特開 2024-11444 地盤改良機のツール変換治具

(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】P2024011444

(43)【公開日】2024-01-25

(54)【発明の名称】地盤改良機のツール変換治具

(51)【国際特許分類】

   E21B 23/01 20060101AFI20240118BHJP

   E21B 3/02 20060101ALI20240118BHJP

   E21B 15/00 20060101ALI20240118BHJP

   E21B 17/02 20060101ALI20240118BHJP

【ＦＩ】

E21B23/01

E21B3/02 Z

E21B15/00

E21B17/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022113410

(22)【出願日】2022-07-14

(71)【出願人】

【識別番号】000004617

【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100128358

【弁理士】

【氏名又は名称】木戸 良彦

(74)【代理人】

【識別番号】100086210

【弁理士】

【氏名又は名称】木戸 一彦

(72)【発明者】

【氏名】田中 克仁

(72)【発明者】

【氏名】白石 静香

【テーマコード（参考）】

2D129

【Ｆターム（参考）】

2D129AB21

2D129BA05

2D129EC12

2D129EC15

2D129EC31

(57)【要約】

【課題】簡単な構成で地盤改良用ツールから障害物撤去用ツールに変換することが可能な地盤改良機のツール変換治具を提供する。
【解決手段】ツール変換治具２４は、上部側ロッドの雌側筒部に連結されるジョイント部２４ａと、ジョイント部２４ａの下部に設けられ、障害物撤去用ツールをボルト締結する取付部２４ｂと、これらジョイント部２４ａと取付部２４ｂとを一体に結合する本体部２４ｃとを備える。また、本体部２１ｃの下部に延長筒部２４ｄを設ける。取付部２４ｂは、回転軸周方向にボルト挿通孔２４ｆが複数設けられ、これらボルト挿通孔２４ｆに挿通した取付ボルトにより、取付部２４ｂの下面に障害物撤去用ツールが取り付けられる。また、取付部２４ｂの上面と本体部２４ｃの外側面とに亘って、三角形状の補強部材２４ｇが回転軸周方向に複数固設される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤改良機の回転駆動装置に装着されるロッドに着脱可能に設けられ、地盤改良作業を行う地盤改良用ツールから障害物撤去作業を行う障害物撤去用ツールに交換することが可能なツール変換治具であって、
前記ツール変換治具は、前記ロッドの下端連結部に回転軸と同軸に連結されるジョイント部と、前記障害物撤去用ツールがボルト締結される取付部と、前記ジョイント部及び前記取付部を一体に結合する本体部とからなり、
前記取付部は、前記障害物撤去用ツールが取り付けられる板面を有する板体からなり、回転軸周方向に複数設けられるボルト挿通孔を有していることを特徴とするツール変換治具。

【請求項2】

前記障害物撤去用ツールが取り付けられる板面の反対側の板面と前記本体部の外側面とに亘って、回転軸周方向に複数設けられる補強部材を有していることを特徴とする請求項１記載のツール変換治具。

【請求項3】

前記ジョイント部及び前記本体部は、回転軸方向に貫通する中空部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のツール変換治具。

【請求項4】

前記本体部の下部には、前記ロッドの下端連結部と共通する連結構造を備えた延長筒部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のツール変換治具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地盤改良機のツール変換治具に関し、詳しくは、地盤改良用ツールを取り外した中空ロッドに、障害物撤去用ツールを取り付けるための地盤改良機のツール変換治具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、地盤改良機は、地盤改良作業中に地盤改良用ツール（掘削ヘッド）が転石や硬質地盤に当接すると、地盤改良機を一旦作業現場から撤退させ、障害物撤去機を作業現場まで移動させて転石や硬質地盤の撤去作業を行っていた。そこで、地盤改良用ツールの下部に削孔ビットを一体に設け、地盤改良機によって転石や硬質地盤の撤去を行うようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平９－２２１７４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上述の特許文献１のものでは、地盤改良用ツールに削孔ビットを一体に設けることから、地盤改良用ツールの構成が大掛りになっていた。

