JP3338389B2 - 自走式土質改良機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、埋め立て作業や一
般土木作業等における軟弱な土および都市土木作業の上
下水道やガス管埋設工事等で掘削された粘性のある土を
再生利用するために土質改良を行う自走式の土質改良機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、土木建築等の多くの構造物は、土
地利用の制約から埋め立て地などの軟弱地盤での建設が
避けられない状況にある。したがって、軟弱地盤に固化
剤を散布して脱水し、締め固めにより地盤を改良するこ
とが行われている。また、上下水道、ガス管埋設工事に
おいては、油圧ショベル等の建設機械により掘削した溝
に管を埋設した後、溝を埋め戻しするのが一般的である
が、その溝を掘削した土が水分の多い粘土や粘性のある
土質の場合は、油圧ショベル等の建設機械での掘削によ
るこね返しを行うために地盤の支持力を失い、埋め戻し
に使えない残土はダンプトラックにて搬出することにな
る。

【０００３】このような問題を解決するために、例え
ば、特開昭５４−５８９０１号公報が出願されている。
同公報によれば、埋め戻しに使えない粘性のある残土を
一定量ずつ供給し、吸水硬化性のある適当な土壌改良剤
を所定の割合で添加して解砕混合する残土改良方法およ
び埋戻しに使えない粘性のある残土を搬送する残土運搬
装置と、この運搬装置で搬送される残土を適当な位置で
所定の層厚に掻き均し余剰土を切り出す回転駆動式のカ
ットスクリューと、定量搬送される残土に吸水硬化性の
ある適当な土壌改良剤を所定の割合で定量供給する添加
装置と、土壌改良剤を加えた残土を解砕混合する混合機
とを備えた技術が記載されている。

【０００４】特開平７−１２７０９０号公報によれば、
掘削機で地面を掘削して発生した土砂を、埋め戻しに適
した入れ替え材として再利用するための車載型発生土改
良装置であって、前記掘削機で一回に掬う土砂の量より
大きい容量を有するホッパと、このホッパから供給され
る土砂を細かく解砕すると共に、添加材と混合させて土
質改良を行う解砕混合装置と、この解砕混合装置で改良
された土砂を一定の粒度に篩い分ける粒度調整装置とを
備えた技術が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、軟弱地盤に
固化剤を用いると乾いたときに埃が多くでるとの問題が
ある。また、作業現場が狭い場所の場合は固化剤を散布
する車両や締め固めに用いる振動ローラ等の多くの建設
機械が搬入できないとの問題がある。更に、従来の工法
では多くの建設機械を用いるので、作業コスト高となる
問題を抱えているのが実情である。

【０００６】前記特開昭５４−５８９０１号公報に記載
されている残土と土質改良剤の解砕混合装置が定置式で
あるので、土木建築作業現場間を移動することができな
い。もし、定置式の解砕混合装置を移動するときは、分
解、組み立てによる作業等によりコスト高となる。

【０００７】前記特開平７−１２７０９０号公報に記載
されている車輪式の土質改良機は、市街地を走行するこ
とを念頭において発明されたものであり、ホッパ、解砕
混合装置及び動力源等は接近させて車体後部に配置し車
体全体をコンパクトにしている。例えば、土砂を投入す
るホッパの近傍にエンジン等の動力源が配設されてい
る。このような車輪式の土質改良機では、ホッパに土砂
を投入すると車体後部が重くなり車体前後の重量バラン
スが悪く車体の安定性が良くない。また、ホッパの近傍
にエンジン等の動力源が配設されているので、ホッパへ
土砂を投入するときの塵埃を動力源が吸い込むことにな
り、動力源の耐久性が低下する。さらに、車輪式であり
軟弱地や凹凸のある路面では走行できない場合がある。

