JP2006232439A - 材料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】材料の供給量を微少量から多量の広範囲にわたって精度良く調整することができる材料供給装置を提供する。
【解決手段】材料を収納する器体の底部開口に、器体内から材料を取出して移送する複数本の材料移送手段13，14を並列設置する。これらの材料移送手段13，14は、駆動用の流体圧モータ18，19をそれぞれ備え、これらの流体圧モータ18，19に供給する作動流体の流量は、複数の流量制御弁35，36により個別に制御可能である。複数の流体圧モータ18，19を並列運転する並列接続回路44と、複数の流体圧モータ18，19を直列運転する直列接続回路53は、切換弁54，55によって切換えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、器体内から複数本の材料移送手段により材料を取出して供給する材料供給装置に関する。

図５に土質改良機の構造図を示す。この図５において、履帯式の下部走行体１上に、エンジンと、このエンジンにより駆動される油圧ポンプなどから構成されるパワーユニット２、土砂を供給する原土フィーダ３、石灰などの固化材を投入する固化材ホッパ４が搭載されている。この固化材ホッパ４の下部にはスクリューフィーダ５が設置され、このスクリューフィーダ５の下側には、原土フィーダ３から送られる土砂とスクリューフィーダ５から供給される固化材とを混合する混合装置６が設置され、この混合装置６の下側からパワーユニット２の下側を経て斜め上方へ、混合された土砂を排出する排出コンベア７が配設されている。

図６および図７は、従来の固化材供給装置を示し、固化材ホッパ４の底部に１本のスクリューフィーダ５が設置されたもので、固化材ホッパ４の底部に開口された１箇所の固化材取込口部８に１本のスクリューフィーダ５が斜め上方に向って設置され、このスクリューフィーダ５の先端部下側に固化材排出口部９が配置されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１１３６１９号公報（第４−５頁、図１、６−８）

上記の従来の固化材供給装置では、１本のスクリューフィーダ５の回転数を制御して固化材の供給量を調整しているので、固化材の供給量を広範囲にわたって精度良く調整することが困難であった。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、材料の供給量を広範囲にわたって精度良く調整することができる材料供給装置を提供することを目的とするものである。

請求項１記載の発明は、材料を収納する器体と、器体の底部開口に並列設置され器体内から材料を取出して移送する複数本の材料移送手段とを具備し、複数の材料移送手段は、駆動用の流体圧モータをそれぞれ備え、複数の流体圧モータに供給される作動流体の流量を個別に制御可能な複数の流量制御弁と、複数の流体圧モータを並列運転する並列接続回路と、複数の流体圧モータを直列運転する直列接続回路と、並列接続回路と直列接続回路とを切換える切換弁とを具備した材料供給装置であり、そして、切換弁により並列接続回路が形成されたときは、複数本の材料移送手段の流体圧モータが、分配された作動流体により低速で並列運転されるので、器体内から材料移送手段により単位時間当たり少量または中量の材料が供給され、また、切換弁により直列接続回路が形成されたときは、複数本の材料移送手段の流体圧モータが、分配されることなく供給される作動流体により高速で直列運転されるので、器体内から材料移送手段により単位時間当たり多量の材料が供給され、さらに、一部の流量制御弁を閉じ制御して一部の流体圧モータを停止させることにより、器体内から微少量の材料が供給され、このため、器体内の材料の供給量を微少量から多量の広範囲にわたって精度良く調整することが可能となる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の材料供給装置において、切換弁を制御して並列接続回路を選択するとともに複数の流量制御弁を開閉制御することで複数の流体圧モータを一定時間ごとに切換えて駆動する制御手段を具備したものであり、そして、制御手段により複数の流量制御弁を切換制御して、器体の底部開口に並列設置された複数本の材料移送手段の流体圧モータを一定時間ごとに切換えて駆動することにより、器体内から少量の材料を供給する際に、器体内の材料を均一に減少させることが可能となる。

