特許 7083657 ベントナイト改良土敷均し装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-03

(45)【発行日】2022-06-13

(54)【発明の名称】ベントナイト改良土敷均し装置

(51)【国際特許分類】

   E01C 19/48 20060101AFI20220606BHJP

【ＦＩ】

E01C19/48 A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018024172

(22)【出願日】2018-02-14

(65)【公開番号】P2019138101

(43)【公開日】2019-08-22

【審査請求日】2021-01-20

(73)【特許権者】

【識別番号】303057365

【氏名又は名称】株式会社安藤・間

(74)【代理人】

【識別番号】110001564

【氏名又は名称】フェリシテ特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100081514

【氏名又は名称】酒井 一

(74)【代理人】

【識別番号】100082692

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵合 正博

(72)【発明者】

【氏名】越田 健

(72)【発明者】

【氏名】千々松 正和

(72)【発明者】

【氏名】荻原 績

(72)【発明者】

【氏名】舘岡 潤仁

【審査官】石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０６６６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１７８９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１６９０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２９４００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０２－１２９４０７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－０８９３２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０１Ｃ １９／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベントナイト混合土を敷設する敷均し装置であって、
前記ベントナイト混合土を敷設場所に撒出する撒出装置と、
転圧部材を備え、前記撒出装置から撒出された前記ベントナイト混合土に対して締固め操作を行うスクリードと、
前記スクリードに取り付けられ、前記撒出装置から撒出された前記ベントナイト混合土を頭切りするブレードと、
前記スクリードに取り付けられ、当該スクリードの高さ位置を計測するスクリード高さ計測手段と、
前記スクリードに連結され、前記ブレードの高さを調節駆動する第１油圧シリンダーと、
前記スクリードに連結され、当該スクリードに持ち上げ作用を及ぼして転圧圧力を軽減調節する第２油圧シリンダーと、
前記第１油圧シリンダー及び第２油圧シリンダーに供給される動力伝達油の経路配管に接続されたアキュムレーターと、
前記動力伝達油の経路配管に取り付けられ、当該動力伝達油の経路配管の圧力を計測する圧力計と、
前記スクリード高さ計測手段の計測結果に基づき、前記第１油圧シリンダーへの動力伝達油の供給を制御するコントローラと、
前記圧力計の計測結果に基づき、前記第２油圧シリンダーへの動力伝達油の供給を制御する調整ねじと、
を備えたベントナイト改良土敷均し装置。

【請求項2】

前記スクリードの転圧部材は、前記ベントナイト混合土の接触面にテフロン板が設けられており、
前記第１油圧シリンダーは、前記スクリード高さ計測手段の計測結果に基づき、前記スクリード及びブレードの高さ位置を調整し、また、
前記第２油圧シリンダーは、前記調整ねじの作動により前記ベントナイト混合土に対して加える転圧圧力を調節することを特徴とする請求項１に記載のベントナイト改良土敷均し装置。

【請求項3】

前記アキュムレーターは、第１油圧シリンダー及び第２油圧シリンダーを含む複数の油圧シリンダーへ供給される動力伝達油の経路配管に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のベントナイト改良土敷均し装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ベントナイト改良土等の非アスファルト材料を敷き均す装置、特に敷均し面全体にわたって均一な材料密度で敷均し作業を行えるようにしたベントナイト改良土敷均し装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から敷均し作業に使用される装置としてアスファルトフィニッシャーがあり、このアスファルトフィニッシャーの撒き出しは、当該アスファルトフィニッシャーのスクリードにより転圧された高さで作業を行うのが一般的であった。しかしながら、ベントナイト改良土や砂等の、低硬度の非アスファルト材料（以下、単に「ベントナイト」で代表させる）の敷均しを行うにはアスファルトフィニッシャーとは異なる構成を備えた敷均し装置が必要となる。そのようなベントナイトの敷均し作業を行うベントナイト敷均し装置の例としては例えば、特許文献１に記載されたものがある。このベントナイト敷均し機は、短期間で、かつ、安価にベントナイト遮水層を構築可能なものであり、ベントナイトを地面に撒出する撒出装置と、ベントナイトに水を供給する加水装置と、ベントナイトを撹拌する撹拌装置とを備えて成る。そして、乾燥状態のベントナイトを遮水層の構築予定現場に搬入し、敷均し装置のホッパーに投入して、敷均し装置を走行させながら、ベントナイトを地面に所定の厚さで撒出する。また、地面に撒出されたベントナイトにノズルから水を噴射して湿潤状態にし、スクリューで湿潤状態のベントナイトを撹拌して、ベントナイトに含まれる水分量を均一にした後、転圧装置によりベントナイトを転圧操作し、地面へベントナイトを敷設するというものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－２２２８７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述したような従来のベントナイト改良土敷均し装置にあっては、フィニッシャーのスクリードによりベントナイトを転圧した場合、転圧圧力が大きくてスクリードの転圧面にベントナイトが付着して部分的な引き剥がしが生じたりする可能性があった。これにより、ベントナイトの敷均しにムラが生じ、品質の低下を招いていた。

