JP2012041703A - 移動式暗渠排水管埋設装置 - Google Patents

Abstract

【課題】あらゆる土質の場合でも、疎水材の投入の深さを自動で調節することが可能な移動式暗渠排水管埋設装置を提供する。
【解決手段】走行体２と、レーザー光の受光部５１と、掘削部１１と、溝整形部２１と、排水管敷設部３１と、疎水材投入部４１からなり、受光部５１は、レーザー光を受光する受光器５２が設けられ、掘削部１１は、回転チェーン１２に、地面を掘削する掘削カッター１３が設けられ、溝整形部２１は、レーザー光の勾配に平行に保たれ、掘削された溝の底部を圧力で整形するウェアプレート２２が設けられ、排水管敷設部３１は、整形された溝に敷設する排水管３４を圧着させる錘３２を備えた排水管容器３３が設けられ、疎水材投入部４１は、溝に供給された疎水材４７を引き均す調整板４３を備えた疎水材容器４２と、疎水材容器４２の高さを他部とは独立して調節する駆動機構４５が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、暗渠排水工事等で自動に排水管を埋設するための移動式暗渠排水管埋設装置に関する。

暗渠排水工事では、掘削溝（暗渠）の内部に排水管を埋設し、該排水管の上部に疎水材を投入して、土中の水が該排水管に流入し易いようにしている。従来の暗渠排水工事は、各工程において、人手に頼るものが多かった。しかし、圃場数の増加や圃場の面積の増加に伴い、手作業による暗渠排水工事では多くの人手が必要であり、人件費が高くつく、時間がかかる等という問題があった。

そこで、現在では広大な圃場を一定の作業者により効率良く作業を行うために、上記の人力施工から機械施工に移行しつつある。

例えば、特許文献１には、圃場等において、十分に混層耕を施した後に排水管と疎水材層との暗渠排水の敷設を簡単かつ確実に行なうことができる暗渠排水敷設装置およびその方法が開示されている。しかし、この方法では、混層耕を施すことなく暗渠排水管を埋設する場合には、礫や埋木、大きな石、固まった土等を掘削しなければならない等の問題があった。また、湿地帯のような水分の多い土質の場所では、掘削、排水管敷設、疎水材投入の作業を一連で行うことが不可欠であるため、既存の車両に特許文献１記載の暗渠排水敷設装置を取り付けるだけでは十分には対応できないでいた。

また、特許文献２には、自然素材を原料とする土管を排水管として使用するのに適する暗渠排水管自動埋設機が開示されているが、土管は重く、柔軟性に乏しいため、合成樹脂系の排水管に比べると工事がしにくい等の問題があった。また、土管は脆く、外からの圧力に弱いため、合成樹脂系の排水管に比べると不利なものであり、普及に至っていないのが現状であった。

一方、本発明者は、暗渠排水工事において疎水材を投入する際に、あらゆる疎水材を極めて均一に投入できる疎水材投入装置について報告した（特許文献３）。この装置は、排水管の上部に疎水材を投入する装置であって、疎水材を破砕しつつ、疎水材を一定量ずつ供給できる。しかしながら、上記の疎水材投入装置は、疎水材の大きさ、硬度、形状、種類、凝集状態等に着目し、あらゆる疎水材に適用が可能であるが、疎水材の投入の深さを自動で調節する装置についての開発は行われていなかった。

特開２００４−００３２６８号公報 特開２００６−２９１５２６号公報 実用新案登録第３１５４６５９号公報

本発明は上記背景技術に鑑みてなされたものであり、あらゆる土質の場合でも、あらゆる排水管、特に、一般に広く採用されている合成樹脂系の排水管を埋設し、疎水材の投入の深さを自動で調節することが可能である移動式暗渠排水管埋設装置を提供することにある。

本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、掘削、排水管敷設、疎水材投入の作業を一連で行うことのできる移動式暗渠排水管埋設装置を用いることによって、あらゆる土質の圃場等でも暗渠排水工事作業が可能になることを見出した。また、埋設勾配を誘導するレーザー光の受光部を備え、該レーザー光の勾配に平行に保たれ、掘削された溝の底部（以下、「渠底」と略記する場合がある。）を圧力で整形するウェアプレートが設けられていることで、埋設勾配が正確で、排水効果の高い暗渠排水管を埋設することができることを見出した。さらに、排水管敷設部の排水管排出口に錘を備えた排水管容器を設けることで、敷設する排水管を圧着させることができることを見出した。さらに、疎水材投入部に疎水材容器の高さを他部とは独立して調節する駆動機構を備えることで、排水管を勾配をつけて敷設しても疎水材を常に地表から一定の深さまで投入することができることを見出して本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、
＜１＞ 走行体と、
埋設勾配を誘導するレーザー光の受光部と、
該誘導された勾配で地面を掘削して溝を形成する掘削部と、
該形成された溝を整形する溝整形部と、
該整形された溝に排水管を敷設する排水管敷設部と、
該敷設された排水管の上部に疎水材を投入する疎水材投入部と、
を有する暗渠排水管埋設装置であって、
該受光部は、勾配情報が設定された発信器からのレーザー光を受光する受光器が設けられ、
該掘削部は、駆動手段を備えた回転チェーンに、地面を掘削する掘削カッターが設けられ、
該溝整形部は、上記受光部が受光するレーザー光の勾配に平行に保たれ、掘削された該溝の底部を圧力で整形するウェアプレートが設けられ、
該排水管敷設部は、該整形された溝に敷設する排水管を圧着させる錘を排水管排出口に備えた排水管容器が設けられ、
該疎水材投入部は、該溝に供給された疎水材を引き均す調整板を後方に備えた疎水材容器および該疎水材容器の高さを他部とは独立して調節する駆動機構が設けられていることを特徴とする移動式暗渠排水管埋設装置を提供するものである。

