JP2008072955A - 作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】アタッチメントを使わない作業においては、アタッチメントを上下反転位置まで上昇させ、コンパクトに格納できるようにする。
【解決手段】走行機体に連結されて所定の作業を行う作業機本体２と、回動支点Ａを介して作業機本体２に昇降自在に連結され、作業形態に応じて昇降操作されるアタッチメント３と、作業機本体２とアタッチメント３との間に介設され、アタッチメント３の昇降作動及び／又は昇降補助を行う昇降作動部４とを備える作業機１において、一端がアタッチメント３に上下回動自在に連結される第一リンク６と、一端が作業機本体２に上下回動自在に連結され、かつ、他端が第一リンク６の他端に回動自在に連結される第二リンク７とからなるリンク機構８を構成し、該リンク機構８を介して昇降作動部４をアタッチメント３に連結する。
【選択図】図１

Description

本発明は、トラクタ等の走行機体に連結されるロータリ等の作業機に関し、特に、畝成形器等のアタッチメントが昇降自在に連結された作業機に関する。

一般に、トラクタ等の走行機体に連結される作業機では、各種の作業形態に対応できるように、各種のアタッチメントが装着可能となっている。例えば、耕耘作業を行うロータリでは、アタッチメントとして畝成形器を装着し、耕耘と同時に畝立てを行うことができるようになっている。

また、近年では、作業形態に応じてアタッチメントを着脱する手間を省くために、アタッチメントを昇降可能にした作業機も提案されている（例えば、特許文献１参照）。そして、このような作業機では、作業機本体とアタッチメントとの間に、油圧シリンダ、電動シリンダ等の昇降作動用アクチュエータや、バランススプリング等の昇降補助用弾機を介設することにより、アタッチメントの昇降操作が容易になる。
特開２００６−５５１１３号公報

しかしながら、特許文献１に記載される作業機では、回動支点を介して作業機本体に昇降自在に連結されたアタッチメントに対し、直進駆動する油圧シリンダを直接連結し、該油圧シリンダの駆動力でアタッチメントを昇降させるので、アタッチメントの回動角が制限されるという問題がある。すなわち、アタッチメントを使わない作業では、アタッチメントを上下反転位置まで上昇させ、コンパクトに格納することが理想であるが、特許文献１の作業機では、アタッチメントを上昇させると、回動角の不足によりアタッチメントが後方に大きく突出してしまい、走行や作業の邪魔になるという問題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、走行機体に連結されて所定の作業を行う作業機本体と、回動支点を介して作業機本体に昇降自在に連結され、作業形態に応じて昇降操作されるアタッチメントと、作業機本体とアタッチメントとの間に介設され、アタッチメントの昇降作動及び／又は昇降補助を行う昇降作動部とを備える作業機において、一端がアタッチメントに上下回動自在に連結される第一リンクと、一端が作業機本体に上下回動自在に連結され、かつ、他端が第一リンクの他端に回動自在に連結される第二リンクとからなるリンク機構を構成し、該リンク機構を介して昇降作動部をアタッチメントに連結したことを特徴とする。このようにすると、アタッチメントの回動角を十分に確保できるので、アタッチメントを使わない作業においては、アタッチメントを上下反転位置まで上昇させ、コンパクトに格納することが可能になる。
また、前記昇降作動部に、第二リンクを強制的に回動させる昇降作動用アクチュエータを設けたことを特徴とする。このようにすると、アクチュエータの駆動力でアタッチメントを容易に昇降させることができる。
また、前記昇降作動部に、第二リンクを上昇方向に付勢する昇降補助用弾機を設けたことを特徴とする。このようにすると、弾機の付勢力により、アクチュエータの昇降作動荷重や、手動による昇降操作荷重を軽減することができる。
また、前記作業機本体に、昇降作動用アクチュエータを駆動させる昇降操作スイッチを配置したことを特徴とする。このようにすると、作業機側でアタッチメントの昇降操作を行うことができる。
また、前記アタッチメントの回動をロック可能なロックピンと、該ロックピンのロック解除状態を検出するロック解除検出センサとを備え、該ロック解除検出センサがロックピンのロック解除状態を検出しているときのみ、昇降操作スイッチによる昇降作動用アクチュエータの駆動を許容することを特徴とする。このようにすると、昇降作動時以外におけるアタッチメントの回動をロックし、アクチュエータの負荷を軽減できるだけでなく、回動ロック状態でのアクチュエータ駆動を防止することができる。

