JP2007092469A - 土質改良機 - Google Patents

Abstract

【課題】原料土供給装置により供給された原料土と土質改良材とを混合撹拌して改良土にする混合装置を備えた土質改良機において、混合装置の改良土排出部が詰まってしまうことを防止する。
【解決手段】混合装置８の排出口１０ｂの近傍に攪拌機１４を配設すると共に、該攪拌機１４を改良土の排出量に応じて上下動するように設け、該攪拌機１４の上下動に基づいて検出された改良土排出量に応じて、原料土フィーダの搬送速度を制限するように構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、軟弱な土壌等の原料土を土質改良して再利用するための土質改良機の技術分野に属するものである。

近年、資源再利用促進の背景の下、軟弱な土壌等の原料土に固化材等の土質改良材を混合して土質改良し、このものを改良土として再利用する土質改良機のニーズが広がっている。
前記土質改良機は、一般に、原料土ホッパに投入された原料土を供給する原料土供給装置、改良材ホッパに投入された土質改良材を供給する改良材供給装置、原料土と土質改良材とを混合撹拌して改良土にする混合装置、混合装置から排出される改良土を搬出する改良土搬出装置等を備えて構成される。
ところで、前記混合装置のなかには、原料土および土質改良材を混合装置上部に設けた供給口から落下せしめ、該落下途中で回転翼により解砕混合撹拌して改良土とし、そして該改良土を混合装置下部に設けた排出口から排出して改良土搬出装置により搬出するように構成したものがある。
この様な混合装置において、原料土の供給が過剰の場合や、混合装置の撹拌が十分でなかったような場合には、混合装置の下部に改良土が滞留して排出口が詰った状態となり、改良土搬出装置による改良土の搬出がスムーズにいかなくなったり、混合装置が過負荷で停止したりする惧れがある。
一方、混合装置の排出口付近に、さらに土を撹拌する後混合機を設けた技術が提唱されている（例えば、特許文献１の図１４参照。）。このものは、混合装置の排出口を幅狭い形状にし、該排出口から排出される土と液体の土質改良剤とを後混合機で撹拌するように構成されている。
特開２０００−３５５９５４号公報

ところで、前記特許文献１のものは、混合装置の排出口が幅狭い形状になっているため、該排出口部分に土が詰り易いと思われるが、一方、後混合機により排出口から排出される土が撹拌されることで、排出口の詰り防止を期待できる。しかしながら、この様に排出口から排出される土を撹拌しても、排出量が多いと排出口が詰まってしまうことがあり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、原料土を供給する原料土供給装置と、該原料土供給装置により供給された原料土と土質改良材とを混合撹拌して改良土にする混合装置と、該混合装置から排出された改良土を搬出する改良土搬出装置とを備えて構成される土質改良機において、前記混合装置の改良土排出部に攪拌機を配設すると共に、該攪拌機配設部の改良土排出量を検出する排出量検出手段を設け、該排出量検出手段により検出された改良土排出量に応じて前記原料土供給装置による原料土供給量を制御するように構成したことを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、混合装置の改良土排出部に配された攪拌機によって改良土が撹拌されることになって、該改良土が排出部に詰まってしまうことを防止できると共に、改良土排出量に応じて原料土供給量が制御されることになり、而して、原料土供給が過剰となって混合装置内に改良土が滞留してしまうような不具合を、確実に防止できる。
請求項２の発明は、請求項１において、攪拌機を、改良土の排出量に応じて上下動するよう支持せしめる共に、排出量検出手段は、上記攪拌機の上下動に基づいて改良土排出量を検出することを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、攪拌機自身を有効利用して、撹拌機配設部の改良土排出量を検出することができる。
請求項３の発明は、請求項１において、攪拌機に、改良土の排出量に対応して上下動する可動体を装着すると共に、排出量検出手段は、上記可動体の上下動に基づいて改良土排出量を検出することを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、攪拌機を有効利用して、撹拌機配設部の改良土排出量を検出することができる。

次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１は自走式土質改良機であって、該自走式土質改良機１は、クローラ式の下部走行体２、図示しないエンジンや油圧ポンプ等が収納される動力室３、改良するべき原料土が投入される原料土ホッパ４、該原料土ホッパ４に投入された原料土を搬送する原料土フィーダ５、石灰系固化材やセメント系固化材等の土質改良材が投入、貯溜される改良材ホッパ６、該改良材ホッパ６に投入された土質改良材を搬送するスクリューフィーダ７、原料土フィーダ５により供給される原料土とスクリューフィーダ７により供給される土質改良材とを混合撹拌して改良土にする混合装置８、該混合装置８から排出される改良土を搬出する搬出コンベア９等を備えて構成されている。

前記混合装置８は、図２に示すように、下方が開口した縦置き円筒形状のケーシング１０、軸芯が上下方向を向き、且つ軸回り方向回転自在な状態でケーシング１０の略中心部に支持される回転軸１１、該回転軸１１を回転せしめるべく駆動する混合装置用油圧モータ１２、上下方向及び周回り方向に所定間隔を存する状態で回転軸１１に一体固定される複数の回転翼１３等から構成される。そして、前記原料土フィーダ５から供給される原料土とスクリューフィーダ７から供給される土質改良材とは、ケーシング１０の上部に開設された供給口１０ａからケーシング１０内に投入され、落下しながら回転翼１３により解砕混合撹拌されることで改良土となって、ケーシング１０の下方開口から搬出コンベア９上に落下するように構成されている。

