JP6238412B2 - 農業用作業機 - Google Patents

Description

本発明は、前輪と後輪との間に作業部が配置された、ミッドマウント型の農業用作業機に関する。

従来、前輪と後輪との間において苗の移植や除草等の作業を行う、いわゆるミッドマウント型の農業用作業機が知られている。ミッドマウント型の農業用作業機は、車体の後部に設けられた運転座席に着座した作業者が、前を向いたまま、苗の移植や除草等の作業を、目視で確認することができる。したがって、車体の後部に作業部が配置されたリアマウント型の農業用作業機と比べて、作業時の視認性に優れている。

従来のミッドマウント型の農業用作業機については、例えば、特許文献１に記載されている。

特開２０１４−００００５１号公報

従来のミッドマウント型の農業用作業機では、車体と作業部とを、事後的に着脱することはできなかった。このため、ユーザは、異なる作業を行う複数の農業用作業機を、個別に購入する必要があった。このようなユーザの経済的負担を減らすためには、例えば、車体と作業部とを着脱可能に構成し、１つの車体に対して、複数の作業部を付け替えて使用できるようにすることが、考えられる。

ただし、農業用作業機では、圃場上で作業を行うときと、作業前または作業後に車体を移動させるときとで、作業部の高さを変更する必要がある。このため、農業用作業機には、作業部を上下に揺動させるスイングアームが設けられている。このスイングアームは、作業部の種類によって、長さが異なる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、１つの車体に対して、スイングアームの長さが異なる複数の作業部を付け替えて使用することができる、ミッドマウント型の農業用作業機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、農業用作業機であって、前輪および後輪を有する車体と、前記前輪と前記後輪との間に配置される作業部と、を備え、前記作業部は、後端に対して前端を上下に揺動可能なスイングアームと、前記スイングアームの前記前端に接続される作業部本体と、を有し、前記車体は、前記スイングアームの前記後端と接続される車体側連結部と、前記後端と前記前端との間において、前記スイングアームに上下方向の変位を与える昇降機構と、を有し、前記車体に対して、ユニット化された前記作業部が、着脱可能に取り付けられる。

本願の第２発明は、第１発明の農業用作業機であって、前記スイングアームは、前記後端に設けられたアーム側連結部を有し、前記車体側連結部に対して前記アーム側連結部を、水平に移動させながら接近させることにより、前記車体側連結部に前記アーム側連結部が係止される。

本願の第３発明は、第１発明または第２発明の農業用作業機であって、前記車体は、前記前輪と前記後輪との間において、前後方向に延びるフレームをさらに有し、前記作業部は、前記フレームの下面よりも上側に突出した突出部を有し、前記突出部は、前記フレームの下面よりも下側へ折り畳み、スライド、または前記作業部から取り外し可能である。

本願の第４発明は、第３発明の農業用作業機であって、前記作業部は、圃場に苗を移植する移植ユニットであり、前記突出部は、移植前の苗を載置する苗載台の上部である。

本願の第５発明は、第１発明乃至第４発明のいずれかの農業用作業機であって、前記作業部本体の底部に取り付けられるキャスターをさらに有する。

本願の第６発明は、第１発明乃至第５発明のいずれかの農業用作業機であって、前記車体側連結部は、前記スイングアームの前記後端に設けられた固定軸を、上側または下側から係止するフックを有する。

本願の第７発明は、第１発明乃至第６発明のいずれかの農業用作業機であって、前記車体は、動力源と、前記動力源から得られる動力により回転する車体側駆動軸と、を有し、前記作業部は、前記スイングアームに沿って延び、前記作業部本体に動力を伝達する作業部側駆動軸を有し、前記車体側駆動軸と、前記作業部側駆動軸とが、１回転クラッチを介して接続される。

