(57)【要約】【課題】摩耗低減用プレートが不意に脱落してしまうのを防止すること。【解決手段】本発明では、掘削装置（５）の回転掘削部（１５）の外周面に貼着され、回転掘削部（１５）の外周面の摩耗を低減する摩耗低減用プレート（４４）において、回転掘削部（１５）の外周面に溶接される基台（４５）と、基台（４５）に取付けられる耐摩耗板（４６）とからなり、基台（４５）に貫通孔（４７）を形成して基台（４５）の外周部と貫通孔（４７）の内周部とで回転掘削部（１５）の外周面に溶接可能とすることにした。また、前記耐摩耗板（４６）は、回転掘削部（１５）の回動方向と対面する両側面を先鋭状に傾斜させることにした。さらに、前記耐摩耗板（４６）は、回転掘削部（１５）の回動方向に沿って複数に分割されていることにした。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削装置の回転掘削部の外周面に貼着され、回転掘削部の外周面の摩耗を低減する摩耗低減用プレートにおいて、
回転掘削部の外周面に溶接される基台と、基台に取付けられる耐摩耗板とからなり、
基台に貫通孔を形成して基台の外周部と貫通孔の内周部とで回転掘削部の外周面に溶接可能としたことを特徴とする摩耗低減用プレート。
【請求項２】
前記耐摩耗板は、回転掘削部の回動方向と対面する両側面を先鋭状に傾斜させたことを特徴とする請求項１に記載の摩耗低減用プレート。
【請求項３】
前記耐摩耗板は、回転掘削部の回動方向に沿って複数に分割されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の摩耗低減用プレート。
【請求項４】
前記回転掘削部の外周面に、環状に複数枚溶接されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の摩耗低減用プレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削装置の回転掘削部の外周面に貼着され、回転掘削部の外周面の摩耗を低減するために使用される摩耗低減用プレートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地盤の掘削や改良などの工事に使用される掘削装置では、地中で回転掘削部（たとえば、掘削ビットなど）を回転させることで地盤の掘削を行っている。
【０００３】
この掘削装置では、地中において回転掘削部の外周面が地盤と接触するために、回転掘削部の外周面が摩耗する。この外周面の摩耗を補修等行わずに放置し、そのまま掘削を継続して摩耗を進行させると、所定の掘削径の確保が困難となったり、回転掘削部が破損して掘削が困難となったりすることがあった。
【０００４】
そのため、従来の掘削装置では、随時回転掘削部の外周面の補修を行っており、その補修は、所定の形状に戻すために非常に手間がかかっていた。そこで、補修を行う頻度を極力少なくする目的で、回転掘削部の外周面での摩耗を低減するための摩耗低減用プレートを回転掘削部の外周面に貼着していた（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００５】
従来の摩耗低減用プレートは、矩形板状の基台に超硬素材からなる耐摩耗板を取付けた構成となっており、基台の外周部において回転掘削部の外周面に溶接されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実用新案登録第３１６６４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記従来の摩耗低減用プレートでは、回転掘削部の外周面に基台の外周部を溶接することで取付けられていたために、掘削装置の長期間の使用によって摩耗低減用プレートの溶接部分が地盤との接触で摩耗してしまい、掘削作業時に地中で摩耗低減用プレートが脱落してしまうおそれがあった。
【０００８】
