(57)【要約】【課題】  直線状の畦の形成や水田等の圃場の作業残隅部の作業において、トラクタの操作や蛇行などでその形成が正確に行えない場合があった。また圃場の作業残隅部の作業処理は、その作業がトラクタを反転させる等の困難な作業が多かった。【解決手段】  装着フレーム１と、作業部３と、装着フレーム１と作業部３とをそれぞれ水平方向回動可能に連結して伸縮可能な回動アーム部２と、回動を制御する制御部４と、制御部の操作部５とを有し、装着フレーム１側のアーム回動軸１４より前方位置と回動アーム部２の作業部３側とにスプリング７２により伸長方向に付勢され伸縮する連結ロット７を掛け渡し、走行機が蛇行した時や進行方向と直交する面の作業時の作業部の直進性を自動的に補正する。【選択図】      図１
2007020505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行機に装着フレームにより連結される作業機であり、作業機は、装着フレームに設ける回動支点を中心に水平方向に回動可能かつ伸縮可能な回動部と、回動部に設けた作業部回動支点を中心に回動可能な作業部と、回動部の回動変位量と作業部の回動変位量とを制御する制御部と、制御部を操作可能な操作部と、各回動部を作動させるアクチュエータとを有し、装着フレーム側の前記回動支点より前方位置と回動部の作業部側とに連結ロットを掛け渡して、回動部が回動することにより作業部と装着フレームとの距離が変化するように構成されていて、前記連結ロットは伸縮可能にスプリング部材により伸長方向に付勢されていることを特徴とする走行機に連結される作業機。
【請求項２】
作業部は、走行機を走行させた状態で走行機の進行方向にほぼ平行な面を作業面として作動することが可能であり、かつ走行機を停止し走行機の後方に位置させ走行機の進行方向とほぼ直交する面を作業面として作動することが可能であることを特徴とする請求項１記載の走行機に連結される作業機。
【請求項３】
連結ロットは伸長方向に付勢されているガススプリングで構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の走行機に連結される作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラクタ等の走行機に連結して水田等の矩形の場所において、その周囲の作業を行う農作業機、例えば旧畦に平行に走行し、旧畦と旧畦下方の水田圃場面の一部を一旦削り、この削り取った土を旧畦上に盛土し、盛土された土を回転する畦形成装置により締め固めて、旧畦上に新畦を形成する畦形成機や、水田の排水用の溝を形成する溝形成機などの作業機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水田の畦形成や水田の周囲の溝の形成等の主に水田周囲の場所において行う畦形成作業や溝掘り作業等において、トラクタ等の走行機に連結されて、走行機の進行方向に沿って進行しそれらの形成作業を行う作業機は、様々な形態が知られている。従来技術としては、走行機の進行方向に対して水平方向に回動する作業機や、作業機が走行機の進行方向に対して側方にオフセットした位置で作業する作業機などが公知である。
【０００３】
水田等の畦形成においてトラクタに連結して側方に位置させた作業部の畦形成作業では、作業部はトラクタの側方後部にあるためトラクタが行き止まりになると作業部はその位置から前方の隅部は形成作業ができない。そのため残隅部の処理作業は、作業部をトラクタ進行方向に対して１８０°角水平方向に回動させ、更にトラクタも前後１８０°旋回させ方向転換した後、トラクタを後進させて残隅部の作業処理を行っていた。
【０００４】
例えば、特開２００２−１７１１０号公報（特許文献１）における「トラクタに連結されるトラクタ側フレームと、このトラクタ側フレームに一端側が回動可能に連結され、この一端側の上下方向の回動中心軸線を中心として回動調節可能な第１の連結アーム体と、この第１の連結アーム体の他端側に一端側が回動可能に連結され、この一端側の上下方向の回動中心軸線を中心として回動調節可能な第２の連結アーム体と、この第２のアーム体の他端側に連結された作業側フレームと、この作業側フレームに取付けられ、前記第１の連結アーム体の前記回動中心軸線を中心とした回動調節および前記第２の連結アーム体の前記回動中心軸線を中心とした回動調節により、前記トラクタの前進走行に基づいて土作業可能な前進作業姿勢および前記トラクタ後退走行に基づいて土作業可能な後退作業姿勢に設定される土作業手段とを備えたことを特徴とする農作業機」が公知である。
