(57)【要約】    【課題】  異物の噛み込みを防止しつつも、耐久性が高い撹拌装置を提供する。    【解決手段】  パドル６０は、ブラシホルダー６１とブラシ６２とを有する。ブラシホルダー６１は、ブラシ６２を挟み込んで固定している。ブラシ６２は、図４（ｃ）に示すように、コイル形状に形成されたばね鋼などの金属線６２ａを多数束ねて不図示の固定プレートで固定したものである。ブラシ６２の金属線６２ａには、異物のない土砂を掻き上げる負荷ではほとんど撓まないように剛性を持たせているので、ブラシ６２はほとんど撓まずに土砂を混合できる。しかし、混合する土砂の中に、前工程で除去できなかった金属などの異物が混入した場合、ブラシ６２は撓んで異物５０の上を通過する。そして、異物５０の上を通過したブラシ６２は、その弾性力によって元の形状に復元する。【選択図】      図４
2005087857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内で回転する回転軸と、
前記回転軸の外周面に配設される撹拌パドルと、
前記撹拌パドルの先端に取り付けられて、被処理物の撹拌中に前記ケーシングとの間で異物を挟み込んだときには弾性的に変形して前記異物の噛み込みを回避する線状部材を束ねた部材とを備えることを特徴とする撹拌装置。
【請求項２】
ケーシング内で回転する回転軸と、
前記回転軸の外周面に配設される撹拌パドルと、
前記撹拌パドルの先端に取り付けられて、被処理物の撹拌中に前記ケーシングとの間で異物を挟み込んだときには弾性的に変形して前記異物の噛み込みを回避するようにスリットが設けられた薄板状部材とを備えることを特徴とする撹拌装置。
【請求項３】
ケーシング内で回転する回転軸と、
前記回転軸の外周面に配設される撹拌パドルと、
前記撹拌パドルの先端に取り付けられて、それぞれ被処理物の撹拌中に前記ケーシングとの間で異物を挟み込んだときには弾性的に変形して前記異物の噛み込みを回避する線状部材を束ねた部材およびスリットが設けられた薄板状部材を有する掻き上げ部材とを備えることを特徴とする撹拌装置。
【請求項４】
請求項１または請求項３に記載の撹拌装置において、
前記線状部材は、螺旋形状に巻かれていることを特徴とする撹拌装置。
【請求項５】
請求項１〜4のいずれかの項に記載の撹拌装置において、
前記撹拌パドルは、前記ケーシング内で前記被処理物を撹拌するとともに、前記回転軸の延在方向へ前記被処理物を移送するように設けられていることを特徴とする撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は土砂を撹拌する撹拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撹拌羽根を回転させて土砂などを撹拌・混合する攪拌装置および混合装置が知られている。これらの装置では、土砂に混入した小石や金属片などの異物がケーシングと撹拌羽根との間に噛み込む恐れがある。このため、撹拌羽根の先端にゴムなどの弾性体を取り付けて、異物が噛み込むのを防止している（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−１４９３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の混合機のように撹拌羽根の先端にゴム板などを取り付けた場合、そのゴム板が異物を乗り越えるたびにゴム板の取り付け部根元部分に曲げ力が掛かり、その部分に亀裂が生じやすくなっていた。そのため、ゴム板は短時間で折損する場合が多く、その耐久性に問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）  請求項１の発明による撹拌装置は、ケーシング内で回転する回転軸と、回転軸の外周面に配設される撹拌パドルと、撹拌パドルの先端に取り付けられて、被処理物の撹拌中にケーシングとの間で異物を挟み込んだときには弾性的に変形して異物の噛み込みを回避する線状部材を束ねた部材とを備えることを特徴とする。
（２）  請求項２の発明による撹拌装置は、ケーシング内で回転する回転軸と、回転軸の外周面に配設される撹拌パドルと、撹拌パドルの先端に取り付けられて、被処理物の撹拌中にケーシングとの間で異物を挟み込んだときには弾性的に変形して異物の噛み込みを回避するようにスリットが設けられた薄板状部材とを備えることを特徴とする。
（３）  請求項３の発明による撹拌装置は、ケーシング内で回転する回転軸と、回転軸の外周面に配設される撹拌パドルと、撹拌パドルの先端に取り付けられて、それぞれ被処理物の撹拌中にケーシングとの間で異物を挟み込んだときには弾性的に変形して異物の噛み込みを回避する線状部材を束ねた部材およびスリットが設けられた薄板状部材を有する掻き上げ部材とを備えることを特徴とする。
