JP2017012136A - 農業用背負い型作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】背負う際の作業者の利便性や身体的負担を軽減する。
【解決手段】動力噴霧機１００は、装置本体１０（フレーム２０）の下端部近傍において、背負いベルト５０Ａ、５０Ｂのリング状部材６０（位置Ｐ２近傍）に接触してリング状部材６０の動きを規制し、背負いベルト５０Ａ、５０Ｂのフレーム２０の下側への回り込みを抑制する薄板状の部分２０ｂを有することで、ベルト部５６がフレーム２０と動力噴霧機を置く台の間に挟まるのを抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、農業用背負い型作業機に関する。

近年、農業就業者の高齢化や農業の担い手不足が深刻な問題となっている。このため、高齢者や農作業に不慣れな者にとって身体的負担が少なく、安全で簡易な作業を可能にする農業機械の需要が高まってきている。

動力噴霧機や動力散布機などの防除機を含む農業用背負い型作業機は、原動機（モータやエンジン）、薬剤タンク、ホース、フレーム、背負いベルトなどを備えており、その機体質量は１０〜１５ｋｇ程度となる。更に、農薬などの薬剤や、原動機用の燃料を含めると、総質量は２０〜４０ｋｇ程度となり、農業就業者にとっては身体的な負担が大きい。従来、良好な背負い心地を得るための技術が知られている（例えば、特許文献１等参照）。

特開２００９−１８９３０２号公報

農業用背負い型作業機においては、背負う際の動作（肩ベルトへの腕通し動作や背負った後の立ち上がり動作など）が農業就業者の負担になることがある。このため、背負う際の動作における身体的負担を軽減するための改善が必要である。

本発明は、背負う際の身体的負担を軽減することが可能な農業用背負い型作業機を提供することを目的とする。

本発明の農業用背負い型作業機は、人が背負った状態で利用する農業用背負い型作業機であって、装置本体と、前記装置本体の人の背中と対向する側において、第１部分が前記装置本体の上端部近傍に接続されるとともに、第２部分が前記装置本体の下端部近傍に接続される一対の背負いベルトと、を備え、前記装置本体の前記下端部近傍には、前記背負いベルトの前記第２部分の近傍に接触して前記背負いベルトの動きを規制し、前記背負いベルトの前記装置本体の下面の下側への回り込みを抑制する回り込み抑制手段が設けられている農業用背負い型作業機である。

本発明の農業用背負い型作業機は、背負う際の身体的負担を軽減することができるという効果を奏する。

一実施形態に係る動力噴霧機の全体図である。 図２（ａ）は、ラダーロックを示す図であり、図２（ｂ）は、ラダーロックと、パッド部及びベルト部との関係を示す図である。 リング状部材近傍を示す斜視図である。 図４（ａ）〜図４（ｄ）は、一般的な動力噴霧機（比較例）を背負うときの作業者の動作を模式的に示す図であり、図４（ｅ）〜図４（ｈ）は、本実施形態の動力噴霧機を背負うときの作業者の動作を模式的に示す図である。 図５（ａ）は、図２（ｂ）に対応する比較例を示す図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）を模式的に示す図であり、図５（ｃ）は、図２（ｂ）を模式的に示す図である 背負いベルトの変形例を示す図である。 図７（ａ）は、ベルト部を引く角度と引き力との関係を示すグラフであり、図７（ｂ）は、角度αについて説明するための図である。 図８（ａ）、図８（ｂ）は、制限手段の一例を示す図である。 図９（ａ）、図９（ｂ）は、回り込み抑制手段の変形例を示す図（その１）である。 図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、回り込み抑制手段の変形例を示す図（その２）である。

以下、農業用背負い型作業機の一実施形態について、図１〜図５に基づいて詳細に説明する。図１には、一実施形態に係る農業用背負い型作業機としての動力噴霧機１００の全体図が示されている。作業者は、動力噴霧機１００を背負った状態で、ノズル３０から噴出される薬液（農薬等）を周辺（圃場等）に噴霧する。なお、図１等においては、動力噴霧機１００の上下方向をＺ軸方向、作業者が動力噴霧機１００を背負ったときの左右方向（作業者の左肩と右肩を結ぶ方向）をＸ軸方向、作業者が動力噴霧機１００を背負ったときの前後方向をＹ軸方向、として図示している。

