(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダの駆動によりアームの先端に設けられた地盤攪拌装置を上下動させ、前記地盤攪拌装置により地盤を改良する地盤改良工機において、
前記地盤攪拌装置は、
伸縮機構を有する延長支持体を介して地盤の改良に供する本体装置が前記アームに接続されることにより、前記伸縮機構により前記延長支持体を伸縮して、前記アームの先端から前記地盤攪拌装置の先端までの全長が可変可能とされ、
前記地盤改良工機は、
前記アームの先端に、回動自在に中間部材が保持され、
前記シリンダ側のロッドにより前記中間部材を回動させると共に、前記中間部材の回動により前記地盤攪拌装置側のロッドを可動することにより、前記アームの先端に対して前記地盤攪拌装置を回動させ、
前記中間部材には、
前記シリンダ側のロッド及び又は前記地盤攪拌装置側のロッドを接続する貫通孔が、前記全長に対応して複数個設けられ、前記シリンダ側のロッド及び又は前記地盤攪拌装置側のロッドを接続する貫通孔の選択により、前記シリンダの伸縮に対する前記地盤攪拌装置の先端の可動量を、前記全長の変化に対して一定に保持できるようにした
ことを特徴とする地盤改良工機。
【請求項２】
無限軌道による走行部に本体部が設けられ、
前記本体部にブームが回動自在に軸支されて保持され、
前記アームが、
前記ブームの先端に回動自在に軸支されて保持された
請求項１に記載の地盤改良工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤を掘削しながら土壌と土質改良材とを攪拌混合して地盤改良する地盤改良工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の地盤改良工機に関して、例えば特開２００８−２３１６９１号公報等に種々の工夫が提案されている。
【０００３】
図８は、従来の地盤改良工機を示す側面図である。地盤改良工機１は、無限軌道による走行部２に本体部３が設けられ、この本体部３にブーム５が回動自在に軸支される。地盤改良工機１は、シリンダ６によりこのブーム５を前後に回動し、このブーム５の先端にアーム７が回動自在に軸支される。地盤改良工機１は、さらにこのアーム７をシリンダ８により前後方向に回動し、このアーム７の先端に回動自在に地盤攪拌装置９が軸支される。地盤改良工機１は、シリンダ１０により地盤攪拌装置９を前後方向に回動する。
【０００４】
ここで地盤攪拌装置９は、棒状に延長する支持体１２の先端に攪拌体１３、土壌改良剤を吐出する噴射ノズル等が設けられる。なお支持体１２は、例えば所定板厚の鋼材により形成され、攪拌体１３は、駆動機構により回転する多数の攪拌翼が設けられる。これらにより地盤改良工機１は、シリンダ６、８、１０の駆動により、地面に対してほぼ直立するように地盤攪拌装置９を保持した後、攪拌体１３により地盤を掘削しながら地盤攪拌装置９を上下動させる。またこのとき噴射ノズルから土壌改良剤を噴射して土壌と攪拌、混合し、地盤を改良する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２３１６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところでこのように地盤攪拌装置９の上下動により地盤改良する場合、地盤攪拌装置９の全長を長くすると、深い深度まで地盤改良することができる。しかしながら単純に地盤攪拌装置９の全長を長くする場合には、走行部２、本体部３等も大型化することが必要になり、搬送、運転等の取り扱いが著しく困難になる問題がある。
【０００７】
本発明は、これらの課題を解決し、従来に比して深い深度まで地盤改良することができる地盤改良工機を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）では、シリンダの駆動によりアームの先端に設けられた地盤攪拌装置を上下動させ、前記地盤攪拌装置により地盤を改良する地盤改良工機において、
前記地盤攪拌装置は、
伸縮機構を有する延長支持体を介して地盤の改良に供する本体装置が前記アームに接続されることにより、前記伸縮機構により前記延長支持体を伸縮して、前記アームの先端から前記地盤攪拌装置の先端までの全長が可変可能とされ、
前記地盤改良工機は、
