JP6230202B2 - 作業機 - Google Patents

Description

本発明は、作業に応じて着脱可能な作業部を有する作業機に関する。

作業機には、機体を共通として、耕耘や除雪などの作業に応じて作業体を取り付け可能なものがある。複数種のなかから選択される作業体を有する作業機に関する従来技術として、特許文献１に開示される技術がある。

特許文献１に開示された技術では、作業機は、駆動源を備えた機体と、機体に対して脱着可能な作業体と、駆動源を制御する制御部と、を有する。複数種の作業体は、それぞれ、作業体の識別情報が書き込まれたＩＣタグが取り付けられている。作業体が取り付けられる機体には、ＩＣタグを読み取るタグリーダが取り付けられている。複数種のなかから選択された１つの作業体が機体に取り付けられると、ＩＣタグリーダは、ＩＣタグの情報を取得し、制御部に送る。制御部は、作業体を特定し、作業に適した回転数に駆動源を制御する。

ところで、作業体の種別を特定するために、ＩＣタグを採用すると作業機の製造コストは高くなる。コストを抑制するために、例えば、作業体及び機体の配線をカプラで結び、制御部が配線の接続状態を認識し、作業体を特定することも考えられるが、作業体の取り付け時に配線用カプラの接続も必要となり、取り付け作業が煩雑となる。低コストで簡易に作業体を特定できる作業機が望まれる。

特開２００６−２９６２６１号公報

本発明は、複数種のなかから選択される作業体を有する作業機において、低コストで簡易に作業体を特定できる技術の提供を課題とする。

請求項１による発明によれば、駆動源に入力軸が連結された伝動機と、作業に応じて複数種のなかから選択され前記伝動機の出力軸に対して脱着可能な作業体と、前記駆動源を制御する制御部と、を有する作業機において、
前記複数種のなかから選択された１つの作業体は、前記駆動源により回転し、前記出力軸を中心として略同一円周上に検出体が配置可能であり、
前記伝動機は、前記１つの作業体の回転時に前記検出体を検出して検知信号を発するセンサを備え、
前記制御部は、前記出力軸が予め設定された回数までに回転する間に前記センサから受けた前記検知信号に従って前記１つの作業体を特定し、特定結果に基づいて前記１つの作業体の作業に適した回転数に前記駆動源を制御する構成であることを特徴とする作業機が提供される。

請求項２に記載のごとく、好ましくは、前記制御部は、前記センサから前記検知信号を受けない場合、予め設定された特性で前記駆動源を制御する。

請求項３に記載のごとく、好ましくは、前記予め設定された回数は、１回である。

請求項４に記載のごとく、好ましくは、前記駆動源は、エンジンであり、前記制御部は、前記複数種の作業体の種類ごとに制御マップを有し、この制御マップに基づいて前記エンジンを制御する。

請求項１に係る発明では、複数種のなかから選択された１つの作業体は、駆動源により回転し、検出体は、出力軸を中心として略同一円周上に作業体に対して配置可能である。伝動機は、作業体の回転時に検出体を検出して検知信号を発するセンサを備え、制御部は、出力軸が予め設定された回数までに回転する間にセンサから受けた検知信号に従って１つの作業体を特定する構成である。

即ち、作業体が回転すると、各検出体は同一円周上を変位し、伝動機に備えられたセンサに検出される。センサは、各検出体を検出する毎に検知信号を発する。検知信号を受けた制御部は、出力軸が予め設定された回数までに回転する間に受けた検知信号の数に従って作業体を特定する。センサは、複数種の作業体に応じた特有の検知信号を発する必要はなく、検出体を検出したときに、検知信号を発するものであれば足りる。そのため、センサのコストを抑えることができる。

さらに、作業体の交換時に配線用カプラの抜差しが不要である。複数種の作業体の交換を簡単に行なうことができるため交換作業性が高い。以上より、複数種のなかから選択される作業体を低コストで簡易に特定できる。

請求項２に係る発明では、制御部は、センサから検知信号を受けない場合、予め設定された特性で駆動源を制御する。即ち、検出体を有さない作業体が機体に取り付けられた場合や、作業体が機体に取り付けられていない場合を想定して駆動源を制御することができる。

