JP2003239274A - 地盤改良用撹拌機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 効率よく短時間で撹拌でき、一度に処理でき
る幅を長く取ることができ、ムラなく撹拌混合ができ、
駆動部を小さくできる地盤改良用撹拌機を提供すること
にある。 【解決手段】 上下に長く所定の間隔で並行に設けた上
下動できる支持部２の下部を連結するように回転軸３を
設け、この回転軸３に薄く四角形状の回転盤４ａ〜４ｅ
を所定の間隔あけて５枚軸支し、回転盤４ａ〜４ｅの四
角形状の角部から立ち上がりしかも回転軸３方向に湾曲
した撹拌羽根５を設け、支持部２の上部に油圧モータ８
を設け、回転軸３と油圧モータ８の出力軸にスプロケッ
ト７を設け、スプロケット７にチェーン６をかけ渡し、
抵抗少なく浅層地盤の撹拌を行えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軟盤な地盤に固化
材を散布して混合させて地盤を改良するのに用いる地盤
改良用撹拌機及び地盤改良用撹拌作業車に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の地盤の改良に用いる撹拌機の多く
では、撹拌羽根の同時に土塊と接触する先端部が大き
く、撹拌羽根を支えるアームが断面を十字形状にしてい
ること等から撹拌抵抗が大きいものであった。よって土
塊が塊状のまま回転してしまうとも廻りを起こすことも
あった。また、従来の撹拌機における撹拌羽根は地面に
対して水平で土塊の天地替えを行う構造であった。この
構造の従来の撹拌機では、混合対象土のＮ値（標準貫入
値）が１以上になると土の抵抗によって撹拌回転数が減
少し、石灰、セメント又はセメントスラリーなどの固化
材と対象土との撹拌混合が不均一となったりして、与え
られる作業時間撹拌混合を完了することが出来ないこと
が多かった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来のこれらの問題点を解消し、効率よく
短時間で撹拌でき、一度に処理できる幅を長く取ること
ができ、ムラなく撹拌混合ができ、駆動部を小さくでき
る地盤改良用撹拌機を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決した本
発明の構成は、 １） 上下に長く所定の間隔で並行に設けた一対の支持
部を上下動自在に設け、同支持部の間に回転軸を架設
し、同回転軸に薄い回転盤を所定間隔あけて複数軸支
し、同回転盤の外周部に回転盤の半径方向に伸びた後回
転軸方向に湾曲した板状の撹拌羽根を複数設け、しかも
隣り合う回転盤の撹拌羽根の撹拌領域が一部重なるよう
に撹拌羽根の回転軸方向の長さ又は回転盤の取付間隔を
調整し、抵抗少なく浅層地盤の撹拌を行えるようにした
地盤改良用撹拌機 ２） 同じ回転盤に設けた複数の撹拌羽根が回転軸の異
る方向に湾曲するようにした前記１）記載の地盤改良用
撹拌機 ３） 撹拌羽根が、その取り付け面から立ち上った後に
その立ち上りの方向と反対方向に湾曲させた前記１）又
は２）記載の地盤改良用撹拌機 ４） 撹拌羽根を取り付けた回転盤が略同じ形状・寸法
を有し、回転盤の回転軸に取り付ける位相を変えて取り
付けるようにした前記１）〜３）いずれかに記載の地盤
改良用撹拌機 ５） 回転盤の外周より内側位置に撹拌羽根を設けた前
記１）〜４）いずれかに記載の地盤改良用撹拌機 ６） 回転軸が支持部の外側に貫通するようにし、回転
軸両端に撹拌羽根を取り付けた構造にした前記１）〜
５）いずれかに記載の地盤改良用撹拌機 ７） 撹拌羽根の回転方向の前方端部を刃状にした前記
１）〜６）いずれかに記載の地盤改良用撹拌機 ８） 撹拌羽根の羽先が、回転方向に後退する形状であ
る前記１）〜７）いずれかに記載の地盤改良用撹拌機 ９） 撹拌羽根が回転方向に対して迎角を有する構造に
した前記１）〜８）いずれかに記載の地盤改良用撹拌機 １０） 支持部間に複数の回転軸を上下離して設け、そ
れぞれの回転軸に回転盤及び撹拌羽根を設け、多段で撹
拌できるようにした前記１）〜９）いずれかに記載の地
盤改良用撹拌機 １１） 前記１）〜１０）いずれかに記載の地盤改良用
撹拌機を自走車に搭載した地盤改良用撹拌作業車 １２） 前記１）〜１０）いずれかに記載の地盤改良用
撹拌機をレール上を走行する移動車に搭載した地盤改良
用撹拌作業車 １３） 前記１）〜１０）いずれかに記載の地盤改良用
撹拌機の撹拌羽根を回転させ、支持部を上下動させて撹
拌羽根を浅層地盤に沈めて撹拌し、沈めたまま回転軸と
直交する左右方向に撹拌しながら移動させて次の地盤を
改良することを繰り返して連続的撹拌を行う浅層地盤の
撹拌方法 にある。

