JP7096546B2

JP7096546B2 - 砕石充填装置及び方法

Info

Publication number: JP7096546B2
Application number: JP2018011737A
Authority: JP
Inventors: 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: 2018-01-26
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2022-07-06
Anticipated expiration: 2038-01-26
Also published as: JP2019127799A

Description

本発明は、砕石充填装置及び方法に関し、詳しくは、あらかじめ形成されている溝内に砕石を充填するための砕石充填装置及び方法に関する。

各種圃場や運動競技場、校庭、公園などにおいて、地下水位を制御するため、掘削形成した溝の底部に給排水管を敷設し、該給排水管の上に砕石を充填し、さらに、砕石の上に土砂を充填することが広く行われている（例えば、特許文献１，２参照。）。また、圃場の地中に形成した溝内に、排水促進材として籾殻や木材チップなどを充填する排水用暗渠形成装置が知られている（例えば、特許文献３参照。）。

特開平９－２４８０８１号公報特開平１１－４６６０５号公報特開２００４－２４４８０３号公報

給排水管の上に砕石を充填する作業は、一般的に、油圧ショベルのバケットに砕石をすくい取り、バケットから砕石を少量ずつ溝内に投入した後、作業員が砕石の上面を均すことで行われていた。したがって、作業効率が低く、作業性にも問題があった。また、砕石は、籾殻や木材チップに比べて重いため、従来の排水用暗渠形成装置をそのまま適用することはできず、砕石移載用の油圧ショベルを別途必要とする。

そこで本発明は、溝内への砕石の充填を効率よく行うことができ、作業性の向上も図れる砕石充填装置及び方法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、本発明の砕石充填装置は、あらかじめ形成された溝内に、あらかじめ設定された高さで砕石を充填する砕石充填装置において、上下方向が開口し、両側壁の外面同士の寸法が前記溝の溝幅より幅狭に形成されて前記溝内に挿入される砕石充填部と、該砕石充填部の上方に連設されたホッパー部と、該ホッパー部の溝長さ方向一側上部に設けられた作業機装着部と、前記ホッパー部と前記砕石充填部との間に設けられてホッパー部内に砕石をすくい取る際には閉じ状態となってホッパー部から砕石充填部への砕石の落下を防止し、砕石充填部から溝内に砕石を充填する際には開状態となってホッパー部から砕石充填部への砕石の落下を許容する着脱可能な砕石支持部材と、前記ホッパー部と前記砕石充填部との間に設けられてホッパー部から砕石充填部に落下する砕石の落下量を制御する落下量制御部材と、前記砕石充填部の進行方向前端に設けられて先端幅寸法が小さく形成された側壁保護部材とを備え、前記作業機装着部は、油圧ショベルの作業アーム先端に装着されることを特徴としている。

さらに、本発明の砕石充填装置は、前記砕石充填部の両側壁上端部に、前記溝の開口両側の地表面に接地する挿入量設定部材がそれぞれ配置されていることを特徴としている。

また、本発明の砕石充填方法は、あらかじめ形成された溝内に、あらかじめ設定された高さで砕石を充填する砕石充填方法において、上下方向が開口し、両側壁の外面同士の寸法が前記溝の溝幅より幅狭に形成され、前記溝内に挿入される砕石充填部と、該砕石充填部の上方に連設されたホッパー部と、該ホッパー部の溝長さ方向一側上部に設けられた作業機装着部と、前記ホッパー部と前記砕石充填部との間に設けられてホッパー部から砕石充填部への砕石の落下を防止する着脱可能な砕石支持部材と、前記ホッパー部と前記砕石充填部との間に、ホッパー部から砕石充填部に落下する砕石の落下量を制御する落下量制御部材と、前記砕石充填部の進行方向前端に設けられて先端幅寸法が小さく形成された側壁保護部材とを備え、前記作業機装着部を油圧ショベルの作業アーム先端に装着した砕石充填装置を使用し、前記砕石支持部材を取り付けてホッパー部から砕石充填部への砕石の落下を防止した状態として油圧ショベルの作業アームを操作し、前記ホッパー部内に砕石をすくい取り、ホッパー部内に砕石をすくい取った後に前記側壁保護部材を移動方向前方に向けた前記砕石充填部を前記溝内に挿入するとともに、前記砕石支持部材を取り外してホッパー部から砕石充填部へ砕石を落下可能とし、前記油圧ショベルを操作して砕石充填装置を溝に沿って移動させ、ホッパー部から砕石充填部を介して溝内に砕石を順次充填し、ホッパー部内の砕石を溝内に充填した後、砕石充填部を溝内から取り出して砕石支持部材を取り付けて砕石をホッパー部内にすくい取ることを順次繰り返して溝内に砕石を充填することを特徴としている。

