JPH0967830A - 土質改良機械の制御装置 - Google Patents

土質改良機械の制御装置

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JPH0967830A
JPH0967830A JP7223320A JP22332095A JPH0967830A JP H0967830 A JPH0967830 A JP H0967830A JP 7223320 A JP7223320 A JP 7223320A JP 22332095 A JP22332095 A JP 22332095A JP H0967830 A JPH0967830 A JP H0967830A
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soil
soil improvement
sand
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Satoru Koyanagi
覚 小柳
Kazuyuki Yamazaki
和幸 山崎
Hiroshi Shimizu
洋 清水
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Komatsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 土砂の性質と土砂供給量が変化しても土質改
良した土砂のＣＢＲ値を適正の値とする。 【解決手段】 土砂フィーダ１３のフィーダ室３０内の
土砂に土質改良材フィーダ２１により土質改良材を供給
し、その後にフィーダ室３０内の土砂を解砕混合機Ａ内
に投入するようにし、前記土質改良材フィーダ２１を回
転する電動モータ２７への通電量を土砂の性質により設
定する設定手段と、前記フィーダ室３０内の土砂量によ
り制御するコントローラを設け、土質改良材の供給量を
土砂の性質及び土砂供給量に見合う値とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス、上下水道等
の管埋設工事において溝を掘削した掘削土等の劣悪な土
質の土砂と、石灰・セメント等の土質改良材を混合して
埋戻し材として使用可能な良好な土質の土砂とする土質
改良機械の土質改良材供給量を制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガス、上下水道等の管埋設工事は溝を掘
削し、その溝に管を敷設し、その後に溝を埋戻しするの
が一般的であり、その溝を掘削した掘削土が水分を多量
に含んでいたり、小石、岩片、コンクリート片等が混合
した劣悪な土質の場合には、その掘削土を溝の埋め戻し
材として使用できない。
【０００３】このように、掘削土が劣悪な土質の場合に
はトラック等で良好な土質の埋戻し材を運搬して溝を埋
戻し、その掘削土を残土として処分しているので、管埋
設工事のコストが高くなるばかりか、施工時間が長くな
ってしまう。
【０００４】前述のように劣悪な土質の土砂を良好な土
質の土砂に土質改良する機械としては、例えば実開昭６
２−３９８２７号公報に示すものが知られている。
【０００５】この土質改良機械はフレームに土砂ホッ
パ、土質改良材ホッパ、解砕混合機、土砂搬送ベルトコ
ンベヤ、土質改良材搬送機構等を設置し、土砂ホッパ内
の土砂を土砂搬送ベルトコンベヤで解砕混合機に搬送
し、土質改良材ホッパ内の土質改良材を土質改良材搬送
機構で解砕混合機に搬送し、解砕混合機によって土砂と
土質改良材を混合撹拌して劣悪な土質の土砂を良好な土
質の土砂とするものが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】かかる土質改良機械に
より劣悪な土質の土砂を良好な土質の土砂に土質改良す
る場合に、その土質改良した土砂のＣＢＲ値（荷重を支
持する能力を評価する指標）を適正な値とすることが重
