JP7396575B2 - 列間移替装置およびレール敷設システム - Google Patents
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Description
その一例が、作業用台車の収穫用や防除用のロボットとしての活用であり、作物列である栽培ベッドの列の間を走行させて必要な作業を実施させているが、用途によっては、昇降を伴いながら重量のある農作物を積載したり等、重量負荷が大きい場合もあることから、特許文献1に記載のように、地面に作業レールを敷設してその上に作業用台車を走行させ、更に、作業レール間の作業用台車の移替用に、移替レールも敷設して作業用台車を積載した列間移替用台車を走行させるレール敷設システムが採用されている。
而して、どの作業レールに進入させるにしても移替レール上を走行する列間移替用台車への積載を経由することになっているため、移替レールを共用して用途に応じて複数台の列間移替用台車を使い分けることは作業効率からして現実的ではない。
一方、農作業の内容によっては施設全体を対象としないものがある。このような農作業では、手押し式作業用台車の使用が適している場合があり、そのような場合には列間移替用台車に積載して移動させる必要は必ずしも無く、寧ろ面倒である。
図1は園芸施設内に敷設したレールのレイアウトを示すものである。
作物列として栽培ベッド1、1、……が並列されており、その列間には、防草シート(図示省略)が敷かれており、防草シートの上面が地面扱いになっている。その防草シートの上に温度管理用にループ状に温湯管3が配管されている。この温湯管3には栽培ベッド1、1、……の間で平行に並列した並列部分があり、この並列部分3A、3Bがそれぞれ電動で駆動される車輪を備えた第1作業用台車(図示省略)の二条タイプの作業レール5の片レールとして利用されている。U字状部分3Cは、栽培ベッド1、1、……の列方向両端部よりも僅かに後退して内方にある。
なお、図1では、一部の区域が示されており、栽培ベッド1は図示分以上に多数並列配置されている。この作業レール5上を第1作業用台車が走行するようになっている。
作業レール5として利用する温湯管3には、U字状部分3Cがあるので、第2作業用台車23の車輪25、25は作業レール5の片レール3Aと相対する栽培ベッド1との間を地面転動路29Aとして利用し、車輪27、27は作業レール5の片レール3Bと相対する栽培ベッド1との間を地面転動路29Bとして利用している。そして、第2作業用台車23の走行に伴い、その本体(フレーム)は作業レール5の上方を通過する。
この第2作業用台車31では、作業レール5をレール転動路として利用している。そして、第2作業用台車31の走行に伴い、その本体(フレーム)は作業レール5の上方を通過する。
(1)第2作業用台車23、31が移替レール7を横切る抜け道を確保する
(2)列間移替用台車13の移替レール7上の円滑な走行を維持する
の要求を満たして設定されている。
そして、このレール欠落部11を抜け道として利用して、第2作業用台車23、31の栽培ベッド1、1、……の列内への進入・退出の邪魔にならないようにしている。
従って、第2作業用台車23、31を栽培ベッド1、1、……の並列方向に沿って直進させるだけで、隣り合う栽培ベッド1、1の間に進入または間から退出できる。
更に、レール欠落部11の間隔Fが地面転動路29Aの路幅G+レール転動路(=片レール3A)の路幅を狭めることなく設定されている。
具体的には、車輪転動方向から見ると、レール欠落部11の端F1は地面転動路29Aの端G1を超えてU字状部分3Cの角部よりもU字状部分3Cの中心に寄っており、レール欠落部11の端F2は地面転動路29Aの端G2と一致している。
地面転動路29B側でも同様に設定されている。
本実施例では、栽培ベッド1と温湯管3が所定の位置関係で配置されていることから、短レール9、9、……の長さを揃えて規格化できている。
また、この実施の形態では、短レール9の長さHとレール欠落部11の間隔Fがほぼ同じになっている。
この「そのうちの少なくとも2つの車輪17、17の車輪部が‥‥移替レール7上に乗る」とは、単一の短レール9上に少なくとも2つの車輪17、17が転動可能に乗るか、または複数の短レール9上に分かれて少なくとも2つの車輪17、17が乗ることを意味する。
この条件を満たすと、フランジ18により、列間移替用台車13のレール長手直角方向のズレが規制される。上記した状態を実現するために、車輪17A、17B、17C、17D、17Eの車輪間隔(a)、(b)が設定されている。
列間移替装置では、
車輪間隔(a)≦短レール9の長さ(H)
車輪間隔(b)+(b)≦短レール9の長さ(H)
になっている。また、
