ふるいの目詰まり防止装置、該装置を備えたふるい装置および該装置を備えた混合攪拌分級装置
【課題】単純な構造で長期間の使用にも安定して耐えうる目詰まり防止装置、該装置を備えたふるい装置、該装置を備えた混合攪拌分級装置を得る。
【解決手段】回転ふるいのふるい面を打撃して目詰まりを防止するふるい装置の目詰まり防止装置３３であって、前記回転ふるいの回転に伴って回転する回転体に設けられたカムレール３５と、前記回転ふるいのふるい面に対向して回動可能に設けられた回動軸３７と、該回動軸３７の一端側に固定されると共に前記カムレール３５に当接してカムレール３５のレール形状に沿って前記回動軸３７を回動させる方向に運動する従動片３９と、回動軸３７に取り付けられて回転ふるいのふるい面を打撃するハンマー４１とを備えてなる。
【解決手段】回転ふるいのふるい面を打撃して目詰まりを防止するふるい装置の目詰まり防止装置３３であって、前記回転ふるいの回転に伴って回転する回転体に設けられたカムレール３５と、前記回転ふるいのふるい面に対向して回動可能に設けられた回動軸３７と、該回動軸３７の一端側に固定されると共に前記カムレール３５に当接してカムレール３５のレール形状に沿って前記回動軸３７を回動させる方向に運動する従動片３９と、回動軸３７に取り付けられて回転ふるいのふるい面を打撃するハンマー４１とを備えてなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば土質を改良する際に土砂を分級するふるい装置に設けられ、該ふるい装置の目詰まりを防止する装置、該装置を設けたふるい装置および該装置を備えた混合攪拌分級装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路に埋設され水道管やガス管の埋め戻し工事を行なう場合などにおいて掘削土を改良して埋戻し土にする場合がある。このような場合には掘削土をふるいにかけて分級する必要がある。このような場合にふるい装置が用いられるが、ふるい装置はその他の種々の用途に使用される。
ふるい装置の一般的な形態として、円筒状の網目状ドラムの中に分級の対象となる土砂を投入して、ドラムを回転しながら網目のメッシュによって分級するものが一般的である。
【０００３】
このようなふるい装置においては、ふるいである網目に土砂などが詰まるため、それを防止する対策が必要となる。
このような目詰まり防止方法として、一般的にはワイヤーブラシなどを網目に接触させてワイヤーブラシによって土砂を摺り落とすということが行なわれている。
【０００４】
しかしながら、ワイヤーブラシ方式では土砂の種類によって十分な目詰まり防止効果が得られず、またワイヤーブラシが常時回転ふるいに接触していることによる回転ふるいの動力の無駄が発生するという問題がある。
このようなワイヤーブラシ方式の問題点を解決するものとして、特許文献１に示された床土ふるい機の目詰まり防止装置（以下、単に「目詰まり防止装置」という。）が提案されている。
【０００５】
図１３はこの特許文献１に提案された目詰まり防止装置の実施例の斜視図、図１４は図１の一部を拡大して示す図、図１５、図１６は図１４の矢視Ｃ―Ｃ図であり、目詰まり防止装置の動作説明図である。
図１３、図１４に示されるように、特許文献１に開示された目詰まり防止装置は、円筒形の回転ふるい１００の一端にローラチェーン１０１が設けられ、このローラチェーン１０１に噛み合う鎖歯車１０３がフレーム１０５に固定されたブラケット１０７に回転可能に取り付けられている。そして、鎖歯車１０３の回転軸１０９にはクランク軸１１１が固定され、クランク１１３の端部に転輪１１５が回転自在に取り付けられている。以上の構造から、回転ふるい１００が回転すると鎖歯車１０３が回転し、これによってクランク軸１１１が回転するようになっている。詳細は後述するが、クランク軸１１１の回転によってクランク１１３の端部に取り付けられた転輪１１５が後述する加振ローラ体１１７を動作させることになる。
【０００６】
一方、加振ローラ体１１７がフレーム１０５に回転ふるい１００を打撃可能に取り付けられている。以下、加振ローラ体１１７の構造および動作を説明する。加振ローラ体１１７は、両端がフレーム１０５に回転可能で回転ふるい１００の全幅に亘って取り付けられた腕板取付軸１１９と、一端が腕板取付軸１１９に固定され、他端にローラ１２１が回転可能に取り付けられた腕板１２３と、腕板１２３の途中に取り付けられたＬ字形の腕板上昇片１２５と、腕板１２３に対して所定の角度で固定されたスプリング掛け腕１２７と、スプリング掛け腕１２７の他端に一端が固定され他端がフレーム１０５に固定されたコイルスプリング１２９とを備えて構成されている。
このような構造の加振ローラ体１１７は常時コイルスプリング１２９によってスプリング掛け腕１２７が引張られることによりローラ１２１が回転ふるい１００に当接するようになっている（図１５参照）。
【０００７】
そして、腕板１２３が腕板取付軸１１９を中心に回転するように腕板上昇片１２５を引き上げるような力を加えることにより、腕板１２３が腕板取付軸１１９を中心に回転してローラ１２１が回転ふるい１００から離れる（図１６参照）。このときコイルスプリング１２９は引き伸ばされるので、バネの力によって加振ローラ体１１７は元に戻ろうとする力を受ける。したがって、腕板上昇片１２５に作用している力が解除されると、バネの力によって加振ローラ体１１７は元の状態、すなわちローラ１２１が回転ふるい１００に当接する状態に勢いよく戻る。このとき、ローラ１２１が回転ふるい１００の表面を力強く加振することで回転ふるい１００に振動を与え目詰まりが防止される。
【０００８】
上記の説明は加振ローラ体１１７単体の動きを説明したが、上記説明にある腕板上昇片１２５を引き上げるような力は前述したようにクランク１１３の端部に取り付けられた転輪１１５のクランク軸１１１の回転に伴う動作によって与えられ、かつ引き上げ力の解除も転輪１１５の動作によって行なわれる。
そこで、以下においては、転輪１１５の動きと加振ローラ体１１７の動きの関係について説明する。
【０００９】
前述したように、回転ふるい１００の回転（図１５の矢印ａ参照）に伴い鎖歯車１０３が回転し、これによってクランク軸１１１が回転する。クランク軸１１１の回転によってクランク１１３の端部に取り付けられた転輪１１５が図１５の矢印ｂに示すように回転し、腕板上昇片１２５に当接する（図１６参照）。転輪１１５が腕板上昇片１２５に当接してさらにクランク軸１１１が回転することで、腕板上昇片１２５を引き上げる（押し上げる）（図１６参照）。腕板上昇片１２５が押し上げられることにより、前述したように腕板１２３が腕板取付軸１１９を中心に回転してローラ１２１が回転ふるい１００から離れる（図１６参照）。クランク軸１１１がさらに回転すると、転輪１１５が腕板上昇片１２５から外れ腕板上昇片１２５を押し上げていた力が解除される。これによって、前述の動作によって加振ローラ体１１７の腕板１２３が回動してローラ１２１が回転ふるい１００の表面を力強く加振する。
この例では、回転ふるい１００一回転でクランク軸１１１が４．５回転するようになっているので、回転ふるい１００が一回転する間に加振ローラ体１１７が４〜５回回転ふるい１００の表面を加振することになる。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−２４９２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記の特許文献１に開示された目詰まり防止装置は、加振ローラ体１１７に一定の時間間隔で打撃動作を行なわせて回転ふるい１００を打撃して振動を与えるというものであり、ワイヤーブラシ方式に比較すると、優れた点を備えている。
しかしながら、加振ローラ体１１７に一定の時間間隔で打撃動作を行なわせるための具体的な構造には種々の問題がある。
【００１２】
まず第１に、加振ローラ体１１７を動作させるための機構が、上述した説明及び図１３、図１４を見れば明らかなように極めて複雑である。特に、加振ローラ体１１７の腕板１２３を振り上げさせるための機構が、クランク軸１１１のクランク１１３の端部に設置した転輪１１５と腕板上昇片１２５とを接触させるという微妙な当接関係で成り立つ構造であるところ、長期間の使用では上記の当接関係にくるいが生じ、腕板１２３の振り上げ動作が正常に動作しなくなることが十分に考えられる。
また、加振ローラ体１１７を動作させるためにコイルスプリングを使用しているため、コイルスプリングの付勢力の劣化によって十分な加振力が得られなくなることも考えられる。
そもそも、土砂が絡みつく劣悪な環境での使用を考えると、従来例のような複雑な構造では上記の指摘以外の動作不良も生じることが十分考えられる。
【００１３】
本発明は係る課題を解決するためになされたものであり、単純な構造で長期間の使用にも安定して耐えうる目詰まり防止装置、該装置を備えたふるい装置、該装置を備えた混合攪拌分級装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１）本発明に係るふるい装置に目詰まり防止装置は、回転ふるいのふるい面を打撃して目詰まりを防止するふるい装置の目詰まり防止装置であって、
