JP3344711B2 - 攪拌・混合式土質改良機械 - Google Patents
攪拌・混合式土質改良機械Info
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Description
して地盤強化を行うため等に用いられ、土砂の品質を所
定の目的に適うように改良する攪拌・混合式土質改良機
械に関するものである。
やその他の道路工事、基礎工事等においは、掘削による
発生土をそのまま埋め戻すのが望ましい。しかしなが
ら、発生土は様々な性質なり状態なりのものがあり、埋
め戻しに適さないものは土質改良を行う。例えば、地盤
改良工事の現場での発生土が、極めて細かく、しかも粘
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場合、
この発生土をそのまま埋め戻すと地盤沈下等が発生する
おそれがある。
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の代表的なものとして、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て、このタンク内に土砂と土
質改良材とを投入して、攪拌手段で均一に攪拌・混合す
るものである。例えば特開平10−317426号公報
等に示されているミキシング方式の土質改良機械が知ら
れている。この従来技術による土質改良機械は、混合容
器の内部に、パドルミキサやスクリューミキサ等、回転
式ミキシング手段を設ける構成としている。そして、こ
の回転ミキシング手段は、混合容器内で混合材料である
土砂と土質改良材とを移送しながら攪拌・混合する機能
を発揮するものである。従って、混合容器の一方側から
混合材料を流入させ、回転式ミキシング手段を作動させ
ることにより混合材料を攪拌・混合して改良土を生成
し、この混合容器の他側から排出できるようになる。従
って、連続的に土質改良処理を行うことができ、処理効
率が著しく高くなると共に、生成された改良土の品質等
が極めて良好になる等の利点がある。
ける土質改良機械は、土砂の掘削手段を備えており、こ
の掘削手段で土砂を処理機構部を構成する混合容器に直
接土砂を供給するようにしている。ただし、処理機構部
に土砂を直接供給する手段を備えていない場合には、別
途油圧ショベル,ベルトコンベア等の機械から土砂を供
給する。従って、このタイプの土質改良機械には土砂供
給手段及び土質改良材供給手段を備え、これらから個別
的に供給される土砂及び土質改良材を材料搬送コンベア
を用いて処理機構部を構成する混合容器内に導くように
する。
を効率的に行うには、処理機構部を構成する混合容器に
はできるだけ多量の混合材料を供給しなければならな
い。従って、材料搬送コンベアでは処理機構部の処理能
力に見合った量の土砂及び土質改良材を供給するように
なし、もって処理機構部における処理能力を最大限に発
揮させるようにするのが一般的である。回転式ミキシン
グ手段を用いていることから、混合容器内での移送量は
回転式ミキシング手段の回転数に依存する。そこで、回
転式ミキシング手段を土砂と土質改良材とを均一に混合
させることを条件として、最大の回転速度で回転させる
ようになし、この回転数状態での混合材料の移送量に見
合った量の混合量を混合容器に供給するように設定して
おけば、最も効率的に土質改良処理が行える。
の性質や状態は多様なものである。例えば、風化が進ん
だ砂質土にあっては、粘性が低く、または粘性が殆どな
いことから、回転式ミキシング手段は設定された最高回
転数に維持して、土質改良材との混合及び攪拌を円滑か
つ効率的に行うことができる。しかしながら、粘土質の
土砂が混合容器内に流入させると、土砂が回転式ミキシ
ング手段に纏わり付く等により排出方向への移送が円滑
に行えなくなり、ミキシング手段への付着土砂量が多く
なると、その回転数が低下することがある。また、小石
や大きな粒径の礫等を含んだ土砂が混合容器内に流入す
ると、回転式ミキシング手段と混合容器の内面等との間
にかみ込んで、その回転負荷が大きくなり、回転数が低
下する可能性もある。
態等によっては、混合容器内で作動している回転式ミキ
シング手段の回転数が変動することになり、生成された
改良土の排出量が変動する。従って、混合材料搬送コン
ベアによる混合材料の供給量を回転式ミキシング手段の
最高回転状態で混合容器内から排出される改良土に見合
うように設定に維持すると、回転式ミキシング手段の作
動状態が変化すると、混合容器への混合材料が供給過剰
状態になってしまい、甚だしい場合には混合材料が混合
容器の導入部から溢出することになる。従って、このよ
うな状態になる前に、混合材料搬送コンベアを停止する
必要がある。この土質改良機械が有人運転されており、
しかもオペレータが常に混合容器の内部を確認できる状
態であれば、混合容器から混合材料が溢出する前に混合
材料搬送コンベアを停止させることができるが、土質改
良機械が無人運転されていたり、またオペレータが操作
するにしても、混合容器の確認ができない場合には、こ
のような事態に対処することはできない。また、混合材
料搬送コンベアを停止させ、回転式ミキシング手段の作
動を継続すれば、混合容器内の残量が減少するものの、
新たに混合材料が供給されないのであるから、土質改良
処理の効率性という観点からは、必ずしも望ましいもの
ではない。
あって、その目的とするところは、どのような条件乃至
状態の土砂が処理機構部に供給されても、円滑かつ確実
に、しかも効率的に土質改良処理を行うことができ、か
つ処理機構部の導入部に対する混合材料の供給過剰状態
という事態が発生しないようにすることにある。
