(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転の正逆により拡大アームが開閉する拡大翼に、拡大アームの開閉軌道を挟入する位置にある部材間に伸縮自在に張架され、拡大アームが当接して開閉することにより伸縮する索条と、該索条が一定の閾値以上伸張又は縮退したことの一方又は双方を検知して検知信号を出力する検知手段と、該検知信号を受け、拡大アームの開閉状態を表示する表示手段とを備えた地盤改良撹拌機において、
上記索条を巻張し、かつ、固定する索条巻上げ装置を、索条が張架されている部材に設けてなることを特徴とする索条巻上げ装置付き地盤改良撹拌機。
【請求項２】
上記索条巻上げ装置は、
その一端に多角形の節部が形成された、索条を巻き上げるための軸と、
該節部の形状と同形の凹部が形成された、上記軸を軸線方向に滑動自在に支持する軸受けと、
上記軸の滑動を規制するための止具とを備えたものであることを特徴とする請求項１に記載の索条巻上げ装置付き地盤改良撹拌機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤中に、地盤の支持力を高めるための支持体を形成する地盤改良撹拌機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、軟弱な地盤上に住宅等を建築する場合には、地盤中に円柱体を複数形成して地盤の支持力を向上させる地盤改良工法が施工される。また、該円柱体の一本当たりの支持力を向上させるために、円柱体に複数の節部を設けた節付き円柱体を形成する地盤改良工法もある。
上記節付き円柱体は、円柱体の外径よりも大きな外形を持つ節部を有するので、通常の円柱体と比べて、地盤との摩擦力が増大する。従って、節付き円柱体を用いれば、形成すべき円柱体の本数を少なくしたり、円柱体の長さを短くすることができ、地盤改良工法を簡略化することができる。
【０００３】
上記節付き円柱体は、回転の正逆により拡大アームが開閉する拡大翼を備えた地盤改良撹拌機を用いて、地盤中に円柱体を形成する際に、所望の位置で拡大アームを開いて拡大翼の回転外径を拡大させることにより、その節部が形成されるものである。
このような地盤改良撹拌機には、その拡大翼が拡大したか否かを地上から確認できるものが考案されている。これは、該地盤改良撹拌機を用いて円柱体の節部を形成しているときには、その拡大翼は地盤中にあるために地上では拡大アームが開いた状態となっているか否かを確認することができないので、地盤中の岩石などの異物が障害となって拡大翼の回転外径が拡大されないような場合には、円柱体に所望の節部を形成することができず、その結果、目的の強度にまで地盤が強化されていない状態となり得ることを防止するためのものである。
【０００４】
図１０は、上記拡大翼の構成を示す平面図であり、図１１(a)は、図１０(a)の視点Ｘから拡大翼１４をみた側面図であり、図１１(b)は、図１０(b)の視点Ｙから拡大翼１４をみた側面図である。図に示すように、拡大翼１４は、上下方向に一定間隔をおいて回転軸１０に固定された一対のブラケット４０と、該ブラケット４０を貫通する支持ピン４１を支軸として、軸線回りに回動自在に一対の拡大アーム４２とが設けられたものであり、拡大アーム４２の基端部は、一対のスペーサー４３とブラケット４０により挟み込まれ、これらを支持ピン４１が貫通するものとなっている。また、ブラケット４０には、拡大アーム４２の回動を規制するための規制ピン４４ａ、４４ｂがブラケット５０を貫通するように各々二本づつ設けられている。
【０００５】
また、上記一対のブラケット４０には、一の拡大アーム５２の回動を規制する規制ピン４４ａ、４４ｂの各々の近傍であって拡大アーム４２の回動軌道と交わるように、ワイヤロープ４５が張架されている。ブラケット４０各々には、ワイヤロープ４５を挿通させるための挿通孔が設けられており、各ワイヤロープ４５の一端は、下側のブラケット４０の挿通孔を挿通した状態で止具により固定されている。一方、各ワイヤロープ４５の他端は、上側のブラケット４０の挿通孔を挿通して、回転軸１０の内部に貫入し、規制ピン４４ａの近傍に張架されたワイヤロープ４５は、拡大アームが開いたことを示すためのライトと連結しており、一方、規制ピン４４ｂの近傍に張架されたワイヤロープ４５は、拡大アームが閉じたことを示すためのライトと連結している。
