(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースマシンの前端部に立設されたリーダと、回転駆動手段および昇降駆動手段の駆動によって軸心回りに回転するとともに、リーダに沿って昇降するように上記リーダに支持された１本または複数本の撹拌軸とを備えて形成され、上記撹拌軸は下端部に撹拌翼を有し、上記撹拌軸を、上記回転駆動手段の駆動で回転させつつ上記昇降駆動手段の駆動で下降させることにより地盤に掘削孔を穿設するとともに、この掘削孔に地盤改良材を送給するように構成された地盤改良装置において、
上記回転駆動手段は、駆動モータと、この駆動モータの駆動回転を減速する減速機とを備え、
上記ベースマシンの前端部に、上記リーダを支持するとともに、上記駆動モータおよび減速機が収納される収納空間を囲むように連結部材が立設され、
上記収納空間内に上記駆動モータおよび上記減速機が収納され、
上記リーダは、上記駆動モータの上方の位置で上記連結部材上に支持されていることを特徴とする地盤改良装置。
【請求項２】
上記連結部材は、２本の支柱を有する門型部材によって形成され、上記収納空間は上記支柱間に形成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】
上記複数本の撹拌軸は、それぞれの軸間距離が変更可能に構成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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地上から地中に向けて掘削孔を穿設するとともに、掘削孔に地盤改良材を注入して地盤を改良する地盤改良装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、実開昭５９−１６３６８３号公報によって開示された地盤改良装置が知られている。この地盤改良装置は、自走式のベースマシンと、このベースマシンの前面部分から前方に向けて突設された支持部材と、この支持部材のさらに前面側に装着された上下方向に延びる支柱としてのリーダと、このリーダに固定された架台と、上記架台に上下方向に貫通して設けられ、かつ、下端部に撹拌翼の付設された撹拌軸と、上記架台に搭載され、かつ、上記撹拌軸を軸心回りに回転駆動する駆動手段と、上記撹拌軸を昇降させる昇降手段とを備えて構成されている。
【０００３】
そして、撹拌軸を駆動手段の駆動で軸心回りに回転させつつ昇降手段の駆動によって下降させることにより、回転している先端の撹拌翼が土壌を掘削し、これによって地中に向けて掘削孔が穿設されるようになっている。予め設定された深さの掘削孔が形成されると、これに生コンクリート等の地盤改良材が注入され、ついで撹拌軸は回転が継続されたままで上方に引き上げられ、これによって地盤改良材は撹拌されつつ掘削孔に残留するようになされている。通常、架台には複数本の撹拌軸が設けられているとともに、撹拌軸の本数に応じた台数の駆動手段が架台に取り付けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の上記のような地盤改良装置にあっては、撹拌軸とリーダとの間に駆動手段が介設された状態になっているため、撹拌軸とリーダとの間の距離が駆動手段の介在分だけ長くなっている。従って、この長くなった分のモーメントに対応するべく、リーダに対する架台の支持構造を頑丈なものにする必要があり、これによって地盤改良装置が総じて重装備になり、その分、設備コストが嵩むという問題点を有していた。
【０００５】
また、撹拌軸とリーダとの間の距離が長くなっている分、ベースマシンの運転席から撹拌軸までの距離が遠くなっており、施工位置に近接した状態での運転操作を行ことができず、誤操作し易くなるという問題点も存在する。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、装置の軽量化が可能であり、これによって設備コストの低減化に寄与することができるとともに、従来よりも施工位置に近接した状態で作業を行うことが可能であり、これによって誤操作を防止することができる地盤改良装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の地盤改良装置は、ベースマシンの前端部に立設されたリーダと、回転駆動手段および昇降駆動手段の駆動によって軸心回りに回転するとともに、リーダに沿って昇降するように上記リーダに支持された１本または複数本の撹拌軸とを備えて形成され