JP6651116B2

JP6651116B2 - 溝形成用バケット

Info

Publication number: JP6651116B2
Application number: JP2015240829A
Authority: JP
Inventors: 小野寺　恒雄; 恒雄小野寺; 晃介若杉
Original assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Current assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2020-02-19
Anticipated expiration: 2035-12-10
Also published as: JP2017106235A

Description

本発明は、溝形成用バケットに関し、詳しくは、圃場の地下灌漑を行う際の埋設管を埋設するための主溝及び副溝を形成する際に最適な構造を有する溝形成用バケットに関する。

圃場の地中に複数の有孔給水管を埋設して灌漑を行う地下灌漑システムとして、一方に配設された給水枡と、他方に配設された排水枡と、前記給水枡と接続され前記有孔給水管に給水する給水分配管と、前記排水枡と接続され前記有孔給水管からの排水を集水する排水集水管と、前記排水枡に接続された排水管と、前記給水枡に給水する給水設備とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような地下灌漑システムでは、給水分配管、排水集水管及び有孔給水管を埋設するため、圃場の所定位置に、所定幅、所定深さの溝を形成し、溝内に各管をそれぞれ敷設して埋め戻すようにしている。

各管を埋設するための溝を形成する際、各溝の直線部分は、従来から用いられている各種溝形成装置によって所定形状の溝を容易に形成することができるが、給水分配管や排水集水管に対する有孔給水管の接続部は、給水分配管や排水集水管と有孔給水管とをＴ字状に接続しなければならないため、各溝をＴ字状に形成する必要がある。

特開２０１５−２３８７９号公報

しかし、従来の各種溝形成装置では、Ｔ字状に交わる溝を形成することが困難なため、バックホーのバケットで溝交叉部の周囲を含めて大きく掘削し、各管を接続した後に埋め戻すようにしている。このため、埋め戻し部の面積が大きくなり、トラクタの車輪が落ち込んで走行できなくなるおそれがあった。また、溝形状に対応した幅狭のバケットを使用してバックホーで溝を形成することも考えられるが、掘削時の圧力によってバケットの内面に土砂が張り付いてしまい、バケットを下向きにして揺らしもバケット内から土砂を排出することができず、人出によって土砂を掻き出さなければならなかった。

そこで本発明は、Ｔ字状に交わる溝を容易かつ確実に形成することができる溝形成用バケット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、本発明の溝形成用バケットは、あらかじめ設定された幅及び深さで形成された主溝に対してＴ字状に交わる副溝を形成する際に用いる溝形成用バケットであって、該溝形成用バケットは、作業機に装着される作業機装着部と、該作業機装着部の下方に連設された溝形成部とを備え、該溝形成部は、形成する副溝における側壁の形状に対応した形状を有する一対の側壁形成板と、該一対の側壁形成板の下端同士の間に設けられて、形成する副溝の底面の形状に対応した形状を有する水平方向の底面形成部と、前記一対の側壁形成板の上部同士の間に設けられた天板と、前記一対の側壁形成板、前記底面形成部及び前記天板で囲まれた筒状のバケット部内に設けられた可撓性を有するベルト部材とを備えており、前記底面形成部の副溝形成方向の寸法は、前記主溝の溝幅寸法より短く形成され、前記ベルト部材は、下端部が前記底面形成部に設けられた下部連結部に連結されるとともに、上端部が前記側壁形成板の上部に設けられた上部連結部に連結され、該ベルト部材の長さは、前記下部連結部と前記上部連結部との間の距離より長く形成され、ベルト部材が一対の側壁形成板同士の間に収まる位置からベルト部材が一対の側壁形成板の副溝形成方向後部側開口から後方に突出する位置まで変形可能に形成され、前記上部連結部は、前記側壁形成板の上部に位置調節可能に設けられ、前記一対の側壁形成板の副溝形成方向後部側開口からの前記ベルト部材の後方への突出量を調節可能に形成されていることを特徴としている。

さらに、本発明の溝形成用バケットは、前記底面形成部における前記下部連結部の前方に、該下部連結部を覆う形状の掘削部材が設けられていること、前記一対の側壁形成板は、副溝形成方向の寸法が前記主溝の溝幅寸法より短く形成された溝形成板部と、該溝形成板部の上部に連設した補強板部とを備え、該補強板部が前記天板に連結されるとともに、該補強板部に前記上部連結部が設けられていることを特徴としている。また、前記一対の側壁形成板の副溝形成方向後部側開口を開閉可能に覆うカバー部材を備えていることを特徴としている。

