JPH07279160A - 攪拌混合処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数回転軸の回転を同期しない構造であって
も、従来のような未改良部分を構造的になくすることが
でき、施工効率的に優れた攪拌混合処理装置を提供す
る。 【構成】 駆動装置により回動される複数の回転軸１
と、各回転軸１の下端側に取り付けられた１段又は複数
段からなる攪拌翼とを有し、各回転軸１の攪拌翼２Ｃ同
士がその互いの回転軌跡ａの一部を重複する状態に配置
されている地盤土壌と改良材等とを混合攪拌する装置で
あって、前記攪拌翼の内、少なくとも最下段の隣接して
いる攪拌翼２Ｃは、回転軸１に固定された基翼１２と、
基翼１２の突出自由端側にその略中間を枢支して所定範
囲だけ回動自在な小翼１３とからなり、小翼１３が軸１
４を基点として一方側半体部分１３ａ及び他方側半体部
分１３ｂに区分されると共に、回転軸１の回転により地
盤土壌側から受ける反力によって回転して、その一方側
半体部分１３ａが基翼１２の突出自由端の延長部に位置
し、他方側半体部分１３ｂが回転軸１側に当たってその
回転を規制するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、軟弱地盤の改
良工法や地中連続壁等の構築等において、地盤中にモル
タル，セメントミルク，粉粒状の改良材等を吐出・注入
しながら攪拌混合するのに使用される攪拌混合処理装置
に関し、特に複数の回転軸を用いて各攪拌翼の回転軌跡
の一部を接円ないしは重複した状態で作動させる場合に
好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の攪拌混合処理装置は、図６およ
び図７に例示される如く、上側に設置される駆動装置に
より回動される２本の回転軸１と、各回転軸１の下端側
にあって上下複数段に一体回転可能に固定された攪拌翼
２と、各回転軸１の下端に設けられた掘削翼３とを有
し、各回転軸１の攪拌翼２同士がその互いの回転軌跡ａ
の一部を接円ないしは重複する状態に配置されるととも
に、改良材を送り込むための供給通路を回転軸１内に設
けた構造である。符号４は各回転軸１間に配置された共
回り防止板である。そして、前記改良材が攪拌翼２の付
け根部分等に設けられている吐出口まで供給通路を介し
て搬送され、さらに攪拌翼２の回転を伴いながら周囲の
土壌内に吐出されて土壌と混合攪拌されて、改良処理地
盤５を得るようになっている。

【０００３】このように、各回転軸１の攪拌翼２同士が
その互いの回転軌跡ａの一部を接円ないしは重複する状
態に配置される場合は、各回転軸１の回転を同期される
と左右の攪拌翼２が同じ高さでも衝突しないが、２軸を
同期させるためには駆動装置にギヤ機構や制御機構等を
設けなくてはならず、装置の大型・複雑化により工費増
になる。したがって、一般的には、各回転軸１に取り付
けられる攪拌翼２同士を同図の如く右側の回転軸１の攪
拌翼２に対し左側の攪拌翼２を相対的に上側に位置させ
るというように、上下に段差を付けることにより攪拌翼
２同士の衝突を防ぐようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
如く各回転軸１の攪拌翼２同士を上下に段差を付ける構
造では、図６の処理地盤の例において、対象となる改良
すべき地盤層６が支持地盤層７上にあり、改良処理地盤
５を支持地盤層８まで施工する場合、右側最下部の攪拌
翼２が支持地盤層７まで達しているにもかかわらず、左
側最下部の攪拌翼２が未だ支持地盤層８に達していない
ので、２軸をさらに下降しなければならずその分だけ施
工効率が悪くなる。しかも、支持地盤層７が岩盤等の硬
い場合には、回転軸１を下降できないこともあり、各回
転軸１の攪拌翼２同士の段差分に比例した大きさの未改
良部分８ができてしまうなどという問題がある。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は複数回転軸の回転を同期しない構
造であっても、従来のような未改良部分を構造的になく
することができ、施工効率的に優れた攪拌混合処理装置
を提供することにある。本発明の他の目的は以下の内容
説明とともに明らかにする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明の要
部である、駆動装置により回動される複数の回転軸と、
前記各回転軸に取り付けられた１段又は複数段からなる
攪拌翼とを有し、前記隣接する回転軸の攪拌翼同士がそ
の互いの回転軌跡の一部を接円ないしは重複する状態に
配置されている地盤土壌と改良材等とを混合攪拌する攪
拌混合処理装置において、前記各回転軸の攪拌翼の内、
少なくとも最下段の隣接している攪拌翼は、前記回転軸
に一体回転可能に固定された基翼と、前記基翼の突出自
由端側にその略中間を枢支して所定範囲だけ回動自在な
小翼とからなり、また、前記小翼が前記枢支部を基点と
して一方側半体部分および他方側半体部分に区分される
と共に、前記回転軸の回転により地盤土壌側から受ける
反力によって回転して、その一方側半体部分が基翼の突
出自由端の延長部に位置し、他方側半体部分が回転軸側
に当たってその回転を規制することにより、達成され
る。また、上記目的は、本発明の要部である、上記の基
本要素を備えた攪拌混合処理装置において、前記各回転
軸の攪拌翼の内、少なくとも最下段の隣接している攪拌
翼は、その突出先端側にあって前記回転軌跡同士の重複
する部分に対応して形成されると共に、互いに遊嵌状態
に重合可能な切欠部を有していることにより、達成され
る。

