(57)【要約】  【課題】汎用のバックホウをベースマシンとした地盤改良機械でありながらも、バックホウ自体の最低走行速度以下での極低速の施工を可能にする。  【解決手段】バックホウの走行駆動系に操作用コントロールバルブ４３〜４６とそれを制御するための自動運転用コントローラ３５を積み込み、既存の油圧系を上記操作用コントロールバルブ４３〜４６側に切り換える。コントローラ３５のタイマー４１，４２にて走行単位時間と停止単位時間を可変設定し、このタイマー機能を使って操作用コントロールバルブ４３〜４６のほか、油圧モータ３１，３２を制御する走行用コントロールバルブ３３，３４の開閉を反復させる。その結果としてバックホウをインチング走行させる。  【選択図】  図１０
2005225410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行装置として独立した油圧モータを駆動源とする左右の履帯を備えた建設機械の走行制御装置であって、
自動運転での極低速のインチング走行を可能にする自動運転用コントローラを設けたことを特徴とする建設機械の走行制御装置。
【請求項２】
上記自動運転用コントローラは、
自動運転での極低速のインチング走行に際して、油圧モータに供給されるべき油圧を制御する電磁弁の開動作と閉動作を反復させるものであることを特徴とする請求項１に記載の建設機械の走行制御装置。
【請求項３】
上記自動運転用コントローラは、
電磁弁の開時間と閉時間とがそれぞれ個別に可変設定可能となっていることを特徴とする請求項２に記載の建設機械の走行制御装置。
【請求項４】
上記自動運転用コントローラは、
左右の油圧モータの回転速度がそれぞれ個別に可変設定可能となっていることを特徴とする請求項３に記載の建設機械の走行制御装置。
【請求項５】
油圧モータの回転方向を個別に切換制御するパイロット操作型の電磁切換弁と、その電磁切換弁のパイロット圧を可変制御する電磁比例弁とを備えていて、
上記自動運転用コントローラは電磁比例弁の開度を可変制御するものであることを特徴とする請求項３または４に記載の建設機械の走行制御装置。
【請求項６】
上記自動運転用コントローラは、
自動運転でのインチング走行モードと通常走行モードが選択切換可能となっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の建設機械の走行制御装置。
【請求項７】
上記自動運転用コントローラは建設機械そのものに対して着脱可能となっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の建設機械の走行制御装置。
【請求項８】
上記自動運転用コントローラは、既存のコントロールレバー式もしくはペダル式の走行制御手段の機能に代わるものとして建設機械に搭載されるものであることを特徴とする請求項７に記載の建設機械の走行制御装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の走行制御装置を有するバックホウタイプの建設機械をベースマシンとする地盤改良機械であって、
ベースマシンのアーム先端には、アタッチメントとして地盤改良のための混合撹拌ヘッドが着脱可能に装着されていることを特徴とする地盤改良機械。
【請求項１０】
上記混合撹拌ヘッドは、複数の撹拌翼を備えたドライブチェーンを地中にて上下方向に周回移動させて、土壌を掘削しつつその土壌と改良材との混合撹拌処理を行うものであることを特徴とする請求項９に記載の地盤改良機械。
【請求項１１】
上記混合撹拌ヘッドは、ほぼ鉛直な姿勢のままで首振り旋回可能となっていることを特徴とする請求項１０に記載の地盤改良機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックホウ等に代表されるような作業系建設機械の走行制御装置とその走行制御装置を有する建設機械をベースマシン（母機）とする地盤改良機械の改良に関し、特に走行装置として独立した油圧モータを駆動源とする左右の履帯を備えた建設機械の極低速での自動運転を可能とした走行制御装置と、その走行制御装置を有する建設機械をベースマシンとする地盤改良機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地中連続壁の施工に適した掘削装置として例えば特許文献１，２に記載のものが提案されている。
【０００３】
これらの特許文献１，２に記載の技術では、ベースマシンにエンドレスチェーン式カッターを装備していて、エンドレスチェーン式カッターを地中深く貫入したならばそのエンドレスチェーン式カッターを横行させることで掘削を行うことを基本とするものであり、地中連続壁をきわめて能率よく構築することができるとされている。
