(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に軸支された少なくとも１対の圧砕用の角柱体と、被検査土壌の移送路等に取り付ける固定ブランケットを備え、前記角柱体は、それぞれ支点軸まわりに揺動可能に取り付けられた揺動アームの遊端側に軸支され、支点軸側から送られる被検査土壌を角柱体間に受容して回転し、かつこれら角柱体は前記揺動アームの支点軸まわりの揺動により、対抗する方向に離開可能に設けられていることを特徴とする土壌調製用の圧砕装置。
【請求項２】
前記角柱体は、これらの間に圧砕能力を超える被検査土壌が供給された場合、各角柱体が弾圧に抗して離間し、その後弾圧によりもとの位置に復帰するように構成してなる請求項１に記載の土壌調製用の圧砕装置。
【請求項３】
前記角柱体を回転駆動させるモーターのギヤと、前記支点軸と同心をなす中継ギヤと、前記角柱体と同心をなす従動ギヤを備え、モーターの駆動によりモーターギヤ、中継ギヤ、従動ギヤを介して角柱体を駆動せしめ、中継ギヤ同士を互いに噛合せしめてなる請求項１に記載の土壌調製用の圧砕装置。
【請求項４】
被検査土壌を貯留するホッパーの投入口から供給された被検査土壌を圧砕する圧砕装置を有し、これに、適当な傾斜角度を付けてフルイ部が設置され、このフルイ部に、粉砕した被検査土壌を震動によって振り分けるメッシュがあり、このメッシュを通過した土壌を、試料土壌として落下回収する土壌調製装置であって、前記圧砕装置を、水平方向に軸支された少なくとも１対の圧砕用の角柱体と、被検査土壌の移送路等に取り付ける固定ブランケットを備え、前記角柱体は、それぞれ支点軸まわりに揺動可能に取り付けられた揺動アームの遊端側に軸支され、支点軸側から送られる被検査土壌を角柱体間に受容して回転し、かつこれら角柱体を、前記揺動アームの支点軸まわりの揺動により、対抗する方向に離開可能に設けてなる土壌調製装置。
【請求項５】
前記角柱体は、これらの間に圧砕能力を超える被検査土壌が供給された場合、各角柱体が弾圧に抗して離間し、その後弾圧によりもとの位置に復帰するように構成してなる請求項４に記載の土壌調製装置。
【請求項６】
前記角柱体を回転駆動させるモーターのギヤと、前記支点軸と同心をなす中継ギヤと、前記角柱体と同心をなす従動ギヤを備え、モーターの駆動によりモーターギヤ、中継ギヤ、従動ギヤを介して角柱体を駆動せしめ、中継ギヤ同士を互いに噛合せしめてなる請求項４に記載の土壌調製装置。
【請求項７】
上方に被検査土壌の投入口を備えた筒体と、その内周壁に螺旋状に周設したトラックと、この筒体のトラックに上方への送り振動を発生する振動発生器から構成され、前記筒体内には複数の圧砕子が常置されており、前記振動発生器の駆動により圧砕子を被検査土壌と共にトラック上を振動させながら移動させることによって被検査土壌を粉砕する土壌調製装置において、前記トラックの上端には第２の粉砕手段が設けられており、その第２の粉砕手段は、トラックから送られる被検査土壌をその間に受容可能に軸支して回転する少なくとも１対の圧砕用の角柱体から構成され、その角柱体は、対向方向に弾圧され且つ離開可能に設けられていることを特徴とする土壌調製装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、土壌を粉砕して検査用の土壌試料を得るための土壌調製装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術と問題点】
従来、土壌の特性調査においては、調査対象となる現地から土壌を採取して、その適量の土壌すなわち被検査土壌を乳鉢に入れ、これを乳棒で潰した後に篩い分けを行って試料となる土壌を得るようにしていた。
しかし、この方法での土壌試料作りは手間と時間が掛り非能率的であることから、近年この作業を機械化するための装置が考案されて用いられている。
【０００３】