【０００７】

【作用】以上の装置構成によれば、本発明の攪拌翼を各
回転軸に同一高さに取り付けて、各回転軸を別々に回転
させる場合であっても、攪拌翼同士が衝突により破損す
るということがない。ここで、本発明は、攪拌翼が何段
で構成されるかにより、装置構成として次のような具体
的な態様がある。 各回転軸には１段の攪拌翼のみが取り付けられてお
り、その攪拌翼に本発明の要部である攪拌翼構成を適用
する場合である。この装置構成ではその攪拌翼が最下段
のものに相当することとなる。 各回転軸には複数段（例えば、３段、４段）の攪拌
翼が取り付けられている場合である。この場合、第１の
装置構成としてはそれら全ての攪拌翼に本発明の要部で
ある攪拌翼構成を適用することが可能である。また、第
２の装置構成としては複数段の攪拌翼の内、最下段の攪
拌翼にだけ本発明の要部である攪拌翼構成を適用するこ
とが可能である。さらに、第３の装置構成としては複数
段の攪拌翼の内、最下段の攪拌翼および最上段の攪拌翼
に本発明の要部である攪拌翼構成を適用することが可能
である。このときは中間にある攪拌翼には従来の如く隣
接する攪拌翼を位置をずらせて取り付けることとなる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図１から図４は本発明の第１実施例に
係る装置構成を示し、図５は本発明の第２実施例に係る
装置要部構成を示している。なお、各図において、従来
装置と同一部位ないしは部材には同じ符号を付してい
る。

【０００９】第１実施例の攪拌混合処理装置は、図２に
示す如く上側に設置される駆動装置により回動される２
本の回転軸１と、各回転軸１の下端側にあって上下３段
に取り付けられた攪拌翼２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、各回転軸
１の下端に一体回転可能に設けられた掘削翼３と、回転
軸１間に組み込まれた共廻り防止板４とを有し、各回転
軸１の攪拌翼２Ａ，２Ｂ，２Ｃ同士が図６，図７と同様
にその互いの回転軌跡ａの一部を接円ないしは重複する
状態に配置されるとともに、改良材を送り込むための供
給通路を回転軸１の内部に設けた構造である。なお、前
記供給通路は各回転軸１の内部に沿って供給管を配置し
てもよい。要は、回転掘進時等に土壌内へ注入されるモ
ルタルや、セメントミルク、粉粒状の改良材等を通すた
めの通路である。また、共廻り防止板４は、各回転軸１
の外周に嵌合している取付部４ａ同士を防止板１４ｂに
より連結した構成であり、攪拌翼Ａと攪拌翼Ｂとの間お
よび攪拌翼Ｂと攪拌翼Ｃとの間に設けられている。