、上記撹拌軸は下端部に撹拌翼を有し、上記撹拌軸を、上記回転駆動手段の駆動で回転させつつ上記昇降駆動手段の駆動で下降させることにより地盤に掘削孔を穿設するとともに、この掘削孔に地盤改良材を送給するように構成された地盤改良装置において、上記回転駆動手段は、駆動モータと、この駆動モータの駆動回転を減速する減速機とを備え、上記ベースマシンの前端部に、上記リーダを支持するとともに、上記駆動モータおよび減速機が収納される収納空間を囲むように連結部材が立設され、上記収納空間内に上記駆動モータおよび上記減速機が収納され、上記リーダは、上記駆動モータの上方の位置で上記連結部材上に支持されていることを特徴とするものである。
【０００８】
この地盤改良装置によれば、回転駆動手段の駆動モータおよび減速機を連結部材の収納空間に装着することによってリーダよりも下方位置に取り付けることにより、回転駆動手段とリーダとの干渉が回避されるため、回転駆動手段の前方位置に設けられる撹拌軸を、よりリーダに近接した位置に配設することが可能になり、これによって従来のようにリーダの前方に回転駆動手段および撹拌軸を順次配設した場合に比較してリーダと撹拌軸との間の距離が短くなり、その分、モーメントの作用が小さくなることによって撹拌軸の支持構造の簡素化が実現可能になり、設備コストの軽減化に寄与する。
【０００９】
また、リーダと撹拌軸との間の距離が短くなることにより、ベースマシンで運転操作している作業者が従来よりも施工位置に近づいた状態で作業することが可能になり、これによって施工位置の目視確認がより確実に行い得るようになり、結果として誤った施工位置での掘削作業が回避される等、ベースマシンの誤操作が確実に防止される。
【００１０】
本発明の請求項２記載の地盤改良装置は、請求項１記載の地盤改良装置において、上記連結部材は、２本の支柱を有する門型部材によって形成され、上記収納空間は上記支柱間に形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
この地盤改良装置によれば、門型部材は、２本の支柱によって構造的に強度が優れたものになっており、リーダの支持が確実に行われるとともに、２本の支柱間に回転駆動手段を配設することにより、回転駆動手段は可能な限りベースマシンの中央部に寄った状態にすることができ、これによって先端側の撹拌軸はリーダにより接近した状態になる。
【００１２】
本発明の請求項３記載の地盤改良装置は、請求項１または２記載の地盤改良装置において、上記複数本の撹拌軸は、それぞれの軸間距離が変更可能に構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
この地盤改良装置によれば、予め設定された掘削孔の掘削ピッチに合わせて撹拌軸の軸間距離を変更することにより、設定通りの位置に掘削孔が掘削され、掘削ピッチ設定の自由度が大きくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る地盤改良装置の一実施形態を示す側面図である。この図に示すように、地盤改良装置１は、走行自在に構成されたベースマシン２と、このベースマシン２の前端部に設けられたリーダベース３と、このリーダベース３に立設された門型部材（連結部材）４と、この門型部材４に立設されたリーダ５と、このリーダ５に沿って軸心回りに回転しながら昇降する撹拌軸６と、この撹拌軸６の頂部に設けられたスラスト軸受構造７と、上記撹拌軸６を回転駆動および昇降駆動する回転駆動手段８および昇降駆動手段９とを備えた基本構成を有している。
【００１５】
上記ベースマシン２は、運転席を有するマシン本体２１と、このマシン本体２１を支持する幅方向（図１の紙面の表裏方向）一対のクローラ２２と、上記マシン本体２１の前部（図１の右方）から前方に向かって突設されたデッキ部２３と、このデッキ部２３から幅方向に向けて突設された左右一対のデッキアーム２４と、これらデッキアーム２４の先端側に一体に取り付けられた幅方向一対の前脚２５と、マシン本体２１の後部に設けられた幅方向一対の後脚２６とを備えている。マシン本体２１には、クローラ２２を駆動したり図略の油圧機構を駆動するジーゼルエンジン等の駆動手段が内装され、マシン本体２１に搭乗した作業者の運転でベースマシン２を移動させたり、撹拌軸６の昇降および回転駆動による掘削作業が行われるようになっている。
【００１６】
