(57)【要約】【課題】構造が簡単で、小型・コンパクト・軽量で、製作コストも安くでき、日常の保守点検も容易で、さらに攪拌混合性能を向上させ、攪拌手段の駆動トルクを小さくでき土質改良機の燃料消費を少なくすることができる、改良された攪拌混合装置を提供する。【解決手段】鉛直に延びる筒状の容器本体と、容器本体の上端部に設けられた被混合物の導入口及び下端部に設けられた混合物の排出口と、容器本体内に鉛直に延びる軸線を中心に放射状に複数個の攪拌翼を有して回転駆動を自在に該上端部及び下端部に支持された攪拌体を備える。【選択図】図２
2005273295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直に延びる筒状の容器本体と、容器本体の上端部に設けられた被混合物の導入口及び下端部に設けられた混合物の排出口と、容器本体内に鉛直に延びる軸線を中心に放射状に複数個の攪拌翼を有して回転駆動を自在に該上端部及び下端部に支持された攪拌体を備えている、ことを特徴とする土質改良機の攪拌混合装置。
【請求項２】
該攪拌体が、該軸線に直交する同一面上に該攪拌翼が複数個配設された攪拌翼群を該軸線方向に間隔をおいて複数備えている、請求項１記載の攪拌混合装置。
【請求項３】
該攪拌翼群各々の攪拌翼が、該軸線を中心にした周方向において隣接した攪拌翼群の攪拌翼と攪拌翼の間に位置づけられている、請求項２記載の攪拌混合装置。
【請求項４】
該攪拌翼の各々が、該攪拌体の回転方向に対して仰角を有して取り付けられている、請求項１から３までのいずれかに記載の攪拌混合装置。
【請求項５】
該攪拌体が、逆回転駆動を自在に備えられている、請求項１から４までのいずれかに記載の攪拌混合装置。
【請求項６】
該攪拌体を、その回転トルクが所定の値よりも大きくなったときに逆転させる逆転手段を備えている、請求項５記載の攪拌混合装置。
【請求項７】
該容器本体が、該軸線の延びる方向の下方に向けて先細りに形成されている、請求項１記載の攪拌混合装置。
【請求項８】
該容器本体が、該軸線の延びる方向の下方に向けて先広がりに形成されている、請求項１記載の攪拌混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土質改良機に備えられ、原料土と土質改良材などとの攪拌混合を行う攪拌混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
埋め立て工事、土質改良工事、一般土木工事などにおいて、例えば、軟弱な土と土質改良材としてのセメント・石灰などの固化材との攪拌混合、また粒度、粘土などの異なるあるいは不均一な土の攪拌混合、などの作業が行われる。この攪拌混合作業は、例えば自走式の土質改良機によって機械的に遂行されている。
【０００３】
周知の土質改良機は、原料土を投入するための原料土ホッパ、土質改良材を投入するための改良材ホッパ、投入された原料土と土質改良材とを攪拌混合するための攪拌混合装置及び混合された混合物を排出するための排出コンベアを備えている。
【０００４】
典型的な攪拌混合装置（例えば、特許文献1参照）は、水平方向に延びる直方体状容器の一端側に原料土ホッパ及び改良材ホッパからの、原料土と改良材の導入口を備え、他端側に攪拌混合された混合物の排出口を備え、容器の中には導入口側から排出口側に向けて水平に延び平行に複数本配設されたパドルミキサが備えられている。
【０００５】
パドルミキサは、駆動手段に連結された回転軸の周りに複数個の羽根（パドル）を備えており、導入口に投入された原料土及び改良材を攪拌しながら排出口に移送する。
【特許文献１】特開２００２−１３１５６号公報（図５、図６、図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したとおりの形態の従来の攪拌混合装置には、次のとおりの改善の望まれている問題がある。
【０００７】
すなわち、この攪拌混合装置は、パドルミキサとして駆動手段に連結された複数本の回転軸と、それぞれに取付けられた複数個の羽根を備えている。したがって、装置が大形複雑になり、重量も重く、製作コストも高くなり、日常の保守点検にも手間がかかる。
【０００８】
導入された原料土及び改良材の攪拌混合は、容器の底面から羽根により掻き上げるようにして行われる。したがって、土砂の量の多少によって攪拌混合性能が変わりやすい。
【０００９】
土砂を、掻き上げ攪拌しながら排出口に向けて水平の方向に移送するので、大きな駆動トルクが回転軸に必要になり土質改良機の燃料の消費が大きい。
