特許 7622295 地盤改良システム

(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】2025-01-17

(45)【発行日】2025-01-27

(54)【発明の名称】地盤改良システム

(51)【国際特許分類】

   E02D 3/08 20060101AFI20250120BHJP

【ＦＩ】

E02D3/08

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2024197565

(22)【出願日】2024-11-12

【審査請求日】2024-11-12

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000236610

【氏名又は名称】株式会社不動テトラ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原 裕子

(74)【代理人】

【識別番号】100170575

【弁理士】

【氏名又は名称】森 太士

(72)【発明者】

【氏名】田中 肇一

(72)【発明者】

【氏名】永石 雅大

(72)【発明者】

【氏名】冨田 晃弘

【審査官】松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２３－１０５４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１４８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－２９２４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－００９１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／００３８８９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２９１１９０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開昭５２－０６８７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－２０３１１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ３／０８

Ｅ０２Ｄ ３／１０

Ｅ０２Ｄ ３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地中に柱状物を造成することにより地盤を締め固める工法において、制御装置からの制御によって施工装置を駆動し、前記柱状物を造成する地盤改良システムであって、
前記施工装置は、
地中に貫入するケーシングパイプと、
前記ケーシングパイプの長手方向の上端部に接する位置に設けられ、前記ケーシングパイプの回転を制御する回転駆動装置と、
前記ケーシングパイプの昇降を制御する昇降装置と、
前記ケーシングパイプが地中に貫入された後、前記柱状物を造成するための粒状体を前記ケーシングパイプの下端から排出させる駆動装置と、
前記制御装置から送られる電力を送電する送電部と、
前記送電部に接し、前記回転駆動装置及び／又は前記昇降装置の駆動中に前記送電部から伝送された電力を受電する受電部と、
前記駆動装置及びセンサと接続され、前記回転駆動装置及び／又は前記昇降装置の駆動中に、前記受電部で受電された電力に基づいて駆動する前記駆動装置及び前記センサを制御する第１通信制御部と、を備え、
前記制御装置は、
ユーザの入力によって前記施工装置の前記第１通信制御部に制御信号を送る第２通信制御部と、
前記ユーザの操作指示によって、前記施工装置に設けられた前記昇降装置及び前記回転駆動装置を制御する制御盤と、
前記送電部に電力を送信するバッテリと、を備える、
地盤改良システム。

【請求項2】

前記送電部は、円状のトロリ線で構成され、
前記受電部は、前記ケーシングパイプの回転に従って前記トロリ線に沿って移動する、請求項１に記載の地盤改良システム。

【請求項3】

前記受電部は、前記ケーシングパイプの上部に円状で設けられ、
前記送電部は、前記受電部の側面と接触するブラシ部で構成される、請求項１に記載の地盤改良システム。

【請求項4】

前記受電部は、前記ケーシングパイプの上部に円状で設けられ、
前記送電部は、前記受電部の上部に円状で設けられる、請求項１に記載の地盤改良システム。

【請求項5】

前記第１通信制御部及び前記第２通信制御部は、無線通信によって相互に通信可能である、請求項１～４のいずれか一項に記載の地盤改良システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、施工装置及び地盤改良システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、地中に砂杭を造成することにより周辺地盤を締め固める工法において、砂や砕石などの粒状体材料を投入したケーシングを所定深度まで貫入させ、ケーシング内の材料を適切に地中に排出するための技術が提案されている。特許文献１には、ケーシングパイプを備える地盤改良システムを用いた締固め地盤改良方法が開示されている。特許文献１に開示された締固め地盤改良方法は、ケーシングパイプを回転させながら地中の所定深度まで貫入させ、砂材料を排出し、さらに、打ち戻しすることで締固め砂杭を造成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２３－１０５４５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示された締固め地盤改良方法に用いられる地盤改良システムのケーシングパイプは、回転駆動装置及び昇降装置と機械的に接続され、回転駆動装置及び昇降装置から伝達される力によって回転しながら地中に貫入させる装置である。そのため、地盤改良の施工において、ケーシングパイプからリアルタイムに施工データを収集することや、ケーシングパイプに設けられた駆動装置の制御、電力の供給などが困難となる。

