JP2013248810A - 土質改良機の混合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脱水ケーキを含めて多様な土砂を対象として良好な混合性能を発揮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の外周部にパドル７７を配置したパドルミキサ７２と、ケーシング７２の内側でパドル７７の回転軌道の上側の領域において上下に延在させ、ケーシング７１の幅方向に併設した複数の棒状部材９３とを備えたことを特徴とする。
【選択図】 図７

Description

本発明は土砂を土質改良材と混合する土質改良機の混合装置に関する。

近年、国土交通省による建設リサイクル推進計画の策定（２００８年）といった廃棄物利用促進の背景の下、通常、そのままの状態では廃棄せざるを得ないような劣悪な土砂や汚泥を、例えば、ガス管埋設時の埋め戻しや、地盤強化を図るための宅地・道路の路床等の表層への敷設等に用いる改良土として再利用可能な性状に改質する土質改良機のニーズが広がりつつある。このような土質改良機で用いる混合装置としては、例えば相反方向に回転する二本の水平で平行なパドルミキサを有し、パドルミキサによって土砂等を軸方向に移送させつつ土質改良材と混ぜ合わせて改良土として排出するものがある。

しかし、パドルミキサを用いた混合装置で脱水ケーキ等の粘性土を対象とした場合、攪拌しても十分に解砕されず、内部まで土質改良材が混ぜ込まれていないままの塊状の脱水ケーキが混合装置から排出されてしまう場合がある。それに対し、「擦り潰し羽根」で混合装置の内壁に土砂を押し当てて磨り潰すように構成したものがある（特許文献１等参照）。

特開２０００−１７６３０２号公報

しかしながら、特許文献１の装置に設けた「擦り潰し羽根」は脱水ケーキ等の塊状物の磨り潰し作用に特化したものであって対象物が限定されており、脱水ケーキ等のような粘性土以外の通常の土砂を対象とした場合には、パドルミキサを用いた混合装置に比べて混合性能が低下し得る。通常の土砂を対象とする場合には「擦り潰し羽根」を備えた軸をパドルミキサと交換し得るが、この交換作業は非常に煩わしく手間及び時間を要する。

本発明の目的は、脱水ケーキを含めて多様な土砂を対象として良好な混合性能を発揮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、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の外周部にパドルを配置したパドルミキサと、前記ケーシングの内側で前記パドルの回転軌道の上側の領域において上下に延在させ、前記ケーシングの幅方向に併設した複数の棒状部材とを備えたことを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、前記複数の棒状部材は、各々の下端部を結ぶ線が前記パドルの回転軌道に沿うようにそれぞれ長さが設定されていることを特徴とする。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記複数の棒状部材を前記ケーシングの出口側に傾動させる機構と、傾動した前記複数の棒状部材を鉛直姿勢に戻す方向に付勢する手段とを備えたことを特徴とする。

第４の発明は、第１又は第２の発明において、前記棒状部材の材質がばね鋼であることを特徴とする。

本発明によれば、脱水ケーキを含めて多様な土砂を対象として良好な混合性能を発揮することができる。

本発明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とその周囲の要素を抜き出して表す側面図である。 本発明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の平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る混合装置の側面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る混合装置の平面図である。 図５中のVII−VII線による矢視断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの正面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの側面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの平面図であり、第１の実施の形態を表した図８に対応する図である。 本発明の第２の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの正面図であり、第１の実施の形態を表した図９に対応する図である。 本発明の第２の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの側面図であり、第１の実施の形態を表した図１０に対応する図である。 本発明の第３の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの平面図であり、第１の実施の形態を表した図８に対応する図である。 本発明の第３の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの正面図であり、第１の実施の形態を表した図９に対応する図である。 本発明の第３の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの側面図であり、第１の実施の形態を表した図１０に対応する図である。 図１４中のXVII−XVII線による矢視断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの平面図であり、第１の実施の形態を表した図８に対応する図である。 本発明の第４の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの正面図であり、第１の実施の形態を表した図９に対応する図である。 本発明の第４の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの側面図であり、第１の実施の形態を表した図１０に対応する図である。 図１８中のXXI−XXI線による矢視断面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの平面図であり、第１の実施の形態を表した図８に対応する図である。 本発明の第５の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの正面図であり、第１の実施の形態を表した図９に対応する図である。 本発明の第５の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの側面図であり、第１の実施の形態を表した図１０に対応する図である。 図２２中のXXV−XXV線による矢視断面図である。 本発明の第６の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの平面図であり、第１の実施の形態を表した図８に対応する図である。 本発明の第６の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの正面図であり、第１の実施の形態を表した図９に対応する図である。 本発明の第６の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの側面図であり、第１の実施の形態を表した図１０に対応する図である。 図２６中のXXIX−XXIX線による矢視断面図である。