次に、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。図１〜図３において、１は作業機であって、該作業機１は、作業機本体２、アタッチメント３及び昇降作動部４を備えて構成されている。
作業機本体２は、トラクタ等の走行機体に連結されて所定の作業を行うように構成されている。例えば、本実施形態の作業機本体２は、機体の走行に伴って圃場を耕耘するロータリからなり、その後部には、アタッチメント３を装着可能なツールバー５が設けられている。

アタッチメント３は、回動支点Ａを介して作業機本体２に昇降自在に連結され、作業形態に応じて昇降操作されるようになっている。例えば、アタッチメント３が畝成形器である場合は、アタッチメント３を下降させると、耕耘作業と同時に畝立て作業を行うことが可能になり、また、アタッチメント３を上昇させると、通常の耕耘作業を行うことが可能になる。

昇降作動部４は、作業機本体２とアタッチメント３との間に介設され、アタッチメント３の昇降作動や昇降補助を行うように構成されている。本発明は、この昇降作動部４とアタッチメント３の連結構造に特徴を有しており、具体的には、一端がアタッチメント３側に回動支点Ｂを介して上下回動自在に連結される第一リンク６と、一端が作業機本体２側に回動支点Ｃを介して上下回動自在に連結され、かつ、他端が第一リンク６の他端に回動支点Ｄを介して回動自在に連結される第二リンク７とからなるリンク機構８を構成し、該リンク機構８を介して昇降作動部４をアタッチメント３に連結している。このようにすると、昇降作動部４をアタッチメント３に直接連結する場合に比べ、アタッチメント３の回動角を十分に確保できるので、アタッチメント３を使わない作業においては、アタッチメント３を上下反転位置まで上昇させ、コンパクトに格納することが可能になる。

図１〜図５に示すように、昇降作動部４には、第二リンク７を強制的に回動させる昇降作動用アクチュエータや、第二リンク７を上昇方向に付勢する昇降補助用弾機を設けることができる。
例えば、昇降作動部４に、昇降作動用アクチュエータとして電動シリンダ９を設け、その伸縮作動に応じて第二リンク７を強制的に回動させるようにすると、アクチュエータの駆動力でアタッチメント３を容易に昇降させることが可能になる。
また、昇降作動部４に、昇降補助用弾機として引張りコイルスプリング１０、１１を設け、そのスプリング力で第二リンク７を上昇方向に付勢するようにすると、スプリング力により、アクチュエータの昇降作動荷重や、手動による昇降操作荷重を軽減することが可能になる。
尚、本実施形態では、昇降作動部４に昇降作動用アクチュエータ及び昇降補助用弾機を設けているが、いずれか一方のみを設けるようにしてもよい。

次に、アタッチメント３の回動支持部、リンク機構８及び昇降作動部４の具体的な構成について説明する。
アタッチメント３の回動支持部は、第一サポート１２及び第二サポート１３を備えて構成されている。
第一サポート１２は、ツールバー５に後方から嵌合する側面視コ字状の固定部１４と、固定部１４から下方に延出するプレート部１５と、固定部１４から前方上方に延出するフレーム部１６とを備えて構成されており、ツールバー５及び固定部１４を貫通するピン１７を用いてツールバー５に固定される。
第二サポート１３は、アタッチメント３が取り付けられるパイプ部１８と、パイプ部１８に一体的に溶着されるプレート部１９とを備えて構成されており、プレート部１９が回動支点Ａを介して第一サポート１２のプレート部１５に回動自在に連結されるようになっている。

第一サポート１２と第二サポート１３の間には、アタッチメント３の回動を選択的にロックする回動ロック機構２０が構成されている。回動ロック機構２０は、第一サポート１２のプレート部１５に形成される二つのロック孔１５ａ、１５ｂと、第二サポート１３のプレート部１９に形成されるピン挿通孔１９ａと、該ピン挿通孔１９ａを介して、いずれかのロック孔１５ａ、１５ｂに選択的に挿通可能なロックピン２１と、第二サポート１３のプレート部１９に設けられ、ロックピン２１を左右方向スライド自在に支持するロックピンブラケット２２と、ロックピン２１をロック孔１５ａ、１５ｂの挿通方向に付勢するスプリングＳとを備えて構成されている。

つまり、一方のロック孔１５ａは、アタッチメント３が下降状態（作業状態）のとき、ピン挿通孔１９ａに連通するように形成され、また、他方のロック孔１５ｂは、アタッチメント３が上昇状態（格納状態）のとき、ピン挿通孔１９ａに連通するように形成されており、いずれかの連通位置でピン挿通孔１９ａを介してロック孔１５ａ、１５ｂにロックピン２１を挿通することにより、アタッチメント３の回動がロックされるようになっている。

