JP2010104312A - 乗用型茶樹摘採機 - Google Patents

Abstract

【目的】本発明は、茶園における各茶畝を跨ぎ且つ両側畝間を自走しつつ茶葉の摘採作業等を良好に行い、振動等が発生しても刈刃ユニットの安定した動作ができること。
【構成】茶畝Ｔを跨いでその両側の畝間を自走する走行装置１，１に、前記茶畝Ｔの上面箇所で支持される刈刃ユニット５及び茶葉収容部を装備した乗用型茶樹摘採機におけること。前記刈刃ユニット５は前記乗用型茶樹摘採機に設けた本体フレーム３に対して油圧シリンダ７の伸縮作用にて昇降自在に構成されていること。前記刈刃ユニット５の下降時において、前記刈刃ユニット５が摘採作業時の所望の刈り高さ位置に保持されるストッパ装置８が上下位置調整自在に設置されてなること。
【選択図】 図２

Description

本発明は、茶園における各茶畝を跨ぎ且つ両側畝間を自走しつつ茶葉の摘採作業等を良好に行い、振動等が発生しても刈刃ユニットの安定した動作ができる乗用型茶樹摘採機に関する。

従来より、乗用型茶樹摘採機として、左右のクローラ走行装置により茶畝を跨いでその両側畝間を自走する乗用本体に、茶畝の上面の茶葉を摘採するバリカン方式の摘採装置と、摘採された茶葉などの摘採物を後方の茶袋に搬送する送風搬送ダクトとを備えたものとして種々開発されている。特に、特許文献１においては、刈刃ユニットをフレームからチェーンにて懸架する方法を採用しているが、この方法だと、茶樹上面に刈刃が乗った場合には刈刃ユニットが浮いてしまい正確な高さとならない欠点がある。また、機体走行時の振動等で刈刃ユニットが上下に揺さぶられることが多く、安定しなかった。

また、油圧シリンダを使用して強引に刈刃ユニットを固定しているが、そのため機体側に過度な剛性を強いる必要があり、機体重量増や、レイアウト等の自由度が限られてしまう不都合が生じている。
特開平８−２６６１３３号

そこで、本発明が解決しようとする課題（技術的課題又は目的等）は、茶樹上面に刈刃が乗った場合には刈刃ユニットの高さ位置が固定状態となり、正確な高さにでき、良好なる茶樹摘採ができる乗用型茶樹摘採機の開発を実現することである。

そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、茶畝を跨いでその両側の畝間を自走する走行装置に、前記茶畝の上面箇所で支持される刈刃ユニット及び茶葉収容部を装備した乗用型茶樹摘採機において、前記刈刃ユニットは前記乗用型茶樹摘採機に設けた本体フレームに対して油圧シリンダの伸縮作用にて昇降自在に構成され、前記刈刃ユニットの下降時において、前記刈刃ユニットが摘採作業時の所望の刈り高さ位置に保持されるストッパ装置が上下位置調整自在に設置されてなることを特徴とする乗用型茶樹摘採機としたことにより、前記課題を解決した。

請求項２の発明を、請求項１において、前記刈刃ユニットが所望の昇降位置となったときにストッパ制御機構が同調して、前記ストッパ装置によって前記油圧シリンダが制御されるようにしてなることを特徴とする乗用型茶樹摘採機としたことにより、前記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項１又は２において、前記ストッパ装置は、前記刈刃ユニットに対してチェーンを介しての吊下げ構成とし、前記チェーンの送り量をストッパ制御機構にて制御されてなることを特徴とする乗用型茶樹摘採機としたことにより、前記課題を解決した。

請求項４の発明を、請求項１，２又は３において、前記刈刃ユニットに茶葉誘導ダクトをも備え、これらを昇降自在としてなることを特徴とする乗用型茶樹摘採機としたことにより、前記課題を解決した。請求項５の発明を、請求項１，２，３又は４において、前記刈刃ユニットには前記茶葉収容部をも同時に昇降自在としてなることを特徴とする乗用型茶樹摘採機としたことにより、前記課題を解決した。

