自動耕耘植付機
【課題】 植林作業前の耕耘作業及び植林作業を、連続的に行うことが可能な自動耕耘植付機を提供することを目的とする。
【解決手段】 自走式移動装置のアーム部に取り付けられて使用される自動耕耘植付機であって、前記アーム部に固定される固定フレーム（F）部と、前記固定フレーム部に対して昇降可能な植穴を掘削する一対のカッターバー付きオーガを回転可能に備えたオーガ部（O）と、前記固定フレームに対し前記オーガ部とは独立に昇降可能で、下端開口部（１２ｄ）に開閉可能な開閉手段（１８）を有する前記植穴に苗木を投入するためのプランティングチューブ（１２）とを有する。
【解決手段】 自走式移動装置のアーム部に取り付けられて使用される自動耕耘植付機であって、前記アーム部に固定される固定フレーム（F）部と、前記固定フレーム部に対して昇降可能な植穴を掘削する一対のカッターバー付きオーガを回転可能に備えたオーガ部（O）と、前記固定フレームに対し前記オーガ部とは独立に昇降可能で、下端開口部（１２ｄ）に開閉可能な開閉手段（１８）を有する前記植穴に苗木を投入するためのプランティングチューブ（１２）とを有する。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
近年、環境保護などの観点から、植林地に苗木を人工的に植える植林が行われるようになっている。この植林作業は、植林地に多数の植穴を掘削し、この植穴に苗木を投入した後、植穴を埋め戻し、展圧するという動作を繰り返し行うことにより、多数の苗木を植林していく。
【０００２】
これらの作業を、手作業で行うと、作業者の肉体的な負担が大きくなるため、植穴の掘削〜展圧までの作業を自動化した、自動耕耘植付機が提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
この特許文献１に開示された自動耕耘植付機は、空気コンベアから出力される空気圧によって苗木を植穴に案内する案内筒を有しており、この案内筒の先端には、植林地に植穴を掘削するための中空オーガが設けられている。
【０００４】
この中空オーガは、ねじ羽根が周設された逆円錐状の周壁を中心線方向に二分割したオーガであり、この二分割された中空オーガの周壁の半円形の上端縁中央部は、それぞれ、苗木案内筒の下端部に揺動自在に取り付けられている。
【０００５】
苗木の植付作業を行うときには、苗木案内筒をその中心軸周りに回転させながら、下方に駆動する。このとき、二分割された中空オーガは、閉じ状態にあり、苗木案内筒と一体となって、回転しながら下方に移動するため、植林地の地面がオーガによって掘削され、植穴が形成される。植穴を切削した後は、中空オーガを開き方向に駆動して、苗木案内筒の開口端を開放し、空気コンベアから出力される空気圧により苗木を植穴に送り込む。そして、苗木を送り込んだ後は、展圧板によって植穴を埋め戻し、展圧する。
【特許文献１】特開平９−２０１１３６号公報（第６図など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、植林した苗木の周りにこの苗木よりも大きな雑草が生えている場合、雑草により日光が遮断されるため、苗木の成長が妨げられるおそれがある。このため、特許文献１に記載の自動耕耘植付機によって植林する場合には、あらかじめ植林地の雑草を刈り、苗木に日光が当たりやすい環境を整えておく必要がある。
【０００７】
しかしながら、この自動苗木植付装置には、雑草を排除する機能が組み込まれていないため、植林の前作業として、雑草を根こそぎ排除する耕耘作業を行う必要があり、多大な労力を必要としていた。
【０００８】
そこで、本願発明は、植林作業前の耕耘作業及び植林作業を、連続的に行うことが可能な自動耕耘植付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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本願発明に係る自走式移動装置のアーム部に取り付けられて使用される自動耕耘植付機であって、前記アーム部に固定される固定フレーム部と、前記固定フレーム部に対して昇降可能な植穴を掘削する一対のカッターバー付きオーガを回転可能に備えたオーガ部と、前記固定フレームに対し前記オーガ部とは独立に昇降可能で、下端開口部に開閉可能な開閉手段を有する前記植穴に苗木を投入するためのプランティングチューブとを有することを特徴とする。
【００１０】
ここで、オーガ部を昇降させる第１の駆動手段と、前記一対のカッターバー付きオーガを回転させる第２の駆動手段と、前記プランティングチューブを昇降させる第３の駆動手段と、前記開閉手段を駆動する第４の駆動手段と、前記第１、第２、第３及び第４の駆動手段の駆動を制御する制御手段とを設け、前記制御手段に、プランティングチューブとの干渉を避けるオーガ待機位置に位置する前記オーガ部を回転させながら下方に移動させ、植林地下の堀削位置まで掘削する第１の動作と、前記堀削位置まで掘削した後、前記オーガ部を前記オーガ待機位置まで回転させながら上昇させて、停止する第２の動作と、該第２の動作によって前記オーガ部が前記オーガ待機位置に停止している状態において、前記オーガ待機位置よりも上方に位置する前記オーガ部との干渉を避けるプランティングチューブ待機位置にて待機している前記プランティングチューブを、堀削土中の苗木投入位置まで下降させる第３の動作と、前記苗木投入位置に前記プランティングチューブが位置する状態で、前記開閉手段を開き方向に駆動して、前記堀削土中に植付空間を形成する第４の動作と、該第４の動作によって形成された前記植付空間に、苗木が投入された後、前記プランティングチューブを前記プランティングチューブ待機位置まで上昇させる第５の動作と、該第５の動作が終了した後に、前記オーガ部を下降させ、前記カッターバーを前記堀削土に押し付けることにより、展圧する第６の動作とが行われるように前記第１、第２、第３及び第４の駆動手段を制御させるとよい。
【００１１】
また、前記プランティングチューブは、前記一対のカッターバー付きオーガの間に配置すると良い。
【００１２】
また、前記オーガ部に、前記第２の駆動手段を収容するボックスを設け、前記ボックスに、前記プランティングチューブに対して退避した退避形状部を形成すると良い。
さらに、前記第２の動作において、前記オーガ部を前記オーガ待機位置に停止さ
せるとき、前記制御手段を用いて、前記第一対のカッターバーが、前記一対のカッターバー付きオーガの各軸を結ぶ直線に対して、略４５度の角度で停止するように、前記第２の駆動手段を制御するとよい。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明によれば、一対のカッターバー付きオーガを回転させながら下降させることにより、植穴を形成するとともに植穴周辺の雑草を根こそぎ排除することができ、また、プランティングチューブを、オーガ部に対して独立して下降させることにより、植穴に苗木を投入することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を図面に示す実施例を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明による自動耕耘植付機は、例えば自走式の土木或いは建設用機器の一つであるバックホウ（ユンボ）等の可動アームの先端部に取り付けられて使用されるもので、該バックホウの可動アームを操作して自動耕耘植付機を苗の植付地面から上方の所定高さ位置に垂直姿勢に保持され、該バックホウの運転席からの操作により動作する。本実施例の自動耕耘植付機の駆動源は油圧を用いており、この油圧源は例えばバックホウに装備される油圧源を利用している。
【００１６】
