JP5368157B2 - 溝掘機 - Google Patents

Description

本発明は、回転軸の振動を抑制でき、回転軸の振動に基づく騒音の発生を防止できる溝掘機に関する。

従来、例えば下記の特許文献１に記載された溝掘機が知られている。

この従来の溝掘機は、走行車であるトラクタの後部に連結される作業機本体と、作業機本体に回転可能に設けられた上下方向の回転軸と、回転軸に設けられ圃場の土を掘り上げる螺旋状の溝掘刃（螺旋刃）と、回転軸の下端部に設けられ溝掘刃の下端刃先部の回転方向前方に位置する整形刃とを備えている。

実開昭５９−１９２９５１号公報（第２図）

しかしながら、上記従来の溝掘機では、溝掘作業時に回転軸が振動し、この回転軸の振動に基づいて騒音が発生する問題がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、回転軸の振動を抑制でき、回転軸の振動に基づく騒音の発生を防止できる溝掘機を提供することを目的とする。

請求項１記載の溝掘機は、作業機本体と、この作業機本体に回転可能に設けられた回転軸と、この回転軸に設けられ、圃場の土を掘り上げる螺旋状の溝掘刃と、前記回転軸に設けられ、前記回転軸を基準として前記溝掘刃の重心側とは反対側に位置し、前記回転軸の振動を抑制する重り手段とを備えるものである。

請求項２記載の溝掘機は、請求項１記載の溝掘機において、重り手段は、溝掘刃の中間部の下面を支持する刃支持手段を兼ねているものである。

請求項３記載の溝掘機は、請求項１または２記載の溝掘機において、溝掘刃は、平面視で重なり合うラップ部を有し、重り手段は、回転軸を基準として前記ラップ部側とは反対側に配設され、前記溝掘刃と前記重り手段とを合わせた重心が前記回転軸の回転中心軸線の点と略一致しているものである。

請求項４記載の溝掘機は、作業機本体と、この作業機本体に回転可能に設けられた回転軸と、この回転軸に設けられ、圃場の土を掘り上げる螺旋状の溝掘刃と、前記回転軸に設けられ、前記回転軸の振動を抑制する重り手段とを備え、前記重り手段は、前記回転軸に設けられた被取付体と、この被取付体に脱着可能に取り付けられた重り体とを有し、前記重り体は、重さの異なる複数が用意され、前記被取付体に対して交換可能となっているものである。

請求項５記載の溝掘機は、請求項４記載の溝掘機において、重り体は、上端部に底辺部を有しかつ下端部に頂点部を有する略３角形状の板部材にて構成されているものである。

請求項６記載の溝掘機は、請求項４または５記載の溝掘機において、被取付体は、溝掘刃の中間部の下面を支持する刃支持部を有するものである。

請求項１に係る発明によれば、回転軸に設けられ回転軸の振動を抑制する重り手段を備えるため、回転軸の振動を抑制でき、回転軸の振動に基づく騒音の発生を防止できる。

請求項２に係る発明によれば、重り手段は溝掘刃の中間部の下面を支持する刃支持手段を兼ねているため、騒音の発生を防止できるばかりでなく、溝掘刃の中間部が土から受ける力で変形することを防止できる。

請求項４に係る発明によれば、回転軸に設けられ回転軸の振動を抑制する重り手段を備えるため、回転軸の振動を抑制でき、回転軸の振動に基づく騒音の発生を防止でき、また、重り手段の重り体は重さの異なる複数が用意され被取付体に対して交換可能となっているため、最適な重さの重り体を被取付体に取り付けることにより回転軸の振動を確実に抑制できる。

請求項５に係る発明によれば、重り体は上端部に底辺部を有しかつ下端部に頂点部を有する略３角形状の板部材にて構成されているため、この略３角形状の板部材にて回転軸の振動を適切に抑制できる。

請求項６に係る発明によれば、被取付体は溝掘刃の中間部の下面を支持する刃支持部を有するため、この刃支持部にて溝掘刃の中間部の下面を適切に支持できる。

本発明の一実施の形態に係る溝掘機の非作業状態の側面図である。 同上溝掘機の非作業状態の平面図である。 同上溝掘機の前進作業状態の平面図である。 同上溝掘機の後進作業状態の平面図である。 同上溝掘機の要部側面図である。 同上溝掘機の要部底面図である。 同上溝掘機の被取付体および重り体の正面図である。 同上被取付体の側面図である。 本発明の他の実施の形態に係る溝掘機の被取付体の側面図である。

