(57)【要約】【課題】圃場の硬盤を効率的に破砕する硬盤破砕機を提供する。【解決手段】水平軸を具備する円筒体20と、径方向外方に突出する複数の棒状の空気注入爪10と、圧縮空気を供給するコンプレッサ30と、を備え、空気注入爪10は、管状部11と、管状部11の側面孔11aと、内面に対してスライド可能に挿入されたスライド部13と、を備え、スライド部13は、内部に設けられた圧縮空気流路13aと、側面に開口する噴出孔13bと、円筒体20の内部と連通させる開状態と遮断させる閉状態との間で切り替わるバルブ13cと、コイルスプリング12と、管状部11よりも突出する先端部13e3とを備え、スライド部13の先端部13eが地中で押されると、スライド部13がコイルスプリング12を圧縮して移動してバルブ13cが開状態となり、円筒体20の内部の圧縮空気が噴出孔13bを介して噴出する。【選択図】図１
2012205509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圃場の硬盤を破砕する硬盤破砕機(1)において、
牽引方向に対して垂直かつ水平に配置された軸を具備する円筒体(20)と、
前記円筒体(20)の円筒外面(20a)上に周方向に等角度間隔で配置されかつ各々該円筒外面(20a)上から径方向外方に突出する複数の棒状の空気注入爪(10)と、
前記円筒体(20)の両側の円筒端面(20b)から該円筒体(20)の内部に圧縮空気を供給するために該円筒体(20)の外部に設置されたコンプレッサ(30)と、を備え、
前記空気注入爪(10)は、前記円筒外面(20a)上に固定された管状部(11)と、該管状部(11)の側面に穿設された側面孔(11a)と、該管状部(11)の内面に対してスライド可能に挿入されたスライド部(13)と、を備え、
前記スライド部(13)は、その内部に設けられた圧縮空気流路(13a)と、該圧縮空気流路(13a)に連通しかつ該スライド部(13)の側面に開口する噴出孔(13b)と、該圧縮空気流路(13a)を前記円筒体(20)の内部と連通させる開状態と遮断させる閉状態との間で切り替わるバルブ(13c)と、該スライド部(13)を取り巻くコイルスプリング(12)と、前記管状部(11)よりも突出する先端部(13e3)と、を備え、かつ、
牽引されることにより前記円筒体(20)が回転し、前記スライド部(13)の先端部(13e)が地中で押されたとき、前記スライド部(13)が前記コイルスプリング(12)を圧縮しつつ移動して前記バルブ(13c)が開状態となることにより、該円筒体(20)の内部に供給された圧縮空気が該スライド部(13)の圧縮空気流路(13a)及び噴出孔(13b)並びに前記管状部(11)の側面孔(11a)を介して噴出することを特徴とする硬盤破砕機。
【請求項２】
サブソイル又はリノベータの後方に配置され前記サブソイル又は前記リノベータとともに牽引されることを特徴とする請求項１に記載の硬盤破砕機。
【請求項３】
前記硬盤破砕機が、牽引作業車により牽引される場合、前記コンプレッサ(30)は、前記牽引作業車に搭載された回転駆動部により回転駆動されることを特徴とする請求項１又は２に記載の硬盤破砕機。
【請求項４】
前記圧縮空気に替えて液肥又は土壌改良剤を噴出させるか、又は、前記圧縮空気に液肥又は土壌改良剤を混合して噴出させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の硬盤破砕機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圃場に形成された硬盤を破砕するための硬盤破砕機に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の高性能化した農作業機は、大型化、重量化が進んでいる。このような農作業機が圃場を走行すると、表層土壌が踏み固められることにより硬盤の層を形成してしまう。硬盤の層は、例えば、地表から３０ｃｍ程度の厚さであり、透水性及び通気性が悪いために、土中の微生物活動が低下し、植物の根の成長を阻害する。この結果、収量が低下することとなる。
