JP2002088798A - 土質改良機の供給装置 - Google Patents

土質改良機の供給装置

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JP2002088798A
JP2002088798A JP2000276312A JP2000276312A JP2002088798A JP 2002088798 A JP2002088798 A JP 2002088798A JP 2000276312 A JP2000276312 A JP 2000276312A JP 2000276312 A JP2000276312 A JP 2000276312A JP 2002088798 A JP2002088798 A JP 2002088798A
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Yoshikazu Suzuki
好和 鈴木
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Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
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Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 土砂供給量と改良材供給量との比を正確に制
御できる供給装置を提供することを課題としている。 【解決手段】 土質改良機の原料ホッパの出口開口部に
原料供給量を制御するゲートを設け、該ゲートの開口高
さを該原料ホッパ内の原料の重量に依存して変更可能に
設け、改良材供給装置は回転式フィーダと該フィーダを
回転駆動する定速度回転モータに駆動信号及び停止信号
の時間幅の比率を変化させた制御信号を出力し、改良材
の供給量を制御したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、建設工事等によ
り発生する発生土原料に改良材を添加、混合して発生土
を改良し、再利用する土質改良装置の技術分野に関す
る。さらに具体的には、発生土及び改良材を混合機に供
給する供給装置の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】ガス管の埋設工事、上下水道工事等の工
事においては、道路にガス管や水道管を埋設する穴を掘
削し、管を埋設した後に元の状態に回復するために掘削
時に発生した土を埋め戻す必要がある。しかし、掘削時
に発生した土の性質が不良であると地盤沈下や再度の工
事に不都合が生じる。例えば、岩石が混じっていたり、
水分が多すぎたりする場合には、発生土は埋戻し土とし
ては不適当である。そこで、発生土を改良して埋戻し土
に適した土にする必要がある。埋戻し土としては、岩石
等の大塊が混入しておらず適当な粒度で、しかも適当な
固さや粘性を持ち、均質な土が望ましい。
【0003】従来の土質改良機は岩石等の大塊を除去す
るために発生土を篩によって選別し、選別された土に高
分子系固化剤又は石灰、セメント系等の固化剤を改良材
として添加し、混合攪拌することが行われている。ま
た、良質な埋戻し土を得るためには固化剤の供給量を発
生土の性状に応じて所定の、しかも一定の割合で添加す
る必要がある。このような固化剤供給装置として、例え
ば、公開特許公報第平9−67830号に開示されてい
る装置、同第2000−45263号に開示されている
装置等がある。
【0004】図7〜図9は前者の公報に記載されている
従来装置(以下、従来装置1という)の説明図である。
図7において、土質改良材供給装置50は土砂供給装置
51の上側で両者の供給開口が上下に重なるように中心
位置をずらして設けられている。また、土砂供給装置5
1の下側には解砕混合機52がその入口と前記供給口が
一致するように配設されている。土砂供給装置51は土
質改良材ホッパ54と土質改良材供給装置55とから構
成され、土質改良材供給装置55の内部には仕切り板
(改良材供給フィーダ)56が円周方向に等間隔に複数
設けられ、小さなフィーダ室が複数個形成されている。
仕切り板56は回転モータ57に回転され、フィーダ室
内の固化剤を開口58から解砕混合機52の入口に供給
する。
【0005】同様に、土砂供給装置51は仕切り板(土
砂供給フィーダ)59が複数枚設けられており、図8に
示すように複数のフィーダ室61が設けられている。仕
切り板59は回転モータ62によって回転駆動され、フ
ィーダ室61が下部に設けられている開口63の上にき
たときにそのフィーダ室61中の土砂が解砕混合機52
の入口から供給される。土砂フィーダ室61の上側には
フィーダ内の土砂量を一定にするためのすり切れブレー
ド62が設けられると共に土砂の有無を検出するための
揺動部63が設けられている。揺動部63の揺動角によ
りスイッチ64がオン・オフされる(例えば、図のaの
場合はオフで、bの場合はオンにする)。
【0006】回転モータ57は電動モータで、回転モー
タ62は油圧モータで構成され、図9に示すように制御
されている。図9において、コントローラ66にはスイ
ッチ64からの出力と、スイッチ67からの出力とが入
