土壌処理装置
【課題】目的とする土壌処理を容易、確実に行うことができ、また、動作信頼性が保たれ、点検作業が容易である土壌処理装置を提供する。
【解決手段】回転半径方向に拡縮可能の土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａを有するとともに土壌処理用添加物の吐出口１１１ａ〜１１１ｃを有する回転ヘッド１ａを備えた土壌処理装置Ａであり、回転ヘッド支持駆動装置２を備えており、回転ヘッド１ａは、掘削刃ヘッド１１を支持する内側軸１３と、土壌攪拌翼１２ａを支持して内側軸１３に昇降可能に外嵌された外側軸１４と、外側軸１４の昇降に連動させて掘削刃ヘッド１１を縮小拡大させる第１連動機構（スライダ１５、対リンク１１４等）と、外側軸１４の昇降に連動させて土壌攪拌翼１２ａを縮小拡大させる第２連動機構（リンク駆動フレーム５、第２ストッパ装置７等）とを備えており、回転ヘッド支持駆動装置２は、土壌掘削刃ヘッド支持駆動部２１と、外側軸支持昇降駆動部３と、外側軸回転駆動部２２とを含んでいる。
【解決手段】回転半径方向に拡縮可能の土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａを有するとともに土壌処理用添加物の吐出口１１１ａ〜１１１ｃを有する回転ヘッド１ａを備えた土壌処理装置Ａであり、回転ヘッド支持駆動装置２を備えており、回転ヘッド１ａは、掘削刃ヘッド１１を支持する内側軸１３と、土壌攪拌翼１２ａを支持して内側軸１３に昇降可能に外嵌された外側軸１４と、外側軸１４の昇降に連動させて掘削刃ヘッド１１を縮小拡大させる第１連動機構（スライダ１５、対リンク１１４等）と、外側軸１４の昇降に連動させて土壌攪拌翼１２ａを縮小拡大させる第２連動機構（リンク駆動フレーム５、第２ストッパ装置７等）とを備えており、回転ヘッド支持駆動装置２は、土壌掘削刃ヘッド支持駆動部２１と、外側軸支持昇降駆動部３と、外側軸回転駆動部２２とを含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は重金属等で汚染されている汚染土壌を無害化処理したり、軟弱地盤を構造物構築に適する地盤に改良する等の土壌処理に用いる土壌処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場跡地やゴミ処理場近辺の土地の土壌は重金属等で汚染されている場合がある。このように汚染された土地を住宅地、学校等の各種施設などに転用する場合、汚染土壌に含まれる汚染物質による人体への悪影響に十分注意を払わなければならない。
【０００３】
こうした汚染土壌を有する土地を利用する場合、次のような方法で土壌を無害化する土壌処理が行われてきた。すなわち、汚染土壌を含む土地を１又は２以上に区画化し、各区画においてそれを囲む土留め壁（乃至遮水壁）を土中に構築し、該土留め壁（乃至遮水壁）で囲まれた土壌を掘削して地上へ取り出し、予め準備された地上のコンクリート枠壁等で囲まれた土壌処理用の場所へ運搬移入し、そこで該土壌に土壌処理用の添加物を添加し、撹拌して無害化処理したのち、このように処理された土壌を再びもとの位置へ埋め戻していた。
【０００４】
また、かかる汚染土壌の浄化処理ではないが、軟弱地盤等の改良にあたっては、地上から改良処理対象土壌層へ向けて回転掘削ヘッドにて掘削、進行し、処理対象土壌層において該回転掘削ヘッドを介して土壌処理用添加物の添加を行い、該ヘッドを用いて該添加物と土壌との混合攪拌等の処理を行い、その後に回転掘削ヘッドを地上へ戻すことも行われいた。
【０００５】
しかし、かかる汚染土壌処理によると、
（１）汚染された土壌を土留め壁（乃至遮水壁）を構築して掘り起こし、地上へ搬出しなければならず、地上には汚染土壌処理用の場所を設けなければならず、これらの作業は大がかりとなり、さらに地上への汚染土壌の搬出、土壌処理場所への汚染土壌の搬入、処理後の土壌の埋め戻し等に種々の土壌運搬、搬送用機器も必要となり、全体として、工数が増え、工期が長くなり、ひいては工費が高くつく。
（２）処理すべき汚染土壌は地表やそれに近い位置よりも深い位置にあることが多いが、処理する必要のない表層土壌までも掘り起こし、再び埋め戻さなければならない。従ってそれだけ作業や使用添加物等の無駄が多くなり、ひいては工費が無駄に、余分にかかってしまう。
（３）処理する必要のない安定地盤状態にある表層土壌までも掘り起こし、埋め戻すことになるので、埋め戻し後の土地表層での十分な地盤強度が得られなくなる。この問題を解消しようとすると、所定の地盤強度を得るために添加物としてセメント系固化材等を多く添加することが必要となり、それだけコスト高となる。
【０００６】
また、軟弱地盤の改良処理等の場合においても、処理対象土壌は地表やそれに近い位置よりも深い位置にあることが多いが、その場合、回転掘削ヘッドが本来処理する必要のない安定地盤状態にある表層土壌或いは該表層土壌及びその近傍の土壌を通って処理対象土壌層まで掘削、進行し、処理後再び該表層土壌或いは該表層土壌及びその近傍の土壌を通って地上へ戻され、これにより、処理対象土壌層における回転掘削ヘッドによる土壌処理半径と同半径でもって表層土壌層等まで広範囲に掘削されることになり、その結果土地表層での十分な地盤強度が得られなくなる。この問題を解消しようとすると、所定の地盤強度を得るために添加物としてセメント系固化材等を多く添加することが必要となり、それだけコスト高となる。
【０００７】
そこで、特許第３６４５１８５号公報や特許第４５６０４５９号公報には、土壌掘削刃ヘッド及びその上方に配置された土壌攪拌翼を有するとともに、土壌処理用添加物を土壌中へ注入するための添加物吐出口を有し、該土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼がいずれも回転半径方向に拡縮可能である回転ヘッドを備えた土壌処理装置を用いる土壌処理が提案されている。
【０００８】
特許第３６４５１８５号公報や特許第４５６０４５９号公報で提案されている土壌処理では、前記回転ヘッドの掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼をともに縮小状態として地上から処理対象土壌層へ向けて、土壌を掘進し、該回転ヘッドが処理対象土壌層に到達すると、該掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼をともに拡大状態として処理対象土壌層の土壌を処理し（土壌掘削及び攪拌並びに土壌処理用添加物の土壌中への注入及び土壌との混合）、土壌処理後は、再び掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼をともに縮小状態として地上へ向けて退出させるようにしている。
【０００９】
この土壌処理によると、土壌処理作業において土壌を地上へ搬出する必要がなく、土壌を殆ど地中にとどめておくことができるとともに処理対象土壌をそれがある原位置で処理することができ、例えば旧来の、土壌を地上へ搬出し、処理後に埋め戻す汚染土壌処理と比べると、少ない工数、短い工期で、簡単安価に汚染土壌を処理できる。また、旧来の汚染土壌処理と比べると、作業の無駄、土壌処理用添加物の無駄等の無駄無く、それだけ安価に汚染土壌を処理できる。
【００１０】
また、回転ヘッドは回転半径方向に拡縮可能であり、処理対象土壌層へ向けて掘進するとき、及び処理された土壌層から地上へ退出するときには、縮小状態に設定でき、従って、処理する必要のない地表、或いは地表及びその近傍の土壌について徒に掘削、攪拌することがない一方、処理対象土壌層においては回転ヘッドを拡大状態に設定でき、それにより広い範囲にわたり効率よく土壌を処理でき、これらにより、表層土壌或いは表層土壌及びその近傍の土壌についてはその地盤強度をできるだけ確保しつつより深層の土壌を処理できる。
【００１１】
しかし、特許第３６４５１８５号公報記載の土壌処理装置では、回転ヘッドにおける掘削刃ヘッドの拡縮は、掘削刃ヘッド開閉装置を用いて行い、土壌攪拌翼の拡縮については、処理対象土壌層において、土壌攪拌翼を掘削刃ヘッドの土壌掘削方向回転とは反対方向に回転駆動することで、土壌抵抗にて開姿勢をとらせて拡大し、処理対象土壌層へ至るまで、及び土壌処理後回転ヘッドを退出させるときには、土壌攪拌翼を掘削刃ヘッドの土壌掘削方向回転と同方向に回転させて土壌抵抗により閉姿勢をとらせて縮小させるようにしている。
【００１２】
従って、土壌攪拌翼は、その回転に伴って発生する土壌抵抗により開閉（拡縮）させるものであるため、例えば処理対象土壌層の土壌の性状によっては、土壌攪拌翼を開いたり（拡大させたり）、閉じたり（縮小させたり）するに十分な土壌抵抗を土壌攪拌翼に与えることができず、その結果、土壌攪拌翼が半径方向に拡大しなかったり、拡大しても不十分であったりして、土壌攪拌及び土壌処理用添加物と土壌との混合が不可能或いは不十分となったり、或いは処理対象土壌層から回転ヘッドを退出させるにあたり、土壌攪拌翼を土壌抵抗により閉じさせる方向に回転させても、閉じなかったり、閉じても不十分であったりして、掘削刃ヘッドにより掘削されていなかった土壌に土壌攪拌翼が衝突して損傷する恐れもある。
【００１３】
これに対し特許第４５６０４５９号公報記載の土壌処理装置は、土壌掘削刃ヘッドの拡縮状態だけでなく、土壌攪拌翼の拡縮状態も土壌抵抗に頼ることなく制御、管理することができ、それだけ目的とする土壌処理を行い易く、また、土壌攪拌翼の拡縮状態も制御、管理することができるので、土壌攪拌翼の損傷の恐れを低減して安全に土壌処理を行える利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第３６４５１８５号公報
【特許文献２】特許第４５６０４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許第４５６０４５９号公報記載の土壌処理装置は、内側軸とこれに対して昇降可能に外嵌された外側軸のうち内側軸の下端部に土壌掘削刃ヘッドが、外側軸の外側部位に土壌攪拌翼が設けられ、土壌攪拌翼の拡縮機構が外側軸の外部から内部にわたって構成されているため、外側軸の内側まで土砂が侵入し易く、そのため動作不良を起こすおそれがあり、また、拡縮機構を構成する部品が互いに反対方向の回転を行う外側軸と内側軸の間に摺動可能に嵌められているとともに土壌攪拌翼開閉のために常時バネ付勢されているので、磨耗し易い。
【００１６】
本発明は、土壌掘削刃ヘッド及びその上方に配置された土壌攪拌翼を有するとともに、土壌処理用添加物を土壌中へ注入するための添加物吐出口を有し、該土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼がいずれも回転半径方向に拡縮可能である回転ヘッドを備えた土壌処理装置であって、土壌掘削刃ヘッドだけでなく土壌攪拌翼の拡縮状態も制御、管理することができ、それだけ目的とする土壌処理を容易、確実に行うことができ、また、従来の同種の土壌処理装置と比べると、より長期にわたり動作信頼性が保たれ、点検作業が容易である土壌処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は前記課題を解決するため、次の土壌処理装置を提供する。すなわち、
土壌掘削刃ヘッド及びその上方に配置された土壌攪拌翼を有するとともに土壌処理用添加物を土壌中へ注入するための添加物吐出口を有し、該土壌掘削刃ヘッド及び該土壌攪拌翼がいずれも回転半径方向に拡縮可能である回転ヘッドを備えた土壌処理装置であり、
前記回転ヘッドを支持し、前記土壌掘削刃ヘッドの回転駆動及び拡縮駆動並びに前記土壌攪拌翼の回転駆動及び拡縮駆動を行う回転ヘッド支持駆動装置を備えており、
前記回転ヘッドは、
下端部に前記土壌掘削刃ヘッドを支持する内側軸と、
外周部位に前記土壌攪拌翼を支持し、前記内側軸に昇降可能に外嵌された外側軸と、
前記土壌掘削刃ヘッドを、前記外側軸の前記内側軸に対する上昇動作に連動させて縮小させて縮小姿勢におくことができ、下降動作に連動させて拡大させて拡大姿勢におくことができる第１連動機構と、
前記外側軸の前記内側軸に対する昇降動作に連動させて前記土壌攪拌翼を縮小拡大させる第２連動機構であって、該外側軸が該内側軸に対し上昇することで前記第１連動機構により前記土壌掘削刃ヘッドが縮小姿勢をとるとき、該土壌掘削刃ヘッドが縮小姿勢をとるに先立って前記土壌攪拌翼を縮小姿勢におくことができ、該外側軸が該内側軸に対し下降することで前記第１連動機構により該土壌掘削刃ヘッドが拡大姿勢をとるとき、該土壌掘削刃ヘッドが拡大姿勢をとり始めるに遅れて前記土壌攪拌翼を拡大姿勢におき始める第２連動機構とを含んでおり、
前記回転ヘッド支持駆動装置は、前記内側軸を支持することで前記土壌掘削刃ヘッドを支持するとともに該内側軸を介して該土壌掘削刃ヘッドを回転駆動する掘削刃ヘッド支持駆動部と、前記外側軸を支持して前記内側軸に対し昇降させることで、前記第１連動機構にて前記土壌掘削刃ヘッドを、前記第２連動機構にて前記土壌攪拌翼を、それぞれ縮小拡大させる外側軸支持昇降駆動部と、前記外側軸を回転駆動することで前記土壌攪拌翼を回転駆動する外側軸回転駆動部とを含んでおり、
前記土壌掘削刃ヘッドは、少なくとも一部が前記内側軸の方へ閉じる閉じ姿勢と該内側軸から開く開き姿勢をとることができる可動部とされており、該可動部の開閉により土壌掘削刃ヘッド全体が回転ヘッド半径方向に拡縮可能であり、
前記第１連動機構は、
前記内側軸とともに回転可能且つ該内側軸に対し昇降可能に該内側軸に設けられ、前記外側軸の下端部に、該下端部に対し昇降不能且つ回転可能に支持されたスライダと、前記土壌掘削刃ヘッドの可動部を該スライダと前記内側軸とに連結し、前記外側軸の昇降に伴い該スライダが前記内側軸に対し昇降することで前記土壌掘削刃ヘッドの可動部を閉じ又は開いて該土壌掘削刃ヘッドを縮小又は拡大させるリンク機構とを含んでおり、
前記土壌攪拌翼は、一端部側の部位で前記外側軸の外周部位に回動可能に連結されて自由他端部が上下方向に回動可能とされていることで、回転ヘッド半径方向に縮小拡大可能であり、
前記第２連動機構は、
前記外側軸に昇降可能に外嵌されたリンク駆動フレームと、
前記土壌攪拌翼と前記リンク駆動フレームとを連結するリンク機構と、
前記リンク駆動フレームの前記外側軸に対する下降限度を定める第１ストッパ装置と、 前記リンク駆動フレームの前記内側軸に対する下降限度を定める第２ストッパ装置とを含んでおり、
前記第１ストッパ装置は前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼がともに縮小姿勢の縮小状態にあるとき、前記リンク駆動フレームを前記外側軸に対する下降限度に支持し、前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼がともに拡大姿勢の拡大状態にあるとき、前記リンク駆動フレームから離れて該リンク駆動フレームの下方に位置し、
前記第２ストッパ装置は前記縮小状態から前記内側軸に対して前記外側軸が下降し始めることで前記第１連動機構により前記土壌掘削刃ヘッドが開き始めた後に前記リンク駆動フレームを前記内側軸に対する下降限度に配置し、
前記リンク駆動フレームは、前記第２ストッパ装置により前記内側軸に対する下降限度に配置されてのちさらに前記外側軸が前記内側軸に対し下降することで、該外側軸の下降とともに下降する前記土壌攪拌翼を、該土壌攪拌翼と自身に連結された前記リンク機構を相対的に駆動して拡大姿勢におき、
前記リンク駆動フレームは、前記拡大状態から前記内側軸に対して前記外側軸が上昇し始めることで前記第１連動機構により前記土壌掘削刃ヘッドが閉じ始めると、前記外側軸上昇とともに上昇する前記土壌攪拌翼を、該土壌攪拌翼と自身に連結された前記リンク機構を相対的に駆動して閉じ始めさせ、該土壌掘削刃ヘッドが縮小姿勢をとるに先立って該土壌攪拌翼を縮小姿勢におく土壌処理装置である。
【００１８】
この土壌処理装置によると、例えば次のようにして土壌処理を行える。
まず、回転ヘッドを回転ヘッド支持駆動装置で支持した状態で処理対象土壌層上方の地上に配置する。
回転ヘッド支持駆動装置は例えば昇降装置に取り付ければよい。例えば地上の支柱に昇降可能に取り付ければよい。かくして回転ヘッドを該支柱に沿って昇降可能に配置できる。かかる支柱は自走車に搭載されているものでもよいし、地上に立設されたもの等でもよい。
【００１９】
次いで、回転ヘッド支持駆動装置における掘削刃ヘッド支持駆動部にて回転ヘッドにおける内側軸を回転駆動することで土壌掘削刃ヘッドを回転させるとともに、外側軸回転駆動部にて回転ヘッドにおける外側軸を回転駆動することで土壌攪拌翼を回転させ、これらを下降させる。それにより回転ヘッドは地上から処理対象土壌層へ向けて、土壌をそれがある位置で掘削し、攪拌し、ほぐしながら進入せしめられる。このとき回転ヘッドの土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼は、いずれも縮小姿勢としておく。
【００２０】
このように回転ヘッドを処理対象土壌層へ向けて進入させるとき、土壌掘削刃ヘッドは土壌掘削方向に回転させればよく、土壌攪拌翼については、土壌掘削刃ヘッドと同方向に回転させても、土壌掘削刃ヘッドとは反対方向に回転させてもよい。土壌掘削刃ヘッドと同方向に回転させる場合は、土壌掘削刃ヘッドと同速で回転させても、土壌掘削刃ヘッドとは異なる回転速度で回転させる等してもよい。
【００２１】
土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼の縮小は、外側軸支持昇降駆動部により、回転ヘッドの外側軸を内側軸に対し上昇させておくことで、第１連動機構により土壌掘削刃ヘッドを縮小姿勢におき、第２連動機構により土壌攪拌翼を縮小姿勢におくことで行える。
【００２２】
回転ヘッドが処理対象土壌層に到達すると、そこで、土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼をいずれも拡大姿勢とし、土壌処理に供する。土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼の拡大は、外側軸支持昇降駆動部により、回転ヘッドの外側軸を内側軸に対し下降させることで、第１連動機構により土壌掘削刃ヘッドを拡大姿勢におき、第２連動機構により、前記土壌掘削刃ヘッドが拡大姿勢におかれ始めるに遅れて土壌攪拌翼を拡大姿勢におき始めることで行える。
【００２３】
この土壌処理においても、土壌掘削刃ヘッドは、掘削刃ヘッド支持駆動部にて土壌掘削方向に回転させる。
土壌攪拌翼については、外側軸回転駆動部にて回転駆動する。この土壌処理時には、土壌攪拌翼は、土壌の効率的な攪拌、後述する土壌処理用添加物と土壌との効率的な混合のために、土壌に剪断力が加わるように、土壌掘削刃ヘッドとは反対方向に回転させるか、或いは同方向に、且つ、土壌掘削刃ヘッドとは異なる回転速度で回転させてもよい。
【００２４】
かくして、回転ヘッドは前記進入時よりも拡大された、従ってより広い範囲にわたり掘削等できる状態で、処理対象土壌をそれがある位置で掘削し、攪拌する。
また、要すれば土壌処理用の添加物を回転ヘッドの添加物吐出口へ供給し、そこから処理対象土壌中へ注入し、該添加物と該土壌を混合攪拌することができる。
添加物吐出口は、回転ヘッドの土壌掘削刃ヘッドに設ける場合を代表例として挙げることができる。
【００２５】
このようにして処理対象土壌を処理すると、その後、外側軸支持昇降駆動部により、回転ヘッドの外側軸を内側軸に対し上昇させることで、第１連動機構により土壌掘削刃ヘッドを縮小姿勢におくとともに、第２連動機構により、前記土壌掘削刃ヘッドが縮小姿勢におかれるに先立って土壌攪拌翼を縮小姿勢におき、これらを回転駆動しつつ、地上までの途中の土壌を該土壌がある位置で攪拌しながら退出させる。このときの土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼の回転方向については、特に制限はないが、例えば、土壌掘削刃ヘッドは土壌掘削方向に、土壌攪拌翼は土壌掘削刃ヘッドと同方向に又は反対方向に回転させる場合を挙げることができる。
【００２６】
なお、土壌の掘削、攪拌においては必要に応じ、掘削、攪拌を円滑化するための水等を添加物として添加注入してもよい。
土壌処理における添加物の投入タイミングについては、処理対象土壌層の掘削、攪拌処理の進行中に添加物の添加を開始してもよい。また、処理対象土壌層の一通りの掘削、攪拌が終わったあとでもよい。要するに土壌を処理できる適当なタイミングを選んで添加すればよい。
【００２７】
添加物と処理対象土壌の混合攪拌は回転ヘッドの土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼を回転させることで行える。かかる混合攪拌のタイミングについても、処理対象土壌と添加物との混合攪拌を行うに支障のないタイミングであればよく、代表的には、回転ヘッドの土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼を回転させつつ添加物を添加して混合攪拌を行う場合を例示できる。
【００２８】
いずれにしても、本発明に係る土壌処理装置は、土壌処理用添加物を前記回転ヘッドの添加物吐出口へ供給する添加物供給装置を備えていてもよい。
また、前記回転ヘッドは前記添加物吐出口を一つでもよいが複数有していてもよく（例えば少なくとも三つ有していてもよく）、前記添加物供給装置は、該複数の添加物吐出口のそれぞれに対し該添加物吐出口に連通する、土壌処理用添加物の供給路を有していてもよい。
【００２９】
以上説明した土壌処理装置によると、汚染土壌処理作業において土壌を地上へ搬出する必要がなく、土壌を殆ど地中にとどめておくことができるとともに処理対象土壌をそれがある原位置で処理することができ、例えば旧来の、汚染土壌を地上へ搬出し、処理後に埋め戻す汚染土壌処理と比べると、少ない工数、短い工期で、簡単安価に汚染土壌を処理できる。また、旧来の汚染土壌処理と比べると、作業の無駄、土壌処理用添加物の無駄等の無駄無く、それだけ安価に汚染土壌を処理できる。
【００３０】
さらに、前記回転ヘッドの土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼は回転ヘッドの回転半径方向に拡縮可能であり、処理対象土壌層へ向けて進入させるとき、及び処理された土壌層から地上へ退出させるときには、縮小状態に設定でき、従って、処理する必要のない地表、或いは地表及びその近傍の土壌について徒に掘削、攪拌することがない一方、処理対象土壌層においては回転ヘッドの土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼を拡大状態に設定でき、それにより広い範囲にわたり効率よく土壌を処理でき、これらにより、表層土壌或いは表層土壌及びその近傍の土壌についてはその地盤強度をできるだけ確保しつつより深層の土壌を処理できる。
【００３１】
また、本発明に係る土壌処理装置によると、回転ヘッドの外側軸の内側軸に対する昇降駆動を外側軸昇降駆動部により行うことができるので、例えば地上において、回転ヘッドにおける外側軸の内側軸に対する昇降量を制御、管理することができ、それにより、土壌掘削刃ヘッドの拡縮状態は勿論のこと、土壌攪拌翼の拡縮状態も制御、管理することができ、それだけ目的とする土壌処理を容易、確実に行える。
【００３２】
また、土壌処理装置の処理対象土壌への進入にあたっては、土壌攪拌翼は土壌掘削刃ヘッドが拡大姿勢をとり始めるのに遅れて拡大姿勢をとり始めるので、それだけ土壌攪拌翼の損傷のおそれは低減しており、土壌処理装置の処理対象土壌からの退出にあたっては、土壌攪拌翼は土壌掘削刃ヘッドに先立って縮小姿勢をとるので、この点でも土壌攪拌翼の損傷のおそれは低減しており、これらにより土壌攪拌翼が損傷するといった事態の発生を抑制して、それだけ安全に土壌処理を行える。
【００３３】
