複数フライトのオーガを有する材料混合機
本発明は、材料、特に家畜飼料を一緒に混合するための、１つ以上の数のフライトを有するオーガを含む混合機に関する。この複数フライトを有するオーガは、一般的に垂直軸の周りに回転する。フライトは、底部にキッカーナイフと、フライトの周辺部にチョッパーナイフを含んでいる。フライトの上面は、オーガがその周囲を回転するシャフトに対して垂直であってもよく、または、混合している材料をオーガと接触させ続けるために、凹面形状、または、おおむね上方に向かって傾斜していてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、バルク材料を混合する装置に関し、さらに詳細には、垂直オーガを有する農業用飼料混合機に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々のタイプの農業用混合機が知られている。１つのタイプの混合機は、垂直軸混合機として公知であり、これは、頂部が開口しているタブを有し、タブの中には、１つ以上のオーガが、１つまたは複数の垂直軸の周りに回転するようにして設けられている。各オーガは、１つのフライトを有し、このフライトは、オーガシャフトからおおむね半径方向に外側に向かって延びている。フライトは、オーガシャフトの周りに螺旋状のパタンを形成している。典型的には、フライトは、オーガの底部では比較的長い直径を有し、オーガの頂部に近くなると、比較的狭い幅を有するようにテーパ状になっている。
【０００３】
乾草、穀物、サイレージ、飼料添加物、糖蜜、動物性脂肪、およびその他の材料成分を含む材料は、開口した頂端を通してタブの中に投入することができる。そして、オーガを回転させて材料成分を混合することができる。典型的には、ドア、または同様の１つまたは複数の開口を、タブの底部、または底部の近くに設けて、混合を終えた混合物を排出させるようになっている。オーガには、ナイフまたは鋭い端部を設けて、乾草等の大きな材料成分を細断することができる。オーガが回転するにつれて、タブの中の材料は、オーガの底端によって引き込まれて、オーガフライトの螺旋状の表面に乗って、オーガフライトの頂部まで上昇し、そこでオーガとの接触をなくし、タブの底部に向かって重力によって落下する。この動作によって、材料成分を、調合および混合して、家畜用混合飼料等の所望の混合物にすることができる。
【０００４】
垂直軸混合機の１つの例は、特許文献１（米国特許第５，４６２，３５４号）に示されている。そのすべての内容は、参照のために本明細書に組み込まれる。特許文献１で示されているように、垂直軸混合機をトレーラに搭載して、それをトラクタまたは他の牽引車両が牽引することができる。また、混合機をトラック等の自己推進型の車両に搭載できるとが知られている。
【０００５】
オーガが回転すると、混合している材料成分によって、オーガに合力が加えられる。オーガの上にかかる荷重は、不均一になる傾向があり、そのため、混合機の疲労が増大する。また、不均一な力が、オーガをその正常な垂直中心線から傾けるので、混合機の床がゆがまされる可能性がある。オーガに対するこの不均一な荷重はまた、混合機、および混合機を搭載したトラックまたはトレーラに、不要な振動、または揺れを発生させる可能性がある。
【０００６】
前記混合物は、オーガの頂部からサージ状に外れる傾向にあり、フライトが垂直軸の周りに回転するときに、このサージは、フライトの最高部で起こる。この周期的なサージを平均化、または低減させることは望ましいことである。
【０００７】
垂直軸混合機が遭遇する別の困難な問題は、混合されているいくつかの材料（特に、乾草またはほつれた材料）が、フライトの下面と混合機の床との間に割って入り込む可能性があることである。これにより、妨害物が形成され、この妨害物によって、電力によるオーガの回転速度が低下させられる可能性がある。
【０００８】
また、混合時間を低減して、操作作業者の時間を効率よく使用できることが望ましい。その理由は、混合操作の時間が長くなると、飼料が損傷される可能性があるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５，４６２，３５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明の第１の目的は、改善された垂直軸混合機を提供することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、オーガが回転するときに、オーガにかかる荷重を均一化しうる垂直軸混合機を提供することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、混合速度を増加させた垂直軸混合機を提供することである。
【００１３】
本発明の更なる目的は、オーガフライトの下側表面と、混合機タブの床との間に割って入り込む飼料に関連する問題を軽減した垂直軸飼料混合機を提供することである。
【００１４】
本発明の更なる目的は、垂直軸混合機の中のオーガの回転によって発生する揺れと振動を低減させることである。
【００１５】
本発明の別の目的は、オーガが回転するときのサージが平均化された垂直軸混合機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
１つの実施形態においては、本発明は、底壁と、おおむね上方に向かって延在している側壁とを備えるタブを有する農業用混合機である。選択的に回転可能な混合オーガは、タブの底壁から、おおむね垂直に上方に向かって延在している。オーガは、おおむね垂直軸の周りに回転可能なシャフトを有している。さらにオーガは、シャフトから半径方向に外側に向かって延在している１対の螺旋状フライトを備えている。フライトは、オーガシャフトの底部における比較的広い幅から、シャフトの頂部における比較的狭い幅まで、テーパ状にすることができる。フライトの下側部分で、タブの底壁に近接したところに、キッカーを装着することができる。キッカーは、半径方向に、内側または外側に向かって移動させて調整できるように装着することができる。また上下に調整することもできる。各フライトは、凹面状をした上面を有することができる。各フライトは、オーガシャフトに取り付けられている内側縁部よりも高い位置にある外側縁を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】トレーラの上に搭載された、本発明の１つの実施形態による混合機の側面図である。
【図２】自己推進型のトラックの上に搭載された、本発明の１つの実施形態による混合機の側面図である。
【図３】本発明の１つの実施形態による混合機の平面図である。
【図４】図３の混合機タブの側面から見た部分断面図である。
【図５】本発明の１つの実施形態によるダブルフライトオーガの斜視図である。
【図６】図５のオーガの側面図である。
【図７】図６のオーガの平面図である。
【図８】図７の線８‐８における断面図である。
【図９】本発明の１つの実施形態によるオーガの断面図であり、ここでは、オーガのフライトは、凹面形状の頂部表面を有している。
【図１０】本発明の別の実施形態によるオーガの断面図であり、ここでは、オーガのフライトは、内部縁部よりも高くなっている外部縁部を有している。
【図１１】本発明の１つの実施形態による、３つのフライトを有するオーガの斜視図である。
【図１２】図１１に示す、３つのフライトを有するオーガの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の１つの実施形態による混合機１００を含むトレーラ１０を示す。トレーラ１０は、トラクタ等の牽引車両（図示せず）に取り付けるための牽引トング１２を備えている。動力取り出し接続体１４が、牽引車両から動力を取り出して、混合機１００に動力を供給するために設けられている。梯子１６が、混合機１００の前端の近くに設けられている。
【００１９】
混合機１００は、頂部が開口しているタブ１０２を有し、家畜飼料または他の材料を混合するためのコンテナを備えている。混合機１００は、垂直軸の周りに回転し、タブ１０２に加えられた材料を混合して所望の混合物にするための、少なくとも１つの垂直オーガ（図示せず）を備えている。ギアボックス１０４は、動力を動力取り出し装置からオーガへ伝達する。当業者には、混合機の内部にある回転可能なオーガに対して動力を供給するための、多くの機構が公知であると思う。好適な可変速度トランスミッションは、特許文献１（出願人：Ｎｅｉｅｒ）に開示されている。この全ての内容は、参照用として本明細書に組み込まれる。この混合機では、タブ１０２の下部において混合物を排出することができる。ゲート１０６は、ユーザによって選択的に上下させることができる。図１に示されているタブ１０２の側面に設けられたゲート１０６の代わりに、前面ゲート、または背面ゲートを設けることもできる。また、コンベヤまたはそれと同様のものを、ゲートとともに使用して、混合物の排出および給餌に役立たせることもできる。梯子１６は、上側プラットフォーム１８とレーリング２０とを備えている。梯子１６およびプラットフォーム１８によって、ユーザは、タブ１０２の頂縁部から、タブ１００の内部を検視することができる。梯子１６はまた、混合するための材料を、タブ１０２の中に投入することに役立たせることができる。
