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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-10
(45)【発行日】2023-11-20
(54)【発明の名称】地盤撹拌装置
(51)【国際特許分類】
E02D 3/12 20060101AFI20231113BHJP
【ＦＩ】
E02D3/12 102
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2023132562
(22)【出願日】2023-08-16
【審査請求日】2023-08-24
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】597028287
【氏名又は名称】埼玉八栄工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100118256
【弁理士】
【氏名又は名称】小野寺 隆
(74)【代理人】
【識別番号】100166338
【弁理士】
【氏名又は名称】関口 正夫
(72)【発明者】
【氏名】根岸 良幸
【審査官】彦田 克文
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－２３１６９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－１７２９８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０３７６３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－３４２９４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０４８０６８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０２Ｄ ３／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動モータと、前記駆動モータの回転を伝えるチェーン機構と、
前記チェーン機構により回転する回転軸の両側に取り付けられた第１の撹拌体及び第２の撹拌体と、を備え、
前記第１の撹拌体は、複数の撹拌爪が配列された第１の単位撹拌翼体及び第２の単位撹拌翼体からなり、前記第２の撹拌体は、複数の撹拌爪が配列された第３の単位撹拌翼体及び第４の単位撹拌翼体からなり、
前記第１から前記第４の単位撹拌翼体は、それぞれ前記回転軸に取り付けられた単位撹拌翼基体と、該単位撹拌翼基体と接続される撹拌爪取付台座と、該撹拌爪取付台座の外部表面に沿って配列された前記複数の撹拌爪と、を有し、
前記複数の撹拌爪は、それぞれ前記撹拌爪取付台座上で前記回転軸の方向に間隔をあけて配列され、
前記第１から前記第４の単位撹拌翼体の各単位撹拌翼基体は、対向する２つの単位撹拌翼基板と、該２つの単位撹拌翼基板の間の両側部を覆う、各撹拌爪取付台座から延びた２つの側板と、を有する、
地盤撹拌装置。
【請求項2】
前記第１の単位撹拌翼体と前記第２の単位撹拌翼体との間及び前記第３の単位撹拌翼体と前記第４の単位撹拌翼体との間は、それぞれ、互いに１８０度の角間隔で配設される、請求項１に記載の地盤撹拌装置。
【請求項3】
前記第１の単位撹拌翼体の前記撹拌爪取付台座は、前記複数の撹拌爪が前記回転軸の回転方向に対して内側から外側に向かって斜めに配設さるように、前記第１の単位撹拌翼体の前記単位撹拌翼基体に対して傾けて配置され、前記第２の単位撹拌翼体の前記撹拌爪取付台座は、前記複数の撹拌爪が前記回転軸の回転方向に対して外側から内側に向かって斜めに配設さるように、前記第２の単位撹拌翼体の前記単位撹拌翼基体に対して傾けて配置され、
前記第３の単位撹拌翼体の前記撹拌爪取付台座は、前記複数の撹拌爪が前記回転軸の回転方向に対して外側から内側に向かって斜めに配設さるように、前記第３の単位撹拌翼体の前記単位撹拌翼基体に対して傾けて配置され、
前記第４の単位撹拌翼体の前記撹拌爪取付台座は、前記複数の撹拌爪が前記回転軸の回転方向に対して内側から外側に向かって斜めに配設さるように、前記第４の単位撹拌翼体の前記単位撹拌翼基体に対して傾けて配置される、請求項２に記載の地盤撹拌装置。
【請求項4】
前記撹拌爪取付台座は、前記単位撹拌翼基体と接続される、円弧状に湾曲した湾曲部と、該湾曲部の面の長さ方向に沿って前記単位撹拌翼基体を挟んで設けられた補強部とを有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の地盤撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、地盤を掘削しながら土壌とセメントミルク等の土壌改質材とを撹拌混合して軟弱地盤等を強化するための地盤撹拌装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、地盤強化のための地盤撹拌装置として、例えば特許文献１に示されるように、土砂を上下・前後左右に効率的に撹拌できるようにした地盤撹拌装置が知られている。