上記前脚２５は、デッキアーム２４に上下方向に延びるように固定された油圧シリンダからなる固定前脚２５ａと、この固定前脚２５ａのシリンダ室から下方に向けて突出されたピストンロッドからなる可動前脚２５ｂとから構成されているとともに、上記後脚２６はマシン本体２１の後部フレームに上下方向に延びるように固定された油圧シリンダからなる固定後脚２６ａと、この固定後脚２６ａのシリンダ室から下方に向けて突出されたピストンロッドからなる可動後脚２６ｂとから構成されている。
【００１７】
そして、ベースマシン２が走行するときは、油圧機構の駆動によって各可動脚２５ｂ，２６ｂが対応した各固定脚２５ａ，２６ａ内に没入し、これによってクローラ２２を着地させるとともに、ベースマシン２が所定の掘削場所に配置されて掘削作業に供されるときは、各固定脚２５ａ，２６ａから各可動脚２５ｂ，２６ｂが突出されてベースマシン２の支持を確実に行うようになっている。
【００１８】
上記リーダベース３は、デッキ部２３の先端側に幅方向に延びるように装備されたリーダ支持軸２７回りに回動自在に軸支されている一方、上記リーダ５の上下方向の略中間位置とマシン本体２１の後端位置との間に複数段シリンダ装置２８とが介設され、この複数段シリンダ装置２８の正逆駆動によってリーダベース３がリーダ支持軸２７回りに正逆回動し、これによってリーダ５がデッキ部２３上にリーダベース３および門型部材４を介して直立した直立姿勢と、マシン本体２１上に横臥した横臥姿勢との間で姿勢変更し得るようになっている。
【００１９】
上記リーダ５は、その前面に略全長に亘って上下方向に延びる幅方向一対のガイド５１を有している一方、上記スラスト軸受構造７は、上記ガイド５１に案内されつつ昇降可能にガイド５１に装着されている。このようなスラスト軸受構造７は、その頂部とリーダ５の頂部との間に所定のシーブを介して張設された上昇用ワイヤロープ６２による牽引によって上昇するとともに、スラスト軸受構造７の底部と上記リーダベース３との間に所定のシーブを介して張設された下降用ワイヤロープ６１による牽引によって下降するようになっている。上記各ワイヤロープ６１，６２は、リーダベース３、門型部材４あるいはリーダ５の適所に設けられた図略の昇降用駆動手段の駆動によって牽引されたり弛緩されるようにしてある。
【００２０】
上記撹拌軸６は角柱状のものが採用されている。本実施形態においては、これら角柱状の撹拌軸６が幅方向に３列に整列されて用いられている。これらの撹拌軸６は、上端部が上記スラスト軸受構造７に軸心回りに回転可能に支持されているとともに、後述する回転伝達部材８４に昇降自在に貫通し、上記回転駆動手段８の駆動による回転伝達部材８４のスラスト軸受構造７の軸心回りの回転により回転し得るようになっている。
【００２１】
このような撹拌軸６は、下端部に上下に二段構えで径方向に突出して設けられた撹拌翼６３を有し、回転駆動手段８の駆動で軸心回りに回転させられながら昇降駆動手段の駆動による下降用ワイヤロープ６１の牽引で下降することにより、撹拌翼６３が回転しながら下降して掘削位置の地面Ｂを掘削し、掘削孔が得られるようになっている。掘削孔には図略の地盤改良材供給手段からの生コンクリート等の地盤改良材が供給され、これによって掘削孔内では削り取られた土壌と地盤改良材とが混合撹拌され、撹拌軸６が掘削孔から引き抜かれた状態で掘削孔内に柱状の地盤改良体が形成されるようになっている。
【００２２】
以下、図２〜図５を基に、本発明に係る回転駆動手段配設構造について説明する。図２は、回転駆動手段配設構造の一実施形態を示す斜視図であり、図３はその側面視の要部断面図、図４は図２の正面図、図５は図２の平面視の要部断面図である。なお、図２においてＸ−Ｘ方向を幅方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向というとともに、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。
【００２３】
これらの図に示すように、上記リーダベース３は、基台部３０と、この基台部３０の上部に一体に設けられた平面視で台形状の支持板３１と、この支持板３１の前端部から垂下された矩形状の前方フレーム３２とを備えて形成されている。
【００２４】
一方、上記デッキ部２３は、先端に向かって幅寸法が小さくなるように先細りに形成され、先端部に上下方向に延びる装着溝２３ａ（図４）が形成されている。また、上記リーダベース３は柱状体２９を有しており、この柱状体２９は上記基台部３０の下部から上記リーダ５と同心で下方に向かって延設されている。そして、上記柱状体２９が上記装着溝２３ａに嵌め込まれた状態で上記リーダ支持軸２７が上記装着溝２３ａを幅方向に横断し、かつ、柱状体２９を貫通するようにデッキ部２３に設けられ、これによってリーダ５は、基台部３０、支持板３１および門型部材４を介してベースマシン２に取り付けられた状態になっている。
