JP2003328348A - 土壌攪拌機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大型の異物による攪拌ローラの破損のおそれ
を解消し、また低トルクでの安定した土壌攪拌も可能
で、さらに攪拌の作業効率が高く、異物除去フォークの
交換が容易な土壌攪拌機を提供する。 【解決手段】 土壌の攪拌時、操縦者がアーム１１を回
動操作し、異物除去フォーク１８の先部を土壌の表層に
突き刺す。そのままアーム１１を操縦席側に引き土壌を
掘り起こす。すると、フォーク１８の隙間ｂ…を抜けた
土が回転中の攪拌ローラ１６，１６の攪拌羽根１５…で
攪拌され、岩ａはフォーク１８で掻き取られる。その結
果、岩ａによる攪拌ローラ１６，１６の破損のおそれが
解消され、攪拌中の攪拌ローラ１６，１６への負荷は小
さく、低トルクで安定した土壌攪拌ができる。しかも、
作業効率が高く、フォーク１８の交換も容易である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は土壌攪拌機に係
り、パワーショベル、油圧ショベル、ショベルローダな
どのショベル系の土木建設機械のアームの先端に連結さ
れ、地盤の土質改良工事などの際に使用される土壌攪拌
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば土木工事において、現場の地盤が
軟弱である場合には、セメントや石灰を混合して作製さ
れた固化材を土の表面に散布し、これらを現場で攪拌し
た後、埋め戻すという埋め戻しの技術が開発されてい
る。これらの作業には、ショベル系の土木建設機械が用
いられる場合がある。一般に、このような土木建設機械
には、アームの先端に、攪拌機能を備えた土壌攪拌機が
取り付けられている。従来、この土壌攪拌機として、例
えば図５に示すものが知られている。図５は、従来手段
に係る土壌攪拌機の使用状態を示す側面図である。図５
に示す従来の土壌攪拌機１００は、ショベルカーのアー
ム１０１の先端に着脱自在に取り付けられる装置本体１
０２と、この装置本体１０２の両側面から回転自在に突
設され、多数本の攪拌羽根１０３ａ…が外周面に配設さ
れた１対の攪拌ローラ１０３，１０３と、装置本体１０
２に収納され、攪拌ローラ１０３，１０３を回転させる
油圧モータ（回転手段）Ｍと、装置本体１０２の攪拌ロ
ーラ１０３，１０３の設置位置よりショベルカーの操縦
席側（図５の矢印側）とは反対側の部分に、連結部材１
０４を介して元部が固定された土壌掘り起こし用のフォ
ーク１０５とを備えている。

【０００３】土質改良作業を行う際には、改良される土
壌の表面に固化材を散布し、次いで操縦者がアーム１０
１を回動操作し、図５に示す攪拌ローラ１０３，１０３
の下方にフォーク１０５を配置した姿勢で、フォーク１
０５の先端部を土壌の表層に突き刺し、その状態のま
ま、アーム１０１を操縦席方向に引き寄せると、フォー
ク１０５により土が掘り起こされる。その直後、この掘
り起こされた土は、回転中の攪拌ローラ１０３，１０３
の各攪拌羽根１０３ａ…によって攪拌される。その結
果、固化材と土壌とが混合される。その後、この固化材
が混入された土は、土壌の掘り起こし部分に落下し、埋
め戻される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術の土壌攪拌機１００によれば、使用時、フォーク１０
５が攪拌ローラ１０３，１０３より後方に配置される構
成であったため、回転中の攪拌ローラ１０３，１０３
が、掘り起こされた土中に存在する岩や大木などの大型
の異物に接触し、破損するおそれがあった。

【０００５】そこで、発明者は、鋭意研究の結果、装置
本体の異物除去フォークの設置位置より土壌掘り起こし
側とは反対側の部分に攪拌ローラを設ければ、攪拌ロー
ラによる攪拌の前に、掘り起こした土中に含まれる大型
の異物を除去することができ、その結果、接触しても攪
拌羽根が破損しない状態となった土と固化材だけを攪拌
ローラで円滑に攪拌混合できることを知見し、この発明
を完成させた。

