JP2000104243A - 自走式土質改良機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理槽内で土砂に土質改良材を加えて土質改
良を行うに当って、土砂と土質改良材との混合比を正確
に制御して、高品質の土質改良材を安定的に製造する。 【解決手段】 下部走行体１上に設けた本体フレーム２
に土砂供給ホッパ１０と土質改良材供給ホッパ２０とか
らなる供給機構部３と、処理槽４０内にパドルミキサ４
４を装着した処理機構部４とを設け、処理槽４０内で土
砂と土質改良材とを混合・攪拌すると共に、排出部５に
向けて搬送する。パドルミキサ４４は油圧モータ５０に
より回転駆動され、土質改良材供給ホッパ２０を構成す
る定量供給部２２は電動モータ３６で回転駆動される定
量供給容器部３５を備えた定量供給フィーダ３２が設け
られ、油圧モータ５０の回転数に基づいてパドルミキサ
４４による土砂の供給量を検出して、この回転数に応じ
て電動モータ３６の回転数を調整することによって、土
砂と土質改良材との混合比を一定化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軟弱な地盤を改良
して地盤強化を行うため等に用いられ、土砂の品質を所
定の目的に適うように改良する機械に関し、特に走行手
段を備え、適宜走行しながら土質改良を行う自走式土質
改良機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ガス管の埋設、上下水道工事や
その他の道路工事、基礎工事等においは、掘削による発
生土をそのまま埋め戻すのが望ましいが、発生土が埋め
戻しに適さないこともある。この場合には、発生土を搬
出して新たに良質の土を搬入して掘削箇所を埋めるよう
にしなければならない。発生土が埋め戻しに適さないも
のとしては、例えば岩石，煉瓦片，コンクリート片等、
さらには金属その他の異物が多量に含まれている場合が
ある。また、粒径が極めて小さく粘性の高い粘土質の土
や、風化が進行し過ぎて固化が困難な土等というよう
に、土質そのものが軟弱であり、そのまま埋め戻した場
合には、地盤沈下等が発生するおそれのあるものもあ
る。工事現場等での掘削による発生する劣悪な土も一種
の産業廃棄物として、廃棄場所が制約されることにな
る。従って、劣悪な土といえどもそのまま廃棄するので
はなく再利用可能な資源に変換することが強く要求され
るようになってきている。

【０００３】ここで、掘削による発生土に異物が混入し
ているに過ぎない場合には、篩い分け等によりこれらの
異物を除去すれば、そのまま再利用可能になる。一方、
発生土を埋め戻した時に地盤沈下を来す可能性のあるよ
うな軟弱な土質等を再利用可能にするためには、土質改
良処理を行わなければならない。土質改良は例えば土砂
に石灰やセメント等を主成分とする土質改良材を混合し
て固化させるものであり、これによって良質な土に変換
することができる。

【０００４】土砂の固化処理を行うには、土砂と土質改
良材とを混合させるが、この土砂と土質改良材の混合方
式の代表的なものとしては、攪拌手段を用いたミキシン
グ方式と、回転打撃子を備えた解砕方式とが従来から知
られている。ミキシング方式は、タンク内に攪拌手段を
設けて、このタンク内に土砂と土質改良材とを投入し
て、攪拌手段で均一に攪拌・混合するものであるが、攪
拌手段はタンク内を攪拌する機能だけを発揮するように
なし、処理としてはバッチ式で行うものと、スクリュー
式の攪拌手段を用いて、土砂と土質改良材とを攪拌しな
がら移送するようになし、もって連続的に固化処理を行
うものとがある。

【０００５】一般に、ミキシング方式は、バッチ式処理
を行うものであれ、また連続処理を行うものであれ、処
置装置そのものは定置式とした処理プラントとして構成
するのが一般的である。そして、この種の処理プラント
は、土質改良を必要とする土砂の集積所と、生成された
改良土の堆積所とを備え、様々な工事現場等で発生する
土をダンプトラック等で搬送して、この処理プラントの
集積所に集積して土質改良を行い、所定の堆積所に改良
土を堆積するようにして貯留しておき、この改良土を埋
め戻し材等として使用する場合には、やはりダンプトラ
ック等で各現場に向けて搬出することになる。

