JP2023057949A - センサ付き作業爪および作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】センサ付きの作業爪において、作業中におけるセンサの脱落や破損を防ぐこと。【解決手段】２つの装着孔を有し、前記２つの装着孔の間に凹部を有する爪本体と、前記凹部に取り付けられたセンサユニットと、を備える、センサ付き作業爪。フランジに固定されたセンサ付き作業爪を含む作業ロータを備える作業機であって、前記センサ付き作業爪は、２つの装着孔を有し、前記２つの装着孔の間に第１凹部を有する爪本体と、前記第１凹部に取り付けられたセンサユニットと、前記２つの装着孔に挿入される２つのボルトと、前記２つのボルトを連結するボルトプレートと、前記２つのボルトと螺合する２つのナットと、を含み、前記フランジに前記爪本体を固定する固定部材と、を備える、作業機。【選択図】図２

Description

本発明は、センサ付き作業爪および作業機に関する。

従来、畑や田んぼなどの圃場に対する耕耘作業を行う作業機として、ロータリ作業機や代掻き機が知られている。これらの作業機は、圃場の耕起、砕土などを行う作業ロータを備える。作業ロータとは、回転軸となる爪軸に、複数の作業爪が取り付けられた装置であり、爪軸の回転に伴い作業爪を直接的に圃場に作用させる。そのため、耕耘作業の継続により、次第に作業爪が摩耗して耕耘性能が低下するという問題がある。このような問題に鑑み、近年では、作業爪にセンサを設けて摩耗の程度を予測する試みがなされている。例えば、特許文献１には、作業爪に取り付けられたセンサを用いて作業爪の摩耗の度合いを評価するための技術が開示されている。

特開２０２０－００５５３５号公報

耕耘作業中において、作業爪は、直接的に土壌に作用するため、センサに土塊が衝突することによりセンサが脱落又は破損する可能性がある。また、耕耘作業中の作業爪は、土壌への衝突を繰り返すため激しく振動する。したがって、作業爪へのセンサの取り付け方が不十分であると、耕耘作業中にセンサが脱落してしまうおそれがある。このように、センサ付きの作業爪を用いて耕耘作業を行う場合、センサの脱落や破損を防ぐことが重要な課題となっている。

本発明の課題の一つは、センサ付き作業爪を用いた作業中におけるセンサの脱落や破損を防ぐことにある。

本発明の一実施形態におけるセンサ付き作業爪は、２つの装着孔を有し、前記２つの装着孔の間に凹部を有する爪本体と、前記凹部に取り付けられたセンサユニットと、を備える。

上述のセンサ付き作業爪において、前記凹部は前記爪本体を貫通していてもよい。

本発明の一実施形態における作業機は、フランジに固定されたセンサ付き作業爪を含む作業ロータを備える作業機であって、前記センサ付き作業爪は、２つの装着孔を有し、前記２つの装着孔の間に第1凹部を有する爪本体と、前記第1凹部に取り付けられたセンサユニットと、前記２つの装着孔に挿入される２つのボルトと、前記２つのボルトを連結するボルトプレートと、前記２つのボルトと螺合する２つのナットと、を含み、前記フランジに前記爪本体を固定する固定部材と、を備える。