要である。
【０００７】しかしながら、前述した土質改良機械にお
いては、土砂及び土質改良材を解砕混合機に一定量供給
しているので、土砂の性質（含水率、種類）が変化した
場合にも土質改良材の供給量が一定となるから、土質改
良した土砂のＣＢＲ値が大きく変化する。
【０００８】また、土砂ホッパ内の土砂量などによって
この解砕混合機内に供給される土砂量が変化することが
あり、この場合にも土質改良材の供給量が一定であるか
ら土質改良した土砂のＣＢＲ値が変化してしまう。
【０００９】そこで、本発明は前述の課題を解決できる
ようにした土質改良機械の制御装置を提供することを目
的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、解砕混合
機Ａと、この解砕混合機Ａに土砂を供給する土砂供給装
置Ｂと、この土砂供給装置Ｂに土質改良材を供給する土
質改良材供給装置Ｃを備えた土質改良機械において、前
記土砂供給装置Ｂの土砂供給量を検出する手段と、前記
土質改良材供給装置Ｃの土質改良材供給量を任意に設定
する手段と、この設定手段により設定した値と前記検出
手段で検出した値に基づいて土質改良機供給量を制御す
る手段を設けたことを特徴とする土質改良機械の制御装
置である。第２の発明は、底部に排出開口部１２を有す
る土砂ホッパ１８内に、複数のフィーダ室３０を有する
土砂フィーダ１３を駆動源により回転自在に設けて土砂
供給装置Ｂとし、この排出開口部１２を解砕混合機Ａの
開口部５の上方に位置させ、底部に排出開口部２４を有
する土質改良材ホッパ２０内に土質改良材フィーダ２１
を駆動源により回転自在に設けて土質改良材供給装置Ｃ
とし、前記土砂供給装置Ｂの上に土質改良材供給装置Ｃ
を、その排出開口部２４が排出開口部１２よりも土砂フ
ィーダ１３の回転方向と反対方向に位置して設け、前記
土質改良材供給装置Ｃの排出開口部２４よりも土砂フィ
ーダ１３の回転方向と反対方向寄り位置に、前記フィー
ダ室３０内の土砂量を検出する手段を設け、前記土質改
良材フィーダ２１の駆動源の回転速度を任意に設定する
手段と、この設定値と前記検出した土砂量とに基づいて
土質改良材供給量を演算し、その値に基づいて駆動源の
回転速度を制御するコントローラ４３を設けたことを特
徴とする土質改良機械の制御装置である。第３の発明
は、第２の発明における土質改良材ホッパ２０の排出開
口部２４よりも土砂フィーダ１３の回転方向と反対方向
寄り位置に、フィーダ室３０内の土砂量を一定量とする
すり切りブレード２９を設け、すり切りブレード２９と
前記排出開口部２４との間の位置に、前記すり切りブレ
ード２９を通過したフィーダ室３０内の土砂量を検出す
る手段を設け、前記コントローラ４３を、前記検出手段
よりの検出信号と土砂フィーダ回転速度よりフィーダ室
３０が排出開口部２４に到達する時間を演算する機能
と、その時間経過後に土質改良材フィーダ２１の駆動源
の回転速度を演算した値とする機能を有するものとした
土質改良機械の制御装置である。第４の発明は、第３の
発明における前記コントローラ４３を、土質改良材フィ
ーダ２１の駆動源の回転速度と同時に土砂フィーダ１３
の駆動源の回転速度を制御して両方のフィーダを同一の
速度比で回転するようにした土質改良機械の制御装置で
ある。
【００１１】
【作 用】第１の発明によれば、土砂の性質が変化し
た場合には設定手段により土質改良材供給量を設定でき
るし、土砂供給量が変化した場合にも土質改良材供給量
を制御するので、土砂の性質及び土砂供給量に対応した
量の土質改良材を解砕混合機に投入して土質改良した土
砂のＣＢＲ値を適正な値にできる。
【００１２】第２の発明によれば、土砂フィーダ１３の
フィーダ室３０内の土砂の上に土質改良材を供給して土
砂と土質改良材を同時に解砕混合機Ａ内に投入して土質
改良できる。また、土砂の性質に応じて土質改良材フィ
ーダ２１の回転速度を設定できるし、土砂供給量に応じ
