JP2013142022A - ホース繰り出し巻き取り装置及び自走式動力噴霧機 - Google Patents

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Abstract

【課題】動力噴霧機などに用いられるホース繰り出し巻き取り装置において、作業者が引っ張る方向に向けて強制的にホースを繰り出すことで作業者の労力軽減を積極的に行うことができる。
【解決手段】ホース繰り出し巻き取り装置1は、機体枠10と、ホース11が巻かれたホースリール12と、ホースリール12の巻き取り駆動を行うエンジン13と、ホースリール12から鉛直方向に引き上げられたホース11を引き出し方向に方向変換するホース繰り出しローラ21と、ホース繰り出しローラ21を回転駆動する電動モータ22と、電動モータ22を制御する制御部14を備えている。ホース繰り出しローラ21は、ウォームギアを介して電動モータ22によって回転駆動され、ウォームギアの出力軸とホース繰り出しローラ21は一方向クラッチを介して接続されている。制御部14は、ホースの巻き取り時には電動モータ22を逆回転させ、ウォームギアの出力軸とホース繰り出しローラ21とを非係合にする。
【選択図】図1

Description

本発明は、ホース繰り出し巻き取り装置及びこれを備えた自走式動力噴霧機に関するものである。
水や液状薬剤などの液剤を広範囲に噴霧する装置として、延長距離の長いホースとこのホースを巻き取るホースリールを備え、ポンプによってホースに圧送された液剤をホースの先端に装着したノズルから噴霧する動力噴霧機が知られている。この動力噴霧機は、エンジンとポンプとホースリールが機体枠に装備され、更に機体枠にエンジンの動力でポンプの駆動とホースリールの巻き取りを行うための動力伝達機構が装備されている。また、自走式の動力噴霧機はエンジンの動力で機体枠に装備した走行部を駆動するための動力伝達機構が装備されている。
このような動力噴霧機は、ホースリールからホースを長距離に亘って延長するのに大きな労力を要する。特に圃場の畦道に動力噴霧機の機体枠を配置して圃場内に薬剤などを散布する場合には、畦道の地面でホースを引き摺りながらホースを延長することになり、ホースを延長する際に大きな抵抗を受けることになる。これに対処するために、ホース繰り出しを電動アシストするホース繰り出し装置を備えた動力噴霧機が開発されている。
下記特許文献1に記載された従来の動力噴霧機におけるホース繰り出し装置は、ホースリールから引き出されたホースに繰り出し力を付与する繰り出しローラと、繰り出しローラによって繰り出されたホースを案内するホースガイドを備えており、ホースガイドは、複数のガイドローラを備えてホースを引き出し方向に案内している。また、ホースに引っ張り力が加えられたことを検知する引っ張り力検知手段を備えており、この引っ張り力検知手段が引っ張り力を検知した場合に、繰り出しローラが所定時間駆動されるようになっている。
特開2005−67796号公報
前述した従来の動力噴霧機におけるホース繰り出し装置は、モータなどで駆動される繰り出しローラによって、ホースをホースリールから鉛直方向に引き上げ、引き上げられたホースをガイドローラによって略水平な引き出し方向に向ける構造になっている。この際、繰り出しローラは、エンジン充電によるバッテリーから電気供給されるモータのみによって駆動されており、エンジン充電を大きく上回る高トルクのモータを採用できないことから、大きな繰り出し力が得られなかった。これにより、従来のホース繰り出し装置は、人力によるホース繰り出しにアシスト力を付与するという程度のものにすぎず、引っ張る力が弱い高齢者などが作業する場合は、十分に作業者の労力を軽減することができない問題があった。
また、従来のホース繰り出し装置は、繰り出しローラを駆動するモータが機体に搭載されたバッテリーからの電気供給のみで駆動されており、連続的な電気供給に限界があった。そのため、従来技術では引っ張り力が検知されている間だけ繰り出しローラを間欠的に駆動して、電力消費を抑える工夫がなされていた。しかしながら、これによると連続的に高い駆動力で繰り出しローラを駆動することができず、十分に作業者の労力を軽減できないだけでなく、迅速にホースの繰り出し作業を行うことができない問題があった。
