(57)【要約】【課題】簡単な構造であり、水分の多い土砂や粘着性の高い土砂などの付着や詰まりを防止することができると共に、円滑に且つ効率よく処理できる土質改良機を提供する。【解決手段】土砂投入用のホッパ(5) と、同ホッパ(5) の土砂排出側に配された破砕片搬出手段(10)とを備えた走行式土質改良機(1) であって、ホッパ(5) の土砂滑落面に１以上のカッター刃(12)を有している。土砂の塊はカッター刃(12)によって適切な大きさに切削されて土砂滑落面に沿って滑落する。局部的な土砂の付着や詰まりが効果的に回避される。ホッパ(5) から破砕片搬出手段(10)を介して搬送されてくる土砂に土質改良剤を加え、土砂と土質改良剤とを粉砕混合して再利用可能な土砂に改良され、その改良土砂は、混合機(4) から改良土搬出手段(11)を介して所定の場所に搬出される。【選択図】図１
2004197317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土砂投入用のホッパ(5) と、同ホッパ(5) の土砂排出側に配された破砕片搬出手段(10)とを備えた土質改良機(1) であって、
前記ホッパ(5) の土砂滑落面に１以上のカッター刃(12)を有してなることを特徴とする土質改良機。
【請求項２】
前記ホッパ(5) の土砂滑落面の一部が、駆動手段(13,19,20,21,22)を介して起伏する起伏プレート(5c)により構成されてなり、同起伏プレート(5c)の土砂滑落面に前記カッター刃(12)が配されてなることを特徴とする請求項１記載の土質改良機。
【請求項３】
前記破砕片搬出手段(10)の搬出路に配され、前記ホッパ(5) から排出される破砕片の排出量を検出する１以上の排出量検出手段(17)と、
同排出量検出手段(17)からの検出信号を受け、前記駆動手段(13,19,20,21,22)を制御駆動して前記起伏プレート(5c)を起伏させる制御部(23)と、
を有してなることを特徴とする請求項２記載の土質改良機。
【請求項４】
２以上の前記排出量検出手段(17)が前記破砕片搬出手段(10)の搬出路の上流側から下流側にわたり高低差をもって配されてなることを特徴とする請求項３記載の土質改良機。
【請求項５】
少なくとも２の前記排出量検出手段(17)が前記破砕片搬出手段(10)の搬出路の路幅方向に延びる同一直線上に高低差をもって配されてなることを特徴とする請求項３記載の土質改良機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は土質改良を行う土質改良機に係わり、特に、水分の多い土砂や粘性のある土砂などを円滑に且つ効率よく処理できる土質改良機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、掘削土砂と石灰等の土質改良剤とを粉砕混合して土砂を再生利用するための土質改良機が、軟弱地、凹凸等の不整地や道路の地盤工事等に多用されている。この種の土質改良機の一例として、例えば本出願人が先に提案した特開２００２−２０１６６５号公報には自走式の土質改良機が開示されている。同公報に開示された自走式土質改良機は、車両本体の前部から後部にわたり掘削土砂を投入する土砂投入用ホッパ、土質改良剤を投入する土質改良剤投入用ホッパ、掘削土砂及び土質改良剤を粉砕混合する混合機をほぼ直線的に搭載している。更に、前記各ホッパの下部にそれぞれ設けられた排出口から前記混合機の側壁に設けられた投入口にわたり第１搬出ベルトコンベアが延設されている。前記混合機の下部に設けられた排出口には第２搬出ベルトコンベアが車体後方に向けて延設されている。
【０００３】
かかる土質改良機を使用して土質を改良するにあたり、先ず、バケットを備えた油圧ショベルにより掘削した土砂などを土砂投入用ホッパ内に投入する。同ホッパ内に投入された土砂は第１搬出ベルトコンベア上に自重で落下する。そのベルトコンベアを介して搬送されてくる土砂に土質改良剤投入用ホッパを介して適当な量の石灰等の土質改良剤を加えて混合機の投入口に搬送する。同混合機内に配されるカッターや回転ハンマーにより土砂と土質改良剤とを粉砕混合して再利用可能な土砂に改良する。その土質改良された改良土砂は、前記混合機の排出口から第２搬出ベルトコンベアを介して車体後方の所定の場所に排出され、必要に応じてダンプトラックに積載されたのち、掘削現場などに搬送される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２０１６６５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、 上記特許文献１に開示された自走式土質改良機に使用される土砂投入用ホッパは、上部投入口から下方向に向けて漸次縮小して斜めに延びる投入側開口部と、同開口部よりも鋭角に下斜して延びるガイド部とを有する筒状ケース体により構成されている。前記開口部と前記ガイド部との境界部には格子状或いは網状の篩部材が設けられている。前記ガイド部に設けられた排出口には、外周に多数の突起を有する回転駆動ローラが回転自在に支承されている。
【０００６】
この従来の土砂投入用ホッパは、上方に向けて拡開された投入側開口部を介して油圧ショベルのバケットにより掘削した土砂をホッパ内に投入しやすくすると共に、前記投入側開口部よりも勾配の大きいガイド部によって、水分が多く粘着性のある土砂を落下しやすくしている。更に、水分が多く粘性の高い土砂が、前記排出側開口部を介して第１搬出ベルトコンベア上に落下するとき、同第１搬出ベルトコンベア上でスリップするような場合は、前記回転駆動ローラの回転により土砂を排出しやすくしている。
【０００７】