＜２＞ 前記疎水材投入部は、疎水材容器が前後に複数設けられ、排水管の上部に層状に複数種類の疎水材を投入できるようになっている＜１＞に記載の移動式暗渠排水管埋設装置を提供するものである。

＜３＞ 前記疎水材投入部は、さらに下層調整板固定ガイドが設けられ、該下層調整板固定ガイドの後方の下部に、下層の疎水材を引き均す下層調整板が固定されている＜１＞または＜２＞に記載の移動式暗渠排水管埋設装置を提供するものである。

＜４＞ 前記疎水材投入部は、下層用疎水材容器から上記溝に供給された下層の疎水材を上記下層調整板によって排水管からの距離が一定になるように引き均し、その後、上層用疎水材容器から上記溝に供給された上層の疎水材を、上層用疎水材容器の高さを上記駆動装置によって他部とは独立して調節することによって上層用疎水材容器の後方の下部に固定された上層調整板によって地表からの距離を一定になるように引き均すようになっている＜１＞ないし＜３＞の何れかに記載の移動式暗渠排水管埋設装置を提供するものである。

＜５＞ 前記排水管が、前記走行体の上部を通り排水管敷設部に投入される＜１＞ないし＜４＞の何れかに記載の移動式暗渠排水管埋設装置を提供するものである。

＜６＞ 前記排水管が、定尺管である＜５＞に記載の移動式暗渠排水管埋設装置を提供するものである。

本発明によれば、上記問題点を解消して課題を解決し、
（１）従来工法と比較して、計測・掘削・排水管敷設・疎水材投入・引き均しを一工程で施工するため、施工速度が速く、営農（作付け・収穫）に影響を及ぼすことなく短期間で、必要な暗渠排水管埋設施工が可能となる。
（２）余堀が少なく、疎水材の定量供給が可能であり、疎水材の食い込みが少なく、また作業員数も削減されるために、コストの低減が図れる。
（３）渠底の撓みや凹凸がなく、レーザー管理により埋設勾配が正確で排水効果が高いため、生産性の向上や暗渠設備の耐用年数の延長が可能となる。
（４）掘削カッターの種類を選択することにより、あらゆる土質、礫混じり、埋木のある圃場等での作業が可能となる。
（５）水田等の粘性質土壌では、地表の粉砕作業が必要であるが、掘削カッターで粘性土も砂状に粉砕され、ティラー作業が不要となるため、コストと時間の削減となる。
（６）掘削深度の対応範囲が広く、例えば最大口径３００ｍｍの排水管でも埋設することが可能となる。
（７）疎水材を選ばずに、あらゆる疎水材に対応可能で、さらに複数種類の疎水材投入、引き均しが可能となる。
（８）疎水材投入部の疎水材容器の高さを調節できるため、排水管を、勾配をつけて敷設しても、疎水材を常に地表から一定の深さまで投入することができる。
（９）疎水材容器を前後に複数設けることによって、排水管の上部に層状に複数種類の疎水材を投入することができる。
（１０）排水管が敷設された溝の中に、下層を形成する疎水材を排水管からの距離が一定になるように引き均し、その上に、上層の疎水材を地表からの距離が一定になるように引き均すことができる。
（１１）排水管が敷設された溝の中に、下層を形成する疎水材を地表からの距離が一定になるように引き均し、その上に、上層の疎水材も地表からの距離が一定になるように、すなわち、上層の厚さを一定になるように引き均すことができる。
（１２）排水管を走行体の上部を通して排水管敷設部に投入することができるため、ロール管のみならず、定尺管等あらゆる長さの合成樹脂系の排水管を接合部が外れることなく敷設できる。
（１３）本発明の移動式暗渠排水管埋設装置は、大きく馬力もあるが、接地圧が低く、しかも作業時の走行が限定走行のために、従来工法に比較して圃場等が乱雑にならず、埋め戻し、整地作業が容易となる。
（１４）従来のトレンチャーと比較して、操作が容易となる。
（１５）環境に考慮した排気ガス対策エンジンを搭載しつつも、日常整備が容易な設計となり得る。

