JP5160531B2 - Soil improvement machine mixing equipment - Google Patents
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Description
本発明は土砂を混合する土質改良機の混合装置に関する。 The present invention relates to a mixing device of a soil improvement machine for mixing earth and sand.
近年の廃棄物再利用促進の機運の下、各種掘削作業で適宜発生する掘削土等といった改質が要求される土砂を対象として、石灰等の土質改良材とともに混合する土質改良機のニーズが拡大している。 The need for soil improvement machines to be mixed with soil improvement materials such as lime is increasing for soil that requires improvement, such as excavated soil that is generated appropriately in various excavation operations, under the recent promotion of waste recycling. doing.
この土質改良機には、土砂を混合する混合装置として、水平に延在した回転軸の外周部に多数の攪拌翼を設置した攪拌手段を備え、攪拌翼のブレード面で土砂を掻き混ぜるものがある。この攪拌手段は、回転軸に対してブレード面が傾斜した攪拌翼によって土砂を解砕し攪拌混合しつつ、混合装置の出口方向に移送する(特許文献1等参照)。 This soil improvement machine is equipped with a stirring means having a large number of stirring blades installed on the outer periphery of a horizontally extending rotating shaft as a mixing device for mixing earth and sand, and agitating the soil with the blade surface of the stirring blades. is there. This agitation means disintegrates the earth and sand with an agitating blade whose blade surface is inclined with respect to the rotation shaft, and agitates and mixes the mixture while transferring it in the direction of the outlet of the mixing device (see Patent Document 1).
しかしながら、上記の攪拌手段を備えた混合装置の場合、攪拌翼が土砂に切り込んで解砕することにより高い混合性能を有する一方で、例えば岩石やゴミ等の大きな異物が土砂に混入している場合等には、攪拌翼の回転方向の前方を向いた側面で異物を抱え込んでしまい、混合装置内部の異物の噛み込みの要因となることがある。また、例えば紐状もしくは面状の剛性に乏しい異物が土砂に混入している等には、その異物を攪拌翼で引っ掛けて回転軸に絡み付かせてしまう恐れもある。異物の噛み込み、絡み付きのいずれの場合も混合装置を停止させて人手で異物を取り除かなければならないため、作業停止時間の増加、作業効率の低下の要因となる。 However, in the case of a mixing apparatus equipped with the above stirring means, when the mixing blade has high mixing performance by cutting and crushing into the earth and sand, for example, large foreign matters such as rocks and dust are mixed in the earth and sand For example, foreign substances may be held by the side facing the front in the rotation direction of the stirring blade, which may cause the foreign substances inside the mixing apparatus to be caught. Further, for example, when a string-like or surface-like foreign matter having poor rigidity is mixed in the earth and sand, the foreign matter may be caught by the stirring blade and entangled with the rotating shaft. In both cases of foreign matter biting and entanglement, the mixing device must be stopped and the foreign matter must be removed manually, which causes an increase in work stoppage time and a reduction in work efficiency.
本発明の目的は、攪拌翼への異物の引っ掛かりを抑制することができる土質改良機の混合装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the mixing apparatus of the soil improvement machine which can suppress the catch of the foreign material to a stirring blade.
上記目的を達成するために、第1の発明は、土砂を混合する土質改良機の混合装置において、長手方向の一方側の上部に土砂の入口を、他方側の下部に出口を有するケーシングと、このケーシング内で長手方向に延在する回転軸と、この回転軸の外周部に螺旋軌跡上に配置した攪拌翼と、前記螺旋軌跡上で隣接する攪拌翼同士を連結する扇状の連結板とを備え、前記連結板は、前記回転軸の径方向から見て前記回転軸に対する角度が異なる少なくとも二つの平面を有していて、前記攪拌翼よりも当該回転軸の外周面からの高さが低く形成されていることを特徴とする。 To achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a mixing apparatus of a soil improvement machine for mixing earth and sand, a casing having an inlet for earth and sand at an upper part on one side in the longitudinal direction and an outlet at a lower part on the other side, A rotating shaft extending in the longitudinal direction in the casing, a stirring blade disposed on a spiral locus on an outer peripheral portion of the rotating shaft, and a fan-like connecting plate for connecting adjacent stirring blades on the spiral locus. The connecting plate has at least two planes having different angles with respect to the rotation axis when viewed from the radial direction of the rotation axis, and the height from the outer peripheral surface of the rotation axis is lower than the stirring blade. It is formed.
第2の発明は、第1の発明において、前記連結板の前記ケーシングの出口側の平面は、前記ケーシングの入口側の平面よりも前記回転軸に対する取付角度が大きいことを特徴とする。 According to a second invention, in the first invention, the plane of the connecting plate on the outlet side of the casing has a larger attachment angle with respect to the rotating shaft than the plane of the inlet side of the casing.