ために、本発明は、土砂供給手段と、土質改良材供給手
段と、前記土砂供給手段から供給される土砂と前記土質
改良材供給手段から供給される土質改良材とからなる混
合材料を搬送する混合材料搬送コンベアと、この混合材
料搬送コンベアから供給された混合材料を流入させる導
入部、この導入部から流入した混合材料を攪拌・混合し
ながら移送し改良土を生成する攪拌・混合手段、その生
成した改良土を排出する排出部、及び前記攪拌・混合手
段の駆動手段を備える処理機構部と、この処理機構部で
の改良土の処理状態を検出する検出手段と、この検出手
段による改良土の処理状態の変化に応じて前記混合材料
搬送コンベアの送り速度を変化させる制御手段とを備え
る構成としたことをその特徴とするものである。
えば油圧ショベル等のように間欠的に土砂が投入され、
またベルトコンベア等から連続的に土砂が供給される土
砂ホッパから構成される。一方、土質改良材供給手段は
所定量の土質改良材を貯留する容器を備え、この容器か
ら混合材料搬送コンベアに土質改良材を供給することに
なる。従って、混合材料搬送コンベアの送り速度が変化
した時にも、同じ量の土質改良材を供給したのでは、そ
の混合比が変化することになる。これを防止するには、
土質改良材供給手段には土質改良材の供給量調整手段を
備えるようになし、混合材料搬送コンベアの送り速度に
応じてこの供給量調整手段による土質改良材の供給量を
調整するように構成すれば良い。土質改良材供給手段は
ロータを有するフィーダを備える構成とした場合には、
このロータをモータで駆動するようになし、供給量調整
手段はこのモータの回転数を変化させるものとする。
この混合容器内に装着され、混合材料を所定の方向に移
送しながら攪拌・混合を行う回転式ミキシング手段と、
この回転式ミキシング手段を駆動するモータとから構成
することができる。この場合には、改良土の排出状態を
検出する検出手段は回転式ミキシング手段の回転数,モ
ータの負荷の少なくともいずれか一方を検出する構成と
することができる。このモータを攪拌・混合用の油圧モ
ータで構成した場合には、検出手段はこの油圧モータの
吐出圧を検出するもので構成できる。一方、混合材料搬
送コンベアは油圧モータで構成することができ、この場
合には、制御手段は攪拌・混合用油圧モータの吐出圧が
上昇した時に、この搬送用油圧モータへの供給流量を少
なくするように調整する構成とするのが望ましい。
施の形態について説明する。まず、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は左右の履帯1aを有
するクローラ式手段を備えている。なお、ホイール式等
他の走行手段としても良く、また走行手段を備えない定
置式の土質改良機械として構成することもできる。
フレーム2が設置され、この本体フレーム2には、混合
材料供給部3,混合処理機構部4,改良土排出部5等が
装備されている。処理の流れから見て、混合材料供給部
3の配設位置が前方であり、上流側となる。つまり、本
体フレーム2の前方から、混合材料供給部3,混合処理
機構部4,改良土排出部5が配置され、かつ混合材料供
給部3における混合材料の搬送方向は斜め上方であり、
混合処理機構部4には上方から混合材料が供給される。
また、混合処理機構部4で生成した改良土は下方に排出
されるため、改良土排出部5はこの混合処理機構部4の
下部位置にまで延在されている。改良土排出部5に排出
された改良土は斜め上方に搬送される。さらに、混合処
理機構部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。
材とからなる混合材料が混合比を制御した状態で処理機
構部4に供給される。この混合材料供給部3は材料搬送
コンベア10を有し、この材料搬送コンベア10の搬送
方向の上流側に土質改良材供給手段としての土砂ホッパ
20が設置され、土質改良材供給手段としての土質改良
材ホッパ30は土砂ホッパ20より下流側に設置されて
いる。
す。材料搬送コンベア10は、本体フレーム2の前端側
から所定角度立ち上がるように傾斜して設けられてい
る。材料搬送コンベア10は搬送ベルト11を有し、こ
の搬送ベルト11はフレーム12に支持された駆動輪1
3と従動輪14との間に巻回して設けられ、従動輪14
側には周知の張り調整機構を備えている。また、搬送ベ
ルト11における搬送面を支持するために、この搬送面
の下側には所定のピッチ間隔をもってガイドローラ15
が設けられている。さらに、搬送ベルト11の搬送面に
おける左右の両側部において、土砂ホッパ20の装着部
より上流側の位置には規制板16,16が設けられてお
り、この規制板16は搬送ベルト11による搬送高さを
決定するものであり、これによって土砂の搬送量が制御
される。
ように構成される。この土砂ホッパ20は概略枠状の部
材からなり、その上下は開口している。この土砂ホッパ
20は、その上端部が本体フレーム2に立設した支持部
材17に固定して設けられており、その下端部は材料搬
送コンベア10の傾斜角に応じた角度傾斜している。土
砂ホッパ20を構成する四周の壁面のうち、材料搬送コ
ンベア10の上流側に位置する壁面20aは、搬送ベル
ト11の表面に対して極僅かな隙間をもって対面してお
り、また両側部の壁面20b,20cは材料搬送コンベ
ア10の規制板16に当接している。これによって、材
料搬送コンベア10における端部位置は下流側を除い
て、土砂ホッパ20の壁面20a,20b及び20cに
よりほぼ閉鎖状態になっている。
10の送り方向の下流側に位置する壁面20dの下端部
は規制板16の高さとほぼ同じ高さ位置に配置されてお
り、土砂ホッパ20における土砂の供給口21として機
