JPH0629217Y2 - 地盤改良用の攪拌装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、深層地盤の改良等に好適に使用される撹拌装
置に関するものである。

［従来の技術］ この種の撹拌装置として、回転軸に掘削羽根と混合羽根
とを装着したものが知られている。この撹拌装置を用い
て、例えば、深層地盤を改良する場合には、地盤固化材
をスラリー状にして前記回転軸内に注入し、この回転軸
の先端から固化材を連続的に吐出させながら前記掘削羽
根で地盤を削進するようにしている。そして、前記回転
軸の正逆回転や上下動作を繰返すことによって、前記混
合羽根で掘削土と固化材とを精度よく混合し、最終的に
その掘削部分に柱状の改良体を造成するようにしてい
る。

［考案が解決しょうとする課題］ ところが、単にこれだけのものでは、掘削対象となる地
盤の土質が、粘結性の高い粘土等である場合、掘削羽根
や混合羽根に粘土塊が密着して回転軸と共に回転するこ
とがある。その結果、粘土塊がスラリー中でほくされ
ず、塊のまま残って十分な撹拌混合を行なうことができ
ないという不具合を招く。

本考案は、このような不具合を解消し、混合効率を高め
ることを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、以上のような目的を達成するために、次のよ
うな手段を講じたものである。

すなわち、請求項１記載の地盤改良用の撹拌装置は、回
転軸に掘削羽根及び撹拌羽根を設けてなるものであっ
て、前記回転軸に軸心を直交させて軸着した遊星歯車
と、前記回転軸にそれぞれ空転可能に設けられ前記遊星
歯車に上、下から噛合する対をなすかさ歯車と、一方の
かさ歯車とともに回転可能な反力羽根と、他方のかさ歯
車とともに回転可能な前記反力羽根よりも巾狭な高速回
転羽根とを具備してなることを特徴とする。

そして、請求項２記載の地盤改良用の撹拌装置は、回転
軸に掘削羽根及び撹拌羽根を設けてなるものであって、
前記回転軸に空転可能に外装したケースと、このケース
に軸心を直交させて軸着した遊星歯車と、前記回転軸に
固着され前記遊星歯車に噛合する第１のかさ歯車と、前
記回転軸に空転可能に設けられ前記遊星歯車に噛合する
第２のかさ歯車と、この第２のかさ歯車とともに回転可
能な逆転羽根と、前記ケースに固着した反力羽根とを具
備してなることを特徴とする。

さらに、請求項３記載の考案は、隣接する反力羽根同士
を連結して請求項１又は２記載の地盤改良用の撹拌装置
を多連化したことを特徴としている。

［作用］ 以上のような構成によると、次のような作用を得ること
ができる。

まず、請求項１記載の地盤改良用の撹拌装置によると、
遊星歯車と、対をなすかさ歯車とによって差動機構が構
成される。そのため、幅広の反力羽根に地盤から大きな
抵抗力が作用すると、一方のかさ歯車と噛合する遊星歯
車と、この遊星歯車に噛合する他方のかさ歯車とを介し
て幅狭の高速回転羽根が回転軸よりも高速度で回転する
ことになり、地盤中の回転軸周りに、回転速度の異なっ
た複数種類の羽根が存在することになる。さらに、前記
反力羽根を掘削羽根および撹拌羽根より長くすることに
より、抵抗力を増すことができる。

また、請求項２記載の地盤改良用の撹拌装置によると、
遊星歯車と第１のかさ歯車および第２のかさ歯車とによ
って差動機構が構成される。そのため、第１のかさ歯車
および遊星歯車によって回転軸と同一方向に回転する反
力羽根若しくはケースに地盤から回転抵抗力が作用する
と、遊星歯車が自転するとともに、第２のかさ歯車が第
１のかさ歯車と逆方向に回転し、逆転羽根が回転軸およ
び反力羽根と逆方向に回転する。そして、その回転速度
は、前記反力羽根若しくはケースに作用する地盤からの
回転抵抗力に応じて増速されることになる。また、前記
反力羽根を掘削羽根および撹拌羽根より長くすることに
より、抵抗力を増すことができる。

さらに、請求項３記載の考案に於いて、請求項１記載の
地盤改良用の撹拌装置を多連化すると、全ての反力羽根
の回転が禁止される。このため、一方のかさ歯車と噛合
する遊星歯車および該遊星歯車と噛合する他方のかさ歯
車を介して、高速回転羽根が回転軸と同一方向に回転軸
の２倍の速度で高速回転することになる。また、請求項
２記載の地盤改良用の撹拌装置を多連化すると、全ての
反力羽根の回転が禁止されるとともに、遊星歯車が同一
箇所で第１のかさ歯車によって自転することになる。こ
のため、遊星歯車と噛合する第２のかさ歯車が第１のか
さ歯車と逆方向に回転するとともに、逆転羽根が回転軸
と逆方向に同一速度で回転することになる。しかして、
このようなものによると、同時に複数箇所の地盤が改良
できる。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。

