JP6893099B2

JP6893099B2 - 攪拌混合装置

Info

Publication number: JP6893099B2
Application number: JP2017049494A
Authority: JP
Inventors: 田中　肇一; 肇一田中
Original assignee: Fudo Tetra Corp
Current assignee: Fudo Tetra Corp
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2021-06-23
Anticipated expiration: 2037-03-15
Also published as: JP2018150775A

Description

本発明は、回転軸と攪拌翼に掘削した土壌が土塊となって団子状に付着することがない深層混合処理用の攪拌混合装置に関する。

この種の攪拌混合装置として、図５及び図６に示すものがある（例えば、特許文献１参照。）。

この攪拌混合装置１は、図５及び図６に示すように、図示しない地盤改良施工機の駆動機構によって回転する回転軸２と、この回転軸２の先端２ａに取り付けられ、地盤８を掘削する掘削ヘッド３と、回転軸２の先端２ａから離れた位置に取り付けられ、掘削された土壌と該土壌内に注入された図示しないセメントスラリー等の固化材とを攪拌混合する４段の攪拌翼４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄと、回転軸２に対して回転自在に取り付けられ、掘削された土壌と攪拌翼４Ａ〜４Ｄとの供回りを防止する供回り防止板としての上下２段の供回り防止翼５，５と、を備えている。

供回り防止翼５の回転軸２の近傍の位置には、回転軸２及び攪拌翼４Ａ〜４Ｄに付着して供回りする掘削された土壌からなる土塊を落とす一対の突起部材６，６をボルト７により着脱自在に固定してある。各突起部材６は、上下の両先端部６ａ，６ｂが鈍角（約１２０〜１５０°）に形成された略矩形板状に形成してある。尚、最下段の攪拌翼４Ａは掘削翼の機能を兼ね備えている。また、回転軸２に下段の供回り防止翼５を挟んで最下段の攪拌翼４Ａとその上段の攪拌翼４Ｂを取り付けてある。さらに、回転軸２に上段の供回り防止翼５を挟んで最上段の攪拌翼４Ｄとその下段の攪拌翼４Ｃを取り付けてある。

特開２００４−１６９３７４号公報

前記従来の攪拌混合装置１では、突起部材６が鉛直方向に延びて、その両先端部６ａ，６ｂが各攪拌翼４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄに近接しているが、回転軸２から離れているため、各攪拌翼４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄに付着して供回りする土塊を剥離することはできるが、回転軸２に付着して供回りする土塊を十分に剥離することができなかった。

また、突起部材６の先端部６ａ，６ｂに玉石等の礫が当たって損傷すると、突起部材６は剛性が高いため、攪拌翼４Ａ〜４Ｄや供回り防止翼５も一緒に損傷し易く、損傷した部材の全てを交換しなければならないため、その分、コスト高であった。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、礫を含んだ礫地盤と粘性の強い粘性土のどちらの地盤にも対応でき、かつ、回転軸及び攪拌翼に付着して供回りする土塊を低コストで確実に取り除くことができる攪拌混合装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、駆動装置によって回転する回転軸と、前記回転軸の先端に取り付けられ、地盤を掘削する掘削ヘッドと、前記回転軸の先端から離れた位置に取り付けられ、前記掘削された土壌と該土壌内に注入された固化材とを攪拌混合する攪拌翼と、前記回転軸に対して回転自在に取り付けられ、前記掘削された土壌と前記攪拌翼との供回りを防止する供回り防止板と、を備えた深層混合処理用の攪拌混合装置において、前記供回り防止板に、前記回転軸及び前記攪拌翼に付着して供回りする前記掘削された土壌からなる土塊を削る土塊削り板を着脱自在に取り付け、前記土塊削り板を、前記掘削された土壌中の障害物に当たることで変形する板厚に形成し、前記土塊削り板を、前記回転軸に対して内側に位置する一方の角部が前記回転軸と前記攪拌翼の交差する側まで延び、かつ、前記回転軸に対して外側に位置する一方の角部が前記攪拌翼から離れて前記供回り防止板の近くまで達してなる傾斜脚部と水平脚部及び前記回転軸に対して内側に位置する他方の角部に形成された切欠きを介して前記回転軸の近くまで達してなる下底部と該下底部に平行な上底部とを有した台形板状に形成する一方、前記供回り防止板に一対の取付板を取り付け、これら供回り防止板と一対の取付板とで形成される溝部に前記土塊削り板の水平脚部の一部を挟み込むと共に、締結部材を介して着脱自在に固定して、前記土塊削り板の水平脚部より先が変形するようにしたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の攪拌混合装置であって、
前記土塊削り板の水平脚部を、前記供回り防止板と前記一対の取付板とで上下に形成される各溝部に前記締結部材を介して着脱自在に固定して、一対の前記土塊削り板を前記供回り防止板の上面側と下面側に取り付けたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２記載の攪拌混合装置であって、前記土塊削り板の水平脚部の中央部から前記上底部側の端部を前記一対の取付板間の上下の各溝部に前記締結部材を介して着脱自在に固定したことを特徴とする攪拌混合装置。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の攪拌混合装置であって、前記土塊削り板は、弾性及び靱性に富み、降伏点が高いバネ鋼板からなることを特徴とする。