【0005】

そこで本発明は、簡単な構成で地盤改良用ツールから障害物撤去用ツールに変換することが可能な地盤改良機のツール変換治具を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の地盤改良機のツール変換治具は、地盤改良機の回転駆動装置に装着されるロッドに着脱可能に設けられ、地盤改良作業を行う地盤改良用ツールから障害物撤去作業を行う障害物撤去用ツールに交換することが可能なツール変換治具であって、前記ツール変換治具は、前記ロッドの下端連結部に回転軸と同軸に連結されるジョイント部と、前記障害物撤去用ツールがボルト締結される取付部と、前記ジョイント部及び前記取付部を一体に結合する本体部とからなり、前記取付部は、前記障害物撤去用ツールが取り付けられる板面を有する板体からなり、回転軸周方向に複数設けられるボルト挿通孔を有していることを特徴としている。

【0007】

また、前記障害物撤去用ツールが取り付けられる板面の反対側の板面と前記本体部の外側面とに亘って、回転軸周方向に複数設けられる補強部材を有していると好ましい。

【0008】

さらに、前記ジョイント部及び前記本体部は、回転軸方向に貫通する中空部が形成されていると好適である。加えて、前記本体部の下部には、前記ロッドの下端連結部と共通する連結構造を備えた延長筒部が設けられているとより好適である。

【発明の効果】

【0009】

本発明の地盤改良機のツール変換治具によれば、地盤改良用ツールから障害物撤去用ツールに変換することが可能となり、地盤改良機で障害物撤去作業も良好に行うことができ、作業効率の向上を図ることができる。また、回転軸と同軸に連結されるジョイント部によって中空ロッドとの連結も周知の連結構造が採用でき、簡便かつ力（トルク・推力）の伝達も良好なものである。さらに、ジョイント部及び取付部を一体に結合する本体部によって強度を高めることができる。

【0010】

また、障害物撤去用ツールが取り付けられる板面の反対側の板面と本体部の外側面とに亘って、回転軸周方向に複数設けられる補強部材を有しているので、本体部と板体とが強固に結合され、障害物撤去用ツールに付与する押し付け力を高めることができ、しかも、大径のツールに対応できるといった利点もある。さらに、ジョイント部及び本体部において回転軸方向に貫通する中空部が形成されているので、ツール変換治具を取り付けた状態のままで中空ロッドを継ぎ足すことが可能となり、加えて、延長筒部の構成と相俟って部品共通化も促進されることから、地盤改良機の種々の使用態様に適したツール変換治具が達成される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一形態例を示すツール変換治具の斜視図である。

【図2】中空ロッドに障害物撤去用ツールを接続した地盤改良機の要部側面図である。

【図3】中空ロッドに地盤改良用ツールを接続した地盤改良機の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図３は、本発明のツール変換治具が用いられる地盤改良機１１を示すもので、地盤改良機１１は、クローラを備えた下部走行体１２と、該下部走行体１２上に旋回可能に設けられた上部旋回体１３とで構成されたベースマシン１４と、上部旋回体１３の前部に立設したリーダ１５と、該リーダ１５を後方から支持するリーダ起伏シリンダ１６と、前記リーダ１５に昇降可能に設けられた回転駆動装置であるオーガ１７と、該オーガ１７に装着され回転トルクや推力が付与されるロッド（出力軸）として、例えば中空ロッド１８とを備えている。また、中空ロッド１８の上端には、図示は省略するが、注入ホースから地盤改良剤を導入するスイベルジョイントが設けられ、下端には、掘削刃１９ａ及び撹拌翼１９ｂを有する地盤改良用ツール（掘削ヘッド）２０が装着されている。