第１図〜第４図に示す地盤改良用の撹拌装置は、回転軸
１１の先端側に固設した左右一対の掘削羽根１２と、回
転軸１１に固設した複数の撹拌羽根１３と、前記回転軸
１１に軸着した複数の遊星歯車１４と、前記回転軸１１
にそれぞれ空転可能に外嵌され前記遊星歯車１４に上、
下から噛合する対をなすかさ歯車１５、１６と、一方の
かさ歯車１５とともに回転可能な反力羽根１７と、他方
のかさ歯車１６とともに回転可能な高速回転羽根１８と
を具備してなる。

詳述すれば、回転軸１１は、上下に複数本連結してなる
中空のもので、中間部および最下端に位置する各回転軸
１１の上端部１１ｂは、外周を六角形に形成してある。
他方、中間部の回転軸１１の下端部１１ａは、それぞれ
内周を六角形に形成してある。そして、隣接する各回転
軸１１の下端部１１ａと上端部１１ｂとを嵌合させてい
るとともに、各回転軸１１の下端部１１ａの外側から上
端部１１ｂの対向する両面に設けた係止溝に添わせて係
止ピン１９を差し込み、隣接する回転軸１１同士を連結
している。

遊星歯車１４は、第２図および第３図に示すように、回
転軸１１の外周に軸心を直交させて固着した支軸２０に
自転可能に支持されている。そして、これら遊星歯車１
４の周囲に、ケース２１を設けている。ケース２１は、
三つ割り形のもので、前記各支軸２０の先端にナット２
２を用いて止着されている。

かさ歯車１５、１６は、前記ケース２１内に収容してあ
る。一方のかさ歯車１５のボス部１５ａには、上向スリ
ーブ２３が固着してある。上向スリーブ２３は、ケース
２１の上端開口部２１ａを貫通して外部に延出してお
り、その延出端外周に前記反力羽根１７が固着してあ
る。他方のかさ歯車１６のボス部１６ａには、下向スリ
ーブ２４が固着してある。下向スリーブ２４は、ケース
２１の下端開口部２１ｂを貫通して外部に延出してお
り、その延出端外周に前記高速回転羽根１８が固着して
ある。なお、２５は、前記両かさ歯車１５、１６及び反
力羽根１７、高速回転羽根１８の軸方向移動を禁止する
ためのストップカラーである。これらのストップカラー
２５は、回転軸１１の外周に固着してあり、反力羽根１
７の上縁に設けたスリーブ２６及び前記下向スリーブ２
４に摺接している。

反力羽根１７は、前記掘削羽根１２及び撹拌羽根１３と
略同一か、または長くしてある。この反力羽根１７の
上、下方向の幅寸法は、比較的大きな値に設定してあ
る。

高速回転羽根１８は、前記掘削羽根１２及び撹拌羽根１
３と略同一の外径を有している。そして、この高速回転
羽根１８の上、下方向の幅寸法は、前記反力羽根１７の
幅寸法よりも小さな値に設定してある。

このような構成のものであれば、遊星歯車１４と、対を
なすかさ歯車１５、１６とによって構成される差動機構
が、回転軸１１と、反力羽根１７及び高速回転羽根１８
との間に介在することになる。そのため、反力羽根１７
及び高速回転羽根１８が地盤中に挿入されない間は、こ
れらの羽根１７、１８がそれぞれ回転軸１１と同一の速
度で回転しているが、地盤中に挿入されると、これら両
羽根１７、１８に作用する負荷が異なったものになり、
相違した速度で回転することになる。すなわち、幅広の
反力羽根１７には、地盤から大きな回転抵抗力が作用す
るが、狭幅の高速回転羽根１８には、比較的小さな回転
抵抗力しか働かない。その結果、反力羽根１７は、回転
軸１１よりも低速度で回転するとともに、高速回転羽根
１８は、回転軸よりも高速度で回転することになる。土
からの抵抗が大きい場合には、前記反力羽根１７は略停
止することもあり、その際には、前記高速回転羽根１８
が回転軸１１の略２倍の速度で回転する。

したがって、このようなものであれば、回転軸１１周り
に、回転速度の異なった、複数種類の羽根が存在するこ
とになり、粘着し共回りしようとする粘土塊もせん断さ
れる。よって、粘結性の高い粘土層の地盤改良を行なう
場合にも、掘削土と固化剤とを均一に撹拌し混合するこ
とが可能となる。

