JP4095885B2

JP4095885B2 - 移植機

Info

Publication number: JP4095885B2
Application number: JP2002350293A
Authority: JP
Inventors: 隆布野; 哲男芝田; 二郎進; 真一小山
Original assignee: MITSUBISHI NOUKI KABUSHIKI KAISHA
Current assignee: MITSUBISHI NOUKI KABUSHIKI KAISHA
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2022-12-02
Also published as: JP2004180562A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、植付駆動軸の回転に周期的な速度変動を生じさせる不等速変換機構を備えた移植機の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、回転式の植付機構を備える移植機が普及している。この種の植付機構は、回転ケースの両端部に設けられる一対の植付爪が、回転ケースの回転に伴って苗載台から苗を掻取り、この苗を土中に植付けるように構成されている。このような植付機構では、植付爪が適正な軌跡を描いて周期運動するように、回転ケース内に非円形ギヤ列、偏心ギヤ列などの不等速伝達機構を組み込み、該不等速伝達機構によって植付爪支持ケースの姿勢をコントロールしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記のように構成された植付機構では、不等速伝達機構のガタ（バックラッシュ）を取るために、回転ケース内にガタ取り機構を備えている。更に、特許文献１に示されるものでは、回転ケースの駆動トルクを均等化するために、植付駆動軸にブレーキ機構を備えている。
【０００４】
また、近年では、植付駆動軸の回転に周期的な速度変動を生じさせる不等速変換機構を設け、植付周期（植付株間）を変えることなく、植付機構の苗掻取動作速度及び土中動作速度を増速させることが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。このように構成された移植機によれば、植付機構の苗掻取性能及び苗植付性能を向上させることができるだけでなく、株間設定を広くしても苗の引き摺りを抑制することが可能になる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２６６１２２号公報（第５頁、第１２図）
【特許文献２】
特開平９−２９号公報（第３頁、第３図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献２に示されるものの如く、植付駆動軸を不等速回転させる場合、不等速変換機構の減速域では、植付機構（回転ケース）の慣性力により、植付駆動軸の回転が駆動力よりも先行するという問題がある。これは、不等速変換機構から植付駆動軸に至る伝動機構のガタに起因し、このガタが大きいと、植付機構が受ける衝撃などによって、掻取った苗が植付爪から脱落する可能性がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、植付駆動軸の回転に伴って苗載台から苗を掻取り、この苗を土中に植え付ける植付機構と、前記植付駆動軸の回転に周期的な速度変動を生じさせる不等速変換機構とを備え、該不等速変換機構によって前記植付機構の苗掻取動作速度及び土中動作速度を増速させる移植機において、前記不等速変換機構から植付駆動軸に至る伝動機構中に、該伝動機構に対して周期的にブレーキ力を作用させるブレーキ機構を設けると共に、該ブレーキ機構のブレーキ作用域を、前記植付機構が苗掻取りを開始してから土中突入し、下死点越えする経路に設定するにあたり、該ブレーキ作用は、最速状態で開始される苗掻取り直後の苗掻取り過程でブレーキ作用を開始し、苗掻取りをしてから土中に突入する以前の過程でブレーキ力を最大にして植付駆動軸の回転を最遅にし、該最遅になった位置を過ぎて土中突入位置に達するとブレーキ力の解除が開始され、下死点を越えた直後の植付駆動軸の回転が最速になる位置の手前で前記ブレーキ解除が終了するように設定されていることを特徴とする移植機である。