本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、動力噴霧機などに用いられるホース繰り出し巻き取り装置において、十分な繰り出し力を得ることで、引っ張る力が弱い作業者であっても簡易にホースの繰り出しを連続的に行うことができること、迅速にホースの繰り出し作業を行うことで作業効率を改善することができること、等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、本発明によるホース繰り出し巻き取り装置は、以下の構成を少なくとも具備するものである。
機体枠と、前記機体枠に装備されてホースが巻かれたホースリールと、前記機体枠に装備されて前記ホースリールの巻き取り駆動を行うエンジンと、前記機体枠の上に配備されて、前記ホースリールから鉛直方向に引き上げられた前記ホースを引き出し方向に方向変換するホース繰り出しローラと、前記ホース繰り出しローラを回転駆動する電動モータと、前記電動モータを制御する制御部を備え、前記ホース繰り出しローラは、ウォームギアを介して前記電動モータによって回転駆動され、前記ウォームギアの出力軸と前記ホース繰り出しローラは一方向クラッチを介して接続されており、前記制御部は、前記ホースの繰り出し時には前記電動モータを正回転させ、前記ウォームギアの出力軸と前記ホース繰り出しローラとを前記一方向クラッチで係合して前記ホース繰り出しローラを回転駆動し、前記ホースの巻き取り時には前記電動モータを逆回転させ、前記ウォームギアの出力軸と前記ホース繰り出しローラとを非係合にすることを特徴とするホース繰り出し巻き取り装置。
本発明によるホース繰り出し巻き取り装置は、ホースリールから鉛直方向に引き上げられたホースを、電動モータで駆動されるホース繰り出しローラによって引き出し方向に方向変換しながら繰り出すので、作業者が引き出す方向に向けて強制的にホースを繰り出すことで作業者の労力軽減を積極的に行うことができる。
ホース繰り出しローラがウォームギアを介して電動モータによって回転駆動されるので、ウォームギアによって大きなトルクをホース繰り出しローラに伝えることができ、十分な繰り出し力を得ることができる。これによって、引っ張る力が弱い作業者であっても簡易にホースの繰り出し作業を連続的に行うことができる。
ホース繰り出しローラを連続的に回転させて高い繰り出し力を継続して発揮できるので、迅速にホースの繰り出し作業を行って作業効率を改善することができる。ホースの巻き取り時には、ホース繰り出しローラを非係合状態で空転させることができるので、逆転抵抗の大きいウォームギアを用いながら抵抗無く速やかにホースを巻き取ることができる。
本発明の一実施形態に係るホース繰り出し巻き取り装置及び自走式動力噴霧機の全体構成を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るホース繰り出し巻き取り装置及び自走式動力噴霧機におけるホース繰り出し機構部を示した説明図である。 本発明の一実施形態に係るホース繰り出し巻き取り装置及び自走式動力噴霧機におけるホース繰り出しローラの駆動部を示した説明図である。 本発明の一実施形態に係るホース繰り出し巻き取り装置及び自走式動力噴霧機における制御部の動作を示した説明図である。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図1は本発明の一実施形態に係るホース繰り出し巻き取り装置及び自走式動力噴霧機の全体構成を示す説明図であり、図2は、本発明の一実施形態に係るホース繰り出し巻き取り装置及び自走式動力噴霧機におけるホース繰り出し機構部を示した説明図である。
