(57)【要約】【課題】  旋回時の機体の安定性を確保し、旋回時の回転半径を小さくする。【解決手段】  本発明の自走式噴霧機１は、両側部がそれぞれ前輪１８及び後輪１９で支持された車体フレーム２３を備える。車体フレーム２３の側部であって側面視で前輪１８及び後輪１９の中間部に旋回用支点装置２０を備え、該装置２０は、それが設けられている側部の前輪１８及び後輪１９に代えて先端部３５ａが地面に接地する接地位置Ｐ１、並びに、当該側部の前輪１８及び後輪１９が接地するように地面の上方に退避する退避位置Ｐ２の間で移動可能に支持された支軸部３５と、支軸部３５を接地位置Ｐ１及び退避位置Ｐ２の間で切り替える位置切替手段３６とを備える。支軸部３５が接地位置Ｐ１に切り替えられることにより接地した先端部３５ａが旋回の支点となり、当該旋回用支点装置２０がある側部とは反対側の側部にある前輪１８及び後輪１９を駆動することにより旋回可能に構成される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側部がそれぞれ前輪及び後輪で支持された車体フレームを備えた自走式噴霧機であって、
前記車体フレームの側部であって側面視で前記前輪及び前記後輪の中間部に設けられた旋回用支点装置を備え、
該旋回用支点装置は、それが設けられている側部の前記前輪及び前記後輪に代えて先端部が地面に接地する接地位置、並びに、当該側部の前輪及び後輪が接地するように地面の上方に退避する退避位置の間で移動可能に支持された支軸部と、該支軸部を前記接地位置及び前記退避位置のいずれかに選択的に切り替える位置切替手段とを備えており、
前記支軸部が前記接地位置に切り替えられることにより接地した前記先端部が旋回の支点となり、当該旋回用支点装置がある側部とは反対側の側部にある前記前輪又は／及び前記後輪を駆動することにより旋回可能に構成された自走式噴霧機。
【請求項２】
前記支軸部は、前記先端部の地面への差し込み深さを一定にするためのフランジ部を備えた請求項１記載の自走式噴霧機。
【請求項３】
前記位置切替手段は、人力操作により前記支軸部の位置が切り替えられるように構成された請求項１又は２記載の自走式噴霧機。
【請求項４】
前記位置切替手段は、アクチュエーターにより前記支軸部の位置が切り替えられるように構成された請求項１又は２記載の自走式噴霧機。
【請求項５】
旋回を行う位置を検知する旋回位置センサーと、該旋回位置センサーが同位置を検知すると、前記支軸部が接地位置になるように前記位置切替手段を制御する制御手段とを備えた請求項４記載の自走式噴霧機。
【請求項６】
前記旋回用支点装置は、前記支軸部の全体又は前記先端部が前記位置切替手段に対して相対回転自在に構成されるとともに、該相対回転角度を検知する角度センサーを備えた請求項５記載の自走式噴霧機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作物や圃場に対し施肥、防除、潅水などをするために用いられ、旋回するための装置を備えた自走式噴霧機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の自走式噴霧機としては、特許文献１に記載された自走式噴霧機１０１を例示する。この自走式噴霧機１０１は、左右の前輪１０３及び後輪１０４により自走するように構成されているとともに、１条の畝の噴霧作業の終了後に次条の畝に移動すべく旋回する機構（以下、「第１の旋回機構」という。）として、機体の下部に旋回支持台１０２を突出可能とし、該旋回支持台１０２を動力噴霧機の吐出水圧を利用して昇降すべく構成した機構を備えている（図７（ａ）参照）。なお、図７において、ハッチング部分が旋回時における接地部位を示す。
【０００３】
なお、特許文献１には、別の旋回機構（以下、「第２の旋回機構」という。）として、機体の左右方向の中央に旋回用のキャスター１２０を昇降自在に設け、旋回時に該キャスター１２０を後輪１０４に代えて接地させ、３輪で旋回させる構成も開示されている（図７（ｂ），（ｃ）参照）。
【０００４】
