JP6278393B2

JP6278393B2 - 除草機

Info

Publication number: JP6278393B2
Application number: JP2014005534A
Authority: JP
Inventors: 陶山　純; 純陶山; 佐藤　輝明; 輝明佐藤; 良太郎川口; 慈郎小林
Original assignee: MINORU SANGYO KABUSHIKI KAISHA
Current assignee: MINORU SANGYO KABUSHIKI KAISHA
Priority date: 2014-01-16
Filing date: 2014-01-16
Publication date: 2018-02-14
Anticipated expiration: 2034-01-16
Also published as: JP2015130849A

Description

本発明は、水田や畑に条植えされた苗の周囲に育成する雑草を除去するための除草機に関する。

従来、水田や田畑などの圃場に生えた雑草を除去するために、揺動する除草部を用いた除草機が知られている。従来の除草機については、例えば、特許文献１に記載されている。除草部であるツースは、除草機の進行方向に対して左右方向に揺動することにより、雑草の根部および茎葉部に作用して、雑草を圃場表面に掻き出す。これにより、圃場に生えた雑草を除去することができる。

特許文献１に記載の除草機では、図７に示すように、前後に延びる駆動軸１１６と、ツースの固定された揺動フレーム１０４とが、偏芯輪１０５ａおよび揺動杆１１７を介して接続されている。これにより、駆動軸１１６が回転すると、揺動フレーム１０４が左右往復揺動するように構成されている（段落００１０）。

特開２００２−４５００３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の除草機では、揺動杆１１７と偏芯輪１０５ａとの接続部分、および、揺動杆１１７と揺動フレーム１０４との接続部分に負荷が掛かるため、当該接続部分が損傷しやすい。また、トルクが大きいため、揺動周期を短くするのが困難である。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、揺動する除草部を用いた除草機において、揺動機構の損傷を抑制しつつ、揺動周期を短くできる技術を提供することを、目的とする。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、複数の車輪を有する、走行車体と、それぞれが揺動ツースを有する、Ｎ個の除草ユニットと、前記除草ユニットを前記走行車体に対して左右に揺動させる揺動部と、を有し、前記Ｎは２以上の自然数であって、前記揺動部は、左右に延びる駆動軸と、前記駆動軸を回転させる、駆動機構と、前記駆動軸の回転運動力を左右の往復運動力に変換し、前記除草ユニットのそれぞれに接続する、Ｎ個の変換機構と、を有し、少なくとも２つの前記変換機構において、揺動周期の位相が互いに異なり、少なくとも２つの前記除草ユニットにおいて、揺動方向変更タイミングが互いに異なる、除草機である。

本願の第２発明は、第１発明の除草機であって、前記変換機構は、カムである。

本願の第３発明は、第１発明または第２発明の除草機であって、前記Ｎは３以上の自然数であって、全ての前記変換機構において、揺動周期の位相が互いに異なる。

本願の第４発明は、第３発明の除草機であって、前記変換機構の前記揺動周期の位相はそれぞれ、前記揺動周期の１／Ｎ倍ずつずれている。

本願の第５発明は、第３発明の除草機であって、前記変換機構の前記揺動周期の位相はそれぞれ、前記揺動周期の１／２Ｎ倍ずつずれている。

本願の第１発明から第５発明によれば、除草ユニットと、変換機構とが、揺動杆などの揺動伝達機構を介さずに接続される。これにより、駆動トルクが抑制されるため、揺動周期を短くできる。また、揺動部と除草ユニットとの接続部分の損傷を抑制できる。すなわち、揺動機構の損傷を抑制しつつ、除草ユニットの揺動動作を高速化できる。また、揺動方向変更タイミングを分散することにより、除草機全体の衝撃を低減できる。

本願の第２発明によれば、カムを用いることにより、ツースがスムーズな動作をすることができる。これにより、高速で揺動した場合でも、揺動部と除草ユニットとの接続部分の損傷をより抑制できる。また、カムの形状により、揺動の動作を細かく制御することもできる。さらに、位相制御を容易に行うことができる。

