JP2010213638A - 田植機 - Google Patents

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Mitsuhiko Tanji
光彦 丹治
Tomohiro Takeyama
智洋 竹山
Yukinori Kimura
幸徳 木村
Yasutaka Hikita
康貴 疋田
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Abstract

【課題】エンジンを小型化できる構成でありながら、組立て性を向上できる田植機を提供する
【解決手段】前車輪3及び後車輪4を有する走行機体1の後方に、苗載台46及び複数の植付爪ユニット(植付爪57、植付爪駆動用回転軸58、伝動軸54等)を有する苗植付装置2を装設した田植機において、複数の植付爪ユニットを駆動する植付爪用電動モータ100と、苗載台46を横送り又は縦送り作動させる苗載台用電動モータ101とを設けた。
【選択図】図4

Description

本発明は、苗載台及び植付爪などを有する苗植付装置を備えて、連続的に苗植作業を行う田植機に関する。
従来の田植機では、エンジンを備えた走行機体に、苗載台及び植付爪などを有する苗植付装置を、リンク機構を介して昇降可能に取付け、植付爪や、苗載台の横送り機構又は縦送り機構を作動させる構造が知られている(特許文献1参照)。また、エンジンに代えて、走行機体を移動させる走行用電動モータと、苗植付装置を駆動する植付用電動モータとを備え、定速回転させる走行用電動モータの回転速度に比例した回転速度で、植付用電動モータを回転させる構造も公知である(特許文献2参照)。
特開2006−141323号公報 特開2005−224154号公報
特許文献1では、走行機体に備えたエンジンの動力で、苗植付装置を作動させるから、エンジンを小型化できない、走行機体を軽量化できない等の問題がある。また、特許文献2のように、植付用電動モータと、走行用電動モータを設ける場合、植付用電動モータと、走行用電動モータの駆動源として、大容量のバッテリが必要になる、バッテリ等が高コストになる等の問題があった。
本発明は、上記問題を解決するものであり、エンジンを小型化できる構成でありながら、組立て性を向上できる田植機を提供するものである。
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明における田植機は、前車輪及び後車輪を有する走行機体の後方に、苗載台及び複数の植付爪ユニットを有する苗植付装置を装設した田植機において、前記複数の植付爪ユニットを駆動する植付爪用電動モータと、前記苗載台を横送り又は縦送り作動させる苗載台用電動モータとを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の田植機において、前記走行機体の移動速度を検出する車速センサを備え、前記車速センサの検出結果に基づき、前記植付爪用電動モータ又は前記苗載台用電動モータを制御するように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の田植機において、前記走行機体に搭載したエンジンによって駆動する発電機を駆動源として、前記植付爪用電動モータ又は前記苗載台用電動モータを作動させるように構成したことを特徴とするものである。
請求項1に記載の発明によれば、前車輪及び後車輪を有する走行機体の後方に、苗載台及び複数の植付爪ユニットを有する苗植付装置を装設した田植機において、前記複数の植付爪ユニットを駆動する植付爪用電動モータと、前記苗載台を横送り又は縦送り作動させる苗載台用電動モータとを設けたものであるから、前記複数の植付爪ユニットと植付爪用電動モータを一組として構成でき、前記苗載台と苗載台用電動モータを一組として構成でき、仕様の異なる多条植え苗植付装置を簡単に構成できる。また、前記複数の植付爪ユニットと植付爪用電動モータを一組として、簡単に交換修理できる。前記苗載台と苗載台用電動モータを一組として、簡単に交換修理できる。苗植付装置の組立又は保守作業性を向上できる。