【０００３】
このような硬盤を破砕する機械として、特許文献１〜３が提示されている。これらは、トラクタなどの農作業機の後方に取り付けて牽引させるように構成されている。これらの特許文献では、トラクタの後方にサブソイラを取付け、硬盤及びその下層にある心土を破砕するために圃場を深く掘り起こしている。サブソイラは、前方に突き出た爪を備えている。
【０００４】
また、リノベータは、ブレードやタインを備え、圃場表面に形成された硬盤を切断し、通気性や透水性を改善する
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２９５９０４号公報
【特許文献２】特開２００１−１１２３０３号公報
【特許文献３】特開２００２−１０１７０３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、サブソイラやリノベータのみでは、硬盤に対して粗い掘り起こし又は切断を行うのみであるので、硬盤を十分細かく破砕することができない。
本発明は、サブソイラやリノベータと組み合わせて用いる硬盤破砕機であって、サブソイラやリノベータにより大まかに砕かれた硬盤を、効率的に、さらに細かく破砕するための硬盤破砕機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するべく、本発明は、以下の構成を提供する。括弧内の数字は、後述する実施例を示した図面中の符号であり、参考のために付している。
本発明による、圃場の硬盤を破砕する硬盤破砕機は、牽引方向に対して垂直かつ水平に配置された軸を具備する円筒体(20)と、前記円筒体(20)の円筒外面(20a)上に周方向に等角度間隔で配置されかつ各々該円筒外面(20a)上から径方向外方に突出する複数の棒状の空気注入爪(10)と、前記円筒体(20)の両側の円筒端面(20b)から該円筒体(20)の内部に圧縮空気を供給するために該円筒体(20)の外部に設置されたコンプレッサ(30)と、を備え、前記空気注入爪(10)は、前記円筒外面(20a)上に固定された管状部(11)と、該管状部(11)の側面に穿設された側面孔(11a)と、該管状部(11)の内面に対してスライド可能に挿入されたスライド部(13)と、を備え、前記スライド部(13)は、その内部に設けられた圧縮空気流路(13a)と、該圧縮空気流路(13a)に連通しかつ該スライド部(13)の側面に開口する噴出孔(13b)と、該圧縮空気流路(13a)を前記円筒体(20)の内部と連通させる開状態と遮断させる閉状態との間で切り替わるバルブ(13c)と、該スライド部(13)を取り巻くコイルスプリング(12)と、前記管状部(11)よりも突出する先端部(13e3)と、を備え、かつ、牽引されることにより前記円筒体(20)が回転し、前記スライド部(13)の先端部(13e)が地中で押されたとき、前記スライド部(13)が前記コイルスプリング(12)を圧縮しつつ移動して前記バルブ(13c)が開状態となることにより、該円筒体(20)の内部に供給された圧縮空気が該スライド部(13)の圧縮空気流路(13a)及び噴出孔(13b)並びに前記管状部(11)の側面孔(11a)を介して噴出することを特徴とする。
【０００８】
上記において、硬盤破砕機が、サブソイル又はリノベータの後方に配置され、サブソイル又は前記リノベータとともに牽引されてもよい。
【０００９】
上記において、硬盤破砕機が牽引作業車により牽引される場合、前記コンプレッサ(30)は、前記牽引作業車に搭載された回転駆動部により回転駆動されることが、好適である。
【００１０】
上記において、硬盤破砕機が、前記圧縮空気に替えて液肥又は土壌改良剤を噴出させるか、又は、前記圧縮空気に液肥又は土壌改良剤を混合して噴出させることが、好適である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による硬盤破砕機は、その円筒体から突出する空気注入爪が地中に挿入されたとき、圧縮空気を周囲に噴出する。これにより、周囲の硬盤を細かく破砕することができる。これにより、硬盤を消失させ、透水性及び通気性の良好な表層土壌が得られる。  