請求項６の発明を、請求項１，２，３，４又は５において、前記刈刃ユニットの昇降には、前記油圧シリンダを前記刈刃ユニットに対して左右対称に設けてなることを特徴とする乗用型茶樹摘採機としたことにより、前記課題を解決した。また、請求項７の発明を、請求項１，２，３，４，５又は６において、前記刈刃ユニットの昇降には、前記油圧シリンダを前記刈刃ユニットに対してそのほぼ中央位置に１台を設けてなることを特徴とする乗用型茶樹摘採機としたことにより、前記課題を解決したものである。

請求項１の発明においては、振動等が発生しても刈刃ユニットを安定した動作にできるなどの効果がある。つまり、前記刈刃ユニットが摘採作業時の所望の刈り高さ位置に保持されるストッパ装置が上下位置調整自在に設置されているため、所望の刈り高さ位置は、油圧シリンダの昇降位置にて制御されるのではなく、前記ストッパ装置にて制御されるものであり、安定化できる。特に、前記刈刃ユニットは前記乗用型茶樹摘採機に設けた本体フレームに対して油圧シリンダの伸縮作用にて昇降自在に構成されているので、前記油圧シリンダのシリンダロッドの伸張によって前記刈刃ユニットが上昇することになり、油圧シリンダの油圧力を有効に使用できる。さらに、前記ストッパ装置にて制御されても、運転時などにおいては、振動などで上下することが発生して、急に上昇作用が生じても、前記油圧シリンダによるシリンダロッドの先端で支持しており、この場合でも油圧シリンダの油圧力を有効に使用して安定化できる。

請求項２の発明では、前記刈刃ユニットが所望の昇降位置となったときにストッパ制御機構が同調して、前記ストッパ装置によって前記油圧シリンダが制御されるため、確実で且つ正確な高さに前記刈刃ユニットを設置でき、茶葉の摘採を極めて良好にできる。また、請求項３の発明では、前記ストッパ装置は、前記刈刃ユニットに対してチェーンを介しての吊下げ構成とし、前記チェーンの送り量をストッパ制御機構にて制御されてなるため、チェーンの送り量を正確にでき、ひいては前記刈刃ユニットを正確な高さに設置できる利点がある。

請求項４の発明では、請求項１の発明と同等の効果を奏する。請求項５の発明では、前記刈刃ユニットには前記茶葉コンテナをも同時に昇降自在としてなることにより、該茶葉コンテナも昇降して能率的な茶樹摘採ができる。また、請求項６の発明では、前記刈刃ユニットの昇降には、前記油圧シリンダを前記刈刃ユニットに対して左右対称に設けてなることで、前記刈刃ユニットが広幅の場合には、左右側で異なることも多く、整然として昇降作業ができる。請求項７の発明では、前記刈刃ユニットが比較的狭い場合には、真ん中１箇所での昇降で安定した茶樹摘採ができる。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明すると、図２（Ａ）及び図３（Ａ）は走行型茶葉摘採機の側面図であって、適宜の間隔（茶畝Ｔ）をおいて設けられたクローラ型の左右の走行装置１，１に対して前後の門型状枠体２（前側と中間箇所など）と柱状の本体フレーム３（後方）とが設けられ、前記門型状枠体２及び前記本体フレーム３の上部箇所に対して、駆動部などを搭載する機台４１，制御台４２及び運転者が乗用して作業等する運転席４３が固着されている。前記本体フレーム３の略中央の下側には、茶畝の高さに適宜昇降可能な刈刃ユニット５が設けられている。さらに茶葉コンテナ６や茶袋などの茶葉収容部が設けられて乗用型茶樹摘採機が構成されている。

前記刈刃ユニット５は、剪断作用にて茶葉を摘採するバリカン型刈刃５１と刈刃ユニットケース５２とで構成され、茶畝Ｔの上辺形状に沿うように正面から見て扁平状のアーチ形をなしている。具体的には、刈刃ユニットケース５２内の下方に、上下の刃が交互に動くバリカン型刈刃５１がアーチ形に形成され、図示しない駆動部にて駆動可能に設けられている。