上述の作業機において、前記ボルトプレートは前記第1凹部の少なくとも一部を覆ってもよい。

上述の作業機において、前記センサユニットは、アンテナを含み、前記ボルトプレートは、前記アンテナに対応する位置に開口部又は切り欠きを有してもよい。

上述の作業機において、前記開口部は、ガラス又は樹脂で構成される材料によって塞がれていてもよい。

上述の作業機において、前記第1凹部は前記爪本体を貫通していてもよい。

上述の作業機において、前記フランジは、前記第1凹部と対応する位置に第２凹部を有していてもよい。

上述の作業機において、前記センサユニットは、前記第１凹部と前記第２凹部の内側に配置されていてもよい。

本発明の一実施形態によれば、センサ付き作業爪を用いた作業中におけるセンサの脱落や破損を防ぐことができる。

第１実施形態の作業機の構成を示す側面図である。 第１実施形態のセンサ付き作業爪の構成を説明する図であり、（Ａ）は、作業機のセンサ付き作業爪を拡大した側面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の側面図をＡ－Ａ’で切断した断面図である。 第１実施形態のセンサユニットの構成を示すブロック図である。 第１実施形態の変形例における作業機のセンサ付き作業爪の構成を示す断面図である。 第２実施形態のセンサ付き作業爪の構成を説明する図であり、（Ａ）は、作業機のセンサ付き作業爪を拡大した側面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の側面図をＢ－Ｂ’で切断した断面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態であるセンサ付き作業爪及びそのセンサ付き作業爪を含む作業ロータを備える作業機について説明する。但し、ここで説明するセンサ付き作業爪及び作業機は、多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す例の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本実施の形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

〈第１実施形態〉
［農作業機の構成］
図１は、第１実施形態における作業機１００の構成を示す側面図である。具体的には、図１は、作業機１００として、複数の作業爪を含む作業ロータを備えたロータリ作業機を進行方向に対して左側側面から見た図を示している。本実施形態の作業機１００は、大別して、フレーム１１０、シールドカバー１２０、エプロン１３０、サイドプレート（図示せず）、作業ロータ１５０、及び制御装置１７０等を含む。

フレーム１１０は、トラクタ等の走行機体（図示せず）に対し、トップリンク連結部１３５及びロアリンク連結部１３６により接続される。フレーム１１０は、例えば円筒形であり、チェーンケース（図示せず）に通じる内部には、動力伝達軸（図示せず）を有する。この動力伝達軸は、トラクタ等の走行機体が有するＰＴＯ軸からＰＩＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｉｎｐｕｔ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）シャフト１３７を経て伝達される回転動力の向きを、進行方向に対して左右方向へと切り替える役割を果たす。フレーム１１０内の動力伝達軸は、作業機１００の側部に配置されたチェーンケースに接続され、このチェーンケース内のチェーン伝達機構によって、作業ロータ１５０の爪軸１５２に動力が伝達される。

作業ロータ１５０は、作業機１００の幅方向(作業機１００の進行方向に対して垂直の方向)に延びる爪軸１５２と、この爪軸１５２にフランジ１５３を介して装着された複数の作業爪１５４とを含む。複数の作業爪１５４は、進行方向に対して左方向に湾曲した作業爪（以下「Ｌ爪１５４Ｌ」と記す）と、右方向に湾曲した作業爪（以下「Ｒ爪１５４Ｒ」と記す）とを含み、爪軸１５２の軸方向に所定の間隔で取り付けられる。本実施形態の作業機１００において、作業ロータ１５０は、矢印Ｒで示す方向に回転する。

本実施形態では、１つのフランジ１５３につき、複数本の作業爪１５４が固定部材１５５を介して取り付けられる。図１では、１つのフランジ１５３に対して、２本のＬ爪１５４Ｌ及び２本のＲ爪１５４Ｒが装着されているが、装着される作業爪の種類や本数はこれに限られるものではない。また、本実施形態では、固定部材１５５として、ボルト１５７、ボルトプレート１５８及びナット１５６を組み合わせた組ボルトを用いる。

本実施形態において、少なくとも１つの作業爪１５４には、センサユニット２１０が取り付けられている。具体的には、少なくとも１つの作業爪１５４には、加速度や圧力などの情報を検知するためのセンサユニット２１０が両面テープや硬化性樹脂等を含む接着剤などにより取り付けられるとともに、固定部材１５５によりセンサユニット２１０が保護されている。そのため、耕耘作業中に土塊等がセンサユニット２１０に直接当たることがなく、センサユニット２１０が脱落したり破損したりしないような構造となっている。

以下の説明において、センサユニットが取り付けられた作業爪を、「センサ付き作業爪」と呼ぶ。ただし、本明細書において「センサ付き作業爪」という用語は、作業爪及びセンサユニット以外の構成を排除するものではない。

