JP5492062B2 - 茎切断搬送装置 - Google Patents

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本発明は、圃場に植生されている根菜類の農作物の茎を上下で切断して切断茎を搬送する茎処理装置に関する。
圃場に植生されている根菜作物を処理する従来技術においては、特許文献1に開示されているような、甘藷、じゃがいも等の茎葉を処理する歩行形茎葉処理機がある。この茎葉処理機は、デバイダの突出棒を地面の1〜2cm程度の深さで進行させ、畝溝内に根付いた芋蔓を地面から浮上させ、それを持ち上げ用案内棒で徐徐に高く持ち上げ、案内棒で芋蔓を後方へ案内しつつ抜き上げ、切断装置でその芋蔓を切断し、芋側の蔓を上下挟持搬送ベルトで挟持しながら、後側方へ搬送するように構成されている。
特開平11−178418号公報
前記従来技術は、甘藷、じゃがいも等の蔓を切断処理したり、茎が細く弱小の作物の収穫には適用できるが、キャッサバのように硬い茎の上下2箇所を切断し、それらを側方に放出することは困難であり、さらに上下切断箇所の中間部分を種茎として切り出し所要位置に搬送放出することは困難である。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決できるようにした茎切断搬送装置を提供することを目的とする。
本発明は、植生されている作物の茎を上下2箇所で切断して、切断した茎を後側方へ搬送して、不要茎の処理と種茎の収穫をできるようにした茎切断搬送装置を提供することを目的とする。
本発明における課題解決のための具体的手段は、次の通りである。
第1に、移動機体2に装着されたフレーム3に、根菜作物Sの茎S1の下部を下回転刃4で切断する下切断機構5と、この下切断機構5に先行して茎S1の上部を上回転刃6で切断する上切断機構7と、前記上下回転刃4、6間に位置して上下切断箇所間の切断茎S1を挟持して後側方へ搬送する搬送機構10とを備えていることを特徴とする。
第2に、前記搬送機構10は、前部が上回転刃6で切断される切断茎S1を挟持可能な上切断機構7の左右方向中央側でかつ下方に位置し、後部が下回転刃4で切断した切断茎S1を左右側方へ搬出可能な下切断機構5の左右方向側方でかつ後方に位置していることを特徴とする。
第3に、前記搬送機構10は、切断茎S1を挟持して移動させる搬送ベルト17と、この搬送ベルト17に対向していて搬送ベルト17とともに切断茎S1を挟持しながら移動させる押さえ部材18とを有することを特徴とする。
第4に、前記搬送機構10と下回転刃4との間に、搬送機構10で搬送される切断茎S1の下部を上部より後行させる姿勢変更手段19を設けていることを特徴とする。
第5に、前記フレーム3から前方へかつ前記搬送機構10を横切る方向に下支持部材22を突出し、この下支持部材22に前方の茎S1を前記上下回転刃4、6側へ案内するガイド部材20を設けており、
前記下支持部材22は前記下回転刃4より上方に位置し、かつ前記姿勢変更手段19を形成していることを特徴とする。
第6に、前記下切断機構5は1本の下回転軸13に下回転刃4を設けており、上切断機構7は同一方向に回転する左右一対の上回転軸14にそれぞれ上回転刃6を設け、かつこの左右上回転刃6を前記下回転軸13の上方でかつ左右前方に配置していることを特徴とする。
第7に、前記移動機体2は前部に走行動力を取り出す原動機8を搭載しており、
前記フレーム3に下切断機構5、上切断機構7及び搬送機構10を駆動する駆動機構9を備えており、
前記駆動機構9は、原動機8からの動力を下切断機構5へ伝達する下駆動手段11と、この下駆動手段11から上切断機構7へ動力を伝達する上駆動手段12と、この上駆動手段12から搬送機構10へ動力を伝達する中間駆動手段18とを有していることを特徴とする。