請求項2に記載の発明によれば、前記走行機体にエンジンを搭載し、前記走行機体の移動速度を検出する車速センサを備え、前記車速センサの検出結果に基づき、前記植付爪用電動モータ又は前記苗載台用電動モータを制御するように構成したものであるから、エンジンを小型化でき、走行機体を軽量化できる。前記走行機体の移動速度の変化に追従させて前記植付爪用電動モータ又は前記苗載台用電動モータを作動でき、欠株等を防止できる。
請求項3に記載の発明によると、前記走行機体に搭載したエンジンによって駆動する発電機を駆動源として、前記植付爪用電動モータ又は前記苗載台用電動モータを作動させるように構成したものであるから、エンジンの発電出力を利用して前記植付爪用電動モータ又は前記苗載台用電動モータを作動でき、前記植付爪用電動モータ又は前記苗載台用電動モータの駆動源としてのバッテリを小容量に形成でき、低コストに構成できる。
田植機の左側面図である。 田植機の平面図である。 走行機体の駆動系統図である。 苗植付装置の駆動系統図である。 植付爪の拡大側面図である。 苗植付装置の制御手段の機能ブロック図である。 苗植付制御のフローチャートである。 植付爪用電動モータによって植付爪を駆動する植付け軌跡説明図である。 従来のエンジンによって植付爪を駆動する植付け軌跡説明図である。
以下に、本発明の実施形態である田植機について、図1〜図8を用いて説明する。なお、以下の説明では、田植機(走行機体1)の前進方向に向かって左側を単に左側と称し、同じく前進方向に向かって右側を単に右側と称する。図1及び図2に示す如く、田植機は、走行機体1と、走行機体1の後部に昇降可能に連結された苗植付装置2とを有する。走行機体1には、左右一対の前車輪3と左右一対の後車輪4と、運転者が座乗する運転座席5と、その前方に配置された操縦ハンドル6と、操縦ハンドル6の下端側を覆うボンネット7が設けられている。
走行機体1の左右幅中央に配置された操縦ハンドル6の下端側には、前車輪3を方向転換させる操舵用の操縦機構部8が配置されている。また、ボンネット7の左右両側方の走行機体1には、複数枚のマット状の予備苗を多段に載置させる左右の予備苗台9が設けられている。運転座席5の後方には、田面に植付けられた苗の側方の泥土中に粒状肥料を埋める施肥装置10が設けられている。
また、図1〜図3に示すように、走行機体1には、車体フレーム12が設けられている。運転座席5の下方において、車体フレーム12にエンジン21が取付けられている。油圧無段変速機又は変速ギヤ群等を設けるミッションケース22がエンジン21の前方に配置されている。エンジン21は走行機体1の前後方向中心線に沿った位置に配置されている。即ち、走行機体1の左右幅中央部に配置されている。
図3に示すように、エンジン21は、クランク出力軸23が左右方向に延びる横向き姿勢で配置されている。クランク出力軸23の左端部にプーリ24が取付けられ、プーリ24に巻き掛けられたベルト25を介して、エンジン21の動力が、ミッションケース22に伝達される。ミッションケース22における後部の左側面にはHST(静油圧式無断変速機)26が取り付けられている。エンジン21からの動力がHST26の入力軸27にプーリ27aを介してベルト25で伝達される。ミッションケース22から後方へ突出するPTO軸22aは、施肥装置10を作動させる施肥駆動軸77が連結されている。PTO軸22aを介して施肥装置10へ動力が伝達される。
図3に示すように、エンジン21のクランク出力軸23に、入力軸90aを介して発電機90を連結している。この発電機90を電源として、後述する植付駆動軸用アクチュエータ100と苗載台用電動モータ101とを作動させるように構成している。
ミッションケース22の前部の左右側面には、左右のフロントアクスルケース30が取り付けられている。左右のフロントアクスルケース30に設けられた左右の前輪車軸31に、左右の前車輪3が回転自在に且つ操舵可能にそれぞれ支持されている。ミッションケース22からは、走行ドライブ軸32が後向きに延びている。ミッションケース22から出力される後車輪4の駆動力は、走行ドライブ軸32を介してリヤアクスルケース33の内部に伝達される。
