JP2003038980A - 土質改良装置用破砕混合機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原料土の詰まりを防止でき、原料土を能率良
く破砕混合できる土質改良装置用破砕混合機の制御装置
を提供する。 【解決手段】 破砕混合機(7a)を駆動する第１の回転ア
クチュエータ(13)の負荷を検出する負荷センサ(14)と、
負荷センサ(14)の検出した負荷に基づき、第１の回転ア
クチュエータ(13)の回転指令を制御する制御器(10)とを
備える。制御器(10)は、負荷が所定値以上に大きくなっ
たとき、破砕混合機(7a)の速度を低下させる。また破砕
混合機(7a)の速度を低下させた後、負荷が所定値以下に
下がったときには、破砕混合機(7a)の速度を所定回転数
に戻す。負荷が所定値以上に大きくなったとき、原料土
供給装置(8)を駆動する第２の回転アクチュエータ(19)
の速度を速くしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土質改良装置用破
砕混合機の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の土質改良装置としては、例えば特
開平９−１９５２６６号公報に記載されたものが知られ
ている。同公報によると、図６に示すように、自走式土
質改良装置１は、クローラ式の下部走行体２上に載置し
た車体３の前後方向一端側に原料土（被改良土）を貯溜
する第１ホッパ５を備え、該第１ホッパ５の下方には第
１ホッパ５から排出された原料土を所定速度で搬送供給
するベルトコンベア等の原料土供給装置８を備えてい
る。また、第１ホッパ５よりも車体中央側には改良材を
貯溜する第２ホッパ６が搭載されており、第２ホッパ６
の下部に設けた排出口６ａから改良材が排出されて原料
土供給装置８で搬送される原料土の上に所定量ずつ添加
されるようになっている。さらに、車体３の略中央上部
で、原料土供給装置８の下流側には、解砕機７が搭載さ
れている。そして、解砕機７の下方にベルトコンベア等
の排出装置９が載置され、この排出装置９で解砕機７に
より破砕混合された改良土が製品として外部に排出され
るようになっている。

【０００３】解砕機７内には、ソイルカッタ７ａと回転
打撃子７ｂとが回転自在に設けられている。ソイルカッ
タ７ａは解砕機７の原料土投入口に設けられ、回転軸部
から放射状に備えた複数の回転カッタを回転させて、原
料土供給装置８から供給された原料土を破砕すると共
に、原料土と改良材とを混合する。回転打撃子７ｂはソ
イルカッタ７ａよりも下流側、すなわち解砕機７の内部
に設けられ、ソイルカッタ７ａで一次破砕混合されたも
のをさらに細かく２次破砕混合している。尚、図では回
転打撃子７ｂを複数設けた例を示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
土質改良装置においては、次のような問題がある。原料
土の破砕、混合性を良くするために、ソイルカッタ７ａ
（破砕混合機）の回転速度を上げる場合がある。このと
き、原料土の混合性は上がるが、原料土供給装置８の供
給速度によってはソイルカッタ７ａの回転速度が高過ぎ
るために、原料土に混入している石等がソイルカッタ７
ａを通過し難くなる。これにより、ソイルカッタ７ａの
手前で石が滞留し、原料土が流れ難くなって供給量が一
定にならないので、改良土の品質低下を招くと共に、遂
には原料土供給装置８に土が詰まって改良作業の続行が
困難となることがある。

【０００５】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、原料土の詰まりを防止でき、原料土を能
率良く破砕混合できる土質改良装置用破砕混合機の制御
装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、第１発明は、原料土を供給する原
料土供給装置と、この供給された原料土を破砕し混合す
る回転式破砕混合機と、回転式破砕混合機を駆動する第
１の回転アクチュエータと、第１の回転アクチュエータ
の負荷を検出する負荷センサと、負荷センサの検出した
負荷に基づき、第１の回転アクチュエータの回転速度を
制御する制御器とを備えたことを特徴とする土質改良装
置用破砕混合機の制御装置である。

【０００７】第１発明によると、回転式破砕混合機の負
荷を検出し、この負荷の大きさに基づいて該破砕混合機
の回転速度を制御するようにしたので、破砕混合機の手
前で原料土が滞留して供給量が変わるということがな
く、原料土をスムーズに能率良く供給でき、また改良土
の混合精度が非常に良い。さらに、過負荷状態の継続時
間に基づいて、回転式破砕混合機を通過させる時間を調
整できるようにすると、該破砕混合機の手前での原料土
の滞留が解消され易いので、改良土の混合精度がさらに
良くなる。

【０００８】第２発明は、第１発明において、前記制御
器は、負荷が所定値以上に大きくなったとき、前記破砕
混合機の速度を低下させる回転指令を出力するようにす
る。

【０００９】第２発明によると、破砕混合機の負荷が大
きくなったときに、通過し難い大きな石等が挟まってい
ると判断し、破砕混合機の回転を低下させて通過し易く
するので、詰まりが無くなり、原料土がスムーズに供給
される。このため、破砕混合機の回転速度が速くても、
石等で詰まりそうになると遅くして通過し易くするの
で、能率的に土質改良作業ができる。

【００１０】第３発明は、第２発明において、前記制御
器は、前記破砕混合機の速度を低下させた後、負荷が所
定値以下に下がったときには、破砕混合機の速度を所定
回転数に戻すようにしている。

【００１１】第３発明によると、破砕混合機の回転低下
の後、負荷が所定値以下に下がったら、大きな石等が破
砕混合機を通過したと判断し、破砕混合機の速度を所定
回転数に戻すようにしたので、所定負荷の状態では原料
土に適合した速度で高速に破砕混合できる。したがっ
て、原料土の詰まりを防止すると共に、常時能率良く原
料土を供給し破砕混合して土質改良作業ができる。

【００１２】また第４発明は、原料土を供給する原料土
供給装置と、この原料土供給装置から供給された原料土
を破砕し混合する回転式破砕混合機と、回転式破砕混合
機を駆動する第１の回転アクチュエータと、前記原料土
供給装置を駆動する第２の回転アクチュエータと、第１
の回転アクチュエータの負荷を検出する負荷センサと、
負荷センサの検出した負荷に基づき、前記第２の回転ア
クチュエータの速度を制御する制御器とを備えたことを
特徴とする土質改良装置用破砕混合機の制御装置であ
る。