能する。また、土砂ホッパ20における壁面20dの外
面側(または内面側)には外周面に押圧爪22aを多数
設けた加圧ローラ22が設けられており、この加圧ロー
ラ22は、その自重の作用またはばね等の付勢手段によ
り供給口21を通過した土砂に所定の加圧力が加えられ
る。従って、土砂ホッパ20からは、材料搬送コンベア
10における搬送ベルト11の搬送速度と、供給口21
の開口面積と、加圧ローラ22による押圧力により定ま
る一定量の土砂が供給されることになる。
3が設置されており、この篩いユニット23により岩
石,コンクリート,金属塊等の固形異物を排除すると共
に、土砂の嵩密度を低下させて、土砂の内部に十分な空
気が含まれるようにした上で、搬送ベルト11上に落下
させ、もって材料搬送コンベア10により軽い負荷で円
滑に土砂を搬送できるようにしている。図6及び図7に
示したように、篩いユニット23は枠体24を有し、こ
の枠体24には格子部材25を所定のピッチ間隔で縦横
に配置する構成としている。従って、格子部材25の縦
横のピッチ間隔によりメッシュが構成され、このメッシ
ュサイズの粒径のものが選別されて土砂ホッパ20内に
導かれ、固形異物等は格子部材25の上に残るようにな
る。
て構成しても良いが、振動篩いとするのが望ましい。振
動篩いとして構成するには、様々の態様があるが、図示
した構成では、篩いユニット23を概略上下方向に振動
させるようにしている。このために、枠体24の4つの
角隅部にはばね受け部材26が固定して設けられてお
り、支持部材17とばね受け部材26との間にはばね2
7が介装されて、枠体24は支持部材17に弾性的に支
持されている。そして、格子部材25には加振手段28
が接続されており、この加振手段28によって、支持枠
体24に装着した格子部材25が上下動駆動されること
になる。加振手段28は、モータ(電動モータまたは油
圧モータ)28aにより回転駆動される加振部材28b
を有し、加振部材28bは回転ドラムからなり、この回
転ドラムの重心位置は回転中心位置から偏心している。
加振部材28bは枠体24を貫通するように配置した回
転軸28cの両端部に連結されており、モータ28aに
より一方の加振部材28bを回転駆動すると、両方の加
振部材28bが回転することになり、この時に加振部材
28bの重心位置が移動することから、格子部材25が
ほぼ上下方向に振動することになる。
搬送方向の下流側に配置される土質改良材ホッパ30
は、図8乃至図13に示したように、本体フレーム2上
に立設した4本(または3本)の支柱31上に連結して
設けた枠状の台板32に支持されている。従って、材料
搬送コンベア10は、支柱31,31間を通って延在さ
れている。土質改良材ホッパ30からは材料搬送コンベ
ア10上を搬送される土砂に土質改良材が添加される。
ここで、土質改良材は土砂を改質するために混合される
ものであり、それぞれの土質改良及び改質の目的に応じ
たものが使用される。例えば、地盤改良や埋め戻し土と
して用いる場合には、石灰やセメント、またこれらに固
化を促進するための様々な添加材等を混合したものが用
いられる。さらに、グランドの土質改質や、酸性土の改
質等を行う場合には、それぞれ適切な土質改良材を供給
する。
良材を貯留する貯留容器33と、この貯留容器33の下
部に連設され、所定量ずつ制御した状態で材料搬送コン
ベア10に土質改良材を供給するフィーダ34とから構
成される。ここで、貯留容器33は内部に土質改良材を
貯留する空間を有するものであるが、本実施の形態では
高さ寸法を可変とすることにより容積が可変な構造とな
っている。ただし、一般的なタンクを用いても良い。高
さを可変にするために、貯留容器33は、下部側が台板
32上に設置され、上端が開口するベース部35と、天
板部36と、これらベース部35と天板部36との間に
設けた蛇腹部37とから構成される。ベース部35及び
天板部36は鋼板等の硬質部材で形成され、蛇腹部37
は上下方向に伸縮するものであり、可撓性シート37a
の上下方向にリング状の支骨37bをもって止着したも
のから構成される。蛇腹部37を伸長させると、図8に
示した作動状態となり、内部に大量の土質改良材を貯留
できるようになる。また、図10には、蛇腹部37の格
納状態が示されており、このように格納状態にすると、
土質改良機械の高さ寸法が短縮される。
11に示したように、底板35aと周胴部35bとから
構成され、このベース部35にはホッパ内攪拌部材38
が設けられている。ホッパ内攪拌部材38は、ベース部
35の内部において底板35aの近傍に配置した攪拌翼
38aと、この攪拌翼38aに連結され、底板35aを
貫通させて下方に延在させた回転軸38bと、この回転
軸38bを回転駆動するモータ38cとから構成され
る。ホッパ内攪拌部材38は、貯留容器33のベース部
35に形成した連通孔39を介してフィーダ34に円滑
に土質改良材を供給するためのものである。また、40
はベース部35の周胴部35bには開閉可能な点検扉4
0、39aは土質改良材の取り出し口である。
6aが形成されており、この開口36aの上部には両開
き可能な開閉蓋41が形成されている。また、この開閉
蓋41の外側の位置にはフック係止具42が少なくとも
3箇所設けられている。そして、天板36の開閉蓋41
を設けた部位の下方には、図12及び図13に示したよ
うに、カッタ支持部43aに支持させたカッタ43が設
けられる。改良土はフレキシブルコンテナから貯留容器
33に供給されるものであり、カッタ43はこのフレキ
シブルコンテナの下端部を切り裂くために設けられる。
カッタ43で切り裂かれたフレキシブルコンテナから土
質改良材が周囲に溢出したり飛散したりすることなく確
