JP2006136286A - 苗植付け装置の伝動構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 田植機に連結される苗植付け装置の伝動構造の簡素化および軽量化を図る。
【解決手段】 動力を受ける入力ケース７と、植付け機構４を駆動する植付け駆動軸３１が横架支承された植付け駆動ケース９とを装備し、入力ケース７に植付け駆動ケース９への動力伝達用の伝動軸１１を前後向きに支承し、この伝動軸１１の前端を入力ケース７への動力入力部に構成してある。
【選択図】 図２

Description

本発明は、田植機に昇降自在に連結された苗植付け装置を駆動する伝動構造に関する。

苗植付け装置の伝動構造としては、苗植付け装置に装備固定された横長の植付けフレームに、機体から取り出された作業用動力が軸伝達されるフィードケースと、植付け機構を後部に備えた前後に長い植付けケースとを連結支持し、フィードケ−スに前方から入力された動力を一旦横向きの中間軸に伝達した後、中間軸の動力をフィードケース後部に横向きに支承した出力軸にチェーン伝達し、この出力軸と植付けケースの前部に横架した入力軸とを軸連動し、植付けケースの前部に入力された動力を植付けケース後部に横架支承した植付け駆動軸にチェーンを介して伝達するよう構成し、また、苗のせ台を往復横移動させる横送り軸をフィードケースに横架支承するとともに、この横送り軸と前記中間軸とをギヤ連動するよう構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２７０６２２号公報

上記伝動構造は、植付け機構の駆動および苗のせ台の横送り駆動を確実に行うことができるものであるが、伝動用の部品点数が多く伝動構造全体の重量も大きくなるものであり、植付け条数（４条程度）の少ない小型機種にとっては重量的およびコスト的に不利なものであった。

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、苗植付け装置における伝動構造の簡素化および軽量化を図ることを目的としている。

第１の発明は、動力を受ける入力ケースと、植付け機構を駆動する植付け駆動軸が横架支承された植付け駆動ケースとを装備し、前記入力ケースに前記植付け駆動ケースへの動力伝達用の伝動軸を前後向きに支承し、この伝動軸の前端を入力ケースへの動力入力部に構成してあることを特徴とする。

上記構成によると、伝動軸が入力ケースへの入力軸と、植付け駆動ケースに対する出力軸とを兼用する部品となる。

従って、第１の発明によると、苗植付け装置の入力部および植付け駆動用の出力部における構造の簡素化、および、軽量化を図ることができ、植付け条数の少ない小型機種の植付け伝動構造に有効に利用することができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、
前記入力ケースに苗のせ台を往復横移動させる横送り軸を横架支承し、この横送り軸、前記伝動軸、および、前記植付け駆動軸の各軸芯を同一平面に配置してあるものである。

上記構成によると、３本の軸を組み合わせた軸伝動系全体が扁平でコンパクトなものになり、苗植付け装置の小型軽量化に有効となる。

第３の発明に係るは、上記第１または２の発明において、
前記植付け駆動ケースの内部に、前記伝動軸から植付け駆動軸への伝達トルクを制限するトルクリミッタと、伝動軸から植付け駆動軸への動力伝達を断続する畦際クラッチとを組み込んであるものである。

上記構成によると、植付け負荷の働く植付け駆動軸からトルクリミッタまでの伝動距離が短いものとなるので、高負荷の働く伝動部材が少なく、駆動系の耐久性に優れたものとなる。

第４の発明は、上記第３の発明において、
前記伝動軸の動力をギヤ減速して植付け駆動軸に伝達するよう構成するとともに、このギヤ減速部の伝動上手位置に前記トルクリミッタを配備してあるものである。

上記構成によると、トルクリミッタは高速低トルクの回転伝動部位において作動することになり、低速高トルクの回転伝動部に設置する場合に比べてトルクの設定や調整が容易なものとなる。

