(57)【要約】【課題】  十分な深さの土壌を有効に加熱することができ、しかも過大な推進動力を必要としないマイクロ波を用いた土壌処理方法及び土壌処理方法に好適な農作業機の提供を行うこと。【解決手段】  回転爪を有する耕耘具の後段に整地具を備え、原動車により牽引され又は内蔵原動機により自走可能な農作業機であって、前記耕耘具による耕耘後、前記整地具による整地前の未だ土塊の残された土壌に対してマイクロ波を照射するマイクロ波放射器が設けられている。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転爪を有する耕耘具の後段に整地具を備えた農作業機を前進させて圃場を耕耘しつつ、耕耘具による耕耘後、整地具による整地前の未だ土塊の残された土壌に対してマイクロ波を照射する、ことを特徴とする土壌処理方法。
【請求項２】
前記回転爪の回転による土壌掻き上げにより生じた穴の内部にもさらにマイクロ波を照射する、ことを特徴とする請求項１に記載の土壌処理方法。
【請求項３】
前記整地具による整地の直後の土壌に対してさらにマイクロ波を照射することを特徴とする請求項１又は２に記載の土壌処理方法。
【請求項４】
前記回転爪の回転速度を通常耕耘時の回転速度よりも十分に低速とすることにより、土塊の崩壊を抑制しつつ耕耘を行う、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の土壌処理方法。
【請求項５】
前記回転爪の回転速度が３０回／分〜１００回／分である、ことを特徴とする請求項４に記載の土壌処理方法。
【請求項６】
前記回転爪による耕耘は、回転爪の回転を継続する耕耘期間と回転爪の回転を停止する休止期間とを交互に有する間欠運転により行われる、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の土壌処理方法。
【請求項７】
前記回転爪の回転数が１００ｒｐｍ以上である、ことを特徴とする請求項６に記載の土壌処理方法。
【請求項８】
回転爪を有する耕耘具の後段に整地具を備え、原動車により牽引され又は内蔵原動機により自走可能な農作業機であって、
前記耕耘具による耕耘後、前記整地具による整地前の未だ土塊の残された土壌に対してマイクロ波を照射する第１のマイクロ波放射器が設けられている、ことを特徴とする土壌処理用の農作業機。
【請求項９】
前記第１のマイクロ波放射器は、前記回転爪先端が描く軌跡円の後部斜め上方に位置し、その放射中心軸は、前記軌跡円の円周上の０〜９０度の範囲の領域へと指向されている、ことを特徴とする請求項８に記載の土壌処理用の農作業機。
【請求項１０】
前記整地具による整地の直後の土壌に対してさらにマイクロ波を照射するために、第２のマイクロ波照射器が設けられている、ことを特徴とする請求項８又は９に記載の農作業機。
【請求項１１】
前記第２のマイクロ波照射器は、前記整地具を構成する水平な整地板に放射中心軸を下向きにして組み込まれている、ことを特徴とする請求項１０に記載の土壌処理用の農作業機。
【請求項１２】
前記回転爪の回転による土壌掻き上げにより生じた穴の内部にもマイクロ波を照射する第３のマイクロ波照射器がさらに設けられている、ことを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の土壌処理用の農作業機。
【請求項１３】
前記第３のマイクロ波放射器は、前記回転爪先端が描く軌跡円の前部斜め上方に位置し、その放射中心軸は、下向き又は後方斜め下向きへと指向されている、ことを特徴とする請求項１２に記載の土壌処理用の農作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波を用いた土壌処理方法及び同方法に好適な農作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波を用いた土壌処理方法及び同方法に好適な農作業機としては、例えば、実開昭５７−２０８８２号公報に記載されたものが知られている。この方法は、トラクタにて牽引されるトレーラの後部に、圃場表面へ向けて下向きにマイクロ波放射器を取付け、これを移動させながら、土壌の表面に対して真上からマイクロ波を放射しつつ、誘電加熱を利用して、土壌を加熱するものである。このような誘電加熱によれば、加熱された土壌が昇温することによって、土中に含まれる線虫類を死滅させ、また種子類の発芽を促進させるなど、様々な有益な作用をなすことができる。
【０００３】
一方、他の土壌処理方法及び同方法に好適な農作業機としては、例えば、特開２００４−２９８０２６号公報に記載されたものが知られている。この方法は、マイクロ波放射器を地中に潜行させながら進行させることによって、その潜行深さに対応する土壌を直接にマイクロ波放射によって加熱させるものである。
