JPH086822Y2 - 地盤改良用の撹拌装置 - 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攪拌
装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種攪拌装置として、例えば、オーガー用駆
動装置の回転出力軸に、掘削羽根と、攪拌羽根とを設け
た回転軸を装着しておき、その回転軸の先端からスラリ
ー状の固化材を連続的に吐出させながら、該回転軸の正
逆回転や昇降動作を繰り返すことによって、その掘削部
分に柱状の改良体を造成することができるようにしたも
のが知られている。

ところが、単にこれだけのものでは、粘結性の高い地
盤を掘削するような場合に、掘削羽根や攪拌羽根に粘土
塊が密着して回転軸と共に回転することがあり、十分な
攪拌混合を行うことができないという不具合を招き易
い。

そのため、本考案者らは、かかる装置に、面積の大き
な反力羽根と、掘削羽根とは異なった速度又は異なった
方向に回転する強制攪拌羽根（高速回転羽根又は逆転羽
根）とを付加することによって、土の共回りを防止する
ようにしたものを、既に提案している（実願昭63−7179
4号）。この装置では、前記回転軸の攪拌羽根植設域の
途中に、回転軸に軸心を一致させて該回転軸の外周囲に
配設した遊星歯車と、この遊星歯車に上下から噛合する
対をなすかさ歯車と、これらの歯車を包囲するケースと
を設けている。前記強制攪拌羽根を高速回転させる場合
には、前記遊星歯車を前記回転軸に軸着し、前記一方の
かさ歯車に反力羽根を接続するとともに、他方のかさ歯
車に強制攪拌羽根を接続している。すなわち、この設定
では、土からの反力により面積の大きな反力羽根の回転
が阻止されると、前記遊星歯車及びかさ歯車により営ま
れる差動作用により、前記強制攪拌羽根が回転軸の２倍
の速度で回転する。前記強制攪拌羽根を逆転させる場合
には、前記遊星歯車を前記ケースに軸着してこのケース
に反力羽根を植設し、前記一方のかさ歯車を前記回転軸
に接続するとともに、他方のかさ歯車に強制攪拌羽根を
接続している。

［考案が解決しようとする課題］ ところが、このような構成のものは、遊星歯車やかさ
歯車を収容したケースが地盤の掘進に伴って掘削孔内に
降下することになる。そのため、実施に際しては、ケー
ス内に泥や水分が侵入するのを確実に防止するための高
価なシール構造を採用する必要に迫られたり、シール部
分に砂などが噛み込んでシール性能が短期間のうちに低
下してしまうのを防止するための工夫が必要になる。

また、軟弱な土質の場合には、反力羽根に十分な反力
を与えることができないことがあり、該反力羽根が回転
してしまって、所期の性能を発揮させることができなく
なる虞もある。

本考案は、このような課題を解決することを目的とし
ている。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、上記目的を達成するために、次のような手
段を採用したものである。

すなわち、請求項１記載の地盤改良用の攪拌装置は、
回転軸の下端部に掘削羽根を設けるとともに、この回転
軸の外周に回転可能に外装した外管に攪拌羽根を設け、
前記回転軸をリーダーに沿って昇降可能なオーガー用駆
動装置の回転出力軸に接続してなる地盤改良用の攪拌装
置であって、前記回転軸に軸心を直交させて軸着した複
数個の遊星歯車と、これら遊星歯車に上、下から噛合す
る対をなすかさ歯車と、これらかさ歯車及び複数個の遊
星歯車を包囲するケースと、前記リーダーに昇降自在に
保持されたスライダと、このスライダと前記ケースとを
結合する結合部材とを具備してなり、前記かさ歯車の一
方をこのケースに接続するとともに、他方を前記外管の
上端に接続していることを特徴とする。

また、請求項２記載の地盤改良用の撹拌装置は、掘削
羽根を有した回転軸と、撹拌羽根を有した外管と、遊星
歯車と、対をなすかさ歯車と、ケースとを具備してなる
請求項１記載の地盤改良用の攪拌装置の装置本体を、リ
ーダーに対して複数組並設し、リーダーに最も近い装置
本体のケースを結合部材を介してリーダーに保持させた
スライダに結合するとともに、各装置本体のケース同士
を、相互連結部材によりそれぞれ連結していることを特
徴とする。この場合、各々の回転軸は、多軸変換装置を
介して共通のオーガー用駆動装置の回転出力軸に接続す
るのが望ましい。

