(57)【要約】  【課題】構造が簡単で安価であっても良好な混合撹拌性能が得られる混合装置を提供する。  【解決手段】上端開口に被混合物を供給する供給口13を有するとともに下端開口に混合された被混合物Ｍを取出す取出口15を有する上下方向を軸方向とする円筒形のケーシング11を設置する。このケーシング11の中心部に定位置で回転する上下方向を軸方向とする回転軸19を配置する。この回転軸19の上下方向の複数段にブラケット31，32，33，34を設け、これらのブラケット31，32，33，34に取付軸35，36，37，38を介して、被混合物Ｍを混合撹拌する撹拌翼25，26，27，28の基端部を揺動可能に軸支する。これらの撹拌翼25，26，27，28の先端部に重錘41，42，43，44を設ける。  【選択図】図１
2006231151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端開口に被混合物を供給する供給口を有するとともに下端開口に混合された被混合物を取出す取出口を有する上下方向を軸方向とする円筒形のケーシングと、
ケーシングの中心部に配置されて定位置で回転駆動される上下方向を軸方向とする回転軸と、
回転軸に取付軸を介し基端部を揺動可能に軸支されケーシング内部で回転軸とともに回転されて被混合物を混合撹拌する撹拌翼と、
撹拌翼の先端部に設けられた重錘と
を具備したことを特徴とする混合装置。
【請求項２】
撹拌翼は、回転軸の上下方向の複数段に取付けられ、上方から供給された被混合物を跳上げる方向に傾斜された取付角度に設定され、
上段の撹拌翼より下段の撹拌翼ほど被混合物をより大きな垂直速度で跳上げることが可能な取付角度に設定された
ことを特徴とする請求項１記載の混合装置。
【請求項３】
最下段の撹拌翼の取付角度は、水平に対し４０°に設定した
ことを特徴とする請求項２記載の混合装置。
【請求項４】
被混合物は、土砂および固化材である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撹拌翼により被混合物を混合撹拌する混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６に土質改良機の構造図を示す。この図６において、履帯式の下部走行体１上に、エンジン、油圧ポンプなどから構成されるパワーユニット２、土砂を供給する原土フィーダ３、石灰などの固化材を投入する固化材ホッパ４が搭載されている。この固化材ホッパ４の下部にはスクリューフィーダ５が設置され、このスクリューフィーダ５の下側には、原土フィーダ３から送られる土砂とスクリューフィーダ５から供給される固化材とを混合する混合装置６が設置され、この混合装置６の下側からパワーユニット２の下側を経て斜め上方へ、混合された土砂を排出する排出コンベア７が配設されている。
【０００３】
この土質改良機において、従来は、パドルミキサや、撹拌軸を複数個水平に設けた混合装置を用いるのが一般的である（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平１１−２２９３７０号公報（第４−５頁、図１−８）
【特許文献２】特開２００２−１８８１７３号公報（第４−６頁、図１−６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のパドルミキサや、撹拌軸を複数個水平に設けた混合装置は、構造が複雑でコストが高くなる問題がある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、構造が簡単で安価であっても良好な混合撹拌性能が得られる混合装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、上端開口に被混合物を供給する供給口を有するとともに下端開口に混合された被混合物を取出す取出口を有する上下方向を軸方向とする円筒形のケーシングと、ケーシングの中心部に配置されて定位置で回転駆動される上下方向を軸方向とする回転軸と、回転軸に取付軸を介し基端部を揺動可能に軸支されケーシング内部で回転軸とともに回転されて被混合物を混合撹拌する撹拌翼と、撹拌翼の先端部に設けられた重錘とを具備した混合装置であり、そして、上下方向を軸方向とする円筒形のケーシング内で、ケーシングの中心部に配置された上下方向を軸方向とする回転軸に取付軸を介し軸支され重錘の遠心力により打撃破砕力が向上した撹拌翼により、ケーシングの上端開口の供給口から供給されて落下する被混合物の塊、石などを破砕して混合撹拌し、ケーシングの下端開口の取出口より取出すので、従来の横形の混合装置に比較して構造が簡単で安価であっても、良好な混合撹拌性能が得られ、また、被混合物中に破砕できない大きな石が混入している場合は、回転軸に取付軸を介し揺動可能に軸支された撹拌翼が石から逃げるように回動するので、撹拌翼の損傷が防止される。