【特許文献１】実開昭５７−２０８８２号公報
【特許文献２】特開２００４−２９８０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前者（実開昭５７−２０８８２号公報）に記載された方法及び農作業機にあっては、実際にマイクロ波の放射を行ったところ、十分な温度に昇温するのは、地表から僅か１０ｃｍ程度が精々であって、根菜類の植え付けに適した深さ、即ち、２０〜３０ｃｍもの深さになると、殆ど加熱効果をなし得ず、退いては十分に根菜類に有害な線虫類を死滅させることができないという問題点がある。
【０００５】
一方、後者（特開２００４−２９８０２６号公報）に記載された方法及び農作業機にあっては、マイクロ波放射器それ自体を地中に潜行させるため、その潜行深さを適切に設定すれば、その深さに存在する土壌をマイクロ波の直接照射によって有効に加熱できるという利点がある。
【０００６】
しかしながら、このような従来の方法及び農作業機にあっては、マイクロ波放射器それ自体を地中に潜行させる必要から、これを前方へ推進させるために、比較的大きな動力を必要とし、未だ実用に供するに到っていない。
【０００７】
この発明は、このような従来の問題点に着目して為されたものであり、その目的とするところは、十分な深さの土壌を有効に加熱することができ、しかも過大な推進動力を必要としないマイクロ波を用いた土壌処理方法及び同方法に好適な農作業機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の技術的課題は、以下の構成を有する土壌処理方法及び同方法に好適な農作業機により解決することができる。
【０００９】
即ち、この土壌処理方法は、回転爪を有する耕耘具の後段に整地具を備えた農作業機を前進させて圃場を耕耘しつつ、耕耘具による耕耘後、整地具による整地前の未だ土塊の残された土壌に対してマイクロ波を照射することを特徴とするものである。
【００１０】
ここで、『回転爪』とは、一般に耕耘機や砕土機に備えられた直線状、湾曲状、さらにねじれの入った等々の形状を有する刃具のことであり、材質は一般的には鋳鉄製のことが多い。回転爪の大きさ乃至長さは、目的とする耕耘深さとの関係で設定され、一般的には、１０ｃｍ〜６０ｃｍ等様々な設計例が従来より存在する。
【００１１】
また、『整地具』とは、耕耘又は耕起された土壌表面の凹凸を滑らかとするものであって、その構造としては、例えば、スカート状あるいは熊手状のスクレイパとして構成されることが多い。
【００１２】
このような耕耘具、整地具を備えた典型的な農作業機としては、耕耘機や砕土機などの農作業機を挙げることができる。
【００１３】
本発明は、このような耕耘具及び整地具を備えた農作業機において、耕耘具による耕耘後、整地具による整地前の未だ土塊の残された土壌に対してマイクロ波を照射する。ここで大切なことは、マイクロ波が照射される土壌は未だ土塊が残されたものでなければいけないという点である。その理由は、マイクロ波の照射により土壌を昇温させる場合、誘電加熱の原理から、照射された土壌の温度を効果的に昇温させるためには、誘電率が大きくなければならない。しかし、十分に耕耘しすぎた土壌は、土塊の崩壊が進行して、土壌は砕土化されてしまい、空気の混入によって、全体としての誘電率が著しく低下してしまう。その結果、これにマイクロ波を照射した場合、余程の照射パワーを上げない限り、対象となる土壌の温度を、線虫類の死滅等に必要な摂氏６０度近傍の温度に昇温することは極めて困難となる。
【００１４】
ここに、本発明の意味があるのであって、本発明によれば、耕耘具による耕耘後、整地具による整地前の未だ比較的大きな土塊が残された土壌に対してマイクロ波を照射するため、照射された土壌の誘電率は高いままに維持され、その結果マイクロ波による誘電加熱効果を有効に発揮して、対象となる土壌の温度を短時間で高い温度に昇温させることができるのである。
【００１５】
以上述べた本発明の原理からすれば、耕耘具に含まれる回転爪の回転速度については、通常の農作業時に必要とされる回転速度よりも十分に低速としなければならないであろう。即ち、通常の耕耘作業の場合、耕耘具に含まれる回転爪は極めて高速で回転するため、耕耘された土壌は砕土化乃至粒状化が進んでしまい、目的とする密度が高く且つ誘電率の高い土壌を確保することができないからである。
【００１６】
