JP2009296931A - 耕耘機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、旋回に係る操作性を大幅に高めることができる耕耘機を提供することを課題とする。
【解決手段】耕耘機１０は、機体１１にエンジン１２を備え、このエンジン１２から耕耘爪１４に駆動力を断接するクラッチ２２を備え、機体１１に機体１１の傾き角度を検出する傾斜角検出センサ２０を備え、クラッチ２２が接続されているとのクラッチスイッチ の情報を受け、機体１１の傾き角度が水平面に対して所定角度範囲内にあるという傾斜角検出センサ２０の情報を受けたときにエンジン１２の回転速度を高速になるように制御する制御部５７を備えている。
【選択図】図５

Description

本発明は、機体の下部に耕耘爪を設けた耕耘機に関する。

機体の下部に田畑を耕す耕耘爪を設けた耕耘機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−２６９０１５公報（図１）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図８は従来の技術の基本構成を説明する図であり、耕耘機１００には、機体１０１と、この機体１０１に搭載したエンジン１０２と、このエンジン１０２の動力を断接するクラッチ部１０３と、このクラッチ部１０３に連結軸１０４を介して連結した耕耘軸１０６と、この耕耘軸１０６に取り付けた耕耘爪１０５と、を備えている。１１０は耕耘深さを設定する抵抗棒である。

作業者は、後方から操作ハンドル１０７に設けたグリップ１０８をつかみ、クラッチ部１０３を断接するクラッチレバー１０９をオンの状態にしつつ後方から連れ歩いて耕耘作業を行う。

ところで、特許文献１の耕耘機１００では、直進しながら耕耘作業を行い、いわゆる、枕地と呼ばれる田畑の端部で１８０°旋回し、再度耕耘作業に入る。
旋回時において、作業者は、最初に、機体１０１の後部を持ち上げて耕耘爪１０５の一部を土壌から浮かせるとともにエンジン回転速度を下げる。次いで、機体１０１を旋回させる。最後に、機体１０１の後部を下げて耕耘爪１０５を土壌に押し当て、エンジン回転速度を上げる操作を行う。この場合に、作業者は、上記一連の操作を短時間で行わなければならないので、旋回に係る操作は煩雑なものとなる。

本発明は、旋回に係る操作性を大幅に高めることができる耕耘機を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、所定の低速と、この低速より回転速度が高い高速に回転速度を設定することができるエンジンで、機体の下部に設けた耕耘爪を駆動するとともに、作業者が機体の後方から連れ歩く型式の耕耘機において、この耕耘機は、エンジンの動力を耕耘爪に伝達する駆動系に動力を断接するクラッチを備え、このクラッチにクラッチの断接状態を検出するクラッチスイッチを備え、機体に、機体の傾き角度を検出する傾斜角検出センサを備え、クラッチが接続されているとのクラッチスイッチの情報を受け、機体の傾き角度が水平面に対して所定角度範囲内にあるという傾斜角検出センサの情報を受けたときにエンジンの回転速度を高速になるように制御し、クラッチが切断されているとのクラッチスイッチの情報を受け、若しくは、傾斜角検出センサが機体の傾き角度が所定角度範囲外であるという傾斜角検出センサの情報を受けたときにエンジンの回転速度を低速になるように制御する制御部を備え、ていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、所定角度範囲は、水平面に対して±２０°の範囲内であることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、機体に、その傾き角度を検出する傾斜角検出センサを備え、機体の傾き角度が所定角度範囲外であるという傾斜角検出センサの情報を受けたときにエンジンの回転速度を低速になるように制御する制御部が備えられている。
機体の傾き角度が所定角度範囲外であるという情報を受けたときに、エンジンの回転速度を低速にすることができる。

従来、耕耘機を旋回させる場合には、機体の後部を持ち上げて機体を傾け、エンジン回転速度調整レバーを操作して、エンジンの回転速度を下げる。そして、機体を旋回させる。機体を旋回させた後、機体の後部を下げ、耕耘爪を土壌に押し当て、エンジンの回転速度を上げるという一連の操作を短時間で行う必要があった。

