特開 2023-108994 アタッチメント及びそれを備える砕石杭形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023108994

(43)【公開日】2023-08-07

(54)【発明の名称】アタッチメント及びそれを備える砕石杭形成装置

(51)【国際特許分類】

   E02D 3/08 20060101AFI20230731BHJP

【ＦＩ】

E02D3/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022010342

(22)【出願日】2022-01-26

(71)【出願人】

【識別番号】304026696

【氏名又は名称】国立大学法人三重大学

(71)【出願人】

【識別番号】507301486

【氏名又は名称】株式会社 尾鍋組

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】尾鍋 哲也

(72)【発明者】

【氏名】酒井 俊典

【テーマコード（参考）】

2D043

【Ｆターム（参考）】

2D043DA07

2D043DB02

2D043DB05

2D043DB29

(57)【要約】      （修正有）

【課題】円筒部の摩耗により発生するメンテナンスコストを低減する。
【解決手段】砕石杭形成用のアタッチメント１０は、砕石投入孔１５が形成される円筒部１２と、円筒部１２に取付けられ砕石投入孔１５を開閉する扉２０とを備える。円筒部１２は、回転駆動力を発生させる駆動装置１１に接続され、回転駆動力により地中を掘削して空間を形成する。円筒部１２は、複数の円筒部分１２Ａ、１２Ｂと、軸方向に隣接する円筒部分１２Ａ、１２Ｂを分離可能に連結する１又は複数の連結機構６１とを備える。複数の円筒部分１２Ａ，１２Ｂは、砕石投入孔部分を備える。砕石投入孔１５は、複数の円筒部分１２Ａ，１２Ｂに形成された砕石投入孔部分により構成される。１又は複数の連結機構６１の少なくとも一つが、当該連結機構６１が連結する２つの円筒部分１２Ａ、１２Ｂの内周面に設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

建設機械に装着されるアタッチメントであって、
前記建設機械の回転駆動力を発生させる駆動装置に接続され、前記回転駆動力により地中を掘削して空間を形成する円筒部を備え、
前記円筒部は、複数の円筒部分と、軸方向に隣接する前記円筒部分を分離可能に連結する１又は複数の連結機構と、を備えており、
前記１又は複数の連結機構の少なくとも一つが、当該連結機構が連結する２つの円筒部分の内周面に設けられている、アタッチメント。

【請求項2】

前記アタッチメントは、地中に挿入されて空間を形成し、前記空間に砕石を投入して砕石杭を形成するための砕石杭形成用のアタッチメントであり、
前記複数の円筒部分の少なくとも一つには、砕石投入孔が形成されている、請求項１に記載のアタッチメント。

【請求項3】

前記連結機構が内周面に形成され、かつ、前記砕石投入孔が形成される円筒部分では、当該連結機構の近傍に前記砕石投入孔が形成されている、請求項２に記載のアタッチメント。

【請求項4】

前記アタッチメントは、地中に挿入されて空間を形成し、前記空間に砕石を投入して砕石杭を形成するための砕石杭形成用のアタッチメントであり、
前記円筒部の側面には、その軸方向に沿って砕石投入孔が形成されており、
前記アタッチメントは、前記円筒部に取付けられ、前記砕石投入孔を開閉する扉をさらに備えており、
前記複数の円筒部分の少なくとも一部は、その側面に前記軸方向に沿って形成された砕石投入孔部分を備えており、
前記砕石投入孔は、前記複数の円筒部分の少なくとも一部に形成された前記砕石投入孔部分により構成されている、請求項１に記載のアタッチメント。

【請求項5】

前記複数の円筒部分のうち少なくとも２つの隣接する円筒部分の側面には、前記砕石投入孔部分が形成されており、
前記砕石投入孔は、前記少なくとも２つの隣接する円筒部分に形成された前記砕石投入孔部分により構成されている、請求項４に記載のアタッチメント。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか一項に記載のアタッチメントと、
正転方向と反転方向の回転駆動力を発生させて、前記アタッチメントを駆動する駆動装置と、を備える、砕石杭形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示する技術は、地盤改良機に装着されるアタッチメント（例えば、砕石杭形成用のアタッチメント）と、該アタッチメントを備える砕石杭形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

地盤改良を行う場合、地盤改良機に装着したアタッチメントを用いることがある。例えば、液状化対策等の地盤改良のために、地中に砕石杭を形成する方法が知られている。この砕石杭形成方法では、アタッチメントを用いて地中に空間を形成し、その形成した空間に砕石を投入して砕石杭を形成する。特許文献１に開示のアタッチメントは、砕石投入孔が形成される円筒部を備えている。円筒部は、地盤改良機の駆動装置に接続される。駆動装置が回転駆動力を発生させると、その回転駆動力により円筒部が地中に挿入されながら地中を掘削する。地中を掘削することで形成された空間には、円筒部に設けられる砕石投入孔から砕石が投入される。そして、砕石杭が形成される際に、円筒部は地中から引き抜かれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－２４８８８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この種のアタッチメントでは、円筒部が地中に挿入され、その後に地中から引き抜かれる。このため、時間の経過に伴って円筒部の表面等が摩耗し、摩耗が進むと円筒部を交換する必要が生じる。ここで、地中を掘削する際は、円筒部の先端から地中に挿入され、また、地中に挿入された円筒部は基端側から地中より引き抜かれる。このため、円筒部は先端側が最も摩耗し、基端側に向かって摩耗していないことになる。従来のアタッチメントでは、円筒部の先端側が摩耗しているだけでも、円筒部全体を交換する必要があり、メンテナンスコストが高額になるという問題を有していた。本明細書は、円筒部の摩耗により発生するメンテナンスコストを低減することができる技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書に開示するアタッチメントは、建設機械に装着されるアタッチメントであって、建設機械の回転駆動力を発生させる駆動装置に接続され、回転駆動力により地中を掘削して空間を形成する円筒部を備える。円筒部は、複数の円筒部分と、軸方向に隣接する円筒部分を分離可能に連結する１又は複数の連結機構と、を備えている。１又は複数の連結機構の少なくとも一つが、当該連結機構が連結する２つの円筒部分の内周面に設けられている。

