(57)【要約】【課題】土砂と土質改良材との混合比を確実に一定にすることで、改良土の品質低下を防止することができる自走式土質改良機を提供する。【解決手段】ホッパ１２の下部から混合装置４７にかけて設けた搬送コンベア１３と、この搬送コンベア１３で搬送される土砂に対して土質改良材を供給するスクリューフィーダ２９と、搬送コンベア１３で搬送する土砂量を検出する高さセンサ２２及び回転数センサ２５と、その検出値に基づいて土質改良材要求量を演算してスクリューフィーダ２９の供給量を制御すると共に、演算した土質改良材要求量とスクリューフィーダ２９の供給能力とを比較して搬送コンベア１３の搬送速度を制御する混合比制御装置７５と、混合装置４７の下方から本体フレーム３の長手方向他方側外方へ延設された排出コンベア５９とを備える。【選択図】  図１
2005036526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受け入れた土砂を土質改良材と混合して改質する自走式土質改良機において、
本体フレームと、
この本体フレームに設けた走行手段と、
前記本体フレーム上に設けた混合手段と、
前記本体フレームの長手方向一方側に設けた土砂受入用のホッパと、
このホッパの下部から前記混合手段にかけて設けられ、前記ホッパで受け入れた土砂を前記混合手段に搬送する搬送コンベアと、
この搬送コンベアで搬送される土砂に対して土質改良材を供給する土質改良材供給装置と、
前記搬送コンベアで搬送される土砂量を検出する土砂量検出手段と、
この土砂量検出手段の検出値に基づいて土質改良材要求量を演算し、その演算した土質改良材要求量に応じて前記土質改良材供給装置の供給量を制御すると共に、前記演算した土質改良材要求量と前記土質改良材供給装置の供給能力とを比較して前記搬送コンベアの搬送速度を制御する制御手段と、
前記混合手段の下方から前記本体フレームの長手方向他方側外方へ延設され、前記混合手段で生成した改良土を機外に排出する排出コンベアと
を備えたことを特徴とする自走式土質改良機。
【請求項２】
請求項１記載の自走式土質改良機において、前記制御手段は、前記演算した土質改良材要求量が前記土質改良材供給装置の供給能力範囲の上限値よりも大きい場合には前記搬送コンベアの搬送速度を減速することを特徴とする自走式土質改良機。
【請求項３】
請求項２記載の自走式土質改良機において、前記制御手段は、前記演算した土質改良材要求量が前記土質改良材供給装置の供給能力範囲の下限値よりも小さい場合には前記搬送コンベアの搬送速度を増速することを特徴とする自走式土質改良機。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の自走式土質改良機において、前記土砂量検出手段は、前記搬送コンベアで搬送される土砂の体積を測定する土砂体積検出手段、前記搬送コンベアで搬送される土砂の重量を測定する土砂重量検出手段、及び前記排出コンベアで排出される改良土の重量を測定する改良土重量検出手段のうち、少なくとも１つを有することを特徴とする自走式土質改良機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土砂と土質改良材とを混合して改良土を生成する土質改良機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、建設省によるいわゆる建設リサイクル推進計画の策定（１９９７年）といった廃棄物再利用促進の背景の下、例えば、ガス管等の埋設工事、上下水道工事、及びその他の道路工事・基礎工事等が行われる様々な現場において、土砂を土質改良材とともに攪拌混合処理し、リサイクル用の改良土製品や宅地用地・道路の路床等の表層に敷設する地盤強化用の改良土を生成する自走式土質改良機のニーズが拡がりつつある。
【０００３】
この自走式土質改良機は、通常、土砂を受け入れるホッパと、このホッパ内の土砂を搬送する搬送コンベアと、この搬送コンベアで搬送される土砂に土質改良材を供給する土質改良材供給装置と、搬送コンベアから導入された土砂及び土質改良材を混合し改良土を生成する混合手段と、この混合手段から導出された改良土を機外に排出する排出コンベアとを備えている。
【０００４】
このような構成の自走式土質改良機において、良質な改良土を生成するためには土砂と土質改良材との混合比を好適な値に維持することが極めて重要である。
【０００５】
そこで、従来より、搬送コンベアで搬送される土砂量を検出し、その搬送土砂量に応じて土質改良材の供給量を制御する自走式土質改良機が提唱されている（例えば、特許文献１参照。）。この自走式土質改良機は、搬送コンベアで搬送される土砂量を検出する土砂量検出手段（土砂体積測定手段）と、この土砂量検出手段の検出値に基づいて土質改良材要求量を演算し、土質改良材供給装置の供給量を制御する制御手段とを備えており、土砂に対して一定の混合比で土質改良材を供給できるようになっている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−９６８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術では以下のような課題が存在する。
