特許 7519066 農作業機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-10

(45)【発行日】2024-07-19

(54)【発明の名称】農作業機

(51)【国際特許分類】

   A01B 35/04 20060101AFI20240711BHJP

   A01B 33/12 20060101ALI20240711BHJP

   A01B 33/08 20060101ALI20240711BHJP

   A01B 63/104 20060101ALI20240711BHJP

【ＦＩ】

A01B35/04 B

A01B33/12 B

A01B33/08 G

A01B63/104

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019194453

(22)【出願日】2019-10-25

(65)【公開番号】P2021065182

(43)【公開日】2021-04-30

【審査請求日】2022-09-30

(73)【特許権者】

【識別番号】390010836

【氏名又は名称】小橋工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000408

【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】小澤 英樹

(72)【発明者】

【氏名】末平 直土

(72)【発明者】

【氏名】河原 文雄

【審査官】中村 圭伸

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－０９５３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０２０５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３４３３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０２９５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０６３５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５０－１２０９１６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５２－０１７７１３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０６－１５３６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５１－０８２６１４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００６－１８０７９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１７２３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許発明第００９４８５６３（ＤＥ，Ｃ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｂ ３３／００ － ３３／１６

Ａ０１Ｂ ３５／００ － ３５／３２

Ａ０１Ｂ ５９／００ － ５９／０６

Ａ０１Ｂ ６３／００ － ６３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

前輪と、
後輪と、
前記前輪と前記後輪との間で、前後方向に延びているメインフレームと、
前記メインフレームの前方側に接続され、前記メインフレームから下方に延び、前記前輪が取り付けられた前輪フレームと、
前記メインフレームの後方側に接続され、前記メインフレームから下方に延び、前記後輪が取り付けられた後輪フレームと、
前記メインフレームに接続され、前記メインフレームから下方に延びている接続部材と、
前記前輪と前記後輪との間において前記接続部材の下端に設けられ、圃場を耕す作業部と、
前記後輪の後方に設けられる第１整地部材と、
を有し、
前記作業部が上方に移動した状態において、前記接続部材の上端は前記メインフレームより上方に突出せず、
前記接続部材は、作業部昇降機構を介して前記作業部を支持し、
前記作業部は、回転する爪軸と、前記爪軸に取り付けられ、圃場を耕す作業爪と、前記作業爪の後方に設けられる第２整地部材と、を有し、
前記第１整地部材の上下回動は、前記第２整地部材の上下回動に連動する自走式の農作業機。

【請求項2】

左右方向において、前記第１整地部材の幅は、前記第２整地部材の幅より大きい、請求項１に記載の農作業機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は農作業機に関する。特に、本発明は自走式の農作業機に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、農作業の労働時間を軽減するために農作業機のオートマチック化が進められ、様々な農作業機が開発されている。特に、トラクタ等の走行機体の後方に装着され、耕耘や代かきなど、作業の種類に応じて交換可能な農作業機（耕耘機や代かき機）は、トラクタ等の走行機体に対してアタッチメントのように交換するだけで様々な農作業に対応することが可能であり、農作業のコスト低減に大きく寄与している。

【0003】

特に、近年無人で農作業を行う自走式の農作業機の開発が進められている。現在、無人の自走式の農作業機の開発は、走行機体を主体として進められており、例えば耕耘や代かきなどの農作業を無人で実現する場合、これらを走行機体に牽引させる構成のものしかなかった（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－２０１４４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１のような牽引式の農作業機の場合、大面積の圃場では作業効率が良いが、たくさんの小面積の圃場が分散して存在する場合、圃場の数が多い分、全体の作業時間に対する圃場間の移動に要する時間の割合が大きくなるため、効率的な作業を行うことができなかった。また、上記のような農作業機は非常に大きいため、移動するためには大型トラックを準備する必要があった。

【0006】

本発明は、このような問題点に鑑みてなされた発明であり、走行機体による牽引を必要としない、新たな構成の自走式農作業機を実現することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一実施形態における農作業機（１００）は、前輪（３００）と、後輪（４００）と、前記前輪と前記後輪との間に設けられ、圃場を耕す作業部（５００）と、前記後輪の後方に設けられる第１整地部材（６００）と、を有する。