前記アームの先端に、回動自在に中間部材が保持され、
前記シリンダ側のロッドにより前記中間部材を回動させると共に、前記中間部材の回動により前記地盤攪拌装置側のロッドを可動することにより、前記アームの先端に対して前記地盤攪拌装置を回動させ、
前記中間部材には、
前記シリンダ側のロッド及び又は前記地盤攪拌装置側のロッドを接続する貫通孔が、前記全長に対応して複数個設けられ、前記シリンダ側のロッド及び又は前記地盤攪拌装置側のロッドを接続する貫通孔の選択により、前記シリンダの伸縮に対する前記地盤攪拌装置の先端の可動量を、前記全長の変化に対して一定に保持できるようにする。
【０００９】
（１）によれば、地盤攪拌装置の全長の可変により従来に比して深い深度まで地盤改良することができる。またこのとき中間部材を介してシリンダにより地盤攪拌装置を回動させるようにして、回動に係るロッドの接続箇所を、地盤攪拌装置の全長に対応する複数の貫通孔から選択できることにより、シリンダの伸縮に対する地盤攪拌装置の先端の可動量を、全長の変化に対して一定に保持することができ、これにより操作性の劣化を防止することができる。
【００１０】
（２）では、（１）において、
無限軌道による走行部に本体部が設けられ、
前記本体部にブームが回動自在に軸支されて保持され、
前記アームが、
前記ブームの先端に回動自在に軸支されて保持される。
【００１１】
（２）によれば、地盤攪拌装置の回動に供する構成のうちの、最も地盤攪拌装置側の構成において、操作性の劣化を防止する構成を設けることができ、これにより効率よく、効果的に操作性の劣化を防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、従来に比して深い深度まで地盤改良することができ、さらに操作性の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の地盤改良工機を示す図である。
【図２】図１の地盤改良工機の延長支持体の説明に供する図である。
【図３】本発明の地盤改良工機の使用状態を示す図である。
【図４】図３の続きの説明に供する図である。
【図５】図４の続きの説明に供する図である。
【図６】図５の続きの説明に供する図である。
【図７】図１の地盤改良工機の接続部を詳細に示す図である。
【図８】従来の地盤改良工機の使用状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る地盤改良工機を示す側面図である。地盤改良工機２１は、各種作業用の作業車両２２に、地盤攪拌装置２３を取り付けて形成される。ここで作業車両２２は、アタッメントの交換により油圧シャベル、解体装置等に使用できる工機であり、いわゆるバックホウである。作業車両２２は、地盤改良工機１と同様に、順次、ブーム５、アーム７が設けられ、このアーム７の先端に地盤攪拌装置２３が設けられる。また作業車両２２は、シリンダ６、８、１０の駆動により、ブーム５、アーム７、地盤攪拌装置２３を前後方向に回動し、また地盤攪拌装置２３を上下に可動する。
【００１６】
地盤攪拌装置２３は、柱状に延長する延長支持体２４の一端に本体装置２５が設けられる。本体装置２５は、全体が柱状に形成され、先端に攪拌体２６が設けられる。本体装置２５は、中間軸２７を介して、油圧モータ２８により攪拌体２６を駆動して地盤を攪拌する。また本体装置２５は、この攪拌体２６側に設けられた噴射ノズルから土地改良剤を噴射し、攪拌中の土壌と混合する。
【００１７】
本体装置２５は、延長支持体２４側端に、作業車両２２のアタッチメントに係る取り付け部が設けられる。また作業車両２２は、この本体装置２５側の取り付け部に対応して、アーム７の先端に、アタッメントを交換可能に取り付ける取り付け部３０が設けられる。これにより本体装置２５は、延長支持体２４を省略して、直接、作業車両２２に取り付けて、深度の浅い地盤改良に使用することができる。
【００１８】
延長支持体２４は、全体が柱状に形成され、本体装置２５側端に、作業車両２２の取り付け部３０と同一の取り付けの機構による取り付け部が設けられ、この取り付け部により本体装置２５が接続保持される。またこれに対応して延長支持体２４は、作業車両２２側端に、本体装置２５に設けられた取り付け部と同一の取り付けの機構による取り付け部が設けられ、この取り付け部により作業車両２２の取り付け部３０に接続保持される。