すなわち、上記従来技術の自走式土質改良機では、土質改良材供給装置として、スクリューを回転することで土質改良材を押し出し供給するスクリューフィーダ、又は放射状に仕切り板が設けられたロータを回転することで仕切り板間に導入した土質改良材を供給するロータリフィーダが用いられているが、一般にこれらスクリューフィーダ及びロータリフィーダは機器固有の所定の回転数範囲内において駆動するようになっており、その回転数範囲に対応した供給量（言い換えれば供給能力）の範囲内において土質改良材を供給できるようになっている。
【０００８】
例えば、原料土砂の性状の変化等によって土質改良作業の作業量を増大させたい場合には土砂の供給量に合わせて土質改良材の供給量を増やす訳だが、土質改良材供給装置が供給能力の上限近くで土質改良材を供給していた場合には土質改良材要求量が土質改良材供給装置の供給能力を超えてしまう。この場合、搬送される土砂に対して土質改良材の供給量が相対的に少なくなり、最終的な改良土の品質の低下を招く恐れがあった。
【０００９】
本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、土砂と土質改良材との混合比を確実に一定にすることで、改良土の品質低下を防止することができる自走式土質改良機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、受け入れた土砂を土質改良材と混合して改質する自走式土質改良機において、本体フレームと、この本体フレームに設けた走行手段と、前記本体フレーム上に設けた混合手段と、前記本体フレームの長手方向一方側に設けた土砂受入用のホッパと、このホッパの下部から前記混合手段にかけて設けられ、前記ホッパで受け入れた土砂を前記混合手段に搬送する搬送コンベアと、この搬送コンベアで搬送される土砂に対して土質改良材を供給する土質改良材供給装置と、前記搬送コンベアで搬送される土砂量を検出する土砂量検出手段と、この土砂量検出手段の検出値に基づいて土質改良材要求量を演算し、その演算した土質改良材要求量に応じて前記土質改良材供給装置の供給量を制御すると共に、前記演算した土質改良材要求量と前記土質改良材供給装置の供給能力とを比較して前記搬送コンベアの搬送速度を制御する制御手段と、前記混合手段の下方から前記本体フレームの長手方向他方側外方へ延設され、前記混合手段で生成した改良土を機外に排出する排出コンベアとを備えるものとする。
【００１１】
本発明においては、ホッパで受け入れた土砂を搬送コンベアで搬送する際に、土砂量検出手段で搬送土砂量を検出し、制御手段でこの検出値に基づいて土質改良材要求量を演算し、その演算した土質改良材要求量に応じて土質改良材供給装置の供給量を制御する。このようにして、搬送コンベアで搬送される土砂に土質改良材が一定の混合比となるように供給され、これら土砂と土質改良材とが混合手段で混合されて、生成した改良土は排出コンベアにより自走式土質改良機の機外に排出される。
【００１２】
ここで、一般に土質改良機の土質改良材供給装置としては、スクリューを回転することで土質改良材を押し出し供給するスクリューフィーダや、放射状に仕切り板が設けられたロータを回転させることで仕切り板間に導入した土質改良材を供給するロータリフィーダ等が用いられるが、これらスクリューフィーダ及びロータリフィーダは機器固有の所定の回転数範囲内において駆動するようになっており、その回転数範囲に対応した供給量の範囲内（言い換えれば供給能力範囲内）において土質改良材を供給できるようになっている。
【００１３】
このとき、例えば原料土砂の性状の変化等によって土質改良作業の作業量を増大させたい場合には土砂の供給量に合わせて土質改良材の供給量を増やす訳だが、土質改良材供給装置が供給能力の上限近くで土質改良材を供給していた場合には土質改良材要求量が土質改良材供給装置の供給能力を超えてしまう。この場合、搬送される土砂に対して土質改良材の供給量が相対的に少なくなり、最終的な改良土の品質の低下を招く恐れがあった。一方、例えば土質改良作業の作業量を減少させたい場合において、土質改良材供給装置の供給能力の下限近くで土質改良材を供給していた場合には、土質改良材要求量が土質改良材供給装置の供給能力の下限を下回ってしまう。この場合には搬送される土砂に対して土質改良材の供給量が相対的に多くなり、これによっても最終的な改良土の品質の低下を招く恐れがあった。
【００１４】
これに対し、本発明においては、制御手段で演算された土質改良材要求量と土質改良材供給装置の供給能力とを比較して搬送コンベアの搬送速度を制御する。すなわち、上述したように搬送コンベアで搬送される土砂量が増加して演算された土質改良材要求量が土質改良材供給装置の供給能力の上限を超えた場合には、制御手段で搬送コンベアの搬送速度を減速して搬送土砂量を減らすことが可能である。一方、搬送コンベアで搬送される土砂量が減少して演算された土質改良材要求量が土質改良材供給装置の供給能力の下限を下回った場合には、制御手段で搬送コンベアの搬送速度を増速して搬送土砂量を増加することが可能である。このようにして、本発明によれば土質改良材要求量を土質改良材供給装置の供給能力範囲内に確実に収めるようにすることができるので、土砂と土質改良材の混合比を確実に一定にすることができる。その結果、改良土の品質低下を防止することができる。
【００１５】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記制御手段は、前記演算した土質改良材要求量が前記土質改良材供給装置の供給能力範囲の上限値よりも大きい場合には前記搬送コンベアの搬送速度を減速するものとする。
【００１６】
