【解決手段】農作業機10に設けられ、出力軸2の回動により出力軸2に連結された部材を回動させる農作業機用回動装置1であって、モータ3と、モータ3により駆動され出力軸2を回動させる出力ギア4と、モータ3と出力ギア4とを収容するケース6と、ケース6に収容され出力ギア4と一体に回動するストッパ7と、ストッパ7に干渉しない非干渉位置とストッパ7に干渉する干渉位置とで進退可能にケース6に設けられており、ストッパ6に干渉することにより出力軸2の回動角度範囲を調整するための干渉部材8と、を備えた。
前記干渉部材は、前記ケースに固定されたナットと、前記ナットに螺合され先端が前記ケース内に臨むボルトと、を有し、前記ナットに対して前記ボルトが螺合している位置を移動させることにより、前記非干渉位置と前記干渉位置とで進退可能とされている、
請求項1に記載の農作業機用回動装置。
前記ボルトの軸部は、前記ナットと螺合するネジ溝が形成されたネジ部と、ネジ溝が形成されておらず前記ネジ部の外径よりも小さい外径に形成されており、前記干渉位置としたとき前記ストッパに干渉する干渉部と、を有する、
請求項2に記載の農作業機用回動装置。
【背景技術】
【0002】
代掻き作業機は、代掻き爪を有する代掻き作業用の代掻き軸と、田面を均平に整地する整地体(レーキ)と、を有している。代掻き作業機は、トラクタの後部に装着され、トラクタを前進させつつ代掻き軸を回転させることで代掻き作業を行うと共に、代掻き作業後の田面を整地体により均平に整地する作業を行う。
【0003】
代掻き作業機は、整地体の両側に折り畳み収納可能に設けられた板状の延長整地体(サイドレーキ)を有する。延長整地体は、整地幅を広くし、代掻き作業後の土が側方に流れ出してしまうことを抑制する役割を果たすものである。延長整地体は、整地体の側端部にヒンジを介して回動可能に設けられており、延長整地体を整地体に重なるように折りたたんだ状態となる収納位置と、整地幅を広くした状態となる延長位置との間で回動可能となっている。この延長整地体を回動させる装置として、農作業機用回動装置が用いられている。
【0004】
農作業機用回動装置は、モータと、モータの駆動力により回動される出力軸と、出力軸と一体に回動するアームとを有している。アームの先端と延長整地体とはワイヤにより連結されており、農作業機用回動装置のアームを回動させると、この回動に伴ってヒンジを回動軸として延長整地体が回動されるようになっている。
【0005】
従来の農作業機用回動装置としては、出力軸と一体に設けられモータの駆動力を出力軸に伝達するギアを有しており、このギアの外周面のうち、アームの回動が必要な角度範囲分のみに歯車の歯を形成することで、回動可能な角度範囲を規定しているものがある(例えば、特許文献1参照)。
【発明を実施するための形態】
【0013】
[実施の形態]
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【0014】
(農作業機用回動装置を搭載する農作業機の説明)
図1は、本実施の形態に係る農作業機用回動装置を搭載した農作業機の概略構成図である。
図1に示すように、農作業機10は、図示しないトラクタに装着され代掻き作業及び整地作業を行うためのものであり、一般に代掻き作業機または代掻き機と呼称されるものである。
図1では、トラクタの進行方向における後方から見た農作業機の背面図を示している。
【0015】
農作業機10は、代掻き爪を有する代掻き作業用の代掻き軸(不図示)と、田面を均平に整地する整地体11と、を有している。代掻き軸は、整地体11のトラクタ側(
図1における紙面方向奥側)に設けられている。農作業機10を装着したトラクタを前進させつつ代掻き軸を回転させることで代掻き作業が行われ、代掻き作業後の田面が整地体により均平に整地される。
【0016】
