JP2000328598A - 土壌混合改良機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 原料の選別、攪拌・混合、硬の一連の工程の全体的な生
産効率を高め、作業環境を良くする。 【構成】選別、混合、解砕の一連の工程で、粘質土石中
の石を分離し、その分離土に硬化材を混和して、硬質土
壌に改良する。バイブレーティンググリッド２から排出
されたベルトコンベヤ３上の原料の流量を一定にするた
めの堰板からなる定流量装置を配置した。また、硬化材
の飛散を防ぐために混合攪拌装置５の近傍を界面活性剤
の泡によりカバーするための泡発生器７を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土質を改良する土
壌（又は土質ともいう。）混合改良機に関する。特に、
主として建設・土木残土として発生する土壌の選別、解
砕、及び固化材との混合を連続的に行い、改良土として
再利用するための土壌混合改良機に関する。

【０００２】

【従来の技術】土木、建築等の工事で掘削され地上に排
出される掘削残土は、その再利用が望まれている。特
に、Ａ層、Ｂ層（農業では土壌と呼ぶ。）の掘削された
残土は、大量の水又は雨を含むと泥状になるため、その
掘削残土はそのまま再利用して埋め立てのために用いる
と、地盤が軟弱化する。このような粘土質の土壌（以
下、粘質土、又は原料ともいう。）は、これに生石灰、
セメント等の固化材が混合され、硬質化される。地盤改
良材である生石灰、セメント等と水分と空気の化学反応
により、粘土質の硬化が可能である。このような土壌改
良が、広く行われている。

【０００３】このような粘質土壌のふるいによる選別、
選別後の土壌と固化材の混合・攪拌、その混合攪拌によ
る両者の硬化反応からなる工程が掘削現場で一連に行わ
れることが、土壌（土質）改良のための施工工事として
重要である。また、分離後の固化材と粘質土との硬化反
応の有効な促進も重要である。硬化反応の促進は、粘質
土と固化材の混合・攪拌だけでなく、空気との反応に必
要な空気の混入にも大きく依存する。高い選別効率が望
まれると同時に、硬化反応の促進が望まれている。

【０００４】従来の土壌混合改良機は、固化材を混合す
るときに粉体である固化材が粉塵とし周囲に飛び散るこ
とは避けられない。土壌改良は建設・土木現場で行うこ
とが多く、特に風が強いときに周辺に人家があるときは
問題がある。また、従来の土壌改良機は、建設・土木残
土の投入口と、改良後の土壌の排出口は離れているので
作業性にも問題があった。

【０００５】従来の土壌混合改良機は、粘質土を扱うこ
とからこれらの粘質土が機械に粘着し機械の劣化を早め
る。このために、使用後は可能な限り付着した粘質土を
除去すべく清掃した方が良いが、機構が入り組んでいる
ために清掃に時間を要する。特に、コンベヤのテールプ
ーリに付着した粘質土を除去するのは困難であるので、
可能な限り付着しない構造が良い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
技術的背景に基づいてなされたものであり次のような目
的を達成することができる。本発明の目的は、作業性が
良い土壌混合改良機を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、作業環境が良い土壌
混合改良機を提供することにある。本発明の更に他の目
的は、清掃が容易な土壌混合改良機を提供することにあ
る。本発明の更に他の目的は、正確な固化材の配合割合
が得られる壌混合改良機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以下、前項の目的を達成
するために本発明、以下のような手段を採用する。本発
明の土壌混合改良機は、原料をふるいで選別し、異物を
除去するためのふるいと、前記ふるい選別された原料に
固化材を添加するための固化材供給装置と、前記固化材
が添加された原料を回転する混合攪拌羽根で攪拌混合す
るための混合攪拌装置と、前記混合攪拌された原料を解
し解砕するための解砕機と、前記ふるいから排出された
原料を前記固化材供給装置、前記混合攪拌装置及び前記
解砕機に移送するためのベルトコンベヤとからなる土壌
混合改良機において、前記ふるいから排出された前記ベ
ルトコンベヤ上の原料の流量を一定にするための定流量
装置とからなる。

【０００９】又、他の本発明の土壌混合改良機は、原料
をふるいで選別し、異物を除去するためのふるいと、前
記ふるい選別された原料に固化材を添加するための固化
材供給装置と、前記固化材が添加された原料を回転する
混合攪拌羽根で攪拌混合するための混合攪拌装置と、前
記混合攪拌された原料を解し解砕するための解砕機と、
前記ふるいから排出された原料を前記固化材供給装置、
前記混合攪拌装置及び前記解砕機に移送するためのベル
トコンベヤとからなる土壌混合改良機において、前記混
合攪拌装置の近傍を界面活性剤の泡によりカバーするた
めの泡発生器とを備えている。

【００１０】作業性を良くするために前記解砕機から排
出された改良土を移送する排出コンベヤを配置すると良
い。前記ふるいは、振動ふるい等の公知のふるいを粘質
土の場合に用いると効果的である。また、前記した硬化
材とは、土木用の各種セメント、農業用の石灰、土壌改
良材等の地盤改良剤も含む概念である。