請求項３記載の発明は、材料を収納する器体と、器体の底部開口に並列設置され器体内から材料を取出して移送する複数本の材料移送手段とを具備し、複数の材料移送手段は、駆動用の流体圧モータをそれぞれ備え、複数の流体圧モータに供給される作動流体の流量を個別に制御可能な複数の流量制御弁と、複数の流量制御弁を開閉制御することで複数の流体圧モータを一定時間ごとに切換えて駆動する制御手段とを具備した材料供給装置であり、そして、一部の流量制御弁を閉じ制御して一部の流体圧モータを停止させることにより、器体内から微少量の材料を供給することが可能であり、このとき、制御手段により複数の流量制御弁を切換制御して、器体の底部開口に並列設置された複数本の材料移送手段の流体圧モータを一定時間ごとに切換えて駆動することにより、器体内から少量の材料を供給する際に、器体内の材料を均一に減少させることが可能となり、また、複数本の材料移送手段の流体圧モータを同時に運転することで、より多量の材料供給が可能となり、このため、器体内の材料の供給量を広範囲にわたって精度良く調整することが可能となる。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか記載の材料供給装置における材料移送手段を、円筒ケーシング内で螺旋翼を回転させることで材料を移送するスクリューフィーダとしたものであり、そして、スクリューフィーダの螺旋翼を定速回転させることで、その回転速度に応じた移送速度で円筒ケーシング内の材料を連続的に定速移送して定量供給することが可能となる。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか記載の材料供給装置における材料を、土質改良用の固化材としたものであり、そして、器体内の土質改良用の固化材の供給量を、微少量から多量の広範囲にわたって精度良く調整することが可能となる。

請求項１記載の発明によれば、切換弁により並列接続回路が形成されたときは、複数本の材料移送手段の流体圧モータが、分配された作動流体により低速で並列運転されるので、器体内から材料移送手段により質量、粘度などが大きく移送抵抗が大きな材料を少しずつ確実に供給する場合に適し、また、切換弁により直列接続回路が形成されたときは、複数本の材料移送手段の流体圧モータが、分配されることなく供給される作動流体により高速で直列運転されるので、器体内から材料移送手段により単位時間当たり多量の材料を供給する場合に適し、さらに、並列接続回路において一部の流量制御弁を閉じ制御して一部の流体圧モータを停止させることにより、器体内から微少量の材料を高精度に供給する場合に適し、このため、器体内の材料の供給量を微少量から多量の広範囲にわたって精度良く調整することができる。

請求項２記載の発明によれば、制御手段により複数の流量制御弁を切換制御して、器体の底部開口に並列設置された複数本の材料移送手段の流体圧モータを一定時間ごとに切換えて駆動することにより、器体内から少量の材料を供給する際に、器体内の材料を均一に減少させることができる。

請求項３記載の発明によれば、一部の流量制御弁を閉じ制御して一部の流体圧モータを停止させることにより、器体内から微少量の材料を供給でき、このとき、制御手段により複数の流量制御弁を切換制御して、器体の底部開口に並列設置された複数本の材料移送手段の流体圧モータを一定時間ごとに切換えて駆動することにより、器体内から少量の材料を供給する際に、器体内の材料を均一に減少させることができ、また、複数本の材料移送手段の流体圧モータを同時に運転することで、より多量の材料を供給でき、このため、器体内の材料の供給量を広範囲にわたって精度良く調整することができる。

請求項４記載の発明によれば、スクリューフィーダの螺旋翼を定速回転させることで、その回転速度に応じた移送速度で円筒ケーシング内の材料を連続的に定速移送して連続的に定量供給できる。

請求項５記載の発明によれば、器体内の土質改良用の固化材の供給量を、微少量から多量の広範囲にわたって精度良く調整することができる。

以下、本発明を、図１乃至図４に示される一実施の形態を参照しながら説明する。

図２および図３に示されるように、土質改良用の固化材などの材料10を収納するホッパなどの器体11の底部開口12には、器体11内から材料10を取出して移送する複数本の材料移送手段13，14が、平行に斜め上方へ向って並列設置されている。

各々の材料移送手段13，14は、円筒ケーシング15内で螺旋翼16を回転させることで材料10を移送するスクリューフィーダであり、これらの材料移送手段13，14の各螺旋翼16の駆動軸17には、駆動用の油圧モータなどの流体圧モータ18，19がそれぞれ接続されている。これらの流体圧モータ18，19とは反対側に位置する円筒ケーシング15の先端部には、下側に向って材料排出口部20が開口されている。

