JP3370307B2 - 土質改良機械の混合比制御装置 - Google Patents

土質改良機械の混合比制御装置

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JP3370307B2
JP3370307B2 JP2000105112A JP2000105112A JP3370307B2 JP 3370307 B2 JP3370307 B2 JP 3370307B2 JP 2000105112 A JP2000105112 A JP 2000105112A JP 2000105112 A JP2000105112 A JP 2000105112A JP 3370307 B2 JP3370307 B2 JP 3370307B2
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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ために、土砂と土質改良
材とを混合して改良土を生成する土質改良機械におい
て、生成した改良土における土砂と土質改良材との混合
比を正確に制御するための混合比制御装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】例えば、地盤の改良や強化等を行うに当
って、土砂に固化材等からなる土質改良材を均一に混合
した改良土を生成するために、土質改良機械が用いられ
る。この土質改良機械は、土砂と土質改良材とからなる
混合材料供給部と、この混合材料供給部から供給された
混合材料を攪拌・混合することにより改良土を生成する
混合手段と、この混合手段で生成した改良土を排出する
手段とを備える構成としたものである。そして、土砂の
混合方式としては、例えば特開2000−4563号公
報に示されているミキシング方式のものと、例えば特開
平9−195265号公報に示されている解砕式のもの
とが従来から知られている。
【0003】前述した従来技術の土質改良機械におい
て、混合材料供給部は搬送コンベアを有し、この搬送コ
ンベアにおける上流側に土砂の供給部を設け、土質改良
材の供給部はその下流側に設けられ、搬送コンベアによ
り搬送される土砂に土質改良材を添加した上で、混合手
段に供給するように構成している。混合手段は、ミキシ
ング方式であれ、また解砕方式であれ、連続的な処理が
行われる。従って、混合材料は混合手段に連続的に供給
しなければならない。土質改良材の供給は、所定の容積
を有する貯留タンクと、制御された量の土質改良材を連
続的またはほぼ連続的に供給するフィーダとを備えた土
質改良材ホッパを用いることにより、制御された量の土
質改良材を連続的に搬送コンベアに供給することができ
る。一方、土砂の供給は、効率性等の観点から、大量の
土砂を投入する油圧ショベル等の土砂投入手段を用いて
行うようにしている。従って、土砂の投入は間欠的に行
われる。これに対して、土砂の搬送は連続的に行う必要
があるので、搬送コンベアに土砂ホッパを装着して、こ
の土砂ホッパに土砂を投入するようになし、投入された
土砂を一時的に貯留することにより、間欠投入される土
砂をほぼ定量ずつ供給できるようにしている。
【0004】ところで、土質改良機械により生成される
改良土は、土砂と土質改良材とを均一に混合させる必要
があるのは当然として、土砂と土質改良材との混合比を
一定にする必要がある。土質改良材の混合率が低いと、
所望とする特性、例えば固化の度合い等が低下する。ま
た、土質改良材の混合率が高いと、土質改良材に無駄が
生じるだけでなく、埋め戻し等として用いる場合には、
再掘削が困難になる等といった不都合も生じる。従っ
て、土砂と土質改良材との混合比を制御することは、改
良土の品質にとって極めて重要なものである。
【0005】土質改良材ホッパからの土質改良材の供給
はフィーダにより制御されるので、その供給量を正確に
制御することはできる。一方、土砂は、その性質や状態
等によって搬送条件が大きく変化するから、土質改良処
理を実行している間に土砂の供給量は変動することにな
る。従って、土砂と土質改良材との混合比を一定化する
には、土砂の供給量を測定して、この測定された土砂の
量に応じて土質改良材の供給量を制御しなければ、混合
比が変化することになる。
【0006】特開2000−4563号公報には、搬送
コンベアを構成するベルトにコンベアスケールを装着す
ることによって、この搬送コンベアによる土砂の搬送量
を検出するように構成することが提案されている。ここ
で、コンベアスケールは、ベルトの途中に相互に所定の
間隔だけ離間させた位置に固定ローラを配置し、この両
固定ローラの中間位置にベルト上の土砂の量に応じて変
位する測定ローラと、この測定ローラの変位を検出する
センサとを設ける構成としたものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、土砂ホ
ッパと土質改良材ホッパとの間の位置にコンベアスケー
ルを配置すると、混合材料を供給するための搬送コンベ
アの搬送距離が長くなり、全体として土質改良機械の全
長が長くなる。特に、土質改良機械を自走式とした場合
には、走行手段を装着した本体フレーム上に混合材料供
給部及び混合手段等を設置する構成とするが、搬入ベル
トの全長を長くすると、その分だけ車両の長さが長くな
ってしまう。その結果、この自走式土質改良機械をトレ
ーラ等で輸送する際に大きな支障を来すだけでなく、作
業現場で自走して、所定の位置に移動させる際に、その
制御を円滑に行えなくなる等といった問題点がある。
【0008】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、土砂と土質改良材と
の混合比を正確に制御でき、もって高品質の改良土を生
成できるようにすることにある。
【0009】
【0010】
【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、土砂を投入するための土砂ホッパ、
この土砂ホッパに投入された土砂を搬送する搬入側コン
ベア、及びこの搬入側コンベアの下流側位置で土質改良
材を供給する土質改良材ホッパを備えた混合材料供給部
と、この混合材料供給部から供給された土砂及び土質改
良材を攪拌・混合することにより改良土を生成する混合
手段と、この混合手段で生成した改良土を搬送する排出
側コンベアとを備えた土質改良機械に設けられ、前記土
質改良材ホッパから供給される土質改良材の供給量を制
御する土質改良材供給量制御手段と、前記搬入側コンベ
ア上における前記土砂ホッパと土質改良材ホッパとの間
に設けられ、前記搬入側コンベアにより搬送される土砂
の高さを検出する手段と、前記搬入側コンベアの搬送速
度を検出する手段と、前記排出側コンベアに設置され、
この排出側コンベアにより搬送される改良土の重量を測
定する改良土重量検出手段と、前記土砂の高さを検出す
る手段で検出した前記搬入側コンベアにより搬送される
土砂高さ、前記搬送速度を検出する手段で検出した前記
搬入側コンベアの搬送速度、及び前記改良土重量検出手
段で検出した改良土重量から土砂の嵩密度を演算する手
