JP3594576B2 - 田植機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、苗のせ台の下端から田面に亘る縦長の爪先回動軌跡をもって循環回動する植付け爪を有する植付け機構を備えた田植機に係り、特には、植付け機構への動力伝達構造に特徴を有する田植機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、消費苗を少なくして植付け作業を行う手段の一つの手段として、株間を標準株間よりも十分大きくする、いわゆる疎植を行うことが研究されている。株間を標準より大きくして疎植を行う場合、植付け爪の作動速度が標準の株間で植付けを行う場合より相当遅くする必要があり、植付け爪が苗を田面に押し込む植付け行程において、植付け爪が田面に突入している時間が長くなり、その分、植付け爪によって田面にあけられる穴が前後に大きくなってしまい、植付け苗の姿勢が悪化したり、時には植え付けた苗が倒れてしまうような現象がもたらされる。
【０００３】
疎植を行う際のこのような不具合を解消する手段として、植付け爪の作動速度を不等速にし、一順する速度を遅くしながら植付け爪が苗を田面に押し込む植付け行程での速度を局部的に速くすることで、植付け爪によって田面にあけられる穴が大きくなるのを抑制することが提案されている（特開２０００−３１２５１４号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記手段では、標準株間の変速を行う株間変速部と等速伝動部を植付け伝動系に直列に配置してあったために、疎植用の株間が選択された場合のみならず、標準の株間での植付けにおいても不等速で苗植付け装置が駆動されることになり、標準株間での植付けにおける爪先回動軌跡が等速駆動の場合と異なってしまって適切な植付けが行い難くくなくなるとともに、使用頻度の高い標準株間での植付け時に不等速駆動に起因する振動が発生しやすくなる不具合があった。
【０００５】
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、使用頻度の高い標準株間での植付け時には好適な爪先回動軌での植付けを振動なく行うことができるとともに、疎植時には不等速駆動によって植付け爪によってあけられる植付け穴が大きくなるのを抑えた良好な植付けを行えるようにすることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のような構成を採用した。
【０００７】
すなわち、請求項１に係る発明の田植機は、苗のせ台の下端から田面に亘る縦長の爪先端回動軌跡をもって循環回動する植付け爪を有する植付け機構を備え、この植付け機構へ動力を伝達する伝動系に、走行速度に対する植付け駆動速度を複数段に変速する株間変速機構を配備するに、前記株間変速機構に、等速ギヤ伝動による複数段の変速を行う標準株間用変速部と、不等速ギヤ伝動による最低速段を現出する疎植用変速部とを並列伝動状態に配備し、これら標準株間用変速部と疎植用変速部の変速段を択一的に選択可能に構成してあることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によると、標準の株間を選択すると苗植付け装置へは等速伝動によって動力が伝達され、植付け爪は従来の標準的な爪先端回動軌跡をもって循環回動する。また、疎植用の大きい株間が選択すると苗植付け装置へは不等速伝動によって低速で動力が伝達され、植付け爪は、一巡周期はゆっくりでありながら植付け行程で速く作動し、前後に大きな植付け穴があけられることなく大きい株間での植付けが行われる。
【０００９】
従って、請求項１に係る発明によると、使用頻度の高い標準株間での植付け時には好適な爪先回動軌での植付けを振動なく行うことができるとともに、疎植時には不等速駆動によって植付け爪によってあけられる植付け穴が大きくなるのを抑えた良好な植付けを行うことができるようになった。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明に係る田植機の一実施形態を示す全体側面図が示されている。この田植機は、操向自在な前輪１と操向不能な後輪２を備えた４輪駆動型の走行機体３の後部に、油圧シリンダ４によって駆動される平行四連リンク構造の昇降リンク機構５を介して４条植え仕様の苗植付け装置６が昇降自在に連結された構造となっている。