また、アタッチメント３の回動ロックを解除する場合は、ロックピン２１に形成されるリング部２１ａに指を掛けて右方向に引き、ロックピン２１をロック孔１５ａ、１５ｂから抜く。このとき、ロックピン２１に設けられるストッパ部２１ｂをロックピンブラケット２２のセットプレート２２ａに係合させると、ロックピン２１をロック解除位置に保持することができる。因みに、セットプレート２２ａには、ロックピン２１が所定の回動角のときストッパ部２１ｂの通り抜けを許容し、それ以外の回動角ではストッパ部２１ｂの通り抜けを係止する係止孔２２ｂが形成されており、図６の（Ｂ）に示すように、ストッパ部２１ｂが係止孔２２ｂを通り抜けるまでロックピン２１を引いた後、ロックピン２１を少し回すことにより、ストッパ部２１ｂがセットプレート２２ａに係止され、ロックピン２１がロック解除位置に保持されることになる。

リンク機構８は、前述したように第一リンク６（Ｌ、Ｒ）及び第二リンク７（Ｌ、Ｒ）を備えて構成されている。第一リンク６の一端は、第二サポート１３のプレート部１９に回動支点Ｂを介して上下回動自在に連結され、第二リンク７の一端は、第一サポート１２のプレート部１５に回動支点Ｃを介して上下回動自在に連結され、さらに、両リンク６、７の他端同士が回動支点Ｄを介して回動自在に連結されている。このようなリンク機構８を介して昇降作動部４をアタッチメント３を昇降させることにより、アタッチメント３を大きく回動させることが可能になるが、本実施形態では、第一リンク６を円弧状とし、最上昇位置でもリンク６、７同士が重合しないようにしているので、アタッチメント３の回動範囲をさらに拡張することが可能になる。

昇降作動部４は、前述したように電動シリンダ９及び引張りスプリング１０、１１を備えて構成されている。
電動シリンダ９は、一端がフレーム部１６の上端に回動支点Ｅを介して上下回動自在に連結され、他端が第二リンク７の中間部に回動支点Ｆを介して上下回動自在に連結されており、その伸縮作動に応じて第二リンク７を強制的に回動させる。そして、本実施形態では、電動シリンダ９及び引張りスプリング１０、１１が並列状に配置されているので、昇降作動部４をコンパクトに構成することができる。

引張りコイルスプリング１０、１１は、それぞれ左右に並列する一対の引張りコイルスプリング１０Ｌ、１０Ｒ、１１Ｌ、１１Ｒで構成されており、合計四本で第二リンク７の回動支点Ｆを上昇方向に付勢するようになっている。引張りコイルスプリング１０と引張りスプリング１１は、互いに直列状に連結されている。このようにすると、アタッチメント３の回動角を大きくしても、その全域で必要な付勢力を発生させることが可能になる。
本実施形態では、引張りコイルスプリング１０と引張りスプリング１１を直列状に連結するにあたり、両者を回動アーム２３（Ｌ、Ｒ）を介して折り返し状に連結している。回動アーム２３は、中間部が回動支点Ｇを介してフレーム部１６に回動自在に支持されており、回動アーム２３の一端に設けられるピン２３ａと第二リンク７上の回動支点Ｆとの間に引張りスプリング１０が掛け渡され、回動アーム２３の他端に設けられるピン２３ｂとフレーム部１６の基端部に設けられるピン１６ａとの間に引張りスプリング１１が掛け渡されている。このようにすると、引張りコイルスプリング１０と引張りスプリング１１を直列状に連結するものでりながら、両者を折返し状に配置することにより、昇降作動部４の長さ寸法を抑えることができる。

さらに、作業機１には、電動シリンダ９を駆動操作するための昇降操作スイッチ２４が設けられている。このようにすると、作業機１側でアタッチメント３の昇降操作を行うことができる。本実施形態では、作業機１に昇降操作スイッチ２４を設けるにあたり、該昇降操作スイッチ２４をツールバー５の右側位置に取り付けている。つまり、ツールバー５の右側位置は、前述したロックピン２１の抜き差し方向であるため、ロックピン２１の操作（ロック解除操作及びロック操作）と、昇降操作スイッチ２４の操作を効率良く行うことが可能になる。

また、本実施形態では、回動ロック機構２０に、ロックピン２１のロック解除状態を検出するロック解除検出センサ２５を設け、該ロック解除検出センサ２５がロックピン２１のロック解除状態を検出しているときのみ、昇降操作スイッチ２４による電動シリンダ９の駆動操作を許容するようになっている。このようにすると、昇降作動時以外におけるアタッチメント３の回動を回動ロック機構２０でロックすることにより、電動シリンダ９の負荷を軽減するものでありながら、回動ロック時における電動シリンダ９の駆動を規制し、電動シリンダ９の故障を防止できる。尚、具体的な電気回路の図示は省略するが、上述した回動ロック時の駆動規制機能は、昇降操作スイッチ２４にロック解除検出センサ２５（ロック解除時にＯＮ）を直列に接続するだけで容易に実現できる。

