JPH09316919A - 溝掘り装置および溝掘り方法 - Google Patents

溝掘り装置および溝掘り方法

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JPH09316919A
JPH09316919A JP8140297A JP14029796A JPH09316919A JP H09316919 A JPH09316919 A JP H09316919A JP 8140297 A JP8140297 A JP 8140297A JP 14029796 A JP14029796 A JP 14029796A JP H09316919 A JPH09316919 A JP H09316919A
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JP
Japan
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groove
sand
earth
screw auger
screw
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JP8140297A
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English (en)
Inventor
Seiji Yamamoto
晴士 山本
Satoshi Yamamoto
敏 山本
Tokumichi Mitsui
得道 三井
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MARUMA TEKUNIKA KK
SEKISUI PLANT SYST KK
Original Assignee
MARUMA TEKUNIKA KK
SEKISUI PLANT SYST KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】任意の深さの比較的広幅の溝を連続的に掘削す
る。 【解決手段】地上を走行可能な走行車両に起伏自在に軸
支されたブーム23の先端に前面が開放された略半円筒
状の支持体3を連結するとともに、支持体3にスクリュ
ーオーガー4を設けて構成され、このスクリューオーガ
ー4は、回転軸41が支持体3に回転自在に軸支される
とともに、スクリューブレード42の外周縁に掻き取り
部5を設けてなり、スクリューオーガー4を回転させた
状態で走行車両を走行させることにより、掻き取り部5
で土砂を掻き取り、掻き取った土砂をスクリューオーガ
ー4を介して上方に持ち上げて排出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パイプやケーブル
などを地中に埋設するための溝を連続的に掘削する溝掘
り装置および溝掘り方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、パイプやケーブルなどを地中に
埋設するため、あるいは、果樹菜園などにおいて、溝を
掘る装置として、チェーンに切り刃を設けた回転刃をク
ローラ(crawler)式あるいはホイール(whe
el)式走行車両に装備し、回転刃を循環させながら地
中に挿入し、走行車両を移動させることにより溝を掘る
トレンチャーや、走行車両に起伏自在に軸支したアーム
の先端にバケットを回動自在に軸支し、バケットで土砂
を掘りつつすくって溝の外に投棄することにより溝を掘
るバックホーが知られている。
【0003】この場合、掘削した溝内にパイプやケーブ
ルなどを敷設し、掘り出した土砂を効率よく埋め戻すた
めには、比較的大きな幅の溝を掘削する必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、トレンチャ
ーによる溝掘りでは、回転刃を循環させることによって
溝を連続的に掘り進めることができ、作業効率は良好で
あるが、切り刃が大きくなると、土砂礫の抵抗が大きく
なり、大きな動力源を必要とする。このため、掘削可能
な溝幅は100〜200mm程度迄であり、それ以上の
溝を掘削することは通常行われていない。また、切り刃
を地中に押圧する力が弱いので硬い土を掘り起こすこと
は非常に困難である。さらに、切り刃の構造が岩石を割
ったり、石をすくいあげるように考慮されていないの
で、岩石を割って掘り進むことは難しく、石などを掘り
上げることさえも困難である。また、トレンチャーで
は、比較的狭い幅の溝しか掘削することができないの
で、狭い溝内でのパイプの接続作業や、枝管などの取付
作業や、埋め戻し作業などが容易でない。しかも、その
溝の幅よりも小さな口径のパイプなどの埋設ができるに
すぎず、大きな口径のパイプなどを埋設することはでき
ない。
【0005】バックホーによる溝掘りでは、どのような
幅および深さの溝を掘ることも可能であり、バケットに
入る大きさの石であればこれをすくって溝外に放出する
こともできる。また、バケットを利用して溝の底面を押
さえて平らにすることもできる。すなわち、溝にパイプ
を敷設する際、溝の底面に石などが散在している状態で
パイプを敷設し、土砂を埋め戻すと、土砂の重量とパイ
プ中を流れる液体の重量によって、あるいは、車両の通
行によってパイプが破損するおそれがあることから、溝
の底面を平らにすることが望ましい。しかしながら、前
述したようにバックホーによる溝掘りの利点は認められ
るものの、連続的に溝を掘り進めることはできず、いわ
ゆるバッチ式の掘削方法であって、作業効率が悪く、一
定距離の溝を掘るには多くの作業時間を必要とするとい
う問題がある。また、溝幅や溝の深さが一定せず、余分
な土砂を掘り起こして周囲を汚す欠点がある。このた
め、パイプなどをゴルフ場に敷設する場合、広い範囲に
わたって芝面を土砂で覆う結果となり、ゴルフ場でのバ
ックホーによる溝掘りは敬遠されている。また、溝の深
さが一定しないので、パイプなどの埋設深さが一定しな
いことになる。
【0006】なお、回転軸にスクリューブレードを設け
たスクリューオーガーをブームの先端に懸吊し、スクリ
ューオーガーを回転させつつ地中に向かって押し込むこ
とにより、電柱や植樹などのための断面円形の穴を地中
に穿設するアースオーガーも知られているが、このアー
スオーガーでは溝を掘ることができない。すなわち、ス
