特開 2024-57159 ミキシングアタッチメント

(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】P2024057159

(43)【公開日】2024-04-24

(54)【発明の名称】ミキシングアタッチメント

(51)【国際特許分類】

   E02D 3/12 20060101AFI20240417BHJP

【ＦＩ】

E02D3/12 102

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022163691

(22)【出願日】2022-10-12

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-07-31

(71)【出願人】

【識別番号】519335440

【氏名又は名称】株式会社サン・エンジニア

(74)【代理人】

【識別番号】100210295

【弁理士】

【氏名又は名称】宮田 誠心

(74)【代理人】

【識別番号】100088133

【弁理士】

【氏名又は名称】宮田 正道

(72)【発明者】

【氏名】松本 洋

【テーマコード（参考）】

2D040

【Ｆターム（参考）】

2D040AB05

2D040BA08

2D040BA13

2D040CB03

2D040EA14

2D040EA15

(57)【要約】

【課題】撹拌混合効率の向上と重量化の抑制とを両立したミキシングアタッチメントを提供すること。
【解決手段】ミキシングアタッチメント１は、ワーショベルのアームの先端に取り付け可能であって、枠体２と、回転中心軸が撹拌羽４を有し水平に保持された複数のローター３，３とを備え、複数のローター３，３は、それぞれ、アームの先端から順次遠ざかる位置に設けられている。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

パワーショベルのアームの先端に取り付け可能なミキシングアタッチメントであって、
枠体と、回転中心軸が水平に保持され、撹拌羽を有する複数のローターとを備え、
複数のローターは、それぞれ、アームの先端から順次遠ざかる位置に設けられていることを特徴とするミキシングアタッチメント。

【請求項2】

ローターの回転中心軸線から撹拌羽の先端までの長さが、ローターごとに異なることを特徴する請求項１に記載のミキシングアタッチメント。

【請求項3】

隣り合うローターにおいて、回転中心軸周りの回転方向が逆になっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のミキシングアタッチメント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、現地の土砂、固化材又は土壌浄化用の薬剤、水を撹拌混合するために、パワーショベルのアームの先端に取り付け可能なミキシングアタッチメントに関する。

【背景技術】

【0002】

地盤改良のために、現地の土砂、固化材、水を撹拌混合する工法が知られている。また土壌浄化のために、現地の土砂、土壌浄化用の薬剤、水を撹拌混合する工法も知られている。撹拌混合が行える工機の一例として、パワーショベルのアームの先端にミキシングアタッチメントを取り付けたものがある。ミキシングアタッチメントは撹拌羽が回転することによって、撹拌混合が行われる。

【0003】

このようなミキシングアタッチメントとして特許文献１に示すものがある。バケット本体の中に撹拌羽を有する１つのローターが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－０４７１５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１のミキシングアタッチメントでは、バケット本体に囲まれた空間の中での撹拌羽が回転するため、地質や撹拌条件によっては、撹拌羽と土砂とがバケット本体内で共廻して、撹拌混合にムラが生じるという問題がある。

【0006】

また、パワーショベルでの撹拌可能な範囲を広く深くすることを求められている。しかし、ミキシングアタッチメントが重量化すると、作業中の安全性を確保するために、パワーショベルにカウンターウエイトを取り付ける必要がある。カウンターウエイトを取り付けると、下部走行体の走行、及び、上部旋回体の旋回で必要なエネルギーが増加することとなる。また、ミキシングアタッチメントの重量化によって、取り付けるパワーショベルの安定性を低下させ、作業中の転倒の可能性も高くなってしまう。したがって、ミキシングアタッチメントの重量化はできる限り避けたいとの問題がある。

【0007】

特に現地の土砂を撹拌する場合は、以下の工程となる。まず、通常のバケットを取り付けたパワーショベルで余堀を行って、水や薬剤等を投入する。次いで、通常のバケットを取り外して、ミキシングアタッチメントを取り付けたパワーショベルで撹拌混合する。次いで、ミキシングアタッチメントを取り外して、再度通常のバケットを取り付けたパワーショベルで天端形成を行う。したがって、一台のパワーショベルですべての工程を行う場合、通常のバケットとミキシングアタッチメントとの重量差をできる限り小さくすることで、全工程において一台のパワーショベルの安定性を一貫して維持できる。

