JP2011127362A - 土質改良機の混合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】攪拌翼への異物の引っ掛かりを抑制することができる土質改良機の混合装置を提供する。
【解決手段】長手方向の一方側の上部に土砂の入口７４を、他方側の下部に出口７５を有するケーシング７１と、このケーシング７１内で長手方向に延在する回転軸７６と、この回転軸７６の外周部に螺旋軌跡上に配置した攪拌翼７７と、螺旋軌跡上で隣接する攪拌翼７７同士を連結する扇状の連結板７８とを備えた土質改良機の混合装置１９において、連結板７８を、回転軸７６の径方向から見て回転軸７６に対する角度が異なる少なくとも二つの平面を有し、攪拌翼７７よりも当該回転軸７６の径方向の高さが低くなるように形成する。
【選択図】 図５

Description

本発明は土砂を混合する土質改良機の混合装置に関する。

近年の廃棄物再利用促進の機運の下、各種掘削作業で適宜発生する掘削土等といった改質が要求される土砂を対象として、石灰等の土質改良材とともに混合する土質改良機のニーズが拡大している。

この土質改良機には、土砂を混合する混合装置として、水平に延在した回転軸の外周部に多数の攪拌翼を設置した攪拌手段を備え、攪拌翼のブレード面で土砂を掻き混ぜるものがある。この攪拌手段は、回転軸に対してブレード面が傾斜した攪拌翼によって土砂を解砕し攪拌混合しつつ、混合装置の出口方向に移送する（特許文献１等参照）。

特開２００２−７００６４号公報

しかしながら、上記の攪拌手段を備えた混合装置の場合、攪拌翼が土砂に切り込んで解砕することにより高い混合性能を有する一方で、例えば岩石やゴミ等の大きな異物が土砂に混入している場合等には、攪拌翼の回転方向の前方を向いた側面で異物を抱え込んでしまい、混合装置内部の異物の噛み込みの要因となることがある。また、例えば紐状もしくは面状の剛性に乏しい異物が土砂に混入している等には、その異物を攪拌翼で引っ掛けて回転軸に絡み付かせてしまう恐れもある。異物の噛み込み、絡み付きのいずれの場合も混合装置を停止させて人手で異物を取り除かなければならないため、作業停止時間の増加、作業効率の低下の要因となる。

本発明の目的は、攪拌翼への異物の引っ掛かりを抑制することができる土質改良機の混合装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明は、土砂を混合する土質改良機の混合装置において、長手方向の一方側の上部に土砂の入口を、他方側の下部に出口を有するケーシングと、このケーシング内で長手方向に延在する回転軸と、この回転軸の外周部に螺旋軌跡上に配置した攪拌翼と、前記螺旋軌跡上で隣接する攪拌翼同士を連結する扇状の連結板とを備え、前記連結板は、前記回転軸の径方向から見て前記回転軸に対する角度が異なる少なくとも二つの平面を有していて、前記攪拌翼よりも当該回転軸の外周面からの高さが低く形成されていることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、前記連結板の前記ケーシングの出口側の平面は、前記ケーシングの入口側の平面よりも前記回転軸に対する取付角度が大きいことを特徴とする。

第３の発明は、第２の発明において、前記ケーシングの出口側の平面は当該平面が接続する攪拌翼のブレード面に沿って傾斜しており、前記ケーシングの入口側の平面は前記回転軸に直交する面に沿っていることを特徴とする。

第４の発明は、第１−第３のいずれかの発明において、前記攪拌翼を配置する螺旋軌跡は、前記ケーシングの入口側が二条、出口側が一条であることを特徴とする。

第５の発明は、第１−第４のいずれかの発明において、前記螺旋軌跡上の前記ケーシングの最も入口側に配置された攪拌翼の回転方向の前方側に、当該攪拌翼から前記回転軸にかけて扇状に形成された排障板を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、攪拌翼への異物の引っ掛かりを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る混合装置を備えた土質改良機の全体構造を表す側面図である。 本発明の一実施形態に係る混合装置を備えた土質改良機の全体構造を表す平面図である。 本発明の一実施形態に係る混合装置を備えた土質改良機に備えられた土質改良材供給装置を抽出して表す側面図である。 本発明の一実施形態に係る混合装置を備えた土質改良機に備えられた土質改良材供給装置を抽出して表す平面図である。 本発明の一実施形態に係る混合装置に備えられた攪拌手段の側面図である。 本発明の一実施形態に係る混合装置に備えられた攪拌手段の平面図である。 図５中のVII−VII線による断面図である。 本発明の一実施形態に係る混合装置に備えられた左右の攪拌手段の斜め後方から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係る混合装置に備えられた左右の攪拌手段の底面図である。 本発明の一実施形態に係る混合装置に備えられた左側の攪拌手段の斜め後方から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係る混合装置に備えられた左側の攪拌手段の右側面である。 本発明の一実施形態に係る混合装置に備えられた連結板を抜き出して表した正面図である。 図１２中のXIII矢視による側面図である。 本発明の一実施形態に係る混合装置に備えられた左右の攪拌手段の他の構成例の平面図である。

