JP2002227231A

JP2002227231A - ショベル系掘削作業機用地盤改良アタッチメントと地盤改良装置

Info

Publication number: JP2002227231A
Application number: JP2001025665A
Authority: JP
Inventors: Masahito Yasutake; 雅人安武; Junpei Kobayashi; 純平小林
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2001-02-01
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2002-08-14

Abstract

(57)【要約】【課題】既存の小型ショベル系の掘削作業機のアーム先
端に容易に取付けて使用することができる地盤改良用ア
タッチメントの提供。【解決手段】ショベル系の掘削作業機のアーム先端への
取付部を有するフレームと、前記フレームに設けられる
駆動装置と、前記駆動装置に連結され下方に延在する駆
動軸と、前記駆動軸の下端部に設けられる回転撹拌翼と
を備え、前記フレームに、フレームの傾斜状態を表示す
る角度表示装置を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小型のショベル系
の掘削作業機を利用した角度表示器付き地盤改良装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建て替えや新しく建物を建てる際、高層
の建物や重量のあるような建物を建てるには、建てる建
物の重量に対して地盤は十分耐える必要がある。建てる
建物の重量に対して地盤の地耐力が小さいと、その上に
建物を建てても地盤沈下や不等沈下し、その結果建物が
変形することがある。

【０００３】このため地耐力の小さな地盤を地耐力のあ
る地盤とするために、今までの土を新しい土と入れ替え
たり、地耐力の小さな地盤に石灰やセメント等の地盤改
良材を掘削作業機のバケットによって混ぜ込んだり、コ
ンクリート杭等の既製杭を打ち込んだりしている。ま
た、新たに整地された敷地に建物を建てる場合でも敷地
全面を改良して地耐力のある地盤とする必要はなく、建
物を支持する土台の下部となる箇所が地耐力を有する地
盤であれば良いため、このための一施工法として、土台
の下部となる箇所にソイルセメント杭を形成し、この形
成されたソイルセメント杭により建てる建物の重量を支
持するようにしている。

【０００４】従来の地盤の地耐力を高めるための様々な
施工方法のうち、このソイルセメント工法等の現場打ち
杭を形成するために使用される杭打ち機は、トラクタ車
体と、このトラクタ車体の前方に取付けた高さのあるリ
ーダー（櫓）と、このリーダーに支持されるオーガーと
から成っており、このように構成された杭打ち機は、リ
ーダーに支持されたオーガーを回転させながら地盤を掘
削撹拌する。

【０００５】そして、この地盤の掘削撹拌の際、オーガ
ー軸の先端部付近からセメントミルクを吐出しながらオ
ーガー軸周辺の土を掘削撹拌して、オーガー軸周辺の掘
削された土とセメントミルクとを地中で撹拌混合し、地
中での土とセメントミルクとの撹拌混合の後、オーガー
を引き抜いて、地盤中に土とセメントミルクとが撹拌混
合されたソイルセメント杭が形成されるようになってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ソイルセメント杭形成用の杭打ち機は、トラクタ車体の
前方にオーガーを支持する背の高いリーダーが起立して
おり、住宅地などでこのような背の高いリーダーを有す
る杭打ち機を使用して作業を行うと、背の高いリーダー
が自宅のすぐ側に起立して作業が始められることに、近
隣の住民に恐怖感や不安感を感じさせることになる。

【０００７】また、狭い住宅地でこのような作業を行う
には、ソイルセメント杭形成用の杭打ち機と共に、掘削
・地均し作業用機械と云った様々な補助作業用の機械が
搬入されるので、手狭な作業現場が多くの作業機で錯綜
し、なお一層身動きできないと云った状態になる。大型
の機械は小回りも利かず、このような狭い場所での使用
は難しく、かと云って、小型で専用のソイルセメント杭
形成用の杭打ち機を使用するのは、手狭な作業現場が多
くの作業機で錯綜しますます煩雑になり問題である。

【０００８】専用機では、他の作業に転用できないと云
う問題があり、また、汎用作業機のアタッチメントを他
の作業用のアタッチメントと交換して使用するようにし
たとしても、作業機本体側を改造することは成るべく避
けたいとの要望もある。そこで、専用機と云うよりは一
台の作業機で複数の作業を行う汎用機を使用することで
手狭な作業現場を整理する必要がある。

【０００９】このため、一台の作業機で地盤を掘削作業
をし、その作業が終了しだい、掘削作業用のアタッチメ
ントを取外して地盤改良用アタッチメントを付けて他の
作業をすることにより地盤改良作業を行うようにするこ
とで、手狭な作業現場で多くの作業機が錯綜し煩雑にな
ることを解消する必要がある。また、作業機そのものを
汎用機として作業用のアタッチメントを交換しても、そ
のアタッチメント駆動用の動力装置を新たに設置するの
では、手狭な作業現場を整理することにはならなかっ
た。