【００１１】前記定流量装置は、前記ベルトコンベヤ上
を流れる原料の流れを一定流量に制限する堰板であると
良い。簡易な構造で流量を制御できる利点がある。具体
的に前記堰板は、一定の流量以下に制限する固定堰板
と、流量を制御する可動堰板とからなると良い。この可
動堰板の上下駆動は、位置が制御できる油圧シリンダ、
空気圧シリンダ、ネジとサーボモータによる駆動、電磁
力による駆動等公知の駆動手段が望ましい。

【００１２】前記定流量装置から出た原料が前記ベルト
コンベヤに流れているか否かを検知するための原料通過
センサーを配置すると良い。原料通過センサーは、検知
バーによるもの、超音波によるもの原料の通過を光でセ
ンシングする光透過センサー等の公知のセンサーを用い
る。前記原料通過センサーの信号により、前記固化材供
給装置による固化材の供給量を制御する制御装置を備え
ている。制御装置は、プログラム可能なシーケンサ、汎
用コンピュータ、リレー回路等公知の制御装置が適用可
能である。

【００１３】前記混合攪拌装置は、前記攪拌羽根に過負
荷が発生したときに前記ベルトコンベヤ上から遠ざかる
方向に移動する退避機構を備えたものである。この退避
機構は、スプリングで支持するものであっても良い。ス
プリングの使用により振動を発生するときは、ダンパを
併用すると良い。前記混合攪拌羽根は、回転方向に湾曲
する凸部を備え、前記混合攪拌羽根の先端に攪拌用の爪
を備えている。凸部側から回転させると攪拌混合の抵抗
が少ない。爪は、攪拌・混合を効率化する。

【００１４】前記ベルトコンベヤの下部に配置されゴム
ベルトが掛け渡されたテールプーリは、前記ゴムベルト
が接する前記テールプーリの周面の一部のみの部分円筒
が形成されている。このために原料が挟まっても、自動
的に排出される。また、清掃が容易となる。具体的には
前記テールプーリは、軸線方向の略中心に円筒部が形成
され、前記円筒部の両側に前記部分円筒が形成されたも
のであると良い。

【００１５】前記解砕機は、回転駆動される軸の外周に
原料を切断するカッターを備えたロータリーカッタと、
前記ロータリーカッタの解砕により飛ばされた原料を受
け止め揺動自在に支持された反発板と、前記反発板の揺
動を支持し、減衰機能を備えたスプリングとからなる。

【００１６】前記反発板の原料が衝突する面をカバーす
る弾性部材と、前記弾性部材と前記反発板との間に封入
された流体とから構成すると良い。前記流体とは、水、
シリコン、各種ゲルが衝突の緩衝として良い。前記固化
材供給装置は、前記定流量装置により制御される原料の
流量により固化材の添加量が制御されるものである。硬
化材が適量添加できるので無駄が少なくなり改良土の品
質も向上する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図に一致させて本発明によ
る実施の形態を記述する。図１は、本発明による土壌混
合改良機のシステムの全体構成を示す側面図である。図
２は、図１の平面図である。図３は、土壌混合改良機内
で粘質土から改良土になるまでの原料の流れを示す断面
図である。土壌混合改良機は、基台１の一端にはバイブ
レーティンググリッド２が搭載されている。

【００１８】バイブレーティンググリッド２は、上部の
ホッパー２２から投入された粘質土、石等を含む原料を
選別するための振動ふるいである。選別された粘質土
は、バイブレーティンググリッド２の下に排出されその
下部に配置されたベルトコンベヤ３で移送される。移送
中の粘質土の上に固化材供給装置４から固化材がその流
量に応じて供給される。

【００１９】供給された固化材と粘質土は、攪拌翼を備
えた混合攪拌機５により攪拌混合される。このとき、固
化材により粉塵が飛散するのを防止するのが発泡器７で
ある。発泡器７は、界面活性剤を発泡させて固化材供給
装置４の排出位置と混合攪拌機５の攪拌翼の近傍を泡で
カバーして固化材の飛散を防ぐ。

【００２０】固化材が混合された粘質土は、解砕機６に
送られて固化した粘質土は解砕される。解砕機６は、空
気の混入を促進し、粘質土を細かく解するためのもので
ある。解砕された粘質土Ｃは、排出コンベヤ８に載せら
れて土壌混合改良機の外に改良土として排出される。以
下、土壌混合改良機を構成する機器毎にその構造、機能
を説明する。

【００２１】［バイブレーティンググリッド２］図４
は、バイブレーティンググリッド２の左側面図である。
バイブレーティンググリッド２は、グりッド支持台１１
に搭載されている。グリッド支持台１１は、機台１２の
上に搭載されている。グリッド支持台１１と機台１２と
は、前方（図１で左方）で揺動軸１３で揺動自在に支持
されている。従って、グリッド支持台１１を揺動軸１３
を中心に揺動させることにより、前方に傾斜させること
ができる。

【００２２】グリッド支持台１１は、機台１２との間の
両側面に配置された２本の油圧シリンダ１４により駆動
される。油圧シリンダ１４の下端は、機台１２に揺動自
在に支持されている。油圧シリンダ１４のピントンロッ
ドは、グリッド支持台１１の側面に揺動自在に支持され
ている。結局、グリッド支持台１１は、機台１２上に揺
動軸１３で揺動自在に支持されている。この揺動軸１３
による揺動支持により、グリッド支持台１１は機台１２
に対して予め決められた所望の傾斜角度位置に油圧シリ
ンダ１４により駆動され、その位置でロック機構により
ロックされその傾斜位置で保持される。