【００２０】
図２は、本発明の１つの実施形態による混合機１００を含むトラック２２の実施形態を示す。トラック２２は、キャブ２４およびフレーム２６を有している。混合機１００のタブ１０２は、トラックフレーム２６の上に搭載されている。ドライブライン２８は、トラックキャブ２４の内部のエンジン（図示せず）から、混合機１００の一部であるギアボックス１０４に動力を供給する。ギアボックス１０４は、混合機１００内部のオーガ（図２には示されていない）に回転動力を伝達する。梯子１６は、トラックフレーム２６の上に搭載され、プラットフォーム１８およびレーリング２０を備えている。梯子１６によって、ユーザは、タブ１０２の頂縁部から、混合機１００の内部を検視することができる。ゲート１０６は、タブ１０２の底部のところ、または底部の近くに設けられていて、それにより、混合物が混合され終わった後に、その混合物を排出することができる。当業者には、混合機１００をトラック２２に搭載し、オーガに動力を伝達するための多くの機構が公知である思う。
【００２１】
図３は、本発明の１つの実施形態による混合機１００の平面図である。混合機１００は、頂部が開口しているタブ１０２を有し、また、底壁１１２からおおむね上方に向かって延在している、前面および背面の側壁１０８および端部壁１１０を備えている。壁１０８および１１０は、底壁１１２から上方に向くのに従って、外側にテーパ状に広がり、タブ１０２の頂部の開口は、底壁（床）１１２よりも大きくなっている。バッフル１１４が、前面壁および背面壁１０８の内部に沿って設けられている。バッフル１１４は、タブ１０２を、隣接および連続した混合チャンバに部分的に分離している。それぞれの混合チャンバには、材料を混合するオーガ２００が設けられている。バッフル１１４は、オーガ２００が動作するエリアの内部に材料を保持する役目を持っている。各オーガ２００は、中央シャフト２０２を有し、中央シャフトから、第１のフライト２０４と第２のフライト２０６とが、半径方向に外側に向かって延在している。
【００２２】
図４は、図３の混合機１００の側面図である。図４では、前面壁１０８の一部を取り除いて、タブ１０２の内部を示している。図４から分かるように、各オーガ２００は、軸２０８の周りに回転するようになっており、軸２０８は、おおむねタブ１０２の床１１２と直交している。従って、混合機１００が水平に置かれている場合、例えば、混合機１００が平坦な大地の上に置かれたトラックの上に搭載されている場合には、オーガ２００は、おおむね垂直軸の周りに回転すると考えられる。底壁１１２の下に搭載されているギアボックス１０４は、オーガ２００に動力を伝達する。当業者には、多くの他の機構を使用して、回転動力をオーガ２００に伝達することができることは理解しうると思う。例えば各オーガは、自分自身で直接駆動できるモータを備えることができる。オーガ２００は、チェーン駆動によって駆動することもできる。混合機１００は、任意の数の駆動機構を有利に使用しうるようになっていれば、どのようなタイプの駆動にも限定されるものではない。従って、図４の混合機１００は、いずれの特定な駆動機構にも接続されていないように示されているが、混合機１００は、オーガ２００を回転させる何かの駆動機構に接続されて動作するようになっていると理解しなければならない。
【００２３】
図５〜図８は、本発明の１つの実施形態によるオーガ２００を示す。図５は、オーガ２００の斜視図である。図６は、図５のオーガ２００の側面図である。図７は、オーガ２００の平面図であり、図８は、オーガ２００の断面図である。
【００２４】
オーガ２００は、中央シャフト２０２を有し、中央シャフト２０２は、上側部分２１０と下側部分２１２とを有し、下側部分２１２は、ステップ状に、上側部分２１０よりも直径が大となっている。オーガ２００は、第１のフライト２０４を有し、第１のフライト２０４は、シャフトの周りを、スパイラルパタン状に取り巻いている。ここに示している実施形態では、フライト２０４は、シャフト２０２の周りを、１周（３６０°）を２回よりも少し多く巻いている。図５〜図８に示す実施形態では、第１のフライト２０４は、上面２１４を有し、上面２１４は、おおむねシャフト２０２から半径方向に外側に向かって、垂直方向に延在している。上面２１４がシャフト２０２に関して垂直であるということは、図８の断面図によく示されている。第１のフライト２０４は、下側部分２１６を有し、下側部分２１６は、シャフト２０２の下側部分２１２から、外側方向に向かって延在している。第１のフライト２０４もまた、上側部分２１８を有し、上側部分２１８は、シャフト２０２の上側部分２１０から、外側方向に向かって延在している。第１のフライト２０４の下側部分２１６は、その最下部における比較的大きい直径から、その頂端における比較的小さい直径に、テーパ状に直径が小となっており、シャフト２０２の下側部分２１２の頂部で終わっている。第１のフライト２０４の上側部分２１８は、おおむねその下端点から、シャフト２０２の頂部のごく近くに至るまで、一定の幅を有し、その下端で、下側部分２１６の頂部と出会っている。上側部分２１８の頂部付近では、シャフト２０２の周りに、近似的に１／８周にわたって、外側に向かって、テーパ状に僅かに幅が広がっている。第１のフライト２０４の下側部分２１６のピッチは、おおむねその全範囲にわたって一定である。第１のフライト２０４の上側部分２１８のピッチもまた、おおむねその全範囲にわたって一定である。しかしながら、上側部分２１８のピッチは、下側部分２１６のピッチと比較して、僅かに急勾配になっており、材料を垂直方向に、急速に移動させることができるようになっている。
【００２５】
図５〜図８に示す実施形態では、第２のフライト２０６は、第１のフライト２０４と同一のものであるが、第２のフライト２０６は、第１のフライト２０４から１８０°だけオフセットしている。フライト２０４、２０６のそれぞれは、フライト２０４または２０６の底部に非常に近接して配置されているキッカーナイフ２２０を備えている。キッカーナイフ２２０は、鋭いリーディングエッジを有し、フライト２０４または２０６のリーディングエッジの上を移動させて調整できるようになっている。図６からよく分かるように、ナイフ２２０のリーディングエッジは、フライト２０４および２０６の最下点の僅か下の方向に位置している。キッカーナイフ２２０は、タブ１０２の底壁１１２（図４参照）をこすり取るか、または、殆んどこすり取る役目を有する。キッカーナイフ２２０のトレーリングエッジは、フライト２０４および２０６の上面２１４から、僅かに高くなっている。図７の平面図から分かるように、キッカーナイフ２２０のリーディングエッジは、おおむね回転軸２０８から、キッカーナイフ２２０の外側縁部に向かって考えられる半径方向の線から、内側方向に傾いている。キッカーナイフ２２０の内側への傾きは、混合している材料を回転軸２０８に向かって内側方向に導いて、材料とオーガ２００との接触を保持するのを助ける、またはそれを促す役目を有している。フライト２０４および２０６には、スロットが設けられており、これにより、キッカーナイフ２２０を、タブ床１１２（図４参照）の輪郭曲線と一致するように調整することができる。キッカーナイフ２２０は、ナイフの先端縁部が床１１２に極力接触するように調整されることが望ましい。これによって、材料がオーガ２００の下に割って入る、またはオーガ２００の下に貯まってしまうのを防ぐことができる。
【００２６】
フライト２０４および２０６のそれぞれには、複数のチョッパーナイフ２２２が設けられている。チョッパーナイフ２２２は、おおむねフライト２０４および２０６の外側縁部から、半径方向に外側に向かって延在している。チョッパーナイフ２２２は、鋭くしたリーディングエッジを有し、このリーディングエッジを使用して、乾草、または混合している材料の塊を細断または砕くことができる。チョッパーナイフ２２２の鋭くなっているリーディングエッジは、おおむね回転軸２１８とチョッパーナイフ２２２の外側縁部との間に引かれた仮想的な半径に対して、外側に向かって傾いている。ナイフ２２２は、フライト２０４および２０６に装着され、フライト２０４および２０６に形成されたスロットの中に、ボルトまたはネジによって調整ができるようになっている。フライト２０４および２０６にナイフ２２０および２２２を装着するための多くの機構は、当業者には、公知であると思う。これらは、ボルト、ネジ、溶接を含むが、これらに限定されるものではない。
【００２７】
フライト２０４および２０６のそれぞれは、キッカー２２４を含み、キッカー２２４の頂縁部は、フライト２０４および２０６の上側表面２１４よりも急勾配のピッチを有する。これにより、混合されている材料は、上方向に、またオーガから離れて外方向に送られて、混合機１００の底部に落ちてくることができる。
【００２８】