【0008】

そこで、本発明は、撹拌混合効率の向上と重量化の抑制とを両立したミキシングアタッチメントを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の請求項１のミキシングアタッチメントは、パワーショベルのアームの先端に取り付け可能であって、枠体と、回転中心軸が水平に保持され、撹拌羽を有する複数のローターとを備え、複数のローターは、それぞれ、アームの先端から順次遠ざかる位置に設けられている。

【0010】

請求項１のミキシングアタッチメントは、上記構成となっていることによって撹拌羽と土砂とが共廻することを抑制し、撹拌混合効率の向上を実現できる。加えて、取り付けるパワーショベルに応じて、水平に保持されたローターの数を調整することによって、バケットミキシングの重量化を抑制することができる。

【0011】

本発明の請求項２のミキシングアタッチメントは、請求項１のミキシングアタッチメントにおいて、回転の半径方向において、軸線から撹拌羽の先端までの長さが、ローターごとに異なる。

【0012】

玉石や大きな礫が混ざった土砂を撹拌混合する場合、異なるローターの撹拌羽の間に、玉石や大きな礫が存在することがある。請求項２のミキシングアタッチメントは、請求項１と同様の作用効果に加えて、それぞれの撹拌羽の先端のトルクの違いから、玉石や大きな礫が異なるローターの撹拌羽の間から排出される。これにより、異なるローターの撹拌羽の間に、玉石や大きな礫が挟まり、撹拌羽の回転が止まってしまうことを抑制できる。

【0013】

請求項３のミキシングアタッチメントは、請求項１又は２のミキシングアタッチメントにおいて、隣り合うローターにおいて、回転中心軸周りの回転方向が逆になっている。

【0014】

本発明の請求項３のミキシングアタッチメントは、請求項１又は請求項２と同様の作用効果に加えて、撹拌対象内で乱流を発生させて、撹拌混合効率の向上を実現できる。

【発明の効果】

【0015】

請求項１から３のいずれかの発明は、撹拌混合効率の向上と重量化の抑制とを両立を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態のミキシングアタッチメントの正面図である。

【図2】図１のミキシングアタッチメントの概略側面図である。

【図3】ミキシングアタッチメントを取り付けたパワーショベルによる撹拌作業工程を示す概略図である。

【図4】ミキシングアタッチメントを取り付けたパワーショベルによる撹拌作業工程を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の一実施形態のミキシングアタッチメント１について、図１及び図２を参照して説明する。

【0018】

ミキシングアタッチメント１はパワーショベルのアームの先端に取り付け可能となっている。

【0019】

ミキシングアタッチメント１は、枠体２と、枠体２内において水平に保持された２個のローター３，３とを備える。

【0020】

ローター３，３は、回動自在となっている。図示を省略しているが、例えば、枠体２には油圧配管及び油圧モータが設けられており、この油圧モータでローター３，３を駆動させることができるようになっている。

【0021】

２個のローター３，３は、それぞれ、アームの先端から順次遠ざかる位置に設けられている。

【0022】

各ローター３は、略円柱状となっている。

【0023】

各ローター３は、回転中心軸から放射方向に延出する多数の撹拌羽４を有する。

【0024】

本実施形態のミキシングアタッチメント１は、１個のローターが回転することに比べて、２個のローター３，３が回転することによって、乱流を発生させて流動化した撹拌対象である原位置土砂、固化材及び水を複雑にかき混ぜることが可能となる。

【0025】

各ローター３の側周面において、多数の撹拌羽４は、らせん状に配置されている。

【0026】

このような多数の撹拌羽４のらせん状の配置によって、枠体２内において、２個のローター３，３が回転すると、流動化した撹拌対象がローター３の回転中心軸に平行な方向にも移動するようになっている。

【0027】

２個のローター３，３は、回転中心軸から撹拌羽の先端までの長さが、ローターごとに異なっている。詳細に説明すると、アームの先端に近いローター３での回転中心軸から撹拌羽の先端までの長さは、アームの先端から遠いローター３での回転中心軸から撹拌羽の先端までの長さより、短くなっている。図２において、破線で示したローター３，３とその同心円となっている一点鎖線が、ローター３，３のそれぞれの撹拌羽４の先端の軌跡となる。

