JP3375574B2 - 土質改良機械の土砂ホッパ及び自走式土質改良機械 - 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、掘削等により発生
した土砂の品質を所定の目的に適うように改良する土質
改良機械に関するものであり、特に土砂と土質改良材と
を混合する混合機に土砂を供給する土砂ホッパの改良に
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においては、掘削箇所を埋め戻すこ
とになるが、掘削により発生した土砂をそのまま埋め戻
すことができない場合には、良質な土をもって掘削箇所
を埋め戻さなければならない。また、基礎工事等におい
ては、現場の土を所定の深さまで掘削して、この掘削土
に代えて良質な土を入れることにより地盤の改良等を行
うことになる。つまり、様々な工事現場における発生土
が、例えば粒径が極めて小さく粘性の高い粘土質の土
や、風化が進行し過ぎて固化が困難な土等というよう
に、土質そのものが軟弱である等のために、埋め戻し土
として利用できないものである場合に、土砂に石灰やセ
メント等を主成分とする土質改良材を土砂に混合して固
化させる等の土質改良処理を行って、掘削により発生し
た劣悪な土を埋め戻し土として再利用可能な資源に変換
する工法が普及しつつある。

【０００３】掘削土の埋め戻し、地盤強化等、土砂を固
化させたり、また土砂にこれら以外の特性等を持たせる
ための土質改良処理は、土砂と土質改良材とを混合させ
ることにより行われるが、この土砂と土質改良材の混合
方式としては、バッチ式と連続式とがある。バッチ式は
攪拌容器内に土砂と土質改良材とを投入して、この攪拌
容器内に設けた攪拌手段で土砂と土質改良材とを均一に
攪拌するようになし、攪拌が終了すると、攪拌容器から
生成された改良土を取り出す。一方、連続式の土質改良
機械は、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。ミキシ
ング方式は、タンク内に攪拌手段を設けた混合機を用
い、この混合機に設けられる攪拌手段はタンクに対して
水平方向に延在させることによって、タンク内に投入さ
れた土砂と土質改良材と攪拌・混合しながら水平方向に
移送させるように構成される。そして、タンクの一端側
に土砂及び土質改良材の供給部を設置し、また他方側に
改良土の排出部を設置することにより、連続的に土質改
良処理を行える。また、解砕方式の土質改良機械は、回
転打撃子からなる解砕機を設けて、上部位置から土砂と
土質改良材とを回転打撃子に向けて落下させるようにな
し、その間に回転打撃子を回転させることによって、土
砂及び土質改良材に打撃を加えて解砕することにより土
砂と土質改良材とを混合するものである。

【０００４】而して、高品質の改良土を得るには、土砂
と土質改良材との混合比を一定にしなければならない。
バッチ式の土質改良機械では、タンクに重量の計測手段
を設けておき、土砂と土質改良材とを別々に投入する等
によって、混合比を正確に制御することができる。一
方、ミキシング方式であれ、また解砕方式であれ、連続
処理を行う場合には、土砂及び土質改良材はタンクに連
続的に供給されることから、土砂も土質改良材も所定量
ずつ供給しなければならない。このために、土砂及び土
質改良材を搬送するコンベア手段を混合機に接続して設
け、このコンベア手段に土砂を供給するための土砂ホッ
パと、土質改良材を供給するための土質改良材ホッパと
を設置するように構成する。

【０００５】土砂ホッパには、土砂が投入されるが、土
砂には岩石やコンクリート片、さらには金属，プラスチ
ック等の固形物が含まれていることがあり、これら固形
物が混合機内に入り込むと、土砂と土質改良材との攪拌
・混合を円滑に行えない等の不都合がある。そこで、土
砂ホッパに篩いを設置して、土砂と前述したような各種
の固形物とを分離し、土砂だけをコンベア手段に導くよ
うにする。また、土砂と固形物との分離及び土砂ホッパ
内への土砂の取り入れを促進するために、篩いには振動
等を加える機構を設ける。また、篩いの上に残留する固
形物の排除を促進するために、篩いを傾斜させて設ける
ようにしたものもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、土質改良機
械は、例えば砂含量が多く、粘着度合いが低い砂質土
や、粒径が極めて細かく、しかも粘着性の高い粘土とい
うように、土性そのものが大きく異なたものがあり、し
かもこれらの水分含有量も異なり、さらに砂状のものと
土が圧縮されて塊状となったものがある等、様々な性質
や状態の土砂を処理対象とする。前述したように、土質
改良処理に当っては、まず第１段階で、土砂から様々な
固形物を分離・除去する篩い分けが行われるが、砂土で
あればかなりの水分を含んで塊状となっていても、篩い
を振動させることによって、細かく砕かれて、円滑に篩
いを通過させることができる。しかしながら、粘土乃至
粘性土砂の場合には、その水分含有量が少なくてもその
粘着性により篩いの表面に密着して、土砂ホッパ内に円
滑に取り込まれない場合がある。また、特に多量の水分
を含んだ粘土または粘土質の土砂にあっては、たとえ篩
いを大きく振動させたとしても、流動化するものの、小
割り乃至切り崩しがなされないことから、篩いから土砂
ホッパ内に円滑に取り込めなくなるという不都合が生じ
る。篩いのメッシュサイズを大きくすれば、このような
粘着性のある土砂も取り込めることになるが、そうする
と篩いとしての機能が低下して、サイズの大きな礫や石
が土砂ホッパ内に入り込むことになってしまう。その結
果、混合機による攪拌・混合に支障を来すという難点が
ある。