【0005】

本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして本発明の目的は、ケーシングパイプに電力を供給し、駆動装置をリアルタイムで適切に制御することが可能な施工装置及び地盤改良システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の態様に係る施工装置は、地中に柱状物を造成することにより地盤を締め固める工法において、制御装置からの制御によって駆動され柱状物を造成する施工装置であって、地中に貫入するケーシングパイプと、ケーシングパイプの長手方向の上端部に接する位置に設けられ、ケーシングパイプの回転を制御する回転駆動装置と、ケーシングパイプの昇降を制御する昇降装置と、ケーシングパイプが地中に貫入された後、柱状物を造成するための粒状体をケーシングパイプの下端から排出させる駆動装置と、制御装置から送られる電力を送電する送電部と、送電部に接し、回転駆動装置及び／又は昇降装置の駆動中に送電部から伝送された電力を受電する受電部と、駆動装置及びセンサと接続され、回転駆動装置及び／又は昇降装置の駆動中に、受電部で受電された電力に基づいて駆動する駆動装置及びセンサを制御する第１通信制御部と、を備える。

【0007】

本発明の他の態様に係る地盤改良システムは、上記の施工装置と、施工装置を制御する制御装置と、を含む地盤改良システムであって、制御装置は、ユーザの入力によって施工装置の第１通信制御部に制御信号を送る第２通信制御部と、ユーザの操作指示によって、施工装置に設けられた昇降装置及び回転駆動装置を制御する制御盤と、送電部に電力を送信するバッテリと、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ケーシングパイプに電力を供給し、駆動装置をリアルタイムで適切に制御することが可能な施工装置及び地盤改良システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係る地盤改良システムにおける砂杭打設による締固め工法について説明するための図である。

【図2】砂杭打設による締固め工法について説明するための図である。

【図3】本実施形態に係る地盤改良システムの構成を示すブロック図である。

【図4A】本実施形態に係る地盤改良システムの給電について説明するための模式図である。

【図4B】本実施形態に係る地盤改良システムの給電について説明するための模式図である。

【図5A】本実施形態に係る地盤改良システムの給電について説明するための模式図である。

【図5B】本実施形態に係る地盤改良システムの給電について説明するための模式図である。

【図6A】本実施形態に係る地盤改良システムの給電について説明するための模式図である。

【図6B】本実施形態に係る地盤改良システムの給電について説明するための模式図である。

【図7A】他の実施形態に係る地盤改良システムの給電について説明するための模式図である。

【図7B】他の実施形態に係る地盤改良システムの給電について説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を用いて本実施形態に係る地盤改良システム１０及び施工装置３０について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。

【0011】

（砂杭打設による締固め工法）
図１は、本実施形態に係る地盤改良システム１０における砂杭打設による締固め工法について説明するための図である。本実施形態において地盤改良システム１０が適用される工法は、締固め杭造成機である地盤改良システム１０により、地中に柱状物を造成し、地盤を締め固める工法である。

【0012】

地盤改良システム１０は、制御装置２０と、施工装置３０と、を含んで構成される。具体的には、地盤改良システム１０は、ユーザによる操作指示等に基づく制御装置２０からの制御によって施工装置３０を駆動し、締固め杭を造成する。

【0013】

地中に柱状物を造成することにより地盤を締め固める工法は、例えば、ケーシングにより地中に排出した粒状体材料を打ち戻すことにより、杭体を拡径し、周辺地盤を締め固めるサンドコンパクションパイル工法やサンドドレーン工法、静的締固め工法に相当する。また、工法は、粒状体材料に流動化剤やセメントを混合した材料を地中に圧入する圧入式静的締固め工法や、コンパクショングラウチング工法であってもよい。