このように、摩耗低減用プレートが掘削作業時に地中に脱落してしまうと、超硬部の摩耗によるプレートの寿命に比して、先に外周溶接部がプレートの寿命の限界になってしまい、折角、摩耗低減プレートを貼着しても所定の性能を十分発揮することができず、回転掘削部の外周面の摩耗抑制という本来の目的の達成が困難となっていた。しかも、摩耗低減プレートは耐摩耗板として超硬素材を使用しているため非常に高価であり、脱落による交換頻度が増加するとコストへの影響が発生していた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、請求項１に係る本発明では、掘削装置の回転掘削部の外周面に貼着され、回転掘削部の外周面の摩耗を低減する摩耗低減用プレートにおいて、回転掘削部の外周面に溶接される基台と、基台に取付けられる耐摩耗板とからなり、基台に貫通孔を形成して基台の外周部と貫通孔の内周部とで回転掘削部の外周面に溶接可能とすることにした。
【００１０】
また、請求項２に係る本発明では、前記請求項１に係る本発明において、前記耐摩耗板は、回転掘削部の回動方向と対面する両側面を先鋭状に傾斜させることにした。
【００１１】
また、請求項３に係る本発明では、前記請求項１又は請求項２に係る本発明において、前記耐摩耗板は、回転掘削部の回動方向に沿って複数に分割されていることにした。
【００１２】
さらに、請求項４に係る本発明では、前記請求項１〜請求項３のいずれかに係る本発明において、前記回転掘削部の外周面に、環状に複数枚溶接することにした。
【発明の効果】
【００１３】
そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。
【００１４】
すなわち、本発明では、掘削装置の回転掘削部の外周面に貼着され、回転掘削部の外周面の摩耗を低減する摩耗低減用プレートにおいて、回転掘削部の外周面に溶接される基台と、基台に取付けられる耐摩耗板とからなり、基台に貫通孔を形成して基台の外周部と貫通孔の内周部とで回転掘削部の外周面に溶接可能としているために、基台の外周部における溶接部分が摩耗しても貫通孔の内周部における溶接部分によって回転掘削部の外周面から摩耗低減用プレートが脱落するのを防止することができる。
【００１５】
特に、前記耐摩耗板において、回転掘削部の回動方向と対面する両側面を先鋭状に傾斜させた場合には、回転掘削部の回動時に耐摩耗板が受ける外圧を低減することができ、耐摩耗板の摩耗や破損を抑制し摩耗低減用プレートの長寿命化を図ることができる。
【００１６】
また、前記耐摩耗板において、回転掘削部の回動方向に沿って複数に分割させた場合には、耐摩耗板が転石等に接触することでひび割れが生じても、分割された耐摩耗板の一部だけにひび割れが生じて他の部分にひび割れが連鎖するのを防止することができ、これによっても摩耗低減用プレートの長寿命化を図ることができる。
【００１７】
さらに、前記回転掘削部の外周面に前記摩耗低減用プレートを環状に複数枚溶接した場合には、環状に配置された複数枚の摩耗低減用プレートの外側における溶接部分が摩耗しても環状に配置された複数枚の摩耗低減用プレートの内側における溶接部分によって回転掘削部の外周面から摩耗低減用プレートが脱落するのを防止することができ、環状に配置された複数枚の摩耗低減用プレートによって前記貫通孔と同様の効果を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】地盤改良装置を示す側面図。
【図２】回転掘削部を示す側面図。
【図３】同平面図。
【図４】摩耗低減用プレートを示す平面図。
【図５】同右側面図（ａ）、同右側面視中央断面図（ｂ）
【図６】同前側面図（ａ）、同前側面視中央断面図（ｂ）
【図７】摩耗低減用プレートの取付位置を示す平面図。
【図８】摩耗低減用プレートの形態を示す平面図
【図９】摩耗低減用プレートの配置を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る摩耗低減用プレートの具体的な構成について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明に係る摩耗低減用プレートを地盤改良装置の回転掘削部に適用した場合について説明するが、これに限られず、本発明に係る摩耗低減用プレートは、他の回転掘削部を有する掘削装置に適用することができる。
【００２０】
