JP2004330917A

JP2004330917A - 乗用田植機

Info

Publication number: JP2004330917A
Application number: JP2003130679A
Authority: JP
Inventors: Makoto Yasuda; 真安田; Toshio Yagisawa; 俊夫八木澤; Makoto Kubotsu; 誠窪津; Takeshi Mukai; 猛向井; Takuya Okamoto; 拓也岡本
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2003-05-08
Filing date: 2003-05-08
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】前輪と後輪を備えた四輪駆動型の走行機体の後部に苗植付け装置を連結した乗用田植機において、耐久性を確保しながら左右の後輪によるサスペンション機能高めて、円滑に圃場内を高速走行できるようにする。
【解決手段】機体後部に配備された単一の伝動ケース１５に左右の後輪２を装着支持し、この伝動ケース１５から前方に延出した支持アーム５１の前端を支点として伝動ケース１５を上下揺動自在、かつ、左右方向に傾動可能に機体に連結支持するとともに、伝動ケース１５をサスペンションバネ６４で弾性支持してある。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行機体の前後に前輪と後輪を左右一対づつ配備してなる四輪駆動型の走行機体の後部に苗植付け装置を連結した乗用田植機に係り、特には、その後輪懸架構造に特徴を有する乗用田植機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乗用田植機の代表的な車輪懸架構造としては、機体前部に固定されたミッションケースに左右の前輪を支持するとともに、機体後部にローリング可能に支持した伝動ケースに左右の後輪を装着支持したもの（特許文献１参照）、あるいは、機体前部に固定されたミッションケースに左右の前輪を装着支持する一方、ミッションケースから後方に向けて延出された左右のスイングケースの後端部に後輪をそれぞれ軸支して、左右の後輪を独立的に上下変位可能に弾性支持したもの（特許文献２参照）、などが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−１０２２１５号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開２００３−８１１４０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
乗用田植機においては圃場内で高速走行すると、耕盤の凹凸に起因する機体動揺や振動が激しくなって乗り心地が悪化しやすくなるとともに、機体後部に連結した苗植付け装置の位置および姿勢も大きく変化しやすくなり、自動昇降制御をもってしても十分に対応しきれなくなって植付け深さ精度が低下するおそれがある。従って、実作業での植付け走行速度を速めるには限界があり、田植機の能力を十分に発揮させての能率的な植付け作業を行うことが困難なものとなる。
【０００６】
特に、苗植付け装置の直前に位置する後輪が耕盤の凹凸を通過することによってもたらされる機体姿勢の変化は大きく、苗植付け装置の位置および姿勢変化への影響が大きいものであり、この後輪の懸架構造を改良することが望まれている。
【０００７】
ここで、特許文献１で示されるように、機体前部に固定されたミッションケースに左右の前輪を装着支持するとともに、機体後部にローリング可能に支持した後部伝動ケースに左右の後輪を支持した仕様のものでは、後輪が走行する耕盤の左右高さの差については伝動ケースのローリングによるサスペンション機能が発揮されて機体が左右の大きく傾斜することが抑制されるが、左右後輪が同時に耕盤の凹部あるいは凸部にさしかかった際のサスペンション機能はなく、機体後部が大きく沈下したり持上げられる。