第8に、前記上駆動手段12は下駆動手段11から上方へ延設した伝動軸15を有し、この伝動軸15から前記中間駆動手段18へ動力を伝達していることを特徴とする。
本発明によれば、次のような作用効果を奏する。
1: 上下回転刃4、6間に位置して上下切断箇所間の切断茎S1を挟持して後側方へ搬送する搬送機構10を備えているので、上回転刃6で切断された茎S1の上部は側方に切断放出され、その後下回転刃4で切断された中間茎S1は後側方へ搬送して、放出茎の上に載置することができる。
2: 搬送機構10の前部を下回転刃4で切断される切断茎S1を挟持可能な位置に配置し、後部を下回転刃4の左右側方位置に配置することにより、上下回転刃4、6で切断された切断茎S1を切断位置から後方でかつフレーム3の左右側方へ搬出することができ、切断茎S1の放置位置を移動機体2に対して左右方向一定位置とすることができる。
3: 搬送機構10は、搬送ベルト17と押さえ部材18とで切断茎S1を挟持して移動させるので、切断茎S1の搬送が確実であり、かつ搬出位置も的確にできる。
4: 搬送機構10と下回転刃4との間に姿勢変更手段19を設けることにより、搬送中の切断茎S1の姿勢を、下部が上部より後行となる前傾姿勢にでき、搬送が容易になり、かつ落下位置での姿勢も一様にでき、その後の回収作業も容易となる。
5: フレーム3から前方へかつ搬送機構10を横切る方向に下支持部材22を突出し、この下支持部材22にガイド部材20を設けることにより、ガイド部材20で前方の茎S1を上下回転刃4、6側へ案内でき、下支持部材22を下回転刃4より上方に位置させて姿勢変更手段19を形成することができる。
6: 上切断機構7を同一方向に回転する左右一対の上回転軸14にそれぞれ上回転刃6を設けて下回転軸13の上方でかつ左右前方に配置することにより、根菜作物Sの茎S1が左右に広がっていても確実に切断でき、一対の上回転刃6で上切断位置より上方の茎S1の上部を一側方へ放出できる。
7: 茎切断搬送装置1の駆動源として移動機体2の走行動力を取り出す原動機8を兼用することにより、装置の簡略化、コストダウンが可能になり、駆動機構9の動力で下切断機構5、上切断機構7及び搬送機構10の総てを駆動することができる。
8: 下駆動手段11から上方へ延設した伝動軸15を設けることにより、下駆動手段11から上駆動手段12及び中間駆動手段18への動力伝達が容易にできる。
本発明の実施形態を示す全体左側面図である。 同全体平面図である。 同正面図である。 同全体右側面図である。 搬送機構の平面図である。 搬送機構の変形例を示す平面図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1〜5に示す実施形態において、キャッサバ等の根菜作物Sの茎S1を切断処理する茎切断搬送装置1は、作業機等の移動機体2に着脱自在に装着されている。移動機体2は1軸2輪28とハンドルを有する歩行形で、機体フレーム29の前上部に2輪28を駆動するエンジン(原動機8)が搭載され、機体フレーム29の前端に茎切断搬送装置1の装着部29aを有している。
茎切断搬送装置1は、フレーム3の基部材3aの後端が機体フレーム29の装着部29aにボルト等の締結具を介して連結され、この基部材3aに後横材3bが直交方向に固定され、この後横材3bの左右両端部にゲージ輪31が上下位置調整自在に設けられている。
茎切断搬送装置1の高さは、作物Sを植生している畝の高さに対応して、また、茎S1の切断したい高さに対向して変更され、茎切断搬送装置1が目的高さになるように、フレーム3に対するゲージ輪31の高さを決定し、その高さで茎切断搬送装置1を圃場に対して略垂直姿勢にする。
