JP6344978B2 - 地盤改良のための粉体を散布する自走式粉体散布装置 - Google Patents

Description

本発明は、自走しながら粉体を散布する装置に関し、特に、地盤改良のためのセメントや石灰等の粉体を、地盤改良が必要な施工場所に散布するための自走式粉体散布装置に関するものである。

住宅を建設したり道路の舗装を行う場合に、地盤が軟弱であると不都合であるため、この軟弱地盤の改良が行われる。地盤の改良を行う一般的な方法は、セメントや石灰等の固化剤（施工し易くするため粉体としてあることが多い）を施工場所に散布して、これを土壌と混合して、所定の踏み固めを行うことである。

ところで、宅地や道路は面積が広く、その土壌改良を行うに当たっては大量の固化剤が必要になるし、施工期間をそれ程長く取ることもできないため、機械力を導入する必要がある。そこで、このような土壌改良のための固化剤を散布する機械として、特許文献１にて提案されているような「固化剤散布機」が提案されてきているのである。

特開平７−４８８３０号公報、図４

この特許文献１の図４には、図７に示すように、一般的な固化剤散布装置が示されており、その説明も、当該文献１の段落０００５において次のようになされている。すなわち、図７に示す「散布機１１」は、「走行用のキャタピラー１２と、その上部に位置する固化剤１３を貯蔵するタンク（ホッパー）１４からなり固化剤１３を送出するためのベルトコンベア１５、及び固化剤１３の排出を停止するための開閉可能なゲート１６を有している。このベルトコンベア１５が回転すると、その上部に位置する固化剤１３が出口側に搬出され、ゲート１６を通過して路上に落下する。このベルトコンベアの搬送速度を本体の走行速度によって制御すると、本体の速度に拘わらず、一定の量の固化剤を散布できる」というものである。

そして、この特許文献１の発明者は、図７に示す「散布機１１」については、次のような問題点を列挙している。
・本体の速度が低下した場合、固化剤が排出口から重力や慣性によって落下するため、理論通りの量にできない。
・ゲート開口度を変化させても、間欠的に多量に落下する現象が生じ、適切な制御ができない。
・ゲート自体が排出口と位置が異なるため、停止しゲートを閉止しても、ゲートから排出口までの固化剤は落下してしまう。
・固化剤がベルトコンベア上で滑るため、本体の速度が上がり、ベルトコンベアの搬送速度が大きくなっても、搬送量は理論通りにならず前記同様適切な制御は困難である。
・散布する固化剤の幅は、従来の散布機の場合基本的に固定的であるため、例えば狭い道路のような地盤上に散布しようとした場合、その道路の幅が散布機の幅の整数倍ではない、といったことがしばしばある。そうした場合、通常の散布を行なうと、重複して散布してしまう部分ができたり、散布できない部分ができたりすることになる。

以上のような問題を解決するために、この特許文献１は、例えば、
「固化剤を送り出すコンベアと、その上部のホッパーから成る装置において、該コンベアは、散布方向に沿ってほぼ平行に配された複数のスクリューコンベアであり、且つ該コンベアを構成する個々のスクリューコンベアはそれぞれ独立して稼働させるためのスイッチを有している」
という発明を提案して、上記問題を解決している。

しかしながら、本発明者等の考察によると、この種の自走式粉体散布装置においては、次のような改革の必要性が新たに知見された。すなわち、この種の自走式粉体散布装置において必要な粉体を収容するタンクについては、図３に示すように、上部は車幅いっぱいの大きさにできるが、下方については下窄まりの形状にしなければならない。その理由は、第一に、収容した粉体が固まりや付着を生じることなく最後のものまでタンクの下端開口に滑り落ちるようにしなければならないことであり、第二に、タンクの下部側方となる車台上には、コンベアの駆動装置や操作ハンドル、洗浄や粉体を湿潤させるための水タンクやポンプ、メンテナンス時の作業領域等、設置や作業空間がどうしても必要であること、である。

粉体収容のためのタンクが下窄まりであれば、粉体が排出される開口の幅も、車幅より相当狭く、具体的には車幅の６割程度の狭さとなる。このため、タンクから落下してきた粉体を排出するコンベアが、ベルトコンベアであろうが、スクリューコンベアであろうが、その実効排出幅は車幅の６割程度にならざるを得ない。そうなると、特許文献１が指摘していると同様な作業性の悪さが発生することになるのである。

そこで、本発明者等は、タンクを下窄まりのものとしても、コンベアの排出幅よりも広い範囲（幅）の粉体散布が行えるようにするにはどうしたらよいか、について種々検討を重ねてきた結果、本発明を完成したのである。

