特許 6187874 資材等埋設作業機及びその施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6187874

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】資材等埋設作業機及びその施工方法

(51)【国際特許分類】

   A01B 17/00 20060101AFI20170821BHJP

   A01B 13/08 20060101ALI20170821BHJP

【ＦＩ】

   A01B17/00

   A01B13/08 Z

【請求項の数】10

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2014-178776(P2014-178776)

(22)【出願日】2014年9月3日

(65)【公開番号】特開2016-52260(P2016-52260A)

(43)【公開日】2016年4月14日

【審査請求日】2016年11月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】501203344

【氏名又は名称】国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

(73)【特許権者】

【識別番号】513164451

【氏名又は名称】株式会社北海コーキ

(73)【特許権者】

【識別番号】595053490

【氏名又は名称】公益財団法人北海道農業公社

(74)【代理人】

【識別番号】100095267

【弁理士】

【氏名又は名称】小島 高城郎

(74)【代理人】

【識別番号】100124176

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 典子

(74)【代理人】

【識別番号】100146950

【弁理士】

【氏名又は名称】南 俊宏

(72)【発明者】

【氏名】北川 巌

(72)【発明者】

【氏名】後藤 幸輝

(72)【発明者】

【氏名】常田 大輔

【審査官】 田中 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０７８３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０２２５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２０１５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０１０３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２３０４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５５７３３４７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 常田大輔 他，最新の低コスト排水改良工法−カッティングドレーン工法とカッティングソイラ工法−，特産種苗，２０１１年１１月，第１２号，pp.58-60

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ０１Ｂ １７／００

Ａ０１Ｂ １３／００−１３／１６

Ａ０１Ｃ ５／００−５／０８

Ｅ０２Ｂ １１／００−１１／０２

Ｅ２１Ｂ １／００−４９／１０

Ｅ０２Ｄ ３／１２

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

牽引され土壌表面上を進行しつつ土壌中に資材を埋設する作業を行うべく、所定断面の土壌ブロックを切断し持ち上げることにより土壌中に所定の空洞を形成する土壌ブロック持上げ部（２０）と、形成された空洞に資材を投入する資材投入部と、を備え、資材投入後に、持ち上げられた土壌ブロックが落下して前記空洞を埋めるように構成された資材等埋設作業機（１）であって、
（ａ）前記土壌ブロック持上げ部（２０）は、
（ａ１）上底が下底より長く鉛直脚と傾斜脚をもつ台形断面の土壌ブロック（３１）を切断するべく、前記土壌ブロック（３１）における鉛直側面を切り出す鉛直切断刃（２０Ｃ）と傾斜側面を切り出す傾斜切断刃（２０Ｂ）とからなる一対の切断刃（２０Ｂ，２０Ｃ）と、
（ａ２）前記一対の切断刃（２０Ｂ，２０Ｃ）の下端を連結する水平な前端部と、後方への上り傾斜をもつ傾斜部と、水平な後端部とを具備する一定の幅の板部材であって前記傾斜部の前記傾斜切断刃（２０Ｂ）側の縁部が該傾斜切断刃（２０Ｂ）の後方への仮想的延長面に沿って所定の高さまで延在している土壌ブロック持上げ板（２０Ｅ）と、
（ａ３）前記鉛直切断刃（２０Ｃ）の後方に延在する板部材であって前記土壌ブロック持上げ板（２０Ｅ）における前記鉛直切断刃（２０Ｃ）側の縁部から鉛直方向に起立する側面保持板（２０Ｄ）と、を備え、
（ａ４）切断された前記土壌ブロック（３１）が前記土壌ブロック持上げ板（２０Ｅ）及び前記側面保持板（２０Ｄ）により前記傾斜側面に沿って持ち上げられることにより、土壌中に、前記側面保持板（２０Ｄ）の外面側の側方空洞（Ａ）と前記土壌ブロック持上げ板（２０Ｅ）の下面側の底部空洞（Ｂ）とからなる断面Ｌ型の空洞（Ｃ）が形成され、
（ｂ）前記資材投入部は、
（ｂ１）前記土壌ブロック持上げ部（２０）の前方の土壌表面に予め配置された資材（５０ａ）を前記鉛直切断刃（２０Ｃ）よりも外側に寄せ集めるべく、前記土壌ブロック持上げ部（２０）よりも前方に取り付けられた資材収集器（１１）と、
（ｂ２）前記鉛直切断刃（２０Ｃ）よりも外側の土壌表面に予め配置された資材（５０ｂ）と前記資材収集器（１１）により寄せ集められた資材（５０ａ）とを合わせて寄せ集め前記空洞（Ｃ）に投入するべく、前記土壌ブロック持上げ部（２０）の側方に取り付けられた資材収集投入器（２１）と、を備えたことを特徴とする
資材等埋設作業機。

【請求項2】

牽引され土壌表面上を進行しつつ土壌中に資材及び管を埋設する作業を行うべく、所定断面の土壌ブロックを切断し持ち上げることにより土壌中に所定の空洞を形成する土壌ブロック持上げ部（２０）と、形成した空洞に管を敷設する管敷設部と、形成した空洞に資材を投入する資材投入部と、を備え、管敷設及び資材投入の後、持ち上げられた土壌ブロックが落下して前記空洞を埋めるように構成された資材等埋設作業機（２）であって、
（ａ）前記土壌ブロック持上げ部（２０）は、
（ａ１）上底が下底より長く鉛直脚と傾斜脚をもつ台形断面の土壌ブロック（３１）を切断するべく、前記土壌ブロック（３１）における鉛直側面を切り出す鉛直切断刃（２０Ｃ）と傾斜側面を切り出す傾斜切断刃（２０Ｂ）とからなる一対の切断刃（２０Ｂ，２０Ｃ）と、
（ａ２）前記一対の切断刃（２０Ｂ，２０Ｃ）の下端を連結する水平な前端部と、後方への上り傾斜をもつ傾斜部と、水平な後端部とを具備する一定の幅の板部材であって前記傾斜部の前記傾斜切断刃（２０Ｂ）側の縁部は該傾斜切断刃（２０Ｂ）の後方への仮想的延長面に沿って所定の高さまで延在している土壌ブロック持上げ板（２０Ｅ）と、
（ａ３）前記鉛直切断刃（２０Ｃ）の後方に延在する壁状の板部材であって前記土壌ブロック持上げ板（２０Ｅ）における前記鉛直切断刃（２０Ｃ）側の縁部から鉛直方向に起立する側面保持板（２０Ｄ）と、を備え、
（ａ４）切断された前記土壌ブロック（３１）が前記土壌ブロック持上げ板（２０Ｅ）及び前記側面保持板（２０Ｄ）により前記傾斜側面に沿って持ち上げられることにより、土壌中に、前記側面保持板（２０Ｄ）の外面側の側方空洞（Ａ）と前記土壌ブロック持上げ板（２０Ｅ）の下面側の底部空洞（Ｂ）とからなる断面Ｌ型の空洞（Ｃ）が形成され、
（ｂ）前記管敷設部は、
（ｂ１）長尺の管を巻き付けるべく前記土壌ブロック持上げ部（２０）の上方に取り付けられた管リール（６０）と、
（ｂ２）前記管リール（６０）から引き出された前記管（６１）を、前記資材が投入される前の前記側方空洞（Ａ）の最下部に敷設するように案内するべく前記鉛直切断刃（２０Ｃ）の後方に取り付けられた管ガイド（２５Ｇ）と、を備え、
（ｃ）前記資材投入部は、
（ｃ１）前記土壌ブロック持上げ部（２０）の前方の土壌表面に予め配置された資材（５０ａ）を前記鉛直切断刃（２０Ｃ）よりも外側に寄せ集めるべく、前記土壌ブロック持上げ部（２０）よりも前方に取り付けられた資材収集器（１１）と、
（ｃ２）前記鉛直切断刃（２０Ｃ）よりも外側の土壌表面に予め配置された資材（５０ｂ）と前記資材収集器（１１）により寄せ集められた資材（５０ａ）とを合わせて寄せ集め前記空洞（Ｃ）に投入するべく、前記土壌ブロック持上げ部（２０）の側方に取り付けられた資材収集投入器（２１）と、を備えたことを特徴とする
資材等埋設作業機。