本願の第１発明から第７発明によれば、１つの車体に対して、スイングアームの長さが異なる複数の作業部を付け替えて使用することができる。

また、本願の第１発明によれば、車体に対して昇降機構を着脱する必要がない。

特に、本願の第３発明によれば、突出部を、折り畳み、スライド、または取り外すことによって、フレームの下面よりも上側に突出した部分を無くすことができる。このため、車体を持ち上げることなく、作業部の着脱を行うことができる。

特に、本願の第５発明によれば、作業部の着脱時に、車体に対する作業部の水平移動を、容易に行うことができる。

特に、本願の第６発明によれば、作業部を水平に移動させながら、固定軸にフックを係止させることができる。

特に、本願の第７発明によれば、車体側駆動軸と作業部側駆動軸との位相関係を一定に保つことができる。したがって、作業部の着脱によって、車体側駆動軸に対して作業部側駆動軸の回転のタイミングがずれることを、防止できる。

農業用作業機の側面図である。 農業用作業機の斜視図である。 スイングアームと車体との連結部付近の構造を示す側面図である。 作業部にキャスターを取り付けた農業用作業機の側面図である。 作業部として移植ユニットを取り付けた場合の、農業用作業機の側面図である。 作業部として除草ユニットを取り付けた場合の、農業用作業機の側面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本願では、農業用作業機が進行する方向を「前後方向」とし、前後方向に垂直な水平方向を「左右方向」として、各部の形状や位置関係を説明する。

＜１．農業用作業機の全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る農業用作業機１の側面図である。図２は、農業用作業機１の斜視図である。図１および図２に示すように、この農業用作業機１は、車体１０と、車体１０に対して着脱可能に取り付けられる作業部２０とを備えている。車体１０は、作業者を乗せて、前輪１１および後輪１２により圃場の上を移動するトラクターである。作業部２０は、前輪１１と後輪１２との間に配置される。すなわち、この農業用作業機１は、車体１０の前輪１１と後輪１２との間に作業部２０が配置される、いわゆるミッドマウント型の作業機である。作業部２０には、後述する移植ユニット２０Ａと除草ユニット２０Ｂとを、付け替えて使用することができる。

図１および図２に示すように、車体１０は、１つの前輪１１、２つの後輪１２、車体フレーム１３、エンジン１４、操作部１５、運転座席１６、および昇降機構１７を有する。

前輪１１は、車体１０の前方中央に配置されている。２つの後輪１２は、車体１０の後方に、左右に間隔をあけて配置されている。前輪１１および２つの後輪１２の左右方向の位置は、圃場に条植えされた苗を跨ぐように、設定されている。なお、本発明の農業用作業機の車体は、必ずしも１つの前輪と２つの後輪とを有するものでなくてもよい。例えば、農業用作業機の車体が、２つの前輪と２つの後輪とを有していてもよい。

車体フレーム１３は、前輪１１および２つの後輪１２によって支持されている。車体フレーム１３は、前輪１１と後輪１２との間において前後方向に延びる梁状の中央フレーム１３１と、中央フレーム１３１の後方に位置するエンジンカバー１３２とを有する。エンジンカバー１３２の内部には、エンジン１４が収容されている。エンジン１４は、前輪１１、後輪１２、および作業部２０に動力を供給する動力源である。エンジン１４からの動力によって、前輪１１および後輪１２が回転すると、当該回転に応じて車体１０が進行する。

操作部１５および運転座席１６は、車体１０の後部中央に設けられている。農業用作業機１の使用時には、作業者が運転座席１６に着座して、操作部１５に設けられたペダル、ハンドル、レバーなどを操作する。これにより、駆動の開始、停止、進行方向の切り替えなどが行われる。また、運転座席１６は、作業部２０よりも後方に配置されている。このため、運転座席１６に着座した作業者は、作業部２０の様子を目視確認しながら、操作部１５を操作することができる。

