JP3695433B2 - ワイヤー式掘削精度制御装置を備えた地盤改良処理機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、土留め壁の構築、土木建築の基礎工事、地盤の液状化防止工事、止水壁の構築などを目的としてラップ型のソイルセメント柱列壁を高精度に施工するためにワイヤー式掘削精度制御装置を備えた地盤改良処理機の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来の、例えば特願2002−52189号明細書及び図面に記載したワイヤー式掘削精度制御装置を備えた地盤改良処理機は、図1に示すように、リーダー1の頂部にレール2が吊り下げられ、駆動軸4を前記レール2に沿って垂直下向きに掘進させる掘進駆動部3の下に複数本の駆動軸4…が吊り下げられている。前記駆動軸4の下端には、図6に示すように、地盤を掘削するために先端縁部に複数個の切削用ビット5…が取り付けられた先端カッター6及び複数の攪拌翼7を上下に備えた掘削攪拌翼軸8が接続されている。
【0003】
前記複数本の駆動軸4…の下端へ接続した掘削攪拌翼軸8の直上部位には、隣接する駆動軸4、4を一定の軸間距離に保つ軸受け部材9が設けられ、前記軸受け部材9は、掘進駆動部3の下へ吊り下げた油圧シリンダ10と複数本のワイヤー11…を介して連結されている。
【0004】
軸受け部材9の近傍位置に設置され掘削攪拌翼軸8の先端位置を検出する3次元ジャイロセンサ装置等の検出信号に基づいて油圧シリンダ10を制御し、ワイヤー11を引っ張ると、同ワイヤー11の引っ張り側へ前記掘削攪拌翼軸8の先端位置が強制的に変位され、修正、制御の目的が達成される。
【0005】
【本発明が解決しようとする課題】
ワイヤー11に引っ張られて前記掘削攪拌翼軸8の先端位置が強制的に修正、制御されるとは云うものの、そのためには先端カッター6及び攪拌翼7が周辺地盤(特に硬い周辺地盤)の抵抗に打ち勝って側方への位置修正や制御の可能性があること、換言すれば、先端カッター6及び攪拌翼7が側方への地盤切削能力を有することが必要である。しかし、従来技術はこれに適した構成とされていない。そのためワイヤー11を引っ張る油圧シリンダ10が強引に(又は無理矢理に)位置修正や制御を行うほかなく、大きな駆動力が必要とされ、同油圧シリンダ10が大型化してコストが嵩む。それでいて、位置修正や制御の応答性、確実性が悪く、地盤改良施工の品質、精度を高めることが難しい。
【0006】
本発明の目的は、先端カッター及び攪拌翼が側方への地盤切削能力を有する構成として、位置修正や制御の応答性、確実性を高めると共に油圧シリンダの小型化を図ってコストの削減に寄与し、地盤改良施工の品質と精度を高めることができるワイヤー式掘削精度制御装置を備えた地盤改良処理機を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項1に記載した発明に係るワイヤー式掘削精度制御装置を備えた地盤改良処理機は、
駆動軸を回転駆動しつつリーダーに沿って垂直下向きに推進させる掘進駆動部の下へ吊り下げた油圧シリンダと、先端カッター及び複数の攪拌翼を備え、駆動軸の下端へ接続した掘削攪拌翼軸の直上部位を支持する軸受け部材との間に、駆動軸を中心として複数本のワイヤー等を連結して成り、前記油圧シリンダによって各ワイヤー等を個別に引っ張り、掘削攪拌翼軸の先端位置を修正、制御するワイヤー式掘削精度制御装置を備えた地盤改良処理機において、
前記軸受け部材は、隣接する駆動軸の軸間距離を保ち、かつ隣接する駆動軸の横方向への変位を許容するように、隣接する駆動軸を回転可能に支持する軸受が、相互にピンジョイント構造で可動に連結された構成であること、
前記掘削攪拌翼軸の先端カッター及び攪拌翼の側方部に側面切削用ビットが取り付けられていることを特徴とする。
【0008】
