JP3785486B2

JP3785486B2 - 弾丸暗渠形成装置

Info

Publication number: JP3785486B2
Application number: JP2003409288A
Authority: JP
Inventors: 恒雄小野寺; 新作藤森
Original assignee: 独立行政法人農業工学研究所; 株式会社パディ研究所
Priority date: 2003-12-08
Filing date: 2003-12-08
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2023-12-08
Also published as: JP2005171520A

Description

本発明は、弾丸暗渠形成装置に関し、詳しくは、湿地での排水用等に設置される弾丸暗渠であって、特に籾殻のような疎水材を充填した通水溝を形成するための装置に関する。

従来から、水はけの悪い土地に排水暗渠を形成するための装置として、いわゆる弾丸暗渠形成装置が知られている。この弾丸暗渠形成装置は、例えば、下端に弾丸を設けたチゼル（土壌切開部）を地中に進入させた状態でブルドーザー等で牽引することにより、地中に弾丸暗渠を形成するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。また、溝内に暗渠排水パイプを敷設する暗渠排水工事では、排水性能を向上させるため、暗渠排水パイプ上方の溝内の所定深さまで小石や籾殻のような透水層を形成するための疎水材を投入した後、この疎水材の上に表土を投入して溝を埋め戻すことも行われている。
特公昭６０−１７８９４号公報

したがって、弾丸暗渠においても、暗渠内に籾殻のような疎水材を投入、充填した状態とすることにより、排水性能を向上させることが可能ではあるが、通常の弾丸暗渠は、弾丸部より上方の溝幅が狭いため、溝内に疎水材を投入することは極めて困難であった。また、疎水材の投入作業は、一般的に、袋詰めされた状態の疎水材を袋から溝内に投入するようにしており、そのほとんどを手作業に頼っているのが実情である。このため、疎水材を均一に敷き詰めることが困難であり、投入量（深さ）にムラを生じたり、疎水材の無駄が発生したりしていた。

そこで本発明は、通水溝内への疎水材の投入、充填を弾丸暗渠の形成と同時に、効率よくかつ均一に行うことができる弾丸暗渠形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の弾丸暗渠形成装置は、通水溝及び弾丸暗渠を形成して、前記通水溝に疎水材を充填するための装置であって、走行可能なバックホーに水平方向の回動軸を介して回動可能に装着される鉛直方向のブレードと、該ブレードの進行方向後部側に連設された疎水材ホッパーと、該疎水材ホッパーの下部後方に開口した疎水材供給口と、前記ブレードの回動端部又は前記疎水材ホッパーの下部に連結されて、前記疎水材供給口よりも掘削方向後方側で弾丸暗渠を形成する弾丸と、前記回動軸を中心として前記ブレードを回動させて、前記弾丸を地中に挿入された状態の作業位置に対して前記バックホー側及び反バックホー側の地上の両待機位置に位置させる、前記バックホーの作業アームに設けられたショベル駆動用のシリンダーとを備えるとともに、地中に挿入された状態の前記ブレードが通水溝掘削方向に進行中に前記疎水材ホッパー内に投入された疎水材が前記疎水材供給口から前記ブレードによって掘削された通水溝内に供給されるように形成したことを特徴としている。

本発明によれば、弾丸暗渠や通水溝の形成と同時に、弾丸暗渠の上方の溝幅が狭い通水溝内に疎水材を確実に投入することができるので、作業性が大幅に向上するとともに、水はけの悪い土地における排水性能を確実に向上させることができる。

図１乃至図９は、本発明の弾丸暗渠形成装置の参考例を示すもので、図１は側面図、図２は正面図、図３は弾丸暗渠形成装置を作業機であるバックホーのアームに装着した状態を示す側面図、図４は弾丸暗渠形成作業開始時の状態を示す側面図、図５は弾丸暗渠形成作業中の状態を示す側面図、図６は弾丸暗渠形成作業終了時の状態を示す側面図、図７は疎水材を充填した弾丸暗渠の断面側面図、図８は弾丸暗渠の断面正面図、図９は弾丸暗渠の施工例を示す平面図である。

本参考例に示す弾丸暗渠形成装置は、２列の弾丸暗渠を同時に形成するための一対の弾丸暗渠形成部１１を水平方向の連結枠１２で一体的に連結したものであって、該連結枠１２に設けた回動軸装着部１３及び駆動手段連結部１４を作業機としてのバックホー１５に設けられているアーム１６及び駆動手段としてのシリンダー１７にそれぞれ連結することによって弾丸暗渠形成部１１を作動させるようにしている。