つまり、不等速変換機構により植付動力が減速されても、苗掻取位置近傍と最遅位置近傍との間では、ブレーキ機構が植付駆動軸の先行回転を制動するため、植付機構の先行動作によって植付爪から苗が脱落してしまう不都合を回避することができる。
請求項２の発明は、前記ブレーキ機構は、前記植付駆動軸に設けられるカムと、このカムに弾圧的に接当するブレーキアームとを備えて構成されることを特徴とする請求項１に記載の移植機である。この場合においては、不等速変換機構から植付駆動軸に至る伝動機構の最終軸でブレーキ力を作用させることにより、伝動機構全体のガタ取りを効率良く行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態の一つを図面に基づいて説明する。但し、図１〜図１４では、ブレーキ機構を省略するものとする。図面において、１は乗用田植機の走行機体であって、該走行機体１は、機体前部に搭載されるエンジン（図示せず）と、エンジン動力を入力するミッションケース２と、フロントアクスルケース３を介して取付けられる左右一対の前輪４と、リヤアクスルケース５を介して取付けられる左右一対の後輪６とを備える。エンジン動力は、ベルト式無段変速機構７を介してミッションケース２に入力される。ミッションケース２に入力されたエンジン動力は、主クラッチ機構８の伝動下手側から、フロントアクスルケース３およびリヤアクスルケース５に伝動されると共に、株間変速機構９を介して植付ＰＴＯ軸１０に伝動される。株間変速機構９は、二枚の変速ギヤ１１ａ、１１ｂが設けられる第一変速動作部１１と、三枚の変速ギヤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃが設けられる第二変速動作部１２とを備えて構成され、各変速動作部１１、１２の変速動作に応じて植付ＰＴＯ軸１０の回転速度（車速に対する相対速度）が六段階に変速される。
【０００９】
走行機体１の後部には、昇降リンク機構１ａを介して植付作業部１３が連結されている。植付作業部１３は、昇降リンク機構１ａにローリング自在に連結される植付フレーム１４と、該植付フレーム１４の上方に左右往復動自在に設けられる苗載台１５と、上記植付フレーム１４の左右中間部に取付けられる入力ケース１６と、上記植付フレーム１４に対して左右方向に所定間隔を存して取り付けられ、植付フレーム１４から後方に延出する複数の植付伝動ケース１７と、該植付伝動ケース１７の後端部に設けられる植付機構１８と、上記植付伝動ケース１７の下方に上下揺動自在に設けられるフロート１９とを備えて構成される。
【００１０】
入力ケース１６は、前記植付ＰＴＯ軸１０から植付動力を入力する入力軸２０を備える。入力ケース１６に入力された植付動力は、植付伝動軸２１を介して各植付伝動ケース１７の前端部に伝動され、さらに、植付伝動ケース１７に伝動された植付動力は、植付伝動ケース１７の後端部に貫通状に軸承される植付駆動軸２２に対し、チェン伝動機構２３を介して伝動される。
【００１１】
植付駆動軸２２の両端部もしくは一端部には、植付機構１８を構成する回転ケース２４が一体的に設けられる。回転ケース２４には、植付駆動軸２２に回動自在に支持され、かつ植付伝動ケース１７側に噛合して回り止めされる太陽ギヤ２５と、該太陽ギヤ２５に対して１８０゜位置をずらして噛合する一対の中間ギヤ２６と、各中間ギヤ２６に噛合する遊星ギヤ２７とが内装されている。