【０００８】ところで、自走式土質改良機に配設される
ベルトコンベアは、土及び土質改良剤を搬送しても変形
損傷しないようにする必要がある。

【０００９】本発明は上記従来の問題点に着目して、車
体の安定性の向上、エンジン等が塵埃を吸い込まないた
めの土を投入するホッパの配置の改良、ベルトコンベア
の耐久性の向上をめざし、軟弱地盤等で掘削した水分の
多い粘土や粘性のある土と、石灰等の土質改良剤とを効
率良く、土の固まりをほぐして解砕混合する混合機を備
え、車体の安定性、搬送性、機動性に優れ、軟弱地や狭
いところでも効率的に作業を可能とした自走式土質改良
機を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段および作用効果】上記の目
的を達成するために、本発明に係る自走式土質改良機の
第１発明は、土に土質改良剤を加えて改良土を生成する
自走式土質改良機において、クローラ式の下部走行体が
設けられた車体と、車体の前後方向のほぼ中央に配置さ
れるとともに、土および土質改良剤を解砕混合する混合
機と、車体の前後方向の一方側に配置されたエンジン
と、車体 の前後方向の他方側に配置されて、前記下部
走行体に対して外方に外れた位置に設けられているとと
もに、投入口が前記他方側の外方に向かって下方に傾斜
開口し、かつ異物除去用の篩が設けられた土投入用ホッ
パと、前記混合機の上方に配置された土質改良剤投入用
ホッパと、前記混合機 から排出された改良土を外部へ
搬出可能に設けられ、かつ前記下部走行体に対して前記
一方側にはみ出した位置まで延設された搬出用ベルトコ
ンベアとを備え、前記土投入用ホッパの下方は、前記下
部走行体の下部から当該下部走行体の上部よりも高い位
置にわたって空間になっていることを特徴とする。

【００１１】上記構成によれば、クローラ式の下部走行
体上に混合機、エンジン、土投入用ホッパ、土質改良剤
投入用ホッパを備えたので、軟弱地盤等の現場で走行可
能となり、また狭い現場へも進入できる。したがって、
機動性及び搬送性の優れた自走式土質改良機が得られ
る。また、現場内での移動や、現場間輸送のためのトレ
ーラトラックへの搭載時には、自走できるので、定置式
土質改良装置のような分解及び組立てコストが不要とな
る。また、改良土を搬出する搬出用ベルトコンベアを備
えたので、改良土を輸送トラック等に積み込む際に改良
土の搬出が容易で作業性を向上できる。したがって、埋
め立て作業や一般土木作業等における軟弱な土、および
粘性のある土を再生利用するために、土と土質改良剤を
効率良く解砕混合して、土を再生利用する土質改良機の
車体構造を大幅に改良し、従来の土質改良機（含む土質
改良装置）のもつ問題点を解決して機動性、搬送性、輸
送性及び設置コストを大幅に向上した自走式土質改良機
として有用である。

【００１２】さらに、土質改良剤投入用ホッパが混合機
の上方に配置されているので、土質改良剤投入用ホッパ
から土質改良剤を落下させて混合機に供給することが可
能となる。これにより、従来のようにホッパから長い距
離をフィーダ等で持ち上げて供給する場合には搬送の途
中で土質改良剤が水分を吸って固まり易いので頻繁に清
掃しないとフィーダが詰まるという問題がない。上記の
ように供給距離を短くできるので詰まることがなくな
り、したがってスムーズに供給できる。

【００１３】そして、土投入用ホッパがクローラ式下部
走行体の外側にあるため、土投入用ホッパの上方より油
圧ショベル等の積込機により力を加えて土等を土投入用
ホッパ内へ押し込んだ場合、クローラ式下部走行体の土
投入用ホッパ側の端部を支点として車体の一端側が浮き
上がり易い構造となっている。したがって、土投入用ホ
ッパ等の構造物に土投入時の過大な力が加わらないの
で、土投入用ホッパ等の構造物の耐久性を向上できる。
また、土投入用ホッパに土を投入する際にこぼれた土
や、搬出用ベルトコンベアからこぼれた土が搭載機器お
よびクローラ式下部走行体に被ることがなく、搭載機器
およびクローラ等を損傷させることがないので、それら
搭載機器やクローラ式下部走行体の信頼性を向上でき
る。

【００１４】さらに、混合機を車体の略中央に配置した
ので、土投入用ホッパと混合機と搬出用ベルトコンベア
とがほぼ直線的に配置され、土の搬入から解砕、混合及
び搬出までの流れがスムーズになり、装置の幅がコンパ
クトになる。