昇降機構１７は、後述するスイングアーム２２に上下方向の変位を与える機構である。本実施形態では、昇降機構１７に、シリンダ本体１７１とピストンロッド１７２とを有する油圧シリンダが用いられている。シリンダ本体１７１は、中央フレーム１３１またはエンジンカバー１３２の下面に、前後に回動可能に取り付けられている。エンジン１４を起動させると、エンジン１４により駆動される油圧ポンプ（図示省略）からシリンダ本体１７１内へ、オイルが供給される。ピストンロッド１７２は、シリンダ本体１７１内に導入されるオイルの圧力に応じて、伸縮する。

作業部２０は、車体１０に対して着脱可能に取り付けられる。図１および図２に示すように、作業部２０は、圃場に対して所定の作業を行う作業部本体２１と、作業部本体２１を支持するスイングアーム２２とを有する。なお、図１および図２では、作業部本体２１が二点鎖線で示されている。

スイングアーム２２は、前後方向に平行に延びる一対のリンク部材２２３により、構成されている。昇降機構１７のピストンロッド１７２の下端部は、スイングアーム２２の前端２２１と後端２２２との間に、回動可能に接続される。圃場上で作業を行うときには、操作部１５からの指示に基づいて、昇降機構１７のピストンロッド１７２を伸長させる。そうすると、スイングアーム２２の前端２２１が降下して、作業部２０が圃場に接触する。一方、作業を行うことなく車体１０を移動させるときには、操作部１５からの指示に基づいて、昇降機構１７のピストンロッド１７２を縮める。そうすると、スイングアーム２２の前端２２１が上昇して、作業部２０が地面から離れる。

作業部本体２１は、スイングアーム２２の前端２２１に接続される。この農業用作業機１では、作業部本体２１とスイングアーム２２とが、ユニット化されている。そして、ユニット化された作業部２０を、車体１０に対して着脱することができる。このため、１つの車体１０に対して、スイングアーム２２の長さが異なる複数の作業部２０を、付け替えて使用することができる。これにより、作業部２０の種類に応じた昇降幅で、作業部本体２１を昇降させることができる。

ただし、本実施形態では、スイングアーム２２を揺動させるための昇降機構１７は、作業部２０側ではなく、車体１０側に設けられている。このため、車体１０に対して昇降機構１７を着脱する必要はない。このようにすれば、作業部２０を付け替えるたびに、油圧ポンプとシリンダ本体１７１とを、接続し直す必要がない。したがって、作業部２０の交換作業が容易となる。

図３は、スイングアーム２２と車体１０との連結部付近の構造を示す側面図である。図３に示すように、スイングアーム２２の後端２２２には、アーム側連結部２３が設けられている。また、車体１０は、スイングアーム２２の後方位置に、車体側連結部１８を有している。そして、これらのアーム側連結部２３と車体側連結部１８とが、着脱可能に連結される。

本実施形態のアーム側連結部２３は、上下に配置された上側固定軸２３１および下側固定軸２３２を有する。上側固定軸２３１および下側固定軸２３２は、それぞれ、左右方向に水平に延びる円柱状の軸である。一方、車体側連結部１８は、上下に配置された上側フック１８１および下側フック１８２を有する。

車体１０に作業部２０を取り付けるときには、図３中の白抜き矢印のように、上側固定軸２３１および下側固定軸２３２を、後方へ水平に移動させる。そして、上側固定軸２３１の圧力または別途設けられたレバー（図示省略）の操作により、上側フック１８１を下方へ回動させる。これにより、上側固定軸２３１に対して上側フック１８１を、上側から係止させる。また、下側固定軸２３２の圧力または別途設けられたレバーの操作により、下側フック１８２を上方へ回動させる。これにより、下側固定軸２３２に対して下側フック１８２を、下側から係止させる。

本実施形態の上側フック１８１および下側フック１８２には、トグルクランプ機構が用いられている。各フック１８１，１８２は、一旦固定軸２３１，２３２に係止すると、逆方向へ回動しにくい構造となっている。これにより、アーム側連結部２３と車体側連結部１８とが、しっかりと固定される。

