(57)【要約】【課題】土塊を細分化する細分化性能を向上可能な構成を有する攪拌装置を提供する。【解決手段】本発明に係る攪拌装置は、筒状の軸部と、前記軸部と共回りする攪拌翼と、前記軸部に対して相対的に回動可能に取り付けられており、少なくとも一部が前記攪拌翼に対して前記軸部の軸方向の先端側に間隙を隔てて配置されている共回り防止部と、を備え、前記攪拌翼の前記軸方向の先端側に位置する下面において、前記軸部の周方向のうち掘進作業時の回転方向の一端は、前記周方向のうち前記回転方向と逆方向の他端よりも、前記軸部の基端に近い。【選択図】図2
2019051488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の軸部と、
前記軸部と共回りする攪拌翼と、
前記軸部に対して相対的に回動可能に取り付けられており、少なくとも一部が前記攪拌翼に対して前記軸部の軸方向の先端側に間隙を隔てて配置されている共回り防止部と、を備え、
前記攪拌翼の前記軸方向の先端側に位置する下面において、前記軸部の周方向のうち掘進作業時の回転方向の一端は、前記周方向のうち前記回転方向と逆方向の他端よりも、前記軸部の基端に近いことを特徴とする攪拌装置。
【請求項２】
前記下面は、掘進作業時の前記回転方向に向かうにつれて前記軸部の基端に近づくように、前記周方向に対して傾斜していることを特徴とする、請求項１に記載の攪拌装置。
【請求項３】
前記共回り防止部は、前記軸方向に貫通する貫通孔を有し、
前記攪拌翼は、前記貫通孔に対して前記軸方向の基端側の位置で、前記共回り防止部に対して相対的に回動可能であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の攪拌装置。
【請求項４】
前記攪拌翼を第１攪拌翼とした場合に、前記軸部と共回りし、前記貫通孔に対して前記軸方向の先端側の位置で、前記共回り防止部に対して相対的に回動可能な板状の第２攪拌翼を備え、
前記第２攪拌翼は、前記回転方向に向かうにつれて、前記軸部の先端に近づくように傾斜していることを特徴とする、請求項３に記載の攪拌装置。
【請求項５】
前記軸方向において、前記第１攪拌翼と前記貫通孔との最短距離は、前記第２攪拌翼と前記貫通孔との最短距離よりも短いことを特徴とする、請求項４に記載の攪拌装置。
【請求項６】
前記共回り防止部は、前記軸部の径方向の外側に向かって突出する複数の共回り防止翼と、前記軸方向の前記第１攪拌翼と前記第２攪拌翼との間の第１位置で、前記周方向において隣接する共回り防止翼を連結する連結部材と、を備え、
前記貫通孔は、前記軸方向の前記第１位置で、前記連結部材と前記軸部との間の位置に形成されている、請求項４又は５に記載の攪拌装置。
【請求項７】
前記複数の共回り防止翼それぞれは、前記軸方向の前記第１位置で、前記径方向に延在する第１翼部と、前記第１翼部と連続し前記軸方向の先端側に向かって延在する第２翼部と、前記第２翼部と連続し、前記第２攪拌翼よりも前記軸方向の先端側の第２位置で前記径方向の内側に向かって延在すると共に、先端部が前記軸部に対して取り付けられていない第３翼部と、を備え、
前記連結部材を第１連結部材とした場合に、前記第１連結部材は、前記第１位置で、前記周方向において隣接する第１翼部を連結しており、
前記軸方向の前記第２位置で、前記周方向において隣接する第３翼部を連結する第２連結部材を更に備えることを特徴とする、請求項６に記載の攪拌装置。
【請求項８】
前記貫通孔を第１貫通孔とした場合に、前記軸方向の前記第２位置で、前記第２連結部材と前記軸部との間の位置には、前記軸方向に貫通する第２貫通孔が形成されていることを特徴とする、請求項７に記載の攪拌装置。
【請求項９】
前記第１連結部材及び前記第２連結部材の少なくとも一方の連結部材は、前記軸部の周囲で前記周方向に延在する湾曲部を備えることを特徴とする、請求項８に記載の攪拌装置。
【請求項１０】
前記少なくとも一方の連結部材は、前記湾曲部と連続し、前記湾曲部から前記径方向に突出する突出部を更に備えることを特徴とする、請求項９に記載の攪拌装置。
【請求項１１】
前記第１攪拌翼に対して前記軸方向の基端側に間隙を隔てて配置されている板状の第３攪拌翼を備え、
前記第３攪拌翼は、前記回転方向に向かうにつれて、前記軸部の先端に近づくように傾斜していることを特徴とする、請求項４乃至１０のいずれか１つに記載の攪拌装置。
【請求項１２】
前記軸部の先端部に設けられた掘削翼を更に備えることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１つに記載の攪拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は攪拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、建造物を建設する地盤において、地表面から建造物の荷重を支持する硬さを有する層（支持地盤面）に達するまでの深さが、所定深さを超える場合、地盤改良を行うための工法として深層混合処理工法が選択される場合がある。深層混合処理工法は、原地盤にセメントミルク等の地盤固化材を注入しながら掘削、攪拌することにより土にセメントを混ぜた柱状の改良地盤を形成するものである。この工法では、原地盤に対し、掘削翼を有する攪拌装置を先端に取り付けたオーガを掘進させて、建造物の基礎の直下に柱状の改良地盤を形成する。
【０００３】
特許文献１には、攪拌装置としての、深層混合処理工法に用いることが可能な、土壌と凝固材とを混合攪拌する地盤改良機の混合攪拌装置、が開示されている。特許文献１の混合攪拌装置は、傾斜した攪拌翼と、この傾斜した攪拌翼と逆傾斜した少なくとも１つの共回り防止翼と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３０３６７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の攪拌装置としての混合攪拌装置では、掘進の際に、回転により下方に食い込むと共に掘削した土壌をすくい上げるように傾斜した攪拌翼と、この攪拌翼と逆方向に傾斜した共回り防止翼とを備える。そして、共回り防止翼が、攪拌翼の回転に従って回転しようとする土壌と凝固材との混合物に切り込みながら回転し、その結果、土壌が団子状態となることを阻止する。
【０００６】
すなわち、特許文献１に記載の混合攪拌装置によれば、攪拌翼と共回り防止翼とにより、土塊に対してせん断力を作用させ、土塊をせん断方向に細かく砕く又は挟み切る（以下、単に「土塊を細分化する」と記載する。）ことができると共に、掘削孔内で掘削土及びセメントを攪拌することができる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されている混合攪拌装置は、土塊を細分化する細分化性能において、更なる改善の余地がある。
【０００８】
そこで本発明は、土塊を細分化する細分化性能を向上可能な構成を有する攪拌装置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】
【０００９】
