農作業機
【課題】オフセット機構部の揺動時にガススプリングを効率的に利用し、ガススプリングの農作業機への搭載時に、重量の増大や装着作業の増大を抑制可能な農作業機を提供する。
【解決手段】農作業機の一例である畦塗り機１は、走行機体の後部に装着されるヒッチフレーム６と、このフレームの進行方向に対して左右方向に揺動自在に連結されるオフセットフレーム１１及びリンク部材１３と、このフレーム及びリンク部材１３の移動端側に連結される回動支持アーム１５とを有して平行リンク機構を構成し、回動支持アーム１５に作業部６０を回動自在に支持する。ヒッチフレーム６及びオフセットフレーム１１間に接続されたガススプリング２０は、作業部６０が前進作業位置又は後進作業位置から格納位置への移動時に伸長し、作業部が格納位置から前進作業位置又は後進作業位置への移動時に縮小し、作業部が格納位置に移動すると略伸びきった状態となる。
【解決手段】農作業機の一例である畦塗り機１は、走行機体の後部に装着されるヒッチフレーム６と、このフレームの進行方向に対して左右方向に揺動自在に連結されるオフセットフレーム１１及びリンク部材１３と、このフレーム及びリンク部材１３の移動端側に連結される回動支持アーム１５とを有して平行リンク機構を構成し、回動支持アーム１５に作業部６０を回動自在に支持する。ヒッチフレーム６及びオフセットフレーム１１間に接続されたガススプリング２０は、作業部６０が前進作業位置又は後進作業位置から格納位置への移動時に伸長し、作業部が格納位置から前進作業位置又は後進作業位置への移動時に縮小し、作業部が格納位置に移動すると略伸びきった状態となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行機体の後部に装着される前フレームにオフセット機構部が進行方向に対して左右方向に揺動自在に設けられ、オフセット機構部の移動端側に作業部が回動自在に支持された農作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような農作業機には、特許文献１に示すように、作業部が、オフセット機構部（文献では連結アーム体４）の揺動に伴って、走行機体の一方側に配置されて該走行機体の前進走行にともなって作業が可能な前進作業位置と、走行機体の他方側に配置されて該走行機体の後進走行にともなって作業が可能な後進作業位置と、走行機体の後方位置に格納される格納位置に移動可能に構成されたものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
この農作業機は、作業部の移動時に、作業部の移動を容易にするため、走行機体に設けられた３点リンク連結機構を介して上方へ持ち上げ支持される。このため、農作業機は後側が前側に対して上方になるように傾いた状態となり、この状態でオフセット機構部を揺動させると、格納位置が前進作業位置及び後進作業位置よりも高い位置になる。
【０００４】
従って、作業部を格納位置から前進作業位置又は後進作業位置に移動させる場合は、作業部は斜め下方に向けて落ちながら移動する。一方、作業部を前進作業位置又は後進作業位置から格納位置に移動させる場合には、作業部は斜め上方に向けて持ち上げ支持されながら移動させる必要がある。このため、従来の農作業機には、走行機体に連結される前フレーム（文献では固定機枠）と前フレームの移動端側に設けられて作業部と一体化された可動機枠との間に接続されたガススプリングが設けられ、このガススプリングにより作業部の移動をサポートしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４０５９７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この従来の農作業機に設けられたガススプリングは、作業部が格納位置と前進作業位置との間の移動時にサポートするガススプリングと、作業部が格納位置と後進作業位置との間の移動時にサポートするガススプリングの２本のガススプリングを備えている。このため、従来の農作業機は、重量の増大や、ガススプリングの装着作業の増大を招いている。
【０００７】
また、２本のガススプリングは一方が伸縮時に他方が非作動状態に維持されるので、従来の農作業機は２本のガススプリングを効率的に利用しているものではない。
【０００８】
また、ガススプリングは、固定機枠と可動機枠との間に連結されるとともに、オフセット機構部の揺動時に、オフセット機構部の延びる方向と交差する方向に延びる。このため、作業部の移動時のオフセット機構部の揺動方向に対してガススプリングの反発力の方向がずれて、オフセット機構部を揺動させる際に反発力を効率的に利用することができない。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、オフセット機構部の揺動時にガススプリングを効率的に利用することができ、また農作業機にガススプリングを搭載する際に、重量の増大や、ガススプリングの装着作業の増大を抑えることができる農作業機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明の農作業機は、走行機体の後部に装着される前フレームと、該前フレームの進行方向に対して左右方向に揺動自在に連結される複数のリンク部材（実施の形態におけるオフセットフレーム１１，リンク部材１３）と、これらのリンク部材の移動端側に連結される後フレーム（実施の形態における回動支持アーム１５）とを有して平行リンク機構を構成し、平行リンク機構の後フレームに作業部が回動自在に支持され、作業部は、平行リンク機構の揺動に伴って、走行機体の一方側に配置されて該走行機体の前進走行にともなって作業が可能な前進作業位置と、走行機体の他方側に配置されて該走行機体の後進走行にともなって作業が可能な後進作業位置と、走行機体の後方に配置される格納位置に移動自在であり、作業部の移動時に、格納位置は前進作業位置及び後進作業位置よりも高い位置になる農作業機（実施の形態における畦塗り機１）であって、作業部の移動時に、該作業部の上方への移動を補助し、作業部の下方への移動速度を減少させるガススプリングを備え、複数のリンク部材のうち平面視において左右方向に間隔を有して配置された一対のリンク部材（実施の形態におけるオフセットフレーム１１、リンク部材１３）のうちの一方のリンク部材（実施の形態におけるリンク部材１３）には、該リンク部材と同一平面上に延びる支持部材（実施の形態における支持板１３ａ）が設けられ、ガススプリングは、その一端部が支持部材の先端部に回動自在に支持され、ガススプリングの他端部が一対のリンク部材のうちの他方のリンク部材（実施の形態におけるオフセットフレーム１１）に接続され、作業部が前進作業位置又は後進作業位置から格納位置への移動時にこの移動に応じて伸長し、作業部が格納位置から前進作業位置又は後進作業位置への移動時にこの移動に応じて縮小し、作業部が格納位置に移動すると略伸びきった状態となることを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
また、本発明の一対のリンク部材は、略同一平面上に配設されていることを特徴とする（請求項２）。
【００１２】
また、本発明は、ガススプリングの一端部の支持部材に対する接続位置と支持部材が設けられたリンク部材の前フレームに対する回動中心との間の距離は、ガススプリングの他端部のリンク部材に対する接続位置と該リンク部材の前フレームに対する回動中心との間の距離よりも大きいことを特徴とする（請求項３）。
【００１３】
また、本発明のガススプリングは、作業部が格納位置に移動すると、接続されている一対のリンク部材に対して略直交する方向に延びるように配置されていることを特徴とする（請求項４）。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係わる農作業機によれば、上記特徴を有することで、オフセット機構部の揺動時にガススプリングを効率的に利用することができ、また農作業機にガススプリングを搭載する際に、重量の増大や、ガススプリングの装着作業の増大を抑えることができる農作業機を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係わる畦塗り機の一部省略の平面図を示す。
【図２】本発明の一実施の形態に係わる畦塗り機の側面図を示す。
【図３】本発明の一実施の形態に係わる畦塗り機を示し、同図（ａ）は作業部を格納位置に移動させた畦塗り機の左側斜め後方斜視図であり、同図（ｂ）はこの畦塗り機の右側斜め後方斜視図である。
【図４】畦塗り機の部分拡大模式説明図である。
