JP6830622B2 - 根菜収穫機 - Google Patents

Description

本発明は、圃場に作付けられた根菜類を収穫自在な根菜収穫機に関し、更に詳しくは、圃場の根菜を収穫して搬送する収穫部と、前記根菜の搬送経路に位置して前記根菜のひげ根を切断する切断刃とが備えられている根菜収穫機に関する。

従来、この種の根菜収穫機としては、回転駆動軸に対して回転駆動軸の径方向に沿って延びて、回転駆動軸と共に回転駆動軸芯周りに回転駆動自在なアーム部材が設けられ、アーム部材の先端部に、前記回転駆動軸芯方向に沿って突出する状態に切断刃を設けられているものがあった（例えば、特許文献１参照）。
また、前記切断刃は、突出方向に細長い長方形形状で、長方形の長辺にあたる二つの辺のうち、切断刃の回転に伴う進行方向の前方側に位置する長辺部が刃部として構成されている。
即ち、刃部は、その長手方向が、前記回転駆動軸芯に沿うと共に、切断刃の進行方向に対して直交する状態に設けられている。

特開２０１６−１２３３９４号公報（図３、図５）

上述した従来の根菜収穫機によれば、切断刃を回転駆動軸芯周りに回転駆動させることによって、切断刃の回転軌跡に重複する状態で位置するひげ根に、刃部が当接して切断することができる。
その際、刃部は、切断刃の進行方向に対して直交しているから、切断刃の進行方向と、刃部による切断力の作用方向（刃部の長手方向に直交する方向）とが一致しており、切断刃の回転駆動に伴うエネルギーは、刃部の進行方向に向いた当接力となってひげ根に作用することになる。
しかし、当接の際の衝撃が大き過ぎると、刃部でひげ根を弾いてしまうことがあり、その結果、ひげ根が切り残ったり、切断できたにしても、綺麗に切れなかったり、切断位置の精度が低下したりする虞があった。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、ひげ根の切断において、良好な切れ味を安定的に持続させ易い根菜収穫機を提供するところにある。

本発明の特徴は、圃場の根菜を収穫して搬送する収穫部と、
前記根菜の搬送経路に位置して前記根菜のひげ根を切断する切断刃とが備えられ、
前記収穫部が機体の左横側部に沿って機体前後方向に備えられて、根菜の葉部が上側で根菜のひげ根が下側となる上下姿勢で、根菜が前記収穫部により搬送され、
前記切断刃は、前記収穫部の下側において、進行軌跡が機体の前後方向に沿う状態で回転駆動可能に備えられて、
前記切断刃の刃部の左右方向での右端部が、前記切断刃の刃部の左右方向での左端部よりも前記切断刃の進行方向で先行するように、前記切断刃の進行方向に対して前記切断刃の刃部が傾斜している。

本発明によれば、上述のように刃部が傾斜しているから、根菜と切断刃との近接方向と、刃部による切断力の作用方向（刃部の長手方向に直交する方向）とが交差する状態となり、従来のように、前記進行方向のみに集中的に当接力が作用することを回避できるようになる。

よって、ひげ根を刃部で弾き難くなり、ひげ根に刃部を食い込ませ易くなる。そして、ひげ根に食い込んだ刃部は、前記作用方向に沿って切断力を作用させながらも、前記進行方向に沿って移動するから、刃部を長手方向に滑らしながら押し切りを行う状態で、ひげ根を切断することができるようになる。

従って、刃部のより広い範囲を使用しながら、且つ、ひげ根に強力に食い込む状態での切断が可能となり、その結果、綺麗な切り口で、精度よく且つ安定した状態での切断が可能となる。
また、羽部へのダメージが少なくなることで、切断刃のメンテナンスの頻度も減少させることができる。

本発明によれば、切断刃の刃部は、機体の前後方向に対して機体外側部に向く状態に傾斜することになり、切り離されたひげ根部分を、上述の作用方向（刃部の長手方向に直交する方向）に向けて飛ばすことが可能となる。即ち、切り離されたひげ根部分を、機体外側部側に集まる状態に飛ばすことが可能となる。

