特許 7654536 土壌採集装置

(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】

(24)【登録日】2025-03-24

(45)【発行日】2025-04-01

(54)【発明の名称】土壌採集装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 1/08 20060101AFI20250325BHJP

   E02D 1/04 20060101ALI20250325BHJP

【ＦＩ】

G01N1/08 D

E02D1/04

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021212824

(22)【出願日】2021-12-27

(65)【公開番号】P2023096813

(43)【公開日】2023-07-07

【審査請求日】2023-12-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110003041

【氏名又は名称】安田岡本弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】和栗 創一

(72)【発明者】

【氏名】佐野 愛樹

(72)【発明者】

【氏名】志摩 秀和

(72)【発明者】

【氏名】大西 健司

【審査官】福田 裕司

(56)【参考文献】

【文献】中国実用新案第２１２９０３９６５（ＣＮ，Ｕ）

【文献】米国特許第０６０１６７１３（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０２１－００４５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０４３７１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１０８７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－１６１１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５０７６３７２（ＵＳ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０８１９５６１４（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１１７９５８５１（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１０９５３４４０（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２１４０４０８０７（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２１２３２１１３６（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ １／０８

Ｅ０２Ｄ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

採集管と、
土壌表面より所定深さの下降位置まで前記採集管を下降させると共に土壌表面より上方の上昇位置まで前記採集管を上昇させる昇降機構と、
前記採集管内に上下移動可能に配備された押動シャフトと、
を備え、
前記押動シャフトは、前記採集管が前記下降位置にあるときに、前記採集管内で下降して前記採集管内にある土壌を押し固め、
前記昇降機構は、前記採集管を前記下降位置から前記上昇位置に上昇させる際に、当該採集管と共に前記押動シャフトを前記上昇位置に上昇させる
土壌採集装置。

【請求項2】

採集管と、
土壌表面より所定深さの下降位置まで前記採集管を下降させると共に土壌表面より上方の上昇位置まで前記採集管を上昇させる昇降機構と、
前記採集管内に上下移動可能に配備された押動シャフトと、
前記採集管内に採集された土壌を回収する回収缶と、
前記回収缶に向けて水平方向に相対移動するスクレープ部材と、
を備え、
前記回収缶は、上方に向かって開口する開口部を有し、
前記押動シャフトは、前記採集管が前記上昇位置にあるとき、前記採集管内で下降して前記採集管内の土壌を前記回収缶に向けて押し出し、前記採集管が前記下降位置にあるときに、前記採集管内で下降して前記採集管内にある土壌を押し固め、
前記スクレープ部材は、前記押動シャフトが前記採集管内の土壌を押し出した後に、前記回収缶の開口部の上方を通過する土壌採集装置。

【請求項3】

前記採集管内に採集された土壌を回収する回収缶と、
前記回収缶に向けて水平方向に相対移動するスクレープ部材と、
前記回収缶を水平に移動させる移動機構と、を備え、
前記回収缶は、上方に向かって開口する開口部を有し、
前記採集管の上昇位置と下降位置との間には、上下を仕切る仕切板が設けられており、
前記仕切板には、前記採集管が上昇又は下降するときに前記採集管の通過を許容する窓が形成されており、
前記移動機構は、前記開口部が前記窓の下部を通過するように前記回収缶を水平方向に移動させ、
前記開口部が前記窓の下側を通過するとき、前記窓の内縁部が前記スクレープ部材として機能する請求項１に記載の土壌採集装置。

【請求項4】

前記移動機構は、前記仕切板の下側に設けられて、上下方向を向く回転軸回りに回転するスロットル部材を有し、
前記スロットル部材には、前記回転軸回りに等間隔をあけて複数の前記回収缶が設けられており、
前記窓の内縁部は、平面視において、前記回転軸回りに回転する前記回収缶の回転軌道上に配置されている請求項３に記載の土壌採集装置。

【請求項5】

前記スクレープ部材は、前記回収缶の移動方向に対して傾斜した刃先を備えている
請求項３または４に記載の土壌採集装置。

【請求項6】

前記開口部に対する前記スクレープ部材の高さを調整可能な調整機構を備えている請求項２～４のいずれか１項に記載の土壌採集装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、土壌分析に供される土壌を圃場より採集する土壌採集装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、土壌を採集する技術としては、特許文献１に開示された土壌調査装置が知られている。
特許文献１に開示された土壌調査装置は、調査孔崩壊を防ぎ、正確な地盤環境調査を行う地盤環境調査装置である。この土壌調査装置は、土壌をサンプリングするコアサンプラーを備えている。土壌をサンプリングする場合には、調査孔にコアサンプラーを挿入し、土壌の採集（サンプリング）が実現可能とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－２０５３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の土壌調査装置では、下方に開口部を向けて配備される有底中空柱状の土壌採取部材（コアサンプラー）を用いて土壌の採集を行っている。土壌採取部材は、土壌中に非旋回あるいは旋回しながら圧入もしくは打入され、有底中空柱状体の内部空洞内に土壌を充填した後、これを引き上げることによって土壌を採集する。
ここで、土壌採取部材を土壌中に圧入等する場合は、内部空洞内に存在する空気が圧入等の邪魔になる可能性がある。そのため、特許文献１の土壌採取部材には、符号１ｃで示される小孔が予め形成されている。このような小孔を設ければ、中空部の空気を散逸させ、圧入もしくは打入が容易に行える。

【0005】

しかし、上述した小孔を土壌採取部材に設けると、土壌採取部材の引き上げの際に小孔を通って内部空洞内に外部から空気が逆流する可能性がある。つまり、逆流する空気に押される等して、せっかく採集した土壌が落下してしまうことも考えられる。それゆえ、特許文献１の土壌調査装置では、土壌を確実に採集できない場合があった。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、地中より採集した土壌を採集管の中に強固に留めることで、土壌を確実に採集することができる土壌採集装置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】

【0006】

この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。
土壌採集装置は、採集管と、土壌表面より所定深さの下降位置まで前記採集管を下降させると共に土壌表面より上方の上昇位置まで前記採集管を上昇させる昇降機構と、前記採集管内に上下移動可能に配備された押動シャフトと、を備え、前記押動シャフトは、前記採集管が前記下降位置にあるときに、前記採集管内で下降して前記採集管内にある土壌を押し固め、前記昇降機構は、前記採集管を前記下降位置から前記上昇位置に上昇させる際に、当該採集管と共に前記押動シャフトを前記上昇位置に上昇させる。

