【実施例】
【0022】
本発明に係る均平作業機の実施例を、
図1〜5において説明する。実施例の均平作業機1は、全体的構成として、フレーム部2と、均平部3と、上下可動用リンク機構4と、均平部高さ制御装置5と、タイン部6と、鎮圧輪7と、走行輪8と、を備えている。
【0023】
(フレーム部)
フレーム部2は、作業進行方向(前後方向)に伸びる中央フレーム11と、作業進行方向に対して横方向に水平に伸びる後部フレーム12と、前後方向に伸びる複数の支持フレーム13とを備えている。本実施例では、中央フレーム11に対して左右にそれぞれ3本、計6本設けられている。
【0024】
中央フレーム11の前端には、図示しないトラクタに、左右方向に回転可能に1点支持で取り付けられる連結具14が設けられている。後部フレーム12は、中央レーム11の後端に、左右の補助杆15、左右の固定用ブラケット16及び後端板18を介して、取り付けられている。
【0025】
中央レーム11の後端に、左右に伸びる後端板18が直交するように固定されており、この固定構造は、左右の補助杆15の前端及び後端が、それぞれ中央レーム11及び後端板18に固定されることで、補強されている。左右の固定用ブラケット16は、後部フレーム12の上面に固定されている。左右の固定用ブラケット16の下部の間に後端板18
の左右端がピンによって枢着されている。本明細書及び本発明では、「枢着」は、「回転可能に取付られている」という意味で使用する。
【0026】
また、中央フレーム11と後部フレーム12の間には、シリンダ19が配置されている。シリンダ19のピストン軸の先端は中央フレーム11に枢着され、シリンダ19の後端部は、左右の固定用ブラケット16の間に枢着されている。
【0027】
このような構成であるから、均平作業機の使用時には、シリンダ19からピストン軸を伸ばした状態として、中央フレーム11と後部フレーム12の関係を
図1の状態に保持する。不使用時には、図示はしないが、シリンダ19内にピストン軸を縮めた状態として、後部フレーム12に対して中央フレーム11を起立したコンパクトな状態に保持して、収納や搬送の便宜に供することが可能となる。
【0028】
複数の支持フレーム13は、それぞれ後端が取付ブラケット17を介して後部フレーム12に固定されており、後部フレーム12から前方に伸びるように設けられている。
【0029】
(均平部)
均平部3は、中央フレーム11の左右に配置された、左側均平部3Lと右側均平部3Rを備えている。左側均平部3Lと右側均平部3Rは、互いに同じ構成であり、それぞれ作業進行方向に対して横方向(左右方向)に水平に伸びるように設けられた均平支持軸20と、この均平支持軸20に、その長手方向に一定間隔を置いて取り付けられた複数の均平部材21を有し、全体的には櫛歯状に構成されている。
【0030】
均平部材21は、上部に湾曲部を有する略フック状の均平支持片22と、均平支持片22の下部に固定された断面くの字型の均平板片23と、から構成されている。均平板片23の上部は均平支持片22の下部に固定されており、均平板片23の下部23’は、
図5に示すように、作業進行方向に対して側方から見て(要するに側面視で)、後記する上下可動用リンク機構4の下部リンク片26に対して所定の角度α(例えば、略90°)の姿勢になるように形成されている。
【0031】
ここで、所定の角度αは、均平作業において最も効果的に圃場表面を均したり、削り取ったりして均平することができるように設計された最適な角度(例えば、略垂直)である。
【0032】
要するに、均平板片23の下部23’は、上下可動用リンク機構4により上下かつ平行に移動可能であるが、上下どの位置にあっても、圃場表面の均平作業を行う場合は、圃場表面に対して常時、一定の角度で対向し、均しや削り取り等の均平作業を可能とするような構成としている。
【0033】
なお、上下可動用リンク機構4において、支持フレーム13に対して均平支持片22は上下かつ平行に移動するので、均平板片23は、その下部23’が、支持フレーム13に対しても所定の角度αの姿勢になるように形成されている。
