JP5397954B2 - 耕耘同時施用機 - Google Patents

Description

本発明は、耕耘と同時に肥料や農薬などの施用を行う耕耘同時施用機に関するものである。

従来、圃場の耕耘を行う工程で、耕耘された圃場面上に施肥などを行う装置が知られている。下記特許文献１に記載の従来技術は、ロータリ耕耘装置の後部設けられた作業機連結フレームに連結杆を介して施肥・播種機を接続し、ロータリ耕耘装置による耕耘作業と施肥・播種作業を同工程で行うものである。

下記特許文献１に記載された従来技術は、ロータリ耕耘装置の後部に連結された施肥・播種機が機体前部に鎮圧・作溝ローラを備えており、施肥・播種作業に先立って、ロータリ耕耘装置による耕耘・整地・均平された圃場面を鎮圧ローラにより鎮圧して均平にし、この鎮圧された圃場面に開溝ディスクにより播種溝が開溝され、この溝に種子シュートから播種がなされ、また、播種位置の側方に肥料シュートから施肥がなされるものである。

また、下記特許文献２には、畝立て作業と同工程で畝内に肥料や農薬を散布する装置が記載されている。これは、畝立て機のロータリ軸に左右一対の円盤を取り付け、この円盤間に肥料や農薬を散布し、円盤間において耕耘爪により撹拌し、その後、畝立て成形板により畝を立てるものである。

特開２００４−６５１９７号公報 特開２００５−６５５０号公報

前述した特許文献１に記載された従来技術は、播種と施肥を溝内にスジ播き（条播）するものであるが、このような施用形態では、肥料が播かれた位置が特定の位置に集中してしまい、発芽後の作物の成長による地中部の拡がりに対して効果的に肥料が作用し難いという問題がある。これに対して、肥料をバラ播き（散播）する施用形態では、作物の地中部が吸収できない位置にも肥料が播かれるので、肥料の利用効率が悪くなり、作物の生産コストが高くなる問題がある。また、下記特許文献２に記載されるように、畝立てと同工程で畝の内部に施肥を行う技術も提案されているが、これも畝内の一部に均等に肥料などが分散されるので、やはり作物が利用し難い所にまで施用されることになり、効率の良い肥効を得ることができず、また、畝内に肥料を拡散させるための特殊なロータリ爪が必要になるため、装置がコスト高になる問題がある。

地上又は地中に播かれる種に対して、播種位置近傍の深さ方向にある程度の幅を持って肥料や薬剤を播くことは、発芽後の地中部の成長を考えると有効な施用形態である。また、施用の効率を考えると播種位置に対して平面的に幅を持ったパターンで施用することが有効であると言える。しかしながら、地上から肥料などを単純に落下させるだけの特許文献１に記載された従来技術や、畝内に均等に肥料などを分散させる特許文献２に記載された従来技術では、土中の深さ方向に平面的に幅を持ったパターンで肥料などを施用することはできない問題があった。

一方、作物の種類などの違いによって、施肥などのパターンを変更したい場合がある。特に、土中のどの程度の深さに施肥などを行うかは、作物の生育上重要であると考えられる。しかしながら、従来技術ではこのような施用パターンの変更ができない問題があった。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、施肥などにおいて、土中の深さ方向に平面的な拡がりのある施用パターンを形成できること、施用パターンの変更が可能になり、特に土中のどの程度の深さに肥料や農薬を播くかを調整することができること、等が本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明による耕耘同時施用機は、以下の構成を少なくとも具備するものである。

一方向に進行しながら設定作業幅の耕耘を行い、耕耘された土壌中に粒材を施用する耕耘同時施用機であって、進行方向に交差するロータリ軸の周囲に土壌を進行方向に向けて切削する耕耘爪が配備され、前記耕耘爪でカットされた土壌が前記ロータリ軸上を介して進行方向後方に放出するアップカットロータリ部と、前記アップカットロータリ部が後方に放出させる土壌の中に粒材を導く粒材導出手段を有する施用装置部とを備え、前記粒材導出手段は、設定幅の線状パターンで粒材を散粒させる散粒器を備え、前記散粒器は、前記線状パターンを前記進行方向に沿うように形成することを特徴とする耕耘同時施用機。