【0006】

上記のアタッチメントでは、複数の円筒部分を軸方向に連結して円筒部を構成している。このため、円筒部が使用により部分的に摩耗したときは、摩耗した円筒部分のみを交換し、摩耗していない円筒部分は交換する必要がない。これによって、円筒部の摩耗により発生するメンテナンスコストを低減することができる。また、円筒部を複数の円筒部分を軸方向に連結して構成しても、１又は複数の連結機構の少なくとも一つは、円筒部分の内周面に設けられている。このため、円筒部が地中に挿入されるとき、また、円筒部を地中から引き抜くときに、連結機構が障害となることを抑制することができる。

【0007】

また、本明細書は、上記のアタッチメントを備えた砕石杭形成装置を開示する。すなわち、本明細書に開示する砕石杭形成装置は、上記のアタッチメントと、回転駆動力を発生させてアタッチメントを駆動する駆動装置と、を備える。この砕石杭形成装置によると、円筒部の摩耗により発生するメンテナンスコストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例に係る砕石杭形成装置の概略構成を示す図。

【図2】アタッチメントのみを別の角度から見た図。

【図3】図１のＡ－Ａ線における断面図（砕石投入孔にホッパーの先端が挿入されていない状態（地中を掘削するときの状態））。

【図4】図１のＡ－Ａ線における断面図（砕石投入孔にホッパーの先端が挿入された状態（地中からアタッチメントを引き抜くときの状態））。

【図5】円筒部を構成する上側の円筒部分及び連結機構を下方から見たときの図。

【図6】円筒部を構成する下側の円筒部分及び連結機構を上方から見たときの図。

【図7】図５のＢ－Ｂ線及び図６のＣ－Ｃ線における断面図（円筒部分同士を連結していないときの状態）。

【図8】図５のＢ－Ｂ線及び図６のＣ－Ｃ線における断面図（円筒部分同士を連結したときの状態）。

【図9】他の実施例に係るアタッチメントがバックホー（建設機械の一例）に装着された状態を模式的に示す図。

【図10】他の実施例に係るアタッチメントの外観を模式的に示す斜視図。

【図11】図１０に示すアタッチメントにおいて、上側の円筒部分と下側の円筒部分を連結するときの様子を模式的に示す図。

【図12】図１０に示すアタッチメントの変形例を模式的に示す断面図であって、その外周に位置合せ用のステーを備える状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（特徴１）本明細書が開示するアタッチメントでは、アタッチメントは、地中に挿入されて空間を形成し、前記空間に砕石を投入して砕石杭を形成するための砕石杭形成用のアタッチメントであってもよい。この場合に、複数の円筒部分の少なくとも一つには、砕石投入孔が形成されていてもよい。

【0010】

（特徴２）本明細書が開示するアタッチメントでは、連結機構が内周面に形成され、かつ、前記砕石投入孔が形成される円筒部分では、当該連結機構の近傍に砕石投入孔が形成されていてもよい。このような構成によると、砕石投入孔を利用して円筒部分同士を連結することができる。

【0011】

（特徴３）本明細書が開示するアタッチメントでは、アタッチメントは、地中に挿入されて空間を形成し、前記空間に砕石を投入して砕石杭を形成するための砕石杭形成用のアタッチメントであってもよい。円筒部の側面には、その軸方向に沿って砕石投入孔が形成されていてもよい。アタッチメントは、円筒部に取付けられ、砕石投入孔を開閉する扉をさらに備えていてもよい。複数の円筒部分の少なくとも一部は、その側面に軸方向に沿って形成された砕石投入孔部分を備えていてもよい。砕石投入孔は、複数の円筒部分の少なくとも一部に形成された砕石投入孔部分により構成されていてもよい。このような構成によると、複数の円筒部分の一部に形成された砕石投入孔部分によって、１つの砕石投入孔を形成することができる。

【0012】

（特徴４）本明細書が開示するアタッチメントでは、複数の円筒部分のうち少なくとも２つの隣接する円筒部分の側面には、砕石投入孔部分が形成されていてもよい。砕石投入孔は、少なくとも２つの隣接する円筒部分に形成された砕石投入孔部分により構成されていてもよい。このような構成によると、隣接する複数の円筒部分に砕石投入孔部分が形成されることで、軸方向に伸びる所望の長さの砕石投入孔を構成することができる。