【特許文献１】特開２００２−１７１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術のように作業機が走行機の進行方向に対して側方にオフセットした位置で進行方向と平行な面を作業する作業機においては、走行機であるトラクタを直進させて畦や溝等を直線状に形成することは作業機がセンターにある場合と比べバランスが悪く作業者の運転技術や作業などに熟練を要する問題があった。
【０００６】
また、従来技術のように水田等の圃場の作業残隅部の作業処理を行うために、トラクタ進行方向に対して作業部をトラクタ進行方向に対して１８０°角水平方向に回転させ、更にトラクタも前後１８０°旋回させて方向転換した後、トラクタを後進させるという複数の面倒な作業を行なわなければならないという問題があった。特に、トラクタを後進させて残隅部の作業処理を行う場合は、作業者は後方を見ながらトラクタの後進操作を行うため運転技術や作業などに熟練を要するという課題があり、誰でもが容易に作業を行い難いという課題があった。
【０００７】
このため本発明の目的は、運転技術や作業などに熟練を要さず、矩形の圃場の隅部まで誰でもが容易に作業を行うことができる畦形成機や溝形成機等のオフセット農作業機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、走行機に装着フレームにより連結される作業機であり、作業機は、装着フレームに設ける回動支点を中心に水平方向に回動可能かつ伸縮可能な回動部と、回動部に設けた作業部回動支点を中心に回動可能な作業部と、回動部の回動変位量と作業部の回動変位量とを制御する制御部と、制御部を操作可能な操作部と、各回動部を作動させるアクチュエータとを有し、装着フレーム側の前記回動支点より前方位置と回動部の作業部側とに連結ロットを掛け渡して、回動部が回動することにより作業部と装着フレームとの距離が変化するように構成されていて、前記連結ロットは伸縮可能にスプリング部材により伸長方向に付勢されていることを特徴とする走行機に連結される作業機を提供する。
【０００９】
また上記作業機において、作業部は、走行機を走行させた状態で走行機の進行方向にほぼ平行な面を作業面として作動することが可能であり、かつ走行機を停止し走行機の後方に位置させ走行機の進行方向とほぼ直交する面を作業面として作動することが可能であることを特徴とする走行機に連結される作業機を提供する。
【００１０】
さらに、連結ロットは伸長方向に付勢されているガススプリングで構成されていることを特徴とする前記０００８欄または０００９欄記載の走行機に連結される作業機を提供したものである。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように構成したことにより、作業機が走行機の進行方向に対して側方にオフセットした位置で進行方向と平行な面を作業する作業においては、走行機であるトラクタがある程度蛇行した場合、連結ロットは伸縮可能にスプリング部材により長手方向に付勢されているため、スプリング部材が伸縮することで回動部が伸縮し蛇行した分を吸収して作業部側は直進を自動的に維持する。これにより作業者の運転技術や作業などに熟練を要さずに直線状に作業ができる。
【００１２】
また、作業機が走行機の進行方向に対して側方にオフセットした位置で進行方向と平行な面を作業する作業の他、走行機を停止し走行機の後方に位置させ走行機の進行方向とほぼ直交する面を作業面として作動することが可能で、作業機を前後反転させることなく圃場の直交する次の畦等に平行に走行機を方向転換させた状態で非常に容易に水田等の隅部の処理作業を行うことが可能になった。この時、回動部が回動するのにともない連結ロットの作用で作業部が前後方向に移動するとともに、連結ロットのスプリングの作用により円弧状に回動する軌跡を旧畦からの抵抗を受け直線状に自動的に補正して移動し畦を成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は本発明を実施した畦形成機の平面図、図２は作業部を後方に回動した時の左側面図、図３は回動部と連結ロットの作用を説明した平面図、図４乃至図６は走行機を停止させた状態で走行機の進行方向とほぼ直交する面を作業面として作動する作業部の直線状移動を示した平面図、図７は走行機を進行させながら行う進行方向にほぼ平行な作業面の作業状態を示した平面図を示したものである。