【００１３】第４発明によると、回転式破砕混合機の負
荷の大きさに基づいて、原料土供給装置の供給速度を制
御するから、該破砕混合機の手前で原料土が滞留して供
給量が変わることがなく、原料土の供給がスムーズに能
率良く行われ、また改良土の混合精度が非常に良い。さ
らに、負荷の継続時間に基づいて原料土供給速度を制御
することにより、回転式破砕混合機を通過させる時間を
調整できるようにすると、該破砕混合機の手前での原料
土の滞留が解消され易いので、改良土の混合精度がさら
に良くなる。

【００１４】第５発明は、第４発明において、前記制御
器は、負荷が所定値以上に大きくなったとき、前記原料
土供給装置の供給速度を速くする指令を出力する構成と
している。

【００１５】第５発明によると、破砕混合機の負荷が大
きくなったときに、原料土供給装置の供給速度を速くし
て大きな石等が破砕混合機を通過し易くするので、詰ま
りが無くなり、原料土がスムーズに供給される。このた
め、破砕混合機の回転速度が速くても、石等が詰まるこ
となく、能率的に土質改良作業ができる。

【００１６】第６発明は、第５発明において、前記制御
器は、前記原料土供給装置の供給速度を速くした後、負
荷が所定値以下に下がったときには、原料土供給装置の
供給速度を元の速度に戻す構成としている。

【００１７】第６発明によると、原料土供給装置の供給
速度を速くした後、負荷が所定値以下に下がったときに
は、大きな石等が破砕混合機を通過したと判断し、原料
土供給装置の供給速度を元の速度に戻すようにしたの
で、通常の負荷の小さい状態では原料土に適合した供給
速度で供給できる。この結果、適性量の原料土を、詰ま
ることなく能率良く供給できる。

【００１８】また第７発明は、土質改良装置用破砕混合
機の制御装置において、原料土供給装置から供給された
原料土を破砕し混合する回転式破砕混合機と、回転式破
砕混合機を駆動する第１の回転アクチュエータと、第１
の回転アクチュエータの負荷を検出する負荷センサと、
警報指令を受けてオペレータに異常を知らせる警告手段
と、負荷センサで検出した負荷が所定値以上である異常
負荷状態が、所定の第１判定時間以内に所定の第１回数
発生したときに、前記警告手段に警告指令を出力して、
原料土中の石の混入率異常の発生を警告する制御器とを
備えた構成としている。

【００１９】第７発明によると、異常負荷状態が第１判
定時間以内に第１回数発生したときに、警告手段によっ
て、原料土中の石の混入率異常の発生を警告するので、
オペレータは石の混入率異常の発生を容易に知ることが
できる。このため、オペレータは原料土を篩に通して石
を選別するなどの処置を直ちに行うことができ、よって
硬い石による破砕混合機での石の詰まりを防止でき、ま
た破砕混合機等の摩耗度を減らして破砕混合機等の交換
頻度を少なくし、効率的な作業ができる。

【００２０】第８発明は、第７発明において、前記制御
器は、前記警告指令の出力の替わりに、原料土供給装置
を停止する指令を出力するようにした構成としている。

【００２１】第８発明によると、上記警告指令の替わり
に原料土供給装置を停止する指令を出力して作業を中止
するので、負荷異常状態で作業を継続した場合の硬い石
による破砕混合機等の摩耗を無くし、この結果上記同様
に効率的な作業ができる。

【００２２】第９発明は、第７発明において、前記制御
器は、前記警告指令を出力した後、さらに前記異常負荷
状態が所定の第２判定時間以内に所定の第２回数発生し
たときに、原料土供給装置を停止する指令を出力するよ
うにした構成としている。

【００２３】第８発明によると、上記警告指令の出力の
後、異常負荷状態が第２判定時間以内に第２回数発生し
たときに、原料土供給装置を停止して作業を中止するの
で、作業の継続での硬い石による破砕混合機等の摩耗を
無くし、この結果上記同様に効率的な作業ができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。尚、ここでは、本発明の
適用機として図６に示した自走式土質改良装置の例で説
明する。

【００２５】図１〜図４により第１実施形態について説
明する。まず、図１に示す制御構成ブロック図により、
本実施形態の土質改良装置用破砕混合機の制御装置の構
成を説明する。回転カッタを有するソイルカッタ等の破
砕混合機７ａは、油圧モータや電動サーボモータ等の回
転アクチュエータ１３で回転駆動され、この回転アクチ
ュエータ１３は駆動手段１２により駆動される。回転ア
クチュエータ１３が油圧モータである場合には、駆動手
段１２はソレノイド作動式切換弁で構成され、制御器１
０から入力した指令電流に基づいて油圧モータの回転方
向及び回転速度すなわち破砕混合機７ａの回転を制御す
る。また回転アクチュエータ１３が電動サーボモータで
ある場合には、駆動手段１２はサーボアンプで構成さ
れ、制御器１０から入力した速度指令信号と回転アクチ
ュエータ１３の回転センサ（図示せず）からの速度フィ
ードバック信号との偏差値に基づいてこの偏差値が小さ
くなるように電動サーボモータの電流（つまり駆動トル
ク）を制御して回転方向及び回転速度すなわち破砕混合
機７ａの回転を制御する。

【００２６】負荷センサ１４は破砕混合機７ａの負荷を
検出するものであり、ここでは回転アクチュエータ１３
の駆動トルクの大きさを検出する例で示している。すな
わち、油圧駆動の場合、油圧モータの負荷圧を圧力セン
サで検出し、電動駆動の場合、駆動手段１２（サーボア
ンプ）のモータ電流値を電流センサで検出する。検出し
た負荷（圧力値又は電流値）を、制御器１０に出力す
る。