リヤアクスルケース33には、走行ドライブ軸32に連結される分配軸91と、分配軸91から左右の後輪車軸34への動力伝達を入り切りする左右のサイドクラッチ93とが備えられている。リヤアクスルケース33の左右両側には、分配軸91の動力を左右の後輪車軸34に伝達する左右のファイナルギヤ機構95が配置されている。エンジン21の出力によって、左右のサイドクラッチ93を介して、左右の後車輪4が駆動される。
エンジン21、ミッションケース22等の上面側は、作業者が搭乗する車体カバー37で覆われている。図2に示すように、運転座席5の足元にはプレーキペダル38及びアクセルペダル39がそれぞれ配置されている。また、走行機体1のボンネット7周辺等には、各種のレバー類(主変速レバー、アクセルレバー、植付昇降レバー等)、スイッチ類、ダイアル類(株間設定器124、苗取り設定器125等)を備えている。ボンネット7上のフロントパネル(図示せず)には、計器やディスプレイ等を設けている。
苗植付装置2の左右には、植付機体50に回動可能に支持されたサイドマーカ71が設けられている。サイドマーカ71は、筋引き用のマーカ輪体72と、マーカ輪体72を回転自在に軸支するマーカアーム73とを備えている。サイドマーカ71は、次工程での基準となる軌跡を田面に着地して形成する作業姿勢と、マーカ輪体72を地上に上昇させた非作業姿勢とに移動可能に構成されている。
苗植付装置2は、4条分の植付爪機構45と、4条用の苗載台46と、植付爪駆動ケース56の下面側に設置した田面均平用のフロート47とを備えている。植付機体50は、苗載台46の前側下部に配置された左右に長い植付フレーム51と、植付フレーム51の左右両端側から立設された左右のサイドフレーム52とを備えている。
図1に示すように、植付フレーム51の左右幅中央位置に、図示しないローリング支点軸を介して、ヒッチブラケット62を連結している。トップリンク63及びロワーリンク64を含む昇降リンク機構65を介して、ヒッチブラケット62を車体フレーム12(走行機体1)後側に連結している。車体フレーム12に取付けた油圧式の昇降シリンダ66がロワーリンク64に連結されている。昇降シリンダ66制御によって、昇降リンク機構65を介して、苗植付装置2が昇降する。
図1及び図2に示すように、苗載台46は、前高後低に傾斜した姿勢に設けられて、植付機体50のうち植付フレーム51及び左右のサイドフレーム52に、46が左右往復動可能に支持されている。苗載台46は、上部ガイドレール48及び下部レール49に沿った左右方向への横送り機構40と、苗載台46上のマット状苗を下方へ間欠的に送る縦送り機構41とを備えている。
植付爪機構45は、2条分の植付爪57をそれぞれ備えた左右の植付爪駆動ケース56と、植付爪57を作動させる植付爪駆動軸53と、1条分の植付爪57を備えたクランクアーム体55を備えている。植付フレーム51の左右端部から後方に延長する左右の植付爪駆動ケース56は、植付フレーム51の左右端部に片持ち状に連結されている。左右方向に延長した植付爪駆動軸53は、植付フレーム51に沿わせて設けられている。
植付爪駆動ケース56には、前後方向に延長した伝動軸54と、左右方向に延長した植付爪駆動用回転軸58とを備えている。植付爪駆動軸53からの動力を断続するトルククラッチ70を介して、植付爪駆動軸53に伝動軸54が連結されている。伝動軸54からの動力を断続するユニットクラッチ60を介して、伝動軸54に植付爪駆動用回転軸58が連結されている。なお、トルククラッチ70は、植付爪57等が圃場面における石等に当たることによって、植付爪57の負荷が所定値を越えた場合に、植付爪駆動軸53から伝動軸54への動力伝達を切るように作動する。また、ユニットクラッチ60は、植付け条数を変更する操作が行われた場合に、伝動軸54から植付爪駆動用回転軸58への動力伝達を切るように作動する。
図5に示すように、植付爪駆動用回転軸58に回転アーム59の基端側を連結している。クランクアーム体55に回転アーム59の先端側を介して連結されている。植付爪駆動ケース56の後部から上方に向けて支持片110を突設し、支持片110の上端側に支軸111を介して、揺動アーム112の上端側を回転自在に軸支している。揺動アーム112の下端側を、クランクアーム体55の後部に回転自在に連結している。植付爪駆動用回転軸58によって回転アーム59が回転し、回転アーム59の回転により揺動アーム112が前後方向に揺動して、クランクアーム体55の先端の植付爪57が、苗載台46の苗マットから1株分の苗を掻取る。このとき、植付爪57の先端の植付軌跡Aは、側面視で変形の長円形状となる。