実に貯留容器33内に流入させるために、カッタ支持部
43aは天板部36から所定深さだけ入り込んだ位置に
設けられている。
な蛇腹部37が設けられている関係から、この蛇腹部3
7が伸長した図8の作動状態と、図10の格納状態とに
選択的に固定する必要がある。そこで、天板部36に
は、概略120°間隔で3箇所にわたって取付板36b
が側方に延在するように設けられており、これら各取付
板36bには支持杆45が垂設されている。また、台板
32にはこれら各支持杆45の垂設位置に対応する位置
に、それぞれガイド筒46が立設されており、支持杆4
5は各々ガイド筒46内に摺動可能に挿入されている。
これによって、ガイド筒46と支持杆45とはテレスコ
ープ状に嵌合された状態になっており、支持杆45はガ
イド筒46を貫通して下方にまで突出可能となってい
る。支持杆45には上下に2箇所にピン挿通孔45a,
45bが設けられ、またガイド筒46には所定の位置に
1箇所だけピン挿通孔(図示せず)が穿設されている。
ガイド筒46のピン挿通孔に対して支持杆45の下方の
ピン挿通孔45aを一致させてストッパピン47を挿通
させると、蛇腹部37は伸長した作動状態で固定され、
上方のピン挿通孔45bをガイド筒46のピン挿通孔と
一致させてストッパピン47を挿通させると、蛇腹部3
7は格納状態で固定される。
質改良材を調整された供給量で供給するためのものであ
る。即ち、図14乃至図16に示したように、フィーダ
34は貯留容器33における連通孔39の下面に固着し
たケーシング48を有し、このケーシング48には連通
孔39に通じる流入口49aと下方に開口した供給口4
9bとを備えている。中間部の壁面は円弧状の定量供給
部49cとなっており、この定量供給部49cの内部に
はロータ50が回転軸51に嵌合させて設けられ、ロー
タ50は回転軸51により回転駆動される。ロータ50
には定量供給部49cの内壁面に対してほぼ摺接する複
数の隔壁50aが放射状に設けられており、ロータ50
が所定角度回転する毎に相隣接する隔壁50a,50a
間の空間に相当する分の土質改良材が分離される。従っ
て、ロータ50の回転速度を制御することにより、土質
改良材の供給量を制御することができる。
グ48から回転軸51が導出されており、この回転軸5
1の端部にプーリ51aが連結して設けられ、このプー
リ51aとモータ52の出力軸52aとの間には、伝達
ベルト等からなる動力伝達部材53が介装されている。
モータ52は例えば可変速電動モータで構成することが
でき、このモータ52の回転数を変化させて、ロータ5
0の回転による土質改良材の供給量を微細に調整するこ
とができる。従って、このモータ52は供給量調整手段
を構成する。なお、モータ52は、流量調整弁等により
回転速度を可変にする等の構成とした油圧モータを用い
ることもできる。
るので、天板部36に設けた開閉蓋41を開き、フレキ
シブルコンテナを吊り下げた状態にして、この開閉蓋4
1から貯留容器33の内部に挿入して、カッタ43でそ
の下端部を切り裂くようにすることにより土質改良材が
供給される。このために、本体フレーム2にクレーン5
4が設けられている。このクレーン54は、図17に示
したように、本体フレーム2上に旋回部54aを設け、
この旋回部54aに支持部材54bを立設し、この支持
部材54bにテレスコープ状に伸縮するアーム54cの
基端部を枢支したもので、シリンダ54dで俯仰動作で
きるように構成している。アーム54cの先端にはフッ
ク55に連結したワイヤ56が連結され、このワイヤ5
6を巻き上げたり、引き下ろしたりすることによって、
フック55が昇降する。また、このクレーン54は土質
改良材ホッパ30の蛇腹部37を伸縮するためにも用い
られ、天板部36に設けたフック係止具42が、クレー
ン54のフック55に係着できるようになっている。
構部4における土砂と土質改良材との攪拌・混合を行う
機構としての混合容器60に接続されている。混合容器
60は、本体フレーム2の長手方向、つまり概略水平方
向に配置した長方形状の容器であり、その前後の位置に
は、それぞれ左右に張り出した取付部61が連設されて
おり、これら取付部61はボルト等により本体フレーム
2の上面に固定的に設置されている。図18乃至図21
に混合処理機構部4を構成する混合容器60の内部構成
を示す。
に、混合容器60の前方側の上部には導入部を構成する
導入口62が、また後方側の下部には排出部を構成する
排出口63がそれぞれ連結して設けられ、これら以外の
部位は密閉されている。図20及び図21に示したよう
に、混合容器60内には2本のパドルミキサ64が平行
に設けられている。パドルミキサ64は回転軸65を有
し、この回転軸65にはパドル66が所定の角度(例え
ば90°毎)となるように、しかも螺旋状に多数植設さ
れており、回転軸65を回転させることによって、パド
ル66が回転駆動されて混合容器60内が攪拌され、か
つこの混合容器60内に導かれた土砂と土質改良材とが
攪拌されて均一に混合されながら、排出口63側に向け
て移送されることになる。従って、パドルミキサ64に
より回転式ミキシング手段が構成される。ここで、パド
ルミキサ64による移送量及び移送速度はパドル66の
取付角度に応じて変化する。
本設け、また回転軸65にはパドル66が90°の位相
となる位置に設ける構成としたが、このパドルミキサ6
4の本数及びパドル66の配置間隔等は混合容器60の
高さと幅との関係で定まる。混合容器60の高さ寸法を
大きくすると、回転半径の大きな大型のパドルを取り付
けることができるので、パドルミキサ64の本数は少な
くて良いが、混合容器60の高さ寸法を低くし、しかも
幅を広くした場合には、パドルの回転半径が短縮される