暗渠排水工事後に、掘削溝中に排水管が疎水材により埋設された状態を示す概略断面図である。 本発明の移動式暗渠排水管埋設装置の稼働中の一例を示す側面図である。 本発明の移動式暗渠排水管埋設装置を使用して排水管を１種類の疎水材で埋設した圃場等（紙面の縮尺は、上下１／１０、左右１／２００）を示す断面図である。 本発明の移動式暗渠排水管埋設装置の下層調整板固定ガイドを設けた、２層の場合の、（排水管を深く敷設する場所での）疎水材投入部を示す概略側面図である。 本発明の移動式暗渠排水管埋設装置の下層調整板固定ガイドを設けた、２層の場合の、（排水管を浅く敷設する場所での）疎水材投入部を示す概略側面図である。 本発明の移動式暗渠排水管埋設装置を使用して排水管を２種類の疎水材で埋設した（下層の厚さが一定（ケース１）の場合）の圃場等（紙面の縮尺は、上下１／１０、左右１／２００）を示す断面図である。

以下、本発明について説明するが、本発明は以下の具体的態様に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変形することができる。

本発明の移動式暗渠排水管埋設装置は、暗渠排水工事において、暗渠（掘削溝）に排水管を埋設するためのものである。すなわち、土中の水を流入させ、圃場等の排水不良等を改善するため等に用いる暗渠排水管を埋設するための装置である。

本発明の移動式暗渠排水管埋設装置が使用できる場所は、田圃、畑等の圃場；牧草地；ゴルフ場；住宅地、別荘地等の宅地；等が挙げられる。これらの場所を「圃場等」と略記する場合がある。

図１に、本発明の移動式暗渠排水管埋設装置を用いる暗渠排水の概略断面図を示す。具体的数値は特に限定はないが、例えば、幅約２０〜４０ｃｍ、深さ約０．８〜１．２ｍ程度の溝を掘削し、そこに排水管３４を置き、さらに疎水材４７を投入する。なお、排水管３４の直径は通常は６０〜１２０ｍｍである。最後に埋め戻し土６２を深さ約１５〜３０ｃｍ程入れて完成する。通常は、このような掘削溝を約５〜約１２ｍおきに平行に通して排水させる。

本発明の移動式暗渠排水管埋設装置は、走行体と、埋設勾配を誘導するレーザー光の受光部と、該誘導された勾配で地面を掘削して溝を形成する掘削部と、該溝を整形する溝整形部と、該整形された溝に排水管を敷設する排水管敷設部と、該排水管の上部に疎水材を投入する疎水材投入部と、を有している。

図２に、上記した走行体２と、埋設勾配を誘導するレーザー光の受光部５１と、該誘導された勾配で地面を掘削して溝を形成する掘削部１１と、該形成された溝を整形する溝整形部２１と、該整形された溝に排水管を敷設する排水管敷設部３１と、該敷設された排水管の上部に疎水材を投入する疎水材投入部４１と、を有する移動式暗渠排水管埋設装置１の稼働中の一例を示す側面図を示す。走行体２は、図２においては、進行方向Ｓ、すなわち紙面左側に向かって移動する。

排水管３４は、図２に示したように、伸ばした状態で走行体２の上部（場合によっては横部）を通っていてもよいが、巻いた状態で走行体２に搭載してもよく、巻いた状態で地面に置いておいてもよい。

受光部５１は、レーザー受光器５２が設けられ、掘削部１１は、回転チェーン１２、掘削カッター１３およびオーガ１４が設けられ、溝整形部２１は、ウェアプレート２２が設けられ、排水管敷設部３１は、敷設する排水管３４を圧着させる錘３２を排水管排出口に備えた排水管容器３３が設けられ、疎水材投入部４１は、疎水材を引き均す調整板４３を後方（走行方向後部）に備えた疎水材容器４２および該疎水材容器４２の高さを他部とは独立して調節する駆動機構４５が設けられている。

受光部５１は、レーザー受光器５２が設けられ、作業する圃場等から離れたところ（作業に支障のない暗渠の延長線上）に設置されたレーザー発信器に設定された埋設勾配情報を得ることができる。計画した埋設勾配で発信されたレーザーから、レーザー受光器５２が、例えば±２ｍｍ以上離れると、コンピューター制御によって作業体３を上下させ、レーザー受光器５２の中心を常に計画した埋設勾配に保持するようになっている。レーザー受光器５２は作業体３に設けられているため、レーザー受光器５２の位置と、掘削部１１および溝整形部２１との距離は常に一定に保たれている。そのため、レーザーの勾配とウェアプレート２２は常に平行した動きができるようになっている。

