JPH08308309A

JPH08308309A - 整地装置

Info

Publication number: JPH08308309A
Application number: JP14536895A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Hayashi; 聰林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 1996-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】田圃や畑などで地表面に近い箇所に補助的排
水系を設ける。このとき農業経営の負担にならない工期
と経済負担において簡単に凹凸のない排水溝を作り出
す。【構成】牽引式または自走式の基台にレーザ光の受光
センサを配し、受光する上下位置信号に基づき、基台ま
たは車輪を支持する車軸またはプラウの一を、上下方向
に所定ピッチで昇降駆動する駆動手段を備えた整地装置
であって、プラウは、所定深度で整地する一般面と、こ
の一般面より深い深度で整地する突出面とを備え、該プ
ラウの進行方向後方位置に、耕地した突出面をプラウの
横幅で暫時被覆できるカバー手段を設ける一方、該プラ
ウの外側位置に、当該プラウの横幅以上の寸法ピッチ
で、耕地土を前記カバー手段の上へ移動させる第二のプ
ラウ手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動車両に光センサ装置
を備えた農業用の整地装置に係り、特に田圃等の耕地下
面に排水系を簡単に作り出すためのプラウ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】水田（田圃）や畑のように稲や穀物を成
長させる広い耕作地では、水はけを良好にするため、排
水用の暗渠を設けている。暗渠は、地表下８０〜１００
ｃｍに配水管を埋設してなり、田圃の水切り時にはバル
ブを開くなどして排水を行わせるようになっている。
畑、野球グランドなどのように常に水はけを良好にして
おく必要のある箇所では排水バルブを設けるまでもな
く、雨水等は速やかに排水する。

【０００３】ところで、暗渠は地下約１メートル程度の
比較的深いところにあることから、排水効率は必ずしも
良好ではない。泥土に水が残りやすく、田圃では水切り
しても残った水が地表に戻るなどの現象がみられる。そ
こで排水効率を向上させるために地表に近い箇所に補助
的な排水経路を設けることが望ましい。しかし、地表に
近い箇所には暗渠のように大きな排水系は設け難く、従
って補助的な排水系はどうしても径の小さな流路とする
必要が生じる。

【０００４】しかし従来、このような補助的排水系は一
般の田圃やその他の耕作地にはみられなかった。地表に
近くところで小さな排水路を作るのは難しいからであ
る。なぜなら田圃や畑のように広い面積をもった土地
に、一本の溝を作ろうとすると、測量の困難などから多
少の凹凸面が生ずるためであり、凹凸が出来ると水が流
れなくなるからである。地下の深いところに作る暗渠
は、比較的大きな傾斜をつけて配設設計することも可能
であるから微妙な測量の誤差は無視できるが、地表面に
近いところでは大きな傾斜をつけることは難しく、測量
誤差をカバーして凹凸のない平滑な（または緩やかな傾
斜をつけた）排水路を設けようとすると工事が大がかり
になり、コストも嵩む。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら地表面に
近い箇所に補助的排水系を設けることは収穫の質・量を
改善する意味においても必要である。問題は、農業経営
の負担にならない工期と経済負担において簡単に、しか
も凹凸のない排水系を作り出す点にあった。近時、レー
ザー光を使用した測量技術が普及したため、精密に測量
しながら排水系を作ってゆくことも不可能ではなくなっ
ているが、測量や作溝には時間と多数の作業人数を要す
る等、実用には問題が残っている。

【０００６】また単なる水切りの問題ばかりでなく、地
表に近い補助排水系は水田のように一定期間は水を必要
とする耕地において、干ばつ時に稲に水を供給する手段
となり得るなど、副次的な機能も期待されている。

