JP3924191B2 - Ground improvement device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削溝を掘削し、その掘削溝内の地盤を改良する地盤改良装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、掘削溝を掘削し、その掘削土砂に固化剤等の地盤改良剤を注入して掘削溝内で攪拌することにより地盤を改良する地盤改良装置の例としては、図4に示すように、互いに反対方向で鉛直軸周りに回転可能な2本の軸51,51を、地上に設置されたベースマシン(図示せず)により支持し、この2本の軸51,51の各下端部に設置された掘削刃52により掘削溝9を掘削するとともに、掘削刃52の上方に取り付けられた攪拌翼53,53により掘削土砂を攪拌する地盤改良装置50が存在している。この構成では、各軸51,51に取り付けられた攪拌翼53,53が互いに反対方向で鉛直軸周りに回転するため、各攪拌翼53,53間の剪断効果により掘削土砂を効率良く攪拌することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の地盤改良装置50では、以下の問題が存在している。
2本の軸51,51を回転させるには、各軸51,51ごとにモータを設置するか、図4に示すように、1基のモータ54で2本の軸51,51を回転可能な歯車機構55を設置する必要がある。このとき、歯車機構55又はモータ(以下、「歯車機構等」という)には、各軸51,51の回転反力が作用するため、歯車機構55等を強固に固定する必要があり、通常、歯車機構55等をベースマシンに直接固定して強度を確保している。これにより、歯車機構55等と掘削刃52とを連結している軸51,51が長くなってしまうため、各軸51,51の剛性を高めることにより、施工時の攪拌翼53及び掘削刃52を安定させている。
【0004】
したがって、従来の地盤改良装置50では、各軸51,51を回転させるための歯車機構55等を強固に固定する必要があるとともに、高剛性化された各軸51の重量が増加するため、装置50全体の強度を高める必要があり、製作費用が増加してしまうという問題が存在している。
また、掘削溝9の深さに対応して軸51を継ぎ足す際に、軸51の剛性を低下させないようにするため、軸51同士を強固に接続するとともに、接続間隔を小さくする必要があり、施工効率が低下してしまうという問題が存在している。
【0005】
そこで、本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、装置全体の強度を高める必要がなく、装置全体の構成が簡素化されているため、製作費用を低減することができるとともに、施工効率を高めることができる地盤改良装置を提供することを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決すべく構成されるものであり、請求項1に記載の発明は、ベースマシンと、ベースマシンに支持されているガイドレールと、ガイドレールに沿って昇降可能である昇降装置と、昇降装置の下端部に設けられている回転手段とを備え、回転手段により、掘削溝を掘削し、掘削溝内の地盤を改良する地盤改良装置であって、回転手段は、第1貫通孔を有する第1中空モータと、第1貫通孔内において、第1中空モータの出力部と連結されている中空の第1回転軸と、第2貫通孔を有する第2中空モータと、第2貫通孔内において、第2中空モータの出力部と連結されている中空の第2回転軸とを備え、第1中空モータと第2中空モータは上下方向に列設されており、第1回転軸は、第2回転軸の中空部に内挿され、かつ、第1回転軸と第2回転軸は互いに反対方向で回転可能に構成されていることを特徴としている。
【0007】
ここで、ベースマシンは、支持軸を確実に支持することができるものであれば、自走式や固定式など、その構成は限定されるものではない。
また、回転手段は、貫通孔を有する既存の中空モータであり、油圧式や電動式など駆動方式等は限定されるものではない。
【0008】
この発明によれば、第1回転軸及び第2回転軸を同心位置で互いに反対方向に回転させることにより、第1中空モータ及び第2中空モータに作用する回転反力が打ち消されるため、各中空モータを強固に固定する必要がなくなり、各中空モータを昇降装置の下端部に簡易に設置することができる。
また、中空モータを用いることにより、歯車機構等を設置することなく、モータの出力部の回転中心と、掘削溝を掘削する各軸の回転中心とが同一位置になるため、各軸の回転効率を高めることができる。
【0009】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の地盤改良装置であって、第1回転軸及び第2回転軸には、各々攪拌翼が取り付けられているとともに、第1回転軸又は第2回転軸の下端部には、掘削溝を掘削するための掘削刃が取り付けられていることを特徴としている。
【0010】
この発明によれば、昇降装置により攪拌翼及び掘削刃を昇降させた際に、第1回転軸及び第2回転軸の各中空モータも連動して昇降するため、攪拌翼及び掘削刃と、各中空モータとの間隔が常に小さくなり、施工時に攪拌翼及び掘削刃が安定する。そのため、第1回転軸及び第2回転軸の剛性を高める必要がなくなり、各軸を軽量化することができる。
【0011】
したがって、本発明の地盤改良装置では、第1回転軸及び第2回転軸を同心位置に配置し、各軸を互いに反対方向で回転させることにより、各軸の中空モータに作用する回転反力を低減することができるため、装置全体の強度を高める必要がなくなり、装置の構成が簡素化され、製作費用を低減することができるとともに、施工効率を高めることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【0013】
この実施形態では、地盤改良装置を用いて鉛直方向の掘削溝を掘削し、その掘削溝内の地盤を改良する場合を例として説明する。
【0014】
図1は、本発明の実施形態に係る地盤改良装置を示した側面図である。図2は、本発明の実施形態に係る地盤改良装置の回転駆動部を示した側断面図である。図3は、本発明の実施形態に係る地盤改良装置の他の構成を示した側面図である。
【0015】
まず、本発明の実施形態に係る地盤改良装置の構成について説明する。
