JP2019073064A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】走行時の直進性を安定させつつ、旋回性の低下を抑えた作業車両を提供すること。【解決手段】走行車体（２）に支持された走行装置（３）と、走行車体（２）を操舵する操舵装置（４ａ）と、走行車体（２）に支持されて、作業を行う作業機（１１）とを備え、走行装置（３）は、前記走行装置（３）が圃場面に接触する第１の位置と、前記第１の位置よりも圃場面との接触面積が狭い第２の位置と、の間で移動可能に支持され、直進走行時は、前記走行装置（３）が前記第１の位置に移動し、所定量操舵されると、前記走行装置（３）が前記第２の位置に移動する作業車両（１）。【選択図】図２

Description

本発明は、作業車両に関する。

圃場で作物の収穫等の作業を行う際に用いる収穫機等の作業車両において、収穫物を収穫し、収納部に運搬して迅速な収穫作業を行う作業車両が知られている（特許文献１）。

特開２００５−３３３９１７号公報

特許文献１に記載の構成では、収穫物が走行車体の収納部に貯留されることとなり、走行車体のバランスが変化しやすく、走行時の直進性や旋回性が悪化する場合があった。特に、畔や段差を越える際の傾斜地で安定性が悪い問題があった。

本発明は、走行時の直進性を安定させつつ、旋回性の低下を抑えた作業車両を提供することを技術的課題とする。

本発明の上記課題は、次の解決手段により解決される。
すなわち、請求項１に記載の発明は、走行車体（２）と、前記走行車体（２）に支持された走行装置（３）と、前記走行車体（２）を操舵する操舵装置（４ａ）と、前記走行車体（２）に支持されて、作業を行う作業機（１１）とを備え、前記走行装置（３）は、前記走行装置（３）が圃場面に接触する第１の位置と、前記第１の位置よりも圃場面との接触面積が狭い第２の位置と、の間で移動可能に支持され、直進走行時は、前記走行装置（３）が前記第１の位置に移動し、所定量操舵されると、前記走行装置（３）が前記第２の位置に移動することを特徴とする作業車両である。

請求項２に記載の発明は、前記第１の位置と前記第２の位置との移動方向は、前記作業機（１１）に接近または離間する方向に沿って設定されたことを特徴とする請求項１に記載の作業車両である。

請求項３に記載の発明は、前記走行車体（２）の後方に配置された第１のクローラ（２１）と、前記第１のクローラ（２１）の前方に配置された第２のクローラ（８１）と、を有し、前記第１のクローラ（２１）および前記第２のクローラ（８１）の中の一方が、前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動可能な前記走行装置（３）を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の作業車両である。

請求項４に記載の発明は、前記走行車体（２）の幅方向に沿って移動可能な前記走行装置（３）を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の作業車両である。

請求項５に記載の発明は、前記走行車体（２）の走行方向に対して、前記第１の位置における前記走行装置（３）の先端が、前記作業機（１１）の外端に対応する位置に設定されたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の作業車両である。

請求項１記載の発明によれば、走行装置（３）が圃場面に接触する第１の位置と、圃場面との接触面積が狭い第２の位置との間で走行装置（３）が移動可能に支持され、直進走行時は、走行装置（３）が第１の位置に移動し、所定量操舵されると走行装置（３）が第２の位置に移動することで、走行時の直進性を安定させつつ、旋回性の低下を抑えることができる。

請求項２記載の発明によれば、前記第１の位置と前記第２の位置との移動方向は、作業機（１１）に接近または離間する方向に沿っていることで、作業機（１１）と走行車体（２）との追従性が向上する高さ調節の精度が向上し、調節頻度が減少し、操作性も向上する。

請求項３記載の発明によれば、第１のクローラ（２１）および第２のクローラ（８１）の中の一方が、第１の位置と前記第２の位置との間で移動可能とすることで、一方が車輪の場合よりも直進性が向上する。また、旋回時は走行装置（３）の全長が短くなり、圃場面を荒らしにくくなると共に、旋回性も向上する。