（４）  線状部材は、螺旋形状に巻かれていることが好ましい。
（５）  撹拌パドルは、ケーシング内で被処理物を撹拌するとともに、回転軸の延在方向へ被処理物を移送するように設けられてもよい。
【発明の効果】
【０００６】
（１）  請求項１の発明による撹拌装置は、被処理物の撹拌中にケーシングとの間で異物を挟み込んだときには弾性的に変形して異物の噛み込みを回避する線状部材を束ねた部材を撹拌パドルの先端に設けた。この撹拌パドルの先端に取り付けられる部材は、異物の噛み込みを防止でき、かつ、耐久性が高い。また、撹拌装置の各部の強度を不必要に上げなくても撹拌装置の破損を防止できるので、低コストで耐久性が高い撹拌装置を実現できる。
（２）  請求項２の発明による撹拌装置は、被処理物の撹拌中にケーシングとの間で異物を挟み込んだときには弾性的に変形して異物の噛み込みを回避するようにスリットが設けられた薄板状部材を撹拌パドルの先端に設けた。薄板状部材は安価に調達できるので、異物の噛み込みを安価な部材で防止でき、ランニングコストを削減できる。
（３）  請求項３の発明による撹拌装置は、それぞれ被処理物の撹拌中にケーシングとの間で異物を挟み込んだときには弾性的に変形して異物の噛み込みを回避する線状部材を束ねた部材およびスリットが設けられた薄板状部材を有する掻き上げ部材を撹拌パドルの先端に設けた。これにより、復元性と耐久性を高めることができ、交換や調整の手間が減って生産性が高まる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１〜５を参照して本発明による撹拌装置の一実施の形態を説明する。図１は、本実施の形態の撹拌装置が用いられる土砂処理システムの全体構成を示す図である。この土砂処理システムでは、建設現場などで発生した土砂と固化材とを混合して改良土として再利用するための処理システムである。重機１０１で掻き上げられた土砂は、ホッパー１０２に投入される。ホッパー１０２に投入された土砂は、振動スクリーン１０３によって土砂中のごみ等の異物が篩い分けられる。篩い分けられた異物は、排出シュート１０４を経由して異物ホッパー１０５へ送られる。異物が取り除かれた土砂は、振動スクリーン１０３の下に設置された搬送機１０６に供給される。土砂は、搬送機１０６での搬送の途中で、磁選機１０７によって金属片が取り除かれる。
【０００８】
異物や金属片が取り除かれた土砂は、搬送機１０６で搬送されて、投入シュート１０８から撹拌装置（混合機）１へ投入される。混合機１は、投入された土砂と、別途投入された固化材とを混合しながら移送して、ピット１０９へ排出する。
【０００９】
―――混合機について―――
本実施の形態の撹拌装置は、２本のシャフトを有し、各シャフトに取り付けられたパドルによって土砂と固化材との撹拌・混合および移送を行う２軸パドル式混合機である。図２に示すように、混合機１は、混合機本体２がフレーム３に搭載されている。混合機本体２は、減速機付き電動機３０と、ケーシング４と、パドル６０が取り付けられたシャフト５ａおよび５ｂとを有する。
【００１０】
図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面である図３に示すように、ケーシング４は、シャフト５ａおよび５ｂの回転軸を中心とする円弧状の底面４ａと、底面４ａから垂直に立ち上がる側面４ｂと、端面４ｃと、側面４ｂの上部のフランジ部分に不図示のボルトで固定される上板４ｄ（図２参照）と、を有する。図２に示すように、ケーシング４の上流側の上板４ｄには、土砂を投入するための投入口４１が設けられている。ケーシング４の底面４ａの下流側には、混合された土砂を排出する排出口４２が設けられている。シャフト５ａおよび５ｂの回転軸に垂直なケーシング４の端面４ｃには、軸受けボックス７ａおよび７ｂを介して軸受け７が設けられている。シャフト５ａおよび５ｂは、それぞれその両端が、軸受け７によって軸支され、ケーシング４の内部に並列して配設されている。
【００１１】
減速機付き電動機３０の出力軸３１（図２参照）は、一方のシャフト５ａの一端に接続されて、これを回転させる。シャフト５ａおよび５ｂそれぞれの軸端の一方には、タイミングギヤ８が設けられている。このタイミングギヤ８は、減速機付き電動機３０によって駆動される一方のシャフト５ａの回転を他方のシャフト５ｂへ伝達するとともに、シャフト５ａおよび５ｂの回転を同期させる。シャフト５ａは、混合機１を下流側から見た場合に時計方向に回転しシャフト５ｂは反時計方向に回転する。
