JP3668317B2 - 締固め装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、バックホウ等の建設土木機械のアームに装着して土壌の締固めを行う締固め装置に関するもので、特に、例えば上下水道、ガス、電気、通信等のインフラストラクチャーに提供される管、ケーブル等の地中埋設管布設工事において、布設した管等の上部に埋戻される山砂等を締固め締固め装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、欧米などに比べて遅れの目立つ上下水道、ガス、電気、通信等のインフラストラクチャーを整備するため、特に人口が集中する都市部において、以下のような埋設管布設作業が頻繁になされている。
【０００３】
すなわち、図７に示すように、先ず、路面等を幅Ｗで深さＨの断面の溝型に、バックホウ等の建設土木機械を用いて掘削し、管１０１等を所定の位置、深さに布設する。次に、管１０１等の側部１０２を山砂で埋戻した後、管等の上部１０３（通常は１２００ｍｍ以上ある）を、所定の厚さｔ（通常は２００〜３００ｍｍ）による山砂の撒きだしを行い、これをタンパー、ランマー等の締固め機により締固めを行う。そして、これを数回繰り返す。さらに、砕石等を入れて路盤を形成し、さらに、その上に舗装を施して作業を終える。
【０００４】
この埋設管布設工事における埋戻しは、山砂を単に埋戻すだけでは、土粒子間に空隙が残り、通常、埋設管は車両が通行する道路の下に設けられることから、車両等の荷重がかかると、次第に山砂の土粒子間における空隙が締まっていき、その結果、道路が陥没する等の事態を招くおそれがあるだけでなく、土粒子間の空隙が締まるに伴い山砂が沈下し、これに追従して埋設管が過大な力で下方に押圧されるため、漏水、ガス漏れ等が発生することになる。
【０００５】
この種の工事には、狭い溝の中で確実に締固め作業が可能なエンジン又はモータによるクランク運動からの往復動作を利用するタンパー、エンジンの爆発力を直接突き固めに利用するランマーが使用されることが多い。
【０００６】
これらの締固め機械は、通常、作業者が直接手を添えて操作されるものであり、掘削した溝の中に作業者が入って機械を操作しなければならず、ある程度の作業スペースが必要である。そのため、経験上、掘削幅Ｗは、５００ｍｍ以上に定められている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、埋設管布設工事は、人口の集中する市街地において行われ、しかも、これら埋設管は車両の通行する道路の下部に存在するため、車両渋滞の回避、第三者の安全確保の観点から、車両や第三者の通行量が極端に少ない夜間に実施されることが多いのだが、警察等の道路使用許可によっては十分な作業時間が得られないこと、工事を早朝までに必ず終了させないと交通渋滞を招いてしまうことから、夜間における実質的な作業時間は極めて短いものであり、昼間の車両通行に支障がないよう確実に締固めを行い、早朝までに必ず作業を終了させるためには、管布設延長がせいぜい２０ｍ〜３０ｍ程度しかできず、このため、工事期間が長期化するとともに、事業費が膨大化することになり深刻な問題となっている。
【０００８】
また、締固め作業は、掘削した溝の中にオペレーターが入って機械を操作して長時間に亘る締固め作業を行うことになり、締固め作業中に溝壁が崩壊するおそれがあるため、オペレーターが掘削した溝の中に入らずに締固め作業を行う手段が埋設管工事業者の間で強く要請されている。
【０００９】
さらに、最近では、ガス管等も、電気、通信ケーブルと同様にフレキシブルなポリエチレン管が一般化されつつあり、従来、溝の中で行っていた溶接等の管の接続作業は地表面で行うことができることとなったため、作業者が掘削した溝の中に入ることにより行われる作業は、締固め作業だけになりつつあるという状況にあり、このような観点からも、溝の中に入らずに締固め作業を行う手段が求められている。
【００１０】
そこで、実開平１ー１６４３１６号公報に記載される振動締固め機が提案されている。この作業機は、作業機のアームに取り付けた振動締固め機をアームで垂直に押し付けながら締固め作業を行うものであり、垂直押し付け力と起振装置による起振力とにより締固めを行うものである。
【００１１】
しかしながら、このような技術的手段では、打撃力を利用するタイプの締固め機と比較して、その装置全体の大きさの割には、締固め力を大きくすることができないものである。
【００１２】
また、締固め装置を移動しながら締固め作業を行う場合、締固め面の凹凸に応じた微妙なアーム操作が必要とされ、このような作業は極めて困難となるため、締固め装置を持ち上げて移動せざるを得なくなり、結局、締固めを中断することになる。よって、連続的に締固めを行うことができず、作業効率を良くすることができないため、特に、夜間作業等の所定時間内に作業を完了する迅速性が必要とされる作業には向かなかった。
【００１３】
また、別の提案としては、実開昭６１ー１５５４０５号公報に記載されたものがある。この締固め機は、作業機より摺動可能に装着された締固め機本体を有するものであり、その内部において、輾圧板を作動させる駆動部内の油圧力又は爆発力の急激な押し付け力を利用して土砂の締固めを行うものである。
【００１４】
しかしながら、この締固め機本体が、持ち上がって落下する時に発生する大きな打撃力は期待できるが、垂直方向のみに動作する構造となっているので、締固め機本体の自走能力はなく、作動中は、作業機自体は、停止しているか極低速であることが必要とされることになる。よって、この提案においても、作業効率を良くすることは期待できない。
【００１５】
そこで、本発明は、上述したような種々の問題点に鑑み、作業者が溝の中で機械を操作する際の溝壁崩壊による危険性を回避しながら、短い作業時間内に迅速な締固め作業を行うことができ、かつ、車両通行に支障のない十分な締固め効果が発揮され、しかも、事業費の削減を実現し得る締固め装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る締固め装置は、打撃式の締固め機本体部と、前記締固め機本体部を打撃方向に沿ってスライド自在にガイドするガイド機構部と、前記ガイド機構部を締固め機本体部の前後方向に揺動可能に懸垂する枢支機構部と、前記枢支機構部をアーム付き走行車両のアームに取り付けるための取付部とを具備したことを特徴とするものである。
【００１７】
このような技術的手段において、前記ガイド機構部としては、締固め機本体部の打撃動作に耐えうる強度で打撃方向にスライド自在にガイドできればその機構は問わないが、枢支機構部側に固定された摺動軸受を有する支持ブラケットと締固め機本体部側に固定された摺動軸とにより構成することが好ましい。
すなわち、摺動軸を締固め機本体側に設けるようにすれば、締固め機側の幅を狭くすることができ、狭い溝における工事に有利なばかりか、締固め機本体側の重量を大幅に増加させない済み、タンパーの固有性能バランスを崩さなくて済むため、従前のハンドガイド式のタンパーを使用するか又は簡単な改造を加えたものを使用することができ、設備投資の面で有利である。
【００１８】
また、この場合、摺動軸及び各構成部材の曲げ等に関する負荷を減じて装置機械をロングライフ化させる観点からすれば、前記支持ブラケットにおいて、左右方向における前記摺動軸受と前記枢支機構部の下方に立設された側板との間に、弾性部材を介設したものであることが好ましい。なお、弾性部材としては、例えば、防振ゴム等を適用することができる。
【００１９】
また、前記枢支機構部としては、枢支ピン周りで前後方向に揺動可能に支持することができればよいが、打撃板の打撃力をより効率的に土壌面に伝達する観点からすれば、取付部とガイド機構部との間に、締固め機本体部の土壌面へのに落下時までに傾斜した打撃式締固め機の倒れを積極的に鉛直方向に回復させる鉛直復帰手段を具備したものであることが好ましい。この場合、より的確かつ容易に締固め装置を操作する観点からすれば、枢支機構部に締固め機本体部が左右方向にスライドする左右スライド機構を具備したことが好ましい。なお、鉛直復帰手段としては、例えばスプリング、スティダンパ等を適用することができ、また、左右スライド機構としては、例えばプッシュプルケーブルによる手操作方式、油圧シリンダによる方式等を適用することができる。
【００２０】