【請求項3】

前記土壌ブロック持上げ部（２０）は、
（ａ５）形成された前記空洞（Ｃ）における前記側方空洞（Ａ）と前記底部空洞（Ｂ）を遮断するべく、前記土壌ブロック持上げ板（２０Ｅ）の下面から壁状に垂下する空洞制限板（２０Ｆ）をさらに備えたことを特徴とする
請求項１又は２に記載の資材等埋設作業機。

【請求項4】

前記資材収集投入器は、円形オーガが土壌表面に接するように配置されたオーガ式資材収集投入器であり、前記円形オーガの縁部は、一定間隔で凹形切り欠きを形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の資材等埋設作業機。

【請求項5】

前記土壌ブロック（３１）の切断深度を調整するべく、前記資材等埋設作業機における前記土壌ブロック持上げ部の鉛直方向の位置を調整するための手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の資材等埋設作業機。

【請求項6】

寄せ集める資材の厚さを調整するべく、前記資材等埋設作業機における前記資材収集器及び前記資材収集投入器の鉛直方向の位置を調整するための手段を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の資材等埋設作業機。

【請求項7】

土壌表面に配置した資材を寄せ集めて土壌中に投入し埋設した資材埋設溝を、所定範囲内に一定の間隔で形成する資材等埋設施工方法であって、１本の資材埋設溝を形成する工程として、
（ａ）上底が下底より長く鉛直脚と傾斜脚をもつ台形断面の土壌ブロックを切断し、切断した土壌ブロックを、該土壌ブロックの傾斜側面に沿って持上げることにより、該土壌ブロックの鉛直側面の外側の側方空洞と該土壌ブロックの下側の底部空洞とからなる断面Ｌ型の空洞を形成し、形成した前記空洞を所定時間保持する第１工程と、
（ｂ）前記空洞よりも前方の土壌表面に配置された資材の一部を該空洞より外側に寄せ集めた後、寄せ集めた資材と該空洞より外側に元々配置された資材とを合わせて前記空洞に向けて寄せ集め該空洞に投入する第２工程と、
（ｃ）前記空洞に前記資材を投入した後、持ち上げられていた前記土壌ブロックを落とすことにより該空洞に土壌を埋め戻す第３工程と、を有することを特徴とする
資材等埋設施工方法。

【請求項8】

土壌表面に配置した資材を寄せ集めて土壌中に投入し、管とともに埋設した資材管埋設溝を、所定範囲内に一定の間隔で形成する資材等埋設施工方法であって、１本の資材管埋設溝を形成する工程として、
（ａ）上底が下底より長く鉛直脚と傾斜脚をもつ台形断面の土壌ブロックを切断し、切断した土壌ブロックを、該土壌ブロックの傾斜側面に沿って持上げることにより、該土壌ブロックの鉛直側面の外側の側方空洞と該土壌ブロックの下側の底部空洞とからなる断面Ｌ型の空洞を形成し、形成した前記空洞を所定時間保持する第１工程と、
（ｂ）前記空洞における前記側方空洞の最下部に管を敷設する第２工程と、
（ｃ）前記空洞よりも前方の土壌表面に配置された資材の一部を該空洞より外側に寄せ集めた後、寄せ集めた資材と該空洞より外側に元々配置された資材とを合わせて前記空洞に向けて寄せ集め該空洞に投入する第３工程と、
（ｄ）前記空洞に前記資材を投入した後、持ち上げられていた前記土壌ブロックを落とすことにより該空洞に土壌を埋め戻す第４工程と、を有することを特徴とする
資材等埋設施工方法。

【請求項9】

前記第１工程において、形成した前記空洞における前記側方空洞と前記底部空洞とを遮断する隔壁を配置する工程を含み、
請求項７における前記第２工程又は請求項８における前記第３工程において、前記資材が前記空洞における前記側方空洞にのみ投入されることを特徴とする
請求項７又は８に記載の資材等埋設施工方法。

【請求項10】

請求項１又は２に記載の資材等埋設作業機を土壌表面上に進行させることにより、土壌中に資材を埋設した資材埋設溝（Ｄ）、又は、土壌中に資材と管とを埋設した資材管理設溝（Ｅ）を形成することを特徴とする資材等埋設施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、土壌の理化学性の欠陥のために農業生産性に劣る農地に対して、農林水産業等で発生する有機質や無機質の資材、砂・火山灰などの土壌や砂利などの資材、土壌中の余剰水を排水するための資材、又は保水資材などの資材を埋設する作業機、及び、これらの資材とともに暗渠管又は水や養分を土中に供給する給水管としての管を埋設する作業機、並びにその施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

農林水産業では、ワラなどの残渣や糞尿、農産品や食品加工の残渣・汚泥、樹皮やオガクズ、魚類内臓や貝殻など、大量の有機質や無機質の副産物が排出される。また、都市部からも食品残渣や糞尿の汚泥などが大量に発生する。農業では、これらの材料を有効活用するため、堆肥化などの資材の有効化を行い、利用促進に取り組んでいる。

【0003】

一方、農業生産の現場では、肥料などの生産資材の価格が世界的に高騰している。そのため、食料の安定供給のためには、農林水産業はもとより都市部も排出される廃棄性資源を、農業で有効利用することで農業生産性の向上に貢献することが必要とされている。また、これら資材利用方法についても表面散布以外の新たな改良方法が求められていた。

【0004】

また、近年の農業の問題には、気候変動の影響による集中豪雨や干天による畑作物を中心とした湿害と干ばつの発生が顕在化している。これらの対策には、上記各種資材と暗渠管及び給水管とを用いて簡単に農地の排水性と保水性を高めることのできる農地整備の方法が有効と考える。

【0005】

斯かる農地の改良技術、特に、資材を用いた農地整備や灌漑排水の技術には、従来、次のようなものがある。理化学性が不良で地力が劣る作物生産力の低い農地では、高生産性の農地に改善するため、表面に各種の資材を散布して表層に混和する土壌改良が行われている。

【0006】

また、物理性に劣る土壌の下層土に対しては、透水性の高い材料を方形（断面）の縦溝に投入する機械（特許文献１及び特許文献２）がある。

【0007】

さらに、土壌中の余剰水を排水するために溝を掘削して疎水材と暗渠管や水や養分を土中に供給する給水管と保水資材とを土中に埋設することで、理化学性に劣る下層土の一部に通水性及び通気性、保水性、肥沃度の良好な部分を構築する工法（特許文献３及び特許文献４）がある。

【0008】

またさらに、作業車両で牽引して土壌表面を進行させることにより、土壌ブロックを切断し持ち上げて空洞を形成し、形成した空洞に、土壌表面に予め配置した資材を寄せ集めて投入落下させる資材溝埋設機が提示されている（特許文献５）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００６−２３０４１７号公報

【特許文献2】特開平２−２１１８０１号公報

【特許文献3】特許公開２０１１−９４４４８号公報

【特許文献4】特許公開２０１０−１２６９９０号公報

【特許文献5】特開２０１１−７８３３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、従来技術によれば、以下のような問題点がある。
（１）資材を表面散布して混和する方法は、農業者が営農で行う作業であり、広く取り組まれているが、その効果は浅い混和層に限られるため極めて小さい。

【0011】

（２）下層土に資材を投入して土壌を改良する方法では、次の問題点がある。
（ａ）埋設する材料を埋設作業機に積込んで、方形の縦溝に材料を落としながら埋設する方法では、作業機と資材の両方を支えることができる大型の牽引作業機が必要で、大がかりな工事となり、かつ施工効率も低く、高コストとなる（特許文献１並びに特許文献２）。
（ｂ）資材を積み込む作業機がその場に必要となり機械や人員が多く必要である。

【0012】

（ｃ）資材の埋設間隔が固定され（特許文献２）、溝の形状が決まっており資材投入量の増減の調整ができない（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４）。資材の投入溝の配置間隔が固定され、投入量が大量かつ一定であると、整備費が高く固定されてしまい、その低減が難しい。また、資材に含まれる窒素などの成分について、投入量が多いと地下水等の公共用水域に対する環境汚染の原因となることから環境保全上の観点から不適切な場合もある。