【００２５】
上記支持板３１の前端部には、上方に向けて突設された幅方向に延びる係止突条３３（図２、図３）が突設されている。また、上記支持板３１には、その上面に前後方向に延びるようにＨ型鋼からなる支持部材３４がそれぞれ固定され、これら一対の支持部材３４に上記門型部材４が支持されている。
【００２６】
上記門型部材４は、Ｈ型鋼を加工してなる幅方向一対の支柱部材４１と、これら支柱部材４１の頂部間に架橋された天板４２とを備えて形成され、上記各支柱部材４１が上記一対の支持部材３４に支持固定されることによってリーダベース３上に立設された状態になっている。また上記リーダ５は、天板４２上に立設された状態で固定されている。そして、門型部材４が支持部材３４上に固定された状態で、一対の支柱部材４１間および支持部材３４間に、中央部の回転駆動手段８を収納する駆動手段収納空間４３が形成されている。
【００２７】
上記回転駆動手段８は、本実施形態においては、幅方向一対の側部駆動手段８ｂと、これら側部駆動手段８ｂ間であって上記駆動手段収納空間４３に配設された中央部駆動手段８ａとからなっている。これらの回転駆動手段８は、それぞれ駆動モータ８１と、各駆動モータ８１の駆動回転を減速する減速機８２と、この減速機８２による減速回転駆動を上記各撹拌軸６に伝達する回転伝達部材８４とを備えた構成を有している。
【００２８】
上記減速機８２はケーシングが外面視で直方体状に形成され、その一側部上に駆動モータ８１が立設されている。そして、側部駆動手段８ｂ用の減速機８２は、上記前方フレーム３２および係止突条３３に取り付けられた箱型の架台８３に支持されている一方、中央部駆動手段８ａ用の減速機８２は、駆動手段収納空間４３内において上記リーダベース３の支持板３１に支持されているとともに、同駆動モータ８１は、門型部材４の駆動手段収納空間４３に位置するように減速機８２上に立設されている。
【００２９】
また、上記各架台８３は、上記リーダベース３の係止突条３３に上方から摺接状態で外嵌する逆Ｕ字形状の結合片８３ａを後方上縁部に有しており、この結合片８３ａが係止突条３３に嵌め込まれた状態で図略のボルトを締結することによりリーダベース３に固定されるようになっている。従って、ボルトを緩めることで架台８３を幅方向に移動させることが可能であり、これによって架台８３を上下方向に貫通した側部駆動手段８ｂ側の撹拌軸６と中央部駆動手段８ａ側の撹拌軸６との間の軸心間距離を調節し得るようになっている。
【００３０】
また、上記一対の側部駆動手段８ｂの各駆動モータ８１は、それぞれの減速機８２上であって、互いに遠い方の側部に立設されているとともに、同各回転伝達部材８４は駆動モータ８１が設けられている側と反対側に設けられている。これに対し、中央部駆動手段８ａの減速機８２は、回転伝達部材８４が設けられる側が上記一対の側部駆動手段８ｂ用の減速機８２間の隙間に嵌め込まれた状態で配置され、これによって３つの回転伝達部材８４がリーダベース３の前方で幅方向に一列に整列された状態になっている。
【００３１】
上記回転伝達部材８４は、減速機８２のケーシングの上面から上方に向かって突設された軸受筒８５と、この軸受筒８５に摺接状態で嵌入されて自軸心回りに回転自在に支持された回転円盤８６と、この回転円盤８６の上面に立設されたフリクションカッタ８７とを備えて形成されている。
【００３２】
上記回転円盤８６は、駆動モータ８１の回転駆動が減速機８２を介して伝達され、これによって自軸心回り所定方向（本実施形態では平面視で時計方向）に回転するようになっている。このような回転円盤８６は、軸心部分に上下方向に延びる挿通孔８６ａを有しており、この挿通孔８６ａに角柱状の上記撹拌軸６が挿通されている。また撹拌軸６は、中央部駆動手段８ａの場合、減速機８２のケーシングを貫通して、また側部駆動手段８ｂの場合、減速機８２のケーシングおよびその下の架台８３を貫通して下端部が外部に向けて突出垂下されている。
【００３３】
上記フリクションカッタ８７は、回転円盤８６上に互いに対向するように立設された逆台形状の一対の軸支板８７ａと、各軸支板８７ａから外方に向かって突設された各一対のブラケット８７ｂと、上記各軸支板８７ａ間の上部で互いに対向するように、かつ、軸心回りに回転自在に軸支された一対の第１ローラ８７ｃと、上記各一対のブラケット８７ｂ間で軸心回りに回転自在に軸支された一対の第２ローラ８７ｄとを備えて形成されている。