また、特許文献２には、前記別の旋回機構と同様に３輪で旋回させる構成であって、図８に示す、自走して旋回する構成を備えた自走式防除機１３０が開示されている。この自走式防除機１３０は、車体フレーム１３１の前後左右に４本の駆動車輪（前輪１３４及び後輪１３５）を備えている。車体フレーム１３１の後部には当該フレーム１３１後部側と共に後輪１３５を持ち上げる旋回用自在輪１３９が切替え支持機構１４０を介して具備されており、この旋回用自在輪１３９と前輪１３４との三輪による小回り旋回を可能に構成してある。また、前輪車軸１４１に前輪１３４のホイルリング部１３４−１がピン１４７止めにより装着されるようにしてあり、ホイルリング部１３４−１にはピン１４７を貫通突出状に挿通させる周方向の長孔１４８が開口されていて、この長孔１４８の範囲で前輪１３４が前輪車軸１４１に対して周方向に遊動し得るようにしてある。そして、畝の出口や入口における旋回時には前輪１３４と旋回用自在輪１３９との三輪、そして、長孔１４８を有する前輪１３４のホイルリング部１３４−１が前輪車軸１４１に対して長孔１４８の範囲で周方向に遊動するピン１４７止めにより、左右の前輪１３４の回転に長孔１４８の開口範囲でのタイミング的な回転ズレが生じて、小回り旋回を円滑に進行させる小回り旋回が可能となるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実願平２−７４７６４号（実開平４−３３３７４号）のマイクロフィルム
【特許文献２】特開２００４−７４９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１における第１の旋回機構（図７（ａ）参照）では、旋回支持台１０２により機体全体を持ち上げる必要があり、大きな動力を必要とするという課題がある。また、軟弱な地面では機体の持ち上げ時や旋回時に不安定な状態になりやすいという課題もある。
【０００７】
また、特許文献１における第２の旋回機構では、旋回時に使用する３輪の相対位置関係が互いに近いと機体が不安定になるという課題がある（図７（ｂ）参照）。その一方、同３輪の相対位置関係が互いに遠いと旋回半径が大きくなり、旋回時に大きなスペースが必要になるという課題がある（図７（ｃ）参照）。
【０００８】
また、特許文献２の構成では、前述した図７（ｃ）の場合と同様の課題に加え、左右の駆動輪としての前輪１３４に内輪差が生じるのでそれを吸収するための構成（ホイルリング部１３４−１、ピン１４７、長孔１４８など）を備えさせる必要があるという課題もある（図８参照）。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、第１の発明の自走式噴霧機は、
両側部がそれぞれ前輪及び後輪で支持された車体フレームを備えた自走式噴霧機であって、
前記車体フレームの側部であって側面視で前記前輪及び前記後輪の中間部に設けられた旋回用支点装置を備え、
該旋回用支点装置は、それが設けられている側部の前記前輪及び前記後輪に代えて先端部が地面に接地する接地位置、並びに、当該側部の前輪及び後輪が接地するように地面の上方に退避する退避位置の間で移動可能に支持された支軸部と、該支軸部を前記接地位置及び前記退避位置のいずれかに選択的に切り替える位置切替手段とを備えており、
前記支軸部が前記接地位置に切り替えられることにより接地した前記先端部が旋回の支点となり、当該旋回用支点装置がある側部とは反対側の側部にある前記前輪又は／及び前記後輪を駆動することにより旋回可能に構成されている。
【００１０】
この構成によれば、前記車体フレームの側部であって側面視で前記前輪及び前記後輪の中間部に前記旋回用支点装置を設けることにより、旋回に使用する前記支点、前記前輪及び前記後輪の相対位置関係を互いに離間させ旋回時の機体の安定性を確保しながらも、旋回時の回転半径を小さくすることができる。また、前記前輪及び前記後輪の両方を駆動する場合でも、それらが同一経路を通過するため、それらの車輪の速度差が生じることがなく、従来例とは異なり、速度差を吸収するための機構を備えさせる必要がない。
【００１１】
第２の発明の自走式噴霧機としては、前記第１の発明において、
前記支軸部は、前記先端部の地面への差し込み深さを一定にするためのフランジ部を備えた態様を例示する。
【００１２】
この構成によれば、前記接地位置において、前記旋回用支点装置が設けられている側部の前記前輪及び前記後輪を安定的に浮かせることができる。
【００１３】
第３の発明の自走式噴霧機としては、前記第１又は２の発明において、
前記位置切替手段は、人力操作により前記支軸部の位置が切り替えられるように構成された態様を例示する。
【００１４】
この構成によれば、前記接地位置及び前記退避位置との間で前記支軸部を切り替える駆動手段を設ける必要がない。
【００１５】
第４の発明の自走式噴霧機としては、前記第１又は２の発明において、
前記位置切替手段は、アクチュエーターにより前記支軸部の位置が切り替えられるように構成された態様を例示する。
【００１６】
