(57)【要約】【課題】撹拌翼の損傷を防止して、作業性を維持しつつ、地盤の撹拌効率の低下を抑止することが可能な地盤改良装置を提供する。【解決手段】母機であるベースマシンのアームの先端に接続される支持枠と、支持枠に設けられた駆動モータで駆動される駆動スプロケットと、駆動スプロケットと対となる従動スプロケットと、駆動スプロケットと従動スプロケットとの間に架設された無端チェーン１０と、無端チェーン１０の外周に、無端チェーン１０の進行方向に対して面直角となるように設けられた複数の撹拌翼１２の撹拌刃１３ａとを備えた地盤改良装置において、撹拌翼１２の撹拌刃１３ａには、撹拌翼１２の基端側から先端側に向かって下り傾斜となる傾斜部材１３ｄが設けられており、この傾斜部材１３ｄは、撹拌翼１２の幅方向に沿って所定間隔で複数配置されている。【選択図】  図４
2006312848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
母機のアームの先端に接続される支持枠体と、
前記支持枠体に設けられた駆動手段で駆動される駆動スプロケットと、
前記駆動スプロケットと対となる従動スプロケットと、
前記駆動スプロケットと前記従動スプロケットとの間に架設された無端チェーンと、
前記無端チェーンの外周に、前記無端チェーンの進行方向に対して面直角となるように設けられた複数の撹拌翼とを備えた地盤改良装置において、
前記撹拌翼には、前記撹拌翼の基端側から先端側に向かって下り傾斜となる傾斜部材が設けられていることを特徴とする地盤改良装置。
【請求項２】
前記傾斜部材は、前記撹拌翼の幅方向に沿って所定間隔で複数配置されていることを特徴とする請求項１記載の地盤改良装置。
【請求項３】
前記傾斜部材の先端は、前記撹拌翼の先端部に掘削部を確保した位置に接続されていることを特徴とする請求項１または２記載の地盤改良装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤を無端チェーンの外周に設けられた撹拌翼で、堀削しながら地盤の改良を行う地盤改良装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベースマシン（母機）のアームの先端に装着した地盤改良装置として、特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
この特許文献１に記載の地盤改良機用トレンチャーは、多数の撹拌翼を有する無端チェーンである地盤掘削用チェーンが回動することで地盤を掘削するものであり、ベースマシンのアームの先端に取り付けられた支持枠体には、撹拌翼に付着した掘削土を掻き落とすワイヤが設けられている。このワイヤが、高い塑性および粘性を有する掘削土を撹拌翼から除去することで、掘削土が撹拌翼と共に回る共回り現象を防止することができるので、良好な状態で地盤の改良を行うことができるとある。
【０００４】
ところで、地盤改良装置が改良を行う地盤によっては、高い粘性を有する土だけでなく、他に石や岩などの雑物が混じっている。これらの雑物は、粘性の高い土とともに撹拌翼に引っかかり撹拌翼とともに搬送されることもある。
【０００５】
特許文献１に記載の地盤改良機用トレンチャーでは、撹拌翼として、矩形の平板状の本体部に、無端チェーンの進行方向に対して略平行に板状に延びるように形成された３つの突起部が形成されたものと、前記本体部にハ字状に形成された２つの突起部が形成されたものとが、交互に無端チェーンに設けられており、これらの突起部により地盤を掘削して改良土としている。
【０００６】
つまり、この撹拌翼の形状では、無端チェーンの進行方向に対して撹拌翼が面垂直となっていないため、地盤に混じった雑物が、撹拌翼に付着しても、進行している間に撹拌翼から離れていくと思われる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１７６２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、地盤の撹拌は、地中深くにある土を表面にある土と、表面にある土を地中深くにある土とを混練するようにして、固化剤を均一に分布させる必要があるので、撹拌翼は、無端チェーンの進行方向に対して撹拌翼が面垂直となる方が、土を搬送する面積を広くすることができるので望ましい。