【０００７】そこで本発明の目的は、より簡単正確に、
地表面に近いところに凹凸のない補助排水系を作る点に
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成して課題
を達成するため本発明に係る整地装置は、少なくとも車
輪および耕地プラウを備える基台の適宜箇所にレーザ光
の受光センサを配する一方、該受光センサは上下方向に
所定間隔をおいて配した複数の受光素子を備え、該受光
センサが受光する上下位置信号に基づき、基台と、車輪
を支持する車軸と、プラウのうち少なくともいずれか一
を、上下方向に所定ピッチで昇降駆動する駆動手段を備
えた整地装置であって、

【０００９】前記プラウは、所定深度で整地する一般面
と、この一般面より深い深度で整地する突出面とを備
え、該プラウの進行方向後方位置に、耕地した突出面を
プラウの横幅で暫時被覆できるカバー手段を設ける一
方、該プラウの側方位置に、当該プラウの横幅以上の寸
法ピッチで、耕地土を前記カバー手段の上へ移動させる
第二のプラウ手段を設けた。

【００１０】

【作用】本発明に係る整地装置は、牽引式または自走式
の車両（基台）に耕作用プラウ（耕作機械用の鍬または
鍬）を設け、基台に配した光センサの計測によってプラ
ウ（またはそれを固定している基台の各部）を上下動さ
せ、一定深度で整地を実行するとともに、プラウの形状
を改良し、溝切り用の突出部を設けて一般面より深い溝
を切り、第二のプラウによって切った土を、一般面に移
し替えることによって、深く切った溝をそのまま残す、
という方式をとる。

【００１１】本発明の基本的技術は、本発明者が提案し
た光センサ使用の整地装置の技術（特願平６−２２５７
５１号）を使用するものであって、牽引式又は自走式の
基台は、少なくとも車輪および耕地プラウを備える基台
の適宜箇所にレーザ光の受光センサを配する一方、該受
光センサは上下方向に所定間隔をおいて配した複数の受
光素子を備え、該受光センサが受光する上下位置信号に
基づき、基台と、車輪を支持する車軸と、プラウのうち
少なくともいずれか一を、上下方向に所定ピッチで昇降
駆動する駆動手段を備えてなり、耕作用プラウは光セン
サの計測結果に応じて正確に上下動調整できるようにな
っている。

【００１２】かかる上下動コントロールにより、プラウ
は正確な平滑面をもって耕地の土を切ってゆく。光セン
サは数ミリメートル単位で上下動変化を計測できるか
ら、切ってゆく一本の溝面（プラウ突出面）には、凹凸
は出来ない。

【００１３】このプラウが切ってゆく耕土は、図５
（ａ）に示すように一般面Ａと溝面Ｃである。一般面Ａ
は、土を移し替えるために必要なスペースを提供するも
のであって、結果的に必要となるのは溝面（プラウ突出
面）が切る空間（Ｃ）である。溝面Ｃが、排水路とな
る。

【００１４】プラウで切るのは一般面Ａと溝面Ｃである
が、なぜ結果的に不要となる一般面を切るかといえば、
溝面の上に泥土をかぶせ、溝面に蓋をして、溝面を独立
した排水系とするために、溝面の上に土をかぶせる必要
があるからであり、そのためには溝面の上に土をかぶせ
て泥土の蓋を作る際に、側面の土を移し替えるためのス
ペースが必要となるからである。

【００１５】一般面に土を移し替える第二のプラウは、
基本プラウの側方位置に設ける。第二プラウが耕土を切
る横幅ピッチは、基本プラウの横幅面積より若干大きく
設定しておく。耕作土はケーキを切るように綺麗に切る
ことが出来るが、側方への移し替えに際し形状が崩れる
ことがあるから、同一寸法ピッチで切ると溝面のうえに
綺麗に土が乗らない可能性も残るからである。

【００１６】結果的には図５（ｂ）に示すように、第二
プラウで切った土Ｄを溝面Ｃの上に乗せるわけである
が、第二プラウで切った土をそのまま単純に基本プラウ
の切削スペースに移し替えると、溝面に泥土が落ちて溝
孔を塞ぐことになる。そこで本発明では、基本プラウの
切削と同時に（またはやや遅れて）溝面の上を暫時被覆
できるカバー手段を設け、第二プラウで切った土を、こ
のカバー手段の上（およに一般面スペース）に移し替え
ることによって、溝面上に土の蓋をする。