本発明の第１の態様としての攪拌装置は、筒状の軸部と、前記軸部と共回りする攪拌翼と、前記軸部に対して相対的に回動可能に取り付けられており、少なくとも一部が前記攪拌翼に対して前記軸部の軸方向の先端側に間隙を隔てて配置されている共回り防止部と、を備え、前記攪拌翼の前記軸方向の先端側に位置する下面において、前記軸部の周方向のうち掘進作業時の回転方向の一端は、前記周方向のうち前記回転方向と逆方向の他端よりも、前記軸部の基端に近いことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の１つの実施形態として、前記下面は、掘進作業時の前記回転方向に向かうにつれて前記軸部の基端に近づくように、前記周方向に対して傾斜していることが好ましい。
【００１１】
本発明の１つの実施形態として、前記共回り防止部は、前記軸方向に貫通する貫通孔を有し、前記攪拌翼は、前記貫通孔に対して前記軸方向の基端側の位置で、前記共回り防止部に対して相対的に回動可能であることが好ましい。
【００１２】
本発明の１つの実施形態としての攪拌装置は、前記攪拌翼を第１攪拌翼とした場合に、前記軸部と共回りし、前記貫通孔に対して前記軸方向の先端側の位置で、前記共回り防止部に対して相対的に回動可能な板状の第２攪拌翼を備え、前記第２攪拌翼は、前記回転方向に向かうにつれて、前記軸部の先端に近づくように傾斜していることが好ましい。
【００１３】
本発明の１つの実施形態として、前記軸方向において、前記第１攪拌翼と前記貫通孔との最短距離は、前記第２攪拌翼と前記貫通孔との最短距離よりも短いことが好ましい。
【００１４】
本発明の１つの実施形態として、前記共回り防止部は、前記軸部の径方向の外側に向かって突出する複数の共回り防止翼と、前記軸方向の前記第１攪拌翼と前記第２攪拌翼との間の第１位置で、前記周方向において隣接する共回り防止翼を連結する連結部材と、を備え、前記貫通孔は、前記軸方向の前記第１位置で、前記連結部材と前記軸部との間の位置に形成されていることが好ましい。
【００１５】
本発明の１つの実施形態として、前記複数の共回り防止翼それぞれは、前記軸方向の前記第１位置で、前記径方向に延在する第１翼部と、前記第１翼部と連続し前記軸方向の先端側に向かって延在する第２翼部と、前記第２翼部と連続し、前記第２攪拌翼よりも前記軸方向の先端側の第２位置で前記径方向の内側に向かって延在すると共に、先端部が前記軸部に対して取り付けられていない第３翼部と、を備え、前記連結部材を第１連結部材とした場合に、前記第１連結部材は、前記第１位置で、前記周方向において隣接する第１翼部を連結しており、前記軸方向の前記第２位置で、前記周方向において隣接する第３翼部を連結する第２連結部材を更に備えることが好ましい。
【００１６】
本発明の１つの実施形態として、前記貫通孔を第１貫通孔とした場合に、前記軸方向の前記第２位置で、前記第２連結部材と前記軸部との間の位置には、前記軸方向に貫通する第２貫通孔が形成されていることが好ましい。
【００１７】
本発明の１つの実施形態として、前記第１連結部材及び前記第２連結部材の少なくとも一方の連結部材は、前記軸部の周囲で前記周方向に延在する湾曲部を備えることが好ましい。
【００１８】
本発明の１つの実施形態として、前記少なくとも一方の連結部材は、前記湾曲部と連続し、前記湾曲部から前記径方向に突出する突出部を更に備えることが好ましい。
【００１９】
本発明の１つの実施形態としての攪拌装置は、前記第１攪拌翼に対して前記軸方向の基端側に間隙を隔てて配置されている板状の第３攪拌翼を備え、前記第３攪拌翼は、前記回転方向に向かうにつれて、前記軸部の先端に近づくように傾斜していることが好ましい。
【００２０】
本発明の１つの実施形態としての攪拌装置は、前記軸部の先端部に設けられた掘削翼を更に備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、土塊を細分化する細分化性能を向上可能な構成を有する攪拌装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態としての攪拌装置の側面図である。
【図２】図１に示す攪拌翼の断面形状、並びに、攪拌翼及び共回り防止部の軸部の軸方向における位置関係、を示す図である。
【図３】図１に示す軸部の軸方向の第１位置としての、共回り防止翼の第１翼部の位置、での断面図である。
【図４】図１に示す軸部の軸方向の第２位置としての、共回り防止翼の第３翼部の位置、での断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る攪拌装置の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。
【００２４】
図１は、本発明に係る攪拌装置の１つの実施形態としての攪拌装置１の側面図である。
【００２５】
攪拌装置１は、駆動装置としてのオーガ（図示省略）の下方先端部に取り付けられ、オーガによって回転駆動され、地盤改良すべき地中層を掘削、攪拌するものである。図１に示すように、攪拌装置１は、軸部２と、掘削翼３と、攪拌翼４と、共回り防止部５と、を備えている。
【００２６】
軸部２は筒状であり、オーガによって回転駆動される際の回転中心となる。
【００２７】
軸部２は上述したように一軸一重の筒状形状を有しており、内部に中空部を区画している。軸部２内の中空部は、軸部２の基端から、軸部２の先端部の側面に形成された開口２ａまで貫通しており、軸部２は、攪拌装置１が地盤を掘削する際に地盤固化材としてのセメントミルク等のセメント系固化材を、中空部を通じて地盤内に供給可能な配管を兼ねている。また、軸部２の基端部には、オーガと接続可能な接続部（不図示）が設けられており、軸部２は、接続部がオーガと接続された状態で、オーガにより回転駆動される。
【００２８】
なお、開口２ａには、逆流防止弁５０が設けられている。この逆流防止弁５０は、通常は閉じていて、掘削孔内の掘削土や地下水などが軸部２の中空部内に侵入しないようにしている。そして、中空部を通じて攪拌装置１外の掘削孔内の土圧よりも高い圧力をかけて地盤固化材を送ると、逆流防止弁５０は開き、地盤固化材を、開口２ａを通じて掘削孔内に噴出することができる。本実施形態では開口２ａ及び逆流防止弁５０をそれぞれ１つずつのみ設ける構成としているが、開口２ａ及び逆流防止弁５０の数は１つに限られるものではなく、２個以上設ける構成としてもよい。
【００２９】
掘削翼３は、軸部２の先端部に設けられている。具体的に、本実施形態の掘削翼３は、軸部２の先端部に溶接により接合されることで一体化されている。掘削翼３は、地盤を掘削すると共に、掘削した掘削土と地盤固化材とを攪拌、混合する。これにより、掘削土と地盤固化材とが混合した改良土となる。この改良土には依然として掘削土の土塊が含まれている。本実施形態の攪拌装置１では、軸部２の外面から軸部２の径方向Ｂの外側に向かって突出する複数の掘削翼３が設けられている。より具体的に、本実施形態の掘削翼３は、軸部２を挟む両側にそれぞれ１つずつ設けられている。各掘削翼３の外面には、外方に突出する複数（本実施形態では４つ）の掘削爪３ａが設けられている。なお、図１に示すように、本実施形態の開口２ａは、軸部２の軸方向Ａにおいて掘削翼３が設けられている位置、かつ、軸部２の周方向Ｃにおいて隣り合う掘削翼３の間の位置、の軸部２の側面に形成されている。