以下に図面を用いて本発明の実施形態を説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る混合装置を備えた土質改良機の全体構造を表す側面図、図２はその平面図である。本実施形態において、図１及び図２中の右側を機体前方、左側を機体後方とする。

これら図１及び図２に示した土質改良機は、自力走行するための走行体１、改質対象土砂を受け入れるためのホッパ１２、ホッパ１２に受け入れられた土砂を搬送する搬送コンベヤ１３、土砂に土質改良材を供給する土質改良材供給装置１４、土砂と土質改良材を混合処理する混合装置１９、混合装置１９から排出された改良土を搬送し機外に排出する排出コンベヤ２６、及び各搭載機器の動力源等を内蔵したパワーパック（動力装置）２１を備えている。

走行体１は、左右一対の走行装置２、及び走行装置２の上部にほぼ平行に設けた一対の本体フレーム３で構成されている。走行装置２は、本体フレーム３の下部に連設したトラックフレーム４、トラックフレーム４の両端にそれぞれ設けた従動輪（アイドラ）５及び駆動輪６、従動輪５及び駆動輪６に掛け回した履帯（無限軌道履帯）７、及び駆動輪６に直結した走行用の駆動装置８を備えている。本体フレーム３上には支持ポスト９ａ，９ｂが立設されており、これら支持ポスト９ａ，９ｂによって、本体フレーム３の長手方向の一方側（機体後方側）の上方に配置した支持フレーム１０、及び本体フレーム３の長手方向のほぼ中央部の上方に配置した支持フレーム１１が支持されている。

ホッパ１２は、上下が開口した枠型の部材であって上方に向かって拡開するように形成されている。このホッパ１２は、支持フレーム１０を介して本体フレーム３の長手方向一方側（機体後方側）に支持されている。搬送コンベヤ１３は、上記支持ポスト９ａ等で支持されていて、ホッパ１２の下方から混合装置１９の入口７４（図５参照）の上方にかけてほぼ水平に延在している。

土質改良材供給装置１４は、土質改良材を貯留する貯留タンク１５、貯留タンクの下部に連設し下方に向かって縮径するシュート１７、及びシュート１７により導かれた貯留タンク１５内の土質改良材を土砂に供給するスクリューフィーダ１６を備えており、上記支持フレーム１１を介し本体フレーム３のほぼ中央部上に配設されている。機体左側（図２中上側）には、この土質改良材供給装置１４の側方に位置するようにクレーン１８（図２参照）が配設されている。このクレーン１８は、土質改良材を充填した例えばフレキシブルコンテナ（トンパック）等を貯留タンク１５の上方に吊るし、フレキシブルコンテナ内の土質改良材を貯留タンク１５に充填する場合等に用いられる。

混合装置１９は、搬送コンベヤ１３から導入された土砂及び土質改良材を攪拌手段（後述）によって混合し改良土を生成するものであって、スクリューフィーダ１６の下方に位置するように本体フレーム３の長手方向ほぼ中央上に設けられている。搬送コンベヤ１３の放出端（図１中右側端部）からこの混合装置１９の土砂及び土質改良材の入口７４（図５参照）にかけての空間はカバー２０で包囲されている。上記スクリューフィーダ１６の土質改良材の排出口６４（図３参照）はこのカバー２０で包囲されていて、混合装置１８の入口に投入される際の土砂及び土質改良材の飛散が抑制される。

パワーパック２１は、本体フレーム３の長手方向他方側の端部（前端部）に支持部材２２を介して支持されている。このパワーパック２１の前方側の区画には運転席２３が設けられている。この運転席２３には走行装置２を操作する操作レバー２４等が備えられている。また、機体右側面でパワーパック２１の下方位置には、混合装置１９等の各搭載機器を操作する操作盤２５が設けられている。