【本発明の実施形態、及び実施例】
以下に、図1〜図5に基づいて、請求項1に記載した発明に係るワイヤー式掘削精度制御装置を備えた地盤改良処理機の実施形態を説明する。
【0009】
既に概説したように、図1の地盤改良処理機は、駆動軸4を回転駆動しリーダー1に沿って垂直下向きに推進させる掘進駆動部3の下へ吊り下げた油圧シリンダ10と、先端カッター6及び複数の攪拌翼7…を備え、駆動軸4の下端へ接続した掘削攪拌翼軸8の直上部位を支持する軸受け部材9との間に、駆動軸4を中心とする複数方向に複数本のワイヤー11…を連結して成り、油圧シリンダ10によって各ワイヤー11を個別に引っ張り、掘削攪拌翼軸8の先端位置を強制的に修正、制御するワイヤー式掘削精度制御装置を備えている。
【0010】
図2A、Bに掘進駆動部3の部分を拡大して示した。これは2軸地盤改良処理機の実施例である。2本の駆動軸4、4、従って、それぞれの下端に接続した2本の掘削攪拌翼軸8、8と複数本のワイヤー11…との配置関係は、図4に例示した通りであり、合計6本のワイヤー11…が2本の駆動軸4、4の周囲を取り囲む配置とされている。
【0011】
前記6本のワイヤー11…それぞれの下端は、図3に拡大して示したように、軸受け部材9の各ブラケット12とネジ式の連結具13で長さの調節が可能な構成で連結されている。前記連結具13の部分は、土砂で汚損されないように保護カバー14により被覆されている。各ワイヤー11の有効長さは、予め油圧シリンダ10が最大ストローク伸長した状態で、それよりもやや短く設定され、軸受け部材9を少し吊る状態で水平姿勢を保つ長さに調整されている。
【0012】
2本の駆動軸4、4を一定の軸間距離に保つ軸受け部材9は、その軸受に低摩擦で回転可能に支持するローラーベアリング軸受9aを使用している。ローラーベアリング軸受9aは、ワイヤー制御により軸受け部材9を引っ張り掘削攪拌翼軸8の先端位置を強制的に修正、制御することに十分耐えるだけの高い剛性を有する。ローラーベアリング軸受9aの具体的構成は、特開2001−234527号公報の図5に開示したように、アンギュラー型式のローラーベアリングで駆動軸4を回転自在に支持する構成などが好適に採用される。
【0013】
2本の駆動軸4、4、ひいては2本の掘削攪拌翼軸8、8の軸間距離を一定に保ちながら、隣接する駆動軸4、4の間で横方向への変位を容易に許容する構成とするために、前記2個のローラーベアリング軸受9a、9aは、その外面から横方向へ平行に伸ばしたブラケット9bを中間位置のヒンジ部材9cの両端と重ね合わせ、2本のピン9d、9dを水平方向に差して連結したピンジョイント構造として可動に構成されている。
【0014】
前記2本の駆動軸4、4、ひいては2本の掘削攪拌翼軸8、8の先端位置のリアルタイムな計測手段として、前記軸受け部材9の近傍位置、より具体的には図3に示したように、図中右方のローラーベアリング軸受9aの外面に固定して2本の駆動軸4、4の中央に位置させたセンサケース15の中に、具体的に図示することを省略したが、例えば特許第3156049号公報に開示したように、X、Y2次元方向の傾斜計とジャイロセンサとを組合せて成る3次元ジャイロセンサ装置が設置されている。
【0015】
この3次元ジャイロセンサ装置によって、地盤改良処理機による地盤改良工事の施工過程における、掘削攪拌翼軸8の先端位置の検出がリアルタイムで行われ、同検出信号に基づいて6本の油圧シリンダ10…が制御される。
【0016】
要するに、3次元ジャイロセンサ装置の検出信号に基づいて、図4における、符号a、b又はe、dのワイヤー11を油圧シリンダ10で引っ張ると、掘削攪拌翼軸8の前後方向への位置修正、制御ができる。同じく符号b、c、d又はa、f、eのワイヤー11を引っ張ると、掘削攪拌翼軸8の横(左右)方向への位置修正、制御ができる。このとき他のワイヤー11の油圧シリンダ10はそれぞれ一定張力の保持状態として、位置修正の反力を与える。その他にも、多様な組合せで、2本の駆動軸4、4、ひいては2本の掘削攪拌翼軸8、8の先端位置の修正、制御を行うことができる。