【００１０】ここで、各回転軸１の攪拌翼２Ａ，２Ｂ
は、従来と同様に軸周面に固定されて外側へ向かって延
びる一対の翼部材からなり、左右の攪拌翼２Ａ，２Ａ同
士および攪拌翼２Ｂ，２Ｂ同士が衝突しないよう段差を
持たせて配置されている。これに対し、各回転軸１の攪
拌翼２Ｃ，２Ｃは、本発明の要部となるもので掘削翼３
の上側に位置して、同一高さ位置に取り付けられてい
る。そして、攪拌翼２Ｃの構造は、図３，図４に示す如
く回転軸１に一体回転可能に固定された２枚の基翼１２
と、基翼１２の間にあって両側に位置する突出自由端側
にその略中間をそれぞれ枢支した２枚の小翼１３とから
なる。

【００１１】前記基翼１２は左右対称形であり、中間部
にあって上下に開口した貫通孔１２ａを有し、回転軸１
を挿通した状態でスポット溶接等の固定手段により軸回
りに固着されている。この基翼１２の片側突出寸法Ｌ₁
は、攪拌翼２Ｃ，２Ｃが描く回転軌跡ａ（半径Ｒ）より
も小さいことは勿論のこと、回転軌跡ａ同士が接円ない
しは重複する部分に入り込まない長さに設定されてい
る。また、小翼１３は全体がブーメラン形状をなし、各
基翼１２の間にあって軸１４により所定範囲だけ回動自
在な状態で枢支されている。そして、小翼１３は軸１４
を基点として一方側半体部１３ａと他方側半体部１３ｂ
とに区分され、回転軸１の回転により地盤土壌側から受
ける反力によって回転して、一方側半体部分１３ａが基
翼１２の突出自由端の延長部に位置し、他方側半体部分
１３ｂが回転軸１の外周に当たってその回転を規制でき
るようになっている。したがって、その回動範囲は図４
に示すθの範囲である。

【００１２】なお、この小翼１３はブーメラン形状でな
くとも可能であり、また、他方側半体部１３ｂを一方側
半体部分１３ａよりも短くして基翼１２側または回転軸
１の外周にストッパー片を突出し、そのストッパー片に
当たることにより小翼１３の回転を規制することも可能
である。

【００１３】次に、以上の攪拌混合処理装置を図６，図
７と同様な施工例に適用する場合を概説する。先ず、図
２の攪拌混合処理装置をクレーン等で移動して位置を決
めた後、各回転軸１を回転しながら貫入操作する。この
場合、上端部に連結された駆動装置により左側の回転軸
１が図１の矢印ｂ方向、右側の回転軸１が矢印ｃ方向へ
回転されて、下端部に設けられた掘削翼３で掘削しつつ
所定の深さまで貫入される。そして、一般的には貫入過
程で攪拌混合操作に移るが、この場合には各回転軸１の
内部に配置された供給通路が各攪拌翼２Ａ，２Ｂ，２Ｃ
の基部に設けられた吐出口（図示省略）に接続してお
り、改良材が吐出口から攪拌翼２Ａ，２Ｂ，２Ｃにより
攪拌されている原位置土中に吐出される。吐出された改
良材は、攪拌翼２Ａ，２Ｂ，２Ｃの回転に伴って回転軌
跡に散布されて原位置土と攪拌混合され、図７の断面形
状の改良処理地盤５を造成する。なお、攪拌混合操作
は、回転軸１を設計深さまで貫入した後、引き抜く過程
で行ってもよく、また貫入および引き抜き過程で行なっ
ていよい。

【００１４】図１はこのような攪拌混合過程において、
各回転軸１の攪拌翼２Ｃの作動を示している。各攪拌翼
２Ｃの作動は、便宜上、左側の回転軸１のみが回転し、
右側の回転軸が回転を停止していると仮定する。左側攪
拌翼２Ｃを構成している小翼１３がその回転軸１の回転
により基翼１２とともに矢印ｂ方向へ回転しつつ、地盤
側から受ける反力（矢印ｄ方向の力）によって回転し、
同図の実線で示す状態を保つ、つまり回転軌跡ａを形成
可能な状態となる。そして、上側の小翼１３がＳ₁位置
からＳ₂位置に回転移動すると、右側の小翼１３の一方
側半体部１３ａに当たる。すると、右側の小翼１３は実
線で示すＳ₃の位置からその衝突による力で押されて、
一点斜線で示すＳ₄位置に回転し、左側小翼１３の回動
軌跡ａ外へ移動するのである。このような左側小翼１３
の回転移動により、左右の攪拌翼２Ｃ同士は同一高さで
その互いの回転軌跡ａの一部を接円ないしは重複する状
態に配置されても衝突により破損することがなくなり、
攪拌混合作用を正常に維持できる。なお、左側の回転軸
１も矢印ｃ方向へ回転しているときは、右側の小翼１３
は実線で示すＳ₃位置からその衝突による力で押され、
かつＳ₃位置で地盤側から受ける反力に抗して、一点斜
線で示すＳ₄位置に回転移動することになる。