前記回転ふるいの回転に伴って回転する回転体に設けられたカムレールと、前記回転ふるいのふるい面に対向して回動可能に設けられた回動軸と、該回動軸の一端側に固定されると共に前記カムレールに当接してカムレールのレール形状に沿って前記回動軸を回動させる方向に運動する従動片と、前記回動軸に取り付けられて前記回転ふるいのふるい面を打撃するハンマーとを備えてなることを特徴とするものである。
なお、ふるい面を打撃するとは、必ずしもふるい面そのものを打撃する場合に限定する趣旨ではなく、例えばふるい面に補強のためのリブなどが設置されているような場合にそのリブを打撃するような場合も含む趣旨である。
【００１５】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、ハンマーは回動軸の軸方向所望の位置に移動でき、かつ固定できるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
（３）また、上記（１）または（２）に記載のものにおいて、ハンマーの先端に設けられた打撃部が交換可能に取り付けられていることを特徴とするものである。
【００１７】
（４）また、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のものにおいて、ハンマーがふるい面に当接せず、かつ従動片がカムレールに接触しないようにハンマーを保持する保持具を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
（５）本発明に係るふるい装置は、上記（１）〜（４）のいずれかに記載のふるい装置の目詰まり防止装置を設置されてなることを特徴とするものである。
【００１９】
（６）本発明に係る混合攪拌分級装置は、土砂を受け入れて土砂の混合攪拌および分級を行なう混合攪拌分級装置であって、回転駆動される回転筒体を有し、該回転筒体の上流側が混合攪拌部となり下流側が分級部となるように構成され、混合攪拌部には前記回転筒体とは独立に回転駆動される中心軸と、該中心軸から径方向に延出する攪拌羽根が設けられ、分級部には円筒状の多孔部材からなるふるい面が設けられると共に上記（１）〜（４）の何れかに記載のふるい装置の目詰まり防止装置を有することを特徴とするものである。
【００２０】
上記の混合攪拌分級装置においては、投入された土砂を定量ずつ切り出す土砂切り出し装置と、定量切り出された土砂に土質改良剤を添加する改良剤添加装置と、土質改良剤が添加された土砂を受け入れて土砂の混合攪拌及び分級を行う混合攪拌分級装置と、を備え、これらの各装置が、各装置間を土砂が搬送されるように連結されてなる構成を採用し、特に混合攪拌分級を一つの装置で行うようにしたので、土質改良プラント全体をコンパクトにすることができる。
【００２１】
なお、混合攪拌分級装置は、傾斜角度を調整する傾斜角度調整機構を備えるようにしてもよい。
【００２２】
また、混合攪拌分級装置における攪拌羽根を、回転軸周りに所定の角度ずつずらして複数設け、これら複数の攪拌羽根が回転軸の軸方向に集まってなる攪拌羽根ブロックを形成し、これら攪拌羽根ブロックが回転筒体における混合攪拌部の上流端および下流端側に配置するようにしてもよい。
複数の攪拌羽根が回転軸の軸方向に集まっているとは、回転軸における混合攪拌部軸方向長さの２５％以内の長さの範囲内に複数の攪拌羽根が配置されていることをいう。そして、攪拌羽根ブロックとは、上記のように配置された複数の攪拌羽根のひとかたまりの集合体をいう。
なお、上記の例においては、全ての攪拌羽根が攪拌羽根ブロックを形成する場合と、攪拌羽根ブロックを形成する攪拌羽根の他に攪拌羽根ブロックを形成しない攪拌羽根が設置されている場合の２つの場合を含む。
【００２３】
また、混合攪拌分級装置における攪拌羽根を、複数の棒状体を連結して形成し、連結された棒状体が連結部において攪拌羽根の回転面内で回動可能になるように構成してもよい。
【００２４】
また、混合攪拌分級装置における分級部に、目詰まり防止用のエアーを噴射するエアー噴射手段を設けるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明においては、回転ふるいの回転に伴って回転する回転体に設けられたカムレールと、前記回転ふるいのふるい面に対向して回動可能に設けられた回動軸と、該回動軸の一端側に該回動軸に固定されると共に前記カムレールに当接してカムレールのレール形状に沿って前記回動軸を回動させる方向に運動する従動片と、回動軸に取り付けられて回転ふるいのふるい面を打撃するハンマーとを備え、回転ふるいの回転に伴うカムレールと従動片の動作によりハンマーでふるい面を打撃する構造を採用したので、きわめて単純な構造で効果的なふるいの目詰まり防止効果を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
［実施の形態１］
本実施の形態は、目詰まり防止装置を、例えば管埋め戻し工法において土質改良のために掘削土と土質改良剤の混合攪拌及び分級をするために用いる混合分級装置に設置したものである。
図１は、混合攪拌分級装置１の説明図、図２は図１の矢視Ａ―Ａ図である。
混合攪拌分級装置１は、土質改良剤が添加された掘削土を受け入れて掘削土の混合攪拌及び分級を行う装置である。
混合攪拌分級装置１は、図１に示されるように、掘削土の投入部となるホッパ３と、略円筒状の外殻５とを有し、この外殻５内に、第１モータ７によって回転駆動される回転筒体９が収容され、回転筒体９の中心部を回転筒体９の全長に亘って貫通する回転軸１１と、回転軸１１に設置された攪拌羽根１３を備えて構成されている。回転軸１１は第２モータ１５によって回転駆動される。
【００２７】
混合攪拌分級装置１の外殻５は、図１、図２に示されるように、架台１７上に設置されている。そして、図１、図２に示されるように、架台１７の後端下部が架台本体とヒンジ結合された足部１９を介して地面に設置されている。それ故、架台１７はその前端側を上下動させることで、その後端側が足部１９とのヒンジ結合部で回動して、その傾斜角度を自在に変更できるようになっている。
【００２８】
例えば、下流側に向かって約５度の角度で傾斜して配置する。下流側が下になるようにしているのは、外殻５内に設置された円筒体内を掘削土が下流側に自然に移動するようにするためである。
なお、架台１７の傾斜角度は、前述のように任意に設定できるので、長時間の混合攪拌が必要な場合には、傾斜角度を小さくし、逆に混合攪拌時間が短時間でよい場合には、傾斜角度を大きくすればよい。
傾斜角度は、一般的には、５度前後に調整されるが、これに限られるものではない。
【００２９】
回転筒体９の下流側の下方には、図１に示されるように、回転筒体９で分級された掘削土を下流側に搬送する小型コンベア２１が設置されており、小型コンベア２１のさらに下流側には図示しないトラックなどに搬送するための搬送コンベア２３が設けられている。
また、回転筒体９の後端側には、図２に示されるように、分級によってオーバーサイズとされた掘削土を収容して排出するシュート２５が設けられている。
【００３０】
回転筒体９は、図８に示されるように、掘削土が投入される上流側が混合攪拌部２７となり、混合攪拌部２７の下流側が分級部２９となっている。
ふるいの目詰まり防止装置は分級部２９に設置されるので、まず分級部２９の構造及び目詰まり防止装置について説明する。
【００３１】
分級部２９は、攪拌混合部で攪拌混合された掘削土を所定のサイズに分級するものである。そのため、分級部２９は、分級サイズに応じた所定のメッシュの網からなる円筒網体３１から構成されている。メッシュのサイズは、工事現場ごとに定められる分級の規格によって種々のサイズに設定できる。
なお、この例では、分級部２９を円筒網体３１から構成したが、多数の孔を有するものであれば、例えばエキスパンドメタルなどでもよい。
【００３２】
分級部２９は、掘削土を分級するため、目詰まりすることがある。そこで、これを防止するため、本実施の形態では、分級部２９を構成する円筒網体３１に振動を与えるように打撃して目詰まりを防止する目詰まり防止装置３３を設置している。
図３は目詰まり防止装置３３を含む分級部２９の拡大図である。図４、図５は図３の矢視Ｂ−Ｂ図であり、図４と図５は回転筒体９が図４の状態からさらに図中矢印方向に回転した状態が図５の状態である。
以下、図３〜図５に基づいて目詰まり防止装置３３について説明する。
【００３３】
本実施の形態に係る目詰まり防止装置３３は、図３に示すように、回転筒体９の周面を一周するように設けられたカムレール３５と、外殻の内面壁に分級部２９の全長に亘って取り付けた回動軸３７と、回動軸３７の一端側に回動軸３７に固定してもうけられカムレール３５に当接する従動片３９と、回動軸３７に取り付けた３本のハンマー４１とを備えている。
【００３４】
カムレール３５は、図４、図５に示すように、回転筒体９を一周するように設けられ、この例では４箇所の山部４３と谷部４５が順番に連続して設けられている。山部４３はなだらかな傾斜角度で上に向かって傾斜する上向傾斜部４３ａと、上向傾斜部４３ａの頂上と同一の高さで同じ高さが一定の距離続く頂上部４３ｂと、急な傾斜角度で下に向かって傾斜する下向傾斜部４３ｃとを備えている。谷部４５は、下向傾斜部４３ｃの最下点と同一高さでその高さで連続している。
