JP3981122B2 - 均平作業機 - Google Patents

Description

本発明は均平な圃場を形成する作業機に関し、さらに詳しくは、圃場の表面を均平に形成するための作業機に関する。

本出願人は先に、圃場における作物にとっての環境の均一化を図ることが大切であることを説くとともに、そのためには、圃場の表面だけではなく圃場の鋤床を水平に作土層を均一にする必要があることを説き、その作業に適した作業方法ならびに、その作業に適した作業機を提案したところである。この作業機は複合形式のもので砕土作業と、削土、運土作業と、鎮圧作業、さらには削土、運土作業と鎮圧作業とを合わせて行うことができるようにしたものである。

このような作業機の必要性は、１９９５年から導入された新食糧法の施行によるところが大きく、原則的には生産された米は自己の責任において販売し、収益を上げなければならず、農地全体の一区画の大型化を図れば能率的な農作業が可能となり、農業収益の向上が図れるが、わが国の農業は農業戸数が多かったために小区画化が進み現在に至っているのである。途中農業基盤整備が行われているものの農地の多くは前述したようにその一区画はきわめて小規模である。

そこで、採用された国の政策は複数の圃場をひとつに統合すれば大区画の圃場が得られるとしたため、大規模農地化する作業では、圃場の土壌構造は軽視され、表面の水平化に重点がおかれる傾向が強く、このような圃場では収量が極端に減少するのである。米の反収量が減少したのでは大規模化が裏目になってしまい、農業経営上好ましくない。

元来、水田圃場の環境を整えるためには、まず圃場土壌の透、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をやめることである。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ではないが、用水の供給に時期的制限があることから迅速に水田を均平する必要があり、そのために代掻きにより水田を均平にすることが余儀なくされているのである。

また、除草剤を使用した農法ではその効果を上げるためにも水平で均平な土壌条件が重要であり、そのために、代掻き作業に力点がおかれているため、過剰な代掻きによって土壌の含む酸素を著しく減少させることとなり、作物の窒息状態を招くことになる。したがって、代掻きの回数は少なければ少ない方がよいのであるが、現状では圃場の土壌をてっとり早く均一にするには代掻き作業に頼らざるを得ないのである。

水田に水を張る前に圃場の（土の）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、過剰代掻きの問題は発生しないのである。

次に、如何なる改善改良が必要であるかについて少し述べることにする。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小さくなりすぎ、水田用水の減水深（沈降速度）が極めて遅いか、ほとんど無く、そのために土壌中に酸素（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。

適正減水をうけるために、耕盤層の下側に暗渠を設けたものであっても、過剰代掻きによって透水性を阻害し、暗渠の効果が発揮できなく湿田化されている場合も多い。

水田農業の活性化には採算的に大規模化された圃場が不可欠であり、これによ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。本発明は均平作業の対象とする圃場の全域にわたって、均一な土壌環境を形成することを念頭におき、鋤床が水平に形成された圃場において、作土層が埋没されることなく小規模圃場から大規模圃場への転換を容易に行えるようにするために、その両者の間に高低差があっても理想的な圃場を形成することができ、収量の増大を図ることで、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を図ろうとするものである。したがって、本発明は、国策である水田の大規模化だけでなく、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できる農業を育成を目的とするものである。

上述の目的を達成する為に本発明は、作業進行方向に沿って、作業機のフレ−ムに均平板を先頭に砕土機、鎮圧輪などを取付けて構成し、レ−ザ−ビ−ムにより描く水平面に受光部において水平状態を検出して作業機の姿勢を制御するように構成した均平作業機において、３点リンクのうちアッパリンクはマストに形成した長孔に装着されていて、その長孔の範囲内でアッパリンクの装着点が自由に移動できるようになっており、かつ、前記作業機のフレ−ムのロアリンク取付位置と、前記鎮圧輪の接地点とを結ぶ中間位置に均平板が取付けられ、この均平板がレ−ザ−ビ−ムにより定める基準平面に対して所定の高さになるようにロアリンクの上下動により前記鎮圧輪の接地点を支点として均平板が上下動されるように構成したことを特徴とするものであり、均平板と鎮圧輪は不可欠であるが砕土輪は不用のこともある。

