JP2018174889A - 農作業機用回動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回動可能な角度範囲の変更が容易であり、汎用性に優れた農作業機用回動装置を提供する。【解決手段】農作業機１０に設けられ、出力軸２の回動により出力軸２に連結された部材を回動させる農作業機用回動装置１であって、モータ３と、モータ３により駆動され出力軸２を回動させる出力ギア４と、モータ３と出力ギア４とを収容するケース６と、ケース６に収容され出力ギア４と一体に回動するストッパ７と、ストッパ７に干渉しない非干渉位置とストッパ７に干渉する干渉位置とで進退可能にケース６に設けられており、ストッパ６に干渉することにより出力軸２の回動角度範囲を調整するための干渉部材８と、を備えた。【選択図】図５

Description

本発明は、代掻き作業機等の農作業機に用いられる農作業機用回動装置に関する。

代掻き作業機は、代掻き爪を有する代掻き作業用の代掻き軸と、田面を均平に整地する整地体（レーキ）と、を有している。代掻き作業機は、トラクタの後部に装着され、トラクタを前進させつつ代掻き軸を回転させることで代掻き作業を行うと共に、代掻き作業後の田面を整地体により均平に整地する作業を行う。

代掻き作業機は、整地体の両側に折り畳み収納可能に設けられた板状の延長整地体（サイドレーキ）を有する。延長整地体は、整地幅を広くし、代掻き作業後の土が側方に流れ出してしまうことを抑制する役割を果たすものである。延長整地体は、整地体の側端部にヒンジを介して回動可能に設けられており、延長整地体を整地体に重なるように折りたたんだ状態となる収納位置と、整地幅を広くした状態となる延長位置との間で回動可能となっている。この延長整地体を回動させる装置として、農作業機用回動装置が用いられている。

農作業機用回動装置は、モータと、モータの駆動力により回動される出力軸と、出力軸と一体に回動するアームとを有している。アームの先端と延長整地体とはワイヤにより連結されており、農作業機用回動装置のアームを回動させると、この回動に伴ってヒンジを回動軸として延長整地体が回動されるようになっている。

従来の農作業機用回動装置としては、出力軸と一体に設けられモータの駆動力を出力軸に伝達するギアを有しており、このギアの外周面のうち、アームの回動が必要な角度範囲分のみに歯車の歯を形成することで、回動可能な角度範囲を規定しているものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−１９５４２２号公報

ところで、近年、コストの削減のため、複数の農作業機で部品を共通化したいという要求がある。そのため、農作業機用回動装置では、回動可能な角度範囲を容易に変更可能であることが望まれる。

例えば、上述の従来の農作業機用回動装置では、回動可能な角度範囲を変更するためにはギアを交換する必要があり、回動可能な角度範囲の変更に手間がかかってしまう。モータの駆動電流を制御することにより回動可能な角度範囲を規定している農作業機用回動装置も知られているが、この場合、回動可能な角度範囲を変更するためには制御内容の変更が必要であり、上述の場合と同様に回動可能な角度範囲の変更に手間がかかってしまう。

そこで、本発明は、回動可能な角度範囲の変更が容易であり、汎用性に優れた農作業機用回動装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として農作業機に設けられ、出力軸の回転により前記出力軸に連結された部材を回動させる農作業機用回動装置であって、モータと、前記モータにより駆動され、前記出力軸を回動させる出力ギアと、前記モータと前記出力ギアとを収容するケースと、前記ケースに収容され前記出力ギアと一体に回動するストッパと、前記ストッパに干渉しない非干渉位置と前記ストッパに干渉する干渉位置とで進退可能に前記ケースに設けられており、前記ストッパに干渉することにより前記出力軸の回動角度範囲を調整するための干渉部材と、を備えた、農作業機用回動装置を提供する。