本願の第３発明によれば、変換機構ごとに左右の揺動タイミングが異なることにより、揺れが相殺されて、除草機全体の揺れを抑制できる。

本願の第４発明および第５発明によれば、変換機構ごとの揺れが効率よく相殺される。これにより、除草機全体の揺れを、さらに抑制できる。

除草機の側面図である。各除草部の上面図である。揺動部および株間除草部の斜視図である。各除草ユニットの動作の例を示した図である。各除草ユニットの動作の例を示した図である。各除草ユニットの動作の例を示した図である。従来の除草機の揺動機構を示した図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本願では、除草機の進行方向を「前方向」、除草機の進行方向と逆の方向を「後方向」とそれぞれ称する。また、本願では、除草機の使用時の姿勢に従って上下方向を定義する。また、除草機の使用時の姿勢において、水平かつ前後方向と垂直な方向を、左右方向と称する。図面中、前方向に「Ｆ」、後方向に「Ｒ」を付している場合がある。

＜１．除草機の全体構成＞
図１は、除草機１の側面図である。図２は、条間除草部４０および株間除草部５０の上面図である。図３は、株間除草部５０の斜視図である。この除草機１は、圃場に植えられた苗の周囲に生えた雑草を除去する装置である。本実施形態の除草機１は、特に、水田に条植えされた苗の周囲に生える雑草を除去する装置である。

図１に示すように、本実施形態の除草機１は、走行車体１０と、除草装置２０とを有する。

走行車体１０は、前輪１１、後輪１２、操作部１３、運転席１４、および昇降リンク１５を備えている。走行車体１０は、前輪１１および後輪１２によって支持されている。操作部１３および運転席１４は、走行車体１０の後部中央に設けられている。

除草装置２０は、昇降リンク１５を介して、走行車体１０に取り付けられている。除草を行う場合、除草装置２０は昇降リンク１５により、除草位置に配置される。また、除草を行わない場合、除草装置２０は昇降リンク１５により、除草位置より上方の待機位置に配置される。図１では、除草装置２０は、除草位置に配置されている。

除草装置２０は、圃場に生えた雑草を除去する部位である。本実施形態の除草装置２０は、駆動機構３０、条間除草部４０、および、株間除草部５０を備えている。除草機１は、圃場面の高さに応じて、昇降リンク１５を昇降させ、除草装置２０を適切な高さに配置させる。

駆動機構３０は、条間除草部４０および株間除草部５０を駆動させるための動力発生機構である。本実施形態の駆動機構３０は、除草装置２０に設けられたエンジンである。なお、駆動機構３０は、モータ等の他の動力源であってもよいし、走行車体１０に備えられたエンジンの動力を用いてもよい。

条間除草部４０は、条植えされた苗の条間を除草する機構である。図２に示すように、条間除草部４０は、５つの条間ロータ４１を有する。条間ロータ４１はそれぞれ、植え付けされた苗の条間に位置するように、左右方向に等間隔に配置されている。

条間ロータ４１は、複数の除草爪を有している。駆動機構３０が駆動すると、駆動機構３０の駆動力が条間ロータ４１へ伝達し、条間ロータ４１が回転する。このとき、条間ロータ４１は、水平かつ左右に延びる回転軸４２を中心として前向きに回転駆動する。これにより、除草爪が圃場を掻くことにより、圃場の条間に生えた雑草を掻き出して除去することができる。

株間除草部５０は、条植えされた苗の周辺を除草する機構である。図３に示すように、株間除草部５０は、駆動軸５１、４つのカム５２、および４つの除草ユニット５３を有する。

駆動軸５１は、左右に、かつ、水平に延びる。駆動軸５１は、ベルト３１を介して駆動機構３０と連結されている。これにより、駆動機構３０が駆動すると、ベルト３１を介して駆動軸５１へと駆動力が伝達し、駆動軸５１が回転する。

カム５２は、駆動軸５１の回転運動力を左右の往復運動力に変換する、変換機構である。本実施形態のカム５２は、いわゆる円筒カムである。４つのカム５２には、それぞれ、除草ユニット５３が接続されている。駆動機構３０が駆動し、駆動軸５１およびカム５２が回転すると、各除草ユニット５３は、支点５３０を中心として、駆動軸５１に対して左右に揺動する。すなわち、各除草ユニット５３が走行車体１０に対して左右に揺動する。このように、本実施形態では、駆動機構３０、駆動軸５１、および４つのカム５２により、除草ユニット５３を走行車体１０に対して左右に揺動させる揺動部が構成されている。

