スクリューフィーダおよび自走式土質改良機
【課題】フラッシングの抑制効果を向上させることができるスクリューフィーダの提供。
【解決手段】スクリューコンベア２０が、スクリューシャフト２３の回転中において、１対の仕切羽根３１，３２と、延長部３０を含む軸棒部２４の吐出口２２ｂ側の端部の外周面と、スクリュー羽根２５と、ケーシング２１の内面とによって包囲された閉鎖空間３３を形成することと、１対の仕切羽根３１，３２に位置する空間を吐出口２２ｂを通じてケーシング２１の外部に開放することとを交互に繰り返す。
【解決手段】スクリューコンベア２０が、スクリューシャフト２３の回転中において、１対の仕切羽根３１，３２と、延長部３０を含む軸棒部２４の吐出口２２ｂ側の端部の外周面と、スクリュー羽根２５と、ケーシング２１の内面とによって包囲された閉鎖空間３３を形成することと、１対の仕切羽根３１，３２に位置する空間を吐出口２２ｂを通じてケーシング２１の外部に開放することとを交互に繰り返す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホッパに貯留された粉粒体をスクリューコンベアにより搬送して吐出するスクリューフィーダ、およびこのスクリューフィーダを備えた自走式土質改良機に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリューフィーダは、ホッパと、このホッパの下部に設けられたスクリューコンベアとを備えている。スクリューコンベアは、軸周りに回転するスクリューシャフトと、このスクリューシャフトが収容されたケーシングとを備えている。ケーシングは、回転するスクリューシャフトにより流動させられる粉粒体をガイドするトラフを含んで形成されている。トラフの一端部には、スクリューシャフトによりトラフ内を搬送されてきた粉粒体をケーシングの外部に導く吐出口が設けられている。
【０００３】
この種のスクリューフィーダでは、ホッパ内からトラフの吐出口までが、常時連通した空間となっている。このため、ホッパに貯留された粉粒体の自重による圧力が、トラフ内の粉粒体を押し動かして吐出口から噴出させる、いわゆるフラッシングが発生する。
【０００４】
土質改良機は、土砂等の原料土と、粉粒体である固化材等の土質改良材とを混合装置により混合、撹拌して改良土を生成する。混合装置に土質改良材を供給する手段としてスクリューフィーダが用いられている。原料土と土質改良材との混合比を適切なものにするために、スクリューフィーダによる混合装置への土質改良材の供給量、すなわち、スクリューコンベアからの土質改良材の吐出量は、スクリューシャフトのスクリュー羽根のピッチと、スクリューシャフトの回転速度とに基づいて計算される。この計算は、スクリューシャフトによる土質改良材の搬送量と、スクリューコンベアの吐出口から吐出される土質改良材の吐出量とが一致することを前提として行われている。フラッシングが発生すると、スクリューコンベアからの土質改良材の吐出量はスクリューシャフトによる搬送量を超えるため、計算上の吐出量と実際の吐出量との誤差が大きくなり、原料土と土質改良材の適切な混合比を実現しにくくなるという問題が生じる。
【０００５】
フラッシングの発生を抑制するために、特許文献１に記載のスクリューフィーダ（特許文献１のスクリュー式供給機に相当）においては、スクリューコンベア（特許文献１のスクリューフィーダに相当）のトラフの内面に、スクリューシャフト側に突出した邪魔板が設けられている。つまり、ホッパに貯留された粉粒体の自重による圧力の伝達率を邪魔板によって低減し、これによりフラッシングの発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１３１２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の特許文献１に記載の邪魔板はフラッシングの発生を抑制することはできるものの、その抑制効果は十分ではなく、さらなる抑制効果の向上が要望されている。
【０００８】
本発明の目的は、フラッシングの発生の抑制効果を向上させることができるスクリューフィーダおよび自走式土質改良機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は前述の目的を達成するために次のように構成されている。
【００１０】
〔１〕 本発明のスクリューフィーダは、ホッパと、前記ホッパの下部から排出された粉粒体を搬送するスクリューコンベアとを備え、前記スクリューコンベアは、軸周りに回転するスクリューシャフトと、回転する前記スクリューシャフトによる粉粒体の搬送をガイドするトラフを含んで形成されたケーシングとを備え、前記スクリューシャフトは、軸棒部と、前記軸棒部の外周面から螺旋状に突出したスクリュー羽根とを有し、前記トラフの一端部には、前記スクリューシャフトにより前記トラフ内を搬送されてきた粉粒体を前記ケーシングの外部に導く吐出口が設けられたスクリューフィーダにおいて、前記軸棒部は、この軸棒部の軸方向において前記スクリュー羽根よりも前記吐出口側に延びて位置した延長部を有し、前記延長部を含む前記軸棒部の端部の外周面には１対の仕切羽根が設けられ、この１対の仕切羽根は、互いに軸周方向の異なる位置から突出して前記トラフの内周面に近接して位置し、かつ、それぞれが前記軸方向において前記スクリュー羽根と前記ケーシングの内面との間の略全域に亘って位置し、前記スクリューシャフトの回転中において、前記１対の仕切羽根と、前記延長部を含む前記軸棒部の前記吐出口側の端部の外周面と、前記スクリュー羽根と、前記ケーシングの内面とによって包囲された閉鎖空間が形成される閉鎖状態と、前記１対の仕切羽根に位置する空間が前記吐出口を通じて前記ケーシングの外部に開放される開放状態とが交互に繰り返されることを特徴とする。
【００１１】
この「〔１〕」に記載されたスクリューフィーダは、スクリューシャフトの回転中、閉鎖状態のときに、ホッパ内からトラフの吐出口までの連通を１対の仕切羽根により遮断してフラッシングを発生させない。これにより、フラッシングの発生の抑制効果を従来よりも向上させることができる。
【００１２】
〔２〕 本発明のスクリューフィーダは、「〔１〕」に記載のスクリューフィーダにおいて、前記閉鎖空間の容積は、前記スクリュー羽根の１ピッチ分の容積以上に設定され、前記スクリューシャフトが１回転する間に前記１ピッチ分の搬送物の全量が前記閉鎖空間に一時的に保持されるよう前記１対の仕切羽根および前記吐出口のそれぞれの寸法および形状と、互いの位置関係とが設定されたことを特徴とする。
【００１３】
この「〔２〕」に記載されたスクリューフィーダは、閉鎖空間に１ピッチ分の搬送物の全量が流入するため、この閉鎖空間よりもホッパ側のトラフ内の粉粒体に内在する圧力を除去することができる。これにより、フラッシングの発生の抑制効果を、一層向上させることができる。
【００１４】
〔３〕 本発明のスクリューフィーダは、「〔１〕」または「〔２〕」に記載のスクリューフィーダにおいて、前記閉鎖状態か前記開放状態かを判定する判定手段と、前記スクリューシャフトの回転を停止させるに際し、前記判定手段による判定結果が前記開放状態である場合に、前記スクリューシャフトを前記閉鎖状態となる角度まで回転させてから停止させる制御手段とが設けられたことを特徴とする。
【００１５】
この「〔３〕」に記載されたスクリューフィーダは、スクリューシャフトの停止状態において、ホッパ内からトラフの吐出口までの連通を１対の仕切羽根により遮断することができる。これにより、スクリューシャフトの停止後におけるフラッシングの発生を防止することができる。
【００１６】