【００１５】また、エンジンは車体の前後方向の一方側
に配置され、土投入用ホッパは車体の前後方向の他端側
に配設されているから、車体の前後方向の重量バランス
が良く、走行もスムーズに行うことができ、車体の安定
性が向上する。また、エンジンを車体の一端側に配置
し、土投入用ホッパを他端側に配設することにより、土
投入用ホッパで塵埃が発生してもエンジンは離れている
ので塵埃を吸い込むことはなく、よってエンジンの耐久
性を向上できる。

【００１６】そしてまた、土投入用ホッパは、前記他端
側の端部が下方に傾斜しているため、土投入用ホッパの
投入口が積込機等から見え易く、土の積込作業が容易と
なり、積込作業性が良い。

【００１７】第２発明は、請求項１に記載の自走式土質
改良機において、前記混合機は、回転ハンマと、この回
転ハンマの土搬入方向の上流側に設けられたカッタを備
えて構成されていることを特徴とする。

【００１８】第３発明は、請求項１または請求項２に記
載の自走式土質改良機において、前記土投入用ホッパ
は、上方に拡開した開口部と、この開口部の下部に一体
に設けられたガイド部と、これら開口部およびガイド部
の境界部分に設けられた篩とを備えて構成されているこ
とを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る自走式土質
改良機の実施の形態を図１乃至図７を参照して説明す
る。先ず、図１に示す自走式土質改良機１の下部走行体
２は図示しない走行モータにより走行自在となってい
る。この下部走行体２の上部に車体３を配設している。
この下部走行体２はクローラ式である。この車体３のほ
ぼ中央部には、土質改良剤及び土の固まりをほぐし解砕
混合する混合機４が搭載されている。車体３の前後方向
の一方側には後述する駆動装置５が搭載されている。車
体３の前後方向の他方側には土を投入する土投入用ホッ
パとしての第１ホッパ４０を配設している。第１ホッパ
４０の前端部（前記他方側の端部で、図１中の左端側）
は下方に傾斜しており、後端部には土こぼれ防止板４１
が設けられている。この第１ホッパ４０と混合機４との
間で、かつ、図１に示す車体３に固設した支持フレーム
１５上には土質改良剤を投入する土質改良 剤投入用ホッ
パとしての第２ホッパ２０を配設している。図１に示す
自走式土質改良機１の全長Ｌはトレーラトラックに搭載
可能な範囲になるように構成されている。

【００２０】図２に示す下部走行体２の上部に配設した
車体３には、第１ホッパ４０および第２ホッパ２０の下
方に油圧駆動式 搬送用ベルトコンベア５０を配設して
いるこの搬送用ベルトコンベア５０は、矢印ａ方向に駆
動されて土と土質改良剤とを混合機４に搬送するように
なっている。この混合機４に配設されるカッタ４ｂ及び
回転ハンマ４ｃにより土と土質改良剤とを解砕混合する
ようになっている。混合機４の下側で、かつ、駆動装置
５の下側には油圧駆動式の搬出用ベルトコンベア１６を
配設している。この搬出用ベルトコンベア１６は、矢印
ｂ方向に駆動されて再生された土を車体後方に搬出する
ようになっている。ベルトコンベア１６，５０は土つま
り等が生じた時は逆転出来るようになっている。

【００２１】図３に示す自走式土質改良機１の一方側に
は、エンジン６が横置きしてある。このエンジン６の向
きの前方にはラジエータ７，エアクリーナ８が配設さ
れ、後方にはエンジン６で駆動される油圧ポンプ９が装
着されており、エンジン６の側方には油圧操作弁１０が
搭載されている。前記駆動装置５は、これらエンジン
６，ラジエータ７，エアクリーナおよび油圧ポンプ９等
からなっている。このように駆動装置５を自走式土質改
良機１の一方側に集中して配設したため、点検整備が向
上し、および車体３の他方側の第１ホッパ４０に土を投
入するときにも、駆動装置５がカウンタウエイトの役目
をするので車体のバランスが良い。自走式土質改良機１
の後部から中央よりの右側には燃料タンク１１，作動油
タンク１２が配設されている。１３は下部走行体２の走
行操作や各装置の操作を行う操作レバーである。作動油
タンク１２の前方にはクレーン１４が設けられており、
石灰等の土質改良剤の第２ホッパ２０への供給のため
や、エンジン６，油圧ポンプ９及び車両の各部の点検整
備時や修理時に例えば各装置の取付け、取外しのために
使用される。