【００１２】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、シャフト５ａおよび５ｂには、パドル６０を取り付けるためのベースプレート５０が設けられている。ベースプレート５０は、各シャフト５ａ，５ｂを中心として半径方向に１対ずつ所定の間隔で位相を９０度ずらしながら複数段設けられている。各シャフト５ａ，５ｂが回転した際に土砂が混合されながら排出口４２へ向かって移送されるよう、ベースプレート５０のパドル取り付け面５１は、シャフトの回転方向に対して斜めに傾斜している。ベースプレート５０には、パドル６０を取り付けるための取り付け穴５２が設けられている。取り付け穴５２は、パドル取り付け面５１から、その裏面まで貫通し、シャフト５ａ，５ｂの半径方向に延在する長穴である。
【００１３】
パドル６０は、ブラシホルダー６１とブラシ６２とを有する。ブラシホルダー６１は、ブラシ６２を挟み込んだ略コの字形状のホルダーであり、ブラシ６２を一体的に固定している。ブラシホルダー６１には、パドル６０をベースプレート５０に固定するための取り付け穴６３が設けられている。ブラシ６２は、図４（ｃ）に示すように、コイル形状に形成されたばね鋼などの金属線６２ａを多数束ねて不図示の固定プレートで固定したものである。
【００１４】
図４（ｂ）に示すように、パドル６０は、ボルト６５とナット６６とによってベースプレート５０に固定される。ブラシ６２の先端とケーシング４の内面との間隔は、長穴である取り付け穴５２の形状の範囲内で任意に調整できる。通常、ブラシ６２の先端とケーシング４の内面との間隔は数ｍｍ程度に調整される。また、ブラシ６２が摩耗して、ケーシング４の内面との間隔が広くなった場合には、再調節できる。また、ブラシ６２の摩耗が進んだ場合には、ブラシ６２と一体となっているブラシホルダー６１ごとパドル６０を交換する。
【００１５】
ブラシホルダー６１およびブラシ６２は、土砂と接触してこれを掻き上げる。ブラシホルダー６１の先端６１ａとケーシング４の内面との間隔Ｈは、混合機１で処理される土砂に含まれる礫の最大径より大きな値としている。また、ブラシ６２の金属線６２ａには、異物のない土砂を掻き上げる負荷ではほとんど撓まないように剛性を持たせている。
【００１６】
このように構成されるパドル６０では、ブラシ６２はほとんど撓まずに土砂を混合する。しかし、混合する土砂の中に、前工程で除去できなかった金属などの異物が混入した場合、図５（ａ），（ｂ）に示すように、ブラシ６２は撓んで異物５０の上を通過する。そして、異物５０の上を通過したブラシ６２は、その弾性力によって元の形状に復元する。
【００１７】
本実施の形態の混合機では、次の作用効果を奏する。
（１）  パドル６０の先端をブラシ６２とした。混合する土砂の中に異物が混入しても、ブラシ６２は撓んで異物の上を通過する。これにより、異物などの噛み込みによるベースプレート５０や各シャフト５ａ，５ｂなどの破損を防止できる。したがって、混合機１の各部の強度を不必要に上げなくてもよいので、混合機１の製造コストを低減できる。
（２）  撓んで異物の上を通過したブラシ６２は、その弾性力によって元の形状に復元する。これにより、パドル自身も破損することなく異物の噛み込みを防止できる。
（３）  ブラシ６２にばね鋼などの金属線６２ａを用いている。これによりブラシの復元力および耐久性を高めることができる。
【００１８】
（４）  ブラシ６２の金属線６２ａはコイル形状に形成されているので、過度の屈曲にも耐えることができる。これにより、ブラシの信頼性を高めることができる。
（５）  パドル６０は、ボルト６５とナット６６とによってベースプレート５０に固定される。また、ベースプレート５０の取り付け穴５２は、長穴である。これにより、ブラシ６２が摩耗しても、ブラシ６２の先端とケーシング４の内面との間隔を容易に再調整できる。またブラシ６２の摩耗が進んだ場合、パドル６０を容易に交換できる。これにより、メンテナンスを容易にしている。
【００１９】
―――パドル６０の変形例  その１―――
図６に示したパドル７０は、上述したパドル６０の変形例である。パドル７０は、ブラシ押さえ板７１とブラシ７２とを有する。ブラシ押さえ板７１は、板状の部材であり、ブラシ７２をベースプレート５０に固定するための取り付け穴を有する。ブラシ７２は、ブラシ６２と同様に、図４（ｃ）に示した金属線６２ａを多数束ねて不図示の固定プレートで固定したものである。
【００２０】
パドル７０は、ベースプレート５０へボルト６５とナット６６とによって固定される。パドル６０と同様に、ブラシ７２の先端とケーシング４の内面との間隔は、長穴である取り付け穴５２の形状の範囲内で任意に調整できる。
