JP3375579B2 - 土質供給装置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、例えば掘削等によ
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、その他の機械に装着される土砂供給装
置及びこれを備えた自走式土質改良機械に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】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。そこで、様々な工事現場における発生土が、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近年普及
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、スクリュー式の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、タンク内にスクリュー式の
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】連続式の処理を行うに当っては、処理対象
となる土砂を混合機なり解砕機なりに連続的に供給する
必要がある。このために、土砂の搬送はコンベア手段に
より行うことになる。しかも、コンベア手段により連続
的に搬送される土砂の量が変動しないようにするには、
土砂ホッパをコンベア手段に接続して、この土砂ホッパ
にある一定量以上の土砂を収容させておき、この土砂ホ
ッパ内の土砂の量がある程度まで減少する毎にその補給
を行うようにするのが一般的である。そして、土砂ホッ
パ内への土砂の供給は、油圧ショベルのバケット等を用
いて行うことになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、土質改良処
理等に設けられる土砂供給装置としては、その処理の対
象となる土砂は様々な性質乃至状態のものがある。例え
ば、砂含量が多く、粘着度合いが低い砂質の土砂を処理
する場合もあり、粒径が極めて細かく、しかも粘着性の
高い粘土や脱水ケーキ等も処理の対象となる。土砂ホッ
パは、四周が壁面となった収容空間の一部に土砂搬出口
が開口していることから、コンベア手段により搬送され
る土砂はこの土砂搬出口以外の部位では堰き止められ
る。そして、土砂が壁面に堰き止められているにも拘ら
ず、後続の土砂がコンベア手段で搬送され、押圧するこ
とから、この後方からの圧力で土砂ホッパの開口壁面に
沿って土砂が上昇する方向に移動することになる。粘着
度合いの小さい少ない砂質の土砂の場合はともかく、粘
土質の土砂であって、しかも水分含有量が多いものにあ
っては、土砂ホッパの内面に付着すると、密着状態にな
って容易には剥離しない。従って、コンベア手段により
連続的に搬送される土砂は、土砂ホッパ内面における土
砂搬出口の周囲では壁面に密着するように押し付けられ
ることになる。このように、壁面に密着した土砂に対し
てさらに後続の土砂が押し付けられて圧密状態になり、
時間の経過と共に土砂搬出口の周囲には圧密状態の土砂
が徐々に成長して、やがては土砂搬出口の周囲に架橋状
態で滞留することになる。その結果、土砂ホッパ内にお
いては、土砂が架橋により滞留している領域分だけ土砂
の収容部として利用可能な容積が減少することになり、
コンベア手段により搬送量が減少する。また、架橋した
領域が大きくなると、コンベア手段により、土砂が搬送
されなくなる。従って、ある程度土砂が架橋すると、外
部から土砂ホッパ内に掻き落とし具を挿入する等により
架橋状態を解除しなければならくなる。とりわけ、粘性
が極めて高い土砂を処理する場合には、この架橋状態の
解除作業は頻繁に行わなければならないという不都合が
生じる。また、一度圧密状態になった土砂は、単に架橋
状態を解除しただけでは、なお大きな土塊状態となるの
で、この土塊で土砂搬出口が塞がれることもある。従っ
て、架橋状態を解除するだけでなく、さらに土塊を崩壊
させる必要がある。このように、土砂の架橋解除作業は
極めて面倒であり、また長時間化することになり、その
分だけ作業効率が低下するという問題点がある。

【０００６】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、土砂ホッパ内に供給された土砂を土砂搬出口
から確実に土砂を搬出でき、内部で架橋滞留させないよ
うにすることにある。