また、本発明に係る土壌処理装置では土壌攪拌翼を拡縮させる機構が従来装置のように外側軸の外部から内部にわたって構成されているというものではなく、外側軸の外部に構成されているので、拡縮機構を通じて外側軸内部まで土砂が侵入してくるおそれはなく、それだけ、従来装置より長期にわたり動作信頼性が確保され、また、点検作業も容易である。
【００３４】
本発明に係る土壌処理装置における前記第１ストッパ装置としては、それには限定されないが、代表例として、前記外側軸の下端部に設けられたストッパ部材を挙げることができる。
【００３５】
前記第２ストッパ装置としては、
前記リンク駆動フレームに前記外側軸に昇降可能の第１係合部材を含めておき、
該第２ストッパ装置として、
前記リンク駆動フレームの第１係合部材に、該リンク駆動フレームに対する昇降動作は不能に、且つ、相対的に回転可能に係合する第２係合部材と、
前記第１連動機構のスライダより下方で前記内側軸に昇降可能に設けられ、該内側軸に対する下降限度が該内側軸に設けられたストッパ部材により規制されている台部材と、 前記台部材上に前記第２係合部材を支持する支持柱とを含んでいるものを採用してもよい。
【００３６】
前記内側軸には侵入土砂排除用羽根、例えば内側軸とともに回転する侵入土砂排除用羽根、例えば螺旋羽根が形成されていてもよい。
【００３７】
前記リンク駆動フレームについては、次の第１、第２のものを例示できる。
次のいずれのリンク駆動フレームの場合でも、前記土壌攪拌翼は一端部側の部位で外側軸外周部位に回動可能に連結されて自由他端部が上下回動することで拡縮できるものとすればよいが、
（１）縮小姿勢では外側軸への回動可能連結部位（一端部側部位）の下方に自由他端部が位置し、該自由他端部が上昇回動することで拡大する（開く）ものでも、
（２）縮小姿勢では外側軸への回動可能連結部位（一端部側部位）の上方に自由他端部が位置し、該自由他端部が下降回動することで拡大する（開く）ものでも、いずれでもよい。
なお、前記土壌攪拌翼は前記外側軸の回転中心線方向に１段設けられているだけでもよく、複数段に設けられていてもよい。
【００３８】
＜第１のリンク駆動フレーム＞
前記リンク駆動フレームは、前記土壌攪拌翼に対応させて前記外側軸に相対的に昇降可能に外嵌された１又は複数段のリング部材と、前記リング部材に設けられたリンク連結部材とを含んでおり、
前記土壌攪拌翼と前記リンク駆動フレームとを連結する前記リンク機構は該土壌攪拌翼と該土壌攪拌翼に対応する前記リング部材に設けられた前記リンク連結部材とに渡し連結されており、
前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼が前記縮小状態から前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して下降して前記リンク駆動フレームが前記第２ストッパ装置により前記内側軸に対する下降限度に配置されてのち、さらに前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して下降することで、前記リンク機構が前記リンク連結部材により相対的に下方から持ち上げ力を受けて前記土壌攪拌翼を拡大姿勢に拡大させ、
前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼が前記拡大状態から前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して上昇することで前記リンク機構が前記リンク連結部材により相対的に下方へ引っ張り力を受けて前記土壌攪拌翼を縮小姿勢に縮小させる。
リンク駆動フレームが前記外側軸に昇降可能の前記第１係合部材を含むものであるときは、該第１係合部材は、ここでの最下段のリング部材を兼ねていてもよい。
【００３９】
＜第２のリンク駆動フレーム＞
前記リンク駆動フレームは、前記外側軸に相対的に昇降可能に外嵌された第１リング部材と、前記第１リング部材の上方で前記土壌攪拌翼に対応させて前記外側軸に相対的に昇降可能に外嵌され、前記第１リング部材に支持された１又は複数段の第２リング部材と、前記第２リング部材に設けられたリンク連結部材とを含んでおり、
前記土壌攪拌翼と前記リンク駆動フレームとを連結する前記リンク機構は該土壌攪拌翼と該土壌攪拌翼に対応する前記リング部材に設けられた前記リンク連結部材とに渡し連結されており、
前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼が前記縮小状態から前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して下降して前記リンク駆動フレームが前記第２ストッパ装置により前記内側軸に対する下降限度に配置されてのち、さらに前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して下降することで、前記リンク機構が前記リンク連結部材により相対的に上方引っ張り力を受けて前記土壌攪拌翼を拡大姿勢に拡大させ、
前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼が前記拡大状態から前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して上昇することで前記リンク機構が前記リンク連結部材により相対的に押し下げ力を受けて前記土壌攪拌翼を縮小姿勢に縮小させる。
リンク駆動フレームが前記外側軸に昇降可能の前記第１係合部材を含むものであるときは、該第１係合部材は、ここでの第１リング部材（換言すれば、基礎リング部材）を兼ねていてもよい。
【００４０】
なお、本発明に係る土壌処理装置による土壌処理においては、処理対象土壌層における土壌処理において、必要に応じ、回転ヘッドを地上へ一旦退出させ、処理対象土壌をサンプリングして（試料として採取して）土壌処理状態を検査することができる。このとき、回転ヘッドの土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼は縮小姿勢として地上へ退出させる。土壌処理のために再び回転ヘッドを処理対象土壌層へ進入させ、さらなる土壌処理を行うときの手順は当初の回転ヘッド進入等の手順と同様である。
【００４１】
本発明に係る土壌処理装置が対象とする土壌処理には、汚染土壌の浄化処理等の土壌浄化処理、軟弱地盤の改良処理等の地盤改良処理等が含まれる。
土壌浄化処理に用いる添加物（添加剤）は、土壌汚染物質や浄化した土壌、土地の利用の仕方などによって選ばれるものであって、特に限定されるものではない。
例えば、アルカリ〔 Ca(OH)2、CaO 、NaOH、Mg(OH)2 など〕、酸（H2SO4 、
HCl 、H3PO4 など）、塩〔CaCO3 、Ca(HCO3)2 、Na2CO3、NaHCO3、CaCl2 、
NaHSO4、CaSO4 、Na4SiO4 、Na3PO4、Na2HPO4 、NaH2PO4 など〕、酸化剤〔H2O2、KMnO4 、NaMnO4、O3、NaClO 、Ca(ClO)2、Na2S2O4 など〕、還元剤〔Na2SO3、NaHSO3、Na2S2O3 、アスコルビン酸(Na 塩) 、FeCl2 、FeSO4 、鉄粉など〕、不溶化剤〔 Fe(II)塩、
Fe(III) 塩、Al塩、Mg塩、Na2S、CaS など〕、キレート剤（ジチオカルバミン酸塩系化合物、トリアジン系化合物など）、固化剤（セメント、焼きセッコウ、ポゾラン、珪酸塩など）、微生物、微生物の栄養剤などである。
これらを単独あるいは複数用いることができる。複数用いる場合、これらを同時に添加する場合と順次添加する場合がある。順次添加する場合、その添加順序は特に限定されるものではない。また、これらの添加形態は溶液、懸濁液、粉体、固体、気体のいずれでもよい。添加量も特に限定されるものではない。
また、地盤改良に採用できる添加物として、セメント系固化材、石灰系固化材、石こう系固化材等を例示できる。
【発明の効果】
【００４２】
以上説明したように本発明によると、土壌掘削刃ヘッド及びその上方に配置された土壌攪拌翼を有するとともに、土壌処理用添加物を土壌中へ注入するための添加物吐出口を有し、該土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼がいずれも回転半径方向に拡縮可能である回転ヘッドを備えた土壌処理装置であって、土壌掘削刃ヘッドだけでなく土壌攪拌翼の拡縮状態も制御、管理することができ、それだけ目的とする土壌処理を容易、確実に行うことができ、また、従来の同種の土壌処理装置と比べると、より長期にわたり動作信頼性が保たれ、点検作業が容易である土壌処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る土壌処理装置の１例を回転ヘッド縮小状態で概略的に示す図である。
【図２】図１の土壌処理装置を回転ヘッド拡大状態で概略的に示す図である。
【図３】図１の土壌処理装置における縮小状態回転ヘッドの一部の拡大図である。
【図４】図１の土壌処理装置における拡大状態回転ヘッドの一部の拡大図である。
【図５】図１の土壌処理装置の回転ヘッドにおけるリンク駆動フレームの概略平面図である。
【図６】図１の土壌処理装置の回転ヘッドが縮小状態から拡大状態へ移行する過程を示す図である。
【図７】図６（Ｃ）のＸ１矢視概略図である。
【図８】図６（Ｃ）のＹ１矢視概略図である。
【図９】ボックス継ぎ手及び添加物供給装置の主要部の断面図である。
【図１０】図１の土壌処理装置を自走車に搭載した状態の側面図である。
【図１１】図１１（Ａ）から図１１（Ｃ）は土壌処理の手順の一部を示す図である。
【図１２】本発明に係る土壌処理装置の他の例の回転ヘッドが縮小状態から拡大状態へ移行する過程を示す図である。
【図１３】図１２に示す土壌処理装置における主として土壌攪拌翼を拡縮させる機構を示す図である。
【図１４】本発明に係る土壌処理装置のさらに他の例の回転ヘッドが縮小状態から拡大状態へ移行する過程を示す図である。
【図１５】図１４に示す土壌処理装置における主として土壌攪拌翼を拡縮させる機構を示す図である。
【図１６】本発明に係る土壌処理装置のさらに他の例の回転ヘッドが縮小状態から拡大状態へ移行する過程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１及び図２は本発明に係る土壌処理装置の１例Ａを概略的に示している。図１は回転ヘッド１ａを縮小状態として示す図であり、図２は回転ヘッド１ａを拡大状態として示す図である。図３及び図４はいずれも回転ヘッド１ａの一部の拡大図であり、図３は回転ヘッド１ａが縮小姿勢をとった状態を、図４は回転ヘッド１ａが拡大姿勢をとった状態を示している。図５は回転ヘッド１ａにおけるリンク駆動フレーム５の概略平面図である。
【００４５】
土壌処理装置Ａは、回転ヘッド１ａ、回転ヘッド１ａの支持駆動装置２及び土壌処理用添加物の添加装置４等を備えている。
【００４６】
〔１〕回転ヘッド１ａについて（図１〜図５参照）
回転ヘッド１ａは、土壌掘削刃ヘッド１１及びその上方に配置された土壌攪拌翼１２ａを備えている。
土壌掘削刃ヘッド１１は、土壌掘削刃１１ｘを備えた固定部１１１と、土壌掘削刃１１ｙを備えた可動部１１２とを含んでいる。固定部１１１は内側軸１３の下端に固定的に取り付けられている。固定部１１１の直ぐ上で内側軸１３にリング部材１１３が嵌合固定されている。
【００４７】
可動部１１２はその一端部が部材１１３に回動可能にピン連結されていることで、内側軸１３に対して回動可能に連結され、内側軸１３の方へ閉じる閉じ姿勢（図１、図３参照）又は内側軸１３から開いた開き姿勢（図２、図４参照）を取ることができる。
【００４８】
内側軸１３には、リング部材１１３より上方部位に、内側軸１３に対し昇降可能にスライダ１５が嵌合されており、また、内側軸１３には、内側軸との間に間隙をおいて筒状の外側軸１４が昇降可能に嵌合されている。
【００４９】
スライダ１５は掘削刃ヘッド連結部材１５１、その上に連設された中間部材１５２及びその上に連設された上部リング部材１５３の３段構成に一体的に形成されている。これら３段に連設された部材１５１、１５２、１５３はいずれもキーＫに沿って昇降可能であるとともに該キーにより内側軸１３とともに回転可能である。かくしてスライダ１５はキーＫに沿って昇降可能であるとともに該キーにより内側軸１３とともに回転可能である。
【００５０】
外側軸１４の下端フランジ１４１の下面にスライダ支持部材１４２が固定されており、スライダ支持部材１４２はスライダ１５の上部リング部材１５３を、内外軸１３、１４の回転中心まわりに相対的に回動可能に抱いている。かくして、スライダ１５は外側軸１４の下端部に昇降不能に、しかし、相対的に回動可能に支持されている。外側軸１４が内側軸１３に対し昇降することでスライダ１５も内側軸１３に対して昇降する。また内外軸１３、１４は互いに相手に拘束されることなく回転できる。
【００５１】
後述するように図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は土壌処理装置Ａの回転ヘッド１ａが縮小状態から拡大状態へ移行する過程を示す図であり、図７は図６（Ｃ）のＸ１矢視概略図であるが、図７から分かるように、掘削刃ヘッド１１の可動部１１２は３本あり、それらは内側軸１３を中心として等中心角度間隔で放射状に配置されている。
【００５２】
なお、図示の都合上及び理解を容易にするため、可動部１１２は、図１、図２では左右に対をなすが如く示してあり、図３、図４及び図６では一本だけ示してあるが、実際には、図７に示すように、１２０度間隔で放射状に３本設けられている。
【００５３】
各可動部１１２に対リンク１１４の下端部が回動可能にピン連結されており、該対リンクの上端部がスライダ１５の掘削刃ヘッド連結部材１５１に回動可能にピン連結されている。
【００５４】
図１、図３及び図６（Ａ）に示すように回転ヘッド１ａが縮小状態におかれ、土壌掘削刃ヘッド１１が縮小姿勢におかれた状態から、外側軸１４が内側軸１３に対して下降すると、スライダ１５も下降し、それにより掘削刃ヘッド１１の各可動部１１２が対リンク１１４に押され、下方へ回動し、図６（Ｂ）の開き途中状態を経て図２、図４及び図６（Ｃ）に示すように開き、掘削刃ヘッド１１は、全体として、回転ヘッド半径方向に拡大した姿勢をとることができる。
【００５５】
この拡大状態から外側軸１４が内側軸１３に対して上昇すると、スライダ１５も上昇し、それにより掘削刃ヘッド１１の各可動部１１２が対リンク１１４に引っ張られて上方へ回動して閉じ、掘削刃ヘッド１１は、全体として、回転ヘッド半径方向に縮小した姿勢をとることができる。
【００５６】
このことから分かるように、土壌処理装置Ａでは、スライダ１５、対リンク１１４、対リンク１１４をスライダ１５と可動部１１２に連結するピン及び可動部１１２の根元部分を内側軸下端部の固定リング部材１１３に回動可能に連結するピン等は、外側軸１４の昇降に連動して掘削刃ヘッド１１を縮小拡大させる第１の連動機構を構成している。
【００５７】
図１等に示すように、内側軸１３には内側軸１３と外側軸１４の間へ侵入してくるかも知れない土砂等を外側軸１４の下端から外へ排除するための螺旋羽根１３１を周設してある。
掘削刃ヘッド１１の固定部１１１には、三つの添加物吐出口１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃがそれぞれ設けられている。
【００５８】
土壌攪拌翼１２ａは図１、図２に示すように、上下３段に設けられている。図１、図２において、中段及び上段の土壌攪拌翼１２ａは鎖線で示してある。
図１、図２では、各段の土壌攪拌翼１２ａは、いずれも外側軸１４から左右に直線状に、且つ、外側軸１４のまわりの角度的ずれが無い状態で延びるかのごとく示してあるが、実際には、土壌攪拌翼を上方から見た図８（図６（Ｃ）のＹ１矢視概略図）に示すように、上中下の各段の２本の土壌攪拌翼１２ａは外側軸１４を間にして対をなすように互いに反対方向に延びており、且つ、上段の一対の土壌攪拌翼１２ａに対し、中段の一対の土壌攪拌翼１２ａは外側軸１４のまわりに６０度ずれており、下段の一対の土壌攪拌翼１２ａは中段の一対の土壌攪拌翼１２ａに対し、さらに６０度ずれている。従って、上方又は下方から見ると、合計６本の土壌攪拌翼１２ａが外側軸１４のまわりに６０度の等中心角度間隔で放射状に配置されている。
【００５９】
土壌攪拌翼１２ａの実際の配置は以上のとおりであるが、各部の説明を容易にし、理解を容易にするため、図１、図２においては各段の一対の土壌攪拌翼１２ａが、いずれも外側軸１４から左右に直線状に、且つ、外側軸１４のまわりの角度的ずれが無い状態で延びるかのごとく示してある。
【００６０】
また、図３、図４では下段の一対の土壌攪拌翼１２ａだけが示されており、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）では、土壌処理装置Ａの全体構造の把握が可能な範囲で適宜示してある。
【００６１】
各土壌攪拌翼１２ａは、その一端部（根元部分）が、外側軸１４の外周面から外側軸半径方向に突設された受け部材１２０に回動可能にピン１２Ｐで連結されており、これにより、土壌攪拌翼１２ａの他端部（自由端部）が上下方向に回動して、図１及び図３に示すように、外側軸１４に近く閉じたり、図２及び図４に示すように、外側軸１４に対し略９０度の姿勢で開いたりでき、このように、回転ヘッド１の回転半径方向に縮小、拡大可能である。
【００６２】
図３、図４に示すように、外側軸１４にはリンク駆動フレーム５が外側軸１４に対し相対的に昇降可能に外嵌されている。リンク駆動フレーム５は、該フレーム５の外側軸１４に対する自重下降限度を定めるストッパ部材（第１ストッパ装置の１例）として作用する外側軸下端フランジ１４１の上側で外側軸１４に相対的に昇降可能に外嵌されている。
【００６３】
リンク駆動フレーム５は、外側軸１４に相対的に昇降可能に外嵌されたリング形状の第１係合部材５０とこれに搭載された３段のリング部材５１、５２、５３を含んでいる。これらリング部材５１〜５３は前記３段の土壌攪拌翼１２ａにそれぞれ対応して設けられており、それぞれ外側軸１４に相対的に昇降可能に外嵌されている。
【００６４】
下段リング部材５１は第１係合部材５０の上面に固定されており、中段リング部材５２は下段リング部材５１に立設した支持柱５１０に支持されており、上段リング部材５３は中段リング部材５２に立設した支持柱５２０に支持されており、全体として、第１係合部材５０、リング部材５１〜５３及び支持柱５１０、５２０は一体化され、リンク駆動フレーム５として外側軸１４に対し昇降可能である。
【００６５】
下段リング部材５１には一対の下段土壌攪拌翼１２ａに対応させてリンク連結部材５１１が、中段リング部材５２には一対の中段土壌攪拌翼１２ａに対応させてリンク連結部材５２１が、上段リング部材５３には一対の上段土壌攪拌翼１２ａに対応させてリンク連結部材５３１がそれぞれ立設されている。
【００６６】
すなわち、図５に示すように、各段リング部材のリンク連結部材は１８０度の中心角度間隔で２個（一対）立設されており、下段と中段のリンク連結部材５１１と５２１は中心角度にして６０度ずれており、中段と上段のリンク連結部材５２１と５３１も中心角度にして６０度ずれている。また、リング部材間の支持柱５１０、５２０は、リンク連結部材位置からずらして、平面から見て隣り合うリンク連結部材の間に配置されており、１２０度中心角度間隔で配置されている。
【００６７】
図３、図４に示すように、一対の下段のリンク連結部材５１１とこれに対応する一対の下段土壌攪拌翼１２ａのそれぞれに、リンク機構として本例ではリンク部材６１が渡し連結されている。リンク部材６１の一端部（図３中の上端部）が土壌攪拌翼１２ａの前記支持部１２０での回動支点ピン１２Ｐより若干自由端部寄りの部位にピン連結されており、リンク部材６１の他端部（図３中の下端部）がリンク連結部材５１１にピン連結されている。
【００６８】
同様に、一対の中段のリンク連結部材５２１とこれに対応する一対の中段土壌攪拌翼１２ａのそれぞれに、リンク部材６２が渡し連結されており、リンク部材６２の一端部が対応する土壌攪拌翼１２ａにピン連結されているとともに他端部がリンク連結部材５２１にピン連結されている。
また、一対の上段のリンク連結部材５３１とこれに対応する一対の上段土壌攪拌翼１２ａのそれぞれに、リンク部材６３が渡し連結されており、リンク部材６３の一端部が対応する土壌攪拌翼１２ａにピン連結されているとともに他端部がリンク連結部材５３１にピン連結されている。
図３、図４にはリンク部材６２、６３を鎖線で示してある。
【００６９】
下段リング部材５１は外輪郭が円形のものであるが、中段及び上段のリング部材５２、５３の外輪郭は、リンク部材６１、６２等との衝突防止のため円形輪郭の一部を切り欠いたものとなっている。
なお、係合部材５０が下段リング部材５１を兼ねていてもよい。
【００７０】
以上説明したリンク駆動フレーム５の内側軸１３に対する下降限度を決める第２ストッパ装置７が設けられている。
【００７１】
第２ストッパ装置７は、図３、図４に示すように、リンク駆動フレーム５の第１係合部材５０に係合する第２係合部材７１と、前記第１連動機構のスライダ１５より下方で内側軸１３に回動不能に、しかし、前記キーＫに沿って昇降可能に設けられた本例ではリング状の台部材７２と、台部材７２上に第２係合部材７１を支持する支持柱７３と、内側軸１３に設けられたストッパ部材７４を含んでいる。
【００７２】
第２係合部材７１は１２０度の中心角度間隔で３個設けられており、それぞれがリンク駆動フレーム５のリング形状の第１係合部材５０の外周溝５００に、内外軸１３、１４の回転中心線まわりに相対的に摺動可能に嵌まっている。従って支持柱７３も各第２係合部材７１に応じて合計３本、１２０度中心角度間隔で、しかし、土壌掘削刃ヘッド１１の可動部１１２や可動部拡縮用リンク１１４を避ける位置に設けられている。
【００７３】
各支持柱７３は上端に前記第２係合部材７１を支持しており、下端部が台部材７２にボルトナットで固定されている。
ストッパ部材７４は、土壌掘削刃１１の固定部１１１上側のリング部材１１３上に設けられている。
【００７４】
図１、図３及び図６（Ａ）に示すように回転ヘッド１ａが縮小状態におかれた状態では、リンク駆動フレーム５は、自重で落下しようとするが、リンク駆動フレーム５の外側軸に対する下降限度を規制するストッパ部材として作用する外側軸１４の下端フランジ１４１に支持される。
【００７５】
土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａが縮小姿勢におかれた状態から、外側軸１４が土壌攪拌翼１２ａと共に内側軸１３に対して下降すると、それとともに外側軸下端フランジ１４１に支持されたリンク駆動フレーム５も外側軸１４と共に下降し、先ず、土壌掘削刃ヘッド１１が開き始める。このように土壌掘削刃ヘッド１１は土壌攪拌翼１２ａに先立って開き始める。
【００７６】
外側軸１４が内側軸１３に対してさらに下降すると、それとともにリンク駆動フレーム５もさらに下降するが、この状態では未だリンク駆動フレーム５の第１係合部材５０から吊り下げられた状態にある第２ストッパ装置７の昇降可能部分７１〜７３も共に下降する。そして、図６（Ｂ）のように第２ストッパ装置７の台部材７２が内側軸上のストッパ部材７４に当接することで、リンク駆動フレーム５が内側軸１３に対する下降限度に配置される。この状態では土壌掘削刃ヘッド１１は既に半開きの状態になっているが、土壌攪拌翼１２ａは未だ開いていない。
【００７７】
さらに外側軸１４が内側軸１３に対し下降すると、外側軸下端フランジ１４１はリンク駆動フレーム５から離れてその下方へ下降する。そして、土壌攪拌翼１２ａも開き始め、最終的には土壌掘削刃ヘッド１１が図６（Ｃ）に示すように開いて拡大姿勢をとり、土壌攪拌翼１２ａも拡大姿勢をとる。
【００７８】
