(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料土が投入されるホッパと、このホッパに投入された原料土を搬送する搬送装置と、この搬送装置によって搬送される原料土を掻き出す掻き出しロータとを備える原料土供給装置において、
前記掻き出しロータに向かって進む原料土を受け止める原料土受止め位置とその原料土受止め位置から原料土を押し返す方向に所定角度回動させた原料土押返し位置との間で揺動自在に揺動板を設けるとともに、この揺動板を揺動駆動する駆動手段を設けることを特徴とする原料土供給装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、前記掻き出しロータの回転運動を前記揺動板の揺動運動に変換するカム機構である請求項１に記載の原料土供給装置。
【請求項３】
前記揺動板の下部には、下方に向かって進むにつれて開口幅が広がるような台形状の切り欠き部が設けられる請求項１または２に記載の原料土供給装置。
【請求項４】
前記揺動板を前記原料土押返し位置から前記原料土受止め位置に回動させる回動力を常時その揺動板に作用させる付勢手段が設けられる請求項１〜３のいずれかに記載の原料土供給装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の原料土供給装置を備え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、例えば土質改良剤との混合が行われる混合機に向けて原料土を供給する原料土供給装置およびそれを備える自走式土質改良機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、建設工事等に伴い発生する建設発生土を原料土として、この原料土に所定割合の土質改良剤を添加して混合し、支持力の強い土質に改良することが行われている。
原料土に所定割合の土質改良剤を効率的に添加するために、一定量の原料土を混合機に向けて供給すると同時に、この原料土の供給経路途中でその原料土に対し所定割合の土質改良剤を連続的に添加する方法がとられている。
【０００３】
一定量の原料土を混合機へと連続的に供給する原料土供給装置としては、原料土が投入されるホッパを備え、このホッパの下方に原料土を搬送する原料土搬送ベルトコンベヤを設置し、この原料土搬送ベルトコンベヤによって搬送される原料土を掻き出す掻き出しロータをそのホッパ内に配置するようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−５９１８７号公報
【０００５】
この種の従来の原料土供給装置において、掻き出しロータは、円筒状部材の外周面に所要の突起部材が設けられてなるものであり、ホッパ内の原料土を効率良くホッパ外へと掻き出すために、突起部材の形状や配置などに工夫が成されている。
【０００６】
ところで、例えば原料土として粘性の高い粘性土がホッパに投入されると、掻き出しロータに向かって進む原料土がその掻き出しロータで堰き止められて滞留し、この掻き出しロータで滞留している原料土が後から搬送されてくる原料土によって圧縮されて強く締め固まってしまう場合がある。このような状態になると、掻き出しロータで原料土を掻き出すことが困難となり、ホッパから掻き出しロータを介して混合機へと切り出される原料土の切り出し量が減少することになる。
【０００７】
このため、従来の原料土供給装置は、原料土が粘性土である場合、混合機に向けて原料土を安定的に供給することができなくなるという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、原料土が粘性土であっても下流の装置に原料土を安定的に供給することができる原料土供給装置およびそれを備える自走式土質改良機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】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明による原料土供給装置は、
原料土が投入されるホッパと、このホッパに投入された原料土を搬送する搬送装置と、この搬送装置によって搬送される原料土を掻き出す掻き出しロータとを備える原料土供給装置において、
前記掻き出しロータに向かって進む原料土を受け止める原料土受止め位置とその原料土受止め位置から原料土を押し返す方向に所定角度回動させた原料土押返し位置との間で揺動自在に揺動板を設けるとともに、この揺動板を揺動駆動する駆動手段を設けることを特徴とするものである（第１発明）。
