JP3178789B2 - ロータリー式固化材吐出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤を改良するた
めの固化材の粉体又はミルクを地盤中に撹拌混合する地
盤改良機械に用いられる固化材吐出装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、軟弱な地盤を改良するための固化
材を地盤中に撹拌混合する固化材吐出装置を有する地盤
改良機械としては、特開平７−１５８０５４号公報に開
示されるような地盤改良機械が知られている。この地盤
改良機械は、図９に示すように、バックホー１０１のア
ーム１０２の先端部１０３に掘削装置１０４を設け、こ
の掘削装置１０４を地盤中に降下させて地盤を撹拌し地
盤中に固化材吐出装置１０４Ａから固化材の粉体やミル
クを吐出混合するものである。

【０００３】この地盤改良機械の掘削装置１０４は、図
１０に示すように、アーム１０２の先端部１０３に取付
けた機枠１０５に側板１０６Ａ，１０６Ｂを左右一対設
け、この側板１０６Ａ，１０６Ｂに、支持枠１０７Ａ，
１０７Ｂを各々配設し、機枠１０５の上部に設けた駆動
スプロケット１０８Ａ，１０８Ｂと前記支持枠１０７
Ａ，１０７Ｂの下端部に設けた従動スプロケット１０９
Ａ，１０９Ｂの間にチェイン１１０Ａ，１１０Ｂを各々
架設している。このチェイン１１０Ａ，１１０Ｂ上に広
幅の撹拌翼１１１及び狭幅の撹拌翼１１２が交互に各々
複数配設されており、このチェイン１１０Ａ，１１０Ｂ
の回動により地盤を掘削撹拌するようになっている。

【０００４】前記左右一対のチェイン１１０Ａ，１１０
Ｂの間には、図示外のホッパーから地盤の固化材を供給
する固化材圧送管１１３が設けられ、該固化材圧送管１
１３の先端部には、固化材吐出部１１４が設けられてい
る。図示外の固化材はチェイン１１０Ａ，１１０Ｂの回
動に伴って、地盤中に吐出混合される。

【０００５】このとき、固化材が地盤中に均一に吐出さ
れるためには、前記の従動ローラ１０９Ａ、１０９Ｂが
設けられているチェイン１１０Ａ，１１０Ｂの下端部
に、左右均等に固化材を供給する必要があり、固化材吐
出部１１４は、図１１に示すハの字形状の固化材吐出部
１１４Ａ、又は図１２に示す偏平漏斗形状の固化材吐出
部１１４Ｂが用いられていた。

【０００６】図１１に示すハの字形状の固化材吐出部１
１４Ａの場合は、固化材の吐出口１１５Ａ，１１５Ｂが
同じ太さで、前記左右一対のチェイン１１０Ａ，１１０
Ｂの下端部に各々対向しており、固化材を前記チェイン
１１０Ａ，１１０Ｂの下部に二分の一ずつ吐出できると
いう特徴があった。また、図１２に示す偏平漏斗形状の
固化材吐出部１１４Ｂの場合は、固化材の吐出口１１６
が下に向かって広がっているため、チェイン１１０Ａ，
１１０Ｂの下部に、固化材が広がるように吐出できると
いう特徴があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１１
に示すハの字形状の固化材吐出部１１４Ａの場合には、
固化材の吐出口がハの字に開いた吐出口１１５Ａ，１１
５Ｂの二つに限定され、かつ吐出口１１５Ａ及び１１５
Ｂの開口径が、固化材の供給管１１３よりもかなり小さ
くなっていた。従って、水分等により固化し易いセメン
ト等からなる粉体の固化材によって、吐出口１１５Ａ、
１１５Ｂの何れか一つが閉塞し易く、粉体の固化材が左
右一対のチェイン１１０Ａ，１１０Ｂの下部に均等に供
給されないという問題があった。