力される。スイッチ67は開口63の付近に設けられ、
仕切り板59がスイッチ67を通過するときにオン信号
を出力する。また、運転スイッチ68,停止スイッチ6
9及び改良材供給量設定装置70からの出力がコントロ
ーラ66に入力される。コントローラ66の出力は、イ
ンバータ71及び電磁比例弁72のソレノイド72aに
接続されている。
【0007】コントローラ66は、運転スイッチ68が
オンにされると電磁切換弁72のソレノイド72aに電
流を流して油圧モータ62を回転させ、仕切り板59が
回転し、土砂フィーダ室61内の土砂が開口63より解
砕混合機52に供給される。このとき、ソレノイド72
aの通電量から油圧モータ62の回転速度を求め、これ
により土砂フィーダの回転速度を演算して求める。土砂
フィーダ59が回転するとスイッチ64からのオン信号
がコントローラ66に入力される。コントローラ66は
改良材供給量設定装置70に設定されている値に基づい
て所定の電流をインバータ71に送出し、同時にソレノ
イド72aに土砂フィーダ59の回転数が土質改良材の
フィーダ56の回転と同じ速度比になるようにソレノイ
ド電流を制御して出力する。これによって、土砂供給量
と改良剤の供給量の割合が一定になる。
【0008】従来装置1においては、土砂の供給量を電
磁切換弁のソレノイドに通電し、油圧モータの回転数を
制御して、計測しているために精度の高い土砂供給量の
計測は困難であり、土質改良材との混合比が変動しやす
く均一で高品質の改良土を得ることが困難であるという
問題があった。さらに、土砂ホッパ内の土砂量が少なく
なってくると混合比が変動しやすくなるという問題点が
あった。
【0009】図10〜図14は公開特許公報第2000
−45263号に開示されている自走式土質改良機械の
土砂供給量装置を示す(以下、従来装置2という)。図
10において、自走式車両75上に土砂供給装置76,
改良材供給装置77,処理装置78、供給用ベルトコン
ベア79及び製品搬出用ベルトコンベア80が設けられ
ている。供給用ベルトコンベア79の供給側及び終端側
には、図11に示すように、従動ローラ81及び駆動ロ
ーラ82が設けられており、中間にはガイドローラ83
が複数個設けられている。また、土砂供給側にはガイド
板84が供給用ベルトコンベア79の両側に設けられて
いる。これによりベルトコンベア79に積載される土砂
の中は一定になる。
【0010】図11は土砂供給量を計測する測定装置
で、シート状のゴム等からなる可撓性の搬送ベルト79
a(供給用ベルトコンベア79のベルト)の裏面に揺動
自在に設けられた板材85の一端に荷重センサ86を設
けた構成になっている。これにより搬送ベルト79a上
の土砂量が測定される。一方、改良材供給装置77の底
部には回転ロッド88が油圧モータ89により回転され
て改良装置77の中に貯留している土質改良材を定量供
給部90に送り込む。定量供給部90の下端に設けられ
ている供給口の側壁は円弧状に形成されており、内部に
側壁内部と接触しながら回転するフィーダ91が設けら
れている。フィーダ91は電動モータ92により図の時
計方向に回転され、90度回転する毎に所定量の改良材
が供給用ベルトコンベア79上に供給される。
【0011】以上に説明したように、従来装置2では搬
送ベルトコンベア79aに設けられた荷重センサ86に
より土砂供給量を測定し、この測定値に基づいて電動モ
ータ92を制御し、土砂と土質改良材の混合比を一定に
している。従来装置2においては、荷重センサで搬送ベ
ルト上の重量を測定により、正確に測定すること困難で
あるという問題があった。また、搬送ベルトにテンショ
ンの調整装置を設けたとしても、搬送ベルトの速度が変
化したり、搬送ベルトに土砂が一様に搭載されていない
場合には土砂供給量の測定に誤差が生じやすくなり、土
砂供給量と改良材供給量の比を一定に制御することが困
難になるという問題があった。さらに、従来装置1及び
2において、改良材の供給フィーダの回転速度を制御す
るモータの回転数をアナログ的に制御しているが、回転
数のアナログ制御はオン・オフ制御等に比べて困難でも
あり、精度も悪い。その結果、土砂供給量と改良材供給
量との比を正確に制御することは困難であり、問題があ
った。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述のよ
うな背景の下になされたもので、土砂供給量と改良材供
給量との比を正確に制御できる供給装置を提供すること
を目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は以下の手段を採用している。即ち、請求項1
記載の発明は、土砂等の原料に改良材を添加し、混合・
攪拌して土質を改良する土質改良機において、原料ホッ
パの出口開口部に原料供給量を制御するゲートを設け、
該ゲートの開口高さを該原料ホッパ内の原料の量に依存
して変動可能に設けたことを特徴としている。
【0014】請求項2記載の発明は、請求項1に記載の
発明において、前記原料供給量の変動を可能にする手段
として、スプリング、錘又は油圧シリンダ等を用い、前
記原料ホッパ内に投入された原料の量や水分量及び粘度
等により前記ゲートに作用する土圧が変化する場合に該
土圧に応じて前記ゲートを回動させ、該ゲートの開口高