第５の発明は、上記第１〜４のいずれか一つの発明において、
前記苗植付け装置に横架固設した植付けフレームに前記入力ケースを連結支持するとともに、前記植付けフレームから後方に向けて延出されたステーの後部に前記植付け駆動ケースを連結支持し、入力ケースと植付け駆動ケースとの間で前記伝動軸を露出させてあるものである。

上記構成によると、植付け駆動ケースは植付け機構駆動に必要な機能部品のみを備えた小型のものですむ。また、植付けフレームと植付け駆動ケースを連結するステーで伝動軸を覆い隠す必要がないので、ステーを、例えば板金構造の軽量なものですますことができ、前後に長い植付けケースを植付けフレームに連結する従来構造のものに比較して軽量なものに構成することができる。

第６の発明は、上記第１〜５のいずれか一つの発明において、
前記植付け駆動ケースから横方向に離れた位置において植付けフレームから後方に向けて支持フレームを延出するとともに、この支持フレームの後部に装備した植付け機構と前記植付け駆動ケースに装備された植付け機構とを横向きの連動軸で連動連結してあるものである。

上記構成によると、全条の植付け機構に対して植付け駆動ケースを配備する必要がなく、植付け駆動ケースの数を少なくして全体重量の軽減に有効となる。

図１に、乗用田植機の後部に連結装備される苗植付け装置１の側面が示されている。この苗植付け装置１は４条植え仕様に構成されたものであって、図外左方の走行機体に駆動昇降可能に備えられた昇降リンク機構の後端下部にローリング自在に連結されており、４条分のマット苗を載置して一定ストロークで往復横移動される苗のせ台３、この苗のせ台３の下端から１株分づつ苗を切り出して田面に植え付けてゆく４組の回転式の植付け機構４、田面の植付け箇所を均平化するよう並列配備された３つ整地フロート５、等が備えられている。

図２に示すように、苗植付け装置１の下部には角筒状の植付けフレーム６が装備されており、この植付けフレーム６の左右中間部に入力ケース７が連結されるとともに、この入力ケース７の左右箇所から後方に向けて板金構造のステー８が延出され、これらステー８の後部の間に植付け駆動ケース９が連結支持されている。植付け駆動ケース９の左右両側には、中央２条分の植付け機構４が装備されるとともに、前記植付けフレーム６の左右箇所から後向きに延出された支持フレーム１０の後部内側にそれぞれ外側１条分の植付け機構４が装着され、もって、４条分の植付け機構４が所定の条間隔をもって並列配備されている。

前記入力ケース７は左右分割構造に構成されており、このケース分割面Ｅに軸芯を位置させて前後方向に向かう伝動軸１１が貫通支承されている。この伝動軸１１の前端部は入力軸１１ａとしてケース前方に突設され、走行機体の後部に備えられた図示されないＰＴＯ軸からの動力が伝動軸２を介して入力軸１１ａに伝達される。また、伝動軸１１の後部は植付け駆動ケース９への出力軸としてケース後方に大きく延出され、その後部が植付け駆動ケース９に直接に挿入されている。

また、入力ケース７の左側面と、前記植付けフレーム６の左端部に設けた軸受けブラケット１２に亘って、苗のせ台横送り駆動用の横送り軸１３が横架支承され、この横送り軸１３のケース突入部位と前記伝動軸１１とがベベルギヤ機構１４を介して噛み合い連動されている。

横送り軸１３には往復螺旋溝１５が形成されるとともに、この往復螺旋溝１５に係入する係合部材１６を自転可能に備えたスライダ１７が横スライド可能に横送り軸１３に外嵌装着され、このスライダ１７に苗のせ台３が連結部材８を介して連結されており、横送り軸１３が一定方向に回転することでスライダ１７が横送り軸１３に沿って一定のストロークで往復移動し、これに連れて苗のせ台３が往復横移動するようになっている。