【００１０】
本発明において、前記駆動手段は、前記掻き出しロータの回転運動を前記揺動板の揺動運動に変換するカム機構であるのが好ましい（第２発明）。
【００１１】
本発明において、前記揺動板の下部には、下方に向かって進むにつれて開口幅が広がるような台形状の切り欠き部が設けられるのが好ましい（第３発明）。
【００１２】
本発明において、前記揺動板を前記原料土押返し位置から前記原料土受止め位置に回動させる回動力を常時その揺動板に作用させる付勢手段が設けられるのが好ましい（第４発明）。
【００１３】
次に、第５発明による自走式土質改良機は、
第１発明〜第４発明のいずれかの発明に係る原料土供給装置を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の原料土供給装置によれば、原料土受止め位置と原料土押返し位置との間で揺動板が揺動されることによって掻き出しロータに向かう直前の原料土がほぐされるので、掻き出しロータ手前での原料土の滞留や圧密を未然に防ぐことができ、原料土が粘性土であっても下流の装置に原料土を安定的に供給することができる。
【００１５】
また、揺動板を揺動駆動する駆動手段として、掻き出しロータの回転運動を揺動板の揺動運動に変換するカム機構を採用することにより、掻き出しロータの駆動源を利用して揺動板を揺動させることができるので、揺動板を揺動させるために別途駆動源を設ける必要がないという利点がある。
【００１６】
また、揺動板の下部に、下方に向かって進むにつれて開口幅が広がるような台形状の切り欠き部を設けるものとすることにより、原料土をその切り欠き部から掻き出しロータへと流れるようにしてほぐすことができるので、揺動板の駆動負荷を軽減することができるとともに、原料土を掻き出しロータでより効率良く掻き出すことができる。
【００１７】
また、揺動板を原料土押返し位置から原料土受止め位置に回動させる回動力を常時その揺動板に作用させる付勢手段を設けるものとすることにより、揺動板と掻き出しロータとの間に原料土が多少入り込んでも、揺動板を原料土押返し位置から原料土受止め位置に確実に戻すことができ、原料土押返し位置と原料土受止め位置との間における揺動板の揺動運動が滞りなくスムーズに行われるという効果がある。
【００１８】
また、本発明の原料土供給装置を備える自走式土質改良機によれば、原料土が粘性土であっても改良土を安定的に生産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明による原料土供給装置および自走式土質改良機の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１には、本発明の一実施形態に係る自走式土質改良機の要部を破断して表わす側面図が示されている。
【００２１】
図１に示される自走式土質改良機１は、建設工事等に伴い発生する建設発生土を原料土として、この原料土に所定割合の土質改良剤を添加・混合して改良土を作業現場で生産する土質改良機である。
この自走式土質改良機１は、履帯式足回り装置が装備された下部走行体２を有している。下部走行体２上には、車体フレーム３が固設されている。車体フレーム３の前部には原料土供給装置４が搭載されている。車体フレーム３の中央部には混合機５が、車体フレーム３の後部には機関室６がそれぞれ設置されている。原料土供給装置４と混合機５との間には、土質改良剤添加装置７が配置されている。混合機５の下方位置から後方に延びるように製品搬送ベルトコンベヤ８が車体フレーム３に組み付けられている。
【００２２】
原料土供給装置４は、混合機５に向けて原料土を定量供給する。土質改良剤添加装置７は、原料土供給装置４から混合機５に向けて定量供給される原料土に対して所定割合の土質改良剤を添加する。混合機５は、当該混合機５内に入った原料土と土質改良剤とを、ソイルカッタ９およびロータリハンマ１０により混合して改良土を生産する。混合機５で生産された改良土は、製品搬送ベルトコンベヤ８により機体後方に向けて搬送され、製品搬送ベルトコンベヤ８の端部に付設のアフタカッタ１１で更に細粒化・混合された後に機外に搬出される。
【００２３】
次に、原料土供給装置４について、より詳細に説明することとする。
【００２４】
