(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根と一体に回転する撹拌軸を有する従動部と、前記撹拌軸に回転を付与する駆動部とを備え、前記羽根の回転により、土と土質改良剤を混合・撹拌処理する土質改良機の撹拌ミキサにおいて、
前記従動部と前記駆動部の間に過負荷保護装置を設け、軸トルクが所定値以上になって過負荷状態になると、前記過負荷保護装置に設けられた摩擦板で滑りを発生させるように構成し、
さらに、前記過負荷保護装置の駆動部側の回転状態を検出するセンサと、前記過負荷保護装置の従動部側の回転状態を検出するセンサを設け、
前記従動部側のセンサの検出信号に基づいて過負荷状態を検知するとともに、前記駆動部側および従動部側の双方のセンサの検出信号に基づいて求められる駆動部側および従動部側の夫々の回転累積量の差によって前記過負荷保護装置の摩擦板の消耗度を検知する信号処理手段を備えたことを特徴とする土質改良機の撹拌ミキサにおける異常検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は土質改良機の撹拌ミキサに関するものであり、特に、土質改良機の撹拌ミキサにおける負荷状態の異常を検知する異常検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、埋め立て地等の軟弱地盤に土木建築等の構造物を建設する際、軟弱地盤に固化剤を撒布して脱水し、締め固めにより地盤を改良することが行われて来た。しかし、この方法は、土が水分の多い粘土や粘性のある土質の場合、十分な支持力が得られないことや、土が乾いたときに埃が多く出るという問題等があった。
【０００３】
このような問題を解決するために、現在では、軟弱地盤を掘削し、ここで掘削した土に土質改良剤を混ぜて土質の改良を行い、この改良処理をした土を再び建設箇所に戻す方法も行われており、そのための土質改良機も知られている。
【０００４】
例えば、ベルトコンベアで送られて来る泥土と土質改良剤を、羽根の回転により混合・撹拌処理する撹拌ミキサを有し、該撹拌ミキサは、ベルトコンベアの流れ方向に略９０度をなす角度で設けられた羽根と、該羽根を一体回転可能に取り付けた撹拌軸と、該撹拌軸に継ぎ手を介して動力連結された駆動モータを備え、該駆動モータの回転で撹拌軸と羽根を一体に回転させるようにした土質改良機が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３１６０２８号公報（図４）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の土質改良機の撹拌ミキサは、従動部側における羽根に異物等を噛み込んだ場合、過負荷状態となるが駆動モータは回転を継続しようとするため、従動部側における回転羽根の破損や、従動部側から駆動部側に過負荷トルクが加えられて駆動モータの焼損が生じることがある。また、撹拌ミキサへ原料の送り込みを継続するので、攪拌ミキサの閉塞及びその閉塞により原料の供給側も送り込み不能の異常を引き起こしてしまい、土質改良機全体の異常に繋がる虞があった。
【０００６】
このため、従動部と駆動部の間に過負荷保護装置を設け、軸トルクが所定値以上になって過負荷状態になった場合は、該過負荷保護装置に設けられた摩擦板で滑りを発生させてトルクの上昇を抑えるように構成することが考えられる。しかし、該過負荷保護装置により、従動部側と駆動部側の保護はできるが、過負荷保護装置の摩擦板が消耗してくるとすべり量が徐々に大きくなり、そのまま放置すると過負荷保護装置における初期設定の伝達トルクを保持できなくなる。
【０００７】
そこで、従動部側が過負荷状態になると過負荷保護装置に設けられた摩擦板で滑りを発生させるように構成し、そして、過負荷保護装置の摩擦板の消耗度を検知して過負荷保護装置における初期設定の伝達トルクを保持できるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、羽根と一体に回転する撹拌軸を有する従動部と、前記撹拌軸に回転を付与する駆動部とを備え、前記羽根の回転により、土と土質改良剤を混合・撹拌処理する土質改良機の撹拌ミキサにおいて、前記従動部と前記駆動部の間に過負荷保護装置を設け、軸トルクが所定値以上になって過負荷状態になると、前記過負荷保護装置に設けられた摩擦板で滑りを発生させるように構成し、さらに、前記過負荷保護装置の駆動部側の回転状態を検出するセンサと、前記過負荷保護装置の従動部側の回転状態を検出するセンサを設け、前記従動部側のセンサの検出信号に基づいて過負荷状態を検知するとともに、前記駆動部側および従動部側の双方のセンサの検出信号に基づいて求められる駆動部側および従動部側の夫々の回転累積量の差によって前記過負荷保護装置の摩擦板の消耗度を検知する信号処理手段を備えたことを特徴とする土質改良機の撹拌ミキサにおける異常検知装置を提供する。                                                                                
