| 【発明の名称】 |
管理作業車 |
| 【発明者】 |
【氏名】新古 忠之
【氏名】河本 勇
【氏名】丹治 光彦
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| 【要約】 |
【課題】管理作業車における作業機の水平を保持し、好適な作業を行うことができる管理作業車を提供すること。
【解決手段】管理作業車が作業機を支持する平行なリンク機構と、該リンク機構に前ヒッチを配設すると共に、前ヒッチと対向する位置に、管理作業車の前後方向に付設されたローリング軸を介して接続される後ヒッチを備える。そして、該後ヒッチに作業機を連設する構成において、後ヒッチが前ヒッチと略鉛直面内で相対回転し、作業機の水平を一定に保つ水平保持機構を備えた管理作業車を提供する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 圃場等で管理作業を行う作業機を備えた管理作業車であって、該管理作業車が作業機を支持する平行なリンク機構と、該リンク機構に前ヒッチを配設すると共に、前ヒッチと対向する位置に、管理作業車の前後方向に付設されたローリング軸を介して接続される後ヒッチを備え、該後ヒッチに作業機を連設する構成において、後ヒッチが前ヒッチと略鉛直面内で相対回転し、作業機の水平を一定に保つ水平保持機構を備えたことを特徴とする管理作業車。
【請求項２】 前記水平保持機構と共に、作業機が水平位置になるように前記後ヒッチを変動させるローリングシリンダーと、水平位置を検出する水平センサーとからなる水平制御機構を備えた請求項１に記載の管理作業車。
【請求項３】 前記ローリングシリンダーと水平センサーとをそれぞれローリング軸を挟んで対向する位置に配設する請求項２に記載の管理作業車。
【請求項４】 管理作業車が３個の車輪によって走行する構成において、前記水平保持機構及び水平制御機構の少なくともいずれかを、該３個の車輪の略内方に配置する請求項１ないし３に記載の管理作業車。
【請求項５】 管理作業車が、１個の車輪を前輪に備えるとともに、２個の車輪を後輪に備える構成において、前記水平保持機構及び水平制御機構の少なくともいずれかを、前輪の直後方に配設する請求項１ないし４に記載の管理作業車。
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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、作業機を装備した管理作業車に関する。特に、作業機を水平に支持する水平保持機構及び水平制御機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】圃場における中耕や除草、施肥といった管理作業を行う為の管理作業車は、作業機を装着し、作業機によってこれらの作業を行っている。該作業機は、平行なリンク機構によって、一定の角度を維持したまま作業機を上下させることを可能にしている。しかし、多条の管理作業を行う場合には、作業機の幅が広くなるにも関わらず、従来の管理作業車には作業機の水平を保持する機構が備えられていなかった。そのため、管理作業車の機体が傾いたときなどに、作業機が地面や畝に十分に追従できない問題があった。また、作業機によっては作業機に水平制御機構を備えるものが従来から知られているが、作業機毎に取り付ける必要があり、コストの上昇、配設するための大型化といった問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技術が有する問題点に鑑み、これらの解決を図るものであって、管理作業車における作業機の水平を保持し、好適な作業を行うことができる管理作業車を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明は次の特徴を有する。すなわち、圃場等で管理作業を行う作業機を備えた管理作業車であって、該管理作業車が作業機を支持する平行なリンク機構と、該リンク機構に前ヒッチを配設すると共に、前ヒッチと対向する位置に、管理作業車の前後方向に付設されたローリング軸を介して接続される後ヒッチを備える。そして、該後ヒッチに作業機を連設する構成において、後ヒッチが前ヒッチと略鉛直面内で相対回転し、作業機の水平を一定に保つ水平保持機構を備えた管理作業車を提供する。
