JP4284394B2 - 植穴形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、植穴形成装置に関し、さらに詳しくは、野菜苗等の植穴形成装置に関する。

従来、圃場に形成された畝に植穴をあけ、その植穴に野菜苗を自動式、或いは半自動式に植え付ける移植装置が知られている（例えば、特許文献１、２、３、４参照）。
これら従来の移植装置のなかで扱える野菜苗が最大なものは、関東におけるキャベツ大苗移植用に開発されたアタッチメントを装着した裸苗用半自動式移植機であり、この移植機によると露地にてポット径８０ｍｍ、高さ１５０〜２８０ｍｍまでのキャベツ苗の移植が可能であった（例えば、非特許文献１参照）。

しかしながら、上記した従来の移植装置にあっては、作業機速度と移植速度（穴あけ速度、植え付け速度）とが最大８０ｍｍまでのポット径に対応するように構成されている。そのため、従来の移植装置をポット径が１００ｍｍを超える大苗用ポットを移植するマルチ栽培に用いる場合、ただ単にポット径を拡大しただけでは、作業機速度と移植速度との同期を十分にとることはできず、苗の引きずりや転倒が発生してしまうという問題があった。
このため、ポット径１０５ｍｍのポリポットを用いたマルチ栽培が主流であるカボチャやトマトなどの大苗は、移植装置の代わりに作業者が、先端部が鋭利なくちばし状の穴あけ具（例えば、商品名ホーラー）をマルチで覆われた畝に差し込んで植穴を１つずつあけていき、その植穴に大苗を植え付けていかなければならず、作業者の労力負担は大きくて、広大な農場を有する生産農家にとって移植作業は重労働となり、作業の省力化が強く望まれていた。

特開昭５９− ３１６０２号公報 特開昭６２−２３９９０９号公報 特開平 １−１６０４１２号公報 特開平１０−１６４９４７号公報 「キャベツ地床大苗の定植ができる歩行型半自動移植機」 関東東海北陸農業・関東東海・作業技術 ２００３

そこで、この発明は、上記した従来技術が有している問題点を解決するためになされたものであって、これまで人力で行われてきた大苗の移植作業の機械化を促進し、大苗を利用した大規模野菜栽培の省力化を図ることができる植穴形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため第１の発明は、圃場を走行する走行車輪を備えた機体と、機体前後方向に向かって回転可能となるように前記機体に取り付けられた梯子状部材と、前記梯子状部材の両端部に回動可能に支持され、前記梯子状部材の回転動作により圃場に植穴をあける円筒部と、前記梯子状部材を回転動作させるための駆動源と、前記駆動源と前記梯子状部材との間に配設され、前記駆動源の駆動力によって前記走行車輪の回転方向と同一方向に向かって前記梯子状部材を回転動作させると共に、前記円筒部が圃場に植穴をあける際の対地速度を一定にする楕円２葉歯車機構部と、前記梯子状部材と前記円筒部との間に配設され、前記梯子状部材の回転動作によって前記円筒部を前記梯子状部材の回転方向とは異なる方向に回転動作させて前記円筒部が常時下向き姿勢となるように回転動作させる傘歯車機構部と、を備えて構成されていることを特徴とする。

上記目的を達成するため第２の発明は、第１の発明において、前記楕円２葉歯車機構部は、前記駆動源の駆動力によって前記走行車輪の回転方向とは異なる方向に回転動作される第１の回転軸と、前記第１の回転軸に連なって設けられた第１の楕円２葉歯車と、前記第１の楕円２葉歯車に噛み合わされると共に前記梯子状部材の回転中心軸に連なって設けられ、前記走行車輪の回転方向と同一方向に前記梯子状部材を回転動作させる第２の楕円２葉歯車と、を備えて構成され、前記円筒部が下降限度或いは上昇限度近くに位置している状態にあっては、前記梯子状部材の回転速度を遅くし、前記円筒部が下降限度或いは上昇限度近くとは異なる位置に位置している状態にあっては、前記梯子状部材の回転速度を速くすることを特徴とする。

上記目的を達成するため第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記傘歯車機構部は、前記梯子状部材の回転中心軸に連なって設けられ、前記梯子状部材の回転方向と同一方向に回転動作する第１の傘歯車と、前記第１の傘歯車に噛み合わされると共に前記梯子状部材の長手方向に沿って延設された第１の駆動軸部の一端部に設けられた第２の傘歯車と、前記第１の駆動軸部の他端部に設けられた第３の傘歯車と、前記第３の傘歯車に噛み合わされると共に前記梯子状部材の短手方向に向かって延設され、且つ前記円筒部に連なった第２の駆動軸部の一端部に設けられた第４の傘歯車と、を備えて構成されていることを特徴とする。

