(57)【要約】【課題】  明渠や暗渠等の掘削溝を形成するために用いられる掘削機において、無端状チェーンに取付けられたバケットを摩耗から保護し、掘削能力を長期に亘って維持させること。【解決手段】  無端状チェーン３６は、外リンク４４と内リンク４６とが交互に連結されて無端状に編成される。チェーン３６は、所定間隔毎の外リンク４４に掘削と揚搬のためのバケット５２が外設されるとともに、バケット５２を外設した外リンク４４に後続する内リンク４６に、掘削を補助してバケット５２の摩耗を低減するためのカッター５６が外設される。カッター５６の移動軌跡をバケット５２の移動軌跡と同じ又はそれ以上とすることにより、バケット５２の摩耗が低減して掘削機の寿命が向上する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
離間するスプロケット間に捲回された無端状チェーンと、前記チェーンに外設されたバケットを備え、前記バケット付きチェーンを循環駆動することにより掘削溝を形成する掘削機において、前記チェーンに掘削溝を形成するためのカッターを前記バケット間で前記チェーンに外設したことを特徴する、カッター付きバケットチェーンを備えた掘削機。
【請求項２】
前記カッターの移動軌跡が前記バケットの移動軌跡より大きい、請求項１記載の掘削機。
【請求項３】
前記カッターは、内部空間が漸減又は収斂する中空構造であり、前記カッターにより掘削された土が漸減又は収斂する内部空間により後続するバケットの内部空間に向って案内される、請求項１又は２記載の掘削機。
【請求項４】
前記バケットが無端状チェーンの外リンクに外設されるとともに前記カッターが前記外リンクに隣り合う内リンクに外設され、前記無端状チェーンが前記外リンクと前後一対の内リンクにより構成される３リンクをモジュールとして含み、前記モジュールを連結することにより無端状チェーンが編成されている、請求項１乃至３のいずれかに記載の掘削機。
【請求項５】
前記モジュールの外リンクがそれぞれの外側面から翼状に延びるアタッチメントを備え、前記バケットが前記アタッチメントに固着されており、前記モジュールの内リンクがそれぞれの外縁部から翼状に延びるアタッチメントを備え、前記カッターが前記アタッチメントに固着されており、それぞれのアタッチメント同士の干渉が回避されている、請求項４記載の掘削機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、明渠や暗渠等の掘削溝を形成するために用いられる掘削機に関する。より詳細には、本発明は、明渠や暗渠等の掘削溝を形成するために用いられる、カッター付きバケットチェーンを備えた掘削機に関する。
【背景技術】
【０００２】
硬質土や泥炭土などの排水性が悪い土壌では、生物の生育の場となる耕土層の物理的・化学性及び生物的状態を改善することが求められる。明渠や暗渠は、耕土層に排水路を形成することにより、耕土表面の過剰水を土中に浸透させて排水を行う構造である。明渠や暗渠等により耕土層の排水性を改善することで、作物の増収が達成され、さらに、作物の品質が向上する。
【０００３】
明渠や暗渠等を形成する装置として、掘削機を備えたトレンチャーが広く使用されている（特許文献１、特許文献２）。トレンチャーは、自走式トレーラの後方に掘削機を装備しており、その掘削機は、離間するスプロケット間に捲回された無端状チェーンにバケットを外設している。無端状チェーンを循環駆動させながら、トレーラを走行させると、バケットによって縦方向の掘削溝が形成される。
【０００４】
掘削溝をそのままの状態にして使用する場合には掘削溝は明渠となる。掘削溝に籾殻等の疏水材を充填したり、掘削溝にパイプや土管等を埋設して覆土を投入したりすると掘削溝は有材暗渠となる。掘削溝の表面又は中間を溝両側の土で閉鎖すると掘削溝は無材暗渠となる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３７１６８
【特許文献２】特開平２０００−１５４５２１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
掘削溝を形成する際、バケットは耕土を削り取るために摩耗する。特に、硬質土の耕地や、硬質岩盤層を含む耕土において明渠や暗渠等を形成すると、バケットは早期に摩耗する。バケットが摩耗すると掘削能力が低下するため、従来の掘削機ではバケットを定期的に交換することが必要となっていた。
【０００７】
本発明の目的は、無端状チェーンに取付けられたバケットを摩耗から保護し、掘削能力を長期に亘って維持させることにある。
本発明の他の目的は、無端状チェーンに取付けられたバケットを摩耗から保護するために無端状チェーンにカッターを設けるとともに、無端状チェーンの保守を簡易に行なうことができるようにカッターの固着手段や無端状チェーンの編成に工夫を加えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明は、離間するスプロケット間に捲回された無端状チェーンと、前記チェーンに外設されたバケットを備え、前記バケット付きチェーンを循環駆動することにより掘削溝を形成する掘削機において、前記チェーンに掘削溝を形成するためのカッターを前記バケット間で前記チェーンに外設したことを特徴する、カッター付きバケットチェーンを備えた掘削機により前記課題を解決した。