レール欠落部11の間隔(F)≦車輪間隔(a)+(b)+(b)+(a)
≦レール欠落部11の間隔(F)+短レール9の長さ(H)×2
になっている。
また、図4に示すように、車輪17B、17C、17Dは、レール欠落部11上では車輪部・フランジ18ともに接地していないが、短レール9上では車輪部が短レール9に乗った状態となる。
車輪17のうちの少なくとも2つの車輪17、17が短レール9上に乗っている。このとき、短レール9上の少なくとも2か所で、車輪17の両フランジ18、18により、短レール9が挟み込まれて側面側が当接する。これにより、短レール9の長手方向に対し直角方向への移動が規制され、列間移替用台車13の姿勢が常時制御される。
短レール9の長さ(H):400mm
レール欠落部11の間隔(F):400mm
短レール9のレール高さ(J):10mm
車輪列15の車輪間隔(a):262mm
車輪間隔(b):146mm
車輪17A、17Eの車輪径(K):80mm
フランジ径(L):100mm
車輪17B、17C、17Dの車輪径(M):40mm
フランジ径(N):50mm
に設定されている。
列間移替装置では、図5に詳細に示すように、移替レール7上を走行する列間移替用台車13の車輪列15の車輪17A、17B、17C、17D、17Eと短レール9(1)、9(2)との位置関係が変遷する。なお、視認の便宜のために、それぞれの車輪17の車軸部分を黒丸で示す。また、フランジ18は図示省略する。
矢印に示す方向に走行するときには、先ず、図5(a)に示すように、短レール9(1)上に補助輪である車輪17B、17C、17Dが共に乗っている。このとき、車輪17B、17C、17Dのフランジ18、18により短レール9が挟み込まれることで、短レール9の長手直角方向への列間移替用台車13のズレが規制され、姿勢が制御される。
次に、図5(b)に示すように、車輪17Dが短レール9(1)を離れるが、車輪17B、17Cの2つの車輪は引き続き短レール9(1)上に乗っていることから、2点で列間移替用台車13の姿勢が制御される。
次に、図5(d)に示すように、車輪17Bが短レール9(1)から離れた状態となる。
次に、図5(e)に示すように、車輪17Dが短レール9(2)に到達して転動可能な状態に乗る。
次に、図5(f)に示すように、車輪17Cが短レール9(2)に到達して転動可能な状態に乗ると共に、車輪17Eが短レール9(2)から離れ、フランジ18のみ接地する。
次に、図5(g)に示すように、車輪17Aが短レール9(1)から離れ、フランジ18のみ接地する。
次に、図5(h)に示すように、車輪17Bが短レール9(2)に到達して転動可能な状態に乗る。すなわち、図5(a)と同じように、単一の短レール9に3つの補助輪である車輪17B、17C、17Dが共に転動可能に乗った状態になる。
上記のようにして、常時、少なくとも2つの車輪17、17が転動可能な状態で1つまたは2つの短レール9に乗っており、それらのフランジ18、18が短レール9の側面と当接することで、短レール9の長手直角方向への列間移替用台車13のズレが規制され、姿勢が制御される。これにより、列間移替用台車13がレール欠落部11を跨いで円滑に走行し、且つ必要な箇所で停止できる。
作業レール(温湯管)3の高さ(P):48.6mm
車輪33、35の車輪径(Q):82.8mm
フランジ径(R):180mm
に設定されている。
移替レール7は、地面に形成されたコンクリート部38の上面に敷設されており、コンクリート部38の高さ分だけ、温湯管3のU字状部分3C側が支持部37で持ち上げ支持されてコンクリート部38の上に乗っている。
このように、栽培ベッド1、1、……の間に進入させて作業を実施させることが可能となっている。
第1の実施の形態に係る列間移替装置と異なる点は、列間移替用台車13の短レール9’と車輪列15の車輪17’の寸法関係である。
図4に対応する図9に示すように、車輪17’がレール欠落部11に位置するときには、僅かではあるが降りてフランジ18’が接地するように、フランジ18’の径の寸法が設定されている。
これにより、短レール9’上に車輪17’が乗ったときにはフランジ18’がコンクリート部38の上面から浮き上がるので、短レール9’上の走行はよりスムーズになる。
一方、車輪17’が短レール9’の端部からレール欠落部11に移るときにはフランジ18’が浮き上がり状態から接地するので僅かであるが降り、逆にレール欠落部11から短レール9’の端部に移るときには僅かであるが昇るようになるが、短レール9’の長さ方向両端部は傾斜面10’になっており、傾斜面10’に沿って緩やかに乗降することになり、乗降の際の衝撃が緩和されている。
上記した状態を実現するために、