従って、切り離されたひげ根部分が機体の上に堆積するのを防止できるようになる。その結果、ひげ根部分が機体上に堆積することによるトラブル（例えば、駆動部の作動不良）を未然に防止できると共に、機体上からひげ根部分を除去する手間を省くことができるようになる。

本発明においては、根菜の先端部を支持して根菜のひげ根を下側に延出させるガイド部が、前記切断刃の進行軌跡の上側に備えられて、前記切断刃が前記ガイド部の下側を進行することにより根菜のひげ根が切断され、
前記切断刃の進行軌跡を前記ガイド部への接近側及び前記ガイド部からの離間側に調節自在な調節部が備えられていると好適である。

ひげ根は、根菜の品種や成育度等によって形状や長さが異なっている場合があり、ひげ根の切断に当たっては、対象となる根菜の品種や成育度等に対応させて、切断する位置を設定することが好ましい。
本構成によれば、調節部を使用することで、切断刃の進行軌跡をガイド部へ接近させたセッティングや、逆に、ガイド部から離間させたセッティングに調節することができる。
従って、切断刃の進行軌跡をガイド部へ接近させれば、ガイド部に近い位置でひげ根を切断でき、ガイド部から離間させれば、ガイド部から離間した位置でひげ根を切断できる。
その結果、多くの品種の根菜に対して、好ましい位置で、且つ、好ましい状態でひげ根の切断を実施できるようになり、汎用性が向上する。

本発明においては、回転駆動されるアーム部が備えられ、前記アーム部の半径方向外側部に前記切断刃が連結されて、
前記調節部が、前記アーム部における前記切断刃の連結位置を半径方向に沿って変更する連結位置変更部であると好適である。

本構成によれば、前記連結位置変更部を設けてあることで、アーム部に対して切断刃を連結できる構造となっており、アーム部を残したまま、切断刃のみを取替えることが可能となる。その結果、アーム部と切断刃とが一体製品となっているものに比べて、ランニングコストの低減を図ることが可能となる。
また、前記調節部としての機能と、アーム部と切断刃との連結部としての機能と、を連結位置変更部が併せ持っているから、それぞれを別々に備えるものに比べて構造の簡素化を図れ、イニシャルコストの低減も可能となる。

本発明においては、側面視で、前記切断刃の刃部が、前記切断刃の進行方向での後側部よりも上側に位置するように、前記切断刃の進行方向に対して前記切断刃が傾斜していると好適である。

本構成によれば、切断刃の前記進行方向での前方側の傾斜面は、ひげ根を切断する状態では前記進行方向に対して下方側を向いた姿勢となり、切り離された直後のひげ根部分が遠くまで飛散しないように前記傾斜面で下方側へ誘導することが可能となる。
従って、圃場に落下するひげ根の分布範囲を絞ることができ、回収の手間を軽減することができる。

人参収穫機の全体左側面図である。 人参収穫機の全体平面図である。 ひげ根切断装置の平面図である。 ひげ根切断装置の前面図である。 ひげ根切断装置の左側面図である。 ひげ根切断装置の左側面図である。 別実施形態のひげ根切断装置の上面図である。 別実施形態のひげ根切断装置の左側面図である。 別実施形態のひげ根切断装置の左側面図である。

以下に、本発明の実施の形態の一例を図面に基づいて説明する。
〔根菜収穫機の全体構成〕
図１、図２は、根菜収穫機の一例として人参収穫機Ｎを例示したものである。
この人参収穫機Ｎは、機体フレーム３の下方に左右一対のクローラ式の走行装置１を備えて走行機体を構成し、この走行機体の左横側部に沿って前後方向に収穫部１０を備え、走行機体の前部における前記収穫部１０の右側に搭乗型運転部２を備えるとともに、収穫部１０の後部から走行機体右側に向けて、収穫部１０で収穫された作物を回収するための作物回収部Ａを備えて構成されている。
この人参収穫機Ｎは、機体走行に伴い、収穫部１０によって人参（根菜の一例）ａを圃場Ｇから抜き上げ、ひげ根ａ３と葉部ａ２を取り除いた状態にして収穫するものである。

〔搭乗型運転部〕
搭乗型運転部２は、機体フレーム３に搭載したエンジンＥを備える原動部の上側を覆う状態に運転座席２ａを設置し、運転座席２ａの前方下方に搭乗ステップ２ｂを備え、さらに前方位置に操向操作用の操作具等を備えた操縦塔２ｃを設けている（図１、図２参照）。