【００１１】
図２の伝動系統図に示すように、走行機体３の前部に配備されたエンジン７と、前輪１を軸支したミッションケース８とがダブルテンション式のベルト伝動装置９で連動連結され、ミッションケース８に入力された動力が、移動用の高速段、植付け用の低速段、および、畦越え用の超低速段に切換え可能な副ギヤ変速機構１０と、前進段と後進段に切換え可能な主ギヤ変速機構１１を介して変速された後、デフ機構１２を介して左右の前輪１に伝達されるとともに、デフ機構１２から取出した走行系動力が機体下腹部の主軸１３を介して機体後方の後部伝動ケース１４に伝達された後、サイドクラッチ１５を介して左右の後輪２に伝達される。
【００１２】
なお、左右の後輪２への動力伝達を独立的に断続するサイドクラッチ１５は、前輪１の操向機構に連動連結されており、前輪１が設定角度以上に大きく操向されると、旋回内側となる後輪２のサイドクラッチ１５が、ペダル操作を要することなく自動的に切り操作されるようになっている。
【００１３】
また、副ギヤ変速機構１０からの変速出力の一部が分岐されて株間変速機構１６に伝達され、ここで４段に変速されてトルクリミッタ１７および植付けクラッチ１８を介してミッションケース８の後部から取出され、取出された植付け作業系の動力は、機体下腹部の伝動軸１９で機体後方にまで伝達され後、伸縮軸伝動機構２０を介して苗植付け装置６に入力されるようになっている。
【００１４】
なお、前記植付けクラッチ１８は、電動モータなどのアクチュエータ５１で入り切り操作されるよう構成されていて、スイッチ操作によって任意に入り切りできる他に、自動的に入り操作されるよういなっている。つまり、一般的な植付け形態では、一行程の植付け走行が終了して畦際に到達すると、先ず、苗植付け装置６を上昇操作するとともに植付けクラッチ１８を切って機体をＵターン旋回させ、機体方向転換が終了するまでに苗植付け装置６を下降して先の植え付け条に対する機体横方向での位置合わせ（条合わせ）を行い、条合わせが完了すると先の植え付け条の終端位置に合わせて次の植え付けを開始するように植付けクラッチ１８を入れることになるが、この植付けクラッチ１８を入れるタイミングをとるの熟練を要するものであり、作業者の技量によっては植え始めの揃えが悪化するものである。そこで、以下のようにして自動化することで、作業者の技量にかかわらず、植え始めの揃えを良好にすることができる。
【００１５】
つまり、畦際での機体の方向転換に要する走行軌跡は作業者の技量にかかわらず略一定であり、そこで、一行程の植付け走行が終了して機体方向転換に移行した時点から機体の走行距離を計測し、計測した実走行距離が、方向転換に必要な走行距離として予め入力しておいた設定値に到達すると、自動的に植付けクラッチ１８をアクチュエータ５１で入り操作するように構成することで、作業者の技量にかかわらず植え始めの揃えを安定化することができる。ここで、走行距離の検出には、後輪２への動力伝達を行う主軸１３に回転センサ５２を装備して、その回転数から走行距離を計測するとよい。また、走行距離の起算タイミングとしては、上記のように機体方向開始時点とする他に、機体操向に伴って自動的に切られた一方のサイドクラッチ１５が再び入り操作された時点を起点にして計測を開始するように構成してもよい。
【００１６】
図２に示すように、苗植付け装置６は、前記昇降リンク機構５の後端下部に支点Ｘ周りにローリング自在に連結されており、角パイプ状の横長フレーム２１、ミッションケース８から取出された作業系の動力を受けるフィードケース２２、苗Ｆを載置して一定ストロークで往復横移動する苗のせ台２３、横長フレーム２１から後ろ向き片持ち状に延出された左右一対の植付けケース２４、各植付けケース２４の後端部左右に装備されたロータリ式の植付け機構２５、田面Ｔの植付け予定箇所を均平化する３個の整地フロート２６、等を備えている。そして、フィードケース２２には、苗のせ台２３を一定ストロークで往復横送りするネジ送り式の苗のせ台横送り機構２７、苗のせ台２３がストロークエンドに到達するごとに載置した苗Ｆを苗のせ台２３下端の苗取出し口にまで縦送りする苗縦送りベルト２８の駆動部３７が装備されている。