図１に示されるように、各々の材料移送手段13，14の流体圧モータ18，19を制御する制御回路は、油圧ポンプなどの流体圧ポンプ21の吐出部が、マルチ電磁比例流量制御弁ブロック22の内部に設けられた供給通路23に接続され、また、マルチ電磁比例流量制御弁ブロック22の内部に設けられた排出通路24がタンク25に接続され、供給通路23と排出通路24とを連通する通路26，27中には、メインリリーフ弁28と、ブリードオフリリーフ弁29とがそれぞれ介在されている。

供給通路23から分岐された複数の通路31，32には、それぞれ圧力補償弁33，34を介して、複数の流体圧モータ18，19に供給される作動流体の流量を個別に制御可能な複数の流量制御弁35，36が接続されている。これらの流量制御弁35，36は、供給通路23の先端にフィルタ37およびパイロット圧用の減圧弁38を介して形成されたパイロット通路39を経てそれぞれ供給されるパイロット圧と、ソレノイドに供給される電流に比例動作するマルチ電磁比例流量制御弁である。

これらの流量制御弁35，36内から引出された負荷圧検出通路41，42が、各圧力補償弁33，34にパイロット通路としてそれぞれ接続されているとともに、負荷圧フィードバック用のシャトル弁43を介して、ブリードオフリリーフ弁29にパイロット通路として接続されている。

各々の流量制御弁35，36には、複数の流体圧モータ18，19を並列運転する並列接続回路44を形成する通路45，46a，46bおよび通路47，48a，48bが接続されている。通路45，46bと排出通路24との間、通路47，48bと排出通路24との間には、それぞれオーバーロードリリーフ弁49が設けられている。

通路46aと通路47とを連通する通路51と、通路48aとタンク25とを連通する通路52とにより、複数の流体圧モータ18，19を直列運転する直列接続回路53が形成されている。

通路46a，46bと通路51との間、および通路48a，48bと通路52との間には、並列接続回路44と直列接続回路53とを切換える方向制御用の電磁作動式の切換弁54，55が設けられている。

複数の材料移送手段13，14の先端部には、スクリューフィーダの回転を検出する回転検出器56，57がそれぞれ設けられている。

複数の流量制御弁35，36および複数の切換弁54，55の各ソレノイドは、２点鎖線で示された電気配線によりコントローラなどの制御手段58に接続されている。この制御手段58は、流量制御弁35，36の可動弁体（スプールなど）をストローク制御してモータ速度を制御する機能、切換弁54，55を切換制御して並列接続回路44と直列接続回路53とを切換える機能、切換弁54，55を制御して並列接続回路44を選択するとともに複数の流量制御弁35，36を開閉制御して交互に中立位置に戻すことで複数の流体圧モータ18，19を一定時間ごとに切換えて駆動する機能などを備えている。

次に、図示された実施の形態の作用を説明する。

図４は、材料移送手段13，14の運転領域の区分を示し、単独運転または並列運転は、微量供給運転域または中量供給運転域に属し、直列運転は、微量供給運転域、中量供給運転域および多量供給運転域の広範囲をカバーすることが可能なる。これらについて、下記に詳細に説明する。

（スクリューフィーダ単独運転）
器体11内の材料10を微小量供給する場合は、切換弁54，55を図１に示された位置に制御して並列接続回路44を選択するとともに、流量制御弁35，36の一方のみを図示された中立位置からａ位置に切換える。そのとき、弁変位量を微少に制御することで、通路45，47の一方のみへの作動流体供給流量を絞り制御し、材料移送手段13，14の一方のみに設けられた流体圧モータ18，19の一方のみを低速回転させる。このとき、流量制御弁35，36の他方は、中立位置に閉じ制御したままとすることで、流体圧モータ18，19の他方は、停止状態にしておく。この単独運転は、微小量を高精度に供給する場合に適する。