上記目的を達成するため第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れか１つにおいて、前記駆動源は、前記走行車輪であることを特徴とする。

第１〜４の発明によれば、走行車輪が回転動作すると、走行車輪の回転方向と同一方向に梯子状部材が回転動作すると共に、この梯子状部材が１回転する間に２回速度変化が現れる。この速度変化は、円筒部が下降限度或いは上昇限度近くに位置している状態にあっては、梯子状部材の回転速度が遅くなり、また、円筒部が下降限度或いは上昇限度近くとは異なる位置に位置している状態にあっては、梯子状部材の回転速度が速くなる。さらに、この梯子状部材の回転動作に伴って円筒部は常時下向き姿勢となるように回転動作される。これにより、円筒部が圃場に植穴をあける際の対地速度を一定に保つことができるようになるので、梯子状部材が回転動作しながら円筒部を圃場に挿抜しても、引きずりの殆どない植穴が容易に形成される。その結果、これまで人力で行われてきた大苗の移植作業の機械化を促進し、大苗を利用した大規模野菜栽培の省力化を図ることができる植穴形成装置を提供することが可能となる。また、梯子状部材を回転動作させて植穴をあける際の駆動源に走行車輪の回転動作を用いることによって、機体を簡素化、低コストに構成することができるうえに、機体のメンテナンスを容易化することができる。

上記目的を達成するため第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れか１つにおいて、前記円筒部は、機体幅方向に開閉可能となるように２つに分割形成されていると共に、前記梯子状部材の回転動作に伴って前記円筒部が下降限度から上昇限度に至る過程で前記円筒部を開閉動作させる円筒部開閉機構部を備えていることを特徴とする。

上記目的を達成するため第６の発明は、第５の発明において、前記円筒部開閉機構部は、分割形成された前記円筒部の上端部に連なると共に、前記円筒部を機体幅方向に向かって開閉可能とするように前記梯子状部材に揺動可能に支持された左右一対の可動枠部材と、前記可動枠部材の上部間に介設され、前記可動枠部材の上部を機体幅方向に常時付勢することによって分割形成された前記円筒部を１つに係合させる付勢手段と、前記可動枠部材に取り付けられた第１の摺接部材と、植穴をあけた前記円筒部が下降限度から上昇限度に向けて移動し、次の植穴をあけるために畝に差し込まれたもう一方の円筒部の斜め上方位置に到達すると、前記第１の摺接部材を機体外側から内側に向かって押圧しながら摺接移動することによって、前記円筒部を開閉動作させて、前記円筒部内に保持した土壌を次の植穴の後方に落下させるように前記梯子状部材に取り付けられた第２の摺接部材と、を備えて構成されていることを特徴とする。

第５又は第６の発明によれば、円筒部が圃場に植穴をあけた際、圃場から採取した土壌は、梯子状部材の回転動作に伴って円筒部が下降限度から上昇限度に至る過程で円筒部開閉機構部により開動作されて、円筒部内から下方側に向けて排出され、他方の円筒部があけた植穴の後方に落下する。これにより、第１〜４の何れか１つの発明の作用効果に加えて、円筒部から排出された土壌を土寄せとして用いることができ、移植作業を行う作業者の負荷を軽減することができるようになる。

上記目的を達成するため第７の発明は、第１乃至第６の発明の何れか１つにおいて、前記円筒部は、上部よりも下部の径が大きい逆テーパ型をなしていることを特徴とする。

第７の発明によれば、円筒部内にあっては、その内部に保持した土壌に内向きの圧縮力が発生する。これにより、第１乃至第６の発明の何れか１つの作用効果に加えて、円筒部内における土壌の保持率を高めることができ、円筒部内の土壌が不用意に排出されるのを未然に防止することができる。

本発明の植穴形成装置によれば、梯子状部材が１回転する間、円筒部を常時下向き姿勢とすると共に、円筒部が下降限度或いは上昇限度近くに位置している状態にあっては、梯子状部材の回転速度を遅くし、また、円筒部が下降限度或いは上昇限度近くとは異なる位置に位置している状態にあっては、梯子状部材の回転速度を速くする。これにより、円筒部が圃場に植穴をあける際の対地速度を一定に保つことができるようになるので、梯子状部材が回転動作しながら円筒部を圃場に挿抜しても、引きずりの殆どない植穴が容易に形成される。その結果、これまで人力で行われてきた大苗の移植作業の機械化を促進し、大苗を利用した大規模野菜栽培の省力化を図ることが可能となる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の植穴形成装置の平面図、図２は、図１の側面図、図３は、同例における植穴形成装置の背面図、図４は、同例における植穴形成装置の斜視図、図５は、同例における円筒部の対地速度シミュレーション図である。