短レール9’のレール高さ(最大J1):10mm、(最小J2):8mm
車輪17A’、17E’の車輪径(K):84mm
フランジ径(L):100mm
車輪17B’、17C’、17D’の車輪径(M):64mm
フランジ径(N):80mm
第1の実施の形態に係る列間移替装置と異なる点は、図10に示すように、栽培ベッド1、1の間隔が狭くなったことに伴い、列間移替用台車39の車輪列15の車輪17の数が5輪から3輪に変わったことである。
レール欠落部11の間隔(F):200mm
車輪列15の車輪間隔(a):400mm
に設定されている。
このように、車輪の数も現場の状況に合わせて必要最小数に設定することができる。
例えば、移替レールの短レールの長さやレール欠落部の間隔、列間移替用台車の移替レールを転動する車輪の数や車輪間隔は特許請求の範囲を満足する範囲において変更できる。
また、防草シートは敷かなくてもよい。
第2作業用台車は、温湯管で構成された作業レール上を走行するものと、防草シート上を走行するものの2種類が示されているが、いずれか一方の種類だけでもよい。また、防草シート上ではなく裸の地面を走行させてもよい。その場合には、限定されないが、ゴムタイヤのような車輪で地面を転動して走行してもよい。
移替レールの形状は特に限定されず、移替レールとしての要求を満たすものであればよい。移替レールは二条のレールタイプを利用してもよい。
レール欠落部を跨いで列内に連なるフラットレールを敷設して、第2作業用台車をこのフラットレール上で走行させることも考えられる。
更に、列間移替装置の設置は屋内に限らず、屋外でもよく、作物列は茶畑のように列状に栽培されたものも含まれる。
3A、B…並列部分(片レール) 3C…U字状部分 5…作業レール
7…移替レール 9…短レール 10’…(短レールの)傾斜面
11…レール欠落部 13…列間移替用台車 15…車輪列
17A、B、C、D、E…車輪 18…フランジ 19…車輪列
21A、B…車輪 23…第2作業用台車 25…車輪 27…車輪
29A、B…地面転動路 31…第2作業用台車 33…車輪
34…フランジ 35…車輪 36…フランジ 37…支持部
38…コンクリート部 39…列間移替用台車
Claims (6)
- 作物列の間で作業レール上を走行する第1作業用台車を列間で移替するのに利用する、前記作物列の列端部に沿って敷設された移替レールと、前記第1作業用台車を載せて前記移替レール上を転動する車輪を備えた列間移替用台車を備えたレール列間移替装置において、
前記移替レールが複数の短レールを車輪転動方向に間隔をあけて直列に並べ前記間隔をレール欠落部として構成され、前記短レールの長さ方向両端部は、傾斜面になっており、且つ
前記列間移替用台車は前記車輪転動方向に対して3つ以上の両フランジ付き車輪を備えて、前記レール欠落部を跨いでまたは単一の短レール上に少なくとも2つの車輪が前記短レールに乗って前記車輪に付いた両フランジが前記短レールを挟み込み、前記列間移替用台車の移替レール長手直角方向のズレが規制され、姿勢が制御されることで、前記レール欠落部を越えて前記列間移替用台車の前記移替レール上の走行が可能になっており、
前記車輪は前記傾斜面に沿って緩やかに乗降し、前記車輪が前記短レールの両端部の間に乗ったときには、前記車輪に付いた両フランジが浮き上がり、前記車輪がレール欠落部に移るときには、前記車輪に付いた両フランジが浮き上がり状態から接地状態になることを特徴とする列間移替装置。 - 請求項1に記載した列間移替装置を備えたレール敷設システムにおいて、
作物列の間の地面を走行する第2作業用台車の車輪の転動路の延長上にレール欠落部が連なるように移替レールが敷設されていることを特徴とするレール敷設システム。 - 請求項2に記載した列間移替装置を備えたレール敷設システムにおいて、
第2作業用台車の車輪の転動路の路幅がレール欠落部上で確保されることを特徴とするレール敷設システム。 - 請求項2または3に記載した列間移替装置を備えたレール敷設システムにおいて、
作業レールは温湯管の並列部分で構成されており、第2作業用台車の車輪の転動路は前記温湯管の並列部分とそれに相対する作物列との間になっていることを特徴とするレール敷設システム。 - 請求項2から4のいずれかに記載した列間移替装置を備えたレール敷設システムにおいて、
作業レールは温湯管の並列部分で構成されており、第2作業用台車の車輪の転動路は前記作業レールになっていることを特徴とするレール敷設システム。 - 請求項1に記載した列間移替装置において、
移替レールは一条の軌道レールで構成されていることを特徴とする列間移替装置。
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