本発明の耕耘同時施用機によると、粒材導出手段によって設定幅の線状パターンで粒材を同時にアップカットロータリ部で放出された土壌中に散粒させるので、アップカットロータリ部で耕耘された土壌中の深さ方向に沿って平面的な拡がりを持った施用パターンを形成することができる。これによって、深さ方向に成長する作物の地中部に対して効率的且つ効果的な施用が可能になる。

本発明の実施形態に係る耕耘同時施用機の全体構造を示した側面図。 本発明の実施形態に係る耕耘同時施用機の要部を示す平面図。 本発明の実施形態に係る耕耘同時施用機の機能を示す説明図。 本発明の実施形態に係る耕耘同時施用機の散粒器を説明する説明図。 本発明の実施形態に係る耕耘同時施用機によって形成される施用パターンを示した説明図。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態に係る耕耘同時施用機の全体構造を示した側面図、図２は本発明の実施形態に係る耕耘同時施用機の要部を示す平面図である。耕耘同時施用機１は、一方向に進行しながら設定作業幅の耕耘を行い、耕耘された土壌中に粒材を施用する作業機であり、以下の説明ではトラクタ直装型の作業機として説明するが、これに限らず機体が走行部を有する自走式の作業機としても形成することができる。ここでの粒材とは、肥料、農薬、種子などを含むものである。

耕耘同時施用機１は、機体１０にアップカットロータリ部２０と施用装置部３０を備える。アップカットロータリ部２０は、進行方向（矢印）に交差するロータリ軸２１の周囲に土壌を進行方向に向けて切削する複数の耕耘爪２２（図示では省略して一つの耕耘爪２２を記載）が配備され、進行しながらロータリ軸２１を回転駆動することで、耕耘爪２２によってカットされた土壌がロータリ軸２１上を介して進行方向の後方に放出するものである。施用装置部３０は、アップカットロータリ部２０が後方に放出させる土壌の中に粒材を導く粒材導出手段３１を有し、粒材導出手段３１は、設定幅の線状パターンで粒材を放出土壌中に散粒させる散粒器３１Ｂを備える。以下に各部の構造を更に詳しく説明する。

機体１０はこの機体１０の進行方向に対して左右方向に延在した主フレーム１１、この主フレーム１１の一端部に固定された上下方向に延在した伝動ケース１２及びこの伝動ケース１２に対向して主フレーム１１の他端部に固定された上下方向に延在したブラケット１３を有している。

主フレーム１１の中間部にはギヤボックス１４が固定されている。ギヤボックス１４にはこのギヤボックス１４から前方に向かって突出した状態で前後方向に延在した入力軸１５が回転自在に設けられ、この入力軸１５の回転によりギヤ機構を介して連動回転される左右方向に延在した出力軸１６が主フレーム１１内に回転自在に設けられ、この出力軸１１の両端部が伝動ケース１２及びブラケット１３に軸支されている。

ギヤボックス１４の上部には前上方に向かって突出したトップアーム１７が固定され、このトップアーム１７の先端部に連結部１７Ａが形成されている。主フレーム１１の左右部には前下方に向かって突出したロワアーム１８がそれぞれ固定され、この左右のロワアーム１８の先端部に連結ピン１８Ａがそれぞれ固定されている。トップアーム１７とロワアーム１８とは連結アーム１９によって連結されている。トップアーム１７とロワアーム１８は、図示省略したトラクタの３点リンク機構に連結され、機体１０がトラクタに直装され、トラクタのＰＴＯ軸がユニバーサルジョイントを介して入力軸に接続される。

伝動ケース１２は、主フレーム１１の一端側に固定され、かつ、出力軸１６の一端部を回転自在に挿通したケース基板１２Ａと、このケース基板１２Ａの外側に着脱自在に取り付けられたカバー１２Ｂとで中空に形成されている。ブラケット１３は、伝動ケース１２のケース基板１２Ａに対向して上下方向に延在した板状部材にて形成され、その上端部には出力軸１６の他端部が外側方に向かって回転自在に突出されている。