本実施形態では、Ｒ爪１５４Ｒにセンサユニット２１０が取り付けられた例を示し、Ｒ爪１５４Ｒを爪本体と呼ぶ場合がある。また、爪本体であるＲ爪１５４Ｒにセンサユニット２１０が取り付けられた作業爪は、センサ付き作業爪２００と呼び、センサユニット２１０が取り付けられていない他の作業爪と区別する。なお、本実施形態では、Ｒ爪１５４Ｒにセンサユニット２１０が取り付けられた例を示したが、この例に限られるものではない。例えば、センサ付き作業爪２００は、Ｌ爪１５４Ｌを爪本体として構成してもよいし、Ｌ爪１５４Ｌ及びＲ爪１５４Ｒの両方を爪本体として構成してもよい。センサ付き作業爪２００の詳細な構成については後述する。

シールドカバー１２０は、作業ロータ１５０の上方を被覆するように配置される。図示は省略するが、シールドカバー１２０の側面には、左右一対のサイドプレートが設けられ、サイドプレートによって作業ロータ１５０の爪軸１５２が軸支される。なお、サイドプレートは、チェーンケースプレート、サイドフレーム等とも呼ばれる。

エプロン１３０は、作業ロータ１５０の後方に配置され、シールドカバー１２０に対して接続部１６０を軸として上下方向に回動可能となっている。エプロン１３０の重心は、接続部１６０よりも後方にあるため、エプロン１３０は自重により下降しようとする。エプロン１３０の先端にはステンレス製の整地板１３２が取り付けられている。整地板１３２はエプロン１３０の内側から外側に向かってループを描くように構成されている。この整地板１３２が作業ロータ１５０によって掘り起こされた圃場を均平化する。

制御装置１７０は、外部から受信した信号（例えば、リモコン信号）を処理したり、内部で生成した信号（例えば、駆動部の制御信号）を外部に送信したりする機能を有する。例えば、制御装置１７０は、作業者がリモコンを操作した際の操作信号に応じて作業機１００が備えるアクチュエータ等の駆動部の動作を制御する。さらに、本実施形態の制御装置１７０は、センサユニット２１０から検知データ（センシングデータ）を受信する機能を有する。制御装置１７０は、センサユニット２１０から受信した検知データをサーバや携帯端末等の他の情報処理装置に送信してもよいし、検知データに基づいて演算処理を行い、その演算結果を他の情報処理装置に送信してもよい。

以上説明した本実施形態の作業機１００は、センサ付き作業爪２００のセンサユニット２１０により、センサの種類に応じた様々な情報（検知データ）を取得することができる。さらに、爪本体に取り付けられたセンサユニット２１０は、固定部材１５５によって保護されているため、耕耘作業中に土塊等がセンサユニット２１０に直接当たることによってセンサユニット２１０が脱落したり破損したりすることを防ぐことができる。作業機１００が備えるセンサ付き作業爪２００の具体的な構成について、以下に説明する。

［センサ付き作業爪の構成］
図２は、本発明の第１実施形態におけるセンサ付き作業爪２００の構成を説明する図である。具体的には、図２（Ａ）は、作業機１００のセンサ付き作業爪２００を拡大した側面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の側面図をＡ－Ａ’で切断した断面図である。図２では、作業機１００のフランジ１５３に、センサ付き作業爪２００としてＲ爪１５４Ｒ（爪本体）およびセンサユニット２１０を、固定部材１５５を用いて取り付けた例を示す。Ｌ爪１５４Ｌを爪本体とした例についての詳細な説明は省略するが、湾曲する方向が異なる点を除いては、Ｒ爪１５４Ｒを爪本体とした場合と同様の構成を有する。また、図２（Ａ）に示したＲ爪１５４Ｒの形状は一例に過ぎず、この形状に限定されるものではない。

図２（Ａ）に示すように、Ｒ爪１５４Ｒは、取付基部１５４Ｒａ及び取付基部１５４Ｒａから連続して延びる刃部１５４Ｒｂを有する。また、Ｒ爪１５４Ｒは、刃部１５４Ｒｂの一方の縁に刃付部１１を有する。刃付部１１は、徐々に厚さが薄くなるように加工された部分であり、土壌を砕土する機能を有する。刃付部１１とは反対側の縁には、峰部１２を有する。また、刃部１５４Ｒｂの先端には、刃付部１１と峰部１２を曲線状に滑らかに結ぶ頭頂部１３を有する。