【0013】

（特徴５）本明細書が開示するアタッチメントでは、複数の連結機構の少なくとも一つは、当該連結機構が連結する２つの円筒部分の一方の内周面に設けられ、当該内周面から当該円筒部分の軸線に向かって突出する第１内側フランジと、当該連結機構が連結する２つの円筒部分の他方の内周面に設けられ、当該内周面から当該円筒部分の軸線に向かって突出する第２内側フランジと、を備えていてもよい。第１内側フランジと第２内側フランジとを結合することで、２つの円筒部分が連結されるようになっていてもよい。このような構成によると、連結機構を簡易な構成としながら、２つの円筒部分を強固に連結することができる。

【0014】

（特徴６）本明細書が開示するアタッチメントでは、第１内側フランジは、当該第１内側フランジが設けられる円筒部分の周方向の少なくとも一部に形成されていてもよい。第２内側フランジは、当該第２内側フランジが設けられる円筒部分の周方向の少なくとも一部に形成されていてもよい。

【0015】

（特徴７）本明細書が開示するアタッチメントでは、第１内側フランジには、周方向に間隔を空けて複数の第１貫通孔が形成されていてもよい。第２内側フランジの第１貫通孔に対応する位置には、第２貫通孔が形成されていてもよい。複数の連結機構の少なくとも一つは、第１内側フランジの第１貫通孔と、当該第１貫通孔に対応する第２内側フランジの第２貫通孔と、に差し込まれる複数の締結部材を備えていてもよい。このような構成によると、軸方向に隣接する円筒部分同士が周方向の複数個所において連結される。このため、円筒部分同士を強固に連結することができる。

【0016】

（特徴８）本明細書が開示するアタッチメントでは、第１内側フランジには、１又は複数の位置決め用凹部がさらに形成されていてもよい。第２内側フランジの位置決め用凹部に対応する位置には、位置決め用凸部がさらに形成されていてもよい。第１内側フランジと第２内側フランジとを結合したときに、位置決め用凸部が位置決め用凹部に収容されるようになっていてもよい。このような構成によると、円筒部分を軸方向に連結するときに、周方向の位置合わせを正しく行うことができる。

【0017】

（特徴９）本明細書が開示するアタッチメントでは、連結機構が内周面に形成される円筒部分では、当該連結機構の近傍まで砕石投入孔部分が形成されていてもよい。このような構成によると、作業者が砕石投入孔部分から手を円筒部内に差し入れて、円筒部分同士を連結する作業を行うことができる。このため、円筒部分を連結する作業を容易に行うことができる。

【実施例0018】

以下、本実施例に係る砕石杭形成装置１００について説明する。図１に示すように、砕石杭形成装置１００は、建設機械としての地盤改良機４０と、地盤改良機４０に装着されたアタッチメント１０を備えている。地盤改良機４０は、図１に示されるように、地盤改良機本体構造１と、運転席としてのキャビン７と、低接地圧で不整地を移動可能な無限軌道であるクローラ６と、施工時において地盤改良機４０の揺動を抑制するアウトリガー５と、を備える。

【0019】

地盤改良機４０は、さらに、アタッチメント１０を操作するための構成として、アタッチメント１０にモーター出力軸２７を介して回転駆動力を供給する駆動装置１１と、昇降ガイドレール９を有するリーダー４と、駆動装置１１及びアタッチメント１０を昇降ガイドレール９に沿って昇降する昇降台１７と、リーダー４を支持するためのリーダー取付ベース２と、リーダー４の傾きを操作する油圧シリンダー３と、リーダー４の下端部においてリーダー４と一体的に形成されている延長脚柱８と、を備えている。

【0020】

図１及び図２に示すように、アタッチメント１０は、フィン１３が設けられた円筒部１２と、螺旋部１４と、円筒部１２の振れ止め用の包囲枠３０と、昇降台１７に取り付けられるハンガーステー１８と、トップカバーケース１６と、砕石投入装置３２と、包囲枠３０を支持する支持プレート３７と、砕石投入装置３２を支持する支持アーム３９と、アタッチメント１０による施工状態を管理する施工管理装置４１と、を備えている。

【0021】

円筒部１２は円筒状の部材であり、複数の円筒部分１２Ａ、１２Ｂを備えている。詳しくは、本実施例の円筒部１２は２つの円筒部分１２Ａ、１２Ｂを軸方向に連結することによって構成されている。なお、円筒部分１２Ａ、１２Ｂは３つ以上であってもよい。図１、図２にて上側に位置する円筒部分１２Ａはギアボックス側の円筒部分１２Ａである。図１、図２にて下側に位置する円筒部分１２Ｂはヘッド側の円筒部分１２Ｂである。これら２つの円筒部分１２Ａ、１２Ｂは等しい外径を有する。よって、２つの円筒部分１２Ａ、１２Ｂが軸方向に連結されたとき、両者の外周面１２ｂは段差のない面一の状態となる。円筒部１２は、軸方向に隣接する２つの円筒部分１２Ａ、１２Ｂを分離可能に連結するための機構を備えている。この機構については後で詳述する。