農作業機10は、整地体11の両側に折り畳み収納可能に設けられた板状の延長整地体12を有している。延長整地体12は、整地幅を広くし、代掻き作業後の土が側方に流れ出してしまうことを抑制する役割を果たすものである。延長整地体12は、整地体11の側端部にヒンジ15を介して回動可能に設けられており、延長整地体12を整地体に重なるように折りたたんだ状態となる収納位置と、整地幅を広くした状態となる延長位置との間で回動可能となっている。
図1では、図示左側の延長整地体12を収納位置とし、図示右側の延長整地体12を延長位置とした場合を示している。
【0017】
農作業機10には、本実施の形態に係る農作業機用回動装置1が搭載されている。この農作業機10では、農作業機用回動装置1は、延長整地体12を回動させる装置として用いられている。より具体的には、農作業機用回動装置1は、その出力軸(後述する)に出力軸と一体に回動可能に設けられたアーム13と、アーム13の先端と延長整地体12とを連結するワイヤ14と、を有し、アーム13の回動により、延長整地体12を回動するように構成されている。
【0018】
また、農作業機10には、土寄せ作業状態に切替え可能な整地体11を駆動するための回動装置16が搭載されている。
【0019】
(農作業機用回動装置1の説明)
図2(a)は、農作業機用回動装置1の外観を示す斜視図、
図2(b)はそのカバーを省略した斜視図である。また、
図3は農作業機用回動装置1における駆動力の伝達構造を示す斜視図である。
【0020】
図2,3に示すように、農作業機用回動装置1は、農作業機10に設けられ、出力軸2の回転により出力軸2に連結された部材(ここではアーム13及びワイヤ14及び延長整地体12)を回動させるものであり、モータ3と、モータ3により駆動され出力軸2を回動させる出力ギア4と、モータ3の駆動力を出力ギア4に伝達する減速機5と、モータ3と出力ギア4と減速機5とを収容するケース6と、を備えている。
【0021】
ケース6は、農作業機10にボルト固定されるフランジ状の固定部61aを有するベース61と、ベース61の上部を覆うカバー62と、を有している。出力軸2の先端部は、ベース61に形成された貫通孔(不図示)を介してケース6の外方へと延出されている。ケース6の外方へと延出された出力軸2の先端部には、出力軸2と一体に回動するアーム13が設けられる。
【0022】
モータ3は、DCモータからなり、モータハウジング31に収容されている。モータハウジング31は、ベース61に設けられた台座63上に固定されている。図示していないが、モータ3には、過負荷となり過電流が発生したときに、モータ3の駆動を停止する回路が搭載されている。また、図示していないが、モータ3の回転軸には、螺旋状の歯部を有するウォームが取り付けられている。
【0023】
減速機5は、モータギア51と、中間ギア52と、を有している。本実施の形態では、比較的大きな出力トルクを容易に得るため、モータ3と出力ギア4とを、2段の減速機5を介して連結している。
【0024】
モータギア51は、モータ3の回転軸に取り付けられたウォームと歯合する入力歯車(不図示)と、入力歯車よりも歯数が小さい出力歯車51aとを共通の回転軸51bに一体に設けて構成されている。本実施の形態では、モータギア51の入力歯車がモータハウジング31に収容されており、モータ3とモータギア51とが一体に構成されモジュール化された状態となっており、これにより組立作業の簡易化が図られている。
【0025】
中間ギア52は、モータギア51の出力歯車51aと歯合する入力歯車52aと、入力歯車52aよりも歯数が小さく出力ギア4と歯合する出力歯車52bとを共通の回転軸52cに一体に設けて構成されている。本実施の形態では、減速機5における最終減速比が12:1となるように、両ギア51,52を調整した。なお、本実施の形態では、モータ3と出力ギア4とを2段の減速機5を介して連結したが、これに限らず、モータ3と出力ギア4とを3段以上の減速機5を介して連結してもよく、減速機5の段数は用途(つまり要求される出力トルク)等に応じて適宜設定可能である。複数段の減速機5を用いることで、比較的大きな出力トルクを得る場合であっても小型なモータ3を使用可能となり、農作業機用回動装置1全体の小型化や低コスト化に寄与する。なお、減速機5は複数段に限定されるものではなく、出力トルクが小さくてもよい場合には、減速機5を1段としてもよいし、減速機5を省略してモータギア51に直接ストッパ7が設けられていてもよい。
