JP2005224154A - 苗移植機 - Google Patents

Abstract

【課題】苗植付部の伝動機構を簡素化し、植付精度の高い苗植付作業をする苗移植機を具現する。
【解決手段】苗移植機には走行装置を駆動する走行用モータ２０と苗植付部を駆動する植付用モータ３８を設けている。走行用モータ２０は定速で回転しながら走行装置を駆動し、また、植付用モータ３８は苗植付部制御手段４７により不等速で且つ走行用モータ２０の回転速度に比例した速度で駆動制御され、苗植付装置の植付具は所定の植付軌跡に沿って不等速運動をしながら移動し、苗載せ台の苗取出口から苗を取り出し圃場に植え付けていく。
【選択図】 図４

Description

本発明は、苗移植機に関するもので、更に詳しくは、走行用原動機で走行装置を駆動し、植付用原動機で苗植付部を駆動する苗移植機に関するものである。

走行用車輪を駆動する走行用モータと、作業機駆動用ＰＴＯ軸を駆動するＰＴＯ用モータとを有する電動式動力車両はは公知である（特許文献１）。

また、機体の走行速度に対して苗植付具の作動周期を変更して苗植付具の植付株間を変更する株間変速部と、苗植付具の作動周期にわたって機体の走行速度に対して苗植付具を不等速に作動させる不等速伝動部とを、原動機から苗植付具への伝動経路に互いに直列に設けたものは公知である（特許文献２）。
特開２００２−３５６１１６号公報 特開２０００−３１２５１４号公報

特許文献１の技術は、走行用車輪を駆動する走行用モータと、作業機駆動用ＰＴＯ軸を駆動するＰＴＯ用モータと別個に設けているが、両モータの駆動系を合流してＰＴＯモータで走行用モータのトルク不足を補充する構成である。従って、動力の合流時にＰＴＯモータの回転速度が微妙に変動し、この技術を苗移植機にそのまま転用すると苗の植付精度が低下するという不具合が発生する。

また、特許文献２の技術は、単一の原動機で走行装置及び苗植付部の双方を駆動する形態であるので、苗植付部への動力伝動経路が長くなり苗移植機が大型化しコスト高になるという不具合がある。

そこで、この発明はこのような不具合を解消して、苗植付部の伝動機構を簡素化しながら精度の高い植付作業をする苗移植機を具現しようとするものである。

前記問題点を解決するために、この発明は次のような技術的手段を講じた。

請求項１の発明は、苗移植機には走行装置を駆動する走行用原動機と苗植付部を駆動する植付用原動機を設け、前記走行用原動機を定速回転するように構成し、前記植付用原動機を不等速でかつ走行用原動機の回転速度に比例した回転速度で回転するように制御する苗植付部回転制御手段を設けたことを特徴とする苗移植機とする。

前記構成によると、走行用原動機から動力が伝達されて走行装置が駆動され、植付用原動機から動力が伝達されて苗植付部が駆動される。また、前記走行用原動機は定速で回転し、苗植付部回転制御手段により制御された植付用原動機は走行用原動機の回転に比例した回転速度で且つ不等速に回転しながら苗植付部が駆動され、苗植付装置の植付具は所定の植付軌跡に沿って不等速運動をしながら移動し、苗載せ台の苗取出口から苗を取り出し圃場に植え付けていく。

請求項１の発明は、苗植付部の動力伝動機構を簡素化して苗植付部を安定的に作動することができ、また、走行用原動機で走行装置を別駆動することにより走行速度の安定が図られ精度の高い苗植付作業をすることができる。

（実施例１）

以下、図面に示すこの発明の実施例の形態について説明する。

図１は本発明による走行車両を備えた田植機の全体側面図、図２はその一部省略した平面図である。この田植機１は、走行車体２の後方に昇降リンク装置３を介して苗植付部４が昇降可能に設けられている。更に、走行車両２の後部上側に施肥装置５の本体部が設けられている。また、走行車両２の前部左右両側には、左右各２段づつの予備苗枠６，…が設けられている。