前記搬出コンベア９は、搬出上手側が前記ケーシング１０の下方開口の下側に位置するように配されていて、ケーシング１０から落下する改良土を受止める。一方、ケーシングの下部には、前記搬出コンベア９上に落下した改良土をケーシング１０内からケーシング１０外に排出するための排出口１０ｂが形成されており、而して、搬出コンベア９上の改良土は上記排出口１０ｂを通って搬出下手側に搬出されるようになっている。

また、１４は前記排出口１０ｂの近傍（排出口１０ｂの直ぐ外側）に位置するように配される攪拌機であって、該攪拌機１４は、図示しない油圧モータにより駆動される回転軸１５、該回転軸１５に設けられる複数の撹拌爪１６、該撹拌爪１６の上方を覆うカバー１７、回転軸１５が取付支持される揺動アーム１８等から構成されているが、該揺動アーム１８の上端部は、前記ケーシング１０の外周面部に固着されたブラケット１９にピン軸２０を介して上下揺動自在に軸支されている。そして、前記排出口１０ｂを通ってケーシング１０内からケーシング１０外に排出された改良土は、排出口１０ｂの通過直後に撹拌機１４によって撹拌され、これにより、排出口１０ｂ部分に改良土が滞留して排出口１０ｂが詰まってしまうことを防止できるようになっているが、さらに攪拌機１４は、搬出コンベア９上を搬出される改良土からの抵抗を受けて、改良土排出量が多ければ上動し、改良土排出量が少なければ下動するよう、前記ピン軸２０を支軸として上下揺動するようになっている。尚、前記攪拌機１４の下限位置は、撹拌爪１６が搬出コンベア９に緩衝してしまうことがないよう、図示しないストッパによって規制されている。

さらに、前記攪拌機１４の上下揺動の揺動角度αは、リンク機構２１を介してケーシング１０の外周面部に取付けられた角度検出器２２に伝えられ、該角度検出器２２によって検出されるように構成されている。尚、本実施の形態では、攪拌機１４が上動するほど、つまり排出口１０ｂから排出される改良土の排出量が多くなるほど、攪拌機１４の揺動角度αが大きくなるように設定されている。そして、該角度検出器２２で検出された攪拌機１４の揺動角度αは、後述する制御器２３に入力される。また、該制御器２３には、原料土の供給量を設定するための原料土供給量設定ダイヤル（オペレータが原料土ホッパ４に投入される原料土の種類や投入量等に応じて原料土フィーダ５の搬送速度を設定するべく操作するダイヤルであって、操作パネル等に配設される）２４からの信号も入力される。

次いで、前記制御器２３における原料土フィーダ５の駆動制御について、図３に示す制御ブロック図に基づいて説明する。
前記図３において、２５は速度設定器であって、該速度設定器２５は、原料土供給量設定ダイヤル２４からの入力信号に基づいて原料土フィーダ５の搬送速度を設定し、該設定速度を最小値選択器２６に出力する。
一方、２７はフィルタであって、該フィルタ２７は、角度検出器２２から入力される検出信号を平滑化して、制限速度設定器２８に出力する。
制限速度設定器２８は、フィルタ２７により平滑化された角度検出器２２の検出値、即ち攪拌機１４の揺動角度αに基づいて、原料土フィーダ５の制限速度を設定する。この場合、攪拌機１４の揺動角度αが予め設定される設定角度α１以下のときには、制限速度は原料土フィーダ５の最大搬送速度に設定されるが、揺動角度αが設定角度α１よりも大きい場合には、該撹拌機１４の揺動角度αが大きいほど制限速度が遅くなるように設定される。そして、該制限速度設定器２８により設定された制限速度は、最小値選択器２６に出力される。
ここで、前記設定角度α１は、改良土の排出量が所定排出量のときの攪拌機１４の揺動角度である。また、上記所定排出量は、改良土が混合装置８の下部に滞留してしまう惧れがない排出量として、予め設定される。
前記最小値選択器２６は、速度設定器２５から入力される設定速度と、制限速度設定器２８から入力される制限速度のうち小さい値を選択して、原料土フィーダ５を駆動せしめる原料土フィーダ駆動装置２９に出力する。

而して、攪拌機１４の揺動角度αが設定角度α１よりも小さい、つまり排出口１０ｂからの改良土の排出量が所定排出量よりも少なくて、改良土が混合装置８の下部に滞留してしまう惧れのない場合には、制限速度設定器２８による制限速度は最大搬送速度であるから、最小値選択器２６は、速度設定器２５により設定された設定速度を選択する。これにより原料土フィーダ５は、オペレータが原料土供給量設定ダイヤル２４で設定した搬送速度で原料土を混合装置８に供給する。
一方、攪拌機１４の揺動角度αが設定角度α１よりも大きい、つまり、改良土排出量が所定排出量よりも多い場合には、速度設定器２５により設定された設定速度と制限速度設定器２８により設定された制限速度とのうち小さい値が最小値選択器２８により選択される。これにより、排出口１０ｂからの排出量が多くなると原料土フィーダ５の搬送速度が遅くなるように、つまり原料土の供給量が少なくなるように制限される。