弾丸暗渠形成部１１は、板状体からなるブレード２１と、該ブレード２１の回動端部に設けられた弾丸２２と、前記ブレード２１の進行方向後部側に連設された疎水材ホッパー２３と、該疎水材ホッパー２３の下部後方に開口した疎水材供給口２４とを有している。なお、図２において、連結枠１２の左側には、疎水材ホッパー２３を設けずに、ブレード２１と弾丸２２とからなる弾丸暗渠形成部を設け、疎水材を充填した弾丸暗渠と通常の弾丸暗渠とを同時に並行して形成できるようにしている。

連結枠１２は、その両端にブレード２１との連結部２５が、中央上部に前記回動軸装着部１３が、中央部の進行方向後方側に前記駆動手段連結部１４が、そして、中央下部に掘削深さを確認するための側面視円弧状のガイド部材２６がそれぞれ設けられており、回動軸装着部１３は、回動軸を介してバックホー１５のアーム１６の先端に回動可能に装着されている。また、駆動手段連結部１４は、連結軸によってアーム先端のリンク機構２７に連結され、該リンク機構２７を介してシリンダー１７に接続している。回動軸装着部１３及び駆動手段連結部１４の位置は、弾丸暗渠形成部１１をシリンダー１７により回動軸装着部１３を中心として回動させたときに、前記弾丸２２が地中に挿入された状態の作業位置に対して、弾丸２２が地上に位置する作業機側の待機位置及び反作業機側の待機位置にそれぞれ回動させることができるように設定されている。

ブレード２１は、弾丸暗渠形成時に進行方向となる部分、本参考例ではバックホー１５側となる先端部分を先鋭化させた板状体を鉛直方向に向けて配置したものであって、連結枠１２の連結部２５にボルトで固定されている。弾丸２２は、弾丸暗渠形成時におけるブレード２１の下端となる位置に水平方向に向けて設けられており、先端が先鋭化した砲弾形状となっている。

疎水材ホッパー２３は、上部開口に向けて逆台形状に拡開した疎水材投入部２３ａと、該疎水材投入部２３ａの下部に連設された疎水材ガイド部２３ｂとで形成されており、疎水材ガイド部２３ｂの幅寸法は、ブレード２１の幅寸法（厚さ）よりも広く、弾丸２２よりは狭い範囲に形成されている。この疎水材ガイド部２３ｂの幅寸法を広くし過ぎると、施工時における掘削抵抗が大きくなって大きな駆動力を必要とするだけでなく、充填する疎水材の量が多くなってコストアップとなる。また、疎水材ガイド部２３ｂの前方には、ブレード２１の後端と疎水材ガイド部２３ｂの先端との間の段差を解消するための斜面部２３ｃが設けられている。

疎水材供給口２４は、疎水材ガイド部２３ｂの下部後面を開口させたものであって、その高さは、形成する弾丸暗渠の底部から１／２〜３／４程度となっている。例えば、一般的な水田では、田面から１０〜１５ｃｍがトラクター等で耕起されるので、弾丸２２の底部が４０ｃｍ程度、疎水材の充填高さが２５〜３０ｃｍになるように設定される。このとき、田面近くまで疎水材を充填してもよいが、無駄になるだけである。

このように形成した弾丸暗渠形成装置は、図３乃至図６に示すように、一般的なバックホー１５のアーム１６に装着されているショベル（バケット）を取り外した状態でアーム先端に装着し、アーム操作用のシリンダー１８やショベル駆動用のシリンダー１７を操作することにより、図７乃至図９に示すように、内部に疎水材３１を充填した弾丸暗渠３２を形成することができる。

まず、図３に示すように、シリンダー１７，１８を操作することにより、前記弾丸暗渠形成部１１をバックホー１５から遠い位置の反作業機側の待機位置に回動させるとともに、弾丸暗渠を形成する土地３３の端部に位置させる。この状態でシリンダー１７を伸長方向に操作し、弾丸暗渠形成部１１を回動軸装着部１３を中心として回動させ、図４に示すように、弾丸暗渠形成部１１の下部、すなわち、ブレード２１、弾丸２２及び疎水材ガイド部２３ｂを地中の所定深さまで進入させ、弾丸２２の軸線が略水平方向を向く状態とし、疎水材ホッパー２３の開口が上方に向いた状態とする。

