JP2001040698A - 土質改良機械の土砂ホッパ - Google Patents

土質改良機械の土砂ホッパ

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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 土砂の状態や性質等に拘らず、確実に固形物
から分離して、土砂ホッパ内に取り込み、特に粘性の低
い土砂が投入された時には、迅速かつ確実に土砂のみが
篩いを通過し、固形物を篩いから排除でき、また粘性の
高い土砂が投入された時にも、土砂は固形物を分離した
上で確実に篩いを通過させる。 【解決手段】 搬入コンベア9の傾斜角とほぼ一致よう
に傾斜した土砂投入部枠体21に装着される篩い30も
同じく傾斜状態となっている。この篩い30を振動させ
るために、油圧モータ35で回転駆動される加振ドラム
40が設けられるが、加振ドラム40は一方向に回転さ
せると、篩い30上への投入物はその傾斜方向の下方に
向けて移動させる方向の推力が与えられ、また加振ドラ
ム40を反対方向に回転させると、篩い30上の投入物
はその傾斜方向の上方に押し上げる方向に推力が与えら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、掘削等により発生
した土砂の品質を所定の目的に適うように改良する土質
改良機械に関するものであり、特に土砂と土質改良材と
を混合する混合機に土砂を供給する土砂ホッパの改良に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、ガス管等の埋設、上下水道工事
やその他の道路工事においては、掘削箇所を埋め戻すこ
とになるが、掘削により発生した土砂をそのまま埋め戻
すことができない場合には、良質な土をもって掘削箇所
を埋め戻さなければならない。また、基礎工事等におい
ては、現場の土を所定の深さまで掘削して、この掘削土
に代えて良質な土を入れることにより地盤の改良等を行
うことになる。つまり、様々な工事現場における発生土
が、例えば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る等のために、埋め戻し土
として利用できないものである場合に、土砂に石灰やセ
メント等を主成分とする土質改良材を土砂に混合して固
化させる等の土質改良処理を行って、掘削により発生し
た劣悪な土を埋め戻し土として再利用可能な資源に変換
する工法が普及しつつある。
【0003】掘削土の埋め戻し、地盤強化等、土砂を固
化させたり、また土砂にこれら以外の特性等を持たせる
ための土質改良処理は、土砂と土質改良材とを混合させ
ることにより行われるが、この土砂と土質改良材の混合
方式としては、バッチ式と連続式とがある。バッチ式は
攪拌容器内に土砂と土質改良材とを投入して、この攪拌
容器内に設けた攪拌手段で土砂と土質改良材とを均一に
攪拌するようになし、攪拌が終了すると、攪拌容器から
生成された改良土を取り出す。一方、連続式の土質改良
機械は、スクリュー式の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、タンク内にスクリュー式の
攪拌手段を設けた混合機を用い、この混合機に設けられ
る攪拌手段はタンクに対して水平方向に延在させること
によって、タンク内に投入された土砂と土質改良材と攪
拌・混合しながら水平方向に移送させるように構成され
る。そして、タンクの一端側に土砂及び土質改良材の供
給部を設置し、また他方側に改良土の排出部を設置する
ことにより、連続的に土質改良処理を行える。また、解
砕方式の土質改良機械は、回転打撃子からなる解砕機を
設けて、上部位置から土砂と土質改良材とを回転打撃子
に向けて落下させるようになし、その間に回転打撃子を
回転させることによって、土砂及び土質改良材に打撃を
加えて解砕することにより土砂と土質改良材とを混合す
るものである。
【0004】而して、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を一定にしなければならない。
バッチ式の土質改良機械では、タンクに重量の計測手段
を設けておき、土砂と土質改良材とを別々に投入する等
によって、混合比を正確に制御することができる。一
方、ミキシング方式であれ、また解砕方式であれ、連続
処理を行う場合には、土砂及び土質改良材はタンクに連
続的に供給されることから、土砂も土質改良材も所定量
ずつ供給しなければならない。このために、土砂及び土
質改良材を搬送するコンベア手段を混合機に接続して設
け、このコンベア手段に土砂を供給するための土砂ホッ
パと、土質改良材を供給するための土質改良材ホッパと
を設置するように構成する。
【0005】土砂ホッパには、土砂が投入されるが、土
砂には岩石やコンクリート片、さらには金属,プラスチ
ック等の固形物が含まれていることがあり、これら固形
物が混合機内に入り込むと、土砂と土質改良材との攪拌
・混合を円滑に行えない等の不都合がある。そこで、土
砂ホッパに篩いを設置して、土砂と前述したような各種