【0026】
(出力軸2の回動角度範囲を調整可能とする構成の説明)
図4〜6は、農作業機用回動装置1における回動角度範囲を調整可能とする構成を説明する図である。
図4〜6に示すように、農作業機用回動装置1は、ケース6に収容され出力ギア4と一体に回動するストッパ7と、ストッパ7に干渉しない非干渉位置とストッパ7に干渉する干渉位置とで進退可能にケース6に設けられており、ストッパ7に干渉することにより出力軸2の回動角度範囲を調整するための干渉部材8と、を備えている。
【0027】
本実施の形態では、ストッパ7は、出力ギア4よりもカバー62側(ベース61と反対側、
図7(a)参照)の出力軸2に、出力軸2と一体に回動するように設けられている。また、ストッパ7は、出力ギア4よりも径方向外方に突出する略棒状の突出部7aを有している。
【0028】
干渉部材8は、ケース6のベース61に溶接され固定されたナット81と、ナット81に螺合され先端がケース6内に臨むボルト82と、を有している。本実施の形態では、ナット81に対してボルト82が螺合している位置を移動させることにより、非干渉位置と干渉位置とで進退可能とされている。つまり、本実施の形態では、ナット81に対してボルト82の先端部のみを螺合させた位置が非干渉位置となり、ボルト82を締め込んでボルト82の先端をケース6内に突出させた位置が干渉位置となる。
【0029】
本実施の形態では、一例として、ナット81とボルト82とを4対有する場合について説明する。ただし、ナット81とボルト82の対数は4対に限らず、1対、2対、3対、または5対以上であってもよい。各ナット81及びボルト82は、ボルト82を締め込んで干渉位置まで進出させた際に、ボルト82がストッパ7に干渉する位置に設けられる。すなわち、各ナット81及びボルト82は、出力軸2を回動させた際にストッパ7の突出部7aの先端が描く軌跡よりも出力軸2側(径方向内側)に設けられる。ここでは、出力軸2から各ナット81及びボルト82に至る径方向に沿った距離を略同じとしたが、出力軸2から各ナット81及びボルト82に至る径方向に沿った距離は異なっていてもよい。
【0030】
図4(b)における左右方向を長さ方向、上下方向を幅方向、紙面方向を高さ方向とすると、本実施の形態では、4対のナット81及びボルト82は、高さ方向の一方から見たときに、出力軸2の中心を通る長さ方向に沿った線に対して、線対称の位置にそれぞれ設けられている。4対のうち2対のナット81及びボルト82は、出力軸2を挟んで幅方向に対向するように設けられている。それらナット81及びボルト82よりも長さ方向における前方(
図4(b)における右側)に、残り2対のナット81及びボルト82が幅方向に対向するように設けられている。
【0031】
農作業機用回動装置1では、干渉位置に進出させるボルト82を選択することで、出力軸2の回動角度範囲を調整可能となっている。
図4(a),(b)に示すように、全てのボルト82を非干渉位置とした状態では、ストッパ7がボルト82に干渉しないので、出力軸2の回動角度範囲は限定されず、出力軸2は360度回動可能となる。
【0032】
図5(a),(b)に示すように、前方に設けられた2つのボルト82を干渉位置に進出させると、干渉位置に進出させたボルト82とストッパ7との干渉により、出力軸2が回動可能な角度範囲が狭い角度範囲に制限される。同様に、
図6(a),(b)に示すように、後方に設けられた2つのボルト82を干渉位置に進出させると、干渉位置に進出させたボルト82とストッパ7との干渉により、出力軸2が回動可能な角度範囲が制限される。この場合の出力軸2の回動角度範囲は、前方の2つのボルト82を干渉位置に進出させた場合と比較して広い角度範囲となる。
