JP4475913B2 - オフセット作業機及び作業方法 - Google Patents

Description

本発明は、オフセット作業機及び作業方法に関し、走行機体の走行位置に対して側方にオフセットした位置を作業するオフセット作業機及び作業方法に関する。

このような作業機は、トラクタ等の走行機体の後部に装着され、走行機体の進行方向に沿って圃場における各種の連続直線作業を行なうものであり、作業の種類に応じた各種の作業機がある。このような作業機のなかで、作業の特殊性から、走行機体の走行位置に対して側方にオフセットした位置を作業させるオフセット作業機が、畦塗り機、溝掘り機等として知られている（特許文献１及び２参照）。

特に、畦塗り機は、広い圃場の全周に亘って畦を形成するものであるので、多大な時間と労力を要する畦塗り作業の機械化を達成したものとして近年注目されている。この畦塗り機の基本構成としては、走行機体の後部に装着され、走行機体からの動力が入力される入力軸を備えた装着部と、装着部から左右方向に移動可能なオフセット機構と、オフセット機構の移動端側に固着されて走行機体から伝達される動力によって回転動してオフセット作業を行なう作業部とを備える。作業部は、旧畦の一部を切り崩して土盛りを行なう回転動可能な前処理部と、盛られた土を切り崩された旧畦上に塗り付ける回転動可能な整畦部とを有してなる（特許文献１参照）。

特開２００１−２８９０３号公報 実開昭５７−２２５５７号公報

このようなオフセット作業機は、走行機体の進行に沿ってオフセット位置での直線作業を行なうものであるが、矩形状の圃場において圃場の周縁に沿った直線作業を行なう場合に、走行機体の先端部分が圃場の端に到達した時点でその後の直線作業を行なうことができなくなり、矩形圃場の四隅に未作業部分が必ず残るという問題が生じる。

そこで、作業部をオフセット機構の移動端側に設けた回動支点を回動中心として回動可能に配設し、回動アクチュエータによって作業部を回動させることで、走行機体の進行に応じてオフセット機構の移動及び回動アクチュエータの動作を変化させることによって、旋回をともなう走行機体の前進動に対して作業部は直線的なオフセット作業を行なうことが可能になる。

しかしながら、このように構成されたオフセット作業機において、作業部の１つである整畦部が作業部の回動支点から離反した位置に配設されていると、作業部の回動に対する整畦部の移動量は大きくなる。また整畦部の回転中心が作業部の回動支点の回動中心軸から離反した位置に配設されていると、作業部の回動により移動する整畦部の移動方向や移動位置は、整畦部の回転中心が作業部の回動中心軸と交差する方向に延びている場合と比較して複雑になる。このため、作業部の回動作を自動制御する場合に、作業部の回動角度に応じた整畦部の移動方向や移動位置の演算処理は複雑となり、その結果として作業部の姿勢制御の精度を向上させることが困難になる。
また、作業部の回動作を走行機体に搭乗した作業者が遠隔操作する場合でも、作業部の回動にともなって移動する整畦部の移動方向や移動位置を作業者が予測するには熟練を要する。このため、旋回をともなう走行機体の前進動に対して整畦部を正確に旧畦に沿って設置させることができず、その結果として精度の高い畦塗り作業を行なうことができないという問題が生じる。なお、溝掘り機の場合も同様である。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、走行機体に装着され、走行機体の進行に沿ってオフセット位置で直線作業を行なうオフセット作業機において、圃場の隅までの連続的な直線作業を行なうことができ、且つ精度の高いオフセット作業が可能なオフセット作業機及びオフセット作業機の作業方法を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、走行機体に装着される装着部と、該装着部から左右方向に揺動可能なオフセット機構部と、該オフセット機構部の移動端側に設けられた回動支点を回動中心として水平方向に回動可能に配設されたフレーム部の先端部に固着され、前記走行機体から伝達される動力によって前記走行機体の走行位置に対して側方にオフセットした位置で作業を行なう作業部と、
前記オフセット機構部と前記作業部に連結される連結機構とを備え、
前記連結機構は前記オフセット機構部を構成するオフセットフレームの後端部の前記回動支点に回動自在に連結された連結部材と、この連結部材に繋がり、前記オフセットフレームと共に平行リンク機構を構成する連結アーム部材と、この連結アーム部材と非結合状態にあり、前記回動支点を回動中心として水平方向に回動可能に配設され、前記作業部を支持する前記フレーム部と、前記連結アーム部材と前記フレーム部との間に架設され、伸縮により前記フレーム部を前記連結アーム部材の向きに関係なく前記回動支点に対して回動させると共に、伸縮動作の規制により前記フレーム部を前記連結部材に保持する伸縮シリンダとを有し、
前記走行機体に対する前記作業部の作業位置及び作業方向を圃場上の基準作業線に沿わせ、旋回をともなう前記走行機体の前進動に対して前記作業部が直線的なオフセット作業を行なえるよう、前記伸縮シリンダは前記伸縮動作と前記伸縮動作の規制により、前記走行機体に対する前記装着部回りの前記オフセット機構部の揺動角度に関係なく、前記作業部の作業方向を所定方向に保持し、
前記作業部の１つの回転動部分であるドラムの回転中心は、その回転中心を通る水平線が前記回動支点を通る鉛直線に直交するように配置された場合と略同一軌跡で前記ドラムが回動するよう、前記回動支点を通る鉛直線に近接する位置を通っていることを特徴とするオフセット作業機（例えば、実施形態における畦塗り機１）である。