［作用］ 以上のような構成によれば、遊星歯車及び対をなすか
さ歯車を収容したケースを掘削孔内に降下させることな
く、地盤改良を行うことができる。

また、請求項１記載の地盤改良用の攪拌装置によれ
ば、かさ歯車の一方の回転が常に禁止されるため、回転
軸が回転すると、かさ歯車の一方と噛合する遊星歯車が
回転軸と同一方向へ公転しつつ自転する。このため、前
記遊星歯車と噛合するかさ歯車の他方が回転軸と同一方
向へ高速回転し、外管に固設された攪拌羽根は、地盤中
で掘削羽根の２倍の速度で高速回転することになる。

請求項１記載の地盤改良用の攪拌装置の装置本体を複
数組並設すると、同時に複数箇所の地盤を改良すること
ができ、連続した壁状の固結体を得ることができる。

［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攪拌装置は、掘削
羽根１を有した回転軸２と、攪拌羽根３を有した外管４
と、前記回転軸２に軸着した複数個の遊星歯車５と、こ
れら遊星歯車５に噛合させた対をなすかさ歯車６、７
と、これらかさ歯車６、７及び遊星歯車５を包囲するケ
ース８とを具備してなる装置本体９を、スライダ10等を
介してリーダー11に保持させている。

回転軸２は、上下に複数本連結してなる中空のもので
ある。また、最上端に位置する回転軸２の上端は、前記
リーダー11に沿って昇降可能なオーガー用駆動装置12の
回転出力軸12aに着脱可能に接続してあり、最下端に位
置する回転軸２の下端部2aには、第３図に示すように、
前記掘削羽根１を装着してある。

外管４は、回転軸２の外周2bに回転可能に外装した筒
状のもので、その下端部に前記攪拌羽根３を固設してあ
る。また、外管４の上端4aにはフランジ4bを設けてあ
り、外菅４の下端の内周と回転軸２との間にはシール材
14を介設してある。

遊星歯車５は、第２図に示すように、回転軸２の外周
2bに軸心を直交させて固着した支軸5aに自転可能に支持
されている。

かさ歯車６、７は、遊星歯車５に上、下から噛合させ
てあり、上側に位置する一方のかさ歯車６のボス部6aに
上向スリーブ15を固着してある。この上向スリーブ15の
内周と回転軸２の外周2bとの間には、軸受メタル16を介
在させてある。下側に位置する他方のかさ歯車７のボス
部7aには、下向きスリーブ17を固着してある。この下向
きスリーブ17の内周と回転軸２の外周2bとの間には、軸
受メタル18を介設してある。

ケース８は、円筒状の周壁8aの両端開口部に上蓋8bと
下蓋8cを着脱可能に蓋着してなるもので、その上蓋8b及
び下蓋8cの中央貫通孔を前記回転軸２が貫通している。
そして、この上蓋8bの内面に前記上向スリーブ15の上端
を溶接等により固着してある。また、下蓋8cの中央貫通
孔から外部に延出させた前記下向スリーブ17の下端には
フランジ17aを設けてあり、そのフランジ17a前記外菅４
のフランジ4bに接続してある。なお、上蓋8bの中央貫通
孔と回転軸２の外周2bとの間、及び、下蓋8cの中央貫通
孔と下向スリーブ17の外周との間には、オイル洩れ等を
防止するためのシール材19、20をそれぞれ介設してあ
る。

スライダ10は、平行に配置した２本のリーダ11に昇降
自在に保持させてあるとともに、前記ケース８と結合部
材21を介して連結してある。結合部材21は、ケース８の
周壁8aに凸状に設けたブラケット21aと、スライダ10に
凹状に設けたブラケット21bとを具備している。ケース
８側のブラケット21aには、回転軸２と略直交する方向
へ間隔をあけて、複数の位置決め孔21cを穿設してあ
る。そして、このブラケット21aとスライダ10側のブラ
ケット21bとを凹凸嵌合させて、外側から前記位置決め
孔21cにピン21dを装着することにより、ケース８とスラ
イダ10とを接合してある。しかして、前記位置決め孔21
cを代えることにより、ケース８とスライダ10との間隔
が、オーガー用駆動装置12の大きさ等によって変更し得
るようになっている。