さらに、前記取付部としては、枢支機構部を確実に取り付けることができればよいが、締固め装置の安定した操作性を確保する観点からすれば、枢支機構部が鉛直方向周りに回転して固定される旋回装置を備えていることが好ましい。
さらにまた、前記締固め機本体部の下端部に配設される打撃板は、締固め機本体部の打撃動作により土壌を所定強度に締固め可能であればよいが、打撃力を効果的に土壌面に伝達する観点からすれば、少なくとも底の形状が締固め機本体部の前後方向に関し下側に凸の曲面形状であることが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る締固め装置は、打撃式の締固め機本体部と、前記締固め機本体部を打撃方向に沿ってスライド自在にガイドするガイド機構部と、前記ガイド機構部を締固め機本体部の前後方向に揺動可能に懸垂する枢支機構部と、前記枢支機構部をアーム付き走行車両のアームに取り付けるための取付部とを具備した構成としたため、前記アームの先端を締固め土壌面から所定の高さに保ちつつ、締固め機本体部に打撃動作をさせると、ガイド機構部が機能して締固め機本体部が上下にスライド動作を繰り返すため、締固め機本体部の大きな落下エネルギーを締固め力として利用でき、その結果、十分な締固め効果を得ることができる。
【００２２】
次いで、アーム付き走行車両を自走させながら締固め機本体部に打撃動作をさせると、アーム付き走行車両のアームの先端が締固め機本体部に先行して所定の速度で移動し、枢支機構部が機能して締固め機本体部が傾斜して先端部の打撃板が後方に取り残されることになるが、その傾斜した方向と反対方向の土壌面を締固め機本体部が繰り返し打撃するため、打撃板は、自走力を発揮してアームの先端の移動に追従していくことになる。
【００２３】
また、アーム付き走行車両の自走スピードに変動が生じたり、アームを旋回させたりして、アームの先端の移動スピードに変動が生じ、締固め機本体部の傾斜角が急に変動した場合であっても、上記構成とした上で、打撃板の底の形状が締固め機本体部の前後方向に関し下側に凸の曲面形状である構成としたため、常に締固め土壌面と曲面状の底面とが面接触することになり、その結果、締固め機本体部が十分な反力を得て自走力が確保されることになるから、締固め機本体部の姿勢のいかんにかかわらず、前記追従動作に支障をきたすことはなく、しかも、打撃力を効果的に土壌面に伝達することができる。
【００２４】
さらに、アーム付き走行車両のアームの先端部に取付部が枢支機構部を鉛直方向周りに回転して任意方向に固定できる旋回装置を備えたものとすれば、掘削すべき溝の方向とアーム付き走行車両のアームの方向とがなす角度がいかなる場合であっても、旋回装置によって締固め機本体部を水平回転させて向きを調整できるから、アーム付き走行車両が溝方向に対していかなる姿勢でおいても、容易に締固め作業を行うことができる。
【００２５】
前記枢支機構部として、取付部とガイド機構部との間に、締固め機本体部が土壌面へ落下するまでに傾斜した締固め機本体部の倒れを鉛直方向に復帰させる鉛直復帰手段を具備したものを揃えれば、締固め機本体部の自重による鉛直復帰作用とは別に積極的に鉛直復帰手段を備えることにより、アームの先端の移動スピードが速くなっても、落下時における締固め機本体部の傾斜は抑えられるため、より垂直に近い姿勢で連続的に打撃動作を行うことができ、その結果、打撃力がより効率的に土壌面に伝えられ、結局、迅速な締固め作業を可能とするものである。
【００２６】
また、枢支機構部として、締固め機本体部が左右方向にスライドする左右スライド機構を具備したものを揃えれば、掘削すべき溝が深い場合やアーム付き走行車両が走行する足場が悪い場合等、そのアームの先端部の位置が定まり難い状況にあっても、締固め機本体部を左右水平方向にスライドさせることにより的確かつ容易に土壌面を打撃することができる。
【００２７】
また、締固め機本体部として、弾性部材を介設してガイド機構部に連結されたものを揃えれば、例えばアーム付き走行車両の作業者が誤って締固め機本体部を溝壁に押し当てた場合等、枢支機構部の揺動方向でない方向に無理な力が働いた場合にあっても、このような無理な力が各構成部品に与える影響を緩和できるため、各構成部品に損傷を生じることがないから、機械全体としてのロングライフ化に寄与することになる。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例を示す図面により、この発明に係る締固め装置として、ミニバックホウに装着した場合について説明する。
図１は打撃式締固め機をミニバックホウに装着してなる締固め装置の外観全体を示す斜視図及び溝の縦断面図、図２は図１と同様の斜視図及び溝の横断面図、図３は図１の方向から見た打撃式締固め機の要部縦断面図、図４は図２の方向から見た打撃式締固め機の要部縦断面図である。
【００２９】
図１及び図２において、本発明に係る締固め装置１は、自走式のミニバックホウ２の屈曲式アーム３の先端部に、枢支ピン４の周りで前後方向に揺動可能に支持された一対の支持ブラケット５と、その支持ブラケット５に固設される軸受部材５ａの下方に上下スライド自在に嵌合連結されたスライド軸６と、このスライド軸６に固定された締固め機本体部７とを有する打撃式締固め機８を、円盤状の回転装置９を介して水平回転可能に装着し、さらに、前記締固め機本体部７の下端部には、曲面状の底面を有する打撃板７ａを配設して構成している。
【００３０】
このように、本実施例では、ガイド機構部として、支持ブラケット５側を軸受部材５ａとして、締固め機本体部７側をスライド軸６としているが、これは、比較的重量の重い軸受部材５ａを支持ブラケット５側にすることにより、締固め機本体部７側の自重を減ずることができるため、スライド軸６の曲げ方向（スライド方向に沿わない方向）への負荷を減ずることができる他、従前のハンドガイド式の締固め機を流用する際、その重量のバランスを大きく変えずに済む等の利点が多いためである。
【００３１】
一方、ミニバックホウ２の本体は、原動機（図示外）を搭載した上部旋回体２ａと、その原動機の回転力により走行するクローラ走行体２ｂとで構成されており、また、屈曲式アーム３は、基端側アーム３ａと、先端側アーム３ｂとからなり、基端側アーム３ａは上部旋回体２ａに対して油圧シリンダ３ｃで、先端側アーム３ｂは基端側アーム３ａに対して油圧シリンダ３ｄで、打撃式締固め機８は先端側アーム３ｂに対して油圧シリンダ３ｅで、それぞれ屈曲自在に動作する構成になっている。
【００３２】
また、図３に示すように、円盤状の回転装置９には、ピンロック機構が設けられている。
【００３３】
すなわち、回転装置９を構成する上部固定盤９ａと打撃式締固め機８が軸支される下部可動盤９ｂの夫々には、互いに対応する位置に所定のピッチでロック孔１０が設けられており、この対応する上下の孔に固定ピン９ｃを貫通させることにより、打撃式締固め機８の方向を設定することができる。
このピンロック機構によれば、掘削すべき溝の方向と屈曲式アーム３の方向とがなす角度に対応した正しい方向に打撃式締固め機８をあらかじめ固定することができるから、安定した操作性が担保されることになる。
【００３４】
以上のように構成した締固め装置１は、オペレーターが上部旋回体２ａの旋回動作とクローラ走行体２ｂによる前進又は後進動作及び屈曲式アーム３の屈曲動作とを組み合わせて屈曲式アーム３の先端部を自在に操ることにより、締固めが必要な所定の場所、所定の高さに打撃式締固め機８を位置させることができる。
【００３５】
次に、図３及び図４に示す要部縦断面図並びに図５を用いることにより、打撃式締固め機８についてさらに詳細に説明する。
【００３６】
図３及び図４において、支持ブラケット５は、軸受部材５ａの左右両側に側板５ｂ、５ｃを横振れ吸収部材５ｄ、５ｅを介し夫々の下端を揃えて立設し、その側板５ｂ、５ｃの双方の上端に頂板５ｋを架設し、その頂板５ｋの上面の中央部には枢支ピン４の外径に対応した孔を有する支持部材５ｍを固設してなるものである。
【００３７】
一方、軸受部材５ａの上端部の前後側に鍔部材５ｆ、５ｇを水平に取り付けるとともに、回転装置９の下部可動盤９ｂの前後端部と鍔部材５ｆ、５ｇの前後端部とをスプリング５ｈ、５ｉでボルト５ｊを介して連結する。
【００３８】
また、図５は横振れ吸収部材５ｄ、５ｅの詳細を説明したものであり、図５（ａ）において、符号１１はドーナツ型の内側プレートで、複数のボルト孔１１ａを有している。また、図５（ｃ）において、符号１２は略内側プレート１１と同形状の外側プレートで、複数のボルト孔１２ａを有している。