【０００６】これに対して、回転打撃子を備えた解砕方
式を有する処理装置であって、自走式の機械として構成
したものが、例えば特開平９−１９５２６５号公報に示
されている。この機械は、車台に履帯を有する下部走行
体を設け、車台には、土砂を投入するホッパと、土質改
良材を投入するホッパと、これら両ホッパから供給され
る土砂及び土質改良材を搬送する搬送ベルトとから構成
される供給部と、処理装置としての解砕機と、搬出用の
コンベアとを備える構成としている。解砕機は回転打撃
子を有するものであり、搬送ベルトに沿って搬送される
土砂と土質改良材とを自重で落下させ、この落下の途中
でこの回転打撃子で打撃を加えることによって、土塊を
細かく砕くようにするものであり、このようにして砕か
れた土砂に土質改良材が混合されることになる。この解
砕式の処理装置は、主に道路工事や基礎工事等、土質改
良すべき土砂が発生する場所に直接搬入して、掘削土を
土質改良して直接埋め戻すために用いられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、土質改良処
理を行うに当っては、土砂と土質改良材との混合比は製
品としての改良土の品質に極めて重大な影響を及ぼす。
目標とする混合比に対して、土質改良材の比率が低下す
ると、製造された改良土の固化度合いが不足することに
なる。この結果、改良土を基礎工事における掘削箇所に
埋設するため等として用いると、地盤沈下を発生させる
等といった不都合が生じる。また、混合比に部分的なば
らつきがあると、不同沈下の原因にもなる。一方、土質
改良材の比率が設定比率より高い場合には、地盤沈下等
の不都合を生じることはないが、土質改良材に無駄が生
じるだけでなく、固化の度合いが必要以上高くなってし
まう。このような固化し過ぎた改良土を、例えば、配管
を埋設する工事等で配管を埋設するために用いたとする
と、配管の修復等のために再度掘削しようとすると、地
盤が固くなり過ぎて、再掘削が困難になるという問題点
もある。要するに、高品質の改良土を得るには、土砂と
土質改良材との混合比は一定の範囲となるように厳格に
制御しなければならない。

【０００８】定置式の処理装置を設けた大型のプラント
にあっては、改良土の品質を高めるために、土砂と土質
改良材との混合比を管理するための計量手段を設けるこ
とは可能であるが、小型の機械、とりわけ自走式の処理
装置にあっては、混合比を厳格に制御するための機構を
設けるのは困難である。前述した自走式の解砕処理装置
においては、搬送ベルトで土砂の搬送量を一定にすべ
く、土砂の投入ホッパに所定の開口面積を有するゲート
を設けると共に、外周面に突起を有する回転ローラから
なる均しローラを装着し、ゲートを通過する土砂の高
さ、つまり嵩を制限するようにして搬送し、もって土砂
の供給量の一定化を図るようになし、また土質改良材の
ホッパからは改良材を定量ずつ供給するように構成して
いる。これによって、土砂と土質改良材との混合比はあ
る程度制御できるようになる。

【０００９】しかしながら、土砂の粘度や密度、さらに
土砂のホッパ内の土砂の堆積量や土質等によっては、搬
送ベルトにおいて必ずしも常に一定量の土砂を供給でき
る訳ではない。特に、土砂の投入をコンベア等を用いて
連続的に行うのではなく、油圧ショベル等を用いて間欠
的に土砂を投入する場合には、ホッパ内の土砂の収容量
が大きく変化することから、ゲートを通過する土砂の嵩
は必ずしも一定化できない場合がある。また、同じ嵩の
土砂であっても、ホッパ内の土砂の量や、土砂の水分含
有量等により土砂の密度や粘度等が変化して重量が異な
ってくる。従って、ゲートと均しローラとでコンベアに
おける搬送土砂の嵩を調整し、かつ定量の土質改良材を
供給するという方式では、土砂と土質改良材との混合比
にばらつきが生じる可能性があり、高品質の改良土を安
定的に製造することができないという欠点がある。

【００１０】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、土砂と土質改良材と
が均一に混合され、かつ混合比率が一定な極めて高い品
質の改良土を効率よく製造できるようにすることにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、走行手段に連結した本体フレーム
に、土砂供給ホッパ及び土質改良材供給ホッパと、一側
の上面が土砂及び土質改良材の供給部で、他側の下面が
改良土の排出部となった処理槽と、この処理槽内に設け
られ、前記供給部から取り込んだ土砂と土質改良材とを
混合・攪拌しながら前記排出部に向けて搬送する回転式
の攪拌・混合手段とを備え、前記攪拌・混合手段には、
その回転数を検出する回転数検出手段を設けると共に、
前記土質改良材供給ホッパには、土質改良材の供給量を
調整する供給量制御手段を設けて、前記回転数検出手段
に基づいて前記処理槽内での土砂の搬送量を検出して、
この土砂の搬送量に応じて前記供給量制御手段により前
記土質改良材供給ホッパからの土質改良材の供給量を変
化させることによって、土砂と土質改良材との混合比を
一定化する構成としたことをその特徴とするものであ
る。

【００１２】ここで、攪拌・混合手段は、例えば、処理
槽内に設けられ、回転軸の外周に所定のピッチ間隔で複
数のパドルを設けた偶数本のパドルミキサで構成するこ
とができる。処理槽内に設けられるパドルミキサの本数
としては、例えば２本，４本等処理槽の幅と高さに応じ
て適宜設定できる。また、土質改良材供給ホッパに設け
られる供給量制御手段は回転式の定量供給部材から構成
し、パドルミキサの回転数に追従させて定量供給部材の
回転数を変化させる構成とすることができる。偶数本で
構成されるパドルミキサにおける各回転軸のうち、１本
の回転軸を油圧モータで回転駆動すると共に、他の回転
軸は回転伝達手段を介してこの油圧モータと接続し、か
つ回転数検出手段はこの油圧モータの回転数を検出する
構成とすることができる。この場合において、定量供給
部材は可変速電動モータで回転駆動されるようになし、
回転数検出手段からの回転数信号をコントローラに取り
込んで、このコントローラで定量供給部材の可変速電動
モータの回転数を制御するように構成すれば、土砂と土
質改良材との混合比を微細に制御できる。さらに、処理
槽に攪拌・混合手段による土砂の供給量を制限するため
のゲートを設ける構成とすれば、攪拌・混合手段による
土砂の供給量はさらに安定するので、土砂供給量をさら
に正確に検出できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。而して、図１乃至図４に自
走式土質改良機械の構成を示す。これらの図において、
１は下部走行体であって、この下部走行体１は一対の履
帯１ａ，１ａを有するクローラ式手段を備える構成とし
たものである。図示の下部走行体１は履帯式の走行手段
としているが、これは土砂が間欠的に投入される場合等
を考慮して、土砂投入時の衝撃荷重等により車体全体が
不安定になるのを防止するためである。従って、土砂の
投入がコンベア等で連続的に投入される場合等にあって
は、ホイール式の走行体で構成することもできる。