本発明によれば、砕石支持部材を取り付けて閉状態でホッパー部に砕石をすくい取った後、砕石充填部を溝内に所定量挿入し、砕石支持部材を取り外して開状態とした状態で砕石充填装置を作業機により溝に沿って移動させることにより、作土層への砕石の混入を防止しながら、溝内に均一な高さで砕石を充填していくことができる。

本発明の砕石充填装置を油圧ショベルの作業アーム先端に装着して砕石充填作業を行っている状態の一形態例を示す側面図である。図１のII－II断面図である。砕石充填装置の断面側面図である。図３のIV－IV断面図である。ホッパー部内に砕石をすくい取る工程における砕石充填装置の動きを示す説明図である。砕石充填部を溝内に挿入し、砕石支持部材を取り外して砕石を溝内に挿入可能とした状態の説明図である。ホッパー部内の砕石を残らず溝内に落下させている状態の説明図である。砕石充填作業終了後に砕石支持部材を取り付ける状態を示す説明図である。

図１乃至図４は、本発明の砕石充填装置の一形態例を示している。本形態例に示す砕石充填装置１１は、油圧ショベル１２における作業アーム１３の先端に、通常装着されているバケットに代えて装着されるもので、あらかじめ各種溝形成装置により形成され、底部に給排水パイプ１４を敷設した溝１５の内部に、あらかじめ設定された高さに砕石１６を充填するように形成されている。なお、溝の形状や形成方法は任意であり、給排水パイプ１４は無くてもよい。

砕石充填装置１１は、溝１５の内部に挿入される砕石充填部２１と、該砕石充填部２１の上方に連設されたホッパー部２２と、該ホッパー部２２の一側上部に設けられた作業機装着部２３と、ホッパー部２２と砕石充填部２１との間に設けられた砕石支持部材２４と、該砕石支持部材２４の上部に設けられた落下量制御部材２５と、砕石充填部２１の進行方向前端に設けられた側壁保護部材２６と、砕石充填部２１の両側壁上端部にそれぞれ配置された挿入量設定部材２７とを備えている。

砕石充填部２１は、平面視が、溝１５の長手方向（前後方向）に長く、幅方向が短い偏平な直方体形状で、上下方向が開口した角筒状に形成され、幅方向の寸法は、溝１５の幅寸法に対して同一か、僅かに狭い寸法に設定され、溝１５の幅寸法によって異なるが、例えば、１～１５ｍｍ狭く形成されている。挿入量設定部材２７は、下面が溝１５の開口両側の地表面１５ａに接地する接地部２７ａと、該接地部２７ａの前端から斜め上方に屈曲したガイド部２７ｂと、ホッパー部２２の下面に挿入量設定部材２７を固定するための支持脚２７ｃとを有している。砕石充填作業中に、接地部２７ａを地表面１５ａに接地させることにより、砕石充填部２１をあらかじめ設定された深さまで溝１２内に挿入した状態にでき、砕石充填部２１の下端部、特に、進行方向後部側下端部が溝１５内への砕石１６の充填高さになるように形成されている。

ホッパー部２２は、前後方向から見た形状が、砕石充填部２１の上部開口から上方に向かって徐々に拡大した漏斗状部２２ａと、該漏斗状部２２ａの上部に連続した箱形部２２ｂと、箱形部２２ｂの上端部に設けられた補強部材２２ｃとを有しており、箱形部２２ｂ及び補強部材２２ｃの前部側に、前記作業機装着部２３が設けられている。作業機装着部２３は、通常のバケットと同形状に形成されており、作業アーム１３に対するバケットと砕石充填装置１１との交換を容易に行えるようにしている。