請求項４記載の発明によれば、走行装置（３）が走行車体（２）の幅方向に沿って移動可能とすることで、圃場の畝や溝の位置に対して、走行装置（３）の位置を、走行しやすい位置に合わせることができ、走行安定性や走破性を向上させることができる。

請求項５記載の発明によれば、走行車体（２）の走行方向に対して、第１の位置における走行装置（３）の先端が、作業機（１１）の外端に対応する位置に設定されることで、作業機（１１）と走行車体（２）との追従性が向上する高さ調節の精度が向上し、調節頻度が減少し、操作性も向上する。

本発明の構成例に係る野菜収穫機の側面図である。 本実施形態の走行装置の要部説明図である。 本実施形態のチェンケースの出力側の部分の要部説明図である。 本実施形態のシリンダとの連結部分の説明図である。 トレッド調整部材の説明図であり、図５Ａは本実施形態の説明図、図５Ｂは他の形態の説明図である。 本発明の走行装置の他の形態の説明図である。

以下、図面に基づき、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
図１は本発明の構成例に係る野菜収穫機の側面図である。
図１において、野菜収穫機１は、左右のクローラ等からなる走行装置３によって支持される走行車体２に、走行および機器操作のための操縦部４、圃場に植生する根菜系作物を取り込む収穫部５、取り込んだ作物を選別作業するための選別部６、選別後の作物を収容する収容部（図示せず）等を備えて構成される。

操縦部４には、運転座席４ｓが設置されている。また、操縦部４には、左右の操舵の操作を行うためのパワステレバー４ａ（操舵装置）や、前進または後進を行うための前後進レバー４ｂ、後述するシリンダを昇降するためのトグルスイッチ４ｃ、図示しない引上搬送ベルト１２の停止ボタン等が設置されている。
なお、パワステレバー４ａを操縦部４の右側に設置し、トグルスイッチ４ｃを左側に設置することで、作業者（オペレータ）が右手でパワステレバー４ａを操作しながら、左手でトグルスイッチ４ｃを操作可能である。したがって、両方とも右側に配置されたり、両方とも左側に配置される場合に比べて、操作性が向上する。

収穫部５には、作物の茎葉部を挟持し根菜本体部を吊下げた状態で後側上方に搬送して圃場から引き上げる左右一対の引上搬送ベルト１２，１２が設けられている。引上搬送ベルト１２，１２の前側には根菜の葉部を引起しする引起装置１１が配置されている。引上搬送ベルト１２，１２の後部には、引上搬送ベルト１２，１２から根菜を受けて茎葉部を切断する茎葉処理装置１３が設けられている。また、切断されて茎葉部から分離して落下する根菜本体部を受けて根菜本体部側に残る茎葉を取り除く残葉処理装置１４等が配置されている。
なお、前記収穫部５や選別部６、収容部等は、従来公知であり、例えば、特開２００５−３３３９１７号公報に記載されているため、詳細な説明は省略する。

（走行装置の説明）
図２は本実施形態の走行装置の要部説明図である。
図１、図２において、走行装置３は、走行車体２の後側に配置されたクローラ２１（第１のクローラ）を有する。クローラ２１は、無端ベルト状のシュー２２を有する。シュー２２の内側には、駆動部材の一例としての駆動輪２３や、複数の転輪２４が配置されている。駆動輪２３には、エンジン（図示せず）からの駆動が伝達される。
図２において、駆動輪２３の駆動軸２３ａは、シュー２２の幅方向の外側に向けて延びている。駆動軸２３ａの外端には、チェンケース３１が配置されている。チェンケース３１は、ステー３２により、走行車体２に固定支持されている。なお、ステー３２による走行車体２への固定は、ボルトで行うことで、チェンケース３１等のメンテナンス時に、容易に着脱することができるため好ましい。

図３は本実施形態のチェンケースの出力側の部分の要部説明図である。
図３において、チェンケース３１の内部には、複数の歯車３３（図３には、出力側の歯車のみ図示）とチェーン３４が収容されており、駆動軸２３ａからの駆動が伝達される。出力側の歯車３３の出力軸３３ａは、走行車体２の幅方向の内側に向けて延びている。