原料土供給装置４は、油圧ショベル等の積込機１２によって原料土が投入されるホッパ１３と、このホッパ１３に投入された原料土を混合機５に向けて搬送する搬送装置としての原料土搬送ベルトコンベヤ１４と、この原料土搬送ベルトコンベヤ１４によって搬送される原料土の切り出し高さを一定としつつ原料土を混合機５側へと掻き出す掻き出しロータ１５と、この掻き出しロータ１５に向かって進む原料土に立ち向かうようにホッパ１３内に配置される揺動板１６とを備えている。
【００２５】
図２には、図１のＡ矢視図（ａ）および（ａ）のＣ部を揺動板を一部破断して表わした図（ｂ）が示されている。
図３には、図１のＢ部拡大図で、揺動板が原料土受止め位置に位置されている状態図が示されている。
図４には、図１のＢ部拡大図で、揺動板が原料土押返し位置に位置されている状態図が示されている。
【００２６】
図２（ｂ）に示されるように、掻き出しロータ１５は、円筒状部材２０と、この円筒状部材２０の両端部における外周面に周方向に所定間隔を存して固着される所要の突起部材２１とより構成されている。円筒状部材２０の一端部における内周面に形成される図示されない内向きフランジには、軸部材２２が組み付けられている。円筒状部材２０の他端部における内周面に形成される図示されない内向きフランジには、軸受の機能と油圧モータの機能とを兼備する油圧モータ装置２３が組み付けられている。
【００２７】
図２（ａ）に示されるように、掻き出しロータ１５は、ホッパ１３に着脱可能に取り付けられるロータ支持フレーム２４に支持されている。ロータ支持フレーム２４は、掻き出しロータ１５の円筒状部材２０を挟み込むよう配置される一対の側板２５，２６を備え、これら側板２５，２６の上部同士が中空状のビーム部材２７で結合されて構成されている。一方の側板２５には、軸部材２２を回転自在に支持する軸受２８が組み付けられ、他方の側板２６には、油圧モータ装置２３が組み付けられ、油圧モータ装置２３の作動により、掻き出しロータ１５が回転駆動されるようになっている。なお、掻き出しロータ１５は、原料土の接する部分が、原料土の移動方向と同一の方向に移動するように回転する。
【００２８】
図３に示されるように、揺動板１６は、原料土を受け止める原料土受止め板部３０と、この原料土受止め板部３０の上方に掻き出しロータ１５側に傾きが付されて連設される取付用板部３１とを有している。この揺動板１６の原料土受止め板部３０における掻き出しロータ１５と向き合う側の板面には、所要のリブ３２やローラ取付座部材３３が固着されている。
【００２９】
また、この揺動板１６において、掻き出しロータ１５に向かって進む原料土と向き合う側の板面には、原料土受止め板部３０から取付用板部３１に架け渡されるように側方視ブーメラン形状の縦板５１が固着されている。万一、原料土が原料土受止め板部３０から取付用板部３１へと巻き上げられたとしても、縦板５１により、その巻き上げられた原料土をせん断することができる。
【００３０】
ロータ支持フレーム２４のビーム部材２７には、揺動板１６に向かって延びる第１ブラケット３４が固着されている。第１ブラケット３４と揺動板１６との間には、中間ブラケット３５が配されている。中間ブラケット３５と第１ブラケット３４とはピン３６によって連結されている。中間ブラケット３５と揺動板１６とは、揺動板１６の取付用板部３１を貫通して中間ブラケット３５に螺合するボルト３７によって締結されている。
【００３１】
こうして、ピン３６を中心として回動自在な中間ブラケット３５に揺動板１６が取り付けられることにより、揺動板１６は、掻き出しロータ１５に向かって進む原料土を受け止める図３に示されるような原料土受止め位置と、その原料土受止め位置から原料土を押し返す方向に所定角度回動させた図４に示されるような原料土押返し位置との間で揺動自在となっている。
【００３２】
図３に示されるように、ロータ支持フレーム２４のビーム部材２７には、上方に向かって延びる第２ブラケット３８が固着されている。第２ブラケット３８と中間ブラケット３５との間には、戻しばね装置３９（本発明の「付勢手段」に相当する。）が設けられている。この戻しばね装置３９は、第２ブラケット３８にピン４０によって連結されるばねホルダ４１と、中間ブラケット３５にピン４２によって連結されるばねシート４３と、これらばねホルダ４１とばねシート４３との間に組み込まれる圧縮コイルばね４４とを備えて構成されている。この戻しばね装置３９により、揺動板１６を原料土押返し位置（図４参照）から原料土受止め位置（図３参照）に回動させる回動力を常時その揺動板１６に作用させることができる。
【００３３】
