JP7335608B2 - 農作業機 - Google Patents

Description

本発明は農作業機に関する。特に、本発明は自走式の農作業機に関する。

現在、農作業の労働時間を軽減するために農作業機のオートマチック化が進められ、様々な農作業機が開発されている。特に、トラクタ等の走行機体の後方に装着され、耕耘や代かきなど、作業の種類に応じて交換可能な農作業機（耕耘機や代かき機）は、トラクタ等の走行機体に対してアタッチメントのように交換するだけで様々な農作業に対応することが可能であり、農作業のコスト低減に大きく寄与している。

特に、近年無人で農作業を行う自走式の農作業機の開発が進められている。現在、無人の自走式の農作業機の開発は、走行機体を主体として進められており、例えば耕耘や代かきなどの農作業を無人で実現する場合、これらを走行機体に牽引させる構成のものしかなかった（例えば、特許文献１）。

特開２０１８－２０１４４４号公報

特許文献１のような牽引式の農作業機の場合、大面積の圃場では作業効率が良いが、多くの小面積の圃場が分散して存在する場合、圃場の数が多い分、全体の作業時間に対する圃場間の移動に要する時間の割合が大きくなるため、効率的な作業を行うことができなかった。また、上記のような農作業機は非常に大きいため、移動するためには大型トラックを準備する必要があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされた発明であり、走行機体による牽引を必要としない、新たな構成の自走式農作業機を実現することを課題とする。

本発明の一実施形態における農作業機（１００）は、前輪（３００）と、後輪（４００）と、前記前輪と前記後輪との間に設けられ、圃場を耕す作業部（５００）と、前記作業部を昇降させる第１昇降機構（７００）と、前記後輪の後方に設けられた整地部材（６００）と、前記整地部材を昇降させる第２昇降機構（８００）と、前記第１昇降機構と前記第２昇降機構とを連動させる連結部材（９００）と、を有する。

前記第１昇降機構は、第１リンクアーム（７１１）、動力部（シリンダ７４０）、及び動力伝達部（７５０）を有し、前記第１リンクアームは、前記作業部及び前記動力伝達部に接続され、前記動力伝達部は、前記動力部に接続され、前記動力部の動作によって前記作業部を昇降させてもよい。

前記第２昇降機構は、第２リンクアーム（８１１）及び回動規制部（８４０）を有し、前記第２リンクアームは、前記整地部材に接続され、前記回動規制部は、係止部（８４５）を有し、前記係止部は、前記第２リンクアームと当接することで前記第２リンクアームを上方へ回動させてもよい。

前記作業部が圃場に作用する作業状態において、前記第２リンクアームは上方へ回動可能であってもよい。

前記第２昇降機構は、弾性部材（８５０）をさらに有し、前記弾性部材は、前記第２リンクアームに対して前記整地部材を下方に回動させる力を付与してもよい。

本発明によれば、走行機体による牽引を必要としない、新たな構成の自走式農作業機を実現することができる。

本発明の一実施形態に係る農作業機の構成を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る農作業機の構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る農作業機の構成を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る農作業機において、第１昇降機構の昇降状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る農作業機において、第２昇降機構の昇降状態を示す側面図及び平面図である。 本発明の一実施形態に係る農作業機の構成を示す側面図である。

以下、図面を参照して本発明の農作業機について説明する。但し、本発明の農作業機は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す例の記載内容に限定して解釈されない。なお、本実施の形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号又は同一の符号の後にアルファベットを付し、その繰り返しの説明は省略する。

本願の明細書及び特許請求の範囲において、「上」は圃場から垂直に遠ざかる方向を示し、「下」は圃場に向かって垂直に近づく方向を示す。また、「前」は農作業機が圃場に対して作業をしながら進行する方向を示し、「後」は前とは１８０°反対の方向を示す。また、「左」又は「右」は、農作業機が前方を向いた状態における左右方向を示す。

また、本願の明細書及び特許請求の範囲において、平面視における農作業機の中心線（進行方向に平行な線）を基準としたとき、相対的に、中心線に近い側を「内側」と呼び、中心から遠い側を「外側」という。「耕す」は、少なくとも「代かき」、「耕耘」、及び「砕土」を含む。

以下の実施形態では、農作業機として代かき機を代表的に例示するが、この例に限定されない。例えば、代かき機以外にも耕耘機、砕土機など、圃場を耕す農作業機に本発明を適用することができる。また、特に技術的な矛盾が生じない限り、異なる実施形態間の技術を組み合わせることができる。また、特に技術的な矛盾が生じない限り、ある実施形態の変形例として挙げられた技術思想は、他の実施形態にも適用することができる。