この点、本発明では、機体の後部を持ち上げ、機体が傾けられたときに、傾斜角検出センサは機体の傾きを検出する。機体が傾いたという傾斜角検出センサの情報を受けて、制御部は、エンジンの回転速度を低速にする指令を行う。

そうすれば、旋回時に、作業者は、エンジン回転速度調整レバーを操作して、エンジンの回転速度を下げる操作を行う必要はない。
旋回時に、エンジンの回転速度を下げる操作が不要になる。つまり、旋回時における操作が減ることになるので、旋回に係る操作性を大幅に高めることが可能となる。

請求項２に係る発明では、所定角度範囲は、水平面に対して±２０°の範囲内である。
仮に、機体の傾き角度が２０°超の場合には、機体後部が持ち上げられ、旋回操作を行っているか、機体の姿勢が好ましい姿勢にないと判断する。このとき、エンジン回転数が高回転で回転していると、機体は高速で旋回あるいは走行することになり、円滑な旋回・走行をする上で好ましくない。

そこで、機体の傾き角度が２０°以内という条件を満たすときに、エンジン回転数は高回転で回転するようにした。例えば、旋回操作する場合に、機体の傾き角度は通常２０°程度に達するものとなる。２０°以内という条件であれば、通常の耕耘作業において、エンジン回転速度が低速になることはなく、耕耘作業に支障が生じる可能性は極めて低い。

エンジンが高速で回転する所定角度範囲を±２０°に設定したので、旋回操作をはじめとした耕耘時および走行時において、より一層好ましい操作性をもつ耕耘機を得ることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る耕耘機の左側面図であり、耕耘機１０は、機体１１と、この機体１１に搭載される動力源としてのエンジン１２と、機体１１の下部に設けエンジン１２によって駆動される耕耘軸１３と、この耕耘軸１３に取り付けた耕耘爪１４と、機体１１の後部から斜め後上方に延びており、その後端部に作業者が運転時に把持するグリップ部１５を有する操作ハンドル１６と、グリップ部１５の近傍に設けエンジン１２の動力を耕耘爪１４に断接するクラッチ本体１７に作用するクラッチレバー１８およびエンジン１２の回転速度を調整するエンジン回転速度調整レバー１９と、を備えており、作業者が機体１１の後方から連れ歩く型式の耕耘機１０である。

耕耘爪１４とは、耕耘軸１３に装着して土壌を耕起、土塊を粉砕する刃である。
抵抗棒２１には、複数の穴部４５・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）を設けたので、耕耘深さを変更することができる。

また、機体１１の後方中央上部に、機体１１の傾き角度を検出する傾斜角検出センサ２０を備え、機体１１の後方中央下部に、耕耘時に土壌に差し込まれ必要とする耕耘深さを設定する抵抗棒２１を備えている。

図２は本発明に係る耕耘機に設けたクラッチ操作部の説明図および作用図である。
図２（ａ）において、操作ハンドル１６のグリップ部１５の近傍に、クラッチ２２の構成要素としてのクラッチ本体（図１の符号１７）を断接するクラッチレバー１８が設けられ、このクラッチレバー１８に近接してクラッチ本体１７が接続されたことを検出するクラッチスイッチ２３が設けられている。つまり、クラッチスイッチ２３は、クラッチ２２の断接状態を検出するものである。

クラッチスイッチ２３は、操作ハンドル１６に設けたブラケット２４を介して取り付けられている。クラッチスイッチ２３には、リミットスイッチが利用されている。

クラッチレバー１８は、軸部２６と、この軸部２６に揺動可能に取り付けクラッチの断接レバーとしてのレバー部２７と、軸部２６に設けレバー部２７をグリップ部１５から離す方向に付勢する図示せぬばね部とからなる。

図２（ａ）において、クラッチ（図１の符号２２）が遮断されている状態（ＯＦＦ）が示されており、クラッチ２２のスイッチ２３の検出部２３ｓにレバー部２７が接触している。
図２（ｂ）において、クラッチ本体１７が接続されている状態（ＯＮ）が示されている。作業者の操作によりレバー部２７がグリップ部１５に引きつけられている。このとき、クラッチスイッチ２３の検出部２３ｓからレバー部２７は離間している。