図示は省略するが、刃部１５４Ｒｂは、取付基部１５４Ｒａに近い側の縦刃部と、取付基部１５４Ｒａから遠い側の横刃部とに区別される場合もある。本実施形態において、刃部１５４Ｒｂは、取付基部１５４Ｒａに近い側から遠い側にかけて緩やかに湾曲した形状となっている。具体的には、図２（Ａ）に示すＲ爪１５４Ｒの刃部１５４Ｒｂは、図面の手前側から奥側に向かって緩やかに湾曲している。

図２（Ａ）に示すＲ爪１５４Ｒにおいて、取付基部１５４Ｒａは、フランジ１５３にＲ爪１５４Ｒを装着するための２箇所の装着孔１４及び１５を含む部分であり、その他の部分が刃部１５４Ｒｂである。フランジ１５３は、Ｒ爪１５４Ｒを装着するための２箇所の装着孔１６及び１７を含む。Ｒ爪１５４Ｒは、固定部材１５５としてボルト１５７、ナット１５６及びボルトプレート１５８を組み合わせた組ボルトを用いてフランジ１５３に装着されている。つまり、フランジ１５３の２箇所の装着孔１６及び１７と、取付基部１５４Ｒａの２箇所の装着孔１４及び１５との位置を合わせた状態（重畳させた状態）で、それぞれの装着孔にボルトプレート１５８と組み合わせた２つのボルト１５７が取付基部１５４Ｒａ側から挿入されている。２つのボルト１５７には、それぞれ２つのナット１５６がフランジ１５３側から螺合されることで、センサ付き作業爪２００をフランジ１５３に装着する。

２つのボルト１５７の間には、ボルトプレート１５８が配置される。すなわち、２箇所の装着孔１４及び１５の間は、ボルトプレート１５８で覆われる。また、耕耘作業中、作業ロータ１５０の回転に伴い、Ｒ爪１５４Ｒは、刃部１５４Ｒｂの刃付部１１を先頭にして土壌に作用し、圃場の耕耘作業を行う。取付基部１５４Ｒａは、直接的には土壌に作用しない。また、取付基部１５４Ｒａは、十分な厚さを有する。そのため、本実施形態では、センサユニット２１０の脱落や破損を防ぐため、取付基部１５４Ｒａにセンサユニット２１０を配置している。具体的には、図２に示す例では、取付基部１５４Ｒａの凹部１８の内側にセンサユニット２１０が配置されている。センサユニット２１０は、取付基部１５４Ｒａの凹部１８の内側に、図示しない硬化性樹脂等を含む接着剤や面テープ等により取り付けられる。センサユニット２１０と凹部１８との隙間は、図示しない硬化性樹脂等によって充填してもよい。取付基部１５４Ｒａの凹部１８は、２箇所の装着孔１４及び１５の間に配置される。凹部１８は、有底孔であり、ボルトプレート１５８と接する面（フランジ１５３と接する面とは反対側）に開口を有する。

ボルトプレート１５８は、凹部１８の一部を覆う。センサユニット２１０は、ボルトプレート１５８と部分的に重畳し、ボルトプレート１５８によって保護される。センサユニット２１０は、ボルトプレート１５８と一部重畳しない位置に配置される。凹部１８の深さは、センサユニット２１０の高さよりも深いことが望ましいが、これに限られるものではなく、凹部１８からセンサユニット２１０が突出していてもよい。この場合、ボルトプレート１５８は、センサユニット２１０と干渉しないように２つのボルト１５７の間が凸型に突出していてもよい。