【0013】

（ｄ）これらの改良機械では、機械の資材積載部から方形の縦溝の中に投入しやすいように、資材の種類が、モミガラや砂利などの粒状や細かい物体に限られる。従って、ワラや作物残渣などの比較的長く大きい資材は、形の決まった縦溝状の土壌中に埋設する土壌改良材として利用することができなかった。

【0014】

（３）土壌中の余剰水を排水するための資材と暗渠管や水や養分を土中に供給する給水管と保水資材とを土壌中の任意の深さに埋設する工法は、次の問題点がある。
（ａ）溝の掘削と管の敷設、資材の投入、埋め戻しには複数の工程が必要で、複数の機械や人員が必要である。
（ｂ）施工機の駆動の制限から施工深さが浅く固定されていた。また、これらの整備技術は多くの機械力や人員、資材の準備などが必要で、公共事業や専門の施工業者により行われる技術であった（特許文献３並びに特許文献４）。

【0015】

また、特許文献５の資材溝埋設機では、次の問題がある。形成される空洞が斜面であるために、多様な資材が確実に最下部まで落下することを確保できない。予め土壌表面に配置される資材のうち、資材溝埋設機の一方の側方に配置された資材のみしか寄せ集めることができず、前方に資材を配置した場合、そのまま残されることとなる。

【0016】

以上の現状に鑑み、本発明は、農業者が簡単かつ迅速にトラクタ等の牽引作業車の動力のみで作業でき、高生産性の農地を創出できる、下層土を対象とした農地整備や灌漑排水の手法として、多様な種類の資材を活用できる資材の埋設作業機、資材と管の埋設作業機、並びにその施工方法を提供することを目的とする。また、資材の使用量、溝状に埋設する間隔と深さ、管の埋設の有無を自在に設定できることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0017】

上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。括弧内の数字は、後述する図面中の符号であり、参考のために付するものである。

【0018】

本発明の資材等埋設作業機の第１の態様は、牽引され土壌表面上を進行しつつ土壌中に資材を埋設する作業を行うべく、所定断面の土壌ブロックを切断し持ち上げることにより土壌中に所定の空洞を形成する土壌ブロック持上げ部（２０）と、形成された空洞に資材を投入する資材投入部と、を備え、資材投入後に、持ち上げられた土壌ブロックが落下して前記空洞を埋めるように構成された資材等埋設作業機（１）であって、
（ａ）前記土壌ブロック持上げ部（２０）は、
（ａ１）上底が下底より長く鉛直脚と傾斜脚をもつ台形断面の土壌ブロック（３１）を切断するべく、前記土壌ブロック（３１）における鉛直側面を切り出す鉛直切断刃（２０Ｃ）と傾斜側面を切り出す傾斜切断刃（２０Ｂ）とからなる一対の切断刃（２０Ｂ，２０Ｃ）と、
（ａ２）前記一対の切断刃（２０Ｂ，２０Ｃ）の下端を連結する水平な前端部と、後方への上り傾斜をもつ傾斜部と、水平な後端部とを具備する一定の幅の板部材であって前記傾斜部の前記傾斜切断刃（２０Ｂ）側の縁部が該傾斜切断刃（２０Ｂ）の後方への仮想的延長面に沿って所定の高さまで延在している土壌ブロック持上げ板（２０Ｅ）と、
（ａ３）前記鉛直切断刃（２０Ｃ）の後方に延在する板部材であって前記土壌ブロック持上げ板（２０Ｅ）における前記鉛直切断刃（２０Ｃ）側の縁部から鉛直方向に起立する側面保持板（２０Ｄ）と、を備え、
（ａ４）切断された前記土壌ブロック（３１）が前記土壌ブロック持上げ板（２０Ｅ）及び前記側面保持板（２０Ｄ）により前記傾斜側面に沿って持ち上げられることにより、土壌中に、前記側面保持板（２０Ｄ）の外面側の側方空洞（Ａ）と前記土壌ブロック持上げ板（２０Ｅ）の下面側の底部空洞（Ｂ）とからなる断面Ｌ型の空洞（Ｃ）が形成され、
（ｂ）前記資材投入部は、
（ｂ１）前記土壌ブロック持上げ部（２０）の前方の土壌表面に予め配置された資材（５０ａ）を前記鉛直切断刃（２０Ｃ）よりも外側に寄せ集めるべく、前記土壌ブロック持上げ部（２０）よりも前方に取り付けられた資材収集器（１１）と、
（ｂ２）前記鉛直切断刃（２０Ｃ）よりも外側の土壌表面に予め配置された資材（５０ｂ）と前記資材収集器（１１）により寄せ集められた資材（５０ａ）とを合わせて寄せ集め前記空洞（Ｃ）に投入するべく、前記土壌ブロック持上げ部（２０）の側方に取り付けられた資材収集投入器（２１）と、を備えたことを特徴とする。

【0019】

本発明の資材等埋設作業機の第２の態様は、牽引され土壌表面上を進行しつつ土壌中に資材及び管を埋設する作業を行うべく、所定断面の土壌ブロックを切断し持ち上げることにより土壌中に所定の空洞を形成する土壌ブロック持上げ部（２０）と、形成した空洞に管を敷設する管敷設部と、形成した空洞に資材を投入する資材投入部と、を備え、管敷設及び資材投入の後、持ち上げられた土壌ブロックが落下して前記空洞を埋めるように構成された資材等埋設作業機（２）であって、
（ａ）前記土壌ブロック持上げ部（２０）は、
（ａ１）上底が下底より長く鉛直脚と傾斜脚をもつ台形断面の土壌ブロック（３１）を切断するべく、前記土壌ブロック（３１）における鉛直側面を切り出す鉛直切断刃（２０Ｃ）と傾斜側面を切り出す傾斜切断刃（２０Ｂ）とからなる一対の切断刃（２０Ｂ，２０Ｃ）と、
（ａ２）前記一対の切断刃（２０Ｂ，２０Ｃ）の下端を連結する水平な前端部と、後方への上り傾斜をもつ傾斜部と、水平な後端部とを具備する一定の幅の板部材であって前記傾斜部の前記傾斜切断刃（２０Ｂ）側の縁部は該傾斜切断刃（２０Ｂ）の後方への仮想的延長面に沿って所定の高さまで延在している土壌ブロック持上げ板（２０Ｅ）と、
（ａ３）前記鉛直切断刃（２０Ｃ）の後方に延在する壁状の板部材であって前記土壌ブロック持上げ板（２０Ｅ）における前記鉛直切断刃（２０Ｃ）側の縁部から鉛直方向に起立する側面保持板（２０Ｄ）と、を備え、
（ａ４）切断された前記土壌ブロック（３１）が前記土壌ブロック持上げ板（２０Ｅ）及び前記側面保持板（２０Ｄ）により前記傾斜側面に沿って持ち上げられることにより、土壌中に、前記側面保持板（２０Ｄ）の外面側の側方空洞（Ａ）と前記土壌ブロック持上げ板（２０Ｅ）の下面側の底部空洞（Ｂ）とからなる断面Ｌ型の空洞（Ｃ）が形成され、
（ｂ）前記管敷設部は、
（ｂ１）長尺の管を巻き付けるべく前記土壌ブロック持上げ部（２０）の上方に取り付けられた管リール（６０）と、
（ｂ２）前記管リール（６０）から引き出された前記管（６１）を、前記資材が投入される前の前記側方空洞（Ａ）の最下部に敷設するように案内するべく前記鉛直切断刃（２０Ｃ）の後方に取り付けられた管ガイド（２５Ｇ）と、を備え、
（ｃ）前記資材投入部は、
（ｃ１）前記土壌ブロック持上げ部（２０）の前方の土壌表面に予め配置された資材（５０ａ）を前記鉛直切断刃（２０Ｃ）よりも外側に寄せ集めるべく、前記土壌ブロック持上げ部（２０）よりも前方に取り付けられた資材収集器（１１）と、
（ｃ２）前記鉛直切断刃（２０Ｃ）よりも外側の土壌表面に予め配置された資材（５０ｂ）と前記資材収集器（１１）により寄せ集められた資材（５０ａ）とを合わせて寄せ集め前記空洞（Ｃ）に投入するべく、前記土壌ブロック持上げ部（２０）の側方に取り付けられた資材収集投入器（２１）と、を備えたことを特徴とする。