除草ユニット５３は、カム５２に接続されたフレーム５３１と、フレーム５３１に固定された複数の揺動ツース５３２とを有する。本実施形態の除草機１は、４条用の除草機である。そのため、図２に示すように、株間除草部５０は、４つの除草ユニット５３を有する。除草ユニット５３はそれぞれ、植え付けされた苗の株間に位置するように、左右方向に等間隔に配置されている。

本発明の除草機１においては、このように、除草ユニット５３と、変換機構であるカム５２とが、揺動杆などの揺動伝達機構を介さずに接続される。これにより、駆動トルクが抑制されるため、除草ユニット５３の揺動周期を短くできる。また、揺動部と除草ユニット５３との接続部分であるカム５２とフレーム５３１との接続部分の損傷を抑制できる。すなわち、揺動機構の損傷を抑制しつつ、除草ユニット５３の揺動動作を高速化できる。

また、変換機構としてカムを用いることにより、除草ユニット５３の左右方向の動きを、連続的に行うことができる。これにより、揺動ツース５３２がスムーズな動作をすることができる。したがって、高速で揺動した場合でも、接続部分の損傷をより抑制できる。また、カムの形状により、揺動の動作を細かく制御することもできる。さらに、各除草ユニット５３の位相制御を容易に行うことができる。除草ユニット５３の位相制御については、後述する。

図３に示すように、本実施形態の除草ユニット５３は、それぞれ、５つの揺動ツース５３２を有している。これにより、植え付けされた苗の条ごとに、５つの揺動ツース５３２が作用する。駆動機構３０が駆動すると、ベルト３１および駆動軸５１を介して駆動力が伝達し、さらにカム５２を介して駆動力が変換され、除草ユニット５３が左右に揺動する。これにより、苗の周辺において揺動ツース５３２が圃場に接触しながら揺動することにより、苗の周辺に映えた雑草を掻き出して除去することができる。

＜２．各除草ユニットの動作について＞
次に、各除草ユニット５３の動作について説明する。図４は、各除草ユニット５３の動作の例を表した図である。

説明の簡便のために、図３に示すように、４つのカム５２を、右方向から順に、第１カム５２ａ、第２カム５２ｂ、第３カム５２ｃ、および第４カム５２ｄとする。同様に、４つの除草ユニット５３を、右方向から順に、第１ユニット５３ａ、第２ユニット５３ｂ、第３ユニット５４ｃ、および第４ユニット５４ｄとする。

本実施形態のカム５２は、図４に示すように、駆動軸５１が１回転する間に、左右１往復するように設計されている。なお、このようなカム５２に代えて、駆動軸５１が１回転する間に、左右２往復、または、３往復以上するように設計されたカムを使用してもよい。

また、図３に示すように、本実施形態では、第１カム５２ａと第４カム５２ｄとが、互いに同じ位相となるように駆動軸５１に固定されている。また、第２カム５２ｂと第３カム５２ｃとが、互いに同じ位相となり、かつ、第１カム５２ａおよび第４カム５２ｄと１／４周期位相がずれるように、駆動軸５１に固定されている。

これにより、図４に示すように、第１ユニット５３ａと第４ユニット５３ｄとが、同じ揺動タイミングで動作する。また、第２ユニット５３ｂおよび第３ユニット５３ｃは、第１ユニット５３ａおよび第４ユニット５３ｄと、揺動周期Ｔの１／４周期ずれたタイミングで動作する。このように、本実施形態では、両端の２つの除草ユニット５３と、内側の２つの除草ユニット５４とで、左右の揺動タイミングを相違させている。その結果、全てのカム５２の揺動タイミングを揃えた場合と比べて、揺れが相殺され、除草機１全体の揺れが抑制される。

＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。

図５は、一変形例に係る各除草ユニット５３の動作の例を表した図である。図５の例では、４つのカム５２ａ〜５２ｄの揺動周期の位相が、それぞれ、１/４周期ずつずれるように駆動軸５１に固定されている。したがって、４つの除草ユニット５３ａ〜５３ｄはそれぞれ、揺動周期Ｔの１／４倍ずつずれたタイミングで動作する。これにより、４つの除草ユニット５３ａ〜５３ｄの揺れが、効率よく相殺される。その結果、除草機１全体の揺れが、さらに抑制できる。

このように、カム等の変換機構および除草ユニットをそれぞれＮ個有する除草機において、変換機構の揺動周期の位相をそれぞれ、揺動周期の１／Ｎ倍ずつずらすことにより、除草機全体の揺れを、効率よく抑制できる。

図６は、他の変形例に係る各除草ユニット５３の動作の例を表した図である。図６の例では、４つのカム５２ａ〜５２ｄの揺動周期の位相が、それぞれ、１／８周期ずつずれるように駆動軸５１に固定されている。したがって、４つの除草ユニット５２ａ〜５２ｄはそれぞれ、揺動周期Ｔの１／８倍ずつずれたタイミングで動作する。これにより、４つの除草ユニット５２ａ〜５２ｄの揺れが、効率よく相殺される。

一方、除草ユニット５２の左右の往復運動において、揺動方向が左から右、あるいは右から左への揺動方向変更点では、除草機１に揺れが生じやすい。図６の例では、４つのカム５２ａ〜５２ｄの揺動方向変更点が重ならない。その結果、除草機１全体の揺れが、さらに抑制できる。

このように、カム等の変換機構および除草ユニットをそれぞれＮ個有する除草機において、変換機構の揺動周期の位相をそれぞれ、揺動周期の１／２Ｎ倍ずつずらすことにより、除草機全体の揺れを、効率よく抑制できる。

また、上記の実施形態では、駆動軸の回転運動力を左右の往復運動力に変換する変換機構が円筒カムであったが、本発明はこれに限られない。当該変換機構は、他の種類のカムであってもよいし、カム以外の構成を有していてもよい。

また、上記の実施形態では、株間除草部の各除草ユニットが５つの揺動ツースを有していたが、本発明はこれに限られない。株間除草部におけるツースの数は、１条あたり２つ〜４つであってもよいし、６つ以上であってもよい。

また、上記の実施形態の除草機は、４条用の除草機であったが、本発明の除草機は、４条用には限られない。例えば、２条用や８条用の除草機に、本発明を適用してもよい。

また、除草機の細部の構成については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

１除草機
１０走行車体
２０除草装置
３０駆動機構
４０条間除草部
４１条間ロータ
４２回転軸
５０株間除草部
５１駆動軸
５２カム
５３除草ユニット
５３１フレーム
５３２揺動ツース
Ｔ揺動周期

Claims

複数の車輪を有する、走行車体と、
それぞれが揺動ツースを有する、Ｎ個の除草ユニットと、
前記除草ユニットを前記走行車体に対して左右に揺動させる揺動部と、
を有し、
前記Ｎは２以上の自然数であって、
前記揺動部は、
左右に延びる駆動軸と、
前記駆動軸を回転させる、駆動機構と、
前記駆動軸の回転運動力を左右の往復運動力に変換し、前記除草ユニットのそれぞれに接続する、Ｎ個の変換機構と、
を有し、
少なくとも２つの前記変換機構において、揺動周期の位相が互いに異なり、
少なくとも２つの前記除草ユニットにおいて、揺動方向変更タイミングが互いに異なる、
除草機。
請求項１に記載の除草機であって、
前記変換機構は、カムである、除草機。
請求項１または請求項２に記載の除草機であって、
前記Ｎは３以上の自然数であって、
全ての前記変換機構において、揺動周期の位相が互いに異なる、除草機。
請求項３に記載の除草機であって、
前記変換機構の前記揺動周期の位相はそれぞれ、前記揺動周期の１／Ｎ倍ずつずれている、除草機。
請求項３に記載の除草機であって、
前記変換機構の前記揺動周期の位相はそれぞれ、前記揺動周期の１／２Ｎ倍ずつずれている、除草機。