【0034】
ここで所定の角度αについてより正確に表現すると、作業進行方向に対して側方から見て、支持フレーム13及び下部リンク片26と均平板片の下部23’が垂直投影面内でなす所定の角度αを維持しながら均平板片23を上下に可動とするものである。
【0035】
均平支持軸20に複数の均平部材21を取り付ける間隔Lは、例えば、均平板片23の横幅Wの0.6〜0.8倍程度とすると、圃場表面を均平とするとともに、圃場表面に盛られている土を、適量、複数の均平板片23の間から通過させて逃がす。
【0036】
これにより、均平部3が、土を左右側方へ作業進行方向に対して左右側方へ掻き分けるようにして押し逃がすことを防止でき、その結果、均平作業機1が通過した後で、均平部3の作業進行方向に対する左右側縁に沿って不必要な畝83(
図6参照)を形成するようなことを防止することが可能となる。
【0037】
(上下可動用リンク機構)
左右の均平部3L、3Rは、
図1に示すように、それぞれ支持フレーム13に対応して設けられた上下可動用リンク機構4を介して、支持フレーム13に取り付けられている。上下可動用リンク機構4は、
図1及び
図5に示すように、支持フレーム13を挟むように設けられた左右一対の前部リンク片24及び後部リンク片25と、下部リンク片26とを有する。均平支持軸20は、
図1及び
図2に示ように、下部リンク片26の前端部にブラケット片27を介して固定されている。
【0038】
図1に示すように、前部リンク片24及び後部リンク片25は、それぞれ上端部が支持フレーム13に枢着されている。なお、後記する前部リンク片24を兼ねた駆動リンク片28は、
図5に示すように、その長手方向の略中央部が支持フレーム13に枢着されている。前部リンク片24及び後部リンク片25は、それぞれ下端部が下部リンク片26の前側及び後側に枢着されている。
【0039】
支持フレーム13、下部リンク片26、前部リンク片24及び後部リンク片25は、平行四辺形を形成し、下部リンク片26は、支持フレーム13に対して上下かつ平行に移動するように構成されている。これにより、均平板片23は、その下部23’が、作業進行方向に対して側方から見て、支持フレーム13となす角度を所定の角度αに維持するように上下に移動可能となる。
【0040】
なお、中央フレーム11に対して左右の複数の上下可動用リンク機構4の群のうち、それぞれ一つの上下可動用リンク機構4(
図5に示す油圧シリンダ30で直接駆動される上下可動用リンク機構4)については、前部リンク片24がより長く形成されており、駆動リンク片28を兼ねている。
【0041】
中央フレーム11に対して左右の均平支持軸20は、それぞれ複数の上下可動用リンク機構4で、上下方向かつ平行に移動可能に支持されているが、複数の上下可動用リンク機構4のうちの1つの上下可動用リンク機構4において、支持フレーム13を挟むように左右一対の駆動リンク片28が設けられている。この駆動リンク片28は、前記したとおり、前部リンク片24を兼ねている。
【0042】
図5に示すように、駆動リンク片28は、その長手方向の略中央部が支持フレーム13の前端部の枢支部29において枢着されており、その長手方向の下端部が下部リンク片26の前端部に枢着されており、その上端部が後記する油圧シリンダ30のピストン軸31に枢着されている。なお、油圧シリンダ30は、その基端部32は支持フレーム13に枢着されており、先端部33からピストン軸31が伸縮するように設けられている。
【0043】
上下可動用リンク機構4において、
図5(a)に示すように、油圧シリンダ30によってピストン軸31が油圧シリンダ30へ引き込まれている状態では、駆動リンク片28が枢支部29を中心として起立状態となっており、下部リンク片26は最下位の状態にあるので、均平支持軸20及びタイン支持軸60は最下位の状態にある。従って、支持軸20に固定された均平部材21及びタイン支持軸60に固定されたタイン部材61は、それらの最下位の状態にある。
【0044】
そして、