本植穴形成装置の構成について説明する。図１〜４に示されるように、本植穴形成装置１０は、例えば、トラクタ、耕耘機等の牽引車に牽引される形態を有した植穴形成装置であって、圃場に形成された畝（全面マルチ、或いは無マルチ）１００を跨いで走行する左右一対の走行車輪１１，１１を備えた腰高の機体１２と、機体前後方向に向かって回転可能となるように機体１２に取り付けられた梯子状部材としての円筒部支持フレーム１３と、円筒部支持フレーム１３の両端部に回動可能に支持され、円筒部支持フレーム１３の回転動作により畝に大苗用の植穴１０１を交互にあけると共に、機体幅方向に向かって開閉可能となるように２分割形成された一対の円筒部１４，１４と、走行車輪１１，１１と円筒部支持フレーム１３との間に配設され、駆動源としての走行車輪１１，１１の回転動作によって走行車輪１１，１１の回転方向と同一方向に向かって円筒部支持フレーム１３を回転動作させると共に、円筒部１４，１４が圃場に植穴１０１をあける際の対地速度を一定にする楕円２葉歯車機構部１５と、円筒部支持フレーム１３と円筒部１４，１４との間に配設され、円筒部支持フレーム１３の回転動作によって円筒部１４，１４を円筒部支持フレーム１３とは異なる方向に回転動作させて円筒部１４，１４が常時下向き姿勢となるように回転動作させる傘歯車機構部１６と、を備えて構成されている。

機体１２は、図１に示されるように、平面視矩形状のフレーム体とされ、機体前後方向に離間して配置された前側及び後側フレーム１７，１８と、機体幅方向に離間して配置された左側及び右側サイドフレーム１９，２０とを備えている。前側フレーム１７の前面側には、牽引車と機体１２とを連結する連結ボルト挿通用の挿通孔２１（図２に図示）が穿設された左右一対の連結フランジ２２，２２が、機体前方（牽引車側）に向かって張り出された状態で取り付け固定されている。

後側フレーム１８には、平面視コ字状のシート支持部材２３が、図２に示されるように、機体後方に向かって左側及び右側サイドフレーム１９，２０の高さよりも低く、且つ畝１００に干渉しないように張り出された状態で着脱可能に取り付け固定されている。このシート支持部材２３の後部の横架部材２４のほぼ中央部には、作業員が着座する単座のシート２５が前向き姿勢の状態で取り付け固定されている。さらに、機体１２後部とシート２５との間には、野菜苗（例えば、有機質成型大苗用ポット）を複数収容したカゴトレー（図示せず）を載置可能とする空間Ｓが十分に確保されている。

後側フレーム１８の下面側には、図３に示されるように、畝１００に干渉しないように下方側に向かって垂下された左右一対のコ字状の連結フレーム２６，２６の上端部が機体幅方向に離間した状態で結合固定されている。これらの連結フレーム２６，２６の背面側下部には、片側の走行車輪１１と一体となって回転する車軸２７，２７を軸支する軸受部２８がそれぞれ複数設けられている。ところで、これら左右の車軸２７，２７は連なっておらず、少なくとも一方（この実施形態にあっては右側）の車軸２７は、畝幅に応じて張り出し量を調整することが可能とされている。

ここで、楕円２葉歯車機構部１５の構成について説明する。図１に示されるように、左側の車軸２７には、この車軸２７の回転と共に一体的に回転する第１の歯車２９が左側サイドフレーム１９よりも機体外側となる位置に結合固定されている。さらに、この第１の歯車２７の斜め前方には、図２に示されるように、左側サイドフレーム１９から斜め上方に向かって延びた状態で固定されたアーム部材３０の先端に回転可能に軸支された第２の歯車３１と、この第２の歯車３１のほぼ下方側に位置するように左側サイドフレーム１９の上面側に回転可能に軸支された第３の歯車３２と、この第３の歯車３２よりも前方側、且つ下方側に位置する左側サイドフレーム１９の下面側に回転可能に軸支された第４の歯車３３とが配設されている。