しかしながら、前記土砂投入用ホッパ内には、様々な粒度の土砂や固結土が投入されており、特に、水分の多い土砂や粘着性の高い土砂などは、ホッパの投入側開口部内に付着して次第にブリッジ状に堆積して同開口部を塞いでしまったり、或いはホッパ内の篩部材に付着して固結しやすいため、開口周辺部やホッパ内の篩部材に詰まりを発生しやすい。このような詰まりを起こすと、前記投入側開口部が局部的に塞がってしまうため、投入された土砂がホッパ内を落下しにくくなり、搬送効率が著しく低下する。その結果、ホッパ内を煩雑に清掃しなければならなくなり、多大な労力と手間がかかるという問題が発生する。
【０００８】
また、前記土砂投入用ホッパ内に土砂が付着すると、必然的にホッパの開口面積が狭くなる。このため、同ホッパの容量が油圧ショベルのバケットによる一回の掘削容量よりも小さくなり、油圧ショベルのバケットにより掘削した土砂の全てを一度にホッパ内に投入することができなくなり、作業が煩雑且つ効率的でなくなりやすい。その結果、地盤の補修工事、再生工事や改良工事の全体工期も長くなると共に、人件費や工事費等が大幅にかかるようになる。しかも、それに伴って、その設備費や管理費等が極めて高騰する。
【０００９】
また、水分の多い土砂や粘着性のある土砂などの固結土が、そのままの状態でホッパ内に投入されると、同ホッパ内の通過中に土砂を適当な大きさに切削することができず、詰まりを起こすことにより装置自体が故障するという問題点をも有している。
【００１０】
本発明は、かかる従来の課題を解消すべくなされたものであり、その具体的な目的は、簡単な構造であり、水分の多い土砂や粘着性の高い土砂などの付着や詰まりを防止することができると共に、円滑に且つ効率よく処理できる土質改良機を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
本件請求項１に係る発明は、土砂投入用のホッパと、同ホッパの土砂排出側に配された破砕片搬出手段とを備えた土質改良機であって、前記ホッパの土砂滑落面に１以上のカッター刃を有してなることを特徴とする土質改良機にある。
【００１２】
本発明に係る土質改良機は、自走式或いは定置式の土質改良機に好適に使用することができるものであり、自走式として使用することにより、軟弱地や凹凸等の不整地などの工事現場で自由に走行することができ、優れた機動性と最適な作業性等が効果的に得られる。
【００１３】
本発明は特に規定するものではないが、従来の自走式土質改良機と同様に、掘削土砂を投入する土砂投入用のホッパ、土質改良剤を投入する土質改良剤投入用のホッパ、その掘削土砂と土質改良剤とを粉砕混合する混合機、各ホッパの下部にそれぞれ設けられた排出口から前記混合機の投入口にわたり延設される破砕片搬出手段、前記混合機の排出口から車両外部に向けて延設された改良土搬出手段を備えている。
【００１４】
いま、油圧ショベルにより掘削した土砂などを前記土砂投入用のホッパ内に投入すると、投入された土砂は、同ホッパ内に設けられた格子状或いは網状の篩部材を介して前記破砕片搬出手段に自重で落下する。ところで、従来の一般的な構成を備えるこの種のホッパにあっては、そのホッパ内に様々な粒度を有する水分の多い土砂や粘着性の高い土砂を投入すると、既述したごとく、土砂投入用ホッパの投入口や篩部材などには土砂の塊がブリッジ状に付着して固結する。このため、土砂投入用ホッパの投入口や篩部材などに部分的な詰まりを発生することになる。
【００１５】
そこで、本発明にあっては、前記土砂投入用ホッパの土砂滑落面に１以上のカッター刃を設けている。かかる構成は、土砂滑落面の一部に投入土砂を切削する部位と滑落する部位との双方を分散して配することとなり、土砂投入用ホッパの投入口周辺部に土砂の付着しやすい部位が少なくなる。しかも、投入されて落下する土砂の塊は、前記カッター刃に当たって適切な大きさに切削（剪断）され、その破砕土砂は前記土砂滑落面に沿って円滑に流れ落ちるようになる。その結果、前記投入口や篩部材での局部的な土砂の付着や詰まりが効果的に回避されるようになり、投入土砂の塊がホッパの投入口周辺部に適度に分散して前記土砂滑落面に沿って自重でスムースに滑落するようになる。
【００１６】
こうして、前記土砂投入用ホッパから前記破砕片搬出手段を介して搬送されてくる土砂に前記土質改良剤投入用ホッパを介して投入される適当な量の石灰等の土質改良剤を加えると同時に、前記混合機の投入口に搬送される。同混合機内では土砂と土質改良剤とを粉砕混合して再利用可能な土砂に改良され、その改良土砂は、前記混合機の排出口から前記改良土搬出手段を介して所定の場所に搬出される。
【００１７】
このように、前記土砂投入用ホッパの土砂滑落面に１以上のカッター刃を配することにより土砂投入用ホッパ内の通過中に土砂の塊を適度の大きさに切断することができるようになり、上述のように土砂の投入、粉砕、混合や搬出に至るまでの一連の操作を円滑に且つ確実に行うことが可能となる。
【００１８】
また、土砂の付着や詰まりを防止できるため、ホッパ内を煩雑に清掃する必要がなくなり、作業者の負担を軽減すると共に、詰まりによる装置自体の故障を防止することができる。また、投入土砂の付着により前記土砂投入用ホッパの開口面積が狭くならないため、油圧ショベルのバケットによる一回の掘削容量に見合うホッパへの投入容量を常に確保することができるようになり、操作上の管理が容易となり、作業能率が極めて向上する。また、全体工期が遅延することを効果的に回避することができると共に、作業費や設備費などのコストを大幅に低減することができる。
【００１９】
請求項２に係る発明は、前記ホッパの土砂滑落面の一部が、駆動手段を介して起伏する起伏プレートにより構成されてなり、同起伏プレートの土砂滑落面に前記カッター刃が配されていることを特徴としている。
【００２０】