【０００７】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、土砂の状態や性質等
に拘らず、確実に固形物から分離して、土砂ホッパ内に
取り込めるようにすることにある。

【０００８】

【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、第１の発明としては、土砂と土質改良材とを混
合して土質改良処理を行う土質改良機械に設けられる土
砂ホッパにおいて、投入された土砂を貯留する土砂貯留
枠と、この土砂貯留枠の上部に位置するように、ばねを
介して支持部に弾性的に傾斜支持された土砂投入部枠体
と、この土砂投入部枠体内に設けられた篩いと、この篩
いと前記支持部との間に設けられ、前記篩いを振動させ
る加振手段と、投入された土砂の性質や状態に応じて前
記篩いの振動方向を変更可能なように前記加振手段の振
動方向を切り換える加振方向切換手段とを備えたことを
特徴とする。

【０００９】また、第２の発明としては、土砂と土質改
良材とを混合して土質改良処理を行う土質改良機械に設
けられる土砂ホッパにおいて、投入された土砂を貯留す
る土砂貯留枠と、この土砂貯留枠の上部に傾斜して設け
られ、土砂投入側が開口するコ字状の支持板体、及びこ
の支持板体内における長手方向に並設され、それぞれ複
数の回転円板を有する複数の回転軸から成るロールスク
リーン式の篩いと、このロールスクリーン式の篩いの前
記回転軸に連結した回転駆動手段と、投入された土砂の
性質や状態に応じて前記ロールスクリーン式の篩いの回
転方向を変更可能なように前記回転軸の回転方向を切り
換える回転制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１０】以上のいずれに発明にしても、篩いの傾斜
方向はコンベア手段による搬出方向が斜め上方になるも
のとするのが合理的である。また、篩いの最上端部と土
砂投入部枠体との間に、搬送土砂を土砂貯留枠内に供給
するための流入用開口を形成し、またこの篩いの枠体に
おける最上端側の位置にこの流入用開口に向かって進行
する土砂を土砂貯留枠内にガイドする押し込み板を設け
るように構成すれば、篩いの上方に移送された土砂は確
実に土砂貯留枠内に導くことができる。さらに、この篩
いの振動により上下動する土砂攪拌部材を土砂貯留枠内
にまで垂下させるように設ければ、コンベア手段により
土砂ホッパからの土砂の搬送を容易に行えるようにな
る。また、好ましくは、加振手段は加振力を発生する油
圧モータを備え、加振方向切換手段は油圧源から前記油
圧モータへの圧油の供給方向を切り換える方向切換弁又
は制御弁を備える構成とすることができ、また回転制御
手段は油圧源から油圧モータへの圧油の供給方向を切り
換える方向切換弁又は制御弁を備える構成とすることが
できる。また、第３の発明としては、本体フレームと、
この本体フレームに設けた走行手段と、前記本体フレー
ム上に設けられ、土砂と土質改良材とを混合する混合機
と、この混合機に向けて上方に傾斜させるように前記本
体フレームに設けた搬入コンベアと、この搬入コンベア
上に設けた土砂貯留枠と、この土砂貯留枠の上部に位置
するように、ばねを介して支持部に弾性的に傾斜支持さ
れた土砂投入部枠体と、この土砂投入部枠体内に設けら
れた篩いと、この篩いと前記支持部との間に設けられ、
前記篩いを振動させる加振手段と、投入された土砂の性
質や状態に応じて前記篩いの振動方向を変更可能なよう
に前記加振手段の振動方向を切り換える加振方向切換手
段とを備えたことを特徴とする。また、第４の発明とし
ては、本体フレームと、この本体フレームに設けた走行
手段と、前記本体フレーム上に設けられ、土砂と土質改
良材とを混合する混合機と、この混合機に向けて上方に
傾斜させるように前記本体フレームに設けた搬入コンベ
アと、この搬入コンベア上に設けた土砂貯留枠と、この
土砂貯留枠の上部に傾斜して設けられ、土砂投入側が開
口するコ字状の支持板体、及びこの支持板体内における
長手方向に並設され、それぞれ複数の回転円板を有する
複数の回転 軸から成るロールスクリーン式の篩いと、こ
のロールスクリーン式の篩いの前記回転軸に連結した回
転駆動手段と、投入された土砂の性質や状態に応じて前
記ロールスクリーン式の篩いの回転方向を変更可能なよ
うに前記回転軸の回転方向を切り換える回転制御手段と
を備えたことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。ここで、以下の説
明においては、自走式の土質改良機械として構成し、か
つ混合機はパドルミキサを用いて、土砂と土質改良材と
を連続的に攪拌・混合するように構成したが、要は油圧
ショベル等により間欠的に土砂が供給され、コンベア手
段で連続的に混合機に供給するように構成したものに適
用できるものであり、解砕式等他の混合方式のものとす
ることもできる。

【００１２】而して、図１に土質改良機械の全体構成を
示す。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。この下部走行体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には、図１の左方位置に素材
供給部３が配置されている。また、同図の右方側には混
合機４が装着され、この混合機４よりさらに右方の位置
には改良土排出部５が設けられている。また、混合機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。

【００１３】素材供給部３は、土砂と土質改良材とから
なる土質改良を行うための素材を供給するためのもので
あり、また供給される土砂と土質改良材との混合比を制
御されるようになっている。このために、素材供給部３
は、土砂を投入する土砂ホッパ７と、土質改良材を供給
する土質改良材ホッパ８、及びこれら土砂及び土質改良
材を混合機４に向けて搬送する搬入コンベア９とから構
成される。

