JPH08163903A - 耕耘ロータリ作業機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 簡単な手段によって耕耘ロータリ作業機の
対地速度を正確に検出すると共に、該対地速度に基づい
て耕耘ピッチの適正制御を行う。 ［構成］ 走行車（１）に昇降自在に耕耘ロータリ
（４８）を装備する耕耘ロータリ作業機（８）におい
て、前記耕耘ロータリ（４８）を耕耘深さ調節自在に支
持する調節輪（４９）に、該調節輪（４９）の回転を検
出する回転センサ（５３）を設け、前記回転センサ（５
３）の検出値に基づいてこの作業機（８）の対地速度を
検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耕耘作業中の走行車の走
行速度を速くして耕耘ロータリによる耕耘作業時間の短
縮化を図るようにした耕耘ロータリ作業機に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような高速走行での耕耘作業にあっ
ては、走行速度を一定に保つことによって所定の耕耘ピ
ッチを維持させた適正な砕土で残耕も少ない耕耘作業を
行わしめている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、車輪の回
転速度となる走行速度に対し実際の走行速度である対地
速度が、土の状態などによって大きく変化する場合、耕
耘ピッチも大きく変化して適正な耕耘作業が行われない
という問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】したがって本発明は、走
行車に昇降自在に耕耘ロータリを装備する耕耘ロータリ
作業機において、前記耕耘ロータリを耕耘深さ調節自在
に支持する調節輪に、該調節輪の回転を検出する回転セ
ンサを設け、前記回転センサの検出値に基づいてこの作
業機の対地速度を検知するもので、実際の走行速度とな
る対地速度を簡単な手段によって正確に検知すると共
に、この対地速度に基づいて正確な耕耘ピッチを算出可
能とするものである。

【０００５】また、対地速度に基づいて耕耘ピッチを算
出し、所定の耕耘ピッチを維持させるべく耕耘ロータリ
を回転制御するもので、高速走行でありながら希望とす
る所定の耕耘ピッチを正確に保った精度良好な耕耘作業
を可能とさせて、従来に比べ作業能率を大巾に向上させ
るものである。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述
する。図１は耕耘ロータリ作業機の作業説明図、図２は
全体の側面図、図３は同平面図、図４は耕耘ロータリ作
業機の側面説明図、図５はリヤカバーのフローティング
説明図である。図中（１）は前後車輪（２）（３）を有
する走行車であるトラクタであり、運転席（４）前方の
操向ハンドル（５）によって前輪（２）を方向転換させ
て走行進路を変更するように構成している。なお（６
ａ）は主変速レバー、（６ｂ）は副変速レバー、（６
ｃ）はＰＴＯ変速レバーである。

【０００７】また、トラクタ（１）にロワリンク（７）
を介してサイドドライブ型の耕耘ロータリ作業機（８）
を昇降自在に装着させるもので、中央にギアボックス
（９）を配置し、ユニバーサルジョイント付ドライブ軸
（１０ａ）を介してトラクタ（１）のＰＴＯ軸（１０）
に入力軸（９ａ）を連結して動力を伝えるようにしてい
る。前記ギアボックス（９）側面より両側方にビーム
（１１）を突出し、該ビーム（１１）のそれぞれの中途
部に支持プレート（１２）を固設し、該支持プレート
（１２）の前端にはロワリンク（７）を枢結するピンを
突設し、後端にはデプスフレーム（１３）の前端を枢支
し、マスト（１４）の前端にトップリンク（１５）の枢
結部を構成している。

【０００８】図６にも示す如く、前記ビーム（１１）の
外側端に変速ケース（１６）上部を固設し、該変速ケー
ス（１６）下部に耕耘爪軸（１７）を横架し、該耕耘爪
軸（１７）上にナタ爪よりなる多数の耕耘爪（１８）…
を側面視で放射状に植設させると共に、該耕耘爪（１
８）の回転軌跡上方をロータリカバー（１９）によって
覆い、両側をサイドカバー（２０）によって覆ってい
る。そして、該耕耘爪軸（１７）はギアボックス（９）
内のギア、ビーム（１１）内の伝動軸、変速ケース（１
６）内の無段変速機構を介して駆動し、耕耘爪（１８）
…を回転させることによって耕耘を行うようにしてい
る。

