JP3343523B2

JP3343523B2 - 自走式土質改良機械

Info

Publication number: JP3343523B2
Application number: JP02716199A
Authority: JP
Inventors: 久儀橋本; 藤男佐藤; 俊和村井; 貴巳草木; 聡関野
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1999-02-04
Filing date: 1999-02-04
Publication date: 2002-11-11
Anticipated expiration: 2019-02-04
Also published as: JP2000226864A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軟弱な地盤を改良
して地盤強化を行うため等に用いられ、土砂の品質を所
定の目的に適うように改良する機械に関し、特に走行手
段を備え、適宜走行しながら土質改良を行う自走式土質
改良機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ガス管等の埋設、上下水道工事
やその他の道路工事、基礎工事等においは、掘削による
発生土をそのまま埋め戻すのが望ましいが、発生土が埋
め戻しに適さないこともある。この場合には、発生土を
搬出して新たに良質の土を搬入して掘削箇所を埋めるよ
うにしなければならない。発生土が埋め戻しに適さない
劣悪なものでもそのまま廃棄するのではなく再利用可能
な資源に変換することが要求される。このために、掘削
土に石灰やセメント等を主成分とする土質改良材を混合
して固化させる土質改良を行って、掘削箇所の埋め戻し
用等として好適に用いられる良質な土に変換する方式が
従来から種々提案されている。

【０００３】土砂と土質改良材の混合方式の代表的なも
のとして、攪拌手段を用いたミキシング方式と、回転打
撃子を備えた解砕方式とが従来から知られている。この
うち、ミキシング方式は、タンク内に攪拌手段を設け
て、このタンク内に土砂と土質改良材とを投入して、攪
拌手段で均一に攪拌・混合するものである。攪拌手段は
タンク内を攪拌・混合する機能だけを発揮するようにし
たバッチ式処理を行うものと、スクリュー式の攪拌手段
を設けて、土砂と土質改良材とを攪拌・混合しながら所
定の方向に移送するようになし、土砂及び土質改良材を
連続的に供給して、生成された改良土を連続的に排出す
る連続式処理を行うものとがある。

【０００４】ミキシング方式は、バッチ式処理を行うも
のであれ、連続処理を行うものであれ、処置装置そのも
のは定置式とした処理プラントとして構成するのが一般
的である。この処理プラントには処理装置及びコンベア
等の付属施設が据え付けられるが、さらに土質改良を必
要とする土砂を受け入れる土砂集積所と、処理装置で生
成された改良土を一時的に堆積する改良土堆積所とが設
けられる。ただし、土質改良すべき土砂は工事現場から
発生することから、処理プラントへの発生土の受け入れ
量及び改良土の供給量が著しく変動する。従って、この
変動を抑制するには、処理プラントの大規模化を図り、
かつ受け入れる土砂を広いエリアから集めるようにしな
ければならない。この結果、処理対象の土砂の搬入及び
製品としての改良土の搬出に長距離輸送を強いる結果と
なり、製品のコストアップ、ダンプトラックが頻繁に走
行することによる交通障害等という問題が発生する。

【０００５】土質改良処理のもう一つの方式としての解
砕方式の土質改良機械は、例えば特開平９−１９５２６
５号公報等に示されているが、この機械は前述した課題
を解決する一つの手法として有効である。この公知の土
質改良機械は、自走式のもので構成されている。即ち、
履帯を有する下部走行体と車台とを有し、車台には複数
の回転打撃子からなる解砕機を搭載し、また土砂を投入
するホッパ及び土質改良材を供給するホッパと、これら
両ホッパから供給される土砂と土質改良材を搬送する搬
入コンベアと、解砕機による解砕で得た改良土を排出す
る搬出コンベアとが設けられている。つまり、自走可能
な車両に、土質改良処理に必要な全ての機構を設けてお
り、道路工事や基礎工事等の作業現場にこの機械を搬入
して、下部走行体で走行させながら、掘削により発生し
た土砂を改良した上で掘削箇所に直接埋め戻すという作
業を行うことができる。従って、ダンプトラックによる
土砂の搬出及び改良土の搬入を必要としないので、処理
コストの低減が図られ、またダンプ公害を抑制できる等
といった利点がある。

【０００６】ただし、解砕機では搬入コンベアから落下
する土砂を回転打撃子で打撃することにより解砕して細
かく砕くようにして土質改良材と混合させるものであ
り、必ずしも土砂と土質改良材とを均一に混合させるこ
とはできない。勿論、回転打撃子を多数設けて、打撃回
数を増やせば、土砂と土質改良材との混合度合いをある
程度は向上する。しかしながら、打撃を加えるために土
砂及び土質改良材を自重で落下させることから、打撃回
数を増やすということは、土砂及び土質改良材の落下距
離を長くすること、つまり解砕機の高さ寸法を高くしな
ければならないことになる。そして、土砂及び土質改良
材はホッパから搬入コンベアに供給することから、車両
全体としての車高は極めて高くなる。前述したように、
この解砕方式の土質改良機械は、工事現場に運び込んで
処理を行うことから、現場に搬入する際にはトレーラ等
を用いて一般道路で運搬することになり、道路通行時に
おける高さ制限を受ける。従って、土質改良機械全体と
しての高さを制限しなければならないから、回転打撃子
による打撃回数を多くするには限度があり、高さ方向に
はせいぜい３個程度の回転打撃子しか設けることはでき
ない。この結果、解砕による土砂と土質改良材との混合
を十分に行えないという問題点がある。

【０００７】以上のことから、本出願人は、均一に攪拌
・混合した高品質の改良土を安定的に製造するために、
可搬型で自走式であり、しかも連続式のミキシング装置
を備えた土質改良機械を開発し、特願平１０−２０９６
４７号として特許出願を行った。この先願発明に係る土
質改良機械は次のような構成となっている。