【0005】

また、スクリードが敷均し時に振動により材料を整えるに当たり、ベントナイト改良土のように材料の重量（比重）が小さいと、スクリード自体の重量により沈み作用による変形が生じ、敷均しの天端が波打ってしまう。

【0006】

また、供給されたベントナイトを一定の幅寸法の範囲に送り出すチェーンコンベア部に材料の付着が多いと、コンベアが材料に乗り上げてしまい、その結果、材料の定量供給が困難になってしまう。

【0007】

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ベントナイト改良土の敷均しを行うに当たって、敷均し作業が円滑に行えるベントナイト改良土敷均し装置を提供することである。

【0008】

本発明の第２の目的は、ベントナイト改良土の敷均しを行う場合、地面全体にわたってムラが生じず、均一な材料密度で敷均し作業を行えるようにしたベントナイト改良土敷均し装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は上記目的を達成するために、地面にベントナイト又はベントナイト混合土を撒き出しして押し固めるベントナイト改良土敷均し装置を、前記ベントナイト混合土を敷設場所に撒出する撒出装置と、転圧部材を備え、前記撒出装置から撒出された前記ベントナイト混合土に対して締固め操作を行うスクリードと、前記スクリードに取り付けられ、前記撒出装置から撒出された前記ベントナイト混合土を頭切りするブレードと、前記スクリードに取り付けられ、当該スクリードの高さ位置を計測するスクリード高さ計測手段と、前記スクリードに連結され、前記ブレードの高さを調節駆動する第１油圧シリンダーと、前記スクリードに連結され、当該スクリードに持ち上げ作用を及ぼして転圧圧力を軽減調節する第２油圧シリンダーと、前記第１油圧シリンダー及び第２油圧シリンダーに供給される動力伝達油の経路配管に接続されたアキュムレーターと、前記動力伝達油の経路配管に取り付けられ、当該動力伝達油の経路配管の圧力を計測する圧力計と、前記スクリード高さ計測手段の計測結果に基づき、前記第１油圧シリンダーへの動力伝達油の供給を制御するコントローラと、前記圧力計の計測結果に基づき、前記第２油圧シリンダーへの動力伝達油の供給を制御する調整ねじと、により構成したことを要旨とする。

【0010】

本発明の別の態様では、 前記スクリードの転圧部材は、前記ベントナイト又は前記ベントナイト混合土の接触面にテフロン板が設けられており、前記第１油圧シリンダーは、前記スクリード高さ計測手段の計測結果に基づき、前記スクリード及びブレードの高さ位置を調整し、また、前記第２油圧シリンダーは、前記調整ねじの作動により前記ベントナイト混合土に対して加える転圧圧力を調節することを要旨とする。

【0011】

本発明のさらに別の態様では、 前記アキュムレーターは、第１油圧シリンダー及び第２油圧シリンダーを含む複数の油圧シリンダーへ供給される動力伝達油の経路に接続されていることを要旨とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、ブレードは高さを調節することができ、またスクリードの底面高さを調節し、且つスクリードにかかる重量（転圧圧力）を制御することができるから、ベントナイト又は前記ベントナイト混合土がスクリードの前に滞留して敷均し作業を妨げることがない。

【0013】

また、本発明によれば、アキュムレーターは、第１油圧シリンダー及び第２油圧シリンダーを含む複数の油圧シリンダーへ供給される動力伝達油の経路配管に接続されているから、敷均し装置の各所に設置された各種油圧シリンダーについて圧力変化を緩和することができる。さらにこの動力伝達油の経路配管に取り付けた圧力計を確認しながら第２油圧シリンダーの圧力を調整（手動）することにより、敷均し装置にとって、より良好な動作制御が行える。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施の形態に係るベントナイト改良土敷均し装置の側面図である。