前記ホッパの形態を一律に規定することを排除して、前記ホッパの土砂滑落面の一部を駆動手段を介して起伏する起伏プレートにより、土砂滑落面を形成するという簡単な構造を採用すると共に、同起伏プレートの土砂滑落面に前記カッター刃を配している。かかる構成は、土壌の状態や投入量などに合わせて、前記起伏プレートの起伏角を自由に選択することにより、前記土砂投入用ホッパの開口面積や前記起伏プレートの起伏姿勢を適当に設定することができるようになる。このため、前記ホッパ内の土砂の付着や詰まりを起こすことなく地盤の補修工事、再生工事や改良工事等を安定して効率よく行うことができる。つまり、前記起伏プレートの傾角を鋭角に変化させることにより高く起立させ、水分の多い粘着性の高い土砂であっても、前記ホッパの土砂滑落面に沿って落下しやすくすることができるようになる。
【００２１】
請求項３に係る発明は、前記破砕片搬出手段の搬出路に配され、前記ホッパから排出される破砕片の排出量を検出する１以上の排出量検出手段と、同排出量検出手段からの検出信号を受け、前記駆動手段を制御駆動させて前記起伏プレートを起伏させる制御部とを有していることを特徴としている。
【００２２】
ここで、排出量検出手段として、例えば近接スイッチ、光電スイッチ、超音波センサ、赤外線センサなどを使用することができる。一方、前記駆動手段として、例えば起伏プレート駆動シリンダ、起伏プレート駆動シリンダ用の方向制御弁や電磁比例制御弁などの制御駆動手段を有する油圧回路構造を使用することができる。
【００２３】
土質改良作業を行う場合には、常時、前記土砂投入用ホッパから前記破砕片搬出手段を介して搬送されてくる破砕片の排出量を前記破砕片搬出手段の搬出路に配された１以上の排出量検出手段により検出している。同検出手段は、前記破砕片搬出手段を介して搬送されてくる破砕片量が変化すると、その検出信号を制御部に出力する。同制御部は各排出量検出手段からの出力信号を受けて演算し、各検出値のうちの一つが所定の値を超えたとき、前記ホッパ内の詰まりの有無を判断し、同ホッパ内が詰まったことの決定に応答して前記制御駆動手段に出力信号を出力する。その出力信号により前記制御駆動手段を介して前記起伏プレート駆動シリンダを自動的に作動する。前記土砂投入用ホッパの開口面積や前記起伏プレートの起伏姿勢を適切に変化することが可能となり、前記ホッパからの破砕片の排出量を常に安定化させることができる。
【００２４】
また、前記土砂投入用ホッパの開口面積や前記起伏プレートの起伏姿勢を前記制御駆動手段により任意に調整できるようにしているため、前記ホッパから落下する土砂等の破砕片の排出量を制御できる。例えば、前記土砂投入用ホッパからの破砕片の粉砕・混合にあたり上記混合機に送り出す破砕片量が減少したとき、すなわちホッパ内の詰まりによってホッパ内の通過を阻止されたときは、前記制御駆動手段により前記起伏プレートの起立姿勢を大きくするように調整して、土砂等の破砕片などを前記ホッパの土砂滑落面に沿って下方に円滑に流動させて前記破砕片搬出手段に搬出することができるようになる。これにより、前記ホッパの詰まりをなくしてホッパから落下する破砕片量を安定化させることが可能となる。
【００２５】
また、前記制御部はモニタやランプ等の警報表示装置に連結され、所定の記憶された正常な値と前記排出量検出手段の検出値を比較して前記土砂投入用ホッパの異常又は不作動等を監視することもできる。これにより、誤動作等を正確に、迅速に且つ容易に把握して諸々の事故等を防止することが可能であり、不作動等を防止することにより上記土質改良機の作動が能率的に且つ安全になされる。
【００２６】
また、前記ホッパの土砂滑落面に対する起伏プレートの相対位置を前記起伏プレート駆動シリンダの作動により任意に変化させることができるため、前記ホッパの土砂滑落面を広く外部に露呈することができるようになる。その結果、前記ホッパの点検、修理、交換、清掃などのメンテナンス作業を行いやすい安全な位置で且つ無理のない楽な姿勢で行うことができる。
【００２７】
請求項４に係る発明は、２以上の前記排出量検出手段が前記破砕片搬出手段の搬出路の上流側から下流側にわたり高低差をもって配されていることを特徴としている。
前記２以上の排出量検出手段は、前記破砕片搬出手段の搬出路の上流側から下流側にわたり高低差をもって多段に配されるため、例えば上記土砂投入用ホッパから破砕片搬出手段を介して搬送されてくる破砕片の高さ（量）を複数の段階で検出することができるようになり、搬送されてくる破砕片の高さに応じて各排出量検出手段を独立して作動することができる。その結果、各排出量検出手段からの検出信号に応じて前記制御駆動手段を制御することができ、前記起伏プレートの起伏姿勢を任意に変化することができる。前記制御駆動手段を積極的に制御駆動することによって前記土砂投入用ホッパの開口面積や前記起伏プレートの起伏姿勢を適当に変化することが可能となる。
【００２８】
請求項５に係る発明は、少なくとも２の前記排出量検出手段が前記破砕片搬出手段の搬出路の路幅方向に延びる同一直線上に高低差をもって配されていることを特徴としている。
かかる構成にあっても、前記破砕片搬出手段を介して搬送されてくる破砕片の排出量の減少に応じて各排出量検出手段が独立して作動する。上記請求項４に係る発明と同様に、上記土砂投入用ホッパ内の詰まり状態が、搬送されてくる破砕片の変化によって検出され、そのホッパ内の詰まりに応じて前記起伏プレートを最適な起伏姿勢に変化させることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明の代表的な実施形態である自走式土質改良機の外観を模式的に示す側面図である。本実施形態では自走式の土質改良機を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば定置式の土質改良機にも適用できる。なお、以下の説明にあって、自走式地盤改良機の前方向を前部といい、自走式地盤改良機の後方向を後部といい、自走式地盤改良機の左右方向を側部という。
