JP4866182B2 - 穀物搬送用の車載ホッパ - Google Patents

Description

この発明は、車両の荷台に搭載ないし設置して籾などの穀物の搬送に用いる車載ホッパに関するものである。

コンバインで穂から取り離された籾は、荷台に車載ホッパを搭載した小型のトラックで乾燥機又は貯蔵場に搬送される。車載ホッパはコンバインから籾を受け取りやすいように上面が開口しており、下端にはホッパ内の籾を車外に排出するためのコンベアを備えている。籾などの粒状物は重力を利用して一箇所から投入すると山形に堆積する。また、収容した容器の底面一箇所から排出すると、その排出口の上方の部分が円錐状に排出される。この円錐の斜面の角度（水平面との角度）は安息角と呼ばれており、ホッパは、周壁がこの安息角より大きな角度でないと内容物の総てを排出することができない。そのためホッパは、下部周壁が円錐又は角錐状をしている。

籾その他の穀物の搬送に用いる従来の車載ホッパには、周壁を柔軟なシート材で形成したものと鋼板で形成したものとがある。また、ホッパからの穀物の排出口を底部一箇所に設けたものと、車両の前後方向に細長く帯状に設けたものとがある。前者のものは、ホッパの下部が角錐状になり、後者のものでは、ホッパの下部がＶ形断面になる。通常、排出口は、ホッパの中央に設けられるので、この排出口から車外に内容物を搬送するためのコンベアが当該排出口の下に、排出口を帯状に設けたものでは、その排出口に沿って設けられる。

図７に荷台に従来の車載ホッパを搭載した車両を模式的に示す。車載ホッパ４を搭載するトラックの荷台５の床面は平面である。この床面６の直上に排出コンベア３が位置し、その直上にホッパ４の排出口が位置する。ホッパ４の周壁は、この排出口の部分から上方に角錐状に設ける必要がある。また、荷台中央部に車両の前後方向に細長い帯状の排出口を設けたものでは、図８に示すように、車両の背後から見たホッパの形状はＶ形となる。この角錐型のホッパの周壁ないしＶ形のホッパの側壁の角度は、搬送する内容物の安息角より大きな角度にする必要があり、従って、ホッパの下部周壁７と荷台の床６との間に穀物等の搬送に利用できない空間８が生ずる。

コンバインから車載ホッパに穀物を投入するときは、コンバインとトラックとの両方が移動可能で、かつコンバインに設置されている投入コンベアも自由に向きを変えられるので、車載ホッパへの穀物の投入位置は、比較的容易に調整可能である。

一方、車載ホッパから穀物を排出するときは、排出先となる乾燥機又は貯蔵容器の入口が固定位置であるため、トラック側で排出位置を調整しなければならない。そのため、車載ホッパに設けられている排出コンベア３は、ある程度長さを伸縮可能にしたり、先端につなぎのコンベアを接続できるようにしたり、ホッパの排出口周りに旋回（首振り）可能な構造としている。ホッパの下部をＶ形にして排出口を帯状に設けたものは、ホッパの下部を角錐型にしたものに比べて搬送に利用できない空間８の容積は小さくなるが、排出コンベアの方向が車両の前後方向に固定されるため、別途に首振り可能なコンベアを取り付ける必要がある。

車載ホッパを搭載ないし設置する小型トラックの荷台の積載荷重には、法的、安全上及び車両走行上からの制限がある。また、積載高さについても法的及び安全上からの制限がある。荷台に車載ホッパを搭載ないし設置して穀物を搬送する場合、車載ホッパの自重とホッパに収容した穀物との合計の重量及び高さがこの制限内になければならない。一度に積載できる穀物の量が多ければ多いほど、同じ量の穀物を運ぶのに車両の走行回数が少なくて済み、搬送効率が良くなると共に、搬送作業も楽になる。従って、車載ホッパは可能な限り軽量であることが好ましい。

一方、積載荷重が同一であるとき、重心の高さが低ければ低いほど、車両の走行安定性は良くなる。しかしホッパは、内容物の排出のために下部壁面を斜面にしなければならず、そのため内容物の重心が高くなり、積載量を増やすと車両が転倒する危険が増す。

従来の車載ホッパの内、柔軟なシート材からなるホッパ本体を備えたものは、ホッパの下部を角錐状としているために、穀物を満載すると重心が高くなって、走行中に車両が転倒する危険が増す。また、ホッパを鋼板性として、その排出口を帯状に設けたものは、ホッパ自体の重量が重くなるために、内容物の積載量が低下し、かつ排出コンベアの向きを変えられないために、別途に首振コンベアを必要とし、モータをホッパに持つ必要があり、更に重量増加となる。