【図2】本実施の形態において、ブレード部分を拡大して示す部分側面図である。

【図3】本実施の形態において、スクリード部分を拡大して示す部分側面図である。

【図4】本実施の形態において、運転席とアキュムレーター及び圧力計の配置関係を説明する部分平面図である。

【図5】本実施の形態において、アキュムレーター及び圧力計の設置及び配管接続状態を示す部分斜視図である。

【図6】本実施の形態において、ベントナイトの敷均しのための制御システムを示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

次に、図１から図６を用いて本発明の実施の形態および動作を順次詳細に説明する。図１は、本発明のベントナイト改良土敷均し装置（以下、単に「敷均し装置」という）の側面図である。また、図２は、同じく上記敷均し装置のスクリード部分に設けられたブレード部分を拡大して示す部分側面図である。図２は、同じく上記敷均し装置のスクリードの転圧部材を拡大して示す部分側面図である。

【0016】

図１において、符号１は敷均し装置を示し、２は敷均し装置１の前部（図１の左方を前部、前方とする）に設置されたホッパー部を示す。３は敷均し装置１の後部に設置されたスクリードを示す。敷均し装置１は、車体フレーム４と、車体フレーム４に装着されて敷均し装置１を移動可能に支持する前輪５及び後輪６と、車体フレーム４の前方部位に取り付けられたエンジン部７と、車体フレーム４の後方部位に設けられた運転席８と、運転席８の近傍に設置された各種操作器具（ハンドル、レバー、計器類或いはコントローラ）９とを有している。
運転席８では計器類を見ながらハンドルやレバーを操作して敷均し装置１による敷均し作業を実行することが可能である。また、敷均し装置１には、エンジン部７及びこのエンジン部７によって駆動される油圧シリンダー等の機器が積載されており、運転操作により走行可能である。

【0017】

ホッパー部２は、敷均し装置１の前部、すなわち、車体フレーム４の先端部分の上部に設置され、トラック等の運搬車で運ばれたベントナイトを積載可能である。また、ホッパー部２の底部には敷均し装置１の後ろ方向に延びて設置されたチェーンコンベア１０が設けられ、このチェーンコンベア１０のさらに後方位置にはベントナイトを地面２０上に撒き出すスクリュー１１が設置されている。スクリュー１１は敷均し装置１の幅方向中央部において切り離されて左右一対の構造になっており、それぞれ互いに独立して回転することにより、ホッパー部２からチェーンコンベア１０によって送られてきたベントナイトを中央部から左右両端部へ移動させることができるようになっている。

【0018】

スクリード３は敷均し装置１の最後尾近傍において運転席８の下部にユニット体として配設されている。このスクリード３は、敷均し装置１の本体に取り付けられた支持アーム１４に懸架された状態で取り付け支持されており、地面２０上に撒き出されたベントナイトに対して転圧動作を行う。支持アーム１４は、敷均し装置１の本体に基端部が取り付けられ、また先端部が当該敷均し装置１の後方へ向けて延びるアーム構造体ないしはフレーム構造体から成り、先端部にスクリード３が取り付け支持されている。支持アーム１４は、基端から先端まで１本のアーム構造体から成っている。本実施の形態では、支持アーム１４は、基端側部分である斜め上方へ延びる第１アーム１４ａと、これに対して角度を持たせて結合され略水平方向へ延びる第２アーム１４ｂとから成る。スクリード３には、図２及び図３に示されるように、ブレード１２と転圧部材１３とが取り付けられている。

【0019】

ブレード１２は、スクリュー１１により地面２０上に均されたベントナイトの高さが概略同じ値になるよう頭切り、すなわち、均一化操作をするものである。このブレード１２は敷均し装置１の幅方向中央部において切り離されて左右一対の配置構造になっており、それぞれ互いに独立して頭切り動作することができるようになっている。また、ブレード１２にはそれぞれ全ネジボルトが連結されており、ブレード１２の高さがスクリード３の底面より何ミリメートル上に設定されるかというように、高さ調節が可能になっている。

【0020】

転圧部材１３は、地面２０に撒出されたベントナイトに上方から接触し圧力を伝えて締め固めるものである。この転圧部材１３に土が付着すると施工上不都合になるため、テフロン板（或いはテフロンシート）を折り曲げたものを付けてある。テフロン板はベントナイトがスクリードに付着するのを防止する。