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による硬盤破砕機の一実施例を示す外観斜視図である。
【図２】図１の硬盤破砕機の、円筒体の軸に垂直な断面を示した図である。
【図３】空気注入爪の取付位置における円筒体の周方向に沿った部分断面図であり、（ａ）は、閉状態を示し、（ｂ）は、開状態を示している。
【図４】空気注入爪の取付位置における円筒体の軸方向に沿った部分断面図であり、（ａ）は、閉状態を示し、（ｂ）は、開状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明による硬盤破砕機の一実施例を示す外観斜視図である。硬盤破砕機１は、トラクタ等の牽引作業車の後方に取り付けられ、牽引作業車により牽引される。牽引方向（前方）は、矢印で示されている。
【００１４】
硬盤破砕機１は、円筒体２０を有する。円筒体２０の軸は、牽引方向に対して垂直かつ水平に配置されている。円筒体２０の円筒外面２０ａ上には、周方向に等角度間隔で配置された複数の棒状の空気注入爪１０が取り付けられている。図示の例では、円筒体２０の円筒外面２０ａ上の１つの円周上に５個の空気注入爪１０が等角度間隔で配置されている。また、図示の例では、軸方向に適宜の間隔で５列の空気注入爪１０が設けられている。各空気注入爪１０は、円筒外面２０ａ上から径方向外方に突出している。硬盤破砕機１が牽引されることにより、円筒体２０は軸周りに回転しつつ圃場を進行する。空気注入爪１０は、円筒体２０と一体的に回転する。
【００１５】
円筒体２０の両側の円筒端面２０ｂの中心すなわち軸上には、支持枠４０の両端部が取り付けられている。但し、支持枠４０は回転しない。支持枠４０は、回転する空気注入爪１０の支障とならない距離だけ円筒体２０の円筒外面２０ａから離隔して、円筒体２０の前方に配置されている。支持枠４０の中央部には、前方に延在する牽引リンク４１が取り付けられている。牽引リンク４１は、トラクタ等の適宜の牽引作業車（図示しない）の後部に取り付けられる。
【００１６】
牧草地などにおいて、牽引作業車の後部に硬盤破砕機１を単独で取付けて牽引することにより、円筒体２０を回転させて空気注入爪１０を順次地面に突き刺し、圧縮空気を噴射して硬盤を破砕する。
【００１７】
一実施例では、硬盤破砕機１は、サブソイラ又はリノベータとともに用いられる。その場合、サブソイラ又はリノベータは、硬盤破砕機１と牽引作業車の間に配置される。そして、サブソイラ又はリノベータもまた、硬盤破砕機１を牽引する同じ牽引作業車により牽引される。これにより、硬盤は、サブソイラ又はリノベータにより粗く破砕された直後に、硬盤破砕機１によりさらに細かく破砕されることとなる。このようにすると、１回の牽引作業で、十分な硬盤破砕を完了させることができるので、好適である。
【００１８】
なお、サブソイラ又はリノベータとともに用いる場合、２段階の牽引作業により硬盤破砕を行ってもよい。この場合、１回目の牽引作業でサブソイラ又はリノベータによる硬盤の粗い破砕を行い、２回目の牽引作業で硬盤破砕機１による硬盤の細かい破砕を行う。
【００１９】
円筒体２０の内部には、外部から圧縮空気が供給される。外部の圧縮空気源は、コンプレッサ３０である。図示の例では、コンプレッサ３０は、円筒体２０の前方に配置され、支持枠４０により支持されている。コンプレッサ３０は、前方に取り付けたユニバーサルジョイント２５を介して回転駆動力を伝達される。この回転駆動力を利用してコンプレッサ３０のポンプを駆動し、主供給管３１へ圧縮空気を送出する。回転駆動力として、例えばトラクタである牽引作業車に備わる回転駆動機構を利用することが好適である。図示の例では、主供給管３１は、２本の分岐供給管３２に接続され、圧縮空気は、円筒体２０の両側の円筒端面２０ｂへ向かって送られる。
【００２０】