クリューオーガーのスクリューブレードは車両の進行方
向にある土砂を掻き取って溝を作っていくような構成と
されておらず、スクリューオーガーによる穴掘り状態で
車両を走行させた場合、土砂の抵抗によってスクリュー
オーガーが折損あるいは屈曲するおそれがある。
【0007】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、比較的広幅で、しかもほぼ同一深さの溝を
連続的に掘削することのできる溝掘り装置を提供するも
のである。また、本発明は、効率よく溝を掘削すること
のできる溝掘り方法を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
溝掘り装置は、地上を走行可能な走行車両に付設された
ブームと、ブームに設けられたスクリューオーガーとか
らなり、このスクリューオーガーは、回転軸の上端がブ
ームもしくはその近傍に回転自在に軸支されるととも
に、スクリューブレードの外周縁に掻き取り部を設けて
構成され、スクリューオーガーを回転させた状態で走行
車両を走行させることにより、掻き取り部で土砂を掻き
取り、掻き取った土砂をスクリューオーガーを介して上
方に持ち上げて排出することを特徴とするものである。
【0009】また、本発明の請求項2記載の溝掘り装置
は、地上を走行可能な走行車両に付設されたブームと、
ブームに連結され、前面が開放された略半円筒状の支持
体と、支持体に前半部が露出された状態で収容されたス
クリューオーガーとからなり、このスクリューオーガー
は、回転軸がブームおよび/または支持体に回転自在に
軸支されるとともに、スクリューブレードの外周縁に掻
き取り部を設けて構成され、スクリューオーガーを回転
させた状態で走行車両を走行させることにより、掻き取
り部で土砂を掻き取り、掻き取った土砂をスクリューオ
ーガーを介して上方に持ち上げて排出することを特徴と
するものである。
【0010】一方、本発明の請求項3記載の溝掘り方法
は、スクリューオーガーを回転させた状態で移動させる
ことにより、そのスクリューブレードの外周縁に設けた
掻き取り部で土砂を掻き取り、スクリューブレードで持
ち上げて排出させ、溝を掘削することを特徴とするもの
である。
【0011】また、本発明の請求項4記載の溝掘り方法
は、略半円筒状の支持体に前半部が露出された状態で収
容されるとともに、上下両端が軸支されたスクリューオ
ーガーを回転させた状態で移動させることにより、その
スクリューブレードの外周縁に設けた掻き取り部で土砂
を掻き取り、スクリューブレードで持ち上げて排出さ
せ、溝を掘削することを特徴とするものである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例の形態を図
面に基づいて説明する。
【0013】図1には、本発明の溝掘り装置1の第1実
施形態が記載されており、この溝掘り装置1は、図示し
ない動力源にて走行可能な走行車両2と、この走行車両
2に水平軸回りに起伏自在に軸支された支持体3と、こ
の支持体3に上下両端が回転自在に軸支されたスクリュ
ーオーガー4と、から構成されている。
【0014】まず、支持体3は、走行車両2の旋回台2
1に起伏シリンダ22を介して起伏自在に軸支されたブ
ーム23の先端に連結されており、起伏シリンダ22の
伸縮作動により、ブーム23、すなわち、支持体3は起
伏するようになっている。この支持体3は、図2および
図3に示すように、略半円筒状の背面カバー31と、こ
の背面カバー31の外周面に溶着された断面コ字状の補
強部材32からなり、背面カバー31で形成される略半
円筒状の空間には、後述するスクリューオーガー4がそ
の前半部を露出させた状態で収容されるものである。
【0015】一方、スクリューオーガー4は、回転軸4
1の外周面にスクリューブレード42を溶着したもの
で、支持体3の上端および下端近傍にそれぞれ設けられ
た軸受48,48に回転軸41が回転自在に軸支されて
いる。また、図4および図5に詳細に示すように、ブー
ム23には、駆動モータ43が取り付けられており、該
駆動モータ43の出力軸に固定されたスプロケット44
と、回転軸41の上端に固定されたスプロケット45と
の間には、チェーンテンショナー461によって張力を
調整可能なチェーン46が巻回されている。したがっ
て、駆動モータ43を回転作動させることにより、チェ
ーンスプロケットを介して回転軸41、すなわち、スク
リューブレード42を回転させることができる。
【0016】なお、スクリューオーガー4を回転させる
駆動モータ43の取り付け位置は、特に限定するもので
はなく、例えば、支持体3の背面カバー31側に配設し
てもよく、また、回転軸41の上端に直結するようにし
てもよい。駆動モータ43を回転軸41に直結した場
合、チェーンスプロケットは不要となる。
【0017】また、スクリューオーガー4の回転軸41
の上端を軸支する軸受48は、必ずしも支持体3に設け
られていなくてもよく、例えば、支持体3の上方に位置
するブーム23の先端部近傍に付設されていてもよい。
【0018】また、スクリューオーガー4の回転軸41
には、下端軸受48を越えた下方位置に先端スクリュー
ブレード47(図2参照)が連結されている。このた
め、先端スクリューブレード47が下端軸受48より下
方の土砂を掻き取り、さらに、溝Rの底に堆積した土砂
を上方に持ち上げることになる。また、回転軸41に溶
着されたスクリューブレード42の下端部および先端ス
クリューブレード47が回転することによって、下端軸
受48や支持体3の下端部が地盤に直接接して土砂を掻
き削ることが防止される。
【0019】さらに、スクリューブレード42の外周縁
には掻き取り部5が間隔をおいて設けられており、スク
リューオーガー4の回転時、掻き取り部5が進行方向の
溝Rの端部の土砂や岩石を掻き落とし、掻き取られた土
砂や岩石はスクリューブレード42に取り込まれる。
【0020】掻き取り部5は、図6に示すように、先端
に超硬合金製チップ52を設けた軸51に鍔511およ
び周溝51aが形成された掻き取り具5Aで構成され、
この掻き取り具5Aの軸51がスクリューブレード42
の外周縁下面に溶着されているホルダー53に穿設され
た穴に挿入される。掻き取り具5Aの軸51の周溝51
aおよびホルダー53の穴の内周面に形成された内周溝