【００１４】混合機４は、図２に示したように、長尺の
容器１０内にパドルミキサ１１を複数設けたものから構
成され、パドルミキサ１１は油圧モータ１２により回転
駆動されて、土砂と土質改良材とを攪拌・混合しながら
後方に向けて移送するようになっている。そして、容器
１０の左方側の上部は、素材流入部１０ａとして開口し
ており、また右後方側の下部位置には改良土排出部１０
ｂとなっている。このように構成することによって、搬
入コンベア９から土砂及び土質改良材を素材流入部１０
ａに供給して、パドルミキサ１１を作動させることによ
って、土砂と土質改良材とが攪拌・混合されながら、素
材流入部１０ａ側から改良土排出部１０ｂに向けて移送
され、この間に土砂と土質改良材とが均一に混合した改
良土が生成され、このようにして生成した改良土は改良
土排出部１０ｂから改良土排出部５を構成する搬出コン
ベアにより所定の位置に排出される。

【００１５】素材供給部３を構成する搬入コンベア９
は、改良土の素材を斜め上方に向けて搬送するようにな
っている。つまり、搬入コンベア９は、その搬送方向の
手前側から前方側に向けて斜め上方に搬送されることに
なる。このように、土砂及び土質改良材を斜め上方に搬
送するのは、混合機４は下部走行体１の上部に設けた本
体フレーム２に設置されており、しかも素材流入部１０
ａはその上部に設けられており、従って素材はかなり高
所から混合機４に供給されることになるからである。搬
入コンベア９を水平に配置し、この搬入コンベア９の搬
送面上に土砂ホッパ７を設置すると、極めて高い位置か
ら土砂を投入しなければならなくなり、その作業が極め
て困難になる。従って、土砂の投入を容易にすべく、土
砂ホッパ７の設置位置における搬入コンベア９の搬送面
の位置を低くするために、この搬入コンベア９を斜めに
設置している。

【００１６】一方、改良土のもう一つの素材である土質
改良材は、土質改良材ホッパ８から供給されるが、この
土質改良材ホッパ８は所定量の土質改良材を貯留する貯
留部１３と、この貯留部１３の下部に設けたフィーダ１
４とから構成される。ここで、図示した貯留部１３は上
部側が蛇腹状とした容積可変部１３ａで、下部側が比較
的底の浅い硬質の容器からなる容積不変部１３ｂとなっ
ている。貯留部１３をこのように構成することにより、
土質改良処理を行う際には、容積可変部１３ａを上方に
引き伸ばして、全体としての貯留部１３の土質改良材貯
留量を多くし、この土質改良機械をトレーラ等により輸
送する際には、容積可変部１３ａを下方に引き下げるこ
とによって、機械全体の高さを抑制する。貯留部１３に
はフレキシブルコンテナ等から供給される土質改良材を
貯留し、このようにして貯留した土質改良材はフィーダ
１４から定量ずつほぼ連続的に搬入コンベア９に供給で
きるようになっている。

【００１７】土砂ホッパ７は、図３乃至図６に示したよ
うに、下部側が土砂の貯留枠２０で、上部側は土砂投入
部枠体２１となっている。貯留枠２０は、図３から明ら
かなように、概略長方形乃至搬入コンベア９の幅によっ
ては下方が狭くなる形状をした枠体からなり、その全体
は搬入コンベア９の傾斜とほぼ一致するように斜めに立
ち上がるようになっている。そして、この貯留枠２０に
おける搬入コンベア９の搬送方向前方側の壁面２０ａは
土砂供給口２２として開口している。また、壁面２０ａ
の外面側には、土砂供給口２２から供給される土砂を上
部から加圧する加圧ローラ２３が設けられ、この加圧ロ
ーラ２３の表面には多数の押圧爪２３ａが取り付けられ
ており、またその両端は壁面２０ａに設けた一対のブラ
ケット２４により回転自在で、上下方向に変位可能に支
持されている。これによって、土砂供給口２２から供給
された土砂は、加圧ローラ２３の自重により加圧される
ことから、搬入コンベア９により搬送される土砂の供給
量がほぼ一定になる。従って、土砂供給口２２及び加圧
ローラ２３で土砂ホッパ７から土砂を搬出する際のゲー
トが構成される。なお、ゲート機構は必ずしもこのよう
に構成しなければならないものではなく、単に土砂供給
口を開口させておくだけでも良い。

【００１８】貯留枠２０は、図４に示したように、その
上端部が本体フレーム２に左右２本ずつ立設したポスト
２５上に設置した支持部２６，２６に固定されている。
貯留枠２０上に設けられる土砂投入部枠体２１は支持部
２６に支持された概略長方形の枠体からなり、この土砂
投入部枠体２１には、図５からも明らかなように、ロッ
ドを縦横に配置することにより形成される格子状の篩い
３０が設けられている。従って、この篩い３０における
左右方向のロッドと前後方向のロッドとに間に形成され
る隙間から土砂が貯留枠２０内に取り込まれ、この隙間
より大きい固形物は篩い３０上に残留することになる。
この篩い３０は振動篩いであり、このために土砂投入部
枠体２１の左右の両側部には、それぞれ所定の間隔だけ
離れた位置に複数のばね受け部３１が外方に張り出すよ
うに設けられており、このばね受け部３１と土砂投入部
枠体２１及びこの土砂投入部枠体２１に設けた支承部３
２との間には、それぞれ一対のばね３３が介装されてお
り、これによって土砂投入部枠体２１全体が支持部２６
上に弾性的に支持される。