砕石支持部材２４は、漏斗状部２２ａの下部前後方向に設けられたガイドレール２４ａの上にスライド可能に設けられた板状部材であり、漏斗状部２２ａから砕石充填部２１に向かう開口を完全に閉塞する大きさを有している。漏斗状部２２ａの前壁に設けられたスリット２２ｄを貫通してホッパー部２２の前方に突出した砕石支持部材２４の前端部先端には、砕石充填装置１１に対して砕石支持部材２４を着脱する際に使用する手掛け部２４ｂが設けられている。この砕石支持部材２４を取り付けて閉状態にすることによって砕石１６をホッパー部２２内にすくい取る状態にでき、砕石支持部材２４を取り外して開状態にすることによってホッパー部２２から砕石充填部２１への砕石の落下を許容して砕石充填部２１から溝１５内に砕石１６を充填する状態にできる。

落下量制御部材２５は、砕石支持部材２４の上部に設けられており、漏斗状部２２ａの後壁との間に、あらかじめ設定された大きさの開口２５ａを形成する大きさの板材からなるもので、漏斗状部２２ａの両側壁に固定部材２５ｂによって固定されている。

側壁保護部材２６は、平面視で、前端側が先鋭化した三角形状に形成されており、側壁保護部材２６の後部側外面と砕石充填部２１の前部側外面とを連続させることにより、砕石充填部２１の前端角部によって溝１５の側壁が損傷することを防止している。

このように形成した砕石充填装置１１は、図１に示すように、油圧ショベル１２における作業アーム１３の先端に砕石充填装置１１を装着し、ホッパー部２２に砕石１６を入れた状態で、砕石充填部２１を溝１５内に挿入し、挿入量設定部材２７を地表面１５ａに接地させ、砕石支持部材２４を取り外した状態で油圧ショベル１２を前進させ、砕石充填装置１１を溝１５に沿って移動させることによって砕石充填作業が行われ、ホッパー部２２内の砕石１６が落下量制御部材２５の開口２５ａを通って砕石充填部２１の下部開口から溝１５内に落下し、砕石充填部２１の後壁の高さまで砕石１６が溝１５内に充填される。

図５乃至図８は、前記砕石充填装置１１を使用して溝１５内に砕石１６を充填する手順の一例を示している。なお、以下の説明において、前記形態例に示した砕石充填装置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。

まず、図５に示すように、油圧ショベル１２における作業アーム１３を、通常のバケットで土砂をすくい取る操作と同様に、砕石支持部材２４を取り付けた砕石充填装置１１を操作し、例えば、ダンプトラックの荷台に積載されている砕石１６をホッパー部２２内にすくい取る。このとき、砕石支持部材２４が取り付けられて閉状態となっているので、砕石１６は、ホッパー部２２から砕石充填部２１に落下することなく、ホッパー部２２内に保持される。

次に、図６に示すように、側壁保護部材２６を移動方向前方に向け、挿入量設定部材２７が地表面１５ａに接地するまで砕石充填部２１を溝１５内に挿入するとともに、砕石支持部材２４を前方に引き抜いて砕石充填装置１１から取り外して開状態とした後、油圧ショベル１２を前進させる。これにより、前記図１に示したように、ホッパー部２２から砕石充填部２１に落下した砕石１６が溝１５内に充填され、砕石充填装置１１の進行方向後部側の溝１５内のあらかじめ設定された高さ（深さ）まで砕石１６が順次充填されていく。このとき、側壁保護部材２６によって溝１５の側壁の損傷が抑えられるので、側壁の損傷によって落下した土砂で給排水パイプ１４が埋まってしまうことを防止できる。

また、途中まで砕石１６を充填した溝１５内に次の砕石１６を充填する際には、先に充填されている砕石１６の上に砕石充填部２１を降ろしてから砕石支持部材２４を取り外して砕石充填装置１１を前進させることにより、砕石１６を連続状態で溝１５内に充填していくことができる。また、落下量制御部材２５を設けることにより、ホッパー部２２が大容量であっても、大量の砕石１６が溝１５内に同時に落下することがないので、砕石充填装置１１の移動（前進）を円滑にできるとともに、砕石支持部材２４に加わる砕石１６の重量も小さくなるので、砕石支持部材２４の抜き取りを容易に行うことができる

さらに、図７に示すように、ホッパー部２２内の砕石量が少なくなったときに、砕石充填部２１の後部を溝１５内に挿入した状態で、開口２５ａが下方を向くように砕石充填装置１１を傾けることにより、ホッパー部２２内の砕石１６の全てを開口２５ａから溝１５内に落下させることができる。