センサユニット２１０は、後述するように無線通信を行うためのアンテナ２１１を含む。アンテナ２１１から電波を効率よく放出するためには、アンテナ２１１の周囲に存在する金属製の遮蔽物を極力減らすことが望ましい。このため、アンテナ２１１は、ボルトプレート１５８から露出される。この場合、センサユニット２１０は、センサユニット２１０の破損や爪本体からの脱落を防止するため、アンテナ２１１以外のなるべく広い範囲をボルトプレート１５８で被覆する、すなわち、できるだけ装着孔１４及び１５の間の領域にセンサユニット２１０を配置することが好ましい。このように、センサユニット２１０は、少なくともその一部がボルトプレート１５８で被覆可能である範囲において、どこに配置されていてもよい。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、本実施形態のセンサ付き作業爪２００は、センサユニット２１０が爪本体の一部（具体的には、装着孔１４及び１５の間の領域）とともにボルトプレート１５８によって被覆される。本実施形態では、ボルトプレート１５８は、金属材料により構成されている。

以上のとおり、本実施形態のセンサ付き作業爪２００は、爪本体（図２に示す例では、Ｒ爪１５４Ｒ）と、爪本体に取り付けられたセンサユニット２１０と、センサユニット２１０及び爪本体の一部（装着孔１４及び１５の間の領域）を被覆するボルトプレート１５８を含む固定部材１５５と、を備える。このような構造とすることにより、センサユニット２１０を土塊や衝撃から保護することができ、耕耘作業中におけるセンサユニット２１０の脱落や破損を防ぐことができる。

［センサユニットの構成］
図３は、本発明の第１実施形態におけるセンサユニット２１０の構成を示すブロック図である。センサユニット２１０は、センサ部３１、制御部３２、記憶部３３、通信部３４、及び電源部３５を含む。ただし、この例に限らず、センサユニット２１０は、他の回路要素を含んでいてもよい。

センサ部３１は、作業ロータ１５０の回転によりセンサ付き作業爪２００が土壌に衝突する際の加速度を検知する機能を有する。具体的には、センサ部３１は、加速度センサを含む。加速度センサは、１軸加速度センサであっても３軸加速度センサであってもよい。また、センサ部３１は、加速度センサに加えて、ジャイロセンサや磁気センサを含んでいてもよい。さらに、センサ部３１は、用途に応じて、圧力センサ（歪センサや応力センサ等）や光センサなどの物理量センサ、及び／又は、土壌の温度、水分量、塩分量、ｐＨ（水素イオン指数）などを測定するための土壌センサを含んでいてもよい。

センサ部３１は、固有の識別子を有していてもよい。すなわち、個々のセンサ部３１は、識別子を用いて互いに識別できるように構成されていてもよい。識別子は、記憶部３３に記憶されていてもよいし、識別子を記憶するためのメモリがセンサ部３１に別途設けられていてもよい。識別子は、センサ部３１で取得された検知データ（例えば加速度データ）と共に、制御装置１７０に送信される。これにより、制御装置１７０は、どのセンサ付き作業爪２００から送信された検知データであるのかを特定することが可能となる。

制御部３２は、記憶部３３から読み出したプログラムを実行することにより、センサユニット２１０の各要素を制御する機能を有している。制御部３２としては、例えば、ＣＰＵを含むマイクロコンピュータを用いることができる。制御部３２は、例えば、センサ部３１に対してセンシングを指示したり、通信部３４に対して検知データの送信を指示したりすることができる。

さらに、制御部３２は、電源部３５の蓄電量の残量をモニタリングし、残量が閾値を下回るとその旨を報知するよう指示したり、電源部３５に対してスリープモードへの切り替えを指示したりすることも可能である。ただし、これらの制御は一例であり、制御部３２に対して他の制御を実行させることも可能である。例えば、センサ部３１で取得された検知データ用いて演算処理等の情報処理を行ってもよい。

記憶部３３は、制御部３２が実行する各種制御のためのプログラムの記憶、センサ部３１で取得された検知データの記憶等を行うことができる。前述した識別子は、記憶部３３に記憶することができる。

