(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材落下部が間欠的に所定の角度ずつ旋回移動し、かつ設定されたそれぞれの角度において、半径方向に移動しながら骨材を落下させるＢパターンの動作と、
骨材落下部が間欠的に所定の距離ずつ半径方向に移動し、かつ設定されたそれぞれの半径方向の位置において、所定の角度の範囲で、旋回移動しながら骨材を落下させるＡパターンの動作とを、交互に繰り返すことで、
扇状の領域に、骨材を層状に積み重ねていくことを特徴とする骨材の積層方法。
【請求項２】
同一の旋回中心を持つ扇状の領域を複数設け、そのうちの或る領域で前記の積層動作を行なっている間に、すでに積層された他の領域における骨材を使用現場に搬出する作業が行なわれることを特徴とする請求項１記載の骨材の積層方法。
【請求項３】
積層コンベアーを保持するフレームが、旋回中心の周りに往復旋回する構造になっていること、
該積層コンベアーは、往路側では、複数のプーリやガイドローラにガイドされて、旋回内端側からシュート部まで移動して、シュート部で骨材を落下させてから、旋回外端まで走行した後、Ｕターンして、帰路側では、前記の旋回内端側まで逆向きに走行する構造になっていること、
該積層コンベアーから骨材を落下させるシュート部が、該積層コンベアーが前記のプーリやガイドローラにガイドされた状態で、前記フレーム上に設けたガイドレール上で、旋回内端側と旋回外端との間を往復走行する構造になっていること、
ほぼ旋回中心において、該積層コンベアー上に骨材が供給される構造となっていること、
を特徴とする骨材の積層装置。
【請求項４】
前記の積層コンベアーの旋回中心部に骨材を供給する骨材コンベアー上に砂を供給するための砂コンベアーを有しており、該砂コンベアー上に供給する砂の量を制御する機能を備えた砂ビンを有していることを特徴とする請求項３記載の骨材の積層装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ダムの堤体のフィルター部を施工する際に用いられるフィルター材などの骨材の粒度を混在させる生産方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロックフィルダムの堤体のフィルター部を施工するためのフィルター材は、破砕した砕石と砂を混合して生産されるが、粗い砕石のみ、あるいは細かい砂のみが偏っていると好ましくない。つまり、全体にわたって、粗い砕石や細かい砕石ないし砂などが均一に混在していることが必要である。
【０００３】
図６は従来の骨材の積層方法を工程順に示す図である。まず、（１）のように、発破原石２１をショベルカー２２などでトラック２３に積載して、（２）の破砕現場に運ぶ。そして、破砕機２４に供給して破砕した後、ベルトコンベアー２５で、（３）の中間ストックヤードに移送し、山積みする。
【０００４】
２７が山積みされたフィルター材であるが、コンベアー２６によって高い位置から落下されるため、円錐状になる。ところで、破砕された砕石は、粒度がまちまちで、荒いものから細かいものまで混在しているが、（３）工程において、コンベアー２６の上端から自然落下させると、粗い砕石が裾位置まで滑落し、山積み状のフィルター材２７の芯側ほど、粒度が細かくなる。
【０００５】
したがって、このように粗骨材と細骨材とが分離したフィルター材２７をそのままダム建設現場に運んでダム堤体のフィルター部の施工に使用すると、フィルター部の場所によって、粒度が粗かったり、細かかったりで、粒度が偏り、その結果、フィルター部としての機能を達成不能となる。
【０００６】
そのため、（４）のように、ショベルカー２２などでフィルター材の山２７を崩してトラック２３に載せ、（６）のフィルター材ストックヤードに運搬し、平らに敷き均す。砕石だけでは、細かい骨材が不足するため、（５）のようにトラック２３で砂を運び、砕石と混ぜてから、あるいは砕石と砂とを交互に（６）のストックヤードに敷き均す。
【０００７】
この敷き均す作業は、ブルドーザ２８などで行なわれるが、この作業を繰り返すと、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３…のように、層状となる。この層状のフィルター材を最上層から最下層までショベルカー２２などで切り取って、トラック２３で施工現場に運搬し、堤体のフィルター部の盛立てに使用する。
【０００８】