【００３９】
図５（ｂ）は、横振れ吸収部材５ｄ、５ｅの断面図であって図４と同じ方向から見たところを示しており、横振れ吸収部材５ｄ、５ｅは、略内側プレート１１又は外側プレート１２と同形状である緩衝弾性部材としての防振ゴム１３の両側面に、内側プレート１１及び外側プレート１２を接着剤にて貼着してなるものである。
【００４０】
このように構成される横振れ吸収部材５ｄ、５ｅは、内側プレート１１が軸受部材５ａの両端部にボルトにて固定されるとともに、外側プレート１２が側板５ｂ、５ｃにそれぞれボルトにて固定される。
【００４１】
なお、図５（ｃ）の外側プレート１２の上下に位置する２つのボルト孔１２ａは、図３における側板５ｂ、５ｃの下部に開けられたボルト孔１２ａに対応するボルト孔にボルト１４を通して固定されることになる。
【００４２】
一方、図３及び図４において、スライド軸６は、底板６ａの両端部に左右一対の支持軸６ｂ、６ｃを立設し、その支持軸６ｂ、６ｃ双方の上端に頂板６ｄを架設してなるものであり、前記軸受部材５ａに嵌合して上下スライド自在に連結される。
【００４３】
また、底板６ａの上面であって支持軸６ｂ、６ｃに嵌合し、また、軸受部材５ａの上面であって支持軸６ｂ、６ｃに嵌合して、支持軸６ｂ、６ｃがスライドできる限界までスライドした場合に、打撃を減じる目的から、緩衝弾性部材としてのゴム１５が支持軸６ｂ、６ｃに対して摺動可能となるように配設されている。
【００４４】
さらに、スライド軸６の底板６ａの下面には、左右のブラケット６ｅ、６ｆを垂下するとともに、このブラケット６ｅ、６ｆに締固め機本体部７をボルト１６で固定して支持している。
【００４５】
締固め機本体部７は、最下端に配設される打撃板７ａと、伸縮部７ｂとガイドシリンダ７ｃと、油圧モータ７ｄとで構成されている。なお、締固め機本体部７としては、一般的に用いられる人力操作式のタンパの操作ハンドルを取り除いた従前のものを使用することもできる。
このように構成した締固め機本体部７によれば、動力源として油圧モータ７ｄを使用しているため、騒音を低減することができ、夜間工事に適するとともに、排気ガスも発生しないことから、都市部における工事に適しているとも言えるものである。
【００４６】
本実施例において、動力源たる油圧は、ミニバックホウ２のクローラ走行体２ｂに設けられた油圧取り出し口（図示外）から油圧モータ７ｄまで油圧ホース７ｅで接続され確保される。
【００４７】
そして、油圧モータ７ｄを作動させて、ガイドシリンダ７ｃ内に配設されるクランク機構（図示外）により油圧モータ７ｄの回転力を往復運動に変え、伸縮部７ｂ内に配設されるコイルスプリング（図示外）を介して打撃板７ａに打撃的振動を連続的に起こさせることができる。
【００４８】
すなわち、この実施例において、支持ブラケット５とスライド軸６とは、緩衝弾性部材であるゴム１３を有する横振れ吸収部材５ｄ、５ｅを介して、支持ブラケット５の側板５ｂ、５ｃとスライド軸６を嵌合する軸受部材５ａとがスライド可能に連結される構成とし、さらに、支持軸６ｂ、６ｃがスライドできる限界までスライドした場合に備えてゴム１５を配設する構成とした上で、スライド軸６の底板６ａの下面に高速かつ強力な打撃動作が連続的に可能な締固め機本体部７を取り付ける構成としている。
【００４９】
したがって、締固めるべき土壌面から一定の高さに屈曲式アーム３の先端部を保持した状態のまま、締固め機本体部７が打撃動作を行うと、締固め機本体部７と一体化しているスライド軸６は打撃板の打撃動作により自由に跳ね上がって上下にスライド動作を繰り返すことができるから、十分な打撃動作が確保されることになり、効率的に締固め作業を行うことができる。
【００５０】
また、例えばオペレーターが誤って締固め機本体部７を溝壁に押し当てた場合には、この横振れ吸収部材５ｄ、５ｅが衝撃を緩和する役割を果たして、各構成部材に損傷を与えることがないばかりか、例えば打撃動作の途中で屈曲式アーム３の先端部の移動スピードが急に変化し、軸受部材５ａに沿わない方向でスライド軸６がスライドする場合にも、各構成部材に対する摩擦等の負荷を軽減することができるから、機械全体としての故障を少なくすることができる。
【００５１】
以上のように構成される打撃式締固め機８は、回転装置９の下部可動盤９ｂの下面に、枢支ピン４の外径に略対応した径の孔を有する一対のブラケット９ｄ、９ｅを垂設し、そのブラケット９ｄ、９ｅの先端部に枢支ピン４を軸架し、さらに、その枢支ピン４を支持ブラケット５の頂板５ｋ上に固設した支持部材５ｍを嵌通させることにより、回転装置９の下部に枢支ピン４の周りで前後方向に揺動可能に支持されるとともに、枢支ピン４の周りで打撃式締固め機８の前後方向の倒れを垂直方向に回復する手段としてスプリング５ｈ、５ｉを備えている。
【００５２】
したがって、アームの先端の移動スピードが速くなっても、地面落下時には、打撃式締固め機８の自重による鉛直復帰作用に加え、打撃式締固め機８の傾斜は抑えられることになるため、より垂直に近い姿勢で打撃動作を行うことができ、その結果、打撃力がより効率的に土壌面に伝えられ、結局、迅速な締固め作業が可能となる。
【００５３】
また、図４において、プッシュプルケーブル１７等により構成される左右スライド機構であって、打撃式締固め機８全体を、枢支ピン４に沿って左右スライド可能とするものである。
【００５４】
プッシュプルケーブル１７の反対側端部は、ミニバックホウの運転席側に接続されオペレーターが自在に操ることができるようになっているため、掘削すべき溝が深い場合やミニバックホー２が走行する足場が悪い場合等、ミニバックホー２のアーム先端部の位置が定まり難い状況にあっても、打撃式締固め機８全体を左右水平方向にスライドさせることにより的確かつ容易に土壌面を打撃することを可能となる。
【００５５】
次に、図６は図１の打撃式締固め機の作用説明図であり、同図に加えて図１及び図２を用いて、本発明に係る締固め装置１の作動について説明する。
まず、通常の掘削用のバケット（図示外）がついたミニバックホウ２により、搬入した山砂で埋戻しを行い、所定の厚さで撒きだしを行った後、表面をある程度平らに整形する。
【００５６】
そして、ミニバックホウ２からバケットを取り外して、替わりに予め準備してある打撃式締固め機８を取り付ける。この時、打撃式締固め機８と油圧ホースとの接続はクイックチェンジャー（図示外）にて、迅速に付け替え作業を行うことができる。
【００５７】
そして、屈曲式アーム３の先端部に設けた回転装置９に付設したピンロック機構の利用により、掘削すべき溝の方向と屈曲式アーム３の方向とがなす角度に対応した正しい方向で打撃式締固め機８を固定する。
【００５８】
次いで、ミニバックホウ２のクローラ走行体２ｂを停止した状態で、整形した山砂の面上に打撃式締固め機８を設置した後、打撃式締固め機８の軸受部５ａが支持軸６ｂ、６ｃの中央付近の高さとなるように屈曲式アーム３の先端部の高さを調整し、その上で、締固め機本体部７の打撃動作をスタートさせる。すると、支持ブラケットの側板５ｂ、５ｃの間で締固め機本体部７と一体化するスライド軸６が打撃板の打撃動作に伴い跳ね上がって上下にスライド動作を繰り返すことになる。
【００５９】
なお、十分な締固め効果を得ようとする観点からすれば、通常、曲面状の底面を有する打撃板７ａは、少なくとも５０ｍｍの高さまで跳ね上がることが必要とされている。
【００６０】
以下、締固め機本体部７が打撃動作を繰り返したままの状態で、ミニバックホウ２のクローラ走行体２ｂを前進走行させた場合について、図６に従って説明する。
【００６１】
打撃式締固め機８は、以下（ａ）〜（ｂ）〜（ｃ）〜（ｄ）〜（ｅ）〜（ａ）のような動作を繰り返すことになり、ミニバックホウ２のクローラ走行体２ｂの走行に無理なく追従できる結果、効率的な締固め作業を行うことができる。
なお、ミニバックホウ２を後進走行させた場合も、これと同様の動作を繰り返すことになる。
【００６２】
（ａ）クローラ走行体２ｂが走行して上部旋回体２ａが移動している状態、すなわち、屈曲式アーム３の先端部が所定の速度で移動している時であって、打撃式締固め機８全体が略垂直状態で地面を落下（打撃）した瞬間の状態を示している。
【００６３】
（ｂ）次に、締固め機本体部７ｂの打撃動作に関係なく、屈曲式アーム３の先端部は打撃式締固め機８に先行して所定の速度で移動し、枢支ピン４を支点として打撃式締固め機８が傾斜して先端部の打撃板７ａが後方に取り残されることになるが、傾斜した方向と反対方向（図示左方向）の土壌面を打撃板７ａが蹴りを行うため、この打撃板７ａの蹴りによる反発力が傾斜した方向（図示右方向）に発生することになる。
