JP4274969B2

JP4274969B2 - 田植機

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Publication number: JP4274969B2
Application number: JP2004051656A
Authority: JP
Inventors: 富穂田中; 藤井　　健次; 竹男久保下; 康三小池; 善清中川; 哲也松村
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2004-02-26
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2024-02-26
Also published as: JP2005237281A

Description

本発明は、苗のせ台に載置収容した苗を回転式の苗植付け機構で切り出して植付けるよう構成した田植機に関する。

回転式の苗植付け機構で大きい株間(例えば２４〜２８ｃｍ）での疎植を行うと、走行
速度に対する植付け機構駆動速度が相当遅くなって、植付け爪の田面への突入時間が長くなり、植付け爪によって田面に形成される溝が前後に長くなり、植付け苗の姿勢が悪化したり倒れたりする。

そこで、この疎植を行う際には、植付け爪が一巡する時間を旧来と同じにしながら田面への突入工程での作動速度を速くするように植付け機構を不等速で駆動することで、上記不具合を解消する技術が開発されており、その一例として、特許文献１に開示されているように、苗植付け機構への伝動系（ＰＴＯ伝動系）に、走行速度に対する植付け機構駆動速度を変速する株間変速機構５４と、等速伝動状態と不等速伝動状態とに切換え自在なＰＴＯ角速度変更機構５５とを直列に配置して設けたものが知られている。

特開昭６３-６８０１６号公報（図１１）

特許文献１に記載の技術によると、疎植作業時における植付け爪先端の対地移動動軌跡を改善して安定した姿勢での植付けを行うことができるものであるが、株間変速機構とＰＴＯ角速度変更機構とを別個に操作するものであったために、株間変速機構を標準の小さい株間に選択操作した際にはＰＴＯ角速度変更機構を等速伝動状態に切換えておく必要があり、これを忘れると標準株間の植付け時における植付け爪先端の対地移動軌跡を悪化させてしまうおそれがあった。

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、標準株間での植付け作業から株間の大きい疎植での植付け作業を操作間違いなく良好な植付け姿勢で行うことができるようにすることを主たる目的としている。

第１の発明は、植付け爪の先端が循環回動軌跡を描いて苗のせ台と田面の間を上下方向に往復循環移動するように駆動される植付け機構を備えるとともに、前記植付け機構への伝動系に、走行速度に対する植付け機構駆動速度を変速する株間変速機構と、等速伝動状態と不等速伝動状態とに切換え自在な伝動切換え装置とを直列に配置して設けた田植機において、
前記株間変速機構を変速操作する変速操作軸と、前記伝動切換え装置を切換え操作する切換え操作軸と、前記変速操作軸及び切換え操作軸の一方に連設された操作カムとを備え、前記操作カムに融通部を形成して、前記融通部と前記変速操作軸及び切換え操作軸の他方とをロッドを介して連動連結し、前記株間変速機構が複数段の標準株間位置に操作されている時には、前記融通部の作用により前記操作カムと前記ロッドとが連動せず前記伝動切換え装置が等速伝動位置に切換え維持されるとともに、前記株間変速機構が大きい株間を現出する疎植位置に操作されると、前記融通部が作用せず前記操作カムと前記ロッドとが連動して前記伝動切換え装置が不等速伝動位置に切換えられるように、前記変速操作軸と前記切換え操作軸とを連係してあることを特徴とする。

上記構成によると、株間変速機構を標準株間位置のいずれかに操作している状態では、融通部の作用により操作カムとロッドとが連動せず伝動切換え装置は等速伝動位置に切換え維持され、田面に大きい爪跡をあけない植付けを行うことができ、また、株間変速機構を疎植位置に操作すると、融通部が作用せず操作カムとロッドとが連動して伝動切換え装置が自動的に不等速伝動位置に切換えられ、田面突入工程で植付け爪の移動速度が速くなる植付け作動が行われ、走行速度に対して植付け機構の駆動速度が遅い疎植を行うものでありながら田面に大きい爪跡をあけない植付けを行うことができる。