（６）の各層Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３…の内部では、面内方向において粒度の分布が偏っていても、隣接する層の間では、偏っているとは限らない。したがって、最上層から最下層にわたって切り取ると、大小の砕石が均一に混在したフィルター材となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の骨材などの粒度混在方法では、中間ストックヤードにおいて、粗骨材と細骨材とが分離するため、別のストックヤードにおいて、層状に積層しなおす必要があり、工程が増える。特に、ショベルカーやトラック、ブルドーザなどの建設機械による作業量が多く、人件費や設備費、燃料費によるコトス高を来す。場所的にも、２個所のストックヤードを要する。
【００１０】
砕石の粒度分布が粗粒側に偏ったときに砂を補給してバランスさせるが、従来のような勘に頼った方法では、粒度分布が偏るのを防止することが困難で、フィルター材の品質低下を来す恐れがある。
【００１１】
本発明の技術的課題は、このような問題に着目し、１個所のストックヤードにおいて、自動的かつ安価に、しかも粒度分布の偏りの少ない高品質の骨材が得られるようにすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の技術的課題は次のような手段によって解決される。請求項１は、骨材落下部が間欠的に所定の角度ずつ旋回移動し、かつ設定されたそれぞれの角度において、半径方向に移動しながら骨材を落下させるＢパターンの動作と、骨材落下部が間欠的に所定の距離ずつ半径方向に移動し、かつ設定されたそれぞれの半径方向の位置において、所定の角度の範囲で、旋回移動しながら骨材を落下させるＡパターンの動作とを、交互に繰り返すことで、扇状の領域に、骨材を層状に積み重ねていくことを特徴とする骨材などの積層方法である。
【００１３】
このように、半径方向に往復移動しながら骨材を落下させ、円周方向に骨材を敷きつめていくＢパターンの動作と、円周方向に往復旋回しながら骨材を落下させ、半径方向に敷きつめていくＡパターンの動作とを、交互に繰り返していく積層方法であるため、骨材を面方向に分散しながら、層状に積層でき、しかもＢパターンの層とＡパターンの層とでは、畝の方向がほぼ直交することもあって、図４のように鉛直方向の断面で見た場合、上下方向における骨材粒度のバラツキは少ない。最終的には、図１に示すように、こうして積層された骨材の山ＨＡをショベルカー１７で切り取って、トラック１８などに積載するので、最上層から最下層にわたって切り取った際には、大小の骨材が均一に混在することになり、粒度分布の偏りの少ない、高品質の骨材が実現できる。
【００１４】
しかも、ショベルカーやトラック、ブルドーザなどの建設機械を必要とせず、かつ自動化できるため、安価な骨材が得られる。
【００１５】
請求項２は、同一の旋回中心を持つ扇状の領域を複数設け、そのうちの或る領域で請求項１記載の積層動作を行なっている間に、すでに積層された他の領域における骨材を使用現場に搬出する作業が行なわれることを特徴とする骨材などの積層方法である。
【００１６】
このように、扇状の複数の領域に分割し、そのうちの或る領域で前記の積層動作を行なっている間に、すでに積層された他の領域から使用現場に骨材を搬出するため、それぞれの作業が互いに干渉し合わないように、独立して遂行でき、安全性が確保される。しかも、作業効率が向上し、工期の短縮に寄与できる。
【００１７】
請求項３は、積層コンベアーを保持するフレームが、旋回中心の周りに往復旋回する構造になっていること、該積層コンベアーは、往路側では、複数のプーリやガイドローラにガイドされて、旋回内端側からシュート部まで移動して、シュート部で骨材を落下させてから、旋回外端まで走行した後、Ｕターンして、帰路側では、前記の旋回内端側まで逆向きに走行する構造になっていること、該積層コンベアーから骨材を落下させるシュート部が、該積層コンベアーが前記のプーリやガイドローラにガイドされた状態で、前記フレーム上に設けたガイドレール上で、旋回内端側と旋回外端との間を往復走行する構造になっていること、ほぼ旋回中心において、該積層コンベアー上に骨材が供給される構造となっていること、を特徴とする骨材の積層装置である。
【００１８】