【０００８】
これに対して、特許文献２で示されるように、機体前部に固定されたミッションケースに左右の前輪を装着支持する一方、ミッションケースから後方に向けて延出された左右のスイングケースの後端部に後輪をそれぞれ軸支して、左右の後輪を独立的に上下変位可能に弾性支持した仕様のものでは、後輪が走行する耕盤の左右高さの差については左右スイングケースの独立したサスペンション機能によって効果的に吸収されるとともに、左右後輪が同時に耕盤の凹部あるいは凸部にさしかかった際にもサスペンション機能が十分発揮されて走行機体の大きい前後揺動（ピッチング）を抑制することができるものであるが、構造上に以下のような問題点があった。
【０００９】
つまり、スイングケースは、上方変位した際に後輪が極力後方に変位して苗植付け装置に近づくことがないようにそのスイング支点は後輪から前方に大きく離れた箇所に設置することが望ましく、スイングケースは前後に長いものに構成されている。また、スイングケースは、ミッションケースで左右に分岐された走行系動力を後輪に伝達する伝動ケースでもあるとともに、後輪に作用する機体荷重を支持する強度メンバーでもある。
【００１０】
従って、この長いスイングケースは相当に剛性の高いものに構成する必要があり、重量的にも重いものとなり、軽量化が特に望まれる田植機にとっては不具合となるものであった。また、ミッションケースに貫通横架された動力分岐用の伝動軸がスイングケースの支点軸としても機能する構造が採用されているので、この伝動軸には後輪駆動トルクのみならず機体荷重も作用することになり、走行機体が衝撃的にバウンドしたような場合にはこの伝動軸には相当大きい負荷がかかって損傷するおそれがあり、耐久性の面で改良の余地がある。
【００１１】
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、耐久性を確保しながら左右の後輪によるサスペンション機能高めて、円滑に圃場内を高速走行できるようにすること目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
〔請求項１に係る発明の構成、および、作用・効果〕
【００１４】
請求項１に係る発明は、前輪と後輪を備えた四輪駆動型の走行機体の後部に苗植付け装置を連結した乗用田植機において、
機体後部に配備された単一の伝動ケースに左右の前記後輪を装着支持し、この伝動ケースから前方に延出した支持アームの前端を支点として伝動ケースを上下揺動自在、かつ、左右方向に傾動可能に走行機体に連結支持するとともに、伝動ケースをサスペンションバネで弾性支持してあることを特徴とする。
【００１５】
上記構成によると、左右後輪が同時に耕盤における隆起部や凹部にさしかかると、伝動ケースが平行に上下動して左右後輪が同時に同方向に上下移動し、走行機体の大きい前後傾動（ピッチング）が抑制され、また、片側の車輪が耕盤における隆起部や凹部にさしかかると、伝動ケースが左右方向に傾動して左右車輪に高低差がもたらされ、走行機体の左右傾動（ローリング）が抑制される。
【００１６】
従って、請求項１の発明によると、基本的に上下揺動式の後輪懸架を行うことで、耕盤の凹凸を良好に吸収して圃場内での高速走行を実現することができるものでありながら、専用の強度部材として構成できる支持アームを介して伝動ケースを支持するので、高い耐久性を確保しながら後輪に所期のサスペンション機能を好適に発揮させることが可能となる。
【００１７】
〔請求項２に係る発明の構成、および、作用・効果〕
【００１８】
請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、
前記伝動ケースの横移動を制限する規制手段を備えてあるものである。
【００１９】
上記構成によると、伝動ケースおよび支持アームの不要な横移動を制限して、所定の上下揺動および左右傾動のみを可能として左右後輪に所期のサスペンション機能を的確に発揮させることができる。