【0008】

前記作業部は、回転する爪軸と、前記爪軸に取り付けられ、圃場を耕す作業爪と、を有してもよい。

【0009】

前記作業部は、前記作業爪の後方に設けられる第２整地部材（７５０Ａ）を有してもよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、走行機体による牽引を必要としない、新たな構成の自走式農作業機を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る農作業機の構成を示す側面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る農作業機の構成を示す平面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る農作業機の構成を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して本発明の農作業機について説明する。但し、本発明の農作業機は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す例の記載内容に限定して解釈されない。なお、本実施の形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号又は同一の符号の後にアルファベットを付し、その繰り返しの説明は省略する。

【0013】

本願の明細書及び特許請求の範囲において、「上」は圃場から垂直に遠ざかる方向を示し、「下」は圃場に向かって垂直に近づく方向を示す。また、「前」は農作業機が圃場に対して作業をしながら進行する方向を示し、「後」は前とは１８０°反対の方向を示す。また、「左」又は「右」は、農作業機が前方を向いた状態における左右方向を示す。

【0014】

また、本願の明細書及び特許請求の範囲において、平面視における農作業機の中心線（進行方向に平行な線）を基準としたとき、相対的に、中心線に近い側を「内側」と呼び、中心から遠い側を「外側」という。「耕す」は、少なくとも「代かき」、「耕耘」、及び「砕土」を含む。

【0015】

以下の実施形態では、農作業機として代かき機を代表的に例示するが、この例に限定されない。例えば、代かき機以外にも耕耘機、砕土機など、圃場を耕耘する農作業機に本発明を適用することができる。また、特に技術的な矛盾が生じない限り、異なる実施形態間の技術を組み合わせることができる。また、特に技術的な矛盾が生じない限り、ある実施形態の変形例として挙げられた技術思想は、他の実施形態にも適用することができる。

【0016】

〈第１実施形態〉
［農作業機１００の構成］
本実施形態の農作業機１００は、前進しながら無人で作業を行う自走式の作業機である。図１は、本発明の一実施形態に係る農作業機の構成を示す側面図である。図１に示すように、農作業機１００は、フレーム２００、前輪３００、後輪４００、作業部５００、及び第１整地部材６００を有する。

【0017】

フレーム２００は、メインフレーム２１０、１対（２つ）の前輪フレーム２２０、及び１対（２つ）の後輪フレーム２３０を備える。メインフレーム２１０は、農作業機１００の骨格を構成する部材である。メインフレーム２１０は、前輪３００と後輪４００との間において、前輪３００と後輪４００とを結ぶ方向に延びている。一対の前輪フレーム２２０は、メインフレーム２１０の前方側に接続されており、メインフレーム２１０から下方に延びている。各前輪フレーム２２０の端部付近には前輪３００が取り付けられている。一対の後輪フレーム２３０は、メインフレーム２１０の後方側に接続されており、メインフレーム２１０から下方に延びている。各後輪フレーム２３０の端部付近には後輪４００が取り付けられている。

【0018】

作業部５００は、前輪３００と後輪４００との間に設けられている。つまり、農作業機１００はミッドマウント方式の農作業機である。作業部５００は、所定の作業幅Ｗ３で圃場を耕す部材である（図２参照）。例えば、作業部５００は、代かき、耕耘、及び砕土などの作業を行う部材である。作業部５００は、上記の作業のうち、複数の作業を行う機能を有していてもよい。作業部５００は、接続部材５１０を介してメインフレーム２１０に接続（支持）されている。図示省略したが、接続部材５１０には、作業部５００を上下に移動する作業部昇降機構が設けられており、接続部材５１０は作業部昇降機構を介して作業部５００を昇降自在に支持している。このとき、作業部５００が上方に移動した状態において、接続部材５１０の一部がメインフレーム２１０よりも上方に突出してもよい。

【0019】

第１整地部材６００は、後輪フレーム２３０及び後輪４００の後方に設けられている。第１整地部材６００は、後輪フレーム２３０に対して回動可能に支持されている。第１整地部材６００は、作業部５００によって耕された圃場であり、後輪４００が通過した後の圃場を整地する部材である。第１整地部材６００は、リンクアーム６１０及び接地部材６２０を備える。リンクアーム６１０は、接続部６１１で後輪フレーム２３０に回動可能に接続（支持）されている。リンクアーム６１０は、接地部材６２０を後輪４００よりも十分に後方で圃場に接地させるための部材である。接地部材６２０は、接続部６２１で、リンクアーム６１０に回動可能に接続されている。接地部材６２０は、接続部６２１を回動中心として回動し、作業時には、接地して圃場の凹凸に追従しながら上下に回動する。これにより、接地部材６２０は圃場をならし、作業部５００によって耕された跡及び後輪４００の轍を均平化する。なお、均平化とは、凹凸がある圃場を完全に平らにすることを意味するものではなく、上記の跡や轍による段差を緩和することを意味する。