【0022】

円筒部分１２Ａ、１２Ｂは、その側面に軸方向に沿って形成された砕石投入孔部１５Ａ、１５Ｂを備えている。２つの砕石投入孔部分１５Ａ、１５Ｂが形成された周方向の位置は同一の位置となるため、２つの砕石投入孔部分１５Ａ、１５Ｂによって１つの砕石投入孔１５が構成されている。砕石投入孔１５は、円筒部１２の軸方向に伸びており、弾性変形可能なゴム製又は樹脂製の扉としての開閉扉２０によって塞がれている。詳細には、図３及び図４に示すように、砕石投入孔１５は、取付プレート２８に形成されており、開閉扉２０は取付プレート２８に固定されている。取付プレート２８は、砕石投入孔１５の一方の縁部（ｚ方向に伸びる縁部）に設けられた取付部２８ａと、砕石投入孔１５の他方の縁部（ｚ方向に伸びる縁部）に設けられた受け止め部２８ｂと、を備えている。開閉扉２０は、取付部２８ａと受け止め部２８ｂに当接することによって砕石投入孔１５を塞いでいる。取付部２８ａは、図３において－Ｘ方向側に位置しており、受け止め部２８ｂは、図３において＋Ｘ方向側に位置している。砕石投入装置３２が砕石投入孔１５と対向する位置に配置されると、砕石投入装置３２に対して取付部２８ａは時計回り側（後述する正転方向側）に位置し、受け止め部２８ｂは反時計回り側（後述の反転方向側）に位置している。

【0023】

砕石投入装置３２は、ホッパー部３３と、ホッパー部３３の下部に配置されるシュート部３４を備えている。砕石投入孔１５は、アタッチメント１０が地中を掘削する際には、開閉扉２０によって閉じられている。これによって、砕石投入孔１５から円筒部１２内に土砂が侵入することを防止できる。また、円筒部１２内に砕石を投入する際には、開閉扉２０が開けられる（図４参照）。これによって、砕石投入装置３２に投入した砕石を砕石投入孔１５から円筒部１２内に投入することができる。また、砕石投入孔１５が軸方向に沿って長孔として設けられていることによって、円筒部１２が上昇しても砕石投入位置を変更することなく、砕石を円筒部１２内に投入することができる。

【0024】

図１及び図２に示すように、螺旋部１４は、円筒部１２の先端に位置しており、コアロッド２２（図３、４に図示）及び回転入力軸３１と一体的に構成されている。回転入力軸３１は、駆動装置１１のモーター出力軸２７に接続されている。回転入力軸３１は、モーター出力軸２７の回転駆動力に応じて回転し、その回転駆動力を一体的に結合されたコアロッド２２を介して螺旋部１４に伝達する。螺旋部１４の先端には掘削翼が設けられている。掘削翼は、螺旋部１４の先端に向かうにしたがって径が大きくなる螺旋状に形成されている。掘削翼の略全体は円筒部１２内に配置されており、掘削翼の先端の一部のみが円筒部１２の先端から突出している。

【0025】

コアロッド２２（図３に図示）は、図示しない位置で円筒部１２に回転可能に結合され、円筒部１２と回転軸を共通にしている。円筒部１２は、その周囲に螺旋状のフィン１３を有している。フィン１３は、螺旋部１４の螺旋（すなわち、掘削翼）と同一方向の螺旋形状を有している。すなわち、掘削する際には、円筒部１２と螺旋部１４は、同一方向に回転することになる。これにより、螺旋部１４の掘削によって生じた掘削土砂がフィン１３によって地表に運搬されることになる。

【0026】

トップカバーケース１６は、円筒部１２の後端部に取付けられており、円筒部１２と一体化されている。コアロッド２２は、トップカバーケース１６の上面を貫通しており、トップカバーケース１６に回転可能に支持されている。このため、コアロッド２２が回転駆動されても、円筒部１２はコアロッド２２と共に回転することなく、フリーな状態が保たれる。

【0027】

アタッチメント１０は、さらに、図示しない回転駆動力伝達部と反転防止部を備えている。回転駆動力伝達部は、ワンウエイクラッチ機構であり、掘削時の回転方向に螺旋部１４を駆動する際は、自動的に螺旋部１４と円筒部１２を一体として回転させる。これにより、上述のように螺旋部１４で掘削した土砂を円筒部１２が有するフィン１３で地上に排出することができる。一方、回転駆動力伝達部は、掘削時の回転方向と逆方向に螺旋部１４を駆動する際は、螺旋部１４を反転方向に回転させることで砕石に圧力を印加すると共に、螺旋部１４から円筒部１２への動力伝達を遮断して円筒部１２の回転を停止させる。反転防止部は、掘削時の回転方向と逆方向に螺旋部１４を駆動する際は、回転を停止された円筒部１２が、掘削時の回転方向にもその逆方向にも回転しないように、円筒部１２の回転を規制する。以下、円筒部１２と螺旋部１４が同一方向に回転する方向、すなわち、掘削時の回転方向を「正転方向」といい、掘削時の回転方向と逆方向に回転する方向、すなわち、螺旋部１４で砕石に圧力を印加する回転方向を「反転方向」ということがある。また、正転方向の回転を右回転（時計回り）とし、反転方向の回転を左回転（反時計回り）として説明する。