請求項３に係る発明では、制御部は、出力軸が回転開始から１回転する間にセンサから受けた検知信号に従って１つの作業体を特定する。即ち、制御部は、出力軸の回転直後に作業体を特定する。そのため、作業開始までの時間を短縮できる。

請求項４に係る発明では、作業機の駆動源は、エンジンであり、制御部は、複数種の作業体の種類ごとに制御マップを有し、この制御マップに基づいてエンジンを制御する。そのため、作業者は、作業に適した運転速度の領域で作業機を操縦することができ、作業性が向上する。

本発明の実施例による作業機としての耕耘機の斜視図である。 図１に示された耕耘機の作用図である。 図１に示された耕耘機の機体に取り付け可能な作業体の一例である。 図１に示された耕耘機の機体に取り付け可能な作業体の一例及び作業機の一例である。 複数種の作業体を取り付け可能な機体の作用図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中、左右とは作業機の作業者を基準として左右、前後とは作業機の進行方向を基準として前後を指す。また、図中Ｆｒは前、Ｒｒは後、Ｌは作業者から見て左、Ｒは作業者から見て右、Ｕｐは上、Ｄｎは下を示している。
＜実施例＞

図１を参照する。図１には、本発明の実施例による作業機１０としての耕耘機２０が示されている。耕耘機２０は、エンジン１１（駆動源１１）を備えた機体１２と、機体１２の下部に設けられたトランスミッション３０（伝動機３０）と、トランスミッション３０の出力軸３１に脱着可能に設けられた左右の第１ロータ２１，２１（作業体２２）と、第１ロータ２１，２１の上方を覆うフェンダ１３と、機体１２の後部に脱着可能に設けられた抵抗棒１４と、機体１２の後部から後上がりに延びるハンドル１５と、ハンドル１５の左側のグリップ部に設けられるクラッチレバー１７と、ハンドル１５の右側のグリップ部に設けられる速度調節レバー１８と、ハンドル１５の中央に設けられエンジン１１を制御する制御部１９と、からなる。

作業者は、制御部１９に設けられたエンジンスイッチにより、エンジン１１を始動し、ハンドル１５と共に、クラッチレバー１７及び速度調節レバー１８を操作することにより、耕耘作業を行う。

図２（ａ）を参照する。エンジン１１の動力は、遠心クラッチ４０及びトランスミッション３０を介して、第１ロータ２１に伝わる。

遠心クラッチ４０は、エンジン１１の出力側の軸となる駆動軸４１と、この駆動軸４１に径方向へスイング可能に取付けられた左右一対の遠心コマ４２，４２と、これらの遠心コマ４２，４２を収納するアウタカップ４３と、からなる。

エンジン１１の回転数が増加すると、遠心コマ４２，４２に加わる遠心力が増大し、遠心コマ４２，４２は、アウタカップ４３の内周面に押し付けられる。これにより、エンジン１１の動力は、アウタカップ４３に伝わる。

トランスミッション３０は、ハウジング３２と、ハウジング３２に収容され上端がアウタカップ４３に接続されている入力軸３３と、入力軸３３の下端に設けられた第１歯車３４と、第１歯車３４に噛みあう第２歯車３５と、第２歯車３５の回転中心と同心の出力軸３１とからなる。

左側の第１ロータ２１は、回転中心となる第１円筒部２４と、この第１円筒部２４の側周に固定される第１基部２５，２５と、これらの第１基部２５，２５にボルト２６ａ及びナット２６ｂにより締結される複数の第１爪２７と、からなる。トランスミッション３０の出力軸３１の端部３１ａは、第１ロータ２１の第１円筒部２４の端部に挿入されて、ボルト３６ａ及びナット３６ｂにより締結される。

右側の第１ロータ２１（図１参照）は、左側の第１ロータ２１と対称の構成となっている。右側の第１ロータ２１の説明は省略する。

図２（ｂ）を併せて参照する。図２（ｂ）には、トランスミッション３０の出力軸３１方向から見た回転体５０が示されている。回転体５０は、出力軸３１方向から見て円板形状を呈し、円板の外周側の縁部５１の近傍には、磁石５２（検出体５２）が１つ取り付けられている。

