(57)【要約】【課題】油圧ショベルを用いて比較的廉価に実現できると共に、狭隘な場所でも比較的容易に地盤改良工事が施工できる地盤改良用アタッチメントと地盤改良施工方法を提供する。【解決手段】油圧ショベルのアーム１１にオーガ回転駆動装置２０を取付ける。ケーシング２２の上部に地盤改良材をケーシング２２内に導入する地盤改良材導入部２８を備える。ケーシング２２がオーガ回転駆動装置２０のフレーム２０ａから外された状態において、スクリューオーガ２１にケーシング２２を結合して掘進する。その後、ケーシング２２をスクリューオーガ２１から外してオーガ回転駆動装置２０のフレーム２０ａに結合し、導入部２８から地盤改良材を投入し、スクリューオーガ２１を逆転させて地盤改良材を圧密しながら充填しつつ、オーガ回転駆動装置２０をアーム１１やブーム９等の操作により引き上げる。【選択図】図１
2014152471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ショベルのアームに取付けられるオーガ回転駆動装置と、
前記オーガ回転駆動装置の出力軸に連結されるスクリューオーガと、
前記スクリューオーガを同軸に相対的に上下動可能に収容しかつ上端に地盤改良材導入部を有するケーシングと、
前記ケーシングが前記オーガ回転駆動装置のフレームから外された状態において、前記スクリューオーガを前記ケーシングに着脱可能に結合する第１の結合機構と、
前記第１の結合機構による前記ケーシングと前記スクリューオーガとの結合が解かれた状態において、前記ケーシングを前記オーガ回転駆動装置のフレームに着脱可能に結合する第２の結合機構とを備えた
ことを特徴とする地盤改良用アタッチメント。
【請求項２】
請求項１に記載の地盤改良用アタッチメントにおいて、
前記ケーシングの下端に開閉可能に取付けられた開閉蓋を備え、
前記開閉蓋は、前記ケーシングを地中に掘進させ、かつ前記ケーシングを前記オーガ回転駆動装置のフレームに結合させた状態において、前記ケーシングに対して前記スクリューオーガを相対的に下降して前記開閉蓋を貫通することにより開く構成を有する
ことを特徴とする地盤改良用アタッチメント。
【請求項３】
請求項１または２に記載の地盤改良用アタッチメントにおいて、
前記第１の結合機構は、前記ケーシングの内壁上方に周方向に相互に間隔を設けて配設した複数個のガイドと、前記ガイドを配設した部分に内方に突出して設けた第１の突起と、前記スクリューオーガの軸の周囲に放射状に突設した前記第１の突起と同数の係止体とを備え、前記係止体の先端を前記ガイド上に載せると共に、前記係止体の先端側面を前記第１の突起の側面に当接させて前記スクリューオーガを回転させることにより、前記スクリューオーガの回転力および押し込み力を前記ケーシングに伝達する構成を有し、
前記第２の結合機構は、前記ケーシングの前記第１の突起より下方の内壁に設けられ、前記ケーシングに対して前記スクリューオーガが相対的に下降することにより前記係止体の先端側面が回動によりその側面に当接して前記スクリューオーガの回転力を接続ケーシングに伝達する第２の突起と、前記ケーシングの上端に上方に突出して設けた複数の支持枠と、前記支持枠の上端に外方に突出して設けた係止爪と、前記オーガ回転駆動装置のフレームの下部に周方向に間隔を有して前記係止爪と同数配設した横板状の係止受部と、前記係止受部の一端に設けられ前記係止爪の端部を当接させて回り止めする縦板状のストッパとを備え、前記複数の係止受部の間に前記係止爪を位置させて前記係止体の側面と前記第２の突起の側面との当接により前記スクリューオーガの回動力を前記ケーシングに伝達し回動させて前記係止爪を前記係止受部の上に上下に間隔を有して位置させ、前記オーガ回転駆動装置を上昇させることにより、前記係止爪を前記係止受部に載せて前記ケーシングを前記オーガ回転駆動装置のフレームに支持させる構成を有する
ことを特徴とする地盤改良用アタッチメント。
【請求項４】
油圧ショベルのアームに取付けたオーガ回転駆動装置にスクリューオーガを取付けて地盤改良材の地中への注入を行なう地盤改良施工方法において、
前記スクリューオーガを収容したケーシングに前記スクリューオーガを結合する工程と、
前記オーガ回転駆動装置を駆動させると共に前記アームを下降させることにより、前記スクリューオーガと共に前記ケーシングを回転させながらケーシングを地中に掘進させる工程と、