【００１０】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、攪拌混合装置として、構造が簡単で、小型・コンパクト・軽量で、製作コストも安くでき、かつ日常の保守点検も容易で、さらに攪拌混合性能を向上させ、攪拌手段の駆動トルクを小さくでき、土質改良機の燃料消費を少なくすることができる、改良された攪拌混合装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等は、鋭意検討、実験を重ねた結果、攪拌翼を取付けた回転軸の設置構造の改良により従来の課題を改善することができる攪拌混合装置を開発した。
【００１２】
すなわち、本発明によれば上記技術的課題を解決する攪拌混合装置として、鉛直に延びる筒状の容器本体と、容器本体の上端部に設けられた被混合物の導入口及び下端部に設けられた混合物の排出口と、容器本体内に鉛直に延びる軸線を中心に放射状に複数個の攪拌翼を有して回転駆動を自在に該上端部及び下端部に支持された攪拌体を備えている、ことを特徴とする土質改良機の攪拌混合装置が提供される。
【００１３】
好適には、該攪拌体が、該軸線に直交する同一面上に該攪拌翼が複数個配設された攪拌翼群を該軸線方向に間隔をおいて複数備えている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に従って構成された攪拌混合装置は、鉛直に延びる容器本体の中に鉛直に延びる軸線を中心に放射状に複数個の攪拌翼を有した攪拌体を備え、原料土及び改良材などの被混合物が上方の導入口から導入される。そして、被混合物は自重によって落下しながら、攪拌翼によって攪拌混合され下方の排出口に移動する。したがって、攪拌体の駆動トルクを小さくでき、土質改良機の燃料消費を少なくすることができ、また被混合物の多少にかかわらず良好に攪拌混合することができる。さらに、１個の攪拌体により簡単な構造にまとめることができるので、小型・コンパクト・軽量で、製作コストも安くでき、日常の保守点検も容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に従って構成された土質改良機の攪拌混合装置について、自走式の土質改良機における好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。
【００１６】
図１を参照して先ず土質改良機について説明する。全体を番号２で示す土質改良機は、無限軌道式の走行体４と、走行体４上に取付けられた機体フレーム６と、機体フレーム６上の中央に取付けられた攪拌混合装置８を備えている。
【００１７】
攪拌混合装置８の上には土質改良材を投入するための改良材ホッパ１０が、機体フレーム６の一端（図１の左端）側には原料土を投入するための原料土ホッパ１２が、他端（図１の右端）側には排出コンベア１４がそれぞれ取付けられている。機体フレーム６にはまた、エンジン、油圧装置などの収容された動力室１６、改良材の封入されたフレコンバッグ１８を吊り上げ改良材ホッパ１０内に降ろすためのクレーン２０が備えられている。
【００１８】
原料土は油圧ショベルなどによって原料土ホッパ１２に投入され、投入された原料土は改良材ホッパ１０に投入された改良材とともに攪拌混合装置８に送られ攪拌混合され、混合物は排出コンベア１４によって送り出される。
【００１９】
この土質改良機２における、改良材ホッパ１０、原料土ホッパ１２、排出コンベア１４等は、本発明の新規特徴を構成するものではなく周知のものでよい。したがってその説明は省略する。
【００２０】
図２〜図５を参照して攪拌混合装置８について説明する。図２は攪拌混合装置８を側方から見た断面図、図３は上方から見て断面して示した平面図、図４及び図５は部分詳細図である。
【００２１】
攪拌混合装置８は、鉛直に（図２の上下に、図３の紙面に直角方向に）延びる筒状の容器本体２２と、容器本体２２の上端部の天板２２ａに設けられた導入口２８及び下端部の底板２２ｂに設けられた排出口３０と、容器本体２２内に鉛直に延びる軸線Ｘを中心に放射状に複数個の攪拌翼２４を有し回転駆動を自在に天板２２ａ及び底板２２ｂに取付けられた攪拌体２６を備えている。
【００２２】
容器本体２２は、軸線Ｘを中心に円筒状に形成されている。導入口２８は、容器本体２２の上端を覆う天板２２ａの一部を半円状に開放して形成されている。この導入口２８の部分には、原料土ホッパ１２及び改良材ホッパ１０（図１）からの被混合物である原料土及び改良材が投入される、傾斜面３２ａにより連結された矩形の開口を有する導入ホッパ３２が形成されている。
【００２３】
導入口２８は軸線Ｘを中心にした半円状でなく、軸線Ｘを中心に後で述べる天板２２ａに取付けられた軸受４２の両側に容器本体２２の円筒の内面まで延びる長方形に形成し、被混合物が容器本体２２内の攪拌体２６上に、より攪拌混合されやすいように分散して導入されるようにしてもよい。
【００２４】