【００３０】
図１において、自走式土質改良機１の下部走行体２は図示せぬ走行モータにより走行自在となっている。この下部走行体２の上部には車体３が配されている。図示例によれば、下部走行体２はクローラ式としている。この車体３のほぼ中央部には、石灰等の土質改良剤や固結土などを粉砕混合する混合機４が搭載されている。車体３の後部寄りには図示せぬエンジン、油圧ポンプなどの駆動装置が集中して搭載されている。
【００３１】
車体３の前部寄りには土砂等を投入する第１のホッパ５が配されている。このホッパ５の前端部は下方に漸次傾斜しており、その後端部には土こぼれ防止板６が起伏自在に設けられている。このホッパ５の図示せぬ底部排出口の近傍には、外周に複数の突起部材を有する油圧駆動式の掻き出しロータ７が回転自在に設けられており、土砂の排出をしやすくしている。ホッパ５と混合機４との間にあって、車体３に固設された支持フレーム８上には土質改良剤を投入する第２のホッパ９が固設支持されている。
【００３２】
前記各ホッパ５及び９における図示せぬ底部排出口の直下には、破砕片搬出手段である油圧駆動式の第１のベルトコンベア１０が車体前後方向に延設されている。このベルトコンベア１０は前記混合機４の図示せぬ投入口に接続されており、矢印Ａ方向に駆動され、土砂と土質改良剤とを混合機４に搬送するようになっている。土砂投入用の前記第１ホッパ５の底部排出口を介して落下した土砂は、前記第１ベルトコンベア１０上に落下する。同ベルトコンベア１０を介して搬送されてくる土砂に前記第２ホッパ９を介して投入される適当な量の石灰等の土質改良剤を加えて前記混合機４の投入口に搬送する。
【００３３】
前記混合機４の図示せぬ排出口側の下部には、改良土搬出手段である油圧駆動式の第２のベルトコンベア１１が配されている。この混合機４に配されるカッター４ａ及び回転ハンマー４ｂにより土砂と土質改良剤とを粉砕混合するようになっている。前記第２ベルトコンベア１１は、矢印Ｂ方向に駆動され、前記混合機４にて再生された土を車体後方に搬出するようになっている。各ベルトコンベア１０，１１は土詰まり等が生じたときは逆転できるようになっている。
【００３４】
以上の自走式土質改良機１の構成は、土砂投入用の前記第１ホッパ５の構成を除くと、従来と実質的に変わるところがない。従って、ここではその詳しい説明は省略し、本発明の特徴部の一部をなす第１ホッパ５の構造について具体的に説明する。なお、自走式土質改良機１の構成は、上記実施形態に限定されるものではないことは勿論である。
【００３５】
従来の土砂投入用ホッパの構成は、上述したように上部投入口から下方向に向けて漸次縮小して斜めに延びる投入側開口部と、同開口部よりも鋭角に下斜して延びるガイド部とを有する筒状ケース体からなり、そのケース体の土砂滑落面が平面を有している。これに対して、本実施形態による土砂投入用ホッパ５の全体形状は、従来のそれと変わるところはないが、ホッパ５の土砂滑落面は、本発明の特徴的構成である１以上のカッター刃１２，…，１２を有しており、投入土砂を切削する部位と滑落する部位とを有する凹凸面に形成されている。
【００３６】
図２は走行式土質改良機に搭載された土砂投入用ホッパの要部を概略的に示している。図示例による土砂投入用の第１ホッパ５の土砂滑落面は左右両側ともに同一構造からなる。このため、本実施形態では片側のホッパ土砂滑落面のみを説明する。
【００３７】
同図において、第１ホッパ５は、上方に向けて拡開して延びる上部土砂滑落面を有する投入側プレート５ａと、同プレート５ａに屈曲して下方に向けて延びる下部土砂滑落面を有するガイドプレート５ｂとを有する筒状ケース体により構成されている。図示例では、投入側プレート５ａの土砂滑落面には、本発明の特徴部の一部である都合２枚の半円弧形状をなすカッター刃１２，１２が土砂投入方向に向けて平行に配されている。前記投入側プレート５ａは、上述のごとく土砂滑落面の一部に投入土砂を切削する部位と滑落する部位との双方を適当に分散して配することとなり、第１ホッパ５の投入口周辺部に土砂の付着しやすい部位が少なくなるようにしている。
【００３８】
投入されて落下する水分の多い土砂や粘着性の高い土砂の塊は、前記カッター刃１２に当たって適切な大きさに切削され、その破砕土砂は前記土砂滑落面に沿って円滑に落下する。このため、第１ホッパ５の投入口や篩部材での局部的な土砂の付着や詰まりが効果的に回避され、投入土砂の塊がホッパ投入口周辺部に適度に分散して前記土砂滑落面に沿って自重で円滑に滑落する。
【００３９】
このように、前記第１ホッパ５の土砂滑落面に１以上のカッター刃１２を配することにより、第１ホッパ５内の通過中に土砂の塊を適度の大きさに切削することができるため、土砂の投入、粉砕、混合や搬出に至るまでの一連の操作が容易に且つ確実になされる。
【００４０】
また、土砂の付着や詰まりを防止できるため、第１ホッパ５内を煩雑に清掃する必要がない。このため、作業者の負担を大幅に軽減すると共に、詰まりによる装置自体の故障を防止することができる。また、投入土砂の付着により第１ホッパ５の開口面積が狭くならない。このため、図示せぬ油圧ショベルのバケットによる一回の掘削容量に見合うホッパ５への投入容量を常に確保することができ、操作上の管理が容易となり、作業能率が極めて向上する。また、全体工期が遅延することを効果的に回避することができると共に、作業費や設備費などのコストを大幅に低減することができる。
【００４１】