【００２３】グリッド支持台１１の上には、４個の鉛直
方向から傾斜した台形状の弾性機構支持台１５が配置さ
れている。この上部に弾性支持機構１６を介してバイブ
レーティンググリッド２が搭載されている。弾性支持機
構１６は、全体として圧縮弾性機構であり、バイブレー
ティンググリッド２をこの上に搭載し、上下動自在に支
持する。バイブレーティンググリッド２のグリッド本体
２０は、上の天板と底板がない箱状の形をしたものであ
る。グリッド本体２０の対向する側の側板には、公知の
加振機２１が搭載されており、これは内蔵するモータに
よりウェイトを回転させて振動を発生するものである。

【００２４】グリッド本体２０の最上部には角錐状のホ
ッパー２２が構成されている。ホッパー２２は、被ふる
い物である原料を上部から受け入れ下部へ円滑に流下さ
せるためのものである。ホッパー２２の一辺は、形成さ
れてなく上部排出口２３を構成するために開放されてい
る。上部排出口２３は、後述するバーふるい（篩）から
除かれた大きな異物を除去するためのものである。

【００２５】機台１２は、固定足２４で基台１上にボル
ト（図示せず）で固定されている。従って、バイブレー
ティンググリッド２は、ボルトを外すことにより、９０
度単位で任意の方向に基台１上で向きを変えることがで
きる。後述すような土壌混合改良機の配置のときにこの
機能を仕様する（図２０参照）。

【００２６】［ふるい２５］図４は、グリッド本体の左
側面図である。グリッド本体２０の内部には、上下２段
にふるいが配置されている。上部に配置された上段ふる
い２６は、比較的大きな異物を除去するためのふるいで
あり、下部に配置された下段ふるい２７は比較的小さな
異物を除去するためのふるいである。

【００２７】上段ふるい２６は、前方側の下流バーふる
い２８、後方側の上流バーふるい２７からなる（図２参
照）。上流バーふるい２７と下流バーふるい２８とは段
差を有して配置されている。上流バーふるい２７が平行
に複数個が配置固定されている。単体の上流バーふるい
２７は、その頂部には頂板３０が配置されている。頂板
３０は、細長い金属の板材で作られており、その先端は
テーパー状に細く形成されている。

【００２８】頂板３０の下面には、その長手方向に板材
である支持板３１の上面が一体に固定されている。支持
板３１の下端の後方位置と前方位置は、それぞれ固定板
３２に固定されている。固定板３２は、後方位置と前方
位置のクロス部材３３の上面に固定されている。

【００２９】これと同一構造の下流バーふるい２８が配
置固定されている。上流バーふるい２７と下流バーふる
い２８の上面は上下方向に段差を有している。この段差
により、後方位置（被ふるい物の投入側）に投入された
被ふるい物である原料はふるわれながら、下流側の下流
バーふるい２８上に落下するので、ふるい効率が良くな
る。

【００３０】グリッド本体２０の下部には、織網である
下段ふるい２７が配置されている。下段ふるい２７は、
上段ふるい２６を通過した被ふるい物をさらにふるいに
かけるものである。これを通過したものは落下し、通過
しないものは下段排出口３５から排出される。これを通
過したものは、落下口３６からベルトコンベヤ３上に落
下する。

【００３１】［ベルトコンベヤ３］ベルトコンベヤ３
は、バイブレーティンググリッド２の下部から落下した
粘質土Ｃを受け止めて上方に移送するためのものであ
る。ベルトコンベヤ３は、テールプーリ４０、ゴムベル
ト４１、ゴムベルト４１を中間で支持する補助プーリ、
駆動プーリ、駆動プーリを回転駆動するモータ（図示せ
ず）等から構成されている。モータは、インバータを介
して回転速度、即ちゴムベルトや４１の速度が制御され
る。

【００３２】テールプーリ４０のプーリ軸４２は、ベル
トコンベヤ３の下部に位置し、ベルトコンベヤ３の本体
に固定された軸受で回転自在に支持されている。図５
（ａ）は、テールプーリ４０の断面図である。図５
（ｂ）は、図５（ａ）の右側面図である。図５（ｃ）
は、部分円筒部分の側面図である。プーリ軸４２の中心
には、全体の長さ（Ｗ）の約１／３の円筒部４３が配置
固定されている。円筒部４３の両側面にはフランジ４４
が配置され、円筒部４３とプーリ軸４２に溶接により固
定されている。

【００３３】円筒部４３は、通常のゴムベルト４１のた
めのプーリとなる部分である。円筒部４３とフランジ４
４に囲まれた内部の円筒空間４５は、閉じられた空間で
ある。円筒空間４５には粘質土Ｃが侵入することはな
い。円筒空間４５の両側でプーリ軸４２の外周の等角度
間隔位置の４ヶ所には、板状のリブ４６が配置固定され
ている。

【００３４】リブ４６は、プーリ軸４２の軸線を含む面
内に配置されている。リブ４６の最外周には、部分円筒
（実用上は平面でも良い。）４７が固定されている。部
分円筒４７に囲まれているリブ空間４８は、開放されて
いる。図６（ａ）は、粘質土の噛み込み状況を示すテー
ルプーリの断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の右
側面図である。

