(57)【要約】【課題】高い安定性を確保しながら、掘削溝を精度良く掘削することができ、施工効率を高めるとともに、各種形状の掘削溝の構築にも対応することができる掘削装置を提供することを課題としている。【解決手段】掘削装置１であって、回転手段２０は、ベースマシン１０に支持された固定軸２１と、第１攪拌軸５４が中空モータ５１に連結され、第１攪拌軸５４及び中空モータ５１を貫通した固定軸２１周りに回転可能な第１攪拌手段５０と、第１攪拌手段５０の下方で、掘削刃３３を有する掘削軸３５が中空モータ３１に連結され、中空モータ３１に内挿された固定軸２１周りに回転可能な掘削手段３０と、第２攪拌軸４４が中空モータ４１に連結され、第２攪拌軸４４及び中空モータ４１を貫通した掘削軸３５周りに回転可能な第２攪拌手段４０とから構成されることを特徴としている。【選択図】　図１
2004044277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースマシンと、
前記ベースマシンにより昇降可能な回転手段とを備え、
前記回転手段により掘削溝を掘削するとともに、前記掘削溝内を攪拌する掘削装置であって、
前記回転手段は、
前記ベースマシンに支持された固定軸と、
攪拌翼を有する第１攪拌軸が第１攪拌用中空モータの出力部に連結され、前記第１攪拌軸及び前記第１攪拌用中空モータを貫通した前記固定軸周りに回転可能な第１攪拌手段と、
前記第１攪拌手段の下方で、掘削刃と攪拌翼を有する掘削軸が掘削用中空モータの出力部に連結され、前記掘削用中空モータに内挿された前記固定軸周りに回転可能な掘削手段と、
攪拌翼を有する第２攪拌軸が第２攪拌用中空モータの出力部に連結され、前記第２攪拌軸及び前記第２攪拌用中空モータを貫通した前記掘削軸周りに回転可能な第２攪拌手段と、
から構成されることを特徴とする掘削装置。
【請求項２】
前記回転手段は、前記ベースマシンに対して複数並設されていることを特徴とする請求項１に記載の掘削装置。
【請求項３】
前記各回転手段の間には、前記掘削溝の側壁を掘削するための側壁掘削手段が設置されていることを特徴とする請求項２に記載の掘削装置。
【請求項４】
前記回転手段は、前記掘削溝の側壁に向けて拡張され、前記側壁に当接することにより、前記回転手段の位置を規制する位置規制手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削溝を掘削するとともに、その掘削溝内を攪拌する掘削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地盤に掘削溝を掘削するとともに、その内部にセメント等の固化剤を注入し、掘削土砂と固化剤を攪拌混合することにより、地盤を改良して硬化させる現位置攪拌混合工法がある。この工法に用いられる掘削装置としては、図６に示すように、互いに反対方向で鉛直軸周りに回転可能な２本の軸９１を、地上に設置されたベースマシン（図示せず）で支持した掘削装置９０がある。この掘削装置９０は、２本の各軸９１の下端に設置された掘削刃９２で掘削溝２を掘削するとともに、軸９１に周設された螺旋状の攪拌翼９３で掘削土砂と固化剤を攪拌混合する装置である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の掘削装置９０では、以下の問題が存在している。
掘削装置９０の各軸９１を回転させるには、各軸９１の上端に各々モータを設置するか（この場合は図示せず）、１基のモータ９４で２本の軸９１，９１を回転可能な歯車機構９５を設置する必要がある。このとき、歯車機構９５又はモータ（以下、「歯車機構等」という）には、各軸９１，９１の回転反力が作用するため、歯車機構９５等を強固に固定する必要があり、通常、掘削溝２の近傍に鉛直方向のガイドレール（図示せず）を設置し、このガイドレールに歯車機構９５等を取り付けて支持している。すなわち、歯車機構９５等は、掘削溝２の外でガイドレールに沿って昇降するように構成されている。これにより、歯車機構９５等と掘削刃９２とを連結している軸９１が長くなるため、軸９１の剛性を高めて強度を確保している。