図９は、本発明におけるオーガの代替的実施形態２００Ａの断面を示す。図９に見るように、オーガ２００Ａは、上面２１４Ａを有し、上面２１４Ａは、シャフト２０２から垂直方向に外側に向かって平坦な面状に延在しているのではなくて、凹面形状をしている。この凹面状の上面２１４Ａは、混合している材料を上面２１４Ａの上に保持するように働くか、またはそれを促し、半径方向に外側に向かって、オーガ２００Ａから離れて行かないようにしている。
【００２９】
図１０は、本発明の１つの実施形態によるオーガの代替的実施形態２００Ｂを示す。図１０の断面図にしめすように、オーガ２００Ｂは、フライト２０４および２０６を有し、フライト２０４および２０６の上面２１４Ｂは、おおむねフライト２０４または２０６がシャフト２０２に取り付けられている、低い位置の点から、シャフト２０２から離れた、高いところに位置している外側縁部に向かって、上方向に延在している。この上方に向かって傾斜している上面２１４Ｂもまた、混合動作の間にオーガが回転するときに、混合している材料がオーガ２００Ｂの上に停まるように作用する。
【００３０】
オーガ２００は、硬く耐久性のある材料（鋼、または他の金属等）で形成することが望ましい。キッカーナイフ２２０およびチョッパーナイフ２２２は、ナイフの鋭い縁部を保持するために、更に硬い金属で形成することが望ましい。当業者には、本明細書に記載しているオーガ２００を形成するためのものとは異なる材料および方法が公知であると思う。
【００３１】
図１１および図１２は、本発明の別の実施形態における、３つのフライトを有するオーガ３００を示す。図１１は、３つのフライトを有するオーガ３００の斜視図である。図１２は、図１１のオーガ３００の平面図である。
【００３２】
オーガ３００は、中央シャフト３０２を有し、中央シャフト３０２は、上側部分３１０および下側部分３１２を含み、下側部分３１２は、上側部分３１０と比較して、ステップ状に太い直径に変化している。オーガ３００は、第１のフライト３０４を含み、第１のフライト３０４は、スパイラル状にシャフト３０２の周りを巻いている。ここに示す実施形態では、第１のフライト３０４は、シャフト３０２の周りの完全な３６０度の１周を、２周より僅かに多く巻いている。第１のフライト３０４は、下側部分３１６を含み、下側部分３１６は、シャフト３０２の下側部分３１２から、半径方向に外側に向かって延在している。第１のフライト３０４もまた、上側部分３１８を含み、上側部分３１８は、シャフト３０２の上側部分３１０から、半径方向に外側に向かって延在している。第１のフライト３０４の下部分３１６は、その最下部における比較的大きい直径から、その上端における比較的小さい直径に、テーパ状に直径が減少しており、シャフト３０２の下側部分３１２の頂部で終えている。第１のフライト３０４の上側部分３１８は、一般的に、その下端点からシャフト３０２の頂部のごく近くに至るまで、一定の幅を有し、その下端点で、下側部分３１６の頂部と出会っている。上側部分３１８の頂部付近では、シャフト３０２の周りに近似的に１／８周にわたって、外側に向かってテーパ状に僅かに幅が広がっている。第１のフライト３０４の下側部分３１６のピッチは、おおむねその全範囲にわたって一定である。第１のフライト３０４の上側部分３１８のピッチもまた、おおむねその全範囲にわたって一定である。しかしながら、上側部分３１８のピッチは、下側部分３１６のピッチと比較して、僅かに急勾配になっていて、オーガ３００が回転するときに、材料を垂直方向に、急速に移動させることができることが望ましい。
【００３３】
オーガ３００は、３つのフライトを含んでいる。従って、オーガ３００は、第１のフライト３０４に加えて、第２のフライト３０６、および第３のフライト３０７を含んでいる。第３のフライト３０７は、螺旋状のパタンで、シャフト３０２から半径方向に外側に向かって延在している。フライト３０４、３０６、および３０７のそれぞれは、おおむね同一のものであるが、それらは、シャフト３０２の周りに、等しい間隔でオフセットしている。図１１および図１２の実施形態では、３つのフライトが存在するので、各フライトは、隣接したフライトから１２０度だけオフセットしている。さらなるフライトを追加することも可能であり、本発明の主たる利益は維持される。フライトはシャフト３０２の周りに等距離だけ離して設置することにより、オーガ３００にかかる負荷が、オーガが回転するときに、オーガの周りに等しく分布することが望ましい。従って、ｎ個のフライトを含む、複数フライトのオーガでは、隣接したフライトのオフセット角度は、３６０／ｎなる演算によって決定されることが望ましい。
【００３４】
フライト３０４、３０６、および３０７のそれぞれには、フライトの下側部分の、最も低い位置にあるリーディングエッジのところにキッカーナイフ３２０が設けられている。このキッカーナイフ３２０は、オーガが搭載されている混合室の輪郭曲線に一致するように調整可能であることが望ましいと考えられる。フライト３０４、３０６、および３０７のそれぞれにはまた、複数のチョッパーナイフ３２２が備えらえて、混合している材料を細断または粉砕できることが望ましい。一般的に、２つのフライトを有するオーガ２００（上記の２００Ａ、および２００Ｂ）に関して記載した特徴は、図１１および図１２に示す、３つのフライトを有するオーガ３００に対しても当てはまる。３つのフライトを有するオーガ３００は、さらなるフライトを含むという点が異なるだけである。
【００３５】
本明細書に記載している混合機１００を使用するために、ユーザは、最初に、混合機１００を目で検視して、混合機１００には障害物がなく、動作できる状態にあることを確認する必要がある。本発明による混合機１００は、典型的に、任意の一回に混合することができる材料の最大重量に従って階級づけることができる。ユーザは、混合機が過負荷にならないように注意をしなければならない。動作を開始するために、ユーザは、オーガ２００を動力源に接続して、オーガ２００を回転させなければならない。例えば、図１においては、ＰＴＯ接続１４が動力取り出し装置に取り付けられて、ギアボックス１０４が、オーガ２００に動力を供給するように調整されなければならない。当業者には、オーガ２００に動力を供給するための多くの機構が公知であると思う。オーガ２００をアイドリング速度で運転しておけば、タブ１０２の開口した頂部からタブ１０２に乾草を投入することができる。乾草を投入した後に、穀類または他の産品をタブ１０２に加えることができる。いずれかの粉砕されやすい材料成分は、材料成分投入の工程で極力遅れて加えることが望ましい。乾草と穀類が加えられた後に、高含水量の材料（サイレージまたはグリーンチョップ等）をタブ１０２に加えることができる。最後に、糖蜜、動物性脂肪、または液体サプリメントを混合物の中に加える。所望の混合物が完成するまでは、混合物は、オーガが数分間回転したままで、タブ１０２の中に停まらなければならない。混合した混合物を排出するために、ゲート１０６を開放し、混合物をタブ１０２から取り除く。最良の結果を得るためには、オーガを高いＲＰＭ速度で回転させることにより、タブ１０２からの均等な流れと内容物の一掃を確実に行うことが必要である。
【００３６】
オーガ２００が回転するときに、タブ１０２の中の材料成分は、フライト２０４および２０６の上側表面２１４と接触するようになると考えられる。タブ１０２の床１１２の上のいずれの材料成分も、キッカーナイフ２２０のリーディングエッジによってこすり取られると考えられる。キッカーナイフ２２０のリーディングエッジを、キッカーナイフ２２０のリーディングとエッジ床と１１２との間のいずれのギャップも減らす、または取り除くように調整することにより、ギャップがある場合に乾草または他の材料成分とがオーガ２００の底部と床２１２との間に割ってはいるために、妨害物を生じないようにすることができる。さらに、キッカーナイフ２２０のリーディングエッジの角度が内向きに傾いていることは、おおむね材料成分をオーガ２００のセンタ２０８に向かって内部の方向に導くので、オーガ２００が作用するエリアに材料成分を停まらせるように働く。従って、材料は、オーガ２００の回転に合わせて、おおむねフライト２０４または２０６の上に乗って上昇する。材料がオーガ２００の頂部に到達すると、キッカー２２４は、材料をオーガ２００から離して上方向に投げ上げて、従って、材料は、底部に落ちて、再度混合されることになる。オーガ２００が回転するときに、チョッパーナイフ２２２は、オーガ表面の外にある材料と接触をして、材料を粉砕または細断することができる。
【００３７】