第１円筒部２４のトランスミッション３０側の端部２４ａには、回転体５０が固定されている。トランスミッション３０には、スイッチ５４（センサ５４）が取り付けられている。このスイッチ５４は、磁石５２を検出すると、制御部１９に検知信号を発する近接センサである。エンジン１１には、エンジン１１の回転数を計測する回転計Ｓが取り付けられている。

図３を参照する。図３には、第１ロータ２１（図１参照）の代わりに、耕耘機２０の機体１２に取り付け可能な一対の第２ロータ６０，６０（作業体２２）が示されている。

左側の第２ロータ６０は、円柱状を呈し、回転中心となる第２円筒部６１と、第２円筒部６１のトランスミッション３０（図２参照）側の端部に設けられる内側支持部６２と、他端に設けられる外側支持部６３と、両端が内側支持部６２、外側支持部６３に支持される複数の第２耕耘爪６４と、からなる。

内側支持部６２は、第２円筒部から径方向に延びる３つの直線部６２ａと、これらの直線部６２ａの先端に支持される円周部６２ｂと、からなる。外側支持部６３は、円板が外周から径方向に抉られた形状を呈している。

右側の第２ロータ６０は、左側の第２ロータ６０と対称の構成となっている。右側の第２ロータ６０の説明は省略する。

第２円筒部６１のトランスミッション３０側の端部には、回転体５０が固定されている。回転体５０には、第２円筒部６１を中心として同一円周上に２つの磁石５２が取り付けられている。２つの磁石５２は、回転中心を挟むようにして、互いに180度ずれて、配置されている。

図４（ａ）を参照する。図４（ａ）には、第１ロータ２１，２１（図１参照）に代わり、耕耘機２０の機体１２に取り付け可能な一対の第３ロータ７０，７０が示されている。

第３ロータ７０（作業体２２）は、第３円筒部７１と、第３円筒部７１から半径方向に延びる複数の第３基部７２と、第３基部７２に支持される複数の第３耕耘爪７３と、からなる。第３ロータ７０は、回転体５０及び磁石５２（図２参照）を有していない。

右側の第３ロータ７０は、左側の第３ロータ７０と対称の構成となっている。右側の第３ロータ７０の説明は省略する。

図４（ｂ）を参照する。図４（ｂ）には、除雪機８０（作業機１０）が示されている。この除雪機８０は、耕耘機２０（図１参照）の第１ロータ２１の代わりに、左右の車輪８１，８１（作業体２２）を取り付け、さらに機体１２の前部に除雪ブレード８２を取り付けたものである。抵抗棒１４（図１参照）は、機体１２から取り外されている。車輪８１，８１は、回転体５０及び磁石５２（図２参照）を有していない。

制御部１９は、第１ロータ２１，第２ロータ６０，第３ロータ７０及び車輪８１，８１（図２，図３，図４参照）ごとに制御マップを有し、この制御マップに基づいてエンジン１１の出力特性を制御する。詳細には、スロットル開度が調整され、エンジン回転数（走行速度）が調節される。

次に本発明の作用及び効果について説明する。

図２を参照する。第１ロータ２１が回転すると、磁石５２は同一円周上を変位する。磁石５２は、トランスミッション３０に備えられたスイッチ５４に近接すると検出される。スイッチ５４は、磁石５２を検出する毎に検知信号を制御部１９に発する。同時に、制御部１９は、エンジン１１の回転計Ｓから発せられる信号を受け、トランスミッション３０の減速比にもとづいて、回転体５０の回転した回数を計算する。

回転体５０が回転した回数と所定時間内に受けた検知信号の数により、制御部１９は、例えば、回転体５０（出力軸３１）が１回転する間に受けた検知信号の数を計算する。回転体５０が１回転する間に検知信号が１回検知される場合、制御部１９は、機体１２に取り付けられている作業体２２が第１ロータ２１と特定する。

制御部１９は、第１ロータ２１による作業に適した回転数になるよう、エンジン１１の上限回転数を制御する。即ち、速度調節レバー１８（図１参照）のスイング範囲に応じた第１ロータ２１の回転数領域は、第１ロータ２１による耕耘に適したものとなる。

