(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
向かい合う一対の畝立てディスクが、それぞれ一部を土壌に貫入させた状態で進行方向に移動しながら、幅方向中央側に土寄せして畝を形成する畝立て機構であって、
移動時に、機体フレームに固定された回転軸を中心として回転可能に支持された前記畝立てディスクが、進行方向の前後にそれぞれ１対ずつ設けられ、前記畝立てディスクは、それぞれ内側に凹状の湾曲面を有していることを特徴とする、畝立て機構。
【請求項２】
進行方向後方側の前記畝立てディスクは、周縁部に切り欠きを入れた花形円板状であることを特徴とする、請求項１に記載の畝立て機構。
【請求項３】
前記畝立てディスクに付着した土を側方にかき落とすスクレーパが設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の畝立て機構。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の畝立て機構を備えた播種機であって、
前記畝立て機構の後方に種子繰り出し機構が設けられていることを特徴とする、播種機。
【請求項５】
前記種子繰り出し機構は、
供給側枠体内に供給された種子を所定量ずつ収容するホルダを外周部に備えた分配プレートと、
前記種子を収容する凹部を、前記ホルダの位置に対応して外周部に備えた放出プレートと、
前記分配プレートと前記放出プレートとの間に配置され、前記分配プレートから前記放出プレートへ前記種子を受け渡す受け渡し穴が形成された受け渡し板と、
前記放出プレートの外周を覆い、前記凹部に収容された前記種子を放出する放出口を備えた放出側枠体と、を有することを特徴とする、請求項４に記載の播種機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水分が高い土壌でもクラストの発生を防止して畝を形成することが可能な畝立て機構、およびその畝立て機構を備えた播種機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大豆やトウモロコシなどは、水分の多い土壌に播種すると、発芽不良や生育不良などの湿害が発生しやすい。ところが、大豆は播種適期が６〜７月となる地域が多く、日本では広い範囲で梅雨期と重なるため、土壌水分が高い状態での播種を余儀なくされる。また、排水環境が好ましくないほ場へ播種する場合にも、湿害が発生しやすくなる。
【０００３】
このような場合には、種子と土壌中の水との距離を離して湿害を回避し出芽率を向上させることを目的として、畝立て播種を行う。従来、畝立て作業には、耕うんと同時に畝を形成するアップカットロータリが広く用いられてきた。ところが、土壌水分が高い状態でこのようなアップカットロータリを用いた場合、土の練り付けにより土壌空隙が少なくなるうえ、土壌表面にクラストが発生しやすく、畝立てを行っても出芽率の安定が図れない。また、従来のアップカットロータリは、土壌水分が高くないほ場であっても、作業速度はせいぜい２ｋｍ／ｈ程度であり、これよりも高速化することが困難である。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１には、湾曲ディスク（ディスクコルター）によって高畦を成形する装置が開示されている。アップカットロータリに代わって特許文献１の装置のように湾曲したディスクを用いれば、作業の高速化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２８９００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されている高畦成形装置は、一対の湾曲ディスクのみによって、高い畦、例えば３０ｃｍ程度またはそれ以上の高さの畦を形成するための土泥を中央部に集め、湾曲ディスクの後方のドラム状の車輪で、緩みがないように鎮圧するというものである。この場合、湾曲ディスクは、土中深く食い込ませるために寸法を大きくする必要がある。