請求項２の発明は、走行機体に装着される装着部と、該装着部から左右方向に揺動可能なオフセット機構部と、該オフセット機構部の移動端側に設けられた回動支点を回動中心として水平方向に回動可能に配設された本体フレームに取り付けられ、前記走行機体から伝達される動力によって前記走行機体の走行位置に対して側方にオフセットした位置で作業を行なう作業部と、
前記オフセット機構部と前記作業部に連結される連結機構とを備え、
前記連結機構は前記オフセット機構部を構成するオフセットフレームの後端部の前記回動支点に回動自在に連結された連結部材と、この連結部材に繋がり、前記オフセットフレームと共に平行リンク機構を構成する連結アーム部材と、この連結アーム部材と非結合状態にあり、前記回動支点を回動中心として水平方向に回動可能に配設され、前記作業部を構成する前記本体フレームと、前記連結アーム部材と前記本体フレームとの間に架設され、伸縮により前記本体フレームを前記連結アーム部材の向きに関係なく前記回動支点に対して回動させると共に、伸縮動作の規制により前記本体フレームを前記連結部材に保持する伸縮シリンダとを有し、
前記走行機体に対する前記作業部の作業位置及び作業方向を圃場上の基準作業線に沿わせ、旋回をともなう前記走行機体の前進動に対して前記作業部が直線的なオフセット作業を行なえるよう、前記伸縮シリンダは前記伸縮動作と前記伸縮動作の規制により、前記走行機体に対する前記装着部回りの前記オフセット機構部の揺動角度に関係なく、前記作業部の作業方向を所定方向に保持し、
前記作業部の１つの回転動部分である溝掘り体の回転中心を通る鉛直線が、前記作業部の前記回動支点を通る鉛直線と同軸上にある又は平行であることを特徴とするオフセット作業機（例えば、実施形態における溝掘り機８０）である。

請求項３の発明は、請求項１、もしくは請求項２に記載のオフセット作業機の発明において、前記オフセット機構部が、一端側が前記装着部に回動自在に連結されて移動端側が前記回動支点の回動中心軸線と同軸に回動自在に連結されたオフセットフレームと旋回シリンダを備え、該オフセットフレームに沿って並設されて一端側が前記装着部に回動自在に連結されて移動端側が前記連結アーム部材に連結されたリンク部材とを有して平行リンク機構をなすことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のオフセット作業機の作業方法であって、
前記走行機体が旋回したときに、前記走行機体の進行に応じて前記オフセット機構部の揺動及び前記伸縮シリンダの伸縮による前記作業部の回動と、前記伸縮シリンダの伸縮動作の規制による前記作業部の保持により、前記走行機体に対する前記作業部の作業位置及び作業方向を圃場上の基準作業線に沿わせ、旋回をともなう前記走行機体の前進動に対して前記作業部が直線的なオフセット作業を行なうことを特徴とする。

請求項１記載のオフセット作業機によれば、オフセットフレームと共に平行リンク機構を構成する連結アーム部材と、作業部を支持するフレーム部と、連結アーム部材とフレーム部間に架設され、伸縮によりフレーム部を回動支点に対して回動させると共に、伸縮動作の規制によりフレーム部を保持する伸縮シリンダとを有するオフセット機構部と作業部間に連結機構を設けることで、オフセット機構の移動に対して作業部の作業方向を所定方向にしたままで、作業部を無段階でオフセット移動させることができるとともに、作業部の回動支点を回動中心として作業部を回動させることができる。
このため、作業部が行なう直線作業の作業方向とずれた方向に走行機体が方向転換した場合、オフセット機構部の移動及び伸縮シリンダの動作を変化させることにより作業部の直進作業を維持することができる。その結果として作業部の直進作業を維持させて圃場の端部に至るまでの直進作業を継続させることができ、前進のみの連続作業により圃場の端部までの作業を行なうことができる。このため、作業能率が高く、作業性が良好なオフセット作業が可能になる。
また、作業部の１つの回転動部分であるドラムの回転中心が、その回転中心を通る水平線が前記回動支点を通る鉛直線に直交するように配置された場合と略同一軌跡で前記ドラムが回動するよう、前記回動支点を通る鉛直線に近接する位置を通っていることで、作業部の回動角度に対する回転動部分の移動量を小さくすることができる。また該回転動部分の回転中心を回動支点の回動中心軸に近接配置することで、作業部が回動したときに、回転動部分の回転中心を回転半径として回転動部分を回動させたり、回転動部分の回転中心が作業部の回動中心軸に沿った状態で回転動部分を回動させたりすることができる。
このため、作業部の回動作を自動制御する場合に、作業部の回動角度に応じた回転動部分の移動方向や移動位置の演算処理が容易となり、その結果として回転動部分の姿勢制御の精度を向上させることができる。また、作業部の回動作を走行機体に搭乗した作業者が遠隔操作する場合でも、作業部の回動にともなって移動する回転動部分の移動方向や移動位置を作業者は容易に予測することが可能になる。このため、旋回をともなう走行機体の前進動に対して回転動部分を正確に旧畦に沿って設置させることができ、その結果として精度の高いオフセット作業を行なうことができる。

