JP2016208873A - 水田除草作業機及び水田除草方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水田の除草作業で、田面から雑草を掻き取り、水面に浮いた雑草をそのまま放置せず切断して、除草作業後に雑草が田面に沈んでも根付くことがないようにしたものにおいて、雑草の掻き取りをより効率的に行うことができるようにした水田除草作業機を提供する。
【解決手段】水田除草作業機(W)は、走行機(1)と、走行機(1)の前方に配されており、走行機(1)に対する高さの調節ができる高さ調節機構を有し、除草作業時において稲株の条間となる位置にそれぞれ設けられた上下方向に回転する複数のカッター(65)を有すると共にカッター(65)が水面に浮いた雑草の切断を行う草切断装置(6)と、草切断装置(6)の前方に配され、線条体(524)の回転軌跡が円盤状で走行方向側が下がるように水平方向に対し所要角度で傾斜している掻取体(52)で田面を掻いて稲株の周りの雑草を掻き取る草掻取装置(5)とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、水田除草作業機及び水田除草方法に関するものである。更に詳しくは、水田の除草作業で、田面から雑草を掻き取り、水面に浮いた雑草をそのまま放置せず切断して、除草作業後に雑草が田面に沈んでも根付くことがないようにしたものにおいて、雑草を掻き取る部材の掻き取り時における移動ストロークを大きくして、やや根が深い雑草を除草する場合でも、雑草の掻き取りを効率的に行うことができるようにしたものに関する。

水稲の栽培において、稲の周りの条間や株間の田面に生える雑草を、大きく成長しないうちに除去する除草作業は、水稲の収穫量にも影響を及ぼす、きわめて重要な作業である。近年においては、走行機（管理機）に取り付けた除草機や、除草専用機を使用して、主に機械的に除草が行われている。このような、除草機の一例としては、例えば本願発明者が提案した特許文献１に開示された水田除草作業機がある。

特許文献１の水田除草作業機は、走行機と、高さ調節機構により走行機に対する高さの調節ができる除草機とを備えており、除草機は、駆動装置により走行機の走行方向と直交する方向に往復動することにより稲株の株間の雑草を掻き取る除草爪装置と、除草爪装置の後方に配置された草切断装置とを有し、水田における除草作業において、除草爪で田面から掻き取って水面に浮かせた雑草をそのまま放置せずに切断処理して、田面の土に再度根付いてしまうことがないようにするというものである。

特開２０１４−７６００４号公報

上記従来の水田除草作業機は、水田の除草作業で、田面から雑草を掻き取り、水面に浮いた雑草をそのまま放置せず切断して、除草作業後に雑草が田面に沈んでも根付くことがないようにできる機能性については、充分に有用である。しかしながら、次の点で改善の余地があることも分かってきた。

すなわち、除草爪装置の除草爪は、駆動装置により走行機の走行方向と直交する方向に往復動することにより稲株の株間の雑草を掻き取るので、往復動の移動ストロークが比較的短いために、特に除草する雑草がやや根が深い雑草である場合、雑草の掻き取りを効率的に行うことができなくなるおそれがあった。

（本発明の目的）
本発明は、水田の除草作業で、田面から雑草を掻き取り、水面に浮いた雑草をそのまま放置せず切断して、除草作業後に雑草が田面に沈んでも根付くことがないようにした水田除草作業機において、雑草を掻き取る部材の掻き取り時における移動ストロークを充分に大きくして、やや根が深い雑草を除草する場合でも、雑草の掻き取りを効率的に行うことができるようにした水田除草作業機及び水田除草方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
（１）本発明は、走行機と、該走行機の前方又は後方に配されており、前記走行機に対する高さの調節ができる高さ調節機構を有し、除草作業時において稲株の条間となる位置にそれぞれ設けられた上下方向に回転する複数のカッターを有し、該カッターが、稲株の条間の雑草の掻き取り及び切断、及び水面に浮いた雑草の切断を行う草切断装置と、該草切断装置の前方に配され、前記草切断装置に対する高さの調節ができる高さ調節機構と、回転軸を中心に放射状に配した線条体を有し該線条体が田面より下から田面より上を通る回転軌跡を描くことにより田面を掻いて稲株の周りの雑草を掻き取るようにした複数の掻取体を有する草掻取装置とを備える水田除草作業機である。

（２）本発明は、前記線条体の回転軌跡が円盤状であり、前記線条体を有する前記掻取体の前記回転軸が作業機の走行方向へ倒れるように所要角度で傾斜し、前記線条体の回転軌跡も走行方向側が下がるように水平方向に対し所要角度で傾斜している、上記（１）の発明に係る水田除草作業機である。

この場合は、線条体の回転軌跡が円盤状であり、走行方向側が下がるように水平方向に対し所要角度で傾斜しているため、走行方向へ水平に移動する条件下においては、高さ方向の掻き取り可能な範囲（または領域）を広く（大きく）することができる。
なお、線条体は直線状である他、曲線状、波線状、あるいは表面に凹凸を設けたものなどでもよく、また、線条体の取付角度は全部の線条体が同じでもよいし、個々に違っていてもよく、特に限定するものではない。

したがって、掻取体の高さの設定をする際に、例えば各線条体の回転軌跡の最低部の高さを、雑草の茎の基端よりやや低く設定する場合でも、それ程の精度を要求されることはなく、作業時の走行に伴う作業機の高さの変動もほとんど影響することはないので、雑草を効率的に田面から掻き取って水中に誘導することができる。

（３）本発明は、前記線条体の回転軌跡が円錐台の側面状であり、前記線条体を有する前記掻取体の前記回転軸が作業機の走行方向と水平に直交する方向へ倒れるように所要角度で傾斜しており、前記各線条体は、回転軌跡の最低部において、水平またはほぼ水平となるようにしてある、上記（１）の発明に係る水田除草作業機である。

