【実施例】
【0019】
本発明に係る圃場作業機の実施例を
図1〜14において説明する。以下の説明では、圃場作業機の進行方向を前方といい、その逆方向を後方といい、進行方向に水平に直交する左右方向を作業幅方向という。
【0020】
図1〜6はゲージホイールユニットを未耕地圃場で走行させる場合の作業に適した状態の圃場作業機の構成を示し、
図7〜12は耕起後の鋤床で走行させる場合の作業に適した状態の圃場作業機の構成を示し、
図13及び
図14は、ゲージホイールユニットを未耕地圃場で走行させる場合から耕起後の鋤床で走行させる場合の作業状態へ変更するプロセスを説明する図である。
【0021】
(圃場作業機の全体構成)
本発明の圃場作業機1は、
図1〜4、
図7〜10に示すように、主なフレームとして、フロントフレーム2と、フロントフレーム2に対して回動可能に取り付けられたリバースフレーム3と、を備えている。
【0022】
フロントフレーム2は、3点リンクを介してトラクタ6に連結されており、作業幅方向に水平に延びる下部フレーム7と、下部フレーム7から上方に起立して設けられたマスト8を備えている。
【0023】
下部フレーム7は、その左右両側でそれぞれロアリンク11に回動可能に連結されている。マスト8は、その上端でアッパリンク12に、回動可能に連結されている。アッパリンク12は、ターンバックル等の長さ調節部材を有する。
【0024】
図示はしないが、トラクタ6本体とロアリンク11との間にリフトシリンダが設けられており、このリフトシリンダを操作することで、ロアリンク11を介して、フロントフレーム2及びリバースフレーム3、即ち圃場作業機1全体を、トラクタ6に対して上下方向に回動(傾動)することができる。このような回動は、圃場作業機の運搬の際、或いは圃場作業において、圃場の一端で方向転換する際に必要である。
【0025】
また、圃場作業機1は、リフトシリンダによって、圃場表面に対する高さが制御され、深耕深さを制御可能である。このように、リフトシリンダによって圃場作業機1の高さが制御される構成については、本発明の要旨ではなく、周知技術(特許文献1、2参照)であるので、本明細書では詳細には説明しないが、その概要は次のとおりである。
【0026】
下部フレーム7には、ポール15が起立して取り付けられており、その上端に上下方向に伸びる受光部16が設けられている。圃場の外に配置したレーザ発光部(図示せず)から発光される一定高さのレーザ光による水平信号を受光部16が受光する。レーザ光を受光する受光部16における上下方向の位置で、レーザ光に対する圃場作業機1の相対的な高さについての高さ信号が得られる。
【0027】
この高さ信号に応じて、図示しないリフトシリンダ制御装置によって、リフトシリンダを制御すれば、圃場作業機1の圃場表面に対する高さを自動的に制御することが可能となる。
【0028】
リバースフレーム3は、主フレーム19と、長い支持フレーム20、短い支持フレーム21と、取付フレーム22を備えている。主フレーム19は、作業幅方向に水平に伸びる部材であり、下部フレーム7の後面から突設された主軸24に、該主軸24の軸心を中心に回動可能に取り付けられている。
【0029】
マスト8の上部と主フレーム19の間にはリバースシリンダ25が設けられている。このリバースシリンダ25を操作することで、フロントフレーム2に対して、その主軸24を中心にして、リバースフレーム3全体を回動することが可能である。この回動は、後記するが、圃場作業において、圃場の一端で方向転換する際に、上下のボトムの切替に際して必要である。
【0030】
長い支持フレーム20及び短い支持フレーム21は、主フレーム19の後面側に固定され、後方に伸びるように設けられている。取付フレーム22は、長い支持フレーム20及び短い支持フレーム21の後端に固定されており、平面視で、
図2、
図8に示すように、前後方向に対して傾斜し水平に配設されている。
【0031】
取付フレーム22には、
図3、4、
図9、10に示すように、上下対称に、複数のボトムが取り付けられている。このように上下対称に取り付けられた複数のボトムを、本明細書では、説明の都合上、第1のボトム26、第2のボトム27という。