【０００４】
その一方、これら特許文献１，２に記載の技術では、ベースマシンそのもの走行系とは別にエンドレスチェーン式カッターを横行させるための走行系を別途付帯させる必要があるため、設備そのものが専用機的な大がかりなものとなり、設備費の著しい高騰を招く結果となって好ましくない。
【０００５】
そこで、特許文献３に記載のように、クローラ等の汎用型の地上走行車をベースマシンとして、このベースマシンとしての地上走行車の旋回台に上記と同様のエンドレスチェーン式カッターを支持させて、エンドレスチェーン式カッターの横行動作を地上走行車そのものの走行によって行うようにしたものが提案されている。
【特許文献１】特公平７−３９６５２号公報（図１）
【特許文献２】特公平８−６３４８号公報（図１）
【特許文献３】特公平７−１１３２１４号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献３に記載の設備では、汎用型の地上走行車をベースマシンとして活用することができる反面、地中に貫入したエンドレスチェーン式カッターの横行速度はベースマシンである地上走行車の走行能力に依存することとなり、エンドレスチェーン式カッターの横行速度の低速化には自ずと限界がある。
【０００７】
すなわち、施工深度であるエンドレスチェーン式カッターの貫入深さが大きくなればなるほどその負荷の増大化のためにエンドレスチェーン式カッターの横行速度を低速化する必要があるが、ベースマシンである地上走行車の最低速度はエンドレスチェーン式カッターの横行速度よりも大きいのが一般的であり、したがって、エンドレスチェーン式カッターの横行速度の極低速化ひいては汎用型の地上走行車をベースマシンとして用いた場合の施工深度の増大化には限界があった。
【０００８】
特に、上記とほぼ同様の設備で地盤改良処理を行う場合に、エンドレスチェーン式カッターの横行速度の極低速化が十分でないと施工深度全体にわたって均一な混合撹拌処理を行えず、いわゆる混合むら等の発生によって施工品質の向上が望めない。
【０００９】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、特に走行装置として独立した油圧モータを駆動源とする左右の履帯を備えた建設機械の極低速での自動運転を可能とした走行制御装置と、その走行制御装置を有する建設機械をベースマシンとする地盤改良機械を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、走行装置として独立した油圧モータを駆動源とする左右の履帯を備えた建設機械の走行制御装置であって、自動運転での極低速のインチング走行を可能にする自動運転用コントローラを設けたことを特徴とする。
【００１１】
また、上記自動運転用コントローラは、請求項２に記載のように、自動運転での極低速のインチング走行に際して、油圧モータに供給されるべき油圧を制御する電磁弁の開動作と閉動作を反復させるいわゆるデューティー制御により極低速の走行を実現するものとする。
【００１２】
ここで、請求項３に記載のように、上記自動運転用コントローラでは、電磁弁の開時間と閉時間とがそれぞれ個別に可変設定可能となっていること、および請求項４に記載のように、左右の油圧モータの回転速度がそれぞれ個別に可変設定可能となっていることがより一層の極低速化の実現および最適速度の設定の上で望ましい。
【００１３】
より具体的には、請求項５に記載のように、油圧モータの回転方向を個別に切換制御するパイロット操作型の電磁切換弁と、その電磁切換弁のパイロット圧を可変制御する電磁比例弁とを備えていて、上記自動運転用コントローラは電磁比例弁の開度を可変制御するものであることがより望ましく、さらに請求項６に記載のように、上記自動運転用コントローラは、自動運転でのインチング走行モードと通常走行モードが選択切換可能となっていることが利便性向上の上で望ましい。
【００１４】
したがって、請求項１に記載の発明では、オペレータの操作に依存せずに、自動運転での極低速の走行、より具体的にはインチング走行が可能となる。
【００１５】
特に、請求項２に記載の発明では、油圧モータに供給されるべき油圧を、電磁弁の開動作と閉動作を反復させるいわゆるデューティー制御にて制御することにより、より一層の走行速度の極低速化が可能となる。
【００１６】
この場合、請求項３，４に記載の発明のように、電磁弁のいわゆるデューティー比や開度を可変設定することで適宜調整するようにすれば、極低速の速度を一段と最適化できるようになる。
【００１７】