【0014】

地盤改良システム１０の制御装置２０は、無線システム操作盤１００と、操作盤２００と、第２通信制御部１１０と、制御盤２１０と、バッテリ２２０と、を含んで構成される。この無線システム操作盤１００、操作盤２００、第２通信制御部１１０、制御盤２１０、及びバッテリ２２０の詳細については、後述する。

【0015】

地盤改良システム１０の施工装置３０は、昇降装置３１と、回転駆動装置３２と、地中に貫入するケーシングパイプ３３と、ホッパー３４を含んで構成される。ホッパー３４は、ケーシングパイプ３３の長手方向の上端側に設けられ、ケーシングパイプ３３内に粒状体を投入するための部位である。本実施形態において粒状体は、例えば、砂である。

【0016】

昇降装置３１は、昇降用モーターと、昇降用モーターの回転力をケーシングパイプ３３に伝達する動力伝達手段を有し、ケーシングパイプ３３を地盤中に昇降させる。すなわち、昇降装置３１は、ケーシングパイプ３３の昇降を制御する。また、昇降装置３１には、ケーシングパイプ３３の昇降動作時の油圧を検出する油圧センサ（図示なし）が設けられている。また、昇降装置３１には、ケーシングパイプ３３の下端の深度を検知する深度計（図示なし）が設けられている。

【0017】

回転駆動装置３２は、回転用モーターを備え、ケーシングパイプ３３を任意方向に回転させるための機構である。すなわち、回転駆動装置３２は、ケーシングパイプ３３の長手方向の上端部に接する位置に設けられ、ケーシングパイプ３３の回転を制御する。また、回転駆動装置３２には、回転用モーターの電流値を検出する電流センサ（図示なし）が設けられている。

【0018】

地盤改良システム１０は、昇降装置３１及び回転駆動装置３２により、ケーシングパイプ３３を地盤中の所定深度まで貫入させる。また、地盤改良システム１０は、ケーシングパイプ３３の下端から粒状体を排出し、ケーシングパイプ３３の引き抜き工程及び再貫入を繰り返すことにより、排出した粒状体を締め固める。また、施工装置３０は、ケーシングパイプ３３を地中に貫入させる際の貫入速度を計測する装置（速度計）を備えてもよい。

【0019】

図１に示す例においては、施工装置３０に設けられたケーシングパイプ３３を昇降装置３１及び回転駆動装置３２によって、地中の所定深度まで貫入させた後、細かくウェービングすることによって、杭体を拡径し同時に杭間のＮ値を増加させる。なお、Ｎ値とは、土の締まり具合や強度を求める基準となる数値である。

【0020】

図２は、施工方法について説明するための図である。図２における工程Ａにおいて、ケーシングパイプ３３を所定位置に据え、ホッパー３４を介して一定量の砂を投入する。工程Ｂにおいて、回転駆動装置３２によりケーシングパイプ３３を回転させながら地中に貫入させる。工程Ｃにおいて、所定深度まで貫入させる。工程Ｄにおいて、ケーシングパイプ３３を規定の高さに引き上げながら、ケーシングパイプ３３内の砂を排出する。工程Ｅにおいて、ケーシングパイプ３３を打戻し、排出した砂と周囲の地盤を締め固める。工程Ｆにおいて工程Ｄ及び工程Ｅを細かく繰り返して拡径するウェーブ施工により、造成する。

【0021】

上述の通り、ケーシングパイプ３３は、回転駆動装置３２と機械的に接続され、昇降装置３１及び回転駆動装置３２から伝達される力によって、回転しながら地中に貫入する装置である。そのため、従来の地盤改良システムにおいて、回転体であるケーシングパイプに電力や制御信号を送るためには、ケーシングパイプの回転を止める必要がある。また、ケーシングパイプにセンサ等の計測機器を設けた構成において、取得したデータを確認する場合にも、回転体であるケーシングパイプの回転を止める必要がある。そのため、従来の構成においては、地盤改良の施工において、ケーシングパイプからリアルタイムにデータを収集することや、ケーシングパイプに設けられた駆動装置の制御、電源の供給などが困難となる。