【0033】
本実施の形態では、減速機5によりトルクアップがなされているため、ストッパ7に干渉するボルト82には大きな負荷がかかる。そのため、ボルト82のネジ部分が潰れてボルト82を抜くことができなくなる、といった不具合が発生するおそれがある。そこで、本実施の形態では、
図7(a)に示すように、ボルト82の軸部に、ナット81と螺合するネジ溝が形成されたネジ部82aと、ネジ部82aの先端側に一体に形成され、ネジ溝が形成されておらずネジ部82aの外径よりも小さい外径に形成された干渉部82bとを設け、ボルト82を干渉位置に進出させた際に干渉部82bがストッパ7に干渉するようにした。
【0034】
また、ボルト82とストッパ7とが干渉する位置は、なるべくストッパ7(突出部7a)の先端側の位置、つまりなるべく出力軸2から離れた位置に設定することが望ましい。これにより、ボルト82への負荷を低減してボルト82の変形等の不具合を抑制可能になる。
【0035】
また、本実施の形態では、ナット81とボルト82とが、非干渉位置または干渉位置において、ねじ緩み止め剤(ねじロック剤)により固定されている。本実施の形態では、ボルト82として、接着剤(高反応性固着剤)が収容されたマイクロカプセルを特殊加工により設けるメック加工が施されたネジ部82aを有するものを用いた。ボルト82をナット81と螺合して非干渉位置に位置させると、当該螺合により破断したマイクロカプセルから滲出した接着剤によりナット81とボルト82とが非干渉位置にて固定されると共に、ナット81とボルト82間がシールされる。農作業機10への適用時に、用途に応じて選択したボルト82を締め込んで干渉位置まで進出させると、ネジ部82aの基端部に設けられている未使用状態のマイクロカプセルが破断し、滲出した接着剤によりナット81とボルト82とが干渉位置にて固定されると共に、ナット81とボルト82間がシールされる。
【0036】
ねじ緩み止め剤を用いることにより、ナット81とボルト82間をシールすることができるため、例えばナット81とボルト82間の隙間から泥水がケース6内に入り込み、泥がギア間に噛み込まれてしまう、といった不具合を抑制可能になる。また、ねじ緩み止め剤を用いることにより、ナット81とボルト82とが固定されるため、例えば振動によりボルト82が緩んで脱落してしまう、といった不具合も抑制可能になる。
【0037】
なお、本実施の形態では、ストッパ7をケース6内に設け、ボルト82をケース6外からケース6内へと進出させているが、例えば、
図7(b)の比較例に示すように、ボルト82をケース6内からケース6外へ進出させるように構成することも考えられる。この場合、ストッパ7を省略してボルト82を直接アーム13に干渉させることも可能になる。しかし、この場合、出力軸2の回動角度範囲を変更する度にカバー62を取り外す必要があり、出力軸2の回動角度範囲の変更作業に手間がかかる。また、ボルト82とアーム13との干渉位置がケース6外となるため、ボルト82とアーム13との間に小石等が挟まって延長整地体12を完全に収容できなくなる、といった不具合が生じるおそれもある。さらに、ボルト82とアーム13との干渉位置がケース6外となるため、作業者が指等を挟み込んでしまうおそれもある。
【0038】
つまり、本実施の形態のようにストッパ7をケース6内に設け、ボルト82をケース6外からケース6内へと進出させる構成とすることで、ケース6を分解せずとも簡単にボルト82の位置(干渉位置と非干渉位置)を変更可能となり、出力軸2の回動角度範囲の変更作業が容易になる。さらに、小石等の挟み込みによって意図した回動角度範囲が得られなかったり、作業者の指が挟まれるといった不具合も抑制可能になる。
【0039】
(実施の形態の作用及び効果)
以上説明したように、本実施の形態に係る農作業機用回動装置1では、ケース6に収容され出力ギア4と一体に回動するストッパ7と、ストッパ7に干渉しない非干渉位置とストッパ7に干渉する干渉位置とで進退可能にケース6に設けられており、ストッパ7に干渉することにより出力軸2の回動角度範囲を調整するための干渉部材8と、を備えている。