【０００６】
上記拡大アーム４２は板状のものであり、その基端部には、図１０に示すように、拡大アーム４２が支持ピン４１を支軸として規制ピン４４ａに当接することなく回動自在となるような円弧部４２ａと、所定の位置で規制ピン４４ａに当接することにより拡大アーム４２の回動を規制するような角部４２ｂとが形成されている。
【０００７】
回転軸１０が反転するときには、図１０(a)及び図１１(a)に示すように、拡大アーム４２が開く方向に回動して、拡大アーム４２の角部４２ａがワイヤロープ４５に当接し、さらに規制ピン４４ａに当接するまで回動することにより、ワイヤロープ４５が引っ張られる。これを受けて、拡大アームが開いたことを示すためのライトが点灯する。
一方、回転軸１０が正転するときには、拡大アーム４２が閉じる方向に回動して、その角部４２ｂがワイヤロープ５５から離れ、これにより、上記ライトが消灯する。
【０００８】
さらに、回転軸１０の正転により、図１０(ｂ)及び図１１(ｂ)に示すように、拡大アーム４２が閉じる方向に回動して、拡大アーム４２の側部が規制ピン４４ｂの近傍に張架されたワイヤロープ４５に当接し、さらに規制ピン４４ｂに当接するまで回動することにより、ワイヤロープ４５が引っ張られる。これを受けて、拡大アームが閉じたことを示すためのライトが点灯する。
従って、作業者は、拡大アーム４２が開いたことを示すライト又は閉じたことを示すライトのいずれが点灯しているかにより、拡大翼１４が拡大された状態又は閉じた状態となっているかを地上で確認することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記拡大翼１４によれば、拡大アーム４２が拡大したか否かを、ライトの点灯により地上で確認できるが、拡大アーム４２の開閉を繰り返すうちに、或いは温度変化等によりワイヤロープ４５の素材が延伸して緩みが生じることがあり、そのような場合には、拡大アーム４２が開く方向又は閉じる方向に回動してワイヤロープ４５を引っ張ったとしても、ライトが点灯しないこととなる。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、拡大アームの開閉を検知するための索条に生じた緩みを解消するための手段を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた本発明の請求項１に係る索条巻上げ装置付き地盤改良撹拌機は、回転の正逆により拡大アームが開閉する拡大翼に、拡大アームの開閉軌道を挟入する位置にある部材間に伸縮自在に張架され、拡大アームが当接して開閉することにより伸縮する索条と、該索条が一定の閾値以上伸張又は縮退したことの一方又は双方を検知して検知信号を出力する検知手段と、該検知信号を受け、拡大アームの開閉状態を表示する表示手段とを備えた地盤改良撹拌機において、上記索条を巻張し、かつ、固定する索条巻上げ装置を、索条が張架されている部材に設けてなるものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係る索条巻上げ装置付き地盤改良撹拌機は、上記索条巻上げ装置は、その一端に多角形の節部が形成された、索条を巻き上げるための軸と、該節部の形状と同形の凹部が形成された、上記軸を軸線方向に滑動自在に支持する軸受けと、上記軸の滑動を規制するための止具とを備えたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき具体的に説明する。
本発明の実施の形態に係る索条巻上げ装置付き地盤改良撹拌機１００は、図１に示すように、建設機械２により固定される支柱３に昇降自在に設けられており、その地上側の端部には、ライト１６ａ、１６ｂが設けられている。なお、図示していないが、ミキサーにより、水と固化剤を混錬した固化剤スラリーが作製され、該固化剤スラリーがポンプにより、上記索条巻上げ装置付き地盤改良撹拌機１００に圧送されるものとなっている。
