JP2014200235A - 施肥播種装置 - Google Patents

Abstract

【課題】条（すじ）状に直播した種子から一定距離はなれた場所にしっかりした内壁の施肥溝を形成して、適切な側条施肥を実現する。
【解決手段】トラクタで牽引する本体の底部にタイヤ輪と鉄車輪を遊転可能に設置し、タイヤ輪と鉄車輪の回転軸を、鉄車輪の周速がタイヤ輪のそれより遅くなるようにチェーンなどで連結し、鉄車輪を半スリップ状態で移動することにより施肥溝の内壁を締め付け崩れにくくする。施肥溝には施肥ホース下端の施肥排出口より肥料を落とし土掛けレーキで覆土すると共に、土掛けレーキで種子床を形成し、これに播種ホース下端の播種排出口より種子を条（すじ）状に落として播種を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、肥料の散布と種蒔きを同時に行う装置の発明で、主として籾用に開発したものであるが、麦などにも利用できる。

直播には、畑状態の田に籾などの種子を播き、発芽後に水を入れる乾田直播と、水を入れた田に種子を播く湛水直播がある。乾田直播は、湛水直播に比べ、代掻きの必要がなく用水の通水前から播種できるため、作業適期が長い利点がある。反面、播種深さと施肥溝の形状に精度を要するという難点がある。

この難点の克服を意図した例として、回転自在な2枚の円板を、上方から見てハの字に配置し、これで地面を削って溝を形成するものがある（特許文献１）。

この例では、円板の下半分を土の中に挿入した状態で、２枚の円板が接している部分を前に向けて牽引することにより、土を２枚の円板の外側に移動させ円板と円板の間に溝を形成するのであるが、円板の下部では土が前方と側方から円板と円板の間に進入し、溝が崩れやすいという問題があった。

特許3084129号公報

そこで本発明が解決しようとする課題は、乾田直播において、どうしたら播種深さを一定にし、施肥溝の断面形状を正確に形成できるか、ということにある。
乾田直播は、田植えをしない新しい米作りの農法として、今後益々の普及が見込まれる。本発明は、そうした時代の要請に応えて、懸案の課題を解決するものである。

本発明は、トラクタで牽引する本体の底部にタイヤ輪と鉄車輪を遊転可能に設置し、鉄車輪には外周に山形の突条をめぐらせ、このタイヤ輪と鉄車輪に本体の重量をのせる。そしてタイヤ輪と鉄車輪の回転軸を、鉄車輪の周速がタイヤ輪のそれより遅くなるように、チェーンなどで連結する。さらに本体上部に設置した施肥ホッパと播種ホッパのホッパ出口に、繰り出しロータを介して、施肥ホースと播種ホースをそれぞれ接続する。これらの繰り出しロータは、タイヤ輪と連結して、タイヤ輪の回転で回転させる。
また施肥ホース下端の施肥排出口を鉄車輪の後方に位置させ、施肥排出口の後方には土掛けレーキを取り付け、播種ホース下端の播種排出口はこの土掛けレーキの後方に位置させる構成とする。これが本発明の基本構成である（請求項１の発明）。

前記の土掛けレーキは、本体に設けた回転自在な支軸に連結し、この支軸をバネで軸心回りに付勢して、土掛けレーキの底辺を地表面に弾圧する構成にするとよい（請求項２の発明）。