【００３５】
回動軸３７は、外殻の内面側に固定された軸受によって両端部が回動可能に支持されている。
従動片３９は角丸の略三角形の板体からなり、一端側が回動軸３７に固定され、他端側にカムレール３５上を転動するカムフォロワとなるコロ５３が設けられている。
ハンマー４１は、回動軸３７に挿入されて回動軸３７にハンマー４１を所定の位置で固定できる取付部５５と、取付部５５から延出するハンマー軸５７と、ハンマー軸５７の先端部に設けられて円筒網体３１を打撃する打撃片５９とを備えている。
取付部５５は筒状になっており、回動軸３７の軸方向に移動して最適位置に固定できる構造である。
ハンマー軸５７は金属製の棒状体からなり、所定の重量を有している。所定の重量を有していることが、円筒網体３１に打撃力を与えることができる一要因になっている。
打撃片５９はハンマー軸５７の先端部に回転自在かつ着脱可能に取り付けられた金属製の円柱部材から構成されている。打撃片５９を回転自在にしたのは、打撃片５９が円筒網体３１と接触しているときに打撃片５９が回転することで打撃片５９と円筒網体３１との摩擦を小さくするためである。また、打撃片５９を着脱可能にしたのは、打撃片５９を取り替えることによりその重量を変え、これによって打撃力を変えることができるようにするためである。
【００３６】
以上のように構成された目詰まり防止装置３３の動作を説明する。
回転筒体９を回転させると、従動片３９に設けられたコロ５３がカムレール３５上を転がる。コロ５３がカムレール３５の谷部４５に位置しているときには、図４に示すように、ハンマー４１の先端の打撃片５９が円筒網体３１に当接する状態になっている。回転筒体９が回転して、コロ５３がカムレール３５の上向傾斜部４３ａに位置すると従動片３９の先端側が押し上げられ、この動きによって回動軸３７が一定の角度だけ回動する。これによって、図５に示すように、ハンマー４１の先端側が持ち上げられる。コロ５３が頂上部４３ｂを移動しているときにはこの状態で保持される。コロ５３が下向傾斜部４３ｃに位置すると、押し上げられていた従動片３９が逆方向に急激に移動し、これによって回動軸３７が上向傾斜部４３ａのときと反対方向に回動する。これによって、図４に示すように、ハンマー４１が振り下ろされ、打撃片５９が円筒網体３１を打撃する。
カムレール３５には４つの山谷が設けられているので、回転筒体９が１回転する間に４回の打撃動作が行なわれる。
【００３７】
外殻５における目詰まり防止装置３３を設置した部分は、点検できるようにするために、図６に示すように、開口部５６を設け、この開口部５６に蓋体５８を設け、点検可能にしている。
図６では蓋体５８を開放した状態を示している。
また、図６に示すように、開口部５６には、開口部５６を回転筒体９の軸方向に横切るように保持棒６０を着脱可能に設置できるようになっている。保持棒６０は、図６に示すように、ハンマー軸５７の先端側を保持することで、ハンマー４１を常時円筒網体３１に非接触の状態にしておくものである。ハンマー軸５７の先端側を保持させることにより、分級対象となる土の土質性状によって円筒網体３１を打撃する必要が無い場合には打撃をしないようにできる。ハンマー軸５７を保持棒６０に保持させた状態では、図７に示すように、従動片３９のコロ５３がカムレール３５に接触しないようになっている。
【００３８】
以上説明したように、本実施の形態の目詰まり防止装置３３においては、回転筒体９に設けたカムレール３５によって従動片３９に運動を与えることでハンマー４１による打撃を可能にするという極めて単純な構造によって従来例で説明したものと同様のハンマー打撃動作を実現している。このような単純な構造であれば、使用環境の悪いとコロ５３でも故障が少なく安定した動作を継続できる。
しかも、従来例のように打撃力を付与するためにコイルバネのようなものを必要とせず、コイルバネを用いたときのようにコイルバネの劣化によって打撃力が弱まるようなこともない。
さらに、打撃片５９を着脱可能にしているので、打撃片５９を取り替えるだけで打撃力を変えることができ、分級対象の土質性状に最適な打撃力を容易に得ることができる。
またさらに、本実施の形態ではハンマー４１の位置を自由に変更できるようにしているので、回転筒体９の傾斜角度等の種々の要因によって最も目詰まりが生じ易い箇所が変わるような場合でも最適の位置にハンマー位置を容易に変更でき、最適場所の打撃が可能になっている。
【００３９】
なお、カムレール３５の山谷の数を変更することで打撃回数等を容易に変更できるが、さらにカムレール３５を着脱可能にしておけば、分級対象の土質性状ごとにカムレール３５を取り替えることにより土質性状に最適な打撃回数を容易に得ることができる。
【００４０】
次に混合攪拌部２７について説明する。
混合攪拌部２７は、円筒体からなり、円筒体の中心に配置された回転軸１１に複数の攪拌羽根１３が設置されている。
円筒体は、図１に示されるように、円筒体の外周部に設けられたギア６１に第１モータ７の回転力を伝達することによって回転するように構成されている。回転数は特に限定されず、土質によって最適の混合が得られるように回転数を設定すればよい。もっとも通常は、数回〜数十回／分程度であり、回転数の調整は、例えばインバーターによって第１モータ７の回転数を調整することによって行うようにすればよい。
【００４１】
攪拌羽根１３は、図８に示されるように、上流側と下流側に集まって設置されている。攪拌羽根１３の設置個数は、掘削土の土質や第２モータ１５の駆動トルクを考慮して設定する。
また、各攪拌羽根１３は、図８における矢視Ｂ−Ｂ図である図９に示されるように、回転軸１１の軸周りに所定の角度、例えば９０度ずつずれて設置されている。なお、図８では、紙面に直交する攪拌羽根１３が省略されている。つまり、この例では、回転軸１１の軸回りに９０度ずつずらして配置された４枚の攪拌羽根１３がひとつの攪拌羽根ブロックを２個有し、この２個の攪拌羽根ブロックが混合攪拌部２７の上流端側と下流端側にそれぞれ配置されている。
攪拌羽根１３を回転軸１１に対して固定する方法は、回転軸１１に直接溶接してもよいが、破損した場合に交換が容易なようにボルト止めによって固定するのが好ましい。
【００４２】
攪拌羽根１３が固定される回転軸１１は、第２モータ１５によって回転駆動され、その回転数は、例えば数回〜数百回／分程度であるが、回転速度は、インバーターによって第２モータ１５の回転数を調整することによって調整可能にするのが好ましい。
なお、攪拌羽根１３の回転方向は、回転筒体９と同じ方向でも逆の方向でもよいが、回転筒体９と同じ方向に回転させることで、トルクを小さくして小型のモータで回転駆動ができる。
【００４３】
ここで、各攪拌羽根１３の構成を説明する。
攪拌羽根１３は、図８、図９に示されるように、全体が棒状体からなり、回転軸１１に基端側が固定された基部１３ａと、この基部１３ａに対して回転面内で回動可能に取付けられた先端部１３ｂとから構成される。先端部１３ｂは、図９の矢印で示されるように、攪拌羽根１３の回動面内で基部１３ａに対して回動できるようになっている。
このように、攪拌羽根１３を基部１３ａと基部１３ａに対して回動できる先端部１３ｂとから構成することにより、以下のような作用効果が得られる。
【００４４】
攪拌羽根１３は回転と同時に遠心力によって先端部１３ｂと基部１３ａとが直線状になって、使用時には全体として長い攪拌具となり、回転筒体９の軸方向直交断面のほぼ全面にある掘削土を攪拌混合できる。
そして、先端部１３ｂが基部１３ａに対して回動可能になっていることから、仮に礫のような大きな塊が筒状体内面と攪拌羽根先端に挟まれそうになっても、先端部１３ｂが屈曲するので、攪拌羽根１３に過大なトルクがかかることがなく、攪拌羽根１３の回転が停止することがない。筒状体内面と攪拌羽根先端との間に挟まれそうになった礫は、攪拌羽根１３によって跳ね飛ばされ細かく破砕されることから、混合攪拌が効率的に行える。
また、基部１３ａと先端部１３ｂとの着脱を容易にしておくことで、停止時の交換や掃除等を容易にすることができる。
【００４５】
回転筒体９には、図１０に示すように、回転筒体９の内面に軸方向に延びる跳ね上げ板６３を設けてもよい。跳ね上げ板６３は、図１０に示すように、円筒筒体の下部に溜まる掘削土を跳ね上げて、混合・攪拌を効果的にする作用を有する。この例では、跳ね上げ板６３を、回転円筒体の内面に９０度ずつずらして４枚設けているが、その枚数は特に限定されるものではない。
【００４６】
図１１は攪拌羽根１３と跳ね上げ板６３の配置関係を説明する図であり、攪拌羽根１３と跳ね上げ板６３が回転筒体９の軸方向から見たときに重なる位置にきた状態を、回転筒体９の軸直交方向から見た状態を示している。図１１に示されるように、跳ね上げ板６３は、回転筒体９の軸方向で攪拌羽根１３の設置位置と重ならないように、すなわち攪拌羽根１３が設置される位置には跳ね上げ板６３を設けないようにするのが好ましい。このような配置にすれば、攪拌羽根１３の先端と跳ね上げ板６３とが干渉しないので、攪拌羽根１３の長さを回転円筒体の内周近傍まで延ばすことができ、掘削土が攪拌羽根１３の先端と回転筒体９内面の隙間をすり抜けるのを防止できる。