本実施例による自動耕耘植付機の概略構成は、バックホウのアーム部材の先端に固定される固定フレーム部と、前記固定フレーム部に対して昇降可能な植穴を略平面視８の字状に堀削する一対のオーガを回転可能に備えたオーガ部と、前記固定フレームに対し前記オーガ部とは独立に昇降可能で、前記植穴に苗木を投入するためのプランティングチューブとを備えている。
【００１７】
一対のオーガは、中央に配したプランティングチューブの左右両側に配置され、上下方向に延びるオーガ軸の下端に、両端部が上方に折れ曲ると共に該オーガ軸を中心として互いに逆向きに捩じれた翼形に形成された略一文字のカッターバーが固定された構成としている。各オーガは、互いに反対方向に回転し、それぞれ所定方向に回転することにより、一対のカッターバーが地面を平面視略８の字形に掘り進み、植穴を掘る。その際、前記植穴にはカッターバーによる堀削土が柔らかな状態で残っており、そこに下端部が尖って閉塞状態のプランティングチューブを突き刺し、該閉塞状態の下端部を拡開すると堀削土が押し広げられて苗木の植付空間が確保される。
【００１８】
そして、プランティングチューブに苗木を送り込むと、苗木は重力落下により該植穴の植付空間に投入される。その後にプランティングチューブを引き上げると、苗木の回りを堀削土が埋めるがこれだけでは苗木をしっかりと植付できないので、一対のオーガを降下させてカッターバーにより苗木の周りの土を展圧するようにしている。
【００１９】
本実施の形態では、一対のオーガで植穴を平面視略8の字形状に形成することで、苗木の植付部分の両側を大きくカッターバーで堀削することになり、その際雑草を根こそぎ断ち切ってしまい、苗木の植付部分の周辺において雑草の繁殖を抑えることができる。
【００２０】
以下、本実施の形態の自動耕耘植付機の詳細な構成を図１〜図８に基づいて説明する。
【００２１】
図１は自動耕耘植付機を示し、(ａ)は側面図、(ｂ)は正面図、(ｃ)は背面図、(ｄ)は(ｂ)のＡ−Ａ矢視図、(ｅ)は上面視透視図である。図２は図１に示すギアボックスの上面カバープレートを取り外した状態でギア列を示す上面図である。図３はプランティングチューブの側面図を示し、(a)は先端開口部が閉じて尖った状態、(ｂ)は該先端開口部が開いた状態、(ｃ)はプランティングチューブを降下させて植穴内に突き刺す状態を図示している。図４は自動耕耘植付機の構造図であり、(a)は側面図、(ｂ)は上面図であり、(ｃ)は(a)の円で囲んだ部分を拡大した拡大図である。図５は、本実施例の自動耕耘植付機の機能ブロック図であり、図６は、本実施例の自動耕耘植付機の動作説明図であり、図７は本実施例の自動耕耘植付機の動作制御を示したフローチャートであり、このフローチャートに示す動作制御は図５に示す制御回路３０によって実行される。図８は、待機位置に待機しているときのオーガ１１の軸方向配置図である。
【００２２】
図１において、本実施の形態の自動耕耘植付機は、不図示のバックホウのアーム先端部に取り付けられる固定フレーム部Ｆと、固定フレーム部Ｆに対して昇降方向にガイドされるギアボックス１６を備えたオーガ部Ｏと、オーガ部Ｏを固定フレーム部Ｆに対して昇降駆動する左右一対のオーガ昇降シリンダ装置１４と、左右一対のオーガ昇降シリンダ装置１４の各シリンダ１４ａ、１４ａ間に差し渡されるようにして固定されたプランティングチューブ（以下Ｐチューブと略す）１２をＰチューブ昇降用シリンダ装置１７を介して吊持ち支持する取り付けブラケット３４と、を有している。ギアボックス１６からは上下方向に延びる一対のオーガ軸１１ｂがＰチューブ１２の両側に位置するように配置され、各オーガ軸１１ｂの下端にカッターバーが固定されている。
【００２３】
固定フレーム部Ｆは、水平方向に延びる上部取り付け板３３の背面側に上下方向に延びるガイドプレート１５を取り付けた構造で、上部取り付け板３３にオーガ昇降シリンダ装置１４の各シリンダ１４ａが固定され、これら一対のオーガ昇降シリンダ装置１４のロッド部材１４ｂの下端にギアボックス１６が固定されている。
【００２４】
したがって、一対のオーガ昇降シリンダ装置１４を駆動してロッド部材１４ｂを下方に移動させると、ギアボックス１６が降下する。その際、取り付けブラケット３４はオーガ昇降シリンダ装置１４のシリンダ１４ａに固定されているので、この取り付けブラケット３４に吊り持ち支持されているＰチューブ１２は降下することはない。
【００２５】
オーガ部Oは、上下方向に延びるオーガ軸１１aの下端に、両端部が上方に折れ曲ると共に該オーガ軸を中心として互いに逆向きに捩じれた翼形に形成された略一文字のカッターバー１１bが固定され、オーガ軸１１aの上端は、ギアボックス１６を貫通して、ギアボックス１６の上面から延出しており、オーガ軸１１aはギアボックス１６に回転可能に支持された構成となっている。また、ギアボックス１６の上面には、オーガ回転モータ１３が固定されており、このオーガ回転モータ１３の出力軸は、ギアボックス１６の中に延出している。ギアボックス１６の中には、オーガ回転モータ１３の駆動力をオーガ軸１１aに伝達するための伝達機構が設けられている。
【００２６】
この伝達機構は、図２に示すように、オーガ回転モータ１３の出力軸に設けられた出力ギア１３ａと、この出力ギア１３ａに噛み合う第１の伝達ギア１３ｂ、１３ｃと、この第１の伝達ギア１３ｂに噛み合う第２の伝達ギア１３ｄと、この第２の伝達ギア１３ｄに噛み合う一方のオーガ軸１１ａに設けられたオーガ駆動ギア１３ｆと、第１の伝達ギア１３ｃに噛み合う他方のオーガ軸１１ｂに設けられたオーガ駆動ギア１３eとから構成される。なお、図２の数字は、各ギアの歯数を示している。
【００２７】
このように、一対のオーガにオーガ回転モータ１３の駆動力を伝達する伝達ギアの数を、各オーガに応じて一段異ならせることにより、一対のオーガは、それぞれ反対方向に回転する。
【００２８】
オーガ１１の上端部には、オーガ１１と一体となって回転する回転板３２が固定されており、この回転板３２の縁には、切欠部３２ａが形成されており、この回転板３２の隣接した位置には、オーガ回転センサ２１及びオーガ停止センサ２２が設けられている。
【００２９】
オーガ回転センサ２１は、発光素子と受光素子とを有しており、発光素子から常時発せられて、回転板３２に入射した光のうち、切欠部３２a以外の部分に入射した光は、受光素子にて受光され、切欠部３２aで反射された光は、受光素子で受光されないようになっている。そして、この切欠部３２aにおける光の不検出をカウントすることにより、オーガ１１の回転速度を検出することができる。
【００３０】
また、オーガ停止センサ２２も、オーガ回転センサ２１と同様の構成になっており、切欠部３２ａにおける光の不検出によって、オーガ待機位置に停止したことを検出できるようになっている。
【００３１】
ここで、オーガ待機位置とは、図８に示すように、一対のオーガ回転軸１１aを結ぶ線に対して、各回転軸１１aの下端に固定されたカッターバー１１ｂが約４５°の角度を成した状態を意味している。
【００３２】
また、ギアボックス１６には、上下方向に延びるガイド溝部１６ｂが設けられており、このガイド溝部１６ｂに対して、ガイドプレート１５に設けられたガイド突起部１５ａが係合している。
【００３３】
オーガ昇降シリンダ装置１４は、シリンダ１４ａとこのシリンダ１４ａに対して進退可能なロッド部材１４ｂとを有して構成されており、シリンダ１４ａの上端部は上部取り付け板３３を介してフレーム１５に固定されており、下端部はブラケット３４に固定されており、ロッド部材１４ｂの先端部は、ギアボックス１６の側面に取り付けられている。
【００３４】
したがって、オーガ昇降シリンダ装置１４を駆動して、そのロッド部材１４ｂを固定状態にあるシリンダ１４ａに対して伸長及び短縮させることにより、ギアボックス１６及びオーガ１１を一体として上下方向に駆動することができる。
【００３５】
フレーム１５には、オーガ１１の上下方向の駆動範囲を制限するための、オーガ上昇センサ１９及びオーガ下降センサ２０が設けられている。オーガ１１とともに上下方向に動くギアボックス１６に設けられた凸部１６ｂにオーガ上昇（下降）センサ１９(２０)のスイッチ切片が乗り上げると、駆動端に達したことを示す駆動停止信号が各センサ１９、２０から出力され、オーガ昇降シリンダ装置１４による駆動が停止される。
