以下、本発明に係る土質改良機の実施の形態について図1ないし図10を参照しつつ詳細に説明する。
まず、図1ないし図7は本発明の第1の実施の形態を示し、1は自走式の土質改良機を示している。ここで、土質改良機1は、例えば土木工事現場等において発生した掘削残土に石灰、セメント等の土質改良材を添加して混合することにより、埋戻し材、基礎地盤材等として再利用される改良土を生成するものである。そして、土質改良機1は、後述の走行体2、フレーム7、ホッパ8、搬送コンベヤ9、土質改良材供給装置12、混合槽21、パドルミキサ25、排出コンベヤ33、補助混合装置41等により大略構成されている。
2は自走可能なクローラ式の走行体で、該走行体2は、トラックフレーム3と、該トラックフレーム3に設けられた駆動輪4および遊動輪5と、これら駆動輪4と遊動輪5とに巻回された左,右のクローラ(履帯)6,6等により構成されている。そして、走行体2は、後述する走行レバー50に対する操作に応じて前,後方向への直進走行、左,右方向への旋回走行等を行なうものである。
7は走行体2のトラックフレーム3上に設けられたフレームで、該フレーム7は、トラックフレーム3上を前,後方向に延びるベースフレーム7Aと、ベースフレーム7Aの長さ方向の一側(前側)に設けられ後述のホッパ8、搬送コンベヤ9等が取付けられる前側フレーム7Bと、ベースフレーム7Aの前,後方向の中間部に上方に立上がって設けられ後述の土質改良材供給装置12等が取付けられる中間フレーム7Cと、ベースフレーム7Aの長さ方向の他側(後側)に設けられ後述の建屋カバー48等が取付けられる後側フレーム7Dとにより、強固な支持構造体をなしている。
8は前側フレーム7Bに取付けられたホッパで、該ホッパ8は、土質を改良すべき改質対象土砂を受入れるものである。ここで、ホッパ8は、例えば上方から斜め下向きに傾斜した側壁によって囲まれ、その上端側は長方形状の上側開口端8Aとなっている。また、ホッパ8の下端側は上側開口端8Aよりも面積が小さい長方形状の下側開口端8Bとなり、この下側開口端8Bは、後述の搬送コンベヤ9上に開口している。
そして、ホッパ8は、例えば油圧ショベル(図示せず)によって掘削された土砂(改質対象土砂)を上側開口端8Aから受入れ、この改質対象土砂Aを下側開口端8Bを通じて搬送コンベヤ9に投入するものである。
9はホッパ8の下側に位置して前側フレーム7Bに取付けられた搬送装置としての搬送コンベヤで、該搬送コンベヤ9は、ホッパ8の下側から後述の混合槽21に向けてほぼ水平に前,後方向に延びている。ここで、搬送コンベヤ9は、前側フレーム7Bに取付けられて前,後方向に延び複数のローラが設けられたコンベヤフレーム10と、該コンベヤフレーム10の各ローラに案内されて前,後方向に延びる無限軌道を形成するベルト11と、該ベルト11を駆動する油圧モータ等の駆動モータ(図示せず)とにより大略構成されている。
そして、搬送コンベヤ9は、ベルト11をコンベヤフレーム10に沿って周回させることにより、ホッパ8の下側開口端8Bから投入された改質対象土砂Aをベルト11上に積載して搬送し、この改質対象土砂Aを連続的に混合槽21内に投入するものである。
12は中間フレーム7Cに取付けられた土質改良材供給装置で、該土質改良材供給装置12は、搬送コンベヤ9により搬送される改質対象土砂Aに、石灰、セメント等の土質改良材Bを供給するものである。ここで、土質改良材供給装置12は、図3に示すように、後述の貯留タンク13、シュート15、スクリューフィーダ16等により構成されている。
13は土質改良材Bを貯留する貯留タンクで、該貯留タンク13は、例えばポリエチレン系ゴム材料等の伸縮性を有する材料により、上,下方向に折畳み可能な蛇腹状に形成されている。また、貯留タンク13の上端側には、ほぼ四角形状をなす平板状の天板13Aが設けられ、該天板13Aには、土質改良材Bを受入れる開口部13Bと、該開口部13Bを開,閉可能に覆う蓋体13Cとが設けられている。
一方、中間フレーム7C上には、貯留タンク13を取囲んで4本の支柱14が上,下方向にスライド可能に取付けられ、これら各支柱14によって貯留タンク13の天板13Aの角隅部を下側から支持することにより、蛇腹状の貯留タンク13が伸展状態に保持されている。