53aとによって形成される隙間には切欠部付きリング
状スプリング54が装着される。こうして、掻き取り具
5Aは、切欠部付きリング状スプリング54を介してホ
ルダー53に回転自在に軸支され、かつ、掻き取り具5
Aの鍔511がホルダー53の端面に当接した状態とさ
れる。なお、掻き取り具5Aの超硬合金製チップ52が
磨耗あるいは欠損した場合には、軸51の後端を殴打す
れば、切欠部付きリング状スプリング54が圧縮されて
縮径することから、軸51を前方に抜き出して交換する
ことができる。また、掻き取り具5Aは、超硬合金製チ
ップ52を含む先端部がスクリューブレード42の外周
縁から外方に突出するとともに、その先端がスクリュー
オーガー4の回転方向における斜め下方を指向してい
る。
【0021】この掻き取り具5Aは、実質的には溝Rの
掘削深さに応じて、地表面以下の位置に付設されておれ
ばよい。具体的には、図1に鎖線で示す回動軌跡から明
らかなように、起伏シリンダ22の伸縮作動によって支
持体3の下端が到達する位置(掘削する溝Rの深さ)を
調整することができ、この調整された溝Rの掘削深さに
合わせて設ければよい。ただし、掘削する溝Rの深さを
変える場合に備えて、ホルダー53を予め掘削可能な最
大深さ位置に対応する高さ位置までスクリューブレード
42に溶着しておくことが好ましい。
【0022】なお、前述した先端スクリューブレード4
7の外周縁にも、掻き取り部5としての掻き取り具5A
が設けられている。
【0023】次に、このように構成した溝掘り装置1の
作動について説明する。
【0024】まず、図1(a)に示すように、スクリュ
ーオーガー4の先端を地面に当接させる。次いで、駆動
モータ43を回転作動させてスクリューオーガー4を回
転させ、起伏シリンダ22を縮小作動させながら、走行
車両2を徐々に前進させる。こうすることによって、支
持体3の先端が地面や溝Rの底を掻き削ることなく、ス
クリューオーガー4の先端は所望の深さに達する。
【0025】そして、この状態で走行車両2を図1矢符
方向に走行させると、スクリューオーガー4に付設され
た螺旋状のスクリューブレード42の外周縁から突出し
ている掻き取り具5Aが溝Rの先端部の土砂を掻き取
り、スクリューブレード42上に落とし込む。
【0026】この際、スクリューオーガー4の上下両端
を軸支している支持体3は、補強部材32によって強固
に補強されているので、溝Rの掘削時にスクリューオー
ガー4に加わる大きな負荷を支持し、回転軸41や背面
カバー31が変形するのを防止することができる。
【0027】また、スクリューオーガー4に付設された
スクリューブレード42の外周縁に掻き取り具5Aを設
けていることにより、土砂が岩石を含んでいる場合であ
っても、岩石を掻き取り、あるいは、砕いて排出するこ
とができる。
【0028】一方、スクリューブレード42上面に落下
した土砂は、スクリューブレード42が回転することに
より、半円筒状の背面カバー31と略半円筒状の溝Rの
先端部とによって形成される略円筒状の空間(図3参
照)を通って上方に押し上げられる。例えば、金属用ド
リルや木工用錐などの捩じれた溝が彫られている錐を板
材などに押圧し回転させると、切り屑が溝部を通って次
々に押し上げられて出てくるが、これと同様に、掻き取
られてスクリューブレード42上面に落下した土砂は、
スクリューブレード42,42間の溝部を通って上方に
押し上げられる。そして、押し出された土砂は、まず、
溝Rの先端部の前方の地面上に小山状に堆積するもの
の、走行車両2の進行に伴い支持体3によって側方に押
しやられ、溝Rの両側方に連峰状に堆積することにな
る。
【0029】この結果、スクリューブレード42の外径
に相当する比較的広幅の溝Rを、ほぼ一定の深さで、直
線状に、あるいは曲線状に連続的に掘削することができ
る。この際、土質や、土中に含まれる岩石の種類や多少
などの条件によって、走行速度を任意に設定することが
できる。また、掘り出された土砂は、掘削された溝Rの
近傍の狭い範囲のみに堆積するので、掘り出された土砂
が広い範囲にわたって散乱して周囲の環境を汚すことは
ない。
【0030】一方、溝Rが掘削されたならば、その底に
パイプなどを敷設する。この場合、溝Rが、ほぼスクリ
ューブレード42の外径に相当する比較的広幅に掘削さ
れているため、パイプとパイプとの接続作業や、枝管な
どの取付作業などを溝R内で容易に行うことができる。
また、比較的大口径のパイプなどの敷設作業も容易に行
うことができる。
【0031】パイプなどの敷設作業が終了すれば、掘り
出した土砂を埋め戻すことになるが、掘り出された土砂
は、掘削された溝Rの近傍に堆積しており、埋め戻し作
業を確実に、かつ、簡単に行うことができる。この埋め
戻し作業は、図7に示すように、ブルドーザなどの土木
機械2Aを用いて埋め戻すことができる。
【0032】この場合、埋め戻す土砂中に大きな石や角
張った石などが混在していると、埋め戻しの際にそれら
の石が配管などに衝突し、また、それらの石が配管など
に接した状態で埋設されてしまうことになる。そこで、
例えば、配管強度の小さなPVC管などのプラスチック
パイプなどは、埋め戻しの時、あるいはその後の地盤沈
下やトラックなどの車両の通行などによって損傷するお
それがある。したがって、掘り出した土砂をそのまま埋
め戻す施工法は、畑や砂地などの石を含まない土質の場
合や、鋳鉄管のような強度を有する配管などを埋設する
場合に採用することができる。
【0033】なお、溝Rを掘削した際、掘り出した土砂
が押し上げられ、溝Rの端縁に沿った地面上に連峰状に
堆積すると、雨によって溝Rに戻る他、配管Pなどの敷
設作業時にも一部落下することから、敷設作業に支障を
きたすことがある。したがって、溝Rの端縁に沿って土
砂が堆積しないように工夫することが好ましい。
【0034】図8は、支持体3の任意の位置にボルトな
どを介して着脱自在な固着具331を固定し、該固着具
331から側方にゴムやプラスチックあるいは金属など
からなる排土プレート33を突出させた例を示してい
る。この排土プレート33は、例えば、前縁が地面近傍
に位置するとともに後方縁が高くなるように傾斜し、さ
らに、前縁の溝R寄りが前方に位置し前縁の他端が後方
に位置するように構成されている。この結果、走行車両
2の進行に伴う溝Rの掘削時、溝Rの先端部の前方の地