排出コンベヤ２６は、左右の走行装置２の間の混合装置１９の下方付近から前方に所定距離だけほぼ水平に延在した後、パワーパック２１の下方付近で折れ曲がり、前方に向かって上方に傾斜して延在している。排出コンベヤ２６の上流側（機体後方側）は図示しない支持部材を介して本体フレーム３に、下流側（機体前方側）は支持部材２９，３０を介してパワーパック２１の前部に設けたアーム２８に、それぞれ吊り下げ支持されている。また、排出コンベヤ１３の放出端の駆動プーリには排出コンベヤ２６用の駆動装置２７（図２参照）が連結されている。

図３は土質改良材供給装置１４を抽出して表す側面図、図４はその平面図である。

図３及び図４において、貯留タンク１５は、上記支持フレーム１１上に固定したフレーム４１と、フレーム４１上に固定した枠型の底板４２と、この底板４２上に連設した筒状の蛇腹部４３と、この蛇腹部４３の上部に連設された天板４４とを備えている。蛇腹部４３は、伸縮自在なフレキシブルな材料、例えばポリエチレン系ゴム材料で構成されており、図３に示すように内部に貯留した土質改良材からの内圧が上がる下方ほど補強リング４５のピッチが狭くしてある。天板４４の上面には、天板４４ほぼ中央の土質改良材の受入口（図示せず）を開閉する開閉蓋４６が蝶番４７を介して取付けられている。

また、天板４４の外周部には、複数（この例では４つ）の取り付け部４８が設けられている。これら取り付け部４８の下部には、支柱４９が固定的に垂設されている。各支柱４９は、貯留タンク１５の底板４２に取り付けたガイド筒５１に上下にスライド可能に通されている。このとき、各支柱４９にはガイド筒５１に対して選択的に連結するための上下のピン穴５０（上側のピン穴５０のみ図示）がそれぞれ穿設されている。これにより、稼動時等には支柱４９の下側のピン穴５０とガイド筒５１とをストッパピン５２で固定する（図３参照）ことで貯留タンク１５の内部容積が確保される一方、土質改良機をトレーラ等で輸送する場合には、支柱４９を下にスライドさせて上側のピン穴５０とガイド筒５１とをストッパピン５２で固定することで、蛇腹部４３を縮めて高さを抑えた状態で貯留タンク１５を固定することができる。

上記シュート１７は、貯留タンク１５とスクリューフィーダ１６とを連通する枠型の部材であり、下方に向かって縮径していて貯留タンク１５に充填された土質改良材をスクリューフィーダ１６に導入する役割を果たす。

スクリューフィーダ１６は、円筒状のケーシング６１と、このケーシング６１に収容されたスクリュー（図示せず）と、このスクリューをケーシング６１に対して回転自在に支持する軸受６７と、スクリューフィーダ１６用の駆動装置（油圧モータ等）６３と、この駆動装置６３の動力をスクリューに伝達する駆動伝達装置７０とを備えている。ケーシング６１は、それ自体がシュート１７の下部に接合されるとともに、支持部材６８を介してシュート１７の外壁面に連結されることによって固定されている。また、ケーシング６１の土質改良材の移送方向の下流側の端部は搬送コンベヤ１３の放出端の上方に位置し、当該下流側端部には土質改良材を排出する土質改良材排出口６４が下向きに開口している。

図５は混合装置１９に備えられた攪拌手段７２Ｌ，７２Ｒの平面図、図６はその側面図、図７は図５中のVII−VII線による断面図である。なお、これら図５−図７においては、攪拌手段を実線で表し、混合装置１９の他の構成要素を二点鎖線で簡単に表してある。また、後述する攪拌手段７２Ｌ，７２Ｒは回転体であるため、径方向から見た図示状態は定まらないが、図面を説明するにあたって記載する「平面図」「側面図」や後述の「底面図」は図５−図７に表した状態を基準とする。

図５−図７において、混合装置１９は、本体フレーム３の長手方向の中央部近傍にほぼ水平に設けられており、本体をなすケーシング７１と、このケーシング７１内に設けた攪拌手段７２Ｌ，７２Ｒと、攪拌手段７２Ｌ，７２Ｒを回転駆動させる混合装置１９用の駆動装置７３とを備えている。

ケーシング７１は、長手方向の一方側（機体後方側）の上部に土砂及び土質改良材の入口７４を、他方側（機体前方側）の下部に出口７５を有していて、入口７４及び出口７５を除く各部は密閉されている。このケーシング７１はトラフ容器であり、図７に示したように、天板が平らに形成されている一方で、底面は平行に並んだ二本の攪拌手段７２の回転軌跡に沿って湾曲した二曲面で構成されている。なお、ケーシング７１の天板は前後方向に並んだ複数の蓋で構成されていて（図１、図３参照）、それぞれ取り外してケーシング７１の上部を開放することができるようになっている。