【００４７】
以上のように構成された混合攪拌分級装置１の動作を説明する。
ベルトコンベア９から搬送された掘削土が、混合攪拌分級装置１のホッパ３に投入される。投入された掘削土は回転する回転筒体９によって、図１０に示されるように、上方に跳ね上げられながら、混合攪拌される。また、回転筒体９内では高速に回転する攪拌羽根１３によって掘削土は破砕され、さらに攪拌混合される。つまり、掘削土は、回転筒体９の回転による跳ね上げによる混合攪拌作用と、攪拌羽根１３による破砕、混合攪拌作用を同時に受け、これによって効率的に混合攪拌が行なわれる。
特に、本実施の形態では、混合攪拌部２７の上流端側に攪拌羽根１３を集めて集約した攪拌羽根ブロックを設置しているので、投入された掘削土は投入直後に細かく破砕され、後の混合攪拌作用を効率的に行なえる。また、攪拌羽根ブロックを混合攪拌部２７の下流端側にも配置しているので、たとえ混合攪拌部２７の途中で掘削土が塊になるような状況が生じても混合攪拌部２７の最終段階で確実に破砕と混合攪拌を行なうことができる。
【００４８】
混合攪拌部２７において混合攪拌された掘削土は、回転筒体９の下流側の分級部２９に移動する。分級部２９では、円筒網体３１が回転しており、円筒網体３１の網のメッシュによって、分級が行なわれる。すなわち、メッシュよりも細粒化している掘削土は円筒網体３１の網目をくぐって落下して、小型コンベア２１に送られ、さらに搬送コンベア２３によって図示しないトラックに搬送される。
他方、メッシュよりも粗い掘削土は円筒網体３１の下流側端部まで移動して、その開放端部からシュート２５を介して、排出される。
【００４９】
回転筒体９の稼動中には、上述したように目詰まり防止装置によってハンマーが円筒網体３１を打撃するので、円筒網体３１の目詰まりが防止され、円筒網体３１の目詰まりによって作業を中止することなく、連続的な作業ができる。
【００５０】
以上のように、本実施の形態の混合攪拌分級装置１によれば、混合攪拌部２７と分級部２９が一体となって構成されているので、装置全体がコンパクトになっている。このため、この混合攪拌分級装置１を用いることによって土質改質プラント１全体がコンパクトになり、機器の設置スペースのない工事現場においても、使用することができる。
しかも、掘削土を混合攪拌した直後に分級するため、分級の効率もよい。
また、混合攪拌部２７については、前述したような種々の工夫がなされており、前述のように、混合攪拌が効率的に行なわれる。
【００５１】
また、本実施の形態においては、攪拌混合部と分級部２９とを一つの回転筒体９で構成しているにも関わらず、攪拌混合及び分級の両方共に効率よくできる。これは、攪拌混合部においては攪拌羽根１３の回転数が攪拌混合率を決める重要な要素になるのに対して、分級部２９においては、円筒網体３１の回転数が分級効率を決める重要な要素となることから、回転筒体９の回転数を分級効率の点から決定し、それを前提として攪拌混合効率の観点から攪拌羽根１３の回転数を決めることができるからである。
【００５２】
なお、上記の実施の形態においては、回転筒体９の駆動と攪拌羽根１３の駆動をそれぞれ第１モータ７、第２モータ１５という別の駆動源により駆動するようにしたが、これらを同一の駆動源で駆動するようにしてもよい。
また、上記の実施の形態においては、複数の攪拌羽根１３を掘削土投入側に集めて配置した例を示したが、回転筒体９における混合攪拌部内で均等に配置してもよい。
また、上記の実施の形態では、攪拌羽根１３の形状につき、真っ直ぐな棒状体を途中で回動可能に連結したものを示したが、湾曲した棒状体を連結して形成してもよい。また、攪拌羽根１３の連結部を２箇所以上にしてもよい。なお、棒状体には、扁平な板状のものを含む。
さらに、攪拌羽根１３は全てが同じ長さや構造である必要はなく、長さを変えてもよい。その場合、短い攪拌羽根１３は連結構造ではなく単一体から構成するようにしてもよい。
【００５３】
また、上記の実施の形態においては、目詰まり防止装置としてハンマー打撃によるものを単独で用いたものを示したが、分級部２９の外側から内側に向けて空気を噴射するエアー噴射手段６７を合わせて設けてもよい。
エアー噴射手段６７は、図１２に示すように、圧縮空気を送るエアーコンプレッサ６９と、エアーコンプレッサ６９とホース７１を介して接続されたヘッダー７３と、ヘッダー７３に設けられた複数の噴射ノズル７５と、を備えている。
【００５４】
ヘッダー７３は、図１２に示されるように、分級部２９の円筒網体３１とほぼ同一の長さを有し、円筒網体３１の外側面に所定の距離を離して設置されている。
ヘッダー７３を設置する位置は、円筒網体３１の外周部における高さ方向の中央部、すなわち円筒網体３１の最下位置から９０度回転した位置が好ましい。また、この位置に、円筒網体３１を挟んで対向するように２個設けるのがより好ましい。
【００５５】
圧縮空気の噴射は、円筒網体３１が稼動している間、常時行なうようにするのが好ましいが、間欠的に行なうようにしてもよい。
圧縮空気の圧力は、特に限定されるものではないが、３〜５Ｋｇｆ／ｃｍ２（２．９４〜４．９ＭＰａ）が好適である。
【００５６】
エアー噴射手段６７を追加して設けることにより、円筒網体３１の目詰まりをさらに効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る混合攪拌分級装置の説明図である。
【図２】図１の矢視Ａ−Ａ線図である。
【図３】図１の一部を拡大して示す拡大図である。
【図４】図３の矢視Ｂ−Ｂ図であり、動作説明図である。
【図５】図３の矢視Ｂ−Ｂ図であり、動作説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る混合攪拌分級装置の一部を拡大して示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る混合攪拌分級装置の動作説明図である。
【図８】図１に示した混合攪拌分級装置の内部の構造の説明図である。
【図９】図８の矢視Ｂ−Ｂ線図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る混合攪拌分級装置の他の態様の説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る混合攪拌分級装置の他の態様の説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態１に係る混合攪拌分級装置の他の態様の説明図である。
【図１３】従来技術の説明図である。
【図１４】従来技術の説明図であり、図１３の一部を拡大して示す図である。
【図１５】従来技術の動作説明図である。
【図１６】従来技術の動作説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 混合攪拌分級装置
９ 回転筒体
１１ 回転軸
１３ 攪拌羽根
１３ａ 基部
１３ｂ 先端部
２７ 混合攪拌部
２９ 分級部
３１ 円筒網体
３３ 目詰まり防止装置
３５ カムレール
３７ 回動軸
３９ 従動片
４１ ハンマー
４３ 山部
４５ 谷部
５３ コロ
５５ 取付部
５７ ハンマー軸
５９ 打撃片
６３ 跳ね上げ板
６７ エアー噴射手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば土質を改良する際に土砂を分級するふるい装置に設けられ、該ふるい装置の目詰まりを防止する装置、該装置を設けたふるい装置および該装置を備えた混合攪拌分級装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路に埋設され水道管やガス管の埋め戻し工事を行なう場合などにおいて掘削土を改良して埋戻し土にする場合がある。このような場合には掘削土をふるいにかけて分級する必要がある。このような場合にふるい装置が用いられるが、ふるい装置はその他の種々の用途に使用される。
ふるい装置の一般的な形態として、円筒状の網目状ドラムの中に分級の対象となる土砂を投入して、ドラムを回転しながら網目のメッシュによって分級するものが一般的である。
【０００３】
このようなふるい装置においては、ふるいである網目に土砂などが詰まるため、それを防止する対策が必要となる。
このような目詰まり防止方法として、一般的にはワイヤーブラシなどを網目に接触させてワイヤーブラシによって土砂を摺り落とすということが行なわれている。
【０００４】
しかしながら、ワイヤーブラシ方式では土砂の種類によって十分な目詰まり防止効果が得られず、またワイヤーブラシが常時回転ふるいに接触していることによる回転ふるいの動力の無駄が発生するという問題がある。
このようなワイヤーブラシ方式の問題点を解決するものとして、特許文献１に示された床土ふるい機の目詰まり防止装置（以下、単に「目詰まり防止装置」という。）が提案されている。
【０００５】
図１３はこの特許文献１に提案された目詰まり防止装置の実施例の斜視図、図１４は図１の一部を拡大して示す図、図１５、図１６は図１４の矢視Ｃ―Ｃ図であり、目詰まり防止装置の動作説明図である。