【0003】
具体的には、特許文献１に記載された地盤撹拌装置では、油圧モータの回転が第１及び第２のチェーン機構により第１及び第２の撹拌体に伝えられる。第１の撹拌体は、４つの撹拌爪が外側から内側に斜めに配設された第１の単位撹拌翼体と、４つの撹拌爪が内側から外側に斜めに配設された第２の単位撹拌翼体とを有する。第２の撹拌体は、４つの撹拌爪が外側から内側に向かって斜めに配設された第３の単位撹拌翼体と、４つの撹拌爪が内側から外側に向かって斜めに配設された第４の単位撹拌翼体とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００８－２３１６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
かかる従来の地盤撹拌装置では、第１の撹拌体及び第２の撹拌体の回転と共に、土砂は、上下方向のみでなく、外側から内側に向かうような方向と、内側から外側向かうような方向とに、交互に動かされる。これにより、土砂は、上下方向及び前後方向と左右方向とに十分に撹拌される。
【0006】
上述の従来の地盤撹拌装置では、第１から第４の単位撹拌翼体の各単位撹拌翼体は、４つの撹拌爪と、４つの撹拌爪が取付られる撹拌爪取付台座と、撹拌爪取付台座の両端部にそれぞれ接続された２つ単位撹拌翼基板とで構成される。２つ単位撹拌翼基板は回転軸に取り付けられる。
第１及び第３の単位撹拌翼体の各撹拌爪取付台座は、４つの撹拌爪が外側から内側に向かって斜めに配設されるように、２つ単位撹拌翼基板に対して斜めに配置される。また、第２及び第４の単位撹拌翼体の撹拌爪取付台座は、４つの撹拌爪が内側から外側に向かって斜めに配設されるように、第１及び第３の単位撹拌翼体とは異なる方向に、２つ単位撹拌翼基板に対して斜めに配置される。
各撹拌爪取付台座の両端部にそれぞれ取り付けられる２つの単位撹拌翼基板は、回転軸の長さ方向に対して所定の間隔離れて配置される。そのため、撹拌された土砂が２つの単位撹拌翼基板の間に入り込み、土砂が詰まって撹拌の抵抗になる場合がある。
第１及び第３の単位撹拌翼体の各撹拌爪取付台座は、４つの撹拌爪が外側から内側に向かって斜めに配設されるように、２つ単位撹拌翼基板に対して斜めに配置される。また、第２及び第４の単位撹拌翼体の撹拌爪取付台座は、４つの撹拌爪が内側から外側に向かって斜めに配設されるように、第１及び第３の単位撹拌翼体とは異なる方向に、２つ単位撹拌翼基板に対して斜めに配置される。
各撹拌爪取付台座の両端部にそれぞれ取り付けられる２つの単位撹拌翼基板は、回転軸の長さ方向に対して所定の間隔離れて配置される。そのため、撹拌された土砂が２つの単位撹拌翼基板の間に入り込み、土砂が詰まって撹拌の抵抗になる場合がある。
【0007】
単位撹拌翼体の構成について、第１の単位撹拌翼体を例にとって、図１４及び図１５を用いて説明する。
図１４及び図１５に示すように、第１の単位撹拌翼体１４１ａは、４つの撹拌爪Ｂａ１１～Ｂａ１４と、４つの撹拌爪Ｂａ１１～Ｂａ１４が取付られる撹拌爪取付台座１４６ａと、撹拌爪取付台座１４６ａの両端部にそれぞれ接続された２つ単位撹拌翼基板１４５ａ，１４５ｂとで構成される。
図１５に示すように、２つの単位撹拌翼基板１４５ａ，１４５ｂは、回転軸の長さ方向に対して所定の間隔ｄ離れて配置されるため、単位撹拌翼体１４１ａを回転軸を中心に回転させると、図１５に示すように、撹拌された土砂が２つの単位撹拌翼基板１４５ａ，１４５ｂの間に入り込み、土砂が詰まって撹拌の抵抗になる場合がある。
図１４及び図１５に示すように、第１の単位撹拌翼体１４１ａは、４つの撹拌爪Ｂａ１１～Ｂａ１４と、４つの撹拌爪Ｂａ１１～Ｂａ１４が取付られる撹拌爪取付台座１４６ａと、撹拌爪取付台座１４６ａの両端部にそれぞれ接続された２つ単位撹拌翼基板１４５ａ，１４５ｂとで構成される。
図１５に示すように、２つの単位撹拌翼基板１４５ａ，１４５ｂは、回転軸の長さ方向に対して所定の間隔ｄ離れて配置されるため、単位撹拌翼体１４１ａを回転軸を中心に回転させると、図１５に示すように、撹拌された土砂が２つの単位撹拌翼基板１４５ａ，１４５ｂの間に入り込み、土砂が詰まって撹拌の抵抗になる場合がある。
【0008】
本発明は、上述の課題に鑑み、２つの単位撹拌翼基板間に土砂が入りこまないように構成された地盤撹拌装置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】
（１） 本発明に係る実施態様の地盤撹拌装置は、駆動モータと、
前記駆動モータの回転を伝えるチェーン機構と、
前記チェーン機構により回転する回転軸の両側に取り付けられた第１の撹拌体及び第２の撹拌体と、を備え、
前記第１の撹拌体は、複数の撹拌爪が配列された第１の単位撹拌翼体及び第２の単位撹拌翼体からなり、前記第２の撹拌体は、複数の撹拌爪が配列された第３の単位撹拌翼体及び第４の単位撹拌翼体からなり、
前記第１から前記第４の単位撹拌翼体は、それぞれ前記回転軸に取り付けられた単位撹拌翼基体と、該単位撹拌翼基体と接続される撹拌爪取付台座と、該撹拌爪取付台座の外部表面に沿って配列された前記複数の撹拌爪と、を有し、
