JP3744065B2 - 圃場の均一な土層を形成するボトム作業機および圃場作業機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圃場の均一な土層を形成するボトム作業機、および均平な圃場表面、平坦な溝などを形成する作業機に関し、さらに詳しくは、鋤床を均平に形成することでこれを基準として均一な土層を形成する耕起反転作業に適し、さらには、圃場の表面はもちろんのこと、暗渠、溝を形成する場合にも基準平面に沿って平行に平面形成することができる圃場作業機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圃場の有効利用を図るためには、圃場全体の土壌環境を均一化することが大切であることは想像に難くないところであるが、そのためには、どのようにするかが問題になる。今まで考えられていたことは単に表面の均平化を考慮するだけであって、土壌内部についてはあまり考慮されていなかったのである。もっとも重要なことは、圃場の表面だけではなく圃場の鋤床を平面、とくに水平に作土層を均一にする必要が大切である。
わが国においては圃場の有効利用の代表的な方策として過去田畑輪作が行われていたのであるが、裏作としての麦作りは価格競争の点で採算が合わなくなり、衰退してしまったのである。この輪作は土壌に活力を吹き込む一つの方策であったのであるが、これが行われなくなったことで何らかの方策により圃場管理を行う必要が生じている。
現状では、米に限ったことではないが全ての農産物の輸入自由化の傾向が強まり、ますます水田圃場が休眠状態になりがちであり、そのため水稲の作付け面積に制約が加えられているのである。
【０００３】
生産調整の対象となった水田のほとんどは、畑として利用されることになるが、水田を永久に畑地化するのか、あるいは水田の機能を残して、田畑転換のような利用形態をとるのかによって考え方は大きく異なる。
これまでにも、米の生産調整は何度か行われてきた。かつてはいわゆる減反の割合でも、そう大きいものではなかったから、条件の悪い（水稲の収量も低い）水田から行われ、転換作物も捨て作り的にされることなどもあり、農家の経営にとって、転換畑の比重はそう大きいものではなかった。しかし、現在のような連年の、しかも面積的にも飽和状態に近い生産調整では、水稲を作付けできない水田をどのように利用するかが重要な課題になっている。
【０００４】
米の栽培は、諸外国でも行われており、米を主食としない国、まして日本のように食管制度などない国々の場合には、米の生産は常に需要と供給を考慮しながら実施されている。
たとえば、イタリアでは米の生産調整の方策として田畑転換を実施しているといわれている。これは耕地に水田の機能を残しておき、市場の状況によって水稲の作付面積をコントロールすることによって、米の価格を安定させることを可能にするとともに、耕地の地力の維持の役割も果たしている。
日本の農業が水稲を中心にして進んできたために、基盤整備、灌慨用水の確保のためのダム、用水排水の整備などに膨大な投資が行われている。
米の生産調整は、水稲の作付面積を制限するものであるか、水田利用を制限しているわけではない。水田の持つ「水」の機能を生かした耕地の利用は、水田における生産性の向上に費やされた、これまでの投資を生かすものであり、減反政策により米の生産を制限されている今こそ、考え方によっては、積極的な水田の多目的利用を再確認し、水田を中心とした日本農業の再出発の時機到来と云うことができる。言い換えると、田畑輪換による水田の利用を再確認し、作物の生産性を向上させる機運が高まっているのである。
「田畑輪換」による水田の利用形態については、わが国においても古くから注目されており、その経済性などについても論じられ、有効な手段であることが述べられている。たとえば、畑地跡の水稲の収量は、１０〜１５％増加する一方、肥料は２０〜４０％節約でき、所得効果が高いと言われてきた。
【０００５】
しかしながら、これまでの日本農業の中で田畑輪換は、不変的なものとしては定着していなかった。その理由には多くのことが考えられるが、主なものは、安定した米価と水稲栽培技術の普及に伴う水稲栽培の容易さにあったことが上げられる。多収をねらわない限りにおいては、いわゆるサンデー農業でもある程度の収量は確保できるし、畑作物に見られる連作障害の心配も必要がなかった。
したがって、かつての田畑輪換は、特殊な事情を持った（たとえば、灌漑用水が少ない、畑がないなど）、限られた地域で行われる場合が多く、田畑輪換の利点を積極的に取り入れたものではなかった。
【０００６】
田畑輪換を行うには先ず、水田と畑の違い考えてみる必要がある。田畑輪換は、同一の耕地を水田あるいは畑として相互に利用することであるが、この利用形態が、特徴的なものとして位置づけられるためには、水田と畑における土壌の性質の大きな違いがある。水田の場合には、少なくとも水稲の栽培期間中には、湛水され、土壌は還元条件下におかれることになる。この酸化還元条件（土壌中の酸素の多少）の違いが土壌の性質に大きな影響を及ぼすのである。
先ず第１に、病原菌の仲間の多くは、酸素を利用して生活している（たとえば糸状菌は、酸素がなければ生活できない）ので、還元条件の発達する水田では増殖しにくい。１０００年以上も水稲を連作しているのに、水稲に連作障害が発生しない最大の理由には、水田の還元条件の発達があげられている。
第２に、還元条件の発達は、微生物のみでなく、リン酸などの養分にも大きな影響を及ぼすのである。
前述したように、酸素の多いのが酸化条件であるが、この条件下では、窒素、リン酸は少ない。とくに、リン酸の場合は、酸化条件では、リン酸鉄などが難溶であるために、肥効は小さいが、還元条件になると、鉄は二価鉄の形態で溶け出すので、リン酸の肥効は高まる。
【０００７】
第３に、地目別の土壌中の養分状況を比較すると、いずれの養分とも水田で最も少なく、野菜畑で多い。カリ、リン酸が野菜畑で多く、とくに有効態リン酸の量は、野菜畑で明らかに多く、施設畑土壌のそれは、水田土壌の１５倍余りにもなっている。
有効態リン酸の量は、野菜畑においても５０ミリグラム／１００グラムもあれば十分と言われていることを考えると、野菜の施設畑土壌では、いかに多量のリン酸が集積しているかが理解できるであろう。
多量の養分を含有しながら、これらの肥効が小さいために、さらに多量の養分を施用し、それがまた集積量を増加させる結果になる。
第４に、過度の塩類の集積は、肥料の無駄使いになるばかりでなく、作物の生育にも悪影響を及ぼすのである。
最近、野菜畑における塩類の集積が、作物の生育環境を悪化させ、本来なら作物に悪さをしない微生物が、作物の生育を阻害するようになることが懸念され始めている。
【０００８】
田畑輪換土壌の肥沃度について考えると、一般的に有機物の分解は、畑の方が水田よりも進みやすいと言われている。堆肥の施用量も、水田では１トン（１０アール）、畑では３トン（同）が一応の基準とされ、畑の方か多量の有機物を必要としてきた。
全体的にみれば、有機物の分解は、水田では進みにくいことは事実であるが、易分解性部分についてみれば、必ずしも畑の方が水田より少なくはなく、水田と畑では微生物が違うこと前述した通りである。微生物の大部分は有機物を食って生活している。したがって、微生物が違えば、有機物の分解状況も異なってくるので、水田と畑では、有機物の分解が違うと考えられる。
稲わらの分解を水田と畑で比較してみると、土壌に稲わらを施用した後、２〜３カ月間は、水田の方が畑より分解が進みやすく、この原因のひとつとしては、畑地では、水分が不足ぎみなので、分解が進みにくいことが考えられるが、同じ試験での堆肥の分解は、最初から畑地の方が進みやすいことを考慮すれば、稲わらの一部の成分は、水田状態の方が進みやすいと言うことができる。
この事実は、有機物の中には、還元条件下でも速やかに分解が進行する部分のあることを示唆している。
この現象が、畑地跡の水田で窒素肥沃度が高まり、水稲が多収になる原因となっている。
畑地では、有機物の分解が速やかに進むが、その過程で、水田に転換した場合に、速やかに分解する有機物が造られ、水稲栽培期間中に分解され、窒素を供給するのである。