また、横送り軸１３には苗送り駆動アーム１９が設けられており、苗のせ台３がストロークエンドに到達するたびに、苗のせ台３の背部に備えられた図示されていない駆動機構を連続回転している苗送り駆動アーム１９で接当駆動して、苗のせ台３０苗載置部に装備された苗送りベルト２０を所定量づつ回動させるよう呼応製されている。

また、前記べベルギヤ機構１４は、伝動軸１１の回転動力を方向転換して横送り軸１３を減速駆動する機能のみならず、横送り軸１３を変速駆動する機能をも備えている。つまり、伝動軸１１には大小の駆動側ベベルギヤＧ1，Ｇ2が遊嵌されるとともに、横送り軸１３にはこれら駆動側ベベルギヤＧ1，Ｇ2に咬合する従動側ベベルギヤＧ3，Ｇ4が固着され、また、伝動軸１１に形成されたキー溝２１に軸心方向にシフト可能かつ半径方向に揺動変位可能な伝動キー２２と、この伝動キー２２を半径方向外方に押し出し付勢するバネ２３が組込まれており、伝動キー２２をシフトさせて、いずれか一方の駆動側ベベルギヤＧ1，Ｇ2に内周より選択係合させることで、選択された駆動側ベベルギヤＧ1，Ｇ2とこれに咬合する従動側ベベルギヤＧ3，Ｇ4とのギヤ比で横送り軸１３が減速駆動されるようになっている。このように、伝動軸１１の回転速度に対して横送り軸１３の回転速度を２段に変速することで、苗のせ台３の移動ストロークに対する植付け機構４の作動回数、つまり、苗取り回数が変更されて、切り出される１株の横幅が大小に選択できるようになっているのである。

なお、伝動キー２２の後端部は、入力ケース７に挿入された変速操作軸２４のケース内端部に備えたシフト部材２４ａに係合支持されており、変速操作軸２４を前後に押し引き操作することで伝動キー２２をシフト操作するよう構成されている。また、伝動キー２２の内辺には前後一対のデテント用の凹部２５が形成されており、前記バネ２３の端部に備えた係合片２６がいずれかの凹部２５に付勢係合されることで、伝動キー２２が２つの変速位置にそれぞれ安定保持されるようになっている。

前記植付け伝動ケース９は上下分割構造に構成されており、その分割面Ｆに軸芯が位置するように前記伝動軸１１の後部がケース前方から挿入支持されている。植付け伝動ケース９には、同芯に突合せられた左右一対の植付け駆動軸３１が横架支承されて後述のように伝動軸１１に減速状態でギヤ連動されるとともに、各植付け駆動軸３１のケース突出部に中央２条分の植付け機構４がそれぞれ装着されている。そして、伝動軸１１、横送り軸１３、および、植付け駆動軸３１の軸芯が前記分割面Ｆを含む一つの平面上に配置されている。

図７に示すように、伝動軸１１の植付け駆動ケース内挿入部分にはベベルギヤＧ5が遊嵌されるとともに、伝動軸１１からベベルギヤＧ5への伝達トルクを制限するトルクリミッタ３２が介在されている。このトルクリミッタ３２は、伝動軸１１にスライド変位可能にスプライン装着した駆動側クラッチ部材３３と、ベベルギヤＧ5と一体回転可能に装着した従動側クラッチ部材３４と、従動側クラッチ部材３４に深く係入保持されて駆動側クラッチ部材３３の端面に浅く係合される伝動ボール３５と、駆動側クラッチ部材３３を従動側クラッチ部材３４に向けてスライド付勢するバネ３６とからなる周知のボール式ジャンプクラッチ構造が採用されており、ベベルギヤＧ5に作用する負荷トルクが設定未満であれば伝動軸１１の回転動力は駆動側クラッチ部材３３から伝動ボール３５を介して従動側クラッチ部材３４に伝達され、ベベルギヤＧ5に作用する負荷トルクが設定以上になると、駆動側クラッチ部材３３がバネ３６に抗して後退スライドされて伝動ボール３５を介した動力伝達が遮断されるようになっている。