【０００７】

【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、土質改良機械の混合機に土砂を供給
する土砂供給装置において、土砂を前記混合機に供給す
るコンベア手段と、投入された土砂を貯留する土砂貯留
部を形成するように前記コンベア手段の搬送面上に配設
した枠状の部材からなる土砂ホッパと、前記土砂貯留部
内の土砂を搬出するように前記枠状の部材における前記
コンベア手段の搬送方向前方側部分に設けた土砂搬出口
と、その軸線方向が前記コンベア手段による土砂の搬送
方向に沿うように前記枠状の部材内に設けた回転軸と、
この回転軸に傾斜して装着した複数の攪拌羽根と、前記
回転軸に連結した駆動手段とを備えたことをその特徴と
するものである。

【０００８】ここで、土砂ホッパ内に投入される土砂
は、予め篩い分けして異物を取り除いている場合には、
直接投入するように個性しても良いが、そうでない場合
には、土砂貯留部の投入口に土砂と固形異物等とを分離
する篩いを設置する。そして、土砂と固形異物との分離
をより促進するには、振動篩いや、ロールスクリーン篩
い等、篩い上への投入物に振動等の力を作用させるのが
望ましい。

【０００９】架橋防止手段の構成としては、土砂貯留部
の全体に土砂の切り崩し及び攪拌を行う方が望ましい。
従って、この架橋防止手段の具体的な構成としては、例
えば土砂貯留部の土砂の搬送方向全長に及ぶように配置
した駆動軸と、この駆動軸を回転駆動する回転駆動手段
と、駆動軸の外周面に所定の角度毎に設けた複数の攪拌
羽根とから構成することができる。この架橋防止手段
は、土砂貯留部のほぼ中央位置に１箇所設けるか、左右
に２箇所等複数設置するようにしても良い。なお、攪拌
羽根は土砂ホッパの土砂搬出口が形成されている内面及
びその近傍にのみ配置することもできる。攪拌羽根は土
砂貯留部内の土砂に旋回流を生じさせるように構成する
と、架橋防止のみならず、土砂搬出口からの搬出の促進
機能も発揮する。そこで、例えば攪拌羽根の付け根から
先端側に向かうに応じて軸線方向に連続的に傾斜させる
構成とすれば、土砂に旋回流を生じさせることができ
る。そして、この攪拌羽根は、その先端側の一部が軸線
方向に向けてさらに所定角度を有する曲折部を設けるよ
うに構成できる。土砂貯留枠の土砂搬出口形成位置で
は、壁面に対する土砂の付着がより顕著になるから、少
なくとも１本の攪拌羽根を他の攪拌羽根とは反対方向に
傾斜させるか、または回転軸の軸線と直交する方向に向
けるようにして装着すると、土砂の攪拌及び架橋状態の
解消のための土砂の切り崩しがより確実に行える。攪拌
羽根の形状としては、丸棒状、角棒状、板状等とする。
また、処理対象となる土砂の性質や状態に応じて攪拌羽
根を交換して使用し、また摩耗した攪拌羽根を新たな攪
拌羽根と交換するために、攪拌羽根は駆動軸に着脱可能
に取り付ける構成とするのが望ましい。

【００１０】架橋防止手段を構成する攪拌羽根は、土砂
ホッパ内において、土砂の切り崩しと、攪拌とを行うた
めのものであるから、必要に応じて反転できるようにす
るのが望ましい。このために、駆動軸の回転駆動手段は
正逆回転可能な構成とすれば良い。そして、回転駆動手
段は可変速モータで構成し、かつその駆動トルクの検出
手段を付設する構成とすると、土砂の性質や状態に応じ
て最適の作動状態に保持できるようになる。ここで、回
転駆動手段は電動モータ等で構成することもできるが、
土砂供給手段が設置される機械の作動が油圧式で行われ
る場合には、油圧モータで構成するのが望ましい。

【００１１】土砂貯留部に油圧ショベルのバケット等で
土砂を投入する場合には、土砂の投入口をできるだけ広
くするのが望ましい。このためには、例えば土砂貯留部
の下部側が方形で、上部側が斜め外方に拡開する傾斜面
形状とする構成とすることができる。このように土砂貯
留部に傾斜面の部位を設けると、粘性の土砂が付着滞留
するおそれがある。このためには、土砂貯留枠の少なく
とも傾斜面形状の部位における内面に弾性シートを設
け、この弾性シートを前記土砂貯留部の内面から浮かせ
るために、上下方向に所定のピッチ間隔をもって枠状の
リブを設ける構成とするのが望ましい。