以上説明したように、請求項１の発明によれば、供回り防止板に着脱自在に取り付けられ、回転軸及び攪拌翼に付着して供回りする掘削された土壌からなる土塊を削る土塊削り板を、掘削された土壌中の障害物に当たることで変形する板厚に形成したことにより、礫を含んだ礫地盤と粘性の強い粘性土のどちらの地盤にも対応させることができる。即ち、掘削された土壌中に礫（石ころ）等の障害物があった場合に、障害物に土塊削り板が当たることで、土塊削り板の水平脚部を簡単に変形させることができる。このため、供回り防止板や攪拌翼の剛の部分の変形や損傷を確実に防止することができ、また、変形した土塊削り板を新しい土塊削り板に簡単かつ早く安く交換することができる。

請求項２の発明によれば、障害物に一対の土塊削り板が当たると一対の土塊削り板の各水平脚部が簡単に変形するため、供回り防止板を損傷させることなく、変形した土塊削り板を新しい土塊削り板に簡単かつ早く安く交換することがきる。

請求項３の発明によれば、土塊削り板の水平脚部の中央部から上底部側の端部を一対の取付板間の上下の各溝部に締結部材を介して着脱自在に固定したことにより、一対の土塊削り板の各水平脚部より先が一層変形し易くなる。

請求項４の発明によれば、土塊削り板を弾性及び靱性に富み、降伏点が高いバネ鋼板で構成したことにより、高い復元能力を有するため、弾性変形の範囲内であれば、元の形状に完全に戻って使用することができる。

本発明の第１実施形態の２軸式の攪拌混合装置を示す側面図である。上記攪拌混合装置に用いる供回り防止板と土塊削り板の分解斜視図である。上記土塊削り板が障害物に当たって変形した状態を示す斜視図である。本発明の第２実施形態の単軸式の攪拌混合装置を示す側面図である。従来の攪拌混合装置を示す側面図である。上記従来の攪拌混合装置の要部を示す拡大側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の第１実施形態の２軸式の攪拌混合装置を示す側面図、図２は同装置に用いる供回り防止板と土塊削り板の分解斜視図、図３は土塊削り板が障害物に当たって変形した状態を示す斜視図である。

図１に示すように、深層混合処理用の攪拌混合装置１０は、図示しない地盤改良施工機に着脱自在に取り付けられる２軸式であり、地盤改良施工機の駆動モータ（駆動装置）１１によって回転する一対の回転軸１２，１２と、各回転軸１２の先端１２ａに取り付けられ、地盤８を掘削する掘削ヘッド１３と、各回転軸１２の先端から離れた位置に所定距離隔てて取り付けられ、掘削された土壌９と土壌９内に注入されたセメントスラリー等の固化材Ｓとを攪拌混合する３段の攪拌翼１４，１５，１６と、各回転軸１２に対して回転支持体１８を介して回転自在に取り付けられ、掘削された土壌９と各攪拌翼１４〜１６との供回りを防止する一対の供回り防止板１７，１７と、を備えている。