【００２７】制御器１０はマイクロコンピュータや高速
数値演算プロセッサ等の高速演算装置を主体に構成され
ており、複数のタイマ１１と所定容量のメモリと入出力
ポートとを有している。制御器１０は前記負荷センサ１
４から検出負荷信号を所定の入力ポートを介して入力
し、この負荷に基づき、後述するような所定の演算処理
を行って回転アクチュエータ１３の回転指令を求め、所
定の出力ポートを介して駆動手段１２に出力して回転ア
クチュエータ１３を制御する。また、所定の演算処理に
より破砕混合機７ａの負荷異常状態又は過負荷状態と判
断したときには、これをオペレータに報知するために警
告手段１７に警告指令を出力する。

【００２８】警告手段１７は、上記警告指令に基づいて
警告を発するものであり、例えば警報ブザー等の警報
器、又はパトライト、ランプ表示器、メッセージ表示
器、グラフィック表示器等のモニタ表示器、又はこれら
の組み合わせにより構成される。

【００２９】次に、図２及び図３に示す制御フローチャ
ートにより、本発明に係る制御器１０の制御処理手順を
説明する。尚ここでは、破砕混合機７ａを油圧駆動する
場合、すなわち回転アクチュエータ１３が油圧モータ
で、負荷センサ１４が圧力センサである場合を例に説明
する。また、破砕混合機７ａの速度は、高速（Ｈモー
ド）、中速（Ｍモード）及び低速（Ｌモード）の３段階
に制御されるものとする。

【００３０】まず、ステップＳ１で、破砕混合機速度を
Ｈモード（例えば５００rpm ）に設定し、また警報中フ
ラグをリセットする。次に、ステップＳ２で、負荷セン
サ１４により破砕混合機７ａの負荷Ｐ０を検出し、ステ
ップＳ３でこの負荷Ｐ０が予め設定した異常検出負荷Ｐ
１（例えば８ＭPa）よりも小さい状態から異常検出負荷
Ｐ１以上になったかをチェックする。そして、負荷Ｐ０
が異常検出負荷Ｐ１以上のときには、ステップＳ４で、
負荷Ｐ０が過負荷設定負荷Ｐｍ（例えば１６ＭPa）以上
であるかをチェックし、過負荷設定負荷Ｐｍ以上のとき
にはステップＳ３０で所定の過負荷異常処理（例えば、
破砕混合機７ａ及び原料土供給装置８を停止させ、警告
手段１７により報知する）を行う。また、負荷Ｐ０が過
負荷設定負荷Ｐｍより小さいときには、次にステップＳ
５で、タイマＴＭ３の計時をスタートし、次にステップ
Ｓ６で、タイマＴＭ３のタイマ値が所定の第１判定時間
Ｔ１（ノイズ的な負荷変動と区別するための判定時間で
あり、例えば０．０５ｓ程度でよい）以上か、すなわち
「負荷Ｐ０≧異常検出負荷Ｐ１」なる負荷異常状態が第
１判定時間Ｔ１以上継続しているかをチェックする。

【００３１】前記ステップＳ６で、Ｔ１以上継続した
ら、ステップＳ７でタイマＴＭ３をストップしてクリア
した後、ステップＳ８で現在Ｈモードかをチェックし、
Ｈモードならば、ステップＳ１３で破砕混合機速度をＭ
モード（例えば１５０rpm ）に設定する。このとき、制
御器１０は駆動手段１２にＭモードに対応する指令電流
を出力して、回転アクチュエータ１３が所定の中速度で
回転するように制御し、警告手段１７により負荷異常状
態が発生したことを報知する。尚、Ｍモードに対応する
上記指令電流に所定時間のモジュレーションをかけて、
回転速度が滑らかに低下するようにしてもよい。この後
Ｍモードでは、まずステップＳ１４で、タイマＴＭ２の
計時をスタートさせると共に、カウンタｎ１をクリア
し、次のステップＳ１６へ処理を移行する。また、上記
ステップＳ８でＨモードでないならば、さらにステップ
Ｓ９で現在Ｍモードかをチェックし、Ｍモードならば次
のステップＳ１５へ処理を移行し、Ｍモードでないなら
ば現在Ｌモードと判断し、後述のステップＳ４０へ処理
を移行する。

【００３２】ステップＳ１５においては、Ｍモードで新
たな回の負荷異常が発生したと判断して、カウンタｎ１
を１だけ増加すると共に、この時のタイマＴＭ２のタイ
マ値をＴｍｎとしてカウンタｎ１と対応付けて記憶す
る。次にステップＳ１６で現在の負荷Ｐ０を検出して、
ステップＳ１７でこの負荷Ｐ０が異常検出負荷Ｐ１より
も小さくなるのを監視する。そして、負荷Ｐ０が異常検
出負荷Ｐ１以上の状態が継続している間は、ステップＳ
１８で、これまで記憶した複数のカウンタｎ１値とタイ
マ値Ｔｍｎとに基づいて、直前の所定時間Ｔ２（例え
ば、１０ｓ）以内に負荷異常が所定のＫ１回（例えば３
回）発生しているかをチェックする。このチェックは、
Ｍモードになった時点から所定時間Ｔ２以内にＫ１回目
が発生したか、又はカウンタｎ１-k1+1の過去の時点か
らカウンタｎ１の現時点までの経過時間が所定時間Ｔ２
以内かをチェックすることにより可能である。そして所
定時間Ｔ２以内に負荷異常がＫ１回発生しているとき
は、ステップＳ１９で破砕混合機速度をＬモード（例え
ば７５rpm ）に設定し、次にステップＳ２０で、タイマ
ＴＭ２をストップしてクリアし、前記記憶したカウンタ
ｎ１値とタイマ値Ｔｍｎをクリアし、さらにカウンタｎ
２のクリアと、タイマＴＭ４の計時スタートを行った
後、ステップＳ２に戻って以上の処理を繰り返す。上記
ステップＳ１８で、所定時間Ｔ２以内に負荷異常がＫ１
回発生してないときは、ステップＳ１６，Ｓ１７で負荷
Ｐ０が異常検出負荷Ｐ１よりも小さくなるのを待ち、異
常検出負荷Ｐ１よりも小さくなったら、後述のステップ
Ｓ２１へ処理を移行する。