【００３５】図に示すように円筒部４３に粘質土Ｃを噛
み込んでもゴムベルト４１の圧力によって、粘質土Ｃは
円筒部４３の外周に加圧されるので、粘質土Ｃはこの圧
力によりリブ空間４８に押し出される。リブ空間４８に
押し出された粘質土Ｃは、テールプーリ４０の回転によ
り転動して排出される。仮に、排出が充分でなくてもリ
ブ空間４８があるので清掃が容易である。

【００３６】［定流量装置５０］図７は、粘質土Ｃの流
量を一定にするための定流量装置５０の正面図である。
定流量装置５０は、バイブレーティンググリッド２と固
化材供給装置４との間に配置されている。バイブレーテ
ィンググリッド２に原料がバックホー等の重機のバケッ
トで投入されるが、必ずしも作業の都合により投入量が
一定になるわけでもなく、原料の性質等によってもバイ
ブレーティンググリッド２の処理量も変化する。

【００３７】このために、後処理工程を処理能力一杯に
維持し、その能力を最大限発揮させるために定流量装置
５０を配置したものである。粘質土Ｃの流れを制限する
ものではあるが、結果として土壌混合改良機システム全
体の稼働率を向上させる。ベルトコンベヤ３のゴムベル
ト４１の上に、これを横断する方向に固定堰板５１が基
台１に固定配置されている。

【００３８】固定堰板５１は、上部は半矩形の形をして
おり、下部は矩形の切欠き５２が形成されている。固定
堰板５１の下端とゴムベルト４１とで区画しているの
で、河川の水の流れ等に用いられ堰と同様に、ベルトコ
ンベヤ３の流れが既知であると切欠き５２とゴムベルト
４１とで囲まれる面積が粘質土Ｃの流量となる。固定堰
板５１には、可動堰板５３が上下動自在に案内されて配
置されている。

【００３９】可動堰板５３は、固定堰板５１の切欠き５
２を塞ぐように配置されているので、可動堰板５３の上
下位置で実際の粘質土Ｃの流量は決定される。可動堰板
５３の上部には、シリンダ５４のピストンロッド５５の
先端が連結されている。シリンダ５４は、基台１に固定
されている。シリンダ５４に圧油を供給することによ
り、ピストンロッド５５は上下動される。

【００４０】本例では、ステップ状に４段階に可動堰板
５３の位置を選択できる。なお、可動堰板５３を周知の
機構であるネジ機構とこれを回転駆動するサーボモータ
機構により、無段階に上下位置を制御するものであって
も良い。この制御は後述するように制御装置で行う。

【００４１】［原料通過センサー６０］図８は、原料通
過センサー６０の側面図である。原料通過センサー６０
は、ベルトコンベヤ３のゴムベルト４１上に搭載された
原料があるか否かを検知するためのセンサーである。前
述したように作業の都合等の理由で、常に粘質土Ｃが流
れているとは限らない。粘質土Ｃがベルトコンベヤ３上
にないのに固化材供給装置４から固化材が供給されるの
を防ぐために、原料通過センサー６０によりセンシング
する。

【００４２】センサー揺動軸６１は、ベルトコンベヤ３
の上を横切る方向に配置されている。センサー揺動軸６
１の両端は、基台１に固定された軸受（図示せず）に揺
動自在に支持されている。両軸受の中間のセンサー揺動
軸６１には、この軸線方向と直交する方向に複数の検知
棒６２の一端が固定されている。

【００４３】検知棒６２の先端は、ベルトコンベヤ３の
ゴムベルト４１上の粘質土Ｃに接触するように配置され
ている。ゴムベルト４１上に粘質土Ｃがないときは、検
知棒６２の重力により下方に垂れ下がりセンサー揺動軸
６１もこれに伴って揺動する。このセンサー揺動軸６１
の揺動をリミットスイッチ、非接触センサー等で検知し
てゴムベルト４１上に粘質土Ｃがあるか否かを検知す
る。

【００４４】なお、前述した原料通過センサー６０に換
えて、超音波で粘質土Ｃを検知するもの、ベルトコンベ
ヤ３のゴムベルト４１の裏面に重量計を配置し粘質土Ｃ
を検知するもの、光の透過で粘質土Ｃを検知するもの等
のように他の方法で検知するものであっても良い。

【００４５】［固化材供給装置４］図９は、固化材供給
装置４の正面図である。固化材供給装置４は、粘質土Ｃ
に固化材を上からその流量に応じて散布するためのもの
である。固化材タンク６５は、円筒のタンクでありその
内部に固化材が充填されている。固化材タンク６５の下
部には、本例では３本の螺旋羽根６６が平行に配置され
ている。螺旋羽根６６は、固化材を一定流量づつ固化材
タンク６５から排出するためのものである。

【００４６】各螺旋羽根６６の軸６７の一端には、スプ
ロケットが固定され、このスプロケット間にはチェーン
６８が掛け渡してある。従って、３本の螺旋羽根６６
は、連動して同時駆動される。一端に配置された螺旋羽
根６６には、更にスプロケット、チェーン６９、スプロ
ケット等の動力伝達機構を介して、これを駆動するモー
タ７０に連結されている。