本発明の溝形成用バケットによれば、主溝に対してＴ字状に交わる副溝を形成する際に、ベルト部材を一対の側壁形成板同士の間に収めた状態にして一対の側壁形成板を主溝内に挿入した後、主溝に対して直交する副溝形成方向に溝形成用バケットを移動させると、副溝形成方向の土砂が一対の側壁形成板間に進入し、ベルト部材を一対の側壁形成板の副溝形成方向後部側開口から後方に突出させる。ベルト部材が後方に突出した状態で溝形成用バケットを上昇させることにより、一対の側壁形成板及び後方に突出したベルト部材内に進入した土砂を排出することができ、主溝に対して直交する方向に、一対の側壁形成板の外面同士の寸法に応じた幅で、一対の側壁形成板の挿入深さに応じた形状の副溝を主溝に対して直交する方向に形成することができる。

本発明の溝形成用バケットの第１形態例を示す一部断面正面図である。同じく溝形成用バケットの溝形成方向後部側から見た側面図である。溝形成用バケットを主溝内に挿入した状態を示す説明図である。溝形成用バケットを主溝内から副溝形成方向に移動させた状態を示す説明図である。溝形成用バケットを形成した副溝内から上昇させた状態を示す説明図である。主溝に対して直交する方向の副溝を形成した状態を示す平面図である。本発明の溝形成用バケットの第２形態例を示す一部断面正面図である。本発明の溝形成用バケットの第３形態例を示す一部断面正面図である。本発明の溝形成用バケットの第４形態例を示す正面図である。同じく転圧を行っている状態を示す正面図である。同じく転圧を行っている状態を示す断面側面図である。

図１乃至図６は、本発明の溝形成用バケットの第１形態例を示している。本形態例に示す溝形成用バケット１１は、図６に示すように、圃場のあらかじめ設定された位置に、あらかじめ設定された幅及び深さで形成された主溝１２に対してＴ字状に交わる副溝１３を形成するのに最適な溝形成用バケットである。この溝形成用バケット１１は、図１乃至図５に示すように、作業機、例えばバックホー１４のアーム１４ａの先端に固定ピン１４ｂによって装着される作業機装着部１５と、該作業機装着部１５の下方に連設された溝形成部１６とを備えている。

溝形成部１６は、形成する副溝１３における側壁１３ａの形状に対応した形状を有する一対の側壁形成板１７，１７と、該一対の側壁形成板１７，１７の下端同士の間に設けられて、形成する副溝１３の底面１３ｂの形状に対応した形状を有する水平方向の底面形成部１８と、前記一対の側壁形成板１７，１７の上端部同士の上に設けられた天板１９と、前記一対の側壁形成板１７，１７、前記底面形成部１８及び前記天板１９で囲まれた筒状のバケット部２０内に設けられた可撓性を有するベルト部材２１とを備えており、天板１９の上部に前記作業機装着部１５が設けられている。また、天板１９には、側方に向かって突出する張出部１９ａが設けられており、該張出部１９ａの突出端と前記側壁形成板１７，１７の上部外面との間には、頬杖状の補強部材１９ｂが設けられている。

側壁形成板１７，１７の外面同士の寸法は、形成する副溝１３の幅寸法に対応して設定され、通常は、１５〜２５ｃｍに設定されており、前記底面形成部１８の副溝形成方向の寸法は、前記主溝１２の溝幅寸法より短く形成されている。また、側壁形成板１７，１７は、副溝形成方向後部側１７ａが天板１９に対して直交する方向の直線状に形成され、副溝形成方向前部側１７ｂは、下端部から上部に向かって次第に前方に向かって突出する状態で斜めに形成されている。

ベルト部材２１は、強度及び可撓性を有し、伸縮性は持たないベルト状部材、例えば、所定幅のゴム製クローラのようなものを所定長さに形成したものが用いられている。このベルト部材２１の下端部は、前記底面形成部１８に設けられた下部連結部２２に回動可能に連結されるとともに、ベルト部材２１の上端部は、側壁形成板１７，１７の上部同士の間に設けられた上部連結部２３に回動可能に連結されている。

ベルト部材２１の長さは、下部連結部２２と上部連結部２３との間の直線距離より長く形成されており、図１に実線で示すように、側壁形成板１７，１７内に収まる収納状態位置から、図１に想像線で示すように、側壁形成板１７，１７の副溝形成方向後部側１７ａの開口から後方に突出したバケット状態位置まで変形可能に形成されている。