叙述の如く構成された本実施形態によれば、走行機体に連結されて所定の作業を行う作業機本体２と、回動支点Ａを介して作業機本体２に昇降自在に連結され、作業形態に応じて昇降操作されるアタッチメント３と、作業機本体２とアタッチメント３との間に介設され、アタッチメント３の昇降作動及び／又は昇降補助を行う昇降作動部４とを備える作業機１において、一端がアタッチメント３に上下回動自在に連結される第一リンク６と、一端が作業機本体２に上下回動自在に連結され、かつ、他端が第一リンク６の他端に回動自在に連結される第二リンク７とからなるリンク機構８を構成し、該リンク機構８を介して昇降作動部４をアタッチメント３に連結したので、昇降作動部４をアタッチメント３に直接連結する場合に比べ、アタッチメント３の回動角を十分に確保できる。これにより、アタッチメント３を使わない作業においては、アタッチメント３を上下反転位置まで上昇させ、コンパクトに格納することが可能になる。

また、昇降作動部４に、第二リンク７を強制的に回動させる昇降作動用アクチュエータ（電動シリンダ９）を設けたので、アクチュエータの駆動力でアタッチメント３を容易に昇降させることができる。

また、昇降作動部４に、第二リンク７を上昇方向に付勢する昇降補助用弾機（引張りコイルスプリング１０、１１）を設けたので、弾機の付勢力により、アクチュエータの昇降作動荷重や、手動による昇降操作荷重を軽減することができる。

また、作業機本体２に、昇降作動用アクチュエータを駆動させる昇降操作スイッチ２４を配置したので、作業機１側でアタッチメント３の昇降操作を行うことができる。

また、アタッチメント３の回動をロック可能なロックピン２１と、該ロックピン２１のロック解除状態を検出するロック解除検出センサ２５とを備え、該ロック解除検出センサ２５がロックピン２１のロック解除状態を検出しているときのみ、昇降操作スイッチ２４による昇降作動用アクチュエータの駆動を許容するので、昇降作動時以外におけるアタッチメント３の回動をロックし、アクチュエータの負荷を軽減できるだけでなく、回動ロック状態でのアクチュエータ駆動を防止することができる。

［比較例］
次に、比較例に係る作業機１０１について、図７及び図８を参照して説明する。これらの図に示すように、比較例に係る作業機１０１は、作業機本体１０２、アタッチメント１０３及び昇降作動部１０４を備えて構成されている。
作業機本体１０２は、トラクタ等の走行機体に連結されて所定の作業を行うように構成されている。例えば、比較例の作業機本体１０２は、機体の走行に伴って圃場を耕耘するロータリからなり、その後部には、アタッチメント１０３を装着可能なツールバー１０５が設けられている。

アタッチメント１０３は、回動支点Ａを介して作業機本体１０２に昇降自在に連結され、作業形態に応じて昇降操作されるようになっている。例えば、アタッチメント１０３が畝成形器である場合は、アタッチメント１０３を下降させると、耕耘作業と同時に畝立て作業を行うことが可能になり、また、アタッチメント１０３を上昇させると、通常の耕耘作業を行うことが可能になる。

昇降作動部１０４は、作業機本体１０２とアタッチメント１０３との間に介設され、アタッチメント１０３の昇降作動や昇降補助を行うように構成されている。昇降作動部１０４には、アタッチメント１０３を強制的に回動させる昇降作動用アクチュエータや、アタッチメント１０３を上昇方向に付勢する昇降補助用弾機を設けることができ、図７及び図８に示す比較例では、昇降作動部１０４に、昇降作動用アクチュエータとして電動シリンダ１０９を設け、その伸縮作動に応じてアタッチメント１０３を強制的に回動させるようになっている。