【００１３】
図２(a)は、上記地盤改良撹拌機１００の地盤側の正面を、図２(b)は、地盤改良撹拌機１００の側面を示したものであるが、各図に示すように、上記索条巻上げ装置付き地盤改良撹拌機１００の地盤側には、その先端に吐出口１０ａが形成された中空状の回転軸１０と、その先端部分に堀削チップ１１０を有し、回転軸１０の先端部分に上記吐出口１０ａを塞がないように設けられた削孔ヘッド１１と、その一辺縁側に堀削チップ１２０を有し、回転軸１０の先端近傍に、水平面に対して一定角度の傾斜を有するように相対向して設けられた一対の削孔撹拌翼１２と、削孔撹拌翼１２の上方の回転軸１０に、水平面に対して一定角度の傾斜を有するように相対向して設けられた一対の抑制撹拌翼１３と、削孔撹拌翼１２と抑制撹拌翼１３との間の回転軸１０に設けられた拡大翼１５とが設けられている。
上記削孔撹拌翼１２、抑制撹拌翼１３は、各々回転軸１０に対して垂直となる方向に突出して設けられており、削孔撹拌翼１２が突出する方向と、抑制撹拌翼１３が突出する方向とは、回転軸１０を中心として位相が９０度異なるものとなっている。
【００１４】
図３は、上記拡大翼１５の詳細な構成を説明するための平面図であり、図４は、図３(b)の視点Ｘからみた拡大翼１５の側面図であるが、図に示すように、拡大翼１５は、上下方向に一定間隔をおいて回転軸１０に固定された一対のブラケット５０と、該ブラケット５０を貫通する支持ピン５１を支軸として、軸線回りに回動自在に一対の拡大アーム５２とが設けられたものであり、拡大アーム５２の基端部は、一対のスペーサー５３とブラケット５０により挟み込まれ、これらを支持ピン５１が貫通するものとなっている。また、ブラケット５０には、拡大アーム５２の回動を規制するための規制ピン５４ａ、５４ｂがブラケット５０を貫通するように各々二本づつ設けられている。
【００１５】
上記規制ピン５４ａは、拡大翼１５が反転して拡大アーム５２が開く方向に回動したときに、その先端部が回転軸１０から最も離れた位置、即ち、拡大翼１５の回転外径が最大となる位置で、拡大アーム５２の回動を規制するように設けられている。一方、規制ピン５４ｂは、拡大翼１５が正転して拡大アーム５２が閉じる方向に回動したときに、拡大翼１５の回転外径が削孔撹拌翼１２の回転外径と同等となる位置で、拡大アーム５２の回動を規制するように設けられている。
【００１６】
上記拡大アーム５２は板状のものであり、その先端側であって反転時の回転方向側の側部に堀削チップ５２０が固定されたものである。また、拡大アーム５２の基端部には、図３に示すように、拡大アーム５２が支持ピン５１を支軸として規制ピン５４ａに当接することなく回動自在となるような円弧部５２ａと、所定の位置で規制ピン５４ａに当接することにより拡大アーム５２の回動を規制するような角部５２ｂとが形成されている。
【００１７】
また、上記一対のブラケット５０には、図３及び図４に示すように、一の拡大アーム５２の回動を規制する規制ピン５４ａ、５４ｂの各々の近傍であって拡大アーム５２の回動軌道と交わるように、ワイヤロープ５５が張架されている。ブラケット５０各々には、ワイヤロープ５５を挿通させるための挿通孔５００が設けられており、各ワイヤロープ５５の一端は、下側のブラケット５０の挿通孔５００を挿通し、該ブラケット５０の下面に設けられた索条巻上げ装置１７と連結している。一方、各ワイヤロープ５５の他端は、上側のブラケット５０の挿通孔５００を挿通して、回転軸１０の内部に貫入し、規制ピン５４ａの近傍に張架されたワイヤロープ５５は、拡大アームが開いたことを示すためのライト１６ａと連結しており、一方、規制ピン５４ｂの近傍に張架されたワイヤロープ５５は、拡大アームが閉じたことを示すためのライト１６ｂと連結している。なお、ワイヤロープ５５の材質は、防錆性等を考慮するとステンレス製のものが望ましい。
【００１８】