前記ケーシングにより所定の深さに掘進した後、前記ケーシングと前記スクリューオーガとの結合を解く工程と、
前記アームを下げて前記結合が解かれたケーシングを前記オーガ回転駆動装置のフレームに結合する工程と、
前記ケーシングの上部に設けられたホッパに地盤改良材を投入する工程と、
前記スクリューオーガを前記掘進時の回転方向と逆方向に回転させることにより前記ケーシング内に前記地盤改良材を前記スクリューオーガのスクリュー羽根により圧密して充填を行ないながら、前記アームと共に前記オーガ回転駆動装置、前記ケーシングおよび前記スクリューオーガを引き上げる工程とにより、地盤改良材の充填施工を行なう
ことを特徴とする地盤改良施工方法。
【請求項５】
請求項４に記載の地盤改良施工方法において、
前記ケーシングとして、その下端に開閉蓋を取付けたものを用い、
前記ケーシングを前記スクリューオーガに結合した状態で掘進する際には前記開閉蓋を閉じた状態で掘進を行なわせ、
前記ケーシングを所定の深さ掘進した後、前記ケーシングと前記スクリューオーガとの結合を解き、前記アームを下げることにより前記スクリューオーガを前記オーガ回転駆動装置と共に下降させ、前記スクリューオーガの下降により前記ケーシング下端の開閉蓋を開き、
前記開閉蓋を開いた状態で前記地盤改良材の圧密による充填を行なう
ことを特徴とする地盤改良施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリューオーガを用いて地中にセメントや石灰等の自硬性固化材からなる地盤改良材を充填することにより地盤改良を行なうためのアタッチメントと地盤改良施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路や敷地の地盤を改良するため、地中に地盤改良材を充填して硬化する地盤改良方法は広く知られている。従来は地盤改良材を地中に充填する方法として、スクリューオーガにより地中に孔を掘削し、この掘削した孔に地盤改良材を充填する方法が採用されていた。しかしながらこの方法によると、掘削した孔の崩壊により十分に地盤改良材が充填できないという問題点があった。
【０００３】
このような問題点を解消しうる従来の施工方法として、例えば特許文献1に開示されているように、作業機に取付けられるリーダに昇降可能に設けたオーガ回転駆動装置を用い、オーガ回転駆動装置のフレームに非回転で取付けられるケーシングの上部にホッパを設け、スクリューオーガはその下端の掘削羽根をケーシングの下端から下方に突出させ、スクリューオーガの回転により掘削羽根を回転させてケーシングの押し込み抵抗を低下させながらケーシングを押し込み、所定の深さにケーシングが押し込まれた後、ケーシング上部のホッパから地盤改良材をケーシング内に投入し、ケーシング内のスクリューオーガを逆回転させて地盤改良材を圧密しながら埋め込んでいくものがある。この圧密により地盤改良材を充填する方法によると、圧搾空気を供給して圧密する方法に比較して、むらなく圧密することができるという利点がある。また、土壌と地盤改良材とを混合して改良土を得る場合に比較して、高い硬度の地盤が得やすいという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５３−２５０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の従来装置は、リーダを有する作業機を用いた比較的大型の機械構成となり、ユーザーにとって購入が容易でない高価な機械である上、狭隘な場所への搬入や施工が困難であるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑み、油圧ショベルを用いて比較的廉価に実現できると共に、狭隘な場所でも比較的容易に地盤改良工事が施工できる地盤改良用アタッチメントと地盤改良施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の地盤改良用アタッチメントは、
油圧ショベルのアームに取付けられるオーガ回転駆動装置と、
前記オーガ回転駆動装置の出力軸に連結されるスクリューオーガと、
前記スクリューオーガを同軸に相対的に上下動可能に収容しかつ上端に地盤改良材導入部を有するケーシングと、