土壌攪拌翼１２ａの開き動作についてさらに説明すると、図６（Ｂ）のようにリンク駆動フレーム５が第２ストッパ装置７により内側軸１３に対する下降限度に配置されてのち、さらに外側軸１４が土壌攪拌翼１２ａとともに内側軸１３に対して下降することで、リンク駆動フレーム５におけるリンク連結部材５１１〜５１３と土壌攪拌翼１２ａとに渡し連結されたリンク６１〜６３がリンク連結部材５１１〜５１３により相対的に下方から持ち上げ力を受け、それにより土壌攪拌翼１２ａが上方へ回動して開き、拡大姿勢におかれる。
【００７９】
いずれにしても図６（Ｃ）に示すように土壌掘削刃ヘッド１１の拡大姿勢時の回転半径及び土壌攪拌翼１２ａの拡大姿勢時の回転半径は同程度であるが、図６（Ｂ）に示すように、土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａのそれぞれの拡大途中においては、土壌攪拌翼１２ａの拡大途中半径は掘削刃ヘッド１１の拡大途中半径を超えない。
【００８０】
土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａが図６（Ｃ）のように拡大姿勢におかれた状態から、外側軸１４が土壌攪拌翼１２ａと共に内側軸１３に対して上昇開始すると、それとともに土壌掘削刃ヘッド１１が閉じ始め、土壌攪拌翼１２ａも閉じ始める。
【００８１】
このとき、リンク駆動フレーム５は未だ第２ストッパ装置７により内側軸１３に対する下降限度におかれたままであるから、そのリンク駆動フレーム５に対して外側軸１３が土壌攪拌翼１２ａととともに上昇することになり、それにより、リンク駆動フレーム５におけるリンク連結部材５１１〜５１３と土壌攪拌翼１２ａとに渡し連結されたリンク６１〜６３がリンク連結部材５１１〜５１３により相対的に下方へ引っ張り力を受け、それにより土壌攪拌翼１２ａが下方へ回動して閉じ、縮小姿勢におかれる。
【００８２】
さらに外側軸１４が内側軸１３に対して上昇することで外側軸下端フランジ１４１も上昇してリンク駆動フレーム５に下方から接触し始め、リンク駆動フレーム５及び第２ストッパ装置７の昇降部分７１〜７３が持ち上げられ始める（図６（Ｂ））。
【００８３】
さらに外側軸１４が上昇することで、図６（Ａ）に示すように、土壌掘削刃ヘッド１１も閉じ、縮小姿勢におかれる。土壌掘削刃ヘッド１１は土壌攪拌翼１２ａに遅れて縮小姿勢におかれる。
【００８４】
以上の説明から分かるように、リンク駆動フレーム５、リンク部材６１〜６３及び第２ストッパ装置７等は、外側軸１４の内側軸１２に対する昇降動作に連動させて土壌攪拌翼１２ａを縮小拡大させる第２連動機構を構成している。
【００８５】
〔２〕回転ヘッド１ａの支持駆動装置２について。
回転ヘッド支持駆動装置２は、図１、図２に示すように、
内側軸１３を支持することで掘削刃ヘッド１１を支持するとともに該掘削刃ヘッド１１を土壌掘削方向に回転駆動する掘削刃ヘッド支持駆動部２１、
外側軸１４を支持して内側軸１３に対し昇降させることで掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａを縮小拡大させる外側軸支持昇降駆動部３、
外側軸１４を回転駆動する外側軸回転駆動部２２等を含んでいる。
【００８６】
掘削刃ヘッド支持駆動部２１は、内側軸１３に嵌合され、ピン状キーＫａ（図６参照）の挿入により該内側軸に接続された内側中間軸１３０及び該中間軸１３０をボックス継ぎ手２０（図９も参照）等を介して回転駆動するモータＭ１等からなっている。
【００８７】
さらに説明すると、中間軸１３０は図９に示すように中空管軸からなり（内側軸１３も中空管軸である）、その上端がボックス継ぎ手２０の下側部材２０２に接続されている。そしてボックス継ぎ手２０の上側部材２０１の断面形状６角形の上端部２０１’が、図１、図２に示すように、モータＭ１の回転軸ｍｓとの継ぎ手２００の断面形状６角形穴に差し込まれ、キーＫ１で抜け止めされている。
【００８８】
ボックス継ぎ手２０の下側部材２０２は断面形状６角形であり、上側部材２０１の下端部の断面形状６角形の穴に内嵌され、キーＫ２で抜け止めされている。かくして、内側軸１３は中間軸１３０、ボックス継ぎ手２０等を介してモータＭ１に支持されており、モータＭ１を運転することで、ボックス継ぎ手２０を介して内側中間軸１３０及び内側軸１３を回転させ、掘削刃ヘッド１１を土壌掘削方向に回転駆動することができる。
【００８９】
外側軸回転駆動部２２は、外側軸１４に接続された筒状の外側中間軸１４０、ギアボックスＧＢ、モータＭ２等からなっている。
さらに説明すると、ギアボックスＧＢはモータＭ１に一対の油圧作動のピストンシリンダ装置ＰＣにて吊り下げ支持されている。ギアボックスＧＢ内には大歯車Ｇ１が回転可能に設けられており、これに前記の外側中間軸１４０の上端が接続固定されている。またギアボックスＧＢ内には大歯車Ｇ１に噛み合う小歯車Ｇ２が設けられており、これはボックスＧＢに搭載されたモータＭ２にて正逆回転駆動可能である。掘削刃ヘッド駆動軸（内側軸）１３に接続された内側中間軸１３０やボックス継ぎ手２０はギアボックスＧＢ及びその中の大歯車Ｇ１を貫通でき、それらに対し回転可能且つ昇降可能となっている。
【００９０】
モータＭ２を運転することで、小歯車Ｇ２を回し、さらには大歯車Ｇ１回転させて中間軸１４０及び外側軸１４を回し、それにより土壌攪拌翼１２ａを掘削刃ヘッド１１の土壌掘削方向回転と同方向にも反対方向にも回転駆動することができる。
【００９１】
各ピストンシリンダ装置ＰＣは図示省略の油圧回路に接続されており、全体的に伸長又は短縮動作させることができる。各ピストンシリンダ装置ＰＣを伸長させると、図２に示すように、ギアボックスＧＢ及び大歯車Ｇ１並びに該歯車に接続された中間軸１４０及びこれに接続支持された外側軸１４を内側軸１３に対し下降させることができ、それにより、図４に示すように、掘削刃ヘッド拡縮用のスライダ１５を下降させて掘削刃ヘッド１１を拡大させることができる。各土壌攪拌翼１２ａも拡大させることができる。
【００９２】
一方、各ピストンシリンダ装置ＰＣを縮めると、図１に示すように、ギアボックスＧＢ及び大歯車Ｇ１並びに該歯車に接続された中間軸１４０及びこれに接続支持された外側軸１４を内側軸１３に対し上昇させることができ、それにより掘削刃ヘッド拡縮用のスライダ１５を上昇させて掘削刃ヘッド１１を縮小させることができる。各土壌攪拌翼１２ａも縮小させることができる。
このことから分かるように、ピストンシリンダ装置ＰＣ、ギアボックスＧＢ、外側中間軸１４０等は、外側軸支持昇降駆動部３を構成している。
【００９３】
以上説明したように、回転ヘッド支持駆動装置２は、回転ヘッド１の掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａを、回転半径方向に拡大された拡大姿勢として、該掘削刃ヘッド１１を土壌掘削方向に、土壌攪拌翼１２ａを該掘削刃ヘッドと同方向又は反対方向に回転駆動することができる。
【００９４】
また、掘削刃ヘッド１１は内側軸１３、内側中間軸１３０及びボックス継ぎ手２０を介してモータＭ１に支持されている。土壌攪拌翼１２は外側軸１４、外側中間軸１４０、大歯車Ｇ１、ギアボックスＧＢ、ピストンシリンダ装置ＰＣを介してモータＭ１に支持されている。
【００９５】
そしてモータＭ１の背面には、図１０に示すようにスライダＳＬが固定されており、このスライダＳＬは自走車Ｖに搭載された支柱ＣＬ上のレールＲＬに沿って昇降できる。また、外側中間軸１４０が支柱ＣＬから突出する軸受け部ＳＰにて回転可能、昇降可能に支持される。さらに、モータＭ１の頂部には滑車装置ｍ１が搭載されており、この滑車装置ｍ１と支柱上の滑車装置ｍ２及び図示省略のウインチ等によってモータＭ１を、従って回転ヘッド１等を昇降させることができる。すなわち支柱ＣＬ、スライダＳＬ、軸受け部ＳＰ、滑車装置ｍ１、ｍ２等は回転ヘッド支持駆動装置２を昇降させる装置を構成している。支柱ＣＬは自走車Ｖ上の油圧作動のピストンシリンダ装置ＶＰＣにより姿勢制御できる。
【００９６】
〔３〕土壌処理用添加物供給装置４について
添加物供給装置４は、図１、図２及び図９に示すように、モータＭ１の回転軸ｍｓ部分に設けられたそれ自体は既に知られているスイベル装置３１及びボックス継ぎ手２０の上側部材２０１の中間部に設けられたそれ自体は既に知られているスイベル装置３２を含んでいる。
【００９７】
スイベル装置３１は、モータ回転軸ｍｓに相対的に回転可能に外嵌されてモータＭ１に固設された筒部材３１１の内周面に環状凹溝３１１ａを形成し、該凹溝の一か所を筒部材３１１の外周面へ貫通させ、そこに第１添加物供給ホースＨ１を接続する一方、モータ回転軸ｍｓ中に一端が環状凹溝３１１ａに臨み、他端がボックス継ぎ手２０の上側部材２０１の上端２０１’に臨む添加物流通孔３１２を形成したものである。
【００９８】
ボックス継ぎ手２０の上側部材２０１及び下側部材２０２にはモータ回転軸の添加物流通孔３１２に連通する孔２０１１、２０２１が貫通している。下側部材２０２の孔２０２１には第１添加物の流通管Ｐ１が接続され、これは内側中間軸１３０及び内側軸１３中を通って掘削刃ヘッド１１の第１添加物吐出口１１１ａに接続されている（図１及び図２も参照）。
【００９９】
スイベル装置３２は、ボックス継ぎ手２０の上側部材２０１の中間部分に上下のベアリングＢＲを介して相対的に回転可能に外嵌する筒状部材３２１の内周面に上側環状凹溝３２１ａ及び下側環状凹溝３２１ｂを形成し、上側凹溝３２１ａの一か所を筒状部材３２１の外周面へ貫通させ、そこに第２添加物供給ホースＨ２を接続するとともに、下側凹溝３２１ｂの一か所を筒状部材３２１の外周面へ貫通させ、そこに第３添加物供給ホースＨ３を接続する一方、上側部材２０１の中間部分に、一端が環状凹溝３２１ａ、３２１ｂに臨み、他端が下側部材２０２の上端に臨む添加物流通孔３２２、３２３をそれぞれ形成したものである。
【０１００】
ボックス継ぎ手２０の下側部材２０２には上側部材２０１中の添加物流通孔３２２、３２３にそれぞれ連通する孔２０２２、２０２３が貫通している。下側部材２０２の孔２０２２、２０２３には第２、第３の添加物の流通管Ｐ２、Ｐ３がそれぞれ接続され、これは中間軸１３０及び掘削刃ヘッド駆動軸１３中を通って掘削刃ヘッド１１の第２、第３の添加物吐出口１１１ｂ、１１１ｃにそれぞれ接続されている（図１及び図２も参照）。
なおボックス継ぎ手２０におけるＳＲ１、ＳＲ２、ＳＲ３は添加物の漏れを防止するシールリングである。
【０１０１】
〔４〕土壌処理装置Ａによる土壌処理について。
土壌処理装置Ａは自走車Ｖに搭載されて、例えば、図１０及び図１１（Ａ）に示すように処理対象土壌層９０上方の地表９１の上に配置される。
このとき掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａは、図１及び図３にも示すようにピストンシリンダ装置ＰＣを縮めて、回転ヘッド１ａにおける外側軸１４を内側軸１３に対し上昇させておくことで縮小姿勢としておく。すなわち回転ヘッド１の全体を縮小状態にしておく。
【０１０２】
次いで回転ヘッド１ａの掘削刃ヘッド１１をモータＭ１により土壌掘削方向に回転駆動するとともに土壌攪拌翼１２ａもモータＭ２によりヘッド１１と、本例では同方向に、略同回転速度で回転駆動し、回転ヘッド１ａ全体を下降させる。なお、このとき、土壌攪拌翼１２ａは、支障がなければ、掘削刃ヘッド１１とは反対方向に回転させてもよいし、同方向に、且つ、ヘッド１１とは異なる回転速度で回転させてもよい。
かくして図１１（Ｂ）に示すように、回転ヘッド１を地表９１から処理対象土壌層９０へ向けて、途中の土壌９をそれがある位置で掘削し、攪拌し、ほぐしながら進入させる。この掘削、攪拌しながらのヘッド進入は、掘削刃ヘッド１１の例えば第１添加物吐出口１１１ａから土壌中へ水等を注入しながら行ってもよい。
【０１０３】
回転ヘッド１ａが処理対象土壌層９０に到達すると、そこで、ピストンシリンダ装置ＰＣを伸長させることで、回転ヘッド１ａにおける外側軸１４を内側軸１３に対し下降させ、それにより掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａを拡大状態に移行させ、拡大姿勢におき、土壌処理に供する。
【０１０４】
すなわち、拡大姿勢へ移りつつある掘削刃ヘッド１１及び拡大姿勢とされた掘削刃ヘッド１１をモータＭ１で土壌掘削方向に回転させるとともに、拡大姿勢へ移りつつある土壌攪拌翼１２ａ及び拡大姿勢におかれた土壌攪拌翼１２ａをモータＭ２で、土壌掘削方向とは反対方向（掘削刃ヘッド１１とは反対方向）に回転させ、土壌を十分攪拌等できるようにする。
【０１０５】
このとき、掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａの拡大は、図６に示す手順で拡大する。すなわち、図６（Ｂ）に示すように、先ず、掘削刃ヘッド１１が開き始め、その後に土壌攪拌翼１２が開き始め、最終的には図６（Ｃ）のように掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａが拡大姿勢におかれる。土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａのそれぞれの拡大途中においては、土壌攪拌翼１２ａの拡大途中半径は土壌掘削刃ヘッド１１の拡大途中半径より小さく維持される。従って、未だ土壌掘削刃ヘッド１１により掘削されていない土壌部分に、土壌掘削刃ヘッド１１に先行して土壌攪拌翼１２ａが接触して損傷するといった事態の発生を抑制することができ、それだけ安全である。
【０１０６】
かくして図１１（Ｃ）に示すように回転ヘッド１ａは前記進入時よりも拡大された、従ってより広い範囲にわたり掘削等できる状態で、処理対象土壌をそれがある位置で掘削し、攪拌できる。
この作業も、掘削刃ヘッド１１の例えば第１添加物吐出口１１１ａから土壌中へ水等を注入しながら行ってもよい。
【０１０７】
そして、処理対象土壌層９０においては、土壌の状態に応じて、すなわち、例えば汚染土壌の浄化処理においては土壌の汚染状態等に応じて、掘削刃ヘッド１１の第１、第２及び第３の添加物吐出口１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃのうち少なくとも一つから少なくとも１種類の汚染土壌処理用の添加物（主として土壌浄化用の薬液）を土壌中へ注入し、該添加物と土壌を混合攪拌する。その後必要に応じ例えば第１添加物吐出口１１１ａから土壌中へ土壌処理用添加物の１種としての土壌固化材（例えばセメント系固化材）を注入し、それと土壌を混合攪拌して汚染土壌の処理処理を完了する。
【０１０８】
また、地盤の改良処理においては、土壌の状態（例えば軟弱の程度）等に応じて、例えば掘削刃ヘッド１１の第１、第２及び第３の添加物吐出口１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃのうち少なくとも一つから少なくとも１種類の地盤改良用の土壌処理用添加物（例えばセメント系固化材等）を土壌中へ注入し、該添加物と土壌を混合攪拌して土壌を改良する。
なお、土壌層９０の処理においては、必要に応じ、回転ヘッド１ａを該層９０中で繰り返し昇降させてもよい。
【０１０９】
このようにして処理対象土壌層９０の１箇所の処理が完了すると、その後は、ピストンシリンダ装置ＰＣを縮めることで回転ヘッド１ａにおける外側軸１４を内側軸１３に対して上昇させ、掘削刃ヘッド１１を縮小姿勢におくとともに土壌攪拌翼１２ａも縮小姿勢として該姿勢を維持し、このように回転ヘッド１を縮小姿勢とした状態で、掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａを共に回転させつつ、処理された土壌から地表９１へ向け途中の土壌９を該土壌がある位置で攪拌しながら、さらに、必要に応じ、例えば第１添加物吐出口１１１ａから土壌中へ土壌処理用添加物の１種としての土壌固化材を注入し、それと土壌とを混合攪拌しながら、退出させる。
【０１１０】
このようにして一か所の土壌処理が終了すると、次の土壌処理箇所へ移り、そこでの土壌を処理し、最終的には、それには限定されないが例えば隣合う土壌処理箇所が一部重なりあうように処理対象土壌層全体を処理する。
このように処理された土壌の上には例えば家屋等を構築して安全に使用することができる。
【０１１１】
前記の処理対象土壌層９０の各箇所での処理における添加物の投入タイミングについては、その箇所での土壌層９０の一通りの掘削、攪拌が終わったあとでもよいが、土壌層９０の掘削、攪拌処理の進行中に添加物の添加を開始してもよい。要するに土壌を処理できる適当なタイミングを選んで添加すればよい。
【０１１２】
添加物と土壌の混合攪拌は回転ヘッド１ａを回転させることで行うが、かかる混合攪拌のタイミングについても、土壌と添加物の混合攪拌を行うに支障のないタイミングであればよく、代表的には、回転ヘッド１を回転させつつ添加物を添加して混合攪拌を行えばよい。
また、添加物の態様としては、液体や液状のものに限定されるものではなく、粉体添加物でもよく、場合によってはガス添加物その他でもよい。粉体添加物は例えば空気搬送により供給することができる。
【０１１３】
以上説明した土壌処理装置Ａによる土壌処理においては、土壌を地上へ搬出する必要がなく、地表９１から土壌層９０にいたるまでの土壌９を殆ど地中にとどめておくことができるとともに処理対象土壌をそれがある原位置で処理することができ、従来の汚染土壌浄化処理のように土壌を地上へ搬出し、処理後に埋め戻す方法と比べると、少ない工数、短い工期で、簡単安価に土壌を処理できる。また、作業の無駄、土壌処理用添加物の無駄等の無駄無く、それだけ安価に土壌を処理できる。
【０１１４】
さらに、回転ヘッド１は回転半径方向に拡縮可能であり、土壌層９０へ向けて進入させるとき、及び処理された土壌９１から地上へ退出させるときには、縮小状態に設定でき、従って、処理する必要のない地表、或いは地表及びその近傍の土壌９について徒に掘削、攪拌することがない一方、土壌層９０においては回転ヘッド１ａを拡大状態に設定でき、それにより広い範囲にわたり効率よく土壌を処理でき、これらにより、表層土壌或いは表層土壌及びその近傍の土壌９についてはその地盤強度をできるだけ確保しつつより深層の土壌を処理できる。
【０１１５】
また、土壌処理装置Ａによると、回転ヘッド１ａの外側軸１４の内側軸１３に対する昇降駆動を外側軸昇降駆動部３により行うことができるので、例えば地上において、回転ヘッド１ａにおける外側軸１４の内側軸１３に対する昇降量を制御、管理することができ、それにより、土壌掘削刃ヘッド１１の拡縮状態は勿論のこと、土壌攪拌翼１２ａの拡縮状態も制御、管理することができ、それだけ目的とする土壌処理を確実に行える。
【０１１６】
また、土壌処理装置Ａでは土壌攪拌翼１２ａを拡縮させる機構が従来装置のように外側軸１４の外部から内部にわたって構成されているというものではなく、外側軸１４の外部に構成されているので、拡縮機構を通じて外側軸内部まで土砂が侵入してくるおそれはなく、それだけ、従来装置より長期にわたり動作信頼性が確保され、また、点検作業も容易である。
【０１１７】
また、内側軸１３には侵入土砂排除用羽根１３１が形成されているので、この点でも動作信頼性が高い。
【０１１８】
さらに、土壌処理装置Ａにおいては、添加物の供給を三つの供給経路を用いて行えるので、各添加物の供給経路を明確化でき、添加物供給におけるトラブルやメインテナンス等への対応が容易である、という利点もある。
【０１１９】
なお、土壌処理装置Ａによる土壌処理においては、必要に応じ、回転ヘッド１ａを地上へ一旦退出させ、処理対象土壌をサンプリングして（試料として採取して）土壌処理状態を検査することができる。このとき、回転ヘッド１ａを縮小状態として地上へ退出させる。土壌処理のために再び回転ヘッドを処理対象土壌層へ進入させ、さらなる土壌処理を行うときの手順は当初の回転ヘッド進入等の手順と同様である。
【０１２０】
〔５〕本発明に係る土壌処理装置の他の例
図１２、図１４及び図１６にそれぞれ本発明に係る土壌処理装置の他の例Ｂ、Ｃ及びＤを示す。
【０１２１】
＜図１２の土壌処理装置Ｂ＞
図１２の土壌処理装置Ｂは土壌処理装置Ａと同様に回転ヘッド１ｂを含んでいる。回転ヘッド１ｂは、装置Ａのものと同じ土壌掘削刃ヘッド１１及び装置Ａのものとは若干異なるが、上下３段の、平面から見て中心角度を順次６０度ずらした対土壌攪拌翼１２ｂを含んでいる。また、装置Ｂは装置Ａのものとは異なるリンク駆動フレーム５ｂを含んでいる。
【０１２２】
リンク駆動フレーム５ｂの外側軸１４に対する下降限度を規制するストッパ部材として外側軸下端フランジ１４１を採用し、リンク駆動フレーム５ｂの内側軸１３に対する下降限度を規制するストッパ装置として装置Ａにおけるものと同じ第２ストッパ装置７を採用する点等は装置Ａと同じであり、装置Ｂにおいて装置Ａと同じ部分、部品には装置Ａと同じ符号を付してある。
【０１２３】
リンク駆動フレーム５ｂは、図１３に示すように、装置Ａのリンク駆動フレーム５と同様に外側軸下端フランジ１４１の上側で外側軸１４に相対的に昇降可能に外嵌されており、リンク駆動フレーム５と同様に、外側軸１４に相対的に昇降可能に外嵌されたリング形状の第１係合部材５０を含んでいる。
【０１２４】
リンク駆動フレーム５ｂは第１係合部材５０に加え、それに固定された基礎リング部材５０’、その上方の３段のリング部材５１’、５２’、５３’を含んでいる。これらリング部材５１’〜５３’は３段の土壌攪拌翼１２ｂにそれぞれ対応して設けられており、それぞれ外側軸１４に相対的に昇降可能に外嵌されている。
【０１２５】
下段リング部材５１’は基礎リング部材５０’に立設した支持柱５００’に支持されており、中段リング部材５２’は下段リング部材５１’に立設した支持柱５１０’に支持されており、上段リング部材５３’は中段リング部材５２’に立設した支持柱５２０’に支持されており、全体として、第１係合部材５０、基礎リング部材５０’、リング部材５１’〜５３’及び支持柱５００’、５１０’、５２０’は一体化され、リンク駆動フレーム５ｂとして外側軸１４に対し昇降可能である。
【０１２６】
下段リング部材５１’には一対の下段土壌攪拌翼１２ｂに対応させてリンク連結部材５１１’が、中段リング部材５２’には一対の中段土壌攪拌翼１２ｂに対応させてリンク連結部材５２１’が、上段リング部材５３’には一対の上段土壌攪拌翼１２ｂに対応させてリンク連結部材５３１’がそれぞれ設けられている。
【０１２７】
さらに言えば、各段リング部材のリンク連結部材は１８０度の中心角度間隔で２個（一対）設けられており、下段と中段のリンク連結部材５１１’と５２１’は中心角度にして６０度ずれており、中段と上段のリンク連結部材５２１’と５３１’も中心角度にして６０度ずれている。また、支持柱５００’及びリング部材間の支持柱５１０’、５２０’は、リンク連結部材位置からずらして、平面から見て隣り合うリンク連結部材の間に配置されており、１２０度中心角度間隔で配置されている。
【０１２８】
図１３に示すように、一対の下段のリンク連結部材５１１’とこれに対応する一対の下段土壌攪拌翼１２ｂのそれぞれに、リンク機構として本例ではリンク部材６１’が渡し連結されている。リンク部材６１’の一端部（図１３中の上端部）がリンク連結部材５１１’にピン連結されており、リンク部材６１’の他端部（図１３中の下端部）が土壌攪拌翼１２ｂの支持部１２０’での回動支点ピン１２Ｐ’より若干自由端部寄りの部位にピン連結されている。
【０１２９】
同様に、一対の中段のリンク連結部材５２１’とこれに対応する一対の中段土壌攪拌翼１２ｂのそれぞれに、リンク部材６２’が渡し連結されており、リンク部材６２’の一端部がリンク連結部材５２１’にピン連結されているとともに他端部が対応する土壌攪拌翼１２ｂにピン連結されている。
また、一対の上段のリンク連結部材５３１’とこれに対応する一対の上段土壌攪拌翼１２ｂのそれぞれに、リンク部材６３’が渡し連結されており、リンク部材６３’の一端部がリンク連結部材５３１’にピン連結されているとともに他端部が対応する土壌攪拌翼１２ｂにピン連結されている。