図２において、チェンケース３１の前端には、走行車体２の幅方向の内側に向けて延びるパイプ部３６が支持されている。前記出力軸３３ａは、パイプ部３６の内部を貫通して幅方向の内側に向けて延びている。また、パイプ部３６は、外側パイプ３６ｂと、外側パイプ３６ｂよりも小径の内側パイプ３６ａとを有し、内側パイプ３６ａの外端部が外側パイプ３６ｂの内端部に対して嵌った状態で挿入されている。したがって、内側パイプ３６ａは外側パイプ３６ｂに対して、走行車体２の幅方向に沿ってスライド移動可能、且つ、出力軸３３ａを中心として回転移動可能に支持されている。

図２において、内側パイプ３６ａの内端は、タイヤ駆動チェンケース４１に連結されている。タイヤ駆動チェンケース４１の前端には、走行部材の一例としてのタイヤ４２が支持されている。
したがって、本実施形態の野菜収穫機１では、走行装置３は、クローラ２１とタイヤ４２とを有する、いわゆる、セミクローラ仕様となっている。したがって、タイヤ４２を有しない場合に比べて、接地面積が広くなる。よって、走行装置３のグリップ力があがり、直進性が向上する。また、圃場に出入りする部分の傾斜地でも安定して走行できる。さらに、圃場の凹凸に追従しやすく、走破性も向上する。
また、本実施形態では、タイヤ４２として、空気入タイヤを使用している。したがって、空気入タイヤを使用しない場合に比べて、走行時の振動を低減できる。

本実施形態では、タイヤ４２は、走行車体２の幅方向に対して、タイヤ駆動チェンケース４１の外側に配置されており、クローラ２１に対して幅方向でほぼ同じ位置となるように設置されている。したがって、幅方向で異なる位置に設置されると、タイヤ４２とクローラ２１の一方が畝を荒らしたり、圃場の凹凸の影響を受けて直進性に悪影響がでる恐れがあるが、本実施形態では、これらの懸念が解消される。なお、本実施形態では、チェンケース３１に対してタイヤ駆動チェンケース４１を幅方向内側に設置し、タイヤ駆動チェンケース４１の幅方向外側にタイヤ４２を設置したがこれに限定されない。タイヤ駆動チェンケース４１はチェンケース３１の外側に設置することも可能であるし、タイヤ４２はタイヤ駆動チェンケース４１の内側に設置することも可能である。したがって、他の部材（収穫部５等）との位置関係によって、任意の位置に設置することも可能である。

図１において、本実施形態では、タイヤ４２は、前端が収穫部５の前端（引起装置１１の前端）に対応する位置に設置されている。圃場の凹凸に伴ってタイヤ４２が上下すると、走行車体２が上下動し、収穫部５も連動して上下動する。特許文献１に記載の構成のように、タイヤ４２と収穫部５の位置が前後方向でずれていると、タイヤ４２が圃場の凹凸に差し掛かるタイミングと、収穫部５が圃場の凹凸に差し掛かるタイミングとがずれる。したがって、作物の高さと収穫部５の高さとが一致せず、収穫ができなかったり、作物に収穫部５が接触して作物を傷つけたりする恐れがある。作物に収穫部５の高さを合わせるために収穫部５の高さ調整を行う作業が入ると、作業性が悪化する問題もある。これらに対して、本実施形態では、タイヤ４２が収穫部５の位置に対応して設置されており、収穫部５が走行車体２に追従して、高さ調整が不要あるいは回数を削減することが可能となり、作業性が向上する。

図４は本実施形態のシリンダとの連結部分の説明図である。
図２、図４において、左右のタイヤ駆動チェンケース４１は、接地面積調整装置５１に支持されている。接地面積調整装置５１は、各タイヤ駆動チェンケース４１に下端が支持された左右一対の昇降アーム５２を有する。本実施形態の昇降アーム５２は、中空のパイプ状に形成されている。
本実施形態の昇降アーム５２は、いわゆるアーチ状に形成されており、左右のタイヤ駆動チェンケース４１を上方で連結するように、上方に行くにつれて間隔が狭くなるように形成されている。したがって、作物の収穫の際に入口となる下方が広く、上方に行くにつれて徐々に狭くなっている。よって、昇降アーム５２が畝をよけることができると共に、作物の葉をかき分ける部材である「分草かん」を昇降アーム５２が兼ねることができる。したがって、別個に分草かんを設ける場合に比べて、部品点数が削減され、低コスト化できる。