面上に小山状に堆積した土砂を上記排土プレート33が
溝Rから離れた位置に押し退ける。こうして、土砂は溝
Rからやや離れた位置に連峰状に堆積することになる。
この際、掘削深さが多少変動しても、また、機械が振動
しても排土プレート33の前縁部が地面に接しないよう
に、予め排土プレート33の前縁と地面との隙間の間隔
を適宜設定しておいてもよい。しかし、排土プレート3
3の少なくとも前縁部を弾性体とし、その弾力性のある
前縁部分が地面に接触した状態で上記隙間の変動に追従
するようにしておいてもよい。
【0035】ところで、前述した溝掘り装置1の第1実
施形態では、スクリューオーガー4を介して土砂を掘り
出し、それらの土砂を掘削した溝Rの端縁に堆積させる
場合について例示したが、強度の小さなプラスチックパ
イプなどを埋設する場合に備えて掘り出した土砂をふる
い分けることもできる。
【0036】以下、掘り出した石を含む土砂をふるい分
ける溝掘り装置1の第2実施形態について説明する。
【0037】図9および図10には、本発明の溝掘り装
置1が記載されており、この溝掘り装置1は、図示しな
い動力源にて走行可能な走行車両2と、この走行車両2
に水平軸回りに起伏自在に軸支された支持体3と、この
支持体3に上下両端が回転自在に軸支されたスクリュー
オーガー4と、前記支持体3の放出口34a(図11お
よび図12参照)に接続されたシュート6と、支持体3
の左右それぞれに位置してシュート6に設けられたふる
い7と、から構成されている。
【0038】なお、スクリューオーガー4については、
前述した実施形態と同一であるため、その詳細な説明は
省略する。
【0039】まず、支持体3は、走行車両2の旋回台2
1に起伏シリンダ22を介して起伏自在に軸支されたブ
ーム23の先端に連結されており、起伏シリンダ22の
伸縮作動により、支持体3は起伏するようになってい
る。この支持体3は、図13および図14に示すよう
に、外周面に断面コ字状の補強部材32が溶着された略
半円筒状の背面カバー31と、この背面カバー31の前
方に連結された略半円筒状の前面カバー34からなり、
それらの両側フランジ同士をボルトナットにより連結し
て筒状に組み立てられている。そして、背面カバー31
の上部に、背面カバー31よりも短尺の前面カバー34
が付設されており、前面カバー34の上部に、放出口3
4aが開口されている。この結果、背面カバー31と前
面カバー34を連結することによって形成される断面円
形状の空間には、スクリューオーガー4をその下半部を
露出させた状態で収容することができる。
【0040】なお、前面カバー34は、スクリューオー
ガー4によって掘削される溝Rの深さに合わせて適宜の
長さのものを選択することができる。すなわち、前述し
たように、起伏シリンダ22の伸縮作動によって支持体
3の下端が到達する位置(掘削する溝Rの深さ)を調整
することができ、掘削する溝Rの深さに応じて、スクリ
ューオーガー4の地面から上方の部分を覆うように適宜
長さの前面カバー34を使用すればよい。また、掘削す
る溝Rの深さに応じて、一定長さの前面カバー34の下
端に補助前面カバー341(例えば、図18(a)参
照)を接続するようにしてもよい。
【0041】一方、支持体3の前面カバー34の上部に
開口された放出口34aには、左右方向に分岐されたシ
ュート6が接続されている。また、シュート6の各先端
が指向する先には、ふるい7,7が配設されている。
【0042】なお、図11および図12には、ふるい7
が支持体3に付設された水平軸7aおよび支持体3の上
端部から垂下された懸吊部材38の水平軸7aに揺動自
在に軸支され、シュート6の各先端が筒状のふるい本体
72,72の内部に挿入された例が示されている。
【0043】このふるい7は、図15に詳細に示すよう
に、下方が開放された略半円筒状の固定カバー71と、
この固定カバー71の円周方向に間隔をおいてそれぞれ
回転自在に軸支したローラ711を介して支持されたふ
るい本体72からなり、固定カバー71とブーム23間
に掛け渡したチェーンなどのテンション部材73(図1
2参照)により、支持体3に対して一定角度傾斜した状
態で支持される。
【0044】なお、テンション部材73の長さを調節す
ることにより、ふるい7を任意の角度に傾斜させ、固定
することができる。例えば、テンション部材73の長さ
を長くすれば、ふるい7の傾斜角度は急になり、また、
テンション部材73の長さを短くすれば、ふるい7の傾
斜角度は水平状態に近づくことになる。したがって、粘
土、砂、石の多少や、滑りの良否などの条件に合わせて
支持体3に対するふるい7の傾斜角度を自由に変更する
ことができる。
【0045】また、固定カバー71には駆動モータ74
が設けられており、この駆動モータ74の出力軸に固定
したスプロケット75およびふるい本体72に設けたス
プロケット76間には、チェーン77が巻回されてい
る。したがって、駆動モータ74を回転作動させること
により、チェーン77およびスプロケット75,76を
介してふるい本体72をローラ711で支持しつつ固定
カバー71に対して回転させることができる。
【0046】なお、この際、ふるい本体72がその回転
軸方向に脱落するのを防止するため、固定カバー71に
は、ふるい本体72の半径方向に回転軸を有するととも
に、ふるい本体72の外周リング721のフランジ72
1aに当接可能な支持ローラ712が間隔をおいて軸支
されている。
【0047】一方、ふるい本体72は、固定カバー71
の円周方向に間隔をおいて回転自在に軸支したローラ7
11を転動させるための外周リング721の内面に複数
本の桟722が間隔をおいて配設され、全体の形状は両
端が開放された略筒状とされている。なお、目の細かい
土や砂などは桟722と桟722との隙間を通って速や
かに落下し、また、桟722と桟722との隙間以上の
大きさの目の粗い石などはふるい本体72の先端排出口
72aから排出される。
【0048】さらに、固定カバー71には、ふるい本体
72の先端排出口72aに臨んでゴム、プラスチック、
金属、あるいは織物などからなる邪魔板78(図12参
照)が垂設されている。そこで、桟722と桟722の
間隔以上の目の粗い石などが先端排出口72aから飛び
出してくる際、その石などを邪魔板78に衝突させてそ
の勢いを減衰させ、外方に飛び過ぎるのを防止すること
