(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に装着して水平移動により下層土を圧縮する下層土圧縮装置であって、下層土を水平移動方向に切断して圧縮する圧縮刃を備え、前記圧縮刃の長手方向の両側が、連結フレームにより上部が連結された間隔をおいて対向する両側の縦フレームの下端の間で前記縦フレームに直交して固定され、シリンダにより下層土側に回動可能な装着用部材が前記連結フレームに固定されていることを特徴とする下層土圧縮装置。
【請求項２】
前記圧縮刃が水平移動方向に向かって下向きに傾斜して縦フレームに固定されていることを特徴とする請求項１記載の下層土圧縮装置。
【請求項３】
前記圧縮刃の水平移動方向側の先端部の両側が縦フレームに回動可能に枢着されている請求項１又は２に記載の下層土圧縮装置。
【請求項４】
前記圧縮刃の水平移動方向側の先端部の裏面に、水平移動方向に向かって上向きに傾斜した傾斜面が形成された圧縮ソリが設けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の下層土圧縮装置。
【請求項５】
前記圧縮刃の水平移動方向側の先端部に、圧縮刃の裏面の切断した下層土上に止水材を供給する供給配管を配設した請求項１〜４のいずれか１項に記載の下層土圧縮装置。
【請求項６】
前記圧縮刃の水平移動方向と反対側の後部に転圧ローラを設けた請求項１〜５のいずれか１項に記載の下層土圧縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水田などにおいて漏水性の高い下層土を圧縮して遮水性を向上させる下層土圧縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水田の土壌断面は、水稲などの作物を栽培するとともに耕耘する作土層、その下の下層土（心土層と呼ばれこともある。）から構成されている。
【０００３】
水田は、灌漑により作土層の表層部が軟泥状とされ、湛水状態で田植えが行われ、稲の育成中には、表面部に水が保持される。下層土は稲の育成中に湛水状態を保持するために遮水性を備える必要である。
【０００４】
火山灰地の水田は、下層土の透水性が大きいために漏水してしまい、水持ちの悪い、いわゆる漏水過多田あるいは漏水田になる場合がある。また、水田では下層土で根腐れが発生して孔や隙間が形成されて漏水する場合もある。
【０００５】
そこで、透水性が大きい場合に、漏水を防止するために、土壌改良資材を施用して止水層を形成することが知られている（特許文献１、２参照）。
【０００６】
前記特許文献１では、水田の耕土層から下層地盤への漏水を効果的に防止するため、建設現場等から排出される汚泥、一般残土等から、トロンメル及び分級機により、砂利及び砂を分離除去し、残った泥水をシックナーにより一定の脱水を行った後、フィルタープレスに掛け、水と固形粘土とに分離する。畦畔に囲まれた下層地盤上に、上記処理により得られた固形粘土を敷きつめて締め固めることにより、難透水層を形成し、さらにその上に、稲の栽培に適した土を敷きつめて耕土層を形成して、水田を構成する。難透水層によって、耕土層に供給された水が下層地盤側へ漏水することが阻止されるようになることが開示されている。
【０００７】
また、前記特許文献２には、下層地盤への漏水を防止するために圃場底部に止水層を形成するにあたり、作土掘削用回転シャベルおよび心土掘削用回転シャベルで作土と心土とが混合しないよう上下２段に分離して掘削前進し、心土用コンベアおよび作土用コンベアで掘削した土を作土および心土別々に後方に転送して後方に原形の土層を復旧して埋め戻しすると同時に、噴射吹付機、撹拌機および転圧ローラで心土が掘削された掘削部最底部に止水材を散布・撹拌・転圧および／または吹き付け処理をして、所定の透水係数を保つ難透水層または不透水層の被膜を形成する圃場底部の止水層形成方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−５０９３８号公報
【特許文献２】特開平２−４２９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記特許文献１及び２の方式では、いずれも作土層の掘り起しや埋め戻しに、多大の労力と時間を要するという問題がある。
【００１０】
また、前記特許文献１では、建設現場等から排出される汚泥、一般残土等から、固形粘土を製造するためのトロンメル、分級機、シックナー、フィルタープレス等の専用の処理設備を設置しなくてはならないために設備が大がかりなものとなるだけでなくまた、固形粘土を敷きつめて締め固めなければないという余分な工程も必要となる欠点がある。
【００１１】
