JP2000027227A - 土質改良バケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現場で均一な土質改良を容易に行うことがで
き、併せて通常の掘削作業にも使用できる土質改良バケ
ットを提供する。 【解決手段】 建設機械のアーム先端部に取着されて土
砂等を掬い、土砂等の土質を改良する土質改良バケット
において、バケット内に回転自在に取着され、正転又は
逆転に切換え可能とされたドラム１１と、ドラム１１の
外周面に配設された複数のビット１２と、バケット内面
にドラム１１の回転軸方向に沿って、かつ、バケット内
部に突出させて設けられ、この突出した先端部と各ビッ
ト１２の先端部との間に所定距離を有する破砕プレート
２３とを備える。ビット１２をドラム１１の外周面にね
じ状に取り付け、あるいはドラム１１の回転軸方向の略
中央に対して回転軸方向両側で対称に、右ねじ状又は左
ねじ状に取り付けてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃土の土質を改良
できる土質改良バケットに関し、特には工事現場等で発
生する廃土を現場で容易に土質改良が行える土質改良バ
ケットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、工事現場等で発生する廃土は、所
定の埋め立て地や廃棄物処理場まで運搬され捨てられる
ことが一般的であったが、最近は、この廃土を再利用す
るために土質改良して現場の工事後の地面に埋め戻すこ
とが多く実施されようとしている。廃土の土質改良を行
うには、通常、廃土を所定の処理場に運搬し、廃土再生
装置（プラント等）により廃土と所定の土質改良剤とを
目的に適合させて混合すると共に、水分及び粒度等を調
整して山砂に近い土壌に改良することが行われる。

【０００３】一方、工事納期短縮を図るために、上記の
ような廃土の土質改良処理を工事現場で行えるようにす
ることが最近要求されて来ている。この問題を解決する
ものとして、例えば特公平７−１１１０６３号公報に開
示されているような、油圧式掘削機（いわゆる、油圧シ
ョベル）のアーム先端部に回動自在に取着されたバケッ
ト内に土砂の混合装置を内蔵したものが提案されてい
る。図５及び図６は、それぞれ同公報に開示された混合
装置付バケットの正面図、及び図５のＹ−Ｙ断面図を表
している。同図において、このバケットを構成する左右
の側板５１，５１にはシャフト５２が回転自在に取り付
けられており、このシャフト５２の外周部に各々独立し
て複数の混合羽根５３が設けられている。各混合羽根５
３はそれぞれが所定角度を有して取り付けられており、
同図では各混合羽根５３はヒネリ角を有している。バケ
ットの基端部、つまり掘削機のアーム取付部近傍の側板
５１にシャフト５４が取り付けられ、シャフト５４には
バケット内に設けたモータ５５の出力軸が接続されてい
る。また、側板５１の外部に突出したシャフト５４の端
部に小スプロケット５６が一体に形成され、さらに側板
５１の外部に突出したシャフト５２の端部には大スプロ
ケット５８が取り付けられており、小スプロケット５６
と大スプロケット５８はチェン５７により係合されてい
る。モータ５５の回転駆動力がチェン５７を介してシャ
フト５２に伝達され、混合羽根５３を所定の方向へ回転
させるようになっている。これらの小スプロケット５
６、大スプロケット５８及びチェン５７は、チェンケー
ス５９によって覆われている。また、バケットの底板６
１には、各混合羽根５３に対応して開口部６２が設けら
れている。以上の構成により、路面の土砂をバケットで
掬い、バケット内で土砂と土質改良剤とを混合しなが
ら、上記開口部６２からこの混合した土砂を排出して地
面に埋め戻すことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
公平７−１１１０６３号公報に開示されたような混合装
置付バケットによる廃土再生装置には、次のような問題
が生じる。 １）混合羽根５３により土砂を回転させて土質改良剤と
混合しているが、土砂がシャフト５２の軸心方向に移動
し易い構造にはなってないので、この軸心方向両端部で
の混合度合に差が生じる。したがって、バケット内で均
一に混合されないという問題がある。 ２）一般的な工事現場では、掘削した土砂等を一時的に
所定場所に山積みしていることが多く、この土砂を埋め
戻しに使用する。このとき、上記従来技術においては土
砂を混合するだけなので、大きな岩石や大きな粒度の土
砂等が混じっている場合には、粒度が均一にならず、よ
って土質改良剤との混合度合も均一にならない。 ３）バケットの側板５１からチェンケース５９が出っ張
った構造になっているので、このバケットで掘削すると
地面から受ける掘削抵抗が大きくなる。また、バケット
の底板６１に有する開口部６２から掘削した土砂が外部
に漏れる。このため、通常の掘削作業に使用した場合
は、効率的に掘削できない。したがって、１台の油圧式
掘削機で通常の掘削作業と土質改良作業とを兼用する場
合には、その度にバケットを交換する必要があり、この
交換作業に時間を要するため現場での作業能率や油圧式
掘削機の稼働率が低下する。また、通常の掘削作業と土
質改良作業とをそれぞれ専用に行うために２台の油圧式
掘削機を工事現場に準備しておくことは、非常に工事コ
ストが高くなるという問題がある。

