JP2013064267A - 合材保温ボックス - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単で、合材の硬化防止効果が大きい合材保温ボックスを提供すること。
【解決手段】 合材（加熱アスファルト）を投入保持する保温室（１２）と、保温室（１２）を収納保持するハウジング（１６）とを備えた保温ボックス（Ｂ）。 前記保温室（１２）は、保温室本体（１３）と、該保温室本体（１３）の底面を加熱保温する保温手段とを備えている。該保温手段は、前記保温室本体（１３）の前端側から後端側へ下方傾斜する底壁（１３ｃ）の外面に沿う底面面状流路（５４）と、該底面面状流路（５４）の後端側と前端側を接続する戻り流路（５６）とを備えるとともに、前記底面面状流路（５４）の後端側に加熱手段（５８）を備えている。底面面状流路（５４）および戻り流路（５６）には熱媒体液を充填して、該熱媒体液を対流循環させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、加熱アスファルトに副資材を混合して調製したアスファルト施工材料（合材）を用いて道路舗装等の工事を行う際に使用する合材保温ボックスに関する。特に、小規模なアスファルト施工に好適な合材保温ボックスに係る発明である。

合材の使用量は、小規模なアスファルト舗装工事（特に、道路補修）では、通常、２００〜３００ｋｇである。一方、合材プラントでのバッチは、通常、０．５〜２ｔ（トン）である。

このため、小規模なアスファルト舗装工事では２００〜１７００ｋｇの単位で合材が残る。そして、この残った合材は、時間経過とともに温度が低下して、使用不可能になり、通常、合材プラントに戻して、再加熱・攪拌して流動性を回復させる必要があった。

即ち、合材は、アスファルトの動粘度が１８０±２０cSt （×１０^-6m²/s）（セイボルトフロール秒８５±１０）、及び３００±３０cSt （×１０^-6m²/s）（セイボルトフロール秒１４０±１５）になるときの温度を、それぞれ、「混合温度」及び「締め固め温度」と規定されている（「アスファルト舗装要項」発行日：平５−１−１６、日本道路協会、ｐ．９０）。

上記各動粘度が合材に得られる換算温度は、混合温度：１５２〜１５７℃、締め固め温度：１４０〜１４５℃となる。従って、合材は調製後、約１０℃以内の温度低下の内に舗装工事（施工）することが、安定した舗装面を得る見地から望ましいとされている。

そして、離島等、合材プラントからの距離が長距離で、運搬中に温度が低下してしまう場合や、早朝等、時間的に合材が入手できない場合には、アスファルト舗装工事自体が不可能となった。

このため、従来は、ダンプカー等で搬送可能な断熱構造を備えた合材保温ボックスが各種使用されていた。

しかし、これらの合材保温ボックスは、施工（舗装）可能な流動性が維持できる可使時間（保温時間）が４時間程度であった。特に、可使時間限度近くになると、排出口近くにおける合材の流動性が低下して、即ち、硬化して、合材の排出が円滑に行えないという問題点があった。

なお、温度低下の予防策として、合材調製時の混合温度を高くすることも考えられるが、アスファルト（合材）の熱劣化を来し易く、また、熱損失も大きくなり望ましくない。

このため、本発明者は、加熱アスファルト材料の可使時間の相対的な延長が可能で、しかも、加熱アスファルト材料（合材）の排出が従来に比して円滑となる合材保温ボックスを提供することを目的として、下記構成の合材保温ボックスを先に提案した（特許文献１）。

「加熱アスファルト材料を用いて道路舗装等の工事を行う際に使用する合材保温ボックスであって、ボックス本体の上面(上側)に材料投入口（合材投入口）を備え、前記ボックス本体の下端側一側面に材料排出口（合材排出口）を備え、また、前記投入材料の落下衝撃を緩和させる傾斜面を備えた衝撃緩和部材と、該衝撃緩和部材から流下した材料の自重・振動硬化を緩和させる傾斜面を備えた自重硬化緩和部材とを前記ボックス本体内に備えていることを特徴とする。」

しかし、上記構成の合材保温ボックスは、構造が複雑となる上、保温効果（合材の硬化防止）が充分でないことが分かった。

特開平１１−２４７１２２公報

本発明は、上記にかんがみて、構造が簡単で、合材の硬化防止効果が大きい合材保温ボックスを提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意開発に努力をする過程で、液状の熱媒体を底部側で加熱して対流循環させれば、上記課題を解決できることを知見し、下記構成の合材保温ボックスに想到した。参考のために括弧付きで図符号を付す。