攪拌手段７２Ｌ，７２Ｒは、ケーシング７１内に長手方向に延在する回転軸７６と、この回転軸７６の外周部に設けた攪拌翼７７と、２つの攪拌翼７７を連結する扇状（本実施形態では四半円状）の連結板７８とを備えている。

回転軸７６は、ケーシング７１内に平行に２本設けられていて、それぞれ前後両端が駆動軸７９及び従動軸８０と同軸上にフランジ接続され、駆動軸７９及び従動軸８０に対してボルトにより着脱可能に締結されている。回転軸７６の断面は円形状であるが、必要な場合には矩形等の他の形状に断面形状を変更することもできる。また、回転軸７６は中空部材で構成されるが、中実の部材で構成することもできる。先の駆動軸７９及び従動軸８０は、それぞれケーシング７１の前後に設けた軸受８１，８２によって回転自在に支持されている。

また、図７に示したように、攪拌手段７２Ｌ，７２Ｒは、回転軌跡が一部重なっているので相互に逆方向に同一回転数で回転しないと互いの攪拌翼７７が干渉してしまう。そこで、左右の駆動軸７９には、軸受８１よりも前方部分に相互に噛合するギア８３（図５に右側のもののみ図示）がそれぞれ設けられており、これらギア８３が噛み合うことで左右の駆動軸７９は互いに逆方向（図７中の矢印参照）に同一回転速度で回転するようになっている。また、左右の駆動軸７９の前端は、上記の駆動装置７３の出力軸と連結されている。

なお、本実施形態では２つの駆動装置７３でそれぞれ左右の駆動軸７９を駆動し、左右の駆動軸７９の回転速度をギア８３で揃える構成としているが、駆動装置７３を１つ省略し、一方の駆動軸７９を駆動装置７３で駆動するとともに、一方の駆動軸７９の回転をギア８３で他方の駆動軸７９に伝達する構成とすることもできる。

図８は左右の攪拌手段７２Ｌ，７２Ｒを抜き出して斜め後方から見た斜視図、図９はその底面図、図１０は左側の攪拌手段７２Ｌをさらに抜き出して斜め後方から見た斜視図、図１１はその右側面である。

図８−図１１に示したように、攪拌翼７７は、支持部材としてのロッド部８４と、土砂を攪拌し移送するブレード面を有する翼部８５とを備えている。ロッド部８４は、回転軸７６の径方向に延在し、回転軸７６の外周部に溶接で固定されている。翼部８５は、ロッド部８４に対してボルトで締結されていて、ロッド部８４に対して着脱できるようになっている。翼部８５のブレード面には、座グリが設けられていて、ボルトの頭がブレード面から突出しないようになっている。また、翼部８５は、回転軸７６の径方向から見て、ブレード面が回転軸７６に対し所定角度α（例えば４５度程度、図９参照）傾斜して回転方向の前方で且つ出口７５側を向いており、これによって土砂等を攪拌、混合するとともにケーシング７１の出口７５方向に移送するようになっている。翼部８５のブレード面は、回転方向の幅がロッド８４の直径よりも広く採られている。

このとき、本実施形態において、攪拌翼７７は、螺旋軌跡Ｓ１，Ｓ２（図９参照）上に所定ピッチ（本例では９０度ピッチ）で配置されている。この攪拌翼７７を配置する螺旋軌跡Ｓ１，Ｓ２は、図７に矢印で示したように回転軸７６が回転した場合に土砂の移送方向に送りがかかるように攪拌手段７２Ｌ，７２Ｒのもの同士互いに逆向きに巻いている。また、左右の攪拌手段７２Ｌ，７２Ｒにおいて螺旋軌跡Ｓ２は螺旋軌跡Ｓ１よりも短く、図９に示したようにケーシング７１の入口７４側（土砂移送方向上流側）では螺旋軌跡がＳ１，Ｓ２の二条であるのに対し、出口７５側（土砂移送方向下流側）では螺旋軌跡がＳ１の一条に減少している。そのため、ケーシング７１の入口７４側では土砂の攪拌・混合及び移送の作用が十分に得られるだけの密度で攪拌翼７７が配置されているのに対し、この入口７４側に比べて出口７５では攪拌翼７７の配置密度が疎になっている。このような態様で、ケーシング７１の入口７４に臨む位置から出口７５までの間に攪拌翼７７は配置されている。