【０００８】また、図１２に示す偏平漏斗形状の固化材
吐出部１１４Ｂの場合は、固化材の吐出範囲が、吐出口
１１６の開口径によって限定され、固化材の吐出範囲が
狭くなるという問題があった。

【０００９】以上のように、従来の固化材吐出装置にお
いては、撹拌混合される地盤と固化材の粉体が均一に混
ざることがなく、地盤改良の目的が十分達せられないと
いう課題があった。

【００１０】そこで、本発明は、固化材と地盤が均一に
混合でき、さらに、固化材の吐出口で固化材の粉体が詰
まることのないロータリー式固化材吐出装置を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明のロータリー式固化材吐出装置では、地盤
中に下降して地盤を撹拌混合する掘削装置と、当該掘削
装置に載置され、地盤中に吐出される固化材を給送する
固化材圧送管と、当該固化材圧送管の先端部に設けられ
た固化材吐出部とを設け、前記掘削装置は、該掘削装置
の支持枠体の上下に左右一対のスプロケットを有し、該
各上下のスプロケット間に左右一対の無端状のチェイン
を各々架設し、該チェイン上には複数の撹拌翼を各々設
け、かつ前記チェインを回動することにより前記各攪拌
翼を回動させて土壌を撹拌混合することを特徴とし、前
記固化材吐出部は、前記左右一対のチェインの間に配置
され、基部と、基部に３６０度回転可能に嵌合する回転
部と、前記基部上に設けられ前記回転部を駆動する油圧
モータとから構成され、前記回転部には、前記固化材圧
送管によって給送される固化材を地盤中に吐出する吐出
口が少なくとも一つ設けられることを特徴とし、前記各
攪拌翼を垂直方向に沿って回動させたときに前記固化材
吐出部の回転部を水平方向に沿って回転させることにな
る関係を有することを特徴とする。かかる構成により、
固化材吐出部の回転部が３６０度回転しながら、固化材
を地盤中に吐出するために、固化材の地盤への添加にむ
らが無くなり固化材を地盤中に均一に混合できる。ま
た、固化材吐出部の回転部が、固化材圧送管の先端部分
で３６０度回転することにより、吐出口付近に付着する
土を回転部が回転運動することにより取り払うことがで
き、吐出口が固化材や土等で詰まることがない。

【００１２】また、本発明のロータリー式固化材吐出装
置においては、前記吐出口が前記回転部の回転方向と逆
方向に開口していてもよい。このような構成にすること
によって、回転部の回転により吐出口に地盤の土等が入
り込むことを防止することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
ロータリー式固化材吐出装置の一実施の形態を説明す
る。

【００１４】図１に示すように、本実施の形態のロータ
リー式固化材吐出装置１が使用される地盤改良機械に
は、クローラ２を有する自走可能なバックホー３に可動
自在なアーム４が延設され、当該アーム４の先端部５に
地盤中に下降して地盤を撹拌混合する掘削装置６が設け
られ、該掘削装置６には、ロータリー式固化材吐出装置
１が載置されている。

【００１５】前記掘削装置６には、図１及び図２に示す
ように、アーム４の先端部５に門状の機枠７が設けられ
ており、機枠７には側板７Ａ，７Ｂが左右一対に設けら
れている。この側板７Ａ，７Ｂには、駆動軸８が軸架さ
れ、また、機枠７の側板７Ａには駆動軸８を回転駆動す
る駆動モータ９が設けられている。駆動軸８には、左右
一対の駆動スプロケット１０Ａ，１０Ｂが固着されてい
る。前記機枠７の側板７Ａ，７Ｂには、中段に横枠１
１、下段に横枠１２が横架され、この横枠１１，１２
に、支持枠１３Ａ，１３Ｂが前記左右一対の駆動スプロ
ケット１０Ａ，１０Ｂと対応する位置で垂下されてい
る。この支持枠１３Ａ，１３Ｂの下端部には従動スプロ
ケット１４Ａ，１４Ｂが軸着されている。

