特開 2024-172705 作業車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024172705

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】作業車両

(51)【国際特許分類】

   A01C 15/00 20060101AFI20241205BHJP

【ＦＩ】

A01C15/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023090593

(22)【出願日】2023-06-01

(71)【出願人】

【識別番号】000000125

【氏名又は名称】井関農機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002321

【氏名又は名称】弁理士法人永井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山下 智志

(72)【発明者】

【氏名】加茂田 浩史

【テーマコード（参考）】

2B052

【Ｆターム（参考）】

2B052BC05

2B052BC08

2B052DC04

2B052DC13

2B052DC17

2B052EA02

2B052EC13

(57)【要約】

【課題】貯留部に充填された資材の残量を作業車両の後部に設けられたセンサで測定することにより、通信部品点数を減らし、センサの早期故障を防止した作業車両を提供する。
【解決手段】作業機（２０）を圃場に散布する資材が充填された貯留部（２１）と、該貯留部（２１）の下部に連通された排出部（２２）で形成し、平面視において、連結部（７）における操縦部（５）の下側にセンサ（４４）を設け、連結部（７）に加わる作業機（２０）の荷重をセンサ（４４）で測定し、貯留部（２１）の資材が予め設定した所定残量以下になった場合には警報機（１５，１９）を作動して警告を行う構成とした。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

操縦部（５）の下側後部に連結部（７）を設け、該連結部（７）に作業機（２０）を連結した作業車両において、
前記作業機（２０）を圃場に散布する資材が充填された貯留部（２１）と、該貯留部（２１）の下部に連通された排出部（２２）で形成し、
平面視において、前記連結部（７）における操縦部（５）の下側にセンサ（４４）を設け、
前記連結部（７）に加わる作業機（２０）の荷重をセンサ（４４）で測定し、
前記貯留部（２１）の資材が予め設定した所定残量以下になった場合には警報機（１５，１９）を作動して警告を行う構成とした作業車両。

【請求項2】

前記連結部（７）の左右方向の両側部から後方に向かって延在する左右一対のロワリンク（３０）と、前記連結部（７）の左右方向の中間部から後方に向かって延在するトップリンク（４０）を設け、
側面視において、前記トップリンク（４０）をロワリンク（３０）よりも上側に配置し、
前記排出部（２２）を内嵌する支持部材（２５）を設け、
前記ロワリンク（３０）の後部に支持部材（２５）の左右方向の両側部を連結し、
前記トップリンク（４０）の後部に支持部材（２５）の左右方向の中間部を連結し、
前記トップリンク（４０）の前部を左右方向に延在する支軸（４１Ａ）の外周部に設けられたステー（４１Ｂ）に固定された左右方向に延在するピン（４１Ｃ）に回転自在に連結し、
前記センサ（４４）で、前記作業機（２０）の荷重に起因する支軸（４１Ａ）のねじり角度（φ）を測定した請求項１記載の作業車両。

【請求項3】

前記センサ（４４）とステー（４１Ｂ）における前側上部を前後方向に延在するロッド（４５）で連結し、
前記支軸（４１Ａ）の軸心視において、前記支軸（４１Ａ）の軸心とロッド（４５）が連結されたステー（４１Ｂ）の前側上部の径方向の距離を、前記支軸（４１Ａ）の軸心とピン（４１Ｃ）の軸心の径方向の距離よりも長く設定した請求項２記載の作業車両。

【請求項4】

平面視において、前記センサ（４４）は、前記排出部（２２）の回転軸（２３）にエンジンの出力回転を伝動するＰＴＯ軸（６）よりも前方に設けられた請求項１～３のいずれか１項に記載の作業車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、肥料等の資材を散布する作業機を牽引する作業車両に関するものである。

【背景技術】

【0002】

作業車両に牽引される作業機の貯留部の下部にセンサを設け、貯留部に充填された資材の残量を測定して資材の残量が所定以下になった場合には、作業者に警告を行う技術が知られている。（特許文献１）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１－２４３７３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１の技術では、作業車両のコントローラにセンサの測定値を無線で通信する必要があることから通信部品点数が多くなり、また、雨水によってセンサが早期に故障する恐れもあった。