したがって、従来の掘削装置９０では、軸９１が長くなるとともに、各軸９１，９１の重量が大きくなるため、掘削装置９０が不安定になってしまうという問題が存在している。
【０００４】
また、歯車機構９５等に複数の軸９１，９１を設置する場合には、歯車やモータの大きさによって各軸９１，９１の配置が決定されるため、各種形状の掘削溝の掘削に対応することができないという問題が存在している。
【０００５】
さらに、掘削時には、軸９１全体が回転するため、掘削時の軸９１の位置や深度等を計測する計測装置を軸９１に設置することが困難である。したがって、掘削溝２内の掘削状態をリアルタイムで把握することができないため、施工管理が不十分となり、施工効率が低くなってしまうという問題が存在している。
また、軸９１の下端から固化剤を掘削溝２内に注入する構成では、回転している軸９１の内部に固化剤を供給する必要があるため、軸９１の上端にスイベルジョイント等の特殊な機構を設置する必要があるという問題が存在している。
【０００６】
そこで、本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、高い安定性を確保しながら、掘削溝を精度良く掘削することができ、施工効率を高めるとともに、各種形状の掘削溝の構築にも対応することができる掘削装置を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決すべく構成されるものであり、請求項１に記載の発明は、ベースマシンと、ベースマシンにより昇降可能な回転手段とを備え、回転手段により掘削溝を掘削するとともに、掘削溝内を攪拌する掘削装置であって、回転手段は、ベースマシンに支持された固定軸と、攪拌翼を有する第１攪拌軸が第１攪拌用中空モータの出力部に連結され、第１攪拌軸及び第１攪拌用中空モータを貫通した固定軸周りに回転可能な第１攪拌手段と、第１攪拌手段の下方で、掘削刃と攪拌翼を有する掘削軸が掘削用中空モータの出力部に連結され、掘削用中空モータに内挿された固定軸周りに回転可能な掘削手段と、攪拌翼を有する第２攪拌軸が第２攪拌用中空モータの出力部に連結され、第２攪拌軸及び第２攪拌用中空モータを貫通した掘削軸周りに回転可能な第２攪拌手段とから構成されることを特徴としている。
【０００８】
ここで、ベースマシンは、回転手段を確実に支持して昇降させることができるものであれば、自走式や固定式など、その構成は限定されるものではないが、掘削装置の製作費用を少なくするには、既存のクローラクレーン等を利用することが好ましい。
また、各中空モータは、貫通孔を有する既存の中空モータであり、油圧式や電動式など駆動方式等は限定されるものではなく、貫通孔の中間に軸受を有し、出力部を備えた本体が、軸受を介して各軸に軸着されることにより、その軸周りに回転するように構成されている。
さらに、掘削手段及び各攪拌手段における中空モータ及び軸の数は、限定されるものではなく、施工に必要な掘削能力や攪拌能力に対応して適宜に定められるものである。
また、掘削刃及び攪拌翼の形状や構成は限定されるものではなく、掘削溝を効率良く掘削し、掘削溝内の掘削土砂と固化剤等を確実に攪拌混合することができるものであればよい。
【０００９】
この発明によれば、掘削刃又は攪拌翼を有する各軸が中空モータに直接連結されており、掘削刃及び攪拌翼を昇降させる際に、各中空モータも連動して昇降するため、掘削刃及び攪拌翼と、各中空モータとの間隔が常に小さくなる。これにより、回転手段の剛性を必要以上に高める必要がなくなるため、回転手段の構成が簡易化され、軽量化することができる。さらに、掘削時には、各中空モータが掘削溝内に配置されるため、装置全体の重心が低くなり、装置の安定性を高めることができる。
【００１０】