【００１９】また、土砂投入部枠体２１は搬入コンベア
９の傾斜角とほぼ一致するように傾斜しており、従って
篩い３０も同じく傾斜した状態となっている。篩い３０
は土砂投入部枠体２１の全体に及ぶのではなく、その上
部側には、図６に示したように、幅方向の全体に及び、
かつ左右方向におけるロッドの１乃至数ピッチ分に相当
する土砂の流入用開口３０Ｅが形成されている。しか
も、土砂投入部枠体２１の最上端部には土砂の押し込み
板３４が設けられ、この土砂押し込み板３４は、流入用
開口３０Ｅの上部を覆い、かつ篩い３０の傾斜方向とは
反対方向に傾斜している。

【００２０】そして、篩い３０は概略上下に振動するよ
うになっており、このために支持部２６に加振用駆動手
段が装着されている。この加振用駆動手段はモータ３５
を有し、このモータ３５の出力軸３５ａには歯車３６
（またはプーリ）が連結されている。また、篩い３０が
装着されている土砂投入部枠体２１には、この篩い３０
の下限位置より下方の位置に回転軸３７が回転自在に取
り付けられている。回転軸３７の両端は土砂投入部枠体
２１の両側面から突出しており、その一端側の近傍位置
には歯車３８（またはプーリ）が装着されて、この歯車
３８とモータ３５の歯車３６との間には伝達用のチェー
ン３９（またはベルト）が巻回して設けられている。

【００２１】回転軸３７の両端には加振ドラム４０，４
０が取り付けられている。加振ドラム４０は、その重心
位置が回転軸３７から所定の距離だけ離間した位置にあ
り（または加振ドラム自体が回転軸に偏心して装着され
て）、従って加振ドラム４０が回転すると、その重心が
変動する結果、篩い３０全体が振動することになる。こ
こで、モータ３５は電動モータで構成しても良いが、混
合機４におけるパドルミキサ１１は油圧モータ１２で駆
動されることから、このモータ３５も油圧モータで構成
するのが、土質改良機械における動力源の共用化が図ら
れるので都合が良い。従って、以下においては油圧モー
タ３５という。

【００２２】而して、篩い３０を加振した時には土砂投
入部枠体２１に衝撃が加わるが、土砂投入部枠体２１は
ばね３３により支持部２６に弾性的に支持されているの
で、この土砂投入部枠体２１の振動が支持部２６に伝達
されないように保持される。ただし、土砂投入部枠体２
１は篩い３０が振動する時の荷重で振動したり、揺動し
たりすることになる。従って、モータ３５及び動力伝達
手段を保護するために、このモータ３５も支持部２６に
対してばねや防振ゴム等を介することにより、土砂投入
部枠体２１の変位に追従して変位できるように支持させ
る。この結果、モータ３５及び動力伝達手段等に過大な
負荷が作用するのを防止できる。

【００２３】さらに、篩い３０を構成する左右いずれか
のロッドには土砂攪拌紐４１が所定の本数垂設されてい
る。この土砂攪拌紐４１は、例えば図７に示したよう
に、細長い板片４１ａを順次連結したものや、または図
８に示したチェーン４１ｂ等からなるものであって、篩
い３０の振動に応じて上下動する結果、土砂ホッパ７内
に位置する土砂が粘性のあるものであっても、粘着力で
大きな塊になるのを防止するためのものである。従っ
て、土砂攪拌紐４１は篩い３０から貯留部２０内、特に
搬入コンベア９の搬送面とほぼ接触する位置まで垂下さ
れている。

【００２４】以上のように構成することによって、土砂
ホッパ７に投入される土砂が、砂含量が多く、粘着度合
いが低い砂土等（以下、低粘性土という）であっても、
また粒径が極めて細かく、しかも粘着性の高い粘土等
（以下、高粘性土という）であっても、しかも特に条件
の悪い水分含有量の多い高粘性土であっても、固形物を
確実に分離して、土砂だけを土砂ホッパ７における貯留
部２０内に導くことができる。

【００２５】ここで、篩い３０を水平状態に配置して、
この篩い３０上に所定量の土砂を投入して、篩い３０を
上下方向に振動させたとすると、投入土砂が低粘性土で
ある場合には、図９に実線で示したように、たとえそれ
が土塊状態となっていたとしても、篩い３０の振動によ
り時間ｔ₁ 経過すると、ほぼ１００％の土砂が篩い３０
を通過することになる。一方、高粘性土であって、かな
りの含水量があるものの場合には、同図に点線で示した
ように、低粘性土が完全に篩い３０を通過する時間ｔ₁
の数倍の時間である時間ｔ₂ 経過しても、なお２０〜３
０％程度の土砂が篩い３０上に残存する。

【００２６】篩い３０を傾斜状態にしているのは、土砂
から分離した固形物を篩い３０上から円滑に排除するた
めである。つまり、固形物は篩い３０の振動によりこの
篩い３０の傾斜に沿って低い方に移動し、その最下側に
位置する端部から土砂ホッパ７の外部に落下することに
なり、これによって篩い３０の上部に固形物が滞留し
て、後続の土砂が篩い３０を通過する上での邪魔になら
ないようにする。従って、固形物の迅速な排除という観
点からは、篩い３０の傾斜と振動の方向とにより固形物
の移動を促進する必要がある。ただし、そうすると高粘
性土は、その大半が篩い３０を通過せず、篩い３０の傾
斜に沿って下方に移動して、土砂ホッパ７外に落下して
しまう。