15は貯留タンク13の下端側に取付けられたシュートで、該シュート15は、上端側から下端側に向けて徐々に先細りとなるほぼ四角錘の漏斗状に形成され、シュート15の上端部は貯留タンク13の下端部に接続され、シュート15の下端部は後述のケーシング17内に挿入されている。そして、シュート15は、貯留タンク13内に貯留された土質改良材Bをケーシング17内に投入するものである。
16はシュート15の下端側に設けられたスクリューフィーダで、該スクリューフィーダ16は、図3に示すように、後述のケーシング17、スクリュー軸18等により構成されている。
17はシュート15の下端側に取付けられた円筒状のケーシングで、該ケーシング17は、シュート15から搬送コンベヤ9に向けて斜め上向きに傾斜しつつ前,後方向に延び、後述のスクリュー軸18を収容するものである。ここで、ケーシング17の後部上面側には、シュート15の下端部が挿入される導入口17Aが形成され、該導入口17Aは、シュート15から投入されてくる土質改良材Bをケーシング17内に導入するものである。また、ケーシング17の前部下面側には、搬送コンベヤ9(ベルト11)の後部上面側に開口する導出口17Bが形成され、該導出口17Bは、土質改良材Bをベルト11上の改質対象土砂Aへと導出するものである。
18はケーシング17内に回転可能に収容されたスクリュー軸で、該スクリュー軸18は、その外周側に螺旋状の羽根が設けられ、油圧モータ等の駆動モータ19によって回転駆動されるものである。
そして、スクリューフィーダ16は、駆動モータ19によってスクリュー軸18をケーシング17内で回転させることにより、導入口17Aからケーシング17内に導入された土質改良材Bを、スクリュー軸18によって前方へと送出し、ケーシング17の導出口17Bを通じて下方へと投下するものである。これにより、搬送コンベヤ9によって搬送されてくる改質対象土砂Aに対し、適量の土質改良材Bが連続的に供給される構成となっている。
20は土質改良材供給装置12の貯留タンク13内に土質改良材Bを搬送するクレーン装置で、該クレーン装置20は、図2に示すように、土質改良材供給装置12の右側方に位置してベースフレーム7A上に立設されている。そして、クレーン装置20は、例えば袋詰めされた土質改良材(図示せず)を上方へと吊上げ、貯留タンク13内に搬送するものである。
21はスクリューフィーダ16の下側に位置してベースフレーム7Aに取付けられた混合槽で、該混合槽21は、図4ないし図6に示すように、全体として有底な箱状に形成され、搬送コンベヤ9によって搬送されてくる改質対象土砂Aと、スクリューフィーダ16によって改質対象土砂Aに供給された土質改良材Bとが投入されるものである。
ここで、混合槽21は、前,後方向に延びる底面部21Aと、底面部21Aの前端部に固着され下部側が底面部21Aから上方に向けて鉛直方向に延び上部側が後方に向けて斜め上向きに延びる前面部21Bと、底面部21Aの後端部に固着され鉛直方向に延びた後面部21Cと、底面部21A,前面部21B,後面部21Cの左端部に固着された左側面部21Dと、底面部21A,前面部21B,後面部21Cの右端部に固着された右側面部21Eとにより構成されている。そして、混合槽21の内部には、後述する2本のパドルミキサ25,25が回転可能に設けられている。
この場合、混合槽21の底面部21Aは、図6に示すように、各パドルミキサ25の回転を許すように2つの円弧が左,右方向に並んだ凹湾曲状に形成されている。また、図4に示すように、混合槽21の前部側(前面部21B側)の高さ寸法は、後部側(後面部21C側)よりも高く設定されており、この混合槽21の前部側には、後述の補助混合装置41が配置される構成となっている。
また、混合槽21の上端側には、複数(例えば3個)の上部蓋体22が着脱可能に取付けられ、これら各上部蓋体22を取付けることにより混合槽21の上端側が閉塞されるものである。また、各上部蓋体22を取外したときには、混合槽21の上端側が大きく開放され、各パドルミキサ25等に対する保守作業を行うことができる構成となっている。
23は混合槽21の前部側に設けられた投入口で、該投入口23は、例えば混合槽21の前面部21Bに形成され左,右方向に延びている。そして、図4に示すように、搬送コンベヤ9の後端側は、投入口23を通じて混合槽21内に挿通され、搬送コンベヤ9のベルト11によって搬送されてきた改質対象土砂Aと、土質改良材供給装置12によって改質対象土砂Aに供給された土質改良材Bとは、投入口23から混合槽21内に一緒に投入される構成となっている。