前記刈刃ユニット５には茶葉誘導ダクト５３を介して茶葉コンテナ６が結合されている。具体的には、前記刈刃ユニット５の刈刃ユニットケース５２の上方に前記茶葉誘導ダクト５３の下端が結合され、該茶葉誘導ダクト５３の上端後方に、前記刈刃ユニット５にて摘採された茶葉が収納される揺動可能な前記茶葉コンテナ６が設けられている。前記刈刃ユニット５には、枠状の刈刃ユニットフレーム５４が固着されている。

該刈刃ユニットフレーム５４には、刈刃スライドローラ５５が軸支持され、該刈刃スライドローラ５５は、乗用型茶樹摘採機の前記本体フレーム３の垂直状部３１に対して転動可能に構成されている。さらに、図２（Ｂ），図３（Ｂ）及び図４に示すように、油圧シリンダ７がほぼ垂直状をなし、シリンダ部７ａの閉鎖側の下端が前記本体フレーム３の一部に取り付けられ、そのシリンダロッド７ｂの上端で、前記刈刃ユニットフレーム５４を支持するように構成されている。これによって、前記刈刃ユニット５は、油圧シリンダ７の昇降（伸縮）運動によって、前記本体フレーム３に対して直接的に昇降自在になっている。

ストッパ装置８及びストッパ制御機構９について説明する。前記ストッパ装置８は、図４乃至図６に示すように、前記本体フレーム３の上端に軸支されたスプロケット８１と、該スプロケット８１に掛けられたチェーン８２と、ピン部８３と、圧縮バネ８４と、押圧片８５とで構成されている。前記チェーン８２の一端には前記ピン部８３が固着され、該ピン部８３は、前記刈刃スライドローラ５５のプレート部５５ａに垂下状に挿入され、圧縮バネ８４を介して下方に弾発支持されている。これによって常時下方側に位置するように支持され、前記ピン部８３の下端には前記押圧片８５が固着されている。さらに、前記刈刃スライドローラ５５のプレート部５５ａには、リミットスイッチ９８が設けられ、前記刈刃ユニット５の下降時において、前記チェーン８２が緊張して前記押圧片８５が上昇して前記リミットスイッチ９８が動作する。これで、前記油圧シリンダ７の油圧回路［図７（Ａ）参照］における電磁弁Ｖ２のポートｂに切換え制御する。

また、前記チェーン８２の他端（図４において手前側、図６においてそれぞれ左側）はストッパ制御機構９のスプロケット９４に巻き掛けされている。前記本体フレーム３に設けたストッパ制御機構９は、ウォーム減速機を内蔵した電動ギヤボックス９１，制御用シャフト９２及びポテンションメータ９３、スプロケット９４にて構成されている。前記電動ギヤボックス９１には、駆動モータ９５及びカップリング９６を介して前記電動ギヤボックス９１に連結されている。前記刈刃ユニット５の高さ（地上からの高さ）Ｈは、前記スプロケット９４における前記チェーン８２の送り出し量Ｘによって、それ以上下降しないようにセットすることで決定される。具体的には、ミリ単位の制御ができる。

その作用について説明する。刈刃ユニット５を下げる（下降させる）場合と上げる（上昇させる）場合とがある。何れの場合も、茶畝Ｔの高さに対応させて適宜の高さ（刈刃ユニット５を最大高さ位置Ｈ_ｍａｘ〔図３（Ｂ）参照〕近く）まで上昇させる。つまり、油圧ポンプＰを介して前記油圧シリンダ７内の油圧を切換弁Ｖ１のポートａへの切換にて加圧させる。すると、前記チェーン８２はスプロケット８１，９４間で弛む状態となる［図６（Ａ）参照］。ここで、平地（規準平地）からの所望の高さＨを操作盤に入力して、ＯＮすると、前記平地からの高さに相当するように前記チェーン８２の所定長さＸが設定される。そして、操作レバーにて前記刈刃ユニット５を所定高さ位置まで下げる方向に切換弁Ｖ１のポートｂに切り換える。これにより、前記油圧シリンダ７内の油圧が下がりシリンダロッド７ｂが縮んで、刈刃ユニット５も下降する。すると、ストッパの役割を果たすチェーン８２が徐々に張ってくる。つまり、最大に張ったときに前記刈刃ユニット５はそれ以上に下がらなくなる。

