| 【発明の名称】 |
疎水材による圃場土壌改良作業機 |
| 【発明者】 |
【氏名】川野 浩一
【氏名】宮岡 秀司
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| 【要約】 |
【課題】作業機からの疎水材の供給が適正になされない場合において警報手段が駆動されるように構成した土壌改良作業機を提供する。
【解決手段】掘削溝の側壁を押圧する機能をもつサブソイラをもち、これにより疎水材を投入する充填溝を形成し、この充填溝中に移動しながら疎水材を投入しつつ、圧縮輪によって上方から圧縮することで、心土層中に圧密状態の保水層を形成する。作業機１０には、充填溝中に投入され圧縮された疎水材の表面位置を検出する接触センサ３６と、フレーム１１の傾斜状態を検出する傾斜センサ３７が具備され、これらのセンサによる論理積により警報手段が駆動される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 トラクタに装着することができる作業機フレーム上に搭載され疎水材を収納するホッパと、このホッパ中の疎水材を送出する供給手段と、この供給手段から供給される疎水材を投入する充填溝を側方土圧に抵抗して形成する充填溝形成手段と、投入された疎水材を上方から圧縮する圧縮輪とを具備した圃場土壌改良作業機であって、前記ホッパから送出される疎水材の供給が途切れたことを検出する第１検出手段と、前記作業機フレームが降下された作業状態を検出する第２検出手段と、前記第１検出手段と第２検出手段による論理積を求める論理積手段とがさらに具備され、前記論理積手段の論理出力によって警報手段を駆動するように構成したことを特徴とする疎水材による圃場土壌改良作業機。
【請求項２】 前記第１検出手段は、圧縮輪によって圧縮された疎水材の表面位置を検出するように構成されていること特徴とする請求項１に記載の疎水材による圃場土壌改良作業機。
【請求項３】 前記第２検出手段は、作業機フレームの傾斜状態を検出する傾斜センサにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の疎水材による圃場土壌改良作業機。
【請求項４】 前記論理積手段の論理出力によって駆動される警報手段は、視覚的あるいは聴覚的警報手段、好ましくはブザーであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の疎水材による圃場土壌改良作業機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、疎水材による圃場土壌改良作業機に関し、さらに詳しくは、作業機からの疎水材の供給が適正になされない場合において警報手段が駆動されるように構成した土壌改良作業機に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、圃場における垂直方向の断面的構造は、最も表面に作土層があり、その下層に耕盤層があって、さらにその下層に水分をまったく通さない心土層、概以上の三層により構成されている。作物の生育には、作土層が常に適度の水分を含んでいて、しかも十分な深さがあることが理想的である。
【０００３】例えば近年、米の生産調整により水田を畑圃場に転換することが行われているが、畑作物は水稲と異なり浸水すると大きな打撃を受けるため、転換された畑圃場は作土の表面水を確実に排除できるものでなければならない。ところで、水田とくに重粘土壌の水田にあっては、大型トラクタの使用による踏圧や、代かきによって心土層が固結し、通気性、透水性、保水性等の土壌物性が不良になり、また、毎年繰り返されるロータリ耕によって、作土層が浅くなり、その下層に難透水層である耕盤層が形成されている。
【０００４】耕盤層の下側に暗渠を設けたものであっても、多量の降雨があると地表の作土層には停滞水を生じて過湿状態になり、いわゆる泥濘状態になってしまい、また逆に、長期間降雨がないと耕盤層が作土層から下の下層部分の水分の吸い上げを阻害してしまい、作土層が乾燥状態になって干害を生じることがある。従って、上述のような水田を畑圃場に転換する場合には、透水性や保水性を不良にしている耕盤層を破壊すると共に、さらにその下の心土層を膨軟状態にすることによって土壌の通気性、透水性を改良し、作土深を畑作物に望ましい深さ、例えば、２０〜３０ｃｍにすることが必要である。
【０００５】このような見地から、本件出願人は水田圃場から畑作圃場に変換する場合、またはこれに限らず水田を稲作に適した好適な圃場に改良するために、施工が簡単で費用が安く、かつ改良効果の持続性を高めることができる土壌改良方式とその作業に適した作業機について、特願平８−２９９７３１として出願している。この出願にかかる作業機により成された土壌改良後の圃場は、排水性に優れ、また、保水性にも優れ、降雨に対しても、さらには長期の日照りに対しても、ベストなコンディションに保つことができる。