【０００９】
この構成によれば、軸トルクが所定値以上になって過負荷状態になると、過負荷保護装置に設けられた摩擦板で滑りが発生して従動部と駆動部の連結が外され、従動部側は回転を停止する。そして、過負荷保護装置の従動部側に設置したセンサの検出信号に基づいて過負荷状態であることを検知する。また、過負荷保護装置の駆動部および従動部側の双方のセンサの検出信号に基づいて前記過負荷保護装置の摩擦板の回転量のずれを検出し、該回転量のずれから摩擦板の消耗度を検知する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、上述したように、例えば羽根が異物等を噛み込んで従動部側に過負荷トルクが発生すると、過負荷保護装置に設けられた摩擦板で滑りを発生させて駆動部側及び従動部側の双方を保護することができる。また、前記摩擦板の回転量のずれから摩擦板の消耗度を検知して、過負荷保護装置の初期設定を再設定する時期や摩擦板を新品に交換する時期を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の土質改良機の撹拌ミキサについて、好適な実施例をあげて説明する。従動部側が過負荷状態になると過負荷保護装置に設けられた摩擦板で滑りを発生させるように構成し、そして、過負荷保護装置の摩擦板の消耗度を検知して過負荷保護装置における初期設定の伝達トルクを保持できるようにするという目的を達成するために、羽根と一体に回転する撹拌軸を有する従動部と、前記撹拌軸に回転を付与する駆動部とを備え、前記羽根の回転により、土と土質改良剤を混合・撹拌処理する土質改良機の撹拌ミキサにおいて、前記従動部と前記駆動部の間に過負荷保護装置を設け、軸トルクが所定値以上になって過負荷状態になると、前記過負荷保護装置に設けられた摩擦板で滑りを発生させるように構成し、さらに、前記過負荷保護装置の駆動部側の回転状態を検出するセンサと、前記過負荷保護装置の従動部側の回転状態を検出するセンサを設け、前記従動部側のセンサの検出信号に基づいて過負荷状態を検知するとともに、前記駆動部側および従動部側の双方のセンサの検出信号に基づいて求められる駆動部側および従動部側の夫々の回転累積量の差によって前記過負荷保護装置の摩擦板の消耗度を検知する信号処理手段を備えたことにより実現した。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明の一実施例である土質改良機の撹拌ミキサの側面図である。同図に示すように、攪拌ミキサ１は、固定基台２の上側に、底部が開放された函体３が固設されている。また、函体３の底部に近接して土質改良機における土搬送用のベルトコンベア４が設けられている。
【００１３】
函体３の内部には、ベルトコンベア４の流れ方向（土及び土質改良剤等原料の移動方向）に対して略９０度をなす角度で撹拌軸６を設け、該撹拌軸６に複数個の撹拌用の羽根７，７…を一体回転可能に取り付けている。撹拌軸６は函体３の左右両側面を貫通して、該函体３の左右両側に突出しており、該函体３から突出している両端が、固定基台２に軸受８，８を介して回転可能に支持されている。
【００１４】
図２は、撹拌用の羽根７の構造例を示す拡大詳細図である。同図において、羽根７は、撹拌軸６の周面に、ホルダー９を介して、複数のブレード１０，１０…が放射状に固設されている。
【００１５】
図３は、要部を示す拡大詳細図である。同図において、撹拌軸６の一端側には、過負荷保護装置１１を介して、電動モータ１２が動力連結されている。駆動部である電動モータ１２は、従動部側となる撹拌軸６に回転駆動力を付与する。
【００１６】
過負荷保護装置１１は、駆動部側となる電動モータ１２のモータ軸１３と一体回転可能に取り付けている駆動側ハブ１４と、従動部側となる撹拌軸６と一体回転可能に取り付けている従動側ハブ１５と、該駆動側ハブ１４と該従動側ハブ１５との間に設けられている摩擦板(図示せず)等で構成されている。
【００１７】
そして、過負荷保護装置１１は、上記摩擦板の摩擦保持力よりも小さい軸トルクが、従動部側と駆動部側との間に働いているときには、従動部側と駆動部側とが互いに動力連結し合って一体的に回転する。反対に、摩擦板の摩擦保持力よりも大きい軸トルク、すなわち過負荷状態の軸トルクが生じると、摩擦板が滑り(スリップ)を起こして空転し、従動部側と駆動部側との間の動力連結を断つようになっている。なお、ここで述べる摩擦板の空転とは、摩擦板内部に生ずる滑り(スリップ)による空転、及び摩擦板と従動部との間に生ずる滑りによる空転、摩擦板と駆動部との間に生ずる滑りによる空転のいずれをも含むものである。また、摩擦板による摩擦保持力の大きさは、設定により調整できる。
【００１８】
また、過負荷保護装置１１の従動部側には、従動側ハブ１５の回転状態を検出して対応した信号を出力する従動部側センサ１６を設け、過負荷保護装置１１の駆動部側には、駆動側ハブ１４の回転状態を検出して対応した信号を出力する駆動側センサ１７を設けている。本実施例では双方のセンサ１６，１７が近接スイッチにて構成されている。