更に、鎮圧輪がゴムタイヤ又はソリ、鉄輪などの車輪形式で、作業幅の両端部、あるいは、中央部、又は両端部と中央部、さらには、作業幅全域に配置されて構成したことを特徴とするものである。また、均平作業機におけるマストには作業進行方向に沿った長いアッパリンク取付け用の長孔があり、この長孔の範囲でアッパリンクが自由に移動できるように構成したものであり、鎮圧輪に代えて、つちの上を滑走するそりや、鉄製車輪を用いることもある。

更に、作業進行方向に沿って、作業機のフレ−ムに均平板を先頭に砕土機、鎮圧輪などを取付けて構成し、レ−ザ光により描く水平面に受光部において水平状態を検出して作業機の姿勢を制御するように構成した均平作業機において、３点リンクのうちアッパリンクはトラクタとの装着部において長孔を介して装着され、その長孔の範囲でアッパリンクの装着点が自由に移動できるようになっていて、かつ、前記作業機のフレ−ムのロアリンク取付位置と、前記鎮圧輪の接地点とを結ぶ中間位置に均平板が取付けられ、この均平板がレ−ザ−ビ−ムにより定める基準平面に対して所定の高さになるようにロアリンクの上下動により前記鎮圧輪の接地点を支点として均平板が上下動されるように構成したことを特徴とするものである。

更にまた、作業進行方向に沿って、作業機のフレ−ムに均平板を先頭に砕土機、鎮圧輪などを取付けて構成し、レ−ザ−ビ−ムにより描く水平面に受光部において水平状態を検出して作業機の姿勢を制御するように構成した均平作業機において、３点リンクのうちアッパリンクは作業機が備えるマストの固定マストの上端部に傾動自在に設けてある可動マストに対して装着され、その傾動の範囲でアッパリンクの装着点が自由に移動できるようになっていて、かつ、前記作業機のフレ−ムのロアリンク取付位置と、前記鎮圧輪の接地点とを結ぶ中間位置に均平板が取付けられ、この均平板がレ−ザ−ビ−ムにより定める基準平面に対して所定の高さになるようにロアリンクの上下動により前記鎮圧輪の接地点を支点として均平板が上下動されるように構成したことを特徴とするものである。

また、作業進行方向に沿って、作業機のフレ−ムに均平板を先頭に砕土機、鎮圧輪などを取付けて構成し、レ−ザ−ビ−ムにより描く水平面に受光部において水平状態を検出して作業機の姿勢を制御するように構成した均平作業機において、３点リンクのうちアッパリンクは長さ方向に伸縮自在になっていて、伸縮自在の範囲でアッパリンクの長さが自由に伸縮し、かつ、前記作業機のフレ−ムのロアリンク取付位置と、前記鎮圧輪の接地点とを結ぶ中間位置に均平板が取付けられ、この均平板がレ−ザ−ビ−ムにより定める基準平面に対して所定の高さになるようにロアリンクの上下動により前記鎮圧輪の接地点を支点として均平板が上下動されるように構成したことを特徴とするものである。

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、水田、畑耕起作業において、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、最終的には表土層が均一化された水平な水田、畑とすることができ、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、本発明の作業機によれば、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プラウ効果により作土の乾きが早く、次の作業工程を開始することができ、また、均平作業機にあっては確実正確に表土の均平化を図ることができ、同時に粗砕土、鎮圧を行い播種に適した床を形成することができ、わが国水田、畑の改良、規模拡大などに寄与でき、これによりコスト低減、収量の安定化、品質の向上を図ることができる。

さらに、他の発明の均平作業機によれば、制御運動によるロアリンクの上下動がそのまま均平板の上下動幅にならず、ロアリンクの装着位置から鎮圧輪に至る中間位置に均平板があることから、その上下動幅は小さくなり表土表面に形成される凹凸は小さく、そのピッチも小さくなり圃場全体としては水平に近い状態にすることができる。