図１３にはリンク部材６２’、６３’を鎖線で示してある。また、図１３には中段及び上段の土壌攪拌翼の回動支点高さ位置１２ｂ’を鎖線で示してある。
【０１３０】
上段リング部材５３’は外輪郭が円形のものであるが、中段及び下段のリング部材５２’、５１’の外輪郭は、リンク部材６３’、６２’等との衝突防止のため円形輪郭の一部を切り欠いたものとなっている。
なお、係合部材５０が基礎リング部材５０’を兼ねていてもよい。
【０１３１】
図１２（Ａ）に示すように回転ヘッド１ｂが縮小状態におかれた状態では、リンク駆動フレーム５ｂは外側軸１４の下端フランジ１４１に支持されている。
【０１３２】
土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ｂが縮小姿勢におかれた状態から、外側軸１４が土壌攪拌翼１２ｂと共に内側軸１３に対して下降すると、リンク駆動フレーム５ｂも下降し、先ず、土壌掘削刃ヘッド１１が開き始める。このように土壌掘削刃ヘッド１１は土壌攪拌翼１２ｂに先立って開き始める。
【０１３３】
外側軸１４が内側軸１３に対してさらに下降すると、図１２（Ｂ）のように第２ストッパ装置７の台部材７２が内側軸上のストッパ部材７４に当接することで、リンク駆動フレーム５ｂが内側軸１３に対する下降限度に配置される。この状態では土壌掘削刃ヘッド１１は既に半開きの状態になっているが、土壌攪拌翼１２ｂは未だ開いていない。
【０１３４】
さらに外側軸１４が内側軸１３に対し下降すると、土壌攪拌翼１２ｂも開き始め、最終的には土壌掘削刃ヘッド１１が図１２（Ｃ）に示すように開いて拡大姿勢をとり、土壌攪拌翼１２ｂも拡大姿勢をとる。
【０１３５】
土壌攪拌翼１２ｂの開き動作についてさらに説明すると、図１２（Ｂ）のようにリンク駆動フレーム５ｂが第２ストッパ装置７により内側軸１３に対する下降限度に配置されてのち、さらに外側軸１４が土壌攪拌翼１２ｂとともに内側軸１３に対して下降することで、リンク駆動フレーム５ｂにおけるリンク連結部材５１１’〜５３１’と土壌攪拌翼１２ｂとに渡し連結されたリンク６１’〜６３’がリンク連結部材５１１’〜５３１’により相対的に上方へ吊り上げ力を受け、それにより土壌攪拌翼１２ｂが上方へ回動して開き、拡大姿勢におかれる。
【０１３６】
いずれにしても図１２（Ｃ）に示すように土壌掘削刃ヘッド１１の拡大姿勢時の回転半径及び土壌攪拌翼１２ｂの拡大姿勢時の回転半径は同程度であるが、図１２（Ｂ）に示すように、土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ｂのそれぞれの拡大途中においては、土壌攪拌翼１２ｂの拡大途中半径は掘削刃ヘッド１１の拡大途中半径を超えない。
【０１３７】
土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ｂが図１２（Ｃ）のように拡大姿勢におかれた状態から、外側軸１４が土壌攪拌翼１２ｂと共に内側軸１３に対して上昇開始すると、それとともに土壌掘削刃ヘッド１１が閉じ始め、土壌攪拌翼１２ｂも閉じ始める。
【０１３８】
このとき、リンク駆動フレーム５ｂは未だ第２ストッパ装置７により内側軸１３に対する下降限度におかれたままであるから、そのリンク駆動フレーム５ｂに対して外側軸１３が土壌攪拌翼１２ｂとともに上昇することになり、それにより、リンク駆動フレーム５ｂにおけるリンク連結部材５１１’〜５３１’と土壌攪拌翼１２ｂとに渡し連結されたリンク６１’〜６３’がリンク連結部材５１１’〜５３１’により相対的に下方へ押し下げ力を受け、それにより土壌攪拌翼１２ｂが下方へ回動して閉じ、縮小姿勢におかれる。
【０１３９】
さらに外側軸１４が内側軸１３に対して上昇することで外側軸下端フランジ１４１も上昇してリンク駆動フレーム５ｂに下方から接触し始め、リンク駆動フレーム５ｂ及び第２ストッパ装置７の昇降部分７１〜７３が持ち上げられ始める（図１２（Ｂ））。
【０１４０】
さらに外側軸１４が上昇することで、図１２（Ａ）に示すように、土壌掘削刃ヘッド１１も閉じ、縮小姿勢におかれる。土壌掘削刃ヘッド１１は土壌攪拌翼１２ｂに遅れて縮小姿勢におかれる。
【０１４１】
＜図１４の土壌処理装置Ｃ＞
図１４の土壌処理装置Ｃは土壌処理装置Ａと同様に回転ヘッド１ｃを含んでいる。回転ヘッド１ｃは、装置Ａのものと同じ土壌掘削刃ヘッド１１及び装置Ａのものとは拡縮の回動方向が異なる上下３段の、平面から見て中心角度を順次６０度ずらした対土壌攪拌翼１２ｃを含んでいる。また、装置Ｃは装置Ａのものとは異なるリンク駆動フレーム５ｃを含んでいる。
【０１４２】
リンク駆動フレーム５ｃの外側軸１４に対する下降限度を規制するストッパ部材として外側軸下端フランジ１４１を採用し、リンク駆動フレーム５ｃの内側軸１３に対する下降限度を規制するストッパ装置として装置Ａにおけるものと同じ第２ストッパ装置７を採用する点等は装置Ａと同じであり、装置Ｃにおいて装置Ａと同じ部分、部品には装置Ａと同じ符号を付してある。
【０１４３】
リンク駆動フレーム５ｃは、図１５に示すように、装置Ａのリンク駆動フレーム５と同様に外側軸下端フランジ１４１の上側で外側軸１４に相対的に昇降可能に外嵌されており、リンク駆動フレーム５と同様に、外側軸１４に相対的に昇降可能に外嵌されたリング形状の第１係合部材５０を含んでいる。
【０１４４】
リンク駆動フレーム５ｃは第１係合部材５０に加え、それに固定された基礎リング部材５０”、その上方の３段のリング部材５１”、５２”、５３”を含んでいる。これらリング部材５１”〜５３”は３段の土壌攪拌翼１２ｃにそれぞれ対応して設けられており、それぞれ外側軸１４に相対的に昇降可能に外嵌されている。
【０１４５】
下段リング部材５１”は基礎リング部材５０”に立設した支持柱５００”に支持されており、中段リング部材５２”は下段リング部材５１”に立設した支持柱５１０”に支持されており、上段リング部材５３”は中段リング部材５２”に立設した支持柱５２０”に支持されており、全体として、第１係合部材５０、基礎リング部材５０”、リング部材５１”〜５３”及び支持柱５００”、５１０”、５２０”は一体化され、リンク駆動フレーム５ｃとして外側軸１４に対し昇降可能である。
【０１４６】
下段リング部材５１”には一対の下段土壌攪拌翼１２ｃに対応させてリンク連結部材５１１”が、中段リング部材５２”には一対の中段土壌攪拌翼１２ｃに対応させてリンク連結部材５２１”が、上段リング部材５３”には一対の上段土壌攪拌翼１２ｃに対応させてリンク連結部材５３１”がそれぞれ設けられている。
【０１４７】
さらに言えば、各段リング部材のリンク連結部材は１８０度の中心角度間隔で２個（一対）設けられており、下段と中段のリンク連結部材５１１”と５２１”は中心角度にして６０度ずれており、中段と上段のリンク連結部材５２１”と５３１”も中心角度にして６０度ずれている。また、支持柱５００”及びリング部材間の支持柱５１０”、５２０”は、リンク連結部材位置からずらして、平面から見て隣り合うリンク連結部材の間に配置されており、１２０度中心角度間隔で配置されている。
【０１４８】
図１５に示すように、一対の下段のリンク連結部材５１１”とこれに対応する一対の下段土壌攪拌翼１２ｃのそれぞれに、リンク機構として本例ではリンク部材６１”が渡し連結されている。リンク部材６１”の一端部（図１５中の上端部）がリンク連結部材５１１”にピン連結されており、リンク部材６１”の他端部（図１５中の下端部）が土壌攪拌翼１２ｃの支持部１２０”での回動支点ピン１２Ｐ”を間にして自由端部とは反対側部位にピン連結されている。
【０１４９】
同様に、一対の中段のリンク連結部材５２１”とこれに対応する一対の中段土壌攪拌翼１２ｃのそれぞれに、リンク部材６２”が渡し連結されており、リンク部材６２”の一端部がリンク連結部材５２１”にピン連結されているとともに他端部が対応する土壌攪拌翼１２ｃにピン連結されている。
また、一対の上段のリンク連結部材５３１”とこれに対応する一対の上段土壌攪拌翼１２ｃのそれぞれに、リンク部材６３”が渡し連結されており、リンク部材６３”の一端部がリンク連結部材５３１’にピン連結されているとともに他端部が対応する土壌攪拌翼１２ｃにピン連結されている。
図１５にはリンク部材６２”、６３”を鎖線で示してある。また、図１５には中段及び上段の土壌攪拌翼の回動支点高さ位置１２ｃ’を鎖線で示してある。
【０１５０】
各段リング部材はリンク部材等との衝突防止のため必要に応じ円形輪郭の一部を切り欠いたものとされる。
なお，係合部材５０は基礎リング部材５０”を兼ねていてもよい。
【０１５１】
図１４（Ａ）に示すように回転ヘッド１ｃが縮小状態におかれた状態では、リンク駆動フレーム５ｃは外側軸１４の下端フランジ１４１に支持されている。
【０１５２】
土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ｃが縮小姿勢におかれた状態から、外側軸１４が土壌攪拌翼１２ｃと共に内側軸１３に対して下降すると、リンク駆動フレーム５ｃも下降し、先ず、土壌掘削刃ヘッド１１が開き始める。このように土壌掘削刃ヘッド１１は土壌攪拌翼１２ｃに先立って開き始める。
【０１５３】
外側軸１４が内側軸１３に対してさらに下降すると、図１４（Ｂ）のように第２ストッパ装置７の台部材７２が内側軸上のストッパ部材７４に当接することで、リンク駆動フレーム５ｃが内側軸１３に対する下降限度に配置される。この状態では土壌掘削刃ヘッド１１は既に半開きの状態になっているが、土壌攪拌翼１２ｃは未だ開いていない。
【０１５４】
さらに外側軸１４が内側軸１３に対し下降すると、土壌攪拌翼１２ｃも開き始め、最終的には土壌掘削刃ヘッド１１が図１４（Ｃ）に示すように開いて拡大姿勢をとり、土壌攪拌翼１２ｃも拡大姿勢をとる。
【０１５５】
土壌攪拌翼１２ｃの開き動作についてさらに説明すると、図１４（Ｂ）のようにリンク駆動フレーム５ｃが第２ストッパ装置７により内側軸１３に対する下降限度に配置されてのち、さらに外側軸１４が土壌攪拌翼１２ｃとともに内側軸１３に対して下降することで、リンク駆動フレーム５ｃにおけるリンク連結部材５１１”〜５３１”と土壌攪拌翼１２ｃとに渡し連結されたリンク６１”〜６３”がリンク連結部材５１１”〜５３１”により相対的に上方へ引っ張り力を受け、それにより土壌攪拌翼１２ｃが下方へ回動して開き、拡大姿勢におかれる。
【０１５６】
いずれにしても図１４（Ｃ）に示すように土壌掘削刃ヘッド１１の拡大姿勢時の回転半径及び土壌攪拌翼１２c の拡大姿勢時の回転半径は同程度であるが、図１４（Ｂ）に示すように、土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ｃのそれぞれの拡大途中においては、土壌攪拌翼１２ｃの拡大途中半径は掘削刃ヘッド１１の拡大途中半径を超えない。
【０１５７】
土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ｃが図１４（Ｃ）のように拡大姿勢におかれた状態から、外側軸１４が土壌攪拌翼１２ｃと共に内側軸１３に対して上昇開始すると、それとともに土壌掘削刃ヘッド１１が閉じ始め、土壌攪拌翼１２ｃも上昇回動で閉じ始める。
【０１５８】
このとき、リンク駆動フレーム５ｃは未だ第２ストッパ装置７により内側軸１３に対する下降限度におかれたままであるから、そのリンク駆動フレーム５ｃに対して外側軸１３が土壌攪拌翼１２ｃとともに上昇することになり、それにより、リンク駆動フレーム５ｃにおけるリンク連結部材５１１”〜５３１”と土壌攪拌翼１２ｃとに渡し連結されたリンク６１”〜６３”がリンク連結部材５１１”〜５３１”により相対的に下方へ押し下げ力を受け、それにより土壌攪拌翼１２ｃが上方へ回動して閉じ、縮小姿勢におかれる。
【０１５９】
さらに外側軸１４が内側軸１３に対して上昇することで外側軸下端フランジ１４１も上昇してリンク駆動フレーム５ｃに下方から接触し始め、リンク駆動フレーム５ｃ及び第２ストッパ装置７の昇降部分７１〜７３が持ち上げられ始める（図１４（Ｂ））。
【０１６０】
さらに外側軸１４が上昇することで、図１４（Ａ）に示すように、土壌掘削刃ヘッド１１も閉じ、縮小姿勢におかれる。土壌掘削刃ヘッド１１は土壌攪拌翼１２ｃに遅れて縮小姿勢におかれる。
【０１６１】
＜図１６の土壌処理装置Ｄ＞
図１６の土壌処理装置Ｄは土壌処理装置Ｃにおいて回転ヘッドの土壌掘削刃ヘッドを若干変更し、内側軸下端部のストッパ部材７４をそれより若干厚い（背高い）ストッパ部材７４’に変更したものである。それ以外の点は土壌処理装置Ｃと同じであり、装置Ｄにおいて装置Ｃや装置Ａと同じ部分、部品には装置Ａと同じ符号を付してある。
【０１６２】
装置Ｄでは、土壌掘削刃ヘッド１１の可動部１１２の一端部が（根元部分）がスライダ１５の掘削刃ヘッド連結部材１５１に回動可能にピン連結されており、この可動部１１２と固定部１１１上側のリング部材１１３とにリンク１１４’が渡し連結されている。リンク１１４’はその一端部が可動部１１２にピン連結され、他端部がリング部材１１３にピン連結されている。
【０１６３】
かくして、１６（Ａ）に示すように回転ヘッド１ｄが縮小状態におかれ、土壌掘削刃ヘッド１１が縮小姿勢におかれた状態から、外側軸１４が内側軸１３に対して下降すると、スライダ１５も下降し、それにより掘削刃ヘッド１１の各可動部１１２が上方へ回動し、図１６（Ｂ）の開き途中状態を経て図１６（Ｃ）に示すように開き、掘削刃ヘッド１１は、全体として、回転ヘッド半径方向に拡大した姿勢をとることができる。
【０１６４】
この拡大状態から外側軸１４が内側軸１３に対して上昇すると、スライダ１５も上昇し、それにより掘削刃ヘッド１１の各可動部１１２が下方へ回動して閉じ、掘削刃ヘッド１１は、全体として、回転ヘッド半径方向に縮小した姿勢をとることができる。
土壌攪拌翼１２ｃの拡縮動作は土壌処理装置Ｃの場合と同じである。
【０１６５】
以上説明した土壌処理装置Ｂ〜Ｄも土壌処理装置Ａと同様に土壌処理に供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６６】
本発明は、重金属等で汚染されている汚染土壌を無害化処理したり、軟弱地盤を構造物構築に適する地盤に改良する等の土壌処理に利用できる。
【符号の説明】
【０１６７】
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 土壌処理装置
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 回転ヘッド
１１ 土壌掘削刃ヘッド
１１ｘ、１１ｙ 土壌掘削刃
１１１ 固定部
１１２ 可動部
１１３ リング部材
１１４、１１４’ リンク
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 土壌攪拌翼
１３ 内側軸
１４ 外側軸
１４１ 外側軸下端フランジ（第１トッパ装置の１例）
１５ スライダ
２ 回転ヘッドの支持駆動装置
４ 土壌処理用添加物の添加装置
２１ 掘削刃ヘッド支持駆動部
２２ 外側軸回転駆動部
１３０ 内側中間軸
１４０ 外側中間軸
３ 外側軸支持昇降駆動部
４ 土壌処理用添加物供給装置
５、５ｂ、５ｃ リンク駆動フレーム
５０ 第１係合部
５０’、５０” 基礎リング部材
５１、５１’、５１” 下段リング部材
５２、５２’、５２” 中段リング部材
５３、５３’、５３” 上段リング部材
５１１’、５１１”、５１１” 下段リンク連結部材
５２１’、５２１”、５２１” 中段リンク連結部材
５３１’、５３１”、５３１” 上段リンク連結部材
６１’、６２’、６３’ リンク部材
７ 第２ストッパ装置 ７１ 第２係合部材
７２ 台部材
７３ 支持柱
【技術分野】
【０００１】
本発明は重金属等で汚染されている汚染土壌を無害化処理したり、軟弱地盤を構造物構築に適する地盤に改良する等の土壌処理に用いる土壌処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場跡地やゴミ処理場近辺の土地の土壌は重金属等で汚染されている場合がある。このように汚染された土地を住宅地、学校等の各種施設などに転用する場合、汚染土壌に含まれる汚染物質による人体への悪影響に十分注意を払わなければならない。
【０００３】
こうした汚染土壌を有する土地を利用する場合、次のような方法で土壌を無害化する土壌処理が行われてきた。すなわち、汚染土壌を含む土地を１又は２以上に区画化し、各区画においてそれを囲む土留め壁（乃至遮水壁）を土中に構築し、該土留め壁（乃至遮水壁）で囲まれた土壌を掘削して地上へ取り出し、予め準備された地上のコンクリート枠壁等で囲まれた土壌処理用の場所へ運搬移入し、そこで該土壌に土壌処理用の添加物を添加し、撹拌して無害化処理したのち、このように処理された土壌を再びもとの位置へ埋め戻していた。
【０００４】
また、かかる汚染土壌の浄化処理ではないが、軟弱地盤等の改良にあたっては、地上から改良処理対象土壌層へ向けて回転掘削ヘッドにて掘削、進行し、処理対象土壌層において該回転掘削ヘッドを介して土壌処理用添加物の添加を行い、該ヘッドを用いて該添加物と土壌との混合攪拌等の処理を行い、その後に回転掘削ヘッドを地上へ戻すことも行われいた。
【０００５】
しかし、かかる汚染土壌処理によると、
（１）汚染された土壌を土留め壁（乃至遮水壁）を構築して掘り起こし、地上へ搬出しなければならず、地上には汚染土壌処理用の場所を設けなければならず、これらの作業は大がかりとなり、さらに地上への汚染土壌の搬出、土壌処理場所への汚染土壌の搬入、処理後の土壌の埋め戻し等に種々の土壌運搬、搬送用機器も必要となり、全体として、工数が増え、工期が長くなり、ひいては工費が高くつく。
（２）処理すべき汚染土壌は地表やそれに近い位置よりも深い位置にあることが多いが、処理する必要のない表層土壌までも掘り起こし、再び埋め戻さなければならない。従ってそれだけ作業や使用添加物等の無駄が多くなり、ひいては工費が無駄に、余分にかかってしまう。
（３）処理する必要のない安定地盤状態にある表層土壌までも掘り起こし、埋め戻すことになるので、埋め戻し後の土地表層での十分な地盤強度が得られなくなる。この問題を解消しようとすると、所定の地盤強度を得るために添加物としてセメント系固化材等を多く添加することが必要となり、それだけコスト高となる。
【０００６】
また、軟弱地盤の改良処理等の場合においても、処理対象土壌は地表やそれに近い位置よりも深い位置にあることが多いが、その場合、回転掘削ヘッドが本来処理する必要のない安定地盤状態にある表層土壌或いは該表層土壌及びその近傍の土壌を通って処理対象土壌層まで掘削、進行し、処理後再び該表層土壌或いは該表層土壌及びその近傍の土壌を通って地上へ戻され、これにより、処理対象土壌層における回転掘削ヘッドによる土壌処理半径と同半径でもって表層土壌層等まで広範囲に掘削されることになり、その結果土地表層での十分な地盤強度が得られなくなる。この問題を解消しようとすると、所定の地盤強度を得るために添加物としてセメント系固化材等を多く添加することが必要となり、それだけコスト高となる。
【０００７】
そこで、特許第３６４５１８５号公報や特許第４５６０４５９号公報には、土壌掘削刃ヘッド及びその上方に配置された土壌攪拌翼を有するとともに、土壌処理用添加物を土壌中へ注入するための添加物吐出口を有し、該土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼がいずれも回転半径方向に拡縮可能である回転ヘッドを備えた土壌処理装置を用いる土壌処理が提案されている。
【０００８】
特許第３６４５１８５号公報や特許第４５６０４５９号公報で提案されている土壌処理では、前記回転ヘッドの掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼をともに縮小状態として地上から処理対象土壌層へ向けて、土壌を掘進し、該回転ヘッドが処理対象土壌層に到達すると、該掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼をともに拡大状態として処理対象土壌層の土壌を処理し（土壌掘削及び攪拌並びに土壌処理用添加物の土壌中への注入及び土壌との混合）、土壌処理後は、再び掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼をともに縮小状態として地上へ向けて退出させるようにしている。
【０００９】
この土壌処理によると、土壌処理作業において土壌を地上へ搬出する必要がなく、土壌を殆ど地中にとどめておくことができるとともに処理対象土壌をそれがある原位置で処理することができ、例えば旧来の、土壌を地上へ搬出し、処理後に埋め戻す汚染土壌処理と比べると、少ない工数、短い工期で、簡単安価に汚染土壌を処理できる。また、旧来の汚染土壌処理と比べると、作業の無駄、土壌処理用添加物の無駄等の無駄無く、それだけ安価に汚染土壌を処理できる。
【００１０】
また、回転ヘッドは回転半径方向に拡縮可能であり、処理対象土壌層へ向けて掘進するとき、及び処理された土壌層から地上へ退出するときには、縮小状態に設定でき、従って、処理する必要のない地表、或いは地表及びその近傍の土壌について徒に掘削、攪拌することがない一方、処理対象土壌層においては回転ヘッドを拡大状態に設定でき、それにより広い範囲にわたり効率よく土壌を処理でき、これらにより、表層土壌或いは表層土壌及びその近傍の土壌についてはその地盤強度をできるだけ確保しつつより深層の土壌を処理できる。
【００１１】
しかし、特許第３６４５１８５号公報記載の土壌処理装置では、回転ヘッドにおける掘削刃ヘッドの拡縮は、掘削刃ヘッド開閉装置を用いて行い、土壌攪拌翼の拡縮については、処理対象土壌層において、土壌攪拌翼を掘削刃ヘッドの土壌掘削方向回転とは反対方向に回転駆動することで、土壌抵抗にて開姿勢をとらせて拡大し、処理対象土壌層へ至るまで、及び土壌処理後回転ヘッドを退出させるときには、土壌攪拌翼を掘削刃ヘッドの土壌掘削方向回転と同方向に回転させて土壌抵抗により閉姿勢をとらせて縮小させるようにしている。
【００１２】
従って、土壌攪拌翼は、その回転に伴って発生する土壌抵抗により開閉（拡縮）させるものであるため、例えば処理対象土壌層の土壌の性状によっては、土壌攪拌翼を開いたり（拡大させたり）、閉じたり（縮小させたり）するに十分な土壌抵抗を土壌攪拌翼に与えることができず、その結果、土壌攪拌翼が半径方向に拡大しなかったり、拡大しても不十分であったりして、土壌攪拌及び土壌処理用添加物と土壌との混合が不可能或いは不十分となったり、或いは処理対象土壌層から回転ヘッドを退出させるにあたり、土壌攪拌翼を土壌抵抗により閉じさせる方向に回転させても、閉じなかったり、閉じても不十分であったりして、掘削刃ヘッドにより掘削されていなかった土壌に土壌攪拌翼が衝突して損傷する恐れもある。
【００１３】
これに対し特許第４５６０４５９号公報記載の土壌処理装置は、土壌掘削刃ヘッドの拡縮状態だけでなく、土壌攪拌翼の拡縮状態も土壌抵抗に頼ることなく制御、管理することができ、それだけ目的とする土壌処理を行い易く、また、土壌攪拌翼の拡縮状態も制御、管理することができるので、土壌攪拌翼の損傷の恐れを低減して安全に土壌処理を行える利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第３６４５１８５号公報
【特許文献２】特許第４５６０４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許第４５６０４５９号公報記載の土壌処理装置は、内側軸とこれに対して昇降可能に外嵌された外側軸のうち内側軸の下端部に土壌掘削刃ヘッドが、外側軸の外側部位に土壌攪拌翼が設けられ、土壌攪拌翼の拡縮機構が外側軸の外部から内部にわたって構成されているため、外側軸の内側まで土砂が侵入し易く、そのため動作不良を起こすおそれがあり、また、拡縮機構を構成する部品が互いに反対方向の回転を行う外側軸と内側軸の間に摺動可能に嵌められているとともに土壌攪拌翼開閉のために常時バネ付勢されているので、磨耗し易い。
【００１６】
