JPH06319303A - 高圧液体注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、土壌中に高圧の液体を注入して通
気性、排水性を高める高圧液体注入装置に関し、傾斜地
や曲がりくねった場所で芝を痛めることなく円滑に作業
ができる装置を提供することを目的とする。 【構成】水を貯溜している液体タンクと、高圧ポンプ
と、高圧ポンプで加圧された液体を一時的に貯溜する調
圧タンクと、加圧された液体を噴出させる複数個の噴出
ノズルとを有し、電磁バルブの作動で液体を土中に注入
させてなる高圧液体注入装置において、噴出ノズルを支
持するノズルユニットを、上下方向の軸心廻りに所定範
囲回動できるように構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、芝地やゴルフ場等の
土壌に高圧の液体を注入して土壌を活性化する高圧液体
注入装置に関する。

【０００２】

【従来技術】ゴルフ場等における芝地を活性化するため
に、従来は振動式のサブソイラで土壌を切開するか、あ
るいは土壌表面に複数個の孔を穿設してペレット状に土
を取り出す所謂コアリング装置を用いなければならなか
った。又、これらに代わる装置として、近年、高圧の液
体を土中に吹き込んで土壌を一気に破砕する装置も出現
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、サブソイラ
を用いる方法は振動や騒音が大きく、さらにこれを牽引
するトラクタ−の消費馬力が大となる欠点がある。又、
コアリング装置の場合にはペレット状の土を孔開け作業
後に回収しなければならず、その作業が面倒であるだけ
でなく、地表面が荒らされて芝を傷付けたり、コアを回
収しない限り直ぐにはプレ−できない問題点がある。

【０００４】又、高圧水を土中に噴出させる従来装置
は、機体後部の牽引杆に固定的に連結されているから、
直線作業では支障なく作業できても樹木の多い曲折した
場所では、操向ハンドルを左右いずれかの方向に大きく
操作したときに噴出ノズル等を取り付けている噴出ノズ
ルユニットが左右横方向に振られ易く、このとき噴出ノ
ズルユニットにスラスト方向の力が掛り、噴出ノズルユ
ニットが芝の表面を擦って芝生を痛める恐れがあった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は前記の課題に
鑑みて提案するものであって、特に後者の高圧水を土壌
に噴出させる装置の改良に関し、作業性に優れ、管理作
業を良好に行なうことができる高圧液体注入装置を提供
せんとするものである。このため、次のような技術的手
段を講じた。即ち、液体を貯溜している液体タンク９
と、回転動力を得て駆動される高圧ポンプ１１と、高圧
ポンプ１１で加圧された液体を一時的に貯溜する調圧タ
ンク１２と、加圧された液体を噴出させる複数個の噴出
ノズル１３とを有し、電磁バルブ１５を断続的に作動さ
せて液体を間歇的に土中に注入させてなる高圧液体注入
装置において、前記電磁バルブ１５及び噴出ノズル１３
を支持するノズルユニット３５を、一端が機体に枢支さ
れた牽引杆４２にて連結すると共に、このノズルユニッ
ト３５を上下方向の軸心廻りに揺動自在に支持したこと
を特徴とする高圧液体注入装置の構成とする。

【０００６】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて、この発
明の実施例を説明する。まず、構成から説明すると、ト
ラクタ−１の機体後部にロワ−リンク２、２及びトップ
リンク３からなる３点リンク機構４を介して支持枠５を
連結して設け、この支持枠５に高圧液体注入装置６を取
り付け、トラクタ−１の油圧昇降装置７を昇降作動させ
ることによって高圧液体注入装置６を昇降させるように
構成している。

【０００７】高圧液体注入装置６は、薬液や水などを収
容する液体タンク９、トラクタ−１のＰＴＯ軸１０から
回転動力を得て駆動される高圧ポンプ１１、高圧ポンプ
１１から送り出される高圧の液体を一時的に貯溜してお
く調圧タンク１２、高圧の液体を噴出する１６個の噴出
ノズル１３等を備え、電磁バルブ１５を断続的にＯＮ，
ＯＦＦ制御することによって高圧の液体が噴出ノズル１
３から土中に噴出される。