地盤改良装置1は、図1に示すように、鉛直方向のガイドレール2を支持しているベースマシン3と、ガイドレール2に沿って昇降可能な昇降装置4と、昇降装置4の下端部に設置された回転駆動部(回転手段)10とから構成され、回転駆動部10により掘削溝9を掘削するとともに、掘削溝9内の掘削土砂を攪拌する装置である。
【0016】
次に、各構成要素について説明する。
ベースマシン3は、図1に示すように、鉛直方向のガイドレール2を支持するアーム5と、ベースマシン3の移動手段であるキャタピラ6と、運転室7とから構成されている。
昇降装置4は、図1に示すように、ベースマシン3からガイドレール2の上端部に設置された滑車8を介して吊り下げられたワイヤ(図示せず)の一端に固定されており、ベースマシン3に設置されたドラム(図示せず)がワイヤを巻取り又は繰り出すことにより、装置全体がガイドレール2に沿って鉛直方向に昇降可能となっている。
【0017】
回転駆動部10は、図1及び図2に示すように、上端部が昇降装置4に固定された支持軸11と、鉛直方向の貫通孔31,41を有し、各貫通孔31,41が同心位置になるようにして支持軸11の下端部に上下方向に列設された上部中空モータ(第1中空モータ)30及び下部中空モータ(第2中空モータ)40と、下部中空モータ40の出力部42に軸支された中空の外軸14と、下端部に掘削刃12を備え、上部中空モータ30の出力部32に軸支された中空の内軸13とから構成され、内軸13は外軸14に内挿されており、内軸13及び外軸14における掘削刃12と下部中空モータ40との間には攪拌翼15,16が取り付けられている。
【0018】
支持軸11は、上端部が昇降装置4に固定された軽量な支柱であり、複数の支持軸11を鉛直方向に連結して延長することができる。支持軸11は高い剛性を必要としないため、簡易に連結可能な構成であるとともに、連結間隔も大きくなっている。
上部中空モータ30及び下部中空モータ40は、鉛直方向の貫通孔31,41を有する油圧式中空モータであり、各貫通孔31,41の中間部に設置された出力部32,42が互いに反対方向で鉛直軸周りに回転するように構成されている。なお、符号33,43は、貫通孔31,41内に挿通された各軸13,14を回転自在に軸支するための軸受けである。
【0019】
外軸14は、上端部が下部中空モータ40の出力部42に軸受け43を介して軸支されることにより、鉛直軸周りに回転可能な中空管である。また、外軸14の下端部20は所定間隔を空けて分割されており、外軸14の両側に取り付けられた外側攪拌翼16,16により連結されている。
内軸13は、上端部が上部中空モータ30の出力部32に軸受け33を介して軸支されることにより、外軸14と同心位置で反対方向に回転可能な中空管であり、外軸14の中空部に内挿され、下端部には、掘削溝9を掘削するための掘削刃12が設置され、この掘削刃12の上方における内軸13の両側には、外部に露出している内側攪拌翼15,15が取り付けられている。また、内軸13には地盤改良剤の供給装置(図示せず)と連通している中空部17が設けられており、中空部17の下端部には排出口18が設けられているとともに、上端部には流入口19が設けられている。
【0020】
外側攪拌翼16は、略コの字形状に形成された一対のフレーム21の内側に、2枚の翼片22,22が所定間隔で設置されている構成であり、フレーム21の両端部は鉛直方向に配置され、下方の端部が外軸14の下端部20に取り付けられるとともに、上方の端部が外軸14本体に取り付けられることにより、分割された状態の外軸14が連結され、フレーム21の鉛直方向における中央部の内側に翼片22,22が取り付けられている。
内側攪拌翼15は、略コの字形状に形成された一対のフレーム23の外側に1枚の翼片24が設置された構成であり、フレーム23の両端部が鉛直方向に配置された状態で内軸13に取り付けられており、フレーム23の鉛直方向における中央部の外側に翼部24が取り付けられている。内側攪拌翼15の鉛直方向の幅は、外軸14の下端部20と外軸14本体との間隔内に収まる大きさであり、水平方向の幅は、内側攪拌翼15の外側に設置された翼片24が、外側攪拌翼21の内側に設置された上下の翼片22,22の間に位置し、互いの翼片22,24が交互に配置されるように形成されている。
【0021】
したがって、本発明の実施形態に係る地盤改良装置1では、内軸13及び外軸14を回転させた際に、回転している内側攪拌翼15の外側で、同心位置に配置された外側攪拌翼16が反対方向に回転するため、上部中空モータ30及び下部中空モータ40に作用する回転反力が大幅に低減される。これにより、上部中空モータ30及び下部中空モータ40を強固に固定する必要がなくなるため、支持軸11の下端部に簡易に各中空モータ30,40を設置し、支持軸11を昇降させることにより、攪拌翼15,16及び掘削刃12とともに各中空モータ30,40を昇降させることができる。そのため、攪拌翼15,16及び掘削刃12と、各中空モータ30,40との間隔が常に小さくなり、内軸13及び外軸14の剛性を高める必要がなくなることから、内軸13及び外軸14は軽量化されている。すなわち、装置1全体の強度を高める必要がないため、装置1全体の構成が簡素化され、製作費用が低減されている。
【0022】
次に、本発明の実施形態に係る地盤改良装置1を用いた地盤改良方法について説明する。
まず、図1に示すように、地盤改良を行う所定位置の脇にベースマシン3を移動させ、鉛直方向のガイドレール2を設置する。そして、昇降装置4を下降させて回転駆動部10の下端部に設置された掘削刃12を地上面に当接させる。
さらに、上部中空モータ30及び下部中空モータ40を駆動させて内軸13及び外軸14を回転させ、内軸13の下端部に設置された掘削刃12で地盤を掘削し、昇降装置4により掘削刃12を順次に下降させて所定深さの掘削溝9を構築する。このとき、各中空モータ30,40と掘削刃12との間隔は常に小さく一定であり、掘削刃12とともに中空モータ30,40も掘削溝9内に下降して駆動するため、掘削刃12が安定した状態になる。ここで、昇降装置4をガイドレール2の下端部まで下降させたとしても掘削刃12が所定深さに達しない場合には、支持軸11を継ぎ足して掘削刃12を下降させる。支持軸11は、低剛性化により軽量化されているとともに、簡易に接合され、さらに、接合間隔も大きいため、支持軸11の継ぎ足しを簡易に行うことができる。また、各中空モータ30,40は支持軸11の下端に設置されているため、支持軸11を継ぎ足したとしても、各中空モータ30,40と掘削刃12との間隔は常に小さく一定に保たれ、掘削刃12が安定した状態になる。
【0023】