〔４〕 本発明の自走式土質改良機は、「〔１〕」〜「〔３〕」のいずれか１に記載のスクリューフィーダを土質改良材を供給する手段として備えるとともに、搬送方向の下流側端部が前記スクリューフィーダの前記吐出口の下方に位置するよう設けられて原料土を搬送する第１ベルトコンベアと、前記第１ベルトコンベアの下方に設けられ、前記第１ベルトコンベアから落下してきた原料土と土質改良材を受け入れ、これら原料土と土質改良材を撹拌、混合して改良土を生成する混合装置と、前記混合装置から排出された改良土を搬出する第２ベルトコンベアと、前記スクリューフィーダ、前記第１ベルトコンベア、前記混合装置および前記第２ベルトコンベアを支持する本体フレームと、前記本体フレームの下方に位置してこの本体フレームに結合し、この本体フレームを支持して走行する走行体とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
この「〔４〕」に記載された自走式土質改良機は、走行体により、「〔１〕」〜「〔３〕」のいずれか１に記載のスクリューフィーダ、第１ベルトコンベア、混合装置および第２ベルトコンベアを一度に移動させることができる。つまり、「〔１〕」〜「〔３〕」のいずれか１に記載のスクリューフィーダを搭載した土質改良機の輸送の容易化に貢献できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、前述したようにフラッシングの発生を従来よりも抑制することができる。これにより、スクリューフィーダにおける粉粒体の計算上の吐出量と実際の吐出量との誤差を従来よりも小さくすることに貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る自走式土質改良機の左側面図である。
【図２】図１に示した自走式土質改良機の上面図である。
【図３】図１に示した自走式土質改良機の前面図である。
【図４】図１示した自走式土質改良機に搭載されたスクリューフィーダと、第１ベルトコンベアの後端部（搬送方向の下流側端部）とを拡大して示す図である。
【図５】図４に示したスクリューコンベアの内部を拡大して示す図であり、「（ａ）」はスクリューコンベアの内部を左側から見た状態を示す図であり、「（ｂ）」は「（ａ）」のＡ断面図である。
【図６】スクリューシャフトの回転に伴って変化する１対の仕切羽根と吐出口の位置関係を示す図である。
【図７】スクリューシャフトを停止させる際の制御に係るブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の一実施形態に係る自走式土質改良機について図１〜図７を用いて説明する。
【００２１】
図１〜図３に示すように、自走式土質改良機１は前後方向に延びて左右方向に平行に並んで位置した２つの走行体２Ａ，２Ｂを備えている。走行体２Ａは、この走行体２Ａの骨格を成すトラックシュー３Ａと、このトラックシュー３Ａの後端部に設けられた走行モータ（図示してない）により駆動される駆動輪４Ａと、トラックシュー３Ａの前端部に設けられた従動輪５Ａと、この従動輪５Ａと駆動輪４Ａに掛け回された履帯６Ａとを備えている。走行体２Ｂは走行体２Ａと同様に、トラックシュー３Ｂ、走行モータ（図示してない）、駆動輪（図示してない）、従動輪（図示してない）および履帯６Ｂを備えている。走行体２Ｂと走行体２Ａは左右方向において面対称の関係にある。
【００２２】
走行体２Ａ，２Ｂの上方には、自走式土質改良機１の本体の骨格を成す本体フレーム７が配置されている。この本体フレーム７とトラックシュー３Ａの間には連結部８Ａが介在し、この連結部８Ａは本体フレーム７の左下部とトラックシュー３Ａの右側面に固着されている。本体フレーム７とトラックシュー３Ｂの間には連結部８Ａと同様の連結部８Ｂが介在し、この連結部８Ｂは本体フレーム７の右下部とトラックシュー３Ｂの右側面に固着されている。これら連結部８Ａ，８Ｂは走行体２Ａ，２Ｂの上方に本体フレーム７を支持している。
【００２３】
自走式土質改良機１はスクリューフィーダ１０を、粉粒体であり土質改良材である固化材を供給する手段として備えている。スクリューフィーダ１０は、固化材を貯留する固化材ホッパ１１と、この固化材ホッパ１１の下部から排出された固化材を搬送するスクリューコンベア２０とを備えている。
【００２４】
固化材ホッパ１１は、蛇腹構造の筒状部１２と、この筒状部１２の下部に設けられ筒状部１２の内部空間と連続した空間を内部に形成した漏斗部１３と、筒状部１２の上端部を覆って位置し略中央に固化材の投入口（図示してない）が形成された天板１４と、この天板１４に設けられ投入口を開閉する蓋体１５とを有する。
【００２５】
本体フレーム７は略中央に支持台７ａを有する。この支持台７ａは４脚の台であり、その上部は上下方向に貫通した枠部７ａ１から成る。この枠部７ａ１の上面には枠状の板部材から成る台板７ａ２が固着されている。この台板７ａ２は固化材ホッパ１１を支持している。固化材ホッパ１１は全体としては台板７ａ２に挿通された状態で位置し、筒状部１２は台板７ａ２よりも上方に突出して位置し、漏斗部１３は台板７ａ２よりも下方に突出して位置する。
【００２６】
台板７ａ２には支柱７ｂ１，７ｂ２等の４本の支柱が立設されている。支柱７ｂ１は固化材ホッパ１１の筒状部１２の前方左側に配置されていて、支柱７ｂ１は固化材ホッパ１１の筒状部１２の後方左側に配置されている。図示してないが、筒状部１２の前方右側および後方右側のそれぞれに、４本の支柱から支柱７ｂ１，７ｂ２を除いた残りの２本の支柱が配置されている。支柱７ｂ１，７ｂ２等の４本の支柱の上端はそれぞれ天板１４に固定されている。支柱７ｂ１は台板７ａ２に設けられ上下方向に貫通したガイド筒７ｃ１Ａに挿通されている。支柱７ｂ１とガイド筒７ｃ１Ａにストッパピン（図示してない）を挿通することによって、ガイド筒７ｃ１Ａに対する支柱７ｂ１の移動が阻止されている。残りの３本の支柱７ｂ２等も台板７ａ２に対して同様に取り付けられている。すべてのストッパピンを抜き取って、支柱７ｂ１，７ｂ２等の４本の支柱を台板７ａ２に対し下方向に移動させることにより、蛇腹構造の筒状部１２は台板７ａ２上で下方向に折り畳まれる。
【００２７】
図４に示すように、スクリューコンベア２０はケーシング２１を有する。このケーシング２１は漏斗部１３の下部に固着されている。ケーシング２１内にはスクリューシャフト２３が配置されている。このスクリューシャフト２３は、ケーシング２１に対してスクリューシャフト２３の軸周りに回転自在に支持されている。ケーシング２１は、回転するスクリューシャフト２３による固化材の搬送をガイドするトラフ２２を含んで形成されている。スクリューシャフト２３およびトラフ２２は、スクリューシャフト２３の搬送方向の前端側から後端側に向かって下り勾配を成すよう傾斜して位置する。
【００２８】
スクリューシャフト２３は、軸棒部２４と、軸棒部２４の外周面から螺旋状に突出したスクリュー羽根２５とを有する。スクリュー羽根２５は、搬送方向の前端側ほどピッチが大きくなるよう小ピッチ部２６、中ピッチ部２７および大ピッチ部２８が形成されている。つまり、搬送方向に３段階でピッチが増大するようになっている。
【００２９】
スクリューシャフト２３の軸棒部２４の後端は、ケーシング２１から突出して位置する。この軸棒部２４の後端の上方にはスクリューコンベアモータ２９（油圧モータ）が配置され、固化材ホッパ１１の漏斗部１３に取り付けられている。スクリューコンベアモータ２９の出力は伝動装置３５を介して軸棒部２４に伝達され、これによりスクリューシャフト２３は回転する。
【００３０】
トラフ２２の上側の面には、漏斗部１３の排出口とトラフ２２内への固化材の入口を兼ねる開口部２２ａが形成されている。トラフ２２の前端部の下側の面には、スクリューシャフト２３によりトラフ２２内を搬送されてきた固化材をケーシング２１の外部に導く吐出口２２ｂが設けられている。ケーシング２１の後端部はトラフ２２の開口部２２ａよりも後方に位置し、スクリューシャフト２３の小ピッチ部２６の後端側の略半分を覆い、これによって、その小ピッチ部２６の後端側の略半分におけるスクリュー羽根２５の間への固化材の流入を阻止している。
【００３１】