前記ケーシングが前記オーガ回転駆動装置のフレームから外された状態において、前記スクリューオーガを前記ケーシングに着脱可能に結合する第１の結合機構と、
前記第１の結合機構による前記ケーシングと前記スクリューオーガとの結合が解かれた状態において、前記ケーシングを前記オーガ回転駆動装置のフレームに着脱可能に結合する第２の結合機構とを備えた
ことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の地盤改良用アタッチメントは、請求項１に記載の地盤改良用アタッチメントにおいて、
前記ケーシングの下端に開閉可能に取付けられた開閉蓋を備え、
前記開閉蓋は、前記ケーシングを地中に掘進させ、かつ前記ケーシングを前記オーガ回転駆動装置のフレームに結合させた状態において、前記ケーシングに対して前記スクリューオーガを相対的に下降して前記開閉蓋を貫通することにより開く構成を有する
ことを特徴とする。
【０００９】
請求項３の地盤改良用アタッチメントは、請求項１または２に記載の地盤改良用アタッチメントにおいて、
前記第１の結合機構は、前記ケーシングの内壁上方に周方向に相互に間隔を設けて配設した複数個のガイドと、前記ガイドを配設した部分に内方に突出して設けた第１の突起と、前記スクリューオーガの軸の周囲に放射状に突設した前記第１の突起と同数の係止体とを備え、前記係止体の先端を前記ガイド上に載せると共に、前記係止体の先端側面を前記第１の突起の側面に当接させて前記スクリューオーガを回転させることにより、前記スクリューオーガの回転力および押し込み力を前記ケーシングに伝達する構成を有し、
前記第２の結合機構は、前記ケーシングの前記第１の突起より下方の内壁に設けられ、前記ケーシングに対して前記スクリューオーガが相対的に下降することにより前記係止体の先端側面が回動によりその側面に当接して前記スクリューオーガの回転力を接続ケーシングに伝達する第２の突起と、前記ケーシングの上端に上方に突出して設けた複数の支持枠と、前記支持枠の上端に外方に突出して設けた係止爪と、前記オーガ回転駆動装置のフレームの下部に周方向に間隔を有して前記係止爪と同数配設した横板状の係止受部と、前記係止受部の一端に設けられ前記係止爪の端部を当接させて回り止めする縦板状のストッパとを備え、前記複数の係止受部の間に前記係止爪を位置させて前記係止体の側面と前記第２の突起の側面との当接により前記スクリューオーガの回動力を前記ケーシングに伝達し回動させて前記係止爪を前記係止受部の上に上下に間隔を有して位置させ、前記オーガ回転駆動装置を上昇させることにより、前記係止爪を前記係止受部に載せて前記ケーシングを前記オーガ回転駆動装置のフレームに支持させる構成を有する
ことを特徴とする。
【００１０】
請求項４の地盤改良施工方法は、
油圧ショベルのアームに取付けたオーガ回転駆動装置にスクリューオーガを取付けて地盤改良材の地中への注入を行なう地盤改良施工方法において、
前記スクリューオーガを収容したケーシングに前記スクリューオーガを結合する工程と、
前記オーガ回転駆動装置を駆動させると共に前記アームを下降させることにより、前記スクリューオーガと共に前記ケーシングを回転させながらケーシングを地中に掘進させる工程と、
前記ケーシングにより所定の深さに掘進した後、前記ケーシングと前記スクリューオーガとの結合を解く工程と、
前記アームを下げて前記結合が解かれたケーシングを前記オーガ回転駆動装置のフレームに結合する工程と、
前記ケーシングの上部に設けられたホッパに地盤改良材を投入する工程と、
前記スクリューオーガを前記掘進時の回転方向と逆方向に回転させることにより前記ケーシング内に前記地盤改良材を前記スクリューオーガのスクリュー羽根により圧密して充填を行ないながら、前記アームと共に前記オーガ回転駆動装置、前記ケーシングおよび前記スクリューオーガを引き上げる工程とにより、地盤改良材の充填施工を行なう
ことを特徴とする。
【００１１】
請求項５の地盤改良施工方法は、請求項４に記載の地盤改良施工方法において、
前記ケーシングとして、その下端に開閉蓋を取付けたものを用い、
前記ケーシングを前記スクリューオーガに結合した状態で掘進する際には前記開閉蓋を閉じた状態で掘進を行なわせ、