連結板７８は、螺旋軌跡Ｓ１，Ｓ２上で隣接する２つの攪拌翼７７を連結して螺旋軌跡Ｓ１，Ｓ２上の攪拌翼７７の間を埋め、全体として攪拌翼７７を螺旋状に繋いでいる。

図１２は右の攪拌手段７２Ｒに備えられた連結板７８を抜き出して表した正面図（機体前方から見た図）、図１３は図１２中のXIII矢視による側面図である。

図１２及び図１３に示した連結板７８は、扇の要部分８６、及びこの要部分８６の両側の回転軸径方向に延びる側面８７，８８が、それぞれ回転軸７６の外周面、及び螺旋軌跡上で隣接する２本の攪拌翼７７のロッド部８４に対して溶接されている（ボルト等で着脱可能な構成としても良い）。回転軸７６の外周面から採った連結板７８の外周部の高さは、攪拌翼７７の翼部８５の回転軸径方向の最も内側（根元側）の部分よりも高く、翼部８５の回転軸径方向の最も外側の部分（先端部）よりも低い。好ましくは、攪拌翼７７のロッド部８４の先端と同程度か、図５−図１１の各図に示したように、攪拌翼７７のロッド部８４の先端よりも若干低い程度（例えば翼部８５を固定する２本のボルトのうち回転軸径方向外側のボルトと同程度の高さ）であり、本実施形態の連結板７８の外周部はロッド部８４に取り付けた状態の翼部８５の先端側１／４−１／３程度のところに位置している。

また、図１３に示したように、連結板７８は、回転軸７６の径方向から見て回転軸７６（図１３にその中心線Ｃを図示）に対する取付角度β，γ（０＜β＜γ≦９０°）が異なる、互いに接続する二つの平面８９，９０を備えている。本実施形態において、平面８９，９０の境界線Ｌは、当該連結板７８が連結する２つの攪拌翼７７のうちケーシング７１の出口７５側のもののロッド８４と平行であり、出口７５側の攪拌翼７７に接続する平面８９は、出口７５側の攪拌翼７７の翼部８５のブレード面に沿っている（β＝α又はβ≒α）。一方、入口７４側の攪拌翼７７に接続する平面９０は、回転軸７６に直交する面に沿っている。

なお、言うまでもないが、左の攪拌手段７２Ｌに用いる連結板７８は、図１２及び図１３に示したものと対称に構成されている。

ここで、前述したように、螺旋軌跡Ｓ１，Ｓ２上で隣り合う２つの攪拌翼７７は連結板７８で連結されているが、螺旋軌跡Ｓ１，Ｓ２上の最も入口７４側に配置された攪拌翼７７には、さらに入口７４側に連結相手となる攪拌翼７７が存在しない。同じく、螺旋軌跡Ｓ１，Ｓ２上の最も出口７５側に配置された攪拌翼７７にも、さらに出口７５側に連結相手となる攪拌翼７７がない。螺旋軌跡Ｓ１，Ｓ２上で出口７５に最も近い攪拌翼７７の出口７５側の側面は、攪拌手段７２Ｌ，７２Ｒの回転方向の後方側を向いているので、本実施形態では当該攪拌翼７７の出口７５側の側面には特に何も設けていない。反対に、螺旋軌跡Ｓ１，Ｓ２上で入口７４に最も近い攪拌翼７７の入口７４側の側面は、攪拌手段７２Ｌ，７２Ｒの回転方向の前方側を向いているので、本実施形態において、当該攪拌翼７７の入口７４側には、当該攪拌翼７７から回転軸７６にかけて扇状（本実施形態では半円状）に形成された排障板９１が設けてある。但し、排障板９１を設けることで隣接する攪拌手段７２と排障板９１との干渉が懸念される箇所には設置しない場合がある（図６参照）。

排障板９１は、取り付け対象の攪拌翼７７の回転方向前方側を向く側を回転軸７６に滑らかに接続し、当該攪拌翼７７への異物の引っ掛かりを抑制するための部品である。この排障板９１は、取り付け対象の攪拌翼７７のロッド部８４と回転軸７６の外周面に対して溶接で連結され固定されている（ボルトで着脱する構成としても良い）。回転軸７６の外周面から採った排障板９１の高さは、攪拌翼７７に接続する部分では連結板７８と同程度であり、そこから回転軸７６との接続側に向かうにつれて徐々に低くなっている。また、この排障板９１は連結板７８のように折れ曲がってはおらず、取り付け対象の攪拌翼７７の翼部８５と平行な面に沿って取り付けられている。