このような単独運転は、複数の材料移送手段13，14の間で交互に行なうことで、器体11内の材料10を均一に減少させるようにする。すなわち、制御手段58により複数の流量制御弁35，36を中立位置（閉じ位置）からａ位置（開き位置）に交互に制御して、器体11の底部開口12に並列設置された複数本の材料移送手段13，14の流体圧モータ18，19を一定時間ごとに交互に作動させるように切換えて駆動することにより、器体11内から少量の材料10を供給する際に、器体11内の材料10を図３において左右均一に減少させることが可能となる。

（スクリューフィーダ並列運転）
器体11内の材料10を少量または中量供給する場合などは、流量制御弁35，36の両方をａ位置に切換えて、材料移送手段13，14を同時に並列駆動する。このとき、切換弁54，55は、図１に示された状態にあって、各々の流量制御弁35，36に流体圧モータ18，19がそれぞれ独立して接続された並列接続回路44が形成される。このときは、流体圧ポンプ21から供給された作動油などの作動流体量が、通路31，32に２分されて、流量制御弁35，36の内部通路を経て、２本の材料移送手段13，14の流体圧モータ18，19に分配供給される並列運転であるから、器体11内から材料移送手段13，14により、質量、粘度などが大きく移送抵抗が大きな材料を少しずつ確実に供給する場合に適する。

（スクリューフィーダ直列運転）
材料10を多量に供給する場合は、一方の流量制御弁35をａ位置に切換え、他方の流量制御弁35を中立位置に戻し、かつ切換弁54，55の両方をｂ位置に切換えることで、直列接続回路53を形成する。すなわち、流体圧ポンプ21から吐出された作動流体を、供給通路23、通路31、流量制御弁35、通路45を経て、流体圧モータ18に供給するとともに、この流体圧モータ18を経た作動流体を、通路46a、切換弁54の内部通路、通路51を経て、流体圧モータ19に供給し、さらに、通路48a、切換弁55の内部通路、通路52を経てタンク25に戻すことにより、材料移送手段13，14を直列駆動する。

このようにして直列接続回路53が形成されたときは、流体圧ポンプ21から分配されることなく全量供給される作動流体により、複数本の材料移送手段13，14の流体圧モータ18，19が、高速で直列運転されるので、器体11内から材料移送手段13，14により単位時間当たり多量の材料10を供給する場合に適する。

なお、このようにして直列接続回路53では、一方の流量制御弁35を絞り制御すれば、材料移送手段13，14の流体圧モータ18，19を同一速度で低速駆動することも可能であり、微少量から多量の広範囲にわたって対応できる。

次に、図示された実施の形態の効果を説明する。

切換弁54，55により並列接続回路44を形成したときは、複数本の材料移送手段13，14の流体圧モータ18，19が、分配された作動流体により低速で並列運転されるので、器体11内から材料移送手段13，14により質量、粘度などが大きく移送抵抗が大きい材料を少しずつ確実に供給することができ、また、切換弁54，55により通路51，52を用いた直列接続回路53が形成されたときは、複数本の材料移送手段13，14の流体圧モータ18，19が、流体圧ポンプ21から分配されることなく全量供給された作動流体により高速で直列運転されるので、器体11内から材料移送手段13，14により単位時間当たり多量の材料10を供給でき、さらに、並列接続回路44において流量制御弁35，36の一方を閉じ制御して流体圧モータ18，19の一方を停止させることにより、器体11内から微少量の材料10を高精度に供給でき、このため、器体11内の土質改良用の固化材などの材料10の供給量を微少量から多量の広範囲にわたって精度良く調整することができる。

材料移送手段13，14の一方のみを単独運転する場合は、制御手段58により複数の流量制御弁35，36を切換制御して、器体11の底部開口12に並列設置された複数本の材料移送手段13，14の流体圧モータ18，19を一定時間ごとに切換えて駆動することにより、器体11内から少量の材料10を供給する際に、器体11内の材料10を均一に減少させることができる。

材料移送手段13，14は、螺旋翼16を定速回転させることで、その回転速度に応じた移送速度で円筒ケーシング15内の材料10を連続的に定速移送して、材料排出口部20から連続的に定量供給できる。