【０００５】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、現場で均一な土質改良を容易に行うこと
ができ、併せて通常の掘削作業にも使用できる土質改良
バケットを提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、建設機
械のアーム先端部に取着されて土砂等を掬い、土砂等の
土質を改良する土質改良バケットにおいて、バケット内
に回転自在に取着され、正転又は逆転に切換え可能とさ
れたドラム１１と、ドラム１１の外周面に配設された複
数のビット１２と、バケット内面にドラム１１の回転軸
方向に沿って、かつ、バケット内部に突出させて設けら
れ、この突出した先端部と各ビット１２の先端部との間
に所定距離を有する破砕プレート２３とを備えた構成と
している。

【０００７】請求項１に記載の発明によると、バケット
内で回転するドラム上のビットと破砕プレートとの間で
岩石が破砕されて土砂の粒度が略均一になり、これに土
質改良剤を添加して混合することにより混合度を均一化
することができる。このとき、ドラムを正転又は逆転に
切り換え可能としたので、正転又は逆転に切り換えたと
きのショックで、土質改良バケット内の岩石や土砂の位
置を変化させることができる。これにより、ビットと破
砕プレートの間で破砕される確率が非常に高くなり、ま
た破砕された土砂が均一に混合される。したがって、粒
度及び混合度の均一性が向上する。また、工事現場等で
通常良く使用される建設機械のバケットを用いた簡単な
構造なので、現場で容易に使用することができ、現場で
の土質改良作業を能率的に行うことができる。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
土質改良バケットにおいて、前記複数のビット１２を、
ドラム１１の外周面にねじ状に取り付けた構成としてい
る。

【０００９】請求項２に記載の発明によると、ドラムの
外周面にねじ状に取り付けたビットを回転させるので、
岩石や土砂はこのねじの回転方向に応じて回転軸方向に
移動する。よって、バケット内全体にわたって土砂が混
合される。そして、正転又は逆転を交互に繰り返すと、
土砂が回転軸方向に往復してバケット内全体で万遍なく
破砕され混合されるので、粒度及び混合度が確実に均一
化され、さらに均一性が向上する。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１記載の
土質改良バケットにおいて、前記複数のビット１２を、
ドラム１１の回転軸方向の略中央に対して回転軸方向両
側で対称に、右ねじ状又は左ねじ状に取り付けた構成と
している。

【００１１】請求項３に記載の発明によると、略中央に
対して両側で対称に右ねじ状又は左ねじ状に取り付けた
ビットを回転させるので、岩石や土砂はこのねじの回転
方向に応じて回転軸方向に移動し、回転軸方向の略中央
部に集中したり又は両端部に分散したりする。したがっ
て、正転又は逆転を繰り返すと、土砂はバケット内略全
域に移動して破砕され混合されるので、バケット全体で
粒度及び混合度が均一化され、さらに均一性が向上す
る。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか記載の土質改良バケットにおいて、前記ドラム
１１の回転支持端部、ドラム１１を回転駆動する駆動モ
ータ１３、及び、駆動モータ１３の駆動力をドラム１１
に伝達する動力伝達部をバケットの内側に収納して、バ
ケット外面を略平坦な構造にしている。

【００１３】請求項４に記載の発明によると、バケット
側にドラムの駆動モータ（例えば油圧モータ又は電動モ
ータ）を備えているので、バケットとアームとの接続が
容易となる。すなわち、この駆動モータへの動力伝達用
の配管や配線、つまり、油圧モータの場合はホース配管
により、電動モータの場合はケーブル配線により接続す
るだけでよいので、機械的に接続するよりも簡単な構造
となる。また、ドラムの回転支持端部、駆動モータ、及
び、駆動モータからドラムへの動力伝達部等がバケット
の外部に突出しないようにバケット内側に収納して取り
付け、バケット外面を略平坦にしているので、掘削を行
っても掘削抵抗が小さい。これにより、本土質改良バケ
ットを通常の掘削作業にも使用可能となる。したがっ
て、本土質改良バケットを使用して土質改良作業を行っ
ている合間に、何時でも通常の掘削作業が行えるので、
掘削作業と土質改良作業との切換えのためにバケットの
交換を行う必要が無くなり、建設機械の稼働率を向上す
ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる土質改良バ
ケットの実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明す
る。図１は、実施形態に係わる土質改良バケットの斜視
図であり、図２は土質改良バケットの一部断面の側面図
である。同図において、土質改良バケット１０は、油圧
式掘削機等の建設機械のアーム１の先端部に上下方向に
揺動自在に取着されている。土質改良バケット１０は上
方に開口部を有し、この開口部周縁の前部（アーム１と
反対側）に通常のバケットと同様の爪部材２１が所定個
数取り付けられている。また、土質改良バケット１０内
の左右側壁近傍にはこの各側壁との間に所定空間を有す
るようにそれぞれ側壁カバー２２，２２が設けられてお
り、両側壁カバー２２，２２は土質改良バケット１０内
と上記所定空間とを完全に遮蔽するように（つまり、水
や土砂等が侵入しないように）溶接等で固着されてい
る。

