JPS6148882B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転駆動するクランク機構に連結桿
を介して上下運動する複数の穿孔歯を連結して成
る穿孔装置を車台に取り付け、該車台動力にて穿
孔装置を駆動前進する芝生手入装置に関する。

〔従来の技術〕

ゴルフ場等においては、望ましいプレー面を提
供するため芝生をよく手入しておくことが大切で
ある。そのためには、芝生等の植生地表面に一定
の間隔で多数の小孔を垂直に穿設し、この小孔を
介して植物の根に通風し、水、肥料を施して育成
するのが望ましい。しかしながら、その広大な面
積に亘る地表面に能率よく、高速度で、正確に小
孔を多数穿設するのは極めて困難である。

このような作業を能率よく行なう装置として特
公昭36―17361号公報による地表面通風穴明機が
既に公知である。

該公報による装置では、動力回転クランク機構
に連結して上下運動する多数の穿孔歯を該動力に
て前進する車台に載置し、前記クランク１回転の
間に車台の前進する距離に等しいカムリフトを与
える回転カム機構によつて該穿孔歯をその地中に
ある間対地水平方向に静止すべく順次等速後退さ
せ、又地中より抜出ている間に急激前進復帰させ
ることにより常に地表面に垂直に差し込み抜き出
して連続高速度に地表面に穿孔することができ
る。

この場合、車台上に固定された門形支持枠に取
り付けられた複数組の回転クランク機構は、この
クランクアームから下方に伸びる連結桿の下端に
ヒンジ結合部を介して回動自在に連結された往復
摺動ロツド及びその下端に固定された穿孔歯を上
下方向に順次駆動する。そして、往復摺動ロツド
を垂直方向に案内するため該ロツドに外嵌挿され
た摺動ロツド案内筒が設けられており、該案内筒
はその水平方向に突出せる腕の先端をばねにより
前記回転カム機構に常時当接せしめられ、カムの
回転によつて水平方向に変化する当接点の移動に
該案内筒の水平移動を追従させて往復摺動ロツド
及び穿孔歯を後退、急激前進復帰せしめている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

かゝる構成の装置では、クランクアームから下
方に伸びる連結桿はヒンジ結合部を介して往復摺
動ロツドに回動自在に連結されているから、クラ
ンクアームの回転運動は直線運動に変換された穿
孔歯に伝達され、穿孔歯は常に直立状に保持され
ている。連結桿上端は回転するにつれて車台に対
して後退するが、その後退速度は必ずしも一定で
はなく前端位置中間レベルではゼロ、下死点にお
いて最大速度となる。従つて特に前端位置付近で
は車台速度が後退速度を上回るため垂直状に保持
された穿孔歯は土中へ差し込まれ始めた直後から
車台の前進力によつて前傾せしめられる。車台速
度が小さいときにはこの前傾作用はあまり問題と
ならないが、車台速度が大きくなるにつれて穿孔
歯又はこれと一体の摺動ロツドを折損するなどの
不都合が生じる。これは穿孔歯及び摺動ロツドを
対地静止させるため、これら部材を常に直立状に
保持させる構成を有するためであり、車台速度を
大きくしてさらに高速度で高効率に穿孔作用をさ
せるにはもはやこのような機構では対処できな
い。

また、この構成による必然的な結果として穿孔
歯、摺動ロツド、クランク機構、案内筒、及びカ
ム機構を含む穿孔装置を車台本体から、例えば保
守点検、あるいは他の装置部品と取り替えるた
め、切り離すことはできず、そのため構造が複雑
であるという欠点がある。

本発明は上述した欠点を取り除き、簡単な構成
でさらに高速度で使用できる芝生手入装置を提供
するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記問題点を解決するための手段として、本発
明では穿孔装置が上部クランク機構と、このクラ
ンク機構から垂下され穿孔歯に直結された連結桿
と、前記クランク機構の下部側方に設けられ上部
クランク機構と同期回転される回転半径が上部ク
ランク機構のそれより若干小なるもう一組の下部
クランク機構及びこの下部クランク機構と連結桿
に対して両端をそれぞれ回動自在に接続され弾性
部材により伸縮自在な水平レバーから成る補正機
構とを備え、前記車台はその後部形状を後方に開
放したＵ字状に形成し、その開放空間内に前記穿
孔装置をその前端に設けた横軸方向の２つの枢支
軸により着脱自在に軸着した構成を採用したので
ある。

