JP7157469B2 - 作業機の懸架装置及び作業機 - Google Patents

Description

本発明は、農作業の草刈りなどを行う作業機の懸架装置及び作業機に関する。

農業用トラクターなどの走行機体に装着し、草刈りを行う作業機において、作業機が刈払い用刈刃を備える作業部（草刈り装置）を刈払いする地面の起伏に追従して変位させることができれば、対作業後の地面（刈取り面）をきれいに揃えることができる。
現在、作業機の作業部を地面に追従させることができる作業機の懸架装置が提供されている（たとえば、特許文献１）。

欧州特許出願公開第１７１４５３８号

特許文献１に記載の作業機の懸架装置は、走行機体に連結されるフレーム（キャリア）とフレームの下方に位置する作業部を３つのロッド（１つのプルバー、２つのハンドルバー）によって取り付けるものである。３つのロッドの延長線は、作業部の前方で交わるようになっている。この場合、作業部がフレームに対して上下動した際に、作業部が走行機体の進行方向に対する左右方向を軸にして回転する動作すなわちピッチング動作が起きにくい。そのため、特許文献１に記載の作業機の懸架装置は、平坦な地面や緩やかな起伏の地形における刈払い作業において有用なものであった。

農地には、起伏の大きな地形の農地もある。大きな起伏面を刈払いする場合、作業部（例えば、作業部の左右方向に複数個並べて配置されている鉛直軸周りに回転する刈刃を備えるもの）を起伏面に接地させて進行させる必要がある。大きな起伏面を刈払いする場合、起伏面に接地する作業部が上下動しかつピッチング動作をしないと、刈刃や作業部本体が起伏面に衝突する可能性があり、作業機や作業機を装着した走行機体に負荷がかかり、作業機や走行機体の故障の原因となる。また、刈り跡が残り、刈取り面が不揃いになる。

本発明は、上記問題を解決するものであり、作業機や作業機を装着する走行機体の負荷を軽減する作業機の懸架装置及び作業機を提供することを目的とする。

本発明の作業機の懸架装置は、作業機の作業部の上方に位置し走行機体に連結固定される固定部と、固定部に一端を回動自在に取り付け、作業部の上部に他端を回動自在に取りつける回動部とを備え、作業部が走行機体の進行方向に対する左右方向を軸にして回転するピッチング動作の中心を作業部の後方に設けるものであって、固定部を回動部の一端を回動自在に取りつける第一フレームで形成し、作業部上部に回動部の他端を回動自在に取りつける第二フレームを設け、回動部を上下に配置される２つのリンクで形成し、第一フレームの前方部に上部のリンク及び下部のリンクの一端を取り付ける楕円状に形成したリンク取付部を設けて、側面視において、上部のリンク、下部のリンク、リンク取付部、第二フレームを４つの辺とする空間を形成し、上部のリンクの一端とリンク取付部、上部のリンクの他端と第二フレーム、下部のリンクの一端とリンク取付部を、各２つの材の結合する角度を自由に変化する自在継手を用いて揺動自在に取り付け、作業部が地面に接した状態でその接地状態に応じ、上下動及びピッチング動作を行うと同時に、リンク取付部に取り付けられる下部のリンクの一端を通る鉛直軸を中心に回動するヨーイング動作と、下部のリンクの一端を通り進行方向の水平軸を中心にしたローリング動作を行うようにしたものである。

また、側面視における、リンク取付部に回動自在に取り付けられている上部のリンクの回動用孔部と下部のリンクの回動用孔部との距離を第二フレームに回動自在に取り付けられている上部のリンクの回動用孔部と下部のリンクの回動用孔部との距離より長くすることにより、作業部の上下動に連動し、作業部が前傾又は後傾となるようなピッチング動作を行い、小さな起伏が連続する地形の短い傾斜面に合わせて作業部をピッチング動作させ、作業部を起伏面に追従させるようにしたものである。
また、上部のリンクを長手方向に伸縮させ、作業部の上下動に伴うピッチング角度を調整するようにしたものである。
また、上部のリンクの他端を摺動可能にする長孔の摺動用孔部を第二フレームに設けることにより、小さな起伏に応じた小さなピッチング動作を行うようにしたものである。
また、作業部を走行機体の左右の側方側に突出させて作業を行う場合、第一フレームに、第一フレームを左右にスライドさせる、走行機体に連結可能な第一フレームガイド部材を設けるようにしたものである。