【００１２】本発明の土砂供給装置は、例えば土質改良
機械に設置することができる。この場合には、コンベア
手段には、その土砂の搬送方向の上流側に土質改良材ホ
ッパを設け、さらにこのコンベア手段の搬送方向上流側
の端部は土砂と土質改良材とを混合するスクリュー式の
攪拌手段を設けた混合機や、回転打撃子を備えた解砕機
等からなる混合手段に接続する。前述した目的を達成す
るために、また本発明は、土砂と土質改良材とを混合し
て土質改良処理を行う自走式土質改良機械において、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、土砂を前記混合機に供給するコンベ
ア手段と、投入された土砂を貯留する土砂貯留部を形成
するように前記コンベア手段の搬送面上に配設した枠状
の部材からなる土砂ホッパと、前記土砂貯留部内の土砂
を搬出するように前記枠状の部材における前記コンベア
手段の搬送方向前方側部分に設けた土砂搬出口と、その
軸線方向が前記コンベア手段による土砂の搬送方向に沿
うように前記枠状の部材内に設けた回転軸と、この回転
軸に傾斜して装着した複数の攪拌羽根と、前記回転軸に
連結した駆動手段とを備えたことをその特徴とするもの
である。

【００１３】

【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。

【００１４】而して、図１及び図２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。

【００１５】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、土砂が投入される土砂供給装置としての土砂ホッパ
７と、土質改良材を供給する土質改良材供給装置を構成
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。

【００１６】混合機４は、図３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。

【００１７】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。而して、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、かつ素材流入部１０ａはそ
の上部に設けられるので、混合機４への素材供給位置が
極めて高い位置となってしまう。従って、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。そこで、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。

【００１８】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。

【００１９】土砂ホッパ７は、図４乃至図６から明らか
なように、土砂貯留部２０を有し、この土砂貯留部２０
は、下部側が方形枠状となり、上部側は左右に拡開する
形状となり、上端部が土砂投入部２１となっている。こ
こで、上部側を拡開させているのは、土砂投入部２１を
広くして、油圧ショベルのバケット等による土砂の投入
を容易にするためである。ただし、土砂貯留部２０の形
状はこれに限定されるものではなく、全体をボックス形
状としても、また全体が傾斜面形状としても良い。この
土砂貯留部２０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、土
砂貯留部２０における搬入コンベア９の搬送方向の前方
側に位置する前壁面２０ａには土砂搬出口２２が開口し
ている。この土砂搬出口２２が土砂ホッパ７から土砂を
搬出する際のゲートが構成される。なお、土砂搬出口２
２には、搬出土砂を均一に均すためのローラ等を設置す
ることもできる。

【００２０】土砂貯留部２０の上部における土砂投入部
２１には、図７に示したように、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
土砂貯留部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、このために土砂貯留部２０における
土砂投入部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る。ばね受け部３１と砂投入口部２
１及びこの砂投入口部２１に設けた支承部３２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
よって土砂ホッパ７全体が本体フレーム２に取り付けた
支持部２３上に弾性的に支持される。また、砂投入口部
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。

【００２１】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２３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（例えば
油圧モータ等）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が装着されている砂投入口部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の両端は砂投
入口部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。

【００２２】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。

【００２３】以上のように土砂ホッパ７の土砂投入部２
１に振動する篩い３０を装着することによって、土砂ホ
ッパ７に投入された土砂は、固形物を確実に分離して、
土砂だけが土砂貯留部２０内に導かれる。土砂ホッパ７
内に受け入れられた土砂は土砂貯留部２０に貯留され、
かつ搬入コンベア９によって土砂搬出口２２から所定量
ずつ連続的に搬出される。また、搬入コンベア９には土
質改良材ホッパ８から供給される土質改良材も供給され
るから、これら土砂と土質改良材とは混合機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１
１の作動不良等が発生するおそれはない。