【０００９】
無端チェーンの進行方向に対して撹拌翼が面垂直となるように設けられていると、撹拌翼が雑物の搬送板となって、撹拌翼の進行とともに雑物を持ち上げてしまい、そのままアームと接続する支持枠体まで搬送され、支持枠体と衝突するおそれがある。そうなると、撹拌翼は回動しようとするが、撹拌翼で搬送された雑物は支持枠体でその回動が阻害されるので、最悪の事態では撹拌翼が欠けるという事態になる。
【００１０】
撹拌翼が損傷してしまうと、撹拌される土の量が減るため作業効率の低下を招く。また損傷した撹拌翼を、作業途中で交換しなければならなくなるので、作業が停滞するだけでなく、交換用の撹拌翼を予め準備する必要があり無駄である。
【００１１】
雑物が、支持枠体に衝突しないように、支持枠体と無端チェーンとの間を更に離間させることも想定できるが、ベースマシンのアームの先端から地盤改良機の下端となる先端までの全長が長くなるので、地盤改良装置の取り回しが難しくなり作業効率が低下する。全長をそのままとするには、駆動スプロケットと従動スプロケットとの間を短くして、地盤改良装置の上下方向の長さを短くすることになるが、そうなると、撹拌翼の可動範囲が狭くなるので、やはり作業効率が低下してしまう。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、撹拌翼の損傷を防止して、作業性を維持しつつ、地盤の撹拌効率の低下を抑止することが可能な地盤改良装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、母機のアームの先端に接続される支持枠体と、前記支持枠体に設けられた駆動手段で駆動される駆動スプロケットと、前記駆動スプロケットと対となる従動スプロケットと、前記駆動スプロケットと前記従動スプロケットの間に架設された無端チェーンと、前記無端チェーンの外周に、前記無端チェーンの進行方向に対して面直角となるように設けられた複数の撹拌翼とを備えた地盤改良装置において、前記撹拌翼には、前記撹拌翼の基端側から先端側に向かって下り傾斜となる傾斜部材が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
地盤を改良する撹拌翼が、無端チェーンの進行方向に面直角となるように設けられているので、土を搬送する面積を広く確保することができる。また、この撹拌翼に、撹拌翼の基端側から先端側に向かって下り傾斜となる傾斜部材が設けられているので、撹拌翼が、無端チェーンの進行方向に面直角となるように設けられていても、撹拌翼の進行とともに雑物が、傾斜部材の傾斜に沿って移動して、撹拌翼の先端から離れていくことで、雑物を撹拌翼上から排除することができる。従って、雑物が撹拌翼とともに、そのまま搬送されて支持枠体に衝突してしまうことが防止できる。
【００１５】
前記傾斜部材は、前記撹拌翼の幅方向に沿って所定間隔で複数配置されていることが望ましい。傾斜部材を、撹拌翼の幅方向に沿って所定間隔で複数配置することで、所定間隔より大きい雑物は、傾斜部材に沿って移動して撹拌翼の先端から離れていく。所定間隔より小さい土は、撹拌翼に搬送されながら周囲の土と撹拌される。また、所定間隔より小さい雑物は大きさが小さいため、支持枠体と、無端チェーンとの隙間を通過して、そのまま周回するため問題はない。従って、搬送する土の量を減らさずに、大きさの大きい雑物を撹拌翼上から排除することができる。
【００１６】