【００１５】左右の側壁カバー２２，２２の間に、略左
右方向に設けた軸心の回りに回転自在に円筒形状のドラ
ム１１が配設されており、ドラム１１の外周面には複数
のビット１２が所定の配列で固設されている。なお、同
図には全てのビット１２を図示せず、一部省略してい
る。また、土質改良バケット１０のアーム１側の内壁に
は、破砕プレート２３がアーム１側から見て左右方向に
沿って、かつ土質改良バケット１０内部に突出するよう
に取着されており、破砕プレート２３の突出した先端部
と前記各ビット１２の先端部との間には岩石等を破砕で
きるような所定距離を有する空間が設けられている。さ
らに、ドラム１１の左右には、左右の各側壁カバー２２
と土質改良バケット１０の側壁とに囲まれた前記空間内
に、ドラム１１を回転駆動する駆動モータ１３，１３が
それぞれ配設されている。また、土質改良バケット１０
の左右側壁には、土質改良バケット１０の外部から駆動
モータ１３を取り付け又は取り外しするための孔が設け
られており、この孔の外部にはカバー２６がネジにより
取着されている。

【００１６】図３は、土質改良バケット１０の平面図
（一部破断図）を表している。駆動モータ１３，１３
は、本実施形態においては油圧モータで構成されてお
り、各油圧モータの本体１３ａはブラケット２４を介し
て左右の各側壁カバー２２，２２に取着されている。ま
た、各油圧モータの出力軸１４には減速機（図示せず）
を介して回転自在に出力部１３ｂが噛み合っており、各
出力部１３ｂはそれぞれドラム１１の内周壁の左右の端
部２５にねじ等で取着されている。そして、各油圧モー
タの本体１３ａには、動力の圧油を供給するホース１５
が接続されており、このホース１５はアーム１を経由し
て建設機械の車体側に設けられた切換弁( 図示せず) に
接続されている。なお、本体１３ａに配管が接続される
場合は、一旦この配管を可撓性のあるホース１５に接続
し、このホース１５をアーム１側に引き回して上記説明
した切換弁に接続するようにしてもよい。

【００１７】各ビット１２は、図３において矢印Ａ，Ｂ
で示すように、ドラム１１の外周面に、ドラム１１の回
転軸の略中央部を中心にして軸方向の左右で回転方向が
反対のねじ状に配列されている。なお、本発明はこの配
列に限定されず、一方向に回転するねじ状に配列されて
もよいし、あるいは、回転軸方向に沿って複数のエリア
に区分して各エリア毎にそれぞれ回転方向が反対のねじ
状に配列してもよい。

【００１８】以上の構成によると、現場で掘削して山積
みした土砂を本土質改良バケット１０により掬い、外部
から所定量の土質改良剤を投入し、ドラム１１を回転さ
せる。ドラム１１のビット１２と破砕プレート２３との
間で岩石や土砂の固まりを破砕すると共に、破砕した土
砂と土質改良剤とをビット１２で混合し、混合が完了し
たら、所定の仮置き場に放出するか、あるいは、直接埋
設場所に放出して埋め戻す。これにより、現場で土質改
良作業及び埋戻し作業が行えるので、従来のように再生
処理のために土砂を現場以外の処理場に運搬する必要が
無くなり、短時間で土質改良作業及び埋戻し作業が行え
る。

【００１９】また、 このとき、各ビット１２をドラム１
１の外周面にねじ状に配列しているので、ドラム１１を
回転させると、土砂は回転軸方向（ここでは、土質改良
バケット１０の左右方向）に移動し、バケット内全体で
万遍なく混合される。各ビット１２を、ドラム１１の回
転軸方向の略中央に対して回転軸方向両側で対称に、右
ねじ状又は左ねじ状に配列した場合には、土砂が中央部
に集中したり又は両端部に分散しながら混合される。そ
して、ドラム１１を正方向と逆方向とに交互に繰り返し
て回転させると、反対方向に回転するときのショックで
岩石や土砂の位置が移動するので、確実に岩石を破砕
し、また土砂を土質改良バケット１０内全体で万遍なく
混合できる。この結果、土質改良バケット１０内全体で
の土砂の粒度及び混合度の均一性がさらに向上する。