ができる。
【0049】また、ふるい本体72が回転するので、桟
722と桟722の隙間に挟まった石などはふるい本体
72の下方から上方へ持ち上げられ、自重により自然に
落下して、先端排出口72aから排出される。
【0050】なお、シュート6には、セパレータ61の
基端が回動自在に軸支されており、放出口34aから排
出される土砂を左右均等に振り分けることができるよう
になっている。したがって、周囲の条件により、掘り出
した土砂を溝Rの左右に堆積させることができない場合
には、このセパレータ61を利用して溝Rの一方側にの
み土砂を排出させることもできる。
【0051】次に、溝掘り装置1の第2実施形態の作動
について説明する。
【0052】まず、スクリューオーガー4の先端を地面
に当接させる。次いで、図1(a)に示す第1実施形態
の場合と同様に、駆動モータ43を回転作動させてスク
リューオーガー4を回転させ、起伏シリンダ22を縮小
作動させながら、走行車両2を徐々に前進させる。こう
することによって、支持体3の先端が地面や溝Rの底を
掻き削ることなく、スクリューオーガー4の先端は所望
の深さに達する。ここに、前面カバー34の下端が地表
面近くに位置することになる。
【0053】そして、この状態で走行車両2を図9矢符
方向に走行させると、スクリューオーガー4に付設され
た螺旋状のスクリューブレード42の外周縁から突出し
ている掻き取り具5Aが溝Rの先端部の土砂を掻き取
り、スクリューブレード42上に落とし込む。なお、ス
クリューオーガー4に付設されたスクリューブレード4
2の外周縁に掻き取り具5Aを設けていることにより、
土砂が岩石を含んでいる場合であっても、岩石を掻き取
り、あるいは、砕いてスクリューブレード42上に取り
入れることができる。
【0054】一方、スクリューブレード42上面に落下
した土砂は、スクリューブレード42が回転することに
より、半円筒状の背面カバー31と略半円筒状の溝Rの
先端部とによって形成される略円筒状の空間(図14参
照)を通って上方に押し上げられる。
【0055】押し上げられた土砂は、当初、支持体3の
前面カバー34と地面との隙間を通って一部外部に押し
出される。そして、押し出された土砂は前面カバー34
の前方の地面上に小山状に堆積する。
【0056】こうして、前面カバー34と地面との隙間
が塞がれ、堆積した土砂がある一定量に達すると、この
小山状に堆積した土砂が抵抗となってそれ以上の土砂の
押し出しが防止される。
【0057】そこで、これ以後、スクリューブレード4
2によって押し上げられてきた土砂は、背面カバー31
と前面カバー34とによって形成される円筒状の空間
(図13参照)を通って、前面カバー34の上部に形成
された放出口34aまで押し上げられ、その放出口34
aから排出されることになる。
【0058】また、放出口34aから排出された土砂
は、左右方向に分岐されたシュート6を経てふるい7,
7に導入され、目の細かい砂などはふるい本体72の桟
722と桟722との隙間を通過して溝Rの端縁近傍の
地面上に落下し、桟722と桟722との間隔より大き
な目の粗い石などはふるい本体72の先端排出口72a
から排出される。
【0059】また、ふるい本体72が回転するので、桟
722と桟722の隙間に挟まった石などはふるい本体
72の下方から上方へ持ち上げられ、自重により自然に
落下して、先端排出口72aから排出される。
【0060】このため、目の細かい砂などが溝Rの近傍
に堆積し、一方、選別された目の粗い石などが邪魔板7
8によって勢いが減衰されて溝Rから離れ過ぎない位置
に堆積することになる。
【0061】この結果、スクリューブレード42の外径
に相当する比較的広幅の溝Rを、ほぼ一定の深さで、直
線状に、あるいは曲線状に連続的に掘削することができ
る。この際、土質などによって走行速度を任意に設定す
ることができる。また、掘り出された土砂は、掘削され
た溝Rの近傍のみに堆積するので、掘り出された土砂が
広い範囲にわたって散乱して周囲の環境を汚すことはな
い。
【0062】一方、溝Rが掘削されたならば、その底に
パイプなどを敷設する。この場合、溝Rが、ほぼスクリ
ューブレード42の外径に相当する比較的広幅に掘削さ
れているため、パイプとパイプとの接続作業や、枝管な
どの取付作業などを溝R内で容易に行うことができる。
また、比較的大口径のパイプなどの敷設作業も容易に行
うことができる。
【0063】パイプなどの敷設作業が終了すれば、掘り
出した土砂を埋め戻すことになるが、掘り出された土砂
は、掘削された溝Rの近傍に堆積しており、埋め戻し作
業を確実に、かつ、簡単に行うことができる。この埋め
戻し作業は、図16に示すように、走行車両2の後部に
排土板8を設けることによって行うことができる。
【0064】以下、走行車両2に設けた排土板8につい
て説明する。
【0065】排土板8は、外方向に向かって八字状に拡
開する第1排土板81と、この第1排土板81と走行車
両2との間に配置され外方向に向かって八字状に拡開す
る第2排土板82からなり、第1排土板81の先端部
は、掘り出した土砂のうち、ふるい7の桟722と桟7
22との隙間を通過した目の細かい土や砂などが存在す
るところに位置するように設定され、第2排土板82の
先端部は、掘り出した土砂が溝Rの左右にわたって堆積
するところよりもさらに外方に位置するように設定され
ている。
【0066】したがって、走行車両2を掘削した溝Rを
跨いだ状態で走行させることにより、溝Rの左右に振り
分けられた土砂を一度に埋め戻すことができる。この
際、まず、第1排土板81によって目の細かい土や砂な
どが溝R内に落とされ、その後、第2排土板82によっ
て目の粗い石などを含む土砂が溝R内に落とされること
になる。
【0067】この結果、図17に示すように、まず、目
の細かい土や砂などがパイプPなどの敷設物の周囲を覆
って堆積し、その上に選別された目の粗い石などを含む
土砂が堆積する。そこで、埋め戻し作業中に、配管Pな
どの敷設物に大きな石や鋭角に角張った石などが衝突す
ることがない。また、地中に埋設された配管Pなどの周
囲には目の細かい土や砂しかなく、地盤沈下や車両の通
行などによって配管Pなどに大きな荷重が加わった際、
大きな石や鋭角に角張った石などが配管Pなどを圧迫し
て損傷させるといったこともない。特に強度の小さいP