【0005】

そこで、本発明は、貯留部に充填された資材の残量を作業車両の後部に設けられたセンサで測定することにより、通信部品点数を減らし、センサの早期故障を防止した作業車両を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決した本発明は次のとおりである。
すなわち、請求項１記載の発明は、操縦部（５）の下側後部に連結部（７）を設け、該連結部（７）に作業機（２０）を連結した作業車両において、
前記作業機（２０）を圃場に散布する資材が充填された貯留部（２１）と、該貯留部（２１）の下部に連通された排出部（２２）で形成し、平面視において、前記連結部（７）における操縦部（５）の下側にセンサ（４４）を設け、前記連結部（７）に加わる作業機（２０）の荷重をセンサ（４４）で測定し、前記貯留部（２１）の資材が予め設定した所定残量以下になった場合には警報機（１５，１９）を作動して警告を行う構成とした作業車両である。

【0007】

請求項２記載の発明は、前記連結部（７）の左右方向の両側部から後方に向かって延在する左右一対のロワリンク（３０）と、前記連結部（７）の左右方向の中間部から後方に向かって延在するトップリンク（４０）を設け、側面視において、前記トップリンク（４０）をロワリンク（３０）よりも上側に配置し、前記排出部（２２）を内嵌する支持部材（２５）を設け、前記ロワリンク（３０）の後部に支持部材（２５）の左右方向の両側部を連結し、前記トップリンク（４０）の後部に支持部材（２５）の左右方向の中間部を連結し、前記トップリンク（４０）の前部を左右方向に延在する支軸（４１Ａ）の外周部に設けられたステー（４１Ｂ）に固定された左右方向に延在するピン（４１Ｃ）に回転自在に連結し、前記センサ（４４）で、前記作業機（２０）の荷重に起因する支軸（４１Ａ）のねじり角度（φ）を測定した請求項１記載の作業車両である。

【0008】

請求項３記載の発明は、前記センサ（４４）とステー（４１Ｂ）における前側上部を前後方向に延在するロッド（４５）で連結し、前記支軸（４１Ａ）の軸心視において、前記支軸（４１Ａ）の軸心とロッド（４５）が連結されたステー（４１Ｂ）の前側上部の径方向の距離を、前記支軸（４１Ａ）の軸心とピン（４１Ｃ）の軸心の径方向の距離よりも長く設定した請求項２記載の作業車両である。

【0009】

請求項４記載の発明は、平面視において、前記センサ（４４）は、前記排出部（２２）の回転軸（２３）にエンジンの出力回転を伝動するＰＴＯ軸（６）よりも前方に設けられた請求項１～３のいずれか１項に記載の作業車両である。

【発明の効果】

【0010】

請求項１記載の発明によれば、作業機（２０）を圃場に散布する資材が充填された貯留部（２１）と、該貯留部（２１）の下部に連通された排出部（２２）で形成し、平面視において、連結部（７）における操縦部（５）の下側にセンサ（４４）を設け、連結部（７）に加わる作業機（２０）の荷重をセンサ（４４）で測定し、貯留部（２１）の資材が予め設定した所定残量以下になった場合には警報機（１５，１９）を作動して警告を行う構成としたので、部品点数が削減して、雨水によってセンサ（４４）が早期に作動不良になることを防止することができる。

【0011】

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明による効果に加えて、連結部（７）の左右方向の両側部から後方に向かって延在する左右一対のロワリンク（３０）と、連結部（７）の左右方向の中間部から後方に向かって延在するトップリンク（４０）を設け、側面視において、トップリンク（４０）をロワリンク（３０）よりも上側に配置し、排出部（２２）を内嵌する支持部材（２５）を設け、ロワリンク（３０）の後部に支持部材（２５）の左右方向の両側部を連結し、トップリンク（４０）の後部に支持部材（２５）の左右方向の中間部を連結し、トップリンク（４０）の前部を左右方向に延在する支軸（４１Ａ）の外周部に設けられたステー（４１Ｂ）に固定された左右方向に延在するピン（４１Ｃ）に回転自在に連結し、センサ（４４）で、作業機（２０）の荷重に起因する支軸（４１Ａ）のねじり角度（φ）を測定したので、貯留部（２１）内に遍在して貯留されている資材の残量を正確に測定することができる。

【0012】

請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明による効果に加えて、センサ（４４）とステー（４１Ｂ）における前側上部を前後方向に延在するロッド（４５）で連結し、支軸（４１Ａ）の軸心視において、支軸（４１Ａ）の軸心とロッド（４５）が連結されたステー（４１Ｂ）の前側上部の径方向の距離を、支軸（４１Ａ）の軸心とピン（４１Ｃ）の軸心の径方向の距離よりも長く設定したので、支軸（４１Ａ）のねじり角度（φ）による変位量を拡大させて貯留部（２１）内の資材の残量をより正確に測定することができる。また、支軸（４１Ａ）に加わるねじりモーメントが過度に大きくなるのも防止することができる。