建設機械そのものが汎用型のものであることを前提とすると、請求項７に記載のように、上記自動運転用コントローラは建設機械そのものに対して着脱可能となっていることが望ましく、さらに請求項８に記載のように、上記自動運転用コントローラは、既存のコントロールレバー式もしくはペダル式の走行制御手段の機能に代わるものとして建設機械に搭載されるものであることが望ましい。すなわち、例えば既存の油圧モータとパイロット操作型の電磁切換弁をそのまま使用する一方で、そのパイロット圧を操作する電磁比例弁と自動運転用コントローラを新たに搭載するものとする。
【００１８】
また、請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の走行制御装置を有するバックホウタイプの建設機械をベースマシンとする地盤改良機械であって、ベースマシンのアーム先端には、アタッチメントとして地盤改良のための混合撹拌ヘッドが着脱可能に装着されていることを特徴とする。
【００１９】
この場合、上記混合撹拌ヘッドは、請求項１０に記載のように、複数の撹拌翼を備えたドライブチェーンを地中にて上下方向に周回移動させて、土壌を掘削しつつその土壌と改良材との混合撹拌処理を行うものであることとし、さらに請求項１１に記載のように、上記混合撹拌ヘッドは、ほぼ鉛直な姿勢のままで首振り旋回可能となっていることが望ましい。
【００２０】
したがって、特に請求項１１に記載の発明では、混合撹拌ヘッドが首振り旋回自由度を有することで、例えば平面視においてベースマシンである建設機械の走行方向および混合撹拌ヘッドの移動軌跡に対してアームが直角でない場合であっても所定の施工を行えることになる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の発明によれば、自動運転を前提として極低速での走行、すなわちインチング走行が可能であるため、例えばバックホウ等の汎用型の建設機械をベースマシンとして地盤を掘削もしくは地盤改良するような場合でもより深度の大きな施工を無理なく行える。
【００２２】
特に請求項２に記載の発明によれば、油圧モータに供給されるべき油圧の制御を、電磁弁の開閉動作に基づくいわゆるデューティー制御とすることで、一段と極低速での走行が可能となる。
【００２３】
請求項３に記載の発明によれば、電磁弁の開時間と閉時間とが個別に可変設定可能となっていていわゆるデューティー比が可変設定可能であり、また請求項４に記載の発明によれば、油圧モータの回転速度が可変設定可能であることから、いずれの場合でも極低速での走行速度のより一層の最適化が図れるようになる。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、必要に応じてインチング走行モードと通常走行モードが選択切換可能であることから、建設機械としての利便性が一段と向上する。
【００２５】
請求項７，８に記載の発明によれば、自動運転用コントローラが着脱可能であることあることから、汎用型の建設機械の利点を活かしつつ、本来のオペレータ操作式建設機械としても、自動運転での極低速の走行を主とした建設機械としても容易に使い分けることができる。
【００２６】
請求項９，１０に記載の発明によれば、バックホウタイプの汎用型の建設機械をベースマシンとして地盤改良を行うような場合でも、極低速でより深度の大きな施工を無理なく行えるとともに均一に混合撹拌処理を行うことができ、その施工品質が飛躍的に向上する。
【００２７】
請求項１１に記載の発明によれば、混合撹拌ヘッドが首振り旋回自由度を有していることにより、その自由度の増加によって、地盤改良に際しての施工性が飛躍的に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１〜１２は本発明のより具体的な実施の形態を示す図であり、汎用型の建設機械であるバックホウ１をベースマシン（母機）とする地盤改良機械の例を示している。そして、図１，２は共に地盤改良機械の全体構成を示しているものの、図２は図１におけるバックホウ１の旋回ベース２を９０度旋回させた状態であって、且つ先端の混合撹拌ヘッド５を９０度旋回させた状態を示している。また、図３は図２の平面図を示している。
【００２９】
図１〜３に示すように、地盤改良機械は汎用型の作業系建設機械の一つであるバックホウ１をベースマシンとして形成されているものであって、バックホウ１は周知のように走行装置として後述するように油圧モータ３１，３２を駆動源とする左右一対の履帯（無限軌道）１ａを備えている。また、バックホウ１の旋回ベース２に搭載された旋回式のブーム３の先端には同じく旋回式のアーム４が連結されていて、さらにそのアーム４の先端には土壌の掘削と改良材との混合撹拌のためのいわゆるトレンチャー式の混合撹拌ヘッド５が後述する旋回機構６を介して着脱可能に装着されている。