掘削ヘッド１３は、複数の掘削ビット１３ａを備えている。最下段の攪拌翼１４は、回転軸１２に９０°間隔でそれぞれ固定されている。また、最下段の攪拌翼１４には、複数の掘削ビット１４ａを取り付けてあり、掘削機能（掘削翼）と攪拌機能とを兼ね備えている。さらに、最下段の攪拌翼１４は、セメントスラリーＳやエア等を吐出する吐出口１４ｂを備えている。

また、中段の攪拌翼１５は、回転軸１２に９０°間隔でそれぞれ固定されている。さらに、最上段の攪拌翼１６は、回転軸１２に９０°間隔でそれぞれ固定されている。また、最上段の攪拌翼１６の両側には、引き抜き用のビット１６ａをそれぞれ取り付けてある。

各供回り防止板１７の両側には、各回転軸１２が回転自在に支持される円環状の回転支持体１８を取り付けてある。そして、各回転軸１２には、各供回り防止板１７を挟むように攪拌翼１４〜１６を３段固定してあり、各供回り防止板１７の上面１７ａ側と下面１７ｂ側には、回転軸１２及び攪拌翼１４〜１６に付着して供回りする掘削された土壌９からなる土塊を削る土塊削り板２０を左右上下各一対着脱自在に取り付けてある。

図１及び図２に示すように、各土塊削り板２０は、回転軸１２に対して内側に位置する一方の角部２１が回転軸１２と攪拌翼１４〜１６の交差する側まで延び、かつ、回転軸１２に対して外側に位置する一方の角部２２が攪拌翼１４〜１６から離れて供回り防止板１７の近くまで達してなる傾斜脚部２３と水平脚部２４とを有した台形板状に形成してある。この傾斜脚部２３により、台形板状の土塊削り板２０の互いに平行な上底部２５は下底部２６より短くなっている。

また、土塊削り板２０の回転軸１２に対して内側に位置する他方の角部２７には、供回り防止板１７の回転軸１２を回転自在に支持する回転支持体１８に近付けるための矩形の切欠き２８を形成してある。この切欠き２８により、土塊削り板２０の下底部２６を回転軸１２に可及的に近付けて土塊削り板２０の下底部２６と回転軸１２との隙間が小さくなるように設定されている。

さらに、土塊削り板２０は、板厚（肉厚）が例えば６ｍｍ〜１２ｍｍの安価な鉄板や、弾性及び靱性に富み、降伏点が高い板厚（肉厚）が例えば６ｍｍ〜１２ｍｍのバネ鋼板で高い復元能力を有する物等をガス切断等することで形成されており、図３に示すように、掘削された土壌９に含まれる図示しない礫（石ころ）やコンクリートガラ等の障害物が当たれば変形して曲がる壊れ易い構造になっている。尚、攪拌翼１４〜１６や供回り防止板１７は、礫等の障害物が当たっても変形し難い剛性を有している。

また、各供回り防止板１７の両側面１７ｃ，１７ｃには、一対の取付板３０，３０を所定距離隔てて溶接等により２組固定してある。これら供回り防止板１７の上面１７ａと下面１７ｂと一対の取付板３０，３０とで形成される上下の各溝部３２に土塊削り板２０の水平脚部２４を挟み込むと共に、ボルト（締結部材）３５及びナット（締結部材）３６を介して着脱自在に固定してある。尚、土塊削り板２０と取付板３０には、ボルト３５のシャンク部３５ｂが挿通する複数の円孔２９，３１をそれぞれ形成してある。

以上第１実施形態の攪拌混合装置１０によれば、供回り防止板１７の両側面１７ｃ，１７に固定された一対の取付板３０，３０間の溝部３２に着脱自在に取り付けられ、回転軸１２及び攪拌翼１４〜１６に付着して供回りする掘削された土壌からなる土塊を削る土塊削り板２０を、掘削された土壌９に含まれる礫（石ころ）等の障害物が当たることで変形する板厚（例えば６ｍｍ〜１２ｍｍ）に形成したことにより、掘削された土壌９中に障害物があった場合に、図３に示すように、障害物に回転する土塊削り板２０が当たることで土塊削り板２０は水平脚部２４より先が簡単に変形して曲がる。また、土塊削り板２０を弾性及び靱性に富み、降伏点が高いバネ鋼板で構成した場合には、高い復元能力を有するため、弾性変形の範囲内であれば、元の形状に完全に戻って使用することができる。これにより、供回り防止板１７や攪拌翼１４〜１６の剛の部分の変形や損傷を確実に防止することができる。