前記フレーム3上に、根菜作物Sの茎S1の下部を下回転刃4で切断する下切断機構5と、この下切断機構5に先行して茎S1の上部を上回転刃6で切断する上切断機構7と、前記上下回転刃4、6間に位置して上下切断箇所間の切断茎S1を挟持して後側方へ搬送する搬送機構10と、これら下切断機構5、上切断機構7及び搬送機構10を駆動する駆動機構9とを備えている。
前記駆動機構9は、原動機8からの動力を下切断機構5へ伝達する下駆動手段11と、この下駆動手段11から上切断機構7へ動力を伝達する上駆動手段12と、この上駆動手段12から搬送機構10へ動力を伝達する中間駆動手段16とを有している。
フレーム3の基部材3aの前部にギヤケース32が設けられ、このギヤケース32の入力軸32aと原動機8との間にはベルト伝動手段33が設けられ、このベルト伝動手段33には動力断接用のテンションクラッチ34が設けられ、移動機体2を操縦する操縦者がテンションクラッチ34を手元操作可能になっている。
前記原動機8の動力は2輪28を駆動する走行動力と、駆動機構9を駆動する作業動力とに分岐されており、作業動力はベルト伝動手段33を介してギヤケース32の入力軸32aにテンションクラッチ34を介して断接自在に伝達される。
フレーム3は左右方向中央に位置する基部材3aの前部にギヤケース32と隣接して支柱3cが立設されており、この支柱3cの上部に上軸受体36が装着されている。上軸受体36は前後方向に延びる前後受部36aの前端に左右方向に延びる左右受部36bを連結して構成されている。
前記ギヤケース32には、左右一側方(実施形態では移動機体2の進行方向左側)に突出した入力軸32aと、下向きに突出した下回転軸13と、上向きに突出した伝動軸15とが支持されており、入力軸32aと下回転軸13との間には一対のベベルギヤが設けられ、これらによって下切断機構5を駆動する下駆動手段11が構成されている。
下切断機構5は1本の下回転軸13の下端に帯板状の1枚の下回転刃4を着脱自在に固定して構成されており、この下回転刃4は複数枚でもよく、また、円板形状に形成することもできる。
前記下回転軸13と伝動軸15とは同心に配置され、又は、両軸は1本の軸で一体的に成されており、入力軸32aからベベルギヤを介して動力伝達可能になっている。また両軸は支柱3cと平行に配置され、上軸受体36の前後受部36aに軸受を介して回転自在に支持されている。
上軸受体36の左右受部36bの左右各端部には上回転軸14が上下に貫通支持されており、この各上回転軸14の下部に上回転刃6が着脱自在に設けられ、これらによって上切断機構7が構成されている。
前記伝動軸15の上端にはプーリ37が設けられ、左右各上回転軸14の上部にはプーリ38が設けられ、前後受部36aの中途にはアイドラプーリ39が支持され、これらのプーリ37〜39にベルト40が巻き掛けられ、これらによって上駆動手段12が構成されている。
前記伝動軸15の回転動力は前記プーリ37〜39及びベルト40を介して左右両上回転軸14を同一方向に回転する。各上回転刃6は帯板状の1枚の刃に筒材を固着し、その筒材を上回転軸14に嵌合固定しており、左右上回転刃6は図2に示すように位相が90°ずらされ、また、図1〜3に示すように上下にずらされている。
前記左右上回転刃6及び上回転軸14は下回転刃4及び下回転軸13の上方でかつ左右前方に位置し、移動機体2を進行方向に前進しながら同一方向(平面視時計方向)へ回転し、下回転刃4に先行して茎S1の上部を切断する。左右上回転刃6が茎S1に当たる方向は移動機体2進行方向と交差する方向であり、進行方向横側方(切断方向前方)となり、茎S1の上部切断位置より上側は、上回転刃6によって切断されてその切断力によって横側方へ放出され、不要茎となる。