左右の植付け駆動軸３１の突合せ部位には、前記ベベルギヤＧ5に咬合されたベベルギヤＧ6が遊嵌されるとともに、このベベルギヤＧ6のボス部３７と各植付け駆動軸３１とが畦際クラッチ３８を介して連動連結されている。ここで、ベベルギヤＧ6は駆動側のベベルギヤＧ5よりも大径に構成されて、伝動軸１１から植付け駆動軸３１へ減速状態での伝動が行われている。従って、前記トルクリミッタ３２は、植付け駆動軸３１よりも高速低トルクの回転伝動部位で作用するようになっている。

畦際クラッチ３８は、少数条の植付けを行う際に、左右の植付け駆動軸３１を各別に停止して一部の植付け機構４を休止させるためのものであり、植付け駆動軸３１にスライド可能にキー装着されたクラッチ部材３９を、ベベルギヤＧ6におけるボス部３７の端部に軸心方向から係脱させることで、ボス部３７から植付け駆動軸３１への動力伝達を断続する爪クラッチとして構成されており、各クラッチ部材３９はバネ４０によってケース中心側にスライド付勢されてボス部３７に咬合されて「クラッチ入り」状態に保持されている。

前記クラッチ部材３９の側面には乗上がりカム４１が備えられており、植付け駆動ケース９に貫通装着した操作ピン４２をクラッチ入り位置で回転している乗上がりカム４１の回動軌跡内に突入させると、位置固定の操作ピン４２と乗上がりカム４１との相対回転によるカム作用によってクラッチ部材３９がバネ４０に抗してクラッチ切り方向に強制シフトされ、植付け駆動軸３１が所定の回転位相において停止されるようになっている。

図８に示すように、中央側２条分の植付け機構４には、前記植付け駆動軸３１の端部にキー連結されて植付け駆動軸３１と一体回転する回転ケース４５と、この回転ケース４５における両端部の横外側に横軸心回りに自転可能に軸支された爪ケース４６と、各爪ケース４６に取り付けられた植付け爪４７および苗押し出し具４８とが備えられており、回転ケース４５が植付け駆動軸３１によって前進回転方向（図１において反時計方向）に定速で１回転されるのに連動して爪ケース４６が逆方向に不等速で１回転自転することで、植付け爪４７の先端が、苗のせ台３の下端取り出し口と田面とに亘る縦長の回動軌跡Ｓを描いて循環移動するとともに、植付け爪４７が苗のせ台下端から切り出した苗を田面に持ち込む時点で苗押し出し具４８が爪先側に突出作動して切り出し苗を植付け爪４７から分離して地中に押込むように構成されており、その詳細な構成および作動を以下に説明する。

植付け駆動ケース９における植付け駆動軸３１の軸支部には、前記ステー８に連結固定された固定ボス４９が配備されるとともに、回転ケース４５の回転中心部には植付け駆動軸３１に遊嵌支持された中心ギヤＧ7が配備され、この中心ギヤＧ7が前記固定ボス４９の端部に係合されて回転阻止されている。また、回転ケース４５の両端部には爪ケース４６を連結した爪支軸５０が回転自在に支承されるとともに、回転ケース４５の半径方向中間部位には偏芯した第１中間支軸５１と第２中間支軸５２が設けられている。そして、第１中間支軸５１に遊嵌した第１中間ギヤＧ8が前記中心ギヤＧ7に咬合されるとともに、第２中間支軸５２に遊嵌した第２中間ギヤＧ9が前記爪支軸５０に固着した最終ギヤＧ10と咬合され、かつ、第２中間ギヤＧ9の側面に設けた伝動ピン５３が第１中間ギヤＧ8の側面に形成した半径方向の駆動溝５４に係合されている。また、爪ケース４６に組み込まれた各ギヤＧ7〜Ｇ10はすべて同径の円形ギヤで構成されている。