【０００８】クローラ式の走行手段を有する車両におけ
る本体フレームに、土砂ホッパから供給される土砂と土
質改良材ホッパから供給される土質改良材を搬送する搬
入コンベアと、処理槽内に土砂及び土質改良材を混合・
攪拌しながら概略水平方向に移送する攪拌手段を備えた
処理機構と、この処理機構で生成した改良土を所定の方
向に搬送する搬出コンベアとを備える構成としている。
そして、処理機構を構成する処理槽には、その一方側の
上部に搬入コンベアから供給される土砂及び土質改良材
が導入される導入部を設け、また他方側の下部に改良土
を搬出コンベアに排出する排出部を設けることによっ
て、機械全体をコンパクト化し、特に高さ方向の寸法を
抑制でき、可搬性に優れたものとなる。

【０００９】また、搬入コンベアには土砂ホッパから供
給されて搬送される土砂の量を測定する土砂供給量測定
手段を設け、かつ土質改良材ホッパは土質改良材の供給
量を調整可能となし、土砂供給量測定手段による土砂の
搬送量に応じて土質改良材の供給量を調整することによ
って、土砂と土質改良材との混合比が一定になるように
制御している。さらに、処理槽内に設けられる攪拌手段
としては、回転軸に所定のピッチ間隔をもって螺旋状に
複数のパドルを設けたパドルミキサを複数本配置して、
各パドルミキサは相隣接するものを相互に反対方向に回
転駆動するようようになし、もって土砂と土質改良材と
を均一に混合させるようにしている。

【００１０】以上のように、パドルミキサを用いること
により、土砂と土質改良材とを極めて均一に攪拌・混合
でき、しかも土砂と土質改良材との混合比を正確に制御
しているので、製品としての土質改良材は極めて高品質
のものとなる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、土質改良機
械を自走式となし、これをトレーラ等の運搬手段に載置
して、土質改良を行う土砂を集積させたヤードに搬入す
るには、機械全体のコンパクト化を図る必要がある。こ
こで、コンパクト化という場合、高さ方向の寸法も重要
であるが、長さ方向の寸法の短縮も、自走時における小
回りや、トレーラへの乗り降り等の観点から、極めて重
要である。処理槽は車両の走行方向に向けて長手となっ
ているので、処理槽の軸線方向の長さ寸法は機械全体の
長さ方向の寸法に極めて大きな影響を与える。また、処
理槽内に投入された土砂及び土質改良材を完全に排出す
るのは困難であることから、土質改良作業の終了後には
処理槽の内部の清掃を行わなければならないが、処理槽
の長さが必要以上の寸法となっていると清掃が面倒にな
るという不都合もある。一方、処理槽の長さ寸法は、土
砂と土質改良材との混合度合いに極めて重要な影響を与
える。処理槽の長さが十分長い場合には、土砂と土質改
良材とを均一に混合できるが、その長さ寸法を短くする
と、土質改良材を土砂に均一に分散させることができ
ず、製品としての改良土の品質の低下を招くという問題
点が生じる。

【００１２】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、処理槽を、土砂と土
質改良材との混合精度を低下させず、しかもその長さ寸
法を最小限のものとすることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、走行車両の本体フレームに処理槽を
設置し、この処理槽の一方側には土砂及び土質改良材の
供給部を設け、他方側に改良土の排出部を設け、前記処
理槽内には回転軸の外周面に所定の間隔を置いて螺旋状
にパドルを取り付け、この回転軸を回転駆動することに
より、前記処理槽内の土砂及び土質改良材を攪拌・混合
しながら概略水平方向に移送するパドルミキサを複数本
装着し、このパドルミキサによる土砂及び土質改良材の
移送距離を、前記パドルの前記回転軸の軸線方向におけ
る取付ピッチ間隔の概略２．５倍〜３倍としたことを特
徴とする自走式土質改良機械にある。また、走行手段
と、この走行手段上に設けた本体フレームと、この本体
フレーム上に設けられ、処理槽及びこの処理槽内に複数
本設けられ回転軸に所定のピッチ間隔を持って複数のパ
ドルを取り付けたパドルミキサを備え、このパドルミキ
サによる土砂及び土質改良材の移送距離を前記回転軸の
軸線方向における前記パドルの取付ピッチ間隔の概略
２．５倍〜３倍とした処理機構部と、前記本体フレーム
の長手方向一方側に設けた土砂ホッパと、前記土砂ホッ
パからの土砂を前記処理機構部に移送するように、前記
土砂ホッパの下方に設けた搬入コンベアと、土質改良材
を供給するように、前記処理機構部より前記土砂ホッパ
側となるように前記本体フレームに設けた土質改良材ホ
ッパと、前記処理機構部からの改良土を排出するよう
に、前記本体フレームの長手方向他方側に設けた搬出コ
ンベアと、前記本体フレームの長手方向他方側に設けた
機械室とを備えたことを特徴とする自走式土質改良機械
にある。

【００１４】ここで、パドルミキサは処理槽内に偶数本
装着するようになし、またこれらパドルミキサを回転駆
動する機構としては、各回転軸のそれぞれの一端を駆動
ユニット内に臨ませて設け、この駆動ユニットに少なく
とも一方の回転軸を回転駆動する駆動手段と、この駆動
手段からの回転を他の回転軸に相互に逆方向に回転させ
る回転伝達手段とを設けるのが望ましく、処理槽の長さ
はさらにパドルミキサの直径の概略３倍とする構成とす
るのが処理効率等の点でより望ましい。土砂の性質はパ
ドルミキサによる攪拌効率に影響を与える。特に、土砂
の含水率があまり高いと、処理槽を前述した長さに設定
しても、均一に攪拌できない場合もある。従って、処理
槽に供給する土砂の含水率を４０％以下に予め水分調整
しておくのがさらに望ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。而して、図１乃至図３に自
走式土質改良機械の構成を示す。まず、図１において、
１は下部走行体であって、この下部走行体１は履帯１ａ
を有するクローラ式手段を備える構成としたものであ
る。図示の下部走行体１は履帯式の走行手段としている
が、これは土砂が間欠的に投入される場合等を考慮し
て、土砂投入時の衝撃荷重等により車体全体が不安定に
なるのを防止するためである。