本発明者等が、実際の圃場で確認したところでは、回転爪の回転速度が３０回／分〜１００回／分の時、実用上十分な温度に土壌を加熱することができた。ここで、回転数が３０回／分以下であると、通常の走行速度においては、一回の回転爪による土壌かき上げ量が多すぎて、回転爪に無理な負荷が掛かり、走行に支障を来す虞がある。一方、回転速度が１００回／分よりも高いと、回転爪によるかき出される土壌は微細化乃至粒状化してしまい、十分な密度を維持できずに、空気の混入によって、誘電率が低下してしまう。
【００１７】
また、本発明者等が、実際の圃場で確認したところでは、回転爪による耕耘は、回転爪の回転を継続する耕耘期間と回転爪の回転を停止する休止期間とを交互に有する間欠運転により行われる、ようにしてもよいとの知見が得られた。これは、例えば、５秒間回転させたのち、２０秒間回転を休止する、と言った動作を繰り返すのである。
【００１８】
このような構成によれば、回転数が１００ｒｐｍ以上であっても、対象となる土壌を効率よく加熱できることが確認された。これは、回転爪の高速回転で微細化された土壌であっても、その後、地面に堆積させた状態で比較的に長時間にわたりマイクロ波照射を行えば、十分な温度にまで昇温できることを意味している。
【００１９】
さらに、本発明においては、整地具による整地前の未だ土塊の残された土壌に対してマイクロ波を照射することに加えて、さらに整地直後の土壌に対してもマイクロ波を照射するようにしても良い。このように、整地後の土壌に対して、重ねて、マイクロ波を照射すれば、既に最初のマイクロ波照射による余熱の上に、整地によって密度が高まった土壌は、さらにマイクロ波照射で加熱され、一層の昇温効果を得ることができる。
【００２０】
なお、本発明においては、回転爪の回転により掻き上げられた土壌のみならず、回転爪の回転による土壌掻き上げにより、その跡に生じた穴の底部乃至内部にも、さらに、マイクロ波を照射すれば、一層の土壌昇温効果を発揮させることができる。
【００２１】
すなわち、回転爪が回転すると、その回転軌跡内にある土壌は進行方向後方へと掻き上げられ、その跡は穴として残され、換言すれば、深部の土壌が穴の底面乃至内面に露出する状態となる。したがって、この穴の底面乃至内面に向けてマイクロ波を照射すれば、回転爪の長さに対応する深部の土壌をマイクロ波誘電加熱の原理により直接的に加熱することができ、その後、その穴の中にはさらに前方から掻き上げられ、かつマイクロ波照射で昇温された土壌が堆積するため、進行しつつ以上の動作が繰り返される結果、深さ方向に亘って均一な土壌加熱が行われて、深さ方向に亘り均一な温度分布が得られる。
【００２２】
以上述べた本発明の方法は、具体的に一定の構造を有する農作業機として実現することができる。このような農作業機としては、次のような構成を採用することができる。
【００２３】
即ち、本発明の土壌処理用の農作業機は、回転爪を有する耕耘具の後段に整地具を備え、原動車により牽引され又は内蔵原動機により自走可能な農作業機である。ここで、『原動車』とは、所謂トラクタ等と称するものを採用すれば良く、また『内蔵原動機により自走可能な農作業機』としては、キャタピラを備えて自走するタイプの農作業機などを広く採用することができる。
【００２４】
尚、例えば耕耘機等に本発明を適用する場合、第１のマイクロ波放射器は、回転爪先端が描く軌跡円の後部斜め上方に位置し、その放射中心軸は、前記軌跡円の円周上の０〜９０度の範囲の領域に対して指向させるのが好ましい。ここで、『０度〜９０度』とは、幾何学上の角度定義を意味するものであって、０度が水平方向、９０度が垂直上向きとして理解されるべきである。
【００２５】
また、このような耕耘機等に本発明を適用する場合、整地前の未だ土塊の残された土壌に対してマイクロ波を照射する第１のマイクロ波照射器に加えて、整地後のある程度高密度化された土壌に対してマイクロ波を照射する第２のマイクロ波照射器を設ければ、一層の効果を達成することができる。
【００２６】
また、このような耕耘機等に本発明を適用する場合、回転爪の回転による土壌掻き上げにより生じた跡となる穴の底部又は内部にもマイクロ波を照射する第３のマイクロ波照射器を設けてもよい。この場合、好ましくは、マイクロ波放射器は、回転爪先端が描く軌跡円の前部斜め上方に位置し、その放射中心軸は、下向き又は後方斜め下向きへと指向されている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、耕耘具による耕耘後、整地具による整地前の未だ土塊の残された土壌に対してマイクロ波を照射する構成のため、マイクロ波は密度の高い土壌、即ち空気が余り混入しない誘電率の高い土壌に対して照射されるため、誘電加熱効果が有効に発揮されて、必要な時間内に目的とする土壌を最適な温度まで容易に昇温することができる。しかも、目的とする深さは、耕耘具の回転爪によって掘り起こされたものであるため、地面を真上からマイクロ波で照射する場合のように、昇温深さに制限を受けることがなく、またマイクロ波放射器それ自体を地中に潜行させる場合のように、推進のために大きな動力も必要としない利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、この発明に係る土壌処理方法及び同方法に好適な農作業機の一実施形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２９】