〔作用〕

この発明によると、車輌本体と別個独立に設け
た穿孔装置は車輌本体に対して着脱自在であつ
て、その穿孔装置は上部クランク軸から垂下され
た連結桿に穿孔歯が直結されていること、また連
結桿から水平に伸びる水平レバー先端にもう１組
のクランク軸が連結され両クランク機構を同時回
転させることによつて連結桿と一体の穿孔歯が垂
直状態に保持されつゝ降下され、土中に差し込ま
れた後引き込まれることによつて行なわれる。

クランク軸が回転するにつれて穿孔歯は下降し
つゝ車輌本体に対して後退し、この後退速度と
ほゝ同じ速度で車輌が前進するため穿孔歯は対地
静止する。この場合、クランク軸の回転速度は
ほゞ一定であつても連結桿上端の水平方向後退速
度は必らずしも一定ではなく、前端位置中間レベ
ルではゼロ（垂直方向に最大速度を有する）、下
死点で最大速度となる。従つて中間レベルから後
退しつゝ穿孔歯を下降させようとすると、浅く土
中に先端を挿入された穿孔歯は、穿孔歯と連結桿
が一体に構成されているため車速によつて前方に
傾斜せしめられる。そこで、この発明では予め上
部クランク機構と下部クランク機構の２つのクラ
ンクアームのうち下方のものを若干小径に形成
し、その径の差を利用して穿孔歯及びこれと一体
の連結桿を前方に傾斜し得るようにして、穿孔歯
先端が垂直に地中に挿入された直後に生ずる前傾
作用による反力を緩和し、穿孔歯及び連結桿に無
理な力が作用するのを防止している。中間レベル
からさらに下降して水平と垂直の間、即ち45゜付
近以上にクランク軸が回転すると連結桿の後退速
度が大きくなつて下死点で前進車速あるいはそれ
以上の速度で後退し、従つて連結桿は垂直状に戻
され対地静止の状態で最も深く挿入され、下死点
を過ぎると上記と反対の順序で引き抜かれる。こ
のように前記穿孔作業中に連結桿の前傾又は後傾
作用のいずれに対しても前記２つののクランク機
構により連結桿は最も無理のない状態に保持され
るが、２つのクランク機構のクランクアームの半
径を若干異ならせているため、クランクアームの
それぞれの回転位相角度の全てにわたつて水平レ
バーは連結桿に対して直角に接続することはでき
ない。そこで、この角度のずれを調整するため水
平レバーは弾性部材により伸縮自在に形成されそ
の両端が下部クランク機構及び連結桿に対してそ
れぞれ回動自在に接続されているから、連結桿は
前傾作用等に応じて自在に傾斜できるとともに、
弾性部材により連結桿を直立状に復帰せしめるこ
とができる。

車輌速度が増大すると、これに比例してクラン
ク軸の回転速度も同時に増大し、穿孔歯及びこれ
と一体の連結桿に対する前傾作用も大きくなる
が、上記のように連結桿に対する補正機構を構成
したから、車輌速度の如何にかゝわらず穿孔歯は
常に無理なく作用し、対地静止作用が得られる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について添付図を参照しな
がら説明する。

第１図は芝生手入装置１の側面図である。この
芝生手入装置１は操縦自在な前輪２及び被駆動後
輪３を有する４輪シヤーシ４より成る。シヤーシ
に前部には作業員が座るシート５が設けてある。
操縦ハンドル、クラツチ、ブレーキ及びアクセル
等の主な操縦、制御装置は従来の路上用車輌と同
様に配置されている。

シヤーシの形状は平面図で見るとその後部がＵ
字形フレームから成り（図示省略）、そのＵ字状
開放部分が後方に向つて開いている。このＵ字状
開放空間に後述する穿孔装置１０をその両側部フ
レームに設けた固定部材６によりシヤシーに対し
て着脱自在に取り付けている。

