JP2005210907A

JP2005210907A - 心土層掘削作業機

Info

Publication number: JP2005210907A
Application number: JP2004018157A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Sugano; 祥孝菅野; Takeshi Shimomura; 剛下村; Michiharu Usami; 道春宇佐美
Original assignee: Sugano Farm Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Sugano Farm Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2004-01-27
Filing date: 2004-01-27
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2024-01-27
Also published as: JP4579551B2

Abstract

【課題】圃場の心土層の膨軟化を図り、圃場土の乾燥を促進するための作業機で、心土破砕とともに、圃場表面に排出されるれき土の量を極めて少なくできる作業機を提供することを目的とする。
【解決手段】作業機を構成する作業機フレームにビームナイフを取付けて構成した心土層掘削作業機において、下端部にチゼルをもち、上端部が作業機フレームに対して取付けられているビームと、このビームに対して取付けられている掘削爪板を備え、前記掘削爪板は少なくともチゼル表面に連続した掘削面部と、この掘削面部の上部位置に形成された分割爪板とを備え、掘削面部により掘削された掘削土が上昇する上端部で前記分割爪板により掘削土が作業進行方向の左右に分割されて圃場表面に排出される土の量を極力抑えることができるように構成したことを特徴とする心土層掘削作業機。
【選択図】図３

Description

本発明は、心土層掘削作業機に関し、さらに詳しくは、心土の掘り起こしと、掘削されたれき土が圃場表面上に排出される量を抑えるか、少なくともその排出量に制限を加えるようにして中耕作業にも用いることができるようにした心土層掘削作業機に関する。

周知のように、わが国高温多雨地帯に属するため、農業生産の基盤となる圃場は余剰水分の処理が重要であって、圃場の環境を改善するためには土壌の排水を図るばかりでなく、土壌を乾燥させることが必要である。
そのために、欧米の機械化された農業に採用されているボトムプラウ作業機を用いた反転耕法がわが国でも採用されているが、元来集約農業であるわが国の農業ではその普及が遅々として進まないのが現状である。
特に、本州以南では亜熱帯に近い気候であるので土壌の乾燥の促進を図る上で反転耕法を採用すべきであるが、本州の多くの農家の営農規模は北海道のそれに比較して小さく、ボトムプラウ作業機は普及するに至っていないのである。

また、圃場土壌の排水を促進する作業機としてサブソイラ作業機が採用されている。これは土壌中にスリット状の深い溝を形成して硬化層や心土層の一部を破砕し、このスリット状の空間に圃場の余剰水を硬化層以下の心土層中に導くようにしたものである。
ところが、サブソイラ作業機は圃場の土中にスリット状の空間を形成するだけで、いわば、部分深耕の一つではあるが、耕起機能はもたないために圃場表面の乾燥は図ることができるが、圃場の表土下の深い位置での土壌を積極的に乾燥させる機能は持ち合わせていない。
また、先に本願出願人が提案した数々の掘削作業機、サブソイルディガープラウ作業機は掘削爪を１つのユニットとしてこれを作業機フレームに取付けて圃場に対して掘削、耕耘するようにしたものである。

特開平９−３２２６０１号公報特開２０００−２７０６０２号公報

上述の先行技術に係る作業機は、何れも作業機を構成する作業機フレームに前記耕耘爪板が作業進行方向に向って横一列の配列構成になったものである。これらの作業機でも圃場土壌の排水、乾燥を促す上では大変有効であるが、掘削反転刃を深い位置に潜り込ませての作業のためサブソイラ作業機に比較して抵抗は小さいながらも、他の作業機に比較して作業牽引抵抗が大きく、わが国の殆どの農家で使用されているトラクタではその作業を行うことができない。敢えて作業を行うとすれば掘削反転爪板の数を単数にした作業機が使用できるに留まっている。これでは圃場区画の拡大により大規模化された農業経営には適さない。