【００３０】
なお、本実施形態の掘削翼３は、上述したように２つ設けられているが、この数に限られるものではなく、例えば、３つ以上の掘削翼を設ける構成としてもよい。かかる場合には、軸部２の周方向Ｃにおいて等間隔を隔てた位置に各掘削翼３を設けることが、掘削効率の観点から好ましい。
【００３１】
また、掘削爪３ａの数についても、本実施形態で示す数に限られるものではなく、所望の掘削性能等を考慮して、適宜変更することが可能である。
【００３２】
攪拌翼４は、軸部２と共に回動（以下、「共回り」と記載する。）し、掘削翼３により掘削され、地盤固化材と混合された掘削孔内の改良土を攪拌する。具体的に、本実施形態の攪拌翼４は、軸部２から径方向Ｂの外側に突出する長尺な板部材であり、その長手方向の一方側である径方向Ｂの内側の一端部が、軸部２に溶接により接合されることで、軸部２と一体化されている。また、攪拌翼４は、軸部２の周方向Ｃの一方向に向かうにつれて軸部２の先端又は基端に近づくように傾斜している。すなわち、攪拌翼４を構成する長尺な板部材は、軸部２の周方向Ｃの一方向に向かうにつれて軸部２の先端又は基端に近づくように傾斜した状態で、軸部２に対して接合されている。
【００３３】
本実施形態の攪拌装置１は、３つの攪拌翼群３０ａ、３０ｂ及び３０ｃを備えている。具体的に、本実施形態の攪拌装置１では、軸部２の先端側から基端側に、第２攪拌翼群３０ｂ、第１攪拌翼群３０ａ、第３攪拌翼群３０ｃの順に配置されている。
【００３４】
第１攪拌翼群３０ａは、複数（本実施形態では２つ）の第１攪拌翼４ａにより構成されている。また、第２攪拌翼群３０ｂについても、複数（本実施形態では２つ）の第２攪拌翼４ｂにより構成されている。更に、第３攪拌翼群３０ｃについても、複数（本実施形態では２つ）の第３攪拌翼４ｃにより構成されている。
【００３５】
ここで、図２は、第１攪拌翼４ａ、第２攪拌翼４ｂ及び第３攪拌翼４ｃの長手方向と直交する断面形状、並びに第１攪拌翼４ａ、第２攪拌翼４ｂ、第３攪拌翼４ｃ及び共回り防止部５の軸方向Ａにおける位置関係を示す図である。図２に示すように、第１攪拌翼４ａは板状の形状を有しており、第１攪拌翼４ａの長手方向と直交する断面形状は、軸方向Ａに対して傾斜する細長い略長方形である。換言すれば、第１攪拌翼４ａは、軸方向Ａ及び周方向Ｃに対して傾斜し、平行する２つの斜面である、軸部２の基端側に位置する上面１０ａ及び軸部２の先端側に位置する下面１０ｂと、これら上面１０ａ及び下面１０ｂを軸方向Ａにおける軸部２の基端側で繋ぐ上側端面１０ｃと、上面１０ａ及び下面１０ｂを軸方向Ａにおける軸部２の先端側で繋ぐ下側端面１０ｄと、を備えている。
【００３６】
また、第２攪拌翼４ｂについても板状の形状を有しており、第２攪拌翼４ｂの長手方向と直交する断面形状についても、第１攪拌翼４ａと同様である。具体的に、第２攪拌翼４ｂの断面形状は、軸方向Ａに対して傾斜する細長い略長方形である。換言すれば、第２攪拌翼４ｂは、軸方向Ａに対して傾斜し、平行する２つの斜面である、軸部２の基端側に位置する上面１１ａ及び軸部２の先端側に位置する下面１１ｂと、これら上面１１ａ及び下面１１ｂを軸方向Ａにおける軸部２の基端側で繋ぐ上側端面１１ｃと、上面１１ａ及び下面１１ｂを軸方向Ａにおける軸部２の先端側で繋ぐ下側端面１１ｄと、を備えている。
【００３７】
更に、第３攪拌翼４ｃについても板状の形状を有しており、第３攪拌翼４ｃの長手方向と直交する断面形状についても、第１攪拌翼４ａ及び第２攪拌翼４ｂと同様である。具体的に、第３攪拌翼４ｃの断面形状は、軸方向Ａに対して傾斜する細長い略長方形である。換言すれば、第３攪拌翼４ｃは、軸方向Ａに対して傾斜し、平行する２つの斜面である、軸部２の基端側に位置する上面１２ａ及び下面１２ｂと、これら上面１２ａ及び下面１２ｂを軸方向Ａにおける軸部２の基端側で繋ぐ上側端面１２ｃと、上面１２ａ及び下面１２ｂを軸方向Ａにおける軸部２の先端側で繋ぐ下側端面１２ｄと、を備えている。
【００３８】
但し、本実施形態において、板状の第１攪拌翼４ａは、板状の第２攪拌翼４ｂ及び第３攪拌翼４ｃと逆側に傾斜している。具体的に、板状の第１攪拌翼４ａは、軸部２の周方向Ｃのうち掘進作業時の回転方向Ｃ１に向かうにつれて軸部２の基端に近づくように、周方向Ｃに対して傾斜している。これに対して、板状の第２攪拌翼４ｂ及び第３攪拌翼４ｃは、軸部２の周方向Ｃのうち掘進作業時の回転方向Ｃ１に向かうにつれて軸部２の先端に近づくように、周方向Ｃに対して傾斜している。なお、周方向Ｃのうち掘進作業時の回転方向Ｃ１とは、掘進作業時に軸部２が回転する、周方向Ｃの一方向を意味する。また、本実施形態の第１攪拌翼４ａ、第２攪拌翼４ｂ及び第３攪拌翼４ｃの周方向Ｃに対する鋭角側の傾斜角度は略等しい。
【００３９】
図１に示すように、本実施形態の２つの第１攪拌翼４ａは、軸部２を挟んで対向して配置されている。また、図１では一方の第２攪拌翼４ｂのみが図示されているが、本実施形態の２つの第２攪拌翼４ｂについても、軸部２を挟んで対向して配置されている。更に、図１では一方の第３攪拌翼４ｃのみが図示されているが、本実施形態の２つの第３攪拌翼４ｃについても、軸部２を挟んで対向して配置されている。
【００４０】
更に、図１に示すように、第１攪拌翼４ａと第２攪拌翼４ｂとは、軸部２の周方向Ｃにおいて異なる位置に設けられている。具体的に、第１攪拌翼４ａが軸部２から突設されている位置は、第２攪拌翼４ｂが軸部２から突設されている位置よりも、周方向Ｃにおいて中心角で約９０度ずれている。換言すれば、第１攪拌翼４ａと第２攪拌翼４ｂとは、軸方向Ａに重ならない位置に設けられている。なお、第２攪拌翼４ｂと第３攪拌翼４ｃとは、軸方向Ａに重なる位置に設けられている。図２では、説明の便宜上、第１攪拌翼４ａ、第２攪拌翼４ｂ及び第３攪拌翼４ｃが軸方向Ａにおいて重なる位置に描かれている。そのため、図２では、第２攪拌翼４ｂ及び第３攪拌翼４ｃを二点鎖線により示している。
【００４１】
また、上述したように、攪拌翼４は、軸部２と共に回動し、掘削翼３により掘削され、地盤固化材と混合された掘削孔内の改良土を攪拌するものである。本実施形態では、攪拌翼４の径方向Ｂの外端は、掘削翼３の径方向Ｂの外端と、径方向Ｂにおいて略等しい位置にある。
【００４２】
なお、本実施形態の第１攪拌翼群３０ａは２つの第１攪拌翼４ａを備えるものであるが、この数に限られるものではなく、例えば、３つ以上の第１攪拌翼を備える第１攪拌翼群としてもよい。同様に、本実施形態の第２攪拌翼群３０ｂは、２つの第２攪拌翼４ｂを備えるものであるが、この数に限られるものではなく、例えば、３つ以上の第２攪拌翼を備える第２攪拌翼群としてもよい。また、本実施形態の第３攪拌翼群３０ｃは、２つの第３攪拌翼４ｃを備えるものであるが、この数に限られるものではなく、例えば、３つ以上の第３攪拌翼を備える第３攪拌翼群としてもよい。但し、複数の第１攪拌翼４ａは、その個数によらず、周方向Ｃにおいて等間隔を隔てて配置されていることが、攪拌性能の観点から好ましい。複数の第２攪拌翼４ｂ、複数の第３攪拌翼４ｃについても同様である。また、本実施形態では、第１攪拌翼４ａの数、第２攪拌翼４ｂの数、及び第３攪拌翼４ｃの数が等しい構成としているが、第１攪拌翼の数、第２攪拌翼の数、及び第３攪拌翼の数がそれぞれ異なる構成であってもよい。