【0020】

上記態様において、前記土壌ブロック持上げ部（２０）は、
（ａ５）形成された前記空洞（Ｃ）における前記側方空洞（Ａ）と前記底部空洞（Ｂ）を遮断するべく、前記土壌ブロック持上げ板（２０Ｅ）の下面から壁状に垂下する空洞制限板（２０Ｆ）をさらに備えたことと特徴とする。

【0021】

上記態様において、前記資材収集投入器は、円形オーガが土壌表面に接するように配置されたオーガ式資材収集投入器であり、前記円形オーガの縁部は、一定間隔で凹形切り欠きを形成されていることを特徴とする。

【0022】

上記態様において、前記土壌ブロック（３１）の切断深度を調整するべく、前記資材等埋設作業機における前記土壌ブロック持上げ部の鉛直方向の位置を調整するための手段を備えたことを特徴とする。

【0023】

上記態様において、寄せ集める資材の厚さを調整するべく、前記資材等埋設作業機における前記資材収集器及び前記資材収集投入器の鉛直方向の位置を調整するための手段を備えたことを特徴とする。

【0024】

本発明の資材等埋設施工方法の第１の態様は、土壌表面に配置した資材を寄せ集めて土壌中に投入し埋設した資材埋設溝を、所定範囲内に一定の間隔で形成する資材等埋設施工方法であって、１本の資材埋設溝を形成する工程として、
（ａ）上底が下底より長く鉛直脚と傾斜脚をもつ台形断面の土壌ブロックを切断し、切断した土壌ブロックを、該土壌ブロックの傾斜側面に沿って持上げることにより、該土壌ブロックの鉛直側面の外側の側方空洞と該土壌ブロックの下側の底部空洞とからなる断面Ｌ型の空洞を形成し、形成した前記空洞を所定時間保持する第１工程と、
（ｂ）前記空洞よりも前方の土壌表面に配置された資材の一部を該空洞より外側に寄せ集めた後、寄せ集めた資材と該空洞より外側に元々配置された資材とを合わせて前記空洞に向けて寄せ集め該空洞に投入する第２工程と、
（ｃ）前記空洞に前記資材を投入した後、持ち上げられていた前記土壌ブロックを落とすことにより該空洞に土壌を埋め戻す第３工程と、を有することを特徴とする。

【0025】

本発明の資材等埋設施工方法の第２の態様は、土壌表面に配置した資材を寄せ集めて土壌中に投入し、管とともに埋設した資材管埋設溝を、所定範囲内に一定の間隔で形成する資材等埋設施工方法であって、１本の資材管埋設溝を形成する工程として、
（ａ）上底が下底より長く鉛直脚と傾斜脚をもつ台形断面の土壌ブロックを切断し、切断した土壌ブロックを、該土壌ブロックの傾斜側面に沿って持上げることにより、該土壌ブロックの鉛直側面の外側の側方空洞と該土壌ブロックの下側の底部空洞とからなる断面Ｌ型の空洞を形成し、形成した前記空洞を所定時間保持する第１工程と、
（ｂ）前記空洞における前記側方空洞の最下部に管を敷設する第２工程と、
（ｃ）前記空洞よりも前方の土壌表面に配置された資材の一部を該空洞より外側に寄せ集めた後、寄せ集めた資材と該空洞より外側に元々配置された資材とを合わせて前記空洞に向けて寄せ集め該空洞に投入する第３工程と、
（ｄ）前記空洞に前記資材を投入した後、持ち上げられていた前記土壌ブロックを落とすことにより該空洞に土壌を埋め戻す第４工程と、を有することを特徴とする。

【0026】

上記態様において、形成した前記空洞における前記側方空洞と前記底部空洞とを遮断する隔壁を配置する工程を含み、前記資材が前記空洞における前記側方空洞にのみ投入されることを特徴とする。

【0027】

本発明の資材等埋設施工方法の第３の態様は、上記第１又は第２の態様の資材等埋設作業機を土壌表面上に進行させることにより、土壌中に資材を埋設した資材埋設溝（Ｄ）、又は、土壌中に資材と管とを埋設した資材管理設溝（Ｅ）を形成することを特徴とする。

【発明の効果】

【0028】

本発明の資材等埋設作業機は、牽引されて進行しつつ、力学的性質を考慮した湾曲した波刃付きの切断刃により、土壌を攪乱することなく所定の台形(上底が下底より長く鉛直脚と傾斜脚をもつ台形)の断面をもつ土壌ブロックを切り出す。続いて土壌ブロックをその傾斜側面に沿って持ち上げることにより、側方空洞と底部空洞からなるＬ型の空洞を形成する。一対の切断刃の一方を鉛直切断刃とすることにより、土壌ブロックの鉛直側面に隣接する側方空洞が鉛直方向に形成される。これにより、側方空洞における資材の落下性を確保できる。

【0029】

資材は、予め土壌表面に散布・敷設により配置されている。側方空洞への投入に先立って、まず、進行する資材等埋設作業機の前方に配置された資材を、資材収集器により資材等埋設作業機の片側に寄せ集めた後、資材収集投入器により資材等埋設作業機に向かって全ての資材を寄せ集めて側方空洞に落下投入する。これにより、前方に配置された資材を無駄なく利用できる。落下した資材は、側方空洞及び底部空洞に入り込む。本発明の一形態においては、側方空洞と底部空洞を遮断することにより、側方空洞にのみ資材を充填することができる。

【0030】

また、本発明の一形態においては、側方空洞の最下部に管（暗渠管・給水管）を敷設した上に資材を落下投入することもできる。管を敷設するか否かは、資材等埋設作業機に管敷設部を搭載するか否かにより容易に選択できる。側方空洞から資材を投入した後、土壌ブロックを空洞内に落として埋め戻すことにより、土壌における下層土に縦溝状の資材埋設溝又は資材管埋設溝を構築することができる。

【0031】

本発明によれば、従来の下層土への資材投入による土壌改良と比べて以下の効果があるため、広範な適用性を有する。
（ａ）施工機械に資材を積載する必要がない。
（ｂ）資材埋設溝又は資材管埋設溝の間隔や深さを所定の範囲内で任意に設定できる。
（ｃ）圃場全面が攪乱されることなく資材埋設溝又は資材管埋設溝の部分のみの切断ですむ。
（ｄ）資材埋設溝又は資材管埋設溝をつくるために持上げた土壌ブロックが崩れて攪乱しないため、下層土が表面にでることがない
（ｅ）使用できる資材の種類が豊富である。
（ｆ）暗渠管及び給水管を設置でき、暗渠排水や地下灌漑施設を一台の機械で施工できる。
（ｇ）これらの施工を機械一台の走行だけで施工できる。

【0032】

以上の効果により、本発明によれば、一定の範囲内で任意の深さと間隔にて資材、又は資材と管の埋設を設定でき、施工・計画の自由度が高い。本発明は、革新的な農地の整備工法を実現でき、より多くの農地を高生産性化して、優良な農地の創出に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】図１は、本発明の第１の実施形態の資材埋設作業機の左側面を概略的に示した図である。

【図2】図２は、本発明の第１の実施形態の資材埋設作業機の右側面を概略的に示した図である。

【図3】図３は、本発明の第１の実施形態の資材埋設作業機の土壌ブロック持上げ部の概略斜視図である。

【図4】図４は、図３の土壌ブロック持上げ部を各視点から見た図である。

【図5】図５は、本発明の第１の実施形態の資材埋設作業機における資材収集投入器の好適な実施例の正面図である。

【図6】図６は、本発明の第１の実施形態の資材埋設作業機を用いた作業状況を説明する斜視図である。

【図7】図７（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施形態の資材埋設作業機を用いた施工方法を説明する土壌断面図である。