アップカットロータリ部２０は、前述したように、伝動ケース１２とブラケット１３との下端部間に回転自在に軸支されたロータリ軸２１と、このロータリ軸２１に軸方向に沿って間隔をおいて放射状に固定され土壌を切削する複数の耕耘爪２２とを有している。

ロータリ軸２１の一端部は伝動ケース１２の下端部内に突出され、この伝動ケース１２内に位置してロータリ軸２１の一端部と伝動ケース１２の上端部内に突出された出力軸１６の一端部とはチェーンなどの伝動機構を介して連結されている。出力軸１６の回転により、伝動機構１２Ｃを介してロータリ軸２１が回転駆動され、ロータリ軸２１に固定された複数の耕耘爪２２がそれぞれ土壌に対して進行方向側では上向きに回転して土壌を切削するようになっている。

ロータリ軸２１の周囲にはカバー体２３が設けられる。カバー体２３は、耕耘爪２２の外周端の回転軌跡に沿った円弧状に配置される上カバー２３Ａと、伝動ケース１２及びブラケット１３に支持されるサイドカバー２３Ｂとを備えている。サイドカバー２３Ｂは複数のカバー板２３Ｂ１，２３Ｂ２によって形成されている。

アップカットロータリ部２０の複数の耕耘爪２２にて切削された切削土は、複数の耕耘爪２２の回転により機体の進行方向の前側上方から上カバー２３Ａによって飛散することを防止されつつ後側上方に向かって持ち回られるとともに、機体の進行方向に対して後方に向かって放出されるようになっている。

上カバー２３Ａの後方側にはレーキ２４が設けられている。レーキ２４は、設定間隔で並べられた棒状部材からなり、複数の耕耘爪２２にて切削され機体１０の進行方向に対して後方に向かって放出される切削土のうち、大きい土塊を切削跡に落下させ、細かい土塊を通過させて後方に放出するものである。レーキ２４を形成する棒状部材は、耕耘爪２２の外周端の回転軌跡に沿う状態に円弧状に湾曲して配備されている。通常のロータリ耕耘装置では、レーキ２４を覆うロータリ軸２１の後方側にもカバー体や整地体が設けられるが、本発明の実施形態における耕耘同時施用機１は、レーキ２４の上側が開放された状態になっている。

主フレーム１１には、上下調節部材４０を介して支持フレーム４１が取り付けられている。そして、支持フレーム４１に施用装置部３０が支持されている。施用装置３０は、粒材導出手段３１とホッパ３２を備えており、粒材導出手段３１は繰出部３１Ａと散粒器３１Ｂを備えている。図示の例では、進行方向の前後に２連の施用装置部３０が設けられており、ホッパ３２が肥料や農薬を収容する第１ホッパ３２Ａと播種用の第２ホッパ３２Ｂを備え、各ホッパに繰出部３１Ａ（３１Ａ１，３１Ａ２）、散粒器３１Ｂ（３１Ｂ１，３１Ｂ２）がそれぞれ装備されている。繰出部３１Ａは、図示省略したトラクタに搭載したバッテリによって駆動されるモータの回転によって作動するか、或いは機体１０の進行に伴って回転する接地輪からの駆動力によって作動する。

支持フレーム４１には、施用装置部３０の後方に鎮圧ローラ５０が配備されている。鎮圧ローラ５０は、支持フレーム４１に一端が調整自在に取り付けられる支持部材５１を介して支持されている。

図３は、耕耘同時施用機１の機能を示す説明図である。耕耘同時施用機１は、機体１０を進行方向に前進させながら、入力軸１５に入力された動力によって駆動されるアップカットロータリ部２０によって圃場面を所定の作業幅で耕耘し、その耕耘土壌中に施用装置部３０によって肥料や農薬などの粒材を施用するものである。