すなわち、苗植付装置2が着地位置(作業位置)にあるときには、左右に往復摺動させる苗載台46の下端側から、植付爪駆動用回転軸58の1回転で、植付爪57によって1株分の苗が取出され、フロート47によって整地された田面に4本の植付爪57によって4条分の苗が連続的に植付けられる。
植付機体50のうち植付爪駆動ケース56に、植付爪駆動軸53を駆動するアクチュエータとして植付爪用電動モータ100を設けている。植付爪用電動モータ100の回転によって、植付爪駆動軸53、伝動軸54を介して植付爪駆動用回転軸58が回転して、植付爪57を作動させる。植付爪用電動モータ100には、植付爪用電動モータ100の回転数を検出する回転センサ102が設けられている。
次に、苗載台46の苗マットを下端側へ間欠的に搬送する縦送り機構41と、苗載台46の左右方向への横送り機構40について説明する。図1及び図4に示すように、縦送り機構41は、苗載台46の前方に設けた縦送り軸81を備えている。横送り機構40、苗載台46の前方に設けた横送りネジ軸82を備えている。縦送り軸81と横送りネジ軸82によって苗送り軸体79を構成している。縦送り軸81と横送りネジ軸82によって苗送り軸体79を構成している。苗送り軸体79は、苗台フレーム80に支持されている。なお、縦送り機構41として、苗載台46の下端部には、左右方向に延長された駆動側ローラ84が設けられ、苗載台46の上下方向の略中間部には、左右方向に延長された従動側ローラ85が設けられている。駆動側ローラ84と従動側ローラ85には、無端ベルト状の縦送りベルト86が巻掛けられ、縦送りベルト86の上面搬送側は苗載台46の苗載せ面側に露出している(図2参照)。
縦送り軸81に、左右に離間して2つの縦送り駆動カム87を設ける。駆動側ローラ84に、縦送り駆動カム87に当接可能な従動カム(図示せず)を設けている。苗載台46が左右の往復移動端(往復移動の折り返し点)に達したときに、縦送り駆動カム87が、駆動側ローラ84に設けられた従動カム(図示せず)に当接して縦送りベルト86を作動させ、苗マットを所定ピッチだけ苗載台46の下端側へ搬送する。
苗載台46に連結された滑り子83が、横送りネジ軸82にスライド可能に係合している。横送りネジ軸82が一方向に回転することによって、横送りネジ軸82に沿って滑り子83が左右方向に往復移動して、苗載台46を左右方向に往復動させる。
植付機体50には、苗送り軸体79を回転駆動させる苗送り用アクチュエータとして苗載台用電動モータ101が設けられている。苗載台用電動モータ101の回転によって、苗送り軸体79、つまり横送りネジ軸82と縦送り軸81とが回転し、苗載台46の横送り機構40と縦送り機構41を作動させる。植付機体50には、苗載台用電動モータ101の回転数を検出する回転センサ103が設けられている。
次に、田植機の植付自動制御について説明する。図6は、田植機の植付制御手段の機能ブロック図であり、制御プログラムを記憶したROMと各種データを記憶したRAMとを有するマイクロコンピュータ等の苗植付制御コントローラ120を備えている。図6に示すように、苗植付制御コントローラ120の入力側には、苗植付装置2が所定着地位置に下降したことを検出する下降センサ122と、走行機体1の対地移動速度を検出する車速センサ123と、植付苗の株間を無段階に初期設定する株間設定器124と、苗取り量(1株分の植付本数)を初期設定する苗取り設定器125と、植付け条数変更用のユニットクラッチ60の入り切りを検出するユニットクラッチセンサ126と、苗載台46の横送り量(横送り位置)を検出する横送りセンサ104と、苗植付装置2の対本機高さを検出して植付爪用電動モータ100の始動又は回転停止する植付スイッチ121が接続されている。
車速センサ123としては、光学式のピックアップセンサを用い、後車輪4の回転数を検出することで走行機体1の対地移動速度を検出している。この実施形態では、図4に示すように、リヤアクスルケース33に設けたファイナルギヤ機構95のファイナルギヤの回転を車速センサ123が検出することによって、走行機体1の対地移動速度を検出している。また、車速センサ123は、サイドマーカ71のマーカ輪体72の回転数を検出することによって、対地移動速度を検出できる。