【図５】畦塗り機のガススプリングの作動を説明するためのオフセット機構部の平面図を示し、同図（ａ）は作業部が前進作業位置に移動時のオフセット機構部の平面図であり、同図（ｂ）は作業部が格納位置に移動時のオフセット機構部の平面図であり、同図（ｃ）は作業部が後進作業位置に移動時のオフセット機構部の平面図である。
【図６】ガススプリングを説明するための図を示し、同図（ａ）はガススプリングの側面図であり、同図（ｂ）はガススプリングの反発力特性を概念的に表したグラフである。
【図７】ガススプリングが設けられたオフセット機構部の作動を説明するためのオフセット機構部の平面視における模式図を示す。
【図８】畦塗り機のガススプリングの作動を説明するためのオフセット機構部の平面図を示し、同図（ａ）は作業部が右側中間位置に移動時のオフセット機構部の平面図であり、同図（ｂ）は作業部が左側中間位置に移動時のオフセット機構部の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の農作業機の一例である畦塗り機の好ましい実施の形態について、先ず、図１（一部省略の平面図）及び図２（側面図）を参照しながら、畦塗り機の全体的な概要を説明する。なお、説明の参考として、本発明に係る畦塗り機の斜視図（図３（ａ）、図３（ｂ））も参照する。
【００１７】
畦塗り機１は、図１及び図２に示すように、走行機体９０の後部に設けられた三点リンク連結機構９１に連結されて、走行機体９０の前進走行及び後進走行に応じて畦塗り作業を行うものである。この畦塗り機１は、走行機体９０に装着されて走行機体９０からの動力が入力される入力軸８ａを備えた装着部５と、装着部５に設けられ進行方向に対して左右方向に回動可能に支持されたオフセット機構部１０と、オフセット機構部１０の先端側に旋回自在に配設されて入力軸８ａから伝達される動力によって作業を行なう作業部６０を有して構成される。
【００１８】
装着部５は、機体幅方向に延びるヒッチフレーム６（前フレーム）と、ヒッチフレーム６の前方に設けられて走行機体９０の後部に設けられた三点リンク連結機構９１に連結される連結フレーム７を有して構成される。ヒッチフレーム６の幅方向の中央下部にはギアボックス８が設けられ、このギアボックス８には前述した入力軸８ａが設けられている。
【００１９】
オフセット機構部１０は、その基端側をヒッチフレーム６に回動自在に連結されて後方側へ延びるオフセットフレーム１１と、オフセットフレーム１１の幅方向一方側（図面では左側）に沿って並設されて基端側がヒッチフレーム６の一方側端に回動自在に連結されてオフセットフレーム１１と略同一平面上に配置されたリンク部材１３と、オフセットフレーム１１の先端側とリンク部材１３の先端側との間に回動自在に連結された回動支持アーム１５（後フレーム）とを有して構成される。
【００２０】
オフセットフレーム１１は、内部が中空状に形成された箱状部材であり、オフセットフレーム１１の先端側とヒッチフレーム６の一方側端部との間に接続された揺動シリンダ１７の伸縮により、オフセットフレーム１１は進行方向に対して左右方向に揺動可能である。オフセットフレーム１１内には図示しない動力伝達機構が設けられ、この動力伝達機構によって、走行機体９０から入力軸８ａに伝達された動力がオフセットフレーム１１の先端側に回転自在に配設された従動軸１２に伝達可能に構成されている。
【００２１】
リンク部材１３の先端部は、オフセットフレーム１１の先端部に回動自在に設けられた回動支持アーム１５の左側端に回動自在に取り付けられている。回動支持アーム１５は進行方向に対して左右方向に延び、その右側端部がオフセットフレーム１１の先端側下部に回動自在に取り付けられている。このように構成されたオフセット機構部１０は、オフセットフレーム１１、リンク部材１３、ヒッチフレーム６及び回動支持アーム１５によって平行リンク機構を形成している。
【００２２】
なお、揺動シリンダ１７は、電動式油圧シリンダであり、図示しない制御装置からの制御信号に応じて伸縮するようになっている。
【００２３】
また、図４（部分拡大模式説明図）に示すように、オフセットフレーム１１の先端部に設けられた従動軸１２の下部には、従動軸１２と同軸上に配置されて下方へ延びる動力伝達軸１４が連結されて、動力伝達軸１４は従動軸１２の回転に伴って回転する。またオフセットフレーム１１の先端下部には、動力伝達軸１４と同軸上に配置された円筒状の連結部１８がオフセットフレーム１１に対して回動自在に取り付けられている。この連結部１８は動力伝達軸１４と非結合状態にあり、動力伝達軸１４を回動中心として回動自在である。この連結部１８の下部に作業部６０の一部である伝動支持ケース６１の基端部が接続され、連結部１８の上部に作業部６０の一部である伝動支持フレーム６５が接続されている。このため、作業部６０はオフセット機構部１０に設けられた動力伝達軸１４の中心軸線を回動支点Ｏとして回動可能である。
【００２４】
伝動支持ケース６１の先端側には、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、圃場の周辺に沿って形成された旧畦の上部を切り崩す天場処理部６２と、切り崩した土の土盛りを行なう前処理部６４が配設され、伝動支持ケース６１の基端側には盛られた土を切り崩された旧畦上に塗り付ける整畦部６６が配設されている。伝動支持ケース６１内には図示しない動力伝達機構が内蔵され、この動力伝達機構は、従動軸１２からの動力を受けて天場処理部６２、前処理部６４、整畦部６６に動力伝達可能に構成されている。
【００２５】
なお、本実施形態においては、畦塗り機１の構成のうち、回動支点Ｏを回動の中心軸として回動可能な部位であって、伝動支持ケース６１及び伝動支持フレーム６５を含み、その先端部側に配設される天場処理部６２、前処理部６４、整畦部６６の構成を、作業部６０と記す。
【００２６】
天場処理部６２は、回転自在な天場処理ロータ６２ａ（図３（ｂ）参照）を備える。天場処理ロータ６２ａは天場動力伝達ケース６３を介して上下方向に回動可能に、伝動支持ケース６１に連結された前処理部６４の先端部に連結されるとともに、伝動支持フレーム６５を介して支持されている。天場動力伝達ケース６３内には図示しない動力伝達機構が内蔵され、この動力伝達機構を介して伝動支持ケース６１の動力伝達機構に伝達された動力が天場処理ロータ６２ａに伝達されるようになっている。
【００２７】
前処理部６４は、複数の耕耘爪６４ｂが装着されて回転自在な前処理ロータ６４ａ（図２参照）を備える。前処理部６４は伝動支持フレーム６５を介して支持され、伝動支持ケース６１に連結されている。前処理部６４の前処理ロータ６４ａは伝動支持ケース６１内の動力伝達機構を介して動力が伝達可能に構成されている。
【００２８】
整畦部６６は、伝動支持ケース６１に回転自在に支持された多面体ドラム６６ａと、多面体ドラム６６ａの右側端部に取り付けられて横方向に延びる円筒部６６ｂとを有してなる。整畦部６６は伝動支持ケース６１内の動力伝達機構を介して動力が伝達されるように構成され、伝動支持ケース６１に支持されている。このため、作業部６０は図４に示す連結部１８を介してオフセット機構部１０の先端側に設けられた動力伝達軸１４の中心軸線を回動支点Ｏとして回動可能である。
【００２９】
次に、図５を参照しながら、オフセットフレーム１１、リンク部材１３、ヒッチフレーム６及び回動支持アーム１５によって平行リンク機構を構成するオフセット機構部１０に、本発明の特徴であるガススプリング２０を装着した構成を説明する。このオフセット機構部１０には、前述したように、揺動シリンダ１７（図５においては図示省略）が備えられており、オフセット機構部１０にガススプリング２０をさらに設けることで、揺動シリンダ１７にかかる負担を補助することになる。
【００３０】
なお、図５（ａ）は、作業部（図５においては図示省略）を前進作業位置Ｐｆに移動したときのオフセット機構部１０の状態を示す平面図であり、図５（ｂ）は、作業部を走行機体の真後ろ側に移動して格納位置Ｐｋに配置した状態を示し、図５（ｃ）は、作業部を後進作業位置Ｐｂに移動したときのオフセット機構部１０の状態を示している。
【００３１】
ガススプリング２０は、そのロッド側端部がオフセットフレーム１１の下面に回動自在に接続され、ボトム側端部がリンク部材１３に突設された支持板１３ａ（図５参照）の下面の先端部に回動自在に接続されている。支持板１３ａはリンク部材１３のオフセットフレーム１１側と反対側に突設されている。このため、ガススプリング２０は、オフセット機構部１０の揺動に伴って移動するとともに伸縮し、オフセット機構部１０の揺動を附勢して、揺動シリンダ１７にかかる負担を補助する。ガススプリング２０の附勢の詳細については後述する。
【００３２】