走行車両２は、走行推進体である左右一対の前輪７，７及び後輪８，８を備えた四輪駆動車両であって、機体の前部に配設されたミッションケース１０の左右両側面部から前輪アクスルケース１１，１１が側方に延設され、その先端部に変向可能に設けた前輪ファイナルケース１２，１２に前輪７，７が回転自在に支承されている。また、ミッションケース１０の背面部には左右一対のメインフレーム１３，１３の前端部が固着され、このメインフレーム１３，１３の後端部から左右両側に延びるリヤーフレーム１４の先端部に固定して設けた後輪ファイナルケース１５，１５に後輪８，８が回転自在に支承されている。

メインフレーム１３，１３の前後方向中間部上方に走行用モータ２０及びバッテリ２６が搭載され、この走行用モータ２０を座席カバー２１で覆い、座席カバー２１の上方に座席２２が設置されている。なお、機体には図示省略の燃料電池が設けられていて、燃料電池により水素吸収燃料及び改質器から取り出された水素と、コンプレッサから送られる酸素とから電気を生成し、バッテリ２６に蓄電される構成である。

座席２２の前方には各種操作機構の内蔵された操作フレーム２３が配置されていて、操作フレーム２３の上方に操向輪である前輪７，７を操作するステアリングハンドル２４が設けられている。座席カバー２１及び操作フレーム２３の周囲には、人が移動したり作業をするためのステップ２５が設けられている。

次に、走行車両２の動力伝動機構について説明する。走行用モータ２０の出力軸２７の回転動力がベルト式変速装置２８とテンションプ−リの入切による主クラッチ機能付きのベルト伝動装置２９を経由して、ミッションケース１０のミッション入力軸３０に伝達される。ミッション入力軸３０に伝達された動力は、「路上走行速」「通常植付速」「超低速」「中立」の各シフト位置を有する副変速装置（図示省略）により変速され、前後進切替装置（図示省略）を経て差動装置（図示省略）に伝達され、差動装置（図示省略）から一部の動力が左右の前輪７，７に伝達され、また、差動装置（図示省略）から一部の動力がミッションケース１０の背面部から取り出されて、後輪伝動軸３１，３１、後輪ファイナルケース１５，１５を経て後輪８，８に伝達される。

次に、図１及び図３に基づき苗植付部４について説明する。

苗植付部４は例えば４条植えで、苗を一株分づつ所定の苗取出口に供給する苗載せ台３２と、苗取出口に供給された苗を圃場に植え付ける４組の苗植付装置３３，…と、これら苗載せ台３２と苗植付装置３３，…を支持する植付フレーム３４と、苗植え付けに先行して圃場表面を整地する中央フロート３５，左・右フロート３６，３６とを備えている。

植付フレーム３４は次のように構成されている。

苗載せ台３２の下方中央部に位置するように植付中央ケース３７を配置し、植付中央ケース３７の上部には植付用モータ３８を設けると共に伝動軸３９を軸架し、植付用モータ３８により伝動軸３９を駆動するように構成している。植付中央ケース３７の下端部に植付駆動軸４１を左右両側に延出するように軸架し、植付中央ケース３７の下端部に取り付けた左・右支持パイプ４０，４０により植付駆動軸３９を被覆し、左・右支持パイプ４０，４０の両端部を左・右サイドフレーム４２，４２により支持している。

そして、左・右支持パイプ４０，４０の左・右サイドフレーム４２，４２の両側には苗植付装置３３，…を夫れ夫れ設け、植付用モータ３８から植付中央ケース３７内のチエン伝動装置４３、植付駆動軸４１を経て苗植付装置３３，…に動力が伝達されるように構成している。苗植付装置３３，…は、植付駆動軸４１と一体的に回転する回転ケース３３ａと、この回転ケース３３ａの側方に取り付けている一対の植付具３３ｂ，３３ｂにより構成されている。

植付中央ケース３７の上方に設けた苗載せ台伝動ケース４４を植付フレーム３４により左右方向に移動自在に支持し、植付中央ケース３７の上端部に軸架した伝動軸３９から横送り変速装置４５を経てリードカム軸４６に動力を伝達し、リードカム軸４６により苗載せ台３２を例えば３速に変速しながら横往復移動できるように構成している。

前記のように植付用モータ３８により駆動される植付駆動軸３９から苗植付装置３０及び苗載せ台３２駆動用のリードカム軸４６に動力を伝達して苗植付部４を駆動するように構成したので、従来装置のように走行伝動経路から作業機用動力を取り出して苗植付部４に伝達するものに比較して、苗植付部４の伝動構成を簡素化し軽量で安価な苗植付部４を具現することができる。