【0007】

土壌採集装置は、採集管と、土壌表面より所定深さの下降位置まで前記採集管を下降させると共に土壌表面より上方の上昇位置まで前記採集管を上昇させる昇降機構と、前記採集管内に上下移動可能に配備された押動シャフトと、前記採集管内に採集された土壌を回収する回収缶と、前記回収缶に向けて水平方向に相対移動するスクレープ部材と、を備え、前記回収缶は、上方に向かって開口する開口部を有し、前記押動シャフトは、前記採集管が前記上昇位置にあるとき、前記採集管内で下降して前記採集管内の土壌を前記回収缶に向けて押し出し、前記採集管が前記下降位置にあるときに、前記採集管内で下降して前記採集管内にある土壌を押し固め、前記スクレープ部材は、前記押動シャフトが前記採集管内の土壌を押し出した後に、前記回収缶の開口部の上方を通過する。

【0008】

土壌採集装置は、前記採集管内に採集された土壌を回収する回収缶と、前記回収缶に向けて水平方向に相対移動するスクレープ部材と、前記回収缶を水平に移動させる移動機構と、を備え、前記回収缶は、上方に向かって開口する開口部を有し、前記採集管の上昇位置と下降位置との間には、上下を仕切る仕切板が設けられており、前記仕切り板には、前記採集管が上昇又は下降するときに前記採集管の通過を許容する窓が形成されており、前記移動機構は、前記開口部が前記窓の下部を通過するように前記回収缶を水平方向に移動させ、前記開口部が前記窓の下側を通過するとき、前記窓の内縁部が前記スクレープ部材として機能する。

【0009】

土壌採集装置は、前記移動機構は、前記仕切板の下側に設けられて、上下方向を向く回転軸回りに回転するスロットル部材を有し、前記スロットル部材には、前記回転軸回りに等間隔をあけて複数の前記回収缶が設けられており、前記窓の内縁部は、平面視において、前記回転軸回りに回転する前記回収缶の回転軌道上に配置されている。
土壌採集装置は、前記スクレープ部材は、前記回収缶の移動方向に対して傾斜した刃先を備えている。

【0010】

土壌採集装置は、前記開口部に対する前記スクレープ部材の高さを調整可能な調整機構を備えている。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、地中より採集した土壌を採集管の中に強固に留めることで、土壌を確実に採集することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】土壌採集装置の使用態様を示す図である。

【図2】採集管が下降位置にある土壌採集装置の断面図である。

【図3】採集管が上昇位置にある土壌採集装置の断面図である。

【図4】採集管が上昇位置にある場合における押動シャフトの伸長と縮退とを比較して示した図である。

【図5】採集管が下降位置にある場合における押動シャフトの伸長と縮退とを比較して示した図である。

【図6】スロットル部材の回転状態と、回収缶に対するスクレープ部材の位置関係を、（ａ）回収缶と採集管とが上下方向に並ぶ場合と、（ｂ）隣り合う回収缶の間に採集管が位置する場合とで比較した平面図である。

【図7】他の実施形態のスロットル部材、回収缶、及びスクレープ部材の位置関係を示した図である。

【図8】（ａ）は刃先が直角のスクレープ部材を用いた土壌の掻き落とし、（ｂ）は傾斜した刃先を備えたスクレープ部材を用いた土壌の掻き落とし、（ｃ）は高さ調整機構を備えたスクレープ部材を用いた土壌の掻き落としを示す図である。

【図9】採集管内に土壌を採集する手順を示した図である。

【図10】採集した土壌を回収缶に移送する手順を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る土壌採集装置１の使用態様を示している。図２及び図３は、本実施形態に係る土壌採集装置１の全体構成を示す概略側面図である。図２は、採集管２が下降位置にある状態、言い換えれば採集管２を土壌表面より下方まで下降させた状態を示している。図３は、採集管２が上昇位置にある状態、言い換えれば採集管２を土壌表面より上方まで上昇させた状態を示している。

【0014】

土壌採集装置１は、トラクタなどの作業車両３の後部に接続されて牽引可能とされており、作業車両３に牽引されて圃場を移動し、所定位置の土壌を採集可能となっている。本実施形態では、作業車両３がトラクタとされた土壌採集装置１を例に挙げて、本発明の土壌採集装置１を説明する。但し、作業車両３はトラクタには限定されない。
図１を用いて、土壌採集装置１が接続される作業車両３の全体構成を簡単に説明する。

【0015】

作業車両３（トラクタ）は、車体４と、走行装置５と、を備えている。車体４上にはキャビン６が搭載されている。キャビン６の室内には運転席が設けられている。車体４の後部には、３点リンク機構で構成された連結部７が設けられている。連結部７は、作業装置（インプルメント）を着脱可能、且つ、作業装置（インプルメント）を昇降可能となっている。本発明の作業装置（インプルメント）は土壌採集装置１とされている。

【0016】

図示は省略するが、走行装置５は、左側と右側とに走行体をそれぞれ有している。走行装置５は、前輪５ａ及び後輪５ｂを有する装置である。前輪５ａは、タイヤ型であっても
クローラ型であってもよい。また、後輪５ｂも、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。
車体４は、走行装置５上に支持されている。車体４には、原動機８が搭載されている。原動機８は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、電動モータ、またはディーゼルエンジン及び電動モータを有するハイブリッド型である。原動機８で発生した動力は、走行装置５の駆動輪に伝達されて走行装置５を動作させると共に、ＰＴＯ軸を介して作業装置に伝達可能とされている。

【0017】

本実施形態の土壌採集装置１を連結する連結部７には、３点リンク機構が用いられている。車体４の後部に設けられた３点リンク機構（連結部７）が土壌採集装置１の前部に設けられた連結枠９に着脱自在に連結可能とされている。これらの３点リンク機構には、トップリンク７ａと２本のロアリンク７ｂとがあり、これらのリンク７ａ、７ｂは油圧アクチュエータを用いて上下方向に揺動可能とされている。土壌採集装置１は、３点リンク機構（連結部７）の駆動（揺動）によって、作業車両３に対して昇降可能である。

【0018】

図２及び図３に示すように、土壌採集装置１は、採集管２、昇降機構１０、押動シャフト１１、回収缶１２、スクレープ部材１３、スロットル部材１４を備えている。これらの部材は、いずれも装置本体１５に取り付けられている。
装置本体１５は、連結枠９を備えている。連結枠９には、作業車両３の３点リンク機構（連結部７）が取り付けられる。装置本体１５を作業車両３に取り付けることによって、装置本体１５に配備された採集管２などの部材を作業車両３で牽引することができる。つまり、作業車両３によって土壌採集装置１は圃場内の任意の位置に移動可能であり、圃場の様々な場所で土壌を採集することができる。但し、土壌採集装置１は、作業車両３に取り付ける移動式のものには限定されず、圃場の土壌採集場所に設置する定置式のものであってもよい。定置式の場合は、連結枠９が予め設けられていない装置本体１５を採用することもできる。