更に前記作業部の１つの回転動部分であるドラムの回転中心が、その回転中心が前記回動支点Ｏの回動中心軸Ｏ１に直交するように配置された場合と略同一軌跡で前記ドラムが回動するよう、前記回動支点を通る鉛直線に近接する位置を通っていることで、作業部が回動すると、回転動部分は、回転中心が作業部の回動中心軸と交差するように配置された場合の該回転中心を回動半径として回動したときの回転動部分の移動軌跡と同様に回動する。

請求項２記載のオフセット作業機によれば、作業部の１つの回転動部分である溝掘り体の回転中心を通る鉛直線が、作業部の回動支点を通る鉛直線と同軸上にある又は平行であることで、作業部が回動すると、回転動部分は、回転動部分の回転中心が作業部の回動中心軸と同軸に配置された場合と同様の移動軌跡で移動する。
このため、作業部の回動作を自動制御する場合に、作業部の回動角度に応じた回転動部分の移動方向や移動位置の演算処理が容易となり、その結果として回転動部分の姿勢制御の精度を向上させることができる。また、作業部の回動作を走行機体に搭乗した作業者が遠隔操作する場合でも、作業部の回動にともなって移動する回転動部分の移動方向や移動位置を作業者は容易に予測することが可能になる。その結果、精度の高いオフセット作業を行なうことができる。

更に請求項１、もしくは請求項２に記載のオフセット作業機によれば、連結機構がオフセット機構部の回動支点に回動自在に連結され、オフセットフレームと共に平行リンク機構を構成する連結アーム部材と、この連結アーム部材と非結合状態にあり、回動支点を回動中心として水平方向に回動可能に配設されたフレーム部と、連結アーム部材とフレーム部との間に架設される伸縮シリンダとを有することで、伸縮シリンダを伸縮動させるだけで作業部を回動させることができる。また伸縮シリンダが所定の伸縮量を有した状態で伸縮シリンダの伸縮動作を規制すると、連結アーム部材と作業部とが一体化して、作業部は連結アーム部材が向く方向に保持されるため、オフセット機構の移動に対して作業部の向きを所定方向に保持することができる。

請求項３記載のオフセット作業機によれば、オフセット機構部が、オフセットフレームとリンク部材とを有して平行リンク機構をなすことで、伸縮シリンダによりオフセット機構部と作業部を固定した状態にすると、オフセット機構部の移動に対してオフセット機構部の連結アーム部材が所定方向に移動するので、連結アーム部材に繋がる連結部材を介して作業部の作業方向を所定方向に保持することができる。
このため、オフセット機構部の移動のみで、作業部の作業方向を所定方向に一定にしたままで作業部のオフセット移動量を容易に無段階調整することができる。また、作業部はオフセット機構部を構成するオフセットフレームとリンク部材の２部材により支持されるので、オフセット機構部が一本のオフセットフレームにより支持される場合と比較して、本発明に係わるオフセットフレームの剛性を小さくすることができ、オフセット作業機を軽量化することができる。

請求項１、３のいずれかに記載のオフセット作業機によれば、作業部が、前処理回転動部分（例えば、実施形態における天場処理ロータ５２、耕耘ロータ６２）及び整畦回転動部分（例えば、実施形態における多面体ドラム７３）を備えた畦塗り作業部にすることで、作業部の直進作業が維持されて圃場の端部に至るまでの直進作業が継続可能であるとともに、旋回をともなう走行機体の前進動に対して前処理回転動部分や整畦回転動部分の方向や位置を正確に調整することができるという利点を有した畦塗り作業が可能なオフセット作業機を提供することができる。

請求項２、３のいずれかに記載のオフセット作業機によれば、作業部が、溝掘り回転動部分（例えば、実施形態における溝掘り体８３）を備えた溝掘り作業部にすることで、作業部の直進作業が維持されて圃場の端部に至るまでの直進作業が継続可能であるとともに、旋回をともなう走行機体の前進動に対して溝掘り作業部の方向や位置を正確に調整することができるという利点を有した溝掘り作業が可能なオフセット作業機を提供することができる。

請求項４記載のオフセット作業機の作業方法によれば、走行機体が旋回したときに、走行機体の進行に応じてオフセット機構部の揺動及び伸縮シリンダの動作を変化させることによって、作業部を回動支点に対して回動させ、走行機体に対するオフセット機構部の揺動位置に関係なく、作業部の作業方向を所定方向に保持して作業部の作業位置及び作業方向を圃場上の基準作業線に沿わせ、旋回をともなう走行機体の前進動に対して作業部が直線的なオフセット作業を行なうため、走行機体が圃場の端部に接近して走行機体が方向転換した場合でも、作業部の直進作業を維持することができる。
このため、作業部の直進作業を維持させて圃場の端部に至るまでの直進作業を継続させることができ、その結果として前進のみの連続作業により圃場の端部までの作業を行なうことができる。このため、作業能率が高く、作業性が良好なオフセット作業が可能になる。

