(57)【要約】      （修正有）【課題】１軸のみを回転駆動する駆動装置でも、地盤改良部の中心部を逆回転攪拌翼により効率よく攪拌することができるとともに、ギアボックスケースの径を極力小さくすることができる地盤改良装置を提供する。【解決手段】地盤改良装置１は、地盤改良材がロッド２内の上方から下方に流れ、ロッドの下部から地盤に注入混合することにより地盤を改良する。そして、ロッドには正回転攪拌翼６が固定されており、この正回転攪拌翼の下方にギアボックスが配置されている。ギアボックスのケース１１内において、上側ベベルギア１８が、中間ベベルギア１７を介して下側ベベルギア１６により駆動される。この上側ベベルギアからギアボックスケースの上方へ外管２６が突出しており、外管の上部に逆回転攪拌翼７が取り付けられている。また、ギアボックスケースの外側面には共回り防止部材８が外側に張り出している。【選択図】図３
2016050451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤改良材がロッド内の上方から下方に流れ、ロッドの下部から地盤に注入混合することにより地盤を改良する地盤改良装置において、
前記ロッドには、正回転攪拌翼が固定されており、
この正回転攪拌翼の下方にギアボックスが配置され、
このギアボックスのケース内において、第１ベベルギアが前記ロッドに固定され、
この第１ベベルギアに噛み合う中間ベベルギアが、前記ロッドの軸心に対して垂直な軸を中心にして、回転可能に取り付けられ、
この中間ベベルギアに噛み合う第２ベベルギアが、前記ロッドに遊嵌しており、
前記第１ベベルギア、中間ベベルギア、第２ベベルギアが、前記ギアボックスケース内に配置され、
前記第２ベベルギアからギアボックスケースの外方へ、外管が突出し、この外管の内部空間に前記ロッドが挿入されており、
前記外管の端部に逆回転攪拌翼が、固定されており、
前記ギアボックスケースの外側面には共回り防止部材が外側に張り出していることを特徴とする地盤改良装置。
【請求項２】
前記逆回転攪拌翼の外管への取付位置が、前記共回り防止部材のギアボックスケースへの取付位置よりも軸心側であ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】
前記ロッドの下端には掘削翼が固定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。
【請求項４】
前記正回転攪拌翼は、前記ロッドに固定されている一対の取付板の間に嵌められてボルト締めされており、
前記逆回転攪拌翼は、前記外管に固定されている一対の取付板の間に嵌められてボルト締めされており、
前記共回り防止部材は板状をしており、前記ギアボックスケースに固定されている一対の取付板の間に嵌められてボルト締めされており、
前記共回り防止部材用の取付板は、前記正回転攪拌翼用の取付板や逆回転攪拌翼用の取付板よりも大きく、かつ、ボルト締めのボルト数量が、前記正回転攪拌翼用や逆回転攪拌翼用よりも、前記共回り防止部材用が多いことを特徴としている請求項１，２または３記載の地盤改良装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤に地盤改良材を注入混合して改良する地盤改良装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地盤に注入した地盤改良材を効率よく攪拌するために、正回転攪拌翼と逆回転攪拌翼との両方を備えた地盤改良装置がある。たとえば、特開平８−５３８３４号公報（特許文献１）に記載のように、内管に正回転攪拌翼を固定し、外管に逆回転攪拌翼を固定し、それぞれを地上に設置された駆動装置で回転駆動している。そのため、正回転攪拌翼用の内管と、逆回転攪拌翼用の外管の両２軸を回転駆動する専用の駆動装置を設置する必要があり、通常の１軸のみを回転駆動する駆動装置では対応することができなかった。
【０００３】
そこで、１軸のロッドを回転駆動する駆動装置で、正回転攪拌翼と逆回転攪拌翼の両者を回転することができるように、ロッドの下部に逆回転装置を設けた地盤改良装置が検討されており、たとえば、実開平５−７１２３２号公報（特許文献２）に記載されている。この特許文献２に記載の地盤改良装置では、逆回転用の遊星ギアを収納しているギアボックスのケースの外筒が回転しており、この外筒に逆回転攪拌翼が取り付けられている。ギアボックスケースの内部空間には複数のギアが配置されており、その外径は大きくなっている。そして、この大きな外径の外筒に逆回転攪拌翼が取り付けられているため、逆回転攪拌翼の取付位置が、駆動される回転軸の軸心から大きく離れる。したがって、逆回転攪拌翼の長さが、正回転攪拌翼の長さよりも短くなり、それにともなって、逆回転攪拌翼の攪拌が正回転攪拌翼よりも小さくなって、攪拌のバランスが良くない。また、地盤改良部の中心部を逆回転攪拌翼により効率よく攪拌することが困難となる。