そのため、牽引抵抗が大きくなり、高速作業を行うことができないという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、水分が高い土壌でも土の練り付けやクラスト形成を抑制でき、且つ、播種作業を高速で行える畝立て機構およびその畝立て機構を備えた播種機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題を解決するため、本発明は、向かい合う一対の畝立てディスクが、それぞれ一部を土壌に貫入させた状態で進行方向に移動しながら、幅方向中央側に土寄せして畝を形成する畝立て機構であって、移動時に、機体フレームに固定された回転軸を中心として回転可能に支持された前記畝立てディスクが、進行方向の前後にそれぞれ１対ずつ設けられ、前記畝立てディスクは、それぞれ内側に凹状の湾曲面を有していることを特徴とする、畝立て機構を提供する。
【０００９】
前記畝立て機構において、進行方向後方側の前記畝立てディスクは、周縁部に切り欠きを入れた花形円板状でもよい。また、前記畝立てディスクに付着した土を側方にかき落とすスクレーパが設けられていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、前記畝立て機構を備えた播種機であって、前記畝立て機構の後方に種子繰り出し機構が設けられていることを特徴とする、播種機を提供する。
【００１１】
前記種子繰り出し機構は、供給側枠体内に供給された種子を所定量ずつ収容するホルダを外周部に備えた分配プレートと、前記種子を収容する凹部を、前記ホルダの位置に対応して外周部に備えた放出プレートと、前記分配プレートと前記放出プレートとの間に配置され、前記分配プレートから前記放出プレートへ前記種子を受け渡す受け渡し穴が形成された受け渡し板と、前記放出プレートの外周を覆い、前記凹部に収容された前記種子を放出する放出口を備えた放出側枠体と、を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、湿潤土壌であっても、クラスト形成を抑制した畝の形成を、高速で行うことができる。したがって、従来機では難しかった梅雨時期の水分の高い土壌での作業でも、出芽率が確保でき、作業適期に播種できる確率（または面積）が増加するので、結果として、収量が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態にかかる畝立て機構を備えた播種機の概略を示す側面図である。
【図２】図１の播種機の平面図である。
【図３】畝の内部の土壌の様子を模式的に示した断面図であり、（ａ）は一対のディスクで畝を形成する場合、（ｂ）は前後二対のディスクで畝を形成する場合を示す。
【図４】図１の播種機で用いられる種子繰り出し装置の一例の分解斜視図である。
【図５】本発明の実施例および比較例の播種機による作業速度と播種後１７日目の大豆の出芽率を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例および比較例の播種機による播種後２２日目の表面土壌の硬度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１５】
図１および図２は、本発明の実施形態にかかる畝立て機構を備えた播種機の一例を示す。なお、図２は、本実施形態にかかる畝立て機構を左右方向Ｂに２組並列して設けた例を示す。
【００１６】
播種機１は、機体フレーム２を介してトラクタ（図示省略）に連結され、牽引されて、ほ場を矢印方向Ａに走行する。播種機１には、本発明の実施形態にかかる畝立て機構３、溝開け機構４、および種子繰り出し機構５が備えられている。
【００１７】
