| 【発明の名称】 |
無線操縦式管理機 |
| 【発明者】 |
【氏名】金尾 洋平
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| 【要約】 |
【課題】従来の歩行型管理機は小規模の圃場の管理作業を行うには都合が良いが、作業が長時間にわたる場合には作業者の疲労が避けられない。また、遠隔操縦式の作業機も公知となっているが、大型のため小さな圃場で作業することは難しかった。
【解決手段】メインフレーム４にミッションケース１２を固定して、該ミッションケース前部の左右に走行用の車輪１９を配置し、メインフレームの後部に操向用の尾輪３０を配置し、前記車輪と尾輪の間に作業機３を配置し、メインフレーム上にエンジン５を配置して、前記走行の駆動・停止を行うアクチュエーターと、尾輪の左右角度を変更するアクチュエーターと、作業機の駆動・停止を行うアクチュエーターと、受信機をそれぞれコントローラ１７に接続し、無線機７１からの信号によって前記各アクチュエーターを遠隔操作するようにした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 メインフレームにミッションケースを固定して、該ミッションケース前部の左右に走行用の車輪を配置し、メインフレームの後部に操向用の尾輪を配置し、前記車輪と尾輪の間に作業機を配置し、メインフレーム上にエンジンを配置して、前記走行の駆動・停止を行うアクチュエーターと、尾輪の左右角度を変更するアクチュエーターと、作業機の駆動・停止を行うアクチュエーターと、受信機をそれぞれコントローラに接続し、無線機からの信号によって前記各アクチュエーターを遠隔操作することを特徴とする無線操縦式管理機。
【請求項２】 前記ミッションケース近傍にＨＳＴ式変速装置を配置し、エンジンからの動力をＨＳＴ式変速装置で変速してミッションケースに入力し、該ミッションケースより車輪及び作業機を駆動することを特徴とする請求項１記載の無線操縦式管理機。
【請求項３】 前記ＨＳＴ式変速装置の変速アームにアクチュエーターを連結し、該アクチュエーターをコントローラと接続し、無線機からの信号によって変速可能としたことを特徴とする請求項２記載の無線操縦式管理機。
【請求項４】 前記エンジンを、作業機上方に搭載することを特徴とする請求項１記載の無線操縦式管理機。
【請求項５】 前記作業機をロータリ耕耘装置とし、該ロータリ耕耘装置に正逆転ロータリを装着したことを特徴とする請求項１記載の無線操縦式管理機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線により遠隔操作して管理作業ができる無線操縦式管理機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、小規模な圃場や畑作地での管理作業には歩行型管理機が使用されている。歩行型管理機は２輪の走行輪の前上方にエンジンを配置し、後上方にハンドルを突出して、その下方にロータリ耕耘装置等の作業機を装着し、作業機の作業高さは作業機後部に配置した尾輪を昇降することにより調整できるようにしていた。一方、作業者が走行作業機と共に移動することなく作業ができるように、遠隔操縦式の作業機も公知となっている。例えば、特公昭５８−４８１２６号や特許２６３４７０５号や実用新案登録２５４１６６１号の技術の如くである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の歩行型管理機は小規模の圃場の管理作業を行うには都合が良いのであるが、作業が長時間にわたる場合には、作業者の疲労が避けられない。特に、年々農業従事者の高齢化が進んでおり、高齢者や女性が作業を行う場合には体力的に辛く、操作が簡単な管理機が望まれている。また、遠隔操縦式の作業機も公知となっているが、芝刈り機等の簡単な作業が多く、耕耘作業を行えてもトラクタのように大きな機械となってしまい、小さな圃場で作業することは難しかったのである。本発明はこのような点に鑑み、小さな圃場でも作業ができるように小回りの効く無線操縦式の管理機を提供しようとする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。請求項１においては、メインフレームにミッションケースを固定して、該ミッションケース前部の左右に走行用の車輪を配置し、メインフレームの後部に操向用の尾輪を配置し、前記車輪と尾輪の間に作業機を配置し、メインフレーム上にエンジンを配置して、前記走行の駆動・停止を行うアクチュエーターと、尾輪の左右角度を変更するアクチュエーターと、作業機の駆動・停止を行うアクチュエーターと、受信機をそれぞれコントローラに接続し、無線機からの信号によって前記各アクチュエーターを遠隔操作するようにしたものである。