また、前記作業機は心土の掘起作業には適しているが、圃場表面に存在する夾雑物、たとえば、雑草や収穫後の切り株などの埋没作業を行うには適していない。

さらにまた、作付け後の中耕作業に用いることで圏根域の拡大や余剰水の排除、さらにはこの余剰水を心土部分に蓄えることで乾燥にも強い圃場環境の整備にも貢献することができるのであるが、中耕作業に用いた場合、圃場表面に排出されたれき土が隣り合った畝の作物、とくに発芽間もない作物の上まで飛び散ることに注意が必要になり、放擲域を制限することが必要になる。

また、掘削跡に形成される溝空間の開放口が大きい場合、畑圃場ではさして問題は生じないが、水田圃場の場合には後に田植え機による作業を行う際に田植え作業機の轍が前記溝空間の開放口に陥没することがあって、その作業を困難にすることがあった。即ち、前記溝空間の開放口は作業後の時間的な経過とともに閉塞されるのであるが、経過後にあってもその開放口部分は他所に比較して土が柔らかくなっているので田植え作業機の轍がそれと一致することで轍が陥没することがあった。
また、従来の作業機では圃場表面に排出されるれき土の量が多いことが原因して、整地、均平作業に多くの労力を必要としており、心土の再生には都合がよくても、圃場表面の仕上げ作業にはサブソイラ作業機以上の労力を要している。

そこで、本発明は通気性、透排水性が悪く、栄養分が少ない疲弊気味の心土が圃場表面に排出されるのを最小限にとどめ、好ましくはその表面に排出されることなく作土層中に混和されるようにし、これにより、作土層と心土層にまたがった水の流れる道を形成し、加えて圃場表面における排出土による畝状の凸部の形成を抑えて、圃場表面の整地、均平作業を容易にし、犂床の一定深さを向上し、さらには、中耕作業では隣り合った畝の作物に排出土が被さるなどの問題の改善を図ることができ、さらには、掘削溝が原因する作業上の不都合をも併せ解決しようとしたものである。

上述のような課題を解決するために、本発明は、作業機を構成する作業機フレームにビームナイフを取付けて構成した心土層掘削作業機において、下端部にチゼルをもち、上端部が作業機フレームに対して取付けられているビームと、このビームに対して取付けられている掘削爪板と、前記掘削爪板の上部位置に分割爪板を備え、前記掘削爪板は少なくともチゼル表面に連続した掘削面部をもち、掘削面部により掘削された掘削土が上昇する上端部で前記分割爪板により掘削土が作業進行方向の左右に分割排土されて圃場作土層中に混和できるように構成したことを特徴とするものである。

これにより、通気性、透排水性が悪く、栄養分が少ない疲弊気味の心土が圃場表面に排出されるのを最小限にとどめ、好ましくはその表面に排出されることなく作土層中に混和されるようにし、これにより、作土層と心土層にまたがった水の流れる道を形成し、加えて圃場表面における排出土による畝状の凸部の形成を抑えて、圃場表面の整地、均平作業を容易にし、さらには、中耕作業では隣り合った畝の作物に排出土が被さるなどの問題の改善を図ることができ、さらには、掘削溝が原因する作業上の不都合をも解決することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明の作業機によれば、圃場の心土層に対して掘削して空間、あるいは少なくとも膨軟化状態とした空間を形成することができ、これにより圃場表面はもちろん土壌が含む余剰水を透排水させることができる。

また、チゼルにより掘削され、掘削爪板で掘削とともに上昇させられるれき土は分割爪板により作業進行方向の左右に分割されて作土層内部に混和されることになり、圃場表面に排出されるれき土は極めて少なく、れき土による高い畝状の山を形成することがなく、圃場表面の仕上げ作業を容易にしている。さらに、掘削作業中の土の抱き込みが少なくなく、トラクタの上下移動が少ないことから犂床の深さが一定になる。

また、分割爪板は土の持上げ作用がほとんどなく圃場表面にれき土を放擲することがないので中耕作業に用いることができ、心土が劣悪な土質や、礫の多い土質場合に作土表面に作土として好ましくない土を持上げることがない。