更に、前記傾斜部材の先端は、前記撹拌翼の先端部に掘削部を確保した位置に接続されているのが望ましい。撹拌翼に傾斜部材が設けられていても、撹拌翼の先端部に掘削部を確保することで、雑物が撹拌翼とともに搬送される面を抑えて、雑物を排除しつつ、改良する土を掘削して撹拌する土の量を確保することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の地盤改良装置によれば、以下の効果を奏する。
（１）無端チェーンの進行方向に面直角となるように設けられている撹拌翼に、撹拌翼の基端側から先端側に向かって下り傾斜となる傾斜部材が設けられているので、撹拌翼の進行とともに、雑物を排除することができる。従って、撹拌翼の損傷を防止することができる。よって、雑物による損傷を防止するために、支持枠体と無端チェーンとの隙間を広げることでの操作性が低下したり、操業性の低下を防止するために撹拌翼の可動範囲を短くしたりして、作業効率が低下することを抑止することができる。
（２）傾斜部材を、撹拌翼に沿って所定間隔で複数配置することで、搬送する土の量を大幅に減少させずに、大きさの大きい雑物を撹拌翼上から排除することができるので、作業効率を維持しつつ、確実に雑物を排除することができる。
（３）傾斜部材の先端は、撹拌翼の先端部に掘削部を確保した位置に接続されているので、雑物を排除しつつ、壁面となる土を掘削して撹拌する土の量を確保して、作業効率の低下を抑止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態に係る地盤改良装置を、図１から図５に基づいて説明する。まずは、全体の構成を図１に基づいて説明する、図１は、本発明の実施の形態に係る地盤改良装置、およびこの地盤改良装置を装着したベースマシンを説明する図である。
【００１９】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る地盤改良装置１は、油圧ショベルを母機であるベースマシン２として、そのアーム２ａの先端に装着されたものである。地盤改良装置１は、アーム２ａに垂下された状態で、軟弱な地盤３に貫入させて、ベースマシン２の運転室２ｂから操作して、地盤の改良を行う。
【００２０】
次に、地盤改良装置１について図２および図３に基づいて詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る地盤改良装置１の正面図である。図３は、本発明の実施の形態に係る地盤改良装置１の側面図である。
【００２１】
図２および図３に示すように地盤改良装置１は、支持枠体５でアーム２ａに吊り下げられ、全長が約３０００ｍｍである。支持枠体５の底部には、駆動スプロケット６が接続された駆動モータ７が搭載されている。この駆動モータ７は、図示しない配線でベースマシン２の運転室２ｂに接続され、操作者の操作により正逆転する。本実施の形態の支持枠体５は、矩形状に形成されているが、駆動モータ７が底部に搭載可能であれば、三角形状、多角形状、円形状、円弧状、コ字状としてもよいが、安定して駆動モータ７が搭載でき、地盤改良装置１の重量を吊り下げ可能とするためには、矩形状とするのが望ましい。
【００２２】
また、支持枠体５の下端中央部には、上下方向に伸びるフレーム８が設けられている。フレーム８の下端には、従動スプロケット９が設けられており、この従動スプロケット９と、駆動スプロケット６との間に、無端チェーン１０が架設されている。
【００２３】
また、フレーム８の長手方向の中央部には、無端チェーン１０の走行を案内するガイドローラ１１がそれぞれに設けられている。このガイドローラ１１は、フレーム８に、駆動スプロケット６と従動スプロケット９との間を等間隔に区切るように配置するのが望ましい。本実施の形態では、ガイドローラ１１は駆動スプロケット６と従動スプロケット９の間を２等分するように配置されている。
【００２４】
無端チェーン１０の外周には、撹拌翼１２が所定間隔で配置されている。撹拌翼１２は、無端チェーン１０が進行すると幅広く掘削する拡幅撹拌翼１３と、拡幅撹拌翼１３より幅の狭い掘削となる狭幅撹拌翼１４とを備え、拡幅撹拌翼１３と狭幅撹拌翼１４とは、交互に配置されている。
【００２５】