【００１６】下部走行体１には車台を構成する本体フレ
ーム２が連結して設けられており、この本体フレーム２
に各種の機構なり機器なりが設けられている。この本体
フレーム２において、図１における左側を機械の前方と
した時に、前方位置には供給部３が配置されている。ま
た、その後方には処理機構部４が装着され、さらにこの
処理機構部４より後方側に向けて排出部５が設けられて
いる。排出部５は処理機構部４の下方位置から斜め上方
に延在されており、また処理機構部４の上部位置にはエ
ンジン，油圧ポンプ，方向切換弁ユニット等の機械を内
蔵した機械室６が設けられている。

【００１７】供給部３は土砂と土質改良材とを供給する
ためのものであり、搬入コンベア１０を備え、この搬入
コンベア１０の搬送方向において、最上流側、つまり機
械の前方側には土砂ホッパ２０が、後方側には土質改良
材ホッパ３０が設置される。また、搬入コンベア１０に
よる土砂の搬送量を測定して、この測定量に応じて土質
改良材ホッパ３０からの土質改良材の供給量が調整され
る。

【００１８】搬入コンベア１０は、履帯１ａ，１ａ間に
おいて、本体フレーム２より前方に向けて張り出すよう
に設けたサポート７に支持させている。ここで、サポー
ト７は基端側が最も低く、本体フレーム２への連設側に
向かうに応じて斜め上方に立ち上がるように傾斜してお
り、従って搬入コンベア１０も前方側から斜め上方に向
けて延在されている。そして、搬入コンベア１０の基端
部の高さ位置は、履帯１ａの接地面よりは高いが、本体
フレーム２より低い位置となっている。

【００１９】搬入コンベア１０は、図４から明らかなよ
うに、搬送ベルト１１（仮想線で示す）を有し、この搬
送ベルト１１はシート状のゴム等からなり、荷重が作用
すると、その荷重に応じた量だけ撓む構成としたものが
用いられる。また、１２はコンベアフレームを示し、こ
のコンベアフレーム１２の両端には、それぞれ駆動ロー
ラ１３，従動ローラ１４に連結して設けた回転軸１３
ａ，１４ａが回転自在に連結されており、搬送ベルト１
１はこれら駆動ローラ１３と従動ローラ１４との間に巻
回して設けられている。駆動ローラ１３を設けた回転軸
１３ａには油圧モータ１５が連結されており、この油圧
モータ１５で回転軸１３ａを回転駆動することによっ
て、駆動ローラ１３を回転駆動して搬送ベルト１１を図
４の矢印方向に送るようになされている。

【００２０】搬送ベルト１１における搬送面の左右両側
部には、土砂が搬送中に溢出しないように保持するガイ
ド板１６が設けられており、搬送ベルト１１における搬
送面より所定の高さだけ上方に突出している。また、搬
送ベルト１１には、その搬送方向に所定のピッチ間隔で
ガイドローラ１７が設けられる。さらに、従動ローラ１
４が装着されている回転軸１４ａは張り調整手段１８を
介して搬送ベルト１１の張りが一定に保たれるように調
整される。また、この張り調整手段１８には荷重センサ
等、搬送ベルト１１の張り度合いを検出する手段が設け
られて、搬送ベルト１１の張りを一定に保たれる。ただ
し、これらの具体的な構成については図示を省略する。

【００２１】土砂ホッパ２０は、図５に示したように、
上下が開口する枠状の部材からなり、その上部には簀の
子等からなる篩い分け手段２１が設置され、また周胴部
がサポート８により本体フレーム２に保持されている。
この篩い分け手段２１は土砂を選択的に通過させ、ある
大きさ以上の塊状固形の異物、例えば岩石やコンクリー
ト片等が土砂ホッパ２０内に入らないように分離するた
めのものである。土砂ホッパ２０から搬送ベルト１１に
供給された土砂が搬送ベルト１１に沿って搬送される
が、この土砂ホッパ２０からの土砂の高さがガイド板１
６の突出高さを越えないように規制するためにゲート２
２が形成されており、搬送ベルト１１を送ると、ゲート
２２により設定された高さ分に相当する嵩の土砂が堆積
した状態で搬送される。また、ゲート２２を通過した搬
送ベルト１１上の堆積土砂を均すために、ゲート２２の
出口側に均しローラ２３が設けられており、この均しロ
ーラ２３の外周面には爪２４が突設されている。これに
よって、搬送土砂の高さはほぼ一定となるように調整さ
れる。

【００２２】次に、土質改良材ホッパ３０は支柱９によ
り本体フレーム２に固定的に保持されており、その構成
は図６乃至図９に示したようになっている。土質改良材
ホッパ３０は貯留部３１と定量供給部３２とから構成さ
れ、貯留部３１は下方の部位が円筒部３１ａとなってお
り、上部側には方形ボックス部３１ｂが連設されてい
る。方形ボックス部３１ｂの上端部には蓋体３３が設け
られており、この蓋体３３は２枚の蓋片３３ａで構成さ
れる。各蓋片３３ａは外方に開くようになっており、全
開状態では各蓋片３３ａは適宜の構成を有するストッパ
により斜め上方で拡開するようになる。土質改良材はフ
レキシブルコンテナ３４から貯留部３１に供給されるよ
うになっている。