ので、パドルミキサの本数を多くする。従って、所定の
攪拌効率を持たせるために、本体フレーム2の幅寸法
と、車両全体の高さ寸法との関係で、混合容器60のサ
イズとパドルミキサ64の本数とを設定すれば良い。た
だし、混合容器60内での土砂と土質改良材との混合・
攪拌及び移送を円滑かつ効率的に行うには、パドルミキ
サ64の本数は偶数本となし、かつ相隣接するパドルミ
キサ64,64は相互に反対方向に回転するように設定
するのが望ましい。なお、パドルミキサ64は混合容器
60内での土砂と土質改良材との混合・攪拌及び移送を
行う回転式ミキシング手段を構成するものであり、この
回転式ミキシング手段としては、これ以外にも、例えば
スクリューミキサ等で構成しても良い。
は、図20に示したように、軸受67,67により回転
自在に支持されており、また回転軸65の先端部は、混
合容器60の前端部に設けた駆動部68のハウジング内
に延在されている。各回転軸65の先端には伝達ギア6
9が連結されており、両伝達ギア69,69は相互に噛
合している。そして、一方の伝達ギアには攪拌・混合用
の油圧モータ70の出力軸に連結されており、この油圧
モータ70を回転駆動することによって、図21に矢印
で示したように、それぞれパドル66を設けた両回転軸
65,65を同時に、相互に反対方向に回転駆動され
る。ここで、混合容器60の底部は、パドル66の回転
軌跡と概略一致する曲面形状となし、もって土砂や土質
改良材が混合容器60の下端部の角隅部等に滞留するの
を防止している。なお、図19において、71は混合容
器60の側面に設けた開閉扉、72は混合容器60の上
部に設けられ、蓋体を装着した点検孔である。
の導入口62から導入された土砂と土質改良材とがパド
ルミキサ64の作用で均一に攪拌・混合されると共に、
排出口63に向けて移送される間に改良土が製造され
る。このようにして製造された改良土は排出口63から
自重の作用で改良土排出部5に排出される。ここで、改
良土排出部5は搬出コンベア80を有するものである。
た改良土を搬送するものであるが、この搬出コンベア8
0には、図22及び図23に示したように、改良土の重
量を測定するコンベアスケール81を備えている。而し
て、搬出コンベア80は搬送ベルト82を有し、搬送ベ
ルト82はモータ82により駆動されるものであり、例
えば定速送りする油圧モータ83(図1参照)で構成さ
れる。この搬送ベルトの搬送方向において、前後に配置
した一対の固定ローラ84,84が取り付けられてお
り、これら各固定ローラ84は搬送ベルト82の下面に
転動可能に当接している。前後の固定ローラ84,84
間の位置が改良土量測定区間となっており、この改良土
量測定区間を構成する前後の固定ローラ84,84間の
概略中間位置に、搬送ベルト82の裏面に当接するよう
に、重量測定ローラ85が装着されている。この重量測
定ローラ85はこの搬送ベルト82の撓み度合いを検出
するためのものである。
揺動自在にコンベアフレーム等に支持されている揺動板
87に連結して設けられている。揺動板87の他端に重
量測定手段を構成するロードセル等からなる荷重センサ
88が連結して設けられている。従って、搬送ベルト8
2上に所定量の改良土を堆積させた状態で搬送した時
に、この搬送ベルト82に堆積した改良土が固定ローラ
84,84間の改良土量測定区間にまで搬送されると、
搬送ベルト82が沈むように撓む。この結果、重量測定
ローラ85が図23の矢印方向Dに押動されて、この重
量測定ローラ85を連結した揺動板87が同図に矢印U
方向に揺動変位するから、荷重センサ88に対する荷重
が増大することになり、この検出信号に基づいて搬送ベ
ルト82により搬送される改良土の量を測定することが
できる。
を行っている状態の一例を図24に示す。同図に示した
のは小規模なヤードに土質改良機械を配置して、予めこ
のヤードに堆積した土砂の土質改良を行うが、土質改良
を行うには、土砂ホッパ20に土砂が投入する手段が必
要となる。この土砂の投入手段としては、例えば油圧シ
ョベルPSが好適に用いられる。
所定の広がりをもって堆積されている土砂を端から順に
油圧ショベルPSのバケットBですくい上げて、土質改
良機械のの土砂ホッパ20に投入する。この土砂ホッパ
20から材料搬送コンベア10により土砂が搬送される
間に、土質改良材ホッパ30から土質改良材が供給され
て、土砂の表面上に供給される。そして、材料搬送コン
ベア10の端部から導入口62を経て土砂と土質改良材
との混合物が混合容器60内に送り込まれ、この混合容
器60に設けたパドルミキサ64の作用により土砂と土
質改良材とが攪拌・混合されながら排出口63の位置に
まで移行する。そして、混合容器60内で土砂と土質改
良材とが均一に混合されることにより団粒状態となった
改良土が生成される。この改良土は排出口63から排出
コンベア80を経て所定の位置に堆積される。
れると、その部位にスペースが生じることになる。この
スペースに順次生産した改良土を堆積させるようにすれ
ば、ヤードにおけるスペースのうちの大半が実質的に土
砂の堆積場所と改良土の堆積場所とを兼ねることがで
き、ヤードのスペースを有効に活用できる。土質改良機
械が下部走行体1により自走可能としたのはこのためで
あり、作業が進み、土砂の堆積場所が後退するのに応じ
て下部走行体1を作動させて、土質改良機械を移動させ
るようにする。
出手段を構成する搬出コンベア80に搬送されて所定の
位置に堆積するが、その間に改良土の生成量がコンベア
スケール81で測定される。そして、搬出コンベア80
の搬送端位置には改良土の選別装置90が設けられてい
る。この選別装置90は可搬式のものとして構成されて