その中で一般的な装置としては、所定粒度の土壌が通過できるメッシュ板を周設したドラム内に被検査土壌と駒を入れ、そのドラムを回転させ、ドラム内の被検査土壌と駒とのぶつかり合いを利用して被検査土壌を粉砕し、その粉砕された土壌のメッシュから出た土壌を土壌試料として回収する方法の装置であり、各所で用いられているが、この装置は土壌がメッシュ板から飛び出る際に多量の粉塵を伴うと共に、非常に大きな騒音までも撒き散らしており、また、少量の土壌を調製するには不向きな装置であった。
【０００４】
このことから、出願人によって被検査土壌の粉砕による塵埃の発生を抑制することができ、また、少量の土壌でも容易に調製を行うことができる装置が開発され（特願2000-35727）、塵埃の抑制と共に調製（粉砕・ふるい分け）を少量の土壌で行えるようになった。しかし、半乾燥状態の土壌を調製後に再度風乾する手間がかかった。
【０００５】
【目的】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、塵埃の発生を抑制でき、また、少量の土壌での調製も可能とし、さらに、被検査土壌の粉砕効率を向上させることができる土壌調製用の圧砕装置および土壌調製装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【問題を解決するための手段】
本発明の要旨とするところは、上方に被検査土壌の投入口を備えた筒体と、その内周壁に螺旋状に周設したトラックと、この筒体のトラックに上方への送り振動を発生する振動発生器から構成され、前記筒体内には複数の圧砕子が常置されており、前記振動発生器の駆動により圧砕子を被検査土壌と共にトラック上を振動させながら移動させることによって被検査土壌を粉砕する土壌調製装置において、前記トラックの上端下方には第２の粉砕手段が設けられており、その第２の粉砕手段は水平方向に軸支された少なくとも１対の圧砕用の角柱体から構成され、その角柱体は、対向方向に弾圧され且つ離開可能に設けられていると共に、被検査土壌を誘導する方向に回転することを特徴とする土壌調製装置である。
【０００７】
本発明の土壌調製装置をさらに詳しく説明すると、本装置は、有底の筒体（椀体）と、その中にある物質を一方方向に送る送り振動を与える振動発生器からなり、その筒体は振動発生器の上方に設けられている。
筒体は上方に被検査土壌を投入する開口を備え、且つ被検査土壌を移送するトラックが筒体の底部から周壁に沿って上方向に螺旋状に設けられている。螺旋の巻回数も好適な回数とする。
【０００８】
その筒体内には複数の圧砕子が常置しており、振動発生器の送り振動によってその圧砕子と共に、被検査土壌が筒体の底および螺旋トラックを上方向へ移動して行き、その移動過程で圧砕子によって被検査土壌が粉砕されるように構成されている。圧砕子とはウエイトの一種である。
【０００９】
トラックには所定粒度の被検査土壌を回収する回収手段を設ける。その具体的な回収手段としては、所望の粒度の土壌を選別できる網目のメッシュをトラック面に敷設して、そのメッシュにより所定粒度の被検査土壌を通過させて選別回収する。このメッシュは交換可能に設けるのがよく、また、その設置部位はトラックの終端付近すなわち螺旋の上方に設置するのがよい。
【００１０】
そのトラックの終端付近には、前記メッシュを通過せず回収されなかった大きい粒度の被検査土壌を筒体内の底部に自動的に戻す案内手段を設けるのがよい。被検査土壌をトラックの終端から直接底部に落下させてもよい。
また、同じくトラックの終端付近に、圧砕子を筒体内の底部に戻す案内手段を設けるのがよい。また、その案内手段は被検査土壌の回収手段より前に設けるのがよく、具体的には、圧砕子と接触可能な高さでトラック面の上方に案内爪を設置し、それにより圧砕子を筒体内の底部に落下させたり、または、滑り台を設けて滑り落とすようにしてもよい。
【００１１】
さらに、トラックの適当な位置の筒体外周壁に排出口を設け、開口することにより最終的に残った残土および礫や根等の残渣を排出する。
排出時以外は排出口を閉めておくが、この開閉を制御することにより残土および残渣の排出を自動化できる。
【００１２】