【0019】

なお、本実施形態は、連結枠９を備えた移動式の土壌採集装置１である。それゆえ、以降の説明では、特に断らない限り、土壌採集装置１は移動式であるものとする。
連結枠９は、装置本体１５の後部に設けられている。連結枠９は、上下方向に沿うように設けられている。連結枠９の上部には、３点リンク機構のトップリンク７ａを連結する上部連結アイ９ｕが形成されている。上部連結アイ９ｕは、連結枠９の上部に上下方向に距離をあけて複数（３つ）設けられている。連結枠９の下部には、３点リンク機構のロアリンク７ｂを連結する下部連結アイ９ｄが形成されている。本実施形態の場合、上部連結アイ９ｕ及び下部連結アイ９ｄは連結ピンを挿通可能な孔として形成されており、連結ピンを上部連結アイ９ｕ及び下部連結アイ９ｄのそれぞれに挿通することで土壌採集装置１と作業車両３の連結部７との連結が行われる。

【0020】

土壌採集装置１は、装置本体１５の前部（前後方向の中央より前）に、採集管２と、昇降機構１０と、押動シャフト１１と、を備えている。また、土壌採集装置１は、回収缶１２と、スロットル部材１４と、を備えている。さらに、土壌採集装置１は、スクレープ部材１３を備えている。具体的には、装置本体１５は、後部（連結枠９の下端）から前方に向かって水平に延びている。装置本体１５は、前後方向の中途部で上方に曲がり、上方に延びた先で前方に曲がるクランク状の断面形状を備えている。装置本体１５は、クランク状に折れ曲がった前端に、採集管２、昇降機構１０、及び押動シャフト１１が配備されている。また、装置本体１５における前後方向の中途部には、回収缶１２、スクレープ部材１３、及びスロットル部材１４が配備されている。

【0021】

採集管２は、土壌表面から土中に突き刺して、中空とされた管内に土壌分析のサンプルとなる土壌を採集するものである。なお、以降の説明では、採集管２内に採集された土壌を、サンプル土壌Ｓと呼び、圃場にある他の土壌と区別する場合がある。
採集管２は、鋼鉄などの金属材料を用いて、上下方向に伸びる筒状（本実施形態の場合であれば円筒状）に形成されている。採集管２は、上下方向に長い長尺の管である。採集管２の下端は土壌表面を貫いて地中に入り込む箇所であるため、土壌へ侵入する際の抵抗を下げる目的で採集管２の下部の管端を研削するなどして尖らせても良い。また、注射針
の先端のように、側方から見た場合に採集管２の下部の管端が垂直方向に対して傾斜するように加工して、土壌へ侵入する際の抵抗を下げてもよい。

【0022】

図４及び図５に示すように、採集管２の下部の外周面には、土壌に対する採集管２の進入深さを規制する規制部材１６が設けられている。規制部材１６は、フランジ状に形成されており、採集管２を外周側から囲むように配備されている。規制部材１６の下面は、水平方向に沿って延びる平坦な面状に形成されている。規制部材１６は、平坦な下面１６ａを土壌表面に面接触させることで、土壌への採集管２の侵入を規制している。そのため、採集管２の下端からの規制部材１６までの長さは、採集管２の進入深さと同じである。つまり、規制部材１６の取り付け位置を変更することで、採集しようとする土壌の深さを変更することができる。例えば、土壌表面から深さ３００mmの土壌を採集する場合には、採集管２の下端からの規制部材１６の取り付け位置は少なくとも３００mm以上とするのが好ましい。

【0023】

採集管２の上端には、当該採集管２の下部や上下方向の中途部よりも外径が大きな大径部２ａが形成されている。大径部２ａは、当該大径部２ａより下側の採集管２に対して、外径だけでなく内径も大きく形成されている。詳しくは、採集管２の大径部２ａと、大径部２ａより下側の採集管２との間には、内周面と外周面とのそれぞれに段差が形成されている。以下、採集管２の内周面に形成される段差を内周段差２ｂといい、採集管２の外周面に形成される段差を外周段差２ｃという。

【0024】

内周段差２ｂは、上方を向く水平な段差面を備えている。内周段差２ｂの段差面に後述する押動用アクチュエータ本体１７の下面が面接触することで、押動用アクチュエータ本体１７の下方移動が規制される。つまり、内周段差２ｂは、採集管２に対する押動用アクチュエータ本体１７の差し込み位置を大径部２ａと同じ高さに規定している。
外周段差２ｃは、下方を向く水平な段差面を備えている。外周段差２ｃの段差面が後述する装置本体１５の支持部１８の上面に面接触することで、採集管２の下方移動が規制される。つまり、外周段差２ｃは、装置本体１５の支持部１８に対する採集管２の差し込み位置を支持部１８と同じ高さに規定している。

【0025】

次に、採集管２を昇降させる昇降機構１０について説明する。
昇降機構１０は、土壌表面より所定深さにある下降位置まで採集管２を下降させると共に、土壌表面より上方の上昇位置まで採集管２を上昇させる機構である。言い換えれば、昇降機構１０は、上昇位置と下降位置との上下間で採集管２を昇降させる。
図２に示すように、下降位置は、土壌表面を基準として採集管２の下端部が深さＤだけ下方の位置である。下降位置を規定する深さＤは、土壌で栽培しようとする作物の種類、土壌分析しようとする成分などによって変動するが、本実施形態の場合であれば深さＤは１００ｍｍ～６００ｍｍである。例えば、一般的な葉物野菜などを栽培する畑土の場合であれば深さＤは１００ｍｍ～３００ｍｍと浅くて良い。しかし、根が深くまで伸びる果樹などの作土の場合は、深さＤは３００ｍｍ～６００ｍｍと深く設定される。

【0026】

図３に示すように、採集管２が上昇位置にあるとき、採集管２の下端部は土壌表面よりも高さＨだけ上方に位置する。上昇位置を規定する高さＨは、後述するスクレープ部材１３と物理的に干渉しないようにスクレープ部材１３の設置高さより高く設定される。本実施形態の場合であれば、スクレープ部材１３は土壌表面より１５０ｍｍの設置高さに設置される。そのため、上述した上昇位置を規定する高さＨは、安全性に鑑みて１５０ｍｍよりやや高い２００ｍｍ以上とされる。なお、高さＨの上限には制約はない。しかし、高さＨを大きくし過ぎると、採集管２の昇降に時間や労力がかかり、非効率的である。そのため、高さＨは５００ｍｍ以下とされる。

【0027】

具体的には、昇降機構１０は、アクチュエータ１９と、第１支持アーム部２０と、第２支持アーム部２１と、を有している。
図４及び図５に示すように、アクチュエータ１９は、上下方向に沿うように配備されており、電動モータ及び油圧アクチュエータ等の電気式、油圧式のアクチュエータによって上下方向に伸縮する。本実施形態のアクチュエータ１９は、相対的に見て下部にアクチュエータ本体２２を備える。アクチュエータ本体２２の上部には、伸縮ロッド２３がアクチ
ュエータ本体２２から上方に向かって伸縮可能なように配備されている。また、アクチュエータ１９は、上部の第１支持アーム部２０と下部の第２支持アーム部２１との２部材で支持されている。