【００４３】
更に、本実施形態において、第１攪拌翼４ａが軸部２から突設されている位置は、第２攪拌翼４ｂ及び第３攪拌翼４ｃが軸部２から突設されている位置よりも、周方向Ｃにおいて中心角で約９０度ずれているが、周方向Ｃにおける位置関係はこの関係に限られるものではなく、例えば、第１攪拌翼、第２攪拌翼、及び第３攪拌翼が周方向Ｃにおいて略等しい位置に形成されているものであってもよく、周方向Ｃにおいて中心角が９０度とは異なる角度でずれている構成であってもよい。
【００４４】
共回り防止部５は、軸部２に対して相対的に回動可能に、軸部２に取り付けられている。共回り防止部５の径方向Ｂの外側の外端は、掘削翼３よりも外側まで延在している。そのため、攪拌装置１により地盤を掘削する際は、共回り防止部５の外端が、掘削孔の内壁７０（図３、図４参照）に入り込んだ状態となり、掘削翼３及び攪拌翼４と共回りしない又は共回りし難いようになっている。そのため、改良土には、軸部２と共回りする掘削翼３及び攪拌翼４と、軸部２と共回りしない又はし難い共回り防止部５と、によって、軸方向Ａと直交する方向のせん断力が作用する。このせん断力により、改良土の中の土塊を細分化することができる。
【００４５】
また、共回り防止部５は、軸部２の軸方向Ａに貫通する貫通孔Ｘを有している。
【００４６】
具体的に、本実施形態の共回り防止部５は、軸部２の周囲の位置に、軸部２に対して相対的に回動可能に取り付けられた筒部２１と、軸部２の径方向Ｂの外側に向かって突出し、径方向Ｂにおいて掘削翼３よりも外側まで延在する複数の共回り防止翼２２と、軸部２の周方向Ｃにおいて隣接する共回り防止翼２２を連結する第１連結部材２３及び第２連結部材２４と、を備えている。
【００４７】
筒部２１は、軸部２の周囲に遊嵌されており、軸部２に対して周方向Ｃに回動可能である。なお、筒部２１は軸部２に対して軸方向Ａには移動しないように固定されている。
【００４８】
共回り防止翼２２は、筒部２１の外面から径方向Ｂの外側に突設されており、筒部２１に片持ち状態で支持されている。
【００４９】
図１に示すように、第１連結部材２３は、軸方向Ａの第１攪拌翼４ａと第２攪拌翼４ｂとの間の第１位置Ｐ１で、周方向Ｃにおいて隣接する共回り防止翼２２を連結している。図３は、軸方向Ａの第１位置Ｐ１での断面図である。図３に示すように、本実施形態において、上述した貫通孔Ｘは、軸方向Ａの第１位置Ｐ１で、第１連結部材２３と軸部２との間の位置に形成されている。図３に示すように、本実施形態では、複数の貫通孔Ｘが形成されている。より具体的に、本実施形態の貫通孔Ｘは２つである。
【００５０】
図１に示すように、第２連結部材２４は、第２攪拌翼４ｂよりも軸方向Ａの先端側の第２位置Ｐ２で、周方向Ｃにおいて隣接する共回り防止翼２２を連結している。図４は、軸方向Ａの第２位置Ｐ２での断面図である。図４に示すように、軸方向Ａの第２位置Ｐ２で、第２連結部材２４と軸部２との間の位置には、軸方向Ａに貫通する、上述した貫通孔Ｘとは別の貫通孔Ｙが形成されている。なお、第２位置Ｐ２は、軸方向Ａにおいて、第２攪拌翼４ｂよりも先端側であるが、掘削翼３よりも基端側の位置である。以下、説明の便宜上、軸方向Ａの第１位置Ｐ１に形成されている貫通孔Ｘを「第１貫通孔Ｘ」と記載し、軸方向Ａの第２位置Ｐ２に形成されている貫通孔Ｙを「第２貫通孔Ｙ」と記載する。
【００５１】
より具体的には、図１〜図４に示すように、本実施形態の共回り防止翼２２は、軸方向Ａの第１位置Ｐ１で、径方向Ｂに延在する第１翼部２２ａと、この第１翼部２２ａと連続し軸方向Ａの先端側に向かって延在する第２翼部２２ｂと、この第２翼部２２ｂと連続し、軸方向Ａの第２位置Ｐ２で径方向Ｂの内側に向かって延在すると共に、先端部が軸部２に対して取り付けられていない第３翼部２２ｃと、を備えている。換言すれば、第３翼部２２ｃの先端部は、自由端を構成しており、筒部２１や、軸部２に対して回動可能な他の部材に対して固定されていない。そのため、本実施形態の共回り防止翼２２は、側面視でコの字形状を有している。図３に示すように、本実施形態の第１連結部材２３は、軸方向Ａの第１位置Ｐ１で、周方向Ｃにおいて隣接する、共回り防止翼２２の第１翼部２２ａを連結している。また、図４に示すように、本実施形態の第２連結部材２４は、軸方向Ａの第２位置Ｐ２で、周方向Ｃにおいて隣接する、共回り防止翼２２の第３翼部２２ｃを連結している。
【００５２】
更に、図３に示すように、本実施形態の第１貫通孔Ｘは、軸方向Ａの第１位置Ｐ１で、周方向Ｃにおいて隣接する第１翼部２２ａの間に形成されている。また、図４に示すように、本実施形態の第２貫通孔Ｙは、軸方向Ａの第２位置Ｐ２で、周方向Ｃにおいて隣接する第３翼部２２ｃの間に形成されている。なお、本実施形態では、共回り防止翼２２の第３翼部２２ｃの先端部が、軸部２に対して取り付けられていない自由端となっているため、図４に示すように、本実施形態の第２貫通孔Ｙは、第３翼部２２ｃによって周方向Ｃに分断されておらず、第３翼部２２ｃの先端部と軸部２との間を通じて周方向Ｃに連なる１つの孔を形成している。
【００５３】
なお、第１翼部２２ａの長手方向と直交する断面の外形は、軸方向Ａに直交する２辺と、軸方向Ａに延在する２辺と、で構成される略正方形又は略長方形である。換言すれば、第１翼部２２ａは、軸方向Ａにおいて軸部２の先端側に面する下面と、基端側に面する上面と、軸方向Ａと略平行する２つの側面と、を備えている。
【００５４】
また、第２翼部２２ｂの長手方向と直交する断面の外形は、第１翼部２２ａの断面外形と同様、略正方形又は略長方形である。そして、攪拌装置１による掘削時には、第２翼部２２ｂのうち、径方向Ｂの外側に位置する部分が、掘削孔の内壁７０（図３、図４参照）にめり込むように入り込み、第２翼部２２ｂと掘削孔の内壁７０との間の摩擦力等の抵抗力により、共回り防止部５が軸部２と共回りすることが抑制される。なお、後で参照する図３、図４には、第２翼部２２ｂの位置を破線により示している。
【００５５】
更に、第３翼部２２ｃの長手方向と直交する断面の外形についても、第１翼部２２ａの断面外形と同様、略正方形又は略長方形である。換言すれば、第３翼部２２ｃは、軸方向Ａにおいて軸部２の先端側に面する下面と、基端側に面する上面と、軸方向Ａと略平行する２つの側面と、を備えている。
【００５６】
図３、図４に示すように、本実施形態の共回り防止部５は、周方向Ｃにおいて中心角１８０度の等間隔を隔てて配置された２つの共回り防止翼２２を備えているが、共回り防止翼２２の数や周方向Ｃの間隔は、本実施形態の構成に限られるものではない。但し、共回り防止翼２２による土止め効果によって掘削作業時の軸部２のトルク抵抗が過度に増大することを抑制しつつ、所望の土止め効果を得ることによって攪拌性能を高める観点から、本実施形態のように周方向Ｃに等間隔に配置された２つの共回り防止翼２２とすることが好ましい。
【００５７】