この状態で、疎水材ホッパー２３の開口からホッパー内に一作業量に相当する量の疎水材３１を投入する。このとき、疎水材ホッパー２３に大量の疎水材を投入することも可能であるが、ホッパーが大型化するだけでなく、一つの弾丸暗渠を形成した後に次の弾丸暗渠を形成する位置へ移動する際に疎水材供給口２４から疎水材が流出して無駄になり、この疎水材の流出を防止するためには、疎水材供給口２４を開閉するシャッター等を設ける必要があり、いずれにしても装置コストの上昇を招くことになり、可動部分を設けることは故障の原因ともなって好ましいものではない。

次に、図５に示すように、弾丸暗渠形成部１１の下部を地中に挿入した作業位置の状態でシリンダー１７，１８を操作し、弾丸暗渠形成部１１をバックホー１５側に向けて地中を進行させることにより、ブレード２１、弾丸２２及び疎水材ガイド部２３ｂが通過した後に、所定形状の弾丸暗渠３２が形成されるとともに、疎水材ホッパー２３内の疎水材３１が疎水材供給口２４から弾丸暗渠３２内に流出し、溝内の所定高さまで均一に投入、充填された状態となる。なお、弾丸暗渠形成部１１及びアーム１６の位置を固定した状態でバックホー１５を走行させることにより弾丸暗渠３２を形成することもでき、バックホー１５の走行とシリンダー１７，１８の操作とを併用することもできる。

そして、図６に示すように、弾丸暗渠３２が所定位置、例えば暗渠排水管の近傍や上方に到達したら、弾丸暗渠形成部１１を作業機側の待機位置に回動させて弾丸暗渠形成部１１の下部を地中から引き抜く。これにより、図７に示すように、所定長さで、内部に疎水材３１を充填した状態の弾丸暗渠３２が形成される。

本参考例に示す弾丸暗渠形成装置では、上述のような作業を適当な間隔を設けて繰り返すことにより、土地３３の地中に、疎水材３１を充填した弾丸暗渠３２と疎水材が充填されていない通常の弾丸暗渠３４とを交互に所定間隔で形成することができる。また、弾丸２２が大きく膨れていることにより、弾丸暗渠３２，３４の周囲の土に亀裂を発生させることができるので、透水性が向上して暗渠の効果を高めることができる。したがって、全ての弾丸暗渠に疎水材を充填しなくても、所定の排水効果を得ることができるので、疎水材に要するコストを大幅に削減することができる。

さらに、図４に示したように、弾丸暗渠形成部１１の下部を地中に進入させる際に弾丸暗渠形成部１１をその場で回動させることにより、土地３３の端部にも弾丸暗渠３２を容易かつ確実に形成することができ、土地端部付近における排水性を改善することができる。特に、弾丸暗渠形成部１１をバックホー１５のアーム１６に装着することにより、作業機の走行量を低減することができ、トラクターのように弾丸暗渠３２を形成する土地３３内を走り回る必要がないので、地面、例えば田面の荒れを最小限とすることができる。さらに、弾丸暗渠を形成した部分を作業機が踏まないようにして作業でき、作業機の転回も不要であるから、作業機の走行や転回による荒れや弾丸暗渠の破壊も生じることがない。

また、アーム１６を適当に操作することにより、傾斜地にも弾丸暗渠を容易かつ確実に形成することができ、傾斜地から平坦地へ連続した状態の弾丸暗渠も容易に形成することができる。また、弾丸暗渠３２に充填された疎水材３１の上方は、周辺の土砂で埋め戻しておけばよく、発進側及び終端側の弾丸暗渠の円弧状部分も、必要に応じて籾殻や土砂を充填して塞いでおけばよい。

なお、本参考例では、疎水材ホッパー２３を設けた弾丸暗渠形成部１１とこれを設けない弾丸暗渠形成部１１とを連結枠１２に所定間隔で設けた弾丸暗渠形成装置を例示したが、両方の弾丸暗渠形成部１１に疎水材ホッパー２３を設けるようにしててもよい。また、疎水材ホッパー２３を備えたブレード２１の適当な位置に回動軸装着部１３及び駆動手段連結部１４を設けることにより、一つの弾丸暗渠形成部１１のみで疎水材を充填した弾丸暗渠を形成する装置とすることができ、逆に、連結枠１２に３個以上の弾丸暗渠形成部１１を設け、その少なくとも一つに疎水材ホッパー２３を設けることも可能である。さらに、作業機としては、バックホー１５に限らず、トラクター等も使用可能である。また、疎水材には、田畑等における弾丸暗渠では籾殻が最適であるが、公園、校庭等では小石等を用いることもできる。