【０００９】そして図７乃至図８にも示す如く、前記ビ
ーム（１１）より前方に第１プレート（２１ａ）を固設
し、該プレート（２１ａ）前端に第２プレート（２１
ｂ）を介して支持杆（２２）を横架させ、該支持杆（２
２）に取付プレート（２３）を固定させ、該取付プレー
ト（２３）に切断刃（２４）の上部をボルト（２３ａ）
を介し左右幅方向に４本装着させてる。また、切断刃
（２４）の中間部（２４ａ）を後方に湾曲させ、この中
間部（２４ａ）を前記耕耘爪（１８）の回転爪軌跡
（Ｌ）の前部内に臨ませると共に、中間より下部先端側
を前方に傾斜させて後退角（α）を有するように設けて
いる。つまり、側面視において切断刃（２４）の中間部
（２４ａ）を耕耘爪（１８）の回転爪軌跡（Ｌ）の前部
でオーバーラップするように配置させると共に、切断刃
（２４）と耕耘爪（１８）の間隔を狭くして残耕ができ
ないようにすると共に、耕耘作業中の耕耘抵抗によって
作業機（８）が持上り状態となるのを切断刃（２４）の
地中突入作用でもって抑制している。但し、切断刃（２
４）の取付本数は限定されるものではなく、耕耘抵抗と
ならないように適宜間隔をあけても良い。

【００１０】さらに、耕耘爪（１８）上側のロータリカ
バー（１９）後端に第１支点軸（２５）を介して鋼板製
第１リヤカバー（２６）を上下方向に揺動自在に連結さ
せ、第１リヤカバー（２６）後端に合成樹脂またはゴム
などの弾性材製第２リヤカバー（２７）前端を固定さ
せ、第２リヤカバー（２７）後端に鋼板製第３リヤカバ
ー（２８）前端を固定させると共に、第１リヤカバー
（２６）後端部の第２支点軸（２９）と第３リヤカバー
（２８）前端部の第３支点軸（３０）を左右一対のリン
ク（３１）（３１）によって連結させ、第３支点軸（３
０）と略同軸上に第４支点軸（３２）を設け、第４支点
軸（３２）に第１吊下ロッド（３３）下端を連結させ、
第３リヤカバー（２８）後端部の第５支点軸（３４）に
左右一対の第２吊下ロッド（３５）下端を連結させ、第
１リヤカバー（２６）の支持体（３６）に第１及び第２
吊下ロッド（３３）（３５）上端側を昇降自在に取付
け、各吊下ロッド（３３）（３５）と第３リヤカバー
（２８）によって側面視三角形を形成させ、また第２及
び第３及び第５支点軸（２９）（３０）（３４）を結ぶ
線によって側面視三角形を形成させたもので、第２支点
軸（２９）または第３支点軸（３０）を中心に第３リヤ
カバー（２８）を矢印（Ａ）及び（Ｂ）の方向に上方移
動させ、第２支点軸（２９）及び支持体（３６）の吊下
ロッド（３３）（３５）連結部を支点とした前記カバー
（２８）及び各ロッド（３３）（３５）の両てこ機構の
動作により各ロッド（３３）（３５）の下方突張りによ
って前方移動が規制される第３リヤカバー（２８）を矢
印（Ｃ）の方向に後上方に移動させ、図５の如く、第３
リヤカバー（２８）両側部が平面視で矢印（Ｄ）の方向
に前後移動するフローティング動作を行わせる。また、
第５支点軸（３４）と第１リヤカバー（２６）の支持体
（３６）間に略一定圧となる左右一対のガスダンパ（３
７）を連結させたもので、全ストローク略一定のバネ定
数が得られかつストロークも大きく形成できるガスダン
パ（３７）によって第３リヤカバー（２８）を支持さ
せ、トラクタ（１）が左右に傾いても第３リヤカバー
（２８）の左右均等な加圧によって耕耘面を均すことが
できるように構成している。