次に、掘削刃12が所定深さに達した後に、内軸13の排出口18から掘削溝9内に蓄積された掘削土砂に地盤改良剤を注入する。そして、掘削土砂は、互いに反対方向で回転している各攪拌翼15,16間の剪断効果により効率良く攪拌される。
最後に、地盤改良剤の注入及び掘削土砂の攪拌を行いながら、回転駆動部10を昇降させて掘削溝9から離脱させる。これにより、掘削溝9内の掘削土砂が地盤改良剤により硬化して所定位置の地盤が改良される。
【0024】
したがって、本発明の実施形態に係る地盤改良装置1では、装置1全体の構成が簡素化されているため、地盤改良の施工効率が高まっている。
【0025】
以上、本発明の好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、図3に示すように、ベースマシンに既存のアースオーガ3’を用いてもよく、この構成では、昇降装置の一部としてオーガスクリュ25を用いており、その下端部に各中空モータ30,40を設置し、オーガスクリュ25の昇降により攪拌翼15,16、掘削刃12及び各中空モータ30,40を昇降させており、既存の装置を流用しているため、地盤改良装置1の製作費用が大幅に低減される。
【0026】
【発明の効果】
本発明の地盤改良装置によれば、第1回転軸及び第2回転軸を同心位置で互いに反対方向に回転させることにより、各軸の中空モータに作用する回転反力が打ち消されるため、各中空モータを強固に固定する必要がなくなり、支持軸の下端に簡易に設置することができる。
また、各回転軸に攪拌翼及び掘削刃を設置した構成では、攪拌翼及び掘削刃を昇降させた際に、攪拌翼及び掘削刃とともに各軸の中空モータも昇降させることができるため、攪拌翼及び掘削刃と、回転手段との間隔が常に小さくなり、施工時に攪拌翼及び掘削刃が安定する。そのため、内軸及び外軸の剛性を高める必要がなくなり、各軸を軽量化することができることから、装置の構成が簡素化され、製作費用を低減することができるとともに、施工効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る地盤改良装置を示した側面図である。
【図2】本発明の実施形態に係る地盤改良装置の回転駆動部を示した側断面図である。
【図3】本発明の実施形態に係る地盤改良装置の他の構成を示した側面図である。
【図4】従来の地盤改良装置を示した正面図である。
【符号の説明】
1・・・・地盤改良装置
2・・・・ガイドレール
3・・・・ベースマシン
4・・・・昇降装置
9・・・・掘削溝
10・・・・回転駆動部
11・・・・支持軸
12・・・・掘削刃
13・・・・内軸
14・・・・外軸
15・・・・内側攪拌翼
16・・・・外側攪拌翼
30・・・・上部中空モータ
40・・・・下部中空モータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ground improvement device for excavating a digging groove and improving the ground in the digging groove.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an example of a ground improvement device that excavates a drilling groove and improves the ground by injecting a ground improvement agent such as a solidifying agent into the excavated soil and stirring in the drilling groove, as shown in FIG. Two
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional
In order to rotate the two
[0004]
Therefore, in the conventional
Further, when adding the
[0005]
Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and it is not necessary to increase the strength of the entire apparatus, and the configuration of the entire apparatus is simplified, so that the manufacturing cost can be reduced. An object of the present invention is to provide a ground improvement device that can increase the construction efficiency.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is configured to solve the above problems, and the invention according to claim 1 is capable of moving up and down along a base machine, a guide rail supported by the base machine, and the guide rail. A ground improvement device comprising a lifting device and a rotating means provided at a lower end portion of the lifting device, wherein the rotating means excavates a digging groove and improves the ground in the digging groove, A first hollow motor having one through hole, a hollow first rotating shaft connected to an output portion of the first hollow motor in the first through hole, a second hollow motor having a second through hole, In the 2nd through-hole, it has the hollow 2nd rotating shaft connected with the output part of the 2nd hollow motor, the 1st hollow motor and the 2nd hollow motor are arranged in the up-and-down direction, and the 1st The rotating shaft is inserted into the hollow portion of the second rotating shaft; and A first rotary shaft and the second rotation axis is characterized by being rotatable in opposite directions to each other.