【００１７】
図４に示すように、植付けケース２４の基端には、フィードケース２２からの動力が横向き伝動軸２９を介して伝達されており、この動力が内装された畦際クラッチ３０、および、チェーン３１を介して植付け駆動軸３２に２分の１の減速比で伝達され、この植付け駆動軸３２の両突出端に連結された左右の植付け機構２５を駆動するようになっている。植付け機構２５は、植付け駆動軸３２に連結された回転ケース３３と、これの両端に自転可能に装備された一対の植付け爪３４とからなり、回転ケース３３が前方に向けて１回転（公転）すると、各植付け爪３４が逆方向に１回転（自転）して、植付け爪３４の先端が縦長の回動軌跡Ｐを描くように、回転ケース３３内には植付け爪３４を回転ケース３１の公転に対して不等速自転させるギヤ機構が内臓されている。なお、図４中の３５は苗のせ台横送り機構２７を構成する往復ネジ軸、３６はこの往復ネジ軸３５の回転速度、つまり、苗のせ台横送り速度を３段に切換えて苗のせ台１ストロークにおける苗取り回数を選択するための横送り速度選択機構である。
【００１８】
上記構成は、従来と特に変わるところはなく、本発明では前記株間変速機構１６を以下のように構成して点に特徴がある。
【００１９】
図５に示すように、前記株間変速機構１６は、駆動側伝動軸４１に固着した４枚の駆動側変速ギヤＧ１ ，Ｇ２ ，Ｇ３ ，Ｇ４ と、従動側伝動軸４２に遊嵌されるとともに、前記駆動側変速ギヤＧ１ ，Ｇ２ ，Ｇ３ ，Ｇ４ に常時咬合された４枚の従動側変速ギヤＧ５ ，Ｇ６ ，Ｇ７ ，Ｇ８ とから構成されており、従動側伝動軸４２に挿入された操作カム軸４３を軸心方向にシフトして、従動側伝動軸に保持された伝動ボール４４を択一的に外方に押し出し、従動側変速ギヤＧ５ ，Ｇ６ ，Ｇ７ ，Ｇ８ のいずれか一つと従動側伝動軸４２とを伝動ボール４４を介して連結することで、選択されたギヤ対のギヤ比による伝動が行われるようになっている。
【００２０】
ここで、４組のギヤ対のうちの３組みのギヤ対Ｇ１ Ｇ５ ，Ｇ２ Ｇ６ ，Ｇ３ Ｇ７ には円形ギヤが用いられ、異なった伝動比で等速の増速伝動が行われ、残りの１組のギヤ対Ｇ４ Ｇ８ には非円形ギヤが用いられて、伝動比が１：１の不等速伝動が行われるようになっている。そして、等速での増速伝動が行われるギヤ対Ｇ１ Ｇ５ ，Ｇ２ Ｇ６ ，Ｇ３ Ｇ７ が選択されると、苗植付け装置６での株間が、例えば、１４ｃｍ、１６ｃｍ、および、１８ｃｍがもたらされ、不等速伝動が行われるギヤ対Ｇ４ Ｇ８ が選択されると３０ｃｍの株間が現出されるようになっている。つまり、等速での増速伝動が行われるギヤ対Ｇ１ Ｇ５ ，Ｇ２ Ｇ６ ，Ｇ３ Ｇ７ によって標準株間用変速部１６Ａが構成され、不等速伝動が行われるギヤ対Ｇ４ Ｇ８ によって疎植用変速部１６Ｂが形成されるとともに、これら標準株間用変速部１６Ａと疎植用変速部１６Ｂが伝動系上に並列に配備されているのである。なお、前記株間変速機構１６の疎植用変速部１６Ｂにおいては、従動側変速ギヤＧ８ と従動側伝動軸４２との連結が一定の回転位相においてのみ行われるように設定されるとともに、植付けクラッチ１８および畦際クラッチ３０も一定の回転位相においてのみ入り切り可能に構成されている。
【００２１】
なお、前記不等速伝動を行う疎植用変速部１６Ｂを構成する駆動側変速ギヤＧ４ と従動側変速ギヤＧ８ は、図６に示すように、同径の円形ギヤの回転中心を円形中心から偏らせた偏心ギヤが利用されており、駆動側変速ギヤＧ４ の１回転に対して従動側変速ギヤＧ８ は、図７に示すような特性で１回転されるようになっている。
【００２２】