このように、積層コンベアーを保持するフレームが、旋回中心の周りに往復旋回する構造になっているため、間欠的に所定の角度ずつ旋回移動し、かつ設定されたそれぞれの角度において、該積層コンベアーがプーリやガイドローラにガイドされた状態で、前記フレーム上に設けたガイドレール上で、骨材を落下させるシュート部が、旋回内端側と旋回外端との間を往復走行し、半径方向に移動しながら骨材を落下させるＢパターンの動作が可能となる。また、骨材を落下させるシュート部が間欠的に所定の距離ずつ半径方向に移動し、かつ設定されたそれぞれの半径方向の位置において、積層コンベアーを保持するフレームが、旋回中心の周りに往復旋回しながら骨材を落下させるＡパターンの動作とを交互に繰り返して、扇状の領域に、骨材を層状に積み重ねていくことが可能となる。さらに、旋回中心において、該積層コンベアー上に骨材が供給される構造となっているため、該積層コンベアーへの骨材の供給も極めて容易にかつ効率的に行なえる。
【００１９】
請求項４は、請求項３記載の積層コンベアーの旋回中心部に骨材を供給する骨材コンベアー上に砂を供給するための砂コンベアーを有しており、該砂コンベアー上に供給する砂の量を制御する機能を備えた砂ビンを有している骨材の積層装置である。
【００２０】
このように、砂コンベアー上に供給する砂の量を制御する機能を砂ビンに装備してあるため、骨材の粒度分布が粗い方に偏っている場合は、砂ビンから砂コンベアー上に供給する砂の量を増やすことによって、砂の量を補充できる。しかも、砂の供給量を一旦設定しておけば、その後は、その供給量が維持されるため、品質に優れた骨材を安価に供給できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に本発明による骨材の積層方法および積層装置が実際上どのように具体化されるか実施形態を説明する。図１は本発明による骨材の積層方法および積層装置の全容を示す斜視図である。
【００２２】
１は積層コンベアーであり、フレーム２に保持された状態で、軸３を中心にして往復旋回できる。フレーム２の旋回外端２ｏに装備された旋回装置には、旋回用の車輪４が付いており、モータで回転駆動されることによって、例えば２９１度の範囲を旋回できる。積層コンベアー１は、矢印ａ１で示すように、旋回内端２ｉ側から旋回外端２ｏ側に向かって走行する。
【００２３】
図２はこの積層コンベアー１の走行経路を示す側面図であり、フレーム２上に設けたガイドレール上で、旋回内端２ｉ側と旋回外端２ｏとの間を往復走行する移動シュート５に、上側プーリ（トリッパープーリ）Ｐ１と下側プーリＰ２が支持されている。
【００２４】
積層コンベアー１は、旋回中心側のテールプーリＰ３と旋回外端側のヘッドプーリＰ４に両端が支持され、走行駆動される。そして、矢印ａ１方向に走行する往路側は、前記のテールプーリＰ３から、移動シュートの上側プーリＰ１にガイドされた後、下側プーリＰ２にガイドされて、Ｚ字状に走行する。
【００２５】
したがって、積層コンベアー１で搬送されて来た骨材は、移動シュート５の上側のプーリＰ１まで登って来た後、該上側プーリＰ１を通過した時点で落下し、図１のフレーム外側に延びたシュート部６を通過して、７のようにストックヤード上に落下する。
【００２６】
下側プーリＰ２を通過した積層コンベアー１は、ガイドプーリＰ５と多数のガイドローラＲ１…にガイドされて、同じく矢印ａ１方向に走行し、外端のヘッドプーリＰ４によってＵターンし、矢印ａ１と逆向きの帰路の走行となる。
【００２７】
帰路においては、スナッププーリＰ６の上を通過し、次いで多数のガイドローラＲ２…上を通過し、積層コンベアー１にテンションをかけるベンドプーリＰ７、Ｐ８を経由して、元のテールプーリＰ３に到達する。
【００２８】
移動シュート５は、実線で示す内側終端と鎖線で示す外側終端との間のＬの領域を往復走行できるため、該移動シュート５の旋回半径方向すなわち積層コンベアー１の走行方向の位置を選択することによって、骨材を落下させる位置を、71、72〜７ｎのように自由に選べる。
【００２９】
移動シュート５の駆動は、移動シュート５に左右から張ったワイヤーをモータで巻き取ることで行なわれるが、これに限定されない。また、ストロークＬの始端から終端の間を連続走行して往復することもできるし、所定の距離を走行してから停止するという、間欠走行もできる。
【００３０】
積層コンベアー１への骨材の供給は、次のようにして行なわれる。図１のトラック８などで運搬されて来た原石が原石ホッパー９に投入されると、エプロンフィーダ１０を介して、破砕機１１に供給され、破砕される。
【００３１】
破砕された砕石は、骨材コンベアー１２によって、前記の積層コンベアー１の旋回中心部の上に設けたホッパー１３に投入され、積層コンベアー１の旋回中心部に供給され、次いで移動シュート５側に移送される。