また、第５図〜第８図に示す撹拌装置は、回転軸３１の
先端側に固設した左右一対の掘削羽根３２と、回転軸３
１に固設した複数の撹拌羽根３３と、前記回転軸３１に
外装したケース３４と、このケース３４の内周に軸着し
た遊星歯車３５に噛合する第１、第２のかさ歯車３６、
３７と、この第２のかさ歯車３７とともに回転可能な逆
転羽根３８と、前記ケース３４に固着した反力羽根３９
とを具備してなる。

詳述すれば、回転軸３１は、上下に複数個連結してなる
中空のもので、中間部に位置する各回転軸３１の下端部
３１ａは、内周を六角形に形成してある。他方、中間部
および最下端の各回転軸３１の上端部３１ｂは、それぞ
れ外周を六角形に形成してある。そして、隣接する各回
転軸３１の下端部３１ａと上端部３１ｂとを嵌合させて
いるとともに、各回転軸３１の下端部３１ａの外側から
上端部３１ｂの対向する両面に設けた係止溝に添わせて
係止ピン４０を差し込み、隣接する回転軸３１同士を連
結している。

ケース３４は、円筒体状のもので、前記回転軸３１に空
転可能に外装されており、その回転軸３１に固着したス
トップスリーブ４１によって上方への移動を禁止されて
いる。そして、このケース３４の外周に前記反力羽根３
９を突設してある。

遊星歯車３５は、ケース３４の内周に軸心を直交させて
固着した支軸４２に自転可能に支持されている。

第１のかさ歯車３６は、前記ケース３４内の上半部に収
容されており、ボルト４３及びスペーサ４４を介して回
転軸３１に固着されている。

第２のかさ歯車３７は、前記ケース３４内の下半部に収
容されており、そのボス部３７ａには、下向スリーブ４
５が固着してある。下向スリーブ４５は、前記ケース３
４の下端開口部３４ａを貫通して外部に延出しており、
その延出端に前記逆転羽根３８が突設してある。なお、
この下向スリーブ４５は、回転軸３１に固着したストッ
プスリーブ４６によって下方への移動を禁止されてい
る。そして、この下向スリーブ４５の外周には、前記ケ
ース３４の下方への落下を防止するためのストップスリ
ーブ４７が固着してある。

反力羽根３９は、前記掘削羽根３２及び撹拌羽根３３と
略同一、または長くしてある。そして、この反力羽根３
９の上、下方向の幅寸法は比較的大きな値に設定してあ
る。

前記逆転羽根３８は、前記掘削羽根３２及び撹拌羽根３
３と略同一の外径を有している。そして、この逆転羽根
３８の上、下方向の幅寸法は、前記反力羽根３９の幅寸
法よりも小さな値に設定してある。

このような構成のものであれば、遊星歯車３５と、第１
のかさ歯車３６、第２のかさ歯車３７とによって構成さ
れる差動機構が、回転軸３１と、逆転羽根３８および反
力羽根３９との間に介在することになる。そのため、逆
転羽根３８および反力羽根３９が地盤中に挿入されない
間は、これらの羽根３８、３９がそれぞれ回転軸３１と
同一の速度で回転しているが、地盤中に挿入されると、
これら両羽根３８、３９に作用する負荷が異なったもの
になる。すなわち、幅広の反力羽根３９には、地盤から
大きな回転抵抗力が作用するが、狭幅の逆転羽根３８に
は、比較的小さな回転抵抗力しか働かない。その結果、
反力羽根３９は、回転軸３１よりも低速度で回転する反
面、逆転羽根３８は、回転軸３１および反力羽根３９と
は逆方向に回転することになる。土からの抵抗が大きい
場合には、前記反力羽根３９は略停止することもあり、
その際には、前記逆転羽根３８が回転軸３１と略同一速
度で回転軸３１とは逆方向に回転する。

したがって、このようなものであれば、回転軸３１周り
に、回転速度の異なった反力羽根３９、および回転軸３
１と逆方向に回転する逆転羽根３８との複数種類の羽根
が存在することになり、粘着し共回りしようとする粘土
塊もせん断される。よって、粘結性の高い粘土層の地盤
改良を行なう場合にも、掘削土と固化剤とを均一に撹拌
し混合することが可能となる。

また、第９図に示す実施例では、回転軸１１に軸着した
複数の遊星歯車１４と、前記回転軸１１にそれぞれ空転
可能に外嵌され前記前記遊星歯車１４に上、下から噛合
する対をなすかさ歯車１５、１６と、一方のかさ歯車１
５とともに回転可能な反力羽根１７と、他方のかさ歯車
１６とともに回転可能な高速回転羽根１８とを具備して
なる撹拌装置を複数、近接配置するとともに、隣接する
前記反力羽根１７同士を連結して多連化してある。な
お、第１図〜第４図に相当する箇所は、同符号を引用す
るとともに、図面上に同符号を付して説明を省略する。

