JP2009184411A

JP2009184411A - 歩行型農作業機用駆動前輪

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Publication number: JP2009184411A
Application number: JP2008023830A
Authority: JP
Inventors: Hidemitsu Endo; 秀光遠藤
Original assignee: Kioritz Corp
Current assignee: Kioritz Corp
Priority date: 2008-02-04
Filing date: 2008-02-04
Publication date: 2009-08-20
Anticipated expiration: 2028-02-04
Also published as: JP5342789B2

Abstract

【課題】ぬかるんだ地面を安定して走行することができ、作業時の直進性を維持することができ、更に傾斜地での横荷重に対する滑り防止が可能であって、地面の様々な状況に適した車輪を低コストで提供することができる。
【解決手段】前輪１は、板状体２と駆動抵抗体３とを備える。板状体２は、外縁部の輪郭が円形をなしており、外縁部にスパイク部２Ｓを備えている。駆動抵抗体３は、最外径が板状体２の外径より小さい円環状に形成され、板状体２の厚さｔ２より広い接地幅ｔ３を有し、外周に凹凸形状の走行抵抗部３ａを有している。前輪１は、駆動抵抗体３が板状体２の側面に着脱自在に装着されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、前後輪を有し少なくとも前輪駆動が可能で且つ前輪を持ち上げた後輪走行が可能な歩行型農作業機用の駆動前輪に関するものである。

農作業機には、ぬかるんだ圃場や畦地或いは傾斜地を走行しながら作業を行うものがある。その一例を挙げると、下記特許文献１に示されるような畦地の上面と側面の二面を同時に草刈作業するための自走式二面草刈機がある。この自走式二面草刈機は、駆動輪を有する走行部と、水平回転する主カッターを備える主カッターハウジングと、主カッターの回転方向の面に対して交差する面で回転できる副カッターを備える副カッターハウジングとを具備しており、主カッターハウジングの側部に副カッターハウジングの側部が軸支され、主カッターハウジングに対して副カッターハウジングが上下に揺動できる構造を有し、平地と傾斜地が一方向に延在する畦のような所を、平地に主カッターハウジングを沿わせ、傾斜地に副カッターハウジングを沿わせることで、平地と傾斜地の二面に対して同時に草刈作業を行うことができるものである。

この自走式二面草刈機に限らず、ぬかるみ地や傾斜地での作業を強いられる農作業機としては、運搬作業機、管理作業機、収穫作業機、播種又は移植作業機等がある。
特開２００６−７９９０号公報

このような農作業機では、ぬかるんだ地面を安定して走行することができ、作業時の直進性を維持することができ、更に傾斜地での横荷重に対する滑り防止が可能な走行車輪が必要になる。また、歩行型の農作業機の場合には、溝や畦の乗り越え、旋回等を行う際に、前輪を持ち上げて後輪走行することが度々あるが、このときの作業性を良好にするためには前輪を可能な限り軽量化しておくことが望ましい。

また、圃場や畦のぬかるみ状態は地域や作業する時期（季節）によって異なることが多いので、その地面の状況に適した車輪が低コストで供給できることが好ましく、また、車輪が損傷した場合等のメンテナンス性に優れていることが好ましい。

そして、ぬかるんだ地面や傾斜地での作業を行う場合には、前輪で農作業機の作業部を牽引する方が良好な走行作業性が得られることから、このような農作業機の駆動前輪として、前述した各条件を満たすような車輪が求められている。