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の混合装置における撹拌翼が、回転軸の上下方向の複数段に取付けられ、上方から供給された被混合物を跳上げる方向に傾斜された取付角度に設定され、上段の撹拌翼より下段の撹拌翼ほど被混合物をより大きな垂直速度で跳上げることが可能な取付角度に設定されたものであり、そして、撹拌翼は、上段より下段ほど被混合物をより大きな垂直速度で跳上げることが可能な取付角度に設定されたので、下段の撹拌翼ほど被混合物を高く跳上げて、上段の撹拌翼に当てることが可能となり、被混合物が撹拌翼に当たる確率が上がり、複数段の撹拌翼により良好な混合撹拌性能が得られる。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の混合装置において、最下段の撹拌翼の取付角度を、水平に対し４０°に設定したものであり、そして、落下する被混合物が撹拌翼に当り、上方に跳上げられる垂直速度は、撹拌翼の角度が４０°付近で最も大きくなるので、最下段の撹拌翼の取付角度を４０°に設定することで、最も良好な混合撹拌性能が得られる。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか記載の混合装置における被混合物を、土砂および固化材としたものであり、そして、良好な混合撹拌性能により、土砂に固化材を均一に混合することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、上下方向を軸方向とする円筒形のケーシング内で、ケーシングの中心部に配置された上下方向を軸方向とする回転軸に取付軸を介し軸支され重錘の遠心力により打撃破砕力が向上した撹拌翼により、ケーシングの上端開口の供給口から供給されて落下する被混合物の塊、石などを破砕して混合撹拌し、ケーシングの下端開口の取出口より取出すので、従来の横形の混合装置に比較して構造が簡単で安価であっても、良好な混合撹拌性能を得ることができ、また、被混合物中に破砕できない大きな石が混入している場合は、回転軸に取付軸を介し揺動可能に軸支された撹拌翼が石から逃げるように回動するので、撹拌翼の損傷を防止できる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、撹拌翼は、上段より下段ほど被混合物をより大きな垂直速度で跳上げることが可能な取付角度に設定されたので、下段の撹拌翼ほど被混合物を高く跳上げて、上段の撹拌翼に当てることができ、被混合物が撹拌翼に当たる確率を向上させて、複数段の撹拌翼により良好な混合撹拌性能を得ることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、落下する被混合物が撹拌翼に当り、上方に跳上げられる垂直速度は、撹拌翼の角度が４０°付近で最も大きくなるので、最下段の撹拌翼の取付角度を４０°に設定することで、最も良好な混合撹拌性能を得ることができる。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、良好な混合撹拌性能により、土砂に固化材を均一に混合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を、図１乃至図５に示された一実施の形態を参照しながら説明する。なお、本発明は、図６に示された土質改良機に設けられた混合装置６に適用されるものとする。
【００１５】
図１に示されるように、上下両端を開口した円筒形のケーシング11が上下方向を軸方向とするように設置され、このケーシング11の上端開口に、この上端開口を塞ぐ上端カバー12が設けられ、この上端カバー12の一部を切欠くようにして、土砂および土質改良用の固化材（例えば石灰）などの被混合物Ｍを供給する供給口13が設けられ、この供給口13に、原土フィーダ３の先端部が挿入されている。この原土フィーダ３の先端部は、先端部カバー14により覆われ、この先端部カバー14の設けられていない原土フィーダ３上に、スクリューフィーダ５から固化材を供給する固化材供給口5aが配置されている。
【００１６】