また、各回転手段における掘削刃及び撹拌翼の回転方向は任意に切り替え可能であり、隣り合う各中空モータを互いに反対方向に回転させた場合には、同心位置で互いに反対方向に回転反力が作用し、回転反力が打ち消され、回転手段を強固に固定する必要がなくなるため、ベースマシンを既存の揚重機で構成することができる。さらに、掘削軸周りに回転する第２攪拌手段と攪拌手段とを同一方向に回転させた場合には、掘削軸の回転トルクが増加するため、掘削効率を高めることができる。
【００１１】
また、固定軸の先端は攪拌用中空モータに内挿され、掘削時には、掘削手段とともに、掘削溝内の下方まで下降する。さらに、固定軸は、掘削時に回転しないため、各種の計測装置を固定軸に設置し、掘削溝内の掘削状態をリアルタイムで把握して、正確に施工を管理することができる。
また、固定軸から掘削溝内に固化剤を注入する場合は、固定軸が回転しないため、固定軸に固化剤を供給するためのスイベルジョイント等の特殊な機構を設置する必要がないため、装置の構成を簡易化することができる。
【００１２】
また、掘削手段及び第２攪拌手段の上方に設置された第１攪拌手段により、掘削溝の上方が常に攪拌され、掘削溝内の上方で掘削土砂と固化剤等が硬化してしまうことがないため、回転手段を掘削溝から容易に離脱させることができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の掘削装置であって、回転手段は、ベースマシンに対して複数並設されていることを特徴としている。
【００１４】
この発明によれば、各回転手段は、各軸に直接軸着された中空モータにより駆動するため、回転手段に歯車機構等を設ける必要がない。これにより、歯車機構等の構成によって回転手段の配置が決定されることがないため、各種形状の掘削溝の構築に対応させて回転手段を配置することができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の掘削装置であって、各回転手段の間には、掘削溝の側壁を掘削するための側壁掘削手段が設置されていることを特徴としている。
【００１６】
この発明によれば、各掘削手段で掘削溝を掘削した際に、掘削溝の側壁において、各掘削手段の掘削刃が到達しない箇所が発生し、側壁が平滑に掘削されない場合であっても、側壁掘削手段により側壁が平滑に掘削されるため、精度良く掘削溝を構築することができる。これは、掘削溝の側壁に矢板等を設置する場合に有効である。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の掘削装置であって、回転手段は、掘削溝の側壁に向けて拡張され、側壁に当接することにより、回転手段の位置を規制する位置規制手段を備えていることを特徴としている。
【００１８】
この発明によれば、位置規制手段により回転手段の位置が規制され、掘削手段及び各攪拌手段が安定して回転するため、精度良く掘削溝を構築することができるとともに、効率良く掘削溝内を攪拌することができる。
【００１９】
したがって、本発明の掘削装置では、装置の構成が簡易化され、高い安定性を確保しながら、掘削溝を精度良く掘削することができるため、施工効率を高めることができる。さらに、各種形状の掘削溝の構築に対応することができるため、各種の施工条件に本発明の掘削装置を適用することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。
【００２１】
本実施形態では、掘削装置を用いて鉛直方向の掘削溝を掘削するとともに、その内部に固化剤を注入し、掘削土砂と固化剤を攪拌混合することにより、地盤を改良して硬化させる場合を例として説明する。
【００２２】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態に係る掘削装置について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る掘削装置を示した側面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る掘削装置の回転手段を示した側断面図である。
【００２３】
まず、本発明の第１実施形態に係る掘削装置の構成について説明する。