【００３０】
混合撹拌ヘッド５は、図４，５に示すように、上下方向に延びるフレーム７の上部の駆動輪８と下部の従動輪９との間にエンドレスなドライブチェーン１０を巻き掛けるとともに、そのドライブチェーン１０の外周に等ピッチで複数の撹拌翼１１を装着したもので、フレーム７の先端には図示しない改良材吐出装置が設けられており、例えばポンプにより圧送されてきたスラリ状の地盤改良材が吐出されるようになっている。
【００３１】
そして、フレーム７の上部に設けられた油圧モータ１２を起動することにより各撹拌翼１１がドライブチェーン１０とともに周回移動する一方、ベースマシンであるバックホウ１の推力により混合撹拌ヘッド５を地中へ所定深さまで貫入した上で、後述するようにバックホウ１自体の極低速での横行動作をもって混合撹拌ヘッド５を移動させることにより、土壌の掘削と併せて改良材との混合撹拌処理が行われるようになっている。
【００３２】
すなわち、図３の矢印Ｐを施工方向とするならば、ベースマシンあるバックホウ１の履帯１ａの走行方向および混合撹拌ヘッド５の撹拌翼１１の周回面を施工方向Ｐに合わせた上で、その混合撹拌ヘッド５を地中に貫入し、バックホウ１自体の極低速での自走をもって混合撹拌ヘッド５を地中にて移動させることにより、混合撹拌ヘッド５の幅寸法Ｗを施工幅として地盤改良たる施工が施されることになる。
【００３３】
なお、ドライブチェーン１０はフレーム７に設けたガイドローラ１３にて案内されているとともに、同じくフレーム７側のリーフスプリング１４に支持されたテンションローラ１５にて所定の張力が付与される。また、ドライブチェーン１０を周回駆動するための駆動輪８はそのドライブチェーン１０と噛み合うチェーンスプロケットである必要があるが、従動輪９については必ずしもチェーンスプロケットである必要はない。
【００３４】
図６および図７，８はバックホウ１側のアーム４と混合撹拌ヘッド５との間に介装される旋回機構６の詳細を示しており、アーム４の先端に着脱可能に装着される固定側ブラケット１６と一体の筒状体１７の下部にはボルト１８にて固定された支持体１９とベアリング２０とを介して大径のドリブンギヤ２１が水平回転可能に支持されている一方、混合撹拌ヘッド５側に装着される可動側ブラケット２２と一体の筒状体２３の上部がドリブンギヤ２１にボルト２４にて固定されている。なお、可動側ブラケット２２には図６に示すように混合撹拌ヘッド５のフレーム７と一体のヘッド側ブラケット２５が着脱可能に装着される。支持体１９側には補助ブラケット２６を介して旋回駆動源である油圧モータ２７が搭載されており、そのモータ軸にはドリブンギヤ２１に噛み合うドライブギヤ２８が装着されている。したがって、油圧モータ２７を起動させることによりドライブギヤ２８を介してドリブンギヤ２１とともに混合撹拌ヘッド５が首振り旋回動作することになる。
【００３５】
ここで、各ブラケット１６，２５における連結用の軸穴１６ａ，１６ｂ同士および２５ａ，２５ｂのスパンは予め共通化されていて、上記混合撹拌ヘッド５の旋回機能を必要としない場合にはヘッド側ブラケット２５を取付部として混合撹拌ヘッド５を直接アーム４の先端に着脱可能に装着できるようになっている。また、上記の例ではアーム４に対して旋回機構６が着脱可能に装着されているとともに、その旋回機構６に対して混合撹拌ヘッド５が着脱可能に装着されているものであるが、必要に応じて旋回機構６と混合撹拌ヘッド５を着脱不能な構造としてもよい。
【００３６】
さらに、図７，８に示すように可動側ブラケット２２にはこれと相対回転可能な補助リンク２９が付設されていて、この補助リンク２９は、例えば旋回機構６が先にアーム４側に装着されている場合にその旋回機構６に対して混合撹拌ヘッド５を装着する際に補助的に使用される。すなわち、図４のほか図６，７に示すように、最初にヘッド側ブラケット２５の軸穴２５ｂと補助リンク２９側の軸穴２９ａとを合致させた上でそれに連結ピンを挿入して、両者を一次的に仮連結状態とする。そして、可動側ブラケット２２と補助リンク２９との相対回転自由度と、補助リンク２９とヘッド側ブラケット２５との相対回転自由度を利用して、ヘッド側ブラケット２５の軸穴２５ａと可動側ブラケット２２の軸穴２２ａとを合致させ、それらの軸穴２５ａ，２２ａに連結ピンを挿入して両者を連結する。この場合、ヘッド側ブラケット２５は可動側ブラケット２２に対し補助リンク２９を介して仮連結状態にあるので、軸穴２５ａ，２２ａ同士の整合合致作業を容易に行うことができる。
【００３７】