【００１５】したがって、例えば、図６の処理地盤にお
いて、改良すべき地盤層６が岩盤等の硬い支持地盤層７
上にあり、改良処理地盤５を支持地盤層８まで施工する
設計であっても、各回転軸１の最下部にある攪拌翼２Ｃ
が同じ高さ位置に設けられているので、支持地盤層７に
同時に達することとなり、従来のような未改良部分８が
構造的にできなくなるのである。

【００１６】図５は本発明の第２実施例の要部を示して
いる。なお、この第２実施例は、第１実施例における各
回転軸１の攪拌翼２Ｃ，２Ｃを攪拌翼２Ｄ，２Ｅに代え
たものであり、第１実施例で説明した攪拌翼２Ｃ以外の
装置構成は全く同じくしているのでその図示および説明
を省略する。第２実施例の攪拌翼２Ｄ，２Ｅは、攪拌翼
２Ａ，２Ｂと同様に各回転軸１の軸周面に固定されてそ
れぞれ外側へ向かって延びる一対の翼部材１５，１６か
らなり、また各回転軸１における掘削翼３の上側にあっ
て同一高さ位置に取り付けられている。攪拌翼２Ｄを構
成している翼部材１５はその突出先端側の上部分を欠い
た切欠部１５ａを有しているのに対し、攪拌翼２Ｅの翼
部材１６はその突出先端側の下部分を欠いた切欠部１６
ａを有している。切欠部１５ａおよび切欠部１６ａは、
各攪拌翼２Ｄ，２Ｅが描く回転軌跡ａ同士の接円ないし
は重複する部分に対応して形成されており、また互いに
遊嵌状態に重なり合うようになっている。この重合部、
つまり切欠部１５ａ，切欠部１６ａの長さ寸法Ｌ₃は、
前記回転軌跡ａ同士の重複する部分の軌跡を形成可能な
長さに設定されている。

【００１７】したがって、このような攪拌翼２Ｄ，２Ｅ
の構成であっても、図６の如く左側攪拌翼２Ｅにおける
切欠部１６ａと、右側攪拌翼２Ｄにおける切欠部１５ａ
とが遊嵌状態に重なるので、左右の攪拌翼２Ｄ，２Ｅ同
士が同一高さでその互いの回転軌跡ａの一部を接円ない
しは重複する状態に配置されても衝突しない。第２実施
例では、第１実施例と同様な作動を達成できることに加
え、より簡易に実施できるという利点がある。特に、回
転軌跡ａ同士の重複する部分が小さいときには翼部材１
５，１６に形成される切欠部１５ａ，１６ａもそれに比
例して小さいので強度が犠牲になることもなく、好適な
ものとなる。

【００１８】なお、本発明は以上の実施例に限られるも
のではなく、要部以外は施工条件などに応じて適宜に変
更することができる。例えば、各回転軸１における攪拌
翼２Ａ，２Ｂにも第１実施例の攪拌翼２Ｃや第２実施例
の攪拌翼２Ｄ，２Ｅを適用することも可能である。