【０００６】言い換えると、前記作業機により成された土壌改良後の圃場は、耕盤層を破壊するだけに止まらず、心土層に保水性に優れた例えば籾殻などの疎水材を充填し、しかもこれらを圧縮することにより密度の高い保水層を形成することができ圃場全体の保水性を向上させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、出願人が先に出願した圃場土壌改良作業機においては、トラクタに装着することができる作業機フレーム上にホッパが搭載され、このホッパに収納された籾殻などの疎水材をスクリューコンベア等の供給手段により順次ホッパより搬出し、充填溝形成手段により形成された充填溝内に投入すると共に、圧縮輪によって疎水材を上方から圧縮するように構成されている。従って、ホッパ内の疎水材を使いきった状態においては、当然ながら充填溝内への疎水材の供給は停止され、初期の目的を達成することはできない。従って、作業中においてはホッパ内の疎水材の量を常に念頭におきながら作業を進める必要がある。
【０００８】このような問題を解決するために、前記出願における発明においては圧縮輪の後方に計測輪を配置し、圧縮された疎水材の表面位置をこの計測輪で計測して疎水材の供給が途切れたか否かを検証するような構成も提案している。しかしながらこの種の作業機においては、これを公道または農道上を走行して搬送する場合においては、周知のとおり作業機のフレームを上方に跳ね上げた状態（傾斜状態）と成される。従ってこのような状態においては計測輪は浮いた状態となり、常に警報手段が駆動されるという不都合が発生する。これを防止するには警報手段の動作を停止させる別の手動スイッチ等を設けることも考えられる。しかしながら、作業を開始するにあたって必ず前記手動スイッチをオン状態に投入しない限り、前記警報手段は用をなさないこととなり、しばしば前記手動スイッチの投入を忘れたまま作業を継続する恐れがある。
【０００９】一方、この種の作業機においては、特に枕地において回行させる場合においては、作業機のフレームを上方に跳ね上げる必要があり、従ってこのような状態においても警報手段が駆動され、その度に作業者に対して無用な警報が発せられ、不快感を与えるといった問題が発生する。この場合には前記した手動スイッチをその都度オフにし、作業機の回行が終わった時点で再び手動スイッチをオンさせる操作を成すことで、これを解決することができる。しかしながら作業機の回行作業にあたっての前記したような操作は繁雑であり、本来の作業に支障を来し能率を低下させる結果となる。
【００１０】本発明はこのような諸問題に鑑みて成されたものであり、前記した手動スイッチ等を設けることなく、作業機が充填溝を形成させる作業状態において、真に疎水材の供給が途切れた場合においてのみ警報手段が駆動できるようにした圃場土壌改良作業機を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述のような目的を達成するために成された本発明にかかる圃場土壌改良作業機においては、トラクタに装着することができる作業機フレーム上に搭載され疎水材を収納するホッパと、このホッパ中の疎水材を送出する供給手段と、この供給手段から供給される疎水材を投入する充填溝を側方土圧に抵抗して形成する充填溝形成手段と、投入された疎水材を上方から圧縮する圧縮輪とを具備した圃場土壌改良作業機であって、前記ホッパから送出される疎水材の供給が途切れたことを検出する第１検出手段と、前記作業機フレームが降下された作業状態を検出する第２検出手段と、前記第１検出手段と第２検出手段による論理積を求める論理積手段とがさらに具備され、前記論理積手段の論理出力によって警報手段を駆動するように構成される。
【００１２】この場合、前記第１検出手段は、圧縮輪によって圧縮された疎水材の表面位置を検出するように構成される。また前記第２検出手段は、作業機フレームの傾斜状態を検出する傾斜センサにより構成される。さらに論理積手段の論理出力によって駆動される警報手段は、視覚的あるいは聴覚的警報手段、好ましくはブザーが用いられる。