［農作業機１００の構成］
本実施形態の農作業機１００は、前進しながら無人で作業を行う自走式の作業機である。図１は、本発明の一実施形態に係る農作業機の構成を示す側面図である。図１に示すように、農作業機１００は、フレーム２００、前輪３００、後輪４００、作業部５００、第１整地部材６００、第１昇降機構７００、第２昇降機構８００、及び連結部材９００を有する。説明の便宜上、図１において、一部の構成（特に第１昇降機構７００及び第２昇降機構８００）については、実際は見えない部分も含めて、全ての部材を実線で示した。図１の直線１０１は、前輪３００及び後輪４００の各々の下端を結ぶ直線である。直線１０３は、農作業機１００が圃場を作業する場合に想定される圃場表面を示す直線である。図１に示す農作業機１００の状態は作業部５００及び第１整地部材６００が下降した下降状態である。この状態で農作業機１００の作業が行われるため、この状態を作業状態という場合がある。

フレーム２００は、メインフレーム２１０、前輪フレーム２２０、及び後輪フレーム２３０を備える。詳細は後述するが、前輪フレーム２２０及び後輪フレーム２３０は、それぞれ一対で（２つ）設けられている（図２参照）。メインフレーム２１０は、農作業機１００の骨格を構成する部材である。メインフレーム２１０は、前輪３００と後輪４００との間において、前輪３００と後輪４００とを結ぶ方向に延びている。一対の前輪フレーム２２０は、メインフレーム２１０の前方側に接続されており、メインフレーム２１０から下方に延びている。各前輪フレーム２２０の下端付近には前輪３００が取り付けられている。一対の後輪フレーム２３０は、メインフレーム２１０の後方側に接続されており、メインフレーム２１０から下方に延びている。各後輪フレーム２３０の下端付近には後輪４００が取り付けられている。

前輪フレーム２２０は、メインフレーム２１０から下方に、ほぼ垂直に延びている。前輪フレーム２２０はメインフレーム２１０に固定されている。つまり、前輪フレーム２２０とメインフレーム２１０との位置関係は変化しない。一方、後輪フレーム２３０は、メインフレーム２１０から後方斜め下方に延びている。後輪フレーム２３０は、メインフレーム２１０に対して回動可能に接続されている。つまり、後輪フレーム２３０が回動し、メインフレーム２１０から下方に、ほぼ垂直に延びる位置に移動することで、農作業機１００の後端を上方に移動させることができる。

作業部５００は、前輪３００と後輪４００との間に設けられている。つまり、農作業機１００はミッドマウント方式の農作業機である。作業部５００は、所定の作業幅Ｗ３で圃場を耕す部材である（図２参照）。例えば、作業部５００は、代かき、耕耘、及び砕土などの作業を行う部材である。作業部５００は、上記の作業のうち、複数の作業を行う機能を有していてもよい。作業部５００は、後述する第１昇降機構７００を介してメインフレーム２１０に接続（支持）されている。第１昇降機構７００は作業部５００を昇降自在に支持している。

作業部５００は、フレーム５１０、ロータ５２０、シールドカバー５３０、エプロン５４０、及び第２整地部材５５０を備える。ロータ５２０はフレーム５１０に対して回転自在に取り付けられている。ロータ５２０は回転する爪軸と、爪軸に取り付けられた複数の作業爪を有しており、その作業爪を回転させながら所定の作業幅Ｗ３で圃場を耕耘又は攪拌する（図２参照）。エプロン５４０はロータ５２０の後方において、シールドカバー５３０に対して回動可能に設けられている。なお、シールドカバー５３０とフレーム５１０との位置関係は固定されているため、シールドカバー５３０をフレーム５１０の一部と見なすこともできる。

第２整地部材５５０はロータ５２０（作業爪）の後方に設けられている。第２整地部材５５０はエプロン５４０に対して回動可能に設けられている。エプロン５４０及び第２整地部材５５０は、圃場に接触することで、ロータ５２０による作業によって耕耘又は攪拌された圃場を均平化する。なお、左右方向におけるエプロン５４０の幅及び第２整地部材５５０の幅は、作業幅Ｗ３と必ずしも一致する必要はなく、エプロン５４０の幅及び第２整地部材５５０の幅を作業幅Ｗ３より小さく構成することも可能である。

第１昇降機構７００は、メインフレーム２１０と作業部５００とを連結し、圃場に対する作業部５００の傾きを一定に保ったまま作業部５００を昇降させる。第１昇降機構７００は、作業部５００よりも前方側に設けられている。換言すると、第１昇降機構７００は、前後方向において作業部５００と前輪３００との間に設けられている。

第１昇降機構７００は、第１平行リンク７１０、シリンダ７４０（動力部）、及び動力伝達部７５０を有する。第１平行リンク７１０は、メインフレーム２１０、取付部２１１、及びフレーム５１０に接続されている。具体的には、第１平行リンク７１０の前端がメインフレーム２１０及び取付部２１１に接続され、第１平行リンク７１０の後端が作業部５００に接続されている。なお、取付部２１１はメインフレーム２１０に固定されている。つまり、取付部２１１とメインフレーム２１０との位置関係は固定されている。換言すると、取付部２１１は、メインフレーム２１０と一体となって移動する。第１平行リンク７１０の２つのリンクアームは、それぞれの前端を中心として回動することで第１平行リンク７１０の後端が上下に揺動し、作業部５００が昇降移動する。なお、第１平行リンク７１０の詳細な構成は後述する。第１平行リンク７１０によって、圃場に対する作業部５００の傾きが一定に保たれたまま作業部５００を昇降させることができる。本実施形態では、取付部２１１はメインフレーム２１０に溶接で固定されている。ただし、上記の固定方法は一例に過ぎず、溶接の代わりにナットで固定されてもよく、その他の手法で固定されてもよい。