通信部３４は、センサ部３１で取得された検知データや記憶部３３に記憶された識別子を制御装置１７０に送信する送信部として機能を有する。通信部３４としては、例えば、ブルートゥース（登録商標）などの近距離無線通信を行うことが可能な無線通信モジュールを用いることができる。通信部３４は、アンテナ２１１を含み、アンテナ２１１を介してデータの送受信を行う。具体的には、通信部３４は、アンテナ２１１を用いて外部に電波を放出し、当該電波に乗せて検知データを無線出力することができる。なお、通信部３４は、検知データを送信する送信部としての機能だけでなく、センサユニット２１０を制御するための制御データを外部から受信する受信部としての機能を有していてもよい。

電源部３５は、センサユニット２１０の各要素を動作させるための電源として機能する。電源部３５は、電池であってもよいし、充電可能なバッテリであってもよい。電源部３５として充電可能なバッテリを用いる場合、電源部３５は、ワイヤレス給電のための給電回路を有していてもよい。例えば、給電回路は、高周波信号を受信するアンテナ及び受信した高周波信号に基づいて電力を生成する整流回路等を有していてもよい。

図４は、第１実施形態の変形例における作業機のセンサ付き作業爪の構成を示す断面図である。本変形例における作業機のセンサ付き作業爪は、凹部の形状以外、第１実施形態における作業機のセンサ付き作業爪と同じである。第１実施形態と同じである説明は省略し、ここでは第１実施形態におけるセンサ付き作業爪の構成と相違する部分について説明する。本変形例におけるセンサ付き作業爪を拡大した側面図は、第１実施形態のセンサ付き作業爪を拡大した側面図と同じであることからここでは省略する。図４において、図２に示したセンサ付き作業爪２００と同じ部分については、同じ符号を用いて示す。

（変形例１）
第１実施形態のセンサ付き作業爪２００では、凹部１８が有底孔である構成を示した。しかしながらこれに限定されず、図４（Ａ）に示すように、凹部１８ａはＲ爪１５４Ｒの取付基部１５４Ｒａを貫通していてもよい。本変形例における凹部１８ａは、貫通孔であり、ボルトプレート１５８と接する面およびフランジ１５３と接する面の両方に開口を有する。センサユニット２１０ａは、凹部１８ａの内側に配置される。

ボルトプレート１５８は、凹部１８ａの一部を覆う。センサユニット２１０ａは、ボルトプレート１５８と部分的に重畳し、ボルトプレート１５８によって保護される。フランジ１５３は、ボルトプレート１５８とは反対側から凹部１８ａを覆う。センサユニット２１０ａは、フランジ１５３と重畳し、フランジ１５３によって保護される。凹部１８ａの深さは、センサユニット２１０ａの高さよりも深いことが望ましいが、これに限られるものではなく、凹部１８ａからセンサユニット２１０ａが突出していてもよい。この場合、ボルトプレート１５８は、センサユニット２１０ａと干渉しないように２つのボルト１５７の間が凸型に突出していてもよい。

本変形例１によれば、凹部１８ａの深さが深くなることによって、より厚みのあるセンサユニット２１０ａを配置することができる。

（変形例２）
図４（Ｂ）に示すように、取付基部１５４Ｒａの凹部１８ａは、さらにフランジ１５３の凹部１９と接続していてもよい。フランジ１５３の凹部１９は、取付基部１５４Ｒａの凹部１８ａと対応する位置（凹部１８ａに重畳する位置）に設けられる。本変形例における凹部１９は、凹部１８ａと対向する有底孔であり、取付基部１５４Ｒａと接する面に開口を有する。センサユニット２１０ｂは、凹部１８ａおよび凹部１９の内側に配置される。

ボルトプレート１５８は、凹部１８ａの一部を覆う。センサユニット２１０ｂは、ボルトプレート１５８と部分的に重畳し、ボルトプレート１５８によって保護される。連続する凹部１８ａおよび凹部１９の深さは、センサユニット２１０ｂの高さよりも深いことが望ましいが、これに限られるものではなく、凹部１８ａからセンサユニット２１０ｂが突出していてもよい。この場合、ボルトプレート１５８は、センサユニット２１０ｂと干渉しないように２つのボルト１５７の間が凸型に突出していてもよい。

