JP4634739B2 - リバーシブルボトムプラウ作業機 - Google Patents

Description

本発明はリバーシブルボトムプラウ作業機に関し、さらに詳しくは、路上移動などに便利な安全装置を備えるリバーシブルボトムプラウ作業機に関する。

営農規模の拡大に伴い使用される農作業機、詳しくは、ボトムプラウ作業機（以下、作業機という）は大型化される傾向にあり、大型化された圃場をいくつも営農するケースがあり、そのため一の圃場から他の圃場への移動、いわゆる圃場間移動や、後格納場所から圃場までの往復に一般道路を走行することがある。
これら作業機の中の多くは、その幅がトラクタの車幅を超えるものがあり、この作業機をトラクタに装着した状態で路上走行する場合、作業機の姿勢は作業姿勢のままリフトした状態が多く、この姿勢では、作業機を含む全体としての重心が上方に移動し不安定な姿勢となり、さらには作業機を９０度回転させた姿勢にして移動する場合では、作業機の左右バランスがとれずに左右どちらかに傾いた姿勢になりがちである。
このようなリバーシブルボトムプラウ作業機は本出願人の開発、普及により３０年前から知られるに至っていて、現在は改良されているが、次のものが代表的なものである。

特公昭６４−５８４１号公報（特許第１５２６４８４号） 実開平５−８９９１１号公報

上述のようなリバーシブルボトムプラウ作業機においては、圃場間移動の場合の姿勢は単にリフトした姿勢ではトラクタの走行安定性を損なう関係から、作業姿勢とは違って、上下のボトムが水平方向になったいわゆる中立状態においた方が安定姿勢に近い状態になるが、作業機の左右のバランスはとれずに左右どちらかに傾いた姿勢におかれる。
また、作業機の幅員がトラクタの幅員より大きくなり、路上移動の際してその作業機が走行車線からはみ出して、後続する車両の追越を妨げることや、対向する車両とのすれ違いを妨げて、通過を困難にするなど交通事故の一因にもなっていた。
上述の先行技術における問題として、作業機が作業姿勢ではなく、９０度ほど回転させた、いわゆる中立姿勢、詳しくは各ボトムのチゼルが上向きとなった水平姿勢（以下の説明では移動姿勢という）を保つには、反転油圧回路の切換弁のポジションをどちらへも圧油が流れないロックポジションを選択することで作業機の移動姿勢を保持することができる。
しかしながら、静止状態で前記ロックポジションを保持することができるとしても、作業機を中立状態においた場合、作業機の構成上左右バランスが均衡しておらず、上側が重く完全な中立では止まらず、とくに、移動中カーブ走行する場合に加わる遠心力や、路面の段差などが原因する不意の揺れなどにより作業機の中立姿勢が乱れて反転することがあって、トラクタの幅員より大きい作業機の姿勢に加えて作業機が予測しない姿勢に変化することは甚だ危険であり、甚だしい場合にはトラクタと共に横転する事故を引き起こすことがあって交通安全の観点からも対策が求められている。
また、そのポジションの切換は一般的には手動切換により行われている関係から、誤操作の可能性もあり、また、油圧系統のトラブルによりロック状態が突然解除される懸念もあった。
このようにトラクタの路上移動中に作業機の姿勢が変化せずに中立姿勢を保持することが要求されていて、そのために作業機の中立姿勢を確実に保持する手段の採用が不可欠になっている。
そこで、本発明は、上述のような課題を解決するために提案されたものである。

そのために、本発明は、ボトムプラウ作業機を構成する作業機フレームの上下に面対称に配置して取付けられたボトムを備えるリバーシブルボトムプラウ作業機おいて、前記作業機フレームは作業幅方向の中央位置にマストをもち、反転シリンダの一端部が取付けられている固定フレームと、この固定フレームに対して回転軸により取付けられ、前記反転シリンダの他端部が取付けられて反転シリンダの伸縮により反転される反転フレームとを備え、前記反転フレームの反転動作途中の中立位置で、反転フレームの運動領域に突出できるストッパがあり、このストッパが中立状態の反転フレームを拘束できるように構成したことを特徴とするものである。