図５は、回転軸１０の断面を示す断面図であるが、回転軸１０は、図に示すように、固化剤スラリーを圧送するための中空部が設けられた六角形のロッド１０１と、ロッド１０１と内接する円柱状の内管１０２と、内管１０２とワイヤロープ防護管５５０とを内包する円柱状の外管１０３とからなり、内管１０２と外管１０３との間に形成された空間には、ワイヤロープ防護管５５０が配設されている。回転軸１０の回転時には、ロッド１０１を軸として、内管１０２、ワイヤロープ防護管５５０、及び外管１０３が一体となって回転する。
なお、内管１０２と外管１０３との連結を確実なものとするために、内管１０２と外管１０３との間に形成された空間には、図に点線で示した位置に、さらにワイヤロープ防護管５５０を配設することが望ましい。該ワイヤロープ防護管５５０は、上述した二本のワイヤロープ５５と同様のワイヤロープを、さらに他の拡大アーム５２の回動を規制する規制ピン５４ａ、５４ｂの各々の近傍にも張架する場合に、該ワイヤロープを挿通するために用いることも可能である。
【００１９】
また、各ライト１６ａ、１６ｂには、上記各ワイヤロープ５５との連結部にリミットスイッチ１６０が各々設けられている。リミットスイッチ１６０は、ワイヤロープ５５の伸縮を検知して、ライト１６ａ、１６ｂを点灯又は消灯するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、図６に示すようなものを用いる。
【００２０】
図６に示すように、リミットスイッチ１６０は、接触端子１６１を有する一対の板状体１６２が相対向して設けられており、一対の板状体１６２の間に設けられたバネ１６３により、接触端子１６１は、通常、離れた状態となっている。一対の板状体１６２各々には挿通孔が設けられており、ワイヤロープ５５は、各々の板状体１６２の挿通孔に挿通した状態で、上側の板状体１６２の上面側で止具１６４により固定されている。これにより、ワイヤロープ５５には、バネ１６３により、常に上側への引っ張り力が与えられる。また、接触端子１６１には導電コード１６５が接続されており、導電コード１６５の他端は、ライト１６に接続されている。また、これらは、カバー１６６により、その全体が覆われている。なお、リミットスイッチ１６０を固定するための部材は、ライト１６ａ、１６ｂ、又は回転軸１０の内管１０２若しくは外管１０３のいずれでもよく、特に限定されるものではない。
【００２１】
上記一対の板状体１６２間の距離は、拡大アーム５２が開いた状態又は閉じた状態となったときに、ワイヤロープ５５が引っ張られる長さと同等なものとする。
従って、拡大アーム５２の開閉により、ワイヤロープ５５が、図示する矢印方向へ引っ張られることにより、バネ１６３が縮退して接触端子１６１同士が接触し、導電コード１６５が導通状態となる。
【００２２】
図７乃至図９は、上記索条巻上げ装置１７の詳細な構成を説明するための概略斜視図及びそのＡ−Ａ断面を示す断面図であるが、図に示すように、索条巻上げ装置１７は、ワイヤロープ５５を巻き上げる軸１７０と、軸１７０を支持する一対の軸受け１７１と、ナット１７２とからなる。
上記軸１７０は、その一端に外形が六角形の節部１７０ａが形成されており、該節部１７０ａには、軸線方向に六角形の凹部が形成されている。これにより、スパナ、レンチ等の工具を用いて軸１７０を回転させることができる。
また、軸１７０の中央には、ワイヤロープ５５を巻き上げるための巻着部１７０ｂが形成されている。該巻着部１７０ｂは、その外径が軸１７０より小さいもので、図には示していないが、ワイヤロープ５５の端部を巻着部１７０ｂに固定するための孔等が形成されている。さらに、軸１７０の他端には、ナット１７２と嵌合するネジ部１７０ｃが形成されている。
【００２３】
上記一対の軸受け１７１は、軸１７０を回転自在に、かつ、軸線方向に滑動自在に支持するものであり、各軸受け１７１は、各々下側のブラケット５０の下面に固着されている。また、軸１７０の節部１７０ａ側を支持する軸受け１７１には、節部１７０ａの外形と同形で該節部１７０ａを嵌合するための凹部１７１ａが形成されている。
【００２４】
上記拡大アーム５２の開閉は以下のように行われる。