畝立て機構３は、進行方向の前後にそれぞれ１対ずつ設けられた畝立てディスク１１、１２を備えている。畝立てディスク１１、１２は、進行方向の前後それぞれにおいて、進行方向Ａに対して左右方向Ｂ（幅方向）に向かい合って配置された左右２つで１対をなしている。１対の畝立てディスク１１、１２は、内側に凹状の湾曲面を有し、平面視において、図２に示すように、進行方向前方から後方に向けて間隔が狭くなるように配置され、これによって、幅方向中央側に土寄せして畝を形成するようになっている。それぞれの畝立てディスク１１、１２は、機体フレーム２に固定された回転軸１１ａ、１２ａを中心として回転可能に支持されており、畝立てディスク１１、１２が接地してトラクタに牽引される際に、遊転しながら土寄せする。本実施形態において、進行方向前方側の畝立てディスク１１は略円板状の湾曲ディスクであり、進行方向後方側の畝立てディスク１２は、周縁部に切り欠きを有する花形円板状になっている。
【００１８】
後方側の畝立てディスク１２のさらに後方には、ゲージ輪１３が設けられている。ゲージ輪１３は、播種機１の機体フレーム２に対して、高さ方向の位置を調整できるように取り付けられる。本実施形態では、図１に示すように、機体フレーム２に固定されたブラケット１４に対して、高さ方向に複数の取り付け孔が設けられたゲージ輪１３の支持アーム１５を、いずれかの取り付け孔を選択してピン等で止めることにより、ゲージ輪１３の高さが固定される。ゲージ輪１３の高さにより、前後の畝立てディスク１１、１２が土壌に貫入される深さが決定される。畝立て作業を行う場合、通常、畝立てディスク１１、１２は半径の１／２程度を土壌に貫入させた状態で牽引されるようにする。
【００１９】
また、前後の畝立てディスク１１、１２には、それぞれスクレーパ１６、１７が設けられている。湿った土壌で畝を形成する場合は、ディスクの内側にスクレーパ１６、１７を設けることが必要であり、スクレーパ１６、１７が無いと、湾曲した内側に土が付着して湾曲部がなくなり、土を抱え込んで畝を立てることができなくなる場合がある。スクレーパ１６、１７の形態は特に限定するものではないが、各畝立てディスク１１、１２に接触しない程度の僅かな隙間を有して、機体フレーム２に対して位置が固定され、畝立てディスク１１、１２が回転する際に、畝立てディスク１１、１２の内側面に付着してスクレーパ１６、１７の位置まで上がってきた土壌をかき落として地面に向けて落とす。この際、畝立てディスク１１、１２の側方に向けて土壌が放出されるように、スクレーパ１６、１７が傾斜を有して取り付けられることが好ましい。また、ディスク回転時の抵抗となる土の付着をなくすために、各畝立てディスク１１、１２の外側にもスクレーパを設けることが好ましい。
【００２０】
前後それぞれの畝立てディスク１１、１２は、機体フレーム２に対する取り付け位置の調整により、幅方向（左右方向）の間隔および進行方向に対する角度を適宜変更可能である。前後の畝立てディスク１１、１２の左右方向の間隔は、作物の栽培体系による畝幅、畝間隔、畝高さ等の目標に応じて変更し、土壌性状、水分に応じてさらに調整すればよい。畝立てディスク１１、１２の位置は、左右方向には、例えば角パイプの組み合わせによるスライド機構で移動し、ボルト止めで固定することにより調整する。角度は、例えばピンで位置決めし、固定することにより調整する。
【００２１】
以上の畝立て機構３による畝立て作業について説明する。播種機１がトラクタで牽引されると、前後の畝立てディスク１１、１２が回転し、地中に貫入した深さおよび幅の分だけ土壌を切り取り、その土壌が帯状になり、畝立てディスク１１、１２の外周に沿って上方へ持ち上がる。最初に、進行方向前方側の畝立てディスク１１で削り取られた土が幅方向中央側に集められ、幅広で低い畝が形成される。その後、後方側の畝立てディスク１２は、前方側の畝立てディスク１１で集めた土の幅を狭くし高く積み上げるようにして畝を形成する。畝立てディスク１１、１２が前後２段に設けられているため、後方側畝立てディスク１２は、前方側畝立てディスク１１により耕起されて土層から剥離した土泥を掻き上げるだけなので、進行方向への抵抗が少ない。また、前後２対の畝立てディスク１１、１２で土寄せを分担させることで、１対あたりが移動させる土量は少なく、牽引抵抗が小さくなる。なお、本発明は、高さ１５ｃｍ程度以下の畝を形成するのに適しており、この場合、土寄せする土量が少ないため、畝立てディスク１１の牽引抵抗も小さい。
