JP2008011787A5 - - Google Patents

Description

畦塗り機

本発明は、走行機体に装着されて走行機体の走行位置に対して側方の位置を畦塗り作業可能な畦塗り機に関するものである。

畦塗り機は、広い圃場の外縁に亘って畦を成形するものであり、多大な時間と労力を要する畦塗作業の機械化を達成したものとして近年注目されている。この畦塗り機は、走行機体の走行とともに旧畦に沿って進行するものであり、圃場の条件等によっては畦塗作業中に作業部の位置や方位の調整が必要になる。そこで、本出願人は、この作業部の位置及び方位の調整を自動でできる畦塗り機を提案している（特許文献１参照）。

この畦塗り機の一実施形態は、走行機体の後部に装着される装着部と、装着部の中央部に左右方向に揺動自在に枢支された伝動フレームと、伝動フレームを中央にして左右両側に配置されて前側が装着部の左右両端部に枢支された一対の平行リンク部材と、伝動フレーム及び一対の平行リンク部材の各後端部を水平方向に回動自在に枢支する伝動・支持フレームと、伝動・支持フレームに対して水平回動可能に取り付けられた作業部と、作業部に対する元畦の位置を検出して作業部を予め設定した位置に移動するように平行リンク部材の左右揺動や作業部の回動を制御するコントローラを備える。作業部は、旧畦の一部を切り崩して土盛りを行う前処理部と盛られた土を切り崩された旧畦上に塗り付ける整畦部とを有してなる。一対の平行リンク部材の左右揺動や作業部の回動は、作業者のスイッチ操作によっても可能になっている。

特開２００４−２５４５２２号公報

このような畦塗り機は、作業部が伝動フレームや一対の平行リンク部材の下方に位置するように配設されているが、作業部を平行リンク部材側に移動させると、作業部の前処理部が装着部に設けられた装備品に接触して損傷する虞がある。そこで、前処理部が装備品に接触しないように伝動フレームや平行リンク部材の長さを長くするか上方へ配置して間隔を広げるような対策が考えられるが、畦塗り機自体が大型化し、コストが上昇するという問題が生じる。

また従来の畦塗り機は、作業部が任意の位置に有る状態から走行機体の走行に沿って作業部が畦塗り作業可能な通常作業位置に作業部を移動させるためには、平行リンク部材を水平方向に回動させるスイッチ操作と作業部を回動させるスイッチ操作を行う必要があり、操作性が悪いという問題がある。

本発明は、このような問題に対処するために提案されたものであり、畦塗り機の大型化を防止してコスト上昇を抑え、前処理部を平行リンク部材側に移動させても装備品に接触する虞がなく、作業部を任意の位置から通常作業位置に移動させる際のスイッチ操作が容易な畦塗り機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の畦塗り機は、走行機体に装着される装着部と、走行機体の走行位置に対して側方にオフセットした位置を作業する作業部と、平行リンク機構を構成して作業部と装着部とを連結し作業部をオフセット移動可能な連結機構部と、該連結機構部を揺動移動させるオフセットアクチュエータ（例えば、実施形態におけるオフセットシリンダ５０）と、連結機構部の移動端側に回動自在に設けられた回動軸（例えば、実施形態における伝動軸４５）に繋がって作業部の作業方向を調整する方向アクチュエータ（例えば、実施形態における方向シリンダ３１）とを備えた畦塗り機において、装着部に対する連結機構部のオフセット角度を検出するオフセット角検出手段（例えば、実施形態におけるオフセット角センサ５２）と、連結機構部の移動端側に対する作業部の回動角度を検出する回動角検出手段（例えば、実施形態における回動角センサ３３）と、オフセット角検出手段及び回動角検出手段から検出される各検出値をもとに連結機構部と作業部の相対位置を算出してオフセットアクチュエータ及び方向アクチュエータの作動を制御して、作業部の位置及び方位の調整が可能な作動制御部（例えば、実施形態におけるコントローラ６０）を設けたことを特徴とする。