こうして軸穴２５ａ，２２ａ同士がピン結合されたならば先に軸穴２５ｂ，２９ａに挿入されている連結ピンを取り外して仮連結状態を解除し、この時点で補助リンク２９はその役目を終えることになる。代わって軸穴２５ａ，２２ａに挿入されている連結ピンを支点としてヘッド側ブラケット２５と可動側ブラケット２２とを相対回転させて、ヘッド側ブラケット２５の軸穴２５ｂと可動側ブラケット２２の軸穴２２ｂとを合致させ、それらの軸穴２５ｂ，２２ｂに連結ピンを挿入して両者を連結する。こうすることにより、補助リンク２９がない場合と比べて旋回機構６に対する混合撹拌ヘッド５の連結がきわめてスムーズ且つ迅速に行えることになる。
【００３８】
ここで、図９にはベースマシンであるバックホウ１における走行駆動系の一般的な概略構成を示す。先に述べたように、バックホウ１は左右で独立した油圧モータ３１，３２を駆動源とする履帯１ａの周回運動によって走行するものであり、キャビンには前後進切り換えと速度制御を兼ねた左右で独立した操作レバー（操作盤を含む）１０１が設けられている。また、それらの操作レバー１０１と各油圧モータ３１，３２との間には、前後進切り換えのための左右で独立したパイロット操作型の走行用コントロールバルブ（電磁切換弁）３３，３４のほか、各走行用コントロールバルブ３３，３４のパイロット圧を制御するメカニカル操作型で且つ４連式の操作用コントロールバルブ１０２が設けられている。操作用コントロールバルブ１０２は、操作レバー１０１の機械的変位に応じ機械的リンケージ１０３を介してその開度が制御されるものであり、オペレータによる人為操作により左右の履帯１ａごとの前後進切り換えとその速度制御が可能となっている。
【００３９】
このような既存の回路構成では、バックホウ１自体の自走のみを想定していて且つ操作用コントロールバルブ１０２がメカニカル操作型のものであるが故に、特に先に述べたような混合撹拌ヘッド５を地中に貫入したままで極低速で移動（横行）させる場合に、たとえオペレータの熟練をもってしても、その低速域でのきめ細かな制御を行うことはきわめて困難である。
【００４０】
そこで、本実施の形態では、図９に示した既存の操作用コントロールバルブ１０２や操作レバー１０１を存置させたままで、図１０に示すような電気制御式の自動運転用コントローラ（以下、単にコントローラという）３５と、ある程度分解能の高い高精度な電磁比例弁である四つの操作用コントロールバルブ４３〜４６を予め一体のものとしてユニット化してあるバルブユニット３６を新たに着脱可能に積み込み、これらのコントローラ３５とバルブユニット３６のほか既存の走行用コントロールバルブ（電磁切換弁）３３，３４を使って、極低速でのバックホウ１の自動運転によるインチング走行を可能にするものである。
【００４１】
すなわち、図９に示した既存の操作用コントロールバルブ１０２や操作レバー１０１等を存置させたままで、油圧系を、新たに積み込んだバルブユニット３６側に接続して切り換えることにより、少なくともバックホウ１の走行系に関する既存の操作用コントロールバルブ１０２や操作レバー１０１は何ら機能しないことになる。
【００４２】
先ず、図１０に示すコントローラ３５は、バックホウ１自体に搭載されているバッテリー等を電源３７として例えばバックホウ１のキャビン内の所定位置に着脱可能に搭載されるほか、バルブユニット３６もまた既存の油圧配管の近くに着脱可能に搭載される。
【００４３】
コントローラ３５は、自動運転でのインチング走行モードと通常走行モードとを切り換えるためのマニュアル操作式のセレクトスイッチ３８と、左右の油圧モータ３１，３２ごとに独立している速度設定手段としての二つの可変設定器３９，４０と、走行単位時間設定用タイマー４１および停止単位時間設定用タイマー４２とを備えている。
【００４４】
二つの可変設定器３９，４０は、左右で独立している油圧モータ３１，３２それぞれの正転（前進）と逆転（後退）とを切り換えつつその回転速度、すなわち電磁比例弁である四つの操作用コントロールバルブ４３〜４６のソレノイド４３ａ〜４６ａに対する指令値をマニュアル操作にて可変設定できる機能を有している。この可変設定器３９，４０としては、例えば回転操作式の可変抵抗器タイプのものが使用される。具体的には、回転ストロークの中間位置を中立位置として、左回転させれば前進が選択された上でその回転度合いの増大に応じて漸次高速となり、逆に右回転させれば後退が選択された上でその回転度合いの増大に応じて漸次高速となるタイプのものが使用される。
【００４５】