本発明に係わるオフセット作業機によれば、オフセット機構部と作業部との間に、伸縮シリンダの動作によって作業部を回動支点に対して回動させ、オフセット機構部の移動に対して作業部の作業方向を所定方向に保持する連結機構を設けることで、オフセット機構部の移動に対して作業部の作業方向を所定方向にしたままで、作業部を無段階でオフセット移動させることができ、作業部の回動支点を回動中心として作業部を回動させることができる。このため、走行機体が方向転換した場合に、オフセット機構の移動及び伸縮シリンダの動作を変化させることにより作業部の直進作業を維持することができ、圃場の端部までの前進のみの連続作業を行なうことができる。
また、作業部の回転動部分を作業部の回動支点の回動中心軸の近傍位置に配設することで、作業部の回動角度に対する回転動部分の移動量を小さくすることができる。また該回転動部分の回転中心を回動支点の回動中心軸に近接配置することで、回転動部分の回転中心を回転半径として回転動部分を回動させたり、回転動部分の回転中心を作業部の回動中心軸に沿わせた状態で回動させたりすることができ、その結果、作業部の回動に対する回転動部分の移動方向や移動位置を正確に調整することができる。このため、仕上がりの良いオフセット作業を行なうことができる。

また、作業部の１つの回転動部分であるドラムの回転中心が、その回転中心を通る水平線が回動支点を通る鉛直線に直交するように配置された場合と略同一軌跡で前記ドラムが回動するよう、前記回動支点を通る鉛直線に近接する位置を通っていることで、回転動部分を、回転動部分の回転中心が作業部の回動中心軸と交差するように配置されたり、回転動部分の回転中心が作業部の回動中心軸と同軸に配置されたりする場合と同様に回動させることができる。このため、作業部の回動角度に応じた回転動部分の移動方向や移動位置の演算処理や予測を容易にすることができ、その結果、回転動部分の姿勢制御の精度を向上させることができ、精度の高いオフセット作業を行なうことができる。

さらに、連結機構がオフセット機構部の回動支点に回動自在に連結され、オフセットフレームと共に平行リンク機構を構成する連結アーム部材と、回動支点を回動中心として水平方向に回動可能に配設されたフレーム部と、連結アーム部材とフレーム部との間に架設される伸縮シリンダとを有することで、伸縮シリンダを伸縮動させるだけで作業部を回動させたり、連結アーム部材と作業部とを一体化させてオフセット機構部の移動に対して作業部の向きを所定方向に保持させたりすることができる。

また、オフセット機構部が、オフセットフレームとリンク部材とを有して平行リンク機構をなすことで、伸縮シリンダによりオフセット機構部と作業部を固定した状態にすると、オフセット機構部の移動に対して連結アーム部材が所定方向に移動して、連結アーム部材に繋がる連結部材を介して作業部の作業方向を所定方向に保持することができる。このため、オフセット機構部の移動のみで、作業部の作業方向を所定方向に一定にしたままで作業部のオフセット移動量を無段階で容易に調整することができる。また、作業部はオフセット機構部を構成するオフセットフレームとリンク部材の２部材により支持されるので、オフセット機構部が一本のオフセットフレームにより支持される場合と比較して、本発明に係わるオフセットフレームの剛性を小さくすることができ、オフセット作業機を軽量化することが可能になる。

また、作業部を、前処理回転動部分及び整畦回転動部分を備えた畦塗り作業部にしたり、溝掘り回転動部分を備えた溝掘り作業部にしたりすることで、作業部の直進作業が維持されて圃場の端部に至るまでの直進作業が継続可能であるとともに、旋回をともなう走行機体の前進動に対して畦塗り作業部や溝掘り作業部の方向や位置を正確に調整することができるという利点を有した畦塗り作業や溝掘り作業が可能なオフセット作業機を提供することができる。

さらに、本発明に係わるオフセット作業機の作業方法によれば、走行機体が旋回したときに、走行機体の進行に応じてオフセット機構部の移動及び伸縮シリンダの伸縮による作業部の回動と、伸縮シリンダの伸縮動作の規制による作業部の保持により、走行機体に対する作業部の作業位置及び作業方向を圃場上の基準作業線に沿わせるため、旋回をともなう走行機体の前進動に対して作業部が直線的なオフセット作業を行ない、作業部の直進作業を維持することができる。このため、前進のみの連続作業により圃場の端部までの作業を行なうことができる。

以下、本発明に係わるオフセット作業機の好ましい実施の形態を図１から図４に基づいて説明する。なお、本実施の形態は、オフセット作業機の一例である畦塗り機及び溝掘り機について説明する。

[第１の実施の形態]
先ず、畦塗り機について説明する。なお、説明の都合上、図１（斜視図）に示す矢印の方向を前後方向及び左右方向として以下説明する。畦塗り機１は、図１及び図３（ｃ）（平面図）に示すように、走行機体９０の後部に設けられた三点リンク連結機構(図示せず)に連結されて、走行機体９０の前進動に応じて畦塗り作業を行なうものである。畦塗り機１は、走行機体９０に装着されて走行機体９０からの動力が入力される後述する入力軸４を備えた装着部１０と、装着部１０に設けられた旋回シリンダ３によって装着部１０から左右方向に揺動可能なオフセット機構部２０と、オフセット機構部２０の移動端側（後端側）に設けられた回動支点Ｏを回動中心として水平方向に回動可能に配設されたフレーム部１５の先端部に固着されて入力軸４から伝達される動力によってオフセット作業を行なう作業部５０とを有してなる。