この場合は、線条体の回転軌跡が円錐台の側面状であり、前記線条体を有する前記掻取体の前記回転軸が作業機の走行方向と水平に直交する方向へ倒れるように所要角度で傾斜しており、前記各線条体は、回転軌跡の最低部において、水平またはほぼ水平（または水平に近似する角度）となるようにしてあるので、走行方向へ水平に移動する条件下においては、高さ方向の掻き取り可能な範囲を広くすることができる。

したがって、掻取体の高さの設定をする際に、例えば各線条体の回転軌跡の最低部の高さを、雑草の茎の基端よりやや低く設定する場合でも、それ程の精度を要求されることはなく、作業時の走行に伴う作業機の高さの変動もほとんど影響することはないので、雑草を効率的に田面から掻き取って水中に誘導することができる。

（４）本発明は、走行機によって田面を走行し、回転軸を中心に放射状に配した線条体を有する複数の掻取体が、各線条体が田面より下から田面より上を通る回転軌跡を描くことにより田面を掻いて稲株の周りの雑草を掻き取る工程と、田面から掻き取られ水面に浮いた雑草または水中に浮遊する雑草をカッターで切断する工程とを備える 水田除草方法である。

本明細書及び特許請求の範囲にいう「線条体」としては、例えば適度な弾性を有する適宜長さの金属製（ピアノ線や鋼線、針金等）、合成樹脂製（ナイロンやポリエチレン等）、或いは金属線を芯材として合成樹脂で被覆し複合した各種ワイヤ等があげられるが、これらに限定されるものではない。
また、本明細書及び特許請求の範囲にいう、「掻き取る」の用語は、雑草を抜き取る意味や摘み取る意味を含むのではなく、水田の田面の土を掻いて雑草を土から分離させる意味で使用している。

（作用）
本発明に係る水田除草作業機の作用を説明する。
水田除草作業機は、水稲の栽培において、稲がある程度生育した後に、稲株の周りの条間や株間に生える雑草が成長しないうちに除去するために使用される。

水田除草作業機は、まず、草掻取装置の前方または後方に位置する草切断装置の各カッターの高さが、下部側で稲株の条間の田面を掻いて除草を行うことができ、前側では水面に浮いている雑草を切断することができる位置及び高さに設定される。

そして、水田除草作業機を水田の端の適当な位置に配し、草掻取装置を作動させると共に、草切断装置のカッターを回転させ、除草作業機を走行機によって走行させる。これにより、草掻取装置が、各掻取体の線条体により、稲株の周りの条間または株間に生えている雑草を田面の土から根ごと掻き取ると、雑草が田面から分離する。
このとき、草掻取装置の掻取体が有する線条体は、回転しながら雑草を掻き取るので、線条体の移動ストロークは従来の除草爪と比較して充分に大きくなり、しかも線条体は回転しながら次々に掻き取りを行うので、例えば除草する雑草の根がやや深い場合でも、雑草の掻き取りを効率よく行うことができる。

上記掻取体は、高さ調節機構によって、あらかじめ雑草を掻き取るために好適な高さに設定される。掻取体の各線条体は、田面より下から田面より上を通る回転軌跡を有しているので、田面の下で根ごと掻き取った雑草を、田面から分離させるようにして、田面上の水中に誘導することができる。これにより、雑草は水面に浮かび、あるいは水中に浮遊する。

なお、除草作業は稲がある程度生育して根が十分に張って強くなっている状態で行うので、各線条体で比較的強く稲株を叩くようにして田面を掻いた場合でも、稲株が各線条体でなぎ倒されるようなことはない。

水面に浮いた雑草または水中に浮遊する雑草は、水田除草作業機の走行に伴い、相対的に水田除草作業機の後方側へ移動し、草掻取装置の後方に配されている草切断装置の各カッターによって切断される。各掻取体で掻き取られて水面に浮いた雑草または水中に浮遊する雑草と、稲株の条間の雑草とが、各カッターで切断されるので、雑草の切断片となって田面上に沈んでも、田面の土には根付きにくい。

本発明によれば、水田の除草作業で、田面から雑草を掻き取り、水面に浮いた雑草をそのまま放置せず切断して、除草作業後に雑草が田面に沈んでも根付くことがないようにした水田除草作業機において、やや根が深い雑草を除草する場合でも、雑草の掻き取りを効率的に行うことができるようにした水田除草作業機及び水田除草方法を提供することができる。

本発明に係る水田除草作業機の第１実施の形態を示す斜視図である。 図１の水田除草作業機を構成する除草機の図１とはアングルを反対側に変えた斜視図である。 除草機の構造を示す正面視説明図である。 除草機の構造を示す右側面視説明図である。 除草機の構造を示す左側面視説明図である。 除草機の構造を示す底面視説明図である。 掻取部を駆動する駆動系を示す説明図である。 第１実施の形態の水田除草作業機の掻取部により田面の草を掻き取っている状態を示す側面視説明図である。 本発明に係る水田除草作業機の第２実施の形態を示す斜視図である。 図９の水田除草作業機を構成する除草機の正面視説明図である。 除草機の構造を示す右側面視説明図である。 掻取部を駆動する駆動系を示す説明図である。 第２実施の形態の水田除草作業機の掻取部により田面の草を掻き取っている状態を示す正面視説明図である。

本発明を図面に示した実施の形態に基づき詳細に説明する。
図１ないし図８を参照する。
なお、以下の説明において、前、後、左、右の用語を使用する場合があるが、走行機１の走行方向側を前、その逆方向側を後とし、左右については便宜上、図３に示す正面図を基準とする。

水田除草作業機Ｗ１は、走行機１と、走行機１の前方側（走行方向側）に、走行機１に対して高さの調節ができるように取り付けられている除草機Ａを備えている。なお、水田除草作業機Ｗ１においては、各種スイッチ、レバー等の操作系については、図示を省略しているものがある。また、本実施の形態では、除草機Ａは走行機１の前方に配置されているが、これに限定されるものではなく、走行機１の後方に配置することもできる。