【００１４】
この発明の実施形態である作業機Ａは、走行機Ｂに機枠である装着フレーム１によって連結される。作業機Ａは、装着フレーム１、回動部である回動アーム部２、作業部３、制御部４、操作部５、動力源部６を備えている。走行機Ｂは、この実施例ではトラクタである。
【００１５】
装着フレーム１は、その前部で走行機Ｂにトップブラケット１０、左右のロアピン１１、１１によって連結されており、走行機Ｂの駆動軸（図示せず）と連結する入力軸１２の他方後端側には、ユニバーサルジョイント１３が連結され、さらに作業部３の電動軸３ｅとユニバーサルジョイント１３の他方端が連結される。この実施形態ではユニバーサルジョイント１３は、ダブル広角ジョイントである。装着フレーム１の後部にアーム回動支点であるアーム回動軸１４を垂直方向に設けており、アーム回動軸１４には、回動アーム部２の基部２０を装着フレーム１に対して水平方向に左右側方との間で後方を経由して回動変位可能に設けている。
【００１６】
回動アーム部２は、基部側に位置し角筒状の内摺動アーム２１と先部側に位置し内摺動アーム２１より大きな角筒状の外摺動アーム２２を摺動可能に接続しており、内摺動アーム２１と外摺動アーム２２の摺動により回動アーム部２の長さは伸縮する。
【００１７】
装着フレーム１側のアーム回動軸１４部より前方位置に設けた外筒体回動軸７０ａと回動アーム部２の作業部３側に設けた内摺動ロット回動軸７１ａとに連結ロット７を掛け渡して、図３に示すように回動アーム部２が回動することにより作業部３と装着フレーム１との距離がＹ１走行機Ｂ側に移動するように構成されている。さらに前記連結ロット７は伸縮可能にスプリング７２により伸長方向に付勢されているため、円弧状に回動する軌跡が旧畦からの抵抗を受けスプリング７２が圧縮されてＹ２寸法装着フレーム１側に移動し、作業部３は直線状に自動的に補正されて移動し畦を成形する。
【００１８】
連結ロット７は、外筒体７０と内摺動ロット７１およびスプリング７２で構成されていて、外筒体７０に内摺動ロット７１が長尺方向に摺動可能に挿入されており、内摺動ロット７１外周に嵌挿したスプリング７２により常に一定長さに伸長方向に付勢されている。外筒体７０の端部には外筒体回動軸７０ａに回動自在に挿入する孔が、内摺動ロット７１の端部には内摺動ロット回動軸７１ａに回動自在に挿入する孔をそれぞれ設けている。
【００１９】
図１に示す回動アーム部２は、基部２０の中心でアーム回動軸１４に固定され水平方向に回動可能であり基部外周に第２ギア２３ａを設ける。第２ギア２３ａは、内摺動アーム２１方向以外の外周にギアを形成しており、装着フレーム１に設けられ水平方向に回動可能な第１ギア２４ａと噛合している。アーム回動軸１４は、アーム回動シリンダ２７ａのシリンダロッド２７０ａの先端に回動可能に設けられる第１シリンダアーム２７１ａに連結されている。アーム回動シリンダ２７ａは、シリンダ本体２７２ａの基部で第２シリンダアーム２７３ａの一端と回動可能に連結しており、第２シリンダアーム２７３ａは他端で装着フレーム１に回動可能に取り付けられている。アーム回動シリンダ２７ａは、この実施形態では油圧シリンダであるが、電動シリンダ等のシリンダでもよい。
【００２０】
第１ギア２４ａは、第２ギア２３ａより大きい円の円弧部分に設けられたギアからなり装着フレーム１に垂直方向に設けられた第１ギア回動軸２５を中心に回動可能であり、第１ギア回動軸２５ａには、ポテンショメータ２８ａが設けられており、第２ギア２３ａの回動を介して回動する第１ギア回動軸２５ａの回動変位量、すなわち回動アーム部２の走行機Ｂの前後方向に対する回動変位量は検知され制御部４に送信される。
【００２１】
作業部３は、この実施形態では畦形成部であり、畦成形装置３ａ、畦上面削土装置３ｂ、掘削爪３ｃ、盛土装置３ｄ等からなり、作業部３の各装置はユニバーサルジョイント１３に連結される伝動軸３ｅを介して伝達される駆動力によって駆動される。３ｆは、第１チェーンケースであり、３ｇは第２チェーンケースである。それぞれのチェーンケース内にはスプロケットとローラーチェーンが内蔵され動力が伝達される。
【００２２】
作業部３は、作業部回動シリンダ３０と、作業部回動変位量検知センサー３１とを有する。作業部３は、回動アーム部２の外摺動アーム２２に垂直方向に設けた作業部回動支点である作業部回動軸３２を中心に水平方向に回動可能に取り付けられており、作業部回動シリンダ３０のシリンダロッド３０１の伸縮によって回動する。作業部回動シリンダ３０は、作業部支持フレーム３３と外摺動アーム２２の先端部との間にそれぞれ回動可能に取り付けられている。この実施形態では、作業部回動シリンダ３０は、そのシリンダ本体３００の基部を外摺動アーム２２の先端に取り付けており、シリンダロッド３０１先端を作業部支持フレーム３３に取り付けている。