【００２３】貯留部３１内には刃先が上方に突出したカ
ッタ３５が取り付けられており、フレキシブルコンテナ
３４が土質改良材ホッパ３０内に載置された時に、その
自重でカッタ３５でその下端部分が切り裂かれるように
なるから、フレキシブルコンテナ３４内の土質改良材、
例えば石灰，セメント等が、貯留部３１内、特にその円
筒部３１ａ内に流れ込むように供給される。そして、蓋
体３３を閉鎖すると、土質改良材の飛散等が防止され
る。図７から明らかなように、円筒部３１ａと定量供給
部３２との間は連通孔３６で連通しているので、土質改
良材は定量供給部３２内に供給される。また、この土質
改良材の定量供給部３２への供給を促進するために、円
筒部３１ａの底面近傍に回転ロッド３７を十文字状に配
設して、この回転ロッド３７を、円筒部３１ａの下部に
設けた油圧モータ３８で回転駆動される回転軸３９に連
結する構成としている。

【００２４】定量供給部３２は搬入コンベア１０におけ
る搬送ベルト１１の幅方向の寸法と同じ程度の寸法を有
するケーシング４０を有し、このケーシング４０の下端
部には、搬送ベルト１１の全長とほぼ同じか、それより
僅かに狭い長孔からなる土質改良材供給口４１が形成さ
れており、貯留部３１からこの定量供給部３２に送り込
まれた土質改良材はこの土質改良材供給口４１から搬送
ベルト１１により搬送される土砂に供給するように構成
されている。

【００２５】定量供給部３２は、図８及び図９に示した
ように、定量供給部３２のケーシング４０における土質
改良材供給口４１が開口した下端近傍の壁面は相対向す
る円弧状壁面部４０ａ，４０ａとなっており、この円弧
状壁面部４０ａ，４０ａ間の部位に定量供給フィーダ４
２が設けられている。この定量供給フィーダ４２は、ケ
ーシング４０の下端近傍部分を水平方向に貫通する状態
に設けた回転軸４３に所定角度毎（図示のものにあって
は、９０°毎）に隔壁４４を形成することにより、相隣
接する隔壁間に断面がＶ字状となった定量供給容器部４
５を形成するように構成したものである。そして、土質
改良材供給口４１の幅寸法は、相隣接する隔壁４４，４
４間の間隔と等しいか、それより狭くなっており、また
円弧状壁面部４０ａは少なくとも９０°以上の円弧とな
っている。

【００２６】回転軸４３を回転させた時には、４個の定
量供給容器部４５を構成する各々の隔壁４４の先端は円
弧状壁面部４０ａに摺接するようになっており、この円
弧状壁面部４０ａは各定量供給容器部４５の擦り切り壁
として機能することになり、回転軸４３が１／４回転す
る毎に、定量供給フィーダ４２は図８の状態から図９の
状態に変位して、１個の定量供給容器部４５の容積に相
当する量の土質改良材が搬送ベルト１１上に供給される
ようになっている。従って、回転軸４３の回転速度を調
整することにより定量供給部３２からの土質改良材の供
給量を制御することができる。そして、定量供給フィー
ダ４２の回転軸４３の回転速度を微細に制御するため
に、ケーシング４０の外面には電動モータ４６が取り付
けられており、この電動モータ４６と回転軸４３との間
には伝達ベルト等からなる動力伝達手段４７が介装され
ている。

【００２７】土質改良材の供給量は搬送ベルト１１によ
り搬送される土砂の量に応じて変化させる。搬送ベルト
１１により搬送される土砂の量を正確に検出するため
に、土砂供給量測定手段５０が設けられ、この土砂供給
量測定手段５０は、具体的には搬送土砂の重量を検出す
るものである。このために、土砂供給量測定手段５０の
具体的な一例としては、図１０及び図１１に示した構成
となっている。

【００２８】これらの図において、５１，５１はコンベ
アフレーム１２により固定的に支持され、搬送ベルト１
１の裏面と当接して、その送りにより転動する一対の固
定ローラであって、これら前後の固定ローラ５１，５１
間の部位が土砂供給量測定区間となっている。この土砂
供給量測定区間を構成する前後の固定ローラ５１，５１
間の概略中間位置に、搬送ベルト１１の裏面に当接する
ように、重量測定ローラ５２が装着されている。ここ
で、既に述べたように、搬送ベルト１１は荷重により、
つまりその上に堆積された土砂の重量に応じて撓むもの
であり、重量測定ローラ５２はこの搬送ベルト１１の撓
み度合いを検出するためのものである。

【００２９】重量測定ローラ５２は、コンベアフレーム
１２に設けた軸受部材５３により揺動自在に支持されて
いる揺動板５４に連結して設けられており、この揺動板
５４の他端には、重量測定手段を構成するロードセル等
からなる荷重センサ５５が連結して設けられている。従
って、搬送ベルト１１上に所定量の土砂を堆積させた状
態で搬送した時において、この搬送ベルト１１の土砂を
堆積させた部位が固定ローラ５１，５１間の土砂供給量
測定区間にまで搬送されると、搬送ベルト１１が沈むよ
うに撓むことになる。この結果、重量測定ローラ５２が
図１１の矢印方向Ｄに押動されて、この重量測定ローラ
５２を連結した揺動板５４が同図に矢印Ｕ方向に揺動変
位しようとするから、荷重センサ５５に対する荷重が増
大することになり、この検出信号に基づいて搬送ベルト
１１により搬送される土砂の量を測定することができ
る。

【００３０】以上のようにして搬入コンベア１０を構成
する搬送ベルト１１により土砂と土質改良材とからなる
処理材料が搬送されるが、この搬入コンベア１０の端部
は処理機構部４を構成する処理槽６０に接続されてい
る。処理槽６０は槽本体６０ａの上面を所定の範囲にわ
たって開口させ、この開口部に蓋体６０ｂをボルト等で
着脱可能に固定することにより構成される。槽本体６０
ａは本体フレーム２の上面に固定的に設置されており、
また蓋体６０ｂの上部に位置する機械室６はこの蓋体６
０ｂとは非接触状態になっており、これにより処理槽６
０を本体フレーム２に設置したままで、蓋体６０ｂを槽
本体６０ａから分離できるようになっている。処理槽６
０には、搬入コンベア１０から処理材料が上方から供給
されるが、搬入コンベア１０を斜め上方に向くように延
在させることにより、搬入コンベア１０の最上流側に位
置する土砂ホッパ２０を低い位置に配置することがで
き、もって土砂の投入を容易にしている。