苗植付制御コントローラ120の出力側には、植付爪用電動モータ100を作動する植付爪用ドライバ130と、苗載台用電動モータ101を作動する苗載台用ドライバ131とを接続している。また、苗植付制御コントローラ120には、植付爪用電動モータ100の回転数を検出する回転センサ102と、苗載台用電動モータ101の回転数を検出する回転センサ103を接続している。
図6に示すように、エンジン21によって駆動する発電機90に、植付駆動軸用ドライバ130と苗送り軸用ドライバ131とを接続し、発電機90を電源として、植付爪用ドライバ130を介して植付爪用電動モータ100が作動されるように構成している。発電機90を電源として、苗載台用ドライバ131を介して苗載台用電動モータ101が作動されるように構成している。
次に、植付爪用電動モータ100及び苗載台用電動モータ101を作動させる植付自動制御について、図7のフローチャートを用いて説明する。植付スイッチ121がオン、又はユニットクラッチ60がオン、又は下降センサ122がオンで苗植付装置2が所定着地位置に下降したときに(S1:yes)、苗植付制御コントローラ120に記録された車速センサ123の検出値と、苗取り設定器125の設定値と、株間設定器124の設定値を読込む(S2)。前記各検出値及び前記各設定値に基づいて、植付爪用電動モータ100及び苗載台用電動モータ101の回転速度を演算し、植付爪用電動モータ100の作動制御及び苗載台用電動モータ101の作動制御を自動的に開始する(S3)。
植付爪用電動モータ100の回転センサ102の検出値と、苗載台用電動モータ101の回転センサ103の検出値と、横送りセンサ104の検出値を読込む(S4)。苗載台用電動モータ101に設けた回転センサ103の検出値と、横送りセンサ104の検出値とに基づき、苗載台用電動モータ101の回転数が所定回転数よりも大きいときは(S5:yes)、苗載台用電動モータ101を減速させるように補正する(S6)。苗載台用電動モータ101の回転数が所定回転数よりも小さいときは(S7:yes)、苗載台用電動モータ101を増速させるように補正する(S8)。
回転センサ102の検出値に基づき、植付爪用電動モータ100の回転数が所定回転数よりも大きいときは(S9:yes)、植付爪用電動モータ100の回転数を減速させるように補正する(S10)。植付爪用電動モータ100の回転数が所定回転数よりも小さいときは(S11:yes)、植付爪用電動モータ100の回転数を増速させるように補正する(S12)。
このように、苗載台46を作動させる苗載台用電動モータ101を、車速センサ123の検出結果に基づいて、所定の回転数に補正することによって、走行機体1の対地移動速度が変化しても、苗載台46上の苗マットを植付爪57に安定して供給できる。また、植付爪57を作動させる植付爪用電動モータ100を、横送りセンサ104及び車速センサ123の検出結果に基づいて、所定の回転数に補正することによって、走行機体1の対地移動速度が変化しても、苗載台46上の苗マットの苗を、植付爪57によって安定して圃場面に植付けできる。その結果、苗載台46を作動させる苗載台用電動モータ101と、植付爪57を作動させる植付爪用電動モータ100を、同期させて、苗載台46bと植付爪57を簡単に作動できる。
また、株間設定器124の設定値を任意に初期設定して、植付爪用電動モータ100を制御するから、植付爪57の植付軌跡を、密植態様又は標準植え態様又は疎植態様に簡単に設定できる。図8及び図9は、植付爪57の植付軌跡を示す線図で、図8は上記実施形態の植付爪用電動モータ100によって植付爪57が作動する植付軌跡である。図9は従来のエンジンからの動力によってギヤ等を介して植付爪57が作動する植付軌跡である。
植付作業の態様においては、圃場面に対して、例えば3.3平方メートル当たりの植付株数を50〜60株にする「標準植え」の態様と、「標準植え」よりも多い株数にする「密植」の態様と、「標準植え」よりも少ない株数にする「疎植」の態様がある。従来は、「疎植」のときには、植付爪57によって植付けられた苗が前側に倒れる傾向があった。一方、「密植」のときには、植付爪57によって植付けられた苗が後側に倒れる傾向があった。