掘削部１１は、駆動機構を備えた回転チェーン１２に、掘削カッター１３が設けられている。回転チェーン１２には駆動手段が備えられ、駆動手段によって回転する。１枚１枚の掘削カッター１３は、地面を掘削するように、地面に垂直かつ進行方向Ｓに平行の向きで、回転チェーン１２に左右交互に設けられていて、掘削土を砂状に粉砕できるようになっている。掘削カッター１３は、取り外しが可能であり、土質に応じて適宜選択ができる。また、このような掘削カッター１３は、１種類でも、重粘度や軟弱地帯のようなあらゆる土質、礫混じり、埋木のある圃場等での掘削に対応することができる。パワーショベル方式等の、椀状の土かき出し具が回転して掘削する方式（態様）であると、例えば、礫混じり、埋木のある圃場等での掘削には、礫や埋木で掘削が停止するため、そのような圃場等には対応することができない。

また、要すれば、オーガ１４が回転チェーン１２の中側に設けられていてもよい。オーガ１４は、図２においては紙面に垂直に設けられ、回転チェーン１２と同一方向に回転し、掘削した土を側に掻き出すことができるようになっている。なお、掘削カッター１３は、地面を掘削するだけでなく、掘削土を跳ね上げることもできるので、オーガ１４は目的に応じて適宜使用すればよい。

溝整形部２１は、受光部５１が受光するレーザー光の勾配に平行に保たれ、掘削された溝の底部を圧力で整形するウェアプレート２２が、排水管容器３３の下部に設けられている。上記の通りレーザーの勾配とウェアプレート２２は常に平行した動きができるため、地表６１の面の凹凸に影響されることがなく、計画した埋設勾配で渠底を整形することができるようになっている。それにより、排水管３４の撓み、歪み、不陸等が発生しない機構となっている。また、ウェアプレート２２は、排水管容器３３の下部に設けられているため、上記掘削後直ちに渠底を整形し、該整形後直ちに排水管３４を敷設することができるようになっている。そのため、湿地帯や、雨や雪等で掘削自立できない軟弱な圃場等でも作業が可能なようになっている。

排水管敷設部３１は、敷設する排水管３４を圧着させる錘３２を排水管排出口に備えた排水管容器３３が設けられている。排水管容器３３は、走行体２の進行方向Ｓから見て、掘削部１１の後方に設けられ、下部にウェアプレート２２を備えている。排水管３４は、排水管容器３３上部から挿入され、下部の排出口から排出される。排出口に設けられた錘３２によって排水管３４が渠底に圧着されるため、より排水管３４の撓み、歪み、不陸等が発生しない機構となっている。

また、本発明では、排水管３４は、走行体２の上部を通り排水管容器３３に投入することができる。そのため、排水管３４は、排水機能を有する管であれば、特に限定はされず、目的に応じて適宜選択できる。好ましいものとして、合成樹脂（ポリエチレン製、ポリ塩化ビニル製、ポリプロピレン製等）のロール管、定尺管等が挙げられる。

排水管３４としてロール管を使用する場合には、ロール管を巻いた状態で走行体２に搭載しておくこともできるが、排水管３４として定尺管を使用する場合は、走行体２の上部を通り排水管容器３３に投入することが好ましい。定尺管を巻いた状態にしておくと、接合部が外れる場合がある。排水管３４が定尺管であり、かつ、その定尺管が接合されたものが、走行体２の上部を通り排水管敷設部に投入されるようになっていることが特に好ましい。

疎水材投入部４１は、疎水材４７を引き均す調整板４３を後方（走行方向後部）に備えた疎水材容器４２および該疎水材容器４２の高さを他部とは独立して調節する駆動機構４５が設けられている。調整板４３は、疎水材容器４２に別途固定されていてもよいし、疎水材容器４２と一体になっていてもよい。すなわち、別途固定されておらず、疎水材容器４２の後方の下部の縁が上層調整板４３の役目を果たしているだけでもよい。

疎水材容器４２は、走行体２の進行方向Ｓから見て、排水管敷設部３１の後方に設けられ、駆動機構４５により、高さを他部とは独立して調節することができる。疎水材容器４２は、排出口が平べったくなっているため、地中まで挿入することができ、疎水材４７を散乱させることなく規定投入量を投入することができる。疎水材容器４２の上部は、疎水材４７が疎水材容器４２の内部に入り易くするために、漏斗状になっていることが好ましい。

疎水材容器４２は、調整板４３を後方に備え、調整板４３によっても疎水材４７を規定投入量投入することができる。調整板４３は、疎水材容器４２の後方、詳しくは疎水材容器４２の下部先端の疎水材排出口の後部に備えられ、排出された疎水材４７の引き均しを行うことができるようになっている。排出された疎水材４７は、疎水材層４４を形成する。

駆動機構４５は、疎水材容器４２の高さを他部とは独立して調節するために設けられている。図３に、本発明の移動式暗渠排水管埋設装置を使用して排水管３４を１種類の疎水材で埋設した圃場等の一例の断面図を示す。一般に、暗渠排水工事では、排水管３４を、勾配をつけて埋設する。本発明においても、レーザーによって計画した埋設勾配を実現することが可能だが、通常、埋設勾配は地面と平行ではない。そのため、排水管３４を、勾配をつけて敷設した場合、疎水材４７は、常に地面と平行に地表６１から一定の深さまで投入する必要がある。