シリンダ７４０は取付部２１１に対して回動可能に接続されている。シリンダ７４０が伸縮することで第１平行リンク７１０に回転動力を与える。本実施形態では、シリンダ７４０は、シリンダチューブ側が取付部２１１に固定され、ピストンロッド側が動力伝達部７５０に接続されて上方又は下方に伸縮する。動力伝達部７５０は、取付部２１１及び第１平行リンク７１０に回動可能に接続されている。動力伝達部７５０は、シリンダ７４０の伸縮動作を第１平行リンク７１０に伝達する。シリンダ７４０が収縮することで作業部５００が上昇し、シリンダ７４０が伸長することで作業部５００が下降する。

第１整地部材６００は、後輪フレーム２３０及び後輪４００の後方に設けられている。第１整地部材６００は、後輪フレーム２３０に対して回動可能に支持されている。第１整地部材６００は、作業部５００によって耕された後に、後輪４００が通過した後の圃場を整地する部材である。第１整地部材６００の接地面は、当該接地面が前方を向くように傾斜している。第１整地部材６００は、後述する第２昇降機構８００を介して後輪フレーム２３０に接続（支持）されている。

第２昇降機構８００は、後輪フレーム２３０と第１整地部材６００とを連結し、圃場に対する第１整地部材６００の傾きを一定に保ったまま第１整地部材６００を昇降させる。第２昇降機構８００は、後輪フレーム２３０から後方に延びている。この構成によって、第１整地部材６００は後輪４００よりも十分に後方で圃場に接地させることができる。

第２昇降機構８００は、第２平行リンク８１０、回動規制部８４０、及び弾性部材８５０を有する。第２平行リンク８１０は、後輪フレーム２３０と第１整地部材６００とに接続されている。具体的には、第２平行リンク８１０の前端が後輪フレーム２３０に接続され、第２平行リンク８１０の後端が第１整地部材６００に接続されている。第２平行リンク８１０の２つのリンクアームは、それぞれの前端を中心として回動することで後端が上下に揺動し、第１整地部材６００が昇降移動する。なお、第２平行リンク８１０の詳細な構成は後述する。第２平行リンク８１０によって、圃場に対する第１整地部材６００の傾きが一定に保たれたまま第１整地部材６００を昇降させることができる。

回動規制部８４０は、後輪フレーム２３０に対して回動可能に接続されている。回動規制部８４０は、後述する連結部材９００を介して第１平行リンク７１０に接続されている。また、回動規制部８４０は、第２平行リンク８１０の下方への回動を規制する。第１平行リンク７１０が上方に回動すると、その動力は連結部材９００によって回動規制部８４０に伝達され、回動規制部８４０が上方に回動する。この回動規制部８４０の回動によって第２平行リンク８１０が上方に回動する。なお、第２平行リンク８１０は上方への回動は規制されていない。つまり、第２平行リンク８１０は、回動規制部８４０に規制されることなく上方に回動可能である。

弾性部材８５０は、一端（前方側の端部）が後輪フレーム２３０に固定され、他端（後方側の端部）が第２平行リンク８１０に固定されている。弾性部材８５０は、平衡状態から伸長された状態で後輪フレーム２３０及び第２平行リンク８１０に固定されており、第２平行リンク８１０に対して下方に回動させる動力を与えている。つまり、弾性部材８５０によって、第１整地部材６００は圃場に押しつけられる。弾性部材８５０として、例えば引っ張りコイルばねを用いることができる。

連結部材９００は、一方（前方側の端部）が第１昇降機構７００と連結され、他方（後方側の端部）が第２昇降機構８００と連結され、２つの昇降機構の昇降動作を連動させる。つまり、第１昇降機構７００による作業部５００の上昇に伴って第２昇降機構８００の第２平行リンク８１０が上方へ回動し、第１昇降機構７００による作業部５００の下降に伴って第２昇降機構８００の第２平行リンク８１０が下方へ回動する。連結部材９００は、第１平行リンク７１０及び回動規制部８４０に接続されている。これらの接続構造の詳細は後述する。連結部材９００はワイヤを含むフレキシブルケーブルである。具体的には、連結部材９００として、アウターケーシング９１０、アウターケーシング内部を移動可能なインナーワイヤ９２０、及びアウターケーシングの両端に設けられたアウターエンド部材９３０を含むリンクケーブルを用いることができる。インナーワイヤ９２０は、一端（前方側の端部）が第１平行リンク７１０の後端に接続され、他端（後方側の端部）が回動規制部８４０に接続されている。アウターケーシングの両端に設けられたアウターエンド部材９３０のうち、一方（前方側の端部）のアウターエンド部材９３０はナットで作業部５００と固定され、他方（後方側の端部）のアウターエンド部材９３０はナットで後輪フレーム２３０と固定されている。