【0040】
これにより、干渉部材8としてのボルト82を進退させることで容易に出力軸2の回動角度範囲を調整可能となり、汎用性に優れた農作業機用回動装置1を実現できる。また、ケース6内にてストッパ7と干渉部材8とを干渉させることにより、小石等の挟み込みによって意図した回動角度範囲が得られない、あるいは作業者の指が挟まれてしまうといった不具合も抑制可能になる。
【0041】
なお、本実施の形態では、農作業機用回動装置1を、代掻き用の農作業機10における延長整地体12の開閉に用いる場合を説明したが、農作業機用回動装置1の用途はこれに限定されず、出力軸2の回動により出力軸2に連結された部材を回動させるあらゆる用途に使用可能である。例えば、土寄せ作業状態に切替え可能な整地体11を駆動するための回動装置16(
図1参照)として農作業機用回動装置1を用いてもよい。さらに、例えば、全てのボルト82を非干渉位置として出力軸2を連続回転可能とする(
図4(a),(b)参照)ことで、肥料を攪拌する攪拌機を回転させる装置として農作業機用回動装置1を用いることもできる。
【0042】
(変形例)
上記実施の形態では、ナット81に対するボルト82の締結状態によって非干渉位置と干渉位置とを切り替えたが、例えば
図8(a)に示すように、出力軸2の径方向に沿って延びる長穴83をベース61に形成し、長穴83のどの位置でボルト82を固定するかによって、非干渉位置と干渉位置との切り替えを行うようにしてもよい。
図8(a)の例では、長穴83の径方向内側の位置が干渉位置となり、長穴83の径方向外側の位置が非干渉位置となる。この場合、ナット81の位置が変わりナット81をベース61に溶接することができなくなるため、ボルト82の締結時にナット81が回ってしまわないように、回り止め用のリブ状の突起63を長穴83の周縁に沿って設けることが望ましい。さらに、
図8(b)に示すように、複数の長穴83を連結する連結穴83aをベース61に形成し、1つのナット81及びボルト82を複数の干渉位置で固定可能としてもよい。なお、
図8(a),(b)のように長穴83や連結穴83aを形成する場合には、当該長穴83や連結穴83aからケース6内に水や泥が侵入可能となる。よって、
図8(a),(b)の構成は、水や泥の侵入のおそれがない場合に適用するとよい。
【0043】
また、干渉部材8はナット81とボルト82に限定されるものではなく、例えば、
図9(a),(b)に示すように、回動軸84aと、回動軸84aから当該回動軸84aの径方向に突出する羽根部84bとを有し、ベース61に対して回動可能に設けられた回動部材84であってもよい。
図9(a),(b)の例では、回動部材84の回動軸84aがストッパ7に干渉する位置に設けられており、ストッパ7が回動軸84aに干渉する状態と、回動部材84を回動させて羽根部84bにストッパ7を干渉させる状態とを切り替え可能となっており、これにより出力軸2の回動角度範囲を調整可能となっている。この場合、回動軸84aをベース61を貫通して外方に突出させ、当該突出部分につまみ(ハンドル)を設ける等して、ケース6の外部からの操作により回動部材84を回動可能とすることが望ましい。
【0044】
さらに、
図10に示すように、ベース61に設けた貫通孔64に柱状のピン85を挿し込むか否かによって、非干渉位置と干渉位置とを切り替えるようにしてもよい。使用中に振動等によりピン85が脱落してしまうことを抑制するため、ピン85は溶接や接着等によりベース61に固定されることが望ましい。また、ケース6内に水や泥が侵入する用途として用いる場合には、未使用の貫通孔64を塞ぐように樹脂やゴム等からなる蓋部材を設け、未使用の貫通孔64からの水や泥の侵入を抑制するとよい。
【0045】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。