本発明は、このような事情に対処することを課題とするものである。すなわち、ぬかるんだ地面を安定して走行することができ、作業時の直進性を維持することができ、更に傾斜地での横荷重に対する滑り防止が可能であって、地面の様々な状況に適した車輪を低コストで提供することができ、しかも、メンテナンス性に優れた、歩行型の農作業機用駆動前輪を提供することが本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明による歩行型農作業機用駆動前輪は、以下の特徴を少なくとも具備するものである。
少なくとも前輪駆動が可能で且つ前輪を持ち上げた後輪走行が可能な歩行型農作業機用の駆動前輪であって、外縁部の輪郭が円形の板状体と、該板状体の厚さより広い接地幅を有し、外周に凹凸形状の走行抵抗部を有する円環状に形成された駆動抵抗体とを備え、前記板状体の外縁部が前記凹凸形状の走行抵抗部の凹状部分で少なくとも露出するように、前記駆動抵抗体が前記板状体の側面に着脱自在に装着されていることを特徴とする歩行型農作業機用駆動前輪。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２は、本発明の一つの実施形態に係る歩行型農作業機用前輪を説明するための説明図であって、図１（ａ）が側面図、図１（ｂ）が正面図、図２が図１（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。

前輪（歩行型農作業機用駆動前輪、以下単に前輪という）１は、板状体２と駆動抵抗体３とを備える。板状体２は、外縁部の輪郭が円形（略円形又は楕円形を含む）をなしており、必要に応じて、外縁部にスパイク部２Ｓを備えている。駆動抵抗体３は、側面視で円環状に形成され、板状体２の厚さｔ２より広い接地幅ｔ３（或いはｔ３×２）を有し、外周に凹凸形状の走行抵抗部３ａを有している。また、板状体２の外縁部が凹凸形状の走行抵抗部３ａの凹状部分３ａ１で少なくとも露出するように、板状体２に駆動抵抗部３が装着されている。

そして、この前輪１は、駆動抵抗体３が板状体２の側面に着脱自在に装着されている。着脱手段はどのような手段であってもよいが、図示の例では、板状体２に形成された孔と駆動抵抗体３に形成された孔に締結具（ボルトナット）４を貫通させて、板状体２に駆動抵抗体３を装着している。図示の例では、左右対称形の駆動抵抗体３を板状体２の両側面に装着しているが、これに限らず、自走式二面草刈機のように走行抵抗が左右不均等な作業機や、傾斜地を等高線に沿って走行することの多い作業機等で、横荷重による偏向が常態となっている場合には、偏向側の接地幅を広げて駆動力自体に指向性を与えることも可能であり、更に、側面の片側にのみ装着するようにしても良い。

このような実施形態に係る前輪１は、駆動抵抗体３の外周に対して板状体２の外縁部を露出させていることで、数ミリ程度の厚さｔ２の板状体２が地面に刺さった状態で走行することになるので、傾斜地での作業などで歩行型農作業機に横荷重がかかった場合にも、地面に刺さった板状体２が横加重の抵抗になって、機体の横滑りを防止することが可能になる。また、地面に刺さった板状体２が直進走行のガイド役を担うので、作業時の直進性を維持することが可能になる。図１の矢印が歩行型農作業機の前進方向である。

また、広い接地幅を有すると共に、外周に凹凸形状の走行抵抗部を有する駆動抵抗体３を備えているので、軟弱な地面での前輪１の沈み込み量をある程度規制することができ、且つ駆動する前輪１によって所望の牽引力を生じさせることができる。これによって、ぬかるんだ圃場や畦地でも安定した走行作業性能を得ることができる。

そして、板状体２と駆動抵抗体３とを別部材にしているので、例えば、板状体２を鉄鋼製にして、駆動抵抗体３を軽量高強度の樹脂成形体にすることができ、これによって、十分な強度を有する前輪１に対して軽量化を実現することが可能になる。前輪１を軽量化すると、歩行型農作業機特有の操作である前輪１を持ち上げて後輪走行する操作を楽に行うことができ、作業強度の軽減化が可能になる。更には、駆動抵抗体３を樹脂成形体にすると、様々な形態或いはサイズのものを安価に形成することができる。軽量高強度の樹脂としては繊維強化樹脂等を用いることができる。