【００３３】上記ステップＳ６で、負荷異常状態が第１
判定時間Ｔ１以上継続してないときには、ステップＳ１
０で、現在の負荷Ｐ０を検出して、ステップＳ１１で、
負荷Ｐ０が異常検出負荷Ｐ１以上であるか、すなわち負
荷異常状態が継続するかをチェックし、異常検出負荷Ｐ
１以上のときには再びステップＳ６に戻って、負荷異常
状態が第１判定時間Ｔ１以上継続しているかのチェック
を繰り返す。ステップＳ１１で負荷Ｐ０が異常検出負荷
Ｐ１より小さいときには、ステップＳ１２でタイマＴＭ
３をストップしてクリアした後、後述のステップＳ２１
に移行する。

【００３４】ステップＳ４０においては、警報中フラグ
がオンかをチェックし、オンでないときは、ステップＳ
４１でカウンタｎ２を１だけ増加すると共に、この時の
タイマＴＭ４のタイマ値をＴｍｎとしてカウンタｎ２と
対応付けて記憶する。次にステップＳ４２で現在の負荷
Ｐ０を検出して、ステップＳ４３でこの負荷Ｐ０が異常
検出負荷Ｐ１よりも小さくなるのを監視する。そして、
負荷Ｐ０が異常検出負荷Ｐ１以上の状態が継続している
間は、ステップＳ４４で、これまで記憶した複数のカウ
ンタｎ２値とタイマ値Ｔｍｎとに基づいて、直前の所定
時間Ｔ４（例えば、１０ｓ）以内に負荷異常が所定のＫ
２回（例えば３回）発生しているかをチェックする。こ
のチェックは、Ｌモードになった時点から所定時間Ｔ４
以内にＫ２回目が発生したか、又はカウンタｎ２-K2+1
の過去の時点からカウンタｎ２の現時点までの経過時間
が所定時間Ｔ４以内かをチェックすることにより可能で
ある。そして所定時間Ｔ４以内に負荷異常がＫ２回発生
しているときは、ステップＳ４５で、警告手段１７に警
告指令を出力して、オペレータに原料土の所定の大きさ
以上の硬い石の混入率が高いことを報知する。この後ス
テップＳ４６で、警報中フラグをセットし、カウンタｎ
２と記憶しているカウンタｎ２値及びタイマ値Ｔｍｎと
をクリアし、さらにタイマＴＭ４を一旦クリアしてから
再度計時スタートを行い、ステップＳ２に戻って以上の
処理を繰り返す。上記ステップＳ４４で、所定時間Ｔ４
以内に負荷異常がＫ２回発生してないときは、ステップ
Ｓ４２，Ｓ４３で負荷Ｐ０が異常検出負荷Ｐ１よりも小
さくなるのを待ち、異常検出負荷Ｐ１よりも小さくなっ
たら、後述のステップＳ２１へ処理を移行する。

【００３５】前記ステップＳ４０で警報中フラグがオン
のときには、ステップＳ５１でカウンタｎ２を１だけ増
加すると共に、この時のタイマＴＭ４のタイマ値をＴｍ
ｎとしてカウンタｎ２と対応付けて記憶する。次にステ
ップＳ５２で現在の負荷Ｐ０を検出して、ステップＳ５
３でこの負荷Ｐ０が異常検出負荷Ｐ１よりも小さくなる
のを監視する。そして、負荷Ｐ０が異常検出負荷Ｐ１以
上の状態が継続している間は、ステップＳ５４で、これ
まで記憶した複数のカウンタｎ２値とタイマ値Ｔｍｎと
に基づいて、直前の所定時間Ｔ５（例えば、１０ｓ）以
内に負荷異常が所定のＫ３回（例えば３回）発生してい
るかをチェックする。このチェックは、Ｌモードになっ
た時点から所定時間Ｔ５以内にＫ３回目が発生したか、
又はカウンタｎ２-K3+1の過去の時点からカウンタｎ２
の現時点までの経過時間が所定時間Ｔ５以内かをチェッ
クすることにより可能である。そして所定時間Ｔ５以内
に負荷異常がＫ３回発生しているときは、ステップＳ５
５で、原料土の硬い石の混入率が高い状態が継続したの
で原料土供給装置８を停止すると共に、警告手段１７に
警告指令を出力して、オペレータに原料土供給装置８の
停止を報知する。この後、本処理は終了する。上記ステ
ップＳ５４で、所定時間Ｔ５以内に負荷異常がＫ３回発
生してないときは、ステップＳ５２，Ｓ５３で負荷Ｐ０
が異常検出負荷Ｐ１よりも小さくなるのを待ち、異常検
出負荷Ｐ１よりも小さくなったら、後述のステップＳ２
１へ処理を移行する。

【００３６】また、前記ステップＳ３で、負荷Ｐ０が異
常検出負荷Ｐ１より小さいときには、ステップＳ２１で
現在Ｈモードかをチェックし、Ｈモードならばステップ
Ｓ２に戻って上記処理を繰り返し、Ｈモードでないな
ら、ステップＳ２２でタイマＴＭ１の計時をスタートす
る。そして、ステップＳ２３で、ＴＭ１のタイマ値が所
定の第３判定時間Ｔ３（例えば、５ｓ）以上か、すなわ
ち負荷Ｐ０が異常検出負荷Ｐ１よりも小さい状態が第３
判定時間Ｔ３以上継続したかをチェックし、第３判定時
間Ｔ３以上継続したときには、ステップＳ２４でＭ，Ｌ
モードを解除してＨモードに設定し、さらにタイマＴＭ
４をストップ、クリアし、警報中フラグをリセットし、
この後ステップＳ２に戻って以上の処理を繰り返す。こ
のとき、制御器１０は駆動手段１２にＨモードに対応す
る指令電流を出力する際に、指令電流に所定時間のモジ
ュレーションをかけて、破砕混合機７ａの速度が滑らか
に上昇するようにしてもよい。