ばねホルダ４１とばねシート４３とは、ばねホルダ４１のフランジ部を貫通してばねシート４３のフランジ部に螺合し、圧縮コイルばね４４を挟むようにして配置される一対のセット位置調整ボルト４５（片側のみ図示）によって連結されている。このセット位置調整ボルト４５の締め込み量の調整により、ばねホルダ４１に対するばねシート４３のセット位置を調整することができる。
【００３４】
図２（ｂ）に示されるように、掻き出しロータ１５の円筒状部材２０における軸線方向中間部の外周面には、その全周に亘って２列の板カム４６が固着されている。各板カム４６は、図３に示されるように、円筒状部材２０の周方向に山部４６ａと谷部４６ｂとが所定ピッチで繰り返し配置される輪郭を有している。これら２列の板カム４６に接触して転動するローラ４７がローラサポート部材４８を介して揺動板１６のローラ取付座部材３３に取り付けられている。
【００３５】
図３に示されるように、ローラ４７が板カム４６の谷部４６ｂの底面と接触しているときには、揺動板１６が原料土受止め位置に位置される。
図４に示されるように、ローラ４７が板カム４６の山部４６ａの頂面と接触しているときには、揺動板１６が原料土押返し位置に位置される。
したがって、油圧モータ装置２３（図２参照）の作動による掻き取りロータ１５の回転（回転方向Ｒ）に伴い板カム４６が回転されると、板カム４６にローラ４７を介して接触される揺動板１６が図３に示される原料土受止め位置と図４に示される原料土押返し位置との間で揺動されることになる。
板カム４６とローラ４７とよりなるカム機構４９は、掻き出しロータ１５の回転運動を揺動板１６の揺動運動に変換する役目をする。
【００３６】
以上に述べたように構成される原料土供給装置４において、図５（ａ）〜（ｂ）に示されるように、掻き出しロータ１５に向かって進む原料土Ｇが原料土受止め位置に位置される揺動板１６によって受け止められた後に、揺動板１６がその原料土受止め位置から掻き出しロータ１５の回転に伴い原料土押返し位置まで回動されると、揺動板１６の下端の軌跡線に沿って原料土Ｇがせん断され、このせん断された部分の原料土Ｇが揺動板１６によって押し返されることで掻き出しロータ１５に向かう直前の原料土Ｇがほぐされる。この揺動板１６の揺動運動により、掻き出しロータ１５で掻き出される直前の原料土Ｇの高さが、図５（ｃ）に示されるように、掻き出しロータ１５にてスムーズに掻き出すことのできる規定高さＨとされる。
【００３７】
本実施形態の原料土供給装置４によれば、掻き出しロータ１５の手前の原料土が揺動板１６によってほぐされて掻き出しロータ１５の手前での原料土の滞留や圧密を未然に防ぐことができるとともに、掻き出しロータ１５の手前の原料土高さが揺動板１６によって規定高さＨとされて掻き出しロータ１５による原料土の掻き出し動作をスムーズに行うことができるので、原料土が粘性土であっても混合機５に向けて原料土を安定的に供給することができる。また、本実施形態の原料土供給装置４を備える自走式土質改良機１は、原料土が粘性土であっても改良土を安定的に生産することができる。
【００３８】
さらに、本実施形態の原料土供給装置４は、以下のような作用効果を奏する。
（１）揺動板１６を揺動駆動する駆動手段として、掻き出しロータ１５の回転運動を揺動板１６の揺動運動に変換するカム機構４９が用いられているので、掻き出しロータ１５の駆動源である油圧モータ装置２３を利用して揺動板１６を揺動させることができ、揺動板１６を揺動させるために別途駆動源を設ける必要がない。
（２）揺動板１６を原料土押返し位置（図４参照）から原料土受止め位置（図３参照）に回動させる回動力を常時その揺動板１６に作用させる戻しばね装置３９が設けられているので、揺動板１６と掻き出しロータ１５との間に原料土が多少入り込んでも、揺動板１６を原料土押返し位置から原料土受止め位置に確実に戻すことができ、原料土押返し位置と原料土受止め位置との間における揺動板１６の揺動運動が滞りなくスムーズに行われる。また、板カム４６にローラ４７が常に押し付けられた状態でカム機構４９の作動が成されるので、掻き出しロータ１５から揺動板１６に動力を確実に伝達することができる。
（３）ばねホルダ４１とばねシート４３とがセット位置調整ボルト４５によって連結されているので、ボルト３７の取り外しによって中間ブラケット３５から揺動板１６を取り外したとしても、セット位置調整ボルト４５の締め込み量の調整により、中間ブラケット３５を所定の状態位置に保持することができる。したがって、揺動板１６が必要でない作業条件、例えば原料土が粘性の低い土砂等であるような場合に、揺動板１６を中間ブラケット３５から取り外してかかる作業条件に適応した装置形態に容易にすることができる。