作業部５００を上昇させるように第１平行リンク７１０が上方に回動すると、第１平行リンク７１０に接続されたインナーワイヤ９２０の前端が前方に引っ張られ、その結果、インナーワイヤ９２０の後端に接続された回動規制部８４０が上方に回動する。回動規制部８４０は、第２平行リンク８１０の下方への回動は規制するが上方への回動は規制しないため、回動規制部８４０が上方に回動すると回動規制部８４０の回動に伴って第２平行リンク８１０が上方に回動する。この第２平行リンク８１０の回動によって第１整地部材６００が上昇する。作業部５００及び第１整地部材６００が連動して上昇した状態を図３に示す。図３に示す農作業機１００の状態は作業部５００及び第１整地部材６００が上昇した上昇状態である。この状態では農作業機１００の作業が行われないので、この状態を非作業状態という場合がある。

作業部５００が圃場を耕すときは、作業部５００が圃場を適切に耕すことができる高さに調整される。例えば、作業時に農作業機１００が前進走行するときは、図１のように作業部５００及び第１整地部材６００は下降して、所定の耕深で圃場を耕すよう構成されている。一方、農作業機１００が作業をせず枕地旋回するときは、図３のように作業部５００及び第１整地部材６００が上昇する。また、例えば、農作業機１００が畦を乗り越えて圃場から脱出する際に、作業部５００及び第１整地部材６００が上昇する。

図示しないが、メインフレーム２１０には、農作業機１００を動作させるために各種機能部材が設けられている。各種機能部材として、例えば、エンジン、トランスミッション、旋回機構、駆動制御機構、通信機構、及び燃料タンクなどの部材が備えられている。通信機構がサーバとの通信によってサーバ又はリモコンから制御信号を受信する。サーバから受信した制御信号に基づいて、駆動制御機構がエンジン、トランスミッション、及び旋回機構を駆動する。これらの動作によって農作業機１００の自動走行が実行される。なお、旋回機構は、農作業機１００の進行方向に対して、前輪３００だけを左右に傾けてもよく、後輪４００だけを左右に傾けてもよく、両輪を傾けてもよい。なお、前輪３００及び後輪４００の左右の車輪をそれぞれ個別に制御してもよい。つまり、前輪３００及び後輪４００の左右の車輪が非平行状態になるように制御されてもよい。

図１では、第１昇降機構７００が前端を中心として回動する構成を例示したが、この構成に限定されない。例えば、第１昇降機構７００の後端がメインフレーム２１０に対して回動可能に接続され、第１平行リンク７１０の後端を中心として回動することで第１平行リンク７１０の前端が上下に揺動する構成であってもよい。又は、上記のような回動ではなく、上下の平行移動によって第１昇降機構７００の昇降動作が行われてもよい。例えば、シリンダ７４０の伸縮動作の方向に作業部５００が移動してもよい。

また、第１昇降機構７００が前後方向において前輪３００と作業部５００との間に設けられた構成を例示したが、この構成に限定されない。例えば、第１昇降機構７００が前後方向において作業部５００と後輪４００との間に設けられていてもよい。この場合、第１平行リンク７１０は、上記のように後端を中心として回動してもよい。又は、第１昇降機構７００が前後方向において作業部５００と重なる位置（作業部５００の上方）に設けられていてもよい。この場合、第１昇降機構７００の昇降動作が上下の平行移動によって行われてもよい。

また、連結部材９００としてリンクケーブルが用いられた構成を例示したが、この構成に限定されない。例えば、連結部材９００として剛性を有する棒状又は板状の部材が用いられてもよい。又は、連結部材９００は、第１昇降機構７００及び第２昇降機構８００に物理的に接続されていなくてもよい。例えば、連結部材９００は第１昇降機構７００及び第２昇降機構８００の昇降動作を連動して制御するコントローラであってもよい。

また、前輪フレーム２２０がメインフレーム２１０に固定され、後輪フレーム２３０がメインフレーム２１０に対して回動可能に接続された構成を例示したがこの構成に限定されない。例えば、後輪フレーム２３０が前輪フレーム２２０と同様にメインフレーム２１０に固定され、回動しなくてもよい。又は、前輪フレーム２２０が後輪フレーム２３０と同様にメインフレーム２１０に対して回動可能に接続されてもよい。

図２は、本発明の一実施形態に係る農作業機の構成を示す平面図である。図２において、説明の便宜上、連結部材９００は省略されている。また、図１と同様に、図２において、一部の構成（特に作業部５００）については、実際は見えない部分も含めて、全ての部材を実線で示した。