VC管などのプラスチックパイプの場合、埋設作業中ば
かりでなく埋設後も、大きな石や鋭角に角張った石など
により破損することがないので、効果が大きい。
【0068】ところで、前述した実施形態においては、
配管Pなどを敷設する際、掘削された溝Rの底に石など
が散在していることから、配管Pなどが溝Rの底に散在
している石の上に敷設される可能性がある。このため、
溝Rの底を整地することが好ましい。例えば、図18に
示すように、支持体3の背面カバー31の下端を押さえ
板311に形成し、合わせて、補強部材32の下端中央
に前述した押さえ板311の後方に位置して一定幅の押
さえローラ35を回転自在に軸支することにより、溝R
の底の中央部に散在する石などを押さえつけてほぼ平ら
に均すことができる。この場合、押さえローラ35が溝
Rの底の凹凸に追従するように、押さえローラ35をス
プリング351を介して緩衝させることが好ましい。
【0069】また、前述した押さえ板311および押さ
えローラ35に代えて、図19に示すように、平面視三
角形状の除石具36を支持体3の下端中央部に配設して
もよい。この除石具36を設けることにより、溝Rの底
に散在する石を中央から左右側方に押しやることがで
き、この結果、溝Rの底に配管Pなどを敷設する際、そ
の配管敷設部分を石のない状態とすることができる。
【0070】なお、図19に示すように、支持体3を構
成する背面カバー31の外周面に設ける補強部材32と
して、断面コ字状の複数本の長尺体を使用してもよく、
また、各種の形鋼などを適宜使用してもよい。この場
合、背面カバー31に並設して付設されたこれらの補強
部材32,32を連結材321によって連結しておけ
ば、より強固になる。また、図19の場合、補助前面カ
バー341を補強部材32の側面にボルトによって容易
に連結できるように、補強部材32の適宜位置に作業口
32aが形成されている。
【0071】また、図19は、スクリューブレード42
の外周縁の下面に間隔をおいてその外周縁から突出する
ように鋼ブロック54を固着し、掻き取り具5Aとした
掻き取り部5の例を示している。
【0072】そして、図20は、鋼ブロック54を断面
L字状あるいはT字状に形成して掻き取り具5Aとし、
スクリューブレード42の外周縁の上面あるいは下面に
間隔をおいて固着したホルダー531にボルトを介して
取り付け、これを掻き取り部5とした各種の例を示して
いる。このように、鋼ブロック54をボルトを介して着
脱できるように取り付けることにより、鋼ブロック54
が欠損あるいは磨耗した場合に簡単に交換することがで
きる。
【0073】さらに、図21は、超硬合金製チップ52
を有する掻き取り具5Aを構成する軸51に雄ネジを形
成し、スクリューブレード42の外周縁に固着したホル
ダー53に雌ネジを形成し、掻き取り具5Aをホルダー
53にネジを介して着脱自在に結合した掻き取り部5の
例を示している。
【0074】また、図22に示すように、スクリューブ
レード42の外周縁に歯車状の掻き取り部5を直接設け
るようにしてもよい。
【0075】一方、溝Rの掘削の際、掘り出した土砂の
一部が前面カバー34の下端と地面との隙間から押し出
されて堆積すると、これらの堆積した土砂は、走行車両
2の走行に伴って支持体3により溝Rの端縁部に押しや
られ、溝Rの端縁部に沿って堆積することになる。そし
て、溝Rの端縁部に堆積した土砂は、雨によって溝Rに
戻る他、配管Pなどの敷設作業時にも一部落下して、敷
設作業に支障をきたすことになる。
【0076】さらに、前面カバー34の下端と地面との
隙間から押し出されて堆積した土砂中に大きな石や、鋭
角に角張った石などが混在している場合には、支持体3
により溝Rの端縁部に押しやられて堆積した土砂中に大
きな石や、鋭角に角張った石などが存在することにな
る。そして、埋め戻しの際、この大きな石や、鋭角に角
張った石などが、一番最初に溝R中に落下して、溝Rの
底に配設された配管Pなどの敷設物に衝突することにな
る。また、地盤沈下や車両の通行などによって地中に埋
設された配管Pなどの敷設物に大きな荷重が加わった
際、大きな石や鋭角に角張った石などが配管Pなどを圧
迫して損傷させることにもなる。
【0077】したがって、溝Rの端縁部に沿って土砂が
堆積しないように工夫することが好ましい。
【0078】このため、例えば図23および図24に示
すように、ゴム、プラスチックあるいは金属などからな
る弾性体によって断面C字状に形成されたはみ出し防止
具37が、支持体3の前面カバー34の下端全周にわた
って、地面と接するように配設される。
【0079】この結果、溝Rの掘削時、はみ出し防止具
37によって前面カバー34の下端と地面との隙間が塞
がれるので、その隙間を通して押し出される土砂の量が
制限され、スクリューオーガー4の前進に伴ってほとん
どの土砂が放出口34aから排出され、溝Rの端縁部に
土砂が堆積することを防止することができる。この際、
弾性体からなるはみ出し防止具37は、掘削深さが多少
変動しても、また、機械の振動によって隙間の間隔が変
動しても、その変動に追従して地面との隙間を確実に塞
ぐ。
【0080】なお、図23中、Vは予め掘られた穴であ
り、この穴Vから掘削を開始してもよいことを示してい
る。
【0081】また、図23に示した実施形態において
は、ふるい7は配設されておらず、土砂は放出口34a
に接続されたシュート6を介して直接排出される。この
ように、ふるい7を用いることなくシュート6を介して
掘り出された土砂を直接排出する方法および装置は、畑
や菜園あるいは砂地などの石が含まれていない土質に溝
Rを掘削する際に適用することができる。また、溝R中
に鋳鉄管などの強度の大きい敷設物を配設する場合に
も、大きな石や鋭角に角張った石などが敷設物を損傷す
るおそれがないので、適用することができる。
【0082】なお、この実施形態においては、シュート
6の先端にL字状に屈曲する先端シュート62を着脱自
在に連結しており、先端シュート62の指向方向を変え
ることにより、セパレータ61を設けることなく溝Rの
左右一方に土砂を排出することができる。
【0083】また、はみ出し防止具37は、掘り出した
土砂が前面カバー34の下端と地面との隙間から押し出
され、溝Rの端縁部に回り込んで堆積するのを防止する
ものであることから、前面カバー34の下端と地面との