例えば、地面とは平行でなく、走行体２の進行方向Ｓに向かって徐々に上がっていく計画の勾配をつけて排水管３４を敷設した場合、作業体３において、掘削部１１、溝整形部２１および排水管敷設部３１は、その計画勾配通り走行体２の進行方向Ｓに向かって徐々に上がっていく。このとき、疎水材投入部４１も他部と同様に上がっていってしまうと、疎水材４７は地面と平行でなく、排水管３４と平行（つまり渠底と平行）の深さで投入されてしまう。しかし、本発明においては、疎水材投入部４１に駆動機構４５を設けているため、疎水材容器４２の高さは、他部とは独立して徐々に下がっていくように調節することができる。それにより、他部が走行体２の進行に従って徐々に上がっていっても、疎水材容器４２の高さを常に地面から一定の距離に保ち、それによって調整板４３の位置を常に地面から一定の距離に保ち、疎水材４７を、常に地面と平行に地表６１から一定の深さまで投入することができる。つまり、疎水材層４４は、下端が排水管３４と平行、上端が地表６１と平行な層となる。なお、計画勾配が走行体２の進行方向Ｓに向かって徐々に下がっていく場合にも同様のことがいえる。

疎水材４７の投入の深さ（疎水材層４４の上端までの距離）は、目的に応じて適宜調節できるが、好ましくは地表から１０〜３５ｃｍ、より好ましくは地表から１５〜３０ｃｍ、特に好ましくは地表から２５±２ｃｍの深さまで投入する。深すぎると疎水材の量が少なくなり、排水管３４が詰まってしまう場合がある。一方、浅すぎると埋め戻し土６２の量が少なくなり、疎水材が地表に露出する、植物が育たない等の問題が生じる場合がある。

疎水材４７としては、特に限定されないが、粉石、砂、ビリ砂利、石灰石、火山礫等の硬い砂利類、もみがら、木材チップ、セラミックチップ、ホタテ貝殻、カキ貝殻等が目的に応じて適宜選択できる。疎水材４７は、１種類を選択することもでき、また２種類以上を選択することもできる。

また、本発明では、疎水材容器４２を、疎水材に応じて１個ないし前後に複数個設けることができる。すなわち、進行方向Ｓに沿って複数個並べることもできる。例えば、２種類の異なった疎水材を投入するときには、下層用疎水材容器４２ｂと上層用疎水材容器４２ａを設け、疎水材下層４４ｂと疎水材上層４４ａを形成することができる。

２種類以上の疎水材を層状に投入することによる効果としては、例えば以下のことが挙げられる。下層の疎水材４７として上層の疎水材４７より粗いものを用いることによって、詰まりを防止したり、排水効率を上げたりすることができる。また、下層の疎水材４７として、石灰石等の化学的作用のあるものを用いて、土質の改善をして、詰まりを防止したり、排水効率を上げたり、水質を改善して排水したりすることができる。しかしながら、従来、２種類の異なった疎水材を、それぞれの層の厚さを調整しながら自動的に投入する装置は存在しなかった。

２種類以上の疎水材を層状に投入する場合、上記したような各層の役割から、下層の厚さを一定にして、上層の厚さを深い方から浅い方に向かって小さくしていった方が良い場合（以下、「ケース１」とする）、また、上層の厚さを一定にして、下層の厚さを深い方から浅い方に向かって小さくしていった方が良い場合（以下、「ケース２」とする）、その複合が良い場合（以下、「ケース３」とする）等、種々の場合が存在するが、本発明の移動式暗渠排水管埋設装置を用いれば、ケース１ないしケース３の何れもが可能となる。

下層用疎水材容器４２ｂと上層用疎水材容器４２ａを設ける場合、２つの疎水材容器を固定して、駆動機構４５によって、２つの疎水材容器の高さを他部とは独立して地表６１から一定の深さを保つように調節することができる。このようにすれば、ケース２が達成できる。はじめに上層用疎水材容器４２ａの下端を、下層用疎水材容器４２ｂの下端から一定の厚さになるように調節して下層用疎水材容器４２ｂに固定すると、下層の疎水材４７は地表６１から一定の深さになるように排出調整することが可能となり、上層の疎水材４７は下層の疎水材４７から一定の厚さで排出調整することが可能となる。その結果、下層の厚さは徐々に変化し、上層の厚さは常に一定となる（ケース２）。

