JP2004176266A - 地盤改良機用トレンチャー - Google Patents

Abstract

【課題】地盤を掘削する際に共回り現象の発生を防止することのできる地盤改良機用トレンチャーを提供する。
【解決手段】地盤改良機用トレンチャー１は、駆動スプロケット１２と、従動スプロケット１３と、駆動スプロケット１２と従動スプロケット１３の間に架設され、かつ、地盤を掘削するための多数の撹拌翼５を有する地盤掘削用チェーン６と、駆動スプロケット１２等を支持するための支持枠体１１とを備えている。支持枠体１１には、地盤掘削用チェーン６の撹拌翼５に付着した掘削土を掻き落とすためのワイヤ２１が突設されている。ワイヤ２１は、駆動スプロケット１２の上方にて、駆動スプロケット１２の軸に向かって延びるように配置されている。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤を掘削して掘削土と地盤改良材とを混合撹拌するための、地盤改良機の母機に装着される地盤改良機用トレンチャーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
構造物の基礎地盤を造成する場合等において、地盤を掘削し、掘削土とセメントミルク等の地盤改良材を混合撹拌することによって、地盤を構成する土を改良することが行なわれている。この作業は、作業用車両本体（母機）にトレンチャー等の掘削および混合撹拌用手段を装着してなる地盤改良機を用いて行なわれることがある。
しかしながら、地盤を構成する土が、高い塑性及び大きな粘性を有する場合には、地盤改良機の掘削用の撹拌翼に、高い粘性を有する掘削土が付着して、掘削土と撹拌翼とが共回りし、掘削、および掘削土と地盤改良材との混合撹拌を、良好な状態で十分に行なうことのできなくなる共回り現象が生じることがある。
【０００３】
このような共回り現象の発生を防止するために、従来より、共回り防止手段を設けた地盤改良機が提案されている。
例えば、特許文献１には、掘削翼と撹拌翼を設けた掘削軸を所定の掘進機構により、回転又は引抜き、所定のてん充材と混合撹拌して固結する地盤の改良工法において、上記掘削軸に掘削翼と撹拌翼の間もしくは撹拌翼の間に位置して上記掘削翼の掘削径より大きな径を有する改良せんとする土砂の共まわり防止ならびに掘削及び撹拌翼との相互干渉させんがための翼を回転自在に挿着してなることを特徴とする地盤改良工法における混合ヘッドの撹拌翼装置が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、地盤中に下降する一対の支持腕間に回転軸を水平に軸支し、該回転軸の外周に複数の撹拌翼を突設し、土壌に固化材の粉体又はミルクを供給すると共に回転軸を回転させながら撹拌翼により土壌を撹拌混合するようにした地盤改良機械において、前記支持腕の内側に共回り防止杆を張り出すと共に、該共回り防止杆から各撹拌翼間に介在する共回り防止翼を一体に延設したことを特徴とする地盤改良機械が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５６−１５３０１３号公報（第１頁の特許請求の範囲、第３頁の第２図）
【特許文献２】
特開平７−２１６８７０号公報（第２頁の特許請求の範囲、第３頁の図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の特許文献１に記載されている共回り防止用の翼は、鉛直方向に掘進する掘削軸に回転自在に挿着されるものである。
また、特許文献２に記載されている共回り防止翼は、地盤中に下降する一対の支持腕間に水平に軸支される回転軸に突設される撹拌翼に対し、当該撹拌翼間に介在するように配設されるものである。
このように、特許文献１や特許文献２に記載されている共回り防止手段は、各々、特定の構造を有する掘削手段に対してのみ適用することができ、トレンチャー等の如き他の構造を有する掘削手段に対しては適用することができない。