【００３６】
ブラケット３４によってＰチューブ昇降用シリンダ装置１７を介して吊り持ち支持されるＰチューブ１２は、ギアボックス１６の切り欠き部１６aを通って、昇降方向に延びており、一対のオーガ軸１１ａ及びＰチューブ１２は、オーガ軸直交方向において並設されている。このように、ギアボックス１６に切り欠き部１６ａを設けて、一対のオーガ軸１１ａ及びＰチューブ１２をオーガ軸直交方向に一直線上に配置することにより、平面視８の字状に形成される植穴の中央にＰチューブ１２から排出される苗木を投入することができる。これにより、苗木の植付部分の周辺において雑草の繁殖を抑えることができ、苗木が育ちやすい環境を整備することができる。
【００３７】
Ｐチューブ昇降用シリンダ装置１７は、シリンダ１７ａとこのシリンダ１７ａに対して進退可能なロッド部材１７ｂとを有して構成されており、シリンダ１７ａの上部は、図４（ｂ）に図示するように、ブラケット３４に対して固定されており、下部はＰチューブ１２の外周面に上下方向に移動可能に係合しているガイドリング１２ａ（図３参照）に固定されている。図１に示すように、このガイドリング１２ａには、ガイド腕部３５が設けられており、このガイド腕部３５は、オーガ１１のオーガ軸１１ａに対して上下方向に移動可能に係合している。
【００３８】
ロッド部材１７ｂの先端部は、Ｐチューブ１２に固定された固定リング１２ｂに取り付けられている。上述の構成によれば、ロッド部材１７ｂを伸長及び短縮させることにより、Ｐチューブ１２を固定状態にあるシリンダ１７ａに対して、ガイドリング１２ａにガイドさせながら昇降させることができる。
【００３９】
また、このガイドリング１２ａから延びるガイド腕部３５を、オーガ軸１１ａに係合させることにより、ガイドリング１２ａの姿勢が安定するため、Ｐチューブ１２をガイドリング１２ａによって確実にガイドすることができる。
【００４０】
Ｐチューブ１２の先端部には、円錐を二分割した半円錐形状の中空開口部１２ｄが形成されており、この中空開口部１２ｄに対して、中空開口部１２ｄと略同形状に構成された中空開閉部２７を開閉させることにより、中空開口部１２ｄの開閉状態を切り替えることができるようになっている。
【００４１】
中空開閉部２７を開閉駆動するチューブ開閉機構１８は、Ｐチューブ１２に固定されたＰチューブ１２の径方向外側に延びる固定リング１２ｃの先端部に設けられたシリンダ回転軸１２１ｃに回転可能な状態で吊り持ち支持される開閉シリンダ１８ａと、この開閉シリンダ１８ａに対して進退可能なロッド部材１８ｂと、ロッド部材１８ｂの先端部に回動可能に取り付けられた腕部材１８ｃとを有しており、この腕部材１８ｃは、Ｐチューブ１２に設けられた腕部材回転軸１２ｅに回転可能に支持され、腕部材１８ｃの先端部には、中空開閉部２７が固定されている。
【００４２】
図３(ａ)に図示するように、ロッド部材１８ｂが開閉シリンダ１８ａに対して短縮状態にあるとき、開閉シリンダ１８ａは上下方向に延びており、腕部材１８ｃは水平方向に対して右上方に傾いた姿勢となっており、中空開閉部２７は中空開口部１２ｄを閉じた状態となっている。
【００４３】
この図３(ａ)に図示する状態において、ロッド部材１８ｂを伸長すると、図３(ｂ)に図示するように、開閉シリンダ１８ａがシリンダ回転軸１２１ｃを回転軸として、時計周り反対方向に少しだけ回転するとともに、右斜め上方に傾いた状態にある腕部材１８ｃが、水平姿勢となる位置まで腕部材回転軸１２ｅを回転軸として時計回り方向に回転し、その結果、中空開閉部２７が開方向に駆動されて開き状態となる。
【００４４】
Ｐチューブ１２に固定された固定リング１２ｂには、光電スイッチ式のチューブ貫入センサ２３が設けられており、このチューブ貫入センサ２３は、待機位置に位置するＰチューブ１２が、堀削土に所定量進入した苗木投入位置まで下降しときにオンするようになっており、このチューブ貫入センサ２３がオンすることにより、Ｐチューブ昇降用シリンダ装置１７の駆動が停止されるとともに、チューブ開閉機構１８を構成するロッド部材１８ｂが伸長方向に駆動されて、中空開閉部２７が開き状態となる。
【００４５】
さらに、この固定リング１２ｂには、チューブ開閉センサ２５及び苗木通過センサ２６が取り付けられており、チューブ開閉センサ２５によって、中空開閉部２７の開閉状態が検出され、苗木通過センサ２６によって、Ｐチューブ１２の後端開口部から送り込まれた苗木が中空開口部１２ｄから排出されたことを検出できるようになっている。
【００４６】
また、ガイドリング１２ａには、リミットスイッチ式のＰチューブ上昇センサ２４が設けられており、このＰチューブ上昇センサ２４は、苗木投入位置において苗木投入を完了したＰチューブ１２が、チューブ待機位置まで上昇したときにオンするようになっている。このＰチューブ上昇センサ２４がオンすると、Ｐチューブ昇降用シリンダ装置１７によるＰチューブ１２の駆動が停止され、Ｐチューブ１２は、チューブ待機位置に停止する。
【００４７】
次に、図５、図６、図７及び図８を参照して、本実施例の自動耕耘植付機の動作について説明する。
【００４８】
まず、初期状態において、オーガ昇降シリンダ装置１４及びＰチューブ昇降用シリンダ装置１７は、短縮状態にあり、オーガ１１及びＰチューブ１２は、それぞれ植林地上方のオーガ待機位置及びチューブ待機位置で待機している（図６(ａ)参照）。
【００４９】
ここで、オーガ待機位置とは、図８に示すように、オーガ軸１１ａに設けられた一対のカッターバー１１ｂが、一対のオーガ軸１１ａを結ぶ点線１０１に対して４５°の角度をなした状態を意味している。また、チューブ待機位置で待機しているＰチューブ１２は、一対のカッターバー１１ｂよりも上方に位置しており、Ｐチューブ１２の先端開口部１２ｄは、開き状態に設定されている。
【００５０】
なお、電源投入時において（ステップＳ１０１）、オーガ１１及びＰチューブ１２が、各待機位置よりも下方に位置している場合は（ステップＳ１０２）、オーガ昇降シリンダ装置１４及びＰチューブ昇降用シリンダ装置１７を短縮方向に駆動して、各待機位置に戻す（ステップＳ１０３）。
【００５１】
オーガ１１がオーガ待機位置に待機している状態で、自動耕耘植付機に耕耘及び植付動作を指示する自動耕耘植付機駆動スイッチをオンすると、オーガ回転モータ１３の駆動力が伝達ギア１３b〜１３eを介して伝達され、各オーガ１１は、互いに反対方向に回転し、それぞれ所定方向に回転動作を開始する。また、この時、オーガ昇降シリンダ装置１４のロッド部材１４ｂを下方に駆動することにより、オーガ軸１１aがガイド腕部３５にガイドされた状態で、ギアボックス１６及びオーガ１１は、一体となって下方に移動する（ステップＳ１０４）。
【００５２】
そして、一対のオーガ１１が植林地の地面に達すると、図２に点線で示すように、回転しながら下降するカッターバー１１ｂの堀削作用により、平面視８の字状の植穴が形成されるとともに、苗木の植付部分の周辺に生えている雑草が根こそぎ断ち切られる（図６(ｂ)参照）。なお、雑草が根こそぎ断ち切られた状態において、植穴には堀削土が軟らかな状態で残っている。
【００５３】
オーガ１１が植穴を形成しながら所定量下降し、下側の駆動端に達したことを示す信号がオーガ下降センサ２０から出力される（ステップＳ１０５）と、オーガ昇降シリンダ装置１４のロッド部材１４ｂを短縮方向に駆動して、植穴内に位置するオーガ１１を上方へ退避させる（図６(ｃ)参照、ステップＳ１０６）。なお、この退避動作の際、オーガ回転モータ１３の駆動は維持されているため、オーガ１１は、回転しながら上方に退避する。
【００５４】