（３）上記（２）において、さらに好ましくは、前記制御手段は、前記演算した土質改良材要求量が前記土質改良材供給装置の供給能力範囲の下限値よりも小さい場合には前記搬送コンベアの搬送速度を増速するものとする。
【００１７】
（４）上記（１）乃至（３）のいずれかにおいて、また好ましくは、前記土砂量検出手段は、前記搬送コンベアで搬送される土砂の体積を測定する土砂体積検出手段、前記搬送コンベアで搬送される土砂の重量を測定する土砂重量検出手段、及び前記排出コンベアで排出される改良土の重量を測定する改良土重量検出手段のうち、少なくとも１つを有するものとする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、制御手段で演算された土質改良材要求量と土質改良材供給装置の供給能力とを比較して搬送コンベアの搬送速度を制御する。これにより、土質改良材要求量を土質改良材供給装置の供給能力範囲内に収めるようにすることができるので、土砂と土質改良材の混合比を確実に一定にすることができる。その結果、改良土の品質低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の自走式土質改良機の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。本実施の形態の土質改良機は、例えば宅地建設用地等の表層を掘削した土砂を改質して地盤強化のために表層に埋め戻す改良土を生成したり、道路建設用地等で現場内の所定の箇所を掘削して得た土砂を改質して路床材として敷設する改良土を生成するといった表層地盤安定化処理等に用いられる自走式土質改良機である。
【００２０】
図１は本発明の自走式土質改良機の一実施の形態の全体構造を表す側面図、図２はその上面図、図３は図１中左側から見た正面図である。
これら図１乃至図３において、１は走行体で、この走行体１は、左・右１対の走行手段としての走行装置２と、この走行装置２の上部に略平行に延設した１対の本体フレーム３とで構成されている。また、４は走行装置２のトラックフレームで、このトラックフレーム４は、上記本体フレーム３の下部に連設している。５，６はそれぞれこのトラックフレーム４の両端に設けた従動輪（アイドラ）及び駆動輪、７はこれら従動輪５及び駆動輪６に掛け回した履帯（無限軌道履帯）、８は駆動輪６に直結した駆動装置である。９ａ，９ｂは本体フレーム３上に立設した複数の支持ポストで、これら支持ポスト９ａ，９ｂは、支持フレーム１０，１１を支持している。
【００２１】
１２は改質対象となる土砂を受入れるホッパで、このホッパ１２は、上下が開口した概略枠型に形成されており、上記支持フレーム１０により、本体フレーム３の長手方向一方側（図１及び図２中左側）に支持されている。また、改質対象となる土砂は、例えば油圧ショベル等の投入重機で投入される場合も多く、このホッパ１２は、土砂投入の利便性への配慮として、上方に向けて拡開形状に形成されている。
【００２２】
図４はこのホッパ１２の構造を簡略的に表す側断面図である。
この図４において、１２Ａはホッパ１２の後述する搬送コンベア１３による土砂搬送方向下流側（図４中右側）壁面の下端に切り欠いた土砂出口で、この土砂出口１２Ａは、上記搬送コンベア１３の搬送ベルト１６（後述）に対向して所定の幅（搬送ベルト１６よりも僅かに狭い幅）及び所定の高さに形成されている。つまり、ホッパ１２内の土砂は、搬送コンベア１３によりこの土砂出口１２Ａの幅及び高さで切り出されるようになっている。
【００２３】
１９はホッパ１２の上記土砂出口１２Ａ上方に固着したブラケット、２０はこのブラケット１９に対しピン２１を介して回動（揺動）可能に支持された揺動ローラである。この揺動ローラ２０は、上記ブラケット１９に連結したアーム２０Ａと、このアーム２０Ａの先端に回転自在に設けられた加圧ローラ２０Ｂとで構成されている。つまり、この加圧ローラ２０Ｂは、土砂出口１２Ａから切り出された搬送ベルト１６上の搬送土砂の表面の凹凸に追従して上下動しつつ搬送土砂の表面に倣って回転するようになっている。これにより、加圧ローラ２０Ｂを通過した土砂は、加圧ローラ２０Ｂの自重により所定の力で加圧され、その嵩密度がほぼ一定となるようになっている。
【００２４】
２２は加圧ローラ２０Ｂの上方に設けた高さ検出手段で、この高さ検出手段２２は、前記支持フレーム１０上に位置するフレーム２３に支持されている。また、この高さ検出手段２２は、この種のものとして公知の超音波センサで構成されており、発信した超音波が加圧ローラ２０Ｂで反射して戻ってくるまでの時間を検出し、その検出結果を土砂体積演算回路２４に随時出力するようになっている（後述の図７参照）。なお、これら加圧ローラ２０Ｂ及び高さ検出手段２２は、搬送コンベア１３上におけるホッパ１２と土質改良材供給装置２７（後述）との間に設けられている。
【００２５】