図１３、図１４に示されるように、特許文献１に開示された目詰まり防止装置は、円筒形の回転ふるい１００の一端にローラチェーン１０１が設けられ、このローラチェーン１０１に噛み合う鎖歯車１０３がフレーム１０５に固定されたブラケット１０７に回転可能に取り付けられている。そして、鎖歯車１０３の回転軸１０９にはクランク軸１１１が固定され、クランク１１３の端部に転輪１１５が回転自在に取り付けられている。以上の構造から、回転ふるい１００が回転すると鎖歯車１０３が回転し、これによってクランク軸１１１が回転するようになっている。詳細は後述するが、クランク軸１１１の回転によってクランク１１３の端部に取り付けられた転輪１１５が後述する加振ローラ体１１７を動作させることになる。
【０００６】
一方、加振ローラ体１１７がフレーム１０５に回転ふるい１００を打撃可能に取り付けられている。以下、加振ローラ体１１７の構造および動作を説明する。加振ローラ体１１７は、両端がフレーム１０５に回転可能で回転ふるい１００の全幅に亘って取り付けられた腕板取付軸１１９と、一端が腕板取付軸１１９に固定され、他端にローラ１２１が回転可能に取り付けられた腕板１２３と、腕板１２３の途中に取り付けられたＬ字形の腕板上昇片１２５と、腕板１２３に対して所定の角度で固定されたスプリング掛け腕１２７と、スプリング掛け腕１２７の他端に一端が固定され他端がフレーム１０５に固定されたコイルスプリング１２９とを備えて構成されている。
このような構造の加振ローラ体１１７は常時コイルスプリング１２９によってスプリング掛け腕１２７が引張られることによりローラ１２１が回転ふるい１００に当接するようになっている（図１５参照）。
【０００７】
そして、腕板１２３が腕板取付軸１１９を中心に回転するように腕板上昇片１２５を引き上げるような力を加えることにより、腕板１２３が腕板取付軸１１９を中心に回転してローラ１２１が回転ふるい１００から離れる（図１６参照）。このときコイルスプリング１２９は引き伸ばされるので、バネの力によって加振ローラ体１１７は元に戻ろうとする力を受ける。したがって、腕板上昇片１２５に作用している力が解除されると、バネの力によって加振ローラ体１１７は元の状態、すなわちローラ１２１が回転ふるい１００に当接する状態に勢いよく戻る。このとき、ローラ１２１が回転ふるい１００の表面を力強く加振することで回転ふるい１００に振動を与え目詰まりが防止される。
【０００８】
上記の説明は加振ローラ体１１７単体の動きを説明したが、上記説明にある腕板上昇片１２５を引き上げるような力は前述したようにクランク１１３の端部に取り付けられた転輪１１５のクランク軸１１１の回転に伴う動作によって与えられ、かつ引き上げ力の解除も転輪１１５の動作によって行なわれる。
そこで、以下においては、転輪１１５の動きと加振ローラ体１１７の動きの関係について説明する。
【０００９】
前述したように、回転ふるい１００の回転（図１５の矢印ａ参照）に伴い鎖歯車１０３が回転し、これによってクランク軸１１１が回転する。クランク軸１１１の回転によってクランク１１３の端部に取り付けられた転輪１１５が図１５の矢印ｂに示すように回転し、腕板上昇片１２５に当接する（図１６参照）。転輪１１５が腕板上昇片１２５に当接してさらにクランク軸１１１が回転することで、腕板上昇片１２５を引き上げる（押し上げる）（図１６参照）。腕板上昇片１２５が押し上げられることにより、前述したように腕板１２３が腕板取付軸１１９を中心に回転してローラ１２１が回転ふるい１００から離れる（図１６参照）。クランク軸１１１がさらに回転すると、転輪１１５が腕板上昇片１２５から外れ腕板上昇片１２５を押し上げていた力が解除される。これによって、前述の動作によって加振ローラ体１１７の腕板１２３が回動してローラ１２１が回転ふるい１００の表面を力強く加振する。
この例では、回転ふるい１００一回転でクランク軸１１１が４．５回転するようになっているので、回転ふるい１００が一回転する間に加振ローラ体１１７が４〜５回回転ふるい１００の表面を加振することになる。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−２４９２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記の特許文献１に開示された目詰まり防止装置は、加振ローラ体１１７に一定の時間間隔で打撃動作を行なわせて回転ふるい１００を打撃して振動を与えるというものであり、ワイヤーブラシ方式に比較すると、優れた点を備えている。
しかしながら、加振ローラ体１１７に一定の時間間隔で打撃動作を行なわせるための具体的な構造には種々の問題がある。
【００１２】
まず第１に、加振ローラ体１１７を動作させるための機構が、上述した説明及び図１３、図１４を見れば明らかなように極めて複雑である。特に、加振ローラ体１１７の腕板１２３を振り上げさせるための機構が、クランク軸１１１のクランク１１３の端部に設置した転輪１１５と腕板上昇片１２５とを接触させるという微妙な当接関係で成り立つ構造であるところ、長期間の使用では上記の当接関係にくるいが生じ、腕板１２３の振り上げ動作が正常に動作しなくなることが十分に考えられる。
また、加振ローラ体１１７を動作させるためにコイルスプリングを使用しているため、コイルスプリングの付勢力の劣化によって十分な加振力が得られなくなることも考えられる。
そもそも、土砂が絡みつく劣悪な環境での使用を考えると、従来例のような複雑な構造では上記の指摘以外の動作不良も生じることが十分考えられる。
【００１３】
本発明は係る課題を解決するためになされたものであり、単純な構造で長期間の使用にも安定して耐えうる目詰まり防止装置、該装置を備えたふるい装置、該装置を備えた混合攪拌分級装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１）本発明に係るふるい装置に目詰まり防止装置は、回転ふるいのふるい面を打撃して目詰まりを防止するふるい装置の目詰まり防止装置であって、
前記回転ふるいの回転に伴って回転する回転体に設けられたカムレールと、前記回転ふるいのふるい面に対向して回動可能に設けられた回動軸と、該回動軸の一端側に固定されると共に前記カムレールに当接してカムレールのレール形状に沿って前記回動軸を回動させる方向に運動する従動片と、前記回動軸に取り付けられて前記回転ふるいのふるい面を打撃するハンマーとを備えてなることを特徴とするものである。
なお、ふるい面を打撃するとは、必ずしもふるい面そのものを打撃する場合に限定する趣旨ではなく、例えばふるい面に補強のためのリブなどが設置されているような場合にそのリブを打撃するような場合も含む趣旨である。
【００１５】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、ハンマーは回動軸の軸方向所望の位置に移動でき、かつ固定できるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
（３）また、上記（１）または（２）に記載のものにおいて、ハンマーの先端に設けられた打撃部が交換可能に取り付けられていることを特徴とするものである。
【００１７】
（４）また、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のものにおいて、ハンマーがふるい面に当接せず、かつ従動片がカムレールに接触しないようにハンマーを保持する保持具を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
（５）本発明に係るふるい装置は、上記（１）〜（４）のいずれかに記載のふるい装置の目詰まり防止装置を設置されてなることを特徴とするものである。
【００１９】
（６）本発明に係る混合攪拌分級装置は、土砂を受け入れて土砂の混合攪拌および分級を行なう混合攪拌分級装置であって、回転駆動される回転筒体を有し、該回転筒体の上流側が混合攪拌部となり下流側が分級部となるように構成され、混合攪拌部には前記回転筒体とは独立に回転駆動される中心軸と、該中心軸から径方向に延出する攪拌羽根が設けられ、分級部には円筒状の多孔部材からなるふるい面が設けられると共に上記（１）〜（４）の何れかに記載のふるい装置の目詰まり防止装置を有することを特徴とするものである。
【００２０】
上記の混合攪拌分級装置においては、投入された土砂を定量ずつ切り出す土砂切り出し装置と、定量切り出された土砂に土質改良剤を添加する改良剤添加装置と、土質改良剤が添加された土砂を受け入れて土砂の混合攪拌及び分級を行う混合攪拌分級装置と、を備え、これらの各装置が、各装置間を土砂が搬送されるように連結されてなる構成を採用し、特に混合攪拌分級を一つの装置で行うようにしたので、土質改良プラント全体をコンパクトにすることができる。
【００２１】
なお、混合攪拌分級装置は、傾斜角度を調整する傾斜角度調整機構を備えるようにしてもよい。
【００２２】
また、混合攪拌分級装置における攪拌羽根を、回転軸周りに所定の角度ずつずらして複数設け、これら複数の攪拌羽根が回転軸の軸方向に集まってなる攪拌羽根ブロックを形成し、これら攪拌羽根ブロックが回転筒体における混合攪拌部の上流端および下流端側に配置するようにしてもよい。