【0028】

図２の二点鎖線矢印Ａ及びＢに示すように２個のローター３，３は、回転中心軸周りの回転方向が逆になっている。

【0029】

図示は省略しているが、ミキシングアタッチメント１には、液体の吐出口が設けられており、水、セメントミルク等を必要に応じて追加できるようになっている。

【0030】

本実施形態のミキシングアタッチメント１をアームの先端に取り付けたパワーショベルによって原位置撹拌を行う工程について、図３及び図４を参照して説明する。

【0031】

まずは、図３（ａ）に示すように、通常のバケット１０を取り付けたパワーショベルで撹拌予定範囲の表面の余堀を行う。次に、図３（ｂ）に示すように、余堀した空間に固化材及び水を投入する。パワーショベルのアームの先端から通常のバケット１０を取り外し、ミキシングアタッチメント１を取り付ける。図４（ａ）に示すように、次に、ブーム、アーム、ミキシングアタッチメント１を撹拌予定範囲で上下左右に動かすことによって、撹拌予定範囲の原位置土砂、固化材及び水をミキシングアタッチメント１で混合撹拌する。最後に、パワーショベルのアームの先端からミキシングアタッチメント１を取り外し、通常のバケット１０を取り付ける。図４（ｂ）に示すように、この通常のバケット１０で撹拌した範囲の天端整形を行う。

【0032】

パワーショベルのブーム、アーム、ミキシングアタッチメント１及び上部旋回体に角度センサを設け、ローター３，３に回転センサを設け、液体の吐出口に流量センサを設けてもよい。図４（ａ）において、各センサでの測定データに基づいて、撹拌予定範囲での適切な撹拌混合が行われたかを確認することができる。

【0033】

上記実施形態では、ミキシングアタッチメント１は、枠体２と、枠体２内において水平に保持された２個のローター３，３とを備える場合について説明したが、枠体２内に３個以上のローターを備えていてもよい。

【0034】

上記実施形態では、アームの先端に近いローターでの回転中心軸から撹拌羽の先端までの長さは、アームの先端から遠いローターでの回転中心軸から撹拌羽の先端までの長さより、短くなっている場合について説明したが、アームの先端に近いローターでの回転中心軸から撹拌羽の先端までの長さは、アームの先端から遠いローターでの回転中心軸から撹拌羽の先端までの長さより、長くなってもよい。

【0035】

上記実施形態では、各ローター３は、略円柱状となっている場合について説明したが、これに限定されることはない。各ローターは、略角柱状となっていてもよい。

【0036】

上記実施形態では、撹拌羽４は、図１に示すような形状である場合について説明したが、これに限定されることはない。撹拌効率を向上させることができる様々な形状の撹拌羽であってもよい。

【符号の説明】

【0037】

１ ミキシングアタッチメント
２ 枠体
３ ローター
４ 撹拌羽
１０ 通常のバケット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2023-06-16

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

パワーショベルのアームの先端に取り付け可能なミキシングアタッチメントであって、
枠体と、回転中心軸が水平に保持され、撹拌羽を有する複数のローターとを備え、
枠体には油圧配管及び油圧モータが設けられており、この油圧モータで複数のローターを駆動させるようになっており、
複数のローターは、それぞれ、アームの先端から順次遠ざかる位置に設けられており、
ローターの回転中心軸線から撹拌羽の先端までの長さが、ローターごとに異なり、
枠体の先端には爪が設けられていることを特徴とするミキシングアタッチメント。

【請求項2】

隣り合うローターにおいて、アームの先端に近いローターでの回転中心軸から撹拌羽の先端までの長さは、アームの先端から遠いローターでの回転中心軸から撹拌羽の先端までの長さより、短くなっていることを特徴とする請求項１に記載のミキシングアタッチメント。

【請求項3】

隣り合うローターにおいて、回転中心軸周りの回転方向が逆になっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のミキシングアタッチメント。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、現地の土砂、固化材又は土壌浄化用の薬剤、水を撹拌混合するために、パワーショベルのアームの先端に取り付け可能なミキシングアタッチメントに関する。

【背景技術】

【0002】

地盤改良のために、現地の土砂、固化材、水を撹拌混合する工法が知られている。また土壌浄化のために、現地の土砂、土壌浄化用の薬剤、水を撹拌混合する工法も知られている。撹拌混合が行える工機の一例として、パワーショベルのアームの先端にミキシングアタッチメントを取り付けたものがある。ミキシングアタッチメントは撹拌羽が回転することによって、撹拌混合が行われる。

【0003】

このようなミキシングアタッチメントとして特許文献１に示すものがある。バケット本体の中に撹拌羽を有する１つのローターが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－０４７１５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１のミキシングアタッチメントでは、バケット本体に囲まれた空間の中での撹拌羽が回転するため、地質や撹拌条件によっては、撹拌羽と土砂とがバケット本体内で共廻して、撹拌混合にムラが生じるという問題がある。