〔作物回収部〕
作物回収部Ａは、収穫部１０で収穫された人参本体ａ１を、向き変更してコンテナ移載装置に供給するための作物搬送装置４と、その作物搬送装置４からの人参本体ａ１をコンテナＣに回収して送り出すためのコンテナ移載装置５と、作物が充填されたコンテナＣを機体上に収容するためのコンテナ収容台６と、前記コンテナ移載装置５において空のコンテナＣを供給したり、作物で満杯になったコンテナＣを取り出すなどの所定の作業を行うための補助作業者が、座席に搭座した状態で作業を行うことができるように設けられた補助座席７とから構成されている（図２参照）。

〔収穫部〕
収穫部１０は、人参ａの茎葉を引き起こしながら分草する分草装置１１と、引き起こされた人参ａの茎葉の付け根部を左右両側から把持して後方上方へ搬送する搬送装置１４と、土中に埋入して人参ａの周部の土を切り崩してほぐす土ほぐし刃１５と、搬送装置１４の始端側の下方に位置して作物のひげ根ａ３を切断するひげ根切断装置１９と、搬送装置１４から受け渡された作物の茎葉を切断除去する葉部除去装置２０とを備えて構成され、これらが左右一対のメインフレーム１３によって支持されている（図１参照）。

そして、この収穫部１０は、前記左右一対のメインフレーム１３の基端部が、走行機体の機体フレーム３の後部に、機体横向きの軸芯（不図示）まわりで回動自在に連結されているとともに、メインフレーム１３の基端側にピストンが連結しているリフトシリダ（不図示）によって、メインフレーム１３を機体フレーム３に対して上下に揺動操作して、収穫部１０全体を昇降操作できるように構成してある。

分草装置１１は、圃場Ｇに植生している人参ａの葉部ａ２をすくいアーム１１ｃによってすくい上げ、このすくいアーム１１ｃからの葉部ａ２を、分草ケース１１ａから前方に先端側が突出した状態でこの分草ケース１１ａの前面側を上昇移動する引起こし爪１１ｂによって梳き上げることにより、収穫対象の人参ａの葉部ａ２を非収穫対象の人参ａの葉部ａ２と分離させるとともに引起こし処理するものであり、メインフレーム１３の前端側に前端部を連結支持された搬送装置１４のフレームを介して連結されている（図１、図２参照）。

搬送装置１４は、搬送始端部が分草装置１１の後側近くに位置し、搬送終端側ほど機体後方側で高レベルに位置する後上り傾斜の姿勢の左右一対の無端搬送ベルト１４ａを駆動回動自在に備えており、この一対の無端搬送ベルト１４ａにより、分草装置１１からの収穫対象人参の葉部ａ２を受け継いで挟持して機体後方側に上り勾配で搬送していく。これにより、搬送装置１４は、一対の無端搬送ベルト１４ａにより、収穫対象の人参ａを圃場から抜き上げるとともに、そのまま引き続いて、葉部ａ２が上側でひげ根ａ３が下側となる上下姿勢で、葉部ａ２を挟持して吊り下げ姿勢で持ち上げ搬送していく（図１、図２参照）。

葉部除去装置２０は、図１に示すように、搬送装置１４の一対の無端搬送ベルト１４ａの搬送終端位置より搬送始端側に位置する部分の後側近くに始端部が位置する左右一対の位置決め無端チェーン２２、この位置決め無端チェーン２２の終端側の上方に搬送始端部が位置する左右一対の切断搬送無端ベルト２７、この左右一対の切断搬送無端ベルト２７の中間部の下方近くに位置する左右一対の回転刃２３、左右一対の切断搬送無端ベルト２７の上方に位置する葉部搬送無端チェーン（不図示）のそれぞれを駆動回動自在に備えて構成してある。