複数の攪拌羽根が回転軸の軸方向に集まっているとは、回転軸における混合攪拌部軸方向長さの２５％以内の長さの範囲内に複数の攪拌羽根が配置されていることをいう。そして、攪拌羽根ブロックとは、上記のように配置された複数の攪拌羽根のひとかたまりの集合体をいう。
なお、上記の例においては、全ての攪拌羽根が攪拌羽根ブロックを形成する場合と、攪拌羽根ブロックを形成する攪拌羽根の他に攪拌羽根ブロックを形成しない攪拌羽根が設置されている場合の２つの場合を含む。
【００２３】
また、混合攪拌分級装置における攪拌羽根を、複数の棒状体を連結して形成し、連結された棒状体が連結部において攪拌羽根の回転面内で回動可能になるように構成してもよい。
【００２４】
また、混合攪拌分級装置における分級部に、目詰まり防止用のエアーを噴射するエアー噴射手段を設けるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明においては、回転ふるいの回転に伴って回転する回転体に設けられたカムレールと、前記回転ふるいのふるい面に対向して回動可能に設けられた回動軸と、該回動軸の一端側に該回動軸に固定されると共に前記カムレールに当接してカムレールのレール形状に沿って前記回動軸を回動させる方向に運動する従動片と、回動軸に取り付けられて回転ふるいのふるい面を打撃するハンマーとを備え、回転ふるいの回転に伴うカムレールと従動片の動作によりハンマーでふるい面を打撃する構造を採用したので、きわめて単純な構造で効果的なふるいの目詰まり防止効果を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
［実施の形態１］
本実施の形態は、目詰まり防止装置を、例えば管埋め戻し工法において土質改良のために掘削土と土質改良剤の混合攪拌及び分級をするために用いる混合分級装置に設置したものである。
図１は、混合攪拌分級装置１の説明図、図２は図１の矢視Ａ―Ａ図である。
混合攪拌分級装置１は、土質改良剤が添加された掘削土を受け入れて掘削土の混合攪拌及び分級を行う装置である。
混合攪拌分級装置１は、図１に示されるように、掘削土の投入部となるホッパ３と、略円筒状の外殻５とを有し、この外殻５内に、第１モータ７によって回転駆動される回転筒体９が収容され、回転筒体９の中心部を回転筒体９の全長に亘って貫通する回転軸１１と、回転軸１１に設置された攪拌羽根１３を備えて構成されている。回転軸１１は第２モータ１５によって回転駆動される。
【００２７】
混合攪拌分級装置１の外殻５は、図１、図２に示されるように、架台１７上に設置されている。そして、図１、図２に示されるように、架台１７の後端下部が架台本体とヒンジ結合された足部１９を介して地面に設置されている。それ故、架台１７はその前端側を上下動させることで、その後端側が足部１９とのヒンジ結合部で回動して、その傾斜角度を自在に変更できるようになっている。
【００２８】
例えば、下流側に向かって約５度の角度で傾斜して配置する。下流側が下になるようにしているのは、外殻５内に設置された円筒体内を掘削土が下流側に自然に移動するようにするためである。
なお、架台１７の傾斜角度は、前述のように任意に設定できるので、長時間の混合攪拌が必要な場合には、傾斜角度を小さくし、逆に混合攪拌時間が短時間でよい場合には、傾斜角度を大きくすればよい。
傾斜角度は、一般的には、５度前後に調整されるが、これに限られるものではない。
【００２９】
回転筒体９の下流側の下方には、図１に示されるように、回転筒体９で分級された掘削土を下流側に搬送する小型コンベア２１が設置されており、小型コンベア２１のさらに下流側には図示しないトラックなどに搬送するための搬送コンベア２３が設けられている。
また、回転筒体９の後端側には、図２に示されるように、分級によってオーバーサイズとされた掘削土を収容して排出するシュート２５が設けられている。
【００３０】
回転筒体９は、図８に示されるように、掘削土が投入される上流側が混合攪拌部２７となり、混合攪拌部２７の下流側が分級部２９となっている。
ふるいの目詰まり防止装置は分級部２９に設置されるので、まず分級部２９の構造及び目詰まり防止装置について説明する。
【００３１】
分級部２９は、攪拌混合部で攪拌混合された掘削土を所定のサイズに分級するものである。そのため、分級部２９は、分級サイズに応じた所定のメッシュの網からなる円筒網体３１から構成されている。メッシュのサイズは、工事現場ごとに定められる分級の規格によって種々のサイズに設定できる。
なお、この例では、分級部２９を円筒網体３１から構成したが、多数の孔を有するものであれば、例えばエキスパンドメタルなどでもよい。
【００３２】
分級部２９は、掘削土を分級するため、目詰まりすることがある。そこで、これを防止するため、本実施の形態では、分級部２９を構成する円筒網体３１に振動を与えるように打撃して目詰まりを防止する目詰まり防止装置３３を設置している。
図３は目詰まり防止装置３３を含む分級部２９の拡大図である。図４、図５は図３の矢視Ｂ−Ｂ図であり、図４と図５は回転筒体９が図４の状態からさらに図中矢印方向に回転した状態が図５の状態である。
以下、図３〜図５に基づいて目詰まり防止装置３３について説明する。
【００３３】
本実施の形態に係る目詰まり防止装置３３は、図３に示すように、回転筒体９の周面を一周するように設けられたカムレール３５と、外殻の内面壁に分級部２９の全長に亘って取り付けた回動軸３７と、回動軸３７の一端側に回動軸３７に固定してもうけられカムレール３５に当接する従動片３９と、回動軸３７に取り付けた３本のハンマー４１とを備えている。
【００３４】
カムレール３５は、図４、図５に示すように、回転筒体９を一周するように設けられ、この例では４箇所の山部４３と谷部４５が順番に連続して設けられている。山部４３はなだらかな傾斜角度で上に向かって傾斜する上向傾斜部４３ａと、上向傾斜部４３ａの頂上と同一の高さで同じ高さが一定の距離続く頂上部４３ｂと、急な傾斜角度で下に向かって傾斜する下向傾斜部４３ｃとを備えている。谷部４５は、下向傾斜部４３ｃの最下点と同一高さでその高さで連続している。
【００３５】
回動軸３７は、外殻の内面側に固定された軸受によって両端部が回動可能に支持されている。
従動片３９は角丸の略三角形の板体からなり、一端側が回動軸３７に固定され、他端側にカムレール３５上を転動するカムフォロワとなるコロ５３が設けられている。
ハンマー４１は、回動軸３７に挿入されて回動軸３７にハンマー４１を所定の位置で固定できる取付部５５と、取付部５５から延出するハンマー軸５７と、ハンマー軸５７の先端部に設けられて円筒網体３１を打撃する打撃片５９とを備えている。
取付部５５は筒状になっており、回動軸３７の軸方向に移動して最適位置に固定できる構造である。
ハンマー軸５７は金属製の棒状体からなり、所定の重量を有している。所定の重量を有していることが、円筒網体３１に打撃力を与えることができる一要因になっている。
打撃片５９はハンマー軸５７の先端部に回転自在かつ着脱可能に取り付けられた金属製の円柱部材から構成されている。打撃片５９を回転自在にしたのは、打撃片５９が円筒網体３１と接触しているときに打撃片５９が回転することで打撃片５９と円筒網体３１との摩擦を小さくするためである。また、打撃片５９を着脱可能にしたのは、打撃片５９を取り替えることによりその重量を変え、これによって打撃力を変えることができるようにするためである。
【００３６】
以上のように構成された目詰まり防止装置３３の動作を説明する。
回転筒体９を回転させると、従動片３９に設けられたコロ５３がカムレール３５上を転がる。コロ５３がカムレール３５の谷部４５に位置しているときには、図４に示すように、ハンマー４１の先端の打撃片５９が円筒網体３１に当接する状態になっている。回転筒体９が回転して、コロ５３がカムレール３５の上向傾斜部４３ａに位置すると従動片３９の先端側が押し上げられ、この動きによって回動軸３７が一定の角度だけ回動する。これによって、図５に示すように、ハンマー４１の先端側が持ち上げられる。コロ５３が頂上部４３ｂを移動しているときにはこの状態で保持される。コロ５３が下向傾斜部４３ｃに位置すると、押し上げられていた従動片３９が逆方向に急激に移動し、これによって回動軸３７が上向傾斜部４３ａのときと反対方向に回動する。これによって、図４に示すように、ハンマー４１が振り下ろされ、打撃片５９が円筒網体３１を打撃する。
カムレール３５には４つの山谷が設けられているので、回転筒体９が１回転する間に４回の打撃動作が行なわれる。
【００３７】
外殻５における目詰まり防止装置３３を設置した部分は、点検できるようにするために、図６に示すように、開口部５６を設け、この開口部５６に蓋体５８を設け、点検可能にしている。
図６では蓋体５８を開放した状態を示している。
また、図６に示すように、開口部５６には、開口部５６を回転筒体９の軸方向に横切るように保持棒６０を着脱可能に設置できるようになっている。保持棒６０は、図６に示すように、ハンマー軸５７の先端側を保持することで、ハンマー４１を常時円筒網体３１に非接触の状態にしておくものである。ハンマー軸５７の先端側を保持させることにより、分級対象となる土の土質性状によって円筒網体３１を打撃する必要が無い場合には打撃をしないようにできる。ハンマー軸５７を保持棒６０に保持させた状態では、図７に示すように、従動片３９のコロ５３がカムレール３５に接触しないようになっている。