本発明によれば、回動可能な角度範囲の変更が容易であり、汎用性に優れた農作業機用回動装置を提供できる。

本発明の一実施の形態に係る農作業機用回動装置を搭載した農作業機の概略構成図である。 （ａ）は、農作業機用回動装置の外観を示す斜視図、（ｂ）はそのカバーを省略した斜視図である。 農作業機用回動装置における駆動力の伝達構造を示す斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、農作業機用回動装置における回動角度範囲を調整可能とする構成を説明する図である。 （ａ），（ｂ）は、農作業機用回動装置における回動角度範囲を調整可能とする構成を説明する図である。 （ａ），（ｂ）は、農作業機用回動装置における回動角度範囲を調整可能とする構成を説明する図である。 （ａ）は農作業機用回動装置の断面を模式的に示した図であり、（ｂ）は本発明の比較対象となる比較例の農作業機用回動装置の断面を模式的に示した図である。 （ａ），（ｂ）は、干渉部材の変形例を説明する図である。 （ａ），（ｂ）は、干渉部材の変形例を説明する図である。 干渉部材の変形例を説明する図である。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

（農作業機用回動装置を搭載する農作業機の説明）
図１は、本実施の形態に係る農作業機用回動装置を搭載した農作業機の概略構成図である。図１に示すように、農作業機１０は、図示しないトラクタに装着され代掻き作業及び整地作業を行うためのものであり、一般に代掻き作業機または代掻き機と呼称されるものである。図１では、トラクタの進行方向における後方から見た農作業機の背面図を示している。

農作業機１０は、代掻き爪を有する代掻き作業用の代掻き軸（不図示）と、田面を均平に整地する整地体１１と、を有している。代掻き軸は、整地体１１のトラクタ側（図１における紙面方向奥側）に設けられている。農作業機１０を装着したトラクタを前進させつつ代掻き軸を回転させることで代掻き作業が行われ、代掻き作業後の田面が整地体により均平に整地される。

農作業機１０は、整地体１１の両側に折り畳み収納可能に設けられた板状の延長整地体１２を有している。延長整地体１２は、整地幅を広くし、代掻き作業後の土が側方に流れ出してしまうことを抑制する役割を果たすものである。延長整地体１２は、整地体１１の側端部にヒンジ１５を介して回動可能に設けられており、延長整地体１２を整地体に重なるように折りたたんだ状態となる収納位置と、整地幅を広くした状態となる延長位置との間で回動可能となっている。図１では、図示左側の延長整地体１２を収納位置とし、図示右側の延長整地体１２を延長位置とした場合を示している。

農作業機１０には、本実施の形態に係る農作業機用回動装置１が搭載されている。この農作業機１０では、農作業機用回動装置１は、延長整地体１２を回動させる装置として用いられている。より具体的には、農作業機用回動装置１は、その出力軸（後述する）に出力軸と一体に回動可能に設けられたアーム１３と、アーム１３の先端と延長整地体１２とを連結するワイヤ１４と、を有し、アーム１３の回動により、延長整地体１２を回動するように構成されている。

また、農作業機１０には、土寄せ作業状態に切替え可能な整地体１１を駆動するための回動装置１６が搭載されている。

（農作業機用回動装置１の説明）
図２（ａ）は、農作業機用回動装置１の外観を示す斜視図、図２（ｂ）はそのカバーを省略した斜視図である。また、図３は農作業機用回動装置１における駆動力の伝達構造を示す斜視図である。

図２，３に示すように、農作業機用回動装置１は、農作業機１０に設けられ、出力軸２の回転により出力軸２に連結された部材（ここではアーム１３及びワイヤ１４及び延長整地体１２）を回動させるものであり、モータ３と、モータ３により駆動され出力軸２を回動させる出力ギア４と、モータ３の駆動力を出力ギア４に伝達する減速機５と、モータ３と出力ギア４と減速機５とを収容するケース６と、を備えている。

ケース６は、農作業機１０にボルト固定されるフランジ状の固定部６１ａを有するベース６１と、ベース６１の上部を覆うカバー６２と、を有している。出力軸２の先端部は、ベース６１に形成された貫通孔（不図示）を介してケース６の外方へと延出されている。ケース６の外方へと延出された出力軸２の先端部には、出力軸２と一体に回動するアーム１３が設けられる。