以上は表土表面を水平にする作業について説明したが、レ−ザ光により描く平面に所定の勾配を付することで、この勾配面に沿って均平機を作業させれば、圃場の表面に傾斜を施すことができ畑地灌漑の便を向上させることができる。

発明の実施の形態

以下、本発明の実施の形態を均平業機を説明する前に、均平機に先立って使用するボトム作業機についても説明を加える。まず、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にはトラクタの備えるアッパリンクＵＬを装着するための長孔１２Ａをもつマスト１２があり、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、このリバ−スフレ−ム２１には前記マスト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、リバ−スシリンダ１４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取付けフレ−ム２２２をもち、この取付けフレ−ム２２２には、その上下にボトム２２３Ａが８個取り付けられて、ボトム８連のボトム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をもっていて、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と前記取付けフレ−ム２２２とはリバ−ス運動の際に回転中心となる支持軸により支持されており、この支持軸２１Ａの延長線上に支持ア−ム３１Ａが配置されていて、その先端部に水平センサ３１が設けられて、作業機１０の水平状態を電気的な信号として検出することができるようになっている。また、ボトムフレ−ム２２３にも水平センサ３２が取付けられており、このセンサ３２はボトムフレ−ム２２３の上下両面にあって、リバ−スしたとき上下のセンサの何れかと切り換えて使用することができるようになっていて、常態では上側に位置する水平センサ３２からの出力により作業機１０の左右方向の水平状態を検出することができるようになっている。これらの水平センサから出力された信号は制御ボックス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、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−ジホィ−ル４１はボトムフレ−ム２２３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、言い換えると、ボトムフレ−ム２２３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。言い換えると、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３１から得た信号はトラクタが備えるリフト制御機構の油圧回路に送られる。前記制御シリンダ４３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４３Ｘ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２２３Ａ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Ａ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２２３Ａのうち最も後端部に位置するボトム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に当たりトウ部分が浮き上がるのを抑えている。

したがって、ヒ−ル４１１が接地した状態で制御シリンダ４３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。この状態はボトム群が尻下がり状態のときに行われ、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４３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げることで全体を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３１、３２により得られた信号によりトラクタのもつ水平制御回路、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、これにより鋤底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、前記水平センサ３１からの信号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Ｐ３６からの圧油により駆動される。すなわち、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を前部を上げ、下げして水平を保持、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３７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、言い換えると供給油量が制御される。

図６は、水平センサ３２の信号にを制御ボックス３４により処理し、ゲ−ジホィ−ル４１、ヒ−ル４１１の制御することで作業機１０の左右方向の水平を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の左右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）を小さ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Ｂ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を回転させることによりゲ−ジホィ−ル４１の対地角度θ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。

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制御を可能にしている。

以上の説明では鋤底Ｓを水平にするために、ボトム作業機１０の姿勢を制御するものを示したが、次に、ボトム作業機１０を用いて耕起反転した後の表面土を均平にする作業機、いわゆる本発明に係る均平作業機６０について説明する。この均平作業機６０は作業機のフレ−ム６１に作業進行方向先頭から順に、タイン６２あるいは縦軸を中心に回転する形式の砕土機、横軸を中心に回転するグランブラなどの粗砕土機６３、これらに次いで均平板６４、スプリングコイル形式の鎮圧機６５を備え、この鎮圧機６５の前に作業幅方向に沿って並列状態にタイン６５Ｘが配置されて構成されている。この鎮圧機６５は作業幅方向にメインフレ−ム６５Ｍをもち、このメインフレ−ム６５Ｍの左右両端にア−ム６５Ａがあり、このア−ム６５Ａにより中心の支持軸６５Ｂの両端部が支持されており、鎮圧機を構成するコイル状の回転体が支持軸６５Ｂを中心に回転することができるようになっている。