前記ケーシングを所定の深さ掘進した後、前記ケーシングと前記スクリューオーガとの結合を解き、前記アームを下げることにより前記スクリューオーガを前記オーガ回転駆動装置と共に下降させ、前記スクリューオーガの下降により前記ケーシング下端の開閉蓋を開き、
前記開閉蓋を開いた状態で前記地盤改良材の圧密による充填を行なう
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、リーダを有しない汎用の油圧ショベルを用いて地盤改良機を構成することができ、ユーザーは既存の油圧ショベルを用いて比較的廉価に地盤改良機を得ることができる。また、リーダが不要になるので、狭隘な場所への搬入や施工が行なえる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、ケーシングの下端に開閉蓋を設けたものであり、ケーシングにより掘進している工程においては、開閉蓋が閉じた状態にあり、地中からの土砂がケーシング内に侵入しないため、地盤改良材の密度を高くして地中に充填することができ、硬度の高い地盤を得ることができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、ケーシングとスクリューオーガとの結合、解離およびケーシングとオーガ回転駆動装置のフレームとの結合、解離を、地盤改良機のオペレータによるフロントおよび地盤改良用アタッチメントの操作によって行なうことができ、安全かつ短時間に結合、解離を行なうことができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、油圧ショベルのアームにオーガ回転駆動装置を取付けると共に、オーガ回転駆動装置のフレームからケーシングを離脱させてケーシングをスクリューオーガと共に回転させて掘進し、地盤改良材の圧密時にはケーシングをオーガ回転駆動装置のフレームに結合させ、スクリューオーガのみを逆転させて地盤改良材を圧密することが可能となるので、ケーシングをスクリューオーガやオーガ回転駆動装置のフレームに着脱可能に結合する装置を付加するという比較的簡単な装置の改変で経済的に地盤改良工事を行なうことができる。また、リーダが不要になるので、狭隘な場所への搬入や施工が行なえる
【００１６】
請求項５の発明によれば、ケーシングの下端に開閉蓋を設けたものであり、ケーシングにより掘進している工程においては、開閉蓋が閉じた状態にあり、地中からの土砂がケーシング内に侵入しないため、地盤改良材の密度を高くして地中に充填することができ、硬度の高い地盤を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による地盤改良用アタッチメントの一実施の形態を油圧ショベルに取付けた状態で示す側面図である。
【図２】本実施の形態の地盤改良用アタッチメントをスクリューオーガにケーシングを結合した状態で示す側面図である。
【図３】本実施の形態の地盤改良用アタッチメントをオーガ回転駆動装置のフレームにケーシングを結合した状態で示す側面図である。
【図４】本実施の形態のケーシングのおよびスクリューオーガの構造を示す縦断面図である。
【図５】（Ａ）は本実施の形態のケーシングの上部構造およびスクリューオーガとケーシングとの結合機構である第１の結合機構を示す縦断面図、（Ｂ）はその部分拡大図である。
【図６】（Ａ）は図５（Ａ）のＥ−Ｅ断面図、（Ｂ）は（Ａ）の状態からスクリューオーガを回転させてスクリューオーガとケーシングとの結合を解いた状態を示す横断面図である。
【図７】本実施の形態の第２の結合機構の一部を構成する第２の突起と係止体との係止構造を示す横断面図である。
【図８】（Ａ）は本実施の形態の第２の結合機構を非結合状態で示す横断面図、（Ｂ）はその結合状態を示す横断面図である。
【図９】本実施の形態の第２の結合機構を結合前の状態にて示す縦断面図である。
【図１０】本実施の形態の第２の結合機構を結合状態にて示す縦断面図である。
【図１１】地盤改良用アタッチメントを用いて地盤改良材の充填を行なう工程を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は本発明による地盤改良用アタッチメントの一実施の形態を油圧ショベルに取付けた状態で示す側面図である。１は自走式作業機の履帯式下部走行体であり、この下部走行体１上に旋回装置２を介して旋回フレーム３ａが設置される。旋回フレーム３ａ上にはエンジン駆動の油圧ポンプや発電機等からなるパワーユニット４および運転室５等が搭載されて上部旋回体３を構成する。