【図8】図８は、本発明の第１の実施形態の資材埋設作業機を模式的に示した平面図である。

【図9】図９は、本発明の第１の実施形態の資材埋設作業機を用いた資材埋設施工方法における図７（ｂ）（ｃ）の工程を模式的に示した平面図である。

【図10】図１０は、本発明の第１の実施形態の変形形態の資材埋設作業機の右側面を示した図である。

【図11】図１１は、本発明の第１の実施形態の変形形態の資材埋設作業機における土壌ブロック持上げ部を、図４と同様に六方向の各視点から見た図である。

【図12】図１２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施形態の変形形態の資材埋設作業機を用いた本発明の資材埋設施工方法を説明するための土壌断面図である。

【図13】図１３は、本発明の第２の実施形態の資材管埋設作業機の右側面を概略的に示した図である。

【図14】図１４は、本発明の第２の実施形態の資材管埋設作業機における土壌ブロック持上げ部を、図４と同様に六方向の各視点から見た図である。

【図15】図１５（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２の実施形態の資材管埋設作業機を用いた本発明の資材管埋設施工方法を説明するための土壌断面図である。

【図16】図１６は、本発明の第２の実施形態の資材管埋設作業機を用いた資材管埋設施工方法における図１５（ｂ）（ｃ）の工程を模式的に示した平面図である。

【図17】図１７は、本発明の資材等埋設作業機により施工した圃場の土壌断面図である。

【図18】図１８は、本発明の第２の実施形態の資材管埋設作業機により施工した圃場で管に給水した場合の給水範囲を示す土壌断面図である。

【図19】図１９は、本発明の第１の実施形態の資材埋設作業機による資材埋設溝の試験施工の結果を示す土壌中の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
本明細書では、本発明に係る作業機及び施工方法の総称として「資材等埋設作業機」及び「資材等埋設施工方法」の呼称を用いるが、資材のみを埋設する場合は「資材埋設作業機」及び「資材埋設施工方法」と称し、資材及び管を埋設する場合は、「資材管埋設作業機」及び「資材管埋設施工方法」と称して区別する場合がある。

【0035】

また、土壌を掘削した溝形状の空洞内に資材のみを埋設した土壌中の構築物を「資材埋設溝」と称し、資材及び管を埋設した土壌中の構築物を「資材管埋設溝」と称する。「資材埋設溝」は、周辺土壌に比べて物理性及び／又は化学性が良好な通水・保水・通気溝として機能する。また、「資材管埋設溝」は、管を通じて土壌への水の排水と給水を行える暗渠又は給水渠としての灌漑排水施設として機能する。

【0036】

本発明における「資材」は、土壌中に形成した空洞に落下可能なものであれば、その性状や種類を限定されることなく、多様な資材を用いることができる。また、本発明における「管」は、暗渠管又は給水管として共用できる管である。

【0037】

（１）第１の実施形態
図１〜図９を参照して本発明の第１の実施形態に係る資材埋設作業機１の構成及びこれを用いた施工方法を説明する。資材埋設作業機１は、資材を土壌中に埋設する。

【0038】

図１は、本発明の資材埋設作業機１の左側面を、図２は右側面を概略的に示した図である（本明細書での左右の表現は、矢印で示す進行方向に向いたときの左右に基づく）。 図３は、資材埋設作業機１の土壌ブロック持上げ部２０の概略斜視図である（各矢印は土壌ブロック持上げ部２０の図３における視点を示している）。図４は、土壌ブロック持上げ部２０を図３の各視点から見た図である。

【0039】

資材埋設作業機１は、牽引されることにより土壌表面上を車輪１０Ｃが進行しつつ作業を行うものである。資材埋設作業機１の本体は、鋼製枠材を組んで構成されており、概略的に前部の作業機取付フレーム１０と後部の作業フレーム２０Ａとからなる。

【0040】

＜作業機取付フレームの概要＞
資材埋設作業機１は、前部の作業機取付フレーム１０に設けた三点リンク取り付け部１０Ａを介してトラクタ（図示省略）等の牽引車両の後方に連結される。資材埋設作業機１の作業高さは、高さ調整付き車輪１０Ｃにより一定に設定される。また、作業機取付フレーム１０の下部には、資材収集器１１が取り付けられている。資材収集器１１は、土壌表面に配置された資材の一部を寄せ集めるためのものであるが、これについては後述する＜資材投入部＞の項で述べる。

【0041】

＜土壌ブロック持上げ部＞
作業機取付フレーム１０の後方には作業フレーム２０Ａが取り付けられる。図３及び図４平面図に示すように本例の作業フレーム２０Ａは、平面視Ｌ字状の枠材からなる。作業フレーム２０Ａには、土壌ブロック持上げ部２０が取り付けられる。土壌ブロック持上げ部２０は、土壌表面から所定深度までの所定断面の土壌ブロックを切断して持ち上げることにより、土壌中に所定の空洞を形成する機能を有する。

【0042】

土壌ブロック持上げ部２０は、傾斜切断刃２０Ｂと鉛直切断刃２０Ｃとからなる一対の切断刃と、土壌ブロック持上げ板２０Ｅと、側面保持板２０Ｄとから構成される。

【0043】

一対の切断刃２０Ｂと２０Ｃは、互いに並置され、それぞれが具備する実質的な刃の部分は、前方に向けられ波状で全体が凹状に湾曲している。作業フレーム２０Ａの左右方向の枠材を挟むように、本例では進行方向の左側に傾斜切断刃２０Ｂ、右側に鉛直切断刃２０Ｃが設けられる。傾斜切断刃２０Ｂと鉛直２０Ｃの下端同士は連結されており、この連結部にも前方に向いた水平切断刃２０Ｈが設けられることが好ましい。

【0044】

一対の切断刃２０Ｂと２０Ｃは、土壌表面から所定深度までの所定断面の土壌ブロックを切断するように設けられている。施工方法については後述する図６及び図７で詳細に示すが、切断される土壌ブロックの断面は台形である。この台形は、上底（土壌表面に相当）が下底より長くかつ一方の脚が鉛直方向であり他方の脚が傾斜した形状である。従って、図４正面図に示すように、傾斜切断刃Ｂは傾斜し、鉛直切断刃Ｃは鉛直方向である。傾斜切断刃２０Ｂと鉛直切断刃２０Ｃの間の距離は、上端において最長であり、下方に向かって狭まり、下端が最短となる。一対の切断刃２０Ｂと２０Ｃの下端は、土壌ブロック持上げ板２０Ｅの前端部分により連結されている。資材埋設作業機１が進行することにより、傾斜切断刃２０Ｂは土壌ブロックの傾斜側面を切り出し、鉛直切断刃２０Ｃは土壌ブロックの鉛直側面を切り出すこととなる。

【0045】

土壌ブロック持上げ板２０Ｅは、一定の幅の板部材であり、一対の切断刃２０Ｂと２０Ｃの下端を連結する水平な前端部と、それに続いて所定の後方への上り傾斜をもって延在する傾斜部と、それに続いて後方に延在する水平な後端部とを具備する。傾斜部の一方の縁部（すなわち傾斜切断刃２０Ｂ側の縁部）は、傾斜切断刃２０Ｂの後方への仮想延長面に沿って所定の高さまで延在している（図４正面図及び背面図参照）。図４平面図を参照すると、土壌ブロック持上げ板２０Ｅの傾斜部は、平面視においても進行方向に対して所定の傾きをもつことが判る。傾斜部の最上端から後方に延在する後端部は、進行方向と平行であり所定の長さに設定される。

【0046】

側面保持板２０Ｄは、鉛直切断刃２０Ｃの後方に壁状の板部材として延在する。側面保持板２０Ｄの下端は、土壌ブロック持上げ板２０Ｅにおける他方の縁部（すなわち鉛直切断刃２０Ｃ側の縁部）に沿っており、側面保持板２０Ｄは、この他方の縁部から鉛直方向に起立している。図４平面図を参照すると、平面視において側面保持板２０Ｄは、土壌ブロック持上げ板２０Ｅの傾斜部に沿った部分では、進行方向に対して所定の傾きをもつことが判る。土壌ブロック持上げ板２０Ｅの後端部に沿った部分では、側面保持板２０Ｄは、進行方向と平行に延在する。側面保持板２０Ｄの後端は、土壌ブロック持上げ板２０Ｅの後端と揃っている。