また、前記引用文献２では、作土掘削用回転シャベル、心土掘削用回転シャベル、噴射吹付機、撹拌機および転圧ローラを備えた止水層形成機械を使用しなければならないので、止水層形成機械が大がかりなものとなるだけでなく、その構造も複雑なものになるという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明は、作土層の掘り起しや埋め戻しすることなくなく、圧縮板により下層土を圧縮して遮水性を向上させて下層土からの漏水を防止することができる、簡単な構造の下層土圧縮装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願請求項１の発明は、車両に装着して水平移動により下層土を圧縮する下層土圧縮装置であって、下層土を水平移動方向に切断して圧縮する圧縮刃を備え、前記圧縮刃の長手方向の両側が、連結フレームにより上部が連結された間隔をおいて対向する両側の縦フレームの下端の間で前記縦フレームに直交して固定され、シリンダにより下層土側に回動可能な装着用部材が前記連結フレームに固定されていることを特徴とする下層土圧縮装置である。
【００１５】
本願請求項２の発明は、前記圧縮刃が水平移動方向に向かって下向きに傾斜して縦フレームに固定されていることを特徴とする請求項１記載の下層土圧縮装置である。
【００１６】
本願請求項３の発明は、前記圧縮刃の水平移動方向側の先端部の両側が縦フレームに回動可能に枢着されている請求項１又は２に記載の下層土圧縮装置である。
【００１７】
本願請求項４の発明は、圧縮刃の水平移動方向側の先端部の裏面に、水平移動方向に向かって上向きに傾斜した傾斜面が形成された圧縮ソリが設けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の下層土圧縮装置である。
【００１８】
本願請求項５の発明は、前記圧縮刃の水平移動方向側の先端部に、圧縮刃の裏面の切断した下層土上に止水材を供給する供給配管を配設した請求項１〜４のいずれか１項に記載の下層土圧縮装置である。
【００１９】
本願請求項６の発明は、圧縮刃の水平移動方向と反対側の後部に転圧ローラを設けた請求項１〜５のいずれか１項に記載の下層土圧縮装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、作土層の掘り起しや埋め戻しすることなく、下層土圧縮装置の圧縮刃を水平移動させて下層土を切断していくだけで下層土が圧縮されるので、漏水防止作業が簡単である。また、圧縮刃上の下層土が圧縮刃通過後に落下することにより、低いエネルギーで作土が耕されて柔らかくなる作用もある。
【００２１】
また、縦フレームと連結フレームからなる門型フレームの下端に圧縮刃を固定あるいは回動可能に執着して、リンク機構を介して作業車に固定するだけなので、構造が簡単で、装置の作業車への脱着も簡単であり、運搬にも便利である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の下層土圧縮装置の一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の下層土圧縮装置の別実施例を示す斜視図である。
【図３】圧縮刃の断面図である。
【図４】各種の圧縮刃の断面図である。
【図５】本発明の圧縮刃の動作順序を示す図である。
【図６】本発明の下層土圧縮装置を牽引している状態を示す図である。
【図７】試験区と隣接する試験前の対象区の地耐力を示すグラフである。
【図８】試験区と隣接する試験前の対象区の浸水深を示すグラフである。
【図９】（ａ）は回動可能な圧縮刃を備えた下層土圧縮装置の側面図、（ｂ）は正面図である。
【図１０】（ａ）は回動可能な圧縮刃と縦フレームの枢着部分を示す図、（ｂ）は圧縮刃と縦フレームをリングチェーンで回動可能に接続した状態を示す図である。
【図１１】回動可能な圧縮刃を備えた下層土圧縮装置を牽引している状態を示す図である。
【図１２】止水材供給配管を備えた下層土圧縮装置を示す図である。
【図１３】（ａ）は下層土圧縮装置をブルドーザーの後部に装着した状態を示す図、（ｂ）は前部に装着した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２４】
本実施例は、本発明の下層土圧縮装置１をバックホー２のアーム３に装着し、アーム３をシリンダ４で操作して下層土５に圧縮刃６を食い込ませ、下層土圧縮装置１を水平に牽引して下層土５を圧縮していく例である（図６参照）。
【００２５】
図１において、下層土圧縮装置１は、対向する板状の一対の縦フレーム７と、この両側の縦フレーム７の上部を連結した連結フレーム８とで門型フレームが形成されている。
【００２６】