【0028】

第１支持アーム部２０は、前方上部から後方下部に向かってクランク状に折れ曲がる板部材である。第１支持アーム部２０の前端は、伸縮ロッド２３の上端に連結されている。第１支持アーム部２０の後端は、採集管２の大径部２ａに連結されている。つまり、第１支持アーム部２０は、採集管２の大径部２ａを、伸縮ロッド２３の上端に対して支持している。

【0029】

また、第２支持アーム部２１は、前方下方から後方上部に向かってクランク状に折れ曲がる板部材である。第２支持アーム部２１の前端は、アクチュエータ本体２２の下端に連結されている。第２支持アーム部２１の後端は、装置本体１５の支持部１８に連結されている。つまり、第２支持アーム部２１は、アクチュエータ本体２２の下端を装置本体１５の支持部１８に対して動かないように固定している。

【0030】

第２支持アーム部２１は、アクチュエータ本体２２の下端と、装置本体１５の支持部１８とのそれぞれに連結されている。
そのため、アクチュエータ１９が伸長すると、アクチュエータ本体２２から伸縮ロッド２３が上方に向かって伸長される。このとき、アクチュエータ本体２２の下端は、第２支持アーム部２１により装置本体１５の支持部１８に連結されているので移動しない。そのため、固定されたアクチュエータ本体２２から伸縮ロッド２３が上方に伸びる。そうすると、第１支持アーム部２０により伸縮ロッド２３の上端に支持された大径部２ａも上方に移動し、採集管２が上方に引き上げられる。

【0031】

アクチュエータ１９を縮退させた場合には、固定されたアクチュエータ本体２２に対して、伸縮ロッド２３が下方に移動するため、採集管２が下方に引き下げられる。
支持部１８は、採集管２を支持する円筒状の部分であり、装置本体１５の前端に形成されている。支持部１８の内径は、大径部２ａより下方の採集管２の外径よりは大きくされている。それゆえ、支持部１８は、大径部２ａより下方の採集管２を内周側に挿し込み可能とされている。また、支持部１８の内径は、大径部２ａの外径よりは小さくされている。それゆえ、支持部１８の内周側に採集管２を上方より挿通させると、大径部２ａの下端に形成される外周段差２ｃの段差面が支持部１８に上方から面接触する。このようにして、支持部１８に対する採集管２の下方移動が規制され、採集管２が支持部１８によって支持される。

【0032】

なお、上述した例では、アクチュエータ１９は、縮退することで伸縮ロッド２３を下方に移動させることで、採集管２を下方に引き下げる構成を挙げた。しかし、伸長することで伸縮ロッド２３を下方に移動させるように、アクチュエータ１９を配備しても良い。
次に、押動シャフト１１と、押動シャフト１１を上下方向に移動させている押動用アクチュエータ２４について説明する。

【0033】

図４及び図５に示されるように、押動シャフト１１は、採集管２内に上下移動可能に配備された棒状の部材であり、採集管２内に取り込まれた土壌を押し下げる機能を備えている。本実施形態の押動シャフト１１は、押動用アクチュエータ２４の下側に配備された第１シャフト１１ａと、第１シャフト１１ａのさらに下側に配備された第２シャフト１１ｂと、を備えている。なお、本実施形態では２つのシャフト１１ａ、１１ｂを長手方向につなげた例を挙げているが、押動シャフト１１は上下に途切れなくつながった１本であって良い。

【0034】

具体的には、押動シャフト１１の外径は、内周段差２ｂ（大径部２ａ）より下方に位置する採集管２の内径よりも大きく形成されている。これにより、押動シャフト１１は、採集管２の内部を上下方向に移動可能とされている。
押動用アクチュエータ２４は、採集管２の大径部２ａの内部に上方より挿し込まれている。押動用アクチュエータ２４の外径は、採集管２の大径部２ａの内径より小さく、大径部２ａより下方に位置する採集管２の内径よりも大きく形成されている。それゆえ、大径部２ａの内側に押動用アクチュエータ２４を上方より挿し込むと、大径部２ａに形成され
る内周段差２ｂの段差面に押動用アクチュエータ２４の下面が面接触する。そして、内周段差２ｂで押動用アクチュエータ２４を支持した状態で、押動シャフト１１のみを採集管２内で上下方向に伸長または縮退させることが可能となる。

【0035】

なお、押動用アクチュエータ２４を大径部２ａに固定する方法としては、螺合や締結などを用いても良い。例えば、押動用アクチュエータ２４の外周面と、大径部２ａの内周面とに、互いに螺合可能なネジ部を形成しておく。このようにすれば、押動用アクチュエータ２４を大径部２ａの内側に螺合で固定することが可能となる。また、押動用アクチュエータ２４を大径部２ａの内側に差し込んだ状態で、大径部２ａを貫通して押動用アクチュエータ２４の外周面に達する締結具などを設ければ、締結具などで押動用アクチュエータ２４を大径部２ａの内側に固定することもできる。

【0036】

なお、上述した押動用アクチュエータ２４にも、電動モータ及び油圧アクチュエータ等の電気式、油圧式のアクチュエータによって、押動シャフト１１を上下方向に伸縮するものを用いることができる。
上述した押動シャフト１１は、次の２つの機能を有している。
一つの機能は、採集されたサンプル土壌Ｓを押し固める機能である。つまり、押動シャフト１１は、採集管２が下降位置にあるときに、採集管２内で下降して採集管２内にある土壌を押し固めるものである。具体的には、図９の左から２つ目の図にあるように、採集管２が下降位置にあるときには、採集管２の下端は土壌表面ＧＬより下方に位置し、採集管２の内側には土壌Ｓが入り込んでいる。この採集管２が下降した場合でも、押動シャフト１１によるサンプル土壌Ｓの圧縮が行われる前は、押動シャフト１１（第２シャフト１１ｂ）の下端１１ｃは、採集管２の下端よりも上方に位置する。これにより、押動シャフト１１の下端１１ｃと採集管２の下端との間に、土壌Ｓを収容するスペース３２が形成される。即ち、押動シャフト１１を所定位置まで下降後させた状態では、採集管２の内壁と、押動シャフト１１の下端１１ｃとで囲まれた空間が土壌Ｓを収容するスペース３２となる。そして、このスペース３２内に土壌Ｓが収容される。