以下、本発明の実施の形態について添付した図１ないし、図８に沿って説明する。これらの図において符号１００は本発明に係る心土層掘削作業機全体（以下、作業機と略称する）を示し、この作業機１００は作業幅方向に沿って長い作業機フレーム１０と、この作業機フレーム１０の作業幅方向の中央位置に立設されているセンターマスト１１、さらに、このセンターマスト１１の両脇にあってセンターマストとは逆に下方に伸びるロアアーム１２が設けてあり、ロアアーム１２の先端部にはトラクタのもつロアリンクＬのヒッチピン１２Ａが取付けてある。

前記センターマスト１１の先端部１３Ｂにはボルト１３ＡによりトラクタのもつアッパリンクＵをヒッチするためのヒッチ座１３が枢着されていて、このヒッチ座１３は前記ボルト１３Ａを中心とした回転を止めるボルト孔をもち、前記センターマスト１１の先端部１３Ｂに穿ってあるボルト孔１３Ｘ、１３Ｙの何れかを選択して先端部１３Ｂに対するヒッチ座１３の姿勢を固定できるようになっている。これはアッパリンクのヒッチ点を選択するためであって、作業条件や、作業機の圃場間移動の場合に使用される。

そして、前記作業機フレーム１０にはこれから説明する掘削爪板２０を取付けるための取付け座アーム１５が取付けられており、この取付け座アーム１５は前記作業機フレーム１０に対して締着されているフランジ１６から延びている。このフランジ１６は作業機フレーム１０の外周のうち半周を囲む形状で「く」型をしたもので、このフランジ１６に対して前記取付け座アーム１５が作業進行方向の後方に向かって延びた板状のもので形成されている。このフランジ１６に対して作業機フレーム１０の残る半周分を囲む「く」型のフランジ１６が宛がわれ、その上下両端部をボルト１７が貫き、これらを締着することで作業機フレーム１０に対して取付けられている。

この取付け座アーム１５はセンターマスト１１を中心として、その後方に延びたものと、作業幅方向の左右に一つづつ設けてあり、言い換えると、３本の掘削爪板２０を装備することができるようになっている。いわゆる３本爪装備の作業機を構成している。
前記取付け座アーム１５の端部が取付け座アーム１５Ａになっており上下に穿ったボルト１５Ｂにより掘削爪板２０をビーム２１の上端部２１Ｕを取付け得るようになっている。

このビーム２１はその上端部２１Ｕの前縁（作業進行方向の前側の縁）は側面視上直線状であり、この前縁に連続して中間部２１Ｃと作業進行方向に突き出した下端部２１Ｓとの間を結んで弧を描いた曲線状になっている。その下端部２１Ｓにはベッド２２Ａを介してチゼル２２が取付けられて、掘削作業時に先頭位置となって掘削作業を行うようになっている。

このビーム２１には前記上端部２１Ｕ、中間部２１Ｃの前縁に沿った形状の弧を描いた板状の掘削爪板２０を構成する爪板２３が取付けられる。この爪板２３の裏側には適当な間隔で取付けられている一対の取付け板片２３Ａ、２３Ａが複数組あり、これらの取付け板片２３Ａがビーム２１を両側面側から挟む状態におかれてビーム２１にボルトにより取付けられている。
この爪板２３は金属板、あるいは金属板にプラスチックス板を固定したものなどで形成されたものである。
さらに、爪板２３はビーム２１の上端部２１Ｕ近くまでせり上がっておらず、中間位置まで延びた形状になっており、その上端部２３Ｕに分割爪板２５が起立した状態で取付けられている。
また、符号２４はビーム２１に取付けられてチゼル２１が通過跡に形成される掘削空間周囲、さらに膨軟化して余剰水の透水、排水を促すための破砕ウイングを示している。

また、爪板２３にはその裏面に適当な間隔で数組の取付け板片２３Ａ、２３Ａがビーム２１を挟むことができる間隔を保って溶接などにより固定されていて、この一対の取付け板片２３Ａ、２３Ａは板片が並列配置されたものほか、断面形状がＬ型形状のブラケットの一辺が、さらに、残る他の一辺がビーム２１の片面に宛がわれてボルトなどにより固定されたもの、あるいは逆Ｕ字型の取付け板片を用いて爪板２３をビーム２１に取付けることができるようにすることもできる。