また、板状体２と駆動抵抗体３とを着脱自在にしているので、様々な地面の状況に対して、接地幅の異なる駆動抵抗体３を選択して装着することができることになり、前輪１全体を異なる地面状況に合わせて製造する場合と比較して、安価に所望の機能を有するものを提供することができる。また、季節毎に地面の状態が異なる場合などは、駆動抵抗体３の形態を交換することで、前輪１全体を付け替える場合と比較して安価に対応することが可能になる。更に、前輪１全体を交換可能にするためには、複雑な車輪交換機構が必要になるが、締結具の締め緩めで駆動抵抗体３を交換することができるので、複雑な車輪交換機構を採用する必要がなく、農作業機の機体コストを低減することも可能になる。

更に、本発明の実施形態における具体的な特徴を説明すると、駆動抵抗体３は、走行抵抗部３ａの凹凸形状毎に薄肉部３ｂを有し、薄肉部３ｂ内に締結具４挿入用の挿入孔が形成され、板状体２には、挿入孔に対応する装着孔が形成されており、挿入孔及び装着孔に締結具４を貫通させて、板状体２に駆動抵抗体３を装着している。

これによると、薄肉部３ｂを設けることで、駆動抵抗体３の更なる軽量化が可能になる。薄肉部３ｂを走行抵抗部３ａの凹凸形状毎に設けることで、軸対称でバランス良く薄肉部３ｂを形成することができ、複数箇所に効果的に薄肉部３ｂを形成することができる。これによって、前輪１の走行安定性を向上させることができ、更に、前輪持ち上げ後輪走行時の更なる労力軽減が可能になる。また、薄肉部３ｂ内に締結具４用の挿入孔を形成しているので、締結具４の長さを短く設定でき、複数本取り付ける必要がある締結具４によって加算される重量の増加を最小限に抑えることができる。更に、締結具４の頭が薄肉部３ｂの窪みに隠れるので、走行時の土から受ける抵抗などで締結具４が緩むことがない。

更に、本発明の実施形態における具体的な特徴を説明すると、板状体２は、駆動抵抗体３の環内に肉抜き孔２ａが形成され、その外縁部には、所定の円弧部Ｓ１を残した寄せ波形のスパイク部２Ｓが形成されており、スパイク部２Ｓの凹状部Ｓ２が走行抵抗部３ａの凹状部分３ａ１に対応して形成されている。

このような特徴によると、板状体２の外縁部にスパイク部２Ｓを設けることで、板状体２の地面への食い込みを増長させ、安定した直進走行性を得ることができると共に、所望の食い込み量の確保で、十分な横滑り防止効果を発揮することができる。また、スパイク部２Ｓの形状を駆動される前輪１に対して地面に食い込むように寄せ波形にしているので、駆動輪である前輪１が効果的に牽引力を発揮することができる。

更に、板状体２の外縁部に所定の円弧部Ｓ１を残しているので、舗装路面や硬質路面を走行する場合に、滑らかな回転を維持することができ、鋼板で形成した板状体２外周の摩耗を最小限に抑えることができる。なお、スパイク部２Ｓに関しては、駆動抵抗体３の走行抵抗部３ａで十分な牽引力が得られる場合にはこれを特に設けず、板状体２の外縁部を円形状にしても良い。

また、横荷重が小さい場合には、走行抵抗部３ａの外径をスパイク部２Ｓの先端径に揃えることによっても、周縁先端部間のピッチが短縮されて滑らかな回転が維持でき、直進性への要求が更に小さい条件下では、側面視で凹凸形状の走行抵抗部３ａ間に形成される凹状部分３ａ１に板状体２の外縁部が露出する所定の範囲内であれば、板状体２よりも大径の駆動抵抗体３を装着することもできる。

図３は、本発明の他の実施形態に係る歩行型農作業機用前輪を示した説明図である（前述した実施形態と共通箇所には同一符号を付して重複説明を省略する。同図（ａ）が全体斜視図、同図（ｂ）が部分断面図）。この実施形態は、駆動抵抗体３が分割ブロック３Ｐの結合体になっている。