おり、篩い91と移送コンベア92とを備えている。篩
い91は、例えば13mm以下,20mm以下,25m
m以下というように、所定の粒径以下のものを通過させ
るメッシュサイズのものであり、かつ振動篩いで構成す
るのが望ましい。そして、篩い91を通過し、粒径の揃
った改良土を移送コンベア92で所定の堆積箇所に堆積
する。また、篩い91を通過しなかった粒径の大きい改
良土も固化処理がなされたという点では同じ品質のもの
であるので、この粒径の大きな改良土も、そのまま、ま
たは粒径を揃える処理を行った上で、埋め戻し等の混合
材料として利用することになる。
が、混合容器60内に設置したパドルミキサ64の回転
数を、土砂と土質改良材とが均一に攪拌・混合できるよ
うにすることを条件として、最も高い回転数(以下、定
常最高回転数という)となるように設定する。これによ
って、混合容器60内での混合材料及びこの混合材料を
均一に混合した改良土の移送速度が高められ、生成され
た改良土が排出口からの排出量が定まることになる。そ
して、この改良土の排出量に見合った量だけ連続的に混
合材料を供給するように材料搬送コンベアの搬送速度を
設定する。これによって、土質改良機械により改良土を
最も効率的に生産することができる。
態等によっては、攪拌・混合及び移送条件が一定ではな
くなる。例えば、粘土質の土砂が混合容器60に供給さ
れると、パドル66や回転軸65に付着して、こびり付
いた状態になることがある。そして、これらパドル6
6,回転軸65への土砂の付着量が増大すると、回転軸
65の回転に対する抵抗が増大することになり、その結
果攪拌・混合用の油圧モータ70の回転数が定常最高回
転数状態より低下する。この状態で、なお混合容器60
内への混合材料の供給を継続すると、供給過剰状態とな
り、さらに油圧モータ70の負荷が増大して、回転数が
大きく低下することになる。また、供給土砂に小石や大
きな礫等が混入していると、パドル66と混合容器60
の内面との間や、相隣接するパドル66,66間にかみ
込む可能性があり、そうなるとやはり油圧モータ70の
負荷が増大してその回転数が低下する。たとえ、小石や
礫等がかみ込んで、油圧モータ70の回転数がある程度
低下したとしても、パドルミキサ64の回転が継続して
いる限りは、やがて小石や礫等が破壊されることにな
る。ただし、ある程度粘性がある土砂が混合容器60内
に大量に収容されていると、油圧モータ70の負荷が大
きくなり、この状態で小石や礫等のかみ込みが発生する
と、パドルミキサ64の作動が停止することにもなる。
に起因してパドルミキサ64の作動条件が悪くなってい
るにも拘らず、材料搬送コンベア10によりパドルミキ
サ64が定常最高回転数状態で排出される改良土の量に
見合った量の混合材料の供給を継続すると、混合容器6
0内における混合材料の量が増大する。一般に、混合容
器内での混合材料の量は、パドルミキサ64の直径の概
略80%程度とするのが、攪拌効率から理想的であり、
このレベルを越すと、土砂と土質改良材とが均一に混合
されなくなり、改良土の品質が低下する。しかも、さら
に混合容器60への混合材料の供給量が増大すると、や
がては混合容器60の導入口62から混合材料が溢出し
てしまうおそれもある。
増大して、その回転数が低下した時には、それに対応し
て材料搬送コンベア10による混合材料の供給量を減少
させることにより、混合容器60内の混合材料の供給量
が過剰にならないように設定するようにしている。
合用油圧モータ70はポンプ100で駆動されるように
なっており、この攪拌・混合用油圧モータ70はコント
ロールバルブ101により駆動制御がなされるようにな
っている。また、102は混合材料供給部3側の材料搬
送コンベア10の駆動用として搬送用油圧モータを示
し、この搬送用油圧モータ102はポンプ103からの
圧油により駆動されるものであり、その間にはコントロ
ールバルブ104が設けられて、このコントロールバル
ブ104により油圧モータ102の作動が制御される。
さらに、ポンプ100は可変容量ポンプであり、その吐
出側の圧力を検出し、この吐出圧に基づいて吐出流量が
変化するようになっている。105はこの吐出流量制御
器、つまりポンプレギュレータである。
圧Pと吐出流量Qとの関係を示す。この図から明らかな
ように、吐出流量制御器105では、ポンプ100の吐
出圧が上昇すると、吐出流量が減少するように制御され
るようになっている。吐出圧がPa以下であれば、吐出
流量が最大のQaとなる。これが定常最高回転数状態で
ある。つまり、流量Qaが攪拌・混合用油圧モータ70
に供給されている限りは、油圧モータ70の回転数は設
定された定常最高回転数となる。油圧モータ70の負荷
が上昇すると、ポンプ100の吐出圧が上昇してPaを
越えると、吐出流量が減少することになり、例えば吐出
圧がPiになると、吐出流量がQiに低下する。さら
に、吐出圧がPbになると、流量がQbになり、油圧モ
ータ70の回転が実質的に停止する。従って、ポンプ1
00からの吐出圧がPaからPbの範囲Pa−Pbで
は、吐出流量が範囲Qa−Qbで変化するので、油圧モ
ータ70の回転数が変化する。
ンプ100の吐出圧が範囲Pa−Pbで変化すると、搬
送用油圧モータ102への供給流量を変化させるように
設定する。ここで、ポンプ103は固定容量ポンプで構
成されており、供給流量の変化はコントロールバルブ1
04の作動で行うようにしている。ポンプ100からの
吐出圧がPa以下であれば、ポンプ103から搬送用油
圧モータ102への供給流量をQAとする。また、吐出
圧がPaからPbまでの範囲では、それに応じて搬送用
油圧モータ102への供給流量をQA〜0の範囲で減少