そして、搬送装置１４がひげ根ａ３切断済みの人参ａを搬送していくに伴い、その人参本体ａ１の頭部近くが位置決め無端チェーン２２の下側に入り込み、この後も引き続き搬送装置１４の無端搬送ベルト１４ａの搬送終端側が人参ａを持ち上げ搬送することにより、人参本体ａ１は頭頂部が位置決め無端チェーン２２に当接した位置決め状態になる。この位置決め状態になった人参ａの葉部ａ２を切断搬送無端ベルト２７と葉部搬送無端チェーンとが搬送装置１４から受け継いで後方向きに挟持搬送していく。すると、その搬送人参の葉部ａ２における人参頭部の近くが回転刃２３に供給されて切断され、この切断位置で人参本体ａ１が落下して作物回収部Ａに供給される。

この切断後においても、切断搬送無端ベルト２７と葉部搬送無端チェーンとが葉部ａ２をさらに後方に搬送して放出シュート２５の上に落下させるように構成してある。切断された葉部ａ２は、放出シュート２５によって案内されて機体後方で圃場に落下する。

ひげ根切断装置１９は、図１に示すように、搬送装置１４の搬送始端側の下方の箇所において、左右一対のメインフレーム１３により支持されている。
ひげ根切断装置１９は、図３〜６に示すように、搬送装置１４によって搬送される人参ａの下端のひげ根ａ３を機体横向きの軸芯Ｐ周りで回転することにより切り落とす一対の切断刃３０と、切断刃３０を前記軸芯Ｐ周りで駆動回転する回転刃駆動用の電動モータ３１と、切断刃３０の移動経路の外周側に位置し、搬送装置１４によって搬送される人参ａの下端部を支持しながら切断刃３０に案内すると共に人参下端部の回転刃移動経路への入り込み長さを規制するガイド部３２とを備えている（図４参照）。
一対の切断刃３０は、後述するアーム部３３の両端部（アーム部の回転半径方向外側部）に、それぞれ連結位置変更部（調整部に相当）Ｊを介して一体的に連結されている（図６参照）。

ガイド部３２は、搬送装置１４によって搬送される人参ａの通過箇所における左右両側に位置する一対のガイド部材３２Ｒ，３２Ｌを備えており、左側に位置する一方のガイド部材３２Ｌが回転式ガイド部材として構成され、右側に位置する他方のガイド部材３２Ｒが固定式ガイド部材として構成されている。

右側のメインフレーム１３の側面に連結固定されたブラケット３４に、固定式ガイド部材３２Ｒが一体的に連結されていると共に、前記電動モータ３１の本体が取り付け支持されている（図６参照）。
電動モータ３１の出力軸３１ａには、一体回転すべく前記アーム部３３の長手方向での中央部が連結固定されている。

電動モータ３１は、人参ａのひげ根ａ３を切断することができるように高速で一対の切断刃３０を回転駆動するように構成され、且つ、搬送装置１４による人参ａの搬送方向とは反対方向に向けて回転するように回転方向が設定されている。

図３、図４、図６に示すように、固定式ガイド部材３２Ｒは、丸棒材を円弧状に湾曲形成した円弧状のガイド杆３５と、その円弧状のガイド杆３５から径方向外方に向けて直線状に延出された直線状のガイド杆３６とを備えている。円弧状のガイド杆３５は、切断刃３０の移動軌跡の径方向外方側にて同心円状に設けられている。

図３、図４、図５に示すように、回転式ガイド部材３２Ｌは、左側のメインフレーム１３の側面に連結固定されたブラケット３４に支持されている。この回転式ガイド部材３２Ｌは、丸棒材を円環状に湾曲形成した円環状ガイド杆３７と、この円環状ガイド杆３７における人参ａの通過箇所とは反対側において、周方向に適宜間隔をあけて径方向外方に片持ち状に延設された直線状のガイド杆３８とを備えている。円環状ガイド杆３７は、切断刃３０の回転軌跡の径方向外方側にて同心円状に設けられている。

回転式ガイド部材３２Ｌは、周方向に間隔をあけた３箇所の直線状のガイド杆３８にわたる状態で連結された支持部材３９がブラケット３４に対して横軸芯Ｐ周りで相対回転自在に支持されている。つまり、回転式ガイド部材３２Ｌは自由回転状態でメインフレーム１３に支持されている。