これら第１〜第４の歯車２９，３１〜３３には、走行車輪１１，１１が前方に向かって回転動作するのに伴って第１の歯車２９が走行車輪１１，１１と同一方向（図２中反時計回り方向）に回転すると、第２、第４の歯車も同一方向（図２中半時計回り方向）に回転するのに対し、第３の歯車３２は走行車輪１１，１１の回転方向とは異なる方向（図２中時計回り方向）に回転するようにチェーン３４が巻装されている。

第３の歯車３２が取り付け固定された第１の回転軸（入力軸）３５は、図１に示されるように、機体幅方向に向かって延びるように設けられていると共に、この第１の回転軸３５の両端部は、左側サイドフレーム１９と、この左側サイドフレーム１９のほぼ中央部内面側に結合固定された平面視コ字状の支持フレーム３６との上面側にそれぞれ設けられた軸受（図示せず）によって回転可能に軸支されている。この第１の回転軸３５の機体前方側には、第１の回転軸３５と予め設定された所定間隔をあけた円筒部支持フレーム１３の回転中心軸としての第２の回転軸（出力軸）３７が並列配置されている。第２の回転軸３７の両端部は、左側及び右側サイドフレーム１９，２０の上面側にそれぞれ設けられた軸受（図示せず）によって回転可能に軸支されている。

左側サイドフレーム１９の内側面に近接した第１の回転軸３５の右端部には、第１の楕円２葉歯車３８が結合固定されていると共に、この第１の楕円２葉歯車３８に噛み合わされる第２の楕円２葉歯車が、第２の回転軸３７の左端部に結合固定されている。そして、これら２つの第１及び第２の楕円２葉歯車３８，３９によって、走行車輪１１，１１の回転方向と同一方向に第２の回転軸３７が回転すると、第１の回転軸３５が１回転するのに伴って第２の回転軸３７が１回転する間に２回速度変化が現れるようになっている。さらには、円筒部１４，１４が植穴１０１をあける際の対地速度が一定に保たれるようになっている。
なお、第２の回転軸３７の速度変化及び植穴１０１をあける際の円筒部１４，１４の対地速度については後述する。また、第２〜第４の歯車３１〜３３、第１及び第２の楕円２葉歯車３８，３９の上方を防護カバーで覆うことによって、後述するように円筒部１４から排出される土壌がかからないようにするのが望ましい。

この第２の回転軸３７のほぼ中央部には、前側及び後側フレーム１７，１８等に干渉することなく機体前後方向に向かって回転可能とされた円筒部支持フレーム１３の回転中心が一体的に結合固定されている。この円筒部支持フレーム１３は、左右一対の長尺部材４０，４０と、これら長尺部材４０，４０を連結し、且つ長尺部材４０，４０に回動可能に軸支された中空軸状の連結部材４１，４１とによって梯子状に形成されている。

次に、傘歯車機構部１６の構成について説明する。円筒部支持フレーム１３の右側方に近接した第２の回転軸３７には、第１の傘歯車４２が円筒部支持フレーム１３側に歯面を向けた状態で一体的に結合固定されている。さらに、円筒部支持フレーム１３の右側面には、第２の回転軸３７に直交するように延設された２つの駆動力伝達軸４３，４３が、第２の回転軸３７を挟んだ状態で軸受部材４４，４４によって回転可能に軸支されている。これら駆動力伝達軸４３，４３の第２の回転軸側の軸端部には、第１の傘歯車４２に噛み合う第２の傘歯車４５，４５がそれぞれ結合固定されていると共に、第２の回転軸側とは異なる軸端部には、第３の傘歯車４６，４６がそれぞれ結合固定されている。

また、円筒部支持フレーム１３の連結部材４１，４１の内部には、駆動力伝達軸４３，４３に直交するように延設された駆動軸部（図示せず）が挿入配置された状態で、連結部材４１，４１の外周面から内部の駆動軸部に向かってねじ込まれる固定用ボルト（図示せず）によって抜け止め固定されている。さらに、これらの軸部の右端部には、第３の傘歯車４６，４６に噛み合う第４の傘歯車４７，４７がそれぞれ結合固定されている。そして、これら第１〜第３の歯車４２，４５〜４６は、走行車輪１１，１１の回転動作に伴って円筒部支持フレーム１３が走行車輪１１，１１の回転方向と同一方向に回転動作する状態にあっては、連結部材４１，４１の下方側に組み付けられる円筒部１４，１４が常に下向きの姿勢を維持するように第４歯車４７，４７を第２の回転軸３７の回転方向と同一方向に回転駆動する。