段と、前記土砂の高さを検出する手段で検出した前記搬
入側コンベアにより搬送される土砂高さと前記搬送速度
を検出する手段で検出した前記搬入側コンベアの搬送速
度とから演算される搬送土砂の体積に、前記嵩密度を演
算する手段により演算された土砂の嵩密度を乗算して搬
送土砂の重量を算定して、この算定した搬送土砂の供給
重量に応じて、土砂と土質改良材との混合比が一定にな
るように、前記土質改良材供給量制御手段を制御する制
御手段とを備えた構成としたことをその特徴とするもの
である。
【0011】ここで、搬入側コンベアにより搬送される
土砂の高さを検出する手段は、土質改良材ホッパによる
土質改良材の供給位置の直近に配置するのが望ましい。
そして、この搬入側コンベアにより搬送される土砂の高
さを検出する手段は、変位センサを含む接触式、または
超音波センサを含む非接触式で搬送土砂の高さ位置を検
出するセンサを有し、かつセンサは搬入側コンベアの搬
送方向と直交する方向に複数個配列して設け、これら各
センサによる土砂の高さ位置の検出値の平均値から搬送
土砂の体積を検出するように構成すれば、搬入側コンベ
アの全長を長くすることなく、搬送土砂体積を容易に、
しかも正確に検出することができる。
【0012】また、搬送土砂の高さ測定位置又は土質改
良材の供給位置から改良土重量検出手段の位置までの移
送時間をtとして設定し、この改良土重量検出手段によ
り検出された改良土の重量をMDWとし、またこの改良
土重量検出手段での改良土重量検出時から時間tだけ前
の土質改良材の供給重量を−tPFWとし、さらに改良
土重量検出時から時間tだけ前の土砂の搬送体積を−t
SFVとした時に、嵩密度測定手段では([MDW]−
[−tPFW])/[−tSFV]を演算することによ
り土砂の嵩密度を正確に測定することができる。そし
て、これら改良土の重量MDW、土質改良材の供給重量
−tPFW及び土砂の搬送体積−tSFVはそれぞれ累
積値とするのが望ましい。
【0013】
【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。まず、図1及び図2に土質
改良機械の全体構成を示す。ここで、土質改良機械は自
走式のものとして構成されている。図中において、1は
下部走行体であって、この下部走行体1は左右の履帯1
aを有するクローラ式手段を備えている。
【0014】下部走行体1の上には車台を構成する本体
フレーム2が設置され、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る。この本体フレーム2に
は、混合材料供給部3,混合処理機構部4,改良土排出
部5等が装備されている。処理の流れから見て、混合材
料供給部3の配設位置が前方であり、上流側となる。つ
まり、本体フレーム2の前方から、混合材料供給部3,
混合処理機構部4,改良土排出部5が配置され、かつ混
合材料供給部3における混合材料の搬送方向は斜め上方
であり、混合処理機構部4には上方から混合材料が供給
される。また、混合処理機構部4で生成した改良土は下
方に排出されるため、改良土排出部5はこの混合処理機
構部4の下部位置にまで延在されている。そして、改良
土排出部5に排出された改良土は斜め上方に搬送され
る。さらに、混合処理機構部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、土質改良機械
を駆動するための機械類等を内蔵した機械室6が設けら
れている。
【0015】混合材料供給部3からは、土砂と土質改良
材とからなる土質改良を行うための混合材料が、混合比
を制御した状態で処理機構部4に供給される。この混合
材料供給部3は搬入コンベア10を有し、この搬入コン
ベア10の搬送方向の上流側に土砂ホッパ20が設置さ
れ、土質改良材を供給する土質改良材ホッパ30は土砂
ホッパ20より下流側に設置されている。
【0016】図3に土質改良機構の構成を分解して示
す。搬入コンベア10は、本体フレーム2の前端側から
所定角度立ち上がるように傾斜して設けられている。搬
入コンベア10は搬送ベルト11を有し、この搬送ベル
ト11はフレーム12に支持された駆動輪13と従動輪
14との間に巻回して設けられ、従動輪14側には周知
の張り調整機構を備えている。また、搬送ベルト11に
おける搬送面を支持するために、この搬送面の下側には
所定のピッチ間隔をもってガイドローラ15が設けられ
ている。さらに、搬送ベルト11の搬送面における左右
の両側部において、土砂ホッパ20の装着部より上流側
の位置には規制板16,16が設けられており、この規
制板16は搬送ベルト11による搬送高さを決定するも
のであり、これによって土砂の搬送量が制御される。こ
こで、搬送ベルト11は搬送土砂等の重量によっては撓
まない程度の剛性を有するものであり、その搬送面は常
に一定の状態となるように設定されている。
【0017】土砂ホッパ20は図4及び図5に示したよ
うに構成される。この土砂ホッパ20は概略枠状の部材
からなり、その上下は開口している。この土砂ホッパ2
0は、その上端部が本体フレーム2に立設した支持部材
17に固定して設けられており、その下端部は搬入コン
ベア10の傾斜角に応じた角度傾斜している。土砂ホッ
パ20における搬入コンベア10の送り方向の下流側に
位置する壁面には、規制板16の高さとほぼ同じ高さま
での開口が形成されており、この開口が土砂ホッパ20
における土砂の供給口21として機能する。また、土砂
ホッパ20における壁面の外面側(または内面側)には
外周面に押圧爪22aを多数設けた加圧ローラ22が設
けられる。
【0018】土砂ホッパ20の上部には篩いユニット2
3が設置されており、この篩いユニット23により岩
石,コンクリート,金属塊等の固形異物を排除すると共
に、土塊を細かく砕いて、その粒径を小さくした上で、
搬送ベルト11上に落下させるようにしている。このた
めに、篩いユニット23は、図6及び図7に示したよう
に、篩いユニット23は枠体24を有し、この枠体24
には格子部材25を所定のピッチ間隔で縦横に配置する
構成としている。篩いユニット23は固定篩いとして構
成しても良いが、振動篩いとするのが望ましい。振動篩
いとして構成するには、様々の態様があるが、図示した
構成では、篩いユニット23を概略上下方向に振動させ
るようにしている。このために、篩いユニット23が支
持部材17に対して上下方向に振動可能に支持されてい
る。枠体24の4つの角隅部にはばね受け部材26が固
定して設けられており、支持部材17とばね受け部材2
6との間にはばね27が介装されて、枠体24は支持部
材17に弾性的に支持されている。そして、格子部材2
5には加振手段28が接続されており、この加振手段2
8によって、支持枠体24に装着した格子部材25が上
下動駆動されることになる。
【0019】次に、搬入コンベア10による土砂の搬送
方向の下流側に配置される土質改良材ホッパ30は、図
8乃至図13に示したように、本体フレーム2上に立設
した4本(または3本)の支柱31上に連結して設けた
枠状の台板32に支持されている。従って、搬入コンベ
ア10は、支柱31,31間を通って延在されている。