【００４７】結局、モータ７０により、螺旋羽根６６
は、固化材タンク６５の固化材を排出口６３から落下さ
せて粘質土Ｃの上に散布する。モータ７０は、インバー
タを介してさの回転速度は制御されているので、螺旋羽
根６６の回転速度は制御可能である。固化材の散布量は
モータ７０の回転速度により変えることができるもので
ある。本例では、単位時間当たり５０kg/m³ないし２０
０kg/m³の範囲でその流量を制御できる。

【００４８】［混合攪拌機５］図１０は、混合攪拌機５
の側面図である。混合攪拌機５は、固化材と粘質土Ｃを
均一になるように混合攪拌するためのものある。ベルト
コンベヤ３の上を横切る方向に混合攪拌羽根８０が配置
されている。混合攪拌羽根８０の回転駆動軸７７の両端
は、可動フレーム７５に固定された軸受（図示せず）に
より回転自在に支持されている。回転駆動軸７７には、
後述するように複数の羽根が配置されている。混合攪拌
羽根８０は、上部を半円筒状のカバー７４で覆われてい
る。

【００４９】可動フレーム７５は、門形のフレームであ
りベルトコンベヤ３の上を横切る方向に配置されてい
る。可動フレーム７５の両端の支柱は、ガイド７１によ
り上下動自在に設けられている。可動フレーム７５は、
スプリング７６により基台１に支持されている。従っ
て、混合攪拌羽根８０に何らかの力が働いたら、可動フ
レーム７５と共に上方に退避する。

【００５０】回転駆動軸７７は、スプロケット、チェー
ン等の回転動力伝達機構７８を介してモータ７９により
回転駆動される。図１１は、混合攪拌羽根８０の正面図
である。図１２は、図１１のXII−XII線で切断したとき
の断面図である。図１３は、図１１のXIII−XIII線で切
断したときの断面図である。

【００５１】回転駆動軸７７には、その軸線方向に一定
間隔に２枚１組で攪拌翼固定円板８１が一定間隔で固定
配置されている。２枚の攪拌翼固定円板８１の間には、
攪拌翼７２の基端がボルト８２により着脱固定自在に配
置されている。２枚の攪拌翼固定円板８１で挟んで攪拌
翼７２の基端を固定する。

【００５２】攪拌翼７２は、概略円弧状の形をしたもの
であり、その凸部８４側に回転される。この方向に回転
させることにより、石等の異物があっても粘質土Ｃの抵
抗が少なく、その回転軸線の直交する面で切断する。攪
拌翼７２の先端には、板状の爪８３が固定されている。
爪８３は、粘質土Ｃを攪拌混合するためのものである。
攪拌翼７２の凸部８４で粘質土Ｃを切断した後、爪８３
で粘質土Ｃを混合攪拌する。

【００５３】［発泡器７］図１４は、発泡器７の断面図
である。発泡器７は、主に混合攪拌機５の周囲を泡で包
んで固化材の飛散を防ぐためのものである。発泡剤とし
ては界面活性剤を使用する。界面活性剤は、セメントに
混合して減水剤としても使用されているものであり、円
滑な混合攪拌を助ける作用もあるので、より土壌混合改
良機に使用すると効果的である。

【００５４】発泡器７の本体は、円筒状の円筒本体９０
を備えている。円筒本体９０の後部端面は、空気を取り
入れるために開口８９が形成されている。円筒本体９０
の中心部には、電動モータ９１が配置されている。電動
モータ９１の本体外周と円筒本体９０の内周面との間に
は、板状の固定翼９２が配置されている。

【００５５】固定翼９２は、円筒本体９０の中心から半
径方向に複数配置されている。従って、固定翼９２は、
開口８９からの空気を整流して取り入れる。電動モータ
９１の出力軸９３には、回転ファン９４が連結固定され
ている。円筒本体９０の先端面には、金網９５が配置さ
れている。金網９５は、液状の界面活性剤から泡を作る
ためのものである。

【００５６】回転ファン９４と金網９５との間には、ノ
ズル９６が配置されている。ノズル９６には、配管８８
を介して加圧された界面活性剤が供給される。ノズル９
６は、金網９５に噴霧により界面活性剤を供給する。配
管８８内の界面活性剤の圧力は、圧力計９７により監視
できる。また、ノズル９６への界面活性剤のオンオフの
制御は、電磁弁９８で行う。従って、必要以上の泡を発
生させなてために、電磁弁９８、及び電動モータ９１の
オンオフを制御すれば良い。

【００５７】［解砕機６］図１５は、解砕機６の側面図
である。図１６は、解砕機のロータリーカッタ１０２の
正面図である。図１７（ａ）は、ロータリーカッタ１０
２の第１カッタ１２５の拡大図である。図１７（ｂ）
は、ロータリーカッタ１０２の第２カッタ１２１の拡大
図である。解砕機６は、解砕室ケーシング１００を備え
ている。解砕室ケーシング１００の中の解砕空間に、ロ
ータリーカッタ１０２が設けられている。

【００５８】ロータリーカッタ１０２は、解砕用駆動モ
ータ（図示せず）と回転駆動軸１０３とから構成されて
いる。回転駆動軸１０３は、後述するように第１カッタ
１２５、第２カッタ１２１を備えている。第１カッタ１
２５、及び第２カッタ１２１は、大きい遠心力エネルギ
ーが、１カ所に集中するように、外端部分の質量が大き
くなるように分銅形状に形成されている。回転駆動軸１
０３には、その軸線方向にカッタ固定円板１２２が等間
隔に配列固定されている。