したがって、本発明は、地盤を掘削する際に共回り現象の発生を防止することのできる地盤改良機用トレンチャーを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、地盤改良機の母機に装着されるトレンチャーにおいて、地盤掘削用チェーン上に所定の間隔で多数設けられた撹拌翼に付着した掘削土を掻き落とすことのできるように、地盤掘削用チェーンや駆動スプロケット等の可動部品を支持する支持枠体の所定の位置にて、ワイヤを撹拌翼に向けて突設させれば、当該ワイヤの設置箇所を撹拌翼が通過するたびに、撹拌翼に付着している掘削土が掻き落とされ、いわゆる共回り現象の発生を防止することができること等に想到し、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明（請求項１）の地盤改良機用トレンチャーは、駆動スプロケットと、従動スプロケットと、前記駆動スプロケットと前記従動スプロケットの間に架設された地盤掘削用チェーンと、前記駆動スプロケットおよび前記従動スプロケットを支持するための支持枠体とを備えた地盤改良機用トレンチャーであって、前記地盤掘削用チェーンの外周面上には、地盤を掘削するための多数の撹拌翼が配設されており、前記支持枠体には、前記撹拌翼に付着した掘削土を掻き落とすためのワイヤが突設されていることを特徴とする。
このように構成すれば、支持枠体に突設されたワイヤによって、回動する地盤掘削用チェーン上の撹拌翼に付着している高い粘性を有する掘削土が掻き落とされるので、共回り現象を防止することができる。
また、掘削土が掻き落とされた撹拌翼によって地盤が掘削されるので、掘削された土が、細かく破砕された状態で地盤改良材と良く混合され、良好な改良土を得ることができる。
さらに、地盤掘削用チェーン上の撹拌翼に掘削土が付着したままの高い負荷の下で運転を行なうことによる地盤掘削用チェーンの回動速度の低下が生じないので、作業効率を高めることができる。
【０００９】
上述の地盤改良機用トレンチャーにおいて、前記ワイヤは、その先端部分が前記撹拌翼に当接し得るように配設されていることが好ましい（請求項２）。
このように支持枠体のワイヤを、回動する地盤掘削用チェーン上の撹拌翼に当接し得るように配設することによって、撹拌翼に付着している掘削土をより効果的に掻き落とすことができる。
上述の地盤改良機用トレンチャーにおいて、前記ワイヤは、前記駆動スプロケットの上方にて、前記駆動スプロケットに向かって延びるように配設されていることが好ましい（請求項３）。
このようにワイヤを配設すれば、駆動スプロケット上では外部から押圧されても地盤掘削用チェーンが撓まないことから、撹拌翼に付着した掘削土を確実に掻き落とすことができる。
上述の地盤改良機用トレンチャーにおいて、前記ワイヤは、前記支持枠体に対して着脱可能に取り付けられていることが好ましい（請求項４）。
このようにワイヤを着脱可能に取り付けることによって、ワイヤが磨耗した際のワイヤの交換作業等を容易かつ迅速に行なうことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の地盤改良機用トレンチャーの一例を説明する。図１は、本発明の地盤改良機用トレンチャーの一例を装着してなる地盤改良機を示す側面図、図２は、図１に示す本発明の地盤改良機用トレンチャーの内部構造を説明するための一部断面部分を含む側面図、図３は、図１に示す本発明の地盤改良機用トレンチャーの上半部を示す正面図、図４は、図３に示すワイヤおよびその周辺構造を拡大して示す正面図、図５は、図３に示す地盤掘削用チェーンの一部および撹拌翼を拡大して模式的に示す斜視図である。
【００１１】
本発明の地盤改良機用トレンチャー２は、図１に示すように、地盤改良機１の一部を構成するものであって、母機である作業用車両本体３のアーム４の先端に装着されている。地盤改良機用トレンチャー２は、多数の撹拌翼５を有する地盤掘削用チェーン６を有しており、この地盤掘削用チェーン６が回動することによって地盤７を掘削することができる。