ここで、図６を参照しながら、ガススプリング２０の構造及び反発力の特性について説明する。なお、図６（ｂ）は、ガススプリング２０のストロークと反発力との関係を概念的に示したものであり、実際のガススプリング２０の特性を示すものではない。ガススプリング２０は、シリンダチューブ２０ａの一端側にシリンダロッド２０ｂが突出入自在に挿入され、シリンダチューブ２０ａ内には圧縮ガスが気密に充填されて、シリンダチューブ２０ａに対するシリンダロッド２０ｂの突出量（ストロークＳ）に拘わらずに常に伸長方向に反発力Ｐが発生するように構成されている。
【００３３】
ガススプリング２０の反発力Ｐは、ガススプリング２０の全伸長（Ｌmax）時の反発力Ｐｒに対して全縮小（Ｌmin）時の反発力Ｐｓが大きく、ガススプリング２０のストロークＳが小さくなるに従って大きくなる。
【００３４】
次に、ガススプリング２０が設けられたオフセット機構部１０の揺動によるガススプリング２０の作用について、図７を参照しながら説明する。図７は、作業部を格納位置Ｐｋから進行方向に対して右側にオフセット移動させる場合を示している。
【００３５】
作業部が格納位置Ｐｋに配置されているときには、図５（ｂ）に示すように、ガススプリング２０の延伸方向がオフセットフレーム１１及びリンク部材１３に対して左右方向に略直交するとともに全伸長状態になるように、ガススプリング２０は配設されている。したがって、この状態においては、ガススプリング２０の全長Ｌは、最大長さＬｍａｘである。また、このときの全長Ｌは、リンク部材１３のヒッチフレーム６に対する回動中心Ｑとオフセットフレーム１１のヒッチフレーム６に対する回動中心Ｔとの距離（換言すれば、平行リンク部の幅）Ｗと、ガススプリング２０の一端部側の接続位置Ｐ１のリンク部材１３に対する離間距離Ｘとの和（Ｗ＋Ｘ）に等しい。ここで、接続位置Ｐ１のリンク部材１３に対する離間距離Ｘは、リンク部材１３のヒッチフレーム６に対する回動中心Ｑとリンク部材１３の回動支持アーム（後フレーム）１５に対する回動中心Ｕとを結ぶ直線に対して、接続位置Ｐ１から下ろした垂線の長さに相当する距離である。なお、回動中心Ｑと回動中心Ｕとを結ぶ直線と、接続位置Ｐ１から下ろした垂線との交点をＰ０で示す。
【００３６】
次に、オフセット機構部１０を右方向に角度θ揺動した状態のとき、ガススプリング２０の全長Ｌθは、ガススプリング２０の一端部側の接続位置Ｐ１θとガススプリング２０の他端側の接続位置Ｐ２θとの間の距離である。一方、交点Ｐ０θと接続位置Ｐ２θとの間の距離は平行リンク機構の幅であり、オフセット機構部１０の揺動によって変化しない一定値Ｗである。したがって、三角形の３辺の関係（「三角形の２辺の和は、残りの辺よりも大きい」）より、このときのガススプリングの全長ＬθはＷ＋Ｘよりも短くなる。
【００３７】
すなわち、オフセット機構部１０の揺動量θが増大するに従ってガススプリング２０が縮小し、反発力Ｐが増大する方向に働き、全縮小時には最大反発力Ｐｓとなる。また、オフセット機構部１０の揺動量θが減少するに従ってガススプリング２０は伸長し、反発力Ｐが減少する方向に働き、全伸長時には最小反発力Ｐｒとなる。
【００３８】
なお、上記説明は、オフセット機構部１０を右方向に揺動させた状態のときについてのものであるが、オフセット機構部１０を左方向に揺動させた状態のときにも同様である。
【００３９】
なお、ガススプリング２０は、前述したように、その一端部がリンク部材１３に設けられた支持板１３ａの先端部に回動自在に接続され、他端部がオフセットフレーム１１に回動自在に接続されている。ここで、ガススプリング２０の一端部のリンク部材１３に対する接続位置Ｐ１とリンク部材１３のヒッチフレーム６に対する回動中心Ｑとの間の距離ｍがガススプリング２０の他端部のオフセットフレーム１１に対する接続位置Ｐ２とオフセットフレーム１１のヒッチフレーム６に対する回動中心Ｔとの間の距離ｎよりも大きくなるように、ガススプリング２０はオフセット機構部１０に配設されている。これにより、Ｌθ＜（Ｗ＋Ｘ）の関係を構成することができる。
【００４０】
次に、ヒッチフレーム６に対してオフセット機構部１０が揺動することにより、ガススプリング２０が伸縮する動作について、図５を参照しながら説明する。
【００４１】
本実施態様においては、図５（ｂ）に示すように、作業部６０を揺動し、格納位置Ｐｋに移動したとき、ガススプリング２０の延伸方向がオフセットフレーム１１及びリンク部材１３に対して左右方向に略直交するとともに、全伸長状態になるようにガススプリング２０は、配設されている。このため、オフセット機構部１０が格納位置Ｐｋに移動した状態では、オフセット機構部１０に対するガススプリング２０からの附勢力は作用しない状態になるが、オフセット機構部１０が格納位置Ｐｋから左右方向に揺動すると、ガススプリング２０に反発力Ｐｒが発生し、この反発力Ｐｒによってオフセット機構部１０の揺動が規制される。このため、作業部は格納位置Ｐｋに安定した状態に維持される。
【００４２】
次に、オフセット機構部１０を揺動させて前進作業位置Ｐｆに作業部を移動させると、図５（ａ）に示すように、ガススプリング２０は全伸長状態から縮小して反発力Ｐｒよりも大きな反発力Ｐが発生する状態になる。この前進作業位置Ｐｆから格納位置Ｐｋ側に向けてオフセット機構部１０を矢印Ａ方向に揺動させる場合には、作業部６０を持ち上げ支持しながら斜め上方へオフセット機構部１０を揺動させる必要があるので、オフセット機構部１０の揺動時には、ガススプリング２０には縮小方向の力Ｆを受ける。これに対してガススプリング２０は伸長方向の反発力Ｐが生じ、この反発力Ｐは支持板１３ａのガススプリング２０との接続位置Ｐ１に作用する。このため、この反発力Ｐのうちリンク部材１３側の回動方向成分Ｐｘが右回りのモーメントＭとしてオフセット機構部１０に作用して、オフセット機構部１０の揺動をサポートする。このため、この回動方向成分Ｐｘによって、既設の揺動シリンダ１７にかかる負担を補助することができる。
【００４３】
ここで、作業部（図５（ａ）においては図示省略）が前進作業位置Ｐｆに移動すると、ガススプリング２０は、オフセットフレーム１１に対して角度α（図面ではα＝約６０°）を有して傾く。このため、オフセット機構部１０が前進作業位置Ｐｆから格納位置Ｐｋ側へ揺動する際には、ガススプリング２０の反発力Ｐのうちの揺動方向成分Ｐｘの大きさは、Ｐの大きさを１００とすると、約８５になる。
【００４４】
図８（ａ）に示すように、前進作業位置Ｐｆと格納位置Ｐｋとの間の位置（以下、「右側中間位置Ｐｆｍ」と記す。）において、オフセット機構部１０の前進作業位置Ｐｆから格納位置Ｐｋ側（矢印Ａ方向側）への揺動時には、揺動角度θはオフセット機構部１０の格納位置Ｐｋ側への揺動に伴って漸次小さくなり、ガススプリング２０は、オフセット機構部１０の格納位置Ｐｋ側への揺動に伴って漸次伸長する。
【００４５】
また、オフセット機構部１０の前進作業位置Ｐｆから格納位置Ｐｋ側への揺動時には、作業部は重力によって前進作業位置Ｐｆ側に向かって斜め下方へ落下しようとするので、ガススプリング２０には縮小方向の力Ｆｆが作用する。これに対して、ガススプリング２０は、縮小方向と反対方向に向いた反発力Ｐを常時有しており、この反発力Ｐが作業部の重力による落下方向への力Ｆｆを打ち消す方向に働く。すなわち、オフセット機構部１０が前進作業位置Ｐｆから格納位置Ｐｋ側への揺動の際には、反発力Ｐのうちの揺動方向成分Ｐｘの力がオフセット機構部１０に作用し、この揺動方向成分Ｐｘの力はオフセット機構部１０を格納位置側へ回動させるモーメントＭｆとして作用する。このため、このモーメントＭｆによって既設の揺動シリンダ１７にかかる負担を補助することができる。
【００４６】
一方、右側中間位置において、オフセット機構部１０の格納位置Ｐｋから前進作業位置Ｐｆ側（矢印Ｂ方向側）へ揺動時には、作業部が斜め下方へ落下しようとする力が働くが、この力はガススプリング２０を縮小する方向の力Ｆｆとして作用する。これに対して、ガススプリング２０は、伸長方向へ働く反発力Ｐを常時有しているので、前記作業部が落下しようとする力Ｆｆを打ち消すような方向の力Ｐを発生させることができる。なお、ガススプリング２０の反発力Ｐは、オフセット機構部１０の前進作業位置Ｐｆ側への揺動に伴って漸次大きくなり、全縮小時の反発力Ｐｓの大きさに近づく。従って、オフセット機構部１０が格納位置Ｐｋから前進作業位置Ｐｆ側への揺動の際には、作業部の重力により落下する力Ｆｆに抗する大きな反発力Ｐが作用し、モーメントＭｆがオフセット機構部１０に作用する。このため、重力による作業部の落下力に起因する揺動シリンダ１７に負担がかかる制動力の増大を抑えることができ、作業部の急激な移動を防止することができる。
【００４７】
また、図５（ｂ）に示すように、格納位置に作業部を配置した状態においては、持ち上げる高さ位置にもよるが、常用高さ位置に配置した状態で、重力により作業部が落下しようとする力よりも若干大きい程度の反発力をガススプリング２０の全伸長時に有しておれば、安定した保持が可能である。