第3の発明は、第2の発明において、前記ケーシングの出口側の平面は当該平面が接続する攪拌翼のブレード面に沿って傾斜しており、前記ケーシングの入口側の平面は前記回転軸に直交する面に沿っていることを特徴とする。 According to a third aspect, in the second aspect, the plane on the outlet side of the casing is inclined along the blade surface of the stirring blade to which the plane is connected, and the plane on the inlet side of the casing is on the rotating shaft. It is characterized by being along an orthogonal plane.
第4の発明は、第1−第3のいずれかの発明において、前記攪拌翼を配置する螺旋軌跡は、前記ケーシングの入口側が二条、出口側が一条であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the spiral locus in which the stirring blade is disposed has two lines on the inlet side and one line on the outlet side of the casing.
第5の発明は、第1−第4のいずれかの発明において、前記螺旋軌跡上の前記ケーシングの最も入口側に配置された攪拌翼の回転方向の前方側に、当該攪拌翼から前記回転軸にかけて扇状に形成された排障板を設けたことを特徴とする。 According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, from the stirring blade to the front side in the rotation direction of the stirring blade disposed on the most inlet side of the casing on the spiral locus, the rotating shaft It is characterized in that a relief plate formed in a fan shape is provided.
本発明によれば、攪拌翼への異物の引っ掛かりを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the foreign matter from being caught on the stirring blade.
以下に図面を用いて本発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る混合装置を備えた土質改良機の全体構造を表す側面図、図2はその平面図である。本実施形態において、図1及び図2中の右側を機体前方、左側を機体後方とする。 FIG. 1 is a side view showing the entire structure of a soil conditioner equipped with a mixing device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof. In the present embodiment, the right side in FIGS. 1 and 2 is the front of the body, and the left side is the rear of the body.
これら図1及び図2に示した土質改良機は、自力走行するための走行体1、改質対象土砂を受け入れるためのホッパ12、ホッパ12に受け入れられた土砂を搬送する搬送コンベヤ13、土砂に土質改良材を供給する土質改良材供給装置14、土砂と土質改良材を混合処理する混合装置19、混合装置19から排出された改良土を搬送し機外に排出する排出コンベヤ26、及び各搭載機器の動力源等を内蔵したパワーパック(動力装置)21を備えている。
These soil quality improvement machines shown in FIGS. 1 and 2 include a traveling
走行体1は、左右一対の走行装置2、及び走行装置2の上部にほぼ平行に設けた一対の本体フレーム3で構成されている。走行装置2は、本体フレーム3の下部に連設したトラックフレーム4、トラックフレーム4の両端にそれぞれ設けた従動輪(アイドラ)5及び駆動輪6、従動輪5及び駆動輪6に掛け回した履帯(無限軌道履帯)7、及び駆動輪6に直結した走行用の駆動装置8を備えている。本体フレーム3上には支持ポスト9a,9bが立設されており、これら支持ポスト9a,9bによって、本体フレーム3の長手方向の一方側(機体後方側)の上方に配置した支持フレーム10、及び本体フレーム3の長手方向のほぼ中央部の上方に配置した支持フレーム11が支持されている。
The traveling