両側の縦フレーム７の下端の間には、板状且つ長方形の圧縮刃６が縦フレーム７に対して直角に幅方向に固定されている。圧縮刃６の移動方向（本実施例では牽引方向）の先端は、下層土を切断して移動を容易にするために、刃状に形成されている。縦フレーム７、連結フレーム８、圧縮刃６は、剛性を持たせるため、いずれも厚鋼板製である。なお、圧縮刃６の裏面は平面状だけでなく波状あるいはノコギリ状にしてもよい。
【００２７】
上部の連結フレーム８には、下層土圧縮装置１をバックホー２のアーム３に装着するための装着用部材９が固定されている。図１では対向する２枚の厚鋼板で構成されている。装着用部材９にはアーム３に回動可能に枢着するためのアーム枢着用孔１０と、リンク機構１１に回動可能に枢着するためのリンク枢着用孔１２が形成され、リンク機構１１とアーム３が接続される。
【００２８】
リンク機構１１はアーム３に回動可能に枢着され、アーム３に取り付けられたシリンダ４により作動させる。シリンダ４を作動させて装着用部材９を操作して回動させ、圧縮刃６を下層土５に食い込ませた後、水平状態に維持して牽引可能にする。
【００２９】
圧縮刃６は、例えば、長さ約１ｍ、幅約３０ｃｍとすることができるが、これに限定されるものではなく、牽引能力などの条件により決定する。圧縮刃６の長さは、図１に示すような対向する縦フレーム７の間隔と同一長さではなく、図２に示すように、縦フレーム７の両側から圧縮刃６が張り出した形態にしてもよい。
【００３０】
圧縮刃６は、図３、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、下層土圧縮装置１の牽引方向に向かって水平から下向きに傾斜角度θで傾斜させた状態で縦フレーム７の下端に固定される。傾斜角度θは、牽引により圧縮刃６の裏側の下層土に下方向の力が作用する角度とし、例えば、約１５度とすることができるが、これに限定されるものではない。
【００３１】
また、圧縮刃６の前端部の下面には、図３、図４（ｃ）に示すように牽引方向に向かって上向きに傾斜した圧縮ソリ１３が形成されている。
【００３２】
図４（ａ）において、圧縮刃６の刃の向きを逆さにすることにより、圧縮効果が出る。また、後ろを上げることにより下げ方向に力が加わり、圧縮効果が出る。図４（ｂ）においては、刃で下げ方向の力を作り、後方に転圧ローラ１４を付け転圧する。図４（ｃ）に示す形状の圧縮刃６では、上の板で下げる力を作り、下の圧縮ソリ１３で大きな圧縮効果が期待できる。
【００３３】
本実施例の下層土圧縮装置１の使用方法について説明する。
【００３４】
図５において、バックホー２のアーム３の先端及びリンク機構１１が装着用部材９のアーム枢着用孔１０とリンク枢着用孔１２に回動自在に枢着され、下層土圧縮装置１がバックホー２に装着される。
【００３５】
バックホー２を移動させ、図５（ａ）に示すように、下層土圧縮装置１を圧縮開始位置の上に位置させる。次いで、シリンダ４によりリンク機構１１を作動させて下層土圧縮装置１を傾斜させ、圧縮刃６が土地に対して食い込む角度にした後、図５（ｂ）に示すように、アーム３とリンク機構１１を操作して圧縮刃６を下層土５に食い込ませ、引き続き図５（ｃ）に示すように、下層土圧縮装置１を垂直となるようにし、図６に示すように、下層土圧縮装置１を下層土中で水平に牽引していく。
【００３６】
下層土圧縮装置１を水平状態にすることにより圧縮刃６が下向きに傾斜した状態となり、また、圧縮刃６の前端部の裏面に形成された上向きに傾斜した圧縮ソリ１３が下層土を切断しながら水平移動するため、圧縮刃６の下面で下層土５が圧縮される。
【００３７】
図７は本発明による試験区と隣接する試験前の対象区の地耐力を示し、圧縮刃６の圧縮作用により地耐力が上昇している。また、図７に示すように、圧縮刃６の上面の作土及び下層土の地耐力は小さくなっており、圧縮刃６が通過後に落下して柔らかくなるため作土が耕されることになるものと考えられる。
【００３８】
図８は、本発明による試験区と隣接する試験前の対象区に円筒をたてて水を入れて１日の減水の程度を試験した結果である。浸水深（対数目盛）を比較すると明らかなとおり、対象区では減水量が多いのに対して、試験区においては減水がほとんどないことが確認された。
【００３９】
また、図４（ｂ）に示すように、転圧ローラ１４を設けたものは、圧縮刃６の下げ方向の力で下層土５を圧縮し、後方の転圧ローラ１４で転圧することが可能となる。
【実施例２】
【００４０】
本実施例は、縦フレームに圧縮刃を回動可能に枢着した下層土圧縮装置の例である。
【００４１】
図９〜図１１に示すように、板状で且つ長方形の圧縮刃６の水平移動方向側の先端部の両側には回動板１５が固定され、回動板１５は両側の縦フレーム７の下端に設けられた回動板受け部材１６にそれぞれ回動可能に軸で枢着される。なお、実施例１と同様に、縦フレーム７の両側から圧縮刃６が張り出した形状にしてもよい。さらに実施例１と同様に、圧縮刃６には圧縮ソリ１３あるいは転圧ローラ１４を設けてもよい。
