JP3838651B2 - 圃場の均一な土層を形成する圃場作業機 - Google Patents

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Description

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。
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別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。
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であろう。
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。
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、かんがい水の確保のためのダム、用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が、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ではないだろうか。
換言すれば「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になってきたと言えよう。
「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。
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、かんがい水が少ない、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。
田畑輪換を行う上で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。
前述したように、酸素の多いのが酸化条件であるが、この条件下だと、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。
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。
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。
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、畑の方が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い。
水田と畑では微生物が違うと前述した。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。
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。
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言うことができる。
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。
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。
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あってはいけないと考えている。
土壌が酸性になれば石灰などで中和する。この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であろう。
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いただきたい。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なのである。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、田畑転換のいずれにしても圃場の土壌環境の均一化を図る必要があり、その均一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。
日本農業の活性化には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。
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−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−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−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−タリ攪拌や、風により、さらには排水環境によって1年の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(O2 )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(O2 )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、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も適した作業機を提供して、転換畑作圃場にも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。
上述の目的を達成するために、本発明の圃場作業機は、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る。
本発明の作業機において、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。
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−ジホィ−ル、またはこれと同じ機能をもつヒ−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−ゾ−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。
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−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−ス運動によっても姿勢の変化のないフロントフレ−ム11と、このフロントフレ−ム11に対して回転させられるリバ−スフレ−ム21とによって構成されている。前記フロントフレ−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方向に広がるロアリンクRLを装着するための下部フレ−ム13をもっている。
このフロントフレ−ム11に対して回転主軸を介してリバ−スフレ−ム21が取り付けられていて、リバ−スフレ−ム21は前記マスト12に上端部が枢着されているリバ−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−スフレ−ム21を反転できるようになっている。このリバ−スフレ−ム21は作業幅方向に沿っている主フレ−ム221をもち、この主フレ−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−ム222をもち、この取付けフレ−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。
この取付けフレ−ム222は前記主フレ−ム221から後方に伸びる2本の支持ア−ム224により支持されていて、この支持ア−ム224の後端部おいて前記取付けフレ−ム222が支持されている。
そして、フロントフレ−ム11と前記主フレ−ム221とはリバ−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−ザ受光部31がポ−ル31Xを介して取り付けられており、レ−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−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−ジホィ−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−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。
さらに詳しくは、ボトムフレ−ム222の最後尾位置には、ゲ−ジホィ−ル41があって、このゲイジホィ−ル41は最終ボトム223Zの後方にあって、ボトムフレ−ム222に対してスウィングア−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−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−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−ジホィ−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−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。
以上はゲ−ジホィ−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−ジホィ−ル41に代えてヒ−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−ル支持部材412、413の中心位置に連接し、これらのヒ−ル支持部材412、413にそれぞれヒ−ル411をピン411Aにより取り付け、これらのヒ−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。
したがって、ヒ−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−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−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−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−ジホィ−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−ジホィ−ル、あるいはヒ−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。
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−ム53が伸び、このリフトア−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−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。
前記リフトシリンダ54は、図5に示すようにレ−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。