【0037】

次に、押動シャフト１１を所定位置からさらに下降させることでサンプル土壌Ｓを押し固める。このとき、押動シャフト１１の下端１１ｃは、スペース３２内で下方に移動してサンプル土壌Ｓを上方から押す。採集管２内のサンプル土壌Ｓのうち、下方は下層の土壌、側方は採集管２の管壁に囲まれている。そのため、採集管２内のサンプル土壌Ｓを押動シャフト１１の下端で下方に向かって押すと、サンプル土壌Ｓはすべての方向に移動が規制されているので、サンプル土壌Ｓはスペース３２内で圧縮される。そして、圧縮されたサンプル土壌Ｓがスペース３２内で採集管２の内周面に強固に押し固められる（固着される）。採集管２内に押し固められたサンプル土壌Ｓは、押し固めがない場合よりも落下しにくい。それゆえ、採集されたサンプル土壌Ｓを落とさないように、採集管２を地中より引き上げたり移動させたりすることが可能となる。

【0038】

なお、上述したサンプル土壌Ｓを押し固める機能を確実に実現するために、押動シャフト１１の下端１１ｃは、スペース３２内のサンプル土壌Ｓを十分に押圧できるように略平面に形成されていることが好ましい。
もう一つの機能は、採集管２内で押し固めたサンプル土壌Ｓを剥ぎ落とす機能である。押動シャフト１１は、採集管２が上昇位置にあるときに、採集管２内で下降して採集管２内の土壌を回収缶１２に向けて押し出すものである。具体的には、採集管２内に押し固められたサンプル土壌Ｓを押動シャフト１１で押し、採集管２の内周面からサンプル土壌Ｓを剥ぎ落として採集管２からの落下を促進させる。サンプル土壌Ｓを採集管２から落下させるとき、図１０の右側の図に示すように、押動シャフト１１の下端１１ｃは採集管２の下端の高さまで下降する。このように、サンプル土壌Ｓを剥ぎ落とすときには、押動シャフト１１が最下降位置にある状態において、押動シャフト１１の下端１１ｃは採集管２の下端の高さ以下となる。これにより、押動シャフト１１の下端１１ｃと採集管２の下端との間にスペース３２が無くなるため、採集管２内に押し固められたサンプル土壌Ｓを確実に落下させることができる。

【0039】

より具体的に説明すると、採集管２を上方に引き上げる際に、予め押動シャフト１１を
押動用アクチュエータ２４側に縮退させておく（図５の右図参照）。つまり、上述した昇降機構１０は、採集管２を下降位置から上昇位置に上昇させる際に、当該採集管２と共に押動シャフト１１を上昇位置に上昇させる。そして、採集管２が回収缶１２の上方に位置した状態で、押動シャフト１１を押動用アクチュエータ２４から再び下方に向かって伸長させる（図５の左図参照）。そうすると、下方に伸長した押動シャフト１１の下端が採集管２内のサンプル土壌Ｓに接触し、押動用アクチュエータ２４の押動力（押圧力）を用いて採集管２内でサンプル土壌Ｓを剥ぎ取り、落下を促進することができる。このように押動用アクチュエータ２４の押動力を用いて強制的にサンプル土壌Ｓを剥ぎ取る方法は、特に粘土質の土壌のように採集管２内にサンプル土壌Ｓが強固に固着する場合に有利である。このようにすれば採集管２内にサンプル土壌Ｓが残留することがなくなり、土壌の採集を確実に行うことが可能となる。

【0040】

土壌採集装置１が上述した採集管２、昇降機構１０、及び押動シャフト１１などを備えることによって、サンプル土壌Ｓが短時間且つ効率的に回収缶１２に回収される。そのため、採集管２、昇降機構１０、及び押動シャフト１１などの動作に充分に対応できるように、回収缶１２も効率的に装填されるのが好ましい。そこで、本実施形態の土壌採集装置１は、サンプル土壌Ｓを回収する回収缶１２を短時間で装填する装填機構を備えている。

【0041】

図６に示すように、回収缶１２の装填機構は、複数の回収缶１２と、複数の回収缶１２のうちから一の回収缶１２のみを採集管２の移動軸線上に移動させるスロットル部材１４と、を備えている。
複数の回収缶１２は、いずれも同一の形状を備えた有底円筒状の部材である。いずれの回収缶１２も、上方に向かって開口する開口部１２ａを備えている。回収缶１２には、開口部１２ａの周囲を囲むように円環状のフランジ部１２ｂが形成されている。フランジ部１２ｂを開口部１２ａの周囲に設けることで、開口部１２ａから外れて落下したサンプル土壌Ｓをフランジ部１２ｂで受け止めて回収缶１２に回収可能となり、回収缶１２へのサンプル土壌Ｓの回収効率が向上する。

【0042】

回収缶１２の開口部１２ａは、採集管２の口径と同じかやや大きい口径に形成されており、採集管２内のサンプル土壌Ｓをこぼさず回収できるようになっている。回収缶１２の容積は、採集管２に回収されるサンプル土壌Ｓの量よりも小さいものとされている。これは、採集管２に回収されるサンプル土壌Ｓのうち、土壌分析に用いられる土壌は、土壌表面から所定の深さ（例えば上述した１００ｍｍ以深）に存在するものに限定されるからである。表面の土壌を用いて土壌分析を行うと、腐植や異物により正確な分析が困難となる場合があるため、一般には地表から所定の深さ（例えば１００ｍｍ以深）の土壌をサンプル土壌Ｓとして回収缶１２に回収するのが好ましい。そこで、本実施形態の回収缶１２は、採集管２に採集されたサンプル土壌Ｓをすべて回収するものとはなっていない。例えば、本実施形態の回収缶１２は、所定の深さ（例えば１００ｍｍ以深）の土壌は回収可能となっている。しかし、所定の深さ（例えば１００ｍｍ）より浅い土壌（表層土壌）を回収しようとしても、回収缶１２が先に回収した土壌で満杯になっている。そのため、所定の深さ（例えば１００ｍｍ）より浅い土壌は、缶外にこぼれ落ち、缶内に回収されることがない。このような土壌の選択的な回収（所定の深さ以深の土壌のみの回収）を可能とするように、本実施形態の回収缶１２は表層土壌の分を除いたサンプル土壌Ｓで缶内が満杯となるような容積に設定される。

【0043】

図２等に示すように、スロットル部材１４は、装置本体１５における前後方向の中途部に配備されている。図６に示すように、スロットル部材１４は、水平方向に沿うように配備された、平面視にて歯車状の平板部材である。スロットル部材１４の外周縁には、中心から離れるように外周方向に突出した凸縁部１４ａと、中心に近づくように凹んだ凹縁部１４ｂとが、周方向に交互に並んで形成されている。凸縁部１４ａと凹縁部１４ｂとは、いずれも複数（本実施形態では１０箇所）形成されており、周方向に交互に並んで配備されている。そして、凸縁部１４ａの先端に、回収缶１２がそれぞれ配備されている。

【0044】

スロットル部材１４の中心には、上下方向に軸心を向けて配備された回転軸１４ｃが形成されている。また、スロットル部材１４の回転軸１４ｃには、ウォームギヤを介して上
下方向を向く軸回りに回転軸１４ｃを回転させる回動モータ２６が配備されている。それゆえ、回動モータ２６が回転すると、回転モータ２６の回転駆動力がウォームギヤを介して回転軸１４ｃに伝達され、回転軸１４ｃが上下方向を向く軸回りに回転する。そして、回転軸１４ｃの回転に連動して、スロットル部材１４も回転軸１４ｃの軸心回りに回転する（図６の矢印ＴＤ参照）。