【００６４】
（ｃ）次いで、屈曲式アーム３の先端部はさらに所定の速度で移動するが、打撃板７ａの蹴りによる反発力が働いて、締固め機本体部７ｂはスライド軸６が軸受部材５ａに沿って摺動して跳ね上がるとともに、打撃式締固め機８全体が枢支ピン４の周りで起こされて傾斜が是正される。
【００６５】
（ｄ）すると、打撃式締固め機８は、まもなく自重力により枢支ピン４の周りで摺動しつつ軸受部材５ａに沿って落下するが、この力に加えて、スプリング５ｈ、５ｉが、より迅速に打撃式締固め機８を垂直に近い姿勢へと復帰させる力を付与することになる。
【００６６】
（ｅ）そして、打撃式締固め機８が、垂直に近い状態に戻ると同時に、締固め機本体部７は地面を強力に打撃して、再び（ａ）と同じ状態に戻ることになる。
【００６７】
以上、屈曲式アーム３の先端部が一定のスピードである場合について述べたが、例えばミニバックホウ２の自走スピードを途中から速くした場合、これに伴って屈曲式アーム３の先端部の移動スピードも当然に速くなるが、この場合、打撃式締固め機８がより傾斜することになるが、この傾斜の増加に伴って蹴り力の前進方向成分も増加して、締固め機自体のスピードも速くなるため、屈曲式アーム３の先端部の移動スピードの変動に、追従していくことが可能である。
【００６８】
なお、打撃板７ａの底面を略曲面状としたため、打撃式締固め機８がどのような傾斜状態にあっても、山砂の面と略曲面状の底面との十分な接触面積が確保され、蹴りに対する反力も確保されるから、車両側の走行に対する追従性に優れたものとなる。
【００６９】
また、本実施例では、前述したように、打撃式締固め機８の前後の傾斜に対して、自重による垂直復帰作用以上により迅速に垂直状態に復帰可能となるスプリング５ｈ、５ｉを採用しているため、屈曲式アーム３の先端部の移動スピードが変動し、打撃式締固め機８の傾斜角が急になった場合にあっても、自重力に加え、スプリング５ｈ、５ｉによる垂直回復力が付与され、より迅速に垂直に近い姿勢に復帰してから打撃を行うことができるから、打撃力をより効率的に山砂に伝達することができる。
【００７０】
さらにまた、本実施例では、管等の接続作業は地上で行うことができるとともに、埋戻し作業も本締固め装置１を用いることにより、掘削すべき溝の中にオペレーターが入る必要がなくなったことから、設計の掘削幅及び打撃板７ａの左右方向の幅をＷ＝３００ｍｍ以下とすることも可能となったため、掘削土量及び埋戻し材料（山砂等）を大幅に削減することができ、また、これにより、工事量も減らすことができるゆえ、工事期間の短縮、事業費の削減にも効果がある。
【００７１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明に係る締固め装置は、ミニバックホー等のアームの先端部に、枢支ピン周りで前後方向に揺動可能に支持された支持ブラケットと、その下方に上下スライド自在に連結されたスライド軸と、これに固定された締固め機本体部とを有する打撃式締固め機を、回転装置を介して水平回転自在に装着し、かつ、前記締固め機本体部の下端部に曲面状の底面の打撃板を配設したので、次の効果を奏する。
【００７２】
（１）従来、作業者が直接人力で操作していた打撃式締固め機をミニバックホウ等の重機類のアームで自在に操作する構成としたため、掘削した溝の中に入って作業者が行う作業をなくすことができ、これにより、溝壁の崩壊により作業者が受ける危険性を回避できるため、作業者の安全性は確保されることになる。
また、本発明を適用すれば、特に最近の業界の動向（ガス管等もフレキシブル管が一般化されて管接続作業も地表面で行うことができることとなった）も手伝って、溝の中に入って行う作業を完全になくすことができ、従来に比べてこの種の工事の安全性を飛躍的に増大させることができる。
【００７３】
（２）現に所有している重機類に容易に装着できることから、新たに高価な装置機械を購入する必要はないため、小規模な工事においても、比較的容易に導入することができる。
【００７４】
（３）現場において埋設管布設工事を行う場合、例えば１台のミニバックホウを用意して、本発明に係る打撃式締固め機とバッケットとを用意すれば足りるから、発注者にしてみれば積算上有利であり、一方、施工業者にしてみれば重機類の償却に当たって効率的である他、この種の作業の性質上十分なスペースを確保できない場合が多い中で、重機類を減らすことができる結果、作業上の便宜が図られることになる。
【００７５】
（４）本発明を構成する締固め機本体部は、従来の打撃式締固め機（タンパー、ランマー等）のハンドル部分を除く本体部をそのまま用いることも可能なため、製造業者にしてみれば、新たに設備投資をする必要はなく、経済的に有利である。
【００７６】
（５）従来においては、幅Ｗ＝５００〜６００ｍｍという狭い場所での作業となるため、締固め機の上げ下ろしに時間がとられるだけでなく、締固め機の歩行操作も自由にできない状態であったが、本発明に係る締固め装置は、ミニバックホウ等の機械的移動に打撃式締固め機が十分追従する構成としたため、締固め作業時間を短縮することができ、その短縮した時間を管布設作業に充てることにより、１日当たりの管布設延長を延ばすことができ、その結果、事業費全体を削減することができる。
【００７７】
（６）特に市街地における夜間工事では、短い作業時間で早朝までに必ず作業を完了させなければならないという極めて特殊な状況の中で行われるが、このような状況下にあっても、本発明に係る締固め装置によれば、ミニバックホウ等の機械的移動を利用して締固め動作を行う構成としたため、人為的な不確定要素（例えば作業者の判断ミスによる締固め不足等）を減じることができ、その結果、本来的に本発明の締固め機本体部がもつ打撃力が十分に発揮され、確実に所定の締固め強度を得ることができるから、例えば、前夜に埋設工事を行った部分を昼間車両が通行しても、沈下したり陥没したりするおそれはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の締固め装置の外観全体を示す斜視図及び溝の縦断面図である。
【図２】本発明の締固め装置の外観全体を示す斜視図及び溝の横断面図である。
【図３】本発明の打撃式締固め機を正面から見た要部縦断面図である。
【図４】本発明の打撃式締固め機を側面から見た要部縦断面図である。
【図５】本発明の締固め装置に用いられる横振れ吸収部材の構成説明図である。
【図６】本発明の締固め装置の作用説明図である。
【図７】従来の一般的な埋設管布設工事の内容説明図である。
【符号の説明】
１…締固め装置
２…ミニバックホウ
３…アーム
４…枢支ピン
５…支持ブラケット
５ａ…軸受部材
５ｂ…側板
５ｃ…側板
５ｄ…横振れ吸収部材
５ｅ…横振れ吸収部材
５ｆ…鍔部材
５ｇ…鍔部材
６…スライド軸
６ａ…底板
６ｂ…支持軸
６ｃ…支持軸
６ｄ…頂板
６ｅ…ブラケット
６ｆ…ブラケット
６ｇ…スライド軸
７…締固め機本体部
７ａ…打撃板
７ｂ…伸縮部材
７ｃ…ガイドシリンダ
７ｄ…油圧モータ
７ｅ…油圧ホース
８…打撃式締固め機
９…回転装置
９ａ…上部固定盤
９ｂ…下部旋回盤
９ｃ…ロックピン
１０…ロック孔
１１…内側プレート
１２…外側プレート
１３…防振ゴム
１２…ボルト
１５…ゴム
１６…ボルト
１７…プッシュプルケーブル
１０１…管
１０２…側部埋戻し
１０３…上部埋戻し
Ｗ…掘削幅
Ｈ…掘削深さ
【発明の属する技術分野】
この発明は、バックホウ等の建設土木機械のアームに装着して土壌の締固めを行う締固め装置に関するもので、特に、例えば上下水道、ガス、電気、通信等のインフラストラクチャーに提供される管、ケーブル等の地中埋設管布設工事において、布設した管等の上部に埋戻される山砂等を締固め締固め装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、欧米などに比べて遅れの目立つ上下水道、ガス、電気、通信等のインフラストラクチャーを整備するため、特に人口が集中する都市部において、以下のような埋設管布設作業が頻繁になされている。
【０００３】