この発明によれば、オフセット角検出手段と回動角検出手段から検出される各検出値をもとに算出された連結機構部と作業部の相対位置に応じて、オフセットアクチュエータ及び方向アクチュエータの作動を制御して、作業部の位置及び方位の調整を可能にすることで、作業部が移動したときに畦塗り機に設けられた装備品に接触する虞がある場合に、作業部が装備品に接触することがないようにオフセットアクチュエータ及び方向アクチュエータの作動制御が可能になり、作業部が装着部に接触する事態を防止することができる。

また本発明の作動制御部は、オフセット角検出手段及び回動角検出手段から検出される各検出値をもとに連結機構部と作業部の相対位置を算出して、作業部が装着部に設けられた装備品（例えば、実施形態におけるケース１６）に接触することがないようにオフセットアクチュエータ及び方向アクチュエータの作動を制御することを特徴とする。

この発明によれば、オフセット角検出手段及び回動角検出手段の各検出値から算出された作業部の連結機構部に対する相対位置に基づいて、作業部が装備品に接触しないようにオフセットアクチュエータ及び方向アクチュエータの作動を制御することで、作業部が装備品に接触する事態を確実に防止することができる。このため、作業部が装備品に接近しても作業部が装備品に接触しないような長さを有した連結機構部を備える必要がなく、畦塗り機自体の大型化を防止することができ、コストの上昇を抑制することができる。

また本発明は、走行機体の走行に沿って作業部が作業可能な通常作業位置に作業部を移動させる際に操作される操作スイッチ（例えば、実施形態における通常位置復帰スイッチ６３ｃ）を備え、作動制御部は、操作スイッチがＯＮ操作されると、作業部が通常作業位置に移動するようにオフセットアクチュエータ及び方向アクチュエータの作動を制御することを特徴とする。

この発明によれば、操作スイッチがＯＮ操作されると、作業部が通常作業位置に移動するように、作動制御部がオフセットアクチュエータ及び方向アクチュエータの作動を制御することにより、作業部が任意の位置にあっても、操作スイッチをＯＮ操作するだけで、作業部を通常作業位置に移動させることができる。

本発明に係わる畦塗り機によれば、連結機構部のオフセット角度や作業部の回動角度を検出し、これらの検出値をもとに作業部が装着部に設けられた装備品に接触することのないようにオフセットアクチュエータ及び方向アクチュエータの作動制御を行い、また操作スイッチがＯＮ操作されると、作業部が通常作業位置に移動するようにオフセットアクチュエータ及び方向アクチュエータの作動が制御されることにより、畦塗り機の大型化を防止してコスト上昇を抑え、前処理部が装備品に接触する虞がなく、作業部を任意の位置から通常作業位置に移動させる際のスイッチ操作が容易な畦塗り機を提供することができる。

以下、本発明に係る畦塗り機について、図１〜図６を参照して説明する。なお、説明の都合上、図１（斜視図）に示す方向を前後方向及び左右方向として、以下説明する。畦塗り機１は、図１及び図２（斜視図）に示すように、走行機体であるトラクタ（図示省略）の３点リンク機構に装着される装着部１０、畦塗り作業を行う作業部２０、装着部１０と作業部２０とを連結する連結機構部４０とを基本構成として備える。

装着部１０は、ロアリンク連結部１１とトップリンク連結部１２を備えると共に、連結機構部４０が装着される支持部材１３を備えている。また、トラクタのＰＴＯ軸とユニバーサルジョイント等の伝動継手を介して接続される入力軸１５を備えており、この入力軸１５に伝達された動力を連結機構部４０の伝動機構に伝達するための伝動機構を支持部材１３内に備えている。

連結機構部４０は、前端側が装着部１０の支持部材１３に支持され、後端側に作業部２０が取り付けられて、作業部２０を図示省路した走行機体側方のオフセット位置で作業させるものであり、前端が装着部側に軸支され、後端が作業部側に軸支されたリンク部材４１と、作業部側に動力伝達する巻き掛け伝動手段を備えた伝動ケース４３とを具備している。