【0045】

上述したスロットル部材１４では、回転軸１４ｃの軸心から凸縁部１４ａの突端までの距離は、どの凸縁部１４ａでも等しく形成されている。言い換えれば、回転軸１４ｃの軸心から回収缶１２までの距離は、すべての回収缶１２で等しい。それゆえ、スロットル部材１４が回転すると、すべての回収缶１２がスロットル部材１４の回転軸１４ｃを中心とする同一の回転軌道Ｒ上を移動する。図６（ａ）及び（ｂ）において２点鎖線で示されるように、この回転軌道Ｒは、回転軸１４ｃの軸心を中心とする円軌道であり、複数の回収缶１２の中心を通っている。

【0046】

回転軌道Ｒ上には、採集管２から回収缶１２への土壌移替位置Ｔが１箇所設けられている。土壌移替位置Ｔは、採集管２の移動軸線（上下方向の軸線）と回転軌道Ｒとの交差部に位置している。つまり、スロットル部材１４が回転することで、複数の回収缶１２を回転軌道Ｒに沿って土壌移替位置Ｔに１つずつ順次移動（装填）させることが可能となる。
例えば、図６（ａ）は、スロットル部材１４の外周縁に配備された回収缶１２の上方（真上）に採集管２が位置する位置関係を示している。言い換えれば、図６（ａ）では、回収缶１２と採集管２とが上下方向に並んでいる。回収缶１２の上方（真上）に採集管２が位置するため、採集管２内に採集されたサンプル土壌Ｓを下方に落下させると、落下した土壌が回収缶１２に回収される。

【0047】

回収缶１２に土壌が回収されたら、上下方向を向く軸回りにスロットル部材１４をさらに回転させる。本実施形態の場合であれば、回収缶１２は回転軸１４ｃの軸心を基準として３６°間隔で配備されているので、スロットル部材１４をさらに１８°回転させる。そうすると、土壌移替位置Ｔに位置していた回収缶１２の位置が図６（ｂ）に示すような位置に変化する。

【0048】

図６（ｂ）は、平面視にて隣り合った回収缶１２の間に採集管２が位置する位置関係を示している。言い換えれば、図６（ｂ）では、平面視にて隣り合う回収缶１２の間に採集管２が位置している。上述したように回収缶１２は凸縁部１４ａの先端に配備されているが、凸縁部１４ａの間の凹縁部１４ｂはスロットル部材１４の回転軸１４ｃ心側に向かって円弧状に凹んで形成されている。そのため、図６（ｂ）の位置では、スロットル部材１４が物理的に採集管２に干渉することがなく、採集管２を自由に上下方向に移動させることが可能となる。

【0049】

スクレープ部材１３は回収缶１２に向けて水平方向に相対移動する。この相対移動は、スクレープ部材１３が固定されて回収缶１２が移動する場合と、回収缶１２が固定されてスクレープ部材１３が移動する場合とを含む。以下に説明する実施形態は、前者の場合の実施形態である。
スクレープ部材１３は、装置本体１５に移動しないように固定された板部材である。本実施形態の場合、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、スクレープ部材１３は、長方形の板部材である。

【0050】

スクレープ部材１３は、下縁が水平方向を向くように、且つ、下縁が回収缶１２の開口部１２ａのやや上方に位置するように配備されている。また、スクレープ部材１３は、回転軌道Ｒを横切る位置に取り付けられている。それゆえ、スロットル部材１４が回転軸１４ｃの軸心回りに回転すると、回収缶１２は、回転軌道Ｒ上を移動し、スクレープ部材１３の下縁のやや下方を通過する。

【0051】

ここで、図６（ａ）の下円内に示すように、押動シャフト１１が採集管２内の土壌を押し出した後では、回収缶１２の開口部１２ａよりも上方に余剰なサンプル土壌Ｓが山盛りになって（盛り上がって）堆積している。この状態で、スロットル部材１４が回転することで、回収缶１２を移動させる。そうすると、図６（ｂ）の下円内に示すように、スクレープ部材１３の下縁のやや下方を回収缶１２が通過する。このとき、回収缶１２から見ると、スクレープ部材１３の下縁が開口部１２ａのやや上方を水平に通過することになる。そうすると、水平に通過するスクレープ部材１３により開口部１２ａの上に堆積したサンプル土壌Ｓが掻き落とされる。

【0052】

つまり、本実施形態の土壌採集装置１では、スクレープ部材１３は回収缶１２に向けて水平方向に相対移動する。このとき、スクレープ部材１３は、押動シャフト１１が採集管２内の土壌を押し出した後に、回収缶１２の開口部１２ａの上方を通過する。これにより、スクレープ部材１３は、回収缶１２の上端よりも上方の（上端から突出した）余剰なサンプル土壌Ｓを取り除くことができる。

【0053】

スクレープ部材１３の取り付け高さは、回収缶１２の開口部１２ａのやや上方にスクレープ部材１３の下縁が位置するような高さとされている。つまり、スロットル部材１４が回転軸１４ｃの軸心回りに回転すれば、回収缶１２もスロットル部材１４と一体に回転する。このとき、回転する回収缶１２のやや上方をスクレープ部材１３が水平方向に相対移動する高さにスクレープ部材１３を設ければ、スクレープ部材１３が回収缶１２の開口より上方に位置するサンプル土壌Ｓを掻き落とす。スクレープ部材１３が掻き落とす土壌は、採取前の圃場においては表層付近に位置していた土壌である。そのため、回収缶１２に回収されるサンプル土壌Ｓは、表層付近に多い腐植や異物を確実に含まないものとなり、土壌分析に最適なサンプルを採集することが可能となる。

【0054】

なお、上述した例は、スクレープ部材１３に装置本体１５に下縁を水平方向に向けて配備された長方形の板部材をスクレープ部材１３に用いたものであったが、スクレープ部材１３としては板部材以外の部材を用いることもできる。
例えば、図７（ａ）に示すように、採集管２の上昇位置と下降位置との間に上下を仕切る仕切板２８を設けておく。この仕切板２８は、図例では装置本体１５の底板である。次に、仕切板２８（装置本体１５の底板）に、採集管２の上下方向に沿った通過を許容する窓２９を形成しておく。そして、窓２９の下部を回収缶１２の開口部１２ａが通過するように、回収缶１２を水平方向に移動させる移動機構３０を設ける。