【００２３】
作業部回動変位量検知センサー３１は、この実施形態では作業部回動シリンダ３０に設けているシリンダロッド伸縮量検知センサーである。シリンダロッド伸縮量検知センサー３１によってシリンダロッド３０１の伸縮量を検知して作業部３が、回動アーム部２に対してどの程度回動したかという回動変位量を検知する。他の作業部回動変位量検知センサー３１としては、作業部回動軸３２にポテンショメータを取り付け、作業部回動軸３２の回動変位量度、すなわち作業部３の回動アーム部２に対する回動変位量を検知することも可能である。
【００２４】
制御部４は、作業機Ａ又は走行機Ｂに着脱自在または固定して設けられており、操作部５から受ける操作信号と、アーム回動変位量検知センサー２８と作業部回動変位量検知センサー３１とから受ける検知信号を予め組み込まれたプログラムによって計算されて成る指示信号により、アーム回動シリンダ２７と、作業部回動シリンダ３０とのそれぞれの駆動装置を適宜作動、制御させることにより回動アーム部２及び作業部３のそれぞれを回動又は移動の位置を特定させ、また作業部３の作業面の向きを変更させる。制御部４からの指示信号は、油圧バルブ、電気リレー等の装置を介して各駆動装置を制御している。この実施例では、回動アーム部２の回動変位量を基に作業部回動変位量を計算して制御している。これら各駆動装置の制御は、操作部４からの一定の支持で全て全自動制御で行うことも可能であり、また一部操作を手動で行うことも可能である。
【００２５】
操作部５は、コントローラであり、走行機Ｂの操作者が保持して制御部４を介して作業部３の作業面３４（３４ａ、３４ｂ）の位置及びその向きを変更させ、また平面視で特定の直線方向に移動させることができる。すなわち、作業部３は、図７に示すように走行機Ｂを走行させながら走行機Ｂの側方に位置させて走行機Ｂの進行方向にほぼ平行な面を作業面３４ａとして作動することが可能である。また作業部３は、図４乃至図６に示すように走行機Ｂを停止させた状態で、又は走行機Ｂを移動させながら走行機Ｂの後方に位置させて走行機Ｂの進行方向（前後方向）とほぼ直交する面を作業面３４ｂとして作動することが可能である。
【００２６】
動力源部６は、バッテリー等の電源であり、制御部４及び各駆動装置の駆動源である。
【００２７】
次に、この発明の実施形態である作業機Ａの作動について説明する。作業機Ａは、走行機Ｂに連結されて作業を行う。作業機Ａの作業部３は、アーム回動変位量検知センサー２８、作業部回動変位量検知センサー３１のそれぞれから受ける検知信号により、そのときの作業部３の位置及び作業面３４の方向を検知する。これに基づき操作部５からの操作信号を受け、予め組み込まれたプログラムによりアーム回動シリンダ２７、作業部回動シリンダ３０のそれぞれの駆動装置に指示信号を同時又は順次に送信しそれぞれを作動させる。全自動制御の場合は、各アーム回動変位量検知センサー２８、作業部回動変位量検知センサー３１のそれぞれから受ける検知信号とにより自動的にそれぞれのシリンダロッドを伸縮させて作業部３の位置及び作業面３４の向きを希望の位置及び方向に設定することができる。
【００２８】
図１に示す実施形態では回動アーム部２は、操作部５から制御部４を介して送信される指示信号によって駆動装置を作動させアーム回動シリンダ２７ａを伸縮させることにより内摺動アーム２１をアーム回動軸１４を中心に回動させる。第２ギア２３ａは、回動アーム部２の基部２０の水平方向外周に形成されている。この回動アーム部２の回動変位量は、第２ギア２３ａと噛合している第１ギア２４ａの第１ギア回動軸２５ａに設けられたポテンショメータ２８ａにより検知される。すなわち回動アーム部２の走行機Ｂの前後方向に対する回動変位量は、第１ギア回動軸２５ａの回動変位量として検知され制御部４に送信される。
【００２９】
作業部３は、作業部回動シリンダ３０のシリンダロッド３０１の伸縮により作業部回動軸３２を中心に回動アーム部２に対して水平方向に回動する。この回動の変位量は、シリンダロッド３０１の伸縮量によって作業部回動変位量検知センサー３１が検知し制御部４に送信される。
【００３０】