【００１９】
７は旋回フレーム３ａに取付けられたフロントであり、このフロント７は、旋回フレーム３ａに油圧シリンダでなるブームシリンダ１０により起伏可能に取付けられたブーム９と、このブーム９の先端に油圧シリンダでなるアームシリンダ１２により上下方向に回動可能に取付けられたアーム１１とを備える。
【００２０】
８は地盤改良用アタッチメントであり、１４はこの地盤改良用アタッチメント８をアーム１１に垂下して取付けるためのブラケットである。このブラケット１４は、アーム１１にピン１５により前後方向に回動可能に取付ける。１６は地盤改良用アタッチメント８をブラケット１４を上下回動させるためにアーム１１に取付けた油圧シリンダであり、油圧ショベルとして用いる場合は、この油圧シリンダ１６はアーム１１の先端に取付けるバケット(図示せず)を回動させるものである。この油圧ショベル１６のピストンロッドは、アーム１１に一端をピン付けした第１のリンク１７の他端と、ブラケット１４に一端をピン付けした第２のリンク１８の他端に共通にピン付けされる。
【００２１】
地盤改良用アタッチメント８は、オーガ回転駆動装置２０と、このオーガ回転駆動装置２０により回転されるスクリューオーガ２１と、このスクリューオーガ２１を同軸に収容するケーシング２２とにより構成される。
【００２２】
オーガ回転駆動装置２０はそのフレーム２０ａの上部に取付け部２０ｂを有し、この取付け部２０ｂをブラケット１４にピン２５により連結してブラケット１４から地盤改良用アタッチメント８を垂下する。オーガ回転駆動装置２０は、フレーム２０ａ内に油圧モータおよび減速装置からなる駆動装置本体２０ｃを設置してなり、その出力軸２０ｄにスクリューオーガ２１の上端が着脱可能に結合される。
【００２３】
図１の例では、スクリューオーガ２１は上端のスクリューオーガ２１ａと下端のスクリューオーガ２１ｂとを結合させて構成され、ケーシング２２はホッパ２８を有する上端のケーシング２２ａと下端のスクリューオーガ２２ｂとを結合させて構成され、ケーシング２２の上端をオーガ回転駆動装置２０のフレーム２０ａに第２の結合機構２６により結合させた状態を示す。４０は下端のケーシング２２ｂの下端に設けた開閉蓋である。
【００２４】
この地盤改良用アタッチメント８は、図２の縦断面図に示すように、スクリューオーガ２１にケーシング２２を第１の結合機構２５により結合した状態で掘進する態様と、図３の縦断面図に示すように、オーガ回転駆動装置２０のフレーム２０ａに第２の結合機構２６により結合した状態で地盤改良材を充填し圧密する態様とで使用される。
【００２５】
図２、図３の例に示すスクリューオーガ２１は、図１の例と異なり、オーガ回転駆動装置２０の出力軸２０ｄに結合される上端のスクリューオーガ２１ａと、下端のスクリューオーガ２１ｂと、両者間に介装される中継用スクリューオーガ２１ｃとからなる。ケーシング２２は、ホッパ取付け部２８を有する上端のケーシング２２ａと、下端のケーシング２２ｂと、両者間に介装される中継用ケーシング２２ｃとからなる。上端のケーシング２２ａは、その下部のケーシング２２ｂ，２２ｃより大径に形成される。なお、中継用のスクリューオーガ２１ｃやケーシング２２ｃは２本以上設ける場合もある。
【００２６】
図４はスクリューオーガ２１とケーシング２２のそれぞれの上下分割部分の結合構造を示す縦断面図である。図４に示すように、下端のスクリューオーガ２１ｂの上端の結合部３２は多角形の形状をなし、この結合部３２に結合される中継用スクリューオーガ２１ｃの下端の結合部３３には結合部３２が嵌合される多角形の穴を有する。両結合部３２，３３は結合部３２の側面の横溝および結合部３３の横穴に挿着するピン３４により抜け止めされる。中継用スクリューオーガ２１ｃと上端のスクリューオーガ２１ａも同様の結合構造で結合され、上端のスクリューオーガ２１ａとオーガ回転駆動装置２０の出力軸２０ｄとも同様の構造で着脱可能に結合される。
【００２７】
下端のケーシング２２ｂの上端と、中継用ケーシング２２ｃの下端には互いに重ねるフランジ３５，３６を設け、これらのフランジ３５，３６をボルト３７，３８によって結合することにより、ケーシング２２ｂ，２２ｃどうしを着脱可能に結合する。中継用ケーシング２２ｃと上端のケーシング２２ａも同様の結合構造で着脱可能に結合される。