【００２４】ところで、土砂ホッパ７に投入される土砂
としては、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）だけでなく、粒径が極めて細か
く、しかも粘着性の高い粘土や脱水ケーキ等（以下、高
粘性土という）もあり、特に高粘性土であって、水分含
有量が多い場合には、さらにその粘性が高くなる。高粘
性土が土砂ホッパ７に投入されると、次のような事態が
発生する可能性がある。特に、高粘性土であって、水分
含有量の多い場合には、この事態の発生がより顕著にな
る。

【００２５】而して、図８に示したように、土砂ホッパ
７内の土砂は搬入コンベア９の作用によって、同図に矢
印で示した方向に搬送される。ただし、土砂ホッパ７に
おける土砂貯留部２０の前壁面２０ａには土砂搬出口２
２が開口しているが、この土砂搬出口２２は前壁面２０
ａのうちの制限された範囲である。一方、搬入コンベア
９の作用によって、土砂貯留部２０の内部に収容した土
砂全体に搬送力が作用することになる。従って、土砂ホ
ッパ７内において、土砂搬出口２２に端面する土砂はこ
の土砂搬出口２２を通過するが、それ以外の土砂は前壁
面２０ａに押し付けられる。搬入コンベア９による土砂
の搬送は連続的に行われることから、続々送られてくる
土砂の押圧力が先行する土砂に対して作用することにな
る。

【００２６】ここで、砂土等のように土砂の粘性が低い
場合には、同図に点線の矢印で示したように、土砂が前
壁面２０ａに沿って上昇し、ある高さまで達すると、こ
の前壁面２０ａから離間する方向に反転することから、
土砂搬出口２２の上部位置で一種の旋回流が形成され
る。しかしながら、高粘性土砂の場合には、この前壁面
２０ａに沿って上昇する流れが形成されにくく、むしろ
真直ぐ押し付けられて、その密着性により前壁面２０ａ
に固着することになる。特に、土砂搬出口２２の直上の
位置では搬入コンベア９による搬送力の影響をより大き
く受けるので、土砂が前壁面２０ａに強力な力で密着さ
れる。そして、後続の土砂の搬送による押圧力によって
密に圧縮された圧密状態で滞留することになる。さら
に、この圧密状態となった土砂に後続の土砂が押し付け
られるから、圧密状態で滞留する土砂が徐々に成長す
る。その結果、図９に斜線で示したように、圧密状態の
滞留土砂が土砂搬出口２２の周囲で架橋状態になる。そ
して、搬入コンベア９の作動が継続している限りは、土
砂に対する搬送力が作用し、土砂搬出口２２から土砂が
土砂ホッパ７から搬出されることから、圧密状態になっ
て滞留している土砂があたかもトンネル状に架橋するこ
とになる、搬出される土砂はこの架橋した土砂のトンネ
ルを通過することになり、長い時間継続すると、この土
砂が架橋してできたトンネルの長さが長くなると共に、
その通路断面積が小さくなってしまう。従って、架橋部
分の上に供給された土砂はその位置で滞留することにな
るので、土砂ホッパ７内の土砂の収容量が制約され、甚
だしい場合には土砂搬出口２２からの土砂の搬出にも支
障を来すことになる。

【００２７】以上のことから、土砂ホッパ７における土
砂貯留部２０内には土砂貯留部２０の前壁面２０ａに土
砂が架橋するのを防止する架橋防止手段５０が設けられ
ている。この架橋防止手段５０は、土砂貯留部２０にお
ける搬入コンベア９による搬送方向に向けて配設した回
転軸５１を有し、この回転軸５１の一端部は土砂貯留部
２０の後端壁２０ｂに取り付けた油圧モータ５２と、チ
ェーン及びスプロケット等で構成される伝達手段５２ａ
を介して連結して設けられる。また、他端側は前端壁２
０ａに取り付けた軸受５３により回転自在に支持させて
設けられている。そして、この回転軸５１の外周面に
は、軸線方向においては所定のピッチ間隔で、円周方向
においては所定の角度毎に円形または四角形等の断面形
状を有する攪拌羽根５４を所定数取り付けるように構成
している。