また、本実施形態の第１連結部材２３及び第２連結部材２４は、周方向Ｃにおいて隣接する共回り防止翼２２を連結している。具体的には、本実施形態の第１連結部材２３は、周方向Ｃにおいて隣接する共回り防止翼２２に当接した状態で、ボルト及びナット等の締結部材６０により、共回り防止翼２２に固定されている。換言すれば、本実施形態の第１連結部材２３は、周方向Ｃにおいて隣接する共回り防止翼２２に対して取り付けられることにより、共回り防止翼２２を補強する翼補強部材である。このような構成とすることにより、共回り防止翼２２が土圧等の圧力により変形することを抑制することができる。なお、本実施形態の第１連結部材２３は、周方向Ｃにおいて隣り合う共回り防止翼２２の第１翼部２２ａの間に配置されており、第１連結部材２３の周方向Ｃの両側それぞれが、ボルト及びナット等の締結部材６０により、第１翼部２２ａに締結されている。
【００５８】
また、本実施形態の第２連結部材２４についても、上述の第１連結部材２３と同様である。本実施形態の第２連結部材２４は、周方向Ｃにおいて隣り合う共回り防止翼２２の第３翼部２２ｃの間に配置されており、第２連結部材２４の周方向Ｃの両側それぞれが、ボルト及びナット等の締結部材６０により、第３翼部２２ｃに締結されている。
【００５９】
このように、第１連結部材２３及び第２連結部材２４を設けることで、共回り防止翼２２を補強でき、共回り防止翼２２が土圧によって変形することを抑制することができる。
【００６０】
そして、本実施形態では、第１連結部材２３と軸部２との間の位置に、第１貫通孔Ｘが設けられている、また、本実施形態では、第２連結部材２４と軸部２との間の位置に、第２貫通孔Ｙが設けられている。このように、第１連結部材２３及び第２連結部材２４を利用して、上述の第１貫通孔Ｘ及び第２貫通孔Ｙを形成するようにすれば、上述の共回り防止翼２２の補強に加えて、一定の土止め効果を得ることができる。具体的には、第１貫通孔Ｘ及び第２貫通孔Ｙの中に入り込んだ改良土を、土止めすることができる。
【００６１】
更に、本実施形態の共回り防止翼２２は、第１連結部材２３及び第２連結部材２４よりも軸部２の径方向Ｂの外側に向かって突出している。より具体的に、本実施形態の共回り防止翼２２の第２翼部２２ｂは、第１連結部材２３の径方向Ｂの外縁を構成する後述の湾曲部２３ａ（図３参照）よりも、更に径方向Ｂの外側に位置している。また、本実施形態の共回り防止翼２２の第２翼部２２ｂは、第２連結部材２４の径方向Ｂの外縁を構成する後述の湾曲部２４ａ（図４参照）よりも、更に径方向Ｂの外側に位置している。
【００６２】
そして、攪拌装置１により地盤の掘削、攪拌を行う場合には、第１連結部材２３の径方向Ｂの外縁を構成する湾曲部２３ａ（図３参照）は、掘削孔の内壁７０（説明の便宜上、図３、図４において二点鎖線により位置を表記）に当接せずに、掘削孔の内壁７０、第１連結部材２３の径方向Ｂの外縁を構成する湾曲部２３ａ、および、第１連結部材２３に対して周方向Ｃの両側に位置する２つの共回り防止翼２２の第１翼部２２ａ、により囲まれた領域の中に開口部Ｓ１（図３参照）が形成される。このような開口部Ｓ１を設けることで、例えば掘進作業時において、地盤中の石、木片、廃棄物などのガラを、開口部Ｓ１を通じて軸部２の軸方向Ａの基端側へと排出し易くするこができ、ガラが滞留して攪拌性能が低減することを抑制することができる。また、ガラが、第１攪拌翼４ａと第１翼部２２ａとの間の間隙や、第２攪拌翼４ｂと第１翼部２２ａとの間の間隙等に挟まり込むリスクを低減することができる。その結果、隙間に挟まり込み攪拌装置１の一部に局所的な大きな外力が加わり、攪拌装置１の一部が変形してしまうことをも抑制することができる。
【００６３】
また、攪拌装置１により地盤の掘削、攪拌を行う場合には、第２連結部材２４の径方向Ｂの外縁を構成する湾曲部２４ａ（図４参照）は、掘削孔の内壁７０（説明の便宜上、図３、図４において二点鎖線により位置を表記）に当接せずに、掘削孔の内壁７０、第２連結部材２４の径方向Ｂの外縁を構成する湾曲部２４ａ、および、第２連結部材２４に対して周方向Ｃの両側に位置する２つの共回り防止翼２２の第３翼部２２ｃ、により囲まれた領域の中に開口部Ｓ２（図４参照）が形成される。このような開口部Ｓ２を設けることで、例えば掘進作業時において、ガラを開口部Ｓ２を通じて軸部２の軸方向Ａの基端側へと排出し易くすることができ、ガラが滞留して攪拌性能が低減することを抑制することができる。また、ガラが、第２攪拌翼４ｂと第３翼部２２ｃとの間の間隙等に挟まり込むリスクを低減することができる。その結果、隙間に挟まり込み攪拌装置１の一部に局所的な大きな外力が加わり、攪拌装置１の一部が変形してしまうことをも抑制することができる。
【００６４】
なお、本実施形態の掘削翼３は、第１連結部材２３の湾曲部２３ａ及び第２連結部材２４の湾曲部２４ａよりも径方向Ｂの外側まで延在している。また、本実施形態の第１攪拌翼４ａ、第２攪拌翼４ｂ及び第３攪拌翼４ｃについても、第１連結部材２３の湾曲部２３ａ及び第２連結部材２４の湾曲部２４ａよりも径方向Ｂの外側まで延在している。そして、本実施形態の掘削翼３と第１〜第３攪拌翼４ａ〜４ｃとは、径方向Ｂの略等しい位置にある。換言すれば、軸部２の中心軸線Ｏから径方向Ｂの外縁までの半径（以下、単に「半径距離」と記載する。）は、第２連結部材２４の湾曲部２４ａ、第１連結部材２３の湾曲部２３ａ、第１〜第３攪拌翼４ａ〜４ｃ及び掘削翼３、共回り防止翼２２の順に大きい関係となっている。半径距離をこのような関係とすれば、掘削孔の内壁７０（図３、図４参照）と、第１連結部材２３及び第２連結部材２４それぞれと、の間で形成される開口部Ｓ１、Ｓ２の開口面積が大きくなり易い。つまり、ガラが通過可能な比較的大きい開口面積を有する開口部Ｓ１、Ｓ２を実現し易くすることができる。
【００６５】
以下、翼補強部材を構成する本実施形態の第１連結部材２３及び第２連結部材２４の更なる詳細について説明する。
【００６６】
図３に示すように、本実施形態の第１連結部材２３は、軸部２の周囲で周方向Ｃに延在する湾曲部２３ａと、この湾曲部２３ａの周方向Ｃの一方側の端部に連続して設けられ、径方向Ｂに延在する第１取付部２３ｂと、湾曲部２３ａの周方向Ｃの他方側の端部に連続して設けられ、径方向Ｂに延在する第２取付部２３ｃと、を備える。
【００６７】
湾曲部２３ａは、周方向Ｃに延在する弧状の板部により構成されており、周方向Ｃにおいて隣接する共回り防止翼２２の第１翼部２２ａの間に延在している。また、湾曲部２３ａは、軸部２及び筒部２１から径方向Ｂの外側に離間した位置に配置されている。
【００６８】
第１取付部２３ｂは、周方向Ｃにおいて隣接する共回り防止翼２２の一方の共回り防止翼２２の第１翼部２２ａに沿って配置されており、ボルト及びナット等の締結部材６０により、この一方の共回り防止翼２２の第１翼部２２ａに対して締結されている。また、第２取付部２３ｃは、周方向Ｃにおいて隣接する共回り防止翼２２の他方の共回り防止翼２２の第１翼部２２ａに沿って配置されており、ボルト及びナット等の締結部材６０により、この他方の共回り防止翼２２の第１翼部２２ａに対して締結されている。
【００６９】
なお、第１貫通孔Ｘは、湾曲部２３ａに対して径方向Ｂの内側の位置に形成されている。より具体的に、径方向Ｂにおいて湾曲部２３ａと軸部２の間には間隙が存在し、この間隙により第１貫通孔Ｘが構成されている。また、本実施形態の第１連結部材２３では、上述の湾曲部２３ａ、第１取付部２３ｂ、及び第２取付部２３ｃは、溶接により接合されて、一体化されているが、ボルト及びナット等の締結部材により締結されていてもよい。