【0022】

本実施形態に係る地盤改良システム１０は、上述の地盤を締め固める工法において、リアルタイムでケーシングパイプ３３に電力を供給することで、駆動装置３４０を適切に制御することを可能にするものである。

【0023】

（地盤改良システム１０の構成）
次に、この地盤改良システム１０の詳細について説明する。図３は、本実施形態に係る地盤改良システム１０の構成を示すブロック図である。地盤改良システム１０は、制御装置２０と、施工装置３０と、を含んで構成される。

【0024】

（制御装置２０の構成）
図３に示すように制御装置２０は、無線システム操作盤１００と、操作盤２００と、を含んで構成される。無線システム操作盤１００は、例えば、タッチパネルやスイッチボックスによって構成され、第２通信制御部１１０を介して、施工装置３０とのデータの送受信を行う。

【0025】

無線システム操作盤１００は、ユーザの操作によって入力された情報であって、施工装置３０の制御に関する情報を取得する。ユーザは、地盤改良システム１０である締固め杭造成機の操作者に相当する。ユーザによって入力された情報は、第２通信制御部１１０を介して、施工装置３０に送られる。

【0026】

また、ユーザは、施工装置３０に設けられたセンサ３５０で取得された情報を、第２通信制御部１１０を介して取得してもよい。この場合、第２通信制御部１１０を介して取得される情報は、無線システム操作盤１００に表示させることでユーザが取得する構成であってもよい。あるいは、第２通信制御部１１０を介して取得される情報は、第２通信制御部１１０に接続されたディスプレイ等の表示装置（図示なし）を介して取得する構成であってもよい。

【0027】

操作盤２００は、昇降装置３１、回転駆動装置３２及びホッパー３４を制御する制御盤２１０と接続される。制御盤２１０は、ユーザの操作によって入力された情報であって、施工装置３０のケーシング上部に設けられた昇降装置３１、回転駆動装置３２及びホッパー３４を制御するための情報を制御信号として昇降装置３１、回転駆動装置３２及びホッパー３４に送る。また、バッテリ２２０は、施工装置３０に供給する電力を蓄電しておくための装置である。

【0028】

（施工装置３０の構成）
図３に示すように、施工装置３０は、昇降装置３１と、回転駆動装置３２と、ケーシングパイプ３３と、ホッパー３４と、を含んで構成される。また、本実施形態において施工装置３０は、送電部２３０を備える。

【0029】

ケーシングパイプ３３は、施工制御部３００を備える。施工制御部３００は、第１通信制御部３１０、受電部３３０、駆動装置３４０、及びセンサ３５０を含んで構成される。センサ３５０は、上述の油圧センサ、深度計、電流センサ、及び／又は速度計に相当する。また、本実施形態において駆動装置３４０は、ケーシングパイプ３３が地中に貫入された後、柱状物を造成するための粒状体をケーシングパイプ３３の下端から排出させる。

【0030】

施工制御部３００の第１通信制御部３１０は、第２通信制御部１１０と、無線通信によりデータの送受信を行う。具体的には、施工制御部３００の第１通信制御部３１０は、第２通信制御部１１０からの制御指示により、駆動装置３４０を駆動させる。また、施工制御部３００の第１通信制御部３１０は、センサ３５０で取得したデータを第２通信制御部１１０に送信する。すなわち、第１通信制御部３１０及び第２通信制御部１１０は、無線通信によって相互に通信可能であり、双方向にデータの送受信が実施される。すなわち、第１通信制御部３１０は、駆動装置３４０及びセンサ３５０と接続され、回転駆動装置３２及び／又は昇降装置３１の駆動中に、受電部３３０で受電された電力に基づいて駆動する駆動装置３４０及びセンサ３５０を制御する。

【0031】

受電部３３０は、送電部２３０から給電された電力を受電する。また、第１通信制御部３１０、駆動装置３４０、及びセンサ３５０は受電部３３０で受電した電力に基づいて駆動される。