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−ジホィ−ル41、あるいはヒ−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。
また、前記ゲ−ジホィ−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、リフトシリンダ54を伸長させて(リフトロッド51を介して)作業機10の前部を下げ、左右方向の水平状態がこれと共にゲ−ジホィ−ル41を支えるスウィングア−ム42の対地角度θ(水平面との角度)を大きくすることで作業機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。
前記ゲ−ジホィ−ル41を上下動させる機構も前記リフト機構同様に、水平センサ32から得た水平信号により制御回路44から駆動圧油の流量をコントロ−ルするのであって、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−ム42をスウィングさせることによりゲ−ジホィ−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を伸ばし、逆に左端部を下げるときには制御シリンダ43を収縮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。
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−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−ム42はゲ−ジホィ−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−ジホィ−ル41を含む自重により常時ゲ−ジホィ−ル41が接地する方向に回転させられることになる。
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−タに表示されるのであり、最も原始的にはそのオペレ−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。
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−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−ム222がリバ−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−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−ム11から後方にア−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−ム222がリバ−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。
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−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−ム65は鎮圧機の左右両端においてその回転中心軸がア−ム65Aの先端部により支持されており、前記フレ−ム65は作業機のフレ−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−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−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−ム65が上下動することが許容されている。
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−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。
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−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−ム61の作業進行方向前方に張り出して設けてあるア−ム型の支持プレ−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。
前記伸縮シリンダ67の伸縮制御には、フレ−ム61に立設してあるレ−ザ受光部31が圃場の外に設けたレ−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−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−ジホィ−ル41の対土角度、言い換えると、ゲ−ジホィ−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−ム42に代えて支持ア−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−ジホィ−ル41と同様の機能を果たしている。
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−ザ発光部33から発光されるレ−ザ光を受光するレ−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。
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−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。
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−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−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が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。
また、図8、図9に示すように砕土機62の中心軸622Aは、一端部がフレ−ム61に枢支されているア−ム622により支持されており、ア−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。
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。
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)。
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、まず、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。
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。
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−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。
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−ム61に対して砕土機62がその支持軸中心軸622Aがア−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−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。
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−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−ム61に取り付けたレ−キ163の後側にそり部材164を取り付る。このフレ−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。
このレ−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。
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い長孔68A(装着ピンが自由に移動することができるえいるフリ−ゾ−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。
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。
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−キを作業機能機とした場合を借りて)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。
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 は一定の高さにあり、それは均平板63(レ−−キ163)が圃場Fの高い位置に来ると削る土の量が多くなり、抵抗が増大することになるが、このとき、アッパリンクULの装着点の位置(装着ピンULX)は長孔68Aの前方位置、言い換えるとトラクタ寄りに移動し、状態としては前上り状態となり、これを検知したリフト機構は図32に示すように、装着ピンULXの移動がワイヤW1により回転センサS1に与えられ、電気的な信号を出力してコントロ−ルボックス34に入力される。そして、装着ピンULXの移動に対応した信号が切換弁35の駆動部に与えられ、切換弁35により油路の方向が切換られる。そして、このときのは、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る。これにより、リフトア−ム53が回転させられリフトロッド51を押し下げ、ロアリンクRLを下げることで、作業機の前端部を押し下げることで作業機60の姿勢を制御している。
このとき均平板63(レ−キ163)も上下方向、この場合には下方へ下げられることになるが、前記リフト機構の下方への下げ量よりかかなり少ない(低い)運動量しか伝わらない。なぜならば、作業機60の前端部が下げられることは、言い換えると、アッパリンクULの装着ピンULXが先ず長孔に沿って後方に移動することになる。この動きは受光部31が基準面Hより外れると開始されるのである。その外れ度合いによりリフト機構が動作するのであり、このリフト機構による制御が装着ピンULXの移動となるのであって、詳しくは、例えばリフト機構が下げ方向に制御すると、この移動分に対応して、アッパリンクULの装着ピンULXが長孔68Aの最も後寄りの位置に移動しする。前記リフト機構による下げが均平板63の下げとなるのであるが、リフト機構の実際の下げ量より小さくなる。つまりリフト機構の下げ作業が吸収されて、実際のリフト量(高さ)より低いものなる。
ここで、理解を容易にするために、マスト68に長孔68A(フリ−ゾ−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。
言い換えると、レ−ザ発光部33が描く平面信号Hによる平面からレ−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。