【０００８】電磁バルブ１５はこの実施例では４個あ
り、各電磁バルブ１５の下に４つの噴出ノズル１３が置
かれている。電磁バルブ１５への通電は後述するコント
ロ−ラ１７の指令によってなされ、高圧ポンプ１１に負
荷が集中しないように電磁バルブ１５のコイルを励磁す
るタイミングを順次ずらすように制御回路を組む。 コ
ントロ−ラ１７には２つのダイヤル１９、２０が設けら
れ、単位時間当たりの噴出回数を設定する回数設定ダイ
ヤル１９と、噴出ノズル１３から吐出される液体の量を
設定する噴出量設定ダイヤル２０が取り付けられてい
る。これらの設定ダイヤル１９、２０によって出力条件
が設定されると、図５に示すようにパルス発生手段２１
から矩形状のパルス信号が出力され、増幅作用をなすバ
ルブ駆動出力部２２を経て電磁バルブ１５にバルブ駆動
パルスが与えられる。このコントロ−ラ１７は作業開始
前に一度設定すると、ほとんどその設定を変えることが
ないため、支持枠５側に設置する。

【０００９】一方、噴出開始のためのスタ−トスイッチ
２３やストップスイッチ２４を取り付けたスイッチボッ
クス２５は防水が容易で、且つ頻繁に操作する必要性が
あることから、このスイッチボックス２５をトラクタ−
１のフェンダ−８上に設置している。スイッチボックス
２５は操縦者の手元操作が容易であるところであればど
こに設けても良く、例えばキャビンやロプス付きトラク
タ−１であれば、天井やセンタ−ピラ−等に設置しても
良い。

【００１０】４個の電磁バルブ１５は先に述べたように
バルブ駆動出力部２２の出力パルスによって順次通電時
間をずらして駆動されるのであるが、電磁バルブ１５が
正常に作動しない状態でそのコイル６２に通電されると
電磁バルブ１５が損傷破壊する恐れがあるので、バルブ
駆動パルスが出力されるたびに、出力側端子の電圧降下
を監視し、これをバルブエラ−検出部８４にフィ−ドバ
ックするように構成している。

【００１１】バルブ駆動パルスが出力されているときに
はランプ２７が点灯し、電磁バルブ１５の機構的ロッ
ク、調整ずれ、断線、ショ−ト等によって電磁バルブ１
５が正常に作動しないエラ−状態が検出されたときに
は、ランプ２８が点灯し、同時にブザ−が鳴動する。な
お、図３において符号３１はバッテリ−、３２は調圧
弁、３３は圧力計である。

【００１２】次に、高圧液体注入装置６を構成する噴出
ノズルユニット３５の具体的取付構造を説明する。図２
は噴出ノズルユニット３５の斜視図であるが、この噴出
ノズルユニット３５は、前後１対のロ−ラ３７、３７
と、２個の電磁バルブ１５、１５と、これらの電磁バル
ブ１５、１５を支持し、かつ下面に噴出ノズル１３を有
するノズル支持管３８と、ロ−ラ３７、３７を軸支して
いる左右のフレ−ム３９、３９からなり、図１、図２に
示すように左右方向に２組並設されている。

【００１３】これら左右１対の噴出ノズルユニット３
５、３５は、前端が支持枠５に枢着された丸棒状の牽引
杆４２、４２にて連結支持される。具体的には、左右の
フレ−ム３９、３９を相互に連結している繋板４３の上
にコ字型の枠部材４４が固着され、これにピン４５を介
して支軸部材４６が枢着される。支軸部材４６の円筒部
４６ａにはパイプをＴ字型に重ねて形成した鞘部４８が
嵌合装着され、上部パイプ部４８ａには前記牽引杆４
２、４２の後端部が前方から挿入嵌合される。そして、
下部パイプ４８ｂ及び上部パイプ４８ａには夫々直交す
るように長孔５０、５１が穿設されている。５２は長孔
５１に遊嵌されたピンで前記牽引杆４２と一体的に固着
されている。５４は長孔５０に遊嵌されたピンで支軸部
材４６の円筒部４６ａと一体的に固着される。上記構成
により、噴出ノズルユニット３５は円筒部４６ａの縦方
向の軸心廻りに長孔５０の範囲内で左右に揺動し、且
つ、長孔５１の範囲で上下に揺動できるように構成して
いる。