【００２８】ここで、攪拌羽根５４は土砂ホッパ７の内
部を攪拌して、土砂が滞留する部分をなくし、かつ土砂
が流動化しない滞留部が生じないようにすると共に、土
砂貯留部２０の壁面に土砂が付着堆積するのを防止する
ためのものである。このために、攪拌羽根５４は、図４
及び図５に示すように、その付け根から先端側に向かっ
て回転軸５１に直交する方向に延在させるのではなく、
この回転軸５１の軸線に対して所定角度をもって斜め前
方に連続的に延在するように装着されている。これによ
って、土砂貯留部２０の内部全体にほぼ均一な攪拌力が
及び、内部の土砂が常に流動化されることになる。

【００２９】しかも、土砂ホッパ７を構成する土砂貯留
部２０のうち、特に土砂搬出口２２が形成されている前
壁面２０ａには、搬出コンベア９により土砂が搬送され
る方向の端部に位置することから、土砂がこの前壁面２
０ａに押し付けられて、架橋する状態となるのを防止す
る。このために、攪拌羽根のうちの最も前壁面２０ａに
近い位置にある１乃至複数の攪拌羽根は、符号５５で示
したように、土砂を他の攪拌羽根５４とは反対方向に移
送させる機能を発揮させるようにしている。そして、攪
拌羽根５５は所定の幅を有する板体からなり、その延在
方向は回転軸５１の軸線に対して直交する方向である
が、この攪拌羽根５５の板面は、回転軸５１の軸線に対
して、攪拌羽根５４の傾き方向とは反対方向に所定の角
度を持たせて斜めに取り付けられている。これによっ
て、前壁面２０ａと攪拌羽根５５との間隔を最小限とす
ることができ、回転軸５１を回転させた時には、前壁面
２０ａに付着しようとする土砂を有効に掻き落とすと共
に、攪拌羽根５４と攪拌羽根５５とは反対方向に土砂を
押し戻す方向に移動させる力が及ぶことになる。

【００３０】このように、前壁面２０ａの近傍では攪拌
羽根５５の回転時に土砂に対して他の攪拌羽根５４とは
反対方向に移動させるようにしている。しかしながら、
攪拌羽根５５の機能としては、図９に示したような圧密
状態の滞留土砂が発生するのを防止し、また崩壊させる
ためであるから、要はその部分に回転軌跡が及べば良
く、従って回転軸５１に設ける攪拌羽根は全て同じ方向
とすることもできる。

【００３１】さらに、回転軸５１を駆動する油圧モータ
５２は正逆方向に回転させるようになっている。しか
も、この油圧モータ５２の出力軸には、必要に応じて、
その駆動トルクを検出するためのトルク検出器（図示せ
ず）が装着されており、このトルク検出器によって回転
軸５１の回転負荷を検出されることになる。従って、こ
のトルク検出器で検出される回転軸５１のトルクに応じ
て回転軸５１の回転方向や回転速度を変えることができ
るようになっている。

【００３２】以上のように構成することによって、土砂
ホッパ７内に油圧ショベルのバケット等によって高粘性
土を大量に投入しても、この土砂ホッパ７における土砂
貯留部２０の内部全体、特に土砂の搬送方向の前方にお
ける前壁面２０ａに土砂が圧密されて滞留することがな
くなる。つまり、土砂貯留部２０内に設けた架橋防止手
段５０を構成する回転軸５１を油圧モータ５２により図
４に矢印で示した方向に回転駆動することによって、攪
拌羽根５４，５５が回転することから、土砂ホッパ７内
全体の土砂が常時攪拌されることになり、部分的に滞留
することがなくなる。しかも、攪拌羽根５４は回転軸の
軸線に対して所定角度傾斜しているので、土砂の攪拌と
同時に搬入コンベア９の搬送方向またはその反対方向に
向けて旋回状態で移送されることになる。