この構成によれば、前記接地位置及び前記退避位置との間で前記支軸部を自動的に切り替えることができる。
【００１７】
第５の発明の自走式噴霧機としては、前記第４の発明において、
旋回を行う位置を検知する旋回位置センサーと、該旋回位置センサーが同位置を検知すると、前記支軸部が前記接地位置になるように前記位置切替手段を制御する制御手段とを備えた態様を例示する。
【００１８】
前記旋回を行う位置としては、特に限定されないが、畝間又はその側方に配置されたマーカーの位置を基準にした位置とすることを例示する。前記マーカー及び該マーカーを検知する前記旋回位置センサーとしては、特に限定されないが、次の態様を例示する。
（１）前記マーカーは、前記被検知要素としての永久磁石を有し、前記旋回位置センサーは、該永久磁石からの磁界を検知するように構成された態様
（２）前記マーカーは、前記被検知要素としての金属片を有し、旋回位置センサーは、該金属片による静電容量を検知するように構成された態様。
（３）前記マーカーは、前記被検知要素としてのＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグを有し、旋回位置センサーは、該ＲＦＩＤタグとの通信により該ＲＦＩＤタグを検知するように構成された態様。
（４）前記マーカーは、杭などの視覚的な目印であり、前記旋回位置センサーは、前記自走式噴霧機の周囲（例えば前方や側方など）の映像データを画像処理することにより該目印を検出するように構成された態様。
【００１９】
この構成によれば、旋回を行う位置を検知させて自動的に旋回させることができる。
【００２０】
第６の発明の自走式噴霧機としては、前記第５の発明において、
前記旋回用支点装置は、前記支軸部の全体又は前記先端部が前記位置切替手段に対して相対回転自在に構成されるとともに、該相対回転角度を検知する角度センサーを備えた態様を例示する。
【００２１】
この構成によれば、任意の角度を正確に旋回させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る自走式噴霧機によれば、旋回時の機体の安定性を確保しながらも、旋回時の回転半径を小さくすることができるとともに、シンプルな構成で旋回時に自走させることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を具体化した一実施形態に係る自走式噴霧機（支軸部：退避位置）の側面図である。
【図２】同自走式噴霧機（支軸部：退避位置）の平面図である。
【図３】同自走式噴霧機（支軸部：退避位置）の正面図である。
【図４】同自走式噴霧機（支軸部：接地位置）の正面図である。
【図５】同自走式噴霧機の制御系統を示すブロック図である。
【図６】同自走式噴霧機の動作例を示す平面図である。
【図７】従来の自走式噴霧機を示す平面図である。
【図８】従来の別の自走式噴霧機を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１〜図６は本発明を具体化した一実施形態の自走式噴霧機を示しており、各図において矢印Ｆが機体前側を指し示している。本例の自走式噴霧機１は、畝間又はその側方に配設されるマーカー２を検出し、それを基に畝間を走行し噴霧するように構成されている。
【００２５】
マーカー２は、図１及び図２に示すように、その存在をマーカー検出手段２５（後述）に検出させるための被検出要素としての平板状の永久磁石が内蔵されているホルダー部１２と、該ホルダー部１２を地面に係止するための係止部としての押し込み軸１３とを備えている。本例では、マーカー２（Ｎ極）が畝間に入るときの旋回動作地点を示し、マーカー２（Ｓ極）が畝間から出るときの旋回動作地点を示すものとする。なお、マーカー２（Ｎ極）とマーカー２（Ｓ極）の役割を入れ替えた構成としてもよい。
【００２６】
自走式噴霧機１は、図１〜図５に示すように、両側部がそれぞれ前輪１８及び後輪１９で支持された車体フレーム２３と、左右の前輪１８及び左右の後輪１９を駆動する車輪駆動手段としての駆動モーター２１と、車体フレームの一方の側部（本例では進行方向を向いて左側の側部）であって側面視で前輪１８及び後輪１９の中間部に設けられた旋回用支点装置２０、該車体フレーム２３に搭載された噴霧手段２４と、マーカー２を検出するマーカー検出手段２５と、駆動モーター２１及び噴霧手段２４を制御する制御手段２６と、走行動作や噴霧動作を操作するための操作手段２７と、走行状態や噴霧状態を表示する状態表示手段２８と、これらの各手段を駆動する電源としての蓄電池２９を備えている。