【００１４】下部走行体１には車台を構成する本体フレ
ーム２が連結して設けられており、この本体フレーム２
に各種の機構なり機器なりが設けられている。この本体
フレーム２において、図１における左側を機械の前方と
した時に、前方位置には土砂及び土質改良材の供給機構
部３が配置されている。また、この供給機構部３から後
方側に向けて、供給機構部３から供給された土砂と土質
改良材とを混合・攪拌することによって改良土を生成す
る処理機構部４が装着され、さらにこの処理機構部４の
後方位置から後方側に向けて排出部５が設けられてい
る。排出部５は処理機構部４の下方位置から斜め上方に
延在されており、また処理機構部４の上部位置にはエン
ジン，油圧ポンプ，方向切換弁ユニット等の機械を内蔵
した機械室カバー６が設けられ、この機械室カバー６は
本体フレーム２に固定的に保持され、処理機構部４の上
部から後方側に向けて延在されている。

【００１５】供給機構部３は土砂と土質改良材とを供給
するためのもので、土砂供給ホッパ１０と、土質改良材
供給ホッパ２０とを含む。土砂供給ホッパ１０は、図４
に示したように、概略方形枠状のものからなり、その上
部における土砂の受け入れ部１０ａには篩い，簀の子等
からなる異物の篩い分け手段１１が装着されている。こ
の篩い分け手段１１は土砂供給ホッパ１０の受け入れ部
１０ａに固定的に設けても良いが、この受け入れ部１０
ａに装着して、加振手段に連結して設けるように構成
し、この加振手段により篩い分け手段１１を振動させる
ようにするのが望ましい。従って、この篩い分け手段１
１によって土砂を選択的に通過させ、ある大きさ以上の
塊状固形物等が土砂供給ホッパ１０内に入らないように
している。そして、この篩い分け手段１１を装着した土
砂供給ホッパ１０の受け入れ部１０ａは側方に向けて傾
斜しており、これによって、例えば油圧ショベルのバケ
ット等を用いて土砂供給ホッパ１０の前方側から土砂を
投入して、この篩い分け手段１１を通過しなかった塊状
固形物はその傾斜に沿って転がり落ちるようにして除去
される。従って、土砂供給ホッパ１０から篩い分け手段
１１で分離された塊状固形物は、投入すべき土砂が堆積
されている箇所に混じることはない。

【００１６】次に、土質改良材供給ホッパ２０は直接ま
たは土砂供給ホッパ１０を介して本体フレーム２に固定
的に保持されており、その構成は図５乃至図８に示した
ようになっている。土質改良材供給ホッパ２０は貯留部
２１と定量供給部２２とから構成され、貯留部２１は下
方の部位が円筒部２１ａとなっており、上部側には方形
ボックス部２１ｂが連設されている。方形ボックス部２
１ｂの上端部には蓋体２３が設けられており、この蓋体
２３は２枚構成のものであって、外方に向けて開くよう
になっており、全開状態では蓋体２３は適宜の構成を有
するストッパにより斜め上方で拡開するようになる。そ
して、土質改良材はフレキシブルコンテナ２４に収納さ
れており、土質改良材供給ホッパ２０の蓋体２３を開蓋
状態にして、フレキシブルコンテナ２４を貯留部２１の
方形ボックス部２１ｂ内に入り込むようにして設置する
ことにより土質改良材が供給される。そして、蓋体２３
を閉鎖すれば、土質改良材が風等の影響で外部に飛散す
るのを防止できる。

【００１７】貯留部２１における円筒部２１ａと方形ボ
ックス部２１ｂとの連設部乃至その近傍位置には刃先が
上方に突出したカッタ２５が取り付けられており、フレ
キシブルコンテナ２４が土質改良材供給ホッパ２０内に
載置された時に、その自重でカッタ２５でその下端部分
が切り裂かれるようになるから、フレキシブルコンテナ
２４内の土質改良材、例えば石灰が貯留部２１内、特に
その円筒部２１ａ内に流れ込むように供給される。そし
て、図６から明らかなように、円筒部２１ａと定量供給
部２２との間は連通孔２６で連通しているので、土質改
良材が定量供給部２２内に供給される。ここで、連通孔
２６の開口面積は円筒部２１ａの断面積に対して比較的
小さいことから、土質改良材が自重のみの作用で定量供
給部２２内に送り込むとすれば、ブリッジ現象等が生じ
て土質改良材を円滑に送り込めなくなる。この点を考慮
して、円筒部２１ａの底面近傍に回転ロッド２７を十文
字状に配設して、この回転ロッド２７を、円筒部２１ａ
の下部に設けた油圧モータ２８で回転駆動される回転軸
２９に連結する構成としている。この結果、回転ロッド
２７を回転することによって、貯留部２１内の土質改良
材が攪拌されて、定量供給部２２に円滑かつ確実に送り
込まれる。