【００２２】図４に示す土質改良剤を投入する第２ホッ
パ２０の詳細について説明する。第２ホッパ本体２１の
上端には開閉自在の蓋２２が設けられ、第２ホッパ本体
２１内の上部には先端の尖ったカッタ２３が設けられて
いる。石灰等の土質改良剤の袋５１を細い２点鎖線に示
すように上から前記クレーン１４により吊り降ろすと、
袋５１はカッタ２３により破られ、土質改良剤は第２ホ
ッパ本体２１内に落下する。この第２ホッパ本体２１の
側面には土質改良剤の残量を見るための点検窓２４が設
けられている。第２ホッパ本体２１は底板２５を有し、
底部には土質改良剤供給装置３０が内設されている。

【００２３】図４，図５に示す土質改良剤供給装置３０
の構成について説明する。図４に示すように、底板２５
には旋回ベアリングのアウタレース３１が固設され、内
歯歯車を有する旋回ベアリングのインナレース３２が回
転体３３の内輪部材３４に固設されている。図５に示す
ように、インナレース３２の内歯歯車には２個の油圧モ
ータ３７，３７のそれぞれの駆動歯車３８，３８が噛み
合っていて回転体３３を駆動するようになっている。回
転体３３の内輪部材３４と外輪部材３５との間には複数
のフィーダブレード３６が星形を形成するように設けら
れている。図４，図５に示す底板２５の所定位置には回
転体３３の内輪部材３４と外輪部材３５との間にわたっ
て排出口２６が設けられ、その下側にはシュータ２７が
設けられている。図４に示すように、第２ホッパ本体２
１の底部で回転体３３の上方には排出口２６を覆うよう
にプレート２８が設けられ、その下縁で第２ホッパ２０
から各フィーダブレード３６と外輪部材３５および内輪
部材３４とにより囲まれた空間内に供給する土質改良剤
の高さを制限するようになっている。回転体３３の回転
数は油圧モータ３７の回転数を調整することにより調整
可能であり、その回転数で土質改良剤の単位時間当たり
の供給量は調整される。

【００２４】図６，図７により、第１ホッパ４０および
搬送用ベルトコンベア５０について説明する。図６に示
すように、第１ホッパ４０および第２ホッパ２０の下方
には搬送用ベルトコンベア５０が配設されており、搬送
用ベルトコンベア５０は混合機４に接続している。搬送
用ベルトコンベア５０は鉄製である。この鉄製のベルト
コンベア５０は、第１ホッパ４０から落下する土の重量
および混合機４のカッタ４ｂで土と土質改良剤とを解砕
混合するときの反力を土と土質改良剤との投入口４ａの
近傍で受けても十分耐え得る強度があり、ベルトコンベ
ア５０が変形損傷することはない。図６に示す混合機４
の側壁には、土と土質改良剤とを投入する投入口４ａが
設けられている。前記第１ホッパ４０および第２ホッパ
２０の下方に配設したベルトコンベア５０で搬送される
土と土質改良剤とを投入口４ａから投入するようになっ
ている。これにより、土と土質改良剤とが混合機４の側
方にある同じ投入口４ａから投入されるので、車高を低
くすることができる。よって、車体のバランスが良く車
体の安定性が向上するとともに、車高が低いので大幅な
分解をせずに作業現場間を輸送することができる。