また、車体側連結部１８は、上側フック１８１と下側フック１８２との間に、駆動出力部１８３を有する。駆動出力部１８３は、エンジン１４から得られる動力により回転する車体側駆動軸１９の端部に、設けられている。一方、アーム側連結部２３は、上側固定軸２３１と下側固定軸２３２との間に、駆動入力部２３３を有する。駆動入力部２３３は、スイングアーム２２に沿って延びる作業部側駆動軸２４の後端に、設けられている。

車体側連結部１８とアーム側連結部２３とを連結させるときには、上述した固定軸２３１，２３２に各フック１８１，１８２を係止させるのと同時に、図３中の黒塗り矢印のように、駆動出力部１８３と駆動入力部２３３とを、互いに連結する。これにより、車体側駆動軸１９の回転駆動力が、作業部側駆動軸２４へ伝達可能となる。作業部側駆動軸２４へ伝達された回転駆動力は、作業部本体２１における種々の動作を実現するために、用いられる。

なお、駆動出力部１８３および駆動入力部２３３には、１回転クラッチ機構を用いることが好ましい。１回転クラッチ機構を介して、車体側駆動軸１９と作業部側駆動軸２４とを接続すれば、車体側駆動軸１９と作業部側駆動軸２４との位相関係を、一定に保つことができる。したがって、作業部２０の着脱によって、車体側駆動軸１９に対して作業部側駆動軸２４の回転のタイミングがずれることを、防止できる。

また、作業部２０の着脱時には、図４のように、作業部本体２１の底部に、車輪２５１を有するキャスター２５を取り付けることが、好ましい。キャスター２５を取り付ければ、作業部２０を水平に移動させることが容易となる。したがって、車体側連結部１８に対してアーム側連結部２３を、水平に移動させながら接近させて、上下の固定軸２３１，２３２に各フック１８１，１８２を係止させることができる。

＜２．作業部として移植ユニットを取り付けた例＞
図５は、作業部２０として移植ユニット２０Ａを取り付けた場合の、農業用作業機１の側面図である。この移植ユニット２０Ａは、苗箱９０において栽培された水稲のポット苗を、苗箱９０から取り出して、圃場である水田へ移植する装置である。移植ユニット２０Ａは、中央フレーム１３１の左右に配置された一対の移植部３０を有する。図５に示すように、各移植部３０は、苗載台３１、複数の押し出し棒３２、苗搬送機構３３、および植え付け部３４を有する。

苗載台３１は、苗箱９０を載置するスロープ状の台である。作業者は、移植前のポット苗９の苗箱９０を、苗載台３１に載置することにより、移植部３０に苗箱９０を供給する。苗載台３１に載置された苗箱９０は、苗載台３１に設けられた搬送機構（図示省略）によって、斜め下側へ搬送される。

複数の押し出し棒３２は、苗載台３１の下端部付近に配置されている。複数の押し出し棒３２は、苗載台３１の後方から前方へ突出することにより、苗載台３１に保持されたポット苗９を、一列ずつ前方へ押し出す。苗搬送機構３３は、苗箱９０から押し出された複数のポット苗９を受け取り、それらのポット苗９の姿勢を反転させつつ、搬送ベルト（図示省略）上にポット苗９を移載する。その後、搬送ベルトが、ポット苗９を水平に左右へ搬送する。

植え付け部３４は、水平軸を中心として回転する円盤３４１と、円盤３４１から外側へ突出した複数の植え付け爪３４２とを有する。搬送ベルトから排出されたポット苗９は、回転する植え付け爪３４２によって、下方へ送られ、直立姿勢で圃場に植え付けられる。

この移植ユニット２０Ａの苗載台３１は、苗載台下部３１１と苗載台上部（突出部）３１２とに分かれている。苗載台下部３１１と苗載台上部３１２とは、ヒンジ３１３によって、回動可能に接続されている。このため、図５中に二点鎖線で示したように、苗載台上部３１２は、ヒンジ３１３を中心として、下側へ折り畳むことができる。