【００２２】
上述の特許文献１のように１対の湾曲ディスクのみで畝を形成した場合、図３（ａ）に示すように、主に細かい土壌が畝１０の下方に、粗い土壌が上方に分布する。これは、粒径が異なる土を放擲等により移動させると、細かい土は粗い土の隙間に入り込んで相対的に下にたまり、上には粗い土が分布するためである。これに対して、本発明のように前後２対の畝立てディスク１１、１２を用いた場合には、発芽、育成に良好な畝を形成することができる。すなわち、先ず前方の湾曲した畝立てディスク１１で、図３（ａ）に示すような幅広で低い平畝を形成する。その後、その平畝の両側方を、後方の花形の畝立てディスク１２で削り、砕土しながら放擲することにより、下方に分布している細かい土壌を畝の上部付近へ上げて、図３（ｂ）に示すような畝１０を形成することができる。
【００２３】
畝１０の表面付近に、ある程度粗い土壌（粒径１〜２ｃｍくらい）があると、クラストの発生が低減される。ところが、図３（ａ）に示すように種子Ｓの近傍も粗い土壌の場合は、種子Ｓへ水分が移行しにくい。これに対して、図３（ｂ）に示すように種子Ｓの近傍に細かい土壌（１ｃｍ以下）があると、種子Ｓへの水分移行が円滑になり、出芽および生育に好適な環境となる。さらに、図３（ｂ）に示すように種子Ｓ周辺よりも下方に適宜粗い土壌があると、根が伸長するスペースが確保されるうえ、根への酸素供給が円滑になり、発芽後の生育にも有利に働く。
【００２４】
さらに、本発明は、前後２対の畝立てディスク１１、１２で畝を形成するため、上述の通り１対あたりが移動させる土量は少なく、畝立てディスク１１、１２のサイズを小さくすることができるので、高速作業が可能となる。しかも、本発明は簡易な構造であり、機体フレーム２に取り付けられた畝立てディスク１１、１２をトラクタ等で牽引するだけで、動力を要することなく畝を形成することができる。
【００２５】
また、本実施形態のように、後方の畝立てディスク１２を、切り欠きを有する花形円板状とすることにより、回転時に削られる土泥が分断され、クラストができやすくならない程度に、粒径を全体的に小さくすることができる。さらに、削った土を上方にはね上げる効果とともに、ディスク１２に付着した土をスクレーパ１６ではぎ取る時に大きな土塊が発生しにくい効果があり、上記した後方の畝立てディスク１２の効果がさらに向上する。なお、後方の畝立てディスク１２は、花形円板状に限らず、外周縁部に切り欠きを入れた形状であれば、同様の効果が発揮される。
【００２６】
本実施形態にかかる播種機１には、平行リンク機構１８を介して機体フレーム２に接続された溝開け機構４が搭載されている。溝開け機構４は、溝開け用ディスクコールタ２１と、進行方向において溝開け用ディスクコールタ２１の後方に、拡幅部材２２を備えている。溝開け用ディスクコールタ２１は、全体が薄い円板状であり、外周全体に、外周側に尖った鋭利な刃先を有している。播種機１が牽引されることにより、溝開け用ディスクコールタ２１が回転し、外周の刃先で、畝の表面に対して垂直方向に切り込んで細い溝を形成する。溝開け用ディスクコールタ２１で細い溝が切られた後、その後方に近接して設けられた拡幅部材２２が、先端から溝内に侵入していき、拡幅部材２２のテーパに沿って溝が拡幅される。
【００２７】
さらに、拡幅部材２２の後方に隣接して、種子誘導部材２３が設けられている。種子誘導部材２３は、拡幅部材２２の最大幅とほぼ同じ幅に対向して配置された一対の板材からなり、この板材同士の間を種子が通過する。種子誘導部材２３の後方には、播種機１の本体部に鎮圧輪フレーム２４を介して連結された鎮圧輪２５を備えている。この鎮圧輪２５は、外周部がゴムで構成されており、ゴムがたわむことにより、畝を鎮圧する際に中央が高い畝を形成できるとともに、鎮圧輪外周への土の付着が少ないという特徴がある。なお、溝開け用ディスクコールタ２１と拡幅部材２２および種子誘導部材２３の代わりに、溝開け用のディスク２枚を設け、これらのディスクで播種溝を開けるとともに、２枚のディスクの間に種子を落下させるような構成としてもよい。