また土掛けレーキには調整板を取り付け、土掛けレーキの底辺を切欠して形成した土逃がし口より、この調整板を位置可変に突出する構成にするとよい（請求項３の発明）。

前記の鉄車輪は山形の突条を環状の帯金の中心線に沿って形成する（請求項４の発明）。

請求項１の発明では、タイヤ輪の周速はトラクタの牽引速度すなわち本体の移動速度にほぼ等しいが、鉄車輪の周速はタイヤ輪より遅く設定されているため、鉄車輪は本体の移動速度に追随できずに半スリップ状態で回転する。このため鉄車輪はその突条で溝を掘りながら移動する際、突条が本体重量で溝の内面を強圧して、同時に半スリップ状態で擦りながら移動する。このことで、スリップなしで形成した溝に比べ、溝の内壁が締めつけられその土質が緻密になり、形状が崩れにくい、という効果を奏する。 こうして形成された溝（施肥溝）に施肥ホース経由で施肥ホッパの肥料を投下することにより、溝の最深部の定まった場所に肥料を定置できる。
一方、種子は播種ホース経由で播種ホッパから土掛けレーキの背後に落ち、肥料から一定距離はなれた場所に条（すじ）状に播種される。このことで、種子の側方で種子より一定距離深くはなれた場所に局所的に肥料を施すという、側条施肥が正しく実現できる。正しい側条施肥は、肥料効率が良好で、籾などの植物の生育を助長する。本発明によれば、そうした肥料効率が正確且つ能率よく実現できる。
また本発明では、鉄車輪の回転や繰り出しロータの回転をタイヤ輪の回転力で賄い、トラクタのＰＴＯは一切使用しない。このようにトラクタの牽引のみで作動するので、機構が簡易で故障が少なく、製造コストも抑制できるという効果を奏する。

請求項２の発明によれば、土掛けレーキの下辺をバネで弾圧するから、土掛けレーキは地表面の凹凸に追従して円滑に移動して、施肥後の溝の上に適量の土を掛け、確実に覆土できるという効果を奏する。

請求項３の発明によれば、土掛けレーキに対し調整板の位置を調整することにより、土逃がし口より排出する土の層の厚さが調整でき、所望どおりの播種床を形成できるという効果を奏する。

請求項４の発明によれば、溝の肩部を、環状の帯金が擦るように移動するので、肩部の土が緻密になり、溝が崩れにくいという効果を奏する。

トラクタに連結した本発明の施肥播種装置の全体概略図 図１の施肥播種装置の側面図 図２の要部を展開して示す平面図 図３の鉄車輪の一部を断面で示す正面図 図４の鉄車輪で形成した溝の断面図 図３の土掛けレーキの平面図 図６の土掛けレーキの作用を示す背面の断面図 図７の溝の側方に播種した状態を示す断面図 図８の施肥播種後に鎮圧した状態を示す断面図

本発明の実施の形態を図面に示す。
１は施肥播種装置で、トラクタＴに連結して牽引する。 ２は装置１の本体で、その底部にタイヤ輪３と鉄車輪４を設置して本体２の重量を支持する。タイヤ輪３も鉄車輪４も自転式の遊転構造で、トラクタ２のＰＴＯなどの駆動系には連結しない。タイヤ輪３と鉄車輪４は、本体に横架した車軸にそれぞれ間隔を空けて複数個配備する。
図３では、タイヤ輪３が５本、鉄車輪４が１０本だが、本数は適宜に設計できる。タイヤ輪３は鉄車輪４と鉄車輪４の間に配置し、両者の進路が重ならないようにする。図３の矢印は本体２の進行方向を示す。
鉄車輪４は必ずしも鉄製である必要はなく、アルミ製など他の金属製でもよい。鉄車輪４は、筒状のボス５の外周にフランジ部６を介して環状の帯金７をボス５とは同心円状に固定し、さらにこの帯金７の外側に、その中心線に沿い、断面山形の突条８を一体的に固定した構造である（図４）。
９はタイヤ輪３用の車軸で、１０は鉄車輪４用の車軸を示す。鉄車輪４はこの車軸１０をボス５に挿通して位置変更自在に取り付ける。１１は車軸９，１０に平行なフレームで、左右の機壁１２，１２の間に差し渡し、本体１を構成する。