すなわち、本発明の目的とするところは、タンクを下窄まりのものとしてその左右に設置空間や作業空間を十分に確保でき、散布幅を車幅と同程度の幅にすることができて、粉体の散布作業を効率的に行うことのできる自走式粉体散布装置を提供することにある。

以上の課題を解決するために、まず、請求項１に係る発明の採った手段は、後述する最良形態の説明中で使用する符号を付して説明すると、
「走行装置１０に設置したタンク２０内に、セメントあるいは石灰を含む粉体９０を収容し、この粉体９０を地盤改良が必要な施工場所に散布するための自走式粉体散布装置１００であって、
タンク２０の下部に配置されて、粉体９０を走行装置１０の後部に排出するコンベア３０と、
このコンベア３０の排出方向に直交するとともに、コンベア３０の排出全幅よりも長く、かつ、コンベア３０の排出端側下部に配置される回転軸４０と、
この回転軸４０に複数形成した取付穴に挿通されるボルトを端部に有した板状で複数の分散羽根５０と、
回転軸４０を回転駆動する駆動装置６０と、
を備えて、
各分散羽根５０を、回転軸４０の前記取付穴に挿通した前記ボルトの先端にナットを締着することにより、回転軸４０上に取り付けたことを特徴とする自走式粉体散布装置１００」
である。

すなわち、本発明に係る自走式粉体散布装置１００は、その基本構成を、従来例を示す図７に示した装置のようにしたもので、粉体９０が上方から投入されるタンク２０と、このタンク２０を載置して所定の施工場所まで搬送する走行装置１０と、この走行装置１０とタンク２０の下端との間に設置したコンベア３０と、を備えたものである。つまり、この自走式粉体散布装置１００は、タンク２０内に収容した粉体９０を、施工現場において走行装置１０にて走行しながら、コンベア３０の駆動によって散布していくものである。

この自走式粉体散布装置１００の、図７に示した従来装置と異なる点は、図２〜図４に示すように、コンベア３０の排出方向に直交するとともに、コンベア３０の排出全幅よりも長く、かつ、コンベア３０の排出端側下部に配置されて、駆動装置６０によって回転駆動される回転軸４０を備え、この回転軸４０上に設けた分散羽根５０によって、コンベア３０の排出端側下部に落下してきた粉体９０を分散させるようにしたことである。

この場合重要なことは、まず、回転軸４０が、図４に示すように、コンベア３０の排出方向に直交するとともに、コンベア３０の排出全幅よりも長く、かつ、コンベア３０の排出端側下部に配置されていることであり、次に、この回転軸４０に分散羽根５０が設けてあることである。これによって、粉体９０がコンベア３０の排出端側下部に落下していて、回転軸４０が駆動装置６０によって回転駆動されれば、粉体９０はコンベア３０の排出幅より広い幅範囲、図４から言えば、走行装置１０の車幅範囲に分散されて施工現場上に散布されることになるのである。

逆に、走行装置１０上のタンク２０に関して見てみると、図４から理解できるように、その収容部側面板を下窄まりとして、この側面板内面での粉体９０の付着を防止しながらの滑り落ちを十分にできるのであり、しかも、この側面板と実施例で示している外カバー２１との間に、他の機械装置やタンク等の作業・設置空間８０を確保することができるのである。さらには、コンベア３０自体の幅も車幅よりも小さくできるのであり、自走式粉体散布装置１００自体を、コンパクトでメンテナンスのし易いものとすることができるのである。

なお、ここで述べているコンベア３０は、特許文献１の散布装置が採用しているような「スクリューコンベア」は勿論、本発明の実施形態で採用している「ベルトコンベア」のどちらでもよいものである。特に、このコンベア３０として「スクリューコンベア」を採用した場合には、特許文献１におけるように、施工幅を増やすためにその本数を増加させる必要がないのであり、従ってメンテナンスも少なくて済むことになる。

従って、この請求項１に係る自走式粉体散布装置１００は、タンク２０を下窄まりのものとしてその左右に設置空間や作業空間８０を十分に確保でき、散布幅を車幅と同程度の幅にすることができて、粉体９０の散布作業を効率的に行うことができるものとなっているのである。

また、上記課題を解決するために、請求項２に係る発明の採った手段は、上記請求項１に記載の自走式粉体散布装置１００について、
「各分散羽根５０は、粉体９０の流下方向に対して傾斜したものであり、かつ、その傾斜方向を回転軸４０の中心４１の左右で反対にしたこと」
である。