オーガ２００は、おおむね同一のフライトで直径が互いに異なっている、２つのフライト２０４および２０６を含んでいるので、シャフト２０２の上の荷重は、一般的に、シャフト２０２の任意の位置における直径にわたって均一化される傾向にある。これは、シャフト２０２の上の応力、および床１１２の上の応力が低減されるので重要である。これらの応力は、通常、オーガ２００が回転する時の均等でない合力によって生ずるものである。更なる結果として、オーガ２００がその回転軸２０４の周りに揺れること、およびそれによって生ずる振動を低減することができる。この結果、混合機１００の動作が円滑になり静かになる。材料が混合される速度もまた、増加する。オーガ２００の各１回の回転に対して、フライト２０４および２０６によって持ち上げられる材料の量は、単一のフライトを有するオーガと比較して増加する。この結果、効率がよく、かつ、迅速な材料の混合を実現することができる。単一のフライトを有するオーガはまた、オーガの頂縁部が回転する度ごとに、材料がオーガの頂部から離れて落ちることによって、周期的なサージを発生させる傾向にある。２つのフライトを有する場合には、所与のスポットには、オーガの各回転で、フライトの頂縁部が２回通過することになり、サージは平均化される。この結果、混合物が混合し終わってからの材料の排出を均一化することができる。
【００３８】
以上、本発明の好適な実施形態を記載してきた。しかし当業者は、上記で議論した多くの詳細に関して、特に、形状、寸法、およびパーツの構成に関して、それらの変形を行うことができることは言うまでもない。このような変形は、本発明の範囲に含まれ、本発明は、特許請求の範囲の中で説明している用語の広い一般的な意味によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００３９】
８ 断面
１０ トレーラ
１２ 牽引トング
１４ 動力取りだし接続
１６ 梯子
１８ 上側プラットフォーム
２０ レーリング
２２ トラック
２４ キャブ
２６ フレーム
２８ ドライブライン
１００ 混合機
１０２ タブ
１０４ ギアボックス
１０６ ゲート
１０８ 側壁
１１０ 端部壁
１１２ 底壁
１１４ バッフル
２００、２００Ａ、２００Ｂ、３００ オーガ
２０２、３０２ 中央シャフト
２０４ 第１のフライト
２０６ 第２のフライト
２０８ 回転軸
２１０ シャフトの上側部分
２１２ シャフトの下側部分
２１４ フライトの上面
２１４Ａ オーガ２００Ａの上面
２１４Ｂ オーガ２００Ｂの上面
２１６ 第１のフライトの下側部分
２１８ 第１のフライトの上側部分
２２０、３２０ キッカーナイフ
２２２、３２２ チョッパーナイフ
２２４ キッカー
３０４ 第１のフライト
３０６ 第２のフライト
３０７ 第３のフライト
３１０ 中央シャフトの上側部分
３１２ 中央シャフトの下側部分
３１６ 第１のフライトの下側部分
３１８ 第１のフライトの上側部分
３２０ キッカーナイフ
３２２ チョッパーナイフ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、バルク材料を混合する装置に関し、さらに詳細には、垂直オーガを有する農業用飼料混合機に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々のタイプの農業用混合機が知られている。１つのタイプの混合機は、垂直軸混合機として公知であり、これは、頂部が開口しているタブを有し、タブの中には、１つ以上のオーガが、１つまたは複数の垂直軸の周りに回転するようにして設けられている。各オーガは、１つのフライトを有し、このフライトは、オーガシャフトからおおむね半径方向に外側に向かって延びている。フライトは、オーガシャフトの周りに螺旋状のパタンを形成している。典型的には、フライトは、オーガの底部では比較的長い直径を有し、オーガの頂部に近くなると、比較的狭い幅を有するようにテーパ状になっている。
【０００３】
乾草、穀物、サイレージ、飼料添加物、糖蜜、動物性脂肪、およびその他の材料成分を含む材料は、開口した頂端を通してタブの中に投入することができる。そして、オーガを回転させて材料成分を混合することができる。典型的には、ドア、または同様の１つまたは複数の開口を、タブの底部、または底部の近くに設けて、混合を終えた混合物を排出させるようになっている。オーガには、ナイフまたは鋭い端部を設けて、乾草等の大きな材料成分を細断することができる。オーガが回転するにつれて、タブの中の材料は、オーガの底端によって引き込まれて、オーガフライトの螺旋状の表面に乗って、オーガフライトの頂部まで上昇し、そこでオーガとの接触をなくし、タブの底部に向かって重力によって落下する。この動作によって、材料成分を、調合および混合して、家畜用混合飼料等の所望の混合物にすることができる。
【０００４】
垂直軸混合機の１つの例は、特許文献１（米国特許第５，４６２，３５４号）に示されている。そのすべての内容は、参照のために本明細書に組み込まれる。特許文献１で示されているように、垂直軸混合機をトレーラに搭載して、それをトラクタまたは他の牽引車両が牽引することができる。また、混合機をトラック等の自己推進型の車両に搭載できるとが知られている。
【０００５】
オーガが回転すると、混合している材料成分によって、オーガに合力が加えられる。オーガの上にかかる荷重は、不均一になる傾向があり、そのため、混合機の疲労が増大する。また、不均一な力が、オーガをその正常な垂直中心線から傾けるので、混合機の床がゆがまされる可能性がある。オーガに対するこの不均一な荷重はまた、混合機、および混合機を搭載したトラックまたはトレーラに、不要な振動、または揺れを発生させる可能性がある。
【０００６】
前記混合物は、オーガの頂部からサージ状に外れる傾向にあり、フライトが垂直軸の周りに回転するときに、このサージは、フライトの最高部で起こる。この周期的なサージを平均化、または低減させることは望ましいことである。
【０００７】
垂直軸混合機が遭遇する別の困難な問題は、混合されているいくつかの材料（特に、乾草またはほつれた材料）が、フライトの下面と混合機の床との間に割って入り込む可能性があることである。これにより、妨害物が形成され、この妨害物によって、電力によるオーガの回転速度が低下させられる可能性がある。
【０００８】
また、混合時間を低減して、操作作業者の時間を効率よく使用できることが望ましい。その理由は、混合操作の時間が長くなると、飼料が損傷される可能性があるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５，４６２，３５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明の第１の目的は、改善された垂直軸混合機を提供することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、オーガが回転するときに、オーガにかかる荷重を均一化しうる垂直軸混合機を提供することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、混合速度を増加させた垂直軸混合機を提供することである。
【００１３】
本発明の更なる目的は、オーガフライトの下側表面と、混合機タブの床との間に割って入り込む飼料に関連する問題を軽減した垂直軸飼料混合機を提供することである。
【００１４】
本発明の更なる目的は、垂直軸混合機の中のオーガの回転によって発生する揺れと振動を低減させることである。
【００１５】
本発明の別の目的は、オーガが回転するときのサージが平均化された垂直軸混合機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
１つの実施形態においては、本発明は、底壁と、おおむね上方に向かって延在している側壁とを備えるタブを有する農業用混合機である。選択的に回転可能な混合オーガは、タブの底壁から、おおむね垂直に上方に向かって延在している。オーガは、おおむね垂直軸の周りに回転可能なシャフトを有している。さらにオーガは、シャフトから半径方向に外側に向かって延在している１対の螺旋状フライトを備えている。フライトは、オーガシャフトの底部における比較的広い幅から、シャフトの頂部における比較的狭い幅まで、テーパ状にすることができる。フライトの下側部分で、タブの底壁に近接したところに、キッカーを装着することができる。キッカーは、半径方向に、内側または外側に向かって移動させて調整できるように装着することができる。また上下に調整することもできる。各フライトは、凹面状をした上面を有することができる。各フライトは、オーガシャフトに取り付けられている内側縁部よりも高い位置にある外側縁を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】トレーラの上に搭載された、本発明の１つの実施形態による混合機の側面図である。
【図２】自己推進型のトラックの上に搭載された、本発明の１つの実施形態による混合機の側面図である。
【図３】本発明の１つの実施形態による混合機の平面図である。
【図４】図３の混合機タブの側面から見た部分断面図である。
【図５】本発明の１つの実施形態によるダブルフライトオーガの斜視図である。
【図６】図５のオーガの側面図である。
【図７】図６のオーガの平面図である。
【図８】図７の線８‐８における断面図である。
【図９】本発明の１つの実施形態によるオーガの断面図であり、ここでは、オーガのフライトは、凹面形状の頂部表面を有している。
【図１０】本発明の別の実施形態によるオーガの断面図であり、ここでは、オーガのフライトは、内部縁部よりも高くなっている外部縁部を有している。