本発明の溝掘機の一実施の形態を図面を参照して説明する。

図１ないし図４において、１は溝掘機で、この溝掘機１は、例えば圃場を走行する走行車であるトラクタ（図示せず）の後部に連結され進行方向に移動しながら溝掘作業をする牽引式の溝掘作業機である。

溝掘機１は、トラクタの後部に連結された状態でトラクタの前進走行により前方（図３中、矢印で示す進行方向）に移動しながら、機体右側にオフセットされた作業部２にて圃場に上方に向って凹状の溝を形成する（図３参照）。また、溝掘機１は、リターン作業可能なもので、圃場の隅部の溝掘作業終了位置では、トラクタの後部に連結された状態でトラクタのバック走行により後方（図４中、矢印で示す進行方向）に移動しながら、機体左側にオフセットされた作業部２にて圃場に凹状の溝を形成する（図４参照）。

なお、図１および図２には、作業部２がトラクタ後方の待機位置（非作業位置）に位置する待機状態（非作業状態）が示されているが、この状態でも前方への移動で溝掘作業（センター引き作業）が可能である。

溝掘機１は、図１ないし図４に示すように、トラクタの後部の３点リンク部（作業機昇降装置）に連結される作業機本体４を備えている。作業機本体４は、トラクタの後部の３点リンク部に連結される固定フレーム５と、この固定フレーム５に平行リンク６を介して左右方向に平行移動可能（オフセット移動可能）に設けられた可動フレーム７と、この可動フレーム７に上下方向の軸８を中心として略１８０度回動可能に設けられ作業部２を支持する伝動ケースを兼ねた回動フレームである支持フレーム９とを有している。

また、作業機本体４は、可動フレーム７の固定フレーム５に対する平行移動により作業部２をオフセットさせる駆動手段であるオフセット用シリンダ11と、支持フレーム９を作業部２とともに可動フレーム７に対して回動させる駆動手段である回動用シリンダ12と、平行リンク６を固定フレーム５に対してロックするロック機構13とを有している。

固定フレーム５は、３点連結部15を有し、この３点連結部15はトップピン16を有するトップマスト17と、ロワピン18を有する左右１対のロワアーム19とにて構成されている。また、固定フレーム５は、入力軸保持部20を有し、この入力軸保持部20にはトラクタからの動力を入力する入力軸21が回転可能に設けられている。そして、入力軸21からの動力は、ジョイント22、支持フレーム９のミッションケース23内のギア、支持フレーム９のチェーンケース24内のチェーン等にて構成された動力伝達手段25によって作業部２へ伝達される。

作業部２は、図１、図５ないし図８に示されるように、上下方向に軸方向を有する駆動回転軸である回転軸31を有している。この上下方向の回転軸31は、作業機本体４の支持フレーム９に回転可能に設けられこの支持フレーム９から下方に向って突出している。そして、回転軸31は、溝掘作業時にはその軸方向が上下方向に一致した状態で、動力伝達手段25からの動力で所定の回転方向に駆動回転する。

回転軸31の上部外周側の周囲はカバー体32にて覆われており、このカバー体32は作業機本体４の支持フレーム９に固設されている。カバー体32は、進行方向側方に向って開口する開口部である排出口33を有するもので、略円弧面状の側板部34と略半円状の上板部35とにて構成されている（図１参照）。カバー体32の下端は、溝掘作業時には圃場面（地表面）より僅かに上方の位置に位置している。

また、回転軸31の下部外周側（図１から明らかなように、回転軸31の上下方向中央よりやや上方の部分も含む部分の外周側）には、回転軸31とともに回転しながら圃場の土を掘り上げて溝を形成する螺旋状の溝掘刃（螺旋刃）36が設けられている。回転軸31の上部外周側、つまり回転軸31のうちカバー体32内に位置する部分の外周側には、溝掘刃36にて掘り上げられた土をこの土がカバー体32の排出口33から進行方向側方に向って排出（放てき）されるように飛ばす複数、例えば２枚の略矩形板状の土飛ばし板（跳ね出し板）37が回転軸31に対して突出状に設けられている。