図1、3〜5に示すように、前記支柱3cの上下中途部には中間軸受体41が設けられている。この中間軸受体41は支柱3cから前方突出され前側支持部材42と、支柱3cから左右一側方(右方向)へ突出された横側支持部材43とを有しおり、前側支持部材42の前後中途部と前記上軸受体36の前後受部36aとは連結部材44で上下に連結されている。
前記前側支持部材42には軸受部42A、42Bが設けられ、軸受部42Aは上駆動手段12を構成する伝動軸15の上下中途部を支持し、軸受部42Bは前側支持部材42の前端に位置して搬送軸45を支持している。
軸受部42Aに支持された伝動軸15の上下中途部には中間プーリ46が設けられ、搬送軸45の下部には中間プーリ46より大径の大プーリ47が設けられ、これらにベルト48を巻き掛けて、搬送機構10へ茎搬送用の動力を伝達する中間駆動手段16が構成されている。
前記搬送機構10は、切断茎S1を挟持して移動させる搬送ベルト17と、この搬送ベルト17に対向していて搬送ベルト17とともに切断茎S1を挟持しながら移動させる押さえ部材18とを有する。この押さえ部材18は後述する下支持部材22に支持されている。
前記搬送ベルト17は、搬送軸45の上部に設けた前プーリ51と、横側支持部材43の先端に設けた横プーリ52とに巻き掛けられ、戻り側が2個のテンションプーリ53A、53Bによってテンションが付与されている。
搬送ベルト17の搬送側は、フレーム3の左右方向略中央、即ち、左右上回転刃6の略中央から左右一側方(右方向)へ傾斜していて、かつ直線的に延設されている。この搬送ベルト17の搬送側は押さえ部材18と平行でかつ近接している。
前記搬送ベルト17と押さえ部材18とは、前プーリ51と横プーリ52との間で、上回転刃6によって上部が切断された後の上回転刃6切断位置より下方の切断茎S1を挟持し、切断茎S1を押さえ部材18に摺接させながら搬送する。
前記フレーム3の基部材3aの先端下部から左右一側方(右方向)へかつ前方へ、即ち、前記搬送機構10を横切る方向に下支持部材22が突出され、前記上軸受体36の前後受部36aから側方へ上支持部材21が突出され、上下支持部材21、22の先端に縦支持部材55が固着されている。
上支持部材21はフレーム3の上軸受体36と略同高さに位置し、下支持部材22は基部材3a及び後横材3bと略同高さに位置している。
縦支持部材55の上部、下部及び中途部に、前方の茎S1を前記上下回転刃4、6側へ案内するガイド部材20が設けられている。ガイド部材20は上ガイド部材20U、下ガイド部材20D、中ガイド部材20M及びそれらの先端を連結した前ガイド部材20Fで枠形状となっている。
上下中ガイド部材20U、20D、20Mは棒材又はパイプ材をL字状に屈曲しており、平面視において、それぞれの中間屈曲部20aがフレーム3の略中央で搬送軸45に近接し、その中間屈曲部20aから前端へ前外傾斜部20bが形成され、後端へ後外傾斜部20cが形成されている。
前記中ガイド部材20Mの後外傾斜部は、前記搬送ベルト17の搬送側と平行にかつ近接して位置し、前記押さえ部材18を構成している。
前記下支持部材22は支柱3cから搬送機構10を横切る方向に突出し、かつ下回転刃4より上位に位置する。そのため、上回転刃6で切断された切断茎S1を搬送機構10が挟持し、その茎S1の下部を下回転刃4が切断したとき、その上下回転刃4、6で切断された切断茎S1は下支持部材22に接触をする。
下側が下支持部材22と接触する切断茎S1は、上側が搬送機構10に挟持されるため、下部を上部より後行させる姿勢となり、その姿勢で搬送される。従って、前記下支持部材22は切断茎S1の姿勢を縦向きから前傾姿勢に変更する姿勢変更手段19を構成することになり、この姿勢変更手段19が搬送機構10から搬出される切断茎S1の姿勢を決定付ける。