制御部４７の入力側には入力インターフェイスを介して走行伝動装置の副変速装置（図示省略）の変速状態を検出する変速レバーセンサ４８、横送り変速装置４５の変速設定をする株間調節ダイヤル４９を接続し、また、制御部４７の出力側には出力インターフェイスを介して走行用モータ２０、植付用モータ３８を接続している。

しかして、変速レバーセンサ４８の検出情報及び株間調節ダイヤル４９の変速設定情報が入力されると、所定の植付具回転モード計算システムが作動して走行速度及び株間設定情報に基づき計算し、植付用モータ３８の不等速で且つ走行用モータ２０の回転速度に比例した不等速回転モードが決定される。そして、この不等速回転モードに従って伝動軸３９が不等速回転し、苗植付装置３３，…の植付具３３ｂ，３３ｂが所定の植付軌跡に沿って不等速運動をしながら移動し、苗載せ台３３の苗取出口から苗を取り出し圃場に植え付けていく。なお、株間調節ダイヤル４９の設定情報に基づいて植付用モータ３８の不等速比を株間が広いほど大きくなるように任意に変更する構成とすれば、株間に応じてより適正な植付作動軌跡で精度良く植付できる。なお、図５は苗植付装置３３，…の植付具３３ｂが不等速運動をするための伝動軸３９の不等速回転を示すグラフである。

従って、従来装置のように苗植付部４の伝動装置の動力伝動経路に植付具を不等速運動させる偏心ギヤを設ける必要もなく、また、走行伝動経路から苗植付部４への動力を設ける必要もなく、構成を簡素化し植付具３３ｂの正確な不等速回転を具現し植付精度を高めることができる。

次に、図６〜図８に基づき前記ベルト式変速装置２８の変速操作構成について説明する。

ベルト式変速装置２８は、割プーリに構成されている駆動側のプーリ５０及び従動側のプーリ５２に伝動ベルト５３が巻き掛けられていて、両プーリ５０，５２の有効径を変更することにより伝動比が変更される。変速レバー５４は操縦用ハンドルの左側下方に設けられていて、左右方向及び前後方向に回動可能に構成されていて、変速レバー５４を左右一側に回動操作すると、前後進切替アーム５５を介して走行伝動経路中の前後進切替装置（図示省略）が前進側に切り替えられ、左右他側に回動操作すると後進側に切り替えられる。また、変速レバー５４を前後方向に操作すると、連動ロッド５６から電動アシスト機構Ａを介してベルト式変速装置２８の変速操作ロッド５８が前後方向に移動調節され変速手段５８ａ，５８ａを介してベルト式変速装置２８のが変速操作される。

次に、電動アシスト機構Ａについて説明する。機体に設けた支持軸５９にセンサ取付体６０を回動自在に軸支し、センサ取付体６０には変速レバー５４側の連結ロッド５６の下部を連結すると共に、センサ取付体６０には所定間隔を空けて前感知スイッチ６２と後感知スイッチ６３を取り付けている。センサ取付体６０の回動側には連続した円弧状の凹凸６０ａ，…を複数構成し、この凹凸６０ａ，…に機体に軸支されているアーム６４の先端に取り付けられていてバネ６５により押圧されているローラ６６が押圧係合されていて、このローラ６６が各凹凸６０ａ，…に嵌合すると、センサ取付体６０の回動を係止固定できるようにして有段変速の感覚をもたすようにしている。

また、支持軸５９にはカム体６７、扇形ギヤ６８及び変速操作アーム６９を一体的に回動するように設け、このカム体６７にはカム部６７ａを設けて、変速レバー５４が中立位置Ｎにある時にはセンサ取付体６０の前感知スイッチ６２と後感知スイッチ６３の間にカム部６７ａが位置するように構成し、この変速操作アーム６９にベルト式変速装置２８変速用の変速操作ロッド５８を連結している。また、電動モータ７０の駆動ギヤ７１に噛み合う大径従動ギヤ７２と一体的に回動する小径ギヤ７３を扇形ギヤ６８に噛み合わせ、電動モータ７０の駆動ギヤ７１が正逆転することにより、扇形ギヤ６８が正逆転して変速操作アーム６９を揺動させる構成である。従って、電動モータ７０の駆動により変速操作アーム６９を揺動させて、変速操作ロッド５８を押し引きしベルト式変速装置２８が変速される。