【００３３】また、攪拌羽根のうち、搬入コンベア９に
よる土砂の搬送方向の上流側に位置する２枚の攪拌羽根
５５は、回転軸５１の軸線に対して直交する方向に延在
されている。これら攪拌羽根５５の機能としては、土砂
貯留部２０の前壁面２０ａに密着しようとする土砂を切
り崩すようにして、土砂が架橋滞留するのを防止するこ
とにある。しかも、攪拌羽根５４の回転により搬入コン
ベア９による土砂の搬送方向と同じ方向に送られてくる
土砂が攪拌羽根５５により押し戻されるように作用する
ことから、土砂が土砂貯留部２０の前壁面２０ａに対す
る方向に押し付けられるのを防止できる。

【００３４】このように、土砂ホッパ７内においては、
架橋防止手段５０の作動により常に土砂が攪拌され、か
つその内壁面から切り崩されることから、大量の土砂が
収容されていても、部分的に滞留したり、また圧密状態
になって塊状化したり、前壁面２０ａにおける土砂搬出
口２２の周囲に架橋したりすることがなくなる。このよ
うに、土砂ホッパ７内に土砂の架橋や滞留をなくすこと
ができるので、土砂ホッパ７の内容積をほぼ完全に貯留
スペースとして利用でき、土砂の間欠投入と、連続搬出
との間のバッファ機能を遺憾なく発揮することになる。
従って、土砂ホッパ７の内容積を大きくして、油圧ショ
ベルのバケット等により一時に大量の土砂を土砂ホッパ
７に貯留させるようにすれば、この土砂が連続的に土砂
搬出口２２から搬出されて、土砂貯留部２０の内部がほ
ぼ空に近い状態となる程度に消費されるまで土砂の補給
を行わなくても良くなる。しかも、砂投入口部２１を広
口とし、かつこの土砂投入部２１上には土砂と固形異物
との分離を促進する篩い３０が装着されているから、極
めて短時間で大量の土砂を土砂ホッパ７に供給すること
ができるようになる。従って、土砂の供給乃至補給作業
を短時間で集中的に行うことができ、かつこの土砂の補
給作業のインターバル間に、例えば土質改良機械の動作
点検等、他の作業を行う余裕ができるので、作業効率等
の点で極めて有利になる。

【００３５】ここで、架橋防止手段５０を作動させるの
は、高粘性土が土砂ホッパ７内に投入された場合であ
り、低粘性土の場合には必ずしも架橋防止手段５０を作
動させる必要はない。また、粘性の度合いに応じて回転
軸５１の回転速度を変化させることもできる。つまり、
粘性の度合いが極端に高い場合には、回転軸５１を高速
で回転させて、土砂ホッパ７内の攪拌をより激しく行
い、あまり粘性の高くない土砂の場合には、回転軸５１
を低速で回転させて、緩やかに攪拌するのが望ましい。

【００３６】ここで、攪拌羽根としては様々な形状のも
のが用いられる。例えば、図１０に示したように、所定
の幅を有する板状の攪拌羽根６０等の形状とすることが
できる。さらにまた、図１１及び図１２に示したよう
に、途中で曲折させた攪拌羽根６１とすることもでき
る。そして、攪拌羽根の回転軸に対する角度は所望に設
定できるが、図１３に示したように、前後の攪拌羽根６
２，６２の回転軌跡が、同図に斜線で示したように、一
部分が重なり合うようにすると、土砂貯留部２０内全体
の土砂を確実に攪拌することができる。また、前述した
各種の形状を持った攪拌羽根は回転軸に対して交換可能
に取り付けるようにするのが望ましい。このためには、
例えば図１４に示したように、回転軸５１にはＬ字状の
板体からなる連結部材７０を固定して設け、この連結部
材７０に前述した様々な攪拌羽根の根元をボルトで固定
するためのボルト挿通孔７１，７１を穿設する。そし
て、これらボルト挿通孔７１，７１を結ぶ線が連結部材
７０の板面に対して所定角度傾斜する状態に設けると、
攪拌羽根が回転軸５１に対して所定角度傾斜した状態に
取り付けられる。