【０００４】
また、特許文献２の逆回転用の遊星ギアは、回転軸心が駆動装置で回転駆動されるロッドの軸心と平行であり、ギアが径方向に外側に配列されている。そのため、ギアボックスケースの径が大きくなり、このギアボックスケースにより地盤改良部分の中心部の土砂が外側に大きく排除され、地盤改良部分の中心部が攪拌されないことになる。また、ロッドの上下動の妨げになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−５３８３４号公報
【特許文献２】実開平５−７１２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、ギアボックスケースの外筒に逆回転攪拌翼を取り付けると、地盤改良部の中心部を逆回転攪拌翼により効率よく攪拌することが困難となるとともに、ギアが径方向に外側に配列され、ギアボックスケースの径が大きな点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の地盤改良装置（１）は、地盤改良材がロッド（２）内の上方から下方に流れ、ロッドの下部から地盤に注入混合することにより地盤を改良する。そして、前記ロッドには正回転攪拌翼（６）が固定されており、この正回転攪拌翼の下方にギアボックスが配置され、このギアボックスのケース（１１）内において第１ベベルギア（１６）が前記ロッドに固定され、この第１ベベルギアに噛み合う中間ベベルギア（１７）が前記ロッドの軸心に対して垂直な軸（２１）を中心にして回転可能に取り付けられ、この中間ベベルギアに噛み合う第２ベベルギア（１８）が前記ロッドに遊嵌しており、前記第１ベベルギア、中間ベベルギア、第２ベベルギアが前記ギアボックスケース内に配置され、前記第２ベベルギアからギアボックスケースの外方へ外管（２６）が突出し、この外管の内部空間に前記ロッドが挿入されており、前記外管の端部に逆回転攪拌翼（７）が固定されており、前記ギアボックスケースの外側面には共回り防止部材（８）が外側に張り出している。
【０００８】
また、逆回転攪拌翼の外管への取付位置が、前記共回り防止部材のギアボックスケースへの取付位置よりも軸心側である場合がある。
さらに、前記ロッドの下端には掘削翼（９）が固定されている場合がある。
【０００９】
そして、前記正回転攪拌翼は、前記ロッドに固定されている一対の取付板（３１）の間に嵌められてボルト締めされており、前記逆回転攪拌翼は、前記外管に固定されている一対の取付板の間に嵌められてボルト締めされており、前記共回り防止部材は板状をしており前記ギアボックスケースに固定されている一対の取付板（３６）の間に嵌められてボルト締めされており、前記共回り防止部材用の取付板は、前記正回転攪拌翼用の取付板や逆回転攪拌翼用の取付板よりも大きく、かつ、ボルト締めのボルト（３２，３７）数量が、前記正回転攪拌翼用や逆回転攪拌翼用よりも、前記共回り防止部材用が多い場合がある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第２ベベルギアからギアボックスケースの外方へロッドに沿って外管が突出し、この外管の端部に逆回転攪拌翼が固定されているので、逆回転攪拌翼がギアボックスケースに取り付けられている場合と比して、逆回転攪拌翼の取付位置を軸心側とすることができる。その結果、逆回転攪拌翼により地盤改良部の中心部を効率よく攪拌することができる。しかも、中間ベベルギアが、ロッドの軸心に対して垂直な軸を中心にして回転するように構成されているため、第１ベベルギア、中間ベベルギアおよび第２ベベルギアが上下方向に配列され、ギアが径方向に配列されているものに比して、ギアボックスケースの径を極力小さくすることができる。さらに、１個の中間ベベルギアにかかる力が大きな場合には、第１ベベルギアと第２ベベルギアとの間に介在する中間ベベルギアの数量を簡単に多くすることができる。その結果、多くの中間ベベルギアで力を伝達でき、各中間ベベルギアにかかる力を小さくすることができる。
【００１１】
また、攪拌翼および共回り防止部材がボルト締めで着脱可能に取り付けられている場合には、地盤改良する範囲の径に応じて、攪拌翼や共回り防止部材の大きさ（特に、径方向の長さ）を変更することができる。しかも、共回り防止部材の方が、攪拌翼よりも強固に取り付けられており、ギアボックスケースの回転をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本発明における地盤改良装置の実施の一形態の正面図である。