【０００５】請求項２においては、前記ミッションケース近傍にＨＳＴ式変速装置を配置し、エンジンからの動力をＨＳＴ式変速装置で変速してミッションケースに入力し、該ミッションケースより車輪及び作業機を駆動するようにしたものである。請求項３においては、前記ＨＳＴ式変速装置の変速アームにアクチュエーターを連結し、該アクチュエーターをコントローラと接続し、無線機からの信号によって変速可能としたものである。請求項４においては、前記エンジンを、作業機上方に搭載したものである。請求項５においては、前記作業機をロータリ耕耘装置とし、該ロータリ耕耘装置に正逆転ロータリを装着したものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に係わる無線操縦式管理機の全体側面図、図２は同じく全体平面図、図３は遠隔操作制御システムのブロック図、図４は走行部の走行ミッションケースの後面断面図、図５は耕耘部の耕耘ミッションケースの後面断面図、図６は尾輪の側面図である。
【０００７】まず、本発明に係わる無線操縦式管理機の全体構成を図１、図２により説明する。無線操縦式管理機１はメインフレーム４を前後方向水平に配置して、前後左右略中央のメインフレーム４上にエンジン５が配置されている。該エンジン５の後方にはバッテリー７や尾輪３０を設け、前方にはコントローラー１７やＨＳＴ式変速装置９やミッションケース１２等を配置し、ミッションケース１２下部の走行ミッションケース１５より両側に走行車軸１８Ｌ・１８Ｒを左右に突出して、車輪１９Ｌ・１９Ｒを軸支し、該車輪１９Ｌ・１９Ｒと前記尾輪３０によって三輪の走行車としている。そして、該車輪１９Ｌ・１９Ｒと尾輪３０の間のエンジン５下方に作業機としてロータリ耕耘装置３を配置している。
【０００８】前記エンジン５にはセルモーター９０が付設されており、図３に示すように、セルモーター９０（リコイルスターターでも可能）により始動できるようにしており、後述する無線機７１の操作で受信機９９、コントローラ１７を介してセルモーター９０を駆動させてエンジン５を始動できるようにしている。また、該エンジン５のアクセルレバーにはモーターまたはシリンダー等よりなるアクチュエーター９１が連結されて、該アクチュエーター９１はコントローラ１７と接続されて、無線機７１からの操作で回転数を変更できるようにしている。
【０００９】また、エンジン５の出力軸８上には出力プーリーを固定し、ＨＳＴ式変速装置９の入力軸１０上には入力プーリーを固定し、両プーリーの間にテンションプーリー９２を配置し、両プーリーとテンションプーリー９２にベルトを巻回してＨＳＴ式変速装置９に動力を伝えられるようにし、該テンションプーリー９２の支持部はシリンダー等よりなるアクチュエーター９３により昇降され、該アクチュエーター９３はコントローラ１７と接続されて、該アクチュエーター９３を作動してテンションプーリー９２を上昇させてベルトを緊張することによってＨＳＴ式変速装置９に動力を伝え、下降させることによってエンジン５からの動力を断つようにして、メインクラッチを構成している。
【００１０】前記ＨＳＴ式変速装置９の出力軸１１にも出力プーリーを固定し、ミッションケース１２の入力軸１３上にもプーリーを固定して、両プーリーの間にベルトを巻回して、ＨＳＴ式変速装置９からミッションケース１２に変速後の動力を伝えている。なお、前記ベルト伝動機構は側方よりベルト伝動ケース１４ａ、１４ｂにて覆っている。但し、ベルト伝動の代わりにチェーン伝動とすることも可能である。また、出力軸８または入力軸１０とプーリーの間にクラッチを設けてメインクラッチとする構成とすることも可能である。
【００１１】前記ＨＳＴ式変速装置９は可動斜板を変更することによって回転方向及び回転数を変更可能として主変速装置を構成しており、該可動斜板は変速軸７５に連動連結されており、該変速軸７５には変速アーム９４が固定され、該変速アーム９４にはモーターまたはシリンダー等よりなるアクチュエーター７６が連結され、変速軸７５には角度センサー７４が付設されて、変速軸７５の回動角が検知され、フィードバルバックできるようにしている。該アクチュエーター７６及び角度センサー７４はコントローラ１７に接続されて、該アクチュエーター７６を駆動することにより変速アーム９４が回動されて、無線機７１の操作によってアクチュエーター７６を駆動して、前進または後進の選択及び走行変速が行われるように構成している。