走行機１は、車台フレーム１０を有し、車台フレーム１０の後部にはエンジン１１が搭載されている。車台フレーム１０の後部には座席１２が取り付けられ、その前部側にはハンドル１３が取り付けられている。四輪の各車輪１４は、四輪操舵構造（４ＷＳ: 4 Wheel Steering）であり、小回りが利く構造で水田内の走行に有利である。ハンドル１３で操作される四輪操舵構造については、公知構造を採用しているので、詳しい説明は省略する。

車台フレーム１０の前端部には、除草機Ａが昇降リンク装置１５を介して昇降可能に取り付けられている。昇降リンク装置１５は、上側の一本のチャンネル型のリンク１５０、下側の二本の並設されたリンク１５１、１５２で構成され、それぞれの基端部は、車台フレーム１０に固定された上軸１５３、下軸１５４に対し上下方向に回動可能に取り付けられている。リンク１５０、１５１、１５２の先端部は、後述する除草機Ａの後部のブラケット３３に固定された上軸３３１、下軸３３２に上下方向に回動可能に取り付けられている。

また、車台フレーム１０側の上軸１５３とブラケット３３側の下軸３３２の間には、シリンダー基部がリンク１５０内に下部開口側から収まるようにして、油圧シリンダー１６がシリンダーとロッド（何れも符号省略）の各先端部を上下方向に回動できるように取り付けられている。この構造によれば、油圧シリンダー１６のロッドを伸縮させることで、後述する除草機Ａを適宜昇降して、走行機１に対する除草機Ａの高さ、つまり草切断装置６の高さを調節することができる。なお、除草機Ａの高さは、後述するフロートセンサ装置９によって制御される。

除草機Ａは、基フレーム２（図１、図２、図４、図５など参照）を有し、上記ブラケット３３は基フレーム２の上に固定されている動力中継機３のケースブラケット３０の後部側に固定されている。ブラケット３３の後部には、上記したように上軸３３１、及び下軸３３２が固定され、上軸３３１にはリンク１５０の先端部が、下軸３３２にはリンク１５１、１５２の先端部及び油圧シリンダー１６のロッド先端部が上下方向に回動可能に取り付けられている。

ここで、除草機Ａの構造を分かりやすく説明するために、まず、構造の概略を説明する。除草機Ａの基フレーム２の上面側には動力中継機３が固定されている。動力中継機３には、後方の走行機１から動力取出軸１７を介し動力が入力される。動力中継機３はギヤ装置（符号省略）を内蔵し、走行方向に対し直角かつ水平方向（図１ないし図３で左方向）に向け設けられた駆動軸３１を備えている。

基フレーム２には、後で詳しく説明する揺動フレーム４が中心軸２０を介し中心軸２０を中心として上下方向へ揺動（又は回動）できるように軸着されている。揺動フレーム４の下側には、水田の田面に生えている雑草を掻取体５２によって掻き取る草掻取装置５が昇降調節可能に取り付けられている。草掻取装置５及び草切断装置６は、水田における除草作業において、後述する水平制御装置８によって常時水平度が調節され、水平を保つようにしてある。

揺動フレーム４の後側には、連結腕部材４０、４０ａを介し、掻き取られて水面に浮いた雑草を切断する草切断装置６が取り付けられている。草切断装置６は、カッター駆動軸６６に沿って七箇所に取り付けられたカッター６５を有し、各カッター６５は、カッター駆動軸６６に沿って固定位置の調節が可能である。草切断装置６は、動力中継機３の駆動軸３１により駆動される。なお、草掻取装置５は、後述するように自身が備えた油圧モーター５８により駆動されるようになっている。なお、掻取体５２、あるいはカッター６５の数は特に限定されず、稲株の条数に合わせて適宜設定できる。

以下、除草機Ａの構造を、図１ないし図８を参照して詳細に説明する。
（ａ）草切断装置６を駆動する駆動系
基フレーム２の上面には、動力中継機３が固定されている。動力中継機３は、ケースブラケット３０を有し、上記ブラケット３３は、ケースブラケット３０の後部に固定されている。動力中継機３には、後方の走行機１から、スプライン構造を有し角度の変化に伴い伸縮自在な動力取出軸１７を介してエンジン１１の動力が入力される。動力中継機３はギヤ装置を内蔵しており、左側へ向け延長された駆動軸３１を備えている。

駆動軸３１の先端側は、揺動フレーム４に固定されている支持フレーム４２に回転自在に軸支された中継駆動軸６４に接続され、動力が入力されている。駆動軸３１は、スプライン構造を有し伸縮自在であり、基端側と先端側に自在継手（符号省略）を有し、上下方向に回動しても動力伝達ができるようになっている。これにより、後述するように、草掻取装置５及び草切断装置６の水平度を調節する際の、駆動軸３１先端を接続する中継駆動軸６４の上下方向の動きに対応できるようになっている。

なお、中継駆動軸６４には、スプロケット（図示省略）が固定され、後述するカッター駆動軸６６に固定されたスプロケット（図示省略）との間にチェーン（図示省略）が掛けられている。これら各軸、スプロケット及びチェーンは、チェーンケース３４に収められている。チェーンケース３４は、上端側が中継駆動軸６４を中心として回動可能に取り付けてあり、草切断装置６の上下方向の動きに対応できるようになっている。

なお、駆動軸３１の回転速度は、公知構造により、走行機１の走行速度とは別に調節できるようになっている。これにより、上記エンジン１１が作動しており、動力取出軸１７に動力が伝わっていれば、走行機１の走行とは無関係に草切断装置６の作動速度をそれぞれ調節することができる。

基フレーム２の前部には、左右方向に所要の長さを有する角管で形成された揺動フレーム４が、中心軸２０を介し、中心軸２０を中心として揺動可能に、換言すれば基フレーム２と平行位置を含み左右側が上下方向へ所要の角度範囲で回動できるようにして、軸着されている。なお、揺動フレーム４を揺動調節して、草掻取装置５及び草切断装置６を水平に制御する機構については後述する。