図１乃至図３に戻り、１３はこのホッパ１２で受入れた土砂を搬送する搬送コンベアで、この搬送コンベア１３は、ホッパ１２の下方から後述の混合装置４７の入口筒体４９（図５及び図６参照）上方にかけて略水平に延設されている。１４はこの搬送コンベア１３のコンベアフレームで、このコンベアフレーム１４は、上記支持ポスト９ａ，９ｂ等に支持されている。１５Ａ，１５Ｂはそれぞれこのコンベアフレーム１４の両端に設けた駆動輪及び従動輪、１６はこれら駆動輪１５Ａ及び従動輪１５Ｂに掛け回したコンベアベルト、１７はこのコンベアベルト１６の搬送面を支持する複数の支持ローラである。上記駆動輪１５Ａには、この駆動輪１５Ａを回転駆動することによりコンベアベルト１６を循環駆動させる駆動装置１８（例えば油圧モータ。後述の図７参照）が連結されている。なお、搬送コンベア１３にはこの駆動装置１８により回転駆動される駆動輪１５Ａの回転数を検出する回転数センサ２５（後述の図７参照）が設けられており、この回転数センサ２５はその検出結果を搬送速度演算回路７７に随時出力するようになっている（後述の図７参照）。２７は搬送コンベア１３で搬送される土砂に土質改良材を添加する土質改良材供給装置で、この土質改良材供給装置２７は、水平断面が略方形の土質改良材の貯留タンク２８と、この貯留タンク２８内の土質改良材を下方に導出するスクリューフィーダ２９と、貯留タンク２８内の土質改良材を上記スクリューフィーダ２９に導く漏斗の役割を果たす略四角錐形状のシュート３０とで構成されている。また、貯留タンク２８は、このシュート３０上部のフランジ状の枠板３１に連設した蛇腹部３２と、この蛇腹部３２の上部をカバーする天板部３３とで構成されている。３５はこの天板部３３のほぼ中央に設けた土質改良材充填用の受入口の開閉蓋で、この開閉蓋３５は、天板部３３に蝶番３６（図２参照）を介して取付けられている。
【００２６】
３７は天板部３３の外周部に複数（この例では４つ）設けた取付部、３８はこれら取付部３７の下部に固定的に垂設した支柱で、この支柱３８の上下には、それぞれ所定の位置にピン穴３９（上側のもののみ図１に図示）が穿設されている。４０は上記支持フレーム１１に支持された略枠型の台板、４１はこの台板４０上に立設した複数のガイド筒で、このガイド筒４１は、前述のシュート３０の枠板３１を支持している。また、このガイド筒４１の先端付近には、図示しないピン穴が穿設されている。つまり、上記各支柱３８は、それぞれこれらガイド筒４１に上下方向にスライド可能に挿入されて台板４０の下方にまで突出可能となっており、支柱３８のスライドに伴って前述の蛇腹部３２が伸縮することにより、貯留タンク２８の高さが可変な構造となっている。
【００２７】
４２は支柱３８をガイド筒４１に固定するストッパピンで、このストッパピン４２は、ガイド筒４１の図示しないピン穴を介し支柱３８のピン穴３９に挿入するものである。すなわち、例えば稼動時等には、蛇腹部３２を伸長させ、ガイド筒４１のピン穴を介し支柱３８の下側のピン穴３９にストッパピン４２を挿入することにより、図１に示す状態のように貯留タンク２８の内部容積を十分確保する。一方、自走式土質改良機をトレーラ等で輸送するとき等には、蛇腹部３２を限縮させ、ガイド筒４１のピン穴を介し支柱３８の上側のピン穴３９にストッパピン４２を挿入することにより、自走式土質改良機の全高を輸送制限をクリアする高さまで低くした状態で保持できるようになっている。
【００２８】
４３は上記スクリューフィーダ２９のケーシングで、このケーシング４３は、略円筒状に形成され、内部に図示しないスクリューを備えている。このスクリューは駆動装置４４（後述の図７参照）により回転駆動され、これにより、スクリューフィーダ２９は先のシュート３０からケーシング４３内に導入された土質改良材を図１中左側に移送するようになっている。そして、ケーシング４３の長手方向一方側（図１中左側）下部に設けた図示しない土質改良材の出口から、搬送コンベア１３の搬送方向下流側（図１中右側）端部付近を搬送される土砂に対し、土質改良材を一定量づつ添加するようになっている。なお、上記スクリューは駆動装置４４によって機器固有の所定の回転数範囲内において駆動するようになっており、その回転数範囲に対応した供給量の範囲内（言い換えれば供給能力範囲内）においてスクリューフィーダ２９は土質改良材を供給するようになっている。また、図１に示すように、スクリューフィーダ２９は、その移送方向上流側（図１中右側）が移送方向下流側（図１中左側）に対して低くなるように配設されており、その分、土質改良材供給装置２７の高さが低くなるよう配慮されている。
【００２９】
４５は自走式土質改良機の片側（図２中上側、図３中左側）に設けたクレーンで、このクレーン４５は、自走式土質改良機幅方向一方側（図３中左側）の本体フレーム３に取付けた支持台４６上に設けられている。また、このクレーン４５は、支持台４６から上方に立設した支持部４５Ａと、この支持部４５Ａに基端部が枢支接続され長手方向に伸縮するとともに略水平に旋回するアーム４５Ｂと、このアーム４５Ｂを俯仰動させるシリンダ４５Ｃと、アーム４５Ｂ先端に設けたウィンチ４５Ｄとを備えている。通常、貯留タンク２８内に土質改良材を充填する際には、上部の開閉蓋３５を開け、このクレーン４５によりフレキシブルコンテナを吊り上げて土質改良材受入口に挿入するようになっている。
【００３０】
このとき、繁雑防止のため特に図示しないが、天板部３３には、貯留タンク２８の土質改良材受入口の略直下の位置に、先端を上方に向けたカッタが設けられている。これにより、クレーン４５で土質改良材受入口に挿入されたフレキシブルコンテナは、その自重によりカッタに押し付けられて底部を切り裂かれ、ここから貯留タンク２８内に土質改良材を流出するようになっている。
【００３１】
４７は搬送コンベア１３から導入された土砂及び土質改良材を混合して改良土を生成する混合装置（混合手段）である。図５はこの混合装置４７の全体構造を表す上面図、図６はこの混合装置４７の内部構造を表す図５中VI−VI断面による側断面図である。