【００１７】カバー手段も第二プラウも、ともに基台と
ともに前進するよう固定してある。従って、基本プラウ
が切った一般面と溝面のうち、カバー手段は少なくとも
溝面を暫時被覆し、第二プラウが切除して側方スペース
へ泥土を移し替えたときに、カバー手段は溝面上部開口
を塞いだ状態になっている。そこへ土が乗る。カバー手
段はそのまま前進するが、溝面の上部開口に乗った土
は、そのまま残る。こうして基本プラウが切った溝の上
に第二プラウの土が乗り、蓋がされて、基台の前進とと
もに一本の排水系が形成される。

【００１８】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を
説明する。図１および図２は、本発明に係る整地装置の
一例を示すものである。この整地装置１０は、受光セン
サ１１，１２およびプラウ１５を固定した基台フレーム
２０と、この基台フレーム２０の下側に昇降動可能に取
付けたタイヤフレーム３０とを備えてなる。

【００１９】タイヤフレーム３０は、前後位置に適当個
数、例えば３個の車輪３１，３１Ｒを備え、基台フレー
ム２０側に配した駆動手段、例えば油圧ピストン３２に
よって、基台フレーム２０に対し相対的に昇降動するよ
うになっている。３３は、油圧ピストン３２の駆動量を
制御するオイルコントローラ、３４は油圧ピストン３２
の伸縮アームである。この実施例では、タイヤフレーム
３０の前端を基台フレーム２０に対して回動自在に軸着
し、この軸部３７を支点として後側タイヤ３１Ｒの高さ
調整を行う。尚、車輪３１，３１Ｒは、通常のゴムタイ
ヤを使用して構わない。

【００２０】一方、基台フレーム２０側に配したオイル
コントローラ３３は、フレーム後端部に配した受光セン
サ１１，１２によって制御される。この受光センサ１
１，１２は、補助排水路を作ろうとする土地の適当箇所
に設置した発光装置（図示せず）からのレーザ光を受光
するものであり、一定の高さにあるレーザ光に対し、受
光センサ１１，１２が（つまり基台フレーム２０が）ど
の程度上下に移動しているかを検出し、検出結果をオイ
ルコントローラ３３に出力する。この実施例では、受光
センサ１１，１２はフレーム後端に二箇所固定して配置
してあるが、これは基台フレーム２０の左右への傾斜量
を検出するためである。

【００２２】受光センサ１１（１２）は、より具体的に
は例えば図３に示すように、上下方向に複数の受光素子
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を配列し、照射されているレーザ光に
対する上下の位置変動量を検出する。好ましくは数ミリ
メートル単位で検出するが、検出精度としては１〜２ｃ
ｍ単位での位置ズレ検出であっても構わない。

【００２３】基台フレーム２０の後端部には、伸縮可能
なアーム２２を介して基本プラウ１５を取り付ける。ア
ーム２２は独立して伸縮できるから、基本プラウ１５は
自由に寸法調整ができる。通常は、基本プラウ１５が深
さ３０〜４０ｃｍで溝を切ってゆくことが出来るよう設
定しておけば良い。土の硬さに応じるため前後方向に対
し角度調整を可能としても良い。この基本プラウ１５の
切刃は、図４に示すように、一般面１６と突出面１７と
を備える。突出面１７は所定形状の排水溝を形成するた
めのものであり、一般面１６は、突出面１７が切った溝
の上に土を移し替えるときのスペースを作るものであ
る。寸法は特に限定されないが、例えば、一般面１６の
横幅Ｗ１は８ｃｍ、突出部の横幅Ｗ２は３ｃｍ程度に設
定する。また突出面１７の上下寸法Ｌは、例えば５ｃｍ
とする。この上下寸法Ｌが、排水溝の深さを決定する。

