JP3679874B2 - 作業車両用の作業装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、トラクタや建設車両などの作業車両に着脱自在に装着される作業装置に関し、より具体的にいえば、草刈り作業や路面の清掃作業などに使用するのに好適な装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の着脱式の作業装置は、一般に、作業車両の車体に標準装備したヒッチに着脱されるようになっている。
ところで、長尺のブームを備えた作業装置では、そのブームの基部を上記ヒッチに取付けると、ブームの先端部に支持した作業機の重量によって上記ヒッチに大きなモーメントが作用して、そのヒッチが撓みやすくなる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このため、上記の従来技術では、車両の作業走行中に作業機へ作用する慣性力や作業反力などによって上記ヒッチの撓み量が大きくなり、それに伴って、ブームの先端部に支持した作業機の揺れ動き量が増幅される。その結果、例えば、草刈り作業では、刈り残しが生じたり刈り取り高さが不均一になったりして、作業精度が低下する。
本発明の目的は、作業中の作業機の揺れ動きを抑制することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図1から図4に示すように、作業車両用の作業装置を次のように構成した。
【0005】
(請求項1の発明)
請求項1の発明は次のように構成した。
車体3から外向きに突出されるブーム12と、そのブーム12の先端部に支持される作業機15と、同上ブーム12の基部を支持する取付け用フレーム11とを備え、その取付け用フレーム11を、上記の車体3の後部と後車軸5とに着脱可能に支持したものである。
【0006】
(請求項2の発明)
請求項2の発明は、上記の請求項1の構成において、前記の取付け用フレーム11の車幅方向Wの一側部を前記の車体3に支持し、その取付け用フレーム11の車幅方向Wの他側部を前記の後車軸5に支持するとともに同上の他側部に前記ブーム12を取り付けたものである。
【0007】
(請求項3の発明)
請求項3の発明は、上記の請求項1又は2の構成において、前記の取付け用フレーム11の車幅方向Wの一側部を前記の他側部とは反対方向へ延設して、その取付け用フレーム11の延設部分に、油圧式の作業機15に対してオイルを給排するオイルタンク26を取り付けたものである。
【0008】
(請求項4の発明)
請求項4の発明は、上記の請求項1から3のいずれかの構成において、前記の作業機15に前接地輪45と後接地輪46とを設けて、その作業機15を前後にほぼ対称に構成したものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図1から図5によって説明する。この実施形態では、作業車両としてトラクタを用い、そのトラクタに装着される作業装置として草刈り装置を用いている。
【0010】
まず、図1から図3によって草刈り装置の全体の構成を説明する。図1は、草刈り作業中のトラクタ1の走行方向の後ろ側から草刈り装置2を見た図である。図2は、上記の草刈り装置の平面図である。図3は、上記の草刈り装置2をトラクタ1に着脱するときの状態を示す立面図であって、図1と図2の作業状態と比べると、草刈り装置2の全体が平面視で時計回りの方向へ90度だけ旋回されると共に草刈り機15が反時計回りの方向へ90度だけ旋回されている。
なお、各図中の矢印Fはトラクタの前後方向(走行方向)の前側を示し、矢印Rは前後方向の後側を示し、矢印Wはトラクタの車幅方向を示している。
【0011】
トラクタ1の後部に草刈り装置2が着脱可能に取り付けられる。符号3はトラクタ1の車体、符号4は後輪である。符号5は後車軸を示し、符号7は運転シートを示している。符号8は、草刈りされる水田である。
上記の草刈り装置2は、上記の車体3の後部と後車軸5とに着脱可能に支持される取付け用フレーム11と、その取付け用フレーム11に支持したブーム12と、そのブーム12の先端部に支持した上リンク機構13と、その上リンク機構13に支持した下リンク機構14と、その下リンク機構14に支持した草刈り機15とを備える。
【0012】
上記の取付け用フレーム11の車幅方向Wの途中部から接続ブラケット17が前向きに突設されると共に、その取付け用フレーム11の車幅方向Wの右側部から接続アーム18が下向きに突設される。