以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。

（第１の実施の形態）
図１は本発明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。本実施の形態において、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、軟弱な地盤を改良して地盤強化する場合等に用いられ、改質対象とする土砂の品質を目的に応じて改良すべく土砂と石灰やセメント等の土質改良材とをミキシングするものである。本願明細書でいう土砂には、汚泥や脱水ケーキ等も含まれる。脱水ケーキとは、例えば砕石工場等において、分級工程で発生する砕石微粉末を水洗処理した際の廃水をフィルタープレスにより脱水処理することによって生成される粘性土であり、大部分は有効活用されることなく埋設処理あるいは産業廃棄物として処理されてきたものであるが、本実施の形態の土質改良機では脱水ケーキを生石灰等の土質改良材と混合することによって改質することができる。脱水ケーキから製造した改良土は水硬性複合路盤材の原料にもなり得る。

本実施の形態の土質改良機は、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左右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、並びに駆動輪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は、前後方向に水平に延在している。これら本体フレーム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によって支持フレーム１０，１１が支持されている。支持フレーム１０は本体フレーム３の後部の上方に位置し、支持フレーム１１は本体フレーム３の前後方向の中間部の上方に位置している。

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の後部上方に支持されている。搬送コンベヤ１３は、上記支持ポスト９ａ等に支持されていて、ホッパ１２の下方から混合装置１９の入口７４（図５等参照）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）を貯留タンク１５の上方に吊り上げ、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混合し改良土を生成するものであって、本体フレーム３の長手方向ほぼ中央上に搭載されてスクリューフィーダ１６の下方に位置している。搬送コンベヤ１３の放出端（前端部）やこの混合装置１９の土砂及び土質改良材の入口７４（図５等参照）の周囲の空間はカバー２０で包囲されている。このカバー２０で包囲された空間には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）も臨んでいて、混合装置１９の入口に投入される際の土砂や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の前部に支持部材２２を介して搭載されている。このパワーパック２１には、土質改良機の動力源となるエンジン（原動機）やこのエンジンによって駆動される油圧ポンプ、油圧ポンプから各種油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御する制御弁ユニット、燃料タンク、作動油タンク等が備えられている。また、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の下方付近で上方に折れ曲がって前方に向かって上り傾斜に延在している。排出コンベヤ２６上流側の部分（後部）は図示しない支持部材を介して本体フレーム３に、下流側の部分（前部）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、それぞれ吊り支持されている。また、排出コンベヤ１３の下流側端部（前端）の駆動プーリには排出コンベヤ２６の駆動用の駆動装置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とその周囲の要素を抜き出して表す側面図、図４は土質改良材供給装置１４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で固定することで（図３参照）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は本発明の第１の実施の形態に係る混合装置１９の側面図、図６はその平面図、図７は図５中のVII−VII線による矢視断面図である。なお、これらの図においては、ケーシング７１の上面の入口７４及び蓋７１ａ（ともに図３参照）を取り外した状態を図示してある。

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、このケーシング７１内に設けた攪拌手段としての左右二本のパドルミキサ７２、及びパドルミキサ７２を回転駆動させる混合装置１９の駆動用の駆動装置７３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、平行に並んだ二本のパドルミキサ７２のパドル７７の回転軌道に沿って湾曲した二曲面で底面が構成されている。なお、ケーシング７１の天板は前後方向に並んだ複数（本例では四枚）の蓋７１ａ（図３参照）で構成されていて、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。入口７４も蓋７１ａと同じようにケーシング７１の本体に対して取り外し可能である。