この請求項２に係る自走式粉体散布装置１００では、図４〜図６に示すように、各分散羽根５０を粉体９０の流下方向に対して傾斜させ、その傾斜方向を回転軸４０の中心４１の左右で反対にしたものであるが、これにより、粉体９０は左右に十分広げられて散布されることになる。換言すれば、回転軸４０とともに回転する各分散羽根５０は、その上方から流下してきた粉体９０を、回転軸４０の中心４１を境として左右に跳ね飛ばすことになり、走行装置１０の車幅一杯への粉体９０の分散が確実になされるのである。このとき、図５及び図６に示すように、各分散羽根５０間は十分広く取られており、かつ、各分散羽根５０の回転軸４０からの高さはそれ程大きくないから、回転軸４０の中心４１近傍で、粉体９０の散布量が少なくなるようなことはない。

なお、後述する実施形態では、これらの分散羽根５０の取付数や、取付角度は自在に調整できるようにしてあり、施工現場での粉体９０の単位面積当たりの必要量や、粉体９０自体の性質（湿潤されているか、完全乾燥のものか）に応じて、分散機能を適宜調整できるようにしてある。

従って、この請求項２に係る自走式粉体散布装置１００は、上記請求項１のそれと同様な機能を発揮する他、粉体９０の左右への分散を効果的に行うことができるものとなっているのである。

さらに、上記課題を解決するために、請求項３に係る発明の採った手段は、上記請求項１または請求項２に記載の自走式粉体散布装置１００について、
「回転軸４０、及びその上の分散羽根５０の周囲を、施工場所直上だけが開口する可撓性のカーテン７０によって覆うようにしたこと」
である。

本発明が対象としている粉体９０は、上述してきたように、セメントや石灰等の土壌固化剤であり、特許文献１中にも述べてあるように、散布作業時には風や空気中に舞い上がり易いものであり、施工場所が建て込んだ住宅地のような場所であればセメント等が飛散しないようにしなければならない。

その点、この請求項３に係る自走式粉体散布装置１００では、回転軸４０、及びその上の分散羽根５０の周囲を、施工場所直上だけが開口する可撓性のカーテン７０によって覆うようにしているので、分散羽根５０によって掻き回された粉体９０は、当該カーテン７０内で舞い上がることはあっても、その大部分は、カーテン７０の施工場所直上だけに開口する開口から施工場所上に落下して、周囲に飛散することはない。なお、このカーテン７０を可撓性のものとする最も一般的な方法は、当該カーテン７０全体をゴム製のものとしたり、スダレ状にすることである。

なお、後述する実施形態における可撓性のカーテン７０は、図５にも示すように、外カバー２１の一部に形成したカーテン取付部１３に対して選択的に取り付けられるものであり、必要に応じて取り外すこともできるから、走行装置１０のメンテナンスを行う際や、当該自走式粉体散布装置１００が走行装置１０によって施工場所や道路を走行する際の邪魔になることはないのである。

従って、この請求項３に係る自走式粉体散布装置１００は、上記請求項１又は２のそれと同様な機能を発揮する他、可撓性のカーテン７０によって粉体９０の飛散を大きく防止するものとなっているのである。

以上、説明したとおり、本発明においては、
「走行装置１０に設置したタンク２０内に、セメントあるいは石灰を含む粉体９０を収容し、この粉体９０を地盤改良が必要な施工場所に散布するための自走式粉体散布装置１００であって、
タンク２０の下部に配置されて、粉体９０を走行装置１０の後部に排出するコンベア３０と、
このコンベア３０の排出方向に直交するとともに、コンベア３０の排出全幅よりも長く、かつ、コンベア３０の排出端側下部に配置される回転軸４０と、
この回転軸４０に複数形成した取付穴に挿通されるボルトを端部に有した板状で複数の分散羽根５０と、
回転軸４０を回転駆動する駆動装置６０と、
を備えて、
各分散羽根５０を、回転軸４０の前記取付穴に挿通した前記ボルトの先端にナットを締着することにより、回転軸４０上に取り付けたこと」
にその構成上の主たる特徴があり、これにより、タンク２０を下窄まりのものとしてその左右に設置空間や作業空間８０を十分に確保でき、散布幅を車幅と同程度の幅にすることができて、粉体９０の散布作業を効率的に行うことのできる自走式粉体散布装置１００を提供することができるのである。