【0028】

ここで、図５～図８に基づき、円筒部１２が備える連結機構６１の構成について詳述する。連結機構６１は、軸方向に隣接する２つの円筒部分１２Ａ、１２Ｂを分離可能に連結するためのものであって、当該連結機構６１が連結する２つの円筒部分１２Ａ、１２Ｂの内周面１２ｃに設けられている。詳細には、一方の連結機構６１は、図５、図７、図８に示すように、上側の円筒部分１２Ａにおける下端の内周面１２ｃに対して溶接されること等により設けられている。他方の連結機構６１は、図６、図７、図８に示すように、下側の円筒部分１２Ｂにおける上端の内周面１２ｃに対して溶接されること等により設けられている。

【0029】

上側の円筒部分１２Ａに属する連結機構６１は、第１内側フランジ６２を備えている。第１内側フランジ６２は、上側の円筒部分１２Ａの内周面１２ｃから当該円筒部分１２Ａの軸線に向かって突出する。上側の円筒部分１２Ａが連結される下側の円筒部分１２Ｂに属する連結機構６１は、第２内側フランジ６３を備えている。第２内側フランジ６３は、下側の円筒部分１２Ｂの内周面１２ｃから当該円筒部分１２Ｂの軸線に向かって突出する。第１内側フランジ６２の下面と第２内側フランジ６３の上面とは対向して配置される。第１内側フランジ６２と第２内側フランジ６３とは、互いに面接触した状態で結合され、その結果として２つの円筒部分１２Ａ、１２Ｂが連結される。即ち本実施例の連結機構６１は、比較的簡易な構成であるにも関わらず、２つの円筒部分１２Ａ、１２Ｂを強固に連結することが可能である。

【0030】

図５に示すように、第１内側フランジ６２は、平面視で略Ｄ字状に形成された金属製の板部材である。第１内側フランジ６２は、湾曲部６２ａと直線部６２ｃとを有している。湾曲部６２ａには、円筒部分１２Ａの軸線を挟んで対向する位置に一対の幅広部６２ｂが形成されている。また、湾曲部６２ａの中央と、湾曲部６２ａと直線部６２ｃとの接続部分のそれぞれにも、内側に向かって突出する幅広部６２ｂが形成されている。第１内側フランジ６２の湾曲部６２ａの外周縁は、上側の円筒部分１２Ａの内周面１２ｃに接するようにして固定されている。第１内側フランジ６２の直線部６２ｂは開閉扉２０のある位置に対応して配置される。即ち、第１内側フランジ６２の湾曲部６２ａは、第１内側フランジ６２が設けられる上側の円筒部分１２Ａの周方向のほぼ全域にわたって形成されている。直線部６２ｃの中央には、切り欠き部６２ｄが形成されている。切り欠き部６２ｄによって、コアロッド２２と第１内側フランジ６２との間に比較的に広いクリアランスが設けられている。すなわち、コアロッド２２と第１内側フランジ６２との距離が最も短くなる部位（直線部６２ｂの中央）に切り欠き部６２ｄが形成されることで、コアロッド２２と第１内側フランジ６２との間に十分なクリアランスが確保されている。

【0031】

第１内側フランジ６２には、周方向に間隔を空けて複数の上側貫通孔６４ｂ（第１貫通孔の一例）が形成されている。具体的には、湾曲部６２ａの中央の幅広部６２ｂに上側貫通孔６４ｂが１つ形成され、湾曲部６２ａと直線部６２ｃとの接続部分にある２つの幅広部６２ｂに上側貫通孔６４ｂがそれぞれ形成されている。すなわち、上側貫通孔６４ｂは、湾曲部６２ａの中央及びその両端の３ヶ所にそれぞれ形成されている。また、第１内側フランジ６２には、一対の位置決め用凹部６４ａが形成されている。具体的には、円筒部分１２Ａの軸線を挟んで対向する一対の幅広部６２ｂに、位置決め用凹部６４ａが形成されている。位置決め用凹部６４ａは、第１内側フランジ６２の下面に形成される凹部であり、後述する位置決め用凸部６５ａを収容する収容穴として機能する。すなわち、位置決め用凹部６４ａは、第１内側フランジ６２の下面から上方に向かって凹となる空間として形成されている。

【0032】

図６に示すように、第２内側フランジ６３は、第１内側フランジ６２と同様に構成され、平面視で略Ｄ字状に形成された金属製の板部材である。第２内側フランジ６３も、湾曲部６３ａと直線部６３ｃとを有している。湾曲部６３ａには、円筒部分１２Ｂの軸線を挟んで対向する位置に一対の幅広部６３ｂが形成されている。また、湾曲部６３ａの中央と、湾曲部６３ａと直線部６３ｃとの接続部分のそれぞれにも、幅広部６３ｂが形成されている。第２内側フランジ６３の湾曲部６３ａの外周縁は、下側の円筒部分１２Ｂの内周面１２ｃに接するようにして固定されている。第２内側フランジ６３の直線部６３ｃは開閉扉２０のある位置に対応して配置されている。直線部６３ｃにも、その中央に切り欠き部６３ｄが形成されている。これによって、コアロッド２２と第２内側フランジ６３との間にも十分なクリアランスが確保されている。