【００１８】定量供給部２２は所定の長さ、好ましくは
後述する処理槽４０の幅方向の寸法と同じ程度の寸法を
有するケーシング３０を有し、このケーシング３０の下
端部には長孔からなる土質改良材供給口３１が形成され
ており、貯留部２１からこの定量供給部２２に送り込ま
れた土質改良材は土質改良材供給口３１から処理槽４０
を搬送される土砂に添加するように供給する構成となっ
ている。

【００１９】定量供給部２２は、土質改良材の供給量を
調整できるようにしている。このために、図７及び図８
に示したように、定量供給部２２のケーシング３０にお
ける土質改良材供給口３１が開口した下端近傍の壁面は
相対向する円弧状壁面部３０ａ，３０ａとなっており、
この円弧状壁面部３０ａ，３０ａ間の部位には、定量供
給フィーダ３２が設けられている。この定量供給フィー
ダ３２は、ケーシング３０の下端近傍部分を水平方向に
貫通する状態に設けた回転軸３３に所定角度毎（図示の
ものにあっては９０°毎）に隔壁３４を形成することに
より、相隣接する隔壁間にＶ字状の定量供給容器部３５
を形成するように構成したものである。そして、土質改
良材供給口３１の幅寸法は、相隣接する隔壁３４，３４
間の間隔と等しいか、それより狭くなっており、また円
弧状壁面部３０ａは少なくとも９０°以上の円弧となっ
ている。

【００２０】回転軸３３を回転させた時には、４個の定
量供給容器部３５を構成する各々の隔壁３４の先端は円
弧状壁面部３０ａに摺接しており、この円弧状壁面部３
０ａは各定量供給容器部３５の擦り切り壁として機能す
ることになり、回転軸３３が１／４回転する毎に、定量
供給フィーダ３２は図７の状態から図８の状態に変位し
て、１個の定量供給容器部３５の容積に相当する量の土
質改良材が供給されるようになっている。従って、回転
軸３３の回転速度を調整することにより定量供給部２２
からの土質改良材の供給量を制御することができる。そ
して、定量供給フィーダ３２の回転軸３３の回転速度を
微細に制御するために、ケーシング３０の外面には電動
モータ３６が取り付けられており、この電動モータ３６
と回転軸３３との間には伝達ベルト等からなる動力伝達
手段３７が介装されている。

【００２１】次に、図９乃至図１３に処理機構部４を構
成する処理槽４０の構成を示す。処理槽４０は、図９及
び図１３から明らかなように、本体フレーム２の長手方
向、つまり下部走行体１による走行方向に向けて長手と
なった方形の容器からなる槽本体４０ａを有し、この槽
本体４０ａの上部において、その概略中央部分を境にし
て、前方側及び後方の部位には開口部が形成されてお
り、後方側の開口部には蓋体４０ｂがボルト等で固定で
きるようになっている。また、槽本体４０ａの側部（片
側または両側）は開閉扉４１により開閉可能となってい
る。一方、処理槽４０の前方側の上部上部開口は供給部
４２として機能するものであり、また後方側の下部には
排出部４３が開口している。ここで、供給部４２は、土
砂と土質改良材とが供給される部位であり、土砂供給ホ
ッパ１０及び土質改良材ホッパ２０の定量供給部２２
は、この供給部４２の上部位置に配置されている。そし
て、土砂供給ホッパ１０及び土質改良材供給ホッパ２０
は、本体フレーム２に直接支持させても良いが、図示の
ものにあっては、土砂供給ホッパ１０は処理槽４０に、
また土質改良材ホッパ２０は土砂供給ホッパ１０に固定
されている。

【００２２】而して、図１０から明らかなように、処理
槽４０のうち、土砂供給ホッパ１０が開口している部位
は土砂供給領域Ｚａであり、また土質改良材ホッパ２０
の定量供給部２２が開口している部位は土質改良材添加
領域Ｚｂとなり、さらに土質改良材添加領域から排出部
４３までの部位は攪拌・混合領域Ｚｃとなる。ここで、
後述するように、土砂の供給量を一定化するために、土
砂供給ホッパ１０における土砂供給領域Ｚａと土質改良
材添加領域Ｚｂとの間には、ゲート１２が設けられてお
り、このゲート１２により土砂供給領域Ｚａを通過する
土砂の量を制限している。

【００２３】図１０乃至図１２に示したように、処理槽
４０内には２本のパドルミキサ４４が平行に設けられて
いる。パドルミキサ４４は攪拌・混合手段を構成するも
のであって、回転軸４５を有し、この回転軸４５には間
欠的に設けた羽根であるパドル４６が前後方向及び回転
方向に位置を変えて多数植設されており、回転軸４５を
回転させることによって、パドル４６が回転駆動されて
処理槽４０内が攪拌され、かつこの処理槽４０内に導か
れた土砂と土質改良材とが攪拌されて均一に混合される
ことになる。ここで、パドル４６は、回転軸４５に固着
して設けた支持杆４６ａにパドル本体４６ｂがボルト４
６ｃで固定することにより構成され、パドル本体４６ｂ
が摩耗した時に、それを容易に交換できる。