【００２７】篩い３０は加振ドラム４０の回転による重
心位置の移動に起因して振動するようになっていること
から、この篩い３０の表面と直交する方向に振動するの
ではなく、篩い３０の表面に対して斜め方向に振動する
ことになる。従って、図１０に示したように、加振ドラ
ム４０を矢印Ｌ方向に回転させると、篩い３０は矢印Ｐ
方向に振動する。その結果、篩い３０上への投入物は矢
印Ｄ方向、つまり篩い３０の傾斜方向の下方に向けて移
動させる方向の推力が与えられる。これに対して、図１
１に示したように、加振ドラム４０を矢印Ｒ方向に回転
させると、篩い３０は矢印Ｑ方向に振動する。その結
果、篩い３０上への投入物は矢印Ｕ方向、つまり篩い３
０の傾斜方向の上方に押し上げる方向に推力が与えられ
る。従って、加振ドラム４０を矢印Ｌ方向に回転させる
と、投入物は迅速に篩い３０から排除され、加振ドラム
４０を矢印Ｒ方向に回転させると、投入物は長い時間篩
い３０上に滞留することになる。

【００２８】以上のことから、土砂の性質や状態に応じ
て、加振ドラム４０の回転方向を変える。つまり、投入
土砂が篩い３０を迅速に通過する低粘性土である場合に
は、加振ドラム４０をＬ方向に回転させることによっ
て、篩い３０により土砂から分離した固形物を迅速に排
除することによって、土砂の投入効率を向上させる。一
方、篩い３０を通過しにくい高粘性土が投入される場合
には、加振ドラム４０を逆のＲ方向に回転させることに
よって、できるだけ長い時間篩い３０上に位置させ、も
って土砂を篩い３０を確実に通過させるようにする。

【００２９】このために、篩い３０における傾斜面に対
して前述した２つの方向に向けて振動させるために、加
振ドラム４０を回転駆動する加振用駆動手段としての油
圧モータ３５には、その振動方向を切り換える加振方向
切換手段を備えている。この加振方向切換手段の一例と
しては、図１２に示したように、油圧ポンプ４２と油圧
モータ３５との間を接離する開閉弁４３と、油圧モータ
３５の回転方向を切り換える方向切換弁４４とを設け
る。これら開閉弁４３及び方向切換弁４４を操作するこ
とによって、加振ドラム４０の回転及び停止と、回転方
向の制御を行うことができる。また、図１３に示したよ
うに、開閉弁と方向切換弁とを組み合わせた制御弁４５
を用いても良い。この制御弁４５は、その中立位置では
油圧ポンプ４２と油圧モータ３５との間の接続が遮断さ
れ、左右いずれかの切換位置に切り換えると、油圧モー
タ３５を正転または逆転させることができるようにな
る。

【００３０】例えば、油圧ショベルのバケット等によっ
て土砂ホッパ７の土砂投入部枠体２１に設置した篩い３
０に低粘性土が投入されたとする。この場合には、加振
ドラム４０をＬ方向に回転させて、篩い３０を図１０の
矢印Ｐ方向、つまりその傾斜方向に対して土砂を下方に
向けて推力が作用する方向に振動させる。これによっ
て、投入土砂は振動が加えられながら篩い３０の傾斜に
沿って下方に移動する。投入土砂に土塊状態のものが含
まれていても、篩い３０の加振により解砕されて、細か
く砕かれることから、円滑に貯留部２０内に落下する。
一方、岩石等の固形物は、篩い３０を通過しないが、振
動により斜め下方に移動して、篩い３０の端部から外部
に排出される。従って、土砂ホッパ７への投入物のう
ち、土砂は直ちに篩い３０を通過し、また固形物は迅速
に篩い３０から排除されるので、土砂の投入及び固形物
の除去作業を円滑かつ迅速に行うことができる。

【００３１】一方、土砂ホッパ７に投入される土砂が高
粘性土である場合には、加振ドラム４０を前述したとは
逆のＲ方向に回転させて、篩い３０を図１１の矢印Ｑ方
向、つまりその傾斜に対して斜め上方に振動させる。高
粘性土が篩い３０上に載置されても、その粘着性により
直ちには篩い３０を通過することはない。ただし、篩い
３０が振動することから、この振動により土砂の塊が周
囲に向けて広がって厚みが減少する結果、やがては篩い
３０を通過することになる。従って、投入される土砂が
高粘性土である場合には、できるだけ長い時間篩い３０
上に保持させる必要がある。篩い３０の振動方向をその
傾斜方向とは反対方向、つまり斜め上方に向けるように
しているので、土砂の篩い３０上での滞留時間が長くな
り、篩い３０を通過しないで、外部に排出されてしまう
ことはない。また、振動方向は斜め上方ではあるもの
の、篩い３０は傾斜していることから、土砂に含まれる
固形物はその自重の作用により土砂から分離されて、篩
い３０の傾斜に沿って下方に移動して、その端部から外
部に排出される。

【００３２】粘性が極めて高く、しかも水分含有量が多
い泥土等にあっては、振動によって広く展伸したとして
も、粘着性が極めて高いために、篩い３０を全く通過し
ないこともある。このように篩い３０上に粘着した土砂
は、この篩い３０に加えられる振動によって、その傾斜
方向の上方に移動することになる。そして、篩い３０の
上端部と土砂投入部枠体２１との間には所定幅の流入用
開口３０Ｅが形成されているので、高粘性土はこの流入
用開口３０Ｅにまで至ると、自重で貯留枠２０内に落下
する。しかも、流入用開口３０Ｅより上部位置には、土
砂投入枠体２１から延在させた押し込み板３４が設けら
れ、かつこの押し込み板３４はは篩い３０の傾斜方向と
は反対方向に傾斜しているために、振動により篩い３０
の上方に移動した土砂は、たとえ嵩高になっていたとし
ても、押し込み板３４の傾斜に沿って確実に流入用開口
３０Ｅ内に向けてガイドされ、強制的に貯留枠２０内に
落下する。勿論、この間に土砂に含まれる固形物は振動
の作用で土砂から分離される結果、粘着力から開放され
た固形物は篩い３０の傾斜に沿って下降して、その端部
から外部に排出されることになる。

