JP6955616B1 - 小型土嚢製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型軽量であって、持ち運びや収納が容易であり、開口量の維持や、土嚢袋の安定保持といった種々の効果を発揮することで、作業者の危険性回避と労力負担の軽減を可能にする小型土嚢製造装置を提供することを課題とする。【解決手段】本発明に係る小型土嚢製造装置は土嚢を製造する装置であって、矩形枠状の基台と、該基台の上部に立ち上がって配置される略凸の字形状に形成される一組のアームと、前記基台と前記アームを回動可能に軸支する回動機構から構成され、前記回動機構には、前記アームの回動位置を規制する回動位置規制ストッパーと、開口方向への開口力を補助する弾性部材が備えられている構成手段を採用した。【選択図】図１

Description

本発明は、土嚢袋に土砂等の充填物を入れて土嚢を製造するための小型の土嚢製造装置に関し、より詳しくは、従来の土嚢製造装置と比較してより構成部材を少なくし、コンパクトで可搬性にも富み、土砂等の充填物を入れて土嚢袋が膨らんだ土嚢でも、取り外しを容易にできるようにしたもので、突発的な水害等により、緊急対応が必要とされる河川工事等において、現地での土嚢作りを可能とするとともに、土砂等の充填物の詰め込み作業に関連した事故を防止し、作業効率、並びに安全性の高い、小型の土嚢製造装置の技術に関する。

土嚢は、密閉性のある丈夫な袋に土砂等の充填物を入れたものであり、土嚢を複数積み上げ、壁状にすることによって、河川の氾濫からの水の流出を防いだり、堤防の補強などを行ったりするものである。土嚢の大きさは、１０ｋｇ程度のものから２ｔ程度のものまで様々なものがあり、従来、１トンを超える大型の土嚢を作成する場合では、重機あるいはホッパ等で、充填物を土嚢袋に流入させていく手法が取り入られてきた。しかし、土嚢袋は自立できない場合が多いので、充填物を流入させる際には、土嚢袋の開口部付近等に配置されている取手を人が持ち、土嚢袋の開口部を広げて作業することから、当該業者の労働負担が大きく、また、重機等の近くで人が作業することは危険性も高く、作業安全上の問題がある。

このような現状により、従来からも種々の技術が提案されている。例えば、土嚢を作るための装置であって、従来の方法に比較して速く楽に作ることが出来る土嚢製造装置（特許文献１参照）が提案され、公知技術となっている。具体的には、土を入れるホッパが支柱にて所定の高さに支持され、ホッパの底板には複数の穴を設けると共に穴の位置には複数の筒体を下方へ延ばして取着し、筒体の仲間位置には仕切りストッパーをスライド可能に取り付けている。そして、筒体の下方にはベルトコンベアが配置されている。この提案にはホッパの下に複数の土嚢袋状のものを配置する点が記載されている。しかしながら、この土嚢製造装置は、大規模であり、また、土嚢はベルトコンベアにて移動可能な程度の小型の土嚢についての装置であり、本発明の課題である大型の土嚢を現地にて製造する際に製造装置自体を小型で可搬性に富み、作業を容易に製造できる土嚢製造装置の記載はない。

また、簡単な設備で、容易に長尺の土嚢袋に充填材を充填できる土嚢製造装置（特許文献２参照）が、公知技術となっている。具体的には、複数の長尺土嚢を製造する土嚢製造装置であって、複数の長尺土嚢袋を設置する架台と架台上に設置する走行式のホッパと、からなり、ホッパが架台上を走行することで複数の長尺土嚢袋に充填材を充填することが記載されている。しかしながら、この土嚢製造装置は、大規模であり、また、ホッパはレール上を移動する装置であり、本発明の課題である大型の土嚢を現地にて製造する際に作業を容易にする技術についての記載はない。

さらにまた、係る課題を解決しようと、大型の土嚢を現地で製造する際に少ない人員で容易且つ安全に土嚢袋に土砂を充填できる構造として、上部が開口するホッパを回転自在とし、そのホッパの上部には何らの構造体も残さないようにすれば、ユニック等の重機などにより、土嚢を上方へ搬出できるのではないかとの着想の下、「土嚢製造装置」についての技術が開示されている（特許文献３参照）。しかしながら、係る土嚢製造装置も、比較的大柄で可搬性が劣るものといえる。