【００１４】次に図４に基づいて噴出ノズルユニット３
５の電磁バルブ１５部の断面構造を説明する。電磁バル
ブ１５のケ−ス６０内にはコイル６２が収容され、その
中央部に中空状のガイド６４とプランジャ−６６が収容
されている。プランジャ−６６の右側にはプッシュロッ
ド６７が一体的に固着され、その外端部に座金６８を介
してスプリング６９が設けられている。７０は座金、７
２はスプリング加圧力を調節するボルトである。プラン
ジャ−６６の左側には小径のニ−ドル部７４が設けら
れ、このニ−ドル部７４の先端部はバルブポ−ト７５と
連通する開口部７６を閉塞している。７８は電磁バルブ
１５のケ−ス６０とノズル支持管３８とを連結する受渡
管で内部に連通孔７９が設けられ、コイル６２に通電さ
れてプランジャ−６６が瞬間的に右側に移動すると、開
口部７６を介してバルブポ−ト７５とノズル支持管３８
の内孔８０とが連通し、噴出ノズル１３先端から高圧の
液体が噴出するように構成している。なお、この実施例
における噴出ノズル１３先端部の内径は０．８ｍｍから
１．２ｍｍの範囲内にあれば好ましく、特にこの数値に
限定するものではない。同図中、８１はシ−ル、８２は
締付ボルトである。

【００１５】４個の電磁バルブ１５は先に述べたように
バルブ駆動出力部２２の出力パルスによって順次通電時
間をずらして駆動されるのであるが、電磁バルブ１５が
正常に作動しない状態でそのコイル６２に通電されると
電磁バルブ１５が損傷破壊する恐れがあるので、バルブ
駆動パルスが出力されるたびに、出力側端子の電圧降下
を監視し、これをバルブエラ−検出部８４にフィ−ドバ
ックするように構成している。

【００１６】バルブ駆動パルスが出力されているときに
はランプ２７が点灯し、電磁バルブ１５の機構的ロッ
ク、調整ずれ、断線、ショ−ト等によって電磁バルブ１
５が正常に作動しないエラ−状態が検出されたときに
は、ランプ２８が点灯し、同時にブザ−が鳴動する。上
例の作用を説明する。トラクタ−１のエンジンを始動し
てＰＴＯ軸１０を回転させ、高圧ポンプ１１を駆動させ
る。そして、作業開始にあたり、まずスイッチボックス
２５の電源スイッチをＯＮにする。ついで、回数設定ダ
イヤル１９と噴出量設定ダイヤル２０を用いて出力条件
設定を行なう。これらの出力条件の設定は、単位面積当
たりの散布量と注入ピッチ、及び車速を勘案したうえ決
定する。

【００１７】そして、図示外のスイッチを操作して牽引
杆４２を降下させ、噴出ノズルユニット３５を接地させ
てからスタ−トスイッチ２３を押して作業を開始する
と、電磁バルブ１５のコイル６２に一定周期のパルス電
流が流され、プランジャ−６６を小刻みに振動させて開
口部７６を開閉する。このとき、高圧ホ−ス８５を通っ
てバルブポ−ト７５に流入した高圧の液体は、受渡管７
８の連通孔７９を通過し、ノズル支持管３８の内孔８０
を通ってノズル１３先端から土中に噴出される。このと
きの液体の圧力は約２５０ｋｇｆ〜３５０ｋｇｆ／ｃｍ
²程度となるように調圧弁３２でコントロ−ルされてい
る。