合材（加熱アスファルト）を投入保持する保温室（１２）と、保温室（１２）を収納保持するハウジング（１６）とを備え、
前記保温室（１２）は、保温室本体（１３）と、該保温室本体（１３）の少なくとも底面を加熱保温する保温手段とを備え、
前記保温室本体（１３）は、上側に合材投入口（１８）を、後端側に合材排出口（２０）を備え、保温室本体(１３)の底壁（１３ｃ）が前端側から後端側に向かって下方へ傾斜し、また、
前記保温手段は、前記保温室本体（１３）の底壁（１３ｃ）の外面に沿う底面面状流路（５４）と、該底面面状流路（５４）の後端側と前端側を接続する戻り流路（５６）とを備えるとともに、前記底面面状流路（５４）の後端側に加熱手段（５８）を備えて、前記底面面状流路（５４）および戻り流路（５６）には液状の熱媒体が充填されて、対流循環可能とされていることを特徴とする。

本発明の一実施形態である保温ボックスの平面図である。 図１の２−２線概略断面図ある（合材投入口扉省略）。 図１の３−３線概略断面図である。 図３の４−４線概略断面図である。 保温室の一部省略全体斜視図である。 図１の６−６線矢視図(背面図)である。 図１の保温ボックスのダンプカーデッキヘのセット態様を示す全体斜視図である。 図７における空気ばね（付勢ばね手段）の取り付け態様を示す要部斜視図である。 保温ボックスをダンプカーの支持ブラケットに結合する際に使用する締結部材の斜視図である。 本実施形態の保温ボックスを用いた場合の合材の保温特性の試験結果を示すグラフ図である。

以下、本発明に係る合材の保温ボックスＢの一実施形態を、図例に基づいて説明する。

保温ボックスＢは、合材を投入保持する保温室１２と、該保温室１２を収納保持するハウジング１６とを備えている。なお、１４はハウジング１６用のフレームである。

（１）上記保温室１２は、図２〜３に示す如く、保温室本体１３と、該保温室本体１３を加熱保温する保温手段とを備えている。

保温室本体１３は、矩形平面を有して上側に合材投入口１８を、後端側に合材排出口２０を備えている。

前記合材投入口１８に対面する底壁１３ｃは、前端側から後端側に向かって、即ち、合材排出口２０に向かって下向きに傾斜している。必然的ではないが、保温室本体１３の両側壁１３ｂの下端側の両側部は、図５に示す如く、テーパ状に縮径させることが、合材排出性の見地から望ましい。また、合材排出口２０の上方側を形成する保温室本体１３における後端壁１３ａは、階段状に形成されている（図３・５参照）。合材排出に際しての衝撃を緩和して排出を円滑に行うためである。

上記合材投入口１８は、二対の観音扉２６、２６が、それぞれ、合材投入口の両側部位のハウジング１６の前後にヒンジ結合３０されて配されている（図１・３参照）。観音扉２６、２６の各裏面には、板状断熱材２９、２９が貼着されている。図１において、３２、３４は観音扉開閉のための取手および扉開き時の受け座であり、３９は、合材飛散防止金具である。

さらに、３本の開き防止バー３８を、観音扉２６、２６の回動両側端を押えるように配して、各観音扉２６、２６の材料排出時の開き阻止可能となっている。

そして、ハウジング１６の合材排出口２０の対応部位には、矩形の合材排出口扉４２が、３本の回動アーム４２ａを介して上下回動可能にブラケット４４にピン結合されている（図６・７参照）。そして、合材排出口扉４２の回動両側端に取り付けられた一対の鉤状のロックレバー４６、４６を一対のロック環４７に係合させることにより、合材排出口扉４２がロック可能とされている。また、合材排出口扉４２も内側は断熱構造（図示せず）とされている。

さらに、合材排出口扉４２の扉開を円滑に行なう見地から、合材排出口扉４２の両側には扉開方向に付勢する空気ばね（付勢ばね手段）４８が配されてロックレバー４６の解除時、合材排出口扉４２が緩やかに開動作するようになっている（図６・８参照）。即ち、空気ばね４８のピストンロッド４８ａが合材排出口扉４２の両側の裏面切欠き部４２ｂの先端側ブラケット４９Ａを介して、同じくシリンダ４８ｂが裏面切り欠き部４２ｂの扉閉じ時の元部側の対面位置に形成された元部側ブラケット４９Ｂを介して、取り付けられている。