本発明の作業機は、上記作業機の懸架装置を作業部に取り付けるようにしたものである。

本発明の作業機の懸架装置及び作業機によると、大きな起伏が形成されている地面に対し作業部を接地させた状態で作業部を上下動させかつピッチング動作をさせることができることから、刈払い作業を行う場合、刈刃や作業部が作業面である地面に衝突することを防止できる。これにより、作業機や作業機を装着した走行機体にかかる負荷を軽減できる。また、同時に、刈り跡が残らず、刈取り面が不揃いになることを防止できる。

本発明の作業機の懸架装置及び作業機を表わす図である。 図１のＡ－Ａ線断面図である。 本発明の作業機の懸架装置による作業部の動作を表わす図である。 図３における作業部のピッチング動作の中心を表わす図である。 作業部の他の動作を表わす図である。 作業部の他のピッチング動作の中心を表す図である。 図６の作業部の動作を表わす図である。 第一フレームガイド部材を表わす図である。 図８の第一フレームガイド部材を用いた場合の作業部の位置を表わす図である。

本発明の作業機の懸架装置及び作業機は、作業機および作業機を装着する走行機体にかかる負荷を軽減することを実現するものである。

本発明の作業機の懸架装置及び作業機について、図に基づいて説明する。図１乃至図４は、本発明の作業機の懸架装置及び作業機を表わす図である。図１（ａ）は、本発明の作業機の懸架装置及び作業機の正面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の平面図である。図２は、図１のＡ－Ａ線断面図である。図３は、本発明の作業機の懸架装置による作業部の動作を表わす図である。図４は、図３における作業部のピッチング動作の中心を表わす図である。
なお、本実施例において、本発明の作業機は、走行機体（トラクター）の進行方向前方に位置し、走行機体に備える昇降装置（ローダ装置）に取り付けられているものであるが、走行機体に直接取り付けてもよい。また、本発明の作業機の懸架装置は、３点リンク装置に装着される作業機に装着して使用することができるものである。

本発明の作業機１０は、作業部１２に本発明の作業機の懸架装置１４を取り付けるものである。本発明の作業機の懸架装置１４は、作業機１０の作業部１２の上方に位置し走行機体に連結固定される固定部１６と、固定部１６に一端を回動自在に取り付け、作業部１２の上部に他端を回動自在に取りつける回動部１８とを備えるものである（図１乃至図３）。
作業部１２は、回動部１８を介して、固定部１６の下方に連結されることから（図１及び図２）、作業部１２が地面に接地したままの状態で進行すると、作業部１２は地面の起伏面の変化に応じて上下動するとともに、作業部１２が走行機体の進行方向に対する左右方向を軸にして回転するピッチング動作を行う（図３）。これにより、作業部１２を地面（起伏面）に追従させる場合、固定部１６を操作しなくても、回動部１８の回動動作により作業部１２が自ら起伏面の変化に応じて上下動することから、固定部１６及び固定部１６が固定される走行機体に作業部１２の振動・揺動が伝達しないため、作業時における作業機および作業機を装着する走行機体にかかる負荷を軽減することができる。
また、作業部１２のピッチング動作の中心Ｐを作業部１２の後方に設ける（図２）。これにより、作業部１２が走行機体の進行方向に対する左右方向を軸にして上下に回転する上下動を大きくすることができることから、大きな起伏面に作業部１２を追従させることができる（図３及び図４）。
本発明の作業機の懸架装置１４により、刈払い作業を行う場合、刈刃や作業部が作業面である地面に衝突することを防止できる。これにより、作業機や作業機を装着した走行機体にかかる負荷を軽減できる。また、同時に、刈り跡が残らず、刈取り面が不揃いになることを防止できる。