各分割ブロック３Ｐは、走行抵抗部３ａの一つの凸形状毎に形成されており、各分割ブロック３Ｐに薄肉部３ｂが形成され、各薄肉部３ｂに締結具の挿入孔３ｃが形成されている。また、各分割ブロック３Ｐには、隣接する左右の分割ブロック３Ｐと係合する係合部３Ｐ１，３Ｐ２がそれぞれ設けられている。板状体２には、装着孔２ｂが形成されている。各分割ブロック３Ｐは個別に板状体２に着脱できるようになっており、隣接する左右の分割ブロック３Ｐが係合部３Ｐ１，３Ｐ２で互いに係合することで、装着時の位置決めを容易にし、各分割ブロック３Ｐの固定を確実にしている。ここでは、分割ブロック３Ｐを走行抵抗部３ａの一つ凸形状毎に形成しているが、これに限らず、複数個の凸形状を含む連続した凹凸形状毎に分割することもできる。

このような実施形態によると、駆動抵抗体３を分割ブロック３Ｐの結合体にすることで、駆動抵抗体３が部分的に損傷した場合に個別の分割ブロック３Ｐの交換で対処することができ、これによって、損傷時のメンテナンスを低コストで簡易に行うことが可能になる。また、分割ブロック３Ｐの結合体として構成された駆動抵抗体３は、前輪１を車軸から外すことなく容易に着脱できるので、組み替え時のメンテナンスが一層良好になる。

図３（ｂ）は、分割ブロック３Ｐを板状体２に装着するための構造を示した部分断面図である。駆動抵抗体３の分割ブロック３Ｐは、板状体２の左右両側から板状体２を挟むように装着され、対向する駆動抵抗体３の装着面の一方に、板状体２の装着孔２ｂに嵌合する凸部３ｄが形成され、他方に凸部３ｄが嵌合する凹部３ｅが形成され、凸部３ｄと凹部３ｅ内に締結具４挿入用の挿入孔３ｃが形成されている。ここでは、一つの凸形状毎の取り付け構造として図示しているが、前述したように複数個の凸形状を含む連続した凹凸形状毎に分割した場合の取り付け構造に採用してもよい。また、同様の構造を図１，２に示した一体の駆動抵抗体３の取り付け構造に採用することもできる。

このような構造を採用することで、左右対面した駆動抵抗体３及び板状体２との一体性を強固にすることができ、板状体２から駆動抵抗体３に伝わる駆動力を確実にすることができる。また、駆動抵抗体３又は分割ブロック３Ｐの装着時の位置決めを簡易に行うことができる。

そして、凸部３ｄと凹部３ｅは走行抵抗部３ａの凹凸形状毎に形成されており、左右の駆動抵抗体３の一方で、凸部３ｄと凹部３ｅを交互に並べて形成することができる。つまり、右側の凸部３ｄと左側の凹部３ｅが嵌合しているところの隣では、右側に凹部３ｅが形成され、左側に凸部３ｄが形成されて、それらが嵌合するようになっている。このようにすることで、左右の重量バランスを均等化することができ、前輪１の走行バランスを良好に保つことができる。

また、前述の例では、凸部３ｄと凹部３ｅを勘合させているが、板状体２の厚さが厚い場合には、装着孔２ｂに左右両方から凸部を勘合させる構造を採用することもできる。

図４は、本発明の実施形態に係る歩行型農作業機用前輪の使用状態を示した説明図である。図示の例では、歩行型農作業機として自走式二面草刈機を示している。同図（ａ）が平面図、同図（ｂ）が背面図である。

自走式二面草刈機１００は、前述したような前輪１及び後輪１１を有する走行部を備え、後方に歩行操作用のハンドル１２を備えた機体１０と、機体１０に装備され、前輪１と後輪１１の間に水平回転駆動される主カッター２１を備える主カッター部２０と、機体１０又は主カッター部２０の側方に軸支され、主カッター３１の回転面に対して傾斜した面内で回転駆動可能な副カッター３１を備える副カッター部３０と、走行部，主カッター部２０及び副カッター部３０を駆動するための複数又は単数の原動機４０（４１，４２）と、原動機４０の一つから前輪１及び後輪１１に一定の軸速度比で動力を伝達する動力伝達機構部１３とを備える。