【００１２】前記ミッションケース１２は図１に示すように、前下方に突出した走行ミッションケース１５と後下方へ突出した耕耘ミッションケース１６からなり、いずれもチェーンケースを兼ねている。該走行ミッションケース１５の下部には左右の走行車軸１８Ｌ・１８Ｒが軸支されており、該走行車軸１８Ｌ・１８Ｒは左右の車輪１９Ｌ・１９Ｒを懸架している。一方、前記耕耘ミッションケース１６の下部には正転耕耘爪２２・２２・・・を植設した正転耕耘爪軸２３と、逆転耕耘爪２４を植設した逆転耕耘爪軸２５が同一軸芯上に配置されて正逆転ロータリが構成されており、各耕耘爪をそれぞれ正転及び逆転させることで、固い耕盤を耕耘するときに急発進することを防止している。
【００１３】つまり、ミッションケース１２内の構成は図４、図５に示すように、ミッションケース１２より外側に突出した入力軸１３上に入力プーリーを固設し、ミッションケース１２内の入力軸１３上には低速ギア３３と高速ギア３４が左右両端に固定されている。該ミッションケース１２には入力軸１３と平行に変速軸３１、ＰＴＯ軸３２、第一カウンター軸５６、第二カウンター軸５８が回転自在に支持されている。
【００１４】前記変速軸３１の両側には低速変速ギア３５と高速変速ギア４０が固定され、その内側には低速摺動ギア５２と高速摺動ギア５３がスプライン嵌合されている。該低速摺動ギア５２と高速摺動ギア５３はミッションケース１２外側に配置した副変速レバーの回動によって左右摺動可能として、高低変速を可能としている。但し、アクチュエーターによって変速できるようにして、無線機７１の操作で変速するように構成することも可能である。前記ＰＴＯ軸３２上には左右中央にＰＴＯスプロケット３９、その両側に低速摺動ギア３８と高速摺動ギア４２がスプライン嵌合され、さらにその両側に低速耕耘ギア３６と高速耕耘ギア４１が回転自在に外嵌されている。前記ＰＴＯスプロケット３９はチェーン４３を介して正転耕耘爪軸２３と逆転耕耘爪軸２５を駆動するようにしている。
【００１５】そして、前記低速ギア３３は低速変速ギア３５と常時噛合し、該低速変速ギア３５は更に前記低速耕耘ギア３６と常時噛合している。同様に、高速ギア３４は高速変速ギア４０と常時噛合し、該高速変速ギア４０は高速耕耘ギア４１と常時噛合している。そして、低速摺動ギア３８と低速耕耘ギア３６の対向する側面、及び、高速摺動ギア４２と高速耕耘ギア４１の対向する側面にはそれぞれ爪クラッチ３７が配置されている。前記低速摺動ギア３８と高速摺動ギア４２はミッションケース１２外側に設けたアクチュエーター９７によって摺動され、該アクチュエーター９７はコントローラ１７と接続されて、無線機７１の操作で、低速耕耘、または、高速耕耘、または作業停止を切り換えられるようにしている。
【００１６】このようにして、低速耕耘に切り換えると、入力軸１３上の低速ギア３３から、低速変速ギア３５、低速耕耘ギア３６、低速摺動ギア３８、ＰＴＯ軸３２を介してＰＴＯスプロケット３９に動力を伝え、更にチェーン４３を介して耕耘軸を駆動して低速耕耘となる。同様に、高速耕耘に切り換えると、入力軸１３上の高速ギア３４から、高速変速ギア４０、高速耕耘ギア４１、高速摺動ギア４２、ＰＴＯ軸３２を介してＰＴＯスプロケット３９に動力を伝え、更にチェーン４３を介して耕耘軸を駆動して高速耕耘となる。
【００１７】また、前記耕耘ミッションケース１６下部の構成は図５に示すように、耕耘ミッションケース１６に正転駆動軸４４、逆転軸４６、テンションスプロケット軸５０が平行に横架され、前記正転駆動軸４４の左右両端部には正転耕耘爪軸２３が係合固定され、該正転耕耘爪軸２３上に正転耕耘爪２２・２２・・・が放射方向に植設されている。また、正転耕耘爪軸２３の内側（ロータリ耕耘装置中央側）の外周上に逆転耕耘爪軸２５が回転自在に支持されて、該逆転耕耘爪軸２５の上には逆転耕耘爪２４が植設されている。