装着部１０は、左右方向に延びるヒッチフレーム１１と、ヒッチフレーム１１の前側に取り付けられて走行機体９０の三点リンク連結機構に連結可能な連結フレーム１３とを有してなる。ヒッチフレーム１１の左右方向の中央下部には前述した入力軸４が設けられている。入力軸４は、走行機体９０のＰＴＯ軸（図示せず）からの動力を図示しない伝動軸を介して伝達されるようになっている。

オフセット機構部２０は、前端側をヒッチフレーム１１に回動自在に連結されて後方側へ延びるオフセットフレーム２１と、オフセットフレーム２１の左側に沿って並設されて前端側がヒッチフレーム１１の左側端部に回動自在に連結されたリンク部材２５とを有してなる。リンク部材２５の後端側は、オフセットフレーム２１の後端下部に回動自在に設けられた連結部材２３に繋がる連結アーム部材２３ａに回動自在に設けられている。連結部材２３の詳細については後述する。オフセット機構部２０は、オフセットフレーム２１、リンク部材２５、ヒッチフレーム１１及び連結アーム部材２３ａによって平行リンク機構を形成している。

オフセットフレーム２１は、内部が中空な箱状部材であり、オフセットフレーム２１の後端部とヒッチフレーム１１の左側端部との間に枢結された前述した旋回シリンダ３の伸縮動作により左右方向に揺動可能である。オフセットフレーム２１内には図示しない動力伝達機構が設けられている。この動力伝達機構は、オフセットフレーム２１の後端側に作業部５０の回動支点Ｏを通って垂直方向に延びる回動中心軸Ｏ１と同軸上に回動自在に配設された従動軸２９を備え、走行機体９０から入力軸４に伝達された動力を従動軸２９に伝達可能に構成されている。

従動軸２９の下部には、図２（斜視図）に示すように、これと同軸上に配置されて下方へ延びる回転中心軸７が連結されている。つまり、回転中心軸７は、従動軸２９の回転動とともに回転する。オフセットフレーム２１の後端部から下方へ延びる回転中心軸７には、上側から前述した連結部材２３とフレーム部１５が回動自在に連結されている。連結部材２３は、オフセットフレーム２１及びフレーム部１５と非結合状態にあり、回転中心軸７を回動支点Ｏとして回動自在である。この連結部材２３に前述した連結アーム部材２３ａが横方向に延びて繋がっている。

作業部５０は、再び図１及び図３（ｃ）に示すように、連結部材２３とフレーム部１５との間に繋がれた伸縮シリンダ４１により回動支点Ｏに対して回動可能であるとともに、連結機構４０によりオフセット機構２０の揺動に対して作業部５０の作業方向を示す作業方向軸Ｏ２が走行機体９０の進行方向Ａと平行になるように保持される。作業方向軸Ｏ２の詳細については後述する。連結機構４０は、連結部材２３と、連結部材２３及びフレーム部１５間に繋がれた伸縮シリンダ４１とを有してなる。
伸縮シリンダ４１はそのロッド側端部が連結部材２３の前側端部に枢結され、ボトム側端部がフレーム部１５の先端部に取り付けられて前側に延びる固定部材４２の先端部に枢結されている。このため、伸縮シリンダ４１が伸縮動すると、作業部５０は、固定部材４２及びフレーム部１５を介して回動支点Ｏを回動中心として回動する。つまり、伸縮シリンダ４１が伸長動すると、作業部５０は時計方向（矢印Ｂ方向）に回動し、伸縮シリンダ４１が縮小動すると作業部５０は反時計方向（矢印Ｃ方向）に回動する。

連結機構４０は、フレーム部１５が前後方向に平行に延びた状態で伸縮シリンダ４１の伸縮動作を規制すると、フレーム部１５を連結部材２３と一体化させる。その結果、この状態でオフセット機構部２０を左右に揺動させると、図３（ｂ）（平面図）に示すように、平行リンク機構を構成するオフセット機構部２０により連結部材２３に繋がるフレーム部１５が前後方向に平行状態に維持されたままで左右方向に移動する。

フレーム部１５には、図1に示すように、回転中心軸７と同軸上に配設された図２に示す垂直回転軸８を動力伝達軸とする巻き掛け伝動機構(図示せず)が内蔵されている。この巻き掛け伝動機構は、回転中心軸７に伝達された動力を、垂直回転軸８を介してフレーム部１５の先端部に伝達するようになっている。フレーム部１５の先端下部には下方へ延びる図２に示す駆動軸ケース１６を介して作業部５０が固着された状態で取り付けられている。図２に示す駆動軸ケース１６内には、フレーム部１５に内蔵された巻き掛け伝動機構からの動力を、作業部５０を構成する天場処理部５１、前処理部６１及び整畦部７１に伝達する図示しない動力伝達機構が内蔵されている。

天場処理部５１は圃場の周辺に沿って形成された旧畦の上部を切り崩し、前処理部６１は切り崩した土の土盛りを行ない、整畦部７１は盛られた土を切り崩された旧畦上に塗り付ける機能を有する。

天場処理部５１は回転動部分である天場処理ロータ５２を備える。天場処理ロータ５２は、天場動力伝達ケース５４を介して図２に示す駆動軸ケース１６に連結されて支持される。天場処理ロータ５２は、天場動力伝達ケース５４内の図示しない動力伝達機構、図２に示す駆動軸ケース１６内の動力伝達機構及びフレーム部１５内の巻き掛け伝動機構を介して回転中心軸７からの動力が伝達される。