また、走行単位時間設定用タイマー４１および停止単位時間設定用タイマー４２は、自動運転を前提としてバックホウ１を極低速でインチング走行させるべく、極小の単位時間（例えば、後述するように数秒程度）での走行と同じく極小の単位時間（例えば、上記と同様に数秒程度）での走行停止とを断続的に繰り返すべく（反復動作）、極小の走行単位時間と同じく極小の停止単位時間を個別に可変設定可できる機能を有している。ここでは、例えば汎用のツインタイマーと称されるものが使用される。
【００４６】
上記インチング走行とは、極小の走行単位時間での走行と同じく極小の停止単位時間での走行停止の動作を反復させることにより、車両たるバックホウ１を断続的に微動走行させることをいう。したがって、上記の走行単位時間とは電磁比例弁である操作用コントロールバルブ４３〜４６の開弁時間にほかならず、同様に停止単位時間とは同じく操作用コントロールバルブ４３〜４６の閉弁時間にほかならず、結果としてコントローラ３５により操作用コントロールバルブ４３〜４６のいわゆるデューティー比が制御されることになる。
【００４７】
このように、自動運転での走行形態としてインチング走行を前提としているのは、電磁比例弁である操作用コントロールバルブ４３〜４６の精度を極端に高精度のものとしなくとも、その走行単位時間と停止単位時間の総和のｎ倍の施工時間内でのバックホウ１の平均走行速度としては、可変設定器３９，４０で設定可能な最低の速度で連続走行させた場合よりもさらに低速で施工を行えることになるからである。
【００４８】
したがって、上記セレクトスイッチ３８は先に述べた二つのタイマー４１，４２の機能を有効にするか禁止するかの選択機能、すなわち自動運転でのインチング走行モードと通常走行モードとを選択的に切り換える機能を有していることになる。
【００４９】
具体的には、セレクトスイッチ３８を投入（ＯＮ）した場合には、二つのタイマー４１，４２が有効に機能し、それらのタイマー４１，４２にて設定された走行単位時間と停止単位時間のもとで電磁比例弁である操作用コントロールバルブ４３〜４６の開閉が反復され、その結果としてバックホウ１が自動運転にてインチング走行することになる。他方、セレクトスイッチ３８を遮断（ＯＦＦ）した場合には、二つのタイマー４１，４２の機能が禁止され、可変設定器３９，４０で設定された前進または後退のモードで且つ設定された速度での連続走行もしくはマニュアル操作でのインチング走行が可能となる。
【００５０】
なお、図１０において、４７，４８は走行用コントロールバルブ３３，３４に油圧を供給するための油圧ポンプ、４９は操作用コントロールバルブ４３〜４６に油圧を供給するための油圧ポンプで、これらの油圧ポンプは４７〜４９はいずれもバックホウ１に搭載されたエンジン５０によって駆動される。
【００５１】
図１１は、図１０に示した自動運転用コントローラ３５の詳細を示すシーケンス回路図であって、図１０のセレクトスイッチ３８、可変設定器３９，４０、走行単位時間設定用タイマー４１および停止単位時間設定用タイマー４２等を含んでいることはもちろんのこと、各操作用コントロールバルブ４３〜４６のソレノイド４３ａ〜４６ａを制御するための比例アンプ５１のほか、安全確認のためのキースイッチ５２、起動スイッチ５３、複数のリレー５４〜５６、キースイッチ５２に連動するパイロットランプ５７等を備えている。
【００５２】
また、図１２は、先に説明した四つの操作用コントロールバルブ４３〜４６の詳細を示す図で、それぞれの操作用コントロールバルブ４３〜４６は共に同一構造のものであって、共通且つ単一のベースブロック５８に並設されていることでいわゆる４連式のバルブユニット３６として予めユニット化されている。各操作用コントロールバルブ４３〜４６は、図１２に示すようにリリーフ弁要素５９のほか、ミニチュアタイプの油圧シリンダ６０をアクチュエータとするメカニカル操作式の比例弁要素６１と、先に述べたコントローラ３５側の可変設定器３９，４０にて設定された指令値にて制御されるソレノイド４３ａ〜４６ａのうちのいずれかを有する電磁比例弁要素６２とを備えていて、可変設定器３９，４０からの指令値に応じて電磁比例弁要素６２の開度および油圧シリンダ６０の伸長度合いが比例制御されて、最終的にはその油圧シリンダ６０にて操作される電磁比例弁要素６２の開度が比例制御されることになる。
【００５３】
以上のような自動運転用コントローラ３５を搭載したバックホウ１をベースマシンとする地盤改良機械によれば、例えば図２，３に示すように混合撹拌ヘッド５の幅寸法Ｗを単位施工幅として長さＬの施工を行うにあたっては、履帯１ａの向きが施工方向Ｐと平行となるようにバックホウ１自体の向きを調整するとともに、ブーム２およびアーム３もまた平面視にて施工方向Ｐとほぼ直角となるように修正する。同時に、混合撹拌ヘッド５における撹拌翼１１付きのドライブチェーン１０の周回面が施工方向Ｐと正対するように旋回機構６の自由度を使って混合撹拌ヘッド５の向きを修正する。