この発明は、ホッパ自体が軽量で、かつ穀物を積載したときの重心を低くすることができ、従って一度に搬送できる穀物の量を多くすることが可能なために、穀物の搬送作業を効率良く、かつ小さい作業負担で行うことができる車載ホッパを得ることを第１の課題としている。また、この発明は、上記構造の車載ホッパに設ける軽量で作業性の良い排出コンベアを得ることを第２の課題としている。

この出願の発明は、車両の荷台に設置して車両による穀物の搬送に用いる車載ホッパにおいて、ホッパ上端の平面形状を画定する上枠１７と、この上枠に上辺を連結して垂下されることによりホッパ本体の錐状の周壁を形成する柔軟なホッパシート１９と、このホッパシートの下端にある排出口２１の周囲に設けた平らな受面２５と、伸長したときに前記ホッパシートの下端が前記受面と同一レベルとなる高さに前記上枠を支持している伸縮自在かつ伸長方向に付勢された複数本の伸縮杆１１と、前記受面の下に設置されて前記排出口から排出される穀物を水平方向に搬送する排出コンベア３とを備え、前記複数本の伸縮杆は、ホッパが空のときに自身の付勢力により伸長しホッパが満杯のときに内容物の重量により前記ホッパシートの大部分が前記受面に接する付勢力を備えていることを特徴とする穀物搬送用の車載ホッパを提供することにより、上記課題を解決したものである。

この出願の請求項２の発明は、上記構成を備えた車載ホッパにおいて、平面矩形の上枠１７を備え、複数本の伸縮杆１１が、当該上枠１７の四隅を支持する４本のガススプリングであることを特徴とするものである。

またこの出願の請求項３の発明は、上記構造の車載ホッパにおいて、前記排出コンベア３が、前記排出口２１を中心として垂直軸回りに旋回可能かつ前記受面２５の外縁を越えて長手方向に伸長可能なコンベアであり、前記受面２５が上枠１７と同一形状及び寸法の平面形状を備え、当該受面２５の下に前記排出コンベア３を旋回可能にする平面形状が扇状の空間２６が形成されていることを特徴とするものである。

受台２５は、この発明の車載ホッパを設置ないし搭載する車両の荷台上に並べ置いた複数個の六面体の発泡スチロールブロックの上面によって形成することができる。このとき、上記の扇状の空間２６には、発泡スチロールブロックを配置しないでその両側の発泡スチロールブロックの上面に板材を掛け渡すことにより当該空間の上に受面を形成する。なお、上記扇状の空間２６は、少なくともコンベアが所定角旋回できる扇状の部分を備えた空間である。

この出願の請求項４の発明は、排出コンベア３がテレスコピック構造で軸方向に伸縮するスクリュコンベアであることを特徴とするものである。最も小径の部分コンベアを除く他の部分コンベアは、そのスクリュをコイル状として、このコイルの内側に小径側の部分コンベアが挿入されるようにする。

上枠１７の平面形状は、これを搭載する車両の荷台の平面形状と一致させるのが最も好ましく、一般的には矩形である。上枠１７の高さｈは、許容される最大積載量から決定される。すなわち、伸縮杆１１が縮退して上枠１７が最も下降した状態で穀物を上枠１７の上縁レベルまで入れたときに許容積載荷重となるように決定する。上枠１７の周壁を透明シート１８で形成することにより、ホッパが満杯近くなったときに、外部からこれを容易に視認することが可能になる。

ホッパシート１９には、その錐状の形状を保持するための補強桟ないし保持枠２２を設けるのが好ましい。この補強桟ないし保持枠２２は、ホッパシート１９の外面に接着や縫着によって取り付けるか、または枠状にしたものを上枠１７から紐２３で吊り下げて取り付ける。この補強桟ないし保持枠は、ホッパシート１９が受面２５上に接するように屈曲するのを妨げるようなものであってはならない。

錐状のホッパシート１９の上縁は、上枠１７の下縁に連結され、ホッパシート１９の下縁には、排出口２１を画定する口枠２０が連結されている。受面２５は、この排出口２１の部分に貫通孔を備えた平面である。