この際、同図（ａ）に示すように、繰出部３１Ａから散粒器３１Ｂ上に落下した粒材Ｐは、散粒器３１Ｂ上でランダムに拡散して散粒器３１Ｂの形状に応じて拡がりながら落下し、散粒器３１Ｂの導出端ａでは、所定幅の線状パターンで粒材Ｐが落下することになる。散粒器３１Ｂの形状は導出端ａ側が拡がった平面視台形状になっている。

一方、散粒器３１Ｂの導出端ａは、同図（ｂ）に示すように、アップカットロータリ部２０によって後方に放出される土壌中に粒材Ｐが散粒する位置に配置されている。ここで、導出端ａの位置がロータリ軸２１に近いほど、粒材Ｐは耕耘土壌Ｓの深い位置に施用され、導出端ａの位置がロータリ軸２１から離れるほど、粒材は耕耘土壌の浅い位置に施用されることになる。図示矢印で示したように散粒器３１Ｂの位置は、機体１０の前後方向に位置調整可能になっており、これによって耕耘土壌のどの程度の深さに粒材Ｐを施用するかが調整自在になっている。

アップカットロータリ部２０が後方に放出させる土壌の中に粒材を導くためには、アップカットロータリ部２０のレーキ２４上が開放されていることが必要になる。そのために、通常のロータリ耕耘装置では後部カバーや整地体で覆われているレーキ２４上を開放し、その上に散粒器３１Ｂの導出端ａを配置している。機体１０を進行させながら、耕耘土壌中に線状パターンで粒材Ｐを施用すると、耕耘土壌Ｓ中の所定の深さで帯状の施用パターンが形成されることになる。

図４に示すように、散粒器３１Ｂは、導出端ａが形成する線状パターンの方向が機体１０の進行方向に対して可変になるように、設置角度が変更自在になっている。同図（ａ１），（ｂ１），（ｃ１）は、散粒器３１Ｂを機体１０の進行方向に垂直な方向から平面視した図であり、同図（ａ２），（ｂ２），（ｃ２）は、散粒器３１Ｂを機体１０の進行方向前側からみた正面図である。同図（ａ１），（ａ２）に示した設置状態では、導出端ａが形成する線状パターンの方向が、機体１０の進行方向に対して垂直になっており、同図（ｂ１），（ｂ２）に示した設置状態では、導出端ａが形成する線状パターンの方向が、機体１０の進行方向に対して４５°に傾いており、同図（ｃ１），（ｃ２）に示した設置状態では、導出端ａが形成する線状パターンの方向が、機体１０の進行方向に沿った状態になっている。散粒器３１Ｂは、繰出部３１Ａから落下した粒材を受け入れる入口ｄを備え、入口ｄに入った粒材が上カバーｂと側カバーｃとで囲まれた空間内を通って導出端ａから下方に落下するようになっている。

図５は、図４に示した各状態での耕耘土壌Ｓ中に散粒される粒材Ｐの施用パターンを示している。図４（ａ１），（ａ２）に示した設置状態では、図５（ａ）に示すように、耕耘土壌中の所定深さに略水平な帯状パターンでの散粒がなされる。図４（ｂ１），（ｂ２）に示した設置状態では、図５（ｂ）に示すように、耕耘土壌中に深さ方向に斜めの帯状パターンでの散粒がなされる。図４（ｃ１），（ｃ２）に示した設置状態では、図５（ｃ）に示すように、耕耘土壌中の深さ方向に沿った帯状パターンでの散粒がなされる。

図４（ｂ１），（ｂ２）或いは図４（ｃ１），（ｃ２）に示すように、散粒器３１Ｂの導出端ａの一端側をロータリ軸２１に近づけ、導出端ａの他端側をロータリ軸２１から離して配置すると、導出端ａのロータリ軸２１に近い側から落下した粒材は耕耘土壌中の比較的深いところに散粒され、導出端ａのロータリ軸２１から遠い側から落下した粒材は耕耘土壌中の比較的浅いところに散粒される。これによって、図４に示したように散粒器３１Ｂの配置状態を変更することで、図５に示したようなに、異なる施用パターンを得ることができる。