【0032】

図４Ａは、本実施形態に係る地盤改良システム１０の給電について説明するための図であって、送電部２３０、受電部３３０、電力伝送部３３１、及びケーシングパイプ３３の一部を側面から見た場合の側面図を模式的に示した図である。また、図４Ｂは、本実施形態に係る地盤改良システム１０の給電について説明するための図であって、図４Ａに示す送電部２３０を上面から見た場合の平面図を模式的に示した図である。図４Ａ及び図４Ｂに示す例は、トロリ式による給電方式の例を示す。

【0033】

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ケーシングパイプ３３は、受電部３３０と接続し、受電部３３０で受電した電力を受け取るための電力伝送部３３１を長手方向の上部に備える。すなわち、受電部３３０は、ケーシングパイプ３３の上部に電力伝送部３３１を介して設けられる。また、送電部２３０は、接触電線であるトロリ線２３０ａに相当し、受電部３３０と接触する。なお、送電部２３０に相当するトロリ線２３０ａ及びブラシ部２３０ｂ（図５Ａ及び図５Ｂ参照）においては、それぞれを区別して説明する必要がない場合は、単に「送電部２３０」と表記する。

【0034】

図４Ｂに示すようにトロリ線２３０ａに相当する送電部２３０は、平面視において、円状に構成され、ケーシングパイプ３３が回転中でも、送電部２３０及び受電部３３０は、接触状態となる。具体的には受電部３３０は、ケーシングパイプ３３の回転に従ってトロリ線２３０ａに沿って移動する。すなわち受電部３３０は、回転駆動装置３２及び／又は昇降装置３１の駆動中に送電部２３０から伝送された電力を受電する。

【0035】

これにより本実施形態に係る地盤改良システム１０は、ケーシングパイプ３３に設けられた駆動装置３４０の制御（駆動）やセンサ３５０からのデータ収集がリアルタイムで可能となる。すなわち、本実施形態に係る地盤改良システム１０において、駆動装置３４０及びセンサ３５０は、ケーシングパイプ３３が回転している場合に駆動可能となる。

【0036】

図５Ａ及び図５Ｂは、本実施形態に係る施工装置３０の送電部２３０及び受電部３３０の他の構成を示す図である。図５Ａ及び図５Ｂに示す例においては、受電部３３０は、ケーシングパイプ３３の上部に、ケーシングパイプ３３の長手方向に所定の厚さを有する円状で設けられる。また、送電部２３０は、受電部３３０の側面と接触するブラシ部２３０ｂで構成される。すなわち、図５Ａ及び図５Ｂに示す例は、金属製のリングの表面に特殊なブラシ部２３０ｂを接触させることで通電を行い、回転体に対して電力を伝達することができるスリップリング方式の給電方法である。

【0037】

図５Ａ及び図５Ｂに示す例においても、受電部３３０は、回転駆動装置３２及び／又は昇降装置３１の駆動中に送電部２３０から伝送された電力を受電し、駆動装置３４０及びセンサ３５０を駆動することが可能となる。これにより、施工装置３０は、ケーシングパイプ３３に設けられた駆動装置３４０の制御（駆動）やセンサ３５０からのデータ収集がリアルタイムで可能となる。

【0038】

図６Ａ及び図６Ｂは、本実施形態に係る施工装置３０の送電部２３０及び受電部３３０の他の構成を示す図である。図６Ａ及び図６Ｂに示す例においては、受電部３３０は、ケーシングパイプ３３の上部に円状で設けられ、送電部２３０は、受電部３３０の上部に円状で設けられる。また、送電部２３０及び受電部３３０は、ケーシングパイプ３３の回転軸からの距離が略等しい円状の導電体で構成される。本実施形態においてケーシングパイプ３３の回転軸は、回転駆動装置３２によって回転させるケーシングパイプ３３の中心であって、円柱であるケーシングパイプ３３の長手方向に垂直な水平面における円の中心に相当する。すなわち、図６Ａ及び図６Ｂに示す例は、送電部２３０及び受電部３３０が接触した金属製の導電体リングで構成されることで、回転体に対して電力を伝達することができる。