ホッパ12は、上下が開口した枠型の部材であって上方に向かって拡開するように形成されている。このホッパ12は、支持フレーム10を介して本体フレーム3の長手方向一方側(機体後方側)に支持されている。搬送コンベヤ13は、上記支持ポスト9a等で支持されていて、ホッパ12の下方から混合装置19の入口74(図5参照)の上方にかけてほぼ水平に延在している。
The
土質改良材供給装置14は、土質改良材を貯留する貯留タンク15、貯留タンクの下部に連設し下方に向かって縮径するシュート17、及びシュート17により導かれた貯留タンク15内の土質改良材を土砂に供給するスクリューフィーダ16を備えており、上記支持フレーム11を介し本体フレーム3のほぼ中央部上に配設されている。機体左側(図2中上側)には、この土質改良材供給装置14の側方に位置するようにクレーン18(図2参照)が配設されている。このクレーン18は、土質改良材を充填した例えばフレキシブルコンテナ(トンパック)等を貯留タンク15の上方に吊るし、フレキシブルコンテナ内の土質改良材を貯留タンク15に充填する場合等に用いられる。
The soil improvement
混合装置19は、搬送コンベヤ13から導入された土砂及び土質改良材を攪拌手段(後述)によって混合し改良土を生成するものであって、スクリューフィーダ16の下方に位置するように本体フレーム3の長手方向ほぼ中央上に設けられている。搬送コンベヤ13の放出端(図1中右側端部)からこの混合装置19の土砂及び土質改良材の入口74(図5参照)にかけての空間はカバー20で包囲されている。上記スクリューフィーダ16の土質改良材の排出口64(図3参照)はこのカバー20で包囲されていて、混合装置18の入口に投入される際の土砂及び土質改良材の飛散が抑制される。
The
パワーパック21は、本体フレーム3の長手方向他方側の端部(前端部)に支持部材22を介して支持されている。このパワーパック21の前方側の区画には運転席23が設けられている。この運転席23には走行装置2を操作する操作レバー24等が備えられている。また、機体右側面でパワーパック21の下方位置には、混合装置19等の各搭載機器を操作する操作盤25が設けられている。
The
排出コンベヤ26は、左右の走行装置2の間の混合装置19の下方付近から前方に所定距離だけほぼ水平に延在した後、パワーパック21の下方付近で折れ曲がり、前方に向かって上方に傾斜して延在している。排出コンベヤ26の上流側(機体後方側)は図示しない支持部材を介して本体フレーム3に、下流側(機体前方側)は支持部材29,30を介してパワーパック21の前部に設けたアーム28に、それぞれ吊り下げ支持されている。また、排出コンベヤ13の放出端の駆動プーリには排出コンベヤ26用の駆動装置27(図2参照)が連結されている。
The
図3は土質改良材供給装置14を抽出して表す側面図、図4はその平面図である。
FIG. 3 is a side view showing the soil improvement
図3及び図4において、貯留タンク15は、上記支持フレーム11上に固定したフレーム41と、フレーム41上に固定した枠型の底板42と、この底板42上に連設した筒状の蛇腹部43と、この蛇腹部43の上部に連設された天板44とを備えている。蛇腹部43は、伸縮自在なフレキシブルな材料、例えばポリエチレン系ゴム材料で構成されており、図3に示すように内部に貯留した土質改良材からの内圧が上がる下方ほど補強リング45のピッチが狭くしてある。天板44の上面には、天板44ほぼ中央の土質改良材の受入口(図示せず)を開閉する開閉蓋46が蝶番47を介して取付けられている。
3 and 4, the
また、天板44の外周部には、複数(この例では4つ)の取り付け部48が設けられている。これら取り付け部48の下部には、支柱49が固定的に垂設されている。各支柱49は、貯留タンク15の底板42に取り付けたガイド筒51に上下にスライド可能に通されている。このとき、各支柱49にはガイド筒51に対して選択的に連結するための上下のピン穴50(上側のピン穴50のみ図示)がそれぞれ穿設されている。これにより、稼動時等には支柱49の下側のピン穴50とガイド筒51とをストッパピン52で固定する(図3参照)ことで貯留タンク15の内部容積が確保される一方、土質改良機をトレーラ等で輸送する場合には、支柱49を下にスライドさせて上側のピン穴50とガイド筒51とをストッパピン52で固定することで、蛇腹部43を縮めて高さを抑えた状態で貯留タンク15を固定することができる。
A plurality (four in this example) of
上記シュート17は、貯留タンク15とスクリューフィーダ16とを連通する枠型の部材であり、下方に向かって縮径していて貯留タンク15に充填された土質改良材をスクリューフィーダ16に導入する役割を果たす。
The
スクリューフィーダ16は、円筒状のケーシング61と、このケーシング61に収容されたスクリュー(図示せず)と、このスクリューをケーシング61に対して回転自在に支持する軸受67と、スクリューフィーダ16用の駆動装置(油圧モータ等)63と、この駆動装置63の動力をスクリューに伝達する駆動伝達装置70とを備えている。ケーシング61は、それ自体がシュート17の下部に接合されるとともに、支持部材68を介してシュート17の外壁面に連結されることによって固定されている。また、ケーシング61の土質改良材の移送方向の下流側の端部は搬送コンベヤ13の放出端の上方に位置し、当該下流側端部には土質改良材を排出する土質改良材排出口64が下向きに開口している。