上記構成によると、回転ケース４５が前進回転方向に定速で回転されると、固定の中心ギヤＧ7に咬合された状態で回転ケース４５と共に植付け駆動軸３１の軸芯ａ周りに公転移動する第１中間ギヤＧ8が回転ケース４５に対して相対的に公転方向と同方向に自転し、第１中間ギヤＧ8に伝動溝５４と伝動ピン５３を介して偏芯伝動された第２中間ギヤＧ9が第１中間ギヤＧ８と同方向に不等速で自転される。この第２中間ギヤＧ9の不等速回転が最終ギヤＧ10に逆転伝達され、最終ギヤＧ10と一体化された爪支軸５０が回転ケース４５の回転方向と逆方向に不等速で自転駆動されるのである。このように、回転ケース４５が前進回転方向に定速で１回転されると、これに同調して爪ケース４６が逆方向に不等速で１回自転され、回転ケース４５の両端に備えられた一対の植付け爪４７がそれぞれ縦長の回動軌跡Ｓをもって循環回動して２回の植付けが行われることになるのである。

左右の支持フレーム１０に支持された外側２条分の植付け機構４は、上記した中央の爪ケース４６と同一仕様に構成された一対の爪ケース４６で構成されており、以下のようにして中央の植付け機構４によって駆動される。

つまり、中央の植付け機構４における爪ケース４６の外側面には、筒軸からなる連動軸５５が爪支軸５０と同心にフランジ連結されて横外方に延出され、この連動軸５５の延出端に、外側の植付け機構４を構成する爪ケース４６が連結され、外側の爪ケース４６が中央の爪ケース４６と一体に不等速自転するように構成されている。そして、中央および外側の爪ケース４６の自転中心ｃには苗押し出し具駆動用のカム軸５６が挿通配備されるとともに、両カム軸５６が連動軸５５に挿通された連結軸５７で一体連結されている。

植付けフレーム６から延出された支持フレーム１０の後部には、前記植付け駆動軸３１と同軸芯で回転自在な回転アーム５８が装着され、この回転アーム５８の両端部に、外側の爪ケース４６におけるカム軸５６が連結固定されている。つまり、各カム軸５６は回転ケース４５および回転アーム５８に対しては回転（自転）せず、回転ケースおよび回転アーム５８が植付け駆動軸軸芯ａ周りに回転することでカム軸５６が爪ケース４６に対して相対回転するようになっている。

図１０に示すように、前記苗押し出し具４８は、爪ケース４６に出退スライド自在、かつ、内装したバネ６１によって突出付勢状態に装着された押し出しロッド６２の先端に取り付けられており、前記カム軸５６によって以下のように出退駆動されるようになっている。

爪ケース４６には支点ｂ周りに揺動可能に駆動レバー６３が装着され、この駆動レバー６３の先端と押し出しロッド６２の後端とがリンク６４を介して連動連結され、駆動レバー６３の揺動によって押し出しロッド６２が出退することで、苗押し出し具４８が爪根元側に位置する苗切り出し用の後退位置と、爪先端に位置する押し出し作用位置との間で往復移動するよう構成されている。そして、駆動レバー６３の基端部を操作するカム６５が前記カム軸５６に備えられており、爪ケース４６が自転することで、駆動レバー６３の基端部に対してカム軸５６が相対回転し、植付け爪４７が苗のせ台３の下端から苗を切り出して田面に持ち込む作動域では駆動レバー６３の基端部がカム６５に乗り上げられて、押し出しロッド６２がバネ６１に抗して後退された位置に維持され、植付け爪４７が植付け位置まで下降移動してきた時点で、駆動レバー６３の基端部がカム６５の落ち込み位相に到達し、駆動レバー６３のカム６５への乗り上げが一挙に解除されることで押し出しロッド６２がバネ６１によって急速に突出作動し、植付け爪４７に保持された苗が苗押し出し具４８によって一挙に押し出されて圃場内に残し置かれるのである。