（ｂ）草掻取装置５
図１〜図８を主に参照する。
草掻取装置５は、扁平かつ中空で、横に長く草切断装置６とほぼ同じ長さのギヤボックス５０を有している。ギヤボックス５０は、左右両側で二本のほぼ逆Ｔ字型の吊設部材５４、５４ａの下端に固定されている。吊設部材５４、５４ａは、それぞれ上下二本の平行なリンク５４０、５４０ａを介し、後述する草切断装置６の軸支持部材６１、６１ａに対し、昇降可能に取り付けられており、ギヤボックス５０も一体となって昇降するようになっている。

ギヤボックス５０は、長い長方形状の底部材５０１と、その上面側に被せられる蓋部材５０２からなり、吊設部材５４、５４ａの後部材（符号省略）を介し揺動フレーム４と平行に固定されている。蓋部材５０２は、断面コ字形状のものを伏せた構造であり、内部に空間を形成するように底部材５０１に固定されている。

ギヤボックス５０には、長手方向に一定間隔で十二箇所に掻取体５２が取り付けられている。底部材５０１には、掻取体５２が設けられる箇所に挿通穴（図示省略）が貫通して形成されている。また、底部材５０１の下面側には、各挿通穴に孔を合わせるように、上部にフランジを有する支承筒５２０がフランジをネジ着し底部材５０１の底面と直角方向に固定されている。

ギヤボックス５０は、前端部が下がるように所要角度（例えば、本実施の形態では１５°）で傾斜させてあり、したがって各支承筒５２０および後述する各回転軸５２１の角度も水平面である田面に対し前方（作業車の走行方向）へ倒れるように７５°で傾斜している。ギヤボックス５０および回転軸５２１の傾斜角度は、上記角度に限定されるものではなく、適宜設定可能である。

なお、回転軸５２１の傾斜角度（または、後述する各線条体５２４の回転軌跡の傾斜角度）は、あらかじめ試験を行って決められた、雑草の掻き取りに好適な角度に固定されているが、固定式とせず、ギヤボックス５０の傾斜角度を調節可能な構造として、各線条体５２４の回転軌跡の傾斜角度を適宜調節できるようにしてもよい。

支承筒５２０は、ほぼ四角筒状で所定の長さに形成されている。各支承筒５２０の内部には、上下二箇所に玉軸受（図示省略）が固定されている。各支承筒５２０の内部には、掻取体５２の回転軸５２１（図７参照）が通されており、回転軸５２１は各玉軸受により回転自在に軸支されている。回転軸５２１の上端部には平歯車であるギヤ５２２が固定されており、ギヤ５２２は、ギヤボックス５０の内部の空間に位置している。

ギヤ５２２は、隣り合う他の掻取体５２の回転軸５２１に固定されているギヤ５２２と噛み合うようになっており、各掻取体５２はギヤ５２２を介し連動して回転し、隣り合う掻取体５２は互いに反対方向に回転するように、かつ作業時には、後述する線条体５２４が、稲株を両側から抱き込む方向に回転するようにしてある。

回転軸５２１の下端部には、円形の回転盤５２３が固定されている。回転盤５２３の外周部には、周方向に等間隔で五箇所にナイロン製の線条体５２４が取り付けられている。各線条体５２４は、先部側が回転盤５２３の外周部から張り出すように放射状かつ回転盤５２３の直径線の延長線方向に向けて取り付けられている。

なお、隣り合う線条体５２４の回転軌跡は一部重なるように設定され、雑草の掻き取り残しが生じないようにしている。線条体５２４の数は、五本に限定されるものではなく、適宜設定が可能である。

右から五番目の掻取体５２ａは、回転軸５２１の上端側に従動ギヤ５２５が固定されている（図７参照）。従動ギヤ５２５は、ギヤボックス５０の上面側である蓋部材５０２に固定された油圧モーター５８の回転軸５８０に固定してあるギヤ５８１と噛み合っている。これにより、各掻取体５２（および５２ａ）は、油圧モーター５８により上記回転方向に駆動される。なお、油圧モーター５８には、オイルラインや操作系などが付帯するが、その図示および説明は、ここでは省略する。

そして、油圧モーター５８で駆動されることにより、各掻取体５２は、上記した回転方向に回転して各線条体５２４の回転軌跡が円盤状となり、更に回転軌跡の走行方向側が下がるように水平方向に対し所要角度で傾斜するよう回転し、作業時には、各線条体５２４により、田面において雑草を田面下から水中へ移動させるようにして掻き取ることができる。

（ｃ）草掻取装置５の高さ調節機構
図１、図３および図４を主に参照する。
草掻取装置５は、揺動フレーム４の右端部に設けられている高さ調節レバー５９を回動調節することにより、後述する草切断装置６に対して高さを調節することができる。
高さ調節レバー５９の基端部は、駆動軸５９０に固定されている。駆動軸５９０は、上記連結腕部材４０、４０ａの前側にそれぞれ回転可能に軸支されている。

駆動軸５９０において連結腕部材４０、４０ａのやや外側には、ほぼコ字形状の板を伏せた形態のアーム部材５９１、５９１ａの前端部が固定されている。アーム部材５９１、５９１ａの固定位置（角度）は、駆動軸５９０の軸周方向において同じ位置であり、横架部がほぼ水平になるようにしてある。アーム部材５９１、５９１ａの後端部には、それぞれリンク５９２、５９２ａの上端が取り付けられており、リンク５９２、５９２ａの下端は、上記吊設部材５４、５４ａの下部側面に軸着されている。

また、揺動フレーム４の上記高さ調節レバー５９側には、ほぼＬ板状の調節操作盤５９３が設けられている。調節操作盤５９３の上板部には、高さ調節レバー５９が移動できる案内部５９４が形成され、案内部５９４の縁部には、長手方向に複数の掛止溝部５９５が段階的に形成されている。高さ調節レバー５９の基部側には、掛止溝部５９５に掛止可能な掛止板部５９６が形成されている。