パドルミキサ７２は、ケーシング７１内に長手方向に延在する回転軸７６、及びこの回転軸７６の外周部に設けた攪拌翼であるパドル７７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図６に示したように駆動軸７９及び従動軸８０と同軸にフランジで接続され、駆動軸７９及び従動軸８０に対してボルトにより着脱できる構成である。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（図示せず）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、パドルミキサ７２は、パドル７７の回転軌道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パドル７７が干渉してしまう。そこで、ケーシング７１の前部に設けたギアボックス８１内において左右の駆動軸７９に設けたギア（図示せず）が相互に噛合していて、これらギア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。左右の駆動軸７９の前端は、それぞれ駆動装置７３の出力軸と連結されている。なお、左右の駆動装置７３のいずれか１つを省略し、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の回転をギアで他方の駆動軸７９に伝達する構成とすることもできる。

パドル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（例えば４５度程度）だけ傾斜していて当該ブレード面が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のブレード面の回転軸７６の方向に採った幅はロッド８４の直径よりも広く採られており、回転方向から見た場合、ロッド８４が根元部分を除いて翼部８５に隠れる。本実施の形態において、パドル７７は回転軸７６の外周面において螺旋軌道上に所定ピッチ（本例では９０度ピッチ）で配置されている。本実施の形態では左右のパドルミキサ７２が互いに逆回転するため、パドル７７を配置する螺旋軌道は左右の回転軸７６で互いに逆向きに巻いている。

なお、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８６を、ケーシング７１の出口７５に臨む位置に戻り羽根８７をそれぞれ設けている。掻き取り羽根８６は、ブレード面が回転方向に正対していて、ケーシング７１内における土砂移送方向の上流側端部の土砂を掻き取って滞留を抑制する役割を果たす。戻り羽根８７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８７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。

このとき、本実施の形態では、ケーシング７１内の土砂の流れに干渉して土砂に含まれ得る土塊の解砕を促す土塊解砕促進ユニット９０を備えている。この土塊解砕促進ユニット９０は、ケーシング７１の入口７４（図３参照）の前方（土砂移送方向の下流側）において蓋７１ａ（図３参照）に覆われる位置に少なくとも一つ、本実施の形態では前後方向に間隔をあけて二つ並べて設置してある。二つの土塊解砕ユニット９０の前後の間隔は、土砂に含まれ得るレキ等の異物の大きさとして想定される最大寸法かそれよりも広く設定してある。

図８は土塊解砕促進ユニット９０の平面図、図９は機体前方側から見た正面図、図１０は側面図である。

これらの図に示すように、土塊解砕促進ユニット９０は、ケーシング７１に対する左右の取付け部９１、左右の取付け部９１の間で左右に延在するフレーム９２、及びフレーム９２に取り付けられた複数の棒状部材９３を備えている。

フレーム９２は、左右の取付け部９１に立設したサイドフレーム９２ａ、左右のサイドフレーム９２ａに回転自在に軸支された回転軸９２ｃ、回転軸９２ｃに固定されて左右のサイドフレーム９２ａの間で左右に延びるフレーム本体９２ｂ、回転軸９２ｃに固定した左右のレバー９２ｄ、及びレバー９２ｄを付勢するばね９２ｅを備えている。フレーム本体９２ｂはフラットバー状の平滑な部材であり、通常時においては断面を鉛直に立てた姿勢で左右方向、すなわちパドルミキサ７２の回転軸方向と直交する方向に水平に延在している。サイドフレーム９２ａは、矩形に形成した板状部材をフレーム本体９２ｂに直交する姿勢で取付け部９１上に起立させたもので、取付け部９１に対して溶接等で固着されている。回転軸９２ｃは左右方向に延在しており、サイドフレーム９２ａに設けられた貫通穴（図示せず）に挿入されていて、これによってフレーム本体９２ｂと一体となって棒状部材９３が前後方向に傾動するようになっている。

複数の棒状部材（レーキタイン）９３は、ケーシング７１の内側でパドル７７の回転軌道の上側の領域において上下に延在している。具体的には、基端側の部分（上部）がフレーム本体９２ｂの後面に溶接等で固定されていて、フレーム本体９２ｂから下方に延在し先端部がケーシング７１内を流動する土砂に干渉し得るように配置されている。これら複数の棒状部材９３は、ケーシング７１の幅方向、すなわち左右方向に一定のピッチで並べて配置されていて、パドル７７との干渉を回避しつつできるだけ土砂との干渉部を長く確保するために、各々の下端部を結ぶ線が前記パドルの回転軌道に沿うようにそれぞれ長さが設定されている（図７も参照）。