そして、溝掘作業時には、溝掘刃36の上端（土案内終端）36aが、圃場面（地表面）より上方の位置で土飛ばし板37の回転方向前面に近接してこの回転方向前面と接触状態で位置している。すなわち例えば溝掘刃36の上端36aは、一方の土飛ばし板37の回転方向前面の所定部位に当接している。

ここで、回転軸31は、外周面が軸方向全長にわたって円筒面状に形成された軸本体部51と、軸本体部51の下部外周面に突設され螺旋方向に間隔をおいて並んで位置する複数、例えば４つの被取付部である刃被取付板部52と、軸本体部51の上部外周面にこの軸本体部51の径方向外方に向って突設され略１８０度間隔で位置する複数、例えば２つの突出部である突出板部53とを有している。

また、回転軸31は、軸本体部51の上端部に設けられた鍔部54と、軸本体部51の下端部に設けられた略矩形状の底板部55とを有し、この底板部55に溝掘刃36の下端（土案内始端）36bが接触（当接）している。なお、溝掘刃36の下端36bを底板部55に脱着可能に直接的或いは間接的に取り付けるようにしてもよい。

土飛ばし板37は、基端部（内端部）が回転軸31の突出板部53にこの突出板部の回転方向前面に沿ってボルトおよびナット等にて構成された取付手段（図示せず）にて取り付けられ回転軸31の径方向に沿って位置し先端部（外端部）が自由端部となっている本体板部57を有している。この本体板部57の一方の面である回転方向前面が土と接触する作用面58となっており、一方の土飛ばし板37の作用面58の先端部における下端部に溝掘刃36の上端36aが接触（当接）している。なお、溝掘刃36の上端36aを土飛ばし板37に脱着可能に直接的或いは間接的に取り付けるようにしてもよい。

溝掘刃36は、外径寸法が上方に向って徐々に増大する螺旋状に形成されている。溝掘刃36は、回転軸31の刃被取付板部52にボルトおよびナット等の取付手段（図示せず）にて脱着可能に取り付けられた複数の分割刃部材61a，61b，61c，61d，61eを有している。すなわち例えば溝掘刃36は、螺旋方向に５つに分割され、それぞれが平面視で略円弧状をなす５枚の分割板である分割刃部材61a，61b，61c，61d，61eにて構成されている。

そして、図６に示されるように、溝掘刃36は、平面視で重なり合うラップ部（刃重複部）63を有し、このラップ部63の回転軸31の回転中心軸線上の点Ｐを中心とする角度αは、例えば80度〜120度である。なお、隣り合う分割刃部材61a，61b，61c，61d，61e間には、若干の間隙62がある。

また、作業部２は、図１、図５ないし図８に示されるように、溝掘作業時に回転中の回転軸31の振動を抑制する重り手段71を有している。重り手段71は、回転軸31の下部外周側、すなわち例えば回転軸31の軸本体部51の下部外周面に突設され、溝掘刃36が平面視で重なり合う側とは反対側の位置（溝掘刃36の重心側とは反対側の位置）に位置している。つまり、重り手段71は、回転軸31を基準としてラップ部63側とは反対側に配設され、これら重り手段71と溝掘刃36のラップ部63とが回転軸31を介して互いに離間対向している。このため、溝掘刃36と重り手段71とを合わせた重心が回転軸31の回転中心軸線上の点Ｐと略一致している。

また、重り手段71は、溝掘刃36の螺旋方向中間部（螺旋方向略中央部）の下面、すなわち例えば溝掘作業時に圃場の土から力（土圧）を受け易い下から３番目の分割刃部材61cの下面を下方から支持する刃倒れ防止用の刃支持手段を兼ねている。

ここで、重り手段71は、回転軸31の軸本体部51の下部外周面にこの軸本体部51の径方向外方に向って突設された板状のバランサ取付板等の重り支持体である被取付体72と、この被取付体72に取付手段74にて脱着可能に固定的に取り付けられた板状のバランサー等の重り体73とを有している。なお、取付手段74は、例えばボルト76およびナット77にて構成されている。