一方、ケーシング11の下端開口には、混合された被混合物Ｍを取出す取出口15が設けられ、この取出口15には、径方向に取付けられた支持部材16によりケーシング11の中心に軸受保持部17が支持され、この軸受保持部17に、軸受18を介して、ケーシング11の中心部に配置された上下方向を軸方向とする回転軸19の下端部が、定位置で回転自在に保持されている。
【００１７】
この回転軸19の上部は、前記上端カバー12の中央に嵌着された軸受21により回転自在に保持されるとともに、上端カバー12上にモータ取付板22を介して取付けられた油圧モータなどのモータ23の出力軸に、回転軸19の上端がカップリング24を介して接続され、このカップリング24を介してモータ23により回転軸19が回転駆動される。
【００１８】
回転軸19には、その上下方向の複数段に、ケーシング11の内部で回転軸19とともに回転されて被混合物Ｍを混合撹拌する撹拌翼25，26，27，28が取付けられている。これらの撹拌翼25，26，27，28は、上方から供給された被混合物Ｍを跳上げる方向に傾斜された取付角度θに設定されて固定されている。
【００１９】
ここで、最上段の撹拌翼25の取付角度θは、０°であり、すなわち水平に設定されているが、撹拌翼26，27，28は、上段の撹拌翼より下段の撹拌翼ほど、被混合物Ｍをより大きな垂直速度で跳上げることが可能となるように、水平に対し漸次大きな取付角度θに設定され、最下段の撹拌翼28の取付角度は、水平に対し４０°に設定されている。
【００２０】
これらの撹拌翼25，26，27，28の取付は、回転軸19の上下方向に複数段のブラケット31，32，33，34が取付けられ、これらのブラケット31，32，33，34にピンなどの取付軸35，36，37，38により撹拌翼25，26，27，28の基端部が揺動可能に軸支されている。
【００２１】
これらの撹拌翼25，26，27，28の先端部には、重錘41，42，43，44が一体に設けられている。
【００２２】
図２に示されるように、各段の撹拌翼25，26，27，28は、各段で４枚のブレードが９０°ごとに取付けられ、さらに、撹拌翼25，27と撹拌翼26，28とが重ならないように平面上の取付角度をずらして設定されている。
【００２３】
次に、図示された実施の形態の作用を説明する。
【００２４】
図１においてモータ23を駆動すると回転軸19とともに、この回転軸19のブラケット31，32，33，34にピン結合された撹拌翼25，26，27，28が回転し、原土フィーダ３から供給される被混合物Ｍの土砂と固化材が、撹拌翼25，26，27，28に当り、拡散しつつ混合撹拌される。
【００２５】
このとき、撹拌翼25，26，27，28の先端には重錘41，42，43，44が設けられているので、原土中の土砂の塊や、原土に混入した石は、重錘41，42，43，44によって増大した撹拌翼25，26，27，28の遠心力で破砕される。
【００２６】
さらに、原土に混入した石が大きすぎて撹拌翼25，26，27，28では破砕できないときは、取付軸35，36，37，38により揺動可能にピン結合された撹拌翼25，26，27，28の方が、取付軸35，36，37，38を支点に逃げる方向すなわち後退方向に回動することで、撹拌翼25，26，27，28が破損しないように保護する。
【００２７】
また、撹拌翼25，26，27，28は、上段の撹拌翼より下段の撹拌翼ほど被混合物Ｍをより大きな垂直速度で跳上げることが可能な取付角度θで取付けられているので、図３に示すように、下段の撹拌翼27，28に当った土砂Ｓが上方に跳上げられる。
【００２８】
図４は、土砂Ｓが撹拌翼25−28に当る状態をモデル化したものである。図４（ａ）は、落下した土砂Ｓが、矢印Ｘ方向に動いている撹拌翼25−28に当る瞬間を示し、図４（ｂ）は、撹拌翼25−28に当った土砂Ｓが、水平方向の力Ｆxと上方への力Ｆyとの合力Ｆにより斜め上方へ跳ね飛ばされる状態を示す。
【００２９】
図５は、落下する土砂Ｓが撹拌翼25−28に当り、上方に跳上げられるときの、垂直速度と撹拌翼25−28の回転速度（回転数／分）、撹拌翼25−28の取付角度（ブレード角度）θの関係を計算した一例である。この図５より、撹拌翼25−28の取付角度θが４０°付近で土砂Ｓが上方に跳上げられる垂直速度が最も大きくなる。
【００３０】
この特性から、撹拌翼25−28の取付角度θを０°から４０°の範囲で上段から順次大きくしていくと、図３に示すように、下段の撹拌翼27，28に当った土砂Ｓが上方に跳上げられ、上段の撹拌翼26，27に当るので、土砂Ｓが撹拌翼25−28に当り拡散する確率が上がり、良好な混合撹拌性能が得られる。
【００３１】
次に、図示された実施の形態の効果を説明する。