【００２５】図６に示すように、第１ホッパ４０の前端
部は下方に傾斜しており、後端部には土こぼれ防止板４
１が設けられている。この第１ホッパ４０は図７に示す
ように、同ホッパ４０の上部の開口部４２の夾角αは鈍
角（例えば１４０°）であり、外幅Ｗは油圧ショベル等
の積込機で土を積み込む場合に、十分な大きさである。
同ホッパ４０の下部のガイド部４３の夾角βは鋭角
（例えば３０°）であり、水分の多い粘性のある土であ
っても落下し易くなっている。開口部４２とガイド部４
３との境界部には格子状あるいは網状の篩４４が設けら
れており、大きな石等の異物が入らないようになってい
る。ガイド部４３の下縁にはシール４９が取着され、搬
送用ベルトコンベア５０の上面に当接しており、塵埃の
流出を防止している。

【００２６】図６に示す前記第１ホッパ４０の下方排出
部で、搬送用ベルトコンベア５０の表面から距離Ｔの位
置には、外周に複数の突起部材４７を有する回転ローラ
４６からなる土砂排出補助装置４５が設けられている。
この土砂排出補助装置４５は油圧駆動式であり、搬送用
ベルトコンベア５０が矢印ｃ方向に移動すると矢印ｄ方
向に回転し、土の水分が多くてベルト上でスリップする
ような場合は土の排出をし易くするものである。この土
砂排出補助装置４５の後方には土質改良剤を投入する第
２ホッパ２０のシュータ２７を配設している。このシュ
ータ２７の先端は搬送用ベルトコンベア５０の表面から
距離「Ｔ＋ｔ」の高さに設定されている。前記土砂排出
補助装置４５とシュータ２７との間には土砂定量供給装
置４８が設けられ、その下縁で土砂の高さを制限するよ
うになっている。鉄製のベルトコンベア５０は、土砂排
出補助装置４５の回転ローラ４６の駆動により、突起部
材４７が回転して土を排出するときの反力を受けても十
分耐え得る強度があり、ベルトコンベア５０が変形損傷
することはない。

【００２７】次に、図８に基づいて土質改良作業につい
て説明する。同図に示すように、自走式土質改良機１の
第１ホッパ４０側にはバケット５３を有する油圧ショベ
ル５２を配置し、軟弱地や凹凸のある作業現場に油圧シ
ョベル５２及び自走式土質改良機１のクローラ式作業機
械を用いる。土質改良された土をポータブル式ベルトコ
ンベア５４で搬送して、良好な路面上に配置した車輪式
ダンプトラック５５に積載するようになっている。

【００２８】自走式土質改良機１はクレーン１４により
土質改良剤の袋５１を吊り上げ、第２ホッパ２０に土質
改良剤を投入する。油圧ショベル５２は、土をバケット
５３で掘削して第１ホッパ４０に投入する。このとき、
前述のように第１ホッパ４０の幅Ｗ（図７参照）は十分
に広いため投入し易い。また、第１ホッパ４０の篩４４
があるため大きな石等の異物は除去できるが、逆に土が
水分の多い粘土の場合には投入しずらい場合がある。そ
の場合にはバケット５３の背面で土を押し込むことにな
るが、このときは、第１ホッパ４０にはＦの方向に力が
加わる。ところが、第１ホッパ４０は下部走行体２の外
側に配設しているため、自走式土質改良機１は点Ｐを支
点として後部が浮き上がり、力Ｆは制限される。したが
って、過大な力が第１ホッパ４０に加わることはなく、
支持フレーム１５等の構造物を破損する恐れはない。第
１ホッパ４０に投入した土は前述のように搬送用ベルト
コンベア５０上で適当な量の土質改良剤を加えられ、混
合機４で解砕混合されて再利用可能な土に改良される。
改良された土は搬出用ベルトコンベア１６によりポータ
ブル式ベルトコンベア５４に送られ、ダンプトラック５
５に搭載されて一連の作業を完了する。

【００２９】本発明の自走式土質改良機によれば、車体
の一方側に配設されたエンジンおよび油圧ポンプと、他
方側に配設された第１ホッパ（土ホッパ）との重量バラ
ンスが良く走行もスムースに行うことができるので車体
の安定性が向上する。また、車体の他方側に配設した第
１ホッパの上方より油圧ショベル等の建設機械により力
を加えて土等を押し込んでも車体の一方側が浮き上がる
構造としたので、第１ホッパ等の構造物に過大な力が加
わらないようになっており、第１ホッパ等の構造物の耐
久性が向上する。さらに、第１ホッパを車体の一方側に
配設し、エンジンおよび油圧ポンプを他方側に配設した
ため、第１ホッパで塵埃が発生してもエンジンは離れて
いるため塵埃を吸い込むことはないので耐久性が向上す
る。