図１乃至図４に示す、作業機の懸架装置１４は、固定部１６を回動部１８の一端（進行方向前方の端部）を回動自在に取りつける第一フレームで形成し、作業部１２上部に回動部１８の他端（進行方向後方の端部）を回動自在に取りつける第二フレーム１２ａを設け、回動部１８を上下に配置される２つのリンク１８ａ，１８ｂで形成し、側面視（図２及び図３）において、上部のリンク１８ａ、下部のリンク１８ｂ、第一フレーム１６、第二フレーム１２ａを４つの辺とする空間２０を形成するものである。図１乃至図４では、第一フレーム１６の前方部に上部のリンク１８ａ及び下部のリンク１８ｂの一端を取り付ける楕円状に形成したリンク取付部１６ａを設けて、４つの辺からなる空間２０を形成している。図中において、リンク取付部１６ａは、第一フレーム１６の前方部に固定されており、空間２０の一つの辺を形成するように設けられている。上部のリンク１８ａ及び下部のリンク１８ｂの各一端は、リンク取付部１６ａの長軸の両端部分にそれぞれ回動自在に取り付けられている。

空間２０は、作業部１２が接地する地面の地形（起伏）により変形し、作業部１２の上下動及びピッチング動作（進行方向前後への上下動）に伴う揺動・振動を緩和する。これにより、第一フレーム１６及び第一フレーム１６が連結固定される走行機体にかかる負荷を軽減することができる。
（平坦な地面での作業時）
平坦な地面では、第二フレーム１２ａの位置に応じた四角形の空間２０が形成される（図３（ａ））。
（前上がりの大きな起伏面での作業時）
作業部１２が前上がりの大きな起伏面に面した場合、第二フレーム１２ａの位置が上方に移動し、空間２０は、平坦な地面時の四角形の形状から横長の形状に変形する（図３（ｂ））。
（前下がりの大きな起伏面での作業時）
作業部１２が前下がりの大きな起伏面に面した場合、第二フレーム１２ａの位置が下方に移動し、空間２０は、平坦な地面の四角形の形状から縦長の形状に変形する（図３（ｃ））。
作業機の懸架装置１４の空間２０は、作業部１２の後方に設けられるピッチング動作の中心Ｐ（図２）として作業部１２がピッチングするように形成されている（図４）。

図１乃至図４において、下部のリンク１８ｂの他端が取り付けられる第二フレーム１２ａは函体に形成されており、下部のリンク１８ｂを分岐して下部のリンク１８ｂの他端を函体の左右の両側面に回動自在に取り付けている。なお、下部のリンク１８ｂ及び第二フレーム１２ａは、上記形態に限るものではなく、下部のリンク１８ｂが第二フレーム１２ａに回動自在に取り付けられていれば足りる。

上部のリンク１８ａの両端及び下部のリンク１８ｂの一端を自在継手（各２つの材の結合する角度を自由に変化する継手）を用いて取り付けるようにしてもよい。上部のリンク１８ａの一端（進行方向前方側の端部）と第一フレーム１６（リンク取付部１６ａ）、上部のリンク１８ａの他端（進行方向後方側の端部）と第二フレーム１２ａ、下部のリンク１８ｂの一端（進行方向前方側の端部）と第一フレーム１６（リンク取付部１６ａ）を、自在継手を用いて、揺動自在に取り付ける。これにより、下部のリンク１８ｂの一端（リンク取付部１６ａに取り付けられる端部）を通る鉛直軸を中心に回動するヨーイング動作が可能となる（図５（ａ））。また、下部のリンク１８ｂの一端を通り進行方向の水平軸を中心にしたローリング動作が可能となる（図５（ｂ））。自在継手を用いることにより、図３および図４に示す前述の作業部１２の上下動及びピッチング動作と同時に、上記ヨーイング動作及びローリングを行うことが可能となる。地形のあらゆる起伏面に対して、作業部１２が適切な角度で地面に接することが可能となる。図５において、図（ａ）は平面図、図（ｂ）は正面図である。
なお、ヨーイング及びローリングの動作の際、第一フレーム１６は動かない。
また、ピッチング、ヨーイング、ローリングの各動作は、作業部１２が地面に接した状態で行われ、その接地状態に応じた動作をする。