さらに、前記メインフレ−ム６５Ｍは、その前方に突き出しているフレ−ム６６があり、このフレ−ム６６は支持軸６６Ｂを介して前記均平板６４、粗砕機６３で構成する作業機のフレ−ム６１の後端部に取り付けられており、このフレ−ム６６はフレ−ム６１に対して枢着軸６６Ｂを中心として垂直面内で回転できるようになっている。また、メインフレ−ム６５Ｍの中央部にマスト６６Ｃが立設されており、このマスト６６Ｃには、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、前記フレ−ム６１に対してフレ−ム６６が枢着軸６６Ｂを中心として作業進行方向に沿った垂直面内で回転して、フレ−ム６６、すなわち、鎮圧機が上下動することができる。この伸縮シリンダ６７の伸縮により鎮圧機６５を支える支持ア−ム６５Ａの対地角度θに変化を与えることで、前記均平板６４の地表面からの高さを制御する。言い換えると、均平板６４による土寄せの量を調節することができる。

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、支持プレ−ト６１３から後の均平作業機全体が水平面内で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の自由端を結ぶ線の位置より前方に位置していて、トラクタＴが曲線走行した場合にも均平作業機が追従して移動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。

前記伸縮シリンダ６７の伸縮制御には、フレ−ム６１に立設してある受光器３３が発光器３３Ｘからの発する水平信号Ｈを受光して得た信号が用いられ、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の高さ制御と同様の機構により行うことができ、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６５を形成するコイルが前記ボトム作業機におけるゲ−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−ザ発光器３３Ｘから発光される水平信号としてのレ−ザ光を受光する受光器３３が設けてあって、その位置は均平板の真上であり、水平信号Ｈを基準として描かれる水平面内に常に前記受光器３３があれば作業機６０は一定の水平面内で作業を行うことになる。すなわち、均平板６４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６５を形成するコイルを深く位置させる。言い換えると、前記コイルをアウトリガ（突張り部材）として均平板６４を上昇させる方向の力を加えて、スウィングア−ム６５Ａの対地角度θを大きくさせ、これにより均平板６４の位置を上昇させる。これらの制御には前述のボトム作業機における水平センサからの信号によりボトムを上下動させる油圧回路などの制御系と同様のものが用いられる。

また、均平板６４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に、均平板６４の位置を低くする。この操作は伸縮シリンダ６７を収縮させることで、フレ−ム６６を枢着軸６６Ｂを中心として回転させることで、スウィングア−ム６５Ａの対地角度θを小さくする。言い換えると、鎮圧機６５を上昇させることで均平板６４の位置を低くするのである。このような動作を繰り返しながらトラクタにより圃場作業機６０は牽引されれて圃場の表面の土を砕くと共に均平にする。このとき、均平板６４によりその前方に土が寄せられるのであるが、従来のものにあっては、回転する粗砕土機との間に寄せられた土が固まりとなり、単に土を押している状態となって圃場機能を阻害することがあったが、クランブラ６３の配置により寄せられて固まりになりつつある土をクランブラ６３は作業進行方向前方に掻き揚げて移動させるので、固まり状の土を解し、固まりの発生を解消させることが可能になる。とくに、図８、図９に示す平面図により明らかなように螺旋状にベルト状の部材６３Ｘを巻つけた状態にして構成してあるので、土を砕きながらの移動が促進される。しかも、部材６３Ｘの縁には鋸刃状の砕土機能をもたせてあるので砕土機能も向上している。

以上の説明では、鎮圧機６５を上下動させて均平板６４の位置を制御する形式のものを挙げたが、図１１に示すように、伸縮シリンダ６９を用いて直接均平板６４を上下動させる形式にすることも可能であり、伸縮シリンダ６９のロッド６９Ａが均平板６４を支持する支持部材６４Ａから張り出した腕部材６４Ｂに取り付けられ、この腕部材６４Ｂはフレ−ム６１に設けてあるガイド６４Ｃに沿って上下動される構成になっている。この腕部材６４Ｂの上下動方向と一致して受光器３３が配置されている。この実施例では、鎮圧機６４の高さを調節するためにマスト６５Ｂとマスト６８との間にタ−ンバックル６９Ｘを設け、クランクハンドル６９Ｙにより均平板６４との関係における鎮圧機６４の高さを微調整できるようにしてある。