これら図５及び図６において、４８はこの混合装置４７の略箱状の本体で、この混合装置本体４８には、その長手方向一方側（図５及び図６中左側）上部に土砂及び土質改良材の入口筒体４９が、他方側（図６中右側）下部に改良土の出口筒体５０が設けられている。
【００３２】
５１は混合装置本体４８内に設けた複数（この例では２本）のパドルミキサで、このパドルミキサ５１は、混合装置本体４８の長手方向（図５及び図６中左右方向）に略平行に配設した中空の回転軸５２（中実でも構わない）と、この回転軸５２に放射状に複数設けたパドル５３とで構成されている。このパドル５３は、その平滑な面が、回転軸５２の軸線方向（この場合図５及び図６中右方向）に対し、パドルミキサ５１の回転方向を向くように所定角度傾斜しており、これにより上記入口筒体４９から導入された土砂を出口筒体５０に向けて混合しつつ移送できるようになっている。
【００３３】
５４はパドルミキサ５１の回転軸５２の両端付近を回転自在に支持する軸受、５５は回転軸５２の他端（図６中右端）に設けられたタイミングギア、５６はパドルミキサ５１の駆動装置で、この駆動装置５６の出力軸５６ａは、回転軸５２の他端に直結している。また、隣接する回転軸５２，５２のそれぞれに設けたタイミングギア５５，５５は互いに噛合しており、これにより隣接するパドルミキサ５１，５１がほぼ同一回転数で互いに反対方向に回転駆動するようになっている。
【００３４】
このような構造により、混合装置４７は、搬送コンベア１３から入口筒体４９を介して導入された土砂及び土質改良材をパドルミキサ５１（厳密にはそのパドル５３）により混合して改良土としつつ反対側に移送し、出口筒体５０から下方に導出するようになっている。
【００３５】
図１乃至図３に戻り、５９は混合装置４７から導出された改良土を機外に排出する排出コンベアで、この排出コンベア５９は、混合装置４７の上記出口筒体５０の下方から外側（この場合図１中右側）に向かって所定距離略水平に延在した後、混合装置４７の駆動装置５６下方辺りから上り傾斜に延在している。
【００３６】
６０はこの排出コンベア５９のコンベアフレームで、このコンベアフレーム６０は、支持部材６１，６２等を介し、後述の動力装置６８や本体フレーム３等から支持されている。６３はこの排出コンベア５９の搬送方向下流側（図１中右側）端部に設けた駆動輪、６４は排出コンベア５９の搬送方向上流側（図１中左側）に設けた従動輪（図３参照）、６５は上記駆動輪６３及び従動輪６４に巻回されたコンベアベルトである。６６はこのコンベアベルト６５の搬送面を支持する複数の支持ローラ、６７は駆動輪６３に直結した駆動装置（図２参照）で、この駆動装置６７により、駆動輪６３を回転駆動してコンベアベルト６５を循環駆動させるようになっている。
【００３７】
６８は先に触れた動力装置で、この動力装置６８は、本体フレーム３の長手方向他方側（図１中右側）端部に支持部材６９を介して支持されている。また、この動力装置６８は、繁雑防止のため特に図示しないが、前述してきた各機器の駆動装置に供給する圧油を吐出する少なくとも１つの油圧ポンプと、この油圧ポンプを駆動するエンジンと、油圧ポンプから各駆動装置へ供給される圧油の方向及び流量（或いは方向のみ）をそれぞれ制御する複数のコントロールバルブ等とを内部に備えている。
【００３８】
７０はこの動力装置６８の前方側（図１及び図２中左側）の区画に設けた運転席で、この運転席７０には、上記走行装置２の駆動装置８を操作する１対の操作レバー７１が備えられている。またこの運転席７０の下方には、例えば混合装置４７の駆動装置５６等、他の各機器の駆動装置を操作する操作盤７２（図１参照）が設けられている。
【００３９】
このとき、本実施の形態においては、例えば上記操作盤７２に設けられた混合比制御装置７５が搬送コンベア１３により搬送される土砂量に応じて土質改良材供給装置２７の供給量を制御するようになっている。図７は、この混合比制御装置７５の機能を表す機能ブロック図である。
【００４０】
この図７において、７６は搬送コンベア１３により搬送される土砂の体積を測定する土砂体積検出部で、この土砂体積検出部７６は、前記の搬送コンベア駆動輪１５Ａの回転数を検出する回転数センサ２５から入力される駆動輪回転数から搬送コンベア１３の搬送ベルト１６の駆動速度（すなわち土砂搬送速度）を演算する搬送速度演算回路７７と、この搬送速度演算回路７７で演算した搬送速度、予め混合比制御装置７５に記憶された（又は例えば前記の操作盤７２等の適宜の外部端末により設定入力してもよい）搬送土砂の幅（すなわち前記の土砂出口１２Ａ（図４参照）の幅）、及び前記の高さ検出手段２２から入力される搬送土砂の高さから搬送土砂の体積を演算する前記の土砂体積演算回路２４とで構成されている。すなわち、搬送土砂は土砂出口１２Ａの幅でホッパ１２から切り出されるようになっているため、土砂体積演算回路２４は、その搬送土砂の幅に対し搬送土砂高さ及び演算した搬送速度を乗じることにより、搬送コンベア１３により単位時間当たりに搬送される土砂体積を演算するようになっている。
【００４１】
８０は前記のスクリューフィーダ２９の駆動装置４４の回転数センサで、この回転数センサ８０は、フィーダ制御部８１にその検出結果を随時出力するようになっている。そして、フィーダ制御部８１は、このフィーダ制御部８１の有する土質改良材供給量演算回路８２により入力したスクリューフィーダ駆動装置４４の回転数を基に実際に供給されている土質改良材の量を演算するようになっている。また、８３は操作盤７２等で設定入力された土砂及び土質改良材の混合比を取り込む混合比設定回路、８４はこの混合比設定回路８３の入力結果を基に、上記土砂体積演算回路２４から入力した搬送土砂量に対し要求される土質改良材供給量を演算する土質改良材要求量演算回路で、共にフィーダ制御部８１に備えられている。