前記上下中前ガイド部材20U、20D、20M、20Fは右側(左右一側方)のガイド手段20Rであり、フレーム3にはその右側ガイド手段20Rに対向して左側ガイド手段20Lが設けられている。
この左側ガイド手段20Lは、上下支持部材がなく、上下中ガイド部材20U、20D、20Mは棒材又はパイプ材をくの字状に屈曲しており、平面視において、それぞれの中間屈曲部20aがフレーム3の略中央で搬送軸45に近接し、その中間屈曲部20aから前端へ前外傾斜部20bが形成され、後端へ前後方向に沿ったストレート部20dが形成され、後端がフレーム3の支柱3cに固定されている。
前記右側ガイド手段20Rの前外傾斜部20bと左側ガイド手段20Lの前外傾斜部20bとは前方末広がり形状のガイドを形成し、根菜作物Sの茎S1が枝分かれして左右に広がっていても、左右上回転刃6側へ確実に案内することができる。
なお、左右ガイド手段20R、20Lの下前ガイド部材20U、20F等から前下向きのデバイダを設けて、垂れ下がっている枝を持ち上げながら、茎S1を左右上回転刃6側へ案内するようにしてもよい。
次に、前記茎切断搬送装置1による茎切断作業を説明する。
圃場の畝に植生された根菜作物Sの茎S1に対して、茎切断搬送装置1を最適な高さに配置し、原動機8で移動機体2を前進させながら、駆動機構9の上下切断機構5、7及び搬送機構10を駆動する。
左右ガイド部材20R、20Lで茎S1を移動機体2の進行方向左右両側に傾倒している茎S1を中央へ寄せながら、左右上回転刃6を回転しながら作物Sの茎S1の上部の切断を行う。左右上回転刃6はその中央で、左上回転刃6は前方から後方へ、右上回転刃6は後方から前方へ交互に通過し、茎S1を確実に切断すると同時に、上切断箇所より上側の切断茎S1を外側方へ放出する。
上切断箇所より下側の茎S1は移動機体2の前進により下切断機構5の下回転刃4に近づき、茎S1の地上から露出して所要高さ位置で下回転刃4によって切断される。茎S1はこの下回転刃4で切断される直前又は略同時に搬送機構10の搬送ベルト17に当接し、後側方に向けて移動され、切断茎S1となって搬送ベルト17と押さえ部材18との間に挟持される。
搬送ベルト17と押さえ部材18とで挟持される切断茎S1は、下部切断位置で下回転刃4によって切断され、根菜作物Sの根菜のある下部と下部切断箇所より上側の切断茎S1とに分離され、分離された切断茎S1は搬送機構10の搬送ベルト17と押さえ部材18とによって案内されて後側方へ搬送される。
搬送機構10による搬送途中に、切断茎S1は姿勢変更手段19によって姿勢が縦向きから前傾姿勢に変更され、その前傾姿勢で搬送機構10によって畝の側方(移動機体進行方向右方向)へ搬出され、並べられた姿勢で圃場に落下する。
放出された上側の切断茎S1は落下姿勢が不定であるのに対して、搬出された中間の切断茎S1は、落下姿勢が略一定となり、移動機体2及び畝の側方に平行姿勢に並べられ、回収されてから種茎として利用される。茎S1が下部まで切断された残りの作物Sは、後処理として堀取り機によって根菜とともに掘り取られる。
前記上側の切断茎S1(不要茎)と中間の切断茎S1(種茎)とは、移動機体2の側方に左右分離して載置されるのが最良であるが、上側の切断茎S1は作物Sの生育長さによって上回転刃6からの放出距離が変化することがあるため、通常は上側の切断茎S1の上に中間の切断茎S1が載置される。
図6は搬送機構10の変形例を示しており、縦支持部材55の中途部にアングル材または板材で形成された取付け部材56が略水平に固定され、この取付け部材56に複数の付勢手段57を介して押さえ部材18が取り付けられている。
付勢手段57は、押さえ部材18に固着の支持杆58と、この支持杆58に嵌装されたスプリング59とを有し、支持杆58は取付け部材56に摺動自在に貫通し、スプリング59は押さえ部材18を搬送ベルト17側へ付勢している。