ホース繰り出し巻き取り装置1は、機体枠10を備え、機体枠10に、ホース11が巻かれたホースリール12と、ホースリール12の巻き取り駆動を行うエンジン13が装備されている。また、ホース繰り出し巻き取り装置1は、機体枠10の上にホースリール12から鉛直方向に引き上げられたホース11を引き出し方向に方向変換するホース繰り出しローラ21を配備しており、ホース繰り出しローラ21を回転駆動する電動モータ22とこの電動モータ22を制御する制御部14を備えている。以下の説明では、このようなホース繰り出し巻き取り装置1を備えた自走式動力噴霧機100を例にして説明するが、本発明の実施形態に係るホース繰り出し巻き取り装置1は自走式動力噴霧機100の形態に限定されるものではなく、走行部やポンプを機体枠10に備えない形態を含んでいる。
自走式動力噴霧機100は、機体枠10に走行部30が備えられている。図示の例では、走行部30は一対のキャスター31と一対の駆動輪32を備えている。また、機体枠10にハンドル部10Aが設けられている。この機体枠10にはホース11に水や液状薬剤などの液剤を圧送するポンプ15が装備されており、エンジン13がポンプ15の駆動と走行部30における駆動輪32の駆動を行う。また、機体枠10にはエンジン13によって駆動される発電機16が搭載されており、この発電機16がホース繰り出しローラ21を駆動する電動モータ22及びそれを制御する制御部14などの電気系統に電気を供給している。
図示の例において、自走式動力噴霧機100の動力伝達系について説明する。エンジン出力軸13Aからの動力は、伝動要素17A,17B,17C,17D,17E,17F,17G,17H,17Iによってホースリール12に伝達されており、ホースリール12の巻き取り回転がエンジン13の動力によって行われる。また、エンジン出力軸13Aからの動力は、伝動要素18A,18B,18C,18D,18Eによって駆動輪32に伝達されている。また、エンジン出力軸13Aからの動力は、伝動要素19A,19B,19Cによって発電機16に伝達されている。更に、エンジン出力時13Aからの動力は図示省略の伝動要素によってポンプ15に伝達されている。
図1及び図2によってホース繰り出し機構部20を説明する。ホース繰り出し機構部20は、機体枠10の上に配備されるホース繰り出しローラ21を支持するホースガイド枠23と、ホースガイド枠23を機体枠10に摺動自在に支持する支持枠24を備えている。ホースガイド枠23には、前述した電動モータ22とウォームギアを一体に備えた電動モータユニット22Aが取り付けられている。また、ホースガイド枠23は、ホース11をホース繰り出しローラ21のローラ溝に押し付ける押し付けローラ25と、ホース繰り出しローラ21から繰り出されるホース11を引き出し方向に案内する案内ローラ26,27を備えている。
支持枠24には、ホースリール12の回転軸12Aと平行に摺動案内軸28が軸支されている。摺動案内軸28の端部に装着されたスプロケット28Aとホースリール12の回転軸12Aの端部に装着されたスプロケット12A1とがチェン28Bで連結されており、摺動案内軸28はホースリール12の回転に応じて回転駆動される。摺動案内軸28には、方向の異なる2つの螺旋溝28R,28Lが重ねて設けられており、この螺旋溝28R,28Lに係合する係合部を備えた摺動体29が軸方向に沿って摺動自在に装備されている。摺動体29には、前述したホースガイド枠23が装着されており、ホースガイド枠23に軸支されたホース繰り出しローラ21は、摺動案内軸28によってホースリール12の巻き幅内を往復移動するように装備されている。
図3は、本発明の一実施形態に係るホース繰り出し巻き取り装置及び自走式動力噴霧機におけるホース繰り出しローラの駆動部を示した説明図である。図3(a)は前述した電動モータユニット22Aを示している。電動モータユニット22Aは、ホース繰り出しローラ21を駆動する電動モータ22とウォームギア22Bが一体に構成されている。これによって、電動モータ22の出力軸22A1の方向とウォームギア22Bの出力軸22B1の方向が直交配置されることになる。そして、ウォームギア22Bの出力軸22B1は、図3(b)に示すように、一方向クラッチ21Aを介してホース繰り出しローラ21に接続されている。