土質改良材ホッパ30からは搬入コンベア10上を搬送
される土砂に土質改良材が添加される。ここで、土質改
良材は、土質を改良したり、改質したりするために、土
砂に混合されるものであり、それぞれの土質改良及び改
質の目的に応じたものが使用される。例えば、地盤改良
や埋め戻し土として用いる場合には、石灰やセメント、
またこれらに固化を促進するための様々な添加材等を混
合したものが用いられる。
【0020】土質改良材ホッパ30は、所定量の土質改
良材を貯留する貯留容器33と、この貯留容器33の下
部に連設され、所定量ずつ制御した状態で搬入コンベア
10に土質改良材を供給するフィーダ34とから構成さ
れる。ここで、貯留容器33は内部に土質改良材を貯留
する空間を有するものであるが、本実施の形態では高さ
寸法を可変とすることにより容積が可変な構造となって
いる。ただし、一般的なタンクを用いても良い。高さを
可変にするために、貯留容器33は、下部側が台板32
上に設置され、上端が開口するベース部35と、天板部
36と、これらベース部35と天板部36との間に設け
た蛇腹部37とから構成される。従って、蛇腹部37を
伸長させると、図8に示した作動状態となり、内部に大
量の土質改良材を貯留できるようになる。また、図10
に示した蛇腹部37の格納状態では土質改良機械の高さ
寸法を短縮することができる。
【0021】貯留容器33におけるベース部35は、図
11に示したように、底板35aと周胴部35bとから
構成され、このベース部35にはホッパ内攪拌部材38
が設けられている。ホッパ内攪拌部材38は、ベース部
35の内部において底板35aの近傍に配置した攪拌翼
38aと、この攪拌翼38aに連結され、底板35aを
貫通させて下方に延在させた回転軸38bと、この回転
軸38bを回転駆動するモータ38cとから構成され
る。ホッパ内攪拌部材38は、貯留容器33のベース部
35に形成した連通孔39を介してフィーダ34に円滑
に土質改良材を供給するためのものである。また、40
はベース部35の周胴部35bには開閉可能な点検扉4
0、39aは土質改良材の取り出し口である。
【0022】天板部36の中央部には概略円形の開口3
6aが形成されており、この開口36aの上部には両開
き可能な開閉蓋41が形成されている。また、この開閉
蓋41の外側の位置にはフック係止具42が少なくとも
3箇所設けられている。そして、天板36の開閉蓋41
を設けた部位の下方には、図12に示したように、カッ
タ支持部43aに支持させたカッタ43が設けられる。
改良土はフレキシブルコンテナから貯留容器33に供給
されるものであり、カッタ43はこのフレキシブルコン
テナの下端部を切り裂くために設けられる。
【0023】貯留容器33に連結したフィーダ34は土
質改良材を調整された供給量で供給するためのものであ
る。即ち、図13乃至図15に示したように、フィーダ
34は貯留容器33における連通孔39の下面に固着し
たケーシング48を有し、このケーシング48には連通
孔39に通じる流入口49aと下方に開口した供給口4
9bとを有し、その中間部の壁面は円弧状の定量供給部
49cとなっており、この定量供給部49cの内部に
は、ロータ50が回転軸51に嵌合させて設けられ、ロ
ータ50は回転軸51により回転駆動される。ロータ5
0には定量供給部49cの内壁面に対してほぼ摺接する
複数の隔壁50aが放射状に設けられており、ロータ5
0が所定角度回転する毎に相隣接する隔壁50a,50
a間の空間に相当する分の土質改良材が分離される。従
って、ロータ50の回転速度を制御することにより、土
質改良材の供給量を制御することができる。
【0024】フィーダ34を駆動するために、ケーシン
グ48から回転軸51が導出されており、この回転軸5
1の端部にプーリ51aが連結して設けられ、このプー
リ51aとモータ52の出力軸52aとの間には、伝達
ベルト等からなる動力伝達部材53が介装されている。
ここで、ロータ50の回転による土質改良材の供給量を
厳格に制御するには、モータ52としては可変速電動モ
ータを用いるのが望ましいが、流量調整弁等により回転
速度を可変にする構成とすれば、油圧モータで構成して
も良い。
【0025】搬入コンベア10の端部は混合処理機構部
4における土砂と土質改良材との攪拌・混合を行う混合
手段としての混合容器60に接続されている。混合容器
60は本体フレーム2の長手方向、つまり概略水平方向
に配置した長方形状の容器であり、その前後の位置に
は、それぞれ左右に張り出した取付部61が連設されて
おり、これら取付部61はボルト等により本体フレーム
2の上面に固定的に設置されている。そこで、図16乃
至図19に混合処理機構部4を構成する混合容器60の
内部構成を示す。
【0026】まず、図16及び図17から明らかなよう
に、混合容器60の前方側の上部には導入部を構成する
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がそれぞれ連結して設けられ、これら以外の
部位は密閉されている。図18及び図19に示したよう
に、混合容器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。パドルミキサ64は回転軸65を有
し、この回転軸65にはパドル66が所定の角度(例え
ば90°毎)となるようにして多数植設されており、回
転軸65を回転させることによって、パドル66が回転
駆動されて混合容器60内が攪拌され、かつこの混合容
器60内に導かれた土砂と土質改良材とが攪拌されて均
一に混合されながら、排出口63側に向けて移送される
ことになる。そして、この移送量及び移送速度はパドル
66の角度に応じて変化する。
【0027】各パドルミキサ64の回転軸65の両端
は、図18に示したように、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、混
合容器60の前端部に設けた駆動部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の出力軸に連結されており、この油圧モータ70を回
転駆動することによって、図19に矢印で示したよう
に、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。ここで、混
合容器60の底部は、パドル66の回転軌跡と概略一致
する曲面形状となし、もって土砂や土質改良材が混合容
器60の下端部の角隅部等に滞留するのを防止してい
る。
【0028】なお、混合容器60内に設けられるパドル
ミキサ64の本数及びパドル66の配置間隔等は混合容
器60の高さと幅との関係で定まるものであり、必ずし
も前述した構成に限られない。ただし、混合容器60内
での土砂と土質改良材との混合・攪拌及び移送を円滑か
つ効率的に行うために、パドルミキサ64の本数は偶数
本となし、相隣接するパドルミキサ64,64は相互に
反対方向に回転するように設定するのが望ましい。な
お、パドルミキサ64は混合容器60内での土砂と土質
改良材との混合・攪拌及び移送を行うものであり、この
手段としては例えばスクリューミキサ等で構成しても良
い。また、混合手段としては、前述したミキシング方式