円筒体２０における圧縮空気の入口は、両側の円筒端面２０ｂの中心に設けられる。両側の円筒端面２０ｂの中心には、スイベルジョイント３３が取り付けられている。スイベルジョイント３３は中空管となっており、その外側の端部に分岐供給管３２が連結されている。円筒体２０の内部に供給された圧縮空気は、各空気注入爪１０を介して硬盤に対して噴射される（詳細は後述する）。
【００２１】
図２は、図１の硬盤破砕機１の、円筒体２０の軸に垂直な断面を示した図である。この断面は、空気注入爪１０を取り付けた箇所における断面である。円筒体２０は、円筒壁に囲まれた内部空間を有している。円筒端面の中心には圧縮空気入口孔２０ｃが穿設されている。一実施例として、内部空間は、複数の流路隔壁２０ｄにより幾つかの区画に分けられている。各流路隔壁２０ｄは、軸から径方向外方に向かって円筒内面まで延在する。一対の流路隔壁２０ｄの間には圧縮空気流路２０ｅが形成される。各圧縮空気流路２０ｅは、各空気注入爪１０に対応する位置に設けられる。各圧縮空気流路２０ｅは、圧縮空気入口孔２０ｃと連通しており、外部から供給された圧縮空気が充填されている。各流路隔壁２０ｄは、円筒体２０の支持構造としての役割も果たす。なお、流路隔壁２０ｄ及び圧縮空気流路２０ｅの配置は、一例であり、図示の例に限定されない。
【００２２】
硬盤破砕機１の円筒体２０は、圃場において、サブソイラにより粗く掘り起こされた（又はリノベータにより粗く切断された）硬盤の上を、回転しつつ進行する。このとき、円筒体２０の下部は、粗くほぐされた状態の表層の硬盤に沈み込む。空気注入爪１０は、地表５１から硬盤５０の中に入ると、先端部が押されて引っ込む（矢印参照）。このとき、空気注入爪１０の周囲に圧縮空気が噴射される。圧縮空気の噴射により、周囲の硬盤が細かく破砕される。また、圧縮空気により、土壌中に空気が混ぜ込まれる。これにより、硬盤が十分に破砕されるため、表層の透水性及び通気性が回復する。
【００２３】
別の実施例として、圧縮空気に替えて液肥又は土壌改良剤を噴出させてもよい。また、さらに別の実施例として、圧縮空気に液肥又は土壌改良剤を混合して噴出させてもよい。
【００２４】
図３及び図４は、空気注入爪１０の詳細な構成及び動作を示した図である。
図３は、空気注入爪１０の取付位置における円筒体２０の周方向に沿った部分断面図である。図３（ａ）は、円筒体２０の内部と空気注入爪１０とが遮断された閉状態を示し、図３（ｂ）は、円筒体２０の内部と空気注入爪１０とが連通する開状態を示している。また、図４（ａ）（ｂ）は、図３（ａ）（ｂ）と同様の図であるが、円筒体２０の軸方向に沿った部分断面図である。
【００２５】
先ず、図３（ａ）及び図４（ａ）の閉状態の図を参照する。これらの図は、同じ空気注入爪１０を９０度だけ異なる角度からそれぞれ視た断面図である。空気注入爪１０は、円筒外面２０ａ上に固定された管状部１１を有する。管状部１１の基部は、略三角形の複数の支持板１１ｂにより円筒外面２０ａに固定されている。複数の支持板１１ｂは、管状部１１を強固に固定できるように管状部１１の周りに配置される。管状部１１の側面には、側面孔１１ａが穿設されている。図示の例では、側面孔１１ａは長円形であり、管状部１１の軸について対向する２箇所に設けられている。側面孔１１ａは、長円形とする替わりに、管状部１１の先端縁から軸方向に沿って切り欠いた切り欠きであってもよい。また、側面孔１１ａは、軸方向に沿って所定の位置に配置された複数の円形孔により構成してもよい。
【００２６】
管状部１１の内面には、スライド部１３が挿入されている。スライド部１３は、円柱状の胴体部１３ｅ１と、胴体部よりも小径の基端部１３ｅ２と、テーパー形状の先端部１３ｅ３とからなる。円柱状の胴体部１３ｅ１は、管状部１１の内面に対してスライド可能である。テーパー状の先端部１３ｅ３は、通常、管状部１１の先端縁よりも突出している。小径の基端部１３ｅ２の周囲にはコイルスプリング１２が配置されている。コイルスプリング１２の一端は、胴体部１３ｅ１の端面により支持され、他端は、円筒体２０の円筒外面２０ａにより支持されている。図３（ａ）及び図４（ａ）では、コイルスプリング１２は、圧縮されていない状態にある。
【００２７】