【００３１】図１２乃至図１５に処理機構部４を構成す
る処理槽６０の内部構成を示す。処理槽６０は、図１２
から明らかなように、本体フレーム２の長手方向、つま
り概略水平方向に配置した方形の容器からなり、その側
部は開閉扉６１により開閉可能となっている。また、処
理槽６０の前方側の上部には土砂と土質改良材とからな
る処理材料の導入部を構成する導入口６２が、また後方
側の下部には排出部を構成する排出口６３が連結して設
けられている。図１３乃至図１５に示したように、処理
槽６０内には２本のパドルミキサ６４が平行に設けられ
ている。なお、パドルミキサの数はこれに限定されない
が、均一な攪拌を行うために偶数本とする。パドルミキ
サ６４は回転軸６５を有し、この回転軸６５には、処理
材料を攪拌しながら移送するために、間欠羽根からなる
パドル６６が植設されている。パドル６６は回転軸６５
の外周面において、ほぼ螺旋状となる配列され、それぞ
れ回転軸６５の軸線に対して所定角度傾斜した状態にな
っている。そして、パドル６６は回転軸６５に固着して
設けた支持杆６６ａにパドル本体６６ｂがボルト６６ｃ
で固定するように構成して、パドル本体６６ｂが摩耗し
た時にその交換を行えるようにしている。

【００３２】各パドルミキサ６４の回転軸６５の両端は
軸受６７，６７により回転自在に支持されており、また
回転軸６５の先端部は、図１３に示したように、処理槽
６０の前端部に設けた駆動ユニット６８のハウジング内
に延在されている。各回転軸６５の先端には伝達ギア６
９が連結されており、両伝達ギア６９，６９は相互に噛
合している。そして、一方の伝達ギアには油圧モータ７
０の出力軸に連結した駆動ギア７１が噛合しており、こ
の油圧モータ７０を回転駆動することによって、それぞ
れパドル６６を設けた両回転軸６５，６５を同時に、相
互に反対方向に回転駆動される。

【００３３】２本設けたパドルミキサ６４のそれぞれに
設けたパドル６６は、回転方向においては９０°毎に取
り付けられており、従って４本のパドル６６により螺旋
の１ピッチ間隔が形成されることになり、これがパドル
６６の回転軸６５の軸線方向における取付ピッチ間隔で
ある。また、それぞれのパドル６６の回転軸６５の軸線
に対する角度は概略４５°となっている。そして、２本
のパドルミキサ６４は相互に反対方向に回転するもので
あるから、それらの回転軸６５に植設したパドル６６は
相互に反対方向に傾けられている。さらに、回転軸６
５，６５間の間隔は、パドル６６の突出長さより僅かに
広い間隔に設定している。そして、パドルミキサ６４の
回転時に相互のパドル６６が干渉しないようにするため
に、両パドルミキサ６４におけるパドル６６の取付ピッ
チ間隔を１／４ピッチずらせるようにして装着されてい
る。さらに、パドル６６の回転軌跡における直径は、パ
ドル６６の取付ピッチ間隔とほぼ一致させている。

【００３４】パドルミキサ６４を以上のように構成する
ことによって、処理槽６０内の処理材料を効率的かつ均
一に攪拌できるようになる。ここで、処理槽６０内で処
理材料を均一に攪拌・混合するために、この処理槽６０
においては、パドル６６の回転軌跡における概略８０％
に相当する高さレベルとなるように処理材料の供給量を
調整するようにしている。また、処理槽６０にはパドル
６６による攪拌が及ばない部位もある。このために、処
理槽６０内の底部から両側部にかけてガイド板７２が取
り付けられており、このガイド板７２によって、処理材
料が処理槽６０の下端部側の角隅部等に滞留するのを防
止している。ただし、ガイド板７２は排出口６３に対応
する部位は開口している。

【００３５】以上のようにして処理槽６０内で土砂と土
質改良材とからなる処理材料が均一に混合した改良土が
製造されるが、この改良土は排出口６３から自重の作用
で排出部５に排出される。排出部５は搬出コンベア７３
から構成される。排出口６３は処理槽６０より下方に位
置していることから、搬出コンベア７３はこの排出口６
３より下方に配置する。しかしながら、搬出コンベア７
３をそのまま真直ぐ延在させると、改良土を高く堆積で
きないので、搬出コンベア７３を斜め上方に延在させる
ことによって、所定の高さ位置から改良土を落下させる
ようにする。また、搬出コンベア７３の先端を図１に仮
想線で示したように折り曲げ可能な構成とすることによ
って、全体をコンパクト化できるようになっている。

【００３６】以上のように構成することによって、図１
６に示したようにして土質改良処理を行うことができ
る。同図に示したのは小規模なヤードであり、このヤー
ドには予め土質改良を行うべき土砂が集積されている。
この土質改良機械では、土砂ホッパ２０が設けられてお
り、この土砂ホッパ２０に土砂が投入されて、その土質
改良が行われる。このためには、土砂の投入手段を必要
とするが、この土砂の投入手段は、土質改良機械にバケ
ットを備えたフロント作業機構を設けるようにすれば、
それ自体で土砂を投入することができるが、このような
機構を備えていない場合には、油圧ショベルＰＳを用い
て土砂の投入を行うようにする。従って、土質改良機械
と油圧ショベルＰＳとをヤードに搬入して、集積した土
砂の土質改良を行う。また、堆積部から土砂が土質改良
機械に取り込まれることにより生じたスペースには順次
製造した改良土を堆積させる。これにより、ヤードにお
けるスペースのうちの大半が実質的に土砂の堆積場所と
改良土の堆積場所とを兼ねることになり、ヤードのスペ
ースを有効に活用できる。土質改良機械が下部走行体１
で自走させる構成としたのはこのためであり、作業が進
み、土砂の堆積場所が後退するのに応じて下部走行体１
を作動させて、土質改良機械を移動させるようにする。