これにより、中立状態に置かれた作業機がストッパにより確実に拘束されることから、路上走行において、遠心力が加わった場合でも、また、油圧系統の誤動作や、操作ミスがあっても作業機の中立状態を保持することができ、これにより作業機の姿勢が移動中に突然変化することがなく安全対策として極めて有効である。

また、ストッパは油圧シリンダの伸縮により駆動されるロッドであることを特徴とするものであるから、このロッドが直接作業機フレームを捉えて拘束するので作業機フレームを拘束するための構成が簡単で、かつ、確実である。

また、マストの上端部にストッパが取付けられ、反転フレームを構成する前フレームには前記ストッパと係合状態を保持できる係合部を設けて構成したことを特徴とするものであるから、前フレームの構成が係合部を構成していてストッパの動作を確実に捉え得、しかも、特別な係合部を設ける必要がないことから構成が簡単になる。

また、前フレームの係合部は前フレームを含む平面内に設けてあるゲートがあり、反転フレームが反転途中の中立状態のとき、前記ゲートの空間内に前記ストッパが突出することで反転フレームの回転を拘束できるように構成したことを特徴とするものであるから、ストッパの動作範囲に融通性をもたせることができ、作業機フレームの拘束範囲を大きくすることができる。

また、前記ストッパの駆動油圧回路は反転シリンダの駆動油圧回路と、共通した系統であり、そのストッパの駆動油圧回路は反転シリンダの駆動油圧回路から分岐して構成したもので、途中にバルブを設けて構成したことを特徴とするものであるから、ストッパを駆動するための特別の油圧系統を設ける必要がなく、しかも反転作業の動作の過程でストッパを作用させるので動作のタイムラグ（遅れ）がなく、反転動作に伴って直ちに移動姿勢を保持することができる。

前記係合部は少なくとも反転フレーム側にあって、前フレームの構成部材、あるいは、前フレームとは別体に形成したゲートであることを特徴とするものであるから、反転フレームを確実にストッパにより拘束することができ、路上移動中の不意の姿勢変化を防止することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明の作業機によれば、作業機の反転動作に伴い反転フレームが一旦中立状態になってから、さらに半回転させられて反転させられるので、その途中の姿勢、中立姿勢になったとき、直ちにストッパが作用して係合部を捉えるので反動により反転フレームが左右に振れる動きを阻止でき、手動操作の誤りによっても反転フレームは反転させられず、走行中の揺れによっても作業機が突然に移動姿勢を崩すことがなく、安全対策として極めて有効である。

また、前記ストッパは油圧シリンダのロッドであることから、伸張動作が直接的にストッパとして機能するので、動作が迅速であり、反転動作に伴って直ちに移動姿勢を保持することができる。

また、前記ストッパは固定フレームを構成するマストに取付けられ、反転フレームに設けた前フレーム、あるいはゲートに対してストッパが突出することで機能するので、固定フレームと反転フレームとを確実に拘束状態とすることができ、路上移動する上での安全対策として極めて有効である。

次に、本発明実施の形態について添付した図１ないし図１２について説明をする。先ず、以下の説明において符号Ｔはトラクタを示し、図１ないし、図７は本発明を施したリバーシブル形式のプラウ作業機を示し、これらの図において符号１００は作業機全体を示していて、この作業機１００は、マストを備え、トラクタのアッパリンクを取付け、さらにはロアリンクを取付けるため、さらにはリバース、いわゆる反転しない固定フレーム１０と、この固定フレーム１０に対して反転シリンダ１６の伸縮により略１８０度反転回転させられ、作業機として機能するためのボトムを備える反転フレーム３０によって構成されている。
前記反転シリンダ１６の上端部１６Ｕはマスト１３の上端部近くに、下端部１６Ｓは反転フレーム３０の前フレームの回転中心から偏心した位置にそれぞれ枢着されている。