なお、必須要件ではないが、本実施形態では、攪拌翼７７の配置密度の調整等の観点から、螺旋軌跡Ｓ１の中間部分に螺旋ピッチを部分的に変更した箇所がある。この箇所においては、螺旋上で隣り合う２本の攪拌翼７７の相互の位置関係が他と異なることから、これら攪拌翼７７は連結板７８で連結されていない。そこで、本実施形態では、これら連結されていない２本のうちの出口７５側の攪拌翼７７の入口７４側に上記の排障板９１を設けてある。

なお、図５及び図６に示したように、本実施形態では、攪拌手段７２Ｌ，７２Ｒの土砂移送方向の最上流位置に掻き取り羽根９２を、ケーシング７１の出口７５に臨む位置に戻り羽根９３をそれぞれ設けている。掻き取り羽根９２は、攪拌翼７７ほどではないが回転方向前方を向いた面が回転軸７６に対して傾斜しており、ケーシング７１の土砂移送方向の隅の土砂を単に掻き取るだけでなく、掻き取った土砂を攪拌翼７７側に送る役割を果たす。戻り羽根９３は、攪拌翼７７と類似の構成であるが、回転軸７６に対する傾斜角が異なる。戻り羽根９３は、回転軸７６の径方向から見て、ブレード面が回転軸７６に対し傾斜して回転方向の前方で且つ入口７４側を向いており、ケーシング７１の下流側壁面への圧密を抑制したり出口７５付近の土砂の流れに抵抗を付けて混合性を向上させたりする役割を果たす。

次に上記構成の土質改良機の動作及び作用を説明する。

油圧ショベルやコンベヤ等によってホッパ１２に改質対象となる土砂が投入されると、ホッパ１２に受け入れられた土砂が搬送コンベヤ１３により混合装置１９に向かって搬送される。搬送中、搬送コンベヤ１３上の土砂に対し土質改良材供給装置１４によって土質改良材が供給され、土砂は土質改良材とともに混合装置１９に供給される。これら土砂及び土質改良材は、混合装置１９内で攪拌手段７２Ｌ，７２Ｒによって均一に混合処理される。混合装置１９で混合処理された改良土は、排出コンベヤ２６上に排出され、この排出コンベヤ２６によって機外に搬出される。

ここで、一般にパドル等の攪拌翼を備えた混合装置の場合、攪拌翼が土砂に切り込んで解砕することにより高い混合性能を有する一方で、例えば岩石やコンクリートガラ等の大きな異物が土砂に混入している等には、攪拌翼の回転方向の前方を向いた面で当該異物を抱え込んでしまい、混合装置内に異物が噛み込むことがある。また、例えば紐や布のような剛性に乏しく長さもしくは面積を持った異物が土砂に混入している場合等には、異物が攪拌翼に引っ掛かって回転軸に絡み付く場合もある。

そこで、本実施形態では、螺旋軌跡上で隣り合う２本の攪拌翼７７を連結板７８で連結している。このように連結板７８を設けることによって隣接する攪拌翼７７の間が連結板７８でガードされ、隣り合う攪拌翼７７の間の空間への異物の侵入が阻害されるので、これら攪拌翼７７によって異物を引っ掛けてしまうことを抑制することができる。したがって、異物の噛み込みや絡み付きによる土質改良作業の中断時間を大きく短縮することができ、作業効率を向上させることができる。

このとき、本実施形態の場合、連結板７８によって攪拌翼７７が螺旋状に繋がってはいるが、連結板７８は屈曲していて回転軸７６に対する角度β，γが異なる二つの平面８９，９０を備えているので、一般的なスクリューのような滑らかに連続する螺旋ではなく、回転軸７６に対する角度の異なる面が繰り返し交互に繋がった螺旋になっている。すなわち、攪拌翼７７と平行で土砂の移送に寄与し得る平面８９に対し、平面９０は土砂の移送能力がないか又は低くなっているので、通常のスクリューのように一様に土砂を移送する構成と異なり、攪拌翼７７を中心にして間欠的に攪拌、移送の力を土砂に作用させることができ、良好な混合性能が期待される。加えて、本実施形態の場合、翼部８５の搬送面（ブレード面）が連結板７８の搬送面（平面８９）から出っ張っているので、これが土砂搬送の断続的な抵抗となり更なる混合効果が得られる。

また、連結板７８が径方向に高いほど（攪拌翼７７の先端と連結板７８の外周部の段差が小さいほど）攪拌翼７７に異物が引っ掛かり難くなる反面、連結板７８の外周部分が摩耗し易くなる。特に本実施形態では連結板７８を溶接で取り付けているので、連結板７８を交換するとなるとその作業には多大な労力を要し、作業停止の長時間化も懸念される。そこで、本実施形態では、回転軸７６の外周面から回転軸径方向に採った連結板７８の高さを攪拌翼７７の先端よりも低くして、連結板７８の摩耗を抑制している。