【００１６】前記駆動スプロケット１０Ａ，１０Ｂと前
記従動スプロケット１４Ａ，１４Ｂの間には、チェイン
１５Ａ，１５Ｂが各々無端状に張架されており、当該チ
ェイン１５Ａ，１５Ｂの外周面上には、地盤を掘削して
撹拌するための広幅の撹拌翼１６Ａと狭幅の撹拌翼１６
Ｂが交互に複数列設されている。また、前記支持枠１３
Ａ，１３Ｂ上には、チェイン１５Ａ，１５Ｂのテンショ
ン用の補助スプロケット１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８
Ｂが各々設けられている。

【００１７】前記チェイン１５Ａ，１５Ｂの間には、図
示外のホッパーからセメント、石灰などの固化材の粉体
又はミルクを圧送する固化材圧送管１９が支持枠１３
Ａ，１３Ｂと平行に配設され、固化材圧送管１９の先端
部分には、ロータリー式固化材吐出装置２０が設けられ
ている。当該ロータリー式固化材吐出装置２０は、前記
支持枠１３Ａ，１３Ｂの下端部に横架された横枠２１に
て支持されている。

【００１８】次に、図３乃至図５を参照して、ロータリ
ー式固化材吐出装置２０について説明する。図３はロー
タリー式固化材吐出装置２０の正面図であり、図４はロ
ータリー式固化材吐出装置２０の底面図であり、図５は
図３に示す矢印Ａ−Ａ’間に於ける断面図である。 図
３に示すように、ロータリー式固化材吐出装置２０は、
図２に示す横架２１によって支持される基部２２と、当
該基部２２に３６０度回転可能に嵌合する回転部２３
と、前記基部２２上に設けられ回転部２３を駆動する油
圧モータ２４とから構成されている。ここで、前記基部
２２の上面の中心部分には前記固化材圧送管１９が固着
され、回転部２３には、前記固化材圧送管１９によって
給送される固化材を地盤中に吐出する吐出口２５が一つ
設けられている。前記回転部２３は、図４に示す矢印Ｂ
方向に回転するため、吐出口２５の開口部２５Ａは回転
部２３の回転方向と逆の方向に開口している。

【００１９】次に、図５を参照して、本発明の固化材吐
出部に該当するロータリー式固化材吐出装置２０の内部
構造について説明する。ロータリー式固化材吐出装置２
０の上部構造をなす基部２２には、内径が固化材圧送管
１９と略同一に形成されている中空パイプ部２６が形成
されており、当該中空パイプ部２６の上端部には前記固
化材圧送管１９のフランジ１９Ａがボルト２７によって
接合されている。また、前記基部２２の左右の両端部の
内側には気密性を保つためのメカニックシール２８がリ
ング状に設けられている。基部２２の上面に載置されて
いる油圧モータ２４からは、駆動軸２４Ａが下方に延設
し、当該駆動軸２４Ａの下端部にはピニオンギア２９が
固着されている。

【００２０】次に、ロータリー式固化材吐出装置２０の
下部構造を成す回転部２３について説明する。回転部２
３の内部中央には、前記中空パイプ部２６を受けるパイ
プ受３０が設けられ、当該パイプ受３０の上部及び下部
には各々ボールベアリング３１がリング状に配置され、
前記中空パイプ部２６を回転軸芯として、回転部２３が
３６０度回転自在に軸支されている。また、前記回転部
２３の上部には前記基部２２の外周と略同一径を有する
フランジ部３２が設けられ、当該フランジ部３２の上方
には気密性を維持するために前記基部２２のメカニック
シール２８に対向する位置に、リング状に形成されたメ
カニックシール３３がシール受３２Ａよって保持されて
いる。また、前記シール受３２Ａとフランジ部３２の間
には、前記油圧モータ２４の駆動軸２４Ａに固着されて
いるピニオンギア２９と噛合する内歯ギヤ３４が設けら
れ、前記フランジ部３２と内歯ギヤ３４とシール受３２
Ａは、ボルト３２Ｂによって一体に緊結されている。