前処理部６１は回転動部分である耕耘ロータ６２を備える。耕耘ロータ６２は、前処理動力伝達ケース６４を介して図２に示す駆動軸ケース１６に連結されて支持される。耕耘ロータ６２は、前処理動力伝達ケース６４内の動力伝達機構、図２に示す駆動軸ケース１６内の動力伝達機構及びフレーム部１５内の巻き掛け伝動機構を介して回転中心軸７からの動力が伝達される。

整畦部７１は、図２に示すように、オフセットフレーム２１の後端部の近傍位置に配置され、回転動部分である多面体ドラム７３を備える。多面体ドラム７３は内部に横方向に延びる回転軸７３ａを備え、多面体ドラム７３の右側端部には回転軸７３ａと同軸上に配設されて横方向に延びる円筒部７５が取り付けられている。整畦部７１の多面体ドラム７３は回転軸７３ａを回転動可能に支持する整畦動力伝達ケース７７を介して駆動軸ケース１６に連結されて支持される。整畦動力伝達ケース７７内には図示しない動力伝達機構が内蔵されている。多面体ドラム７３は、整畦動力伝達ケース７７内の動力伝達機構、駆動軸ケース１６内の動力伝達機構及びフレーム部１５内の巻き掛け伝動機構を介して回転中心軸７からの動力が伝達される。

多面体ドラム７３の回転軸７３ａは、図３（ｃ）に示すように、その回転中心Ｓが作業部５０の回動支点Ｏの回動中心軸Ｏ１を含む近傍領域と交差する方向に延びている。このため、作業部５０が回動支点Ｏを回転中心して回動すると、多面体ドラム７３は、回転軸７３ａの回転中心Ｓが回動支点Ｏの回動中心軸Ｏ１に直交するように配置された場合と略同一軌跡で回動する。このため、整畦部７１の回動作を自動制御する場合に、整畦部７１の回動角度に応じた多面体ドラム７３の移動方向や移動位置の演算処理は容易となり、その結果として多面体ドラム７３の姿勢制御の精度を向上させることができる。
また、整畦部７１の回動作を走行機体９０に搭乗した作業者が遠隔操作する場合でも、整畦部７１の回動にともなって移動する多面体ドラム７３の移動方向や移動位置を作業者が容易に予測することができる。このため、旋回をともなう走行機体９０の前進動に対して多面体ドラム７３の姿勢制御の精度を向上させることができる。

このように構成された天場処理部５１の天場処理ロータ５２と整畦部７１の多面体ドラム７３の各回転軸５１ａ、７１ａは略平行に配設されている。作業部５０は、多面体ドラム７３の回転軸７３ａが走行機体９０の進行方向Ａに対して直交する方向になると、前述した作業部５０の向きを示す作業方向軸Ｏ２が走行機体９０の進行方向と平行になるように構成されている。

次に、畦塗り機１の動作について矩形状の圃場Ｆの一辺Ｆａを畦塗りする場合を例にして説明する。先ず、走行機体９０を圃場Ｆの一辺Ｆａに沿うように設置する。そして、作業部５０の作業方向軸Ｏ２が走行機体９０の進行方向と平行になるように、伸縮シリンダ４１を伸縮動させ、そして伸縮シリンダ４１の伸縮動作を規制する。その結果、作業部５０は連結部材２３及び図１に示すフレーム部１５と一体化される。そして、図３（ｂ）に示すように、平行リンク機構をなすオフセット機構部２０を右側に揺動させると、作業部５０の作業方向を前後方向に平行に保持しながら、作業部５０を走行機体前進走行により畦塗り作業が可能な右側オフセット作業位置に移動させることができる。

そして、走行機体９０を前進動させるとともに作業部５０を作動させる。その結果、天場処理部５１が圃場Ｆの一辺Ｆａの旧畦の上部を切り崩し、前処理部６１が切り崩した土の土盛りを行ない、整畦部７１が盛られた土を切り崩された旧畦上に塗り付けて、圃場Ｆの一辺Ｆａが連続的に畦塗りされる。

そして、走行機体９０が圃場Ｆの前端周辺位置９０ａに近づいたときに走行機体９０が左側に方向転換すると、走行機体９０に対してオフセット機構部２０や作業部５０の相対角度がそのままであると、作業部５０の作業方向軸Ｏ２が圃場Ｆの一辺Ｆａの延びる方向とずれ、圃場Ｆの一辺Ｆａに沿って畦塗り作業を行なうことができなくなる。

しかしながら、本発明に係わるオフセット作業機１は、作業部５０を走行機体９０の側方にオフセット移動させることができるとともに、オフセット機構部２０に対して作業部５０を回動させることができるので、走行機体９０が左側に方向転換した場合でも、走行機体９０の進行方向に応じてオフセット機構２０の揺動角度や作業部５０の回動角度を変更させることで、図３（ａ）に示すように、作業部５０の作業方向軸Ｏ２を圃場Ｆの一辺Ｆａに沿った状態にすることができる。
つまり、走行機体９０の左側方向転換にともなう走行機体９０の前進動に応じて、オフセット機構部２０がヒッチフレーム１１の左側に揺動するように旋回シリンダ３を縮小動させるとともに、作業部５０が時計方向に回動するように伸縮シリンダ４１を伸長動させることで、走行機体９０の進行方向が変わった場合でも、作業部５０を圃場Ｆの一辺Ｆａに沿った位置に継続して設置することができ（５０ａ〜５０ｂ）、圃場Ｆの隅までの連続的な畦塗り直線作業を行なうことができる。