掘削装置１は、図１に示すように、支持した部材を鉛直方向に昇降可能なベースマシン１０と、ベースマシン１０に支持されることより昇降可能な２基の回転手段２０，２０とを備え、各回転手段２０，２０で掘削溝２を掘削するとともに、掘削溝２内に固化剤を注入し、掘削土砂と固化剤を攪拌混合する装置である。
【００２４】
次に、各構成要素について説明する。
ベースマシン１０は、回転手段２０を支持するためのブーム１１と、ベースマシン１０の移動手段であるキャタピラ１２と、運転室１３とから構成される既存のクローラクレーンである。
回転手段２０は、ベースマシン１０のブーム１１からワイヤ１４により吊り下げられた吊具１５に鉛直方向に固定され、ベースマシン１０に設置されたドラム（図示せず）がワイヤ１４を巻き取り又は繰り出すことにより、鉛直方向に昇降可能となっている。
【００２５】
次に、回転手段２０について説明する。
回転手段２０は、図１及び図２に示すように、ベースマシン１０に支持された固定軸２１と、内部に鉛直方向の貫通孔が形成された中空モータ３１，４１，５１及び軸３５，４４，５４が連結することにより構成された掘削手段３０、第２攪拌手段４０及び第１攪拌手段５０とを備えている。
また、この実施形態では、左右２基の回転手段２０，２０が吊具１５に並設されており、水平方向に設置された連結部材２２で連結されている。この連結部材２２の数や設置箇所は、掘削時に回転手段２０に係る負荷に対応して適宜に定められる。
【００２６】
中空モータ３１，４１，５１は、鉛直方向の貫通孔３２，４２，５２を有する油圧式中空モータであり、貫通孔３２，４２，５２の中間部に軸受（図示せず）を有し、出力部（図示せず）を備えた本体が、軸受を中心として鉛直軸周りに回転するように構成されている。また、各中空モータ３１，４１，５１に連結される軸の貫通孔と、各中空モータ３１，４１，５１の貫通孔３２，４２，５２とは、同心位置で連通している。
【００２７】
ここで、各中空モータ３１，４１，５１の回転方向は、任意に切り替え可能であり、各中空モータ３１，４１，５１を同一方向に回転させることもできる。
【００２８】
固定軸２１は、上端部が吊具１５に固定された軽量な中空管であり、複数の固定軸２１を鉛直方向に連結して延長することができる。この固定軸２１は、高い剛性を必要としないことから、簡易に連結可能な構成であるとともに、連結間隔も大きくなっている。また、固定軸２１の内部は、固化剤の流通経路となっており、上端の流入口２３から流入された固化剤が固定軸２１の内部を通過して、下端の排出口２４から吐出される。
【００２９】
また、固定軸２１には、掘削溝２内における固定軸２１の位置や深度を計測する計測装置（図示せず）が設置されている。固定軸２１は吊具１５に固定され、掘削時に回転することなく、掘削溝の下方まで下降するため、掘削時に計測装置により掘削溝内の掘削状態をリアルタイムで把握することができる。
【００３０】
第１攪拌手段５０は、螺旋状の攪拌翼５３を有する２本の第２攪拌軸５４，５４が第１攪拌用中空モータ５１の上端及び下端に連結されている。第１攪拌手段５０では、第１攪拌軸５４の貫通孔５５及び第１攪拌用中空モータ５１の貫通孔５２に固定軸２１が貫通されており、この固定軸２１に第１攪拌用中空モータ５１が軸着されることにより、第１攪拌手段５０は固定軸２１周りに回転する。攪拌翼５３は、第１攪拌軸５４に周設され、第１攪拌軸５４が固定軸２１周りに回転することにより掘削溝２内を攪拌するように構成されている。
【００３１】
掘削手段３０は、掘削刃３３及び螺旋状の攪拌翼３４を有する掘削軸３５が、掘削用中空モータ３１の下端に連結されており、掘削用中空モータ３１の貫通孔３２に固定軸２１の下端が内挿されており、この固定軸２１に、掘削用中空モータ３１が軸着されることにより、掘削手段３０は固定軸２１周りに回転する。すなわち、掘削手段３０は第１攪拌手段５０の下方で固定軸２１に軸着される。さらに、掘削手段３０は、第１攪拌手段５０の回転方向と反対方向に回転するように設定されている。また、掘削刃３３は、その刃面が下向きになるようにして、掘削軸３５の下端に設置され、回転することで掘削溝２の底面を掘削可能に構成されている。また、攪拌翼３４は、掘削刃３３と所定間隔を空けて掘削軸３５に周設され、掘削軸３５が固定軸２１周りに回転することにより掘削溝２内を攪拌するように構成されている。
