JP4095355B2 - 田植機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば苗載台及び苗植付爪を備えて連続的に苗植作業を行う田植機に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
従来、作業速度を変速操作する変速操作部材である変速ペダルと、作業速度を変速させる無段変速機の変速部材である変速アームとはロッドなどを介し機械的に連結させた構造においては、変速ペダルの操作(踏み方)によっては急発進や急停止するおそれがある。このため田植機にあっては苗の植付姿勢に乱れや施肥にムラを生じさせる恐れがあった。
【0003】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、エンジンを搭載した走行車の後側にリンク機構を介して連結する植付部と、前記走行車の移動速度を変更する無段変速機と、前記無段変速機を変速操作する変速操作部材と、前記変速操作部材の操作量と前記無段変速機の変速位置を電気的に検出する検出手段と、前記走行車の車速を検出する車速センサとを備え、前記変速操作部材の操作量と前記無段変速機の変速位置の検出に基づいて前記無段変速機の変速用アクチュエータを駆動制御し、前記無段変速機の高速側の変速位置、中速域の変速位置、低速側の変速位置に応じて前記変速用アクチュエータの作動速度を変更可能に構成した田植機において、前記無段変速機の高速側の変速位置では、前記変速操作部材を減速操作したときに、前記無段変速機の中速域の変速位置よりも、前記変速用アクチュエータの減速方向の作動速度を遅くするように構成する構造であって、前記無段変速機が高速側の変速位置に切換えられた状態で、ブレーキペダルを制動操作したときに、前記変速操作部材の減速操作だけのときよりも、前記変速用アクチュエータの減速方向の作動速度を早くし、且つ前記走行車が停止する直前で前記変速用アクチュエータの減速方向の作動速度を遅くするように構成したもので、前記走行車の急発進・急減速・急停止等を防止でき、苗崩れや施肥ムラを防止して植付や施肥精度を向上できるものでありながら、高速走行で急停止を必要とする場合には、前記無段変速機を急速に減速して短時間で停止できるものである。
【0004】
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。図1は全体の側面図、図2は同平面図、図3は車体フレームの側面図、図4は同平面図を示し、図中1は作業者が搭乗する走行車であり、エンジン2を車体フレーム3に搭載させ、ミッションケース4側方にフロントアクスルケース5を介して水田走行用前輪6を支持させると共に、前記ミッションケース4後方のリヤアクスルケース7に水田走行用後輪8を支持させる。そして前記エンジン2等を覆うボンネット9両側に予備苗載台10を取付けると共に、作業者が搭乗する車体カバー11によって前記ミッションケース4等を覆い、前記車体カバー11後側上方にシートフレーム12を介して運転席13を取付け、その運転席13の前方で前記ボンネット9後部に操向ハンドル14を設ける。
【0006】
また、図中15は5条植え用の苗載台16並びに複数の苗植付爪17などを具備する植付部であり、前高後低の合成樹脂製の前傾式苗載台16を下部レール18及びガイドレール19を介して植付ケース20に左右往復摺動自在に支持させると共に、一方向に等速回転させるロータリケース21を前記植付ケース20に支持させ、該ケース21の回転軸芯を中心に対称位置に一対の爪ケース22・22を配設し、その爪ケース22・22先端に苗植付爪17・17を取付ける。
【0007】
また、前記植付ケース20前側のヒッチブラケット23をトップリンク24及びロワーリンク25を含む昇降リンク機構26を介し走行車1後側に連結させ、前記リンク機構26を介して植付部15を昇降させる油圧昇降シリンダ27をロワーリンク25に連結させ、前記前後輪6・8を走行駆動して移動すると同時に、左右に往復摺動させる苗載台16から一株分の苗を植付爪17によって取出し、連続的に苗を植える田植作業を行うように構成する。
【0008】