【００２７】
旋回用支点装置２０は、それが設けられている側部の前輪１８及び後輪１９に代えて先端部３５ａが地面に接地する接地位置Ｐ１（図４参照。）、並びに、当該側部の前輪１８及び後輪１９が接地するように地面の上方に退避する退避位置Ｐ２（図１〜図３参照。）の間で移動可能に支持された支軸部３５と、該支軸部３５を接地位置Ｐ１及び退避位置Ｐ２のいずれかに選択的に切り替える位置切替手段３６とを備えている。また、旋回用支点装置２０は、支軸部３５の全体が位置切替手段３６に対して相対回転自在に構成されるとともに、該相対回転角度を検知する角度センサー３７を備えている。そして、支軸部３５が接地位置Ｐ１に切り替えられることにより接地した先端部３５ａが旋回の支点となり、当該旋回用支点装置２０がある側部とは反対側の側部にある前輪１８及び後輪１９を駆動することにより旋回可能に構成されている。
【００２８】
支軸部３５の先端部３５ａには、その地面への差し込み深さを一定にするためのフランジ部３８を備えている。フランジ部３８は、先端部３５ａが地面に対して相対回転しないように、地面に食い込むように構成することが好ましく、本例ではフランジ部３８の底面に多数の突起を設けている。
【００２９】
位置切替手段３６は、本例ではアクチュエーターとしての電動シリンダーにより支軸部３５の位置が切り替えられるように構成されている。
【００３０】
マーカー検出手段２５は、平面視で噴霧手段２４における噴霧ノズル３１の近傍となり、側面視で地面の近傍となるように配置されており、地面に接地されたマーカー２の磁力を検出することにより、マーカー２の種類（Ｎ極又はＳ極）を識別可能に検出する磁気検出器となっている。このマーカー検出手段２５が、旋回を行う位置を検知する旋回位置センサーとなっている。
【００３１】
噴霧手段２４は、車体フレーム２３の前端部に搭載されており、両側に散布できるように構成されている。薬液タンク４０から供給され、ポンプ３２により加圧された薬液はホース３３から噴霧ノズル３１に供給されるようになっている。
【００３２】
制御手段２６は、マイクロコンピュータを用いて構成されており、図５に示すように、制御回路２６ａ、モーター駆動回路２６ｂ及びバルブ駆動回路２６ｃにより構成されている。この制御手段２６は、操作手段２７からの信号や、マーカー検出手段２５からのマーカー検出信号を最適処理し、位置切替手段３６、駆動モーター２１、状態表示手段２８の表示、電磁バルブ４５の駆動などの制御を行っている。なお、噴霧ノズル３１への薬液供給はポンプ３２によって、所定の薬液希釈液を電磁バルブ４５で制御することで行っている。噴霧ノズル３１からの噴霧量はポンプ３２の圧力を加減することで最適な噴霧量としており、自走式噴霧機側では電磁バルブ４５の開閉動作だけの制御としている。
【００３３】
次に、図６を参照しながら、本例の自走式噴霧機１を旋回させるときの制御手段２６の動作について説明する。旋回前の自走式噴霧機１は、支軸部３５が退避位置Ｐ２にあり、前輪１８及び後輪１９が駆動されて走行状態にあるものとする。
【００３４】
（１）畝端において畝幅方向に走行する自走式噴霧機１が旋回して畝間に入るとき（図６中の実線矢印）の動作：
畝端での前進走行中に、マーカー検出手段２５がマーカー２（Ｎ極）を検出すると、制御手段２６は前輪１８及び後輪１９の駆動を停止させる（図６の状態Ｓ１）。次いで、制御手段２６は支軸部３５が接地位置Ｐ１になるように位置切替手段３６を制御する。すると、旋回用支点装置２０が設けられている側部の前輪１８及び後輪１９に代えて支軸部３５の先端部３５ａが地面に接地する。次いで、制御手段２６は前輪１８及び後輪１９を前進方向へ駆動させる。すると、先端部３５ａを支点として自走式噴霧機１が旋回する。支軸部３５が位置切替手段３６に対して相対的に９０度回転したことを角度センサー３７が検出すると、制御手段２６は前輪１８及び後輪１９の駆動を停止させる（図６の状態Ｓ２）。次いで、制御手段２６は支軸部３５が退避位置Ｐ２になるように位置切替手段３６を制御する。すると、旋回用支点装置２０が設けられている側部の前輪１８及び後輪１９が接地するように、支軸部３５が地面の上方に退避する。次いで、制御手段２６は前輪１８及び後輪１９を前進方向に駆動し畝間を走行し始めるとともに噴霧を開始する。なお、本例では、自走式噴霧機１が畝間の終端まで到達すると、走行及び噴霧を停止するとともに、後進走行を開始し、畝間の始点まで戻ってくるように構成されているものとする。
【００３５】
（２）畝間を後進する自走式噴霧機１が旋回して畝端に出るとき（図６中の二点鎖線矢印）の動作：