【００１０】また、ソイルセメント杭は、垂直に形成さ
れることにより設計通りの強度を得ることができるた
め、従来の専用の大型ソイルセメント杭形成用の杭打ち
機では、その前方に設けられたオーガーを支持する背の
高いリーダーが適切な角度でソイルセメント杭を形成し
ているかどうかの確認のため、リーダーの傾斜角度計を
運転席に設けてあり、オペレーターは、オーガーの作動
中の傾斜状態と運転席のリーダーの傾斜角度計とを確認
しながら作業を行っているが、目線をオーガーと運転席
のリーダーの傾斜角度計の両方に動かさなければなら
ず、作業がしづらく疲れると云った問題があった。

【００１１】そこで、本発明は、上述した課題によりな
されたもので、例えば既存の小型ショベル系の掘削作業
機のアーム先端に容易に取付けて使用することができる
地盤改良用アタッチメント提供することを目的とするも
のである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の請求項１に記載の発明は、ショベル系掘削
作業機のアーム先端への取付部を有するフレームと、前
記フレームに設けられる駆動装置と、前記駆動装置に連
結され、下方に延在する駆動軸と、前記駆動軸の下端部
に設けられる回転撹拌翼とを備え、前記フレームに、フ
レームの傾斜状態を表示する角度表示装置を備えたこと
を特徴とするものである。また、上記の目的を達成する
ため、本発明の請求項２に記載の発明は、角度表示装置
は電源を内蔵していることを特徴とするものである。

【００１３】また、上記の目的を達成するため、本発明
の請求項３に記載の発明は、ショベル系の掘削作業機の
アーム先端への取付部を有するフレームと、前記フレー
ムに設けられる駆動装置と、前記駆動装置に連結され、
下方に延在する駆動軸と、前記駆動軸の下端部に設けら
れる回転撹拌翼とを備え、前記フレームに、フレームの
傾斜状態を表示する角度表示装置を備えたショベル系の
掘削作業機用地盤改良アタッチメントをショベル系作業
機のアーム先端にリンク機構を介して回動可能に取付
け、前記地盤改良アタッチメントの駆動装置にショベル
系作業機に予め設けられた補助作業用油圧源を接続して
なることを特徴とするものである。また、上記の目的を
達成するため、本発明の請求項４から６に記載の発明
は、角度表示装置は電源を内蔵し、更に、ショベル系掘
削作業機用地盤改良アタッチメントは、ショベル系掘削
作業機のアーム先端にリンク機構を介して取付けられた
クイックヒッチによって取付けられ、更に、角度表示装
置は、ショベル系作業機の運転室との対面側に設けられ
ていることを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜４によって説明する。図１は、小型ショベル系の掘削
作業機のアームに本発明の地盤改良用アタッチメントを
取付けた側面図、図２は、本発明の地盤改良用アタッチ
メントの正面図、図３は、本発明の地盤改良用アタッチ
メントの側面図、図４は、角度表示器の正面図である。

【００１５】符号Ａは小型のショベル系の掘削作業機
で、下部走行体１とこの下部走行体１の上に設けた旋回
装置を介して旋回自在に取付けられ上部旋回体２とから
なつている。下部走行体１の前方には地均し用の地均し
用ブレード３が設けられている。また、上部旋回体２の
前方にはブーム支持体４にブーム５が上下左右方向に回
動自在に取付けられており、ブーム５の先端にはアーム
６が設けられ、該アーム６の先端部には、リンク機構７
を介してクイックヒッチ１４が設けられ、このクイック
ヒッチ１４に後述の地盤改良アタッチメントＢが着脱自
在に取付けられる。ここでリンク機構７は、一端がアー
ム６の先端部に取付けられ、他端が後述の油圧シリンダ
ー１０のロッドに連結されたリンク７ａと、一端がリン
ク７ａの他端と共に油圧シリンダー１０のロッドに連結
され、他端がクイックヒッチ１４に連結されたリンク７
ｂとからなり、アーム６の先端がクイックヒッチ１４に
軸支されることで４節リンクを構成するものである。そ
して、これらブーム５、アーム６、及びクイックヒッチ
１４は、それぞれ油圧シリンダー８、９、１０の伸縮に
より俯仰動される。なお、クイックヒッチ１４は、アー
ム６に取付けられる各種作業アタッチメントをピンの抜
き差し作業なしに交換可能にする装置であり、従来公知
のものである。