チェーン８２が最大に張ったと同時に前記チェーン８２端のピン部８３箇所の押圧片８５が上昇して前記リミットスイッチ９８が動作する。この動作にて前記電磁弁Ｖ２のポートｂに切り換えられると同時に、前記油圧シリンダ７内の油圧が何れの側への圧力も掛からなくなる。つまり、油圧シリンダ７のシリンダ部７ａがフリー状態となっている。同時に前記切換弁Ｖ１はポートｃの中立位置に自動的に切り換わる。そして、前記刈刃ユニット５は、前記チェーン８２の長さで正確な位置で規制されており、下がることはない。さらに，本願発明では、油圧シリンダ７がダンパー（クッション）の役割も果たし、揺れ等の衝撃を和らげることができる。特に、従来品ではチェーンによる吊り下げ構成のみであったために、その吊り下げ時において、移動中において、上下してしまい安定感に欠ける重大な問題があったが、本願発明では、油圧シリンダ７の支えにて解消できる。なお、Ｖ３は逆止弁である。

また、刈刃ユニット５を現在位置よりも上げる（上昇させる）場合でも、前述の下げる場合と同様に、刈刃ユニット５を茶畝Ｔの高さに対応させて適宜の高さ（刈刃ユニット５を最大高さ位置Ｈ_ｍａｘ〔図３（Ｂ）参照〕近く）まで上昇させる。すると、前記チェーン８２はスプロケット８１，９４間で弛む状態となる。ここで、平地（規準平地）からの高さＨ（今の高さよりは高い高さ）を操作盤に入力して、ＯＮすると、前記平地からの高さに相当するように前記チェーン８２の所定の長さＸが設定される。そして、前述と同様にして前記油圧シリンダ７内の油圧を下げてシリンダロッド７ｂが縮ませて、刈刃ユニット５を下げる。すると、ストッパの役割を果たすチェーン８２が徐々に張り、最大に張ったときに前記刈刃ユニット５はそれ以上下がらなくなり、前記チェーン８２のピン部８３箇所に設けられたリミットスイッチ９８のリミッターが働き、前記電磁弁Ｖ２のポートｂに切り換えられると同時に、前記油圧シリンダ７内の油圧が何れの側への圧力も掛からなくなってシリンダ部７ａがフリー状態となる。

特に、前記刈刃ユニット５の平地（規準平地）からの高さＨを正確にセットする必要性は、茶畝の茶葉を刈る高さが正確となり、茶葉のどの位置から刈り取るかは、茶葉の製茶製品そのものに影響するため、ミリ単位での制御が必要とされる。これを、前記油圧シリンダ７によるシリンダロッド７ｂの高さ制御では、前記刈刃ユニット５の左右側で約２，３センチの誤差が生ずることが一般であるため、ミリ単位の制御はできないために、前記チェーン８２の長さ設定にてミリ単位の制御を行っている。

前述したように、前記刈刃ユニット５の作業高さを設定するためにチェーン８２の送り出し長さによって下降方向への送り出しは、ウォーム減速機を内蔵した電動ギヤボックス９１によって送り出され、数値の制御はスプロケット９４の回転角度にて検知するポテンションメータ９３にて制御している。該ポテンションメータ９３の設置は長さが判ればいいので、電動ギアの回転等の検知による場合もある。さらに、前記チェーン８２による送り出しは電動ギアボックス９１ではなく回転操作ハンドルでも可能である。

図７（Ｂ）及び（Ｃ）においては、油圧回路における他の実施態様例である。図７（Ｂ）では、逆止弁Ｖ３を簡易にしたものであり、前記油圧シリンダ７の下降はできないが上昇はある程度できる構成である。図７（Ｃ）では、前記電磁弁Ｖ２を上昇側及び下降側にそれぞれ設けた実施形態であり、シリンダ部７ａがフリー状態となったとき、ダンパー（クッション）効果が大きい。