側面視における、上部のリンク１８ａの一端と下部のリンク１８ｂの一端の距離Ｘ（リンク取付部１６ａに回動自在に取り付けられている上部のリンク１８ａの回動用孔部と下部のリンク１８ｂの回動用孔部との距離）を上部のリンク１８ａの他端と下部のリンク１８ｂの他端の距離Ｙ（第二フレーム１２ａに回動自在に取り付けられている上部のリンク１８ａの回動用孔部と下部のリンク１８ｂの回動用孔部との距離）より長くする（Ｘ＞Ｙ）ようにしてもよい（図２）。これにより、作業部１２の上下動（図３）に連動し、作業部１２が前傾又は後傾となるようなピッチング動作をすることから、起伏の激しい地形（小さな起伏が連続する地形）の短い傾斜面（起伏面）に合わせて作業部１２をピッチング動作させることができ、作業部１２を地面（起伏面）に追従させることができる。

上部のリンク１８ａを長手方向に伸縮させるようにしてもよい。上部のリンク１８ａの長さを変更することにより、作業部１２の上下動（図３）に伴うピッチング角度（図４）を調整することができる。

上部のリンク１８ａの他端を摺動可能にする長孔の摺動用孔部２２を第二フレーム１２ａに設けるようにしてもよい（図６（ａ））。これにより、小さな起伏に応じた小さなピッチング動作が可能となる。摺動用孔部２２は、回動用孔部（固定用孔部）を中心にした長孔であり、ピッチング動作は、図３及び図４に示す大きな起伏面に応じる上部のリンク１８ａ及び下部のリンク１８ｂを用いたものと異なり、下部のリンク１８ｂの他端の取付部（第二フレーム１２ａへの取付部）である回動用孔部（固定用孔部）を軸にしてピッチング動作をする（図６（ｂ））。作業部１２の前後幅のほぼ中央でピッチング動作をすることにより、小さな起伏面に対しても、より精度よく作業部１２を追従させることができる（図７）。上記ピッチング動作は、図３及び図４に示す上部のリンク１８aと下部のリンク１８ｂを用いたピッチング動作中にも同時に動作することができる。
なお、摺動用孔部２２によるピッチング動作において、上部のリンク１８ａの他端（進行方向後方側）が摺動用孔部２２の摺動範囲を超えると、図３及び図４に示す上部のリンク１８aと下部のリンク１８ｂを用いたピッチング動作に移行する。
また、摺動用孔部２２とともに、第二フレーム１２ａに円穴である回動用孔部２４（固定用孔部）を設け、両孔部２２，２４を併用することによって（図６（ａ））、摺動用孔部２２によるピッチング動作を省略させることができる。これにより、作業者が作業する地形の状況や作業者の好みに合わせて、使用する孔部２２，２４を選択できることから、作業効率を向上させることができる。

第一フレーム１６に、第一フレーム１６を左右にスライドさせる、走行機体に連結可能な第一フレームガイド部材２６を設けるようにしてもよい（図８）。第一フレームガイド部材２６は、第一フレーム１６を固定し、左右にスライドさせる伸縮手段２６ａを備えるスライドシャフト２６ｂを有するものである。図８において、図（ａ）は第一フレームガイド部材２６の正面図、図（ｂ）は図（ａ）の平面図である。
第一フレームガイド部材２６は走行機体に固定され、本発明の作業機１０（第一フレーム１６・上部のリンク１８ａ・下部のリンク１８ｂ・第二フレーム１２ａから構成される本発明の作業機の懸架装置１４及び作業部１２）を左右方向にスライドさせるものである（図９）。第一フレームガイド部材２６は、作業部１２を走行機体の左右の側方側に突出させて作業をしたい場合に用いる。
なお、図７は、作業部１２を走行機体の左の側方側に突出させて作業を行っている様子を表わす図である。