【００７０】
また、本実施形態の第１連結部材２３は、湾曲部２３ａと連続し、湾曲部２３ａから径方向Ｂに突出する突出部２３ｄを更に備えている。このような突出部２３ｄを設けることにより、第１連結部材２３による土止め効果を更に高めることが可能となる。本実施形態の突出部２３ｄは、湾曲部２３ａから径方向Ｂの外側及び内側に突出しているが、所望の土止め効果に応じて、径方向Ｂの外側及び内側のいずれか一方のみであってもよい。また、本実施形態の突出部２３ｄは、周方向Ｃにおいて間隔を隔てて４つ設けられているが、所望の土止め効果に応じて、３つ以下とすることも可能であり、５つ以上とすることも可能である。したがって、突出部２３ｄを全く設けない構成とすることも可能である。また、本実施形態の突出部２３ｄは、湾曲部２３ａに対して溶接により接合されて、一体化されているが、ボルト及びナット等の締結部材により、湾曲部２３ａに締結されていてもよい。
【００７１】
図４に示すように、本実施形態の第２連結部材２４は、軸部２の周囲で周方向Ｃに延在する湾曲部２４ａと、この湾曲部２４ａの周方向Ｃの一方側の端部に連続して設けられ、径方向Ｂに延在する第１取付部２４ｂと、湾曲部２４ａの周方向Ｃの他方側の端部に連続して設けられ、径方向Ｂに延在する第２取付部２４ｃと、を備える。
【００７２】
湾曲部２４ａは、周方向Ｃに延在する弧状の板部により構成されており、周方向Ｃにおいて隣接する共回り防止翼２２の第３翼部２２ｃの間に延在している。また、湾曲部２４ａは、軸部２から径方向Ｂの外側に離間した位置に配置されている。
【００７３】
第１取付部２４ｂは、周方向Ｃにおいて隣接する共回り防止翼２２の一方の共回り防止翼２２の第３翼部２２ｃに沿って配置されており、ボルト及びナット等の締結部材６０により、この一方の共回り防止翼２２の第３翼部２２ｃに対して締結されている。また、第２取付部２４ｃは、周方向Ｃにおいて隣接する共回り防止翼２２の他方の共回り防止翼２２の第３翼部２２ｃに沿って配置されており、ボルト及びナット等の締結部材６０により、この他方の共回り防止翼２２の第３翼部２２ｃに対して締結されている。
【００７４】
なお、第２貫通孔Ｙは、湾曲部２４ａに対して径方向Ｂの内側の位置に形成されている。より具体的に、径方向Ｂにおいて湾曲部２４ａと軸部２の間には間隙が存在し、この間隙により第２貫通孔Ｙが構成されている。また、本実施形態の第２連結部材２４では、上述の湾曲部２４ａ、第１取付部２４ｂ、及び第２取付部２４ｃは、溶接により接合されて、一体化されているが、ボルト及びナット等の締結部材により締結されていてもよい。
【００７５】
また、本実施形態の第２連結部材２４においても、上述の第１連結部材２３の突出部２３ｄと同様、湾曲部２４ａと連続し、湾曲部２４ａから径方向Ｂに突出する突出部を設けてもよい。
【００７６】
ここで、本実施形態では、周方向Ｃにおいて等間隔を隔てて配置された２つの共回り防止翼２２の第１翼部２２ａにより周方向Ｃにおいて形成された２つの間隙に嵌り込むように、２つの第１連結部材２３が配置されているが、上述したように、周方向Ｃに配設される共回り防止翼２２は２つに限られるものではないため、第１連結部材２３の数についても、共回り防止翼２２の周方向Ｃにおける数に応じて、適宜変更することが可能である。
【００７７】
また、第２連結部材２４についても同様である。つまり、本実施形態では、周方向Ｃにおいて等間隔を隔てて配置された２つの共回り防止翼２２の第３翼部２２ｃにより周方向Ｃにおいて形成された２つの間隙に嵌り込むように、２つの第２連結部材２４が配置されているが、第２連結部材２４についても、共回り防止翼２２の周方向Ｃにおける数に応じて適宜変更することが可能である。
【００７８】
更に、本実施形態の第１連結部材２３は周方向Ｃに延在する湾曲部２３ａを備えるが、湾曲部２３ａを直線状に延在する構成や、角部を有する構成に代えてもよい。第２連結部材２４の湾曲部２４ａについても同様である。但し、本実施形態のように、湾曲部を有する連結部材とすることで、周方向Ｃにおける補強強度のばらつきを、より低減することができる。また、周方向Ｃにおける土止め効果のばらつきについても抑制することができる。したがって、第１連結部材２３及び第２連結部材２４の少なくとも一方の連結部材が湾曲部を有する構成とすることが好ましく、本実施形態のように、第１連結部材２３及び第２連結部材２４の両方が湾曲部２３ａ、２４ａを有する構成が特に好ましい。
【００７９】
なお、図１、図２に示すように、軸方向Ａにおいて、共回り防止翼２２の第１翼部２２ａと、第１攪拌翼４ａと、の間には、攪拌装置１における別の部位は介在せず、第１翼部２２ａと第１攪拌翼４ａとが軸方向Ａにおいて所定の間隙を隔てて配置されている。また、図１、図２に示すように、軸方向Ａにおいて、共回り防止翼２２の第１翼部２２ａと、第２攪拌翼４ｂと、の間には、攪拌装置１における別の部位は介在せず、第１翼部２２ａと第２攪拌翼４ｂとが軸方向Ａにおいて所定の間隙を隔てて配置されている。更に、図１、図２に示すように、軸方向Ａにおいて、共回り防止翼２２の第３翼部２２ｃと、第２攪拌翼４ｂと、の間には、攪拌装置１における別の部位は介在せず、第３翼部２２ｃと第２攪拌翼４ｂとが軸方向Ａにおいて所定の間隙を隔てて配置されている。また更に、図１、図２に示すように、軸方向Ａにおいて、共回り防止翼２２の第３翼部２２ｃと、掘削翼３と、の間には、攪拌装置１における別の部位は介在せず、第３翼部２２ｃと掘削翼３とが軸方向Ａにおいて所定の間隙を隔てて配置されている。また、図１、図２に示すように、軸方向Ａにおいて、第１攪拌翼４ａと第３攪拌翼４ｃとの間には、攪拌装置１における別の部位は介在せず、第１攪拌翼４ａと第３攪拌翼４ｃとが軸方向Ａにおいて所定の間隙を隔てて配置されている。
【００８０】
以下、攪拌装置１の特徴部について詳細に説明する。
【００８１】
上述したように、攪拌装置１の攪拌翼４は、軸部２の回動と共回りする。これに対して、攪拌装置１の共回り防止部５は、攪拌翼４よりも、軸部２と共回りしない。そのため、攪拌装置１による掘削時の改良土には、攪拌翼４と共回り防止部５とによって、軸方向Ａと直交する方向のせん断力が作用する。このせん断力により、改良土の中の土塊が細分化される。
【００８２】
また、図２に示すように、共回り防止部５の一部（本実施形態では第１翼部２２ａ及び第１連結部材２３）は、第１攪拌翼４ａに対して軸部２の軸方向Ａの先端側に間隙を隔てて配置されている。そのため、上述した軸方向Ａと直交する方向のせん断力、によって細分化された土塊の一部は、第１攪拌翼４ａと上述の共回り防止部５の一部（本実施形態では第１翼部２２ａ及び第１連結部材２３）との間の間隙に入り込む。
【００８３】