図１〜図３に示すように、地盤改良装置１は、地盤２を掘削するとともに、掘削した土壌と地盤改良材とを撹拌混合することで、地盤２の強度や性状を改良するものである。この地盤改良装置１は、重機３の前端部に支柱４を立設し、この支柱４に掘削装置５を昇降自在に取付けている。この掘削装置５には、地盤改良材供給機構６がスイベルジョイント７を介して接続されている。地盤改良材供給機構６は、地盤改良材貯留タンク８と水槽９とを地盤改良材混合プラント10に接続するとともに、地盤改良材混合プラント10に地盤改良材吐出ポンプ11を接続して、地盤改良材を掘削装置５に供給するように構成している。
【００２１】
掘削装置５は、支柱４の前側部に昇降支持体12を昇降自在に取付け、この昇降支持体12に駆動体13を取付け、駆動体13に上下方向に伸延させた掘削軸14の基端部（上端部）を取付け、掘削軸14の先端部（下端部）に回転掘削部15を取付けている。ここで、回転掘削部15は、回転によって掘削を行うものであり、地盤改良装置１では、地盤２の掘削に加えて掘削した地盤と地盤改良材との撹拌・混合を行う機能をも有している。
【００２２】
駆動体13は、掘削軸14を構成する内側軸16と外側軸17とに駆動モータ18を反転変速機19を介して接続している。
【００２３】
掘削軸14は、同軸上に回転中心軸を配置した中空円筒状の内側軸16と外側軸17とで二重管状に形成されている。掘削軸14は、内側軸16の先端部を外側軸17の先端部よりも下方へ向けて突出させている。これらの内側軸16又は外側軸17は、駆動モータ18を駆動することで、反転変速機19の作用で相対的に反対方向へ向けて回転する。
【００２４】
回転掘削部15は、掘削軸14の先端部（下端部）に掘削翼20と撹拌翼21とを先端側から順に取付けている。
【００２５】
掘削翼20は、内側軸16の先端部外周面に２個の平板状の掘削翼体22を円周方向へ向けて180度の間隔をあけて外方へ向けて放射状に取付け、各掘削翼体22の下部に複数個の掘削ビット23を間隔をあけて取付けている。掘削翼20は、内側軸16の回転に伴って掘削翼体22,22が回転し、掘削ビット23で地盤２を掘削する。
【００２６】
撹拌翼21は、最内側撹拌翼24と、その外周側に配置される内側撹拌翼25と、さらにその外周側に配置される外側撹拌翼26とで構成している。
【００２７】
最内側撹拌翼24は、外側軸17の先端部外周面に２個の平板状の最内側撹拌翼体27を円周方向へ向けて180度の間隔をあけて外方へ向けて放射状に取付けている。
【００２８】
内側撹拌翼25は、内側軸16の先端部に２個の内側撹拌翼体28を円周方向へ向けて180度の間隔をあけて外方へ向けて放射状に取付けている。各内側撹拌翼体28は、外方下部へ向けて傾斜状に伸延する内側撹拌翼上部片29と、下方へ向けて垂直状に伸延する内側撹拌翼中途部片30と、外方上部へ向けて傾斜状に伸延する内側撹拌翼下部片31とで、中途部を外方へ向けて膨出させた側面視で略コ字状に形成している。各内側撹拌翼体28は、内側撹拌翼下部片31を内側軸16の先端部側に取付けるとともに、内側撹拌翼上部片29を環状体32に取付け、環状体32を外側軸17の外周面に回動自在に遊嵌させている。また、各内側撹拌翼体28は、内側撹拌翼上部片29の上部や内側撹拌翼中途部片30の内側部や外側部に撹拌片33,34,35を取付けるとともに、内側撹拌翼中途部片30と内側軸16との間に連結片36を取付けている。
【００２９】
外側撹拌翼26は、外側軸17の先端部に３個の外側撹拌翼体37を円周方向へ向けて120度の間隔をあけて外方へ向けて放射状に取付けている。各外側撹拌翼体37は、外方下部へ向けて傾斜状に伸延する外側撹拌翼上部片38と、下方へ向けて垂直状に伸延する外側撹拌翼中途部片39と、外方上部へ向けて傾斜状に伸延する外側撹拌翼下部片40とで、中途部を外方へ向けて膨出させた側面視で略コ字状に形成している。各外側撹拌翼体37は、外側撹拌翼上部片38を外側軸17の先端部側に取付けるとともに、外側撹拌翼下部片40を環状体41に取付け、環状体41を内側軸16の外周面に回動自在に遊嵌させている。また、各外側撹拌翼体37は、外側撹拌翼上部片38の下部や外側撹拌翼中途部片39の内側部に撹拌片42,43を取付けている。