前記構成によると、変速レバー５４が中立位置Ｎにあり、電動モータ７０が作動していない状態では、カム部６７ａは前・後感知スイッチ６２，６３の間にあり、前・後感知スイッチ６２，６３はＯＮしていない。そして、変速レバー５４を中立位置Ｎから前進域Ｆの前側に向けて操作すると、カム部６７ａに後感知スイッチ６３の検出部が乗り上げて後感知スイッチ６３がＯＮになる。すると、電動モータ７０が正転して後感知スイッチ６３がＯＮにならない位置まで扇形ギヤ６８が回転し、変速操作アーム６９が揺動してベルト式変速装置２８を中立位置から増速側に変速作動する。

従って、オペレータが変速レバー５４を前進変速域Ｆの最高速度まで前側に向けて操作するにつれて電動モータ７０も正転を続けてベルト式変速装置２８を増速側に変速し前進最高速度となる。また、逆にオペレータが変速レバー５４を前進変速域Ｆの最高速度位置から後側に向けて操作すると、カム体６７のカム部６７ａに前感知スイッチ６２の検出部が乗り上がり前感知スイッチ６２がＯＮになる。すると、電動モータ７０は逆転して前感知スイッチ６２がＯＮにならない位置まで扇形ギヤ６８が回転するため、変速操作アーム６９が揺動してベルト式変速装置２８を前進減速位置側に変速作動する。従って、オペレータが変速レバー５４を前進域Ｆの最高速度位置から中立位置Ｎまで後側に向けて操作するにつれて電動モータ７０も逆転を続けてベルト式変速装置２８を中立位置Ｎまで減速側に変速する。

そして、オペレータが中立位置Ｎで変速レバー５４を前進域Ｆから後進域Ｒに左右方向に操作すると、前後進切替装置（図示省略）が前進から後進に切り替わる。次いで、後進域Ｒの後進増速側（後側）に操作すると、カム部６７ａに前感知スイッチ６２の検出部が乗り上げ前感知スイッチ６２がＯＮになる。すると、電動モータ７０は逆転して前感知スイッチ６２がＯＮにならない位置まで扇形ギヤ６８が回転し、変速操作アーム６９が揺動してベルト式変速装置２８を中立位置Ｎから増速側に変速作動する。従って、オペレータが変速レバー５４を後進域Ｒの最高速度まで後側に向けて操作するにつれて電動モータ７０も逆転を続けてベルト式変速装置２８を最高速度まで増速側に変速し後進最高速度になる。

また、逆に、変速レバー５４を後進域Ｒの最高速度（最後側位置）から前側に向けて操作すると、カム部６７ａに後感知スイッチ６３の検出部が乗り上げ後感知スイッチ６３がＯＮになる。すると、電動モータ７０は正転して後感知スイッチ６３がＯＮにならない位置まで扇形ギヤ６８が回転し、変速操作アーム６９が揺動してベルト式変速装置２８を後進減速側に変速作動する。従って、オペレータが変速レバー５４を後進域Ｒの最高速度（最後側位置）から中立位置Ｎまで前側に向けて操作するにつれて電動モータ７０も正転を続けてベルト式変速装置２８を中立位置まで減速する。

なお、前記ベルト式変速装置２８の変速の際に、前・後感知スイッチ６２，６３がＯＮして増速側あるいは減速側に作動するあたり、変速初期の所定時間は制御部からの指令で電動モータ７０を減速で回転し、所定時間経過後に所定の通常高速回転数に復帰させるような制御をしてもよい。

このように制御することにより、変速初期にゆっくりと変速が開始されて走行開始を円滑にし走行フィーリングを良くし安全性を向上させることができる。なお、併せて、変速初期にはベルト伝動装置２９のテンションプ−リをゆっくりと作動させて主クラッチを緩やかに接続し、ゆっくりと円滑に発進するようにすればよい。