図１に示すように、動力噴霧機１００は、装置本体１０と、ノズル３０と、ホース４０と、一対の背負いベルト５０Ａ、５０Ｂと、を備える。

装置本体１０は、薬液タンク１２と、原動機１４と、燃料タンク１６と、ポンプ１８と、フレーム２０と、を備える。

薬液タンク１２は、樹脂等を材料とし、噴霧対象の薬液（農薬等）を収容する。原動機１４は、ポンプ１８を駆動する。燃料タンク１６は、原動機１４を駆動するための燃料（ガソリンや混合オイル）を収容する。ポンプ１８は、例えばユニフローポンプであり、薬液タンク１２内の農薬等をホース４０を介してノズル３０に送る。フレーム２０は、薬液タンク１２、原動機１４、燃料タンク１６、ポンプ１８等を所定の位置関係で保持する。ここで、フレーム２０の上端部（＋Ｚ端部）は、下端部（−Ｚ端部）よりも−Ｙ側に位置しており、結果的に、フレーム２０の−Ｙ側は、前傾した状態となっている。

ノズル３０は、農薬等を噴霧するためのものであり、ホース４０の一端部に接続されている。ノズル３０には、コック３１が設けられており、作業者がコック３１を捻ることで、農薬等の噴霧開始・停止を切り替えることができるようになっている。

背負いベルト５０Ａ、５０Ｂは、それぞれ、第１ベルトとしてのパッド部５２と、ラダーロック５４と、第２ベルトとしてのベルト部５６と、リング状部材６０と、を備える。

パッド部５２は、袋状にしたポリプロピレン等の生地の中にスポンジ等の柔軟性や弾性を有する材料を封入したものである。パッド部５２は、作業者が動力噴霧機１００を背負った状態で、作業者の肩付近や背中に接触する位置に設けられている。なお、パッド部５２は、フレーム２０の作業者の背中と対向する部分（−Ｙ側の面）に固定されるとともに、フレーム２０の上端部近傍から−Ｙ側に所定距離離れた位置（図１の第１部分Ｐ１）において、紐状部材６２を介してフレーム２０により保持されている。本実施形態においては、パッド部５２の内部にスポンジ等の材料が封入されていることで、作業者が動力噴霧機１００を背負ったときの肩や背中の痛みを軽減することができる。

ラダーロック５４は、例えば、プラスチック等を材料とし、図２（ａ）に示すような形状を有する部品である。ラダーロック５４は２つのスリット５４ｂ、５４ｃを有しており、パッド部５２の一端部が、図２（ａ）の矢印Ａに沿って、スリット５４ｂ部分に通されている。これにより、パッド部５２がラダーロック５４を吊り下げ保持した状態となっている。

ベルト部５６は、例えばナイロン製のベルト状部材であり、ラダーロック５４において図２（ａ）の矢印Ｂに沿って、スリット５４ｂ、５４ｃに通されている。ベルト部５６の一端部は、図２（ｂ）に模式的に示すように、パッド部５２の一部（破線円Ｃで示す部分）に固定されている。また、ベルト部５６は、図１に示すように、リング状部材６０を介して、装置本体１０のフレーム２０と連結されている。作業者は、動力噴霧機１００を背負った状態で、ベルト部５６の他端部（図２（ｂ）において符号Ｄで示す部分）を引っ張ることにより、装置本体１０の下端部を上側に引き上げることができ、これにより装置本体１０と作業者の体幹とを近づけることが可能となる。なお、ベルト部５６の他端部には、図１に示すように、作業者が指を掛けるためのループ部５６ａを設けることとしてもよい。これにより、作業者が、握力が弱いお年寄り等であっても、ベルト部５６を引き易くすることができる。