図５（ａ）に示すように、水平な帯状パターンで粒材Ｐが耕耘土壌Ｓ中の所定深さに散粒された場合には、これを肥料の散粒に適用すると、耕耘土壌中の一定深さで肥料の効能を高めることができる。水平方向に根を広げる作物の栽培には、このような肥料の施用パターンが有効である。

図５（ｂ）に示すように、斜めの帯状パターンで粒材Ｐが耕耘土壌Ｓ中に散粒された場合には、これを肥料の散粒に適用すると、耕耘土壌中で水平方向と垂直方向に一定の幅で肥料の効能を高めることができる。水平方向と垂直方向に所定の幅で根を広げる作物の栽培には、このような肥料の施用パターンが有効である。

図５（ｃ）に示すように、略垂直な帯状パターンで粒材Ｐが耕耘土壌Ｓ中に散粒された場合には、これを肥料の散粒に適用すると、耕耘土壌中で垂直方向に一定の深さ範囲で肥料の効能を高めることができる。この場合には作物の地中部の成長に沿って効率的な施肥を行うことができる。

本発明の実施形態に係る耕耘同時施用機１によると、散粒器３１Ｂの位置をロータリ軸２１に近づけたり遠ざけたりする調整と、散粒器３１Ｂの設置角度を変えて、導出端ａから散粒される粒材の線状パターンの方向を機体１０の進行方向に対して可変にすることで、様々な形態の施用パターンを得ることができる。これによって、深さ方向に成長する作物の地中部に対して効率的且つ効果的な施用が可能になる。

１：耕耘同時施用機，１０：機体，１１：主フレーム，１２：伝動ケース，
１２Ａ：ケース基体，１２Ｂ：カバー，１２Ｃ：伝動機構，１３：ブラケット，
１４：ギヤボックス，１５：入力軸，１６：出力軸，１７：トップアーム，
１７Ａ：連結部，１８：ロワアーム，１８Ａ：連結ピン，１９：連結アーム，
２０：アップカットロータリ部，２１：ロータリ軸，２２：耕耘爪，
２３：カバー体，２３Ａ：上カバー，２３Ｂ：サイドカバー，
２３Ｂ１，２３Ｂ２：カバー板，２４：レーキ，
３０：施用装置部，３１：粒剤導出手段，３１Ａ：繰出部，３１Ｂ：散粒器，
３２：ホッパ，
３２Ａ：第１ホッパ（肥料・農薬用），３２Ｂ：第２ホッパ（播種用），
４０：上下調節部材，４１：支持フレーム，
５０：鎮圧ローラ，５１：支持部材，
ａ：導出端，Ｐ：粒材，Ｓ：耕耘土壌

Claims (3)

1. 一方向に進行しながら設定作業幅の耕耘を行い、耕耘された土壌中に粒材を施用する耕耘同時施用機であって、
   進行方向に交差するロータリ軸の周囲に土壌を進行方向に向けて切削する耕耘爪が配備され、前記耕耘爪でカットされた土壌が前記ロータリ軸上を介して進行方向後方に放出するアップカットロータリ部と、
   前記アップカットロータリ部が後方に放出させる土壌の中に粒材を導く粒材導出手段を有する施用装置部とを備え、
   前記粒材導出手段は、設定幅の線状パターンで粒材を散粒させる散粒器を備え、
   前記散粒器は、前記線状パターンを前記進行方向に沿うように形成することを特徴とする耕耘同時施用機。
2. 前記散粒器は、前記線状パターンの方向が前記進行方向に対して可変になるように、設置角度が変更自在になっていることを特徴とする請求項１に記載の耕耘同時施用機。
3. 前記粒材導出手段は、貯留された粒材を前記散粒器上に繰り出す繰出部を備え、前記散粒器は、繰り出された粒材を散粒させる平面視台形状の板材を有することを特徴とする請求項１又は２に記載された耕耘同時施用機。

Images