【００４２】
また、８５はこの土質改良材要求量演算回路８４及び土質改良材供給量演算回路８２の演算結果を比較する比較回路である。この比較回路８５は、入力した要求量を基準に、その都度実際の土質改良材供給量の過不足を判断し、土質改良材供給量が要求量に近似するよう、スクリューフィーダ２９の駆動装置４４に対して回転数を制御する制御信号を演算し出力するもので、同様にフィーダ制御部８１に備えられている。
【００４３】
このような構成により、土砂体積検出部７６の検出（演算）値に応じ、フィーダ制御部８１がスクリューフィーダ２９による土質改良材の供給量を制御するようになっている。これにより、実際の土砂及び土質改良材の混合比を予め設定した設定混合比に近似させることが可能となり、良質な改良土を生成することができるようになっている。
【００４４】
以上のように構成された自走式土質改良機において、本実施の形態の最も大きな特徴は、土質改良材要求量演算回路８４で演算された土質改良材要求量とスクリューフィーダ２９の供給能力とを比較して搬送コンベア１３の搬送速度を制御するようにしたことである。以下、この詳細について説明する。
【００４５】
上記図７に示すように、混合比制御装置７５はさらに搬送コンベア制御部９０を有しており、この搬送コンベア制御部９０は、例えば操作盤７２等で設定入力されたスクリューフィーダ２９の単位供給量（機械寸法等から決定されるものである）を取り込むフィーダ単位供給量設定回路９１と、このフィーダ単位供給量設定回路９１の入力結果と前記土質改良材要求量演算回路８４で演算された土質改良材要求量とからスクリューフィーダ２９の駆動速度（すなわちスクリューの回転数）を演算する駆動速度演算回路９２と、例えば操作盤７２等で設定入力されたスクリューフィーダ２９の駆動可能速度範囲（すなわち機械の能力から決定されるスクリューの回転数範囲）を取り込むフィーダ駆動可能速度範囲設定回路９３と、このフィーダ駆動可能速度範囲設定回路９３の入力結果と前記駆動速度演算回路９２で演算された駆動速度とを比較し、演算された駆動速度が入力された駆動可能速度範囲外である場合に搬送コンベア１３の駆動装置１８に対して回転数を制御する制御信号を演算し出力する比較回路９４とを備えている。
【００４６】
以上において、高さ検出手段２２及び回転数センサ２５は特許請求の範囲各項記載の搬送コンベアで搬送される土砂量を検出する土砂量検出手段を構成すると共に搬送コンベアで搬送される土砂の体積を測定する土砂体積検出手段をも構成し、混合比制御装置７５は制御手段を構成する。
【００４７】
次に、上記構成の本発明の自走式土質改良機の一実施の形態の動作を以下に説明する。
まず操作者は、作業を始める前に、改質対象となる土砂の性状等を考慮し、予め土砂及び土質改良材の最適な混合比を例えば操作盤７２等から設定入力する。この入力結果は混合比設定回路８３により取り込まれる。
【００４８】
その後、例えば油圧ショベル等によりホッパ１２に改質対象となる土砂を投入すると、ホッパ１２で受け入れられた土砂は、その下方の搬送コンベア１３上に載置され、土砂出口１２Ａから押し出されて搬送される。この搬送土砂は加圧ローラ２０Ｂで加圧されて嵩密度を一定とされる。このときの加圧ローラ２０Ｂの高さが高さ検出手段２２で検出され、その検出結果が土砂体積演算回路２４に入力される。一方、回転数センサ２５はこのときの搬送コンベア１３の駆動輪１５Ａの回転数を検出し、その検出結果を搬送速度演算回路７７に入力する。搬送速度演算回路７７は入力された駆動輪１５Ａの回転数から土砂の搬送速度を演算し、土砂体積演算回路２４はその演算された搬送速度と上記高さ検出手段２２から入力された土砂高さと予め記憶された土砂搬送幅から単位時間当たりに搬送される土砂量を演算する。
【００４９】
次に、土質改良材要求量演算回路８４はこの土砂体積演算回路２４で演算された搬送土砂量に操作者により最初に設定入力され混合比設定回路８３で取り込まれた混合比（正確には土質改良材の添加率）を乗じ、要求される土質改良材供給量を演算する。土質改良材供給量演算回路８２はスクリューフィーダ２９の回転数を回転数センサ８０から入力し、実際の土質改良材供給量を演算する。比較回路８５はこの実際の土質改良材供給量と土質改良材要求量演算回路８４で演算された土質改良材要求量とを比較し、実際の土質改良材供給量が土質改良材要求量に近似するようにスクリューフィーダ２９の駆動装置４４を制御する。
【００５０】
このような混合比制御装置７５の制御により、土質改良材供給装置２７は、土砂及び土質改良材が設定入力された混合比となるように、その貯留タンク２８内の土質改良材をスクリューフィーダ２９により搬送コンベア１３で搬送される土砂に対し一定量づつ供給していく。そして、搬送コンベア１３により混合装置４７に導入された土砂及び土質改良材は、パドルミキサ５１で均一に攪拌混合され、排出コンベア５９上に改良土として導出される。この改良土は、排出コンベア５９により搬送され、最終的に自走式土質改良機の機外に排出される。
【００５１】
以上のようにして行われる土質改良作業において、例えばスクリューフィーダ２９の供給能力の上限近くで土質改良材を供給しつつ土質改良作業を行っている際に、原料土砂の性状の変化等によって搬送コンベア１３で搬送される土砂量が増加し、土質改良材要求量演算回路８４で演算された土質改良材要求量がスクリューフィーダ２９の供給能力の上限を超えた場合の動作について、以下に図８を用いて説明する。