【００１３】以上のように構成された圃場土壌改良作業機によると、作業機フレームが降下されて充填溝を形成させる作業状態であること、その状態において疎水材の供給が途切れたことの２つの論理積をとり、この論理積の結果により好ましくはブザーによる聴覚的警報手段が駆動される。従って、作業機が充填溝を形成する作業状態において、真に疎水材の供給が途切れた場合においてのみ警報手段が駆動されるように作用する。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる土壌改良作業機について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。まず添付図面の図１は、その全体構成を側面図で示したものであり、符号１０は溝堀作業機を示し、これを構成するフレーム１１にはその前端部にアッパリンク１２Ａを取り付けるマスト１２、ロアリンク１２Ｂを取り付けるクロスシャフト１２Ｃが設けられている。そして、フレ−ム１１上には疎水材としての籾殻を蓄えるためのホッパ１３が搭載されており、このホッパ１３の底部１３Ａには側面視上ロ−ト状になっていて、その底部には図２にも示すように作業幅方向に沿ってスクリュウコンベア１４が配置されいる。
【００１５】このコンベア１４は疎水材として代表させた籾殻Ｍｏを作業幅方向中央部に集めるために中心部の左右が対称的、いわゆる送りが逆方向になっている。その中央部位置にはほぼ垂直方向に籾殻Ｍｏを強制的に落下させるための垂直コンベア１５があって、このコンベア１５は図３にも示すようにダクト１６に収納されている。このダクト１６は後述する掘削溝の内部に届くように後述する掘削部２０の側板２３、２３で囲まれる空間Ｘ内に至っている。これらのコンベア１４、１５はトラクタの油圧取り出し部から供給をうけた圧油により油圧モ−タＭによって駆動されるようになっている。
【００１６】前記ダクト１６の下端部はこれから説明する掘削部２０を構成するビ−ム２１の後方に延びていて、またこのビ−ム２１にはサブソイラのビ−ムがそのまま用いられており、下端部にはチゼル２２が固定されている。そして、ビ−ム２１を挟む空間を形成するような状態で一端部がビ−ム２１に固定された側板２３がビ−ム２１の後方に延びていて、この側板２３の間に空間Ｘが形成されている。この空間Ｘ内に前記ダクト１６の端部が開放されており、内部に位置する垂直コンベア１５の送り出し作用により籾殻Ｍｏが前記空間Ｘ内に供給されるようになっており、供給された籾殻Ｍｏはガイド１７により円滑にその空間Ｘの奥に供給、落下することができるようになっている。
【００１７】この掘削部２０は心土層の土をビ−ム２１が切り込み、続いてビ−ム２１の後方に延びる側板２３、２３が土のもつ弾性に抗して左右両側に拡げ、ビ−ム２１により広い掘削溝、言い換えると、籾殻の充填溝Ｚを形成するのである。
【００１８】そして、さらに、前記フレ−ム１１には前記掘削部２０より作業進行方向後方位置に籾殻充填部３０としての圧縮輪３１、ゲ−ジホィ−ル３２がア−ム３３を介して取り付けられており、これらは同心軸の支持軸３４に固定されていて、支持軸３４の両端部はア−ム３３に対して回転自在になっているが、前記圧縮輪３１、ゲ−ジホィ−ル３２は支持軸３４と一体的になっている。したがって、ゲ−ジホィ−ル３２が回転すれば圧縮輪３１が強制的に回転させられるのである。
【００１９】また、圧縮輪３１の直径Ｄは前記ゲ−ジホィ−ル３２の直径ｄより大きく、その幅は前記掘削部２０が土壌の中に形成する掘削溝、いわゆる籾殻の充填溝Ｚの幅寸法より狭い寸法になっている。したがって、籾殻が当初投入された状態では単に積層状態になっているにすぎないが、前記圧縮輪３１が籾殻の表面を回転しながら移動することにより、籾殻Ｍｏが圧縮されて圧密状態となって、比較的硬い籾殻層を形成する。
【００２０】また、フレ−ム１１の両側後端部にはそれぞれ一対の支持腕１８が立設されており、この支持腕１８により作業者が載るステップ１９の両端部が支持されている。このステップ１９の下側面のほぼ中央位置にはア−ム３５が垂下する方向に取り付けられており、その下端部には第１検出手段としての接触センサ３６が取り付けられている。この接触センサ３６は後述するように、筐体に対して傾倒可能に取り付けられたセンサロッドを具備しており、掘削溝に投入され、圧縮状態に充填された籾殻Ｍｏの表面をセンサロッドが接触してその表面の高さを検出することができるようになっている。また、前記フレーム１１の一部には後述するように作業機フレームが降下され、充填溝を形成させる実際の作業状態を検出する第２検出手段としての傾斜センサが３７が取り付けられている。
【００２１】図４および図５は、前記した第１検出手段としての接触センサ３６の構成、並びにその検出作用の状況を示したものである。接触センサ３６は直方体状の筐体３６ａとこの筐体３６ａの端部に傾倒可能に取り付けられたセンサロッド３６ｂを具備している。このセンサロッド３６ｂは筐体３６ａの内部に収納されたバネ（図示せず）によって、筐体３６ａの長手方向と同一方向となるように、すなわち両者が一直線状となるように付勢されている。そしてセンサロッド３６ｂが物体等に接触しないフリーの状態においては、内部に収納された後述するスイッチ３６ｃはオン状態となされ、また何らかの物体がセンサロッド３６ｂに接触してセンサロッドが所定以上の角度をもって傾倒状態になされると、スイッチ３６ｃはオフ状態とされる。