【００１６】また、小型のショベル系の掘削作業機Ａに
は、標準装備されている走行用油圧モーター、旋回用油
圧モーターや油圧シリンダー８、９、１０および地均し
用ブレード３用の油圧シリンダー等のアクチュエーター
と共に、予め予備作業用としての予備油圧源取出口１１
が装備されている。

【００１７】次に、地盤改良用アタッチメントＢの構成
について説明すると、地盤改良用アタッチメントＢは、
上部に駆動部フレーム１５を有し、このオーガー駆動部
フレーム１５の上部には、クイックヒッチ１４に係合さ
れる取付部としての取付軸２７、２７を有すると共に、
駆動部フレーム１５の内部には、小型のショベル系の掘
削作業機Ａの上部旋回体２に予め予備装備されている予
備油圧源取出口１１から油圧ホース１２と油圧供給口１
３とを経て供給される圧油により駆動する油圧モータ１
６と減速機１７とを有している。

【００１８】前記駆動部フレーム１５の減速機１７には
駆動軸１８が接続されており、駆動軸１８の先端部（下
端部）には、地盤改良材であるセメントミルクを吐出す
る吐出口２１とビット２０とが付設された掘削撹拌翼１
９が設けられている。

【００１９】（元の

【００２０】）駆動軸１８は中空部材で構成されてお
り、駆動軸１８の上端部はスイベルジョイントを介して
駆動部フレーム１５に設けられたセメントミルク供給口
２８と接続している。そして、このセメントミルク供給
口２８には、図示されていないセメントミルク供給装置
からセメントミルク供給ホース２９を経てセメントミル
クが供給され、中空部材の駆動軸１８を通って先端に設
けられた吐出口２１から吐出されるようになっている。

【００２１】また、油圧モータ１６の減速機１７の出力
軸は、断面多角形（例えば六角形）の凸状の軸体でな
り、この出力軸と連結される駆動軸１８の接続部は、こ
の形状に対応した断面多角形の凹状の受軸体となってお
り、それらが嵌合されてピンにより接続分離可能に構成
されることで、油圧モータ１６の大きな駆動トルクを十
分に伝達できるとともに駆動軸１８との着脱作業を容易
にする。

【００２２】そして、駆動軸１８の先端に設けられた掘
削撹拌翼１９の稍上方には、オーガー軸１８と直交する
撹拌軸２２が設けられており、この撹拌軸２２は、駆動
部フレーム１５から延出する支持部材２４で支持され、
駆動軸１８の回転駆動によって回転駆動される。撹拌軸
２２には、掘削撹拌翼１９によって掘削された地盤中の
土と吐出口２１から吐出された地盤改良材であるセメン
トミルクとを撹拌混合する撹拌翼２３が設けられてい
る。

【００２３】駆動部フレーム１５の運転席に対面する側
には、地盤改良用アタッチメントＢの傾斜具合を表示す
る角度表示器２５が設けられており、更に、該角度表示
器２５の運転席に対面する側には、地盤改良用アタッチ
メントＢの内部に設けられた図示されていない角度セン
サーからの信号で該アタッチメントＢの傾斜度合いを表
示する表示用ＬＥＤ３１、３１、…が設けられている。

【００２４】角度表示器２５の内部には電池３３が収納
されており、角度センサーや表示用ＬＥＤ３１に供電さ
れている。更に、符号３０は、駆動部フレーム１５に設
けられている角度センサーとの供電・信号コードを接続
するためのコネクターで、符号３２は０点調整用摘み
で、符号３４は電源スイッチである。

【００２５】次に、上記構成を有する本発明の角度表示
器付き地盤改良装置の動作について説明すると、地盤改
良用アタッチメントＢを小型のショベル系の掘削作業機
Ａのアーム６先端に取付けるために、先ず、該アーム６
先端にリンク機構７を介して取付けられたクイックヒッ
チ１４のアームフックを作動して掘削用のバケットを取
り外す。

【００２６】そして、重量のある建物を建てるために土
台の下部となる地耐力の小さい地盤のソイルセメント杭
を形成するため、小型のショベル系の掘削作業機Ａのア
ーム６先端のクイックヒッチ１４の２つのアームフック
を作動して、地盤改良用アタッチメントＢの駆動部フレ
ーム１５の上部に設けられている２本の取付軸２７、２
７に係合し、小型のショベル系の掘削作業機Ａのアーム
６先端に地盤改良用アタッチメントＢを取付けて吊り下
げ立設する。