【０００５】さらに、前記水平保持機構と共に、作業機が水平位置になるように前記後ヒッチを変動させるローリングシリンダーと、水平位置を検出する水平センサーとからなる水平制御機構を備えてもよい。ここで、前記ローリングシリンダーと水平センサーとをそれぞれローリング軸を挟んで対向する位置に配設してもよい。
【０００６】管理作業車が３個の車輪によって走行する構成において、前記水平保持機構及び水平制御機構の少なくともいずれかを、該３個の車輪の略内方に配置してもよい。また、管理作業車が、１個の車輪を前輪に備えるとともに、２個の車輪を後輪に備える構成において、前記水平保持機構及び水平制御機構の少なくともいずれかを、前輪の直後方に配設してもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は管理作業車の全体側面図、図２は同平面図、図３は動力伝達の説明図である。車体（１）を形成する前車体フレーム（１ａ）前部に、フロントケース（２）を介してフロントアクスルケース（３）を左右に方向転換自在に設ける。該フロントアクスルケース（３）に前輪（４）を回転自在に軸支させると共に、エンジン（５）及びミッションケース（６）を車体（１）を形成する後車体フレーム（１ｂ）後部に搭載する。ミッションケース（６）両側には、車軸ケース（７）及びリヤアクスルケース（８）を介して左右一対の後輪（９）を回転自在に軸支させる。また、後車体フレーム（１ｂ）上側のステップ（１０）上面側に操向ハンドル（１１）及び運転席（１２）を装設し、左右一対の支柱（１３）を立設させてサンバイザー（１４）を取付けると共に、運転席（１２）両側に左右アームレスト（１５）を固定する。
【０００８】運転席（１２）右側前部には、ＨＳＴ主変速レバー（１６）、作業機昇降レバー（１７）及びステアリングコラムの右側部に突出してアクセルレバー（１８）を、同じく右側後部にＰＴＯレバー（２０）を配設する。また、運転席（１２）左側に燃料タンク（１９）を設け、さらに運転席（１２）前側に副走行変速レバー（２１）を設けると共に、ステップ（１０）左側前部に走行クラッチペダル（２２）を取付けている。そして、ミッションケース（６）の走行駆動力を前輪駆動軸（２３）によって前輪（４）に伝え、前記ＨＳＴ主変速レバー（１６）を操作して三輪構造の前輪（４）と左右後輪（９）を駆動すると共に、操向ハンドル（１１）操作によって前輪（４）を左右に方向転換して走行進路を変更させる。また、操向ハンドル（１１）のの操舵角が一定以上に大きくなったとき、左右サイドクラッチ（２４）の旋回内側を自動的に「切」にして旋回内側の後輪（９）の駆動を中止し、圃場枕土でのＵターンなどを行うように構成している。
【０００９】また、前車体フレーム（１ａ）前部下側にヒッチ（２５）を固定させて平行リンク（２６）を取付け、ロータリ爪（２７）及び培土板（２８）を備える作業機（２９）を平行リンク（２６）に着脱自在に装着させ、前記作業機昇降レバー（１７）を操作して油圧昇降シリンダ（３０）によって作業機（２９）を作業位置または非作業位置に昇降させると共に、ミッションケース（６）のＰＴＯ動力をＰＴＯ軸（３１）によって作業機（２９）に伝え、ロータリ爪（２７）を駆動して中耕土寄せ作業を行うように構成している。なお、移植機または収穫機等の各種作業機を前記作業機（２９）と交換して野菜苗の移植または野菜の収穫などの各種農作業を行う。
【００１０】さらに、ＨＳＴ主変速レバー（１６）、作業機昇降レバー（１７）及びＰＴＯレバー（２０）を運転席（１２）の右側に配設させたので、機体本体左側から乗降する際に、操作レバーが引っかかる等の不具合がなく、搭乗後は作業者が左手で操向ハンドル（１１）の左側外側のハンドルノブ（１１ａ）を常に握って操向操作しながら、右手でＨＳＴ主変速レバー（１６）、作業機昇降レバー（１７）及びＰＴＯレバー（２０）の各操作を行い、走行進路を適正に維持しながら作業効率の向上を図るように構成している。