【００２４】処理槽４０は本体フレーム２上に、他の機
器等と共に設置されることから、その長手方向の寸法は
制約され、パドル４６はこの制約された容器内で効率的
に攪拌及び混合を行うためのものである。これら各パド
ルミキサ４４の両端は軸受４７，４７により回転自在に
支持されており、それらの回転軸４５の先端部は、図１
１に示したように、処理槽４０の前端部に設けた駆動部
４８のハウジング内に延在されている。各回転軸４５の
先端にはギア４９が連結されており、両ギア４９，４９
は相互に噛合している。そして、一方のギアにはプーリ
４９ａが連設されており、このプーリ４９ａと油圧モー
タ５０の出力軸に連結した駆動プーリ５０ａとの間には
ベルト５１が巻回して設けられ、油圧モータ５０を回転
駆動することにより、それぞれパドル４６を設けた両回
転軸４５，４５を同時に、相互に反対方向に回転駆動で
きるようになっている。さらに、処理槽４０内の底部に
はガイド板５２が取り付けられており、このガイド板５
２によって、土砂や土質改良材が処理槽４０の下端部の
角隅部等に滞留するのを防止している。そして、ガイド
板５２は排出部４３に対応する部位は開口している。

【００２５】これによって、処理槽４０では、その供給
部４２から導入された土砂と土質改良材とがパドル４６
の作用で均一に攪拌・混合されると共に、排出部４３に
向けて移送される間に改良土が製造される。このように
して製造された改良土は排出部４３から自重の作用で排
出部５に排出される。排出部５は排出コンベア５３から
構成される。排出部４３は処理槽４０より下方に位置し
ているから、排出コンベア５３はこの排出部４３より下
方に配置する。ただし、排出コンベア５３をそのまま延
在させると、改良土を高く堆積できないので、排出コン
ベア５３を斜め上方に延在させて、所定の高さ位置から
改良土を落下させるようにする。

【００２６】以上のように構成することによって、図１
４に示したように、土砂の投入手段として油圧ショベル
ＰＳを用い、所定のヤードに堆積されている処理すべき
土砂をそのバケットＢですくい取り、土質改良機械の供
給機構部３に設けた土砂供給ホッパ１０に投入し、この
土砂供給ホッパ１０から搬送コンベア１０により土砂が
搬送される間に、土質改良材供給ホッパ２０から土質改
良材が供給されて、土砂に添加される。そして、搬送コ
ンベア１０の端部から供給部４２を経て土砂と土質改良
材との混合物が処理槽４０内に送り込まれ、この処理槽
４０に設けたパドルミキサ４４の作用により土砂と土質
改良材とが攪拌・混合されながら排出部４３の位置にま
で移行する。処理槽４０内で土砂と土質改良材とが均一
に混合されることにより団粒状態となった改良土が製造
される。この改良土は排出部４３から排出コンベア５３
を経て所定の位置に堆積される。

【００２７】このように、製造した改良土を排出コンベ
ア５３で所定の位置に堆積するに当っては、そのまま堆
積箇所に堆積しても良いが、改良土は団粒形状となって
いるから、粒径に応じて分類分けするのが望ましい場合
がある。そこで、選別装置５５をヤードの所定の箇所に
設置しておく。この選別装置５５は、篩い５６と移送コ
ンベア５７とから構成され、この篩い５６は、例えば１
３ｍｍ以下，２０ｍｍ以下，２５ｍｍ以下というよう
に、所定の粒径以下のものを通過させるメッシュサイズ
のものであり、かつ振動篩いで構成するのが望ましい。
そして、篩い５６を通過し、粒径の揃った改良土を移送
コンベア５７で所定の堆積箇所に堆積する。また、篩い
５６を通過しなかった粒径の大きい改良土も同じ品質の
ものであるので、この粒径の大きな改良土も、そのま
ま、または粒径を揃える処理を行った上で、埋め戻し等
の素材として利用することになる。

【００２８】ここで、土砂供給ホッパ２０から処理槽４
０内に供給された土砂は、攪拌・混合手段を構成するパ
ドルミキサ４４による搬送途中で土質改良材供給ホッパ
２０から土質改良材が処理槽４０内に定量ずつ連続的に
供給されて土砂に添加される。従って、パドルミキサ４
４の回転により土砂と土質改良材とが攪拌されて均一に
混合される。土質改良材供給ホッパ２０はその定量供給
部２２を構成する定量供給フィーダ３２から処理槽４０
に近接した位置から供給されるので、この供給経路の途
中で土質改良材が周囲に飛散するのを防止でき、従って
周囲環境を汚損するおそれはない。そして、この処理槽
４０内で土砂と土質改良材とを均一に混合することによ
り改良土が生成され、この改良土は処理槽４０の後端部
における排出部４３から排出コンベア５３に円滑に移行
する。