図２に示すように、前輪３００及び後輪４００の各々は、農作業機１００の左右に備えられている。第１整地部材６００は、農作業機１００を後方から見た場合に、少なくとも後輪４００と重なる位置に設けられている。換言すると、第１整地部材６００は、平面視において、後輪４００に対して作業の進行方向（前進方向）とは反対方向の延長線上に設けられている。さらに換言すると、第１整地部材６００は、左右方向（後輪４００の車軸が延びる方向）において、少なくとも後輪４００と同じ位置に設けられている。つまり、第１整地部材６００は、少なくとも後輪４００の真後ろに、後輪４００と重複するように設けられている。農作業機１００は、このような構成を備えることで、第１整地部材６００が後輪４００によって発生した轍を均平化することができる。左右方向において、第１整地部材６００の作業幅Ｗ１は後輪４００の外輪幅Ｗ２よりも大きい。なお、外輪幅Ｗ２は、左右方向において後輪４００の左の車輪の左端と右の車輪の右端との距離である。

左右方向において、作業部５００の作業幅Ｗ３は前輪３００の外輪幅Ｗ４よりも大きい。なお、外輪幅Ｗ４は、左右方向において前輪３００の左の車輪の左端と右の車輪の右端との距離である。また、作業幅Ｗ３は、作業部５００が圃場を耕す領域における左右方向の幅である。作業幅Ｗ３が外輪幅Ｗ４よりも大きいことで、前輪３００によって発生した轍を均平化することができる。なお、作業幅Ｗ３は、外輪幅Ｗ４と同じであってもよく、外輪幅Ｗ４よりも小さくてもよい。また、作業幅Ｗ３は後輪４００の外輪幅Ｗ２よりも大きい。

左右方向において、第２整地部材５５０の幅Ｗ５は後輪４００の内輪幅Ｗ６よりも小さい。なお、内輪幅Ｗ６は、左右方向において、後輪４００の左の車輪の右端と右の車輪の左端との距離である。エプロン５４０は、前後方向の位置によって、左右方向の幅が異なる形状を有している。エプロン５４０の前方側では、エプロン５４０の幅は作業幅Ｗ３とほぼ同じ幅であり、エプロン５４０の後方側では、エプロン５４０の幅は第２整地部材５５０の幅Ｗ５とほぼ同じ幅である。

なお、本実施形態では、一対の前輪フレーム２２０に前輪３００を２個、一対の後輪フレーム２３０に後輪４００を２個支持させた４輪構成としているが、一対の前輪フレーム２２０に代えて１つの前輪フレーム２２０を有する構成とし、前輪フレーム２２０に前輪３００を１個、後輪フレーム２３０に後輪４００を２個支持させた３輪構成としてもよい。また、前輪３００及び後輪４００の各々は、車輪ではなく、各々独立して駆動するクローラを備えてもよく、前輪３００及び後輪４００の一方が車輪を備え、他方がクローラを備えてもよい。車輪に代えてクローラが用いられる場合、前方クローラの最前端の動輪を前輪と定義することができ、後方クローラの最後端の動輪を後輪と定義することができる。また、第１整地部材６００によって轍を均平化することができれば、前輪３００と後輪４００との間に履板（シュー）が設けられた無限軌道を用いてもよい。本実施形態の前輪３００及び後輪４００に代えて無限軌道が用いられる場合、無限軌道の最前端の動輪を前輪と定義することができ、最後端の動輪を後輪と定義することができる。

図２では、第１整地部材６００が左右の後輪４００の後方であって左右の後輪４００の左端から右端にわたって連続して設けられた構成（いわゆる一体もの）を例示したが、この構成に限定されない。例えば、左右の後輪４００に対して各々独立して第１整地部材６００が設けられていてもよい。つまり、右側の後輪４００の後方に設けられた第１整地部材６００と、左側の後輪４００の後方に設けられた第１整地部材６００とが左右に分離して設けられていてもよい。換言すると、左右の後輪４００の後方に複数の第１整地部材６００が設けられていてもよい。

［第１昇降機構７００の構成］
図４は、本発明の一実施形態に係る農作業機において、第１昇降機構の昇降状態を示す側面図である。図４を用いて第１昇降機構７００の第１平行リンク７１０、シリンダ７４０、動力伝達部７５０の構成を詳細に説明する。図４の（Ａ）は図１に示す下降状態（作業状態）における第１昇降機構７００の側面図を示す。図４の（Ｂ）は図３に示す上昇状態（非作業状態）における第１昇降機構７００の側面図を示す。

図４に示すように、第１平行リンク７１０は、２つの第１リンクアーム７１１、７１３を有する。第１リンクアーム７１１の一端（前方側の端部）は、接続部７１５においてメインフレーム２１０に回動可能に接続されており、第１リンクアーム７１１の他端（後方側の端部）は、接続部７１９においてフレーム５１０に回動可能に接続されている。第１リンクアーム７１３の一端（前方側の端部）は、接続部７１７においてメインフレーム２１０に固定されている取付部２１１に回動可能に接続されており、第１リンクアーム７１３の他端（後方側の端部）は、接続部７２１においてフレーム５１０に回動可能に接続されている。