伝動ケース４３は伝動軸４４，４５を垂直に設置して、伝動軸４４の回りに伝動ケース４３が回動可能に軸支され、伝動軸４５の回りに作業部２０が回動可能に軸支されている。そして、伝動ケース４３とリンク部材４１を平行に配備し、支持部材１３とで平行リンク機構を形成して、連結機構部４０の揺動に対して作業部２０の方向が変化しない機構にしている。

作業部２０は、旧畦の一部を切り崩して土盛り作業を行う前処理部２１とこの前処理部２１によって前方に盛られた土を切り崩された旧畦上に塗り付けて新しい畦を整畦する整畦部２５とを備え、これらが支持ケース２９に装着されており、伝動軸４４に伝動された動力を前処理部２１と整畦部２５とに振り分ける伝動機構を備えている。

ここで、前処理部２１はロータリ爪を駆動軸に装着したロータリ耕耘型の前処理機構であり、旧畦の天場（上面）を削り取る天場処理機構２２が付加されている。なお、必要に応じて天場処理機構２２を取り除いてもよい。また、整畦部２５は、畦の上面を成形する円筒ドラム２５ａと畦の側面を成形する円錐傘状ドラム２５ｂからなる整畦ドラムを備えている。

このように構成された畦塗り機１の連結機構部４０には、作業部２０の作業位置を調整するためのオフセットシリンダ５０が装備され、作業部２０には、作業部２０の作業方向を調整するための方向シリンダ３１が装備されている。

また、連結機構部４０のリンク部材４１の前端部には、連結機構部４０のオフセット角度を検出するオフセット角センサ５２が取り付けられている。このオフセット角センサ５２は、支持部材１３に対する相対的なリンク部材４１の角度を検出するものであり、例えば、ポテンショメータの使用が可能である。また作業部２０の作業方向を検出する手段として伝動軸４５を覆うケース４６の外側に回動角センサ３３が装備されている。この回動角センサ３３は、連結機構部４０の移動端側に対する相対的な作業部２０の方向変化を検出するものであり、例えば、ポテンショメータの使用が可能である。

そして、本発明の実施例に係る畦塗り機１の動作を制御するコントローラ６０は、図３（ブロック図）及び図４（平面図）に示すように、オフセット角センサ５２からの検出信号、回動角センサ３３からの検出信号、スイッチ本体６２に設けられた操作スイッチ６３からの信号に基づいて、オフセット制御バルブ６５及び方向制御バルブ６６の作動油の給排を制御して、オフセットシリンダ５０及び方向シリンダ３１を伸縮させる。

操作スイッチ６３は、連結機構部４０を左右方向に揺動させて作業部２０の位置を調整するときに操作される位置調整スイッチ（オフセットスイッチ）６３ａと、作業部２０の向きを調整するときに操作される方向調整スイッチ６３ｂと、走行機体の走行に沿って作業部２０が作業可能な通常作業位置に作業部２０を移動させるときに操作される通常位置復帰スイッチ６３ｃが装備されている。

コントローラ６０は、位置調整スイッチ６３ａ又は方向調整スイッチ６３ｂが操作されると、オフセット角センサ５２及び回動角センサ３３からの検出信号に基づいて前処理部２１の位置を算出し、装着部１０の一部である支持部材１３に取り付けられた入力軸１５を収容するケース１６やこのケース周辺に配設された配管等の装備品に関する予め設定された位置範囲内に前処理部２１が移動しないように（例えば、前処理部２１が前記した位置範囲の外側で移動するように）、オフセットシリンダ５０及び方向シリンダ３１の伸縮動を制御するオフセット制御バルブ６５及び方向制御バルブ６６の給排制御を行う。