のものだけでなく、回転ドラムの外周に爪状の打撃子を
設けた回転打撃部材を高さ方向にジグザグの位置に複数
設け、この回転打撃部材の上部側から土砂と土質改良材
とを落下させるようになし、この土砂及び土質改良材の
落下中に回転打撃部材を回転させることにより、打撃子
により打撃を加えることにより土砂を解砕すると共に土
質改良材を混合する、所謂解砕方式の混合手段を用いる
こともできる。
【0029】以上の構成を有する混合容器60では、そ
の導入口62から導入された土砂と土質改良材とがパド
ルミキサ64の作用で均一に攪拌・混合されると共に、
排出口63に向けて移送される間に改良土が製造され
る。このようにして製造された改良土は排出口63から
自重の作用で改良土排出部5に排出される。ここで、改
良土排出部5は搬出コンベア80を有するものである。
【0030】以上の構成を有する土質改良機械を用いて
土質改良処理を行っている状態の一例を図20に示す。
同図に示したのは小規模なヤードに土質改良機械を配置
して、予めこのヤードに堆積した土砂の土質改良を行う
が、土質改良を行うには、土砂ホッパ20に土砂が投入
する手段が必要となる。この土砂の投入手段としては、
例えば油圧ショベルPSが好適に用いられる。
【0031】而して、ヤード内で土質改良を行うには、
所定の広がりをもって堆積されている土砂を端から順に
油圧ショベルPSのバケットBですくい上げて、土質改
良機械のの土砂ホッパ20に投入する。この土砂ホッパ
20から搬入コンベア10により土砂が搬送される間
に、土質改良材ホッパ30から土質改良材が供給され
て、土砂の表面上に供給される。そして、搬入コンベア
10の端部から導入口62を経て土砂と土質改良材との
混合物が混合容器60内に送り込まれ、この混合容器6
0に設けたパドルミキサ64の作用により土砂と土質改
良材とが攪拌・混合されながら排出口63の位置にまで
移行する。そして、混合容器60内で土砂と土質改良材
とが均一に混合されて団粒状態となった改良土が生産さ
れる。この改良土は排出口63から排出コンベア80を
経て所定の位置に堆積される。
【0032】以上のように、生産した改良土は改良土排
出手段を構成する搬出コンベア80に搬送されて所定の
位置に堆積するが、その間に改良土の生成量がコンベア
スケール81で測定される。そして、搬出コンベア80
の搬送端位置には改良土の選別装置90が設けられてい
る。この選別装置90は可搬式のものとして構成し、篩
い91と移送コンベア92とを備えている。篩い91
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91を通過し、粒径の揃った改
良土を移送コンベア92で所定の堆積箇所に堆積する。
また、篩い91を通過しなかった粒径の大きい改良土も
固化処理がなされたという点では同じ品質のものである
ので、この粒径の大きな改良土も、そのまま、または粒
径を揃える処理を行った上で、埋め戻し等の混合材料と
して利用することになる。
【0033】前述のようにして得られる改良土は、土砂
と土質改良材とが均一に混合されなければならない。パ
ドルミキサ64を装着した混合容器60からなる混合手
段は、土砂と土質改良材とを均一に攪拌して混合できる
ことから、その混合効率は極めて高いものとなる。ま
た、改良土における土砂と土質改良材との混合比を一定
化することが、その品質向上にとって極めて重要なもの
となる。一例を挙げると、土質改良材として固化材を用
い、地盤改良材等を生成する場合において、土質改良材
の混合率が設定値より低いと、必要な程度にまで地盤を
強化できない。一方、土質改良材の混合率が設定値より
高いと、土質改良材の無駄が生じるだけでなく、土質改
良材ホッパ30への土質改良材の補給回数が多くなり、
作業効率が低下することになる。さらに、地盤強化を行
った後に、配管の埋設等の必要から、この地盤強化が行
われた場所を掘削する場合に、地盤が必要以上強化され
ていると、掘削が困難になる等といった問題点も生じ
る。
【0034】以上のことから、土質改良を行うのに先立
って、土砂の性質や状態、さらには改良土の用途等を勘
案して、実験等により土砂と土質改良材との混合比を予
め設定しておき、このようにして設定された混合比とな
るように土砂及び土質改良材の供給量を調整する。土砂
の供給量は、土砂ホッパ20の供給口21が一定の開口
面積を有することから、主に搬入コンベア10の搬送速
度により定まる。また、土質改良材の供給量はフィーダ
34におけるロータ50を回転駆動するモータ52の回
転数により定まるものである。従って、搬入コンベア1
0の搬送速度とモータ523の回転数とを適宜設定する
ことにより混合比を調整することができる。また、混合
材料全体の供給量は、混合手段における混合容器60内
で、パドルミキサ64の作動による混合材料の移送速度
に依存する。従って、土砂と土質改良材とが均一に混合
され、かつ効率的に改良土を生成できるようにパドルミ
キサ64による混合材料の移送速度を設定し、それに見
合う量の混合材料を供給するように、搬入コンベア10
の搬送速度を設定し、この搬送速度による土砂の搬送量
に応じて、モータ52の回転数を設定する。
【0035】而して、土砂ホッパ20内の土砂は土砂供
給口21を通過するように搬送されるが、土砂ホッパ2
0内の土砂の貯留量に応じて搬送量が変動することにな
り、また土砂の性質や状態等に応じて土砂供給口21を
経て搬送される土砂の量も変化する。例えば、粘土質の
土砂が大量に土砂ホッパ20内に投入されていると、土
砂供給口21からの搬送土砂量が少なくなり、また土砂
ホッパ20内の土砂の貯留量が変動すると、搬送ベルト
11への押圧力が変化するので、土砂供給口21を通過
して搬送される土砂の量が変動する。このように、搬入
コンベア10の搬送速度が一定であっても、土砂の搬送
量が変化することから、土質改良材の供給量を一定にし
ていたのでは、これら土砂と土質改良材との混合比が変
化することになる。そこで、搬入コンベア10による土
砂の搬送量に応じて、土質改良材の供給量を変化させ
る。このためには、搬入コンベア10による搬送土砂量
を測定しなければならない。この搬送土砂量の測定機構
については、図21及び図22に示したように構成する
ことができる。
【0036】まず、図21において、100は搬入コン
ベア10における土砂ホッパ20と土質改良材ホッパ3
0との間、特に土質改良材ホッパ30に近接した位置に
設けた距離測定手段である。この距離測定手段は、搬送
ベルト11の搬送面に対面するように配置した3個の超
音波センサ101から構成され、これら各超音波センサ
101は搬送ベルト11の搬送方向と直交する方向に跨
ぐように設置した支持フレーム102に垂設されてい
る。そして、これら3個の超音波センサ101のうち1
個は、搬送ベルト11の搬送方向と直交する方向におい
て、その中間位置と、その左右両側に同じ距離だけ離間
した位置に他の2個の超音波センサを配置することによ
り構成され、それぞれの位置での搬送ベルト11上の土
砂の高さ位置を検出するためのものである。なお、この
距離測定手段を構成する超音波センサ数は3個に限るも
のではなく、その数を多くすればするほど検出精度が向