原動機４０は、電動モータ４１とエンジン４２を備えており、一方（例えば電動モータ４１）が走行部の駆動を行い、他方（例えばエンジン４２）が主カッター部２０及び副カッター部３０の駆動を行うようになっている。エンジン４２によって主カッター部２０及び副カッター部３０の駆動を行うために、動力伝達機構部１４が設けられている。

ハンドル１２には、各種の操作部が設けられており、電動モータ４１で走行部１１を駆動する場合には、前後進及び停止切り換えスイッチや速度調整レバーが設けられ、エンジン４２で主副カッター部２０，３０を駆動する場合には、クラッチレバーやスロットル調整レバーが設けられている。また、副カッター部３０の傾斜角度を調整するレバーもハンドル１２に設けられる。

このような自走式二面草刈機１００は、平地と傾斜地の二面に対して同時に草刈作業を行うことができる。例えば、畦地での草刈作業を行う際には、上面の平地を主カッター部２０で刈り取り、側面の傾斜地を副カッター部３０で刈り取る。副カッター部３０は、例えば主カッター部２０にヒンジ２２で軸支されており、接地輪３２によって傾斜地に沿って所定の角度で作業可能になっている。勿論、副カッター部３０は傾斜地を作業するだけでなく、主カッター部２０と同様に水平にして、平地において刈り取り作業幅を拡大するために使用することもできる。副カッター部３０は、接地輪３２によって傾斜地に沿って作業を進めることが可能になっている。

このような自走式二面草刈機１００に前述したような前輪１を採用すると、副カッター部３０を傾斜地に沿って作業させる場合にも、前輪１の横滑り防止機能及び直進性維持機能によって、安全に直進性を維持しながら草刈作業を進めることができる。また、前輪１を駆動させて、ぬかるんだ畦地であっても滑り無く安定した走行を行うことができる。

畦の状況が様々に異なる場合には、接地幅の異なる駆動抵抗体３を適宜採用するなどして、畦の状況に対応した良好な走行性を得ることができる。主カッター２１が跳ね飛ばした石などが駆動抵抗体３に当たって駆動抵抗体３が損傷した場合には、板状体２から簡単に駆動抵抗体３を取り外して新しいものと交換することができる。図３に示した実施形態を採用する場合には、部分的な損傷に対して分割ブロック３Ｐの交換で安価且つ簡易に対応することが可能である。

軽量化した前輪１を採用することで、前輪１を持ち上げて後輪走行させる操作を楽に行うことができる。これによって、畦の乗り越え、排水路の乗り越え、旋回等を、前輪１を持ち上げた後輪走行で作業性良く行うことができる。

図４においては、一例として歩行型の自走式二面草刈機を示したが、本発明の実施形態はこれに限らず、少なくとも前輪駆動が可能で且つ前輪を持ち上げた後輪走行が可能な歩行型の農作業機全てに効果的に適用することができる。このような本発明の実施形態によると、ぬかるんだ地面を安定して走行することができ、作業時の直進性を維持することができ、更に傾斜地での横荷重に対する滑り防止が可能であって、地面の様々な状況に適した車輪を低コストで提供することができ、しかも、メンテナンス性に優れた、歩行型農作業機用駆動前輪を提供することができる。

本発明の実施形態は、歩行型農作業機の駆動される前輪において有効であるが、駆動状態は常時駆動に限らず、駆動軸のハブにワンウェイクラッチを介装した場合等でパートタイム式に駆動する場合にも有効である。また、本発明の前述した実施形態は、必要に応じて、そのまま前輪駆動機構を有しない歩行型農作業機の遊転輪に転用しても何ら支障がない。