排出口３０の形成された容器本体２２の下端部には原料土及び改良材の混合物を排出コンベア１４（図１）に案内する下部が開放された円筒状の案内筒３４が備えられている。案内筒３４は、実質上容器本体２２を延長させた円筒状に形成されている。
【００２５】
底板２２ｂは、容器本体２２の内周面に取付けられた比較的厚い平板材によって形成され、後に述べる軸受４０を支持するとともに、軸受４０と容器本体２２の内周面との間に容器本体２２内を案内筒３４に開放する周方向に複数個（４個）の排出口３０が形成されている。被混合物の量、種類などによって、攪拌混合のために排出量を調整する必要があれば、排出口３０の各々あるいは一部に開口の大きさを調整する手段、例えばスライド板のような手段を備えてもよい。また、排出口３０の大きさを規定しないで広く案内筒３４に開放する場合には、軸受４０を底板２２ｂに代えて板材などで形成したリブによって容器本体２２に支持してもよい。
【００２６】
攪拌体２６は、軸線Ｘを中心にして延びる丸棒状の回転軸３６と、前述の攪拌翼２４を軸線Ｘに直交する同一水平面上に回転軸３６の外周に軸線Ｘを中心にした周方向に等間隔に十字状に計４個取り付けた攪拌翼群３８を、軸線Ｘの延びる方向に間隔をおいて複数個（５個）備えている。
【００２７】
回転軸３６は、下端部に突出した支持軸３６ａが底板２２ｂに取り付けられた下軸受４０によって、上端部に突出した支持軸３６ｂが天板２２ａに取り付けられた上軸受４２によってそれぞれ回転自在に支持されている。
【００２８】
攪拌翼２４は、矩形帯状の平板によって形成され、矩形の短辺を回転軸３６の外周を略八等分した長さに、長辺を先端が容器本体２２の内周面と所定の隙間を有する位置まで延びる長さにして、回転軸３６の外周に矢印Ｙ１で示す攪拌体２６の正転方向に対して仰角θを有して取付けられている。図示の実施例における仰角θは３０°に設定されている。
【００２９】
この仰角θは、水平状態（θ＝０°）から「＋」方向あるいは「−」方向に、正転方向Ｙ１逆転方向Ｙ２と組み合わせ、多種多様な土砂性状を持つ原料土と改良材との混合性能を確保するように調整され設定される。すなわち、回転方向に対してθ＝「−」角度の場合は、落下した土砂を回転翼で切ると同時に上方へ土砂を跳ね上げる力の作用により、土砂が跳ね上げと落下を繰り返しながら落下していくため、原料土と改良材との混合度が高くなり、攪拌混合装置の混合性能向上に効果がある。一方、回転方向に対してθ＝「＋」角度の場合は、土砂の自然落下が攪拌翼の回転動力を補助する方向に作用するため、比較的小さいトルク（動力）での攪拌が可能である。
【００３０】
攪拌翼群３８各々の攪拌翼２４は、軸線Ｘを中心にした周方向において隣接した攪拌翼群３８の攪拌翼２４と攪拌翼２４の間に位置づけられている。すなわち、攪拌翼群３８各々の十字状に配設された攪拌翼２４は、隣接する攪拌翼群３８の攪拌翼２４に対して軸線Ｘを中心にした周方向における位相をずらして取付けられている。図３においては、位相は４５°ずらされている。図３においてはこの状態を容易に識別できるように一方の攪拌翼群３８の攪拌翼２４は網掛けして示されている。
【００３１】
この位相の大きさは、土砂原料に混在する石塊の攪拌混合装置８内を通過する許容最大大きさを決めるファクターとして機能させることができる。
【００３２】
主として図５を参照して説明を続けると、上端部の支持軸３６ｂはさらに上方に延びて、上軸受４２に重ねて取り付けられた駆動手段４４に連結されている。駆動手段４４は支持軸３６ｂすなわち回転軸２６を駆動する油圧モータ４４ａを備えている。油圧モータ４４ａは制御手段４６を介して動力室１６（図１）の油圧源４８に連結されている。制御手段４６は、油圧モータ４４ａに作動油を給排して油圧モータ４４ａを、図２に示す矢印Ｙ１方向の正転状態又は矢印Ｙ２方向の逆転状態に、あるいは停止状態に切り換える電磁切換弁５０と、電磁切換弁５０を操作する電気スイッチ、リレーなどを含む操作器５２を備えている。
【００３３】
制御手段４６はまた、攪拌体２６の回転駆動トルクを作動油の圧力によって検知するトルクセンサ５４を備え、その出力信号が操作器５２に入力されている。操作器５２は駆動トルクが所定の値よりも大きくなると電磁切換弁５０に切換信号を出力して油圧モータ４４ａを所定の時間逆転させる。したがって、トルクセンサ５４、操作器５２、電磁切換弁５０によって逆転手段５６が形成されている。このトルク値、逆転時間は、攪拌体２６が混合物の噛み込みによってロックしたときにロック状態を解除できるように、被混合物の種類などに応じて設定される。
【００３４】
図６は、前述の容器本体２２が軸線Ｘの延びる方向の下方に向けて先細りに形成された容器本体５８を備えた形態を示している。この容器本体５８のように下方に向けて先細りにすることにより、導入口２８から導入された被混合物の滞留時間を長くすることができ、攪拌混合性能を向上させることができる。
【００３５】