そして、前記反転フレーム３０は作業進行方に沿って延びる主フレーム３１と、この主フレーム３１の前端部において作業幅方向に伸びる前フレーム３２があり、この前フレーム３２の先端部位置に取付けられ、斜め後方に伸びる斜交フレーム３３をもち、この斜交フレーム３３の上下に面対称にボトムが装着されている。
前記作業進行方向に沿って長さをもつ回転軸３４が、後で説明するマストを備える固定フレーム１０に設けた軸受け部１１に挿入されて両者の回転運動だけが許容されて一体化されている。

前記主フレーム３１、前フレーム３２、斜交フレーム３３により凡そ３角形状の反転フレーム３０が形成されているが、その形状は十分な強度と、リバーシブルプラウとしての機能、ボトム取付け機能を備えるものであれば、形状には拘らない。
そして、前記斜交フレーム３３には等間隔でボトム４１が複数、例えば、ボトム４１からボトム４５までの５つのボトムが取付けられている。とくに、ボトム４４、ボトム４５は斜交フレーム３３の延長された延長部分３３Ｅに取付けられている。
作業機１００はリバーシブル形式のボトムプラウ作業機であるので、斜交フレーム３３を含む面を対称面として、その上下に、片面は右反転型のボトム、残る片面には左反転のボトムが面対称に取付けられて反転作業を可能にしていて、これは従来の作業機と同様である。

上下の各ボトム４１ないしボトム４５のうち、進行方向前方から２番目の第２ボトム４２以下については各ボトムの前位置にコールタ４２Ｋ、４３Ｋ、４４Ｋ、４５Ｋが斜交フレーム３３の上下に面対称に取付けられている。とくに、第１ボトム４１にはその前方位置にコールタはなく、最終ボトムである第５ボトム４５と隣り合ってボトムの耕幅に対応した間隔Ｈｘを保って前記斜交フレーム３３の延長部３３Ｅにステーを介して取付けられている。
さらに、第１コールタ４１Ｋの前方位置にはゲージホィール４６が配置されている。

そして、前記反転フレーム３０を構成する前フレーム３２は、一対のプレート３２Ｐ、３２Ｐが適当な間隔で配置されて形成されたもので、両者の間に作業進行方向に沿って開放された空間が形成されている。各プレート３２Ｐ、３２Ｐの先端部には両プレートを補強すると共に、前記斜交フレーム３３の端部を取付ける取付け部３３Ｔが形成されていて、ボルトなどを通すことができる窓孔３３Ａが穿たれている。

前記前フレーム３２を形成するプレート３２Ｐ、３２Ｐのマスト寄りの縁には、平面視上Ｌ型をしたストッパ受け３２Ｓ、３２Ｓが取付けられており、これらのストッパ受け３２Ｓ、３２Ｓにより係合部が形成されて、このストッパ３２Ｓ間にストッパとしてのピストンロッド６２が突出することができるようになっている。したがって、ストッパ受け３２Ｓ、３２Ｓの前フレーム３２に対する取付け位置はストッパの取付ける高さ位置との関係で定められる。

さらに、前記固定フレーム１０に設けてあるマスト１３の上端部にはストッパ６０となるロックシリンダ６１が装備されていて、そのロッド６２が反転フレーム３０の回転領域に突出できるようになっている。さらに、加えると、反転フレーム３０を形成する前フレーム３２のプレート３２Ｐに取付けられているストッパ受け３２Ｓの間にロッド６２の端部が突出することで前フレーム３２を拘束し、反転フレーム３０が左右に回転することがないようになっている。ストッパ受け３２Ｓ、３２Ｓ間の間隔はストッパとしてのロッド６２が突出できるとともに、回転方向の余裕をもたせてあり、突入時ストッパ受け３２Ｓによる干渉を防いでいる。
なお、ストッパ受け３２Ｓ、３２Ｓで形成される係合部ではなく、前フレーム３２のプレート３２Ｐなどの構成部材間の空間に直接にロッド６２を突入させることも可能である。