なお、上記投入側プレート５ａとガイドプレート５ｂとの境界部には、大きな石等の異物が入らないように格子状或いは網状の篩部材を設けてもよい。また、カッター刃１２の形態は図示例に限定されるものではなく、楕円形その他の異径形状に形成することができ、設置数、大きさや配列ピッチなども適当に設定することができる。
【００４２】
次に、土砂投入用ホッパの変形例を図３〜図５に基づいて説明する。図３は土砂投入用ホッパの要部を概略的に示す部分断面斜視図、図４は同ホッパの取付部を概略的に示す部分断面図、図５は同ホッパから排出される破砕片の排出量を検出する排出量検出手段の一例を概略的に示す説明図である。なお、この変形例による土砂投入用ホッパに関しては、上記実施形態である土砂投入用ホッパと実質的に同一部材には同一の部材名と符号を付している。また、この変形例にあっても、図示例による土砂投入用の第１のホッパ５の土砂滑落面は左右両側ともに同一構造からなる。このため、片側のホッパ土砂滑落面のみを説明する。
【００４３】
図３に示す変形例である第１ホッパ５は、その土砂滑落面の一部に起伏プレート油圧シリンダ１３を介して起伏する起伏プレート５ｃを設けている点が、上記実施形態と大きく異なっている。第１ホッパ５の投入側プレート５ａは、上記実施形態と同様に上部投入口から下方向に向けて漸次縮小して斜めに延びている。同投入側プレート５ａの中間部には、起伏プレート５ｃが上下に揺動自在に支持されている。同起伏プレート５ｃの土砂滑落面には都合２枚の半円弧形状のカッター刃１２，１２が土砂投入方向に沿って並設されている。
【００４４】
前記投入側プレート５ａに連続して下方に向けて延在するガイドプレート５ｂの外側部には、図４に示すようにシリンダ支持ブラケット５ｂ−１が突設されており、同シリンダ支持ブラケット５ｂ−１にピンを介して駆動手段の一部を構成する起伏プレート油圧シリンダ１３の本体１３ａが上下揺動自在に枢着されている。同起伏プレート油圧シリンダ１３のピストンロッド１３ｂは、起伏プレート５ｃに揺動自在に枢着されている。そのピストンロッド１３ｂが伸縮すると、起伏プレート５ｃが投入側プレート５ａに対して上下に揺動する。
【００４５】
かかる構成は、カッター刃１２だけでは剪断できない投入土砂がホッパ５内に付着したり、或いはホッパ５内に詰まった土砂を落下しずらい場合は、前記起伏プレート５ｃの傾角を鋭角に変化させることにより高く起立させ、水分の多い粘着性のある土砂であっても、落下しやすくしている。なお、本実施形態では、前記駆動手段として、起伏プレート駆動シリンダ１３を例に挙げて説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばリンク機構を介して起伏プレート駆動シリンダを取り付けることにより起伏プレートを起伏させてもよく、或いは起伏プレート駆動シリンダに代えて、ラックピニオン機構を介して油圧モータにより起伏プレートを起伏させてもよく、従来周知の構造を使用することができる。
【００４６】
前記第１ホッパ５の図示せぬ底部排出口の近傍に配された掻き出しロータ７の後部寄りの車体３には、図５に示すように、上記破砕片搬出用の第１ベルトコンベア１０の搬出路に直交して回転軸１４の両端部が回転自在に固設支持されている。この回転軸１４のほぼ中央部には、前記第１ベルトコンベア１０上に搬送されてくる土砂によって揺動する揺動プレート１５が垂下固定されている。回転軸１４の露呈端部には、前記揺動プレート１５のプレート面に直交するプレート面を有する検出プレート１６が固設支持されている。回転軸１４を支持する車体３に面して取着された枠体３ａには、同検出プレート１６に所定の間隔をおいて近接スイッチ１７が固設されており、同近接スイッチ１７の検出面が検出プレート１６のプレート面に対面するように同一方向に配されている。
【００４７】
図示例によれば、前記近接スイッチ１７の検出面が前記検出プレート１６に対面したときに出力オンの出力形態とされている。これと逆動作の出力オンの出力形態であってもよいことは勿論である。前記第１ベルトコンベア１０を介して前記揺動プレート１５の下端縁よりも低い土砂が搬送されると、前記揺動プレート１５の揺動に伴い前記検出プレート１６が近接スイッチ１７の検出面に接近するように揺動して、近接スイッチ１７の検出面と検出プレート１６のプレート面とが互いに対面した状態となる。このとき、近接スイッチ１７が出力を発生して第１ホッパ５内の土詰まりと判断する。かかる構成は、第１ホッパ５から排出される破砕片の排出量を検出する排出量検出手段を構成する。
【００４８】
図６は起伏プレート油圧シリンダの制御駆動手段の構成説明図である。なお、本実施形態では、前記駆動手段は起伏プレート駆動シリンダ用の方向制御弁１９や電磁比例制御弁２０などの制御駆動手段を含んでいる。同図に示すように、油圧ポンプ１８の吐出圧油は方向制御弁１９を介して前記起伏プレート５ｃを揺動する起伏プレート油圧シリンダ１３に供給される。前記方向制御弁１９はバネにて中立位置ａに保持され、第１受圧部１９ａに供給される圧油の圧力に比例して第１供給位置ｂに向けて押され、第２受圧部１９ｂに供給される圧油の圧力に比例して第２供給位置ｃに向けて押される。
【００４９】
前記第１受圧部１９ａには、第１電磁比例制御弁２０を介してパイロット油圧ポンプ２１の圧油が供給される。一方、前記第２受圧部１９ｂには第２電磁比例制御弁２２を介してパイロット油圧ポンプ２１の圧油が供給される。各電磁比例制御弁２０，２２は、 それぞれソレノイド２０ａ，２２ａへの通電量に比例した圧力を出力する。各ソレノイド２０ａ，２２ａは制御部２３によって通電制御される。
【００５０】