【００１１】また、前記吊下ロッド（３３）（３５）上
端側を支持体（３６）…の軸受体（３８）…に遊嵌挿入
させ、軸受体（３８）…の上面側に当接するロッド（３
３）（３５）のピンによってロッド（３３）（３５）の
下方抜出しを防ぎ、矢印（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）とは反対方
向への第３リヤカバー（２８）の移動を阻止すると共
に、スプリング（３９）（３９）を巻装させた左右一対
のロッド（４０）（４０）下端を第１リヤカバー（２
６）上面に連結させ、前記ロッド（４０）上端側をロー
タリカバー（１９）の支持体（４１）に摺動自在に取付
け、第１リヤカバー（２６）をスプリング（３９）によ
って加圧するように構成している。

【００１２】また、前記第３リヤカバー（２８）上面に
レーキ支持体（４２）を着脱自在に固定させ、該支持体
（４２）に固定させるレーキ（４３）を第３リヤカバー
（２８）後方に延出させている。

【００１３】さらに、図５に示す如く、第２吊下ロッド
（３５）上端側を取付ける支持体（３６）の軸（４４）
に前記ガスダンパ（３７）上端を連結させ、第２吊下ロ
ッド（３５）とガスダンパ（３７）を可及的に接近させ
て略平行に設けている。

【００１４】また、前記リヤカバー（２６）（２７）
（２８）の左右幅略中央に１本の第１吊下ロッド（３
３）を位置させ、第１吊下ロッド（３３）の左右側方に
左右ロッド（４０）（４０）を配置させ、左右ロッド
（４０）（４０）のさらに左右外側方に左右二組の第２
吊下ロッド（３５）及びガスダンパ（３７）を配置さ
せ、第２吊下ロッド（３５）及びガスダンパ（３７）の
さらに左右外側方に左右リンク（３１）（３１）を配置
させ、第１及び第３リヤカバー（２６）（２７）の左右
側端部を左右リンク（３１）（３１）によって連結させ
ている。

【００１５】図６にも示す如く、前記耕耘爪軸（１７）
の両端に耕耘巾拡大用の左右の偏心爪（４７）を取付け
ると共に、左右の偏心爪（４５）間に略等間隔に多列状
に耕耘爪（１８）を取付けるもので、耕耘爪軸（１７）
外周の円周一列（爪軸（１７）の同一断面円周上）に４
本のホルダー（４６）を９０°間隔で半径方向に突設さ
せ、該ホルダー（４６）にナギナタ形状のナタ爪よりな
る耕耘爪（１８）を装備させている。そして前記耕耘爪
（１８）は切り込んでから土を反転させるために先端部
を右または左に交互に湾曲させていて、１８０°対向位
置の耕耘爪（１８）の湾曲方向を右または左方向に同一
とするように円周一列のホルダー（４６）に各２本装着
させている。

【００１６】また図７乃至図９に示す如く、左右ホルダ
ー（４８）に装着される対向の耕耘爪（１８）（１８）
の基部間隔（Ｔ）を大きな間隔の５とするのに対し、先
端爪軌跡（Ｌ）間隙である間隔（ｔ）を略１（Ｔ：ｔ≒
５：１）とするように設けるもので、該実施例におい
て、回転半径ａを約２４５ｍｍ程度とすると、基部間隔
（Ｔ）は２００ｍｍであり、先端爪軌跡（Ｌ）間隔
（ｔ）は４０ｍｍ程度の間隙を開口して、基部間隔
（Ｔ）を大とさせ耕耘爪（１８）の取付本数を減少させ
ることによって、所要動力の低減化を図って、同一動力
での耕耘時余力分を速度に回して高速耕耘を可能とさせ
るように構成したものである。