【００１２】
回転ケース２４の両端部には、植付爪支持ケース２８が設けられる。各植付爪支持ケース２８は、その先端部に植付爪２９を備える一方、基端部には筒状軸３０が一体的に突設される。筒状軸３０は、回転ケース２４の両端部に回動自在に支持されると共に、各遊星ギヤ２７に一体的に結合されている。つまり、植付駆動軸２２の駆動に伴って回転ケース２４が回転すると、中間ギヤ２６が太陽ギヤ２５の周囲を公転しながら自転すると共に、遊星ギヤ２７が逆回りに自転し、それに伴って植付爪支持ケース２８が植付駆動軸２２を中心として公転しつつ筒状軸３０を中心として逆方向に自転する。従って、植付爪支持ケース２８は、回転ケース２４が回転しても、前下方を向く姿勢に保たれる。
【００１３】
太陽ギヤ２５、中間ギヤ２６および遊星ギヤ２７は、何れも偏芯ギヤで構成されており、該偏芯ギヤの角速度は、植付爪２９の先端が苗載台１５の下端部から苗を掻取った後、前方に膨らむ円弧を描きながら土中の植付位置に達し、その後は直線的に上昇するという半月状の静止軌跡（走行停止時の先端運動軌跡）を描くように設定される。また、一方の植付爪２９が苗載台１５から苗を掻取るとき、それと同時に他方の植付爪２９が植付けを実行し、また、他方の植付爪２９が苗載台１５から苗を掻取るとき、それと同時に一方の植付爪２９が植付けを実行するよう植付爪２９の位置および軌跡が設定される。これにより、回転ケース２４が一回転する毎に二回の植付けを実行することが可能になる。
【００１４】
入力ケース１６においては、入力軸２０が入力した植付動力がベベルギヤ機構３１を介して第一伝動軸３２に伝動される。第一伝動軸３２の動力は、第二伝動軸３３を介して前記植付伝動軸２１に伝動されると同時に、横送り伝動軸３２ａを介して横送り変速ケース３４にも伝動される。横送り変速ケース３４は、植付フレーム１４の右端部に取り付けられており、横送り伝動軸３２ａから入力した横送り動力を、内部の横送り変速機構３４ａで変速した後、苗載台横送り軸３５に伝動するように構成される。苗載台横送り軸３５は、無端状のラセン溝を有するスクリュー軸であり、その回転に応じて苗載台１５が往復状に横送りされる。
【００１５】
第一伝動軸３２と第二伝動軸３３との間には、不等速変換機構３６が介設されている。不等速変換機構３６は、互いに噛合する一対の偏芯ギヤ３６ａ、３６ｂを介して動力伝動を行うことにより、回転ケース２４の回転速度に周期的な速度変動を生じさせる。植付動力伝動経路における不等速変換機構３６の介設位置は、植付機構１８の伝動上手側で、且つ、株間変速機構９および横送り変速ケース３４よりも伝動下手側である。これにより、株間変速に伴って回転ケース２４の速度変動位置がずれたり、苗載台１５の横送り速度が不等速になって振動が発生する等の不都合を解消される。しかも、不等速変換機構３６は、各植付駆動軸２２に動力を分配する植付伝動軸２１よりも伝動上手側に介設されるので、複数設けられる回転ケース２４の回転速度を一箇所で不等速変換することが可能になる。
【００１６】
また、不等速変換機構３６は、入力ケース１６の外部に配置されると共に、着脱容易なカバー３７で覆蓋される。カバー３７を外すと、偏芯ギヤ３６ａ、３６ｂが露出し、その交換が可能になる。従って、作業条件（植付け株間等）の変更に際し、偏芯ギヤ３６ａ、３６ｂを変速量が異なる偏芯ギヤに交換することによって、作業条件に適合する不等速変換を行うことが可能になる。
【００１７】
第二伝動軸３３と植付伝動軸２１との間には、減速機構３８が介設される。減速機構３８の減速比は、回転ケース２４に設けられる植付爪支持ケース２８（植付爪２９）の個数（回転ケース２４が一回転中に行う植付回数）の整数倍に設定される。これにより、偏芯ギヤ３６ａ、３６ｂが一回転中に発生させる増速域が一回であっても、各植付爪２９に同様の速度変動を生じさせることが可能になる。また、減速機構３８は、各植付駆動軸２２に動力を分配する植付伝動軸２１よりも伝動上手側に介設されるので、複数の植付機構１８を備えるものでありながら、植付け爪２９の個数に応じた減速を一箇所で行うことが可能になる。