【0020】

リンクアーム６１０は接続部６１１を中心に回動自在に構成されている。本実施形態の農作業機１００には、図示省略の整地部材昇降機構が設けられており、非作業状態のときには、接地部材６２０が圃場から十分に離れるように第１整地部材６００の位置を整地部材昇降機構により調整することができる。

【0021】

なお、接地部材６２０が圃場を効率的に整地するように、接地部材６２０の下方への回動を付勢する部材が接地部材６２０とリンクアーム６１０との間に設けられていてもよい。例えば、接地部材６２０を下方に回動させる方向に接地部材６２０に作用する部材（例えば、バネのような弾性部材）が接地部材６２０とリンクアーム６１０との間に設けられていてもよい。また、作業部昇降機構による作業部５００の上下移動に連動して、整地部材昇降機構によって第１整地部材６００が上下に回動してもよい。例えば、作業部昇降機構とリンクアーム６１０との間にリンク機構を介在させる。これにより、作業部５００の上方への移動に連動して第１整地部材６００が上方に回動し、作業部５００の下方への移動に連動して第１整地部材６００が下方に回動する。なお、作業部５００の上下移動と第１整地部材の上下回動を連動させる機構は、上記した構成に限定されるものではなく、この第１整地部材６００の上方への回動の際に、リンクアーム６１０だけが上方に回動してもよく、リンクアーム６１０及び接地部材６２０の両方が上方に回動してもよい。

【0022】

作業部５００が圃場を耕すときは、作業部５００が圃場を適切に耕すことができる高さに調整される。例えば、作業時に農作業機１００が前進走行するときは、作業部５００及び第１整地部材６００は下方に移動して、所定の耕深で圃場を耕すよう構成されている。一方、農作業機１００が枕地旋回するときに作業部５００及び第１整地部材６００が上方に移動する。また、例えば、農作業機１００が畦を乗り越えて圃場から脱出する際に、作業部５００及び第１整地部材６００が上方に移動する。

【0023】

なお、図示しないが、メインフレーム２１０には、農作業機１００を動作させるために各種機能部材が設けられている。各種機能部材として、例えば、エンジン、トランスミッション、旋回機構、駆動制御機構、通信機構、及び燃料タンクなどの部材が備えられている。通信機構がサーバとの通信によってサーバ又はリモコンから制御信号を受信する。サーバから受信した制御信号に基づいて、駆動制御機構がエンジン、トランスミッション、及び旋回機構を駆動する。これらの動作によって農作業機１００の自動走行が実行される。なお、旋回機構は、前輪３００だけを左右に旋回してもよく、後輪４００だけを左右に旋回してもよく、両輪を旋回してもよい。

【0024】

なお、図１では、前輪フレーム２２０及び後輪フレーム２３０の各々は、メインフレーム２１０が延びる前後方向に対して直交する方向（つまり、鉛直下方）に延びている構成を例示したが、この構成に限定されない。前輪フレーム２２０及び後輪フレーム２３０は、メインフレーム２１０が延びる前後方向に対して斜めの方向、すなわち鉛直方向に対して傾斜して延びていてもよい。また、図１では、前輪フレーム２２０及び後輪フレーム２３０の各々は、メインフレーム２１０と一体である構成、つまり、両フレームはメインフレーム２１０に固定された構成が例示されているが、この構成に限定されない。例えば、前輪フレーム２２０及び後輪フレーム２３０がメインフレーム２１０とは個別の構成であり、両フレームがメインフレーム２１０に取り付けられていてもよい。この場合、メインフレーム２１０が延びる前後方向に対して両フレームが延びる方向が可変に取り付けられていてもよく、制御機構によって可変に制御されてもよい。例えば、農作業機１００の走行中に、自動制御によってメインフレーム２１０が延びる前後方向に対して、両フレームが延びる方向が変化するように制御されてもよい。