【００２１】さらに、前記回転部２３は、前記フランジ
部３２に接合された胴部２３Ａと、胴部２３Ａの底を塞
ぐ底板２３Ｂから構成され、底板２３Ｂはボルト２３Ｃ
によって胴部２３Ａに固定されている。

【００２２】そして、前記パイプ受３０の下部の周囲に
は、前記中空パイプ部２６内を圧送される固化材の圧力
の逃げを防ぐための、メカニックシール３５を保持する
シール受３６が固着されている。また、このシール受３
６に対向する下側位置に、メカニックシール３７を保持
するシール受３８が前記中空パイプ部２６の下端部に部
材３９を介してボルト４０にて固着されている。このシ
ール受３８が保持するメカニックシール３７と前記パイ
プ受３０側のメカニックシール３５が圧接対向すること
によって、中空パイプ部２６内を圧送される固化材の圧
力の抜けが防がれかつ、基部２２から回動部２３が抜け
落ちることが防止される。

【００２３】ここで、前記シール受３８の中央部には、
中空パイプ２６内を圧送される固化材を下部パイプ部４
１に送るための円形の開口３８Ａが形成され、下部パイ
プ部４１の側面から垂直に前記吐出口２５を形成する吐
出パイプ２５Ｂが前記回転部２３の胴部２３Ａの外周面
方向に突設され、当該吐出パイプ２５Ｂの先端部は前記
回転部２３に吐出口２５を形成し、図３及び図４に示す
ように、吐出口２５の開口部２５Ａは、回転部２３の回
転方向（図４に示す矢印Ｂ方向）と反対方向に形成され
ている。

【００２４】次に図６及び図７を参照して、基部２２側
のピニオンギア２９及び回転部２３側の内歯ギヤ３４に
ついて説明する。

【００２５】図６は基部２２の底面図である。図６に示
すように、基部の底面には、前記油圧モータ２４の駆動
軸２４Ａに固着されたピニオンギア２９が回動自在に設
けられている。また図７は回転部２３のシール受３２Ａ
を取り去った状態を示す平面図である。前記回転部２３
にはフランジ部３２が設けられ、当該フランジ部３２の
上面に内歯ギア３４が載置されている。なお、内歯ギア
３４には、前記緊結用ボルト３２Ｂが貫通するボルト穴
３４Ａが８箇所形成されている。ここで、フランジ部３
２の外径と内歯ギア３４とシール受３２Ａの外径は略同
一径に形成され、前記緊結用ボルト３２Ｂによってフラ
ンジ部３２と内歯ギア３４とシール受３４が一体に緊結
されている。

【００２６】以上の説明からも分かるように、基部２２
及び基部２２に設けられた中空パイプ部２６は回転せ
ず、上記基部２２に対向して下方に設けられている回転
部２３を構成する胴部２３Ａ、底板２３Ｂ、フランジ部
３２、内歯３４、シール受３２Ａ、シール受３６と吐出
口２５等が中空パイプ部２６を回転軸芯として油圧モー
タ２４の駆動により３６０度自在に回転する構成となっ
ている。

【００２７】次に、上記の構成を有するロータリー式固
化材吐出装置の動作について説明する。

【００２８】地盤の改良作業を行うときには、オペレー
タの操作により、バックホー３が作業場所まで移動さ
れ、アーム４の操作により掘削装置６が地盤に垂直に立
てられる。ついで、オペレータの操作により駆動モータ
９が回動され、駆動モータ９の駆動軸８に固着されてい
る駆動スプロケット１０Ａ,１０Ｂが駆動軸８を回転軸
芯として回動し、チェイン１５Ａ，１５Ｂが従動スプロ
ケット１４Ａ,１４Ｂ、及び補助スプロケット１７Ａ,１
７Ｂ,１８Ａ,１８Ｂに案内されて回動する。従って、前
記チェイン１５Ａ，１５Ｂに各々設けられている攪拌翼
１６Ａ，１６Ｂが地盤を削り掘削装置６が地盤中に降下
する。