さらに、これら連結部材４１，４１には、円筒部開閉機構部４８，４８が組み付けられている。すなわち、図４に示されるように、円筒部開閉機構部４８は、半割状の円筒部１４Ａ，１４Ｂの上端部に連なると共に、１つとなるように係合された円筒部１４を機体幅方向に向かって開閉可能とするように連結部材４１に揺動可能に支持された左右一対の可動枠部材４９，４９と、これら可動枠部材４９，４９の上部間に介設され、可動枠部材４９，４９の上部を機体幅方向に常時付勢することによって半割状の円筒部１４Ａ，１４Ｂを１つに係合させる付勢手段としての圧縮コイルバネ５０と、可動枠部材４９，４９の上部から斜めに張り出された取付フランジ５１，５１の上面側に取り付け固定された第１の摺接部材としての扁平玉型のカム５２，５２とを備えて構成されている。

さらにまた、植穴１０１をあけた円筒部１４が円筒部支持フレーム１３の回転動作に伴って上昇限度に向けて移動し、予め設定された所定箇所、つまり次の植穴１０１をあけるために畝に差し込まれたもう一方の円筒部１４の斜め上方位置に到達すると、これらのカム５２，５２を機体外側から内側に向かって押圧することによって円筒部１４を開動作させて、円筒部１４内に保持した土壌を第２の回転軸３７に殆どかけることなく、次の植穴１０１の後方に落下させるための第２の摺接部材としてのベアリング５３，５３が、円筒部支持フレーム１３の両端部に設けられたクランク型の取付ステー５４，５４を介して取り付け固定されている。なお、これら取付ステー５４，５４は、長尺部材４０，４０の長手方向に向かって移動させることによって円筒部開閉タイミングを調整することが可能とされている。

ここで、円筒部１４の形状について説明すると、１つに係合された円筒部１４は、例えば、上部の直径が約１００ｍｍ、下部の直径が約１２０ｍｍ、高さが約２００ｍｍの逆テーパー型とされていると共に、円筒部１４の下端縁には三角歯１４Ｃが一体的に形成されている。これにより、マルチで覆われた畝１００であっても円筒部１４を畝１００に容易に差し込んで内部に土壌を保持させることができるので、従来は鋭利なくちばし状の穴あけ具を用いていたため、作業者にとって非常に負荷が大きく困難であった大苗用の植穴１０１をあける際の負荷が大幅に低減される。さらに、畝１００に差し込んだ円筒部１４をほぼ真上に持ち上げても、ベアリング５３，５３がカム５２，５２を押圧しない限りは、円筒部１４内の土壌は筒内部において内向きに発生する圧縮力によって下部開孔から下方に向かって落ちないようになっている。そして、この円筒部１４内に保持した土壌は、他方の円筒部１４が形成する植穴１０１の後方に落下させることにより、野菜苗の土寄せに利用可能とされている。なお、各円筒部１４内には、マルチカス回収針５５が連結部材４１から垂下された状態で配設されている。

上述した構成により、走行車輪１１，１１の回転動作に伴って第２の回転軸３２が走行車輪１１，１１の回転方向と同一方向に回転動作すると、円筒部支持フレーム１３も走行車輪と同一方向に回転動作する。回転動作中の円筒部支持フレーム１３にあっては、第１及び第２の楕円２葉歯車３８，３９によって、ほぼ機体前後方向に向かって延びるような回転領域内に位置している状態にあっては回転速度が速くなり、また、ほぼ機体上下方向に延びるような回転領域内に位置している状態にあっては回転速度が遅くなるように予め速度調節がなされるようになっている。

さらに、円筒部支持フレーム１３の両端部に配設された２つの円筒部１４，１４は、円筒部支持フレーム１３が回転動作しても、第１〜第４の傘歯車４２，４５〜４７によって第２の回転軸３７と異なる方向に回転動作されて常に下向きの姿勢を保持するようになっている。そして、円筒部支持フレーム１３が回転しながら機体１２と共に機体前方側に向かって移動する際に２つの円筒部１４，１４が描く軌跡は、位相が約１８０度ずれた２つのトロコイド曲線であり、一方の円筒部１４がトロコイド曲線の上昇限度近くに位置し、他方の円筒部１４が下降限度近くに位置している状態であれば円筒部１４の移動速度が遅くなるのに対し、いずれの円筒部１４，１４も上昇限度近く、或いは下降限度近くとは異なる位置に位置している状態であれば円筒部１４，１４の移動速度は速くなる。これにより、図５に示されるように、植穴１０１をあける際の速度比が、慣行歯車駆動にあっては１であるのに対し、本植穴形成装置１０においては１．３〜１．５となるので、開孔所要時間を十分に確保することができる。その結果、植穴１０１をあける際の円筒部１４，１４の対地速度を一定にすることが可能となり、引きずりの少ない開孔が可能となる。