【０００６】

【発明の目的】この発明は、大型の異物による攪拌ロー
ラの破損のおそれを解消することができ、また低トルク
での安定した土壌攪拌が可能で、しかも攪拌の作業効率
が高く、異物除去フォークの交換が容易で、コンパクト
に分解することができ、これにより保管時や輸送時のス
ペースが小さくなる土壌攪拌機を提供することを、その
目的としている。また、この発明は、土壌の攪拌効率を
それほど低下させず、攪拌ローラによる土壌攪拌の障害
となる大きな異物を確実に除去することができる土壌攪
拌機を提供することを、その目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ショベル系の土木建設機械のアームの先端に取り付
けられる装置本体と、該装置本体に回転自在に設けら
れ、外周面に土壌の攪拌羽根が突設された攪拌ローラ
と、該攪拌ローラを回転させる回転手段とを備えた土壌
攪拌機において、前記装置本体に、先部が土壌掘り起こ
し方向に曲がり土壌中の異物を除去する異物除去フォー
クを着脱自在に突設し、前記装置本体の異物除去フォー
クの設置位置より土壌掘り起こし側とは反対側の部分
に、前記攪拌ローラを設けた土壌攪拌機である。

【０００８】ショベル系の土木建設機械としては、パワ
ーショベル、油圧ショベル、ショベルローダ（ホイール
ローダ）などが挙げられる。ショベル系の土木建設機械
は、クローラ式またはホイール式の走行部の上に、操縦
席が設置された水平旋回体が搭載され、この水平旋回体
の一部分に、油圧シリンダにより屈曲自在なアームが垂
直面内で回動自在に設けられた構成を有している。攪拌
ローラの大きさは限定されない。また、攪拌羽根の大き
さ、形状および攪拌ローラの外周面における突設本数も
限定されない。異物除去フォークの大きさ、形状、突設
本数は限定されない。ここでいう装置本体の異物除去フ
ォークの設置位置より土壌掘り起こし側とは反対側の部
分というのは、例えば土壌を掘り起こして攪拌する際
に、アームをショベルカーの操縦席方向に移動させる場
合にあっては、装置本体の攪拌ローラ設置位置より操縦
席側の部分となる。反対に、例えばこの土壌を掘り起こ
して攪拌する際にアームをショベルカーの操縦席とは反
対方向に移動させる場合には、装置本体の攪拌ローラ設
置位置よりも操縦席とは反対側の部分となる。攪拌ロー
ラの設置数は、１つまたは複数でもよい。

【０００９】異物の種類は限定されない。例えば岩、大
木などが挙げられる。要は、土中に埋まっている異物で
あればよい。異物の大きさは限定されない。異物除去フ
ォークの大きさは、異物を除去できれば限定されない。
回転手段としては、例えば油圧モータ、電動モータなど
を駆動源としたものを採用することができる。また、シ
ョベル系の土木建設機械のエンジンまたは土壌攪拌機が
装着されるアームの駆動部を駆動源としてもよい。この
回転手段は、装置本体に収納してもよい。また、装置本
体の外部に取り付けてもよい。さらに、攪拌ローラの内
部または外部に取り付けてもよい。

【００１０】請求項２に記載の発明は、前記攪拌ローラ
が、前記装置本体の異物除去フォークの幅方向の両側部
に１対配設された請求項１に記載の土壌攪拌機である。
回転手段は、１つの攪拌ローラに対して１つ設けてもよ
い。また、１つの回転手段でそれぞれの攪拌ローラを回
転させてもよい。

【００１１】請求項３に記載の発明は、前記異物除去フ
ォークが複数本の爪部を有し、隣接する爪部と爪部との
間に、直径２０ｃｍ以上の異物を除去可能な隙間が形成
された請求項１または請求項２に記載の土壌攪拌機であ
る。爪部の形成本数は限定されない。爪部の形状、大き
さも限定されない。異物除去フォークにより除去可能な
異物の大きさは直径２０ｃｍ以上である。２０ｃｍ未満
の異物を除去するようにすれば、フォーク間隔が狭くな
り過ぎて、土壌掘り起こし時の異物除去フォークの移動
負荷が大きくなる。