このように、図示された実施の形態は、材料移送手段13，14を２台設け、材料10の供給量に応じて、材料移送手段13，14を単独駆動、２台並列駆動または２台直列駆動するので、従来のものに比較して制御の自由度を向上でき、微小量から多量まで器体11内の材料10を精度良く供給できるものであるが、さらに３台以上のスクリューフィーダを設け、材料10の供給量に応じて、単独運転、並列運転、直列運転を選択すれば、より広範囲にわたって、微量から多量まで材料10を精度良く供給でき、例えば、器体11内の土質改良用の固化材の供給量を、微少量から多量の広範囲にわたって精度良く調整できる。

次に、図２および図３に示されるように、材料10を収納する器体11の底部開口12に、器体11内から材料10を取出して移送する複数本の材料移送手段13，14を並列設置し、図１に示されるように、複数の材料移送手段13，14を駆動する複数の流体圧モータ18，19に供給される作動流体の流量を個別に制御可能な複数の流量制御弁35，36と、これらの流量制御弁35，36を開閉制御することで複数の流体圧モータ18，19を一定時間ごとに切換えて駆動する制御手段58とを具備した材料供給装置において、通路46aと通路46bとを連通するとともに、通路48aと通路48bとを連通した並列接続回路44を維持したままにしても良い。

この場合は、流量制御弁35，36の一方を中立位置に閉じ制御して流体圧モータ18，19の一方を停止させることにより、器体11内から微少量の材料を供給でき、このとき、制御手段58により複数の流量制御弁35，36を切換制御して、器体11の底部開口12に並列設置された複数本の材料移送手段13，14の流体圧モータ18，19を一定時間ごとに切換えて駆動することにより、器体11内から少量の材料を供給する際に、器体11内の材料を均一に減少させることができ、また、複数本の材料移送手段13，14の流体圧モータ18，19を同時に運転することで、より多量の材料を供給でき、このため、材料移送手段が１本の場合より器体11内の材料の供給量を広範囲にわたって精度良く調整することができる。

なお、本発明に係る材料供給装置は、土質改良用の固化材の供給に限定されるものではなく、他の粉体、粒体、砕片、粘性流体などの材料供給にも適用できる。

本発明に係る材料供給装置の一実施の形態を示す流体圧回路図である。 同上材料供給装置の材料供給方向断面図である。 図２のIII−III線断面図である。 同上材料供給装置の運転領域の区分を示す特性図である。 土質改良機の概要を示す一部破断の側面図である。 従来の材料供給装置の材料供給方向断面図である。 図６のVII−VII線断面図である。

符号の説明

10 材料
11 器体
12 底部開口
13，14 材料移送手段
15 円筒ケーシング
16 螺旋翼
18，19 流体圧モータ
35，36 流量制御弁
44 並列接続回路
53 直列接続回路
54，55 切換弁
58 制御手段

Claims (5)

1. 材料を収納する器体と、
   器体の底部開口に並列設置され器体内から材料を取出して移送する複数本の材料移送手段とを具備し、
   複数の材料移送手段は、駆動用の流体圧モータをそれぞれ備え、
   複数の流体圧モータに供給される作動流体の流量を個別に制御可能な複数の流量制御弁と、
   複数の流体圧モータを並列運転する並列接続回路と、
   複数の流体圧モータを直列運転する直列接続回路と、
   並列接続回路と直列接続回路とを切換える切換弁と
   を具備したことを特徴とする材料供給装置。
2. 切換弁を制御して並列接続回路を選択するとともに複数の流量制御弁を開閉制御することで複数の流体圧モータを一定時間ごとに切換えて駆動する制御手段
   を具備したことを特徴とする請求項１記載の材料供給装置。
3. 材料を収納する器体と、
   器体の底部開口に並列設置され器体内から材料を取出して移送する複数本の材料移送手段とを具備し、
   複数の材料移送手段は、駆動用の流体圧モータをそれぞれ備え、
   複数の流体圧モータに供給される作動流体の流量を個別に制御可能な複数の流量制御弁と、
   複数の流量制御弁を開閉制御することで複数の流体圧モータを一定時間ごとに切換えて駆動する制御手段と
   を具備したことを特徴とする材料供給装置。
4. 材料移送手段は、円筒ケーシング内で螺旋翼を回転させることで材料を移送するスクリューフィーダである
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の材料供給装置。
5. 材料は、土質改良用の固化材である
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の材料供給装置。

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