【0013】

中空ロッド１８は、内部に地盤改良剤の流路（中空部）を備え、上部側ロッド２１と下部側ロッド２２とを同軸に連結して、リーダ１５よりも長尺に形成することが可能である。上部側ロッド２１と下部側ロッド２２とは、上部側ロッド２１の下端部に設けた雌側筒部（下端連結部）と、下部側ロッド２２の上端部に設けた雄側軸部（上端連結部）とを嵌合させ、雌側筒部と雄側軸部とに亘って、ロッド軸（回転軸）と直交する方向に２本の連結ピンを挿通して固定することにより連結される。また、リーダ１５の下部には、下部側ロッド２２を把持して、中空ロッド１８の鉛直性を確保する振れ止め部材２３が設けられている。

【0014】

このように形成された地盤改良機１１では、地盤改良作業を行っている最中に、地盤改良用ツール２０が転石や硬質地盤に当接すると、図１及び図２に示されるように、地盤改良用ツール２０を地上に引き上げた後、中空ロッド１８から地盤改良用ツール２０を取外す。そして、ツール変換治具２４を介して障害物撤去用ツール２５に変換して、転石や硬質地盤を撤去するための障害物撤去作業が行われる。

【0015】

ツール変換治具２４は、上部側ロッド２１の雌側筒部２１ａに連結されるジョイント部２４ａと、ジョイント部２４ａの下部に設けられ、障害物撤去用ツール２５をボルト締結する取付部２４ｂと、これらジョイント部２４ａと取付部２４ｂとを一体に結合する本体部２４ｃとを備えている。また、本体部２４ｃの下部には、延長筒部２４ｄが設けられている。

【0016】

ジョイント部２４ａは、上部側ロッド２１の雌側筒部２１ａに同軸に嵌合させる断面正六角形状の雄型に形成されている。また、ジョイント部２４ａには、前記上部側ロッド２１の雌側筒部２１ａに亘って２本の連結ピン２６，２６を挿通させるためのピン挿通溝２４ｅ，２４ｅが形成されている。

【0017】

取付部２４ｂは、上部側ロッド２１よりも大径で、上部側ロッド２１と同軸に配される円板状、或いは円環板状（フランジ状）に形成され、ロッド軸周方向（回転軸周方向）にボルト挿通孔２４ｆが、複数連続して設けられ、これらボルト挿通孔２４ｆに挿通した取付ボルト２７により、取付部２４ｂの下面に障害物撤去用ツール２５が取り付けられる。また、取付部２４ｂの上面と本体部２４ｃの外側面とに亘って、三角形状の補強部材２４ｇがロッド軸周方向に複数固設されている。ボルト挿通孔２４ｆと補強部材２４ｇとは、ロッド軸周方向に等間隔にそれぞれ複数設けられるとともに、補強部材２４ｇは、ボルト挿通孔２４ｆよりも内周側に位置し、且つ、隣り合う２つのボルト挿通孔２４ｆ，２４ｆの周方向中間位置にそれぞれ配置されている。

【0018】

本体部２４ｃは、上部側ロッド２１と同径に形成され、上部にジョイント部２４ａが、下部に取付部２４ｂがそれぞれ設けられている。また、延長筒部２４ｄは、上部側ロッド２１の雌側筒部（下端連結部）２１ａと共通する連結構造として雌側筒部を備え、換言すると、上部側ロッド２１と同径であって内部に雌型のジョイント部（図示せず）を備え、該ジョイント部に形成したピン挿通溝２４ｉに挿通される連結ピン（図示せず）を介して継ぎ足し用の中空ロッドや、他の掘削ツールを接続可能にしている。

【0019】

さらに、ジョイント部２４ａと、取付部２４ｂと、本体部２４ｃと、延長筒部２４ｄとには、回転軸方向に貫通する中空部２４ｈが形成されている。中空部２４ｈは、ツール変換治具２４を上部側ロッド２１に連結した際に、上部側ロッド２１に設けられた地盤改良剤の流路（中空部）と連通する。

【0020】

障害物撤去用ツール２５は、円筒状のケーシング２５ａの上部にフレックスカップリング２５ｂが設けられ、下端部に削孔ビット２５ｃが周方向に連続して設けられている。フレックスカップリング２５ｂは、各ボルト挿通孔２４ｆに挿通した取付ボルト２７により取付部２４ｂの下面にボルト締結され、これにより、障害物撤去用ツール２５がツール変換治具２４に取り付けられる。