植穴内から退避したオーガ１１がオーガ待機位置に対応する高さにまで上昇したことを、オーガ上昇センサ１９が検知すると（ステップＳ１０７）、オーガ昇降シリンダ装置１４及びオーガ回転モータ１３の駆動を停止する（ステップＳ１０８）。なお、オーガ回転モータ１３を停止した後、オーガ１１は、慣性力により回転動作を継続する。したがって、オーガ１１を図８に示すオーガ待機位置に停止させるためには、オーガ回転モータ１３停止後の慣性力による回転量をも考慮して、オーガ回転モータ１３の停止タイミングを制御する。
【００５５】
そして、オーガ停止センサ２２により、オーガ１１がオーガ待機位置に停止したことが検知された場合（ステップＳ１０９）、チューブ開閉機構１８のロッド部材１８ｂを短縮方向に駆動して、中空開閉部２７を閉じ方向に駆動する（ステップS１１０）。
【００５６】
中空開閉部２７が閉じ方向に駆動され、チューブ開閉センサ２５からの出力信号によって、Ｐチューブ１２の中空開口部１２ｄが閉じ状態にあると判定された場合（ステップＳ１１１、図６(ｄ)参照）、Ｐチューブ昇降用シリンダ装置１７を駆動して、チューブ待機位置に待機しているＰチューブ１２を下降させる（ステップＳ１１２、図６(ｅ)参照）。このとき、オーガ１1の下端部に設けられた各カッターバー１１ｂは、図８に示すように、オーガ待機位置、すなわち、点線１０１に対して４５°の角度を成した状態で停止しており、この状態でＰチューブ昇降用シリンダ装置１７を駆動することにより、Pチューブ１２を一対のカッターバー１１ｂに干渉させることなく、下降させることができる。
【００５７】
こうして、植穴に柔らかな状態で残っている堀削土に、中空開口部１２ｄを閉じて、先端尖り状態にあるPチューブ１２が所定量突き刺さると、チューブ貫入センサ２３から苗木投入位置に達したことを示す信号が出力され（ステップＳ１１３）、Pチューブ昇降用シリンダ装置１７によるPチューブ１２の下降動作が停止される。Pチューブ１２が下降動作を停止した状態で、開閉シリンダ１８aを伸長方向に駆動すると、これに応じて開き方向に駆動される中空開閉部２７によって、堀削土が押し広げられ、苗木の植付空間が確保される（ステップＳ１１４）。
【００５８】
チューブ開閉センサ２５から中空開口部１２ｄが開き状態に設定されたことを示す信号が出力されると（ステップＳ１１５）、Ｐチューブ１２の後端開口部から圧縮空気によって苗木が送り込まれ、この苗木は、重力落下により中空開閉部２７によって押し広げられた植付空間に投入される（ステップＳ１１６、図６(ｇ)参照）。
【００５９】
苗木がＰチューブ１２を通って植付空間に排出されたことを、苗木通過センサ２６が検知すると（ステップＳ１１７）、Ｐチューブ昇降用シリンダ装置１７を短縮方向に駆動して、植付空間に位置するＰチューブ１２を上方へ退避させる（ステップＳ１１８、図６(ｈ)参照）。
【００６０】
この上方に退避したＰチューブ１２がチューブ待機位置まで上昇したことを、チューブ上昇センサ２４が検知すると（ステップＳ１１９）、オーガ昇降シリンダ装置１４を伸長方向に駆動して、オーガ待機位置にて待機している一対のオーガ１１をオーガ軸１１a周りに回転させることなく、下降させる（ステップＳ１２０）。
【００６１】
オーガ１１が下降すると、植穴内に柔らかな状態で残っている堀削土に一対のカッターバー１１ｂが押圧され、展圧される（図６(ｉ)参照）。オーガ１１が下側駆動端に達したことが検知された場合（ステップS１２１）、オーガ昇降シリンダ装置１４のロッド部材１４ｂを短縮方向に駆動して、オーガ１１を上昇させ（ステップS１２２）、オーガ待機位置にて(ステップS１２３)停止させる。
【００６２】
このように、本実施例の自動耕耘植付機によれば、オーガ１１を回転させながら下降させるだけで、植穴を形成しながら、苗木周辺の雑草を根こそぎ排除することができる。これにより、作業負担が軽減され、少ない労力で雑草排除と苗木の植付作業を連続的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】自動植付き機の全体構成図
【図２】ギアボックスの断面図
【図３】Ｐチューブの動作説明図
【図４】センサの配置図
【図５】自動耕耘植付機の機能ブロック図
【図６ａ】自動耕耘植付機の動作説明図
【図６ｂ】自動耕耘植付機の動作説明図
【図７ａ】自動耕耘植付機の動作制御を示したフローチャート
【図７ｂ】自動耕耘植付機の動作制御を示したフローチャート
【図８】Ｐチューブを下方に駆動するときの、オーガの配置図
【符号の説明】
【００６４】
１１ オーガ
１２ Ｐチューブ
１３ オーガ駆動モータ
１４ オーガ昇降シリンダ
１５ フレーム
１６ ギアボックス
１７ チューブ駆動シリンダ
１８ チューブ開閉機構
１９ オーガ上昇センサ
２０ オーガ下降センサ
２１ オーガ回転センサ
２２ オーガ停止センサ
２３ チューブ貫入センサ
２４ チューブ上昇センサ
２５ チューブ開閉センサ
２６ 苗木通過センサ
３０ 制御回路
３２ 回転板
３３ 上部取り付け板
３４ ブラケット
３５ ガイド腕部
【背景技術】
【０００１】
近年、環境保護などの観点から、植林地に苗木を人工的に植える植林が行われるようになっている。この植林作業は、植林地に多数の植穴を掘削し、この植穴に苗木を投入した後、植穴を埋め戻し、展圧するという動作を繰り返し行うことにより、多数の苗木を植林していく。
【０００２】
これらの作業を、手作業で行うと、作業者の肉体的な負担が大きくなるため、植穴の掘削〜展圧までの作業を自動化した、自動耕耘植付機が提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
この特許文献１に開示された自動耕耘植付機は、空気コンベアから出力される空気圧によって苗木を植穴に案内する案内筒を有しており、この案内筒の先端には、植林地に植穴を掘削するための中空オーガが設けられている。
【０００４】
この中空オーガは、ねじ羽根が周設された逆円錐状の周壁を中心線方向に二分割したオーガであり、この二分割された中空オーガの周壁の半円形の上端縁中央部は、それぞれ、苗木案内筒の下端部に揺動自在に取り付けられている。
【０００５】
苗木の植付作業を行うときには、苗木案内筒をその中心軸周りに回転させながら、下方に駆動する。このとき、二分割された中空オーガは、閉じ状態にあり、苗木案内筒と一体となって、回転しながら下方に移動するため、植林地の地面がオーガによって掘削され、植穴が形成される。植穴を切削した後は、中空オーガを開き方向に駆動して、苗木案内筒の開口端を開放し、空気コンベアから出力される空気圧により苗木を植穴に送り込む。そして、苗木を送り込んだ後は、展圧板によって植穴を埋め戻し、展圧する。
【特許文献１】特開平９−２０１１３６号公報（第６図など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、植林した苗木の周りにこの苗木よりも大きな雑草が生えている場合、雑草により日光が遮断されるため、苗木の成長が妨げられるおそれがある。このため、特許文献１に記載の自動耕耘植付機によって植林する場合には、あらかじめ植林地の雑草を刈り、苗木に日光が当たりやすい環境を整えておく必要がある。
【０００７】
しかしながら、この自動苗木植付装置には、雑草を排除する機能が組み込まれていないため、植林の前作業として、雑草を根こそぎ排除する耕耘作業を行う必要があり、多大な労力を必要としていた。
【０００８】
そこで、本願発明は、植林作業前の耕耘作業及び植林作業を、連続的に行うことが可能な自動耕耘植付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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本願発明に係る自走式移動装置のアーム部に取り付けられて使用される自動耕耘植付機であって、前記アーム部に固定される固定フレーム部と、前記固定フレーム部に対して昇降可能な植穴を掘削する一対のカッターバー付きオーガを回転可能に備えたオーガ部と、前記固定フレームに対し前記オーガ部とは独立に昇降可能で、下端開口部に開閉可能な開閉手段を有する前記植穴に苗木を投入するためのプランティングチューブとを有することを特徴とする。