ここで、この撹拌翼１２について、更に図４および図５を参照しながら詳細に説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る撹拌翼の一例である拡幅撹拌翼１３の斜視図である。図５は、本発明の実施の形態に係る撹拌翼の一例である狭幅撹拌翼１４の斜視図である。
【００２６】
まず、拡幅撹拌翼１３を図４に基づいて説明する。図４に示すように、拡幅撹拌翼１３は、幅が約１０００ｍｍであり、その幅方向が無端チェーン１０に直交するように、板状の連結具１５を介在させてボルト１０ａと図示しないナットとで無端チェーン１０に固定されている。拡幅撹拌翼１３は、無端チェーン１０の進行方向に対して面直角となるように撹拌刃１３ａを３枚備えている。
【００２７】
この撹拌刃１３ａは、幅が約２００ｍｍで、隣接する撹拌刃１３ａと約２００ｍｍの隙間が設けられている。撹拌刃１３ａには、更に掘削するに地盤に切り込む掘削片１３ｂが３つ設けられている。この掘削片１３ｂは、幅が４０ｍｍで、隣接する掘削片１３ｂと４０ｍｍの隙間を設けており、垂直断面が略円弧状に形成されるとともに、先端に向かって厚みが徐々に薄くなるように形成されている。
【００２８】
撹拌刃１３ａは、先部で接続棒１３ｃにより３枚とも接続されている。また、撹拌刃１３ａには、この撹拌刃１３ａの幅方向に沿って所定間隔で複数の棒状の傾斜部材１３ｄが、撹拌刃１３ａの上下面に設けられている。
傾斜部材１３ｄは、拡幅撹拌翼１３の基端側から先端側に向かって下り傾斜となるように、連結具１５の上端部と、撹拌刃１３ａの先端部に上掘削部１３ａ−１を確保した位置とに配置されている。また、傾斜部材１３ｄは、連結具１５の下端部と、撹拌刃１３ａの先端部に下掘削部１３ａ−２を確保した位置とに配置されている。本実施の形態では、傾斜部材１３ｄは、約８０ｍｍごとに撹拌刃１３ａに設けられている。本実施の形態では、傾斜部材１３ｄを棒状としたが、撹拌刃１３ａに対して傾斜するように設けられていればよいので、板状とすることも可能である。しかし、撹拌する土も雑物とともに傾斜部材に沿って撹拌刃１３ａの先端へ移動して撹拌効率の低下を招くので棒状とするのが望ましい。
【００２９】
次に、狭幅撹拌翼１４を図５に基づいて説明する。図５に示すように、図５に示すように、狭幅撹拌翼１４は、幅が約６００ｍｍとなるように形成され、撹拌刃１３ａを２枚とした以外は、拡幅撹拌翼１３と同じ構成である。
【００３０】
以上のように構成される本発明の実施の形態に係る地盤改良装置１の使用状態について図１から図５に基づいて説明する。
【００３１】
まず、地盤改良を行う地盤３の表面に固化剤を散布する。そして、操作者は、ベースマシン２を、地盤改良を行う地盤３の近傍まで移動させた後、アーム２ａを動かし、地盤改良装置１を地盤３に貫入する。地盤改良装置１を貫入する際には、ガイドローラ１１が駆動スプロケット６と従動スプロケット９との間に等間隔に配置されているので、貫入する深さの目安となる。
【００３２】
操作者は、駆動モータ７を正転駆動または逆転駆動のいずれかをさせることで駆動スプロケット６が回転し、無端チェーン１０を周回駆動させる。無端チェーン１０に設けられた撹拌翼１２は、この周回駆動により地盤３の軟弱質の土中を上下に移動する。
【００３３】
撹拌翼１２の撹拌刃１３ａは、無端チェーン１０の進行方向に面直角となるように設けられているので、より多くの土を搬送することができる。
【００３４】
また、撹拌翼１２のうち拡幅撹拌翼１３が幅広く切削して、撹拌刃１３ａが土を搬送し、その拡幅撹拌翼１３に続く狭幅撹拌翼１４が、補うように拡幅撹拌翼１３の撹拌刃１３ａ同士の隙間を通過した土を搬送する。同じ幅の撹拌刃１３ａの枚数を異ならせ、幅広とした拡幅撹拌翼１３と、狭幅とした狭幅撹拌翼１４とを交互に備えているので、撹拌する際の抵抗を抑制しつつ、効率よく撹拌することができる。
【００３５】