【0039】

すなわち、図６Ａ及び図６Ｂに示す例においても、受電部３３０は、回転駆動装置３２及び／又は昇降装置３１の駆動中に送電部２３０から伝送された電力を受電し、駆動装置３４０及びセンサ３５０を駆動することが可能となる。これにより、施工装置３０は、ケーシングパイプ３３に設けられた駆動装置３４０の制御（駆動）やセンサ３５０からのデータ収集がリアルタイムで可能となる。

【0040】

上述の通り、本実施形態に係る施工装置３０は、地中に柱状物を造成することにより地盤を締め固める工法において、制御装置２０からの制御によって駆動され柱状物を造成する施工装置３０である。施工装置３０は、地中に貫入するケーシングパイプ３３と、ケーシングパイプ３３の長手方向の上端部に接する位置に設けられ、ケーシングパイプ３３の回転を制御する回転駆動装置３２と、を備える。また、施工装置３０は、ケーシングパイプ３３の昇降を制御する昇降装置３１を備える。また、施工装置３０は、制御装置２０から送られる電力を送電する送電部２３０と、送電部２３０に接し、回転駆動装置３２及び／又は昇降装置３１の駆動中に送電部２３０から伝送された電力を受電する受電部３３０と、を備える。また、施工装置３０は、回転駆動装置３２及び／又は昇降装置３１の駆動中に、受電部３３０で受電された電力に基づいて駆動する駆動装置３４０及びセンサ３５０を制御する第１通信制御部３１０を備える。

【0041】

これにより、本実施形態に係る地盤改良システム１０は、ケーシングパイプ３３が駆動している場合においても、ケーシングパイプ３３に供給される電力に基づいて、駆動装置３４０を適切に制御することが可能となる。

【0042】

また、送電部２３０は、円状のトロリ線２３０ａで構成され、受電部３３０は、ケーシングパイプ３３の回転に従ってトロリ線２３０ａに沿って移動してもよい。これにより、施工装置３０は、ケーシングパイプ３３が回転している間においても、ケーシングパイプ３３に供給される電力に基づいて、駆動装置３４０を適切に制御することが可能となる。

【0043】

また、受電部３３０は、ケーシングパイプ３３の上部に円状で設けられ、送電部２３０は、受電部３３０の側面と接触するブラシ部２３０ｂで構成されてもよい。これにより、施工装置３０は、ケーシングパイプ３３が回転している間においても、ケーシングパイプ３３に供給される電力に基づいて、駆動装置３４０を適切に制御することが可能となる。

【0044】

また、受電部３３０は、ケーシングパイプ３３の上部に円状で設けられ、送電部２３０は、受電部３３０の上部に円状で設けられてもよい。これにより、施工装置３０は、ケーシングパイプ３３が回転している間においても、ケーシングパイプ３３に供給される電力に基づいて、駆動装置３４０を適切に制御することが可能となる。

【0045】

第１通信制御部３１０及び第２通信制御部１１０は、無線通信によって相互に通信可能であってもよい。これにより、本実施形態に係る地盤改良システム１０は、ケーシングパイプ３３が回転している場合でも駆動装置３４０を駆動することが可能となる。また、地盤改良システム１０は、ケーシングパイプ３３が回転している場合でもセンサ３５０で取得した情報を第１通信制御部３１０及び第２通信制御部１１０を介して認識することが可能となる。

【0046】

（他の実施形態）
実施形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明したが、以上の実施形態に記載した内容により本実施形態が限定されるものではない。また、上記に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、上記に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【0047】

また、上述の実施形態においては、制御装置２０に設けられたバッテリ２２０に蓄電された電力を施工装置３０の送電部２３０に送電する構成について示したが、この形態は実施形態の構成を限定するものではない。例えば、地盤改良システム１０の近辺に電力源が備えられている場合、当該電力源と、施工装置３０の送電部２３０と、を電力線で接続し、当該電力源から直接、施工装置３０の送電部２３０に送電される構成であってもよい。この構成の場合には、制御装置２０にバッテリ２２０を設ける必要がなく、バッテリ２２０への充電等の工数を削減することが可能となる。