そして、前記トラックの上端下方には第２の粉砕手段が設けられている。すなわち、トラック終端の下方には、そのトラック終端から筒体内の底部に落下する前記メッシュ（ふるい部）でふるわれず、その表面を通過した大きい粒度の被検査土壌を粉砕するための第２の粉砕手段が設けられる。
その第２の粉砕手段は、水平方向に軸支された少なくとも１対の圧砕用の角柱体から構成し、その角柱体は、対向方向に弾圧され且つ離開可能に設けられていると共に、被検査土壌を誘導する方向に回転させるのがよい。
【００１３】
角柱体の配置方向また配置位置は、トラック終端から落下する被検査土壌を捕えて圧砕することができれば、その配置方向また配置位置を特に限定するものではなく何処でもよい。
具体的には、角柱体の支軸がトラックの長手方向とほぼ直角となるように配置すればよく、また、その設置位置もトラック直下でも筒体の底部に近接した位置でもよい。
【００１４】
その角柱体の数は少なくとも１対あり、３対、４対等土壌の性質によって適宜選択される。角柱体の角数も特に限定するものではなく、トラック終端から落下した被検査土壌を速やかに粉砕できる数を適宜設ける。具体的には、４角〜８角程度の角を有する角柱体とするのがよい。
角柱体の径や長さも特に限定するものではなく、また、その素材も土壌を粉砕可能な素材であれば１種類の素材であれ、何種類かの素材を積層形成して構成しているものでもよい。
【００１５】
対となった角柱対は、対向方向に弾圧され且つ離開可能に設置されている。  １対の角柱体は周壁を隣接させて並設するのが望ましく、また、その角柱体は接触状態でもよいが、所定の間隙を残して非接触で回転させるようにしてもよい。
角柱体は、互いに反対方向に回転させる。すなわち角柱体の間に被検査土壌を誘導するように被検査土壌を食い込む方向に回転させる。
その回転速度も特に限定するものではなく、処理能力や粉砕時の塵埃発生等を考慮して決定すればよい。また、土壌の硬さによって回転速度を可変調節自在にする。
【００１６】
そして、角柱体の並設状態も同一高さに設置したり、段違いに設置してもよく圧砕効率等を考慮して選択すればよいが、段違いに設置するときは、回転の際に角柱体の周壁の角部がオーバーラップするように設置するのがよい。
そして、角柱体に所定の間隔を残して角が当たらないように非接触で回転させる場合、回転する角柱体の間隙を常に一定に保つように構成したり、また、角柱体の周壁角部と周壁面部とで、間隙を保持する間隔を適当に変えて可変的に保つように構成してもよい。
さらに、位相を変えて壁面相互を対面させるようにしてもよい。
【００１７】
そして、１対の角柱体は、対向方向に弾圧されているが、その角柱体の弾圧方法また構造も特に限定するものではなく、所定の圧砕能力を超える被検査土壌が供給されたとき、角柱体の間隙が拡大されてその被検査土壌を通過させることができればよい。
その弾圧は機械的にまた電気的に行えばよいが、具体的には、それぞれの角柱体を接近方向に、且つ所定の間隙を有するように弾性体やテンション装置により弾圧支持して、圧砕能力を超える被検査土壌が供給されたときだけ互いが離れるようすなわち間隙が広がる方向に移動できるようにしてもよい。
【００１８】
また、筒体に粉砕した被検査土壌を乾燥させる乾燥装置を設けることが望ましく、その方法については、ドライエアーを送入したり、ヒータージャケットを筒体に設置して行えばよい。
さらには、第２の粉砕手段の部分を別体として、水平方向に軸支された少なくとも１対の圧砕用の角柱体と、土壌の移送路等に取り付ける固定ブラケットから構成して、他の形態の土壌調製装置やコンベア等の移送路にも装着できるようにしてもよい。
このように、本発明の特徴の１つは、上記調製装置のふるい部でふるわれずに通過した土壌をその後に設けた対の角柱体、例えば、一対の六角ローラで粉砕することを特徴とするものである。
このローラにより土壌の粉砕強度は向上するが、ローラ部は、根・礫等が通過するとき、ある程度以上の強度でローラの間隔が自動的に離れ、粉砕せずに通過する構造となっている。