以上説明した粗砕土機、いわゆるクランブラ６３はその中心にある支持軸６３１の両端部が、フレ−ム６１に対して枢着軸６１Ａにより支持されているア−ム６３２の自由端部６３２Ａにおいて支持されており、フレ−ム６１の姿勢に関係なくクランブラ６３は重力に従って圃場の表面の形状にしたがって接地することができようになっている。言い換えると、クランブラは自重により常に圃場の表面からやや深い位置にあるので、圃場表面におけるクランブラの左右の高さに極端な差があればどちらかの端部が浮き上がることもあるが、多少の差があったとしても、ほぼ接触することができるようになっている。したがって、表土の形状にしたがった動きをして砕土効果を一層確実なものにしている。

とくに、圃場表面に確実に接触することができるようにするには、支持ア−ム６３２と支持軸６３２Ａとの支持構造に球関節のスイベル軸受を用いれば、左右方向において高低差が生じても前記支持ア−ム６３２と、支持軸６３２Ａとは直角状態だけに拘束されないので確実に圃場の表面に鎮圧機の鎮圧部材が接触することができる。図１１に示すタイン形式の砕土機にあってはタイン６２を支持軸６３２に取り付けて、２列形式にタインを配置させたものにすればディスク形式の砕土機同様な作業を期待することができる。

また、図８に示すように、均平板６４の作業幅方向の中心位置においてピボット支持されており、作業幅方向に沿った水平平面内で回転可能になっており、均平板６４の端部に対してシリンダ６４１のロッド６４１Ａが取り付けられて、このシリンダ６４１の伸縮により均平板６４の作業進行方向に対する角度を調節することができるようになっている。これにより土寄せの際の土の抵抗を減じている。

また、前述のタイン６２による作業機のほか、図１３に示すようにトラクタＴのＴＰＯ軸から回転トルクの供給を受けて、垂直面内の回転を歯車群Ｇ1,Ｇ2 を経てこれと直角の面内の回転に変換し、歯車群Ｇ1,Ｇ2 の末端部に位置するベベルギアＧＢにより水平面内で回転する歯車群Ｇ11、Ｇ12にトルクを伝達し、歯車群Ｇ11、Ｇ12の各歯車に設けたディスクＤ1、Ｄ2、に取りつけてある回転爪、攪拌爪Ｋ1、Ｋ2、を回転させることで回転型の粗砕土機を構成し、これにより砕土作用をさせているものを用いることも可能である。

次に、以上説明した作業機を用いた水田の圃場作業について説明する。作業目的となる水田（図１４）にボトム作業機１０を用いて耕起反転作業を施す（図１５）のであって、この場合ボトム作業機１０によれば鋤床Ｓが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割愛するが、本発明における方法中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作業も行う（図１６）。

次に説明する水田（図１７）は、地上差が存在する圃場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、畦ＡＺを除き、Ｂ部分を耕起反転する。このとき耕深をＡ部分より深くしておく（図１８）。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の部分をＡに移動させて粗整地する（図１９）。

さらに、Ａ、Ｂの両部分が鋤底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（図２０）し、その後、全体が圃場になるように本発明の圃場作業機を用いて仕上げを行う。

図２１、図２２は従来の均平作業機を用いた圃場作業の実際を示し、圃場表面Ｈ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、これにより均平作業機６０も必然的にαだけ傾斜した状態になるために均平作業は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６３がフレ−ムに対して固定的であることが挙げられる。したがって圃場作業において均平板６４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ためである。かけ直しによる踏圧も加わって表面を硬くするのである。

これに対して、本発明の作業機６０によれば、図２３、図２４に示すように、フレ−ム６１に対して粗砕土機６３がアーム６３２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ので、水平に近い状態で砕土作業を行うことができ、均平板６４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水平にすることが可能である。