前記制御部２３には前記近接スイッチ１７からの検出信号が入力される。同検出信号が制御部２３に入力されると、同制御部２３は第１電磁比例制御弁２０のソレノイド２０ａに所定の値の電流を付与する。同ソレノイド２０ａに通電すると、第１電磁比例制御弁２０は所定の圧力を出力する。これにより、前記方向制御弁１９が中立位置ａから供給位置ｂに切り換わると、前記起伏プレート駆動シリンダ１３が自動的に伸長動する。こうして、前記起伏プレート５ｃは第１ホッパ５の土砂滑落面に対する相対位置を変化させて高く起立した姿勢となり、第１ホッパ５の土砂滑落面に堆積した土砂等を排除して土砂を落下しやすくする。この状態を維持したまま、第１ホッパ５からの土砂の破砕片を前記第１ベルトコンベア１０を介して上記混合機４に搬送する。
【００５１】
そして、前記第１ベルトコンベア１０を介して搬送されてくる破砕片が正常な量に戻ると、上述の操作とは逆の操作により揺動プレート１５を介して検出プレート１６が近接スイッチ１７から離れるように揺動することにより、近接スイッチ１７の検出面と検出プレート１６のプレート面とが互いに離間する。前記第１電磁比例制御弁２０のソレノイド２０ａへの通電を止めて前記方向制御弁１９を中立位置ａに切り換える。そして、起伏プレート駆動シリンダ１３のピストンロッド１３ｂを停止することにより前記起伏プレート５ｃが元の傾斜姿勢に戻る。
【００５２】
本発明にあっては、前記第１電磁比例制御弁２０のソレノイド２０ａ又は前記第２電磁比例制御弁２２のソレノイド２２ａを所定の時間だけ励磁させることにより前記方向制御弁１９を連動させ、その方向制御弁１９の切り換えタイミングを自動化することができる。前記起伏プレート駆動シリンダ１３を積極的に制御駆動することによって土砂投入用の第１ホッパ５の開口面積や前記起伏プレート５ｃの起伏姿勢を適当に変化することができる。土壌の状態や投入量などに合わせて、前記第１ホッパ５の開口面積や前記起伏プレート５ｃの起伏角を自由に選択することができるため、地盤の補修工事、再生工事や改良工事等を安定して効率よく行うことができる。
【００５３】
図７は第１ホッパから排出される破砕片の排出量を検出する排出量検出手段の他の変形例を概略的に示している。なお、同図において上記変形例と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
【００５４】
同図に示す変形例である排出量検出手段は、前記第１ベルトコンベア１０の搬出路を直交して３本の第１〜第３の回転軸１４ａ〜１４ｃが所定のピッチをおいて一平面上に平行に配されている。それらの第１〜第３回転軸１４ａ〜１４ｃの両端部は、それぞれ図示せぬ枠体を介して回転自在に固設支持されている。前記回転軸１４ａ〜１４ｃの中間部には、それぞれ第１〜第３の揺動プレート１５ａ〜１５ｃが第１ベルトコンベア１０の搬出路の路幅方向に所要の間隔をもって変位して配されている。
【００５５】
前記揺動プレート１５ａ〜１５ｃは前記搬出路の上流側から下流側にわたり高低差をもって多段に並設されている。図示例では、第１揺動プレート１５ａは第２揺動プレート１５ｂよりも高く設定されている。同第２揺動プレート１５ｂは第３揺動プレート１５ｃよりも高く設定されている。各回転軸１４ａ〜１４ｃの露呈端部には、それぞれ第１〜第３の検出プレート１６ａ〜１６ｃが固設支持されており、各検出プレート１６ａ〜１６ｃのプレート面に対向して第１〜第３近接スイッチ１７ａ〜１７ｃが配されている。
【００５６】
いま、最も高位の第１揺動プレート１５ａの設置高さ以上の土砂高さをもって前記第１ベルトコンベア１０上を介して土砂が搬送されている。このとき、第１ベルトコンベア１０を介して搬送されてくる破砕片量が次第に減少して、第１揺動プレート１５ａの設置高さ以下に達すると、各近接スイッチ１７ａ〜１７ｃが時間的な差をもって検出信号を制御部２３に出力する。この制御部２３は各近接スイッチ１７ａ〜１７ｃからの出力信号を受けて演算し、各検出値が予め記憶された所定の値を超えたとき、ホッパ５内の土詰まりの有無を判断する。ホッパ５内が詰まったことの決定に応答して、図６に示す第１電磁比例制御弁２０のソレノイド２０ａを所定の時間だけ励磁して方向制御弁１９を第１供給位置ｂに切り換える。これにより、起伏プレート駆動シリンダ１３のピストンロッド１３ｂを伸長動して前記起伏プレート５ｃを所定の角度をもって自動的に起立する。
【００５７】
そして、前記ホッパ５内に付着したり、或いは詰まった土砂等が排除され、前記第１ベルトコンベア１０を介して搬送されてくる破砕片が正常な量に戻ると、上述のごとく前記第１電磁比例制御弁２０のソレノイド２０ａへの通電を止めて前記方向制御弁１９を中立位置ａに切り換えることにより前記起伏プレート５ｃを元の傾斜姿勢に復帰する。
【００５８】
本実施形態では、各揺動プレート１５ａ〜１５ｃは、上述のごとく第１ベルトコンベア１０の搬出路の上流側から下流側にわたり高低差をもって多段に垂下支持されているが、本発明にあっては、少なくとも２以上の揺動プレートを第１ベルトコンベア１０の搬出路の路幅方向に延びる同一直線上に高低差をもって多段に配してもよいことは勿論である。この場合には、少なくとも２以上の検出プレートを搬送方向の前後に互い違いに配することにより回転軸に固設支持し、各検出プレートのプレート面に対向して近接スイッチをそれぞれ配する。
【００５９】
上記構成によると、前記第１ベルトコンベア１０上の搬出土砂の高さに応じて各揺動プレート１５ａ〜１５ｃを介して各検出プレート１６ａ〜１６ｃが段階的に揺動し、それに対応する各近接スイッチ１７ａ〜１７ｃが独立して作動する。その結果、各近接スイッチ１７ａ〜１７ｃからの検出信号に応じて各電磁比例制御弁２０，２２のソレノイド２０ａ，２２ａへの通電量を制御することができ、前記起伏プレート５ｃの起伏姿勢を段階的に変化することができる。
【００６０】