次に、図１及び図９〜図１１に基づき畦越えアーム７４による走行制御について説明する。

乗用田植機の車体前側下部に左右方向の軸により畦越えアーム７４の下端部を軸支し、畦越えアーム７４を上後方に回動した収納姿勢から前側下方に回動した押下げ姿勢に変更可能に構成し、畦越えアーム７４を前側下方に回動した状態で係止手段（図示省略）により係止可能に構成している。畦越えアーム７４には操舵連動手段（図示省略）を介してステアリングハンドル２４により作動される左・右前輪７，７操舵用のピットマンアーム（図示省略）に連係し、畦越えアーム７４を前側下方に回動すると、ピットマンアーム（図示省略）を直進操舵状態に連動規制するように構成している。

また、畦越えアーム７４には走行連動手段（図示省略）を介して前記ベルト式変速装置２８を入／切する主クラッチ装置と連動連結し、畦越えアーム７４を前側下方に回動すると、主クラッチ装置を入りにするように構成している。そして、畦越えアーム７４の軸支部近傍の機体化部には畦越えスイッチ７５（図１に図示）を設け、畦越えアーム７４の上端部内側には速度設定ダイヤル７６を設けている。

制御部４７の入力側には入力インターフェイスを介して、畦越えスイッチ７５、速度設定ダイヤル７６、走行伝動経路中の副変速装置操作用の変速操作アーム６９の前側への操作を検出する前感知スイッチ６２、変速操作アーム６９の後側への操作を検出する後感知スイッチ６３、変速操作アーム６９の操作角度を検出する変速操作アーム角度センサ７７を夫れ夫れ接続し、また、制御部４７の出力側には出力インターフェイスを介して変速操作アーム６９作動用の電動モータ７０を接続している。

次に、制御部４７の制御内容を説明する。

本制御が開始されると、畦越えスイッチ７５がＯＮしているか否かの判定がなされ（ステップＳ１）、畦越えスイッチ７５がＯＮしている場合には、次いで、速度設定ダイヤル７６の設定値と変速操作アーム角度センサ７７の検出値とを比較する（ステップＳ２）。そして、変速操作アーム６９の検出値角度が大きい場合には、電動モータ７７を逆転して低速側に変速し（ステップＳ３）、また、速度設定ダイヤル７６の設定値角度が大きい場合には、電動モータ７７を正転して増速側に変速し（ステップＳ４）、また、速度設定ダイヤル７６の設定値と変速操作アーム角度センサ７７の検出値とが所定値の範囲内にある場合には（ステップＳ５）、電動モータ７０を停止する制御をして、ベルト式変速装置２８を所定の低速変速状態で機体を走行し、畦越えアーム７４を操作しながら畦越え走行をする。

前記構成としたので、畦越えアーム７４の操作時に該アーム７４上面より下側に速度設定ダイヤル７６が位置するため、オペレータが畦越えアーム７４を操作中に速度設定ダイヤル７６を誤操作するようなこともなく、設定した所定の低速で安全に畦越え走行をすることができる。

また、畦越えアームを図１２及び図１３に示すように構成してもよい。即ち、走行車両２の前部左右両側には左右各２段づつの予備苗枠６，…を設けた左右にわたる門型の予備苗載せフレーム７８を設け、この予備苗載せフレーム７８下端部を左右方向の軸７８ａで前進実施例と同様に支持し、予備苗載せフレーム７８が畦越えアーム７４を兼ねるように構成する。このように構成することにより、部品点数を少なくしながらコストの低減をし、スッキリしたデザインの苗移植機を具現することができる。

次に、図１４に基づきセンターマスコット７９の他の実施例について説明する。機体前側中央部にはセンターマスコット７９を立設し、乗用田植機の運転者はセンターマスコット７９を注視しながら機体の直進走行をする。このセンターマスコット７９の上部には表示パネル８０を設け、この表示パネル８０に走行表示部８０ａ、ＰＴＯ表示部８０ｂ、苗・肥料表示部８０ｃ等を設けている。

そして、走行表示部８０ａには前後進の切替状態や変速状態を表示し、ＰＴＯ表示部８０ｂにはＰＴＯ軸の入／切状態や回転数を表示し、苗・肥料表示部８０ｃには苗や肥料の残存状態を表示するものである。しかして、センターマスコット７９を注視して機体の直進走行を図りながら田植機の各種運転状態も同時に把握することができ植付作業を能率的に行なうことができる。