更に、図２に示すように、第１攪拌翼４ａの軸方向Ａの先端側に位置する下面１０ｂにおいて、周方向Ｃのうち掘進作業時の回転方向Ｃ１の一端１０ｂ１は、周方向Ｃのうち回転方向Ｃ１と逆方向Ｃ２の他端１０ｂ２よりも、軸部２の基端に近い。このような構成とすれば、掘進作業時において、第１攪拌翼４ａと、この第１攪拌翼４ａに対して軸方向Ａの先端側に間隙を隔てて配置されている、共回り防止部５の一部（本実施形態では第１翼部２２ａ及び第１連結部材２３）と、の間の間隙に位置する土塊は、第１攪拌翼４ａに対して相対的に、掘進作業時の回転方向Ｃ１と逆方向Ｃ２に移動し易い。つまり、第１攪拌翼４ａと上述の共回り防止部５の一部（本実施形態では第１翼部２２ａ及び第１連結部材２３）との間の間隙に位置する土塊は、第１攪拌翼４ａと上述の共回り防止部５の一部（本実施形態では第１翼部２２ａ及び第１連結部材２３）との軸方向Ａの距離が大きいところから小さい所に向かって誘導され易くなる。これにより、掘進作業時において、第１攪拌翼４ａと上述の共回り防止部５の一部（本実施形態では第１翼部２２ａ及び第１連結部材２３）との間の間隙に位置する土塊を、上述の共回り防止部５の一部（本実施形態では第１翼部２２ａ及び第１連結部材２３）に向かって押し付けるようにすることができる。その結果、第１攪拌翼４ａと上述の共回り防止部５の一部（本実施形態では第１翼部２２ａ及び第１連結部材２３）との間の間隙に位置する土塊を、共回り防止部５側にすりつけて、すりこぐことができ、土塊を更に細分化することができる。そして、掘削土に地盤固化材を混ぜ合わせる際の攪拌性能を向上させることができる。以下、説明の便宜上、上記作用効果を、単に「すりこぎ効果」と記載する場合がある。
【００８４】
なお、第１攪拌翼４ａの下面１０ｂにおいて、回転方向Ｃ１の一端１０ｂ１が、逆方向Ｃ２の他端１０ｂ２よりも軸部２の基端に近い構成であればよく、下面１０ｂのうち上述の一端１０ｂ１と他端１０ｂ２との間の部分の面形状は特に限定されない。但し、上述のすりこぎ効果を高める観点から、下面１０ｂの上述の一端１０ｂ１と他端１０ｂ２との間に、回転方向Ｃ１に向かうにつれて軸部２の基端に近づくように、周方向Ｃに対して傾斜している傾斜下面部があることが好ましい。傾斜下面部としては、平面状であっても湾曲状であってもよい。
【００８５】
特に、本実施形態では、図２に示すように、第１攪拌翼４ａの軸方向Ａの先端側に位置する下面１０ｂは、周方向Ｃのうち掘進作業時の回転方向Ｃ１に向かうにつれて軸部２の基端に近づくように、周方向Ｃに対して傾斜している。換言すれば、本実施形態の下面１０ｂは、上述の傾斜下面部のみにより構成されている。第１攪拌翼４ａの下面１０ｂをこのように傾斜させた構成とすれば、掘進作業時において、第１攪拌翼４ａと、この第１攪拌翼４ａに対して軸方向Ａの先端側に間隙を隔てて配置されている、共回り防止部５の一部（本実施形態では第１翼部２２ａ及び第１連結部材２３）と、の間の間隙に位置する土塊は、第１攪拌翼４ａに対して相対的に、掘進作業時の回転方向Ｃ１と逆方向Ｃ２に、より移動し易くなる。これにより、上述したすりこぎ効果を、より高めることができる。
【００８６】
なお、本実施形態の共回り防止部５では、第１攪拌翼４ａに対して軸方向Ａの先端側に所定の間隔を隔てて配置されている一部が、共回り防止翼２２の第１翼部２２ａと、第１連結部材２３と、により構成されていたが、この構成に限られるものではない。したがって、共回り防止部５の別の部位が、第１攪拌翼４ａに対して軸方向Ａの先端側に所定の間隔を隔てて配置されている構成としてもよい。更に、本実施形態の共回り防止部５では、その一部（第１翼部２２ａ及び第１連結部材２３）のみが、第１攪拌翼４ａに対して軸方向Ａの先端側に所定の間隔を隔てて配置されている構成であるが、共回り防止部の全てが上記位置に配置される構成であってもよい。
【００８７】
本実施形態では、第１攪拌翼４ａを板状で形成し、この板状の第１攪拌翼４ａを所謂「逆付け」することにより、上述の傾斜する下面１０ｂを実現しているが、上述の傾斜する下面１０ｂを実現できれば、板状の第１攪拌翼４ａに限られるものではない。
【００８８】
また、本実施形態の共回り防止部５は、上述したように、軸部２の軸方向Ａに貫通する第１貫通孔Ｘを有している。具体的に、本実施形態の共回り防止部５の第１翼部２２ａ及び第１連結部材２３は、軸部２の軸方向Ａに貫通する第１貫通孔Ｘを有している。そして、第１攪拌翼４ａは、共回り防止部５の第１貫通孔Ｘに対して軸方向Ａの基端側の位置で、共回り防止部５に対して相対的に回動可能に構成されている。このような構成とすれば、第１攪拌翼４ａと、第１貫通孔Ｘが形成されている共回り防止部５の一部（本実施形態では第１翼部２２ａ及び第１連結部材２３）と、の間の間隙に位置する土塊を、共回り防止部５の第１貫通孔Ｘの縁等にすりつけて、上述のすりこぎ効果を高めることができ、土塊をより一層、細分化することができる。また、掘進作業時において、土塊を、第１攪拌翼４ａと、第１貫通孔Ｘが形成されている共回り防止部５の一部（本実施形態では第１翼部２２ａ及び第１連結部材２３）と、の間の位置に、第１貫通孔Ｘを通じて効率的に供給でき、すりこぎ効果が得られる確率を高めることができる。更に、共回り防止部５に第１貫通孔Ｘを設けることにより、第１貫通孔Ｘに改良土が入るため、共回り防止部５による土止め効果を高めることができる。そのため、第１攪拌翼４ａと共回り防止部５とに改良土に作用するせん断力を高めることができ、改良土に含まれる掘削土の土塊をより確実に細分化できると共に、掘削土に地盤固化材を混ぜ合わせる際の攪拌性能を向上させることができる。
【００８９】
また、図２に示すように、本実施形態の攪拌装置１は、軸部２と共回りし、第１貫通孔Ｘに対して軸方向Ａの先端側の位置で、共回り防止部５に対して相対的に回動可能な板状の第２攪拌翼４ｂを備えている。そして、第２攪拌翼４ｂは、回転方向Ｃ１に向かうにつれて、軸部２の先端に近づくように傾斜している、すなわち、第２攪拌翼４ｂは所謂「正付け」されている。このような第２攪拌翼４ｂを備えることにより、第１攪拌翼４ａと、第１貫通孔Ｘが形成されている共回り防止部５の一部（本実施形態では第１翼部２２ａ及び第１連結部材２３）と、の間の間隙に位置する土塊のみならず、第２攪拌翼４ｂと、上述の共回り防止部５の一部（本実施形態では第１翼部２２ａ及び第１連結部材２３）と、の間の間隙に位置する土塊に対しても、上述のすりこぎ効果を得ることができる。また、板状の第２攪拌翼４ｂが所謂「正付け」されているため、掘進作業時において、掘削土の土塊を含む改良土をすくい上げて軸方向Ａの基端側に押し上げ、土塊を含む改良土を、共回り防止部５の第１貫通孔Ｘに向かって供給することができる。これにより、土塊を、第２攪拌翼４ｂと、第１貫通孔Ｘが形成されている共回り防止部５の一部（本実施形態では第１翼部２２ａ及び第１連結部材２３）との間の間隙に効率的に供給できることに加えて、土塊を、第１貫通孔Ｘを通じて、第１攪拌翼４ａと、上述の共回り防止部５の一部（本実施形態では第１翼部２２ａ及び第１連結部材２３）と、の間の間隙にも、より効率的に供給することができる。
【００９０】