モータ３は、ＤＣモータからなり、モータハウジング３１に収容されている。モータハウジング３１は、ベース６１に設けられた台座６３上に固定されている。図示していないが、モータ３には、過負荷となり過電流が発生したときに、モータ３の駆動を停止する回路が搭載されている。また、図示していないが、モータ３の回転軸には、螺旋状の歯部を有するウォームが取り付けられている。

減速機５は、モータギア５１と、中間ギア５２と、を有している。本実施の形態では、比較的大きな出力トルクを容易に得るため、モータ３と出力ギア４とを、２段の減速機５を介して連結している。

モータギア５１は、モータ３の回転軸に取り付けられたウォームと歯合する入力歯車（不図示）と、入力歯車よりも歯数が小さい出力歯車５１ａとを共通の回転軸５１ｂに一体に設けて構成されている。本実施の形態では、モータギア５１の入力歯車がモータハウジング３１に収容されており、モータ３とモータギア５１とが一体に構成されモジュール化された状態となっており、これにより組立作業の簡易化が図られている。

中間ギア５２は、モータギア５１の出力歯車５１ａと歯合する入力歯車５２ａと、入力歯車５２ａよりも歯数が小さく出力ギア４と歯合する出力歯車５２ｂとを共通の回転軸５２ｃに一体に設けて構成されている。本実施の形態では、減速機５における最終減速比が１２：１となるように、両ギア５１，５２を調整した。なお、本実施の形態では、モータ３と出力ギア４とを２段の減速機５を介して連結したが、これに限らず、モータ３と出力ギア４とを３段以上の減速機５を介して連結してもよく、減速機５の段数は用途（つまり要求される出力トルク）等に応じて適宜設定可能である。複数段の減速機５を用いることで、比較的大きな出力トルクを得る場合であっても小型なモータ３を使用可能となり、農作業機用回動装置１全体の小型化や低コスト化に寄与する。なお、減速機５は複数段に限定されるものではなく、出力トルクが小さくてもよい場合には、減速機５を１段としてもよいし、減速機５を省略してモータギア５１に直接ストッパ７が設けられていてもよい。

（出力軸２の回動角度範囲を調整可能とする構成の説明）
図４〜６は、農作業機用回動装置１における回動角度範囲を調整可能とする構成を説明する図である。図４〜６に示すように、農作業機用回動装置１は、ケース６に収容され出力ギア４と一体に回動するストッパ７と、ストッパ７に干渉しない非干渉位置とストッパ７に干渉する干渉位置とで進退可能にケース６に設けられており、ストッパ７に干渉することにより出力軸２の回動角度範囲を調整するための干渉部材８と、を備えている。

本実施の形態では、ストッパ７は、出力ギア４よりもカバー６２側（ベース６１と反対側、図７（ａ）参照）の出力軸２に、出力軸２と一体に回動するように設けられている。また、ストッパ７は、出力ギア４よりも径方向外方に突出する略棒状の突出部７ａを有している。

干渉部材８は、ケース６のベース６１に溶接され固定されたナット８１と、ナット８１に螺合され先端がケース６内に臨むボルト８２と、を有している。本実施の形態では、ナット８１に対してボルト８２が螺合している位置を移動させることにより、非干渉位置と干渉位置とで進退可能とされている。つまり、本実施の形態では、ナット８１に対してボルト８２の先端部のみを螺合させた位置が非干渉位置となり、ボルト８２を締め込んでボルト８２の先端をケース６内に突出させた位置が干渉位置となる。

本実施の形態では、一例として、ナット８１とボルト８２とを４対有する場合について説明する。ただし、ナット８１とボルト８２の対数は４対に限らず、１対、２対、３対、または５対以上であってもよい。各ナット８１及びボルト８２は、ボルト８２を締め込んで干渉位置まで進出させた際に、ボルト８２がストッパ７に干渉する位置に設けられる。すなわち、各ナット８１及びボルト８２は、出力軸２を回動させた際にストッパ７の突出部７ａの先端が描く軌跡よりも出力軸２側（径方向内側）に設けられる。ここでは、出力軸２から各ナット８１及びボルト８２に至る径方向に沿った距離を略同じとしたが、出力軸２から各ナット８１及びボルト８２に至る径方向に沿った距離は異なっていてもよい。