さを変えて原料供給量を増減させるようにしたことを特
徴としている。
【0015】請求項3記載の発明は、請求項1〜請求項
2の何れか1に記載の発明において、前記改良材を供給
する改良材供給装置は、前記ゲートの開口高さ及び原料
ホッパからの原料を混合・解砕機に搬送するベルトコン
ベアの速度に応じて改良材の供給量を制御したことを特
徴としている。
【0016】請求項4記載の発明は、請求項1に記載の
発明において、前記改良材供給装置は回転式フィーダと
該フィーダを回転駆動する駆動モータと該駆動モータの
回転を制御するコントローラとを具備し、該駆動モータ
は任意速度に切換可能な定速度回転モータ又はパルスモ
ータとし、該コントローラは該駆動モータに出力する駆
動信号及び停止信号の時間幅の比率を変化させて繰り返
し出力することにより改良材の供給量を制御したことを
特徴としている。
【0017】 請求項5記載の発明は、請求項1〜請求
項2の何れか1に記載の発明において、前記コントロー
ラは、原料の性状に応じて原料供給量と改良材供給量の
比率を設定変更可能にしたことを特徴としている。
【0018】
【発明の実施形態】図1は本発明を実施した実施形態の
概要を示す。以下、図面を参照してこの発明の実施形態
について説明する。図1において、土砂ホッパ11が車
体に固設されたフレーム10に固定されている。また、
土砂投入ホッパ11の下側に搬送コンベア12が配置さ
れている。搬送コンベア12の駆動側軸又は従動側軸に
回転速度検出装置13が設けられており、これによって
搬送コンベア12の速度が計測される。搬送コンベア1
2の終端下方には混合機14の投入口15が配設されて
いる。また、投入口15の上方に改良材ホッパ16が配
設され、改良材ホッパ16の下部には改良材供給装置1
7が設けらている。改良材供給装置17のフィーダ(図
示省略)は駆動モータ18によって駆動される。なお、
改良材供給装置17の供給口17aは混合機14の投入
口15の上部に配設されている。混合機14の下方には
改良土搬出用コンベア20が配置されている。
【0019】図2及び図3は土砂供給ホッパ11の出口
に設けられたゲートの構成を示す図である。図2は正面
図、図3は側面図を示す。ゲート21は回転自在に設け
られ、ゲート21の上側部分はスプリング23により反
時計方向に付勢されている。また、ゲート21の下側部
分には投入された土砂の圧力によって時計方向に付勢さ
れる。回転軸22には角度センサ25が取り付けられて
おり、これによってゲート21の開口高さHが測定され
る。土砂供給ホッパ11の出口付近に側板26,26が
間隔Bをおいて設けられている。従って、搬送コンベア
12には幅Bで、高さHの土砂が積載されることにな
る。
【0020】図4は一部を変更した実施例を示す。土砂
供給ホッパ11は圧縮スプリング30によってフレーム
31に支持されている。なお、引張りスプリングによっ
て吊り下げて支持するようにしてもよい。ロープ32は
一端が土砂供給ホッパ11に固定され、他端がフレーム
31に支承される回転ローラ32を介してゲート21に
固定されている。土砂供給ホッパ11が投入された土砂
の重さによって上下に移動するとゲート21は反対方向
に移動し、土砂供給ホッパ11内の土砂量に応じてゲー
ト21が開くように構成されている。
【0021】図5は本実施形態の制御ブロック図を示
す。図5において、搬送ベルト12の駆動側軸に設けら
れた回転速度検出器13の出力と、ゲート21に取り付
けられた角度センサ25の出力はコントローラ34の入
力端に接続されている。コントローラの出力側はドライ
バー35に接続され、ドライバー35の出力側が改良材
供給装置17のフィーダを回転駆動するモータ18に接
続されている。モータ18には回転数設定機36が接続
されている。なお、回転モータ18は速度制御が行われ
ている定速度回転モータで構成されており、回転数設定
機36によって回転数が所定の回転数に設定されてい
る。
【0022】コントローラ34は回転速度検出器13の
出力から搬送コンベアの速度を演算によって求め、角度
センサ25からのデータによりゲート21の開口高さを
演算によって求める。また、予め与えられている側板2
6間の距離Bと土砂の比重量rとから搬送ベルト12に
よって搬送されている土砂の体積及び重量が演算によっ
て求められる。さらに、土砂の性質(例えば水分が10
%含まれている土砂である等)から予め定められた土砂
と改良材の混合比に従って改良材の供給量を求める。回
転モータ18の回転数は一定(設定回転数)であるから
回転モータ18に出力するオン・オフの時間比(t1/
t2)を求めてドライバ35に出力する。ドライバ35
はコントローラからの信号を出力増幅して回転モータ1
8に出力する。
【0023】図6(A)はコントローラ34からの出力
信号を示す図である。オン時間t1及びオフ時間t2は
回転モータ18の立ち上がりなどの動特性等を顧慮して
定める。このオン・オフ信号が連続的に出力されて回転
モータをオン・オフ制御する。また、回転モータ18は
パルスモータとし、コントローラの出力信号を図6
(B)に示すパルス信号をオン・オフ出力してもよい。
なお、パルスモータを利用した場合は複数の周期の異な
るパルスをコントローラ34に設けておいて、回転数設
定機36の信号をコントローラ34に入力するようにし