更に、図２に示すように、本実施形態では、軸方向Ａにおいて、第１攪拌翼４ａと第１貫通孔Ｘとの最短距離Ｌ１は、第２攪拌翼４ｂと第１貫通孔Ｘとの最短距離Ｌ２よりも短い。第１攪拌翼４ａと第１貫通孔Ｘとの軸方向Ａの最短距離Ｌ１とは、第１攪拌翼４ａのうち回転方向Ｃ１の逆方向Ｃ２側の端部から第１貫通孔Ｘまでの軸方向Ａの距離である。また、第２攪拌翼４ｂと第１貫通孔Ｘとの軸方向Ａの最短距離Ｌ２とは、第２攪拌翼４ｂのうち回転方向Ｃ１の逆方向Ｃ２側の端部から第１貫通孔Ｘまでの軸方向Ａの距離である。第１攪拌翼４ａについての最短距離Ｌ１を短くすることで、第１攪拌翼４ａと、第１貫通孔Ｘが形成されている共回り防止部５の一部（本実施形態では第１翼部２２ａ及び第１連結部材２３）と、の間の上述のすりこぎ効果により細分化される土塊を、より細かくすることができる。その一方で、第２攪拌翼４ｂについての最短距離Ｌ２を長くすることで、第２攪拌翼４ｂと、上述の共回り防止部５の一部（本実施形態では第１翼部２２ａ及び第１連結部材２３）と、の間にガラが滞留して攪拌性能が低減すること、を抑制することができる。以上のことから、本実施形態のように、軸方向Ａにおいて、第１攪拌翼４ａと第１貫通孔Ｘとの最短距離Ｌ１は、第２攪拌翼４ｂと第１貫通孔Ｘとの最短距離Ｌ２よりも短いことが好ましい。なお、最短距離Ｌ１及びＬ２は、１０ｍｍ〜７０ｍｍとすることが好ましい。１０ｍｍよりも小さくすると、間隙に土塊が入り難い一方で、一旦入り込んだ土塊が間隙の中に詰まってしまう可能性があり、７０ｍｍよりも大きいと、土塊の全体を所望の大きさ（１０ｍｍ以下）まで細分化しきれない可能性があるからである。
【００９１】
上述の第１攪拌翼４ａ、第２攪拌翼４ｂ、及び、共回り防止部５の第１貫通孔Ｘ、は本実施形態で示す具体的な構成に限られるものではない。例えば、本実施形態の共回り防止部５は、上述したように、複数の共回り防止翼２２と、この共回り防止翼２２を軸方向Ａの第１位置Ｐ１で連結する第１連結部材２３と、を備えており、本実施形態の第１貫通孔Ｘが、軸方向Ａの第１位置Ｐ１で、第１連結部材２３と軸部２との間の位置に形成されているが、このような共回り防止部５や第１貫通孔Ｘの構成に限られるものではない。
【００９２】
但し、本実施形態のように、軸方向Ａの基端側から先端側に向かって、第１攪拌翼４ａ、共回り防止部５の第１貫通孔Ｘ、第２攪拌翼４ｂ、共回り防止部５の第２貫通孔Ｙ、の順に配置されていることが好ましい。このようにすれば、第２攪拌翼４ｂと、共回り防止部５の第２貫通孔Ｙ及びその近傍（本実施形態では第３翼部２２ｃ及び第２連結部材２４）と、の間の間隙においても、第２貫通孔Ｙによる所定の土止め効果を得ることができ、土塊の細分化性能を高めることができると共に、掘削土及び地盤固化材の攪拌性能を高めることができる。なお、本実施形態の第１貫通孔Ｘ及び第２貫通孔Ｙは共に、軸方向Ａの第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に亘って延在する共回り防止部５に形成されているが、軸方向Ａの第１位置Ｐ１及び第２位置Ｐ２それぞれに別々の共回り防止部を設け、この別々の共回り防止部それぞれに第１貫通孔、第２貫通孔を形成してもよい。
【００９３】
更に、図１に示すように、共回り防止部５の第２貫通孔Ｙ及びその近傍（本実施形態では第３翼部２２ｃ及び第２連結部材２４）と、掘削翼３と、の間の間隙においても、第２貫通孔Ｙによる所定の土止め効果を得ることができ、土塊の細分化性能を高めると共に、掘削土及び地盤固化材の攪拌性能を高めることができる。
【００９４】
また更に、本実施形態の攪拌装置１では、第１攪拌翼４ａに対して軸方向Ａの基端側に位置し、軸方向Ａにおいて第１攪拌翼４ａと所定の間隙を隔てて配置されている板状の第３攪拌翼４ｃを備えている。そして、本実施形態の板状の第３攪拌翼４ｃは、上述したように、回転方向Ｃ１に向かうにつれて、軸部２の先端に近づくように傾斜している。上述したように、本実施形態の第１攪拌翼４ａの下面１０ｂは、回転方向Ｃ１に向かうにつれて、軸部２の基端に近づくように傾斜している。そのため、第１攪拌翼の下面が回転方向Ｃ１に向かうにつれて、軸部２の先端に近づくように傾斜している構成と比較して、掘進作業時のトルク抵抗が大きくなる。しかしながら、この第１攪拌翼４ａを、所謂「正付け」されている板状の第２攪拌翼４ｂ及び第３攪拌翼４ｃで挟むことにより、第１攪拌翼４ａによる掘進作業時のトルク抵抗の過度な増大を抑制することができる。
【００９５】
なお、攪拌装置１の各部位は、高強度、高耐摩耗性の鉄鋼金属材料などで構成することができる。
【００９６】
以上のように、本実施形態の攪拌装置１によれば、掘進作業時において、上述のすりこぎ効果によって、土塊の細分化性能を高めることができる。その結果、掘削土及び地盤固化材の攪拌性能を高めることができる。
【００９７】
本発明に係る攪拌装置は、上述の実施形態で示す具体的な構成に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨を逸脱しない限り、種々の変形・変更が可能である。例えば、上述の実施形態の板状の第１攪拌翼４ａ全てが所謂「逆付け」された構成になっているが、少なくとも１つの第１攪拌翼が所謂「逆付け」された構成であればよい。但し、上述の実施形態のように、全ての第１攪拌翼４ａを所謂「逆付け」された構成とすれば、一部のみの第１攪拌翼が所謂「逆付け」された構成と比較して、上述のすりこぎ効果を高めることができ、土塊の細分化性能を、より向上させることができる。また、例えば、第１攪拌翼４ａの下面１０ｂにおいて、回転方向Ｃ１の一端１０ｂ１が、逆方向Ｃ２の他端１０ｂ２よりも軸部２の基端に近い構成であればよく、下面１０ｂは、周方向Ｃに対して傾斜している傾斜下面部と、周方向Ｃに対して平行な平行下面部とを含んでいてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は攪拌装置に関する。
【符号の説明】
【００９９】
１：攪拌装置
２：軸部
２ａ：開口
３：掘削翼
３ａ：掘削爪
４：攪拌翼
４ａ：第１攪拌翼
４ｂ：第２攪拌翼
４ｃ：第３攪拌翼
５：共回り防止部
１０ａ：第１攪拌翼の上面
１０ｂ：第１攪拌翼の下面
１０ｂ１：下面の一端
１０ｂ２：下面の他端
１０ｃ：第１攪拌翼の上側端面
１０ｄ：第１攪拌翼の下側端面
１１ａ：第２攪拌翼の上面
１１ｂ：第２攪拌翼の下面
１１ｃ：第２攪拌翼の上側端面
１１ｄ：第２攪拌翼の下側端面
１２ａ：第３攪拌翼の上面
１２ｂ：第３攪拌翼の下面
１２ｃ：第３攪拌翼の上側端面
１２ｄ：第３攪拌翼の下側端面
２１：筒部
２２：共回り防止翼
２２ａ：第１翼部
２２ｂ：第２翼部
２２ｃ：第３翼部
２３：第１連結部材
２３ａ：第１連結部材の湾曲部
２３ｂ：第１連結部材の第１取付部
２３ｃ：第１連結部材の第２取付部
２３ｄ：突出部
２４：第２連結部材
２４ａ：第２連結部材の湾曲部
２４ｂ：第２連結部材の第１取付部
２４ｃ：第２連結部材の第２取付部
３０ａ：第１攪拌翼群
３０ｂ：第２攪拌翼群
３０ｃ：第３攪拌翼群
５０：逆流防止弁
６０：締結部材
７０：掘削孔の内壁
Ａ：軸部の軸方向
Ｂ：軸部の径方向
Ｃ：軸部の周方向
Ｃ１：軸部の周方向のうち掘削作業時の回転方向
Ｃ２：軸部の周方向のうち掘削作業時の回転方向の逆方向
Ｌ１：第１攪拌翼と第１貫通孔との軸方向の最短距離
Ｌ２：第２攪拌翼と第１貫通孔との軸方向の最短距離
Ｏ：軸部の中心軸線
Ｐ１：軸方向の第１位置
Ｐ２：軸方向の第２位置
Ｓ１：第１連結部材に対いて径方向外側に形成されている開口部
Ｓ２：第２連結部材に対いて径方向外側に形成されている開口部
Ｘ：第１貫通孔
Ｙ：第２貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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