【００２０】また、ドラム１１の駆動モータ１３（本実
施形態では油圧モータ）、駆動モータ１３の駆動力をド
ラム１１に伝達する動力伝達部（ここでは、駆動モータ
１３の出力部１３ｂに接続された減速機）、及びドラム
１１の回転を支持する回転支持部（ここでは、駆動モー
タ１３の本体１３ａ及びブラケット２４）を土質改良バ
ケット１０内に収納して、バケット外面から外部に駆動
モータ１３等が出っ張らないように設けたので、本土質
改良バケット１０の外面が略平坦になり、掘削したとき
に掘削抵抗が小さい。よって、通常のバケットと同様に
掘削作業にも使用することができ、土質改良作業と掘削
作業とバケット交換すること無しに短時間で切り換えて
行うことができる。

【００２１】また、アーム１側から土質改良バケット１
０へ動力を供給するのに、単にホースや配管を接続する
だけでよい。よって、チェーンやギヤ等のように機械的
に動力を伝達する機構と比較して簡単な構成で接続でき
る。また、土質改良バケット１０とアーム１間が例えば
上下方向に揺動自在に構成された場合でも、この揺動に
対応するための複雑な機構が不要となり、構成を簡単化
できる。

【００２２】なお、本実施形態に係わる土質改良バケッ
ト１０において、図４に示すように、上方の開口部にバ
ケットカバー３１を設けてもよい。このバケットカバー
３１は、土質改良バケット１０の開口部を略全体カバー
できる大きさを有している。バケットカバー３１がこの
開口部にカバーされた状態で、バケットカバー３１のア
ーム１側の端部近傍はアーム１の先端部に設けたブラケ
ット３２にピン３３により回動自在に取着されている。
また、土質改良バケット１０のアーム１側の端部に設け
た端部材３４と、アーム１との間にはカバー開閉シリン
ダ３５が接続されており、バケットカバー３１はこのカ
バー開閉シリンダ３５の伸縮によってピン３３の回りに
回転し、開口部を開閉するようになっている。このバケ
ットカバー３１により、ドラム１１を回転させて土砂を
混合しているときに、完全に混合されていない土砂が溢
れて土質改良バケット１０外にこぼれることを防止す
る。したがって、粒度及び混合度が均一になった土砂の
みを埋戻し等に使用できるようになる。

【００２３】なお、上記実施形態では、駆動モータ１３
を油圧モータにより構成したが、電動モータでもよい。
この場合にも、アーム１側からの動力供給のためにケー
ブルを配線するだけでよいので、構造が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる土質改良バケットの斜視図であ
る。

【図２】本発明に係わる土質改良バケットの一部断面の
側面図である。

【図３】本発明に係わる土質改良バケットの平面図（一
部破断図）を示す。

【図４】土質改良バケットの開口部にバケットカバーを
設けた他の実施例である。

【図５】従来技術に係わる混合装置付バケットの正面図
である。

【図６】図５のＹ−Ｙ断面図である。

【符号の説明】

１ アーム １０ 土質改良バケット １１ ドラム １２ ビット １３ 駆動モータ １５ ホース ２２ 側壁カバー ２３ 破砕プレート ３１ バケットカバー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建設機械のアーム先端部に取着されて土
   砂等を掬い、土砂等の土質を改良する土質改良バケット
   において、 バケット内に回転自在に取着され、正転又は逆転に切換
   え可能とされたドラム(11)と、 ドラム(11)の外周面に配設された複数のビット(12)と、 バケット内面にドラム(11)の回転軸方向に沿って、か
   つ、バケット内部に突出させて設けられ、この突出した
   先端部と各ビット(12)の先端部との間に所定距離を有す
   る破砕プレート(23)とを備えたことを特徴とする土質改
   良バケット。
2. 【請求項２】 請求項１記載の土質改良バケットにおい
   て、 前記複数のビット(12)を、ドラム(11)の外周面にねじ状
   に取り付けたことを特徴とする土質改良バケット。
3. 【請求項３】 請求項１記載の土質改良バケットにおい
   て、 前記複数のビット(12)を、ドラム(11)の回転軸方向の略
   中央に対して回転軸方向両側で対称に、右ねじ状又は左
   ねじ状に取り付けたことを特徴とする土質改良バケッ
   ト。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか記載の土質改良
   バケットにおいて、 前記ドラム(11)の回転支持端部、ドラム(11)を回転駆動
   する駆動モータ(13)、及び、駆動モータ(13)の駆動力を
   ドラム(11)に伝達する動力伝達部をバケットの内側に収
   納して、バケット外面を略平坦な構造にしたことを特徴
   とする土質改良バケット。