また、掘削軸３５の内部には、固化剤の流通経路となる貫通孔３６が軸方向に形成されており、固定軸２１内を通過した固化剤が上端の流入口３７から流入し、掘削軸３５内を通過して、下端の注入口３８から掘削溝２内に注入される。
【００３２】
第２攪拌手段４０は、掘削軸３５の掘削刃３３と攪拌翼３４との間に設置され、螺旋状の攪拌翼４３を有する第２攪拌軸４４が第２攪拌用中空モータ４１の下端に連結されている。この第２攪拌手段４０は、第２攪拌軸４４の貫通孔４５及び第２攪拌用中空モータ４１の貫通孔４２に掘削軸３５が貫通されており、この掘削軸３５に第２攪拌用中空モータ４１が軸着されることにより、第２攪拌手段４０は、掘削軸３５周りに回転する。攪拌翼４３は第２攪拌軸４４に周設され、第２攪拌軸４４が掘削軸３５周りに回転することにより掘削溝２内を攪拌するように構成されている。なお、第２攪拌手段４０は、掘削手段３０の回転方向と反対方向に回転するように設定されている。
【００３３】
また、図１における符号４は、掘削溝２の上端に設置され、回転手段２０に鉛直方向の圧力を加えることにより、回転手段２０の下降を補助する加圧装置である。
さらに、図１における符号５は、各中空モータ３１，４１，５１に油圧を供給する油圧ホースである。この油圧ホース５は固定軸２１の上端に接続され、固定軸２１及び掘削軸３５の内部を通過して各中空モータ３１，４１，５１に油圧を供給する。また、図１における符号６は、各回転手段２０，２０に固化剤を供給するための供給ホースであり、固定軸２１の上端に設けられた流入口２３に接続されている。この油圧ホース５及び供給ホース６の固定軸２１への接続において、固定軸２１は回転しないため、固定軸２１にスイベルジョイント等の特殊な機構を設置する必要がない。
【００３４】
次に、本発明の第１実施形態に係る掘削装置１を用いた地盤改良方法について説明する。
まず、図１に示すように、掘削する所定位置の脇にベースマシン１０を移動させ、鉛直方向に各回転手段２０，２０を設置する。そして、吊具１５を下降させて各回転手段２０，２０の下端に設置された掘削刃３３を地上面に当接させる。
【００３５】
続いて、各中空モータ３１，４１，５１を駆動させて掘削手段３０、第１攪拌手段５０及び第２攪拌手段４０を回転させ、掘削手段３０の掘削刃３３で地盤を掘削し、ベースマシン１０により各回転手段２０，２０を順次に下降させて所定深さの掘削溝２を構築する。このとき、各中空モータ３１，４１，５１は、回転軸２１に直接軸着されているため、回転手段２０の下降に連動して各中空モータ３１，４１，５１も掘削溝内を下降する。これにより、掘削装置１の重心が低くなるため、掘削装置１は高い安定性を確保している。さらに、各中空モータ３１，４１，５１と掘削刃３３及び各攪拌翼３４，４３，５３との間隔は常に小さく一定であるため、各軸３５，４４，５４が軽量化されるとともに、各手段３０，４０，５０が安定した状態で回転する。また、加圧装置４により各回転手段２０，２０の下降が補助されるため、地盤が固い場合であっても、効率良く掘削溝２が掘削される。
また、固定軸２１に設置された計測装置により、掘削溝２内の掘削状態をリアルタイムで把握して正確に施工を管理し、精度良く掘削溝２を構築することができる。
【００３６】
ここで、吊具１５を加圧装置４まで下降させたとしても、掘削刃３３が所定深さに達しない場合には、固定軸２１を継ぎ足して掘削刃３３を下降させる。このとき、固定軸２１は低剛性化であり、軽量であることから、固定軸２１を容易に継ぎ足すことができる。なお、継ぎ足した固定軸２１に、第１攪拌手段５０と同様の攪拌手段を設置することが好ましい。
【００３７】