【0047】

資材埋設作業機１が進行すると、一対の切断刃２０Ｂと２０Ｃにより土壌ブロックが切断され、切断された土壌ブロック持上げ板２０Ｅの傾斜部により持ち上げられると同時に、側面保持板２０Ｄにより水平方向に傾斜切断刃２０Ｂの側へと押される。この結果、側面保持板２０Ｄの外面（傾斜切断刃２０Ｂの側とは反対側の面）側に側方空洞が形成されるとともに、土壌ブロック持上げ板２０Ｅの下面側に底部空洞が形成される。側方空洞と底部空洞は、１つの繋がった断面Ｌ型の空洞を形成する。これについては、後述する図６及び図７で詳細に示す。

【0048】

なお、本明細書では、傾斜切断刃２０Ｂ及び鉛直切断刃２０Ｃの各々について、互いに対向する面を「内面」とし内面のある側を「内側」と表現し、反対の面を「外面」とし外面のある側を「外側」と表現することとする。側面保持板２０Ｄについては、鉛直切断刃２０Ｃと同様に「外」と「内」を表現することとする。

【0049】

＜資材投入部＞
資材投入部は、土壌表面上に予め配置された資材を寄せ集め、寄せ集めた資材を、上述した土壌ブロック持上げ部２０により形成された空洞に投入する機能を有する。図２の右側面図を参照すると、資材投入部は、作業機取付フレーム１０に取り付けられた資材収集器１１と、作業フレーム２０Ａに取り付けられた資材収集投入器２１とを備えている。

【0050】

資材収集器１１は、上記土壌ブロック持上げ部２０より前方に、すなわち一対の切断刃２０Ｂと２０Ｃよりも前方に配置される。資材収集器１１は、前方の土壌表面上に予め配置された資材のうち、鉛直切断刃２０Ｃの前方への仮想延長線よりも内側にある資材を、当該仮想延長線の外側に寄せ集める。このため、資材収集器１１は、資材を寄せ集める面をもつ壁状部材を具備する。この壁状部材は、鉛直方向に起立し平面視にて進行方向に対し所定の傾きをもつように設置されている（後述する図８参照）。

【0051】

資材収集投入器２１は、土壌ブロック持上げ部２０における鉛直切断刃２０Ｃのある方の側方から突出するように配置されている（後述する図８参照）。資材収集投入器２１は、鉛直切断刃２０Ｃの仮想延長線よりも外側にある資材を、当該仮想延長線に向かって寄せ集め、上記土壌ブロック持上げ部２０により形成された空洞に落とし込む。このとき、鉛直切断刃２０Ｃの仮想延長線よりも外側にある資材としては、元々その場所に配置されていた資材と、上記資材収集器１１により寄せ集められて移動した資材の双方が含まれる。

【0052】

図５は、資材収集投入器２１の一例の正面図である。この例では、資材収集投入器２１は、オーガ式資材収集投入器である。オーガ式資材収集投入器では、ＰＴＯ（Power Take Off）駆動のトルクによりオーガ軸が回転し、円形オーガ２３が土壌表面に配置した資材を片方に寄せる。好適例では、円形オーガ２３の縁部に一定間隔で凹形切り欠き２４を形成している。これにより、配置された資材及び土壌表面に対して刺さり込む力と削る力が増強される。この結果、寄せ集める資材の量を安定させることができる。

【0053】

なお、資材収集器１１は、高さ調整付き車輪１０Ｃにより土壌表面からの高さを調整可能である。また、資材収集投入器２１は、高さ調節ソリ２２により土壌表面からの高さを調整可能である。土壌表面からの高さを調整することにより、寄せ集める資材の量を一定とすることができ、また、土壌表面に残る資材の量や土壌表面の凹凸に対応できる。

【0054】

＜第１の実施形態の作業状況及び施工方法＞
図６は、資材埋設作業機１を用いた作業状況を説明する斜視図である。
資材埋設作業機１の進行に伴って傾斜切断刃２０Ｂ及び鉛直切断刃２０Ｃが進行することにより、土壌３０から土壌ブロック３１を切断する。土壌ブロック３１は、上述した所定の台形断面を有する。切断された土壌ブロック３１は、その下面が土壌ブロック持上げ板２０Ｅの傾斜部により上方に押されると同時に、その鉛直側面が側面保持板２０Ｄにより傾斜切断刃２０Ｂの方に押される。これにより、土壌ブロック３１は、傾斜切断刃２０Ｂの後方への仮想延長面ＶＳに沿って斜め上方に持ち上げられることとなる。この仮想延長面ＶＳは、土壌ブロック３１の傾斜側面と一致している。土壌ブロック３１の持ち上げられる高さは、土壌ブロック持上げ板２０Ｅの傾斜部の高さ分に相当する。

【0055】

この結果、土壌中において、側面保持板２０Ｄの外面側に側方空洞Ａが形成され、土壌ブロック持上げ板２０Ｅの下面側に底部空洞Ｂが形成される。側方空洞Ａは、土壌表面から鉛直方向に延在する縦溝状に形成される。側方空洞Ａと底部空洞Ｂは繋がっており、断面Ｌ型の１つの空洞が形成されることとなる。

【0056】

また資材埋設作業機１の進行に伴って、上述した土壌ブロックの切断及び空洞の形成と同時に、土壌表面に予め配置された資材の寄せ集めが行われる。資材５０は、対象となる土壌表面全体に予め配置されている。先ず、資材収集器１１が、前方に配置された資材５０ａを、鉛直切断刃２０Ｃの前方への仮想延長線ＶＬより外側に向かって寄せ集める。これにより資材５０ａは、仮想延長線ＶＬより外側に元々配置された資材５０ｂの上に載せられるように移動する。

【0057】

続いて、資材収集投入器２１が、仮想延長線ＶＬより外側に存在する資材５０ｃ（資材５０ａと５０ｂを合わせたもの）を仮想延長線ＶＬに向かって寄せ集める。そして、寄せ集めた資材５０ｃを、仮想延長線ＶＬと側面保持板２０Ｄの間に形成された側方空洞Ａに落とし込む。側方空洞Ａは鉛直方向を向いているので資材は確実に落下することができる。資材５０ｃは、側方空洞Ａに繋がる底部空洞Ｂにも入り込む。このとき、側方空洞Ａ及び底部空洞Ｂを併せた空洞Ｃの全体に資材５０ｃが充填されずともよく、その場合、底部空洞Ｂの上方及び側方空洞Ａの上方に空間が残る。

【0058】

その後、持ち上げられていた土壌ブロック３１は、土壌ブロック持上げ板２０Ｅの後端が通過すると、下面を支持するものがなくなり落下する。これにより土壌ブロック３１が埋め戻され、地盤中には断面Ｌ型の資材埋設溝Ｄが形成されることとなる。

【0059】

図７（ａ）〜（ｄ）は、資材埋設作業機１を用いた本発明の資材埋設施工方法を説明するための土壌断面図である。

【0060】

図７（ａ）では、資材埋設作業機（図示せず）を稼働する前に、対象範囲の土壌３０の表面に資材５０を予め配置する。資材の配置は、設定された所定の厚さで行う。次に、資材埋設作業機の牽引を開始する。図７（ｂ）に示すように、資材５０のうち左右方向の所定範囲にある資材５０ａを、資材収集器（図示せず）により寄せ集め、片側の資材５０ｂ上に載せる。資材５０ａが除去された箇所の土壌に対し、傾斜切断刃及び鉛直切断刃（図示せず）により土壌ブロック３１を切り出す。続いて図７（ｃ）に示すように土壌ブロック持上げ板（図示せず）により土壌ブロック３１が傾斜側面に沿って持ち上げられる。これにより、側方空洞Ａと底部空洞Ｂからなる断面Ｌ型の空洞Ｃが形成される。