【０００５】

【作用】本発明では、回転軸に薄い回転盤を取り付ける
構造にすることによって、撹拌羽根を回転方向には強度
高く支持するとともに支持部の上下動方向あるいは前後
方向には厚みの分だけの抵抗となるため土の抵抗を軽減
する。さらに撹拌羽根は回転軸方向に湾曲させているた
め、抵抗少なく土を受けて撹拌する。さらに隣り合う回
転盤の撹拌羽根の撹拌領域が一部重なるようにして未撹
拌の部分を残さないようにする。同じ回転盤に設けた撹
拌羽根が回転軸方向の異る方向に湾曲させるようにした
ものは、同じ回転盤の回転軸方向の両側を撹拌するよう
にして広い幅の処理を行うようにする。撹拌羽根がその
取り付け面から立ち上がった後にその立ち上がりの方向
と反対方向に湾曲させたものは、撹拌羽根が立ち上がっ
た後に反対方向に湾曲することにより、回転盤の外周方
向に撹拌羽根の一部が位置するようにして回転盤の外周
方向も撹拌羽根で撹拌されるようにする。回転盤の回転
方向の取付位置が位相差を持つようにしたものは、各回
転盤の撹拌羽根が土の抵抗を回転方向にズレた位置で受
けるようにして、同時に抵抗を受けないようにし、さら
に土の抵抗を少なくする。回転盤の外周より内側位置に
撹拌羽根を取り付けたものは、異る回転軌跡となる撹拌
羽根で多くの領域を一度に撹拌できるようにする。回転
軸が支持部の外側に貫通するようにし、回転軸両側に撹
拌羽根を取り付けたものは、支持部の外側でも撹拌が行
われるようにして、さらに撹拌混合を行えるようにす
る。撹拌羽根の回転方向の前方端部を刃状にしたもの
は、撹拌羽根が土から受ける抵抗を少なくする。撹拌羽
根の羽先が、回転方向に後退する形状であるものは、撹
拌羽根が羽先から土に入り込まないようにして土の抵抗
をさらに少なくする。撹拌羽根が回転方向に対して迎角
を有する構造にしたものは、撹拌羽根が抵抗少なく土中
に入って行きながらも迎角によって適度に土を受け、移
動させて撹拌混合を行うようにする。支持部間に複数の
回転軸を上下離して設け、多段にしたものは、多段に設
けた撹拌羽根によって多くの撹拌領域を一度に撹拌でき
るようにする。地盤改良用撹拌機を自走車に搭載して地
盤改良用撹拌作業車としたものと地盤改良用撹拌機をレ
ール上を走行する移動車に搭載して地盤改良用撹拌作業
車としたものは、自走車で移動するか又は移動車でレー
ル上を移動しながら地盤改良用撹拌機を作動するように
して広い範囲を処理する。撹拌羽根を浅層地盤に沈めた
まま 撹拌を行う浅層地盤の撹拌方法としたものは、回
転盤と撹拌羽根により土の抵抗が少なくなるので、浅層
地盤に沈めて撹拌しながら移動させて連続的に処理す
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】撹拌羽根が回転盤部分の撹拌を行
わないものの場合には、回転盤に別の撹拌羽根を設けて
回転盤部分の撹拌を行うようにしてもよい。回転軸に
は、直接撹拌羽根を設けてさらに撹拌するようにしても
よい。回転盤の形状には、円形状、四角形状、三角形状
などがあり、撹拌羽根の数や配置に適す形状にすればよ
い。回転盤には、貫通する部分を設けて、さらに土から
受ける抵抗を減らすようにしてもよい。