【００２２】図４に示す状態は、掘削溝Ｚに投入され、圧縮状態に充填された籾殻Ｍｏの表面Ｃをセンサロッド３６ｂの先端部が接触摺動し、作業機の進行方向Ａとは逆方向にセンサロッドが傾倒している状況を示している。この場合におけるスイッチ３６ｃはオフ状態とされる。また図５に示す状態は、籾殻Ｍｏの供給が途切れて籾殻Ｍｏの表面Ｃの位置が低下し、センサロッド３６ｂの先端部が籾殻Ｍｏの表面Ｃに接触しないフリーの状態となった状況を示している。この場合においてはセンサロッド３６ｂは中立位置に復帰し、スイッチ３６ｃはオン状態とされる。従って、作業の進行中において疎水材としての籾殻Ｍｏが正常に供給されない場合においては、前記スイッチ３６ｃはオン状態を継続することになる。
【００２３】一方、図６は前記フレーム１１の一部に取り付けられた第２検出手段としての傾斜センサ３７の外観構成を拡大して示したものである。この傾斜センサ３７にはＲ（赤），Ｂ（黒），Ｗ（白）の各リード線が導出されていて、ＲとＢとの間に直流動作電圧が印加できるようになされ、Ｗより傾斜検知出力が発生するように構成されている。この場合、図６に示すようにセンサ３７の筐体の下底面を基準とし、これを水平状態から所定の角度θ（例えばθ＝１３゜）以上傾斜させた場合において、リード線Ｗに傾斜検知出力としての基準電位が発生するように構成されている。なお、このような傾斜センサ３７はオムロンＤ５Ｒ−１３として市場に供給されている。
【００２４】従って図１に示すようにフレーム１１がほぼ水平状態と成された作業の進行状態においては、リード線Ｗより傾斜検知出力（基準電位）は発生しない。しかしながら、例えば作業機を公道または農道上を走行して搬送するために、または作業機を枕地において回行させるために、作業機のフレーム１１を上方に跳ね上げた状態においては、フレーム１１の傾斜に基づいてリード線Ｗより傾斜検知出力が発生する。
【００２５】図７は前記した第１検出手段としての接触センサ３６および第２検出手段としての傾斜センサ３７とを用いて論理積手段を構成し、この論理積手段の論理出力によって警報手段を駆動するようにした回路構成の一例を示したものである。図７において、符号４０はトラクタに搭載されたバッテリであり、このバッテリ４０の正極端子には、ヒューズ４１が接続され、これに直列に警報回路の電源スイッチ４２が接続されている。そして電源スイッチ４２とバッテリ４０の負極端子との間にはパイロットランプ４３が接続されている。一方、電源スイッチ４２には前記傾斜センサ３７のリード線Ｒが接続され、また傾斜センサ３７のリード線Ｂはバッテリ４０の負極端子に接続され、これにより傾斜センサ３７に対して直流動作電圧が加えられる。なお傾斜センサ３７内には図７に示すように傾斜検出回路とＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴが内蔵され、このＦＥＴのドレイン電極よりリード線Ｗが導出されている。
【００２６】傾斜検知出力を発生する前記リード線Ｗは、リレー装置４４のコイル４４ａの一端に接続され、またコイル４４ａの他端は電源スイッチ４２に接続されている。またリレー装置４４のリレー接点４４ｂは、コイル４４ａへの通電時においてオフ状態とされるブレイク接点を構成している。そして前記電源スイッチ４２とバッテリ４０の負極端子との間には、聴覚的警報手段としてのブザー４５、リレー接点４４ｂ、接触センサ３６のスイッチ３６ｃが直列に接続されている。
【００２７】次に、以上のように構成された作業機１０を用いて実際の作業を為した場合の作用について説明する。まず、トラクタに作業機１０が装着されることは従来の作業方式と同様であり、この作業機１０が接地状態から移動を開始するとトラクタの前進と共に、掘削部２０のビ−ム２１はサクションにより土壌内部に至り、作業進行により圃場の土壌中に籾殻を投入するための充填溝Ｚが形成される。この充填溝Ｚは土のもつ弾性に抗して幅Ｈに形成される。幅Ｈの充填溝Ｚ内部に籾殻が充填されるのであって、充填された籾殻Ｍｏは充填溝Ｚの側圧、言い換えると、土の復元弾性圧による圧力を受けて圧密状態になる。
【００２８】さらに、充填溝Ｚの幅Ｈより狭い幅ｈの圧縮輪３１が充填溝Ｚ中の籾殻Ｍｏの表面を回転しながら移動する。この圧縮輪３１は、ゲ−ジホィ−ル３２（直径ｄ）より直径Ｄが大きいために周速度が大きく、そのために籾殻を圧縮しながらゲ−ジホィ−ル３２の回転周速度と等しくなるまで充填溝Ｚの中に潜り込むようになる。これにより籾殻Ｍｏは側面からも、上面からも圧力を受けることになり充填溝の内部においては圧密状態におかれることになり、圃場の余剰水の吸収力が一段と向上する。言い換えると、保水力も増大することになる。このとき、籾殻層は高さ方向寸法が圧縮され圃場表面から低い位置になるが、籾殻のレベルから上の部分の土壌は後においてプラウによる反転耕される。