本実施例の場合、車輌駆動部としてシート５の
下に電気始動の16馬力ガソリンエンジンを塔載し
ており、該エンジンはクラツチ及び変速ベルト等
を介して一後端のシヤシー後端の後輪を駆動すと
共に、クラツチの出力軸によつて駆動されるプー
リに連結された平行な複数本のＶベルト７を介し
て穿孔装置１０を駆動する。さらに、この穿孔装
置１０は使用時には図示の如く対地直立状態とす
るが、不使用時には穿孔歯先端を保護するため点
線のようにやゝ前傾状態にして移動できるよう油
圧シリンダー８を設けてある。なお、油圧シリン
ダーその他の油圧駆動部に圧油を供給するため油
圧ポンプ及びタンクが別途設けてある（図示省
略）。

次に穿孔装置１０について説明する。第２図及
び第３図は穿孔装置の拡大側面図及び正面図（一
部断面図を含む）をそれぞれ示しており、この穿
孔装置１０を車輌に装着した時の作動状態を示し
ている。穿孔装置１０はそれぞれ２本のクランク
軸１２，１３を有する２対の垂直かつ平行な鋼板
２０ａ，２０ｂから成つている。上部クランク軸
１２はクランク１４、クランクピン１５及び連結
桿１６を介して４つの穿孔ヘツド２１に連結さ
れ、このヘツドを上下方向に垂直運動せしめる役
目をしている。連結桿１６は穿孔ヘツド２１に直
接固定されており、穿孔ヘツド２１には複数個の
中空穿孔歯が一体に形成され、クランク軸１２の
回転によつてこれら穿孔歯がクランク軸に対する
それぞれの位相角のずれの順序に従つて順次下降
して土中に差込まれる。穿孔動作は穿孔装置１０
を前進させながら行なわれるので、穿孔歯２２を
垂直に保持しつゝ前進せしめるにはこの水平運動
を考慮に入れておく必要がある。

そこで、上記穿孔歯と一体の連結桿１６を垂直
に保持するため、下記構成部材から成る連結桿の
補正機構を設ける。即ち、連結桿１６の略中間位
置から水平方向適宜位置にもう一対のクランク軸
１３を設け、そのクランクピン１７′に水平レバ
ー１７を回動自在に連結し、他端を連結桿１６の
腕に回動自在に連結する。クランク軸１２のクラ
ンク半径はもう１つのクランク軸１３のクランク
半径よりやゝ大きくしてある。これは、もしこれ
らの２つのクランク半径を同じにすると、連結桿
の先端の穿孔歯の運動が円運動になるために、連
結桿の傾斜作用が得られなくなり穿孔歯によつて
出来る孔と孔と間隔が大きくなりすぎかつ穿孔歯
の前後への振幅が大きくなりすぎて孔の形が楕円
状になつてしまう、又穿孔歯を土中に出来る丈垂
直に差し込むことができなくなるためであるこ
と、さらに後述するように連結桿の前傾作用を緩
和するためである。穿孔歯の芯合せ及び連結桿の
前傾作用の調整のため、水平レバー１７は連結桿
１６の腕と重なる位置に設けた長孔１８の所でボ
ルトナツト等の適当な固定手段により両者をずら
しながら水平距離、折れ角度を調整できるように
形成されている。さらに前記水平レバー１７と平
行にその直ぐ下方に水平レバー１７の左端突出部
と連結桿１６とを結ぶばね１９を設けている。こ
れは水平レバー１７の長孔１８と介して接続する
際の遊びを吸収し、連結桿１６をできるだけ垂直
状に保持するためである。なお、水平レバー１７
の構成は上記と同様の機能のものであればこれに
限定されないということは言うまでもない。

第３図によると、穿孔装置１０の中央に設けら
れたプーリ１１の左右に伸びる駆動軸３０は内側
垂直鋼板２０ａ，２０ｂを貫通してその先端に小
プーリ３１を備えている。さらに、第２図による
とクランク軸１２，１３をそれぞれ中心とする別
のプーリ３２，３３が左右１対の鋼板２０ａ２０
ｂの間に設けられ、両プーリの直径はほゞ同一の
大きさである。そしてこれらプーリ３１，３２，
３３はチエーン３４によつて同時駆動される。チ
エーンの張り工合はさらに別の小プーリ３５の位
置によつて調節される。