しかして、このような構成のものであると、全ての反力
羽根１７の回転が禁止されるため、回転軸１１に軸着さ
れた遊星歯車１４は、一方のかさ歯車１５上を回転軸１
１と同一方向に公転しつつ自転する。そのため、前記遊
星歯車１４と噛合する他方のかさ歯車１６を介して高速
回転羽根１８が回転軸１１と同一方向に回転軸１１の２
倍の速度で高速回転することになる。

したがって、このようなものであれば、回転軸１１周り
に該回転軸１１等よりも高速度で回転する羽根が存在す
ることになり、粘着して共回りしようとする粘土塊も剪
断される。よって、粘着性の高い粘土層の地盤改良を行
う場合にも、掘削土と固化剤とを均一に撹拌し混合する
ことが可能であり、しかも、かかる地盤改良を近接する
複数箇所にて同時に行うことができる。

以上、本考案の実施例について述べたが、本考案は、前
記実施例に限定されないのは勿論である。掘削羽根は、
スクリュウ形のものであってもよく、撹拌羽根等を含め
て、その形態も図面に示す場合に限定されるものではな
い。

［考案の効果］ 本考案は、以上のような構成であるので、次に記すよう
な効果を奏する。

先ず、請求項１記載の地盤改良用の撹拌装置によると、
地盤に挿入された回転軸周りに回転速度の異なる複数の
回転体が存在し、回転軸回りに共回りしようとする掘削
土の回転が有効に防止されるので、土質に拘らず、掘削
土と固化剤とを略均一に効率よく混合し撹拌することが
可能となる。

また、請求項２記載の地盤改良用の撹拌装置によると、
地盤に挿入された回転軸周りに、回転軸、掘削羽根およ
び撹拌羽根と逆方向に回転する回転体が存在するので、
回転軸回りに共回りしようとする掘削土の回転が有効に
防止される。よって、土質に拘らず、掘削土と固化剤と
を略均一に効率よく混合し撹拌することが可能となる。

さらに、請求項３記載の地盤改良用の撹拌装置による
と、地盤に挿入された回転軸周りに回転速度の異なる複
数の回転体が存在し、あるいは回転軸、掘削羽根および
撹拌羽根と逆方向に回転する回転体が存在し、回転軸回
りに共回りしようとする掘削土の回転が有効に防止され
る。このため、土質に拘らず、掘削土と固化剤とを略均
一に効率よく混合し撹拌することが可能になるととも
に、かかる地盤改良が近接する複数箇所で同時に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は正面図、第２図
は要部を拡大して示す一部断面図、第３図は第２図に於
けるVIII−VIII線の矢示方向の拡大断面図、第４図は第
２図に於けるIX−IX線の矢示方向の拡大断面図、第５図
は正面図、第６図は要部を拡大して示す一部断面図、第
７図は第６図に於けるXII−XII線の矢示断面図、第８図
は第６図に於けるXIII−XIII線の矢示断面図、第９図は
正面図である。 １１…回転軸、１２…掘削羽根 １３…撹拌羽根、１４…遊星歯車 １５、１６…かさ歯車、１７…反力羽根 １８…高速回転羽根、３１…回転軸 ３２…掘削羽根、３３…撹拌羽根 ３４…ケース、３５…遊星歯車 ３６…第１のかさ歯車、３７…第２のかさ歯車 ３８…逆転羽根、３９…反力羽根

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に掘削羽根及び撹拌羽根を設けてな
   る地盤改良用の撹拌装置であって、前記回転軸に軸心を
   直交させて軸着した遊星歯車と、前記回転軸にそれぞれ
   空転可能に設けられ前記遊星歯車に上、下から噛合する
   対をなすかさ歯車と、一方のかさ歯車とともに回転可能
   な反力羽根と、他方のかさ歯車とともに回転可能な前記
   反力羽根よりも巾狭な高速回転羽根とを具備してなるこ
   とを特徴とする地盤改良用の撹拌装置。
2. 【請求項２】回転軸に掘削羽根及び撹拌羽根を設けてな
   る地盤改良用の撹拌装置であって、前記回転軸に空転可
   能に外装したケースと、このケースに軸心を直交させて
   軸着した遊星歯車と、前記回転軸に固着され前記遊星歯
   車に噛合する第１のかさ歯車と、前記回転軸に空転可能
   に設けられ前記遊星歯車に噛合する第２のかさ歯車と、
   この第２のかさ歯車とともに回転可能な逆転羽根と、前
   記ケースに固着した反力羽根とを具備してなることを特
   徴とする地盤改良用の撹拌装置。
3. 【請求項３】隣接する反力羽根同士を連結して多連化し
   たことを特徴とする請求項１又は２記載の地盤改良用の
   撹拌装置。