【００１０】
ここで、オーガ部を昇降させる第１の駆動手段と、前記一対のカッターバー付きオーガを回転させる第２の駆動手段と、前記プランティングチューブを昇降させる第３の駆動手段と、前記開閉手段を駆動する第４の駆動手段と、前記第１、第２、第３及び第４の駆動手段の駆動を制御する制御手段とを設け、前記制御手段に、プランティングチューブとの干渉を避けるオーガ待機位置に位置する前記オーガ部を回転させながら下方に移動させ、植林地下の堀削位置まで掘削する第１の動作と、前記堀削位置まで掘削した後、前記オーガ部を前記オーガ待機位置まで回転させながら上昇させて、停止する第２の動作と、該第２の動作によって前記オーガ部が前記オーガ待機位置に停止している状態において、前記オーガ待機位置よりも上方に位置する前記オーガ部との干渉を避けるプランティングチューブ待機位置にて待機している前記プランティングチューブを、堀削土中の苗木投入位置まで下降させる第３の動作と、前記苗木投入位置に前記プランティングチューブが位置する状態で、前記開閉手段を開き方向に駆動して、前記堀削土中に植付空間を形成する第４の動作と、該第４の動作によって形成された前記植付空間に、苗木が投入された後、前記プランティングチューブを前記プランティングチューブ待機位置まで上昇させる第５の動作と、該第５の動作が終了した後に、前記オーガ部を下降させ、前記カッターバーを前記堀削土に押し付けることにより、展圧する第６の動作とが行われるように前記第１、第２、第３及び第４の駆動手段を制御させるとよい。
【００１１】
また、前記プランティングチューブは、前記一対のカッターバー付きオーガの間に配置すると良い。
【００１２】
また、前記オーガ部に、前記第２の駆動手段を収容するボックスを設け、前記ボックスに、前記プランティングチューブに対して退避した退避形状部を形成すると良い。
さらに、前記第２の動作において、前記オーガ部を前記オーガ待機位置に停止さ
せるとき、前記制御手段を用いて、前記第一対のカッターバーが、前記一対のカッターバー付きオーガの各軸を結ぶ直線に対して、略４５度の角度で停止するように、前記第２の駆動手段を制御するとよい。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明によれば、一対のカッターバー付きオーガを回転させながら下降させることにより、植穴を形成するとともに植穴周辺の雑草を根こそぎ排除することができ、また、プランティングチューブを、オーガ部に対して独立して下降させることにより、植穴に苗木を投入することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を図面に示す実施例を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明による自動耕耘植付機は、例えば自走式の土木或いは建設用機器の一つであるバックホウ（ユンボ）等の可動アームの先端部に取り付けられて使用されるもので、該バックホウの可動アームを操作して自動耕耘植付機を苗の植付地面から上方の所定高さ位置に垂直姿勢に保持され、該バックホウの運転席からの操作により動作する。本実施例の自動耕耘植付機の駆動源は油圧を用いており、この油圧源は例えばバックホウに装備される油圧源を利用している。
【００１６】
本実施例による自動耕耘植付機の概略構成は、バックホウのアーム部材の先端に固定される固定フレーム部と、前記固定フレーム部に対して昇降可能な植穴を略平面視８の字状に堀削する一対のオーガを回転可能に備えたオーガ部と、前記固定フレームに対し前記オーガ部とは独立に昇降可能で、前記植穴に苗木を投入するためのプランティングチューブとを備えている。
【００１７】
一対のオーガは、中央に配したプランティングチューブの左右両側に配置され、上下方向に延びるオーガ軸の下端に、両端部が上方に折れ曲ると共に該オーガ軸を中心として互いに逆向きに捩じれた翼形に形成された略一文字のカッターバーが固定された構成としている。各オーガは、互いに反対方向に回転し、それぞれ所定方向に回転することにより、一対のカッターバーが地面を平面視略８の字形に掘り進み、植穴を掘る。その際、前記植穴にはカッターバーによる堀削土が柔らかな状態で残っており、そこに下端部が尖って閉塞状態のプランティングチューブを突き刺し、該閉塞状態の下端部を拡開すると堀削土が押し広げられて苗木の植付空間が確保される。
【００１８】
そして、プランティングチューブに苗木を送り込むと、苗木は重力落下により該植穴の植付空間に投入される。その後にプランティングチューブを引き上げると、苗木の回りを堀削土が埋めるがこれだけでは苗木をしっかりと植付できないので、一対のオーガを降下させてカッターバーにより苗木の周りの土を展圧するようにしている。
【００１９】
本実施の形態では、一対のオーガで植穴を平面視略8の字形状に形成することで、苗木の植付部分の両側を大きくカッターバーで堀削することになり、その際雑草を根こそぎ断ち切ってしまい、苗木の植付部分の周辺において雑草の繁殖を抑えることができる。
【００２０】
以下、本実施の形態の自動耕耘植付機の詳細な構成を図１〜図８に基づいて説明する。
【００２１】
図１は自動耕耘植付機を示し、(ａ)は側面図、(ｂ)は正面図、(ｃ)は背面図、(ｄ)は(ｂ)のＡ−Ａ矢視図、(ｅ)は上面視透視図である。図２は図１に示すギアボックスの上面カバープレートを取り外した状態でギア列を示す上面図である。図３はプランティングチューブの側面図を示し、(a)は先端開口部が閉じて尖った状態、(ｂ)は該先端開口部が開いた状態、(ｃ)はプランティングチューブを降下させて植穴内に突き刺す状態を図示している。図４は自動耕耘植付機の構造図であり、(a)は側面図、(ｂ)は上面図であり、(ｃ)は(a)の円で囲んだ部分を拡大した拡大図である。図５は、本実施例の自動耕耘植付機の機能ブロック図であり、図６は、本実施例の自動耕耘植付機の動作説明図であり、図７は本実施例の自動耕耘植付機の動作制御を示したフローチャートであり、このフローチャートに示す動作制御は図５に示す制御回路３０によって実行される。図８は、待機位置に待機しているときのオーガ１１の軸方向配置図である。
【００２２】
図１において、本実施の形態の自動耕耘植付機は、不図示のバックホウのアーム先端部に取り付けられる固定フレーム部Ｆと、固定フレーム部Ｆに対して昇降方向にガイドされるギアボックス１６を備えたオーガ部Ｏと、オーガ部Ｏを固定フレーム部Ｆに対して昇降駆動する左右一対のオーガ昇降シリンダ装置１４と、左右一対のオーガ昇降シリンダ装置１４の各シリンダ１４ａ、１４ａ間に差し渡されるようにして固定されたプランティングチューブ（以下Ｐチューブと略す）１２をＰチューブ昇降用シリンダ装置１７を介して吊持ち支持する取り付けブラケット３４と、を有している。ギアボックス１６からは上下方向に延びる一対のオーガ軸１１ｂがＰチューブ１２の両側に位置するように配置され、各オーガ軸１１ｂの下端にカッターバーが固定されている。
【００２３】
固定フレーム部Ｆは、水平方向に延びる上部取り付け板３３の背面側に上下方向に延びるガイドプレート１５を取り付けた構造で、上部取り付け板３３にオーガ昇降シリンダ装置１４の各シリンダ１４ａが固定され、これら一対のオーガ昇降シリンダ装置１４のロッド部材１４ｂの下端にギアボックス１６が固定されている。
【００２４】
したがって、一対のオーガ昇降シリンダ装置１４を駆動してロッド部材１４ｂを下方に移動させると、ギアボックス１６が降下する。その際、取り付けブラケット３４はオーガ昇降シリンダ装置１４のシリンダ１４ａに固定されているので、この取り付けブラケット３４に吊り持ち支持されているＰチューブ１２は降下することはない。
【００２５】