【0055】

上述した移動機構３０には、回転を用いて回収缶１２を土壌移替位置Ｔに移動させるスロットル部材１４を用いることができる。しかし、回収缶１２の移動機構３０は、上述したスロットル部材１４に限定されないし、回収缶１２の移動は回転を利用するものでなくても良い。例えば、回収缶１２を土壌移替位置Ｔに対して直線的に水平移動させる移動機構３０を用いても良い。また、採集管２自体を回収缶１２に対して移動させる移動機構３０を用いても良い。つまり、回収缶１２の移動機構３０は、採集管２に対して回収缶１２を水平方向に相対移動可能なものであればよい。

【0056】

上述した移動機構３０を用いても、回収缶１２の開口部１２ａが窓２９の下側を通過するとき、窓２９の内縁部２９ａがスクレープ部材１３として機能して、回収缶１２の上端よりも上方の余剰なサンプル土壌Ｓが取り除かれる。この場合、図７（ｂ）に示すように、窓２９の内縁部２９ａは、平面視において、回転軸１４ｃ回りに回転する回収缶１２の回転軌道Ｒ上に（回転軌道Ｒを横切るように）配置され、スクレープ部材１３として機能する。

【0057】

つまり、土壌採集装置１は、図７に示すように、回収缶１２を水平に移動させる移動機構３０を備え、採集管２の上昇位置と下降位置との間には、上下を仕切る仕切板２８が設けられているものであってもよい。この場合、仕切板２８には、採集管２が上昇又は下降するときに採集管２の通過を許容する窓２９が形成される。また、移動機構３０は、開口部１２ａが窓２９の下部を通過するように回収缶１２を水平方向に移動させ、開口部１２ａが窓２９の下側を通過するとき、窓２９の内縁部２９ａをスクレープ部材１３として機能させる。

【0058】

また、図８（ｂ）に示すように、スクレープ部材１３における土壌と接触する側の端縁を傾斜状（上下方向に対して傾斜した直線形状）に切断することもできる。つまり、図８（ａ）に示す直角（上下方向に対して直角）な刃先１３ａを備えたスクレープ部材１３に対して、図８（ｂ）に示す傾斜した鋭利な刃先１３ｂのスクレープ部材１３を用いれば、土壌に対する切削能力を高くすることができる。その結果、硬質な土壌であっても土壌を
確実に排除することができ、高精度に定容された土壌を用いて精確な土壌分析を行うことが可能となる。

【0059】

さらに、図８（ｃ）に示すように、回収缶１２の開口部１２ａに対するスクレープ部材１３の高さを調整可能な調整機構３１を設けることもできる。例えば、採取しようとする土壌の性質が砂のように保型性を備えていない場合は、スクレープ部材１３の高さを高くしすぎると、掻き取るそばから山が崩れて、サンプル土壌Ｓを精確に回収できなくなる場合がある。このような場合は、スクレープ部材１３の高さを低く抑えることで、回収缶１２に回収するサンプル土壌Ｓの量を精確に調整でき、より精確な土壌分析を行うことが可能となる。

【0060】

次に、本実施形態の土壌採集装置１を用いた土壌採集方法について説明する。
図９の左端の図は、土壌表面より上方の上昇位置に採集管２が存在している状態（土壌採集前の状態）を示している。この状態から土壌を採集する場合、まず、アクチュエータ１９を縮退させ、第１支持アーム部２０を介して押動シャフト１１に連結された採集管２を下降させる。

【0061】

そうすると、図９の左端から２番目の図に示すように、採集管２が土壌表面を貫いて土中に入り込み、中空とされた採集管２の内部にサンプル土壌Ｓが入り込む。採集管２が下降位置まで下降したら、採集管２の中にサンプル土壌Ｓが採集される。このとき、採集管２に採集されるサンプル土壌Ｓの体積は、採集管２の圧入で若干圧縮され、元の土壌（採集される前の土壌）の体積よりもやや小さくになる。

【0062】

図９の右端から２番目の図に示すように、採集管２の中に採集されたサンプル土壌Ｓを、さらに押動シャフト１１で押圧して押し固める。具体的には、押動用アクチュエータ本体１７から下方に向かって棒状の押動シャフト１１を伸長させ、押動シャフト１１の下端で採集管２内のサンプル土壌Ｓを圧縮する。このようにすれば、サンプル土壌Ｓが採集管２内で押し固められ、押し固められたサンプル土壌Ｓが採取管の内周面に固着する。それゆえ、採集管２を上昇させてもサンプル土壌Ｓの落下を抑制することが可能となる。

【0063】

図９の右端の図に示すように、サンプル土壌Ｓの圧縮が終了したら、アクチュエータ１９を上方に伸長させ、採集管２を上方に引き上げる。このとき、採集管２を下降位置から上昇位置に上昇させるのに合わせて、採集管２と共に押動シャフト１１も上昇させる。このようにすれば押動シャフト１１がサンプル土壌Ｓの上方に引き上げられ、押動シャフト１１を用いてサンプル土壌Ｓを強制的に採集管２から剥離させるための予備動作を行うことが可能となる。

【0064】

図１０の左端の図は、採集管２が上昇位置に引き上げられると共に、押動シャフト１１が縮退している状態（土壌落下前の状態）を示している。まず、スロットル部材１４を回転軸１４ｃの軸心回りに回転させ、スロットル部材１４に設けられた回収缶１２を、引き上げられた採集管２の真下の土壌移替位置Ｔに移動させる（図６（ａ）の上図参照）。
土壌移替位置Ｔに回収缶１２が移動したら、スロットル部材１４の回転を一旦停止する。そして、図１０の左端から２番目の図に示すように、再び押動シャフト１１を下降させてサンプル土壌Ｓを強制的に採集管２から剥離し、剥離したサンプル土壌Ｓを回収缶１２に落下させる。このとき、回収缶１２の容積に比してサンプル土壌Ｓの体積の方が大きいので、余剰となった表層側のサンプル土壌Ｓは回収缶１２に回収されることなく、回収缶１２の上に山盛り状に積層される（図６（ａ）の下円内の図参照）。

【0065】

サンプル土壌Ｓの回収が完了したら、スロットル部材１４を回転軸１４ｃの軸心回りにさらに回転させる。そうすると、サンプル土壌Ｓの回収が終了した回収缶１２が水平方向に移動する。そして、サンプル土壌Ｓの回収が終了した回収缶１２が、スクレープ部材１３まで移動する。スクレープ部材１３は、回収缶１２の回転軌道Ｒを横切るように取り付けられている（図６参照）。また、回収缶１２は、スクレープ部材１３の下縁のやや下方を、開口部１２ａが通過するように取り付けられている。それゆえ、スロットル部材１４を回転させると、スクレープ部材１３が回収缶１２の開口部１２ａのやや上方を水平方向に向かって相対移動し、開口部１２ａの上に山盛り状に堆積した余剰な土壌を掻き落とす。