一方、水田では、還元条件の発達に伴い、有機物の分解が全体的に抑制されるが、好気的微生物（主に糸状菌）によってのみ分解されるリグニンの分解は、非常に進みにくくなる。その結果、リグニンの内部に閉じ込められている分解しやすい炭水化物までも集積する。
土壌が酸化的になると、集積した有機物が速やかに分解するので、水田跡の畑地の有機物の分解も速やかに進行する。土壌有機物のおよそ一割は微生物菌体が占めていると言われており、養分の貯蔵庫としての菌体の役割も無視できない。好気性微生物の多くは、還元条件下では死滅し、逆に嫌気性微生物は、酸化条件下では生活しにくい。したがって、水田跡の畑地、あるいは、畑地跡の水田では、それぞれ前作の間に活動していた微生物菌体が死滅して、養分の供給源にあると考えられる。
以上の理由によって、田畑輪換土壌の肥沃度は高いと推察されるのである。
【０００９】
田畑輪換の利点としては、作物の安定多収が挙げられる。（１）畑作物の連作障害の回避、（２）畑地跡の水稲の多収性、（３）水稲跡の大豆などの多収性などである。
さらに、畑地跡水稲の減肥（とくにリン酸の有効利用）、有機物の効果的利用（畑地に有機物を施用することにより、還元障害などの防止、および酸化と還元の有機物分解の違いを利用した効果的利用）、さらに、農薬の節約（雑草の減少、連作障害の発生が減少）があり、資源の節約ができる。加えて、水田機能の維持、水保全の役割がある。
田畑輪換にも問題点があり、（１）排水の過剰、不良、（２）転換畑のマンガン過剰、（３）畑地跡水稲の不稔障害、（４）転換畑におけるごくまれな土壌病害の発生（静菌作用不足のため）、などが原因して作物生育を阻害することもある。
さらには、耕地利用に制限があって、（１）施設化が困難、（２）深根性作物栽培の制限がある。
【００１０】
これまでに述べてきたように、田畑輪換には長所も短所もあるが、田畑輪換は、水田と畑における土壌諸性質に着目した、非常に合理的な耕地の利用形態であると云うことができる。土壌中への過剰な塩類の集積を防ぎ、有機物の効果を高めるので省資源になる。そして転換作物に野菜、花きを導入した人びとの多くが期待している田畑輪換による連作障害の防止についても、各地の試験研究機関により効果が確認されつつある。土壌病害の回避は、復元田における水稲の多収性と合わせて、作物の安定多収を図ることができる。
しかしながら、すべての水田が田畑輪換に適しているわけではなく、たとえば、グライ土壌などの排水不良土壌は、転換畑としての利用が困難であろうし、砂質土壌のように排水過多の土壌は、水田よりも畑地利用に向いているのである。
【００１１】
田畑輪換の問題点の一部は、高畝栽培や復元田における不耕起栽培などによって解決されているし、多くの水田は基盤整備などにより十分な排水対策が行われている。また、連年の転作の推進は、条件の良い水田を田畑輪換に利用することを可能にしている。
もちろん、転換畑すべてに野菜や花きを導入することは、現在の供給過剰ぎみの状況からみて不可能であろうし、また施設栽培の普及は、短期間の田畑輪換を経済的に不可能にしている。
しかしながら、田畑輪換の長所を考えると、野菜や花きの栽培を田畑輪換の形態に取り入れて、空いた畑を塩類の集積や連作障害の発生の少ない作物の栽培に利用すること、そして施設の建築に際しては、構造を少し工夫し、解体をすることを試みる価値はあると考えている。
水稲の作付け制限が、田畑輪換の再評価を生んだとも言えるが、田畑輪換の導入は受け身ではなく、積極的に取り入れるべき農法である。
土壌が酸性になれば石灰などで中和することは誰しもが知っていることであるし、雨が多く、また火山灰土壌の多いわが国の農業は、土壌の酸性対策の成果によって築かれてきたと言っても過言ではない。
しかし、化学反応には、中和反応のほかに酸化還元反応があることに留意して作業を行う必要がある。我われ人間にとっても、土壌微生物にとっても、酸化還元反応は非常に重要なものであって、前述のように、土壌の酸化還元条件は、土壌の物質の存在状況に大きな影響を与えている。
水田農業は、湛水期間中の還元状態と、落水期間中の酸化状態を相互に取り入れることによって発達し維持されてきたのである。
現在の一部の土壌は、塩類の過剰集積、連作障害の発生などで「病」んでいるし、このままの状態が続けば土壌はさらに病むのみである。このように圃場の土壌保護の見地から田畑輪換は有効手段の一つである。
田畑輪換が日本農業に適したものであり、余剰水田を転換するいわゆる田畑転換のいずれを採用するにしても、圃場の土壌の肥沃化とともに、圃場環境の均一化を図る必要があり、その均一化は内部構造的はもとより、また作土の表面の均平化達成が日本農業の明暗を決定すると言っても過言ではない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
日本農業の活性化には、前述のように土壌の肥沃化とともに、採算的に大規模圃場が必要になり、作業の省力化に加えて単位面積当たりの収穫量を拡大させることが必要である。ところが、省力化は作業の機械化によってある程度は満足に近いところまで達成しているのであるが、単位面積当たりの収量、いわゆる反収を向上させることは至難である。
とくに、大規模圃場において均一な作柄を期待することはきわめて困難であって、これを克服するには土壌環境の均一化を図らなければならず、これを達成できなければ規模は大きくなったが収量はそれほど拡大させ得なかったということになる。
そこで、圃場の全域にわたって、均一な作柄が期待できるのであれば、規模拡大による作業効率の向上と相まって日本農業の再生も可能である。
したがって、本発明は国策である田畑の大規模化だけでなく、土壌の活性化、さらには圃場全域の作土環境を均一化することで高収量を得てコスト面での国際競争にも十分対抗することが農業の育成を目的とするものである。
【００１３】
元来、水田圃場の環境を整えるということは、まず水田圃場の透、排水性をよくし、作物の呼吸障害を助長しかねない過剰代掻き防ぐことである。しかしながら、実際には過剰代掻き作業を好んで施しているのはないが、水田に用水を供給するには時期的な制約があり、また、苗の成長との関係から田植え時期が制限されることから、短期間に水田圃場の表面を水平にして田植え作業を可能にする必要があり、そのために行われる代掻き作業は最小限にとどめるべきであるが、現行の代掻き作業は本来の目的の代掻き作業ではなく、主に水を介して土を動かし水面に習って田面の均平作業を短時間で終了することを目的となっている。この作業は技術的にも大変な労力と、困難性を伴うものになっている。また、除草剤の効果を上げるためにも代掻き作業が採用されているのである。水田に水を張る前にその表面を均平にすることができるならばただ１回の代掻き作業で十分であり、過剰な代掻きの問題は発生しないのである。しかしながら、ロータリ耕耘機を主流にしているわが国の農業事情では圃場表面を水平にすることは極めて至難である。なぜならば、ロータリ耕耘機では、表面からの深さが作業基準となっていて、表面の凹凸はそのまま残される状態にあり、また、土の硬度差が耕深を変化させるため正確には一定しない。さらに、ロータリによる土の攪拌により雑草の種もついでに攪拌してしまい、除草剤の効果をを上げるためにさらに攪拌作業を必要としている。そのために、圃場表面の土壌はロータリ攪拌や、風により、さらには排水環境によって１年間にかなり移動しており、毎年この移動を修正することが必要になる。
しかしながら、表面の均平化は均平機などにより行われているものの、これは表面だけの均平化であって、土層全域、言い換えると深さ方向の作土環境を均一化するための土壌の修正はほとんど行われていない。
次に、如何なる改善改良が必要であるかについて少しく述べることにする。水田には大きく分類して湿田、乾田、漏水田３つに分けることができる。最も理想的な水田は乾田であるがこの乾田は「昔乾田今湿田」と云われているように現在の農村ではほとんど見ることができない。 乾田の場合には，代掻きを施しても、水田用水の減水深（沈降速度）が１日当たり１５〜２０ミリで土壌全体に酸素（０２）を均一に供給することができるのである。