本変形例２によれば、凹部１８ａおよび凹部１９の深さがさらに深くなることによって、より厚みのあるセンサユニット２１０ｂを配置することができる。

〈第２実施形態〉
第１実施形態におけるセンサ付き作業爪では、アンテナ２１１がボルトプレート１５８の横から露出される構成を示した。第２実施形態におけるセンサ付き作業爪は、アンテナ２１１がボルトプレート１５８ｃの開口部２６から露出される構成を示す。第２実施形態におけるセンサ付き作業爪は、センサユニット２１０の配置およびボルトプレート１５８ｃの開口部２６以外、第１実施形態における作業機のセンサ付き作業爪と同じである。第１実施形態と同じである説明は省略し、ここでは第１実施形態におけるセンサ付き作業爪の構成と相違する部分について説明する。図５において、図２に示したセンサ付き作業爪２００と同じ部分については、同じ符号を用いて示す。

図５は、本発明の第２実施形態におけるセンサ付き作業爪３００の構成を説明する図である。具体的には、図５（Ａ）は、センサ付き作業爪３００を拡大した側面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の側面図をＢ－Ｂ’で切断した断面図である。

本実施形態では、第１実施形態と同様に、取付基部１５４Ｒａにセンサユニット２１０を配置している。具体的には、図５に示す例では、取付基部１５４Ｒａの凹部１８ｃの内側にセンサユニット２１０が配置されている。取付基部１５４Ｒａの凹部１８ｃは、２箇所の装着孔１４及び１５の間に配置される。凹部１８ｃは、有底孔であり、ボルトプレート１５８ｃと接する面（フランジ１５３と接する面とは反対側）に開口を有する。

ボルトプレート１５８ｃは、後述の開口部２６の部分を除き、凹部１８ｃを完全に覆う。センサユニット２１０は、ボルトプレート１５８ｃと重畳し、ボルトプレート１５８ｃによって保護される。凹部１８ｃの深さは、センサユニット２１０の高さよりも深いことが望ましいが、これに限られるものではなく、凹部１８ｃからセンサユニット２１０が突出していてもよい。この場合、ボルトプレート１５８ｃは、センサユニット２１０と干渉しないように２つのボルト１５７の間が凸型に突出していてもよい。

センサユニット２１０は、無線通信を行うためのアンテナ２１１を含む。アンテナ２１１から電波を効率よく放出するために、ボルトプレート１５８ｃは、センサユニット２１０の一部を露出するように開口部２６を有する。具体的には、開口部２６は、ボルトプレート１５８ｃにおけるセンサユニット２１０のアンテナ２１１に対応する位置（アンテナ２１１に重畳する位置）に設けられている。アンテナ２１１は、ボルトプレート１５８ｃの開口部２６から露出される。このように、センサユニット２１０は、ボルトプレート１５８ｃで被覆可能である範囲において、どこに配置されていてもよい。

本実施形態によれば、アンテナ２１１から放出された電波が開口部２６を介して外部に放出されるため、センサユニット２１０の無線通信性能を向上させることができる。開口部２６の大きさについて特に限定はないが、開口部２６が大き過ぎるとボルトプレート１５８ｃの強度が低下したり、水分や土が開口部２６を介して侵入しやすくなったりするため、アンテナ２１１のほぼ全体が露出する程度の大きさとすることが好ましい。

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す例では、ボルトプレート１５８ｃに開口部２６を設ける例を示したが、この例に限らず、アンテナ２１１に対応する位置に切り欠きを設けてもよい。また、ボルトプレート１５８ｃに開口部２６を設ける場合、ガラス、樹脂、又はゴムで構成される材料によって開口部２６を塞いでもよい。例えば、開口部２６の内側に樹脂（例えばエポキシ樹脂）を充填し、その後、充填した樹脂を硬化させてもよい。また、開口部２６の形状に合わせて成形したガラス板、樹脂、ゴム等を開口部２６に嵌め込み、接着剤等により固着させてもよい。