【００２９】このとき、油圧モータ２４に図示外の油圧
装置から加圧された油が供給され、油圧モータ２４の駆
動軸２４Ａが回動し駆動軸２４Ａに固着されているピニ
オンギア２９が図６に示す矢印Ｃ方向に回動し、当該ピ
ニオンギア２９に噛合する内歯ギア３４が図７に示す矢
印Ｄ方向に回動する。従って、回転部２３を構成する内
歯ギア３４と一体になっているシール受３２Ａ及びフラ
ンジ部３２、該フランジ部３２に接合されている胴部２
３Ａ、胴部２３Ａに設けられている吐出口２５、及び底
板２３Ｂ等が、中空パイプ部２６を回転軸芯として、一
体的に図４に示す矢印Ｂ方向に回転する。ここで、回転
数の一例としては、油圧モータ２４が３３０ｒｐｍ、回
転部２３が６５ｒｐｍである。

【００３０】このとき、図示外のホッパーから、セメン
トや石灰等の粉体の固化材が固化材圧送管１９を介して
前記中空パイプ部２６内に高圧で圧送されてくるので、
当該粉体の固化材は、シール受３８の開口３８Ａから下
部パイプ部４１送られ、吐出パイプ２５Ｂを経て、吐出
口２５の唯一の開口部２５Ａから吐出する。ここで、前
記回転部２３は回転を続けているので、粉体の固化材は
地盤中に均一に吐出吐出される。また、前記左右一対の
チェイン１５Ａ，１５Ｂの下部に対しても粉体の固化材
を左右に均等に吐出することができる。よって、前記チ
ェイン１５Ａ，１５Ｂに各々設けられた攪拌翼１６Ａ，
１６Ｂによって攪拌される地盤中に粉体の固化材を均一
に吐出混合することができる。

【００３１】また、本実施の形態のロータリー式固化材
吐出装置では、固化材の吐出口２５の開口部２５Ａは一
つであり、かつその開口径は十分な大きさを確保できる
ので、粉体の固化材が詰まって、開口部２５Ａが閉塞す
ることを防止することができる。

【００３２】さらに、前記回転部２３は３６０度回転し
ているので、粘度の高い土等が付着しても、回転運動に
より取り払うことが可能になり、吐出口２５付近に土が
付着して、開口部２５Ａが閉塞することがなくなる。

【００３３】なお、本発明は、上記の実施の形態には限
られず、種々の変形をすることも可能である。

【００３４】例えば、上記の実施の形態で用いた回転部
２３の代わりに図８に示すような屈曲したパイプ５０を
油圧モータ５１によって回動するようにしてもよい。

【００３５】また、上記の実施の形態では、吐出口は一
つであるが、必ずしも一つに限られず、複数の吐出口を
有するものでも、回動によって均一に固化材を吐出する
効果は得られる。

【００３６】さらに、上記の実施の形態では、粉体の固
化材の吐出の場合を説明したが、本発明は、粉体のみな
らず、ミルク状の固化材についても十分な効果を得るこ
とができる。

【００３７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のロータリー
式固化材吐出装置においては、固化材吐出部の回転部が
３６０度回転しながら、固化材を地盤中に吐出するため
に、固化材の地盤中への拡散効果が高くなり、固化材を
地盤中に均一に吐出混合することができる効果を有す
る。

【００３８】また、１つの吐出口を有する固化材吐出部
の回転部が、固化材圧送管の先端部分で３６０度回転す
るようにした場合には、吐出口の開口径を十分大きくす
ることができきるため、吐出口が固化材で詰まることが
なく、回転部が３６０度回転するので、固化材を地盤中
に均一に吐出混合することが可能となる。