接続部７１５、７１７、７１９、７２１の４点を結ぶ形状は略平行四辺形である。この構成により、第１平行リンク７１０は、それぞれの接続部を頂点とする平行四辺形の回動機構を構成する。この回動機構により、第１平行リンク７１０に接続されたフレーム５１０の水平面に対する角度は変わらない。つまり、第１平行リンク７１０は、フレーム５１０を備える作業部５００全体の圃場に対する傾きを維持したまま、作業部５００を昇降させることができる。

動力伝達部７５０は、第１アーム部７５１及び第２アーム部７５３を有する。第１アーム部７５１の一端（下方側の端部）と第２アーム部７５３の一端（後方側の端部）とは接続部７５５で回動可能に接続されている。第１アーム部７５１の他端（上方側の端部）は接続部７２３において第１リンクアーム７１１に回動可能に接続されている。第２アーム部７５３の他端（前方側の端部）は接続部７５７においてメインフレーム２１０に固定されている取付部２１１の下端に回動可能に接続されている。シリンダ７４０の一端（下方側の端部）は接続部７４１において第２アーム部７５３の後方かつ接続部７５５の近傍に回動可能に接続され、シリンダ７４０の他端（上方側の端部）は接続部７４３においてメインフレーム２１０に固定されている取付部２１１の上端に回動可能に接続されている。

インナーワイヤ９２０は、接続部９２１において第１リンクアーム７１１の後端に固定された取付部７２５に回動可能に接続されている。アウターエンド部材９３０は、フレーム５１０に固定された取付部５１１に固定されている。本実施形態では、取付部７２５は第１リンクアーム７１１に溶接で固定されている。また、取付部５１１はフレーム５１０に溶接で固定されている。アウターエンド部材９３０は取付部５１１にナットで固定されている。ただし、上記の固定方法は一例に過ぎず、溶接の代わりにナットで固定されてもよく、ナットの代わりに溶接で固定されてもよい。又は、上記の部材はその他の手法で固定されてもよい。

図４の（Ａ）の下降状態からシリンダ７４０が収縮すると、シリンダ７４０の一端が接続された第２アーム部７５３が上方に回動し、第２アーム部７５３と接続された第１アーム部７５１が上方に持ち上げられる。第１アーム部７５１が持ち上げられることによって第１アーム部７５１の他端が接続された第１リンクアーム７１１が上方に回動し、その回動に伴い第１リンクアーム７１１の他端に接続された作業部５００の一部であるフレーム５１０が上昇する（図４の（Ｂ）参照）。（Ａ）の状態から（Ｂ）の状態に変化する際に、第１リンクアーム７１１を有する第１平行リンク７１０は上述した回動機構であるため、作業部５００が上昇しても作業部５００の圃場に対する傾きは変わらない。一方、第１リンクアーム７１１の圃場に対する傾きは変化するため、第１リンクアーム７１１に固定された取付部７２５に接続されたインナーワイヤ９２０の接続部９２１とアウターエンド部材９３０との距離が大きくなるように、インナーワイヤ９２０が前方に引っ張られる。

図４では、第１リンクアーム７１１がメインフレーム２１０に接続され、第１リンクアーム７１３がメインフレーム２１０に固定されている取付部２１１に接続された構成を例示したが、この構成に限定されない。例えば、第１リンクアーム７１１、７１３の両方がメインフレーム２１０又はメインフレーム２１０に固定されている取付部２１１に接続されていてもよい。また、第１リンクアーム７１１、７１３のいずれか一方が、フレーム５１０ではなく、フレーム５１０に固定されたフレーム５１０とは異なる部材に接続されていてもよい。

［第２昇降機構８００の構成］
図５は、本発明の一実施形態に係る農作業機において、第２昇降機構の昇降状態を示す側面図及び平面図である。図５を用いて、第２昇降機構８００の第２平行リンク８１０、回動規制部８４０、及び弾性部材８５０の構成を詳細に説明する。図５の（Ａ）は図１に示す下降状態（作業状態）における第２昇降機構８００の側面図を示す。図５の（Ｂ）は図３に示す上昇状態（非作業状態）における第２昇降機構８００の側面図を示す。図５の（Ｃ）は第２昇降機構８００の平面図を示す。