オーガ部Oは、上下方向に延びるオーガ軸１１aの下端に、両端部が上方に折れ曲ると共に該オーガ軸を中心として互いに逆向きに捩じれた翼形に形成された略一文字のカッターバー１１bが固定され、オーガ軸１１aの上端は、ギアボックス１６を貫通して、ギアボックス１６の上面から延出しており、オーガ軸１１aはギアボックス１６に回転可能に支持された構成となっている。また、ギアボックス１６の上面には、オーガ回転モータ１３が固定されており、このオーガ回転モータ１３の出力軸は、ギアボックス１６の中に延出している。ギアボックス１６の中には、オーガ回転モータ１３の駆動力をオーガ軸１１aに伝達するための伝達機構が設けられている。
【００２６】
この伝達機構は、図２に示すように、オーガ回転モータ１３の出力軸に設けられた出力ギア１３ａと、この出力ギア１３ａに噛み合う第１の伝達ギア１３ｂ、１３ｃと、この第１の伝達ギア１３ｂに噛み合う第２の伝達ギア１３ｄと、この第２の伝達ギア１３ｄに噛み合う一方のオーガ軸１１ａに設けられたオーガ駆動ギア１３ｆと、第１の伝達ギア１３ｃに噛み合う他方のオーガ軸１１ｂに設けられたオーガ駆動ギア１３eとから構成される。なお、図２の数字は、各ギアの歯数を示している。
【００２７】
このように、一対のオーガにオーガ回転モータ１３の駆動力を伝達する伝達ギアの数を、各オーガに応じて一段異ならせることにより、一対のオーガは、それぞれ反対方向に回転する。
【００２８】
オーガ１１の上端部には、オーガ１１と一体となって回転する回転板３２が固定されており、この回転板３２の縁には、切欠部３２ａが形成されており、この回転板３２の隣接した位置には、オーガ回転センサ２１及びオーガ停止センサ２２が設けられている。
【００２９】
オーガ回転センサ２１は、発光素子と受光素子とを有しており、発光素子から常時発せられて、回転板３２に入射した光のうち、切欠部３２a以外の部分に入射した光は、受光素子にて受光され、切欠部３２aで反射された光は、受光素子で受光されないようになっている。そして、この切欠部３２aにおける光の不検出をカウントすることにより、オーガ１１の回転速度を検出することができる。
【００３０】
また、オーガ停止センサ２２も、オーガ回転センサ２１と同様の構成になっており、切欠部３２ａにおける光の不検出によって、オーガ待機位置に停止したことを検出できるようになっている。
【００３１】
ここで、オーガ待機位置とは、図８に示すように、一対のオーガ回転軸１１aを結ぶ線に対して、各回転軸１１aの下端に固定されたカッターバー１１ｂが約４５°の角度を成した状態を意味している。
【００３２】
また、ギアボックス１６には、上下方向に延びるガイド溝部１６ｂが設けられており、このガイド溝部１６ｂに対して、ガイドプレート１５に設けられたガイド突起部１５ａが係合している。
【００３３】
オーガ昇降シリンダ装置１４は、シリンダ１４ａとこのシリンダ１４ａに対して進退可能なロッド部材１４ｂとを有して構成されており、シリンダ１４ａの上端部は上部取り付け板３３を介してフレーム１５に固定されており、下端部はブラケット３４に固定されており、ロッド部材１４ｂの先端部は、ギアボックス１６の側面に取り付けられている。
【００３４】
したがって、オーガ昇降シリンダ装置１４を駆動して、そのロッド部材１４ｂを固定状態にあるシリンダ１４ａに対して伸長及び短縮させることにより、ギアボックス１６及びオーガ１１を一体として上下方向に駆動することができる。
【００３５】
フレーム１５には、オーガ１１の上下方向の駆動範囲を制限するための、オーガ上昇センサ１９及びオーガ下降センサ２０が設けられている。オーガ１１とともに上下方向に動くギアボックス１６に設けられた凸部１６ｂにオーガ上昇（下降）センサ１９(２０)のスイッチ切片が乗り上げると、駆動端に達したことを示す駆動停止信号が各センサ１９、２０から出力され、オーガ昇降シリンダ装置１４による駆動が停止される。
【００３６】
ブラケット３４によってＰチューブ昇降用シリンダ装置１７を介して吊り持ち支持されるＰチューブ１２は、ギアボックス１６の切り欠き部１６aを通って、昇降方向に延びており、一対のオーガ軸１１ａ及びＰチューブ１２は、オーガ軸直交方向において並設されている。このように、ギアボックス１６に切り欠き部１６ａを設けて、一対のオーガ軸１１ａ及びＰチューブ１２をオーガ軸直交方向に一直線上に配置することにより、平面視８の字状に形成される植穴の中央にＰチューブ１２から排出される苗木を投入することができる。これにより、苗木の植付部分の周辺において雑草の繁殖を抑えることができ、苗木が育ちやすい環境を整備することができる。
【００３７】
Ｐチューブ昇降用シリンダ装置１７は、シリンダ１７ａとこのシリンダ１７ａに対して進退可能なロッド部材１７ｂとを有して構成されており、シリンダ１７ａの上部は、図４（ｂ）に図示するように、ブラケット３４に対して固定されており、下部はＰチューブ１２の外周面に上下方向に移動可能に係合しているガイドリング１２ａ（図３参照）に固定されている。図１に示すように、このガイドリング１２ａには、ガイド腕部３５が設けられており、このガイド腕部３５は、オーガ１１のオーガ軸１１ａに対して上下方向に移動可能に係合している。
【００３８】
ロッド部材１７ｂの先端部は、Ｐチューブ１２に固定された固定リング１２ｂに取り付けられている。上述の構成によれば、ロッド部材１７ｂを伸長及び短縮させることにより、Ｐチューブ１２を固定状態にあるシリンダ１７ａに対して、ガイドリング１２ａにガイドさせながら昇降させることができる。
【００３９】
また、このガイドリング１２ａから延びるガイド腕部３５を、オーガ軸１１ａに係合させることにより、ガイドリング１２ａの姿勢が安定するため、Ｐチューブ１２をガイドリング１２ａによって確実にガイドすることができる。
【００４０】
Ｐチューブ１２の先端部には、円錐を二分割した半円錐形状の中空開口部１２ｄが形成されており、この中空開口部１２ｄに対して、中空開口部１２ｄと略同形状に構成された中空開閉部２７を開閉させることにより、中空開口部１２ｄの開閉状態を切り替えることができるようになっている。
【００４１】
中空開閉部２７を開閉駆動するチューブ開閉機構１８は、Ｐチューブ１２に固定されたＰチューブ１２の径方向外側に延びる固定リング１２ｃの先端部に設けられたシリンダ回転軸１２１ｃに回転可能な状態で吊り持ち支持される開閉シリンダ１８ａと、この開閉シリンダ１８ａに対して進退可能なロッド部材１８ｂと、ロッド部材１８ｂの先端部に回動可能に取り付けられた腕部材１８ｃとを有しており、この腕部材１８ｃは、Ｐチューブ１２に設けられた腕部材回転軸１２ｅに回転可能に支持され、腕部材１８ｃの先端部には、中空開閉部２７が固定されている。
【００４２】
図３(ａ)に図示するように、ロッド部材１８ｂが開閉シリンダ１８ａに対して短縮状態にあるとき、開閉シリンダ１８ａは上下方向に延びており、腕部材１８ｃは水平方向に対して右上方に傾いた姿勢となっており、中空開閉部２７は中空開口部１２ｄを閉じた状態となっている。
【００４３】
この図３(ａ)に図示する状態において、ロッド部材１８ｂを伸長すると、図３(ｂ)に図示するように、開閉シリンダ１８ａがシリンダ回転軸１２１ｃを回転軸として、時計周り反対方向に少しだけ回転するとともに、右斜め上方に傾いた状態にある腕部材１８ｃが、水平姿勢となる位置まで腕部材回転軸１２ｅを回転軸として時計回り方向に回転し、その結果、中空開閉部２７が開方向に駆動されて開き状態となる。
【００４４】
Ｐチューブ１２に固定された固定リング１２ｂには、光電スイッチ式のチューブ貫入センサ２３が設けられており、このチューブ貫入センサ２３は、待機位置に位置するＰチューブ１２が、堀削土に所定量進入した苗木投入位置まで下降しときにオンするようになっており、このチューブ貫入センサ２３がオンすることにより、Ｐチューブ昇降用シリンダ装置１７の駆動が停止されるとともに、チューブ開閉機構１８を構成するロッド部材１８ｂが伸長方向に駆動されて、中空開閉部２７が開き状態となる。
【００４５】