【００３０】
上記地盤改良装置１の掘削装置５では、回転掘削部15の外周部に摩耗低減用プレート44（「Ｔａｆプレート」（商標））を取付けている。なお、摩耗低減用プレート44は、回転掘削部15の回転によって生じる摩耗を低減させるものであるため、上記掘削装置５では掘削翼20の各掘削翼体22の先端部外周面に取付けているが、これに限られず、たとえば、図７に示すように、外側撹拌翼26の外側撹拌翼中途部片39の外側面に取付けてもよく、また、内側撹拌翼25の内側撹拌翼中途部片30の外側面や最内側撹拌翼24の最内側撹拌翼体27の外側面などに取付けてもよい。また、図７に示すように、掘削翼20の各掘削翼体22の外周面と外側撹拌翼26の外側撹拌翼中途部片39の外側面のように複数個所に取付けてもよい。
【００３１】
摩耗低減用プレート44は、図４〜図６に示すように、回転掘削部15（ここでは、掘削翼体22）の外周面に溶接される基台45と、基台45に取付けられる耐摩耗板46とで構成している。耐摩耗板46は、回転掘削部15（掘削翼体22）や基台45よりも超硬素材で形成している。なお、以下の説明では、回転掘削部15（掘削翼体22）が掘削時に回転する方向（平面視で右回転方向）を前方とし、回転掘削部15が引抜時に回転する方向（平面視で左回転方向）を後方として説明する。そのため、図４においては、摩耗低減用プレート44の図面上左側が前側となり、摩耗低減用プレート44の図面上右側が後側となり、それに合わせて、摩耗低減用プレート44の図面上上側を左側とし、摩耗低減用プレート44の図面上下側を右側とする。
【００３２】
基台45は、矩形状の平板の中央に矩形状の貫通孔47を形成した平面視で概略矩形環形状となっている。基台45の底部外周及び貫通孔47の底部内周には、傾斜状の溶接面48,49を形成している。また、基台45の貫通孔47よりも前側部には、前低後高に傾斜する前側支持台50が形成され、基台45の貫通孔47よりも後側部には、前高後低に傾斜する後側支持台51が形成されている。さらに、基台45の貫通孔47よりも左側部及び右側部には、平坦な左側支持台52及び右側支持台53が形成されている。
【００３３】
耐摩耗板46は、前低後高に傾斜する前側耐摩耗部54と前高後低に傾斜する後側耐摩耗部55と平坦な左側耐摩耗部56及び右側耐摩耗部57とで構成している。前側耐摩耗部54は、基台45の前側支持台50の上部に左右に並べて前側左部耐摩耗体58、前側中央部耐摩耗体59、前側右部耐摩耗体60を取付けている。後側耐摩耗部55は、基台45の後側支持台51の上部に左右に並べて後側左部耐摩耗体61、後側中央部耐摩耗体62、後側右部耐摩耗体63を取付けている。左側耐摩耗部56は、基台45の左側支持台52の上部に前後に並べて左側前部耐摩耗体64、左側後部耐摩耗体65を取付けている。右側耐摩耗部57は、基台45の右側支持台53の上部に前後に並べて右側前部耐摩耗体66、右側後部耐摩耗体67を取付けている。
【００３４】
摩耗低減用プレート44は、以上に説明したように構成しており、回転掘削部15（掘削翼体22）の外周面と基台45の外周部の溶接面48及び貫通孔47の内周部の溶接面49との間で溶接されて使用される。そして、回転掘削部15が回動（掘削時には平面視で右回転方向への回転、引抜時には平面視で左回転方向への回転）する際に、超硬素材からなる耐摩耗板46が直接的に地盤２に接触することで回転掘削部15の外周面の摩耗を低減するようになっている。
【００３５】
以上に説明したように、上記摩耗低減用プレート44は、基台45に貫通孔47を形成して基台45の外周部（溶接面48）と貫通孔47の内周部（溶接面49）とで回転掘削部15の外周面に溶接可能な構成となっている。
【００３６】
基台45の外周部と回転掘削部15の外周面との溶接部分（外周溶接部分）は、掘削時や引抜時に地盤２と直接的に接触するのに対して、貫通孔47の内周部と回転掘削部15の外周面との溶接部分（内周溶接部分）は、掘削時や引抜時に地盤２と直接的には接触しないため、外周溶接部分の方が内周溶接部分よりも先に摩耗する。外周溶接部分が摩耗した場合、従来においては直ちに脱落していたが、本発明では内周溶接部分で保持されるために直ちに脱落することがなく、外周溶接部分の補修（再溶接）を行うことができ、摩耗低減用プレート44の長寿命化を図ることができる。なお、上記摩耗低減用プレート44では、基台45に１個の貫通孔47を形成しているが、複数個の貫通孔47を形成して、各貫通孔47の内周面で溶接するようにしてもよい。