【0013】

請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明による効果に加えて、平面視において、センサ（４４）は、排出部（２２）の回転軸（２３）にエンジンの出力回転を伝動するＰＴＯ軸（６）よりも前方に設けられたので、操縦部（５）で直射日光や雨水を遮ってセンサ（４４）が早期に作動不良になることをより防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】作業機を牽引した作業車両の左側面図である。

【図2】作業車両の連結部の斜視図である。

【図3】作業車両の連結部の左側面図である。

【図4】作業車両の連結部の一部を断面した左側面図である。

【図5】作業車両の連結部の平面図である。

【図6】コントローラの接続図である。

【図7】作業機内の資材の残量検出方法の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１に示すように、トラクタ等の作業車両は、機体フレーム１の下側の前部に左右一対の前輪２が設けられ、後部に左右一対の後輪３が設けられている。また、機体フレーム１の上側の前部にエンジンを搭載するボンネット４が設けられ、ボンネット４の後側に作業者が搭乗する操縦部５が設けられている。

【0016】

操縦部５の下側後部には、エンジンの出力回転が伝動されるＰＴＯ軸６と、肥料等の資材を圃場に散布するブロードキャスタ２０を連結する連結部７が設けられている。

【0017】

操縦部５の前部には、前輪２を操舵するステアリングホイール１０が設けられ、ステアリングホイール１０のステアリングシャフトはステアリングコラム１１に支持されている。また、ステアリングホイール１０の前側のフロントパネルにはエンジンの出力回転等を表示するタッチパネル式のモニタ（請求項の「警報機」）１５や後述する角度センサ（請求項の「センサ」）４４の測定値を読取る読取スイッチ１６等が設けられている。

【0018】

ブロードキャスタ２０は、資材を貯留する略逆円錐形の貯留部２１と、貯留部２１の下部に形成された略円筒形の排出部２２から形成され、排出部２２の上下方向の中間部には、前後方向に延在する回転軸２３が設けられている。また、ＰＴＯ軸６と回転軸２３はユニバーサルジョイント等の継手（図示省略）で連結され、回転軸２３には排出部２２の排出口を開閉操作する円状の部材が支持されている。これにより、回転軸２３を所定の回転速度で回転させて貯留部２１内の資材を圃場に散布することができる。

【0019】

排出部２２は矩形状の支持部材２５に内嵌されており、支持部材２５の左右方向の両側には左右一対のアーム２６が設けられている。アーム２６は、前部から後上がり傾斜に形成された上部と、前部から後方に向かって延在する後部から形成されている。

【0020】

アーム２６の前部には、下方に向かって延在するステー２７が設けられ、左右一対のステー２７における下側前部は、左右方向に延在するロッド２７Ａで連結されている。

【0021】

左右一対のアーム２６の上部の中間部には、上方前側に向かって延在する脚部２８が設けられている。左右一対の脚部２８の上部には、下方前側に向かって延在するステー２９が設けられ、ステー２９の下部は、左右方向に延在するロッド２９Ａで連結されている。

【0022】

図２～５に示すように、作業車両の連結部７は、左右一対の後方に向かって延在するロワリンク３０と、ロワリンク３０の上方に設けられ、後方に向かって延在するトップリンク４０から形成される。

【0023】

ロワリンク３０の後端にはフック３０Ａが設けられ、左側のロワリンク３０のフック３０Ａにはロッド２７Ａの左部が連結され、右側のロワリンク３０のフック３０Ａにはロッド２７Ａの右部が連結されている。また、トップリンク４０の後端にはフック４０Ａが設けられ、フック４０Ａにはロッド２９Ａが連結されている。これにより、作業車両の後部にブロードキャスタ２０を連結して牽引することができる。

【0024】

ロワリンク３０の前部は、機体フレーム１に設けられた左右方向に延在する支軸３１に回転自在に連結され、ロワリンク３０の前後方向の中間部には、ロッド３２の下部が回転自在に連結されている。

【0025】

ロッド３２の上部は、上部アーム３３の後部に設けられた左右方向に延在する支軸３３３Ａに回転自在に連結されている。上部アーム３３の前後方向の中間部と機体フレーム１は昇降シリンダ３４で連結されている。また、上部アーム３３の前部は、左右方向に延在する支軸（図示省略）に回転自在に連結されている。