ホッパー部２２内が空になったら、図８に示すように、砕石充填部２１を溝１５から取り出し、スリット２２ｄを通して砕石支持部材２４を取り付ける。砕石支持部材２４を取り付けた後、前記図５に示した砕石をすくい取る作業に戻り、砕石のすくい取り、砕石充填部２１の溝１５内への挿入、砕石支持部材２４の取り外し、溝１５に沿った砕石充填装置１１の移動、砕石充填部２１の取り出し、砕石支持部材２４の取り付け、という各作業を順次繰り返していくことにより、溝１５の全長にわたって砕石１６を所定高さで充填することができる。

したがって、砕石充填装置１１を油圧ショベル１２に装着することにより、砕石充填装置１１のホッパー部２２内への砕石１６の投入や、溝１５内への砕石１６の充填、溝１５内の砕石１６の均し作業などを人手に頼らずに、１台の油圧ショベル１２の操作で容易に行うことができるので、溝１５内への砕石充填作業を少人数で効率よく行うことができ、砕石をトラックの荷台などからホッパー部に移載するための油圧ショベルを別に用意する必要もなくなる。

なお、砕石充填装置は、前記同様の砕石すくい取り動作や溝内への挿入動作などが可能ならば、各種作業機に装着することが可能であり、作業機装着部の形状は、作業機に応じた適宜な形状に形成することができる。さらに、側壁保護部材は前端側が円弧状であってもよく、挿入量設定部材は車輪などであってもよい。また、挿入量設定部材は、砕石充填部の上下位置を他の手段で制御できれば省略することができる。さらに、本発明の砕石充填装置は、溝内への砕石の充填を主としたものであるが、籾殻や木材チップ、火山灰などを溝内に充填する際にも使用可能である。

１１…砕石充填装置、１２…油圧ショベル、１３…作業アーム、１４…給排水パイプ、１５…溝、１５ａ…地表面、１６…砕石、２１…砕石充填部、２２…ホッパー部、２２ａ…漏斗状部、２２ｂ…箱形部、２２ｃ…補強部材、２２ｄ…スリット、２３…作業機装着部、２４…砕石支持部材、２４ａ…ガイドレール、２４ｂ…手掛け部、２５…落下量制御部材、２５ａ…開口、２５ｂ…固定部材、２６…側壁保護部材、２７…挿入量設定部材、２７ａ…接地部、２７ｂ…ガイド部、２７ｃ…支持脚

Claims

あらかじめ形成された溝内に、あらかじめ設定された高さで砕石を充填する砕石充填装置において、上下方向が開口し、両側壁の外面同士の寸法が前記溝の溝幅より幅狭に形成されて前記溝内に挿入される砕石充填部と、該砕石充填部の上方に連設されたホッパー部と、該ホッパー部の溝長さ方向一側上部に設けられた作業機装着部と、前記ホッパー部と前記砕石充填部との間に設けられてホッパー部内に砕石をすくい取る際には閉じ状態となってホッパー部から砕石充填部への砕石の落下を防止し、砕石充填部から溝内に砕石を充填する際には開状態となってホッパー部から砕石充填部への砕石の落下を許容する着脱可能な砕石支持部材と、前記ホッパー部と前記砕石充填部との間に設けられてホッパー部から砕石充填部に落下する砕石の落下量を制御する落下量制御部材と、前記砕石充填部の進行方向前端に設けられて先端幅寸法が小さく形成された側壁保護部材とを備え、
前記作業機装着部は、油圧ショベルの作業アーム先端に装着されることを特徴とする砕石充填装置。
前記砕石充填部の両側壁上端部に、前記溝の開口両側の地表面に接地する挿入量設定部材がそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１記載の砕石充填装置。
請求項１又は２記載の砕石充填装置を使用した砕石充填方法において、前記砕石支持部材を取り付けてホッパー部から砕石充填部への砕石の落下を防止した状態として油圧ショベルの作業アームを操作し、前記ホッパー部内に砕石をすくい取り、ホッパー部内に砕石をすくい取った後に前記側壁保護部材を移動方向前方に向けた前記砕石充填部を前記溝内に挿入するとともに、前記砕石支持部材を取り外してホッパー部から砕石充填部へ砕石を落下可能とし、前記油圧ショベルを操作して砕石充填装置を溝に沿って移動させ、ホッパー部から砕石充填部を介して溝内に砕石を順次充填し、ホッパー部内の砕石を溝内に充填した後、砕石充填部を溝内から取り出して砕石支持部材を取り付けて砕石をホッパー部内にすくい取ることを順次繰り返して溝内に砕石を充填することを特徴とする砕石充填方法。