【0033】

第２内側フランジ６３には、第１内側フランジ６２と同様に、周方向に間隔を空けて複数の下側貫通孔６５ｂ（第２貫通孔の一例）が形成されている。複数の下側貫通孔６５ｂは、上側貫通孔６４ｂと同一の構成を有しており、上側貫通孔６４ｂと対応する位置にそれぞれに形成されている。また、第２内側フランジ６３であって、円筒部分１２Ｂの軸線を挟んで対向する一対の幅広部６３ｂには、位置決め用凸部６５ａが形成されている。位置決め用凸部６５ａは、位置決め用凹部６４ａと対応する位置に形成されており、第２内側フランジ６３の上面から上方に突出している。位置決め用凸部６５ａの形状は、位置決め用凹部６４ａの形状に対応している。すなわち、位置決め用凸部６５ａは、位置決め用凹部６４ａに収容可能な形状に形成されている。

【0034】

図７、図８に示すように、上下に配置される２つの連結機構６１は、軸方向に隣接する円筒部分１２Ａ、１２Ｂ同士を周方向の複数個所において連結するために、複数の締結部材（６６ａ，６６ｂ）を備えている。複数の締結部材（６６ａ，６６ｂ）は、第１内側フランジ６２の上側貫通孔６４ｂと、当該上側貫通孔６４ｂに対応する第２内側フランジ６３の下側貫通孔６５ｂと、に差し込まれる。

【0035】

なお、円筒部分１２Ａ、１２Ｂを連結する際、位置決め用凸部６５ａが位置決め用凹部６４ａに収容されるように、第１内側フランジ６２と第２内側フランジ６３の周方向の位置合せが行われる。これによって、円筒部分１２Ａ、１２Ｂが適切に連結され、第１内側フランジ６２の上側貫通孔６４ｂと第２内側フランジ６３の下側貫通孔６５ｂとが対向した状態となる。上述したように、位置決め用凸部６５ａと位置決め用凹部６４ａは、円筒部分１２Ａ，１２Ｂの軸線を挟んで対向する位置に一対だけ配置されている。これによって、円筒部分１２Ａ、１２Ｂの周方向の位置合せ作業を容易に行うことができる。また、位置決め用凹部６４ａは第１内側フランジ６２に形成され、その上端が閉じられている。これによって、位置決め用凹部６４ａへの土砂等の進入が抑制される。

【0036】

上記のように、円筒部分１２Ａ、１２Ｂが周方向の位置合せされた状態で、複数の締結部材（６６ａ，６６ｂ）は、上側貫通孔６４ｂと下側貫通孔６５ｂとに差し込まれる。本実施例では、複数の締結部材（６６ａ，６６ｂ）として、ボルト６６ｂ及びナット６６ａからなる金属製の締結部材を用いている。これらのボルト６６ｂは、例えば、下側貫通孔６５ｂの下部開口側から挿通される。これらのボルト６６ｂの上半部は雄ねじを有しており、第２内側フランジ６３の上面から突出する。これらのボルト６６ｂの上半部は、さらに上側貫通孔６４ｂを挿通可能である。これらのボルトの先端側は第１内側フランジ６２の上面から突出し、その突出した部分にナット６６ａが螺着される。なお、これらのボルト６６ｂ及びナット６６ａからなる締結部材には、割りピン等によって回り止め機能が付加されていてもよい。締結部材に回り止め機能を付加することで、円筒部分１２Ａ、１２Ｂを強固に連結することができ、砕石杭を形成する際に両者が緩んでしまうという事態が生じることを抑制することができる。

【0037】

次に、砕石杭形成装置１００が砕石杭を形成する際の砕石杭形成装置１００の動作について説明する。まず、アタッチメント１０の位置合わせを行う。アタッチメント１０の位置合わせは、クローラ６の駆動によって地盤改良機４０の位置と方向とを調整することによって行われる。なお、地盤改良機４０の位置と方向を調整した後、地盤改良機４０は、アウトリガー５によって地面に固定されてもよい。これにより、施工時における地盤改良機４０の揺動や位置ずれを抑制することができる。

【0038】

次いで、アタッチメント１０を地中に挿入して、地中を掘削する。具体的には、地盤改良機４０を地面に固定した後、駆動装置１１を駆動させながらアタッチメント１０を下降させる。この際、駆動装置１１は、正転方向の回転駆動力を発生するように駆動する。上述したように、駆動装置１１が正転方向の回転駆動力を発生すると、回転駆動力伝達部によって、螺旋部１４及び円筒部１２が正転方向に回転する。これによって、アタッチメント１０が地中に挿入されて掘削される。地中の掘削によって排出される土砂は、円筒部１２の外周に運ばれ、フィン１３によって地表に排出される。アタッチメント１０が所定の深さまで到達すると、駆動装置１１の正転回転の駆動を停止し、掘削を終了する。