これに対して、湿田の場合には代掻きを行う度に土の粒度が過剰なまでに小さくなり、水田用水の減水深（沈降速度）が極めて小さいか、ほとんど無くなり、そのために土壌に酸素（０２）を供給することができず、呼吸障害を発生させて稲の十分な成育を期待するすることができない。
では、理想的な水田とはどのようなものを云うのかということになるが、それは水田の表面でなく作土層の下、通常耕盤層が水平状態であることが要求されるのである。ところが、今までは水田の表面を水平にすることに力を注いできたのであって、この作業は比較的容易に行うことができるため一般化してしまったのである。極端な場合、作土層がまったく無くても表面が水平な水田にすることができ、これにより水管理が容易になり、これに肥料を施せば収量の増加が望まれ理想的な水田ができ上がると信じられていたのであるが、実際には、見せかけのだけの理想的な水田であって収量が増加するわけではない。にも拘らず水田の表面の水平化にこだわって作業が進められてきたのは、水平の意味を表面に対してと誤解されていたか、認識が誤っていたのが原因している。したがって、単なる水田表面の水平化では十分な収量の稲作は不可能であるが、水田の表面の水平化ではなく耕盤層を天地返しにより作土層の深さも均一にすることができれば水管理が容易になるばかりでなく、雑草の繁茂を抑えて稲の生育に対して、少量でも施肥効果が向上し、気象の変化にも強く、安定した増収が図られるシステムに改革されるのである。
ところが、稲作の農耕歴史上では作土層の下、通常耕盤層と云われる部分を水平にする意識は薄く、もっぱら地上部の生育管理にだけ注意が集中されている。本発明は、田畑輪作にせよ田畑転換にせよ圃場の環境が作物の成育に適したものにするために適した作業機械、ならびに作業方法を提案することで、上述した日本農業の諸問題を悉く解決して稲作に適した水田環境を整えることはもちろん、農業の国際化にも十分対応するとができる足腰の強い日本農業の発展に寄与するために、稲作に最も適した水田圃場を形成するのに適した作業機を提供することを目的とするものである。
さらには、圃場表面の均平化作業に適した作業機を提供して、転換畑作圃場にも、輪換水田にも好都合な圃場作業機を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明のボトム作業機は姿勢を制御するための水平検出手段をもち、少なくとも、そのうちの一つはマストを備えるフレームに取り付けられ、作業進行方向前端部の水平を検出する水平センサであって、また、前記フレームにはレーザ受光部が取り付けられ、圃場外部に設置したレーザ発光部が描く平面信号を受光することで、検出される高さ方向の制御信号によりの作業機の高さ制御を行い、前記水平センサにより得られた信号により、作業機の後端部に設けてあるゲージホィール、またはこれと同じ機能をもつヒールなどの上げ下げにより作業機の姿勢制御を行うように構成したことを特徴とするものであり、また、ボトム作業機は姿勢を制御するための水平検出手段をもち、ボトム作業機の姿勢に変化のない部分である前端部にに装備された受光部と、ボトム作業機の姿勢に変があってもその姿勢変化の影響を受けないようにして装備され、後端部近くに装備された受光部とを備えるものである。
また、ボトム作業機は姿勢を制御するための水平検出手段をもち、ボトム作業機の作業進行方向前端部近くと、後端部近くとに水平センサを装備して構成したことを特徴とし、さらに、ゲージホィール、またはこれと同じ機能をもつヒールが最終ボトムの作業幅の中にあり、れき溝の壁に接触できるように構成したことを特徴とするものであり、加えて、ゲージホィール、またはこれと同じ機能をもつヒールなどはれき溝中を移動するように構成したことを特徴とするものである。
次の発明では、トラクタに装着されたアッパリンクを取り付けるためのマストを備える圃場作業機において、アッパリンクが取り付けられるマストなどにはその取り付け位置にフリーゾーンがあり、そのフリーゾーンの範囲内でアッパリンクの装着点が作業進行方向に沿って、自由に移動でき、作業機のフレーム、あるいは、ロアリンクにはレーザ光により描かれる平面内に位置することができる受光部をもち、作業機のフレームの後端部には支点部材が存在して、少なくとも、ロアリンクの装着点と前記支点部材との間に作業機能機が存在し、前記受光部が受光する平面信号に従い、トラクタが備えるリフト制御機構の出力により前記受光部がレーザ光により描かれる平面内に位置するように制御する構成としたことを特徴とするものであり、さらには、トラクタに牽引形式、リンケージドローバ形式により装着された圃場作業機において、作業機のフレーム、あるいは、ロアリンクにはレーザ光により描かれる平面内に位置させることができる受光部をもち、作業機のフレームの後端部には支点部材が存在して、少なくとも、ロアリンクの装着点と前記支点部材との間に作業機能機が存在し、前記受光部が受光する平面信号に従い、トラクタが備えるリフト制御機構の出力により前記受光部がレーザ光により描かれる平面内に位置するように制御する構成としたことを特徴とするものである。
これらの作業機において、前記作業機能機がボトム作業機であり、前記作業機能機が均平板であり、さらには、前記作業機能機がロータリ、パディーハローなどの攪拌機能をもつものであり、また、前記作業機能機がレーキ、溝切り機などであることを特徴としているものである。
さらに、以上の作業機において、前記支点部材が車輪、ローラ、さらには、圃場表面に接触するそり部材であることを特徴とするものである。
次の発明では、牽引形式、あるいはリンケージドローバ形式で装着されるの圃場作業機にあっては、その支点部材が車輪、あるいはローラ、さらには、圃場表面に接触するそり部材などであって、これらの支点部材を支点として、レーザ受光部が受けた平面信号によりトラクタの備えるリフト制御機構を駆動して作業機の高さ制御を行うことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明は、水田の表土環境を均一にするためにボトム作業機による耕起反転作業の際に鋤底が水平に形成されるようにし、そのために、ボトム作業機にあっては作業進行方向前端部と、後端部とにおいて高さ制御を行うことができ、これによりボトムが作業中、常に作業機が水平姿勢を保持することができる。
また、ゲージホィール、またはこれと同じ機能をもつヒールなどの位置を最終ボトム、言い換えると、最後部のボトムによって耕起されるれき溝中に位置し、そのれき壁に密着した状態で移動するので、水平面に沿って移動することになり作業機の姿勢を水平に保持した状態で作業をすることができ、作業機の姿勢を水平に制御することと相まって、正確に水平面を形成することができる。
さらに、均平作業機で代表される圃場作業機では圃場表面に対して直接作業を行う均平板の高さを水平信号により一定の高さに保ちながら運土、削土などの作業を行うことが可能であり、加えて、作業幅方向にも水平状態を保持しながら作業を進行することができ、砕土機はその左右が自由に上下動することができ、しかも、均平板は作業進行方向に対して適当な角度をもたせることにより土寄せの抵抗を軽減することができる。
また、マストの長孔（フリーゾーン）を介してアッパリンクはその長孔の範囲内で移動することができる、言い換えると、装着点に遊びが与えられているので、トラクタのもつリフト機構のよる上下動制御幅がそのまま作業機の上下動幅とはならず、トラクタは上下動しても作業機は支点部材を支点として作業機の前端部のみが上下動させられるので作業機はトラクタの上下動の影響を受けず、圃場に存在する凹凸などを平坦に修正することができる。
とくに、圃場作業機において作業中に発生する抵抗（負荷）がトランスファ作用となって牽引力増大となり、大型作業機であってもこれを使用することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態をボトム作業機についてその作業方法についても説明を加える。まず、添付した図１ないし、図４は耕盤層（鋤床）を水平に耕起するための作業機を代表して示すリバーシブル形式のボトムプラウ作業機（以下、作業機と略称する）を示しており、符号１０はその作業機全体を示し、この作業機１０はリバース運動によっても姿勢の変化のないフロントフレーム１１と、このフロントフレーム１１に対して回転させられるリバースフレーム２１とによって構成されている。前記フロントフレーム１１はトラクタの備えるアッパリンクＵＬを装着するためのマスト１２をもち、その下端部において左右作業幅向に広がるロアリンクＲＬを装着するための下部フレーム１３をもっている。