【００２９】そして前記した作業機を用いて作業を開始するにあたり、図７に示す警報回路の電源スイッチ４２をオンさせることにより、ブザー４５と、傾斜センサが３７によって駆動されるリレー接点４４ｂと、接触センサ３６のスイッチ３６ｃとの直列回路に対して直流電源が印加される。ここで、フレーム１１を降下させた場合には傾斜センサが３７によって駆動されるリレー接点４４ｂがオン状態となされる。また図２または図３に示すように疎水材としての籾殻Ｍｏが継続的に充填溝Ｚ内に充填されている場合においては、接触センサ３６のスイッチ３６ｃはオフになされる。従って前記ブザー４５は駆動されることがなく、ブザーによる警告音は発生しない。
【００３０】そして、疎水材としての籾殻Ｍｏが途切れた場合には図５において説明したように接触センサ３６のスイッチ３６ｃはオンになされ、これによりブザー４５に通電され、警告音によって籾殻の供給が途切れたことが判明する。また例えば作業機を公道または農道上を走行して搬送するために、または作業機を枕地において回行させるために、作業機のフレーム１１を上方に跳ね上げた状態においては、接触センサ３６のスイッチ３６ｃはオンとなるものの、作業機のフレーム１１の傾斜に基づいてリレー接点４４ｂはオフ状態とされ、これによりブザー４５への通電は阻止され、不要に警告音が発せられるのを防止することができる。
【００３１】図８は以上のような論理積に基づく真理値を表にして示したものである。すなわちフレーム１１がほぼ水平状態とされた作業中において、籾殻接触有りの場合には論理積は“０”であり、またこの時に籾殻接触無しの場合は論理積が“１”となる。また走行中（または作業機を枕地において回行させる場合）においては、フレーム１１が傾斜状態とされ、籾殻接触有り無しにかかわらず、論理積は“０”となる。従って論理積が“１”の場合において前記したブザーに代表される警報手段を駆動させることにより、作業状態において真に疎水材の供給が途切れた場合においてのみ警報手段を駆動させることができる。
【００３２】なお、以上説明した実施の形態においては、第１検出手段としてセンサロッドを備えた接触センサを用いているが、第１検出手段としてはこのような特定のものに限らず、例えば圧縮輪の後方に計測輪を配置し、計測輪の位置を検出することで疎水材の表面位置を検証するような構成も採用することができる。また、実施の形態においては、第２検出手段として傾斜センサを用い、これを作業機フレームの一部に取り付けた例を示したが、第２検出手段においても、このような特定のものに限らず、例えばロアリンクの上下動またはロアリンクを上下に駆動する油圧アクチェータの動作状態を感知するような検出手段を採用することもできる。さらに、図７に示す回路構成においては、傾斜センサによってリレーを駆動し、そのリレー接点を論理積手段の１つに利用するようにしているが、例えば傾斜センサの出力をインバータを介してスイッチング素子を駆動させるような回路構成を採用することもできる。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明にかかる作業機によれば、圃場に形成した充填溝に疎水材を投入すると共に、これを押し固めて密度の高い保水層を能率よく形成することができ、湿田の改質、圃場の管理保持に優れた効果を期待することができる。そして、疎水材の供給が途切れたことを検出する第１検出手段と、作業機フレームが降下された作業状態を検出する第２検出手段を備え、第１検出手段と第２検出手段による論理積により警報手段を駆動するように構成したので、作業機が充填溝を形成させる作業状態において、真に疎水材の供給が途切れた場合においてのみ警報手段を駆動させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９１０５７９３７
【氏名又は名称】スガノ農機株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１２月２６日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】木下 茂 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１９２００１ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月２１日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３６８６９８ |
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