重り体73はボルト76およびナット77を用いて被取付体72の回転方向後面に重畳的に取り付けられ、被取付体72の回転方向後面と重り体73の回転方向前面とが互いに接触して重なり、被取付体72が重り体73に比べて回転方向前方側に位置している。そして、被取付体72は、溝掘刃36の中間部の下面を下方から支持する刃倒れ防止部である刃支持部75を上端部に有している。

被取付体72は、上端部に底辺部82を有しかつ下端部に頂点部83を有する略３角形状、例えば略直角３角形状の板部材81にて構成されている。板部材81には、ボルト用孔84が形成されている。図８から明らかなように、底辺部82の外端側にて刃支持部75が構成されている。板部材81の直角側の鉛直辺部85が例えば溶接等にて回転軸31の軸本体部51の外周面に軸方向に沿って固着されている。

重り体73は、溝掘刃36の螺旋形状に対応するように、上端部に底辺部87を有しかつ下端部に頂点部88を有する略３角形状、例えば略直角３角形状の板部材86にて構成されている。板部材86には、ボルト用孔89が形成されている。そして、互いに連通したボルト用孔84，89にボルト76が挿入され、このボルト76にナット77が螺合締付けされている。

なお、重り体73は、例えば厚さ寸法のみの違いや、形状或いは材質等の違いによる重さの異なる複数が用意され、被取付体72に対して交換可能となっている。なお、複数の重り体73の中から選択されて被取付体72に取り付けられた図７の重り体73は、被取付体72と同一形状のものである。

また一方、作業部２は、図１および図２等に示すように、作業機本体４の支持フレーム９に固設され溝掘刃36の進行方向後方に位置し溝掘刃36にて形成された溝を整形する溝整形体91を有している。溝整形体91は、互いに離間対向する左右の整形板部92と、溝側面と圃場面との間の角部を面取りする左右の面取り板部93とを有している。

なお、回転軸31、カバー体32、溝掘刃36、土飛ばし体37、重り手段71および溝整形体91等にて、作業部２が構成されている。

次に、溝掘機１の作用等を説明する。

図３に示すように、作業部２を前進作業位置に位置させて溝掘機１を前進作業状態に設定する。

そして、トラクタの前進走行によって溝掘機１全体を前方に移動させると、溝掘刃36は、回転軸31とともに回転して圃場の土を掘り上げて溝を形成する。

溝掘刃36にて掘り上げられた土は、回転軸31とともに回転する土飛ばし板37の本体板部57の作用面58にて飛ばされ、カバー体32の排出口33を通って進行方向側方に向って排出される。つまり、溝掘刃36にて掘削された掘削土の大部分は、土飛ばし板37による土飛ばし作用によって、溝から側方に離れた所望位置まで飛ばされる。

この際、溝掘刃36と重り手段71とを合わせた重心が回転軸31の回転中心軸線上の点Ｐと略一致しているため、回転軸31の振動が抑制され、ひいては溝掘機１全体の振動が抑制される。

また、溝掘刃36の進行方向後方の位置では、溝掘刃36にて形成された溝が溝整形体91にて整形され、所望形状の溝が得られる。なお、圃場の隅部では、溝掘機１を図４に示す後進作業状態に切り換えて溝掘作業を行う。

そして、溝掘機１によれば、作業部２の回転軸31に設けられ回転軸31の振動を抑制する重り手段71を備えるため、溝掘作業時に入力軸21側からの動力を受けて回転する回転軸31の振動を抑制でき、この回転軸31の振動に基づく異音等の騒音の発生を防止できる。

また、重り手段71は溝掘刃36の中間部の下面を支持する刃支持手段を兼ねているため、回転軸31の振動に基づく騒音の発生を防止できるばかりでなく、溝掘刃31の中間部が土から受ける力で下方へ変形することを防止できる。つまり、重り手段71の被取付体72の刃支持部75による支持がない場合には、図８の２点鎖線で示すように、圃場の土質等によっては、溝掘刃31の中間部が下方へ変更する不具合が生じる。

さらに、重り手段71は溝掘刃36が平面視で重なり合う側とは反対側に位置するため、回転軸31の振動を適切に抑制でき、しかも、重り手段71の設置スペースを容易に確保できる。