【0061】

断面Ｌ型の空洞Ｃが形成されると同時に、資材収集投入器（図示せず）が資材５０ａと資材５０ｂを合わせて資材５０ｃとして寄せ集め、空洞Ｃに落下投入する。その後、図７（ｄ）に示すように、持ち上げられていた土壌ブロック３１を落下させて埋め戻す。このように空洞Ｃは、所定時間だけ保持されるものである。これにより断面Ｌ型の資材埋設溝Ｄを構築する。

【0062】

図８は、資材埋設作業機１を模式的に示した平面図であり、図９は、資材埋設作業機１を用いた資材埋設施工方法における図７（ｂ）（ｃ）の工程を模式的に示した平面図である。

【0063】

図８に示すように、資材埋設作業機１は、土壌ブロック持上げ部２０の前方に資材収集器１１を配置し、土壌ブロック持上げ部２０の右側方に資材収集投入器２１を配置する。資材収集器１１の長手方向の軸は、平面視において進行方向に対し左側に所定の鋭角をなして延在している。一方、資材収集投入器２１の長手方向の軸は、平面視において進行方向に対し右側に所定の鋭角をなして延在している。

【0064】

図９に示すように、資材埋設作業機１を進行方向に移動させると、土壌表面に配置された資材のうちの一部である、資材収集器１１の前方に存在する資材５０ａが矢印のように寄せ集められ、進行方向の右側の資材５０ｂの上に載せられる。同時に、土壌ブロック持上げ部２０は、傾斜切断刃２０Ｂと鉛直切断刃２０Ｃにより土壌３０から土壌ブロック３１を切断し、土壌ブロック持上げ板２０Ｅ及び側面保持板２０Ｄにより土壌ブロック３１をその傾斜側面に沿って持ち上げる。これにより側面保持板２０Ｄの外面側に側方空洞Ａを形成し、土壌ブロック持上げ板２０Ｅの下面側に底部空洞Ｂを形成する。それらが土壌表面から連続した空洞Ｃになる。

【0065】

続いて、資材収集投入器２１により寄せ集められた資材５０ｃ（資材５０ａと５０ｂを合わせたもの）が側方空洞Ａから落下投入される。資材５０ｃは、側方空洞Ａの奥の底部空洞Ｂにも入り込む。その後、土壌ブロック３１を落下させて埋め戻すことで断面Ｌ型の資材埋設溝を構築する。

【0066】

（２）第１の実施形態の変形形態
図１０〜図１２を参照して本発明の第１の実施形態の変形形態に係る資材埋設作業機１Ａの構成及びこれを用いた施工方法を説明する。なお、上述した資材埋設作業機１と共通する構成については、説明を省略する。

【0067】

図１０は、資材埋設作業機１Ａの右側面を概略的に示した図である。図１１は、資材埋設作業機１Ａにおける土壌ブロック持上げ部２０を、図４と同様に六方向の各視点から見た図である。

【0068】

図１０及び図１１に示すように、資材埋設作業機１Ａが上述した資材埋設作業機１と異なる点は、土壌ブロック持上げ部２０に空洞制御板２０Ｆを設けている点である。空洞制御板２０Ｆは、土壌ブロック持上げ板２０Ｅの下面から壁状に垂下するように取り付けられている。空洞制御板２０Ｆは、図１１底面図に示すように、土壌ブロック持上げ板２０Ｅにおける水平な後端部の一方の縁部（すなわち鉛直切断刃２０Ｃ側の縁部）に沿って配置され、傾斜部においてもそのまま直線状に前方に延在している。空洞制限板２０Ｆの下端は、一対の切断刃２０Ｂ、２０Ｃの下端と揃っている。

【0069】

資材埋設作業機１Ａを進行させると、上述した資材埋設作業機１と同様に、側方空洞Ａ及び底部空洞Ｂからなる断面Ｌ型の空洞Ｃが形成される。資材埋設作業機１Ａにおいて異なる点は、空洞制限板２０Ｆが、側方空洞Ａと底部空洞Ｂの境界に位置することにより、これら２つの空洞を遮断する隔壁の役割を果たす点である。

【0070】

＜第１の実施形態の変形形態の施工方法＞
図１２（ａ）〜（ｄ）は、資材埋設作業機１Ａを用いた本発明の資材埋設施工方法を説明するための土壌断面図である。

【0071】

図１２（ａ）（ｂ）の資材５０ａの資材５０ｂ上への寄せ集め及び土壌ブロック３１の切断については、上述した資材埋設作業機１に係る図７（ａ）（ｂ）の工程と同じである。さらに、図１２（ｃ）において土壌ブロック３１が傾斜側面に沿って持ち上げられ側方空洞Ａと底部空洞Ｂからなる断面Ｌ型の空洞Ｃが形成される点も同じである。ここで、空洞制限板２０Ｆが側方空洞Ａと底部空洞Ｂを遮断している。

【0072】

図１２（ｃ）において、空洞Ｃが形成されると同時に、資材収集投入器（図示せず）が資材５０ａと資材５０ｂを合わせて資材５０ｃとして寄せ集め、空洞Ｃに落下投入する。このとき、空洞制限板２０Ｆに遮られることにより、資材５０ｃは側方空洞Ａにのみ充填され、底部空洞Ｂには入り込まない。その後、図１２（ｄ）において、持ち上げられていた土壌ブロック３１を落下させ、底部空洞Ｂも含め埋め戻す。この場合も、空洞Ｃは所定時間だけ保持される。これにより断面長方形の資材埋設溝Ｄを構築する。

【0073】

（３）第２の実施形態
図１３〜図１６を参照して本発明の第２の実施形態に係る資材管埋設作業機２の構成及びこれを用いた施工方法を説明する。資材管埋設作業機２は、資材に加えて管を土壌中に埋設する。なお、上述した資材埋設作業機１及び資材埋設作業機１Ａと共通する構成については、説明を省略する。

【0074】

図１３は、資材管埋設作業機２の右側面を概略的に示した図である。図１４は、資材管埋設作業機２における土壌ブロック持上げ部２０を、図４と同様に六方向の各視点から見た図である。

【0075】

図１３及び図１４に示すように、資材管埋設作業機２は、上述した資材埋設作業機１Ａと同様の、土壌ブロック持上げ部２０及び資材投入部を備えている。本例では、資材埋設作業機１Ａと同様に、土壌ブロック持上げ部２０に空洞制限板２０Ｆが設けられている。しかしながら、これは第２の実施形態の一例であり、上述した資材埋設作業機１と同様に空洞制限板２０Ｆを設けない形態とすることも可能である。

【0076】

＜管敷設部＞
資材管埋設作業機２は、さらに管敷設部を備えている。管敷設部は、長尺の管を巻き付けるための管リール６０と、管リールから引き出された管を案内するための管ガイド２０Ｇとを備えている。管リール６０は、土壌ブロック持上げ部２０における鉛直切断刃２０Ｃの上方に位置するように、作業フレーム２０Ａに取り付けられている。管リール６０の軸は進行方向に対して垂直である。管リール６０から下方に引き出された管６１は、作業フレーム２０Ａを上から下に通過して側面保持板２０Ｄの外面側に出る。

【0077】

管ガイド２０Ｇは、側面保持板２０Ｄの外面と鉛直切断刃２０Ｃの後方への仮想延長面との間（作業フレーム２０Ａの下方空間）に配置されている。管ガイド２０Ｇは、管６１を囲むように、上方から下方に向かって後方へ傾斜して設けられている。管ガイド２０Ｇの下端は、鉛直切断刃２０Ｃの下端と揃えられている。管６１は、管ガイド２０Ｇにより案内されて土壌ブロック持上げ部２０の下端にまで到達することができる。