【００３４】
上記各軸支板８７ａには、第２ローラ８７ｄが設けられた部分に貫通窓８７ｅが開けられ、各第２ローラ８７ｄは、周面がこれらの貫通窓８７ｅを介して互いに対向した状態で軸支板８７ａの内側に入り込んだ状態になっている。そして、各第１ローラ８７ｃおよび各第２ローラ８７ｄの互いに対向した周面間の距離は、上記撹拌軸６の平面視における一辺の長さ寸法に等しく寸法設定されおり、これによって一対の第１ローラ８７ｃと一対の第２ローラ８７ｄとによって囲まれた部分に撹拌軸６が挿通され得る平面視で正方形状の空間が形成されている。そして上記撹拌軸６はこの空間に挿通されている。
【００３５】
従って、回転円盤８６が軸心回りに回転すると、この回転は上記各一対の第１ローラ８７ｃおよび第２ローラ８７ｄを介して撹拌軸６に伝達されるとともに、撹拌軸６が昇降するに際しては、撹拌軸６の表面に当接している各ローラ８７ｃ，８７ｄが回転し、これによって撹拌軸６の昇降が円滑に行われるようになっている。
【００３６】
上記各撹拌軸６の下端部には円柱状のロータ軸６４が所定の接続金具を介して接続されている。各ロータ軸６４には、上下二段で径方向に突設された撹拌翼６３が設けられているとともに、ロータ軸６４の下端部には円盤状の掘削刃６５が設けられており、この円盤状掘削刃６５のロータ軸６４回りの共りによって土壌が掘削されるとともに、その上の撹拌翼６３のロータ軸６４回りの回転によって掘削土壌と掘削孔に別途装填された地盤改良材とが撹拌混合されるようになっている。
【００３７】
また、上下の撹拌翼６３間には、３本のロータ軸６４を回転自在に支持して連結する連結部材６６が設けられ、この連結部材６６による連結によって掘削作業時に３本のロータ軸６４が土壌中に侵入してもそれらの軸間距離が変化しないようにしている。この連結部材６６はボルト止めでロータ軸６４に装着されるようにしており、軸間距離の変更時には他の連結部材と容易に交換し得るようになっている。
【００３８】
上記各撹拌軸６は、それぞれの上端部がスラスト軸受構造７に支持され、このスラスト軸受構造７の昇降で昇降するようになっている。図６は、スラスト軸受構造７の一実施形態を示す斜視図である。なお、図６においてＸ−Ｘ方向を幅方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向というとともに、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。この図に示すように、スラスト軸受構造７は、中央支持枠体７１と、この中央支持枠体７１の両側部に設けられた幅方向一対の側部支持枠体７２と、これら支持枠体７１，７２に支持された円筒状のスラスト軸受７３とを備えた基本構成を有している。
【００３９】
上記中央支持枠体７１は、幅方向一対の側板７１ａと、各側板７１ａ間に架橋された上下一対の水平板７１ｂと、上記各側板７１ａの上下縁部から後方に向かって延設された各上下一対の接続アーム７４とからなっている。各接続アーム７４の後端側には平面視でＣ字形状を呈した握持片７４ａが設けられており、この握持片７４ａが上記リーダ５に並設された幅方向一対のガイド５１を摺接状態でそれぞれ握持することにより、スラスト軸受構造７がガイド５１に案内されつつ昇降自在になっている。
【００４０】
上記各側部支持枠体７２は、幅方向一対の側板７２ａと、この側板７２ａ間に架橋された上下方向一対の水平板７２ｂとを備えて直方体状に形成されている。このような側部支持枠体７２は、中央支持枠体７１の側板７１ａに台形状のアタッチメント７５を介して接続されている。
【００４１】
上記スラスト軸受７３は、円筒状の本体を上下方向に貫通し、かつ、軸心方向への移動が規制されたスラスト軸７３ａを有しており、このスラスト軸７３ａが軸心回りに回転自在に上下の水平板７１ｂ，７２ｂを貫通した状態で支持枠体７１，７２に取り付けられている。このようなスラスト軸７３ａの内、下方に延びたものの下端部にはフランジ７３ｂが設けられている一方、上記撹拌軸６の上端部にもフランジ６７が設けられ、これらフランジ７３ｂ，６７同士がボルト止め等で互いに結合されることによって撹拌軸６がスラスト軸受７３に接続された状態になるようにしている。
【００４２】