【００３７】さらに、図１５及び図１６に示したよう
に、土砂貯留部２０に架橋防止手段を２組設けることも
できる。そして、この２組の架橋防止手段１５０を構成
する各回転軸１５１は、単一の油圧モータ１５２により
駆動するために、一方の回転軸１５１を油圧モータ１５
２により直動されるようになし、他方の回転軸１５１は
ギア等の伝達手段１５７を介して反対方向に回転駆動す
るように構成する。さらに、これら両回転軸１５１，１
５１に取り付けられる攪拌羽根１５４，１５５は、軸線
方向から見た時に、相手方の攪拌羽根１５４，１５５と
オーバーラップするように装着する。これによって、土
砂ホッパ７内の土砂の攪拌がより効率的に行われ、また
一方の攪拌羽根に付着する土砂を他方の攪拌羽根で掻き
落とすことができるようになる。

【００３８】ところで、土砂ホッパ７は、その土砂貯留
部２０において、土砂搬出口２２を設けた下部側が方形
となっており、上部側の側壁面２０ｃ，２０ｃは斜め外
方に拡開する傾斜面形状となっている。ここで、この側
壁面２０ｃの傾斜角によっては、高粘性土がその壁面に
付着して堆積することがある。これを防止するには、図
１７に示したように、少なくともこの側壁面２０ｃの内
面にゴムシート等、弾性シート８０を敷設するように構
成すれば良い。しかも、この弾性シート８０と土砂受入
枠１２の内面との間に空気層を介在させるために、側壁
面２０ｃの傾斜に対して複数段にリブ８１を固着して設
けるようにする。これによって、篩い３０による振動等
で土砂は弾性シート８０の傾斜した表面に沿って流下す
ることになり、この側壁面２０ｃに付着滞留することは
ない。

【００３９】

【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、土砂ホッパ内に供給された
土砂を土砂搬出口から確実に土砂を搬出でき、内部で架
橋滞留させない等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の土砂供給装置が装着される機械の一例
として示す土質改良機械の全体構成図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】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４】本発明の第１の実施の形態を示す土砂ホッパの
平面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。

【図６】図４のＢ−Ｂ断面図である。

【図７】図４の土砂ホッパの土砂投入部に設置される篩
いを示す平面図である。

【図８】土砂貯留部内での土砂の架橋滞留が起きる原因
についての説明図である。

【図９】土砂が架橋状態となったことを示す説明図であ
る。

【図１０】本発明の土砂貯留部に設置した架橋防止手段
に装着される攪拌羽根の他の形状を示す平面図である。

【図１１】本発明の土砂貯留部に設置した架橋防止手段
に装着される攪拌羽根のさらに別の形状を示す平面図で
ある。

【図１２】図１１の正面図である。

【図１３】本発明の土砂貯留部に設置した架橋防止手段
に装着される攪拌羽根のさらに他の形状を示す平面図で
ある。

【図１４】本発明の土砂貯留部に設置した架橋防止手段
の回転軸に攪拌羽根を着脱可能に装着する連結部の構成
説明図である。

【図１５】本発明の第２の実施の形態における架橋防止
手段を設置した土砂貯留部の平面図である。

【図１６】図１５のＣ−Ｃ断面図である。

【図１７】本発明の土砂貯留部に弾性シートを装着した
状態の要部断面図である。

【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 土砂貯留部 ２０ａ 前端面 ２１ 土砂投入部 ２２ 土砂搬出口 ３０ 篩い ５０，１５０ 架橋防
止手段 ５１，１５１ 回転軸 ５２，１５２ 油圧モ
ータ ５４，５５，６０，６１，６２，１５４，１５５ 攪拌
羽根 ７０ 連結部材 ７１ ボルト挿通孔 ８０ 弾性シート ８１ リブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｅ０２Ｄ 3/12 １０２ Ｅ０２Ｄ 3/12 １０２ // Ｂ６５Ｂ 39/00 Ｂ６５Ｂ 39/00 Ｚ (72)発明者 山崎 英嗣 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 (56)参考文献 特開 平９−195265（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−151531（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−56693（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−70584（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02F 7/00 B01F 7/04 B01F 15/00 B65G 65/42 E02D 3/12 102 B65B 39/00