〔他の実施例〕

（１）前記植付け機構４として、揺動リンクで後端を支持されるとともに先端に植え付け爪を取付けた植付けアームをクランク軸で駆動揺動させて植え付け爪の先端を縦長の回動軌跡で循環移動させるクランク式のものを利用することもできる。

（２）上記実施例では、植付け駆動ケース９に左右の植付け駆動軸３１を同芯に突き合わせ配備して、各植付け駆動軸３１への動力断続を行う左右一対の畦際クラッチ３８を装備した場合を例示しているが、植付け駆動ケース９に単一の植付け駆動軸３１を貫通配備して、その両端部で植付け機構４を駆動することもでき、この場合には、植付け駆動ケース９に畦際クラッチ３８を１個組み込むことになる。

（３）入力ケース７に貫通装着した伝動軸１１を短くするとともに、植付け駆動ケース９に前向きに入力専用の伝動軸を装備し、これら伝動軸同士を自在継ぎ手を介して連結する構造にし、かつ、植付け駆動ケース９をステー８に対して横軸芯回りに角度調節可能に連結することで、植付け爪先端の回動軌跡Ｓの田面に対する姿勢を変更調節することが可能となる。

苗植付け装置の側面図 苗植付け装置の伝動構造を示す平面図 植付け機構の駆動構造を示す側面図 植付け機構の駆動構造を示す側面図 横送り構造を示す横断平面図 苗植付け装置の入力部を示す縦断側面図 植付け駆動ケースの横断平面図 中央側の植付け機構を示す横断平面図 左側の植付け機構を示す横断平面図 爪ケースの縦断側面図

符号の説明

３ 苗のせ台
４ 植付け機構
６ 植付けフレーム
７ 入力ケース
８ ステー
９ 植付け駆動ケース
１０ 支持フレーム
１１ 伝動軸
１３ 横送り軸
３１ 植付け駆動軸
３２ トルクリミッタ
３８ 畦際クラッチ
５５ 連動軸

Claims (6)

1. 動力を受ける入力ケースと、植付け機構を駆動する植付け駆動軸が横架支承された植付け駆動ケースとを装備し、前記入力ケースに前記植付け駆動ケースへの動力伝達用の伝動軸を前後向きに支承し、この伝動軸の前端を入力ケースへの動力入力部に構成してあることを特徴とする苗植付け装置の伝動構造。
2. 前記入力ケースに苗のせ台を往復横移動させる横送り軸を横架支承し、この横送り軸、前記伝動軸、および、前記植付け駆動軸の各軸芯を同一平面に配置してある請求項１記載の苗植付け装置の伝動構造。
3. 前記植付け駆動ケースの内部に、前記伝動軸から植付け駆動軸への伝達トルクを制限するトルクリミッタと、前記伝動軸から植付け駆動軸への動力伝達を断続する畦際クラッチとを組み込んである請求項１または２記載の苗植付け装置の伝動構造。
4. 前記伝動軸の動力をギヤ減速して植付け駆動軸に伝達するよう構成するとともに、このギヤ減速部の伝動上手位置に前記トルクリミッタを配備してある請求項３記載の苗植付け装置の伝動構造。
5. 前記苗植付け装置に横架固設した植付けフレームに前記入力ケースを連結支持するとともに、前記植付けフレームから後方に向けて延出されたステーの後部に前記植付け駆動ケースを連結支持し、入力ケースと植付け駆動ケースとの間で前記伝動軸を露出させてある請求項１〜４のいずれか一項に記載の苗植付け装置の伝動構造。
6. 前記植付け駆動ケースから横方向に離れた位置において植付けフレームから後方に向けて支持フレームを延出するとともに、この支持フレームの後部に装備した植付け機構と前記植付け駆動ケースに装備された植付け機構とを横向きの連動軸で連動連結してある請求項１〜５のいずれか一項に記載の苗植付け装置の伝動構造。

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