この発明の車載ホッパにおける上枠１７は、伸縮杆１１で上方に付勢して支持されており、ホッパシート１９に作用するホッパ内の穀物の重量は、上枠１７を介して伸縮杆１１で支持されている。ホッパが空のときは、ホッパシート１９には内容物の重量が作用せず、伸縮杆１１にはホッパシート１９と上枠１７の自重のみが作用している。この状態で伸縮杆１１は、伸張端にあり、このときホッパシート下端の排出口２１は、受面２５と同一レベルにある。

ホッパに内容物が投入されると、その内容物の重量は、ホッパシート１９に作用し、上枠１７を介して伸縮杆１１を押し下げる。伸縮杆１１が縮退すると、ホッパシート１９の下端部分に弛みが生じ、ホッパシート１９が受面２５に接して、ホッパ内の穀物の重量がホッパシート１９が接した部分の受面と伸縮杆とで支持されるようになる。ホッパに投入された穀物の量が多くなると、伸縮杆１１はますます縮退し、受面２５に接するホッパシートの面積が大きくなり、上枠１７が下降してくる。

そして、ホッパ４が満杯になると、ホッパシート１９の大部分が受面２５に接するようになり、空のときに錐状であったホッパ下部が外側へ広がるように押し潰されて、ホッパシート１９と受面２５との間の空間が狭められ、その分上枠１７が下降して、穀物が満杯になったときに、車載荷重の重心を低くする。

そして、排出口２１から排出コンベア３により、ホッパ内の穀物が排出されるときには、以上と逆の動作が起る。排出が開始されると、ホッパ内の穀物は、まずその中央部分のものが排出される。すると、ホッパシート１９に作用する穀物の重量が小さくなるので、伸縮杆１１が伸張し、ホッパシート１９の周壁が錐状に復帰して、内容物をホッパ中央部へと押し動かす。ホッパ中央部へと押し動かされた穀物は、安息角を超えた角度になって排出口へと滑り落ち、排出コンベア３により排出される。このような作用が連続して起ることにより、上枠１７が上昇し、ホッパシート１９がその外周辺側から受面２５から離れて行ってホッパ内の穀物を周壁部分から順次ホッパ中央部へと移動させ、最後に上枠１７が上昇端に達したとき、ホッパシート１９の錐状の周面の角度が安息角より大きな角度となって、内容物を残らず排出口２１へと落下させるのである。

この発明では、ホッパ内の穀物の量が少ないときは、上枠１７が上昇してホッパの下部が必要な角度を有する錐状となるため、内容物が残らず排出される。また、ホッパ内に穀物が投入されると、その自重によりホッパ下部が変形して扁平な形状となり、ホッパ全体の高さが低くなって重心が低くなる。そして、ホッパシート１９が柔軟なシート材で形成されるため、ホッパの自重も軽くできる。

すなわち、この発明によれば、穀物を積載したときの重心を低くすることができ、従って走行安定性が良く、穀物を排出するときは、ホッパの周面が必要な角度の錐状となって、内容物を残らず排出することができ、しかもホッパ自体の重量も軽くすることができるので、走行安全性を確保しながら車載ホッパの穀物の積載量を飛躍的に増大させることができるという効果がある。

この発明の車載ホッパは、ホッパ底面の一箇所からホッパ内の穀物の総てを残らず排出することができるので、首振り及び伸縮可能なコンベアをこの排出口２１に接続することにより、車載ホッパからの穀物の排出作業も容易である。

以下、図面を参照して、この発明の実施形態を説明する。図１ないし３は車載ホッパを示す図、図４は内容物の投入及び排出時のホッパの動きを示した図、図５ないし６は排出コンベアの詳細図である。

図に示す車載ホッパは、トラックの荷台に設置されるフレーム１を備えている。このフレームは平面矩形で、その四隅にガススプリング１１及びこのガススプリングを補助する補助柱１２の下端が図１で内側（フレームの長手方向内側）に倒すことができるように蝶番構造で連結されている。補助柱１２の上端は、フレーム１の幅方向である図３の左右方向には両側のものが固定の幅方向桁１３で連結され、フレーム１の長手方向である図１の左右方向には、前後のものが着脱可能な前後方向桁１４で連結されている。４本のガススプリング１１の伸縮ロッド１５の上端は、自在継ぎ手（ナックルジョイント）１６で上枠１７の下辺四隅に連結されている。