図２及び図５に示すように、第２平行リンク８１０は、第２上側リンクアーム８１１、第２下側リンクアーム８１３を有する。一対の後輪フレーム２３０の間をかけ渡すように連結フレーム２３９の両端が後輪フレーム２３０に接続されており、連結フレーム２３９には取付部２３１、２３３が固定されている。本実施形態では、第２平行リンク８１０を２組有する。具体的には、右から第２上側リンクアーム８１１、第２下側リンクアーム８１３、第２下側リンクアーム８１３、第２上側リンクアーム８１１の順に連結フレーム２３９に接続されている（図２参照）。第２上側リンクアーム８１１の一端（前方側の端部）は、接続部８１５において取付部２３１に回動可能に接続されており、第２上側リンクアーム８１１の他端（後方側の端部）は、接続部８１９において第１整地部材６００に対して回動可能に接続されている。第２下側リンクアーム８１３の一端（前方側の端部）は、接続部８１７において取付部２３３に回動可能に接続されており、第２下側リンクアーム８１３の他端（後方側の端部）は、接続部８２１において第１整地部材６００に対して回動可能に接続されている。なお、連結フレーム２３９と後輪フレーム２３０との位置関係は固定されているため、連結フレーム２３９を後輪フレーム２３０の一部と見なすこともできる。つまり、第２上側リンクアーム８１１、第２下側リンクアーム８１３はいずれも後輪フレーム２３０に対して回動可能に接続されているとも言える。本実施形態では、取付部２３１、２３３が連結フレーム２３９に溶接で固定されている。ただし、上記の固定方法は一例に過ぎず、溶接の代わりにナットで固定されてもよく、その他の手法で固定されてもよい。

接続部８１５、８１７、８１９、８２１の４点を結ぶ形状は略平行四辺形である。この構成により、第２平行リンク８１０は、それぞれの接続部を頂点とする平行四辺形の回動機構を構成する。この回動機構により、第２平行リンク８１０に接続された第１整地部材６００の水平面に対する角度は変わらない。つまり、第２平行リンク８１０は、第１整地部材６００の圃場に対する傾きを維持したまま、第１整地部材６００を昇降させることができる。

回動規制部８４０は、第２上側リンクアーム８１１に対して設けられているが、第２下側リンクアーム８１３に対しては設けられていない。回動規制部８４０は、接続部８４１において連結フレーム２３９に固定されている取付部２３１に回動可能に接続されている。回動規制部８４０の上端にある接続部８４３には、インナーワイヤ９２０が接続されている。つまり、インナーワイヤ９２０が回動規制部８４０を支持することによって、回動規制部８４０の下方へ回動する下限位置が規制されている。インナーワイヤ９２０が前方に引っ張られると、回動規制部８４０は接続部８４１を中心に上方に回動する。回動規制部８４０は係止部８４５を有する。図５の（Ｃ）に示すように、回動規制部８４０は第２上側リンクアーム８１１を左右から挟む２つの板状部材で構成されており、係止部８４５はこれらの板状部材の間をかけ渡すように設けられている。図５の（Ａ）及び（Ｂ）に示す状態において、係止部８４５は第２上側リンクアーム８１１に対して、第２上側リンクアーム８１１の下方から接することで係止している。つまり、インナーワイヤ９２０が前方に引っ張られて回動規制部８４０が上方に回動すると、係止部８４５によって第２上側リンクアーム８１１が押し上げられるように上方に回動する。

弾性部材８５０は、一端が接続部８５１に接続され、他端が接続部８５３にそれぞれ接続されている。接続部８５１は、連結フレーム２３９に固定されている取付部２３１に設けられている。接続部８５３は、取付部８２３に設けられている。取付部８２３は第２上側リンクアーム８１１に固定されている。本実施形態では、取付部８２３は第２上側リンクアーム８１１にネジで固定されている。ただし、上記の固定方法は一例に過ぎず、ネジ固定の他に溶接で固定されてもよく、ナットで固定されてもよい。

図５の（Ａ）に示す作業状態において、弾性部材８５０は、平衡状態から伸長された状態で両端を接続部８５１、８５３に固定されている。そのため、弾性部材８５０は、第２上側リンクアーム８１１に対して第１整地部材６００を下方に回動させる動力を与えている。つまり、作業状態において、第１整地部材６００は弾性部材８５０によって圃場に押しつけられる。図５の（Ｂ）に示すように、インナーワイヤ９２０が前方に引っ張られて回動規制部８４０が上方に回動すると、その回動に伴って回動規制部８４０の係止部８４５が第２上側リンクアーム８１１を上方に回動させる。この動作によって第１整地部材６００が上昇すると、弾性部材８５０は図５の（Ａ）の状態からさらに伸長する。

なお、上記のように、回動規制部８４０は第２上側リンクアーム８１１の下方への回動を規制しているが、上方への回動は規制していない。したがって、図５の（Ａ）の作業状態において、第２上側リンクアーム８１１は上方へ回動可能であるため、作業状態であっても第１整地部材６００を上方に持ち上げることができる（図６参照）。

以上のように、農作業機１００は、作業を行わない旋回時、後進時、畦乗り越え時に作業部５００及び第１整地部材６００を上昇させ、作業を再開するときは作業部５００及び第１整地部材６００を下降させる必要があるが、本実施形態に係る農作業機１００によると、作業部５００及び第１整地部材６００の各々の昇降動作が連動するため、１つの動力部（シリンダ７４０）によってこれらの部材の昇降動作を制御することができる。