【図２】図２は地盤改良装置の側面図である。
【図３】図３は地盤改良装置の一部切欠き断面図である。
【図４】図４は正回転攪拌翼および共回り防止部材の取付部の説明図で、（ａ）が正回転攪拌翼の取付部付近の平面図、（ｂ）が（ａ）の正面図、（ｃ）が共回り防止部材の取付部付近の平面図、（ｄ）が（ｃ）の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
通常の１軸のみを回転駆動する駆動装置でも、地盤改良部の中心部を逆回転攪拌翼により効率よく攪拌するとともに、ギアボックスケースの径を極力小さくするという目的を、ギアボックスケースの回転を共回り防止部材で停止させ、かつ、第２ベベルギアからギアボックスケースの外方へ外管が突出し、この外管の端部に逆回転攪拌翼を固定するとともに、中間ベベルギアを、ロッドの軸心に対して垂直な軸を中心にして回転させることで実現した。
【実施例１】
【００１４】
次に、本発明における地盤改良装置の一実施例について、図１ないし図４を用いて説明する。図１は本発明における地盤改良装置の実施の一形態の正面図である。図２は地盤改良装置の側面図である。図３は地盤改良装置の一部切欠き断面図である。図４は正回転攪拌翼および共回り防止部材の取付部の説明図で、（ａ）が正回転攪拌翼の取付部付近の平面図、（ｂ）が（ａ）の正面図、（ｃ）が共回り防止部材の取付部付近の平面図、（ｄ）が（ｃ）の正面図である。なお、図１〜図３において、理解しやすいように掘削翼と正回転攪拌翼とは同位相で図示されているが、実際は９０°位相がずれている。
【００１５】
地盤改良装置１は、図示しない走行車体に載せられた駆動装置で回転駆動されるロッド２の下部に設けられる。ロッド２は長さが変更できるように、接続部２ａで多段に連結することができる。図１に図示する下段のロッド２の接続部２ａは、図示しない上段のロッドの下端の接続部に接続される。この様にしてロッド２の長さを調整して、地盤改良する部分の深さを変更することが可能である。地盤改良装置１は、上方から順次配置された正回転攪拌翼６、逆回転攪拌翼７、共回り防止部材８および掘削翼９を備えている。
【００１６】
ロッド２は円筒状をしており、その内部には、液状のモルタルなどの地盤改良材が流れる流体供給流路（図示しない）が設けられ、この流体供給流路から供給された地盤改良材は、図示しない吐出口からロッド２の外側（周囲や下端）に適宜吐出される。
【００１７】
正回転攪拌翼６および掘削翼９は、ロッド２に着脱可能に固定され、ロッド２と一体に回転する。正回転攪拌翼６、逆回転攪拌翼７および掘削翼９は、図２に図示するように同じ方向に傾斜している。また、正回転攪拌翼６と掘削翼９は、図１〜３では同位相であるが、実際は９０°ずれている。
【００１８】
共回り防止部材８は、横長の板状をしているとともに、ギアボックスのケース１１の外側に径方向に張り出した状態で取り付けられている。共回り防止部材８の短辺は、上下方向（すなわち、ロッド２の軸方向）に沿って配置されている。この共回り防止部材８により、ギアボックスケース１１は回転することが阻止される。また、共回り防止部材８により、ロッド２の回転に連れ回りする土砂の回転も阻止される。
【００１９】
ギアボックスケース１１の内部空間には、下側から順に第１ベベルギアである下側ベベルギア１６、中間ベベルギア１７、第２ベベルギアである上側ベベルギア１８が配置されている。下側ベベルギア１６は、中間ベベルギア１７を介して上側ベベルギア１８と噛み合っている。下側ベベルギア１６はロッド２に固定され、ロッド２と一体に回転する。下側ベベルギア１６に噛み合う中間ベベルギア１７は、ギアボックスケース１１の内面から水平（すなわち、ロッド２の軸心に垂直な方向）に突出する軸２１に遊嵌している。中間ベベルギア１７に噛み合う上側ベベルギア１８は、ロッド２に遊嵌している。言い換えると、上側ベベルギア１８の中央部には、ロッド２が挿入されている。この上側ベベルギア１８から上方に立ち上がる外管２６が、ギアボックスケース１１の外部空間に突出している。すなわち、外管２６はギアボックスケース１１の上壁の中央部を貫通して、上方に延びている。そして、外管２６は上側ベベルギア１８に一体に固定されており、上側ベベルギア１８と一体に回転する。外管２６の内部には、ロッド２が挿入され、断面円形の二重管構造となっている。
【００２０】