上枠１７は、平面形状がフレーム１と同径同寸法の矩形で、山形鋼などで形成された枠体である。上枠１７は、所望の積載量を確保するのに必要な高さｈを有し、周面には透明シート１８が貼り付けられている。上枠１７の下辺には、角錐状に形成した柔軟なシート材からなるホッパシート１９の上辺が隙間なく連結されている。ホッパシート１９の下端には、矩形の口枠２０が取付けられており、この口枠２０の内側がシャッターを備えた排出口２１となっている。

ホッパシート１９の外側には、その四角い平面形状を保持するための２個の形状保持枠２２がその四隅を上枠１７の四隅に上端を締結した４本のロープ２３で懸吊した状態で配置されている。ホッパに内容物が投入されると、その重量によりホッパシート１９は外側に膨らんで、ホッパ下方部の角錐形状に歪みが生ずるので、形状保持枠２２でその歪みを抑制するようにしているのである。

フレーム１の中央部には、垂直軸回りに旋回自在かつ水平面に対して二次元方向に若干揺動可能な自在受台２４を介して排出コンベア３が搭載されている。この排出コンベア３が旋回するための扇状の空間２６を除いた部分に、この排出コンベア３の高さに相当する厚さの発泡スチロールのブロックが敷設されており、かつ前記扇状の空間２６に板材が覆着されて、ホッパシートの排出口２１と略同一高さの受面２５が形成されている。

排出コンベア３は、上面にホッパ受口３１を備えた基部ケース３２を前記自在受台２４に固定して、上下方向に若干傾動自在、かつ受面２５の下に設けた扇状の空間２６の範囲内でホッパ受口３１を中心として垂直軸回りに旋回可能に取り付けられている。図のスクリュコンベア３は、搬送スクリュ４１を備えた内側コンベア（小径側の部分コンベア）４０のケーシング４２と、搬送コイル５１を備えた外側コンベア（大径側の部分コンベア）５０のケーシング５２とがテレスコピック構造で軸方向に伸縮するコンベアである。

内側ケーシング４２の基端上面には、ホッパ受口３１に案内斜面で繋がる開口４３が設けてあり、当該基端は基部ケース３２に固定されている。内側ケーシング４２に収容されたスクリュ４１の軸４４は、基端が基部ケース３２に軸支され、先端が内側ケーシング４２の先端内側に放射状のブラケット４５で支持された軸受４６に軸支されている。スクリュ軸４４は中空軸で、先端に六角孔付きのブッシュ４７が嵌着され、基端は基部ケース３２に搭載したモータ３３に連結されている。

内側ケーシング４２の水平方向両側には、基端を基部ケース３２に固定したガイドロッド３５が平行に設けられており、このガイドロッド３５にスライドブッシュ３６が摺動自在に嵌着され、このスライドブッシュに外側ケーシング５２の基端が固定されている。

外側ケーシング５２の基端内側には、軸受リング５３が固定され、この軸受リング５３の内側に嵌挿した軸受５４の内輪には、コイル５１の基端を支持する回転リング５５が嵌着されている。外側ケーシング５２の先端は、盲板５６で閉鎖され、この盲板の中央に設けた軸受５７でスクリュ軸４４先端の六角孔付きブッシュ４７に摺動自在に挿入した六角軸５９の先端が回転自在に軸支されている。外側ケーシング５２の先端下部には、排出口６０が開口している。

六角軸５９の先端には、回転円板６１が固着され、この回転円板の外周部と回転リング５５との間に六角軸５９と平行な複数本の支えバー６２が装架され、この支えバーに回転によって内容物を軸方向に押動するコイル５１の内周部が溶着されている。

コイル５１及び支えバー６２は、内側ケーシング４２の外周より大径で、かつ六角軸５９が中空のスクリュ軸４４に収容可能であることから、外側ケーシング５２、コイル５１及び六角軸５９は、内側ケーシング４２及びスクリュ軸４４に対して軸方向に伸縮可能である。図５は伸張した状態の断面平面図、図６（ａ）は同断面側面図、図６（ｂ）は縮退した状態の断面側面図である。

スクリュコンベア３は、縮退した状態で車載ホッパのフレーム１内に収まる寸法であり、この縮退状態でガススプリング１１と干渉することなく、自在受台２４を中心として旋回することが可能である。

モータ３３の回転力は、スクリュ軸４４に伝達されてスクリュ４１を回転し、また六角ブッシュ４７、六角軸５９及び回転円板６１を介してコイル５１に伝達されコイル５１をスクリュ４１と同期回転させる。スクリュ４１とコイル５１とを同一ピッチの螺旋とすることにより、外側ケーシング５２を適宜長さに引き出した状態でホッパ受口３１に落下してくる内容物を排出口６０へと搬送することができる。