【００２９】ところで、処理機構部４において土砂と土
質改良材とを混合させることにより得た改良土の品質
は、土砂と土質改良材との混合状態と、その混合比とに
依存する。つまり、高品質の改良土を得るには、土砂と
土質改良材とを一定の混合比で混合すると共に均一に攪
拌・混合しなければならない。まず、土砂と土質改良材
との混合状態にばらつきが生じると、改良土を埋め戻し
た時に不同沈下等が発生するので、処理槽４０という制
限されたスペースにも拘らず、土砂と土質改良材とを完
全に均一な混合状態にしなければならない。処理槽４０
には相互に反対方向に回転する２本のパドルミキサ４４
が設けられているから、それらの回転により土砂の塊が
完全に解砕されると共に、土質改良材を均一に混合でき
る。なお、パドルミキサは偶数本とする必要はあるが、
必ずしも２本である必要はなく、例えば図１５に示した
ように、処理槽４０′内に４本のパドルミキサ４４′を
設ける構成とすることもできる。この場合には、各パド
ルミキサ４４′はそれぞれ矢印方向に、つまり相互に反
対方向に回転するように構成する。このように、４本構
成のパドルミキサを用いれば、処理槽の高さ寸法を短く
でき、車両全体の高さ寸法を著しく短縮できる。従っ
て、この土質改良機械を構成する車両全体を分解するこ
となくトレーラ等で搬送する際に至便となる。

【００３０】次に、土砂と土質改良材との混合比を一定
にする必要があるが、この混合比は現場の土質により変
化する。従って、予め作業すべき現場から土砂をサンプ
リングして実験する等により土砂と土質改良材との混合
比を予め設定しておく。土砂はバケット等の手段で土砂
供給ホッパ２０から間欠的に供給されることから、処理
槽４０への土砂の供給量そのものを管理するのは実質的
に不可能である。ただし、処理槽４０内では、パドルミ
キサ４４が設けられており、このパドルミキサ４４は土
塊の崩壊及び土質改良材との混合を行うだけでなく、土
砂の投入側から排出側に向けて搬送する機能も発揮す
る。ここで、処理槽４０内に設けたパドルミキサ４４の
数と、その回転軸２２に取り付けたパドル４６の数及び
その面積に基づいて、全てのパドルミキサ４４が１回転
する毎における押し退け容積が定まることから、この押
し退け容積とパドルミキサ４４の回転数との積算によっ
て土砂の移送量が定まる。

【００３１】処理槽４０への土砂の供給は間欠的に行わ
れるのに対して、処理槽４０内での土砂の移送は連続的
に行われる。従って、この間欠投入と連続搬送との間に
バッファ機能を持たせなければ土砂の搬送量を制御でき
ない。処理槽４０の土砂投入部に土砂供給ホッパ１０を
設けているのはこのためであり、この土砂供給ホッパ１
０に常にある程度の余剰の土砂を貯留させることによ
り、パドルミキサ４４の１回転による土砂の搬送量が一
定化される。従って、油圧モータ５０によりパドルミキ
サ４４を一定の回転数で回転駆動すれば、一定の量の土
砂が連続的に搬送され、これによって土砂の供給量を制
御できる。つまり、土砂の搬送量は油圧モータ５０の回
転数に基づいて決定される。ただし、パドルミキサ４４
のパドル４６の回転軌跡より上方の位置まで土砂が存在
していると、土砂の搬送量が一定化せず、攪拌効率も低
下する場合がある。処理槽４０内において、土砂供給ホ
ッパ１０の配設位置より前方側の土砂供給領域と土質改
良材添加領域との間の位置にゲート１２を設けているの
は、土砂が過剰に送り出されるのを防止するためであ
る。このゲート１２によりパドル４６の回転面のうちの
概略２０％程度を覆うように配置することによって、土
砂の搬送量が正確に一定化される。

【００３２】一方、土質改良材の供給は、土質改良材供
給ホッパ２０の定量供給フィーダ３２により行われる。
そして、この定量供給フィーダ３２は回転により一定量
の土質改良材を供給する定量供給容器３５が設けられて
いる。従って、この定量供給容器３５の回転駆動手段と
して、電動モータ３６により回転軸３３を一定の回転数
で駆動すれば、土質改良材の供給量も制御できることか
ら、電動モータ３６の回転数に応じて土質改良材の供給
量を制御することができる。

【００３３】油圧モータ５０及び電動モータ３６の回転
数が常に一定であれば、土砂と土質改良材との混合比を
正確に制御することができる。ただし、油圧モータ５０
の回転数は負荷の変動等により変動する可能性がある。
例えば、土砂供給ホッパ１０には、ある程度の余剰の土
砂が貯留されるが、この貯留土砂の量に基づいてパドル
ミキサ４４を駆動する油圧モータ５０に負荷が変化する
ことになる。土砂供給ホッパ１０への土砂の供給は間欠
的に行われることから、例えば土砂供給ホッパ１０内に
おける貯留土砂の量が図１６（ａ）に示したように変化
する。貯留量がピーク状態になると、つまり土砂が投入
されると、油圧モータ５０には急激に負荷が高くなっ
て、同図（ｂ）に示したように、一時的に回転数が低下
し、徐々に回転数が増大して元の回転数状態に復帰する
ようになり、この回転数の変化は土砂投入の度に生じる
ことになる。