また、地盤掘削用チェーン６の回動による地盤の掘削と同時に、当該掘削箇所に、地盤改良機用トレンチャー２近傍に先端部を有するホース８から、セメントミルク等の地盤改良材が供給される。なお、ホース８は、外部の地盤改良材製造貯留プラント（図示せず）から地盤改良機１の作業用車両本体３に導かれ、アーム４に沿って延びて地盤改良機用トレンチャー２まで達するように設置されている。
そして、地盤改良機用トレンチャー２の地盤掘削用チェーン６によって掘削された土が、ホース８から供給される地盤改良材と混合撹拌されることによって、改良土９になる。
なお、地盤改良材としては、セメントミルク等の如きスラリー系固化材や、粉体系固化材を用いることができる。
【００１２】
地盤改良機用トレンチャー２は、図２に示すように、作業用車両本体３のアーム４に取り付けられた支持枠体１１と、支持枠体１１によって支持された駆動スプロケット１２および従動スプロケット１３と、これら２つのスプロケット１２，１３間に架設された地盤掘削用チェーン６と、駆動スプロケット１２を駆動するための動力部（図示せず）とを備えている。
【００１３】
支持枠体１１は、図２および図３に示すように、作業用車両本体３のアーム４に連結具１４によって連結された、駆動スプロケット１２を収容する部分である収容部１５と、収容部１５の内側に配設された、駆動スプロケット１２を支持する部分である第１の軸受部１６と、収容部１５から下方に略鉛直に延びる腕部１７と、地盤掘削用チェーン６に張力を与えるための回転自在の補助ローラ１８およびその支持部と、腕部１７の下端に配設された、従動スプロケット１３を支持する部分である第２の軸受部１９とが一体となって構成されている。
なお、収容部１５は、下方に開口した形状に形成されているとともに、正面側および背面側の壁部に、地盤掘削用チェーン６を通過させるための開口部を有している。
【００１４】
駆動スプロケット１２は、一対の地盤掘削用チェーン６に対応させて同軸で２つ設けられており、支持枠体１１の内側に配設された動力部（図示せず）によって回転駆動するようになっている。
従動スプロケット１３は、駆動スプロケット１２の下方にて、一対の駆動スプロケット１２に対応させて同軸で２つ設けられており、地盤掘削用チェーン６を介して駆動スプロケット１２の回転に伴って回転するようになっている。
地盤掘削用チェーン６は、図３に示すように、駆動スプロケット１２と従動スプロケット１３の間に２本のチェーン材を所定の距離を隔てて平行に架設し、かつ、チェーン材の進行方向に対し所定の間隔毎に多数の撹拌翼５を固着させることによって構成されている。撹拌翼５は、２本のチェーン材の外周面上に、これら２本のチェーン材の間に架け渡されるようにして配設されている。
【００１５】
撹拌翼５としては、図３および図５に示すように、２種の異なる形態を有するものが用いられる。すなわち、２種の撹拌翼の一方は、図５中の（Ａ）に示すように、矩形の平板状の本体部５ａと、本体部５ａの上面（チェーン材に対して反対側の面）に、チェーン材の進行方向に略平行に板状に延びるように形成された３つ（両端および中央）の突起部５ｂとから形成されており、これら３つの突起部５ｂによって地盤を効率的に掘削することができる。
２種の撹拌翼の他方は、図５中の（Ｂ）に示すように、矩形の平板状の本体部５ｃと、本体部５ｃの上面（チェーン材に対して反対側の面）に、チェーン材の進行方向に対してハの字状に形成された２つの板状の突起部５ｄとからなるように形成されており、これら２つの突起部５ｄによって、図５中の（Ａ）に示す撹拌翼によっては効果的に掘削することのできない地盤の部分に対しても、効率的に掘削することができるようにしている。
そして、図３に示すように、地盤掘削用チェーン６を構成する２本のチェーン材の上に、２種の異なる撹拌翼５を交互に所定の間隔を置いて配設することによって、より均一かつ効果的に掘削し得るようにしている。
なお、撹拌翼５の形態は、図５中に示すものに限定されず、種々の形態をとることができる。また、撹拌翼５は、１種の形態（例えば、図５中の（Ａ）に示す形態）を単独で用いてもよいし、２種以上の形態を併用してもよい。
【００１６】