【0021】

スクリード３と敷均し装置１の本体部分との間には第２油圧シリンダー１５が連結されている。そして、この第２油圧シリンダー１５の油圧を調整することによりスクリード３を持ち上げる力を調整することができるようにしている。これは、ベントナイトは普通のアスファルト舗装に比べて撒き出しされる材料が柔らかく、単に転圧動作時の圧力調節ではベントナイトの敷均しが良好にできないことが多い。そのため、本発明ではスクリード３そのものを第２油圧シリンダー１５により持ち上げられる構成とし、ベントナイトに加わる圧力の軽減を図る構成をとっている。また、スクリード３はその高さ方向位置を決めるために高さ調整も行われる。このスクリード３の高さ調整はレーザーレベル受光器（後出の２３）に接続されたコントローラ（後出の１８）が第１油圧シリンダー（後出の２１）を制御することによって行われる。

【0022】

本実施の形態の敷均し装置１には、図４及び図５に示されるように、運転席８の下部近傍にアキュムレーター１６が装着されている。アキュムレーター１６は、敷均し装置１の各所に装着された油圧シリンダー（第１油圧シリンダー２１、第２油圧シリンダー１５等）に動力伝達油（媒体）を供給したり、排出したりする配管である動力伝達油経路配管１９に接続され、上記油圧シリンダーへの動力伝達油の供給、排出動作に際して動力伝達油経路配管１９に生じる圧力変動を緩和する機能を有する。アキュムレーター１６と動力伝達油経路配管１９との接続関係の一例が図５に示されている。各種油圧シリンダーには、上述のようにスクリードを持ち上げる力を調整するもの（第２油圧シリンダー１５）と、これとは別の油圧シリンダーであって、転圧動作で土を押さえ付けるために加圧動作するもの（第１油圧シリンダー２１）とがある。そして、敷均し作業中においては、一方の油圧シリンダーの作動の開始、継続又は終了と他方の油圧シリンダーの作動の開始、継続又は終了とが交錯したときに生じる圧力の急激な変動を緩和するためにアキュムレーター１６が設けられている。

【0023】

また、本実施の形態の敷均し装置１には圧力計（ゲージ）１７が装着されている。この圧力計１７は、図５に示されるように、アキュムレーター１６に接続する動力伝達油経路配管１９に取り付けられており、動力伝達油経路配管１９の圧力を検出する。そして、スクリード３を第２油圧シリンダー１５により持ち上げる時の動力伝達油経路配管１９の圧力を圧力計１７が計測し、圧力計１７の計測値を基に第２油圧シリンダー１５の圧力を手動で調整する。他方、第１油圧シリンダー２１の圧力はコントローラ１８により制御される。コントローラ１８は運転席８の前面に設けられている。

【0024】

以上のベントナイトの敷均しのための構成中における制御システムの構成について説明する。図６は本発明の制御システム構成を示すブロック図である。この制御システムは大きく分けて、コントローラ１８を中心として第１油圧シリンダー２１を使ってスクリード３及びブレード１２の高さ調整を行う自動制御ユニットＣ１と、圧力計１７を参照しながら第２油圧シリンダー１５を使ってスクリード３及びブレード１２の持ち上げ（圧力軽減）動作制御を行う圧力制御ユニットＣ２とから成る。自動制御ユニットＣ１は、スクリード３に取り付けられたレーザーレベル発光器２２と、レーザーレベル発光器２２から発光された光信号を受信するレーザーレベル受光器２３と、レーザーレベル受光器２３からの信号を基に制御信号を生成するコントローラ１８と、コントローラ１８からの制御信号により動作する電磁バルブ２４と、スクリード３に接続され電磁バルブ２４の動作によりスクリード３に対して油圧作動を行う第１油圧シリンダー２１とを備えている。レーザーレベル発光器２２とレーザーレベル受光器２３によりスクリードの高さ位置を計測するスクリード高さ計測ユニットを構成する。コントローラ１８にはＣＰＵが用いられる。

【0025】

圧力制御ユニットＣ２は、スクリード３に接続された第２油圧シリンダー１５と、この第２油圧シリンダー１５に接続された圧力調整ねじ２５と、第１油圧シリンダー２１及び第２油圧シリンダー１５に動力伝達油経路配管１９を介して接続されたアキュムレーター１６と、同じく第１油圧シリンダー２１及び第２油圧シリンダー１５に動力伝達油経路配管１９を介して接続された圧力計１７とを備えている。第２油圧シリンダー１５は上述したようにアキュムレーター１６の緩衝作用を受けながら油圧動作、すなわち、スクリード３の持ち上げ動作を行うものである。圧力計１７は上記第２油圧シリンダー１５の油圧動作に際して、動力伝達油経路配管１９の油圧を介して第２油圧シリンダー１５の油圧を計測するものである。圧力調整ねじ２５は第２油圧シリンダー１５の油圧動作を調整、或いは制御するものである。圧力調整ねじ２５は圧力計１７の計測値にしたがって手動により調整動作される。この手動動作を表すために、図６においては、圧力計１７から圧力調整ねじ２５への矢印は破線で示してある。