【００４８】
次に、オフセット機構部１０を揺動させて後進作業位置Ｐｂに作業部を移動させると、図５（ｃ）に示すように、ガススプリング２０は全伸長状態から縮小して反発力Ｐｒよりも大きな反発力Ｐが発生する状態になる。この後進作業位置Ｐｂから格納位置Ｐｋ側に向けてオフセット機構部１０を矢印Ｂ方向に揺動させる場合には、作業部６０を持ち上げ支持しながら斜め上方へオフセット機構部１０を揺動させる必要があるので、オフセット機構部１０の揺動時には、ガススプリング２０には縮小方向の力Ｆを受ける。これに対して、ガススプリング２０は伸長方向の反発力Ｐが生じ、この反発力Ｐはオフセットフレーム１１のガススプリング２０との接続位置Ｐ２に作用する。このため、この反発力Ｐのうちオフセットフレーム１１に直交する側の回動方向成分Ｐｘが左回りのモーメントＭとしてオフセット機構部１０に作用して、オフセット機構部１０の揺動をサポートする。このため、この回動方向成分Ｐｘによって、既設の揺動シリンダ１７にかかる負担を補助することができる。
【００４９】
ここで、作業部（図５（ｃ）においては図示省略）が後進作業位置Ｐｂに移動すると、ガススプリング２０は、オフセットフレーム１１に対して角度α（図面ではα＝約６０°）を有して傾く。このため、オフセット機構部１０が後進作業位置Ｐｂから格納位置Ｐｋ側へ揺動する際には、ガススプリング２０の反発力Ｐのうちの揺動方向成分Ｐｘの大きさは、Ｐの大きさを１００とすると、約８５になる。
【００５０】
図８（ｂ）に示すように、後進作業位置Ｐｂと格納位置Ｐｋとの間の位置（以下、「左側中間位置Ｐｂｍ」と記す。）において、オフセット機構部１０の後進作業位置Ｐｂから格納位置Ｐｋ側（矢印Ａ方向側）への揺動時には、揺動角度θはオフセット機構部１０の格納位置Ｐｋ側への揺動に伴って漸次小さくなり、ガススプリング２０は、オフセット機構部１０の格納位置Ｐｋ側への揺動に伴って漸次伸長する。
【００５１】
また、オフセット機構部１０の後進作業位置Ｐｂから格納位置Ｐｋ側への揺動時には、作業部は重力によって後進作業位置Ｐｂ側に向かって斜め下方へ落下しようとするので、ガススプリング２０には縮小方向の力Ｆｂが作用する。これに対して、ガススプリング２０は、縮小方向と反対方向に向いた反発力Ｐを常時有しており、この反発力Ｐが作業部の重力による落下方向への力Ｆｂを打ち消す方向に働く。すなわち、オフセット機構部１０が後進作業位置Ｐｂから格納位置Ｐｋ側への揺動の際には、反発力Ｐのうちの揺動方向成分Ｐｘの力がオフセット機構部１０に作用し、この揺動方向成分Ｐｘの力はオフセット機構部１０を格納位置側へ回動させるモーメントＭｂとして作用する。このため、このモーメントＭｂによって既設の揺動シリンダ１７にかかる負担を補助することができる。
【００５２】
一方、左側中間位置において、オフセット機構部１０の格納位置Ｐｋから後進作業位置Ｐｂ側（矢印Ｂ方向側）へ揺動時には、作業部が斜め下方へ落下しようとする力が働くが、この力はガススプリング２０を縮小する方向の力Ｆｂとして作用する。これに対して、ガススプリング２０は、伸長方向へ働く反発力Ｐを常時有しているので、前記作業部が落下しようとする力Ｆｂを打ち消すような方向の力Ｐを発生させることができる。なお、ガススプリング２０の反発力Ｐは、オフセット機構部１０の後進作業位置Ｐｂ側への揺動に伴って漸次大きくなり、全縮小時の反発力Ｐｓの大きさに近づく。従って、オフセット機構部１０が格納位置Ｐｋから後進作業位置Ｐｂ側への揺動の際には、作業部の重力により落下する力Ｆｂに抗する大きな反発力Ｐが作用し、モーメントＭｂがオフセット機構部１０に作用する。このため、重力による作業部の落下力に起因する揺動シリンダ１７に負担がかかる制動力の増大を抑えることができ、作業部の急激な移動を防止することができる。
【００５３】
なお、前述した実施形態では、ガススプリング２０の一端部をリンク部材に垂直方向に突設された板状の支持部材１３ａに接続された例を示したが、支持部材１３ａの形状は板状に限るものではなく、任意であってもよい。また支持部材１３ａの突出方向も垂直に限定されるものではなく、支持部材１３ａに対して斜め方向でもよい。
【００５４】
このように、本発明に係わる畦塗り機１は、オフセット機構部１０に１本のガススプリング２０を装着して構成されているので、複数本のガススプリングをオフセット機構部に装着する場合と比較して、畦塗り機１の重量の増大を抑えることができる。また、このガススプリング２０は、オフセット機構部１０のオフセットフレーム１１とリンク部材１３との間に接続され、これらオフセットフレーム１１及びリンク部材１３は畦塗り機１の上部外側に配置されているので、ガススプリング２０のオフセット機構部１０への装着作業は容易である。このため、ガススプリング２０のオフセット機構部１０への装着作業が増大する虞もない。
【００５５】
なお、前述した実施形態では、ガススプリング２０はオフセット機構部１０のヒッチフレーム６側に配設した場合を示したが、オフセット機構部１０の揺動時にガススプリング２０が他の装備品に接触しなければ、ガススプリング２０はオフセットフレーム１１の移動端側に設けてもよい。
【００５６】
また、前述した実施形態では、畦塗り機１の作業部の格納位置Ｐｋは、オフセットフレーム１１がヒッチフレーム６に対して前後方向に略直交する方向に延びる位置となる場合を示したが、オフセットフレーム１１がヒッチフレーム６に対して左右方向に傾いた位置を格納位置としてもよい（図１参照）。このようにすると、作業部６０を走行機体側により接近させた状態で作業部６０を格納することができ、走行機体９０とのマッチングバランスをより向上させることができる。
【００５７】
また、前述した実施例の畦塗り機では、オフセット機構部１０を揺動シリンダ１７の伸縮によって揺動させる場合を示したが、揺動シリンダ１７を取り外して手動で揺動させるものでもよい。
【００５８】
また、前述した実施形態では、農作業機の一例として畦塗り機１を示したが、圃場に溝を連続的に形成可能な溝掘り機でもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１ 畦塗り機（農作業機）
６ ヒッチフレーム（前フレーム）
１１ オフセットフレーム（リンク部材）
１３ リンク部材
１３ａ 支持板（支持部材）
１５ 回動支持アーム（後フレーム）
２０ ガススプリング
６０ 作業部
９０ 走行機体
Ｐｂ 後進作業位置
Ｐｆ 前進作業位置
Ｐｋ 格納位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行機体の後部に装着される前フレームにオフセット機構部が進行方向に対して左右方向に揺動自在に設けられ、オフセット機構部の移動端側に作業部が回動自在に支持された農作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような農作業機には、特許文献１に示すように、作業部が、オフセット機構部（文献では連結アーム体４）の揺動に伴って、走行機体の一方側に配置されて該走行機体の前進走行にともなって作業が可能な前進作業位置と、走行機体の他方側に配置されて該走行機体の後進走行にともなって作業が可能な後進作業位置と、走行機体の後方位置に格納される格納位置に移動可能に構成されたものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
この農作業機は、作業部の移動時に、作業部の移動を容易にするため、走行機体に設けられた３点リンク連結機構を介して上方へ持ち上げ支持される。このため、農作業機は後側が前側に対して上方になるように傾いた状態となり、この状態でオフセット機構部を揺動させると、格納位置が前進作業位置及び後進作業位置よりも高い位置になる。
【０００４】
従って、作業部を格納位置から前進作業位置又は後進作業位置に移動させる場合は、作業部は斜め下方に向けて落ちながら移動する。一方、作業部を前進作業位置又は後進作業位置から格納位置に移動させる場合には、作業部は斜め上方に向けて持ち上げ支持されながら移動させる必要がある。このため、従来の農作業機には、走行機体に連結される前フレーム（文献では固定機枠）と前フレームの移動端側に設けられて作業部と一体化された可動機枠との間に接続されたガススプリングが設けられ、このガススプリングにより作業部の移動をサポートしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４０５９７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この従来の農作業機に設けられたガススプリングは、作業部が格納位置と前進作業位置との間の移動時にサポートするガススプリングと、作業部が格納位置と後進作業位置との間の移動時にサポートするガススプリングの２本のガススプリングを備えている。このため、従来の農作業機は、重量の増大や、ガススプリングの装着作業の増大を招いている。