本発明は、土壌掘削刃ヘッド及びその上方に配置された土壌攪拌翼を有するとともに、土壌処理用添加物を土壌中へ注入するための添加物吐出口を有し、該土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼がいずれも回転半径方向に拡縮可能である回転ヘッドを備えた土壌処理装置であって、土壌掘削刃ヘッドだけでなく土壌攪拌翼の拡縮状態も制御、管理することができ、それだけ目的とする土壌処理を容易、確実に行うことができ、また、従来の同種の土壌処理装置と比べると、より長期にわたり動作信頼性が保たれ、点検作業が容易である土壌処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は前記課題を解決するため、次の土壌処理装置を提供する。すなわち、
土壌掘削刃ヘッド及びその上方に配置された土壌攪拌翼を有するとともに土壌処理用添加物を土壌中へ注入するための添加物吐出口を有し、該土壌掘削刃ヘッド及び該土壌攪拌翼がいずれも回転半径方向に拡縮可能である回転ヘッドを備えた土壌処理装置であり、
前記回転ヘッドを支持し、前記土壌掘削刃ヘッドの回転駆動及び拡縮駆動並びに前記土壌攪拌翼の回転駆動及び拡縮駆動を行う回転ヘッド支持駆動装置を備えており、
前記回転ヘッドは、
下端部に前記土壌掘削刃ヘッドを支持する内側軸と、
外周部位に前記土壌攪拌翼を支持し、前記内側軸に昇降可能に外嵌された外側軸と、
前記土壌掘削刃ヘッドを、前記外側軸の前記内側軸に対する上昇動作に連動させて縮小させて縮小姿勢におくことができ、下降動作に連動させて拡大させて拡大姿勢におくことができる第１連動機構と、
前記外側軸の前記内側軸に対する昇降動作に連動させて前記土壌攪拌翼を縮小拡大させる第２連動機構であって、該外側軸が該内側軸に対し上昇することで前記第１連動機構により前記土壌掘削刃ヘッドが縮小姿勢をとるとき、該土壌掘削刃ヘッドが縮小姿勢をとるに先立って前記土壌攪拌翼を縮小姿勢におくことができ、該外側軸が該内側軸に対し下降することで前記第１連動機構により該土壌掘削刃ヘッドが拡大姿勢をとるとき、該土壌掘削刃ヘッドが拡大姿勢をとり始めるに遅れて前記土壌攪拌翼を拡大姿勢におき始める第２連動機構とを含んでおり、
前記回転ヘッド支持駆動装置は、前記内側軸を支持することで前記土壌掘削刃ヘッドを支持するとともに該内側軸を介して該土壌掘削刃ヘッドを回転駆動する掘削刃ヘッド支持駆動部と、前記外側軸を支持して前記内側軸に対し昇降させることで、前記第１連動機構にて前記土壌掘削刃ヘッドを、前記第２連動機構にて前記土壌攪拌翼を、それぞれ縮小拡大させる外側軸支持昇降駆動部と、前記外側軸を回転駆動することで前記土壌攪拌翼を回転駆動する外側軸回転駆動部とを含んでおり、
前記土壌掘削刃ヘッドは、少なくとも一部が前記内側軸の方へ閉じる閉じ姿勢と該内側軸から開く開き姿勢をとることができる可動部とされており、該可動部の開閉により土壌掘削刃ヘッド全体が回転ヘッド半径方向に拡縮可能であり、
前記第１連動機構は、
前記内側軸とともに回転可能且つ該内側軸に対し昇降可能に該内側軸に設けられ、前記外側軸の下端部に、該下端部に対し昇降不能且つ回転可能に支持されたスライダと、前記土壌掘削刃ヘッドの可動部を該スライダと前記内側軸とに連結し、前記外側軸の昇降に伴い該スライダが前記内側軸に対し昇降することで前記土壌掘削刃ヘッドの可動部を閉じ又は開いて該土壌掘削刃ヘッドを縮小又は拡大させるリンク機構とを含んでおり、
前記土壌攪拌翼は、一端部側の部位で前記外側軸の外周部位に回動可能に連結されて自由他端部が上下方向に回動可能とされていることで、回転ヘッド半径方向に縮小拡大可能であり、
前記第２連動機構は、
前記外側軸に昇降可能に外嵌されたリンク駆動フレームと、
前記土壌攪拌翼と前記リンク駆動フレームとを連結するリンク機構と、
前記リンク駆動フレームの前記外側軸に対する下降限度を定める第１ストッパ装置と、 前記リンク駆動フレームの前記内側軸に対する下降限度を定める第２ストッパ装置とを含んでおり、
前記第１ストッパ装置は前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼がともに縮小姿勢の縮小状態にあるとき、前記リンク駆動フレームを前記外側軸に対する下降限度に支持し、前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼がともに拡大姿勢の拡大状態にあるとき、前記リンク駆動フレームから離れて該リンク駆動フレームの下方に位置し、
前記第２ストッパ装置は前記縮小状態から前記内側軸に対して前記外側軸が下降し始めることで前記第１連動機構により前記土壌掘削刃ヘッドが開き始めた後に前記リンク駆動フレームを前記内側軸に対する下降限度に配置し、
前記リンク駆動フレームは、前記第２ストッパ装置により前記内側軸に対する下降限度に配置されてのちさらに前記外側軸が前記内側軸に対し下降することで、該外側軸の下降とともに下降する前記土壌攪拌翼を、該土壌攪拌翼と自身に連結された前記リンク機構を相対的に駆動して拡大姿勢におき、
前記リンク駆動フレームは、前記拡大状態から前記内側軸に対して前記外側軸が上昇し始めることで前記第１連動機構により前記土壌掘削刃ヘッドが閉じ始めると、前記外側軸上昇とともに上昇する前記土壌攪拌翼を、該土壌攪拌翼と自身に連結された前記リンク機構を相対的に駆動して閉じ始めさせ、該土壌掘削刃ヘッドが縮小姿勢をとるに先立って該土壌攪拌翼を縮小姿勢におく土壌処理装置である。
【００１８】
この土壌処理装置によると、例えば次のようにして土壌処理を行える。
まず、回転ヘッドを回転ヘッド支持駆動装置で支持した状態で処理対象土壌層上方の地上に配置する。
回転ヘッド支持駆動装置は例えば昇降装置に取り付ければよい。例えば地上の支柱に昇降可能に取り付ければよい。かくして回転ヘッドを該支柱に沿って昇降可能に配置できる。かかる支柱は自走車に搭載されているものでもよいし、地上に立設されたもの等でもよい。
【００１９】
次いで、回転ヘッド支持駆動装置における掘削刃ヘッド支持駆動部にて回転ヘッドにおける内側軸を回転駆動することで土壌掘削刃ヘッドを回転させるとともに、外側軸回転駆動部にて回転ヘッドにおける外側軸を回転駆動することで土壌攪拌翼を回転させ、これらを下降させる。それにより回転ヘッドは地上から処理対象土壌層へ向けて、土壌をそれがある位置で掘削し、攪拌し、ほぐしながら進入せしめられる。このとき回転ヘッドの土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼は、いずれも縮小姿勢としておく。
【００２０】
このように回転ヘッドを処理対象土壌層へ向けて進入させるとき、土壌掘削刃ヘッドは土壌掘削方向に回転させればよく、土壌攪拌翼については、土壌掘削刃ヘッドと同方向に回転させても、土壌掘削刃ヘッドとは反対方向に回転させてもよい。土壌掘削刃ヘッドと同方向に回転させる場合は、土壌掘削刃ヘッドと同速で回転させても、土壌掘削刃ヘッドとは異なる回転速度で回転させる等してもよい。
【００２１】
土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼の縮小は、外側軸支持昇降駆動部により、回転ヘッドの外側軸を内側軸に対し上昇させておくことで、第１連動機構により土壌掘削刃ヘッドを縮小姿勢におき、第２連動機構により土壌攪拌翼を縮小姿勢におくことで行える。
【００２２】
回転ヘッドが処理対象土壌層に到達すると、そこで、土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼をいずれも拡大姿勢とし、土壌処理に供する。土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼の拡大は、外側軸支持昇降駆動部により、回転ヘッドの外側軸を内側軸に対し下降させることで、第１連動機構により土壌掘削刃ヘッドを拡大姿勢におき、第２連動機構により、前記土壌掘削刃ヘッドが拡大姿勢におかれ始めるに遅れて土壌攪拌翼を拡大姿勢におき始めることで行える。
【００２３】
この土壌処理においても、土壌掘削刃ヘッドは、掘削刃ヘッド支持駆動部にて土壌掘削方向に回転させる。
土壌攪拌翼については、外側軸回転駆動部にて回転駆動する。この土壌処理時には、土壌攪拌翼は、土壌の効率的な攪拌、後述する土壌処理用添加物と土壌との効率的な混合のために、土壌に剪断力が加わるように、土壌掘削刃ヘッドとは反対方向に回転させるか、或いは同方向に、且つ、土壌掘削刃ヘッドとは異なる回転速度で回転させてもよい。
【００２４】
かくして、回転ヘッドは前記進入時よりも拡大された、従ってより広い範囲にわたり掘削等できる状態で、処理対象土壌をそれがある位置で掘削し、攪拌する。
また、要すれば土壌処理用の添加物を回転ヘッドの添加物吐出口へ供給し、そこから処理対象土壌中へ注入し、該添加物と該土壌を混合攪拌することができる。
添加物吐出口は、回転ヘッドの土壌掘削刃ヘッドに設ける場合を代表例として挙げることができる。
【００２５】
このようにして処理対象土壌を処理すると、その後、外側軸支持昇降駆動部により、回転ヘッドの外側軸を内側軸に対し上昇させることで、第１連動機構により土壌掘削刃ヘッドを縮小姿勢におくとともに、第２連動機構により、前記土壌掘削刃ヘッドが縮小姿勢におかれるに先立って土壌攪拌翼を縮小姿勢におき、これらを回転駆動しつつ、地上までの途中の土壌を該土壌がある位置で攪拌しながら退出させる。このときの土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼の回転方向については、特に制限はないが、例えば、土壌掘削刃ヘッドは土壌掘削方向に、土壌攪拌翼は土壌掘削刃ヘッドと同方向に又は反対方向に回転させる場合を挙げることができる。
【００２６】
なお、土壌の掘削、攪拌においては必要に応じ、掘削、攪拌を円滑化するための水等を添加物として添加注入してもよい。
土壌処理における添加物の投入タイミングについては、処理対象土壌層の掘削、攪拌処理の進行中に添加物の添加を開始してもよい。また、処理対象土壌層の一通りの掘削、攪拌が終わったあとでもよい。要するに土壌を処理できる適当なタイミングを選んで添加すればよい。
【００２７】
添加物と処理対象土壌の混合攪拌は回転ヘッドの土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼を回転させることで行える。かかる混合攪拌のタイミングについても、処理対象土壌と添加物との混合攪拌を行うに支障のないタイミングであればよく、代表的には、回転ヘッドの土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼を回転させつつ添加物を添加して混合攪拌を行う場合を例示できる。
【００２８】
いずれにしても、本発明に係る土壌処理装置は、土壌処理用添加物を前記回転ヘッドの添加物吐出口へ供給する添加物供給装置を備えていてもよい。
また、前記回転ヘッドは前記添加物吐出口を一つでもよいが複数有していてもよく（例えば少なくとも三つ有していてもよく）、前記添加物供給装置は、該複数の添加物吐出口のそれぞれに対し該添加物吐出口に連通する、土壌処理用添加物の供給路を有していてもよい。
【００２９】
以上説明した土壌処理装置によると、汚染土壌処理作業において土壌を地上へ搬出する必要がなく、土壌を殆ど地中にとどめておくことができるとともに処理対象土壌をそれがある原位置で処理することができ、例えば旧来の、汚染土壌を地上へ搬出し、処理後に埋め戻す汚染土壌処理と比べると、少ない工数、短い工期で、簡単安価に汚染土壌を処理できる。また、旧来の汚染土壌処理と比べると、作業の無駄、土壌処理用添加物の無駄等の無駄無く、それだけ安価に汚染土壌を処理できる。
【００３０】
さらに、前記回転ヘッドの土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼は回転ヘッドの回転半径方向に拡縮可能であり、処理対象土壌層へ向けて進入させるとき、及び処理された土壌層から地上へ退出させるときには、縮小状態に設定でき、従って、処理する必要のない地表、或いは地表及びその近傍の土壌について徒に掘削、攪拌することがない一方、処理対象土壌層においては回転ヘッドの土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼を拡大状態に設定でき、それにより広い範囲にわたり効率よく土壌を処理でき、これらにより、表層土壌或いは表層土壌及びその近傍の土壌についてはその地盤強度をできるだけ確保しつつより深層の土壌を処理できる。
【００３１】
また、本発明に係る土壌処理装置によると、回転ヘッドの外側軸の内側軸に対する昇降駆動を外側軸昇降駆動部により行うことができるので、例えば地上において、回転ヘッドにおける外側軸の内側軸に対する昇降量を制御、管理することができ、それにより、土壌掘削刃ヘッドの拡縮状態は勿論のこと、土壌攪拌翼の拡縮状態も制御、管理することができ、それだけ目的とする土壌処理を容易、確実に行える。
【００３２】
また、土壌処理装置の処理対象土壌への進入にあたっては、土壌攪拌翼は土壌掘削刃ヘッドが拡大姿勢をとり始めるのに遅れて拡大姿勢をとり始めるので、それだけ土壌攪拌翼の損傷のおそれは低減しており、土壌処理装置の処理対象土壌からの退出にあたっては、土壌攪拌翼は土壌掘削刃ヘッドに先立って縮小姿勢をとるので、この点でも土壌攪拌翼の損傷のおそれは低減しており、これらにより土壌攪拌翼が損傷するといった事態の発生を抑制して、それだけ安全に土壌処理を行える。
【００３３】
また、本発明に係る土壌処理装置では土壌攪拌翼を拡縮させる機構が従来装置のように外側軸の外部から内部にわたって構成されているというものではなく、外側軸の外部に構成されているので、拡縮機構を通じて外側軸内部まで土砂が侵入してくるおそれはなく、それだけ、従来装置より長期にわたり動作信頼性が確保され、また、点検作業も容易である。
【００３４】
本発明に係る土壌処理装置における前記第１ストッパ装置としては、それには限定されないが、代表例として、前記外側軸の下端部に設けられたストッパ部材を挙げることができる。
【００３５】
前記第２ストッパ装置としては、
前記リンク駆動フレームに前記外側軸に昇降可能の第１係合部材を含めておき、
該第２ストッパ装置として、
前記リンク駆動フレームの第１係合部材に、該リンク駆動フレームに対する昇降動作は不能に、且つ、相対的に回転可能に係合する第２係合部材と、
前記第１連動機構のスライダより下方で前記内側軸に昇降可能に設けられ、該内側軸に対する下降限度が該内側軸に設けられたストッパ部材により規制されている台部材と、 前記台部材上に前記第２係合部材を支持する支持柱とを含んでいるものを採用してもよい。
【００３６】
前記内側軸には侵入土砂排除用羽根、例えば内側軸とともに回転する侵入土砂排除用羽根、例えば螺旋羽根が形成されていてもよい。
【００３７】
前記リンク駆動フレームについては、次の第１、第２のものを例示できる。
次のいずれのリンク駆動フレームの場合でも、前記土壌攪拌翼は一端部側の部位で外側軸外周部位に回動可能に連結されて自由他端部が上下回動することで拡縮できるものとすればよいが、
（１）縮小姿勢では外側軸への回動可能連結部位（一端部側部位）の下方に自由他端部が位置し、該自由他端部が上昇回動することで拡大する（開く）ものでも、
（２）縮小姿勢では外側軸への回動可能連結部位（一端部側部位）の上方に自由他端部が位置し、該自由他端部が下降回動することで拡大する（開く）ものでも、いずれでもよい。
なお、前記土壌攪拌翼は前記外側軸の回転中心線方向に１段設けられているだけでもよく、複数段に設けられていてもよい。
【００３８】
＜第１のリンク駆動フレーム＞
前記リンク駆動フレームは、前記土壌攪拌翼に対応させて前記外側軸に相対的に昇降可能に外嵌された１又は複数段のリング部材と、前記リング部材に設けられたリンク連結部材とを含んでおり、
前記土壌攪拌翼と前記リンク駆動フレームとを連結する前記リンク機構は該土壌攪拌翼と該土壌攪拌翼に対応する前記リング部材に設けられた前記リンク連結部材とに渡し連結されており、
前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼が前記縮小状態から前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して下降して前記リンク駆動フレームが前記第２ストッパ装置により前記内側軸に対する下降限度に配置されてのち、さらに前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して下降することで、前記リンク機構が前記リンク連結部材により相対的に下方から持ち上げ力を受けて前記土壌攪拌翼を拡大姿勢に拡大させ、
前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼が前記拡大状態から前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して上昇することで前記リンク機構が前記リンク連結部材により相対的に下方へ引っ張り力を受けて前記土壌攪拌翼を縮小姿勢に縮小させる。
リンク駆動フレームが前記外側軸に昇降可能の前記第１係合部材を含むものであるときは、該第１係合部材は、ここでの最下段のリング部材を兼ねていてもよい。
【００３９】
＜第２のリンク駆動フレーム＞
前記リンク駆動フレームは、前記外側軸に相対的に昇降可能に外嵌された第１リング部材と、前記第１リング部材の上方で前記土壌攪拌翼に対応させて前記外側軸に相対的に昇降可能に外嵌され、前記第１リング部材に支持された１又は複数段の第２リング部材と、前記第２リング部材に設けられたリンク連結部材とを含んでおり、
前記土壌攪拌翼と前記リンク駆動フレームとを連結する前記リンク機構は該土壌攪拌翼と該土壌攪拌翼に対応する前記リング部材に設けられた前記リンク連結部材とに渡し連結されており、
前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼が前記縮小状態から前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して下降して前記リンク駆動フレームが前記第２ストッパ装置により前記内側軸に対する下降限度に配置されてのち、さらに前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して下降することで、前記リンク機構が前記リンク連結部材により相対的に上方引っ張り力を受けて前記土壌攪拌翼を拡大姿勢に拡大させ、
前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼が前記拡大状態から前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して上昇することで前記リンク機構が前記リンク連結部材により相対的に押し下げ力を受けて前記土壌攪拌翼を縮小姿勢に縮小させる。
リンク駆動フレームが前記外側軸に昇降可能の前記第１係合部材を含むものであるときは、該第１係合部材は、ここでの第１リング部材（換言すれば、基礎リング部材）を兼ねていてもよい。
【００４０】
なお、本発明に係る土壌処理装置による土壌処理においては、処理対象土壌層における土壌処理において、必要に応じ、回転ヘッドを地上へ一旦退出させ、処理対象土壌をサンプリングして（試料として採取して）土壌処理状態を検査することができる。このとき、回転ヘッドの土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼は縮小姿勢として地上へ退出させる。土壌処理のために再び回転ヘッドを処理対象土壌層へ進入させ、さらなる土壌処理を行うときの手順は当初の回転ヘッド進入等の手順と同様である。
【００４１】
本発明に係る土壌処理装置が対象とする土壌処理には、汚染土壌の浄化処理等の土壌浄化処理、軟弱地盤の改良処理等の地盤改良処理等が含まれる。
土壌浄化処理に用いる添加物（添加剤）は、土壌汚染物質や浄化した土壌、土地の利用の仕方などによって選ばれるものであって、特に限定されるものではない。
例えば、アルカリ〔 Ca(OH)2、CaO 、NaOH、Mg(OH)2 など〕、酸（H2SO4 、
HCl 、H3PO4 など）、塩〔CaCO3 、Ca(HCO3)2 、Na2CO3、NaHCO3、CaCl2 、
NaHSO4、CaSO4 、Na4SiO4 、Na3PO4、Na2HPO4 、NaH2PO4 など〕、酸化剤〔H2O2、KMnO4 、NaMnO4、O3、NaClO 、Ca(ClO)2、Na2S2O4 など〕、還元剤〔Na2SO3、NaHSO3、Na2S2O3 、アスコルビン酸(Na 塩) 、FeCl2 、FeSO4 、鉄粉など〕、不溶化剤〔 Fe(II)塩、
Fe(III) 塩、Al塩、Mg塩、Na2S、CaS など〕、キレート剤（ジチオカルバミン酸塩系化合物、トリアジン系化合物など）、固化剤（セメント、焼きセッコウ、ポゾラン、珪酸塩など）、微生物、微生物の栄養剤などである。
これらを単独あるいは複数用いることができる。複数用いる場合、これらを同時に添加する場合と順次添加する場合がある。順次添加する場合、その添加順序は特に限定されるものではない。また、これらの添加形態は溶液、懸濁液、粉体、固体、気体のいずれでもよい。添加量も特に限定されるものではない。
また、地盤改良に採用できる添加物として、セメント系固化材、石灰系固化材、石こう系固化材等を例示できる。
【発明の効果】
【００４２】
以上説明したように本発明によると、土壌掘削刃ヘッド及びその上方に配置された土壌攪拌翼を有するとともに、土壌処理用添加物を土壌中へ注入するための添加物吐出口を有し、該土壌掘削刃ヘッド及び土壌攪拌翼がいずれも回転半径方向に拡縮可能である回転ヘッドを備えた土壌処理装置であって、土壌掘削刃ヘッドだけでなく土壌攪拌翼の拡縮状態も制御、管理することができ、それだけ目的とする土壌処理を容易、確実に行うことができ、また、従来の同種の土壌処理装置と比べると、より長期にわたり動作信頼性が保たれ、点検作業が容易である土壌処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る土壌処理装置の１例を回転ヘッド縮小状態で概略的に示す図である。
【図２】図１の土壌処理装置を回転ヘッド拡大状態で概略的に示す図である。
【図３】図１の土壌処理装置における縮小状態回転ヘッドの一部の拡大図である。
【図４】図１の土壌処理装置における拡大状態回転ヘッドの一部の拡大図である。
【図５】図１の土壌処理装置の回転ヘッドにおけるリンク駆動フレームの概略平面図である。
【図６】図１の土壌処理装置の回転ヘッドが縮小状態から拡大状態へ移行する過程を示す図である。
【図７】図６（Ｃ）のＸ１矢視概略図である。
【図８】図６（Ｃ）のＹ１矢視概略図である。
【図９】ボックス継ぎ手及び添加物供給装置の主要部の断面図である。
【図１０】図１の土壌処理装置を自走車に搭載した状態の側面図である。
【図１１】図１１（Ａ）から図１１（Ｃ）は土壌処理の手順の一部を示す図である。
【図１２】本発明に係る土壌処理装置の他の例の回転ヘッドが縮小状態から拡大状態へ移行する過程を示す図である。
【図１３】図１２に示す土壌処理装置における主として土壌攪拌翼を拡縮させる機構を示す図である。
【図１４】本発明に係る土壌処理装置のさらに他の例の回転ヘッドが縮小状態から拡大状態へ移行する過程を示す図である。
【図１５】図１４に示す土壌処理装置における主として土壌攪拌翼を拡縮させる機構を示す図である。
【図１６】本発明に係る土壌処理装置のさらに他の例の回転ヘッドが縮小状態から拡大状態へ移行する過程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１及び図２は本発明に係る土壌処理装置の１例Ａを概略的に示している。図１は回転ヘッド１ａを縮小状態として示す図であり、図２は回転ヘッド１ａを拡大状態として示す図である。図３及び図４はいずれも回転ヘッド１ａの一部の拡大図であり、図３は回転ヘッド１ａが縮小姿勢をとった状態を、図４は回転ヘッド１ａが拡大姿勢をとった状態を示している。図５は回転ヘッド１ａにおけるリンク駆動フレーム５の概略平面図である。