図４（ｂ）における左右方向を長さ方向、上下方向を幅方向、紙面方向を高さ方向とすると、本実施の形態では、４対のナット８１及びボルト８２は、高さ方向の一方から見たときに、出力軸２の中心を通る長さ方向に沿った線に対して、線対称の位置にそれぞれ設けられている。４対のうち２対のナット８１及びボルト８２は、出力軸２を挟んで幅方向に対向するように設けられている。それらナット８１及びボルト８２よりも長さ方向における前方（図４（ｂ）における右側）に、残り２対のナット８１及びボルト８２が幅方向に対向するように設けられている。

農作業機用回動装置１では、干渉位置に進出させるボルト８２を選択することで、出力軸２の回動角度範囲を調整可能となっている。図４（ａ），（ｂ）に示すように、全てのボルト８２を非干渉位置とした状態では、ストッパ７がボルト８２に干渉しないので、出力軸２の回動角度範囲は限定されず、出力軸２は３６０度回動可能となる。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、前方に設けられた２つのボルト８２を干渉位置に進出させると、干渉位置に進出させたボルト８２とストッパ７との干渉により、出力軸２が回動可能な角度範囲が狭い角度範囲に制限される。同様に、図６（ａ），（ｂ）に示すように、後方に設けられた２つのボルト８２を干渉位置に進出させると、干渉位置に進出させたボルト８２とストッパ７との干渉により、出力軸２が回動可能な角度範囲が制限される。この場合の出力軸２の回動角度範囲は、前方の２つのボルト８２を干渉位置に進出させた場合と比較して広い角度範囲となる。

本実施の形態では、減速機５によりトルクアップがなされているため、ストッパ７に干渉するボルト８２には大きな負荷がかかる。そのため、ボルト８２のネジ部分が潰れてボルト８２を抜くことができなくなる、といった不具合が発生するおそれがある。そこで、本実施の形態では、図７（ａ）に示すように、ボルト８２の軸部に、ナット８１と螺合するネジ溝が形成されたネジ部８２ａと、ネジ部８２ａの先端側に一体に形成され、ネジ溝が形成されておらずネジ部８２ａの外径よりも小さい外径に形成された干渉部８２ｂとを設け、ボルト８２を干渉位置に進出させた際に干渉部８２ｂがストッパ７に干渉するようにした。

また、ボルト８２とストッパ７とが干渉する位置は、なるべくストッパ７（突出部７ａ）の先端側の位置、つまりなるべく出力軸２から離れた位置に設定することが望ましい。これにより、ボルト８２への負荷を低減してボルト８２の変形等の不具合を抑制可能になる。

また、本実施の形態では、ナット８１とボルト８２とが、非干渉位置または干渉位置において、ねじ緩み止め剤（ねじロック剤）により固定されている。本実施の形態では、ボルト８２として、接着剤（高反応性固着剤）が収容されたマイクロカプセルを特殊加工により設けるメック加工が施されたネジ部８２ａを有するものを用いた。ボルト８２をナット８１と螺合して非干渉位置に位置させると、当該螺合により破断したマイクロカプセルから滲出した接着剤によりナット８１とボルト８２とが非干渉位置にて固定されると共に、ナット８１とボルト８２間がシールされる。農作業機１０への適用時に、用途に応じて選択したボルト８２を締め込んで干渉位置まで進出させると、ネジ部８２ａの基端部に設けられている未使用状態のマイクロカプセルが破断し、滲出した接着剤によりナット８１とボルト８２とが干渉位置にて固定されると共に、ナット８１とボルト８２間がシールされる。

ねじ緩み止め剤を用いることにより、ナット８１とボルト８２間をシールすることができるため、例えばナット８１とボルト８２間の隙間から泥水がケース６内に入り込み、泥がギア間に噛み込まれてしまう、といった不具合を抑制可能になる。また、ねじ緩み止め剤を用いることにより、ナット８１とボルト８２とが固定されるため、例えば振動によりボルト８２が緩んで脱落してしまう、といった不具合も抑制可能になる。