【0025】

図２は、本発明の一実施形態に係る農作業機の構成を示す平面図である。図２において、説明の便宜上フレーム２００及びリンクアーム６１０は省略されている。図２に示すように、前輪３００及び後輪４００の各々は、左右に車輪を備えている。なお、本実施形態では、一対の前輪フレーム２２０に前輪３００を２個、一対の後輪フレーム２３０に後輪４００を２個支持させた４輪構成としているが、一対の前輪フレーム２２０に代えて１つの前輪フレーム２２０を有する構成とし、前輪フレーム２２０に前輪３００を１個、後輪フレーム２３０に後輪４００を２個支持させた３輪構成としてもよい。また、前輪３００及び後輪４００の各々は、車輪ではなく、各々独立して駆動するクローラを備えてもよく、前輪３００及び後輪４００の一方が車輪を備え、他方がクローラを備えてもよい。

【0026】

第１整地部材６００（接地部材６２０）は、農作業機１００を後方から見た場合に、少なくとも後輪４００と重なる位置に設けられている。換言すると、第１整地部材６００は、平面視において、後輪４００に対し、作業の進行方向（前進方向）とは反対方向の延長線上に設けられている。さらに換言すると、第１整地部材６００は、左右方向（後輪４００の車軸が延びる方向）において、少なくとも後輪４００と同じ位置に設けられている。つまり、第１整地部材６００は、少なくとも後輪４００の真後ろに、後輪４００と重複するように設けられている。農作業機１００は、このような構成を備えることで、第１整地部材６００が後輪４００によって発生した轍を均平化することができる。左右方向において、第１整地部材６００の作業幅Ｗ１は後輪４００の車輪幅Ｗ２よりも大きい。なお、車輪幅Ｗ２は、左右方向において後輪４００の左の車輪の左端と右の車輪の右端との距離である。

【0027】

図２では、第１整地部材６００が左右の後輪４００の後方であって左右の後輪４００の左端から右端にわたって連続して設けられた構成（いわゆる一体もの）を例示したが、この構成に限定されない。例えば、左右の後輪４００に対して各々独立して第１整地部材６００が設けられていてもよい。つまり、右側の後輪４００の後方に設けられた第１整地部材６００と、左側の後輪４００の後方に設けられた第１整地部材６００とが左右に分離して設けられていてもよい。換言すると、左右の後輪４００の後方に複数の第１整地部材６００が設けられていてもよい。

【0028】

左右方向において、作業部５００の作業幅Ｗ３は前輪３００の車輪幅Ｗ４よりも大きい。なお、車輪幅Ｗ４は、左右方向において前輪３００の左の車輪の左端と右の車輪の右端との距離である。また、作業幅Ｗ３は、作業部５００が圃場を耕す領域における左右方向の幅である。作業幅Ｗ３が車輪幅Ｗ４よりも大きいことで、前輪３００によって発生した轍を均平化することができる。なお、作業幅Ｗ３は、車輪幅Ｗ４と同じであってもよく、車輪幅Ｗ４よりも小さくてもよい。また、作業幅Ｗ３は後輪４００の車輪幅Ｗ２よりも大きい。

【0029】

以上のように、本実施形態に係る農作業機１００によると、作業部５００が前輪３００と後輪４００との間にあることで、農作業機１００の前後方向における重量バランスが安定し、農作業機１００の移動を安定化することができる。また、後輪４００の後方に第１整地部材６００が設けられていることで、作業部５００の作業の後に後輪４００によって発生した轍を均平化することができる。このような構成によって、走行機体による牽引を必要としない、新たな構成の自走式農作業機を実現することができる。また、農作業機１００が上記の構成を備えていることで、農作業機１００のサイズをコンパクトにすることができる。その結果、例えば軽トラックのような小さいトラックでも運搬が可能なコンパクトな自走式農作業機を実現することができる。

【0030】

〈第２実施形態〉
図３を用いて、第２実施形態に係る農作業機１００Ａについて説明する。図３に示す農作業機１００Ａは図１及び図２に示す農作業機１００と類似しているが、作業部５００の代わりに代かき機７００Ａが設けられている点において、農作業機１００と相違する。農作業機１００Ａのその他の構成は農作業機１００と同じなので、説明を省略する。