【００４５】
土壌処理装置Ａは、回転ヘッド１ａ、回転ヘッド１ａの支持駆動装置２及び土壌処理用添加物の添加装置４等を備えている。
【００４６】
〔１〕回転ヘッド１ａについて（図１〜図５参照）
回転ヘッド１ａは、土壌掘削刃ヘッド１１及びその上方に配置された土壌攪拌翼１２ａを備えている。
土壌掘削刃ヘッド１１は、土壌掘削刃１１ｘを備えた固定部１１１と、土壌掘削刃１１ｙを備えた可動部１１２とを含んでいる。固定部１１１は内側軸１３の下端に固定的に取り付けられている。固定部１１１の直ぐ上で内側軸１３にリング部材１１３が嵌合固定されている。
【００４７】
可動部１１２はその一端部が部材１１３に回動可能にピン連結されていることで、内側軸１３に対して回動可能に連結され、内側軸１３の方へ閉じる閉じ姿勢（図１、図３参照）又は内側軸１３から開いた開き姿勢（図２、図４参照）を取ることができる。
【００４８】
内側軸１３には、リング部材１１３より上方部位に、内側軸１３に対し昇降可能にスライダ１５が嵌合されており、また、内側軸１３には、内側軸との間に間隙をおいて筒状の外側軸１４が昇降可能に嵌合されている。
【００４９】
スライダ１５は掘削刃ヘッド連結部材１５１、その上に連設された中間部材１５２及びその上に連設された上部リング部材１５３の３段構成に一体的に形成されている。これら３段に連設された部材１５１、１５２、１５３はいずれもキーＫに沿って昇降可能であるとともに該キーにより内側軸１３とともに回転可能である。かくしてスライダ１５はキーＫに沿って昇降可能であるとともに該キーにより内側軸１３とともに回転可能である。
【００５０】
外側軸１４の下端フランジ１４１の下面にスライダ支持部材１４２が固定されており、スライダ支持部材１４２はスライダ１５の上部リング部材１５３を、内外軸１３、１４の回転中心まわりに相対的に回動可能に抱いている。かくして、スライダ１５は外側軸１４の下端部に昇降不能に、しかし、相対的に回動可能に支持されている。外側軸１４が内側軸１３に対し昇降することでスライダ１５も内側軸１３に対して昇降する。また内外軸１３、１４は互いに相手に拘束されることなく回転できる。
【００５１】
後述するように図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は土壌処理装置Ａの回転ヘッド１ａが縮小状態から拡大状態へ移行する過程を示す図であり、図７は図６（Ｃ）のＸ１矢視概略図であるが、図７から分かるように、掘削刃ヘッド１１の可動部１１２は３本あり、それらは内側軸１３を中心として等中心角度間隔で放射状に配置されている。
【００５２】
なお、図示の都合上及び理解を容易にするため、可動部１１２は、図１、図２では左右に対をなすが如く示してあり、図３、図４及び図６では一本だけ示してあるが、実際には、図７に示すように、１２０度間隔で放射状に３本設けられている。
【００５３】
各可動部１１２に対リンク１１４の下端部が回動可能にピン連結されており、該対リンクの上端部がスライダ１５の掘削刃ヘッド連結部材１５１に回動可能にピン連結されている。
【００５４】
図１、図３及び図６（Ａ）に示すように回転ヘッド１ａが縮小状態におかれ、土壌掘削刃ヘッド１１が縮小姿勢におかれた状態から、外側軸１４が内側軸１３に対して下降すると、スライダ１５も下降し、それにより掘削刃ヘッド１１の各可動部１１２が対リンク１１４に押され、下方へ回動し、図６（Ｂ）の開き途中状態を経て図２、図４及び図６（Ｃ）に示すように開き、掘削刃ヘッド１１は、全体として、回転ヘッド半径方向に拡大した姿勢をとることができる。
【００５５】
この拡大状態から外側軸１４が内側軸１３に対して上昇すると、スライダ１５も上昇し、それにより掘削刃ヘッド１１の各可動部１１２が対リンク１１４に引っ張られて上方へ回動して閉じ、掘削刃ヘッド１１は、全体として、回転ヘッド半径方向に縮小した姿勢をとることができる。
【００５６】
このことから分かるように、土壌処理装置Ａでは、スライダ１５、対リンク１１４、対リンク１１４をスライダ１５と可動部１１２に連結するピン及び可動部１１２の根元部分を内側軸下端部の固定リング部材１１３に回動可能に連結するピン等は、外側軸１４の昇降に連動して掘削刃ヘッド１１を縮小拡大させる第１の連動機構を構成している。
【００５７】
図１等に示すように、内側軸１３には内側軸１３と外側軸１４の間へ侵入してくるかも知れない土砂等を外側軸１４の下端から外へ排除するための螺旋羽根１３１を周設してある。
掘削刃ヘッド１１の固定部１１１には、三つの添加物吐出口１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃがそれぞれ設けられている。
【００５８】
土壌攪拌翼１２ａは図１、図２に示すように、上下３段に設けられている。図１、図２において、中段及び上段の土壌攪拌翼１２ａは鎖線で示してある。
図１、図２では、各段の土壌攪拌翼１２ａは、いずれも外側軸１４から左右に直線状に、且つ、外側軸１４のまわりの角度的ずれが無い状態で延びるかのごとく示してあるが、実際には、土壌攪拌翼を上方から見た図８（図６（Ｃ）のＹ１矢視概略図）に示すように、上中下の各段の２本の土壌攪拌翼１２ａは外側軸１４を間にして対をなすように互いに反対方向に延びており、且つ、上段の一対の土壌攪拌翼１２ａに対し、中段の一対の土壌攪拌翼１２ａは外側軸１４のまわりに６０度ずれており、下段の一対の土壌攪拌翼１２ａは中段の一対の土壌攪拌翼１２ａに対し、さらに６０度ずれている。従って、上方又は下方から見ると、合計６本の土壌攪拌翼１２ａが外側軸１４のまわりに６０度の等中心角度間隔で放射状に配置されている。
【００５９】
土壌攪拌翼１２ａの実際の配置は以上のとおりであるが、各部の説明を容易にし、理解を容易にするため、図１、図２においては各段の一対の土壌攪拌翼１２ａが、いずれも外側軸１４から左右に直線状に、且つ、外側軸１４のまわりの角度的ずれが無い状態で延びるかのごとく示してある。
【００６０】
また、図３、図４では下段の一対の土壌攪拌翼１２ａだけが示されており、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）では、土壌処理装置Ａの全体構造の把握が可能な範囲で適宜示してある。
【００６１】
各土壌攪拌翼１２ａは、その一端部（根元部分）が、外側軸１４の外周面から外側軸半径方向に突設された受け部材１２０に回動可能にピン１２Ｐで連結されており、これにより、土壌攪拌翼１２ａの他端部（自由端部）が上下方向に回動して、図１及び図３に示すように、外側軸１４に近く閉じたり、図２及び図４に示すように、外側軸１４に対し略９０度の姿勢で開いたりでき、このように、回転ヘッド１の回転半径方向に縮小、拡大可能である。
【００６２】
図３、図４に示すように、外側軸１４にはリンク駆動フレーム５が外側軸１４に対し相対的に昇降可能に外嵌されている。リンク駆動フレーム５は、該フレーム５の外側軸１４に対する自重下降限度を定めるストッパ部材（第１ストッパ装置の１例）として作用する外側軸下端フランジ１４１の上側で外側軸１４に相対的に昇降可能に外嵌されている。
【００６３】
リンク駆動フレーム５は、外側軸１４に相対的に昇降可能に外嵌されたリング形状の第１係合部材５０とこれに搭載された３段のリング部材５１、５２、５３を含んでいる。これらリング部材５１〜５３は前記３段の土壌攪拌翼１２ａにそれぞれ対応して設けられており、それぞれ外側軸１４に相対的に昇降可能に外嵌されている。
【００６４】
下段リング部材５１は第１係合部材５０の上面に固定されており、中段リング部材５２は下段リング部材５１に立設した支持柱５１０に支持されており、上段リング部材５３は中段リング部材５２に立設した支持柱５２０に支持されており、全体として、第１係合部材５０、リング部材５１〜５３及び支持柱５１０、５２０は一体化され、リンク駆動フレーム５として外側軸１４に対し昇降可能である。
【００６５】
下段リング部材５１には一対の下段土壌攪拌翼１２ａに対応させてリンク連結部材５１１が、中段リング部材５２には一対の中段土壌攪拌翼１２ａに対応させてリンク連結部材５２１が、上段リング部材５３には一対の上段土壌攪拌翼１２ａに対応させてリンク連結部材５３１がそれぞれ立設されている。
【００６６】
すなわち、図５に示すように、各段リング部材のリンク連結部材は１８０度の中心角度間隔で２個（一対）立設されており、下段と中段のリンク連結部材５１１と５２１は中心角度にして６０度ずれており、中段と上段のリンク連結部材５２１と５３１も中心角度にして６０度ずれている。また、リング部材間の支持柱５１０、５２０は、リンク連結部材位置からずらして、平面から見て隣り合うリンク連結部材の間に配置されており、１２０度中心角度間隔で配置されている。
【００６７】
図３、図４に示すように、一対の下段のリンク連結部材５１１とこれに対応する一対の下段土壌攪拌翼１２ａのそれぞれに、リンク機構として本例ではリンク部材６１が渡し連結されている。リンク部材６１の一端部（図３中の上端部）が土壌攪拌翼１２ａの前記支持部１２０での回動支点ピン１２Ｐより若干自由端部寄りの部位にピン連結されており、リンク部材６１の他端部（図３中の下端部）がリンク連結部材５１１にピン連結されている。
【００６８】
同様に、一対の中段のリンク連結部材５２１とこれに対応する一対の中段土壌攪拌翼１２ａのそれぞれに、リンク部材６２が渡し連結されており、リンク部材６２の一端部が対応する土壌攪拌翼１２ａにピン連結されているとともに他端部がリンク連結部材５２１にピン連結されている。
また、一対の上段のリンク連結部材５３１とこれに対応する一対の上段土壌攪拌翼１２ａのそれぞれに、リンク部材６３が渡し連結されており、リンク部材６３の一端部が対応する土壌攪拌翼１２ａにピン連結されているとともに他端部がリンク連結部材５３１にピン連結されている。
図３、図４にはリンク部材６２、６３を鎖線で示してある。
【００６９】
下段リング部材５１は外輪郭が円形のものであるが、中段及び上段のリング部材５２、５３の外輪郭は、リンク部材６１、６２等との衝突防止のため円形輪郭の一部を切り欠いたものとなっている。
なお、係合部材５０が下段リング部材５１を兼ねていてもよい。
【００７０】
以上説明したリンク駆動フレーム５の内側軸１３に対する下降限度を決める第２ストッパ装置７が設けられている。
【００７１】
第２ストッパ装置７は、図３、図４に示すように、リンク駆動フレーム５の第１係合部材５０に係合する第２係合部材７１と、前記第１連動機構のスライダ１５より下方で内側軸１３に回動不能に、しかし、前記キーＫに沿って昇降可能に設けられた本例ではリング状の台部材７２と、台部材７２上に第２係合部材７１を支持する支持柱７３と、内側軸１３に設けられたストッパ部材７４を含んでいる。
【００７２】
第２係合部材７１は１２０度の中心角度間隔で３個設けられており、それぞれがリンク駆動フレーム５のリング形状の第１係合部材５０の外周溝５００に、内外軸１３、１４の回転中心線まわりに相対的に摺動可能に嵌まっている。従って支持柱７３も各第２係合部材７１に応じて合計３本、１２０度中心角度間隔で、しかし、土壌掘削刃ヘッド１１の可動部１１２や可動部拡縮用リンク１１４を避ける位置に設けられている。
【００７３】
各支持柱７３は上端に前記第２係合部材７１を支持しており、下端部が台部材７２にボルトナットで固定されている。
ストッパ部材７４は、土壌掘削刃１１の固定部１１１上側のリング部材１１３上に設けられている。
【００７４】
図１、図３及び図６（Ａ）に示すように回転ヘッド１ａが縮小状態におかれた状態では、リンク駆動フレーム５は、自重で落下しようとするが、リンク駆動フレーム５の外側軸に対する下降限度を規制するストッパ部材として作用する外側軸１４の下端フランジ１４１に支持される。
【００７５】
土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａが縮小姿勢におかれた状態から、外側軸１４が土壌攪拌翼１２ａと共に内側軸１３に対して下降すると、それとともに外側軸下端フランジ１４１に支持されたリンク駆動フレーム５も外側軸１４と共に下降し、先ず、土壌掘削刃ヘッド１１が開き始める。このように土壌掘削刃ヘッド１１は土壌攪拌翼１２ａに先立って開き始める。
【００７６】
外側軸１４が内側軸１３に対してさらに下降すると、それとともにリンク駆動フレーム５もさらに下降するが、この状態では未だリンク駆動フレーム５の第１係合部材５０から吊り下げられた状態にある第２ストッパ装置７の昇降可能部分７１〜７３も共に下降する。そして、図６（Ｂ）のように第２ストッパ装置７の台部材７２が内側軸上のストッパ部材７４に当接することで、リンク駆動フレーム５が内側軸１３に対する下降限度に配置される。この状態では土壌掘削刃ヘッド１１は既に半開きの状態になっているが、土壌攪拌翼１２ａは未だ開いていない。
【００７７】
さらに外側軸１４が内側軸１３に対し下降すると、外側軸下端フランジ１４１はリンク駆動フレーム５から離れてその下方へ下降する。そして、土壌攪拌翼１２ａも開き始め、最終的には土壌掘削刃ヘッド１１が図６（Ｃ）に示すように開いて拡大姿勢をとり、土壌攪拌翼１２ａも拡大姿勢をとる。
【００７８】
土壌攪拌翼１２ａの開き動作についてさらに説明すると、図６（Ｂ）のようにリンク駆動フレーム５が第２ストッパ装置７により内側軸１３に対する下降限度に配置されてのち、さらに外側軸１４が土壌攪拌翼１２ａとともに内側軸１３に対して下降することで、リンク駆動フレーム５におけるリンク連結部材５１１〜５１３と土壌攪拌翼１２ａとに渡し連結されたリンク６１〜６３がリンク連結部材５１１〜５１３により相対的に下方から持ち上げ力を受け、それにより土壌攪拌翼１２ａが上方へ回動して開き、拡大姿勢におかれる。
【００７９】
いずれにしても図６（Ｃ）に示すように土壌掘削刃ヘッド１１の拡大姿勢時の回転半径及び土壌攪拌翼１２ａの拡大姿勢時の回転半径は同程度であるが、図６（Ｂ）に示すように、土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａのそれぞれの拡大途中においては、土壌攪拌翼１２ａの拡大途中半径は掘削刃ヘッド１１の拡大途中半径を超えない。
【００８０】
土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａが図６（Ｃ）のように拡大姿勢におかれた状態から、外側軸１４が土壌攪拌翼１２ａと共に内側軸１３に対して上昇開始すると、それとともに土壌掘削刃ヘッド１１が閉じ始め、土壌攪拌翼１２ａも閉じ始める。
【００８１】
このとき、リンク駆動フレーム５は未だ第２ストッパ装置７により内側軸１３に対する下降限度におかれたままであるから、そのリンク駆動フレーム５に対して外側軸１３が土壌攪拌翼１２ａととともに上昇することになり、それにより、リンク駆動フレーム５におけるリンク連結部材５１１〜５１３と土壌攪拌翼１２ａとに渡し連結されたリンク６１〜６３がリンク連結部材５１１〜５１３により相対的に下方へ引っ張り力を受け、それにより土壌攪拌翼１２ａが下方へ回動して閉じ、縮小姿勢におかれる。
【００８２】
さらに外側軸１４が内側軸１３に対して上昇することで外側軸下端フランジ１４１も上昇してリンク駆動フレーム５に下方から接触し始め、リンク駆動フレーム５及び第２ストッパ装置７の昇降部分７１〜７３が持ち上げられ始める（図６（Ｂ））。
【００８３】
さらに外側軸１４が上昇することで、図６（Ａ）に示すように、土壌掘削刃ヘッド１１も閉じ、縮小姿勢におかれる。土壌掘削刃ヘッド１１は土壌攪拌翼１２ａに遅れて縮小姿勢におかれる。
【００８４】
以上の説明から分かるように、リンク駆動フレーム５、リンク部材６１〜６３及び第２ストッパ装置７等は、外側軸１４の内側軸１２に対する昇降動作に連動させて土壌攪拌翼１２ａを縮小拡大させる第２連動機構を構成している。
【００８５】
〔２〕回転ヘッド１ａの支持駆動装置２について。
回転ヘッド支持駆動装置２は、図１、図２に示すように、
内側軸１３を支持することで掘削刃ヘッド１１を支持するとともに該掘削刃ヘッド１１を土壌掘削方向に回転駆動する掘削刃ヘッド支持駆動部２１、
外側軸１４を支持して内側軸１３に対し昇降させることで掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａを縮小拡大させる外側軸支持昇降駆動部３、
外側軸１４を回転駆動する外側軸回転駆動部２２等を含んでいる。
【００８６】
掘削刃ヘッド支持駆動部２１は、内側軸１３に嵌合され、ピン状キーＫａ（図６参照）の挿入により該内側軸に接続された内側中間軸１３０及び該中間軸１３０をボックス継ぎ手２０（図９も参照）等を介して回転駆動するモータＭ１等からなっている。
【００８７】
さらに説明すると、中間軸１３０は図９に示すように中空管軸からなり（内側軸１３も中空管軸である）、その上端がボックス継ぎ手２０の下側部材２０２に接続されている。そしてボックス継ぎ手２０の上側部材２０１の断面形状６角形の上端部２０１’が、図１、図２に示すように、モータＭ１の回転軸ｍｓとの継ぎ手２００の断面形状６角形穴に差し込まれ、キーＫ１で抜け止めされている。
【００８８】
ボックス継ぎ手２０の下側部材２０２は断面形状６角形であり、上側部材２０１の下端部の断面形状６角形の穴に内嵌され、キーＫ２で抜け止めされている。かくして、内側軸１３は中間軸１３０、ボックス継ぎ手２０等を介してモータＭ１に支持されており、モータＭ１を運転することで、ボックス継ぎ手２０を介して内側中間軸１３０及び内側軸１３を回転させ、掘削刃ヘッド１１を土壌掘削方向に回転駆動することができる。
【００８９】
外側軸回転駆動部２２は、外側軸１４に接続された筒状の外側中間軸１４０、ギアボックスＧＢ、モータＭ２等からなっている。
さらに説明すると、ギアボックスＧＢはモータＭ１に一対の油圧作動のピストンシリンダ装置ＰＣにて吊り下げ支持されている。ギアボックスＧＢ内には大歯車Ｇ１が回転可能に設けられており、これに前記の外側中間軸１４０の上端が接続固定されている。またギアボックスＧＢ内には大歯車Ｇ１に噛み合う小歯車Ｇ２が設けられており、これはボックスＧＢに搭載されたモータＭ２にて正逆回転駆動可能である。掘削刃ヘッド駆動軸（内側軸）１３に接続された内側中間軸１３０やボックス継ぎ手２０はギアボックスＧＢ及びその中の大歯車Ｇ１を貫通でき、それらに対し回転可能且つ昇降可能となっている。
【００９０】
モータＭ２を運転することで、小歯車Ｇ２を回し、さらには大歯車Ｇ１回転させて中間軸１４０及び外側軸１４を回し、それにより土壌攪拌翼１２ａを掘削刃ヘッド１１の土壌掘削方向回転と同方向にも反対方向にも回転駆動することができる。
【００９１】
各ピストンシリンダ装置ＰＣは図示省略の油圧回路に接続されており、全体的に伸長又は短縮動作させることができる。各ピストンシリンダ装置ＰＣを伸長させると、図２に示すように、ギアボックスＧＢ及び大歯車Ｇ１並びに該歯車に接続された中間軸１４０及びこれに接続支持された外側軸１４を内側軸１３に対し下降させることができ、それにより、図４に示すように、掘削刃ヘッド拡縮用のスライダ１５を下降させて掘削刃ヘッド１１を拡大させることができる。各土壌攪拌翼１２ａも拡大させることができる。
【００９２】
一方、各ピストンシリンダ装置ＰＣを縮めると、図１に示すように、ギアボックスＧＢ及び大歯車Ｇ１並びに該歯車に接続された中間軸１４０及びこれに接続支持された外側軸１４を内側軸１３に対し上昇させることができ、それにより掘削刃ヘッド拡縮用のスライダ１５を上昇させて掘削刃ヘッド１１を縮小させることができる。各土壌攪拌翼１２ａも縮小させることができる。
このことから分かるように、ピストンシリンダ装置ＰＣ、ギアボックスＧＢ、外側中間軸１４０等は、外側軸支持昇降駆動部３を構成している。
【００９３】
以上説明したように、回転ヘッド支持駆動装置２は、回転ヘッド１の掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａを、回転半径方向に拡大された拡大姿勢として、該掘削刃ヘッド１１を土壌掘削方向に、土壌攪拌翼１２ａを該掘削刃ヘッドと同方向又は反対方向に回転駆動することができる。
【００９４】
また、掘削刃ヘッド１１は内側軸１３、内側中間軸１３０及びボックス継ぎ手２０を介してモータＭ１に支持されている。土壌攪拌翼１２は外側軸１４、外側中間軸１４０、大歯車Ｇ１、ギアボックスＧＢ、ピストンシリンダ装置ＰＣを介してモータＭ１に支持されている。
【００９５】
そしてモータＭ１の背面には、図１０に示すようにスライダＳＬが固定されており、このスライダＳＬは自走車Ｖに搭載された支柱ＣＬ上のレールＲＬに沿って昇降できる。また、外側中間軸１４０が支柱ＣＬから突出する軸受け部ＳＰにて回転可能、昇降可能に支持される。さらに、モータＭ１の頂部には滑車装置ｍ１が搭載されており、この滑車装置ｍ１と支柱上の滑車装置ｍ２及び図示省略のウインチ等によってモータＭ１を、従って回転ヘッド１等を昇降させることができる。すなわち支柱ＣＬ、スライダＳＬ、軸受け部ＳＰ、滑車装置ｍ１、ｍ２等は回転ヘッド支持駆動装置２を昇降させる装置を構成している。支柱ＣＬは自走車Ｖ上の油圧作動のピストンシリンダ装置ＶＰＣにより姿勢制御できる。
【００９６】
〔３〕土壌処理用添加物供給装置４について
添加物供給装置４は、図１、図２及び図９に示すように、モータＭ１の回転軸ｍｓ部分に設けられたそれ自体は既に知られているスイベル装置３１及びボックス継ぎ手２０の上側部材２０１の中間部に設けられたそれ自体は既に知られているスイベル装置３２を含んでいる。
【００９７】
スイベル装置３１は、モータ回転軸ｍｓに相対的に回転可能に外嵌されてモータＭ１に固設された筒部材３１１の内周面に環状凹溝３１１ａを形成し、該凹溝の一か所を筒部材３１１の外周面へ貫通させ、そこに第１添加物供給ホースＨ１を接続する一方、モータ回転軸ｍｓ中に一端が環状凹溝３１１ａに臨み、他端がボックス継ぎ手２０の上側部材２０１の上端２０１’に臨む添加物流通孔３１２を形成したものである。
【００９８】
ボックス継ぎ手２０の上側部材２０１及び下側部材２０２にはモータ回転軸の添加物流通孔３１２に連通する孔２０１１、２０２１が貫通している。下側部材２０２の孔２０２１には第１添加物の流通管Ｐ１が接続され、これは内側中間軸１３０及び内側軸１３中を通って掘削刃ヘッド１１の第１添加物吐出口１１１ａに接続されている（図１及び図２も参照）。
【００９９】
スイベル装置３２は、ボックス継ぎ手２０の上側部材２０１の中間部分に上下のベアリングＢＲを介して相対的に回転可能に外嵌する筒状部材３２１の内周面に上側環状凹溝３２１ａ及び下側環状凹溝３２１ｂを形成し、上側凹溝３２１ａの一か所を筒状部材３２１の外周面へ貫通させ、そこに第２添加物供給ホースＨ２を接続するとともに、下側凹溝３２１ｂの一か所を筒状部材３２１の外周面へ貫通させ、そこに第３添加物供給ホースＨ３を接続する一方、上側部材２０１の中間部分に、一端が環状凹溝３２１ａ、３２１ｂに臨み、他端が下側部材２０２の上端に臨む添加物流通孔３２２、３２３をそれぞれ形成したものである。
【０１００】
ボックス継ぎ手２０の下側部材２０２には上側部材２０１中の添加物流通孔３２２、３２３にそれぞれ連通する孔２０２２、２０２３が貫通している。下側部材２０２の孔２０２２、２０２３には第２、第３の添加物の流通管Ｐ２、Ｐ３がそれぞれ接続され、これは中間軸１３０及び掘削刃ヘッド駆動軸１３中を通って掘削刃ヘッド１１の第２、第３の添加物吐出口１１１ｂ、１１１ｃにそれぞれ接続されている（図１及び図２も参照）。
なおボックス継ぎ手２０におけるＳＲ１、ＳＲ２、ＳＲ３は添加物の漏れを防止するシールリングである。
【０１０１】
〔４〕土壌処理装置Ａによる土壌処理について。
土壌処理装置Ａは自走車Ｖに搭載されて、例えば、図１０及び図１１（Ａ）に示すように処理対象土壌層９０上方の地表９１の上に配置される。