さらに、土塊削り板２０の水平脚部２４の一部（中央部から上底部２５側の端部）が一対の取付板３０，３０間の溝部３２にボルト３５とナット３６を介して着脱自在に固定されていて、土塊削り板２０の水平脚部２４より先がより一段と簡単に変形し易くなっているため、供回り防止板１７を損傷させることなく、また、塑性変形して元の形に回復しなくなった土塊削り板２０′を新しい土塊削り板２０に簡単かつ早く安く交換することがきる。これらにより、攪拌混合装置１０は、礫を含んだ礫地盤と粘性の強い粘性土のどちらの地盤にも簡単かつ確実に対応させることができる。

また、図１に示すように、掘削ヘッド１３の複数の掘削ビット１３ａ及び最下段の攪拌翼１４の複数の掘削ビット１４ａにより掘削された土壌９と、最下段の攪拌翼１４の吐出口１４ｂより吐出されて土壌９内に注入されたセメントスラリーＳとを各攪拌翼１４〜１６で攪拌混合する際に、粘性の高い地盤８や濃度の濃いスラリー材を使用した場合には、供回り現象が発生して、回転する回転軸１２及び各攪拌翼１４〜１６に土壌９が団子状に付着して土塊になり易いが、回転軸１２に付着して供回りする土塊を供回り防止板１７の上面１７ａ側と下面１７ｂ側に着脱自在に取り付けられた各土塊削り板２０の下底部２６で簡単かつ確実に削り取ることができ、また、攪拌翼１４〜１６に付着して供回りする土塊９を各土塊削り板２０の傾斜脚部２３で簡単かつ確実に削り取ることができる。

この際、各土塊削り板２０で削り取られた土塊は、各土塊削り板２０の傾斜脚部２３を介して外側に送られてセメントスラリーＳと攪拌混合されるため、掘削された土壌９とセメントスラリーＳの混合比率の精度を高めることができると共に、セメントスラリーＳと混合されない未固結土塊を可及的に減らすことができる。

また、各土塊削り板２０の回転軸１２に対して内側に位置する他方の角部２７に、供回り防止板１７の回転軸１２を回転自在に支持する回転支持体１８に近付けるための矩形の切欠き２８を形成し、この切欠き２８により各土塊削り板２０の下底部２６を回転軸１２に可及的に近付けることができるため、回転軸１２に付着して供回りする土塊を各土塊削り板２０の下底部２６でより確実に効率良く削り取ることができる。

さらに、図１及び図２に示すように、回転軸１２に各供回り防止板１７を挟んで３段の攪拌翼１４〜１６を固定し、各供回り防止板１７の両側面１７ｃ，１７ｃに、一対の取付板３０，３０を所定距離隔てて２組固定し、これら供回り防止板１７の上面１７ａと下面１７ｂと一対の取付板３０，３０とで形成される上下の各溝部３２に土塊削り板２０の水平脚部２４を挟み込むと共に、ボルト３５とナット３６を介して着脱自在に固定したことにより、８枚の土塊削り板２０のうちのいずれかが壊れた場合には、壊れた土塊削り板２０のみを簡単かつ短時間で交換することができ、その分、低コスト化を図ることができる。

図４は本発明の第２実施形態の単軸式の攪拌混合装置を示す側面図である。

図４に示すように、深層混合処理用の攪拌混合装置１０′は、図示しない地盤改良施工機に着脱自在に取り付けられる単軸式であり、地盤改良施工機の駆動モータ（駆動装置）１１によって回転する回転軸１２と、回転軸１２の先端１２ａに取り付けられ、地盤８を掘削する掘削ヘッド１３と、回転軸１２の先端から離れた位置に所定距離隔てて取り付けられ、掘削された土壌９と土壌９内に注入されたセメントスラリー等の固化材Ｓとを攪拌混合する３段の攪拌翼１４，１５，１６と、回転軸１２に対して回転支持体１８を介して回転自在に取り付けられ、掘削された土壌９と各攪拌翼１４〜１６との供回りを防止する供回り防止翼（供回り防止板）１７′と、を備えている。