以上の説明では、鎮圧機６５を上下動させて均平板６４の位置を制御する形式のものを挙げたが、図１１に示すように、伸縮シリンダ６９を用いて、これにより支持されている均平板６４を上下動させる形式にすることも可能である。すなわち、伸縮シリンダ６９のロッド６９Ａが、均平板６４を支持する支持部材６４Ａから張り出した腕部材６４Ｂに取り付けられ、このロッド６９Ａは腕部材６４Ｂとともに、フレ−ム６１に設けてあるガイド６４Ｃに沿って上下動される構成になっている。この均平板６４の上下動方向と一致して受光部３８も上下動できるように、受光部３８を支える支柱３８Ａが側面視上、均平板６４の真上に位置して配置されている。この実施例では、鎮圧機６５の高さを調節するためにマスト６６Ｃとマスト６８との間にタ−ンバックル６９Ｘを設け、クランクハンドル６９Ｙにより鎮圧機６５の高さを作業に先立ち予め手動により調節設定する。この設定高さを基準とした高さ制御にはレ−ザ光で描かれる水平面にを基準としてトラクタのリフト機構を用いて前記リバ−シブルボトム作業機同様に均平作業機全体を上下動させる。鎮圧機６５としての鎮圧輪にはゴムタイヤ形式のものや、鉄輪の車輪を支持軸６５Ｂに取付けたものであってもよく、さらにまた、そりに置き換えて使用することもできる。これは鎮圧効果をさして期待しない場合（鎮圧の必要性のない圃場の場合）に有効であり、そのときの車輪、そりの配置は支持軸６５Ｂの両端部、あるいは中央部、又は両端部と中間部、また、作業の幅の全域にわたって配列することができる。これらにより均平板６４の上下動の制御を行う際の支点としての機能を期待することができる。

次の実施例に示す均平作業機１６０（図２５）は、レーザ発光部３３Ｘが描く水平面の水平信号Ｈを均平作業機１６０の支柱３８Ａに装備した受光部３８で受光することで、得たる信号によりリフトロッド５１を介してロアリンクＲＬを上下動させる。この上下動駆動操作は前記実施例におけるものと同様であるが、アッパリンクＵＬとマスト１６８との装着部分に特徴がある。即ち、作業進行方向に沿った垂直面内に長孔１６８Ａがあって、アッパリンクの装着ピンＵＬＸが長孔１６８Ａの範囲で作業進行方向に沿って前後動することが可能になっている。

したがって、圃場表面の凹凸（図２８）にトラクタが乗って移動すると、均平作業機１６０も上下動することになるが、例えば、トラクタが凸部に乗り均平作業機１６０が上昇すると、均平板１６３を下げることになるが、鎮圧機１６４は常時接地状態にあるから、均平板１６３が下降するにしても、前記接地点１６４Ａを支点としたてこ運動となり、フレーム１６１を前下りにする方向に修正する。このことは長孔１６８Ａ内にあるアッパリンクＵＬの装着ピンＵＬＸはその長孔１６８Ａの後側に移動させられることになる。言い換えると、アッパリンクＵＬに引張荷重が加えられることになるので、後で述べる油圧制御回路を切換え、リフトアーム５３、リフトロッド５１を介してロアリンクＲＬを押下げる。このとき、トラクタの上下動制御幅より均平板１６３の上下動幅は必ず小さく、図２８に示すＬ曲線のように極端な上下動はなく小さいピッチの凹凸が表土の表面に形成されるが圃場面全体としては水平面に形成される。言い換えると、トラクタによる上下制御幅が直接的に均平板１６３の上下動に幅とはならず、長孔の幅だけ（装着ピンＵＬＸの運動幅だけ）小刻みな上下動になり、大山小山のような極端な上下動にならず、圃場面全体としては水平面に形成される。