一方、掘削手段３０で地盤を掘削しながら、供給ホース６から固定軸２１の流入口２３に固化剤を供給し、固定軸２１及び掘削軸３５の内部を通過させ、掘削軸３５の注入口３８から掘削溝２内に注入する。
【００３８】
そして、掘削手段３０の掘削刃３３の上方では、第２攪拌手段４０の攪拌翼４３が、掘削刃３３の回転方向と反対方向に回転している。また、第２攪拌手段４０の上方では、掘削手段３０の攪拌翼３４が、第２攪拌手段４０の回転方向と反対方向に回転している。さらに、掘削手段３０の上方では、第１攪拌手段５０の攪拌翼５３が、掘削手段３０の回転方向と反対方向に回転している。すなわち、隣り合う掘削刃３３及び攪拌翼３４，４３，５３は、互いに同心位置で反対方向に回転するように構成されている。これにより、掘削土砂と固化剤が効率良く攪拌混合されるとともに、各手段３０，４０，５０の回転反力が打ち消され、回転効率が高まっている。
なお、各手段３０，４０，５０の回転方向は任意に切り替えることができるため、掘削軸３５周りに回転する第２攪拌手段４０と攪拌手段３０とを同一方向に回転させることにより、掘削軸３５の回転トルクを増加させ、掘削効率を高めることもできる。
【００３９】
最後に、掘削土砂と固化剤を攪拌混合しながら、各回転手段２０，２０を昇降させて掘削溝２から離脱させる。このとき、掘削手段３０及び第２攪拌手段４０の上方に設置された第１攪拌手段５０により、掘削溝２の上方は常に攪拌され、掘削溝２内の上方で掘削土砂と固化剤が硬化してしまうことがないため、各回転手段２０，２０を掘削溝２から容易に離脱させることができる。そして、各回転手段２０，２０の離脱後に掘削溝２内の掘削土砂が硬化して地盤が改良される。
【００４０】
したがって、本発明の第１実施形態に係る掘削装置１では、構成が簡易化され、高い安定性を確保しながら、掘削溝２を精度良く掘削するとともに、効率良く掘削溝２内を攪拌することができるため、施工効率を高めることができる。
【００４１】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る掘削装置について説明する。
第２実施形態の掘削装置は、第１実施形態の掘削装置と略同様の構成であり、掘削溝の側壁を掘削する側壁掘削手段を備えている。
【００４２】
図３は、本発明の実施形態に係る掘削装置の側壁掘削手段を示した図で、（ａ）は側壁掘削手段を示した側面図、（ｂ）は他の側壁掘削手段を示した側面図、（ｃ）は、側壁掘削手段による掘削部位を示した平面図である。
【００４３】
側壁掘削手段６０ａは、図３（ａ）に示すように、掘削刃３３の上方で掘削軸３５に設置されている。この側壁掘削手段６０ａは、外面に所定間隔で掘削刃６１を備えたベルト６２が、２本の掘削軸３５，３５の周囲を水平方向に周回するように構成されている。なお、ベルト６２は上下２基が設置され、各ベルトは、互いに反対方向に回転して掘削するように構成されている。そして、側壁掘削手段６０ａでは、図３（ｃ）に示すように、各ベルト６２，６２の掘削刃６１が掘削溝２の側壁２ａに当接することにより、各回転手段２０，２０の間において、掘削刃３３が到達しない部位２ｂが掘削され、側壁２ａが平滑になるため、精度良く掘削溝が構築される。
【００４４】
また、側壁掘削手段は、図３（ｂ）に示すように、各掘削軸３５の間に水平軸周りに回転する掘削刃６３が設置された側壁掘削手段６０ｂでもよい。この構成では、互いに反対方向に回転する２基の掘削刃６３，６３で側壁２ａを平滑に掘削することができる。
【００４５】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る掘削装置について説明する。
第３実施形態の掘削装置は、第１実施形態及び第２実施形態の掘削装置と略同様の構成であり、掘削溝内で各回転手段の位置を規制するための位置規制手段を備えている。
【００４６】
図４は、本発明の第３実施形態に係る掘削装置の位置規制手段を示した図で、（ａ）は、位置規制手段を示した平面図、（ｂ）は位置規制手段が伸長した際を示した側面図、（ｃ）は、位置規制手段が縮小した際を示した側面図である。
【００４７】
