JP2004169365A - 自走式土質改良機及びこれに備えられる搬送土砂量測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特に含水比の高い土砂の搬送土砂量の検出精度を向上することができる自走式土質改良機及びこれに備えられる搬送土砂量測定装置を提供する。
【解決手段】本体フレーム３と、走行装置２と、本体フレーム３上に設けた混合装置４７と、本体フレーム３の長手方向一方側に設けた土砂受入用のホッパ１２と、このホッパ１２の下部から混合装置４７にかけて設けた搬送コンベア１３と、この搬送コンベア１３上の土砂に対して土質改良材を供給する土質改良材供給装置２７と、搬送コンベア１３上方に設けられ、搬送コンベア１３の幅方向にわたる接触面７５ａを有する受圧板７５と、この受圧板７５の変位量を検出する角度センサ８５と、この角度センサ８５の検出信号に基づき土質改良材供給装置２７の供給量を制御する混合比制御装置９６とを備える。
【選択図】 図９

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土砂を土質改良材と混合して改質する自走式土質改良機及びこれに備えられる搬送土砂量測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建設省によるいわゆる建設リサイクル推進計画の策定（１９９７年）といった廃棄物再利用促進の背景の下、例えば、ガス管等の埋設工事、上下水道工事、及びその他の道路工事・基礎工事等が行われる様々な現場において、土砂を土質改良材とともに攪拌混合処理し、リサイクル用の改良土製品や宅地用地・道路の路床等の表層に敷設する地盤強化用の改良土を生成する自走式土質改良機のニーズが拡がりつつある。
【０００３】
この自走式土質改良機は、通常、土砂を受け入れるホッパと、このホッパ内の土砂を搬送する搬送コンベアと、この搬送コンベア上の土砂に土質改良材を供給する土質改良材供給装置と、搬送コンベアから導入された土砂及び土質改良材を混合し改良土を生成する混合手段と、この混合手段から導出された改良土を機外に排出する排出コンベアとを備えている。
【０００４】
このような構成の自走式土質改良機において、良質な改良土を生成するためには、土砂及び土質改良材の混合比を好適な値にすることが極めて重要である。
【０００５】
そこで、従来より、例えば特開２００１−２８８７３７号公報に記載のように、搬送コンベア（搬入コンベア）により搬送される土砂量を検出し、その搬送土砂量に応じて土質改良材の供給量を制御する自走式土質改良機が提唱されている。ここでは、回動可能に釣支された略棒状の受圧手段（検出ロッド）を搬送コンベア上に設け、この受圧手段が搬送コンベアにより搬送される土砂から圧力を受けて回動した際に、検出手段（エンコーダ）で受圧手段の鉛直状態からの角度変化を検出することによって搬送土砂の高さを検出し、この検出信号に基づいた搬送土砂量に応じて土質改良材の供給量を制御するようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２８８７３７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、土質改良機のニーズは広範囲に渡っており、その使用分野も建設副産物に属するような残土の土質改良のみでなく、建設泥土などの極めて含水比が高くスランプ値の高い性状の物質に対しても改良処理しなければならない機会が増加しつつある。
【０００８】
このため、上記従来技術のような、略棒状の受圧手段で含水比の高い土砂（泥土）の搬送量を測定しようとしても、受圧手段が土砂の表面に当接せず泥土中に沈んでしまい、土砂の搬送量を正確に検出することはできない。
【０００９】
本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、特に含水比の高い土砂の搬送土砂量の検出精度を向上することができる自走式土質改良機及びこれに備えられる搬送土砂量測定装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、受け入れた土砂を土質改良材と混合して改質する自走式土質改良機において、本体フレームと、この本体フレームに設けた走行手段と、前記本体フレーム上に設けた混合手段と、前記本体フレームの長手方向一方側に設けた土砂受入用のホッパと、このホッパの下部から前記混合手段にかけて設けた搬送コンベアと、この搬送コンベア上の土砂に対して土質改良材を供給する土質改良材供給装置と、前記搬送コンベア上方における前記ホッパと前記土質改良材供給装置との間の位置に設けられ、前記搬送コンベアの幅方向にわたる受圧部を有する受圧手段と、この受圧手段の変位量を検出する検出手段と、この検出手段の検出信号に基づき前記土質改良材供給装置の供給量を制御する制御手段と、前記混合手段の下方から前記本体フレームの長手方向他方側外方へ延設する排出コンベアとを備えるものとする。
【００１１】
本発明においては、検出手段により搬送コンベア上方におけるホッパと土質改良材供給装置との間の位置に設けた受圧手段の変位量を検出し、制御手段でこの検出信号に基づいて例えば搬送コンベアで搬送される土砂量を演算し、この搬送土砂量に応じて土質改良材供給装置の供給量を制御する。このとき、受圧手段が略棒状形状である前述の従来技術のような構造の場合には、含水比が極めて高い泥土等の搬送量を検出する際には受圧手段の先端が泥土に沈み込んでしまい搬送土砂量を正確に検出できない可能性があったのに対し、本発明においては、搬送コンベアの幅方向にわたる受圧部を有する受圧手段を用いることで受圧面積（受圧部と土砂が接触する面積）を増大し、受圧手段が搬送土砂に与える圧力を低減することができるので、含水比の高い土砂（泥土）であっても受圧手段は沈み込むことなく搬送土砂表面に接触することができる。これにより、特に含水比の高い土砂の搬送土砂量の検出精度を向上することができる。したがって、土質改良材供給装置の供給量を土砂及び土質改良材の混合比が好適な値となるようにすることができ、良質な改良土を生成することができる。