24は混合槽21の後部側に設けられた排出口で、該排出口24は、例えば底面部21Aの後端側(後面部21C側)に形成され、図3に示すように、後述する排出コンベヤ33の上方に開口している。そして、混合槽21内で改質対象土砂Aと土質改良材Bとを混合することにより生成された改良土Cは、排出口24を通じて排出コンベヤ33に排出される構成となっている。
25,25は混合槽21内に回転可能に設けられた混合装置としての左,右のパドルミキサで、これら左,右のパドルミキサ25は、混合槽21内に投入された改質対象土砂Aと土質改良材Bとを攪拌混合し、埋戻し材等に用いられる改良土Cを生成するものである。ここで、各パドルミキサ25は、図4ないし図6に示すように、後述の回転軸26、パドル31等により構成されている。
26はパドルミキサ25の回転軸で、この回転軸26は、図4に示すようにパイプ材等を用いて軽量な円筒状に形成され、混合槽21内を前,後方向に延びている。そして、回転軸26の前端側には前側支軸26Aが接続され、該前側支軸26Aは混合槽21の前面部21Bに取付けた軸受27によって回転可能に支持されている。一方、回転軸26の後端側には後側支軸26Bが接続され、該後側支軸26Bは混合槽21の後面部21Cに取付けた軸受28によって回転可能に支持されている。
また、軸受28によって回転可能に支持された後側支軸26Bの後端部には、混合槽21の後面部21Cに取付けられた油圧モータ等の駆動モータ29が接続され、左,右の回転軸26は、駆動モータ29によって互いに逆方向に回転されるものである。また、後側支軸26Bのうち軸受28と駆動モータ29との間にはタイミングギヤ30が取付けられ、該タイミングギヤ30は、左,右の回転軸26が回転するときに互いに噛合することにより、各回転軸26の始動、停止のタイミングを一致させ、該各回転軸26に設けた後述のパドル31が干渉するのを防止するものである。
31,31,…は各回転軸26に取付けられた多数のパドルで、該各パドル31は、回転軸26の径方向に突設されたアーム31Aと、該アーム31Aにボルト締めされた長方形状の攪拌プレート31Bとにより構成されている。ここで、アーム31Aは、回転軸26の長手方向(前,後方向)に一定の間隔をもって配置されると共に、回転軸26の周方向に一定の角度間隔(例えば90度)をもって配置されている。一方、攪拌プレート31Bは、回転軸26の軸方向に対して一定の傾斜角度をもってアーム31Aに取付けられている。
そして、左,右のパドルミキサ25は、駆動モータ29によって混合槽21内で互いに逆向きに回転し、混合槽21内に投入された改質対象土砂Aと土質改良材Bとを各パドル31の攪拌プレート31Bによって攪拌混合することにより、改良土Cを生成するものである。このとき、各パドル31の攪拌プレート31Bは回転軸26の軸方向に対して傾斜しているため、混合槽21内で生成された改良土Cは、攪拌プレート31Bによって混合槽21の後部側へと送出され、混合槽21の底面部21Aに設けた排出口24を通じて後述の排出コンベヤ33へと排出される構成となっている。
なお、32は各回転軸26の後部側に突設された掻落し棒で、該掻落し棒32は、図4に示すように回転軸26の径方向に突出し、混合槽21に設けた排出口24の上方に配置されている。そして、掻落し棒32は、混合槽21内で生成された大量の改良土Cが排出口24の周囲に堆積したときに、この堆積した改良土Cを排出コンベヤ33側に掻落すものである。
33は混合槽21の下側から斜め上向きに傾斜しつつ前,後方向に延びて設けられた排出装置としての排出コンベヤで、該排出コンベヤ33は、図3に示すように、混合槽21内で生成された改良土Cを土質改良機1の外部に排出するものである。
ここで、排出コンベヤ33は、図1および図2に示すように、ベースフレーム7A等に取付けられて前,後方向に延び、前部側が混合槽21の下側に配置されると共に後部側が斜め上向きに傾斜したコンベヤフレーム34と、該コンベヤフレーム34に設けられた複数のローラに案内されて前,後方向に延びる無限軌道を形成するベルト35と、該ベルト35を駆動する油圧モータ等の駆動モータ36とにより大略構成されている。
そして、排出コンベヤ33は、ベルト35をコンベヤフレーム34に沿って周回させることにより、混合槽21の排出口24から排出された改良土Cを、ベルト35によって土質改良機1の後部側へと搬送し、該土質改良機1の外部に連続的に排出するものである。