そして、上記同様の構成において、前記ブレード２１の回動端部に設けられた弾丸２２を省略し、ブレード２１と疎水材ホッパー２３とを組み合わせた構成とすることにより、幅狭の通水溝を掘削施工するのと同時に通水溝内に疎水材を充填することができ、さらに、これを前記同様にバックホー１５に装着することにより、疎水材を充填した通水溝を容易かつ確実に形成することができる。

図１０及び図１１は、本発明の一形態例を示すもので、前記ブレードの回動端部に弾丸を設けない通水溝形成装置における疎水材供給口よりも掘削方向後方側に弾丸を設けた例を示している。なお、前記参考例で示した弾丸暗渠形成装置における構成要素と同一の構成要素には、それぞれ同一符号を付して詳細な説明は省略する。

本形態例に示す弾丸２２は、前記ブレード２１の回動端部にチェーン４１を介して連結されており、掘削中は、ブレード２１により牽引されて疎水材供給口２４よりも掘削方向後方側で弾丸暗渠を形成する状態となっている。したがって、疎水材供給口２４からの疎水材３１は、ブレード２１によって掘削された溝内に供給され、その後、溝下端が弾丸２２によって押し広げられ、図１１に示すように、上方の溝部４２内には疎水材３１が充填され、下端の弾丸部４３内にはほとんど疎水材が存在しない状態の弾丸暗渠４４を形成することができる。

なお、弾丸２２は、チェーン４１でブレード２１に連結する他、適当なアームを用いたり、また、疎水材ホッパー２３の下部に連結したりすることもできるが、掘削作業中に弾丸２２やブレード２１等に無理な力が加わらないように、チェーンのような自在性を有する連結具を用いることが好ましい。

本発明の弾丸暗渠形成装置の一参考例を示す側面図である。同じく正面図である。弾丸暗渠形成装置をバックホーに装着した状態を示す側面図である。弾丸暗渠形成作業開始時の状態を示す側面図である。弾丸暗渠形成作業中の状態を示す側面図である。弾丸暗渠形成作業終了時の状態を示す側面図である。形成された弾丸暗渠の断面側面図である。形成された弾丸暗渠の断面正面図である。弾丸暗渠の施工例を示す平面図である。本発明の一形態例を示す側面図である。本発明の一形態例で形成した弾丸暗渠の断面正面図である。

符号の説明

１１…弾丸暗渠形成部、１２…連結枠、１３…回動軸装着部、１４…駆動手段連結部、１５…バックホー、１６…アーム、１７，１８…シリンダー、２１…ブレード、２２…弾丸、２３…疎水材ホッパー、２３ａ…疎水材投入部、２３ｂ…疎水材ガイド部、２３ｃ…斜面部、２４…疎水材供給口、２５…連結部、２６…ガイド部材、２７…リンク機構、３１…疎水材、３２，３４…弾丸暗渠、３３…土地、４１…チェーン、４２…溝部、４３…弾丸部、４４…弾丸暗渠

Claims

通水溝及び弾丸暗渠を形成して、前記通水溝に疎水材を充填するための装置であって、走行可能なバックホーに水平方向の回動軸を介して回動可能に装着される鉛直方向のブレードと、該ブレードの進行方向後部側に連設された疎水材ホッパーと、該疎水材ホッパーの下部後方に開口した疎水材供給口と、前記ブレードの回動端部又は前記疎水材ホッパーの下部に連結されて、前記疎水材供給口よりも掘削方向後方側で弾丸暗渠を形成する弾丸と、前記回動軸を中心として前記ブレードを回動させて、前記弾丸を地中に挿入された状態の作業位置に対して前記バックホー側及び反バックホー側の地上の両待機位置に位置させる、前記バックホーの作業アームに設けられたショベル駆動用のシリンダーとを備えるとともに、地中に挿入された状態の前記ブレードが通水溝掘削方向に進行中に前記疎水材ホッパー内に投入された疎水材が前記疎水材供給口から前記ブレードによって掘削された通水溝内に供給されるように形成したことを特徴とする弾丸暗渠形成装置。