すなわち、図７に示すように、先ず、路面等を幅Ｗで深さＨの断面の溝型に、バックホウ等の建設土木機械を用いて掘削し、管１０１等を所定の位置、深さに布設する。次に、管１０１等の側部１０２を山砂で埋戻した後、管等の上部１０３（通常は１２００ｍｍ以上ある）を、所定の厚さｔ（通常は２００〜３００ｍｍ）による山砂の撒きだしを行い、これをタンパー、ランマー等の締固め機により締固めを行う。そして、これを数回繰り返す。さらに、砕石等を入れて路盤を形成し、さらに、その上に舗装を施して作業を終える。
【０００４】
この埋設管布設工事における埋戻しは、山砂を単に埋戻すだけでは、土粒子間に空隙が残り、通常、埋設管は車両が通行する道路の下に設けられることから、車両等の荷重がかかると、次第に山砂の土粒子間における空隙が締まっていき、その結果、道路が陥没する等の事態を招くおそれがあるだけでなく、土粒子間の空隙が締まるに伴い山砂が沈下し、これに追従して埋設管が過大な力で下方に押圧されるため、漏水、ガス漏れ等が発生することになる。
【０００５】
この種の工事には、狭い溝の中で確実に締固め作業が可能なエンジン又はモータによるクランク運動からの往復動作を利用するタンパー、エンジンの爆発力を直接突き固めに利用するランマーが使用されることが多い。
【０００６】
これらの締固め機械は、通常、作業者が直接手を添えて操作されるものであり、掘削した溝の中に作業者が入って機械を操作しなければならず、ある程度の作業スペースが必要である。そのため、経験上、掘削幅Ｗは、５００ｍｍ以上に定められている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、埋設管布設工事は、人口の集中する市街地において行われ、しかも、これら埋設管は車両の通行する道路の下部に存在するため、車両渋滞の回避、第三者の安全確保の観点から、車両や第三者の通行量が極端に少ない夜間に実施されることが多いのだが、警察等の道路使用許可によっては十分な作業時間が得られないこと、工事を早朝までに必ず終了させないと交通渋滞を招いてしまうことから、夜間における実質的な作業時間は極めて短いものであり、昼間の車両通行に支障がないよう確実に締固めを行い、早朝までに必ず作業を終了させるためには、管布設延長がせいぜい２０ｍ〜３０ｍ程度しかできず、このため、工事期間が長期化するとともに、事業費が膨大化することになり深刻な問題となっている。
【０００８】
また、締固め作業は、掘削した溝の中にオペレーターが入って機械を操作して長時間に亘る締固め作業を行うことになり、締固め作業中に溝壁が崩壊するおそれがあるため、オペレーターが掘削した溝の中に入らずに締固め作業を行う手段が埋設管工事業者の間で強く要請されている。
【０００９】
さらに、最近では、ガス管等も、電気、通信ケーブルと同様にフレキシブルなポリエチレン管が一般化されつつあり、従来、溝の中で行っていた溶接等の管の接続作業は地表面で行うことができることとなったため、作業者が掘削した溝の中に入ることにより行われる作業は、締固め作業だけになりつつあるという状況にあり、このような観点からも、溝の中に入らずに締固め作業を行う手段が求められている。
【００１０】
そこで、実開平１ー１６４３１６号公報に記載される振動締固め機が提案されている。この作業機は、作業機のアームに取り付けた振動締固め機をアームで垂直に押し付けながら締固め作業を行うものであり、垂直押し付け力と起振装置による起振力とにより締固めを行うものである。
【００１１】
しかしながら、このような技術的手段では、打撃力を利用するタイプの締固め機と比較して、その装置全体の大きさの割には、締固め力を大きくすることができないものである。
【００１２】
また、締固め装置を移動しながら締固め作業を行う場合、締固め面の凹凸に応じた微妙なアーム操作が必要とされ、このような作業は極めて困難となるため、締固め装置を持ち上げて移動せざるを得なくなり、結局、締固めを中断することになる。よって、連続的に締固めを行うことができず、作業効率を良くすることができないため、特に、夜間作業等の所定時間内に作業を完了する迅速性が必要とされる作業には向かなかった。
【００１３】
また、別の提案としては、実開昭６１ー１５５４０５号公報に記載されたものがある。この締固め機は、作業機より摺動可能に装着された締固め機本体を有するものであり、その内部において、輾圧板を作動させる駆動部内の油圧力又は爆発力の急激な押し付け力を利用して土砂の締固めを行うものである。
【００１４】
しかしながら、この締固め機本体が、持ち上がって落下する時に発生する大きな打撃力は期待できるが、垂直方向のみに動作する構造となっているので、締固め機本体の自走能力はなく、作動中は、作業機自体は、停止しているか極低速であることが必要とされることになる。よって、この提案においても、作業効率を良くすることは期待できない。
【００１５】
そこで、本発明は、上述したような種々の問題点に鑑み、作業者が溝の中で機械を操作する際の溝壁崩壊による危険性を回避しながら、短い作業時間内に迅速な締固め作業を行うことができ、かつ、車両通行に支障のない十分な締固め効果が発揮され、しかも、事業費の削減を実現し得る締固め装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る締固め装置は、打撃式の締固め機本体部と、前記締固め機本体部を打撃方向に沿ってスライド自在にガイドするガイド機構部と、前記ガイド機構部を締固め機本体部の前後方向に揺動可能に懸垂する枢支機構部と、前記枢支機構部をアーム付き走行車両のアームに取り付けるための取付部とを具備したことを特徴とするものである。
【００１７】
このような技術的手段において、前記ガイド機構部としては、締固め機本体部の打撃動作に耐えうる強度で打撃方向にスライド自在にガイドできればその機構は問わないが、枢支機構部側に固定された摺動軸受を有する支持ブラケットと締固め機本体部側に固定された摺動軸とにより構成することが好ましい。
すなわち、摺動軸を締固め機本体側に設けるようにすれば、締固め機側の幅を狭くすることができ、狭い溝における工事に有利なばかりか、締固め機本体側の重量を大幅に増加させない済み、タンパーの固有性能バランスを崩さなくて済むため、従前のハンドガイド式のタンパーを使用するか又は簡単な改造を加えたものを使用することができ、設備投資の面で有利である。
【００１８】
また、この場合、摺動軸及び各構成部材の曲げ等に関する負荷を減じて装置機械をロングライフ化させる観点からすれば、前記支持ブラケットにおいて、左右方向における前記摺動軸受と前記枢支機構部の下方に立設された側板との間に、弾性部材を介設したものであることが好ましい。なお、弾性部材としては、例えば、防振ゴム等を適用することができる。
【００１９】
また、前記枢支機構部としては、枢支ピン周りで前後方向に揺動可能に支持することができればよいが、打撃板の打撃力をより効率的に土壌面に伝達する観点からすれば、取付部とガイド機構部との間に、締固め機本体部の土壌面へのに落下時までに傾斜した打撃式締固め機の倒れを積極的に鉛直方向に回復させる鉛直復帰手段を具備したものであることが好ましい。この場合、より的確かつ容易に締固め装置を操作する観点からすれば、枢支機構部に締固め機本体部が左右方向にスライドする左右スライド機構を具備したことが好ましい。なお、鉛直復帰手段としては、例えばスプリング、スティダンパ等を適用することができ、また、左右スライド機構としては、例えばプッシュプルケーブルによる手操作方式、油圧シリンダによる方式等を適用することができる。
【００２０】
さらに、前記取付部としては、枢支機構部を確実に取り付けることができればよいが、締固め装置の安定した操作性を確保する観点からすれば、枢支機構部が鉛直方向周りに回転して固定される旋回装置を備えていることが好ましい。
さらにまた、前記締固め機本体部の下端部に配設される打撃板は、締固め機本体部の打撃動作により土壌を所定強度に締固め可能であればよいが、打撃力を効果的に土壌面に伝達する観点からすれば、少なくとも底の形状が締固め機本体部の前後方向に関し下側に凸の曲面形状であることが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る締固め装置は、打撃式の締固め機本体部と、前記締固め機本体部を打撃方向に沿ってスライド自在にガイドするガイド機構部と、前記ガイド機構部を締固め機本体部の前後方向に揺動可能に懸垂する枢支機構部と、前記枢支機構部をアーム付き走行車両のアームに取り付けるための取付部とを具備した構成としたため、前記アームの先端を締固め土壌面から所定の高さに保ちつつ、締固め機本体部に打撃動作をさせると、ガイド機構部が機能して締固め機本体部が上下にスライド動作を繰り返すため、締固め機本体部の大きな落下エネルギーを締固め力として利用でき、その結果、十分な締固め効果を得ることができる。