【００３８】
以上説明したように、本実施の形態の目詰まり防止装置３３においては、回転筒体９に設けたカムレール３５によって従動片３９に運動を与えることでハンマー４１による打撃を可能にするという極めて単純な構造によって従来例で説明したものと同様のハンマー打撃動作を実現している。このような単純な構造であれば、使用環境の悪いとコロ５３でも故障が少なく安定した動作を継続できる。
しかも、従来例のように打撃力を付与するためにコイルバネのようなものを必要とせず、コイルバネを用いたときのようにコイルバネの劣化によって打撃力が弱まるようなこともない。
さらに、打撃片５９を着脱可能にしているので、打撃片５９を取り替えるだけで打撃力を変えることができ、分級対象の土質性状に最適な打撃力を容易に得ることができる。
またさらに、本実施の形態ではハンマー４１の位置を自由に変更できるようにしているので、回転筒体９の傾斜角度等の種々の要因によって最も目詰まりが生じ易い箇所が変わるような場合でも最適の位置にハンマー位置を容易に変更でき、最適場所の打撃が可能になっている。
【００３９】
なお、カムレール３５の山谷の数を変更することで打撃回数等を容易に変更できるが、さらにカムレール３５を着脱可能にしておけば、分級対象の土質性状ごとにカムレール３５を取り替えることにより土質性状に最適な打撃回数を容易に得ることができる。
【００４０】
次に混合攪拌部２７について説明する。
混合攪拌部２７は、円筒体からなり、円筒体の中心に配置された回転軸１１に複数の攪拌羽根１３が設置されている。
円筒体は、図１に示されるように、円筒体の外周部に設けられたギア６１に第１モータ７の回転力を伝達することによって回転するように構成されている。回転数は特に限定されず、土質によって最適の混合が得られるように回転数を設定すればよい。もっとも通常は、数回〜数十回／分程度であり、回転数の調整は、例えばインバーターによって第１モータ７の回転数を調整することによって行うようにすればよい。
【００４１】
攪拌羽根１３は、図８に示されるように、上流側と下流側に集まって設置されている。攪拌羽根１３の設置個数は、掘削土の土質や第２モータ１５の駆動トルクを考慮して設定する。
また、各攪拌羽根１３は、図８における矢視Ｂ−Ｂ図である図９に示されるように、回転軸１１の軸周りに所定の角度、例えば９０度ずつずれて設置されている。なお、図８では、紙面に直交する攪拌羽根１３が省略されている。つまり、この例では、回転軸１１の軸回りに９０度ずつずらして配置された４枚の攪拌羽根１３がひとつの攪拌羽根ブロックを２個有し、この２個の攪拌羽根ブロックが混合攪拌部２７の上流端側と下流端側にそれぞれ配置されている。
攪拌羽根１３を回転軸１１に対して固定する方法は、回転軸１１に直接溶接してもよいが、破損した場合に交換が容易なようにボルト止めによって固定するのが好ましい。
【００４２】
攪拌羽根１３が固定される回転軸１１は、第２モータ１５によって回転駆動され、その回転数は、例えば数回〜数百回／分程度であるが、回転速度は、インバーターによって第２モータ１５の回転数を調整することによって調整可能にするのが好ましい。
なお、攪拌羽根１３の回転方向は、回転筒体９と同じ方向でも逆の方向でもよいが、回転筒体９と同じ方向に回転させることで、トルクを小さくして小型のモータで回転駆動ができる。
【００４３】
ここで、各攪拌羽根１３の構成を説明する。
攪拌羽根１３は、図８、図９に示されるように、全体が棒状体からなり、回転軸１１に基端側が固定された基部１３ａと、この基部１３ａに対して回転面内で回動可能に取付けられた先端部１３ｂとから構成される。先端部１３ｂは、図９の矢印で示されるように、攪拌羽根１３の回動面内で基部１３ａに対して回動できるようになっている。
このように、攪拌羽根１３を基部１３ａと基部１３ａに対して回動できる先端部１３ｂとから構成することにより、以下のような作用効果が得られる。
【００４４】
攪拌羽根１３は回転と同時に遠心力によって先端部１３ｂと基部１３ａとが直線状になって、使用時には全体として長い攪拌具となり、回転筒体９の軸方向直交断面のほぼ全面にある掘削土を攪拌混合できる。
そして、先端部１３ｂが基部１３ａに対して回動可能になっていることから、仮に礫のような大きな塊が筒状体内面と攪拌羽根先端に挟まれそうになっても、先端部１３ｂが屈曲するので、攪拌羽根１３に過大なトルクがかかることがなく、攪拌羽根１３の回転が停止することがない。筒状体内面と攪拌羽根先端との間に挟まれそうになった礫は、攪拌羽根１３によって跳ね飛ばされ細かく破砕されることから、混合攪拌が効率的に行える。
また、基部１３ａと先端部１３ｂとの着脱を容易にしておくことで、停止時の交換や掃除等を容易にすることができる。
【００４５】
回転筒体９には、図１０に示すように、回転筒体９の内面に軸方向に延びる跳ね上げ板６３を設けてもよい。跳ね上げ板６３は、図１０に示すように、円筒筒体の下部に溜まる掘削土を跳ね上げて、混合・攪拌を効果的にする作用を有する。この例では、跳ね上げ板６３を、回転円筒体の内面に９０度ずつずらして４枚設けているが、その枚数は特に限定されるものではない。
【００４６】
図１１は攪拌羽根１３と跳ね上げ板６３の配置関係を説明する図であり、攪拌羽根１３と跳ね上げ板６３が回転筒体９の軸方向から見たときに重なる位置にきた状態を、回転筒体９の軸直交方向から見た状態を示している。図１１に示されるように、跳ね上げ板６３は、回転筒体９の軸方向で攪拌羽根１３の設置位置と重ならないように、すなわち攪拌羽根１３が設置される位置には跳ね上げ板６３を設けないようにするのが好ましい。このような配置にすれば、攪拌羽根１３の先端と跳ね上げ板６３とが干渉しないので、攪拌羽根１３の長さを回転円筒体の内周近傍まで延ばすことができ、掘削土が攪拌羽根１３の先端と回転筒体９内面の隙間をすり抜けるのを防止できる。
【００４７】
以上のように構成された混合攪拌分級装置１の動作を説明する。
ベルトコンベア９から搬送された掘削土が、混合攪拌分級装置１のホッパ３に投入される。投入された掘削土は回転する回転筒体９によって、図１０に示されるように、上方に跳ね上げられながら、混合攪拌される。また、回転筒体９内では高速に回転する攪拌羽根１３によって掘削土は破砕され、さらに攪拌混合される。つまり、掘削土は、回転筒体９の回転による跳ね上げによる混合攪拌作用と、攪拌羽根１３による破砕、混合攪拌作用を同時に受け、これによって効率的に混合攪拌が行なわれる。
特に、本実施の形態では、混合攪拌部２７の上流端側に攪拌羽根１３を集めて集約した攪拌羽根ブロックを設置しているので、投入された掘削土は投入直後に細かく破砕され、後の混合攪拌作用を効率的に行なえる。また、攪拌羽根ブロックを混合攪拌部２７の下流端側にも配置しているので、たとえ混合攪拌部２７の途中で掘削土が塊になるような状況が生じても混合攪拌部２７の最終段階で確実に破砕と混合攪拌を行なうことができる。
【００４８】
混合攪拌部２７において混合攪拌された掘削土は、回転筒体９の下流側の分級部２９に移動する。分級部２９では、円筒網体３１が回転しており、円筒網体３１の網のメッシュによって、分級が行なわれる。すなわち、メッシュよりも細粒化している掘削土は円筒網体３１の網目をくぐって落下して、小型コンベア２１に送られ、さらに搬送コンベア２３によって図示しないトラックに搬送される。
他方、メッシュよりも粗い掘削土は円筒網体３１の下流側端部まで移動して、その開放端部からシュート２５を介して、排出される。
【００４９】
回転筒体９の稼動中には、上述したように目詰まり防止装置によってハンマーが円筒網体３１を打撃するので、円筒網体３１の目詰まりが防止され、円筒網体３１の目詰まりによって作業を中止することなく、連続的な作業ができる。
【００５０】
以上のように、本実施の形態の混合攪拌分級装置１によれば、混合攪拌部２７と分級部２９が一体となって構成されているので、装置全体がコンパクトになっている。このため、この混合攪拌分級装置１を用いることによって土質改質プラント１全体がコンパクトになり、機器の設置スペースのない工事現場においても、使用することができる。
しかも、掘削土を混合攪拌した直後に分級するため、分級の効率もよい。
また、混合攪拌部２７については、前述したような種々の工夫がなされており、前述のように、混合攪拌が効率的に行なわれる。
【００５１】
また、本実施の形態においては、攪拌混合部と分級部２９とを一つの回転筒体９で構成しているにも関わらず、攪拌混合及び分級の両方共に効率よくできる。これは、攪拌混合部においては攪拌羽根１３の回転数が攪拌混合率を決める重要な要素になるのに対して、分級部２９においては、円筒網体３１の回転数が分級効率を決める重要な要素となることから、回転筒体９の回転数を分級効率の点から決定し、それを前提として攪拌混合効率の観点から攪拌羽根１３の回転数を決めることができるからである。
【００５２】
なお、上記の実施の形態においては、回転筒体９の駆動と攪拌羽根１３の駆動をそれぞれ第１モータ７、第２モータ１５という別の駆動源により駆動するようにしたが、これらを同一の駆動源で駆動するようにしてもよい。