１３は地表面に平行な土掛けレーキで、本体１の進行方向に対し斜めに設け、その前端１３Ａを支軸１４に対し取付アーム１５を介して連結し、遊離端の後端１３Ｂを鉄車輪４の後方にのぞませる（図３、６及び７）。
支軸１４にはバネアーム１６を一体的に連結し、バネアーム１６の端部と本体１側の間に収縮バネ１７を張り、バネの力で支軸１４を軸心回りに付勢し、これにより土掛けレーキ１３の底辺を地表面に向け弾圧する。バネアーム１６の端部には複数個の取付孔１８を一列に穿ち、そのうちの適宜の取付孔１８に収縮バネ１７の一端を連結することにより、土掛けレーキ１３の地表面に対する弾圧強度を調節する。
土掛けレーキ１３には、その底辺を切欠して土逃がし口１９を形成し、土掛けレーキ１３に対し上下位置可変に調整板２０を取り付ける。これにより、調整板２０の下縁をこの土逃がし口１９より出したり引込めたり調節して、土逃がし口１９の開口部の高さを変える。２１は調整板２０に穿つ上下に長い長孔で、これにボルトを挿通して位置を変更する。

タイヤ輪３と鉄車輪４の間にはチェーン２２を掛け渡し、車軸９，１０に取り付けたスプロケット２３，２４の歯数に差を付けて、タイヤ輪３の周速に対し鉄車輪４のそれを遅く設定する。タイヤ輪３と鉄車輪４はチェーンに限らずギアで連結しても良い。

両者の周速差は鉄車輪４がスリップする距離（スリップ長）で決まる。最適なスリップ長は鉄車輪４に加わる本体重量（荷重）や土の性質などにより違うが、出願人の実地テストによれば、次のとおりである。
タイヤ輪が直径４０３ｍｍ、外周１２６５ｍｍ、歯数３０
鉄車輪が直径２７０ｍｍ、外周８４７ｍｍ、歯数２４
とすると、
鉄車輪はタイヤ輪１に対し３０/２４回転する。このことからタイヤ輪１回転
の時間に、鉄車輪が進む距離の計算上の数値は、
８４７ｍｍ×３０/２４＝１０５８ｍｍ
である。
ところが本体１はタイヤ輪の１回転分の距離１２６５ｍｍだけ進むから、その差すなわち
１２６５ｍｍ−１０５８ｍｍ＝２０７ｍｍ
だけ、鉄車輪は引きずられて半スリップ状態となる。
鉄車輪の荷重を２１０Ｋｇとしたときこの数値がベストの周速差であった。
鉄車輪とタイヤ輪の周速差が大きすぎると、タイヤ輪の進行に過大な抵抗が働き、タイヤ輪もスリップを起こす。そうなるとタイヤで地表面を削たりタイヤが摩耗するなどの弊害を生じる。逆に周速差が小さすぎると、締め付けが弱く、施肥溝の内壁が十分に緻密にならず、溝が崩れやすい、という不都合を生じる。
実地テストによれば、タイヤ輪１回転当たりの鉄車輪の好適なスリップ長は１００ｍｍ〜３００ｍｍであった。この範囲のスリップ長になるようにタイヤ輪と鉄車輪の周速差を計算し、両者の外径と回転比（すなわちスプロケットの歯数比）を設定する。なお荷重不足の場合は本体にウエイトを乗せる。

２５は施肥ホッパ、２６は播種ホッパで、これらの底部のホッパ出口に施肥ホース２７、播種ホース２８を接続する。
２９はホッパ出口に備える繰り出しロータで、そのロータ軸をタイヤ輪３にチェーン３０により連結する。３１はカウンタ軸である。繰り出しロータ２９はロータ軸を中心に放射状に弁板を備えた公知の構造で、タイヤ輪３の回転で、これらを回転して肥料や種子を定量ずつ排出する。
施肥ホース２７の下端の施肥排出口３２は、鉄車輪４と土掛けレーキ１３の中間で突条８の真後ろに位置させ、播種ホース２８の下端の播種排出口３３は、土掛けレーキ１３の後方で土逃がし口１９の真後ろに位置させる（図３）。施肥排出口３２は斜め後方に向け、上下に長い楕円形に形成する。このようにすると排出口の最底部一ヶ所から肥料が集中して落ちるので、細い溝でも外にはみ出さずに正確に施肥でき、都合が良い。