さらに、図６・７に示す如く、ハウジング１６の前壁１６ａの上端から扉開維持チェーン（閉じ防止線状体）５０が配され、合材排出口扉４２の回動端中央の係合鉤部５２と係合可能となっている。合材排出途中におけるダンプカーのデッキ傾斜角度変更に伴う合材排出口扉４２の扉開状態を維持するためである。

（２）上記保温手段は、底壁（傾斜面）１３ｃの外面に沿う底面面状流路５４と、該底面面状流路５４の後端側と前端側を接続する戻り流路５６とを備える（図３・４参照）。そして、底面面状流路５４の後端側（合材排出口２０側）に加熱手段（面状ヒータ）５８を備え、底面面状流路５４および戻り流路５６に充填する液状の熱媒体が対流循環可能とされている。本実施形態では、さらに、両側壁１３ｂ、１３ｂにも、底面面状流路５４と下端で連通し、両側壁１３ｂ、１３ｂに沿う前面面状流路５９、側面面状流路６０、６０を備えている（図２・３・４参照）。

ここで前面面状流路５９は、下記構成により、主として熱媒体供給流路の作用を担う。前面面状流路５９の上側中央部には熱媒体供給口６２を備え、さらに、前面面状流路５９の後面側を形成する保温室本体１３の前壁１３ｄの下端部は延設されて、複数個（２〜５個）の分流穴６４ａを備えた分流隔壁６４とされている（図１・３参照）。該分流隔壁６４は、熱媒体の底面面状流路５４および側面面状流路６０への供給を幅方向で円滑にするためである。なお、図１・３において、６２ａは温度センサ、６２ｂは溢流口、６１は、制御ボックスである。制御ボックス６１は、温度センサ６２ａからの検知信号により面状ヒータ５８の通電制御を担うものである。

必然的ではないが、底面面状流路５４には、前・後側が開放された複数本の補強リブ５４ａが、側面面状流路６０には、上下が開放された複数本の補強リブ６０ａが配されている（図２・４・５参照）。各面状流路５４、６０における熱媒体の対流循環を促進させるとともに、各面状流路の補強のためである。補強リブ５４ａ、６０ａは、通常、各流路５４、６０の高さと同じとするが、熱媒体の対流循環の見地からは、１／２以上の高さがあればよい。

なお、熱媒体としては、通常、各種高温用有機熱媒体（オイル）を使用することができる。

（３）上記ハウジング１６は、通常、ハウジングフレーム（部分省略）１４を介して前記保温室１２を収納保持する（図３参照）。そして、保温室１２とハウジング１６の隙間には、発泡スチロール等の断熱材（図示せず）を充填する。

そして、ハウジング１６の天井壁７２の上面四隅には吊下げ環７４が配されている（図１・３・７参照）。該吊下げ環７４は、保温ボックスＢをダンプカーの荷台に、ホイストクレーン等を用いて積載乃至荷降ろしをするに際して、ワイヤーに取り付けた吊り下げフック（図示せず）と係合させるものである。また、ハウジング１６の前壁７５上端両側には、ダンプカーの荷台を傾斜状態としたとき、荷台に固定のためのチェーンブロック（引張り締結具）ＣＢを、上フックを介して取り付けるチェーンブロック係合環７６が配されている（図３・７参照）。なお、引張り締結具は、チェーンブロックに限られず、ターンバックル等であってもよい。

また、ハウジング１６の両側壁７９の後端上端側には結合用ブラケット７８が形成されている（図１・３・７・８参照）。各結合用ブラケット７８は、ダンプカー荷台のサイドゲートＳＧの後上端に形成されたテールゲート固定ハンドルＬＨの係合支持ブラケットＳＢと結合させる結合用長孔７８ａを有する。各結合用ブラケット７８と係合支持ブラケットＳＢとの結合は、図８・９に示す下記構成の組固定金具８０を取り付け可能とされている。該固定金具８０により、本発明の保温ボックスＢの後端側を安定して保持可能となる。