The
図5は混合装置19に備えられた攪拌手段72L,72Rの平面図、図6はその側面図、図7は図5中のVII−VII線による断面図である。なお、これら図5−図7においては、攪拌手段を実線で表し、混合装置19の他の構成要素を二点鎖線で簡単に表してある。また、後述する攪拌手段72L,72Rは回転体であるため、径方向から見た図示状態は定まらないが、図面を説明するにあたって記載する「平面図」「側面図」や後述の「底面図」は図5−図7に表した状態を基準とする。
5 is a plan view of the stirring means 72L and 72R provided in the
図5−図7において、混合装置19は、本体フレーム3の長手方向の中央部近傍にほぼ水平に設けられており、本体をなすケーシング71と、このケーシング71内に設けた攪拌手段72L,72Rと、攪拌手段72L,72Rを回転駆動させる混合装置19用の駆動装置73とを備えている。
5 to 7, the mixing
ケーシング71は、長手方向の一方側(機体後方側)の上部に土砂及び土質改良材の入口74を、他方側(機体前方側)の下部に出口75を有していて、入口74及び出口75を除く各部は密閉されている。このケーシング71はトラフ容器であり、図7に示したように、天板が平らに形成されている一方で、底面は平行に並んだ二本の攪拌手段72の回転軌跡に沿って湾曲した二曲面で構成されている。なお、ケーシング71の天板は前後方向に並んだ複数の蓋で構成されていて(図1、図3参照)、それぞれ取り外してケーシング71の上部を開放することができるようになっている。
The
攪拌手段72L,72Rは、ケーシング71内に長手方向に延在する回転軸76と、この回転軸76の外周部に設けた攪拌翼77と、2つの攪拌翼77を連結する扇状(本実施形態では四半円状)の連結板78とを備えている。
The stirring means 72L, 72R are a fan shaft (this embodiment) that connects the
回転軸76は、ケーシング71内に平行に2本設けられていて、それぞれ前後両端が駆動軸79及び従動軸80と同軸上にフランジ接続され、駆動軸79及び従動軸80に対してボルトにより着脱可能に締結されている。回転軸76の断面は円形状であるが、必要な場合には矩形等の他の形状に断面形状を変更することもできる。また、回転軸76は中空部材で構成されるが、中実の部材で構成することもできる。先の駆動軸79及び従動軸80は、それぞれケーシング71の前後に設けた軸受81,82によって回転自在に支持されている。
Two
また、図7に示したように、攪拌手段72L,72Rは、回転軌跡が一部重なっているので相互に逆方向に同一回転数で回転しないと互いの攪拌翼77が干渉してしまう。そこで、左右の駆動軸79には、軸受81よりも前方部分に相互に噛合するギア83(図5に右側のもののみ図示)がそれぞれ設けられており、これらギア83が噛み合うことで左右の駆動軸79は互いに逆方向(図7中の矢印参照)に同一回転速度で回転するようになっている。また、左右の駆動軸79の前端は、上記の駆動装置73の出力軸と連結されている。
Also, as shown in FIG. 7, the stirring means 72L, 72R have overlapping rotation trajectories, so that the stirring
なお、本実施形態では2つの駆動装置73でそれぞれ左右の駆動軸79を駆動し、左右の駆動軸79の回転速度をギア83で揃える構成としているが、駆動装置73を1つ省略し、一方の駆動軸79を駆動装置73で駆動するとともに、一方の駆動軸79の回転をギア83で他方の駆動軸79に伝達する構成とすることもできる。
In this embodiment, the left and
図8は左右の攪拌手段72L,72Rを抜き出して斜め後方から見た斜視図、図9はその底面図、図10は左側の攪拌手段72Lをさらに抜き出して斜め後方から見た斜視図、図11はその右側面である。 8 is a perspective view of the left and right stirring means 72L and 72R extracted from the oblique rear side, FIG. 9 is a bottom view thereof, and FIG. 10 is a perspective view of the left stirring means 72L further extracted and viewed from the oblique rear side. Is the right side.
図8−図11に示したように、攪拌翼77は、支持部材としてのロッド部84と、土砂を攪拌し移送するブレード面を有する翼部85とを備えている。ロッド部84は、回転軸76の径方向に延在し、回転軸76の外周部に溶接で固定されている。翼部85は、ロッド部84に対してボルトで締結されていて、ロッド部84に対して着脱できるようになっている。翼部85のブレード面には、座グリが設けられていて、ボルトの頭がブレード面から突出しないようになっている。また、翼部85は、回転軸76の径方向から見て、ブレード面が回転軸76に対し所定角度α(例えば45度程度、図9参照)傾斜して回転方向の前方で且つ出口75側を向いており、これによって土砂等を攪拌、混合するとともにケーシング71の出口75方向に移送するようになっている。翼部85のブレード面は、回転方向の幅がロッド84の直径よりも広く採られている。