図5(b)に示すように、油圧シリンダ30が動作してピストン軸31が油圧シリンダ30から伸び出ると、駆動リンク片28が、枢支部29を中心に反時計方向に回動し、下部リンク片26が上方へ移動して、均平支持軸20及びタイン支持軸60は上方位置へ移動する。
【0045】
その結果、支持軸20に固定された均平部材21における均平板片23は、その下部23’が、作業進行方向に対して側方から見て、支持フレーム13に対して所定の角度α(例えば、略垂直)の姿勢を維持した状態で移動する。
【0046】
同様に、タイン支持軸60に固定されたタイン部材61は、その下部が、作業進行方向に対して側方から見て、支持フレーム13に対して所定の角度βの姿勢を維持した状態で移動する。
【0047】
(均平部高さ制御装置)
均平部高さ制御装置5は、
図4に示すように、主に、支柱40、受光装置41、油圧制御器42、油圧供給ポンプ43及び油圧シリンダ30を備えており、その概要を以下説明する。
【0048】
図1に示すように、作業進行方向に対して右端側の互いに隣接する2つの支持フレーム13には、それぞれ上下可動用リンク機構4が取り付けられている。これらの2つの上下可動用リンク機構4の2つの下部リンク片26を連結するように水平支持板44が固定されている。この水平支持板44上に、支柱40が垂直に起立して取り付けられている。
【0049】
支柱40の上端には受光装置41が設けられている。受光装置41は、レーザ光を受光して検知する受光部45と、この受光部45で検知した検知信号を高さを示す電気信号に変換する検知信号変換部46と、を備えている。検知信号変換部46は、出力センサケーブル47を介して油圧制御器42に接続されており、上記変換された電気信号は、センサケーブル47によって油圧制御器42に送信される。
【0050】
均平すべき圃場の外部には、レーザ発光装置48が図示しない支柱等に取り付けられて配置されている。このレーザ発光装置48は、レーザ光を所定の高さで水平に放射している。この放射されるレーザ光の所定の高さは、均平作業の対象である圃場を適切な高さの面に均平するように、予め、レーザ発光装置48の支柱への取付け高さを調整して設定される。このように、圃場を適切な高さの面で均平するように、予め所定の高さで水平に放射されているレーザ光を、本明細書では、水平レーザ信号49という。
【0051】
受光部45は、複数の受光素子51が上下高さ方向に設けられように構成されている。上記のとおり、予め設定された水平レーザ信号49が所定の高さに対応する受光部45の位置の部分(具体的には、水平レーザ信号49に対応する受光部45の受光素子51)を、受光部45の基準高さ位置部52とする。受光部45が、その基準高さ位置部52で、水平レーザ信号49を受光する際の均平部3の高さ位置を、均平部3の基準高さ位置とする。
【0052】
受光部45は、水平レーザ信号49を受光するが、その受光位置が、基準高さ位置部52より高いか低いか検出する。そして、その検知信号を、上記のとおり検知信号変換部46で電気信号に変換する。
【0053】
ところで、支柱40が下部リンク片26に固定され、下部リンク片26に均平支持軸20が固定されているから、受光部45が水平レーザ信号49を受光する位置が、基準高さ位置部52より相対的に高い場合は、均平部3が予め設定された基準高さ位置より低くなっていることを検出していることとなる。逆に、受光部45が水平レーザ信号49を受光する位置が、基準高さ位置部52より低い場合は、均平部3が予め設定された基準高さ位置より高くなっていることを検出していることとなる。
【0054】
油圧供給ポンプ43と油圧シリンダ30の油循環路53途中に、切替弁54と油量制御弁55が配置されている。油圧制御器42は、切替弁54と油量制御弁55に接続されている。油圧供給ポンプ43、油循環路53、切替弁54及び油量制御弁55は、図示はしないが、均平作業機1のフレーム部2に取り付けてもよいが、トラクタに取り付けるようにしてもよい。
【0055】