図１および図２を参照して、耕耘機１０は、エンジン１２の動力を耕耘爪１４に伝達する駆動系に動力を断接するクラッチ２２を備え、このクラッチ２２にクラッチ２２の断接状態を検出するクラッチスイッチ２３を備えたものである。

図３は本発明に係る耕耘機に備えられている傾斜角検出センサの側部断面図、図４は図３の４−４線断面図である。以下、図３〜図４を参照して説明を行う。
傾斜角検出センサ２０は、基部７１と、この基部７１に上方から円筒筒状を呈するケース体７２を被せたものである。ケース体７２は、上面を構成する天井部７３と、側面を構成する側壁部７４とからなる。天井部７３から下方にワイヤ７５を介して錘７６が垂下され、この錘７６の側面７６ｓから側壁部７４に向かって水平方向に錘７６に生ずる振動を抑制する８つのばね部材７７・・・が延びている。

また、側壁部７４には、錘７６が側壁部７４に近づいたことを検出する近接センサ７８・・・が水平方向に検出部が錘７６に向くように円周方向に均等間隔に８つ配置されており、傾斜角検出センサ２０の基部７１およびケース体７２が所定値以上の角度で傾いたときに、天井部７３から垂下させた錘７６が近接することを、近接センサ７８・・・のうちの１つの近接センサ７８が検出するようにした。

図５は本発明に係る耕耘機の構成を説明するブロック図であり、耕耘機１０を構成する機体１１に、エンジン１２が設けられ、このエンジン１２により駆動され田畑を耕耘する耕耘爪１４が設けられるとともに、エンジン１２から耕耘爪１４に向け駆動力を伝達する駆動系３１が設けられている。耕耘爪１４とエンジンの間に介在させた駆動系３１には、動力を断接するクラッチ２２が設けられている。

クラッチ２２は、クラッチ本体１７と、このクラッチ本体１７から延びているケーブルワイヤ５１と、このケーブルワイヤ５１に接続するクラッチレバー１８とを主要な構成要素とする。

クラッチ本体１７は、エンジン１２と耕耘爪１４の間に介在され、その上流側にエンジン１２の出力軸１２Ｊが連結され、その下流側に耕耘爪１４を含む耕耘軸１３に駆動力を伝達する伝達軸５２が連結されている。エンジン１２、クラッチ２２、伝達軸５２および耕耘軸１３は、駆動系３１に含まれている。

エンジン１２には、その出力軸１２Ｊの回転速度を検出するエンジン回転センサ５４、供給する燃料の量を調整するスロットル弁５５、およびこのスロットル弁５５の開き量を調整するスロットル弁制御モータ５６を備えている。

また、機体１１に、クラッチ２２が接続されているとのクラッチスイッチ２３の情報を受け、機体１１の傾き角度が水平面に対して所定角度範囲内にあるという傾斜角検出センサ２０の情報を受けたときにエンジン１２の回転速度を高速になるように制御部５７が設けられている。なお、制御部５７をエンジン１２に設けることは差し支えない。
図中、５８は制御部５７とスロットル弁制御モータ５６の間に介在させたドライバ、５９はスロットルの実際の開度を検出するスロットル開度センサである。

すなわち、機体１１に搭載したエンジン１２は、制御部５７から指令を受けたスロットル弁制御モータ５６によって、所定の低速と、この低速より回転速度が高い高速に回転速度を設定することができるものであり、機体１１の下部に設けた耕耘爪１４を所定の回転速度で駆動させることができる。

耕耘機１０は、エンジン１２の動力を耕耘爪１４に伝達する駆動系３１に動力を断接するクラッチ２２を備え、前述したように、クラッチレバー１８の近傍に、クラッチ２２の断接状態を検出するクラッチスイッチ２３を備えている。

図６は本発明に係る耕耘機の動作フロー図であり、図１〜図５に基づき説明を行う。
ＳＴＸＸは、ステップ番号を示す。
以下説明において、エンジン１２が始動されたという前提で説明する。エンジン１２が始動されると、すぐにこのフローは開始される。

ＳＴ０１でクラッチ２２が接続されていないとのクラッチスイッチ２３の情報を受けたとき（クラッチオフのとき）、エンジン１２は低速（Ｎｉ）で回転し（ＳＴ０２）、クラッチ２２が接続されているとのクラッチスイッチ２３の情報を受けたとき（クラッチオンのとき）は、ＳＴ０３に進む。