畝間での後進走行中に、マーカー検出手段２５がマーカー２（Ｓ極）を検出すると、制御手段２６は前輪１８及び後輪１９の駆動を停止させる（図６の状態Ｓ２）。次いで、制御手段２６は支軸部３５が接地位置Ｐ１になるように位置切替手段３６を制御する。すると、旋回用支点装置２０が設けられている側部の前輪１８及び後輪１９に代えて支軸部３５の先端部３５ａが地面に接地する。次いで、制御手段２６は前輪１８及び後輪１９を後進方向へ駆動させる。すると、先端部３５ａを支点として自走式噴霧機１が旋回する。支軸部３５が位置切替手段３６に対して相対的に９０度回転したことを角度センサー３７が検出すると、制御手段２６は前輪１８及び後輪１９の駆動を停止させる（図６の状態Ｓ１）。次いで、制御手段２６は支軸部３５が退避位置Ｐ２になるように位置切替手段３６を制御する。すると、旋回用支点装置２０が設けられている側部の前輪１８及び後輪１９が接地するように、支軸部３５が地面の上方に退避する。次いで、制御手段２６は前輪１８及び後輪１９を前進方向に駆動し畝端を走行し始める。
【００３６】
以上のように構成された本例の自走式噴霧機１によれば、車体フレーム２３の側部であって側面視で前輪１８及び後輪１９の中間部に旋回用支点装置２０を設けることにより、旋回に使用する前記支点、前輪１８及び後輪１９の相対位置関係を互いに離間させ旋回時の機体の安定性を確保しながらも、旋回時の回転半径を小さくすることができる。また、本例のように前輪１８及び後輪１９の両方を駆動する場合でも、それらが同一経路を通過するため、それらの車輪の速度差が生じることがなく、従来例とは異なり、速度差を吸収するための機構を備えさせる必要がない。
【００３７】
また、支軸部３５は、先端部３５ａの地面への差し込み深さを一定にするためのフランジ部３８を備えているので、接地位置Ｐ１において、旋回用支点装置２０が設けられている側部の前輪１８及び後輪１９を安定的に浮かせることができる。
【００３８】
また、位置切替手段３６は、電動シリンダーにより支軸部３５の位置が切り替えられるように構成されているので、接地位置Ｐ１及び退避位置Ｐ２との間で支軸部３５を自動的に切り替えることができる。
【００３９】
また、旋回を行う位置を検知する旋回位置センサーとしてのマーカー検出手段２５と、該マーカー検出手段２５が同位置を検知すると、支軸部３５が接地位置Ｐ１になるように位置切替手段３６を制御する制御手段２６とを備えているので、旋回を行う位置を検知させて自動的に旋回させることができる。
【００４０】
また、旋回用支点装置２０は、支軸部３５の全体が位置切替手段３６に対して相対回転自在に構成されるとともに、該相対回転角度を検知する角度センサー３７を備えているので、任意の角度を正確に旋回させることができる。
【００４１】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）旋回用支点装置２０を車体フレーム２３の前記実施形態とは逆の側部（進行方向を向いて右側の側部）に設けて逆側に旋回可能に構成したり、両側の側部に設けて両側に旋回可能に構成したりすること。
（２）位置切替手段３６の構成を適宜変更すること。例えば、位置切替手段３６は、人力操作により支軸部３５の位置が切り替えられるように構成された態様とすることが挙げられる。
（３）マーカー２及びマーカー検出手段２５の構成を適宜変更すること。
（４）前輪１８又は後輪１９のみを駆動するように構成すること。
【符号の説明】
【００４２】
１    自走式噴霧機
２    マーカー
１２    ホルダー部
１３    軸
１８    前輪
１９    後輪
２０    旋回用支点装置
２１    駆動モーター
２３    車体フレーム
２４    噴霧手段
２５    マーカー検出手段
２６    制御手段
２６ａ  制御回路
２６ｂ  モーター駆動回路
２６ｃ  バルブ駆動回路
２７    操作手段
２８    状態表示手段
２９    蓄電池
３１    噴霧ノズル
３２    ポンプ
３３    ホース
３５    支軸部
３５ａ  先端部
３６    位置切替手段
３７    角度センサー
３８    フランジ部
４０    薬液タンク
４５    電磁バルブ
Ｐ１    接地位置
Ｐ２    退避位置
Ｆ      機体前側
Ｕ      畝
【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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