【０００７】

【実施例】本発明の各実施例について図面を参照して具
体的に説明する。 実施例１（図１〜８参照） 図１〜８に示す実施例１は、撹拌羽根の回転方向の前方
端部を刃状にし、同じ回転盤に設けた撹拌羽根が回転軸
方向の異る方向に湾曲させ、隣り合う回転盤に設けた撹
拌羽根の撹拌領域が重なるようにし、回転盤の回転方向
の取付位置が位相差を持つようにし、撹拌羽根の羽先が
回転方向に後退する形状であり、撹拌羽根の湾曲形状が
回転盤の側方両側を覆う形状である地盤改良用撹拌機の
例であって、地盤改良用撹拌機を自走車に搭載した地盤
改良用撹拌作業車の例であって、回転する撹拌羽根を浅
層地盤に沈めたまま移動させる浅層地盤の撹拌方法の例
である。図１，２は実施例１の地盤改良用撹拌機の説明
図である。図３は実施例１の地盤改良用撹拌作業車の説
明図である。図４〜６は実施例１の地盤改良用撹拌機の
説明図である。図７，８は実施例１の地盤改良用撹拌機
の撹拌羽根の説明図である。図中、１は地盤改良用撹拌
機、２は支持部、３は回転軸、４ａ〜４ｅは回転盤、５
は撹拌羽根、５ａは凸部、５ｂは湾曲部、５ｃは刃状
部、６はチェーン、７はスプロケット、８は油圧モー
タ、１１は地盤改良用撹拌作業車、１２は自走車、１３
はアーム、Ａは立ち上がり角、Ｂは後退角、Ｃは迎え
角、ｍは土である。

【０００８】本実施例１では、自走車１２の屈曲自在な
アーム１３に地盤改良用撹拌機１を取り付けて地盤改良
用撹拌作業車１１としている。地盤改良用撹拌機１は、
図１に示すように上下に長い支持部２を左右に所定の間
隔あけて上部で連結し、支持部２の下部には、両端を左
右の支持部２内に突入させて軸支した回転軸３を設け
る。回転軸３には四角形状の回転盤４ａ〜４ｅを５枚が
所定の間隔となるように軸支する。この際には、図６に
示すように、５枚の四角形状の回転盤４ａ〜４ｅが各々
１８°ずつの位相差を持つようにする。次に回転盤４ａ
〜４ｅの四角形状の角部分に撹拌羽根５を取り付ける。
撹拌羽根５は、図７，８に示すような形状で羽元に設け
た凸部５ａによって、図５に示すように回転盤４ａ〜４
ｅの取り付け面から角度Ａで立ち上がるようにし、湾曲
部５ｂで立ち上がった方向と反対側の回転盤４ａ〜４ｅ
の側面に向って湾曲するようにしている。さらに撹拌羽
根５は図４に示すように、湾曲部５ｂから羽先までが、
回転方向の後方に向って湾曲するようにし、かつこの湾
曲及び湾曲部５ｂの湾曲が迎角Ｃを有するようにしてい
る。また、回転方向の前方側となる撹拌羽根５には刃状
部５ｃを形成する。支持部２の上部には、油圧モータ８
を設け、片側の支持部２の内部で軸支した回転軸３と油
圧モータ８の出力軸にスプロケット７を設け、チェーン
６をかけ渡して、油圧モータ８で回転軸３を駆動できる
ようにする。