【０００７】
また、２本のガススプリングは一方が伸縮時に他方が非作動状態に維持されるので、従来の農作業機は２本のガススプリングを効率的に利用しているものではない。
【０００８】
また、ガススプリングは、固定機枠と可動機枠との間に連結されるとともに、オフセット機構部の揺動時に、オフセット機構部の延びる方向と交差する方向に延びる。このため、作業部の移動時のオフセット機構部の揺動方向に対してガススプリングの反発力の方向がずれて、オフセット機構部を揺動させる際に反発力を効率的に利用することができない。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、オフセット機構部の揺動時にガススプリングを効率的に利用することができ、また農作業機にガススプリングを搭載する際に、重量の増大や、ガススプリングの装着作業の増大を抑えることができる農作業機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明の農作業機は、走行機体の後部に装着される前フレームと、該前フレームの進行方向に対して左右方向に揺動自在に連結される複数のリンク部材（実施の形態におけるオフセットフレーム１１，リンク部材１３）と、これらのリンク部材の移動端側に連結される後フレーム（実施の形態における回動支持アーム１５）とを有して平行リンク機構を構成し、平行リンク機構の後フレームに作業部が回動自在に支持され、作業部は、平行リンク機構の揺動に伴って、走行機体の一方側に配置されて該走行機体の前進走行にともなって作業が可能な前進作業位置と、走行機体の他方側に配置されて該走行機体の後進走行にともなって作業が可能な後進作業位置と、走行機体の後方に配置される格納位置に移動自在であり、作業部の移動時に、格納位置は前進作業位置及び後進作業位置よりも高い位置になる農作業機（実施の形態における畦塗り機１）であって、作業部の移動時に、該作業部の上方への移動を補助し、作業部の下方への移動速度を減少させるガススプリングを備え、複数のリンク部材のうち平面視において左右方向に間隔を有して配置された一対のリンク部材（実施の形態におけるオフセットフレーム１１、リンク部材１３）のうちの一方のリンク部材（実施の形態におけるリンク部材１３）には、該リンク部材と同一平面上に延びる支持部材（実施の形態における支持板１３ａ）が設けられ、ガススプリングは、その一端部が支持部材の先端部に回動自在に支持され、ガススプリングの他端部が一対のリンク部材のうちの他方のリンク部材（実施の形態におけるオフセットフレーム１１）に接続され、作業部が前進作業位置又は後進作業位置から格納位置への移動時にこの移動に応じて伸長し、作業部が格納位置から前進作業位置又は後進作業位置への移動時にこの移動に応じて縮小し、作業部が格納位置に移動すると略伸びきった状態となることを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
また、本発明の一対のリンク部材は、略同一平面上に配設されていることを特徴とする（請求項２）。
【００１２】
また、本発明は、ガススプリングの一端部の支持部材に対する接続位置と支持部材が設けられたリンク部材の前フレームに対する回動中心との間の距離は、ガススプリングの他端部のリンク部材に対する接続位置と該リンク部材の前フレームに対する回動中心との間の距離よりも大きいことを特徴とする（請求項３）。
【００１３】
また、本発明のガススプリングは、作業部が格納位置に移動すると、接続されている一対のリンク部材に対して略直交する方向に延びるように配置されていることを特徴とする（請求項４）。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係わる農作業機によれば、上記特徴を有することで、オフセット機構部の揺動時にガススプリングを効率的に利用することができ、また農作業機にガススプリングを搭載する際に、重量の増大や、ガススプリングの装着作業の増大を抑えることができる農作業機を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係わる畦塗り機の一部省略の平面図を示す。
【図２】本発明の一実施の形態に係わる畦塗り機の側面図を示す。
【図３】本発明の一実施の形態に係わる畦塗り機を示し、同図（ａ）は作業部を格納位置に移動させた畦塗り機の左側斜め後方斜視図であり、同図（ｂ）はこの畦塗り機の右側斜め後方斜視図である。
【図４】畦塗り機の部分拡大模式説明図である。
【図５】畦塗り機のガススプリングの作動を説明するためのオフセット機構部の平面図を示し、同図（ａ）は作業部が前進作業位置に移動時のオフセット機構部の平面図であり、同図（ｂ）は作業部が格納位置に移動時のオフセット機構部の平面図であり、同図（ｃ）は作業部が後進作業位置に移動時のオフセット機構部の平面図である。
【図６】ガススプリングを説明するための図を示し、同図（ａ）はガススプリングの側面図であり、同図（ｂ）はガススプリングの反発力特性を概念的に表したグラフである。
【図７】ガススプリングが設けられたオフセット機構部の作動を説明するためのオフセット機構部の平面視における模式図を示す。
【図８】畦塗り機のガススプリングの作動を説明するためのオフセット機構部の平面図を示し、同図（ａ）は作業部が右側中間位置に移動時のオフセット機構部の平面図であり、同図（ｂ）は作業部が左側中間位置に移動時のオフセット機構部の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の農作業機の一例である畦塗り機の好ましい実施の形態について、先ず、図１（一部省略の平面図）及び図２（側面図）を参照しながら、畦塗り機の全体的な概要を説明する。なお、説明の参考として、本発明に係る畦塗り機の斜視図（図３（ａ）、図３（ｂ））も参照する。
【００１７】
畦塗り機１は、図１及び図２に示すように、走行機体９０の後部に設けられた三点リンク連結機構９１に連結されて、走行機体９０の前進走行及び後進走行に応じて畦塗り作業を行うものである。この畦塗り機１は、走行機体９０に装着されて走行機体９０からの動力が入力される入力軸８ａを備えた装着部５と、装着部５に設けられ進行方向に対して左右方向に回動可能に支持されたオフセット機構部１０と、オフセット機構部１０の先端側に旋回自在に配設されて入力軸８ａから伝達される動力によって作業を行なう作業部６０を有して構成される。
【００１８】
装着部５は、機体幅方向に延びるヒッチフレーム６（前フレーム）と、ヒッチフレーム６の前方に設けられて走行機体９０の後部に設けられた三点リンク連結機構９１に連結される連結フレーム７を有して構成される。ヒッチフレーム６の幅方向の中央下部にはギアボックス８が設けられ、このギアボックス８には前述した入力軸８ａが設けられている。
【００１９】
オフセット機構部１０は、その基端側をヒッチフレーム６に回動自在に連結されて後方側へ延びるオフセットフレーム１１と、オフセットフレーム１１の幅方向一方側（図面では左側）に沿って並設されて基端側がヒッチフレーム６の一方側端に回動自在に連結されてオフセットフレーム１１と略同一平面上に配置されたリンク部材１３と、オフセットフレーム１１の先端側とリンク部材１３の先端側との間に回動自在に連結された回動支持アーム１５（後フレーム）とを有して構成される。
【００２０】
オフセットフレーム１１は、内部が中空状に形成された箱状部材であり、オフセットフレーム１１の先端側とヒッチフレーム６の一方側端部との間に接続された揺動シリンダ１７の伸縮により、オフセットフレーム１１は進行方向に対して左右方向に揺動可能である。オフセットフレーム１１内には図示しない動力伝達機構が設けられ、この動力伝達機構によって、走行機体９０から入力軸８ａに伝達された動力がオフセットフレーム１１の先端側に回転自在に配設された従動軸１２に伝達可能に構成されている。
【００２１】
リンク部材１３の先端部は、オフセットフレーム１１の先端部に回動自在に設けられた回動支持アーム１５の左側端に回動自在に取り付けられている。回動支持アーム１５は進行方向に対して左右方向に延び、その右側端部がオフセットフレーム１１の先端側下部に回動自在に取り付けられている。このように構成されたオフセット機構部１０は、オフセットフレーム１１、リンク部材１３、ヒッチフレーム６及び回動支持アーム１５によって平行リンク機構を形成している。
【００２２】