このように、コントローラ６０は、作業部２０が装備品に接触することのないようにオフセットシリンダ５０及び方向シリンダ３１の作動制御を行うので、例えば、作業部２０が図４（平面図）に示した通常作業位置にある状態から左側にオフセット移動するように位置調整スイッチ６３ａが操作されると、図５（平面図）及び図６（正面図）に示すように、連結機構部４０が左側に揺動するとともに、作業部２０が左側にオフセット移動する。このとき、前処理部２１の天場処理機構２２が装着部１０や支持部材１３下方に位置する入力軸１５を収容するケース１６等の装備品に接触する可能性がある。このような場合、前述したコントローラ６０は作業部２０が装備品に接近しないような位置及び姿勢になるようにオフセットシリンダ５０及び方向シリンダ３１の作動を制御する。このため、天場処理機構２２が装着部１０や装備品に接触する事態を未然に防止することができる。つまり、畦塗り機１は、作業部２０が装着部１０側に接近したときに作業部２０が装着部１０や支持部材１３下方に位置する入力軸１５を収容するケース１６等の装備品に接触しないような長さを有した連結機構部を備える必要がなく、畦塗り機自体の大型化を防止することができ、コストの上昇を抑制することができる。

なお、本実施例では、天場処理機構２２が装着部１０や装備品に接触する例を示したが、天場処理機構２２が付加されていない前処理部が装着部１０や装備品に接触する虞がある場合も同様である。また、オフセットシリンダ５０及び方向シリンダ３１の伸縮制御は、前処理部２１が装備品に接触する虞のない安全領域を予め設定し、この安全領域を前処理部２１が超えないようにオフセットシリンダ５０及び方向シリンダ３１の伸縮を制御することが好ましい。また連結機構部４０のオフセット角度に応じて前処理部２１が装備品に接触しない許容回動角度範囲を予め設定し、又は作業部２０の回動角度に応じて前処理部２１が装備品に接触しない許容オフセット角度範囲を予め設定して、オフセットシリンダ５０及び方向シリンダ３１の伸縮を制御するようにしてもよい。さらに前処理部２１が装備品に接触しようとするときに駆動しているオフセットシリンダ５０及び方向シリンダ３１の伸縮動を規制することが好ましい。

またコントローラ６０は、図３に示すように、通常位置復帰スイッチ６３ｃが操作されると、オフセット角センサ５２及び回動角センサ３３からの検出信号に基づいて作業部２０の前処理部２１の位置を算出し、この算出位置から通常作業位置に作業部２０が移動するようにオフセット制御バルブ６５及び方向制御バルブ６６の給排を制御してオフセットシリンダ５０及び方向シリンダ３１の伸縮をコントロールするように構成されている。

このため、作業部２０が任意の位置にあっても、通常位置復帰スイッチ６３ｃを操作するだけで、作業部２０を通常作業位置に移動させることができ、作業部２０の復帰操作を容易にすることができる。なお、前述した実施形態では、作業部２０が任意位置から通常作業位置に自動復帰する場合を示したが、作業部２０を作業状態の方向とは異なる方向にして所定位置に移動させるようにしてもよい。

本発明の一実施の形態に係る畦塗り機の後側斜視図を示す。 本発明の一実施の形態に係る畦塗り機の前側斜視図を示す。 この畦塗り機に搭載されたコントローラを含むブロック図を示す。 作業部が通常作業位置に移動した畦塗り機の平面図を示す。 コントローラによるオフセットシリンダ及び方向シリンダの作動規制を説明するための畦塗り機の平面図を示す。 コントローラによるオフセットシリンダ及び方向シリンダの作動規制を説明するための畦塗り機の正面図を示す。

符号の説明

１ 畦塗り機
１６ ケース（装備品）
２０ 作業部
３１ 方向シリンダ（方向アクチュエータ）
３３ 回動角センサ（回動角検出手段）
４０ 連結機構部
４５ 伝動軸（回動軸）
５０ オフセットシリンダ（オフセットアクチュエータ）
５２ オフセット角センサ（オフセット角検出手段）
６０ コントローラ（作動制御部）
６３ 通常位置復帰スイッチ（操作スイッチ）