【０００９】本実施例１の地盤改良用撹拌作業車１１で
は、所定の位置に自走で移動し、固化材を散布した軟弱
地盤上に地盤改良用撹拌機１を位置させる。次に油圧モ
ータ８を作動させて油圧モータ８の駆動力をチェーン６
で回転軸３に伝達し、回転軸３とともに回転盤４ａ〜４
ｅ及び撹拌羽根５を回転させる。この状態でアーム１３
を屈曲して回転盤４ａ〜４ｅ及び撹拌羽根５を徐々に所
定の深さまで沈降させながら撹拌を行う。撹拌羽根５
は、回転方向の前方端部の刃状部５ｃによって土中を抵
抗少なく回転する。また、撹拌羽根５の羽先が回転方向
に後退した形状にしているので、抵抗の大きい土部分に
接触する際も撹拌羽根５の全体が同時に当たらないよう
にして土から受ける抵抗を少なくしている。さらに、５
つの回転盤４ａ〜４ｅの回転方向位置は、徐々に位相差
を設けているので、抵抗の大きい土部分に接触する際も
複数の撹拌羽根５が同時に当たらないようにして土から
受ける抵抗を少なくしている。また、回転盤４ａ〜４ｅ
は回転軸３と直交する方向に薄い構造であるので、さら
に土から受ける抵抗が少ない。よって非常に抵抗少なく
撹拌が行えるため、駆動トルクが小さくて済むために油
圧モータ８を小さいものにすることができる。また、非
常に抵抗が少ないために回転数を速くして撹拌作業の短
時間化ができる。さらに、撹拌羽根５は、湾曲する羽根
部分の根元側が、羽先側と反対側の回転盤の側方外周部
に位置するようにして、回転盤部分を撹拌羽根５が覆う
ようにして回転盤部分を撹拌する。さらに、本実施例１
の撹拌羽根５は、１つの回転盤に取り付ける４本のうち
の２本が回転軸の方向反対側に湾曲するよう取り付ける
ようにしているので、バランスよく広い範囲を撹拌す
る。またさらに、隣り合う回転盤から対向するように向
き合う撹拌羽根５は、回転方向で重なり合うようにして
撹拌領域が重複するようにして、確実な混合ができるよ
うにしている。このように本実施例１の地盤改良用撹拌
作業車１１に取り付けた地盤改良用撹拌機１は非常に抵
抗少なく撹拌を行うことができるので、図３に示すよう
に撹拌羽根５を所定深さの地中に沈めた状態で前後に移
動させることができる。よって、地盤改良用撹拌機１の
撹拌領域の幅で前後に移動させて処理でき、非常に効率
よく撹拌作業ができる。

【００１０】実施例２（図９参照） 図９に示す実施例２は、支持部に複数の回転軸を設けて
多段で撹拌できるようにした地盤改良用撹拌機の例であ
る。図９は実施例２の地盤改良用撹拌機の説明図であ
る。実施例２では、所定の間隔あけた支持部２の上下に
張り渡すように回転軸３を設け、上下２段で撹拌が行え
るようにしている。このように上下２段で撹拌するよう
にして前後に移動させれば、さらに撹拌作業時間を短縮
することができる。その他符号、構成、作用、使い方は
実施例１と同じである。

【００１１】図１０に示すのは、実施例２の地盤改良用
撹拌機の他の例である。図中、１４は撹拌羽根として用
いたビットである。実施例２の地盤改良用撹拌機の他の
例では、回転軸３の両端を支持部２の外側に突出させ、
回転軸３の両端に別の回転盤を取り付けその回転盤に複
数のビット１４を設けている。このようにして、支持部
２の外側でも撹拌すれば、さらに効率よく撹拌作業を行
うことができる。また、両サイドのビット１４により前
日の改良地盤との接合をよくすることができる。