て土質改良材２１の回転速度を制御するので、土砂の性
質及び土砂供給量に見合う量の土質改良材を混合材Ａに
投入して土質改良した土砂のＣＢＲ値を適正な値にでき
る。
【００１３】第３の発明によれば、フィーダ室３０内の
土砂量を一定量にできるし、そのフィーダ室３０が土質
改良材ホッパ２０の排出開口部２４に到達した時に土質
改良材フィーダ２１を所定の速度で回転するから、土質
改良材の供給量がフィーダ室３０間の土砂量に見合う正
しい値となり、土質改良した土砂のＣＢＲ値を適正な値
にできる。
【００１４】第４の発明によれば、土砂フィーダ１３と
土質改良材フィーダ２１が同一の速度比で回転するか
ら、フィーダ室３０内の土砂の上に均一に土質改良材が
供給され、土質改良した土砂のＣＢＲ値がより一層適正
な値となる。
【００１５】
【実 施 例】
（土質改良機械の全体構造）図１に示すように、解砕混
合機Ａの上部に土砂供給装置Ｂが設けられ、その土砂供
給装置Ｂの上部に土質改良材供給装置Ｃが設けられて土
質改良機械を構成している。なお、前記解砕混合機Ａは
走行車両の車体に取付けられ、土砂供給装置Ｂは車体に
支持され、土質改良材供給装置Ｃは車体と解砕混合機Ａ
とに支持されている。
【００１６】前記解砕混合機Ａはハウジング１内に複数
の軸２を回転自在に設け、その各軸２に解砕混合子３を
放射状に複数設けたもので、ハウジング１の上壁４に形
成した開口部５より土砂と土質改良材が投入されて土砂
を細かく解砕すると同時に土砂と土質改良材を混合撹拌
してハウジング１の下部開口６より排出する。
【００１７】前記土砂供給装置Ｂは底板１０を備え、こ
の底板１０は平面円形状で、その外周縁に沿って外側立
上り片１１がリング状に設てあると共に、その底板１０
の外周縁寄りに排出開口部１２が前記解砕混合機Ａの開
口部５と対向して形成してある。
【００１８】前記底板１０に回転式の土砂フィーダ１３
が回転自在に設けてあり、この回転式の土砂フィーダ１
３はリング状の内壁１４とリング状の外壁１５に亘って
複数のフィーダブレード１６を回転方向に等間隔でほぼ
放射状姿勢に連結したもので、油圧モータ１７により回
転駆動される。
【００１９】前記回転式の土砂フィーダ１３の外壁１５
は内壁１４よりも高くなって前記底板１０とにより土砂
ホッパ１８を構成している。なお、底板１０の外側立上
り片１１を高くし、その外側立上り片１１と底板１０と
で土砂ホッパ１８としても良い。
【００２０】前記土質改良材供給装置Ｃは、土質改良材
ホッパ２０の底部に回転式の土質改良材フィーダ２１を
回転自在に設けたもので、その土質改改良材ホッパ２０
の底板２２はブラケット２３でハウジング１の上壁４に
取付けられ、その底板２２の一部分は回転式の土砂フィ
ーダ１３の一部分の上方に位置し、その部分に排出開口
部２４が形成してある。
【００２１】前記回転式の土質改良材フィーダ２１は回
転体２５にフィーダブレード２６をほぼ放射状に複数取
付けたもので、その回転体２５は電動モータ２７で回転
駆動される。
【００２２】前記土質改良材ホッパ２０の上部寄りは伸
縮可能となって高さ調整できるようにしてあり、その上
端部は開閉自在、例えば束ねて紐で連結することで閉
じ、紐を弛めて開くようにしてある。
【００２３】前記土質改良材ホッパ２０の底板２２には
カバー２８が一体的に設けられ、このカバー２８にはす
り切りブレード２９が取付けてある。
【００２４】前記すり切りブレード２９は図２に示すよ
うに、排出開口部１２よりも回転式の土砂フィーダ１３
の回転方向と反対方向寄りに設けられ、その内壁１４と
外壁１５を隣接するフィーダブレード１６より成るフィ
ーダ室３０の上方に位置し、このすり切りブレード２９
の下面とフィーダブレード１６の上面との間には若干の
隙間があり、フィーダ室３０内の土砂をすり切りしてフ
ィーダ室３０内の土砂量が一定となるようにしている。
【００２５】前記土質改良材供給装置Ｃの排出開口部２