【００１８】また、前記正転駆動軸４４の左右中央上に駆動スプロケット４５が固定され、該駆動スプロケット４５の両側に逆転ギア４８・４８が遊嵌され、該逆転ギア４８・４８より伝達ギア４９・４９を介して逆転耕耘爪軸２５に動力が伝達されるように構成している。また、前記逆転軸４６の左右中央上にスプロケット５１を固設し、その両側に固設ギア４７・４７が固設され、該固設ギア４７・４７はそれぞれ前記逆転ギア４８・４８と常時噛合されている。
【００１９】そして、前記テンションスプロケット５０と駆動スプロケット４５とスプロケット５１と前記ＰＴＯスプロケット３９の間にチェーン４３が巻回されて、ＰＴＯ軸３２が駆動されると、駆動スプロケット４５から正転駆動軸４４を介して正転耕耘爪軸２３が正転回転され、正転耕耘爪２２を正転方向に回動し、同時に、スプロケット５１から同軸上の固設ギア４７、逆転ギア４８を介して逆の回転が逆転耕耘爪軸２５に伝達され、逆転耕耘爪２４を逆方向に回転する。
【００２０】次に、走行変速機構およびステアリング機構について、図４により説明する。前述の如く、前記入力軸１３の中央部には三連のギア７０が遊嵌され、そのうちの二つのギア７０ａ・７０ｂは前記低速摺動ギア５２または高速摺動ギア５３の摺動操作によって噛合可能とされ、その残りのギア７０ｃは前記第一カウンター軸５６上に固設した伝達ギア５７と常時噛合している。更に、該第一カウンター軸５６上に設けた伝達ギア６９は第二カウンター軸５８上に固設した伝達ギア５９と常時噛合し、該第二カウンター軸５８の左右略中央にはスプロケット６０が固設されている。
【００２１】一方、走行ミッションケース１５の下部には、左右方向に走行車軸１８Ｌ・１８Ｒが回転自在に支持され、該走行車軸１８Ｌ・１８Ｒ内側とスプロケット６２との間にはサイドクラッチ６４Ｌ・６４Ｒが構成され、該サイドクラッチ６４Ｌ・６４Ｒはリンク６３Ｌ・６３Ｒを介して、走行ミッションケース１５下部の左右両側に設けたサイドクラッチアーム６６Ｌ・６６Ｒの回動によって断接できるようにしている。該サイドクラッチアーム６６Ｌ・６６Ｒにはアクチュエータ７２Ｌ・７２Ｒ（図３）と連結され、該アクチュエーター７２Ｌ・７２Ｒはコントローラ１７と連結されて、無線機７１の操作で作動できるようにしている。従って通常はサイドクラッチ入り（接）となり、無線機７１により旋回スイッチを押すと、アクチュエーター７２が作動されて、一側のサイドクラッチ６４が断となりスプロケット６２からその側の走行車軸１８への駆動力が伝動されなくなり、他側のみ駆動されて旋回が可能となる。
【００２２】このように、摺動ギア５２・５３を摺動することにより、入力軸１３からの回転を高低二段階に変速することができ、ギア７０・５７・６９・５９、スプロケット６０よりチェーン６１を介してスプロケット６２に動力を伝えて、サイドクラッチを介して走行車軸に動力を伝えて車輪を駆動する。また、サイドクラッチ６４の入切により、本体を旋回させることができるのである。
【００２３】次に、尾輪３０の支持構成について、図６により説明する。前記メインフレーム４の後端に取付杆２９が横設され、該取付杆２９に尾輪支持体６５が左右位置調整可能に取り付けられている。つまり、通常の耕耘や培土板を左右中央に装着して畝を成形する場合には、尾輪３０を左右中央に配置し、畝を内盛りとする場合には尾輪３０を左右端の何れか一側に装着する。前記尾輪支持体６５の後部に昇降シリンダー８３の上部が上下方向を軸心として回転自在に支持され、該昇降シリンダー８３は下方へ延出して、そのピストンロッド８３ａ下端に尾輪３０が回転自在に軸支されている。
【００２４】また、昇降シリンダー８３の側面からアーム８０が突出され、一方、前記尾輪支持体６５側面に操向シリンダー８１の基部が枢支され、該操向シリンダー８１のピストンロッド８１ａ先端が前記アーム８０と枢結されている。前記昇降シリンダー８３及び操向シリンダー８１はそれぞれ電動式の場合にはモーター５４・５５がコントローラ１７と接続され、油圧式の場合にはモーターの代わりに電磁切換バルブがコントローラ１７と接続されている。
【００２５】このような構成において、無線機７１の始動ボタンでエンジンを始動し、アクセルボタンで回転数を調整する。副変速装置は手動で変速して、主変速ボタンでＨＳＴ式変速装置の変速アーム９４を回動して主変速を行う。こうして走行させることができる。次に進行方向を変更する場合には、操向ボタンを押してシリンダー８１を伸縮させて、尾輪３０の左右角度を変更し操向を行う、更に急旋回を行う場合には、アクチュエータ７２Ｌ又は７２Ｒを作動してサイドクラッチを切って旋回内側の車輪への駆動を停止させて旋回する。