特開２００４−１００３６１号 特開２００３−３４２９３１号 特許５３９０７２２号

小型軽量であって、持ち運びや収納が容易であり、土嚢袋の開口の安定保持等といった種々の効果を発揮することで、作業者の危険性回避と労力負担の軽減を可能にする小型土嚢製造装置を提供することを課題とする。

本発明に係る小型土嚢製造装置は土嚢を製造する装置であって、矩形枠状の基台と、該基台の上部に立ち上がって配置される略凸の字形状に形成される一組のアームと、前記基台と前記アームを回動可能に軸支する回動機構から構成され、前記回動機構には、前記アームの回動位置を規制する回動位置規制ストッパーと、開口方向への開口力を補助する弾性部材が備えられている構成手段を採用した。

また、本発明に係る小型土嚢製造装置は、前記弾性部材がシリコンゴムである構成手段を採用することもできる。

また、本発明に係る小型土嚢製造装置は、前記弾性部材がコイルバネである構成手段を採用することもできる。

また、本発明に係る小型土嚢製造装置は、前記アームの回動位置を規制する回動位置規制ストッパーに、該規制位置を調整可能とする回動規制位置調整機構が設けられている構成手段を採用することもできる。

また、本発明に係る小型土嚢製造装置は、前記基台と前記アームの素材にステンレス鋼を用いる構成手段を採用することもできる。

本発明に係る前記小型土嚢製造装置によれば、人が土嚢袋の開口部を持たなくても、土嚢袋を安定して保持し、開口量も維持でき、作業者の危険性回避と労力負担の軽減を可能にするという優れた効果を発揮する。

また、本発明に係る前記小型土嚢製造装置によれば、小型で構成部材もシンプルであるため軽量に製作でき、特に、折りたたみ機構を備えた構成手段を採用した場合であれば、収納スペースもわずかであり、また、軽トラック等にも積載可能であることから、水害が発生した現場への移動も容易であるという優れた効果を発揮する。

本発明に係る小型土嚢製造装置の全体構成を説明する全体構成説明図である。 本発明に係る小型土嚢製造装置において土嚢袋を装着した使用状態を示す使用状態説明図である。 本発明に係る回動機構の構成を説明する説明図である。 本発明に係る回転位置を規制するストッパーの機構を説明する説明図である。

本発明に係る小型土嚢製造装置は、土嚢を製造する装置であって、矩形枠状の基台と、該基台の上部に立ち上がって配置される略凸の字形状に形成される一組のアームと、前記基台と前記アームを回動可能に軸支する回動機構から構成され、前記回動機構には、前記アームの回動位置を規制する回動位置規制ストッパーと、開口方向への開口力を補助する弾性部材が備えられていることを最大の特徴とするものである。以下、図面に基づいて説明する。なお、本実施例で示される小型土嚢製造装置の全体形状及び各部の形状は、下記に述べる実施例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、即ち、同一の作用効果を発揮できる形状及び寸法の範囲内で変更することができるものである。

図１は、本発明に係る小型土嚢製造装置の全体構成を説明する全体構成説明図であり、図１（ａ）は、本発明に係る小型土嚢製造装置１の正面図であり、図１（ｂ）は、本発明に係る小型土嚢製造装置１の側面図であり、図１（ｃ）は、本発明に係る小型土嚢製造装置１の平面図である。

本発明に係る小型土嚢製造装置１は、基台１０の上部に立ち上がって配置される略凸の字形状に形成される一組のアームが回動機構３０を介して立ち上がりの角度を変化させ、上方の開口部を広げられる構成を採用し、小型で運搬可能な土嚢の製造装置である。以下、構成部材毎に説明する。