取付け部９１は板状のブラケットであり、ケーシング７１の本体上部のフランジとその蓋７１ａ（図３参照）のフランジとの間に挟んで、ボルト等でこれら上下のフランジと共締めすることでケーシング７１に対して固定されている。したがって、ボルトを緩めて蓋７１ａを取り外すことで、ケーシング７１から土塊解砕促進ユニット９０を容易に取り外せるようになっている。

ここで、上記レバー９２ｄは、サイドフレーム９２ａのケーシング７１の幅方向外側において回転軸９２ｃの端部に固定されていて、前方に水平に延在している。ばね９２ｅは例えば引っ張りばねであって、中心軸を鉛直に立てた姿勢で取付け部９１及びレバー９２ｄに両端が連結されている。コイルばねを例示しているが、他のばねであっても良い。ばね９２ｅの長さは、重力以外の負荷がかかっていない状態で取付け部９１からレバー９２ｄまでの高さと同程度である。ばね９２ｅのばね力は、ケーシング７１内の通常の（改質対象とすべき）土砂の流れに抗って棒状部材９３を鉛直姿勢又はこれに近い姿勢で保持することができ、レキ等といった解砕されない硬質の異物がパドル７７によって押し付けられた場合には、フレーム本体９２ｂ及び回転軸９２ｃとともに棒状部材９３をケーシング７１の出口７５側に傾動させることができる程度に設定されている。棒状部材９３が傾動した状態では、ばね９２ｅが自然長よりも長くなるため、ばね９２ｅの復元力が作用して棒状部材９３が鉛直姿勢に戻る方向に付勢される。

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内でパドルミキサ７２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、本実施の形態においては、脱水ケーキ等の粘性の塊状物を改質対象土砂とすると、ケーシング７１内でパドル７７によって移送される土砂のうち棒状部材９３の間隔よりも大きな塊状物は、棒状部材９３によって堰き止められて通常の（塊状ではない）土砂よりも長時間パドル７７による解砕・混合の作用を受けることになる。棒状部材９３に捕捉された塊状物はその位置で繰り返しパドル７７や棒状部材９３と衝突するうちに棒状部材９３の間隔を通る大きさに解砕され、棒状部材９３の間を通過して土質改良材と混合されつつ出口７５に向かう。また、土質改良材が混ざり込むことによって塊状物はさらに割れ易くなり、塊状物はパドル７７による混合・解砕の作用を受けて徐々に細粒化されていく。他方、塊状物を含まない通常の土砂を対象とした場合であっても、土塊解砕促進ユニット９０を取り外す必要は特になく、土砂はパドル７７によって土質改良材と混合されつつ棒状部材９３の間隔を通過して出口７５に向かって流動する。このように、本実施の形態によれば、脱水ケーキを含めて多様な土砂を対象として良好な混合性能を発揮することができる。また、改質対象土砂によって土塊解砕促進ユニット９０を着脱する必要も基本的にないため、対象とする土砂によって部品の着脱や交換のための余計な作業も生じない。

また、棒状部材９３の長さは、各々の下端部を結ぶ線がパドル７７の回転軌道に沿うようにそれぞれ設定されているため、土砂の流れに干渉する部分の長さを確保することができ、それだけ効率良く土塊を捕捉することができる。このことも土塊の解砕効率の向上に寄与する。

また、本実施の形態の場合、棒状部材９３をケーシング７１の出口７５側に傾動させる機構、及び傾動した棒状部材９３を鉛直姿勢に戻す方向に付勢する手段を備えているため、解砕不能なレキ等の異物が棒状部材９３で捕捉された場合にパドル７７と棒状部材９３との間に異物が噛み込むことを抑制することができ、混合作業の中断やパドル７７や棒状部材９３の変形・損傷を抑制することができる。

（第２の実施の形態）
図１１は本発明の第２の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの平面図、図１２は機体前方側から見た正面図、図１３は側面図であり、第１の実施の形態を表した図８−図１０にそれぞれ対応する図である。これらの図において既述した部材と同様のものについては既出図面と同符号を付して説明を省略する。