地盤改良機１を運転する際には、作業用車両本体３のアーム４を所定の速度で下方に徐々に移動させ、かつ、駆動スプロケット１１を所定の速度で回転させれば、地盤掘削用チェーン１３上の撹拌翼５が、当該地盤掘削用チェーン１３の下方に位置する改良の対象となる土を掘り起こし、地盤を掘削することができる。また、地盤の掘削と同時に、新たに掘り起こされた土は、撹拌翼５によってセメントミルク等の地盤改良材と混合撹拌され、改良土９になる。
【００１７】
支持枠体１１には、撹拌翼５に付着した掘削土を掻き落とすためのワイヤ２１等からなる共回り防止手段が設けられている。すなわち、地盤掘削用チェーン６を回動させて地盤７を掘削すると、撹拌翼５の突起部５ｂ，５ｄの周囲等に粘性の高い掘削土が付着し、撹拌翼５による掘削および混合撹拌を十分に行なうことができなくなる現象（共回り現象）が発生することがあるため、この共回り現象の発生を防止するために、共回り防止手段を設けている。
なお、本発明におけるワイヤによる共回り防止効果は、地盤改良材として、セメントミルク等のスラリー系固化材を用いた場合のみならず、粉体系固化材を用いた場合であっても得られることは言うまでもない。
【００１８】
共回り防止手段は、支持枠体１１に固定された略鉛直方向に延びる金属板２２と、金属板２２上に貼付されたゴム等からなる板状の弾性体２３と、板状の弾性体２３上に上部を載置し、かつ金属板２２の下端よりも下方に所定の長さだけ突出するように配設したワイヤ２１と、ワイヤ２１を板状の弾性体２３上に固定するために上下の２箇所に取り付けられるワイヤ止め具（ワイヤクリップ）２４とから構成されている。
ワイヤ止め具２４によるワイヤ２１の固定は、例えば、次のようにして行なわれる。すなわち、図４に示すように、ワイヤ２１を固定するのに適当な上下方向に所定の距離を隔てた２箇所の位置を定めた上で、これら２箇所の各々において、ワイヤ２１の左右に、金属板２２および板状の弾性体２３を貫通する２つの孔を穿設する。次いで、ワイヤ止め具（ワイヤクリップ）２４をワイヤ２１上にワイヤ２１と交差するようにして配置させた状態で、ワイヤ止め具２４の両端を、金属板２２に穿設した２つの孔に挿通し、金属板２２の裏側でこれらワイヤ止め具２４の両端を留めればよい。
【００１９】
ワイヤ止め具２４は、装着後においても、適宜、取り外すことのできるように構成されている。このように、ワイヤ２１を着脱可能に取り付けることによって、ワイヤ２１の位置を上下方向に微調整したり、あるいは、磨耗したワイヤ２１を新たなものに交換するなどの作業を容易かつ迅速に行なうことができる。
なお、ゴム等からなる板状の弾性体２３は、金属板２２上におけるワイヤ２１の使用時の摺動および脱落を防止するために、必要に応じて用いられる。
【００２０】
ワイヤ２１は、駆動スプロケット１２の上方であって、かつ、駆動スプロケット１２（好ましくは、駆動スプロケット１２の回転軸）に向かって延びるように配置されている。また、ワイヤ２１は、その下端が、駆動スプロケット１２に巻き付けられた地盤掘削用チェーン６上の撹拌翼５の本体部（平板状の部分）５ａ，５ｂの上面に当接し得るように配置されており、それによって、回動する地盤掘削用チェーン６上の撹拌翼５に付着した掘削土を確実に掻き落とすことができるようになっている。
【００２１】
つまり、ワイヤ２１は、鋼等からなる高い剛性および可撓性を有する線材であって、地盤掘削用チェーン６上の撹拌翼５に接触していない間は、駆動スプロケット１２の軸に向かう方向に延びて、直線状の状態を保持しているが、撹拌翼５と接触すると、当該ワイヤ２１の下端が撹拌翼５に当接したまま、撹拌翼５の移動に伴って、当該ワイヤ２１の下端も移動していき、金属板２２の下方に突出した部分が湾曲して反った状態になる。この湾曲した状態にある時、ワイヤ２１は、復元力によって、その下端が撹拌翼５の表面を押圧し、撹拌翼５の表面に付着した掘削土を効果的に掻き落とすことができる。