隙間を積極的に閉鎖する前述した実施形態の他、前面カ
バー34と地面との隙間から押し出された土砂が溝Rの
端縁部に押しやられるのを防止するようにしてもよい。
例えば、図25に示すように、前面カバー34の下端両
側部にその前方に延出するように支持アーム371を固
定し、この支持アーム371の下端に自身の弾性によっ
て折曲可能な弾性部材372を垂設させてはみ出し防止
具37を構成するようにしてもよい。このようなはみ出
し防止具37の実施形態の場合、掘り出された土砂の一
部は前面カバー34の下端と地面との隙間から押し出さ
れるものの、それらの押し出された土砂は、弾性部材3
72によってその外方に回り込むことが防止される。ま
た、前面カバー34の前面に押し出されて一定量に達し
た土砂は、前面カバー34と地面との隙間を塞ぎ、後続
する土砂が押し出されて出てくるのを阻止するような抵
抗を示すことになる。この結果、スクリューオーガー4
の前進に伴って前面カバー34と地面との隙間から一部
の土砂が押し出されるものの、ほとんどの土砂はスクリ
ューオーガー4によって押し上げられて放出口34aか
ら排出され、また、溝Rの端縁部に沿って土砂が堆積す
ることもない。この際、掘削深さが多少変動しても、ま
た、機械の振動によって前面カバー34の下端と地面と
の隙間が変動しても、弾性部材372が折曲してそれら
の変動に追従することができる。
【0084】さらに、図26に示すように、前面カバー
34の下端両側部に設けたブラケット373を介してナ
イフ状板材374を前面カバー34の前方に延出するよ
うに垂設してはみ出し防止具37を構成してもよい。こ
のナイフ状板材374は、掘削深さの変動や、機械の振
動によって前面カバー34と地面との隙間が変動して
も、その変動に追従できるように、その下部が掘削作業
中常に地表面下に位置するように設定されている。その
結果、スクリューオーガー4による溝Rの掘削に先立っ
て、ナイフ状板材374が溝Rの幅に相当する地表部を
切り進むことになる。この実施形態においても、前面カ
バー34と地面との隙間から一部押し出された土砂は、
ナイフ状板材374によってその外方に回り込むことが
防止され、溝Rの端縁部に沿って堆積することがない。
この実施形態におけるナイフ状板材374は、その他、
鋸刃状に形成してもよく、また、回転刃であってもよ
い。
【0085】また、図26に示した実施形態において
も、ふるい7は配設されておらず、掘り出された土砂
は、放出口34aに接続されたシュート6を介して直接
排出される。そして、シュート6は、その先端が二股状
に形成されており、掘り出された土砂はセパレータ61
によって溝Rの左右に振り分けられる。
【0086】また、図23および図26に示した実施形
態においては、ふるい7が配設されていないが、ふるい
7を設け、かつはみ出し防止具37を設けてもよい。
【0087】また、スクリューオーガー4のスクリュー
ブレード42は、図27に示すように、スクリューオー
ガー4の回転軸41に対してスクリューブレード42の
上面のなす角度が鋭角となるように付設してもよい。す
なわち、回転軸41に対するスクリューブレード42の
上面のなす角度を鋭角に形成することにより、掻き取り
部5によって掻き取られた土砂をスクリューブレード4
2の外周縁から一部落下するのを防止しつつ上方に押し
上げることができる。この結果、スクリューブレード4
2の外周縁から土砂が一部落下する場合に比較して効率
よく、しかも、土砂とスクリューブレード42の外周縁
との長い距離にわたる摩擦を軽減することができ、駆動
モータ43のトルクを有効に活用することができる。こ
の実施形態においては、掻き取り部5としての掻き取り
具5Aが、スクリューブレード42の外周縁の上面およ
び下面に設けられており、このため、土中に大石がある
場合においても、大石を上下異なった位置の掻き取り具
5A,5Aで掻き取ることになり、容易に突き崩して溝
Rを掘り進めることができる利点がある。
【0088】さらに、図9および図10に示した第2実
施形態においては、ふるい7を支持体3の左右両側に配
設して説明したが、図28に示すように、左右一方に配
設するようにしてもよい。この実施形態においては、ふ
るい7は、支持体3に設けたブラケット3xを介して一
定傾斜状態で固定されている他、ふるい本体72の桟7
22は、スパイラル状に折曲されている。また、邪魔板
78は、ふるい本体72に設けられてふるい本体72と
ともに回転する構成が例示されている。
【0089】また、ふるい7を構成するふるい本体72
は、断面円形に限らず、図29に示すように、八角形状
や、その他の多角形状、あるいは、楕円に形成してもよ
く、さらに、桟722についても、断面円形以外に、断
面方形や多角形などを使用することができる。また、詳
細には図示しないが、桟722に代えて網やパンチング
メタルなどを使用することができ、大きさを選別できる
ものであればよい。
【0090】なお、前述した実施形態においては、スク
リューオーガー4を支持体3の上下両端において回転自
在に軸支した場合について例示したが、必ずしも支持体
3を必要とするものではなく、また、上下両端を軸支す
ることを必要とするものでもない。例えば、掘削する溝
Rの深さが浅い場合は、スクリューオーガー4の回転軸
41を土砂の抵抗に耐える程度に太くするとともに、ブ
ーム23もしくはその近傍でスクリューオーガー4の上
端の一箇所のみを軸支し、スクリューオーガー4に作用
する負荷を充分な強度で支持することで対応することが
できる。
【0091】図30に示した実施形態は、支持体3およ
び下端軸受48がないにもかかわらず、土砂を掻き取
り、掻き取った土砂をスクリューブレード42上にのせ
て上昇させ、排出させて溝Rを掘り進めている一例を示
している。すなわち、ブーム23の先端部に設けられた
駆動モータ室431内に設置された駆動モータ43を駆
動させることによってスクリューオーガー4を回転さ
せ、掻き取り部5で掻き取った土砂を回転軸41に対し
て鋭角に付設されたスクリューブレード42上にのせて
上昇させ、排土カバー311によって前方もしくは側方
に排出させ、溝Rを掘り進めている状態を示している。
【0092】また、走行車両2は、クローラ走行する場
合を例示したが、ホイール走行するものであってもよ
い。
【0093】また、邪魔板78は、図12に示すように