上する。また、超音波センサ101では、搬送ベルト1
1上の土砂の高さを検出するものであるから、土砂の重
量で搬送ベルト11が撓まないようにしなければ、正確
な検出を行うことができない。そこで、搬送ベルト11
をある程度剛性の高いものとなし、かつ超音波センサ1
01を設置箇所の前後には、短い間隔でガイドローラ1
5,15を設けるようにする。
【0037】超音波センサ101から搬送ベルト11に
向けて超音波パルスを送信すると、この搬送ベルト11
上に位置する土砂の表面で超音波が反射することにな
る。そして、超音波の送信時から反射エコーの受信時ま
での時間を測定することによって、搬送ベルト11上の
土砂の高さ位置が検出される。そして、図22に示した
ように、これら3個の超音波センサ101からの高さ検
出信号は、搬送土砂体積演算回路103に取り込まれる
ようになっている。そして、搬送土砂体積演算回路10
3では、これら3個の超音波センサ101の検出信号の
平均値を取り、この平均値を搬送ベルト11上の土砂の
高さ位置と推定する。そして、この土砂の高さと、搬送
ベルト11による搬送面の幅寸法とを乗算することによ
って、搬送ベルト11上において、測定位置での土砂の
断面積が求められる。また、搬送土砂体積演算回路10
3には、搬入コンベア10の搬送速度に関する信号が取
り込まれるようになっている。この搬入コンベア10の
搬送速度は、例えばこの搬入コンベア10を駆動するモ
ータ104に回転数検出器104aを付設しておき、こ
の回転数検出器104aにより単位時間当たりの搬送ベ
ルト11の送り量が検出される。従って、搬送土砂体積
演算回路103では、土砂の断面積と送り量とを乗算す
ることにより単位時間当りの土砂の搬送体積が求められ
る。従って、超音波センサ101,回転数検出器104
a及び搬送土砂体積演算回路103により搬送土砂体積
検出手段が構成される。
【0038】また、土質改良材ホッパ30を構成するフ
ィーダ34のロータ50を回転駆動するモータ52に
は、その回転数を検出する回転数検出器105が接続し
て設けられており、この回転数検出器105によりフィ
ーダ34からの土質改良材の供給量が検出されるように
なっている。さらに、モータ52はコントローラ106
で駆動制御されるようになっており、このコントローラ
106には搬送土砂体積演算回路103からの信号が取
り込まれるようになっている。そして、コントローラ1
06は、回転数検出器105からの信号に基づいて現在
の土質改良材の供給量を演算する土質改良材供給量演算
回路106aと、土砂と土質改良材との混合比が所定の
入力手段で入力される混合比設定回路106bと、この
混合比設定回路106bで設定した混合比に関する信号
と、搬送土砂体積演算回路103により測定した搬送土
砂の体積に関する信号とから、必要な土質改良材を演算
する土質改良材必要量演算回路106cとを含み、さら
にこれら土質改良材供給量演算回路106aと土質改良
材必要量演算回路106cからの出力信号を比較する比
較器106dが設けられている。この比較器106dに
差が生じると、モータ52の回転数を変化させて、土質
改良材供給量演算回路106aからの出力信号が土質改
良材必要量演算回路106cの出力信号と一致するよう
に制御されるようになっている。
【0039】従って、コントローラ106における混合
比設定回路106bに土砂と土質改良材との混合比を予
め設定しておき、土砂ホッパ20に土砂を投入して、こ
の土砂ホッパ20内の土砂を搬入コンベア10により搬
送させることにより、土質改良処理が開始される。搬入
コンベア10により土砂が搬送されて、距離測定手段1
00を設けた位置に至ると、この距離測定手段100で
搬入コンベア10における搬送ベルト11上の搬送土砂
の断面積が検出され、この検出値に基づいて搬送土砂体
積演算回路103で搬送土砂量が測定される。そして、
この搬送土砂体積演算回路103で得た搬送土砂量は、
コントローラ106に取り込まれて、このコントローラ
106の混合比設定回路106bに予め設定されている
混合比に基づいて、土質改良材必要量演算回路106c
において、搬送土砂に対して必要な土質改良材の供給量
が割り出される。
【0040】従って、この土質改良材の必要量と、土質
改良材供給量演算回路106aにより測定した土質改良
材の実際の供給量とが比較器106dで比較されて、そ
の比較結果に基づいてフィーダ34からの土質改良材の
供給量が制御される。これによって、搬入コンベア10
による土砂の搬送量が変動しても、この変動に応じて土
質改良材の供給量が追従変化することになり、混合比は
常に一定にすることができるようになる。その結果、生
成された改良土における土砂と土質改良材との混合比が
一定となり、また混合容器60内でパドルミキサ64に
より、これら土砂と土質改良材とが均一に混合されるこ
とから、極めて高い品質の改良土を生成することができ
る。
【0041】ここで、搬送土砂体積検出手段を構成する
距離測定手段は搬送ベルト11上の土砂の高さ位置を検
出するためのものであり、前述した超音波センサ101
以外にも種々の方式のものを用いることができる。例え
ば、図23及び図24に示したように、検出ロッド11
0を回転円板111に固着して設け、この回転円板11
1にはエンコーダ112の入力軸112aに連結して設
けるように構成することもできる。而して、搬入コンベ
ア10の搬送ベルト11に土砂が搬送された時に、検出
ロッド110はこの搬送土砂の表面に当接する状態とな
り、土砂の搬送高さに応じて検出ロッド110の鉛直状
態に対する角度θが変化することになる。そして、この
検出ロッド110が角度θ傾いたことがエンコーダ11
2で検出することができる。なお、この検出ロッド11
0は搬送ベルト11の幅方向に複数箇所設けるようにす
る。
【0042】また、図25に示したように、スリット光
源120と撮像手段121とを用いることによって、画
像処理により搬入コンベア10の搬送ベルト11上の土
砂の高さ位置を検出することもできる。このスリット光
源120は、搬送ベルト11の搬送方向と直交する方向
にスリット状の照明を行うものであり、また撮像手段1
21は斜め上方からこの搬送ベルト11上に照射される
スリット照明箇所からの反射光を撮影するものである。
そして、撮像手段121で撮影されたスリット光の稜線
の画像上での位置を測定することによって、搬送ベルト
11上に位置する土砂の高さ位置を検出することができ
る。
【0043】以上のように、図21及び図25に示した
非接触式のものであれ、また図23,図24に示した接
触式のものであれ、いずれにしても、検出されるのは搬
入コンベア10における搬送ベルト11上の土砂の高さ
寸法であり、従って搬送土砂体積検出手段で得られるデ
ータは、搬送土砂の体積に関するデータである。従っ
て、土砂と土質改良材との混合比は体積比として制御さ
れることになる。しかしながら、図26に示したよう
に、搬送ベルト11で搬送される土砂は、その粒径の大
きさにより体積が大きく変化する。即ち、同図(a)に
示したように、例えば砂質の土砂等のようにほぼ均一で
微小な粒径の土砂と、同図(b)に示したように、例え