前記複数の撹拌爪は、それぞれ前記撹拌爪取付台座上で前記回転軸の方向に間隔をあけて配列され、
前記第１から前記第４の単位撹拌翼体の各単位撹拌翼基体は、対向する２つの単位撹拌翼基板と、該２つの単位撹拌翼基板の間の両側部を覆う、各撹拌爪取付台座から延びた２つの側板と、を有する、地盤撹拌装置である。
前記駆動モータの回転を伝えるチェーン機構と、
前記チェーン機構により回転する回転軸の両側に取り付けられた第１の撹拌体及び第２の撹拌体と、を備え、
前記第１の撹拌体は、複数の撹拌爪が配列された第１の単位撹拌翼体及び第２の単位撹拌翼体からなり、前記第２の撹拌体は、複数の撹拌爪が配列された第３の単位撹拌翼体及び第４の単位撹拌翼体からなり、
前記第１から前記第４の単位撹拌翼体は、それぞれ前記回転軸に取り付けられた単位撹拌翼基体と、該単位撹拌翼基体と接続される撹拌爪取付台座と、該撹拌爪取付台座の外部表面に沿って配列された前記複数の撹拌爪と、を有し、
前記複数の撹拌爪は、それぞれ前記撹拌爪取付台座上で前記回転軸の方向に間隔をあけて配列され、
前記第１から前記第４の単位撹拌翼体の各単位撹拌翼基体は、対向する２つの単位撹拌翼基板と、該２つの単位撹拌翼基板の間の両側部を覆う、各撹拌爪取付台座から延びた２つの側板と、を有する、地盤撹拌装置である。
【0010】
（２） 上記（１）の地盤撹拌装置において、前記第１の単位撹拌翼体と前記第２の単位撹拌翼体との間及び前記第３の単位撹拌翼体と前記第４の単位撹拌翼体との間は、それぞれ、互いに１８０度の角間隔で配設されることが好ましい。
【0011】
（３） 上記（２）の地盤撹拌装置において、前記第１の単位撹拌翼体の前記撹拌爪取付台座は、前記複数の撹拌爪が前記回転軸の回転方向に対して内側から外側に向かって斜めに配設さるように、前記第１の単位撹拌翼体の前記単位撹拌翼基体に対して傾けて配置され、
前記第２の単位撹拌翼体の前記撹拌爪取付台座は、前記複数の撹拌爪が前記回転軸の回転方向に対して外側から内側に向かって斜めに配設さるように、前記第２の単位撹拌翼体の前記単位撹拌翼基体に対して傾けて配置され、
前記第３の単位撹拌翼体の前記撹拌爪取付台座は、前記複数の撹拌爪が前記回転軸の回転方向に対して外側から内側に向かって斜めに配設さるように、前記第３の単位撹拌翼体の前記単位撹拌翼基体に対して傾けて配置され、
前記第４の単位撹拌翼体の前記撹拌爪取付台座は、前記複数の撹拌爪が前記回転軸の回転方向に対して内側から外側に向かって斜めに配設さるように、前記第４の単位撹拌翼体の前記単位撹拌翼基体に対して傾けて配置されることが好ましい。
前記第２の単位撹拌翼体の前記撹拌爪取付台座は、前記複数の撹拌爪が前記回転軸の回転方向に対して外側から内側に向かって斜めに配設さるように、前記第２の単位撹拌翼体の前記単位撹拌翼基体に対して傾けて配置され、
前記第３の単位撹拌翼体の前記撹拌爪取付台座は、前記複数の撹拌爪が前記回転軸の回転方向に対して外側から内側に向かって斜めに配設さるように、前記第３の単位撹拌翼体の前記単位撹拌翼基体に対して傾けて配置され、
前記第４の単位撹拌翼体の前記撹拌爪取付台座は、前記複数の撹拌爪が前記回転軸の回転方向に対して内側から外側に向かって斜めに配設さるように、前記第４の単位撹拌翼体の前記単位撹拌翼基体に対して傾けて配置されることが好ましい。
【0012】
（４） 上記（１）から（３）のいずれかの地盤撹拌装置において、前記撹拌爪取付台座は、前記単位撹拌翼基体と接続される、円弧状に湾曲した湾曲部と、該湾曲部の面の長さ方向に沿って前記単位撹拌翼基体を挟んで設けられた補強部とを有することが好ましい。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、２つの単位撹拌翼基板間に土砂が入りこまないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の第１の実施形態の地盤撹拌装置の概要を示す側面図である。
【図2】本発明の第１の実施形態の地盤撹拌装置における撹拌体の説明に用いる斜視図である。
【図3】本発明の第１の実施形態の地盤撹拌装置の構成を示す図である。
【図4】本発明の第１の実施形態の地盤撹拌装置の側面図である。
【図5】本発明の第１及び第２の撹拌体の説明に用いる左右側面図及び正面図である。
【図6】１つの単位撹拌翼基体の分解斜視図である。
【図7】１つの単位撹拌翼基体の斜視図である。
【図8】１つの単位撹拌翼基体に撹拌爪取付台座が架設された構成を示す斜視図である。
【図9】１つの単位撹拌翼基体に撹拌爪取付台座が架設された構成を示す正面図である。
【図11】単位撹拌翼基体を円形の取付部材に取り付けた状態を示す斜視図である。
【図12】２つの撹拌体が一方向に回転する様子を示す図である。
【図13】土砂を外側から内側に向かわせる動作と、土砂を内側から外側に向かわせる動作とを説明するための図である。
【図14】従来の地盤撹拌装置の説明に用いる断面図である。
【図15】従来の地盤撹拌装置の課題を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明が適用された地盤撹拌装置の概要を示すものである。
