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【発明の名称】 自動操縦ができる移植機
【発明者】 【氏名】薮内　正俊
【住所又は居所】岡山県赤磐郡山陽町下市４４７番地　みのる産業株式会社内

【氏名】平岡　伸明
【住所又は居所】岡山県赤磐郡山陽町下市４４７番地　みのる産業株式会社内

【氏名】奥田　達雄
【住所又は居所】岡山県赤磐郡山陽町下市４４７番地　みのる産業株式会社内

【氏名】小西　修
【住所又は居所】岡山県赤磐郡山陽町下市４４７番地　みのる産業株式会社内

【氏名】佐藤　輝明
【住所又は居所】岡山県赤磐郡山陽町下市４４７番地　みのる産業株式会社内
【要約】 【課題】圃場の表面に案内溝を形成する作溝装置と、圃場に形成された案内溝に沿って機体の進行方向を誘導する案内装置を備えた４輪型移植機。案内溝に対する追従性を向上させる。

【解決手段】案内装置１２は、機体フレームの前端部に左右方向に揺動自在に軸支された第１揺動アーム２３と、その前端部に連結部２４を介して上下方向に回動可能に連結された第２揺動アーム２５と、第２揺動アーム２５の前端部に設けられた案内車輪２６と、第１揺動アーム２３と前輪２、２を変向させるステアリングフランジ２９、３０の間に連結された一対のタイロッド３１、３２を備える。第１揺動アーム２３及び第２揺動アーム２５の左右方向の揺動に伴って各前輪２、２が変向する。さらに第１揺動アーム２３にハンドルの動きを伝達する舵取装置、すなわち油圧シリンダ装置４１、４２が連結される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圃場の表面に案内溝を形成する作溝装置と、圃場に形成された前記案内溝に沿って機体の進行方向を誘導する案内装置を備えた４輪型移植機において、前記案内装置は、機体フレームの前端部に左右方向に揺動自在に軸支された第１揺動アームと、該第１揺動アームの前端部に連結部を介して上下方向に回動可能に連結された第２揺動アームと、該第２揺動アームの前端部に設けられ前記案内溝に沿って移動する案内部材と、前記第１揺動アームに連結されその揺動を各前輪を変向させるステアリングフランジに伝達するタイロッドを備え、これにより前記第１及び第２揺動アームの左右方向の揺動に伴って各前輪が変向し、さらに前記第１揺動アームにハンドルの動きを伝達する舵取装置が連結され、ハンドルの動きが前記舵取装置を介して前記第１揺動アームに左右方向の揺動として伝達され、さらにタイロッド及びステアリングフランジを介して前輪に伝達されることを特徴とする自動操縦ができる移植機。
【請求項２】
一端が前記第１揺動アームに連結され他端が各前輪を変向させるステアリングフランジに連結された一対のタイロッドを備えることを特徴とする請求項１に記載された自動操縦ができる移植機。
【請求項３】
前記案内装置において、第１揺動アームの支点からタイロッドの連結部までの距離をａとし、ステアリングフランジの回動支点からタイロッドの連結部まで距離をｂとしたとき、ａ＞ｂであることを特徴とする請求項１又は２に記載された自動操縦ができる移植機。
【請求項４】
前記舵取装置は、前記揺動アームの両側に一対設置された油圧シリンダ装置であり、その一端が機体フレームに連結され、他端が前記揺動アームに連結されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された自動操縦ができる移植機。
【請求項５】
前記第１揺動アームの高さ位置を保つ支持部材が機体フレームに設置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載された自動操縦ができる移植機。
【請求項６】
前記作溝装置は、機体との距離を調整可能とされ、かつ機体の前進に伴って圃場の表面に案内溝を形成する作溝部材を後輪の側方に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載された自動操縦ができる移植機。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、野菜や花の苗の定植作業等に使用する４輪型移植機に関し、特に自動操縦を可能とした４輪型移植機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の自動操縦を可能とする移植機として、例えば実公平２−２９８４８号公報には、前輪を支持するフォークに揺動アームを取り付け、その前端に誘導輪を取り付け、その誘導輪がマーカー（作溝部材）により圃場表面に形成された案内溝の中を走行するようにした３輪型移植機が記載されている。この移植機では、誘導輪の向き（＝揺動アームの向き）と前輪の向きが一致し、案内溝がまっすぐ形成されているところでは誘導輪と機体が同じ方向を向いて機体は直進し、案内溝が湾曲しているところでは誘導輪がその湾曲に沿うとともに前輪が同じ方向を向き、機体はほぼその湾曲に沿って進行する。