図５に示すように、スクリューシャフト２３の軸棒部２４は、この軸棒部２４の軸方向においてスクリュー羽根２５よりも吐出口２２ｂ側に延びて位置した延長部３０を有する。この延長部３０を含む軸棒部２４の端部の外周面には、スクリューシャフト２３の軸方向および径方向に広がった１対の仕切羽根３１，３２が設けられている。この１対の仕切羽根３１，３２は、互いに軸周方向の異なる位置から突出してトラフ２２の内周面に近接して位置し、かつ、それぞれがスクリューシャフト２３の軸方向においてスクリュー羽根２５とケーシング２１の内面との間の略全域に亘って位置する。ここで、前記「１対の仕切羽根３１，３２は、互いに軸周方向の異なる位置から突出してトラフ２２の内周面に近接して位置し」のうちの「近接」とは、仕切羽根３１，３２のそれぞれの突端とトラフ２２の内周面との間に、スクリュー羽根２５の突端とトラフ２２の内周面と間のクリアランスと同等のクリアランス、すなわちスクリューシャフト２３の回転を許容しつつ固化材の漏れを十分に抑えることができるクリアランスが形成されていることを意味する。また、前記「それぞれがスクリューシャフト２３の軸方向においてスクリュー羽根２５とケーシング２１の内面との間の略全域に亘って位置する」のうちの「略全域」とは、スクリューシャフト２３の軸方向における仕切羽根３１，３２のそれぞれの端部と、スクリューシャフト２３の軸方向におけるトラフ２２の吐出口２２ｂ側の端部の内面２２ｃとの間に、スクリューシャフト２３の回転を許容しつつ固化材の漏れを十分に抑えることができるクリアランスが形成されていることを意味する。
【００３２】
前述のように１対の仕切羽根３１，３２は、互いに軸周方向の異なる位置から突出してトラフ２２の内周面に近接して位置する。１対の仕切羽根３１，３２間の角度間隔は例えば９０°に設定されている。吐出口２２ｂは軸棒部２４周りの９０°の範囲で開口している。これにより、図６に示すように、スクリューシャフト２３の回転中、すなわちスクリューシャフト２３が「（ａ）」→「（ｂ）」→「（ｃ）」→「（ｄ）」→「（ｅ）」→「（ｆ）」→「（ａ）」→「（ｂ）」・・・という順番で吐出口２２ｂに対する１対の仕切羽根３１，３２の位置を変化させながら回転を繰り返している間、１対の仕切羽根３１，３２と、延長部３０を含む軸棒部２４の吐出口２２ｂ側の端部の外周面と、スクリュー羽根２５と、ケーシング２１の内面とによって包囲された閉鎖空間３３が形成される閉鎖状態（「（ａ）」から「（ｃ）」までの状態）と、１対の仕切羽根３１，３２に位置する空間３４が吐出口２２ｂを通じてケーシング２１の外部に開放される開放状態（「（ｄ）」、「（ｅ）」および「（ｆ）」を含む「（ｃ）」の直後から「（ａ）」の直前までの状態）とが交互に繰り返されるようになっている。
【００３３】
閉鎖空間３３の容積は、スクリュー羽根２５の大ピッチ部２８の１ピッチ分の容積以上に設定され、スクリューシャフト２３が１回転する間に大ピッチ部２８の１ピッチ分の搬送物の全量が閉鎖空間３３に一時的に保持されるよう、１対の仕切羽根３１，３２および吐出口２２ｂのそれぞれの寸法および形状と、互いの位置関係とが設定されている。つまり、次式を満たすよう設定されている。
【００３４】
Ａ≧Ｂ（ｔ−ｔ１）／ｔ
Ａ：閉鎖空間３３の容積
Ｂ：大ピッチ部２８の１ピッチ分の容積
ｔ：スクリューシャフト１回転あたりの所要時間
ｔ１：空間３４が吐出口２２ｂを通じてケーシング２１の外部に開放される時間
本体フレーム７の前部は第１ベルトコンベア４０を支持している。この第１ベルトコンベア４０は原料土としての土砂を搬送する、いわゆる土砂フィーダである。第１ベルトコンベア４０の上方には、第１ベルトコンベア４０に供給する土砂をガイドする土砂ホッパ４１が配置されている。この土砂ホッパ４１も本体フレーム７により支持されている。第１ベルトコンベア４０の搬送方向の下流側端部（自走式土質改良機１の前後方向においては後端部）は、スクリューフィーダ１０の吐出口２２ｂの下方に位置する。つまり、吐出口２２ｂから落下してきた固化材を受け止めて搬送するようになっている。
【００３５】
第１ベルトコンベア４０の搬送方向における前端部の下方には、２軸パドルミキサからなる混合装置４２が配置されて本体フレーム７に支持されている。この混合装置４２は、第１ベルトコンベア４０の搬送方向における前端部から落下してきた土砂と固化材を受け入れ、これら土砂と固化材を撹拌、混合して改良土を生成し、その改良土を排出する。
【００３６】
本体フレーム７の後部は第２ベルトコンベア４３を支持している。この第２ベルトコンベア４３は、混合装置４２から排出された改良土を受け止めて、自走式土質改良機１の後方に搬出する、いわゆる排出コンベアである。
【００３７】
前述のようにスクリューシャフト２３はスクリューコンベアモータ２９を駆動源としている。第１ベルトコンベア４０、混合装置４２、第２ベルトコンベア４３も、別個の油圧モータ、すなわち土砂フィーダモータ４５、ミキサモータ（図示してない）および排出コンベアモータ４６のそれぞれを駆動源としている。これらスクリューコンベアモータ２９、土砂フィーダモータ４５、ミキサモータおよび排出コンベアモータ３６（以下、これらの油圧モータを「スクリューコンベアモータ２９等」という）は、図示してないが、油圧ポンプの吐出油により駆動されるものであり、その油圧ポンプはエンジンの出力を伝達され駆動されるものであり、油圧ポンプとスクリューコンベアモータ２９等のそれぞれとの間には電気操作式のコントロールバルブが介在して油圧ポンプからスクリューコンベア２０等への圧油の流れが制御されるようになっている。エンジン、油圧ポンプ、コントロールバルブは、図１に示すパワーユニット４４として１個所にまとめられて支持台７ａの前方に配置され、本体フレーム７により支持されている。
【００３８】
パワーユニット４４の下方にはコントロールボックス５０が設けられている。このコントロールボックス５０の左側面には操作盤５１が設けられている。この操作盤５１から出力される指令信号（電気信号）は、コントロールボックス５０に格納されたコントローラ５２（図７に示す）に入力されるようになっている。
【００３９】
図７に示すように、コントローラ５２は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを含む処理装置を備え、ＲＯＭに書き込まれたコンピュータプログラムに従って動作するものであり、スクリューコンベアモータ２９の制御手段として機能する。つまり、制御手段は、スクリューシャフト２３を回転させる旨に相当する回転指令信号（電気信号）が操作盤５１により入力されたことを契機に、コントロールバルブ５３に対し操作信号の出力するよう設定されている。また、制御手段は、スクリューシャフト２３の回転を停止させる旨に相当する停止指令信号（電気信号）が操作盤５１により入力されたことを契機に、コントロールバルブ５３への操作信号の出力を停止させるよう設定されている。コントローラ５２は操作信号を受けて作動し、これにより前出の油圧ポンプからスクリューコンベアモータ２９に作動油が供給されて、スクリューシャフト２３が回転することになる。コントローラ５２への操作信号の出力停止により、コントロールバルブ５３は油圧ポンプとスクリューコンベアモータ２９との間の圧油の流れを遮断する初期状態に自己復帰し、これによりスクリューシャフト２３は停止することになる。
【００４０】
スクリューコンベア２０には、図示してないが、このスクリューシャフト２３の回転角度を検出信号（電気信号）に変換するロータリエンコーダ５４が取り付けられている。コントローラ５２は閉鎖状態か開放状態かを判定する判定手段として機能するよう設定されている。この判定手段は閉鎖状態か開放状態かの判定を、ロータリエンコーダ５４からの検出信号に基づき行うようになっている。つまり、スクリューシャフト２３の回転を停止させるに際し、ロータリエンコーダ５４からの検出信号が、図６における「（ｄ）」、「（ｅ）」および「（ｆ）」を含む「（ｃ）」の直後から「（ａ）」の直前までの状態に相当するスクリューシャフト２３の回転角度を示すとき、開放状態と判定する。