次に、図４乃至図６に対する圃場の隅部Ｃにおいて、走行機Ｂを停止させた状態で、作業機Ａを走行機Ｂの後方に位置させ、走行機Ｂの進行方向とほぼ直交する面を作業面３４ｂとして作業部３が作動する作業状態を説明する。この実施例では走行機Ｂは停止しており、作業機Ａは走行機Ｂの後方に位置している。被作業面Ｄは走行機Ｂとほぼ直交する面を作業面３４ｂとしており、作業部３は直交する直線状の被作業面Ｄに沿って移動することによって行う。この場合、制御部４がアーム回動変位量検知センサー２８、作業部回動変位量検知センサー３１のそれぞれから受ける検知信号により変化してゆく作業部３の位置及び作業面３４の方向を検知し、予め組み込まれた直交直線移動プログラムによりアーム回動シリンダ２７、作業部回動シリンダ３０のそれぞれの駆動装置に適宜作動、制御させる指示信号を送信し、それぞれのシリンダロッドを適宜伸縮させて作業部３の位置及び作業面３４の方向を直交直進移動させることができる。
【００３１】
この時、装着フレーム１側のアーム回動軸１４部より前方位置の外筒体回動軸７０ａと回動アーム部２の作業部３側の内摺動ロット回動軸７１ａとに連結ロット７を掛け渡して、回動アーム部２が回動することにより作業部３と装着フレーム１との距離が変化するように構成されていて、さらに前記連結ロット７は伸縮可能にスプリング７２により伸長方向に付勢されているため、回動アーム部２が回動するのにともない連結ロット７の作用で作業部３が前後方向に移動するとともに、連結ロット７のスプリング７２の作用により円弧状に回動する軌跡を旧畦からの抵抗を受けスプリング７２の伸縮により直線状に自動的に補正して移動し畦を成形する。連結ロット７はガススプリングで構成されていても作用は同じである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明を実施した畦形成機の前進作業時の平面図
【図２】作業部を後方に回動した時の左側面図
【図３】回動部と連結ロットの作用を説明した平面図
【図４】走行機を停止させた状態で走行機の進行方向とほぼ直交する面を作業面とし    て作動する作業部の直線状移動を示した平面図
【図５】走行機を停止させた状態で走行機の進行方向とほぼ直交する面を作業面とし    て作動する作業部の直線状移動を示した平面図
【図６】走行機を停止させた状態で走行機の進行方向とほぼ直交する面を作業面とし    て作動する作業部の直線状移動を示した平面図
【図７】走行機を進行させながら行う進行方向にほぼ平行な作業面の作業状態を示し    た平面図
【符号の説明】
【００３３】
Ａ  作業機
１  装着フレーム
１０    トップブラケット
１１    ロアピン
１２    入力軸
１３    ユニバーサルジョイント
１４    アーム回動軸（アーム回動支点）
２    回動アーム部（回動部）
２０    基部
２１    内摺動アーム
２２    外摺動アーム
２３ａ    第２ギア
２４ａ    第１ギア
２５ａ    第１ギア回動軸
２７ａ    アーム回動シリンダ（回動部回動シリンダ）
２７０ａ    シリンダロッド
２７１ａ    第１シリンダアーム
２７２ａ    シリンダ本体
２７３ａ    第２シリンダアーム
２８ａ    ポテンショメータ
３    作業部（畦形成装置）
３ａ    畦成形装置
３ｂ    畦上面削土装置
３ｃ    掘削爪
３ｄ    盛土装置
３ｅ    伝動軸
３ｆ    第１チェーンケース
３ｇ    第２チェーンケース
３０    作業部回動シリンダ
３００    シリンダ本体
３０１    シリンダロッド
３１    作業部回動変位量検知センサー（シリンダロッド伸縮量検知センサー）
３２    作業部回動軸（作業部回動支点）
３３    作業部支持フレーム
３４    作業面
３４ａ    側方直進作業面
３４ｂ    後方直交作業面
４    制御部
５    操作部
６    動力源部
７    連結ロット
７０    外筒体
７０ａ  外筒体回動軸
７１    内摺動ロット
７１ａ  内摺動ロット回動軸
７２    スプリング
Ｂ    走行機
Ｃ    水田等の隅部
Ｄ    水田等の被作業面（走行機の進行方向に対して直交する面）
【図１】
2007020505.tif 000003
【図２】
2007020505.tif 000004
【図３】
2007020505.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2007020505.tif 000008
【図７】
2007020505.tif 000009