【００２４】基本プラウ１５の側方位置には、第二プラ
ウ４０と、突出面１７が切った溝の上を暫時被覆するカ
バー４７とを配設する。第二プラウ４０は、図５（前
出）に示すように基本プラウ１５の一般面１６が切った
スペースＴに土を移し替えるものであり、具体的には図
６に示すように、先行切刃４１と、この先行切刃４１が
切った土を横方向へ移動させる傾斜板（ラッセル板）４
３とで構成することが出来る。尚、先行切刃４１に代
え、ラッセル板４３の先端部４４に切刃を形成しても構
わない。先行切刃４１は、基本プラウ１５の切削とほぼ
同時に（タイミング的に前後しても構わない）側方の土
に切り込みをつけていくものであり、ラッセル板４３
が、ケーキ土を側方に引き込んで、基本プラウ１５が作
ったスペースに土をそっくり移し替える。

【００２５】このとき、カバー４７は、基本プラウ１５
の突出面１７が切った溝の上に位置し、溝の上側開口を
遮蔽して、第二プラウ４０による土の移し替えの時にケ
ーキ土が溝の中に入り込むのを防止する。カバー４７
は、土の移し替えの時だけ溝の開口を被覆すれば良いか
ら、それほど大きな寸法は要しない。第二プラウ４０が
移し替えるケーキの量に応じて適宜寸法設計が可能であ
り、例えば横寸法Ｗ３を９ｃｍ、前後寸法Ｌ３を１５〜
２０ｃｍ程度に設定すれば良い。勿論これらの寸法は溝
の大きさに応じて増減変更可能である。尚、カバー４７
も第二プラウ４０も鋼板などの普通の金属で成形して構
わない。とくにカバー４７は剛性も必要ではないから鉄
板でも十分機能する。

【００２６】尚、この実施例では基台フレーム２０の中
央に補強部材２８を配し、基台フレーム２０の後端側に
は油圧ピストン３２を配するための保持部材２６を設け
てある。また、この保持部材２６の横ぶれを防止するた
め固定部材２９を用いて補強部材２８と保持部材２６と
を固定した。これにより車輪３１の方向は安定するか
ら、受光センサ１１，１２は、射光手段から発射される
レーザ光を確実に入光させることが可能となる。

【００２７】この整地装置１０は自走するためのエンジ
ンを搭載し、外部から無線で方向をコントロールしなが
ら前進動させることが望ましい。無線による走行制御を
行うことにより作業性が高まり、広い農地でも容易に作
業を行うことが可能となるからである。但し、この実施
例の装置１０では基台フレーム２０の前端部に連結用の
トップリング２７を配しトラクタ等の適当な牽引車両に
該トップリング２７を連結し、装置１０を牽引できるよ
うにしてある。コスト的には、自走させるよりも、トラ
クタ等によって牽引する方が有利となるからである。

【００２８】従って、かかる整地装置１０によれば、図
７に示すように田１４の適当箇所に射光装置Ｑを複数設
け、この射光装置Ｑから発射するレーザ光１３を受光セ
ンサ１１，１２で受光させることによって、基本プラウ
１５の固定基台フレーム２０の高さズレを修正し、凹凸
のない安定して平滑溝を切ることが出来る。レーザ光１
３の高さは一定に安定するから、受光センサ１１，１２
は各受光素子Ｓ１〜Ｓ３に入力されるレーザ光１３に応
じ、基台フレーム２０の高さのズレ（基本プラウ１５の
高さのズレ）を検出する。この検出信号はオイルコント
ローラ３３に出力され、オイルコントローラ３３はレー
ザ光１３の位置変動量に応じて油圧ピストン３２を駆動
し、該油圧ピストン３２がタイヤフレーム３０を上下に
昇降駆動することによって基本プラウ１５の高さ位置を
常に一定に保持する。