【００５４】
そして、混合撹拌ヘッド５のドライブチェーン１０を周回駆動する一方、その混合撹拌ヘッド５を所定の深度まで地中に貫入し、バックホウ１そのものを施工方向Ｐに極低速で横行させながら、地中に貫入した撹拌混合ヘッド５を同方向Ｐに移動させて施工を行うものとする。
【００５５】
より具体的には、このような施工に先立って、図１０に示したコントローラ３５の走行単位時間設定用タイマー４１および停止単位時間設定用タイマー４２の設定時間をそれぞれに例えば２秒に設定する。同様に、速度設定用の左右の可変設定器３９，４０を前進側に操作した上でその設定値をそれぞれに例えば１．０ｍ／ｍｉｎ程度に設定する。そして、セレクトスイッチ３８を投入して、自動運転にて施工を開始する。
【００５６】
この場合、双方の可変設定器３９，４０での設定値が共に等しいかぎりは、バックホウ１の走行装置である左右の履帯１ａは共に等速にて周回運動することから、バックホウ１は前進で且つ直進走行をすることになる。しかも、双方のタイマー４１，４２での設定時間に基づいて２秒間の走行と２秒間の停止とを断続的に繰り返す反復動作を行うことから、結果的にはバックホウ１は上記のような前進動作で且つ直進を前提として極低速でのインチング走行を行うことになる。
【００５７】
ここで、バックホウ１が走行しているか停止しているかにかかわらず混合撹拌ヘッド５のドライブチェーン１０は常時周回駆動されていることから、たとえバックホウ１の走行が停止したとしても、停止位置にある混合撹拌ヘッド５のドライブチェーン１０の周回移動に基づいて撹拌翼１１による混合撹拌処理が継続されている。したがって、図３の施工長さＬの全体としての施工速度についてみれば極低速での施工が可能となり、汎用型のバックホウ１をベースマシンとしながらも品質の優れた施工を行えることになる。なお、各タイマー４１，４２の設定値を変更することで、さらに小さい速度もしくは大きい速度での施工が可能であることは言うまでもない。
【００５８】
その一方、極低速以外での連続施工を行う場合には、セレクトスイッチ３８を遮断すれば、各タイマー４１，４２の機能が禁止され、各可変設定器３９，４０で設定された速度でのバックホウ１の連続定速走行が可能となり、それによってバックホウ１の連続走行に基づく施工が可能となる。
【００５９】
また、一旦施工を休止した上でバックホウ１を比較的大きく移動させる必要がある場合には、上記と同様にセレクトスイッチ３８を遮断した上で、各可変設定器３９，４０の設定値を比較的大きめに設定すれば、施工時よりも大きな速度でのバックホウ１の走行が可能となる。もちろん、双方の可変設定器３９，４０を同調させるようにしてその速度を可変操作すればバックホウ１の右左折等の操舵も可能である。
【００６０】
図１３には例えば施工時間が６０分での時間（分）と施工距離（ｍ）との相関として施工速度線図（ｍ／分）を示した。また、図１４には図１３の一部を拡大して、施工時間６０秒間での施工速度線図（ｃｍ／秒）を示した。
【００６１】
図１３，１４において、破線Ａは従来（既存）の標準的なバックホウをベースマシンとする場合の最低速度（１．６ｍ／分）での施工速度を示し、また、二点鎖線Ｂは本実施の形態での設定速度１．０ｍ／ｍｉｎのままで、セレクトスイッチ３８を遮断（タイマー機能をＯＦＦ）してバックホウ１を連続走行させて施工を行った場合に施工速度を示す。さらに、実線ＣおよびＣ１は本実施の形態での設定速度１．０ｍ／ｍｉｎのままで、セレクトスイッチ３８を投入して（タイマー機能をＯＮ）バックホウ１をインチング走行させて施工を行った場合に施工速度を示す。
【００６２】
図１３，１４から明らかなように、本実施の形態のコントローラ３５を使用すれば、バックホウ１の連続走行に基づく施工（二点鎖線Ｂの場合）であっても既存バックホウの能力のもの（破線Ａの場合）と比べて著しく低速での施工が可能となることがわかる。
【００６３】
しかも、二点鎖線Ｂと実線ＣおよびＣ１では施工設定速度が同じであるにもかかわらず、実線ＣおよびＣ１の施工では先に述べたように２秒間の走行単位時間に対して２秒間の停止単位時間が設定されているために、二点鎖線Ｂの施工よりもさらなる極低速での施工が可能であり、実質的に二点鎖線Ｂの施工に比べて二分の一の速度である０．５ｍ／ｍｉｎの施工が実現可能であることがわかる。すなわち、図１３に示す実線Ｃの施工では、２秒間の走行単位時間に対して２秒間の停止単位時間が設定されているために、図１４に示すようにミクロ的に見ればその速度線図は同図のＣ１のように略階段状のものとなるものの、これを図１３に示すように６０分での施工平均速度として見れば、図１４の実線Ｃ１は図１３の実線Ｃそのものにほかならない。