拡大アーム５２は、回転軸１０が反転（半時計回りに回転）する場合には、遠心力及び土砂等の抵抗により、上記角部５２ｂが規制ピン５４ａに当接するまで拡大アーム５２が回動する。このとき、拡大アーム５２の先端部が回転軸１０から最も離れた状態となり、拡大翼１５の回転外径が拡大して、削孔撹拌翼１２又は抑制撹拌翼１３の回転外径よりも大きくなる。同時に、拡大アーム５２の角部５２ｂが、規制ピン５４ａの近傍に張架されたワイヤロープ５５に当接して引っ張る。一方、回転軸１０が正転（時計回りに回転）する場合には、土砂等の抵抗により、拡大アーム５２の側部が規制ピン５４ｂに当接するまで回動する。これにより、拡大翼１５の回転外径が縮小して、削孔撹拌翼１２又は抑制撹拌翼１３の回転外径と同等となる。
【００２５】
回転軸１０が反転するときには、拡大アーム５２が開く方向に回動して、拡大アーム５２の角部５２ｂがワイヤロープ５５に当接し、さらに規制ピン５４ａに当接するまで回動することにより、ワイヤロープ５５が引っ張られる。これにより、図６に示したリミットスイッチ１６０のバネ１６３が縮退して接触端子１６１同士が接触し、リミットスイッチ１６０は導通状態となる。これを受けて、ライト１６ａが点灯する。
一方、回転軸１０が正転するときには、拡大アーム５２が閉じる方向に回動して、その角部５２ｂがワイヤロープ５５から離れ、リミットスイッチ１６０の接触端子１６１が離れ、これにより、リミットスイッチ１６０の導通状態が断たれ、ライト１６ａが消灯する。
【００２６】
さらに、回転軸１０の正転により、拡大アーム５２が閉じる方向に回動して、拡大アーム５２の側部が規制ピン５４ｂの近傍に張架されたワイヤロープ５５に当接し、さらに規制ピン５４ｂに当接するまで回動することにより、ワイヤロープ５５が引っ張られる。これにより、図６に示したリミットスイッチ１６０のバネ１６３が縮退して接触端子１６１同士が接触し、リミットスイッチ１６０は導通状態となる。これを受けて、拡大アームが閉じたことを示すためのライト１６ｂが点灯する。
従って、作業者は、ライト１６ａ又はライト１６ｂのいずれが点灯しているかにより、拡大翼１５が拡大された状態又は閉じた状態となっているかを地上で確認する。
【００２７】
以下、上記索条巻上げ装置１７の動作について説明する。
図４に示すように、上記ワイヤロープ５５が緩んだ状態となっている場合には、軸１７０の節部１７０ａと軸受け１７１の凹部１７１ａとが嵌合していない状態（図８）において、軸１７０の節部１７０ａを工具を用いて回転させ、ワイヤロープ５５を軸１７０の巻着部１７０ｂに巻き上げる。これにより、ワイヤロープ５５の緩みが解消される。ワイヤロープ５５の巻上げは、リミットスイッチ１６０の検知感度を考慮して、ワイヤロープ５５に適当な張力が加わるまで行う。
【００２８】
ワイヤロープ５５の巻上げを終えたなら、軸１７０を、その節部１７０ａが軸受け１７１の凹部１７１ａに嵌合するように滑動させる。該節部１７０ａと該凹部１７１ａとを嵌合した後、軸１７０のネジ部１７０ｃにナット１７２をねじ込む。図９に示すような状態で、軸１７０の節部１７０ａと軸受け１７１の凹部１７１ａとが嵌合することにより軸１７０の回転が規制され、かつ、軸１７０のネジ部１７０ｃ側をナット１７２で固定することにより、軸１７０の滑動が規制され、これにより、ワイヤロープ５５を巻張した状態で固定することができる。
【００２９】
このように、本実施の形態に係る索条巻上げ装置付き地盤改良撹拌機１００によれば、拡大翼１５に、ワイヤロープ５５を巻き上げる軸１７０と、軸１７０を支持する軸受け１７１と、ナット１７２とからなる索条巻上げ装置１７を設け、拡大アーム５２の開閉を検知するためのワイヤロープ５５を巻張し、かつ固定するようにしたので、ワイヤロープ５５の素材が延伸して緩みが生じても、その調節を行うことができ、これにより、常に拡大検知機能を正常に動作させることができる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、索条巻上げ装置１７は、一対のブラケット５０のうち、下側のブラケット５０の下面に設けることとしたが、それ以外の箇所、例えば、該ブラケット５０の上面等に設けることとしても本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