なお、図７に示す変形例である排出量検出手段は、前記揺動プレート１５ａ〜１５ｃが第１ベルトコンベア１０の搬出路に路幅方向に所要の間隔もって変位して配されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば第１ベルトコンベア１０の搬出路に路幅方向の間隔が互いに重畳するようにして前記搬出路の全幅にわたり配してもよく、同搬出路に直交して一平面上に並設してもよい。また、前記揺動プレート１５はローラなどを使用することができる。
【００６１】
また、前記回転軸１４は第１ベルトコンベア１０の搬出路に直交して配されているが、搬出路に対して斜めに交差して配してもよい。揺動プレート１５の設置数、設置高さやピッチ間隔などを適当に設定することができ、それらの任意の組合せによっても、破砕片量の検出能力を向上させることができる。更には、前記回転軸１４の設置高さを調整可能に配することにより、第１ベルトコンベア１０の搬出路上の土砂に対する揺動プレート１５の接触圧力を調整することができるようになる。
【００６２】
本発明にあっては、図６に示す制御部２３に操作パネル２４からの起動・停止信号を入力することにより、制御部２３を介して各電磁比例制御弁２０，２２のソレノイド２０ａ，２２ａのいずれか一方に所定の値の電流を流して、前記起伏プレート５ｃの起伏姿勢を変化することができる。前記操作パネル２４を操作すると、前記起伏プレート５ｃの目標とする起伏角が制御部２３に入力される。その入力された目標起伏角と図示せぬ起伏プレート用の角度センサで検出した実角度の差によって各電磁比例制御弁２０，２２のソレノイド２０ａ，２２ａに通電して方向制御弁１９を第１供給位置ｂ又は第２供給位置ｃに切り換えることにより、前記起伏プレート駆動シリンダ１３のピストンロッド１３ｂを伸縮動して前記起伏プレート５ｃを起伏する。
【００６３】
一方、前記操作パネル２４の操作により停止信号を制御部２３に入力すると、同制御部２３は前記各電磁比例制御弁２０，２２のソレノイド２０ａ，２２ａへの通電を止める。各電磁比例制御弁２０，２２は圧力を出力しないため、前記方向制御弁１９は中立位置ａに戻り、前記起伏プレート駆動シリンダ１３の作動が停止する。これにより、前記起伏プレート５ｃが所要の角度をもって停止する。
【００６４】
本発明にあっては、上記排出量検出手段は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、例えば上記近接スイッチ１７及び検出プレート１６に代えて、前記回転軸１４に図示せぬ回転検出プレートを取り付け、この回転検出プレートに対向した同じく図示を省略した角度センサを介して揺動プレート１５の揺動角を検出し、その角度センサの検出角度が設定角以下のとき、制御部２３によりホッパ５内の土詰まりと判断し、上記操作と同様の操作を行ってもよい。
【００６５】
また、前記排出量検出手段の他の一例として、前記第１ホッパ５の図示せぬ底部排出口の近傍、或いは第１ベルトコンベア１０の搬出路上に同じく図示を省略した投光器と受光器とを対向して配した光センサ、超音波センサ、赤外線センサなどの各種のセンサを使用することができる。この投光器と受光器の設置高さをもって土砂が搬送されており、受光器が所定の時間を越えて受光したときにホッパ５内の詰まりと判断するようにしてもよい。
【００６６】
また、第１ベルトコンベア１０の速度を検出し、予め記憶された速度以上のときにホッパ５内の土詰まりと判断してもよく、第１ベルトコンベア１０上の土砂の高さとコンベヤ速度の双方を検出し、これらの値からコンベヤ上の体積を算出し、その体積が予め決められた体積以下のときにホッパ５内の土詰まりと判断するようにしてもよい。
【００６７】
このように、前記第１ホッパ５の開口面積や前記起伏プレート５ｃの起伏姿勢を上記排出量検出手段や制御駆動手段を介して任意に制御できるようにしているため、前記第１ホッパ５の詰まりによって上記混合機４に送り出す破砕片量が減少したときは、第１ホッパ５から落下する土砂破砕片の排出量を自動制御することによりホッパ５から落下する土砂破砕片量を安定化させることができる。
【００６８】
なお、前記制御部２３はモニタやランプ等の図示せぬ警報表示装置に連結されており、所定の決められた正常な値と上記排出量検出手段の検出値を比較して第１ホッパ５の異常又は不作動等を監視することもできる。これらの不作動、誤動作等を正確に、迅速に且つ容易に把握して諸々の事故等を防止することにより上記土質改良機１による走行や作業が極めて能率的に行われるだけではなく、安全性が十分に確保できる。
【００６９】
また、前記第１ホッパ５の土砂滑落面に対する起伏プレート５ｃの相対位置を前記起伏プレート駆動シリンダ１３の作動により任意に変化させることができるため、第１ホッパ５の土砂滑落面を広く外部に露呈することができる。このため、第１ホッパ５の点検、修理、交換、清掃などのメンテナンス作業を行いやすい安全な位置で且つ無理のない楽な姿勢で行うことができる。
【００７０】
更に、本発明にあっては、図８に示す加振機２５を第１ホッパ５の外側部に取り付けることにより第１ホッパ５内に付着したり、或いは第１ホッパ５内に詰まった土砂、小石等を容易に落下して第１ホッパ５内の詰まりを防止することができる。
【００７１】
図８は加振機取付部を概略的に示す正面図である。図示例による加振機２５はケーシング２６内に一対の回転軸２７，２７を回転自在に設けており、各回転軸２７にそれぞれ偏心重り２８を対向して同一向きに取り付けている。この加振機２５は各回転軸２７を回転することにより振動を発生する。前記ケーシング２６は、第１ホッパ５の土砂滑落面とは反対側の面に固着されたブラケット２９に取り付けられている。本実施形態による単独構成からなる加振機２５は、図示例に限定されるものではなく、従来から広く知られた周知の構造を使用することができることは勿論である。