【００３７】上記ステップＳ２３で、そうでないときに
は、ステップＳ２５で現在の負荷Ｐ０を新たに検出し
て、ステップＳ２６でこの負荷Ｐ０が異常検出負荷Ｐ１
以上となったかをチェックし、負荷Ｐ０が異常検出負荷
Ｐ１より小さい状態が継続しているときには、前記ステ
ップＳ２３に戻って処理を繰り返す。また、負荷Ｐ０が
異常検出負荷Ｐ１以上となったときには、ステップＳ２
７でタイマＴＭ１をストップしてそのタイマ値をクリア
した後、前記ステップＳ４へ処理を移行する。

【００３８】以上の構成による作動を、図４に示すタイ
ムチャートを参照して説明する。図４において、（ａ）
は破砕混合機７ａの負荷Ｐ０を、（ｂ）は破砕混合機７
ａの速度Ｖを、（ｃ）は前記フローチャートで説明した
カウンタｎ１値を、（ｄ）はカウンタｎ２値を、（ｅ）
は警報出力を、また（ｆ）は原料土供給装置８の停止指
令出力をそれぞれ表している。以下の説明では、各処理
を図２及び図３に示したフローチャートのステップ番号
と対比させている。

【００３９】いま、破砕混合機７ａの速度がＨモードに
設定されているものとする。この状態で、図示の時点ｔ
１に破砕混合機７ａの負荷Ｐ０が所定の異常検出負荷Ｐ
１以上になったら、過負荷異常でない（すなわち過負荷
設定負荷Ｐｍより小さい）ことを確認（ステップＳ４）
した後、この異常検出負荷Ｐ１以上の負荷異常状態が第
１判定時間Ｔ１以上継続するかをチェックして、瞬間的
に上昇したノイズ的な負荷変動でないかを確認する。
（ステップＳ５，６，１０，１１，）そして、第１判定
時間Ｔ１以上継続したら、１回の負荷異常が発生したと
判断して、破砕混合機７ａの速度をＨモードからＭモー
ドに下げ（Ｓ８，１３）、さらにＭモードでの初期処理
としてタイマＴＭ２の計時をスタートさせると共に、カ
ウンタｎ１をクリア（カウンタｎ１値＝０）する。（ス
テップＳ１４）

【００４０】次に、負荷Ｐ０が異常検出負荷Ｐ１以下に
下がると（ステップＳ１６，１７）、この異常検出負荷
Ｐ１よりも小さい状態が第３判定時間Ｔ３以上継続する
かをチェックする。（ステップＳ２１，２２，２３，２
５，２６）この処理は、Ｍ，Ｌモードを解除するための
条件チェックである。そして、図示の時点ｔ２で異常検
出負荷Ｐ１よりも小さい状態が第３判定時間Ｔ３以上継
続したので、Ｍモードを解除してＨモードに戻す。（ス
テップＳ２４）

【００４１】また、Ｈモードで、時点ｔ1aや時点ｔ1bに
再び負荷Ｐ０が異常検出負荷Ｐ１以上になったら、時点
ｔ１と同様の処理によってＭモードに設定し、カウンタ
ｎ１を０にセットし、この後負荷Ｐ０が異常検出負荷Ｐ
１以下に下がったら、前記同様に異常検出負荷Ｐ１より
も小さい状態が第３判定時間Ｔ３以上継続するかをチェ
ックする。このとき、第３判定時間Ｔ３以上継続する前
に、時点ｔ３又は時点ｔ3bで再び負荷Ｐ０が異常検出負
荷Ｐ１以上になったら（ステップＳ２６，２７）、ノイ
ズ的負荷変動でないことの確認（ステップＳ５，６，１
０，１１）をした後に、カウンタｎ１を１だけ増加して
１にセットし、このときのタイマＴＭ２のタイマ値をＴ
ｍ１としてカウンタｎ１値１と対応付けて記憶する。
（ステップＳ７，８，９，１５）この後、同様にしてＭ
モードで新たな負荷異常が発生する毎に、カウンタｎ１
を１だけ増加し、このときのタイマＴＭ２のタイマ値を
Ｔｍｎとしてカウンタｎ１値と対応付けて記憶する。

【００４２】そして、Ｍモードでは、負荷Ｐ０が異常検
出負荷Ｐ１よりも小さくなるのを監視している間に（ス
テップＳ１６，１７）、これまで記憶した複数のカウン
タｎ１値とタイマ値Ｔｍｎとに基づいて、Ｍモードにな
った後、現時点から直前の所定時間Ｔ２以内に負荷異常
がＫ１回発生しているかをチェックする。（ステップＳ
１８）このとき、図示の時点ｔ４又は時点ｔ4bで所定時
間Ｔ２以内に負荷異常がＫ１回（図４ではＫ１＝３）発
生したと判断したら、破砕混合機速度をＬモードに設定
し（ステップＳ１９）、タイマＴＭ２，ＴＭ３をストッ
プしてクリアし、前記記憶したカウンタｎ１値とタイマ
値Ｔｍｎをクリアし、さらにカウンタｎ２のクリア（カ
ウンタｎ２値＝０）、及びタイマＴＭ４の計時スタート
を行って、Ｍモード処理を終了する。（ステップＳ２
０）

【００４３】次にＬモードでは、一旦検出負荷Ｐ０が異
常検出負荷Ｐ１よりも小さくなった時点ｔ５又はｔ5bか
ら、Ｌモードを解除するための条件チェック、すなわち
検出負荷Ｐ０が異常検出負荷Ｐ１よりも小さい状態が第
３判定時間Ｔ３以上継続するかのチェックを行う。（ス
テップＳ３,２１，２２，２３，２５，２６）そして、
この条件が満たされたら（図示では時点ｔ5cに）、Ｌモ
ードを解除してＨモードに戻す。（ステップＳ２４）