【００２８】
４０は下端のケーシング２２ｂの下端に取付けた開閉蓋であり、この開閉蓋４０はそれぞれ軸４１を中心に開閉可能に取付けられた半円錐形の蓋素体４０ａ，４０ｂからなるものである。
【００２９】
図５（Ａ）は上端のケーシング２２ａの上部構造と、スクリューオーガ２１にケーシング２２を着脱可能に係止する第１の結合機構２５を示す縦断面図である。図５（Ａ）において、５１は上端のケーシング２２ａの上端部にボルト５２により取付けたリング、２８はこのリング５１と一体に設けた逆円錐形のホッパ取付け部（地盤改良材導入部）である。４３は上端のケーシング２２ａの上部内壁に内側に突出するように溶接により設けたスクリューオーガ係止用の複数の第１の突起である。本例では2つの第１の突起４３をケーシング２２ａの互いに反対側に位置する面から突出するように設けている。
【００３０】
図５（Ａ）および図６（Ａ）、（Ｂ）において、４４は上端のスクリューオーガ２１ａの軸の周囲に突起４３と同数だけ溶接により設けた係止体である。これらの係止体４４は、その各先端が、ケーシング２２ａの内壁の近傍に位置するかあるは内壁に当接するようにスクリューオーガ軸に放射状に設けられる。４５は係止体４４をガイドするためにケーシング２２ａの内壁にそってある角度範囲（例えば４５度）にわたって弧状に溶接されたガイドである。第１の突起４３は、ガイド４５の配設部に設けられるものであり、本例ではガイド４５の周方向の中央部に設けている。
【００３１】
各係止体４４の先端には、図５（Ｂ）に示すように、ガイド４５の上斜め向きのガイド面４５ａに当接する斜め下向きの傾斜した当接面４４ａを有する。なお、図５（Ａ）に示すように、２つの係止体４４，４４の先端間の長さは、リング５１の内径より長いため、スクリューオーガ２１がケーシング２２から抜け出ることはない。
【００３２】
この第１の結合機構２５は、図１１（Ａ）に示すように、オーガ回転駆動装置２０のフレームに対するケーシング２２の係止が解かれ、かつケーシング２２を地面３９に支持させた状態において、フロント７を下げることにより、オーガ回転駆動装置２０を下げ、図５（Ａ）、（Ｂ）および図６（Ａ）に示すように、ガイド４５，４５の傾斜面４５ａ，４５ａ上に係止体４４，４４の先端の当接面４４ａ，４４ａを載せ、図６（Ａ）の矢印Ｒ１で示す掘削方向にスクリューオーガ２１を回転させると、スクリューオーガ２１ａ側の係止体４４の側面がケーシング２２ａ側の第１の突起４３の側面に当接し、この側面どうしの当接により、スクリューオーガ２１ａの回転力がケーシング２２ａに付与され、ケーシング２２ａが回転される。また、ケーシング２２による掘進時にフロント７の下方への操作により、係止体４４がガイド４５を上方から押圧し、ケーシング２２に押し込み力が付与される。
【００３３】
一方、図６（Ａ）の矢印Ｒ１の反対方向にスクリューオーガ２１を回転させると、係止体４４と第１の突起４３との係止が解かれ、図６（Ｂ）に示すように、係止体４４がガイド４５，４５の間に位置するので、ケーシング２２ａに対してスクリューオーガ２１ａを上下に動かすことができる。
【００３４】
次にオーガ回転駆動装置２０のフレーム２０ａにケーシング２２ａを着脱可能に結合する第２の結合機構２６について説明する。図５（Ａ）および図７に示すように、上端のケーシング２２ａの下端部には、その下に連結するケーシング２２ｂ（または２２ｃ）と同径に下部径を変化させるための下細りのテーパー部４７が設けられており、このテーパー部４７の内壁には複数（本例は２個）の係止用の第２の突起４８が溶接されている。テーパー部４７の傾斜角度は、前記係止体４４の端部の当接面４４ａの傾斜角に等しく形成してある。
【００３５】
一方、ケーシング２２ａの上端のホッパ取付け部２８には、図５（Ａ）に示すように、複数（本例は２つ）の支持枠４９ａが溶接され、その各上端に図８（Ａ）、（Ｂ）に示すような扇形をなす横板状の係止爪４９が外方に突出して一体に設けられている。一方、オーガ回転駆動装置２０のフレーム２０ａには、図８（Ａ）、（Ｂ）および図９に示すように、係止爪４９に対応して、この係止爪４９を載せてケーシング２２を支持するための横板状の係止受部５０が設けられ、その一端部には縦板状をなすケーシング２２ａの周り止めのためのストッパ５０ａが一体に設けられている。