【００１２】

【作用】この発明によれば、土壌を攪拌する際には、操
縦者がアームを回動操作して異物除去フォークの先部を
土壌の表層に突き刺し、この状態のまま、アームを例え
ばショベルカーの操縦席方向に移動させて土壌を掘り起
こす。これと同時に、異物除去フォークにより掘り起こ
されて隙間を通り抜けた土が、回転中の攪拌ローラの各
攪拌羽根により攪拌される。すなわち、掘り起こされた
土中に含まれる大きな異物は、異物除去フォークによっ
て掻き取られる。その結果、この異物による攪拌ローラ
の破損のおそれが解消される。しかも、攪拌ローラによ
り攪拌される土の中には大きな異物が存在しない。その
ため、攪拌中の攪拌ローラに作用する負荷は小さく、よ
って低トルクで安定した土壌の攪拌が可能になる。しか
も、その土壌攪拌の作業効率も高くなる。また、異物除
去フォークが着脱自在であるので、例えば異物除去フォ
ークの損傷時や別種の異物除去フォークを利用したい時
には、土壌攪拌機全体を交換するのではなく、異物除去
フォークだけを部分的に交換することができる。さら
に、異物除去フォークが着脱自在であるので、土壌攪拌
機をコンパクトに分解することができ、これにより保管
時や輸送時のスペースが小さくなる。さらにまた、分離
された異物除去フォークを、別の土壌攪拌機に単独で使
用することもできる。

【００１３】特に、請求項２に記載の発明によれば、攪
拌ローラを装置本体の両側部に１対配設したので、土壌
の攪拌作業の効率をさらに高めることができる。また、
請求項３に記載の発明によれば、異物除去フォークが、
直径２０ｃｍ以上の異物を除去可能な隙間を有している
ので、土壌の攪拌効率をそれほど低下させず、攪拌ロー
ラによる土壌攪拌の障害となる大きな異物を確実に除去
することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。なお、説明の都合上、図１〜図３に
示す土壌攪拌時の土壌攪拌機の姿勢を基準に、この土壌
攪拌機の前後方向をＸ方向（殊に、機体の前方向をＸ1
）、幅方向をＹ方向、上下方向をＺ方向とする。図１
は、この発明の一実施例に係る土壌攪拌機の使用状態を
示す側面図である。図２は、この発明の一実施例に係る
土壌攪拌機の正面図である。図３は、この発明の一実施
例に係る土壌攪拌機の異物除去フォークを取り除いた状
態を示す要部正面図である。図４は、この発明の一実施
例に係る土壌攪拌機における異物除去フォークの着脱状
態を示す側面図である。

【００１５】図１〜図４において、１０はこの発明の一
実施例に係る土壌攪拌機である。この土壌攪拌機１０
は、図示しないパワーショベルの先端のアーム１１に、
平行四辺形リンク構造の一部を構成する多数のピン１２
…および対配置されたリンク１３，１３を介して着脱自
在に取り付けられた装置本体１４と、この装置本体１４
のＹ方向の両側部に回転自在に対配置され、外周面に土
壌を攪拌する棒状の攪拌羽根１５…が多数本突設された
攪拌ローラ１６，１６と、装置本体１４に収納され、出
力軸１７を介して両攪拌ローラ１６，１６を回転させる
油圧モータＭと、装置本体１４の攪拌ローラ設置位置よ
り運転席側（Ｘ1 側）の部分に突設され、土壌に含まれ
る岩ａなどの大きな異物を除去する異物除去フォーク１
８とを備えている。