【００１２】実施例３（図１１参照） 図１１に示す実施例３は、地盤改良用撹拌機をレール上
を走行する移動車に搭載した地盤改良用撹拌作業車の例
である。図１１は実施例３の地盤改良用撹拌作業車の説
明図である。図中、１６は地盤改良用撹拌作業車、１７
は移動車、１７ａは上下動アーム、１８はレール、１９
は移動部、２０はレールである。実施例３では、撹拌処
理を行う地盤の両側に並行なレール２０を設け、レール
２０上を移動する移動部１９をそれぞれ設け、両側の移
動部１９をはし渡すようにしてレール１８を設ける。レ
ール１８はレール２０にほぼ直行しレール２０に沿って
移動自在となる。レール１８には移動車１７を設け、移
動車１７の上下動アーム１７ａに撹拌機１を取り付けて
いる。本実施例３の地盤改良用撹拌作用車１６は、レー
ル１８及びレール２０を移動することによって、前後左
右に移動して広い範囲に撹拌作業を行うことができる。
その他符号、構成、作用、使い方は実施例１と同じであ
る。

【００１３】実施例４（図１２参照） 図１２に示す実施例４は、回転盤の外周より内側に撹拌
羽根を設けた地盤改良用撹拌機の例である。図１２は実
施例４の地盤改良用撹拌機の説明図である。図中、２１
は三角形状の回転盤である。実施例４では、回転盤２１
を三角形状とし、三角形の角部分と角の間の外周辺に撹
拌羽根５を設けている。回転盤２１の角の間の外周辺に
設けた撹拌羽根５は回転盤外周の角部分に設けた撹拌羽
根５より内側で小さい径の回転軌跡を描くように回転す
る。このように回転盤２１の外周より内側に撹拌羽根５
を設けてさらに効率よく撹拌が行われるようにしてもよ
く、またこのように回転盤の形状は撹拌羽根の配置で決
めればよい。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、効率良く短時間で撹拌
でき、一度に処理できる幅を長く取ることができ、ムラ
なく撹拌混合ができ、駆動部を小さくできる。同じ回転
盤に設けた撹拌羽根が回転軸方向の異る方向に湾曲させ
るものは、撹拌領域を広くしてさらに撹拌作業の効率を
向上させる。撹拌羽根がその取り付け面から立ち上がっ
た後にその立ち上がりの方向と反対方向に湾曲させたも
のは、より確実にムラなく撹拌できる。回転盤の回転方
向の取付位置が位相差を持つようにしたものと撹拌羽根
の羽先が回転方向に後退する形状にしたものは、撹拌の
際の土の抵抗をさらに低減して効率よく撹拌できる。回
転盤の外周より内側位置に撹拌羽根を取り付けたもの
は、さに効率よく撹拌できる。撹拌羽根の回転方向の前
方端部を刃面状にしたものは、さらに効率よく短時間で
撹拌できる。撹拌羽根が回転方向に対して迎角を有する
構造にしたものは、確実な混合撹拌ができる。支持部間
に複数の回転軸を上下離して設け、多段にしたものは、
さらに効率のよい撹拌ができるようにする。回転軸が支
持部の外側に貫通するようにし、回転軸両側に撹拌羽根
を取り付けたものは、より確実に撹拌を行うことができ
る。地盤改良用撹拌機を自走車に搭載して地盤改良用撹
拌作業車としたものと、地盤改良用撹拌機をレール上を
走行する移動車に搭載して地盤改良用撹拌作業車とした
ものは、広い範囲を短時間で撹拌処理できる。撹拌羽根
を浅層地盤に沈めたまま撹拌を行う浅層地盤の撹拌方法
としたものは、効率よく短時間で撹拌できる撹拌方法と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の地盤改良用撹拌機の説明図である。