基台１０は、矩形状の堅固なフレームであり、上面には回動機構３０が設けられ、該回動機構３０を介して一組のアーム２０が回動する基台１０となるものである。係る基台１０は、充填物Ｆが充填された土嚢Ｄの重量に十分に耐える強度を有することが必要である。実施例では１００×１００ｍｍ・厚さ３．２ｍｍの角材（スチール）の四隅を溶接により強固に固定して一体化し、底面には平坦でない場所での設置状態を安定させるための足部１１を設けることが望ましい。そして、基台１０の素材には、比強度から耐荷重及び曲げ荷重等を考慮して適宜選択する。なお、軽量化を図るためには、例えば、スチール系では一般構造用圧延鋼材よりも高張力鋼板を用いることが望ましく、更に、耐食性や耐久性を考慮すると、ステンレス鋼Ｓを用いることがより望ましい。

アーム２０は、基台１０の上部に回動機構３０を介して立ち上がるように配置される略凸の字形状の枠であり、土嚢袋Ｂの開口縁部を巻き返して装着する装着部となる矩形上方に向かう矩形の突き出し部と基台１０から垂直に立ち上がる支柱とこれを末広がりに結ぶ傾斜角を有して繋ぐ傾斜部から構成され、これが一組の対を成し回動機構３０によって、所定の角度まで上方を開くことができ、充填物の充填により横方向に膨らんだ土嚢Ｄを取り外し易くする部材である。また、アーム２０は、回動機構３０におけるストッパーピンの固定具を引き抜くことで、容易に基台１０から取り外すことができ、全体をコンパクトに収容することが可能である。なお、係る形状の各寸法については使用される土嚢袋Ｂなど大きさに応じて高さや幅が決定される。

回動機構３０は、アーム２０を基台１０の上に備えさせ、上方を開口するようにアーム２０の上辺を動かす機構であり、具体的には例えば閉塞状態で８３０ｍｍから開口状態で１２００ｍｍというように間口を拡大するように開口させる。この回動機構により充填物Ｆを充填することによって、横方向に膨らんだ土嚢袋Ｂに対し余裕をもって上方に引き上げるだけの余裕を持つ事ができるものである。また、垂直方向よりも内側には回動させず、外側への回動については広く開口しすぎると安全性や作業スペース等の問題から好ましくないため、回動規制ストッパー３１を設けて規制する。更に、係る回動規制ストッパー３１には位置調整機構３５を設けることが望ましい。

図２は、土嚢袋Ｂ又は土嚢Ｄが装着された状態を示し、図２（ａ１）は、土嚢袋Ｂが装着した状態の正面視を示し、図２（ａ２）は、土嚢袋Ｂが装着した状態の側面視を示し、図２（ｂ１）は、充填物Ｆが充填された土嚢Ｄの状態の正面視を示し、図２（ｂ２）は、充填物Ｆが充填された土嚢Ｄの状態の側面視を示している。

土嚢袋Ｂは、本発明に係る小型土嚢製造装置１に使用する袋体であって、取手部Ｄ２を有する収容体であり、該袋体は、収容部と被覆部とから構成され、被覆部は上部に開口部を有し、該開口部を閉じられるような閉じ紐を備え、収容部は充填物Fを収容する筒状形状であれば特に大きさは限定されることなく使用が可能である。大型土嚢袋Ｂの場合では、開口部の径が１ｍ以上となり、底部から前記開口部までの長さも１ｍ以上となる場合があるが、対応範囲を広げたい場合には、大型土嚢袋Ｂの大きさに対応するアーム２０とすることが必要とされ、適宜対応可能な寸法として設計・製作をする。なお、土嚢袋Ｂは、図３（ｃ）において筒状の袋体の形状を直方体としているが、上部に開口部が大きく開口する筒状であればよく、円筒や多角柱でも対応可能である。

土嚢Ｄは、土嚢袋Ｂに充填物Ｆが充填されることによって１０キログラム程度のものから２トン程度のものまである土木資材である。本発明に係る小型土嚢製造装置１では、概ね１トン前後の大型土嚢袋を対象とするものである。ただし、以下に示す形状や寸法、あるいは素材についてはこれらに限定されるものではなく、使用する土嚢袋Ｂの寸法や、規格で定められた寸法に応じて適宜変更でき、図面に記載された形状や構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の創作として発揮する効果の得られる範囲内で変更可能である。