【００２２】
次いで、アーム付き走行車両を自走させながら締固め機本体部に打撃動作をさせると、アーム付き走行車両のアームの先端が締固め機本体部に先行して所定の速度で移動し、枢支機構部が機能して締固め機本体部が傾斜して先端部の打撃板が後方に取り残されることになるが、その傾斜した方向と反対方向の土壌面を締固め機本体部が繰り返し打撃するため、打撃板は、自走力を発揮してアームの先端の移動に追従していくことになる。
【００２３】
また、アーム付き走行車両の自走スピードに変動が生じたり、アームを旋回させたりして、アームの先端の移動スピードに変動が生じ、締固め機本体部の傾斜角が急に変動した場合であっても、上記構成とした上で、打撃板の底の形状が締固め機本体部の前後方向に関し下側に凸の曲面形状である構成としたため、常に締固め土壌面と曲面状の底面とが面接触することになり、その結果、締固め機本体部が十分な反力を得て自走力が確保されることになるから、締固め機本体部の姿勢のいかんにかかわらず、前記追従動作に支障をきたすことはなく、しかも、打撃力を効果的に土壌面に伝達することができる。
【００２４】
さらに、アーム付き走行車両のアームの先端部に取付部が枢支機構部を鉛直方向周りに回転して任意方向に固定できる旋回装置を備えたものとすれば、掘削すべき溝の方向とアーム付き走行車両のアームの方向とがなす角度がいかなる場合であっても、旋回装置によって締固め機本体部を水平回転させて向きを調整できるから、アーム付き走行車両が溝方向に対していかなる姿勢でおいても、容易に締固め作業を行うことができる。
【００２５】
前記枢支機構部として、取付部とガイド機構部との間に、締固め機本体部が土壌面へ落下するまでに傾斜した締固め機本体部の倒れを鉛直方向に復帰させる鉛直復帰手段を具備したものを揃えれば、締固め機本体部の自重による鉛直復帰作用とは別に積極的に鉛直復帰手段を備えることにより、アームの先端の移動スピードが速くなっても、落下時における締固め機本体部の傾斜は抑えられるため、より垂直に近い姿勢で連続的に打撃動作を行うことができ、その結果、打撃力がより効率的に土壌面に伝えられ、結局、迅速な締固め作業を可能とするものである。
【００２６】
また、枢支機構部として、締固め機本体部が左右方向にスライドする左右スライド機構を具備したものを揃えれば、掘削すべき溝が深い場合やアーム付き走行車両が走行する足場が悪い場合等、そのアームの先端部の位置が定まり難い状況にあっても、締固め機本体部を左右水平方向にスライドさせることにより的確かつ容易に土壌面を打撃することができる。
【００２７】
また、締固め機本体部として、弾性部材を介設してガイド機構部に連結されたものを揃えれば、例えばアーム付き走行車両の作業者が誤って締固め機本体部を溝壁に押し当てた場合等、枢支機構部の揺動方向でない方向に無理な力が働いた場合にあっても、このような無理な力が各構成部品に与える影響を緩和できるため、各構成部品に損傷を生じることがないから、機械全体としてのロングライフ化に寄与することになる。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例を示す図面により、この発明に係る締固め装置として、ミニバックホウに装着した場合について説明する。
図１は打撃式締固め機をミニバックホウに装着してなる締固め装置の外観全体を示す斜視図及び溝の縦断面図、図２は図１と同様の斜視図及び溝の横断面図、図３は図１の方向から見た打撃式締固め機の要部縦断面図、図４は図２の方向から見た打撃式締固め機の要部縦断面図である。
【００２９】
図１及び図２において、本発明に係る締固め装置１は、自走式のミニバックホウ２の屈曲式アーム３の先端部に、枢支ピン４の周りで前後方向に揺動可能に支持された一対の支持ブラケット５と、その支持ブラケット５に固設される軸受部材５ａの下方に上下スライド自在に嵌合連結されたスライド軸６と、このスライド軸６に固定された締固め機本体部７とを有する打撃式締固め機８を、円盤状の回転装置９を介して水平回転可能に装着し、さらに、前記締固め機本体部７の下端部には、曲面状の底面を有する打撃板７ａを配設して構成している。
【００３０】
このように、本実施例では、ガイド機構部として、支持ブラケット５側を軸受部材５ａとして、締固め機本体部７側をスライド軸６としているが、これは、比較的重量の重い軸受部材５ａを支持ブラケット５側にすることにより、締固め機本体部７側の自重を減ずることができるため、スライド軸６の曲げ方向（スライド方向に沿わない方向）への負荷を減ずることができる他、従前のハンドガイド式の締固め機を流用する際、その重量のバランスを大きく変えずに済む等の利点が多いためである。
【００３１】
一方、ミニバックホウ２の本体は、原動機（図示外）を搭載した上部旋回体２ａと、その原動機の回転力により走行するクローラ走行体２ｂとで構成されており、また、屈曲式アーム３は、基端側アーム３ａと、先端側アーム３ｂとからなり、基端側アーム３ａは上部旋回体２ａに対して油圧シリンダ３ｃで、先端側アーム３ｂは基端側アーム３ａに対して油圧シリンダ３ｄで、打撃式締固め機８は先端側アーム３ｂに対して油圧シリンダ３ｅで、それぞれ屈曲自在に動作する構成になっている。
【００３２】
また、図３に示すように、円盤状の回転装置９には、ピンロック機構が設けられている。
【００３３】
すなわち、回転装置９を構成する上部固定盤９ａと打撃式締固め機８が軸支される下部可動盤９ｂの夫々には、互いに対応する位置に所定のピッチでロック孔１０が設けられており、この対応する上下の孔に固定ピン９ｃを貫通させることにより、打撃式締固め機８の方向を設定することができる。
このピンロック機構によれば、掘削すべき溝の方向と屈曲式アーム３の方向とがなす角度に対応した正しい方向に打撃式締固め機８をあらかじめ固定することができるから、安定した操作性が担保されることになる。
【００３４】
以上のように構成した締固め装置１は、オペレーターが上部旋回体２ａの旋回動作とクローラ走行体２ｂによる前進又は後進動作及び屈曲式アーム３の屈曲動作とを組み合わせて屈曲式アーム３の先端部を自在に操ることにより、締固めが必要な所定の場所、所定の高さに打撃式締固め機８を位置させることができる。
【００３５】
次に、図３及び図４に示す要部縦断面図並びに図５を用いることにより、打撃式締固め機８についてさらに詳細に説明する。
【００３６】
図３及び図４において、支持ブラケット５は、軸受部材５ａの左右両側に側板５ｂ、５ｃを横振れ吸収部材５ｄ、５ｅを介し夫々の下端を揃えて立設し、その側板５ｂ、５ｃの双方の上端に頂板５ｋを架設し、その頂板５ｋの上面の中央部には枢支ピン４の外径に対応した孔を有する支持部材５ｍを固設してなるものである。
【００３７】
一方、軸受部材５ａの上端部の前後側に鍔部材５ｆ、５ｇを水平に取り付けるとともに、回転装置９の下部可動盤９ｂの前後端部と鍔部材５ｆ、５ｇの前後端部とをスプリング５ｈ、５ｉでボルト５ｊを介して連結する。
【００３８】
また、図５は横振れ吸収部材５ｄ、５ｅの詳細を説明したものであり、図５（ａ）において、符号１１はドーナツ型の内側プレートで、複数のボルト孔１１ａを有している。また、図５（ｃ）において、符号１２は略内側プレート１１と同形状の外側プレートで、複数のボルト孔１２ａを有している。
【００３９】
図５（ｂ）は、横振れ吸収部材５ｄ、５ｅの断面図であって図４と同じ方向から見たところを示しており、横振れ吸収部材５ｄ、５ｅは、略内側プレート１１又は外側プレート１２と同形状である緩衝弾性部材としての防振ゴム１３の両側面に、内側プレート１１及び外側プレート１２を接着剤にて貼着してなるものである。
【００４０】
このように構成される横振れ吸収部材５ｄ、５ｅは、内側プレート１１が軸受部材５ａの両端部にボルトにて固定されるとともに、外側プレート１２が側板５ｂ、５ｃにそれぞれボルトにて固定される。
【００４１】
なお、図５（ｃ）の外側プレート１２の上下に位置する２つのボルト孔１２ａは、図３における側板５ｂ、５ｃの下部に開けられたボルト孔１２ａに対応するボルト孔にボルト１４を通して固定されることになる。
【００４２】