このようにトラクタに取り付ける構成の場合は、油循環路53のうち、トラクタ側に設けた油量制御弁55と均平作業機1側に設けた油圧シリンダ30との間の油循環路53については、油圧用ホースとして連結するような構成とすればよい。なお、油圧シリンダ30のピストン軸31は、駆動リンク片28の一端に枢着されている。
【0056】
受光部45が、水平レーザ信号49を基準高さ位置部52より高い又は低い位置で検出し、その検出信号が電気信号に変換されて油圧制御器42に入力されると、油圧制御器42は、切替弁54と油量制御弁55を制御して、油圧シリンダ30への油を供給又は帰還させ、油量を増減して油圧シリンダ30を動作させる構成となっている。
【0057】
(タイン部)
タイン部6は、
図1及び
図2に示すように、中央フレーム11の左右に配置された、左側タイン部6Lと右側タイン部6Rを備えている。左側タイン部6Lと右側タイン部6Rは、互いに同じ構成であり、それぞれ作業進行方向に対して横方向(左右方向)に水平に伸びるように設けられたタイン支持軸60と、このタイン支持軸60にその長手方向に一定間隔を置いて取り付けられた複数のタイン部材61とを有する。
【0058】
タイン部材61は、上部に湾曲部を有する略フック状のタイン支持片62と、タイン支持片62の下部に固定されたタイン片63とから構成されている。タイン片63の上部はタイン支持片62の下部に固定されている。
【0059】
タイン支持軸60は、
図7にその取付構造を示すように、下部リンク片26の中央部に形成された凹孔64及び孔あきブラケット片65に挿通され、凹孔64内でその浅深方向に固定位置を調整して、ブラケット片65をボルトで下部リンク片26に締着することで、固定される構造となっており、これによりタイン支持軸60は、下部リンク片26に固定され、下部リンク片26と一体で上下動可能となるように構成されている。
【0060】
(鎮圧輪)
鎮圧輪7は、
図1に示すように、タイン部6より作業進行方向後方であって、中央部、左側部及び右側部のそれぞれに設けられている。鎮圧輪7は、左右の支持アーム70の先端部に回転可能に取り付けられている。左右の支持アーム70は、その基部が後部フレーム12に固定されている。
【0061】
(走行輪)
走行輪8は、後部フレーム12の後方から伸びるように取り付けられた左右の取付フレーム71に、それぞれ回転可能に取り付けられている。取付フレーム71は、使用者がその軸心を中心に後部フレーム12に対して回転して、
図1に示すように、走行輪8が水平の退避状態と、図示はしないが、走行輪8が垂直となった走行状態に切り替えてセットできるように構成されている。
【0062】
このように構成することで、走行輪8を、均平作業の際には
図1に示すような水平な退避状態とし、均平作業機1を例えば路上で搬送するような場合は、走行輪8を垂直となった状態として、トラック等で引っ張って走行させることが可能である。
【0063】
(作用)
均平作業をする際には、図示しないトラクタに、均平作業機1の中央フレーム11の連結具14を、作業進行方向に対して横方向に回転可能に装着する。走行輪8は、
図1に示すように、水平の退避状態にしておく。そして、均平作業をする圃場内でトラクタを運転し、均平作業機1を牽引して作業進行方向に移動する。
【0064】
均平作業機1が移動すると、均平部3の均平板片23が圃場の凹凸面を平らにする均平作業を行う。その際、圃場表面に凸状に盛られている土を、平らにするのであるが、土の一部を、適宜、複数の均平板片23の間から通過させて逃がす。その結果、従来生じていた、土の一部を均平部3の左右側方へ掻き分けられるようにして押し逃して、均平作業機1が通過後に均平作業機1の左右の側縁に沿って不必要な畝を形成する(
図6参照)、という問題を防止することが可能となる。
【0065】
均平作業機1は、櫛歯状の均平部3を備えているので、均平板片23の横幅Wに対する均平支持軸20に複数の均平部材21を取り付けた間隔Lの大きさによって、均平部3が圃場表面の余分な土を側方へ掻き分けて押し逃がす量と均平板片23の間を通過して逃す量の割合が左右される。
【0066】
L/Wが小さすぎると、圃場の土を作業進行方向に対して左右側方に押し逃がす量が大きくなり、均平作業機1が通過後に均平作業機1の左右の側縁に沿って、不必要な畝が形成されてしまう。