４は図２に示すように、前記すり切りブレード２９と排
出開口部２４との中間にあるフィーダ室３０の上部に開
口し、前述のようにフィーダ室３０内の土砂の上に土質
改良材を落下供給するようにしてある。
【００２６】前記カバー２８におけるすり切りブレード
２９と排出開口部２４との中間位置に土砂供給量検出手
段、例えば土砂スイッチ３１が取付けてあり、この土砂
スイッチ３１は図３に示すように、スイッチ本体部３２
と可動部３３より成り、その可動部３３は垂直姿勢とな
ってフィーダブレード１６の上面と若干の隙間を有し、
すり切りブレード２９を通過したフィーダ室３０内の土
砂によって上方に向かって揺動され、垂直姿勢から一点
鎖線で示す姿勢までの間にはＯＦＦ、一点鎖線で示す姿
勢より二点鎖線で示す姿勢に向けて揺動するとＯＮする
ようにしてある。すなわち、フィーダ室３０内に一杯に
土砂があればＯＮ、無ければＯＦＦと判定する。なお、
可動部３３の揺動角度に応じて信号をＯＮ−ＯＦＦ信号
でなくアナログ信号として出力するようにしても良い。
【００２７】前記回転式の土質改良材フィーダ２１の排
出開口部２４よりも回転方向と反対方向寄り位置には位
置検出手段、例えばスイッチ３４が設けられ、このスイ
ッチ３４はフィーダブレード１６が排出開口部２４に接
近した時にそのフィーダブレード１６と干渉してＯＮす
るもので、前記スイッチ３４は、フィーダ室３０が排出
開口部２４に到達する若干手前の時に信号を出力する。
【００２８】図４は制御回路図であり、前記油圧モータ
１７は電磁比例切換弁４０により油圧ポンプ４１の吐出
圧油が供給され、この電磁比例切換弁４０は常時ドレー
ン位置ａで、ソレノイド４２に通電すると供給位置ｂと
なり、そのソレノイド４２はコントローラ４３により通
電制御されて開口面積が通電量に比例した値となり、油
圧モータ１７の回転速度はソレノイド４２への通電量と
比例した値となる。
【００２９】前記電動モータ２７は、インバータ等の電
流制御器４４により通電量がコントロールされて回転速
度が制御され、その電流制御器４４にはコントローラ４
３より速度指令が入力される。
【００３０】前記コントローラ４３には土砂スイッチ３
１、スイッチ３４より信号が入力されると共に、運転ス
イッチ４５、停止スイッチ４６より信号が入力され、更
に土質改良材供給量設定手段４７より土質改良材供給量
の指令値が入力される。
【００３１】前記土質改良材供給量設定手段４７はダイ
ヤル４７ａを目盛４７ｂに合せて回転することで指令電
流値を出力するポテンショメータとなっている。
【００３２】次に動作を説明する。パワーショベルのバ
ケット等により溝を掘削した土砂を土砂ホッパ１８内に
積込み、その積込んだ土砂の性質に応じてダイヤル４７
ａを回転して土質改良材供給量設定手段４７により土質
改良材供給量を設定し、その値はコントローラ４３に入
力される。
【００３３】運転スイッチ４５より起動信号をコントロ
ーラ４３に入力し、電磁比例切換弁４０のソレノイド４
２に通電して電磁比例切換弁４０を供給位置ｂとし、油
圧ポンプ４１の吐出圧油を油圧モータ１７に供給して土
砂フィーダ１３を図２の矢印方向に回転する。この時、
コントローラ４３はソレノイド４２への通電量により油
圧モータ１７の回転速度を演算し、これにより土砂フィ
ーダ３０の回転速度を演算する。なお、土砂フィーダ１
３の回転速度はセンサにより機械的に検出しても良い。
【００３４】これにより、フィーダ室３０内の土砂がす
り切りブレード２９によりすり切りされてフィーダ室３
０内の土砂量が一定量となり、さらに土砂フィーダ１３
が回転することで土砂スイッチ３１がＯＮとなりコント
ローラ４３にＯＮ信号が入力される。
【００３５】コントローラ４３は、土砂スイッチ３１の
ＯＮ信号によりフィーダ室３０内の土砂量、つまり供給
土砂量が設定量であると判断し、前述の土砂の性質に応
じた土砂改良材供給量と設定した供給土砂量に基づいた
速度指令を演算する。
【００３６】土砂フィーダ１３がさらに回転して一定量