【００１７】即ち、前記耕耘爪（１８）は土を切取った
後に掬取る形状に中間から先端側を側方に大きく湾曲さ
せて、大きな湾曲巾（ｂ）（ｂ≒８０ｍｍ）の湾曲部
（１８ａ）を有する変形し易い弾性爪に形成して、耕耘
爪（１８）の土中打込み時において湾曲部（１８ａ）の
水平分力により土を湾曲横方向に押移動させる力と、耕
耘爪（１８）を土の抵抗負荷によって反湾曲方向に弾性
変形させるときの横方向の反撥力とによって、掬取り土
を図９矢印の耕耘爪軸（１７）に略平行な横方向に押出
す状態とさせて、対向する左右耕耘爪（１８）の先端軌
跡（Ｌ）間に残耕として残る土部分を破砕して、残耕が
形成されるのを効果的に防止するように構成したもので
ある。またこの場合切断地点近傍まで爪（１８）が回転
して土の抵抗負荷が小となるとき、爪（１８）打込み時
の弾性変形による復元弾性力によって残耕として残る土
部分を横方向より破砕して、一層破砕効果を向上させる
と共に、切断土壌自体にも弾性戻り力による歪み力を与
えて土壌を膨軟な細土にまで破砕するように構成したも
のである。つまり残耕が残る状態で耕耘しながら残耕が
残らない作業を最小の爪構成で可能とさせて所要動力を
低減させるものである。

【００１８】このように、ロータリ作業機（７）の耕耘
爪（１８）の本数を従来のロータリ作業機に比べ例えば
７０％程度とすることによって、走行速度を従来の２倍
とする高速耕耘も可能とさせるものである。

【００１９】図７乃至図８に示す如く、切断刃（２４）
の後部とロータリカバー（１９）の間に略三角形状の仕
切板（４７）を配置するもので、前記切断刃（２４）の
背面に仕切板（４７）を固設させ、仕切板（４７）とカ
バー（１９）内面の間隔を最小とするように接近させ、
藁や雑草などの仕切板（４７）とカバー（１９）間への
入り込みを防止するように設けると共に、後部側の辺を
円弧状の刃部に形成して藁等を下方へ導くとともに藁の
切断も同時に行うように構成している。なお、仕切板
（４７）の幅（板厚）（Ｈ）は切断刃（２４）の刃幅
（ｈ）よりも若干小さく（Ｈ＜ｈ）形成して、藁や雑草
等が切断刃（２４）に絡みつかないで、良好な切断を可
能とさせるように構成している。

【００２０】また図１、図３、図４、図１０に示す如
く、耕耘爪軸（１７）及び耕耘爪（１８）…からなる耕
耘ロータリ（４８）を耕耘深さ調節自在に支持する調節
輪であるゲージホイル（４９）を、ロータリ（４８）の
前部で左右両側に配置させるもので、前記支持杆（２
２）に左右位置調節自在に固定するホイルホルダー（５
０）の先端に、調節ボルト（５１）を介し支持高さ調節
自在にゲージホイル（４９）のホイルフレーム（５２）
を支持すると共に、ゲージホイル（４９）の回転数を検
出するホイル回転センサである対地速度センサ（５３）
をホイル軸（５４）の一端側に設けて、ゲージホイル
（４９）の回転数の検出に基づいてこの作業機（８）の
対地速度を検知するように構成している。

【００２１】さらに、図１１に示す如く、トラクタ
（１）のミッションケース（５４）からの駆動力を入力
するギアボックス（９）の入力軸（９ａ）には、一対の
ベベルギア（５５）（５６）を介して左側のビーム（１
１）内を挿通させる伝動軸（５７）を連動連結させると
共に、前記耕耘爪軸（１７）に伝動軸（５７）を変速ケ
ース（１６）内の変速Ｖプーリ（５８）（５９）及び変
速Ｖベルト（６０）からなるベルト式無段変速機構（６
１）を介して連動連結させて、耕耘爪軸（１７）の回転
数を変更自在とするように設けている。

【００２２】そして図１２に示す如く、前記対地速度セ
ンサ（５３）と、前記耕耘爪軸（１７）の一端側に連結
する耕耘爪軸回転センサ（６２）と、耕耘爪（１８）に
よる基準耕耘ピッチ（Ｐ１）を設定する耕耘ピッチ設定
器（６３）とをコントローラ（６４）に接続させると共
に、前記無段変速機構（６１）にコントローラ（６４）
を接続させて、前記速度及び回転センサ（５３）（６
２）の検出に基づいて無段変速機構（６１）を変速動作
させて基準の耕耘ピッチ（Ｐ１）を維持させるように構
成している。