【００２１】
このパドル７０では、ブラシ押さえ板７１とブラシ７２が別体であり、摩耗したブラシ７２のみ交換できる。これにより、ブラシの交換コストを低減できる。
【００２２】
―――パドル６０の変形例  その２―――
図７に示したパドル８０は、上述したパドル６０の変形例である。パドル８０は、パドルプレート８１とブラシ８２とブラシ押さえ板８３を有する。パドルプレート８１は、その先端８１ａにブラシ８２を取り付けるための切り欠きと、ベースプレート５０に固定するための取り付け穴とを有する板状部材である。パドルプレート８１は、ベースプレート５０にボルト６５とナット６６で固定される。パドルプレート８１の先端８１ａには、ブラシ８２の取り付け穴８５が設けられている。この取り付け穴８５は長穴であるので、ブラシ８２の先端とケーシング４の内面との間隔は、取り付け穴８５の形状の範囲内で任意に調整できる。
【００２３】
ブラシ８２は、ブラシ６２と同様に、図４（ｃ）に示した金属線６２ａを多数束ねて不図示の固定プレートで固定したものである。ブラシ８２は、ボルト６７とナット６８とブラシ押さえ板８３とによって、パドルプレート８１の先端８１ａに固定される。
【００２４】
このパドル８０では、パドルプレート８１をベースプレート５０に固定したまま、ブラシ８２のみ交換できる。これにより、容易にブラシを交換できる。
【００２５】
―――パドル６０の変形例  その３―――
図８（ａ）〜（ｃ）に示したパドル９０は、上述したパドル６０の変形例である。パドル９０は、プレート押さえ板９１とプレート９２とを有する。プレート押さえ板９１は、板状の部材であり、プレート９２をベースプレート５０に固定するための取り付け穴を有する。プレート９２は、図８（ｃ）に示すように、ばね鋼などの可撓性ある薄板状の部材にパドル９０の回転面に対して略平行なスリット９２ａを設けたものである。プレート９２には、長穴形状の取り付け穴９２ｂが設けられている。
【００２６】
パドル９０は、ベースプレート５０にボルト６５とナット６６によって固定される。プレート９２の先端とケーシング４の内面との間隔は、長穴である取り付け穴９２ｂの形状の範囲内で任意に調整できる。なお、ベースプレート５０の取り付け穴は、上述したような長穴でなくてもよい。
【００２７】
プレート９２には、通常の土砂を掻き上げる負荷ではほとんど撓まないように剛性を持たせている。したがって、プレート９２は、ほとんど撓まずに土砂を混合する。しかし、混合する土砂の中に、前工程で除去できなかった金属などの異物が混入した場合、図９に示すように、プレート９２は撓んで異物５０の上を通過する。このとき、プレート９２にはスリット９２ａが設けられているので、スリット９２は異物５０に当接した部分だけが撓み、異物５０の上を容易に通過する。そして、異物５０の上を通過したプレート９２は、その弾性力によって元の形状に復元する。
【００２８】
パドル９０の先端にスリット９２ａを有するプレート９２を設けることで、土砂に混入した異物５０の噛み込みを防止している。プレート９２は安価に調達できるので、ランニングコストを低減できる。
【００２９】
―――パドル６０の変形例  その４―――
図１０に示したパドル１７０は、上述したパドル６０の変形例である。パドル１７０は、ブラシ押さえ板７１とブラシ７２とプレート９２とを有する。すなわち、上述したパドル７０のブラシ７２と、パドル９０のプレート９２とを組み合わせたパドルである。各部材の詳細な構造は、上述のとおりであり、詳細な説明を省略する。
【００３０】
このパドル９０では、ブラシ７２とプレート９２とを組み合わせることで、ブラシ７２またはプレート９２を単体で用いる場合に比べて、復元性と耐久性を高めることができ、交換や調整の手間が減って生産性が高まる。
【００３１】
―――変形例―――
（１）  上述の説明では、金属線６２ａは、ばね鋼などの線材をコイル形状に形成したものであるが、本発明はこれに限定されない。たとえば、真っ直ぐな線材であってもよく、波状に折り曲げたものであってもよい。
（２）  上述の説明では、各ブラシ６２，７２，８２およびプレート９２はばね鋼を加工したものであったが、本発明はこれに限定されない。混合機１の被処理物の比重が小さい場合や、混合機の処理量が小さい場合、ブラシまたはプレートの復元力や耐久性が実用上十分であれば、ブラシやプレートに、ばね鋼以外の金属材料を用いてもよい。
【００３２】