このとき掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａは、図１及び図３にも示すようにピストンシリンダ装置ＰＣを縮めて、回転ヘッド１ａにおける外側軸１４を内側軸１３に対し上昇させておくことで縮小姿勢としておく。すなわち回転ヘッド１の全体を縮小状態にしておく。
【０１０２】
次いで回転ヘッド１ａの掘削刃ヘッド１１をモータＭ１により土壌掘削方向に回転駆動するとともに土壌攪拌翼１２ａもモータＭ２によりヘッド１１と、本例では同方向に、略同回転速度で回転駆動し、回転ヘッド１ａ全体を下降させる。なお、このとき、土壌攪拌翼１２ａは、支障がなければ、掘削刃ヘッド１１とは反対方向に回転させてもよいし、同方向に、且つ、ヘッド１１とは異なる回転速度で回転させてもよい。
かくして図１１（Ｂ）に示すように、回転ヘッド１を地表９１から処理対象土壌層９０へ向けて、途中の土壌９をそれがある位置で掘削し、攪拌し、ほぐしながら進入させる。この掘削、攪拌しながらのヘッド進入は、掘削刃ヘッド１１の例えば第１添加物吐出口１１１ａから土壌中へ水等を注入しながら行ってもよい。
【０１０３】
回転ヘッド１ａが処理対象土壌層９０に到達すると、そこで、ピストンシリンダ装置ＰＣを伸長させることで、回転ヘッド１ａにおける外側軸１４を内側軸１３に対し下降させ、それにより掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａを拡大状態に移行させ、拡大姿勢におき、土壌処理に供する。
【０１０４】
すなわち、拡大姿勢へ移りつつある掘削刃ヘッド１１及び拡大姿勢とされた掘削刃ヘッド１１をモータＭ１で土壌掘削方向に回転させるとともに、拡大姿勢へ移りつつある土壌攪拌翼１２ａ及び拡大姿勢におかれた土壌攪拌翼１２ａをモータＭ２で、土壌掘削方向とは反対方向（掘削刃ヘッド１１とは反対方向）に回転させ、土壌を十分攪拌等できるようにする。
【０１０５】
このとき、掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａの拡大は、図６に示す手順で拡大する。すなわち、図６（Ｂ）に示すように、先ず、掘削刃ヘッド１１が開き始め、その後に土壌攪拌翼１２が開き始め、最終的には図６（Ｃ）のように掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａが拡大姿勢におかれる。土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａのそれぞれの拡大途中においては、土壌攪拌翼１２ａの拡大途中半径は土壌掘削刃ヘッド１１の拡大途中半径より小さく維持される。従って、未だ土壌掘削刃ヘッド１１により掘削されていない土壌部分に、土壌掘削刃ヘッド１１に先行して土壌攪拌翼１２ａが接触して損傷するといった事態の発生を抑制することができ、それだけ安全である。
【０１０６】
かくして図１１（Ｃ）に示すように回転ヘッド１ａは前記進入時よりも拡大された、従ってより広い範囲にわたり掘削等できる状態で、処理対象土壌をそれがある位置で掘削し、攪拌できる。
この作業も、掘削刃ヘッド１１の例えば第１添加物吐出口１１１ａから土壌中へ水等を注入しながら行ってもよい。
【０１０７】
そして、処理対象土壌層９０においては、土壌の状態に応じて、すなわち、例えば汚染土壌の浄化処理においては土壌の汚染状態等に応じて、掘削刃ヘッド１１の第１、第２及び第３の添加物吐出口１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃのうち少なくとも一つから少なくとも１種類の汚染土壌処理用の添加物（主として土壌浄化用の薬液）を土壌中へ注入し、該添加物と土壌を混合攪拌する。その後必要に応じ例えば第１添加物吐出口１１１ａから土壌中へ土壌処理用添加物の１種としての土壌固化材（例えばセメント系固化材）を注入し、それと土壌を混合攪拌して汚染土壌の処理処理を完了する。
【０１０８】
また、地盤の改良処理においては、土壌の状態（例えば軟弱の程度）等に応じて、例えば掘削刃ヘッド１１の第１、第２及び第３の添加物吐出口１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃのうち少なくとも一つから少なくとも１種類の地盤改良用の土壌処理用添加物（例えばセメント系固化材等）を土壌中へ注入し、該添加物と土壌を混合攪拌して土壌を改良する。
なお、土壌層９０の処理においては、必要に応じ、回転ヘッド１ａを該層９０中で繰り返し昇降させてもよい。
【０１０９】
このようにして処理対象土壌層９０の１箇所の処理が完了すると、その後は、ピストンシリンダ装置ＰＣを縮めることで回転ヘッド１ａにおける外側軸１４を内側軸１３に対して上昇させ、掘削刃ヘッド１１を縮小姿勢におくとともに土壌攪拌翼１２ａも縮小姿勢として該姿勢を維持し、このように回転ヘッド１を縮小姿勢とした状態で、掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ａを共に回転させつつ、処理された土壌から地表９１へ向け途中の土壌９を該土壌がある位置で攪拌しながら、さらに、必要に応じ、例えば第１添加物吐出口１１１ａから土壌中へ土壌処理用添加物の１種としての土壌固化材を注入し、それと土壌とを混合攪拌しながら、退出させる。
【０１１０】
このようにして一か所の土壌処理が終了すると、次の土壌処理箇所へ移り、そこでの土壌を処理し、最終的には、それには限定されないが例えば隣合う土壌処理箇所が一部重なりあうように処理対象土壌層全体を処理する。
このように処理された土壌の上には例えば家屋等を構築して安全に使用することができる。
【０１１１】
前記の処理対象土壌層９０の各箇所での処理における添加物の投入タイミングについては、その箇所での土壌層９０の一通りの掘削、攪拌が終わったあとでもよいが、土壌層９０の掘削、攪拌処理の進行中に添加物の添加を開始してもよい。要するに土壌を処理できる適当なタイミングを選んで添加すればよい。
【０１１２】
添加物と土壌の混合攪拌は回転ヘッド１ａを回転させることで行うが、かかる混合攪拌のタイミングについても、土壌と添加物の混合攪拌を行うに支障のないタイミングであればよく、代表的には、回転ヘッド１を回転させつつ添加物を添加して混合攪拌を行えばよい。
また、添加物の態様としては、液体や液状のものに限定されるものではなく、粉体添加物でもよく、場合によってはガス添加物その他でもよい。粉体添加物は例えば空気搬送により供給することができる。
【０１１３】
以上説明した土壌処理装置Ａによる土壌処理においては、土壌を地上へ搬出する必要がなく、地表９１から土壌層９０にいたるまでの土壌９を殆ど地中にとどめておくことができるとともに処理対象土壌をそれがある原位置で処理することができ、従来の汚染土壌浄化処理のように土壌を地上へ搬出し、処理後に埋め戻す方法と比べると、少ない工数、短い工期で、簡単安価に土壌を処理できる。また、作業の無駄、土壌処理用添加物の無駄等の無駄無く、それだけ安価に土壌を処理できる。
【０１１４】
さらに、回転ヘッド１は回転半径方向に拡縮可能であり、土壌層９０へ向けて進入させるとき、及び処理された土壌９１から地上へ退出させるときには、縮小状態に設定でき、従って、処理する必要のない地表、或いは地表及びその近傍の土壌９について徒に掘削、攪拌することがない一方、土壌層９０においては回転ヘッド１ａを拡大状態に設定でき、それにより広い範囲にわたり効率よく土壌を処理でき、これらにより、表層土壌或いは表層土壌及びその近傍の土壌９についてはその地盤強度をできるだけ確保しつつより深層の土壌を処理できる。
【０１１５】
また、土壌処理装置Ａによると、回転ヘッド１ａの外側軸１４の内側軸１３に対する昇降駆動を外側軸昇降駆動部３により行うことができるので、例えば地上において、回転ヘッド１ａにおける外側軸１４の内側軸１３に対する昇降量を制御、管理することができ、それにより、土壌掘削刃ヘッド１１の拡縮状態は勿論のこと、土壌攪拌翼１２ａの拡縮状態も制御、管理することができ、それだけ目的とする土壌処理を確実に行える。
【０１１６】
また、土壌処理装置Ａでは土壌攪拌翼１２ａを拡縮させる機構が従来装置のように外側軸１４の外部から内部にわたって構成されているというものではなく、外側軸１４の外部に構成されているので、拡縮機構を通じて外側軸内部まで土砂が侵入してくるおそれはなく、それだけ、従来装置より長期にわたり動作信頼性が確保され、また、点検作業も容易である。
【０１１７】
また、内側軸１３には侵入土砂排除用羽根１３１が形成されているので、この点でも動作信頼性が高い。
【０１１８】
さらに、土壌処理装置Ａにおいては、添加物の供給を三つの供給経路を用いて行えるので、各添加物の供給経路を明確化でき、添加物供給におけるトラブルやメインテナンス等への対応が容易である、という利点もある。
【０１１９】
なお、土壌処理装置Ａによる土壌処理においては、必要に応じ、回転ヘッド１ａを地上へ一旦退出させ、処理対象土壌をサンプリングして（試料として採取して）土壌処理状態を検査することができる。このとき、回転ヘッド１ａを縮小状態として地上へ退出させる。土壌処理のために再び回転ヘッドを処理対象土壌層へ進入させ、さらなる土壌処理を行うときの手順は当初の回転ヘッド進入等の手順と同様である。
【０１２０】
〔５〕本発明に係る土壌処理装置の他の例
図１２、図１４及び図１６にそれぞれ本発明に係る土壌処理装置の他の例Ｂ、Ｃ及びＤを示す。
【０１２１】
＜図１２の土壌処理装置Ｂ＞
図１２の土壌処理装置Ｂは土壌処理装置Ａと同様に回転ヘッド１ｂを含んでいる。回転ヘッド１ｂは、装置Ａのものと同じ土壌掘削刃ヘッド１１及び装置Ａのものとは若干異なるが、上下３段の、平面から見て中心角度を順次６０度ずらした対土壌攪拌翼１２ｂを含んでいる。また、装置Ｂは装置Ａのものとは異なるリンク駆動フレーム５ｂを含んでいる。
【０１２２】
リンク駆動フレーム５ｂの外側軸１４に対する下降限度を規制するストッパ部材として外側軸下端フランジ１４１を採用し、リンク駆動フレーム５ｂの内側軸１３に対する下降限度を規制するストッパ装置として装置Ａにおけるものと同じ第２ストッパ装置７を採用する点等は装置Ａと同じであり、装置Ｂにおいて装置Ａと同じ部分、部品には装置Ａと同じ符号を付してある。
【０１２３】
リンク駆動フレーム５ｂは、図１３に示すように、装置Ａのリンク駆動フレーム５と同様に外側軸下端フランジ１４１の上側で外側軸１４に相対的に昇降可能に外嵌されており、リンク駆動フレーム５と同様に、外側軸１４に相対的に昇降可能に外嵌されたリング形状の第１係合部材５０を含んでいる。
【０１２４】
リンク駆動フレーム５ｂは第１係合部材５０に加え、それに固定された基礎リング部材５０’、その上方の３段のリング部材５１’、５２’、５３’を含んでいる。これらリング部材５１’〜５３’は３段の土壌攪拌翼１２ｂにそれぞれ対応して設けられており、それぞれ外側軸１４に相対的に昇降可能に外嵌されている。
【０１２５】
下段リング部材５１’は基礎リング部材５０’に立設した支持柱５００’に支持されており、中段リング部材５２’は下段リング部材５１’に立設した支持柱５１０’に支持されており、上段リング部材５３’は中段リング部材５２’に立設した支持柱５２０’に支持されており、全体として、第１係合部材５０、基礎リング部材５０’、リング部材５１’〜５３’及び支持柱５００’、５１０’、５２０’は一体化され、リンク駆動フレーム５ｂとして外側軸１４に対し昇降可能である。
【０１２６】
下段リング部材５１’には一対の下段土壌攪拌翼１２ｂに対応させてリンク連結部材５１１’が、中段リング部材５２’には一対の中段土壌攪拌翼１２ｂに対応させてリンク連結部材５２１’が、上段リング部材５３’には一対の上段土壌攪拌翼１２ｂに対応させてリンク連結部材５３１’がそれぞれ設けられている。
【０１２７】
さらに言えば、各段リング部材のリンク連結部材は１８０度の中心角度間隔で２個（一対）設けられており、下段と中段のリンク連結部材５１１’と５２１’は中心角度にして６０度ずれており、中段と上段のリンク連結部材５２１’と５３１’も中心角度にして６０度ずれている。また、支持柱５００’及びリング部材間の支持柱５１０’、５２０’は、リンク連結部材位置からずらして、平面から見て隣り合うリンク連結部材の間に配置されており、１２０度中心角度間隔で配置されている。
【０１２８】
図１３に示すように、一対の下段のリンク連結部材５１１’とこれに対応する一対の下段土壌攪拌翼１２ｂのそれぞれに、リンク機構として本例ではリンク部材６１’が渡し連結されている。リンク部材６１’の一端部（図１３中の上端部）がリンク連結部材５１１’にピン連結されており、リンク部材６１’の他端部（図１３中の下端部）が土壌攪拌翼１２ｂの支持部１２０’での回動支点ピン１２Ｐ’より若干自由端部寄りの部位にピン連結されている。
【０１２９】
同様に、一対の中段のリンク連結部材５２１’とこれに対応する一対の中段土壌攪拌翼１２ｂのそれぞれに、リンク部材６２’が渡し連結されており、リンク部材６２’の一端部がリンク連結部材５２１’にピン連結されているとともに他端部が対応する土壌攪拌翼１２ｂにピン連結されている。
また、一対の上段のリンク連結部材５３１’とこれに対応する一対の上段土壌攪拌翼１２ｂのそれぞれに、リンク部材６３’が渡し連結されており、リンク部材６３’の一端部がリンク連結部材５３１’にピン連結されているとともに他端部が対応する土壌攪拌翼１２ｂにピン連結されている。
図１３にはリンク部材６２’、６３’を鎖線で示してある。また、図１３には中段及び上段の土壌攪拌翼の回動支点高さ位置１２ｂ’を鎖線で示してある。
【０１３０】
上段リング部材５３’は外輪郭が円形のものであるが、中段及び下段のリング部材５２’、５１’の外輪郭は、リンク部材６３’、６２’等との衝突防止のため円形輪郭の一部を切り欠いたものとなっている。
なお、係合部材５０が基礎リング部材５０’を兼ねていてもよい。
【０１３１】
図１２（Ａ）に示すように回転ヘッド１ｂが縮小状態におかれた状態では、リンク駆動フレーム５ｂは外側軸１４の下端フランジ１４１に支持されている。
【０１３２】
土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ｂが縮小姿勢におかれた状態から、外側軸１４が土壌攪拌翼１２ｂと共に内側軸１３に対して下降すると、リンク駆動フレーム５ｂも下降し、先ず、土壌掘削刃ヘッド１１が開き始める。このように土壌掘削刃ヘッド１１は土壌攪拌翼１２ｂに先立って開き始める。
【０１３３】
外側軸１４が内側軸１３に対してさらに下降すると、図１２（Ｂ）のように第２ストッパ装置７の台部材７２が内側軸上のストッパ部材７４に当接することで、リンク駆動フレーム５ｂが内側軸１３に対する下降限度に配置される。この状態では土壌掘削刃ヘッド１１は既に半開きの状態になっているが、土壌攪拌翼１２ｂは未だ開いていない。
【０１３４】
さらに外側軸１４が内側軸１３に対し下降すると、土壌攪拌翼１２ｂも開き始め、最終的には土壌掘削刃ヘッド１１が図１２（Ｃ）に示すように開いて拡大姿勢をとり、土壌攪拌翼１２ｂも拡大姿勢をとる。
【０１３５】
土壌攪拌翼１２ｂの開き動作についてさらに説明すると、図１２（Ｂ）のようにリンク駆動フレーム５ｂが第２ストッパ装置７により内側軸１３に対する下降限度に配置されてのち、さらに外側軸１４が土壌攪拌翼１２ｂとともに内側軸１３に対して下降することで、リンク駆動フレーム５ｂにおけるリンク連結部材５１１’〜５３１’と土壌攪拌翼１２ｂとに渡し連結されたリンク６１’〜６３’がリンク連結部材５１１’〜５３１’により相対的に上方へ吊り上げ力を受け、それにより土壌攪拌翼１２ｂが上方へ回動して開き、拡大姿勢におかれる。
【０１３６】
いずれにしても図１２（Ｃ）に示すように土壌掘削刃ヘッド１１の拡大姿勢時の回転半径及び土壌攪拌翼１２ｂの拡大姿勢時の回転半径は同程度であるが、図１２（Ｂ）に示すように、土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ｂのそれぞれの拡大途中においては、土壌攪拌翼１２ｂの拡大途中半径は掘削刃ヘッド１１の拡大途中半径を超えない。
【０１３７】
土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ｂが図１２（Ｃ）のように拡大姿勢におかれた状態から、外側軸１４が土壌攪拌翼１２ｂと共に内側軸１３に対して上昇開始すると、それとともに土壌掘削刃ヘッド１１が閉じ始め、土壌攪拌翼１２ｂも閉じ始める。
【０１３８】
このとき、リンク駆動フレーム５ｂは未だ第２ストッパ装置７により内側軸１３に対する下降限度におかれたままであるから、そのリンク駆動フレーム５ｂに対して外側軸１３が土壌攪拌翼１２ｂとともに上昇することになり、それにより、リンク駆動フレーム５ｂにおけるリンク連結部材５１１’〜５３１’と土壌攪拌翼１２ｂとに渡し連結されたリンク６１’〜６３’がリンク連結部材５１１’〜５３１’により相対的に下方へ押し下げ力を受け、それにより土壌攪拌翼１２ｂが下方へ回動して閉じ、縮小姿勢におかれる。
【０１３９】
さらに外側軸１４が内側軸１３に対して上昇することで外側軸下端フランジ１４１も上昇してリンク駆動フレーム５ｂに下方から接触し始め、リンク駆動フレーム５ｂ及び第２ストッパ装置７の昇降部分７１〜７３が持ち上げられ始める（図１２（Ｂ））。
【０１４０】
さらに外側軸１４が上昇することで、図１２（Ａ）に示すように、土壌掘削刃ヘッド１１も閉じ、縮小姿勢におかれる。土壌掘削刃ヘッド１１は土壌攪拌翼１２ｂに遅れて縮小姿勢におかれる。
【０１４１】
＜図１４の土壌処理装置Ｃ＞
図１４の土壌処理装置Ｃは土壌処理装置Ａと同様に回転ヘッド１ｃを含んでいる。回転ヘッド１ｃは、装置Ａのものと同じ土壌掘削刃ヘッド１１及び装置Ａのものとは拡縮の回動方向が異なる上下３段の、平面から見て中心角度を順次６０度ずらした対土壌攪拌翼１２ｃを含んでいる。また、装置Ｃは装置Ａのものとは異なるリンク駆動フレーム５ｃを含んでいる。
【０１４２】
リンク駆動フレーム５ｃの外側軸１４に対する下降限度を規制するストッパ部材として外側軸下端フランジ１４１を採用し、リンク駆動フレーム５ｃの内側軸１３に対する下降限度を規制するストッパ装置として装置Ａにおけるものと同じ第２ストッパ装置７を採用する点等は装置Ａと同じであり、装置Ｃにおいて装置Ａと同じ部分、部品には装置Ａと同じ符号を付してある。
【０１４３】
リンク駆動フレーム５ｃは、図１５に示すように、装置Ａのリンク駆動フレーム５と同様に外側軸下端フランジ１４１の上側で外側軸１４に相対的に昇降可能に外嵌されており、リンク駆動フレーム５と同様に、外側軸１４に相対的に昇降可能に外嵌されたリング形状の第１係合部材５０を含んでいる。
【０１４４】
リンク駆動フレーム５ｃは第１係合部材５０に加え、それに固定された基礎リング部材５０”、その上方の３段のリング部材５１”、５２”、５３”を含んでいる。これらリング部材５１”〜５３”は３段の土壌攪拌翼１２ｃにそれぞれ対応して設けられており、それぞれ外側軸１４に相対的に昇降可能に外嵌されている。
【０１４５】
下段リング部材５１”は基礎リング部材５０”に立設した支持柱５００”に支持されており、中段リング部材５２”は下段リング部材５１”に立設した支持柱５１０”に支持されており、上段リング部材５３”は中段リング部材５２”に立設した支持柱５２０”に支持されており、全体として、第１係合部材５０、基礎リング部材５０”、リング部材５１”〜５３”及び支持柱５００”、５１０”、５２０”は一体化され、リンク駆動フレーム５ｃとして外側軸１４に対し昇降可能である。
【０１４６】
下段リング部材５１”には一対の下段土壌攪拌翼１２ｃに対応させてリンク連結部材５１１”が、中段リング部材５２”には一対の中段土壌攪拌翼１２ｃに対応させてリンク連結部材５２１”が、上段リング部材５３”には一対の上段土壌攪拌翼１２ｃに対応させてリンク連結部材５３１”がそれぞれ設けられている。
【０１４７】
さらに言えば、各段リング部材のリンク連結部材は１８０度の中心角度間隔で２個（一対）設けられており、下段と中段のリンク連結部材５１１”と５２１”は中心角度にして６０度ずれており、中段と上段のリンク連結部材５２１”と５３１”も中心角度にして６０度ずれている。また、支持柱５００”及びリング部材間の支持柱５１０”、５２０”は、リンク連結部材位置からずらして、平面から見て隣り合うリンク連結部材の間に配置されており、１２０度中心角度間隔で配置されている。
【０１４８】
図１５に示すように、一対の下段のリンク連結部材５１１”とこれに対応する一対の下段土壌攪拌翼１２ｃのそれぞれに、リンク機構として本例ではリンク部材６１”が渡し連結されている。リンク部材６１”の一端部（図１５中の上端部）がリンク連結部材５１１”にピン連結されており、リンク部材６１”の他端部（図１５中の下端部）が土壌攪拌翼１２ｃの支持部１２０”での回動支点ピン１２Ｐ”を間にして自由端部とは反対側部位にピン連結されている。
【０１４９】
同様に、一対の中段のリンク連結部材５２１”とこれに対応する一対の中段土壌攪拌翼１２ｃのそれぞれに、リンク部材６２”が渡し連結されており、リンク部材６２”の一端部がリンク連結部材５２１”にピン連結されているとともに他端部が対応する土壌攪拌翼１２ｃにピン連結されている。
また、一対の上段のリンク連結部材５３１”とこれに対応する一対の上段土壌攪拌翼１２ｃのそれぞれに、リンク部材６３”が渡し連結されており、リンク部材６３”の一端部がリンク連結部材５３１’にピン連結されているとともに他端部が対応する土壌攪拌翼１２ｃにピン連結されている。
図１５にはリンク部材６２”、６３”を鎖線で示してある。また、図１５には中段及び上段の土壌攪拌翼の回動支点高さ位置１２ｃ’を鎖線で示してある。
【０１５０】
各段リング部材はリンク部材等との衝突防止のため必要に応じ円形輪郭の一部を切り欠いたものとされる。
なお，係合部材５０は基礎リング部材５０”を兼ねていてもよい。
【０１５１】
図１４（Ａ）に示すように回転ヘッド１ｃが縮小状態におかれた状態では、リンク駆動フレーム５ｃは外側軸１４の下端フランジ１４１に支持されている。
【０１５２】
土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ｃが縮小姿勢におかれた状態から、外側軸１４が土壌攪拌翼１２ｃと共に内側軸１３に対して下降すると、リンク駆動フレーム５ｃも下降し、先ず、土壌掘削刃ヘッド１１が開き始める。このように土壌掘削刃ヘッド１１は土壌攪拌翼１２ｃに先立って開き始める。
【０１５３】
外側軸１４が内側軸１３に対してさらに下降すると、図１４（Ｂ）のように第２ストッパ装置７の台部材７２が内側軸上のストッパ部材７４に当接することで、リンク駆動フレーム５ｃが内側軸１３に対する下降限度に配置される。この状態では土壌掘削刃ヘッド１１は既に半開きの状態になっているが、土壌攪拌翼１２ｃは未だ開いていない。
【０１５４】
さらに外側軸１４が内側軸１３に対し下降すると、土壌攪拌翼１２ｃも開き始め、最終的には土壌掘削刃ヘッド１１が図１４（Ｃ）に示すように開いて拡大姿勢をとり、土壌攪拌翼１２ｃも拡大姿勢をとる。
【０１５５】
土壌攪拌翼１２ｃの開き動作についてさらに説明すると、図１４（Ｂ）のようにリンク駆動フレーム５ｃが第２ストッパ装置７により内側軸１３に対する下降限度に配置されてのち、さらに外側軸１４が土壌攪拌翼１２ｃとともに内側軸１３に対して下降することで、リンク駆動フレーム５ｃにおけるリンク連結部材５１１”〜５３１”と土壌攪拌翼１２ｃとに渡し連結されたリンク６１”〜６３”がリンク連結部材５１１”〜５３１”により相対的に上方へ引っ張り力を受け、それにより土壌攪拌翼１２ｃが下方へ回動して開き、拡大姿勢におかれる。
【０１５６】
いずれにしても図１４（Ｃ）に示すように土壌掘削刃ヘッド１１の拡大姿勢時の回転半径及び土壌攪拌翼１２c の拡大姿勢時の回転半径は同程度であるが、図１４（Ｂ）に示すように、土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ｃのそれぞれの拡大途中においては、土壌攪拌翼１２ｃの拡大途中半径は掘削刃ヘッド１１の拡大途中半径を超えない。