【0032】
取付フレーム22の後端部に、
図2、
図8に示すように、第1のブラケット31を介してゲージホイールユニット取付アーム32の基端部が回動可能に取り付けられている。ゲージホイールユニット取付アーム32は、全体として略レ字型をしており、その先端部にゲージホイールユニット取付部33が設けられている。
【0033】
そして、取付フレーム22における第1のブラケット31より前端側に、第2のブラケット36を介して、折りたたみシリンダ37の基端が回動可能に取り付けられている。折りたたみシリンダ37のピストンロッド38の先端が、ゲージホイールユニット取付アーム32の基端部に固定された取付片39に回動可能に取り付けられている。
【0034】
従って、折りたたみシリンダ37の伸縮によって、ゲージホイールユニット取付アーム32が、第1のブラケット31に対して回動可能である。これによって、
図3、
図9に示す作業時の状態と、図示しないが、取付フレームの前方側に折りたたまれるようにして引き込まれた非作業時(運搬時等)の状態に、変更することができる。
【0035】
(ゲージホイールユニットの構成)
本発明に係る圃場作業機1の特徴は、圃場作業機1において、ゲージホイール46を備えたゲージホイールユニット45の取付状態を変えることで、圃場作業におけるゲージホイールユニットを未耕地圃場で走行させる場合の作業と耕起後の鋤床で走行させる場合の作業を切り替えて、それぞれできるようにした構成である。
【0036】
そのために、本発明の圃場作業機1においては、ゲージホイールユニット45は、簡単に取付状態(本明細書では、「取付位置」とも表現している)を切り替えることのできるような構成とした。以下、ゲージホイールユニット45の構成を、主に
図5、
図6、
図11、
図12によって説明する。
【0037】
圃場作業機1の備えるゲージホイールユニット45は、ゲージホイール46と、ゲージホイール支持部材47と、高さ調節用部材48と、装着部49と、を備えており、装着部49に対して作業幅方向に偏寄った位置に配置されている。
【0038】
ゲージホイール支持部材47は、全体的に略Γ字型をしており、下端に設けた車軸54でゲージホイール46を回動可能に軸支している。ゲージホイール支持部材47の上端に、断面凹型の固定部55が形成されている。固定部55には、側方に貫通するように複数の固定孔56が形成されている。
【0039】
高さ調節用部材48は、底板59及び一対の側板60から成り、断面凹型に形成されている。底板59には、側方に向けて支持軸61が突設されている。側板60には、複数の取付孔64が長手方向に一列になるように形成されている。
【0040】
ゲージホイール支持部材47の固定部55を、高さ調節用部材48の一対の側板60内に装入して、固定ピン65を固定孔56と複数の取付孔64から選択した取付孔64に挿入することで、ゲージホイール支持部材47を高さ調節用部材48に対して位置調節自在に固定することができる。これによって、ゲージホイール46は、高さ調節用部材48に高さ調節可能に取り付けられる。
【0041】
装着部49は、断面矩形状の支持杆68と、支持杆68の基端に固定された装着片69と、支持杆68の側面に固定された規制板70と、を備えている。支持杆68は、後記するゲージホイール取付部33の取付軸92が嵌合できるように筒状に形成されている。支持杆68の先端部には、支持孔73が形成されている。この支持孔73に、高さ調節用部材48の支持軸61が、その一端側から回動可能に嵌合され、他端側から抜け止めスペーサ74がボルト75で固定される。
【0042】
規制板70は、略C字型をしており、その中央部が支持杆68の側面に固定されている。規制板70の両端には、それぞれ互いに規制板70の中央部を中心にして上下対称となるように、上下一対の第1の揺動フック片78と第2の揺動フック片79が、それぞれ枢着ピン77によって揺動可能に取り付けられている。
【0043】