【0016】
図１において、作業車両１０１には、可動アーム１０２が延設される。可動アーム１０２は、折曲可能に連結されたアーム１０２ａ及び１０２ｂとからなる。可動アーム１０２の先端に、本発明の実施形態の地盤撹拌装置１００が取り付けられる。地盤撹拌装置１００は、可動アーム１０２の操作により、地盤に対して垂直上下方向に動かすことができる。
【0017】
図２は、本発明の実施形態の地盤撹拌装置を用いた撹拌作業の説明図である。図２に示すように、地盤撹拌装置１００は、上部支持体１１、下部支持体２３及び撹拌体３０ａ及び３０ｂから構成される。軟質土壌の地盤強化を行う場合には、図２（Ａ）に示すように、地盤撹拌装置１００の先端を土壌１２０の上方に位置させる。そして、図２（Ｂ）に示すように、撹拌体３０ａ及び３０ｂを回転させながら、可動アーム１０２を駆動することにより、地盤撹拌装置１００を下方に移動させる。地盤撹拌装置１００を下方に移動させると、地盤撹拌装置１００の移動に伴って、撹拌体３０ａ及び３０ｂにより、土壌１２０が掘削される。
【0018】
また、このとき、地盤撹拌装置１００の先端には、作業車両１０１から、スラリー状または粉体状のセメント等の土壌改質材が導かれる。この土壌改質材が地盤撹拌装置１００の先端に設けられた噴射ノズル３０ｃから地中に吐出される。これにより、撹拌体３０ａ及び３０ｂにより土壌が掘削されながら、土壌と土壌改質材とが撹拌混合される。
【0019】
このように、本発明の実施形態の地盤撹拌装置では、その先端部に設けられた撹拌体３０ａ及び３０ｂを回転させることで、土壌を掘削しながら撹拌して、軟質土壌の地盤改良を行うことができる。
【0020】
図３及び図４は、本実施の形態に係る地盤撹拌装置１００の構成を示すものである。図３及び図４において、縦長の上部支持体１１及び下部支持体２３の内部は、空間となっており、これらの空間は外部とシールされ、これらの空間にはそれぞれ無端チェーン２５，２６が挿入され、土砂等がこの空間内に入り込まないように、保護されている。縦長の上部支持体１１の上側には、油圧モータ１２が配置される。油圧モータ１２の駆動軸１３にはスプロケット１４が嵌着される。
【0021】
上部支持体１１と下部支持体２３の接続部に中間軸２０が設けられる。中間軸２０には、スプロケット２１及び２２が嵌着されている。油圧モータ１２の駆動軸１３のスプロケット１４と、中間軸２０のスプロケット２１との間に、無端チェーン２５が懸装される。
【0022】
下部支持体２３の下部には、撹拌体３０ａ及び３０ｂが配設される。撹拌体３０ａ及び３０ｂの回転軸３１ａ及び３１ｂには、スプロケット３２が嵌着される。中間軸２０のスプロケット２２と、撹拌体３０ａ及び３０ｂのスプロケット３２との間に、無端チェーン２６が懸装される。
【0023】
油圧モータ１２の駆動力は、無端チェーン２５及び２６を介して、撹拌体３０ａ及び３０ｂに伝えられる。すなわち、油圧モータ１２が回転すると、油圧モータ１２の駆動軸１３から中間軸２０に、無端チェーン２５を介してその回転が伝えられる。そして、中間軸２０が回転すると、中間軸２０から撹拌体３０ａ及び３０ｂの回転軸３１ａ及び３１ｂに、無端チェーン２６を介してその回転が伝えられる。油圧モータ１２の回転数の制御や油圧の供給は、送油経路１６を介して外部から操作可能とされている。
【0024】
図５（Ａ）～図５（Ｃ）は、撹拌体３０ａ及び３０ｂの左側面図、正面図、及び右側面図である。
図５（Ａ）～（Ｃ）に示すように、撹拌体３０ａは、２つの単位撹拌翼体４１ａ及び４１ｂが設けられ、撹拌体３０ｂには、単位撹拌翼体４１ｃ及び４１ｄが設けられる。単位撹拌翼体４１ａと単位撹拌翼体４１ｂとの間、単位撹拌翼体４１ｃと単位撹拌翼体４１ｄとの間は、それぞれ、互いに１８０度の角間隔で配設される。単位撹拌翼体４１ａ、単位撹拌翼体４１ｂ、単位撹拌翼体４１ｃ、及び単位撹拌翼体４１ｄは、第１～第４の単位撹拌翼体に対応する。
単位撹拌翼体４１ａには、４つの撹拌爪Ｂａ１～Ｂａ４が配設（配列）され、単位撹拌翼体４１ｂには、３つの撹拌爪Ｂｂ１～Ｂｂ３が配設（配列）され、単位撹拌翼体４１ｃには、３つの撹拌爪Ｂｃ１～Ｂｃ３が配設（配列）され、単位撹拌翼体４１ｄには、４つの撹拌爪Ｂｄ１～Ｂｄ４が配設（配列）される。回転軸３１ａ及び３１ｂが回転すると、これに伴って、単位撹拌翼体４１ａ、４１ｂ及び単位撹拌翼体４１ｃ、４１ｄが回転し、撹拌爪Ｂａ１～Ｂａ４、Ｂｂ１～Ｂｂ３、及びＢｃ１～Ｂｃ３、Ｂｄ１～Ｂｄ４により、土壌が掘削される。
図５（Ａ）～（Ｃ）に示すように、撹拌体３０ａは、２つの単位撹拌翼体４１ａ及び４１ｂが設けられ、撹拌体３０ｂには、単位撹拌翼体４１ｃ及び４１ｄが設けられる。単位撹拌翼体４１ａと単位撹拌翼体４１ｂとの間、単位撹拌翼体４１ｃと単位撹拌翼体４１ｄとの間は、それぞれ、互いに１８０度の角間隔で配設される。単位撹拌翼体４１ａ、単位撹拌翼体４１ｂ、単位撹拌翼体４１ｃ、及び単位撹拌翼体４１ｄは、第１～第４の単位撹拌翼体に対応する。