なお、揺動シリンダ１７は、電動式油圧シリンダであり、図示しない制御装置からの制御信号に応じて伸縮するようになっている。
【００２３】
また、図４（部分拡大模式説明図）に示すように、オフセットフレーム１１の先端部に設けられた従動軸１２の下部には、従動軸１２と同軸上に配置されて下方へ延びる動力伝達軸１４が連結されて、動力伝達軸１４は従動軸１２の回転に伴って回転する。またオフセットフレーム１１の先端下部には、動力伝達軸１４と同軸上に配置された円筒状の連結部１８がオフセットフレーム１１に対して回動自在に取り付けられている。この連結部１８は動力伝達軸１４と非結合状態にあり、動力伝達軸１４を回動中心として回動自在である。この連結部１８の下部に作業部６０の一部である伝動支持ケース６１の基端部が接続され、連結部１８の上部に作業部６０の一部である伝動支持フレーム６５が接続されている。このため、作業部６０はオフセット機構部１０に設けられた動力伝達軸１４の中心軸線を回動支点Ｏとして回動可能である。
【００２４】
伝動支持ケース６１の先端側には、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、圃場の周辺に沿って形成された旧畦の上部を切り崩す天場処理部６２と、切り崩した土の土盛りを行なう前処理部６４が配設され、伝動支持ケース６１の基端側には盛られた土を切り崩された旧畦上に塗り付ける整畦部６６が配設されている。伝動支持ケース６１内には図示しない動力伝達機構が内蔵され、この動力伝達機構は、従動軸１２からの動力を受けて天場処理部６２、前処理部６４、整畦部６６に動力伝達可能に構成されている。
【００２５】
なお、本実施形態においては、畦塗り機１の構成のうち、回動支点Ｏを回動の中心軸として回動可能な部位であって、伝動支持ケース６１及び伝動支持フレーム６５を含み、その先端部側に配設される天場処理部６２、前処理部６４、整畦部６６の構成を、作業部６０と記す。
【００２６】
天場処理部６２は、回転自在な天場処理ロータ６２ａ（図３（ｂ）参照）を備える。天場処理ロータ６２ａは天場動力伝達ケース６３を介して上下方向に回動可能に、伝動支持ケース６１に連結された前処理部６４の先端部に連結されるとともに、伝動支持フレーム６５を介して支持されている。天場動力伝達ケース６３内には図示しない動力伝達機構が内蔵され、この動力伝達機構を介して伝動支持ケース６１の動力伝達機構に伝達された動力が天場処理ロータ６２ａに伝達されるようになっている。
【００２７】
前処理部６４は、複数の耕耘爪６４ｂが装着されて回転自在な前処理ロータ６４ａ（図２参照）を備える。前処理部６４は伝動支持フレーム６５を介して支持され、伝動支持ケース６１に連結されている。前処理部６４の前処理ロータ６４ａは伝動支持ケース６１内の動力伝達機構を介して動力が伝達可能に構成されている。
【００２８】
整畦部６６は、伝動支持ケース６１に回転自在に支持された多面体ドラム６６ａと、多面体ドラム６６ａの右側端部に取り付けられて横方向に延びる円筒部６６ｂとを有してなる。整畦部６６は伝動支持ケース６１内の動力伝達機構を介して動力が伝達されるように構成され、伝動支持ケース６１に支持されている。このため、作業部６０は図４に示す連結部１８を介してオフセット機構部１０の先端側に設けられた動力伝達軸１４の中心軸線を回動支点Ｏとして回動可能である。
【００２９】
次に、図５を参照しながら、オフセットフレーム１１、リンク部材１３、ヒッチフレーム６及び回動支持アーム１５によって平行リンク機構を構成するオフセット機構部１０に、本発明の特徴であるガススプリング２０を装着した構成を説明する。このオフセット機構部１０には、前述したように、揺動シリンダ１７（図５においては図示省略）が備えられており、オフセット機構部１０にガススプリング２０をさらに設けることで、揺動シリンダ１７にかかる負担を補助することになる。
【００３０】
なお、図５（ａ）は、作業部（図５においては図示省略）を前進作業位置Ｐｆに移動したときのオフセット機構部１０の状態を示す平面図であり、図５（ｂ）は、作業部を走行機体の真後ろ側に移動して格納位置Ｐｋに配置した状態を示し、図５（ｃ）は、作業部を後進作業位置Ｐｂに移動したときのオフセット機構部１０の状態を示している。
【００３１】
ガススプリング２０は、そのロッド側端部がオフセットフレーム１１の下面に回動自在に接続され、ボトム側端部がリンク部材１３に突設された支持板１３ａ（図５参照）の下面の先端部に回動自在に接続されている。支持板１３ａはリンク部材１３のオフセットフレーム１１側と反対側に突設されている。このため、ガススプリング２０は、オフセット機構部１０の揺動に伴って移動するとともに伸縮し、オフセット機構部１０の揺動を附勢して、揺動シリンダ１７にかかる負担を補助する。ガススプリング２０の附勢の詳細については後述する。
【００３２】
ここで、図６を参照しながら、ガススプリング２０の構造及び反発力の特性について説明する。なお、図６（ｂ）は、ガススプリング２０のストロークと反発力との関係を概念的に示したものであり、実際のガススプリング２０の特性を示すものではない。ガススプリング２０は、シリンダチューブ２０ａの一端側にシリンダロッド２０ｂが突出入自在に挿入され、シリンダチューブ２０ａ内には圧縮ガスが気密に充填されて、シリンダチューブ２０ａに対するシリンダロッド２０ｂの突出量（ストロークＳ）に拘わらずに常に伸長方向に反発力Ｐが発生するように構成されている。
【００３３】
ガススプリング２０の反発力Ｐは、ガススプリング２０の全伸長（Ｌmax）時の反発力Ｐｒに対して全縮小（Ｌmin）時の反発力Ｐｓが大きく、ガススプリング２０のストロークＳが小さくなるに従って大きくなる。
【００３４】
次に、ガススプリング２０が設けられたオフセット機構部１０の揺動によるガススプリング２０の作用について、図７を参照しながら説明する。図７は、作業部を格納位置Ｐｋから進行方向に対して右側にオフセット移動させる場合を示している。
【００３５】
作業部が格納位置Ｐｋに配置されているときには、図５（ｂ）に示すように、ガススプリング２０の延伸方向がオフセットフレーム１１及びリンク部材１３に対して左右方向に略直交するとともに全伸長状態になるように、ガススプリング２０は配設されている。したがって、この状態においては、ガススプリング２０の全長Ｌは、最大長さＬｍａｘである。また、このときの全長Ｌは、リンク部材１３のヒッチフレーム６に対する回動中心Ｑとオフセットフレーム１１のヒッチフレーム６に対する回動中心Ｔとの距離（換言すれば、平行リンク部の幅）Ｗと、ガススプリング２０の一端部側の接続位置Ｐ１のリンク部材１３に対する離間距離Ｘとの和（Ｗ＋Ｘ）に等しい。ここで、接続位置Ｐ１のリンク部材１３に対する離間距離Ｘは、リンク部材１３のヒッチフレーム６に対する回動中心Ｑとリンク部材１３の回動支持アーム（後フレーム）１５に対する回動中心Ｕとを結ぶ直線に対して、接続位置Ｐ１から下ろした垂線の長さに相当する距離である。なお、回動中心Ｑと回動中心Ｕとを結ぶ直線と、接続位置Ｐ１から下ろした垂線との交点をＰ０で示す。
【００３６】
次に、オフセット機構部１０を右方向に角度θ揺動した状態のとき、ガススプリング２０の全長Ｌθは、ガススプリング２０の一端部側の接続位置Ｐ１θとガススプリング２０の他端側の接続位置Ｐ２θとの間の距離である。一方、交点Ｐ０θと接続位置Ｐ２θとの間の距離は平行リンク機構の幅であり、オフセット機構部１０の揺動によって変化しない一定値Ｗである。したがって、三角形の３辺の関係（「三角形の２辺の和は、残りの辺よりも大きい」）より、このときのガススプリングの全長ＬθはＷ＋Ｘよりも短くなる。
【００３７】
すなわち、オフセット機構部１０の揺動量θが増大するに従ってガススプリング２０が縮小し、反発力Ｐが増大する方向に働き、全縮小時には最大反発力Ｐｓとなる。また、オフセット機構部１０の揺動量θが減少するに従ってガススプリング２０は伸長し、反発力Ｐが減少する方向に働き、全伸長時には最小反発力Ｐｒとなる。
【００３８】
なお、上記説明は、オフセット機構部１０を右方向に揺動させた状態のときについてのものであるが、オフセット機構部１０を左方向に揺動させた状態のときにも同様である。
【００３９】
なお、ガススプリング２０は、前述したように、その一端部がリンク部材１３に設けられた支持板１３ａの先端部に回動自在に接続され、他端部がオフセットフレーム１１に回動自在に接続されている。ここで、ガススプリング２０の一端部のリンク部材１３に対する接続位置Ｐ１とリンク部材１３のヒッチフレーム６に対する回動中心Ｑとの間の距離ｍがガススプリング２０の他端部のオフセットフレーム１１に対する接続位置Ｐ２とオフセットフレーム１１のヒッチフレーム６に対する回動中心Ｔとの間の距離ｎよりも大きくなるように、ガススプリング２０はオフセット機構部１０に配設されている。これにより、Ｌθ＜（Ｗ＋Ｘ）の関係を構成することができる。