【００２０】
〔請求項３に係る発明の構成、および、作用・効果〕
【００２１】
請求項３に係る発明は、請求項１の発明において、
前記支持アームおよび前記サスペンションバネをそれぞれ左右一対設けるとともに、前記伝動ケースあるいは支持アームと機体フレームとの間に横移動規制用のラテラルロッドを架設してあるものである。
【００２２】
上記構成によると、間隔をもって配備された左右の支持アームによって伝動ケースを安定良く支持することができるとともに、左右後輪にかかる機体荷重が左右間隔をもって配備された一対のサスペンションバネによって的確かつ安定的に支持されることになる。
【００２３】
また、伝動ケースおよび支持アームの不要な横移動をラテラルロッドによって確実に阻止することができ、安定した後輪サスペンション機能だけを良好に発揮させることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１および図２に、本発明に係る乗用田植機の全体側面及び全体平面がそれぞれ示されている。この乗用田植機は、前輪１および後輪２を備えるとともに運転座席３を装備した四輪駆動型の走行機体４の後部に、油圧シリンダ５によって駆動される四連リンク機構６を介して６条植え仕様の苗植付け装置７が昇降自在に連結され、また、機体後部に施肥装置８が装備されるとともに、機体前部の左右に予備苗のせ台９が配備された構造となっている。
【００２５】
走行機体４の前部には前輪１を操向自在に支持したミッションケース１０が配備されるとともに、ミッションケース１０から前方に延出された前フレーム１１にエンジン１２が防振搭載され、このエンジン１２にベルト掛け連動された油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）からなる主変速装置１３がミッションケース１０の左側面に連結されて、その変速出力がミッションケース１０に入力されるようになっている。
【００２６】
構造の図示および詳細な説明は省略するが、ミッションケース１０に入力された変速動力は走行系と作業系に分岐され、走行系の分岐動力はギヤ式の副変速機構で高低２段に変速された後、デフ機構を介して左右の前輪１に伝達されるとともに、副変速機構を経た変速動力が伝動軸１４を介して機体後部の伝動ケース１５に伝達されて、この伝動ケース１５の左右端に軸支された後輪２が駆動されるようになっている。また、作業系の分岐動力はギヤ式の株間変速機構および植付けクラッチを介してミッションケース後部から取り出され、その動力が苗植付け装置７に伝動軸１６を介して伝達されるようになっている。
【００２７】
前記苗植付け装置７は、６条分のマット状苗を搭載して一定ストロークで往復横移動する苗のせ台２１、苗のせ台２１の下端から１株分の苗を切り出して田面Ｔに植え付ける回転式の植付け機構２２、田面Ｔの植付け箇所を均平整地する３個の整地フロート２３、等から構成されており、左右に並列配備された３個の整地フロート２３の内、中央の整地フロート２３が自動昇降制御用のセンサフロートとして機能し、このセンサフロートの上下変位に基づいて前記油圧シリンダ５が作動制御されて、走行機体４の浮沈および前後傾斜にかかわらず苗植付け装置７が田面Ｔに対して設定高さに安定維持されるようになっている。
【００２８】
前記施肥装置８は、運転座席３と苗植付け装置７の苗のせ台２１との間に位置して走行機体後部に支持された肥料ホッパ２５から粉粒状の肥料を繰出し機構２６によって所定量づつ繰出し、繰出された肥料を電動ブロワ２７からの風によって風力搬送し、各整地フロート２３に装着した作溝器２８にホース２９を介して供給して植付け苗の横側に埋設してゆくよう構成されている。
【００２９】
この乗用田植機は、前輪１および後輪２がそれぞれ上下変位可能に懸架されており、以下にその構造について説明する。
【００３０】