【００１９】
さらに延長支持体２４は、伸縮機構により全体を伸縮させることが可能に構成される。これらにより地盤改良工機２１は、地盤改良の深さに応じて延長支持体２４を配置して、さらには延長支持体２４を伸張させて、深い深度まで地盤改良することができる。またこのように延長支持体２４の伸張により深い深度まで地盤改良できるように構成されていることにより、走行部２、本体部３等の大型化を防止し、作業車両２２の運転、搬送等における取り扱いを簡略化することができる。
【００２０】
図２は、延長支持体２４の伸縮機構の説明に供する略線図である。延長支持体２４は、断面略矩形形状による筒状の柱状部材である内筒支持体２４Ａの先端に本体装置２５が設けられる。また延長支持体２４は、内筒部材２４Ａと同様の筒状の部材である外筒部材２４Ｂの一端より内筒部材２４Ａを外筒部材２４Ｂの内側に収納し、この外筒部材２４Ｂの他端が取り付け部３０に取り付けられる。
【００２１】
延長支持体２４は、このように外筒部材２４Ｂの内側に内筒部材２４Ａを収納するようにして、この外筒部材２４Ｂに対して内筒部材２４Ａをスライドさせて、内筒部材２４Ａを出し入れできるように、これら内筒部材２４Ａ、外筒部材２４Ｂが形成される。
【００２２】
また外筒部材２４Ｂには、本体装置２５側端の対向する側面に、それぞれ２つの貫通孔Ａが設けられ、内筒部材２４Ａには、この２つの貫通孔Ａに対応する貫通孔Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３が、対応する側面に、本体装置２５側から一定の間隔毎に順次設けられる。延長支持体２４は、これにより外筒部材２４Ｂに対する内筒部材２４Ａの挿入量を可変した後、図２において想像線により示すように、貫通孔Ａ、Ｂ１〜Ｂ３に固定ピン２４Ｃを差し込んで位置決め固定することにより、全長を所望の長さに設定できるように構成されている。またこれらにより延長支持体２４は、内筒部材２４Ａ、外筒部材２４Ｂ、貫通孔Ａ、Ｂ１〜Ｂ３、固定ピン２４Ｃにより伸縮機構を構成する。これにより地盤改良工機は、一段と深い深度まで地盤改良でき、走行部２、本体部３等の大型化を防止し、作業車両２２の運転、搬送等の取り扱いを簡略化することができる。
【００２３】
すなわち浅い深度により地盤改良する場合、延長支持体２４を省略して、直接、本体装置２５を作業車両２２に接続する。この状態で本体装置２５を上下動させて地盤を掘削し、地盤を攪拌混合する。また１箇所の地盤の改良が完了すると、作業車両２２の移動等により続く地盤改良箇所に本体装置２５を移動して地盤改良を開始する。
【００２４】
これに対してさらに深い深度まで地盤改良する場合、延長支持体２４を最も縮めた状態で、この延長支持体２４を介して本体装置２５を作業車両２２に接続し（図１の状態である）、この状態で本体装置２５を上下動させて地盤を掘削し、地盤を攪拌混合する。また１箇所の地盤の改良が完了すると、作業車両２２の移動等により続く地盤改良箇所に本体装置２５を移動して地盤改良を開始する。
【００２５】
またさらに一段と深い深度まで地盤改良する場合、延長支持体２４を伸ばして地盤改良する。
【００２６】
図３〜図６は、この延長支持体２４を伸ばして使用する場合の説明に供する図である。地盤改良工機２１では、延長支持体２４を最も縮めた状態で、作業車両２２を搬送する。この実施の形態では、搬送された地盤改良工機２１を地盤改良する箇所に移動させた後、シリンダ６、８、１０の駆動により、地盤に対してほぼ垂直に地盤攪拌装置２３を保持し、これにより及び本体装置２５を位置決めする（図１参照）。その後、図３に示すように、シリンダ６、８、１０の駆動により、地盤攪拌装置２３を上下動させながら、矢印Ａにより示すように、徐々に地盤攪拌装置２３を地中に進入させて地盤を掘削する。地盤改良工機２１では、この最も縮めた状態での施工によりほぼ地表から６０００〔ｍｍ〕まで地盤改良することができる。
【００２７】
続いて本体装置２５の頂部（作業車両２２側の端部）が地表より露出するように本体装置２５を保持した状態で、延長支持体２４より固定ピン２４Ｃを取り外した後、図４において矢印により示すように、アーム７の先端を上方向に可動させ、内筒部材２４Ａを外筒部材２４Ｂより引き出し、延長支持体２４の全長を長くする。その後、固定ピン２４Ｃをセットして外筒部材２４Ｂに対して内筒部材２４Ａを固定し、図５に示すように、さらに地中深く地盤を改良する。なおこれにより地盤改良工機２１では、地表より１００００〔ｍｍ〕以上の深さまで地盤改良することができる。