一つのローラ（６角柱）の角部の頂点が一致していると、回転して壁部が一致したときにローラ間の隙間が広くなり、細かく粉砕できないが、ローラの位相を少し変え近づけてオーバーラップさせることにより、ローラが互いに接触せず、わずかな隙間のまま粉砕が可能にしてある。
【００１９】
【作用】
本発明の土壌調製装置は以上のように構成されているので、筒体内の底に投入された被検査土壌は、振動発生器の駆動によって筒体内に常置する圧砕子と共に螺旋状のトラックを筒体の底部からトラックに入り、上方へ移動して行く。
その移動に伴ない、圧砕子は下面に被検査土壌を抱き込んで、上下に振動して微衝突を繰り返しながら被検査土壌を圧砕してさらに細かく被検査土壌を砕いて行く。
【００２０】
そして、被検査土壌と圧砕子はトラックを上方へ移動し終端に近づくと、圧砕子はトラックの側壁に設けられた案内爪に接触し、それによってトラックから飛び出して筒体の底部に落下する。
また、粉砕された被検査土壌はそのまま移動し、トラックに敷設されたメッシュの網目から所定粒度の被検査土壌が回収容器に落下する。
【００２１】
メッシュを通過せず回収されなかった大きい粒度の被検査土壌は、トラックの終端から圧砕用の角柱体を備える第２の粉砕手段に落下する。
落下した被検査土壌は、互いに反対方向に回転する１対の角柱体によってその角柱体の周壁間に誘導されて、その周壁に挟まれることにより圧砕される。
また、圧砕能力を超える被検査土壌の場合は、それぞれの角柱体が弾圧に抗して離れて角柱体の隙間が広がり、その被検査土壌は通過して筒体の底部に落下する。その被検査土壌が通過した後で角柱体は弾圧により復帰する。
【００２２】
【実施例】
本発明の土壌調製装置を以下図面に従って説明すると、図１は、土壌調製装置を示す斜視図であり、１は土壌調製装置、２は被検査土壌の土壌９を投入する筒体で、２１がその土壌９を投入する投入口すなわち筒体２の上部の開口である。
３は第２粉砕装置で、３１が圧砕ローラである。４は筒体２の底部、４１は筒体２の底部入口、５は筒体２の周壁５１に沿って底部４から設けられた螺旋状のトラック、６はトラック５を移動してくる圧砕子８を筒体２の底部４へ落下させるための案内爪、７は土壌９と圧砕子８により粉砕された粉砕土壌９１を選別するメッシュである。また、１０は土壌９に含まれる粉砕できなかった残土および残渣の排出口である。
１１は筒体２に投入された土壌９と共に圧砕子８を移動させるための振動発生器である。板バネ１１１によって筒体２を支持している。
【００２３】
図２は、本発明に係る圧砕装置たる圧砕ローラの正面透視図であり、（ａ）図は、圧砕ローラを同一位置に、且つ接触状態で並設した粉砕装置部を示し、（ｂ）図は、圧砕ローラを同一位置に、且つ所定の間隙を残して並設した粉砕装置部を示し、（ｃ）図は、圧砕ローラを段違いに、且つ接触状態で並設した粉砕装置部を示すものである。
３１は一対に設けている圧砕ローラ、３２は圧砕ローラ３１を支持する軸で、３３は圧砕ローラ３１の角部、３４は圧砕ローラ３１の周壁部である。この周壁部３４で被検査土壌７が圧砕される。
３５はギヤで、モーター３８の回転がモーターギヤ３９を介してギヤ３５に伝達され圧砕ローラ３１が互いに反対方向に回転する。
３６は支点軸で、圧砕能力を超えた被検査土壌７が供給されたとき、圧砕ローラ３１等の破損を防止するため、この支点軸３６を支点として揺動アーム３７がそれぞれの圧砕ローラ３１の間（間隙Ａ）を広げる方向に動いて、圧砕能力を超えた被検査土壌７を通過させるようになっている。
なお、支点軸３６と同心に設けたギヤ３５（中継ギヤ）同士は互いに噛合しており、さらに角柱体で構成した各圧砕ローラ３１と同心に設けたギヤ３５（従動ギヤ）に個別に噛合している。
【００２４】
図３は、圧砕動作の連続動作を示す図であり、右図は、圧砕ローラ３１間の拡大図である。
（ａ）図は、圧砕ローラ３１間に被検査土壌７が誘導された状態である。
（ｂ）図は、誘導された被検査土壌７が圧砕ローラ３１の周壁３４によって潰れ初めた状態である。
（ｃ）図は、被検査土壌７が圧砕ローラ３１の周壁３４によって圧砕された状態である。
（ｄ）図は、圧砕状態が解かれて被検査土壌７が粉砕された状態である。