【0006】

また、パワーショベルでの撹拌可能な範囲を広く深くすることを求められている。しかし、ミキシングアタッチメントが重量化すると、作業中の安全性を確保するために、パワーショベルにカウンターウエイトを取り付ける必要がある。カウンターウエイトを取り付けると、下部走行体の走行、及び、上部旋回体の旋回で必要なエネルギーが増加することとなる。また、ミキシングアタッチメントの重量化によって、取り付けるパワーショベルの安定性を低下させ、作業中の転倒の可能性も高くなってしまう。したがって、ミキシングアタッチメントの重量化はできる限り避けたいとの問題がある。

【0007】

特に現地の土砂を撹拌する場合は、以下の工程となる。まず、通常のバケットを取り付けたパワーショベルで余堀を行って、水や薬剤等を投入する。次いで、通常のバケットを取り外して、ミキシングアタッチメントを取り付けたパワーショベルで撹拌混合する。次いで、ミキシングアタッチメントを取り外して、再度通常のバケットを取り付けたパワーショベルで天端形成を行う。したがって、一台のパワーショベルですべての工程を行う場合、通常のバケットとミキシングアタッチメントとの重量差をできる限り小さくすることで、全工程において一台のパワーショベルの安定性を一貫して維持できる。

【0008】

そこで、本発明は、撹拌混合効率の向上と重量化の抑制とを両立したミキシングアタッチメントを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の請求項１のミキシングアタッチメントは、パワーショベルのアームの先端に取り付け可能なミキシングアタッチメントであって、枠体と、回転中心軸が水平に保持され、撹拌羽を有する複数のローターとを備え、枠体には油圧配管及び油圧モータが設けられており、この油圧モータで複数のローターを駆動させるようになっており、複数のローターは、それぞれ、アームの先端から順次遠ざかる位置に設けられており、ローターの回転中心軸線から撹拌羽の先端までの長さが、ローターごとに異なり、枠体の先端には爪が設けられている。

【0010】

請求項１のミキシングアタッチメントは、上記構成となっていることによって撹拌羽と土砂とが共廻することを抑制し、撹拌混合効率の向上を実現できる。加えて、取り付けるパワーショベルに応じて、水平に保持されたローターの数を調整することによって、バケットミキシングの重量化を抑制することができる。

【0011】

本発明の請求項1のミキシングアタッチメントは、回転の半径方向において、軸線から撹拌羽の先端までの長さが、ローターごとに異なる。

【0012】

玉石や大きな礫が混ざった土砂を撹拌混合する場合、異なるローターの撹拌羽の間に、玉石や大きな礫が存在することがある。請求項1のミキシングアタッチメントは、それぞれの撹拌羽の先端のトルクの違いから、玉石や大きな礫が異なるローターの撹拌羽の間から排出される。これにより、異なるローターの撹拌羽の間に、玉石や大きな礫が挟まり、撹拌羽の回転が止まってしまうことを抑制できる。

【0013】

請求項２のミキシングアタッチメントは、請求項１のミキシングアタッチメントにおいて、隣り合うローターにおいて、アームの先端に近いローターでの回転中心軸から撹拌羽の先端までの長さは、アームの先端から遠いローターでの回転中心軸から撹拌羽の先端までの長さより、短くなっている。

【0014】

請求項３のミキシングアタッチメントは、請求項１又は２のいずれかのミキシングアタッチメントにおいて、隣り合うローターにおいて、回転中心軸周りの回転方向が逆になっている。

【0015】

本発明の請求項３のミキシングアタッチメントは、請求項１又は２と同様の作用効果に加えて、撹拌対象内で乱流を発生させて、撹拌混合効率の向上を実現できる。

【発明の効果】

【0016】

請求項１から３のいずれかの発明は、撹拌混合効率の向上と重量化の抑制とを両立を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態のミキシングアタッチメントの正面図である。

【図2】図１のミキシングアタッチメントの概略側面図である。

【図3】ミキシングアタッチメントを取り付けたパワーショベルによる撹拌作業工程を示す概略図である。

【図4】ミキシングアタッチメントを取り付けたパワーショベルによる撹拌作業工程を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の一実施形態のミキシングアタッチメント１について、図１及び図２を参照して説明する。