苗載台上部３１２を上側へ開いたときには、苗載台３１が、中央フレーム１３１の下面よりも上側へ突出する。これにより、苗箱９０を載置する面積を、広くとることができる。一方、苗載台上部３１２を下側へ折り畳んだときには、苗載台３１の全体が、中央フレーム１３１の下面よりも下側に収まる。このため、上述したキャスター２５等を利用して、中央フレーム１３１の下側において、移植ユニット２０Ａを左右に移動させることができる。このようにすれば、車体１０を持ち上げることなく、移植ユニット２０Ａの着脱作業を行うことができる。

なお、苗載台上部３１２を、苗載台下部３１１に沿って上下にスライド移動させるようにしてもよい。また、苗載台上部３１２を、苗載台下部３１１から取り外すことができるようにしてもよい。すなわち、苗載台上部３１２を折り畳み、スライド、または取り外すことによって、苗載台上部３１２が中央フレーム１３１の下面よりも上側に突出した状態を、解消することができるようになっていればよい。

＜３．作業部として除草ユニットを取り付けた例＞
図６は、作業部２０として除草ユニット２０Ｂを取り付けた場合の、農業用作業機１の側面図である。この除草ユニット２０Ｂは、圃場である水田に生えた雑草を除去する装置である。図６に示すように、除草ユニット２０Ｂは、複数の条間ロータ４１と、複数の揺動ツース４２とを有する。

複数の条間ロータ４１は、条植えされた苗の条間に位置するように、左右方向に等間隔に配列されている。各条間ロータ４１の外周面には、複数の除草爪４１１が設けられている。除草作業を行うときには、エンジン１４から除草ユニット２０Ｂに伝達される動力により、各条間ロータ４１が回転する。このとき、各条間ロータ４１は、水平かつ左右に延びる回転軸を中心として、前向き（前進するときの前輪１１および後輪１２と同じ向き）に回転する。そうすると、各条間ロータ４１の除草爪４１１が、条間の土壌表面に接触することにより、圃場の条間に生えた雑草を、土壌から掻き取る。掻き取られた雑草は、その後、拾い集めてもよいし、放置してもよい。

複数の揺動ツース４２は、条植えされた苗の株間を除草する機構である。図６に示すように、各揺動ツース４２は、針金状の部材により形成されている。また、各揺動ツース４２は、土壌に接触する作用部４２１を有する。作用部４２１は、上下に蛇行しながら後方へ向けて延びる。除草作業を行うときには、エンジン１４から除草ユニット２０Ｂに伝達される動力により、各揺動ツース４２が左右に揺動する。すると、各揺動ツース４２の作用部４２１が、株間の土壌表面に接触することにより、苗の周辺に生えた雑草を掻き出す。掻き出された雑草は、その後、拾い集めてもよいし、放置してもよい。

本実施形態の除草ユニット２０Ｂは、その全体が、中央フレーム１３１の下面よりも下側に位置する。したがって、図４のようなキャスター２５を取り付ければ、除草ユニット２０Ｂを容易に左右に水平移動させることができる。したがって、車体１０を持ち上げることなく、除草ユニット２０Ｂの着脱作業を行うことができる。ただし、除草ユニット２０Ｂに中央フレーム１３１の下面よりも上側へ突出した突出部がある場合には、当該突出部を、中央フレーム１３１の下面よりも下側へ、折り畳み、スライド、または取り外すことができるようにしてもよい。

＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。

上記の実施形態では、１つの車体に、水稲用の移植ユニットと水田用の除草ユニットとを付け替える場合について説明した。しかしながら、車体に着脱される作業部は、野菜の苗を圃場に移植するための移植ユニットや、圃場に種を播くための播種ユニット等の他の作業を行う装置であってもよい。