【００１９】
例えば、従動部側センサ１６について説明すれば、図４に示すように、従動側ハブ１５には、従動ハブ１５と一体に回転する半円弧状の被検出片２３が装着されており、前記従動部側センサ１６の先端部をこの被検出片２３の円周部に近接させた状態で固定基台２に取り付けてある。そして、被検出片２３が従動側ハブ１５と一体に回転して、被検出片２３が従動部側センサ１６の直前を横切るたびに、従動部側センサ１６から断続的に波形信号が出力される。
【００２０】
駆動部側センサ１７については、図示はしないが、駆動側ハブ１４と一体に回転する半円弧状の被検出片が装着されており、前記駆動部側センサ１７の先端部をこの被検出片の円周部に近接させた状態で固定基台２に取り付けてある。そして、被検出片が駆動部側ハブ１４と一体に回転して、被検出片が駆動部側センサ１７の直前を横切るたびに、駆動部側センサ１７から断続的に波形信号が出力される。
【００２１】
したがって、双方のセンサ１６，１７から出力される波形信号を分析することにより、駆動部側ハブ１４と従動部側ハブ１５との間に設けられた摩擦板の滑り量を検出することができる。例えば、電動モータ１２が定速回転されている状態において、過負荷保護装置１１内に摩擦板による滑りがなく、駆動部側と従動部側とが１対１で回転していれば、双方のセンサ１６，１７から一定周期の波形信号が出力される。これに対して、過負荷が生じて過負荷保護装置１１内の摩擦板に滑りが発生すると、センサ１６，１７から出力される波形信号に大きな変動が発生し、あるいは、波形信号が出力されなくなる。このように、双方のセンサ１６，１７の波形信号の変化から後述する信号処理手段１８が過負荷状態の発生を検知することができる。
【００２２】
なお、センサ１６は、近接スイッチに限ることなく、リミットスイッチ、ロータリエンコーダ等を使用することも可能である。また、駆動部として電動モータ１２を使用しているが、油圧モータ、空圧モータ等、回転駆動力を持つものであれば何でもよい。
【００２３】
図５は攪拌ミキサ１の制御構成ブロック図であり、この制御系では信号処理手段１８を備え、該信号処理手段１８に前記電動モータ１２、従動部側センサ１６、駆動部側センサ１７が接続されている。信号処理手段１８は、高速演算処理を行う演算回路１９と、実行処理プログラムやセンサ１６，１７から検出信号に基づく回転累積量等のデータを格納するメモリ２０と、計時機能を有するタイマ２１とを具備している。
【００２４】
駆動モータ１２が回転して攪拌ミキサ１が駆動されると、過負荷保護装置１１の従動部側センサ１６と駆動側センサ１７から所定間隔の波形信号が信号処理手段１８に入力される。そして、異物の噛み込みなどによって設定トルク以上の過負荷状態になると、過負荷保護装置１１の摩擦板がスリップし始める。スリップが開始されると従動側センサ１６の検出信号の波形が変化して、前記信号処理手段１８は過負荷状態が発生したと判定し、駆動部に設けられている電動モータ１２の駆動を一旦停止する。
【００２５】
また、過負荷状態になって電動モータ１２の駆動を一旦停止すると同時に、信号処理手段１８がタイマ２１の計時をスタートさせ、所定の微小時間が経過した後に、再び電動モータ１２の駆動を開始する。この間に、攪拌ミキサの羽根と異物の噛み込み状態に変化が生じて過負荷が解消された場合は、通常の駆動状態に自動復帰させる。
【００２６】
そして、スリップによって生じた駆動側と従動側の回転累積量の差から、信号処理演算手段１８が摩擦板の消耗度を検知する。そして、摩擦板の消耗度に基づいて、過負荷保護装置の初期設定を再設定する時期や摩擦板を新品に交換する時期を判定することができる。かくして、過負荷保護装置における初期設定の伝達トルクを最適な範囲に保持して、
土質改良機の保守管理性が向上できる。
【００２７】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る土質改良機の撹拌ミキサの断面図。
【図２】本発明の土質改良機の撹拌ミキサにおける羽根の拡大詳細図。
【図３】本発明の土質改良機の撹拌ミキサにおける要部拡大詳細図。
【図４】本発明の土質改良機の撹拌ミキサにおけるセンサの配置状態の詳細図。
【図５】本発明の土質改良機の撹拌ミキサにおける制御構成ブロック図。
【符号の説明】
【００２９】
１  攪拌ミキサ
６  撹拌軸
７  羽根
１１  過負荷保護装置
１２  電動モータ(駆動部)
１３  モータ軸
１４  駆動側ハブ
１５  従動側ハブ
１６  従動側センサ
１７  駆動側センサ
１８  信号処理手段
１９  演算回路
２０  メモリ
２１  タイマ 
２３  被検出片  
【図１】
0004420291.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004420291.tif 000005
【図５】
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