本発明に係る自走式粉体散布装置の部分破断側面図である。 同自走式粉体散布装置の、図１中の３−３線に沿ってみた背面図である。 同自走式粉体散布装置の、図１中の１−１線に沿ってみた背面図である。 同自走式粉体散布装置の、図１中の２−２線に沿ってみた背面図で、左側部分はコンベア３０の排出端の流量調整板２４を開けた時、右側部分はコンベア３０の排出端を流量調整板２４で閉じたときを示している。 同自走式粉体散布装置の後端面の、各後方下扉２３を解放して回転軸４０及び分散羽根５０を示した部分拡大斜視図である。 同自走式粉体散布装置の後端面の、一つの後方下扉２３を解放して回転軸４０及び分散羽根５０を示した部分拡大図である。 特許文献１に示された従来技術を示す側面図である。

次に、上記のように構成した各請求項に係る発明を、図面に示した実施の形態である自走式粉体散布装置１００について説明するが、この実施形態に係る自走式粉体散布装置１００は、上記各発明の全てを実質的に含むものである。

図１には、本実施形態に係る自走式粉体散布装置１００の側面図が示してあるが、この自走式粉体散布装置１００は、土壌改良に使用されるセメントや石灰等の固化剤である粉体９０を収容するタンク２０と、このタンク２０を搭載して自走する走行装置１０と、この走行装置１０とタンク２０との間に配置されて、タンク２０からの粉体９０を走行装置１０の後部に排出するコンベア３０とを備えている。なお、ここで述べているコンベア３０は、特許文献１の散布装置が採用しているような「スクリューコンベア」は勿論、本実施形態で採用している「ベルトコンベア」のどちらでもよいものである。

走行装置１０は、車長が６ｍ程度、車幅が２．５ｍ程度の大きさで、図１に示したように、無限軌道１１を駆動することにより走行するものである。勿論、当該走行装置１０は、図１の左側に示した運転室１２内で人が運転するものであり、当該自走式粉体散布装置１００が自走しながらタンク２０内の粉体９０を後部側から施工場所に散布していけるように、当該自走式粉体散布装置１００を走行させるものである。

タンク２０は、図２〜図４に示したように、下窄まり形状のもので、上端開口部は走行装置１０の車幅一杯としてあるが、下端開口部の幅は車幅の６割程度となるようにしたものである。そして、このタンク２０自体は、これの外周を取り囲む箱型の外カバー２１や柱によって走行装置１０上に設置してあり、このタンク２０と外カバー２１との間には、図２に示したように、作業・設置空間８０が左右対称に形成されているのである。なお、外カバー２１の側面には、図１に示したような側方扉２２が設けてあり、外カバー２１の背面には、図２に示したような後方下扉２３が設けてあって、これらの側方扉２２や後方下扉２３は、例えば図５及び図６に示したように解放したとき、内部、つまり作業・設置空間８０内の機器のメンテナンスが行えるようにするものである。

また、このタンク２０の直下には、図１〜図４に示したように、コンベア３０が設置してあって、このコンベア３０により、タンク２０内からの粉体９０を受け止めて走行装置１０の後方に排出できるようになっている。このコンベア３０の後部は、タンク２０の後端から突出したものであり、粉体９０が走行装置１０上に直接降り掛からないようになっている。

そして、タンク２０の背面には、図２に示したように、コンベア３０によって流れてくる粉体９０の量を調節する流量調整板２４が左右一対のものとして設けてあり、これらの流量調整板２４はタンク２０背面に取り付けた駆動シリンダ２５によって開閉されるものである。また、タンク２０内の中央上部には、図２及び図３に示したように、上側が「山」となる分流板２６が設けてあり、この分流板２６は、これより上部にある粉体９０を、下窄まりのタンク２０の内壁に向けて滞りなく流下するようにさせるものである。

なお、本実施形態におけるコンベア３０は、図１に示したような「ベルトコンベア」であり、多数の転動ローラによって水平に支持されるとともに、前方側に設けた油圧モータ３１によって回転駆動されるものである。また、このコンベア３０の復路部分については、図１や図４に示した清掃ブラシ３２によって、残留していた粉体９０の削ぎ落しが行えるようになっている。

さて、コンベア３０の排出端下部（当該コンベア３０の後端側スプロケットより後方で下側）には、図１及び図２に示したように、コンベア３０の排出方向に直交するとともに、コンベア３０の排出全幅よりも長い回転軸４０が配置してある。この回転軸４０は、図２中に示した駆動装置６０によって回転駆動されるものであるが、コンベア３０を駆動している油圧モータ３１と共通させてもよい。油圧モータ３１と駆動装置６０とを共通させれば、回転軸４０をコンベア３０の駆動と連動させることができて、回転軸４０の回転を無駄なく行える。