【００１２】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記受圧手段の土砂接触面は、前記搬送コンベアの搬送方向に沿った円弧形状を有するものとする。
【００１３】
一般に、自走式土質改良機においては、ホッパの土砂出口で土砂が凝り固まって目詰まりを起こすことがあり、この場合には搬送コンベアを逆転駆動させて土砂を反対方向に搬送することで、土砂出口の目詰まりを崩すようにしている。
【００１４】
本発明においては、受圧手段の土砂と接触する接触面の形状を搬送コンベアの長手方向（すなわち搬送方向）に沿って上方に開放した円弧形状とするので、受圧手段は、搬送コンベアの正転・逆転駆動によりどちらの搬送方向に搬送される土砂に対しても略同等の追従性を有することができる。これにより、例えば搬送コンベア逆転時に土砂が受圧手段上に乗り上げて土砂溜まりが生じ、その後正転駆動に復旧した際に、その土砂溜まりによる受圧手段の重量増加によって搬送土砂量の検出精度が低下する等の不具合を防止することができる。
【００１５】
（３）上記（１）又は（２）において、また好ましくは、前記受圧手段が土砂に与える圧力を低減する圧力低減手段をさらに備えるものとする。
【００１６】
本発明によれば、圧力低減手段によって受圧手段が土砂に与える圧力をさらに低減するので、受圧手段の土砂への沈み込みを確実に防止して搬送土砂量の検出精度をさらに向上することができる。また、改質対象である土砂が例えば一軸圧縮強度の低い非常に軟弱な土砂であるような場合、土砂からの圧力を受けても受圧手段が持ち上がらずに土砂がそのまま堆積して閉塞してしまう可能性があるが、本発明によれば受圧手段が搬送土砂に与える圧力をさらに低減できるので、このような土砂であっても上記堆積・閉塞等の事態を回避し、搬送土砂量を検出することができる。これにより、改質可能な土砂の対象範囲を拡大することができる。
【００１７】
（４）上記（２）又は（３）において、また好ましくは、前記受圧手段は、その内部に入り込んだ土砂を排出するための排出口を備えるものとする。
【００１８】
これにより、受圧手段の内部に土砂が入り込みその重量が増加することで、搬送土砂量の検出精度が低下したり、受圧手段が持ち上がらずに搬送土砂を堆積させたりすることを防止することができる。
【００１９】
（５）上記目的を達成するために、また本発明は、土砂を搬送する搬送コンベア上に設けられる搬送土砂量測定装置において、前記搬送コンベアの幅方向にわたる受圧部を有する受圧手段と、この受圧手段の変位量を検出する検出手段と、前記受圧手段が土砂に与える圧力を低減する圧力低減手段とを備えるものとする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の自走式土質改良機及びこれに備えられる搬送土砂量測定装置の一実施の形態を図面を用いて説明する。
本実施の形態における自走式土質改良機及び搬送土砂量測定装置は、例えば極めて含水比が高くスランプ値の高い性状の物質を含む建設泥土などを改質対象としたものである。
【００２１】
図１は本発明の自走式土質改良機の一実施の形態の全体構造を表す側面図、図２はその上面図、図３は図１中左側から見た正面図である。
これら図１〜図３において、１は走行体で、この走行体１は、左・右１対の走行装置２と、この走行装置２の上部に略平行に延設した１対の本体フレーム３とで構成されている。また、４は走行装置２のトラックフレームで、このトラックフレーム４は、上記本体フレーム３の下部に連設している。５，６はそれぞれこのトラックフレーム４の両端に設けた従動輪（アイドラ）及び駆動輪、７はこれら従動輪５及び駆動輪６に掛け回した履帯（無限軌道履帯）、８は駆動輪６に直結した駆動装置である。９ａ，９ｂは本体フレーム３上に立設した複数の支持ポストで、これら支持ポスト９ａ，９ｂは、支持フレーム１０，１１を支持している。
【００２２】
１２は改質対象となる泥土を受入れるホッパで、このホッパ１２は、上下が開口した概略枠型に形成されており、上記支持フレーム１０により、本体フレーム３の長手方向一方側（図１中左側）に支持されている。また、改質対象となる泥土は、例えば油圧ショベル等の投入重機で投入される場合も多く、このホッパ１２は、泥土投入の利便性への配慮として、上方拡開に形成されている。
【００２３】
１３はこのホッパ１２で受入れた泥土を搬送する搬送コンベアで、この搬送コンベア１３は、ホッパ１２の下方から後述する混合装置４７の入口筒体４９（図５及び図６参照）上方にかけてほぼ水平に延設されている。１４はこの搬送コンベア１３のコンベアフレームで、このコンベアフレーム１４は、上記支持ポスト９ａ，９ｂ等に支持されている。１５Ａ，１５Ｂはそれぞれこのコンベアフレーム１４の両端に設けた駆動輪及び従動輪、１６はこれら駆動輪１５Ａ及び従動輪１５Ｂに掛け回した搬送ベルト、１７はこの搬送ベルト１６の搬送面を支持する複数の支持ローラである。また、上記駆動輪１５Ａには、この駆動輪１５Ａを駆動して搬送ベルト１６を循環駆動させる駆動装置１８（図２参照）が連結されている。
【００２４】
図４は上記ホッパ１２の構造を簡略的に表す側断面図である。
この図４において、１２Ａはホッパ１２の搬送コンベア１３による泥土搬送方向下流側（図４中右側）壁面の下端に切り欠いた土砂出口で、この土砂出口１２Ａは、上記搬送コンベア１３の搬送ベルト１６に対向して所定の幅（搬送ベルト１６よりも僅かに狭い幅）及び所定の高さに形成されている。つまり、ホッパ１２内の泥土は、搬送コンベア１３によりこの土砂出口１２Ａの幅及び高さで切り出されるようになっている。