【0031】

本実施形態では、農作業機１００Ａは代かき機７００Ａを備える。代かき機７００Ａはフレーム７１０Ａ、ロータ７２０Ａ、シールドカバー７３０Ａ、エプロン７４０Ａ、及び第２整地部材７５０Ａを備える。ロータ７２０Ａはフレーム７１０Ａに対して回転自在に取り付けられている。ロータ７２０Ａは回転する爪軸と、爪軸に取り付けられた複数の作業爪を有しており、その作業爪を回転させながら所定の作業幅Ｗ３で圃場を耕耘又は攪拌する（図２参照）。エプロン７４０Ａはロータ７２０Ａの後方において、フレーム７１０Ａ及びシールドカバー７３０Ａに対して回動可能に設けられている。なお、シールドカバー７３０Ａとフレーム７１０Ａとの位置関係は固定されているため、シールドカバー７３０Ａをフレーム７１０Ａの一部と見なすこともできる。第２整地部材７５０Ａはロータ７２０Ａ（作業爪）の後方に設けられている。第２整地部材７５０Ａはエプロン７４０Ａに対して回動可能に設けられている。エプロン７４０Ａ及び第２整地部材７５０Ａは、圃場に接触することで、ロータ７２０Ａによる作業によって耕耘又は攪拌された圃場を均平化する。なお、左右方向におけるエプロン７４０Ａの幅及び第２整地部材７５０Ａの幅は、作業幅Ｗ３と必ずしも一致する必要はなく、エプロン７４０Ａの幅及び第２整地部材７５０Ａの幅を作業幅Ｗ３より小さく構成することも可能である。

【0032】

第１整地部材６００Ａの上下回動は代かき機７００Ａの上下動に連動してもよい。例えば、代かき機７００Ａの上方への移動に連動して第１整地部材６００Ａが上方に回動してもよい。又は、第１整地部材６００Ａの上下回動がエプロン７４０Ａ及び第２整地部材７５０Ａの上下回動に連動してもよい。例えば、エプロン７４０Ａの上下回動がリンクアーム６１０Ａの上下回動に連動してもよい。また、第２整地部材７５０Ａの上下回動が接地部材６２０Ａの上下回動に連動してもよい。

【0033】

代かき機７００Ａが圃場を耕すときは、代かき機７００Ａが圃場を適切に耕すことができる高さに調整される。例えば、作業時に農作業機１００Ａが前進走行するときは、代かき機７００Ａ及び第１整地部材６００Ａは下方に移動して圃場を耕し、整地する。一方、農作業機１００Ａが枕地旋回するときに代かき機７００Ａ及び第１整地部材６００Ａが上方に移動する。また、例えば、農作業機１００Ａが畦を乗り越えて圃場から脱出する際に、代かき機７００Ａ及び第１整地部材６００Ａが上方に移動する。

【0034】

以上のように、本実施形態に係る農作業機１００Ａによると、第１実施形態と同様の効果を得ることに加えて、作業爪の後方にも整地部材を設けることによって、圃場をより均平化させることができる。つまり、第２整地部材７５０Ａを作業爪の近くに設けることによって、作業爪で耕された圃場を速やかに整地することができ、圃場を均平化させやすい。そして、後輪４００Ａの後方（第２整地部材７５０Ａの後方）に第１整地部材６００Ａを設けることによって、後輪４００Ａによって発生した轍を均平化するだけでなく、後輪４００Ａが通過していない圃場も整地することができるので、圃場をより一層均平化させることができる。

【0035】

なお、上記の実施形態では、接地部材６２０、６２０Ａが板状の部材である構成が例示されているが、この構成に限定されない。例えば、接地部材６２０、６２０Ａは、板状部材の他にローラー、カゴローラー、ケンブリッジローラーなど、轍を均平化することができる他の部材であってもよい。

【0036】

以上、本発明について図面を参照しながら説明したが、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本実施形態の作業機を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。さらに、上述した各実施形態は、相互に矛盾がない限り適宜組み合わせが可能であり、各実施形態に共通する技術事項については、明示の記載がなくても各実施形態に含まれる。

【0037】

上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

【符号の説明】

【0038】

１００：農作業機、 ２００：フレーム、 ２１０：メインフレーム、 ２２０：前輪フレーム、 ２３０：後輪フレーム、 ３００：前輪、 ４００：後輪、 ５００：作業部、 ５１０：接続部材、 ６００：第１整地部材、 ６１０：リンクアーム、 ６１１：接続部、 ６２０：接地部材、 ６２１：接続部、 ７００Ａ：代かき機、 ７１０Ａ：フレーム、 ７２０Ａ：ロータ、 ７３０Ａ：シールドカバー、 ７４０Ａ：エプロン、 ７５０Ａ：第２整地部材

【図1】

【図2】

【図3】