また、上記の実施形態では、農業用作業機が、固定軸とそれに係止するフックとを、上下に２組有していた。しかしながら、固定軸およびフックの数は、１組であってもよく、３組以上であってもよい。また、上記の実施形態では、スイングアーム側に設けられた固定軸に、車体側に設けられたフックを係止させていた。しかしながら、車体側に固定軸を設け、スイングアーム側にフックを設けるようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、スイングアームに上下方向の変位を与える昇降機構が、車体側に設けられていた。しかしながら、昇降機構を作業部のユニットの一部に含め、昇降機構と車体とを着脱できるようにしてもよい。

また、農業用作業機の細部の構成については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

１ 農業用作業機
９ ポット苗
１０ 車体
１１ 前輪
１２ 後輪
１３ 車体フレーム
１４ エンジン
１５ 操作部
１６ 運転座席
１７ 昇降機構
１８ 車体側連結部
１９ 車体側駆動軸
２０ 作業部
２０Ａ 移植ユニット
２０Ｂ 除草ユニット
２１ 作業部本体
２２ スイングアーム
２３ アーム側連結部
２４ 作業部側駆動軸
２５ キャスター
３０ 移植部
３１ 苗載台
３２ 押し出し棒
３３ 苗搬送機構
３４ 植え付け部
４１ 条間ロータ
４２ 揺動ツース
９０ 苗箱
１３１ 中央フレーム
１３２ エンジンカバー
１７１ シリンダ本体
１７２ ピストンロッド
１８１ 上側フック
１８２ 下側フック
１８３ 駆動出力部
２３１ 上側固定軸
２３２ 下側固定軸
２３３ 駆動入力部
３１１ 苗載台下部
３１２ 苗載台上部

Claims (7)

1. 前輪および後輪を有する車体と、
   前記前輪と前記後輪との間に配置される作業部と、
   を備え、
   前記作業部は、
   後端に対して前端を上下に揺動可能なスイングアームと、
   前記スイングアームの前記前端に接続される作業部本体と、
   を有し、
   前記車体は、
   前記スイングアームの前記後端と接続される車体側連結部と、
   前記後端と前記前端との間において、前記スイングアームに上下方向の変位を与える昇降機構と、
   を有し、
   前記車体に対して、ユニット化された前記作業部が、着脱可能に取り付けられる、農業用作業機。
2. 請求項１に記載の農業用作業機であって、
   前記スイングアームは、前記後端に設けられたアーム側連結部を有し、
   前記車体側連結部に対して前記アーム側連結部を、水平に移動させながら接近させることにより、前記車体側連結部に前記アーム側連結部が係止される、農業用作業機。
3. 請求項１または請求項２に記載の農業用作業機であって、
   前記車体は、
   前記前輪と前記後輪との間において、前後方向に延びるフレーム
   をさらに有し、
   前記作業部は、
   前記フレームの下面よりも上側に突出した突出部
   を有し、
   前記突出部は、前記フレームの下面よりも下側へ折り畳み、スライド、または前記作業部から取り外し可能である、農業用作業機。
4. 請求項３に記載の農業用作業機であって、
   前記作業部は、圃場に苗を移植する移植ユニットであり、
   前記突出部は、移植前の苗を載置する苗載台の上部である、農業用作業機。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の農業用作業機であって、
   前記作業部本体の底部に取り付けられるキャスター
   をさらに有する、農業用作業機。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の農業用作業機であって、
   前記車体側連結部は、
   前記スイングアームの前記後端に設けられた固定軸を、上側または下側から係止するフック
   を有する、農業用作業機。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の農業用作業機であって、
   前記車体は、
   動力源と、
   前記動力源から得られる動力により回転する車体側駆動軸と、
   を有し、
   前記作業部は、
   前記スイングアームに沿って延び、前記作業部本体に動力を伝達する作業部側駆動軸
   を有し、
   前記車体側駆動軸と、前記作業部側駆動軸とが、１回転クラッチを介して接続される、農業用作業機。
   

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