の固形物とを分離し、土砂だけをコンベア手段に導くよ
うにする。また、土砂と固形物との分離及び土砂ホッパ
内への土砂の取り入れを促進するために、篩いには振動
等を加える機構を設ける。また、篩いの上に残留する固
形物の排除を促進するために、篩いを傾斜させて設ける
ようにしたものもある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、土質改良機
械は、例えば砂含量が多く、粘着度合いが低い砂質土
や、粒径が極めて細かく、しかも粘着性の高い粘土とい
うように、土性そのものが大きく異なたものがあり、し
かもこれらの水分含有量も異なり、さらに砂状のものと
土が圧縮されて塊状となったものがある等、様々な性質
や状態の土砂を処理対象とする。前述したように、土質
改良処理に当っては、まず第1段階で、土砂から様々な
固形物を分離・除去する篩い分けが行われるが、砂土で
あればかなりの水分を含んで塊状となっていても、篩い
を振動させることによって、細かく砕かれて、円滑に篩
いを通過させることができる。しかしながら、粘土乃至
粘性土砂の場合には、その水分含有量が少なくてもその
粘着性により篩いの表面に密着して、土砂ホッパ内に円
滑に取り込まれない場合がある。また、特に多量の水分
を含んだ粘土または粘土質の土砂にあっては、たとえ篩
いを大きく振動させたとしても、流動化するものの、小
割り乃至切り崩しがなされないことから、篩いから土砂
ホッパ内に円滑に取り込めなくなるという不都合が生じ
る。篩いのメッシュサイズを大きくすれば、このような
粘着性のある土砂も取り込めることになるが、そうする
と篩いとしての機能が低下して、サイズの大きな礫や石
が土砂ホッパ内に入り込むことになってしまう。その結
果、混合機による攪拌・混合に支障を来すという難点が
ある。
【0007】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、土砂の状態や性質等
に拘らず、確実に固形物から分離して、土砂ホッパ内に
取り込めるようにすることにある。
【0008】
【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、第1の発明としては、土砂と土質改良材とを混
合させる混合機を備えた土質改良機械にコンベア手段で
土砂及び土質改良材を供給するようになし、このコンベ
ア手段に設置されて、土砂を供給するための土砂ホッパ
であって、前記コンベア手段の搬送面上に配置した所定
の容積を有する土砂貯留枠と、この土砂貯留枠の上部に
設置した土砂投入部枠体と、この土砂投入部枠体に所定
の方向に傾斜した状態に装着され振動篩いと、この振動
篩い上に投入した土砂を傾斜に沿って斜め下方または斜
め上方に向けて移動させるように振動させる加振手段
と、この加振手段の振動方向を切り換える加振方向切換
手段を接続して設ける構成としたことをその特徴とする
ものである。
【0009】また、第2の発明としては、土砂と土質改
良材とを混合させる混合機を備えた土質改良機械にコン
ベア手段で土砂及び土質改良材を供給するようになし、
このコンベア手段に設置されて、土砂を供給するための
土砂ホッパにおいて、前記コンベア手段の搬送面上に配
置した所定の容積を有する土砂貯留枠と、この土砂貯留
枠の上部に設置した土砂投入部枠体と、この土砂投入部
枠体には所定の方向に傾斜した状態に装着したロールス
クリーン式篩いと、このロールスクリーン式篩いを構成
する各ロールの回転方向を正転または逆転させる回転制
御手段とを備える構成としたことをその特徴とするもの
である。
【0010】以上のいずれに発明にしても、篩いの傾斜
方向はコンベア手段による搬出方向が斜め上方になるも
のとするのが合理的である。また、篩いの最上端部と土
砂投入部枠体との間に、搬送土砂を土砂貯留枠内に供給
するための流入用開口を形成する構成とし、またこの篩
いの枠体における最上端側の位置にこの流入用開口に向
かって進行する土砂を土砂貯留枠内にガイドする押し込
み板を設けるように構成すれば、篩いの上方に移送され
た土砂は確実に土砂貯留枠内に導くことができる。さら
に、振動篩いを用いる場合には、この振動篩いの振動に
より上下動する土砂攪拌部材を連結して設け、この土砂
攪拌部材は少なくとも土砂貯留枠内にまで垂下させる構
成とすれば、コンベア手段により土砂ホッパからの土砂
の搬送を容易に行えるようになる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。ここで、以下の説
明においては、自走式の土質改良機械として構成し、か
つ混合機はパドルミキサを用いて、土砂と土質改良材と
を連続的に攪拌・混合するように構成したが、要は油圧
ショベル等により間欠的に土砂が供給され、コンベア手
段で連続的に混合機に供給するように構成したものに適
用できるものであり、解砕式等他の混合方式のものとす
ることもできる。
【0012】而して、図1に土質改良機械の全体構成を
示す。図中において、1は下部走行体であって、この下