【００２７】そして、小型のショベル系の掘削作業機Ａ
に予め装備されている予備油圧源取出口１１と地盤改良
用アタッチメントＢの油圧供給口１３とを油圧ホース１
２で接続し、小型のショベル系の掘削作業機の予備作業
用の油圧動力源から圧油の供給を受け、駆動部フレーム
１５の内部の油圧モータ１６と減速機１７とを駆動して
駆動軸１８を回転駆動し、小型のショベル系の掘削作業
機Ａのアーム６を押し下げ、地盤改良用アタッチメント
Ｂの駆動軸１８の先端に設けた掘削撹拌翼１９によって
ソイルセメント杭を形成するため地盤を掘削する。

【００２８】掘削撹拌翼１９が地盤を掘削し始めてから
駆動軸１８の先端近くに設けた撹拌軸２２が地盤中に没
し始めると共に、セメントミルク供給ホース２９からセ
メントミルク供給口２８セメントミルクが供給されたセ
メントミルクは、駆動軸１８の先端に設けた吐出口２１
から吐出され、掘削撹拌翼１９によって掘削された土と
撹拌混合される。

【００２９】そして、掘削撹拌翼１９によって掘削が更
に進むにしたがって、掘削撹拌翼１９の稍上方に設けら
れ撹拌棒２３を設けた撹拌軸２２により、掘削撹拌翼１
９によって掘削されセメントミルクと混合された土が更
に撹拌混合される。

【００３０】このように駆動軸１８の先端に設けた掘削
撹拌翼１９によって所定の深さまで掘削されて、撹拌棒
２３を設けた撹拌軸２２によりセメントミルクと十分撹
拌混合されたのち、駆動軸１８を回転駆動させながら小
型のショベル系の掘削作業機Ａのアーム６によって地盤
改良用アタッチメントＢを引き上げる。

【００３１】この地盤改良用アタッチメントＢの引き上
げ時にも駆動軸１８は回転駆動しているので、撹拌棒２
３を設けた撹拌軸２２も掘削撹拌翼１９も回転駆動して
おり、地盤改良用アタッチメントＢの押し下げ時に掘削
されセメントミルクと撹拌混合された土を更に撹拌混合
し、掘削された土とセメントミルクとをより均一に撹拌
混合し、ソイルセメント杭を形成する。

【００３２】そして、小型のショベル系の掘削作業機Ａ
のアーム６によってオーガー式の地盤改良用アタッチメ
ントＢを押し下げる際に、地盤改良用アタッチメントＢ
が垂直状態から傾斜状態にあると、地盤改良用アタッチ
メントＢの内部に設けられた図示されていない角度セン
サーがその傾斜度合いを検出し、地盤改良用アタッチメ
ントＢの駆動部フレーム１５の運転席に対面する側に設
けられた角度表示器２５の表示用ＬＥＤ３１が、この傾
斜度合いに対応して点灯して表示する。

【００３３】小型のショベル系の掘削作業機Ａの運転席
のオペレーターは、前記角度表示器２５の表示用ＬＥＤ
３１の点灯状態を、地盤改良用アタッチメントＢの作業
具合を見ながら目線を動かすことなく確認できる。

【００３４】従って、地盤改良用アタッチメントＢの傾
斜度合いが許容範囲外になると、運転席のオペレーター
は、地盤改良用アタッチメントＢの傾斜度合いを許容範
囲内になるように角度表示器２５の表示用ＬＥＤ３１の
点灯状態を確認しながら、運転席のブーム５、アーム６
および四節リンク７を駆動するブーム用油圧シリンダー
８、アーム用油圧シリンダー９及び四節リンク用油圧シ
リンダー１０を操作する。

【００３５】このように、本発明の小型のショベル系の
掘削作業機を利用した角度表示器付き地盤改良装置は、
従来の専用の大型ソイルセメント杭形成用の杭打ち機の
ように背の高いリーダーを用いることなく、小型のショ
ベル系の掘削作業機のアームを利用し、このアームの先
端に地盤改良用アタッチメントを取付けて作業を行うの
で、作業現場近隣の住民に恐怖感や不安感を感じさせる
ことがない。

【００３６】そして、地盤改良用アタッチメントを小型
のショベル系の掘削作業機のアーム先端に設けたブラケ
ットに取付けるのに、クイックヒッチを介して取付ける
ので、短時間で容易に取付けることができ、例え、作業
用のアタッチメントを交換しても、そのアタッチメント
駆動用の動力源も作業機本体側に標準装備と共に、予め
予備装備されている予備油圧源取出口から供給されるこ
とで、作業機本体側では、地盤改良用アタッチメントＢ
を取付けるため特別の加工を行うことなく転用できる。
また、動力源として別体のものを使用しないので、作業
現場が煩雑にならない等の効果を有している。