【００１１】前記ミッションケース（６）に、油圧無段変速機（３２）を設け、テンションローラ型走行クラッチ（３３）を介して張設させるベルト（３４）によってエンジン（５）の動力を変速機（３２）に伝え、該変速機（３２）の油圧ポンプ（３５）及び油圧モータ（３６）によって変速した後でミッションケース（６）に入力させると共に、ブレーキアーム（３７）の操作によって走行制動する走行ブレーキ（３８）をミッションケース（６）に設けている。
【００１２】次に、前輪（４）の駆動機構につき説述する。図４に示すように、前記フロントケース（２）に円筒形キングピン（３９）を回転自在に軸支させ、キングピン（３９）下部にギヤケース（４０）を介してフロントアクスルケース（３）を固定する。さらに、操向ハンドル（１１）によって正逆転操作する操向軸（４１）にキングピン（３９）を連結させ、キングピン（３９）及びギヤケース（４０）及びフロントアクスルケース（３）を操向軸（４１）の正逆転によってキングピン（３９）軸心線回りに一体回転させる。フロントアクスルケース（３）に前車軸（４２）を介して軸支させる前輪（４）を左右に方向転換させると共に、キングピン（３９）の中空に遊嵌挿通させる入力軸（４３）上端に前輪駆動軸（２３）を連結させ、ギヤケース（４０）のベベルギヤ（４４）などを介して入力軸（４３）下端側を前車軸（４２）に連結させ、前輪（４）を走行駆動させている。そして、キングピン（３９）に操向軸（４１）を連結させるウォーム（４５）の減速により、操向ハンドル（１１）の３回転によって直進位置の前輪（４）を約９０度左右に方向転換させるように構成している。
【００１３】また、車体（１）の前部中央に単一の前輪（４）を装設させ、車体（１）の後部両側に左右一対の後輪（９）を装設させると共に、左右サイドクラッチ（２４）の駆動入力上手側に、前輪（４）を駆動する前輪駆動軸（２３）を連結させる。これにより、左右後輪（９）の駆動状態に関係なく前輪（４）を駆動して方向転換させ、運転操作性の向上を図っている。同時に、作業者が座乗する運転席（１２）の前部下方に左右サイドクラッチペダル（４６）を配設させ、操向ハンドル（１１）側方下方の一般的な位置から離してサイドクラッチペダル（４６）を設ける。本構成は、通常の作業状態でのブレーキペダルと誤認して誤操作されるのを防止し、作業者が認識しながらサイドクラッチペダル（４６）を適正に操作させるもので、運転席（１２）前方の丸形操向ハンドル（１１）の左右幅方向に左右サイドクラッチペダル（４６）を離反させて配設させ、左右サイドクラッチペダル（４６）の誤認による誤操作を防止し、左右後輪（９）の駆動を適正に選択しながら中止させる。
【００１４】前記丸形操向ハンドル（１１）の外側にハンドルノブ（１１ａ）を設け、該ハンドルノブ（１１ａ）は、直進時において、機体幅方向の中心より左側に設けられ、通常のハンドル操作よりも小さい操作力で確実にハンドルノブ（１１ａ）を用いて片手で操縦し、右手でＨＳＴ主変速レバー（１６）、作業機昇降レバー（１７）或いはＰＴＯレバー（２０）等を操作しながら、左手だけでハンドルノブ（１１ａ）によってハンドル（１１）を回転させ、運転操作性の向上を図ると共に、運転席（１２）上方を囲む左右支柱（１３）の上部間隔よりも支柱（１３）の前部下部側の間隔を大きく形成し、サンバイザー（１４）等を取付ける支柱（１３）上部の左右間隔を適正幅に維持しながら、運転席（１２）の作業者の前方視界の外側に支柱（１３）前部を配置させ、サンバイザー（１４）の取付け構造の簡略化及び運転操作性向上等を図る。
【００１５】また、操向ハンドル（１１）によって切換える操向バルブ（４７）と、操向軸（５１）を駆動する油圧操向モータ（図示しない）を、トルクジェネレータ（５０）に備えると共に、エンジン（５）によって駆動する油圧ポンプ（４８）と、昇降シリンダ（３０）を作動させる昇降バルブ（４９）を設け、油圧ポンプ（４８）に操向バルブ（４７）を介して昇降バルブ（４９）を直列に油圧接続させ、操向ハンドル（１１）操作によって、操向バルブ（４７）を切換えて操向モータ（図示せず）を正逆転させ、操向ハンドル（１１）の回転角度だけ同一方向に出力軸を油圧力により連動して回転させて前輪（４）を左右に方向転換させる一方、作業機昇降レバー（１７）の操作によって昇降バルブ（４９）を切換え、昇降シリンダ（３０）を作動させて作業機（２９）を前輪（４）と後輪（９）の間で昇降させる。