本発明の実施に好適な農作業機の一実施形態の側面図が図１に、同農作業機の正面図が図２に、図１におけるIII−III線断面図が図３に、同農作業機の平面図が図４にそれぞれ示されている。
【００３０】
これらの図から明らかなように、この農作業機１００は、チャネル材やパイプ材等を四角形に組み合わせてなるベースフレーム１を主体として構成される。即ち、このベースフレーム１は、進行方向へ伸びる互いに平行な左右のサイドバー２，３と、進行方向と直交する方向へ伸びる前後のサイドバー４，５とを四角形状に組み上げて構成される。尚、１ａ，１ｂはベースフレーム１を補強するためのリブである。
【００３１】
ベースフレーム１を構成するフロントサイドバー４には、１本の上部リンク部材６と、２本の下部リンク部材７，８とが固定されている。これら３つのリンク部材６，７，８は、上部リンク部材６を頂点として、その下に左右のリンク部材７，８が配置する３点支持構造として構成されている。後に詳細に説明するように、これらのリンク部材６，７，８は、原動車として機能するトラクタのためのヒッチ部材として機能する。
【００３２】
ベースフレーム１を構成するフロントサイドバー４の左右両端部には、垂直下向きに延びる左右の脚部材９，１０が設けられ、それらの脚部材９，１０によって、定規輪１１，１２が回転自在に支持されている。
【００３３】
次に、耕耘部の構成について説明する。耕耘部は、所謂、サイドドライブ方式の駆動機構を採用している。即ち、当業者には良く知られているように、ベースフレーム１の中央部下方には、ギヤボックス１４が設けられる。このギヤボックス１４からは、左方向に延びる固定シャフト１５と、右方向へ延びる第２シャフト１６と、前方へ延びる第１シャフト１３とが設けられる。固定シャフト１５はギヤボックス１４と左サイドバー２との間にあって、回転しない。一方、第２シャフト１６は、ギヤボックス１４と右サイドバー３との間にあって回転自在に支承される。そして、原動車から第１シャフト１３に与えられる回転力は、ギヤボックス１４の作用によって、第２シャフト１６へと伝達される。固定シャフト１５は、その中間部をリブ１ａによって、支持され、第２シャフト１６はその中間部をリブ１ｂによって支持される。
【００３４】
図２に示されるように第２シャフト１６の下には、これと平行に第３シャフト１７が回転自在に設けられている。この第３シャフト１７は、その両端を、図示しない軸受を介して、左右のサイドバー２，３により支持されている。そして、第２シャフト１６から得られる回転力は、右サイドバーに取り付けられた回転伝達ユニット１８を介して、第３シャフト１７へと伝達される。尚、このようなサイドドライブ方式の駆動機構については、この種の農作業機において良く知られたものであるから、詳細な説明は省略する。
【００３５】
第３シャフト１７は、耕耘作業に供される回転爪１９を駆動する。即ち、第３シャフト１７の長手方向複数箇所には回転フランジを介して回転爪１９が固定される。回転爪１９の隣接間隔および取付個数については、目的とする耕耘幅並びに耕耘密度等を考慮して適宜に設定することができる。この例にあっては、第３シャフト１７の全長に対して、６個の回転爪１９が取り付けられている。尚、図では図面を複雑なものとしないために、その内の２本だけが代表的に示されている。
【００３６】
尚、長手方向の各取付位置を含む垂直面内において、何本の爪を取り付けるべきかは、回転爪１９の回転速度並びに対象となる圃場の性質（固さ、粘度等々）を考慮して決定すれば良い。この例にあっては、さほど固くもない圃場を対象としているため、回転爪１９の同一平面内における個数は１本とされている。このような構造を採用すれば、回転数をさほど低下させずとも、比較的荒くゆっくりと圃場を耕耘することができ、その結果、耕耘により生ずる土塊の大きさは比較的大きなものとして維持され、後述するように、空気のさほど混入しない誘電率の高い土塊を得ることができる。
【００３７】
また、図１に示される例にあっては、回転爪１９として適度のねじりが入った湾曲状の回転爪を示しているが、回転爪１９の形状としては、なた爪、普通爪、Ｌ型爪、花形爪、正逆転兼用爪等々公知の形状を適宜に採用することができる。
【００３８】