上記の取付け用フレーム11は、草刈り装置2を図3の着脱姿勢に切換えた状態でトラクタ1に着脱される。より詳しくいえば、図4(A)の平面視模式図と図4(B)の立面視模式図に示すように、上記の接続ブラケット17が上下の接続ピン20・21を介して車体3後部のヒッチ22に支持され、これと同時に、上記の接続アーム18のC字状の接続部24が前記の後車軸5のハウジングのスリーブ部分に嵌めこまれて支持される。
なお、上記の接続部24は、後車軸5のハウジングのフランジ部分などに支持してもよい。
【0013】
さらに、上記の取付け用フレーム11の車幅方向Wの左側部には、前記の草刈り機15の油圧モータ(図示せず)に対してオイルを給排するオイルタンク26が取り付けられる。そのオイルタンク26は、上記の草刈り機15のバランス用ウェイトとして機能している。なお、上記オイルタンク26の近傍で取付け用フレーム11には油圧ポンプ(図示せず)が取り付けられている。
【0014】
上記の取付け用フレーム11の右端の上部に枢支ブラケット28が支持ピン29を中心として水平旋回自在に支持される。その枢支ブラケット28は、位置決めピン30を所定の位置決め孔31に嵌入することによって所望の旋回位置に切換え可能になっている。
上記の枢支ブラケット28に前記ブーム12の基部が支持され、そのブーム12が第1油圧シリンダ33によって上下方向へ回動される。前記の上リンク機構13は、平行リンク式に構成されており、第2油圧シリンダ34によって車幅方向Wへ回動される。前記の下リンク機構14も、平行リンク式に構成されており、前後方向(矢印F−Rの方向)へ回動可能になっている。
【0015】
上記の下リンク機構14は、旋回切換具36によって、上リンク機構13に対して水平面内の所望の旋回位置に切換え可能になっている。そして、図3の着脱状態では、図1と図2の作業状態と比べると、ブーム12及び上リンク機構13が平面視で時計回りの方向へ90度だけ旋回されると共に、その上リンク機構13に対して下リンク機構14及び草刈り機15が平面視で反時計回りの方向へ90度だけ旋回されており、その草刈り機15が前後向きの姿勢となっている。
【0016】
上記の草刈り機15は、第1ブロック41と第2ブロック42とからなり、前後にほぼ対称に構成されている(図3参照)。これら2つのブロック41・42がヒンジ手段43によって所望の角度に折り曲げ可能とされる(図5参照)。なお、上記のヒンジ手段43は、具体的には図示してないが、複数の蝶番と、折り曲げ角度を調節する位置決めピンとを備えている。
【0017】
上記の第1ブロック41と第2ブロック42とに、それぞれ、前接地輪45と後接地輪46とが高さ調節可能に支持される。これら前後の接地輪45・46の外径は、ほぼ同径に形成することが好ましいが、異径であってもよい。
上記の第1ブロック41に支持した第1カッタ51と第2ブロック42に支持した第2カッタ52とが油圧モータ(図示せず)によって回転される。
【0018】
なお、図2の平面視の状態において、トラクタ1の前進時には、上記の第1カッタ51が反時計回りの方向へ回転されると共に第2カッタ52が時計回りの方向へ回転される。これに対して、トラクタ1の後退時には、上記の第1カッタ51が時計回りの方向へ回転されると共に第2カッタ52が反時計回りの方向へ回転される。これにより、トラクタ1の前進・後退のいずれの場合でも、刈り取った草を両カッタ51・52の間に集めることが可能である。
【0019】
上記の草刈り装置2は、図1と図2に示すように、次のように作動する。
トラクタ1を水田8に乗り入れ、ブーム12を上下方向へ回動させると共に上リンク機構13を車幅方向Wへ回動させて、草刈り機15の前後の接地輪45・46を水田8の草刈り面に接地させる。
【0020】
その後、上記の草刈り機15のカッタ51・52を回転させながらトラクタ1を前側Fへ前進させて、上記の草刈り面8aの草を刈り取っていく。上記の刈り取り中において、草刈り面8aに凸部分がある場合には、その凸部分に追従して下リンク機構14が後ろ上向きへ回動され、その草刈り機15が草刈り面8aの凹部分に差しかかると、上記の後ろ上向き回動姿勢の下リンク機構14が前え下向きへ復帰回動される。これにより、草刈り面8aの草が草刈り機15によって円滑に刈り取られる。なお、上記の草刈り機15に障害物が衝突した場合にも、上記と同様に下リンク機構14が後ろ上向きに回動されるので、その障害物を円滑に回避できる。