一端に結合用長孔７８ａに摺動可能な外径を有する円形嵌合部８２ａおよび外側座部８２ｂを有し、両端が雌ねじ部８２ｃとされた結合用ロッド８２と、ハウジング後壁７７と結合用ブラケット７８の内側に当接するアングル座板８４と、該アングル座板８４を介して、結合用ブラケット７８を取り付けるボックス側固定ボルト（外側固定ボルト）８６と、荷台サイドゲートＳＧの後端に形成された係合支持ブラケット（荷台）ＳＢに固定する荷台側固定ボルト（内側固定ボルト）８８と、該荷台側固定ボルト８８と支持ブラケットＳＢの外側面の間に介在させる固定リング９０とで構成される。なお、図例では支持ブラケットＳＢの枢支ピン孔９４は脱着用開口９４ａを備え、該脱着用開口９４ａは支持ブラケットＳＢの脱着用開口９４ａに嵌着するテールゲート用のロックハンドルＬＨを備えた構成である。上部支持ブラケットＳＢの枢支ピン孔９４は閉じ環であってもよい。その場合は、当然、テールゲート用のロックハンドルＬＨを備えていない。

なお、前記面状ヒータ５８としては、具体的には、ＮＡＳＡ（アメリカ航空宇宙局）によって開発されたとされる「シリコンラバーヒータ」（仕様：４５０mm×６００mm×３mmｔ、単相１００Ｖ、１５００Ｗ）を好適に使用できる。大きな保温加熱性が必要なときは、複数枚使用してもよい。

また、保温室本体１３の合材排出口２０を備えた排出口側壁内側が、更に、下端側に向かって内側へ向かう傾斜面としてもよい。この傾斜面により、排出口２０付近で、合材が自重により硬化すること、及び、上方から次々に、合材が流下して、必要以上に、合材が排出口から流出することを防止する作用を奏する。このとき、該傾斜面の側壁に対する傾斜角度は、ボックスの大きさ等により異なるが、３°〜１５°とする。

保温室本体１３の大きさは、例えば、１．５ｔの合材を投入（充填）できるもので、外径寸法、長さ１９７０cm、幅１２２０cm、後側高さ６９１cm、前側高さ７８７cmとする。この大きさにおける、合材排出口２０の大きさは、高さ：約２４cm、幅：約７５cmとする。

次に、上記実施形態の保温ボックスＢの使用態様を説明する。ここでは、荷台の左右ゲート（左・右あおり）が固定で、テールゲート（後あおり）のみ開閉するダンプカーを例に採り説明する（図７参照）。

（１）本実施形態の保温ボックスＢは、通常、ダンプカーの荷台（デッキ）にセット固定して使用する。予め、テールゲートは取り外しておき、テールゲート用の左・右の支持ブラケットＳＢを使用可能としておく。

先ず、保温ボックスＢの合材排出口２０の合材排出口扉４２を閉じ、ロックレバー４６を係合鉤部４７に係合させてロックし、続いて、合材投入口１８の前後の観音扉２６、２６を閉じ、さらに、開き防止バー３８で各観音扉２６、２６を開閉不可とする。この際、中央の投入口の観音扉２６の中間受け桟２７には、合材付着防止カバー（図示せず）を被せておく。

そして、その状態で、保温ボックスＢのハウジング上面壁７２の吊り下げ環７４にホイスト等の吊り下げワイヤーの吊り下げフックを係合させて吊り上げ、ダンプカーＤＣのデッキ上の所定位置に載置する（図７参照）。

このとき支持ブラケットＳＢの枢支ピン孔９４の軸心と保温ボックスＢの結合用ブラケット７８のブラケット長孔７８ａの縦中心軸とを合致させる。そして、結合用ロッド８２の嵌合部８２ａを結合用ブラケット７８の外側から結合長孔７８ａに嵌合させる。同時に、結合用ブラケット７８の内側からアングル座板８４の一方を当接させるとともに、他方をハウジング後壁７７に当接させた状態で、締結ボルト８６を結合用ロッド８２の雌ねじにねじ込んで固定をする（図８参照）。

続いて、結合用ロッド８２の他端の雌ねじ８２ｃに、固定リング９０を介して、固定ボルト８８を結合用ロッド８２の他端の雌ねじにねじ込み固定をする。

ここで結合用ブラケット７８は、結合孔が長孔７８ａとされているとともに結合用ロッド８２が荷台のサイドゲート間距離のバラツキ幅を吸収できる充分な長さを有しているため、荷台のサイドゲート間距離の高さ・幅が異なっても、保温ボックスの後側をトラックデッキに安定して保持できる。

さらに、ボックス前端側のチェーンブロックＣＢの上フックを係合させた状態で、下フックを荷台の左・右ゲートの下側のワイヤー用結合環９６に係合させて、チェーンブロックＣＢのチェーンを張設する。