単位撹拌翼体４１ａには、４つの撹拌爪Ｂａ１～Ｂａ４が配設（配列）され、単位撹拌翼体４１ｂには、３つの撹拌爪Ｂｂ１～Ｂｂ３が配設（配列）され、単位撹拌翼体４１ｃには、３つの撹拌爪Ｂｃ１～Ｂｃ３が配設（配列）され、単位撹拌翼体４１ｄには、４つの撹拌爪Ｂｄ１～Ｂｄ４が配設（配列）される。回転軸３１ａ及び３１ｂが回転すると、これに伴って、単位撹拌翼体４１ａ、４１ｂ及び単位撹拌翼体４１ｃ、４１ｄが回転し、撹拌爪Ｂａ１～Ｂａ４、Ｂｂ１～Ｂｂ３、及びＢｃ１～Ｂｃ３、Ｂｄ１～Ｂｄ４により、土壌が掘削される。
【0025】
ここでは、単位撹拌翼体４１ａに４つの撹拌爪Ｂａ１～Ｂａ４、単位撹拌翼体４１ｂに３つの撹拌爪Ｂｂ１～Ｂｂ３、単位撹拌翼体４１ｃには３つの撹拌爪Ｂｃ１～Ｂｃ３、及び単位撹拌翼体４１ｄに４つの撹拌爪Ｂｄ１～Ｂｄ４が配設される例が示されているが、単位撹拌翼体４１ａ～単位撹拌翼体４１ｄに設けられる撹拌爪の数は複数であればよく特に限定されない。
例えば、単位撹拌翼体４１ａ及び単位撹拌翼体４１ｄの撹拌爪の数は、５つ以上であってもよく、単位撹拌翼体４１ｂ及び単位撹拌翼体４１ｃの撹拌爪の数は、４つ以上であってもよい。単位撹拌翼体４１ａ及び単位撹拌翼体４１ｄの撹拌爪の数は、単位撹拌翼体４１ｂ及び単位撹拌翼体４１ｃの撹拌爪の数よりも１つ多くしているが、２つ以上多くしてもよい。また、単位撹拌翼体４１ａ～単位撹拌翼体４１ｄに設けられる撹拌爪の数は同じでもよい。単位撹拌翼体４１ａ～単位撹拌翼体４１ｄに設けられる撹拌爪の数や大きさは、単位撹拌翼体４１ａ～単位撹拌翼体４１ｄの大きさにより適宜決められ、単位撹拌翼体４１ａ～単位撹拌翼体４１ｄに設けられる複数の撹拌爪の間隔は、単位撹拌翼体４１ａ～単位撹拌翼体４１ｄの大きさや撹拌爪の数によって適宜決められる。単位撹拌翼体４１ａ～単位撹拌翼体４１ｄの大きさ、撹拌爪の数及び複数の撹拌爪の間隔は、地盤撹拌装置の大きさによって変えることができる。
例えば、単位撹拌翼体４１ａ及び単位撹拌翼体４１ｄの撹拌爪の数は、５つ以上であってもよく、単位撹拌翼体４１ｂ及び単位撹拌翼体４１ｃの撹拌爪の数は、４つ以上であってもよい。単位撹拌翼体４１ａ及び単位撹拌翼体４１ｄの撹拌爪の数は、単位撹拌翼体４１ｂ及び単位撹拌翼体４１ｃの撹拌爪の数よりも１つ多くしているが、２つ以上多くしてもよい。また、単位撹拌翼体４１ａ～単位撹拌翼体４１ｄに設けられる撹拌爪の数は同じでもよい。単位撹拌翼体４１ａ～単位撹拌翼体４１ｄに設けられる撹拌爪の数や大きさは、単位撹拌翼体４１ａ～単位撹拌翼体４１ｄの大きさにより適宜決められ、単位撹拌翼体４１ａ～単位撹拌翼体４１ｄに設けられる複数の撹拌爪の間隔は、単位撹拌翼体４１ａ～単位撹拌翼体４１ｄの大きさや撹拌爪の数によって適宜決められる。単位撹拌翼体４１ａ～単位撹拌翼体４１ｄの大きさ、撹拌爪の数及び複数の撹拌爪の間隔は、地盤撹拌装置の大きさによって変えることができる。
【0026】
左側の撹拌体３０ａは、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、２つの単位撹拌翼体４１ａ及び４１ｂを有している。単位撹拌翼体４１ａには、複数の例えば４つの撹拌爪Ｂａ１～Ｂａ４が回転方向Ｍ１に対して内側から外側に向かって斜めに配設され、単位撹拌翼体４１ｂには、複数の例えば３つの撹拌爪Ｂｂ１～Ｂｂ３が回転方向Ｍ１に対して外側から内側に向かって斜めに配設されている。
【0027】
右側の撹拌体３０ｂは、図５（Ｃ）及び図５（Ｂ）に示すように、２つの単位撹拌翼体４１ｃ及び４１ｄを有している。単位撹拌翼体４１ｃには、複数の例えば３つの撹拌爪Ｂｃ１～Ｂｃ３が回転方向Ｍ１に対して外側から内側に向かって斜めに配設され、単位撹拌翼体４１ｄには、複数の例えば４つの撹拌爪Ｂｄ１～Ｂｄ４が回転方向Ｍ１に対して内側から外側に向かって斜めに配設されている。
【0028】
左側の撹拌体３０ａについて更に説明する。
単位撹拌翼体４１ａは、単位撹拌翼基体４５ａと、４つの撹拌爪Ｂａ１～Ｂａ４が配設された撹拌爪取付台座４６ａとを備えている。単位撹拌翼体４１ｂは、単位撹拌翼基体４５ｂと、３つの撹拌爪Ｂｂ１～Ｂｂ３が配設された撹拌爪取付台座４６ｂと、を備えている。撹拌爪取付台座４６ａ、４６ｂは、円弧状に湾曲した湾曲部４６ａｆ、４６ｂｆと、補強部４６ａｓ、４６ｂｓとを有する。補強部４６ａｓ、４６ｂｓは、円弧状に湾曲した湾曲部４６ａｆ、４６ｂｆが歪まないように補強する。ここでは、補強部４６ａｓ、４６ｂｓは、湾曲部４６ａｆ、４６ｂｆの円弧状に湾曲した四角状の面の長手方向に沿って単位撹拌翼基体４５ａ、４５ｂを挟んで対角線方向に配置されているが、四角状の面の長手方向に平行に配置されてもよい。
左側の回転軸３１ａには、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、円形の取付部材４２ａが嵌着される。取付部材４２ａに、単位撹拌翼基体４５ａと、単位撹拌翼基体４５ｂが取り付けられる。
単位撹拌翼体４１ａは、単位撹拌翼基体４５ａと、４つの撹拌爪Ｂａ１～Ｂａ４が配設された撹拌爪取付台座４６ａとを備えている。単位撹拌翼体４１ｂは、単位撹拌翼基体４５ｂと、３つの撹拌爪Ｂｂ１～Ｂｂ３が配設された撹拌爪取付台座４６ｂと、を備えている。撹拌爪取付台座４６ａ、４６ｂは、円弧状に湾曲した湾曲部４６ａｆ、４６ｂｆと、補強部４６ａｓ、４６ｂｓとを有する。補強部４６ａｓ、４６ｂｓは、円弧状に湾曲した湾曲部４６ａｆ、４６ｂｆが歪まないように補強する。ここでは、補強部４６ａｓ、４６ｂｓは、湾曲部４６ａｆ、４６ｂｆの円弧状に湾曲した四角状の面の長手方向に沿って単位撹拌翼基体４５ａ、４５ｂを挟んで対角線方向に配置されているが、四角状の面の長手方向に平行に配置されてもよい。