【0021】
そして、上述の前進走行刈りを行った後は、トラクタ1が元の走行状態のままで同じ走行路を後側Rへ後退して草刈りを行う場合と、そのトラクタ1がUターンして前進走行刈りを行う場合とが考えられる。
前者の後退走行刈りの場合には、前記の2つの油圧シリンダ33・34によって草刈り機15の車幅方向Wへの突出距離を調節することにより、同上の図1及び図2と同様の状態で上記の草刈り面8aに隣接する別の草刈り面を刈り取りできる。
【0022】
また、後者のUターン前進走行刈りの場合には、ブーム12を180度だけ旋回させると共に草刈り機15の車幅方向Wへの突出距離を所望に調節することにより、上記の草刈り面8aに隣接する別の草刈り面を刈り取りできる。この場合、上記ブーム12を支持する枢支ブラケット28を運転シート7の近傍に設けたので、運転者は、その運転シート7に座ったままで上記ブーム12の旋回操作と位置決めピン30の位置決め操作とを行うことができる。このため、上記のブーム操作のために運転者がトラクタ1から降りる必要がなくなり、草刈り作業の能率が向上する。
しかも、草刈り装置2は、トラクタ1の後部に装着されるので、走行時の揺動量が大きい前輪の影響を受けず、バランスよく作業できる。
【0023】
なお、上記の草刈り装置2は、畦道の草を刈り取る場合には、図5に示すように使用される。
即ち、前記の草刈り機15を所望の角度に折り曲げて、第1ブロック41を畦60の上面に対面させると共に第2ブロック42を畦60の内傾斜面に対面させて、前記カッタを回転させながらトラクタ(いずれも図示せず)を走行させるのである。
【0024】
図6は、上記の草刈り装置の別の装着構造の模式図であって、前記の図4(B)に相当する部分図である。この場合、取付け用フレーム11から突設した接続アーム18の下部ピン70が、後車軸5に固定したブラケット71の後向き溝72によって支持される。
【0025】
図7は、上記の草刈り装置のさらに別の装着構造の模式図であって、同上の図4(B)に相当する部分図である。この場合、上記の接続アーム18の下部ピン70が、後車軸5に固定したブラケット71の上向き溝74によって支持される。
【0026】
図8は、上記の草刈り装置2の変形形態を示し、前記の図1から図5とは異なる構成について説明する。なお、図8(A)は、前記の図2に相当する平面視部分図で、図8(B)は作動説明図である。
この場合、前記オイルタンク26に取付具75を設けて、その取付具75に複数の補助ウェイト76を着脱可能に構成してある。これら補助ウェイト76によって、草刈り装置2の車幅方向Wのバランスを微調節できる。
【0027】
また、上記オイルタンク26は、前記の取付け用フレーム11に支持ピン77を介して水平旋回可能になっており、位置決めピン78によって所定の旋回位置に位置決めされる。そして、トラクタの道路走行時には、上記オイルタンク26を図8(A)の横向き姿勢から図8(B)の後ろ向き姿勢へ切換えることにより、草刈り装置2の全幅が小さくなり、走行の妨げにならない。
【0028】
上記の実施形態や変形形態は、さらに次のように変更可能である。
前記の取付け用フレーム11は、車体3の後部に支持されると共に後車軸5に支持されていればよく、その車体3の後部の支持構造としては、前記ヒッチ22を利用したものに代えて、3点リンク機構などを利用したものでもよく、車体3に直接に支持することも可能である。
草刈り装置2には、前述した平行リンク式の上リンク機構13に代えて、1本のアーム状のリンク部材を使用することも可能である。
【0029】
作業車両は、トラクタや油圧ショベルに代えて、他の種類の農業車両や建設車両であってもよい。
作業装置は、上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば、前記ブーム12を長手方向へ伸縮可能に構成した場合には上リンク機構13を省略できる。より詳しくいえば、その伸縮式ブームの先端部に前述の下リンク機構14を直接に支持して、その下リンク機構14に草刈り機15を支持するのである。
【0030】
上記の草刈り機15の駆動機構は、油圧ポンプ及び油圧モータとオイルタンク26とを備えた油圧装置に限定されるものでない。例えば、前記の取付け用フレーム11に汎用エンジンを装備して、その汎用エンジンの駆動力を回転ケーブルを経て草刈り機のカッタへ伝達してもよい。
作業機は、草刈り機に代えて、道路や工場の床面などを清掃するための掃除機などであってもよい。