連結板７８の高さについて考えた場合、攪拌翼７７の翼部８５を固定する２つのボルトのうち外周側のボルト位置、又はロッド部８４の先端部を、基準の一例と考えることができる。摩耗の観点では、攪拌翼７７の翼部８５を固定する外周側のボルトが摩耗した場合には翼部８５を容易に交換できなくなることから、外周側のボルト穴は摩耗の影響の少ない範囲に置かれる。その一方で、外周側のボルト位置が攪拌翼７７の先端から回転軸７６側に離れるほど翼部８５の先端側の片持ち部分が長くなってしまうため、翼部８５の支持剛性の観点では外周側のボルト位置は外側の方が良い。そのため、設計上、翼部８５を固定する外周側のボルト位置は、摩耗の影響が少ない範囲で最も外周側に設定される。

したがって、本実施形態のように、攪拌翼７７の翼部８５を固定する外周側のボルト位置程度、或いはロッド部８４の先端程度に連結板７８の高さを合わせることで、連結板７８の摩耗を抑制することができる。この場合でも、図７に示すように連結板７８の外周部からの攪拌翼７７の突出量は、攪拌翼７７の全長に比して僅か（１／４以下）であり、異物の引っ掛かり抑制の効果は十分に期待することができる。

さらに、このように連結板７８を攪拌翼７７よりも低くした結果、ケーシング７１の底面に先端部が近接する攪拌翼７７に対し、連結板７８の外周部が凹所となっている。これにより、土砂に混入した異物が凹所（連結板７８の外周側）を通って隣のピッチ間に逃げ易く、連結板７８によって攪拌翼７７間のスペースをガードする作用と相乗して異物の絡み付きや引っ掛かりの抑制の効果が期待される。

また、本実施形態の場合、攪拌翼７７は一体構成ではなく、翼部８５がロッド部８４に対して着脱可能な構成となっている。したがって、翼部８５が摩耗した場合には、これを容易に交換することができる。これもダウンタイム短縮、ひいては作業効率の向上に寄与する。

また、本実施形態においては、ケーシング７１の入口７４側では攪拌翼７７を二条の螺旋軌跡Ｓ１，Ｓ２上に配置し、出口７５側では一条の螺旋軌跡Ｓ１上に配置している。これによって、攪拌翼７７が密に配置された上流側では土砂が積極的に攪拌され、土質改良材と十分に混合されて下流側に移送される。一方、下流側では、混合能力・移送能力ともに上流側ほど高い能力が求められず、また移送能力を抑えて土砂の混合時間を確保することで混合性の向上が期待される側面もあるため、上流側ほど密に攪拌翼７７を配置する必要が必ずしもない。そこで、本実施形態のように下流側の攪拌翼７７を“間引く”ことにより、必要な混合性能を確保しつつも、攪拌翼７７への異物の噛み込みや絡み付きをより効果的に抑制することができる。

また、本実施形態のように螺旋軌跡上の入口７４側に相手攪拌翼がない攪拌翼７７の回転方向の前方側に排障板９１を設けたことにより、排障板９１で異物と当該攪拌翼７７の干渉が効果的に回避され、当該攪拌翼７７に対する異物の引っ掛かりを抑制することができる。

なお、図１−図１３で説明した本実施形態において、ケーシング７１の上流側では二条に攪拌翼７７を設ける一方で、下流側では一条に間引いた構成を採ったが、このように攪拌翼７７の配置密度をケーシング７１の上流側と下流側とで変える必要はない。すなわち、図１４に他の構成例として例示したように、左右の攪拌手段７２Ｌ，７２Ｒとも入口７４（図５参照）から出口７５（同）にかけて二条の螺旋軌跡Ｓ１，Ｓ２上に所定ピッチ（本例では９０度ピッチ）で攪拌翼７７を配置した場合にも、本発明は適用可能であり、相応の効果を奏することができる。言うまでもないが、攪拌翼７７を配置する条数やピッチは、要求される混合能力・移送能力等によって異なるため適宜設計変更することができる。図１４では二条にしたが、一条にしても良いし、必要であれば三条以上にすることもできる。ピッチも９０度ピッチに限定されず適宜調整可能であり、上流側と下流側とでピッチを変えることもできる。