図３は、本発明に係る回動機構の構成を説明する説明図であり、図３（ａ）は、上部の開口部が拡張するように広げられた状態を示し、図３（ｂ）は、土嚢袋Ｂに充填物Ｆが充填された状態を土嚢Ｄが荷重によって取手部Ｄ２がまっすぐ伸ばされ、土嚢Ｄの底部が地面と接置している状態の正面視を示し、図３（ｃ）は、土嚢袋Ｂに充填物を充填された状態を上面視から示している。

取手部Ｄ２は、土嚢袋Ｂに設けられる長尺なベルト等の帯状態であり、土嚢袋Ｂの収容体から上方に向かって伸びる係止部材であって、クレーンフック等に引っ掛けるための長さを備えている。なお、係る取手部Ｄ２に伸縮性の少ない素材を用いる場合では、取手部Ｄ２からフックを外しにくくなり、また素材の疲れにより断裂等の使用期間が短くなる。他方、伸縮性の大きいゴム素材等を用いる場合では、素材が繰り返し伸縮することによる耐久性の問題や、充填物Ｆの充填状態によって取手部Ｄ２が引き伸ばされ、土嚢Ｄの底部が地面についてしまうことから、土嚢袋Ｂに充填物Ｆを充填しにくくなる。そこで、取手部Ｄ２には、高荷重に耐え、伸縮性を抑えた耐久性の高いゴム質系素材を用いることが望ましい。例えば、ポリエステルとイソンアネートとの反応によって得られるウレタンゴムを用いることが有用である。

図４は、本発明に係る回転位置を規制するストッパーの機能を説明する説明図であり、図４（ａ）は、アーム２０が直立した状態を示し、図４（ｂ）は、回動位置規制ストッパー３１にアーム２０の端部が当接し、所定の位置まで上部開口させている状態を示し、図４（ｃ）は、更に回動位置規制ストッパー３１の作用する位置を調整する回動規制位置調整機構３５を設けた構成を示している。図４（ａ）に示すとおり、土嚢袋Ｂを本発明に係る小型土嚢製造装置にセットする状態ではアーム２０は直立して開口部を狭めることによって被覆部の装着を容易とする。その後に充填物Ｆを充填して得られた土嚢Ｄの被覆部をアーム２０から取り外し、開口部を閉じ紐によって閉じ、取手部Ｄ２をクレーン等のフックに引っ掛けてつり上げる。その際にアーム２０の上方は弾性部材３２によりアシストされて開口しており、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示す状態となる。係るアーム２０の回動動作により土嚢Ｄを上方又は前後への取り外しを容易とする構造となっている。

回動位置規制ストッパー３１は、アーム２０の回動を規制するものであり、例えば開口部が８３０×８３０ｍｍの角柱型の１トン土嚢袋Ｂであれば、上方の開口部が１２００×１２００ｍｍ程度の正方となるように開口する角度までアーム２０を回動させる。回動する機構としてはアーム２０の端部に軸穴を設けこれに回転支持軸３６を挿通させるシンプルな構成とする。図４（ａ）に示すように、アーム２０は略垂直状態で弾性部材３２に当接し、図４（ｂ）に示すとおり上方を開口すると回転支持軸３６を中心に下側が回動し底部の角部３１に当接して回動動作が規制される。

弾性部材３２は、アーム２０が基台１０に対して略垂直状態から上部が開口する方向へと回動する力をアシストする部材である。具体的には、シリコンやコイルバネ等の弾性特性を有する素材を用いて衝撃を緩衝するとともに、アーム２０の回動動作をアシストするものである。

シリコンゴム３３は、耐熱性及び耐候性にも優れ、特に耐寒性において−６５度前後等でも弾力性を保持できる等、高い耐候性に勝れる弾性素材である。また、平面的な形状で構成することができるため、異物を挟みにくく動作不良を起こしにくいという効果を発揮する部材である。