そして、回転式ガイド部材３２Ｌにおける円環状ガイド杆３７と、固定式ガイド部材２２Ｒにおける円弧状のガイド杆３５とが、機体横幅方向に設定間隔をあけて並ぶ状態で配備されており、それらの間にて形成された隙間を通して人参ａの下端部を切断刃３０に案内することで、切断刃３０によるひげ根ａ３の切断処理を良好に行うことができる（図４参照）。

固定式ガイド部材３２Ｒ及び回転式ガイド部材３２Ｌは、夫々、丸棒材からなる複数の直線状のガイド杆３６，３８を間隔をあけて設けることにより、直線状のガイド杆３６，３８同志の間に泥抜き用開口部が形成される。つまり、人参ａに付着している泥土が降りかかることがあっても、この泥抜き用開口部を通して排出させることができる。又、回転式ガイド部材３２Ｌが人参ａとの摺接等によって自由回転することによって、付着しかかった泥土が振り落とされて、泥土が人参ａに付着堆積したままになるのを未然に防止できる。

また、左右のガイド部３２は、図５、図６に示すように、ブラケット３４に対してボルトによって固定してあるが、縦方向に沿って間隔をあけて複数のボルト穴を設けてあり、ボルト穴とボルトとの組み合わせを選択することで、ガイド部３２の高さを変更することができる。この機構によって、対象とする根菜の種類に対応させた最適の支持高さにガイド部３２をセットすることが可能となる。

次に、切断刃３０について説明する。
切断刃３０は一対設けてあり、帯板形状の前記アーム部３３の両端部に、それぞれ取り付けられ、電動モータ３１の回転駆動に伴って前記軸芯Ｐ周りに回転する。即ち、切断刃３０の進行方向は、走行機体の前後方向に沿うように設定されている。
切断刃３０は、アーム部３３にボルト連結される基端板部３０Ａと、基端板部３０Ａの先端部から基端板部３０Ａの板厚方向に沿って屈曲状態に形成された切断板部３０Ｂと、を備えている。

基端板部３０Ａには、挿通させたボルトＢをアーム部３３の長手方向に沿って移動自在に支持する長穴Ｈが形成してあり、アーム部３３の端部のボルト穴と前記長穴Ｈとに亘ってボルトＢを挿通して締め込むことで、アーム部３３に対して基端板部３０Ａを固定状態に取り付けることができる。
また、前記ボルトＢを緩めると、アーム部３３に対する切断刃３０の出退位置を変更調整することができるようになる。従って、切断刃３０の進行軌跡を、ガイド部３２への接近側及びガイド部３２からの離間側に調節することが可能となり、ひげ根ａ３に対する切断刃３０の切断位置の変更を実施できるようになる。前記ボルトＢと長穴Ｈとを備えたボルト連結部によって連結位置変更部Ｊ（調節部に相当）が構成されている。

前記切断板部３０Ｂは、切断刃３０の進行方向での前側の直線辺部を、鋭利な仕上げが施された刃部Ｋとして構成してある。
切断板部３０Ｂは、図３に示すように、回転軌跡での上端に位置している状態で、刃部Ｋの幅方向での右端部が、刃部Ｋの幅方向での左端部よりも切断刃３０の進行方向で先行するように、切断刃３０の進行方向に対して刃部Ｋが傾斜している。即ち、刃部Ｋは、回転軌跡での上端に位置している状態では、走行機体の進行方向での左前方側を向く状態に傾斜している。

本実施形態の人参収穫機Ｎによれば、ひげ根切断装置１９の回転駆動に伴って、ひげ根ａ３に対して刃部Ｋが進行方向に対して斜めに向いた状態で進入するから、ひげ根ａ３に刃部Ｋを食い込ませ易く、更には、ひげ根ａ３に食い込んだ刃部Ｋは、その長手方向に滑らしながら押し切りを行う状態でひげ根ａ３を切断することができ、綺麗な切り口で、精度よく且つ安定した状態での切断することが可能となる。

また、切断されたひげ根ａ３は、刃部Ｋの向く方向（走行機体の左前方側）に向けて誘導されて落下するから、ひげ根ａ３が走行機体の上に堆積するのを防止できるようになる。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉 根菜収穫機Ｎは、先の実施形態で説明した人参収穫機に限るものではなく、例えば、人参に替えて、大根や玉ねぎや芋類等の根菜を収穫するものであってもよい。
また、根菜収穫機Ｎの各部の構成や配置等も、適宜、変更することが可能である。