（４）掻き出しロータ１５や揺動板１６等の主要部品、油圧モータ装置２３や戻しばね装置３９等の周辺機器が、ホッパ１３に着脱可能に取り付けられるロータ支持フレーム２４に組み付けられているので、それら主要部品や周辺機器を一つのユニットとして着脱することができ、メンテナンスや修理等が行い易い。
【００３９】
以上、本発明の原料土供給装置および自走式土質改良機について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【００４０】
例えば、掻き出しロータ１５の駆動源である油圧モータ装置２３とは別の駆動源にて揺動板１６を揺動駆動するようにしてもよい。
すなわち、図６に示されるように、本実施形態では設けられていたカム機構４９を廃止し、戻しばね装置３９に代えて油圧シリンダ５０を中間ブラケット３５と第２ブラケット３８との間に組み込み、油圧シリンダ５０の伸縮作動により、揺動板１６を揺動駆動することができる。
【００４１】
また、本実施形態の揺動板１６に代えて、図７に示されるような揺動板１６Ａを用いてもよい。この揺動板１６Ａは、その下部に、下方に向かって進むにつれて開口幅が広がるような台形状の切り欠き部５２を有している。それ以外の構成については本実施形態の揺動板１６と同様であり、図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略する。
【００４２】
図７に示される揺動板１６Ａにおいて、切り欠き部５２は、原料土搬送ベルトコンベヤ１４による原料土の搬送方向（図７において読み手側から紙面を鉛直に貫く方向）と直交する方向で水平に延びる切り欠き部上縁５２ａと、切り欠き部上縁５２ａの図において左側に連続する切り欠き部左側縁５２ｂと、切り欠き部上縁５２ａの図において右側に連続する切り欠き部右側縁５２ｃとより構成されている。
ここで、切り欠き部５２を通過後の原料土が掻き出しロータ１５によって確実に掻き出されるようにするため、切り欠き部上縁５２ａの高さ位置は、掻き出しロータ１５の回転中心の高さ位置以下とされている。また、切り欠き部上縁５２ａと切り欠き部左側縁５２ｂとの交わりの角部５２ｄは鈍角を成し、切り欠き部上縁５２ａと切り欠き部右側縁５２ｃとの交わりの角部５２ｅも同様に鈍角を成している。
【００４３】
そして、揺動板１６Ａが揺動駆動されると、原料土受止め板部３０で受け止められた原料土の一部が切り欠き部５２に巻き込まれるように角部５２ｄ，５２ｅによってせん断され、このせん断作用により、原料土が切り欠き部５２を通って掻き出しロータ１５へと向かう流れが形成される。
この揺動板１６Ａを備えた原料土供給装置４によれば、原料土を切り欠き部５２から掻き出しロータ１５へと流れるようにしてほぐすことができるので、油圧モータ装置２３の負荷を軽減することができるとともに、原料土を掻き出しロータ１５でより効率良く掻き出すことができる。
なお、切り欠き部５２の形状は、台形の他に、半楕円形や半円形であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態に係る自走式土質改良機の要部を破断して表わす側面図
【図２】図１のＡ矢視図（ａ）および（ａ）のＣ部を揺動板を一部破断して表わした図（ｂ）
【図３】図１のＢ部拡大図で、揺動板が原料土受止め位置に位置されている状態図
【図４】図１のＢ部拡大図で、揺動板が原料土押返し位置に位置されている状態図
【図５】揺動板による原料土のほぐし動作の説明図
【図６】揺動板の駆動手段の他の態様例を説明する図
【図７】揺動板の他の態様例を説明する図
【符号の説明】
【００４５】
１      自走式土質改良機
４      原料土供給装置
１３    ホッパ
１４    原料土搬送ベルトコンベヤ
１５    掻き出しロータ
１６，１６Ａ    揺動板
３９    戻しばね装置
４１    ばねホルダ
４３    ばねシート
４４    圧縮コイルばね
４５    セット位置調整ボルト
４６    板カム
４７    ローラ
４９    カム機構
５０    油圧シリンダ
５２    切り欠き部
【図１】
0005161662.tif 000002
【図２】
0005161662.tif 000003
【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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