また、本実施の形態では、軸１７０に形成されたネジ部１７０ｃにナット１７２をねじ込むことにより、軸１７０の滑動を規制するものとしたが、その他の止具、例えば、軸１７０のネジ部１７０ｃに対応する箇所に挿通孔を設け、該挿通孔に割ピンを挿通して固定することにより、軸１７０の滑動を規制するようにしてもよい。
【００３２】
また、本実施の形態では、軸１７０を手動で回転及び滑動して、ワイヤロープ５５を巻張及び固定することとしたが、モータ等の適当な駆動装置を用いて、軸１７０の回動及び滑動を行うようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に係る索条巻上げ装置付き地盤改良撹拌機によれば、回転の正逆により拡大アームが開閉する拡大翼に、拡大アームの開閉軌道を挟入する位置にある部材間に伸縮自在に張架され、拡大アームが当接して開閉することにより伸縮する索条と、該索条が一定の閾値以上伸張又は縮退したことの一方又は双方を検知して検知信号を出力する検知手段と、該検知信号を受け、拡大アームの開閉状態を表示する表示手段とを備えた地盤改良撹拌機において、上記索条を巻張し、かつ、固定する索条巻上げ装置を、索条が張架されている部材に設けたので、索条に生じた緩みを解消することができる。これにより、常に拡大検知機能を正常に動作させることができる。
【００３４】
また、本発明の請求項２に係る索条巻上げ装置付き地盤改良撹拌機によれば、その一端に多角形の節部が形成された、索条を巻き上げるための軸と、該節部の形状と同形の凹部が形成された、上記軸を軸線方向に滑動自在に支持する軸受けと、上記軸の滑動を規制するための止具とを備えたので、簡単な構成により、上記と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】地盤改良工法に用いられる装置を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る索条巻上げ装置付き地盤改良撹拌機１００の構成を示す正面図及び側面図である。
【図３】拡大翼１５の正転時及び反転時の状態を示す平面図である。
【図４】拡大翼１５の詳細な構成を説明するための正面図である。
【図５】回転軸１０の詳細な構成を説明するための断面図である。
【図６】リミットスイッチ１６０の内部構成を示す断面図である。
【図７】索条巻上げ装置１７の構成を示す概略斜視図である。
【図８】図７のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図９】図７のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図１０】拡大翼１４の構成を示す正面図である。
【図１１】拡大翼１４の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１００  索条巻上げ装置付き地盤改良撹拌機
１５  拡大翼
１６ａ、１６ｂ  ライト
１６０  リミットスイッチ
１７  索条巻上げ装置
１７０  軸
１７０ａ  節部
１７０ｂ  巻着部
１７０ｃ  ネジ部
１７１  軸受け
１７１ａ  凹部
１７２  ナット
５０  ブラケット
５２  拡大アーム
５５  ワイヤロープ
【図１】
0003969917.tif 000002
【図２】
0003969917.tif 000003
【図３】
0003969917.tif 000004
【図４】
0003969917.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003969917.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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