左側の回転軸３１ａには、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、円形の取付部材４２ａが嵌着される。取付部材４２ａに、単位撹拌翼基体４５ａと、単位撹拌翼基体４５ｂが取り付けられる。
【0029】
単位撹拌翼基体４５ａには、撹拌爪取付台座４６ａが架設される。撹拌爪取付台座４６ａの湾曲部４６ａｆの外側の面には、例えば図５（Ｂ）に示すように、回転方向Ｍ１に対して内側から外側に向かって斜めに４つの撹拌爪Ｂａ１～Ｂａ４が配設（配列）される。
撹拌爪取付台座４６ａは、４つの撹拌爪Ｂａ１～Ｂａ４が回転方向Ｍ１に対して内側から外側に向かって斜めに配設さるように、単位撹拌翼基体４５ａに対して傾けて配置される。
単位撹拌翼基体４５ｂには、撹拌爪取付台座４６ｂが架設される。撹拌爪取付台座４６ｂの湾曲部４６ｂｆの外側の面には、例えば図５（Ｂ）に示すように、回転方向Ｍ１に対して外側から内側に向かって斜めに３つの撹拌爪Ｂｂ１～Ｂｂ３が配設（配列）される。
撹拌爪取付台座４６ｂは、３つの撹拌爪Ｂｂ１～Ｂｂ３が回転方向Ｍ１に対して外側から内側に向かって斜めに配設さるように、単位撹拌翼体４５ｂに対して傾けて配置される。
撹拌爪取付台座４６ａは、４つの撹拌爪Ｂａ１～Ｂａ４が回転方向Ｍ１に対して内側から外側に向かって斜めに配設さるように、単位撹拌翼基体４５ａに対して傾けて配置される。
単位撹拌翼基体４５ｂには、撹拌爪取付台座４６ｂが架設される。撹拌爪取付台座４６ｂの湾曲部４６ｂｆの外側の面には、例えば図５（Ｂ）に示すように、回転方向Ｍ１に対して外側から内側に向かって斜めに３つの撹拌爪Ｂｂ１～Ｂｂ３が配設（配列）される。
撹拌爪取付台座４６ｂは、３つの撹拌爪Ｂｂ１～Ｂｂ３が回転方向Ｍ１に対して外側から内側に向かって斜めに配設さるように、単位撹拌翼体４５ｂに対して傾けて配置される。
【0030】
次に、右側の撹拌体３０ｂについて更に説明する。
単位撹拌翼体４１ｃは、単位撹拌翼基体４５ｃと、３つの撹拌爪Ｂｃ１～Ｂｃ３が配設された撹拌爪取付台座４６ｃとを備えている。単位撹拌翼体４１ｄは、単位撹拌翼基体４５ｄと、４つの撹拌爪Ｂｄ１～Ｂｄ４が配設された撹拌爪取付台座４６ｄと、を備えている。撹拌爪取付台座４６ｃ、４６ｄは、円弧状に湾曲した湾曲部４６ｃｆ、４６ｄｆと、補強部４６ｃｓ、４６ｄｓとを有する。補強部４６ｃｓ、４６ｄｓは、円弧状に湾曲した湾曲部４６ｃｆ、４６ｄｆが歪まないように補強する。ここでは、補強部４６ｃｓ、４６ｄｓは、湾曲部４６ｃｆ、４６ｄｆの円弧状に湾曲した四角状の面の長手方向に沿って単位撹拌翼基体４５ｃ、４５ｄを挟んで対角線方向に配置されているが、四角状の面の長手方向に平行に配置されてもよい。
単位撹拌翼体４１ｃは、単位撹拌翼基体４５ｃと、３つの撹拌爪Ｂｃ１～Ｂｃ３が配設された撹拌爪取付台座４６ｃとを備えている。単位撹拌翼体４１ｄは、単位撹拌翼基体４５ｄと、４つの撹拌爪Ｂｄ１～Ｂｄ４が配設された撹拌爪取付台座４６ｄと、を備えている。撹拌爪取付台座４６ｃ、４６ｄは、円弧状に湾曲した湾曲部４６ｃｆ、４６ｄｆと、補強部４６ｃｓ、４６ｄｓとを有する。補強部４６ｃｓ、４６ｄｓは、円弧状に湾曲した湾曲部４６ｃｆ、４６ｄｆが歪まないように補強する。ここでは、補強部４６ｃｓ、４６ｄｓは、湾曲部４６ｃｆ、４６ｄｆの円弧状に湾曲した四角状の面の長手方向に沿って単位撹拌翼基体４５ｃ、４５ｄを挟んで対角線方向に配置されているが、四角状の面の長手方向に平行に配置されてもよい。
【0031】
【0032】
単位撹拌翼基体４５ｃには、撹拌爪取付台座４６ｃが架設される。撹拌爪取付台座４６ｃの湾曲部４６ｃｆの外側の面には、図５（Ｂ）に示すように、回転方向Ｍ１に対して外側から内側に向かって斜めに３つの撹拌爪Ｂｃ１～Ｂｃ３が配設（配列）される。
撹拌爪取付台座４６ｃは、３つの撹拌爪Ｂｃ１～Ｂｃ３が回転方向Ｍ１に対して外側から内側に向かって斜めに配設さるように、単位撹拌翼基体４５ｃに対して傾けて配置される。
単位撹拌翼基体４５ｄには、撹拌爪取付台座４６ｄが架設される。撹拌爪取付台座４６ｄの湾曲部４６ｄｆの外側の面には、図５（Ｂ）に示すように、回転方向Ｍ１に対して内側から外側に向かって斜めに４つの撹拌爪Ｂｄ１～Ｂｄ４が配設（配列）される。
撹拌爪取付台座４６ｄは、４つの撹拌爪Ｂｄ１～Ｂｄ４が回転方向Ｍ１に対して内側から外側に向かって斜めに配設さるように、単位撹拌翼基体４５ｄに対して傾けて配置される。
撹拌爪取付台座４６ｃは、３つの撹拌爪Ｂｃ１～Ｂｃ３が回転方向Ｍ１に対して外側から内側に向かって斜めに配設さるように、単位撹拌翼基体４５ｃに対して傾けて配置される。
単位撹拌翼基体４５ｄには、撹拌爪取付台座４６ｄが架設される。撹拌爪取付台座４６ｄの湾曲部４６ｄｆの外側の面には、図５（Ｂ）に示すように、回転方向Ｍ１に対して内側から外側に向かって斜めに４つの撹拌爪Ｂｄ１～Ｂｄ４が配設（配列）される。