一方、図３及び図４において、スライド軸６は、底板６ａの両端部に左右一対の支持軸６ｂ、６ｃを立設し、その支持軸６ｂ、６ｃ双方の上端に頂板６ｄを架設してなるものであり、前記軸受部材５ａに嵌合して上下スライド自在に連結される。
【００４３】
また、底板６ａの上面であって支持軸６ｂ、６ｃに嵌合し、また、軸受部材５ａの上面であって支持軸６ｂ、６ｃに嵌合して、支持軸６ｂ、６ｃがスライドできる限界までスライドした場合に、打撃を減じる目的から、緩衝弾性部材としてのゴム１５が支持軸６ｂ、６ｃに対して摺動可能となるように配設されている。
【００４４】
さらに、スライド軸６の底板６ａの下面には、左右のブラケット６ｅ、６ｆを垂下するとともに、このブラケット６ｅ、６ｆに締固め機本体部７をボルト１６で固定して支持している。
【００４５】
締固め機本体部７は、最下端に配設される打撃板７ａと、伸縮部７ｂとガイドシリンダ７ｃと、油圧モータ７ｄとで構成されている。なお、締固め機本体部７としては、一般的に用いられる人力操作式のタンパの操作ハンドルを取り除いた従前のものを使用することもできる。
このように構成した締固め機本体部７によれば、動力源として油圧モータ７ｄを使用しているため、騒音を低減することができ、夜間工事に適するとともに、排気ガスも発生しないことから、都市部における工事に適しているとも言えるものである。
【００４６】
本実施例において、動力源たる油圧は、ミニバックホウ２のクローラ走行体２ｂに設けられた油圧取り出し口（図示外）から油圧モータ７ｄまで油圧ホース７ｅで接続され確保される。
【００４７】
そして、油圧モータ７ｄを作動させて、ガイドシリンダ７ｃ内に配設されるクランク機構（図示外）により油圧モータ７ｄの回転力を往復運動に変え、伸縮部７ｂ内に配設されるコイルスプリング（図示外）を介して打撃板７ａに打撃的振動を連続的に起こさせることができる。
【００４８】
すなわち、この実施例において、支持ブラケット５とスライド軸６とは、緩衝弾性部材であるゴム１３を有する横振れ吸収部材５ｄ、５ｅを介して、支持ブラケット５の側板５ｂ、５ｃとスライド軸６を嵌合する軸受部材５ａとがスライド可能に連結される構成とし、さらに、支持軸６ｂ、６ｃがスライドできる限界までスライドした場合に備えてゴム１５を配設する構成とした上で、スライド軸６の底板６ａの下面に高速かつ強力な打撃動作が連続的に可能な締固め機本体部７を取り付ける構成としている。
【００４９】
したがって、締固めるべき土壌面から一定の高さに屈曲式アーム３の先端部を保持した状態のまま、締固め機本体部７が打撃動作を行うと、締固め機本体部７と一体化しているスライド軸６は打撃板の打撃動作により自由に跳ね上がって上下にスライド動作を繰り返すことができるから、十分な打撃動作が確保されることになり、効率的に締固め作業を行うことができる。
【００５０】
また、例えばオペレーターが誤って締固め機本体部７を溝壁に押し当てた場合には、この横振れ吸収部材５ｄ、５ｅが衝撃を緩和する役割を果たして、各構成部材に損傷を与えることがないばかりか、例えば打撃動作の途中で屈曲式アーム３の先端部の移動スピードが急に変化し、軸受部材５ａに沿わない方向でスライド軸６がスライドする場合にも、各構成部材に対する摩擦等の負荷を軽減することができるから、機械全体としての故障を少なくすることができる。
【００５１】
以上のように構成される打撃式締固め機８は、回転装置９の下部可動盤９ｂの下面に、枢支ピン４の外径に略対応した径の孔を有する一対のブラケット９ｄ、９ｅを垂設し、そのブラケット９ｄ、９ｅの先端部に枢支ピン４を軸架し、さらに、その枢支ピン４を支持ブラケット５の頂板５ｋ上に固設した支持部材５ｍを嵌通させることにより、回転装置９の下部に枢支ピン４の周りで前後方向に揺動可能に支持されるとともに、枢支ピン４の周りで打撃式締固め機８の前後方向の倒れを垂直方向に回復する手段としてスプリング５ｈ、５ｉを備えている。
【００５２】
したがって、アームの先端の移動スピードが速くなっても、地面落下時には、打撃式締固め機８の自重による鉛直復帰作用に加え、打撃式締固め機８の傾斜は抑えられることになるため、より垂直に近い姿勢で打撃動作を行うことができ、その結果、打撃力がより効率的に土壌面に伝えられ、結局、迅速な締固め作業が可能となる。
【００５３】
また、図４において、プッシュプルケーブル１７等により構成される左右スライド機構であって、打撃式締固め機８全体を、枢支ピン４に沿って左右スライド可能とするものである。
【００５４】
プッシュプルケーブル１７の反対側端部は、ミニバックホウの運転席側に接続されオペレーターが自在に操ることができるようになっているため、掘削すべき溝が深い場合やミニバックホー２が走行する足場が悪い場合等、ミニバックホー２のアーム先端部の位置が定まり難い状況にあっても、打撃式締固め機８全体を左右水平方向にスライドさせることにより的確かつ容易に土壌面を打撃することを可能となる。
【００５５】
次に、図６は図１の打撃式締固め機の作用説明図であり、同図に加えて図１及び図２を用いて、本発明に係る締固め装置１の作動について説明する。
まず、通常の掘削用のバケット（図示外）がついたミニバックホウ２により、搬入した山砂で埋戻しを行い、所定の厚さで撒きだしを行った後、表面をある程度平らに整形する。
【００５６】
そして、ミニバックホウ２からバケットを取り外して、替わりに予め準備してある打撃式締固め機８を取り付ける。この時、打撃式締固め機８と油圧ホースとの接続はクイックチェンジャー（図示外）にて、迅速に付け替え作業を行うことができる。
【００５７】
そして、屈曲式アーム３の先端部に設けた回転装置９に付設したピンロック機構の利用により、掘削すべき溝の方向と屈曲式アーム３の方向とがなす角度に対応した正しい方向で打撃式締固め機８を固定する。
【００５８】
次いで、ミニバックホウ２のクローラ走行体２ｂを停止した状態で、整形した山砂の面上に打撃式締固め機８を設置した後、打撃式締固め機８の軸受部５ａが支持軸６ｂ、６ｃの中央付近の高さとなるように屈曲式アーム３の先端部の高さを調整し、その上で、締固め機本体部７の打撃動作をスタートさせる。すると、支持ブラケットの側板５ｂ、５ｃの間で締固め機本体部７と一体化するスライド軸６が打撃板の打撃動作に伴い跳ね上がって上下にスライド動作を繰り返すことになる。
【００５９】
なお、十分な締固め効果を得ようとする観点からすれば、通常、曲面状の底面を有する打撃板７ａは、少なくとも５０ｍｍの高さまで跳ね上がることが必要とされている。
【００６０】
以下、締固め機本体部７が打撃動作を繰り返したままの状態で、ミニバックホウ２のクローラ走行体２ｂを前進走行させた場合について、図６に従って説明する。
【００６１】
打撃式締固め機８は、以下（ａ）〜（ｂ）〜（ｃ）〜（ｄ）〜（ｅ）〜（ａ）のような動作を繰り返すことになり、ミニバックホウ２のクローラ走行体２ｂの走行に無理なく追従できる結果、効率的な締固め作業を行うことができる。
なお、ミニバックホウ２を後進走行させた場合も、これと同様の動作を繰り返すことになる。
【００６２】
（ａ）クローラ走行体２ｂが走行して上部旋回体２ａが移動している状態、すなわち、屈曲式アーム３の先端部が所定の速度で移動している時であって、打撃式締固め機８全体が略垂直状態で地面を落下（打撃）した瞬間の状態を示している。
【００６３】
（ｂ）次に、締固め機本体部７ｂの打撃動作に関係なく、屈曲式アーム３の先端部は打撃式締固め機８に先行して所定の速度で移動し、枢支ピン４を支点として打撃式締固め機８が傾斜して先端部の打撃板７ａが後方に取り残されることになるが、傾斜した方向と反対方向（図示左方向）の土壌面を打撃板７ａが蹴りを行うため、この打撃板７ａの蹴りによる反発力が傾斜した方向（図示右方向）に発生することになる。
【００６４】
（ｃ）次いで、屈曲式アーム３の先端部はさらに所定の速度で移動するが、打撃板７ａの蹴りによる反発力が働いて、締固め機本体部７ｂはスライド軸６が軸受部材５ａに沿って摺動して跳ね上がるとともに、打撃式締固め機８全体が枢支ピン４の周りで起こされて傾斜が是正される。
【００６５】
（ｄ）すると、打撃式締固め機８は、まもなく自重力により枢支ピン４の周りで摺動しつつ軸受部材５ａに沿って落下するが、この力に加えて、スプリング５ｈ、５ｉが、より迅速に打撃式締固め機８を垂直に近い姿勢へと復帰させる力を付与することになる。
【００６６】
（ｅ）そして、打撃式締固め機８が、垂直に近い状態に戻ると同時に、締固め機本体部７は地面を強力に打撃して、再び（ａ）と同じ状態に戻ることになる。