なお、本実施の形態では、ストッパ７をケース６内に設け、ボルト８２をケース６外からケース６内へと進出させているが、例えば、図７（ｂ）の比較例に示すように、ボルト８２をケース６内からケース６外へ進出させるように構成することも考えられる。この場合、ストッパ７を省略してボルト８２を直接アーム１３に干渉させることも可能になる。しかし、この場合、出力軸２の回動角度範囲を変更する度にカバー６２を取り外す必要があり、出力軸２の回動角度範囲の変更作業に手間がかかる。また、ボルト８２とアーム１３との干渉位置がケース６外となるため、ボルト８２とアーム１３との間に小石等が挟まって延長整地体１２を完全に収容できなくなる、といった不具合が生じるおそれもある。さらに、ボルト８２とアーム１３との干渉位置がケース６外となるため、作業者が指等を挟み込んでしまうおそれもある。

つまり、本実施の形態のようにストッパ７をケース６内に設け、ボルト８２をケース６外からケース６内へと進出させる構成とすることで、ケース６を分解せずとも簡単にボルト８２の位置（干渉位置と非干渉位置）を変更可能となり、出力軸２の回動角度範囲の変更作業が容易になる。さらに、小石等の挟み込みによって意図した回動角度範囲が得られなかったり、作業者の指が挟まれるといった不具合も抑制可能になる。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係る農作業機用回動装置１では、ケース６に収容され出力ギア４と一体に回動するストッパ７と、ストッパ７に干渉しない非干渉位置とストッパ７に干渉する干渉位置とで進退可能にケース６に設けられており、ストッパ７に干渉することにより出力軸２の回動角度範囲を調整するための干渉部材８と、を備えている。

これにより、干渉部材８としてのボルト８２を進退させることで容易に出力軸２の回動角度範囲を調整可能となり、汎用性に優れた農作業機用回動装置１を実現できる。また、ケース６内にてストッパ７と干渉部材８とを干渉させることにより、小石等の挟み込みによって意図した回動角度範囲が得られない、あるいは作業者の指が挟まれてしまうといった不具合も抑制可能になる。

なお、本実施の形態では、農作業機用回動装置１を、代掻き用の農作業機１０における延長整地体１２の開閉に用いる場合を説明したが、農作業機用回動装置１の用途はこれに限定されず、出力軸２の回動により出力軸２に連結された部材を回動させるあらゆる用途に使用可能である。例えば、土寄せ作業状態に切替え可能な整地体１１を駆動するための回動装置１６（図１参照）として農作業機用回動装置１を用いてもよい。さらに、例えば、全てのボルト８２を非干渉位置として出力軸２を連続回転可能とする（図４（ａ），（ｂ）参照）ことで、肥料を攪拌する攪拌機を回転させる装置として農作業機用回動装置１を用いることもできる。

（変形例）
上記実施の形態では、ナット８１に対するボルト８２の締結状態によって非干渉位置と干渉位置とを切り替えたが、例えば図８（ａ）に示すように、出力軸２の径方向に沿って延びる長穴８３をベース６１に形成し、長穴８３のどの位置でボルト８２を固定するかによって、非干渉位置と干渉位置との切り替えを行うようにしてもよい。図８（ａ）の例では、長穴８３の径方向内側の位置が干渉位置となり、長穴８３の径方向外側の位置が非干渉位置となる。この場合、ナット８１の位置が変わりナット８１をベース６１に溶接することができなくなるため、ボルト８２の締結時にナット８１が回ってしまわないように、回り止め用のリブ状の突起６３を長穴８３の周縁に沿って設けることが望ましい。さらに、図８（ｂ）に示すように、複数の長穴８３を連結する連結穴８３ａをベース６１に形成し、１つのナット８１及びボルト８２を複数の干渉位置で固定可能としてもよい。なお、図８（ａ），（ｂ）のように長穴８３や連結穴８３ａを形成する場合には、当該長穴８３や連結穴８３ａからケース６内に水や泥が侵入可能となる。よって、図８（ａ），（ｂ）の構成は、水や泥の侵入のおそれがない場合に適用するとよい。