【００３２】
１４は砂ビンであり、設定された量の砂が、砂コンベアー１５によって、骨材コンベアー１２上に設けられたホッパー１６中に供給され、骨材コンベアー１２上の骨材に添加される。
【００３３】
図３は前記の骨材の積層装置を用いて積層する方法を説明する平面図である。積層コンベアー１のフレーム２は、中心軸３の周りに例えば２９１度旋回できるが、この領域を９７度の扇状をした三つのゾーン、すなわちＡゾーンとＢゾーンとＣゾーンとに分割して作業する。そして、Ｃゾーンにおいて示したＢパターンとＡパターンの動作を交互に行なう。
【００３４】
まず、破砕機１１から骨材が供給された骨材コンベアー１２上に、砂ビン１４から砂が添加された状態で、積層コンベアー１の旋回中心側に連続的に供給される。この状態において、Ｂパターンの動作は、Ｃゾーンにおいて、車輪４による旋回動作を停止した状態で、ストロークＬ内で、移動シュート５を内端から外端に向けて連続走行させる。すると、シュート部６から骨材が落下して、半径方向の畝状ができる。
【００３５】
次いで、車輪４を駆動して、所定の角度、例えば約２度、フレーム２を反時計方向に旋回させてから、今度は移動シュート５を外端から内端に向けて連続走行させる。すると、シュート部６から骨材が落下して、半径方向の畝状ができる。次に、再び所定の角度旋回してから、前記と同様に移動シュート５を内端から外端に向けて連続走行させる。
【００３６】
このような動作を、Ｃゾーンの終端まで繰り返し行なうことによって、Ｃゾーンに放射状の畝ができる。なお、フレーム２が旋回動作する間も、シュート部６からの骨材の落下を続行しても差し支えない。
【００３７】
次に、Ａパターンの動作に移る。前記のＢパターンの動作が、移動シュート５がフレーム外端２ｏ側に移動した状態で終了したものとすると、今度は移動シュート５を連続走行させず停止させた状態で、フレーム２を時計回りに９７度旋回させてから、移動シュート５を所定の距離、例えば約１ｍ、旋回中心３側に移動させる。
【００３８】
そして今度は、フレーム２を反時計回りに９７度旋回させてから、移動シュート５を約１ｍ、旋回中心３側に移動させ、再度時計回りに旋回させる、という動作を繰り返すと、図２のように同心円状の畝71、72〜７ｎが形成される。移動シュート５がストロークＬの内端まで移動すると、Ａパターンの動作が終了するので、次は再び旋回動作を所定角度ずつ間欠的に行ない、移動シュート５を半径方向に連続的に往復走行させることで、Ｂパターンの動作を行なう。
【００３９】
図４は図３におけるＸ−Ｘ位置の断面図であり、Ｂパターンの動作によって放射状の畝からなる層Ｂ１が形成され、その上に、Ａパターンの動作によって同心円状の層Ａ１が形成される。さらに、その上にＢパターンの動作によって放射状畝の層Ｂ２が重なる。したがって、隣接する層の畝が互いに直交する恰好になる。このようにして、高さが２ｍ程度になるまで、ＡパターンとＢパターンの層を交互に積層していく。
【００４０】
図１におけるＣゾーンは積層が完了した状態であり、Ｂゾーンは積層動作を行なっている状態である。Ａゾーンは、積層された骨材の山ＨＡをショベルカー１７で切り取り、トラック１８などで施工現場に積み出している状態である。
【００４１】
本発明では、ストックヤードを三つのゾーンに分割すると共に、図３のように、隣接するゾーンの間に緩衝帯１９を設けてある。また、図５に例示するように、積層生産をしているゾーンと搬出作業するゾーンをずらすことで、安全を図っている。
【００４２】
すなわち、いまＡゾーンの積層を行なっているものとすると、すでに積層されているＣゾーンの骨材山ＨＣを切り取って搬出する。それが完了すると、Ｃゾーンの積層を行ない、すでに積層されているＢゾーンの骨材山ＨＢを切り取って搬出する。次いで、Ｂゾーンを積層しながら、Ａゾーンの搬出を行なう。
【００４３】
このように、複数のゾーンに分割し、或るゾーンで骨材を積層動作している間に、別のゾーンから搬出すれば、骨材の積層生産も搬出も連続して行なえて効率が向上するだけでなく、隣接するゾーン間で干渉が生じないので、安全性も確保できる。
【００４４】
破砕された砕石が粗い場合は、砂を混ぜることで、粒度バランスを調整するが、砕石の粒度は、搬送されて来るロットによってまちまちである。したがって、破砕機１１から骨材コンベアー１２に供給された骨材の粒度に応じて、砂ビン１４から添加する砂の量を制御することが好ましい。
【００４５】