図７は、撹拌軸６の昇降のメカニズム、すなわちスラスト軸受構造７の昇降のメカニズムを説明するための斜視説明図である。なお、図７においてＸ−Ｘ方向を幅方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向というとともに、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。以下、図２および図６を参照しながら図７を基にスラスト軸受構造７の昇降メカニズムについて説明する。ところで、スラスト軸受構造７の昇降には、幅方向に延びる多くの水平軸とこれら水平軸回りに回転自在に軸支された多くのシーブが関与している。そこで、まずこれら水平軸およびシーブについて説明する。
【００４３】
上記門型部材４（図２）には、支柱部材４１間に架橋板４４が差し渡されているとともに、この架橋板４４からは幅方向一対の軸受板４５が前方に向かって突設され、この軸受板４５に幅方向に並びる第１水平軸９１が設けられている。この第１水平軸９１には、この軸回りに回転自在に左第１シーブ９５ａおよび右第１シーブ９５ｂがそれぞれ軸支されている。
【００４４】
また、上記中央支持枠体７１（図６）の下部の各接続アーム７４には幅方向に延びる一対の第２水平軸９２が設けられているとともに、各第２水平軸９２にはこの軸回りに回転自在に左第２シーブ９６ａおよび右第２シーブ９６ｂがそれぞれ軸支されている。
【００４５】
また、上記撹拌軸６の頂部には台座５２（図６）が設けられ、この台座５２の上面に幅方向一対の軸受部材５３が設けられているとともに、これら一対の軸受部材５３のそれぞれに幅方向に延びる第３水平軸９３が支持されている。そして、左方の第３水平軸９３には左第３シーブ９７ａが第３水平軸９３回りに回転自在に軸支されているとともに、右方の第３水平軸９３には右第３シーブ９７ｂが第３水平軸９３回りに回転自在に軸支されている。
【００４６】
さらに、上記中央支持枠体７１（図６）の上部の各接続アーム７４間には幅方向に延びる第４水平軸９４が架橋されているとともに、各第４水平軸９４にはこの軸回りに回転自在に左第４シーブ９８ａおよび右第４シーブ９８ｂがそれぞれ軸支されている。
【００４７】
加えて、上記門型部材４の架橋板４４（図２）の前面には、軸受板４５間に前後方向に延びる第５水平軸９０ａ（図７）が設けられ、この第５水平軸９０ａ回りに回転自在に第５シーブ９９ａが軸支されているとともに、上記台座５２の下部には前後方向に延びる第６水平軸９０ｂ（図６）が設けられ、この第６水平軸９０ｂ回りに回転自在に第６シーブ９９ｂが軸支されている。
【００４８】
一方、リーダベース３、門型部材４あるいはリーダ５の適所には、それぞれ図略の駆動手段の駆動によって回転する下降用ワイヤロープ６１が巻設された下降用ドラム９１０および上昇用ワイヤロープ６２が巻設された上昇用ドラム９２０が装備されている。そして、上記下降用ドラム９１０から引き出された下降用ワイヤロープ６１がは、図７に示すように、左第１シーブ９５ａ、左第２シーブ９６ａ、第５シーブ９９ａ、右第２シーブ９６ｂおよび右第１シーブ９５ｂに順次掛け回された状態で先端部がリーダベース３等の適所に固定されている。
【００４９】
また、上昇用ドラム９２０から引き出された上昇用ワイヤロープ６２は、左第３シーブ９７ａ、左第４シーブ９８ａ、第６シーブ９９ｂ、右第４シーブ９８ｂおよび右第３シーブ９７ｂに順次掛け回された状態で先端部がリーダ５の適所に固定されている。
【００５０】
昇降メカニズムの上記構成によれば、上昇用ドラム９２０の駆動手段の駆動をフリーにした状態で下降用ドラム９１０の駆動手段を駆動して下降用ワイヤロープ６１を巻き取ると、下降用ワイヤロープ６１が左第２シーブ９６ａおよび右第２シーブ９６ｂを第２水平軸９２回りに回転させつつ第２水平軸９２を下方に牽引し、これによってスラスト軸受構造７は下降する。逆に、下降用ドラム９１０の駆動手段の駆動をフリーにした状態で上昇用ドラム９２０の駆動手段を駆動して上昇用ワイヤロープ６２を巻き取ると、上昇用ワイヤロープ６２が左第４シーブ９８ａおよび右第４シーブ９８ｂを第４水平軸９４回りに回転させつつ第４水平軸９４を上方に牽引するため、スラスト軸受構造７は上昇する。
【００５１】
上記構成の地盤改良装置１によれば、下降用ドラム９１０の回転によるスラスト軸受構造７の下降で撹拌軸６を下降させつつ回転駆動手段８の駆動によって回転伝達部材８４を回転させると、撹拌軸６は軸心回りに回転しながら下降するため、円盤状掘削刃６５のロータ軸６４回りの回転で掘削位置の土壌が掘削されるとともに、掘削孔内において撹拌翼６３によって掘削土壌が撹拌される。従って、掘削孔に図略の地盤改良材供給手段からの生コンクリート等の地盤改良材を供給することにより、この地盤改良材と掘削土壌とが撹拌翼６３によって撹拌混合される。
【００５２】