無端状チェーンを駆動することにより、チェーンに外設されたバケットとともにチェーンに外設されたカッターが循環する。カッターは、チェーン軌道に沿ってバケットと同じ部位を掘削する。このカッターにより、バケットによる掘削の負担が減少し、バケットの摩耗を低減することができ、掘削能力を長期に渡って維持することができる。
【０００９】
また、本発明では、カッターの移動軌跡がバケットの移動軌跡より大きい。主としてカッターに掘削機能を負担させることにより、バケットの摩耗を低減することができる。
【００１０】
また、本発明の掘削機のカッターは、内部空間が漸減又は収斂する中空構造であり、前記カッターにより掘削された土が漸減又は収斂する内部空間により後続するバケットの内部空間に向って案内される。カッターを中空構造とすることにより、掘削機能の集中化によりバケットの摩耗を低減することができる。
さらに、内部空間を漸減又は収斂させることにより、カッターにより掘削された土を集中的にバケット内に案内することができ、例えば、チェーンの後方に崩れる土やこぼれる土を少なくすることができ、土の揚搬能力が向上する。
【００１１】
さらに、本発明では、バケットが無端状チェーンの外リンクに外設されるとともにカッターが外リンクに隣り合う内リンクに外設され、無端状チェーンが外リンクと前後一対の内リンクにより構成される３リンクをモジュールとして含み、モジュールを連結することにより無端状チェーンが編成されている。
編成単位や交換単位を３つのリンクより構成されるモジュールとすることにより、第１に、チェーン編成時には、チェーン上にバケット及びカッターを密に設けることができ、掘削能力の向上を図ることができる。そして、第２に、チェーン保守時には、３リンクより構成されるモジュール単位の交換ができるために、機能上正常で支障のないリンクを交換する必要が少なくなり、交換部品数も少なく経済的である。さらに、編成や交換の単位が軽量となるので、編成作業や交換作業も容易であり且つ安全である。
【００１２】
また、モジュールの外リンクがそれぞれの外側面から翼状に延びるアタッチメントを備えてバケットがアタッチメントに固着されており、モジュールの内リンクがそれぞれの外縁部から翼状に延びるアタッチメントを備えてカッターがアタッチメントに固着されており、それぞれのアタッチメント同士の干渉が回避されるようにすることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明によるカッター付きバケットチェーンを備えた掘削機の実施例を説明する。図１は、有材暗渠の工法概略を示す斜視図である。本発明の掘削機は、用途が有材暗渠に限られることはなく、例えば、明渠や無材暗渠のための掘削溝を形成する用途にも利用可能である。
掘削機を備えたトレンチャー１０を走行させると、圃場には水路につながる掘削溝１２が形成される。掘削溝１２は、水路と直交する方向に形成される。掘削溝１２内にはパイプ１４が敷設され、必要に応じて籾殻等の疏水材１６が投入される。パイプ１４を敷設し、疏水材１６を投入した後、掘削溝は掘削土１８により覆土される。掘削溝１２は平行に複数形成され、必要に応じて、直交する方向にも形成される。圃場表面の過剰水は、表面から覆土、疏水材を通じてパイプ内に浸入し、水路から排出される。
パイプを敷設することなく疏水材のみを投入する暗渠や、パイプの代わりに土管を埋設する暗渠もあり、本発明の掘削機は、いずれの有材暗の分野にも利用可能である。
【００１４】
図２は、トレンチャー１０の側面図である。トレンチャー１０は、自走式トレーラ２０の進行方向後方に掘削機２２を備えてなる。トレーラ２０は、エンジン駆動される左右の履帯２４によって圃場を走行する。
掘削機２２は、トレーラ２０の後方の履帯２４間で、リンク２６を介してトレーラ２０に支持されている。掘削機２２は、リンク２６によって上下動可能であり、さらに、上端を中心に揺動可能である。掘削機２２の上方にはガイド板２８が取付けられており、掘削揚搬された土が側方に放下する。掘削機２２を運転させながらトレーラ２０を走行させると、トレーラ２０の後方に掘削溝が形成される。
【００１５】
図３は、掘削機２２の拡大側面図である。掘削機２２は、リンク２６に支持された幅狭のフレーム３０と、このフレーム３０の上下で回転軸のまわりに取付けられた駆動スプロケット３２及び被動スプロケット３４と、スプロケット間に捲回された無端状チェーン３６を備えている。
掘削機２２には、チェーン３６を案内して所定軌道で循環させるために、アイドラローラ３８及びアイドラスプロケット４０がフレーム３０のアーム４２に所定数支持されている。アイドラローラ３８及びアイドラスプロケット４０の代わりに、フレームを板状に構成して、板状フレームの端面をチェーン３６が摺動するようにしてチェーン３６を所定軌道で循環させてもよい。