【００２９】例えばレーザ光１３に対して基台フレーム
２０の高さが４ｃｍ下がったときには、基本プラウ１５
下端縁の高さも４ｃｍ下がっていることになるから、オ
イルコントローラ３３は油圧ピストン３２を４ｃｍ圧し
下げ、タイヤフレーム３０を下降動（伸展動）させる。
これにより基台フレーム２０（基本プラウ１５）は地面
に対して４ｃｍ上昇することになり、基本プラウ１５の
高さ位置が正常となって、突出面１７が基準の深さで溝
を切る。逆に、基台フレーム２０の高さ位置が上にずれ
たときには、油圧ピストン３２を縮め、基本プラウ１５
の高さを下方に移動させれば良い。

【００３０】このようにして基本プラウ１５によって切
られた溝は、カバー４７によって上側開口を被覆されつ
つ第二プラウ４０によって土を移動され、一本の排水路
となる。カバー４７は、そのまま前進するが移動された
土が溝開口をしっかりと塞ぐから、突出面１７によって
作られた溝は独立した排水スペースとして機能する。こ
の溝（Ｃ）は空洞の排水路としてそのまま使用すること
も可能であるが、経年使用による空洞スペース（Ｃ）へ
の土の流入などによる遮断を防ぐため、小砂利やモミカ
ラ、ワラ、火山灰などを充填させても良い。この場合に
は、突出面１７の後方位置に、小砂利やヌカなどの装填
材を落下散布させるためのサイクロン（逆円錐散布装
置）を設ける。

【００３１】また、この装置は主として農地における水
切りの改善を目指すものであるが、地表から浅い位置に
排水経路があると、農地端末の排水バルブから水を供給
することによって、稲の根先に干ばつ時でも随時水を供
給できることにもなる。この場合、単なる土の排水経路
に水を逆流させても効果的な水の供給にはならない。溝
の上側（地表側）には水が浸透しにくいからである。そ
こで、図８に示すように、基本プラウ１５が作る溝に給
排水ホース５０を配することが望ましい。給排水ホース
５０は消防車搭載ホースのようにリール５１に巻装し、
プラウ（１５，４０）の動きとともに溝（Ｃ）内に装填
する。このときにはホース５０の配設を正確にするため
案内部材（ホースガイド部材）を設ける。そしてホース
５０の上側面に水孔５３を設ける。

【００３２】こうしておくと、水田の排水バルブから水
を逆流（強制給水）させることによりホース５０の水孔
５３から水が噴き出し、溝の上側（地表側）に向けて水
が噴き出すから、干ばつ時にも稲に十分な水を効果的に
与えることが可能となる。尚この場合の水孔５３は、通
常時には、排水孔として機能する。ホース５０と小砂利
等の装填材を同時に配設しても良いことは勿論である。
また本装置は水田（稲作）だけでなく、他の穀物や野
菜、果実等、種々の作物の耕作地（畑）に適用できるも
のである。

【００３３】尚、本発明に係る整地装置は前記実施例に
限定されず、他の機構によって構成することもできる。
例えば前記実施例では、基台フレーム２０の高さ位置が
ずれたときに油圧ピストン３２によってタイヤフレーム
３０を昇降駆動したが、プラウ１５，４０を直接昇降動
させることもできる。この場合にはプラウ駆動用の油圧
装置（または減速ギアを用いたモータ装置）が必要とな
るが、車輪側を昇降駆動する必要はなくなる。従ってタ
イヤフレームは必ずしも必要ではなくなり、基台フレー
ムに直接車輪を取り付け、プラウ（およびユニット化さ
せたカバー）だけを昇降駆動すれば良い。勿論、プラウ
（１５，４０）を左右方向にスライドできる駆動手段を
設ければ、溝のラインをより正確な直線とすることが出
来る。また前記実施例ではプラウ（１５，４０）および
カバー４７をひとつずつ（一組）設けたが、これらを基
台後端部に横並びに複数組設置して、同時に複数本の排
水溝を形成できるようにすることも可能である。