【0026】

昇降シリンダ３４のロッドをロッド側に移動させた場合には、上部アーム３３の中間部が上昇して、ロッド３２を介してロワリンク３０のフック３０Ａが上昇し、昇降シリンダ３４のロッドをヘッド側に移動させた場合には、上部アーム３３の中間部が下降して、ロッド３２を介してロワリンク３０のフック３０Ａが下降する。これにより、作業車両の走行開始前に昇降シリンダ３４を操作してブロードキャスタ２０を圃場面から最適な位置に移動させて、圃場面に資材を効率良く散布することができる。

【0027】

トップリンク４０の前部は、連結部４１の左右方向に延在するピン４１Ｃに回転自在に連結されている。連結部４１は、機体フレーム１に設けられた支持部材４２に固定された左右方向に延在する支軸４１Ａと、支軸４１Ａの中間部に立設された左右一対の矩形状のステー４１Ｂと、ステー４１Ｂにおける後側下部に設けられた左右方向に延在するピン４１Ｃから形成されている。これにより、トップリンク４０のフック４０Ａに加わるブロードキャスタ２０の荷重に起因するねじりモーメントが支軸４１Ａに加わり、支軸４１Ａにブロードキャスタ２０の荷重に相関、すなわち、ブロードキャスタ２０の荷重が大きいと大きなねじり角度φが発生し、ブロードキャスタ２０の荷重が小さいと小さいねじり角度φが発生する。

【0028】

機体フレーム１に設けられた支持部材４３の上部には、ポテンションメータ等の角度センサ４４が設けられている。角度センサ４４とステー４１Ｂにおける前側上部は、細径はロッド４５で連結されている。これにより、支軸４１Ａに発生したねじり角度φをステー４１Ｂを介して角度センサ４４で測定することができる。また、角度センサ４４とコントローラ５０の配策も容易に行うことができる。

【0029】

側面視において、ステー４１Ｂは上下方向の長さが前後方向の長さよりも長く、すなわち、支軸４１Ａの軸心とロッド４５の後部を連結する部位の離間距離を、支軸４１Ａの軸心とピン４１Ｃの軸心の離間距離よりも長く形成している。これにより、支軸４１Ａに発生したねじり角度φによる変化量を拡大させて角度センサ４４で測定することができる。また、支軸４１Ａに加わるねじりモーメントが過度に大きくなるのを防止することができる。

【0030】

＜コントローラ＞
図６に示すように、操縦部５に設けられたコントローラ５０は、ＣＰＵ等からなる処理部５１と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ等からなる記憶部５２から形成されている。

【0031】

処理部５１は、後述する警報ねじり角度φ３を算出や角度センサ４４で測定されたねじり角度φと警報ねじり角度φ３を比較してねじり角度φが警報ねじり角度φ３以下になった場合に操縦部５に設けられた警報ブザー（請求項の「警報機」）１９を鳴らして警報等を行う。

【0032】

記憶部５２は、角度センサ４４で測定された貯留部２１内の資材が空のブロードキャスタ（請求項の「作業機」）２０に起因する第１ねじり角度φ１と、貯留部２１内の資材が満杯のブロードキャスタ２０に起因する第２ねじり角度φ２と、第１ねじり角度φ１と第２ねじり角度φ２等から算出された警報ねじり角度φ３等の情報が保存されている。

【0033】

警報ねじり角度φ３は、以下の式で算出される。
警報ねじり角度φ３＝第１ねじり角度φ１＋（第２ねじり角度φ２－第１ねじり角度φ１）×設定係数Ｋ

【0034】

設定係数Ｋは、圃場の広さや資材の種類に応じて０．１～０．５の範囲で設定するのが好ましい。なお、設定係数Ｋを０．１にして算出した警報ねじり角度φ３は貯留部２１内の資材の残量が１０％になった場合に対応し、設定係数Ｋを０．５にして算出した警報ねじり角度φ３は貯留部２１内の資材の残量が５０％になった場合に対応する。

【0035】

コントローラ５０の入力側には、角度センサ４４の測定値を読込む読取スイッチ１６と、モニタ１５で入力された設定係数Ｋを読込む設定スイッチ１７と、角度センサ４４の測定値を常時読込む開始スイッチ１８と、ロッド２９Ａのねじり角度φを測定する角度センサ４４が所定の入力インターフェース回路を介して接続されている。

【0036】

コントローラ５０の出力側には、貯留部２１内の資材の残量が少なくなっていることを作業者に警告するモニタ１５と警報ブザー１９が所定のインターフェース回路を介して接続されている。