【００５９】このカッタ固定円板１２２を貫通するよう
に、円周方向等角度間隔、即ち９０度間隔に４本のカッ
タ揺動軸１２３が配置されている。第１カッタ１２５と
第２カッタ１２１の端部は、交互にカッタ揺動軸１２３
に揺動自在に結合されている。第１カッタ１２５と第２
カッタ１２１は、粘質土Ｃから抵抗を受けない限り、カ
ッタ揺動軸１２３に対して相対的に回転運動することは
ない。解砕用駆動モータは、速度可変のインバータモー
タであり、逆転可能である。

【００６０】図１７（ａ）に示されるように第１カッタ
１２５は、３枚一組で使用される。第１カッタは、主に
回転駆動軸１０４の軸線と直交する面で粘質土Ｃを切断
するものである。第１カッタには、貫通孔である孔１２
６が開けられている。これは、第１カッタ表面に粘質土
Ｃの付着を防止するためのものである。

【００６１】図に示されるように第２カッタ１２１は、
２枚の板で作られその先端は連結部１２４で連結されて
いる。連結部１２４は、回転駆動軸１０４の軸線を中心
とする円筒面で切断するためのものである。

【００６２】［反発板１１０］図１５に示すように解砕
室ケーシング１００の解砕空間１０１には、反発板１１
０が設けられている。反発板１１０の一端は、揺動軸１
１５を中心に揺動自在に設けられている。反発板１１０
は、自然の状態ではロータリーカッタ１０２側に近づく
方向に揺動する。反発板１１０の他端は、ロープ１１６
の一端が連結され、ロープ１１６の他端は解砕室ケーシ
ング１００に連結されている。

【００６３】反発板１１０には、揺動バー１１７の一端
が固定されている。揺動バー１１７の他端と解砕室ケー
シング１００との間にはスプリング１１８が介在されて
いる。スプリング１１８は、内部にダンパ（図示せず）
を内蔵している。すなわち、反発板１１０に粘質土Ｃが
衝突してスプリング１１８が圧縮、又は伸ばされて振動
する。これを防ぐために摩擦を与えて振動を減衰させる
ものである。

【００６４】反発板１１０の衝突面１１１にはゴム製の
弾性ライニング材１１２が張られている。ゴム製である
から粘質土Ｃの衝突の衝撃を和らげることができる。弾
性ライニング材１１２と反発板１１０の間には、液状の
シリコン１１３が封入されている。粘質土Ｃの衝突の衝
撃を和らげるには、弾性ライニング材１１２のみでも良
いがシリコン１１３により、より衝突表面の弾性が良く
なるので粘質土Ｃが付着ににくい。また、シリコン１１
３に換えて、衝突を緩和するためのエネルギー吸収材、
例えば水、空気、各種ゲル状物でも良い。

【００６５】反発板１１０の衝突面１１１は、回転駆動
軸１０３の回転軸心線に直交する放射方向線に対して概
ね直交するように配置されている。第１カッタ１２５と
第２カッタ１２１に付着するが大きい遠心力により振り
離されるので、粘質土Ｃは概ねその衝突面１１１に直角
でないある角度を持って衝突しそこから反射して散乱す
る。

【００６６】［固化材供給制御装置１４０］図１８は、
固化材供給制御装置１４０の機能ブロック図である。固
化材供給制御装置１４０は、バイブレーティンググリッ
ド２で処理された粘質土Ｃの処理量に応じて最適な量の
固化材の量を制御するためのものである。固化材供給制
御装置１４０は、シーケンサと呼ばれるものでプログラ
ムにより自由に論理の組合わせを設定できるシーケンス
制御専用のコントローラである。

【００６７】固化材供給制御装置１４０には、ベルトコ
ンベヤ３のゴムベルト４１を駆動するためのモータ１４
３がインバータ１４２を介して接続されている。ゴムベ
ルト４１の速度は、インバータ１４２により任意の速度
で変えることができる。原料通過センサー６０は、ベル
トコンベヤ３上に粘質土Ｃがあるか否かを検知するため
のものであり、そのスイッチにより粘質土Ｃの存否を検
知できる。

【００６８】定流量装置５０の可動堰板５３は、シリン
ダ５４によって駆動されるが、この可動堰板５３の上下
位置によって粘質土Ｃの流量は定まる。多段階（本例で
は４位置）に位置選択できるシリンダ５４を使用してい
る。固化材供給制御装置１４０は、可動堰板５３の位置
情報をシリンダ５４の作動位置を制御するシリンダ制御
装置１４４から受け取る。固化材供給装置４のモータ７
０は、インバータ１４５を介して、起動、停止、及び回
転速度が制御される。

【００６９】図１９は、固化材供給制御装置１４０の機
能の概要を示すフロー図である。固化材供給制御装置１
４０の作動がスタートすると、可動堰板５３の位置情報
をシリンダ制御装置１４４から読み込む。可動堰板５３
の位置はオペレータが原料の状況により選択する。次
に、ベルトコンベヤ３のゴムベルト４１の現在の速度を
インバータ１４２から読み込む。

【００７０】なお、ベルトコンベヤ３のゴムベルト４１
の速度は、オペレータが原料の状況等から任意の速度に
する。ゴムベルト４１の現在の速度を読み込んだら、ベ
ルトコンベヤ３上に粘質土Ｃがあるか否かを検知する。
ベルトコンベヤ３上に粘質土Ｃがなければ、元のステッ
プに戻り、あれば予め設定された固化材の混合割合から
計算される固化材供給装置４のモータ７０の回転速度を
計算し決定する。