【００２５】
２０は搬送土砂量測定装置で、上記土砂出口１２Ａから切り出され搬送コンベア１３により搬送される泥土量を測定するようになっている（詳細は後述）。
【００２６】
図１〜図３に戻り、２７は搬送コンベア１３上の泥土に土質改良材を添加する土質改良材供給装置で、この土質改良材供給装置２７は、水平断面が略方形の土質改良材の貯留タンク２８と、この貯留タンク２８内の土質改良材を下方に導出するスクリューフィーダ２９と、貯留タンク２８内の土質改良材をスクリューフィーダ２９に導く漏斗の役割を果たす略四角錐形状のシュート３０とで構成されている。また、貯留タンク２８は、このシュート３０上部のフランジ状の枠板３１に連設した蛇腹部３２と、この蛇腹部３２の上部をカバーする天板部３３とで構成されている。３４はこの天板部３３のほぼ中央に設けた土質改良材充填用の受入口（図２参照）、３５はこの土質改良材受入口３４の開閉蓋で、この開閉蓋３５は、天板部３３に蝶番３６（図２参照）により取付けられている。
【００２７】
３７は天板部３３の外周部に複数（この例では３つ）設けた取付部、３８はこれら取付部３７の下部に固定的に垂設した支柱で、この支柱３８の上下には、それぞれ所定の位置にピン穴３９（上側のもののみ図１及び図３に図示）が穿設されている。４０は上記支持フレーム１１に支持された略枠型の台板、４１はこの台板４０上に立設した複数のガイド筒で、このガイド筒４１は、前述のシュート３０の枠板３１を支持している。また、このガイド筒４１の先端付近には、図示しないピン穴が穿設されている。つまり、上記各支柱３８は、それぞれこれらガイド筒４１に上下方向にスライド可能に挿入されて台板４０の下方にまで突出可能となっており、支柱３８のスライドに伴って前述の蛇腹部３２が伸縮することにより、貯留タンク２８の高さが可変な構造となっている。
【００２８】
４２は支柱３８をガイド筒４１に固定するストッパピンで、このストッパピン４２は、ガイド筒４１の図示しないピン穴を介し支柱３８のピン穴３９に挿入するものである。すなわち、例えば稼動時等には、蛇腹部３２を伸長させ、ガイド筒４１のピン穴を介し支柱３８の下側のピン穴３９にストッパピン４２を挿入することにより、図１に示す状態のように貯留タンク２８の内部容積を十分確保する。一方、自走式土質改良機をトレーラ等で輸送するとき等には、蛇腹部３２を限縮させ、ガイド筒４１のピン穴を介し支柱３８の上側のピン穴３９にストッパピン４２を挿入することにより、自走式土質改良機の全高を輸送制限をクリアする高さまで低くした状態で保持できるようになっている。
【００２９】
４３は上記スクリューフィーダ２９のケーシングで、このケーシング４３は、略円筒状に形成され、内部にスクリュー４４を備えている。このスクリュー４４は駆動装置４４Ａ（後述の図１０参照）により回転駆動され、これにより、スクリューフィーダ２９は先のシュート３０からケーシング４３内に導入された土質改良材を図１中左側に移送するようになっている。そして、ケーシング４３の長手方向一方側（図１中左側）下部に設けた図示しない土質改良材の出口から、搬送コンベア１３の搬送方向下流側（図１中右側）端部付近を搬送される泥土に、土質改良材を一定量づつ添加するようになっている。なお、図１に示すように、スクリューフィーダ２９は、その移送方向上流側（図１中右側）が移送方向下流側（図１中左側）に対して低くなるように配設されており、その分、土質改良材供給装置２７の高さが低くなるよう配慮されている。
【００３０】
４５は自走式土質改良機の片側（図２中上側）に設けたクレーン（図２及び図３参照）で、このクレーン４５は、自走式土質改良機幅方向一方側（図３中左側）の本体フレーム３に取付けた支持台４６上に設けられている。また、このクレーン４５は、支持台４６から上方に立設した支持部４５Ａと、この支持部４５Ａに基端部が枢支接続され長手方向に伸縮するとともに略水平に旋回するアーム４５Ｂと、このアーム４５Ｂを俯仰動させるシリンダ４５Ｃと、アーム４５Ｂ先端に設けたウィンチ４５Ｄとを備えている。通常、貯留タンク２８内に土質改良材を充填する際には、上部の開閉蓋３５を開け、このクレーン４５によりフレキシブルコンテナを吊り上げて土質改良材受入口３４に挿入するようになっている。
【００３１】
このとき、繁雑防止のため特に図示しないが、天板部３３には、貯留タンク２８内の土質改良材受入口３４の略直下に位置するよう、先端を上方に向けたカッタが設けられている。これにより、クレーン４５で土質改良材受入口３４に挿入されたフレキシブルコンテナは、その自重によりカッタに押し付けられて底部を切り裂かれ、ここから貯留タンク２８内に土質改良材を流出するようになっている。
【００３２】
４７は搬送コンベア１３から導入された泥土及び土質改良材を混合して改良土を生成する混合装置である。
図５はこの混合装置４７の詳細構造を表す上面図、図６はこの図５中ＶＩ−ＶＩ断面による側断面図である。
これら図５及び図６において、４８はこの混合装置４７の略箱状の本体で、この混合装置本体４８は、その長手方向一方側（図６中左側）上部に泥土及び土質改良材の入口筒体４９を、他方側（図６中右側）下部に改良土の出口筒体５０を設けている。
【００３３】
５１は混合装置本体４８内に設けた複数（この例では２本）のパドルミキサで、このパドルミキサ５１は、混合装置本体４８の長手方向（図５中左右方向）に略平行に配設した中空の回転軸５２（中実でも構わない）と、この回転軸５２に放射状に複数設けたパドル５３とで構成されている。このパドル５３は、その平滑な面が、回転軸５２の軸線方向（この場合図５中右方向）に対し、パドルミキサ５１の回転方向を向くように所定角度傾斜している。