41は混合槽21内に設けられた補助混合装置で、該補助混合装置41は、図4等に示すように、搬送コンベヤ9の搬送方向(矢示F方向)の下流側位置と各パドルミキサ25の上側位置との間に配置されている。そして、補助混合装置41は、搬送コンベヤ9により搬送される改質対象土砂Aを混合槽21内に投入される前に攪拌混合するもので、後述の回転軸42、各攪拌具45等により構成されている。
42は補助混合装置41を構成する1本の回転軸で、該回転軸42は、混合槽21に設けた投入口23の近傍に配設され、投入口23に挿入された搬送コンベヤ9の後端部(下流側位置)との間に僅かな隙間を形成した状態で、搬送コンベヤ9の搬送方向(図4中の矢示F方向)とほぼ直交する方向(左,右方向)に延びて設けられている。そして、図5および図6に示すように、回転軸42の一端側(左端側)は、混合槽21の左側面部21Dに設けた軸受43によって回転可能に支持され、回転軸42の他端側(右端側)は、混合槽21の右側面部21Eに設けた軸受44によって回転可能に支持されている。
45,45,…は回転軸42に取付けられた多数の攪拌具で、該各攪拌具45は、回転軸42よりも小径な棒状体からなり、回転軸42の径方向に突設されている。ここで、各攪拌具45は、図6等に示すように回転軸42の軸方向(左,右方向)に一定の間隔をもって櫛歯状に配置されると共に、図4に示すように回転軸42の周方向に一定の角度間隔(例えば45度)をもって配置されている。なお、図5および図6では、回転軸42の周方向に配置された攪拌具45の数を間引いて記載している。
ここで、図4に示すように、補助混合装置41の回転軸42は、搬送コンベヤ9の搬送方向(矢示F方向)の下流側に配置されている。このため、混合槽21の投入口23に挿入された搬送コンベヤ9の後端部から混合槽21の排出口24までの距離をL1とし、回転軸42に設けられた各攪拌具45のうち排出口24側に位置する攪拌具45の先端部から排出口24までの距離をL2とすると、この攪拌具45の先端部から排出口24までの距離L2は、搬送コンベヤ9の後端部から排出口24までの距離L1よりも小さくなっている(L2<L1)。
46は回転軸42を回転させる油圧モータ等の駆動モータで、該駆動モータ46は、混合槽21の右側面部21Eに取付けられ、軸受44によって支持された回転軸42の他端側にカップリング47を介して接続されている。ここで、駆動モータ46は、図4に示すように回転軸42を搬送コンベヤ9の搬送方向(矢示F方向)と同一方向となる矢示RF方向と、図7に示すように搬送コンベヤ9の搬送方向(矢示F方向)とは反対方向となる矢示RR方向とに選択的に回転させるものである。
そして、例えば図4に示すように、搬送コンベヤ9によって搬送される改質対象土砂A中に、礫(石)、抜根等の解砕できない異物Dが含まれているときには、駆動モータ46は、回転軸42を搬送コンベヤ9の搬送方向(矢示F方向)と同一方向(矢示RF方向)に回転させる。これにより、異物Dは、搬送コンベヤ9から直接的に混合槽21内に落下することなく、回転軸42に設けられた各攪拌具45に引っ掛かることにより先送りされ、混合槽21のうち排出コンベヤ33上に開口する排出口24に接近した位置に落下するようになる。また、改質対象土砂Aのうち異物D以外の細粒分は、各攪拌具45間を通過して混合槽21内に落下する。
この場合、攪拌具45の先端部から排出口24までの距離L2は、搬送コンベヤ9の後端部から排出口24までの距離L1よりも小さいため、攪拌具45によって先送りされて混合槽21内に落下した異物Dが、パドルミキサ25の各パドル31によって排出口24まで送出される距離を短縮することができる。従って、異物Dがパドル31によって攪拌される回数を少なくでき、異物Dが排出口24まで送出される間にパドル31と混合槽21との間に噛込まれる不具合を低減することができる。
一方、例えば図7に示すように、搬送コンベヤ9によって搬送される改質対象土砂A中に、粘土等の解砕可能な土塊Eが含まれているときには、駆動モータ46は、回転軸42を搬送コンベヤ9の搬送方向(矢示F方向)とは反対方向(矢示RR方向)に回転させる。これにより、土塊Eは、回転軸42に設けられた各攪拌具45と搬送コンベヤ9(ベルト11)との間に挟込まれ、両者間で細かく解砕された状態で混合槽21内に落下する。