【００７１】この計算が終了すれば、固化材供給装置４
のモータ７０を起動させて固化材をベルトコンベヤ３上
の粘質土Ｃ上に散布する。更に、発泡器７の電磁弁９８
を開いて、界面活性剤を供給して発泡器７で泡を発生さ
せる。

【００７２】［他の土壌混合改良機の配置例］図２０
は、他の土壌混合改良機の配置例である。前述したバイ
ブレーティンググリッド２、ベルトコンベヤ３、固化材
供給装置４、混合攪拌機５、解砕機６、及び排出コンベ
ヤ８は、直線上に配置されたものであった。この場合、
原料の野積み位置、この原料をバイブレーティンググリ
ッド２へ投入する位置、バイブレーティンググリッド２
によって選別されたオーバーサイズの原料の位置、及び
排出コンベヤ８による改良された改良土の排出位置は、
夫々異なる。

【００７３】図２０に示す土壌混合改良機の配置は、前
述した実施の形態のものをバイブレーティンググリッド
２の方向を９０度変え、更に排出コンベヤ８の向きも９
０度方向を変えたものである。この土壌混合改良機は、
１台のバックホー１３０で原料をバイブレーティンググ
リッド２への積み込み、オーバーサイズの原料の処理、
改良土の処理を走行距離が短いので１台で効率的に行う
ことがである。

【００７４】［他の解砕機の例］図２１は、他の反発板
の配置例である。前述した実施の形態のものは、反発板
は１枚であった。しかしながら、ロータリーカッタ１０
２は、粘質土が詰まったとき、又、第１カッタ１２５と
第２カッタ１２１の磨耗を均等にするために逆回転で使
用したほうが良い。２枚目の反発板１３５を１枚目の反
発板１１０と対向する位置に配置したものである。２枚
目の反発板１３５の構造、機能は、１枚目の反発板１１
０と実質的に同一なのでその説明は省略する。

【００７５】［その他の実施の形態］前記実施の形態の
土壌混合改良機は、何れも定置式のものであったが、自
走又は牽引で移動可能なキャタピラ、タイヤを備えた台
車に搭載されたものであっても良い。また、前述した実
施の形態の説明から理解されるように、前述した排出コ
ンベヤ８は、必ずしも配置する必要のないものである。
即ち、解砕機６から直ちに改良土を取り出すものであっ
ても良い。

【００７６】

【発明の効果】本発明による土壌混合改良機は、定流量
装置を配置したので原料の投入量に応じて正確に固化材
を投入でき、均一な改良土壌ができる。また、自動的に
固化材を添加するので結果として生産効率が高く、全シ
ステムの生産効率を高めることができる。発泡器により
固化材の飛散を防ぐので作業環境が良くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による土壌混合改良機のシステ
ムの構成を示す側面図である。

【図２】図２は、図１の平面図である。

【図３】図３は、土壌混合改良機内の粘質土から改良土
になるまでの流れの概要を示す断面図である。

【図４】図４は、グリッド本体の左側面図である。

【図５】図５（ａ）は、テールプーリの断面図である。
図５（ｂ）は、図５（ａ）の右側面図である。図５
（ｃ）は、部分円筒部分の側面図である。

【図６】図６（ａ）は、粘質土の噛み込み状況を示すテ
ールプーリの断面図である。図６（ｂ）は図６（ａ）の
右側面図である。

【図７】図７は、粘質土の流量を一定にするための定流
量装置の正面図である。

【図８】図８は、原料通過センサーの側面図である。

【図９】図９は、固化材供給装置の正面図である。

【図１０】図１０は、混合攪拌機の側面図である。

【図１１】図１１は、混合攪拌羽根の正面図である。

【図１２】図１２は、図１１のXII−XII線で切断したと
きの断面図である。

【図１３】図１３は、図１１のXIII−XIII線で切断した
ときの断面図である。

【図１４】図１４は、発泡器の断面図である。

【図１５】図１５は、解砕機の側面図である。

【図１６】図１６は、解砕機のロータリーカッタの正面
図である。

【図１７】図１７（ａ）は、ロータリーカッタの第１カ
ッタの拡大図である。図１７（ｂ）は、ロータリーカッ
タの第２カッタの拡大図である。

【図１８】図１８は、固化材供給制御装置の機能ブロッ
ク図である。

【図１９】図１９は、固化材供給制御装置の機能の概要
を示すフロー図である。

【図２０】図２０は、他の土壌混合改良機の配置例であ
る。

【図２１】図２１は、他の反発板の配置例である。

【符号の説明】

１…基台 ２…バイブレーティンググリッド ３…ベルトコンベヤ ４…固化材供給装置 ５…混合攪拌装置 ６…解砕機 ７…発泡器 ８…排出コンベヤ ５０…定流量装置 ５１…固定堰板 ５３…移動堰板 ６０…原料通過センサー ６５…固化材タンク ６６…螺旋羽根 ７２…攪拌翼 ８０…混合攪拌羽根 ８３…爪 １０２…ロータリーカッタ １１０，１３５…反発板 １３０…バックホー １４０…固化材供給制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ０２Ｄ 3/12 １０３ Ｅ０２Ｄ 3/12 １０３ ４Ｈ０２６ // Ｃ０９Ｋ 17/00 Ｃ０９Ｋ 17/00 Ｈ Ｆターム(参考） 2D040 AB07 CA01 CB01 EB04 3B117 AA01 BA51 4D065 AA02 AA04 AA09 AA24 BB03 BB04 BB12 EA05 EB03 EC07 ED02 ED12 ED20 ED23 EE08 EE13 EE19 4G068 AA02 AB22 AC11 AD29 AD30 4G078 AA03 AB01 BA01 BA07 BA09 DA12 DA17 DA28 DB02 EA10 4H026 AA01 AB04