また、図中28は主変速レバー、29は植付部15の昇降・植付クラッチの入切・マーカ操作を行う植付操作レバー、30はブレーキペダル、31は変速ペダル、32はデフロックペダル、33は感度調節レバー、34は植付部15を任意高さ位置に停止させるストップレバー、35はユニットクラッチレバー35であり、操向ハンドル14位置近傍に変速及び昇降レバー28・29やブレーキ及び変速ペダル30・31を配設すると共に、運転席13位置近傍に感度調節及びストップ及びユニットクラッチの各レバー33・34・35を配設している。
【0009】
さらに、図中36は1条分均平用センタフロート、37は2条分均平用サイドフロート、38は肥料ホッパ39内の肥料を送風機40の送風力でフレキシブル形搬送ホース41を介しフロート36・37の側条作溝器42に排出させる5条用側条施肥機である。
【0010】
図3乃至図5に示す如く、前記車体フレーム3は前部フレーム43と中間フレーム44と後部フレーム45とに3分割させ、左右一対の前部フレーム43にエンジン2を、左右一対の中間フレーム44にフロントアクスルケース5を、左右一対の後部フレーム45にリヤアクスルケース7及びエンジン2に燃料を供給する燃料タンク46などを設けるもので、前部フレーム43の前側と中間に前フレーム47とベースフレーム48を連結させて平面視4角枠状に形成し、固定ブラケット49とベースフレーム48に防振ゴムを介しエンジン2を上載させる。
【0011】
また図10にも示す如く、前記後部フレーム45の中間立上り部50間をパイプフレーム51と門形フレーム52とで略平行に連結させると共に、リヤアクスルケース7に左右下端を固設する門形フレーム53の後端を一体連結させ、前記の左右の立上り部50間に燃料タンク46を配設する。
【0012】
さらに、前部フレーム43後端と後部フレーム45前端に左右中間フレーム44の前後端をボルト54を介して取外し自在に固定させると共に、左右中間フレーム44の下面にボルト55を介して左右フロントアクスルケース5を取外し自在に固定させ、前記ミッションケース4に左右フロントアクスルケース5を接続固定させる。
【0013】
図6乃至図10に示す如く、前記ミッションケース4の前面左側にパワーステアリングケース56を設け、かつケース4の右側に無段油圧変速機57を設け、油圧変速機57の変速入力用ポンプ軸58を車体前方向に突出させ、エンジン2下側で前後方向の伝達軸59にポンプ軸58を連結させると共に、エンジン2の出力軸60に伝達ベルト61を介して前記伝達軸59を連結させ、エンジン2出力を油圧変速機57に伝達する。
【0014】
また、前記ミッションケース4とリヤアクスルケース7を車体の前後方向の中心ライン上でパイプ状の連結フレーム62によって一体連結させ、ミッションケース4後方にリヤ出力軸63及びPTO出力軸64を突出させ、リヤアクスルケース7前方に突出させるリヤ入力軸65にリヤ伝達軸66を介し前記リヤ出力軸63を連結させ、走行出力軸63から左右の後輪8に動力を伝える。またリヤアクスルケース7上部の軸受67に設ける仲介軸68に自在継手軸69を介して前記PTO出力軸64を連結させ、前記植付ケース20の入力軸に自在継手軸を介して中介軸68を連結させ、PTO出力軸64から植付部15に動力を伝える。
【0015】
さらに、図11乃至図16に示す如く、前記ミッションケース4は、本体胴部70と、前蓋部71と、後蓋部72を備え、前記胴部70の前後に各蓋部71・72を着脱自在にボルト固定させ、密閉箱形に形成すると共に、前記胴部70の内部を前後に分割する仕切り壁部73を設ける。また、前蓋部71前面に前記油圧変速機57を取付け、ミッションケース4内に突出させるポンプ軸58に小径の伝達ギヤ74を係合軸支させ、伝達ギヤ74を前蓋部71にベアリング軸受し、後蓋部72後面に固定させるチャージポンプ75に伝達ギヤ74の動力をパイプ軸76を介して伝える。
【0016】
また、前記ミッションケース4内に突出させる油圧変速機57のモータ軸77にサンギヤ78を係合軸支させ、サンギヤ78を前蓋部71にベアリング軸受すると共に、前記の小径の伝達ギヤ74に大径のキャリヤギヤ79を常に噛合させ、サンギヤ78のボス部にキャリヤギヤ79を遊転軸支させるもので、キャリヤギヤ79に3枚のプラネタリギヤ80を軸81を介して回転自在に設け、サンギヤ78にプラネタリギヤ80を噛合させると共に、プラネタリギヤ80に噛合させるリングギヤ82を設け、各ギヤ78・80・82によって遊星ギヤ機構83を形成する。