このように、補助混合装置41は、回転軸42を搬送コンベヤ9の搬送方向と同一方向に回転させたときには、改質対象土砂A中に含まれた異物Dを混合槽21の排出口24側(排出コンベヤ33側)へと先送りする異物先送り動作を行ない、パドルミキサ25のパドル31と混合槽21との間に異物Dを噛込んでしまう不具合を低減する構成となっている。
また、補助混合装置41は、回転軸42を搬送コンベヤ9の搬送方向とは反対方向に回転させたときには、改質対象土砂A中に含まれた土塊Eを回転軸42の各攪拌具45と搬送コンベヤ9との間で解砕する土塊解砕動作を行ない、土塊Eの細粒化を図る構成となっている。
なお、図1および図2中の48は後側フレーム7D上に設けられた建屋カバーで、該建屋カバー48内には、エンジン、該エンジンによって駆動される油圧ポンプ等(いずれも図示せず)の動力源が収容されている。そして、土質改良機1に搭載された各種油圧アクチュエータは、油圧ポンプから供給される圧油によって駆動されるものである。
また、49は建屋カバー48の近傍に設けられた運転台、50は運転台49に配設された走行レバーで、運転台49に乗込んだ作業者が、走行レバー50を操作して走行体2の左,右のクローラ6を駆動することにより、土質改良機1を作業現場まで自走させることができる構成となっている。
本実施の形態による土質改良機1は上述の如き構成を有するもので、以下、その作動について説明する。
まず、作業者が土質改良機1の運転台49に乗込み、該運転台49の走行レバー50を操作する。これにより、走行体2の左,右のクローラ6が前進側または後退側に駆動され、土質改良機1は作業現場まで自走して停止する。
次に、土質改良機1が作業現場に停止した状態で、袋詰めされた石灰、コンクリート等の土質改良材Bをクレーン装置20を用いて吊上げ、この土質改良材Bを、土質改良材供給装置12の貯留タンク13内に投入する。
このとき、貯留タンク13内に設けられたカッター(図示せず)によって土質改良材Bを詰込んだ袋が切裂かれ、図3に示すように、貯留タンク13内には粉末状の土質改良材Bが貯留される。そして、貯留タンク13内の土質改良材Bは、シュート15を通じてスクリューフィーダ16のケーシング17内に導入される。
一方、土質改良機1のホッパ8には、油圧ショベル等(図示せず)を用いて改質対象土砂Aを投入する。これにより、改質対象土砂Aは、図3に示すように、ホッパ8の上側開口端8Aから下側開口端8Bへと導かれ、下側開口端8Bから搬送コンベヤ9のベルト11上に落下する。
そして、搬送コンベヤ9のベルト11上に落下した改質対象土砂Aは、ベルト11によって混合槽21へと搬送される。また、スクリューフィーダ16のケーシング17内に導入された土質改良材Bは、スクリュー軸18によってケーシング17の導出口17Bへと送出され、該導出口17Bから搬送コンベヤ9によって搬送されてくる改質対象土砂Aに供給される。
このように、搬送コンベヤ9によって搬送される改質対象土砂Aに対し、混合槽21の手前で土質改良材Bが添加され、これら改質対象土砂Aと土質改良材Bとは、混合槽21の投入口23から該混合槽21内に一緒に投入される。
このとき、混合槽21内では2本のパドルミキサ25が回転しているので、混合槽21内に投入された改質対象土砂Aと土質改良材Bとは、各パドルミキサ25のパドル31によって攪拌混合される。これにより、混合槽21内では、改質対象土砂Aと土質改良材Bとが適度に混合された改良土Cが生成され、この改良土Cは、各パドルミキサ25のパドル31によって混合槽21の排出口24へと送出される。
そして、混合槽21内で生成された改良土Cは、排出口24から排出コンベヤ33のベルト35上に落下し、該ベルト35によって搬送されることにより、土質改良機1の外部に排出される。
このようにして、土質改良機1を用いた一連の土質改良作業を行うことにより、土木作業等によって発生した掘削残土等から、埋戻し材、基礎地盤材等として用いるのに適した改良土Cを生産することができる。
次に、改質対象土砂A中に礫(岩石)、抜根等の解砕できない異物Dが含まれている場合について、図4を参照しつつ説明する。