【００１６】上記の構成から明らかなように、リンク機構（２６）及び昇降シリンダ（３０）を介して車体（１）前部に作業機（２９）を取付けると共に、運転席（１２）、操向ハンドル（１１）、エンジン（５）、及びミッションケース（６）を車体（１）後部に取付ける管理作業車において、昇降シリンダ（３０）を制御する昇降バルブ（４９）及び作業機昇降レバー（１７）を車体（１）後部に設け、車体（１）前部のリンク機構（２６）と車体（１）後部の昇降バルブ（４９）をフィードバックワイヤ（図示せず）によって連結させ、リンク機構（２６）の昇降動作量をフィードバックワイヤによって検出して昇降バルブ（４９）を中立復帰させ、昇降レバー（１７）操作量に作業機（２９）昇降量を一致させ、作業機（２９）の昇降機能の向上及び昇降構造の簡略化等を図る。
【００１７】以上のように、リンク機構及び昇降シリンダを介して車体前部に作業機を取付けると共に、運転席、操向ハンドル、エンジン、及びミッションケースを車体後部に取付ける管理作業車において、ＰＴＯレバー、アクセルレバー、ＨＳＴ主変速レバー及び作業機昇降レバー等の操作レバーを機体幅方向の中心より右側に配置したので、機体本体左側から乗降する際に、操作レバーが引っかかる等の不具合が生じない。また、搭乗後は各レバーを右手で操作でき、特に機体旋回時には減速、作業機の上昇、ＰＴＯの駆動停止までの一連の操作を右手だけで操作が可能になり、しかも操向ハンドルは左手の操作だけで持ち換える必要がないので、走行進路を適正に維持しながら作業効率の向上に寄与する。さらに、操向ハンドルにノブが設けられているので、片手の操作で確実な運転操作性が得られる。またさらに、操向ハンドルのノブは直進時において、機体幅方向の中心より左側に設けられているので、左手だけのハンドルのノブ操作により、走行進路を適正に維持しながら作業効率の向上により一層寄与する。
【００１８】次に、本発明に係る作業機（２９）の水平保持機構及び水平制御機構につき詳述する。本実施例において、これらの諸機構は、本管理作業車に備える３個の車輪（４）（９）（９）の略内方に配置し、管理作業車を有効に支持している。図５ないし図７に、リンク機構（２６）及び水平保持機構、水平制御機構に関わる部材のそれぞれ正面断面図、側面図、平面図を示す。さらに、図８には本発明の要部を示す、前ヒッチ（６０）及び後ヒッチ（６１）の分解側面図を示す。リンク機構（２６）は前後方向に、それぞれ梯子状の部材を平行に横設したアッパーリンク（６２）と、ロワーリンク（６３）とから構成される。各リンク（６２）（６３）の前端はヒッチ（２５）に回動自在に軸（６４）（６５）を貫通して付設する軸受け部（６２ａ）（６２ａ）（６３ａ）（６３ａ）が配設されている。さらに、アッパーリンク（６２）の後端部には、前ヒッチ（６０）の上部から左右に突出した凸部（６６）（６６）を回動自在に軸支する前ヒッチ受け部（６２ｂ）（６２ｂ）を備える。ロワーリンク（６３）の後端部には前ヒッチ（６０）の軸受け部（６７）（６７）と共に回動自在に回動軸（６８）を軸通する。
【００１９】これらの構成によって、平行なアッパーリンク（６２）とロワーリンク（６３）が平行を保持したまま回動することにより、前ヒッチ（６０）を上下に略鉛直なまま移動することが可能になる。従来は、本前ヒッチの部位に作業機を取り付け、作業機の角度を一定にした状体で昇降させ、作業時と非作業時の切替を行っていた。しかし、管理作業車は凹凸の激しい圃場等を走行するため、左右に大きく傾く場合があり、従来の構成ではその際に作業機が地面と平行にならず、適切な作業を行えない状況が生じていた。