位置規制手段７０は、図４（ａ）に示すように、側壁２ａと対峙する平面を有する当接板７１が、回転手段２０の周囲に複数設置されている。当接板７１は油圧シリンダ７２のロッドの伸長により側壁２ａに向けて移動可能となっている。そして、位置規制手段７０では、図４（ｂ）に示すように、当接板７１の平面が側壁２ａに当接することにより、掘削溝２内の回転手段２０の位置が規制されるため、掘削時に掘削溝２内で回転手段２０が安定する。また、回転手段２０を掘削溝２内で昇降させる場合には、図４（ｃ）に示すように、シリンダ７２を縮小し、当接板７１を回転手段２０側に移動させて位置の規制を解除した後に、回転手段２０を昇降させる。
【００４８】
以上、本発明の好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、ベースマシン１０に水平方向に並設される回転手段２０の数は限定されるものではなく、１基、３基、４基など各回転手段２０の合計重量が、ベースマシン１０の吊上げ能力の範囲内であれば、施工条件に対応して適宜に増減させることが好ましい。なお、図５は３基の回転手段２０，２０，２０を設置した場合を示した側面図である。
また、本発明の掘削装置１では、回転手段２０の中間に設置された中空モータ３１，４１，５１により回転手段２０が駆動されるため、回転手段２０の幅が小さくなっている。したがって、各種形状の掘削溝の構築に対応させて回転手段２０の配置を決定することができる。
【００４９】
さらに、攪拌手段３０の上方に設置される第１攪拌手段５０の台数は限定されるものではなく、固定軸２１の延長に対応させて増加させることができる。このとき、各第１攪拌手段５０を互いに反対方向に回転させ、攪拌の効率を高めることが好ましい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の掘削装置によれば、掘削刃又は攪拌翼を有する各軸が中空モータに直接連結されており、回転手段が軽量化されるとともに、装置全体の重心が低くなるため、掘削時に高い安定性を確保することができる。また、掘削装置の構成が簡易化されているため、装置の製作費用を少なくすることができる。
さらに、回転手段に各種の計測装置を設置して掘削溝内を下降させることができるため、掘削溝内の掘削状態をリアルタイムで把握して正確に施工を管理し、施工効率を高めることができる。
また、複数の回転手段を設置する構成では、各種形状の掘削溝の構築に対応して、各回転手段を配置することができるため、各種の施工条件に本発明の掘削装置を適用することができる。
また、複数の回転手段の間に側壁掘削手段を設置する構成では、各掘削手段の掘削刃の間において、掘削溝の側壁に各掘削刃により掘削されない箇所が発生する場合であっても、側壁が平滑に掘削されるため、精度良く掘削溝を構築することができる。
また、回転手段に位置規制手段を設置する構成では、掘削時に回転手段が安定するため、精度良く掘削溝を構築することができるとともに、効率良く攪拌することができ、施工効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る掘削装置を示した側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る掘削装置の回転手段を示した側断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る掘削装置の側壁掘削手段を示した図で、（ａ）は側壁掘削手段を示した側面図、（ｂ）他の側壁掘削手段を示した側面図は、（ｃ）は、側壁掘削手段による掘削部位を示した平面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る掘削装置の位置規制手段を示した図で、（ａ）は、位置規制手段を示した平面図、（ｂ）は位置規制手段が伸長した際を示した側面図、（ｃ）は、位置規制手段が縮小した際を示した側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る掘削装置において、３基の回転手段を設置した場合を示した側面図である。