【0037】

＜資材の残量検出方法＞
図７に示すように、ブロードキャスタ２０の貯留部２１に資材が充填される前、すなわち、貯留部２１内の資材が空の状態であるステップＳ１で、コントローラ５０の処理部５１は読取スイッチ１６が押下されたか否が判断する。読取スイッチ１６が押下された場合にはステップＳ２に進み、読取スイッチ１６が押下されていない場合にはステップＳ１を繰返す。なお、予め読取スイッチ１６が押下された第１押下時間を設定することもできる。

【0038】

ステップＳ２で、処理部５１は角度センサ４４からの入力値である第１ねじり角度φ１を読取って記憶部５２に保存して、ステップＳ３に進む。

【0039】

貯留部２１に資材が充填されて貯留部２１が資材で満杯になった状態であるステップＳ３で、コントローラ５０の処理部５１は読取スイッチ１６が押下されたか否が判断する。読取スイッチ１６が押下された場合にはステップＳ４に進み、読取スイッチ１６が押下されていない場合にはステップＳ３を繰返す。なお、予め読取スイッチ１６が押下された第２押下時間を設定することもでき、第２設定時間を第１設定時間よりも長い時間に設定するのが好ましい。

【0040】

ステップＳ４で、処理部５１は角度センサ４４からの入力値である第２ねじり角度φ２を読取って記憶部５２に保存して、ステップＳ５に進む。

【0041】

ステップＳ５で、処理部５１は設定スイッチ１７が押下されたか否が判断する。設定スイッチ１７が押下された場合にはステップＳ６に進み、設定スイッチ１７が押下されていない場合にはステップＳ５を繰返す。

【0042】

ステップＳ６で、処理部５１はモニタ１５からの入力値である設定係数Ｋを読取って記憶部５２に保存して、ステップＳ７に進む。

【0043】

ステップＳ７で、処理部５１は記憶部５２から保存された第１ねじり角度φ１と、第２ねじり角度φ２と、設定係数Ｋを読出して、警報ねじり角度φ３を算出してステップＳ８に進む。これにより、圃場の広さや資材の種類に応じて警報ねじり角度φ３、すなわち、貯留部２１内の資材の残量を設定することができる。

【0044】

なお、警報ねじり角度φ３は以下の式で算出される。
警報ねじり角度φ３＝第１ねじり角度φ１＋（第２ねじり角度φ２－第１ねじり角度φ１）×設定係数Ｋ

【0045】

ステップＳ８で、処理部５１は開始スイッチ１８が押下されたか否が判断する。開始スイッチ１８が押下された場合にはステップＳ９に進み、開始スイッチ１８が押下されていない場合にはステップＳ８を繰返す。

【0046】

ステップＳ９で、処理部５１は角度センサ４４からの入力値であるねじり角度φを読取ってステップＳ１０に進む。

【0047】

ステップＳ１０で、処理部５１はねじり角度φと警報ねじり角度φ３を比較して、ねじり角度φが警報ねじり角度φ３以下の場合、すなわち、貯留部２１に貯留された資材の残量が予め設定した残量以下の場合にはステップＳ１１に進み、ねじり角度φが警報ねじり角度φ３よりも大きい場合にはステップＳ９に戻る。

【0048】

ステップＳ１１で、処理部５１はモニタ１５に資材の残量が設定した所定の残量以下になっていうことを警告表示してステップＳ１２に進む。これにより、作業者に貯留部２１内の資材の残量が少なくなっていることを警告して、資材の充填場所への作業車両の移動を促すことができる。

【0049】

ステップＳ１２で、処理部５１は警報ブザー１９を操作して警報を鳴らす。これにより、作業者に貯留部２１内の資材の残量が少なくなっていることを警告して、資材の充填場所への作業車両の移動をより促すことができる。なお、作業者は、モニタ１５の警告表示と警報ブザー１９の警報を停止した後に、作業車両を資材充填場所に移動させて貯留部２１に資材を充填させて散布作業を再開する。

【符号の説明】

【0050】

５ 操縦部
６ ＰＴＯ軸
７ 連結部
１５ モニタ（警報機）
１９ 警報ブザー（警報機）
２０ ブロードキャスタ（作業機）
２１ 貯留部
２２ 排出部
２５ 支持部材
３０ ロワリンク
４０ トップリンク
４１Ａ 支軸
４１Ｂ ステー
４１Ｃ ピン
４４ 角度センサ（センサ）
４５ ロッド
φ ねじり角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】