【００１８】
次に、回転ケース２４の増減速領域設定および最速位置設定について説明する。図１０は、植付爪の静止軌跡を示す側面図である。この図に示すように、各回転ケース２４に設けられる植付爪２９の個数が２である本実施形態においては、植付動力伝動経路に、前述の不等速変換機構３６および減速機構３８を介設することにより、回転ケース２４の回転速度に増速域Ａ、Ｃと減速域Ｂ、Ｄを発生させる。これにより、各植付爪２９の掻取運動速度および土中運動速度が増速される一方、掻取苗を保持している中間運動域の運動速度が減速される。また、各増速域Ａ、Ｃには、略１８０゜ずらして二つの最速位置Ｅ、Ｆが存在し、各減速域Ｂ、Ｄには、略１８０゜ずらして二つの最遅位置Ｇ、Ｈが存在する。一方の最速位置Ｅは、植付爪２９が苗を植付けた直後（土中）となるように設定される一方、他方の最速位置Ｆは、植付爪２９が苗を掻取るときに合致するように設定される。以下、株間を広く設定（例えば２４ｃｍ）した場合における植付爪２９のランニング軌跡を示し、該ランニング軌跡に基づいて本実施形態の作用を説明する。
【００１９】
図１１は、従来のランニング軌跡を示す説明図である。この図に示すように、不等速変換を行わない従来のものでは、株間を広く設定（車速に対する植付速度を遅くする。）すると、土中における植付爪２９の運動速度が不足することから、機体進行に伴う植付爪２９の土中前方移動量が大きくなり、植え付けた苗が植付爪２９によって引き摺られる可能性がある。
【００２０】
図１２は、最下点を最速位置にした場合のランニング軌跡を示す説明図である。この図に示すように、植付爪２９の最下点（１２０゜）を最速位置とした場合には、土中における植付爪２９の運動速度が増速されることから、機体進行に伴う植付爪２９の土中前方移動量が小さくなる。しかしながら、苗を植え付けた後における植付爪２９の引き上げ速度が十分ではなく、植付爪２９の上昇時に植付苗に干渉する可能性がある。
【００２１】
図１３は、本発明のランニング軌跡を示す説明図である。この図に示すように、植付爪２９が苗を植付けた直後（１４０゜）を最速位置Ｅとした場合には、土中における植付爪２９の運動速度が増速されることから、機体進行に伴う植付爪２９の土中前方移動量が小さくなる。また、図１２に示すものに比べ、苗を植え付けた後における植付爪２９の引き上げ速度が速くなり、植付爪２９と植付苗との干渉が回避される。しかも、１８０゜ずらして設定される他方の最速位置Ｆが、苗を掻取るタイミングに一致し、掻取り性能の向上も図られることになる。
【００２２】
次に、本発明が特徴とするブレーキ機構４０を図１５〜図１９に沿って説明する。これらの図面に示すように、ブレーキ機構４０は、カム４１、アーム支持ケース４２、ブレーキアーム４３、連結アーム４４、付勢ロッド４５及びブラケット４６を備えて構成される。カム４１は、１８０゜ずらして形成される二つのブレーキ作用域４１ａと、１８０゜ずらして形成される二つのブレーキ解除域４１ｂとを交互に有する非円形カムであり、植付駆動軸２２に一体的に取り付けられている。アーム支持ケース４２は、植付伝動ケース１７の後端部に一体的に取り付けられ、ブレーキアーム４３の支軸部４３ａを回動自在に支持している。ブレーキアーム４３は、先端部にローラ４３ｂを有し、このローラ４３ｂが植付伝動ケース１７内でカム４１のカム面に接当される。ブレーキアーム４３の支軸部４３ａは、他端側が植付伝動ケース１７から突出し、連結アーム４４の基端部に一体的に連結される。付勢ロッド４５は、植付伝動ケース１７に設けられるブラケット４６と、連結アーム４４の先端部との間に介設され、スプリング４５ａによって連結アーム４４を引張り方向に付勢している。これにより、ブレーキアーム４３のローラ４３ｂは、付勢ロッド４５の付勢力でカム４１のカム面に弾圧状に接当し、植付駆動軸２２にブレーキ力を作用させることになる。