【0048】

また、上述の実施形態においては、送電部２３０から受電部３３０への電力の伝送において、送電部２３０及び受電部３３０が接する構成について説明した。例えば、施工装置３０の構成は、この構成に限定されるものではなく、送電部２３０及び受電部３３０が離れた状態で、電力が伝送される構成であってもよい。

【0049】

図７Ａ及び図７Ｂは、本実施形態に係る地盤改良システム１０の無線給電について説明するための図であって、非接触トロリ方式の構成を示す図である。図７Ａは、非接触トロリ方式における送電部２３０、受電部３３０の一部を模式的に示した図である。また、図７Ｂは、図７Ａの模式図を所定の箇所で切断した場合の断面図である。

【0050】

図７Ａに示すように、非接触トロリ方式において送電部２３０は、レール形状であって、例えば、図４Ｂに示すような平面視において、円状に構成される。非接触トロリ方式の給電システムにおいて、受電部３３０は、レールに沿って移動する。

【0051】

図７Ｂに示すように、受電部３３０は、Ｅ型コアであるピックアップコイル３３３を備える。非接触トロリ方式における給電は、送電部２３０に設けられた誘導線２３１、２３２からピックアップコイル３３３にワイヤレス電力伝送（無線給電）が実施される。そのため、回転体であるケーシングパイプ３３が回転している場合、及び静止している場合の両方の状態において、所定のタイミングでケーシングパイプ３３への給電が実施されることになる。

【0052】

なお、上述の他の実施形態に係る無線給電（ワイヤレス電力伝送）の方式は、一般的な電磁誘導による高周波型電磁結合方式を適用する。無線給電の給電方式としては、電磁誘導型の高周波型電磁結合方式、磁界共鳴方式や、電界結合方式、マイクロ波無線方式が存在する。本実施形態に係る無線給電の方式として、高周波型電磁結合方式を適用することで、他の方式に比べ、ノイズや汚れ等の耐環境性に優れ、また、給電効率の高い無線給電を実現することが可能となる。

【0053】

（作用効果等）
以下に、本実施形態による作用効果を説明する。

【0054】

（１）本実施形態の第１の態様に係る施工装置３０は、地中に柱状物を造成することにより地盤を締め固める工法において、制御装置２０からの制御によって駆動され柱状物を造成する施工装置３０である。施工装置３０は、地中に貫入するケーシングパイプ３３と、ケーシングパイプ３３の長手方向の上端部に接する位置に設けられ、ケーシングパイプ３３の回転を制御する回転駆動装置３２と、を備える。また、施工装置３０は、ケーシングパイプ３３の昇降を制御する昇降装置３１を備える。また、施工装置３０は、ケーシングパイプ３３が地中に貫入された後、柱状物を造成するための粒状体をケーシングパイプ３３の下端から排出させる駆動装置３４０を備える。また、施工装置３０は、制御装置２０から送られる電力を送電する送電部２３０と、送電部２３０に接し、回転駆動装置３２及び／又は昇降装置３１の駆動中に送電部２３０から伝送された電力を受電する受電部３３０と、を備える。また、施工装置３０は、駆動装置３４０及びセンサ３５０と接続され、回転駆動装置３２及び／又は昇降装置３１の駆動中に、受電部３３０で受電された電力に基づいて駆動する駆動装置３４０及びセンサ３５０を制御する第１通信制御部３１０を備える。

【0055】

この構成により、施工装置３０は、ケーシングパイプ３３が駆動している場合においても、ケーシングパイプ３３に供給された電力に基づいて、駆動装置３４０を適切に制御することが可能となる。

【0056】

（２）本実施形態の第２の態様に係る施工装置３０の送電部２３０は、円状のトロリ線２３０ａで構成され、受電部３３０は、ケーシングパイプ３３の回転に従ってトロリ線２３０ａに沿って移動してもよい。

【0057】

この構成により、施工装置３０は、ケーシングパイプ３３が回転している間においても、ケーシングパイプ３３に供給される電力に基づいて、駆動装置３４０を適切に制御することが可能となる。