このように、ホース繰り出しローラ21は、ウォームギア22Bを介して電動モータ22によって回転駆動され、ウォームギア22Bの出力軸22B1とホース繰り出しローラ21は一方向クラッチ21Aを介して接続されている。一方向クラッチ21Aは、ウォームギア22Bの出力軸22B1が静止している状態ではホース繰り出しローラ21が繰り出し方向(図示A方向)に回転する際に出力軸22B1とホース繰り出しローラ21とを非係合にし、繰り出し方向に対して逆方向(図示B方向)に回転する場合に出力軸22B1とホース繰り出しローラ21とを係合状態にする。すなわち、一方向クラッチ21Aは、電動モータ22の正回転(ホース繰り出し方向の回転)でウォームギア22Bの出力軸22B1とホース繰り出しローラ21を係合状態にし、電動モータ22の逆回転(ホース繰り出し方向と逆の回転)でウォームギア22Bの出力軸22B1とホース繰り出しローラ21を非係合状態にする。
図4は、本発明の一実施形態に係るホース繰り出し巻き取り装置及び自走式動力噴霧機における制御部の動作を示した説明図である。前述したように、エンジン13の動力は伝達要素19Aから伝達要素19Cに伝達されて発電機16が駆動されており、発電機16で発生した電力が制御部14や電動モータ22などの電気系統に供給される。また、エンジン13の動力は伝動要素17Aから伝動要素17Cに伝達されポンプ15を駆動している。また、ポンプ15に伝達された動力は、17D,17F,17G,17Iに伝達されて、ホースリール12が回転駆動される。伝動要素17Fと伝動要素17Gの間には電磁クラッチ50が設けられている。ホースリール12の回転駆動はホース11の巻き取り時に行われ、その際には電磁クラッチ50が接続状態になる。ポンプ15は、切り替えバルブ41を介して機体枠10の外に配置された液剤タンク40内の液剤をホース11に圧送している。
制御部14は、入力される操作信号によって、ホース11の繰り出し及び巻き取り動作を行う。先ず、ホース11の繰り出し時には、制御部14は、電磁クラッチ50の接続を切ってホースリール12を空転自在にし、電動モータ22を正回転(ホース繰り出し方向に回転)させる。これによって、ウォームギア22Bの出力軸22B1とホース繰り出しローラ21とが一方向クラッチ21Aで係合してホース繰り出しローラ21が回転駆動され、ホース11はホース繰り出しローラ21の繰り出し力によってホース11の引き出し方向に強制的に繰り出される。
一方、ホース11の巻き取り時には、制御部14は、電磁クラッチ50を接続状態にしてホースリール12を巻き取り駆動すると共に、電動モータ22を逆回転(ホース繰り出し方向の逆方向に回転)させる。これによって、一方向クラッチ21Aを介して接続されているウォームギア22Bの出力軸22B1とホース繰り出しローラ21とが常時非係合状態になって、ホース繰り出しローラ21は空転自在になり、ホースリール12の巻き取り回転によってホース11はホースリール12に巻き取られる。
このようなホース11の繰り出し及び巻き取り時には、ホースリール12の回転に応じて摺動案内軸28が回転駆動されることになるので、機体枠10の上に配備されるホース繰り出しローラ21は、摺動案内軸28によってホースリール12の巻き幅内を往復移動する。これによって、ホース11の繰り出し時には、常にホースリール12から略鉛直方向にホースを引き上げることができ、ホース11の巻き取り時には、ホースリール12の巻き幅内に均一にホース11を巻き付けることができる。
制御部14は無線受信部60を備えており、無線送信器(リモコン)61から送信される操作信号によって遠隔操作が可能になっている。これによって、作業者がホース11の先端を保持して、機体枠10から離れた位置までホース11を引き出した場合であっても、遠隔操作によってホース11の繰り出し及び巻き取りを自在に行うことができる。
このようなホース繰り出し巻き取り装置1或いは自走式動力噴霧機100によると、以下に示す作用効果を得ることができる。