また、左右の昇降アーム５２の上端は、連結バー５３で連結されている。左右の昇降アーム５２は、連結バー５３が内部に挿入された状態で支持されており、昇降アーム５２は、連結バー５３に対して、走行車体２の幅方向に沿ってスライド移動可能に支持されている。
連結バー５３には、作動部材の一例としてのシリンダ５４のプランジャ５４ａが連結されている。なお、シリンダ５４は、走行車体２の前端部に支持されている。なお、シリンダ５４は任意の位置に設置可能であり、操縦部４のフレームに支持したり等が可能である。なお、野菜収穫機１のボンネットに取り付けずに操縦部４に取り付けることで、ボンネットが開けられなくなることが防止される。

シリンダ５４は、野菜収穫機１の制御部からの制御信号に応じて作動し、プランジャ５４ａが伸縮する。したがって、シリンダ５４の動作に応じて、タイヤ駆動チェンケース４１およびタイヤ４２は、第１の位置の一例としての下降位置（図２の実線参照）と、第２の位置の一例としての上昇位置（図２の破線参照）との間で移動可能である。
本実施形態では、操縦部４のトグルスイッチ４ｃへの入力に応じて、シリンダ５４を動作させて、タイヤ４２を昇降させる。なお、トグルスイッチ４ｃを運転座席４ｓから見て上方向（前側）に倒した場合に、タイヤ４２を上昇させ、下方向（後側）に倒した場合にタイヤ４２を下降させるように構成することで、感覚的に操作しやすくなる。

また、本実施形態では、パワステレバー４ａへの操作により、所定量以上の操舵が行われると、走行車体２が旋回すると野菜収穫機１の制御部が判断し、シリンダ５４を作動させて、タイヤ４２を上昇位置に移動させる。したがって、走行装置３の全体において接地面積が減少し、旋回性が向上する。そして、パワステレバー４ａの入力が戻されて、走行車体２が直進走行すると制御部が判断した場合、制御部は、シリンダ５４を制御して、タイヤ４２を下降位置に移動させる。したがって、直進走行時は、走行装置３の接地面積が増加し、直進性が向上する。特許文献１に記載の構成のように、直進時も旋回時も走行装置の接地面積が一定の場合、直進走行性を重視するように接地面積が設定されていれば旋回性が悪く、旋回性を重視するように接地面積が設定されていれば直進走行性が悪くなる問題があった。これに対して、本実施形態では、旋回時にタイヤ４２を圃場から離間させて接地面積を狭くし、直進時にタイヤ４２を圃場に接触させて接地面積を広くしている。よって、直進性と旋回性を両立することができ、走行時の直進性を安定させつつ、旋回性の低下を抑えることができる。

特に、本実施形態では、タイヤ４２は、昇降時に前後方向および上下方向に移動する。すなわち、作業機の一例としての引起装置１１に対して接近、離間する方向に移動する。タイヤ４２が伸びた状態で、圃場の凹凸を越えたりする場合、走行車体２が前上がり及び前下がりになるピッチングが起きにくい。したがって、刈り取り部（引起装置１１）の高さがばらつきにくくなる。よって、刈り取り部（引起装置１１）の高さ調節が行い易く、適正な刈取り高さに調節できるため、高さ調節の精度が上がる。したがって、引起装置１１の調節頻度も減少し、操作性も向上する。