【０００３】
また、特開２０００−６９８０７には、機体前端部に左右に揺動自在に揺動アームを取り付け、その前端部に上下方向に回動自在にガイド輪支持アームを連結し、ガイド輪支持アームの先端部にガイド輪を回転自在に設置した４輪型移植機が記載されている。この移植機では、揺動アームがステアリング機構のピットマンアームと連結部材を介して連結され、揺動アームとピットマンアームが一体に作動するように構成されている。なお、ステアリング機構のピットマンアームは、一対のタイロッドを介して各前輪を変向させるスイングアームに連結されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記３輪型移植機では、誘導輪の向きと前輪の向きが同じで機体を案内溝側に誘導するのが遅れるためか、湾曲した案内溝に沿って走行する場合、機体の中心と案内溝との間にずれができ、これがいつまでも解消されにくい。前輪が一輪であるため前輪の滑りが生じやすいことも、その傾向を強くしているものと考えられる。
【０００５】
一方、前記４輪型移植機では、自動操縦時、揺動アームが揺動すると連結部材を介してピットマンアームが揺動し、さらにピットマンアームの揺動がタイロッド及びスイングアームを介して前輪に伝達される。このように揺動アームの揺動が多くの部材からなる複雑な伝達機構を介して前輪に伝達されるため、揺動アームの揺動が重くなり、誘導溝の曲がりが大きいときなどにガイド輪が誘導溝に追従し切れないという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような従来の移植機の問題点に鑑み、案内溝に対する追従性に優れた移植機を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圃場の表面に案内溝を形成する作溝装置と、圃場に形成された前記案内溝に沿って機体の進行方向を誘導する案内装置を備えた４輪型移植機において、前記案内装置は、機体フレームの前端部に左右方向に揺動自在に軸支された第１揺動アームと、該第１揺動アームの前端部に連結部を介して上下方向に回動可能に連結された第２揺動アームと、該第２揺動アームの前端部に設けられ前記案内溝に沿って移動する案内部材と、前記第１揺動アームに連結されその揺動を各前輪を変向させるステアリングフランジに伝達するタイロッドを備え、これにより前記第１及び第２揺動アームの左右方向の揺動に伴って各前輪が変向し、さらに前記第１揺動アームにハンドルの動きを伝達する舵取装置が連結され、ハンドルの動きが前記舵取装置を介して前記第１揺動アームに左右方向の揺動として伝達され、さらにタイロッド及びステアリングフランジを介して前輪に伝達されることを特徴とする。なお、機体フレームとは、車輪や、エンジン、植付装置、作溝装置、案内装置等の搭載物を支持するフレーム構造を意味する。
【０００８】
上記移植機は、タイロッドとして、一端が前記第１揺動アームに連結され他端が各前輪を変向させるステアリングフランジに連結された一対のタイロッドを備えることが望ましい。また、上記案内装置において、第１揺動アームの支点からタイロッドの連結部までの距離をａとし、ステアリングフランジの回動支点からタイロッドの連結部までの距離をｂとしたとき、ａ＞ｂであることが望ましい。
さらに、上記移植機の具体的形態として、舵取装置は揺動アームの両側に一対設置された油圧シリンダ装置であり、その一端が機体フレームに連結され、他端が前記揺動アームに連結されていること、前記第１揺動アームの高さ位置を保つ支持部材が機体フレームに設置されていること、及び作溝装置は機体との距離を調整可能とされ、かつ機体の前進に伴って圃場の表面に案内溝を形成する作溝部材を後輪の側方に備えること等を例示できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を参照し、本発明に係る移植機について具体的に説明する。