【００３４】さらに、油圧モータ５０の負荷の変動は、
処理槽４０内における攪拌抵抗の変化によっても生じ
る。土砂供給ホッパ１０には篩い分け手段１０ａが設け
られており、この篩い分け手段１０ａで予め大きな固形
異物は除去されるが、なお岩石等の固形異物その他の異
物が処理槽４０内に入り込む可能性がある。以上のよう
に、処理槽４０内には土砂以外にも様々な物が入り込む
ことから、攪拌抵抗が変化する可能性がある。とりわ
け、岩石等がパドル４６，４６間に入り込むと、大きな
抵抗が生じ、甚だしい場合には、パドルミキサ４４がロ
ックして、停止してしまうことがある。

【００３５】前述したような油圧モータ５０の負荷の変
動による回転数の変化に追従して土質改良材ホッパ２０
における定量供給フィーダ３２からから処理槽４０への
土質改良材の供給量を変化させる。ここで、処理槽４０
内ではパドルミキサ４４により連続的に土砂が搬送され
るから、この土砂の搬送量に合わせて土質改良材の供給
量を変化させることにより、土砂と土質改良材との混合
比を常に一定に保つことができる。このためには、油圧
モータ５０の回転数を検出して、油圧モータ５０の回転
数が変化した時に、電動モータ３６の回転数を調整する
ことにより混合比を制御する。そこで、混合比制御手段
の構成を図１７に基づいて説明する。

【００３６】混合比制御手段はコントローラ６０を有
し、このコントローラ６０は混合比設定部６０ａとモー
タ制御部６０ｂとを含み、混合比設定部６０ａは適宜の
入力手段により土砂と土質改良材との混合比を設定され
るものであり、混合比設定部６０ａに土砂と土質改良材
との混合比が設定されると、この設定に基づいて油圧モ
ータ５０の１回転に対する電動モータ３６の回転比が演
算により求められる。そして、モータ制御部６０ｂに
は、油圧モータ５０に設けた回転数検出器６１からの油
圧モータ５０の回転数、つまりパドルミキサ４４の回転
数が取り込まれるようになっている。処理槽４０内にお
ける土砂の搬送量はパドルミキサ４４の回転数に依存す
ることから、この回転数を制御信号として、定量供給フ
ィーダ３２からの土質改良材の供給量を制御する電動モ
ータ３６の回転数を調整するように、この電動モータ３
６のサーボ回路６２にサーボ信号を出力することにな
る。従って、サーボ回路６２が土質改良材供給ホッパ２
０からの土質改良材の供給量を制御する供給量制御手段
を構成する。

【００３７】今、土砂供給ホッパ１０に土砂が供給され
ると、油圧モータ５０に負荷が作用する。この負荷の増
大により土砂の搬送が開始したことが検出された後、所
定の設定時間（例えば数秒程度）が経過すると、土砂が
土質改良材供給ホッパ２０の位置に到達することから、
電動モータ３６の作動が開始して、その定量供給フィー
ダ３２から土質改良材が供給されて、土質改良処理が実
行される。処理槽４０内では、パドルミキサ４４が回転
することにより、土砂が排出部側に向けて搬送され、そ
の間に定量供給フィーダ３２から土質改良材が供給され
て、これらが均一に混合されることにより改良土が生成
される。

【００３８】定量供給容器３５が取り付けられている回
転軸３３を回転駆動する電動モータ３６の回転数に基づ
いて土質改良材の供給量が定まるものであり、パドルミ
キサ４４の作動による処理槽４０内での土砂の搬送量が
変動すると、つまり油圧モータ５０の回転数が変化する
と、その回転数検出器６１からの信号に基づいて、コン
トローラ６０において土砂と土質改良材との混合比を一
定にするために必要な電動モータ３６の回転数が求めら
れて、このコントローラ６０からの信号によって電動モ
ータ３６の回転数を追従させて変化させる。これによっ
て、油圧モータ５０の回転数が変化しても、土砂と土質
改良材との混合比が常に一定の状態に保持される。

【００３９】また、処理槽４０内でスクリューコンベア
２１の回転により土砂と土質改良材とが均一に混合され
ることから、処理槽４０で生成され、排出手段３３に送
り込まれる改良土は、実験段階で求めたと実質的に同じ
程度の極めて高い品質となり、また改良土に必要な特性
を持たせるのに、必要最小限の土質改良材を混合すれば
良いので、土質改良材の無駄をなくすことができるよう
になって、改良土を安価に製造できるようになる。