As shown in FIGS. 8 to 11, the stirring
このとき、本実施形態において、攪拌翼77は、螺旋軌跡S1,S2(図9参照)上に所定ピッチ(本例では90度ピッチ)で配置されている。この攪拌翼77を配置する螺旋軌跡S1,S2は、図7に矢印で示したように回転軸76が回転した場合に土砂の移送方向に送りがかかるように攪拌手段72L,72Rのもの同士互いに逆向きに巻いている。また、左右の攪拌手段72L,72Rにおいて螺旋軌跡S2は螺旋軌跡S1よりも短く、図9に示したようにケーシング71の入口74側(土砂移送方向上流側)では螺旋軌跡がS1,S2の二条であるのに対し、出口75側(土砂移送方向下流側)では螺旋軌跡がS1の一条に減少している。そのため、ケーシング71の入口74側では土砂の攪拌・混合及び移送の作用が十分に得られるだけの密度で攪拌翼77が配置されているのに対し、この入口74側に比べて出口75では攪拌翼77の配置密度が疎になっている。このような態様で、ケーシング71の入口74に臨む位置から出口75までの間に攪拌翼77は配置されている。
At this time, in this embodiment, the stirring
連結板78は、螺旋軌跡S1,S2上で隣接する2つの攪拌翼77を連結して螺旋軌跡S1,S2上の攪拌翼77の間を埋め、全体として攪拌翼77を螺旋状に繋いでいる。
The connecting
図12は右の攪拌手段72Rに備えられた連結板78を抜き出して表した正面図(機体前方から見た図)、図13は図12中のXIII矢視による側面図である。
FIG. 12 is a front view (drawing from the front of the machine body) showing the connecting
図12及び図13に示した連結板78は、扇の要部分86、及びこの要部分86の両側の回転軸径方向に延びる側面87,88が、それぞれ回転軸76の外周面、及び螺旋軌跡上で隣接する2本の攪拌翼77のロッド部84に対して溶接されている(ボルト等で着脱可能な構成としても良い)。回転軸76の外周面から採った連結板78の外周部の高さは、攪拌翼77の翼部85の回転軸径方向の最も内側(根元側)の部分よりも高く、翼部85の回転軸径方向の最も外側の部分(先端部)よりも低い。好ましくは、攪拌翼77のロッド部84の先端と同程度か、図5−図11の各図に示したように、攪拌翼77のロッド部84の先端よりも若干低い程度(例えば翼部85を固定する2本のボルトのうち回転軸径方向外側のボルトと同程度の高さ)であり、本実施形態の連結板78の外周部はロッド部84に取り付けた状態の翼部85の先端側1/4−1/3程度のところに位置している。
The connecting
また、図13に示したように、連結板78は、回転軸76の径方向から見て回転軸76(図13にその中心線Cを図示)に対する取付角度β,γ(0<β<γ≦90°)が異なる、互いに接続する二つの平面89,90を備えている。本実施形態において、平面89,90の境界線Lは、当該連結板78が連結する2つの攪拌翼77のうちケーシング71の出口75側のもののロッド84と平行であり、出口75側の攪拌翼77に接続する平面89は、出口75側の攪拌翼77の翼部85のブレード面に沿っている(β=α又はβ≒α)。一方、入口74側の攪拌翼77に接続する平面90は、回転軸76に直交する面に沿っている。
Further, as shown in FIG. 13, the connecting
なお、言うまでもないが、左の攪拌手段72Lに用いる連結板78は、図12及び図13に示したものと対称に構成されている。
Needless to say, the connecting
ここで、前述したように、螺旋軌跡S1,S2上で隣り合う2つの攪拌翼77は連結板78で連結されているが、螺旋軌跡S1,S2上の最も入口74側に配置された攪拌翼77には、さらに入口74側に連結相手となる攪拌翼77が存在しない。同じく、螺旋軌跡S1,S2上の最も出口75側に配置された攪拌翼77にも、さらに出口75側に連結相手となる攪拌翼77がない。螺旋軌跡S1,S2上で出口75に最も近い攪拌翼77の出口75側の側面は、攪拌手段72L,72Rの回転方向の後方側を向いているので、本実施形態では当該攪拌翼77の出口75側の側面には特に何も設けていない。反対に、螺旋軌跡S1,S2上で入口74に最も近い攪拌翼77の入口74側の側面は、攪拌手段72L,72Rの回転方向の前方側を向いているので、本実施形態において、当該攪拌翼77の入口74側には、当該攪拌翼77から回転軸76にかけて扇状(本実施形態では半円状)に形成された排障板91が設けてある。但し、排障板91を設けることで隣接する攪拌手段72と排障板91との干渉が懸念される箇所には設置しない場合がある(図6参照)。
Here, as described above, the two agitating