なお、22は、一方のかさ歯車６及びケース８の軸方向
移動を禁止するためのストップカラーであり、23は、他
方のかさ歯車７及び下向スリーブ17の軸方向移動を禁止
するためのストップカラーであって、それぞれが回転軸
２の外周2bに固設されている。

一方、第５図〜第７図に示す地盤改良用の攪拌装置
は、下端部2aに掘削羽根１を有した回転軸２と、下端部
に攪拌羽根３を有した外管４と、前記回転軸２の外周2b
囲に配設した複数個の遊星歯車５と、これら遊星歯車５
に噛合させた対をなすかさ歯車６、７と、これらかさ歯
車６、７及び遊星歯車５を包囲するケース８とを具備し
てなる装置本体９を、スライダ10等を介してリーダー11
に保持させている。なお、前述の地盤改良用の攪拌装置
に対応する部分には、図面に同符号を付すとともに、説
明を省略する。

一方のかさ歯車６を前記回転軸２に接続するととも
に、他方のかさ歯車７を前記外菅４の上端4aに接続し、
前記遊星歯車５を前記ケース８に軸着している。遊星歯
車５は、回転軸２に軸心を直交させて前記ケース８の周
壁8aに固着した支軸5aに装着してある。遊星歯車５の上
側に配置した一方のかさ歯車６のボス部6aは、回転軸２
の外周2aに固設したスペーサ24に固着してあり、遊星歯
車５の下側に位置する他方のかさ歯車７のボス部7aは、
下向きスリーブ17を介して前記外菅４の上端4aに接続し
てある。

遊星歯車５を回転軸２に軸着した攪拌装置によれば、
一方のかさ歯車６は常に回転が禁止されるため、回転軸
２が回転すると、遊星歯車５が回転軸２と同一方向へ公
転しつつ自転する。そのため、この遊星歯車５と噛合す
る他方のかさ歯車７が回転軸２と同一方向に該回転軸２
よりも高速度で回転するとともに、外菅４が他方のかさ
歯車７と同様に高速回転する。よって、外菅４に設けた
攪拌羽根３は、地盤中で常に掘削羽根１の２倍の速度で
高速回転することになり、地盤中に回転速度の異なった
複数の羽根が存在することになる。

また、遊星歯車５をケース８に軸着した攪拌装置によ
れば、遊星歯車５は常に公転が禁止されるため、回転軸
２が回転すると、この遊星歯車５が同一箇所で一方のか
さ歯車６によって自転することになる。そのため、この
遊星歯車５と噛合する他方のかさ歯車７が一方のかさ歯
車６と逆方向へ該かさ歯車６と同一速度で回転するとと
もに、外菅４が他方のかさ歯車７と同様に回転する。よ
って、外菅４に設けた攪拌羽根３は、地盤中で常に掘削
羽根１と逆方向へ掘削羽根１と同一速度で回転すること
になり、地盤中に回転方向の異なった複数の羽根が存在
することになる。

したがって、以上のような構成のそれぞれの攪拌装置
によれば、粘土塊を効果的に剪断することができるとと
もに、回転軸２や外菅４等へ粘土塊が付着して共回りす
るを有効に抑制できる。その結果、軟弱な土質の場合は
勿論、粘結性の高い粘土層の地盤改良を行う場合にも、
掘削土と硬化材とを十分に攪拌混合することができる。

しかも、これらの攪拌装置によれば、遊星歯車５やか
さ歯車６、７を収容したケース８が掘削孔内に降下する
ことがないので、泥や水分等がケース８内に浸入するの
を確実に防止するための高価なシール構造を採用する必
要がなく、シール部分に砂等が噛み込でシール性能が短
期間に低下してしまうのを防止するための格別な工夫を
施す必要もない。

なお、回転軸と外菅に各別にモータを取付けて、掘削
羽根と攪拌羽根とを各別に回転駆動する方策もあるが、
本装置によれば、このような装置よりも構造が簡略化で
きるとともに、汎用のオーガー用駆動装置12等を有効に
利用することができる。