改良を行う地盤３には、岩や石やその他の雑物が土中に混在している場合がある。雑物が、傾斜部材１３ｄが配置されている間隔８０ｍｍより大きく、隣接する傾斜部材１３ｄの間に位置するような場合には、隣接する傾斜部材１３ｄで担持されて一時的に搬送されてしまう。しかし、傾斜部材１３ｄは、撹拌刃１３ａの基端側から先端側に向かって下り傾斜で撹拌刃１３ａに設けられているので、撹拌刃１３ａの進行とともに、雑物は傾斜部材１３ｄに沿って移動して、撹拌刃１３ａの先端から離れていき、撹拌刃１３ａから排除できる。また、撹拌刃１３ａの両端部のいずれかの傾斜部材１３ｄに当接するような雑物であれば、傾斜部材１３ｄが雑物を撹拌刃１３ａの側方へ押しやるので、傾斜部材１３ｄの傾斜を下りながら途中で、傾斜部材１３ｄを離れ、撹拌刃１３ａの横から離れていく。
【００３６】
従って、撹拌翼１２の先端と、支持枠体５との隙間が約１００ｍｍ程度しかなくても、傾斜部材１３ｄの間隔を約８０ｍｍとしているので、撹拌翼１２が無端チェーン１０の進行とともに上昇して、支持枠体５を通過する際に、雑物が間に挟まり撹拌翼１２が移動不可能となって地盤改良作業が停止となる事態を回避できる。
【００３７】
また、撹拌刃１３ａは、無端チェーン１０の進行方向に対して面直角となるように設けられているので、撹拌効率を高いものとすることができる反面、土の抵抗が最大となる。しかし、傾斜部材１３ｄが、撹拌刃１３ａの基端と先端とに接続して補強材として作用するので、粘性の高い地盤や硬質な地盤を改良する場合でも撹拌刃１３ａが脱落することが防止できる。更に、傾斜部材１３ｄは、撹拌刃１３ａの上下面に設けられているので、補強を更に強いものとすることができる。
【００３８】
また、撹拌翼１２の撹拌刃１３ａに傾斜部材１３ｄが設けられていても、撹拌刃１３ａの先端部に上掘削部１３ａ−１および下切削部１３−２を確保することで、雑物が撹拌刃１３ａとともに搬送される部分を抑えて、雑物を排除しつつ、壁面となる土を掘削して撹拌する土の量を確保することができる。
【００３９】
このようにして、操作者は、撹拌翼１２を周回駆動させながらアーム２ａを動かし、改良する地盤３の箇所を変更しながら地盤改良装置１を地盤３に貫入して撹拌していく。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、地盤を無端チェーンの外周に設けられた撹拌翼で、堀削しながら地盤の改良を行う地盤改良装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態に係る地盤改良装置、およびこの地盤改良装置を装着したベースマシンを説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る地盤改良装置の正面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る地盤改良装置の側面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る撹拌翼の一例である拡幅撹拌翼の斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る撹拌翼の一例である狭幅撹拌翼の斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  地盤改良装置
２  ベースマシン
２ａ  アーム
２ｂ  運転室
３  地盤
５  支持枠体
６  駆動スプロケット
７  駆動モータ
８  フレーム
９  従動スプロケット
１０  無端チェーン
１０ａ  ボルト
１１  ガイドローラ
１２  撹拌翼
１３  拡幅撹拌翼
１３ａ  撹拌刃
１３ａ−１  上掘削部
１３ｂ−２  下掘削部
１３ｂ  掘削片
１３ｃ  接続棒
１３ｄ  傾斜部材
１４  狭幅撹拌翼
１５  連結具
【図１】
2006312848.tif 000003
【図２】
2006312848.tif 000004
【図３】
2006312848.tif 000005
【図４】
2006312848.tif 000006
【図５】
2006312848.tif 000007