【0078】

＜第２の実施形態の施工方法＞
図１５（ａ）〜（ｄ）は、資材管埋設作業機２を用いた本発明の資材管埋設施工方法を説明するための土壌断面図である。

【0079】

図１５（ａ）（ｂ）の資材５０ａの資材５０ｂ上への寄せ集め及び土壌ブロック３１の切断については、上述した資材埋設作業機１Ａに係る図１１（ａ）（ｂ）の工程と同じである。さらに、図１５（ｃ）において土壌ブロック３１が傾斜側面に沿って持ち上げられ側方空洞Ａと底部空洞Ｂからなる断面Ｌ型の空洞Ｃが形成される点も同じである。ここで、空洞制限板２０Ｆが側方空洞Ａと底部空洞Ｂを遮断している。

【0080】

図１５（ｃ）において、空洞Ｃが形成されると同時に、管リール（図示せず）から供給され管ガイド（図示せず）を通過した管６１が、側方空洞Ａの最下部に敷設される。管６１の敷設直後に資材収集投入器（図示せず）が資材５０ａと資材５０ｂを合わせて資材５０ｃとして寄せ集め、空洞Ｃに落下投入する。このとき、空洞制限板２０Ｆに遮られることにより、資材５０ｃは側方空洞Ａにのみ充填され、底部空洞Ｂには入り込まない。その後、図１５（ｄ）において、持ち上げられていた土壌ブロック３１を落下させ、底部空洞Ｂも含め埋め戻す。空洞Ｃは、所定時間だけ保持されるものである。これにより断面長方形の資材管埋設溝Ｅを構築する。

【0081】

図１６は、資材管埋設作業機２を用いた資材管埋設施工方法における図１５（ｂ）（ｃ）の工程を模式的に示した平面図である。

【0082】

図１６に示すように、資材管埋設作業機２を進行方向に移動させると、土壌表面に配置された資材のうちの一部である、資材収集器１１の前方に存在する資材５０ａが矢印のように寄せ集められ、進行方向の右側の資材５０ｂの上に載せられる。同時に、土壌ブロック持上げ部２０は、傾斜切断刃２０Ｂと鉛直切断刃２０Ｃにより土壌３０から土壌ブロック３１を切断し、土壌ブロック持上げ板２０Ｅにより持ち上げるとともに側面保持板２０Ｄにより水平方向左側に押す。これにより側面保持板２０Ｄの外面側に側方空洞Ａを形成し、土壌ブロック持上げ板２０Ｅの下面側に底部空洞Ｂを形成する。それらが土壌表面から連続した空洞Ｃになる。但し、空洞制限板２０Ｆにより、空洞Ｃは側方空洞Ａのみに制限されている。

【0083】

側方空洞Ａが形成されると直ちに、管ガイド２０Ｇに案内された管６１が側方空洞Ａの最下部に敷設される。続いて、側方空洞Ａに敷設された管６１の上に、資材収集投入器２により寄せ集められた資材５０ｃ（資材５０ａと資材５０ｂを合わせたもの）が落下投入される。その後、土壌ブロック３１を落下させて埋め戻すことで断面長方形の資材管埋設溝を構築される。

【0084】

（４）施工全体の説明
図１７は、本発明の資材等埋設作業機（資材埋設作業機１、１Ａ又は資材管埋設作業機２）により施工した圃場の土壌断面図である。本発明の資材等埋設作業機によれば、構築される資材埋設溝Ｄ（断面Ｌ型又は断面長方形）又は資材管埋設溝Ｅは、その深さｈ１、ｈ２を６０ｃｍ以内の任意の値に調整できる。これは、土壌ブロック持上げ部（図１等の２０）の鉛直方向の位置を変更することにより調整される。また、空洞制限板（図１０等の２０Ｆ）を着脱することにより、資材埋設溝Ｄ及び資材管埋設溝Ｅの断面形状を、Ｌ型と長方形の間で変更できる。また、管リール（図１３の６０）と管ガイド（図１３の２０Ｇ）を着脱することにより、資材埋設溝Ｄと資材管埋設溝Ｅの間で変更することが可能である。

【0085】

図１８は、図１３に示した資材管埋設作業機２により施工した圃場で管６１に給水した場合の給水範囲を示す土壌断面図である。資材管埋設作業機２を走行させることより、暗渠管と給水管に共用できる管と、その上部の透水性と保水性の高い有機物等の資材とを、縦溝状に一度に構築できる。構築された資材管埋設溝は、降雨時に資材を通じて管から排水でき、乾燥時に管を通じて資材と周辺土壌に給水して土中の水分調整と保水を行うことができる。

【実施例1】

【0086】

図１９は、図１に示した資材埋設作業機１による資材埋設溝Ｄの試験施工の結果を示す土壌中の断面図である。
試験条件は次の通りである。
・試験場所：北海道北見市の低地土圃場
・土壌条件：褐色低地土
・使用資材：麦わら２００ｋｇ／１０ａ
・施工速度：２〜４ｋｍ／ｈ
施工試験の処理区でもおおむね、Ｌ型の各資材埋設溝Ｄにそれぞれの資材がまとまって投入されて縦溝を形成していた。

【実施例2】

【0087】

実施例１の試験の途中で、資材埋設作業機１に管リールと管ガイドを付設して資材管埋設作業機２の構成に変更し、資材管埋設溝Ｅ（以下「暗渠」と称する場合がある）の試験施工を行った。試験条件は次の通りである。
・溝の深さ：５０ｃｍ
・管の直径：５０ｍｍ
・走行速度：約２ｋｍ／ｈ
試験結果から、暗渠の施工が可能であることが確認できた。だたし、資材管埋設作業機２の走行速度が２ｋｍ／ｈを超える場合は、管の供給が遅くなるため、敷設した管を引き上げる作用が働き、管が空洞の最下部から浮き上がってしまうため、適切な施工速度を調整することが必要であることが判明した。

【0088】

［比較例１］
本発明による資材埋設溝Ｄ又は資材管埋設溝Ｅが未施工である場所の土壌条件は、以下の通りである。
・試験場所：北海道北見市の畑圃場
・土壌条件：灰色低地土
・作土の亀裂の有無：塊状の土壌構造で、根の伸長がややあるが、透水性がやや低い
・心土の亀裂の有無：壁状の土壌構造で、堅く植物根の伸長は少なく、透水性は低い。
このように、特に心土の土壌が密で硬く水の通り道がないため、自然には土壌は改善されない。

【0089】

［比較例２]
通常の方法で補助暗渠や暗渠を施工する場合、細溝に資材と管を埋設する施工効率は、バックホー掘削が１時間当たり１４０ｍ、トレンチャ掘削が１時間当たり２４０ｍである。これは、本発明による施工効率（約２ｋｍ／ｈ）に比べて１／１０以下と極めて低い。本発明は施工効率が高いことから、緊急的な土壌改良が必要になった時にも対応が可能である。

【0090】

以上の通り、本発明により構築された資材埋設溝及び資材管埋設溝では、適切に資材、又は資材と管が一定の形状で埋設されている。よって本発明によれば、従来の下層土の土壌改良に同等の施工性と改良効果を期待できる。特に、資材と管を同時に埋設する暗渠施工が可能になり、専用のトレンチャやバックホー、特装車などの作業機を用いることなく、農業者が自分のトラクタにより簡単かつ低コストに暗渠を施工できる。

【符号の説明】

【0091】

１、１Ａ 資材埋設作業機
２ 資材管埋設作業機
１０ 作業機取付フレーム
１０Ａ ３点リンク取付部
１０Ｂ 資材収集器取付部
１０Ｃ 車輪
１１ 資材収集器
２０ 土壌ブロック持上げ部
２０Ａ 作業フレーム
２０Ｂ 傾斜切断刃
２０Ｃ 鉛直切断刃
２０Ｄ 側面保持板
２０Ｅ 土壌ブロック持上げ板
２０Ｆ 空洞制限板
２０Ｇ 管ガイド
２０Ｈ 水平切断刃
２１ 資材収集投入器
２２ 高さ調節ソリ
２３ オーガ
２４ 凹形切り欠き
３０ 土壌
３１ 土壌ブロック
５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ 資材
６０ 管リール
６１ 管
Ａ 側方空洞
Ｂ 底部空洞
Ｃ Ｌ型の空洞
Ｄ 資材埋設溝
Ｅ 資材管埋設溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】