【図１１】本発明の１つの実施形態による、３つのフライトを有するオーガの斜視図である。
【図１２】図１１に示す、３つのフライトを有するオーガの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の１つの実施形態による混合機１００を含むトレーラ１０を示す。トレーラ１０は、トラクタ等の牽引車両（図示せず）に取り付けるための牽引トング１２を備えている。動力取り出し接続体１４が、牽引車両から動力を取り出して、混合機１００に動力を供給するために設けられている。梯子１６が、混合機１００の前端の近くに設けられている。
【００１９】
混合機１００は、頂部が開口しているタブ１０２を有し、家畜飼料または他の材料を混合するためのコンテナを備えている。混合機１００は、垂直軸の周りに回転し、タブ１０２に加えられた材料を混合して所望の混合物にするための、少なくとも１つの垂直オーガ（図示せず）を備えている。ギアボックス１０４は、動力を動力取り出し装置からオーガへ伝達する。当業者には、混合機の内部にある回転可能なオーガに対して動力を供給するための、多くの機構が公知であると思う。好適な可変速度トランスミッションは、特許文献１（出願人：Ｎｅｉｅｒ）に開示されている。この全ての内容は、参照用として本明細書に組み込まれる。この混合機では、タブ１０２の下部において混合物を排出することができる。ゲート１０６は、ユーザによって選択的に上下させることができる。図１に示されているタブ１０２の側面に設けられたゲート１０６の代わりに、前面ゲート、または背面ゲートを設けることもできる。また、コンベヤまたはそれと同様のものを、ゲートとともに使用して、混合物の排出および給餌に役立たせることもできる。梯子１６は、上側プラットフォーム１８とレーリング２０とを備えている。梯子１６およびプラットフォーム１８によって、ユーザは、タブ１０２の頂縁部から、タブ１００の内部を検視することができる。梯子１６はまた、混合するための材料を、タブ１０２の中に投入することに役立たせることができる。
【００２０】
図２は、本発明の１つの実施形態による混合機１００を含むトラック２２の実施形態を示す。トラック２２は、キャブ２４およびフレーム２６を有している。混合機１００のタブ１０２は、トラックフレーム２６の上に搭載されている。ドライブライン２８は、トラックキャブ２４の内部のエンジン（図示せず）から、混合機１００の一部であるギアボックス１０４に動力を供給する。ギアボックス１０４は、混合機１００内部のオーガ（図２には示されていない）に回転動力を伝達する。梯子１６は、トラックフレーム２６の上に搭載され、プラットフォーム１８およびレーリング２０を備えている。梯子１６によって、ユーザは、タブ１０２の頂縁部から、混合機１００の内部を検視することができる。ゲート１０６は、タブ１０２の底部のところ、または底部の近くに設けられていて、それにより、混合物が混合され終わった後に、その混合物を排出することができる。当業者には、混合機１００をトラック２２に搭載し、オーガに動力を伝達するための多くの機構が公知である思う。
【００２１】
図３は、本発明の１つの実施形態による混合機１００の平面図である。混合機１００は、頂部が開口しているタブ１０２を有し、また、底壁１１２からおおむね上方に向かって延在している、前面および背面の側壁１０８および端部壁１１０を備えている。壁１０８および１１０は、底壁１１２から上方に向くのに従って、外側にテーパ状に広がり、タブ１０２の頂部の開口は、底壁（床）１１２よりも大きくなっている。バッフル１１４が、前面壁および背面壁１０８の内部に沿って設けられている。バッフル１１４は、タブ１０２を、隣接および連続した混合チャンバに部分的に分離している。それぞれの混合チャンバには、材料を混合するオーガ２００が設けられている。バッフル１１４は、オーガ２００が動作するエリアの内部に材料を保持する役目を持っている。各オーガ２００は、中央シャフト２０２を有し、中央シャフトから、第１のフライト２０４と第２のフライト２０６とが、半径方向に外側に向かって延在している。
【００２２】
図４は、図３の混合機１００の側面図である。図４では、前面壁１０８の一部を取り除いて、タブ１０２の内部を示している。図４から分かるように、各オーガ２００は、軸２０８の周りに回転するようになっており、軸２０８は、おおむねタブ１０２の床１１２と直交している。従って、混合機１００が水平に置かれている場合、例えば、混合機１００が平坦な大地の上に置かれたトラックの上に搭載されている場合には、オーガ２００は、おおむね垂直軸の周りに回転すると考えられる。底壁１１２の下に搭載されているギアボックス１０４は、オーガ２００に動力を伝達する。当業者には、多くの他の機構を使用して、回転動力をオーガ２００に伝達することができることは理解しうると思う。例えば各オーガは、自分自身で直接駆動できるモータを備えることができる。オーガ２００は、チェーン駆動によって駆動することもできる。混合機１００は、任意の数の駆動機構を有利に使用しうるようになっていれば、どのようなタイプの駆動にも限定されるものではない。従って、図４の混合機１００は、いずれの特定な駆動機構にも接続されていないように示されているが、混合機１００は、オーガ２００を回転させる何かの駆動機構に接続されて動作するようになっていると理解しなければならない。
【００２３】
図５〜図８は、本発明の１つの実施形態によるオーガ２００を示す。図５は、オーガ２００の斜視図である。図６は、図５のオーガ２００の側面図である。図７は、オーガ２００の平面図であり、図８は、オーガ２００の断面図である。
【００２４】
オーガ２００は、中央シャフト２０２を有し、中央シャフト２０２は、上側部分２１０と下側部分２１２とを有し、下側部分２１２は、ステップ状に、上側部分２１０よりも直径が大となっている。オーガ２００は、第１のフライト２０４を有し、第１のフライト２０４は、シャフトの周りを、スパイラルパタン状に取り巻いている。ここに示している実施形態では、フライト２０４は、シャフト２０２の周りを、１周（３６０°）を２回よりも少し多く巻いている。図５〜図８に示す実施形態では、第１のフライト２０４は、上面２１４を有し、上面２１４は、おおむねシャフト２０２から半径方向に外側に向かって、垂直方向に延在している。上面２１４がシャフト２０２に関して垂直であるということは、図８の断面図によく示されている。第１のフライト２０４は、下側部分２１６を有し、下側部分２１６は、シャフト２０２の下側部分２１２から、外側方向に向かって延在している。第１のフライト２０４もまた、上側部分２１８を有し、上側部分２１８は、シャフト２０２の上側部分２１０から、外側方向に向かって延在している。第１のフライト２０４の下側部分２１６は、その最下部における比較的大きい直径から、その頂端における比較的小さい直径に、テーパ状に直径が小となっており、シャフト２０２の下側部分２１２の頂部で終わっている。第１のフライト２０４の上側部分２１８は、おおむねその下端点から、シャフト２０２の頂部のごく近くに至るまで、一定の幅を有し、その下端で、下側部分２１６の頂部と出会っている。上側部分２１８の頂部付近では、シャフト２０２の周りに、近似的に１／８周にわたって、外側に向かって、テーパ状に僅かに幅が広がっている。第１のフライト２０４の下側部分２１６のピッチは、おおむねその全範囲にわたって一定である。第１のフライト２０４の上側部分２１８のピッチもまた、おおむねその全範囲にわたって一定である。しかしながら、上側部分２１８のピッチは、下側部分２１６のピッチと比較して、僅かに急勾配になっており、材料を垂直方向に、急速に移動させることができるようになっている。
【００２５】
図５〜図８に示す実施形態では、第２のフライト２０６は、第１のフライト２０４と同一のものであるが、第２のフライト２０６は、第１のフライト２０４から１８０°だけオフセットしている。フライト２０４、２０６のそれぞれは、フライト２０４または２０６の底部に非常に近接して配置されているキッカーナイフ２２０を備えている。キッカーナイフ２２０は、鋭いリーディングエッジを有し、フライト２０４または２０６のリーディングエッジの上を移動させて調整できるようになっている。図６からよく分かるように、ナイフ２２０のリーディングエッジは、フライト２０４および２０６の最下点の僅か下の方向に位置している。キッカーナイフ２２０は、タブ１０２の底壁１１２（図４参照）をこすり取るか、または、殆んどこすり取る役目を有する。キッカーナイフ２２０のトレーリングエッジは、フライト２０４および２０６の上面２１４から、僅かに高くなっている。図７の平面図から分かるように、キッカーナイフ２２０のリーディングエッジは、おおむね回転軸２０８から、キッカーナイフ２２０の外側縁部に向かって考えられる半径方向の線から、内側方向に傾いている。キッカーナイフ２２０の内側への傾きは、混合している材料を回転軸２０８に向かって内側方向に導いて、材料とオーガ２００との接触を保持するのを助ける、またはそれを促す役目を有している。フライト２０４および２０６には、スロットが設けられており、これにより、キッカーナイフ２２０を、タブ床１１２（図４参照）の輪郭曲線と一致するように調整することができる。キッカーナイフ２２０は、ナイフの先端縁部が床１１２に極力接触するように調整されることが望ましい。これによって、材料がオーガ２００の下に割って入る、またはオーガ２００の下に貯まってしまうのを防ぐことができる。