そして、予め設定された所定の深度の掘削孔が形成された状態で、下降用ドラム９１０の回転をフリーにするとともに、上昇用ドラム９２０を回転させることにより、撹拌翼６３はロータ軸６４回りに回転しながら、地盤改良材と掘削土壌とを撹拌しつつ上昇し、円盤状掘削刃６５が掘削孔から引き上げられると、掘削孔の中には地盤改良材と掘削土壌とからなる柱状の地盤改良体が形成された状態になる。
【００５３】
そして、本発明においては、リーダ５を門型部材４を介してマシン本体２１に支持させるようにし、中央部駆動手段８ａの駆動モータ８１を門型部材４の駆動手段収納空間４３内に配設することによってリーダ５と駆動モータ８１とが干渉しないようにしているため、その分撹拌軸６をリーダ５に近接させて配設することが可能であり、その結果、図８に示すように、掘削作業時にリーダ５がガイド５１を介して撹拌軸６から受けるモーメント（Ｆ×Ｌ１）は、門型部材４が存在しないがために二点鎖線で示すように撹拌軸をリーダ５に近接させることができない従来のモーメント（Ｆ×Ｌ２）と比較して小さくすることができるため、その分門型部材４やリーダ５を構造的に丈夫なものにする必要がなくなり、設備の軽量化を図ることが可能になり、引いては設備コストの削減に寄与することができる。
【００５４】
また、従来に比べて撹拌軸６をベースマシン２の運転室に近づけることができるため、その分運転操作が容易になる。
【００５５】
さらに、３本設けられた撹拌軸６の軸間距離は、中央支持枠体７１の側板７１ａに設けられたアタッチメント７５およびロータ軸６４間に架橋された連結部材６６を取り換えるとともに、側部駆動手段８ｂ用の一対の架台８３を係止突条３３に案内させつつ幅方向に移動させて締結することにより容易に変更することができるため、３本の撹拌軸６による掘削位置のピッチ設定の自由度を大きくすることができる。
【００５６】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
【００５７】
（１）上記の実施形態においては、撹拌軸６は３本が採用されているが、本発明は、撹拌軸６の本数に限定が存在するものではなく、３本未満であってもよいし、４本以上であってもよい。
【００５８】
（２）また、上記の実施形態においては、３本の撹拌軸６の内の中央部のものを対象とし、その中央部駆動手段８ａの駆動モータ８１のみを門型部材４の駆動手段収納空間４３内に納めるようにしているが、こうする代わりに隣接するいずれか２本の撹拌軸６用の駆動モータ８１を駆動手段収納空間４３内に納めるようにしたり、３本すべての撹拌軸６用の駆動モータ８１を駆動手段収納空間４３内に納めるようにしてもよい。
【００５９】
（３）さらに、撹拌軸６が４本以上になった場合、いずれの駆動モータ８１を駆動手段収納空間４３内に配設するかは、地盤改良装置の設備的な状況に応じて適宜任意に設定することができる。
【００６０】
（４）上記の実施形態においては、リーダ５の下端部がベースマシン２の前端部（デッキ部２３）より上方位置に位置するように門型部材４を介してベースマシン２に固定されているが、本発明は、門型部材４を採用することに限定されるものではなく、例えば逆Ｌ字形状の構造物をベースマシン２のデッキ部２３に固定してこの構造物の上部に前方に向かって突出したオーバーハング部を形成させ、このオーバーハング部の上面にリーダ５を立設するとともに、撹拌軸６を回転させる駆動モータ８１をオーバーハング部下方に配設するようにしてもよい。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の地盤改良装置によれば、ベースマシンの前端部にリーダを支持する連結部材を設け、リーダを連結部材の上部に立設するとともに、連結部材には回転駆動手段の構成要素である駆動モータおよび減速機を収納する収納空間を設けたため、駆動モータおよび減速機を当該収納空間に装着することによってリーダよりも下方位置に据え付けることにより、回転駆動手段とリーダとの干渉が回避され、回転駆動手段の前方位置に設けられる撹拌軸を、よりリーダに近接した位置に配設することができ、これによって従来のようにリーダの前方に回転駆動手段および撹拌軸を順次配設した場合に比較してリーダと撹拌軸との間の距離が短くなり、その分、モーメントの作用が小さくなることによって撹拌軸の支持構造の簡素化が実現され、設備コストの軽減化に寄与することができる。
【００６２】
また、リーダと撹拌軸との間の距離が短くなることにより、ベースマシンで運転操作している作業者が従来よりも施工位置に近づいた状態で作業することができるため、施工位置をより確実に目視確認することができ、結果として誤った施工位置での掘削作業が回避される等、ベースマシンの誤操作を確実に防止することができる。