【００１７】
このフロントフレーム１１に対して回転主軸を介してリバースフレーム２１が取り付けられていて、リバースフレーム２１は前記マスト１２に上端部が枢着されているリバースシリンダ１４の下端部が連結されて、その伸縮によりリバースフレーム２１を反転できるようになっている。このリバースフレーム２１は作業幅方向に沿っている主フレーム２２１をもち、この主フレーム２２１に対して（作業幅に対して）斜交状態に配置されているボトムを取り付けるための取付けフレーム２２２をもち、この取付けフレーム２２２に対してその上下一対のボトム２２３が８個取り付けられて、ボトム８連の作業機を構成している。
【００１８】
この取付けフレーム２２２は前記主フレーム２２１から後方に伸びる２本の支持アーム２２４により支持されていて、この支持アーム２２４の後端部おいて前記取付けフレーム２２２が支持されている。
【００１９】
そして、フロントフレーム１１と前記主フレーム２２１とはリバース運動の際に回転中心となる支持軸２１Ａにより回転自在に支持されている。また、前記マスト１２にはレーザ受光部３１がポール３１Ｘを介して取り付けられており、レーザ発光部３３から得られる平面信号Ｈを受光して、常にそのレーザ受光部３１が平面信号により描かれる平面内に位置するように高さ方向の制御が行われるようになっており、その制御にはトラクタが備えるリフト機構が用いられる。言い換えると、トラクタのロアリンクのヒッチ点（取付位置）が一定の高さになるように制御されるのであって、これにより作業機の作業進行方向前端部を上下動させることにより作業機を一定の高さに保持するのである。言い換えると、トラクタのもつリフト機構によるロアリンク制御である。
また、作業機の進行方向後端部の高さはゲージホィールなどの上下動により行い、これにより作業機１０全体が水平になるように制御されるのであって、レーザ受光部３１により受光した信号により高さ方向の、または水平センサ３２からの信号が制御ボックス３４（マイコン）において処理されて後で説明する油圧回路の電磁弁４５を開閉制御するようになっている。
【００２０】
さらに詳しくは、ボトムフレーム２２２の最後尾位置には、ゲージホィール４１があって、このゲイジホィール４１は最終ボトム２２３Ｚの後方にあって、ボトムフレーム２２２に対してスウィングアーム４２の先端部に回転自在に取り付けられており、このスウィングアーム４２は制御シリンダ４３の伸縮により対地角度（θ）を変化させることができ、言い換えると、ボトムフレーム２２２の後端部の地上高を制御することができるようになっている。ゲージホィール４１を制御することで作業機１０の左右方向の水平状態と共に、前後方向の水平状態を制御することができる。前記水平センサ３２から得た信号はトラクタが備える水平制御回路の油圧回路に送られる。この油圧回路を利用して前記制御シリンダ４３は伸縮されるのであって、これには複動型、単動型いずれでもよいが、ここでは、単動型のものが用いられており、伸長は圧縮ばね４３Ａにより行われ圧油を供給することにより収縮できる構成になっている。この場合圧油室４３Ａのリターン回路を省略し、ピストンにおいて一方弁を用いて代用させることもできる。
【００２１】
以上はゲージホィール４１の高さを調節することで、ボトム２２３の高さを選択する形式のものを説明したが、図３、図４に示すように、ゲージホィール４１に代えてヒール４１１を用いることもできる。すなわち、制御シリンダ４３のロッド４３Ａの端部をく型をしたヒール支持部材４１２、４１３の中心位置に連接し、これらのヒール支持部材４１２、４１３にそれぞれヒール４１１をピン４１１Ａにより取り付け、これらのヒール４１１を前記ボトム２２３のうち最も後端部に位置する最終ボトム２２３Ｚのランドサイドに対して、ピン２２３Ｙに対して取り付け、その枢着点より前側の部分においてストッパ２２３Ｘに当たりトウ部分の浮き上がりを抑えている。
【００２２】
したがって、ヒール４１１が接地した状態で制御シリンダ４３Ａを伸長させると、ヒール４１１をつっ張り材としてボトムを取り付けてあるボトムフレーム２２２の後端部がせり上げられる。この制御はボトム群が尻下がり状態のときに行われ、作業機全体として水平の状態が保持される。逆に、ボトム群が尻上り状態であることが検出されると、前記制御シリンダ４３Ａを収縮させることにより接地しているヒール４１１を若干持ち上げ状態にすることで、その分ボトム群の尻を下がり、これにより作業機全体の水平状態を保持する。これらの制御は前記ゲージホィールの制御の場合と同様であって、水平センサ３２により得られた信号によりトラクタの備える水平制御回路、リフト制御機構を用いて、あるいは前記ゲージホィール、あるいはヒールの制御により作業機１０の水平状態が制御され、表面の状態に拘りなく圃場の鋤底Ｓが水平になるように制御される。
【００２３】
また、トラクタが備えるロアリンクＲＬには、図５に略示するようなリフト機構５０を形成するリフトロッド５１の端部が連結されており、枢着点５２の反対側にはリフトアーム５３が伸び、このリフトアーム５３の端部にリフトシリンダ５４のロッド５４Ａが連接され、このリフトシリンダ５４の伸縮運動によって、リフトアーム５３を回転させることでリフトロッド５１を介してロアリンクＲＬを上下させることができるようになっている。
【００２４】
前記リフトシリンダ５４は、図５に示すようにレーザ受光部３１が受ける発光部３３からの平面信号Ｈにより制御されるのであって、トラクタが備える駆動源は油圧ポンプ３６からの圧油により駆動される。すなわち、信号は制御マイコンを含む制御回路３４に入力され、この制御回路３４において作業機１０の前部を上げ、下げして作業機が一定の高さを保持するように、言い換えると、ボトムにより形成される鋤床が水平になるように制御される。この制御には、制御回路３４からの信号を受けて圧油の流れを切り換える切換弁３５が用いられ、これによりポンプ３６から、流量制御弁３７を経て前記リフトシリンダ５４に圧油が供給される。この流量制御弁３７も前記制御回路からの信号を受けてその開度が制御される。
【００２５】
図６は、水平センサ３２の信号を制御回路４４により処理し、トラクタが備える水平制御回路を駆動して、ゲージホィール４１、あるいはヒール４１１を制御することで作業機１０の後端部を上下動させることにより作業機全体としての姿勢を水平に制御することを可能にしている。
【００２６】
また、前記ゲージホィール４１を上下させることで作業機１０の進行方向の水平姿勢を制御する。すなわち、作業機１０が前上がり状態のときは、シリンダ４３を伸長させて、ゲージホィール４１を支えるスウィングアーム４２の対地角度θ（水平面との角度）を大きくし、これにより作業機１０の後部を高くする方向に制御し、全体として作業機１０が水平状態、言い換えると、ボトム２２３により形成される鋤床Ｓが水平状態になるべく制御する。
【００２７】
前記ゲージホィール４１を上下動させる機構は、図５に示すリフト機構が受光部３１からの信号により制御されるのに対し、水平センサ３２から得た水平信号は制御回路４４から駆動圧油の流量をコントロールするのであって、先ず、油圧ポンプ（前記油圧ポンプと同一）からの圧油を切換弁４５、流量制御弁４６を経て制御シリンダ４３に対して供給する。スウィングアーム４２をスウィングさせることによりゲージホィール４１の対地角度θを変化させ、その角度を大きくする場合には、前記制御シリンダ４３を収縮させることによって行い、シリンダ内の圧油室４３Ｘに圧油を供給する。このとき圧油室４３Ｙには圧縮ばね４３Ａがあって、ピストンに対して押し作用をしているのでこの圧縮ばね４３Ａの抵抗力を越える圧力の油圧を加える。言い換えると、作業機１０の左端部を上げる必要のときは制御シリンダ４３を収縮し、逆に左端部を下げるときには制御シリンダ４３を伸長することで姿勢制御を行う。この制御は作業機１０の前後方向の水平制御にも用いることができる。すなわち前記対地角度が大きくなれば作業機１０の後端部が上り、逆に前記対地角度が小さくなれば作業機１０の後端部を下げることになる。