【００３４】
５４はパドルミキサ５１の回転軸５２の両端付近を回転自在に支持する軸受、５５は回転軸５２の他端（図６中右端）に設けたギア、５６はパドルミキサ５１の駆動装置で、この駆動装置５６の出力軸５６ａは、回転軸５２の他端（図６中右端）に直結している。また、隣接する回転軸５２，５２のそれぞれに設けたギア５５，５５は互いに噛合しており、これにより隣接するパドルミキサ５１，５１がほぼ同一回転数で互いに反対方向に回転駆動するようになっている。
【００３５】
このような構造により、混合装置４７は、搬送コンベア１３から入口筒体４９を介して導入された泥土及び土質改良材をパドルミキサ５１（厳密にはそのパドル５３）により混合して改良土としつつ反対側に移送し、出口筒体５０から下方に導出するようになっている。
【００３６】
再び図１〜図３に戻り、５９は混合装置４７から導出された改良土を機外に排出する排出コンベアで、この排出コンベア５９は、混合装置４７の上記出口筒体５０（図６参照）の下方から外側（この場合図１中右側）に向かって所定距離略水平に延在した後、混合装置４７の駆動装置５６下方辺りから上り傾斜に延在している。
【００３７】
６０はこの排出コンベア５９のコンベアフレームで、このコンベアフレーム６０は、支持部材６１，６２等を介し、後述の動力装置６８や本体フレーム３等から支持されている。６３はこの排出コンベア５９の搬送方向下流側（図１中右側）端部に設けた駆動輪、６４は搬送ベルトで、この搬送ベルト６４は、駆動輪６３及び排出コンベア５９の搬送方向上流側（図１中左側）に設けた図示しない従動輪に巻回されている。６５はこの搬送ベルト６４の搬送面を支持する複数の支持ローラ、６６は駆動輪６３に直結した駆動装置（図２参照）で、この駆動装置６６により、駆動輪６３を回転駆動して搬送ベルト６４を循環駆動させるようになっている。なお、６７は排出コンベア５９のサイドカバーで、このサイドカバー６７は、コンベアフレーム６０の幅方向（図２中上下方向）両側上部に設けられている。
【００３８】
６８は先に触れた動力装置で、この動力装置６８は、本体フレーム３の長手方向他方側（図１中右側）端部に支持部材６９を介して支持されている。また、この動力装置６８は、繁雑防止のため特に図示しないが、前述してきた各機器の駆動装置に供給する圧油を吐出する少なくとも１つの油圧ポンプと、この油圧ポンプを駆動するエンジンと、油圧ポンプから各駆動装置へ供給される圧油の方向及び流量（或いは方向のみ）をそれぞれ制御する複数のコントロールバルブ等を内部に備えている。
【００３９】
７０はこの動力装置６８の前方側（図１中左側）の区画に設けた運転席で、この運転席７０には、上記走行装置２の駆動装置を操作する１対の操作レバー７１と、例えば混合装置４７の駆動装置５６等、他の各機器の駆動装置を操作する操作盤７２（図２参照）とが備えられている。
【００４０】
以上のように構成される自走式土質改良機において、本実施の形態の最も大きな特徴は、前記の搬送土砂量測定装置２０の構造にある。以下、この搬送土砂量測定装置２０の詳細構造について説明する。
【００４１】
図７はこの搬送土砂量測定装置２０の詳細構造を表す側面図、図８は図７中右方向から見た搬送土砂量測定装置２０の後面図、図９は搬送土砂量測定装置２０の設置部分近傍を表す一部透視して示す図１中部分拡大側面図である。
【００４２】
これら図７乃至図９において、搬送土砂量測定装置２０は、受圧板７５と、この受圧板７５を支持する一対の受圧板支持部材７７，７７と、カウンタウェイト７８と、このカウンタウェイト７８を支持するカウンタウェイト支持部材７９と、カウンタウェイト７８をカウンタウェイト支持部材７９に固定するボルト８０と、当て板８１と、上記受圧板支持部材７７、カウンタウェイト支持部材７９及び当て板８１が周方向にそれぞれ固定されたボス８２と、このボス８２をピン８３を介して回動自在に支持する一対のブラケット８４，８４と、受圧板７５の回動角度（すなわち受圧板支持部材７７の回動角度）を検出する角度センサ８５（図８参照）と、調整ボルト８６ａ及びこの調整ボルト８６ａと螺合したナット８６ｂと、この調整ボルト・ナット８６を支持するブラケット８７とを備えている。また、８８はホッパ１２の後方（図１中右方向）に設けられたカバー８９内に自走式土質改良機幅方向（図７中紙面に垂直方向、図８中左右方向、図９中紙面に垂直方向）に略水平に延設された支持フレーム（図１も参照）であり、上記のブラケット８４，８４とブラケット８７とがこの支持フレーム８８に複数のボルト９０，９１によりそれぞれ締結固定されている。
【００４３】
上記の受圧板７５は、円筒をその軸線方向に略２分割してできる略半円筒形状をしており、下方側に位置する搬送泥土と接触する接触面７５ａと、その自走式土質改良機幅方向両端に位置する略半円形状の側面７５ｂ，７５ｂと、上方側に位置する開口部７５ｃとから構成されている。接触面７５ａは、搬送コンベア１３の搬送ベルト１６とほぼ同等の幅方向長さを有しており、泥土の搬送方向（搬送コンベア１３の長手方向、図７及び図９中左右方向、図８中紙面に垂直方向）に沿って上方に開放した円弧形状をしている。なお、受圧板支持部材７７は開口部７５ｃを介してこの接触面７５ａの内周面に固定されている。また、接触面７５ａ及び両側面７５ｂ，７５ｂには、受圧板７５内に開口部７５ｃを介して入り込んだ泥土を排出するための排出口７５ａ１，７５ｂ１がそれぞれ穿設されている。これら排出口７５ａ１，７５ｂ１は、接触面７５ａ及び側面７５ｂの鉛直方向最下部近傍に設けられ、泥土が効率良く抜けるよう便宜が図られている。
【００４４】