【0017】
本発明のワイヤー式掘削精度制御装置を備えた地盤改良処理機は、上記した掘削攪拌翼軸8の先端位置の修正、制御時に、攪拌掘削翼軸8の先端カッター6及び攪拌翼7がそれぞれ側方への地盤切削能力を発揮して応答性、確実性の良い構成とされている。即ち、掘削攪拌翼軸8の先端カッター6は、図5に示すように、先端縁部の切削用ビット5に加え、側方部、即ち両端縁部にも側面切削用ビット16が取り付けられている。同じく攪拌翼7の側方部、即ち両端縁部にも側面切削用ビット16が取り付けられている。
【0018】
そのため、従来のように油圧シリンダ10に大きな駆動力を発揮させてワイヤー11を強引に引っ張らなくても、側面切削用ビット16による地盤の切削により小さな駆動力で応答性が良く掘削攪拌翼軸8の先端位置を修正、制御できる。よって、油圧シリンダ10を小型化できコストを削減できる。しかも、掘削攪拌翼軸8の先端位置の修正、制御の応答性、確実性が良いので、ひいては地盤改良施工の品質と精度を高めることができる。
【0019】
なお、図2〜図5に2軸地盤改良処理機の実施形態を例示したが、3軸あるいは4軸などの地盤改良処理機でも略同様に実施できる。
【0020】
また、図1〜図4に示した実施形態では、軸受け部材9と油圧シリンダ10との間をワイヤー11で連結しているが、PC鋼棒、PC鋼線などであっても良い。
【0021】
【本発明の奏する効果】
請求項1に記載した発明に係るワイヤー式掘削精度制御装置を備えた地盤改良処理機は、掘削攪拌翼軸の先端カッター及び攪拌翼の側方部、即ち両端縁部に側面切削用ビットを取り付けた構成としたので、掘削攪拌翼軸の先端位置の修正、制御時に、側方への地盤切削能力を発揮して応答性、確実性の高い修正、制御ができる。そのため、油圧シリンダを小型化できコストを削減できる。そして、地盤改良施工の品質と精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ワイヤー式掘削精度制御装置を備えた地盤改良処理機の概略図である。
【図2】A、Bは掘進駆動部近辺を拡大して示した正面図と側面図である。
【図3】駆動軸下部の軸受け部材近辺を拡大して示した正面図である。
【図4】軸受け部材を平面方向に見た断面図である。
【図5】掘削攪拌翼軸の先端カッター及び攪拌翼を拡大して示した正面図である。
【図6】従来の掘削攪拌翼軸の先端カッター及び攪拌翼を拡大して示した正面図である。
【符号の説明】
1 リーダー
2 レール
3 掘進駆動部
4 駆動軸
5 切削用ビット
6 先端カッター
7 攪拌翼
8 掘削攪拌翼軸
9 軸受け部材
10 油圧シリンダ
11 ワイヤー
16 側面切削用ビット
Claims (1)
- 駆動軸を回転駆動しつつリーダーに沿って垂直下向きに推進させる掘進駆動部の下へ吊り下げた油圧シリンダと、先端カッター及び複数の攪拌翼を備え、駆動軸の下端へ接続した掘削攪拌翼軸の直上部位を支持する軸受け部材との間に、駆動軸を中心として複数本のワイヤー等を連結して成り、前記油圧シリンダによって各ワイヤー等を個別に引っ張り、掘削攪拌翼軸の先端位置を修正、制御するワイヤー式掘削精度制御装置を備えた地盤改良処理機において、
前記軸受け部材は、隣接する駆動軸の軸間距離を保ち、かつ隣接する駆動軸の横方向への変位を許容するように、隣接する駆動軸を回転可能に支持する軸受が、相互にピンジョイント構造で可動に連結された構成であること、
前記掘削攪拌翼軸の先端カッター及び攪拌翼の側方部に側面切削用ビットが取り付けられていることを特徴とする、ワイヤー式掘削精度制御装置を備えた地盤改良処理機。
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