本実施の形態の土塊解砕促進ユニット９０Ａが第１の実施の形態の土塊解砕促進ユニット９０と相違する点は、傾動した棒状部材９３を鉛直姿勢に戻る方向に付勢する手段として圧縮ばねを用いた点である。具体的には、土塊解砕促進ユニット９０Ａのフレーム９２Ａに設けた左右のレバー９２ｄＡは、第１の実施の形態のレバー９２ｄとは逆に前方に水平に延在している。そして、取付け部９１及びレバー９２ｄＡをばね９２ｅＡで連結してある。コイルばねを例示しているが、他のばねであっても良い。ばね９２ｅＡの長さは、重力以外の負荷がかかっていない状態で取付け部９１からレバー９２ｄＡまでの高さと同程度である。ばね９２ｅＡのばね力は、ケーシング７１内の通常の（改質対象とすべき）土砂の流れに抗って棒状部材９３を鉛直姿勢又はこれに近い姿勢で保持することができ、レキ等といった解砕されない硬質の異物がパドル７７によって押し付けられた場合には、フレーム本体９２ｂＡ及び回転軸９２ｃとともに棒状部材９３をケーシング７１の出口７５側に傾動させることができる程度に設定されている。棒状部材９３が傾動した状態では、ばね９２ｅＡが自然長よりも短くなるため、ばね９２ｅＡの復元力が作用して棒状部材９３が鉛直姿勢に戻る方向に付勢される。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

本実施の形態によっても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

（第３の実施の形態）
図１４は本発明の第３の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの平面図、図１５は機体前方側から見た正面図、図１６は側面図、図１７は図１４中のXVII−XVII線による矢視断面図である。図１４−図１６は第１の実施の形態を表した図８−図１０にそれぞれ対応する図である。これらの図において既述した部材と同様のものについては既出図面と同符号を付して説明を省略する。

本実施の形態の土塊解砕促進ユニット９０Ｂが第１の実施の形態の土塊解砕促進ユニット９０と相違する点は、傾動した棒状部材９３を鉛直姿勢に戻る方向に付勢する手段としてばねの代わりにウェイト９２ｆを用いた点である。具体的には、土塊解砕促進ユニット９０Ｂのフレーム９２Ｂのフレーム本体９２ｂＢは、回転軸９２ｃの中心軸方向から見てＬ字型をした板状部材であり、Ｌ字断面のコーナーの内側部分に回転軸９２ｃが固定されている。棒状部材９３は、通常時においてコーナー部から下方に延びる鉛直面部の後面に固定されており、コーナー部から前方に延びる水平面部の前端部には上記ウェイト９２ｆが取り付けられている。ウェイト９２ｆは水平面部に荷重をかけて回転軸９２ｃ周りに相当の図１７の紙面上で時計回りの向き（出口２５側に傾動した棒状部材を戻す方向）のモーメントを発生させる重量があるものであれば態様は問わないが、本実施の形態では左右に延びる角棒状の部材で構成してある。ウェイと９２ｆの重量は、ケーシング７１内の通常の（改質対象とすべき）土砂の流れに抗って棒状部材９３を鉛直姿勢又はこれに近い姿勢で保持することができ、レキ等といった解砕されない硬質の異物がパドル７７によって押し付けられた場合には、フレーム本体９２ｂＢ及び回転軸９２ｃとともに棒状部材９３をケーシング７１の出口７５側に傾動させることができる程度に設定されている。また、本実施の形態では左右のサイドフレーム９２ａが板状のストッパ９２ｇで連結されている。ストッパ９２ｇは棒状部材９３の入口９４側への傾動を規制する部材であり、鉛直姿勢の棒状部材９３の後面に接触する。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

本実施の形態によっても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

（第４の実施の形態）
図１８は本発明の第４の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの平面図、図１９は機体前方側から見た正面図、図２０は側面図、図２１は図１８中のXXI−XXI線による矢視断面図である。図１８−図２０は第１の実施の形態を表した図８−図１０にそれぞれ対応する図である。これらの図において既述した部材と同様のものについては既出図面と同符号を付して説明を省略する。