【００２３】
上記のように構成されたブレーキ機構４０は、図１９に示すように、ローラ４３ｂがカム４１の底部から頂部に至るまでの間（ブレーキ作用域４１ａ）、植付駆動軸２２にブレーキ力を作用させる一方、ローラ４３ｂがカム４１の頂部から底部に至るまでの間（ブレーキ解除域４１ｂ）、植付駆動軸２２へのブレーキ力を解除することになる。従って、ブレーキ作用域４１ａでは、前述した不等速変換機構３６から植付駆動軸２２に至る伝動機構のガタ取りが行われると共に、不等速変換機構３６の減速域において、慣性による植付駆動軸２２の先行回転を防止することが可能になる。
【００２４】
次に、ブレーキ機構４０のブレーキ作用域設定及びブレーキ解除位置設定について、図１０を参照して説明する。この図に示すように、ブレーキ機構のブレーキ作用域について、前記植付機構４０が苗掻取りを開始してから土中突入し、下死点越えする経路に設定するにあたり、該ブレーキ作用は、最速状態で開始される苗掻取り開始位置Ｆ直後の苗掻取り過程でブレーキ作用を開始し、苗掻取りをしてから土中に突入する以前の過程でブレーキ力を最大にして植付駆動軸の回転を最遅にし、該最遅になった位置を過ぎて土中突入位置に達するとブレーキ力の解除が開始され、下死点を越えた直後の植付駆動軸の回転が最速になる位置の手前で前記ブレーキ解除が終了するように設定されている。つまり、植付爪２９が最速位置Ｆを過ぎると、植付駆動軸２２に対するブレーキ機構４０のブレーキ作用が開始され、そのブレーキ力は、最遅位置Ｇの手前で最大となる（図１５）。つまり、ブレーキ機構４０のブレーキ作用域は、植付機構１８の苗掻取位置近傍と最遅位置近傍との間に設定されるので、この区間で不等速変換機構３６が植付動力を減速しても、植付駆動軸２２の慣性による先行回転が規制される。これにより、植付駆動軸２２の先行回転によって衝撃が発生するという従来の問題点を解消することが可能になる。
【００２５】
更に、植付爪２９が最遅位置Ｇを過ぎ、土中突入位置に達すると、ブレーキ機構４０においてブレーキ力の解除が開始され、最速位置Ｅの手前でブレーキ解除が終了する（図１７）。つまり、ブレーキ機構４０のブレーキ力を、不等速変換機構３６の増速域で解除することにより、ブレーキ解除の反力で植付機構１８が先行動作することを防止している。しかも、ブレーキ機構４０のブレーキ解除位置（図１６）は、植付爪２９が下死点に到達する直前位置となるため、ブレーキ解除の反力を利用し、植付機構１８の下死点越えを補助することが可能になる。
【００２６】
叙述の如く構成されたものにおいて、植付駆動軸２２の回転に伴って苗載台１５から苗を掻取り、この苗を土中に植え付ける植付機構１８と、前記植付駆動軸２２の回転に周期的な速度変動を生じさせる不等速変換機構３６とを備え、該不等速変換機構３６によって前記植付機構１８の苗掻取動作速度及び土中動作速度を増速させる乗用田植機であって、前記不等速変換機構３６から植付駆動軸２２に至る伝動機構中に、該伝動機構に対して周期的にブレーキ力を作用させるブレーキ機構４０を設けると共に、該ブレーキ機構４０のブレーキ作用域を、前記植付機構１８の苗掻取位置近傍と最遅位置近傍との間に設定したため、不等速変換機構３６により植付動力が減速されても、苗掻取位置近傍と最遅位置近傍との間では、ブレーキ機構４０が植付駆動軸２２の先行回転を制動することになり、その結果、植付機構１８の先行動作によって植付爪２９から苗が脱落してしまう不都合を回避することが可能になる。
【００２７】
また、前記ブレーキ機構４０のブレーキ力は、前記植付機構１８の最遅位置Ｇと最速位置Ｅとの間で解除されるため、常時、ブレーキ力を作用させる場合に比べ、動力のロスを減らすことができる。しかも、不等速変換機構３６の増速域でブレーキ解除を行うことにより、ブレーキ解除の反力によって植付機構１８が先行動作してしまう不都合も回避することができる。