ＳＴ０３で機体１１の傾き角度（θ）が水平面に対して所定角度範囲内（ａ１≦θ≦ａ２）にあるか否かを判断する。機体１１の傾き角度が所定角度範囲内にあるという傾斜角検出センサ２０の情報を受けたときは、エンジン１２は高速（Ｎｈ）で回転する（ＳＴ０４）。

一方、機体１１の傾き角度が所定角度範囲外にあるという傾斜角検出センサ２０の情報を受けたときは、後述するように、機体１１の後部が持ち上げられ、旋回時であると判断し、エンジン１２は低速（Ｎｉ）で回転する（ＳＴ０２）。以上で、エンジン回転数制御の１サイクルが終了する。

本実施例において、ａ１＝−２０°、ａ２＝２０°に設定されている。ここで、ａ１は水平面を基準に機体１１の後部が沈み、機体１１が後傾姿勢となる角度であり、ａ２は機体１１の後部が持ち上げられ、機体１１が前傾姿勢となる角度である。なお、傾斜角検出センサを変更することで、これらのａ１、ａ２の値は任意の値に設定可能な値である。

すなわち、本発明に係る耕耘機１０に、クラッチ２２が接続されているとのクラッチスイッチ２３の情報を受け、若しくは、傾斜角検出センサ２０が機体１１の傾き角度が所定角度範囲外であるという傾斜角検出センサ２０の情報を受けたときにエンジン１２の回転速度を低速になるように制御する制御部５７を備えている。

図７は本発明に係る耕耘機の作用説明図（耕耘時および旋回時）であり、図５を併せて参照し説明を行う。
（ａ）には、耕耘時の機体１１の状態が示されており、図示せぬ作業者によって、クラッチレバー１８は引かれクラッチ２２が接続されている。（ｂ）は（ａ）のときの傾斜センサ２０の内部状態を示すものである。

機体１１は略水平の姿勢を保っており、傾斜角検出センサ２０内に垂下した錘７６は、機体の長手方向前後に配置した前後の近接センサ７８ｆ、７８ｒから均等な距離に位置する。このとき、機体１１の傾き角度が水平面に対して所定角度範囲内にあるため、傾斜角検出センサ２０は傾斜を検出していない。本実施例において、所定角度範囲は、水平面に対して±２０°の範囲内である。したがって、この場合に、エンジン１２は高速で回転する。

、（ｃ）には、旋回時の機体１１の状態が示されており、クラッチレバー１８は引かれクラッチ２２が接続され、機体１１の後部が図矢印ｂ方向に持ち上げられている。つまり、機体１１は前傾姿勢となる。（ｄ）は（ｃ）のときの傾斜センサ２０の内部状態を示すものである。

機体１１の後部は、２０°を超えて上方に傾動した姿勢にあり、傾斜角検出センサ２０内に垂下した錘７６は、機体１１の中心軸に平行に前部に配置した前部近接センサ７８ｆに近接している。このとき、機体１１の傾き角度は水平面に対して所定角度範囲外（２０°超）にあり、傾斜角検出センサ２０は傾斜を検出し、エンジン１２は低速で回転する。

すなわち、機体１１の傾き角度が所定角度範囲外であるという傾斜角検出センサ２０の情報を受けた制御部５７は、エンジン１２の回転速度を低速にする。
エンジン１２の回転速度が低速になれば、機体１１の速度は低速になる。

従来、耕耘機１０を旋回させる場合には、機体１１の後部を持ち上げて機体１１を傾け、エンジン回転速度調整レバー（図１の符号１９）を操作して、エンジン１２の回転速度を下げる。そして、機体１１を旋回させる。機体１１を旋回させた後、機体１１の後部を下げ、耕耘爪１４を土壌に押し当て、エンジン１２の回転速度を上げるという一連の操作を短時間で行う必要があった。

この点、本発明では、機体１１の後部を持ち上げ、機体１１が傾けられたときに、傾斜角検出センサ２０は機体１１の傾きを検出する。機体１１が傾いたという傾斜角検出センサ２０の情報を受けて、制御部５７は、エンジン１２の回転速度を低速にする指令を行う。