揺動フック片78、79は、それぞれ先端にフック部80が形成されている。さらに、規制板70の両端側における揺動フック片78、79に対応する側の側面に、それぞれ互いに規制板70の中央部を中心にして上下対称となるように、規制具が形成されている。この規制具は、互いに間隔をおいて突設された二つの規制ピン83から成る。
【0044】
また、高さ調節用部材48の下部において、揺動フック片78、79に対応する側の側面には、揺動フック片78、79のフック部80に下方から係合可能な係合突起84が突設されている。
【0045】
装着片69は、ゲージホイールユニット取付アーム32のゲージホイールユニット取付部33に取付ピン85で、着脱可能に取り付けられ、これによって、ゲージホイールユニット45は、ゲージホイールユニット取付アーム32に着脱可能に装着される構成となっている。
【0046】
また、ゲージホイール取付部33の取付軸92に設けたピン穴91と装着部49の支持杆68のピン穴93にピン90を挿通することにより、取付軸92を支持杆68に嵌合した状態で固定される。このことにより、ゲージホイールユニット45は、ピン90をはずせばゲージホイールユニット45をゲージホイール取付部33から完全に取り外すことなく、ゲージホイールユニット45を、取付軸92を中心に回転させて取付位置の変更が可能となっている。
【0047】
ここで、取付位置の変更とは、後で詳細に説明するが、ゲージホイール46が装着部49より作業域の外側方向の位置から内側方向の位置へ、或いはその逆になるように取付状態を変更をすることである。
【0048】
(作用)
本発明に係る圃場作業機1の特徴は、圃場におけるゲージホイールユニットを未耕地圃場で走行させる場合の作業に適した位置と耕起後の鋤床で走行させる場合の作業に適した位置に切り替えて、それぞれの作業ができるようにした構成である。
【0049】
即ち、前記の2つの作業をそれぞれできるように、ゲージホイールユニット45の取付位置を簡単に変更可能とする構成である。この構成についてさらに明確となるように、ゲージホイールユニット45を未耕地圃場で走行させる場合の作業と耕起後の鋤床で走行させる場合の作業のための圃場作業機1の動作等を、
図1〜14において説明する。
【0050】
ゲージホイールユニットを未耕地圃場で走行させる場合の作業と耕起後の鋤床で走行させる場合の作業に共通の動作:
圃場作業においては、いずれの場合でも、圃場作業機1をトラクタ6に装着して、トラクタ6で圃場作業機1を牽引して、上下一対の第1のボトム26及び第2のボトム27のうちの一方のボトムで圃場表面を鋤込みする。この圃場作業においては、圃場の外に配置したレーザ発光部から水平な一定高さのレーザ光による水平信号を受光部16が受光する。
【0051】
レーザ光による水平信号を受光する受光部16における上下方向の受光部分で、レーザ光に対する圃場作業機1の相対的な高さについての高さ信号が得られる。この高さ信号に応じて、リフトシリンダ制御装置によって、リフトシリンダを制御することで、圃場作業機1の圃場表面に対する高さを自動的に制御する。
【0052】
圃場では、圃場の長手方向に往復で作業を行うが、往方向の作業をして圃場の一端側まで移動すると、リフトシリンダを操作して、ロアリンク11、フロントフレーム2及びリバースフレーム3を、ロアリンク11のトラクタ6側の連結部を中心に上方に回動する。
【0053】
引き続き、リバースシリンダ25を操作して、リバースフレーム3を主軸24を中心に180°度回動(上下反転)し、上下対称に設けられている一対の第1のボトム26と第2のボトム27の位置を上下逆にする。
【0054】
そして、トラクタ6及び圃場作業機1は、往方向から復方向に方向転換する。その後、リフトシリンダを操作して、ロアリンク11、フロントフレーム2及びリバースフレーム3を、下方に回動し、圃場作業機1を作業を行う姿勢に戻し、復方向の圃場作業を行う。以上が、圃場作業における圃場作業機1の全体的な動作である。以下、ゲージホイールユニットを未耕地圃場で走行させる場合の作業と耕起後の鋤床で走行させる場合の作業について、それぞれ動作を説明する。
【0055】
ゲージホイールユニットを未耕地圃場で走行させる場合の作業時のゲージホイールユニットの取り付け:
図1〜6は、前記ゲージホイールユニットを未耕地圃場で走行させる場合の作業の状態の圃場作業機1を示している。ゲージホイールユニットを未耕地圃場で走行させる場合の作業の状態では、
図4に示すように、下方に位置するボトム(
図4では第2のボトム27)が圃場を鋤き込みながら鋤床88上を移動するが、ゲージホイール46は、鋤床88の側縁に沿って鋤床88の上方の圃場の未耕地面89を走行する。
【0056】
そのようなゲージホイールユニットを未耕地圃場で走行させる場合の作業の状態に適するように、ゲージホイールユニット45は、
図5に示す状態で、ゲージホイールユニット取付部33に装着される。
図5の構成を分解した状態を
図6に示す。
【0057】
具体的には、ゲージホイールユニット45は、ゲージホイールユニットを未耕地圃場で走行させる作業の場合は、
図3〜
図5に示すように、作業幅方向については、ゲージホイール46が装着部49より作業域の外側方向に位置するように取り付けられる。
【0058】
また、高さ方向については、
図4に示すように、ゲージホイール46は、圃場の未耕地面89上を走行するので、第2のボトム27が鋤込みした鋤床88の面より高い位置になるように取り付けられる。
【0059】
そのために、ゲージホイール46及びゲージホイール支持部材47は、高さ調節用部材48に対して作業幅方向の外側となるようにし、かつ、高さ調節用部材48に対して取付孔64を選択して合わせ、相対的な高さを調節して固定ピン65を固定孔56と取付孔64に挿通して取り付ける。
【0060】
耕起後の鋤床で走行させる場合の作業時のゲージホイールユニットの取り付け:
図7〜12は、前記ゲージホイールユニット45を耕起後の鋤床で走行させる場合の作業の状態の圃場作業機1を示している。ゲージホイールユニットを耕起後の鋤床で走行させる場合の作業の状態では、
図10に示すように、ゲージホイール46は、下方に位置するボトム(
図4では第1のボトム26)が鋤き込んだ、圃場の未耕地面89より下方の鋤床88の面を走行する。
【0061】
そのような状態に適するように、ゲージホイールユニット45は、
図11に示す状態で、ゲージホイールユニット取付部33に装着される。
図11の構成を分解した状態を
図12に示す。
【0062】
具体的には、ゲージホイールユニット45は、耕起後の鋤床で走行させる場合の作業の場合は、作業幅方向については、
図11に示すように、ゲージホイール46が装着部49より作業域の内側方向に位置するように取り付けられる。また、高さ方向については、
図10に示すように、ゲージホイール46は鋤床88の面を走行するので、圃場の未耕地面89より低い位置になるように取り付けられる。
【0063】
そのために、ゲージホイール46及びゲージホイール支持部材47は、高さ調節用部材48に対して作業幅方向の内側となるようし、かつ、高さ調節用部材48に対して取付孔64を選択して合わせ、相対的な高さを調節して固定ピン65を固定孔56と取付孔64に挿通して取り付ける。
【0064】
ゲージホイールユニットを未耕地圃場で走行させる場合の作業から耕起後の鋤床で走行させる場合の作業に適する状態へのゲージホイールユニットの付け替え:
ところで、ゲージホイールユニット45を未耕地圃場で走行させる作業の場合は、ゲージホイール46が圃場の未耕地面89を走行するために、圃場の未耕地面89の凹凸の影響を受けて、ボトム26、27による鋤き込み作業による耕深の深さや鋤床88の面が均一とならないので、種まきや苗植え等が均一な深さでできなかったりして、作物の生育にバラツキがでたりする悪影響が生じる。
【0065】
そこで、未耕地圃場で走行させる作業に適した状態で取り付けられているゲージホイールユニット45を、必要に応じて、簡単に耕起後の鋤床で走行させる場合の作業に適した状態に変更ができるようにすることが望ましい。本発明に係る圃場作業機1の構成によれば、このようなゲージホイールユニット45の取付位置の変更が簡単にできる。
【0066】
何故、本発明に係る圃場作業機1は、ゲージホイールユニット45の取付位置の変更が簡単にできる構成であるかについて、未耕地圃場で走行させる作業に適した状態(