また、重り手段71の重り体73は重さの異なる複数が用意され被取付体72に対して交換可能となっているため、溝掘刃36と重り手段71とを合わせた重心が回転軸31の回転中心軸線上の点Ｐと略一致するような最適な重さの重り体73を被取付体72に取り付けることにより、回転軸31の振動を確実に抑制できる。

また一方、溝掘作業時には溝掘刃36の上端36aが圃場面より上方の位置で土飛ばし板37の本体板部57の回転方向前面である作用面58に近接して位置しているため、圃場の土の土質に拘わらず、すなわち例えば圃場の土が粘土質であっても、土飛ばし板37による土の飛びが良好で、得られた溝の溝側面の上端付近に土が堆積する不具合の発生を適切に防止できる。

また、土飛ばし板37による土の飛びが良好であるため、溝掘刃36にて掘り上げられた土が溝内に落ちにくく、牽引抵抗が増大せず、よって従来の構成より溝掘機１の進行方向への移動速度を速めることができ、効率よく溝掘作業ができる。

なお、溝掘機１は、例えば図９に示すように、被取付体72の上端部の底辺部82の内端側に、土を逃すための凹部96が設けられた構成でもよい。

また、被取付体72が溝掘刃36の中間部の下面を支持する構成には限定されず、例えば重り体73が溝掘刃36の中間部の下面を支持する構成や、被取付体72および重り体73の両方で溝掘刃36の中間部の下面を支持する構成等でもよい。

さらに、例えば重り手段71が溝掘刃36の中間部の下面と面状に接触してその下面を支持する傾斜面状の刃支持部を有する構成等でもよい。

また、例えば重り手段71が溝掘刃36の重心側とは反対側の複数位置にそれぞれ設けられた構成等でもよい。

さらに、溝掘刃36は、５枚の分割刃部材で構成されたものには限定されず、例えば４枚以下の分割刃部材にて構成されたものや、連続した１枚の螺旋状の刃部材にて構成されたもの等でもよい。

また、例えば重り体73を回転軸31の外周面に直接的に取り付けた構成等でもよい。

１ 溝掘機
４ 作業機本体
31 回転軸
36 溝掘刃
63 ラップ部
71 重り手段
72 被取付体
73 重り体
75 刃支持部
86 板部材
87 底辺部
88 頂点部

Claims (6)

1. 作業機本体と、
   この作業機本体に回転可能に設けられた回転軸と、
   この回転軸に設けられ、圃場の土を掘り上げる螺旋状の溝掘刃と、
   前記回転軸に設けられ、前記回転軸を基準として前記溝掘刃の重心側とは反対側に位置し、前記回転軸の振動を抑制する重り手段と
   を備えることを特徴とする溝掘機。
2. 重り手段は、溝掘刃の中間部の下面を支持する刃支持手段を兼ねている
   ことを特徴とする請求項１記載の溝掘機。
3. 溝掘刃は、平面視で重なり合うラップ部を有し、
   重り手段は、回転軸を基準として前記ラップ部側とは反対側に配設され、
   前記溝掘刃と前記重り手段とを合わせた重心が前記回転軸の回転中心軸線の点と略一致している
   ことを特徴とする請求項１または２記載の溝掘機。
4. 作業機本体と、
   この作業機本体に回転可能に設けられた回転軸と、
   この回転軸に設けられ、圃場の土を掘り上げる螺旋状の溝掘刃と、
   前記回転軸に設けられ、前記回転軸の振動を抑制する重り手段とを備え、
   前記重り手段は、
   前記回転軸に設けられた被取付体と、
   この被取付体に脱着可能に取り付けられた重り体とを有し、
   前記重り体は、重さの異なる複数が用意され、前記被取付体に対して交換可能となっている
   ことを特徴とする溝掘機。
5. 重り体は、上端部に底辺部を有しかつ下端部に頂点部を有する略３角形状の板部材にて構成されている
   ことを特徴とする請求項４記載の溝掘機。
6. 被取付体は、溝掘刃の中間部の下面を支持する刃支持部を有する
   ことを特徴とする請求項４または５記載の溝掘機。

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