【００３６】
この第２の結合機構２６によりケーシング２２ａをオーガ回転駆動装置２０のフレーム２０ａに係止させる際には、ケーシング２２やスクリューオーガ２１が地中に埋まった状態において、図５（Ａ）、図６（Ａ）に示すように第１の結合機構２５によってケーシング２２ａをスクリューオーガ２１ａに係止した状態から図６（Ａ）の矢印Ｒ１の反対方向にスクリューオーガ２１ａを回転（逆転）させて図６（Ｂ）に示すように係止体４４がガイド４５に係合しない状態とし、オーガ回転駆動装置２０をフロント７の操作により押し下げ、スクリューオーガ２１を正転して掘削する。
【００３７】
そして、図１０に示すように、係止体４４の当接面４４ａをケーシング２２ａの下端のテーパー部４７の内面に当接させる。この状態では、ケーシング２２ａに設けた係止爪４９は図８（Ａ）に示すように、係止受部５０，５０の間、すなわち係合しない位置にある。この状態から、図７に示すようにスクリューオーガ２１ａと共に係止体４４をＲ２方向に回転、すなわち逆転させて係止体４４をテーパー部４７に設けられている第２の突起４８に当接させてケーシング２２ａを図８の矢印Ｒ２方向、すなわち逆転方向に回すことにより、図８（Ｂ）に示すように、係止爪４９の一端が係止受部５０の端部のストッパ５０ａに当接する。この状態においては、図１０に示すように、係止爪４９と係止受部５０との間には係止体４４の上下の厚み以上の間隙Ｇ１が形成されている。
【００３８】
この状態からフロント７の操作によりオーガ回転駆動装置２０を上げ、係止爪４９を係止受部５０に載せることにより、ケーシング２２をオーガ回転駆動装置２０のフレーム２０ａに係止させた状態となる。この状態では、図９に示すように、スクリューオーガ２１ａに設けた係止体４４の下面はテーパー部４７に設けた突起４８の上面よりＧ２の高低差を有しているので、スクリューオーガ２１ａをケーシング２２ａに対して回転させることができる。この状態でスクリューオーガ２１ａを逆転させても、係止爪４９がオーガ回転駆動装置２０のフレーム２０ａに当接するため、ケーシング２２ａの共回りを防止することができる。
【００３９】
図１１はこの実施の形態の地盤改良用アタッチメントを用いて地盤改良材の充填を行なう工程図である。地盤改良材の充填にあたり、図１１（Ａ）に示すように、スクリューオーガ２１をオーガ回転駆動装置２０に取付けておく。この例のスクリューオーガ２１は、上端のスクリューオーガ２１ａに下端のスクリューオーガ２１ｂを結合したものであり、ケーシング２２は上端のケーシング２２ａに下端のケーシング２２ｂを結合したものである。スクリューオーガ２１は、ケーシング２２内に同軸に収容され、上端のスクリューオーガ２１ａは上端のケーシング２２ａに第１の結合機構２５により係止する。すなわち、ケーシング２２を地面３９に支持させておき、ブーム９、アーム１１およびブラケット１４の少なくともいずれかの姿勢の制御し、オーガ回転駆動装置２０によりスクリューオーガ２１ａを正転させ、スクリューオーガ２１ａに設けた係止体４４の先端側面をガイド４５上で滑らせてケーシング２２ａの内壁に設けた第１の突起４３の側面に当接させる。
【００４０】
このように係止体４４を第１の突起４３に係止した状態においては、下端のスクリューオーガ２１ｂの下端部は開閉蓋４０内にあり、開閉蓋４０は先端が尖った状態である。この状態でオーガ回転駆動装置２０によりスクリューオーガ２１を正転させると、ケーシング２２も共に回転する。このようにスクリューオーガ２１と共にケーシング２２を回転させながらブーム９、アーム１１およびブラケット１４の姿勢を制御してオーガ回転駆動装置２０を垂直に下降させることにより、ケーシング２２による掘進を行なう。この状態を図１１（Ｂ）に示す。
【００４１】
このようにケーシング２２により所定の深さに掘進した後、オーガ回転駆動装置２０の回転を止め、オーガ回転駆動装置２０を少し逆転させて図５に示したケーシング２２ａの内壁に設けた第１の突起４３，４３およびガイド４５からスクリューオーガ２１ａに設けた係止体４４，４４を外す。そして、ブーム９、アーム１１およびブラケット１４の少なくともいずれかを操作してオーガ回転駆動装置２０を押し下げる。そしてスクリューオーガ２１を掘削方向に回転させながらオーガ回転駆動装置２０を若干下ろして図１１（Ｃ）に示すように開閉蓋４０をスクリューオーガ２１により押し開き、図１０に示すように、係止体４４をケーシング２１ａのテーパー部４７の内壁に当接させる。その後、スクリューオーガ２１を逆転させ、係止爪４９の端部をオーガ回転駆動装置２０のフレーム２０ａに設けた係止受部５０のストッパ５０ａに当接させ、係止爪４９を係止受部５０上に位置させた状態とする。