さらに、本実施形態では、操縦部４での操作に応じて、作物の収穫作業を行う際には、引起装置１１が下降して圃場面に近接すると共に、作物の収穫作業が終わった場合には、引起装置１１が上昇して圃場面から離間する。このとき、本実施形態では、制御部は、引起装置１１の昇降に連動して、シリンダ５４を制御して、タイヤ４２を上昇位置と下降位置との間で昇降させる。よって、作業時には、タイヤ４２が下降して引起装置１１と走行車体２との追従性が向上する。また、作業終了後の上昇時はタイヤ４２を上昇させ、作業終了後の走行時の旋回性を確保できる。なお、直進走行時の安定性は、収穫作業時に比べれば、作業終了後の走行時は要求されないので、タイヤ４２を上昇させていても問題は少ない。

図３において、本実施形態の出力軸３３ａは、外形が、多角柱の一例としての六角柱状に形成されており、歯車３３の出力軸３３ａの貫通口も対応して六角形状に形成されている。したがって、出力軸３３ａは、歯車３３に対して、軸方向（走行車体２の幅方向）に沿ってスライド移動可能且つ、歯車３３と一体的に回転可能に支持されている。よって、出力軸３３ａは、歯車３３の駆動をタイヤ駆動チェンケース４１に伝達可能且つ、軸方向に移動可能に構成されている。
なお、出力軸３３ａが歯車３３に対して軸方向にスライド移動可能に構成する構成を例示したが、これに限定されない。出力軸３３ａと歯車３３とを溶接等で一体化し、出力軸３３ａの軸方向に移動する際に、歯車３３（やチェーン３４）も移動するように構成することも可能である。

図５はトレッド調整部材の説明図であり、図５Ａは本実施形態の説明図、図５Ｂは他の形態の説明図である。
図３において、出力側の歯車３３の出力軸３３ａには、軸方向の外方に延びる雄ねじ部３３ｂが形成されている。雄ねじ部３３ｂの外方には、トレッド調整部材６１が配置されている。図３、図５Ａにおいて、トレッド調整部材６１は、出力軸３３ａの延長上に配置された六角柱状に形成されているが、これに限定されず、円柱状や四角柱等の多角柱状等、任意の形状に変更可能である。

トレッド調整部材６１は、雄ねじ部３３ｂがねじ込まれる雌ねじ部６１ａを有する。トレッド調整部材６１は、チェンケース３１のハウジングに回転可能に支持されている。
トレッド調整部材６１の幅方向外側には、制輪子の一例としてのブレーキシュー６２が近接して配置されている。ブレーキシュー６２には、ブレーキワイヤ６３（図２参照）が連結されており、ブレーキワイヤ６３は、操縦部４の図示しないトレッド調整レバーに連結されている。

したがって、ブレーキシュー６２が作動していない状態では、歯車３３の回転に伴って、出力軸３３ａおよびトレッド調整部材６１が回転する。
タイヤ４２どうしの間隔（幅、トレッド）を調整する場合、トレッド調整レバーが操作されて、ブレーキシュー６２がトレッド調整部材６１を押さえる（ブレーキをかける）。この状態で、走行車体２が前進または後進されて、駆動が歯車３３に伝達されると、回転する出力軸３３ａの雄ねじ部３３ｂと、ブレーキがかかって停止しているトレッド調整部材６１の雌ねじ部６１ａとのネジ嵌合で、出力軸３３ａが軸方向に移動する。なお、本実施形態では、一例として、走行車体２の前進時に出力軸３３ａが幅方向の内側に移動（ねじ３３ｂ，６１ａが緩む方向に移動）し、走行車体２の後進時に出力軸３３ａが幅方向の外側に移動（ねじ３３ｂ，６１ａが締まる方向に移動）するように設定されているが、移動方向が逆の設定とすることも可能である。

出力軸３３ａが軸方向に移動すると、タイヤ駆動チェンケース４１およびタイヤ４２が、走行車体２の幅方向に沿って移動する。なお、このとき、タイヤ駆動チェンケース４１に連結されている内側パイプ３６ａが、チェンケース３１に連結された外側パイプ３６ｂに対してスライド移動する。
また、タイヤ駆動チェンケース４１が幅方向に移動すると、昇降アーム５２も幅方向に移動し、連結バー５３に対して幅方向にスライド移動する。