【００２３】本実施例は上記の如く構成するものにし
て、従来例えば爪軸（１７）１回転当りの爪本数を１本
で、爪軸回転数略１７０ｒｐｍ、車速０．５ｍ／ｓの作
業条件で行われる作業を、爪軸（１７）１回転当りの爪
本数を２本として、爪軸回転数略１７０ｒｐｍ、車速１
〜１．５ｍ／ｓの作業条件で行うもので、走行速度を従
来の略２倍以上に高速化させて、作業能率を大巾に向上
させるものである。

【００２４】またこのような走行速度を高速化した場
合、走行速度を高速とすればする程、ロータリ作業機
（８）のけん引抵抗を増大させる状態とさせて、耕耘ロ
ータリ（４８）に上すべり現象を起生させて、作業機
（８）を浮上らせようとするが、土中に突入する後退角
を有する前記切断刃（２４）移動時の下方向の力と、切
断刃（２４）側面を土で圧接する力などが切断刃（２
４）の抜出し抵抗力として作業機（８）の浮上りを防止
する。

【００２５】さらに図７に示す如く、側面視で前記耕耘
爪（１８）の土中突入地点に切断刃（２４）の土中突入
地点を略一致させる如く重複させて、耕耘爪（１８）の
土壌切断時に切断刃（２４）によって土壌を切り込む状
態とさせて、この切り込んだ土を耕耘爪（１８）によっ
て容易に耕耘して、この耕耘作業での負荷の低減化と、
爪（１８）に絡み付く雑草などの切断排除と、雑草など
の土中での生育防止などを可能にできる。

【００２６】そしてこのような高速耕耘作業中にあっ
て、前記速度センサ（５３）が作業機（８）の対地速度
（Ｖ）を、また前記回転センサ（６２）が爪軸（１７）
の回転数（Ｎ）をそれぞれ検出するとき、耕耘ピッチ
（Ｐ）Ｐ＝（Ｖ／ＮＺ）×Ｋ（但しＫ：定数、Ｚ＝２
（爪本数））の関係より現作業での耕耘ピッチ（Ｐ）が
演算され、演算された耕耘ピッチ（Ｐ）が設定された基
準ピッチ（Ｐ１）より大或いは小のとき前記無段変速機
構（６１）でもって爪軸（１７）の回転を上昇或いは低
下制御して、常に基準ピッチ（Ｐ１）を保った高精度な
耕耘作業を行うものである。

【００２７】図１４は無段変速機（６１）を、従来の爪
軸（１７）を駆動するチェーンケース（６５）の入力軸
（６５ａ）と、前記ＰＴＯ軸（１０）からの駆動力を作
業機（８）側に入力する入力軸（６６）間に介設するも
ので、前記入力軸（６６）に入力側Ｖプーリ（５８）を
取付けると共に、出力側Ｖプーリ（５９）のプーリ軸
（５９ａ）と前記入力軸（６５ａ）間に一対のベベルギ
ア（５５）（５６）を介設して、チェーンケース（６
５）の前段側で爪軸（１７）の回転を変更制御するよう
に構成したものである。

【００２８】図１５は耕耘爪軸（１７）の回転の変更制
御を油圧式無段変速機構（ＨＳＴ）（６７）により行う
構成例を示すもので、前記変速機構（６７）の可変容量
形ポンプ（６８）を入力軸（６６）に連結させると共
に、前記ベベルギア（５５）（５６）の入力側ギア軸
（５５ａ）に定吐出モータ（６９）を連結させて、前記
ポンプ（６８）の斜板制御によって耕耘ピッチ（Ｐ）を
略一定に保つように構成したものである。なお爪軸（１
７）に直接的にモータ（４９）を連結させても良い。

【００２９】また図１６は耕耘爪軸（１７）の回転の変
更制御を油圧モータ（７０）の流量制御によって行う構
成例を示すもので、配管接続する一対の定容量形油圧ポ
ンプ（７１）と油圧モータ（７０）を前記入力軸（６
６）と爪軸（１７）に連結させて、油圧モータ（７０）
の流量制御によって耕耘ピッチ（Ｐ）を略一定に保つよ
うに構成したものである。