図５に前輪懸架構造が示されている。図示のように、前記ミッションケース１０から左右に延出された車軸ケース部１０ａの先端ボス部１０ｂに、縦軸心Ｐ周りに回動可能かつ縦軸心Ｐ方向にスライド変位可能に回動ケース３１が嵌合装着されており、ミッションケース１０に内装された図外左方のデフ機構から延出された差動軸３２と、前記回動ケース３１に装着した前車軸３３とが、先端ボス部１０ｂに内装された縦伝動軸３４および２組のべべルギヤ３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂを介して連動連結されて、前車軸３２に連結した前輪１が駆動されるようになっている。なお、縦伝動軸３４は回動ケース３１側に属しており、回動ケース３１の上下変位に伴う縦伝動軸３４の上下変位が、ベベルギヤ３５ｂと縦伝動軸４とのスプライン嵌合部位でのスライドによって吸収される。なお、前記縦軸心Ｐは若干後傾斜されて、いわゆるキャスタ角が与えられている。
【００３１】
先端ボス部１０ｂと回動ケース３１との間には、前記縦伝動軸３４に挿嵌されたサスペンションバネ３７が介在されており、左右の前輪１に作用する機体荷重がそれぞれのサスペンションバネ３７によって弾性的に支持されるようになっている。
【００３２】
なお、図９に示すように、左右の回動ケース３１にはナックルアーム４０が連結され、各ナックルアーム４０が機体中央部のピットマンアーム４１にタイロッド４２を介してそれぞれ連動連結され、ステアリングハンドル４３の回動操作によって左右の前輪１がハンドル操作方向に操向されるようになっている。
【００３３】
図３，図４，および図６〜図８に後輪懸架構造が示されている。図示のように、左右の後輪２を軸支した前記伝動ケース１５は、ミッションケース１０から取り出された変速動力が伝動軸１４を介して入力される中央ケース部１５ａと、その左右両端に連結された減速ケース部１５ｂとからなり、中央ケース部１５ａおよび左右の減速ケース部１５ｂが丸パイプ製のステー１７で互いに連結されてケース全体が補強されている。中央ケース部１５ａの左右前面に連結したブラケット５０からそれぞれ支持アーム５１が前方に向けて延出固定されるとともに、左右の減速ケース部１５ｂの内向き側面には、帯板材をＵ形に折り曲げ加工してなる支持リンク５２が支点ピン５３を介して取り付けられて上方に延出されている。
【００３４】
ミッションケース１０からは後方に向けて角パイプ製の機体フレーム１８が連結されており、この機体フレーム１８の前部に連設された縦壁状の連結部１８ａに支軸５４が左右水平に貫通固着され、この支軸５４の両端に、伝動ケース１５から前向きに延出された前記支持アーム５１の前端ボス５１ａがゴムブッシュ５５を介して連結支持されている。このように支持された伝動ケース１５は、後輪２の外形よりも前方に大きく離れた位置にある支軸５４の軸心ａを支点として上下に揺動変位可能、かつ、ゴムブッシュ５５の弾性融通によって伝動ケース１５全体が左右にも傾動可能となっている。
【００３５】
また、伝動ケース１５における中央ケース部１５ａの右寄り箇所から前向きに支軸５６が突設されるとともに、機体フレーム１８の左下面に設けたブラケット５７に支点ピン５８が前向きに突設され、横向きに配備されたラテラルロッド５９の両端ボス部５９ａ，５９ｂが、これら支軸５６と支点ピン５８とに亘ってゴムブッシュ６０を介して連結されて、伝動ケース１５の横移動が規制されている。また、機体フレーム１８の後部左右にはゴム製のストッパ６１が配備されており、前記ブラケット５０の上面とストッパ６１との接当によって伝動ケース１５の傾動範囲が規制されている。
【００３６】
また、機体フレーム１８の後部には前記四連リンク機構６の前端を連結する左右一対の縦フレーム１９が立設され、この縦フレーム１９に左右水平に貫通固着された支軸６２の両端と、伝動ケース１５の左右から上向きに延出された前記支持リンク５２の上部とが上下長孔６３を介して連結されるとともに、各支持リンク５２にはサスペンションバネ６４が外嵌装着され、もって、左右の後輪２に作用する機体荷重が左右のサスペンションバネ６４で弾性的に支持されるようになっている。