この構造によれば、高さ調節レバー５９を前後方向に回動させると、駆動軸５９０を介してアーム部材５９１、５９１ａが上下方向に回動し、リンク５９２、５９２ａで吊り下げられたギヤボックス５０が、上下方向に回動するリンク５４０、５４０ａで規制されながら昇降する（図９参照）。このように、高さ調節レバー５９を回動し、所要の掛止溝部５９５に掛止板部５９６を掛止することにより、草切断装置６に対するギヤボックス５０の高さ、すなわち草掻取装置５の掻取体５２の高さを調節することができる。

（ｄ）草切断装置６
図４、図５および図６を主に参照する。
草掻取装置５の後方には、上記揺動フレーム４に固定された連結腕部材４０、４０ａを介し、草切断装置６が取り付けられている。

草切断装置６は、連結腕部材４０、４０ａに固定された軸支持部材６１、６１ａを有している。軸支持部材６１、６１ａの後端には、所要長さの支持フレーム６２が固定されている。支持フレーム６２は、左右方向、かつほぼ水平方向に設けられており、その前側には、支持フレーム６２とほぼ同じ幅のカッターカバー６３が固定されている。このカッターカバー６３については後述する。

軸支持部材６１、６１ａの下方側には、カッター駆動軸６６が玉軸受（図示省略）を介しほぼ水平方向に軸支されている。カッター駆動軸６６は、断面形状の外形が六角形の管体（六角管）である。カッター駆動軸６６には、それぞれ両端側の二箇所、かつ作業時に稲株の条間を通る位置（合計で七箇所）に配置された後述するカバー部６３０の内部側にカッター６５が取り付けられている。

各カッター６５は、互いにほぼ同じ構造で向きが反対の一対のカッターユニット６５１、６５２（図６参照）からなる。なお、以下のカッターユニット６５１、６５２の構造の説明では、主にカッターユニット６５１について説明し、対称構造であるカッターユニット６５２については説明を省略する。

カッターユニット６５１は、ほぼ六角形状の取付基板６５３（図４、図５参照）を有し、各取付基板６５３の中心部には、円形の軸通し孔（符号省略）が形成され、取付基板６５３の片側の面側には、上記カッター駆動軸６６に外嵌めする六角形の管体６５５（図６参照）が設けられている。

また、取付基板６５３の各角部のうち三箇所の角部には、ほぼＬ板形状の刃体６５７がネジ着されている。刃体６５７は、取付基板６５３にネジ着された取付板部（符号省略）と、取付板部に対し直角に曲げられ、回転方向と逆側へやや逃げ角を設け傾斜した刃板部（符号省略）を有しており、刃板部は、管体６５５と同じ側に突出している。

カッターユニット６５１及びカッターユニット６５２は、カッター駆動軸６６に沿って移動調節ができる。このカッター位置調節手段は、カッター駆動軸６６の軸方向に複数設けられたボルト通し孔の任意の孔に管体６５５に設けられたボルト通し孔を合わせ、ボルトを通して締め付ける一般的な構造であるので、詳しい構造については図示及び説明を省略する。

そして、各カッター６５を構成するカッターユニット６５１、６５２は、各カバー部６３０内で互いに所要間隔をおいて取り付けられている。また、カッターユニット６５１、６５２は、それぞれに設けられている各刃体６５７を互いに向かい合うように、かつ軸周方向へ６０°ずらして取り付けられている。

なお、カッターユニット６５１、６５２の位置及び互いの間隔は、上記したようにボルトを通すボルト通し孔の位置を変えることにより調節が可能である。そして、カッター駆動軸６６が回転し各カッター６５が回転することにより、各刃体は、水面に浮いた状態、または水中に浮遊するように移動してくる雑草を上から叩くようにして切断することができる。

また、草切断装置６は、各カッター６５を覆うカバー部６３０を七箇所に有するカッターカバー６３を有している（図１、図２および図３参照）。各カバー部６３０は、ほほ半円形の両側板（符号省略）と、両側板を所要間隔をおいて上部側で接続する半円状に湾曲した上板（符号省略）で構成されている。各カバー部６３０の間には、所要幅で前後に貫通した空隙６３１が合計六箇所に形成されている。

これによれば、除草作業中に、走行機１の座席１２に座って運転している運転者は、各空隙６３１を通して、前方の掻取体５２により田面の雑草を掻き取っている状況を前を向いた無理のない姿勢のままでリアルタイムで確認することができる。
なお、カッターカバーが、多数のカッター６５をまとめてカバーする構造である場合は、カッターカバーに空隙６３１と同様の作用を有する窓口（穴）を設けるようにしてもよい。

（ｅ）草掻取装置５及び草切断装置６の水平度調節機構
揺動フレーム４に取り付けられている草掻取装置５と草切断装置６の除草作業中における水平度は、水平制御装置８で制御される。
水平制御装置８は、図１、図２などに示すように上記ギヤボックス５０の幅方向の中央前側に取り付けられた水平度センサ（図示省略）を有している。水平度センサは、揺動フレーム４の水平度を検出し、図示していない制御部に水平度情報の信号を送る。

また、水平制御装置８は、揺動フレーム４において中心軸２０の右方側に斜めに固定されている台板８１を有している。台板８１は、ケースブラケット３０方向へ向け上り傾斜しており、台板８１の下側上面には、電動モーター８２とギヤ装置８３が取り付けられている。台板８１の上側上面には、ほぼ半円形の板状の従動ギヤ８４が軸８５を中心として回転可能に軸支され、従動ギヤ８４はギヤ装置８３の駆動ギヤ（図示省略）と噛み合っている。