【００３３】以上のように、投入土砂の性質や状態等に
よって、篩い３０の振動方向を変えることによって、篩
い３０を通過し易い土砂の場合には、迅速かつ確実に篩
い分けを行うように篩い３０の振動制御を行うようにす
ることができる。また、篩い３０の通過が困難な粘性の
高い土砂を土質改良処理する場合には、篩い３０の振動
方向を変えることによって、多少篩い分けに時間がかか
るものの、土砂が篩い３０の外に排出されることなく、
篩い３０から、または篩い３０と土砂投入部枠体２１と
の間の流入用開口３０Ｅから土砂ホッパ７内に確実に取
り込まれ、かつ土砂と固形物との分離も確実に行えるよ
うになる。さらに、篩い３０に流入用開口３０Ｅが形成
されているが、この流入用開口３０Ｅの上部は、そのほ
ぼ全体が押し込み板３４で覆われているので、異物が上
方からこの流入用開口３０Ｅの位置に落下したとして
も、押し込み板３４の傾斜に沿って土砂投入部枠体２１
の外に排出される。従って、油圧ショベルのバケット等
で土砂を土砂ホッパ７に投入する際に、この流入用開口
３０Ｅの上部位置に土砂が落下しても、篩い３０による
篩い分けが行われないまま貯留枠２０に取り込まれるこ
とはない。

【００３４】また、土砂ホッパ７内に受け入れられた土
砂は、搬入コンベア９により、土質改良材ホッパ８から
供給される土質改良材と共に混合機４に供給されて、混
合機４を構成する容器１０内で、パドルミキサ１１によ
り十分攪拌・混合されて改良土が生成され、この改良土
は容器１０における改良土排出部１０ｂから排出され
る。そして、篩い３０により土砂から固形物が完全に分
離され、土砂のみが混合機４内に導かれることから、複
数本設けたパドルミキサ１１による攪拌・混合が円滑に
行われ、固形物の噛み込みによるパドルミキサ１１の作
動不良等が発生するおそれはない。

【００３５】ところで、高粘性土が土砂ホッパ７内に受
け入れられ、貯留枠２０内に滞留する間に、その上にさ
らに土砂が堆積されると、前後に投入された土砂が粘着
性により密着及び圧縮されて一体の大きな塊になってし
まうことになる。そうなると、搬入コンベア９による土
砂の搬送に極めて大きな負荷が作用して、円滑な搬送が
阻害されてしまう。しかしながら、篩い３０には土砂攪
拌紐４１が垂設されており、この土砂攪拌紐４１は上下
に振動することから、貯留枠２０内に貯留されている土
砂を常時攪拌して、塊の切り崩して嵩密度を低下させる
ことになる。この結果、搬入コンベア９における土砂の
搬送に対する負荷の軽減が図られ、たとえ粘性の高い土
砂であっても、その搬送に支障を来すことはない。

【００３６】前述の実施の形態では、土砂ホッパにおけ
る土砂投入部枠体に振動篩いを装着する構成としたが、
篩い全体を機械的に加振するものだけでなく、例えば図
１４及び図１５に示したようなロールスクリーン式の篩
いを設けることができる。

【００３７】而して、土砂ホッパ５０は、貯留部５１と
土砂投入部枠体５２とから構成され、貯留部５１は土砂
投入部枠体５２に連結・固定されて、本体フレームに立
設したポスト５３に連結して設けた支持部５４に固定的
に支持される。ここで、貯留部５１及び土砂投入部枠体
５２は、搬入コンベア９とほぼ同じ角度傾斜した状態に
設置される。土砂投入部枠体５２は、貯留部５１に連結
して設けたロールスクリーン式の篩い５５と、この篩い
５５上に設置した枠体５６とから構成される。篩い５５
は、概略コ字状に形成した支持板体５７の左右の両側部
に設けた伝達機構部５８を有し、この伝達機構部５８内
には長手方向に向けて複数の歯車５９が設けられてお
り、左右の伝達機構部５８内に設けた各歯車５９間には
回転軸６０の両端が連結して設けられる。従って、この
歯車５９を回転させることにより回転軸６０が回転駆動
されることになる。各回転軸６０には、その軸方向に所
定の間隔を置いて多数の回転円板６１が取り付けられて
おり、篩い５５の傾斜方向の下方に向けて回転すること
になる。従って、この篩い５５のメッシュサイズは、相
隣接する回転軸６０と、それらに設けた相隣接する回転
円板６１とにより形成される隙間により規定される。

【００３８】両側の伝達機構部５８には、さらに駆動ギ
ア６２と伝達ギア６３とが装着され、両駆動ギア６２，
６２間は駆動軸６４で連結されている。そして、駆動ギ
ア６２を連結した駆動軸６４を回転駆動するために、支
持板体５７には油圧モータ６５が設けられる。そして、
この油圧モータ６５の出力軸と駆動軸６４の一端に設け
た駆動歯車６２との間には、駆動用チェーン６６を含む
動力伝達手段が設けられ、これら油圧モータ６５及び駆
動用チェーン６６はモータケーシング６７内に装着され
ている。そして、伝達ギア６３からすべての歯車５９に
回転を伝達するために、伝達チェーン６８が係合してい
る。そして、油圧モータ６５の回転方向を制御するため
に、その油圧源としての油圧ポンプとの間に、図１２ま
たは図１３に示した開閉弁４３及び方向切換弁４４な
り、制御弁４５なりが設けられ、これらが油圧モータ６
５の回転制御手段として機能する。