【００３７】また、地盤改良用アタッチメントに角度表
示器を設け、さらにその角度表示器は電源を内蔵してい
るので、このアタッチメントを取付けるショベル系作業
機自体に角度表示器やそれに付随する電源などの機器を
設ける必要がなく、汎用のショベル系作業機を地盤改良
装置として利用することができる。そして、この角度表
示器は、地盤改良用アタッチメントの運転席との対面側
に設けられるから、オペレータは目線を外すことなく、
アタッチメントによる施工状態を確認しつつ、角度表示
器により傾斜具合をチェックできるので効率よく作業を
行うことができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のショベル
系掘削作業機用地盤改良アタッチメントによれば、従来
の専用の大型ソイルセメント杭形成用の杭打ち機のよう
に背の高いリーダーを用いることがなく、比較的小型の
ショベル系作業機にも装着できるので、作業現場近隣の
住民に恐怖感や不安感を感じさせることがなく、また、
汎用の作業機を用いて適宜作業内容に応じてアタッチメ
ントを変更することで狭隘な場所であっても、少ない作
業機で済み作業性が向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】小型ショベル系の掘削作業機のアームに本発明
の地盤改良用アタッチメントを取付けた側面図、

【図２】本発明の地盤改良用アタッチメントの正面図、

【図３】本発明の地盤改良用アタッチメントの側面図、

【図４】角度表示器の正面図である。

【符号の説明】

Ａ小型のショベル系の掘削作業機、Ｂ地盤改良用
アタッチメント、１下部走行体、２上部旋回体、
３地均し用ブレード、４ブーム支持体、５ブ
ーム、６アーム、７四節リンク、８ブーム用
油圧シリンダー、９アーム用油圧シリンダー、１０
四節リンク用油圧シリンダー、１１予備油圧源取
出口、１２油圧ホース、１３油圧供給口、１４
クイックヒッチ、１５駆動部フレーム、１６油
圧モーター、１７減速機、１８駆動軸、１９
掘削撹拌翼、２０ビット、２１吐出口、２２
撹拌軸、２３撹拌翼、２４支持部材、２５
角度表示器、２６枢軸、２７取付軸、２８セ
メントミルク供給口、２９セメントミルク供給ホー
ス、３０コネクター、３１表示用ＬＥＤ、３２
０点調整用摘み、３３電池、３４電源スイッ
チ。

フロントページの続きＦターム(参考） 2D012 DA00 HA02 2D015 AA01 HA03 HB04 2D040 AA01 AB05 BA13 BB01 BD05 EA01 EA22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ショベル系掘削作業機のアーム先端への取
付部を有するフレームと、前記フレームに設けられる駆
動装置と、前記駆動装置に連結され、下方に延在する駆
動軸と、前記駆動軸の下端部に設けられる回転撹拌翼と
を備え、前記フレームに、フレームの傾斜状態を表示す
る角度表示装置を備えたことを特徴とするショベル系掘
削作業機用地盤改良アタッチメント。
【請求項２】前記角度表示装置は、電源を内蔵している
ことを特徴とする請求項１に記載のショベル系掘削作業
機用地盤改良アタッチメント。
【請求項３】ショベル系の掘削作業機のアーム先端への
取付部を有するフレームと、前記フレームに設けられる
駆動装置と、前記駆動装置に連結され、下方に延在する
駆動軸と、前記駆動軸の下端部に設けられる回転撹拌翼
とを備え、前記フレームに、フレームの傾斜状態を表示
する角度表示装置を備えたショベル系の掘削作業機用地
盤改良アタッチメントをショベル系作業機のアーム先端
にリンク機構を介して回動可能に取付け、前記地盤改良
アタッチメントの駆動装置にショベル系作業機に予め設
けられた補助作業用油圧源を接続してなることを特徴と
する地盤改良装置。
【請求項４】前記角度表示装置は、電源を内蔵している
ことを特徴とする請求項３に記載のショベル系の掘削作
業機用地盤改良装置。
【請求項５】前記ショベル系掘削作業機用地盤改良アタ
ッチメントは、ショベル系掘削作業機のアーム先端にリ
ンク機構を介して取付けられたクイックヒッチによって
取付けられていることを特徴とする請求項３または４の
いずれかに記載のショベル系掘削作業機用地盤改良装
置。
【請求項６】前記角度表示装置は、ショベル系作業機の
運転室との対面側に設けられていることを特徴とする請
求項３〜５のいずれかに記載のショベル系掘削作業機用
地盤改良装置。