さらに、回転爪１９の長さ及び幅については目的とする耕耘深さ乃至処理深さを考慮して決定すれば良く、通常の圃場を想定した場合、その長さとしては、１０ｃｍ〜６０ｃｍ程度が採用される。
【００３９】
このように、この実施形態においては、耕耘具として、サイドドライブ方式により回転駆動される回転爪１９を備えたものが採用されている。尚、周知のように、この回転爪１９は、図１に示される状態において、反時計回りに回転する。
【００４０】
耕耘具２０の後段には、耕耘された土壌を整地するための整地具２１が設けられる。図示の整地具２１は、適度の重量を持たせて、地表をかきならすスクレーパとしての機能を有する。この整地具２１は鋳鉄或いはステンレス等の比較的重量の大なる金属素材で形成されており、その内面側（下面側）には、耕耘された盛り土と当接する第１案内面２２、第２案内面２３、及び第３案内面２４が設けられている。第１案内面２２は、後方へ向かうに従いなだらかに下方へ傾斜するものであり、第２案内面２３は、第１案内面よりさらに鋭く傾斜するものであり、第３案内面２４は、ほぼ水平状態に維持されている。
【００４１】
これにより回転爪１９によって掘り起こされた土塊は、第１案内面２２、第２案内面２３に案内されつつ、第３案内面２４と地表との間に潜り込み、これにより整地作業が為されることとなる。尚、第３案内面２４の後端には、下方に傾斜させたスクレーパプレート２４ａが配設され、これによって整地後の土壌が第２マイクロ波ユニット２７と干渉しないよう処置が施されている。
【００４２】
また、整地具２１は、シャフト支持部材１５ａ，１６ａに支持されたアーム２９，３０との間に配置されたダンパー３１，３２によって、耕耘後の土壌を整地しながら圧接することで耕耘後の土壌密度を高めている。
【００４３】
次に、本発明の要部の構成について説明する。本発明の農作業機にあっては、耕耘具２０による耕耘後、整地具２１による整地前の未だ土塊の残された土壌に対してマイクロ波を照射する為の第１のマイクロ波放射器が設けられる。このようなマイクロ波放射器を実現するためには、図１の例にあっては、第１マグネトロンユニット２６と第１マイクロ波放射ユニット２５とが採用される。第１マグネトロンユニット２６は、当業者には良く知られているように、マイクロ波発生源として機能する。
【００４４】
マグネトロンの励起電圧は、電源トランス４１と電源回路部４２から構成される電源供給部４０によって提供され、図４に示すように、マグネトロンユニットに対応した電源トランス４１と電源回路部４２が整備用ハンドル４０ａを設けた平板上に配設されている。図例では、６台のマグネトロンユニットに提供する電源供給部４０を前後２列に配設しており、これらはベースフレーム１の最上段に搭載される。尚、励起電圧生成の電力は、フロントサイドバー４に設けられたケーブルホルダ３３ａに支持されたケーブル３３を介して外部から供給される。
【００４５】
第１マイクロ波放射ユニット２５の詳細が図８に示されている。同図に示されるように、第１マイクロ波放射ユニット２５は、断面長方形状を有する所定長さの角筒状導波管部２５ｂと、この角筒状導波管部２５ｂの先端部に取り付けられる底の平坦な円形椀状放射部２５ａとから構成されている。角筒状導波管部２５ｂ並びに円形椀状放射部２５ａの素材としてはステンレス（ＳＵＳ）が使用される。角筒状導波管部２５ｂは幅Ｗ並びに高さＨからなる断面形状を有する。円形椀状放射部２５ａは深さＤ２を有し、且つ底部の平坦な椀状外形を有する。また、円形椀状放射部２５ａの直径は、角筒状導波管部２５ｂの幅Ｗよりも大径とされている。円形椀状放射部２５ａの内周の一部は角筒状導波管部２５ｂとの接続のために切り欠かれる。角筒状導波管部２５ｂの先端部は、接続対象となる椀状放射部２５ａの周側面の曲率に合わせて切断される。こうして予備加工された角筒状導波管部２５ｂと円形椀状放射部２５ａとは切り口を整合させて溶接により結合される。尚、図において、２５ｃは取付用ブラケットである。
【００４６】
こうして得られた第１マイクロ波放射ユニット２５によれば、導波管に沿って伝播されたマイクロ波を、導波管の先端部から直角方向に曲げて外部に放射することができ、しかも導波管先端で反射して戻るマイクロ波が極めて少なく、マイクロ波を効率良く放射することができる。尚、整地具２１を構成する上面板には、第１マイクロ波放射ユニット２５のマイクロ波放射部に対応して、円形孔が開口されており、この円形孔（孔自体は、好ましくは、マイクロ波の透過を妨げないテフロン（登録商標）板で塞がれている）を通して、マイクロ波は耕耘直後の未だ土塊を残した土壌に対して照射される。
【００４７】