ベルト部５６は、図１において破線円で示す位置Ｐ２（第２部分）においてフレーム２０に設けられたリング状部材６０に係合している。ここで、リング状部材６０は、図３に示すように、フレーム２０の一部に設けられたＸ軸方向に突出する薄板状の部分２０ｂに設けられている。より具体的には、リング状部材６０は、薄板状の部分２０ｂの下端から所定高さの位置にＹ軸方向に沿って貫通形成された孔２０ａに通された状態となっている。リング状部材６０が図３に示すように設けられることで、リング状部材６０のＸ軸回りの回転（図３の状態からＸ軸を中心とした反時計回りの回転）が規制された状態となっている。また、図３の状態では、リング状部材６０のＹ軸回りの回転（−Ｙ側から見て時計回り方向の回転）が規制された状態となっている。これにより、ベルト部５６の移動範囲も規制されるので、動力噴霧機１００を台等に置いた場合に、ベルト部５６がフレーム２０の下側（−Ｚ側）に挟み込まれるのを抑制することができる。すなわち、本実施形態においては、薄板状の部分２０ｂが、リング状部材６０に接触して、リング状部材６０の動きを規制し、ベルト部５６のフレーム２０の下側への回り込みを抑制する回り込み抑制手段としての機能を有している。なお、本実施形態では、リング状部材６０として、図３に示すような、薄板状の部分２０ｂからの着脱が容易なカラビナを採用しているが、これに限らず、その他のリング状部材を採用することとしてもよい。

本実施形態では、作業者は、台に載せた動力噴霧機１００の背負いベルト５０Ａ、５０Ｂに腕を通して背負った後、ベルト部５６を引くことにより、装置本体１０を身体に密着させる。そして、作業者は、原動機１４を駆動し、ポンプ１８を作動させることで、薬液タンク１２からノズル３０に農薬等を送り、ノズル３０に設けられたコック３１を捻ることにより、ノズル３０から農薬を噴霧させる。これにより、圃場等に農薬等の薬液を噴霧することが可能である。

ここで、背負いベルト５０Ａ、５０Ｂ等の作用についてより詳細に説明する。

前述のように、装置本体１０においては、フレーム２０の上端部近傍の−Ｙ端部がフレーム２０の下端部近傍の−Ｙ端部よりも−Ｙ側に位置している（装置本体１０が前傾した状態となっている）。また、背負いベルト５０Ａ、５０Ｂのパッド部５２は、装置本体１０から−Ｙ側に所定距離離れた位置（第１部分Ｐ１）において、紐状部材６２を介して装置本体１０により保持されている。これにより、背負いベルト５０Ａ、５０Ｂの上端部の保持位置（第１部分Ｐ１）は、下端部と装置本体１０との接続位置（第２部分Ｐ２）よりも−Ｙ側に位置している。更に、パッド部５２の内部には柔軟性や弾性を有する材料が封入されているため、ベルト部５６よりも屈曲しにくくなっている。これにより、パッド部５２の紐状部材６２により保持されている部分よりも−Ｙ側に位置する部分は、重力に抗して水平方向及び鉛直方向に対して所定角度方向に延びた状態を維持する。これらの作用により本実施形態では、動力噴霧機１００を台等に置いた状態で、背負いベルト５０Ａ、５０Ｂが形成する空間（腕を通す環状の部分）を大きく維持することが可能となっている。これにより、作業者は、背負いベルト５０Ａ、５０Ｂに対して腕を通し易くなる。

図４（ａ）〜図４（ｄ）は、一般的な動力噴霧機（比較例）を背負うときの作業者の動作を模式的に示す図であり、図４（ｅ）〜図４（ｈ）は、本実施形態の動力噴霧機１００を背負うときの作業者の動作を模式的に示す図である。図４（ａ）、図４（ｅ）を比較すると、台の上に動力噴霧機を置いた状態では、本実施形態の動力噴霧機１００の方が背負いベルトの形成する空間（腕を通す環状の部分）が大きく維持されているため、作業者は背負いベルトに対して腕を通し易いことが分かる。また、本実施形態の装置本体１０は−Ｙ側に傾斜していることから、台よりも前方側（−Ｙ側）に出っ張った状態となっている。このため、作業者が腕を通した段階で、図４（ｆ）に示すように作業者が動力噴霧機を背負った状態になることから、図４（ｂ）の場合と比べて作業者は立ち上がりやすくなっている。また、装置本体を背負った作業者が立ち上がるときに体幹が前傾になるため、作業者の筋負担を軽減することができる。更に、図４（ｃ）、図４（ｇ）の状態（動力噴霧機を背負った状態）から、図４（ｄ）、図４（ｈ）に示すように台の上に動力噴霧機を下ろす場合にも、本実施形態（図４（ｈ））においては、作業者が必要以上に後傾にならなくても、動力噴霧機を下ろすことができる。この点からも作業者の負担が軽減される。