【００３０】なお前述実施例にあっては、対地速度をゲ
ージホイル（４９）の回転数より検知する構成を示した
が、作業機（８）後方に設ける後尾輪や、別途設置する
対地速度検出専用の接地輪など何れでも良い。

【００３１】

【発明の効果】以上実施例から明らかなように本発明
は、走行車（１）に昇降自在に耕耘ロータリ（４８）を
装備する耕耘ロータリ作業機（８）において、前記耕耘
ロータリ（４８）を耕耘深さ調節自在に支持する調節輪
（４９）に、該調節輪（４９）の回転を検出する回転セ
ンサ（５３）を設け、前記回転センサ（５３）の検出値
に基づいてこの作業機（８）の対地速度を検知するもの
であるから、実際の走行速度となる対地速度を簡単な手
段によって正確に検知することができると共に、この対
地速度に基づいて正確な耕耘ピッチ（Ｐ）を算出可能と
することができるものである。

【００３２】また、対地速度に基づいて耕耘ピッチを算
出し、所定の耕耘ピッチ（Ｐ１）を維持させるべく耕耘
ロータリ（４８）を回転制御するものであるから、高速
走行でありながら希望とする所定の耕耘ピッチ（Ｐ１）
を正確に保った精度良好な耕耘作業を可能とさせること
ができて、従来に比べ作業能率を大巾に向上させること
ができるなど顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】耕耘ロータリ作業機の作業説明図である。

【図２】全体の側面図である。

【図３】全体の平面図である。

【図４】耕耘ロータリ作業機の側面説明図である。

【図５】リヤカバー部の平面説明図である。

【図６】耕耘ロータリ部の背面説明図である。

【図７】耕耘ロータリ部の側面説明図である。

【図８】耕耘ロータリ部の正面説明図である。

【図９】耕耘爪部の背面説明図である。

【図１０】ゲージホイル部の正面説明図である。

【図１１】耕耘ロータリの駆動系の説明図である。

【図１２】制御回路図である。

【図１３】フローチャートである。

【図１４】耕耘ロータリの駆動系の説明図である。

【図１５】耕耘ロータリの駆動系の説明図である。

【図１６】耕耘ロータリの駆動系の説明図である。

【符号の説明】

（１） トラクタ（走行車） （８） 作業機 （４８） 耕耘ロータリ （４９） ゲージホイル（調節輪） （５３） 対地速度センサ（回転センサ） （Ｐ１） 耕耘ピッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 妻 鹿 卓 司 長野県松本市石芝１丁目１番１号 石川島 芝浦機械株式会社松本工場内 (72)発明者 北 林 明 彦 長野県松本市石芝１丁目１番１号 石川島 芝浦機械株式会社松本工場内 (72)発明者 前 沢 明 彦 長野県松本市石芝１丁目１番１号 石川島 芝浦機械株式会社松本工場内 (72)発明者 藤 沢 新 吉 長野県松本市石芝１丁目１番１号 石川島 芝浦機械株式会社松本工場内 (72)発明者 宮 本 雅 彦 長野県松本市石芝１丁目１番１号 石川島 芝浦機械株式会社松本工場内 (72)発明者 輿 公 浩 長野県松本市石芝１丁目１番１号 石川島 芝浦機械株式会社松本工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行車に昇降自在に耕耘ロータリを装備
   する耕耘ロータリ作業機において、前記耕耘ロータリを
   耕耘深さ調節自在に支持する調節輪に、該調節輪の回転
   を検出する回転センサを設け、前記回転センサの検出値
   に基づいてこの作業機の対地速度を検知するように設け
   たことを特徴とする耕耘ロータリ作業機。
2. 【請求項２】 対地速度に基づいて耕耘ピッチを算出
   し、所定の耕耘ピッチを維持させるべく耕耘ロータリを
   回転制御するように構成したことを特徴とする請求項１
   記載の耕耘ロータリ作業機。