【0026】

次に、上述した構成からなる敷均し装置１を用いたベントナイトの敷均し動作について説明する。ベントナイトは敷均し作業の現場にトラック等の運搬手段により搬送され、敷均し装置１のホッパー部２に直接投入される。ホッパー部２に投入されたベントナイトは、チェーンコンベア１０により敷均し装置１の幅方向中央部から左右両側にかけて均一になるよう送り作用を受けながら後方へ移動せしめられ、撒出し装置１１により地面２０上に所定の厚さで撒き出される。その後、ベントナイトはスクリード３により転圧操作を受ける。この転圧操作においては、先ず、スクリード３の前側部分設けられたブレード１２により撒出装置１１により地面２０に撒出されたベントナイトの高さが概略同じ値になるよう頭切り（均一化操作）がされる。その後、転圧部材１３によりベントナイトに上方から軽く締め固めが行われる。

【0027】

この転圧部材１３にはテフロン板が取り付けられているため、ベントナイトがスクリードに付着することが防止され、良好な敷均しが実行される。この敷均し動作において、第１油圧シリンダー２１は、その作動により、スクリード３を持ち上げたり、下げたりして、ブレード１２の上下位置を調整し頭切り高さを揃える。すなわち、第１シリンダー２１の役割はブレード１２の上下位置を決めたり調整したりすることである。他方、第２油圧シリンダー１５の役割はスクリード３が転圧操作をしている最中に、スクリード３に持ち上げ作用を及ぼして転圧圧力を軽減させることである。本発明において上記第２油圧シリンダー１５（及びその作動）を採用する理由は、ベントナイトが通常の道路工事等に用いられる砂礫と異なり、きわめて柔らかい材質であり、道路工事等と同様な転圧動作ではベントナイトの引き剥がれや掠れ、或いはスクリード３への付着が生じる虞があり、このような状況の発生を防止するためである。そして、第２油圧シリンダー１５等に動力伝達油を供給したり、ホッパー部２の角度を変えたりする場合は、アキュムレーター１６の作用により動力伝達油経路配管１９に生じる圧力変動を緩和し、円滑な動力伝達が行われる。この、円滑な動力伝達を行うために、動力伝達油経路配管１９の圧力が圧力計１７によって計測され、その計測値を参照して手動で調整ねじ２５を操作し第２油圧シリンダー１５の作動制御を行う。この作動制御により、本発明の敷均し装置１においては、ベントナイト改良土が敷均し面に撒かれたときにスクリード３に持ち上げ力が作用せしめられ、転圧圧力が軽減される。柔らかいベントナイト改良土に対して均一な均し作用が及ぼされる。コントローラ１８は、レーザーレベル受光器からの計測結果に基づいて電磁バルブ２４を制御し、これにより第１油圧シリンダー２１の動作が制御され、敷均しが最適に実行されるようにする。このため、敷均し装置１による敷均し作業が円滑に且つ適正に行われる。

【産業上の利用可能性】

【0028】

本発明によるベントナイト改良土敷均し装置は、複数の油圧シリンダーへ供給される動力伝達油の圧力変化を緩和するアキュムレーターが設けられ、アキュムレーターに接続された動力伝達油経路配管の圧力の計測結果に基づき各種油圧シリンダーの動作制御がされるため、敷均し装置にとって、より良好な動作制御が行える。

【符号の説明】

【0029】

１ （ベントナイト改良土）敷均し装置
２ ホッパー部
３ スクリード
４ 車体フレーム
５ 前輪
６ 後輪
７ エンジン部
８ 運転席
９ 操作器具
１０ スクリューコンベア
１１ 撒出し装置
１２ ブレード
１３ 転圧部材
１４ 支持アーム
１５ 油圧シリンダー（第２）
１６ アキュムレーター
１７ 圧力計
１８ コントローラ
１９ 動力伝達油経路配管
２０ 地面
２１ 油圧シリンダー（第１）
２２ レーザーレベル発光器
２３ レーザーレベル受光器
２４ 電磁バルブ
２５ 圧力調整ねじ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】