【0058】

（３）本実施形態の第３の態様に係る施工装置３０の受電部３３０は、ケーシングパイプ３３の上部に円状で設けられ、送電部２３０は、受電部３３０の側面と接触するブラシ部２３０ｂで構成されてもよい。

【0059】

この構成により、施工装置３０は、ケーシングパイプ３３が回転している間においても、ケーシングパイプ３３に供給される電力に基づいて、駆動装置３４０を適切に制御することが可能となる。

【0060】

（４）本実施形態の第４の態様に係る施工装置３０の受電部３３０は、ケーシングパイプ３３の上部に円状で設けられ、送電部２３０は、受電部３３０の上部に円状で設けられてもよい。

【0061】

この構成により、施工装置３０は、ケーシングパイプ３３が回転している間においても、ケーシングパイプ３３に供給される電力に基づいて、駆動装置３４０を適切に制御することが可能となる。

【0062】

（５）本実施形態の第５の態様に係る地盤改良システム１０は、上記の施工装置３０と、施工装置３０を制御する制御装置２０と、を含む地盤改良システム１０である。制御装置２０は、ユーザの入力によって施工装置３０の第１通信制御部３１０に制御信号を送る第２通信制御部１１０を備える。また、制御装置２０は、ユーザの操作指示によって、施工装置３０に設けられた昇降装置３１及び回転駆動装置３２を制御する制御盤２１０を備える。さらに、制御装置２０は、送電部２３０に電力を送信するバッテリ２２０を備える。

【0063】

この構成により、地盤改良システム１０は、ケーシングパイプ３３が駆動している場合においても、ケーシングパイプ３３に供給された電力に基づいて、駆動装置３４０を適切に制御することが可能となる。

【0064】

（６）本実施形態の第６の態様に係る地盤改良システム１０の第１通信制御部３１０及び第２通信制御部１１０は、無線通信によって相互に通信可能であってもよい。

【0065】

この構成により、地盤改良システム１０は、ケーシングパイプ３３が回転している場合でも駆動装置３４０を駆動することが可能となる。また、地盤改良システム１０は、ケーシングパイプ３３が回転している場合でもセンサ３５０で取得した情報を第１通信制御部３１０及び第２通信制御部１１０を介して認識することが可能となる。

【符号の説明】

【0066】

１０ 地盤改良システム
２０ 制御装置
３０ 施工装置
３１ 昇降装置
３２ 回転駆動装置
３３ ケーシングパイプ
３４ ホッパー
１００ 無線システム操作盤
１１０ 第２通信制御部
２００ 操作盤
２１０ 制御盤
２２０ バッテリ
２３０ 送電部
２３０ａ トロリ線
２３０ｂ ブラシ部
２３１、２３２ 誘導線
３００ 施工制御部
３１０ 第１通信制御部
３３０ 受電部
３３１ 電力伝送部
３３３ ピックアップコイル
３４０ 駆動装置
３５０ センサ

【要約】

【課題】ケーシングパイプに電力を供給し、駆動装置をリアルタイムで適切に制御することが可能な施工装置を提供する。
【解決手段】施工装置３０は、地中に貫入するケーシングパイプ３３と、ケーシングパイプ３３の長手方向の上端部に接する位置に設けられ、ケーシングパイプ３３の回転を制御する回転駆動装置３２と、を備える。また、施工装置３０は、ケーシングパイプ３３の昇降を制御する昇降装置３１と、制御装置２０から送られる電力を送電する送電部２３０と、を備える。また、施工装置３０は、送電部２３０に接し、回転駆動装置３２及び／又は昇降装置３１の駆動中に送電部２３０から伝送された電力を受電する受電部３３０を備える。さらに、施工装置３０は、回転駆動装置３２及び／又は昇降装置３１の駆動中に、受電部３３０で受電された電力に基づいて駆動する駆動装置３４０及びセンサ３５０を制御する第１通信制御部３１０を備える。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】