なお、図５は、円筒部対地速度のシミュレーションを示している。このシミュレーションの結果、直径約１５ｃｍの植穴１０１をあける場合、慣行の歯車を用いると孔径を約５ｃｍ広げてしまう引きずりが発生するのに対し、本植穴形成装置１０によると約５ｍｍ程度の引きずりに抑えることが可能となる。

さらには、下降限度と上昇限度とのほぼ中間に位置する円筒部１４が上昇限度に近づく際に、円筒部支持フレーム１３の回転動作に伴ってベアリング５３，５３がカム５２，５２を機体外側から内側に向かって押圧したのちカム５２，５２から離脱することによって、円筒部１４が機体幅方向に開動作したのち閉動作する。これにより、植穴１０１をあける際に円筒部１４内に保持された土壌が円筒部１４の開動作に伴ってマルチ上に排出されるので、野菜苗の土寄せに利用することができる。

次に、本植穴形成装置１０を用いて行われる野菜苗の移植作業について説明する。
なお、この移植作業にあっては、牽引車を操縦する作業者と植穴形成装置１０のシート２５に着座して野菜苗を手作業で植え付ける作業者との２名が必要である。

まず、作業者は、牽引車及び植穴形成装置１０が畝を跨ぐように配置させた状態で、牽引車の後部に植穴形成装置１０の前部を連結すると共に、例えば、有機質成型大苗用ポット等の野菜苗を複数収容したカゴトレーを植穴形成装置１０の所定位置に搭載する。交換用カゴトレーは、植穴形成装置１０に搭載したカゴトレーの上方に複数段積み重ねるように載置したり、円筒部支持フレーム１３に干渉しないように機体１２から側方に向けて張り出すように載置したり、或いは、畝１００に沿って予め設定された所定間隔をあけて配置しておくようにするのが好ましいが、これらに限定されるものではない。

そして、準備が終了すると、一方の作業者が牽引車に乗り込み、他方の作業者が植穴形成装置１０のシート２５に着座した状態で、畝１００を跨ぎながら牽引車を走行させる。走行速度の一例を挙げると、株間平均約６９ｃｍ、開孔径約１４０ｍｍ、深さ約９〜１０ｃｍの開孔・移植にて、土寄せ無しの場合が、約０．１６ｍ／ｓ、土寄せ有りの場合が、約０．０９ｍ／ｓである。

牽引車に牽引されることにより植穴形成装置１０の走行車輪１１，１１が回転動作すると、円筒部支持フレーム１３が走行車輪１１，１１の回転方向と同一方向に回転し、下降限度に近づいた一方の円筒部１４が畝１００に差し込まれて植穴１０１をあけたのち、ほぼ直上にむけて引き抜かれる。植穴１０１をあけたばかりの円筒部１４は、下降限度から上昇限度に向かって上昇移動しながらその内部に保持した土壌を他方の円筒部１４があける次の植穴１０１と植穴形成装置１０のシート２５に着座した作業者との間に土壌を放出する。そして、植穴形成装置１０のシート２５に着座した作業者は、畝にあけられたばかりの植穴１０１にカゴトレーから取り出した野菜苗（大苗）を移し換えると共に、マルチ上に放出された土壌を寄せて押さえつける。なお、土寄せは、図示しない倍土板を用いて行うようにしてもよい。また、円筒部１４，１４が植穴１０１をあける際にマルチから切り取ったマルチカスは、マルチカス回収針５５によって回収される。このような移植作業を繰り返し行うことによって、野菜苗の移植作業が迅速、且つ適切に行われる。

上述のようにして行われた本植穴形成装置１０による移植作業にかかった時間と、従来の穴あけ具を用いた慣行の移植作業にかかった時間との比較結果を土寄せ作業のある・なしに分けて以下に示す。なお、試験圃場は湿性火山灰土、試験時の土壌水分は、２５．６〜２７．３％であった。