【００２６】
フライト２０４および２０６のそれぞれには、複数のチョッパーナイフ２２２が設けられている。チョッパーナイフ２２２は、おおむねフライト２０４および２０６の外側縁部から、半径方向に外側に向かって延在している。チョッパーナイフ２２２は、鋭くしたリーディングエッジを有し、このリーディングエッジを使用して、乾草、または混合している材料の塊を細断または砕くことができる。チョッパーナイフ２２２の鋭くなっているリーディングエッジは、おおむね回転軸２１８とチョッパーナイフ２２２の外側縁部との間に引かれた仮想的な半径に対して、外側に向かって傾いている。ナイフ２２２は、フライト２０４および２０６に装着され、フライト２０４および２０６に形成されたスロットの中に、ボルトまたはネジによって調整ができるようになっている。フライト２０４および２０６にナイフ２２０および２２２を装着するための多くの機構は、当業者には、公知であると思う。これらは、ボルト、ネジ、溶接を含むが、これらに限定されるものではない。
【００２７】
フライト２０４および２０６のそれぞれは、キッカー２２４を含み、キッカー２２４の頂縁部は、フライト２０４および２０６の上側表面２１４よりも急勾配のピッチを有する。これにより、混合されている材料は、上方向に、またオーガから離れて外方向に送られて、混合機１００の底部に落ちてくることができる。
【００２８】
図９は、本発明におけるオーガの代替的実施形態２００Ａの断面を示す。図９に見るように、オーガ２００Ａは、上面２１４Ａを有し、上面２１４Ａは、シャフト２０２から垂直方向に外側に向かって平坦な面状に延在しているのではなくて、凹面形状をしている。この凹面状の上面２１４Ａは、混合している材料を上面２１４Ａの上に保持するように働くか、またはそれを促し、半径方向に外側に向かって、オーガ２００Ａから離れて行かないようにしている。
【００２９】
図１０は、本発明の１つの実施形態によるオーガの代替的実施形態２００Ｂを示す。図１０の断面図にしめすように、オーガ２００Ｂは、フライト２０４および２０６を有し、フライト２０４および２０６の上面２１４Ｂは、おおむねフライト２０４または２０６がシャフト２０２に取り付けられている、低い位置の点から、シャフト２０２から離れた、高いところに位置している外側縁部に向かって、上方向に延在している。この上方に向かって傾斜している上面２１４Ｂもまた、混合動作の間にオーガが回転するときに、混合している材料がオーガ２００Ｂの上に停まるように作用する。
【００３０】
オーガ２００は、硬く耐久性のある材料（鋼、または他の金属等）で形成することが望ましい。キッカーナイフ２２０およびチョッパーナイフ２２２は、ナイフの鋭い縁部を保持するために、更に硬い金属で形成することが望ましい。当業者には、本明細書に記載しているオーガ２００を形成するためのものとは異なる材料および方法が公知であると思う。
【００３１】
図１１および図１２は、本発明の別の実施形態における、３つのフライトを有するオーガ３００を示す。図１１は、３つのフライトを有するオーガ３００の斜視図である。図１２は、図１１のオーガ３００の平面図である。
【００３２】
オーガ３００は、中央シャフト３０２を有し、中央シャフト３０２は、上側部分３１０および下側部分３１２を含み、下側部分３１２は、上側部分３１０と比較して、ステップ状に太い直径に変化している。オーガ３００は、第１のフライト３０４を含み、第１のフライト３０４は、スパイラル状にシャフト３０２の周りを巻いている。ここに示す実施形態では、第１のフライト３０４は、シャフト３０２の周りの完全な３６０度の１周を、２周より僅かに多く巻いている。第１のフライト３０４は、下側部分３１６を含み、下側部分３１６は、シャフト３０２の下側部分３１２から、半径方向に外側に向かって延在している。第１のフライト３０４もまた、上側部分３１８を含み、上側部分３１８は、シャフト３０２の上側部分３１０から、半径方向に外側に向かって延在している。第１のフライト３０４の下部分３１６は、その最下部における比較的大きい直径から、その上端における比較的小さい直径に、テーパ状に直径が減少しており、シャフト３０２の下側部分３１２の頂部で終えている。第１のフライト３０４の上側部分３１８は、一般的に、その下端点からシャフト３０２の頂部のごく近くに至るまで、一定の幅を有し、その下端点で、下側部分３１６の頂部と出会っている。上側部分３１８の頂部付近では、シャフト３０２の周りに近似的に１／８周にわたって、外側に向かってテーパ状に僅かに幅が広がっている。第１のフライト３０４の下側部分３１６のピッチは、おおむねその全範囲にわたって一定である。第１のフライト３０４の上側部分３１８のピッチもまた、おおむねその全範囲にわたって一定である。しかしながら、上側部分３１８のピッチは、下側部分３１６のピッチと比較して、僅かに急勾配になっていて、オーガ３００が回転するときに、材料を垂直方向に、急速に移動させることができることが望ましい。
【００３３】
オーガ３００は、３つのフライトを含んでいる。従って、オーガ３００は、第１のフライト３０４に加えて、第２のフライト３０６、および第３のフライト３０７を含んでいる。第３のフライト３０７は、螺旋状のパタンで、シャフト３０２から半径方向に外側に向かって延在している。フライト３０４、３０６、および３０７のそれぞれは、おおむね同一のものであるが、それらは、シャフト３０２の周りに、等しい間隔でオフセットしている。図１１および図１２の実施形態では、３つのフライトが存在するので、各フライトは、隣接したフライトから１２０度だけオフセットしている。さらなるフライトを追加することも可能であり、本発明の主たる利益は維持される。フライトはシャフト３０２の周りに等距離だけ離して設置することにより、オーガ３００にかかる負荷が、オーガが回転するときに、オーガの周りに等しく分布することが望ましい。従って、ｎ個のフライトを含む、複数フライトのオーガでは、隣接したフライトのオフセット角度は、３６０／ｎなる演算によって決定されることが望ましい。
【００３４】
フライト３０４、３０６、および３０７のそれぞれには、フライトの下側部分の、最も低い位置にあるリーディングエッジのところにキッカーナイフ３２０が設けられている。このキッカーナイフ３２０は、オーガが搭載されている混合室の輪郭曲線に一致するように調整可能であることが望ましいと考えられる。フライト３０４、３０６、および３０７のそれぞれにはまた、複数のチョッパーナイフ３２２が備えらえて、混合している材料を細断または粉砕できることが望ましい。一般的に、２つのフライトを有するオーガ２００（上記の２００Ａ、および２００Ｂ）に関して記載した特徴は、図１１および図１２に示す、３つのフライトを有するオーガ３００に対しても当てはまる。３つのフライトを有するオーガ３００は、さらなるフライトを含むという点が異なるだけである。
【００３５】
本明細書に記載している混合機１００を使用するために、ユーザは、最初に、混合機１００を目で検視して、混合機１００には障害物がなく、動作できる状態にあることを確認する必要がある。本発明による混合機１００は、典型的に、任意の一回に混合することができる材料の最大重量に従って階級づけることができる。ユーザは、混合機が過負荷にならないように注意をしなければならない。動作を開始するために、ユーザは、オーガ２００を動力源に接続して、オーガ２００を回転させなければならない。例えば、図１においては、ＰＴＯ接続１４が動力取り出し装置に取り付けられて、ギアボックス１０４が、オーガ２００に動力を供給するように調整されなければならない。当業者には、オーガ２００に動力を供給するための多くの機構が公知であると思う。オーガ２００をアイドリング速度で運転しておけば、タブ１０２の開口した頂部からタブ１０２に乾草を投入することができる。乾草を投入した後に、穀類または他の産品をタブ１０２に加えることができる。いずれかの粉砕されやすい材料成分は、材料成分投入の工程で極力遅れて加えることが望ましい。乾草と穀類が加えられた後に、高含水量の材料（サイレージまたはグリーンチョップ等）をタブ１０２に加えることができる。最後に、糖蜜、動物性脂肪、または液体サプリメントを混合物の中に加える。所望の混合物が完成するまでは、混合物は、オーガが数分間回転したままで、タブ１０２の中に停まらなければならない。混合した混合物を排出するために、ゲート１０６を開放し、混合物をタブ１０２から取り除く。最良の結果を得るためには、オーガを高いＲＰＭ速度で回転させることにより、タブ１０２からの均等な流れと内容物の一掃を確実に行うことが必要である。
【００３６】