【0019】

ミキシングアタッチメント１はパワーショベルのアームの先端に取り付け可能となっている。

【0020】

ミキシングアタッチメント１は、枠体２と、枠体２内において水平に保持された２個のローター３，３とを備える。

【0021】

ローター３，３は、回動自在となっている。図示を省略しているが、例えば、枠体２には油圧配管及び油圧モータが設けられており、この油圧モータでローター３，３を駆動させることができるようになっている。

【0022】

２個のローター３，３は、それぞれ、アームの先端から順次遠ざかる位置に設けられている。

【0023】

各ローター３は、略円柱状となっている。

【0024】

各ローター３は、回転中心軸から放射方向に延出する多数の撹拌羽４を有する。

【0025】

本実施形態のミキシングアタッチメント１は、１個のローターが回転することに比べて、２個のローター３，３が回転することによって、乱流を発生させて流動化した撹拌対象である原位置土砂、固化材及び水を複雑にかき混ぜることが可能となる。

【0026】

各ローター３の側周面において、多数の撹拌羽４は、らせん状に配置されている。

【0027】

このような多数の撹拌羽４のらせん状の配置によって、枠体２内において、２個のローター３，３が回転すると、流動化した撹拌対象がローター３の回転中心軸に平行な方向にも移動するようになっている。

【0028】

２個のローター３，３は、回転中心軸から撹拌羽の先端までの長さが、ローターごとに異なっている。詳細に説明すると、アームの先端に近いローター３での回転中心軸から撹拌羽の先端までの長さは、アームの先端から遠いローター３での回転中心軸から撹拌羽の先端までの長さより、短くなっている。図２において、破線で示したローター３，３とその同心円となっている一点鎖線が、ローター３，３のそれぞれの撹拌羽４の先端の軌跡となる。

【0029】

図２の二点鎖線矢印Ａ及びＢに示すように２個のローター３，３は、回転中心軸周りの回転方向が逆になっている。

【0030】

図示は省略しているが、ミキシングアタッチメント１には、液体の吐出口が設けられており、水、セメントミルク等を必要に応じて追加できるようになっている。

【0031】

本実施形態のミキシングアタッチメント１をアームの先端に取り付けたパワーショベルによって原位置撹拌を行う工程について、図３及び図４を参照して説明する。

【0032】

まずは、図３（ａ）に示すように、通常のバケット１０を取り付けたパワーショベルで撹拌予定範囲の表面の余堀を行う。次に、図３（ｂ）に示すように、余堀した空間に固化材及び水を投入する。パワーショベルのアームの先端から通常のバケット１０を取り外し、ミキシングアタッチメント１を取り付ける。図４（ａ）に示すように、次に、ブーム、アーム、ミキシングアタッチメント１を撹拌予定範囲で上下左右に動かすことによって、撹拌予定範囲の原位置土砂、固化材及び水をミキシングアタッチメント１で混合撹拌する。最後に、パワーショベルのアームの先端からミキシングアタッチメント１を取り外し、通常のバケット１０を取り付ける。図４（ｂ）に示すように、この通常のバケット１０で撹拌した範囲の天端整形を行う。

【0033】

パワーショベルのブーム、アーム、ミキシングアタッチメント１及び上部旋回体に角度センサを設け、ローター３，３に回転センサを設け、液体の吐出口に流量センサを設けてもよい。図４（ａ）において、各センサでの測定データに基づいて、撹拌予定範囲での適切な撹拌混合が行われたかを確認することができる。

【0034】

上記実施形態では、ミキシングアタッチメント１は、枠体２と、枠体２内において水平に保持された２個のローター３，３とを備える場合について説明したが、枠体２内に３個以上のローターを備えていてもよい。

【0035】

上記実施形態では、アームの先端に近いローターでの回転中心軸から撹拌羽の先端までの長さは、アームの先端から遠いローターでの回転中心軸から撹拌羽の先端までの長さより、短くなっている場合について説明したが、アームの先端に近いローターでの回転中心軸から撹拌羽の先端までの長さは、アームの先端から遠いローターでの回転中心軸から撹拌羽の先端までの長さより、長くなってもよい。

【0036】

上記実施形態では、各ローター３は、略円柱状となっている場合について説明したが、これに限定されることはない。各ローターは、略角柱状となっていてもよい。

【0037】

上記実施形態では、撹拌羽４は、図１に示すような形状である場合について説明したが、これに限定されることはない。撹拌効率を向上させることができる様々な形状の撹拌羽であってもよい。

【符号の説明】

【0038】

１ ミキシングアタッチメント
２ 枠体
３ ローター
４ 撹拌羽
１０ 通常のバケット