【００２８】
この圧縮ばね４３Ａは常時ピストンを押しているので、圧力室４３Ｘの圧油を解放するだけでピストンは押されて、制御シリンダ４３は伸長し、加えて、リバース運動をするために作業機１０をリフトすると、前記スウィングアーム４２はゲージホィールが接触していた地面のような制約から解除されるので、ゲージホィール４１を含む自重により常時ゲージホィール４１が接地する方向に回転させられることになる。
【００２９】
このような操作は水平センサ３２からの信号により制御されるのであって、作業機１０の姿勢を検出して、その状態をトラクタのオペレータに表示されるのであり、最も原始的にはそのオペレータが手動により前記制御シリンダ４３あるいはリフト機構のリフトシリンダ５４の伸縮により行うことができるのであるが、本発明の実施例によれば自動的に正確な制御を可能にしている。また、各制御の動力源、言い換えると、油圧駆動源はトラクタに搭載されたものを利用し、水平センサ３２はトラクタの備える水平センサが作業進行方向の幅方向であるので、これを９０度だけ回転させた方向のセンサを用いて、その出力により作業進行方向に沿った方向の水平制御の検出部としている。
【００３０】
以上の説明では、受光部３１と水平センサ３２とを用いて作業機１０が所定の平面内にあることを検出するものを示したが、図２５に示すように二つの受光部３１Ａ、３１Ｂを用いて作業機の水平姿勢を検出し、その姿勢を制御することもできる。この場合、一つの受光部３１Ａはフロントフレームに取り付けること前述の説明と同様であるが、もう一つの受光部３１Ｂは取り付けフレーム２２２がリバースした場合でもその姿勢が変化しないようにするため、言い換えると、リバースした場合でも受光部３１Ｂの姿勢に変化がないようにするために、フロントフレーム１１から後方にアーム３２Ｘを延出して、これに受光部３１Ｂを取り付ける。これにより主フレーム２２２がリバースした場合でも受光部３１Ｂは起立状態を保持することができる。いずれにしても、受光部３１Ａにより作業機の前端部の高さ、言い換えると、ロアリンクＲＬの高さを制御し、受光部３１Ｂにより作業機の後端部の高さを制御するのである。以上の説明では、ボトム作業機はリバーシブル形式のボトム作業機を例示したが、リバースすることがないスタンダード形式のボトム作業機にも適用することができるものである。
【００３１】
以上の説明では圃場の鋤底Ｓを水平にするために、作業機１０の姿勢を制御するものを説明したが、次に、作業機１０を用いて耕起反転した後の圃場表面の土を均平にする作業機、いわゆる均平作業機６０について説明する。この均平作業機６０は図２９以下に示すように、作業機のフレーム６１に作業進行方向先頭からタインあるいはディスク形式の砕土機６２、その後に均平板６３、さらにその後にスプリングコイル形式の鎮圧機６４を備えた形式のもので、単なる均平機とは異なり、均平複合作業機とも云うべき形式のものである。この鎮圧機６４のフレーム６５は鎮圧機の左右両端においてその回転中心軸がアーム６５Ａの先端部により支持されており、前記フレーム６５は作業機のフレーム６１に対して枢着軸６６により垂直面内で回転できるように取り付けられている。さらに詳しくは、フレーム６５の水平部にマスト６５Ｂが立設されていて、このマスト６５Ｂに後で詳しく説明する伸縮シリンダ６７のロッド６７Ａの端部が取り付けられており、このロッド６７Ａの伸縮により、前記フレーム６１に対して枢着ピン６６を中心に作業進行方向の垂直面内でフレーム６５が上下動することが許容されている。
【００３２】
この伸縮シリンダ６７の伸縮により鎮圧機６４を支える支持アーム６４Ａの対地角度θに変化を与えることで、前記均平板６３の下端縁６３Ｘと地表面との間隙、言い換えると、均平板６３の下端縁６３Ｘと圃場表面との間隙高さ（実際には接触するかその表面に食い込む）を制御する。
【００３３】
この均平作業機６０もトラクタにより牽引されるものであるから、アッパリンクＵＬを取り付けるためのマスト６８をもち、さらにはロアリンクＲＬを取り付ける一対の装着プレート６１２が適当な間隔を空けて配置されており、その両者の空間にフレーム６１の作業進行方向前方に張り出して設けてあるアーム型の支持プレート６１３が前記空間内挿入されヒッチピン６１１により一点支持されていて、水平面内で前記ヒッチピン６１１を中心として自由に回転することができるようになっている。このヒッチピン６１１の位置はロアリンクＲＬの位置より前方に位置していて、トラクタＴの曲線走行にすることができるようになっている。したがって、一区画の圃場内では枕地を形成することなく連続作業を可能にしている。この部分は前掲の図７と同様である。
【００３４】
前記伸縮シリンダ６７の伸縮制御には、フレーム６１に立設してあるレーザ受光部３１が圃場の外に設けたレーザ発光部３３から発する平面信号Ｈを受信することでその制御が行われており、レーザ受光部３１が平面信号Ｈが描く平面、例えば水平面内に位置するように制御されるのであって、その制御は前述のボトム作業機１０におけるゲージホィール４１の対土角度、言い換えると、ゲージホィール４１の高さ制御と同様に行うことができ、図２におけるスウィングアーム４２に代えて支持アーム６５Ａの対地角度θが制御されるのであり、鎮圧機６４を形成するコイルが前記ゲージホィール４１と同様の機能を果たしている。
【００３５】
この均平作業機６０には、圃場の適当な場所に立設してあるレーザ発光部３３から発光されるレーザ光を受光するレーザ受光部３１が設けてあって、平面信号Ｈが描く基準平面としての水平面内に常に前記受光部３１が位置すれば作業機６０は一定の水平面内において作業をすることになり圃場表面の水平化の作業を行うことができる。また、その平面信号Ｈに傾斜がつけられているものであれば圃場表面に傾斜を形成することができる。
【００３６】
また、均平板６３が所定深さより深い位置にあるときは伸縮シリンダ６７を伸長させて鎮圧機６４を形成するコイルを深い位置、言い換えると、スウィングアーム６５Ａの対地角度θを大きくすることで均平板６３の位置を上昇させる。この場合には鎮圧機６４が支点となって均平板６３を上下動させることができる。
【００３７】
また、均平板６３が所定深さより浅い位置にあるときには、前述とは逆にスウィングアーム６５Ａの対地角度θを小さくすることで、鎮圧機６４を上昇させ、これにより均平板６３の位置を低くする。この操作は伸縮シリンダ５７を収縮させることで、スウィングアーム６５Ａの対地角度θを小さくさせる。このような操作を繰り返しなからトラクタにより均平作業機６０を牽引して圃場の表面を均平にする。
【００３８】
また、図７、図８に示すように砕土機６２の中心軸６２２Ａは、一端部がフレーム６１に枢支されているアーム６２２により支持されており、アーム６２２の他端部が弧を描いて運動することができるようになっている。すなわち砕土機６２は枢着点を中心に上下方向にスウィング運動をすることができるものである。また、均平板６３の左右何れかの端部にはシリンダ６３１のロッド６３１Ａが取り付けられており、シリンダ６３１の伸張、収縮により均平板６３の作業進行方向に対する角度に変化を与えて土寄せの方向を調節することができるようになっている。
【００３９】
次に、以上説明した均平作業機を用いた水田の規模拡大に伴う均平作業について説明する。まず、作業目的となる水田（図１２）にボトム作業機１０を用いて耕起反転作業を施す（図１３）のであって、この場合、ボトム作業機１０によれば圃場の鋤床Ｓは必ず水平状態となり、表面が畦に近い程盛り上がっているがこれは後の作業により平らにされる。この鋤床Ｓが水平状態にされる重要性は従来の技術の欄で述べたので省略するが、本発明作業機の本来の目的上最も重要な作業であり、これにより均一環境の水田を提供することが可能になり、これにより作柄の均一化を図ることが可能になる。