排障板91は、取り付け対象の攪拌翼77の回転方向前方側を向く側を回転軸76に滑らかに接続し、当該攪拌翼77への異物の引っ掛かりを抑制するための部品である。この排障板91は、取り付け対象の攪拌翼77のロッド部84と回転軸76の外周面に対して溶接で連結され固定されている(ボルトで着脱する構成としても良い)。回転軸76の外周面から採った排障板91の高さは、攪拌翼77に接続する部分では連結板78と同程度であり、そこから回転軸76との接続側に向かうにつれて徐々に低くなっている。また、この排障板91は連結板78のように折れ曲がってはおらず、取り付け対象の攪拌翼77の翼部85と平行な面に沿って取り付けられている。
The
なお、必須要件ではないが、本実施形態では、攪拌翼77の配置密度の調整等の観点から、螺旋軌跡S1の中間部分に螺旋ピッチを部分的に変更した箇所がある。この箇所においては、螺旋上で隣り合う2本の攪拌翼77の相互の位置関係が他と異なることから、これら攪拌翼77は連結板78で連結されていない。そこで、本実施形態では、これら連結されていない2本のうちの出口75側の攪拌翼77の入口74側に上記の排障板91を設けてある。
Although not an essential requirement, in the present embodiment, from the viewpoint of adjusting the arrangement density of the
なお、図5及び図6に示したように、本実施形態では、攪拌手段72L,72Rの土砂移送方向の最上流位置に掻き取り羽根92を、ケーシング71の出口75に臨む位置に戻り羽根93をそれぞれ設けている。掻き取り羽根92は、攪拌翼77ほどではないが回転方向前方を向いた面が回転軸76に対して傾斜しており、ケーシング71の土砂移送方向の隅の土砂を単に掻き取るだけでなく、掻き取った土砂を攪拌翼77側に送る役割を果たす。戻り羽根93は、攪拌翼77と類似の構成であるが、回転軸76に対する傾斜角が異なる。戻り羽根93は、回転軸76の径方向から見て、ブレード面が回転軸76に対し傾斜して回転方向の前方で且つ入口74側を向いており、ケーシング71の下流側壁面への圧密を抑制したり出口75付近の土砂の流れに抵抗を付けて混合性を向上させたりする役割を果たす。
As shown in FIGS. 5 and 6, in this embodiment, the
次に上記構成の土質改良機の動作及び作用を説明する。 Next, the operation and action of the soil improvement machine configured as described above will be described.
油圧ショベルやコンベヤ等によってホッパ12に改質対象となる土砂が投入されると、ホッパ12に受け入れられた土砂が搬送コンベヤ13により混合装置19に向かって搬送される。搬送中、搬送コンベヤ13上の土砂に対し土質改良材供給装置14によって土質改良材が供給され、土砂は土質改良材とともに混合装置19に供給される。これら土砂及び土質改良材は、混合装置19内で攪拌手段72L,72Rによって均一に混合処理される。混合装置19で混合処理された改良土は、排出コンベヤ26上に排出され、この排出コンベヤ26によって機外に搬出される。
When soil to be reformed is put into the
ここで、一般にパドル等の攪拌翼を備えた混合装置の場合、攪拌翼が土砂に切り込んで解砕することにより高い混合性能を有する一方で、例えば岩石やコンクリートガラ等の大きな異物が土砂に混入している等には、攪拌翼の回転方向の前方を向いた面で当該異物を抱え込んでしまい、混合装置内に異物が噛み込むことがある。また、例えば紐や布のような剛性に乏しく長さもしくは面積を持った異物が土砂に混入している場合等には、異物が攪拌翼に引っ掛かって回転軸に絡み付く場合もある。 Here, in the case of a mixing device generally equipped with a stirring blade such as a paddle, the mixing blade has high mixing performance by cutting into the sand and crushing, while large foreign matters such as rocks and concrete glass are mixed into the sand and sand. For example, the foreign matter may be held by the surface of the stirring blade facing forward in the rotational direction, and the foreign matter may be caught in the mixing apparatus. In addition, for example, when a foreign matter having a short rigidity or length such as a string or cloth is mixed in the earth and sand, the foreign matter may be caught by the stirring blade and entangled with the rotating shaft.