また、従動ギヤ８４において軸８５と偏心した位置にリンク８６の一端側が従動ギヤ８４とほぼ同じ平面上で回動するように軸支されている。リンク８６の他端側は、ケースブラケット３０の上部に固定された取付部材８７に上下方向に回動できるように軸支されている（主に図３参照）。

この構造によれば、水平度センサ（図示省略）からの水平度情報の信号を制御部で受けることにより、電動モーター８２の回転軸の回転方向と回転量が制御され、ギヤ装置８３により従動ギヤ８４が回動することにより、リンク８６が進退動して、揺動フレーム４及び揺動フレーム４に取り付けられている草掻取装置５と草切断装置６が中心軸２０を中心として揺動し（図３参照）、水田での除草作業における草掻取装置５と草切断装置６の水平度が制御される。

（ｆ）除草機Ａの高さ調節機構
除草機Ａの高さは、フロートセンサ装置９により制御される。
フロートセンサ装置９は、揺動フレーム４上面の中心軸２０よりやや右側に前後方向へ向け軸支された軸９０に基部が固定された吊りアーム９１を有している。吊りアーム９１の先端は、ギヤボックス５０の幅方向のほぼ中央に対応して位置している。

吊りアーム９１の先端には、所要長さの均衡アーム９２の中央部が上下方向に回動可能に軸支されている。均衡アーム９２の両端部には、それぞれ脚部材９３が垂設され、各脚部材９３の下端には、船型のフロート９４が取り付けられている。また、軸９０には、吊りアーム９１と所要角度をもって調節板９５が固定されている。

各フロート９４が田面に接して上下動することによる調節板９５の揺動は、センサ（図時省略）によって検出されるようになっており、検出された高さ位置情報の信号が図示していない制御部に送られる。このセンサからの高さ位置情報の信号を制御部で受けることにより、上記油圧シリンダー１６が作動してロッドが伸縮され、除草機Ａ全体の高さが制御される。例えば各フロート９４が高くなった場合は、油圧シリンダー１６のロッドが縮んで除草機Ａが高くなる。

（作用）
図１ないし図８を参照して、水田除草作業機Ｗ１の作用を説明する。
水稲の栽培においては、稲がある程度生育した後に、稲の周りの条間や株間に生える雑草を大きく成長しないうちに除去する除草作業を行う。

（１）除草機Ａを前側にして水田除草作業機Ｗ１を水田に乗り入れ、草掻取装置５の各掻取体５２が各稲株の間に二つずつ位置するように配置する。なお、各掻取体５２の左右方向の間隔は、一般的な田植機で植えられる稲株の条間の幅（３０ｃｍ）に合わせてあるので、水田除草作業機Ｗ１は上記位置に比較的容易に配置することができる。

（２）そして、まず、運転者による走行機１側の操作で、揺動フレーム４に取り付けられた草掻取装置５と草切断装置６が水平度制御装置８によって水平になるように、つまり水田の田面（土面）と平行になるように設定する。

（３）同じく走行機１側の操作で、油圧シリンダー１６を作動させて除草機Ａの高さを調節する。このとき、草切断装置６のカッター６５の回転下端の高さ（刃体６５７の最低高さ）の位置が、田面よりやや低くなるように（例えば１０ｍｍ程度）、つまり各刃体６５７で田面を掻くことができるように設定する。

（４）次に、操作ハンドル５９を操作して、草掻取装置５の各掻取体５２の下端部に設けられた各線条体５２４の高さを、各線条体５２４の回転軌跡の前部側の最低部の高さが、田面７に生えている雑草７０の根部よりやや低くなるように（例えば１０ｍｍ程度：図８参照）設定する。さらに、フロートセンサ装置９の各フロート９４を水田の田面（土面）に載せてセッティングを終了する。

（５）走行機１側の操作で、動力中継機３の駆動軸３１を駆動されると、草切断装置６のカッター駆動軸６６に固定されている各カッター６５が回転する。また、油圧モーター５８が駆動されると、草掻取装置５の各掻取体５２が回転する。なお、各掻取体５２の回転速さと各カッター６５の回転速さは、走行機１の走行速さとは関わりなくそれぞれ独立して調節できるので、除草作業の状況に合わせてそれぞれ好適に調節することができ、作業がしやすい。

（６）走行機１を前進走行させて水田除草作業機Ｗ１を前進させると、各掻取体５２は、各線条体５２４で稲株７１を両側から抱き込む方向へ叩くように回転しながら、田面に生えている雑草を掻き取り、田面から分離させて水中に誘導することができる。水中に誘導された雑草は、水面に浮き上がるか、または水中に浮遊する。
このとき、草掻取装置５の掻取体５２が有する線条体５２４は、回転しながら雑草を掻き取るので、各線条体５２４の移動ストロークは従来の除草爪と比較して充分に大きくなり、しかも線条体５２４は回転しながら次々に掻き取りを行うので、例えば除草する雑草の根がやや深い場合でも、雑草の掻き取りを効率よく行うことができる。
なお、各掻取体５２は、線条体５２４の回転軌跡が円盤状であり、しかも走行方向側が下がるように水平方向に対し所要角度で傾斜しているので、走行方向へ水平に移動する条件下においては、例えば各線条体が水平に回転するものと比較して、高さ方向の掻き取り可能な範囲が広くなっている。
したがって、掻取体５２の高さの設定をする際に、各線条体５２４の回転軌跡の最低部の高さを、雑草の茎の基端よりやや低く設定する場合でも、それ程の精度を要求されることはなく、作業時の走行に伴う作業機の高さの変動もほとんど影響することはないので、雑草を効率的に田面から掻き取って水中に誘導することができる。

（７）また、草掻取装置５の後方においては、草切断装置６の各カッター６５によって水面に浮いた雑草、または水中に浮遊している雑草を切断すると共に、稲株の条間の田面下においては、各掻取体５２で取り切れなかった雑草の掻き取りと切断を同時に行うことができる。なお、各カッター６５は、カッター駆動軸６６に沿って位置の調節ができるので、水面を相対的に移動してくる雑草の最も集まりやすい位置に合わせて、各カッター６５の位置を調節することが可能であり、雑草の切断をより効率よく行うことができる。