【００４０】
次に、ヒッチフレーム６に対してオフセット機構部１０が揺動することにより、ガススプリング２０が伸縮する動作について、図５を参照しながら説明する。
【００４１】
本実施態様においては、図５（ｂ）に示すように、作業部６０を揺動し、格納位置Ｐｋに移動したとき、ガススプリング２０の延伸方向がオフセットフレーム１１及びリンク部材１３に対して左右方向に略直交するとともに、全伸長状態になるようにガススプリング２０は、配設されている。このため、オフセット機構部１０が格納位置Ｐｋに移動した状態では、オフセット機構部１０に対するガススプリング２０からの附勢力は作用しない状態になるが、オフセット機構部１０が格納位置Ｐｋから左右方向に揺動すると、ガススプリング２０に反発力Ｐｒが発生し、この反発力Ｐｒによってオフセット機構部１０の揺動が規制される。このため、作業部は格納位置Ｐｋに安定した状態に維持される。
【００４２】
次に、オフセット機構部１０を揺動させて前進作業位置Ｐｆに作業部を移動させると、図５（ａ）に示すように、ガススプリング２０は全伸長状態から縮小して反発力Ｐｒよりも大きな反発力Ｐが発生する状態になる。この前進作業位置Ｐｆから格納位置Ｐｋ側に向けてオフセット機構部１０を矢印Ａ方向に揺動させる場合には、作業部６０を持ち上げ支持しながら斜め上方へオフセット機構部１０を揺動させる必要があるので、オフセット機構部１０の揺動時には、ガススプリング２０には縮小方向の力Ｆを受ける。これに対してガススプリング２０は伸長方向の反発力Ｐが生じ、この反発力Ｐは支持板１３ａのガススプリング２０との接続位置Ｐ１に作用する。このため、この反発力Ｐのうちリンク部材１３側の回動方向成分Ｐｘが右回りのモーメントＭとしてオフセット機構部１０に作用して、オフセット機構部１０の揺動をサポートする。このため、この回動方向成分Ｐｘによって、既設の揺動シリンダ１７にかかる負担を補助することができる。
【００４３】
ここで、作業部（図５（ａ）においては図示省略）が前進作業位置Ｐｆに移動すると、ガススプリング２０は、オフセットフレーム１１に対して角度α（図面ではα＝約６０°）を有して傾く。このため、オフセット機構部１０が前進作業位置Ｐｆから格納位置Ｐｋ側へ揺動する際には、ガススプリング２０の反発力Ｐのうちの揺動方向成分Ｐｘの大きさは、Ｐの大きさを１００とすると、約８５になる。
【００４４】
図８（ａ）に示すように、前進作業位置Ｐｆと格納位置Ｐｋとの間の位置（以下、「右側中間位置Ｐｆｍ」と記す。）において、オフセット機構部１０の前進作業位置Ｐｆから格納位置Ｐｋ側（矢印Ａ方向側）への揺動時には、揺動角度θはオフセット機構部１０の格納位置Ｐｋ側への揺動に伴って漸次小さくなり、ガススプリング２０は、オフセット機構部１０の格納位置Ｐｋ側への揺動に伴って漸次伸長する。
【００４５】
また、オフセット機構部１０の前進作業位置Ｐｆから格納位置Ｐｋ側への揺動時には、作業部は重力によって前進作業位置Ｐｆ側に向かって斜め下方へ落下しようとするので、ガススプリング２０には縮小方向の力Ｆｆが作用する。これに対して、ガススプリング２０は、縮小方向と反対方向に向いた反発力Ｐを常時有しており、この反発力Ｐが作業部の重力による落下方向への力Ｆｆを打ち消す方向に働く。すなわち、オフセット機構部１０が前進作業位置Ｐｆから格納位置Ｐｋ側への揺動の際には、反発力Ｐのうちの揺動方向成分Ｐｘの力がオフセット機構部１０に作用し、この揺動方向成分Ｐｘの力はオフセット機構部１０を格納位置側へ回動させるモーメントＭｆとして作用する。このため、このモーメントＭｆによって既設の揺動シリンダ１７にかかる負担を補助することができる。
【００４６】
一方、右側中間位置において、オフセット機構部１０の格納位置Ｐｋから前進作業位置Ｐｆ側（矢印Ｂ方向側）へ揺動時には、作業部が斜め下方へ落下しようとする力が働くが、この力はガススプリング２０を縮小する方向の力Ｆｆとして作用する。これに対して、ガススプリング２０は、伸長方向へ働く反発力Ｐを常時有しているので、前記作業部が落下しようとする力Ｆｆを打ち消すような方向の力Ｐを発生させることができる。なお、ガススプリング２０の反発力Ｐは、オフセット機構部１０の前進作業位置Ｐｆ側への揺動に伴って漸次大きくなり、全縮小時の反発力Ｐｓの大きさに近づく。従って、オフセット機構部１０が格納位置Ｐｋから前進作業位置Ｐｆ側への揺動の際には、作業部の重力により落下する力Ｆｆに抗する大きな反発力Ｐが作用し、モーメントＭｆがオフセット機構部１０に作用する。このため、重力による作業部の落下力に起因する揺動シリンダ１７に負担がかかる制動力の増大を抑えることができ、作業部の急激な移動を防止することができる。
【００４７】
また、図５（ｂ）に示すように、格納位置に作業部を配置した状態においては、持ち上げる高さ位置にもよるが、常用高さ位置に配置した状態で、重力により作業部が落下しようとする力よりも若干大きい程度の反発力をガススプリング２０の全伸長時に有しておれば、安定した保持が可能である。
【００４８】
次に、オフセット機構部１０を揺動させて後進作業位置Ｐｂに作業部を移動させると、図５（ｃ）に示すように、ガススプリング２０は全伸長状態から縮小して反発力Ｐｒよりも大きな反発力Ｐが発生する状態になる。この後進作業位置Ｐｂから格納位置Ｐｋ側に向けてオフセット機構部１０を矢印Ｂ方向に揺動させる場合には、作業部６０を持ち上げ支持しながら斜め上方へオフセット機構部１０を揺動させる必要があるので、オフセット機構部１０の揺動時には、ガススプリング２０には縮小方向の力Ｆを受ける。これに対して、ガススプリング２０は伸長方向の反発力Ｐが生じ、この反発力Ｐはオフセットフレーム１１のガススプリング２０との接続位置Ｐ２に作用する。このため、この反発力Ｐのうちオフセットフレーム１１に直交する側の回動方向成分Ｐｘが左回りのモーメントＭとしてオフセット機構部１０に作用して、オフセット機構部１０の揺動をサポートする。このため、この回動方向成分Ｐｘによって、既設の揺動シリンダ１７にかかる負担を補助することができる。
【００４９】
ここで、作業部（図５（ｃ）においては図示省略）が後進作業位置Ｐｂに移動すると、ガススプリング２０は、オフセットフレーム１１に対して角度α（図面ではα＝約６０°）を有して傾く。このため、オフセット機構部１０が後進作業位置Ｐｂから格納位置Ｐｋ側へ揺動する際には、ガススプリング２０の反発力Ｐのうちの揺動方向成分Ｐｘの大きさは、Ｐの大きさを１００とすると、約８５になる。
【００５０】
図８（ｂ）に示すように、後進作業位置Ｐｂと格納位置Ｐｋとの間の位置（以下、「左側中間位置Ｐｂｍ」と記す。）において、オフセット機構部１０の後進作業位置Ｐｂから格納位置Ｐｋ側（矢印Ａ方向側）への揺動時には、揺動角度θはオフセット機構部１０の格納位置Ｐｋ側への揺動に伴って漸次小さくなり、ガススプリング２０は、オフセット機構部１０の格納位置Ｐｋ側への揺動に伴って漸次伸長する。
【００５１】
また、オフセット機構部１０の後進作業位置Ｐｂから格納位置Ｐｋ側への揺動時には、作業部は重力によって後進作業位置Ｐｂ側に向かって斜め下方へ落下しようとするので、ガススプリング２０には縮小方向の力Ｆｂが作用する。これに対して、ガススプリング２０は、縮小方向と反対方向に向いた反発力Ｐを常時有しており、この反発力Ｐが作業部の重力による落下方向への力Ｆｂを打ち消す方向に働く。すなわち、オフセット機構部１０が後進作業位置Ｐｂから格納位置Ｐｋ側への揺動の際には、反発力Ｐのうちの揺動方向成分Ｐｘの力がオフセット機構部１０に作用し、この揺動方向成分Ｐｘの力はオフセット機構部１０を格納位置側へ回動させるモーメントＭｂとして作用する。このため、このモーメントＭｂによって既設の揺動シリンダ１７にかかる負担を補助することができる。
【００５２】
一方、左側中間位置において、オフセット機構部１０の格納位置Ｐｋから後進作業位置Ｐｂ側（矢印Ｂ方向側）へ揺動時には、作業部が斜め下方へ落下しようとする力が働くが、この力はガススプリング２０を縮小する方向の力Ｆｂとして作用する。これに対して、ガススプリング２０は、伸長方向へ働く反発力Ｐを常時有しているので、前記作業部が落下しようとする力Ｆｂを打ち消すような方向の力Ｐを発生させることができる。なお、ガススプリング２０の反発力Ｐは、オフセット機構部１０の後進作業位置Ｐｂ側への揺動に伴って漸次大きくなり、全縮小時の反発力Ｐｓの大きさに近づく。従って、オフセット機構部１０が格納位置Ｐｋから後進作業位置Ｐｂ側への揺動の際には、作業部の重力により落下する力Ｆｂに抗する大きな反発力Ｐが作用し、モーメントＭｂがオフセット機構部１０に作用する。このため、重力による作業部の落下力に起因する揺動シリンダ１７に負担がかかる制動力の増大を抑えることができ、作業部の急激な移動を防止することができる。