こうして、保温ボックスはダンプ荷台から離脱不能となり、さらには、保温ボックスの排出口扉４２および合材投入口扉２６、２６も開閉不可となる。

この状態で、合材投入ステーションにダンプカーＤＣを移動させる。そして、合材投入ステーションで、開き防止バー３８を取り外して、合材投入口扉２６、２６を開く。この状態で、所定温度（例えば、表面温度１４０℃、内部温度１６０℃）の合材を、合材投入口１８から投入する。この合材投入に際して、予め、面状ヒータのスイッチを、制御盤６１を介して通電（オン）しておく。合材投入口扉２６の前後併せ部位置にある中間受け桟２７には、合材飛散防止カバーを被せておくことが望ましい。中間受け桟２７に合材が付着して、合材投入口扉２６の密閉度が阻害されるのを阻止できる。

そして、合材投入後、再度、合材投入口扉２６、２６を閉じて、開き防止バー３８、３８、・・で合材投入口扉２６、２６を開不可とする。

ここで、熱媒体温度は、温度センサからの温度信号により、面状発熱体が通電・非通電されて、所定温度に制御される。このとき、熱媒体は、保温室本体１３の底面面状流路５４および両側における側面面状流路６０に沿って、戻り流路５６を介して対流循環される。このため、保温室本体１３内は、全体的に保温され合材の温度が長時間維持される。

そして、合材を使用してアスファルト施工を行う場所で、使用時には、合材排出口２０を開いて、ダンプカーの荷台を適宜角度に傾斜させて、舗装工事位置（施工部位）に合材を流下させる。このとき、合材は温度低下していないため、円滑に合材が合材排出口から排出される。

その際、合材排出口扉４２の回動端と合材排出口２０の上方のボックス前壁上端の間は扉開維持チェーン５０で結合しておく。このため、ダンプカーのデッキの傾斜角度が小さくなっても、合材排出口扉４２が突発的に閉じることがない。また、ダンプカーのデッキの傾斜角度が大きく扉開維持チェーン５０の維持可能以上に開いた状態から、合材排出口扉４２が閉方向に回動するに際して、空気ばね４８が存在するため、合材排出口扉４２が急に閉じ状態となることがない。扉の急な回動により作業者が衝撃を受けることがない。

所定量の合材が排出したら、ダンプカーの荷台の傾斜を平行にし、排出口扉４２で合材排出口２０を閉じる。こうして、合材を保温ボックスＢで保温して保管する。この保管途中においても、保温ボックスＢ内は、高温に維持されるため、合材が硬化温度まで低下することもない。

なお、図１０に合材を本実施形態の保温ボックスＢに入れて、熱媒体を加熱しない場合における合材表面温度と合材内部温度の保温特性を示すとともに、面状ヒータの通電後における熱媒体の温度変化を示す。図１０から熱媒体により合材の温度低下を抑制できることが伺える。

１２ 保温室
１３ 保温室本体
１６ ハウジング
５４ 底面面状流路（保温手段）
５６ 戻り流路
５８ 加熱手段（面状ヒータ）（保温手段）
６０ 側面面状流路（保温手段）
６２ 熱媒体供給口
６４ 分流隔壁

Claims (5)

1. 合材（加熱アスファルト）を投入保持する保温室と、保温室を収納保持するハウジングとを備え、
   前記保温室は、保温室本体と、該保温室本体の少なくとも底面を加熱保温する保温手段とを備え、
   前記保温室本体は、上側に合材投入口を、後端側に合材排出口を備え、前記保温室本体の底壁が前端側から後端側に向かって下方へ傾斜し、また、
   前記保温手段は、前記保温室本体の底壁の外面に沿う底面面状流路と、該底面面状流路の後端側と前端側を接続する戻り流路とを備えるとともに、前記底面面状流路の後端側に加熱手段を備えて、前記底面面状流路および戻り流路には液状の熱媒体が充填されて、対流循環可能とされている、
   ことを特徴とする合材保温ボックス。
2. 前記底面面状流路が、前後端で連通する前後方向の分割流路とされていることを特徴とする請求項１記載の合材保温ボックス。
3. 前記底面面状流路の前端側に、熱媒体供給口を配するとともに、前記底面面状流路の幅方向に沿って複数個所から流入可能に区画板が配されていることを特徴とする請求項２記載の合材保温ボックス。
4. 前記保温手段が、さらに、前記底面面状流路と下端で連通し前記保温室本体の両側壁に沿う側面面状流路を備えることを特徴とする請求項１，２又は３記載の合材保温ボックス。
5. 前記側面面状流路が上下方向の上・下端で連通する上下方向の分割流路とされていることを特徴とする請求項４記載の合材保温ボックス。

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