させる。例えば、ポンプ100の吐出圧がPiの時に
は、ポンプ103の吐出流量をQIとする。さらに、ポ
ンプ100の吐出圧がPbになると、ポンプ103から
の吐出流量は実質的に0とする。その結果、攪拌・混合
用油圧モータ70の回転数が変化した時には、その変化
に追従して搬送用油圧モータ102の回転数が変化し
て、それに応じて材料搬送コンベア10の搬送速度が変
化することになる。
攪拌・混合用油圧モータ70に圧油を供給するポンプ1
00の吐出圧、つまり油圧モータ70における駆動圧が
Pa以下であると、吐出流量がQaの状態が維持され
て、油圧モータ70の回転数が一定に保たれる。この時
には、ポンプ103による搬送用油圧モータ102への
供給流量がQAとなり、この油圧モータ102の回転数
も定常最高回転数に保持される。従って、材料搬送コン
ベア10は最高速度Smax状態で作動する。つまり、
適正負荷を越えない限り、パドルミキサ64は定常最高
回転数状態で駆動されて、所定量の改良土を生成して排
出し、材料搬送コンベア10からはこの改良土の排出量
に見合った量の混合材料が供給される。
て、ポンプ100の吐出圧がPaから増大して、Paか
らPbの範囲になると、攪拌・混合用油圧モータ102
の回転数が低下する。その結果、パドルミキサ64によ
る改良土の排出量が減少する。このポンプ100の吐出
圧の上昇に伴って、搬送用油圧モータ102への供給流
量をΔQとなるように変化させる。その結果、材料搬送
コンベア10の速度がΔSの範囲で変化し、混合容器6
0から排出される改良土に見合った量の混合材料が混合
容器60に供給される。従って、混合容器60の現状で
最も効率的な土質改良処理が行われ、かつそれ以上パド
ルミキサ64の負荷が増大することがなくなる。つま
り、処理条件の悪い高粘性土の土質改良処理を行う際に
も、最大限の処理能力を発揮する。また、小石や礫等の
かみ込みで一時的にパドルミキサ64の負荷が上昇した
時にも、その間だけは処理条件が低下するが、かみ込み
が解消するまでは、過剰の混合材料が混合容器60に供
給されて、パドルミキサ64の負荷がさらに上昇するの
を防止し、かつかみ込みが解消されると、直ちに最も効
率的に土質改良処理が行える状態に復帰する。
て、ポンプ100の吐出圧がPbを越えると、吐出流量
がQbとなるが、通常は、ポンプ100の吐出側にはリ
リーフ弁が設けられており、吐出圧Pbになるとリリー
フ弁が開いて、この流量Qb分の圧油はタンクに還流す
ることになる。その結果、油圧モータ70が停止して、
パドルミキサ64の回転が停止する。この時には、これ
に追従して、搬送用油圧モータ102への供給流量が0
になり、材料搬送コンベア10が停止して、混合容器6
0には混合材料が供給されなくなる。なお、この状態に
なると、適宜の警報を発して、処理機構部4が作動停止
状態になったことをオペレータ等に報知するのが望まし
い。
化に伴って、搬送用油圧モータ102への供給流量を変
化させるために、図25に符号106で示した導圧路に
よって、ポンプ100の吐出側の圧力を搬送用油圧モー
タ102のコントロールバルブ104に導いて、この圧
力によりコントロールバルブ104の切換制御を行い、
高圧側の流路面積を変化させる。従って、吐出流量制御
器105は攪拌・混合手段としてのパドルミキサ64の
作動状態を検出する検出手段であり、導圧路106はこ
の検出手段に基づいて材料搬送コンベア10による混合
材料の供給量を変化させる制御手段として機能する。
0の吐出圧をコントロールバルブ104に直接導いてい
るが、図28に示したように、ポンプ100の吐出圧を
比例制御弁107に導いて、この比例制御弁107によ
りコントロールバルブ104のパイロット圧を供給する
パイロットポンプ108の供給圧を制御するように構成
することもできる。このように構成することによって、
攪拌・混合用の油圧モータ70を含む油圧回路と、搬送
用油圧モータ102を含む油圧回路とをそれぞれ独立に
構成し、比例制御弁107により搬送用油圧モータ10
2の駆動速度を調整することができる。
合用の油圧モータ70の回転数を検出する回転数検出器
109が設けられている場合には、この回転数検出器1
09の回転数をコントローラ110に取り込んで、この
コントローラ110からの信号に基づいて搬送用油圧モ
ータ102への圧油の供給量を変化させることができ
る。この場合においては、搬送用油圧モータ102のコ
ントロールバルブを油圧パイロット式のもので構成した
場合には、コントローラ110からの電気信号を油圧信
号に変換するようにすれば良い。また、図28に示した
ように、電磁パイロット式のコントロールバルブ10
4′とすれば、コントローラ110からの電気信号の基
づいてコントロールバルブ104′を直接制御すること
ができる。なお、図29においては、攪拌・混合用油圧
モータ70に圧油を供給するポンプ100′は固定容量
ポンプで構成し、またコントロールバルブ101′も電
磁パイロット方式のものとし、コントローラ110から
の信号に基づいてコントロールバルブ101′の切り換
え制御を行うようにしたものが示されている。また、改
良土の排出状況を、ポンプ100の吐出圧をセンサで検
出し、この検出信号をコントローラ110に取込み、コ
ントローラ110からコントロールバルブ104への制
御信号を変化させることも可能である。
のいずれかに例示した構成により、攪拌・混合用油圧モ
ータ70の負荷の変動で、その回転数が変化した時に、
それに追従させて搬送用油圧モータ102による材料搬
送コンベア10の搬送速度を変化するようになる。その
結果、混合容器60内への混合材料の供給量が過剰にな
ることはない。しかも、土質改良処理を行う土砂の性質