オーガ２００が回転するときに、タブ１０２の中の材料成分は、フライト２０４および２０６の上側表面２１４と接触するようになると考えられる。タブ１０２の床１１２の上のいずれの材料成分も、キッカーナイフ２２０のリーディングエッジによってこすり取られると考えられる。キッカーナイフ２２０のリーディングエッジを、キッカーナイフ２２０のリーディングとエッジ床と１１２との間のいずれのギャップも減らす、または取り除くように調整することにより、ギャップがある場合に乾草または他の材料成分とがオーガ２００の底部と床２１２との間に割ってはいるために、妨害物を生じないようにすることができる。さらに、キッカーナイフ２２０のリーディングエッジの角度が内向きに傾いていることは、おおむね材料成分をオーガ２００のセンタ２０８に向かって内部の方向に導くので、オーガ２００が作用するエリアに材料成分を停まらせるように働く。従って、材料は、オーガ２００の回転に合わせて、おおむねフライト２０４または２０６の上に乗って上昇する。材料がオーガ２００の頂部に到達すると、キッカー２２４は、材料をオーガ２００から離して上方向に投げ上げて、従って、材料は、底部に落ちて、再度混合されることになる。オーガ２００が回転するときに、チョッパーナイフ２２２は、オーガ表面の外にある材料と接触をして、材料を粉砕または細断することができる。
【００３７】
オーガ２００は、おおむね同一のフライトで直径が互いに異なっている、２つのフライト２０４および２０６を含んでいるので、シャフト２０２の上の荷重は、一般的に、シャフト２０２の任意の位置における直径にわたって均一化される傾向にある。これは、シャフト２０２の上の応力、および床１１２の上の応力が低減されるので重要である。これらの応力は、通常、オーガ２００が回転する時の均等でない合力によって生ずるものである。更なる結果として、オーガ２００がその回転軸２０４の周りに揺れること、およびそれによって生ずる振動を低減することができる。この結果、混合機１００の動作が円滑になり静かになる。材料が混合される速度もまた、増加する。オーガ２００の各１回の回転に対して、フライト２０４および２０６によって持ち上げられる材料の量は、単一のフライトを有するオーガと比較して増加する。この結果、効率がよく、かつ、迅速な材料の混合を実現することができる。単一のフライトを有するオーガはまた、オーガの頂縁部が回転する度ごとに、材料がオーガの頂部から離れて落ちることによって、周期的なサージを発生させる傾向にある。２つのフライトを有する場合には、所与のスポットには、オーガの各回転で、フライトの頂縁部が２回通過することになり、サージは平均化される。この結果、混合物が混合し終わってからの材料の排出を均一化することができる。
【００３８】
以上、本発明の好適な実施形態を記載してきた。しかし当業者は、上記で議論した多くの詳細に関して、特に、形状、寸法、およびパーツの構成に関して、それらの変形を行うことができることは言うまでもない。このような変形は、本発明の範囲に含まれ、本発明は、特許請求の範囲の中で説明している用語の広い一般的な意味によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００３９】
８ 断面
１０ トレーラ
１２ 牽引トング
１４ 動力取りだし接続
１６ 梯子
１８ 上側プラットフォーム
２０ レーリング
２２ トラック
２４ キャブ
２６ フレーム
２８ ドライブライン
１００ 混合機
１０２ タブ
１０４ ギアボックス
１０６ ゲート
１０８ 側壁
１１０ 端部壁
１１２ 底壁
１１４ バッフル
２００、２００Ａ、２００Ｂ、３００ オーガ
２０２、３０２ 中央シャフト
２０４ 第１のフライト
２０６ 第２のフライト
２０８ 回転軸
２１０ シャフトの上側部分
２１２ シャフトの下側部分
２１４ フライトの上面
２１４Ａ オーガ２００Ａの上面
２１４Ｂ オーガ２００Ｂの上面
２１６ 第１のフライトの下側部分
２１８ 第１のフライトの上側部分
２２０、３２０ キッカーナイフ
２２２、３２２ チョッパーナイフ
２２４ キッカー
３０４ 第１のフライト
３０６ 第２のフライト
３０７ 第３のフライト
３１０ 中央シャフトの上側部分
３１２ 中央シャフトの下側部分
３１６ 第１のフライトの下側部分
３１８ 第１のフライトの上側部分
３２０ キッカーナイフ
３２２ チョッパーナイフ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
農業用混合機であって、
底壁と、おおむね垂直方向に延在している側壁とを有するタブと、
前記タブの中の混合オーガとを備え、
前記混合オーガは、おおむね垂直軸の周りに選択的に回転可能なシャフトを有し、前記オーガは、前記シャフトから半径方向に外側に向かって延在している１対の螺旋状フライトを更に含み、
前記フライトは、互いにオフセットしていることを特徴とする混合機。
【請求項２】
前記１対の螺旋状フライトの中の１つの下側端部のところに、ナイフを備え、前記ナイフは、前記底壁の輪郭曲線と一致するように調整可能なリーディングエッジを有していることを特徴とする、請求項１に記載の混合機。
【請求項３】
前記ナイフは、トレーリングエッジを有し、前記トレーリングエッジは、前記一対の螺旋状フライトの中の前記１つの頂部表面から離れた場所に設置され、キッカーとして動作することを特徴とする、請求項２に記載の混合機。
【請求項４】
前記ナイフの前記リーディングエッジは、回転の方向に対して内側に向かって傾いており、混合している材料を、前記シャフトに向かって導くことを特徴とする、請求項２に記載の混合機。
【請求項５】
前記フライトの中の前記１つに装着された複数のチョッピングナイフを更に備え、前記チョッピングナイフのそれぞれは、回転方向に対して、おおむね外側に向かって傾いているリーディングエッジを有することを特徴とする、請求項１に記載の混合機。
【請求項６】
前記螺旋状フライトのそれぞれは、凹面形状をした上面を有することを特徴とする、請求項１に記載の混合機。
【請求項７】
前記螺旋状フライトのそれぞれは、上面を有し、この上面は、前記シャフトから前記上側表面の外側縁部に、おおむね上方向に向かって傾斜していることを特徴とする、請求項１に記載の混合機。
【請求項８】
前記シャフトは、下側部分と上側部分とを備え、前記下側部分は、前記上側部分から外側に向かってステップ状に出ていることを特徴とする、請求項１に記載の混合機。
【請求項９】
前記フライトのそれぞれは、前記シャフトの前記下側部分に装着された下側部分と、前記シャフトの前記上側部分に装着された上側部分とを含み、前記フライトのそれぞれの前記上側部分は、前記フライトの前記下側部分よりも急勾配のピッチを有していることを特徴とする、請求項８に記載の混合機。
【請求項１０】
前記フライトは、互いに１８０度オフセットしていることを特徴とする、請求項１に記載の混合機。
【請求項１１】
前記オーガは、前記シャフトから半径方向に外側に向かって延在している第３の螺旋状フライトを更に備えていることを特徴とする、請求項１に記載の混合機。
【請求項１２】
垂直軸農業用混合機の中で使用するための混合オーガであって、
前記混合オーガは、
シャフトと
前記シャフトから半径方向に外側に向かって延在している第１の螺旋状フライトと、
前記シャフトから半径方向に外側に向かって延在している第２の螺旋状フライトとを備えていることを特徴とする混合オーガ。
【請求項１３】
前記第１の螺旋状フライトの下側端部における第１のナイフと、前記第２の螺旋状フライトの下側端部における第２のナイフとを更に備え、前記第１のナイフは、前記第１のフライトに対して調整可能なリーディングエッジを有し、前記第２のナイフは、前記第２のフライトに対して調整可能なリーディングエッジを有していることを特徴とする、請求項１２に記載の混合オーガ。
【請求項１４】
前記第１のナイフは、前記第１の螺旋状フライトの頂部表面から離れたところに位置するトレーリングエッジを有し、前記第２のナイフは、前記第２の螺旋状フライトの前記頂部表面から離れたところに位置するトレーリングエッジを有していることを特徴とする、請求項１３に記載の混合オーガ。
【請求項１５】
前記第１および第２のナイフの前記リーディングエッジは、内側に向かって傾いていることを特徴とする、請求項１３に記載の混合オーガ。
【請求項１６】
前記第１および第２のフライトに装着された複数のチョッピングナイフを更に備え、前記チョッピングナイフのそれぞれは、おおむね外側に向かって傾いているリーディングエッジを有していることを特徴とする、請求項１２に記載の混合オーガ。
【請求項１７】
前記螺旋状フライトのそれぞれは、凹面形状をした上面を有していることを特徴とする、請求項１２に記載の混合オーガ。
【請求項１８】
前記螺旋状フライトのそれぞれは、上側表面を有し、前記上面は、前記シャフトから、前記シャフトから半径方向に外側に向かった部分へ、おおむね上方向に向かって傾斜していることを特徴とする、請求項１２に記載の混合オーガ。
【請求項１９】
前記シャフトは、下側部分と上側部分とを備え、前記下側部分は、前記上側部分から外側に向かってステップ状に出ていることを特徴とする、請求項１２に記載の混合オーガ。