【００４４】また、Ｌモードになった時点から、前記同
様に検出負荷Ｐ０が異常検出負荷Ｐ１以上である状態が
第１判定時間Ｔ１以上継続する異常負荷状態の発生をチ
ェックし（ステップＳ２，３，５，６，１０，１１）、
この発生回数をカウンタｎ２によりカウントし、このと
きのカウンタｎ２値とタイマＴＭ４のタイマ値Ｔｍｎと
を順次記憶する。（ステップＳ９，４０，４１）そし
て、所定時間Ｔ４以内に異常負荷が所定のＫ２回（図示
ではＫ２＝３）発生したかをチェックし（ステップＳ４
２，４３，４４）、異常負荷がＫ２回発生した時点（図
示ではｔ６）で、警告手段１７に警報指令を出力して、
オペレータに大きな硬い石の混入率が高いことを知ら
せ、これによって原料土を篩で選別するように促す。
（ステップＳ４５）尚、警告手段１７では、上記警報指
令に基づいてホーンやパトライト等で知らせたり、好ま
しくは表示器に「篩で選別処理をして下さい」等のメッ
セージを表示する。一旦、警報指令を出力したら、警報
中フラグをセットし、カウンタｎ２のクリア及びタイマ
ＴＭ４の計時再スタートを行う。（ステップＳ４６）
尚、警告手段１７に警告指令を出力する替わりに、直ぐ
に原料土供給装置８に停止指令を出力するようにしても
よい。

【００４５】この後、さらに継続して、同様に前記異常
負荷の発生をチェックし、この発生回数をカウンタｎ２
によりカウントし、このときのカウンタｎ２値とタイマ
ＴＭ４のタイマ値Ｔｍｎとを順次記憶する。（ステップ
Ｓ９，４０，５１）次に、所定時間Ｔ５以内に異常負荷
が所定のＫ３回（図示ではＫ３＝３）発生したかをチェ
ックし（ステップＳ５２，５３，５４）、異常負荷がＫ
３回発生した時点（図示ではｔ７）で、原料土供給装置
８を停止すると共に、警報指令を出力して硬い石の混入
率が高い状態が継続したための異常停止であることをオ
ペレータに知らせる。この後、オペレータは、原料土を
篩等にかけて大きな石を除去したものを供給するように
処置した後、作業を再開する。

【００４６】一方、時点ｔ８，ｔ９での負荷異常は、負
荷異常状態の継続時間が第１判定時間Ｔ１より小さいの
で、ノイズ的負荷変動とみなされ、破砕混合機速度はＨ
モードのままとなる。（ステップＳ６，１０，１１，１
２）

【００４７】上記説明した構成により、次の作用、効果
が得られる。所定の異常検出負荷Ｐ１以上の負荷が所定
の第１判定時間Ｔ１以上継続する場合には、破砕混合機
７ａの回転カッタが大きな石に当たって負荷異常が発生
したと判断し、破砕混合機７ａの回転速度を所定速度だ
け遅くするようにしたので、石が前記回転カッタの各カ
ッタ間を通過できる時間が長くなり、よって石が回転カ
ッタに当たらずに通過し易くなる。このため、上記負荷
異常状態が解消され易く、石が破砕混合機７ａの手前に
滞留するのを防止でき、原料土の詰まりを無くして原料
土をスムーズに供給でき、また改良土の混合精度を向上
できる。また、破砕混合機７ａの回転速度が高速であっ
ても、石で詰まりそうになると自動的に回転速度を下げ
るので、石が通過し易くなって原料土をスムーズに供給
でき、能率的に土質改良作業ができる。

【００４８】このとき、石の大きさや詰まり度合いを破
砕混合機７ａの速度とそのときの負荷異常の発生回数と
で判断しており、この石の大きさや詰まり度合いによっ
て破砕混合機７ａの速度を設定している。例えば、高速
（Ｈモード）時には１回の負荷異常が発生したら所定大
きさの石有りと判断して中速（Ｍモード）に下げ、中速
（Ｍモード）時には所定時間Ｔ２の過去の間に負荷異常
が所定時間Ｔ２以内に所定のＫ１回（上記例では３回）
発生したら、さらに大きな石有りと判断してより低速
（Ｌモード）に下げている。したがって、石の大きさに
応じて破砕混合機７ａの速度が設定されるので、さらに
容易に、かつ確実に石の滞留を防止でき、原料土詰まり
の無い能率的な土質改良作業ができる。

【００４９】ここで、Ｍモード時に現時点から所定時間
Ｔ２以内の過去の間に負荷異常が所定回数発生したかを
チェックしているのは、破砕混合機７ａがより低速にな
るとその回転カッタによる詰まりは解消され易くなり、
１回だけの負荷異常の発生では本当に発生したかが不確
実となるから、これを確実に確認するためである。した
がって、上記のように所定時間Ｔ２の過去の間に複数回
発生したかをチェックすることにより、負荷異常でない
状態のときに破砕混合機７ａを無駄に低速にすることが
ないので、より能率的な土質改良作業ができる。尚、１
回だけの負荷異常の発生で破砕混合機７ａをより低速に
（例えばＭモードからＬモードに）するようにしても、
負荷異常状態を解除できる。したがって、Ｈモードから
Ｍモードに設定するときに、上記例の如く１回だけの負
荷異常の発生で切り換えても、又は所定時間以内に所定
回数の負荷異常の発生で切り換えても構わない。

【００５０】破砕混合機７ａの速度をＭ，Ｌモードに低
下させた後、異常検出負荷Ｐ１以上の負荷が発生しない
状態が所定の第３判定時間Ｔ３以上継続したら、詰まっ
ていた石が通過したと判断して、破砕混合機７ａの速度
を元の高速に戻すようにしたので、破砕混合機７ａは所
定負荷以下の負荷状態では常に原料土に適合した速度で
高速に破砕混合できる。したがって、能率的に土質改良
作業ができる。