次に、この溝形成用バケット１１を使用して前記副溝１３を形成する手順を説明する。まず、図３に示すように、溝形成用バケット１１を副溝形成方向に向けた状態で、主溝１２内に溝形成用バケット１１の溝形成部１６を、側壁形成板１７，１７の副溝形成方向後部側１７ａが、主溝１２の副溝形成方向反対側の側壁１２ａに沿うようにしてあらかじめ設定された深さまで挿入する。このとき、ベルト部材２１が側壁形成板１７，１７の下端前方又は下端後方から下方に垂れ下がっていたとしても、溝形成部１６を主溝１２内に挿入することにより、前後の土砂で持ち上げられて側壁形成板１７，１７内に収まった収納状態位置になる。また、バックホー１４のオペレータとは別の補助作業者がベルト部材２１を持ち上げて側壁形成板１７，１７内に収めるようにすることもできる。

所定状態で溝形成部１６を挿入した後、バックホー１４を操作して溝形成用バケット１１を副溝１３の形成方向に移動させる。溝形成部１６が副溝形成方向に前進することにより、側壁形成板１７，１７の副溝形成方向前部側１７ｂ，１７ｂが副溝１３の側壁形成部分の土砂を切り裂き、切り裂かれた土砂がバケット部２０内に進入し、進入した土砂がベルト部材２１を副溝形成方向後方に押し出し、図４に示すように、一対の側壁形成板１７，１７の後方に突出したベルト部材２１内に土砂を押し込んだ状態になる。この状態で、図５に示すように溝形成用バケット１１を上昇させると、ベルト部材２１内に押し込まれた土砂は、側壁形成板１７，１７によって切り裂かれた副溝１３の側壁から離れ、押し込まれた際の圧力及び土砂が有する粘性によってベルト部材２１内に保持され、バケット部２０内の土砂と共に上昇する。

これにより、主溝１２に対してＴ字状に交わる副溝１３の始点部分を形成することができる。副溝１３を形成した部分から上昇したバケット部２０内及びベルト部材２１内に保持された土砂は、バックホー１４を操作して溝形成用バケット１１を副溝１３の側方に移動させた後、溝形成用バケット１１を上下左右に適宜揺らすことにより、バケット部２０内及びベルト部材２１内から落下させることができる。すなわち、溝形成用バケット１１を揺らしてベルト部材２１を震動させることにより、ベルト部材２１から土砂が分離し、バケット部２０内の土砂を伴って溝形成用バケット１１から落下する。したがって、副溝１３を形成するために掘削した土砂を簡単な操作でバケット部２０内から排出できるので、土砂の掘削と排出とを繰り返すことにより、副溝１３の形成を効率よく行うことができる。

このようにして副溝１３を形成することにより、主溝１２と副溝１３とが交わる部分を形成することにより、掘削面積を最小にすることが可能であり、各管を接続した後の埋め戻し部の面積を小さくできるので、トラクタの車輪が落ち込むことがなくなり、農作業などを円滑に行うことができる。

図７は、本発明の溝形成用バケットの第２形態例を示している。なお、以下の説明において、前記第１形態例に示した溝形成用バケットの構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

本形態例に示す溝形成用バケット５１は、側壁形成板１７，１７の上部同士の間に設けられた上部連結部２３を位置調節可能に設けたものであって、側壁形成板１７，１７の上部の３箇所に、上部連結部２３の連結軸を装着可能な連結軸装着部５２ａ，５２ｂ，５２ｃを設け、副溝１３を形成する場所の土質に合わせて副溝形成方向後部側１７ａから後方に突出するベルト部材２１の突出量を調節できるようにしている。

例えば、適度な粘性を有する土砂の場合は、取付軸２３ａを最下方の連結軸装着部５２ａに取り付けてベルト部材２１の後方への突出量を最大とし、１回の作業で掘削できる土砂量を多くして副溝１３の形成効率を向上させる。一方、砂分が多かったり、粘性が弱かったりして流動性が高く、ベルト部材２１内の土砂が形成した副溝１３内に落下してしまうような場合には、取付軸２３ａを最上方の連結軸装着部５２ｃに取り付けてベルト部材２１の後方への突出量を最小とし、バケット部２０内で土砂を保持することにより、掘削後の副溝１３内への土砂の落下を抑えることができる。