部走行体1は履帯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。この下部走行体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には、図1の左方位置に素材
供給部3が配置されている。また、同図の右方側には混
合機4が装着され、この混合機4よりさらに右方の位置
には改良土排出部5が設けられている。また、混合機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6が設けられている。
【0013】素材供給部3は、土砂と土質改良材とから
なる土質改良を行うための素材を供給するためのもので
あり、また供給される土砂と土質改良材との混合比を制
御されるようになっている。このために、素材供給部3
は、土砂を投入する土砂ホッパ7と、土質改良材を供給
する土質改良材ホッパ8、及びこれら土砂及び土質改良
材を混合機4に向けて搬送する搬入コンベア9とから構
成される。
【0014】混合機4は、図2に示したように、長尺の
容器10内にパドルミキサ11を複数設けたものから構
成され、パドルミキサ11は油圧モータ12により回転
駆動されて、土砂と土質改良材とを攪拌・混合しながら
後方に向けて移送するようになっている。そして、容器
10の左方側の上部は、素材流入部10aとして開口し
ており、また右後方側の下部位置には改良土排出部10
bとなっている。このように構成することによって、搬
入コンベア9から土砂及び土質改良材を素材流入部10
aに供給して、パドルミキサ11を作動させることによ
って、土砂と土質改良材とが攪拌・混合されながら、素
材流入部10a側から改良土排出部10bに向けて移送
され、この間に土砂と土質改良材とが均一に混合した改
良土が生成され、このようにして生成した改良土は改良
土排出部10bから改良土排出部5を構成する搬出コン
ベアにより所定の位置に排出される。
【0015】素材供給部3を構成する搬入コンベア9
は、改良土の素材を斜め上方に向けて搬送するようにな
っている。つまり、搬入コンベア9は、その搬送方向の
手前側から前方側に向けて斜め上方に搬送されることに
なる。このように、土砂及び土質改良材を斜め上方に搬
送するのは、混合機4は下部走行体1の上部に設けた本
体フレーム2に設置されており、しかも素材流入部10
aはその上部に設けられており、従って素材はかなり高
所から混合機4に供給されることになるからである。搬
入コンベア9を水平に配置し、この搬入コンベア9の搬
送面上に土砂ホッパ7を設置すると、極めて高い位置か
ら土砂を投入しなければならなくなり、その作業が極め
て困難になる。従って、土砂の投入を容易にすべく、土
砂ホッパ7の設置位置における搬入コンベア9の搬送面
の位置を低くするために、この搬入コンベア9を斜めに
設置している。
【0016】一方、改良土のもう一つの素材である土質
改良材は、土質改良材ホッパ8から供給されるが、この
土質改良材ホッパ8は所定量の土質改良材を貯留する貯
留部13と、この貯留部13の下部に設けたフィーダ1
4とから構成される。ここで、図示した貯留部13は上
部側が蛇腹状とした容積可変部13aで、下部側が比較
的底の浅い硬質の容器からなる容積不変部13bとなっ
ている。貯留部13をこのように構成することにより、
土質改良処理を行う際には、容積可変部13aを上方に
引き伸ばして、全体としての貯留部13の土質改良材貯
留量を多くし、この土質改良機械をトレーラ等により輸
送する際には、容積可変部13aを下方に引き下げるこ
とによって、機械全体の高さを抑制する。貯留部13に
はフレキシブルコンテナ等から供給される土質改良材を
貯留し、このようにして貯留した土質改良材はフィーダ
14から定量ずつほぼ連続的に搬入コンベア9に供給で
きるようになっている。
【0017】土砂ホッパ7は、図3乃至図6に示したよ
うに、下部側が土砂の貯留枠20で、上部側は土砂投入
部枠体21となっている。貯留枠20は、図3から明ら
かなように、概略長方形乃至搬入コンベア9の幅によっ
ては下方が狭くなる形状をした枠体からなり、その全体
は搬入コンベア9の傾斜とほぼ一致するように斜めに立
ち上がるようになっている。そして、この貯留枠20に
おける搬入コンベア9の搬送方向前方側の壁面20aは
土砂供給口22として開口している。また、壁面20a
の外面側には、土砂供給口22から供給される土砂を上
部から加圧する加圧ローラ23が設けられ、この加圧ロ
ーラ23の表面には多数の押圧爪23aが取り付けられ
ており、またその両端は壁面20aに設けた一対のブラ
ケット24により回転自在で、上下方向に変位可能に支
持されている。これによって、土砂供給口22から供給
された土砂は、加圧ローラ23の自重により加圧される
ことから、搬入コンベア9により搬送される土砂の供給
量がほぼ一定になる。従って、土砂供給口22及び加圧
ローラ23で土砂ホッパ7から土砂を搬出する際のゲー
トが構成される。なお、ゲート機構は必ずしもこのよう
に構成しなければならないものではなく、単に土砂供給
口を開口させておくだけでも良い。
【0018】貯留枠20は、図4に示したように、その