【0031】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成され作用することから次の効果を奏する。
(請求項1の発明)
請求項1の発明は次の効果を奏する。
後車軸は、後輪を強力に支持するため強固に造られており、その強固な後車軸と車体の後部との両者に取付け用フレームを支持したので、その取付け用フレームの剛性が高まる。
そして、上記の高剛性の取付け用フレームにブームの基部を支持したので、そのブームの先端部に支持した作業機は、作業走行中に慣性力や作業反力が作用しても揺れ動きが抑制される。
その結果、例えば、草刈り作業での刈り残しなどを防止でき、作業精度が向上する。
【0032】
(請求項2の発明)
請求項2の発明によれば、取付け用フレームの両側部のうちの前記の後車軸側の側部にブームを支持したので、そのブームを強力に支持することが可能となった。このため、上記ブームの揺れ動きをさらに抑制でき、作業精度がさらに向上する。
【0033】
(請求項3の発明)
請求項3の発明によれば、作業機とは反対側に設けたオイルタンクの重量が作業機からのモーメントを打ち消す方向へ作用するので、ブームの基部の揺れ動きをさらに強力に抑制でき、作業精度が一層向上する。しかも、上記のオイルタンクがバランス用ウェイトを兼用できるので、専用の大きなウェイトを設ける必要がなくなり、作業装置を簡素な構成に造れる。
なお、上記の作業装置に補助ウェイトを装着可能に構成した場合には、作業装置のバランスを微調節することが可能である。
【0034】
(請求項4の発明)
請求項4の発明によれば、作業機に前接地輪と後接地輪とを設けて、その作業機を前後にほぼ対称に構成したので、その作業機を前方向と後方向とのいずれの方向へも円滑に移動させることが可能となった。このため、作業車両の走行方向に応じて作業機の向きを変更する必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示し、草刈り作業中のトラクタの走行方向の後ろ側から草刈り装置を見た図である。
【図2】上記の草刈り装置の平面図である。
【図3】上記の草刈り装置をトラクタに装着するときの状態を示す立面図である。
【図4】上記の装着の操作を説明するための模式図であって、図4(A)は平面図で、図4(B)は立面図である。
【図5】畦道の草を刈り取っている状態を示し、前記の図1に相当する部分図である。
【図6】上記の草刈り装置の別の装着構造の模式図であって、前記の図4(B)に相当する部分図である。
【図7】上記の草刈り装置のさらに別の装着構造の模式図であって、同上の図4(B)に相当する部分図である。
【図8】上記の草刈り装置の変形形態を示している。図8(A)は、図2に相当する平面視部分図で、図8(B)は作動説明図である。
【符号の説明】
3…車体、5…後車軸、11…取付け用フレーム、12…ブーム、15…作業機(草刈り機)、26…オイルタンク、45…前接地輪、46…後接地輪、W…車幅方向。
Claims (4)
- 車体(3)から外向きに突出されるブーム(12)と、そのブーム(12)の先端部に支持される作業機(15)と、同上ブーム(12)の基部を支持する取付け用フレーム(11)とを備え、その取付け用フレーム(11)を、上記の車体(3)の後部と後車軸(5)とに着脱可能に支持した、ことを特徴とする作業車両用の作業装置。
- 請求項1に記載した作業車両用の作業装置において、
前記の取付け用フレーム(11)の車幅方向(W)の一側部を前記の車体(3)に支持し、その取付け用フレーム(11)の車幅方向(W)の他側部を前記の後車軸(5)に支持するとともに同上の他側部に前記ブーム(12)を取り付けた、ことを特徴とする作業車両用の作業装置。 - 請求項1又は2に記載した作業車両用の作業装置において、前記の取付け用フレーム(11)の車幅方向(W)の一側部を前記の他側部とは反対方向へ延設して、その取付け用フレーム(11)の延設部分に、油圧式の作業機(15)に対してオイルを給排するオイルタンク(26)を取り付けた、ことを特徴とする作業車両用の作業装置。
- 請求項1から3のいずれかに記載した作業車両用の作業装置において、
前記の作業機(15)に前接地輪(45)と後接地輪(46)とを設け、その作業機(15)を前後にほぼ対称に構成した、ことを特徴とする作業車両用の作業装置。
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