そこで、本実施形態では、螺旋軌跡上で隣り合う2本の攪拌翼77を連結板78で連結している。このように連結板78を設けることによって隣接する攪拌翼77の間が連結板78でガードされ、隣り合う攪拌翼77の間の空間への異物の侵入が阻害されるので、これら攪拌翼77によって異物を引っ掛けてしまうことを抑制することができる。したがって、異物の噛み込みや絡み付きによる土質改良作業の中断時間を大きく短縮することができ、作業効率を向上させることができる。
Therefore, in the present embodiment, the two
このとき、本実施形態の場合、連結板78によって攪拌翼77が螺旋状に繋がってはいるが、連結板78は屈曲していて回転軸76に対する角度β,γが異なる二つの平面89,90を備えているので、一般的なスクリューのような滑らかに連続する螺旋ではなく、回転軸76に対する角度の異なる面が繰り返し交互に繋がった螺旋になっている。すなわち、攪拌翼77と平行で土砂の移送に寄与し得る平面89に対し、平面90は土砂の移送能力がないか又は低くなっているので、通常のスクリューのように一様に土砂を移送する構成と異なり、攪拌翼77を中心にして間欠的に攪拌、移送の力を土砂に作用させることができ、良好な混合性能が期待される。加えて、本実施形態の場合、翼部85の搬送面(ブレード面)が連結板78の搬送面(平面89)から出っ張っているので、これが土砂搬送の断続的な抵抗となり更なる混合効果が得られる。
At this time, in the present embodiment, the stirring
また、連結板78が径方向に高いほど(攪拌翼77の先端と連結板78の外周部の段差が小さいほど)攪拌翼77に異物が引っ掛かり難くなる反面、連結板78の外周部分が摩耗し易くなる。特に本実施形態では連結板78を溶接で取り付けているので、連結板78を交換するとなるとその作業には多大な労力を要し、作業停止の長時間化も懸念される。そこで、本実施形態では、回転軸76の外周面から回転軸径方向に採った連結板78の高さを攪拌翼77の先端よりも低くして、連結板78の摩耗を抑制している。
Further, the higher the connecting
連結板78の高さについて考えた場合、攪拌翼77の翼部85を固定する2つのボルトのうち外周側のボルト位置、又はロッド部84の先端部を、基準の一例と考えることができる。摩耗の観点では、攪拌翼77の翼部85を固定する外周側のボルトが摩耗した場合には翼部85を容易に交換できなくなることから、外周側のボルト穴は摩耗の影響の少ない範囲に置かれる。その一方で、外周側のボルト位置が攪拌翼77の先端から回転軸76側に離れるほど翼部85の先端側の片持ち部分が長くなってしまうため、翼部85の支持剛性の観点では外周側のボルト位置は外側の方が良い。そのため、設計上、翼部85を固定する外周側のボルト位置は、摩耗の影響が少ない範囲で最も外周側に設定される。
When considering the height of the connecting
したがって、本実施形態のように、攪拌翼77の翼部85を固定する外周側のボルト位置程度、或いはロッド部84の先端程度に連結板78の高さを合わせることで、連結板78の摩耗を抑制することができる。この場合でも、図7に示すように連結板78の外周部からの攪拌翼77の突出量は、攪拌翼77の全長に比して僅か(1/4以下)であり、異物の引っ掛かり抑制の効果は十分に期待することができる。
Therefore, the wear of the connecting
さらに、このように連結板78を攪拌翼77よりも低くした結果、ケーシング71の底面に先端部が近接する攪拌翼77に対し、連結板78の外周部が凹所となっている。これにより、土砂に混入した異物が凹所(連結板78の外周側)を通って隣のピッチ間に逃げ易く、連結板78によって攪拌翼77間のスペースをガードする作用と相乗して異物の絡み付きや引っ掛かりの抑制の効果が期待される。
Further, as a result of the connecting
また、本実施形態の場合、攪拌翼77は一体構成ではなく、翼部85がロッド部84に対して着脱可能な構成となっている。したがって、翼部85が摩耗した場合には、これを容易に交換することができる。これもダウンタイム短縮、ひいては作業効率の向上に寄与する。
In the case of the present embodiment, the stirring
また、本実施形態においては、ケーシング71の入口74側では攪拌翼77を二条の螺旋軌跡S1,S2上に配置し、出口75側では一条の螺旋軌跡S1上に配置している。これによって、攪拌翼77が密に配置された上流側では土砂が積極的に攪拌され、土質改良材と十分に混合されて下流側に移送される。一方、下流側では、混合能力・移送能力ともに上流側ほど高い能力が求められず、また移送能力を抑えて土砂の混合時間を確保することで混合性の向上が期待される側面もあるため、上流側ほど密に攪拌翼77を配置する必要が必ずしもない。そこで、本実施形態のように下流側の攪拌翼77を“間引く”ことにより、必要な混合性能を確保しつつも、攪拌翼77への異物の噛み込みや絡み付きをより効果的に抑制することができる。
Further, in the present embodiment, the stirring
また、本実施形態のように螺旋軌跡上の入口74側に相手攪拌翼がない攪拌翼77の回転方向の前方側に排障板91を設けたことにより、排障板91で異物と当該攪拌翼77の干渉が効果的に回避され、当該攪拌翼77に対する異物の引っ掛かりを抑制することができる。
Further, as in the present embodiment, by providing the
なお、図1−図13で説明した本実施形態において、ケーシング71の上流側では二条に攪拌翼77を設ける一方で、下流側では一条に間引いた構成を採ったが、このように攪拌翼77の配置密度をケーシング71の上流側と下流側とで変える必要はない。すなわち、図14に他の構成例として例示したように、左右の攪拌手段72L,72Rとも入口74(図5参照)から出口75(同)にかけて二条の螺旋軌跡S1,S2上に所定ピッチ(本例では90度ピッチ)で攪拌翼77を配置した場合にも、本発明は適用可能であり、相応の効果を奏することができる。言うまでもないが、攪拌翼77を配置する条数やピッチは、要求される混合能力・移送能力等によって異なるため適宜設計変更することができる。図14では二条にしたが、一条にしても良いし、必要であれば三条以上にすることもできる。ピッチも90度ピッチに限定されず適宜調整可能であり、上流側と下流側とでピッチを変えることもできる。