[0007]
Here, the configuration of the base machine is not limited as long as it can reliably support the support shaft, such as a self-propelled type and a fixed type.
Further, the rotating means is an existing hollow motor having a through hole, and a driving method such as a hydraulic type or an electric type is not limited.
[0008]
According to the present invention, the rotation reaction force acting on the first hollow motor and the second hollow motor is canceled by rotating the first rotation shaft and the second rotation shaft in opposite directions at the concentric position. There is no need to firmly fix the motor, and each hollow motor can be easily installed at the lower end of the lifting device.
Also, by using a hollow motor, the rotational center of the output part of the motor and the rotational center of each shaft that excavates the excavation groove are located at the same position without installing a gear mechanism or the like, so that the rotational efficiency of each shaft Can be increased.
[0009]
Further, the invention described in
[0010]
According to the present invention, when the agitating blade and the excavating blade are moved up and down by the lifting device, the hollow motors of the first rotating shaft and the second rotating shaft are also moved up and down in conjunction with each other. The distance from the hollow motor is always small, and the agitating blade and the excavating blade are stabilized during construction. Therefore, it is not necessary to increase the rigidity of the first rotating shaft and the second rotating shaft, and the weight of each shaft can be reduced.
[0011]
Therefore, in the ground improvement device of the present invention, the first rotation shaft and the second rotation shaft are arranged in concentric positions, and the rotation reaction force acting on the hollow motor of each shaft is generated by rotating the respective shafts in opposite directions. Since it can be reduced, it is not necessary to increase the strength of the entire apparatus, the structure of the apparatus is simplified, the manufacturing cost can be reduced, and the construction efficiency can be increased.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0013]
In this embodiment, a case where a vertical excavation groove is excavated using the ground improvement device and the ground in the excavation groove is improved will be described as an example.