従って、第１の発明によれば、株間変速機構を標準株間位置に操作している状態で伝動切換え装置が不等速伝動位置に操作されている状態が現出されることがなく、どのような株間での植付けにおいても植付け苗の姿勢乱れや倒れのない良好な植付けを行うことが可能となった。

第２の発明は、上記第１の発明において、
前記株間変速機構における前記疎植位置を複数段備えるとともに、前記伝動切換え装置に、複数の前記疎植位置に対応して不等速特性の異なる複数段の不等速伝動位置を備えてあることを特徴とする。

上記構成によると、株間の異なる疎植に対してそれぞれ好適な対地軌跡で植付け爪を駆動することができ、第１の発明の上記効果をもたらすとともに、植付け可能な株間範囲をより広いものにでき、汎用性を高めることができる。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、
前記伝動切換え装置における伝動上手側の伝動軸と伝動下手側の伝動軸とに亘って複数組の常噛みギヤ対を備え、一方の伝動軸にはギヤ群を固着するとともに、他方の伝動軸にはギヤ群を遊嵌支持し、ギヤ群を遊嵌支持した伝動軸の中心に軸心方向にシフト操作自在な前記切換え操作軸を挿通するとともに、前記切換え操作軸に備えた伝動片を、遊嵌支持したギヤ群の一つに内周から係合させて伝動用の常噛みギヤ対を択一選択するよう構成してあることを特徴とする。

複数の常噛みギヤ対を択一選択する手段として、伝動軸の外周部に嵌入装着したシフトキーを軸心方向にスライド操作して同様な伝動切換えを行うものが知られているが、この構造ではシフトキーをスライド操作するフォーク部材などの操作機構を伝動ケースに内装する必要があり、操作構造が複雑で部品点数も多くなるが、第３の発明に係る上記構成によると、伝動軸の中心に挿通した切換え操作軸を伝動軸の軸端外方から直接に押し引き操作することができ、第１または第２の発明の上記効果をもたらすとともに、操作構造を構造簡単で部品点数を少なくすることができる。

第４の発明は、上記第３の発明において、
一方の前記伝動軸に外嵌固定するギヤ群の中心孔にはギヤ固定用のキーが嵌入するキー溝を形成するとともに、他方の前記伝動軸に遊嵌支持するギヤ群の中心孔には前記伝動片が係入する係合溝を形成し、前記キー溝と前記係合溝とを同一仕様に構成してあることを特徴とする。

ここで、植付け爪駆動用の上記伝動切換え装置では、植付け爪の作動位相と不等速特性を常に対応させるために、一対の伝動軸間の伝動比は１：１に設定されている。従って、常時噛みあい等速連動されている駆動側ギヤと従動側ギヤは同一径となり、また、常時噛みあい不等速連動されている駆動側ギヤと従動側ギヤは同一形状の偏心ギヤや非円形ギヤとなる。しかも、これらギヤ群の係合溝とキー溝を同一仕様にすることで駆動側ギヤと従動側ギヤを共用することができ、ギヤ種類を少なくしてコスト低減を図ることができる。

図１に本発明に係る田植機の全体側面が、また、図２にその全体平面がそれぞれ示されている。この田植機は、操向自在な左右一対の前輪１と操向不能な左右一対の後輪２とを備えた四輪駆動型の走行機体３の後部に、６条植え仕様の苗植付け装置４が油圧シリンダ５によって駆動されるリンク機構６を介して昇降自在に連結されるとともに、機体後部に６条仕様の施肥装置７が装備され、かつ、予備苗を複数段に載置収容する予備苗のせ台１５が機体前部の左右に配備された構造となっている。