【0066】

その結果、図１０の右端の図に示すように、開口部１２ａの上に堆積した土壌、言い換えれば採取前の圃場においては表層付近に位置していた土壌が掻き落とされる。そして、腐植や異物を含まないサンプル土壌Ｓのみを回収缶１２に回収できるようになり、土壌分析に適したサンプル土壌Ｓを用いて精度の良い土壌分析を行うことが可能となる。
上記した実施形態の土壌採集装置１によれば、以下に説明する効果を奏することができる。

【0067】

土壌採集装置１は、採集管２と、土壌表面より所定深さの下降位置まで採集管２を下降させると共に土壌表面より上方の上昇位置まで採集管２を上昇させる昇降機構１０と、採集管２内に上下移動可能に配備された押動シャフト１１と、を備え、押動シャフト１１は、採集管２が下降位置にあるときに、採集管２内で下降して採集管２内にある土壌を押し固める。

【0068】

この構成によれば、押動シャフト１１に押し固められることで、採集管２内でサンプル土壌Ｓが圧縮される。圧縮されたサンプル土壌Ｓは採集管２の内周面に強く押し付けられ、内周面に固着する。このように採集管２の内周面に固着したサンプル土壌Ｓは容易に落下することはない。そのため、上述した土壌採集装置１では、地中より採集した土壌を採集管２の中に強固に留めることができ、土壌を確実に採集することができる。

【0069】

土壌採集装置１は、昇降機構１０は、採集管２を下降位置から上昇位置に上昇させる際に、当該採集管２と共に押動シャフト１１を上昇位置に上昇させる。
この構成によれば、採集管２内に強固に留めたサンプル土壌Ｓを剥離して、確実に回収缶１２に回収することができる。つまり、サンプル土壌Ｓを採集した採集管２は、回収缶１２にサンプル土壌Ｓを移し替えるために昇降機構１０を用いて引き上げられる。そして、採集管２は、下降位置から上昇位置に上昇する。このとき、採集管２内に設けられた押動シャフト１１を、採集管２の上昇と同時に伸長状態から縮退状態に変化させる。このようにすれば、回収缶１２にサンプル土壌Ｓを移し替える際に、押動シャフト１１を用いて採集管２内のサンプル土壌Ｓを引き剥がす準備を行うことができる。

【0070】

土壌採集装置１は、採集管２内に採集された土壌を回収する回収缶１２と、回収缶１２に向けて水平方向に相対移動するスクレープ部材１３と、を備え、回収缶１２は、上方に向かって開口する開口部１２ａを有し、押動シャフト１１は、採集管２が上昇位置にあるとき、採集管２内で下降して採集管２内の土壌を回収缶１２に向けて押し出し、スクレープ部材１３は、押動シャフト１１が採集管２内の土壌を押し出した後に、回収缶１２の開口部１２ａの上方を通過する。

【0071】

この構成によれば、回収缶１２の開口部１２ａの上方を通過するスクレープ部材１３によって、開口部１２ａの上に山盛り状に堆積した余剰な土壌を掻き落とすことができる。つまり、この開口部１２ａの上に堆積した土壌とは、採取前の圃場においては表層付近に位置していた土壌に他ならない。そして、圃場においては表層付近に位置していた土壌には、腐植や異物といった分析には適さない物が含まれている。それゆえ、余剰な土壌を掻き落とすことで、腐植や異物を含まないサンプル土壌Ｓのみを回収缶１２に回収できるようになる。その結果、上述した土壌採集装置１では、土壌分析に適したサンプル土壌Ｓを用いて精度の良い土壌分析を行うことが可能となる。

【0072】

土壌採集装置１は、回収缶１２を水平に移動させる移動機構３０を備え、採集管２の上昇位置と下降位置との間には、上下を仕切る仕切板２８が設けられており、仕切り板には、採集管２が上昇又は下降するときに採集管２の通過を許容する窓２９が形成されており、移動機構３０は、開口部１２ａが窓２９の下部を通過するように回収缶１２を水平方向に移動させ、開口部１２ａが窓２９の下側を通過するとき、窓２９の内縁部がスクレープ部材１３として機能する。

【0073】

この構成によれば、スクレープ部材１３を別途設けなくても、装置本体１５の底板などに窓２９を形成するだけで済むようになる。つまり、スクレープ部材１３として板部材を設ける場合には、装置構成が複雑となる。しかし、装置本体１５の底板などに窓２９を形成するだけであれば、シンプルな装置構成のままで余剰な土壌を掻き落とすことが可能となる。

【0074】

土壌採集装置１は、移動機構３０は、仕切板２８の下側に設けられて、上下方向を向く回転軸１４ｃ回りに回転するスロットル部材１４を有し、スロットル部材１４には、回転軸１４ｃ回りに等間隔をあけて複数の回収缶１２が設けられており、窓２９の内縁部は、平面視において、回転軸１４ｃ回りに回転する回収缶１２の回転軌道Ｒ上に配置されている。

【0075】

この構成によれば、スロットル部材１４を回転させる移動機構３０を用いて、回収缶１２を短時間で、且つ、効率良く土壌移替位置Ｔに移動することができる。つまり、上述した採集管２、押動シャフト１１、及び昇降機構１０などを用いた土壌採集装置１では、短時間でサンプル土壌Ｓの採集が可能となる。本発明の土壌採集装置１では、土壌の採集に合わせて、採集したサンプル土壌Ｓを短時間で回収缶１２に回収することも必要となる。それゆえ、上述した移動機構３０も用いることで、土壌の採集から回収までの操作を短時間で行うことが可能となる。また、複数の回収缶１２を、回転軸１４ｃを中心とする円形の小さいスペース内に配置することができるため、土壌採集装置１をコンパクトに構成することができる。

【0076】

土壌採集装置１は、スクレープ部材１３は、回収缶１２の移動方向に対して傾斜した刃先を備えている。
この構成によれば、傾斜した刃先を備えたスクレープ部材１３によって硬質な土壌であっても摺り落としが容易に行えるようになる。つまり、土壌を確実に排除することができるので、高精度に定容された土壌を用いて精確な土壌分析を行うことも可能となる。

【0077】

土壌採集装置１は、開口部１２ａに対するスクレープ部材１３の高さを調整可能な調整機構３１を備えている。
この構成によれば、調整機構３１を用いてスクレープ部材１３の高さを調整することで、サンプル土壌Ｓの性質に対応した高さにスクレープ部材１３を調整可能となる。その結果、回収缶１２に回収するサンプル土壌Ｓの量を精確に調整でき、より精確な土壌分析を行うことが可能となる。

【0078】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0079】

１ 土壌採集装置
２ 採集管
３ 作業車両
１０ 昇降機構
１１ 押動シャフト
１２ 回収缶
１２ａ 開口部
１３ スクレープ部材
１４ スロットル部材
２８ 仕切板
２９ 窓
３０ 移動機構
３１ 調整機構
Ｒ 回転軌道
ＧＬ 土壌表面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】