ば粘土質の土砂である程度乾燥して固化した土砂のよう
に比較的大きい粒径の小土塊の状態のものが含まれてい
る土砂とでは、同じ体積でも重量は異なってくる。つま
り、土砂の嵩密度が異なってくる。従って、超音波セン
サ101等からなる距離測定手段を用いた搬送土砂体積
検出手段で搬送土砂の体積が同じであると判定された場
合であっても、搬送土砂の重量は等しくはない場合もあ
る。勿論、土砂は篩いユニット23を通過したものであ
るから、大土塊は篩いユニット23を通過する際に小割
りにされているから、嵩密度に極端な差は出ることはな
いが、それでもなお土砂ホッパ20内に導かれた土砂の
粒径にはばらつきが存在する。
【0044】一方、土質改良材ホッパ30を構成する貯
留容器33内の土質改良材の嵩密度はほぼ一定であるか
ら、ロータ50の回転により搬入コンベア10に供給さ
れる土質改良材の体積からその重量をほぼ正確に演算で
きる。そこで、混合比を重量比として制御するには、搬
入コンベア10による搬送土砂の嵩密度を検出して、搬
送土砂体積検出手段により測定した搬送土砂の体積とそ
の嵩密度とから搬送土砂の重量を求めるようにする。
【0045】而して、搬出コンベア80に、図27及び
図28に示したように、改良土の重量を測定する改良土
重量検出手段として、コンベアスケール81を設ける。
搬出コンベア80は搬送ベルト82を有し、搬送ベルト
82はモータ83により駆動されるものであり、例えば
定速送りする油圧モータ83(図1参照)で構成され
る。搬送ベルト82としては、その上を改良土が搬送さ
れる際に、この改良土の重量に応じて沈む方向に撓む可
撓性を有するものが用いられる。そして、この搬送ベル
ト82の搬送方向の途中位置に、所定の間隔を置いて一
対の固定ローラ84,84が取り付けられており、これ
ら各固定ローラ84は搬送ベルト82の下面に転動可能
に当接している。これら前後の固定ローラ84,84間
の位置が改良土量測定区間となっており、この改良土量
測定区間を構成する前後の固定ローラ84,84間の概
略中間位置に、搬送ベルト82の裏面に当接するよう
に、重量測定ローラ85が装着されている。この重量測
定ローラ85はこの搬送ベルト82の撓み度合いを検出
するためのものである。
【0046】重量測定ローラ85は軸受部材86により
揺動自在にコンベアフレーム等に支持されている揺動板
87に連結して設けられている。揺動板87の他端に重
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
88が連結して設けられている。従って、搬送ベルト8
2上に所定量の改良土を堆積させた状態で搬送した時
に、この搬送ベルト82に堆積した改良土が固定ローラ
84,84間の改良土量測定区間にまで搬送されると、
搬送ベルト82が沈むように撓む。この結果、重量測定
ローラ85が図28の矢印方向Dに押動されて、この重
量測定ローラ85を連結した揺動板87が同図に矢印U
方向に揺動変位するから、荷重センサ88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82により搬送される改良土の量を測定することが
できる。
【0047】さらに、搬送ベルト82の送り速度を検出
するために、モータ83には回転数検出器89が付設さ
れている。従って、コンベアスケール81により測定さ
れる改良土の重量と、回転数検出器89により検出され
る搬送ベルト82の送り速度とに基づいて、改良土の生
成重量をリアルタイムに検出することができる。このよ
うにして得られる改良土の生成量は、生産管理等のため
のデータとして用いられるが、この改良土の生成重量に
基づいて、搬入コンベア10による搬送土砂の嵩密度を
演算することができる。
【0048】ここで、改良土の生成重量をMDW,土砂
の供給重量をSFW,土質改良材の供給重量をPFWと
した時に(なお、これらMDW,SFW,PFW及び後
述のSFVは単位時間当りの量である)、改良土は土砂
と土質改良材との混合物であるから、土砂の供給重量S
FWは、(MDW−PFW)を演算することにより求め
られる。既に説明したように、土質改良材の供給量は、
土質改良材ホッパ30に設けたフィーダ34におけるロ
ータ50を駆動するモータ52の回転数検出器105に
より検出される。しかも、土質改良材の嵩密度はほぼ一
定であるから、土質改良材の供給重量SFWは演算によ
り求めることができる。また、改良土の生成重量MDW
はコンベアスケール81に基づいて求められる。従っ
て、前述した距離測定手段100により検出した搬送土
砂の体積をSFVとした時に、SFW/SFVを演算す
れば、搬送土砂の嵩密度VDが求められる。
【0049】ただし、改良土の生成重量MDWの測定位
置は搬出コンベア80の位置であって、搬入コンベア1
0による搬送時のデータではない。搬入コンベア10と
搬出コンベア80との間には混合手段を構成する混合容
器60が介在しており、コンベアスケール81での土砂
重量測定時点と搬入コンベア10における距離測定手段
100で測定される土質改良材ホッパ30による土質改
良材の供給時点との間にはある時間差が存在する。
【0050】ところで、混合容器60の設けたパドルミ
キサ66の回転数が一定であるとすれば、この混合容器
60内における混合材料の移送速度は一定であるから、
この時間差はほぼ一定のものとなる。従って、距離測定
手段100による搬送土砂の測定位置からコンベアスケ
ール81により改良土の重量が検出される位置までの土
砂の移送時間をtとした時に、改良土重量検出時から時
間tだけ前の土質改良材の供給重量を−t・PFWと
し、また改良土重量検出時から時間tだけ前の土砂の搬
送体積を−t・SFVとして、([MDW]−[−t・
PFW])/[−t・SFV]を演算すれば、搬送土砂
の嵩密度VDをほぼ正確に求めることができることな
る。なお、搬送土砂体積検出時点及び土質改良材供給時
点から改良土重量測定時点までの時間を同じtとした。
これは距離測定手段100による搬送土砂体積測定位置
が土質改良材ホッパ30におけるフィーダ34による土
質改良材の供給位置に対して直近位置に配置されてお
り、その間に実質的に時間差がないからである。ただ
し、搬送土砂体積測定位置と土質改良材の供給位置との
間に大きな時間差があれば、時間tはそれぞれ独立に設
定しても良い。
【0051】以上のことから、図29に示した回路構成
を備えるようにすることによって、土砂と土質改良材と
の混合比を重量比で制御することができる。
【0052】同図において、搬送土砂体積を演算する機
構は、図22と同じであるから、それと同じ符号を用い
る。また、図22の回路では土質改良材は体積として演
算されるが、この図29では土質改良材供給重量演算回
路200において、土質改良材の重量PFWが演算され
る。さらに、混合比設定回路201で設定される混合比
は重量比とする。
【0053】そして、202は改良土重量検出回路であ
り、また203は嵩密度測定回路である。改良土重量検
出回路202には、コンベアスケール81で得られる改
良土の測定位置における重量検出信号と、搬出コンベア
80の搬送ベルト82の速度に関する信号とが取り込ま