この場合には、搬送コンベヤ9とパドルミキサ25との間に設けられた補助混合装置41の回転軸42を、搬送コンベヤ9の搬送方向(矢示F方向)と同一方向(矢示RF方向)に回転させる。これにより、搬送コンベヤ9から混合槽21内に投入される異物Dは、搬送コンベヤ9から直接的に混合槽21内に落下することなく、回転軸42に設けられた各攪拌具45に引っ掛かることにより先送りされ、混合槽21のうち排出口24に接近した位置に落下する(異物先送り動作)。
従って、混合槽21内に落下した異物Dが、パドルミキサ25の各パドル31によって排出口24まで送出される距離(L2)を短縮することができ、この分、異物Dがパドル31によって攪拌される回数を少なくできるので、異物Dが排出口24まで送出される間にパドル31と混合槽21との間に噛込まれる不具合を低減することができる。そして、排出口24に接近した位置に落下した異物Dは、混合槽21内で生成された改良土Cと一緒に排出口24から排出コンベヤ33に排出される。
このように、補助混合装置41が異物先送り動作を行うことにより、パドルミキサ25のパドル31と混合槽21との間に異物Dが噛込まれる不具合を低減し、噛込まれた異物Dを除去する煩雑な復旧作業を不要にできるので、パドルミキサ25を長期に亘って連続的に作動させることにより、改良土Cの生産性を高めることができる。
次に、改質対象土砂A中に粘土等の解砕可能な土塊Eが含まれている場合について、図7を参照しつつ説明する。
この場合には、搬送コンベヤ9とパドルミキサ25との間に設けられた補助混合装置41の回転軸42を、搬送コンベヤ9の搬送方向(矢示F方向)とは反対方向(矢示RR方向)に回転させる。これにより、搬送コンベヤ9から混合槽21内に投入される土塊Eを、回転軸42に設けられた各攪拌具45と搬送コンベヤ9(ベルト11)との間に挟込み、改質対象土砂Aと同程度に細かく解砕した状態で混合槽21内に投入することができる(土塊解砕動作)。
このように、補助混合装置41が土塊解砕動作を行うことにより、改質対象土砂A中に含まれる土塊Eを、予め細かく解砕した状態で混合槽21内に投入することができるので、混合槽21内で生成される改良土Cの細粒化、均一化を図ることができ、良質な改良土Cを生産することができる。
次に、図8ないし図10は本発明の第2の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、2本の回転軸を有する補助混合装置を設けたことにある。なお、本実施の形態では、上述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。
図中、61は混合槽21内に設けられた補助混合装置で、該補助混合装置61は、上述した第1の実施の形態による補助混合装置41に代えて本実施の形態に用いたものである。そして、補助混合装置61は、搬送コンベヤ9の搬送方向(矢示F方向)の下流側位置と各パドルミキサ25の上側位置との間に配置され、搬送コンベヤ9により搬送される改質対象土砂Aを混合槽21内に投入される前に攪拌混合するものである。ここで、補助混合装置61は、後述の2本の回転軸62,68、各攪拌具65,71等により構成されている。
62は後述の回転軸68と共に搬送コンベヤ9の搬送方向(図8中の矢示F方向)に並んで配置された一方の回転軸で、該回転軸62は、混合槽21の投入口23に挿入された搬送コンベヤ9の後端部(下流側位置)との間に僅かな隙間を形成した状態で、搬送コンベヤ9の搬送方向とほぼ直交する方向(左,右方向)に延びて設けられている。そして、図9に示すように、回転軸62の一端側(左端側)は、混合槽21の左側面部21Dに設けた軸受63によって回転可能に支持され、回転軸62の他端側(右端側)は、混合槽21の右側面部21Eに設けた軸受64によって回転可能に支持されている。
65,65,…は回転軸62の径方向に突設された多数の攪拌具で、該各攪拌具65は、回転軸62よりも小径な棒状体からなり、図9に示すように回転軸62の軸方向に一定の間隔をもって櫛歯状に配置されると共に、図8に示すように回転軸62の周方向に一定の角度間隔(例えば45度)をもって配置されている。なお、図9では、回転軸62の周方向に配置された攪拌具65の数を間引いて記載している。
66は回転軸62を回転させる油圧モータ等の駆動モータで、該駆動モータ66は、混合槽21の右側面部21Eに取付けられ、軸受64によって支持された回転軸62の他端側にカップリング67を介して接続されている。そして、駆動モータ66は、回転軸62を、搬送コンベヤ9の搬送方向(矢示F方向)と同一方向となる矢示RF方向に回転させるものである。