ふるい7を構成する固定カバー71の先端に設けてもよ
く、図28に示すようにふるい7を構成するふるい本体
72の先端に設けてもよいが、さらに、シュート6の先
端に設けるようにしてもよい。
【0094】
【発明の効果】以上のように本発明の溝掘り装置によれ
ば、任意の深さの比較的広幅の溝を連続的に掘削するこ
とができる。
【0095】また、本発明の溝掘り方法によれば、任意
の深さの比較的広幅の溝を効率よく掘削することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の溝掘り装置の第1実施形態を示す側面
図である。
【図2】第1実施形態の溝掘り装置による溝掘り状態を
示す説明図である。
【図3】図2のA−A線断面図である。
【図4】図2のB−B線断面図である。
【図5】図4のC−C線断面図である。
【図6】スクリューオーガーに設けた掻き取り具を示す
斜視図、その断面図および一部を省略して示す分解斜視
図である。
【図7】土木機械によって掘り出した土砂を埋め戻して
いる作業状態を示す説明図である。
【図8】掘削した土砂を排土プレートによって溝から押
し退けている状態を示す斜視図である。
【図9】本発明の溝掘り装置の第2実施形態を示す側面
図である。
【図10】図9の溝掘り装置の背面図である。
【図11】第2実施形態の溝掘り装置による溝掘り状態
を示す説明図である。
【図12】第2実施形態の溝掘り装置による溝掘り状態
を示す説明図である。
【図13】図11のD−D線断面図である。
【図14】図11のE−E線断面図である。
【図15】ふるいを示す正面図、そのF−F線断面図お
よびそのG−G線断面図である。
【図16】走行車両に設けた排土板によって掘り出した
土砂を埋め戻している作業状態を示す説明図である。
【図17】図16に示した埋め戻し作業によって埋め戻
された溝の断面図である。
【図18】支持体に押さえ板および押さえローラを設け
て溝の底を均している状態を示す側面図および背面図で
ある。
【図19】支持体の変形実施形態を示す説明図、そのH
−H線断面図、そのJ−J線断面図および支持体に設け
た除石具の斜視図である。
【図20】掻き取り具を構成する鋼ブロックの取り付け
状態を示す斜視図、その断面図およびその他の異なる取
り付け状態を示す断面図である。
【図21】図6の他の掻き取り具の取り付け状態を示す
斜視図である。
【図22】スクリューブレードの外周縁に直接掻き取り
部を設けた斜視図である。
【図23】前面カバーと地面との隙間を塞ぐはみ出し防
止具を示す斜視図である。
【図24】はみ出し防止具の変形実施形態の断面図であ
る。
【図25】はみ出し防止具の他の変形実施形態を示す斜
視図である。
【図26】はみ出し防止具のもう一つの変形実施形態を
示す斜視図である。
【図27】スクリューブレードの変形実施形態を示す説
明図である。
【図28】ふるいを支持体の一方に設けた溝掘り装置に
よる溝掘り状態を示す説明図である。
【図29】ふるい本体の変形実施形態を示す側面図、そ
の正面図およびそのK−K線断面図である。
【図30】本発明の他の溝掘り装置を示す側面図であ
る。
【符号の説明】
1 溝掘り装置 2 走行車両 21 旋回台 22 起伏シリンダ 23 ブーム 3 支持体 31 背面カバー 32 補強部材 33 排土プレート 34 前面カバー 34a 放出口 35 押さえローラ 36 除石具 37 はみ出し防止具 4 スクリューオーガー 41 回転軸 42 スクリューブレード 47 先端スクリューブレード 48 軸受 5 掻き取り部 5A 掻き取り具 51 軸 52 超硬合金製チップ 53,531 ホルダー 54 鋼ブロック 6 シュート 61 セパレータ 7 ふるい 71 固定カバー 72 ふるい本体 722 桟 8 排土板 R 溝

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地上を走行可能な走行車両に付設された
    ブームと、ブームに設けられたスクリューオーガーとか
    らなり、このスクリューオーガーは、回転軸の上端がブ
    ームもしくはその近傍に回転自在に軸支されるととも
    に、スクリューブレードの外周縁に掻き取り部を設けて
    構成され、スクリューオーガーを回転させた状態で走行
    車両を走行させることにより、掻き取り部で土砂を掻き
    取り、掻き取った土砂をスクリューオーガーを介して上
    方に持ち上げて排出することを特徴とする溝掘り装置。
  2. 【請求項2】 地上を走行可能な走行車両に付設された
    ブームと、ブームに連結され、前面が開放された略半円
    筒状の支持体と、支持体に前半部が露出された状態で収
    容されたスクリューオーガーとからなり、このスクリュ
    ーオーガーは、回転軸がブームおよび/または支持体に
    回転自在に軸支されるとともに、スクリューブレードの
    外周縁に掻き取り部を設けて構成され、スクリューオー
    ガーを回転させた状態で走行車両を走行させることによ
    り、掻き取り部で土砂を掻き取り、掻き取った土砂をス
    クリューオーガーを介して上方に持ち上げて排出するこ
    とを特徴とする溝掘り装置。
  3. 【請求項3】 スクリューオーガーを回転させた状態で
    移動させることにより、そのスクリューブレードの外周
    縁に設けた掻き取り部で土砂を掻き取り、スクリューブ
    レードで持ち上げて排出させ、溝を掘削することを特徴
    とする溝掘り方法。
  4. 【請求項4】 略半円筒状の支持体に前半部が露出され
    た状態で収容されるとともに、上下両端が軸支されたス
    クリューオーガーを回転させた状態で移動させることに
    より、そのスクリューブレードの外周縁に設けた掻き取
    り部で土砂を掻き取り、スクリューブレードで持ち上げ
    て排出させ、溝を掘削することを特徴とする溝掘り方
    法。
  5. 【請求項5】 前記支持体には、その両脇から側方に突
    出する排土プレートを設け、地面に押し出された土砂を
    車両の前進に伴って溝の端縁から外方に押し退けること
    を特徴とする請求項2記載の溝掘り装置。
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