【0017】
また、前記サンギヤ78と後蓋部72に合成出力軸84の前後を回転自在に軸支させ、前記リングギヤ82を合成出力軸84に係合軸支させるもので、油圧変速機57の油圧ポンプ85及び油圧モータ86の無段油圧変速出力である正逆回転出力と、伝達ギヤ74及びキャリヤギヤ79の減速回転出力(一方向の一定回転)とを、遊星ギヤ機構83のデフ作用によって合成し、ゼロ乃至最大速の一方向の回転力として合成出力軸84に伝える。即ち、油圧変速機57の油圧ポンプ85の斜板107を変更する油圧変速操作アーム109の角度を、例えば図17(1)のように−1乃至0に変化させるときのモータ軸77の回転を−1000乃至0とさせ、図17(2)のように、前記アーム109の角度に関係なくギヤ74側を1000回転させるときには、図18のように、前記アーム109の角度に対して合成出力軸84の回転を0乃至1000とさせる。
【0018】
さらに、前記合成出力軸84に前進ギヤ87と後進ギヤ88を遊転軸支させ、合成出力軸84に各ギヤ87・88をスライダ89によって選択的に係合させ、前進または中立または後進の出力に切換えると共に、仕切り壁部73と後蓋部72に前記リヤ出力軸63をベアリング軸受する。また、差動ギヤ90を介して左右の前車軸91に動力を伝えるフロント出力軸92と、PTO変速ギヤ93を係合軸支させるカウンタ軸94を設け、前記のリヤ及びフロント出力軸63・92に出力ギヤ95・96を介して後進ギヤ88の後進動力を伝え、前後輪6・8を後進駆動させると共に、リヤ出力軸63に移動ギヤ97及び植付ギヤ98を遊転軸支させ、副変速スライダ99によって各ギヤ97・98をリヤ出力軸63に選択的に係合させる。
【0019】
また、カウンタ軸94の高速用ギヤ100a・100bを介して前進ギヤ87に移動ギヤ97を常に噛合させると共に、カウンタ軸94の低速用のPTO変速ギヤ93に植付ギヤ98を常に噛合させ、各ギヤ100a・93・98を介して前進ギヤ87の動力を前記各出力軸63・92に伝え、前後輪6・8を苗の植付け作業速度で前進駆動する。また、移動ギヤ97と植付ギヤ98の両方が遊転状態となり、植付爪17などを作業者が手で回転させて詰った苗の除去などを行えるように、PTO出力軸64の手動回転を可能にすると共に、前進ギヤ87の動力を各ギヤ100a・100bを介して各出力軸63・92に伝え、圃場間の路上移動などの高速の移動速度で前後輪6・8を前進駆動する。
【0020】
さらに、図11のように、PTO変速軸101及びPTO変速機構102を介してPTO変速ギヤ93の動力をPTO出力軸64に伝え、株間変速自在に植付部15を駆動すると共に、ミッションケース4に内設させるチェン103を介してPTO出力軸64に施肥出力軸104を連結させ、植付部15と同調させて施肥機38を駆動する。また、図13のように、ミッションケース4にオイルゲージ105を設けると共に、図14のように、前記各スライダ89・99を同一のシフトフォーク106に係止させ、変速レバー28の5位置切換によって前後進及び副変速(低高速)の切換を行う。
【0021】
図16に示す如く、前記油圧ポンプ85の斜板107に制御軸108を介して油圧変速操作アーム109を連結させ、該アーム109に変速モータ110を連結させて、変速モータ110の正逆駆動で油圧モータ86の回転出力を増減速させるように構成している。なお、変速モータ110は前部フレーム43に連結させるモータ台110aに設置させている。
【0022】
また、前車軸91に差動ギヤ90を介し連結させるフロント出力軸92に走行用ブレーキ111を設け、ミッションケース4上部に突出させるブレーキ操作軸112にブレーキロッド113を介しブレーキペダル30を連結させて、ブレーキペダル30の操作でブレーキ111を作動させて機体の走行を停止させるように構成している。
【0023】
図11、図12、図16に示す如く、前記合成出力軸84のリングギヤ82と前進ギヤ87間にボールジョイント式主クラッチ114を介設させ、ミッションケース4外側へ突出させたクラッチ軸115にクラッチアーム116を介し前記ブレーキペダル30を連結させて、機体を停止させるブレーキペダル30の足踏み操作時にクラッチ軸115のシフトフォーク106を動作させて主クラッチ114を切とさせるように構成している。