【００３７】製造した改良土を排出コンベア７１で所定
の位置に堆積するに当って、改良土の粒径に応じて分類
分けする場合には、選別装置７５を設ける。この選別装
置７５は可搬式のものとして構成し、篩い７６と移送コ
ンベア７７とを備えるようにする。篩い７６は、例えば
１３ｍｍ以下，２０ｍｍ以下，２５ｍｍ以下というよう
に、所定の粒径以下のものを通過させるメッシュサイズ
のものであり、かつ振動篩いで構成するのが望ましい。
そして、篩い７６を通過し、粒径の揃った改良土を移送
コンベア７７で所定の堆積箇所に堆積する。

【００３８】以上のようにして製造される改良土の品質
を向上させるには、固化度合いが所定の範囲となるよう
にする。このためには、土砂と土質改良材との混合比を
正確に調整すると共に、土砂と土質改良材とを十分に攪
拌・混合する。

【００３９】まず、土砂と土質改良材との混合比につい
ては、土砂の性質等により土質改良材の添加による固化
度合いが異なってくることがある。従って、予め実験等
により望ましい混合比を決定しておく。土砂と土質改良
材との混合比としては、容積比で設定しても良く、また
重量比として設定することができる。土砂の密度や粘度
等との関係を考慮すると、混合比は重量比として設定す
るのが望ましい。

【００４０】土砂ホッパ２０から送り出された土砂の重
量が土砂供給量測定手段５０により計測され、搬入コン
ベア１０における土砂供給量測定手段５０より下流側の
位置で土質改良材ホッパ３０の定量供給フィーダ４２の
回転速度を荷重センサ５５からの信号に基づいて調整し
て、土質改良材の供給量を変化させることにより土砂と
土質改良材との混合比を一定化することができる。

【００４１】また、パドルミキサ６４を内蔵した処理槽
６０を用いるのは、土砂と土質改良材とをできるだけ均
一に攪拌・混合するためである。パドルミキサ６４は処
理槽６０内に２本設けられており、図１５に矢印で示し
たように、相互に反対方向に回転する。従って、処理槽
６０の内部では、パドルミキサ６４の回転軸６５に取り
付けたパドル６６の剪断及び攪拌作用によって、そのほ
ぼ全域に及ぶ旋回流が形成されて、槽内全体が隈なく攪
拌される結果、土砂と土質改良材とが均一に混ざる。

【００４２】ところで、処理槽６０内で土砂と土質改良
材とからなる処理材料を混合させると共に、導入口６２
から排出口６３に移送するものであり、かつ処理槽６０
の長さ寸法は有限のものであるから、その移送間に処理
材料が均一に混合しなければならない。しかも、小規模
ヤードで自走しながら土質改良を行うことから、できる
だけ小回りできるようにする必要があり、また複数のヤ
ード間で使い回しをするためには、トレーラ等の輸送手
段で輸送する関係から、機械全体をできるだけ小型化、
コンパクト化しなければならない。土質改良機械の全体
に占める処理槽の寸法は大きいものであり、特に長さ方
向の寸法は機械全体の寸法に極めて大きな影響を及ぼ
す。さらに、小型でコンパクトな構成であっても、土質
改良処理能力なり処理効率なりをできるだけ高くするこ
とが必要である。

【００４３】以上の点から、まず高品質の改良土を得る
ために、土砂と土質改良材との混合度合いを最良なもの
とすることを最優先とし、そしてその範囲内で土質機械
の長さ方向の寸法をできるだけ短縮し、しかも土質改良
処理効率を向上させる。

【００４４】土砂と土質改良材との混合はパドルミキサ
６４により行われるものであるから、このパドルミキサ
６４の構成と混合効率との関係について研究を行った。
パドルミキサ６４は、回転軸６５の外周面に複数のパド
ル６６が取り付けられているが、処理槽６０内の処理材
料を混合させながら移送させるために、パドル６６は回
転軸６５の回りに螺旋状となるように装着される。

【００４５】今、図１７に示したように、パドルミキサ
ＰＭの回転軸ＲＳには９０°毎にパドルＰＤが取り付け
られていることから、４つ目毎のパドル間の間隔が取付
ピッチ間隔Ｐとなり、相隣接する２本の回転軸ＲＳのパ
ドルＰＤの取付ピッチ間隔を、概略取付ピッチ間隔Ｐの
１／４ピッチ分の距離だけずらせるように配置してい
る。従って、相隣接する位置に配置されたパドルミキサ
ＰＭの軸線方向において、取付ピッチ間隔Ｐ毎に相互の
パドルＰＤが僅かな隙間をもって相対向する位置とな
る。この結果、回転軸ＲＳの軸線方向、つまりパドルミ
キサＰＭによる移送方向から見た時に、取付ピッチ間隔
Ｐ毎に相隣接するパドルＰＤが重なり合い、その中間の
位置では離間した状態となっている。

【００４６】そこで、パドルミキサＰＭを作動させた時
には、パドルＰＤが離間している部位では、それぞれの
回転軸ＲＳの外側に位置する処理材料が上向きに移動す
るようにしてすくい上げられ、パドルＰＤが相互に近づ
くに応じて上向きに移動した処理材料を２つの回転軸Ｒ
Ｓの間に向けて相互に合流する方向に移動した上で、下
向きの動きとなる。この処理材料の下向きの動作時にパ
ドルＰＤが重なり合う部位で左右から処理材料が混じり
合わされる。つまり、攪拌効率の点で見れば、パドルＰ
Ｄが重なり合う部位が最も効率的に攪拌混合されること
になる。