前記反転フレーム３０を反転させる反転シリンダ１６は図１０、図１１に示す油圧制御回路７０により伸長、収縮の運動を行い、最初の収縮により反転フレーム３０を垂直面に沿った中立姿勢（移動姿勢）とし、次の伸張により反転フレーム３０を略１８０度反転させる。

この油圧制御回路７０は、図１１に示すように、ポンプＰ側から切換弁７１を介して反転シリンダ１６に至る収縮管路７２が形成されている。反転シリンダ１６には収縮管路７２と回路上並列的な伸張管路７３が前記切換弁７１を介してタンクＴaに至って形成されている。

前記収縮管路７２と切換弁７１との間で、前記伸張管路７３と平行的に反転シリンダ１６からタンクＴａ側に向かって作用するオリフィス７２１、逆止弁７２２を含む管路７２３が形成されている。この逆止弁７２２と前記収縮管路７２との間にオリフィスを含む管路７２５が形成されている。

さらに、前記伸張管路７３はリリーフ弁７３１を介して前記切換弁７１に至る管路が形成されている。そして、前記切換弁７１は２位置５ポート形式の切換弁が用いられていて、第１位置では反転シリンダ１６に圧油を供給するポートと、反転シリンダ１６からの戻り油をタンクＴａに流すポートと、ロックポートを備えている。
また、第２位置にはタンクＴａへの戻りポートと、伸張管路７３ならびに管路７２３に通じるポートをもち、ポンプＰからの圧油を逆止弁７２２を含む管路７２６と、収縮管路７２とに供給することができるようになっている。他のポートはオリフィス機能をもつタンクＴａへの戻りポートである。言い換えると、第１位置は収縮位置であり、第２位置は反転シリンダ１６の伸張位置になっている。

そして、前記伸張管路７３、収縮管路７２と並列的ストッパとしてのロックシリンダ６１に連なるロック作動管路６０Ｓと、ロック解除管路６０Ｋが接続されていて、前記反転シリンダ１６が最も収縮状態になったときに、ロックシリンダ６１のロッド６２が伸張（突出）して、ゲート５０の内部空間に突出するようになっている。前記解除管路にはストップ弁６０Ｂがあって、不要な解除を防いでいる。

次に、反転フレーム３０の反転動作について説明する。トラクタＴから供給される圧油（作動油）は図９に示す矢印のように、常に一定であるので、反転フレーム３０が垂直面に沿った姿勢に至ったとき、即ち作業機の移動姿勢に至ったとき、ロックシリンダ６１のロッド６２を突出させる。反転フレーム３０に取付けてある前フレーム３２、あるいは後で説明するゲート５０は垂直状態になってマスト１３と並列姿勢になる。この状態では前フレーム３２、あるいはこれに取付けたのゲート５０の内部空間５０Ｋにロッド６２が突出することで、反転フレーム３０が回転しようとしてもロッド６２が前フレーム３２、あるいはゲート５０を拘束しているので反転フレーム３０の回転は阻止される。
この操作は、反転フレーム３０が移動姿勢になったとき、トラクタ側において圧油の流れを切換えてストッパであるロックシリンダ６１を伸長させる。反転駆動油圧回路の一系統で、反転シリンダ１６と、ロックシリンダ６１との駆動を行うことができる。

このとき、ロッド６２と、ストッパ受け３２Ｓとの間に間隙が存在して反転フレーム３０が左右方向（回転方向）を妨げ、回転方向にがたつきになっているが、ストッパの突入時の確実性を向上していて、がたつきが存在しても作業機はトラクタの幅員内にあるので不意の回転は生じない。

以上の実施例では、前フレーム３２に形成されるプレート３２Ｐ間に設けたストッパ受け３２Ｓにより係合部を形成し、ストッパとしてのロッド６２を捉えるようにしたものを示したが、図１２、図１３に示すように、前フレーム３２の中間位置を「へ」の字型に屈曲して屈曲部を形成して、その先端部３２Ｓに斜交フレーム３３の端部を取付けるとともに、前フレーム３２の長さ方向に沿って直線状に延長して形成した門型のゲート５０を形成し、その基部５１を前記屈曲部に取付け、ゲート５０のもつ空間５０Ｋにロッド６２を突出させるようにすることができる。