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−タリハロ−、パディ−ハロ−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。
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−ムスタンダ−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。
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。
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。
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。
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。
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チゼル163Sにより形成される溝底は前記圃場表面の比較的小さな凹凸Hyと同様な形状になる。
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−ジドロ−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−81が支持されており、このクロスバ−81が作業機を構成するフレ−ム82の最先端位置に取り付けられる。
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−ム82上に受光部31を取り付けたポ−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−ム82に端部が固定されているア−ム83Aにより支持されると共に、フレ−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。
さらに、フレ−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−ム82に枢支されているア−ム85Aの自由端部により支えられている。このア−ム85Aの枢支点85Xはア−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−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−ム82から立設されている支持ア−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。
この作業機80の最も後方には、フレ−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−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−ム87の開放端部にはキャスタ形式の移動輪88がキャスタ軸か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。
この移動輪ア−ム87には、その中間位置にア−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−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の実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。
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。
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。
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−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。
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−ナ走行も容易である。
また、リンケ−ジドロ−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−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−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−81とトラクタとは一体的な装着になるが、このクロスバ−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。
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ろができ、これにより収量の増産によりコストの低廉化を図ることができる。
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−ジホィ−ル、さらには、ヒ−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。
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−ゾ−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。
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。
そして、リンケ−ジドロ−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。
また、リンケ−ジドロ−バ−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。
本発明のボトム作業機の平面図である。 本発明のボトム作業機の側面図である。 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。 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。 本発明のボトム作業機の制御系の説明図である。 均平作業機の制御系の説明図である。 均平作業機の側面図である。 均平作業機の一部を示す平面図である。 均平作業機の一部を示す平面図である。 均平作業機の他の側面図である。 均平作業機の他の側面図である。 作業対象圃場の断面図である。 作業対象圃場の反転後の断面図である。 作業対象圃場の粗砕土、均平後の断面図である。 作業対象圃場の断面図である。 二つの圃場の畦を除去した断面図である。 二つの圃場の断面図である。 二つの圃場を粗砕土均平した状態の断面図である。 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。 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。 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。 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。 他の実施例によるボトム作業機の平面図である。 他の実施例によるボトム作業機の側面図である。 他の実施例によるボトム作業機の平面図である。 他の実施例によるボトム作業機の側面図である。 トラクタのもつリフト機構の概略説明図である。 ゲ−ジホィ−ルなどの制御機構の概略説明図である。 本発明の均平作業機の側面図である。 本発明の均平作業機の一部平面図である。 本発明の他の実施例を示す側面である。 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。 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。 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。 均平板の他の作業機能機としてのレ−キ作業機の側面図である。 作業機能機としてのハロ−を示す作業機の側面図である。 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。 リンケ−ジドロ−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。 ヒッチ点において回転できるように枢着し、リンケ−ジドロ−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−ム
12 マスト
13 下部フレ−ム
14 リバ−スシリンダ
221 主フレ−ム
222 フレ−ム
223 ボトム
223Z 最終ボトム
223X ストッパ
224 支持フレ−ム
31 受光部
31A 前部の受光部
31B 後部の受光部
31X ポ−ル
32 水平センサ
32A 前部の受光部
32B 後部の受光部
33 レ−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−ジホィ−ル
411 ヒ−ル
42 スウィングア−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−ム
54 リフトシリンダ
54A ロッド
60 均平作業機
61 フレ−ム
62 砕土機
63 均平板
64 鎮圧機
65 フレ−ム
65A ア−ム
65B マスト
66 枢着ピン
67 伸縮シリンダ
163 レ−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−
81A ヒッチ金具
81P ヒッチピン
82 フレ−ム
83 均平板
84 タイン
85 鎮圧輪
85A ア−ム
85B 鎮圧輪
85X 枢支点
86 油圧シリンダ
87 移動車輪ア−ム
88 移動車輪
89 油圧シリンダ
89A ロッド

Claims (7)

  1. 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、あるいは、アッパリンク自体、さらには、トラクタとアッパリンクとの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実質的に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圃場作業機。
  2. 前記作業機能機がボトム作業機であることを特徴とする請求項1記載の圃場作業機。
  3. 前記作業機能機が均平機であることを特徴とする請求項1記載の圃場作業機。
  4. 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ることを特徴とする請求項1記載の圃場作業機。
  5. 前記作業機能機がレーキであることを特徴とする請求項1記載の圃場作業機。
  6. 前記作業機能機がサブソイラのビームスタンダード、溝切り機、さらには、培土機などでるあることを特徴とする請求項1記載の圃場作業機。
  7. 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請求項1ないし請求項6記載の圃場作業機。

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