したがって、ブレーキシュー６２が作動した状態で、走行車体２を前後進させることで、タイヤ駆動チェンケース４１およびタイヤ４２が幅方向に移動し、左右のタイヤ４２どうしの間隔、いわゆるトレッド間隔を容易に調整できる。
よって、圃場の畝と溝の幅や間隔に応じて、走行しやすい位置、走行が安定する位置にタイヤ４２を移動させることができ、走行安定性や走破性を向上させることができる。

なお、トレッド調整部材６１は、図５Ａに示すように、六角柱に雌ねじ部６１ａを形成する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、図５Ｂに示すように、中空のパイプ７１の先端部に、ねじ穴７２ａが形成されたタップ７２を、蓋をするように固定支持する構成とすることも可能である。このように構成することで、雌ねじ部６１ａを形成する場合に比べて加工が容易にできる。
また、雄ねじ部３３ｂには、トレッド調整部材６１から抜けないように、抜け止め加工または抜け止め用の機構を備えることが好ましい。

図６は本発明の走行装置の他の形態の説明図である。
図１〜図５に示す形態では、タイヤ４２を昇降させる構成を例示したが、これに限定されない。図６において、タイヤ駆動チェンケース４１およびタイヤ４２に変えて、第２のクローラの一例としての前側クローラ８１を設けることも可能である。図６に示す形態でも、シリンダ５４を作動させることで、前側クローラ８１を図６の実線で示す接地面積の広い下降位置と、図６の破線で示す接地面積の狭い上昇位置との間で移動可能である。したがって、前側クローラ８１と後側のクローラ２１とを備えた構成でも、直進時は接地面積を広くして直進性を向上しつつ、旋回時は接地面積を狭くして旋回性を確保することができる。

特に、図１に示すタイヤ４２を使用する形態に比べて、図６に示す形態では、前側クローラ８１の方が接地面積を広くすることが可能であるため、直進性がさらに向上する。また、旋回時は、前側クローラ８１が上方位置に移動して、走行装置３の全長および接地面積が狭くなるので、圃場面を荒らしにくくなり、旋回性も向上する。
なお、図１、図６に示す形態では、走行装置３の前側の部材を昇降させる構成を例示したが、これに限定されない。後側のクローラ２１を昇降させる構成とすることも可能である。また、後側の部材をクローラ２１で構成する場合を例示したが、これに限定されない。タイヤ等の車輪で構成することも可能である。

１…作業車両、
２…走行車体、
３…走行装置、
４ａ…操舵装置、
１１…作業機、
２１…第１のクローラ、
８１…第２のクローラ。

Claims (5)

1. 走行車体（２）と、
   前記走行車体（２）に支持された走行装置（３）と、
   前記走行車体（２）を操舵する操舵装置（４ａ）と、
   前記走行車体（２）に支持されて、作業を行う作業機（１１）と、
   を備え、
   前記走行装置（３）は、前記走行装置（３）が圃場面に接触する第１の位置と、前記第１の位置よりも圃場面との接触面積が狭い第２の位置と、の間で移動可能に支持され、
   直進走行時は、前記走行装置（３）が前記第１の位置に移動し、
   所定量操舵されると、前記走行装置（３）が前記第２の位置に移動する
   ことを特徴とする作業車両。
2. 前記第１の位置と前記第２の位置との移動方向は、前記作業機（１１）に接近または離間する方向に沿って設定された
   ことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
3. 前記走行車体（２）の後方に配置された第１のクローラ（２１）と、前記第１のクローラ（２１）の前方に配置された第２のクローラ（８１）と、を有し、前記第１のクローラ（２１）および前記第２のクローラ（８１）の中の一方が、前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動可能な前記走行装置（３）、
   を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の作業車両。
4. 前記走行車体（２）の幅方向に沿って移動可能な前記走行装置（３）、
   を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の作業車両。
5. 前記走行車体（２）の走行方向に対して、前記第１の位置における前記走行装置（３）の先端が、前記作業機（１１）の外端に対応する位置に設定された
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の作業車両。

Images