【００２０】そこで、本発明では、前ヒッチ（６０）の直後方に後ヒッチ（６１）を配設し、該後ヒッチ（６１）が前ヒッチ（６０）に対して相対的に回転可能に構成して水平保持機構を備えると共に、ローリングシリンダー（６９）や水平センサー（７０）からなる水平制御機構を後ヒッチ（６１）に配設して、前記問題の解決を図っている。前ヒッチ（６０）は作業機（２９）の左右方向で略鉛直に配設された略平板部（６０ａ）と、その左右端で後方に向けて略鉛直に延出した左・右端面部を有し、平面視（図７）においてコ字状をなす部材である。
【００２１】そして、左端面部（６０ｂ）にはローリングシリンダー（６９）の下部を固定するローリングシリンダー固定部材（７１）が突設し、その平面視（図７）におけるコ字形状によってローリングシリンダー（６９）を挟持している。一方、右端面部（６０ｃ）には前ヒッチ（６０）の角度を検出するポテンシオメーター（７２）を配設するポテンシオメーター固定部材（７３）を有する。さらに、略平板部（６０ａ）の中央下端部にはローリング軸（７４）を軸支するローリング軸軸支部（７５）を有する。該軸支部（７５）は、略平板部（６０ａ）の下端を半円形状に切り欠き、該切り欠きに半径の同一な円管を溶接することによって形成している。
【００２２】以上に示す前ヒッチ（６０）に遊嵌したローリング軸（７４）を介して、対向する部材が後ヒッチ（６１）である。後ヒッチ（６１）は、左右方向で略鉛直に配設された略平板部（６１ａ）と、前方に向けて略鉛直に延出した左・右端面部（６１ｂ）（６１ｃ）から成り、左・右端面部（６１ｂ）（６１ｃ）は側面視（図６）で見るように、略平板部（６１ａ）の前方に延出した部位と、その上側でＵ字状を横に向けた部位とから成る。ここで、Ｕ字状に形成されるのはその開口部に作業機の左右方向に延設されるフレーム（７６）が嵌合するためである。本構成により、水平保持機構を配設しながら、省スペース化を図ることができる。
【００２３】従って、後ヒッチは、ローリング軸（７４）を中心に前ヒッチ（６０）の略平板部（６０ａ）と後ヒッチ（６１）の略平板部（６１ａ）とが互いに平行を保ちつつ、回転自在に構成されている。そして、後ヒッチ（６１）の左側面部（６１ｂ）にはローリングシリンダー（６９）の上部を挟持する平面視（図７）でコ字状のローリングシリンダー固定部材（７７）が突設されている。一方、右側面部（６１ｃ）には水平センサー（７０）を載置する水平センサー載置台（７８）を付設し、水平センサー（７０）によって後ヒッチ（６１）の水平の是非を検出するようにしている。ここで、該水平センサー（７０）とローリングシリンダー（６９）はローリング軸（７４）の両側部に配置するので、左右のバランス性の向上に寄与する。
【００２４】以上の構成によって、ポテンシオメーター（７２）によって検出された前ヒッチ（６０）の角度を基に、後ヒッチ（６１）が水平になるための前ヒッチ（６０）と後ヒッチ（６１）の相対角度を算出し、ローリングシリンダー（６９）を駆動して後ヒッチ（６１）をローリング軸（７４）を中心に回転させる。同時に水平センサー（７０）で実際の後ヒッチ（６１）の水平を確認し、常に後ヒッチが水平を保持している。
【００２５】後ヒッチ（６１）の後端には作業機（２９）を接続するフック部（７９）（７９）と作業機（２９）に軸を貫通させて固定する接続軸（８０）（８０）を備える。これによって、水平に制御される後ヒッチ（６１）によって作業機（２９）も水平に保持され、従来の管理作業車において問題となっていた作業機（２９）の傾きを解消することができる。
【００２６】さらに、本発明における管理作業車は溝切機を配設することができる。図９に溝切機を配設したリアアクスルケース（８）近傍の側面図を、図１０に同平面図を示す。リアアクスルケース（８）のファイナルケース（８１）の後半に、溝切板（図示しない）を昇降させる昇降アーム（８２）の支点軸（８３）を回転自在に枢支する軸支部材（８４）を付設する。該軸支部（８４）は、ファイナルケース（８１）にボルト（８５）（８５）（８５）（８５）で固設し、ファイナルケース（８１）の円周に沿って形成される固定部（８４ａ）と、その管理作業機内方に支点軸（８３）を備え、昇降アーム（８２）が上下に昇降可能にガイドするガイド部（８４ｂ）とから構成される。