また、本実施形態においては、上述したように、背負いベルト５０Ａ、５０Ｂが、図２（ｂ）に示すような構造を有している。ここで、一般的に用いられている背負いベルトは、図５（ａ）に示すような構造（ベルト部５６’の端部が本体の下端部に固定される構造）を有している。この場合、図５（ａ）の構造を模式的に示すと、図５（ｂ）に示すように滑車を用いて表現することができる。これら図５（ａ）、図５（ｂ）の構造を採用した場合、装置本体１０の下端部を上側に引き上げるためには、力Ｆよりも大きな力Ｆ’でベルト部５６’を引く必要があった。

これに対し、本実施形態の背負いベルト５０Ａ、５０Ｂにおいては、図２（ｂ）の構造を模式的に示した図５（ｃ）のように、２つの滑車を用いて表現することができるので、図５（ｃ）において装置本体１０の下端部を上側に引き上げるためには、Ｆ／２よりも大きな力Ｆ”でベルト部５６を引くようにすればよいことになる。これにより、本実施形態では、装置本体１０の下端部を上側に引き上げる場合に必要な力を少なくすることができるため、作業者の身体的負担を軽減することが可能となっている。

以上、詳細に説明したように、本実施形態の動力噴霧機１００によれば、装置本体１０（フレーム２０）の下端部近傍において、背負いベルト５０Ａ、５０Ｂのリング状部材６０（位置Ｐ２）に接触してリング状部材６０の動きを規制し、背負いベルト５０Ａ、５０Ｂのフレーム２０の下側への回り込みを抑制する薄板状の部分２０ｂを有している。これにより、背負いベルト５０Ａ、５０Ｂ（ベルト部５６）がフレーム２０と台の間に挟まり、作業者の腕通しが妨げられるのを抑制することができる。したがって、本実施形態によれば、背負う際の作業者の利便性を向上し、身体的負担を軽減することができる。

また、本実施形態では、リング状部材６０の回り込みを抑制する構造として、孔２０ａが形成された薄板状の部分２０ｂを採用しているため、簡易な構造で、背負いベルト５０Ａ、５０Ｂ（ベルト部５６）が装置本体１０の下側に挟み込まれるのを抑制することができる。また、本実施形態では、孔２０ａをフレーム２０の下面から所定高さの位置に形成しているので、孔２０ａをフレーム２０の下端部付近に設ける場合に比べ、ベルト部５６が装置本体１０と台の間に挟まるのを抑制することができる。なお、孔２０ａの高さや位置については、リング状部材６０の大きさ等を考慮し選択することが好ましい。

また、本実施形態では、背負いベルト５０Ａ、５０Ｂの第１部分Ｐ１の近傍から所定範囲（パッド部５２）が他の部分（ベルト部５６）よりも屈曲しにくくなっている。これにより、図４（ｅ）に示すように、背負いベルト５０Ａ、５０Ｂが形成する空間が広くなるため、作業者が動力噴霧機１００を背負う際に、背負いベルト５０Ａ、５０Ｂに腕を通し易くすることができる。

また、本実施形態では、背負いベルト５０Ａ、５０Ｂのパッド部５２は、ラダーロック５４を吊り下げ保持し、ベルト部５６は、パッド部５２に一端部が接続され、他端側がラダーロック５４に通されるとともに、一端部とラダーロック５４に通された部分との間においてリング状部材６０を介して装置本体１０に連結されている。これにより、図５（ｃ）に示すように、装置本体１０の下端部を上側に引き上げるために作業者が下側に引く力を低減することができる。