【００４１】
制御手段は、前述したように停止指令信号の入力を契機にコントロールバルブ５３への操作信号の出力を停止してスクリューシャフト２３の回転を停止させるのだが、判定手段による判定結果が開放状態である場合には、操作信号の出力を停止してスクリューシャフト２３を停止させる前に、閉鎖状態である「（ａ）」の状態に相当するスクリューシャフト２３の角度を検出するまで操作信号の出力を継続し、その角度が検出された時点で操作信号の出力を停止させるよう設定されている。つまり、スクリューシャフト２３の回転を停止させるに際し、判定手段による判定結果が開放状態である場合に、スクリューシャフト２３を閉鎖状態となる角度まで回転させてから停止させるようになっている。
【００４２】
本実施形態によれば次の効果を得られる。
【００４３】
本実施形態に係るスクリューフィーダ１０は、スクリューシャフト２３の回転中、閉鎖状態のときに、固化材ホッパ１１内からトラフ２２の吐出口までの連通を１対の仕切羽根３１，３２により遮断してフラッシングを発生させない。これにより、フラッシングの発生の抑制効果を従来よりも向上させることができる。したがって、スクリューフィーダにおける粉粒体の計算上の吐出量と実際の吐出量との誤差を従来よりも小さくすることに貢献できる。
【００４４】
本実施形態に係るスクリューフィーダ１０は、閉鎖空間３３に１ピッチ分の搬送物の全量が流入するため、この閉鎖空間３３よりも土砂ホッパ４１側のトラフ２２内の粉粒体に内在する圧力を除去することができる。これにより、フラッシングの発生の抑制効果を、一層向上させることができる。
【００４５】
本実施形態に係るスクリューフィーダ１０は、スクリューシャフト２３の停止状態において、固化材ホッパ１１内からトラフ２２の吐出口までの連通を１対の仕切羽根３１，３２により遮断することができる。これにより、スクリューシャフト２３の停止後におけるフラッシングの発生を防止することができる。
【００４６】
本実施形態に係るスクリューフィーダ１０は、スクリューシャフト２３およびトラフ２２が搬送方向の前端側から後端側に向かって下り勾配に傾斜しているので、固化材ホッパ１１に貯留された固化材の自重による圧力が、吐出口２２ｂ近傍の固化材に影響しにくい。これによっても、フラッシングの低減に貢献できる。
【００４７】
本実施形態に係るスクリューフィーダ１０は、スクリュー羽根２５が小ピッチ部２６、中ピッチ部２７および大ピッチ部２８を有するので、トラフ２２の開口部２２ａにおいて漏斗部１３内に対し露出した小ピッチ部２６の中央部、小ピッチ部２６側の中ピッチ部２７の端部（後端部）、大ピッチ部２８の中ピッチ部２７側の端部（後端部）の３個所において、漏斗部１３から固化材をスクリュー羽根２５の間に取り込むことができる。これにより、スクリュー羽根のピッチが一定に設定されていてスクリューシャフトの後端部においてのみ固化材をスクリュー羽根の間に取り込む場合よりも、固化材ホッパ１１内における固化材の偏りを低減できる。
【００４８】
本実施形態に係る自走式土質改良機１は、スクリューフィーダ１０、第１ベルトコンベア４０、混合装置４２、第２ベルトコンベア４３およびパワーユニット４４を本体フレーム７が支持し、本体フレーム７を下方で走行体２Ａ，２Ｂが支持する。つまり、走行体２Ａ，２Ｂにより、スクリューフィーダ１０、第１ベルトコンベア４０、混合装置４２、第２ベルトコンベア４３およびパワーユニット４４を一度に移動させることができ、したがってスクリューフィーダ１０を搭載した土質改良機全体の輸送の容易化に貢献できる。
【符号の説明】
【００４９】
１ 自走式土質改良機
２Ａ,２Ｂ 走行体
３Ａ,３Ｂ トラックシュー
４Ａ 駆動輪
５Ａ 従動輪
６Ａ，６Ｂ 履帯
７ 本体フレーム
７ａ 支持台
７ａ１ 枠部
７ａ２ 台板
７ｂ１，７ｂ２ 支柱
７ｃ１ ガイド筒
８Ａ，８Ｂ 連結部
１０ スクリューフィーダ
１１ 固化材ホッパ
１２ 筒状部
１３ 漏斗部
１４ 天板
１５ 蓋体
２０ スクリューコンベア
２１ ケーシング
２２ トラフ
２２ａ 開口部
２２ｂ 吐出口
２２ｃ 内面
２３ スクリューシャフト
２４ 軸棒部
２５ スクリュー羽根
２６ 小ピッチ部
２７ 中ピッチ部
２８ 大ピッチ部
２９ スクリューコンベアモータ
３０ 延長部
３１，３２ 仕切羽根
３３ 閉鎖空間
３４ 空間
３５ 伝動装置
４０ 第１ベルトコンベア
４１ 土砂ホッパ
４２ 混合装置
４３ 第２ベルトコンベア
４４ パワーユニット
４５ 土砂フィーダモータ
４６ 排出コンベアモータ
５０ コントロールボックス
５１ 操作盤
５２ コントローラ
５３ コントロールバルブ
５４ ロータリエンコーダ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホッパに貯留された粉粒体をスクリューコンベアにより搬送して吐出するスクリューフィーダ、およびこのスクリューフィーダを備えた自走式土質改良機に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリューフィーダは、ホッパと、このホッパの下部に設けられたスクリューコンベアとを備えている。スクリューコンベアは、軸周りに回転するスクリューシャフトと、このスクリューシャフトが収容されたケーシングとを備えている。ケーシングは、回転するスクリューシャフトにより流動させられる粉粒体をガイドするトラフを含んで形成されている。トラフの一端部には、スクリューシャフトによりトラフ内を搬送されてきた粉粒体をケーシングの外部に導く吐出口が設けられている。
【０００３】
この種のスクリューフィーダでは、ホッパ内からトラフの吐出口までが、常時連通した空間となっている。このため、ホッパに貯留された粉粒体の自重による圧力が、トラフ内の粉粒体を押し動かして吐出口から噴出させる、いわゆるフラッシングが発生する。
【０００４】
土質改良機は、土砂等の原料土と、粉粒体である固化材等の土質改良材とを混合装置により混合、撹拌して改良土を生成する。混合装置に土質改良材を供給する手段としてスクリューフィーダが用いられている。原料土と土質改良材との混合比を適切なものにするために、スクリューフィーダによる混合装置への土質改良材の供給量、すなわち、スクリューコンベアからの土質改良材の吐出量は、スクリューシャフトのスクリュー羽根のピッチと、スクリューシャフトの回転速度とに基づいて計算される。この計算は、スクリューシャフトによる土質改良材の搬送量と、スクリューコンベアの吐出口から吐出される土質改良材の吐出量とが一致することを前提として行われている。フラッシングが発生すると、スクリューコンベアからの土質改良材の吐出量はスクリューシャフトによる搬送量を超えるため、計算上の吐出量と実際の吐出量との誤差が大きくなり、原料土と土質改良材の適切な混合比を実現しにくくなるという問題が生じる。
【０００５】
フラッシングの発生を抑制するために、特許文献１に記載のスクリューフィーダ（特許文献１のスクリュー式供給機に相当）においては、スクリューコンベア（特許文献１のスクリューフィーダに相当）のトラフの内面に、スクリューシャフト側に突出した邪魔板が設けられている。つまり、ホッパに貯留された粉粒体の自重による圧力の伝達率を邪魔板によって低減し、これによりフラッシングの発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１３１２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の特許文献１に記載の邪魔板はフラッシングの発生を抑制することはできるものの、その抑制効果は十分ではなく、さらなる抑制効果の向上が要望されている。
【０００８】