このように、本発明に係わる畦塗り機１は、走行機体９０が方向転換した場合でも、作業部５０を圃場Ｆの一辺Ｆａに沿わせて直線移動させることができるので、作業能率が高く、作業性が良好な畦塗り作業を行なうことができる。

また、整畦部７１の多面対ドラム７３は、図３（ｃ）に示すように、作業部５０の回動支点Ｏの回動中心軸Ｏ１の近傍位置に配置され、多面対ドラム７３の回転軸７３ａはその回転中心Ｓが作業部５０の回動支点Ｏの回動中心軸Ｏ１を含む近傍領域と交差する方向に延びているので、前述したように整畦部７１の位置及び方向は、作業部５０の回動角度に応じて容易に演算処理することができる。
その結果、走行機体９０が方向転換した場合に、作業部５０の作業方向軸Ｏ２が圃場Ｆの一辺Ｆａに沿うように、オフセット機構部２０の揺動角度に応じて作業部５０の回動角度を算出し、この算出された回動角度になるように伸縮シリンダ４１を伸縮動させることで、多面体ドラム７３の向きを精度の高い状態で作業方向軸Ｏ２と平行にすることができる。従って、精度の高い畦塗り作業を行なうことができ、且つきれいな仕上がり面を有した新畦を形成することができる。

[第２の実施の形態]
次に、本発明に係わるオフセット作業機の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、オフセット作業機の一例である溝掘り機について説明する。なお、第２の実施の形態においては第１の実施の形態との相違点のみを説明し、第１の実施の形態と同一態様部分については同一符号を附してその説明を省略する。

溝掘り機８０は、図４（平面図）に示すように、オフセットフレーム２１の後端部に溝掘り作業が可能な作業部８１が取り付けられている。作業部８１は、オフセットフレーム２１の後端下部に回動自在に取り付けられて下方へ延びる本体フレーム８２と、本体フレーム８２に回転動自在に取り付けられた回転動部分をなす溝掘り体８３とを有してなる。本体フレーム８２は、連結部材２３と本体フレーム８２間に繋がれた連結機構４０の伸縮シリンダ４１の伸縮動作によって回動支点Ｏに対して回動可能であるとともに、連結機構４０によりオフセット機構２０の揺動に対して本体フレーム８２の向きが走行機体９０の前後方向と平行に保持される。
溝掘り体８３は、上下方向に延びる回転動自在な回転軸８４と回転軸８４の外側面に形成された螺旋刃体８５とを有してなる。作業部８１の上部には、溝掘り体８３の螺旋刃体８５により切削された排土等を溝掘り体８３の上部から外側に放出するための図示しない排土放出機構が設けられている。

作業部８１は、オフセットフレーム２１の後端部の回動支点Ｏを回動中心として回動可能に配設され、本体フレーム８２の回動中心と回転軸８４の回動中心は作業部５０の回動支点Ｏの回動中心軸Ｏ１と同軸上に配置されている。回転軸８４は図１に示す従動軸２９を介して動力が伝達されるようになっている。

このため、作業部８１が回動すると、本体フレーム８２及び溝掘り体８３は回動支点Ｏを回動中心として回動するので、本体フレーム８２及び溝掘り体８３の位置及び方向は、作業部８１の回動角度に応じて容易に演算処理することが可能になる。その結果、作業部８１の回動角度を検出するだけで本体フレーム８２及び溝掘り体８３の姿勢が把握でき、本体フレーム８２及び溝掘り体８３の姿勢制御が容易となって、本体フレーム８２及び溝掘り体８３の姿勢制御の精度を向上させることができる。なお、本体フレーム８２及び溝掘り体８３の回転軸８４はその回転中心が作業部５０の回動支点Ｏの回動中心軸Ｏ１と同軸上に配置されるものに限るものではなく、回動支点Ｏの回動中心軸Ｏ１と近接して平行に延びるように配設されてもよい。

このような溝掘り作業が可能な作業部８１をオフセット機構部２０の後端部に設けることで、前述した図１に示す畦塗り作業が可能な作業部５０を、フレーム部１５を介してオフセット機構部２０の後端部に設けた場合と同様の効果を得ることができる。即ち、圃場Ｆの隅までの連続的な溝掘り直線作業を行なうことができ、且つ旋回をともなう走行機体９０の前進動に対して作業部８１の方向や位置を正確に調整することができる。

本発明の第１の実施の形態に係わる後方右側から見た畦塗り機の斜視図を示す。 この畦塗り機の後方左側から見た斜視図を示す。 畦塗り機に設けられた連結機構の動作及び多面体ドラムの配置関係を説明するための畦塗り機の平面図を示す。 本発明の第２の実施の形態に係わる溝掘り機の平面図を示す。