【００５２】
図８は混合比制御装置７５の機能のうち搬送コンベア１３の搬送速度制御に係わる制御内容を表すフローチャートである。
この図８において、まずステップ１０で、混合比制御装置７５は土砂体積演算回路２４で搬送コンベア１３の単位時間当たりの搬送土砂量を演算し、次のステップ２０に移る。
【００５３】
ステップ２０では、土質改良材要求量演算回路８４で上記ステップ１０において演算した搬送土砂量に混合比設定回路８３で取り込んだ混合比（土質改良材の添加率）を乗じて土質改良材要求量を演算し、次のステップ３０に移る。
【００５４】
ステップ３０では、駆動速度演算回路９２で上記ステップ２０において演算した土質改良材要求量をフィーダ単位供給量設定回路９１で取り込んだスクリューフィーダ２９の単位供給量で除して、スクリューフィーダ２９の駆動速度（回転数）を演算し、次のステップ４０に移る。
【００５５】
ステップ４０では、比較回路９４で上記ステップ３０において演算したスクリューフィーダ２９の駆動速度（回転数）がフィーダ駆動可能速度範囲設定回路９３で取り込んだスクリューフィーダ２９の駆動可能速度範囲（回転数範囲）内であるかどうかを判定する。範囲内であれば、判定が満たされてステップ１０に戻り、ステップ１０〜ステップ４０を繰り返す。範囲外であれば、判定が満たされずに次のステップ５０に移る。
【００５６】
ステップ５０では、上記ステップ３０において演算したスクリューフィーダ２９の駆動速度（回転数）がスクリューフィーダ２９の駆動可能速度範囲（回転数範囲）の上限値よりも上であるかどうかを判定する。上であれば、判定は満たされて次のステップ６０に移る。
【００５７】
ステップ６０では、比較回路９４が搬送コンベア１３の駆動装置１８に対して回転数を減少させる制御信号を演算し出力する。具体的には、比較回路９４が、油圧ポンプ（図示せず）から駆動装置１８（油圧モータ）へ供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブ（図示せず）に対し、コントロールバルブが閉方向に動作するように制御信号を出力する。これにより、駆動装置１８へ供給される圧油が減少してその回転数が低下し、搬送コンベア１３の搬送速度が減速して搬送土砂量が減少する。この後、ステップ１０に戻り、ステップ１０〜ステップ６０を繰り返す。搬送土砂量が徐々に減少してステップ３０で演算されるスクリューフィーダ２９の駆動速度がの駆動可能速度範囲内となると、ステップ４０の判定が満たされてステップ４０→ステップ１０へ戻り、ステップ１０〜ステップ４０を繰り返す。
【００５８】
一方、例えばスクリューフィーダ２９の供給能力の下限近くで土質改良材を供給しつつ土質改良作業を行っている際に、原料土砂の性状の変化等によって搬送コンベア１３で搬送される土砂量が減少し、土質改良材要求量演算回路８４で演算された土質改良材要求量がスクリューフィーダ２９の供給能力の下限を下回った場合の動作については、以下のようになる。
【００５９】
すなわち、先のステップ５０において、ステップ３０で演算したスクリューフィーダ２９の駆動速度（回転数）がスクリューフィーダ２９の駆動可能速度範囲（回転数範囲）の下限値よりも下である場合には、ステップ５０の判定は満たされずに次のステップ７０に移る。
【００６０】
ステップ７０では、比較回路９４が搬送コンベア１３の駆動装置１８に対して回転数を増加させる制御信号を演算し出力する。具体的には、比較回路９４が、油圧ポンプ（図示せず）から駆動装置１８（油圧モータ）へ供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブ（図示せず）に対し、コントロールバルブが開方向に動作するように制御信号出力する。これにより、駆動装置１８へ供給される圧油が増加してその回転数が上昇し、搬送コンベア１３の搬送速度が増速して搬送土砂量が増大する。この後、ステップ１０に戻り、ステップ１０〜ステップ５０→ステップ７０を繰り返す。搬送土砂量が徐々に増加してステップ３０で演算されるスクリューフィーダ２９の駆動速度が駆動可能速度範囲内となると、ステップ４０の判定が満たされてステップ４０→ステップ１０へ戻り、ステップ１０〜ステップ４０を繰り返す。
【００６１】
以上のような動作を行う本発明の自走式土質改良機の一実施の形態によれば、以下の作用が得られる。
一般に、スクリューフィーダ２９のスクリュは駆動装置４４によってその機器固有の所定の回転数範囲内において駆動するようになっており、その回転数範囲に対応した供給量の範囲内（すなわち供給能力範囲内）において土質改良材を供給するようになっている。
【００６２】
このとき、前述した従来技術（特開２００３−９６８１８号公報）のような自走式土質改良機においては、例えば原料土砂の性状の変化等によって土質改良作業の作業量を増大させたい場合には土砂の供給量に合わせて土質改良材の供給量を増やす訳だが、スクリューフィーダ２９が供給能力の上限近くで土質改良材を供給していた場合には土質改良材要求量演算回路８４で演算された土質改良材要求量がスクリューフィーダ２９の供給能力を超えてしまう。この場合、搬送される土砂に対して土質改良材の供給量が相対的に少なくなり、最終的な改良土の品質の低下を招く恐れがあった。一方、例えば土質改良作業の作業量を減少させたい場合において、スクリューフィーダ２９の供給能力の下限近くで土質改良材を供給していた場合には、土質改良材要求量がスクリューフィーダ２９の供給能力の下限を下回ってしまう。この場合には搬送される土砂に対して土質改良材の供給量が相対的に多くなり、これによっても最終的な改良土の品質の低下を招く恐れがあった。