前記走行機体３における機体フレーム８の前部には、前輪１を軸支したミッションケース９が連結固定されるとともに、機体フレーム８の後部には、後輪２を軸支した後部伝動ケース１０がローリング自在に支持されている。また、ミッションケース９の前側に、横軸型のエンジン１１が配備されるとともに、エンジン１１の後方に位置する搭乗運転部に、前輪１を操向操作するためのステアリングハンドル１２、運転座席１３、ステップ１４、などが備えられている。

前記苗植付け装置４は、６条分の苗を載置して左右方向に設定ストロークで往復移動される苗のせ台１６、苗のせ台１６の下端から１株分づつ苗を切り出して圃場に植付けてゆく６組の回転式の植付け機構１７、植付け箇所を整地する３個の整地フロート１８、等を備えて構成されている、また、前記植付け機構１７は、図５に示すように、植付けケース１９の後端部に支承された回転ケース２０、回転ケース２０の両端に備えた爪ケース２１、および、各爪ケース２１に装着された植付け爪２２、および、植付け爪２２に沿ってスライド駆動される苗押し出し具２３、等で構成されており、回転ケース２０が前方に１回転することで、内装したギヤ駆動機構を介して爪ケース２１が逆方向に不等速で１回転自転駆動されることで、植付け爪２２の先端が所定の縦長の循環移動軌跡Ｓをもって循環回動し、循環移動軌跡Ｓの上部において苗のせ台１６の下端から一株の苗を切り出し、取り出した苗を循環移動軌跡Ｓの下端において苗押し出し具２３で田面に押し込むように構成されている。

前記施肥装置７は、運転座席１３と苗植付け装置４との間において走行機体３上に搭載されており、粒状の肥料を貯留する肥料ホッパー２５、この肥料ホッパー２５内の肥料を設定量づつ繰り出す繰出し機構２６、繰り出された肥料を供給ホース２７を介して整地フロート１８に備えた作溝器２８に風力搬送する電動ブロア２５、などを備えており、植付け苗の横側に沿って作溝器２８で形成した施肥溝に肥料を送り込んで埋設するよう構成されている。

前記ミッションケース９の左側面には、前記エンジン１１にベルト連動された油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）からなる主変速装置３１が連結装備されており、この主変速装置３１を操作するための主変速レバー３２が、前記ステアリングハンドル１２の左横脇に配置されている。この主変速レバー３２は、中立停止位置から前方への揺動操作によって前進速度の変更が、また、中立停止位置から後方への揺動操作によって後進速度の変更が可能となっている。

図３に示すように、ミッションケース９内には、前記主変速装置３１からの出力を高低二段に変速するギヤ式の副変速機構３３と、この副変速機構３３からの出力を左右の前輪１に伝達するデフロック付きのデフ機構３４とが設置され、ミッションケース後部から取り出された走行系動力が伝動軸３５を介して後部伝動ケース１０に伝達されるようになっている。また、図４に示すように、ミッションケース９内には、走行伝動系から分岐した植付け系の動力を５段に変速する株間変速機構３６と、苗植付け装置４への動力伝達用のＰＴＯ軸３７、このＰＴＯ軸３７からの動力伝達を断続する植付けクラッチ３８、等が装備されている。

なお、機体後部の下方には、伝動軸３５を介して後部伝動ケース１０に伝達される走行系動力によって駆動される動力取出しケース３９が配備されており、この動力取出しケース３９によってクランク駆動される押し引きロッド４０が前記施肥装置７の繰出し機構２２に連動連結され、走行速度と同調した速度で繰出し機構２２が駆動されており、これによって、走行速度に関係なく単位面積当たりの施肥量が設定値（設定調節は可能）に維持されるようになっている。