コイルバネ３４は、金属製の圧縮ばねに代表される細長い線状の材料をらせん状に巻いたばねであり、圧縮の荷重を受けて弾性変形し、係るばねの変形による弾性エネルギーは他の種類のばねと比較して大きく、取り付けに必要な空間が小さくて済むという利点と、線径や巻き数等を変更することによって、その得られる機械的特性を容易に変更できる点で設計の自由度が高い部材である。

回動規制位置調整機構３５は、回動位置規制ストッパー３１がアーム２０と当接する関係において、係る位置を調整するための機構であり、ボルト等の螺合部材によって当接関係位置を調整する。

回動支持軸３６は、アーム２０の上方側を開口するために下方側に設けられる支持軸であって、基台１０とアーム２０の端部を連通して回動自在とする軸であり、図面には示していないが、抜き差しも自由なストッパーピン等を介してアーム２０を容易に基台１０から取り外すことを可能とする構成が有効である。

また、本発明に係る小型土嚢製造装置１に折りたたみ機構を備える構成を採用した場合の実施例を説明する。本発明に係る小型土嚢製造装置１は、その特徴として小さいこと及び軽量であることを課題とするため、収納時や運搬時等においてはよりコンパクトに変形できることが有用であり、係る利便性を高めるためには、基台１０とアーム２０とのいずれかに関節構造による折りたたみ機構を設け、小さく収納できる構成を採用することが望ましい。

係る折りたたみ機構の設置位置や機能を発揮するための構造については、図面には示していないが、例えば、アーム２０の底部近傍に回転する関節構造を設け、内側に倒して基台１０と略平行となる位置へ回動させることを可能としたり、また、アーム２０ではなく基台１０の一部に折りたたみ機構を設ける構成を採用してもよい。但し、係る構成はあくまでも例示であって、他の構造等であってもその目的とするコンパクトな収納が可能となるものであれば特に限定されるものではない。

また、基台１０と、アーム２０の素材にステンレス鋼Ｓを用いた構成とすることも有効である。本発明に係る小型土嚢製造装置１の使用に際しては土砂等の水分を含む充填物Ｆを用いることが多く、高い耐食性が要求されるものである。また、重量物を扱うこととなるため、耐久性や高い剛性が求められ、更に可搬性を考慮すると軽量にしたいところである。そこで、これらの部材にステンレス鋼Ｓを用いることが望ましいといえる。

本発明に係る小型土嚢製造装置は、河川工事や橋梁工事のような土木工事など、或いは、突発的な自然災害が生じたとき等、大量の土嚢を必要とする場合においても、効率よく土嚢を製造できる装置の提供を図ることから産業上利用可能性が高いと思慮される。

１０ 基台
１１ 足部
２０ アーム
３０ 回動機構
３１ 回動位置規制ストッパー
３２ 弾性部材
３３ シリコンゴム
３４ コイルバネ
３５ 回動規制位置調整機構
３６ 回動支持軸
Ｓ ステンレス鋼
Ｂ 土嚢袋
Ｄ 土嚢
Ｄ２ 取手部
Ｆ 充填物

Claims (5)

1. 土嚢を製造する装置であって、
   矩形枠状の基台（１０）と、
   該基台（１０）の上部に立ち上がって配置される略凸の字形状に形成される一組のアーム（２０）と、
   前記基台（１０）と前記アーム（２０）を回動可能に軸支する回動機構（３０）から構成され、
   前記回動機構（３０）には、前記アーム（２０）の回動位置を規制する回動位置規制ストッパー（３１）と、開口方向への開口力を補助する弾性部材（３２）が備えられていることを特徴とする小型土嚢製造装置（１）。
2. 前記弾性部材（３２）がシリコンゴム（３３）であることを特徴とする請求項１に記載の小型土嚢製造装置（１）。
3. 前記弾性部材（３２）がコイルバネ（３４）であることを特徴とする請求項１に記載の小型土嚢製造装置（１）。
4. 前記アーム（２０）の回動位置を規制する回動位置規制ストッパー（３１）に、該規制位置を調整可能とする回動規制位置調整機構（３５）が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の小型土嚢製造装置（１）。
5. 前記基台（１０）と前記アーム（２０）の素材にステンレス鋼（Ｓ）を用いたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の小型土嚢製造装置（１）。
   

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