や状態等に起因して、混合容器60における処理条件が
悪化したとしても、混合材料の混合容器60への供給量
が減少するにしても、土質改良処理そのものが停止する
ことはなく、あくまでも処理を継続的に行うことができ
る。従って、処理条件にとって不利な土砂に対しても効
率的な土質改良処理を行うことができ、かつ処理を継続
する間に混合容器60の導入口62から混合材料が溢出
する等といった不都合を生じることはない。
度を変化させた時には、それに追従してフィーダ34に
よる土質改良材の供給量を調整しなければ、土砂と土質
改良材との混合比が変化してしまう。従って、材料搬送
コンベア10による土砂の搬送速度に応じて、フィーダ
34から供給される土質改良材の供給量が自動的に調整
されるようになっているのが望ましい。
化を検出して、その速度に応じてフィーダ34における
ロータ50を回転駆動するモータ52を制御することが
できる。つまり、図25に示したように、搬送用油圧モ
ータ102の回転数を検出するために、回転検出器11
1を設け、この回転数検出器111からの検出信号を制
御部112に取り込むようになし、この制御部112か
らの信号に基づいてフィーダ34を駆動するモータ52
の制御を行うようにすることができる。
は、混合容器60からの改良土の排出量が減少した時で
あり、この改良土の排出量はコンベアスケール81によ
り測定されるようになっている。そこで、コンベアスケ
ール81による搬出コンベア80により搬出される改良
土の重量の変化に対応して、モータ52の回転数を変化
させるように構成することもできる。
容器60からの改良土の排出量が変化したことに起因し
て、混合材料としての土砂を搬送する材料搬送コンベア
10の速度が低下して、混合容器60への土砂の供給量
が減少した時には、それに追従して土質改良材の供給量
が減少することになる。従って、全体として混合材料が
減少しても、土砂と土質改良材との混合比が変化するこ
とはない。
質改良処理を行う土砂の性質や状態等によって、攪拌・
混合手段の作動条件が変化しても、処理機構部への混合
材料の供給過剰になるという事態が発生することがな
く、円滑に、しかも効率的に土質改良処理を行うことが
できる等の効果を奏する。
械の平面図である。
して示す構成説明図である。
面図である。
平面図である。
パの正面図である。
して示す図8と同様の正面図である。
を構成するベース部の断面図である。
である。
略して示す図である。
面図である。
良機械に設置されるクレーンの構成を示す正面図であ
る。
面図である。
装着したコンベアスケールの構成説明図である。
図である。
る自走式土質改良機械により土質改良を行っている状態
を示す作動説明図である。
・混合用油圧モータと搬送用油圧モータとの連動関係の
一例を示す油圧回路図である。
と搬送用油圧モータへの供給流量との関係を示す線図で
ある。
ローチャート図である。
ータと搬送用油圧モータとの連動関係を示す油圧回路図
である。
圧モータと搬送用油圧モータとの連動関係を示す油圧回
路図である。
ルブ 102 搬送用油圧モータ 105 吐出流量制御器 106 導圧路 107 比例制御弁 109,111 回転数
検出器 110 コントローラ 112 制御部
Claims (6)
- 【請求項1】土砂供給手段と、 土質改良材供給手段と、 前記 土砂供給手段から供給される土砂と前記土質改良材
供給手段から供給される土質改良材とからなる混合材料
を搬送する混合材料搬送コンベアと、この混合材料搬送コンベアから供給された混合材料を流
入させる導入部、この導入部から流入した混合材料を攪
拌・混合しながら移送し改良土を生成する攪拌・混合手
段、その生成した改良土を排出する排出部、及び前記攪
拌・混合手段の駆動手段を備える処理機構部と、 この 処理機構部での改良土の処理状態を検出する検出手
段と、 この検出手段による改良土の処理状態の変化に応じて前
記混合材料搬送コンベアの送り速度を変化させる制御手
段とを備えたことを特徴とする攪拌・混合式土質改良機
械。 - 【請求項2】前記土質改良材供給手段は、土質改良材の
供給量調整手段を備え、前記混合材料搬送コンベアの送
り速度に応じてこの供給量調整手段による土質改良材の
供給量を調整することを特徴とする請求項1記載の攪拌
・混合式土質改良機械。 - 【請求項3】前記処理機構部は、混合容器と、この混合
容器内に装着され、混合材料を移送しながら攪拌・混合
を行う前記攪拌・混合手段としての回転式ミキシング手
段と、この回転式ミキシング手段を駆動する前記駆動手
段としてのモータとから構成し、前記検出手段は前記回
転式ミキシング手段の回転数,モータの負荷の少なくと
もいずれか一方を検出するものであることを特徴とする
請求項1または請求項2記載の攪拌・混合式土質改良機
械。 - 【請求項4】前記モータを攪拌・混合用油圧モータで構
成し、前記検出手段はこの油圧モータの吐出圧を検出す
るものであることを特徴とする請求項3記載の攪拌・混
合式土質改良機械。 - 【請求項5】前記混合材料搬送コンベアは搬送用油圧モ
ータで駆動するようにし、前記制御手段は、前記攪拌・
混合用油圧モータの吐出圧が上昇した時に、この搬送用
油圧モータへの供給流量を少なくするように調整するも
のであることを特徴とする請求項4記載の攪拌・混合式
土質改良機械。 - 【請求項6】前記土質改良材供給手段はロータを有する
フィーダを備え、このロータをモータで駆動するように
し、前記供給量調整手段はこのモータの回転数を変化さ
せるものであることを特徴とする請求項2記載の攪拌・
混合式土質改良機械。
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