【００５１】また、石詰まりの解除動作を行っていると
き（上記例では、Ｌモードのとき）、上記負荷異常が所
定時間Ｔ４以内に所定のＫ２回発生した場合には、原料
土の中に所定大きさ以上の硬い石が許容量よりも多く混
入していると判断される、又は、硬い石なので破砕混合
機７ａのカッタが滑っていると判断される。したがっ
て、その状態を継続すると硬い石により破砕混合機７ａ
のカッタや回転打撃子７ｂのハンマなどの摩耗度が激し
く、破砕混合機７ａや回転打撃子７ｂの交換頻度が高く
なる。このため、警告手段１７によってオペレータに硬
い石の混入率が高いことを知らしめ、原料土中の大きな
硬い石を篩等で除去するように促す。これにより、オペ
レータは原料土中の大きな硬い石の混入率の異常が分か
り、直ぐに対応のための処理を行うことができるので、
破砕混合機７ａや回転打撃子７ｂの交換頻度を少なくし
て効率の良い作業ができる。

【００５２】上記警報の後にも、さらに負荷異常が所定
時間Ｔ５以内に所定のＫ３回発生した場合には、大きな
硬い石の混入率の異常が改善されてないと判断されるの
で、直ちに原料土供給装置８を停止して作業を中止する
と共に、警告手段１７によってオペレータに硬い石の高
い混入率による異常停止であることを知らせる。この結
果、破砕混合機７ａや回転打撃子７ｂの摩耗を防止し、
耐久性を向上できる。尚、前述のように警告手段１７に
警告指令を出力する替わりに直ぐに原料土供給装置８に
停止指令を出力するようにしてもよく、これにより上記
同様に破砕混合機７ａや回転打撃子７ｂの摩耗を防止
し、耐久性を向上できる。

【００５３】尚、上記実施形態では、Ｌモードのときに
所定時間Ｔ４以内に所定回数Ｋ２の負荷異常が発生した
場合に、硬い石の混入率が高いと判断して警報出力し、
さらにこの後所定時間Ｔ５以内に所定回数Ｋ３の負荷異
常が発生したら原料土供給装置８を停止するようにして
いるが、Ｌモードのときに限定せず、例えばＨモード又
はＭモードのときに、あるいはモードに無関係に上記と
同様の判断処理より警報出力し、この後原料土供給装置
８を停止するようにしてもよい。このとき、Ｈモードか
らＭモードへの切り換え判断、又はＭモードからＬモー
ドへの切り換え判断と、上記警報出力や後原料土供給装
置８の停止の判断とが重ならないように即ち有効に機能
するように、上記所定時間Ｔ４，Ｔ５及び所定回数Ｋ
２，Ｋ３の値は設定する（例えば、Ｔ４，Ｔ５＞Ｔ２）
ものとする。また、Ｍ、Ｌモードを解除してＨモードに
戻す条件（例えば、所定値Ｐ１より小さい負荷が所定の
判定時間Ｔ３以上継続するという条件）が所定時間Ｔ４
（但し、Ｔ４＞Ｔ３）以内に成立しなかったときに、上
記警報出力を行うようにしてもよい。

【００５４】次に、図５により第２実施形態を説明す
る。図５は、本実施形態の制御構成ブロック図である。
ここでは、第１実施形態と異なる構成のみ説明する。コ
ンベアやフィーダ等からなる原料土供給装置８は、破砕
混合機７ａと同様に、油圧モータや電動サーボモータ等
の回転アクチュエータ１９で駆動され、この回転アクチ
ュエータ１９は駆動手段１８により駆動される。回転ア
クチュエータ１９の油圧モータ又は電動サーボモータの
種別によって、駆動手段１８は駆動手段１２と同様にソ
レノイド作動式切換弁又はサーボアンプで構成され、制
御器１０から入力した指令電流又は速度指令信号に基づ
いて該モータの回転方向及び回転速度即ち原料土供給装
置８を制御する。

【００５５】本実施形態において、制御器１０は、破砕
混合機７ａの負荷異常の発生の際、破砕混合機７ａの速
度を下げる代わりに、同速度は一定とし、かつ原料土供
給装置８の供給速度を上げるようにしている。すなわ
ち、第１実施形態で説明した「破砕混合機７ａの速度を
高速（Ｈモード）に設定する」処理は、「原料土供給装
置８の供給速度を原料土に適合させた所定の通常速度
（通常モード）に設定する」処理に、「破砕混合機７ａ
の速度を中速（Ｍモード）に設定する」処理は、「原料
土供給装置８の供給速度を上記通常速度よりも所定値だ
け速い第１高速（第１高速モード）に設定する」処理
に、また「破砕混合機７ａの速度を低速（Ｌモード）に
設定する」処理は、「原料土供給装置８の供給速度を上
記第１高速よりもさらに所定値だけ速い第２高速（第２
高速モード）に設定する」処理に、それぞれ読み替え
る。

【００５６】これにより、石が破砕混合機７ａに詰まり
そうになっても、石の大きさ（長さ）や詰まり度合いに
応じて原料土供給装置８がより高速で搬送するので、石
が破砕混合機７ａの回転カッタの各カッタ間を高速で通
過し易くなる。したがって、第１実施形態と同様の作
用、効果が得られ、原料土詰まりの無い能率的な土質改
良作業ができる。

【００５７】尚、これまで説明した実施形態では、破砕
混合機７ａの速度、又は原料土供給装置８の速度を高中
低の３段階のモードに区切って制御しているが、本発明
は３段階に限定するものではなく、要は複数段階のモー
ドに区切って制御するようにすればよい。また、各モー
ド間を移行する際に、負荷異常状態の発生回数の確認は
１回又は複数回のどちらでも構わないことは勿論であ
る。また、この各モード間を移行する際の処理は、所定
時間以内に負荷異常状態が所定回数発生した時点でモー
ド移行するようにしているが、所定時間の間に負荷異常
状態が所定回数以上発生したらその所定時間が経過した
時点でモード以降するようにしても構わない。また、上
記の実施形態では、破砕混合機７ａの負荷検出をその油
圧駆動源（油圧モータ）の負荷圧に基づいて行っている
例で示したが、本発明はこれに限定せず、電動モータ等
の場合は駆動電流に基づいて行ってもよい。さらに、破
砕混合機７ａは回転カッタを有するものに限定されず、
例えば原料土をつぶして破砕し混合する回転打撃子を有
するものでも構わない。