また、上記の実施の形態においては、複数の攪拌羽根１３を掘削土投入側に集めて配置した例を示したが、回転筒体９における混合攪拌部内で均等に配置してもよい。
また、上記の実施の形態では、攪拌羽根１３の形状につき、真っ直ぐな棒状体を途中で回動可能に連結したものを示したが、湾曲した棒状体を連結して形成してもよい。また、攪拌羽根１３の連結部を２箇所以上にしてもよい。なお、棒状体には、扁平な板状のものを含む。
さらに、攪拌羽根１３は全てが同じ長さや構造である必要はなく、長さを変えてもよい。その場合、短い攪拌羽根１３は連結構造ではなく単一体から構成するようにしてもよい。
【００５３】
また、上記の実施の形態においては、目詰まり防止装置としてハンマー打撃によるものを単独で用いたものを示したが、分級部２９の外側から内側に向けて空気を噴射するエアー噴射手段６７を合わせて設けてもよい。
エアー噴射手段６７は、図１２に示すように、圧縮空気を送るエアーコンプレッサ６９と、エアーコンプレッサ６９とホース７１を介して接続されたヘッダー７３と、ヘッダー７３に設けられた複数の噴射ノズル７５と、を備えている。
【００５４】
ヘッダー７３は、図１２に示されるように、分級部２９の円筒網体３１とほぼ同一の長さを有し、円筒網体３１の外側面に所定の距離を離して設置されている。
ヘッダー７３を設置する位置は、円筒網体３１の外周部における高さ方向の中央部、すなわち円筒網体３１の最下位置から９０度回転した位置が好ましい。また、この位置に、円筒網体３１を挟んで対向するように２個設けるのがより好ましい。
【００５５】
圧縮空気の噴射は、円筒網体３１が稼動している間、常時行なうようにするのが好ましいが、間欠的に行なうようにしてもよい。
圧縮空気の圧力は、特に限定されるものではないが、３〜５Ｋｇｆ／ｃｍ２（２．９４〜４．９ＭＰａ）が好適である。
【００５６】
エアー噴射手段６７を追加して設けることにより、円筒網体３１の目詰まりをさらに効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る混合攪拌分級装置の説明図である。
【図２】図１の矢視Ａ−Ａ線図である。
【図３】図１の一部を拡大して示す拡大図である。
【図４】図３の矢視Ｂ−Ｂ図であり、動作説明図である。
【図５】図３の矢視Ｂ−Ｂ図であり、動作説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る混合攪拌分級装置の一部を拡大して示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る混合攪拌分級装置の動作説明図である。
【図８】図１に示した混合攪拌分級装置の内部の構造の説明図である。
【図９】図８の矢視Ｂ−Ｂ線図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る混合攪拌分級装置の他の態様の説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る混合攪拌分級装置の他の態様の説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態１に係る混合攪拌分級装置の他の態様の説明図である。
【図１３】従来技術の説明図である。
【図１４】従来技術の説明図であり、図１３の一部を拡大して示す図である。
【図１５】従来技術の動作説明図である。
【図１６】従来技術の動作説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 混合攪拌分級装置
９ 回転筒体
１１ 回転軸
１３ 攪拌羽根
１３ａ 基部
１３ｂ 先端部
２７ 混合攪拌部
２９ 分級部
３１ 円筒網体
３３ 目詰まり防止装置
３５ カムレール
３７ 回動軸
３９ 従動片
４１ ハンマー
４３ 山部
４５ 谷部
５３ コロ
５５ 取付部
５７ ハンマー軸
５９ 打撃片
６３ 跳ね上げ板
６７ エアー噴射手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ふるいのふるい面を打撃して目詰まりを防止するふるい装置の目詰まり防止装置であって、
前記回転ふるいの回転に伴って回転する回転体に設けられたカムレールと、前記回転ふるいのふるい面に対向して回動可能に設けられた回動軸と、該回動軸の一端側に固定されると共に前記カムレールに当接してカムレールのレール形状に沿って前記回動軸を回動させる方向に運動する従動片と、前記回動軸に取り付けられて前記回転ふるいのふるい面を打撃するハンマーとを備えてなることを特徴とするふるい装置の目詰まり防止装置。
【請求項２】
ハンマーは回動軸の軸方向所望の位置に移動でき、かつ固定できるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のふるい装置の目詰まり防止装置。
【請求項３】
ハンマーの先端に設けられた打撃部が交換可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のふるい装置の目詰まり防止装置。
【請求項４】
ハンマーがふるい面に当接せず、かつ従動片がカムレールに接触しないようにハンマーを保持する保持具を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のふるい装置の目詰まり防止装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のふるい装置の目詰まり防止装置が設置されてなることを特徴とするふるい装置。
【請求項６】
土砂を受け入れて土砂の混合攪拌および分級を行なう混合攪拌分級装置であって、回転駆動される回転筒体を有し、該回転筒体の上流側が混合攪拌部となり下流側が分級部となるように構成され、混合攪拌部には前記回転筒体とは独立に回転駆動される中心軸と、該中心軸から径方向に延出する攪拌羽根が設けられ、分級部には円筒状の多孔部材からなるふるい面が設けられると共に請求項１〜４の何れか一項に記載のふるい装置の目詰まり防止装置を有することを特徴とする混合攪拌分級装置。
【請求項１】
回転ふるいのふるい面を打撃して目詰まりを防止するふるい装置の目詰まり防止装置であって、
前記回転ふるいの回転に伴って回転する回転体に設けられたカムレールと、前記回転ふるいのふるい面に対向して回動可能に設けられた回動軸と、該回動軸の一端側に固定されると共に前記カムレールに当接してカムレールのレール形状に沿って前記回動軸を回動させる方向に運動する従動片と、前記回動軸に取り付けられて前記回転ふるいのふるい面を打撃するハンマーとを備えてなることを特徴とするふるい装置の目詰まり防止装置。
【請求項２】
ハンマーは回動軸の軸方向所望の位置に移動でき、かつ固定できるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のふるい装置の目詰まり防止装置。
【請求項３】
ハンマーの先端に設けられた打撃部が交換可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のふるい装置の目詰まり防止装置。
【請求項４】
ハンマーがふるい面に当接せず、かつ従動片がカムレールに接触しないようにハンマーを保持する保持具を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のふるい装置の目詰まり防止装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のふるい装置の目詰まり防止装置が設置されてなることを特徴とするふるい装置。
【請求項６】
土砂を受け入れて土砂の混合攪拌および分級を行なう混合攪拌分級装置であって、回転駆動される回転筒体を有し、該回転筒体の上流側が混合攪拌部となり下流側が分級部となるように構成され、混合攪拌部には前記回転筒体とは独立に回転駆動される中心軸と、該中心軸から径方向に延出する攪拌羽根が設けられ、分級部には円筒状の多孔部材からなるふるい面が設けられると共に請求項１〜４の何れか一項に記載のふるい装置の目詰まり防止装置を有することを特徴とする混合攪拌分級装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−３９６４６（Ｐ２００９−３９６４６Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０６９８６（Ｐ２００７−２０６９８６）
【出願日】平成１９年８月８日（２００７．８．８）
【出願人】（３９１０３７４２３）株式会社コトー (14)
【出願人】（０００００４１２３）ＪＦＥエンジニアリング株式会社 (1,044)
【出願人】（０００２３１１３２）ＪＦＥ工建株式会社 (54)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月８日（２００７．８．８）
【出願人】（３９１０３７４２３）株式会社コトー (14)
【出願人】（０００００４１２３）ＪＦＥエンジニアリング株式会社 (1,044)
【出願人】（０００２３１１３２）ＪＦＥ工建株式会社 (54)
【Ｆターム（参考）】
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