図１及び図２に示す移植機は野菜や花のポット苗を圃場に移植する４輪型移植機であり、機体フレーム１と、それぞれ２輪の前輪２及び後輪３、前輪を操向させるハンドル４、機体の中間部分に設置された植付装置５、その前方に設置された溝切り輪６、予備のポット苗箱を載置する予備苗載台７、エンジン８等を備える。植付装置５及び溝切り輪６はそれ自体公知であり、圃場に接地してポット苗を植え付ける稼動位置と上方の退避位置の間を同時に昇降可能に機体フレーム１に支持されている。なお、この移植機は４条型である。
【００１０】
さらに、この移植機は、圃場の表面に案内溝を形成する作溝装置１１と、圃場に形成された前記案内溝に沿って機体１の進行方向を誘導する案内装置１２を備える。
作溝装置１１は機体フレーム１の後端部に設置され、機体フレーム１に支持されて左右に延びる横フレーム１３と、横フレーム１３の両側に該横フレーム１３に対してスライド可能に取り付けられたスライドフレーム１４と、スライドフレーム１４の先端に取り付けられた支持リンク１５と、支持リンク１５の先端にフォーク１６を介して回転自在に取り付けられた算盤玉形の作溝車輪１７等からなる。この作溝車輪１７は後輪３の側方に位置している。
【００１１】
この作溝装置１１において、スライドフレーム１４が横フレーム１３に対しスライドすることで作溝車輪１７の機体１からの距離が調整可能であり、これにより自動操縦時の隣接植付条間隔（今回植付分（４条）と次回植付分（４条）との間隔）が調整できる。また、支持リンク１５はスライドフレーム１４との取付部１８を支点として鉛直面内で回動可能であり、これにより作溝車輪１７は図１に示す稼動位置と上方に退避した退避位置の間を昇降可能である。なお、作溝車輪１７の昇降は植付装置５及び溝切り車輪６の昇降と同時に自動的に行われるようにするとよい。
作溝車輪１７は稼動時はバネ１９により下方に押し付けられ、機体の進行に伴って圃場表面に案内溝を形成するが、機体の中で最も左右の揺れの少ない後輪３の近傍（側方）に位置しているため、一時的な機体の揺れの影響を余り受けずに、案内溝を安定して形成することができる。
【００１２】
案内装置１２は機体フレーム１の前端部に設置され、機体フレーム１の一部をなす左右の前輪支持ケース２１に掛け渡した支持フレーム２２の中央に左右方向に揺動自在に軸支された第１揺動アーム２３と、第１揺動アーム２３の前端部に連結部２４を介して上下方向に回動可能に連結された第２揺動アーム２５と、第２揺動アーム２５の前端部に直列に２つ設けられた算盤玉形の案内車輪２６と、一端が第１揺動アーム２３に固定されたブラケット２７、２８に回動自在に連結され、他端がステアリングフランジ２９、３０に回動自在に連結された一対のタイロッド３１、３２、機体フレーム１の前端のブラケット３３の下端に固定された平面視円弧状（円弧の中心は第１揺動アームの支点）の支持バー３４、第１揺動アーム２３に取り付けられ前記支持バー３４上を転動可能な支持ローラ３５、シリンダ側が第１揺動アーム２３に連結されロッド側が第２揺動アーム２５にリンクを介して連結された油圧シリンダ装置３６等からなる。
なお、ステアリングフランジ２９、３０（前記特開２０００−６９８０７ではスイングアームと称している）は各前輪２を変向させるためのもので、一端が前輪支持ケース２１に支持された軸３７に固定され、他端がタイロッド３１、３２に連結されている。軸３７の下には前輪２の車軸が取り付けられ、このステアリングフランジ２９、３０が回動して軸３７がそれぞれある角度回動すると、同じ角度だけ前輪２の向きが変わるようになっている。
【００１３】
この案内装置１２において、支持バー３４が第１揺動アーム２３側の支持ローラ３５と協働して第１揺動アーム２３を支持し、その高さ位置を保っている。また、油圧シリンダ装置３６のロッドが伸長すると第２揺動アーム２３が下降し（図１の実線参照）、短縮すると上方の退避位置に回動する（図１の仮想線参照）。この昇降が植付装置５及び溝切り車輪６の昇降と同時に自動的に行われるようにしてもよい。
さらに、この案内装置１２において、図３に示すように、第１揺動アーム２３の支点からタイロッド３１、３２の連結部までの距離をａとし、ステアリングフランジ２９、３０の回動支点からタイロッド３１、３２の連結部までの距離をｂとしたとき、ａ＞ｂに設定されている。
【００１４】