68は回転軸62に隣接して搬送コンベヤ9の搬送方向(矢示A方向)に並べて設けられた他方の回転軸で、該回転軸68は、回転軸62と共に混合槽21に設けた投入口23の近傍に配設され、回転軸62との間に僅かな隙間を形成した状態で、搬送コンベヤ9の搬送方向とほぼ直交する方向(左,右方向)に延びて設けられている。そして、図9に示すように、回転軸68の一端側(左端側)は、混合槽21の左側面部21Dに設けた軸受69によって回転可能に支持され、回転軸68の他端側(右端側)は、混合槽21の右側面部21Eに設けた軸受70によって回転可能に支持されている。
71,71,…は回転軸68の径方向に突設された多数の攪拌具で、該各攪拌具71は、回転軸68よりも小径な棒状体からなり、回転軸68の軸方向に一定の間隔をもって櫛歯状に配置されると共に、回転軸68の周方向に一定の角度間隔(例えば45度)をもって配置されている。そして、図9に示すように、回転軸68の各攪拌具71と、回転軸62の各攪拌具65とは、各回転軸62,68の軸方向に僅かな隙間をもって連続する構成となっている。
ここで、図8に示すように、補助混合装置61の回転軸62と回転軸68は、搬送コンベヤ9の搬送方向(矢示F方向)の下流側に隣接して配置されている。このため、混合槽21の投入口23に挿入された搬送コンベヤ9の後端部から混合槽21の排出口24までの距離をL1とし、回転軸68に設けられた各攪拌具71のうち排出口24側に位置する攪拌具71の先端部から排出口24までの距離をL3とすると、この攪拌具71の先端部から排出口24までの距離L3は、搬送コンベヤ9の後端部から排出口24までの距離L1よりも小さく、さらに、図4に示す第1の実施の形態による回転軸42の攪拌具45の先端部から排出口24までの距離L2よりも小さくなっている(L3<L2<L1)。
72は回転軸68を回転させる油圧モータ等の駆動モータで、該駆動モータ72は、混合槽21の右側面部21Eに取付けられ、軸受70によって支持された回転軸68の他端側にカップリング73を介して接続されている。そして、駆動モータ72は、回転軸68を、図8に示すように搬送コンベヤ9の搬送方向(矢示F方向)と同一方向となる矢示RF方向と、図10に示すように搬送コンベヤ9の搬送方向(矢示F方向)とは反対方向となる矢示RR方向とに選択的に回転させるものである。
そして、例えば図8に示すように、搬送コンベヤ9によって搬送される改質対象土砂A中に、礫(石)、抜根等の解砕できない異物Dが含まれているときには、駆動モータ66が回転軸62を搬送コンベヤ9の搬送方向(矢示F方向)と同一方向(矢示RF方向)に回転させると共に、駆動モータ72が回転軸68を搬送コンベヤ9の搬送方向と同一方向(矢示RF方向)に回転させる。
これにより、異物Dは、搬送コンベヤ9から直接的に混合槽21内に落下することなく、回転軸62の各攪拌具65に引っ掛かることにより回転軸68側に先送りされ、さらに、回転軸68の各攪拌具71に引っ掛かることにより先送りされ、混合槽21のうち排出コンベヤ33上に開口する排出口24に接近した位置に落下するようになる。また、改質対象土砂Aのうち異物D以外の細粒分は、回転軸62の各攪拌具65と回転軸68の各攪拌具71との間を通過して混合層21内に落下する。
この場合、回転軸68の攪拌具71の先端部から排出口24までの距離L3は、搬送コンベヤ9の後端部から排出口24までの距離L1よりも小さく、さらに、図4に示す第1の実施の形態による回転軸42の攪拌具45の先端部から排出口24までの距離L2よりも小さい。
このため、攪拌具71によって先送りされて混合槽21内に落下した異物Dが、パドルミキサ25の各パドル31によって排出口24まで送出される距離を大幅に短縮することができる。従って、異物Dがパドル31によって攪拌される回数を一層少なくでき、異物Dが排出口24まで送出される間にパドル31と混合槽21との間に噛込まれる不具合を確実に低減することができる。
一方、例えば図10に示すように、搬送コンベヤ9によって搬送される改質対象土砂A中に、粘土等の解砕可能な土塊Eが含まれているときには、駆動モータ66が回転軸62を搬送コンベヤ9の搬送方向(矢示F方向)と同一方向(矢示RF方向)に回転させると共に、駆動モータ72が回転軸68を搬送コンベヤ9の搬送方向とは反対方向(矢示RR方向)に回転させる。