【００３２】
上下方向に設置された円筒形のケーシング11内で、このケーシング11の中心部に上下方向に配置された回転軸19に軸支された撹拌翼25，26，27，28は、ケーシング11の上端開口の供給口13から供給されて落下する土砂などの塊を、重錘41，42，43，44が有する遠心力により打撃破砕して、飛散させながら、固化材と混合撹拌した上で、ケーシング11の下端開口の取出口15より取出すので、従来の横形の混合装置に比較して構造が簡単で安価であっても、良好な混合撹拌性能を得ることができる。
【００３３】
このとき、原土中の土砂に石が混入した場合でも、重錘41，42，43，44を有する撹拌翼25，26，27，28の遠心力により石を強力に打撃して破砕することができる。
【００３４】
この原土中の石が、撹拌翼25，26，27，28により破砕できないほど大きな場合は、回転軸19のブラケット31，32，33，34に取付軸35，36，37，38により揺動可能に軸支された撹拌翼25，26，27，28が、石から逃げるようにブラケット31，32，33，34に対し回動するので、撹拌翼25，26，27，28の損傷を防止できる。
【００３５】
また、上下方向に設置された円筒形のケーシング11内で、このケーシング11の中心部に配置された回転軸19の上下方向の複数段に取付けられた撹拌翼25，26，27，28により、ケーシング11の上端開口の供給口13から供給されて落下する土砂および固化材などの被混合物Ｍを拡散させ混合撹拌する際に、土砂Ｓなどを跳上げる方向に傾斜された取付角度θの撹拌翼26，27，28によって跳上げられた被混合物Ｍは、落下してケーシング11の下端開口の取出口15より取出されるまで、複数段に取付けられた撹拌翼25，26，27，28により繰返し拡散され混合撹拌作用を受けるので、従来の横形の混合装置に比較して構造が簡単で安価であっても、良好な混合撹拌性能を得ることができる。
【００３６】
撹拌翼26，27，28は、上段より下段ほど被混合物Ｍをより大きな垂直速度で跳上げることが可能な取付角度θに設定されたので、下段の撹拌翼26，27，28ほど被混合物Ｍを高く跳上げて、上段の撹拌翼25，26，27に当てることが可能となり、被混合物Ｍが撹拌翼25，26，27，28に当たって拡散する確率を上げて、複数段の撹拌翼25，26，27，28により良好な混合撹拌性能を得ることができる。
【００３７】
落下する被混合物Ｍが撹拌翼25，26，27，28に当り、上方に跳上げられる垂直速度は、撹拌翼25，26，27，28の角度が４０°付近で最も大きくなるので、最下段の撹拌翼28の取付角度θを４０°に設定することで、最も良好な混合撹拌性能を得ることができる。
【００３８】
このように、本混合装置は、従来の混合装置に比較して、構造が簡単で、かつ良好な拡散作用、混合撹拌性能が得られ、良好な混合撹拌性能により、土砂などに固化材を均一に混合することができる。
【００３９】
なお、本混合装置は、土砂に固化材を混合する用途のみに限定されるものではなく、複数の粉材、粒材、チップ材、これらの組合せの混合撹拌にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る混合装置の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】同上混合装置のII−II線断面図である。
【図３】同上混合装置の作用を示す説明図である。
【図４】（ａ）は、落下した土砂が同上混合装置の撹拌翼に当る瞬間を示し、（ｂ）は、撹拌翼に当った土砂が斜め上方へ跳ね飛ばされる状態をモデル化した説明図である。
【図５】撹拌翼に当った土砂が上方に跳上げられる垂直速度と、撹拌翼の回転速度、撹拌翼の取付角度（ブレード角度）θの関係を示す特性図である。
【図６】土質改良機の構造図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ｍ    被混合物
Ｓ    土砂
11    ケーシング
13    供給口
15    取出口
19    回転軸
25，26，27，28    撹拌翼
35，36，37，38    取付軸
41，42，43，44    重錘
【図１】
2006231151.tif 000003
【図２】
2006231151.tif 000004
【図３】
2006231151.tif 000005
【図４】
2006231151.tif 000006
【図５】
2006231151.tif 000007
【図６】
2006231151.tif 000008