本発明の目的は、フラッシングの発生の抑制効果を向上させることができるスクリューフィーダおよび自走式土質改良機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は前述の目的を達成するために次のように構成されている。
【００１０】
〔１〕 本発明のスクリューフィーダは、ホッパと、前記ホッパの下部から排出された粉粒体を搬送するスクリューコンベアとを備え、前記スクリューコンベアは、軸周りに回転するスクリューシャフトと、回転する前記スクリューシャフトによる粉粒体の搬送をガイドするトラフを含んで形成されたケーシングとを備え、前記スクリューシャフトは、軸棒部と、前記軸棒部の外周面から螺旋状に突出したスクリュー羽根とを有し、前記トラフの一端部には、前記スクリューシャフトにより前記トラフ内を搬送されてきた粉粒体を前記ケーシングの外部に導く吐出口が設けられたスクリューフィーダにおいて、前記軸棒部は、この軸棒部の軸方向において前記スクリュー羽根よりも前記吐出口側に延びて位置した延長部を有し、前記延長部を含む前記軸棒部の端部の外周面には１対の仕切羽根が設けられ、この１対の仕切羽根は、互いに軸周方向の異なる位置から突出して前記トラフの内周面に近接して位置し、かつ、それぞれが前記軸方向において前記スクリュー羽根と前記ケーシングの内面との間の略全域に亘って位置し、前記スクリューシャフトの回転中において、前記１対の仕切羽根と、前記延長部を含む前記軸棒部の前記吐出口側の端部の外周面と、前記スクリュー羽根と、前記ケーシングの内面とによって包囲された閉鎖空間が形成される閉鎖状態と、前記１対の仕切羽根に位置する空間が前記吐出口を通じて前記ケーシングの外部に開放される開放状態とが交互に繰り返されることを特徴とする。
【００１１】
この「〔１〕」に記載されたスクリューフィーダは、スクリューシャフトの回転中、閉鎖状態のときに、ホッパ内からトラフの吐出口までの連通を１対の仕切羽根により遮断してフラッシングを発生させない。これにより、フラッシングの発生の抑制効果を従来よりも向上させることができる。
【００１２】
〔２〕 本発明のスクリューフィーダは、「〔１〕」に記載のスクリューフィーダにおいて、前記閉鎖空間の容積は、前記スクリュー羽根の１ピッチ分の容積以上に設定され、前記スクリューシャフトが１回転する間に前記１ピッチ分の搬送物の全量が前記閉鎖空間に一時的に保持されるよう前記１対の仕切羽根および前記吐出口のそれぞれの寸法および形状と、互いの位置関係とが設定されたことを特徴とする。
【００１３】
この「〔２〕」に記載されたスクリューフィーダは、閉鎖空間に１ピッチ分の搬送物の全量が流入するため、この閉鎖空間よりもホッパ側のトラフ内の粉粒体に内在する圧力を除去することができる。これにより、フラッシングの発生の抑制効果を、一層向上させることができる。
【００１４】
〔３〕 本発明のスクリューフィーダは、「〔１〕」または「〔２〕」に記載のスクリューフィーダにおいて、前記閉鎖状態か前記開放状態かを判定する判定手段と、前記スクリューシャフトの回転を停止させるに際し、前記判定手段による判定結果が前記開放状態である場合に、前記スクリューシャフトを前記閉鎖状態となる角度まで回転させてから停止させる制御手段とが設けられたことを特徴とする。
【００１５】
この「〔３〕」に記載されたスクリューフィーダは、スクリューシャフトの停止状態において、ホッパ内からトラフの吐出口までの連通を１対の仕切羽根により遮断することができる。これにより、スクリューシャフトの停止後におけるフラッシングの発生を防止することができる。
【００１６】
〔４〕 本発明の自走式土質改良機は、「〔１〕」〜「〔３〕」のいずれか１に記載のスクリューフィーダを土質改良材を供給する手段として備えるとともに、搬送方向の下流側端部が前記スクリューフィーダの前記吐出口の下方に位置するよう設けられて原料土を搬送する第１ベルトコンベアと、前記第１ベルトコンベアの下方に設けられ、前記第１ベルトコンベアから落下してきた原料土と土質改良材を受け入れ、これら原料土と土質改良材を撹拌、混合して改良土を生成する混合装置と、前記混合装置から排出された改良土を搬出する第２ベルトコンベアと、前記スクリューフィーダ、前記第１ベルトコンベア、前記混合装置および前記第２ベルトコンベアを支持する本体フレームと、前記本体フレームの下方に位置してこの本体フレームに結合し、この本体フレームを支持して走行する走行体とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
この「〔４〕」に記載された自走式土質改良機は、走行体により、「〔１〕」〜「〔３〕」のいずれか１に記載のスクリューフィーダ、第１ベルトコンベア、混合装置および第２ベルトコンベアを一度に移動させることができる。つまり、「〔１〕」〜「〔３〕」のいずれか１に記載のスクリューフィーダを搭載した土質改良機の輸送の容易化に貢献できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、前述したようにフラッシングの発生を従来よりも抑制することができる。これにより、スクリューフィーダにおける粉粒体の計算上の吐出量と実際の吐出量との誤差を従来よりも小さくすることに貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る自走式土質改良機の左側面図である。
【図２】図１に示した自走式土質改良機の上面図である。
【図３】図１に示した自走式土質改良機の前面図である。
【図４】図１示した自走式土質改良機に搭載されたスクリューフィーダと、第１ベルトコンベアの後端部（搬送方向の下流側端部）とを拡大して示す図である。
【図５】図４に示したスクリューコンベアの内部を拡大して示す図であり、「（ａ）」はスクリューコンベアの内部を左側から見た状態を示す図であり、「（ｂ）」は「（ａ）」のＡ断面図である。
【図６】スクリューシャフトの回転に伴って変化する１対の仕切羽根と吐出口の位置関係を示す図である。
【図７】スクリューシャフトを停止させる際の制御に係るブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の一実施形態に係る自走式土質改良機について図１〜図７を用いて説明する。
【００２１】
図１〜図３に示すように、自走式土質改良機１は前後方向に延びて左右方向に平行に並んで位置した２つの走行体２Ａ，２Ｂを備えている。走行体２Ａは、この走行体２Ａの骨格を成すトラックシュー３Ａと、このトラックシュー３Ａの後端部に設けられた走行モータ（図示してない）により駆動される駆動輪４Ａと、トラックシュー３Ａの前端部に設けられた従動輪５Ａと、この従動輪５Ａと駆動輪４Ａに掛け回された履帯６Ａとを備えている。走行体２Ｂは走行体２Ａと同様に、トラックシュー３Ｂ、走行モータ（図示してない）、駆動輪（図示してない）、従動輪（図示してない）および履帯６Ｂを備えている。走行体２Ｂと走行体２Ａは左右方向において面対称の関係にある。
【００２２】
走行体２Ａ，２Ｂの上方には、自走式土質改良機１の本体の骨格を成す本体フレーム７が配置されている。この本体フレーム７とトラックシュー３Ａの間には連結部８Ａが介在し、この連結部８Ａは本体フレーム７の左下部とトラックシュー３Ａの右側面に固着されている。本体フレーム７とトラックシュー３Ｂの間には連結部８Ａと同様の連結部８Ｂが介在し、この連結部８Ｂは本体フレーム７の右下部とトラックシュー３Ｂの右側面に固着されている。これら連結部８Ａ，８Ｂは走行体２Ａ，２Ｂの上方に本体フレーム７を支持している。
【００２３】
自走式土質改良機１はスクリューフィーダ１０を、粉粒体であり土質改良材である固化材を供給する手段として備えている。スクリューフィーダ１０は、固化材を貯留する固化材ホッパ１１と、この固化材ホッパ１１の下部から排出された固化材を搬送するスクリューコンベア２０とを備えている。
【００２４】