【００２８】
このようにして１箇所で地盤改良が完了すると、続いて図６に示すように、全体を引き上げた後、矢印Ｄにより示すように、作業車両２２を移動させて次の地盤改良箇所を地盤改良する。なおこれ以降の地盤改良箇所では、当初より、延長支持体２４を伸ばした状態で時間改良の作業を実行する。
【００２９】
ところでこのような地盤改良の作業では、地盤を攪拌、混合しながら本体装置２５を前後、左右に移動させる場合もある。このような前後、左右の可動のうち、左右方向の可動においては、主に走行部２に対して本体部３を回動させて実行されることにより、地盤攪拌装置２３の全長が種々に変化する場合でも、作業者は、何ら違和感なく地盤改良工機２１を操作することができる。
【００３０】
しかしながら前後方向の可動については、シリンダ６、８、１０の伸縮により、ブーム５、アーム７、地盤攪拌装置２３を回動させる場合もある。この場合、本体装置２５の全長が変化すると、シリンダ６、８、１０の伸縮量に対して、地盤攪拌装置２３の先端の可動量が大きく異なることになる。その結果、地盤改良工機２１では、著しく操作性が劣化する。
【００３１】
そこで地盤改良工機１では、延長支持体２４の伸縮に対応してシリンダ１０の接続を変更可能に構成され、この接続の変更により地盤攪拌装置２３の全長が変化した場合でも、シリンダ６、８、１０の伸縮量に対して、地盤攪拌装置２３の先端の可動量がほぼ一定のなるように設定され、これにより操作性の劣化を防止する。
【００３２】
すなわち図７は、図１において符号Ｅにより示すシリンダ１０の接続部を詳細に示す図である。作業車両２２は、アーム７の先端に設けられた回動軸７Ａにより、取り付け部３０を回動自在に保持する。アーム７には、回動軸７Ａのブーム５側に、中間部材３１が回動軸７Ｂにより回動自在に保持される。この中間部材３１は、板状の鋼材であり、回動軸７Ｂより順次離間して、貫通孔３２Ｄ、３２Ｃ、３２Ｂ、３２Ａが設けられる。地盤改良工機２１は、シリンダ１０のロッド１０Ａがこれらの貫通孔３２Ａ〜３２Ｄの１つに軸支される。またこれらの貫通孔３２Ａ〜３２Ｄの１つには、ロッド３３が軸支され、このロッド３３の他端が取り付け部３０に軸支される。
【００３３】
これにより地盤改良工機１では、シリンダ１０の伸縮を中間部材３１を介して取り付け部３０に伝搬し、地盤攪拌装置２３を前後方向に回動させる。また貫通孔３２Ａ〜３２Ｄの選択によりの中間部材３１に対するロッド１０Ａ、３３の取り付け位置を変更して、地盤攪拌装置２３の全長が変化した場合でも、シリンダ６、８、１０の伸縮量に対して、攪拌体２６の可動量が大きく変化しないようにし得、これにより操作性の劣化を防止することができる。
【００３４】
すなわち延長支持体２４を最も短くした状態により本体装置２５を作業車両２２に接続する場合に（図１の状態である）、シリンダ１０のロッド１０Ａ、取り付け部３０のロッド３３を、共に回動軸７Ｂより３番目に遠い貫通孔３２Ｂに軸支しているとする。この状態から、延長支持体２４を最も長く伸ばして作業する場合（図５の状態である）、延長支持体２４を長くした分、地盤攪拌装置２３の全長が長くなり、シリンダ１０等の伸縮による地盤攪拌装置２３先端の可動量が大きくなる。
【００３５】
そこでこの場合、シリンダ１０のロッド１０Ａを軸支する貫通孔をそれまでの貫通孔３２Ｂより、回動軸７Ｂより遠い側の貫通孔３２Ａに切り替え、シリンダ１０の伸縮による中間部材３１の回動量を低減する。またさらに取り付け部３０のロッド３３を取り付ける貫通孔を、それまでの貫通孔３２Ｂより、回動軸７Ｂに近い側の貫通孔３２Ｃに切り替え、中間部材３１の回動量に対するロッド３３の変化量を低減する。これらにより地盤改良工機１では、地盤攪拌装置２３の全長の変化による操作性の劣化を防止する。
【００３６】
これらによりこの実施の形態において、ロッド１０Ａ、３３の取り付けに供する貫通孔３２Ａ〜３２Ｄは、回動軸７Ｂから距離が、延長支持体２４の段階的な伸縮により変化する地盤攪拌装置２３の全長に対応するように設定され、これによりロッド１０Ａ、３３の取り付け部箇所を変更して、地盤攪拌装置２３の全長が変化しても、シリンダ６、８、１０の可動による先端部分の可動量がほぼ同一となるように設定される。