れて、これらから改良土の生成重量MDWが演算され
る。そして、改良土重量検出回路202からの出力信号
MDWは嵩密度演算回路203に取り込まれて、搬送土
砂の嵩密度VDが演算される。また、この嵩密度演算回
路203には、土質改良材供給重量演算回路200か
ら、遅延回路204により時間tだけ遅延した土質改良
材の供給重量PFWに関するデータが−t・PFWとし
て取り込まれ、さらに搬送土砂体積演算回路103から
遅延回路205により時間tだけ遅延した搬送土砂の体
積SFVに関するデータが−t・SFVとして取り込ま
れる。
【0054】そこで、嵩密度演算回路203では、
([MDW]−[−t・PFW])/[−t・SFV]
=VDが演算される。このようにして取得した搬送土砂
の嵩密度VDに関するデータは、搬送土砂重量演算回路
206に取り込まれるようになっており、またこの搬送
土砂重量演算回路206には、搬送土砂体積演算回路1
03で得たリアルタイムの搬送土砂体積SFVが取り込
まれる。従って、土砂重量演算回路206では、搬送土
砂の体積にその嵩密度を乗算すること、つまりSFV×
VDを演算することによって、搬送土砂の重量SFWが
得られる。
【0055】さらに、この搬送土砂のリアルタイムの重
量SFWは土質改良材必要重量演算回路207に伝送さ
れる。また、土砂と土質改良材との混合比をDMとした
時に、この土質改良材必要重量演算回路207には混合
比設定回路201からこの混合比DMに関するデータが
取り込まれる。従って、土質改良材必要重量演算回路2
07では、予め設定されている混合比に応じた土質改良
材の必要重量PFW・dem(=DM/SFW)が演算さ
れる。そして、このようにして求めた土質改良材必要重
量PFW・demと、フィーダ34から実際に供給されて
いる土質改良材のリアルタイムの供給重量PFWとが、
比較器208で比較されて、その間に差があれば、フィ
ーダ34による土質改良材の供給量を増減することによ
って、これら2つの値が等しくなるように制御される。
【0056】以上のように構成することによって、土砂
と土質改良材との混合比が重量比により制御することが
でき、土砂ホッパ20から供給される土砂の量が変動し
たとしても、それに追従して土質改良材ホッパ30から
の土質改良材の供給量が変化して、生成された改良土に
おける土砂と土質改良材との混合重量比が予め設定され
たものとなり、改良土の品質が著しく向上する。
【0057】ここで、土質改良機械の起動時から搬出コ
ンベア80におけるコンベアスケール81の設置位置ま
で改良土が移送されるまでの間、具体的には時間tが経
過するまでは嵩密度に関するデータは得られない。従っ
て、この時間tの間は土質改良材ホッパ30からの土質
改良材の供給量に対する制御信号が出力されない。そこ
で、混合比設定回路201には、混合比を設定すると共
に、土砂の嵩密度についての初期値が設定されるように
する。これによって、初期的には仮に設定された土砂の
嵩密度に応じて搬送土砂の体積から搬送土砂の重量を求
めることができる。
【0058】ところで、遅延回路204,205に与え
られる遅延時間tは、搬送土砂の体積測定時(及び土質
改良材の供給時)からコンベアスケール81による改良
土の重量測定時までのタイムラグの推定値であって実測
値ではない。従って、遅延時間tの値によっては(MD
W−PFW)からなる計算値は搬入コンベア10による
土砂の実際の搬送重量と一致しない場合がある。そこ
で、遅延時間tの値は予め設定しておくこともできる
が、例えば土質改良機械の作動開始時に、距離測定手段
100で搬入コンベア10上に土砂の搬送が開始された
ことを検出してから、コンベアスケール81により改良
土が送り出されたことを検出した時までの時間を計測し
て、この時間を遅延時間tとして設定する等により遅延
時間の設定精度が向上する。また、混合容器60内にお
いて、パドルミキサ64による混合材料の移送速度が変
化すると、遅延時間tも変化することになる。従って、
パドルミキサ64の回転数を検出して、その回転数の変
化に応じて遅延回路204,205に与えられる遅延時
間tを変化させるようにするのが望ましい。
【0059】また、土砂ホッパ20に投入された土砂の
性質や状態が同じであれば、土砂の嵩密度はほぼ一定で
あるから、MDW,−t・PFW,−t・SFVの各値
を累積値を演算すれば、遅延時間tの設定が多少ずれて
いたとしても、図30に示したように、ある時間が経過
すると、ほぼ正確に土砂の嵩密度VDが測定されること
になる。従って、必ずしも遅延時間tを与えなくても良
いが、遅延時間tを与えると、土砂の正確な嵩密度VD
を得るまでの時間が著しく短縮できることになる。従っ
て、土質改良処理を継続している間に、土砂ホッパ20
に投入さた土砂の性質や状態が変化して、搬送土砂の嵩
密度が変化しても、殆ど遅滞なく正確な土砂の嵩密度V
Dを測定することができ、応答性が著しく向上する。従
って、土砂ホッパ20からの土砂の搬送量が少ない場合
や、混合容器60内での混合材料の移送速度が遅い場合
等においては、正確な嵩密度VDの演算を素早く行える
ことは極めて有利である。なお、土砂の投入を怠って、
土砂ホッパ20の内部が空になる等、搬入コンベア10
による土砂の供給が一時的に停止することがある。この
場合には、搬送土砂体積演算回路103では土砂の搬送
量が0になるので、土質改良材ホッパ30からの土質改
良材の供給も停止する。ただし、嵩密度VDに関するデ
ータはそのまま保持される。
【0060】
【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、土
砂と土質改良材との混合比を正確に制御でき、もって高
品質の改良土を生成でき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
械の平面図である。
【図2】図1の正面図である。
【図3】図2における土質改良処理を行う各機構を分解
して示す構成説明図である。
【図4】本発明の実施の一形態における土砂ホッパの断
面図である。
【図5】図4のA−A断面図である。
【図6】本発明の実施の一形態における篩いユニットの
平面図である。
【図7】図6の正面図である。
【図8】本発明の実施の一形態における土質改良材ホッ
パの正面図である。
【図9】図8の平面図である。
【図10】土質改良材ホッパの貯留タンクを格納状態に
して示す図8と同様の正面図である。
【図11】図8の土質改良材ホッパにおける貯留タンク
を構成するベース部の断面図である。
【図12】開閉蓋を取り除いて示す図9と同様の平面図
である。
【図13】本発明の実施の一形態におけるフィーダの平
面図である。
【図14】図13のB−B断面図である。
【図15】図14のC−C断面図である。
【図16】本発明の実施の一形態における混合容器の平
面図である。
【図17】図16の正面図である。
【図18】図16のD−D断面図である。
【図19】図16のE−E断面図である。
【図20】本発明の実施の一形態を示す改良土排出部に
装着したコンベアスケールの構成説明図である。
【図21】本発明の実施の一形態を示す搬入コンベアに
よる搬送土砂の体積を測定する距離測定手段の構成説明