上端部が本体フレーム2に左右2本ずつ立設したポスト
25上に設置した支持部26,26に固定されている。
貯留枠20上に設けられる土砂投入部枠体21は支持部
26に支持された概略長方形の枠体からなり、この土砂
投入部枠体21には、図5からも明らかなように、ロッ
ドを縦横に配置することにより形成される格子状の篩い
30が設けられている。従って、この篩い30における
左右方向のロッドと前後方向のロッドとに間に形成され
る隙間から土砂が貯留枠20内に取り込まれ、この隙間
より大きい固形物は篩い30上に残留することになる。
この篩い30は振動篩いであり、このために土砂投入部
枠体21の左右の両側部には、それぞれ所定の間隔だけ
離れた位置に複数のばね受け部31が外方に張り出すよ
うに設けられており、このばね受け部31と土砂投入部
枠体21及びこの土砂投入部枠体21に設けた支承部3
2との間には、それぞれ一対のばね33が介装されてお
り、これによって土砂投入部枠体21全体が支持部26
上に弾性的に支持される。
【0019】また、土砂投入部枠体21は搬入コンベア
9の傾斜角とほぼ一致するように傾斜しており、従って
篩い30も同じく傾斜した状態となっている。篩い30
は土砂投入部枠体21の全体に及ぶのではなく、その上
部側には、図6に示したように、幅方向の全体に及び、
かつ左右方向におけるロッドの1乃至数ピッチ分に相当
する土砂の流入用開口30Eが形成されている。しか
も、土砂投入部枠体21の最上端部には土砂の押し込み
板34が設けられ、この土砂押し込み板34は、流入用
開口30Eの上部を覆い、かつ篩い30の傾斜方向とは
反対方向に傾斜している。
【0020】そして、篩い30は概略上下に振動するよ
うになっており、このために支持部26に加振用駆動手
段が装着されている。この加振用駆動手段はモータ35
を有し、このモータ35の出力軸35aには歯車36
(またはプーリ)が連結されている。また、篩い30が
装着されている土砂投入部枠体21には、この篩い30
の下限位置より下方の位置に回転軸37が回転自在に取
り付けられている。回転軸37の両端は土砂投入部枠体
21の両側面から突出しており、その一端側の近傍位置
には歯車38(またはプーリ)が装着されて、この歯車
38とモータ35の歯車36との間には伝達用のチェー
ン39(またはベルト)が巻回して設けられている。
【0021】回転軸37の両端には加振ドラム40,4
0が取り付けられている。加振ドラム40は、その重心
位置が回転軸37から所定の距離だけ離間した位置にあ
り(または加振ドラム自体が回転軸に偏心して装着され
て)、従って加振ドラム40が回転すると、その重心が
変動する結果、篩い30全体が振動することになる。こ
こで、モータ35は電動モータで構成しても良いが、混
合機4におけるパドルミキサ11は油圧モータ12で駆
動されることから、このモータ35も油圧モータで構成
するのが、土質改良機械における動力源の共用化が図ら
れるので都合が良い。従って、以下においては油圧モー
タ35という。
【0022】而して、篩い30を加振した時には土砂投
入部枠体21に衝撃が加わるが、土砂投入部枠体21は
ばね33により支持部26に弾性的に支持されているの
で、この土砂投入部枠体21の振動が支持部26に伝達
されないように保持される。ただし、土砂投入部枠体2
1は篩い30が振動する時の荷重で振動したり、揺動し
たりすることになる。従って、モータ35及び動力伝達
手段を保護するために、このモータ35も支持部26に
対してばねや防振ゴム等を介することにより、土砂投入
部枠体21の変位に追従して変位できるように支持させ
る。この結果、モータ35及び動力伝達手段等に過大な
負荷が作用するのを防止できる。
【0023】さらに、篩い30を構成する左右いずれか
のロッドには土砂攪拌紐41が所定の本数垂設されてい
る。この土砂攪拌紐41は、例えば図7に示したよう
に、細長い板片41aを順次連結したものや、または図
8に示したチェーン41b等からなるものであって、篩
い30の振動に応じて上下動する結果、土砂ホッパ7内
に位置する土砂が粘性のあるものであっても、粘着力で
大きな塊になるのを防止するためのものである。従っ
て、土砂攪拌紐41は篩い30から貯留部20内、特に
搬入コンベア9の搬送面とほぼ接触する位置まで垂下さ
れている。
【0024】以上のように構成することによって、土砂
ホッパ7に投入される土砂が、砂含量が多く、粘着度合
いが低い砂土等(以下、低粘性土という)であっても、
また粒径が極めて細かく、しかも粘着性の高い粘土等
(以下、高粘性土という)であっても、しかも特に条件
の悪い水分含有量の多い高粘性土であっても、固形物を
確実に分離して、土砂だけを土砂ホッパ7における貯留
部20内に導くことができる。
【0025】ここで、篩い30を水平状態に配置して、
この篩い30上に所定量の土砂を投入して、篩い30を
上下方向に振動させたとすると、投入土砂が低粘性土で
ある場合には、図9に実線で示したように、たとえそれ
が土塊状態となっていたとしても、篩い30の振動によ
り時間t1 経過すると、ほぼ100%の土砂が篩い30