この回転軸４０には、図２、及び図４〜図６に示したように、多数の分散羽根５０が取り付けてある。本実施形態における各分散羽根５０は略板状のものであり、その端部に回転軸４０に挿通されるボルトを一体化したものである。これらの分散羽根５０の回転軸４０に対する取付は、回転軸４０の取付穴に挿通した上記ボルトの端部にナットを締着することによって行っているため、分散羽根５０の取付数の調整が自由に選択できることは当然として、粉体９０の流下方向に対する傾斜角度の調整も自在に行える。

そして、この実施形態に係る自走式粉体散布装置１００では、図４〜図６に示したように、分散羽根５０を粉体９０の流下方向に対して傾斜させ、その傾斜方向を回転軸４０の中心４１の左右で反対にしてある。これにより、図４に図示した回転軸４０の中心４１より左側になっている分散羽根５０上に流下してきた粉体９０は左側に送られ、中心４１より右側になっている分散羽根５０上に流下してきた粉体９０は右側に送られて、結果として、流下してきた粉体９０は左右に広げられて散布されることになる。

換言すれば、回転軸４０とともに回転する各分散羽根５０は、その上方から流下してきた粉体９０を、回転軸４０の中心４１を境として左右に跳ね飛ばすことになり、走行装置１０の車幅一杯への粉体９０の分散が確実になされるのである。このとき、図５及び図６に示したように、各分散羽根５０間は十分広く取られており、かつ、各分散羽根５０の回転軸４０からの高さはそれ程大きくないから、回転軸４０の中心４１近傍での粉体９０の散布量が少なくなるようなことはない。

なお、本実施形態においては、図４にも示したように、各分散羽根５０の下方に分散板５１を配置するようにしている。この分散板５１は、左右端に位置する各分散羽根５０によって左右に広げられた粉体９０を受け止めて、これをさらに外側へ落とし込むようにするものであり、各分散羽根５０による粉体９０の広げを補助するものであるが、必ずしも必要とされるものではない。

さらに、この自走式粉体散布装置１００においては、図１〜図４に示したように、回転軸４０、及びその上の分散羽根５０の周囲を、施工場所直上だけが開口する可撓性のカーテン７０によって覆うようにしている。このため、分散羽根５０によって掻き回された粉体９０は、当該可撓性のカーテン７０内で舞い上がることはあっても、その大部分は、可撓性のカーテン７０の施工場所直上だけに開口する開口から施工場所上に落下して、周囲に飛散することはない。

なお、本実施形態における可撓性のカーテン７０は、図５にも示したように、外カバー２１の一部に形成したカーテン取付部１３に対して選択的に取り付けられるものであり、必要に応じて取り外すこともできるから、走行装置１０のメンテナンスを行う際や、当該自走式粉体散布装置１００が走行装置１０によって施工場所や道路を走行する際の邪魔になることはない。

１００ 自走式粉体散布装置
１０ 走行装置
１１ 無限軌道
１２ 運転室
１３ カーテン取付部
２０ タンク
２１ 外カバー
２２ 側方扉
２３ 後方下扉
２４ 流量調整板
２５ 駆動シリンダ
２６ 分流板
３０ コンベア
３１ 油圧モータ
３２ 清掃ブラシ
４０ 回転軸
４１ 中心
５０ 分散羽根
５１ 分散板
６０ 駆動装置
７０ 可撓性のカーテン
８０ 作業・設置空間
９０ 粉体

Claims (3)

1. 走行装置に設置したタンク内に、セメントあるいは石灰を含む粉体を収容し、この粉体を地盤改良が必要な施工場所に散布するための自走式粉体散布装置であって、
   前記タンクの下部に配置されて、前記粉体を前記走行装置の後部に排出するコンベアと、
   このコンベアの排出方向に直交するとともに、前記コンベアの排出全幅よりも長く、かつ、前記コンベアの排出端側下部に配置される回転軸と、
   この回転軸に複数形成した取付穴に挿通されるボルトを端部に有した板状で複数の分散羽根と、
   前記回転軸を回転駆動する駆動装置と、
   を備えて、
   前記各分散羽根を、前記回転軸の前記取付穴に挿通した前記ボルトの先端にナットを締着することにより、前記回転軸上に取り付けたことを特徴とする自走式粉体散布装置。
2. 前記各分散羽根は、前記粉体の流下方向に対して傾斜したものであり、かつ、その傾斜方向を前記回転軸の中心の左右で反対にしたことを特徴とする請求項１に記載の自走式粉体散布装置。
3. 前記回転軸、及びその上の分散羽根の周囲を、施工場所直上だけが開口する可撓性のカーテンによって覆うようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自走式粉体散布装置。

Images