の土砂が入ったフィーダ室３０が土質改良材フィーダ２
１の排出開口部２４に接近するとスイッチ３４がＯＮし
てコントローラ４３にＯＮ信号が入力されコントローラ
４３は土砂フィーダ１３の回転速度及びスイッチ３４と
排出開口部２４との間に距離に基づいてフィーダ室３０
が排出開口部２４に到達するまでの時間を演算する。
【００３７】コントローラ４３はスイッチ３４がＯＮし
てから前記時間が経過したら、前記演算した速度指令を
電流制御器４４に出力し、電動モータ２７を速度指令に
基づいた回転速度で回転し、排出開口部２４より落下供
給される土質改良材の量を回転速度に応じた値とし、こ
れと同時にソレノイド４２への通電量を制御して電磁比
例切換弁４０の開口面積を増減して土砂フィーダ１３を
土質改良材フィーダ２１と同じ速度比で回転する。これ
により前記フィーダ室３０の土砂の上に所定の量の土質
改良材が供給され、その後に土砂フィーダ１３がさらに
回転することで排出開口部１２より解砕混合機Ａ内に土
砂と土質改良材が所定の比率で投入されて混合撹拌され
て土質改良される。
【００３８】土砂ホッパ１６内の土砂量が減少したり、
土砂ホッパ１８内に土砂を間欠的に積込みする場合には
フィーダ室３０内の土砂量が少なく、すり切りブレード
２９を通過した後に一定量とならないので、土砂スイッ
チ３１がＯＮしないでＯＦＦのままとなる。
【００３９】コントローラ４３は土砂スイッチ３１がＯ
ＦＦなので土砂供給量が設定量にたりないと判断し、速
度指令を遅くして電動モータ２７の回転速度を遅くす
る。
【００４０】これにより、改良材供給量が減少するので
解砕混合機Ａに投入される土砂量と土質改良材の比率が
前述の所定の比率と同一となるので、土質改良した土砂
のＣＢＲ値が同一となる。
【００４１】以上の説明では土砂供給量を設定量または
設定量以下として検出したが、土砂供給量は設定量から
ゼロまで連続して検出する場合には、その土砂供給量に
応じて土質改良材フィーダ２１の回転速度を演算し、電
動モータ２７への通電量をコントロールして土質改良材
の供給量を設定値からゼロまで連続して制御すると共
に、土砂フィーダ１３の回転速度も同様に制御すれば良
い。
【００４２】また、土砂ホッパ１８内に積込みする土砂
の性質が変化した場合にはダイヤル４７ａを回転して土
質改良材供給量を再設定する。
【００４３】
【発明の効果】第１の発明によれば、土砂の性質が変化
した場合には設定手段により土質改良材供給量を設定で
きるし、土砂供給量が変化した場合にも土質改良材供給
量を制御するので、土砂の性質及び土砂供給量に対応し
た土質改良材を解砕混合機に投入して土質改良した土砂
のＣＢＲ値を適正な値にできる。
【００４４】第２の発明によれば、土砂フィーダ１３の
フィーダ室３０内の土砂の上に土質改良材を供給して土
砂と土質改良材を同時に解砕混合機Ａ内に投入して土質
改良できる。また、土砂の性質に応じて土質改良材フィ
ーダ２１の回転速度を設定できるし、土砂供給量に応じ
て土質改良材２１の回転速度を制御するので、土砂の性
質及び土砂供給量に見合う量の土質改良材を混合材Ａに
投入して土質改良した土砂のＣＢＲ値を適正な値にでき
る。
【００４５】第３の発明によれば、フィーダ室３０内の
土砂量を一定量にできるし、そのフィーダ室３０が土質
改良材ホッパ２０の排出開口部２４に到達した時に土質
改良材フィーダ２１を所定の速度で回転するから、土質
改良材の供給量がフィーダ室３０内の土砂量に見合う正
しい値となり、土質改良した土砂のＣＢＲ値を適正な値
にできる。
【００４６】第４の発明によれば、土砂フィーダ１３と
土質改良材フィーダ２１が同一の速度比で回転するか
ら、フィーダ室３０内の土砂の上に均一に土質改良材が
供給され、土質改良した土砂のＣＢＲ値がより一層適正
な値となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】土質改良機械の縦断面図である。