【００６４】
図１５には上記の工法を基本とした上で例えば民家等の既存家屋７０に近接した部分に地盤改良処理を施す場合の例を示す。
【００６５】
ここでは、図２，３と同様に矢印Ｐ方向を施工方向とし、ベースマシンあるバックホウ１の履帯１ａの走行方向および混合撹拌ヘッド５の撹拌翼１１の周回面を矢印方向Ｐに合わせた上で、その混合撹拌ヘッド５を地中に貫入し、バックホウ１自体の極低速での横行をもって混合撹拌ヘッド５を地中にて移動（横行）させることにより、混合撹拌ヘッド５の幅寸法Ｗを施工幅として地盤改良たる施工を施すものである。
【００６６】
この施工方法によれば、ベースマシンであるバックホウ１を既存家屋７０から可及的に離れた位置において施工を行うことができるため、既存家屋７０等の近隣に及ぼす騒音および振動等を著しく抑制できる利点がある。例えば、図１５の（Ａ）の符号Ｍはバックホウ１から地盤への振動による影響線を示すが、既存家屋７０の直下の地盤までは及ばないことがわかる。特に撹拌混合ヘッド５は撹拌翼１１が上下方向に周回駆動されることで撹拌混合処理を行う方式であるので、既存家屋７０側の地盤に無用な土圧増加等を及ぼすこともない。
【００６７】
また、図１６のように、上記と同様の近接施工に際して既存家屋等の略Ｌ字状の障害物８０が存在する場合には、ベースマシンであるバックホウのブーム３やアーム４を施工方向Ｐに対して直角ではなく任意の角度とする一方、混合撹拌ヘッド５の旋回機構６の自由度を使ってその混合撹拌ヘッド５の撹拌翼１１の周回面を図２，３と同様に施工方向Ｐに正対させた上で施工を行うようにしてもよい。
【００６８】
ここで、先の図１５に示した施工に関するかぎりでは旋回機構６は絶対必要条件ではなく、アーム４に対する混合撹拌ヘッド５の向きが図１５のままで旋回不能のタイプのものを使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係る地盤改良機械の実施の形態としてその全体構造を示す説明図。
【図２】図１の状態から旋回ベースおよび混合撹拌ヘッドをそれぞれ９０度旋回させた状態を示す説明図。
【図３】図２の平面説明図。
【図４】図１に示す混合撹拌ヘッドの拡大説明図。
【図５】図４に示す混合撹拌ヘッドの側面説明図。
【図６】図１におけるアームと旋回機構および混合撹拌ヘッドの相互関係を示す要部拡大図。
【図７】図６に示す旋回機構単独での拡大図。
【図８】図７の右側面説明図。
【図９】従来の一般的な建設機械における走行駆動系の説明図。
【図１０】図１，２に示す地盤改良機械の走行駆動系の回路図。
【図１１】図１０の要部の詳細を示すシーケンス回路図。
【図１２】図１０におけるバルブユニットの詳細を示す油圧回路図。
【図１３】図１０の構成のもとでの施工例を示す施工速度線図。
【図１４】図１３の要部拡大説明図。
【図１５】（Ａ）は実際の施工例を示す説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の平面説明図。
【図１６】別の施工例を示す平面説明図。
【符号の説明】
【００７０】
１…バックホウ（ベースマシン）
１ａ…履帯
５…混合撹拌ヘッド
６…旋回機構
１０…ドライブチェーン
１１…撹拌翼
３１，３２…油圧モータ
３３，３４…走行用コントロールバルブ（電磁切換弁）
３５…自動運転用コントローラ
３６…バルブユニット
３８…セレクトスイッチ
３９，４０…可変設定器
４１…走行単位時間設定用タイマー
４２…停止単位時間設定用タイマー
４３，４４，４５，４６…操作用コントロールバルブ（電磁比例弁）
【図１】
2005225410.tif 000003
【図２】
2005225410.tif 000004
【図３】
2005225410.tif 000005
【図４】
2005225410.tif 000006
【図５】
2005225410.tif 000007
【図６】
2005225410.tif 000008
【図７】
2005225410.tif 000009
【図８】
2005225410.tif 000010
【図９】
2005225410.tif 000011
【図１０】
2005225410.tif 000012
【図１１】
2005225410.tif 000013
【図１２】
2005225410.tif 000014
【図１３】
2005225410.tif 000015
【図１４】
2005225410.tif 000016
【図１５】
2005225410.tif 000017
【図１６】
2005225410.tif 000018