【図６】従来の掘削装置における回転手段を示した側面図である。
【符号の説明】
１・・・・掘削装置
１０・・・・ベースマシン
２０・・・・回転手段
２１・・・・固定軸
３０・・・・掘削手段
３１・・・・掘削用中空モータ
３３・・・・掘削刃
３４・・・・攪拌翼（掘削手段）
３５・・・・掘削軸
４０・・・・第２攪拌手段
４１・・・・第２攪拌用中空モータ
４３・・・・攪拌翼（第２攪拌手段）
４４・・・・第２攪拌軸
５０・・・・第１攪拌手段
５１・・・・第１攪拌用中空モータ
５３・・・・攪拌翼（第１攪拌手段）
５４・・・・第１攪拌軸
６０ａ・・・・側壁用掘削手段
６０ｂ・・・・側壁用掘削手段
７０・・・・位置規制手段
【図１】
2004044277.tif 000003
【図２】
2004044277.tif 000004
【図３】
2004044277.tif 000005
【図４】
2004044277.tif 000006
【図５】
2004044277.tif 000007
【図６】
2004044277.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成14年12月19日(2002.12.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、各回転手段における掘削刃及び撹拌翼の回転方向は任意に切り替え可能であり、隣り合う各中空モータを互いに反対方向に回転させた場合には、同心位置で互いに反対方向に回転反力が作用し、回転反力が打ち消され、回転手段を強固に固定する必要がなくなるため、ベースマシンを既存の揚重機で構成することができる。さらに、掘削軸周りに回転する第２攪拌手段と掘削手段とを同一方向に回転させた場合には、掘削軸の回転トルクが増加するため、掘削効率を高めることができる。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
第１攪拌手段５０は、螺旋状の攪拌翼５３を有する２本の第１攪拌軸５４，５４が第１攪拌用中空モータ５１の上端及び下端に連結されている。第１攪拌手段５０では、第１攪拌軸５４の貫通孔５５及び第１攪拌用中空モータ５１の貫通孔５２に固定軸２１が貫通されており、この固定軸２１に第１攪拌用中空モータ５１が軸着されることにより、第１攪拌手段５０は固定軸２１周りに回転する。攪拌翼５３は、第１攪拌軸５４に周設され、第１攪拌軸５４が固定軸２１周りに回転することにより掘削溝２内を攪拌するように構成されている。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
掘削手段３０は、掘削刃３３及び螺旋状の攪拌翼３４を有する掘削軸３５が、掘削用中空モータ３１の出力部に連結されている。掘削用中空モータ３１の貫通孔３２には固定軸２１の下端が内挿されており、この固定軸２１に、掘削用中空モータ３１が軸着されている。そして、掘削軸３５が連結された出力部を備えた掘削用中空モータ３１の本体が固定軸２１周りに回転することにより、掘削手段３０は固定軸２１周りに回転する。すなわち、掘削手段３０は第１攪拌手段５０の下方で固定軸２１に軸着される。さらに、掘削手段３０は、第１攪拌手段５０の回転方向と反対方向に回転するように設定されている。また、掘削刃３３は、その刃面が下向きになるようにして、掘削軸３５の下端に設置され、回転することで掘削溝２の底面を掘削可能に構成されている。また、攪拌翼３４は、掘削刃３３と所定間隔を空けて掘削軸３５に周設され、掘削軸３５が連結された出力部を備えた掘削用中空モータ３１の本体が固定軸２１周りに回転することにより掘削溝２内を攪拌するように構成されている。
また、掘削軸３５の内部には、固化剤の流通経路となる貫通孔３６が軸方向に形成されており、固定軸２１内を通過した固化剤が上端の流入口３７から流入し、掘削軸３５内を通過して、下端の注入口３８から掘削溝２内に注入される。