【００５３】
なお、前述した実施形態では、ガススプリング２０の一端部をリンク部材に垂直方向に突設された板状の支持部材１３ａに接続された例を示したが、支持部材１３ａの形状は板状に限るものではなく、任意であってもよい。また支持部材１３ａの突出方向も垂直に限定されるものではなく、支持部材１３ａに対して斜め方向でもよい。
【００５４】
このように、本発明に係わる畦塗り機１は、オフセット機構部１０に１本のガススプリング２０を装着して構成されているので、複数本のガススプリングをオフセット機構部に装着する場合と比較して、畦塗り機１の重量の増大を抑えることができる。また、このガススプリング２０は、オフセット機構部１０のオフセットフレーム１１とリンク部材１３との間に接続され、これらオフセットフレーム１１及びリンク部材１３は畦塗り機１の上部外側に配置されているので、ガススプリング２０のオフセット機構部１０への装着作業は容易である。このため、ガススプリング２０のオフセット機構部１０への装着作業が増大する虞もない。
【００５５】
なお、前述した実施形態では、ガススプリング２０はオフセット機構部１０のヒッチフレーム６側に配設した場合を示したが、オフセット機構部１０の揺動時にガススプリング２０が他の装備品に接触しなければ、ガススプリング２０はオフセットフレーム１１の移動端側に設けてもよい。
【００５６】
また、前述した実施形態では、畦塗り機１の作業部の格納位置Ｐｋは、オフセットフレーム１１がヒッチフレーム６に対して前後方向に略直交する方向に延びる位置となる場合を示したが、オフセットフレーム１１がヒッチフレーム６に対して左右方向に傾いた位置を格納位置としてもよい（図１参照）。このようにすると、作業部６０を走行機体側により接近させた状態で作業部６０を格納することができ、走行機体９０とのマッチングバランスをより向上させることができる。
【００５７】
また、前述した実施例の畦塗り機では、オフセット機構部１０を揺動シリンダ１７の伸縮によって揺動させる場合を示したが、揺動シリンダ１７を取り外して手動で揺動させるものでもよい。
【００５８】
また、前述した実施形態では、農作業機の一例として畦塗り機１を示したが、圃場に溝を連続的に形成可能な溝掘り機でもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１ 畦塗り機（農作業機）
６ ヒッチフレーム（前フレーム）
１１ オフセットフレーム（リンク部材）
１３ リンク部材
１３ａ 支持板（支持部材）
１５ 回動支持アーム（後フレーム）
２０ ガススプリング
６０ 作業部
９０ 走行機体
Ｐｂ 後進作業位置
Ｐｆ 前進作業位置
Ｐｋ 格納位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行機体の後部に装着される前フレームと、該前フレームの進行方向に対して左右方向に揺動自在に連結される複数のリンク部材と、これらのリンク部材の移動端側に連結される後フレームとを有して平行リンク機構を構成し、前記平行リンク機構の前記後フレームに作業部が回動自在に支持され、前記作業部は、前記平行リンク機構の揺動に伴って、前記走行機体の一方側に配置されて該走行機体の前進走行にともなって作業が可能な前進作業位置と、前記走行機体の他方側に配置されて該走行機体の後進走行にともなって作業が可能な後進作業位置と、前記走行機体の後方に配置される格納位置に移動自在であり、前記作業部の移動時に、前記格納位置は前記前進作業位置及び前記後進作業位置よりも高い位置になる農作業機であって、
前記作業部の移動時に、該作業部の上方への移動を補助し、前記作業部の下方への移動速度を減少させるガススプリングを備え、
前記複数のリンク部材のうち平面視において左右方向に間隔を有して配置された一対のリンク部材のうちの一方のリンク部材には、該リンク部材と同一平面上に延びる支持部材が設けられ、
前記ガススプリングは、その一端部が前記支持部材の先端部に回動自在に支持され、前記ガススプリングの他端部が前記一対のリンク部材のうちの他方のリンク部材に接続され、
前記作業部が前記前進作業位置又は前記後進作業位置から前記格納位置への移動時にこの移動に応じて伸長し、前記作業部が前記格納位置から前記前進作業位置又は前記後進作業位置への移動時にこの移動に応じて縮小し、前記作業部が格納位置に移動すると略伸びきった状態となる
ことを特徴とする農作業機。
【請求項２】
前記一対のリンク部材は、略同一平面上に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の農作業機。
【請求項３】
前記ガススプリングの一端部の前記支持部材に対する接続位置と該支持部材が設けられたリンク部材の前記前フレームに対する回動中心との間の距離は、前記ガススプリングの他端部のリンク部材に対する接続位置と該リンク部材の前フレームに対する回動中心との間の距離よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の農作業機。
【請求項４】
前記ガススプリングは、前記作業部が前記格納位置に移動すると、接続されている一対のリンク部材に対して略直交する方向に延びるように配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の農作業機。
【請求項１】
走行機体の後部に装着される前フレームと、該前フレームの進行方向に対して左右方向に揺動自在に連結される複数のリンク部材と、これらのリンク部材の移動端側に連結される後フレームとを有して平行リンク機構を構成し、前記平行リンク機構の前記後フレームに作業部が回動自在に支持され、前記作業部は、前記平行リンク機構の揺動に伴って、前記走行機体の一方側に配置されて該走行機体の前進走行にともなって作業が可能な前進作業位置と、前記走行機体の他方側に配置されて該走行機体の後進走行にともなって作業が可能な後進作業位置と、前記走行機体の後方に配置される格納位置に移動自在であり、前記作業部の移動時に、前記格納位置は前記前進作業位置及び前記後進作業位置よりも高い位置になる農作業機であって、
前記作業部の移動時に、該作業部の上方への移動を補助し、前記作業部の下方への移動速度を減少させるガススプリングを備え、
前記複数のリンク部材のうち平面視において左右方向に間隔を有して配置された一対のリンク部材のうちの一方のリンク部材には、該リンク部材と同一平面上に延びる支持部材が設けられ、
前記ガススプリングは、その一端部が前記支持部材の先端部に回動自在に支持され、前記ガススプリングの他端部が前記一対のリンク部材のうちの他方のリンク部材に接続され、
前記作業部が前記前進作業位置又は前記後進作業位置から前記格納位置への移動時にこの移動に応じて伸長し、前記作業部が前記格納位置から前記前進作業位置又は前記後進作業位置への移動時にこの移動に応じて縮小し、前記作業部が格納位置に移動すると略伸びきった状態となる
ことを特徴とする農作業機。
【請求項２】
前記一対のリンク部材は、略同一平面上に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の農作業機。
【請求項３】
前記ガススプリングの一端部の前記支持部材に対する接続位置と該支持部材が設けられたリンク部材の前記前フレームに対する回動中心との間の距離は、前記ガススプリングの他端部のリンク部材に対する接続位置と該リンク部材の前フレームに対する回動中心との間の距離よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の農作業機。
【請求項４】
前記ガススプリングは、前記作業部が前記格納位置に移動すると、接続されている一対のリンク部材に対して略直交する方向に延びるように配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の農作業機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−２１９５４（Ｐ２０１３−２１９５４Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５８５９８（Ｐ２０１１−１５８５９８）
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（３９００１０８３６）小橋工業株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（３９００１０８３６）小橋工業株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]