言い換えると、このゲート５０は反転フレーム３０とともに反転運動させられるようになっていて、前記ゲート５０が反転途中の姿勢において正面視、マスト１３と重なった状態において（中立状態）ロックシリンダ６１のロッド６２がゲート５０の端部５２、５２間の内部空間５０Ｋに突出することでゲート５０に対して回転を抑制することができるようになっている。
この反転フレーム３０の回転を拘束することで、反転フレーム３０が水平な平面に沿った状態から、反転シリンダ１６の収縮により垂直面に沿った状態いわゆる中立姿勢になった状態を保持できるようになっている。

本発明の作業機の後方斜め上から見た斜視図である。 本発明の作業機の前方斜め下から見た斜視図である 本発明の作業機左前方上から見た斜視図である。 本発明の作業機右前方上から見た斜視図である。 トラクタを含む本発明の作業機の平面図である。 トラクタを含む本発明の作業機の移動姿勢を示す斜視図である。 図６における７部拡大分解斜視図である。 図５の組み立て状態を示す斜視図である。 図５の組み立て状態を示す分解斜視図である。 トラクタと反転シリンダならびにロックシリンダの油圧系統図を示す説明図である。 反転シリンダの油圧回路図である。 前フレームにおけるストッパの他の実施例を示す斜視図である。 前フレームにおけるストッパの他の実施例を示す分解斜視図である。

符号の説明

１００ ボトムプラウ作業機
１０ 固定フレーム
１１ 軸受け部
１２ ロアリンクのヒッチ部
１３ マスト
１４ フロントフレーム
１５ 軸受け部
１６ 反転シリンダ
３０ 反転フレーム
３１ 主フレーム
３２ 前フレーム
３２Ｐ プレート
３２Ｓ ストッパ受け
３３ 斜交フレーム
３４ 回転軸
４１、４２、４３、４４、４５ ボトム
４１Ｋ、４２Ｋ、４３Ｋ、４４Ｋ、４５Ｋ コールタ
５０ ゲート
５１ 端部
６０ ストッパ
６１ ロックシリンダ
６２ ロッド
Ｔ トラクタ

Claims (2)

1. マストを備えトラクタに取り付けられる固定フレームと、反転フレームと、反転フレームに取り付けられた斜行フレームと、斜行フレームの上下に面対称に配置されたボトムと、マストと反転フレーム間に設けられた反転シリンダと、マストに取り付けられ反転フレームを拘束するストッパと、ストッパを動作させるロックシリンダと、を備えたリバーシブルボトムプラウ作業機において、
   反転フレームは、作業方向に沿って伸びる主フレームと、主フレームの前端部において前記ボトムのそれぞれの作業位置では作業幅方向に伸びる前フレームとを備え、主フレームの前端部において固定フレームに回転可能に取り付けられており、
   前フレームには係合部が設けられており、該係合部は、ストッパと係合して反転フレームの回転を回転方向の両側から拘束するストッパ受けから成り、
   反転シリンダは、伸縮することで、前記ボトムがそれぞれの作業位置となるように、反転フレームを固定フレームに対して１８０度反転動作可能とし、
   ストッパは、反転フレームが反転動作途中に垂直面に沿った中立姿勢となった状態で、反転フレームの回転領域にロックシリンダで突出して反転フレームの係合部に係合し、反転フレームを中立姿勢の状態に保持可能とすることで、リバーシブルボトムプラウ作業機の路上移動中の不意の姿勢変化を防止する構成であることを特徴とするリバーシブルボトムプラウ作業機。
2. 前記ロックシリンダは、油圧シリンダが使用され、前記ストッパは、該油圧シリンダのロッドであることを特徴とする請求項１記載のリバーシブルボトムプラウ作業機。

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