穿孔装置１０の取付は鋼板２０ａ，２０ｂの前
端に伸びているアームの先端に設けた軸２３によ
つて行なわれ、軸２３は第１図の固定部材６を介
してシヤシーに対して回動自在に取り付けられて
いる。

なお、穿孔装置１０の下部には穿孔歯２２の保
護のため保護板２４が設けてあり、これに穿孔歯
に対応する穴が穿たれている。また、一端に遊動
プーリ４１を担持し、ばねで付勢されたビーム４
０が駆動ベルト７と係合し、特にプリー１１と動
力駆動プーリー間の間隔が穿孔装置１０の上下動
につれて変化する時でも、ベルトの張り具合を適
切に保つている。

第２図はまた穿孔装置１０の後部に装着したブ
ラシ装置４２を図示している。この装置は穿孔装
置によつて生じるコア（穿孔されて出来る土塊）
を集めるように特に設計された箱状のものであ
る。穿孔装置の被駆動プーリに連結されたベルト
によつて駆動される回転ブラシ４３は地面から集
められたコアをブラシ装置の後部へ掃きよせ、
こゝで着脱自在で必要に応じてコアを排出するこ
とのできる容器に貯えられる。該ブラシ装置は取
付部４４の回りに回動しブラシは地面と軽く係合
する。コアを集める他にその他の砕片等も通過中
の地面から回収することができる。

次に、前記穿孔装置の作動について主として第
４図を参照して説明する。

第２図、第３図から明らかなように、駆動プー
リ１１からの回転駆動力は回転軸３０を介してそ
の両端に設けられたプーリ３１に伝えられ、さら
にチエーン３４を介して２つのクランク軸１２，
１３に伝達される。クランク軸１２が回転する
と、クランクピン１５は１５ａ，１５ｂ，１５
ｃ，１５ｄの順に回転し、各位相角において穿孔
歯２２は回転しつゝ下降し、土中に差し込まれた
後上昇して元の位置に戻り、これを繰り返す。同
時に、連結桿１６から水平に伸びている水平レバ
ー１７に接続されるクランクピン１７′も順次１
７′ａ，１７′ｂ，１７′ｃ，１７′ｄへと回転す
る。

上記のようにクランクピン１５が定速度で回転
する間に、その水平方向移動速度は上死点１５ａ
で最大となり、さらに回転するにつれて減少して
前端中間レベル１５ｂではゼロ、次に再び増大し
て下死点１５ｃで後退方向に最大となり、さらに
減少して後端中間レベル１５ｄで再びゼロという
ように変化する。このことはクランクピン１７′
についても全く同じである。しかるに車輌はほゞ
一定速度で前進するから、クランクピンの位相角
度によつてクランクピンの水平方向速度と車輌前
進速度の間に相対速度のずれが生じる。特に、前
端中間レベル１５ｂ付近の位相角で穿孔歯２２が
土中へ貫入すると、その先端は対地静止の状態で
車輌が前進するため穿孔歯と一体の連結桿上端が
前方へ傾斜しようとする。一方、２つのクランク
ピン１５，１７′のクランクアーム半径は前者が
大であるから、この半径の差を利用して連結桿は
前端中間レベル１５ｂ付近で前方に傾斜する。従
つて、車輌前進速度による前端中間レベル１５ｂ
付近における連結桿への前傾作用をこれによつて
緩和し、連結桿から穿孔歯へ無理な力が作用する
のを防止している。

前端中間レベル１５ｂから回転が進み下死点１
５ｃに到るその中間位相角を過ぎるとクランクピ
ン１５の後退速度は相当増大して下死点１５ｃで
最大となるから、この最大後退速度に到るまでの
適宜値の後退速度を車輌前進速度に一致するよう
に調整しておけば、下死点１５ｃ付近では連結桿
は直立状に戻されて穿孔歯は最大深さに達する。
この位相角を過ぎて後連結桿及び穿孔歯は前記と
逆の順序で引き抜かれる。この引抜き工程におい
ては、連結桿上端は下死点１５ｃと後端中間レベ
ル１５ｄの間の45゜付近までは前述したように前
進車速に対応する速度で引き続き後退しているか
ら、ほゞ対地静止状態に保持されたまゝクランク
ピン１５の回転につれて連結桿はこのクランク機
構に対してごくわずかな時間若干後方に傾斜する
が、上記45゜付近を過ぎると急激に連結桿上端に
後退速度が減少するため、この後退速度より車輌
の前進速度が大きくなり、連結桿上端は前方へ押
し戻される。このとき、その直前に土中に穿孔し
た孔から穿孔歯は引き抜かれつゝあるため、連結
桿が上記の如く前方へ傾斜しても何ら不都合は生
じない。そして上死点では連結桿上端は対地絶対
速度が車速のほゞ２倍以上となるから急激に前進
せしめられて次の穿孔作業に移行する。