【００１８】そして、噴出ノズル１３の先端部から土中
に噴出された高圧の液体は弾丸のように土中を進み、硬
くなった土をほぐしながら所定深さまで達する。このと
き、芝の根も適度に根切りされるため、根の成長が促進
される。噴出ノズル１３からの高圧液体の噴出は、スト
ップスイッチ２４が押されるまで継続してなされるが、
ストップスイッチ２４が押されない場合であっても、牽
引杆４２が上動してその枢支部に設けたリミットスイッ
チ５７がＯＮとなった場合、あるいは電磁バルブ１５に
対するバルブエラ−信号が検出された場合には、パルス
の発生を停止する指令がパルス発生手段２１に対して出
され、バルブ駆動出力部２２の作動を停止する。

【００１９】なお、作業は通常トラクタ−１を直進走行
させて行なうが、曲がりくねった場所や傾斜地等でも作
業を容易に行なえる。例えば木々を避けるべく機体を旋
回させて噴出作業を行なう場合、牽引杆４２に対して各
噴出ノズルユニット３５はその支軸部材４６の円筒部４
６ａの軸心廻りに所定範囲揺動できるので、即ち、円筒
部４６ａに固着したピン５４が鞘部４８の下部パイプ４
８ｂに形成した長孔５０の範囲で揺動できるので、機体
の進行方向が大きく変化しても噴出ノズルユニット３５
は自由にその向きを変えることができ、その変化に迅速
に対応できる。

【００２０】また、ロ−ラ３７の左右方向一側が凸部に
乗り上げるなどして噴出ノズルユニット３５の片側が持
ち上げられたときには、鞘部４８の上部パイプ４８ａに
形成した長孔５１の範囲内で噴出ノズルユニット３５が
上下に揺動できるので、凹凸の多い場所でも容易に作業
を行なえる。前後方向の凹凸変化に対してはピン４５を
中心にして噴出ノズルユニット３５全体が前後に揺動し
て凹凸変化に追従する。

【００２１】以上述べた実施例では、液体タンクの中に
水を入れて土壌を破砕膨軟にするエアレ−ション作業を
主体に説明したが、液体タンク９の中に、肥料、殺虫
剤、殺菌剤、除草剤等の薬剤を入れて施肥作業あるいは
防除作業に用いて良いことは云うまでもない。この場
合、殺菌剤で水和剤の中には微小な鉱物粒子が含まれて
いることが多く、こうした水和剤を高圧ポンプ１１で送
り出して高圧配管経路中に通すと経路内、配管経路や電
磁バルブ１５のニ−ドル部７４等の作動部の摩耗を早め
る結果となる。このため、これを防止すべく図６、図７
に示す如く、薬液タンク９０を液体タンク９とは別に設
け、噴出ノズル１３の後方に別の薬液ノズル９１を配設
して噴出ノズル１３で孔開けされた部位に薬液を滴下さ
せるようにするとよい。図中９２は薬液パイプ９２、９
３は開閉コック、９４はパイプ９２の下部を支える台座
である。

【００２２】図８、図９は比較例であり、高圧液体注入
装置６をトラクタ−１後部に装着したとき、地面の凹凸
に追随しやすくするために４個１組のロ−ラ９８を２組
設け、これらのロ−ラ９８Ｒ、９８Ｌを前後方向の軸心
廻りに揺動自在に支持したものである。右側４個のロ−
ラ９８Ｒは軸９９を中心に揺動し、左側４個のロ−ラ９
８Ｌは軸１００を中心に揺動する。そして左右のロ−ラ
９８Ｒ、９８Ｌはア−ム１０１にて連結され、このア−
ム１０１は中央の軸１０２を中心として揺動するように
構成している。噴出ノズル１３の先端は各ロ−ラに形成
した凹溝１０４内に臨み、噴出ノズル１３の先端部が土
塊や石などに直接当たらないようにしている。