また、干渉部材８はナット８１とボルト８２に限定されるものではなく、例えば、図９（ａ），（ｂ）に示すように、回動軸８４ａと、回動軸８４ａから当該回動軸８４ａの径方向に突出する羽根部８４ｂとを有し、ベース６１に対して回動可能に設けられた回動部材８４であってもよい。図９（ａ），（ｂ）の例では、回動部材８４の回動軸８４ａがストッパ７に干渉する位置に設けられており、ストッパ７が回動軸８４ａに干渉する状態と、回動部材８４を回動させて羽根部８４ｂにストッパ７を干渉させる状態とを切り替え可能となっており、これにより出力軸２の回動角度範囲を調整可能となっている。この場合、回動軸８４ａをベース６１を貫通して外方に突出させ、当該突出部分につまみ（ハンドル）を設ける等して、ケース６の外部からの操作により回動部材８４を回動可能とすることが望ましい。

さらに、図１０に示すように、ベース６１に設けた貫通孔６４に柱状のピン８５を挿し込むか否かによって、非干渉位置と干渉位置とを切り替えるようにしてもよい。使用中に振動等によりピン８５が脱落してしまうことを抑制するため、ピン８５は溶接や接着等によりベース６１に固定されることが望ましい。また、ケース６内に水や泥が侵入する用途として用いる場合には、未使用の貫通孔６４を塞ぐように樹脂やゴム等からなる蓋部材を設け、未使用の貫通孔６４からの水や泥の侵入を抑制するとよい。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。

１…農作業機用回動装置
２…出力軸
３…モータ
４…出力ギア
５…減速機
６…ケース
６１…ベース
６２…カバー
７…ストッパ
８…干渉部材
８１…ナット
８２…ボルト
１０…農作業機
１１…整地体
１２…延長整地体
１３…アーム

Claims (7)

1. 農作業機に設けられ、出力軸の回動により前記出力軸に連結された部材を回動させる農作業機用回動装置であって、
   モータと、
   前記モータにより駆動され、前記出力軸を回動させる出力ギアと、
   前記モータと前記出力ギアとを収容するケースと、
   前記ケースに収容され前記出力ギアと一体に回動するストッパと、
   前記ストッパに干渉しない非干渉位置と前記ストッパに干渉する干渉位置とで進退可能に前記ケースに設けられており、前記ストッパに干渉することにより前記出力軸の回動角度範囲を調整するための干渉部材と、を備えた、
   農作業機用回動装置。
2. 前記干渉部材は、前記ケースに固定されたナットと、前記ナットに螺合され先端が前記ケース内に臨むボルトと、を有し、前記ナットに対して前記ボルトが螺合している位置を移動させることにより、前記非干渉位置と前記干渉位置とで進退可能とされている、
   請求項１に記載の農作業機用回動装置。
3. 前記ボルトの軸部は、前記ナットと螺合するネジ溝が形成されたネジ部と、ネジ溝が形成されておらず前記ネジ部の外径よりも小さい外径に形成されており、前記干渉位置としたとき前記ストッパに干渉する干渉部と、を有する、
   請求項２に記載の農作業機用回動装置。
4. 前記ナットと前記ボルトとが、前記非干渉位置または前記干渉位置において、ねじ緩み止め剤により接着固定されている、
   請求項２または３に記載の農作業機用回動装置。
5. 前記ナットと前記ボルトとを複数有しており、前記干渉位置に進出させる前記ボルトを選択することで、前記出力軸の回転角度範囲を調整可能とされている、
   請求項２乃至４の何れか１項に記載の農作業機用回動装置。
6. 前記モータと前記出力ギアとは、複数段の減速機を介して連結されている、
   請求項１乃至５の何れか１項に記載の農作業機用回転装置。
7. 前記農作業機は、代掻き作業機であり、
   前記出力軸に前記出力軸と一体に回動可能に設けられたアームと、
   前記アームの先端と、前記代掻き作業機の側方に設けられている延長整地体とを連結するワイヤと、を有し、
   前記アームの回動により、前記延長整地体を回動するように構成されている、
   請求項１乃至６の何れか１項に記載の農作業機用回転装置。

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