図5参照)で取り付けられているゲージホイールユニット45を、耕起後の鋤床で走行させる場合の作業に適した状態(
図11参照)に付け替えする作業を通して説明する。付け替えする作業のプロセスを、
図13及び
図14等を参照して以下説明する。
【0067】
(1)ゲージホイールユニット45の付け替えするためには、まず、未耕地圃場で走行させる作業に適した状態(
図5参照)で取り付けられているゲージホイールユニット45を、ピン90をはずして取付軸92を中心として回転可能な状態にする(
図13(a)参照)。
【0068】
なお、
図13及び
図14では、ゲージホイールユニット45をゲージホイールユニット取付部33から後方へ取り外しているように記載されているが、これはゲージホイールユニット取付部33の取付軸92と装着部49の支持杆68の関係的構成を分解状態を示して分かり易く図示したのであって、実際に付け替えする作業する際には、このような取り外しをすることなく、ゲージホイールユニット取付部33の取付軸92を支持杆68に嵌合した状態で、取付軸92を中心としてゲージホイールユニット45を回転すればよい。
【0069】
(2)取付軸92を中心に、
図13(a)の矢印Aに示すように、ゲージホイールユニット45を180°回動(上下反転)する。すると、ゲージホイール46は、装着部49より作業幅方向において内側に位置し、かつ上下反転するので上方に位置する(
図13(b)参照)。外したピン90を取付軸92のピン穴91と支持杆68のピン穴93に挿通してゲージホイールユニット45を固定し、最後にピン85を通せば、取付軸92に対する支持杆68の取付状態の変更は完成となる。
【0070】
(3)上記のとおり
図13(a)の矢印Aに示すように、取付軸92を中心に、ゲージホイールユニット45が180°回動(上下反転)すると、揺動フック片78、79は互いに上下の位置が入れ替わるとともに、それぞれ枢着ピン77を中心に、
図13(b)の矢印Bに示すように、下方に回動する。そのために、第2の揺動フック片79のフック部80は、高さ調節用部材48の係合突起84の移動経路から外れる。
【0071】
従って、ゲージホイールユニット45を180°回動(上下反転)すると、高さ調節用部材48、ゲージホイール支持部材47及びゲージホイール46は、自重で、
図13(c)の矢印Cに示すように、支持軸61を中心に下方に回動する。
【0072】
その結果、ゲージホイールユニット45は、
図11、
図14に示すように、作業幅方向については、ゲージホイール46が装着部49より内側に位置するような状態となる。
【0073】
(4)ところで、ゲージホイールユニット45を耕起後の鋤床で走行させる場合作業の場合は、ゲージホイール46は鋤床88を走行するので、ゲージホイール46は、圃場の未耕地面89より低い位置になるように調整しなくてはならない。そこで、ゲージホイールユニット45が
図14の状態から、ゲージホイール支持部材47を、高さ調節用部材48に対して上下方向の取り付け位置を調整して取り付ける。
【0074】
この調整は、高さ調節用部材48の固定ピン65を抜き取って、ゲージホイール支持部材47の固定部55を高さ調節用部材48に対して上下方向に移動可能としてから、固定ピン65を固定孔56と複数の取付孔64から選択した取付孔64に挿入することで、ゲージホイール支持部材47を高さ調節用部材48に対して位置を調節して固定する。これによって、
図11に示すような、ゲージホイールユニット45を耕起後の鋤床で走行させる場合の作業に適した状態となる。
【0075】
(5)
図11に示すような、耕起後の鋤床で走行させる場合の作業に適した状態のゲージホイールユニット45を、ゲージホイールユニット取付部33に装着する。この結果、圃場作業機1は、ゲージホイールユニット45を耕起後の鋤床で走行させる場合の作業へのスタンバイ状態となる。
【0076】
以上のとおり、本発明の圃場作業機1によれば、ゲージホイールユニット45を取付軸92を中心に180°回動(上下反転)し、高さ調節用部材48、ゲージホイール支持部材47及びゲージホイール46は、自重で下方に回動させ、かつゲージホイール支持部材47の固定部55を高さ調節用部材48に対して上下方向に調整することで、簡単にゲージホイールユニット45を耕起後の鋤床で走行させる場合の作業に適した状態に付け替えが可能となる。