図７は、前述の容器本体２２が軸線Ｘの延びる方向の下方に向けて先広がりに形成された容器本体６４を備えた形態を示している。この容器本体６４のように下方に向けて先広がりにすることにより、導入口２８から導入された被混合物の詰まりを防止することが容易になり処理量を増やすことができる。
【００３６】
主として図１〜図４を参照して上述したとおりの土質改良機２の攪拌混合装置８の作用について説明する。
【００３７】
攪拌混合作動：
被混合物である原料土ホッパ１２に投入された原料土及び改良材ホッパ１０に投入された改良材は、攪拌混合装置８の導入口２８に導入ホッパ３２を介して投入される。この被混合物は、鉛直に延びる軸線Ｘを中心に矢印Ｙ１方向に回転する複数段の攪拌翼群３８の最上部側から、順次に攪拌翼２４に衝突し攪拌混合されながら下方に落下し、排出口３０から案内筒３４に案内されて排出コンベア１４に排出される。
【００３８】
攪拌混合性能：
被混合物を上方の導入口２８から下方の排出口３０に向けて自重により落下するようにし、その間に放射状に延び回転する複数の攪拌翼２４を、仰角θを有して、かつ隣接する攪拌翼群３８の攪拌翼２４との位相をずらして設けたので、相応の石塊の混入があっても順次排出口３０に導かれ、良好な攪拌混合性能を得ることができる。
【００３９】
駆動トルク：
被混合物の自重による落下、被混合物の攪拌翼２４の仰角θによる案内によって、従来の攪拌翼が混合物をカットしつつ水平方向に移送するのに比べて、混合物を排出口３０に向けて移送するための攪拌体２６の駆動トルクを大幅に小さくすることができる。したがって、土質改良機の燃料の消費も小さくすることができる。
【００４０】
構造：
攪拌混合性能が大幅に向上されるので、従来の複数個の攪拌体に匹敵する攪拌混合性能を１個の攪拌体２６で達成することができる。したがって、攪拌混合装置を１個の攪拌体によって簡単な構造にまとめることができ、小型・コンパクト・軽量で、製作コストも安くできる。そして、特に日常の保守点検が容易になる。
【００４１】
以上本発明を実施例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、例えば下記のように、本発明の範囲内においてさまざまな変形あるいは修正ができるものである。
【００４２】
本実施例においては、攪拌混合装置８は自走式の土質改良機２に装備されているが、この攪拌混合装置は自走式の機械にのみ適用されるものではなく、例えば定置プラント、可搬式の土質改良機などに適用できることは言うまでもない。
【００４３】
本実施例においては、容器本体２２は円筒状に形成されているが、例えば８角筒のような多角形の筒状であってもよい。
【００４４】
本実施例においては、攪拌翼群３８は攪拌翼２４を４個備えているが、攪拌翼の数は被混合物の種類などに応じて、４個以下あるいは４個以上にしてもよい。また、本実施例においては、同じ攪拌翼群３８が５個、５段に備えられているが、段毎に攪拌翼の数を変えてもよい。
【００４５】
本実施例においては、攪拌翼は平板によって形成されているが、断面弧状の板あるいは四角棒、丸棒なども使うことができる。
【００４６】
本実施例においては、平板の攪拌翼２４は仰角θを有して取付けられているが、被混合物によっては仰角θを備えなくてもよい。
【００４７】
本実施の形態においては、攪拌翼２４は軸線Ｘに直交する同一水平面上に配設されているが、同一水平面でなく軸線Ｘに直行する同一螺旋面上に、すなわち攪拌体２６が回転するにつれて螺旋面を形成するように攪拌翼２４を配設してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に従って構成された攪拌混合装置を備えた土質改良機の側面図。
【図２】攪拌混合装置を一部断面して示した側面図。
【図３】図２のＡ−Ａ矢印断面方向に見た平面図。
【図４】図２のＢ−Ｂ矢印方向に見た断面図。
【図５】図２のＣ−Ｃ矢印方向に見た断面図。
【図６】攪拌混合装置の容器本体が下方に先細りに形成された他の形態を示す側面図。
【図７】攪拌混合装置の容器本体が下方に先広がりに形成された他の形態を示す側面図。
【符号の説明】
【００４９】
２：土質改良機
８：攪拌混合装置
２２：容器本体
２４：攪拌翼
２６：攪拌体
２８：導入口
３０：排出口
３８：攪拌翼群
５６：逆転手段
５８：容器本体
６２：攪拌翼
６４：容器本体
６８：攪拌翼
θ：仰角
Ｘ：軸線
Ｙ１、Ｙ２：回転方向
【図１】
2005273295.tif 000003
【図２】
2005273295.tif 000004
【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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