撹拌爪取付台座４６ｄは、４つの撹拌爪Ｂｄ１～Ｂｄ４が回転方向Ｍ１に対して内側から外側に向かって斜めに配設さるように、単位撹拌翼基体４５ｄに対して傾けて配置される。
【0033】
以下、単位撹拌翼基体４５ａ～４５ｃの構成について、単位撹拌翼基体４５ａを取り上げて詳細に説明する。単位撹拌翼基体４５ｂ～４５ｄの構成は、単位撹拌翼基体４５ａの構成と同じである。
図６は、単位撹拌翼基体４５ａの分解斜視図である。図７は単位撹拌翼基体４５ａの斜視図である。図８は、単位撹拌翼基体４５ａに撹拌爪取付台座４６ａが架設された構成を示す斜視図、図９は単位撹拌翼基体４５ａに撹拌爪取付台座４６ａが架設された構成を示す正面図である。図１０は図９のＣ１－Ｃ２断面を回転軸側から見た図である。図１１は単位撹拌翼基体４５ａを円形の取付部材４２ａに取り付けた状態を示す斜視図である。
図６は、単位撹拌翼基体４５ａの分解斜視図である。図７は単位撹拌翼基体４５ａの斜視図である。図８は、単位撹拌翼基体４５ａに撹拌爪取付台座４６ａが架設された構成を示す斜視図、図９は単位撹拌翼基体４５ａに撹拌爪取付台座４６ａが架設された構成を示す正面図である。図１０は図９のＣ１－Ｃ２断面を回転軸側から見た図である。図１１は単位撹拌翼基体４５ａを円形の取付部材４２ａに取り付けた状態を示す斜視図である。
【0034】
図６及び図７に示すように、単位撹拌翼基体４５ａは、対向する、単位撹拌翼基板４５ａ１と単位撹拌翼基板４５ａ２、及び単位撹拌翼基板４５ａ１と単位撹拌翼基板４５ａ２の側部を覆う、側板４５ａ３と側板４５ａ４を備えている。
図８及び図９に示すように、単位撹拌翼基体４５ａが回転方向Ｍ１に回転すると、撹拌爪取付台座４６ａの湾曲部４６ａｆに配置された４つの撹拌爪Ｂａ１～Ｂａ４は、土砂を内側から外側に向かって送り出す。送りだされた土砂は、単位撹拌翼基板４５ａ１と単位撹拌翼基板４５ａ２の側部を覆う、側板４５ａ３と側板４５ａ４に当たり、単位撹拌翼基板４５ａ１と単位撹拌翼基板４５ａ２との間に入り込むことが抑制される。
単位撹拌翼基体４５ｄについても単位撹拌翼基体４５ａと同様な効果があり、単位撹拌翼基体４５ｂ及び単位撹拌翼基体４５ｃについては、土砂は外側から内側に向かって送り出されるが、単位撹拌翼基体４５ａと同様な効果がある。
図８及び図９に示すように、単位撹拌翼基体４５ａが回転方向Ｍ１に回転すると、撹拌爪取付台座４６ａの湾曲部４６ａｆに配置された４つの撹拌爪Ｂａ１～Ｂａ４は、土砂を内側から外側に向かって送り出す。送りだされた土砂は、単位撹拌翼基板４５ａ１と単位撹拌翼基板４５ａ２の側部を覆う、側板４５ａ３と側板４５ａ４に当たり、単位撹拌翼基板４５ａ１と単位撹拌翼基板４５ａ２との間に入り込むことが抑制される。
単位撹拌翼基体４５ｄについても単位撹拌翼基体４５ａと同様な効果があり、単位撹拌翼基体４５ｂ及び単位撹拌翼基体４５ｃについては、土砂は外側から内側に向かって送り出されるが、単位撹拌翼基体４５ａと同様な効果がある。
【0035】
本発明の実施形態では、撹拌体３０ａは、それぞれ４つの撹拌爪Ｂａ１～Ｂａ４、３つの撹拌爪Ｂｂ１～Ｂｂ３が内側から外側、外側から内側に向かって斜めに配設された単位撹拌翼体４１ａ及び４１ｂを有する。撹拌体３０ｂは、それぞれ３つの撹拌爪Ｂｃ１～Ｂｃ３、４つの撹拌爪Ｂｄ１～Ｂｄ４が外側から内側、内側から外側に向かって斜めに配設された単位撹拌翼体４１ｃ及び４１ｄを有する。また、このため、撹拌体３０ａ及び３０ｂが回転すると、土壌が上下・前後左右に撹拌され、満遍なく撹拌される。
【0036】
すなわち、本発明の実施形態では、図３に示したように、油圧モータ１２が回転すると、油圧モータ１２の駆動軸１３から中間軸２０に、無端チェーン２５を介してその回転が伝えられる。そして、中間軸２０が回転すると、中間軸２０から撹拌体３０ａ及び３０ｂの回転軸３１ａ及び３１ｂに、無端チェーン２６を介してその回転が伝えられる。これにより、図１２に示すように、撹拌体３０ａ及び３０ｂが矢印Ｍ１方向に回転する。
【0037】
単位撹拌翼体４１ｂ及び４１ｃは、外側から内側に向かって斜めに撹拌爪Ｂｂ１～Ｂｂ３、Ｂｃ１～Ｂｃ３が配設される。このため、単位撹拌翼体４１ｂ及び４１ｃが図６に示すような矢印Ｍ１方向に回転すると、順次土砂を撹拌し、その結果、図１３に示すように、外側から内側に向かって、土砂に対して力がかかる。このため、撹拌体３０ａ及び３０ｂの回転とともに、土砂は、外側から内側に向かうような方向に動いていく。
【0038】
単位撹拌翼体４１ａ及び４１ｄには内側から外側に向かって斜めに撹拌爪Ｂａ１～Ｂａ４、Ｂｄ１～Ｂｄ４が配設される。このため、単位撹拌翼体４１ａ及び４１ｄが、さらに矢印Ｍ１方向に１８０度回転すると、順次土砂を撹拌し、その結果、図１３に示すように、内側から外側に向かって、土砂に対して力がかかる。このため、撹拌体３０ａ及び３０ｂの回転とともに、土砂は、内側から外側に向かうような方向に動いていく。
【0039】