【００２３】図１０も比較例であり、同じように複数の
噴出ノズルユニットの地面の凹凸変化に対する追従性の
向上を図ったものである。この例では１本の牽引杆１１
０の後部に４個の噴出ノズルユニット１１２を支持する
ようにしている。各噴出ノズルユニット１１２は軸１１
４を中心として多少揺動できるように構成し、スプリン
グ１１６に抗しながら上下方向に移動できるようにして
いる。各噴出ノズルユニット１１２の円筒状支柱１１８
は１枚の連結板１２０にて相互に連結されている。前記
牽引杆１１０は前後に３分割され、前部牽引杆１１０ａ
はトラクタ−１側の昇降機構１２１に昇降自在に連結さ
れ、中部牽引杆１１０ｂは前部牽引杆１１０ａに対して
縦方向のピン１２２にて枢支され、後部牽引杆１１０ｃ
は中部牽引杆１１０ｂに対して所定範囲内、前後軸心廻
りにロ−リングできるように構成している。この例によ
ると、高圧液体を土壌中に幅広く注入してエア−レ−シ
ョン効果を発揮することができると共に、表土面が波打
つように凹凸の激しい所であっても、各噴出ノズルユニ
ット１１２がその凹凸変化に十分対応できて極めて良好
に高圧液体注入作業を行なうことができる。なお、図示
は省略したが、連結板１２０の端部に折り畳み自在に延
長連結板を設け、これに噴出ノズルユニットを支持させ
れば幅広く作業が行なえ能率を高めることができる。

【００２４】

【発明の効果】この発明に係る高圧液体注入装置は、前
記の如く液体を貯溜している液体タンクと、回転動力を
得て駆動される高圧ポンプと、高圧ポンプで加圧された
液体を一時的に貯溜する調圧タンクと、加圧された液体
を噴出させる複数個の噴出ノズルとを有し、電磁バルブ
を断続的に作動させて液体を間歇的に土中に注入させて
なる高圧液体注入装置において、前記電磁バルブ及び噴
出ノズルを支持するノズルユニットを、一端が機体に枢
支された牽引杆にて連結すると共に、このノズルユニッ
トを上下方向の軸心廻りに揺動自在に支持したものであ
るから、高圧の液体をノズル先端から噴出させることに
よって土壌の通気性、排水性を高めることができること
は勿論のこと、傾斜地や曲がりくねった場所でも円滑に
作業が行なえ、ノズルユニットで芝生を痛める恐れがな
いので芝の管理作業を良好に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】装置全体の斜視図である。

【図２】要部の拡大斜視図である。

【図３】装置を構成する各要素を展開した図である。

【図４】電磁バルブの断面図である。

【図５】回路図である。

【図６】薬液タンクを装備する液体注入装置の要部の斜
視図である。

【図７】その側面図である。

【図８】比較例の側面図である。

【図９】要部の背面断面図である。

【図１０】比較例の斜視図である。

【符号の説明】

１ トラクタ− ４ ３点リンク機構 ５ 支持枠 ６ 高圧液体注入装置 ９ 液体タンク １１ 高圧ポンプ １２ 調圧タンク １３ 噴出ノズル １５ 電磁バルブ １７ コントロ−ラ ３５ 噴出ノズルユニット ３７ ロ−ラ ３８ ノズル支持管 ４２ 牽引杆

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小田切 元 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術内 (72)発明者 福地 和憲 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体を貯溜している液体タンクと、回転動
   力を得て駆動される高圧ポンプと、高圧ポンプで加圧さ
   れた液体を一時的に貯溜する調圧タンクと、加圧された
   液体を噴出させる複数個の噴出ノズルとを有し、電磁バ
   ルブを断続的に作動させて液体を間歇的に土中に注入さ
   せてなる高圧液体注入装置において、前記電磁バルブ及
   び噴出ノズルを支持するノズルユニットを、一端が機体
   に枢支された牽引杆にて連結すると共に、このノズルユ
   ニットを上下方向の軸心廻りに揺動自在に支持したこと
   を特徴とする高圧液体注入装置。