【0067】
L/Wが大きすぎると、圃場の土を作業進行方向に対して左右側方に押しやる量はなくなる又は少なくなるが、複数の均平板片23の間を通過して逃す量が大きくなり、圃場を十分に均平できず、均平板片23の間を通過して均平部3が通過した後に、均平部3の左右側縁より、むしろその全幅後方に複数の筋状の不必要な畝が形成されてしまう。
【0068】
均平支持軸20に複数の均平部材21を取り付ける間隔Lは、例えば、L/Wが0.6〜0.8程度にすると、圃場表面を均平にするとともに、余分な土を、適量、複数の均平板片23の間から後方に逃がす。その結果、従来のように、余分な土を均平部3の左右側方へ掻き分けるようにして押し逃がし、均平作業機1が通過後に均平作業機1の左右の側縁に沿って、不必要な畝を形成する、という問題が生じることを防止することが可能となる。
【0069】
以上の均平作業機1による均平作業の際に、均平作業機1が圃場表面で高い部分にさしかかると、受光部45において水平レーザ信号49を受光する受光位置が、受光部45における基準高さ位置部52より低い位置となり、その検知信号を発生すると、この検知信号を検知信号変換部46で電気信号に変換する。
【0070】
この電気信号は、油圧制御器42に入力され、油圧制御器42は、切替弁54と油量制御弁55を制御して、油圧シリンダ30を動作させ、
図5(a)に示すように、ピストン軸31を油圧シリンダ30内に引き込む(縮む)ようにする。
【0071】
すると、上下可動用リンク機構4の前部リンク片24を兼ねた駆動リンク片28が、
図1及び
図5(a)において、枢支部29を中心にして時計方向に回転して、下部リンク片26を下方に移動させる。その結果、作業進行方向に対して側方から見て、均平板片23は、その下部23’が、支持フレーム13及び水平リンク26に対して所定の角度αを維持して(実質的に圃場表面に対して同じ角度姿勢を維持して)下方へ移動し、高い部分の圃場表面をより深く削りとったり均したりする。
【0072】
逆に、均平作業機1が圃場表面で低い部分にさしかかると、受光部45は、水平レーザ信号49を受光する受光位置が、受光部45における基準高さ位置部52より高い位置となり、その検知信号を発生し、この検知信号が検知信号変換部46で電気信号に変換する。
【0073】
この電気信号は、油圧制御器42に入力され、油圧制御器42は、切替弁54と油量制御弁55を制御して、油圧シリンダ30を動作させ、
図5(b)に示すように、ピストン軸31を油圧シリンダ30から伸び出すようにする。
【0074】
すると、上下可動用リンク機構4の前部リンク片24を兼ねた駆動リンク片28が、
図1及び
図5(b)において、枢支部29を中心に反時計方向に回転して、下部リンク片26を上方に移動させる。その結果、均平板片23が上方に移動し、低い部分の圃場表面を削らないか、或いはより浅く削ったり均したりする。
【0075】
均平板片23は、上下可動用リンク機構4により、その下部23’が、作業進行方向に対して側方から見て、支持フレーム13に対して所定の角度αの姿勢を維持して上下に移動し高さが自動的に変動して調整されるので、均平板片23は、圃場が全体的にほぼ水平地でも傾斜地であっても、圃場表面に対して、一定の角度の姿勢を維持し当接し、圃場表面を均平板片23で円滑に削り取ったり掻きとって均したりすることが可能で、均平作業が効果的行われる。
【0076】
なお、下部リンク片26が上下するに伴い、均平支持軸20も上下するので、均平部3の上下と連動して、タイン部6も上下する。これにより、均平作業機1が圃場表面で高い部分又は低い部分にさしかかると、タイン部6を下方又は上方に移動させて、均平部3の均平作業の高さに応じて、タイン部6による圃場表面の土の塊等の破砕作業を可能とする。
【0077】
以上、本発明に係る均平作業機を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内でいろいろな実施例があることは言うまでもない。