また、本発明では、さらに下層調整板固定ガイド４６ｂを設けることができる。図４および図５に、本発明の移動式暗渠排水管埋設装置の下層調整板固定ガイド４６ｂを設けた、２層用の疎水材投入部４１を示す概略側面図を示す。図４は排水管３４を深く埋める場合で、図５は排水管３４を深く埋める場合である。この下層調整板固定ガイド４６ｂの後方の下部に、下層の疎水材４７を引き均す下層調整板４３ｂが固定されている。下層調整板固定ガイド４６ｂ（それに固定された下層調整板４３ｂ）を設けることで、下記の通り、下層の疎水材４７は排水管３４から一定の高さで、上層の疎水材４７は地表６１から一定の深さで排出調整することが可能となる。このようにすれば、ケース１及びケース３が達成できる。図６に、本発明の移動式暗渠排水管埋設装置を使用して排水管３４を２種類の疎水材で埋設した圃場等を示す断面図（ケース１の断面図）を示す。

下層調整板固定ガイド４６ｂは、走行体２の進行方向Ｓから見て、排水管容器３３の後方に設けられ、両側面にサイドパネル、および、例えば排出された下層の疎水材４７の厚さを排水管３４の上部一定の距離に距離（高さ）調整できる下層調整板４３ｂを、その後方に備えている。下層用疎水材容器４２ｂは、下層調整板固定ガイド４６ｂの両側面のサイドパネル内側を動き、下層の疎水材４７は下層用疎水材容器４２ｂおよび下層調整板固定ガイド４６ｂに固定された下層調整板４３ｂを通過し、下層調整板４３ｂで均されながら排出される。

下層調整板固定ガイド４６ｂは、排水管容器３３に固定されているため、２つの疎水材容器同士を固定して駆動機構４５によって他部とは独立して地表６１から一定の深さを保つように調節して上下に移動しても、下層の疎水材４７は下層用疎水材容器４２ｂを通過し、下層調整板固定ガイド４６ｂの後方の下部に固定された下層調整板４３ｂの下を通過し排出されることになり、排水管３４から上に常に一定の距離（高さ）で排出調整することができる。

この場合、下層調整板固定ガイド４６ｂの両側面のサイドパネルおよび後方の下層調整板４３ｂにより、下層用と上層用の疎水材は混在することなく、また、上層用疎水材容器４２ａの昇降に関係なく下層の疎水材４７を排水管３４から常に一定の高さになるように排出調整することができるようになっている。

一方、上層の疎水材４７は、下層調整板固定ガイド４６ｂの後方から排出されるようになっており、上層の上面位置（地表からの深さ）は、上層用疎水材容器４２ａの後方の下部に存在する上層調整板４３ａで調整されるようになっているため、地表６１から一定の深さになるように排出調整することができるようになっている。なお、上層調整板４３ａは、上層用疎水材容器４２ａに別途固定されていてもよいし、上層用疎水材容器４２ａと一体になっていてもよい。すなわち、別途固定されておらず、上層用疎水材容器４２ａの後方の下部の縁が上層調整板４３ａの役目を果たしているだけでもよい。

溝（暗渠）を深く形成する方から浅く形成する方に向かって走行体２を移動させながら溝（暗渠）を形成し排水管３４を施設し疎水材を投入する場合を例にとって以下に述べる。すなわち、排水管３４を深く敷設しなければならない場所から浅く敷設しなければならない場所に向かって走行体２を移動させ、排水管３４を施設した後に２種類の疎水材を図６に示したように（ケース１のように）投入する場合を例にとって以下に述べる。

すなわち、まず、図４に示したように、駆動機構４５によって、上層用疎水材容器４２ａおよび下層用疎水材容器４２ｂの高さを上に移動させ、走行体２を進行方向Ｓの方向にスタートさせ、掘削、排水管敷設、疎水材投入を開始する。その時、下層の疎水材４７は、下層調整板固定ガイド４６ｂに固定された下層調整板４３ｂによって、排水管３４から一定距離に均されるようになっている。一方、上層の疎水材４７は、上に位置する上層調整板４３ｂによって、層の厚さが厚く（地表からの距離が一定に）投入されるようになっている。

次に、排水管３４を施設しつつ、徐々に排水管３４を浅く施設する方に移動していき、それに伴い、駆動機構４５によって、図５に示したように、上層用疎水材容器４２ａおよび下層用疎水材容器４２ｂの高さを下に移動させていく。図５では、下層の疎水材４７は、下層調整板固定ガイド４６ｂに固定された下層調整板４３ｂによって、排水管３４から一定距離に均されるようになっている。一方、上層の疎水材４７は、下に移動した上層調整板４３ａによって、層の厚さが薄く（地表からの距離が一定に）投入されるようになっている。

これにより、図６に示したような、排水管３４を２種類の疎水材で埋設した圃場等が完成する。本発明の特に好ましい態様は、以下の通りである。
すなわち、疎水材投入部４１は、下層用疎水材容器４２ｂから上記溝に供給された下層の疎水材４７を上記した下層調整板４３ｂによって排水管３４からの距離が一定になるように引き均し、
その後、上層用疎水材容器４２ａから上記溝に供給された上層の疎水材４７を、上層用疎水材容器４２ａの高さを上記駆動装置によって他部とは独立して調節することによって上層用疎水材容器４２ａの後方の下部に固定された上層調整板４３ａによって地表６１からの距離を一定になるように引き均すようになっている上記の移動式暗渠排水管埋設装置である。