【００２８】
さらに、本実施形態にかかる播種機１は、所望する粒数の種子を正確且つ高速に繰り出す種子繰り出し機構５を備えている。図４は、種子繰り出し機構５の一例であり、構成部材の分解図を示す。種子繰り出し機構５は、回転機構として例えばＤＣサーボモータ等のモータ３１を備え、ホッパ３２、供給側枠体３３、分配プレート３４、受け渡し板３５、放出プレート３６、放出側枠体３７を有している。分配プレート３４と放出プレート３６は、モータ３１の動力を例えばタイミングベルト３８で伝えて駆動軸３９を回転させ、駆動軸３９を介して同軸且つ同速度で同じ方向に回転する。なお、モータ３１の代わりに、接地駆動輪で駆動軸３９を駆動してもよい。
【００２９】
ホッパ３２は、種子を一時貯留するとともに、供給側枠体３３内へ種子を供給する供給口を備えている。供給側枠体３３は、円筒状の中空部４３を有する枠体であり、裏面側に、分配プレート３４が配置される。中空部４３内に種子溜まりを形成するために、供給側枠体３３は適宜厚みを有している。供給側枠体３３は回転することなく、放出側枠体３７に固定される。分配プレート３４は、外周部に、種子を一度に播種する粒数ずつ収容するホルダ４４が、円周方向に設けられている。分配プレート３４と放出プレート３６の間に、受け渡し板３５が設けられる。受け渡し板３５は、回転することなく放出側枠体３７に固定される。受け渡し板３５の上部、すなわち種子繰り出し機構５として組み上げられた際に上側となる位置に、分配プレート３４から放出プレート３６へ種子を受け渡す受け渡し穴４５が形成されている。放出プレート３６の外周には、分配プレート３４から受け渡された種子を収容する凹部４６が設けられている。放出プレート３６は、放出側枠体３７の内部に設置される。放出側枠体３７は、放出プレート３６の外周全体を覆い、下端部に放出口４７が設けられている。これにより、放出プレート３６の凹部４６に収納された種子は、放出プレート３６の回転によって下方まで搬送され、放出口４７から放出される。
【００３０】
種子繰り出し機構５は、播種機１の進行方向に対して種子が後ろ向きに放出されるように設置することが好ましい。これにより、播種機１全体の速度と、種子の放出時の速度が減殺されて、種子の地面に対する速度が小さくなるうえ、放出位置が横方向にずれることもなく、正確な位置に種子を放出することができる。また、種子は、拡幅部材２２と同じ幅に配置された一対の種子誘導部材２３から放出される。種子を種子誘導部材２３間のスリットから放出し、自由落下させることにより、種子繰り出し機構５で制御された種子間隔で、正確に種子を放出できる。
【００３１】
本発明の畝立て機構は、上記の種子繰り出し機構５が搭載された播種機に限定して使用するものではないが、上記の種子繰り出し機構５を用いることにより、播種機１を高速で牽引しても、所望する播種を行うことができる。
【００３２】
以上説明した本実施形態の播種機１で播種を行う際には、トラクタで播種機１を図１の矢印方向Ａに牽引することにより、畝立て機構３の前後の畝立てディスク１１、１２および溝開け機構４の溝開け用ディスクコールタ２１が回転し、畝および播種溝が形成され、さらに種子繰り出し機構５から繰り出された種子が種子誘導部材２３から放出され、播種される。そして、播種機１の最後尾に設けられた鎮圧輪２５により、播種した種子近傍が鎮圧される。本実施形態では、鎮圧輪２５は弾性を有し中央がへこむ形状のものがよく、畝の中心をへこませないように頂部にフィットするようにして鎮圧する。このような鎮圧輪を用いることにより、畝の頂部の凸型の外形に沿って鎮圧し、凸形状を保ちながら、種子の上方の土壌を柔らかく鎮圧できる。そして、強く鎮圧しないため、畝上部の表面にクラストが発生しにくい。さらに、鎮圧輪に弾性があると、土壌と接触する鎮圧面では伸長し、それ以外の所では伸長が戻る。この弾性による動きで、鎮圧輪に付着した土壌がはがれ落ち、鎮圧輪に土が付きにくいという効果もある。一方、鎮圧輪が弾性のない金属製または硬いタイヤ等の場合には、畝上部の鎮圧面が沈下して溝ができる。この溝に水がたまると水を媒体に繁殖する病気（茎疫病）が発生しやすくなるという問題がある。