そうすれば、旋回時に、作業者は、エンジン回転速度調整レバー１９を操作して、エンジン１２の回転速度を下げる操作を行う必要はない。
旋回時に、エンジン１２の回転速度を下げる操作が不要になる。つまり、旋回時における操作が減ることになるので、旋回に係る操作性を大幅に高めることが可能となる。

以下、傾斜角検出センサの所定角度範囲を±２０°に設定した理由について説明する。
機体の傾き角度が２０°超の場合には、機体後部が持ち上げられ、旋回操作を行っているものと判断する。このとき、エンジン回転数が高回転で回転していると、機体１１は高速で旋回することになり、円滑な旋回をする上で好ましくない。
所定角度範囲を２０°以内に設定すると、通常の耕耘時において、土壌の凹凸などを検出する虞があり、そうすると、エンジン１２の回転速度が低速になるので好ましくない。

そこで、機体の傾き角度が２０°以内という条件を満たすときに、エンジン回転数は高回転で回転するようにした。旋回操作する場合に、機体１１の傾き角度は、抵抗棒２１を土壌から離間させることから、通常２０°程度に達するものとなる。２０°以内という条件であれば、通常の耕耘作業において、エンジン回転速度が低速になることはない。

図４を併せて参照して、傾斜角検出センサ２０の側壁部７４には、円周方向に均等に８つの近接センサ７８・・・が配置されている。機体１１を旋回させる場合である前傾の他、機体１１が後傾、左傾、右傾となり所定の角度を越えた場合においても、エンジン１２を低速で回転させる。つまり、前後左右のあらゆる向きに２０°を超えて傾動した場合にも、機体の姿勢が好ましい姿勢にないと判断し、エンジン１２の回転数を低速にする制御が行われるようにした。機体１１の姿勢が２０°を超えて傾動したときに、エンジン１２が低速で回転するようにすれば、旋回時に限定されることなく、好ましい操縦性を確保することができる。

尚、請求項１では、エンジンを低回転にする傾き角度の所定範囲は、任意の範囲に設定することができるものとする。

本発明は、機体の傾き角度を検出する傾斜角検出センサを備えている耕耘機に好適である。

本発明に係る耕耘機の左側面図である。 本発明に係る耕耘機に設けたクラッチ操作部の説明図および作用図である。 本発明に係る耕耘機に備えられている傾斜角検出センサの側部断面図である。 図３の４−４線断面図である。 本発明に係る耕耘機の構成を説明するブロック図である。 本発明に係る耕耘機の動作フロー図である。 本発明に係る耕耘機の作用説明図（耕耘時および旋回時）である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。

符号の説明

１０…耕耘機、１１…機体、１２…エンジン、１４…耕耘爪、２０…傾斜角検出センサ２２…クラッチ、２３…クラッチスイッチ、３１…駆動系、５７…制御部。

Claims (2)

1. 所定の低速と、この低速より回転速度が高い高速に回転速度を設定することができるエンジンで、機体の下部に設けた耕耘爪を駆動するとともに、作業者が前記機体の後方から連れ歩く型式の耕耘機において、
   この耕耘機は、前記エンジンの動力を前記耕耘爪に伝達する駆動系に前記動力を断接するクラッチを備え、このクラッチにクラッチの断接状態を検出するクラッチスイッチを備え、
   前記機体に、機体の傾き角度を検出する傾斜角検出センサを備え、
   前記クラッチが接続されているとの前記クラッチスイッチの情報を受け、前記機体の傾き角度が水平面に対して所定角度範囲内にあるという前記傾斜角検出センサの情報を受けたときに前記エンジンの回転速度を前記高速になるように制御し、
   前記クラッチが切断されているとの前記クラッチスイッチの情報を受け、若しくは、前記傾斜角検出センサが前記機体の傾き角度が所定角度範囲外であるという前記傾斜角検出センサの情報を受けたときに前記エンジンの回転速度を前記低速になるように制御する制御部を備え、
   ていることを特徴とする耕耘機。
2. 前記所定角度範囲は、水平面に対して±２０°の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の耕耘機。

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