一つの特徴は、電動モータ22によって駆動されるホース繰り出しローラ21が機体枠10の上に配備されており、駆動されるホース繰り出しローラ21自身が、ホースリール12から鉛直方向に引き上げられたホース11を略水平な引き出し方向に方向変換している。これにより、ホース繰り出しローラ21とホース11の接触範囲を大きく取ることができ、大きな繰り出し力をホース11に伝えて直接引き出し方向にホース11を繰り出すことができる。これによると、駆動されるローラでホースを鉛直方向に引き上げて別のガイドローラでホースを方向変換する従来技術と比較して、ホース11に大きな繰り出し力を伝えることができ、電動モータ22の駆動力を大きく設定してホース11の強制繰り出しを行うことができる。
また一つの特徴は、ホース繰り出しローラ21がウォームギア22Bを介して電動モータ22によって回転駆動されている。これによると、電動モータ22の大きな駆動トルクを効率よくホース繰り出しローラ21に伝えることができる。また、ウォームギア22Bを用いることで、電動モータ22の出力軸とウォームギア22Bの出力軸22B1を直交配置させて電動モータ22の長手方向をホース繰り出しローラ21の側面に沿わせることで、電動モータ22をホースガイド枠23にコンパクトに配備することができる。
この特徴よると、図2に示すように、電動モータ22(或いは電動モータユニット22A)の荷重Wの方向とホース繰り出しローラ21を軸支するホースガイド枠23の中心軸との偏心距離Lが小さくなり、ホースガイド枠23のたわみを抑えることができる。これによって、ホース繰り出しローラ21を摺動案内軸28に沿って円滑に移動させることができ、摺動するホース繰り出しローラ21を支持する部材(ホースガイド枠23,摺動体29,摺動案内軸28など)の耐久性を高めることができる。
また、ウォームギア22Bの出力軸22B1とホース繰り出しローラ21が一方向クラッチ21Aを介して接続されており、ホース11の巻き取り時には電動モータ22を逆回転させて、ウォームギア22Bの出力軸21B1とホース繰り出しローラ21とを非係合にするので、ウォームギア22Bを用いることによるホース繰り出し時のトルク伝達効率向上の利点を得ながら、ホース巻き取り時にも無負荷で円滑にホース11の巻き取りを行うことができる。
また、エンジンによって駆動される発電機16を機体枠10に搭載しており、電動モータ22を含む電気系統に発電機16から電気供給を行うので、バッテリーを使う場合と比較して、充電不要であり、部品消耗などを発生すること無く連続的に比較的大きな電流を供給することが可能になる。これによって、大きな出力の電動モータ22を用いてホース繰り出しローラ21を大きな駆動力で回転させることができ、この場合にも、メンテナンスフリーで連続的な運転を行うことができる。
このような特徴を有する本発明の実施形態によると、作業者が引き出す方向に向けて強制的にホース11を繰り出すことで作業者の労力軽減を積極的に行うことができる。また、強制的なホース11の繰り出しにより十分な繰り出し力を得ることで、引っ張る力が弱い作業者であっても簡易にホース11の繰り出しを連続的に行うことができる。更には、強制的なホース11の繰り出しで迅速にホース11の繰り出し作業を行うことで作業効率を改善することが可能になる。
1:ホース繰り出し巻き取り装置,100:自走式動力噴霧機,
10:機体枠,10A:ハンドル部,11:ホース,
12:ホースリール,12A:回転軸,
13:エンジン,13A:エンジン出力軸,
14:制御部,15:ポンプ,16:発電機,
17A〜17I,18A〜18E,19A〜19C:伝動要素,
20:ホース繰り出し機構部,21:ホース繰り出しローラ,
21A:一方向クラッチ,
22:電動モータ,22A:電動モータユニット,22A1:出力軸,
22B:ウォームギア,22B1:出力軸,
23:ホースガイド枠,24:支持枠,
25:押し付けローラ,26,27:案内ローラ,
28:摺動案内軸,28R,28L:螺旋溝,29:摺動体,
30:走行部,31:キャスター,32:駆動輪
40:液剤タンク,41:切り替えバルブ,
50:電磁クラッチ,
60:無線受信部,61:無線送信機(リモコン)

Claims (5)

  1. 機体枠(10)と、
    前記機体枠(10)に装備されてホース(11)が巻かれたホースリール(12)と、