トレーラ２０のエンジン動力を伝動チェーン等で駆動スプロケット３２に伝動することにより、掘削機２２のチェーン３６が所定軌道で循環する。
【００１６】
図４乃至図７は、チェーン３６の詳細を示す図であり、図４はチェーン３６の部分正面図、図５は図４の上面図、図６は図４を左から見た断面図、図７は図４を右から見た断面図である。
チェーン３６は、左右一対の外リンク４４と左右一対の内リンク４６とが連結ピン４８によって交互に連結されて無端状に編成される。内リンク４６には前後一対のブッシュ５０が固着され、連結ピン４８がブッシュ５０内を回転自在に貫通して外リンク４４の外側面で抜け止めされる。
【００１７】
チェーン３６は、図３に示されるように、所定間隔毎の外リンク４４に掘削と揚搬のためのバケット５２が外設されている。外設とは、チェーン軌道の外周側に取り付けることである。
また、チェーン３６には、バケット５２を外設した外リンク４４に先行する内リンク４６に、跳ね出し板５４が外設されている。跳ね出し板５４は、駆動スプロケット３２での旋回時に揚搬したバケット５２内の土砂を跳ね飛ばす。掘削揚搬された土は跳ね出し板５４によりガイド板２８に案内され、掘削溝の側方に放下される。
さらに、チェーン３６には、バケット５２を外設した外リンク４４に後続する内リンク４６に、カッター５６が外設されている。カッター５６は、バケット５２による掘削を補助してバケット５２の摩耗を低減する。
【００１８】
バケット５２は、アタッチメント５８を介して外リンク４４に外設されている。アタッチメント５８は、内リンク４６との干渉及びカッター５６との干渉を避けるために、左右外リンク４４のそれぞれの外側面に、チェーン３６の軌道外側の縁部に沿って翼状に溶接により強固に固着される。また、バケット５２は、ボルト併用によりアタッチメント５８に固着されてもよい。アタッチメント５８を外リンク４４に翼状に固着し、そのアタッチメント５８にバケット５２を外設することにより、チェーン幅より幅広の掘削溝を容易に形成することができる。
【００１９】
バケット５２は、アーチ状断面又はコ字状断面が底部に向って幅方向及び深さ方向で漸減又は収斂する構造である。チェーン３６の運転時には、バケット５２の先端縁部が土を掘削し、バケット５２の内部空間で土を保持して揚搬する。
【００２０】
跳ね出し板５４は、バケット５２を備えた外リンク４４に先行して隣合う内リンク４６に外設されている。跳ね出し板５４は、左右の内リンク４６に跨がってそれぞれの内リンク４６の外縁部に溶接等により固着されている。跳ね出し板５４は、後続するバケット５２の内部空間で隆起・起立する舌片６０を備えており、チェーン３６が駆動スプロケットで旋回する時にバケット５２の内部空間に保持した土を跳ねだす。また、跳ね出し板５４は、スプロケットとの干渉を避けるために、左右の内リンク間でスプロケットの歯が進入可能な孔６２を備えている。
【００２１】
カッター５６は、バケット５２を備えた外リンク４４に後続して隣合う内リンク４６にアタッチメント６４を介して外設されている。アタッチメント６４は、バケット５２及びアタッチメント５８との干渉を避けるために、左右内リンク４６のそれぞれの外縁部に沿って翼状に溶接により強固に固着される。本実施例では、アタッチメント６４は、左右に分離しているが、左右に連続する一枚の板状であってもよい。この場合、スプロケットとの干渉を避けるために、跳ね出し板５４のような孔を設ておく。
【００２２】
カッター５６は、コ字状断面が開口底部に向って幅方向及び深さ方向で漸減又は収斂する構造である。このカッター５６は、アタッチメント６４の外表面に溶接により強固に固着される。また、カッター５６は、ボルト併用によりアタッチメント６４に固着されてもよい。チェーン３６の運転時には、カッター５６の先端縁部が土を掘削し、バケット５２による掘削を補助する。カッター５６の掘削補助により、バケット５２の摩耗が低減し、掘削機全体の耐用年数を改善することができる。
【００２３】
カッター５６の底部は開口しており、掘削した土を揚搬することはできないが、幅方向及び深さ方向で内部中空空間が漸減又は収斂する構造であり、掘削された土を後続するバケットの内部空間に向って案内する。
【００２４】
本実施例では、カッター５６の最大幅及び最大高さは、バケット５２の最大幅及び最大高さと同じであるか、それ以上である。すなわち、カッター５６の移動軌跡をバケット５２の移動軌跡と同じ又はそれ以上とすることにより、バケット５２による掘削の負担が減少し、バケット５２の摩耗を低減させて掘削機の寿命を向上させることができる。カッター５６は掘削土を揚搬する機能が求められないので、バケット５２に比べて構造が簡単であり、バケットの交換よりも費用を抑えることができる。
【００２５】
図８は、チェーン編成の模式図である。チェーン３６は、モジュール６６を組み立てることにより編成される。