供回り防止板翼１７′は、四角枠板状に形成してあり、その内部に中段の攪拌翼１５が回転自在に設けられている。尚、他の回転軸１２、掘削ヘッド１３、各攪拌翼１４〜１６、土塊削り板２０、取付板３０の各構成は、前記第１実施形態と同様であるため、同一構成部分に同一符号を付して詳細な説明は省略する。

以上第２実施形態の攪拌混合装置１０′によれば、前記第１実施形態と同様の作用・効果を有し、掘削された土壌９中の石ころや瓦礫等の障害物が土塊削り板２０に当たることで土塊削り板２０を簡単に変形させることができて、供回り防止翼１７′や攪拌翼１４〜１６の剛の部分の変形や損傷を確実に防止することができ、また、単軸の回転軸１２及び攪拌翼１４〜１６に付着して供回りする土塊を低コストで簡単かつ確実に取り除くことができる。

尚、前記各実施形態によれば、回転軸が単軸、２軸のものを用いたが、３軸以上の回転軸でもも良い。

８地盤
９掘削された土壌
１０，１０′ 深層混合処理用の攪拌混合装置
１１駆動モータ（駆動装置）
１２回転軸
１２ａ先端
１３掘削ヘッド
１４，１５，１６攪拌翼
１７供回り防止板
１７ａ上面
１７ｂ下面
１７′ 供回り防止翼（供回り防止板）
２０土塊削り板
２０′ 変形した土塊削り板
２１内側に位置する一方の角部
２２外側に位置する一方の角部
２３傾斜脚部
２４水平脚部
２５上底部
２６下底部
２７内側に位置する他方の角部
２８切欠き
３０，３０一対の取付板
３２溝部
３５ボルト（締結部材）
３６ナット（締結部材）
Ｓセメントスラリー（固化材）

Claims

駆動装置によって回転する回転軸と、前記回転軸の先端に取り付けられ、地盤を掘削する掘削ヘッドと、前記回転軸の先端から離れた位置に取り付けられ、前記掘削された土壌と該土壌内に注入された固化材とを攪拌混合する攪拌翼と、前記回転軸に対して回転自在に取り付けられ、前記掘削された土壌と前記攪拌翼との供回りを防止する供回り防止板と、を備えた深層混合処理用の攪拌混合装置において、
前記供回り防止板に、前記回転軸及び前記攪拌翼に付着して供回りする前記掘削された土壌からなる土塊を削る土塊削り板を着脱自在に取り付け、
前記土塊削り板を、前記掘削された土壌中の障害物に当たることで変形する板厚に形成し、
前記土塊削り板を、前記回転軸に対して内側に位置する一方の角部が前記回転軸と前記攪拌翼の交差する側まで延び、かつ、前記回転軸に対して外側に位置する一方の角部が前記攪拌翼から離れて前記供回り防止板の近くまで達してなる傾斜脚部と水平脚部及び前記回転軸に対して内側に位置する他方の角部に形成された切欠きを介して前記回転軸の近くまで達してなる下底部と該下底部に平行な上底部とを有した台形板状に形成する一方、
前記供回り防止板に一対の取付板を取り付け、これら供回り防止板と一対の取付板とで形成される溝部に前記土塊削り板の水平脚部の一部を挟み込むと共に、締結部材を介して着脱自在に固定して、前記土塊削り板の水平脚部より先が変形するようにしたことを特徴とする攪拌混合装置。
請求項１記載の攪拌混合装置であって、
前記土塊削り板の水平脚部を、前記供回り防止板と前記一対の取付板とで上下に形成される各溝部に前記締結部材を介して着脱自在に固定して、一対の前記土塊削り板を前記供回り防止板の上面側と下面側に取り付けたことを特徴とする攪拌混合装置。
請求項２記載の攪拌混合装置であって、
前記土塊削り板の水平脚部の中央部から前記上底部側の端部を前記一対の取付板間の上下の各溝部に前記締結部材を介して着脱自在に固定したことを特徴とする攪拌混合装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の攪拌混合装置であって、
前記土塊削り板は、弾性及び靭性に富み、降伏点が高いバネ鋼板からなることを特徴とする攪拌混合装置。