【００３９】また、この篩い５５において、多数本並列
に設けた回転軸６０は、土砂投入部枠体５２を構成する
枠体５６の上端部側の壁に近接する位置では、１乃至数
本欠落しており、この欠落部が高粘性土が篩い５５の上
端部まで移行した時に、それを流入させるための土砂の
流入用開口５５Ｅとなっており、この流入用開口５５Ｅ
の上部には、篩い５５の傾斜方向とは反対方向に傾斜す
る押し込み板６９で覆われている。

【００４０】篩い５５をこのように構成した場合におい
ては、伝達チェーン６８の送り方向を図１５の矢印で示
した方向とすれば、実質的に第１の実施の形態における
図１０と同様の機能を発揮する。つまり、低粘性土が投
入される際には、この矢印方向に伝達チェーン６８を送
ることによって、篩い５５上に投入された土砂及びそれ
に含まれる固形物を斜め下方に移動させるように回転円
板６１を回転させる。これによって、迅速かつ円滑に土
砂と固形物とが分離し、また土砂が篩い５５を通過す
る。

【００４１】一方、高粘性土が篩い５５上に投入された
時には、伝達チェーン６８を矢印とは反対方向に回転さ
せる。これによって、篩い５５の表面に粘着する高粘性
土は、回転円板６１の回転により篩い５５の傾斜による
自重に逆らって斜め上方に移動させられることから、篩
い５５上での土砂の滞留時間が長くなり、しかも回転円
板６１の回転による振動が作用することから、土砂と固
形物との分離及び土砂の篩い５５の通過を促進すること
ができる。篩い５５における振動の作用によっても、こ
の篩い５５を通過せず、回転円板６１の作用によって、
固形物が分離された後になお篩い５５に沿って上方に移
動する土砂は、押し込み板６９にガイドされて、この篩
い５５の上端部と枠体５６との間に形成した流入用開口
５５Ｅから貯留部５１内に取り込まれることになる。こ
の結果、投入土砂が高粘性土であっても、確実に固形物
を分離した土砂を土砂ホッパ５０内に取り込むことがで
きる。

【００４２】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、土
砂の状態や性質等に拘らず、確実に固形物から分離し
て、土砂ホッパ内に取り込めるようになり、特に粘性の
低い土砂が投入された時には、迅速かつ確実に土砂のみ
が篩いを通過し、固形物を篩いから排除でき、また粘性
の高い土砂が投入された時にも、土砂は固形物を分離し
た上で確実に篩いを通過させることができ、土砂が篩い
の外に排出されるようなことはない等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第１の実施の形態を示す土質改
良機械の全体構成図である。

【図２】図１の土質改良機械における各機構部を分解し
て示す図である。

【図３】図２の機構部のうち、土砂ホッパの縦断面図で
ある。

【図４】図３のＸ−Ｘ断面図である。

【図５】図３の土砂ホッパのうちの土砂投入部枠体の斜
視図である。

【図６】図３の土砂ホッパの平面図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態における篩いに装着
される土砂攪拌紐の一例を示す構成説明図である。

【図８】図７とは異なる構成の土砂攪拌紐の構成説明図
である。

【図９】土砂の粘性の違いによる篩いの通過特性を示す
線図である。

【図１０】本発明の第１の実施の形態を示す土砂ホッパ
に装着した篩いによって、低粘性土を篩い分けする際の
作用説明図である。

【図１１】本発明の第１の実施の形態を示す土砂ホッパ
に装着した篩いによって、高粘性土を篩い分けする際の
作用説明図である。

【図１２】本発明の実施の形態で使用する加振方向切換
手段の一例を示す油圧回路図である。

【図１３】本発明の実施の形態で使用する加振方向切換
手段の他の一例を示す油圧回路図である。

【図１４】本発明の第２の実施の形態を示す土砂ホッパ
の平面図である。

【図１５】図１４の側面図である。

【符号の説明】

１ 下部走行体 ２ 本体フレーム ３ 素材供給部 ４ 混合機 ５ 改良土排出部 ７，５０ 土砂ホッパ ８ 土質改良材ホッパ ９ 搬入コンベア ２０，５１ 貯留部 ２１，５２ 土砂投入
部枠体 ２２ 土砂供給口 ２６ 支持部 ３０，５５ 篩い ３０Ｅ，５５Ｅ 流入
用開口 ３２ 支承部 ３３ ばね ３４，６９ 押し込み板 ３５，６５ 油圧モー
タ ３７ 回転軸 ４０ 加振ドラム ４１ 土砂攪拌紐 ４２ 油圧ポンプ ４３ 開閉弁 ４４ 方向切換弁 ４５ 制御弁 ５６ 伝達機構部 ５９ 歯車 ６０ 回転軸 ６１ 回転円板 ６２ 駆動ギア ６４ 駆動軸 ６５ モータ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ // Ｂ０１Ｆ 7/04 Ｂ０１Ｆ 7/04 Ａ (72)発明者 大谷 一夫 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 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 太田 泰典 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 特開 平９−195265（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−163482（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−206692（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−229567（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02F 7/00 B07B 1/15 B07B 1/34 B07B 1/54 E02D 3/12 B01F 7/04