前記油圧シリンダ７は、前記刈刃ユニット５に対して左右対称に設けているが、該刈刃ユニット５のみ（茶葉収容部を除いて）を昇降させる構成の場合には、その幅方向中央位置に１台を設けることもある。前記刈刃ユニットフレーム５４は、本発明の実施形態では、前記刈刃ユニット５，茶葉誘導ダクト５３及び茶葉コンテナ６を昇降可能に設けた構成であるが、前記刈刃ユニット５のみを昇降させる構成にすることもある。さらに、茶葉コンテナ６には、上昇且つ反転させる反転油圧シリンダ６１、反転用リンク６２、排出用油圧シリンダ６３などが設けられている。前記茶袋は、茶葉コンテナ６に換えて簡易な構成の茶収納体であり、前記茶葉誘導ダクト５３を後方向きにしたり、茶葉コンテナ６と同様に垂直状にしてセットする場合もある。

本発明の要部斜視図である。 （Ａ）は本発明において刈刃ユニットを下降させた状態の側面図、（Ｂ）は（Ａ）を簡略化した要部正面状態図である。 （Ａ）は本発明において刈刃ユニットを上昇させた状態の側面図、（Ｂ）は（Ａ）を簡略化した要部正面状態図である。 本発明において刈刃ユニットの刈刃ユニットフレームが本体フレームに昇降可能に設けられている要部斜視図である。 本発明におけるストッパ装置の要部拡大斜視図である。 （Ａ）は刈刃ユニットと油圧シリンダとチェーン釣下げ機構において刈刃ユニットを上昇させた状態の略示図、（Ｂ）は刈刃ユニットと油圧シリンダとチェーン釣下げ機構において刈刃ユニットを設定位置まで下降させた状態の略示図である。 （Ａ）は本発明の油圧シリンダの油圧回路図、（Ｂ）及び（Ｃ）は別の実施形態の油圧シリンダの一部油圧回路図である。

符号の説明

１…走行装置、３…本体フレーム、５…刈刃ユニット、５３…茶葉誘導ダクト、
６…茶葉コンテナ、７…油圧シリンダ、８…ストッパ装置、８２…チェーン、
９…ストッパ制御機構、Ｔ…茶畝。

Claims (7)

1. 茶畝を跨いでその両側の畝間を自走する走行装置に、前記茶畝の上面箇所で支持される刈刃ユニット及び茶葉収容部を装備した乗用型茶樹摘採機において、前記刈刃ユニットは前記乗用型茶樹摘採機に設けた本体フレームに対して油圧シリンダの伸縮作用にて昇降自在に構成され、前記刈刃ユニットの下降時において、前記刈刃ユニットが摘採作業時の所望の刈り高さ位置に保持されるストッパ装置が上下位置調整自在に設置されてなることを特徴とする乗用型茶樹摘採機。
2. 請求項１において、前記刈刃ユニットが所望の昇降位置となったときにストッパ制御機構が同調して、前記ストッパ装置によって前記油圧シリンダが制御されるようにしてなることを特徴とする乗用型茶樹摘採機。
3. 請求項１又は２において、前記ストッパ装置は、前記刈刃ユニットに対してチェーンを介しての吊下げ構成とし、前記チェーンの送り量をストッパ制御機構にて制御されてなることを特徴とする乗用型茶樹摘採機。
4. 請求項１，２又は３において、前記刈刃ユニットに茶葉誘導ダクトをも備え、これらを昇降自在としてなることを特徴とする乗用型茶樹摘採機。
5. 請求項１，２，３又は４において、前記刈刃ユニットには前記茶葉収容部をも同時に昇降自在としてなることを特徴とする乗用型茶樹摘採機。
6. 請求項１，２，３，４又は５において、前記刈刃ユニットの昇降には、前記油圧シリンダを前記刈刃ユニットに対して左右対称に設けてなることを特徴とする乗用型茶樹摘採機。
7. 請求項１，２，３，４，５又は６において、前記刈刃ユニットの昇降には、前記油圧シリンダを前記刈刃ユニットに対してそのほぼ中央位置に１台を設けてなることを特徴とする乗用型茶樹摘採機。

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