スライド部１３の基端部１３ｅ２及び胴体部１３ｅ１の内部には、圧縮空気流路１３ａが設けられている。さらに、胴体部１３ｅ１の側面には、圧縮空気流路１３ａと連通する複数の噴出孔１３ｂが開口している。噴出孔１３ｂの周方向における位置は、上述の管状部１１の側面孔１１ａの周方向における位置と一致している。図示の例では、図４（ａ）に示すように、５個の噴出孔１３ｂが穿設されており、管状部１１の軸について対向する位置にも別の５個の噴出孔１３ｂが穿設されている。つまり、この場合、２列の噴出孔１３ｂが設けられているが、別の実施例として、３列以上の噴出孔１３ｂを周方向に等角度間隔で配置してもよい。
【００２８】
圧縮空気流路１３ａは、基端部１３ｅ２の端点に設けられたバルブ１３ｃに連通している。バルブ１３ｃは、略円板状のバルブ蓋１３ｃ１と複数のバルブ孔１３ｃ２とから構成される。基端部１３ｅ２は、円筒体２０の円筒壁を貫通しており、その端点にバルブ蓋１３ｃ１が形成されている。複数のバルブ孔１３ｃ２は、バルブ蓋１３ｃ１近傍に形成され、圧縮空気流路１３ａと連通し、基端部１３ｅ２の側面に開口している。図３（ａ）及び図４（ａ）の閉状態では、バルブ蓋１３ｃ１は、円筒体２０の内面に気密状態で当接している。従って、この状態では、バルブ１３ｃは圧縮空気流路１３ａを円筒体２０の内部から遮断している。従って、円筒体２０の内部の圧縮空気は、圧縮空気流路１３ａに流入しない。
【００２９】
次に、図３（ｂ）及び図４（ｂ）の開状態の図を参照する。空気注入爪１０が地中に入ると、スライド部１３の先端部１３ｅ３が押される。これにより、スライド部１３は、コイルスプリング１２に抗しこれを圧縮しつつ軸方向に移動する（図３及び図４中の２本の破線及び白両矢印参照）。これにより、バルブ蓋１３ｃ１が円筒体２０の内面から離れ、バルブ孔１３ｃ２が円筒体２０の内部空間に開口することとなる。この結果、バルブ孔１３ｃ２から圧縮空気が圧縮空気流路１３ａ内に流入する。従って、この状態では、バルブ１３ｃは、圧縮空気流路１３ａを円筒体２０の内部と連通させている。また、この状態では、スライド部１３の噴出孔１３ｂと、管状部１１の側面孔１１ａの位置は一致している。従って、圧縮空気は、圧縮空気流路１３ａから噴出孔１３ｂ及び側面孔１１ａを介して、外部に噴出される。図３（ｂ）及び図４（ｂ）では、圧縮空気の流れを矢印で示している。
【００３０】
空気注入爪１０が地中から出ると、コイルスプリング１２の弾性復帰力によりスライド部１３は押し戻され、先端部１３ｅ３は元の位置に戻る。
【００３１】
なお、バルブ１３ｃの構造は、図示の例に限定されない。スライド部１３が管状部１１に押し込まれたときに開状態となることによりスライド部１３の圧縮空気流路１３ａを円筒体２０の内部と連通させ、スライド部１３が管状部１１から突出したときに閉状態となることにより圧縮空気流路１３ａを円筒体２０の内部から遮断するように機能するバルブであれば、どのような構造のバルブであってもよい。
【００３２】
以上に述べた構成は、本発明の実施例であって、本発明はこの実施例に限定されない。本発明の原理に従って種々の変形態様が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１：硬盤破砕機
１０：空気注入爪
１１：管状部
１１ａ：側面孔
１１ｂ：支持板
１２：コイルスプリング
１３：スライド部
１３ａ：圧縮空気流路
１３ｂ：噴出孔
１３ｃ：バルブ
１３ｃ１：バルブ蓋
１３ｃ２：バルブ孔
１３ｅ１：胴体部
１３ｅ２：基端部
１３ｅ３：先端部
２０：円筒体
２０ａ：円筒外面
２０ｂ：円筒端面
２０ｃ：圧縮空気入口孔
２０ｄ：流路隔壁
２０ｅ：圧縮空気流路
３０：コンプレッサ
３１：主供給管
３２：分岐供給管
３３：スイベルジョイント
３４：ユニバーサルジョイント
４０：支持枠
４１：牽引リンク
５０：硬盤
５１：地表
【図１】
2012205509.tif 000003
【図２】
2012205509.tif 000004
【図３】
2012205509.tif 000005
【図４】
2012205509.tif 000006