以上のように、本発明の作業機の懸架装置及び作業機によると、大きな起伏が形成されている地面に対し作業部を接地させた状態で作業部を上下動させかつピッチング動作をさせることができることから、刈払い作業を行う場合、刈刃や作業部が作業面である地面に衝突することを防止できる。これにより、作業機や作業機を装着した走行機体にかかる負荷を軽減できるとともに、刈り跡が残らず、刈取り面が不揃いになることを防止できる。
なお、本実施例における作業部は、草刈り装置を想定しているが、本発明の作業機の懸架装置及び作業機の作業部は、草刈り装置に限定するものではない。

１０ 作業機
１２ 作業部
１２ａ 第二フレーム
１４ 作業機の懸架装置
１６ 固定部、第一フレーム
１６ａ リンク取付部
１８ 回動部
１８ａ 上部のリンク
１８ｂ 下部のリンク
２０ 空間
２２ 摺動用孔部
２６ 第一フレームガイド部材

Claims (6)

1. 作業機の作業部の上方に位置し走行機体に連結固定される固定部と、固定部に一端を回動自在に取り付け、作業部の上部に他端を回動自在に取りつける回動部とを備え、作業部が走行機体の進行方向に対する左右方向を軸にして回転するピッチング動作の中心を作業部の後方に設けるものであって、固定部を回動部の一端を回動自在に取りつける第一フレームで形成し、作業部上部に回動部の他端を回動自在に取りつける第二フレームを設け、回動部を上下に配置される２つのリンクで形成し、第一フレームの前方部に上部のリンク及び下部のリンクの一端を取り付ける楕円状に形成したリンク取付部を設けて、側面視において、上部のリンク、下部のリンク、リンク取付部、第二フレームを４つの辺とする空間を形成し、上部のリンクの一端とリンク取付部、上部のリンクの他端と第二フレーム、下部のリンクの一端とリンク取付部を、各２つの材の結合する角度を自由に変化する自在継手を用いて揺動自在に取り付け、作業部が地面に接した状態でその接地状態に応じ、上下動及びピッチング動作を行うと同時に、リンク取付部に取り付けられる下部のリンクの一端を通る鉛直軸を中心に回動するヨーイング動作と、下部のリンクの一端を通り進行方向の水平軸を中心にしたローリング動作を行うことを特徴とする作業機の懸架装置。
2. 側面視における、リンク取付部に回動自在に取り付けられている上部のリンクの回動用孔部と下部のリンクの回動用孔部との距離を第二フレームに回動自在に取り付けられている上部のリンクの回動用孔部と下部のリンクの回動用孔部との距離より長くすることにより、作業部の上下動に連動し、作業部が前傾又は後傾となるようなピッチング動作を行い、小さな起伏が連続する地形の短い傾斜面に合わせて作業部をピッチング動作させ、作業部を起伏面に追従させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の作業機の懸架装置。
3. 上部のリンクを長手方向に伸縮させ、作業部の上下動に伴うピッチング角度を調整するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の作業機の懸架装置。
4. 上部のリンクの他端を摺動可能にする長孔の摺動用孔部を第二フレームに設けることにより、小さな起伏に応じた小さなピッチング動作を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の作業機の懸架装置。
5. 作業部を走行機体の左右の側方側に突出させて作業を行う場合、第一フレームに、第一フレームを左右にスライドさせる、走行機体に連結可能な第一フレームガイド部材を設けることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の作業機の懸架装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の作業機の懸架装置を作業部に取り付けることを特徴とする作業機。

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