堆肥ポット育苗トマト苗３３個を供試した実験の結果、慣行の作業において土寄せを行わない場合、１ポット当たり７．４秒、また、土寄せを行った場合、１ポット当たり１３．２秒であった。これに対し、本植穴形成装置１０による移植作業において土寄せを行わない場合、１ポット当たり平均４．３秒、また、土寄せを行った場合、１ポット７秒で植え付けが可能であった。
すなわち、本植穴形成装置１０によれば、土寄せを行わない場合は、慣行人力作業の５４％、土寄せを行った場合は慣行人力作業の５３％の作業時間で作業を終了することができ、慣行人力作業に比較して移植作業時間を大幅に短縮することが確認された。

また、本植穴形成装置１０による株間は、平均約６９１ｍｍ（最大で約７１０ｍｍ、最小で約６５０ｍｍ）、開孔径は、平均約１３８ｍｍ（最大で約１５５ｍｍ、最小で約１３０ｍｍ）であり、シミュレーションの結果と同様に、引きずりの少ない開孔を実現することができた。なお、円筒部１４，１４による土壌保持率は９０％以上であった。

これらの結果、機能性有機質成型ポットを利用した環境保全型栽培技術による高度化事業において、外径１２０ｍｍ、内径１００ｍｍ、深さ１００ｍｍの有機質（堆肥）ポットの機械移植技術の開発を促進することが可能となる。

なお、本植穴形成装置１０は牽引車に牽引される形態としたが、これに限定されるものではなく、自走型の植穴形成装置として構成することも可能である。
また、第１の回転軸３５の回転駆動力は、走行車輪１１，１１から供給される形態に限られたものではなく、例えば、油圧モータ、電気モータ、牽引車のＰＴＯ等から供給される駆動力によって、走行車輪１１，１１から供給される回転駆動力と同様に、第１の回転軸３５を回転動作させるように構成することも可能である。

以上述べたように本発明によれば、走行車輪１１，１１が回転動作すると、走行車輪１１，１１の回転方向と同一方向に円筒部支持フレーム１３が回転動作すると共に、この円筒部支持フレーム１３が１回転する間に２回速度変化が現れる。この速度変化は、円筒部１４，１４が下降限度或いは上昇限度近くに位置している状態にあっては、円筒部支持フレーム１３の回転速度が遅くなり、また、円筒部１４，１４が下降限度或いは上昇限度近くとは異なる位置に位置している状態にあっては、円筒部支持フレーム１３の回転速度が速くなる。さらに、この円筒部支持フレーム１３の回転動作に伴って円筒部１４，１４は常時下向き姿勢となるように回転動作される。これにより、円筒部１４，１４が畝１００に植穴１０１をあける際の対地速度を一定に保つことができるようになるので、円筒部支持フレーム１３が回転動作しながら円筒部１４，１４を畝１００に差し込んだのち引き抜いても、引きずりの殆どない植穴１０１が容易に形成される。その結果、これまで人力で行われてきた大苗の移植作業の機械化を促進し、大苗を利用した大規模野菜栽培の省力化を図ることができる植穴形成装置を提供することができる。また、円筒部支持フレーム１３を回転動作させて植穴をあける際の駆動源に走行車輪１１，１１の回転動作を用いることによって、機体１２を簡素化、低コストに構成することができるうえに、機体１２のメンテナンスを容易化することができる。

また、本発明によれば、一方の円筒部１４が畝１００に植穴１０１をあけた際、畝１００から採取した土壌は、円筒部支持フレーム１３の回転動作に伴って一方の円筒部１４が下降限度から上昇限度に至る過程で円筒部開閉機構部４８により開動作されて、一方の円筒部１４内から下方側に向けて排出され、他方の円筒部１４があけた植穴１０１の後方に落下する。これにより、円筒部１４から排出された土壌を土寄せとして用いることができるようになり、移植作業を行う作業者の負荷を軽減することができる。

さらに、本発明によれば、１つに係合された円筒部１４内にあっては、その内部に保持した土壌に内向きの圧縮力が発生する。これにより、円筒部１４内における土壌の保持率を高めることができ、円筒部１４内の土壌が不用意に排出されるのを未然に防止することができる。

本発明の植穴形成装置の平面図である。 図１の側面図である。 同例における植穴形成装置の背面図である。 同例における植穴形成装置の斜視図である。 同例における円筒部の対地速度シミュレーション図である。