【００４７】そこで、図１７において、処理材料を槽内
に投入して、パドルミキサＰＭを作動させて、投入位置
ＳＴから攪拌混合しながら同図に矢印で示した方向に移
送させて、処理材料が所定の位置まで移送させた状態で
パドルミキサＰＭの作動を停止して、それぞれの位置で
の処理材料の混合度合いを測定した。測定は、移送方向
には所定幅ＭＢ毎に、また移送方向と直交する方向では
所定間隔ＭＬ毎に碁盤目状の小区画部ＡＲを形成した。
そして、各々の幅ＭＢ毎に移送方向と直交する方向に並
ぶ各小区画部ＡＲ内における土質改良材の含有量を検出
して、各小区画部ＡＲにおけるばらつきの度合いを測定
した。この測定結果を図１８に示す。この図１８におい
て、縦軸は混合度、横軸は処理槽の長さであり、Ｐ_１，
Ｐ_２，Ｐ _３，・・・はパドルの取付ピッチ間隔である。

【００４８】この図１８から明らかなように、パドルミ
キサＰＭにおけるパドルＰＤの取付ピッチ間隔が２．５
近傍の位置でほぼ混合度合いが０．８〜１となり、つま
り移送方向と直交する方向に並ぶ各小区画部ＡＲにおけ
る土質改良材の含有量がほぼ一定になることが判る。ま
た、この取付ピッチ間隔がそれ以上となっても、混合度
合いは実質的に改善されない。

【００４９】この実験結果から、パドルミキサによる処
理材料の移送距離を、それに取り付けたパドルの取付ピ
ッチ間隔の２．５倍以上、土砂の状態等による誤差を見
込んで、取付ピッチ間隔の概略３倍の長さに設定すれ
ば、土砂と土質改良材とを実用上必要な程度にまで均一
に混合させることができ、しかもこのパドルミキサの長
さ寸法が最小限になる。従って、図１３に示したよう
に、処理槽６０に設けた２本の回転軸６５に取付ピッチ
間隔の３ピッチ分のパドル６６を設けるようにする。つ
まり、処理槽６０における導入口６２から排出口６３ま
での距離を、このパドル６６の取付ピッチ間隔Ｐの概略
３倍の長さとする。これによって、処理槽６０の長さ方
向の寸法を最小限に抑制して、均一に土砂と土質改良材
とを均一に混合させることができる。

【００５０】これによって、処理槽６０の長さ方向の寸
法を最小のものとした上で、この処理槽６０により品質
の高い改良土を効率的に製造できることになる。このよ
うに、処理槽６０の小型化、コンパクト化が図られる
と、土質改良機械全体の長さ寸法が短縮され、走行時に
おける小回りが利き、また輸送時にも至便である。

【００５１】ところで、処理槽６０の寸法と、処理材料
の攪拌効率及び処理槽６０内での移行速度は、回転軸６
５に装着されるパドル６６の数と、その角度及び回転半
径によって大きく左右される。１ピッチ分におけるパド
ル６６の数は、少な過ぎると、回転軸６５の１回転当り
の攪拌効率が低下することになり、また多過ぎるとパド
ル相互間の干渉が生じる可能性がある。従って、１ピッ
チ当りのパドル６６の数は４個（つまり９０°間隔）ま
たは３個（つまり１２０°間隔）とするのが望ましい。
一方、パドル６６の回転軸６５への取付角度について
は、回転軸６５の軸線に対する傾き角を大きくすればす
るほど、つまり回転軸６５の軸線に対して直角に近い
程、処理材料の移送速度が遅くなる。一方、傾き角を小
さくすればするほど、つまり回転軸６５の軸線に平行な
方向に近づくと、それだけ処理材料の移送速度も速くな
る。ただし、ある角度以下にすると、処理材料の移送残
しが生じることになる。従って、パドル６６の角度は４
５°前後とするのが望ましい。そして、この角度にパド
ル６６を取り付けた回転軸６５を高速で回転させると、
処理材料の跳ね上げにより攪拌効率がより向上し、しか
も移送速度も望ましいものとなる。さらに、パドル６６
の回転半径、つまりパドル６６の回転軸６５からの突出
長さは、長ければ長いほど攪拌効率が向上する。ただ
し、あまり大型のパドルを用いると、回転軸６５に対す
る負荷が増大することになる。従って、回転軸６５の曲
げ強度と、パドル６６による攪拌効率とを考慮すれば、
パドル６６の先端の回転軌跡の直径は、パドル６６の取
付ピッチ間隔Ｐとほぼ同じ程度にするのが望ましい。

【００５２】以上のように、処理材料の攪拌・混合効率
と、その移送効率とから、回転軸６５に装着されるパド
ル６６の数と、その角度及び回転半径については、ある
程度望ましい範囲があり、この範囲内で、前述したよう
に、処理槽６０における導入口６２から排出口６３まで
の距離をパドル６６の取付ピッチ間隔Ｐの概略３倍の長
さに設定することによって、処理槽６０を最小の長さ方
向の寸法で極めて高品質の改良土を効率的に製造でき
る。

【００５３】ところで、処理槽６０内での攪拌効率は投
入される土砂の性質により変化し、前述したように、処
理槽６０の長さ寸法を短縮した時に、処理材料が均一に
混ざらない場合も生じる。特に、土砂における水分含有
量が多いと、それだけ粘性が高くなるために、土質改良
材を均一に混じらせるのは困難になり、また水分含有量
が極端に少ないと、攪拌による混合状態が安定せず、ま
た土質改良材として石灰を用いる場合に、土砂との反応
が損なわれて団粒構造とはならない。従って、処理槽６
０での土質改良処理の精度を安定させるには、投入され
る土砂の水分含有率をある程度調整しなければならな
い。ここで、土砂の含水率は、４０％を越えないのが望
ましく、また含水率が３０％を下回らない方がより望ま
しい。そこで、処理槽６０内に投入するに先立って、土
砂の水分調整を行う。即ち、水分が４０％より多い場合
には、乾燥した土砂または石灰等を混合させることによ
り、水分含有率を４０％以下にまで低下させる。一方、
水分含有率が３０％より低い場合には、水を散布する等
によって、水分含有量を増加させる。