上記実施形態では、植付爪57における植付軌跡Aの下死点前後付近で植付爪用電動モータ100を増速または減速させることによって、「疎植」にした場合は、苗が前側に倒れるのを低減できる。「密植」にした場合、苗が後側に倒れるのを低減できる。植付爪57の植付け軌跡を任意に設定できる。苗の株間を簡単に変更でき、希望する態様の苗の植付け作業を行うことができる。
図4及び図6に示すように、前車輪3及び後車輪4を有する走行機体1の後方に、苗載台46及び複数の植付爪ユニット(植付爪57、植付爪駆動用回転軸58、伝動軸54等)を有する苗植付装置2を装設した田植機において、複数の植付爪ユニットを駆動する植付爪用電動モータ100と、苗載台46を横送り又は縦送り作動させる苗載台用電動モータ101とを設けたものであるから、複数の植付爪ユニットと植付爪用電動モータ100を一組として構成でき、苗載台46と苗載台用電動モータ101を一組として構成でき、仕様の異なる多条植え苗植付装置を簡単に構成できる。また、複数の植付爪ユニットと植付爪用電動モータ100を一組として、簡単に交換修理できる。苗載台46と苗載台用電動モータ101を一組として、簡単に交換修理できる。苗植付装置2の組立又は保守作業性を向上できる。
図4及び図6に示すように、走行機体1の移動速度を検出する車速センサ123を備え、車速センサ123の検出結果に基づき、植付爪用電動モータ100又は前記苗載台用電動モータ101を制御するように構成したものであるから、エンジン21を小型化でき、走行機体1を軽量化できる。走行機体21の移動速度の変化に追従させて植付爪用電動モータ100又は前記苗載台用電動モータ101を作動でき、欠株等を防止できる。
図3、図4及び図6に示すように、走行機体1に搭載したエンジン21によって駆動する発電機90を駆動源として、植付爪用電動モータ100又は前記苗載台用電動モータ101を作動させるように構成したものであるから、エンジン21の発電出力を利用して植付爪用電動モータ100又は前記苗載台用電動モータ101を作動でき、植付爪用電動モータ10又は前記苗載台用電動モータ101の駆動源としてのバッテリを小容量に形成でき、低コストに構成できる。
1 田植機(走行機体)
2 苗植付装置
3 前車輪
4 後車輪
46 苗載台
54 伝動軸
57 植付爪
100 植付爪用電動モータ
101 苗載台用電動モータ

Claims (3)

  1. 前車輪及び後車輪を有する走行機体の後方に、苗載台及び複数の植付爪ユニットを有する苗植付装置を装設した田植機において、
    前記複数の植付爪ユニットを駆動する植付爪用電動モータと、前記苗載台を横送り又は縦送り作動させる苗載台用電動モータとを設けたことを特徴とする田植機。
  2. 前記走行機体の移動速度を検出する車速センサを備え、前記車速センサの検出結果に基づき、前記植付爪用電動モータ又は前記苗載台用電動モータを制御するように構成したことを特徴とする請求項1に記載の田植機。
  3. 前記走行機体に搭載したエンジンによって駆動する発電機を駆動源として、前記植付爪用電動モータ又は前記苗載台用電動モータを作動させるように構成したことを特徴とする請求項1に記載の田植機。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014166153A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Iseki & Co Ltd 苗移植機
KR20190015514A (ko) 2017-03-30 2019-02-13 얀마 가부시키가이샤 모종 이식기
KR20190087947A (ko) 2018-01-17 2019-07-25 얀마 가부시키가이샤 모종 이식기

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KR20210106015A (ko) 2017-03-30 2021-08-27 얀마 파워 테크놀로지 가부시키가이샤 모종 이식기
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