また、本実施形態では、一対の背負いベルト５０Ａ、５０Ｂは、装置本体１０の−Ｙ側において、第１部分Ｐ１が装置本体１０の上端部近傍に接続されるとともに、第２部分Ｐ２が装置本体１０の下端部近傍に接続されており、背負いベルト５０Ａ、５０Ｂの第１部分Ｐ１が第２部分Ｐ２よりも人の背中側（−Ｙ側）に位置している。これにより、装置本体１０の重心を作業者に近づけることができるので、動力噴霧機１００を背負う作業者の身体的負担を軽減することができる。また、装置本体１０を背負った作業者が立ち上がるときには、一般的な動力噴霧機を背負う場合よりも体幹が前傾となるため、作業者の身体的負担（特に脚や腰への負担）を軽減することができる。

なお、上記実施形態では、図１に示すように、背負いベルト５０Ａ、５０Ｂにおいて、ラダーロック５４の上側の素材を下側よりも屈曲しにくい素材とした場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、図６に示すように、ラダーロック５４の下側のベルト部５６を、筒状の部材９２（例えばスポンジなどの弾性、柔軟性を有する部材）で覆うこととしてもよい。この場合、ラダーロック５４の上側をベルト部５６と同様の素材としてもよい。このようにしても、背負いベルト５０Ａ、５０Ｂが形成する空間を広く維持することができるので、作業者は背負いベルト５０Ａ、５０Ｂに対する腕通しを簡易に行うことが可能となる。

なお、上記実施形態においては、作業者がベルト部５６を引く方向を制限する（制限手段を設ける）ようにしてもよい。

図７（ａ）は、作業者がベルト部５６を引く方向を異ならせた場合に、引く力がどの程度変化するかを実験した結果（５回平均値）を示すグラフである。なお、引く方向を示す角度αは、図７（ｂ）に示す一点鎖線方向を基準とした角度であるものとする。図７（ａ）に示すように、作業者がベルト部５６を前方向に引いた場合（α≒６０°）には、作業者がベルト部５６を後側（背中側）に引いた場合（α≒０〜３０°）よりも必要な引き力が大きい（例えば、１〜３割大きい）ことがわかる。

したがって、上記実施形態においては、引く方向が、例えば角度α≒０〜３０°となるように制限する制限手段を設ければよい。例えば、ベルト部５６に、図８（ａ）に示すようにベルト通し７０を設けることにより、引く方向を制限してもよいし、図８（ｂ）に示すように、ベルト部５６の端部を装置本体１０に連結することにより、引く方向を制限してもよい。

なお、上記実施形態では、薬液タンク１２に農薬が投入されていない状態では、図４（ａ）に示すように装置本体（フレーム２０）が前傾せず、薬液タンク１２に農薬が投入された段階で、フレーム２０の上端部が−Ｙ側に傾斜することで、図１に示すような状態に遷移するような構成を採用してもよい。すなわち、少なくとも装置本体１０を作業者が背負うときに、装置本体１０の上端部近傍が下端部近傍よりも−Ｙ側に位置するようになっていればよい。

なお、上記実施形態では、図３に示すような構造を採用することにより、ベルト部５６がフレーム２０の下面に挟まれるのを抑制する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、図９（ａ）に示すように、孔２０ａを長円形状とし、孔２０ａの下方（−Ｚ側）に−Ｙ方向に突出する突起部２０ｃを設けることとしてもよい。このようにしても、リング状部材６０に突起部２０ｃが接触してリング状部材６０の動きが規制されるので、ベルト部５６がフレーム２０の下面に挟まれるのを抑制することができる。