叙述の如く構成された本形態において、原料土フィーダ５から供給される原料土とスクリューフィーダ７から供給される土質改良材とは、混合装置８のケーシング１０上部の供給口１０から投入され、落下しながら回転翼１３により解砕混合撹拌されることで改良土となって、ケーシング１０下部の排出口１０ｂから排出されて搬出コンベア９により搬出されることになるが、上記排出口１０ｂの近傍（排出口１０ｂの直ぐ外側）には、改良土を撹拌する攪拌機１４が配されていると共に、該攪拌機１４は、改良土の排出量に対応して上下揺動することになる。而して、該攪拌機１４の揺動角度によって改良土の排出量が検出されることになるが、該排出量が所定排出量よりも多い場合には、排出量が多くなるほど原料土フィーダ５の搬送速度が遅くなるように、つまり混合装置８への原料土供給量が少なくなるように制御されることになる。

この結果、混合装置８の排出口１０ｂから排出された改良土は、該排出口１０ｂの通過直後に攪拌機１４によって撹拌されることになり、而して、排出口１０ｂ部分に改良土が滞留して排出口１０ｂが詰まってしまうことを防止できると共に、該排出口１０ｂからの排出量が多くなると、混合装置８への原料土供給量が少なくなるように制御されることになって、原料土供給が過剰となって混合装置８内に改良土が詰まってしまうような不具合を、確実に防止できる。しかも、混合装置８からの排出量の検出は、排出口１０ｂの近傍に設けた攪拌機１４を用いて行われることになるから、排出口１０ｂからの排出量を精度良く検出できると共に、撹拌機１４を有効利用して排出量検出を行うことができる。そのうえ、攪拌機１４によって、混合装置８から排出された改良土をさらに混ぜ合わせることになるから、より良質な改良土とすることができる。

尚、本発明は上記実施の形態に限定されないことは勿論であって、混合装置８の排出口１０ｂから排出される改良土の排出量を検出する排出量検出手段としては、図４に示す第二の実施の形態のように構成することもできる。尚、該第二実施の形態において、前述した実施の形態と共通するもの（同一のもの）については、同一の符号を付すと共に、説明を省略する。
つまり、第二の実施の形態のものでは、攪拌機３０が混合装置８のケーシング１０の外周面部にブラケット３１を介して固定される一方、該攪拌機３０のカバー３２には、可動板３３の基端部がピン軸３４を介して上下揺動自在に軸支されている。この可動板３３の先端部は、混合装置８の排出口１０ｂから排出される改良土の上面に当接するようになっており、而して、可動板３３は改良土の排出量に対応して上下揺動することになり、該可動板３３の揺動角度をリンク機構３５を介して角度検出器３６で検出することで、改良土の排出量を検出できるように構成されている。
そして、この第二の実施の形態のように、攪拌機３０に装着された可動板３３の上下動に基づいて改良土の排出量の検出を行うように構成したものにおいても、前述した攪拌機自身の上下動に基づいて改良土の排出量の検出を行うように構成したものと同様の作用効果を奏する。

自走式土質改良機の構造を示す図である。 混合装置および攪拌機を示す図であって、（Ａ）は攪拌機が下動した状態、（Ｂ）は攪拌機が上動した状態を示す。 原料土フィーダの駆動制御を示すブロック図である。 第二の実施の形態における混合装置および攪拌機を示す図であって、（Ａ）は可動板が下動した状態、（Ｂ）は可動板が上動した状態を示す。

符号の説明

５ 原料土フィーダ
８ 混合装置
９ 搬出コンベア
１０ｂ 排出口
１４ 攪拌機
２２ 角度検出器
３０ 攪拌機
３３ 可動板
３６ 角度検出器

Claims (3)

1. 原料土を供給する原料土供給装置と、該原料土供給装置により供給された原料土と土質改良材とを混合撹拌して改良土にする混合装置と、該混合装置から排出された改良土を搬出する改良土搬出装置とを備えて構成される土質改良機において、前記混合装置の改良土排出部に攪拌機を配設すると共に、該攪拌機配設部の改良土排出量を検出する排出量検出手段を設け、該排出量検出手段により検出された改良土排出量に応じて前記原料土供給装置による原料土供給量を制御するように構成したことを特徴とする土質改良機。
2. 請求項１において、攪拌機を、改良土の排出量に応じて上下動するよう支持せしめる共に、排出量検出手段は、上記攪拌機の上下動に基づいて改良土排出量を検出することを特徴とする土質改良機。
3. 請求項１において、攪拌機に、改良土の排出量に対応して上下動する可動体を装着すると共に、排出量検出手段は、上記可動体の上下動に基づいて改良土排出量を検出することを特徴とする土質改良機。

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