図５を参照する。第２ロータ６０には、回転体５０に２個の磁石５２が取り付けられている。第１ロータ２１と同様に、回転体５０の回転した回数と所定時間内に受けた検知信号の数により、制御部１９は、例えば、回転体５０（出力軸３１）が１回転する間に受けた検知信号の数を計算する。回転体５０が１回転する間に検知信号が２回検知される場合、制御部１９は、機体１２に取り付けられている作業体２２が第２ロータ６０と特定する。第２ロータ６０による作業に適した回転数になるよう、エンジン１１の上限回転数を制御する。

第３ロータ７０及び車輪８１，８１には、回転体５０及び磁石５２が取り付けられていない。そのため、第３ロータ７０又は車輪８１，８１が取り付けられていても、スイッチ５４は検知信号を発しない。検知信号を受けない場合、制御部１９は、機体１２に取り付けられている作業体２２が第３ロータ７０又は車輪８１と特定する。第３ロータ７０による耕耘作業や除雪ブレード８２を用いた除雪作業に適した回転数になるよう、制御部１９は、エンジン１１の上限回転数を制御する。

作業体によっては、回転体５０や磁石５２を取り付けることが困難なものもある。そのような作業体を取り付けた場合の作業においても、作業機のエンジンを制御することができる。

上記の通り、センサは、第１ロータ２１、第２ロータ６０、第３ロータ７０、又は、車輪８１，８１に応じた特有の検知信号を発する必要はない。即ち、センサは、同一円周上を変位する磁石５２が近接したときに、検知信号を送れるものであれば足りる。そのため、センサは、スイッチ（出力がデジタル形式）でもよい。結果、センサのコストを抑えることができる。

さらに、作業体２２の交換時に配線用カプラの抜差しが不要である。複数種の作業体２２の交換を簡単に行なえることができるため交換作業性が高い。以上より、複数種のなかから選択される作業体２２を低コストで簡易に特定できる。

図２に戻る。作業体２２の特定において、例えば、回転体５０（出力軸３１）が回転開始から１回転する間にスイッチ５４から受けた検知信号が検知された数に従って作業体２２を特定してもよい。制御部１９は、回転体５０（出力軸３１）の回転直後に作業体２２を特定するため、作業開始までの時間を短縮できる。

なお、本実施例では、駆動源としてエンジン１１を採用したが、電動モータであってもよい。電動モータを採用した場合、例えば、電動モータの回転開始から最大回転数の略半分の回転数までに達する時間において、センサが発した検知信号の数を参照して、作業体を特定してもよい。即ち、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。

本発明の作業機は、歩行型の作業機に好適である。

１０…作業機
１１…エンジン
１２…機体
１９…制御部
２０…耕耘機
２１…第１ロータ
２２…作業体
３０…トランスミッション
３１…出力軸
５０…回転体
５１…縁部
５２…磁石
５４…スイッチ
Ｓ…回転計
６０…第２ロータ
７０…第３ロータ
８０…除雪機
８１…車輪
８２…除雪ブレード

Claims (4)

1. 駆動源に入力軸が連結された伝動機と、作業に応じて複数種のなかから選択され前記伝動機の出力軸に対して脱着可能な作業体と、前記駆動源を制御する制御部と、を有する作業機において、
   前記複数種のなかから選択された１つの作業体は、前記駆動源により回転し、前記出力軸を中心として略同一円周上に検出体が配置可能であり、
   前記伝動機は、前記１つの作業体の回転時に前記検出体を検出して検知信号を発するセンサを備え、
   前記制御部は、前記出力軸が予め設定された回数までに回転する間に前記センサから受けた前記検知信号に従って前記１つの作業体を特定し、特定結果に基づいて前記１つの作業体の作業に適した回転数に前記駆動源を制御する構成であることを特徴とする作業機。
2. 前記制御部は、前記センサから前記検知信号を受けない場合、予め設定された特性で前記駆動源を制御することを特徴とする請求項１記載の作業機。
3. 前記予め設定された回数は、１回であることを特徴とする請求項１又は２に記載の作業機。
4. 前記駆動源は、エンジンであり、
   前記制御部は、前記複数種の作業体の種類ごとに制御マップを有し、この制御マップに基づいて前記エンジンを制御することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項の作業機。

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