以下、アタッチメント１０３の回動支持部及び昇降作動部１０４の具体的な構成について説明する。
アタッチメント１０３の回動支持部は、第一サポート１１２及び第二サポート１１３を備えて構成されている。
第一サポート１１２は、ツールバー１０５に後方から嵌合する側面視コ字状の固定部１１４と、固定部１１４から下方に延出するプレート部１１５と、固定部１１４から前方上方に延出するフレーム部１１６とを備えて構成されており、ツールバー１０５及び固定部１１４を貫通するピン（図示せず）を用いてツールバー１０５に固定される。
第二サポート１１３は、アタッチメント１０３が取り付けられるパイプ部１１８と、パイプ部１１８に一体的に溶着されるプレート部１１９とを備えて構成されており、プレート部１１９が回動支点Ａを介して第一サポート１１２のプレート部１１５に回動自在に連結されるようになっている。
尚、第一サポート１１２と第二サポート１１３の間には、アタッチメント１０３の回動を選択的にロックする回動ロック機構（図示せず）が構成されているが、前述した作業機１の回動ロック機構２０と同様の構成であるため、図示及び詳細な説明は省略する。

昇降作動部１０４は、前述したように電動シリンダ１０９を備えて構成されている。
電動シリンダ１０９は、一端がフレーム部１１６の上端に回動支点Ｅを介して上下回動自在に連結され、他端が第二サポート１１３のプレート部１１９に回動支点Ｆを介して上下回動自在に連結されており、その伸縮作動に応じて第二サポート１１３及びアタッチメント１０３を強制的に回動させる。
本比較例では、電動シリンダ１０９の他端を第二サポート１１３のプレート部１１９に連結するにあたり、アタッチメント１０３の回動角が最大化されるように、電動シリンダ１０９の取付角度や、第二サポート１１３の形状を設定している。具体的には、電動シリンダ１０９を３０°程度前傾させると共に、第二サポート１１３のプレート部１１９に後方に延出するシリンダ連結部１１９ａを形成し、該シリンダ連結部１１９ａの先端部に回動支点Ｅを介して電動シリンダ１０９の他端を連結している。
このようにすると、前述したリンク機構８を設けることなく、電動シリンダ１０９とアタッチメント１０３（第二サポート１１３）を直接連結する構造でありながら、図８に示すように、１２０°程度の回動角を確保することができる。しかしながら、前述した本発明の実施形態に係る作業機１、すなわちリンク機構８を介してアタッチメント１０３を昇降させるもののように、アタッチメント３を上下反転位置（略１５０°）まで上昇させることは困難であった（図３参照）。

アタッチメント作業状態（下降状態）を示す作業機の側面図である。 アタッチメント昇降作動状態を示す作業機の側面図である。 アタッチメント格納状態（上昇状態）を示す作業機の側面図である。 作業機の要部平面図である。 昇降作動部の平面図である。 （Ａ）はロック状態を示す回動ロック機構の平面図及び側面図、（Ｂ）はロック解除状態を示す回動ロック機構の平面図及び側面図である。 比較例に係る作業機のアタッチメント作業状態（下降状態）を示す側面図である。 比較例に係る作業機のアタッチメント格納状態（上昇状態）を示す側面図である。

符号の説明

１ 作業機
２ 作業機本体
３ アタッチメント
４ 昇降作動部
５ ツールバー
６ 第一リンク
７ 第二リンク
８ リンク機構
９ 電動シリンダ
１０ 引張りコイルスプリング
１１ 引張りコイルスプリング
１２ 第一サポート
１３ 第二サポート
２０ 回動ロック機構
２１ ロックピン
２３ 回動アーム
２４ 昇降操作スイッチ
２５ ロック解除検出センサ

Claims (5)

1. 走行機体に連結されて所定の作業を行う作業機本体と、
   回動支点を介して作業機本体に昇降自在に連結され、作業形態に応じて昇降操作されるアタッチメントと、
   作業機本体とアタッチメントとの間に介設され、アタッチメントの昇降作動及び／又は昇降補助を行う昇降作動部とを備える作業機において、
   一端がアタッチメントに上下回動自在に連結される第一リンクと、一端が作業機本体に上下回動自在に連結され、かつ、他端が第一リンクの他端に回動自在に連結される第二リンクとからなるリンク機構を構成し、該リンク機構を介して昇降作動部をアタッチメントに連結したことを特徴とする作業機。
2. 前記昇降作動部に、第二リンクを強制的に回動させる昇降作動用アクチュエータを設けたことを特徴とする請求項１記載の作業機。
3. 前記昇降作動部に、第二リンクを上昇方向に付勢する昇降補助用弾機を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の作業機。
4. 前記作業機本体に、昇降作動用アクチュエータを駆動させる昇降操作スイッチを配置したことを特徴とする請求項２又は３記載の作業機。
5. 前記アタッチメントの回動をロック可能なロックピンと、該ロックピンのロック解除状態を検出するロック解除検出センサとを備え、該ロック解除検出センサがロックピンのロック解除状態を検出しているときのみ、昇降操作スイッチによる昇降作動用アクチュエータの駆動を許容することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の作業機。

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