モジュール６６は、バケット５２を備えた外リンク４４と、外リンク４４に先行して跳ね出し板５４を備えた内リンク４６と、外リンク４４に後続してカッター５６を備えた内リンク４６により構成される。また、モジュール６６には、バケット５２を備えた外リンク４４と、外リンク４４に先行して跳ね出し板５４を備えた内リンク４６と、外リンク４４に後続してカッター５６を備えない内リンク４６により構成されるものや、バケット５２を備えた外リンク４４と、外リンク４４に先行して跳ね出し板５４を備えない内リンク４６と、外リンク４４に後続してカッター５６を備えた内リンク４６により構成されるものがある。
複数のモジュール６６を１つの外リンク４４によって、或いは、Ｎ個の内リンクとＮ＋１個の外リンクより構成される第２のモジュールによって連結することにより、無端状チェーン３６が編成される。
【００２６】
バケット５２が設けられた外リンク４４に、跳ね出し板５４が設けられた内リンク４６を先行させるとともに、カッター５６が設けられた内リンク４６を後続させることにより、組立や分解の単位となるモジュールが３つのリンクより構成される。バケット５２が設けられた外リンクに対して内リンクを挟んだ後続の外リンクにカッターが設けられた場合、組立や分解の単位となるモジュールが５つのリンクより構成されるので、チェーン軌道上に設けることができるバケット及びカッターの数の差は歴然である。本発明の掘削機では、チェーン３６の編成時に、バケット及びカッターを密に設けることができ、掘削能力の向上を図ることができる。
【００２７】
また、使用によりバケット５２は摩耗するので、定期的な保守が必要となるが、強固に固着するためにバケットやカッターがリンクに溶接されているので、チェーン３６を分解して摩耗したモジュールを交換するには、バケット及びカッターが設けられていないリンクにおいて連結ピンを外さなければならない。本発明の掘削機では、モジュールが３つのリンクより構成されているので、定期的な保守のときに、モジュール両端にある内リンクと、その内リンクに隣合う外リンクから連結ピンを外すことにより、チェーン３６を容易に分解することができる。交換単位が３リンク構成モジュールであるため、機能上正常で支障のないリンクまで交換する必要がなく、交換部品数も少なく経済的である。
【００２８】
さらに、明渠や暗渠等を形成するための掘削機においては、バケットやカッターを備えたモジュールの重量は大きく、１リンク当たり数キロにも及ぶ。保守時の交換単位が５リンク構成モジュールである場合には、交換するモジュールの重量によって作業に困難性や危険を伴う。本発明では、保守時の交換単位が３リンク構成モジュールとなるので、チェーンの編成や分解においても、比較的軽量のモジュールを取り扱うだけでよいので、保守時の作業能率も向上する。
【００２９】
以上の実施例では、モジュール６６が、バケット５２を備えた外リンク４４と、外リンク４４に先行して跳ね出し板５４を備えた内リンク４６と、外リンク４４に後続してカッター５６を備えた内リンク４６により構成されているが、跳ね出し板５４を備えないモジュールや、外リンク４４に先行する内リンク４６にカッター５６を備えたモジュールを採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】有材暗渠の工法概略を示す斜視図。
【図２】トレンチャーの側面図。
【図３】掘削機の側面図。
【図４】チェーンの一部を拡大した正面図
【図５】図４の上面図。
【図６】図４を左から見た断面図。
【図７】図４を右から見た断面図。
【図８】チェーン編成分解を示す模式図。
【符号の説明】
【００３１】
１０  トレンチャー        １２  掘削溝            １４  パイプ
１６  疏水材              １８  掘削土            ２０  トレーラ
２２  掘削機              ２４  履帯              ２６  リンク
２８  ガイド板            ３０  フレーム          ３２  駆動スプロケット
３４  被動スプロケット    ３６  チェーン          ３８  アイドラローラ
４０  アイドラ            ４２  アーム            ４４  外リンク
４６  内リンク            ４８  連結ピン          ５０  ブッシュ
５２  バケット            ５４  跳ね出し板        ５６  カッター
５８  アタッチメント      ６０  舌片              ６２  スプロケット進入孔
６４  アタッチメント      ６６  モジュール
【図１】
2006057307.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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