疎水材４７を投入した後、疎水材上層４４ａの上に、さらに埋め戻し土６２を地表６１の高さまで埋めて圃場等が完成する。

一般に、移動式暗渠排水管埋設装置を用いる暗渠排水工事は、圃場の不使用期間に行われる。具体的には、雪が解ける５月初旬から５月中旬、および収穫後の９月初旬から１０月下旬である。特に北海道の場合、１１月になると雨が多く、その後は積雪があるので、好適に作業できる期間は、上記期間、すなわち１年に２〜３か月しかない。そのため、本発明の移動式暗渠排水管埋設装置を用いれば、計測・掘削・埋設・疎水材投入・引き均しを一工程で施工でき、短期間で、必要な暗渠配水管埋設施工が可能であるので、無駄がなくなり、圃場等の品質向上に極めて有利である。

以下に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限りこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１
本発明の移動式暗渠排水管埋設装置（エンジン：カミンズ（ＱＳＣ８．３−Ｃ２６０）、出力：１７５ｋｗ、質量：１１５００ｋｇ、作業時寸法１００００ｍｍ×２６００ｍｍ×２９５０ｍｍ、接地圧：０．１８ｋｇ／ｃｍ^２、勾配管理システム：トプコン社製（ＬＳ−ＢＳ／ＲＬ−Ｈ２Ｓａ））を作製した。

上記の移動式暗渠排水管埋設装置を使用し、北海道の後志支庁管内の蘭越地区圃場にて、秘密を保持する義務のある特定人（具体的には、作業者、装置開発者等の関係者）しかいないところで、暗渠排水管埋設作業を行った。

まず、作業に支障のない暗渠の延長線上に三脚を設置し、発信器を取り付け、発信器に埋設勾配を入力した。次に、発信器からのレーザーを受信できる高さに作業体を調節し、受信位置を合わせて固定した。固定終了後、レーザー情報を確認し、掘削、排水管敷設、疎水材投入を連続して自動で行った。深い方から浅い方に走行体を移動させた。

掘削の幅は２０ｃｍ、深さは１．０ｍ、長さは１８０ｍであった。排水管は、合成樹脂管（直径８０ｍｍ）を用いて走行体にロール状に搭載した。疎水材は、石灰石と砂利の混合を用い、疎水材運搬投入機を使用して疎水材投入部に投入した。

その結果、受信した埋設勾配情報のデータ処理が自動制御であり、正確に暗渠排水管埋設作業が完了した。また、掘削カッターでの掘削により、礫や埋木で掘削が停止することがなかった。そして、掘削後直ちにウェアプレートにより整形され、排水管を溝中央に敷設することができた。さらに、疎水材投入部の排出口の位置を他部とは独立して調整でき、疎水材を地表から一定の深さで引き均すことができた。また、作業員数の削減もでき、安全に暗渠排水管埋設作業が完了し、図３に示した断面を有する圃場が完成した。

なお、この走行体は、掘削幅は最低１５ｃｍから４０ｃｍまで調節可能であり、深さは０．６ｍから１．６ｍまで調節可能であり、外形１００ｍｍの排水管まで適合可能であった。
また、疎水材は、石灰石、砂利、木のチップ、貝殻、もみがら等、多種の疎水材を利用できる。

実施例２
実施例１記載の移動式暗渠排水管埋設装置を用いる代わりに、疎水材投入部に疎水材容器の高さを他部とは独立して調節する駆動機構を備えた下層用および上層用疎水材容器（互いに固定されている）を設けた装置を用い、疎水材として下層に「木のチップ」、上層に「もみがら」を用いたこと以外は実施例１と同様にして暗渠排水管埋設作業を行った（ケース２）。実施例１と同様の効果を示し、問題なく暗渠排水管埋設作業が完了した。

実施例３
実施例１記載の移動式暗渠排水管埋設装置を用いる代わりに、疎水材投入部に疎水材容器の高さを他部とは独立して調節する駆動機構を備えた下層用および上層用疎水材容器とさらに下層調整板固定ガイド４６ｂを設けた装置を用い、疎水材として下層に「石灰石」、上層に「砂利」を用いたこと以外は実施例１と同様にして暗渠排水管埋設作業を行った（ケース１）。実施例１と同様の効果を示し、問題なく暗渠排水管埋設作業が完了し、図６に示した断面を有する圃場が完成した。

実施例４
図２に示すように、実施例１記載の接合部を持たない排水管を用いる代わりに、１本の長さが３ｍである合成樹脂でできた定尺管（直径８０ｍｍ）を予め接合部で１０本接合して３０ｍとした排水管を、走行体の上部を通して排水管敷設部に投入したこと以外は実施例１と同様にして暗渠排水管埋設作業を行った。実施例１と同様の効果を示し、同様に問題なく暗渠排水管埋設作業が完了した。定尺管が接合部から外れることはなかった。