本発明の一つの実施形態に係る歩行型農作業機用前輪を説明するための説明図（同図（ａ）が側面図、同図（ｂ）が正面図）である。本発明の一つの実施形態に係る歩行型農作業機用前輪を説明するための説明図（Ａ−Ａ’断面図）である。本発明の他の実施形態に係る歩行型農作業機用前輪を示した説明図である（同図（ａ）が全体斜視図、同図（ｂ）が部分断面図）。本発明の実施形態に係る歩行型農作業機用前輪の使用状態を示した説明図（同図（ａ）が平面図、同図（ｂ）が背面図）である。

符号の説明

１：前輪，２：板状体，３：駆動抵抗体，
２ａ：肉抜き孔，２ｂ：装着孔，２Ｓ：スパイク部，
Ｓ１：円弧部，Ｓ２：凹状部，
３ａ：走行抵抗部，３ａ１：凹状部分，
３ｂ：薄肉部，３ｃ：挿入孔，３ｄ：凸部，３ｅ：凹部，
３Ｐ：分割ブロック，
４：締結具，
１００：自走式二面草刈機

Claims

少なくとも前輪駆動が可能で且つ前輪を持ち上げた後輪走行が可能な歩行型農作業機用の駆動前輪（１）であって、
外縁部の輪郭が円形の板状体（２）と、
該板状体（２）の厚さより広い接地幅を有し、外周に凹凸形状の走行抵抗部（３ａ）を有する円環状に形成された駆動抵抗体（３）とを備え、
前記板状体（２）の外縁部が前記凹凸形状の走行抵抗部（３ａ）の凹状部分（３ａ１）で少なくとも露出するように、前記駆動抵抗体（３）が前記板状体（２）の側面に着脱自在に装着されていることを特徴とする歩行型農作業機用駆動前輪。
前記板状体（２）は、鉄鋼製であり、
前記駆動抵抗体（３）は、軽量高強度の樹脂成形体であることを特徴とする請求項１記載の歩行型農作業機用駆動前輪。
前記駆動抵抗体（３）は、前記走行抵抗部（３ａ）の凹凸形状毎に薄肉部（３ｂ）を有し、該薄肉部（３ｂ）内に締結具（４）挿入用の挿入孔（３ｃ）が形成され、前記板状体（２）には、前記挿入孔（３ｃ）に対応する装着孔（２ｂ）が形成されており、前記挿入孔（３ｃ）及び前記装着孔（２ｂ）に締結具（４）を貫通させて、前記板状体（２）に前記駆動抵抗体（３）を装着していることを特徴とする請求項１又は２に記載された歩行型農作業機用駆動前輪。
前記駆動抵抗体（３）は、分割ブロック（３Ｐ）の結合体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の歩行型農作業機用駆動前輪。
前記駆動抵抗体（３）は、前記板状体（２）の左右両側から該板状体（２）を挟むように装着され、対向する前記駆動抵抗体（３）の装着面の一方に、前記板状体（２）の装着孔（２ｂ）に嵌合する凸部（３ｄ）が形成され、他方に前記凸部（３ｄ）が嵌合する凹部（３ｅ）が形成され、該凸部（３ｄ）と凹部（３ｅ）内に締結具（４）挿入用の挿入孔が形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の歩行型農作業機用駆動前輪。
前記凸部（３ｄ）と前記凹部（３ｅ）は前記走行抵抗部（３ａ）の凹凸形状毎に形成されており、左右の前記駆動抵抗体（３）の一方では、前記凸部（３ｄ）と前記凹部（３ｅ）が交互に並んで形成されていることを特徴とする請求項５に記載の歩行型農作業機用駆動前輪。
前記板状体（２）は、前記駆動抵抗体（３）の環内に肉抜き孔（２ａ）が形成され、その外縁部には、所定の円弧部を残した寄せ波形のスパイク部（２Ｓ）が形成されており、該スパイク部（２Ｓ）の凹状部（Ｓ２）が前記走行抵抗部（３ａ）の凹状部分（３ａ１）に対応して形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載された歩行型農作業機用駆動前輪。