【0039】

次いで、アタッチメント１０を上昇させ、地中に砕石杭を形成する。砕石杭の形成は、以下の手順で行われる。まず、図４に示すように、開閉扉２０を開いた状態で、砕石投入装置３２に砕石を投入する。砕石投入装置３２に投入された砕石は、砕石投入孔１５を介して円筒部１２内に投入される。次に、反転方向の回転駆動力が発生するように、駆動装置１１を駆動する。すると、螺旋部１４は、反転方向に回転し、円筒部１２内に投入された砕石を螺旋部１４から押圧しながら円筒部１２外に排出する。これによって、アタッチメント１０が地中から押し出されると共に、円筒部１２で形成した空間に砕石杭が形成される。上述したように、駆動装置１１が反転方向の回転駆動力を発生すると、回転駆動力伝達部によって螺旋部１４のみが反転方向に回転し、円筒部１２は正転方向にも反転方向にも回転しない状態となる。このため、円筒部１２に設けられる砕石投入孔１５の位置が周方向に変化することを回避することができ、砕石投入装置３２の位置を調整することなく円筒部１２内へ砕石を投入することができる。そして、アタッチメント１０が地表まで押し出されると、駆動装置１１の反転方向の駆動を停止し、砕石杭の形成が終了する。

【0040】

なお、この種のアタッチメント１０では、時間の経過に伴って円筒部１２の表面等が摩耗し、摩耗が進むと円筒部１２を交換する必要が生じる。ここで、砕石杭を形成するために地中を掘削する際は、円筒部１２の先端から地中に挿入され、また、地中に挿入された円筒部１２は基端側から地中より引き抜かれる。このため、円筒部１２は先端側が最も摩耗し、基端側に向かって摩耗していないことになる。即ち、円筒部１２のうち、下部の円筒部分１２Ｂのほうが摩耗の度合いが大きく、上部の円筒部分１２Ａは摩耗の度合いが小さいということになる。そこで、このような摩耗が生じた場合、摩耗した下部の円筒部分１２Ｂのみを交換するメンテナンス作業を行う。

【0041】

まず、連結状態にある２つの連結機構６１を非連結状態にすることで、上部の円筒部分１２Ａから下部の円筒部分１２Ｂを取り外す。具体的には、複数の締結部材（６６ａ，６６ｂ）を構成するナット６６ａをボルト６６ｂから外し、さらにボルト６６ｂを上側貫通孔６４ｂと下側貫通孔６５ｂとから抜去する。これによって、２つの連結機構６１が分離可能となり、上部の円筒部分１２Ａから下部の円筒部分１２Ｂを取り外すことが可能となる。連結機構６１が内周面１２ｃに形成される円筒部分１２Ａ、１２Ｂでは、いずれも連結機構６１の近傍まで砕石投入孔部分１５Ａ、１５Ｂが形成されている。そのため、作業者が砕石投入孔部分１５Ａ、１５Ｂから手を円筒部１２内に差し入れて、円筒部分１２Ａ、１２Ｂ同士を取り外す作業を行うことができる。このため、円筒部分１２Ａ、１２Ｂを取り外す作業を容易に行うことができる。

【0042】

次に、あらかじめ準備しておいた新しい下部の円筒部分１２Ｂを上部の円筒部分１２Ａに取り付ける。具体的には、位置決め用凸部６５ａを位置決め用凹部６４ａに嵌合させ、複数の締結部材（６６ａ，６６ｂ）を構成するボルト６６ｂを上側貫通孔６４ｂと下側貫通孔６５ｂとに挿通させ、ボルト６６ｂの先端側にナット６６ａを螺着する。その結果、２つの連結機構６１が結合される。このように軸方向に隣接する円筒部分１２Ａ、１２Ｂ同士が周方向の複数個所において連結されることにより、円筒部分同士１２Ａ、１２Ｂが強固に連結される。その際、周方向の位置合わせも正しく行われる。上記のような連結作業の結果、アタッチメント１０が再び使用可能な状態となる。

【0043】

以上詳述したように、本実施例のアタッチメント１０では、２つの円筒部分１２Ａ、１２Ｂを軸方向に連結して円筒部１２を構成している。このため、円筒部１２が使用により部分的に摩耗したときは、摩耗した円筒部分（ここでは下側の円筒部分１２Ｂ）のみを交換すればよく、摩耗していない円筒部分（ここでは上側の円筒部分１２Ａ）は交換する必要がない。これによって、円筒部１２の摩耗により発生するメンテナンスコストを低減することができる。また、円筒部１２を２つの円筒部分１２Ａ、１２Ｂを軸方向に連結して構成しても、両者がそれぞれ有する連結機構６１は、円筒部分１２Ａ、１２Ｂの内周面１２ｃに設けられている。即ち連結機構６１は、いずれも円筒部分１２Ａ、１２Ｂの外周面１２ｂに露出していない。従って、円筒部１２が地中に挿入されるとき、また、円筒部１２を地中から引き抜くときに、連結機構６１が障害となることを抑制することができる。

【0044】

なお、本実施例では、２つの円筒部分１２Ａ、１２Ｂの外径が等しく、連結時にそれらの外周面１２ｂが面一になるように構成したが、これに限定されない。連結機構６１は、一方の円筒部分に他方の円筒部分が嵌合するような形態であってもよい。また、連結機構６１は、一方の円筒部分に形成された係合片が他方の円筒部分の内周面の溝等に係合するような形態であってもよい。さらに、例えば、円筒部分が３つ以上である場合に、最も下側にある円筒部分を他の円筒部分よりも小径に形成してもよい。即ち、円筒部１２の先端部径を小さくするために、敢えて円筒部の外周面に段差を設けてもよい。また、円筒部が３以上の円筒部分により構成される場合は、これら複数の連結機構の一部においてのみ、その内周面１２ｃに本明細書に開示の連結機構６１が形成されていればよく、一部の連結機構６１については外周面１２ｂに連結機構が形成されていてもよい。