さらに、この固定リング１２ｂには、チューブ開閉センサ２５及び苗木通過センサ２６が取り付けられており、チューブ開閉センサ２５によって、中空開閉部２７の開閉状態が検出され、苗木通過センサ２６によって、Ｐチューブ１２の後端開口部から送り込まれた苗木が中空開口部１２ｄから排出されたことを検出できるようになっている。
【００４６】
また、ガイドリング１２ａには、リミットスイッチ式のＰチューブ上昇センサ２４が設けられており、このＰチューブ上昇センサ２４は、苗木投入位置において苗木投入を完了したＰチューブ１２が、チューブ待機位置まで上昇したときにオンするようになっている。このＰチューブ上昇センサ２４がオンすると、Ｐチューブ昇降用シリンダ装置１７によるＰチューブ１２の駆動が停止され、Ｐチューブ１２は、チューブ待機位置に停止する。
【００４７】
次に、図５、図６、図７及び図８を参照して、本実施例の自動耕耘植付機の動作について説明する。
【００４８】
まず、初期状態において、オーガ昇降シリンダ装置１４及びＰチューブ昇降用シリンダ装置１７は、短縮状態にあり、オーガ１１及びＰチューブ１２は、それぞれ植林地上方のオーガ待機位置及びチューブ待機位置で待機している（図６(ａ)参照）。
【００４９】
ここで、オーガ待機位置とは、図８に示すように、オーガ軸１１ａに設けられた一対のカッターバー１１ｂが、一対のオーガ軸１１ａを結ぶ点線１０１に対して４５°の角度をなした状態を意味している。また、チューブ待機位置で待機しているＰチューブ１２は、一対のカッターバー１１ｂよりも上方に位置しており、Ｐチューブ１２の先端開口部１２ｄは、開き状態に設定されている。
【００５０】
なお、電源投入時において（ステップＳ１０１）、オーガ１１及びＰチューブ１２が、各待機位置よりも下方に位置している場合は（ステップＳ１０２）、オーガ昇降シリンダ装置１４及びＰチューブ昇降用シリンダ装置１７を短縮方向に駆動して、各待機位置に戻す（ステップＳ１０３）。
【００５１】
オーガ１１がオーガ待機位置に待機している状態で、自動耕耘植付機に耕耘及び植付動作を指示する自動耕耘植付機駆動スイッチをオンすると、オーガ回転モータ１３の駆動力が伝達ギア１３b〜１３eを介して伝達され、各オーガ１１は、互いに反対方向に回転し、それぞれ所定方向に回転動作を開始する。また、この時、オーガ昇降シリンダ装置１４のロッド部材１４ｂを下方に駆動することにより、オーガ軸１１aがガイド腕部３５にガイドされた状態で、ギアボックス１６及びオーガ１１は、一体となって下方に移動する（ステップＳ１０４）。
【００５２】
そして、一対のオーガ１１が植林地の地面に達すると、図２に点線で示すように、回転しながら下降するカッターバー１１ｂの堀削作用により、平面視８の字状の植穴が形成されるとともに、苗木の植付部分の周辺に生えている雑草が根こそぎ断ち切られる（図６(ｂ)参照）。なお、雑草が根こそぎ断ち切られた状態において、植穴には堀削土が軟らかな状態で残っている。
【００５３】
オーガ１１が植穴を形成しながら所定量下降し、下側の駆動端に達したことを示す信号がオーガ下降センサ２０から出力される（ステップＳ１０５）と、オーガ昇降シリンダ装置１４のロッド部材１４ｂを短縮方向に駆動して、植穴内に位置するオーガ１１を上方へ退避させる（図６(ｃ)参照、ステップＳ１０６）。なお、この退避動作の際、オーガ回転モータ１３の駆動は維持されているため、オーガ１１は、回転しながら上方に退避する。
【００５４】
植穴内から退避したオーガ１１がオーガ待機位置に対応する高さにまで上昇したことを、オーガ上昇センサ１９が検知すると（ステップＳ１０７）、オーガ昇降シリンダ装置１４及びオーガ回転モータ１３の駆動を停止する（ステップＳ１０８）。なお、オーガ回転モータ１３を停止した後、オーガ１１は、慣性力により回転動作を継続する。したがって、オーガ１１を図８に示すオーガ待機位置に停止させるためには、オーガ回転モータ１３停止後の慣性力による回転量をも考慮して、オーガ回転モータ１３の停止タイミングを制御する。
【００５５】
そして、オーガ停止センサ２２により、オーガ１１がオーガ待機位置に停止したことが検知された場合（ステップＳ１０９）、チューブ開閉機構１８のロッド部材１８ｂを短縮方向に駆動して、中空開閉部２７を閉じ方向に駆動する（ステップS１１０）。
【００５６】
中空開閉部２７が閉じ方向に駆動され、チューブ開閉センサ２５からの出力信号によって、Ｐチューブ１２の中空開口部１２ｄが閉じ状態にあると判定された場合（ステップＳ１１１、図６(ｄ)参照）、Ｐチューブ昇降用シリンダ装置１７を駆動して、チューブ待機位置に待機しているＰチューブ１２を下降させる（ステップＳ１１２、図６(ｅ)参照）。このとき、オーガ１1の下端部に設けられた各カッターバー１１ｂは、図８に示すように、オーガ待機位置、すなわち、点線１０１に対して４５°の角度を成した状態で停止しており、この状態でＰチューブ昇降用シリンダ装置１７を駆動することにより、Pチューブ１２を一対のカッターバー１１ｂに干渉させることなく、下降させることができる。
【００５７】
こうして、植穴に柔らかな状態で残っている堀削土に、中空開口部１２ｄを閉じて、先端尖り状態にあるPチューブ１２が所定量突き刺さると、チューブ貫入センサ２３から苗木投入位置に達したことを示す信号が出力され（ステップＳ１１３）、Pチューブ昇降用シリンダ装置１７によるPチューブ１２の下降動作が停止される。Pチューブ１２が下降動作を停止した状態で、開閉シリンダ１８aを伸長方向に駆動すると、これに応じて開き方向に駆動される中空開閉部２７によって、堀削土が押し広げられ、苗木の植付空間が確保される（ステップＳ１１４）。
【００５８】
チューブ開閉センサ２５から中空開口部１２ｄが開き状態に設定されたことを示す信号が出力されると（ステップＳ１１５）、Ｐチューブ１２の後端開口部から圧縮空気によって苗木が送り込まれ、この苗木は、重力落下により中空開閉部２７によって押し広げられた植付空間に投入される（ステップＳ１１６、図６(ｇ)参照）。
【００５９】
苗木がＰチューブ１２を通って植付空間に排出されたことを、苗木通過センサ２６が検知すると（ステップＳ１１７）、Ｐチューブ昇降用シリンダ装置１７を短縮方向に駆動して、植付空間に位置するＰチューブ１２を上方へ退避させる（ステップＳ１１８、図６(ｈ)参照）。
【００６０】
この上方に退避したＰチューブ１２がチューブ待機位置まで上昇したことを、チューブ上昇センサ２４が検知すると（ステップＳ１１９）、オーガ昇降シリンダ装置１４を伸長方向に駆動して、オーガ待機位置にて待機している一対のオーガ１１をオーガ軸１１a周りに回転させることなく、下降させる（ステップＳ１２０）。
【００６１】
オーガ１１が下降すると、植穴内に柔らかな状態で残っている堀削土に一対のカッターバー１１ｂが押圧され、展圧される（図６(ｉ)参照）。オーガ１１が下側駆動端に達したことが検知された場合（ステップS１２１）、オーガ昇降シリンダ装置１４のロッド部材１４ｂを短縮方向に駆動して、オーガ１１を上昇させ（ステップS１２２）、オーガ待機位置にて(ステップS１２３)停止させる。
【００６２】
このように、本実施例の自動耕耘植付機によれば、オーガ１１を回転させながら下降させるだけで、植穴を形成しながら、苗木周辺の雑草を根こそぎ排除することができる。これにより、作業負担が軽減され、少ない労力で雑草排除と苗木の植付作業を連続的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】自動植付き機の全体構成図
【図２】ギアボックスの断面図
【図３】Ｐチューブの動作説明図
【図４】センサの配置図
【図５】自動耕耘植付機の機能ブロック図
【図６ａ】自動耕耘植付機の動作説明図
【図６ｂ】自動耕耘植付機の動作説明図
【図７ａ】自動耕耘植付機の動作制御を示したフローチャート
【図７ｂ】自動耕耘植付機の動作制御を示したフローチャート
【図８】Ｐチューブを下方に駆動するときの、オーガの配置図