【００３７】
この場合、伝動ケース１５に軸支された後輪２が上下に揺動変位する際の支点ａは、後輪２の外形よりも前方に大きく離れ、かつ、後輪軸心高さに近い高さ位置にあるので、後輪軸心の上下移動軌跡は鉛直線に近い大きい曲率の円弧軌跡となっている。従って、後輪２が大きく上方変位しても後方への変位成分は微少であり、上昇移動した後輪２が苗植付け装置７側に接近して、苗のせ台２１の前側に配備された各種の機構や部品に接近して接触するようなことが未然に回避されている。
【００３８】
図１０，図１１に前記伝動ケース１５の内部構造が示されている。この伝動ケース１５の中央ケース部１５ａには、ミッションケース１０からの動力が伝達される入力軸７０が前向きに装備されるとともに、入力軸７０にベベルギヤ連動された横向き伝動軸７１が横架され、この横向き伝動軸７１に伝達された動力が左右に分岐されて、サイドクラッチ７２、ギヤ減速機構７３、および、後車軸７４を介して左右の後輪２に伝達されるようになっている。つまり、横向き伝動軸７１の軸心が左右後輪２に対する動力分岐点ｂとなっており、この動力分岐点ｂは機体側面視で後輪外形の内部に位置している。
【００３９】
前記サイドクラッチ７２は、横向き伝動軸７１に遊嵌されたクラッチギヤ７５と、横向き伝動軸７１にスプライン外嵌装着したクラッチスリーブ７６と、クラッチスリーブ７６をケース中心側に向けてスライド付勢するよう横向き伝動軸７１に挿嵌したクラッチ入り付勢用のバネ７７とから構成されており、クラッチギヤ７５の延長ボス部７５ａに設けた爪部７５ｂとクラッチスリーブ７６に設けた爪部７６ａとを咬合させることで、横向き伝動軸７１の動力をクラッチギヤ７５に伝達するクラッチ入り状態がもたらされ、クラッチスリーブ７６をバネ７７に抗して外方にシフトさせて爪部７５ｂ，７６ａの咬合を解除することで横向き伝動軸７１からクラッチギヤ７５への動力伝達を遮断するクラッチ切り状態がもたらされるようなっている。
【００４０】
また、このサイドクラッチ７２の伝動下手には、クラッチ切り作動に引き続くクラッチ操作によって減速状態での伝動が可能となっている。つまり、前記横向き伝動軸７１には、クラッチギヤ７５より小径の減速伝動ギヤ７８が遊転自在に装着され、このギヤ７８の延長ボス部７８ａに前記クラッチギヤ７５が遊嵌され、延長ボス部７８ａの内端部に形成された爪部７８ｂとクラッチスリーブ７６の外端面に形成された爪部７６ｂとが対向されている。従って、クラッチスリーブ７６をクラッチ切り位置から更にバネ７７に抗して外方にシフトさせると、爪部７６ｂ，７８ｂが咬合して、横向き伝動軸７１の動力が減速伝動ギヤ７８に伝達する状態がもたらされ、後輪２は通常のクラッチ入り状態よりも減速されて駆動される。
【００４１】
前記クラッチスリーブ７６の内側端部は、中央ケース部１５ａに装備された操作軸７９の回動によってシフト操作される中継スリーブ８０に突き合わせ配備されており、操作軸７９のケース外端に備えたクラッチ操作レバー８１を前方に向けて回動操作することで、クラッチスリーブ７６がバネ７７に抗してシフトされ、図１２（イ）に示す「クラッチ入り状態」，図１２（ロ）に示す「クラッチ切り状態」、および、図１２（ハ）に示す「減速伝動状態」が順次現出されるようになっている。
【００４２】
また、前記クラッチ操作レバー８１は、前輪操向作動に連動して自動操作されるようになっている。つまり、図９に示すように、前記ピットマンアーム４１の左右から後方に延出された操作ロッド８２の後端金具８２ａが長孔８３および連結ピン８４を介して左右のクラッチ操作レバー８１に連動連結されている。従って、ピットマンアーム４０が直進位置から設定角度以上に揺動操作されて前輪１が設定角度（例えば３０°）以上に左方あるいは右方に操向されると、旋回内側となる後輪２に対するクラッチ操作レバー８１が前方に引き作動する操作ロッド８２によって前方に回動操作され、旋回内側のサイドクラッチ７２が上記「クラッチ切り状態」に切換えられ、走行機体４は操向された左右の前輪１と旋回外側の後輪２との三輪駆動状態で小回り旋回し、前輪１が更に大きく操向されて限界近くに達すると、クラッチ操作レバー８１が更に大きく前方に回動操作され、上記「減速伝動状態」がもたらされ、走行機体４は操向された左右の前輪１、旋回外側の後輪２、および、減速駆動される旋回内側の後輪２との四輪駆動状態で小回り旋回する。