このとき重要なことであるが、図６に示されるように、第１マイクロ波放射ユニット２５のマイクロ波放射部２５ａは、回転爪１９の先端１９ａの回転により生ずる軌跡円の外側にあって、且つその放射中心軸２５ｃは、回転軌跡円の０度〜９０度の範囲内（θ）に指向される。即ち、図６の例にあっては、マイクロ波放射部２５ａの中心軸２５ｃは、回転軌跡円のほぼ４５度の位置に向けて照射される。
【００４８】
このような構成を採用すると、図６に示されるように、回転爪１９の回転に連れて、地中より掘り起こされる土塊は、回転爪の回転速度が遅いこともあり、また土塊の適度の粘度によって、回転爪の上にへばりつくようにして、軌跡円上の０度〜９０度の範囲（θ）のいずれかの位置まで持ち上げられた後、地上へと自然落下する。このとき、マイクロ波放射部２５ａが図示の位置にあると、マイクロ波放射部から照射された強烈なマイクロ波は、回転爪の作用で持ち上げられた比較的大きな土塊の間近に位置するため、比較的短時間で、密度が高く、且つ誘電率の高い土塊に対してマイクロ波が照射されて、誘電加熱効果が効率よく発揮され、その結果土塊の温度を急激に目標となる温度まで上昇させることができる。
【００４９】
そして、このように、マイクロ波放射部２５ａを、回転爪先端１９ａが描く軌跡円の後部斜め上方に位置し、その放射部中心軸を軌跡円の円周上の０度〜９０度（θ）の範囲の領域に対して指向するようにすれば、耕耘部と整地部との間に距離が確保できない場合にも、回転爪を避けて、マイクロ波放射部を配置することができ、装置全体をコンパクトに構成できるという利点もある。
【００５０】
また、特に、この実施形態においては、耕耘部と整地部との間のみならず、さらにその後段の整地部に迄、別のマイクロ波放射器が設けられている。即ち、図１に示されるように、このような目的のために、第２マグネトロンユニット２８と第２マイクロ波放射ユニット２７とが設けられる。これらのユニットの基本的な構成については、図８を参照して先に説明されたものと全く同一である。
【００５１】
即ち、図６に模式的に示されるように、整地具２１を構成する第３案内面２４には、円形の開口が設けられており、この開口に合わせて、第２マイクロ波放射ユニット２７のマイクロ波放射部２７ａが位置決めされている。なお、この円孔についても、好ましくは、マイクロ波の透過を妨げることのないテフロン（登録商標）板により塞がれる。
【００５２】
その結果、第２マイクロ波放射ユニット２７のマイクロ波放射部２７ａから放射されたマイクロ波は、平坦に整地された土壌をその真上から照射する。その結果、第１マイクロ波放射ユニット２５からの放射により加熱状態にある土壌は、整地されて密度が高まった後、さらに第２マイクロ波放射ユニット２７のマイクロ波放射部から発せられるマイクロ波により照射される結果、それらの相乗効果によって、対象となる土壌の温度を一層効率良く加熱することができる。
【００５３】
即ち、第１マイクロ波放射ユニット２５によるマイクロ波照射は、比較的大きな土の塊に対して有効に作用するのに対し、第２マイクロ波放射ユニット２７からのマイクロ波照射は、それらの土塊が整地され、全体として均一に密度が高い状態でその真上から照射される結果、最終的に得られる土壌は、均一に高い温度に昇温され、これにより土壌に含まれる線虫の駆除或いは発芽促進作用等に有効に寄与するのである。
【００５４】
加えて、この実施形態の農作業機にあっては、第３のマイクロ波放射器として機能する２つのマイクロ波放射器７１ａ，８１ａが設けられている。これらのマイクロ波照射器７１ａ，８１ａは、回転爪１９の回転による土壌掻き上げにより生じた穴６０ｂの内部にもマイクロ波を照射するためのものであり、回転爪先端が描く軌跡円の前部斜め上方に位置するものである。それらのうちで、マイクロ波放射器７１ａの放射中心軸７３は下向きに指向され、マイクロ波放射器８１ａの放射中心軸８３は後方斜め下向きへと指向されている。
【００５５】
マイクロ波放射器７１ａを含むマイクロ波放射ユニット７１はマグネトロンユニット７２へと接続され、マイクロ波放射器８１ａを含むマイクロ波放射ユニット８１はマグネトロンユニット８２へと接続されている。これにより、マイクロ波放射器７１ａからほぼ垂直下向きに放射されるマイクロ波と、マイクロ波放射器８１ａから斜め後方下向きに放射されるマイクロ波によって、回転爪１９の回転による土壌掻き上げにより生じた穴６０ｂの表面に露出する深部の土壌に対して直接的にマイクロ波加熱が行われ、穴６０ｂの表面乃至表層に位置する土壌が集中的に昇温される。
【００５６】
一方、回転爪１９の回転による土壌掻き上げにより生じた穴６０ｂの内部には、農作業機の進行に連れて、回転爪１９により掻き上げられ、かつ第１及び第２のマイクロ波放射器２５ａ，２７ａによるマイクロ波放射で加熱された土壌が堆積されて埋められる。