【００４０】
さらに、均平作業機６０を用いて同時に粗砕土、鎮圧を同時に行いながら連続的に水田表面を均平にする均平作業も行う（図１４）。
【００４１】
次に説明する水田（図１５）は、地上差が存在する２つの圃場Ａ、Ｂを規模拡大に伴って１枚の圃場に形成する場合を示し、中間部に畦ＡＺがあり、この畦ＡＺを除去して水田規模を拡大する場合には、ます、畦ＡＺを除き、圃場Ｂ部分を耕起反転する。このとき耕深を圃場Ａ部分より深くしておく（図１６）。そして上層部になった下層部の土を乾かしてから粗砕土しながら上層の土を圃場Ａ部分に移動させて粗整地する（図１７）。この状態では圃場Ａ、Ｂともに圃場面高さは同一になっている。
【００４２】
さらに、圃場Ａ、Ｂの両部分の鋤底Ｓが共通して水平になるようにボトム作業機を用いて耕起反転し（図１８）、その後、圃場全体の表面が均平になるように本発明の均平作業機を用いて仕上げを行う。
【００４３】
図１９、図２０は従来の均平機Ｋを用いた均平作業の実際を示し、符号は本発明の実施形態の場合と同一部分には同一符号を付してある。まず、圃場表面Ｌが絶対水平面とαだけ傾斜している場合には、トラクタＴの状態が傾き、これにより均平機Ｋも必然的にαだけ傾斜した状態になる。このために均平作業は４回も５回も繰り返しながら行う必要がある。その原因は砕土機６２がフレームに対して固定的であることが挙げられる。したがって、均平作業において均平板６３がαだけ傾斜した状態で作業をすることになり、何度もかけ直しを余儀なくされる。
【００４４】
これに対して、本発明の均平機６０によれば、図２１、図２２に示すように、フレーム６１に対して砕土機６２がその支持軸中心軸６２２Ａがアーム６２２により両端部が上下動することができるように支持されているので、フレーム６１の姿勢に拘束されず水平状態を保持して作業をすることができる。したがって、砕土機６２は水平に近い状態で砕土作業を行うことができ、均平板６３は前記αより小さい角度において削りとり作業をすることができる。したがって、おおむね２度掛け程度で圃場表面を均平にすることが可能である。
【００４５】
以上の説明において、均平板６３は他の作業の目的に対応した他の作業機能機とも云うべきものに置き換えることができるのであって、具体的には、図３５に示すように櫛型をしたレーキ１６３を均平機に代えて装備したものであってもよく、フレーム６１に取り付けたレーキ１６３の後側にそり部材１６４を取り付る。このフレーム６１とそり部材１６４とに間に支持脚１６５を設けて、前記そり部材１６４が受ける反力を抑えることができるようにしてある。このそり部材１６４は支点部材の機能をもつもので、前記均平複合作業機における鎮圧機としての機能をもつものであり、具体的な一例として挙げたものである。
【００４６】
このレーキ１６３はロアリンクＲＬのヒッチ点ｈ１ と、そり部材１６４の接地点Ｓ１との中間（ほぼ中央位置）にその接地点１６３Ｘをもっていて前述の均平板と取付位置は同様である。
【００４７】
そして、マスト６８におけるアッパリンクＵＬの装着ピンＵＬＸ（装着点）はマスト６８に対して固定的ではなく、マスト６８には作業進行方向に沿って長孔６８Ａ（装着ピンが自由に移動することができるフリーゾーン）が穿たれており、この装着ピンＵＬＸが装着されることでアッパリンクＵＬの取り付けを行っている。言い換えると、装着ピンＵＬＸは長孔６８Ａの長さの範囲内で作業機の姿勢との関連で自由に移動することが許容されている。
【００４８】
作業機６０には長孔６８Ａを介してトラクタＴのアッパリンクＵＬが装着されること前記説明の通りであり、トラクタＴのロアリンクＲＬは図３５においてはマスト６８の下方の両側位置において（ヒッチ点ｈ１ ）ヒッチされている。このロアリンクＲＬはトラクタＴのもつリフト機構のリフトロッド５１による上下動の制御作用を受けるもので前掲図５と、その説明に示す通りである。
【００４９】
そして次に、図３１に示す均平作業機６０を用いて圃場の均平作業を行う場合について説明する。トラクタＴ（図では後輪を示している）は圃場の凹凸に沿って走るため、（図３５のレーキを作業機能機とした場合を用いて）説明すると、トラクタＴは上下動を繰り返しながら移動することになる（図３４）。すなわち、圃場に存在する凹凸曲線Ｔｘに沿って走行する（タイヤが移動する）と、タイヤ自体も上下動することになり、例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚ、の位置（Ｘは高い位置、Ｙは平均的な位置、Ｚは低い位置）に変化すると、ロアリンクＲＬのトラクタＴ側の取り付け位置ｈ２もＸ、Ｙ、Ｚ）と変化することになるがヒッチ点ｈ１は変化することがない。レーキ１６３の通過後はＨｙのような直線的な平面が形成される。
【００５０】
具体的には、トラクタの上下動に拘りなくロアリンクＲＬとのヒッチ点ｈ１は一定の高さにあるように制御されるのであって、例えば、均平板６３（レーキ１６３）が圃場Ｆに存在する凹凸の凸部に位置した時、受光部３１は基準平面より上側、言い換えると、レーザ光が描く基準平面の上側に突出することになる。受光部３１が基準平面Ｈから外れると、リフト機構５０に対してコントロールボックス３４からの制御信号が送られ、この信号にしたがい油圧回路が切換えられるのである。すなわち、受光部３１が基準平面Ｈに戻るような信号が出力されて、切換弁３５か切り換えられてリフトシリンダ５４が伸長させられる。
このときは、作業機６０の前端部を押し下げる方向に姿勢を制御するように圧油がリフトシリンダ５４のロッド５４Ａを伸長する方向に加えられ、これにより、リフトアーム５３が回転させられリフトロッド５１を押し、ロアリンクＲＬを下げることで、受光部３１が基準平面Ｈに位置するように作業機６０の前端部を下げて姿勢を制御している。
【００５１】
ここで、理解を容易にするために、マスト６８に長孔６８Ａ（フリーゾーン）が存在しない場合を考えると、圃場に存在する凹凸に乗ってトラクタが走行移動する場合、トラクタは当然上下動が伴うのである。この上下動運動が装着されている作業機に伝わり、受光部３１も上下動することになる。この受光部３１の上下動により制御回路は受光部が基準平面にあるように動作することになり、作業機を基準平面に対してロアリンクのヒッチ点が所定の高さになるように制御される。すなわち、トラクタの走行移動に伴う上下動が作業機にそのまま伝わり、極端な場合には、作業機が持ち上げられてしまうので、圃場に存在した凹凸と位相が異なっただけの凹凸が圃場表面に形成されてしまい所期の目的を達成することができない。
しかしながら、アッパリンクＵＬとマスト６８の装着点が長孔になっていることで、トラクタの実際の上下動制御量がそのまま作業機に伝わらず、上下のいずれの方向にも小さくなって伝わることになる。言い換えると、作業機能機としての均平機がロアリンクＲＬのヒッチ点と支点部材との中間に存在しているためにトラクタの上下動制御が支点部材を支点とした均平機の上下動として伝えられるために、てこ比の原理により小さくなって伝わることになる。
【００５２】
言い換えると、レーザ発光部３３が描く平面信号Ｈによる平面からレーザ受光部３１が外れて、作業機６０の高さに変化が生じた場合、その受光部３１が基準平面からどれ程はずれているかを制御ボックス３４において演算して制御量を割り出し、その補正値に対応した信号をトラクタの備えるリフト機構５０の油圧回路に入力して、リフトロッド５１を介してロアリンクを制御駆動する。これにより作業機の姿勢が、すなわち、受光部３１が前述の基準平面に位置することができるように制御される。
【００５３】
以上の説明で挙げた作業機能機としての均平作業機の他に、図３６に示すようにロータリハロー、パディーハロー１６３Ｈなどが用いられ、そり部材１６５の後方位置に絶えず接地方向に習性が与えられている接地輪１６７が設けられたものも用いられる。この接地輪１６７はばね１６７Ａにより押えられているので反力によりばねが変形し、支点部材とはなり得ず、作業機能機にとっての支点部材はそり部材である。
【００５４】