[0014]
FIG. 1 is a side view showing a ground improvement device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional side view showing a rotation driving unit of the ground improvement device according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a side view showing another configuration of the ground improvement device according to the embodiment of the present invention.
[0015]
First, the configuration of the ground improvement device according to the embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the ground improvement device 1 includes a
[0016]
Next, each component will be described.
As shown in FIG. 1, the
As shown in FIG. 1, the
[0017]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0018]
The
The upper
[0019]
The
The
[0020]
The
The
[0021]
Therefore, in the ground improvement device 1 according to the embodiment of the present invention, when the
[0022]
Next, the ground improvement method using the ground improvement apparatus 1 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.
First, as shown in FIG. 1, the
Further, the upper
[0023]
Next, after the
Finally, the
[0024]
Therefore, in the ground improvement apparatus 1 which concerns on embodiment of this invention, since the structure of the whole apparatus 1 is simplified, the construction efficiency of ground improvement is increasing.
[0025]
As mentioned above, although an example about the suitable embodiment of the present invention was explained, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and design change is possible suitably in the range which does not deviate from the meaning of the present invention.
For example, as shown in FIG. 3, an existing
[0026]
【The invention's effect】
According to the ground improvement device of the present invention, the rotation reaction force acting on the hollow motor of each shaft is canceled by rotating the first rotation shaft and the second rotation shaft in opposite directions at the concentric position. There is no need to firmly fix the motor, and the motor can be easily installed at the lower end of the support shaft.
Further, in the configuration in which the agitating blade and the excavating blade are installed on each rotating shaft, when the agitating blade and the excavating blade are raised and lowered, the hollow motor of each axis can be raised and lowered together with the agitating blade and the excavating blade. In addition, the distance between the excavating blade and the rotating means is always small, and the stirring blade and the excavating blade are stabilized during construction. Therefore, it is not necessary to increase the rigidity of the inner shaft and the outer shaft, and the weight of each shaft can be reduced. Therefore, the configuration of the apparatus can be simplified, the manufacturing cost can be reduced, and the construction efficiency can be increased. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a ground improvement device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view showing a rotation drive unit of a ground improvement device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side view showing another configuration of the ground improvement device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a front view showing a conventional ground improvement device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (2)
前記ベースマシンに支持されているガイドレールと、
前記ガイドレールに沿って昇降可能である昇降装置と、
前記昇降装置の下端部に設けられている回転手段とを備え、
前記回転手段により、掘削溝を掘削し、前記掘削溝内の地盤を改良する地盤改良装置であって、
前記回転手段は、
第1貫通孔を有する第1中空モータと、
前記第1貫通孔内において、前記第1中空モータの出力部と連結されている中空の第1回転軸と、
第2貫通孔を有する第2中空モータと、
前記第2貫通孔内において、前記第2中空モータの出力部と連結されている中空の第2回転軸とを備え、
前記第1中空モータと前記第2中空モータは上下方向に列設されており、
前記第1回転軸は、前記第2回転軸の中空部に内挿され、かつ、前記第1回転軸と前記第2回転軸は互いに反対方向で回転可能に構成されていることを特徴とする地盤改良装置。A base machine,
A guide rail supported by the base machine;
A lifting device that can be lifted and lowered along the guide rail;
Rotation means provided at the lower end of the lifting device,
A ground improvement device for excavating a trench by the rotating means and improving the ground in the trench,
The rotating means includes
A first hollow motor having a first through hole;
A hollow first rotating shaft connected to the output portion of the first hollow motor in the first through hole;
A second hollow motor having a second through hole;
A hollow second rotating shaft connected to the output portion of the second hollow motor in the second through hole;
The first hollow motor and the second hollow motor are arranged in a vertical direction,
The first rotating shaft is inserted into a hollow portion of the second rotating shaft, and the first rotating shaft and the second rotating shaft are configured to be rotatable in directions opposite to each other. Ground improvement device.
前記第1回転軸又は前記第2回転軸の下端部には、前記掘削溝を掘削するための掘削刃が取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の地盤改良装置。A stirring blade is attached to each of the first rotating shaft and the second rotating shaft, and
The ground improvement device according to claim 1, wherein an excavation blade for excavating the excavation groove is attached to a lower end portion of the first rotation shaft or the second rotation shaft.
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