この搬送機構10では、押さえ部材18が挟持する切断茎S1を搬送ベルト17側へ付勢するので、切断茎S1を挟持するときに押さえ部材18が弾力的に逃げることができ、搬送ベルト17のテンションを強くしておいて、切断茎S1を確実に挟持して搬送することができる。
この変形例の場合、右側ガイド手段20Rの中ガイド部材20Mを取付け部材56に対して上下にずらすか、または取付け部材56を中ガイド部材20Mの一部として形成する。
なお、本発明は前記実施形態及び変形例における各部材の形状及びそれぞれの前後・左右・上下の位置関係は、図1〜6に示すように構成することが最良である。しかし、前記実施形態及び変形例に限定されるものではなく、部材、構成を種々変形したり、組み合わせを変更したりすることもできる。
例えば、移動機体2にトラクタを使用し、そのトラクタの前部にアームを昇降自在に装着し、そのアームの先端に茎切断搬送装置1を装着し、トラクタの後部に根菜部分を掘り採る堀取り機を装着し、作物Sの茎S1の切断処理から根菜の掘り取りまで同時に作業できるようにしてもよい。
茎切断搬送装置1を左右勝手に構成し、ガイド部材20により案内されてきた根菜作物Sの茎S1を、上下切断機構5、7で切断し、切断茎S1を搬送機構10でフレーム3の左後方へ搬送するようにしてもよい。
また、下切断機構5の下回転軸13を左右一対配置して、左右上回転刃6の後下方で、左右下回転刃4により茎S1の下部を切断するようにしてもよい。
さらに、左右ガイド手段20R、20Lに代えて、フレーム3の下部から前方へ前広がりの左右下デバイダを突出し、左右下デバイダの先端から搬送機構10の前プーリに向けて尻上がりの左右上デバイダを延設してもよい。
1 茎切断搬送装置
2 移動機体
3 フレーム
4 下回転刃
5 下切断機構
6 上回転刃
7 上切断機構
8 原動機
9 駆動機構
10 搬送機構
11 下駆動手段
12 上駆動手段
13 下回転軸
14 上回転軸
15 伝動軸
16 中間駆動手段
17 搬送ベルト
18 押さえ部材
19 姿勢変更手段
20 ガイド部材
21 上支持部材
22 下支持部材
23 伝動手段
S 根菜作物
S1 茎(切断茎)

Claims (2)

  1. 移動機体(2)に装着されたフレーム(3)に、根菜作物(S)の茎(S1)の下部を下回転刃(4)で切断する下切断機構(5)と、この下切断機構(5)に先行して茎(S1)の上部を上回転刃(6)で切断する上切断機構(7)と、前記上下回転刃(4、6)間に位置して上下切断箇所間の切断茎(S1)を挟持して後側方へ搬送する搬送機構(10)とを備えており、
    前記搬送機構(10)は、前部が上回転刃(6)で切断される切断茎(S1)を挟持可能な上切断機構(7)の左右方向中央側でかつ下方に位置し、後部が下回転刃(4)で切断した切断茎(S1)を左右側方へ搬出可能な下切断機構(5)の左右方向側方でかつ後方に位置していることを特徴とする茎切断搬送装置。
  2. 移動機体(2)に装着されたフレーム(3)に、根菜作物(S)の茎(S1)の下部を下回転刃(4)で切断する下切断機構(5)と、この下切断機構(5)に先行して茎(S1)の上部を上回転刃(6)で切断する上切断機構(7)と、前記上下回転刃(4、6)間に位置して上下切断箇所間の切断茎(S1)を挟持して後側方へ搬送する搬送機構(10)とを備えており、
    前記下切断機構(5)は1本の下回転軸(13)に下回転刃(4)を設けており、上切断機構(7)は同一方向に回転する左右一対の上回転軸(14)にそれぞれ上回転刃(6)を設け、かつこの左右上回転刃(6)を前記下回転軸(13)の上方でかつ左右前方に配置していることを特徴とする茎切断搬送装置。
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