を通過することになる。一方、高粘性土であって、かな
りの含水量があるものの場合には、同図に点線で示した
ように、低粘性土が完全に篩い30を通過する時間t1
の数倍の時間である時間t2 経過しても、なお20〜3
0%程度の土砂が篩い30上に残存する。
【0026】篩い30を傾斜状態にしているのは、土砂
から分離した固形物を篩い30上から円滑に排除するた
めである。つまり、固形物は篩い30の振動によりこの
篩い30の傾斜に沿って低い方に移動し、その最下側に
位置する端部から土砂ホッパ7の外部に落下することに
なり、これによって篩い30の上部に固形物が滞留し
て、後続の土砂が篩い30を通過する上での邪魔になら
ないようにする。従って、固形物の迅速な排除という観
点からは、篩い30の傾斜と振動の方向とにより固形物
の移動を促進する必要がある。ただし、そうすると高粘
性土は、その大半が篩い30を通過せず、篩い30の傾
斜に沿って下方に移動して、土砂ホッパ7外に落下して
しまう。
【0027】篩い30は加振ドラム40の回転による重
心位置の移動に起因して振動するようになっていること
から、この篩い30の表面と直交する方向に振動するの
ではなく、篩い30の表面に対して斜め方向に振動する
ことになる。従って、図10に示したように、加振ドラ
ム40を矢印L方向に回転させると、篩い30は矢印P
方向に振動する。その結果、篩い30上への投入物は矢
印D方向、つまり篩い30の傾斜方向の下方に向けて移
動させる方向の推力が与えられる。これに対して、図1
1に示したように、加振ドラム40を矢印R方向に回転
させると、篩い30は矢印Q方向に振動する。その結
果、篩い30上への投入物は矢印U方向、つまり篩い3
0の傾斜方向の上方に押し上げる方向に推力が与えられ
る。従って、加振ドラム40を矢印L方向に回転させる
と、投入物は迅速に篩い30から排除され、加振ドラム
40を矢印R方向に回転させると、投入物は長い時間篩
い30上に滞留することになる。
【0028】以上のことから、土砂の性質や状態に応じ
て、加振ドラム40の回転方向を変える。つまり、投入
土砂が篩い30を迅速に通過する低粘性土である場合に
は、加振ドラム40をL方向に回転させることによっ
て、篩い30により土砂から分離した固形物を迅速に排
除することによって、土砂の投入効率を向上させる。一
方、篩い30を通過しにくい高粘性土が投入される場合
には、加振ドラム40を逆のR方向に回転させることに
よって、できるだけ長い時間篩い30上に位置させ、も
って土砂を篩い30を確実に通過させるようにする。
【0029】このために、篩い30における傾斜面に対
して前述した2つの方向に向けて振動させるために、加
振ドラム40を回転駆動する加振用駆動手段としての油
圧モータ35には、その振動方向を切り換える加振方向
切換手段を備えている。この加振方向切換手段の一例と
しては、図12に示したように、油圧ポンプ42と油圧
モータ35との間を接離する開閉弁43と、油圧モータ
35の回転方向を切り換える方向切換弁44とを設け
る。これら開閉弁43及び方向切換弁44を操作するこ
とによって、加振ドラム40の回転及び停止と、回転方
向の制御を行うことができる。また、図13に示したよ
うに、開閉弁と方向切換弁とを組み合わせた制御弁45
を用いても良い。この制御弁45は、その中立位置では
油圧ポンプ42と油圧モータ35との間の接続が遮断さ
れ、左右いずれかの切換位置に切り換えると、油圧モー
タ35を正転または逆転させることができるようにな
る。
【0030】例えば、油圧ショベルのバケット等によっ
て土砂ホッパ7の土砂投入部枠体21に設置した篩い3
0に低粘性土が投入されたとする。この場合には、加振
ドラム40をL方向に回転させて、篩い30を図10の
矢印P方向、つまりその傾斜方向に対して土砂を下方に
向けて推力が作用する方向に振動させる。これによっ
て、投入土砂は振動が加えられながら篩い30の傾斜に
沿って下方に移動する。投入土砂に土塊状態のものが含
まれていても、篩い30の加振により解砕されて、細か
く砕かれることから、円滑に貯留部20内に落下する。
一方、岩石等の固形物は、篩い30を通過しないが、振
動により斜め下方に移動して、篩い30の端部から外部
に排出される。従って、土砂ホッパ7への投入物のう
ち、土砂は直ちに篩い30を通過し、また固形物は迅速
に篩い30から排除されるので、土砂の投入及び固形物
の除去作業を円滑かつ迅速に行うことができる。
【0031】一方、土砂ホッパ7に投入される土砂が高
粘性土である場合には、加振ドラム40を前述したとは
逆のR方向に回転させて、篩い30を図11の矢印Q方
向、つまりその傾斜に対して斜め上方に振動させる。高
粘性土が篩い30上に載置されても、その粘着性により
直ちには篩い30を通過することはない。ただし、篩い
30が振動することから、この振動により土砂の塊が周
囲に向けて広がって厚みが減少する結果、やがては篩い
30を通過することになる。従って、投入される土砂が
高粘性土である場合には、できるだけ長い時間篩い30
上に保持させる必要がある。篩い30の振動方向をその
傾斜方向とは反対方向、つまり斜め上方に向けるように