【００２７】そして、昇降アーム（８２）はその中途位置に突設するワイヤー受け部材（８６）の先端を、バネ（８７）を介してワイヤー（８８）と接続し、該ワイヤー（８）を引くことで、昇降するようにしている。さらに、ワイヤー受け部材（８６）の近傍には、昇降アーム（８２）を上昇させる際に助力するバネ（８９）の一端を連設するバネ受け部材（９０）を付設する。バネ（８９）の他端は、ガイド部（８４ｂ）の上部に固定されている。
【００２８】溝切板は、矩形の板と、その端部に支柱を備え、該支柱を支持する支持部材（９１）が昇降アーム（８４）の後端に配設されている。これによって、昇降アームが昇降することで、溝切板が昇降し、使用時には下降して溝を切ることができる。本構成によれば、溝切機の昇降支点を地面から低い位置にすることができるので、昇降アームを短縮することができ、溝切機の使用時における負荷を低減することができる。これによって、部材の長寿命化を図ることができる。同時に、ワイヤーを引き込む量が少なくとも、十分な上昇をさせることができるので、溝切機の不使用時に確実な収納が可能である。
【００２９】また、本構成は、溝切板や昇降アーム（８２）、昇降アームを軸支する軸支部（８３）及びワイヤー受け部材（８６）等を一体的に形成し、ボルト（８５）（８５）（８５）（８５）によって固定するので、着脱が容易であり、組み立て性の向上にも寄与する。
【００３０】
【発明の効果】本発明の管理作業車は、以上の構成を備えるので次の効果を奏する。請求項１に記載の管理作業車によると、従来の平行なリンク機構に加えて作業機の水平を一定に保つ水平保持機構を備えることができるので、コストを抑制しながら作業効率の高い管理作業車を提供することができる。
【００３１】請求項２に記載の管理作業車によると、ローリングシリンダーと水平センサーからなる水平制御機構を備えるので、正確な水平制御を実現できるとともに、ローリングシリンダーによって機敏な応答を得られる水平制御を行うことができ、かつ製造コストの抑制にも寄与する。
【００３２】請求項３に記載の管理作業車によると、ローリングシリンダーと水平センサーをローリング軸に挟んで対向する位置に配設することにより、ローリング軸を中心としてバランス性が向上し、安定した動作に寄与することができる。
【００３３】請求項４に記載の管理作業車によると、３個の車輪の略内方に水平保持機構及び水平制御機構の少なくともいずれかを配置するので、管理作業車全体のバランス性が良好であり、３個の車輪によっても効果的に機体を支持することができる。
【００３４】請求項５に記載の管理作業車によると、水平保持機構及び水平制御機構の少なくともいずれかが管理作業車の機体の略中央に位置するので、バランス性が向上し、安定的な機体の支持が可能である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６８５１
【氏名又は名称】ヤンマー農機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１３年４月２７日（２００１．４．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９０８９３
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邊 敏
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| 【公開番号】 |
特開２００２−３２５５０４（Ｐ２００２−３２５５０４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１１月１２日（２００２．１１．１２） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１３３０３７（Ｐ２００１−１３３０３７） |
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