【００３９】さらに、固化材吐出部の回転部が３６０度
回転することにより、回転部の吐出口付近に粘性の高い
土等が付着しても、回転運動により取り払うことがで
き、吐出口が付着した土により閉塞することを防止でき
る効果がある。

【００４０】また、前記固化材吐出部を、前記吐出口を
前記固化材吐出部の回転部の回転方向と逆方向に開口す
る構成にした場合には、吐出口が回転方向に向かって開
口してはいないので、回転部の回転により吐出口に地盤
の土等が入り込むことを防止することが可能となる。

【００４１】なお、地盤改良でいう混合時間を、撹拌と
混合に分けた場合、従来の定位置噴射の場合には、撹拌
に要するウエイトが大きいが、本発明のロータリー式固
化材吐出装置を使用する場合は、拡散効果が高いため混
合の部分が十分密にでき、混合性が高くなるという特有
の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のロータリー式固化材吐
出装置が使用される土壌改良機械の斜視図である。

【図２】本発明の一実施の形態であるロータリー式固化
材吐出装置の正面図である。

【図３】本発明の一実施の形態であるロータリー式固化
材吐出装置の部分拡大図である。

【図４】本発明の一実施の形態であるロータリー式固化
材吐出装置の底面図である。

【図５】本発明の一実施の形態であるロータリー式固化
材吐出装置の部分断面図である。

【図６】上記の実施の形態のロータリー式固化材吐出装
置で使用される基部の底面図である。

【図７】上記の実施の形態のロータリー式固化材吐出装
置で使用される回転体の平面図である。

【図８】本発明の他の実施の形態を示す斜視図である。

【図９】従来の固化材吐出装置が使用される土壌改良機
械の側面である。

【図１０】従来の固化材吐出装置が使用される土壌改良
機械の斜視図である。

【図１１】従来の固化材吐出装置の固化材吐出部を示す
斜視図である。

【図１２】従来の固化材吐出装置の固化材吐出部を示す
斜視図である。

【符号の説明】

６ 掘削装置 １０Ａ，１０Ｂ 駆動スプロケット １３Ａ，１３Ｂ 支持枠 １４Ａ，１４Ｂ 従動スプロケット １５Ａ，１５Ｂ チェイン １６Ａ，１６Ｂ 撹拌翼 １９ 固化材圧送管 ２０ ロータリー式固化材吐出装置 ２２ 基部 ２３ 回転部 ２４ 油圧モータ ２５ 吐出口 ２５Ａ 開口部 ２５Ｂ 吐出パイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−158054（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−61927（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−280043（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−116540（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 3/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤中に下降して地盤を撹拌混合する掘
   削装置と、 当該掘削装置に載置され、地盤中に吐出される固化材を
   給送する固化材圧送管と、 当該固化材圧送管の先端部に設けられた固化材吐出部と
   を設け、前記掘削装置は、該掘削装置の支持枠体の上下
   に左右一対のスプロケットを有し、該各上下のスプロケ
   ット間に左右一対の無端状のチェインを各々架設し、該
   チェイン上には複数の撹拌翼を各々設け、かつ前記チェ
   インを回動することにより前記各攪拌翼を回動させて土
   壌を撹拌混合することを特徴とし、 前記固化材吐出部は、前記左右一対のチェインの間に配
   置され、基部と、基部に３６０度回転可能に嵌合する回
   転部と、前記基部上に設けられ前記回転部を駆動する油
   圧モータとから構成され、前記回転部には、前記固化材
   圧送管によって給送される固化材を地盤中に吐出する吐
   出口が少なくとも一つ設けられることを特徴とし、 前記各攪拌翼を垂直方向に沿って回動させたときに前記
   固化材吐出部の回転部を水平方向に沿って回転させるこ
   とになる関係を有すること を特徴とするロータリー式固
   化材吐出装置。
2. 【請求項２】 前記吐出口が前記回転部の回転方向と逆
   方向に開口していることを特徴とする請求項１に記載の
   ロータリー式固化材吐出装置。