この爪板２３には、ビーム２１の前側の曲線縁に沿った形状であり、前述のようにビーム２１の高さ方向の中間位置までせり上がり、この爪板２３の幅方向の中央位置に分割爪板２５が前記ビーム２１の前縁に取付けられている。
この分割爪板２５の前縁２５Ｍは略直立状態であって、前縁２５Ｍの下端部２５Ｓは前記爪板２３の上端部に設けた切込み２３Ｋの中に嵌められ、位置決めされている。
また、分割爪板２５はその背面において突出した取付けアーム２５Ａを介してビーム２１に取付けられている。

この分割爪板２５の前縁２５Ｍは作業機１００を構成した状態では、また、作業進行中の姿勢では略垂直な状態になっていて、その左右両側に上昇する土を分割して排出できるようになっている。この分割爪板２５により圃場表面に排出される土は、放擲板による片側に排出にする作業機に比較して、圃場表面に平均されたれき土が局部的に高い畝を形成することがない。

以上は、分割爪板２５は前縁２５Ｍが作業姿勢においては略垂直状態になるようにしたものであるが、この分割爪板２５に代えて、図５、図６に示す掘削分割爪板３０であっても、心土を破砕して、膨軟状態にすることができる。
すなわち、この掘削分割爪板３０は、前記ビーム２１の下端部２１Ｓからビーム２１の上端部２１Ｕの下部分にかけての高さ寸法をもち、側面視上「く」形をしていて、ビーム２１と同じか、あるいは、作業幅方向ではビームよりやや厚い幅方向の寸法をもっている。

この掘削分割爪板３０は下端部３１Ｓと、上端部３１Ｕの側面に一対の支持アーム片３１Ｈ、３１Ｈをもち、この一対の支持アーム片３１Ｈ、３１Ｈ間で前記ビーム２１を挟む状態にしてボルト取付けできるようになっている。
この掘削分割爪板３０はその前縁３１Ｍの中間部が尖端部３１Ｐになっていて、この尖端部３１Ｐを中心に上前縁３１Ｍｕ、下前縁３１Ｍｓとに分割されている。

この尖端部３１Ｐを中心として上前縁３１Ｍｕは作業進行方向と直角な面に対してやや後方に傾斜した状態であり、下前縁３１Ｍｓは前記上前縁３１Ｍｕの傾斜に比較してさらに傾斜角度が大きく、両者の傾斜角度は尖端部３１Ｐと対対称点にしたとき左右対称形状になっている。

次に、本発明による心土層掘削作業機１００を用いた作業について説明する。先ず、図３に示すように作業機１００はトラクタＴに３点リンク機構により装着されて作業に供されるものであって、実際の作業状態における掘削爪板２０、分割爪板２５の状態は図７に示すところである。
この図においてチゼル２２が心土層Ｚの深い位置に存在するようにトラクタＴを操作して作業機１００の高さを決める。このとき理想的には掘削爪板２０を構成する爪板２３の上端部が心土層の上端部、言い換えると、作土層Ｙの深い位置にあることであるが、実際の圃場では高さ方向に図示状態とは違った状態になることがある。

さらに、このとき爪板２３の上端部に位置している分割爪板２５は作土層Ｙに位置している。詳しくは、分割爪板２５の上端部２５Ｕが作土層Ｙの上層にある。
この状態で、トラクタＴに装着された作業機１００は圃場の心土破砕作業を行うのであって、掘削爪板２０を構成しているチゼル２２が作業順序としては最先端位置ある関係から、先ず、チゼル２２の作業面が作業進行方に対して次第に上がる登り勾配状態になっているので、深い位置の心土を破砕しながら、破砕したれき土を上方に押し上げる。心土の破砕はチゼル２２の幅寸法だけに止まらず、その周囲にひび割れ状態のクラックを生じさせる。

このクラックを生じた状態は図８に示す通りであり、チゼル２２の幅員分だけは心土が掘削され、チゼル２２の上面、すなわち、その作業面に沿って上昇させられる。
このとき、チゼル通過空間周囲には図８のようにクラックが生じるとともに、チゼル通過跡の空間部分は膨軟状態になる。この膨軟領域は上部ほど幅広く形成される。心土の土質によっては空間が形成されるが、周囲からの土圧によりれき土の一部がその空間に移動して空間が閉塞されたが膨軟領域の部分はそのまま保持される。