また、作業機能機としては、図３７に示すようにサブソイラ作業機のビームスタンダード１６３Ｓ、俗称ナイフが用いられ、支点部材として高さ調節機能が与えられた尾輪１６７Ｙが用いられる。
【００５５】
これらの作業機においては、何れもマスト６８を備え、アッパリンクＵＬの装着ピンＵＬＸは前記マスト６８に設けてある長孔６８Ａを介して装着されており、受光部の基準平面からの偏差を検出してリフト機構が動作することで、装着ピンＵＬＸは長孔６８Ａの範囲で自由に移動することができるものを説明したが、図３３（Ｃ）に示すように前記説明のように、アッパリンクＵＬにおいて伸縮機構を持たせて、前記装着ピンＵＬＸの移動に相当する運動距離をアッパリンク自体の伸縮により行う形式にすることができる。
【００５６】
また図３３（Ｂ）に示すように、マスト６８の頂部に可動部分マスト６８Ｙを枢着し、この可動部分マスト６８Ｙに対してアッパリンクＵＬを取り付け、アッパリンクＵＬの移動をこの可動部分マスト６８Ｙの傾き変化により検出する形式によっても作業機の姿勢を知ることもできる。
【００５７】
さらにまた、図３３（Ａ）に示すように、アッパリンクＵＬのトラクタ側の取付点において枢着ピンＵＬＹにより長孔６８Ｂに取り付けた形式によっても作業機の姿勢を検出することができる。
【００５８】
図３４は均平作業機により圃場の表面を削り、あるいは運土する場合の状態を示していて、表面の比較的大きな凹凸Ｔｘに対して均平板６３が通過した後には比較的小さな凹凸Ｔｙによる表面が形成され、基準平面Ｈと平行な表面が形成される。この表面の小さな凹凸Ｔｙが平均的な平面を形成することになる。
【００５９】
さらに、図３７は作業機としてサブソイラ作業機に適用したを例を示すもので、この作業機によればチゼル１６３Ｓにより形成される溝底は図３５における圃場表面の平面Ｈｙと同様な凹凸のない平面に形成される。
【００６０】
以上の説明は、３点ヒッチ形式による装着例の作業機を挙げたが、次に、リンケージドローバによる装着例の説明をする。まず図３８、図３９は均平作業機８０の例を示していて、トラクタＴの備えるロアリンクＲＬによりクロスバー８１が支持されており、このクロスバー８１が作業機を構成するフレーム８２の最先端位置に取り付けられる。
【００６１】
この作業機８０においては、最前部に近い先端部位置におけるフレーム８２上に受光部３１を取り付けたポール３１Ｘが立設されており、基準平面Ｈとの関係を検出することができるようになっている。
そして、この作業機８０は均平作業を行うものであるから、均平板８３をもち、この均平板８３は前記フレーム８２に端部が固定されているアーム８３Ａにより支持されると共に、フレーム８２に対して取り付けられている。その均平板８３の、作業進行方向の後側にタイン８４が装備されている。このタイン８４は表面の土を砕土するためのもので、砕土形式はこのタインに限定されるものではなく、他のさい砕土機に置き換えることができる。
【００６２】
さらに、フレーム８２の後端部にはコイル形状をした鎮圧輪８５があって、この鎮圧輪８５はその中心位置に支持軸８５Ｂをもち、この支持軸８５Ｂが端部が前記フレーム８２に枢支されているアーム８５Ａの自由端部により支えられている。このアーム８５Ａの枢支点８５Ｘはアーム８５Ａの自由な回転を許容しているが、前記各種作業機における支点部材として機能している。この支点部材としての鎮圧機は畦際に最も均平板６３を接近させる場合に、これをリフトさせることができるようになっていて、畦際からの均平作業を可能にしている。そのための制御作業では、支点部材としての鎮圧輪８５を上方に上げるのである。その構成として、前記アーム８５Ａの中間位置において油圧シリンダ８６のロッド８６Ａの取り付け座８６Ｂが形成されており、この取り付け座８６Ｂにには前記油圧シリンダ８６のロッド８６Ｘが取り付けられていて、油圧シリンダ８６の中間部はフレーム８２から立設されている支持アーム８６Ｙに枢着支持されている。これにより油圧シリンダ８６の自由な伸縮運動を可能にしている。
【００６３】
この作業機８０の最も後方には、フレーム８１に対して前記枢着点８５Ｘと同軸線上に枢着点をもつ移動輪アーム８７が作業進行方向に沿って長く、かつ作業幅方向に２本配置枢着されている。各移動輪アーム８７の開放端部にはキャスタ形式の移動輪８８がキャスタ軸８８Ａを介して取り付けられており、移動方向にしたがって自由に変向回動することができるようになっている。
【００６４】
この移動輪アーム８７には、その中間位置にアーム８９Ｂが設けてあって、これに油圧シリンダ８９のロッド８９Ａが枢着されており、この油圧シリンダ８９のロッド８９Ａの伸縮により移動輪アーム８７を垂直面内で回転させて前記移動輪８８を接地させたり、あるいは圃場の表面から持ち上げたりすることができるようになっている。この移動輪８８は作業中は、図３８の破線で示すように前記油圧シリンダ８９のロッド８９Ａの収縮により、圃場の表面から離れていて、圃場の表面には前記均平板８３、前記タイン８４、さらには、支点部材として機能する鎮圧輪８５がある。
【００６５】
この作業機はアッパリンクを用いずにトラクタに装着されるものであるので、前述の作業機のようにアッパリンクの自由な移動は考える必要はなく、アッパリンクＵＬの装着点ＵＬＸの動きは長孔６８Ｘの範囲に限定されることはなく、自由に移動することができるものである。したがって、均平作業中は受光部３１が基準平面から離れる度合いに応じて、均平作業機８０は上下動させられるのであるが、支点部材である鎮圧機８５を支点部材として上下動させられるので、実際のロアリンクＲＬの上下動制御量より小さい範囲で均平板８３は上下動させられる。
【００６６】
また、前記受光部３１が基準平面Ｈから外れると、トラクタのもつリフト機構が動作してロアリンクＲＬを介して均平作業機の姿勢を制御するのである。この場合、リフト機構の油圧機構などは前述のものと同様であり、その制御も前述の作業機と同様であるので詳しい説明は省略する。
【００６７】
そして、作業機８０を圃場から他の圃場に移動させる圃場間移動の場合には、ロアリンクＲＬに対するリフト作用だけでは作業機全体を持ち上げることはできない大型作業機であれば特に有効であり、この場合にはまず移動用車輪８８を強制的に接地させる。すなわち、油圧シリンダ８９を伸長させ、移動輪アーム８７ムを図３８において右回りに回転させて移動車輪８８を圃場表面に接地させることで均平板を宙に浮かせる。この状態を油圧回路のロックにより保持し、トラクタにより牽引する。このとき、作業機８０の前端部はトラクタのもつリフト機構により持ち上げられている。
【００６８】
この形式は作業幅の大きいのもの、すなわち大型の均平作業機に適していてトラクタのリフトの能力を超える重い作業機に採用するとよい。また、移動車輪８８にはキャスタ形式のものを用いてあるので、例えば路上走行の際にトラクタのステアイングに確実に追従移動することができ、コーナ走行も容易である。
【００６９】
また、リンケージドローバによる牽引形式による均平作業機であっても、図３９、図４０に示すように、クロスバー８１に対して作業機のヒッチを一点枢着し、作業機がトラクタと独立して弧を描くきながら走行することができるようにすることも可能である。すなわち、均平作業機８０の最先端部においてヒッチ金具を配置固定し、このヒッチ金具８１Ａと、前記クロスバー８１とをその中央位置でヒッチピン８１Ｐにより枢着する。これによると、前記クロスバー８１とトラクタとは一体的な装着になるが、このクロスバー８１とトラクタとはヒッチピン８１Ｐを中心とした回転が許容されているから、移動車輪８８はキャスタ形式のものではなく、荷重を支えることができる尾輪形式のもので十分である。この実施例においても鎮圧機８５が支点部材として機能し、均平板８３の上下動は実際にトラクタが上下動させる制御幅、いわゆるトラクタのリフト機構による上下動制御量より小さくなっている。
この場合、移動車輪８８や、鎮圧機８５のリフト作業の動力源はトラクタの備える油圧出力取り出し装置からの出力により賄われる。