【0021】

上述のように構成されたツール変換治具２４で、地盤改良用ツール２０から障害物撤去用ツール２５に変換する際には、例えば、地盤改良用ツール２０を下部側ロッド２２と共に上部側ロッド２１から取り外す。ツール変換治具２４のジョイント部２４ａを、上部ロッド２１の雌側筒部２１ａに嵌合させ、連結ピン２６を挿入するなどの所定の手順で上部側ロッド２１に連結させる。次いで、ツール変換治具２４の取付部２４ｂにフレックスカップリング２５ｂを取付ボルト２７でボルト締結することにより、ツール変換治具２４を介して障害物撤去用ツール２５が上部側ロッド２１に連結される。このとき、上部側ロッド２１は、振れ止め部材２３で把持される。これにより、オーガ１７を駆動することによって、障害物撤去用ツール２５に回転トルクや推力が付与され、転石や硬質地盤を撤去することができる。

【0022】

このように本形態例では、ツール変換治具２４を用いることにより、簡単な構成で地盤改良用ツール２０から障害物撤去用ツール２５に変換することが可能になり、作業効率の向上を図ることができる。

【0023】

また、ツール変換治具２４は、回転軸と同軸に連結されるジョイント部２４ａによって上部側ロッド２１との連結も周知の連結構造（嵌合構造）が採用でき、簡便かつ力（トルク・推力）の伝達も良好なものである。さらに、ジョイント部２４ａ及び取付部２４ｂを一体に結合する本体部２４ｃによって強度を高めることができる。

【0024】

また、取付部２４ｂの上面と本体部２４ｃの外側面とに亘って、ロッド軸周方向に複数設けられる補強部材２４ｇを有しているので、本体部２４ｃと取付部２４ｂとが強固に結合され、障害物撤去用ツール２５に付与する押し付け力を高めることができ、しかも、大径のツールに対応できるといった利点もある。さらに、ジョイント部２４ａと、取付部２４ｂと、本体部２４ｃとに、回転軸方向に貫通する中空部２４ｈが形成されているので、ツール変換治具２４を取り付けた状態のままで中空ロッドを継ぎ足すことが可能となり、加えて、延長筒部２４ｄの構成と相俟って部品共通化も促進されることから、地盤改良機１１の種々の使用態様に適したツール変換治具２４が達成される。

【0025】

なお、本発明は上述の形態例に限るものではなく、ツール変換治具は、延長筒部を備えていなくてもよく、一方、延長筒部を備える場合には本体部と素材から一体的に形成しても差し支えない。また、ジョイント部の形状は、連結される中空ロッドの連結部の形状に応じて適宜形成されればよく、本形態例のように断面正六角形状の雄型に形成されるものに限らない。さらに、地盤改良用ツールや障害物撤去用ツール、ロッドの仕様も任意である。

【符号の説明】

【0026】

１１…地盤改良機、１２…下部走行体、１３…上部旋回体、１４…ベースマシン、１５…リーダ、１６…リーダ起伏シリンダ、１７…オーガ、１８…中空ロッド、１９ａ…掘削刃、１９ｂ…撹拌翼、２０…地盤改良用ツール、２１…上部側ロッド、２１ａ…雌側筒部、２２…下部側ロッド、２３…振れ止め部材、２４…ツール変換治具、２４ａ…ジョイント部、２４ｂ…取付部、２４ｃ…本体部、２４ｄ…延長筒部、２４ｅ…ピン挿通溝、２４ｆ…ボルト挿通孔、２４ｇ…補強部材、２４ｈ…中空部、２４ｉ…ピン挿通溝、２５…障害物撤去用ツール、２５ａ…ケーシング、２５ｂ…フレックスカップリング、２５ｃ…掘削ビット、２６…連結ピン、２７…取付ボルト

【図1】

【図2】

【図3】