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】土砂と土質改良材とを混合して土質改良処
   理を行う土質改良機械に設けられる土砂ホッパにおい
   て、 投入された土砂を貯留する土砂貯留枠と、 この土砂貯留枠の上部に位置するように、ばねを介して
   支持部に弾性的に傾斜支持された土砂投入部枠体と、 この土砂投入部枠体内に設けられた篩いと、この篩いと前記支持部との間に設けられ、前記篩い を振
   動させる加振手段と、投入された土砂の性質や状態に応じて前記篩いの振動方
   向を変更可能なように前記 加振手段の振動方向を切り換
   える加振方向切換手段とを備えたことを特徴とする土質
   改良機械の土砂ホッパ。
2. 【請求項２】前記加振手段は、加振力を発生する油圧モ
   ータを備え、前記加振方向切換手段は、油圧源から前記
   油圧モータへの圧油の供給方向を切り換える方向切換弁
   又は制御弁を備えることを特徴とする請求項１記載の土
   質改良機械の土砂ホッパ。
3. 【請求項３】前記土砂投入部枠体の傾斜方向は、土砂及
   び土質改良材を混合機に供給するコンベア手段の傾斜方
   向と同一傾斜方向であることを特徴とする請求項１又は
   ２記載の土質改良機械の土砂ホッパ。
4. 【請求項４】前記篩いの最上端部と前記土砂投入部枠体
   との間に、この篩い上の土砂が斜め上方に移動した時
   に、この搬送土砂を前記土砂貯留枠内に供給するための
   流入用開口を形成したことを特徴とする請求項３記載の
   土質改良機械の土砂ホッパ。
5. 【請求項５】前記篩いにこの篩いの振動により上下動す
   る土砂攪拌部材を前記土砂貯留枠内にまで垂下させるよ
   うに設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の土質
   改良機械の土砂ホッパ。
6. 【請求項６】土砂と土質改良材とを混合して土質改良処
   理を行う土質改良機械に設けられる土砂ホッパにおい
   て、 投入された土砂を貯留する土砂貯留枠と、 この土砂貯留枠の上部に傾斜して設けられ、土砂投入側
   が開口するコ字状の支持板体、及びこの支持板体内にお
   ける長手方向に並設され、それぞれ複数の回転円板を有
   する複数の回転軸から成るロールスクリーン式の篩い
   と、 このロールスクリーン式の篩いの前記回転軸に連結した
   回転駆動手段と、 投入された土砂の性質や状態に応じて前記ロールスクリ
   ーン式の篩いの回転方向を変更可能なように前記回転軸
   の回転方向を切り換える 回転制御手段とを備えたことを
   特徴とする土質改良機械の土砂ホッパ。
7. 【請求項７】前記回転制御手段は、油圧源から前記油圧
   モータへの圧油の供給方向を切り換える方向切換弁又は
   制御弁を備えることを特徴とする請求項６記載の土質改
   良機械の土砂ホッパ。
8. 【請求項８】前記ロールスクリーン式篩いの傾斜方向
   は、土砂及び土質改良材を混合機に供給するコンベア手
   段の傾斜方向と同一傾斜方向であることを特徴とする請
   求項６又は７記載の土質改良機械の土砂ホッパ。
9. 【請求項９】前記ロールスクリーン式篩いの最上端部
   と、前記土砂投入部枠体との間に、 このロールスクリーン式篩いが斜め上方に回転すること
   により土砂が搬送された時に、この搬送土砂を前記土砂
   貯留枠内に供給するための流入用開口を形成したことを
   特徴とする請求項６又は７記載の土質改良機械の土砂ホ
   ッパ。
10. 【請求項１０】本体フレームと、 この本体フレームに設けた走行手段と、 前記 本体フレーム上に設けられ、土砂と土質改良材とを
    混合する混合機と、この混合機に向けて上方に傾斜させるように前記本体フ
    レームに設けた搬入コンベア と、この搬入コンベア上に設けた土砂貯留枠と、 この土砂貯留枠の上部に位置するように、ばねを介して
    支持部に弾性的に傾斜支持された土砂投入部枠体と、 この土砂投入部枠体内に設けられた篩いと、この篩いと前記支持部との間に設けられ、前記篩い を振
    動させる加振手段と、 投入された土砂の性質や状態に応じて前記篩いの振動方
    向を変更可能なように前記 加振手段の振動方向を切り換
    える加振方向切換手段とを備えたことを特徴とする自走
    式土質改良機械。
11. 【請求項１１】本体フレームと、 この本体フレームに設けた走行手段と、 前記 本体フレーム上に設けられ、土砂と土質改良材とを
    混合する混合機と、この混合機に向けて上方に傾斜させるように前記本体フ
    レームに設けた搬入コンベア と、この搬入コンベア上に設けた 土砂貯留枠と、 この土砂貯留枠の上部に傾斜して設けられ、土砂投入側
    が開口するコ字状の支持板体、及びこの支持板体内にお
    ける長手方向に並設され、それぞれ複数の回転円板を有
    する複数の回転軸から成るロールスクリーン式の篩い
    と、 このロールスクリーン式の篩いの前記回転軸に連結した
    回転駆動手段と、 投入された土砂の性質や状態に応じて前記ロールスクリ
    ーン式の篩いの回転方向を変更可能なように前記回転軸
    の回転方向を切り換える 回転制御手段とを備えたことを
    特徴とする自走式土質改良機械。