【符号の説明】
【００６４】
１１ オーガ
１２ Ｐチューブ
１３ オーガ駆動モータ
１４ オーガ昇降シリンダ
１５ フレーム
１６ ギアボックス
１７ チューブ駆動シリンダ
１８ チューブ開閉機構
１９ オーガ上昇センサ
２０ オーガ下降センサ
２１ オーガ回転センサ
２２ オーガ停止センサ
２３ チューブ貫入センサ
２４ チューブ上昇センサ
２５ チューブ開閉センサ
２６ 苗木通過センサ
３０ 制御回路
３２ 回転板
３３ 上部取り付け板
３４ ブラケット
３５ ガイド腕部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自走式移動装置のアーム部に取り付けられて使用される自動耕耘植付機であって、
前記アーム部に固定される固定フレーム部と、
前記固定フレーム部に対して昇降可能な植穴を掘削する一対のカッターバー付きオーガを回転可能に備えたオーガ部と、
前記固定フレームに対し前記オーガ部とは独立に昇降可能で、下端開口部に開閉可能な開閉手段を有する前記植穴に苗木を投入するためのプランティングチューブとを有することを特徴とする自動耕耘植付機。
【請求項２】
前記オーガ部を昇降させる第１の駆動手段と、前記一対のカッターバー付きオーガを回転させる第２の駆動手段と、前記プランティングチューブを昇降させる第３の駆動手段と、前記開閉手段を駆動する第４の駆動手段と、前記第１、第２、第３及び第４の駆動手段の駆動を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、プランティングチューブとの干渉を避けるオーガ待機位置に位置する前記オーガ部を回転させながら下方に移動させ、植林地下の堀削位置まで掘削する第１の動作と、
前記堀削位置まで掘削した後、前記オーガ部を前記オーガ待機位置まで回転させながら上昇させて、停止する第２の動作と、
該第２の動作によって前記オーガ部が前記オーガ待機位置に停止している状態において、前記オーガ待機位置よりも上方に位置する前記オーガ部との干渉を避けるプランティングチューブ待機位置にて待機している前記プランティングチューブを、堀削土中の苗木投入位置まで下降させる第３の動作と、
前記苗木投入位置に前記プランティングチューブが位置する状態で、前記開閉手段を開き方向に駆動して、前記堀削土中に植付空間を形成する第４の動作と、
該第４の動作によって形成された前記植付空間に、苗木が投入された後、前記プランティングチューブを前記プランティングチューブ待機位置まで上昇させる第５の動作と、
該第５の動作が終了した後に、前記オーガ部を下降させ、前記カッターバーを前記堀削土に押し付けることにより、展圧する第６の動作とが行われるように前記第１、第２、第３及び第４の駆動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の自動耕耘植付機。
【請求項３】
前記プランティングチューブは、前記一対のカッターバー付きオーガの間に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動耕耘植付機。
【請求項４】
前記オーガ部は、前記第２の駆動手段を収容するボックスを有しており、前記ボックスには、前記プランティングチューブに対して退避した退避形状部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の自動耕耘植付機。
【請求項５】
前記第２の動作において、前記オーガ部を前記オーガ待機位置に停止させるとき、
前記制御手段は、前記第一対のカッターバーが、前記一対のカッターバー付きオーガの各軸を結ぶ直線に対して、略４５度の角度で停止するように、前記第２の駆動手段を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の自動耕耘植付機。
【請求項１】
自走式移動装置のアーム部に取り付けられて使用される自動耕耘植付機であって、
前記アーム部に固定される固定フレーム部と、
前記固定フレーム部に対して昇降可能な植穴を掘削する一対のカッターバー付きオーガを回転可能に備えたオーガ部と、
前記固定フレームに対し前記オーガ部とは独立に昇降可能で、下端開口部に開閉可能な開閉手段を有する前記植穴に苗木を投入するためのプランティングチューブとを有することを特徴とする自動耕耘植付機。
【請求項２】
前記オーガ部を昇降させる第１の駆動手段と、前記一対のカッターバー付きオーガを回転させる第２の駆動手段と、前記プランティングチューブを昇降させる第３の駆動手段と、前記開閉手段を駆動する第４の駆動手段と、前記第１、第２、第３及び第４の駆動手段の駆動を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、プランティングチューブとの干渉を避けるオーガ待機位置に位置する前記オーガ部を回転させながら下方に移動させ、植林地下の堀削位置まで掘削する第１の動作と、
前記堀削位置まで掘削した後、前記オーガ部を前記オーガ待機位置まで回転させながら上昇させて、停止する第２の動作と、
該第２の動作によって前記オーガ部が前記オーガ待機位置に停止している状態において、前記オーガ待機位置よりも上方に位置する前記オーガ部との干渉を避けるプランティングチューブ待機位置にて待機している前記プランティングチューブを、堀削土中の苗木投入位置まで下降させる第３の動作と、
前記苗木投入位置に前記プランティングチューブが位置する状態で、前記開閉手段を開き方向に駆動して、前記堀削土中に植付空間を形成する第４の動作と、
該第４の動作によって形成された前記植付空間に、苗木が投入された後、前記プランティングチューブを前記プランティングチューブ待機位置まで上昇させる第５の動作と、
該第５の動作が終了した後に、前記オーガ部を下降させ、前記カッターバーを前記堀削土に押し付けることにより、展圧する第６の動作とが行われるように前記第１、第２、第３及び第４の駆動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の自動耕耘植付機。
【請求項３】
前記プランティングチューブは、前記一対のカッターバー付きオーガの間に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動耕耘植付機。
【請求項４】
前記オーガ部は、前記第２の駆動手段を収容するボックスを有しており、前記ボックスには、前記プランティングチューブに対して退避した退避形状部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の自動耕耘植付機。
【請求項５】
前記第２の動作において、前記オーガ部を前記オーガ待機位置に停止させるとき、
前記制御手段は、前記第一対のカッターバーが、前記一対のカッターバー付きオーガの各軸を結ぶ直線に対して、略４５度の角度で停止するように、前記第２の駆動手段を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の自動耕耘植付機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図８】
【公開番号】特開２００７−６７１５（Ｐ２００７−６７１５Ａ）
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８８０３２（Ｐ２００５−１８８０３２）
【出願日】平成１７年６月２８日（２００５．６．２８）
【出願人】（５０１１８６１７３）独立行政法人森林総合研究所 (91)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２８日（２００５．６．２８）
【出願人】（５０１１８６１７３）独立行政法人森林総合研究所 (91)
【Ｆターム（参考）】
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