【請求項２０】
前記フライトのそれぞれは、前記シャフトの前記下側部分に装着された下側部分と、前記シャフトの前記上側部分に装着された上側部分とを含み、更に、前記フライトのそれぞれの前記上側部分は、前記フライトの前記下側部分よりも急勾配のピッチを有していることを特徴とする、請求項１９に記載の混合オーガ。
【請求項２１】
前記シャフトから半径方向に外側に向かって延在している第３の螺旋状フライトを更に備えていることを特徴とする、請求項１２に記載の混合オーガ。
【請求項２２】
農業用混合機であって、
タブと、
前記タブの中の混合オーガとを備え、
前記混合オーガは、おおむね垂直軸の周りに回転可能なシャフトを有し、前記オーガは、前記シャフトから半径方向に外側に向かって延在しているｎ個の螺旋状フライトを更に含み、ｎ≧２であり、各螺旋状フライトは、隣接しているフライトから角度３６０／ｎ度だけオフセットしていることを特徴とする農業用混合機。
【請求項２３】
前記タブの中に第２の混合オーガを更に備え、前記第２の混合オーガは、第２の一般的には垂直軸の周りに回転可能な第２のシャフトを有し、前記第２の混合オーガは、前記第２のシャフトから半径方向に外側に向かって延在している第２の混合オーガ螺旋状フライトを含んでいることを特徴とする、請求項２２に記載の農業用混合機。
【請求項１】
農業用混合機であって、
底壁と、おおむね垂直方向に延在している側壁とを有するタブと、
前記タブの中の混合オーガとを備え、
前記混合オーガは、おおむね垂直軸の周りに選択的に回転可能なシャフトを有し、前記オーガは、前記シャフトから半径方向に外側に向かって延在している１対の螺旋状フライトを更に含み、
前記フライトは、互いにオフセットしていることを特徴とする混合機。
【請求項２】
前記１対の螺旋状フライトの中の１つの下側端部のところに、ナイフを備え、前記ナイフは、前記底壁の輪郭曲線と一致するように調整可能なリーディングエッジを有していることを特徴とする、請求項１に記載の混合機。
【請求項３】
前記ナイフは、トレーリングエッジを有し、前記トレーリングエッジは、前記一対の螺旋状フライトの中の前記１つの頂部表面から離れた場所に設置され、キッカーとして動作することを特徴とする、請求項２に記載の混合機。
【請求項４】
前記ナイフの前記リーディングエッジは、回転の方向に対して内側に向かって傾いており、混合している材料を、前記シャフトに向かって導くことを特徴とする、請求項２に記載の混合機。
【請求項５】
前記フライトの中の前記１つに装着された複数のチョッピングナイフを更に備え、前記チョッピングナイフのそれぞれは、回転方向に対して、おおむね外側に向かって傾いているリーディングエッジを有することを特徴とする、請求項１に記載の混合機。
【請求項６】
前記螺旋状フライトのそれぞれは、凹面形状をした上面を有することを特徴とする、請求項１に記載の混合機。
【請求項７】
前記螺旋状フライトのそれぞれは、上面を有し、この上面は、前記シャフトから前記上側表面の外側縁部に、おおむね上方向に向かって傾斜していることを特徴とする、請求項１に記載の混合機。
【請求項８】
前記シャフトは、下側部分と上側部分とを備え、前記下側部分は、前記上側部分から外側に向かってステップ状に出ていることを特徴とする、請求項１に記載の混合機。
【請求項９】
前記フライトのそれぞれは、前記シャフトの前記下側部分に装着された下側部分と、前記シャフトの前記上側部分に装着された上側部分とを含み、前記フライトのそれぞれの前記上側部分は、前記フライトの前記下側部分よりも急勾配のピッチを有していることを特徴とする、請求項８に記載の混合機。
【請求項１０】
前記フライトは、互いに１８０度オフセットしていることを特徴とする、請求項１に記載の混合機。
【請求項１１】
前記オーガは、前記シャフトから半径方向に外側に向かって延在している第３の螺旋状フライトを更に備えていることを特徴とする、請求項１に記載の混合機。
【請求項１２】
垂直軸農業用混合機の中で使用するための混合オーガであって、
前記混合オーガは、
シャフトと
前記シャフトから半径方向に外側に向かって延在している第１の螺旋状フライトと、
前記シャフトから半径方向に外側に向かって延在している第２の螺旋状フライトとを備えていることを特徴とする混合オーガ。
【請求項１３】
前記第１の螺旋状フライトの下側端部における第１のナイフと、前記第２の螺旋状フライトの下側端部における第２のナイフとを更に備え、前記第１のナイフは、前記第１のフライトに対して調整可能なリーディングエッジを有し、前記第２のナイフは、前記第２のフライトに対して調整可能なリーディングエッジを有していることを特徴とする、請求項１２に記載の混合オーガ。
【請求項１４】
前記第１のナイフは、前記第１の螺旋状フライトの頂部表面から離れたところに位置するトレーリングエッジを有し、前記第２のナイフは、前記第２の螺旋状フライトの前記頂部表面から離れたところに位置するトレーリングエッジを有していることを特徴とする、請求項１３に記載の混合オーガ。
【請求項１５】
前記第１および第２のナイフの前記リーディングエッジは、内側に向かって傾いていることを特徴とする、請求項１３に記載の混合オーガ。
【請求項１６】
前記第１および第２のフライトに装着された複数のチョッピングナイフを更に備え、前記チョッピングナイフのそれぞれは、おおむね外側に向かって傾いているリーディングエッジを有していることを特徴とする、請求項１２に記載の混合オーガ。
【請求項１７】
前記螺旋状フライトのそれぞれは、凹面形状をした上面を有していることを特徴とする、請求項１２に記載の混合オーガ。
【請求項１８】
前記螺旋状フライトのそれぞれは、上側表面を有し、前記上面は、前記シャフトから、前記シャフトから半径方向に外側に向かった部分へ、おおむね上方向に向かって傾斜していることを特徴とする、請求項１２に記載の混合オーガ。
【請求項１９】
前記シャフトは、下側部分と上側部分とを備え、前記下側部分は、前記上側部分から外側に向かってステップ状に出ていることを特徴とする、請求項１２に記載の混合オーガ。
【請求項２０】
前記フライトのそれぞれは、前記シャフトの前記下側部分に装着された下側部分と、前記シャフトの前記上側部分に装着された上側部分とを含み、更に、前記フライトのそれぞれの前記上側部分は、前記フライトの前記下側部分よりも急勾配のピッチを有していることを特徴とする、請求項１９に記載の混合オーガ。
【請求項２１】
前記シャフトから半径方向に外側に向かって延在している第３の螺旋状フライトを更に備えていることを特徴とする、請求項１２に記載の混合オーガ。
【請求項２２】
農業用混合機であって、
タブと、
前記タブの中の混合オーガとを備え、
前記混合オーガは、おおむね垂直軸の周りに回転可能なシャフトを有し、前記オーガは、前記シャフトから半径方向に外側に向かって延在しているｎ個の螺旋状フライトを更に含み、ｎ≧２であり、各螺旋状フライトは、隣接しているフライトから角度３６０／ｎ度だけオフセットしていることを特徴とする農業用混合機。
【請求項２３】
前記タブの中に第２の混合オーガを更に備え、前記第２の混合オーガは、第２の一般的には垂直軸の周りに回転可能な第２のシャフトを有し、前記第２の混合オーガは、前記第２のシャフトから半径方向に外側に向かって延在している第２の混合オーガ螺旋状フライトを含んでいることを特徴とする、請求項２２に記載の農業用混合機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公表番号】特表２０１３−５１２０９３（Ｐ２０１３−５１２０９３Ａ）
【公表日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４１１５２（Ｐ２０１２−５４１１５２）
【出願日】平成２２年１１月２３日（２０１０．１１．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５７７２１
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６６２４４
【国際公開日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（５０６３０８０４６）ロト ミックス エルエルシー (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２３日（２０１０．１１．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５７７２１
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６６２４４
【国際公開日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（５０６３０８０４６）ロト ミックス エルエルシー (2)
【Ｆターム（参考）】
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