移植機が走行すると、それに伴って案内車輪２６が案内溝内を走行する。案内溝が直線的であれば、第１揺動アーム２３及び第２揺動アーム２５と機体の向きは基本的に同一であるが、案内溝が湾曲している場合、第１揺動アーム２３及び第２揺動アーム２５は、図３の仮想線に示すように当該案内溝の湾曲に倣って角度を変え、機体の向きと第１揺動アーム２３及び第２揺動アーム２５の間に修正角αが生じる。同時に、第１揺動アーム２３に連結されたタイロッド３１、３２が各ステアリングフランジ２９、３０を回動させ、それに伴い各ステアリングフランジ２９、３０に対応する前輪２、２には切れ角β（機体の向きと前輪２、２との角度）が生じる。ここで、ａ＞ｂに設定されているので、α＜βとなる。すなわち、案内溝の湾曲に敏感に反応して前輪２、２が角度を変え、機体を案内溝側に誘導するのが早くなる。従って、湾曲した案内溝に沿って植付作業をする場合にその案内溝に対する機体の追従性が優れている。また、直線的な案内溝に沿って植付作業を行う場合にも、走行中に機体が揺れるなどして機体が左右いずれかを向くことがあるが、その場合にも機体の向きが元の方向に回復するのが早い。
【００１５】
さらに、この案内装置１２では、第１揺動アーム２３及び第２揺動アーム２５の揺動が、タイロッド３１、３２及びステアリングフランジ２９、３０を介して直に前輪２に伝達され、複雑な伝達機構を介していないので、第１揺動アーム２３及び第２揺動アーム２５の揺動は軽く前輪２に伝達される。この案内装置１２の伝達機構（第１揺動アーム２３→タイロッド３１、３２→ステアリングフランジ２９、３０）に摺動部分がない（特開２０００−６９８０７では、揺動アームとピットマンアームの回転半径が異なるため、連結部材に摺動を許容する機構が必要）ことも、第１揺動アーム２３及び第２揺動アーム２５の揺動が軽く前輪２に伝達される要因の１つである。その結果、この案内装置１２では、案内車輪２６は案内溝に対し優れた追従性を示す。また、伝達機構が簡単でかつ摺動部分がないことによりガタが小さく、第１揺動アーム２３及び第２揺動アーム２５の揺動がより正確に前輪２に伝達される。
【００１６】
この移植機では、第１揺動アーム２３の両側に油圧シリンダ装置４１、４２が一対設置され、いずれもシリンダ側が前輪支持ケース２１に回動自在に連結され、ロッド側が第１揺動アーム２３側に回動自在に連結されている。この油圧シリンダ装置４１、４２は移植機の舵取装置であり、作業者がハンドル４を操作する場合、ハンドル４を回すといずれか一方のシリンダに作動油が入ってロッドが伸長し、他方のシリンダから作動油が抜けてロッドが短縮するようになっている。これにより、第１揺動アーム２３（及び第２揺動アーム２５）が揺動し、その揺動はタイロッド３１、３２及びステアリングフランジ２９、３０を介して前輪２に伝達される。なお、自動操縦時は、第１揺動アーム２３（及び第２揺動アーム２５）が揺動するのに伴い、その揺動の程度（前輪の切れ角の程度）に応じて油圧シリンダ装置４１、４２が伸縮する（一方のシリンダから他方のシリンダに作動油が自由に移動する）。油圧シリンダ装置４１、４２の伸縮は同時にハンドル４に伝達され、その伸縮の程度に応じてハンドル４が回る。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、案内溝に対する追従性に優れた移植機を得ることができ、自動操縦が確実に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る移植機の側面図である。
【図２】その平面図である。
【図３】その要部拡大図である。
【符号の説明】
１　機体フレーム
２　前輪
３　後輪
１１　作溝装置
１２　案内装置
１７　作溝車輪
２３　第１揺動アーム
２５　第２揺動アーム
２６　案内車輪
２９、３０　ステアリングフランジ
３１、３２　タイロッド
３４　支持バー
３５　支持ローラ
３６　油圧シリンダ装置
４１、４２　油圧シリンダ装置（舵取装置）
【出願人】 【識別番号】０００１００４６９
【氏名又は名称】みのる産業株式会社
【住所又は居所】岡山県赤磐郡山陽町下市４４７番地
【出願日】 平成１４年８月２３日（２００２．８．２３）
【代理人】 【識別番号】１００１００９７４
【弁理士】
【氏名又は名称】香本　薫
【公開番号】 特開２００４−８１０５０（Ｐ２００４−８１０５０Ａ）
【公開日】 平成１６年３月１８日（２００４．３．１８）
【出願番号】 特願２００２−２４４３１７（Ｐ２００２−２４４３１７）