即ち、装着ピンＵＬＸが長孔１６８Ａの範囲で動くと、その動きをワイヤＷ１やロッドなどを介して移動量を検出するセンサＳ１に送り込み、マイコンなどのコントロールボックスＣＢによる出力により、油圧回路の切換弁Ｖ１のポジションを切換え、油圧ポンプＰからの油流の方向を切換える。同時に、コントロールボックスＣＢの出力信号を油圧ポンプＰからの油量を制御する制御弁ＣＶに入力して、その開度を制御する油圧制御回路５０を構成する。

このことは、受光部３８が水平信号Ｈの領域から上側に外れた状態であって、その信号によっても油圧制御回路５０の油路が切換えられて、受光部３８が水平信号Ｈの領域に戻るようにロアリンクＲＬに対して押下げ方向の負荷が加えられる。これにより、均平板１６３は水平信号Ｈの描く水平面と平行な面内で移動しながら均平作業を行うことになる。この場合、トラクタの走行速度との関係で、図２０に示すように均平板１６３の下縁部１６３Ａは小さい上下運動を繰返すことになるが、全体としての（平均的）平面はレ−ザ光の描く水平面と平行なものになる。

本発明におけるマスト１６８の長孔１６８Ａの効能は、これを備えない均平作業機と比較して考えると一目瞭然となる。即ち、受光部３８が水平面領域から下へ外れたとすると、制御機構としては均平作業機１６０全体を上方へ引上げる作用を行うのである。ところが、均平作業機１６０全体を引上げることになるので当然均平板１６３も上方へ上がることになる。この場合、均平作業機１６０を上方へ上げる高さと、均平板１６３が上方へ上げるリフト高さは等しくなるため、均平板１６３による圃場表面には比較的大きな凹凸が形成されることになる。言い換えると、凹凸の位置が変化するも凹凸の大きさに変化はなく表土表面の水平化に問題を残す結果となる。

しかしながら、本発明の均平作業機１６０によれば、アッパリンクＵＬと、均平作業機のマスト１６８との装着点に長孔１６８Ａによる遊びを可能にしているので、リフトロッド５１によるリフト高さがそのまま均平作業機に伝わらず、ロアリンクＲＬのリフト高さに比較して均平板１６３の下縁部のリフト高さは小さくなる。即ち、均平作業機１６０のリフト高さは鎮圧輪１６４の接地点１６４Ａを支点としたてこ運動になるので、ロアリンクＲＬの装着点と前記接地点１６４Ａとの間にある均平板１６３の下縁部１６３Ａのリフト高さは均平作業機１６０のリフト高さに比較して当然小さくなり、均平板１６３が鎮圧輪１６４に近い程そのリフト高さは小さくなり、圃場表面にピッチの小さい凹凸は形成されるも、全体としてほぼ水平状態の表面に仕上げることができる。

以上の実施例ではアッパリンクＵＬとマスト１６８との間に装着ピンＵＬＸが遊ぶ長孔、いわゆるフリーゾーンを形成したものを示したが、図２７Ａに示すように、アッパリンクＵＬとトラクタとの取り付け部においてフリ−ゾ−ンをもたせても作業機の姿勢を検出することができ、トラクタとの取り付け部における装着ピンの位置を伝達手段によりセンサＳ１に伝達する構成にすることもできる。この実施例では伝達手段としてのワイヤなどの引き回しは容易であるが、トラクタ側に変更加工が必要になることがやや難点である。

さらに、図２７Ｂに示すように、マスト１６８を固定マスト１６８Ｘと、ピンヒンジ１６８Ｚされた可動マスト１６８Ｙにより構成し、これにアッパリンクＵＬを装着するようにしてもよい。その可動マスト１６８Ｙの傾動の動きをワイヤＷ１などを介してセンサＳ１に伝え、その出力で油圧制御回路５０を切換えるようにすることも可能である。この実施例によれば、トラクタについての改良加工は必要なく、簡便なものであるが、マストの一部に改造が必要となるが、ストッパ１６８Ｂの位置の選択によりフリ−ゾ−ンの選択が容易になる。