しているので、土砂の篩い30上での滞留時間が長くな
り、篩い30を通過しないで、外部に排出されてしまう
ことはない。また、振動方向は斜め上方ではあるもの
の、篩い30は傾斜していることから、土砂に含まれる
固形物はその自重の作用により土砂から分離されて、篩
い30の傾斜に沿って下方に移動して、その端部から外
部に排出される。
【0032】粘性が極めて高く、しかも水分含有量が多
い泥土等にあっては、振動によって広く展伸したとして
も、粘着性が極めて高いために、篩い30を全く通過し
ないこともある。このように篩い30上に粘着した土砂
は、この篩い30に加えられる振動によって、その傾斜
方向の上方に移動することになる。そして、篩い30の
上端部と土砂投入部枠体21との間には所定幅の流入用
開口30Eが形成されているので、高粘性土はこの流入
用開口30Eにまで至ると、自重で貯留枠20内に落下
する。しかも、流入用開口30Eより上部位置には、土
砂投入枠体21から延在させた押し込み板34が設けら
れ、かつこの押し込み板34はは篩い30の傾斜方向と
は反対方向に傾斜しているために、振動により篩い30
の上方に移動した土砂は、たとえ嵩高になっていたとし
ても、押し込み板34の傾斜に沿って確実に流入用開口
30E内に向けてガイドされ、強制的に貯留枠20内に
落下する。勿論、この間に土砂に含まれる固形物は振動
の作用で土砂から分離される結果、粘着力から開放され
た固形物は篩い30の傾斜に沿って下降して、その端部
から外部に排出されることになる。
【0033】以上のように、投入土砂の性質や状態等に
よって、篩い30の振動方向を変えることによって、篩
い30を通過し易い土砂の場合には、迅速かつ確実に篩
い分けを行うように篩い30の振動制御を行うようにす
ることができる。また、篩い30の通過が困難な粘性の
高い土砂を土質改良処理する場合には、篩い30の振動
方向を変えることによって、多少篩い分けに時間がかか
るものの、土砂が篩い30の外に排出されることなく、
篩い30から、または篩い30と土砂投入部枠体21と
の間の流入用開口30Eから土砂ホッパ7内に確実に取
り込まれ、かつ土砂と固形物との分離も確実に行えるよ
うになる。さらに、篩い30に流入用開口30Eが形成
されているが、この流入用開口30Eの上部は、そのほ
ぼ全体が押し込み板34で覆われているので、異物が上
方からこの流入用開口30Eの位置に落下したとして
も、押し込み板34の傾斜に沿って土砂投入部枠体21
の外に排出される。従って、油圧ショベルのバケット等
で土砂を土砂ホッパ7に投入する際に、この流入用開口
30Eの上部位置に土砂が落下しても、篩い30による
篩い分けが行われないまま貯留枠20に取り込まれるこ
とはない。
【0034】また、土砂ホッパ7内に受け入れられた土
砂は、搬入コンベア9により、土質改良材ホッパ8から
供給される土質改良材と共に混合機4に供給されて、混
合機4を構成する容器10内で、パドルミキサ11によ
り十分攪拌・混合されて改良土が生成され、この改良土
は容器10における改良土排出部10bから排出され
る。そして、篩い30により土砂から固形物が完全に分
離され、土砂のみが混合機4内に導かれることから、複
数本設けたパドルミキサ11による攪拌・混合が円滑に
行われ、固形物の噛み込みによるパドルミキサ11の作
動不良等が発生するおそれはない。
【0035】ところで、高粘性土が土砂ホッパ7内に受
け入れられ、貯留枠20内に滞留する間に、その上にさ
らに土砂が堆積されると、前後に投入された土砂が粘着
性により密着及び圧縮されて一体の大きな塊になってし
まうことになる。そうなると、搬入コンベア9による土
砂の搬送に極めて大きな負荷が作用して、円滑な搬送が
阻害されてしまう。しかしながら、篩い30には土砂攪
拌紐41が垂設されており、この土砂攪拌紐41は上下
に振動することから、貯留枠20内に貯留されている土
砂を常時攪拌して、塊の切り崩して嵩密度を低下させる
ことになる。この結果、搬入コンベア9における土砂の
搬送に対する負荷の軽減が図られ、たとえ粘性の高い土
砂であっても、その搬送に支障を来すことはない。
【0036】前述の実施の形態では、土砂ホッパにおけ
る土砂投入部枠体に振動篩いを装着する構成としたが、
篩い全体を機械的に加振するものだけでなく、例えば図
14及び図15に示したようなロールスクリーン式の篩
いを設けることができる。
【0037】而して、土砂ホッパ50は、貯留部51と
土砂投入部枠体52とから構成され、貯留部51は土砂
投入部枠体52に連結・固定されて、本体フレームに立
設したポスト53に連結して設けた支持部54に固定的
に支持される。ここで、貯留部51及び土砂投入部枠体
52は、搬入コンベア9とほぼ同じ角度傾斜した状態に
設置される。土砂投入部枠体52は、貯留部51に連結
して設けたロールスクリーン式の篩い55と、この篩い
55上に設置した枠体56とから構成される。篩い55
は、概略コ字状に形成した支持板体57の左右の両側部
に設けた伝達機構部58を有し、この伝達機構部58内
には長手方向に向けて複数の歯車59が設けられてお