また、図９（ｂ）に示すように、図９（ａ）の孔２０ａに代えて、半円状の部材２０ｄを突起部２０ｃと薄板状の部分２０ｂとの間に設けることとしてもよい。このようにしても、リング状部材６０に突起部２０ｃが接触してリング状部材６０の動きが規制されるので、ベルト部５６がフレーム２０の下面に挟まれるのを抑制することができる。更に、図１０（ａ）に示すように、薄板状の部分２０ｂに、ベルト部５６よりも屈曲しにくい材料から成る固定部９６を設け、固定部９６にベルト通し９４を設けることとし、ベルト通し９４にベルト部５６を通すようにしてもよい。このようにしても、ベルト部５６の動きが固定部９６により規制されるので、ベルト部５６がフレーム２０の下面に挟まれるのを抑制することができる。更に、図１０（ｂ）に示すように、固定部９６が回動可能となるように、軸９８を介してフレーム２０に設け、フレーム２０のベルト通し９４の下側に突起部２０ｃを設けるようにしてもよい。また、図１０（ｃ）に示すように、図１０（ｂ）の突起部２０ｃに代えて、固定部９６に突起部材２０ｅを設けるようにしてもよい。図１０（ｂ）、図１０（ｃ）のいずれの構成を採用しても、図３、図９（ａ）、図９（ｂ）、図１０（ａ）の構成と同様、ベルト部５６がフレーム２０の下面に挟まれるのを抑制することができる。

また、上記実施形態では、動力噴霧機１００が一対の背負いベルト５０Ａ、５０Ｂを有する場合について説明したが、これに限らず、背負いベルトは、１つ（例えば、作業者が襷状に肩掛けする背負いベルト）であってもよい。

なお、上記実施形態では、農業用背負い型作業機が動力噴霧機である場合について説明したが、これに限らず、農業用背負い型作業機は、粉状又は粒状の肥料や農薬などをファンの風を利用して散布する動力散布機などの防除機であってもよいし、その他の農業用背負い型作業機であってもよい。

なお、上記実施形態では、ラダーロック５４が２つに分離可能な脱着式バックル構造を有していてもよい。また、上記実施形態では、背負いベルト５０Ａ、５０Ｂに胸ベルトや腰ベルトを付加してもよい。

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

１０ 装置本体
２０ｂ 薄板状の部分（回り込み抑制手段）
５０Ａ、５０Ｂ 背負いベルト
５２ パッド部（第１ベルト）
５６ ベルト部（第２ベルト）
５４ ラダーロック
７０ ベルト通し（制限手段）
１００ 動力噴霧機（農業用背負い型作業機）
Ｐ１ 第１部分
Ｐ２ 第２部分

Claims (6)

1. 人が背負った状態で利用する農業用背負い型作業機であって、
   装置本体と、
   前記装置本体の人の背中と対向する側において、第１部分が前記装置本体の上端部近傍に接続されるとともに、第２部分が前記装置本体の下端部近傍に接続される背負いベルトと、を備え、
   前記装置本体の前記下端部近傍には、前記背負いベルトの前記第２部分の近傍に接触して前記背負いベルトの動きを規制し、前記背負いベルトの前記装置本体の下面の下側への回り込みを抑制する回り込み抑制手段が設けられていることを特徴とする農業用背負い型作業機。
2. 前記背負いベルトは、前記第１部分の近傍から所定範囲及び前記第２部分の近傍から所定範囲の少なくとも一方が他の部分よりも屈曲しにくい、ことを特徴とする請求項１に記載の農業用背負い型作業機。
3. 前記背負いベルトの前記第２部分の近傍から所定範囲を覆う、前記他の部分よりも屈曲しにくい管状の部材を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の農業用背負い型作業機。
4. 前記背負いベルトは、前記第１部分を有する第１ベルトと、前記第２部分を有する第２ベルトと、を備え、
   前記第１ベルトは、ラダーロックを吊り下げ保持し、
   前記第２ベルトは、前記第１ベルトに一端部が接続され、他端側が前記ラダーロックに通されるとともに、前記一端部と前記ラダーロックに通された部分との間の一部において前記装置本体に接続されている、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の農業用背負い型作業機。
5. 前記第２ベルトの他端側を引っ張る方向を所定範囲に制限する制限手段を更に備える請求項４に記載の農業用背負い型作業機。
6. 少なくとも前記装置本体を人が背負うときに、前記背負いベルトの前記第１部分が、前記背負いベルトの前記第２部分よりも人の背中側に位置している、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の農業用背負い型作業機。
   

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