施肥播種の前に準備作業を行う。先ず圃場をクランプラー耕起し、土壌に酸素を供給すると同時に乾燥効率を上げる。次にレーザ均平機を使って圃場を均平に仕上げ、その過程で圃場をレーザ均平機が何度も往復することにより床面を硬く固める。このことで播種床を硬く平らに形成し、施肥播種時におけるトラクタのタイヤの沈み込みを少なくする。
準備がすんだら施肥播種を行う。
トラクタＴで本体１を牽引する。そのときタイヤ輪３は鉄車輪４の牽引抵抗を受けて地表面をよくグリップして回転し、鉄車輪４は半スリップ状態で回転して固めた地表面に溝Ｍを掘る。そこに施肥排出口３２より肥料ｆを排出し、溝Ｍの底に落下する。肥料ｆは楕円の排出口３２から集中して落ちるので、排出口３２が本体の振動で多少左右に動いても、肥料ｆは細い溝Ｍの外にはみ出さずに正確に落下する。
そのあとから土掛けレーキ１３が底辺で地表を薄く削り、削った細かな土を土逃がし口１９より後方に排出して播種床Ｈを形成し、これと同時に遊離端の後端より土を溝Ｍの上に移動して覆土Ｆする。
種子Ｓは播種排出口３３から播種床Ｈに落ち、条状に播かれた状態となる。
実地テストでは、溝Ｍは巾３０ｍｍ、深さ４０ｍｍで、播種床Ｈは巾７０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ、籾の条巾は３０ｍｍ、とした。このような施肥と播種の位置関係であれば、植物の生育によく収量が期待できる。播種床の深さは調整板２０により調整する。
施肥播種作業が終わったら、全土をケンブリッジローラで鎮圧する。これで種子Ｓは播種床に押し込まれ浅く覆土した状態となり位置も決まる。
このあと水を入れる。水は初め深く入れ、涸れて床面が露出し始めたら２回目の入水を浅く行う。水深が浅いと水温が上がりやすく、発芽を促進できる。

これが本発明装置による施肥播種とその前後の作業の説明であるが、土地が寒冷か温暖かで多少の違いがあるとしても、耕作地の大面積化と農業従事者の減少が避けられないこれからの時代に、本発明装置は最適といえる。

Ｔはトラクタ、１は施肥播種装置、２は本体、３はタイヤ輪、４は鉄車輪、８は突条、９及び１０は車軸、１３は土掛けレーキ、１４は支軸、１５は取付アーム、１６はバネアーム、１７は収縮バネ、１９は土逃がし口、２０は調整板、２３及び２４はスプロケット、２５は施肥ホッパ、２６は播種ホッパ、２７は施肥ホース、２８は播種ホース、２９は繰り出しロータ、３１はカウンタ軸、３２は施肥排出口、３３は播種排出口、ｆは肥料、Ｍは溝、Ｓは種子

Claims (4)

1. トラクタで牽引する本体の底部に遊転可能なタイヤ輪と鉄車輪を設置し、鉄車輪の外周には断面山形の突条をめぐらせ、これらタイヤ輪と鉄車輪により本体の重量を支持させると共に、
   タイヤ輪と鉄車輪の回転軸を、鉄車輪の周速がタイヤ輪のそれより遅くなるように、互いに連結し、
   そして本体上部に設置した施肥ホッパと播種ホッパの各ホッパ出口に、繰り出しロータを介して、施肥ホースと播種ホースをそれぞれ接続し、これら繰り出しロータをタイヤ輪の回転軸に連結して回転させ、
   さらに施肥ホース下端の施肥排出口を鉄車輪の後方に位置させ、施肥排出口の後方には土掛けレーキを取り付けて、播種ホース下端の播種排出口はこの土掛けレーキの後方に位置させてなる施肥播種装置。
2. 前記土掛けレーキを前記本体に設けた回転自在な支軸に連結し、この支軸をバネで軸心回りに付勢して、土掛けレーキの底辺を地表面に押圧してなる請求項1記載の施肥播種装置。
3. 前記土掛けレーキに調整板を取り付け、土掛けレーキの下辺より調整板を位置可変に突出するようにしてなる請求項1記載の施肥播種装置。
4. 前記鉄車輪の外周の突条を断面三角に形成してなる請求項1記載の施肥播種装置。

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