【００１６】装置本体１４はＹ方向の長さがＸ方向より
短い縦長な直方体のボックスで、その上端に、平面視し
て矩形状の上板１４ａが形成されている。上板１４ａの
Ｙ方向の両側部上には、２枚の厚肉な鉄板１４ｂ，１４
ｂが平行に突設されている。これらの鉄板１４ｂ，１４
ｂは、前記ピン１２…によりアーム１１に回動自在に連
結されている。しかも、この鉄板１４ｂ，１４ｂのＸ1
側の端部に、異物除去フォーク１８の元部１８ｃ，１８
ｃが、上下１対ずつ、合計４本のピン１２…により着脱
自在に固定されている（図４参照）。異物除去フォーク
１８は、先部がＸ1 方向（土壌掘り起こし方向）に向か
って徐々に下方傾斜した厚肉な板部材である。この異物
除去フォーク１８は、主に１１本の爪部１８ａ…により
構成されている。各爪部１８ａ…は、Ｙ方向に向かって
２０ｃｍのピッチで配設されている。しかも、隣接する
各爪部１８ａの隙間には、３本の篩棒１８ｂ…がＺ方向
に２０ｃｍのピッチでそれぞれ平行配置されている。

【００１７】隙間の大きさをこのように設定したので、
土壌が各隙間を通過するときの抵抗はそれほど大きくな
く（通過抵抗に伴う土壌の攪拌効率はそれほど低下しな
い）、しかも攪拌ローラ１６，１６による土壌攪拌の障
害となる直径２０ｃｍ以上の大きな異物を確実に除去す
ることができる。そのため、異物除去フォーク１８の各
隙間ｂ…を通り抜けて攪拌ローラ１６，１６側まで達し
た土中の異物は、攪拌ローラ１６，１６に高い負荷を作
用させない大きさに抑えられる。その結果、攪拌羽根１
５…の破損、異物の衝突による攪拌効率の低下などが抑
制される。図４中、１８ｄは異物除去フォーク１８の元
部１８ｃに形成されたピン１２の挿着孔である。

【００１８】次に、この一実施例の土壌攪拌機１０の作
動を説明する。図１に示すように、土壌の土質改良作業
時には、改良される土壌の表面に固化材を散布し、次い
で操縦者がアーム１１を回動操作して異物除去フォーク
１８の先部を土壌の表層に突き刺す。このとき、攪拌ロ
ーラ１６，１６は油圧モータＭにより回転中とする。こ
の状態を維持し、アーム１１をパワーショベルの操縦席
方向（図１矢印方向）に引き寄せて土壌を掘り起こす。
その際、掘り起こされた土の中に含まれている岩ａなど
の直径２０ｃｍ以上の大きな異物は、異物除去フォーク
１８により掻き取られる。一方、異物除去フォーク１８
の各隙間ｂ…を通り抜けて攪拌ローラ１６，１６側に達
した土は、その後、回転中の攪拌ローラ１６，１６の各
攪拌羽根１５…によって攪拌される。こうして、固化材
と土とが混合され、それからこの混合物は土壌の掘り起
こし部分に落下し、埋め戻される。

【００１９】このように、土壌の攪拌時、あらかじめ異
物除去フォーク１８により土中に存在する岩ａなどを掻
き取り、その異物除去フォーク１８の各隙間ｂ…を通り
抜けた固化材を含む土および直径２０ｃｍ未満の小さな
異物だけを攪拌するので、攪拌ローラ１６，１６の岩ａ
などとの接触による破損のおそれを解消することができ
る。しかも、攪拌ローラ１６，１６により攪拌される土
の中には大きな異物が存在しないので、攪拌中の攪拌ロ
ーラ１６，１６に作用する負荷は小さく、油圧モータＭ
を利用した低トルクで安定した土壌の攪拌が可能にな
る。これにより、小型で低出力の油圧モータを使用して
も、従来と略同じ土壌攪拌の作業効率が得られる。その
結果、土壌攪拌機１０の軽量化およびコスト低下を図る
ことができる。さらには、パワーショベルの油圧作動機
構の作動油循環路から分岐されて土壌攪拌機１０に循環
供給される油量を減らすことができ、これにより油圧を
駆動源として得られるパワーショベルの性能を高めるこ
とができる。