【0024】
図19乃至図22に示す如く、前記ブレーキペダル30の右側に変速ペダル31を配設させるもので、ペダル軸118にペダルアーム119を介し変速ペダル31を揺動自在に支持させ、変速ペダル31に一体連結するアーム120をペダル軸118に設け、前記アーム120に足踏み解除時ペダル31を自動的に停止(速度ゼロ)位置に復帰させるバネ127とオイルダンパ128(ガススプリングでも良い)とを対向状に連結させ、踏み込んでいたペダル31から足を離したとき、オイルダンパ128の抵抗とバネ127の復動力によりペダル31が緩やかな略一定速度で戻って徐々に低速となるように構成している。
【0025】
図22に示す如く、前記ペダルアーム119の他端側には検出棒130を固設させ、ポテンショメータ形のペダル位置センサ131のセンサアーム132に検出棒130を当接させて、ペダルアーム119の足踏み操作位置をセンサ131で検出するように構成している。
【0026】
また図2に示す如く、前記変速モータ110を駆動制御して走行速度など作業速度を一定保持させるオートクルーズ電気制御用のオートクルーズスイッチ140と、変速ペダル31の同一操作量に対し変速機57の速度(速比)の関係を変更させて作業速度を微速に切換える微速制御用の微速スイッチ141と、前記オートクルーズスイッチ140のオン操作時に点灯表示させるオートクルーズ制御表示用のオートクルーズランプ143と、前記微速スイッチ141のオン操作時に点灯表示させる微速制御用の微速設定表示ランプ144を設けるもので、前記運転席13前方で操向ハンドル14近傍の操作コラム9a上面にこれらスイッチ140・141及びランプ143・144を配置させて、スイッチ140・141の容易な操作や操作の確認などを可能とさせるように構成している。
【0027】
さらに、図16に示す如く、前記油圧変速機57近傍位置に電動モータ駆動式の冷却ファン142を設置して、冷却ファン142からの冷却風でもって変速機57を外部から冷却させ変速機57内の油温の上昇を抑制するように構成している。
【0028】
そして、図23に示す如く、前記エンジン2の回転数を検出するエンジン回転センサ133と、リヤ或いはフロント出力軸63・92の回転より車速を検出する車速センサ134と、前記ブレーキペダル30の足踏み操作(入)を検出するブレーキペダルスイッチ135と、前記主変速レバー28による植付(低速前進)位置を検出する植付位置センサ136と、前記操作アーム109の変速位置を検出する変速位置センサ137と、前記油圧変速機57の油温を検出する油温センサ(サーミスタなど)138と、前記油圧変速機57の油圧力を検出する変速機油圧センサ139と、前記オートクルーズスイッチ140と、微速スイッチ141とをコントローラ145に入力接続させると共に、前記変速モータ110の駆動回路146と冷却ファン142とオートクルーズランプ143と微速設定表示ランプ144にコントローラ146を出力接続させて、変速モータ110やファン142及びランプ143・144の駆動制御を行うように構成している。
【0029】
なお、実施例にあってはブレーキペダル30と走行用ブレーキ111とをブレーキロッド113など介し機械的に連結させる構成を示したが、走行ブレーキ111を電気的に作動させるブレーキ駆動機構を設けて、ペダル30によるブレーキペダルスイッチ135の操作で走行ブレーキ111の作動や主クラッチ114の入切を行わせて良い。
【0030】
本実施例は上記の如く構成するものにして、通常の変速制御にあっては、変速ペダル31の操作量をペダル位置センサ131で検出し、その操作量に対応した位置(変速位置センサ137で検出)に変速機57の変速操作アーム109が位置するように変速モータ110を駆動制御する一方、前記オートクルーズスイッチ140のオン操作によるオートクルーズ制御にあっては走行中の該スイッチ140操作時の車速センサ134の検出値を維持するように変速モータ110を介し変速機57を増減速制御して車速を一定保持させるものである。
【0031】