符号の説明

１０ 植穴形成装置
１１ 走行車輪（駆動源）
１２ 機体
１３ 円筒部支持フレーム（梯子状部材）
１４ 円筒部
１５ 楕円２葉歯車機構部
１６ 傘歯車機構部
３５ 第１の回転軸
３７ 第２の回転軸（梯子状部材の回転中心軸）
３８ 第１の楕円２葉歯車
３９ 第２の楕円２葉歯車
４２ 第１の傘歯車
４５ 第２の傘歯車
４６ 第３の傘歯車
４７ 第４の傘歯車
４８ 円筒部開閉機構部
４９ 可動枠部材
５０ 圧縮コイルバネ（付勢手段）
５２ カム（第１の摺接部材）
５３ ベアリング（第２の摺接部材）
１００ 畝
１０１ 植穴

Claims (7)

1. 圃場を走行する走行車輪を備えた機体と、
   機体前後方向に向かって回転可能となるように前記機体に取り付けられた梯子状部材と、
   前記梯子状部材の両端部に回動可能に支持され、前記梯子状部材の回転動作により圃場に植穴をあける円筒部と、
   前記梯子状部材を回転動作させるための駆動源と、
   前記駆動源と前記梯子状部材との間に配設され、前記駆動源の駆動力によって前記走行車輪の回転方向と同一方向に向かって前記梯子状部材を回転動作させると共に、前記円筒部が圃場に植穴をあける際の対地速度を一定にする楕円２葉歯車機構部と、
   前記梯子状部材と前記円筒部との間に配設され、前記梯子状部材の回転動作によって前記円筒部を前記梯子状部材の回転方向とは異なる方向に回転動作させて前記円筒部が常時下向き姿勢となるように回転動作させる傘歯車機構部と、を備えて構成されていることを特徴とする植穴形成装置。
2. 前記楕円２葉歯車機構部は、
   前記駆動源の駆動力によって前記走行車輪の回転方向とは異なる方向に回転動作される第１の回転軸と、
   前記第１の回転軸に連なって設けられた第１の楕円２葉歯車と、
   前記第１の楕円２葉歯車に噛み合わされると共に前記梯子状部材の回転中心軸に連なって設けられ、前記走行車輪の回転方向と同一方向に前記梯子状部材を回転動作させる第２の楕円２葉歯車と、を備えて構成され、
   前記円筒部が下降限度或いは上昇限度近くに位置している状態にあっては、前記梯子状部材の回転速度を遅くし、前記円筒部が下降限度或いは上昇限度近くとは異なる位置に位置している状態にあっては、前記梯子状部材の回転速度を速くすることを特徴とする請求項１に記載の植穴形成装置。
3. 前記傘歯車機構部は、
   前記梯子状部材の回転中心軸に連なって設けられ、前記梯子状部材の回転方向と同一方向に回転動作する第１の傘歯車と、
   前記第１の傘歯車に噛み合わされると共に前記梯子状部材の長手方向に沿って延設された第１の駆動軸部の一端部に設けられた第２の傘歯車と、
   前記第１の駆動軸部の他端部に設けられた第３の傘歯車と、
   前記第３の傘歯車に噛み合わされると共に前記梯子状部材の短手方向に向かって延設され、且つ前記円筒部に連なった第２の駆動軸部の一端部に設けられた第４の傘歯車と、を備えて構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の植穴形成装置。
4. 前記駆動源は、前記走行車輪であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の植穴形成装置。
5. 前記円筒部は、機体幅方向に開閉可能となるように２つに分割形成されていると共に、前記梯子状部材の回転動作に伴って前記円筒部が下降限度から上昇限度に至る過程で前記円筒部を開閉動作させる円筒部開閉機構部を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載の植穴形成装置。
6. 前記円筒部開閉機構部は、
   分割形成された前記円筒部の上端部に連なると共に、前記円筒部を機体幅方向に向かって開閉可能とするように前記梯子状部材に揺動可能に支持された左右一対の可動枠部材と、
   前記可動枠部材の上部間に介設され、前記可動枠部材の上部を機体幅方向に常時付勢することによって分割形成された前記円筒部を１つに係合させる付勢手段と、
   前記可動枠部材に取り付けられた第１の摺接部材と、
   植穴をあけた前記円筒部が下降限度から上昇限度に向けて移動し、次の植穴をあけるために畝に差し込まれたもう一方の円筒部の斜め上方位置に到達すると、前記第１の摺接部材を機体外側から内側に向かって押圧しながら摺接移動することによって、前記円筒部を開閉動作させて、前記円筒部内に保持した土壌を次の植穴の後方に落下させるように前記梯子状部材に取り付けられた第２の摺接部材と、を備えて構成されていることを特徴とする請求項５に記載の植穴形成装置。
7. 前記円筒部は、上部よりも下部の径が大きい逆テーパ型をなしていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１つに記載の植穴形成装置。

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