【００５７】
すると、穴６０ｂの内部に堆積された土壌は、深部については第３のマイクロ波放射器７１ａ，８１ａにより加熱昇温されたものとなると共に、表層から深部へ至る部分については第１、第２のマイクロ波放射器２５ａ，２７ａにより加熱昇温されたものとなるため、深さ方向への均一な高温の温度分布が得られることとなる。
【００５８】
次に、本発明に係る農作業機の作用、即ち本発明の土壌消毒方法について説明する。図５に示されるように、以上説明した農作業機１００はトラクタなどの原動車２００によって牽引される。この牽引に際しては、先に説明した３つのリンク部材６，７，８を使用した３点支持構造が採用される。加えて、回転爪１９の回転速度は、原動車２００から与えられる可変の回転速度を、第１シャフト、第２シャフト、第３シャフトへと伝達することにより行われる。
【００５９】
このとき、第３シャフト１７の回転速度は、特に重要である。即ち、この第３シャフト１７の回転数が高すぎると、回転爪１９により掘り起こされる土壌は、細かな粉状乃至粒状の状態となり、地中の誘電率が著しく低下する。その結果、これにマイクロ波を照射しても、誘電加熱効果が有効に作用しなくなり、土壌の温度を目的とする高温にまで達成させることができない。そこで、この発明にあっては、原動車２００の側において、適宜手動で速度制御を行うことによって、農作業機１００に対して与える回転速度を、通常の耕耘時の回転速度よりも十分に低下させる。
【００６０】
即ち、一般にこの種の耕耘機によって、土壌を耕耘する場合、回転爪１９の回転速度は、１００回転／分以上とされるのに対し、本発明による土壌処理方法の場合、回転爪１９の回転速度は３０回転／分〜１００回転／分程度の範囲とされる。
【００６１】
このような低速回転で耕耘を行うと、耕耘対象となる土壌は、比較的大きな（例えば、５ｃｍ以上の直径）土塊を生成する。このような土塊は、元々の地層成分を残した極めて密度の高い土塊であるため、これにマイクロ波を照射した場合、誘電加熱効果は有効に作用し、短時間で昇温させることができる。
【００６２】
即ち、このような低速で回転爪１９を回転させながら、土壌６０を耕耘乃至耕起しつつ前進すると、回転爪１９の後段においては、回転爪１９にへばり付くようにして、比較的大きな土塊群６０ａが持ち上げられ、それが０度〜９０度の範囲で溢れ落ちる寸前に、それに近接して配設されたマイクロ波放射器２５ａから強烈なマイクロ波が照射され、土塊は効率良く加熱される。
【００６３】
こうして、マイクロ波放射器２５ａにより加熱昇温された土壌６０ａは、図６に示されるように、回転爪１９による掻き上げにより生じた穴６０ｂ内へと堆積され、さらに、この堆積層５０は、マイクロ波放射器２７ａから放射されるマイクロ波により重ねて加熱昇温される。
【００６４】
その結果、この農作業機による耕耘が完了された地層は、図６に示されるように、表面乃至表層が、第３のマイクロ波照射器（７１ａ，８１ａ）により、加熱昇温された耕耘前のもともとの地層６０の上に、全体的に、第１及び第２のマイクロ波照射器（２５ａ，２７ａ）により、加熱昇温された耕耘後の地層５０が堆積されたものとなり、その結果、深さ方向へ均一な高温を呈する温度分布が得られることとなる。
【００６５】
かくして、この農作業機が通過した後の圃場においては、もちろん、回転爪及びその後段の２台のマイクロ波放射器の左右の近接密度にもよるが、比較的均一且つ高温に土壌は加熱され、その結果、マイクロ波の照射によって土壌の消毒或いは作物の生育に適した環境を提供することが可能となるのである。
【００６６】
尚、このとき、マイクロ波の放射パワーとしては、例えば、幅２０ｃｍ当たり３ｋｗ〜６ｋｗ程度が好ましい。この程度のマイクロ波放射出力であれば、農作業機１００に搭載された電源トランス４１から容易に給電でき、この種の土壌処理を実現することが容易である。
【００６７】
最後に、本発明者等が行った実験の結果について、図７を参照して説明する。同図において横軸は回転爪１９の回転数、縦軸は土壌の温度を表している。図から明らかな様に、回転数が１００回転／分以下の場合、土壌の温度は線虫が死滅するのに十分な６０℃以上まで上昇し、土壌に含まれる線虫は高い率で死滅することが期待される。これに対し、回転爪１９の回転速度が１００回転／分を越えると土壌の温度は上がりにくくなり、マイクロ波による加熱が有効に機能しないことが解る。このため、線虫の死滅率も低下しているものと予想される。
【００６８】
一方、回転爪１９の回転数が３０回転／分以下の場合には、回転爪１９から受ける圧力が増加し、耕耘作業に支障をきたすことも解った。このようなことから、回転爪１９の回転数については３０回転／分〜１００回転／分の範囲が好ましいとの知見が得られた。尚、図７の例は、農作業機を２〜３ｍ／分程度の速度で走行させた場合の例である。