図24、図25に示す如く、変速ペダル31の変速操作位置により変速モータ110の作動速度を変化させたもので、変速ペダル31の操作量(操作位置)を検出するペダル位置センサ131の検出値V1と、前記変速位置センサ137の検出値である変速位置V2をコントローラ45に読込み、変速ペダル31の操作量より操作アーム109の変速位置を計算(Va=C1V1+C2)(C1C2:定数)し、現在の操作アーム109の変速位置V2と変速ペダル31操作による変速位置Vaとが不感帯内(|V2−Va|≦K|)のとき走行停止状態とさせる。
【0032】
また図25に示す如く、現在の変速位置Vaが変速ペダル31による変速位置Vaより小(Va−V2>K)で、設定下限値V3(変速位置センサ対応値)より以下(V2≦V3)のとき、変速モータ110の作動速度を低速で操作アーム109(変速機57)を増速側に変速モータ110を駆動する。また設定下限値V3より以上(V2>V3)のとき変速モータ110の作動速度を中速で操作アーム109を増速側に変速モータ110を駆動する。機体の急発進を防止した増速制御を行う。
【0033】
一方図25(2)(3)に示す如く、現在の変速位置V2が変速ペダル31による変速位置Vaより大(V2−Va>K)のとき、操作アーム109(変速機57)を低速側とさせる変速モータ110の制御を行うもので、設定上限値V4(変速位置センサ対応値)より現在の変速位置V2が以上(V2>V4)で、ブレーキペダルスイッチ135がオフ(ブレーキオフ)のとき作動速度を低速で、変速モータ110を減速側に駆動する。またオン(ブレーキオン)のとき作動速度を高速で、変速モータ110を減速側に駆動する。現在の変速位置V2が設定上限値V4より以下(V2≦V4)、設定下限値V3より以上(V2>V3)で、ブレーキペダルスイッチ135がオフ(ブレーキオフ)のとき作動速度を中速で、変速モータ110を減速側に駆動する。またオン(ブレーキオン)のとき作動速度を高速で、変速モータ110を減速側に駆動する。さらに現在の変速位置V2が設定下限値V3より以下(V2≦V3)のときには作動速度を低速で変速モータ110を減速側に駆動する。変速機57が高速側にある場合でブレーキペダル30操作で急停止の必要がある場合などには、通常より変速モータ110の作動速度を速くし、変速モータ110を減速側に駆動する。通常時には高速側、中間の作動速度を遅くして急停止や急減速を防止する。停止寸前では変速モータ110を緩やかに減速させて機体をスムーズに停止させる。
【0034】
このように通常時は機体の急発進や急停止・急減速を防止した車速の円滑な増減速を行うと共に、高速走行で急停止を必要とする場合には急速度の減速を行って短時間での停止を行って走行の安定性を向上させるもので、特に本実施例の如き0乃至1000回転の出力を合成出力軸84より得て0発進可能とさせる作業車では、0付近の変速モータ110の作動速度を遅くして急発進を有効に防止して、田植機の場合には苗崩れや施肥ムラを防止して植付や施肥精度(均一化)の向上を図ることができる。
【0035】
上記からも明らかなように、作業速度を変速操作する変速操作部材である変速ペダル31と、作業速度を変速させる無段変速機57とを備えると共に、変速ペダル31の操作量と無段変速機57の変速位置を電気的に検出する検出手段であるペダル位置センサ131と変速位置センサ137を備え、操作量と変速位置の検出に基づいて無段変速機57の変速用アクチュエータである変速モータ110を駆動制御して、各センサ131・137の電気的検出と変速モータ110の電気的位置制御によって、変速ペダル31の操作量に対する無段変速機変速位置の正確な決定が行われて変速制御の精度向上を図ることができる。
【0036】
また、無段変速機57の変速位置に応じて変速モータ110の駆動速度を変更させたことによって、機体が急発進・急減速・急停止などするのを防止し、常に適正な速度での走行を可能とさせて走行性能を安定維持させるもので、田植機にあっては苗崩れや施肥ムラを防止して植付や施肥精度を向上させることができる。
【0037】
【発明の効果】