【図２】土質改良機械の平面図である。
【図３】土砂スイッチ取付部の縦断面図である。
【図４】制御回路図である。
【符号の説明】
Ａ…解砕混合機 Ｂ…土砂供給装置 Ｃ…土質改良機供給装置 １…ハウジング ５…開口部 １２…排出開口部 １３…土砂フィーダ １６…フィーダブレード １７…油圧モータ １８…土砂ホッパ ２０…土質改良材ホッパ ２１…土質改良材フィーダ ２４…排出開口部 ２７…電動モータ ３０…フィーダ室 ３１…土砂スイッチ ３４…スイッチ ４０…電磁比例切換弁 ４２…ソレノイド ４３…コントローラ ４４…電流制御器 ４５…運転スイッチ ４６…停止スイッチ ４７…土質改良材供給量設定手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ０９Ｋ 103:00

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 解砕混合機Ａと、この解砕混合機Ａに土
    砂を供給する土砂供給装置Ｂと、この土砂供給装置Ｂに
    土質改良材を供給する土質改良材供給装置Ｃを備えた土
    質改良機械において、 前記土砂供給装置Ｂの土砂供給量を検出する手段と、前
    記土質改良材供給装置Ｃの土質改良材供給量を任意に設
    定する手段と、この設定手段により設定した値と前記検
    出手段で検出した値に基づいて土質改良機供給量を制御
    する手段を設けたことを特徴とする土質改良機械の制御
    装置。
  2. 【請求項２】 底部に排出開口部１２を有する土砂ホッ
    パ１８内に、複数のフィーダ室３０を有する土砂フィー
    ダ１３を駆動源により回転自在に設けて土砂供給装置Ｂ
    とし、この排出開口部１２を解砕混合機Ａの開口部５の
    上方に位置させ、 底部に排出開口部２４を有する土質改良材ホッパ２０内
    に土質改良材フィーダ２１を駆動源により回転自在に設
    けて土質改良機供給装置Ｃとし、 前記土砂供給装置Ｂの上に土質改良機供給装置Ｃを、そ
    の排出開口部２４が排出開口部１２よりも土砂フィーダ
    １３の回転方向と反対方向に位置して設け、 前記土質改良材供給装置Ｃの排出開口部２４よりも土砂
    フィーダ１３の回転方向と反対方向寄り位置に、前記フ
    ィーダ室３０内の土砂量を検出する手段を設け、 前記土質改良材フィーダ２１の駆動源の回転速度を任意
    に設定する手段と、この設定値と前記検出した土砂量と
    に基づいて土質改良材供給量を演算し、その値に基づい
    て駆動源の回転速度を制御するコントローラ４３と設け
    たことを特徴とする土質改良機械の制御装置。
  3. 【請求項３】 前記土質改良材ホッパ２０の排出開口部
    ２４よりも土砂フィーダ１３の回転方向と反対方向寄り
    位置に、フィーダ室３０内の土砂量を一定量とするすり
    切りブレード２９を設け、すり切りブレード２９と前記
    排出開口部２４との間の位置に、前記すり切りブレード
    ２９を通過したフィーダ室３０内の土砂量を検出する手
    段を設け、 前記コントローラ４３を、前記検出手段よりの検出信号
    と土砂フィーダ回転速度よりフィーダ室３０が排出開口
    部２４に到達する時間を演算する機能と、その時間経過
    後に土質改良材フィーダ２１の駆動源の回転速度を演算
    した値とする機能を有するものとした請求項２記載の土
    質改良機械の制御装置。
  4. 【請求項４】 前記コントローラ４３を、土質改良材フ
    ィーダ２１の駆動源の回転速度と同時に土砂フィーダ１
    ３の駆動源の回転速度を制御して両方のフィーダを同一
    の速度比で回転するようにした請求項３記載の土質改良
    機械の制御装置。
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