【００３７】
また、上記摩耗低減用プレート44では、掘削時に回転掘削部15の平面視で右回転方向と対面する前側耐摩耗部54の前側面を前低後高状に傾斜させており、引抜時に回転掘削部15の平面視で左回転方向と対面する後側耐摩耗部55の後側面を前高後低状に傾斜させている。このように、上記摩耗低減用プレート44では、耐摩耗板46において、回転掘削部15の回動方向（掘削時には平面視で右回転方向、引抜時には平面視で左回転方向）と対面する両側面（前側耐摩耗部54の前側面及び後側耐摩耗部55の後側面）を先鋭状（前側面を前低後高状、後側面を前高後低状）に傾斜させた構成となっている。
【００３８】
そのため、回転掘削部15の回動時に地中の土砂等が耐摩耗板46の前側面や後側面の傾斜に沿って流動することになり、回転掘削部15の回動時に耐摩耗板46が受ける外圧を低減することができ、耐摩耗板46の摩耗や破損を抑制し摩耗低減用プレート44の長寿命化を図ることができる。
【００３９】
また、上記摩耗低減用プレート44では、前低後高に傾斜する前側耐摩耗部54と前高後低に傾斜する後側耐摩耗部55と平坦な左側耐摩耗部56及び右側耐摩耗部57とに分割している。このように、上記摩耗低減用プレート44では、耐摩耗板46において、回転掘削部15の回動方向（前後方向）に沿って複数に分割させた構成となっている。
【００４０】
また、耐摩耗板46は、超硬素材であることから耐摩耗性には非常に効果を発揮するが、反面、衝撃等に対しては、ガラスのように割れるような素材であり、耐衝撃性としては弱い性質を持っている。そのため、耐摩耗板46を一枚で構成した場合には、耐摩耗板46に転石等が接触してひび割れが生じると、ひび割れが全体に連鎖し、耐摩耗板46全体として一度に劣化してしまい、摩耗低減用プレート44の交換頻度を増加させていた。しかし、上記構成の摩耗低減用プレート44では、分割された耐摩耗板46の一部だけにひび割れが生じて他の部分にひび割れが連鎖するのを防止することができ、これによって、耐摩耗板46全体として一度に劣化するのを抑止でき、摩耗低減用プレート44の長寿命化を図ることができる。なお、分割形態については、上記構成に限られず任意の分割形態が可能である。
【００４１】
本発明に係る摩耗低減用プレートは、基台の外周部における溶接部分が摩耗しても貫通孔の内周部における溶接部分によって回転掘削部の外周面から摩耗低減用プレートが脱落するのを防止することができればよく、摩耗低減用プレートの具体的な形態は、貼着する回転掘削部15の機能（回転速度や荷重など）や形状などに応じて適宜変更することができる。
【００４２】
たとえば、上記図４〜図６に示した摩耗低減用プレート44では、中央部に１個の矩形状の貫通孔47を形成するとともに摩耗体58〜67で貫通孔47を完全に囲繞した形態としているが、これに限られず、図８（ａ）に示す摩耗低減用プレート68のように、基台69の中央部に円形状の貫通孔70を形成し、摩耗体71,72を貫通孔70の周囲に点在させた形態としてもよい。また、図８（ｂ）（ｃ）に示す摩耗低減用プレート73,74のように、基台75,76の上下部や左右部に複数の貫通孔77,78を形成し、各貫通孔77,78の周囲に摩耗体79,80を配置した形態としてもよい。
【００４３】