上記受圧板支持部材７７とカウンタウェイト支持部材７９とは、ボス８２を介して一体的に構成されている。したがって、カウンタウェイト支持部材７９にカウンタウェイト７８を搭載することで、ボス８２に作用する受圧板７５によるモーメントをカウンタウェイト７８による反対方向のモーメントで相殺させ、受圧板７５が搬送泥土へ与える圧力を低減することができるようになっている。なお、改質対象である土砂の性状にあわせて、カウンタウェイト７８を適宜重量の異なるカウンタウェイトに交換（又はカウンタウェイトの一部を取り外したり付け足すようにしても良い）することで、受圧板７５が搬送泥土へ与える圧力を調整できるようになっている。また、受圧板支持部材７７とカウンタウェイト支持部材７９とは、ボス８２に対し、図９に示すように受圧板７５が搬送ベルト１６に当接した状態のときにカウンタウェイト支持部材７９が略水平となるような周方向位置にそれぞれ設けられている。
【００４５】
当て板８１はボス８２の外周面に固定されており、この当て板８１と受圧板支持部材７７及びカウンタウェイト支持部材７９とは、ボス８２を介して一体的に構成されている。これにより、調整ボルト８６ａを回転させてナット８６ｂに対し進退させることで、その先端に当接した当て板８１が受圧板支持部材７７及びカウンタウェイト支持部材７９と共にピン８３周りに調整ボルト８６ａの進退分回動するようになっている。このようにして、調整ボルト８６ａによって受圧板７５の初期位置（ピン８３回りの初期周方向位置、言い換えれば搬送ベルト１６からの初期高さ）を調整できるようになっている。なお、ボス８２に作用する受圧板７５によるモーメントはカウンタウェイト７８によるモーメントより大きくなるようになっており、これにより、当て板８１は非土砂搬送時には常に調整ボルト８６ａの先端に当接するようになっている。
【００４６】
角度センサ８５は、例えばロータリーエンコーダ等（ポテンショメータでもよい）の公知の角度センサであり、受圧板支持部材７７の回動角度がアーム９５（図８参照）を介してこの角度センサ８５に伝達され、これにより受圧板７５の回動角度を検出するようになっている。また、角度センサ８５は、検出した受圧板７５の回動角度を後述の混合比制御装置９６（後述の図１０参照）に出力するようになっている。
【００４７】
ここで、本実施の形態においては、混合比制御装置９６が搬送コンベア１３により搬送される泥土量に応じて土質改良材の供給量を制御するようになっている。図１０は、この混合比制御装置９６の機能を表す機能ブロック図である。
この図１０において、９７は搬送コンベア１３により搬送される泥土の体積を測定する土砂体積検出部で、この土砂体積検出部９７は、上記角度センサ８５から受圧板７５の回動角度を入力して搬送泥土の高さを演算する土砂高さ演算回路９８と、搬送コンベア１３の駆動輪１５Ａの回転数を検出する回転数センサ９９（図９も参照）から入力される駆動輪回転数から搬送コンベア１３の搬送ベルト１６の駆動速度（すなわち泥土搬送速度）を演算する搬送速度演算回路１００と、この搬送速度演算回路１００の演算した搬送速度、上記土砂高さ演算回路９８が演算した搬送泥土高さ、及び予め混合比制御装置９６に記憶された（又は例えば前記の操作盤７２（図２参照）等の適宜の外部端末により設定入力してもよい）搬送泥土の幅から搬送泥土の体積を演算する土砂体積演算回路１０１とで構成されている。すなわち、搬送泥土は前記の土砂出口１２Ａ（図４参照）の幅でホッパ１２から切り出されるため、土砂体積演算回路１０１は、その搬送泥土の幅に対し算出した搬送泥土高さ及び搬送速度を乗じることにより、搬送コンベア１３により単位時間当たりに搬送される泥土体積を算出するようになっている。
【００４８】
なお、上記回転数センサ９９は搬送コンベア１３に設けられた例えば公知の近接センサ（ロータリーエンコーダ等でもよい）であり、この回転数センサ９９が駆動輪１５Ａの駆動軸に設けられた図示しない回転数検出用スプロケットの外歯を検出することにより、駆動輪１５Ａの回転数を検出するようになっている。
【００４９】
１０５は前記のスクリューフィーダ２９の駆動装置４４Ａの回転数センサで、この回転数センサ１０５は、フィーダ制御部１０６にその検出結果を随時出力するようになっている。そして、フィーダ制御部１０６は、格納した土質改良材供給量演算回路１０７により、入力したフィーダ駆動装置４４Ａの回転数を基に供給されている土質改良材の量を算出するようになっている。１０８は操作盤７２（図２参照）等で設定入力された泥土及び土質改良材の混合比を取り込む混合比設定回路、１０９はこの混合比設定回路１０８の入力結果を基に、上記土砂体積演算回路１０１から入力した搬送泥土体積の検出結果に対し要求される土質改良材供給量を算出する土質改良材要求量演算回路で、共にフィーダ制御部１０６に備えられている。
【００５０】
また、１１０はこの土質改良材要求量演算回路１０９及び土質改良材供給量演算回路１０７の算出結果を比較する比較回路である。この比較回路１１０は、入力した要求量を基準に、その都度実際の土質改良材供給量の過不足を判断し、土質改良材供給量が要求量に近似するよう、スクリューフィーダ２９の駆動装置４４Ａに対して回転数を制御する制御信号を算出し出力するもので、同様にフィーダ制御部１０６に備えられている。
【００５１】
このようにして、本実施の形態においては、土砂体積検出部９７の検出（算出）値に応じ、フィーダ制御部１０６がスクリューフィーダ２９による土質改良材の供給量を制御するようになっている。これにより、実際の泥土及び土質改良材の混合比を予め設定した任意の好適な値に近似させることが可能となり、良質な改良土を生成することができるようになっている。
【００５２】
以上において、走行装置２は特許請求の範囲各項記載の本体フレームに設けた走行手段を構成し、混合装置４７は本体フレーム上に設けた混合手段を構成する。また、接触面７５ａは搬送コンベアの幅方向にわたる受圧部を構成するとともに土砂接触面を構成し、受圧板７５は受圧部を有する受圧手段を構成し、角度センサ８５は受圧手段の変位量を検出する検出手段を構成し、混合比制御装置９６は検出手段の検出信号に基づき土質改良材供給装置の供給量を制御する制御手段を構成する。また、カウンタウェイト７８、カウンタウェイト支持部材７９及びボルト８０は、受圧手段が土砂に与える圧力を低減する圧力低減手段を構成する。