【００４２】
次にケーシング２２ａの上部に設けられたホッパ取付け部２８に取付けるホッパ(図示せず)および上端のケーシング２２内に油圧ショベル等に地盤改良材５３を、掘削された穴の深さ、直径に見合う量だけ投入する。そして、図１１（Ｄ）に示すように、オーガ回転駆動装置２０によりスクリューオーガ２１を逆転させながら、地盤改良材５３をケーシング２２の内部ないしスクリューオーガ２１の下端に至るまで地盤改良材５３を圧密して充填する。その後、図１１（Ｅ）、（Ｆ）に示すように、オーガ回転駆動装置２０によりスクリューオーガ２１を逆転させて地盤改良材５３をケーシング２２で掘削した穴内に圧密して充填しつつ、ブーム９、アーム１１を操作してオーガ回転駆動装置２０を垂直に引き上げる。
【００４３】
このように、この実施の形態においては、油圧ショベルのアームに地盤改良用アタッチメント８を取付け、この地盤改良用アタッチメント８は、スクリューオーガ２１にケーシング２２を着脱可能に結合する第１の結合機構２５と、ケーシング２２をオーガ回転駆動装置２０のフレーム２０ａに着脱可能に結合する機構２６とを備えたことにより、地盤改良材５３を圧密によって地中に充填することができる。すなわちリーダを有しない汎用の油圧ショベルを用いて地盤改良機を構成することができ、ユーザーは既存の油圧ショベルを用いて比較的廉価に地盤改良機を得ることができる。また、リーダが不要になるので、狭隘な場所への搬入や施工が行なえる。
【００４４】
また、この実施の形態においては、ケーシング２２の下端に開閉蓋４０を設けたものであり、ケーシングにより掘進している工程においては、開閉蓋４０が閉じた状態にあり、地中からの土砂がケーシング２２内に侵入しないため、地盤改良材５３の密度を高くして地中に充填することができ、硬度の高い地盤を得ることができる。
【００４５】
また、この実施の形態の第１の結合機構２５および第２の結合機構２６によれば、ケーシング２２とスクリューオーガ２１との結合、解離およびケーシング２２とオーガ回転駆動装置２０のフレーム２０ａとの結合、解離を、ボルトやピン着脱によらず、地盤改良機のオペレータによるフロント７および地盤改良用アタッチメント８の操作によって行なうことができ、安全かつ短時間に結合、解離を行なうことができる。
【００４６】
上記実施の形態においては、油圧ショベルとしてブーム９とアーム１１からなるフロント７を用いて地盤改良のための施工機を構成した例について示したが、このフロントの代わりに３本のアームおよび垂直上下動のための演算装置を用いた垂直制御用のフロントを用いたものを用いることができる。また、本発明を実施する場合、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更、付加が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１：下部走行体、２：旋回装置、３ａ：旋回フレーム、４：パワーユニット、５：運転室、７：フロント、９：ブーム、１０：ブームシリンダ、１１：アーム、１２：アームシリンダ、１４：ブラケット、１５：ピン、１６：バケットシリンダ、２０：オーガ回転駆動装置、２０ａ：フレーム、２１：スクリューオーガ、２２：ケーシング、２５：第１の結合機構、２６：第２の結合機構、２８：ホッパ取付け部、３２，３３：結合部、３４：ピン、３５，３６：フランジ、３７：ボルト、３８：ナット、４０：開閉蓋、４３：第１の突起、４４：係止体、４４ａ：当接面、４５：ガイド、４７：テーパー部、４８：第２の突起、４９：係止爪、４９ａ：支持枠、５０：係止受部、５０ａ：ストッパ、５１：リング、５３：地盤改良材
【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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