また、図９に示すように、摩耗低減用プレート81は、回転掘削部15の外周面に１枚だけ配置してもよく（図９（ａ））、複数枚を回転方向（前後方向）や上下方向（掘削方向）に並べて配置してもよい（図９（ｂ）〜（ｈ））。その場合に、各摩耗低減用プレート81を傾斜させて配置してもよい（図９（ｃ）、（ｈ））。また、複数枚の摩耗低減用プレート81を環状に配置することで複数枚の摩耗低減用プレート81で囲まれた内部領域82を形成してもよい（図９（ｆ））。このように、掘削装置５の回転掘削部15の外周面に摩耗低減用プレート81を環状に複数枚溶接した場合には、環状に配置された複数枚の摩耗低減用プレート81の外側における溶接部分が摩耗しても環状に配置された複数枚の摩耗低減用プレート81の内側（内部領域82）における溶接部分によって回転掘削部15の外周面から摩耗低減用プレート81が脱落するのを防止することができ、環状に配置された複数枚の摩耗低減用プレート81によって各摩耗低減用プレート81に設けられた貫通孔と同様の効果を発揮させることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１  地盤改良装置                        ２  地盤
３  重機                                ４  支柱
５  掘削装置                            ６  地盤改良材供給機構
７  スイベルジョイント                  ８  地盤改良材貯留タンク
９  水槽                                10  地盤改良材混合プラント
11  地盤改良材吐出ポンプ                12  昇降支持体
13  駆動体                              14  掘削軸
15  回転掘削部                          16  内側軸
17  外側軸                              18  駆動モータ
19  反転変速機                          20  掘削翼
21  撹拌翼                              22  掘削翼体
23  掘削ビット                          24  最内側撹拌翼
25  内側撹拌翼                          26  外側撹拌翼
27  最内側撹拌翼体                      28  内側撹拌翼体
29  内側撹拌翼上部片                    30  内側撹拌翼中途部片
31  内側撹拌翼下部片                    32  環状体
33,34,35  撹拌片                        36  連結片
37  外側撹拌翼体                        38  外側撹拌翼上部片
39  外側撹拌翼中途部片                  40  外側撹拌翼下部片
41  環状体                              42,43  撹拌片
44  摩耗低減用プレート                  45  基台
46  耐摩耗板                            47  貫通孔
48,49  溶接面                           50  前側支持台
51  後側支持台                          52  左側支持台
53  右側支持台                          54  前側耐摩耗部
55  後側耐摩耗部                        56  左側耐摩耗部
57  右側耐摩耗部                        58  前側左部耐摩耗体
59  前側中央部耐摩耗体                  60  前側右部耐摩耗体
61  後側左部耐摩耗体                    62  後側中央部耐摩耗体
63  後側右部耐摩耗体                    64  左側前部耐摩耗体
65  左側後部耐摩耗体                    66  右側前部耐摩耗体
67  右側後部耐摩耗体
【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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【図９】
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