疎植用の株間が選択された際に伝動軸１９から取出される作業用動力は、図７に示す特性をもって不等速回転するので、この動力を受ける苗植付け装置６も不等速作動する。つまり、フィードケース２２に不等速回転動力が入力されると、植付けケース２４の基部に横架された伝動軸２９が不等速回転し、これが２分の１減速されて植付け駆動軸３２に伝達されることで、植付け機構２５の回転ケース３３が１回転中に２回の高速状態と２回の低速状態を繰り返す。ここで、回転ケース３３の両端部に装備された植付け爪３４が苗のせ台２３から苗を取出して田面Ｔに向けて移動する下降行程の速度、および、植付け爪３４が田面Ｔから苗のせ台２３の下端にまで移動する上昇行程の速度が遅く、苗のせ台２３の下端部を通過する苗取出し行程の速度、および、取出した苗を田面Ｔに植え込む植付け行程の速度が速くなるように、回転ケース３３の回転位相が設定されている。
【００２３】
図８は、株間変速機構１６を、不等速伝動する最大の株間を選択してして疎植を行う場合の、植付け爪３４の田面Ｔに対する爪先端回動軌跡を示し、また、図９は、植付け機構２５を等速駆動して株間を上記と同一に設定して疎植を行う場合の、植付け爪３４の田面Ｔに対する爪先端回動軌跡を示している。
【００２４】
これらの図から明らかなように、不等速伝動する場合には、植付け行程の速度が速いために、田面Ｔに突入した植付け爪３４によって形成される穴の前後幅ｗが小さくなり、植え付けられた苗が爪跡穴によって大きく傾いて姿勢を乱したり、倒れたりするようなことはない。これに対し、等速駆動で疎植を行う場合には、植付け行程の速度が遅いために、田面Ｔに突入した植付け爪によって形成される穴の前後幅ｗが大きくなり、植え付けられた苗が爪跡穴によって大きく傾いて姿勢を乱したり、倒れたりするおそれがある。
【００２５】
また、１回転で２回の植え付けを行うロータリ式の植付け機構２５においては、一方の植付け爪３４が植付け行程にある時には、他方の植付け爪３４は苗のせ台２３の下端部を通過する苗取出し行程にあるので、この苗取出し行程も植付け爪下降行程や植え付け後の上昇行程の速度より速いものとなり、苗のせ台２３の下端部を速やかに通過して、苗を確実に切り出してゆく。
【００２６】
〔別実施形態〕
前記不等速変速部の駆動側変速ギヤＧ４ と従動側変速ギヤＧ８ を構成する非円形ギヤとしては、上記にように外周が円形の偏心ギヤを利用する他に、楕円ギヤやピッチ径が任意の特性で変化するギヤを利用することも可能である。
【００２７】
上記実施形態では、植付け機構２５として、回転ケース３３の１回転で２株の植え付けを行うロータリ式のものを例示しているが、クランク駆動される単一の植付け爪で１回転ごとに１株づつの植え付けを行うものに適用することもでき、この時は、植付けケース２４での伝動比を１：１としておけばよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】乗用田植機の全体側面図
【図２】苗植付け装置の側面図
【図３】走行系の伝動系統図
【図４】作業系の伝動系統図
【図５】株間変速機構の断面図
【図６】疎植用変速部の側面図
【図７】不等速伝動機構の特性線図
【図８】不等速駆動で疎植を行う場合の植付け爪先端軌跡を示す側面図
【図９】等速駆動で疎植を行う場合の植付け爪先端軌跡を示す側面図
【符号の説明】
１６ 株間変速機構
１６Ａ 標準株間用変速部
１６Ｂ 疎植用変速部
２３ 苗のせ台
２５ 植付け機構
３４ 植付け爪
Ｐ 爪先端回動軌跡
Ｔ 田面

Claims (1)

1. 苗のせ台の下端から田面に亘る縦長の爪先端回動軌跡をもって循環回動する植付け爪を有する植付け機構を備え、この植付け機構へ動力を伝達する伝動系に、走行速度に対する植付け駆動速度を複数段に変速する株間変速機構を配備するに、
   前記株間変速機構に、等速ギヤ伝動による複数段の変速を行う標準株間用変速部と、不等速ギヤ伝動による最低速段を現出する疎植用変速部とを並列伝動状態に配備し、これら標準株間用変速部と疎植用変速部の変速段を択一的に選択可能に構成してあることを特徴とする田植機。

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