【００５３】
次に、上記構成の本発明の自走式土質改良機及び搬送土砂量測定装置の一実施の形態の動作を以下に説明する。
まず操作者は、作業を始める前に、改質対象となる泥土の性状等を考慮し、予め泥土及び土質改良材の最適な混合比を例えば操作盤７２等から設定入力する。
【００５４】
その後、例えば油圧ショベル等によりホッパ１２に改質対象となる泥土を投入すると、ホッパ１２で受け入れられた泥土は、その下方の搬送コンベア１３上に載置され、土砂出口１２Ａから押し出されて搬送される。この搬送泥土は搬送途中において受圧板７５の接触面７５ａに接触し、これにより受圧板７５は圧力を受け、受圧板支持部材７７と共にピン８３を支点としてその周方向の泥土搬送方向下流側向きに回動する。この回動動作は、受圧板７５の接触面７５ａ下端が搬送泥土の表面に略接触する状態となったときに、停止する。このようにして、受圧板７５は搬送泥土の表面の高さに応じて回動動作する。このとき、角度センサ８５がこの受圧板７５の回動角度を検出し、その検出信号を混合比制御装置９６に出力する。一方で、回転数センサ９９はこのときの搬送コンベア１３の駆動輪１５Ａの回転数を検出し、その検出信号を混合比制御装置９６に出力する。
【００５５】
混合比制御装置９６は、土砂体積検出部９７の土砂高さ演算回路９８において、上記角度センサ８５から入力された受圧板７５の回動角度より搬送泥土の高さを演算する。また、搬送速度演算回路１００において、上記回転数センサ９９から入力された搬送コンベア駆動輪１５Ａの回転数より搬送泥土の搬送速度を演算する。さらに、混合比制御装置９６は、土砂体積演算回路１０１において、上記演算された搬送泥土高さ及び搬送速度に予め記憶された（あるいは例えば適宜外部端末より設定入力された）搬送泥土の幅を乗じ、搬送コンベア１３により搬送される泥土の単位時間当たりの体積を演算する。
【００５６】
次に、混合比制御装置９６は、フィーダ制御部１０６の土質改良材要求量演算回路１０９において、操作者により予め入力された泥土及び土質改良材の混合比と上記土砂体積検出部９７において演算された泥土体積とを照らし合わせ、設定混合比とするために必要な土質改良材の要求量を演算する。この演算された土質改良材の要求量に応じた制御信号がフィーダ制御部１０６よりスクリューフィーダ２９の駆動装置４４Ａに出力され、これによりスクリューフィーダ２９はその要求量通りの土質改良材を搬送泥土に供給する。
【００５７】
なお、このときの駆動装置４４Ａの回転数は回転数センサ１０５によって検出され、混合比制御装置９６に出力される。混合比制御装置９６は、この駆動装置４４Ａの回転数をフィーダ制御部１０６の土質改良材供給量演算回路１０７に入力し、実際の土質改良材供給量を演算する。そして、比較回路１１０において、この実際の土質改良材供給量と上記演算された土質改良材要求量を比較し、実際の供給量が要求量に近似するように制御信号を駆動装置４４Ａに出力する。
【００５８】
このような混合比制御装置９６の制御により、土質改良材供給装置２７は、泥土及び土質改良材が最適な混合比となるように、その貯留タンク２８内の土質改良材をスクリューフィーダ２９により搬送コンベア１３で搬送される泥土に対し一定量づつ供給していく。そして、搬送コンベア１３により混合装置４７に導入された泥土及び土質改良材は、パドルミキサ５１で均一に攪拌混合され、排出コンベア５９上に改良土として導出される。この改良土は、排出コンベア５９により搬送され、最終的に自走式土質改良機外に排出される。
【００５９】
以上のように動作する本発明の自走式土質改良機及び搬送土砂量測定装置の一実施の形態の作用を以下に順番に説明する。
（１）搬送泥土量の検出精度向上
例えば、受圧手段が略棒状形状である前述の従来技術のような構造である場合、本実施の形態のように含水比が極めて高い建設泥土等を改質する際には、その搬送量を検出する際に受圧手段が細いことからその先端が泥土に沈み込んでしまい、搬送泥土量を正確に検出できない可能性がある。これに対し、本実施の形態においては、受圧手段としての受圧板７５が搬送コンベア１３の搬送ベルト１６とほぼ同等の幅方向長さを有しており、接触面７５ａと泥土表面が接触する面積（受圧面積）を上記従来技術に比べ大幅に増大することができるので、受圧板７５が泥土へ与える圧力を大幅に小さくすることができ、含水比の高い泥土であっても受圧板７５は沈み込むことなく搬送泥土表面に接触することができる。このようにして搬送泥土高さの検出精度を向上できるので、その結果、搬送泥土量の検出精度を向上することができる。したがって、泥土及び土質改良材の混合比を好適な値とすることができ、良質な改良土を生成することができる。
【００６０】
また、本実施の形態で用いた受圧板７５及び角度センサ８５に代えて、例えば超音波センサ等で直接搬送泥土の高さを検出することも可能であるが、そのような構造とした場合には、検出範囲が小さくセンサ設置位置下部のみの泥土の高さしか検出することができず、泥土が搬送ベルト幅方向に偏って搬送されてきた場合には正確な搬送泥土量を検出することができない。これに対し、本実施の形態によれば、上述したように搬送ベルト１６とほぼ同等の幅方向長さを有する受圧板７５を用いるので、このような場合にも泥土の偏りに対する均し効果が働き、搬送泥土量をより正確に検出することができる。なお、上記超音波センサを用いる場合において、搬送泥土の幅方向の偏りに対応するために幅方向複数箇所にセンサを設置する構成も考えられるが、その場合にはコストが増大してしまうのに対し、本実施形態によれば角度センサ１個で対応可能であるので、経済的にも有利である。