【0077】
ゲージホイールユニットを未耕地圃場で走行させる作業時の動作:
ゲージホイールユニット45を未耕地圃場で走行させる作業において、ゲージホイール46が上下動すると、ゲージホイール支持部材47と高さ調節用部材48は、装着部49に対して支持軸61を中心に回動する。高さ調節用部材48は、係合突起84を介して第2の揺動フック片79に係合しているので、高さ調節用部材48が回動すると、揺動フック片79は回動するが、揺動フック片79が規制ピン83で一定範囲内に規制される。従って、ゲージホイール46の上下動は、一定範囲に規制される。
【0078】
そして、ゲージホイールユニット45を未耕地圃場で走行させる作業を行い、圃場作業機1が圃場の一端に至った際に、前記のとおりリフトシリンダを操作して圃場作業機1全体を上方へ回動する。引き続き、リバースシリンダ25を操作してリバースフレーム3を反転すると、上下一対の第1のボトム26と第2のボトム27の上下位置が入れ替わる。
【0079】
また、装着部49は上下反転し、第1の揺動フック片78及び第2の揺動フック片79は、上下入れ替わるとともに、それぞれ枢着ピン77を中心に下方に回動する。特に、第2の揺動フック片79が下方に回動することで、高さ調節用部材48の係合突起84と係合しなくなる。
【0080】
この結果、ゲージホイール46、ゲージホイール支持部材47及び高さ調節用部材48は、規制板70の規制ピン83に規制されることなく、自重で規制板70に対して支持軸61を中心に相対的に回動する。
【0081】
これによって、規制板70は上下反転し、第1の揺動フック片78及び第2の揺動フック片79は、互いに上下位置が入れ替わった状態になるが、ゲージホイール46、ゲージホイール支持部材47及び高さ調節用部材48は、
図5に示す状態に戻る。
【0082】
この状態で、トラクタ6及び圃場作業機1は、復方向へ方向転換して復方向の鋤込み作業を開始する。この復方向への鋤込み作業においても、往方向の鋤込み作業と同様に、ゲージホイール46は、圃場の未耕地面89を走行する。
【0083】
ゲージホイールユニットを耕起後の鋤床で走行させる作業時の動作:
ゲージホイールユニット45を耕起後の鋤床で走行させる場合の状態では、
図10に示すように、ゲージホイール46は、ボトム26又は27が鋤き込んだ鋤床88の面を走行するので、上下方向への動きは少なくなる。従って、ボトムにより鋤き込んだ鋤床88は、より耕深は均一となり平坦になる。その結果、苗や種は鋤床88に均等な深さに植えられたり蒔かれたりするので、作物の生育への悪影響を防ぐことができる。
【0084】
そして、ゲージホイールユニット45を耕起後の鋤床で走行させる作業を行い、圃場作業機1が圃場の一端に至った際は、ゲージホイールユニットを未耕地圃場で走行させる場合と同様に、リフトシリンダを操作して圃場作業機1を上方へ回動し、引き続き、リバースシリンダ25を操作してリバースフレーム3を主軸24を中心に180°反転すると、上下の一対の第1のボトム26と第2のボトム27の上下位置が入れ替わる。
【0085】
リバースシリンダ25を操作してリバースフレーム3が上下反転すると、ゲージホイールユニットを未耕地圃場で走行させる場合と同様の動作で、ゲージホイール46、ゲージホイール支持部材47及び高さ調節用部材48は、下方に戻るが、装着部49は上下反転され、規制板70及び一対の第1の揺動フック片78と第2の揺動フック片79は、ゲージホイール46、ゲージホイール支持部材47及び高さ調節用部材48に対して反転し上下入れ替わった状態となる。
【0086】
この状態で、トラクタ6及び圃場作業機1は、復方向へ方向転換して復方向の鋤込み作業を開始する。この復方向への鋤込み作業においても、往方向の鋤込み作業と同様に、ゲージホイール46は、鋤床88の面を走行する。
【0087】
以上、本発明に係る圃場作業機を実施するため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。