上記穿孔作業において、水平レバー１７を含む
連結桿の補正機構は次のように作用する。連結桿
１６は第２図のようにクランクピン１５が上死点
にあるとき垂直に保持される。前述したように、
上記位相角度からクランクピン１５，１７′が回
転するにつれて連結桿１６は前傾状態となる（第
４図）。すると、水平レバー１７は長孔１８のと
ころで折れ曲がる。この折れ角度はクランクピン
１５が下点に来たときに最大となる。そしてこの
折れ曲りが生ずると、ばね１９の作用でこの折れ
曲りを戻そうとしてその力のバランスした点でつ
り合う。クランクン１５が下死点を通過して上昇
し始めると上記と反対の運動が生じる。こうして
穿孔歯２２を含む連結桿１６に対してこの補正機
構はできるだけこれら部材を垂直状に保持するよ
うに作用する。

〔効果〕

上述したようにクランク機構の回転に従つてク
ランクピンの水平移動速度は変化するが、上死点
から前端中間レベルに達すると水平移動速度がゼ
ロとなるため連結桿上端の絶対速度は車台前進速
度となり、土中への貫入開始した穿孔歯下端との
相対速度のずれにより生ずる前端中間レベル付近
での前傾作用を、連結桿の補正機構により弾性的
に連結桿を保持することによつて緩和し、無理な
力で連結桿、穿孔歯を折損するのを防止すること
ができ、またこのことは車台前進速度による制限
を受けることがない。従つて非常に高速度で穿孔
作業を実施することができる。これは、穿孔歯を
連結桿と一体に構成し、クランク軸に直結したこ
と及び上部クランク軸と別にもう１組のクランク
軸を設け、このクランク軸に連結した水平レバー
を連結桿に接続し、両クランク軸を同時回転駆動
せしめたことによつて得られたものであり、従つ
て簡単な構成でかつ強固な構造のものが得られ
る。また、穿孔装置はそれ自体で独立した構成と
しているから、車輌本体に対して固着して取り付
けするのではなく、着脱自在に取り付け得るか
ら、車輌本体は穿孔作業に使用するだけでなく他
の用途にも転用し得るという顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による芝生手入装置の全体を示
す側面図、第２図は穿孔装置の拡大側面図、第３
図はその正面図（一部断面図を含む）、第４図は
穿孔装置の作動説明図である。 １０……穿孔装置、１１……駆動プーリ、１
２，１３……クランク軸、１５，１７′……クラ
ンクピン、１６……連結桿、１７……水平レバ
ー、１８……長孔、１９……ばね、２１……穿孔
ヘツド、２２……穿孔歯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転駆動するクランク機構に連結桿を介して
   上下運動する複数の穿孔歯を連結して成る穿孔装
   置を車台に取り付け、この車台動力にて穿孔装置
   を駆動前進する芝生手入装置において、前記穿孔
   装置は上部クランク機構と、このクランク機構か
   ら垂下され穿孔歯に直結された連結桿と、前記ク
   ランク機構の下部側方に設けられ上部クランク機
   構と同期回転される回転半径が上部クランク機構
   のそれより若干小なるもう一組の下部クランク機
   構及びこの下部クランク機構と連結桿に対して両
   端をそれぞれ回動自在に接続され弾性部材により
   伸縮自在な水平レバーから成る補正機構とを備
   え、前記車台はその後部形状を後方に開放したＵ
   字状に形成し、その開放空間内に前記穿孔装置を
   その前端に設けた横軸方向の２つの枢支軸により
   着脱自在に軸着したことを特徴とする芝生手入装
   置。