【００６１】
（２）搬送コンベアの逆転駆動時にも対応可能
一般に、自走式土質改良機においては、ホッパ１２の土砂出口１２Ａで土砂が凝り固まって目詰まりを起こすことがあり、この場合には搬送コンベア１３を逆転駆動させて土砂を反対方向に搬送することで、土砂出口１２Ａの目詰まりを崩すようにしている。
【００６２】
本実施の形態においては、受圧板７５の接触面７５ａの形状を泥土の搬送方向（すなわち搬送コンベア１３の長手方向）に沿って上方に開放した円弧形状とするので、受圧板７５は、搬送コンベア１３が正転・逆転駆動されることによりどちらの搬送方向に搬送される泥土に対しても、略同等の追従性を有することができる。これにより、例えば搬送コンベア逆転時に泥土が乗り上げて受圧板７５内に土砂溜まりが生じ、その後正転駆動に復旧した際に、その土砂溜まりによる受圧板７５の重量増加によって搬送泥土量の検出精度が低下したり、受圧板７５が持ち上がらずに搬送泥土の堆積・閉塞等が生じる等の不具合を防止することができる。
【００６３】
（３）カウンタウェイト７８による改質対象土砂範囲拡大効果
本実施の形態によれば、カウンタウェイト支持部材７９にボルト８０でカウンタウェイト７８を固定することで、ボス８２に作用する受圧板７５によるモーメントをカウンタウェイト７８による反対方向のモーメントで相殺させ、受圧板７５が泥土へ与える圧力をさらに低減することができる。これにより、受圧板７５の泥土への沈み込みを確実に防止することができ、搬送泥土量の検出精度をさらに向上することができる。
【００６４】
また、仮にカウンタウェイト７８を用いない構造の場合には、改質対象である土砂が、泥土に限らず、例えば一軸圧縮強度の低い非常に軟弱な土砂である場合に、泥土から圧力を受けても受圧板７５が持ち上がらずに泥土がそのまま搬送ベルト１６上に堆積して閉塞してしまう可能性も考えられるが、本発明によれば、カウンタウェイト７８を使用して搬送泥土に対する追従性をさらに向上できるので、上記堆積・閉塞するような事態を回避し、確実に搬送泥土量を検出することができる。さらに、改質対象となる土砂の性状にあわせて、例えばカウンタウェイト７８を適宜重量の異なるカウンタウェイトに交換（又はその一部を取り外したり付け足したりしても良い）することで、受圧板７５が搬送泥土へ与える圧力を調整し、受圧板７５の搬送泥土に対する追従性を調整することができる。これにより、改質対象となる土砂（特に泥土）の範囲を拡大することができる。
【００６５】
（４）排出口７５ａ１，７５ｂ１による泥土溜まり防止作用
本実施の形態によれば、受圧板７５の接触面７５ａ及び両側面７５ｂ，７５ｂの鉛直方向最下部近傍に排出口７５ａ１，７５ｂ１を設ける。これにより、受圧板７５内に開口部７５ｃを介して入り込んだ泥土を効率良く排出でき、受圧板７５内の泥土溜まりを防止することができる。したがって、泥土溜まりによって受圧板７５の重量が増加し、搬送泥土量の検出精度が低下したり、受圧板７５が持ち上がらなくなり搬送泥土の堆積・閉塞等が生じることを防止することができる。
【００６６】
なお、上記本発明の一実施の形態においては、受圧板７５の形状を略半円筒形状としたが、これに限らず、例えば図１１に示すような円柱状の受圧ローラ７５′を用いてもよい。この場合、受圧ローラ７５′内に泥土が入り込むことがないので排出口が不要となる。また、例えば図１２に示すような略逆への字型をしたソリ状形状の受圧板７５″としてもよい。
【００６７】
また、上記本発明の一実施の形態においては、受圧板７５の回動角度を角度センサ８５で検出することで搬送泥土の高さを検出するようにしたが、これに限らず、例えば超音波センサ等で受圧板７５の高さを直接検出し、それにより搬送泥土高さを検出するようにしてもよい。
【００６８】
またさらに、上記本発明の一実施の形態においては、カウンタウェイト７８を用いることで受圧板７５が泥土へ与える圧力を低減するようにしたが、これに限らない。すなわち、例えばバネ等の弾性体を用いて、カウンタウェイト支持部材７９に上方向から下方向に向かって付勢力を与える構造としてもよいし、受圧板７５を弾性体により直接上方に引っ張り上げる構造としてもよい。また、受圧板７５又は受圧板支持部材７７を適宜の軽量材料を用いて構成し、これにより泥土へ与える圧力を低減するようにしてもよい。
【００６９】
また、上記本発明の一実施の形態においては、含水比の高い泥土を改質対象としたが、これに限らず建設残土等の通常の含水率の土砂を改質対象としても構わない。この場合には、受圧板７５内（あるいは外部でもよい）に適宜のウェイトを設け、搬送土砂に対する均し機能を付加してもよい。
【００７０】
またさらに、受圧板を図１３に示すようなリンク機構を構成する受圧板支持部材７７′により支持するようにしてもよい。このとき、例えば部材７７′ａをブラケット８４′から略水平に突出するように固定して設け、部材７７′ｂをブラケット８４′で回動可能に支持し、部材７７′ｃを部材７７′ａでその先端に対して回動可能に支持し、受圧板７５’’’を部材７７′ｂ，７７′ｃでそれぞれの先端に対して回動可能に支持する構造とすることにより、搬送泥土高さが変化しても受圧板７５’’’の略水平状態が維持される。これにより、搬送泥土量によらず受圧板７５’’’と搬送泥土表面との接触位置が受圧板７５’’’の下方略中央部に固定されるので、土砂高さ演算回路９８による泥土高さの演算が容易となり、搬送泥土高さの検出精度を向上することができる。
【００７１】