固化材ホッパ１１は、蛇腹構造の筒状部１２と、この筒状部１２の下部に設けられ筒状部１２の内部空間と連続した空間を内部に形成した漏斗部１３と、筒状部１２の上端部を覆って位置し略中央に固化材の投入口（図示してない）が形成された天板１４と、この天板１４に設けられ投入口を開閉する蓋体１５とを有する。
【００２５】
本体フレーム７は略中央に支持台７ａを有する。この支持台７ａは４脚の台であり、その上部は上下方向に貫通した枠部７ａ１から成る。この枠部７ａ１の上面には枠状の板部材から成る台板７ａ２が固着されている。この台板７ａ２は固化材ホッパ１１を支持している。固化材ホッパ１１は全体としては台板７ａ２に挿通された状態で位置し、筒状部１２は台板７ａ２よりも上方に突出して位置し、漏斗部１３は台板７ａ２よりも下方に突出して位置する。
【００２６】
台板７ａ２には支柱７ｂ１，７ｂ２等の４本の支柱が立設されている。支柱７ｂ１は固化材ホッパ１１の筒状部１２の前方左側に配置されていて、支柱７ｂ１は固化材ホッパ１１の筒状部１２の後方左側に配置されている。図示してないが、筒状部１２の前方右側および後方右側のそれぞれに、４本の支柱から支柱７ｂ１，７ｂ２を除いた残りの２本の支柱が配置されている。支柱７ｂ１，７ｂ２等の４本の支柱の上端はそれぞれ天板１４に固定されている。支柱７ｂ１は台板７ａ２に設けられ上下方向に貫通したガイド筒７ｃ１Ａに挿通されている。支柱７ｂ１とガイド筒７ｃ１Ａにストッパピン（図示してない）を挿通することによって、ガイド筒７ｃ１Ａに対する支柱７ｂ１の移動が阻止されている。残りの３本の支柱７ｂ２等も台板７ａ２に対して同様に取り付けられている。すべてのストッパピンを抜き取って、支柱７ｂ１，７ｂ２等の４本の支柱を台板７ａ２に対し下方向に移動させることにより、蛇腹構造の筒状部１２は台板７ａ２上で下方向に折り畳まれる。
【００２７】
図４に示すように、スクリューコンベア２０はケーシング２１を有する。このケーシング２１は漏斗部１３の下部に固着されている。ケーシング２１内にはスクリューシャフト２３が配置されている。このスクリューシャフト２３は、ケーシング２１に対してスクリューシャフト２３の軸周りに回転自在に支持されている。ケーシング２１は、回転するスクリューシャフト２３による固化材の搬送をガイドするトラフ２２を含んで形成されている。スクリューシャフト２３およびトラフ２２は、スクリューシャフト２３の搬送方向の前端側から後端側に向かって下り勾配を成すよう傾斜して位置する。
【００２８】
スクリューシャフト２３は、軸棒部２４と、軸棒部２４の外周面から螺旋状に突出したスクリュー羽根２５とを有する。スクリュー羽根２５は、搬送方向の前端側ほどピッチが大きくなるよう小ピッチ部２６、中ピッチ部２７および大ピッチ部２８が形成されている。つまり、搬送方向に３段階でピッチが増大するようになっている。
【００２９】
スクリューシャフト２３の軸棒部２４の後端は、ケーシング２１から突出して位置する。この軸棒部２４の後端の上方にはスクリューコンベアモータ２９（油圧モータ）が配置され、固化材ホッパ１１の漏斗部１３に取り付けられている。スクリューコンベアモータ２９の出力は伝動装置３５を介して軸棒部２４に伝達され、これによりスクリューシャフト２３は回転する。
【００３０】
トラフ２２の上側の面には、漏斗部１３の排出口とトラフ２２内への固化材の入口を兼ねる開口部２２ａが形成されている。トラフ２２の前端部の下側の面には、スクリューシャフト２３によりトラフ２２内を搬送されてきた固化材をケーシング２１の外部に導く吐出口２２ｂが設けられている。ケーシング２１の後端部はトラフ２２の開口部２２ａよりも後方に位置し、スクリューシャフト２３の小ピッチ部２６の後端側の略半分を覆い、これによって、その小ピッチ部２６の後端側の略半分におけるスクリュー羽根２５の間への固化材の流入を阻止している。
【００３１】
図５に示すように、スクリューシャフト２３の軸棒部２４は、この軸棒部２４の軸方向においてスクリュー羽根２５よりも吐出口２２ｂ側に延びて位置した延長部３０を有する。この延長部３０を含む軸棒部２４の端部の外周面には、スクリューシャフト２３の軸方向および径方向に広がった１対の仕切羽根３１，３２が設けられている。この１対の仕切羽根３１，３２は、互いに軸周方向の異なる位置から突出してトラフ２２の内周面に近接して位置し、かつ、それぞれがスクリューシャフト２３の軸方向においてスクリュー羽根２５とケーシング２１の内面との間の略全域に亘って位置する。ここで、前記「１対の仕切羽根３１，３２は、互いに軸周方向の異なる位置から突出してトラフ２２の内周面に近接して位置し」のうちの「近接」とは、仕切羽根３１，３２のそれぞれの突端とトラフ２２の内周面との間に、スクリュー羽根２５の突端とトラフ２２の内周面と間のクリアランスと同等のクリアランス、すなわちスクリューシャフト２３の回転を許容しつつ固化材の漏れを十分に抑えることができるクリアランスが形成されていることを意味する。また、前記「それぞれがスクリューシャフト２３の軸方向においてスクリュー羽根２５とケーシング２１の内面との間の略全域に亘って位置する」のうちの「略全域」とは、スクリューシャフト２３の軸方向における仕切羽根３１，３２のそれぞれの端部と、スクリューシャフト２３の軸方向におけるトラフ２２の吐出口２２ｂ側の端部の内面２２ｃとの間に、スクリューシャフト２３の回転を許容しつつ固化材の漏れを十分に抑えることができるクリアランスが形成されていることを意味する。
【００３２】
前述のように１対の仕切羽根３１，３２は、互いに軸周方向の異なる位置から突出してトラフ２２の内周面に近接して位置する。１対の仕切羽根３１，３２間の角度間隔は例えば９０°に設定されている。吐出口２２ｂは軸棒部２４周りの９０°の範囲で開口している。これにより、図６に示すように、スクリューシャフト２３の回転中、すなわちスクリューシャフト２３が「（ａ）」→「（ｂ）」→「（ｃ）」→「（ｄ）」→「（ｅ）」→「（ｆ）」→「（ａ）」→「（ｂ）」・・・という順番で吐出口２２ｂに対する１対の仕切羽根３１，３２の位置を変化させながら回転を繰り返している間、１対の仕切羽根３１，３２と、延長部３０を含む軸棒部２４の吐出口２２ｂ側の端部の外周面と、スクリュー羽根２５と、ケーシング２１の内面とによって包囲された閉鎖空間３３が形成される閉鎖状態（「（ａ）」から「（ｃ）」までの状態）と、１対の仕切羽根３１，３２に位置する空間３４が吐出口２２ｂを通じてケーシング２１の外部に開放される開放状態（「（ｄ）」、「（ｅ）」および「（ｆ）」を含む「（ｃ）」の直後から「（ａ）」の直前までの状態）とが交互に繰り返されるようになっている。
【００３３】
閉鎖空間３３の容積は、スクリュー羽根２５の大ピッチ部２８の１ピッチ分の容積以上に設定され、スクリューシャフト２３が１回転する間に大ピッチ部２８の１ピッチ分の搬送物の全量が閉鎖空間３３に一時的に保持されるよう、１対の仕切羽根３１，３２および吐出口２２ｂのそれぞれの寸法および形状と、互いの位置関係とが設定されている。つまり、次式を満たすよう設定されている。
【００３４】
Ａ≧Ｂ（ｔ−ｔ１）／ｔ
Ａ：閉鎖空間３３の容積
Ｂ：大ピッチ部２８の１ピッチ分の容積
ｔ：スクリューシャフト１回転あたりの所要時間
ｔ１：空間３４が吐出口２２ｂを通じてケーシング２１の外部に開放される時間
本体フレーム７の前部は第１ベルトコンベア４０を支持している。この第１ベルトコンベア４０は原料土としての土砂を搬送する、いわゆる土砂フィーダである。第１ベルトコンベア４０の上方には、第１ベルトコンベア４０に供給する土砂をガイドする土砂ホッパ４１が配置されている。この土砂ホッパ４１も本体フレーム７により支持されている。第１ベルトコンベア４０の搬送方向の下流側端部（自走式土質改良機１の前後方向においては後端部）は、スクリューフィーダ１０の吐出口２２ｂの下方に位置する。つまり、吐出口２２ｂから落下してきた固化材を受け止めて搬送するようになっている。
【００３５】