【００６３】
本発明の請求項２記載の地盤改良装置によれば、リーダを、２本の支柱を有する門型部材を介してベースマシンに支持するとともに、撹拌軸用の回転駆動手段を門型部材の支柱間に配設したため、門型部材は、２本の支柱によって構造的に強度が優れたものになっており、リーダの支持を確実に行うことができるとともに、２本の支柱間に回転駆動手段を配設することで回転駆動手段を可能な限りベースマシンの中央部に寄った状態にすることが可能であり、これによって容易に先端側の撹拌軸をリーダにより接近した状態にすることができる。
【００６４】
本発明の請求項３記載の地盤改良装置によれば、複数本の撹拌軸のそれぞれの軸間距離を変更可能に構成したため、予め設定された掘削孔の掘削ピッチに合わせて撹拌軸の軸間距離を変更することが可能になり、掘削ピッチ設定の自由度を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る地盤改良装置の一実施形態を示す側面図である。
【図２】  回転駆動手段配設構造の一実施形態を示す斜視図である。
【図３】  図２の回転駆動手段配設構造の側面視の要部断面図である。
【図４】  図２の回転駆動手段配設構造の正面図である。
【図５】  図２の回転駆動手段配設構造の平面視の要部断面図である。
【図６】  スラスト軸受構造の一実施形態を示す斜視図である。
【図７】  スラスト軸受構造の昇降のメカニズムを説明するための斜視説明図である。
【図８】  本発明の作用を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１  地盤改良装置        ２  ベースマシン
２１  マシン本体        ２２  クローラ
２３  デッキ部          ２４  デッキアーム
２５  前脚              ２５ａ  固定前脚
２５ｂ  可動前脚        ２６  後脚
２６ａ  固定後脚        ２６ｂ  可動後脚
２７  リーダ支持軸      ２８  複数段シリンダ装置
２９  柱状体            ３  リーダベース
３０  基台部            ３１  支持板
３２  前方フレーム      ３３  係止突条
３４  支持部材          ４  門型部材（連結部材）
４１  支柱部材          ４２  天板
４３  駆動手段収納空間  ４４  架橋板
４５  軸受板            ５  リーダ
５１  ガイド            ５２  台座
５３  軸受部材          ６  撹拌軸
６１  下降用ワイヤロープ
６２  上昇用ワイヤロープ
６３  撹拌翼            ６４  ロータ軸
６５  円盤状掘削刃      ６６  連結部材
６７  フランジ          ７  スラスト軸受構造
７１  中央支持枠体      ７１ａ  側板
７１ｂ  水平板          ７２  側部支持枠体
７３  スラスト軸受      ７３ａ  スラスト軸
７３ｂ  フランジ        ７４  接続アーム
７４ａ  握持片          ７５  アタッチメント
８  回転駆動手段        ８ａ  中央部駆動手段
８ｂ  側部駆動手段      ８１  駆動モータ
８２  減速機            ８３  架台
８３ａ  結合片          ８４  回転伝達部材
８５  軸受筒            ８６  回転円盤
８７  フリクションカッタ
８７ａ  軸支板          ８７ｂ  ブラケット
８７ｃ  第１ローラ      ８７ｄ  第２ローラ
９０ａ  第５水平軸      ９０ｂ  第６水平軸
９１  第１水平軸        ９２  第２水平軸
９３  第３水平軸        ９４  第４水平軸
９５ａ  左第１シーブ    ９５ｂ  右第１シーブ
９６ａ  左第２シーブ    ９６ｂ  右第２シーブ
９７ａ  左第３シーブ    ９７ｂ  右第３シーブ
９８ａ  左第４シーブ    ９８ｂ  右第４シーブ
９９ａ  第５シーブ      ９９ｂ  第６シーブ
９１０  下降用ドラム    ９２０  上昇用ドラム
【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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