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原料をふるいで選別し、異物を除去するた
   めのふるいと、 前記ふるい選別された原料に固化材を添加するための固
   化材供給装置と、 前記固化材が添加された原料を回転する混合攪拌羽根で
   攪拌混合するための混合攪拌装置と、 前記混合攪拌された原料を解し解砕するための解砕機
   と、 前記ふるいから排出された原料を前記固化材供給装置、
   前記混合攪拌装置及び前記解砕機に移送するためのベル
   トコンベヤとからなる土壌混合改良機において、 前記ふるいから排出された前記ベルトコンベヤ上の原料
   の流量を一定にするための定流量装置とからなることを
   特徴とする土壌混合改良機。
2. 【請求項２】原料をふるいで選別し、異物を除去するた
   めのふるいと、 前記ふるい選別された原料に固化材を添加するための固
   化材供給装置と、 前記固化材が添加された原料を回転する混合攪拌羽根で
   攪拌混合するための混合攪拌装置と、 前記混合攪拌された原料を解し解砕するための解砕機
   と、 前記ふるいから排出された原料を前記固化材供給装置、
   前記混合攪拌装置及び前記解砕機に移送するためのベル
   トコンベヤとからなる土壌混合改良機において、 前記混合攪拌装置の近傍を界面活性剤の泡によりカバー
   するための泡発生器とを備えていることを特徴とする土
   壌混合改良機。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載の土壌混合改良機に
   おいて、 前記解砕機から排出された改良土を移送する排出コンベ
   ヤが配置されていることを特徴とする土壌混合改良機。
4. 【請求項４】請求項１又は２に記載の土壌混合改良機に
   おいて、 前記定流量装置は、前記ベルトコンベヤ上を流れる原料
   の流れを一定流量に制限する堰板であることを特徴とす
   る土壌混合改良機。
5. 【請求項５】請求項１又は２に記載の土壌混合改良機に
   おいて、 前記定流量装置から出た原料が前記ベルトコンベヤに流
   れているか否かを検知するための原料通過センサーとか
   らなり、 前記原料通過センサーの信号により前記固化材供給装置
   による固化材の供給量を制御する制御装置を備えている
   ことを特徴とする土壌混合改良機。
6. 【請求項６】請求項１又は２に記載の土壌混合改良機に
   おいて、 前記混合攪拌装置は、前記攪拌羽根に過負荷が発生した
   ときに前記ベルトコンベヤ上から遠ざかる方向に移動す
   る退避機構を備えたものであることを特徴とする土壌混
   合改良機。
7. 【請求項７】請求項１又は２に記載の土壌混合改良機に
   おいて、 前記混合攪拌羽根は、回転方向に湾曲する凸部を備え、
   前記混合攪拌羽根の先端に攪拌用の爪を備えていること
   を特徴とする土壌混合改良機。
8. 【請求項８】請求項１又は２に記載の土壌混合改良機に
   おいて、 前記ベルトコンベヤの下部に配置されゴムベルトが掛け
   渡されたテールプーリは、前記ゴムベルトが接する前記
   テールプーリの周面の一部のみの部分円筒が形成されて
   いることを特徴とする土壌混合改良機。
9. 【請求項９】請求項１又は２に記載の土壌混合改良機に
   おいて、 前記解砕機は、回転駆動される軸の外周に原料を切断す
   るカッターを備えたロータリーカッタと、 前記ロータリーカッタの解砕により飛ばされた原料を受
   け止め揺動自在に支持された反発板と、 前記反発板の揺動を支持し、減衰機能を備えたスプリン
   グとからなることを特徴とする土壌混合改良機。
10. 【請求項１０】請求項１又は２に記載の土壌混合改良機
    において、 前記反発板の原料が衝突する面をカバーする弾性部材
    と、 前記弾性部材と前記反発板との間に封入された流体とか
    らなることを特徴とする土壌混合改良機。
11. 【請求項１１】請求項３に記載の土壌混合改良機におい
    て、 前記固化材供給装置は、前記定流量装置により制御され
    る原料の流量により固化材の添加量が制御されるもので
    あることを特徴とする土壌混合改良機。
12. 【請求項１２】請求項４に記載の土壌混合改良機におい
    て、 前記堰板は、一定の流量以下に制限する固定堰板と、流
    量を制御する可動堰板とからなることを特徴とする土壌
    混合改良機。
13. 【請求項１３】請求項８に記載の土壌混合改良機におい
    て、 前記テールプーリは、軸線方向の略中心に円筒部が形成
    され、前記円筒部の両側に前記部分円筒が形成されたも
    のであることを特徴とする土壌混合改良機。