【図２】実施例１の地盤改良用撹拌機の説明図である。

【図３】実施例１の地盤改良用撹拌作業車である。

【図４】実施例１の地盤改良用撹拌機の説明図である。

【図５】実施例１の地盤改良用撹拌機の説明図である。

【図６】実施例１の地盤改良用撹拌機の説明図である。

【図７】実施例１の地盤改良用撹拌機の撹拌羽根の説明
図である。

【図８】実施例１の地盤改良用撹拌機の撹拌羽根の説明
図である。

【図９】実施例２の地盤改良用撹拌機の説明図である。

【図１０】実施例２の地盤改良用撹拌機の他の例の説明
図である。

【図１１】実施例３の地盤改良用撹拌作業車の説明図で
ある。

【図１２】実施例４の地盤改良用撹拌機の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 地盤改良用撹拌機 ２ 支持部 ３ 回転軸 ４ａ〜４ｅ 回転盤 ５ 撹拌羽根 ５ａ 凸部 ５ｂ 湾曲部 ５ｃ 刃状部 ６ チェーン ７ スプロケット ８ 油圧モータ １１ 地盤改良用撹拌作業車 １２ 自走車 １３ アーム １４ ビット １６ 地盤改良用撹拌作業車 １７ 移動車 １７ａ 上下動アーム １８ レール １９ 移動部 ２０ レール ２１ 回転盤 Ａ 立ち上がり角 Ｂ 後退角 Ｃ 迎え角 ｍ 土

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下に長く所定の間隔で並行に設けた一
   対の支持部を上下動自在に設け、同支持部の間に回転軸
   を架設し、同回転軸に薄い回転盤を所定間隔あけて複数
   軸支し、同回転盤の外周部に回転盤の半径方向に伸びた
   後回転軸方向に湾曲した板状の撹拌羽根を複数設け、し
   かも隣り合う回転盤の撹拌羽根の撹拌領域が一部重なる
   ように撹拌羽根の回転軸方向の長さ又は回転盤の取付間
   隔を調整し、抵抗少なく浅層地盤の撹拌を行えるように
   した地盤改良用撹拌機。
2. 【請求項２】 同じ回転盤に設けた複数の撹拌羽根が回
   転軸の異る方向に湾曲するようにした請求項１記載の地
   盤改良用撹拌機。
3. 【請求項３】 撹拌羽根が、その取り付け面から立ち上
   った後にその立ち上りの方向と反対方向に湾曲させた請
   求項１又は２記載の地盤改良用撹拌機。
4. 【請求項４】 撹拌羽根を取り付けた回転盤が略同じ形
   状・寸法を有し、回転盤の回転軸に取り付ける位相を変
   えて取り付けるようにした請求項１〜３いずれかに記載
   の地盤改良用撹拌機。
5. 【請求項５】 回転盤の外周より内側位置に撹拌羽根を
   設けた請求項１〜４いずれかに記載の地盤改良用撹拌
   機。
6. 【請求項６】 回転軸が支持部の外側に貫通するように
   し、回転軸両端に撹拌羽根を取り付けた構造にした請求
   項１〜５いずれかに記載の地盤改良用撹拌機。
7. 【請求項７】 撹拌羽根の回転方向の前方端部を刃状に
   した請求項１〜６いずれかに記載の地盤改良用撹拌機。
8. 【請求項８】 撹拌羽根の羽先が、回転方向に後退する
   形状である請求項１〜７いずれかに記載の地盤改良用撹
   拌機。
9. 【請求項９】 撹拌羽根が回転方向に対して迎角を有す
   る構造にした請求項１〜８いずれかに記載の地盤改良用
   撹拌機。
10. 【請求項１０】 支持部間に複数の回転軸を上下離して
    設け、それぞれの回転軸に回転盤及び撹拌羽根を設け、
    多段で撹拌できるようにした請求項１〜９いずれかに記
    載の地盤改良用撹拌機。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０いずれかに記載の地盤
    改良用撹拌機を自走車に搭載した地盤改良用撹拌作業
    車。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１０いずれかに記載の地盤
    改良用撹拌機をレール上を走行する移動車に搭載した地
    盤改良用撹拌作業車。
13. 【請求項１３】 請求項１〜１０いずれかに記載の地盤
    改良用撹拌機の撹拌羽根を回転させ、支持部を上下動さ
    せて撹拌羽根を浅層地盤に沈めて撹拌し、沈めたまま回
    転軸と直交する左右方向に撹拌しながら移動させて次の
    地盤を改良することを繰り返して連続的撹拌を行う浅層
    地盤の撹拌方法。