（３）  上述の説明では、各ブラシ６２，７２，８２およびプレート９２に、１種類の材料を用いていたが、本発明はこれに限らず、異種材料を複合的に用いてもよい。たとえば、弾性係数の異なる複数の線材を１つのブラシに用いてもよい。また、金属製のプレートに樹脂を被覆して用いてもよく、金属製のプレートと樹脂製のプレートを重ねて使用してもよい。さらに、各シャフト５ａ，５ｂの上流側にはプレート９２を用いたパドル９０を取り付け、下流側にはブラシ６２を用いたパドル６０を取り付けるなど、１基の混合機に対して、異なる種類のパドルを同時に用いてもよい。
【００３３】
（４）  上述の説明では、ベースプレート５０および各パドル６０，７０，８０，９０，１７０は、各シャフト５ａ，５ｂを中心とした半径方向に１対ずつ所定の間隔で位相を９０度ずらしながら複数段設けたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ベースプレートおよびパドルを各シャフト５ａ，ｂの外周に９０度毎に設けてもよい。また、隣り合うシャフトのパドルと干渉しなければ、いわゆるスクリューコンベアのように、各シャフト５ａ，５ｂの外周に螺旋状にベースプレートおよびパドルを設けてもよい。この場合、シャフトは単軸であってもよく、３軸以上であってもよい。
【００３４】
（５）  上述の説明では、混合機１の被処理物は土砂であったが、本発明はこれに限定されない。あらゆる粉粒体を対象としてもよい。
（６）  上述の説明では、混合機１は、被処理物の撹拌・混合とともに、被処理物の移送も行っていたが、本発明はこれに限定されない。被処理物の移送機能がなく、被処理物の撹拌機能を有する装置であれば、本発明は適用可能である。たとえば、被処理物が装置の上方から投入されて、撹拌もしくは混合処理が行われた後、装置の底部から排出されるバッチ式の攪拌機にも本発明は適用できる。
（７）  上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【００３５】
以上の実施の形態およびその変形例において、たとえば、回転軸はシャフト５ａ，５ｂに、撹拌パドルはパドル６０，７０，８０，９０，１７０に、弾性部材はブラシ６２，７２，８２およびプレート９２にそれぞれ対応する。線状部材はブラシ６２，７２，８２に、薄板状部材はプレート９２にそれぞれ対応する。さらに、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における機器構成に何ら限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施の形態の撹拌装置が用いられる土砂処理システムの全体構成を示す図である。
【図２】図１の混合機１の構造を示す断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す図である。
【図４】パドル６０の取り付け状態を示す図であり、（ａ）は混合機１を下流側から見た状態であり、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視である。
【図５】パドル６０が異物５０を通過する状態を示す図であり、（ａ）は混合機１を下流側から見た状態であり、（ｂ）は（ａ）のＩＶ−ＩＶ矢視である。
【図６】パドル６０の変形例を示す図である。
【図７】パドル６０の変形例を示す図である。
【図８】パドル６０の変形例を示す図であり、（ａ）は混合機１を下流側から見た状態であり、（ｂ）は（ａ）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視である。
【図９】パドル９０が異物５０を通過する状態を示す図である。
【図１０】パドル６０の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  混合機                                        ４  ケーシング
５ａ，５ｂ  シャフト                              ５０  ベースプレート
６０，７０，８０，９０，１７０  パドル
６２，７２，８２  ブラシ                          ９２  プレート
【図１】
2005087857.tif 000003
【図２】
2005087857.tif 000004
【図３】
2005087857.tif 000005
【図４】
2005087857.tif 000006
【図５】
2005087857.tif 000007
【図６】
2005087857.tif 000008
【図７】
2005087857.tif 000009
【図８】
2005087857.tif 000010
【図９】
2005087857.tif 000011
【図１０】
2005087857.tif 000012