【００６７】
以上、屈曲式アーム３の先端部が一定のスピードである場合について述べたが、例えばミニバックホウ２の自走スピードを途中から速くした場合、これに伴って屈曲式アーム３の先端部の移動スピードも当然に速くなるが、この場合、打撃式締固め機８がより傾斜することになるが、この傾斜の増加に伴って蹴り力の前進方向成分も増加して、締固め機自体のスピードも速くなるため、屈曲式アーム３の先端部の移動スピードの変動に、追従していくことが可能である。
【００６８】
なお、打撃板７ａの底面を略曲面状としたため、打撃式締固め機８がどのような傾斜状態にあっても、山砂の面と略曲面状の底面との十分な接触面積が確保され、蹴りに対する反力も確保されるから、車両側の走行に対する追従性に優れたものとなる。
【００６９】
また、本実施例では、前述したように、打撃式締固め機８の前後の傾斜に対して、自重による垂直復帰作用以上により迅速に垂直状態に復帰可能となるスプリング５ｈ、５ｉを採用しているため、屈曲式アーム３の先端部の移動スピードが変動し、打撃式締固め機８の傾斜角が急になった場合にあっても、自重力に加え、スプリング５ｈ、５ｉによる垂直回復力が付与され、より迅速に垂直に近い姿勢に復帰してから打撃を行うことができるから、打撃力をより効率的に山砂に伝達することができる。
【００７０】
さらにまた、本実施例では、管等の接続作業は地上で行うことができるとともに、埋戻し作業も本締固め装置１を用いることにより、掘削すべき溝の中にオペレーターが入る必要がなくなったことから、設計の掘削幅及び打撃板７ａの左右方向の幅をＷ＝３００ｍｍ以下とすることも可能となったため、掘削土量及び埋戻し材料（山砂等）を大幅に削減することができ、また、これにより、工事量も減らすことができるゆえ、工事期間の短縮、事業費の削減にも効果がある。
【００７１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明に係る締固め装置は、ミニバックホー等のアームの先端部に、枢支ピン周りで前後方向に揺動可能に支持された支持ブラケットと、その下方に上下スライド自在に連結されたスライド軸と、これに固定された締固め機本体部とを有する打撃式締固め機を、回転装置を介して水平回転自在に装着し、かつ、前記締固め機本体部の下端部に曲面状の底面の打撃板を配設したので、次の効果を奏する。
【００７２】
（１）従来、作業者が直接人力で操作していた打撃式締固め機をミニバックホウ等の重機類のアームで自在に操作する構成としたため、掘削した溝の中に入って作業者が行う作業をなくすことができ、これにより、溝壁の崩壊により作業者が受ける危険性を回避できるため、作業者の安全性は確保されることになる。
また、本発明を適用すれば、特に最近の業界の動向（ガス管等もフレキシブル管が一般化されて管接続作業も地表面で行うことができることとなった）も手伝って、溝の中に入って行う作業を完全になくすことができ、従来に比べてこの種の工事の安全性を飛躍的に増大させることができる。
【００７３】
（２）現に所有している重機類に容易に装着できることから、新たに高価な装置機械を購入する必要はないため、小規模な工事においても、比較的容易に導入することができる。
【００７４】
（３）現場において埋設管布設工事を行う場合、例えば１台のミニバックホウを用意して、本発明に係る打撃式締固め機とバッケットとを用意すれば足りるから、発注者にしてみれば積算上有利であり、一方、施工業者にしてみれば重機類の償却に当たって効率的である他、この種の作業の性質上十分なスペースを確保できない場合が多い中で、重機類を減らすことができる結果、作業上の便宜が図られることになる。
【００７５】
（４）本発明を構成する締固め機本体部は、従来の打撃式締固め機（タンパー、ランマー等）のハンドル部分を除く本体部をそのまま用いることも可能なため、製造業者にしてみれば、新たに設備投資をする必要はなく、経済的に有利である。
【００７６】
（５）従来においては、幅Ｗ＝５００〜６００ｍｍという狭い場所での作業となるため、締固め機の上げ下ろしに時間がとられるだけでなく、締固め機の歩行操作も自由にできない状態であったが、本発明に係る締固め装置は、ミニバックホウ等の機械的移動に打撃式締固め機が十分追従する構成としたため、締固め作業時間を短縮することができ、その短縮した時間を管布設作業に充てることにより、１日当たりの管布設延長を延ばすことができ、その結果、事業費全体を削減することができる。
【００７７】
（６）特に市街地における夜間工事では、短い作業時間で早朝までに必ず作業を完了させなければならないという極めて特殊な状況の中で行われるが、このような状況下にあっても、本発明に係る締固め装置によれば、ミニバックホウ等の機械的移動を利用して締固め動作を行う構成としたため、人為的な不確定要素（例えば作業者の判断ミスによる締固め不足等）を減じることができ、その結果、本来的に本発明の締固め機本体部がもつ打撃力が十分に発揮され、確実に所定の締固め強度を得ることができるから、例えば、前夜に埋設工事を行った部分を昼間車両が通行しても、沈下したり陥没したりするおそれはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の締固め装置の外観全体を示す斜視図及び溝の縦断面図である。
【図２】本発明の締固め装置の外観全体を示す斜視図及び溝の横断面図である。
【図３】本発明の打撃式締固め機を正面から見た要部縦断面図である。
【図４】本発明の打撃式締固め機を側面から見た要部縦断面図である。
【図５】本発明の締固め装置に用いられる横振れ吸収部材の構成説明図である。
【図６】本発明の締固め装置の作用説明図である。
【図７】従来の一般的な埋設管布設工事の内容説明図である。
【符号の説明】
１…締固め装置
２…ミニバックホウ
３…アーム
４…枢支ピン
５…支持ブラケット
５ａ…軸受部材
５ｂ…側板
５ｃ…側板
５ｄ…横振れ吸収部材
５ｅ…横振れ吸収部材
５ｆ…鍔部材
５ｇ…鍔部材
６…スライド軸
６ａ…底板
６ｂ…支持軸
６ｃ…支持軸
６ｄ…頂板
６ｅ…ブラケット
６ｆ…ブラケット
６ｇ…スライド軸
７…締固め機本体部
７ａ…打撃板
７ｂ…伸縮部材
７ｃ…ガイドシリンダ
７ｄ…油圧モータ
７ｅ…油圧ホース
８…打撃式締固め機
９…回転装置
９ａ…上部固定盤
９ｂ…下部旋回盤
９ｃ…ロックピン
１０…ロック孔
１１…内側プレート
１２…外側プレート
１３…防振ゴム
１２…ボルト
１５…ゴム
１６…ボルト
１７…プッシュプルケーブル
１０１…管
１０２…側部埋戻し
１０３…上部埋戻し
Ｗ…掘削幅
Ｈ…掘削深さ
Claims (7)
- 打撃式の締固め機本体部と、前記締固め機本体部を打撃方向に沿ってスライド自在にガイドするガイド機構部と、前記ガイド機構部を締固め機本体部の前後方向に揺動可能に懸垂する枢支機構部と、前記枢支機構部をアーム付き走行車両のアームに取り付けるための取付部とを具備したことを特徴とする締固め装置。
- 前記ガイド機構部は、枢支機構部側に固定された摺動軸受を有する支持ブラケットと、締固め機本体部側に固定された摺動軸とにより構成したことを特徴とする請求項１記載の締固め装置。
- 前記支持ブラケットにおいて、左右方向における前記摺動軸受と前記枢支機構部の下方に立設された側板との間に、弾性部材を介設したことを特徴とする請求項２に記載の締固め装置。
- 前記取付部とガイド部との間に、締固め機本体部を鉛直方向に復帰させる鉛直復帰手段を具備したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の締固め装置。
- 前記枢支機構部は、締固め機本体部が左右方向にスライドする左右スライド機構を具備したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の締固め装置。
- 前記取付部は、枢支機構部が鉛直方向周りに回転して固定される旋回装置を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の締固め装置。
- 前記締固め機本体部の下端部に配設される打撃板は、少なくとも底の形状が締固め機本体部の前後方向に関し下側に凸の曲面形状であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の締固め装置。
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