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、本実施形態のセンサ付き作業爪３００は、センサユニット２１０が爪本体の一部（具体的には、装着孔１４及び１５の間の領域）とともにボルトプレート１５８ｃによって覆われる。具体的には、図５（Ａ）に示すようにセンサユニット２１０は、ボルトプレート１５８ｃと重畳する位置に配置され、アンテナ２１１に対応する位置に開口部２６を有する。

以上のとおり、本実施形態のセンサ付き作業爪３００は、爪本体（図５に示す例では、Ｒ爪１５４Ｒ）と、爪本体に取り付けられたセンサユニット２１０と、センサユニット２１０及び爪本体の一部（装着孔１４及び１５の間の領域）を被覆するボルトプレート１５８ｃを含む固定部材１５５と、を備える。このような構造とすることにより、センサユニット２１０を土塊や衝撃から保護することができ、耕耘作業中におけるセンサユニット２１０の脱落や破損を防ぐことができる。

なお、本実施形態においても、第１実施形態の変形例と同様に、取付基部１５４Ｒａの凹部１８ｃは貫通孔であってもよく、さらにフランジ１５３の凹部１９と接続していてもよい。

以上、本発明について図面を参照しながら説明したが、本発明は前述の各実施形態（以下、変形例も含む）に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。さらに、前述した各実施形態は、相互に矛盾がない限り適宜組み合わせが可能であり、各実施形態に共通する技術事項については、明示の記載がなくても各実施形態に含まれる。

前述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

１１…刃付部、１２…峰部、１３…頭頂部、１４、１５、１６、１７…装着孔、１８、１８ａ、１８ｃ、１９…凹部、２６…開口部、３１…センサ部、３２…制御部、３３…記憶部、３４…通信部、３５…電源部、１００…作業機、１１０…フレーム、１２０…シールドカバー、１３０…エプロン、１３２…整地板、１３５…トップリンク連結部、１３６…ロアリンク連結部、１３７…（Ｐｏｗｅｒ Ｉｎｐｕｔ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）シャフト、１５０…作業ロータ、１５２…爪軸、１５３…フランジ、１５４…作業爪、１５４Ｌ…Ｌ爪、１５４Ｒ…Ｒ爪、１５４Ｒａ…取付基部、１５４Ｒｂ…刃部、１５５…固定部材、１５６…ナット、１５７…ボルト、１５８、１５８ｃ…ボルトプレート、１６０…接続部、１７０…制御装置、２００、３００…作業爪、２１０、２１０ａ、２１０ｂ…センサユニット、２１１…アンテナ

Claims (9)

1. ２つの装着孔を有し、前記２つの装着孔の間に凹部を有する爪本体と、
   前記凹部に取り付けられたセンサユニットと、
   を備える、センサ付き作業爪。
2. 前記凹部は前記爪本体を貫通している、請求項１に記載のセンサ付き作業爪。
3. フランジに固定されたセンサ付き作業爪を含む作業ロータを備える作業機であって、
   前記センサ付き作業爪は、
   ２つの装着孔を有し、前記２つの装着孔の間に第１凹部を有する爪本体と、
   前記第1凹部に取り付けられたセンサユニットと、
   前記２つの装着孔に挿入される２つのボルトと、前記２つのボルトを連結するボルトプレートと、前記２つのボルトと螺合する２つのナットと、を含み、前記フランジに前記爪本体を固定する固定部材と、
   を備える、作業機。
4. 前記ボルトプレートは前記第1凹部の少なくとも一部を覆う、請求項３に記載の作業機。
5. 前記センサユニットは、アンテナを含み、
   前記ボルトプレートは、前記アンテナに対応する位置に開口部又は切り欠きを有する、請求項３又は４に記載の作業機。
6. 前記開口部は、ガラス、樹脂、及びゴムのいずれかで構成される材料によって塞がれている、請求項５に記載の作業機。
7. 前記第１凹部は前記爪本体を貫通している、請求項３乃至６のいずれか１項に記載の作業機。
8. 前記フランジは、前記第１凹部と対応する位置に第２凹部を有する、請求項７に記載の作業機。
9. 前記センサユニットは、前記第１凹部と前記第２凹部の内側に配置される、請求項８に記載の作業機。
   

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