以上実施例から明らかなように、請求項1に係る発明は、エンジン2を搭載した走行車1の後側にリンク機構26を介して連結する植付部15と、走行車1の移動速度を変更する無段変速機57と、無段変速機57を変速操作する変速操作部材としての変速ペダル31と、変速ペダル31の操作量を電気的に検出する検出手段としてのペダル位置センサ1 31と、無段変速機57の変速位置を電気的に検出する検出手段としての変速位置センサ137と、走行車1の車速を検出する車速センサ134とを備え、変速ペダル31の操作量と無段変速機57の変速位置の検出に基づいて無段変速機57の変速用アクチュエータとしての変速モータ110を駆動制御し、無段変速機57の高速側の変速位置、中速域の変速位置、低速側の変速位置に応じて変速モータ110の作動速度を変更可能に構成した田植機において、無段変速機57の高速側の変速位置では、変速ペダル31を減速操作したときに、無段変速機57の中速域の変速位置よりも、変速モータ110の減速方向の作動速度を遅くするように構成する構造であって、無段変速機57が高速側の変速位置に切換えられた状態で、ブレーキペダル30を制動操作したときに、変速ペダル31の減速操作だけのときよりも、変速モータ110の減速方向の作動速度を早くし、且つ走行車1が停止する直前で変速モータ110の減速方向の作動速度を遅くするように構成したもので、走行車1の急発進・急減速・急停止等を防止でき、苗崩れや施肥ムラを防止して植付や施肥精度を向上できるものでありながら、高速走行で急停止を必要とする場合には、前記無段変速機57を急速に減速して短時間で停止できるものである。
【0038】
【図面の簡単な説明】
【図1】田植機の全体側面図である。
【図2】田植機の全体平面図である。
【図3】走行車体の側面図である。
【図4】走行車体の平面図である。
【図5】車体フレームの側面図である。
【図6】駆動部の側面説明図である。
【図7】駆動部の平面説明図である。
【図8】サイドクラッチ操作系の側面説明図である。
【図9】サイドクラッチ操作系の平面説明図である。
【図10】車体の斜視説明図である。
【図11】ミッションケースの断面図である。
【図12】同走行駆動部の説明図である。
【図13】遊星ギヤ機構の説明図である。
【図14】ミッションケースの部分図である。
【図15】遊星ギヤ機構の断面図である。
【図16】ミッションケースのギヤ配列説明図である。
【図17】出力説明図である。
【図18】合成出力軸の出力説明図である。
【図19】操作部の斜視説明図である。
【図20】操作部の側面説明図である。
【図21】ペダル部の斜視説明図である。
【図22】変速ペダル部の側面図である。
【図23】制御回路図である。
【図24】フローチャートである。
【図25】変速ペダルと変速機の関係線図である。
【符号の説明】
1 走行車
2 エンジン
15 植付部
26 リンク機構
30 ブレーキペダル
31 変速ペダル(変速操作部材)
57 無段変速機
110 変速モータ(アクチュエータ)
131 ペダル位置センサ(検出手段)
134 車速センサ
137 変速位置センサ(検出手段)
Claims (1)
- エンジンを搭載した走行車の後側にリンク機構を介して連結する植付部と、前記走行車の移動速度を変更する無段変速機と、前記無段変速機を変速操作する変速操作部材と、前記変速操作部材の操作量と前記無段変速機の変速位置を電気的に検出する検出手段と、前記走行車の車速を検出する車速センサとを備え、前記変速操作部材の操作量と前記無段変速機の変速位置の検出に基づいて前記無段変速機の変速用アクチュエータを駆動制御し、前記無段変速機の高速側の変速位置、中速域の変速位置、低速側の変速位置に応じて前記変速用アクチュエータの作動速度を変更可能に構成した田植機において、
前記無段変速機の高速側の変速位置では、前記変速操作部材を減速操作したときに、前記無段変速機の中速域の変速位置よりも、前記変速用アクチュエータの減速方向の作動速度を遅くするように構成する構造であって、
前記無段変速機が高速側の変速位置に切換えられた状態で、ブレーキペダルを制動操作したときに、前記変速操作部材の減速操作だけのときよりも、前記変速用アクチュエータの減速方向の作動速度を早くし、且つ前記走行車が停止する直前で前記変速用アクチュエータの減速方向の作動速度を遅くするように構成したことを特徴とする田植機。
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