【００５４】なお、前述した実施の形態においては、土
砂と土質改良材とを搬入コンベア上に供給して、この搬
入コンベアから土砂と土質改良材とを同時に処理槽内に
供給するように構成したが、土砂と土質改良材とをそれ
ぞれホッパから直接処理槽内に投入する構成としても良
い。この場合には、ホッパのうち、処理槽の下流側に位
置するホッパ（通常は土質改良材ホッパ）の位置から排
出口までの長さをパドルの取付ピッチ間隔の３倍に設定
する。

【００５５】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、処
理槽を、内部で土砂と土質改良材とを均一に混合させる
ために必要な最小の長さ寸法とすることができ、機械全
体の小型化、コンパクト化が図られる等の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す自走式土質改良機
械の正面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１の左側面図である。

【図４】本発明の実施の形態における搬入コンベアの構
成説明図である。

【図５】本発明の実施の形態における土砂ホッパの断面
図である。

【図６】本発明の実施の形態による土質改良材ホッパの
断面図である。

【図７】図６のＸ−Ｘ断面図である。

【図８】図７の土質改良材ホッパにおける定量供給機構
の作動説明図である。

【図９】図８とは異なる作動状態を示す定量供給機構の
作動説明図である。

【図１０】本発明の実施の形態における土砂供給量測定
手段の構成説明図である。

【図１１】図１０の土砂供給量測定手段による土砂の供
給量の測定についての原理説明図である。

【図１２】パドルミキサを省略して示す本発明の実施の
形態における処理機構を構成する処理槽の外観図であ
る。

【図１３】図１２の処理槽の横断面図である。

【図１４】図１３のＹ−Ｙ断面図である。

【図１５】図１３のＺ−Ｚ断面図である。

【図１６】ヤードにおいて、本発明の実施の形態に係る
土質改良機械により土質改良を行っている状態を示す作
動説明図である。

【図１７】処理槽内において、パドルミキサのパドルの
取付ピッチ間隔と、土砂と土質改良材との混合度との関
係を示す説明図である。

【図１８】図１７における処理槽の長さ方向での土砂と
土質改良材との混合度との関係を示す線図である。

【符号の説明】

１下部走行体２本体フレ
ーム３供給部４処理機構
部５排出部１０搬入コ
ンベア２０土砂ホッパ３０土質改
良材ホッパ６０処理槽６４パドル
ミキサ６５回転軸６６パドル６８駆動ユニット６９伝達ギ
ア７０油圧モータ７１駆動ギ
ア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＥ０２Ｄ 3/12 １０３Ｅ０２Ｄ 3/12 １０３ (72)発明者草木貴巳茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者関野聡茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (56)参考文献特公昭63−27492（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02F 7/00 B01F 3/18 B01F 7/04 B01F 15/00 E02D 3/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】走行車両の本体フレームに処理槽を設置
し、この処理槽の一方側には土砂及び土質改良材の供給
部を設け、他方側に改良土の排出部を設け、前記処理槽
内には回転軸の外周面に所定の間隔を置いて螺旋状にパ
ドルを取り付け、この回転軸を回転駆動することによ
り、前記処理槽内の土砂及び土質改良材を攪拌・混合し
ながら概略水平方向に移送するパドルミキサを複数本装
着し、このパドルミキサによる土砂及び土質改良材の移
送距離を、前記パドルの前記回転軸の軸線方向における
取付ピッチ間隔の概略２．５倍〜３倍としたことを特徴
とする自走式土質改良機械。
【請求項２】走行手段と、この走行手段上に設けた本体フレームと、この本体フレーム上に設けられ、処理槽及びこの処理槽
内に複数本設けられ回転軸に所定のピッチ間隔を持って
複数のパドルを取り付けたパドルミキサを備え、このパ
ドルミキサによる土砂及び土質改良材の移送距離を前記
回転軸の軸線方向における前記パドルの取付ピッチ間隔
の概略２．５倍〜３倍とした処理機構部と、前記本体フレームの長手方向一方側に設けた土砂ホッパ
と、前記土砂ホッパからの土砂を前記処理機構部に移送する
ように、前記土砂ホッパの下方に設けた搬入コンベア
と、土質改良材を供給するように、前記処理機構部より前記
土砂ホッパ側となるように前記本体フレームに設けた土
質改良材ホッパと、前記処理機構部からの改良土を排出するように、前記本
体フレームの長手方向他方側に設けた搬出コンベアと、前記本体フレームの長手方向他方側に設けた機械室とを
備えたことを特徴とする自走式土質改良機械。
【請求項３】前記パドルミキサは前記処理槽内に偶数本
装着して、それらの回転軸のそれぞれの一端を駆動ユニ
ット内に臨ませて設け、この駆動ユニットには、これら
回転軸のうちの少なくとも一方の回転軸を回転駆動する
駆動手段と、この駆動手段からの回転を他の回転軸に相
互に逆方向に回転させる回転伝達手段とを設けたことを
特徴とする請求項１記載の自走式土質改良機械。
【請求項４】前記処理槽の長さは、さらに前記パドルミ
キサの直径の概略３倍とする構成としたことを特徴とす
る請求項３記載の自走式土質改良機械。
【請求項５】前記処理槽に投入される土砂は、その含水
率が４０％以下となるように調整されたものであること
を特徴とする請求項１記載の自走式土質改良機械。