また、チゼル２２の存在した部分からさらに上昇しようとするれき土は、掘削爪板２０の上側の面、詳しくは爪板２３の作業面に沿って上昇するが、掘削爪板２０の爪板２３の高さを越えて、その上方には爪板２３に沿って上昇させられるれき土全部が上昇させられる空間がなく、上昇れき土は分割爪板２５により左右方向に分割されながら側方に押し付けられ、作土層内に混和された状態におかれる。
さらに、分割爪板２５により分割されたれき土の一部は、両側の隙間から若干圃場表面に排出されることになるが、その量は少なく圃場表面に大きな畝状の凸状を形成することがない。

したがって、圃場の内部の構造を見るとき、心土層内部には破砕空間が形成され、さらには、掘削爪板２０の通過空間周囲にはクラックによる微細な空間が多数形成されることで膨軟化された領域が形成される。分割爪板２５の通過跡には亀裂が形成され、この亀裂の上端部の開放口からはれき土一部が圃場表面に排出された状態になっている。

また、掘削爪板２０に代えて、ビームに取付けた掘削分割爪板３０はその下端部３１Ｓがチゼル２２の上端部に密着した状態にあって、さらには、下前縁３１Ｍｓは垂直状態からやや後方に傾斜した起立状態にあり、チゼル２２により掘削されたれき土はその下前縁３１Ｍｓにより作業進行方向の左右方向に分割される。

また、この作業により圃場表面に形成されるスリット状の溝空間は掘削爪板２０の幅だけであり、これも後に周囲の土圧により閉塞状態になるが、スリット下部にはチゼルによる膨軟化された空間が形成されて、余剰水の透排水を促進している。

以上の説明では、掘削爪板２０を金属製のものした例を挙げたが、掘削爪板は土の付着を軽減するためにその表面に付着を少なくし、土との抵抗を減少させる材質、ステンレス板、あるいは、プラスチックス板を貼り付けたもので形成することができる。

本発明の心土層掘削作業機の実施形態を示す前からの斜面図である。同じく、心土層掘削作業機の実施形態を示す後からの斜面図である。同じく、心土層掘削作業機をトラクタに装着した状態の斜視図である。本発明に係る掘削爪板の斜視図である。本発明に係る他の実施態様を示す掘削爪板の斜視図である。図５の正面図である。本発明に係る掘削爪板の作業状態を示す説明側面図である。作業後の圃場内部を示す説明断面図である。

符号の説明

１００作業機
１０作業機フレーム
１１センターマスト
１２ロアアーム
１２Ａヒッチピン
１３ヒッチ座
１３Ａボルト
１３Ｂ先端部
１３Ｘボルト孔
１３Ｙボルト孔
１５取付け座アーム
１５Ａ取付け座
１６フランジ
１７ボルト
２０掘削爪板
２１ビーム
２１Ｕ上端部
２１Ｃ中間部
２１Ｓ下端部
２２チゼル
２２Ａベッド
２３爪板
２３Ａ取付け板片
２３Ｕ上端部
２３Ｓ下端部
２３Ｋ切込み
２５分割爪板
２５Ａ取付け板片
２５Ｍ前縁
２５Ｓ下端部
２５Ｃ中間部
２５Ｕ上端部
３０掘削分割爪板
３１Ｓ下端部
３１Ｕ上端部
３１Ｈ支持アーム
３１Ｐ尖端部
３１Ｍｓ下前縁
３１Ｍｕ上前縁

Claims

作業機を構成する作業機フレームにビームナイフを取付けて構成した心土層掘削作業機において、下端部にチゼルをもち、上端部が作業機フレームに対して取付けられているビームと、このビームに対して取付けられている掘削爪板と、前記掘削爪板の上部位置に分割爪板を備え、前記掘削爪板は少なくともチゼル表面に連続した掘削面部をもち、掘削面部により掘削された掘削土が上昇する上端部で前記分割爪板により掘削土が作業進行方向の左右に分割排土されて圃場作土層中に混和できるように構成したことを特徴とする心土層掘削作業機。