（８）このように、田面の雑草が各掻取体５２による掻き取り後、各カッター６５によって切断されるので、雑草の切断片が後で田面に沈んだ場合でも、田面の土に根付くことを防止できる。また、これにより、結果的に除草回数をより少なくすることができる。

なお、運転者は、前を向いた無理のない姿勢のまま、各カッターカバー６３の間の空隙６３１を通して各カッター６５及び各カッター６５の前方の各掻取体５２の掻き取りの様子及び状況を視認でき、除草状態をリアルタイムで確認しながら作業を行うことができる。これにより、例えば走行機１の走行位置が稲株Ｒの条間の幅方向へ多少ずれているような場合等も迅速に修正することができ、効率的な除草作業を行うことができる。

また、草掻取装置５と草切断装置６の水平度は、水平度制御装置８により継続して制御されており、各掻取体５２による田面での掻き取り深さを各掻取体５２においてほぼ同じ状態で維持することができるので、除草機Ａの幅方向の各所で差のない安定した除草作業を行うことができる。

図９ないし図１２を参照する。
なお、図において、上記水田除草作業機Ｗ１と同等箇所には同一の符号を付して示し、構造について重複する説明は省略する。

水田除草作業機Ｗ２は、草掻取装置５ａの掻取体５６の構造およびその駆動機構が上記草掻取装置５の掻取体５２およびその駆動機構と異なるだけで、その他の構造は上記草掻取装置５と同様である。

草掻取装置５ａは、扁平かつ中空で、横に長く草切断装置６とほぼ同じ長さのギヤボックス５５を有している。ギヤボックス５５は、左右両側で二本のほぼ逆Ｔ字型の吊設部材５４、５４ａの下端に固定されている。ギヤボックス５５は、長い長方形状の底部材５５１と、その上面側に被せられる蓋部材５５２からなり、蓋部材５５２は、断面コ字形状のものを伏せた構造であり、内部に空間を形成するように底部材５５１に固定されている。

また、ギヤボックス５５には、長手方向に一定間隔で十二箇所に掻取体５６が取り付けられている。底部材５５１には、一組の掻取体５６、５６が設けられる六箇所に下部ボックス５５０が設けられている。下部ボックス５５０には、取付傾斜部５５３がそれぞれギヤボックス５５の長手方向に配置されて二箇所に設けられ、各取付傾斜部５５３には挿通穴（図示省略）が貫通して形成されている。また、各取付傾斜部５５３には、各挿通穴に孔を合わせるように、支承筒５５４が取付傾斜部５５３と直角方向に固定されている。

ギヤボックス５５は水平に固定されており、ギヤボックス５５の下部ボックス５５０の各取付傾斜部５５３は、ギヤボックス５５の下面に対し約３０°で傾斜しており、したがって各支承筒５５４および後述する各回転軸５６１の角度は、水平面である田面に対し作業機の走行方向と水平に直交する方向へ倒れるように、約６０°で傾斜している。なお、各取付傾斜部５５３および各支承筒５５４および後述する各回転軸５６１の角度は、上記角度に限定されるものではなく、適宜設定が可能である。

支承筒５５４は、ほぼ四角筒状で所定の長さに形成されている。各支承筒５５４の内部には、上下二箇所に玉軸受（図示省略）が固定されている。各支承筒５５４の内部には、掻取体５６の回転軸５６１が通されており、回転軸５６１は各玉軸受により回転自在に軸支されている。回転軸５６１の上端部にはベベルギヤ５６２が固定されており、ベベルギヤ５６２は、ギヤボックス５５および下部ボックス５５０の内部の空間に位置している。

ベベルギヤ５６２は、隣り合う他の掻取体５６の回転軸５６１に固定されているベベルギヤ５６２と噛み合うようになっている。また、ギヤボックス５５内には、中継回転軸５６３（図１２参照）が長手方向と平行に軸支されている。中継回転軸５６３には、一組の掻取体５６、５６が設けられる六箇所において、一方のベベルギヤ５６２と噛み合うベベルギヤ５６４が固定されている。

中継回転軸５６３の中央部には、平歯車である従動ギヤ５６７が固定され、従動ギヤ５６７は、ギヤボックス５５の上面側である蓋部材５５２に固定された油圧モーター５７の回転軸５７０に固定してあるピニオン５７１と噛み合っている。これにより、各掻取体５６は、油圧モーター５７により上記回転方向に駆動される。なお、油圧モーター５７には、オイルラインや操作系などが付帯するが、その図示および説明は、ここでは省略する。

これにより、各掻取体５６は中継回転軸５６３を介し連動して回転し、隣り合う掻取体５６は互いに反対方向に回転するように、かつ作業時には、後述する線条体５６６が、稲株を両側から抱き込む方向に回転するようにしてある。

回転軸５６１の下端部には、円形の回転盤５６５が固定されている。回転盤５６５の外周部には、周方向に等間隔で六箇所に鉄製の線条体５６６が取り付けられている。各線条体５６６は、先部側が回転盤５６５の外周部から張り出すように放射状かつ回転盤５６５と約３０°の傾斜角度を以て取り付けられている。線条体５６６の数は、六本に限定されるものではなく、適宜設定が可能である。また、線条体５６６の回転盤５６５に対する角度も上記角度に限定されるものではなく、適宜設定が可能である。

なお、隣り合う線条体５６６の回転軌跡は一部重なるように設定され、雑草の掻き取り残しが生じないようにしている。また、上記構造により、ギヤボックス５５が水平である場合、各掻取体５６の線条体５６６は、回転軌跡の最低部において水平になり、田面と平行になる。

