】
地盤改良装置３００は、上記第一実施形態の地盤改良装置１００と、第二実施形態の地盤改良装置２００を組み合わせた構成を有し、地盤改良装置１００・２００と同様の作用効果を有する。従って、以下では、地盤改良装置３００の構成、作用効果、及び攪拌翼の配置構造についての詳細な説明は省略し、相違点に着目して説明する。
【００７３】
図２５に示すように、地盤改良装置３００は、回転駆動装置１１０と、軸体１２０と上突出体（第一上突出体）１３０・１３０・・・と、下突出体（第一下突出体）１４０・１４０・・・と、縦筒状体（第一縦筒状体）１５０と、横軸（第一横軸）１６０と、横筒状体（第一横筒状体）１７０と、横突出体（第一横突出体）１８０・１８０・・・と、環体２１０と、上突出体（第二上突出体）２２０・２２０・・・と、下突出体（第二下突出体）２３０・２３０・・・と、連結体２４０と、縦筒状体（第二縦筒状体）２５０と、横軸（第二横軸）２６０と、横筒状体（第二横筒状体）２７０と、横突出体（第二横突出体）２８０・２８０・・・と、を具備する。
【００７４】
下突出体（第一下突出体）１４０及び上突出体（第二上突出体）２２０は、外側軸１２２と環体２１０の間に配置されている。
横軸（第一横軸）１６０及び横軸（第二横軸）２６０は、互いに所定間隔を空けて配置されている。
前記所定間隔は、掘削軸１２１及び外側軸１２２が掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転する際に、これに伴って回転する横突出体１８０と、横突出体２８０が、互いに衝突しない程度の間隔である。
【００７５】
以上のように構成する場合において、掘削軸１２１及び外側軸１２２を掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転させることで、横突出体（第一横突出体）１８０を横軸（第一横軸）１６０の軸Ｂ回りに回転させると共に、横突出体（第二横突出体）２８０を横軸（第二横軸）２６０の軸Ｃ回りの回転させることができ、さらに、このときの横突出体１８０の軸Ｂ回りの回転方向と、横突出体２８０の軸Ｃ回りの回転方向と、を互いに逆方向にすることが可能となる（図２６の二点鎖線の矢印参照）。これにより、横突出体１８０・２８０、及び／又は、横突出体１８０・２８０に装着される攪拌翼により、掘削土と固化材をより良好に攪拌することが可能となる。
また、掘削軸１２１及び外側軸１２２を掘削軸１２１の軸Ａ回りに互いに相対回転させる際に、掘削軸１２１の回転速度の絶対値と、外側軸１２２の回転速度の絶対値と、の間に差を設けることで、横突出体１８０・２８０を掘削軸１２１の軸Ａ回りに回転させることが可能となる（図２６の実線の矢印参照）。これにより、横突出体１８０・２８０、及び／又は、横突出体１８０・２８０に装着される攪拌翼により、掘削土と固化材をより良好に攪拌することが可能となる。
【符号の説明】
【００７６】
１００・２００・３００    地盤改良装置
１２０                    軸体
１２１                    掘削軸
１２２                    外側軸
１３０・２２０            上突出体
１４０・２３０            下突出体
１５０・２５０            縦筒状体
１６０・２６０            横軸
１７０・２７０            横筒状体
１８０・２８０            横突出体
２１０                    環体
２４０                    連結体
【要約】
【課題】シンプルな装置構成で横突出体を横軸の軸回りに回転させることができると共に、装置の耐久性を向上させることが可能な地盤改良装置を提供する。
【解決手段】地盤改良装置１００は、掘削軸１２１及び外側軸１２２を有する軸体１２０と、上突出体１３０と、下突出体１４０と、縦筒状体１５０と、横軸１６０と、横筒状体１７０と、横突出体１８０と、を備え、横突出体１８０における横軸１６０の軸Ｂ回りの回転軌跡が、上突出体１３０における掘削軸１２１の軸Ａ回りの回転軌跡と交わると共に、下突出体１４０における掘削軸１２１の軸Ａ回りの回転軌跡と交わるように構成して、掘削軸１２１及び外側軸１２２を互いに掘削軸１２１の軸Ａ回りに相対回転させることによって、上突出体１３０及び下突出体１４０で横突出体１８０を押して、横突出体１８０を横軸１６０の軸Ｂ回りに回転させる。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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