第１ベルトコンベア４０の搬送方向における前端部の下方には、２軸パドルミキサからなる混合装置４２が配置されて本体フレーム７に支持されている。この混合装置４２は、第１ベルトコンベア４０の搬送方向における前端部から落下してきた土砂と固化材を受け入れ、これら土砂と固化材を撹拌、混合して改良土を生成し、その改良土を排出する。
【００３６】
本体フレーム７の後部は第２ベルトコンベア４３を支持している。この第２ベルトコンベア４３は、混合装置４２から排出された改良土を受け止めて、自走式土質改良機１の後方に搬出する、いわゆる排出コンベアである。
【００３７】
前述のようにスクリューシャフト２３はスクリューコンベアモータ２９を駆動源としている。第１ベルトコンベア４０、混合装置４２、第２ベルトコンベア４３も、別個の油圧モータ、すなわち土砂フィーダモータ４５、ミキサモータ（図示してない）および排出コンベアモータ４６のそれぞれを駆動源としている。これらスクリューコンベアモータ２９、土砂フィーダモータ４５、ミキサモータおよび排出コンベアモータ３６（以下、これらの油圧モータを「スクリューコンベアモータ２９等」という）は、図示してないが、油圧ポンプの吐出油により駆動されるものであり、その油圧ポンプはエンジンの出力を伝達され駆動されるものであり、油圧ポンプとスクリューコンベアモータ２９等のそれぞれとの間には電気操作式のコントロールバルブが介在して油圧ポンプからスクリューコンベア２０等への圧油の流れが制御されるようになっている。エンジン、油圧ポンプ、コントロールバルブは、図１に示すパワーユニット４４として１個所にまとめられて支持台７ａの前方に配置され、本体フレーム７により支持されている。
【００３８】
パワーユニット４４の下方にはコントロールボックス５０が設けられている。このコントロールボックス５０の左側面には操作盤５１が設けられている。この操作盤５１から出力される指令信号（電気信号）は、コントロールボックス５０に格納されたコントローラ５２（図７に示す）に入力されるようになっている。
【００３９】
図７に示すように、コントローラ５２は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを含む処理装置を備え、ＲＯＭに書き込まれたコンピュータプログラムに従って動作するものであり、スクリューコンベアモータ２９の制御手段として機能する。つまり、制御手段は、スクリューシャフト２３を回転させる旨に相当する回転指令信号（電気信号）が操作盤５１により入力されたことを契機に、コントロールバルブ５３に対し操作信号の出力するよう設定されている。また、制御手段は、スクリューシャフト２３の回転を停止させる旨に相当する停止指令信号（電気信号）が操作盤５１により入力されたことを契機に、コントロールバルブ５３への操作信号の出力を停止させるよう設定されている。コントローラ５２は操作信号を受けて作動し、これにより前出の油圧ポンプからスクリューコンベアモータ２９に作動油が供給されて、スクリューシャフト２３が回転することになる。コントローラ５２への操作信号の出力停止により、コントロールバルブ５３は油圧ポンプとスクリューコンベアモータ２９との間の圧油の流れを遮断する初期状態に自己復帰し、これによりスクリューシャフト２３は停止することになる。
【００４０】
スクリューコンベア２０には、図示してないが、このスクリューシャフト２３の回転角度を検出信号（電気信号）に変換するロータリエンコーダ５４が取り付けられている。コントローラ５２は閉鎖状態か開放状態かを判定する判定手段として機能するよう設定されている。この判定手段は閉鎖状態か開放状態かの判定を、ロータリエンコーダ５４からの検出信号に基づき行うようになっている。つまり、スクリューシャフト２３の回転を停止させるに際し、ロータリエンコーダ５４からの検出信号が、図６における「（ｄ）」、「（ｅ）」および「（ｆ）」を含む「（ｃ）」の直後から「（ａ）」の直前までの状態に相当するスクリューシャフト２３の回転角度を示すとき、開放状態と判定する。
【００４１】
制御手段は、前述したように停止指令信号の入力を契機にコントロールバルブ５３への操作信号の出力を停止してスクリューシャフト２３の回転を停止させるのだが、判定手段による判定結果が開放状態である場合には、操作信号の出力を停止してスクリューシャフト２３を停止させる前に、閉鎖状態である「（ａ）」の状態に相当するスクリューシャフト２３の角度を検出するまで操作信号の出力を継続し、その角度が検出された時点で操作信号の出力を停止させるよう設定されている。つまり、スクリューシャフト２３の回転を停止させるに際し、判定手段による判定結果が開放状態である場合に、スクリューシャフト２３を閉鎖状態となる角度まで回転させてから停止させるようになっている。
【００４２】
本実施形態によれば次の効果を得られる。
【００４３】
本実施形態に係るスクリューフィーダ１０は、スクリューシャフト２３の回転中、閉鎖状態のときに、固化材ホッパ１１内からトラフ２２の吐出口までの連通を１対の仕切羽根３１，３２により遮断してフラッシングを発生させない。これにより、フラッシングの発生の抑制効果を従来よりも向上させることができる。したがって、スクリューフィーダにおける粉粒体の計算上の吐出量と実際の吐出量との誤差を従来よりも小さくすることに貢献できる。
【００４４】
本実施形態に係るスクリューフィーダ１０は、閉鎖空間３３に１ピッチ分の搬送物の全量が流入するため、この閉鎖空間３３よりも土砂ホッパ４１側のトラフ２２内の粉粒体に内在する圧力を除去することができる。これにより、フラッシングの発生の抑制効果を、一層向上させることができる。
【００４５】
本実施形態に係るスクリューフィーダ１０は、スクリューシャフト２３の停止状態において、固化材ホッパ１１内からトラフ２２の吐出口までの連通を１対の仕切羽根３１，３２により遮断することができる。これにより、スクリューシャフト２３の停止後におけるフラッシングの発生を防止することができる。
【００４６】
本実施形態に係るスクリューフィーダ１０は、スクリューシャフト２３およびトラフ２２が搬送方向の前端側から後端側に向かって下り勾配に傾斜しているので、固化材ホッパ１１に貯留された固化材の自重による圧力が、吐出口２２ｂ近傍の固化材に影響しにくい。これによっても、フラッシングの低減に貢献できる。
【００４７】
本実施形態に係るスクリューフィーダ１０は、スクリュー羽根２５が小ピッチ部２６、中ピッチ部２７および大ピッチ部２８を有するので、トラフ２２の開口部２２ａにおいて漏斗部１３内に対し露出した小ピッチ部２６の中央部、小ピッチ部２６側の中ピッチ部２７の端部（後端部）、大ピッチ部２８の中ピッチ部２７側の端部（後端部）の３個所において、漏斗部１３から固化材をスクリュー羽根２５の間に取り込むことができる。これにより、スクリュー羽根のピッチが一定に設定されていてスクリューシャフトの後端部においてのみ固化材をスクリュー羽根の間に取り込む場合よりも、固化材ホッパ１１内における固化材の偏りを低減できる。
【００４８】
本実施形態に係る自走式土質改良機１は、スクリューフィーダ１０、第１ベルトコンベア４０、混合装置４２、第２ベルトコンベア４３およびパワーユニット４４を本体フレーム７が支持し、本体フレーム７を下方で走行体２Ａ，２Ｂが支持する。つまり、走行体２Ａ，２Ｂにより、スクリューフィーダ１０、第１ベルトコンベア４０、混合装置４２、第２ベルトコンベア４３およびパワーユニット４４を一度に移動させることができ、したがってスクリューフィーダ１０を搭載した土質改良機全体の輸送の容易化に貢献できる。
【符号の説明】
【００４９】
１ 自走式土質改良機
２Ａ,２Ｂ 走行体
３Ａ,３Ｂ トラックシュー
４Ａ 駆動輪
５Ａ 従動輪
６Ａ，６Ｂ 履帯
７ 本体フレーム
７ａ 支持台
７ａ１ 枠部
７ａ２ 台板
７ｂ１，７ｂ２ 支柱
７ｃ１ ガイド筒
８Ａ，８Ｂ 連結部
１０ スクリューフィーダ
１１ 固化材ホッパ
１２ 筒状部
１３ 漏斗部
１４ 天板
１５ 蓋体
２０ スクリューコンベア