図４（ａ），（ｂ）に図示するように、正回転攪拌翼６は、ロッド２の外側面に一対固定して設けられた取付板３１の間に嵌められて２本のボルト３２でボルト締めされている。また、同様な構造で、逆回転攪拌翼７は、外管２６の外側面に一対固定して設けられた取付板の間に嵌められて２本のボルトでボルト締めされている。この逆回転攪拌翼７用の取付板は、正回転攪拌翼６用の取付板３１とほぼ同じ大きさである。そして、図４（ｃ），（ｄ）に図示するように、板状の共回り防止部材８は、ギアボックスケース１１に固定されている一対の取付板３６の間に嵌められて４本のボルト３７でボルト締めされている。
【００２１】
この様に構成されている地盤改良装置１で、地盤を改良する際には、ロッド２を図示しない駆動装置で時計方向に正回転させる。すると、ロッド２と一体に回転する正回転攪拌翼６および掘削翼９も正回転する。ロッド２に遊嵌しているギアボックスケース１１に固定されている共回り防止部材８は、地盤に垂直に差し込まれており、殆ど回転しない。そして、上側ベベルギア１８は下側ベベルギア１６とは反対側に回るため、外管２６は反時計方向に回転し、外管２６に固定されている逆回転攪拌翼７も反時計方向に回転する。
【００２２】
ついで、ロッド２の回転方向を時計方向から反時計方向に変更すると、正回転攪拌翼６、逆回転攪拌翼７および掘削翼９は、各々今までとは逆方向に回転する。この様に、正回転攪拌翼６と逆回転攪拌翼７の回転方向が異なるため、土砂を効率よく攪拌することができる。
【００２３】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
（１）上述の実施例では、正回転攪拌翼６、逆回転攪拌翼７、共回り防止部材８および掘削翼９は各２枚で構成されているが、その枚数は適宜変更可能である。たとえば、３枚や４枚以上にすることも可能である。
【００２４】
（２）正回転攪拌翼６、逆回転攪拌翼７および共回り防止部材８の取付構造は、適宜変更可能である。特許請求の範囲で限定されていなければ、着脱不能に（たとえば、溶接などで）固定することも可能である。ただし、着脱自在に構成した方が、地盤改良する範囲の径に応じて、攪拌翼や共回り防止部材の大きさ（特に、径方向の長さ）を変更することができる。
（３）上述の実施例では、共回り防止部材は板状であるが、ギアボックスケースの回転を阻止することができるならば、他の構造でも可能である。
【００２５】
（４）上述の実施例では、攪拌翼や共回り防止部材は、一対の取付板の間に嵌められてボルト締めされているが、取付板の大きさやボルトの数量などは適宜変更可能である。
（５）正回転攪拌翼６、逆回転攪拌翼７および共回り防止部材８は各１段設けられているが、多段に設けることも可能である。
【００２６】
（６）地盤改良装置１は１軸のみを回転駆動する駆動装置で駆動することも可能であるが、内管と外管からなる二重管を回転駆動する二重管駆動用の駆動装置で駆動することも当然可能である。なお、二重管駆動用の駆動装置の場合には、内管用駆動部か、外管用駆動部の何れか一方で、ロッド２を回転駆動することになる。
（７）正回転攪拌翼６および逆回転攪拌翼７の傾斜の向きおよび角度は適宜変更可能である。たとえば、正回転攪拌翼６の傾斜方向と逆回転攪拌翼７の傾斜方向は同じであるが、異ならすことも可能である。
【００２７】
（８）ギアボックスケース１１、下側ベベルギア１６、中間ベベルギア１７、上側ベベルギア１８および外管２６などからなる逆転機構を上下反転して取り付けることも可能である。すなわち、第１ベベルギアである下側ベベルギア１６が、第２ベベルギアである上側ベベルギア１８よりも上方に配置され、第２ベベルギアから下方に外管２６が垂れ下がり（すなわち、逆さまに立ち上がり）、その下端部に逆回転攪拌翼７が取り付けられることも可能である。
（９）中間ベベルギア１７は、ギアボックスケース１１に固定された軸２１を中心にして回転しているが、中間ベベルギア１７に軸を固定し、この軸をギアボックスケース１１に回転可能に支持することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
通常の１軸のみを回転駆動する駆動装置でも、地盤改良部の中心部を逆回転攪拌翼により効率よく攪拌することができるので、正回転攪拌翼および逆回転攪拌翼により地盤を攪拌して改良する地盤改良装置に適用することが最適である。
【符号の説明】
【００２９】
１  地盤改良装置
２  ロッド
６  正回転攪拌翼
７  逆回転攪拌翼
８  共回り防止部材
９  掘削翼
１１  ギアボックスのケース
１６  下側ベベルギア（第１ベベルギア）
１７  中間ベベルギア
１８  上側ベベルギア（第２ベベルギア）
２１  軸
２６  外管
３１  取付板
３２  ボルト
３６  取付板
３７  ボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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