また、トラクタ、作業機の何れでもなく、図２７Ｃに示すように、アッパリンクを二つの部材１６８Ｍ、１６８Ｎにより構成し、両者の間にスライドを可能とした構造、部材１６８Ｍに長孔１６８Ｐを、部材１６８Ｎに長孔１６８Ｐに嵌るピン１６８Ｅを形成して、このピン１６８Ｅが長孔１６８Ｐの範囲で移動することができるようにして。その動きを伝達手段としてのワイヤなどのよりセンサに伝達するように構成することも可能である。

これらの何れを選択するかは、作業機の姿勢検出位置からセンサまでに伝達手段としてのワイヤなどの引き回しする上での都合により選択すればよく、また作業機の能力に適合したものを選択すればよい。

次に、以上説明した作業機を用いた水田の均平作業について説明する。作業目的となる水田（図１４）にボトム作業機１０を用いて耕起反転作業を施す（図１５）のであって、この場合ボトム作業機１０によれば鋤床Ｓが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割愛するが、本発明における方法中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１６０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１６）。

以上の説明では水田の規模拡大について説明したが、もちろん畑の規模拡大にも利用することができるものであって、水田だけに限定されるものではない。

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ほかの実施例の平面図である。 本発明のボトム作業機のほかの実施例の側面図である。。 本発明のボトム作業機のリフト機構の制御回路図である。 本発明のボトム作業機のゲ−ジホィ−ルの制御回路図である。 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の平面図である。 本発明の均平作業機の一部拡大平面図である。 図９における均平板の角度変更を示す説明平面図である。 ほかの実施例による均平作業機の側面図である。 ほかの実施例による均平作業機の側面図である。 ほかの実施例によるタインに代わる砕土機の側面図である。 本発明を施す水田の断面図である。 本発明を施す水田の耕起反転を施した水田の断面図である。 本発明を施す水田の粗砕土の後耕起圃場作業を施した状態の断面図である。 水田の規模拡大に伴う対象水田の断面図である。 同じく水田中間畦を除去した状態の断面図である。 同じく水田を耕起反転した状態の断面図である。 作業完了の状態を示す水田の断面図である。 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一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一平作業機の背面図である。 本発明による均平作業機の側面図である。 本発明による均平作業機の制御系の説明図である。 フリ−ゾ−ンの実施例の説明図である。 表土の凹凸の補正作業の説明図である。

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
２２４ 支持フレ−ム
３１ 水平センサ
３２ 水平センサ
３３ 受光部
３３Ｘ レ−ザ発光部
３４ 制御回路
３５ 切換弁
３８ 受光部
４１ ゲ−ジホィ−ル
４２ スウィングア−ム
４３ 制御シリンダ
４３Ｘ 圧油室
４３Ｙ 圧油室
４３Ａ 圧縮ばね
４５ 切換弁
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
１６１ フレ−ム
１６２ 砕土機
１６３ 均平板
１６４ 鎮圧輪
１６５ フレ−ム
１６６ 枢着ピン
１６７ 伸縮シリンダ
１６８ マスト
１６８Ａ アッパリンクを取付ける長孔
ＵＬ アッパリンク
ＵＬＸ 枢着ピン
ＲＬ ロアリンク

Claims (1)

1. 作業進行方向に沿って、作業機のフレ−ムに少なくとも、均平板の後に鎮圧輪を取付けて構成し、レ−ザ−ビ−ムにより描く水平面に受光部において水平状態を検出して作業機の姿勢を制御するように構成した均平作業機において、
   前記作業機のフレ−ムに取り付けられるアッパリンクの装着ピンが、作業進行方向に沿って前後移動することが可能となるように該装着ピンが嵌る、前記作業機のフレ−ムのマストに形成された長孔と、
   前記作業機のフレ−ムに取り付けられたロアリンク取付位置と、前記鎮圧輪の接地点との間の位置に取付けられた均平板とを備え、
   この均平板がレ−ザ−ビ−ムにより定める基準平面に対して所定の高さになるようにロアリンクの上下動により前記鎮圧輪の接地点を支点として均平板が上下動されるように構成したことを特徴とする均平作業機。