【００６３】
これに対し、本実施の形態においては、上述したように搬送コンベア１３で搬送される土砂量が増加して要求される土質改良材供給量がスクリューフィーダ２９の供給能力範囲の上限値を超えた場合には、搬送コンベア制御部９０の比較回路９４で搬送コンベア１３の搬送速度を減速して搬送土砂量を減らし、搬送コンベア１３で搬送される土砂量が減少して要求される土質改良材供給量がスクリューフィーダ２９の供給能力の下限を下回った場合には、比較回路９４で搬送コンベア１３の搬送速度を増速して搬送土砂量を増加する。このようにして、土質改良材要求量演算回路８４で演算される土質改良材要求量を確実にスクリューフィーダ２９の供給能力範囲内に収めるようにすることができるので、土砂と土質改良材との混合比を確実に一定にすることができる。その結果、改良土の品質低下を防止することができる。
【００６４】
なお、上記本発明の一実施の形態においては、搬送土砂量の増減により土質改良材要求量がスクリューフィーダ２９の供給能力の範囲外となった場合に、搬送コンベア１３による搬送土砂量を徐々に増減させつつフィードバックをかけ、そのときの土質改良材要求量を演算して供給能力と比較する制御を行うようにしたが、これに限らない。すなわち、例えば搬送コンベア１３による搬送土砂量を２倍又は１／２倍等段階的に増減するようにしてもよい。なおこの場合には、搬送コンベア１３を通常駆動に復帰するための土質改良材要求量のしきい値を別に設けるようにしてもよい。
【００６５】
また、上記本発明の一実施の形態においては、搬送コンベア１３で搬送される搬送土砂量をその体積を測定することにより検出するようにしたが、これに限らず、例えば搬送コンベア１３にコンベアスケール（図示せず）を設けて土砂重量を測定することにより搬送土砂量を検出するようにしてもよいし、また、排出コンベア５９にコンベアスケール（図示せず）を設けて改良土の重量を測定することにより搬送土砂量を検出するようにしてもよい。このとき、これらのコンベアスケールは請求項４記載の搬送コンベアで搬送される土砂の重量を測定する土砂重量検出手段及び排出コンベアで排出される改良土の重量を測定する改良土重量検出手段をそれぞれ構成する。
【００６６】
またさらに、上記本発明の一実施の形態においては、土質改良材供給装置としてスクリューフィーダ２９を備えた自走式土質改良機に本発明を適用したが、これに限らず、例えば放射状に仕切り板が設けられたロータを回転させることで仕切り板間に導入した土質改良材を供給するロータリフィーダを備えた自走式土質改良機に本発明を適用してもよい。この場合にも、本発明と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態の全体構造を表す側面図である。
【図２】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態の全体構造を表す上面図である。
【図３】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態の全体構造を表す正面図である。
【図４】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態を構成するホッパの構造を簡略的に表す側断面図である。
【図５】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態を構成する混合装置の全体構造を表す上面図である。
【図６】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態を構成する混合装置の内部構造を表す図５中VI−VI断面による側断面図である。
【図７】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態を構成する混合比制御装置の機能を表す機能ブロック図である。
【図８】本発明の自走式土質改良機の一実施の形態を構成する混合比制御装置の機能のうち搬送コンベアの搬送速度制御に係わる制御内容を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
２          走行装置（走行手段）
３          本体フレーム
１２        ホッパ
１３        搬送コンベア
２２        高さ検出手段（土砂量検出手段；土砂体積検出手段）
２５        回転数センサ（土砂量検出手段；土砂体積検出手段）
２７        土質改良材供給装置
４７        混合装置（混合手段）
５９        排出コンベア
７５        混合比制御装置（制御手段）
【図１】
2005036526.tif 000003
【図２】
2005036526.tif 000004
【図３】
2005036526.tif 000005
【図４】
2005036526.tif 000006
【図５】
2005036526.tif 000007
【図６】
2005036526.tif 000008
【図７】
2005036526.tif 000009
【図８】
2005036526.tif 000010