てもよい。
【0024】以上に説明した構成から明らかにされたよ
うに、土砂の搬送供給量を演算により正確に求め、定速
度回転モータ(又はパルスモータ)を利用してオン・オ
フ制御しており、改良材の供給量を正確に制御可能とし
ているので、土砂の供給量と改良材の供給量の比を任意
に設定可能で、しかも正確に制御できるという利点が得
られる。また、土砂投入ホッパ内の土砂量に応じて処理
量が増減され、効率的な固化処理が可能になるという利
点も得られる。
【0025】以上、この発明の実施形態、実施例を図面
により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限
られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲
の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、土砂の供給量を正確に求め、定速度回転モータ
(又はパルスモータ)を利用してオン・オフ制御してお
り、改良材の供給量を正確に制御可能としている。ま
た、土砂の供給量と改良材の供給量の比を任意に設定可
能で、しかも正確に制御できるという効果が得られる。
また、土砂投入ホッパ内の土砂量に応じて処理量が増減
され、効率的な固化処理が可能になるという効果も得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を実施した実施形態の構成を示す。
【図2】 土砂供給ホッパ下部に設けたゲートの正面図
を示す。
【図3】 土砂供給ホッパ下部に設けたゲートの側面図
を示す。
【図4】 ゲートの開口高さを調整する別の実施例を示
す。
【図5】 改良材を供給するフィーダを駆動している
モータの制御ブロック図を示す。
【図6】 (A)、(B)はコントローラからの制御信
号例を示す。
【図7】 従来装置1の全体構成図を示す。
【図8】 従来装置1の土砂供給フィーダの断面図を示
す。
【図9】 従来装置1の制御ブロック図を示す。
【図10】 従来装置2の全体構成図を示す。
【図11】 従来装置2の搬送コンベアを示す。
【図12】 従来装置2の土砂搬送量測定装置を示す。
【図13】 従来装置2の改良材ホッパを示す。
【図14】 従来装置2の改良材供給装置を示す。
【符号の説明】
11 土砂供給ホッパ 12 搬送コンベア 13 回転速度計 14 混合・攪拌機 16 改良材ホッパ 17 改良材供給装置 18 回転モータ 21 ゲート 25 角度センサ 26 ガイド 34 コントローラ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 土砂等の原料に改良材を添加し、混合・
    攪拌して土質を改良する土質改良機において、原料ホッ
    パの出口開口部に原料供給量を制御するゲートを設け、
    該ゲートの開口高さを該原料ホッパ内の原料の量に依存
    して変動可能に設けたことを特徴とする土質改良機の供
    給装置。
  2. 【請求項2】 前記原料供給量の変動を可能とする手段
    として、スプリング、錘又は油圧シリンダ等を用い、前
    記原料ホッパ内に投入された原料の量や水分量及び粘度
    等により前記ゲートに作用する土圧が変化する場合に該
    土圧に応じて前記ゲートを回動させ、該ゲートの開口高
    さを変えて原料供給量を増減させるようにしたことを特
    徴とする請求項1に記載の土質改良機の供給装置。
  3. 【請求項3】 前記改良材を供給する改良材供給装置
    は、前記ゲートの開口高さ及び原料ホッパからの原料を
    混合・解砕機に搬送するベルトコンベアの速度に応じて
    改良材の供給量を制御したことを特徴とする請求項1又
    は請求項2の何れか1に記載の土質改良機の供給装置。
  4. 【請求項4】 前記改良材供給装置は回転式フィーダと
    該フィーダを回転駆動する駆動モータと該駆動モータの
    回転を制御するコントローラとを具備し、該駆動モータ
    は任意速度に切換可能な定速度回転モータ又はパルスモ
    ータとし、該コントローラは該駆動モータに出力する駆
    動信号及び停止信号の時間幅の比率を変化させて繰り返
    し出力することにより改良材の供給量を制御したことを
    特徴とする請求項3に記載の土質改良機の供給装置。
  5. 【請求項5】 前記コントローラは、原料の性状に応じ
    て原料供給量と改良材供給量の比率を設定変更可能にし
    たことを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか1に記
    載の土質改良機の供給装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014047101A (ja) * 2012-08-31 2014-03-17 Nippon Electric Glass Co Ltd ガラス繊維処理システム
JP2019073896A (ja) * 2017-10-16 2019-05-16 株式会社オクノコトー 土壌混合方法

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