本実施の形態の土塊解砕促進ユニット９０Ｃが第１の実施の形態の土塊解砕促進ユニット９０と相違する点は、棒状部材９３に異物が引っ掛かった場合にばね９２ｅＣが曲げ変形して棒状部材９３が出口７５側に傾動する機構とし、傾動した棒状部材９３を元の姿勢に付勢する手段を当該ばね９２ｅＣで兼用した点である。具体的には、本実施の形態では、フレーム９２Ｃの左右のサイドフレーム９２ａの間に渡したフレーム本体９２ｂＣに対し、棒状部材９３を取り付けたフレーム９２ｈをばね９２ｅＣで連結してある。本実施の形態のフレーム本体９２ｂＣは、面を上下に向けた姿勢で左右に延びており、フレーム９２ｈは棒状部材９３を取り付けた鉛直面と鉛直面の上端から前方に延びる水平面とでＬ字型に形成されている。フレーム９２ｈの水平面はフレーム本体９２ｂＣの下面に対向しており、これら対向面同士がばね９２ｅＣで連結してある。ばね９２ｅＣは中心軸を縦にして配置したコイルばねであり、左右方向に複数（本実施の形態では三つ）設けられている。フレーム９２ｈに対する棒状部材９３の取り付けについては第１の実施の形態におけるフレーム本体９２ｂに対する棒状部材９３の取り付けと同様である。

本実施の形態においては、棒状部材９３にレキ等の異物が引っ掛かった場合にばね９２ｅＣが曲げ変形してフレーム９２ｈごと棒状部材９３が出口７５側に傾動する。ばね９２ｅＣのばね力は、ケーシング７１内の通常の（改質対象とすべき）土砂の流れに抗って棒状部材９３を鉛直姿勢又はこれに近い姿勢で保持することができ、レキ等といった解砕されない硬質の異物がパドル７７によって押し付けられた場合には、フレーム本体９２ｂＣとともに棒状部材９３をケーシング７１の出口７５側に傾動させることができる程度に設定されている。棒状部材９３が傾動した状態では、ばね９２ｅＣが弾性的に曲げ変形した状態にあるため、ばね９２ｅＣの復元力が作用して棒状部材９３が鉛直姿勢に戻る方向に付勢される。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

本実施の形態によっても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

（第５の実施の形態）
図２２は本発明の第５の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの平面図、図２３は機体前方側から見た正面図、図２４は側面図、図２５は図２２中のXXV−XXV線による矢視断面図である。図２２−図２４は第１の実施の形態を表した図８−図１０にそれぞれ対応する図である。これらの図において既述した部材と同様のものについては既出図面と同符号を付して説明を省略する。

本実施の形態の土塊解砕促進ユニット９０Ｄが第１の実施の形態の土塊解砕促進ユニット９０と相違する点は、棒状部材９３に異物が引っ掛かった場合に全部の棒状部材９３が一体となって傾動するのではなく、各棒状部材９３が単独で傾動可能な構成となっていて、異物の引っ掛かった棒状部材９３が他の棒状部材９３とは独立して傾動する点である。具体的には、本実施の形態では、フレーム９２Ｄは、左右のサイドフレーム９２ａ、及び左右のサイドフレーム９２ａを連結するフレーム本体９２ｂＤからなっている。フレーム本体９２ｂＤは、面を上下に向けた姿勢で左右に延びている。そして、本実施の形態では、各棒状部材９３がフレーム本体９２ｂＤの下面にそれぞればね９２ｅＤを介して連結してある。棒状部味９３をそれぞれ取り付けた各ばね９２ｅＤは中心軸を縦にして配置したコイルばねであり、そのばね力は、ケーシング７１内の通常の（改質対象とすべき）土砂の流れに抗って自己の支持する棒状部材９３を鉛直姿勢又はこれに近い姿勢で保持することができ、レキ等といった解砕されない硬質の異物がパドル７７によって押し付けられた場合には、自己の支持する棒状部材９３をケーシング７１の出口７５側に傾動させることができる程度に設定されている。棒状部材９３が傾動した状態では、ばね９２ｅＤが弾性的に曲げ変形した状態にあるため、ばね９２ｅＤの復元力が作用して棒状部材９３が鉛直姿勢に戻る方向に付勢される。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