【００４０】ここで、コントローラ６０にパーソナルコ
ンピュータを接続するようになし、このパーソナルコン
ピュータに土砂と土質改良材との混合比に関するデータ
に加えて、土質改良機械全体の制御についての種々のデ
ータを取り込むようにすると、当該の土質改良処理に関
する様々なデータの保存及び管理に便利である。そし
て、処理手順等を記録したデータを保存しておき、後日
土質改良処理の施工実績の解析を行えるようにすると、
土質改良処理の信頼性を高める上で、また改良土の品質
を検証する上で好ましい。特に、土質改良を行った処理
量の全体と、土砂と土質改良材との混合比とに関するデ
ータを保存しておく必要がある。しかも、連続処理が行
われる関係から、少なくとも混合比は時系列的なデータ
とする。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、処理槽
内に設けた攪拌・混合手段の回転数を検出して、この回
転数に応じて土質改良材供給ホッパからの土質改良材の
供給量を変化させることによって、土砂と土質改良材と
の混合比を一定化する構成としたので、土砂に土質改良
材を加えて土質改良を行うに当って、土砂と土質改良材
との混合比を極めて正確に制御でき、高品質の土質改良
材を安定的に製造できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す自走式土質改良機
械の正面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１の左側面図である。

【図４】図１の右側面図である。

【図５】本発明の土質改良機械における土質改良材供給
ホッパの断面図である。

【図６】図５のＸ−Ｘ断面図である。

【図７】本発明の土質改良機械を構成する定量供給機構
の作動説明図である。

【図８】図７とは異なる作動状態を示す定量供給機構の
作動説明図である。

【図９】本発明の土質改良機械における処理槽であっ
て、パドルミキサを省略して示す外観図である。

【図１０】図９の処理槽の縦断面図である。

【図１１】図１０のＹ−Ｙ断面図である。

【図１２】図１０のＺ−Ｚ断面図である。

【図１３】本発明の土質改良機械を構成する処理槽の側
面図である。

【図１４】ヤードにおいて、本発明の土質改良機械によ
り土質改良を行っている状態を示す作動説明図である。

【図１５】本発明における処理槽の他の例を示す図１２
と同様の断面図である。

【図１６】土砂供給ホッパへの土砂の供給量とパドルミ
キサの駆動用油圧モータの回転数との関係を示す線図で
ある。

【図１７】本発明において、混合比を一定にするための
コントローラの構成説明図である。

【符号の説明】

１ 下部走行体 ２ 本体フレ
ーム ３ 供給機構部 ４ 処理
機構部 ５ 排出部 １０ 土砂供
給ホッパ １２ ゲート ２０ 土質改
良材供給ホッパ ２１ 貯留部 ２２ 定量供
給部 ２７ 回転ロッド ３１ 土質改
良材供給口 ３２ 定量供給フィーダ ３３ 回転軸 ３５ 定量供給容器 ３６ 電動モ
ータ ４０ 処理槽 ４２ 供給部 ４３ 排出部 ４４ パドル
ミキサ ４５ 回転軸 ４６ パドル ５０ 油圧モータ ５３ 排出コ
ンベア ６０ コントローラ ６０ａ 混合
比設定部 ６０ｂ モータ制御部 ６１ 回転数
検出器 ６２ サーボ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村井 俊和 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 草木 貴巳 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 関野 聡 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Ｆターム(参考） 2D040 AB07 AC05 EB04 EB05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行手段に連結した本体フレームに、土
   砂供給ホッパ及び土質改良材供給ホッパと、一側の上面
   が土砂及び土質改良材の供給部で、他側の下面が改良土
   の排出部となった処理槽と、この処理槽内に設けられ、
   前記供給部から取り込んだ土砂と土質改良材とを混合・
   攪拌しながら前記排出部に向けて搬送する回転式の攪拌
   ・混合手段とを備え、前記攪拌・混合手段には、その回
   転数を検出する回転数検出手段を設けると共に、前記土
   質改良材供給ホッパには、土質改良材の供給量を制御す
   る供給量制御手段を設けて、前記回転数検出手段に基づ
   いて前記処理槽内での土砂の搬送量を検出し、この土砂
   の搬送量に応じて前記供給量制御手段による前記土質改
   良材供給ホッパからの土質改良材の供給量を変化させる
   ことによって、土砂と土質改良材との混合比を一定化す
   る構成としたことを特徴とする自走式土質改良機械。
2. 【請求項２】 前記攪拌・混合手段は、前記処理槽内に
   設けられ、回転軸の外周に所定のピッチ間隔で複数のパ
   ドルを設けた偶数本のパドルミキサで構成し、また前記
   土質改良材供給ホッパに設けられる供給量制御手段は、
   回転式の定量供給部材から構成し、前記パドルミキサの
   回転軸の回転数に追従させて定量供給部材の回転数を変
   化させる構成としたことを特徴とする請求項１記載の自
   走式土質改良機械。
3. 【請求項３】 前記偶数本のパドルミキサの各回転軸の
   うち、１本の回転軸を油圧モータで回転駆動すると共
   に、他の回転軸は回転伝達手段を介してこの油圧モータ
   と接続し、かつ前記回転数検出手段はこの油圧モータの
   回転数を検出するもので構成し、また前記定量供給部材
   は可変速電動モータで回転駆動される構成となし、前記
   回転数検出手段からの回転数信号をコントローラに取り
   込んで、このコントローラからの信号に基づいて前記定
   量供給部材の可変速電動モータの回転数を制御する構成
   としたことを特徴とする請求項２記載の自走式土質改良
   機械。
4. 【請求項４】 前記処理槽には、前記攪拌・混合手段に
   よる土砂の供給量を制限するためのゲートを設ける構成
   としたことを特徴とする請求項１記載の自走式土質改良
   機械。