第８図に示す攪拌装置は、前述の構成からなる装置本
体９を、リーダー11に対して複数組並設し、リーダー11
に最も近い装置本体９のケース８を結合部材21を介して
リーダー11に保持させたスライダ10に結合するととも
に、各装置本体９のケース８同士を、相互連結部材25に
よりそれぞれ分離可能に連結してなるものである。

このような構成によれば、同時に複数箇所の地盤を改
良することができ、連続した壁状の固結体を得ることが
できる。

以上、本考案の実施例について述べたが、本考案は上
記実施例に限定されないのは勿論であり、掘削羽根や攪
拌羽根等は種々変形可能である。

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

まず、請求項１記載の地盤改良用の攪拌装置によれ
ば、地盤に挿入された攪拌羽根を掘削羽根の２倍の速度
で前記掘削羽根と同一方向へ確実に回転させることがで
きるので、回転軸等と共回りしようとする掘削土の回転
を有効に抑制し、粘土塊を効果的に剪断することができ
る。したがって、軟弱な土質の場合は勿論、粘結性の高
い粘土層の地盤改良を行う場合にも、掘削土と硬化材と
を十分に攪拌混合することができる。

また、請求項２記載の地盤改良用の攪拌装置によれ
ば、以上のような効果に加え、同時に複数箇所の地盤を
改良することができ、連続した壁状の固結体を得ること
ができる。

そして、以上のそれぞれの攪拌装置によれば、遊星歯
車及び対をなすかさ歯車を収容したケースを掘削孔内に
降下させる必要がない。そのため、泥や水分等がケース
内に浸入するのを確実に防止するための高価なシール構
造を採用する必要がなく、シール部分に砂等が噛み込で
シール性能が短期間に低下してしまうのを防止するため
の格別な工夫を施す必要もないので、シールが比較的容
易にできる。しかも、掘削羽根と攪拌羽根とを共通のモ
ータで確実に回転駆動することができるとともに、汎用
のオーガー用駆動装置等を有効に利用することができる
ので、構造の簡略化が容易である。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は全体図、第２図
は要部を示す断面図、第３図は装置本体の下部を示す一
部断面図、第４図は平面図、第５図は第２図に対応する
要部を示す断面図、第６図は装置本体の下部を示す第３
図相当の一部断面図、第７図は第６図における一部省略
のＡ矢視図、第８図は装置本体を多連化した場合の概略
的な平面図である。 １…掘削羽根、２…回転軸 2a…下端部、2b…外周 ３…攪拌羽根、４…外管 4a…上端、５…遊星歯車 ６…一方のかさ歯車、７…他方のかさ歯車 ８…ケース、９…装置本体 10…スライダ、11…リーダー 12…オーガー用駆動装置 12a…回転出力軸、21…結合部材 25…相互連結部材

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸の下端部に掘削羽根を設けるととも
   に、この回転軸の外周に回転可能に外装した外管に撹拌
   羽根を設け、前記回転軸をリーダーに沿って昇降可能な
   オーガー用駆動装置の回転出力軸に接続してなる地盤改
   良用の撹拌装置であって、前記回転軸に軸心を直交させ
   て軸着した複数個の遊星歯車と、これら遊星歯車に上、
   下から噛合する対をなすかさ歯車と、これらかさ歯車及
   び複数個の遊星歯車を包囲するケースと、前記リーダー
   に昇降自在に保持されたスライダと、このスライダと前
   記ケースとを結合する結合部材とを具備してなり、前記
   かさ歯車の一方をこのケースに接続するとともに、他方
   を前記外管の上端に接続していることを特徴とする地盤
   改良用の撹拌装置。
2. 【請求項２】掘削羽根を有した回転軸と、撹拌羽根を有
   した外管と、遊星歯車と、対をなすかさ歯車と、ケース
   とを具備してなる装置本体を、リーダーに対して複数組
   並設し、リーダーにもっとも近い装置本体のケースを結
   合部材を介してリーダーに保持させたスライダに結合す
   るとともに、各装置本体のケース同士を、相互連結部材
   によりそれぞれ連結していることを特徴とする請求項１
   記載の地盤改良用の撹拌装置。