２１ ケーシング
２２ トラフ
２２ａ 開口部
２２ｂ 吐出口
２２ｃ 内面
２３ スクリューシャフト
２４ 軸棒部
２５ スクリュー羽根
２６ 小ピッチ部
２７ 中ピッチ部
２８ 大ピッチ部
２９ スクリューコンベアモータ
３０ 延長部
３１，３２ 仕切羽根
３３ 閉鎖空間
３４ 空間
３５ 伝動装置
４０ 第１ベルトコンベア
４１ 土砂ホッパ
４２ 混合装置
４３ 第２ベルトコンベア
４４ パワーユニット
４５ 土砂フィーダモータ
４６ 排出コンベアモータ
５０ コントロールボックス
５１ 操作盤
５２ コントローラ
５３ コントロールバルブ
５４ ロータリエンコーダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホッパと、前記ホッパの下部から排出された粉粒体を搬送するスクリューコンベアとを備え、前記スクリューコンベアは、軸周りに回転するスクリューシャフトと、回転する前記スクリューシャフトによる粉粒体の搬送をガイドするトラフを含んで形成されたケーシングとを備え、
前記スクリューシャフトは、軸棒部と、前記軸棒部の外周面から螺旋状に突出したスクリュー羽根とを有し、
前記トラフの一端部には、前記スクリューシャフトにより前記トラフ内を搬送されてきた粉粒体を前記ケーシングの外部に導く吐出口が設けられた
スクリューフィーダにおいて、
前記軸棒部は、この軸棒部の軸方向において前記スクリュー羽根よりも前記吐出口側に延びて位置した延長部を有し、
前記延長部を含む前記軸棒部の端部の外周面には１対の仕切羽根が設けられ、この１対の仕切羽根は、互いに軸周方向の異なる位置から突出して前記トラフの内周面に近接して位置し、かつ、それぞれが前記軸方向において前記スクリュー羽根と前記ケーシングの内面との間の略全域に亘って位置し、
前記スクリューシャフトの回転中において、前記１対の仕切羽根と、前記延長部を含む前記軸棒部の前記吐出口側の端部の外周面と、前記スクリュー羽根と、前記ケーシングの内面とによって包囲された閉鎖空間が形成される閉鎖状態と、前記１対の仕切羽根に位置する空間が前記吐出口を通じて前記ケーシングの外部に開放される開放状態とが交互に繰り返される
ことを特徴とするスクリューフィーダ。
【請求項２】
請求項１に記載のスクリューフィーダにおいて、
前記閉鎖空間の容積は、前記スクリュー羽根の１ピッチ分の容積以上に設定され、前記スクリューシャフトが１回転する間に前記１ピッチ分の搬送物の全量が前記閉鎖空間に一時的に保持されるよう前記１対の仕切羽根および前記吐出口のそれぞれの寸法および形状と、互いの位置関係とが設定された
ことを特徴とするスクリューフィーダ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のスクリューフィーダにおいて、
前記閉鎖状態か前記開放状態かを判定する判定手段と、前記スクリューシャフトの回転を停止させるに際し、前記判定手段による判定結果が前記開放状態である場合に、前記スクリューシャフトを前記閉鎖状態となる角度まで回転させてから停止させる制御手段とが設けられた
ことを特徴とするスクリューフィーダ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のスクリューフィーダを土質改良材を供給する手段として備えるとともに、
搬送方向の下流側端部が前記スクリューフィーダの前記吐出口の下方に位置するよう設けられて原料土を搬送する第１ベルトコンベアと、
前記第１ベルトコンベアの下方に設けられ、前記第１ベルトコンベアから落下してきた原料土と土質改良材を受け入れ、これら原料土と土質改良材を撹拌、混合して改良土を生成する混合装置と、
前記混合装置から排出された改良土を搬出する第２ベルトコンベアと、
前記スクリューフィーダ、前記第１ベルトコンベア、前記混合装置および前記第２ベルトコンベアを支持する本体フレームと、
前記本体フレームの下方に位置してこの本体フレームに結合し、この本体フレームを支持して走行する走行体と
を備えたことを特徴とする自走式土質改良機。
【請求項１】
ホッパと、前記ホッパの下部から排出された粉粒体を搬送するスクリューコンベアとを備え、前記スクリューコンベアは、軸周りに回転するスクリューシャフトと、回転する前記スクリューシャフトによる粉粒体の搬送をガイドするトラフを含んで形成されたケーシングとを備え、
前記スクリューシャフトは、軸棒部と、前記軸棒部の外周面から螺旋状に突出したスクリュー羽根とを有し、
前記トラフの一端部には、前記スクリューシャフトにより前記トラフ内を搬送されてきた粉粒体を前記ケーシングの外部に導く吐出口が設けられた
スクリューフィーダにおいて、
前記軸棒部は、この軸棒部の軸方向において前記スクリュー羽根よりも前記吐出口側に延びて位置した延長部を有し、
前記延長部を含む前記軸棒部の端部の外周面には１対の仕切羽根が設けられ、この１対の仕切羽根は、互いに軸周方向の異なる位置から突出して前記トラフの内周面に近接して位置し、かつ、それぞれが前記軸方向において前記スクリュー羽根と前記ケーシングの内面との間の略全域に亘って位置し、
前記スクリューシャフトの回転中において、前記１対の仕切羽根と、前記延長部を含む前記軸棒部の前記吐出口側の端部の外周面と、前記スクリュー羽根と、前記ケーシングの内面とによって包囲された閉鎖空間が形成される閉鎖状態と、前記１対の仕切羽根に位置する空間が前記吐出口を通じて前記ケーシングの外部に開放される開放状態とが交互に繰り返される
ことを特徴とするスクリューフィーダ。
【請求項２】
請求項１に記載のスクリューフィーダにおいて、
前記閉鎖空間の容積は、前記スクリュー羽根の１ピッチ分の容積以上に設定され、前記スクリューシャフトが１回転する間に前記１ピッチ分の搬送物の全量が前記閉鎖空間に一時的に保持されるよう前記１対の仕切羽根および前記吐出口のそれぞれの寸法および形状と、互いの位置関係とが設定された
ことを特徴とするスクリューフィーダ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のスクリューフィーダにおいて、
前記閉鎖状態か前記開放状態かを判定する判定手段と、前記スクリューシャフトの回転を停止させるに際し、前記判定手段による判定結果が前記開放状態である場合に、前記スクリューシャフトを前記閉鎖状態となる角度まで回転させてから停止させる制御手段とが設けられた
ことを特徴とするスクリューフィーダ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のスクリューフィーダを土質改良材を供給する手段として備えるとともに、
搬送方向の下流側端部が前記スクリューフィーダの前記吐出口の下方に位置するよう設けられて原料土を搬送する第１ベルトコンベアと、
前記第１ベルトコンベアの下方に設けられ、前記第１ベルトコンベアから落下してきた原料土と土質改良材を受け入れ、これら原料土と土質改良材を撹拌、混合して改良土を生成する混合装置と、
前記混合装置から排出された改良土を搬出する第２ベルトコンベアと、
前記スクリューフィーダ、前記第１ベルトコンベア、前記混合装置および前記第２ベルトコンベアを支持する本体フレームと、
前記本体フレームの下方に位置してこの本体フレームに結合し、この本体フレームを支持して走行する走行体と
を備えたことを特徴とする自走式土質改良機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２４１５３３（Ｐ２０１０−２４１５３３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９０２７５（Ｐ２００９−９０２７５）
【出願日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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