【０１５７】
土壌掘削刃ヘッド１１及び土壌攪拌翼１２ｃが図１４（Ｃ）のように拡大姿勢におかれた状態から、外側軸１４が土壌攪拌翼１２ｃと共に内側軸１３に対して上昇開始すると、それとともに土壌掘削刃ヘッド１１が閉じ始め、土壌攪拌翼１２ｃも上昇回動で閉じ始める。
【０１５８】
このとき、リンク駆動フレーム５ｃは未だ第２ストッパ装置７により内側軸１３に対する下降限度におかれたままであるから、そのリンク駆動フレーム５ｃに対して外側軸１３が土壌攪拌翼１２ｃとともに上昇することになり、それにより、リンク駆動フレーム５ｃにおけるリンク連結部材５１１”〜５３１”と土壌攪拌翼１２ｃとに渡し連結されたリンク６１”〜６３”がリンク連結部材５１１”〜５３１”により相対的に下方へ押し下げ力を受け、それにより土壌攪拌翼１２ｃが上方へ回動して閉じ、縮小姿勢におかれる。
【０１５９】
さらに外側軸１４が内側軸１３に対して上昇することで外側軸下端フランジ１４１も上昇してリンク駆動フレーム５ｃに下方から接触し始め、リンク駆動フレーム５ｃ及び第２ストッパ装置７の昇降部分７１〜７３が持ち上げられ始める（図１４（Ｂ））。
【０１６０】
さらに外側軸１４が上昇することで、図１４（Ａ）に示すように、土壌掘削刃ヘッド１１も閉じ、縮小姿勢におかれる。土壌掘削刃ヘッド１１は土壌攪拌翼１２ｃに遅れて縮小姿勢におかれる。
【０１６１】
＜図１６の土壌処理装置Ｄ＞
図１６の土壌処理装置Ｄは土壌処理装置Ｃにおいて回転ヘッドの土壌掘削刃ヘッドを若干変更し、内側軸下端部のストッパ部材７４をそれより若干厚い（背高い）ストッパ部材７４’に変更したものである。それ以外の点は土壌処理装置Ｃと同じであり、装置Ｄにおいて装置Ｃや装置Ａと同じ部分、部品には装置Ａと同じ符号を付してある。
【０１６２】
装置Ｄでは、土壌掘削刃ヘッド１１の可動部１１２の一端部が（根元部分）がスライダ１５の掘削刃ヘッド連結部材１５１に回動可能にピン連結されており、この可動部１１２と固定部１１１上側のリング部材１１３とにリンク１１４’が渡し連結されている。リンク１１４’はその一端部が可動部１１２にピン連結され、他端部がリング部材１１３にピン連結されている。
【０１６３】
かくして、１６（Ａ）に示すように回転ヘッド１ｄが縮小状態におかれ、土壌掘削刃ヘッド１１が縮小姿勢におかれた状態から、外側軸１４が内側軸１３に対して下降すると、スライダ１５も下降し、それにより掘削刃ヘッド１１の各可動部１１２が上方へ回動し、図１６（Ｂ）の開き途中状態を経て図１６（Ｃ）に示すように開き、掘削刃ヘッド１１は、全体として、回転ヘッド半径方向に拡大した姿勢をとることができる。
【０１６４】
この拡大状態から外側軸１４が内側軸１３に対して上昇すると、スライダ１５も上昇し、それにより掘削刃ヘッド１１の各可動部１１２が下方へ回動して閉じ、掘削刃ヘッド１１は、全体として、回転ヘッド半径方向に縮小した姿勢をとることができる。
土壌攪拌翼１２ｃの拡縮動作は土壌処理装置Ｃの場合と同じである。
【０１６５】
以上説明した土壌処理装置Ｂ〜Ｄも土壌処理装置Ａと同様に土壌処理に供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６６】
本発明は、重金属等で汚染されている汚染土壌を無害化処理したり、軟弱地盤を構造物構築に適する地盤に改良する等の土壌処理に利用できる。
【符号の説明】
【０１６７】
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 土壌処理装置
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 回転ヘッド
１１ 土壌掘削刃ヘッド
１１ｘ、１１ｙ 土壌掘削刃
１１１ 固定部
１１２ 可動部
１１３ リング部材
１１４、１１４’ リンク
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 土壌攪拌翼
１３ 内側軸
１４ 外側軸
１４１ 外側軸下端フランジ（第１トッパ装置の１例）
１５ スライダ
２ 回転ヘッドの支持駆動装置
４ 土壌処理用添加物の添加装置
２１ 掘削刃ヘッド支持駆動部
２２ 外側軸回転駆動部
１３０ 内側中間軸
１４０ 外側中間軸
３ 外側軸支持昇降駆動部
４ 土壌処理用添加物供給装置
５、５ｂ、５ｃ リンク駆動フレーム
５０ 第１係合部
５０’、５０” 基礎リング部材
５１、５１’、５１” 下段リング部材
５２、５２’、５２” 中段リング部材
５３、５３’、５３” 上段リング部材
５１１’、５１１”、５１１” 下段リンク連結部材
５２１’、５２１”、５２１” 中段リンク連結部材
５３１’、５３１”、５３１” 上段リンク連結部材
６１’、６２’、６３’ リンク部材
７ 第２ストッパ装置 ７１ 第２係合部材
７２ 台部材
７３ 支持柱
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌掘削刃ヘッド及びその上方に配置された土壌攪拌翼を有するとともに土壌処理用添加物を土壌中へ注入するための添加物吐出口を有し、該土壌掘削刃ヘッド及び該土壌攪拌翼がいずれも回転半径方向に拡縮可能である回転ヘッドを備えた土壌処理装置であり、
前記回転ヘッドを支持し、前記土壌掘削刃ヘッドの回転駆動及び拡縮駆動並びに前記土壌攪拌翼の回転駆動及び拡縮駆動を行う回転ヘッド支持駆動装置を備えており、
前記回転ヘッドは、
下端部に前記土壌掘削刃ヘッドを支持する内側軸と、
外周部位に前記土壌攪拌翼を支持し、前記内側軸に昇降可能に外嵌された外側軸と、
前記土壌掘削刃ヘッドを、前記外側軸の前記内側軸に対する上昇動作に連動させて縮小させて縮小姿勢におくことができ、下降動作に連動させて拡大させて拡大姿勢におくことができる第１連動機構と、
前記外側軸の前記内側軸に対する昇降動作に連動させて前記土壌攪拌翼を縮小拡大させる第２連動機構であって、該外側軸が該内側軸に対し上昇することで前記第１連動機構により前記土壌掘削刃ヘッドが縮小姿勢をとるとき、該土壌掘削刃ヘッドが縮小姿勢をとるに先立って前記土壌攪拌翼を縮小姿勢におくことができ、該外側軸が該内側軸に対し下降することで前記第１連動機構により該土壌掘削刃ヘッドが拡大姿勢をとるとき、該土壌掘削刃ヘッドが拡大姿勢をとり始めるに遅れて前記土壌攪拌翼を拡大姿勢におき始める第２連動機構とを含んでおり、
前記回転ヘッド支持駆動装置は、前記内側軸を支持することで前記土壌掘削刃ヘッドを支持するとともに該内側軸を介して該土壌掘削刃ヘッドを回転駆動する掘削刃ヘッド支持駆動部と、前記外側軸を支持して前記内側軸に対し昇降させることで、前記第１連動機構にて前記土壌掘削刃ヘッドを、前記第２連動機構にて前記土壌攪拌翼を、それぞれ縮小拡大させる外側軸支持昇降駆動部と、前記外側軸を回転駆動することで前記土壌攪拌翼を回転駆動する外側軸回転駆動部とを含んでおり、
前記土壌掘削刃ヘッドは、少なくとも一部が前記内側軸の方へ閉じる閉じ姿勢と該内側軸から開く開き姿勢をとることができる可動部とされており、該可動部の開閉により土壌掘削刃ヘッド全体が回転ヘッド半径方向に拡縮可能であり、
前記第１連動機構は、
前記内側軸とともに回転可能且つ該内側軸に対し昇降可能に該内側軸に設けられ、前記外側軸の下端部に、該下端部に対し昇降不能且つ回転可能に支持されたスライダと、前記土壌掘削刃ヘッドの可動部を該スライダと前記内側軸とに連結し、前記外側軸の昇降に伴い該スライダが前記内側軸に対し昇降することで前記土壌掘削刃ヘッドの可動部を閉じ又は開いて該土壌掘削刃ヘッドを縮小又は拡大させるリンク機構とを含んでおり、
前記土壌攪拌翼は、一端部側の部位で前記外側軸の外周部位に回動可能に連結されて自由他端部が上下方向に回動可能とされていることで、回転ヘッド半径方向に縮小拡大可能であり、
前記第２連動機構は、
前記外側軸に昇降可能に外嵌されたリンク駆動フレームと、
前記土壌攪拌翼と前記リンク駆動フレームとを連結するリンク機構と、
前記リンク駆動フレームの前記外側軸に対する下降限度を定める第１ストッパ装置と、 前記リンク駆動フレームの前記内側軸に対する下降限度を定める第２ストッパ装置とを含んでおり、
前記第１ストッパ装置は前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼がともに縮小姿勢の縮小状態にあるとき、前記リンク駆動フレームを前記外側軸に対する下降限度に支持し、前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼がともに拡大姿勢の拡大状態にあるとき、前記リンク駆動フレームから離れて該リンク駆動フレームの下方に位置し、
前記第２ストッパ装置は前記縮小状態から前記内側軸に対して前記外側軸が下降し始めることで前記第１連動機構により前記土壌掘削刃ヘッドが開き始めた後に前記リンク駆動フレームを前記内側軸に対する下降限度に配置し、
前記リンク駆動フレームは、前記第２ストッパ装置により前記内側軸に対する下降限度に配置されてのちさらに前記外側軸が前記内側軸に対し下降することで、該外側軸の下降とともに下降する前記土壌攪拌翼を、該土壌攪拌翼と自身に連結された前記リンク機構を相対的に駆動して拡大姿勢におき、
前記リンク駆動フレームは、前記拡大状態から前記内側軸に対して前記外側軸が上昇し始めることで前記第１連動機構により前記土壌掘削刃ヘッドが閉じ始めると、前記外側軸上昇とともに上昇する前記土壌攪拌翼を、該土壌攪拌翼と自身に連結された前記リンク機構を相対的に駆動して閉じ始めさせ、該土壌掘削刃ヘッドが縮小姿勢をとるに先立って該土壌攪拌翼を縮小姿勢におく
ことを特徴とする土壌処理装置。
【請求項２】
前記第１ストッパ装置は、前記外側軸の下端部に設けられたストッパ部材である請求項１記載の土壌処理装置。
【請求項３】
前記リンク駆動フレームは前記外側軸に昇降可能の第１係合部材を含んでおり、
前記第２ストッパ装置は、
前記リンク駆動フレームの第１係合部材に、該リンク駆動フレームに対する昇降動作は不能に、且つ、相対的に回転可能に係合する第２係合部材と、
前記第１連動機構のスライダより下方で前記内側軸に昇降可能に設けられ、該内側軸に対する下降限度が該内側軸に設けられたストッパ部材により規制されている台部材と、 前記台部材上に前記第２係合部材を支持する支持柱とを含んでいる
請求項１又は２記載の土壌処理装置。
【請求項４】
前記土壌攪拌翼は前記外側軸の回転中心線方向に１又は複数段に配設されており、
前記リンク駆動フレームは、前記土壌攪拌翼に対応させて前記外側軸に相対的に昇降可能に外嵌された１又は複数段のリング部材と、前記リング部材に設けられたリンク連結部材とを含んでおり、
前記土壌攪拌翼と前記リンク駆動フレームとを連結する前記リンク機構は該土壌攪拌翼と該土壌攪拌翼に対応する前記リング部材に設けられた前記リンク連結部材とに渡し連結されており、
前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼が前記縮小状態から前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して下降して前記リンク駆動フレームが前記第２ストッパ装置により前記内側軸に対する下降限度に配置されてのち、さらに前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して下降することで、前記リンク機構が前記リンク連結部材により相対的に下方から持ち上げ力を受けて前記土壌攪拌翼を拡大姿勢に拡大させ、
前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼が前記拡大状態から前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して上昇することで前記リンク機構が前記リンク連結部材により相対的に下方へ引っ張り力を受けて前記土壌攪拌翼を縮小姿勢に縮小させる
請求項１、２又は３記載の土壌処理装置。
【請求項５】
前記土壌攪拌翼は前記外側軸の回転中心線方向に１又は複数段に配設されており、
前記リンク駆動フレームは、前記外側軸に相対的に昇降可能に外嵌された第１リング部材と、前記第１リング部材の上方で前記土壌攪拌翼に対応させて前記外側軸に相対的に昇降可能に外嵌され、前記第１リング部材に支持された１又は複数段の第２リング部材と、前記第２リング部材に設けられたリンク連結部材とを含んでおり、
前記土壌攪拌翼と前記リンク駆動フレームとを連結する前記リンク機構は該土壌攪拌翼と該土壌攪拌翼に対応する前記リング部材に設けられた前記リンク連結部材とに渡し連結されており、
前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼が前記縮小状態から前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して下降して前記リンク駆動フレームが前記第２ストッパ装置により前記内側軸に対する下降限度に配置されてのち、さらに前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して下降することで、前記リンク機構が前記リンク連結部材により相対的に上方引っ張り力を受けて前記土壌攪拌翼を拡大姿勢に拡大させ、
前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼が前記拡大状態から前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して上昇することで前記リンク機構が前記リンク連結部材により相対的に押し下げ力を受けて前記土壌攪拌翼を縮小姿勢に縮小させる
請求項１、２又は３記載の土壌処理装置。
【請求項６】
前記内側軸には侵入土砂排除用羽根が形成されている請求項１から５のいずれか１項に記載の土壌処理装置。
【請求項７】
土壌処理用添加物を前記回転ヘッドの添加物吐出口へ供給する添加物供給装置を備えている請求項１から６のいずれか１項に記載の土壌処理装置。
【請求項１】
土壌掘削刃ヘッド及びその上方に配置された土壌攪拌翼を有するとともに土壌処理用添加物を土壌中へ注入するための添加物吐出口を有し、該土壌掘削刃ヘッド及び該土壌攪拌翼がいずれも回転半径方向に拡縮可能である回転ヘッドを備えた土壌処理装置であり、
前記回転ヘッドを支持し、前記土壌掘削刃ヘッドの回転駆動及び拡縮駆動並びに前記土壌攪拌翼の回転駆動及び拡縮駆動を行う回転ヘッド支持駆動装置を備えており、
前記回転ヘッドは、
下端部に前記土壌掘削刃ヘッドを支持する内側軸と、
外周部位に前記土壌攪拌翼を支持し、前記内側軸に昇降可能に外嵌された外側軸と、
前記土壌掘削刃ヘッドを、前記外側軸の前記内側軸に対する上昇動作に連動させて縮小させて縮小姿勢におくことができ、下降動作に連動させて拡大させて拡大姿勢におくことができる第１連動機構と、
前記外側軸の前記内側軸に対する昇降動作に連動させて前記土壌攪拌翼を縮小拡大させる第２連動機構であって、該外側軸が該内側軸に対し上昇することで前記第１連動機構により前記土壌掘削刃ヘッドが縮小姿勢をとるとき、該土壌掘削刃ヘッドが縮小姿勢をとるに先立って前記土壌攪拌翼を縮小姿勢におくことができ、該外側軸が該内側軸に対し下降することで前記第１連動機構により該土壌掘削刃ヘッドが拡大姿勢をとるとき、該土壌掘削刃ヘッドが拡大姿勢をとり始めるに遅れて前記土壌攪拌翼を拡大姿勢におき始める第２連動機構とを含んでおり、
前記回転ヘッド支持駆動装置は、前記内側軸を支持することで前記土壌掘削刃ヘッドを支持するとともに該内側軸を介して該土壌掘削刃ヘッドを回転駆動する掘削刃ヘッド支持駆動部と、前記外側軸を支持して前記内側軸に対し昇降させることで、前記第１連動機構にて前記土壌掘削刃ヘッドを、前記第２連動機構にて前記土壌攪拌翼を、それぞれ縮小拡大させる外側軸支持昇降駆動部と、前記外側軸を回転駆動することで前記土壌攪拌翼を回転駆動する外側軸回転駆動部とを含んでおり、
前記土壌掘削刃ヘッドは、少なくとも一部が前記内側軸の方へ閉じる閉じ姿勢と該内側軸から開く開き姿勢をとることができる可動部とされており、該可動部の開閉により土壌掘削刃ヘッド全体が回転ヘッド半径方向に拡縮可能であり、
前記第１連動機構は、
前記内側軸とともに回転可能且つ該内側軸に対し昇降可能に該内側軸に設けられ、前記外側軸の下端部に、該下端部に対し昇降不能且つ回転可能に支持されたスライダと、前記土壌掘削刃ヘッドの可動部を該スライダと前記内側軸とに連結し、前記外側軸の昇降に伴い該スライダが前記内側軸に対し昇降することで前記土壌掘削刃ヘッドの可動部を閉じ又は開いて該土壌掘削刃ヘッドを縮小又は拡大させるリンク機構とを含んでおり、
前記土壌攪拌翼は、一端部側の部位で前記外側軸の外周部位に回動可能に連結されて自由他端部が上下方向に回動可能とされていることで、回転ヘッド半径方向に縮小拡大可能であり、
前記第２連動機構は、
前記外側軸に昇降可能に外嵌されたリンク駆動フレームと、
前記土壌攪拌翼と前記リンク駆動フレームとを連結するリンク機構と、
前記リンク駆動フレームの前記外側軸に対する下降限度を定める第１ストッパ装置と、 前記リンク駆動フレームの前記内側軸に対する下降限度を定める第２ストッパ装置とを含んでおり、
前記第１ストッパ装置は前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼がともに縮小姿勢の縮小状態にあるとき、前記リンク駆動フレームを前記外側軸に対する下降限度に支持し、前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼がともに拡大姿勢の拡大状態にあるとき、前記リンク駆動フレームから離れて該リンク駆動フレームの下方に位置し、
前記第２ストッパ装置は前記縮小状態から前記内側軸に対して前記外側軸が下降し始めることで前記第１連動機構により前記土壌掘削刃ヘッドが開き始めた後に前記リンク駆動フレームを前記内側軸に対する下降限度に配置し、
前記リンク駆動フレームは、前記第２ストッパ装置により前記内側軸に対する下降限度に配置されてのちさらに前記外側軸が前記内側軸に対し下降することで、該外側軸の下降とともに下降する前記土壌攪拌翼を、該土壌攪拌翼と自身に連結された前記リンク機構を相対的に駆動して拡大姿勢におき、
前記リンク駆動フレームは、前記拡大状態から前記内側軸に対して前記外側軸が上昇し始めることで前記第１連動機構により前記土壌掘削刃ヘッドが閉じ始めると、前記外側軸上昇とともに上昇する前記土壌攪拌翼を、該土壌攪拌翼と自身に連結された前記リンク機構を相対的に駆動して閉じ始めさせ、該土壌掘削刃ヘッドが縮小姿勢をとるに先立って該土壌攪拌翼を縮小姿勢におく
ことを特徴とする土壌処理装置。
【請求項２】
前記第１ストッパ装置は、前記外側軸の下端部に設けられたストッパ部材である請求項１記載の土壌処理装置。
【請求項３】
前記リンク駆動フレームは前記外側軸に昇降可能の第１係合部材を含んでおり、
前記第２ストッパ装置は、
前記リンク駆動フレームの第１係合部材に、該リンク駆動フレームに対する昇降動作は不能に、且つ、相対的に回転可能に係合する第２係合部材と、
前記第１連動機構のスライダより下方で前記内側軸に昇降可能に設けられ、該内側軸に対する下降限度が該内側軸に設けられたストッパ部材により規制されている台部材と、 前記台部材上に前記第２係合部材を支持する支持柱とを含んでいる
請求項１又は２記載の土壌処理装置。
【請求項４】
前記土壌攪拌翼は前記外側軸の回転中心線方向に１又は複数段に配設されており、
前記リンク駆動フレームは、前記土壌攪拌翼に対応させて前記外側軸に相対的に昇降可能に外嵌された１又は複数段のリング部材と、前記リング部材に設けられたリンク連結部材とを含んでおり、
前記土壌攪拌翼と前記リンク駆動フレームとを連結する前記リンク機構は該土壌攪拌翼と該土壌攪拌翼に対応する前記リング部材に設けられた前記リンク連結部材とに渡し連結されており、
前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼が前記縮小状態から前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して下降して前記リンク駆動フレームが前記第２ストッパ装置により前記内側軸に対する下降限度に配置されてのち、さらに前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して下降することで、前記リンク機構が前記リンク連結部材により相対的に下方から持ち上げ力を受けて前記土壌攪拌翼を拡大姿勢に拡大させ、
前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼が前記拡大状態から前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して上昇することで前記リンク機構が前記リンク連結部材により相対的に下方へ引っ張り力を受けて前記土壌攪拌翼を縮小姿勢に縮小させる
請求項１、２又は３記載の土壌処理装置。
【請求項５】
前記土壌攪拌翼は前記外側軸の回転中心線方向に１又は複数段に配設されており、
前記リンク駆動フレームは、前記外側軸に相対的に昇降可能に外嵌された第１リング部材と、前記第１リング部材の上方で前記土壌攪拌翼に対応させて前記外側軸に相対的に昇降可能に外嵌され、前記第１リング部材に支持された１又は複数段の第２リング部材と、前記第２リング部材に設けられたリンク連結部材とを含んでおり、
前記土壌攪拌翼と前記リンク駆動フレームとを連結する前記リンク機構は該土壌攪拌翼と該土壌攪拌翼に対応する前記リング部材に設けられた前記リンク連結部材とに渡し連結されており、
前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼が前記縮小状態から前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して下降して前記リンク駆動フレームが前記第２ストッパ装置により前記内側軸に対する下降限度に配置されてのち、さらに前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して下降することで、前記リンク機構が前記リンク連結部材により相対的に上方引っ張り力を受けて前記土壌攪拌翼を拡大姿勢に拡大させ、
前記土壌掘削刃ヘッド及び前記土壌攪拌翼が前記拡大状態から前記外側軸が前記土壌攪拌翼とともに前記内側軸に対して上昇することで前記リンク機構が前記リンク連結部材により相対的に押し下げ力を受けて前記土壌攪拌翼を縮小姿勢に縮小させる
請求項１、２又は３記載の土壌処理装置。
【請求項６】
前記内側軸には侵入土砂排除用羽根が形成されている請求項１から５のいずれか１項に記載の土壌処理装置。
【請求項７】
土壌処理用添加物を前記回転ヘッドの添加物吐出口へ供給する添加物供給装置を備えている請求項１から６のいずれか１項に記載の土壌処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−１３８６０（Ｐ２０１３−１３８６０Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４８７８６（Ｐ２０１１−１４８７８６）
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（５９１２１４８０４）株式会社松村組 (14)
【出願人】（５９４１２６７３５）麻生フオームクリート株式会社 (7)
【出願人】（０００１７７４１６）三和機材株式会社 (144)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（５９１２１４８０４）株式会社松村組 (14)
【出願人】（５９４１２６７３５）麻生フオームクリート株式会社 (7)
【出願人】（０００１７７４１６）三和機材株式会社 (144)
【Ｆターム（参考）】
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