上記構造の車載ホッパで籾を搬送する動作を説明すると、以下の通りである。車載ホッパを搭載した小型トラックをコンバインの近くで停止し、コンバインから車載ホッパに籾を投入する。投入開始時及び投入開始後しばらくの間は、ホッパシート１９に掛かる籾の荷重がガススプリング１１の付勢力以下であるため、上枠１７は上昇位置を保持している（図４(ａ)）。籾の投入量が多くなると、ホッパ内の籾の重量がガススプリング１１の設定値より大きくなり、ガススプリング１１が縮退して、ホッパシート１９は、その下端の開口周辺部から順次受面２５に接して、ガススプリング１１の付勢力を越える荷重が受面２５で支持されるようになる（図４(ｂ)）。籾の投入量が車載ホッパの規定積載量になると、上枠１７は可動端まで移動し、ホッパシート１９は、大部分が受面２５に接して、ホッパ内の籾の重量の大部分が受面２５で支持される状態となる（図４(ｃ)）。すなわち、籾の積載状態ではガススプリング１１が縮退し、ホッパの高さは低くなっている。

この状態でトラックを運転して貯蔵場に到着したら、乾燥機の投入口にトラックを後進で近付けて停止させる。そして、コンベア３の先端を乾燥機の籾投入口に挿入し、コンベア３を回転する。コンベアで籾が排出されるにつれて、ホッパ内の籾の重量は軽くなり、これに従ってガススプリング１１が伸張して、ホッパシート１９を角錐状に復帰させることにより（図４(ｄ)、(ｅ)）、ホッパ４内の籾は残らずホッパ受口３１に落下し、コンベア３によって乾燥機に投入される（図４(ｆ)）。ホッパが空になったら、排出コンベア３を縮退して荷台の後部あおりを閉じ、次の搬送のためにコンバインの稼動場所に戻る。

車載ホッパを使用しないときは、コンベア３を縮退し、ナックルジョイント１６の部分でガススプリング１１から上枠１７を取り外し、前後方向桁１４を外して、ガススプリング１１及び補助柱１２をフレーム１の長手方向内側へと倒し、上枠１７を受面２５上に載せた状態でトラックの荷台から降ろして保管する。

本発明の車載ホッパの側面図 本発明の車載ホッパの平面図 本発明の車載ホッパの背面図 内容物の投入及び排出時のホッパの動きを示した図 排出コンベアの平面断面図 排出コンベアの側面断面図 従来の柔軟なシート製の車載ホッパを示す図 従来の鋼板製の車載ホッパを示す図

符号の説明

３ 排出コンベア
11 伸縮杆
17 上枠
19 ホッパシート
21 排出口
25 受面
26 空間

Claims (4)

1. 車両の荷台に設置して車両による穀物の搬送に用いる車載ホッパにおいて、
   ホッパ上端の平面形状を画定する上枠(17)と、この上枠に上辺を連結して垂下されることによりホッパ本体の錐状の周壁を形成する柔軟なホッパシート(19)と、このホッパシートの下端にある排出口(21)の周囲に設けた平らな受面(25)と、伸長したときに前記ホッパシートの下端が前記受面と同一レベルとなる高さに前記上枠を支持している伸縮自在かつ伸長方向に付勢された複数本の伸縮杆(11)と、前記受面の下に設置されて前記排出口から排出される穀物を水平方向に搬送する排出コンベア(3)とを備え、
   前記複数本の伸縮杆は、ホッパが空のときに自身の付勢力により伸長しホッパが満杯のときに内容物の重量により前記ホッパシートの大部分が前記受面に接する付勢力を備えている、穀物搬送用の車載ホッパ。
2. 複数本の伸縮杆(11)が、平面矩形の上枠(17)の四隅を支持する４本のガススプリングである、請求項１記載の車載ホッパ。
3. 前記排出コンベア(3)が、前記排出口(21)を中心として垂直軸回りに旋回可能かつ前記受面の外縁を越えて長手方向に伸長可能なコンベアであり、前記受面(25)が上枠(17)と同一形状及び寸法の平面形状を備え、当該受面の下に前記排出コンベアを旋回可能にする扇状の空間(26)が形成されている、請求項１又は２記載の車載ホッパ。
4. 前記排出コンベア(3)がテレスコピック型のスクリュコンベアである、請求項３記載の車載ホッパ。

Images