【００７０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の具体的な作業方法に使用するボトム作業機によれば、水田耕起作業において、鋤底を水平状態にして表土を耕すことができるので、表面の環境が凹凸をもつものであっても、最終的には土層が均一化された水平な水田とすることができ、代掻き作業が最小限で済み、かつ、圃場のどの部分においても均一な作柄を期待することができ、これにより収量の増産を図り得、コストの低廉化を図ることができる。
【００７１】
また、とくに、ボトム作業機の場合、前部と後部とにおいて高さ制御を行うことができるので、鋤底の水平化を容易に実施することができる共に、耕起反転したれき土の乾きが早く、短期間で次の作業工程を開始することができ、さらには、ゲージホィール、さらには、ヒールの位置がボトムにより反転されたれき溝の底を移動するので、作業機は水平移動することになりボトム作業機の水平状態を確実に保持することができる。
【００７２】
さらに、第６発明以下、第１３発明にあっては、作業機能機がトラクタのもつリフト機構により上下動させられる際に、マストなどとアッパリンクの装着点との間に遊び、いわゆるフリーゾーンがあり、一定の範囲で装着点が自由に動くことができ、とくに作業機の後端位置には支点部材が圃場表面に常に接触した状態にあることから、安定した姿勢を保持しながら作業するので、トラクタのもつリフト機構による実際の上下制御幅より小さい幅の上下幅を以て作業機能機が制御されるので、圃場に大きな凹凸が存在している場合であっても、圃場表面を比較的小さい凹凸（トラクタの走行速度に支配されるが）の平面に仕上げることができ、圃場条件の均一化に寄与することができる。
【００７３】
さらにまた、作業機能機がサブソイラにあっては暗渠などの底を基準平面に沿ったものに形成することができる。
【００７４】
そして、リンケージドローバや牽引形式により装着される作業機によれば、トラクタのリフト機構を利用した上下方向の制御においても支点部材を支点として作業機能機が上下動させられるので、安定した姿勢を保持しながら、かつ、その上下制御幅がトラクタの実際の上下制御幅より小さくすることができるので、圃場の表面を確実に基準平面と平行な平面に仕上げることができる。
【００７５】
また、リンケージドローバーによる装着、さらには牽引形式による装着の場合であっても、支点部材を支点として作業機能機が上下方向に制御されるので圃場表面の均平はもちろんのこと、その他の作業目的においても平面的な仕上げを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のボトム作業機の平面図である。
【図２】 本発明のボトム作業機の側面図である。
【図３】 本発明のボトム作業機の制御系の概略を組み込んで示す平面図である。
【図４】 本発明のボトム作業機の他の実施例を示す側面図である。
【図５】 本発明のボトム作業機の制御系の説明図である。
【図６】 均平作業機の制御系の説明図である。
【図７】 均平作業機の側面図である。
【図８】 均平作業機の一部を示す平面図である。
【図９】 均平作業機の一部を示す平面図である。
【図１０】 均平作業機の他の側面図である。
【図１１】 均平作業機の他の側面図である。
【図１２】 作業対象圃場の断面図である。
【図１３】 作業対象圃場の反転後の断面図である。
【図１４】 作業対象圃場の粗砕土、均平後の断面図である。
【図１５】 作業対象圃場の断面図である。
【図１６】 二つの圃場の畦を除去した断面図である。
【図１７】 二つの圃場の断面図である。
【図１８】 二つの圃場を粗砕土均平した状態の断面図である。
【図１９】 従来の作業機による作業状態のトラクタの背面図である。
【図２０】 従来の作業機による作業状態の均平作業機の背面図である。
【図２１】 本発明作業機による作業状態のトラクタの背面図である。
【図２２】 本発明作業機による作業状態の均平作業機の背面図である。
【図２３】 他の実施例によるボトム作業機の平面図である。
【図２４】 他の実施例によるボトム作業機の側面図である。
【図２５】 他の実施例によるボトム作業機の平面図である。
【図２６】 他の実施例によるボトム作業機の側面図である。
【図２７】 トラクタのもつリフト機構の概略説明図である。
【図２８】 ゲージホィールなどの制御機構の概略説明図である。
【図２９】 本発明の均平作業機の側面図である。
【図３０】 本発明の均平作業機の一部平面図である。
【図３１】 本発明の他の実施例を示す側面である。
【図３２】 同アッパリンクと長孔との関係とリフト機構との関係を概略図示する説明図である。
【図３３】 Ａ、Ｂ、Ｃは図３２における長穴に代わる他の機構の説明図である。
【図３４】 圃場における均平作業の状態の概略を示す説明図である。
【図３５】 均平板の他の作業機能機としてのレーキ作業機の側面図である。
【図３６】 作業機能機としてのハローを示す作業機の側面図である。
【図３７】 作業機能機としてのサブソイラを示す作業機の側面図である。
【図３８】 リンケージドローバ形式により装着された均平板を作業機能機とした均平作業機で、キャスタ形式の移動車輪をもつものの側面図である。
【図３９】 ヒッチ点において回転できるように枢着し、リンケージドローバ形式により装着された均平板を作業機能機とした均平作業機の側面図である。
【図４０】 図３９に示す均平作業機の平面図である。
【符号の説明】
１０ ボトム作業機
１１ フロントフレーム
１２ マスト
１３ 下部フレーム
１４ リバースシリンダ
２２１ 主フレーム
２２２ フレーム
２２３ ボトム
２２３Ｚ 最終ボトム
２２３Ｘ ストッパ
２２４ 支持フレーム
３１ 受光部
３１Ａ 前部の受光部
３１Ｂ 後部の受光部
３１Ｘ ポール
３２ 水平センサ
３２Ａ 前部の受光部
３２Ｂ 後部の受光部
３３ レーザ発光部
３４ 制御回路
３５ 切換弁
３６ ポンプ
３７ 流量制御弁
４１ ゲージホィール
４１１ ヒール
４２ スウィングアーム
４３ 制御シリンダ
４３Ｘ，４３Ｙ 圧油室
４４ 制御回路
４６ 流量制御弁
５０ リフト機構
５１ リフトロッド
５２ 枢支点
５３ リフトアーム
５４ リフトシリンダ
５４Ａ ロッド
６０ 均平作業機
６１ フレーム
６２ 砕土機
６３ 均平板
６４ 鎮圧機
６５ フレーム
６５Ａ アーム
６５Ｂ マスト
６６ 枢着ピン
６７ 伸縮シリンダ
１６３ レーキ
１６３Ｘ 接地点
１６４ そり部材
６８ マスト
６８Ａ 長孔
６８Ｂ 長孔
６８Ｙ 可動部分マスト
ＵＬ アッパリンク
ＲＬ ロアリンク
ＵＬＸ 装着ピン
ＵＬＹ 装着ピン
８０ 作業機
８１ クロスバー
８１Ａ ヒッチ金具
８１Ｐ ヒッチピン
８２ フレーム
８３ 均平板
８４ タイン
８５ 鎮圧輪
８５Ａ アーム
８５Ｂ 鎮圧輪
８５Ｘ 枢支点
８６ 油圧シリンダ
８７ 移動車輪アーム
８８ 移動車輪
８９ 油圧シリンダ
８９Ａ ロッド

Claims (4)

1. ボトム作業機は姿勢を検出するための水平検出手段をもち、少なくとも、そのうちの一つはマストを備えるフレームに取り付けられ、作業進行方向前端部の水平を検出する水平センサであって、また、前記フレームにはレーザ受光部が取り付けられ、圃場外部に設置したレーザ発光部が描く平面信号を受光することで、検出される高さ方向の制御信号によりの作業機の高さ制御を行い、前記水平センサにより得られた信号により、作業機の後端部に設けてあるゲージホィール、またはこれと同じ機能をもつヒールなどの上げ下げにより作業機の姿勢制御を行うように構成したことを特徴とするボトム作業機。
2. ボトム作業機は姿勢を検出するための水平検出手段をもち、リバース運動によっても姿勢の変化のない前端部に装備された受光部を備
   える請求項１記載のボトム作業機。
3. ボトム作業機は姿勢を制御するための水平検出手段をもち、ボトム作業機の作業進行方向前端部近くと、後端部近くとに水平センサを装備して構成したことを特徴とする請求項１記載のボトム作業機。
4. ゲージホィール、またはこれと同じ機能をもつヒールなどはれき溝中を移動するように構成したことを特徴とする請求項１記載のボトム作業機。

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