なお、ワイヤ２１は、可撓性を有しており、駆動スプロケット１２の外周面の接線方向に移動し得るので、撹拌翼５との当接部分を大きくしたとしても、駆動スプロケット１２の回転を止めたり、あるいは回転を遅くするなど、掘削作業に悪影響を与えることはない。また、撹拌翼５に付着した掘削土に礫等の粒度の大きな固体が混ざっていても、ワイヤ２１が可撓性を有することから、ワイヤ２１と撹拌翼５の間に礫が挟み込まれて、地盤掘削用チェーン６が破損したり回転停止するなどの不測の事態を招くこともない。
【００２２】
また、ワイヤ２１の延びる方向が、地盤掘削用チェーン６の延びる方向（進行方向）に対して略垂直であれば、撹拌翼５に付着した掘削土を効果的に掻き落とすことができるうえ、駆動スプロケット１２の回転方向を正逆間で相互に変えた場合であっても、ワイヤ２１の位置を変えることなく、ワイヤ２１による撹拌翼５の掘削土の掻き落としを、そのまま支障なく続行することができるので、好ましい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の地盤改良機用トレンチャーによれば、支持枠体に突設されたワイヤによって、回動する地盤掘削用チェーン上の撹拌翼に付着している掘削土を確実に掻き落とすことができるので、いわゆる共回り現象の発生を防止することができる。
また、掘削土が掻き落とされて突起部が露出した撹拌翼によって、地盤が掘削されることになるので、掘削された土が、細かく破砕された状態で地盤改良材と良く混合され、良好な改良土を得ることができる。
さらに、地盤掘削用チェーン上の撹拌翼に掘削土が付着したままで運転を行なう場合には、負荷が大きくなって、地盤掘削用チェーンの回動速度が低下することがあるが、本発明の地盤改良機用トレンチャーによれば、このような負荷の増大が起きず、地盤掘削用チェーンの回動速度を常に所定の回転数に維持することができ、作業効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地盤改良機用トレンチャーの一例を装着してなる地盤改良機を示す側面図である。
【図２】図１に示す本発明の地盤改良機用トレンチャーにおける内部構造を説明するための一部断面部分を含む側面図である。
【図３】図１に示す本発明の地盤改良機用トレンチャーの上半部を示す正面図である。
【図４】図３に示すワイヤおよびその周辺構造を拡大して示す正面図である。
【図５】図３に示す地盤掘削用チェーンおよび撹拌翼を拡大して示す模式的な斜視図である。
【符号の説明】
１ 地盤改良機
２ 地盤改良機用トレンチャー
３ 作業用車両本体
４ アーム
５ 撹拌翼
５ａ，５ｃ 本体部
５ｂ，５ｄ 突起部
６ 地盤掘削用チェーン
７ 地盤
８ ホース
９ 改良土
１１ 支持枠体
１２ 駆動スプロケット
１３ 従動スプロケット
１４ 連結具
１５ 収容部
１６ 第１の軸受部
１７ 腕部
１８ 補助ローラ
１９ 第２の軸受部
２１ ワイヤ
２２ 金属板
２３ 板状の弾性体
２４ ワイヤ止め具

Claims (4)

1. 駆動スプロケットと、従動スプロケットと、前記駆動スプロケットと前記従動スプロケットの間に架設された地盤掘削用チェーンと、前記駆動スプロケットおよび前記従動スプロケットを支持するための支持枠体とを備えた地盤改良機用トレンチャーにおいて、
   前記地盤掘削用チェーンの外周面上には、地盤を掘削するための多数の撹拌翼が配設されており、
   前記支持枠体には、前記撹拌翼に付着した掘削土を掻き落とすためのワイヤが突設されていることを特徴とする地盤改良機用トレンチャー。
2. 前記ワイヤは、その先端部分が前記撹拌翼に当接し得るように配設されている請求項１に記載の地盤改良機用トレンチャー。
3. 前記ワイヤは、前記駆動スプロケットの上方にて、前記駆動スプロケットに向かって延びるように配設されている請求項１又は２に記載の地盤改良機用トレンチャー。
4. 前記ワイヤは、前記支持枠体に対して着脱可能に取り付けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の地盤改良機用トレンチャー。

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