【００２６】作業時においては、無線機７１の作業ボタンを操作してアクチュエーター９７を駆動し、ＰＴＯの「入」「切」及びＰＴＯ変速を行う。また、昇降シリンダー８３を駆動して作業高さを調節するのである。更に、回行時にはＰＴＯ変速を中立した状態で昇降シリンダー８３を最伸長させて、ロータリ耕耘装置３の耕耘爪を地表より持ち上げて、サイドクラッチの作動及び尾輪３０の回動で小さな半径で旋回できるようにしている。なお、本実施例では図示していないが、安全スイッチを機体の周囲、例えば、バンパーに設けて、障害物に当接すると自動的にエンジンを停止させて損傷が生じないようにしたり、傾斜センサーを設けて設定角度を越えて傾斜したときにエンジンまたは走行を停止する構成とすることもできる。
【００２７】
【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。まず、請求項１の如く、メインフレームにミッションケースを固定して、該ミッションケース前部の左右に走行用の車輪を配置し、メインフレームの後部に操向用の尾輪を配置し、前記車輪と尾輪の間に作業機を配置し、メインフレーム上にエンジンを配置して、前記走行の駆動・停止を行うアクチュエーターと、尾輪の左右角度を変更するアクチュエーターと、作業機の駆動・停止を行うアクチュエーターと、受信機をそれぞれコントローラに接続し、無線機からの信号によって前記各アクチュエーターを遠隔操作するようにしたので、作業機を無線機からの信号によって遠隔操作でき、付いて歩く必要がないので疲れにくく、長時間労働が可能となる。また、作業者が土や泥の飛散を受けなくなり作業着の汚れも殆どなく作業環境を著しく改善できる。また、左右車輪の駆動・停止をサイドクラッチの入切りにより行うことで、急旋回操作することができ、また、尾輪をアクチュエーターで左右回動することで、緩旋回操作ができ、作業者が望む任意の方向へ容易進行させることができる。また、作業機の駆動・停止も容易に操作できる。
【００２８】請求項２の如く、ミッションケース近傍にＨＳＴ式変速装置を配置し、エンジンからの動力をＨＳＴ式変速装置で変速してミッションケースに入力し、該ミッションケースより車輪及び作業機を駆動するようにしたので、ＨＳＴ式変速装置によって、無段変速が可能であり所望の走行速度に変速して、作業精度の向上を図ることができると共に、変速装置部の簡素化により作業機のコンパクト化、操作性の向上が可能となる。
【００２９】また、請求項３の如く、ＨＳＴ式変速装置の変速アームにアクチュエーターを連結し、該アクチュエーターをコントローラと接続し、無線機からの信号によって変速可能としたので、管理機より離れた位置で変速可能であり、全体の仕上がりや作業状態を確認しながら変速でき、作業効率および作業制度を上げることができる。
【００３０】また、請求項４の如く、エンジンを、作業機上方に搭載したので、機体全長を短くでき、圃場内枕地の未耕地をできるだけ少なくすることができ、作業機にエンジンの重量がかかり、作業時の浮き上がりを防止でき、また、走行時には、機体の前後中央に位置して前後重量バランスもよい構造となる。
【００３１】また、請求項５の如く、作業機をロータリ耕耘装置とし、該ロータリ耕耘装置に正逆転ロータリを装着したので、硬い圃場でのダッシュを防止でき、更には、耕耘部の浮き上がり現象がないため、安定した耕耘作業が可能となる。また、該部分逆転ロータリー耕耘機構を有する従来の量産機種との部品の共有化が図れるために、製造コストも低減することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１６４
【氏名又は名称】セイレイ工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１２月１８日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】矢野 寿一郎
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１６８９０８ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）６月２９日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３４９５７９ |
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