これにより、土塊Eは、回転軸62の各攪拌具65と回転軸68の各攪拌具71との間に挟込まれ、細かく解砕される。この場合、回転軸62の各攪拌具65と回転軸68の各攪拌具71とは、各回転軸62,68の軸方向に僅かな隙間をもって連続しているので、回転軸62の各攪拌具65と回転軸68の各攪拌具71との間に挟込まれた土塊Eを、両者間で一層細かく解砕した状態で混合槽21内に投入することができる。
このように、補助混合装置61は、回転軸62と回転軸68とを搬送コンベヤ9の搬送方向と同一方向に回転させたときには、改質対象土砂A中に含まれた異物Dを混合槽21の排出口24側(排出コンベヤ33側)へと先送りする異物先送り動作を行ない、パドルミキサ25のパドル31と混合槽21との間に異物Dを噛込んでしまう不具合を低減する構成となっている。
また、補助混合装置61は、回転軸62を搬送コンベヤ9の搬送方向と同一方向に回転させると共に、回転軸68を搬送コンベヤ9の搬送方向とは反対方向に回転させたときには、改質対象土砂A中に含まれた土塊Eを回転軸62の各攪拌具65と回転軸68の各攪拌具71との間で解砕する土塊解砕動作を行ない、土塊Eの細粒化を図る構成となっている。
本実施の形態による土質改良機は上述の如き補助混合装置61を有するもので、その基本的作動については、上述した第1の実施の形態によるものと格別差異はない。
然るに、本実施の形態によれば、多数の攪拌具65が設けられた回転軸62と、多数の攪拌具71が設けられた回転軸68とを、搬送コンベヤ9の搬送方向に隣接して設ける構成としている。
これにより、例えば図8に示すように、搬送コンベヤ9によって搬送される改質対象土砂A中に礫、抜根等の異物Dが含まれる場合には、回転軸62と回転軸68とを搬送コンベヤ9の搬送方向と同一方向に回転させることにより、異物Dを、回転軸62の攪拌具65と回転軸68の攪拌具71との間で受渡し、混合槽21の排出口24近傍へと大きく先送りすることがきる。
このように、補助混合装置61が、改質対象土砂A中に含まれる異物Dを、混合槽21の排出口24近傍まで先送りすることにより、回転軸68の攪拌具71から混合槽21内に落下した異物Dが、パドルミキサ25の各パドル31によって排出口24まで送出される距離を大幅に短縮することができる。この結果、異物Dがパドル31によって攪拌される回数を一層少なくでき、異物Dが排出口24まで送出される間にパドル31と混合槽21との間に噛込まれる不具合を確実に低減することができる。
一方、例えば図10に示すように、搬送コンベヤ9によって搬送される改質対象土砂A中に粘土等の解砕可能な土塊Eが含まれる場合には、回転軸62を搬送コンベヤ9の搬送方向と同一方向に回転させると共に、回転軸68を搬送コンベヤ9の搬送方向とは反対方向に回転させることにより、回転軸62の各攪拌具65と回転軸68の各攪拌具71との間に土塊Eを挟込み、この土塊Eを一層細かく解砕することができる。
このように、補助混合装置61が、改質対象土砂A中に含まれる土塊Eを予め細かく解砕した状態で混合槽21内に投入することにより、混合槽21内で生成される改良土Cのさらなる細粒化、均一化を図ることができ、良質な改良土Cを生産することができる。
なお、上述した第2の実施の形態では、搬送コンベヤ9の搬送方向に並んで2本の回転軸62,68を配置した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば3本以上の回転軸を搬送コンベヤ9の搬送方向に並べて配置する構成としてもよい。この場合には、各回転軸をそれぞれ搬送コンベヤ9の搬送方向と同一方向に回転させることにより、改質対象土砂A中に含まれる礫等の異物Dを混合槽21の排出口24近傍まで先送りすることができ、隣合う回転軸を互いに逆方向に回転させることにより、改質対象土砂A中に含まれる土塊Eを解砕することができる。
また、上述した各実施の形態では、混合槽21内に設ける混合装置として2本のパドルミキサ25を設けた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばパドルミキサ25に代えてスクリュー式のミキサを用いる構成としてもよい。
また、上述した各実施の形態では、自走可能なクローラ式の走行体2を有する土質改良機1を例に挙げて説明している。しかし、本発明はこれに限らず、例えばホイール式の走行体を備える構成としてもよい。