この粉砕された被検査土壌７は、フルイ部４に落下してメッシュ４１によって試料土壌とそうでない土壌とに振り分けられる。
【００２５】
図４は、圧砕ローラの間隙状態を示す正面透視図であり、（ａ）図は、圧砕ローラの角部が隣接している状態を示し、（ｂ）図は、圧砕ローラの周壁部が隣接している状態を示すものである。
本図のように圧砕ローラ３１の角数を６角にした場合は、圧砕ローラ３１を同位置で回転させると角部３３と周壁部３４とで、間隙Ａの幅が極端に広くなったり狭くなったりするために、揺動アーム３７を電気的または機械的に制御してその間隙Ａの幅をほぼ同一の間隔に保持している状態を示すものである。
しかし、圧砕ローラ３１の角数を増加させることにより、間隙Ａの幅の広狭変化量は減少するため、間隙Ａの幅の保持制御は行わなくてもよくなるが粉砕できなくなる。
【００２６】
図５は、別体として単独で構成した圧砕装置を示す斜視図であり、他の形態の土壌調製装置やコンベア等の移送路にも装着できるように構成したものである。
３０が単独で構成した粉砕装置で、３０１は粉砕装置３０の固定ブラケット、３１は被検査土壌または残土として振り分けられた被検査土壌を圧砕する圧砕ローラ、３５はギヤで、モーター３８の回転がモーターギヤ３９を介してギヤ３５に伝達され圧砕ローラ３１が互いに反対方向に回転する。
【００２７】
図６は、他の形態の土壌調製装置の一例を示す一部切り欠き斜視図であり、１２は土壌調製装置、１３は被検査土壌を貯留するホッパーで、１４は被検査土壌の投入口である。１５はホッパー１３から供給された被検査土壌を粉砕する圧砕装置で、１６は一対に設けられた被検査土壌を粉砕するための圧砕ローラである。
１７はフルイ部で、適当な傾斜角度を付けて設置されている。１８は粉砕した被検査土壌を震動によって試料土壌とそうでない土壌とに振り分けるためのメッシュであり、メッシュ１８を通過する粉砕された被検査土壌が試料土壌となり試料土壌回収箱１９に落下回収される。
また、メッシュ１８を通過できない被検査土壌はメッシュ１８上を転がり残土回収箱２０に落下して回収される。
【００２８】
【効果】
本発明の土壌調製装置は以上のように、第１回目の粉砕で粉砕できなかった被検査土壌をダイレクトに圧砕ローラが再度粉砕してしまうので、極めて効率よく投入された被検査土壌を粉砕することができる。被検査土壌を数回循環させれば試料土壌となるものと残土となるものを振り分けることが出きる。
従って、出願人により開発された被検査土壌の粉砕による塵埃の発生を抑制することができ、また、少量の土壌でも容易に調製を行うことができる装置の優れた性能を低下させることなく被検査土壌の粉砕効率を向上させることができ、試料土壌の調製に掛かる時間を大幅に短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 土壌調製装置を示す斜視図
【図２】 第２粉砕装置の圧砕ローラの正面透視図
【図３】 圧砕動作の連続動作を示す図
【図４】 圧砕ローラの間隙状態を示す正面透視図
【図５】 別体として単独で構成した圧砕装置を示す斜視図
【図６】 他の形態の土壌調製装置の一例を示す一部切り欠き斜視図
【符号の説明】
１−土壌調製装置，２−筒体，２１−投入口，３−第２粉砕装置，３０−圧砕装置，３０１−固定ブラケット，３１−圧砕ローラ，３２−軸，３３−角部，３４−周壁部，３５−ギヤ，３６−支点軸，３７−揺動アーム，３８−モーター，３９−モーターギヤ，４−底部，４１−底部入口，５−トラック，５１−周壁，６−案内爪，７−メッシュ，８−圧砕子，９−土壌，９１−粉砕土壌，１０−排出口，１１−振動発生器，１１１−板バネ，１２−土壌調製装置，１３−ホッパー，１４−投入口，１５−圧砕装置，１６−圧砕ローラ，１７−フルイ部，１８−メッシュ，１９−試料土壌回収箱，２０−残土回収箱，Ａ−間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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