【００６９】
このように、本発明による農作業機並びに同農作業機を使用した土壌処理方法によれば、対象となる土壌を効率良く加熱することができ、しかも耕耘爪１９により耕耘しつつ土壌の消毒を行うため、耕耘前の土壌を真上からマイクロ波で照射するようにする場合の様に、加熱深さに制限を受けることがなく、また土中に潜行しつつマイクロ波を照射する場合のように、大なる推進力を必要としない等の利点がある。
【００７０】
尚、以上の実施形態においては本発明方法及び同方法を利用する農作業機として、原動車により牽引されるものを示したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、例えばキャタピラを備えて自走するタイプの農作業機等にも広く応用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明によれば、耕耘具による耕耘後、整地具による整地前の未だ土塊の残された土壌に対してマイクロ波を照射する構成のため、マイクロ波は密度の高い土壌、即ち空気が余り混入しない誘電率の高い土壌に対して照射されるため、誘電加熱効果が有効に発揮されて、必要な時間内に目的とする土壌を最適な温度にまで容易に昇温させることができる。しかも、目的とする深さは耕耘具の回転爪によって掘り起こされたものであるため、地面を真上からマイクロ波で照射する場合のように、昇温深さに制限を受けることなく、又、マイクロ波放射器それ自体を地中に潜行させる場合のように、推進のために大きな動力も必要としない利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る農作業機の側面図である。
【図２】本発明に係る農作業機の正面図である。
【図３】図１におけるIII−III線による断面図である。
【図４】本発明に係る農作業機の平面図である。
【図５】作業車に原動車を連結した状態を示す平面図である。
【図６】本発明による作用を示す説明図である。
【図７】回転数と土壌温度との関係を示すグラフである。
【図８】マイクロ波照射ユニットの構成図である。
【符号の説明】
【００７３】
１          ベースフレーム
１ａ，１ｂ  リブ
２          左サイドバー
３          右サイドバー
４          フロントサイドバー
５          リアサイドバー
６          上部リンク部材
７，８      下部リンク部材
９，１０    脚部材
１１，１２  定規輪
１３        第１シャフト
１４        ギヤボックス
１５        固定シャフト
１５ａ      シャフト支持部材
１６        第２シャフト
１６ａ      シャフト支持部材
１７        第３シャフト
１８        回転伝達ユニット
１９        回転爪
１９ａ      回転爪先端部
２０        耕耘具
２１        整地具
２２        第１案内面
２３        第２案内面
２４        第３案内面
２４ａ      スクレーパプレート
２５        第１マイクロ波放射ユニット
２５ａ      マイクロ波放射部
２５ｂ      導波管部
２５ｃ      取付用ブラケット
２６        第１マグネトロンユニット
２７        第２マイクロ波放射ユニット
２７ａ      マイクロ波放射部
２７ｂ      導波管部
２８        第２マグネトロンユニット
２９，３０  アーム
３１，３２  ダンパー
３３        ケーブル
３３ａ      ケーブルホルダ
４０        電源部
４０ａ      ハンドル
４１        電源トランス
４２        電源回路部
５０        土壌処理後の土壌（地層）
６０        処理前の土壌（地層）
６０ａ      土塊群
６０ｂ      穴
７１        マイクロ波放射ユニット
７１ａ      マイクロ波放射器（第３のマイクロ波放射器）
７２        マグネトロンユニット
７３        放射中心軸
８１        マイクロ波放射ユニット
８１ａ      マイクロ波放射器（第３のマイクロ波放射器）
８３        放射中心軸
１００      農作業機
２００      原動車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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