１ 畦塗り機（オフセット作業機）
１０ 装着部
２０ オフセット機構部
２１ オフセットフレーム
２３ 連結部材
２３ａ 連結アーム部材
２５ リンク部材
４０ 連結機構
４１ 伸縮シリンダ
５０、８１ 作業部
５２ 天場処理ロータ（前処理回転動部分）
６２ 耕耘ロータ（前処理回転動部分）
７３ 多面体ドラム（回転動部分、整畦回転動部分）
８０ 溝掘り機（オフセット作業機）
８３ 溝掘り体（溝掘り回転動部分）
９０ 走行機体
Ｏ 回動支点
Ｏ１ 回動中心軸
Ｏ２ 作業方向軸

Claims (4)

1. 走行機体に装着される装着部と、該装着部から左右方向に揺動可能なオフセット機構部と、該オフセット機構部の移動端側に設けられた回動支点を回動中心として水平方向に回動可能に配設されたフレーム部の先端部に固着され、前記走行機体から伝達される動力によって前記走行機体の走行位置に対して側方にオフセットした位置で作業を行なう作業部と、
   前記オフセット機構部と前記作業部に連結される連結機構とを備え、
   前記連結機構は前記オフセット機構部を構成するオフセットフレームの後端部の前記回動支点に回動自在に連結された連結部材と、この連結部材に繋がり、前記オフセットフレームと共に平行リンク機構を構成する連結アーム部材と、この連結アーム部材と非結合状態にあり、前記回動支点を回動中心として水平方向に回動可能に配設され、前記作業部を支持する前記フレーム部と、前記連結アーム部材と前記フレーム部との間に架設され、伸縮により前記フレーム部を前記連結アーム部材の向きに関係なく前記回動支点に対して回動させると共に、伸縮動作の規制により前記フレーム部を前記連結部材に保持する伸縮シリンダとを有し、
   前記走行機体に対する前記作業部の作業位置及び作業方向を圃場上の基準作業線に沿わせ、旋回をともなう前記走行機体の前進動に対して前記作業部が直線的なオフセット作業を行なえるよう、前記伸縮シリンダは前記伸縮動作と前記伸縮動作の規制により、前記走行機体に対する前記装着部回りの前記オフセット機構部の揺動角度に関係なく、前記作業部の作業方向を所定方向に保持し、
   前記作業部の１つの回転動部分であるドラムの回転中心は、その回転中心を通る水平線が前記回動支点を通る鉛直線に直交するように配置された場合と略同一軌跡で前記ドラムが回動するよう、前記回動支点を通る鉛直線に近接する位置を通っていることを特徴とするオフセット作業機。
2. 走行機体に装着される装着部と、該装着部から左右方向に揺動可能なオフセット機構部と、該オフセット機構部の移動端側に設けられた回動支点を回動中心として水平方向に回動可能に配設された本体フレームに取り付けられ、前記走行機体から伝達される動力によって前記走行機体の走行位置に対して側方にオフセットした位置で作業を行なう作業部と、
   前記オフセット機構部と前記作業部に連結される連結機構とを備え、
   前記連結機構は前記オフセット機構部を構成するオフセットフレームの後端部の前記回動支点に回動自在に連結された連結部材と、この連結部材に繋がり、前記オフセットフレームと共に平行リンク機構を構成する連結アーム部材と、この連結アーム部材と非結合状態にあり、前記回動支点を回動中心として水平方向に回動可能に配設され、前記作業部を構成する前記本体フレームと、前記連結アーム部材と前記本体フレームとの間に架設され、伸縮により前記本体フレームを前記連結アーム部材の向きに関係なく前記回動支点に対して回動させると共に、伸縮動作の規制により前記本体フレームを前記連結部材に保持する伸縮シリンダとを有し、
   前記走行機体に対する前記作業部の作業位置及び作業方向を圃場上の基準作業線に沿わせ、旋回をともなう前記走行機体の前進動に対して前記作業部が直線的なオフセット作業を行なえるよう、前記伸縮シリンダは前記伸縮動作と前記伸縮動作の規制により、前記走行機体に対する前記装着部回りの前記オフセット機構部の揺動角度に関係なく、前記作業部の作業方向を所定方向に保持し、
   前記作業部の１つの回転動部分である溝掘り体の回転中心を通る鉛直線が、前記作業部の前記回動支点を通る鉛直線と同軸上にある又は平行であることを特徴とするオフセット作業機。
3. 前記オフセット機構部は、一端側が前記装着部に回動自在に連結されて移動端側が前記回動支点の回動中心軸線と同軸に回動自在に連結されたオフセットフレームと旋回シリンダを備え、該オフセットフレームに沿って並設されて一端側が前記装着部に回動自在に連結されて移動端側が前記連結アーム部材に連結されたリンク部材とを有して平行リンク機構をなすことを特徴とする請求項１、もしくは請求項２に記載のオフセット作業機。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のオフセット作業機の作業方法であって、
   前記走行機体が旋回したときに、前記走行機体の進行に応じて前記オフセット機構部の揺動及び前記伸縮シリンダの伸縮による前記作業部の回動と、前記伸縮シリンダの伸縮動作の規制による前記作業部の保持により、前記走行機体に対する前記作業部の作業位置及び作業方向を圃場上の基準作業線に沿わせ、旋回をともなう前記走行機体の前進動に対して前記作業部が直線的なオフセット作業を行なうことを特徴とするオフセット作業機の作業方法。

Images