図８は、本発明の溝形成用バケットの第３形態例を示している。本形態例に示す溝形成用バケット６１は、一対の側壁形成板６２を、前後方向寸法を前記各形態例に示す側壁形成板１７，１７より小さく形成した溝形成板部６３と、該溝形成板部６３の上部に連設した補強板部６４とで形成している。補強板部６４の上部と前記天板１９の張出部１９ａとの間には、リブ状の補強部材６５，６５が複数箇所に適宜な間隔で設けられるとともに、隣接する補強部材６５，６５間の補強板部６４には、３箇所に連結軸装着部６６ａ，６６ｂ，６６ｃが設けられており、ベルト部材２１の上部連結部２３の連結位置を調節することにより、前記第２形態例と同様に、側壁形成板１７，１７の後方から突出するベルト部材２１の突出量を調節できるようにしている。さらに、溝形成板部６３，６３の底部側に設けられている底面形成部には、ベルト部材２１の下部連結部２２の前部側を覆う形状の掘削部材６７が設けられている。

このように、溝形成板部６３の前後方向寸法を小さく形成することにより、特に、前記主溝１２の溝幅寸法より短く形成することにより、副溝形成時の主溝内への溝形成板部６３の挿入をより容易に行えるとともに、溝形成板部６３，６３の内面への土砂の張り付き力を抑えることができるので、掘削した土砂の排出をより容易に行うことができる。さらに、下部連結部２２の前部側を覆う掘削部材６７を設けることにより、礫の多い土質の場合でも副溝１３の掘削を容易かつ確実に行えるとともに、下部連結部２２を保護することもできる。また、ベルト部材２１の後方への突出量を調節できるので、各種土質での副溝１３の形成をより確実に行うことができる。

図９乃至図１１は、本発明の溝形成用バケットの第３形態例を示している。本形態例に示す溝形成用バケット７１は、一対の側壁形成板７２，７２の副溝形成方向後部側開口７２ａを開閉可能に覆うカバー部材７３を備えている。このカバー部材７３は、副溝形成方向後部側開口７２ａを閉じたときに、各側壁形成板７２，７２の外面に重なる状態となる一対の重合板部７３ａ，７３ａと、副溝形成方向後部側開口７２ａを閉塞する閉塞板部７３ｂと、閉塞板部７３ｂの外方に突出した角筒状の転圧部７３ｃとによって全体的な断面が略コ字状に形成されている。

重合板部７３ａ，７３ａの上部には、側壁形成板７２，７２に沿ってＬ字状に屈曲した屈曲部７３ｄ，７３ｄが形成されており、該屈曲部７３ｄ，７３ｄの基部が、側壁形成板７２，７２をバケット幅方向に貫通した軸部材７４によって側壁形成板７２，７２に回動可能に取り付けられている。

また、屈曲部７３ｄ，７３ｄの先端部には、固定ピン７５を挿通可能なピン挿通孔７６がそれぞれ設けられており、側壁形成板７２，７２の上部には、カバー部材７３を閉じ状態に保持する際に固定ピン７５を挿通する閉じ位置保持孔７７と、カバー部材７３を開き位置に保持する際に固定ピン７５を挿通する開き位置保持孔７８とが設けられている。

このようなカバー部材７３を備えた溝形成用バケット７１を使用して前記副溝１３を形成する際には、図９に示すように、カバー部材７３を、軸部材７４を中心として開き位置に回動させ、ピン挿通孔７６及び開き位置保持孔７８に固定ピン７５を挿通して固定する。これにより、カバー部材７３は、溝形成用バケット７１の上部から後方に向かって水平方向に保持されて副溝形成方向後部側７２ａの開口を開いた状態なるので、ベルト部材２１が副溝形成方向後部側７２ａの開口から突出可能になるので、前記副溝形成手順と同じ手順で副溝１３を形成することができる。

一方、図１０に示すように、カバー部材７３を閉じ位置に回動させ、ピン挿通孔７６及び閉じ位置保持孔７７に固定ピン７５を挿通して固定する。これにより、カバー部材７３は、溝形成用バケット７１における副溝形成方向後部側７２ａの開口を閉じた状態になるので、ベルト部材２１が側壁形成板７２，７２内に収まる収納状態位置に保持されて副溝形成方向後部側７２ａの開口から後方に突出しない状態になる。

このように、カバー部材７３を閉じてベルト部材２１を後方に突出しない状態にすることにより、カバー部材７３の転圧板部７３ｃの外面を使用して転圧を行うことが可能となり、副溝１３の形成作業及び埋め戻し後の転圧作業を、カバー部材７３の開閉状態を切り替えるだけで連続的に行うことができる。