【００２８】
また、前記ブレーキ機構４０のブレーキ解除位置は、前記植付機構１８の植付爪２９が下死点に到達する直前位置に設定されるため、ブレーキ解除の反力を利用し、植付機構１８の下死点越えを補助し、下死点付近における植付機構１８の動作をスムーズにすることができる。
【００２９】
また、前記ブレーキ機構４０は、前記植付駆動軸２２に設けられるカム４１と、このカム４１に弾圧的に接当するブレーキアーム４３とを備えて構成されるため、不等速変換機構３６から植付駆動軸２２に至る伝動機構の最終軸でブレーキ力を作用させ、伝動機構全体のガタ取りを効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】乗用田植機の側面図である。
【図２】走行機体における走行動力および植付動力の伝動構造を示す展開図である。
【図３】株間変速機構を示す展開図である。
【図４】植付作業部の側面図である。
【図５】走行機体および植付作業部における植付動力の伝動経路を示す展開図である。
【図６】植付作業部における植付動力の伝動経路を示す展開図である。
【図７】植付機構の側面断面図である。
【図８】同上平面断面図である。
【図９】（Ａ）は不等速変換機構の側面図、（Ｂ）は不等速変換機構の出力回転角速度を示すグラフ、（Ｃ）は減速機構の出力回転角速度を示すグラフである。
【図１０】植付爪の静止軌跡を示す側面図である。
【図１１】従来のランニング軌跡を示す説明図である。
【図１２】最下点を最速位置にした場合のランニング軌跡を示す説明図である。
【図１３】本発明のランニング軌跡を示す説明図である。
【図１４】各種のランニング軌跡を比較した説明図である。
【図１５】ブレーキ力最大位置を示すブレーキ機構の側面図である。
【図１６】ブレーキ解除位置を示すブレーキ機構の側面図である。
【図１７】ブレーキ解除終了位置（不等速変換機構の最速位置）を示すブレーキ機構の側面図である。
【図１８】ブレーキ機構の後面図である。
【図１９】ブレーキ機構のカムを示す側面図である。
【符号の説明】
１走行機体
１３植付作業部
１５苗載台
１７植付伝動ケース
１８植付機構
２２植付駆動軸
２４回転ケース
２８植付爪支持ケース
２９植付爪
３６不等速変換機構
３８減速機構
４０ブレーキ機構
４１カム
４１ａブレーキ作用域
４１ｂブレーキ解除域
４３ブレーキアーム
４３ｂローラ
４４連結アーム
４５付勢ロッド
４５ａスプリング
Ａ、Ｃ増速域
Ｂ、Ｄ減速域
Ｅ、Ｆ最速位置
Ｇ、Ｈ最遅位置

Claims

植付駆動軸の回転に伴って苗載台から苗を掻取り、この苗を土中に植え付ける植付機構と、前記植付駆動軸の回転に周期的な速度変動を生じさせる不等速変換機構とを備え、該不等速変換機構によって前記植付機構の苗掻取動作速度及び土中動作速度を増速させる移植機において、前記不等速変換機構から植付駆動軸に至る伝動機構中に、該伝動機構に対して周期的にブレーキ力を作用させるブレーキ機構を設けると共に、該ブレーキ機構のブレーキ作用域を、前記植付機構が苗掻取りを開始してから土中突入し、下死点越えする経路に設定するにあたり、該ブレーキ作用は、最速状態で開始される苗掻取り直後の苗掻取り過程でブレーキ作用を開始し、苗掻取りをしてから土中に突入する以前の過程でブレーキ力を最大にして植付駆動軸の回転を最遅にし、該最遅になった位置を過ぎて土中突入位置に達するとブレーキ力の解除が開始され、下死点を越えた直後の植付駆動軸の回転が最速になる位置の手前で前記ブレーキ解除が終了するように設定されていることを特徴とする移植機。
前記ブレーキ機構は、前記植付駆動軸に設けられるカムと、このカムに弾圧的に接当するブレーキアームとを備えて構成されることを特徴とする請求項１に記載の移植機。