    前記機体枠(10)に装備されて前記ホースリール(12)の巻き取り駆動を行うエンジン(13)と、
    前記機体枠(10)の上に配備されて、前記ホースリール(12)から鉛直方向に引き上げられた前記ホース(11)を引き出し方向に方向変換するホース繰り出しローラ(21)と、
    前記ホース繰り出しローラ(21)を回転駆動する電動モータ(22)と、
    前記電動モータ(22)を制御する制御部(14)を備え、
    前記ホース繰り出しローラ(21)は、ウォームギア(22B)を介して前記電動モータ(22)によって回転駆動され、
    前記ウォームギア(22B)の出力軸(22B1)と前記ホース繰り出しローラ(21)は一方向クラッチ(21A)を介して接続されており、
    前記制御部(14)は、前記ホース(11)の繰り出し時には前記電動モータ(22)を正回転させ、前記ウォームギア(22B)の出力軸(22B1)と前記ホース繰り出しローラ(21)とを前記一方向クラッチ(21A)で係合して前記ホース繰り出しローラ(21)を回転駆動し、前記ホース(11)の巻き取り時には前記電動モータ(22)を逆回転させ、前記ウォームギア(22B)の出力軸(22B1)と前記ホース繰り出しローラ(21)とを非係合にすることを特徴とするホース繰り出し巻き取り装置(1)。
  2. 前記電動モータ(22)に電気供給する発電機(16)を前記機体枠(10)に搭載し、前記発電機(16)は前記エンジン(13)によって駆動されることを特徴とする請求項1記載のホース繰り出し巻き取り装置(1)。
  3. 前記ホースリール(12)の回転軸(12A)と平行に軸支され前記ホースリール(12)の回転に応じて回転駆動される摺動案内軸(28)を備え、
    前記ホース繰り出しローラ(21)は前記摺動案内軸(28)によって前記ホースリール(12)の巻き幅内を往復移動するように装備されていることを特徴とする請求項1又は2記載のホース繰り出し巻き取り装置(1)。
  4. 走行部(30)を備える機体枠(10)と、
    前記機体枠(10)に装備されてホース(11)が巻かれたホースリール(12)と、
    前記機体枠(10)に装備されて前記ホース(11)に液剤を圧送するポンプ(15)と、
    前記機体枠(10)に装備されて前記ホースリール(12)の巻き取り駆動と前記ポンプ(15)の駆動と前記走行部(30)の駆動を行うエンジン(13)と、
    前記機体枠(10)の上に配備されて、前記ホースリール(12)から鉛直方向に引き上げられた前記ホース(11)を引き出し方向に方向変換するホース繰り出しローラ(21)と、
    前記ホース繰り出しローラ(21)を回転駆動する電動モータ(22)と、
    前記機体枠(10)に搭載されて前記エンジン(13)によって駆動され前記電動モータ(22)に電気供給する発電機(16)と、
    前記電動モータ(22)を制御する制御部(14)を備え、
    前記ホース繰り出しローラ(21)は、ウォームギア(22B)を介して前記電動モータ(22)によって回転駆動され、
    前記ウォームギア(22B)の出力軸(22B1)と前記ホース繰り出しローラ(21)は一方向クラッチ(21A)を介して接続されており、
    前記制御部(14)は、前記ホース(11)の繰り出し時には前記電動モータ(22)を正回転させ、前記ウォームギア(22B)の出力軸(22B1)と前記ホース繰り出しローラ(21)とを前記一方向クラッチ(21A)で係合して前記ホース繰り出しローラ(21)を回転駆動し、前記ホース(11)の巻き取り時には前記電動モータ(22)を逆回転させ、前記ウォームギア(22B)の出力軸(22B1)と前記ホース繰り出しローラ(21)とを非係合にすることを特徴とする自走式動力噴霧機(100)。
  5. 前記制御部(14)は、前記ホース(11)の繰り出し時には前記エンジン(13)の動力を前記ホースリール(12)に伝える電磁クラッチ(50)の接続を切ることを特徴とする請求項4記載の自走式動力噴霧機(100)。
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