また、第１整地部材６００が後輪４００のさらに後方に設けられているため、第１昇降機構７００が作業部５００よりも前方に設けられていることで、農作業機１００の前後の重量バランスを安定させることができる。このような構成において、第１リンクアーム７１１の後端が上下に揺動して作業部５００の昇降動作が行われる場合、第１昇降機構７００に含まれる部材の前後方向への移動量が小さい。しかし、第１昇降機構７００と第１整地部材６００に連結される第２昇降機構８００とを連結する連結部材９００として可撓性のあるインナーワイヤ９２０を用いることで移動量を確保することができ、第１整地部材６００を上昇させるために必要な動力を得ることができる。

作業部５００が前輪３００と後輪４００との間にあることで、農作業機１００の前後方向における重量バランスが安定し、農作業機１００の移動を安定化することができる。また、後輪４００の後方に第１整地部材６００が設けられていることで、作業部５００の作業の後に後輪４００によって発生した轍を均平化することができる。このような構成によって、走行機体による牽引を必要としない、新たな構成の自走式農作業機を実現することができる。

なお、上記の実施形態では、第１整地部材６００及び第２整地部材５５０に設けられた接地部材が板状の部材である構成が例示されているが、この構成に限定されない。例えば、これらの接地部材は、板状部材の他にローラー、カゴローラー、ケンブリッジローラーなど、轍を均平化することができる他の部材であってもよい。

以上、本発明について図面を参照しながら説明したが、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本実施形態の作業機を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。さらに、上述した各実施形態は、相互に矛盾がない限り適宜組み合わせが可能であり、各実施形態に共通する技術事項については、明示の記載がなくても各実施形態に含まれる。

上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

１００：農作業機、 １０１：直線、 １０３：直線、 ２００：フレーム、 ２１０：メインフレーム、 ２１１、２３１、２３３：取付部、 ２２０：前輪フレーム、 ２３０：後輪フレーム、 ３００：前輪、 ４００：後輪、 ５００：作業部、 ５１０：フレーム、 ５１１：取付部、 ５２０：ロータ、 ５３０：シールドカバー、 ５４０：エプロン、 ５５０：第２整地部材、 ６００：第１整地部材、 ７００：第１昇降機構、 ７１０：第１平行リンク、 ７１１：第１リンクアーム、 ７１３：第１リンクアーム、 ７１５、７１７、７１９、７２１、７２３、７４１、７４３、７５５、７５７：接続部、 ７２５：取付部、 ７４０：シリンダ、 ７５０：動力伝達部、 ７５１：第１アーム部、 ７５３：第２アーム部、 ８００：第２昇降機構、 ８１０：第２平行リンク、 ８１１：第２上側リンクアーム、 ８１３：第２下側リンクアーム、 ８１５、８１７、８１９、８２１、８４１、８４３、８５１、８５３：接続部、 ８２３：取付部、 ８４０：回動規制部、 ８４５：係止部、 ８５０：弾性部材、 ９００：連結部材、 ９１０：アウターケーシング、 ９２０：インナーワイヤ、 ９２１：接続部、 ９３０：アウターエンド部材

Claims (5)

1. メインフレームと、
   前記メインフレームに固定された前輪フレームと、
   前記メインフレームに対して回動可能に接続された後輪フレームと、
   前記前輪フレームに取り付けられた前輪と、
   前記後輪フレームに取り付けられた後輪と、
   前記前輪と前記後輪との間に設けられ、圃場を耕す作業部と、
   前記作業部を昇降させる第１昇降機構と、
   前記後輪の後方に設けられた整地部材と、
   前記整地部材を昇降させる第２昇降機構と、
   前記第１昇降機構と前記第２昇降機構とを連動させる連結部材と、
   を有し、
   作業状態において、前記後輪フレームは、前記メインフレームから後方斜め下方に延びており、
   前記後輪フレームが前記メインフレームから下方に垂直に延びる位置に向かって移動することで、前記前輪と前記後輪との間の距離が短くなる農作業機。
2. 前記第１昇降機構は、第１リンクアーム、動力部、及び動力伝達部を有し、
   前記第１リンクアームは、前記作業部及び前記動力伝達部に接続され、
   前記動力伝達部は、前記動力部に接続され、
   前記動力部の動作によって前記作業部を昇降させる、請求項１に記載の農作業機。
3. 前記第２昇降機構は、第２リンクアーム及び回動規制部を有し、
   前記第２リンクアームは、前記整地部材に接続され、
   前記回動規制部は、係止部を有し、
   前記係止部は、前記第２リンクアームと当接することで前記第２リンクアームを上方へ回動させる、請求項１又は２に記載の農作業機。
4. 前記作業部が圃場に作用する作業状態において、
   前記第２リンクアームは上方へ回動可能である、請求項３に記載の農作業機。
5. 前記第２昇降機構は、弾性部材をさらに有し、
   前記弾性部材は、前記第２リンクアームに対して前記整地部材を下方に回動させる力を付与する、請求項３又は４に記載の農作業機。

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