り、左右の伝達機構部58内に設けた各歯車59間には
回転軸60の両端が連結して設けられる。従って、この
歯車59を回転させることにより回転軸60が回転駆動
されることになる。各回転軸60には、その軸方向に所
定の間隔を置いて多数の回転円板61が取り付けられて
おり、篩い55の傾斜方向の下方に向けて回転すること
になる。従って、この篩い55のメッシュサイズは、相
隣接する回転軸60と、それらに設けた相隣接する回転
円板61とにより形成される隙間により規定される。
【0038】両側の伝達機構部58には、さらに駆動ギ
ア62と伝達ギア63とが装着され、両駆動ギア62,
62間は駆動軸64で連結されている。そして、駆動ギ
ア62を連結した駆動軸64を回転駆動するために、支
持板体57には油圧モータ65が設けられる。そして、
この油圧モータ65の出力軸と駆動軸64の一端に設け
た駆動歯車62との間には、駆動用チェーン66を含む
動力伝達手段が設けられ、これら油圧モータ65及び駆
動用チェーン66はモータケーシング67内に装着され
ている。そして、伝達ギア63からすべての歯車59に
回転を伝達するために、伝達チェーン68が係合してい
る。そして、油圧モータ65の回転方向を制御するため
に、その油圧源としての油圧ポンプとの間に、図12ま
たは図13に示した開閉弁43及び方向切換弁44な
り、制御弁45なりが設けられ、これらが油圧モータ6
5の回転制御手段として機能する。
【0039】また、この篩い55において、多数本並列
に設けた回転軸60は、土砂投入部枠体52を構成する
枠体56の上端部側の壁に近接する位置では、1乃至数
本欠落しており、この欠落部が高粘性土が篩い55の上
端部まで移行した時に、それを流入させるための土砂の
流入用開口55Eとなっており、この流入用開口55E
の上部には、篩い55の傾斜方向とは反対方向に傾斜す
る押し込み板69で覆われている。
【0040】篩い55をこのように構成した場合におい
ては、伝達チェーン68の送り方向を図15の矢印で示
した方向とすれば、実質的に第1の実施の形態における
図10と同様の機能を発揮する。つまり、低粘性土が投
入される際には、この矢印方向に伝達チェーン68を送
ることによって、篩い55上に投入された土砂及びそれ
に含まれる固形物を斜め下方に移動させるように回転円
板61を回転させる。これによって、迅速かつ円滑に土
砂と固形物とが分離し、また土砂が篩い55を通過す
る。
【0041】一方、高粘性土が篩い55上に投入された
時には、伝達チェーン68を矢印とは反対方向に回転さ
せる。これによって、篩い55の表面に粘着する高粘性
土は、回転円板61の回転により篩い55の傾斜による
自重に逆らって斜め上方に移動させられることから、篩
い55上での土砂の滞留時間が長くなり、しかも回転円
板61の回転による振動が作用することから、土砂と固
形物との分離及び土砂の篩い55の通過を促進すること
ができる。篩い55における振動の作用によっても、こ
の篩い55を通過せず、回転円板61の作用によって、
固形物が分離された後になお篩い55に沿って上方に移
動する土砂は、押し込み板69にガイドされて、この篩
い55の上端部と枠体56との間に形成した流入用開口
55Eから貯留部51内に取り込まれることになる。こ
の結果、投入土砂が高粘性土であっても、確実に固形物
を分離した土砂を土砂ホッパ50内に取り込むことがで
きる。
【0042】
【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、土
砂の状態や性質等に拘らず、確実に固形物から分離し
て、土砂ホッパ内に取り込めるようになり、特に粘性の
低い土砂が投入された時には、迅速かつ確実に土砂のみ
が篩いを通過し、固形物を篩いから排除でき、また粘性
の高い土砂が投入された時にも、土砂は固形物を分離し
た上で確実に篩いを通過させることができ、土砂が篩い
の外に排出されるようなことはない等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における第1の実施の形態を示す土質改
良機械の全体構成図である。
【図2】図1の土質改良機械における各機構部を分解し
て示す図である。
【図3】図2の機構部のうち、土砂ホッパの縦断面図で
ある。
【図4】図3のX−X断面図である。
【図5】図3の土砂ホッパのうちの土砂投入部枠体の斜
視図である。
【図6】図3の土砂ホッパの平面図である。
【図7】本発明の第1の実施の形態における篩いに装着
される土砂攪拌紐の一例を示す構成説明図である。
【図8】図7とは異なる構成の土砂攪拌紐の構成説明図
である。
【図9】土砂の粘性の違いによる篩いの通過特性を示す
線図である。
【図10】本発明の第1の実施の形態を示す土砂ホッパ
に装着した篩いによって、低粘性土を篩い分けする際の
作用説明図である。
【図11】本発明の第1の実施の形態を示す土砂ホッパ
に装着した篩いによって、高粘性土を篩い分けする際の
作用説明図である。
【図12】本発明の実施の形態で使用する加振方向切換
手段の一例を示す油圧回路図である。
【図13】本発明の実施の形態で使用する加振方向切換