【００４２】
回動可能な圧縮刃６を備えた下層土圧縮装置１も、実施例１と同様に、バックホーのアーム３の先端及びリンク機構１１が装着用部材９のアーム枢着用孔１０とリンク枢着用孔１２に回動自在に枢着され、下層土圧縮装置１がバックホー２に装着される。
【００４３】
その後、実施例１と同じ手順でシリンダ４によりリンク機構１１を作動させて下層土圧縮装置１を回動させて圧縮板を下層土に食い込ませ、下層土圧縮装置１を水平に保持した後、バックホーを前進させて下層土圧縮装置１を牽引して圧縮板６で下層土５を切断しながら圧縮していく。
【００４４】
下層土圧縮装置１が水平移動する際に、圧縮刃６が軟弱な下層土５を移動する場合、圧縮刃６が回動して下側に力が加わり下層土５が圧縮される。
【００４５】
本実施例では、圧縮刃６を縦フレーム７に回動板受け部材１６を介して回動可能に枢着しているが、回動可能に枢着する構造は、例えば、図１０（ｂ）に示すように、両側の縦フレーム７の下端と、圧縮刃６の両側をリングチェーンで回動可能に接続してもよい。
【００４６】
回動板１５は両側の縦フレーム７の下端に設けられた回動板受け部材１６にそれぞれ回動可能に軸で枢着される。なお、実施例１と同様に、圧縮刃６には圧縮ソリあるいは転圧ローラを設けてもよい。
【実施例３】
【００４７】
本実施例は、止水効果のあるベントナイトなどの止水材を切断した下層土に供給することが可能な下層土圧縮装置の例である。
【００４８】
図１２に示すように、圧縮刃６の水平移動方向側の先端部にベントナイトなどの止水材１７を供給する止水材供給配管１８を配設する。止水材供給配管１８は、圧縮刃６の裏側から長手方向に沿って噴射するように設ける。
【００４９】
漏水の激しい下層土に対しては、圧縮した下層土５の切断面に止水材を供給して敷いていくことにより止水効果を向上させることが可能となる。
【実施例４】
【００５０】
下層土圧縮装置を装着する車両には、実施例１に示すバックホーだけでなく、ブルドーザーにも装着することが可能である。ブルドーザーには前部の排土板にあるいは後部に装着可能である。
【００５１】
図１３（ａ）に示すように、下層土圧縮装置１は、ブルドーザー１９の後ろのリンク機構１１が装着用部材９に接続されて装着される。リンク機構１１はシリンダ４によりリンク運動して下層土圧縮装置１を回動させる。
【００５２】
実施例１と同様に、シリンダ４によりリンク機構１１を作動させて下層土圧縮装置１を回動させて圧縮板を下層土５に食い込ませ、下層土圧縮装置１を水平に保持した後、ブルドーザーを前進させて下層土圧縮装置１を牽引して圧縮板６で下層土５を切断しながら圧縮していく。
【００５３】
図１３（ｂ）においては、下層土圧縮装置１をブルドーザー１９の排土板２０側にシリンダ４で回動可能に装着する。
【００５４】
シリンダ４により下層土圧縮装置１を回動させて圧縮板６を下層土に食い込ませ、下層土圧縮装置１を水平に保持した後、ブルドーザー１９を前進させて下層土圧縮装置１を押しながら圧縮板６で下層土５を切断しながら圧縮していく。
【００５５】
本発明の下層土圧縮装置１は、バックホー、ブルドーザーに限られることなく、トラクターなどの農作業用や土木用の車両に容易に装着が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１：下層土圧縮装置  ２：バックホー
３：アーム          ４：シリンダ
５：下層土          ６：圧縮刃
７：縦フレーム      ８：連結フレーム
９：装着用部材    １０：アーム枢着用孔
１１：リンク機構    １２：リンク枢着用孔
１３：圧縮ソリ      １４：転圧ローラ
１５：回動板        １６：回動板受け部材
１７：止水材        １８：止水材供給配管
１９：ブルドーザー
【図１】
0005754664.tif 000002
【図２】
0005754664.tif 000003
【図３】
0005754664.tif 000004
【図４】
0005754664.tif 000005
【図５】
0005754664.tif 000006
【図６】
0005754664.tif 000007
【図７】
0005754664.tif 000008
【図８】
0005754664.tif 000009
【図９】
0005754664.tif 000010
【図１０】
0005754664.tif 000011
【図１１】
0005754664.tif 000012
【図１２】
0005754664.tif 000013
【図１３】
0005754664.tif 000014