【0045】

また、本実施例では、第１内側フランジ６２及び第２内側フランジ６３が円筒部分１２Ａ、１２Ｂの周方向のほぼ全部に形成されていたが、周方向の一部に形成されてもよい。

【0046】

また、位置決め用凸部６５ａ及び位置決め用凹部６４ａは、本実施例のような構成に限定されない。例えば、位置決め用の溝（例えば、方形状のキー溝）のようなものを形成し、これによって円筒部分１２Ａ、１２Ｂの周方向の位置合せを行うようにしてもよい。

【0047】

また、本実施例では、締結部材（６６ａ，６６ｂ）としてボルト及びナットを使用したが、これ以外の締結部材を使用してもよい。例えば、一方の内側フランジの貫通孔（例えば、第１内側フランジ６２の上側貫通孔６４ｂ）に雌ねじを形成し、内側フランジの貫通孔にボルトが螺着するようにしてもよい。

【0048】

また、本実施例では、地中に形成された空間に砕石を投入して砕石杭を形成する方法として、アタッチメント１０のスクリューの逆回転による締固めを行っていたが、このような例に限られない。本明細書に開示の技術は、アタッチメント１０のスクリューの逆回転による締固めを用いない砕石杭形成方法においても採用することができる。

【0049】

また、本実施例は、地盤改良機のリーダーにアタッチメントを装着した例であったが、本明細書に開示の技術は、このような例に限られず、本明細書に開示のアタッチメントは種々の建設機械に装着することができる。例えば、図９に示すように、ガンホー１４０（建設機械の一例）にアタッチメント１４４を装着してもよい。この場合、アタッチメント１４４は、ガンホー１４０のアーム１４２の先端（詳細には、アーム先端に設けられた駆動装置（モータ））に接続される。アーム先端の駆動装置が作動すると、アタッチメント１４４は回転し、地中を掘削することができる。

【0050】

また、本実施例では、円筒部１２の側面に軸方向に伸びる砕石投入孔１５が形成され、この砕石投入孔１５から円筒部１２内に砕石が投入されたが、本明細書に開示の技術は、このような例に限られない。例えば、図１０に示すように、円筒部（７０，７２）の上端近傍に砕石投入孔７４を形成し、この砕石投入孔７４から円筒部（７０，７２）内に砕石を投入するようにしてもよい。この場合、上型の円筒部分７０にのみ砕石投入孔７４が形成され、下側の円筒部分７２には砕石投入孔が形成されていない。また、図１０から明らかなように、下型の円筒部分７２の軸方向の長さは、上側の円筒部分７０の軸方向の長さよりも短くなっている。これらによって、摩耗し易い円筒部（７０，７２）の下端部分（即ち、下側の円筒部分７２）の構造が簡易になると共にその軸方向の長さが短くなるため、メンテナンスコストをより抑えることができる。なお、図１０においては、螺旋部（上記した実施例の螺旋部１４に相当）の図示を省略している。

【0051】

図１０に示すアタッチメントを使用する場合、上側の円筒部分７０と下型の円筒部分７２との連結は、下側の円筒部分７２の下端開口から行うことができる。例えば、図１１に示すように、上側の円筒部分７０の内側フランジ７６にボルト８０を固定し、下側の円筒部分７２の内側フランジ７８にボルト８０の先端が挿通される貫通孔を形成する。そして、ボルト８０の先端に治具８４を用いてナット８２を螺着することで、上側の円筒部分７０と下側の円筒部分７２とを連結する。なお、上側の円筒部分７０と下側の円筒部分７２の周方向の位置合せは、上記した実施例と同様、内側フランジ７６，７８に形成した位置決め用凸部（図示省略）及び位置決め用凹部（図示省略）で行うことができる。あるいは、内側フランジに位置決め用凸部及び位置決め用凹部を形成することなく、図１２に示すように、上側の円筒部分８６の外周面にステー８８を形成し、ステー８８と係合する溝（図示省略）を下側の円筒部分９０に形成してもよい。この場合、上側の円筒部分８６と下側の円筒部分９０の周方向の位置合せを目視で行うことができるため、両者の周方向の位置合せをより容易に行うことができる。

【0052】

また、本実施例は、掘削した土砂を地表面に排出するタイプ（いわゆる、排土タイプ）のアタッチメント１０であったが、このような例に限られない。本明細書に開示の技術は、例えば、掘削した土砂を地表面に排出しない無排土タイプのアタッチメントにおいても採用することができる。

【0053】

以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

【符号の説明】

【0054】

１０ アタッチメント
１１ 駆動装置
１２ 円筒部
１２Ａ 円筒部分
１２Ｂ 円筒部分
１２ｃ 内周面
１５ 砕石投入孔
１５Ａ 砕石投入孔部分
１５Ｂ 砕石投入孔部分
２０ 扉としての開閉扉
６１ 連結機構
６２ 第１内側フランジ
６３ 第２内側フランジ
６４ａ 位置決め用凹部
６４ｂ 上側貫通孔
６５ａ 位置決め用凸部
６５ｂ 下側貫通孔
６６ａ ナット
６６ｂ ボルト
１００ 砕石杭形成装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】