手段の他の一例を示す油圧回路図である。
【図14】本発明の第2の実施の形態を示す土砂ホッパ
の平面図である。
【図15】図14の側面図である。
【符号の説明】
1 下部走行体 2 本体フレーム 3 素材供給部 4 混合機 5 改良土排出部 7,50 土砂ホッパ 8 土質改良材ホッパ 9 搬入コンベア 20,51 貯留部 21,52 土砂投入
部枠体 22 土砂供給口 26 支持部 30,55 篩い 30E,55E 流入
用開口 32 支承部 33 ばね 34,69 押し込み板 35,65 油圧モー
タ 37 回転軸 40 加振ドラム 41 土砂攪拌紐 42 油圧ポンプ 43 開閉弁 44 方向切換弁 45 制御弁 56 伝達機構部 59 歯車 60 回転軸 61 回転円板 62 駆動ギア 64 駆動軸 65 モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B01F 7/04 B01F 7/04 A (72)発明者 山本 康晴 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 日 立建機株式会社内 (72)発明者 大谷 一夫 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 三浦 哲志郎 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 日 立建機株式会社内 (72)発明者 太田 泰典 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 CD07 EB05 4D021 AA01 AB03 CA07 CB12 DA01 DA02 DB20 DC01 DC10 EA10 4G078 AB20 BA01 DA01 EA10

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 土砂と土質改良材とを混合させる混合機
    を備えた土質改良機械にコンベア手段で土砂及び土質改
    良材を供給するようになし、このコンベア手段に設置さ
    れて、土砂を供給するための土砂ホッパにおいて、前記
    コンベア手段の搬送面上に配置した所定の容積を有する
    土砂貯留枠と、この土砂貯留枠の上部に設置した土砂投
    入部枠体と、この土砂投入部枠体に所定の方向に傾斜し
    た状態に装着され振動篩いと、この振動篩い上に投入し
    た土砂を傾斜に沿って斜め下方または斜め上方に向けて
    移動させるように振動させる加振手段と、この加振手段
    の振動方向を切り換える加振方向切換手段を接続して設
    ける構成としたことを特徴とする土質改良機械の土砂ホ
    ッパ。
  2. 【請求項2】 前記振動篩いの傾斜方向は、前記コンベ
    ア手段の搬出方向が斜め上方となるものであることを特
    徴とする請求項1記載の土質改良機械の土砂ホッパ。
  3. 【請求項3】 前記振動篩いの最上端部と前記土砂投入
    部枠体との間に、この振動篩い上の土砂が斜め上方に移
    動した時に、この搬送土砂を前記土砂貯留枠内に供給す
    るための流入用開口を形成する構成としたことを特徴と
    する請求項1記載の土質改良機械の土砂ホッパ。
  4. 【請求項4】 前記振動篩いには、この振動篩いの振動
    により上下動する土砂攪拌部材を連結して設け、この土
    砂攪拌部材は少なくとも前記土砂貯留枠内にまで垂下さ
    せる構成としたことを特徴とする請求項1記載の土質改
    良機械の土砂ホッパ。
  5. 【請求項5】 土砂と土質改良材とを混合させる混合機
    を備えた土質改良機械にコンベア手段で土砂及び土質改
    良材を供給するようになし、このコンベア手段に設置さ
    れて、土砂を供給するための土砂ホッパにおいて、前記
    コンベア手段の搬送面上に配置した所定の容積を有する
    土砂貯留枠と、この土砂貯留枠の上部に設置した土砂投
    入部枠体と、この土砂投入部枠体には所定の方向に傾斜
    した状態に装着したロールスクリーン式篩いと、このロ
    ールスクリーン式篩いを構成する各ロールの回転方向を
    正転または逆転させる回転制御手段とを備える構成とし
    たことを特徴とする土質改良機械の土砂ホッパ。
  6. 【請求項6】 前記ロールスクリーン式篩いの傾斜方向
    は、前記コンベア手段の搬出方向が斜め上方となるもの
    であることを特徴とする請求項5記載の土質改良機械の
    土砂ホッパ。
  7. 【請求項7】 前記ロールスクリーン式篩いの最上端部
    と、前記土砂投入部枠体との間に、このロールスクリー
    ン式篩いが斜め上方に振動することにより土砂が搬送さ
    れた時に、この搬送土砂を前記土砂貯留枠内に供給する
    ための流入用開口を形成する構成としたことを特徴とす
    る請求項5記載の土質改良機械の土砂ホッパ。
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