比較例１
実施例１に記載の移動式暗渠排水管埋設装置において、掘削部にパワーショベル方式を採用した装置を用いたこと以外は実施例１と同様にして暗渠排水管埋設作業を行ったところ、礫や埋木で掘削が停止することがたびたびみられた。

比較例２
実施例１に記載の移動式暗渠排水管埋設装置において、疎水材投入部に疎水材容器の高さを他部とは独立して調節する駆動機構を設けない装置を用いたこと以外は実施例１と同様にして暗渠排水管埋設作業を行ったところ、疎水材が地面と平行に投入されなかった。

比較例３
実施例２に記載の移動式暗渠排水管埋設装置において、疎水材投入部に疎水材容器の高さを他部とは独立して調節する駆動機構を設けない装置を用いたこと以外は実施例２と同様にして暗渠排水管埋設作業を行ったところ、疎水材が地面と平行に投入されなかった。

参考例１
排水管として実施例４で使用した定尺管を予め接合部で接合してなる排水管を、走行体の上部を通して排水管敷設部に投入せずに、ロール状に搭載して排水管敷設部に投入したところ、疎水材投入等の暗渠排水管埋設作業は問題なく完了したが、定尺管が接合部で外れてしまうことが時折見られた。

本発明の移動式暗渠排水管埋設装置は、計測・掘削・埋設・疎水材投入・引き均しを一工程で施工するため、施工速度が速く営農（作付け・収穫）に影響を及ぼすことなく短期間で、必要な暗渠配水管埋設施工が可能であるため、暗渠排水工事に広く利用されるものである。

１ 移動式暗渠排水管埋設装置
２ 走行体
３ 作業体
１１ 掘削部
１２ 回転チェーン
１３ 掘削カッター
１４ オーガ
２１ 溝整形部
２２ ウェアプレート
３１ 排水管敷設部
３２ 錘
３３ 排水管容器
３４ 排水管
３５ 定尺管の接合部
４１ 疎水材投入部
４２ 疎水材容器
４２ａ 上層用疎水材容器
４２ｂ 下層用疎水材容器
４３ 調整板
４３ａ 上層調整板
４３ｂ 下層調整板
４４ 疎水材層
４４ａ 疎水材上層
４４ｂ 疎水材下層
４５ 駆動機構
４６ｂ 下層調整板固定ガイド
４７ 疎水材
５１ 受光部
５２ レーザー受光器
６１ 地表
６２ 埋め戻し土
６３ 排水
Ｓ 走行体の進行方向

Claims (6)

1. 走行体と、
   埋設勾配を誘導するレーザー光の受光部と、
   該誘導された勾配で地面を掘削して溝を形成する掘削部と、
   該形成された溝を整形する溝整形部と、
   該整形された溝に排水管を敷設する排水管敷設部と、
   該敷設された排水管の上部に疎水材を投入する疎水材投入部と、
   を有する暗渠排水管埋設装置であって、
   該受光部は、勾配情報が設定された発信器からのレーザー光を受光する受光器が設けられ、
   該掘削部は、駆動手段を備えた回転チェーンに、地面を掘削する掘削カッターが設けられ、
   該溝整形部は、上記受光部が受光するレーザー光の勾配に平行に保たれ、掘削された該溝の底部を圧力で整形するウェアプレートが設けられ、
   該排水管敷設部は、該整形された溝に敷設する排水管を圧着させる錘を排水管排出口に備えた排水管容器が設けられ、
   該疎水材投入部は、該溝に供給された疎水材を引き均す調整板を後方に備えた疎水材容器および該疎水材容器の高さを他部とは独立して調節する駆動機構が設けられていることを特徴とする移動式暗渠排水管埋設装置。
2. 前記疎水材投入部は、疎水材容器が前後に複数設けられ、排水管の上部に層状に複数種類の疎水材を投入できるようになっている請求項１に記載の移動式暗渠排水管埋設装置。
3. 前記疎水材投入部は、さらに下層調整板固定ガイドが設けられ、該下層調整板固定ガイドの後方の下部に、下層の疎水材を引き均す下層調整板が固定されている請求項１または請求項２に記載の移動式暗渠排水管埋設装置。
4. 前記疎水材投入部は、下層用疎水材容器から上記溝に供給された下層の疎水材を上記下層調整板によって排水管からの距離が一定になるように引き均し、その後、上層用疎水材容器から上記溝に供給された上層の疎水材を、上層用疎水材容器の高さを上記駆動装置によって他部とは独立して調節することによって上層用疎水材容器の後方の下部に固定された上層調整板によって地表からの距離を一定になるように引き均すようになっている請求項１ないし請求項３の何れかの請求項に記載の移動式暗渠排水管埋設装置。
5. 前記排水管が、前記走行体の上部を通り排水管敷設部に投入される請求項１ないし請求項４の何れかの請求項に記載の移動式暗渠排水管埋設装置。
6. 前記排水管が、定尺管である請求項５に記載の移動式暗渠排水管埋設装置。

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