In the present embodiment described with reference to FIG. 1 to FIG. 13, a configuration in which two
また、以上の実施形態では、連結板78のケーシング71の入口74側の平面90が回転軸76にほぼ直交する構成を例に挙げて説明したが、連結板78の平面89,90の角度β,γで、β<γ≦90°の関係が成立していれば、平面90が回転軸76に対して若干傾斜していても良い。
In the above embodiment, the
また、攪拌翼77をロッド部84と翼部85とで構成したが、一体構成としても良く、例えばロッド部の一部を切り欠いてブレード面とした構成、板状のロッド部の平面をブレード面とした構成であっても良い。この場合、連結板78を、その平面89,90が攪拌翼のブレード面に繋がるように取り付けることも考えられるし、ブレード面が平面89,90から出口75側に突出するように取り付けることも考えられる。連結板78の平面89,90を攪拌翼のブレード面に繋げる場合、攪拌翼と連結板を一体化した構成も想定することができる。例えばスクリューの羽根をジグザグに折り曲げ回転軸76に対する角度が異なる面が交互に連なる形状に構成し、これを回転軸に取り付けたものを攪拌手段とする構成である。この構成の場合、スクリューの羽根のうちの土砂の送り作用の強い平面の一部が攪拌翼(ブレード面)に相当し、それ以外の部分が連結板に相当する。連結板に相当する部分は、攪拌翼に相当する部分に対して外周部を低く形成することで、異物を通す凹所(前述)を形成することが好ましい。
Further, the stirring
また、連結板78が二つの平面89,90を有している場合を例に挙げて説明したが、発明の技術思想を逸脱しない範囲であれば、事情に応じて三つ以上の平面を有する構成に適宜設計変更することができる。例えば平面89,90の間に別の平面が介在する構成等も本発明の技術思想の範疇である。
Moreover, although the case where the connecting
さらに、以上においては、ホッパ12に直接土砂が投入される土質改良機の混合装置19に本発明を適用した場合を例に挙げて説明した。この場合、土砂に混入した異物が混合装置19に供給され易いため、本発明の適用による効果が大きい。しかしながら、ホッパ上部に土砂中の異物を除去する振動式(又は固定式)の篩を設けた土質改良機にも本発明は適用可能であり、異物の引っ掛かりを抑制する効果は当然に期待される。また、履帯7を有するクローラ式の走行装置を備えた土質改良機の混合装置19に本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、いわゆるホイール式の走行装置を備えた土質改良機であっても良い。また自走機能を有さない固定式の土質改良機に備えられた混合装置にも本発明は適用可能である。これらの場合も同様の効果を得る。
Furthermore, in the above, the case where this invention was applied to the mixing
19 混合装置
71 ケーシング
72L,R 攪拌手段
74 入口
75 出口
76 回転軸
77 攪拌翼
78 連結板
84 ロッド部
85 翼部
89,90 平面
91 排障板
S1,2 螺旋軌跡
α,β,γ 回転軸に対する角度
19
Claims (5)
長手方向の一方側の上部に土砂の入口を、他方側の下部に出口を有するケーシングと、
このケーシング内で長手方向に延在する回転軸と、
この回転軸の外周部に螺旋軌跡上に配置した攪拌翼と、
前記螺旋軌跡上で隣接する攪拌翼同士を連結する扇状の連結板とを備え、
前記連結板は、前記回転軸の径方向から見て前記回転軸に対する角度が異なる少なくとも二つの平面を有していて、前記攪拌翼よりも当該回転軸の外周面からの高さが低く形成されていることを特徴とする土質改良機の混合装置。 In the mixing device of the soil improvement machine that mixes earth and sand,
A casing having an inlet for earth and sand at the upper part on one side in the longitudinal direction and an outlet at the lower part on the other side;
A rotating shaft extending longitudinally within the casing;
A stirring blade arranged on a spiral locus on the outer periphery of the rotating shaft;
A fan-shaped connecting plate for connecting adjacent stirring blades on the spiral locus;
The connecting plate has at least two planes having different angles with respect to the rotating shaft when viewed from the radial direction of the rotating shaft, and is formed to be lower in height from the outer peripheral surface of the rotating shaft than the stirring blade. The mixing device of the soil improvement machine characterized by being characterized.
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