【００１９】この場合、特に、図２の装置構成におい
て、第１実施例の攪拌翼２Ｃや第２実施例の攪拌翼２
Ｄ，２Ｅを最下段とともに、最上段にも適用すると以上
の効果に加えて、次のような作用効果も得られる。すな
わち、その装置構成では、改良材が回転軸１内を通り最
下段と最上段の攪拌翼（２Ｃ、あるいは２Ｄ，２Ｅ）の
基部に設けられた各吐出口から選択的に吐出される。こ
こで、図２や図６の装置の如く各回転軸１における最上
段の攪拌翼２同士に段差がある場合で、引き抜く過程で
も改良材を吐き出す施工においては、左側最上段の攪拌
翼が地上へ出たとき、右側最上段の攪拌翼は未だ地中に
位置するというような場合がある。その場合、前述の改
良材の吐き出しは一般的に両最上段の攪拌翼が共に地上
に出るまで行なわれることとなり、左側が既に地上に出
ており、本来は吐き出し不要である分だけ改良材が無駄
になる。この無駄をなくするためには左側最上段の攪拌
翼が地上に出たとき、その攪拌翼の基部における改良材
の吐き出しを個別的に止める（そして、次に右側攪拌翼
が地上に出た時点でその対応する吐き出しを止める）こ
とが考えられる。しかし、改良材の吐き出しを各駆動軸
および各攪拌翼の位置に応じて制御するとなると、制御
機構が複雑となる。このような場合、各駆動軸１の最上
段における攪拌翼が図２の如く同一高さ位置に設けられ
る攪拌翼２Ｃ、あるいは図５の如く同一高さ位置に設け
られる攪拌翼２Ｄ，２Ｅであれば、地上に同時に出るの
で改良材の無駄がなく、また複雑な制御機構を必要とせ
ず簡単な操作で行なうことができるのである。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係る地盤
の攪拌混合処理装置によれば、特に最下部の攪拌翼を各
回転軸に同一高さに取り付けて、各回転軸を別々に回転
させる場合であっても、攪拌翼同士が衝突により破損す
るということがない。これによって、従来のような未改
良部分を構造的になくすることができ、施工効率も向上
できる。また、装置構造的には、攪拌翼だけを改良する
だけなので簡易であり、経費的にも安く実施できるとと
もに、実施工に用いられている既存の装置などへの適用
も容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る装置要部の作動を示
す模式図である。

【図２】前記第１実施例に係る装置構成を示す概略外観
図である。

【図３】前記第１実施例に係る装置の攪拌翼構造を示す
要部側面図である。

【図４】図３の攪拌翼の作動を示す模式図である。

【図５】本発明の第２実施例に係る装置要部を示す模式
図である。

【図６】従来の攪拌混合処理装置を用いたときの問題点
を説明する模式図である。

【図７】図７の攪拌混合処理装置により施される改良処
理地盤形状を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２Ｃ 攪拌翼 ２Ｄ，２Ｅ 攪拌翼 １２ 基翼 １３ 小翼 １３ａ 一方側半体部 １３ｂ 他方側半体部 １５，１６ 翼部材 １５ａ，１６ａ 切欠部 ａ 攪拌翼同士の回転軌跡

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動装置により回動される複数の回転軸
   と、前記各回転軸に取り付けられた１段又は複数段から
   なる攪拌翼とを有し、前記隣接する回転軸の攪拌翼同士
   がその互いの回転軌跡の一部を接円ないしは重複する状
   態に配置されている地盤土壌と改良材等とを混合攪拌す
   る攪拌混合処理装置において、 前記各回転軸の攪拌翼の内、少なくとも最下段の隣接し
   ている攪拌翼は、前記回転軸に一体回転可能に固定され
   た基翼と、前記基翼の突出自由端側にその略中間を枢支
   して所定範囲だけ回動自在な小翼とからなり、また、前
   記小翼が前記枢支部を基点として一方側半体部分および
   他方側半体部分に区分されると共に、前記回転軸の回転
   により地盤土壌側から受ける反力によって回転して、そ
   の一方側半体部分が基翼の突出自由端の延長部に位置
   し、他方側半体部分が回転軸側に当たってその回転を規
   制することを特徴とする攪拌混合処理装置。
2. 【請求項２】 前記小翼がブーメラン形状に形成されて
   いる請求項１に記載の攪拌混合処理装置。
3. 【請求項３】 駆動装置により回動される複数の回転軸
   と、前記各回転軸のに取り付けられた１段又は複数段か
   らなる攪拌翼とを有し、前記隣接する回転軸の攪拌翼同
   士がその互いの回転軌跡の一部を接円ないしは重複する
   状態に配置されている地盤土壌と改良材等とを混合攪拌
   する攪拌混合処理装置において、 前記各回転軸の攪拌翼の内、少なくとも最下段の隣接し
   ている攪拌翼は、その突出先端側にあって前記回転軌跡
   同士の重複する部分に対応して形成されると共に、互い
   に遊嵌状態に重合可能な切欠部を有していることを特徴
   とする攪拌混合処理装置。