【００３４】また前記実施例では基台フレーム２０の形
状を台形型として説明したが、この形状は特に限定され
ず長方形型であっても良い。また基台フレームは、鋼材
等の金属を使用して成形するが、この基台フレームは、
受光センサとプラウおよび昇降駆動装置を固定できる機
能を備えれば良いから、必ずしも鋼板や鉄骨によるフレ
ーム構造でなくとも良く、鋼板や樹脂パネル等を用いた
非フレーム構造の台車とすることも可能である。ＦＲＰ
等の樹脂パネルを使用すると重量の点で難があるが、そ
の場合には重し（ウェイト）を搭載することによって所
定重量を確保すれば良い。またプラウ（１５，４０）の
向きは前記実施例（前向き）に限定されず、反対向き
（後向き）に変更できるように構成しても良い。後退動
を行う場合にも作業を行えるようにするためである。

【００３５】また前記実施例では受光センサの高さを一
定としたが、伸縮可能なポールやアーム等の手段に受光
センサを取り付けることにより、受光センサの高さを自
由に調節可能とすることも可能である。この場合、伸縮
手段はビス止め等による手動式の調整機構であっても良
く、またモータドライブによる電動式の調整機構であっ
ても良い。無線を使ったいわゆるラジコンによって自走
させる場合などには、受光センサの高さ位置も無線で調
整できるようにしても構わない。

【００３６】また前記説明において本整地装置は車輪を
備えることとしたが、本発明では基本プラウを配設した
基台を前進後退動させる手段を備えていれば良いから、
車輪の代わりにキャタピラ（特に、誘水溝等の破損を防
止するためにゴム製のキャタピラが望ましい）を設けて
も構わない。またこの装置は主として農業用の整地に使
用するが、校庭や公園グランド或いは宅地用の整地（補
助溝形成）に使用することが出来ることは当然で、適用
範囲はとくに限定されない。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る整地装
置によれば、地表面に近いところに凹凸のない補助排水
経路を簡単正確に作ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る整地装置の一例を示す側面図であ
る。

【図２】本発明に係る整地装置の一例を示す平面図であ
る。

【図３】本発明に係る受光センサの一例を示す図であ
る。

【図４】本発明に係る基本プラウの一例を示す図であ
る。

【図５】本発明に係るプラウの作動例を示す図である。

【図６】本発明に係るプラウの構成例を示す図である。

【図７】本発明に係る装置の走行制御例を示す図であ
る。

【図８】補助溝への給排水ホース配設例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０整地装置１１，１２受光センサ１５基本プラウ１３レーザ光２０基台フレーム２２，２３アーム２６保持部材２８補強部材２９固定部材３０タイヤフレーム３１車輪３２油圧ピストン３３オイルコントローラ３４伸縮アーム３７軸部４１先行切刃４３傾斜板（ラッセル板）４７カバー５０給排水ホース５１リール５３水孔Ｑ射光装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも車輪および耕地プラウを備える
基台の適宜箇所にレーザ光の受光センサを配する一方、
該受光センサは上下方向に所定間隔をおいて配した複数
の受光素子を備え、該受光センサが受光する上下位置信
号に基づき、基台と、車輪を支持する車軸と、プラウの
うち少なくともいずれか一を、上下方向に所定ピッチで
昇降駆動する駆動手段を備えた整地装置であって、前記プラウは、所定深度で整地する一般面と、この一般
面より深い深度で整地する突出面とを備え、該プラウの
進行方向後方位置に、耕地した突出面をプラウの横幅で
暫時被覆できるカバー手段を設ける一方、該プラウの側
方位置に、当該プラウの横幅以上の寸法ピッチで、耕地
土を前記カバー手段の上へ移動させる第二のプラウ手段
を設けたことを特徴とする整地装置。