【００３０】そして、鉄製のベルトコンベアを配設した
ので、第１ホッパから落下する土の重量を受けても、お
よび混合機のカッタにより土と土質改良剤とを混合する
ときの反力を土質改良剤の投入口の近傍で受けても十分
耐え得る強度があり、ベルトコンベアが変形損傷するこ
とがなく耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自走式土質改良機の全体側面図であ
る。

【図２】同、側面断面図である。

【図３】同、平面図である。

【図４】同、土質改良剤を投入する第２ホッパの側面、
一部断面図である。

【図５】同、図４のＡ−Ａ矢視図を示す土質改良剤供給
装置の平面図である。

【図６】同、第１および第２ホッパと搬送用ベルトコン
ベア近傍の側面断面図である。

【図７】同、図６のＢ−Ｂ矢視図を示す第１ホッパの正
面断面図である。

【図８】本発明の自走式土質改良機を用いた土質改良作
業の説明図である。

【符号の説明】

１…自走式土質改良機、２…下部走行体、４…混合機、
４ａ…投入口、４ｂ，４ｃ…カッタ、５…駆動装置、６
…エンジン、９…油圧ポンプ、１３…走行等の操作レバ
ー、１４…クレーン、１６…搬出用ベルトコンベア、２
０…土質改良剤投入用ホッパである第２ホッパ、２２…
蓋、２３…カッタ、２５…底板、２６…排出口、２７…
シュータ、２８…プレート、３０…土質改良剤供給装
置、３３…回転体、３６…フィーダブレード、３７…油
圧モータ、４０…土投入用ホッパである第１ホッパ、４
１…土こぼれ防止板、４４…篩、４５…土砂排出補助装
置、４８…土砂定量供給装置、５０…搬送用ベルトコン
ベア。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤野 種明 神奈川県川崎市川崎区中瀬３−20−１ 株式会社小松製作所 建設ロボット事業 部内 (56)参考文献 特開 平５−138058（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−127090（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−59440（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−18036（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 3/12 102 E02F 7/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 土に土質改良剤を加えて改良土を生成す
   る自走式土質改良機において、 クローラ式の下部走行体(2) が設けられた車体(3) と、 車体(3) の前後方向のほぼ中央に配置されるとともに、
   土および土質改良剤を解砕混合する混合機(4) と、 車体(3) の前後方向の一方側に配置されたエンジン(6)
   と、 車体(3) の前後方向の他方側に配置されて、前記下部走
   行体(2) に対して外方に外れた位置に設けられていると
   ともに、投入口が前記他方側の外方に向かって下方に傾
   斜開口し、かつ異物除去用の篩(44)が設けられた土投入
   用ホッパ(40)と、 前記混合機(4) の上方に配置された土質改良剤投入用ホ
   ッパ(20)と、 前記混合機(4) から排出された改良土を外部へ搬出可能
   に設けられ、かつ前記下部走行体(2) に対して前記一方
   側にはみ出した位置まで延設された搬出用ベルトコンベ
   ア(16)とを備え、 前記土投入用ホッパ(40)の下方は、前記下部走行体(2)
   の下部から当該下部走行体(2) の上部よりも高い位置に
   わたって空間になっている ことを特徴とする自走式土質
   改良機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の自走式土質改良機にお
   いて、 前記混合機(4)は、回転ハンマ(4c)と、この回転ハンマ
   (4c)の土搬入方向の上流側に設けられたカッタ(4b)を備
   えて構成されている ことを特徴とする自走式土質改良
   機。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の自走式
   土質改良機において、 前記土投入用ホッパ(40) は、上方に拡開した開口部(4
   2) と、この開口部(42)の下部に一体に設けられたガイ
   ド部(43) と、これら開口部(42) およびガイド部(43)
   の境界部分に設けられた篩(44) とを備えて構成されて
   いる ことを特徴とする自走式土質改良機。