第１−第４の実施の形態のように全部の棒状部材９３が一体に傾動する構成の場合、いずれかの棒状部材９３に異物が接触した際に異物の接触していない棒状部材９３も異物の接触した棒状部材９３とともに傾動し、異物を下流側に逃がす間は土塊を捕捉する機能を果たさず、本来捕捉されるべき大きさの土塊が通過してしまう。それに対し、本実施の形態の場合、棒状部材９３が一本一本独立して傾動し、異物に接触した棒状部材９３のみを傾動させることができるので、異物を逃がしている間も異物に接触していない他の棒状部材９３が土砂の流れに臨むので、異物を逃がすのに伴って本来捕捉されるべき大きさの土塊が棒状部材９３で捕捉されることなく通過することを抑制し得る。したがって、土塊の捕捉効率が向上し、土塊の解砕性能の向上が期待できる。

なお、本実施の形態では各棒状部材９３をばね９２ｅＤで支持する構成としたが、棒状部材９３の一本一本を独立して回転軸で支持し、第１又は第２の実施の形態のように回転軸周りにばねでモーメントを作用させる構成とすることもできるし、第３の実施の形態のようにウェイトの荷重で棒状部材９３を付勢する構成とすることもできる。

（第６の実施の形態）
図２６は本発明の第６の実施の形態に係る混合装置に備えられた土塊解砕促進ユニットの平面図、図２７は機体前方側から見た正面図、図２８は側面図、図２９は図２６中のXXIX−XXIX線による矢視断面図である。図２６−図２８は第１の実施の形態を表した図８−図１０にそれぞれ対応する図である。これらの図において既述した部材と同様のものについては既出図面と同符号を付して説明を省略する。

本実施の形態の土塊解砕促進ユニット９０Ｅが第１の実施の形態の土塊解砕促進ユニット９０と相違する点は、棒状部材９３を固定し傾動しない構成とした点である。本実施の形態のフレーム９２Ｅは、左右の取付け部９１に立設したサイドフレーム９２ａ、及び左右のサイドフレーム９２ａを連結するフレーム本体９２ｂＥからなる。フレーム本体９２ｂＥはフラットバー状の平滑な部材であり、断面を鉛直に立てた姿勢で左右方向、すなわちパドルミキサ７２の回転軸方向と直交する方向に水平に延在している。棒状部材９３は、フレーム本体９２ｂＥの後面に溶接等で固定されている。他の構成は第１の実施の形態と同様である。

本実施の形態のように異物を逃がす構成を省略しても、棒状部材９３で土塊を捕捉することで解砕を促進させるという発明の本質的効果を得ることができる。但し、本実施の形態においても、棒状部材９３の材質をばね鋼とし、棒状部材９３自体が異物に押されて傾動する（弾性的に折れ曲がる）ようにすることができる。この場合には各棒状部材９３が独立して傾動するので、第５の実施の形態と同様の効果が期待できる。

なお、以上で説明した各実施の形態においては、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が、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
７２ パドルミキサ
７４ 入口
７５ 出口
７６ 回転軸
７７ パドル
９２，９２Ａ−Ｅ フレーム
９２ｃ 回転軸
９２ｅ，９２ｅＡ，９２ｅＣ，９２ｅＤ ばね
９３ 棒状部材
９２ｆ ウェイト

Claims (4)

1. 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の外周部にパドルを配置したパドルミキサと、
   前記ケーシングの内側で前記パドルの回転軌道の上側の領域において上下に延在させ、前記ケーシングの幅方向に併設した複数の棒状部材と
   を備えたことを特徴とする土質改良機の混合装置。
2. 前記複数の棒状部材は、各々の下端部を結ぶ線が前記パドルの回転軌道に沿うようにそれぞれ長さが設定されていることを特徴とする請求項１に記載の土質改良機の混合装置。
3. 前記複数の棒状部材を前記ケーシングの出口側に傾動させる機構と、
   傾動した前記複数の棒状部材を鉛直姿勢に戻す方向に付勢する手段と
   を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の土質改良機の混合装置。
4. 前記棒状部材の材質がばね鋼であることを特徴とする請求項１又は２に記載の土質改良機の混合装置。

Images