また、上記本発明の一実施の形態においては受圧板７５を１つの部材として構成したが、搬送コンベア１３の幅方向に沿って複数に分割した構造としてもよい。この場合、泥土が搬送ベルト幅方向に偏って搬送されてきた場合に、さらに正確に搬送泥土量を検出することができる。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、搬送コンベアの幅方向にわたる受圧部を有する受圧手段を用いることで、受圧手段と搬送土砂が接触する受圧面積を増大させ、受圧手段が土砂へ与える圧力を低減することができる。これにより、含水比の高い土砂の場合にも受圧手段の搬送土砂への沈み込みを防止することができ、搬送土砂量の検出精度を向上することができる。したがって、土砂及び土質改良材の混合比を好適な値とすることができ、良質な改良土を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態の全体構造を表す側面図である。
【図２】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態の全体構造を表す上面図である。
【図３】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態の全体構造を表す正面図である。
【図４】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態を構成するホッパの構造を簡略的に表す側断面図である。
【図５】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態を構成する混合装置の詳細構造を表す上面図である。
【図６】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態を構成する混合装置の詳細構造を表す図５中ＶＩ−ＶＩ断面による側断面図である。
【図７】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態を構成する搬送土砂量測定装置の詳細構造を表す側面図である。
【図８】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態を構成する搬送土砂量測定装置の詳細構造を表す後面図である。
【図９】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態を構成する搬送土砂量測定装置の設置部分近傍を表す一部透視して示す図１中部分拡大側面図である。
【図１０】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態を構成する混合比制御装置の機能を表す機能ブロック図である。
【図１１】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態を構成する受圧板の変形例を簡略的に表す側断面図である。
【図１２】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態を構成する受圧板の変形例を簡略的に表す側断面図である。
【図１３】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態を構成する受圧板支持部材の変形例を簡略的に表す側断面図である。
【符号の説明】
２ 走行装置
３ 本体フレーム
１２ ホッパ
１３ 搬送コンベア
２０ 搬送土砂量測定装置
２７ 土質改良材供給装置
４７ 混合装置（混合手段）
５９ 排出コンベア
７５ 受圧板（受圧手段）
７５′ 受圧板（受圧手段）
７５″ 受圧板（受圧手段）
７５’’’ 受圧板（受圧手段）
７５ａ 接触面（受圧部；土砂接触面）
７５ａ１ 排出口
７５ｂ１ 排出口
７８ カウンタウェイト（圧力低減手段）
７９ カウンタウェイト支持部材（圧力低減手段）
８０ ボルト（圧力低減手段）
８５ 角度センサ（検出手段）
９６ 混合比制御装置（制御手段）

Claims (5)

1. 受け入れた土砂を土質改良材と混合して改質する自走式土質改良機において、
   本体フレームと、
   この本体フレームに設けた走行手段と、
   前記本体フレーム上に設けた混合手段と、
   前記本体フレームの長手方向一方側に設けた土砂受入用のホッパと、
   このホッパの下部から前記混合手段にかけて設けた搬送コンベアと、
   この搬送コンベア上の土砂に対して土質改良材を供給する土質改良材供給装置と、
   前記搬送コンベア上方における前記ホッパと前記土質改良材供給装置との間の位置に設けられ、前記搬送コンベアの幅方向にわたる受圧部を有する受圧手段と、
   この受圧手段の変位量を検出する検出手段と、
   この検出手段の検出信号に基づき前記土質改良材供給装置の供給量を制御する制御手段と、
   前記混合手段の下方から前記本体フレームの長手方向他方側外方へ延設する排出コンベアと
   を備えたことを特徴とする自走式土質改良機。
2. 請求項１記載の自走式土質改良機において、前記受圧手段の土砂接触面は、前記搬送コンベアの搬送方向に沿った円弧形状を有することを特徴とする自走式土質改良機。
3. 請求項１又は２記載の自走式土質改良機において、前記受圧手段が土砂に与える圧力を低減する圧力低減手段をさらに備えることを特徴とする自走式土質改良機。
4. 請求項２又は３記載の自走式土質改良機において、前記受圧手段は、その内部に入り込んだ土砂を排出するための排出口を備えることを特徴とする自走式土質改良機。
5. 土砂を搬送する搬送コンベア上に設けられる搬送土砂量測定装置において、
   前記搬送コンベアの幅方向にわたる受圧部を有する受圧手段と、
   この受圧手段の変位量を検出する検出手段と、
   前記受圧手段が土砂に与える圧力を低減する圧力低減手段と
   を備えることを特徴とする搬送土砂量測定装置。

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