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】土質改良機械の混合機に土砂を供給する土
   砂供給装置において、 土砂を前記混合機に供給するコンベア手段と、 投入された土砂を貯留する土砂貯留部を形成するように
   前記コンベア手段の搬送面上に配設した枠状の部材から
   なる土砂ホッパと、 前記土砂貯留部内の土砂を搬出するように前記枠状の部
   材における前記コンベア手段の搬送方向前方側部分に設
   けた土砂搬出口と、 その軸線方向が前記コンベア手段による土砂の搬送方向
   に沿うように前記枠状の部材内に設けた回転軸と、 この回転軸に傾斜して装着した複数の攪拌羽根と、 前記回転軸に連結した駆動手段とを備えたことを特徴と
   する土砂供給装置。
2. 【請求項２】前記土砂貯留部の投入口に、土砂と固形異
   物等とを分離する篩いを設けたことを特徴とする請求項
   １記載の土砂供給装置。
3. 【請求項３】前記篩いは振動篩いで構成したことを特徴
   とする請求項２記載の土砂供給装置。
4. 【請求項４】前記攪拌羽根は、その先端側の一部が軸線
   方向に向けて所定角度を有する曲折部を設ける構成とし
   たことを特徴とする請求項１記載の土砂供給装置。
5. 【請求項５】前記土砂搬出口近傍に設けた少なくとも１
   本の攪拌羽根を、他の攪拌羽根とは反対方向に傾斜させ
   るか、または前記回転軸の軸線と直交させて前記回転軸
   に装着したことを特徴とする請求項１記載の土砂供給装
   置。
6. 【請求項６】前記攪拌羽根を前記回転軸に着脱可能に取
   り付けたことを特徴とする請求項１記載の土砂供給装
   置。
7. 【請求項７】前記回転軸の駆動手段は、前記回転軸を正
   逆回転可能としたことを特徴とする請求項１記載の土砂
   供給装置。
8. 【請求項８】前記回転軸の駆動手段は可変速モータであ
   り、さらにこの可変速モータの駆動トルクの検出手段を
   設けたことを特徴とする請求項７記載の土砂供給装置。
9. 【請求項９】前記土砂貯留部は下部側が方形で、上部側
   が斜め外方に拡開する傾斜面形状としたことを特徴とす
   る請求項１記載の土砂供給装置。
10. 【請求項１０】前記土砂貯留部の少なくとも傾斜面形状
    の部位における内面に沿って弾性シートを設け、この弾
    性シートを前記土砂貯留部内面から浮かせるために、上
    下方向に所定のピッチ間隔でリブを土砂貯留部内面と弾
    性シートとの間に設けたことを特徴とする請求項９記載
    の土砂供給装置。
11. 【請求項１１】土砂と土質改良材とを混合して土質改良
    処理を行う自走式土質改良機械において、 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、 土砂を前記混合機に供給するコンベア手段と、 投入された土砂を貯留する土砂貯留部を形成するように
    前記コンベア手段の搬送面上に配設した枠状の部材から
    なる土砂ホッパと、 前記土砂貯留部内の土砂を搬出するように前記枠状の部
    材における前記コンベア手段の搬送方向前方側部分に設
    けた土砂搬出口と、 その軸線方向が前記コンベア手段による土砂の搬送方向
    に沿うように前記枠状の部材内に設けた回転軸と、 この回転軸に傾斜して装着した複数の攪拌羽根と、 前記回転軸に連結した駆動手段と を備えたことを特徴と
    する自走式土質改良機械。