そして、油圧モーター５７で駆動されることにより、各掻取体５６は、上記した回転方向に回転して各線条体５６６の回転軌跡が、傾いた円錐台の側面状となり、各線条体５６６が田面下から水面より上の空間までの範囲で回転軌跡を描いて回転する。これにより、作業時には、各線条体５６６により、田面において雑草を田面下から水中へ移動させるようにして掻き取ることができる。

主に図１３を参照して、水田除草作業機Ｗ２の作用を説明する。
なお、水田除草作業機Ｗ２は、上記水田除草作業機Ｗ１とは、草掻取装置５ａの作用が異なるだけで、他の作用は同様なので、共通する作用については説明を省略し、異なる部分のみを説明する。

草掻取装置５ａの掻取機５６は、各線条体５６６の回転軌跡が円錐台の側面状であり、線条体５６６を有する掻取体５６の回転軸５６１が作業機の走行方向と水平に直交する方向へ倒れるように所要角度で傾斜しており、各線条体５６６は、回転軌跡の最低部において、水平になっており、田面の下から水面より上の空間まで回転軌跡を描いて回転する。したがって、走行方向へ水平に移動する条件下においては、例えば各線条体が水平に回転するものと比較して、高さ方向の掻き取り可能な範囲を広くすることができる。

したがって、掻取体５６の高さの設定をする際に、例えば各線条体５６６の回転軌跡の最低部の高さを、雑草の茎の基端よりやや低く設定する場合でも、それ程の精度を要求されることはなく、作業時の走行に伴う作業機の高さの変動もほとんど影響することはないので、雑草を効率的に田面から掻き取って水中に誘導することができる。

Ｗ１ 水田除草作業機
Ａ 除草機
１ 走行機
１０ 車台フレーム
１１ エンジン
１２ 座席
１３ ハンドル
１４ 車輪
１５ 昇降リンク装置
１５０ リンク
１５１、１５２ リンク
１５３ 上軸
１５４ 下軸
１６ 油圧シリンダー
１７ 動力取出軸
２ 基フレーム
２０ 中心軸
３ 動力中継機
３０ ケースブラケット
３１ 駆動軸
３３ ブラケット
３３１ 上軸
３３２ 下軸
３４ チェーンケース
４ 揺動フレーム
４０、４０ａ 連結腕部材
４２ 支持フレーム
５ 草掻取装置
５０ ギヤボックス
５０１ 底部材
５０２ 蓋部材
５２ 掻取体
５２０ 支承筒
５２１ 回転軸
５２２ ギヤ
５２３ 回転盤
５２４ 線条体
５２５ 従動ギヤ
５４、５４ａ 吊設部材
５４０、５４０ａ リンク
５８ 油圧モーター
５８０ 回転軸
５８１ ギヤ
５９ 高さ調節レバー
５９０ 駆動軸
５９１、５９１ａ アーム部材
５９２、５９２ａ リンク
５９３ 調節操作盤
５９４ 案内部
５９５ 掛止溝部
５９６ 掛止板部
６ 草切断装置
６１、６１ａ 軸支持部材
６２ 支持フレーム
６３ カッターカバー
６３０ カバー部
６３１ 空隙
６４ 中継駆動軸
６５ カッター
６５１、６５２ カッターユニット
６５３ 取付基板
６５５ 管体
６５７ 刃体
６６ カッター駆動軸
７ 田面
７０ 雑草
７１ 稲株
８ 水平制御装置
８１ 台板
８２ 電動モーター
８３ ギヤ装置
８４ 従動ギヤ
８５ 軸
８６ リンク
８７ 取付部材
９ フロートセンサ装置
９０ 軸
９１ 吊りアーム
９２ 均衡アーム
９３ 脚部材
９４ フロート
９５ 調節板
Ｗ２ 水田除草作業機
５ａ 草掻取装置
５５ ギヤボックス
５５０ 下部ボックス
５５１ 底部材
５５２ 蓋部材
５５３ 取付傾斜部
５５４ 支承筒
５６ 掻取体
５６１ 回転軸
５６２ ベベルギヤ
５６３ 中継回転軸
５６４ ベベルギヤ
５６５ 回転盤
５６６ 線条体
５６７ 従動ギヤ
５７ 油圧モーター
５７０ 回転軸
５７１ ピニオン

Claims (4)

1. 走行機と、
   該走行機の前方又は後方に配されており、前記走行機に対する高さの調節ができる高さ調節機構を有し、除草作業時において稲株の条間となる位置にそれぞれ設けられた上下方向に回転する複数のカッターを有し、該カッターが、稲株の条間の雑草の掻き取り及び切断、及び水面に浮いた雑草の切断を行う草切断装置と、
   該草切断装置の前方に配され、前記草切断装置に対する高さの調節ができる高さ調節機構と、回転軸を中心に放射状に配した線条体を有し該線条体が田面より下から田面より上を通る回転軌跡を描くことにより田面を掻いて稲株の周りの雑草を掻き取るようにした複数の掻取体を有する草掻取装置とを備える
   水田除草作業機。
2. 前記線条体の回転軌跡が円盤状であり、前記線条体を有する前記掻取体の前記回転軸が作業機の走行方向へ倒れるように所要角度で傾斜し、前記線条体の回転軌跡も走行方向側が下がるように水平方向に対し所要角度で傾斜している
   請求項１の水田除草作業機。
3. 前記線条体の回転軌跡が円錐台の側面状であり、前記線条体を有する前記掻取体の前記回転軸が作業機の走行方向と水平に直交する方向へ倒れるように所要角度で傾斜しており、前記各線条体は、回転軌跡の最低部において、水平またはほぼ水平となるようにしてある
   請求項１の水田除草作業機。
4. 走行機によって田面を走行し、回転軸を中心に放射状に配した線条体を有する複数の掻取体が、各線条体が田面より下から田面より上を通る回転軌跡を描くことにより田面を掻いて稲株の周りの雑草を掻き取る工程と、
   田面から掻き取られ水面に浮いた雑草または水中に浮遊する雑草をカッターで切断する工程とを備える
   水田除草方法。

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