〈２〉 根菜収穫機Ｎにおける収穫部１０の左右位置は、先の実施形態で説明した左側に限るものではなく、例えば、右側や、左右の中間部に位置するものであってもよい。

〈３〉 また、刃部Ｋの傾斜方向は、走行機体の左前方側に向いて傾斜するものに限らず、他の方向に向いて傾斜するものであってもよい。
要するに、切断刃３０の刃部Ｋの幅方向における一端部が、刃部Ｋの幅方向における他端部よりも根菜の搬送方向における上流側に位置するように切断刃３０の刃部Ｋが傾斜していればよい。
また、切断刃３０は、先の実施形態で説明したように、機体横向きの軸芯Ｐ周りで回転するものに限らず、他の向きの軸芯周りに回転するものであってもよい。
また、切断刃３０の数は、一対に限らず、一つや、三つ以上の複数であってもよい。
また、切断刃３０そのものは回転しない状態で、根菜の搬送経路上に固定され、根菜から切断刃３０に当接するように構成してあってもよい。

〈４〉 前記ガイド部３２は、先の実施形態で説明した構成に限るものではなく、例えば、自由回転が許容されたガイド部材３２Ｌに関しては、図７、図８に示すように、全周にわたって自由回転が可能な構成に替えて、回転範囲の両端位置が設定された構成を採用するものであってもよい。

〈５〉 また、前記切断刃３０は、図７、図９に示すように、側面視で、刃部Ｋが、切断刃３０の進行方向での後側部よりも上側に位置するように、切断刃３０の進行方向に対して傾斜しているものであってもよい。
この場合、切断刃３０の進行方向での前方側の傾斜面は、ひげ根ａ３を切断する状態では前記進行方向に対して下方側を向いた姿勢となり、切り離された直後のひげ根ａ３が遠くまで飛散しないように前記傾斜面で下方側へ誘導することが可能となる。
従って、圃場Ｇに落下するひげ根ａ３の分布範囲を絞ることができ、回収の手間を軽減することができる。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

当該根菜収穫機は、人参以外の根菜を収穫する根菜収穫機にも利用することができる。

１０ 収穫部
３０ 切断刃
３２ ガイド部
３３ アーム部
ａ 人参（根菜の一例）
ａ２ 葉部
ａ３ ひげ根
Ｇ 圃場
Ｊ 連結位置変更部（調節部に相当）
Ｋ 刃部

Claims (4)

1. 圃場の根菜を収穫して搬送する収穫部と、
   前記根菜の搬送経路に位置して前記根菜のひげ根を切断する切断刃とが備えられ、
   前記収穫部が機体の左横側部に沿って機体前後方向に備えられて、根菜の葉部が上側で根菜のひげ根が下側となる上下姿勢で、根菜が前記収穫部により搬送され、
   前記切断刃は、前記収穫部の下側において、進行軌跡が機体の前後方向に沿う状態で回転駆動可能に備えられて、
   前記切断刃の刃部の左右方向での右端部が、前記切断刃の刃部の左右方向での左端部よりも前記切断刃の進行方向で先行するように、前記切断刃の進行方向に対して前記切断刃の刃部が傾斜している根菜収穫機。
2. 根菜の先端部を支持して根菜のひげ根を下側に延出させるガイド部が、前記切断刃の進行軌跡の上側に備えられて、前記切断刃が前記ガイド部の下側を進行することにより根菜のひげ根が切断され、
   前記切断刃の進行軌跡を前記ガイド部への接近側及び前記ガイド部からの離間側に調節自在な調節部が備えられている請求項１に記載の根菜収穫機。
3. 回転駆動されるアーム部が備えられ、前記アーム部の半径方向外側部に前記切断刃が連結されて、
   前記調節部が、前記アーム部における前記切断刃の連結位置を半径方向に沿って変更する連結位置変更部である請求項２に記載の根菜収穫機。
4. 側面視で、前記切断刃の刃部が、前記切断刃の進行方向での後側部よりも上側に位置するように、前記切断刃の進行方向に対して前記切断刃が傾斜している請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の根菜収穫機。

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