撹拌体３０ａ及び３０ｂは、回転とともに、図１３に示す、土砂を外側から内側に向かわせる動作と、土砂を内側から外側に向かわせる動作と、を繰り返す。したがって、撹拌体３０ａ及び３０ｂの回転と共に、土砂は、上下方向のみでなく、外側から内側に向かうような方向と、内側から外側向かうような方向とに、交互に動かされることになり、前後方向と左右方向とに十分に撹拌されることになる。両側の撹拌体３０ａ及び３０ｂは、それぞれ、互いに１８０度の角間隔で２つの単位撹拌翼体が配設されていることが望ましい。
【0040】
以上説明したように、本発明の実施形態では、撹拌体３０ａ及び３０ｂは、複数の撹拌爪Ｂｂ１～Ｂｂ３、Ｂｃ１～Ｂｃ３が外側から内側に向かって斜めに配設された単位撹拌翼体４１ｂ及び４１ｃと、複数の撹拌爪Ｂａ１～Ｂａ４、Ｂｄ１～Ｂｄ４が内側から外側に向かって斜めに配設された単位撹拌翼体４１ａ及び４１ｄとを有する。このため、土壌が上下・前後左右に撹拌され、満遍なく撹拌される。
【0041】
また、本発明の実施形態では、油圧モータ１２の回転を無端チェーン２５及び２６を介して、撹拌体３０ａ及び３０ｂの回転軸３１ａ及び３１ｂに伝えるようにしている。このような無端チェーン２５及び２６を使うことにより、十分なトルクを得られると共に、スムーズに撹拌体３０ａ及び３０ｂを回転させることができる。
【0042】
また、本発明の実施形態では、油圧モータ１２の回転を、無端チェーン２５を介して中間軸２０で受け、さらに、中間軸２０から無端チェーン２６を介して、撹拌体３０ａ及び３０ｂの回転軸３１ａ及び３１ｂに伝えるようにしている。このため、撹拌体３０ａ及び３０ｂの位置で最適なトルクが得られるように、中間軸でトルク変換を行うことができる。
【0043】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【0044】
本発明は、本発明は、地盤を掘削しながらセメントミルク等の固化材と土壌とを撹拌混合して軟弱地盤等を強化するための地盤撹拌装置として利用することができる。
【符号の説明】
【0045】
１１ 上部支持体（第１の支持体）
１２ 油圧モータ
１３ 駆動軸
１４ スプロケット
１６ 送油経路
２０ 中間軸
２１ スプロケット
２２ スプロケット
２３ 下部支持体（第２の支持体）
２５，２６ 無端チェーン
３０ａ～３０ｄ 撹拌体
３０ｃ 噴射ノズル
３２ スプロケット
４１ａ～４１ｄ 単位撹拌翼体
４２ａ、４２ｂ 取付部材
４５ａ～４５ｄ 単位撹拌翼基体
４５ａ１、４５ａ２ 単位撹拌翼基板
４５ａ３、４５ａ４ 側板
４６ａ～４６ｄ 撹拌爪取付台座
４６ａｆ～４６ｄｆ 湾曲部
４６ａｓ～４６ｄｓ 補強部
Ｂａ１～Ｂａ４，Ｂｂ１～Ｂｂ３，Ｂｃ１～Ｂｃ３，Ｂｄ１～Ｂｄ４ 撹拌爪
１００ 地盤撹拌装置
１２ 油圧モータ
１３ 駆動軸
１４ スプロケット
１６ 送油経路
２０ 中間軸
２１ スプロケット
２２ スプロケット
２３ 下部支持体（第２の支持体）
２５，２６ 無端チェーン
３０ａ～３０ｄ 撹拌体
３０ｃ 噴射ノズル
３２ スプロケット
４１ａ～４１ｄ 単位撹拌翼体
４２ａ、４２ｂ 取付部材
４５ａ～４５ｄ 単位撹拌翼基体
４５ａ１、４５ａ２ 単位撹拌翼基板
４５ａ３、４５ａ４ 側板
４６ａ～４６ｄ 撹拌爪取付台座
４６ａｆ～４６ｄｆ 湾曲部
４６ａｓ～４６ｄｓ 補強部
Ｂａ１～Ｂａ４，Ｂｂ１～Ｂｂ３，Ｂｃ１～Ｂｃ３，Ｂｄ１～Ｂｄ４ 撹拌爪
１００ 地盤撹拌装置
【要約】
【課題】２つの単位撹拌翼基板間に土砂が入りこまないようにする。
【解決手段】地盤撹拌装置が、回転軸の両側に取り付けられた第１及び第２の撹拌体と、を備え、第１の撹拌体は、複数の撹拌爪が配列された第１の単位撹拌翼体及び第２の単位撹拌翼体とからなり、第２の撹拌体は、複数の撹拌爪が配列された第３の単位撹拌翼体及び第４の単位撹拌翼体とからなり、第１から第４の単位撹拌翼体は、それぞれ回転軸に取り付けられた単位撹拌翼基体と、単位撹拌翼基体と接続される撹拌爪取付台座と、撹拌爪取付台座の外部表面に沿って配列された複数の撹拌爪と、を有し、複数の撹拌爪は、それぞれ撹拌爪取付台座上で回転軸の方向に間隔をあけて配列され、第１から第４の単位撹拌翼体の各単位撹拌翼基体は、対向する２つの単位撹拌翼基板と、該２つの単位撹拌翼基板の間の両側部を覆う、各撹拌爪取付台座から延びた２つの側板と、を有する。
【選択図】図７
【解決手段】地盤撹拌装置が、回転軸の両側に取り付けられた第１及び第２の撹拌体と、を備え、第１の撹拌体は、複数の撹拌爪が配列された第１の単位撹拌翼体及び第２の単位撹拌翼体とからなり、第２の撹拌体は、複数の撹拌爪が配列された第３の単位撹拌翼体及び第４の単位撹拌翼体とからなり、第１から第４の単位撹拌翼体は、それぞれ回転軸に取り付けられた単位撹拌翼基体と、単位撹拌翼基体と接続される撹拌爪取付台座と、撹拌爪取付台座の外部表面に沿って配列された複数の撹拌爪と、を有し、複数の撹拌爪は、それぞれ撹拌爪取付台座上で回転軸の方向に間隔をあけて配列され、第１から第４の単位撹拌翼体の各単位撹拌翼基体は、対向する２つの単位撹拌翼基板と、該２つの単位撹拌翼基板の間の両側部を覆う、各撹拌爪取付台座から延びた２つの側板と、を有する。
【選択図】図７
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】