また、本形態例に示す溝形成用バケット７１では、前記両形態例に対して、作業機装着部１５の副溝形成方向後部側を高くして傾斜させた状態で設けており、溝形成作業と転圧作業とを容易に行えるようにしている。

なお、カバー部材７３は、側壁形成板７２，７２に一体的に回動可能に設けずに、別体に形成し、適宜な固定手段によって側壁形成板７２，７２に着脱可能に形成することもできる。また、カバー部材７３の形状は、副溝形成方向後部側７２ａの開口を開閉できれば任意の形状で形成することができ、単純な板状成形品でもよく、コ字状のチャンネル材を用いるようにしてもよい。

さらに、作業機装着部は、使用する作業機に応じた形状にすることができる。また、溝形成部は、形成する副溝の幅や深さ、土質などの条件に応じた形状にすることができる。

１１…溝形成用バケット、１２…主溝、１２ａ…副溝形成方向反対側の側壁、１３…副溝、１３ａ…側壁、１３ｂ…底面、１４…バックホー、１４ａ…アーム、１４ｂ…固定ピン、１５…作業機装着部、１６…溝形成部、１７…側壁形成板、１７ａ…副溝形成方向後部側、１７ｂ…副溝形成方向前部側、１８…底面形成部、１９…天板、１９ａ…張出部、１９ｂ…補強部材、２０…バケット部、２１…ベルト部材、２２…下部連結部、２３…上部連結部、５１…溝形成用バケット、５２ａ，５２ｂ，５２ｃ…連結軸装着部、６１…溝形成用バケット、６２…側壁形成板、６３…溝形成板部、６４…補強板部、６５…補強部材、６６ａ，６６ｂ，６６ｃ…連結軸装着部、６７…掘削部材、７１…溝形成用バケット、７２…側壁形成板、７２ａ…副溝形成方向後部側開口、７３…カバー部材、７３ａ…重合板部、７３ｂ…閉塞板部、７３ｃ…転圧部、７３ｄ…屈曲部、７４…軸部材、７５…固定ピン、７６…ピン挿通孔、７７…閉じ位置保持孔、７８…開き位置保持孔

Claims

あらかじめ設定された位置に、あらかじめ設定された幅及び深さで形成された主溝に対してＴ字状に交わる副溝を形成する際に用いる溝形成用バケットであって、該溝形成用バケットは、作業機に装着される作業機装着部と、該作業機装着部の下方に連設された溝形成部とを備え、該溝形成部は、形成する副溝における側壁の形状に対応した形状を有する一対の側壁形成板と、該一対の側壁形成板の下端同士の間に設けられて、形成する副溝の底面の形状に対応した形状を有する水平方向の底面形成部と、前記一対の側壁形成板の上部同士の間に設けられた天板と、前記一対の側壁形成板、前記底面形成部及び前記天板で囲まれた筒状のバケット部内に設けられた可撓性を有するベルト部材とを備えており、前記底面形成部の副溝形成方向の寸法は、前記主溝の溝幅寸法より短く形成され、前記ベルト部材は、下端部が前記底面形成部に設けられた下部連結部に連結されるとともに、上端部が前記側壁形成板の上部に設けられた上部連結部に連結され、該ベルト部材の長さは、前記下部連結部と前記上部連結部との間の距離より長く形成され、ベルト部材が一対の側壁形成板同士の間に収まる位置からベルト部材が一対の側壁形成板の副溝形成方向後部側開口から後方に突出する位置まで変形可能に形成され、前記上部連結部は、前記側壁形成板の上部に位置調節可能に設けられ、前記一対の側壁形成板の副溝形成方向後部側開口からの前記ベルト部材の後方への突出量を調節可能に形成されていることを特徴とする溝形成用バケット。
前記底面形成部における前記下部連結部の前方に、該下部連結部を覆う形状の掘削部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載の溝形成用バケット。
前記一対の側壁形成板は、副溝形成方向の寸法が前記主溝の溝幅寸法より短く形成された溝形成板部と、該溝形成板部の上部に連設した補強板部とを備え、該補強板部が前記天板に連結されるとともに、該補強板部に前記上部連結部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の溝形成用バケット。
前記一対の側壁形成板の副溝形成方向後部側開口を開閉可能に覆うカバー部材を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の溝形成用バケット。