図である。
【図22】本発明の実施の一形態を示す混合比制御装置
の回路図である。
【図23】本発明の実施の形態における搬送土砂の体積
を測定する距離測定手段の他の構成例を示す構成説明図
である。
【図24】図23の作用説明図である。
【図25】本発明の実施の形態における搬送土砂の体積
を測定する距離測定手段のさらに別の構成例を示す構成
説明図である。
【図26】本発明の実施の形態における搬入コンベアに
よる搬送土砂の性質や状態により変化する土砂の嵩密度
の説明図である。
【図27】本発明の実施の形態において、搬出コンベア
で搬送される改良土の重量を測定するコンベアスケール
の構成説明図である。
【図28】図27のコンベアスケールの作用説明図であ
る。
【図29】本発明の他の実施の形態を示す混合比制御装
置の回路図である。
【図30】図29の混合比制御装置において、遅延時間
を変化させた時における土砂の嵩密度の検出データを示
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 混合材料供給部 4 処理機構部 5 改良土排出部 10 搬入コン
ベア 11 搬送ベルト 20 土砂ホッ
パ 23 篩いユニット 30 土質改良
材ホッパ 33 貯留容器 34 フィーダ 50 ロータ 50a 隔壁 51 回転軸 52 モータ 60 混合容器 64 パドルミ
キサ 80 搬出コンベア 81 コンベア
スケール 82 搬送ベルト 83 油圧モー
タ 85 重量測定ローラ 86 軸受部材 87 揺動板 88 荷重セン
サ 100 距離測定手段 101 超音波
センサ 103 搬送土砂体積演算回路 104 モータ 104a,105 回転数検出器 106 コント
ローラ 106a 土質改良材供給量演算回路 106b 混合
比設定回路 106c 土質改良材必要量演算回路 106d 比較
器 110 検出ロッド 112 エンコ
ーダ 120 スリット光源 121 撮像手
段 200 土質改良材供給重量演算回路 201 混合比
設定回路 202 改良土重量検出回路 203 嵩密度
測定回路 204,205 遅延回路 206 土砂重
量演算回路 207 土質改良材必要重量演算回路 208 比較器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星野 吉弘 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 山本 康晴 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 日立建機株式会社内 (72)発明者 三浦 哲志郎 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 日立建機株式会社内 (72)発明者 草木 貴巳 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 日立建機株式会社内 (56)参考文献 特開2000−45263(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02F 7/00 E02D 3/12

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】土砂を投入するための土砂ホッパ、この土
    砂ホッパに投入された土砂を搬送する搬入側コンベア、
    及びこの搬入側コンベアの下流側位置で土質改良材を供
    給する土質改良材ホッパを備えた混合材料供給部と、こ
    の混合材料供給部から供給された土砂及び土質改良材を
    攪拌・混合することにより改良土を生成する混合手段
    と、この混合手段で生成した改良土を搬送する排出側コ
    ンベアとを備えた土質改良機械に設けられ、 前記土質改良材ホッパから供給される土質改良材の供給
    量を制御する土質改良材供給量制御手段と、 前記搬入側コンベア上における前記土砂ホッパと土質改
    良材ホッパとの間に設けられ、前記搬入側コンベアによ
    り搬送される土砂の高さを検出する手段と、 前記搬入側コンベアの搬送速度を検出する手段と、 前記排出側コンベアに設置され、この排出側コンベアに
    より搬送される改良土の重量を測定する改良土重量検出
    手段と、 前記土砂の高さを検出する手段で検出した前記搬入側コ
    ンベアにより搬送される土砂高さ、前記搬送速度を検出
    する手段で検出した前記搬入側コンベアの搬送速度、及
    び前記改良土重量検出手段で検出した改良土重量から土
    砂の嵩密度を演算する手段と、 前記土砂の高さを検出する手段で検出した前記搬入側コ
    ンベアにより搬送される土砂高さと前記搬送速度を検出
    する手段で検出した前記搬入側コンベアの搬送速度とか
    ら演算される搬送土砂の体積に、前記嵩密度を演算する
    手段により演算された土砂の嵩密度を乗算して搬送土砂
    の重量を算定して、この算定した搬送土砂の供給重量に
    応じて、土砂と土質改良材との混合比が一定になるよう
    に、前記土質改良材供給量制御手段を制御する制御手段
    とを備えたことを特徴とする土質改良機械の混合比制御
    装置。
  2. 【請求項2】前記搬入側コンベアにより搬送される土砂
    の高さを検出する手段を、前記土質改良材ホッパによる
    土質改良材の供給位置の直近に配置したことを特徴とす
    る請求項1記載の土質改良機械の混合比制御装置。
  3. 【請求項3】前記搬入側コンベアにより搬送される土砂
    の高さを検出する手段は、変位センサを含む接触式、ま
    たは超音波センサを含む非接触式で搬送土砂の高さ位置
    を検出するセンサを有し、かつこのセンサは前記搬入側
    コンベアの搬送方向と直交する方向に複数個配列して設
    けられ、これら各センサによる土砂の高さ位置の検出値
    の平均値から搬送土砂の体積を演算することとしたこと
    を特徴とする請求項1記載の土質改良機械の混合比制御
    装置。
  4. 【請求項4】土質改良材の供給位置又は搬送土砂の高さ
    測定位置から前記改良土重量検出手段の位置までの移送
    時間をtとして設定し、この改良土重量検出手段により
    検出された改良土の重量をMDWとし、またこの改良土
    重量検出手段での改良土重量検出時から時間tだけ前の
    土質改良材の供給重量を−tPFWとし、さらに改良土
    重量検出時から時間tだけ前の土砂の搬送体積を−tS
    FVとした時に、前記嵩密度測定手段は([MDW]−
    [−tPFW])/[−tSFV]を演算するものであ
    ることを特徴とする請求項記載の土質改良機械の混合
    比制御装置。
  5. 【請求項5】前記改良土の重量MDW、土質改良材の供
    給重量−tPFW及び土砂の搬送体積−tSFVはそれ
    ぞれ累積値であることを特徴とする請求項記載の土質
    改良機械の混合比制御装置。
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