また、以上の実施形態では、連結板７８のケーシング７１の入口７４側の平面９０が回転軸７６にほぼ直交する構成を例に挙げて説明したが、連結板７８の平面８９，９０の角度β，γで、β＜γ≦９０°の関係が成立していれば、平面９０が回転軸７６に対して若干傾斜していても良い。

また、攪拌翼７７をロッド部８４と翼部８５とで構成したが、一体構成としても良く、例えばロッド部の一部を切り欠いてブレード面とした構成、板状のロッド部の平面をブレード面とした構成であっても良い。この場合、連結板７８を、その平面８９，９０が攪拌翼のブレード面に繋がるように取り付けることも考えられるし、ブレード面が平面８９，９０から出口７５側に突出するように取り付けることも考えられる。連結板７８の平面８９，９０を攪拌翼のブレード面に繋げる場合、攪拌翼と連結板を一体化した構成も想定することができる。例えばスクリューの羽根をジグザグに折り曲げ回転軸７６に対する角度が異なる面が交互に連なる形状に構成し、これを回転軸に取り付けたものを攪拌手段とする構成である。この構成の場合、スクリューの羽根のうちの土砂の送り作用の強い平面の一部が攪拌翼（ブレード面）に相当し、それ以外の部分が連結板に相当する。連結板に相当する部分は、攪拌翼に相当する部分に対して外周部を低く形成することで、異物を通す凹所（前述）を形成することが好ましい。

また、連結板７８が二つの平面８９，９０を有している場合を例に挙げて説明したが、発明の技術思想を逸脱しない範囲であれば、事情に応じて三つ以上の平面を有する構成に適宜設計変更することができる。例えば平面８９，９０の間に別の平面が介在する構成等も本発明の技術思想の範疇である。

さらに、以上においては、ホッパ１２に直接土砂が投入される土質改良機の混合装置１９に本発明を適用した場合を例に挙げて説明した。この場合、土砂に混入した異物が混合装置１９に供給され易いため、本発明の適用による効果が大きい。しかしながら、ホッパ上部に土砂中の異物を除去する振動式（又は固定式）の篩を設けた土質改良機にも本発明は適用可能であり、異物の引っ掛かりを抑制する効果は当然に期待される。また、履帯７を有するクローラ式の走行装置を備えた土質改良機の混合装置１９に本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、いわゆるホイール式の走行装置を備えた土質改良機であっても良い。また自走機能を有さない固定式の土質改良機に備えられた混合装置にも本発明は適用可能である。これらの場合も同様の効果を得る。

１９ 混合装置
７１ ケーシング
７２Ｌ，Ｒ 攪拌手段
７４ 入口
７５ 出口
７６ 回転軸
７７ 攪拌翼
７８ 連結板
８４ ロッド部
８５ 翼部
８９，９０ 平面
９１ 排障板
Ｓ１，２ 螺旋軌跡
α，β，γ 回転軸に対する角度

Claims (5)

1. 土砂を混合する土質改良機の混合装置において、
   長手方向の一方側の上部に土砂の入口を、他方側の下部に出口を有するケーシングと、
   このケーシング内で長手方向に延在する回転軸と、
   この回転軸の外周部に螺旋軌跡上に配置した攪拌翼と、
   前記螺旋軌跡上で隣接する攪拌翼同士を連結する扇状の連結板とを備え、
   前記連結板は、前記回転軸の径方向から見て前記回転軸に対する角度が異なる少なくとも二つの平面を有していて、前記攪拌翼よりも当該回転軸の外周面からの高さが低く形成されていることを特徴とする土質改良機の混合装置。
2. 請求項１の土質改良機の混合装置において、前記連結板の前記ケーシングの出口側の平面は、前記ケーシングの入口側の平面よりも前記回転軸に対する取付角度が大きいことを特徴とする土質改良機の混合装置。
3. 請求項２の土質改良機の混合装置において、前記ケーシングの出口側の平面は当該平面が接続する攪拌翼のブレード面に沿って傾斜しており、前記ケーシングの入口側の平面は前記回転軸に直交する面に沿っていることを特徴とする土質改良機の混合装置。
4. 請求項１−３のいずれかの土質改良機の混合装置において、前記攪拌翼を配置する螺旋軌跡は、前記ケーシングの入口側が二条、出口側が一条であることを特徴とする土質改良機の混合装置。
5. 請求項１−４のいずれかの土質改良機の混合装置において、前記螺旋軌跡上の前記ケーシングの最も入口側に配置された攪拌翼の回転方向の前方側に、当該攪拌翼から前記回転軸にかけて扇状に形成された排障板を設けたことを特徴とする土質改良機の混合装置。

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