【００７２】
この加振機２５の一対の回転軸２７，２７は、図６に示すように、油圧モータ３０を介して回転する。同油圧モータ３０には、方向制御弁３１を介して油圧ポンプ１８の吐出圧油が供給される。方向制御弁３１はバネにより中立位置ａに保持され、第１受圧部３１ａに供給される圧油の圧力に比例して供給位置ｂに向けて押される。この第１受圧部３１ａには、第３の電磁比例制御弁３２を介してパイロット油圧ポンプ２１のパイロット吐出圧油が供給される。
【００７３】
予め記憶された加振機２５の回転数は制御部２３に設定されている。いま、前記制御部２３には操作パネル２４から起動・停止信号が入力される。操作パネル２４から起動信号を制御部２３に入力すると、制御部２３は第３電磁比例制御弁３２のソレノイド３２ａに所定の値の電流を流す。第３電磁比例制御弁３２は所定の圧力を出力し、前記方向制御弁３１は、中立位置ａから供給位置ｂに切り換わり、油圧モータ３０が所定速度で駆動回転する。
【００７４】
これにより、大きな振動によって第１ホッパ５内の土砂が十分に落下するようになる。このため、前記第１ベルトコンベヤ１０上に落下する破砕片の量が増加し、例えば粘性度の高い土砂が第１ベルトコンベヤ１０を介して安定して搬送することができる。前記第３電磁比例制御弁３２のソレノイド３２ａへの通電を止めると、方向制御弁３１が供給位置ｂから図６に示す中立位置ａに切り換えられ、加振機２５の作動が停止する。前記制御部２３は、操作パネル２４からの入力操作、又は予め設定された回転数に応じて第３電磁比例制御弁３２のソレノイド３２ａへの通電量を制御し、油圧モータ３０への供給流量を増減する。加振力の大きさを変えることにより第１ホッパ５の篩能力を増減することができる。
【００７５】
以上は本発明の好適な実施形態や変形例を例示したものであり、カッター刃、加振機、駆動手段、排出量検出手段、制御駆動手段、制御部の全てを具備する必要はなく、少なくとも第１ホッパの土砂滑落面に１以上のカッター刃を有することによっても、本発明の目的を充分に達成することができることは勿論である。従って、本発明は上記実施形態や変形例に限定されないことは当然であり、各請求項に記載した範囲内で様々に設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な実施形態である自走式土質改良機の外観を模式的に示す側面図である。
【図２】同土質改良機に搭載された土砂投入用ホッパの要部を概略的に示す部分断面斜視図である。
【図３】同ホッパの要部を概略的に示す部分断面斜視図である。
【図４】同ホッパの取付部を概略的に示す部分断面図である。
【図５】同ホッパから排出される破砕片の排出量を検出する排出量検出手段の一例を概略的に示す説明図である。
【図６】起伏プレート油圧シリンダの制御駆動手段の構成説明図である。
【図７】前記排出量検出手段の他の変形例を概略的に示す説明図である。
【図８】加振機取付部を概略的に示す正面図である。
【符号の説明】
１              自走式土質改良機
２              下部走行体
３              車体
３ａ            枠体
４              混合機
４ａ            カッター
４ｂ            回転ハンマー
５              第１のホッパ
５ａ            投入側プレート
５ｂ            ガイドプレート
５ｂ−１        シリンダ支持ブラケット
５ｃ            起伏プレート
６              土こぼれ防止板
７              掻き出しロータ
８              支持フレーム
９              第２のホッパ
１０            第１のベルトコンベア
１１            第２のベルトコンベア
１２            カッター刃
１３            起伏プレート油圧シリンダ
１３ａ          本体
１３ｂ          ピストンロッド
１４(14a〜14c)  回転軸
１５(15a〜15c)  揺動プレート
１６(16a〜16c)  検出プレート
１７(17a〜17c)  近接スイッチ
１８            油圧ポンプ
１９            方向制御弁
１９ａ          第１受圧部
１９ｂ          第２受圧部
２０            第１の電磁比例制御弁
２０ａ          ソレノイド
２１            パイロット油圧ポンプ
２２            第２の電磁比例制御弁
２２ａ          ソレノイド
２３            制御部
２４            操作パネル
２５            加振機
２６            ケーシング
２７            回転軸
２８            偏心重り
２９            ブラケット
３０            油圧モータ
３１            方向制御弁
３１ａ          第１受圧部
３２            第３の電磁比例制御弁
３２ａ          ソレノイド
【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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【図７】
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【図８】
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