これを実現するために、砂ビン１４から砂コンベアー１５に供給される量を調節する構造になっている。例えば、砂ビン１４の出口の開口量を調節したり出口の振動数を変えることで砂の引き出し量を変化できる構造とし、破砕機１１から骨材コンベアー１２に供給される骨材の粒度を監視し、粒度が粗い場合は、前記の引き出し量を多くし、骨材粒度が細かい場合は、前記の引き出し量を少なくすることで実現できる。
【００４６】
骨材粒度の監視をセンサーで行ない、その検出信号によって、砂ビン出口の開口量や振動数を変化させて、砂の引き出し量を制御すると、全自動化も可能である。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１によると、半径方向に往復移動しながら骨材を落下させ、円周方向に骨材を敷きつめていくＢパターンの動作と、円周方向に往復旋回しながら骨材を落下させ、半径方向に敷きつめていくＡパターンの動作とを、交互に繰り返していく積層方法であるため、骨材を面方向に分散しながら、層状に積層でき、しかもＢパターンの層とＡパターンの層とでは、畝の方向がほぼ直交することもあって、図４のように鉛直方向の断面で見た場合、上下方向における骨材粒度のバラツキは少ない。最終的には、図１に示すように、こうして積層された骨材の山ＨＡをショベルカー１７で切り取って、トラック１８などに積載するので、最上層から最下層にわたって切り取った際には、大小の骨材が均一に混在することになり、粒度分布の偏りの少ない、高品質の骨材が実現できる。
【００４８】
しかも、ショベルカーやトラック、ブルドーザなどの建設機械を必要とせず、かつ自動化できるため、安価な骨材が得られる。
【００４９】
請求項２のように、扇状の複数の領域に分割し、そのうちの或る領域で前記の積層動作を行なっている間に、すでに積層された他の領域から使用現場に骨材を搬出するため、それぞれの作業が互いに干渉し合わないように、独立して遂行でき、安全性が確保される。しかも、作業効率が向上し、工期の短縮に寄与できる。
【００５０】
請求項３のように、積層コンベアーを保持するフレームが、旋回中心の周りに往復旋回する構造になっているため、間欠的に所定の角度ずつ旋回移動し、かつ設定されたそれぞれの角度において、該積層コンベアーがプーリやガイドローラにガイドされた状態で、前記フレーム上に設けたガイドレール上で、骨材を落下させるシュート部が、旋回内端側と旋回外端との間を往復走行し、半径方向に移動しながら骨材を落下させるＢパターンの動作が可能となる。また、骨材を落下させるシュート部が間欠的に所定の距離ずつ半径方向に移動し、かつ設定されたそれぞれの半径方向の位置において、積層コンベアーを保持するフレームが、旋回中心の周りに往復旋回しながら骨材を落下させるＡパターンの動作とを交互に繰り返して、扇状の領域に、骨材を層状に積み重ねていくことが可能となる。さらに、旋回中心において、該積層コンベアー上に骨材が供給される構造となっているため、該積層コンベアーへの骨材の供給も極めて容易にかつ効率的に行なえる。
【００５１】
請求項４のように、砂コンベアー上に供給する砂の量を制御する機能を砂ビンに装備してあるため、骨材の粒度分布が粗い方に偏っている場合は、砂ビンから砂コンベアー上に供給する砂の量を増やすことによって、砂の量を補充できる。しかも、砂の供給量を一旦設定しておけば、その後は、その供給量が維持されるため、品質に優れた骨材を安価に供給できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による骨材の積層方法および積層装置の全容を示す斜視図である。
【図２】図１の積層コンベアーの側面図である。
【図３】図１の骨材の積層装置を用いて積層する方法を説明する平面図である。
【図４】図３におけるＸ−Ｘ位置の拡大断面図である。
【図５】積層生産するゾーンと搬出作業するゾーンとの組み合わせを示す図表である。
【図６】従来の骨材の積層方法を工程順に示す図である。
【符号の説明】
１  積層コンベアー
２  フレーム
３  中心軸
４  車輪
Ｐ１〜Ｐ６  コンベアープーリ
５  移動シュート
６  シュート部
７  落下した骨材
71、72〜７ｎ  同心円状の畝
９  原石ホッパー
１１  破砕機
１２  骨材コンベアー
１４  砂ビン
１５  砂コンベアー
１９  緩衝帯
ＨＡ〜ＨＣ  積層された骨材の山
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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