【００４３】
〔別実施形態〕
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。
【００４４】
（１）図示しないが、前記ラテラルロッド５９を支持アーム５１の後寄り箇所と機体フレーム１８とに亘って架設して実施することもできる。
【００４５】
（２）図１３に示すように、前記ラテラルロッド５９を、伝動ケース１５における左側（あるいは右側）の支持リンク５２連結箇所に設けた支軸５６と、機体フレーム１８の後部に連設したフレーム板１８ｂに取付けた支点ピン５８とに亘ってラテラルロッド５９を架設するようにすることもできる。これによると、揺動支点ａから遠く離れた位置で横移動規制が行われるので、ラテラルロッド５９に作用する負荷がより小さくなる。
【００４６】
（３）上記実施例では、左右の後輪２を軸支した伝動ケース１５から左右一対の支持アーム５１を前方に向けて延出し、前方の支点ａを中心に上下に揺動変位可能、かつ、各支持アーム５１の前端に弾性融通を設けて左右方向に傾動可能に支持した場合を例示したが、剛性の大きい１本の支持アーム５１を伝動ケース１５から前方に延出し、その前端ボス部５１ａを支軸５４にゴムブッシュ５５を介して連結して実施することもできる。
【００４７】
（４）伝動ケース１５および支持アームの左右傾動を可能にする手段としては、上記のように支点ａに備えた弾性融通を利用する他に、例えば、左右の支持アーム５１の前端同士をステーで連結し、このステーを前後向き支軸を介して一点ローリング可能に機体に枢支連結することによっても実現することができる。
【００４８】
（５）伝動ケース１５を弾性支持するサスペンションバネ６４を大径にして、ケース中央部に作用させる形態で実施することもできる。
【００４９】
（６）伝動ケース１５および支持アーム５１の不要な横移動を制限する手段としては、上記ラテラルロッド５９を利用する他に、サスペンションバネ装着部などの適所に接当式の横移動規制ガイド部材を配備する構造を採用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】乗用田植機の全体側面図
【図２】乗用田植機の全体平面図
【図３】前輪および後輪の懸架構造を示す側面図
【図４】前輪および後輪の懸架構造を示す平面図
【図５】前輪の懸架構造を示す縦断正面図
【図６】後輪の懸架構造を示す側面図
【図７】後輪の懸架構造を示す平面図
【図８】後輪の懸架構造を示す正面図
【図９】機体操向構造を示す全体平面図
【図１０】後輪駆動用伝動ケースの内部構造を示す展開断面図
【図１１】後輪駆動用伝動ケースの要部を示す断面図
【図１２】サイドクラッチの作動を示す断面図
【図１３】ラテラルロッド取付け構造の別実施形態を示す背面図
【符号の説明】
１前輪
２後輪
４走行機体
１５伝動ケース
５１支持アーム
５９ラテラルロッド
６４サスペンションバネ
ａ支点

Claims

前輪と後輪を備えた四輪駆動型の走行機体の後部に苗植付け装置を連結した乗用田植機において、
機体後部に配備された単一の伝動ケースに左右の前記後輪を装着支持し、この伝動ケースから前方に延出した支持アームの前端を支点として伝動ケースを上下揺動自在、かつ、左右方向に傾動可能に走行機体に連結支持するとともに、伝動ケースをサスペンションバネで弾性支持してあることを特徴とする乗用田植機。
前記伝動ケースの横移動を制限する規制手段を備えてある請求項１記載の乗用田植機。
前記支持アームおよび前記サスペンションバネをそれぞれ左右一対設けるとともに、前記伝動ケースあるいは支持アームと機体フレームとの間に横移動規制用のラテラルロッドを架設してある請求項１記載の乗用田植機。