【００３３】
以上のように、本実施形態では、畝立てに牽引式の畝立てディスク１１、１２からなる畝立て機構３を用い、播種機構として、分配プレート３４と放出プレート３６とを備えた種子操り出し機構５を用いる。このように、畝立て工程に畝立てディスク１１、１２を用いることで、耕うん爪で土壌をかき回すことなく、帯状に反転、土寄せを行い、畝を形成する。そのため、所要動力が少なくて済み、高速作業（４〜８ｋｍ／ｈ）が可能となる。また、アップカットロータリを使用して土壌を砕土、攪拌する場合に比べて、畝の表面の土塊が細かくなりにくく、さらに水分の高い土壌では練り付けが起こりにくいため、クラストが発生しにくい。これにより、種子の出芽率が向上する。さらに、播種機構として分配機能と放出機能の役割を分けることで、作業速度２ｋｍ／ｈ以上（株間２０ｃｍで最大８ｋｍ／ｈ）でも安定した種子分配および放出が可能となる。したがって、上記実施形態の播種機１により、畝立てと同時に播種を高速で行うことができ、短時間で播種作業を行うことができる。
【００３４】
なお、図２は、本実施形態にかかる畝立て機構３および種子繰り出し機構５を、左右方向Ｂに２組並列して設け、それらを１台のトラクタで牽引する播種機１の例を示すが、畝立て機構３および種子繰り出し機構５を１組のみ、あるいは３組以上を並列してもよい。
【００３５】
本発明は乾燥したほ場でも湿潤ほ場でも使用でき、湿潤土壌でもスムーズな運転が可能であり、作業速度が４ｋｍ／ｈ以上の高速運転にも対応して安定した畝立てを行うことができる。さらに、トラクタからの動力伝達が不要であり、構造が極めてシンプルであるため、装置のコストを抑制できる。
【００３６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【実施例】
【００３７】
本発明にかかる畝立て機構および種子繰り出し機構を組み込んだ大豆用播種機（本発明例）と、アップカットロータリを用いた従来の耕うん同時畝立て播種機（比較例）を用いて、水分が高い土壌（含水比：９１％）に大豆の播種を行った。それぞれの播種機による作業速度と播種後１７日目の出芽率を図５に示す。含水比が９０％を超える湿潤な条件にも関わらず、本発明例は４ｋｍ／ｈ以上の速度で播種作業が可能であり、出芽率は８５％と、いずれも比較例を大幅に上回った。また、播種後２２日目の表面土壌の硬度を図６に示す。本発明例の土壌の硬度は、比較例に比して１／３以下であり、比較例を用いた土壌表面はクラストが形成され、スコップなどの道具がなければ土壌を採取できないほど硬くなっていた。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、大豆やトウモロコシなど、水分が高い土壌に播種した場合に発芽不良などの湿害が発生しやすく、しかも播種時期が雨の多い季節に限定される作物の播種に適用することで、クラスト形成を抑制し出芽率の向上、収量の増加を図ることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１    播種機
２    機体フレーム
３    畝立て機構
４    溝開け機構
５    種子繰り出し機構
１０  畝
１１、１２  畝立てディスク
１６、１７  スクレーパ
１８  平行リンク機構
３２  ホッパ
３３  供給側枠体
３４  分配プレート
３５  受け渡し板
３６  放出プレート
３７  放出側枠体
４４  ホルダ
４５  受け渡し穴
４６  凹部
４７  放出口
Ｓ    種子
【図１】
0006726851.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0006726851.tif 000005
【図５】
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【図６】
0006726851.tif 000007