【００２０】また、異物除去フォーク１８をピン１２…
を介して装置本体１４に着脱自在としたので、異物除去
フォーク１８の損傷時や別種の異物除去フォークを利用
したい時などには、土壌攪拌機１０の全体を交換するの
ではなく、異物除去フォーク１８だけを部分的に交換す
ることができる。しかも、異物除去フォーク１８が着脱
自在であるので、保管時や輸送時のスペースを小さくす
ることもできる。また、この一実施例では、攪拌ローラ
１６，１６を装置本体１４のＹ方向の両側部に１対配設
したので、単独の攪拌ローラの場合に比べて土壌攪拌の
作業効率がさらに高まる。

【００２１】

【発明の効果】この発明によれば、装置本体の異物除去
フォークの設置位置より土壌掘り起こし側とは反対側の
部分に攪拌ローラを設け、土壌攪拌時に掘り起こした土
中に存在する異物をあらかじめ異物除去フォークにより
掻き取るので、この異物による攪拌ローラの破損のおそ
れが解消され、また低トルクでの安定した土壌攪拌も可
能となり、これにより土壌の攪拌作業の効率を高めるこ
とができる。また、異物除去フォークを着脱自在とした
ので、異物除去フォークの損傷時や別種の異物除去フォ
ークの利用時などに、土壌攪拌機全体を交換するのでは
なく、異物除去フォークだけを部分的に交換することが
できる。しかも、異物除去フォークが着脱自在であるの
で、保管時や輸送時のスペースを小さくすることができ
る。

【００２２】特に、請求項２に記載の発明によれば、攪
拌ローラを装置本体の異物除去フォークの幅方向の両側
部に１対配設したので、土壌の攪拌作業の効率がさらに
高まる。

【００２３】また、請求項３に記載の発明によれば、異
物除去フォークが、隣接する爪部と爪部との間に、直径
２０ｃｍ以上の異物を除去可能な隙間を有しているの
で、土壌の攪拌効率をそれほど低下させず、攪拌ローラ
による土壌攪拌の障害となる大きな異物を確実に除去す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る土壌攪拌機の使用状
態を示す側面図である。

【図２】この発明の一実施例に係る土壌攪拌機の正面図
である。

【図３】この発明の一実施例に係る土壌攪拌機の異物除
去フォークを取り除いた状態を示す要部正面図である。

【図４】この発明の一実施例に係る土壌攪拌機における
異物除去フォークの着脱状態を示す側面図である。

【図５】従来手段に係る土壌攪拌機の使用状態を示す側
面図である。

【符号の説明】

１０ 土壌攪拌機、 １１ アーム、 １４ 装置本体、 １５ 攪拌羽根、 １６ 攪拌ローラ、 １８ 異物除去フォーク、 Ｍ 油圧モータ（回転手段）、 ａ 岩（異物）、 ｂ 隙間。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ショベル系の土木建設機械のアームの先
   端に取り付けられる装置本体と、 該装置本体に回転自在に設けられ、外周面に土壌の攪拌
   羽根が突設された攪拌ローラと、 該攪拌ローラを回転させる回転手段とを備えた土壌攪拌
   機において、 前記装置本体に、先部が土壌掘り起こし方向に曲がり土
   壌中の異物を除去する異物除去フォークを着脱自在に突
   設し、 前記装置本体の異物除去フォークの設置位置より土壌掘
   り起こし側とは反対側の部分に、前記攪拌ローラを設け
   た土壌攪拌機。
2. 【請求項２】 前記攪拌ローラが、前記装置本体の異物
   除去フォークの幅方向の両側部に１対配設された請求項
   １に記載の土壌攪拌機。
3. 【請求項３】 前記異物除去フォークが複数本の爪部を
   有し、隣接する爪部と爪部との間に、直径２０ｃｍ以上
   の異物を除去可能な隙間が形成された請求項１または請
   求項２に記載の土壌攪拌機。