また、図１５に示すように、センターマスコット７９には後側表示パネル８１と前側表示パネル８２設けている。この後側表示部８１には前記実施例と同様に走行表示部８１ａ、ＰＴＯ表示部８１ｂ及び苗・肥料表示部８１ｃを構成し、前表示パネル８２には苗・肥料表示部８２ｃだけを設け、苗・肥料表示部８２ｃには点滅ランプ８３を設けて、畔際で待機している補助作業者に苗や肥料の減少状態を知らせるように構成してもよい。

次に、図１６に基づきベルト式変速装置２８の他の実施例について説明する。

走行用モータ２０の出力軸２７の回転動力がベルト式変速装置２８と主クラッチ機能付きのベルト伝動装置２９を経由してミッションケース１０のミッション入力軸３０に伝達されるように構成している。出力軸２７と一体的に回転する駆動プーリ８４と中継軸８５に回転自在に嵌合する従動プーリ８６とに伝動ベルト８７を巻き掛け、伝動ベルト８７にテンションプーリ８８により張力を付与している。この従動プーリ８６は固定割プーリ８６ａと可動割プーリ８６ｂにより構成されていて、中継軸８５に軸方向に沿って移動自在に設けられている変速操作棒８９により可動割プーリ８６ｂを移動調整し、従動プーリ８６の有効径を大小に変更し伝動比を変更する。

また、中継軸８５の従動プーリ８６の側方には第二駆動プーリ９０を従動プーリ８６と一体回転するように設け、ミッションケース１０のミッション入力軸３０に第二従動プーリ９１を一体回転するように取り付け、第二駆動プーリ９０及び第二従動プーリ９１に第二伝動ベルト９２を巻き掛け、第二伝動ベルト９２にテンションプーリ９３により張力を付与している。

そして、第二駆動プーリ９０を第二固定割プーリ９０ａと第二可動割プーリ９０ｂにより構成し、第二可動割プーリ９０を中継軸８５における可動割プーリ８６ｂの側方に嵌合装着し、可動割プーリ８６ｂと第二可動割プーリ９０ｂとの間にバネ９４を介装している。

しかして、変速操作棒８９により可動割プーリ８６ｂを軸方向に移動調整し従動プーリ８６の有効径を大小に調節すると、第二可動割プーリ９０ｂも第二伝動ベルト９２の張力により有効径が従動プーリ８６とは反対側に大小に調節され、変速された回転動力がミッション入力軸３０に伝達される。伝動の際に第二駆動プーリ９０の有効径はバネ９４により押圧されて微調整されながら有効径が変化し、第二伝動ベルト９２に伝動負荷がかかるとバネ９４が圧縮されて第二駆動プーリ９０の有効径が小さくなるように微調整されて減速し過負荷を軽減しながら動力の伝達をすることができる。

なお、前記バネ９４を設けずに、従動プーリ８６と第二駆動プーリ９０との可動割プーリ８６ｂ、９０ｂを、共に軸方向に移動調節して大きい変速比を得る状態と、一方のみを移動調節し他方を固定して小さい変速比で速度を微調整できる状態とに切替可能に構成し、オペレ−タにとって使い勝手のよい変速特性に切り替えできる構成とすることもできる。

全体の側面図。 一部を省略した要部の平面図。 要部の背面図。 制御ブロック図。 植付具駆動用の伝動軸の不等速回転を示すグラフ。 要部の切断平面図。 要部の斜視図。 要部の正面図。 全体の平面図。 制御ブロック図。 フローチャート。 要部の側面図。 要部の平面図。 要部の側面図。 要部の側面図。 要部の側面図、平面図、切断平面図。

符号の説明

２ 走行車両
４ 苗植付部
７ 前輪（走行装置）
８ 後輪（走行装置）
２０ 走行用原動機（走行用モータ）
３８ 植付用原動機（植付用モータ）
３３ 苗植付装置
３３ａ 回転ケース
３３ｂ 植付具
４７ 苗植付部回転制御手段（制御部）

Claims (1)

1. 苗移植機には走行装置を駆動する走行用原動機と苗植付部を駆動する植付用原動機を設け、前記走行用原動機を定速回転するように構成し、前記植付用原動機を不等速でかつ走行用原動機の回転速度に比例した回転速度で回転するように制御する苗植付部回転制御手段を設けたことを特徴とする苗移植機。

Images