【００３７】
またこのような操作性の劣化を防止する接続の変更機構を、最も地盤攪拌装置２３側の回動軸に選択的に設けることにより、全体構成の複雑化を有効に回避して効率よく操作性の劣化を防止することができる。すなわち作業車両２２では、シリンダ６、８の伸縮によっても地盤攪拌装置２３が前後方向に回動する。従ってこれらのシリンダ６、８に、図７について上述したと同様の接続変更機構を設けるようにしても、操作性の劣化を防止することができる。しかしながら地盤攪拌装置２３の全長の変化による操作性の劣化は、実用範囲において、これらのシリンダ６、８、１０のうちで、最も地盤攪拌装置２３側のシリンダ１０で大きいと言える。これによりシリンダ１０に、操作性の劣化を防止する接続の変更機構を設けることにより、効率よく、効果的に操作性の劣化を防止することができる。
【００３８】
この実施の形態の構成によれば、中間支持体を介して本体装置をアームに接続することにより、この中間支持体を追加して地盤攪拌装置の全長を可変することができ、これにより従来に比して深い深度まで地盤改良することができる。またこのとき中間部材を介してシリンダにより地盤攪拌装置を回動させるようにして、回動に係るロッドの取り付け箇所を、地盤攪拌装置の全長に対応する複数の貫通孔から選択できることにより、シリンダの伸縮に対する地盤攪拌装置の先端の回動量を、全長の変化に対して一定に保持することができ、これにより操作性の劣化を防止することができる。
【００３９】
また作業車両２２において、順次、ブーム、アームを接続して地盤攪拌装置を設けるようにして、これらの可動部に係る構成のうちの最も地盤攪拌装置側が中間部材を配置するアームであることにより、効率良く、効果的に操作性の劣化を防止することができる。
【００４０】
〔他の実施の形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施の形態の構成を種々に変更することができる。
【００４１】
すなわち上述の実施の形態では、ブームの先端にアームを配置し、このアームの先端に地盤攪拌装置を配置することにより、２段のアームの接続により地盤攪拌装置を保持する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、３段以上のアームの接続により地盤攪拌装置を保持する場合にも広く適用することができる。
【００４２】
また上述の実施の形態では、中間部材に４つの貫通孔を設ける場合について述べたが、本発明はこれに限らず、実用上充分な場合には、これより貫通孔の数を減少させてもよく、また逆に増大させてもよい。
【００４３】
また上述の実施の形態では、中間部材の回動軸７Ｂと、取り付け部３０にアームを接続する回動軸７Ａとを個別に設ける場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これらを一体化してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１、２１  地盤改良工機
２  走行部
３  本体部
５  ブーム
６、８、１０  シリンダ
７  アーム
７Ａ、７Ｂ  回動軸
９、２３  地盤攪拌装置
１０  シリンダ
１０Ａ  ロッド
１２  支持体
１３、２６  攪拌体
２２  作業車両
２４  延長支持体
２４Ａ  内筒部材
２４Ｂ  外筒部材
２４Ｃ  固定ピン
２５  本体装置
２７  中間軸
２８  油圧モータ
３０  取り付け部
３１  中間部材
３２Ａ〜３２Ｄ、Ａ、Ｂ１〜Ｂ３  貫通孔
３３  ロッド
【要約】
【課題】従来に比して深い深度まで地盤改良することができる地盤改良工機を提案する。
【解決手段】延長支持体２４を介して地盤攪拌装置２３をアーム７に接続することにより、延長支持体２４を伸縮して、地盤改良装置の全長を可変できるようにする。また中間部材を介してシリンダにより地盤攪拌装置を回動させるようにして、回動に係るロッドの接続箇所を、地盤攪拌装置の全長に対応する複数の貫通孔から選択できるようにする。
【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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