【００５８】以上説明したように、本発明により次のよ
うな効果を奏する。原料土を原料土供給装置（コンベ
ア、フィーダ等）により供給し、これを破砕混合機で破
砕混合して改良土を製作する土質改良装置において、原
料土に混入する石が破砕混合機の手前で滞留して破砕混
合機の回転負荷が増加したとき、破砕混合機の回転速度
を遅くし、又は原料土供給装置の供給速度を速くして、
破砕混合機を上記石が通過し易くしたため、石の滞留に
よる原料土の詰まりが無くなり、原料土のスムーズな供
給ができ、良質の改良土を製作できる。また、破砕混合
機を高速にしたとき、石の詰まりによる負荷異常が発生
しそうになっても、上記の如く自動的に破砕混合機又は
原料土供給装置の速度を変更して、短時間で石を破砕混
合機から通過させて負荷異常を解消できるので、原料土
に適合した速度で能率的に土質改良作業ができる。ま
た、上記負荷異常の解消後には、変更した破砕混合機又
は原料土供給装置の速度を元に戻すので、常に原料土に
適合した速度で能率的に土質改良作業ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る制御構成ブロック
図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る制御フローチャー
ト（前半）である。

【図３】本発明の第１実施形態に係る制御フローチャー
ト（後半）である。

【図４】第１実施形態の作動を説明するタイムチャート
である。

【図５】第２実施形態に係る制御構成ブロック図であ
る。

【図６】土質改良装置の側面図である。

【符号の説明】

１…土質改良装置、５…第１ホッパ、６…第２ホッパ、
７…解砕機、７ａ…破砕混合機（ソイルカッタ）、７ｂ
…回転打撃子、８…原料土供給装置、１０…制御器、１
１…タイマ、１２…駆動手段、１３…回転アクチュエー
タ、１４…負荷センサ、１７…警告手段、１８…駆動手
段、１９…回転アクチュエータ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 土質改良装置用破砕混合機の制御装置に
   おいて、 原料土供給装置(8)から供給された原料土を破砕し混合
   する回転式破砕混合機(7a)と、 回転式破砕混合機(7a)を駆動する第１の回転アクチュエ
   ータ(13)と、 第１の回転アクチュエータ(13)の負荷を検出する負荷セ
   ンサ(14)と、 負荷センサ(14)の検出した負荷に基づき、第１の回転ア
   クチュエータ(13)の回転速度を制御する制御器(10)とを
   備えたことを特徴とする土質改良装置用破砕混合機の制
   御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の土質改良装置用破砕混合
   機の制御装置において、 前記制御器(10)は、負荷が所定値以上に大きくなったと
   き、前記破砕混合機(7a)の速度を低下させる回転指令を
   出力することを特徴とする土質改良装置用破砕混合機の
   制御装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の土質改良装置用破砕混合
   機の制御装置において、 前記制御器(10)は、前記破砕混合機(7a)の速度を低下さ
   せた後、負荷が所定値以下に下がったときには、破砕混
   合機(7a)の速度を所定回転数に戻すようにしたことを特
   徴とする土質改良装置用破砕混合機の制御装置。
4. 【請求項４】 土質改良装置用破砕混合機の制御装置に
   おいて、 原料土を供給する原料土供給装置(8)と、 この原料土供給装置(8)から供給された原料土を破砕し
   混合する回転式破砕混合機(7a)と、 回転式破砕混合機(7a)を駆動する第１の回転アクチュエ
   ータ(13)と、 前記原料土供給装置(8)を駆動する第２の回転アクチュ
   エータ(19)と、 第１の回転アクチュエータ(13)の負荷を検出する負荷セ
   ンサ(14)と、 負荷センサ(14)の検出した負荷に基づき、前記第２の回
   転アクチュエータ(19)の速度を制御する制御器(10)とを
   備えたことを特徴とする土質改良装置用破砕混合機の制
   御装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の土質改良装置用破砕混合
   機の制御装置において、 前記制御器(10)は、負荷が所定値以上に大きくなったと
   き、前記原料土供給装置(8)の供給速度を速くする指令
   を出力することを特徴とする土質改良装置用破砕混合機
   の制御装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の土質改良装置用破砕混合
   機の制御装置において、 前記制御器(10)は、前記原料土供給装置(8)の供給速度
   を速くした後、負荷が所定値以下に下がったときには、
   原料土供給装置(8)の供給速度を元の速度に戻すように
   したことを特徴とする土質改良装置用破砕混合機の制御
   装置。
7. 【請求項７】 土質改良装置用破砕混合機の制御装置に
   おいて、 原料土供給装置(8)から供給された原料土を破砕し混合
   する回転式破砕混合機(7a)と、 回転式破砕混合機(7a)を駆動する第１の回転アクチュエ
   ータ(13)と、 第１の回転アクチュエータ(13)の負荷を検出する負荷セ
   ンサ(14)と、 警報指令を受けてオペレータに異常を知らせる警告手段
   (17)と、 負荷センサ(14)で検出した負荷が所定値以上である異常
   負荷状態が、所定の第１判定時間(T4)以内に所定の第１
   回数(K2)発生したときに、前記警告手段(17)に警告指令
   を出力して、原料土中の石の混入率異常の発生を警告す
   る制御器(10)とを備えたことを特徴とする土質改良装置
   用破砕混合機の制御装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の土質改良装置用破砕混合
   機の制御装置において、 前記制御器(10)は、前記警告指令の出力の替わりに、原
   料土供給装置(8)を停止する指令を出力するようにした
   ことを特徴とする土質改良装置用破砕混合機の制御装
   置。
9. 【請求項９】 請求項７記載の土質改良装置用破砕混合
   機の制御装置において、 前記制御器(10)は、前記警告指令を出力した後、さらに
   前記異常負荷状態が所定の第２判定時間(t5)以内に所定
   の第２回数(K3)発生したときに、原料土供給装置(8)を
   停止する指令を出力するようにしたことを特徴とする土
   質改良装置用破砕混合機の制御装置。