図６に示すように、前記株間変速機構３６は、駆動側の伝動軸４１に５枚のギヤＧ１〜Ｇ５が遊嵌装着されるとともに、この遊嵌ギヤＧ１〜Ｇ５のそれぞれに常時噛み合いする５枚のギヤＧ６〜Ｇ１０が従動側の伝動軸４２にキー連結されており、駆動側の伝動軸４１の中心に挿入した変速操作軸４３を軸心方向にシフトして変速操作軸４３に備えた大径カム部４４によって伝動軸４１に係合支持した伝動ボール４５を半径方向外方に押し出し変位させて、ギヤＧ１〜Ｇ５のいずれか一つの中心孔に係合させることで、５組の常噛みギヤ対の内の一組のみを選択して噛み合い伝動を行い、従動側の伝動軸４２を５段に変速することができるように構成されている。

上記株間変速機構３６を変速操作する変速操作軸４３はミッションケース９の右横外方に突出され、図１０に示すように、ステップ１４の下方に縦軸心ａ周りに揺動自在に配備された株間変速レバー４６に連動連結されている。前記株間変速レバー４６のグリップ部４６ａは、ステップ１４に形成した操作用開口４７に上方に突出しないように臨設されて、運転時の足元を広くしている。

ここで、株間変速機構３６によって選択される５段の株間変速位置Ｐ１〜Ｐ５の内、高速伝動を行う３段の株間変速位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、植付け前後間隔が小さい標準株間（例えば、１４ｃｍ，１８ｃｍ，２１ｃｍ）をもたらし、低速伝動を行う２段の株間変速位置Ｐ４，Ｐ５は、植付け前後間隔が大きい疎植（例えば、２４ｃｍ，２８ｃｍ）がもたらされるように、各変速の伝動比が設定されている。

図４に示すように、前記ＰＴＯ軸３７によってミッションケース後方に取り出された作業系動力は、機体下腹部に配備された軸伝動機構５０および伸縮自在な伝動軸５１を介して苗植付け装置４に備えられたフィードケース５２の入力軸５３に伝達される。フィードケース５２には、苗のせ台横送り用のネジ軸５４、苗のせ台１６に備えられた苗送りベルト５５を横送りストロークエンドごとに駆動する苗送り駆動軸５６、および、並列配備された３つの植付けケース１９に動力分配する植付けカウンター軸５７、等が装備されており、入力軸５３の１回転によって植付け機構１７の回転ケース２０を回転駆動する植付け駆動軸５８が１８０°回転駆動されるようになっている。

前記軸伝動機構５０には、等速伝動状態と不等速伝動状態とに切換え自在な伝動切換え装置６０が、走行伝動系に介在した前記動力取出しケース３９の近傍に位置するよう配備されている。

図７に示すように、前記伝動切換え装置６０の伝動ケース６１には、ＰＴＯ軸３７から動力を受ける入力軸６２、この入力軸６２にギヤＧ１１，Ｇ１２を介して連動連結された伝動軸６３、入力軸６２と同心に突き合わせ配備された出力用の伝動軸６４とが支承され、伝動上手側の伝動軸６３には３枚のギヤＧ１３，Ｇ１４，Ｇ１５が遊嵌支持されるとともに、これら遊嵌ギヤＧ１３，Ｇ１４，Ｇ１５にそれぞれ常時噛み合いする３枚のギヤＧ１６，Ｇ１７，Ｇ１８が伝動下手側の伝動軸６４にキー連結されている。

伝動上手側の伝動軸６３には切換え操作軸６５が挿通されるとともに、この切換え操作軸６５の挿入端部には半径方向に出退自在かつ外方に向けてバネ６６で突出付勢された係合片６７が装備されており、変速操作軸６５を軸心方向にシフトさせて、伝動片６７を３枚の遊嵌ギヤＧ１３，Ｇ１４，Ｇ１５のいずれか一つに内周から係合させることで、常噛みギヤ対Ｇａ，Ｇｂ，Ｇｃの一つを用いて動力伝達を行って伝動軸６４から出力するよう構成されている。

ここで、一つの常噛みギヤ対Ｇａを構成するギヤＧ１３，Ｇ１６はそれぞれ同径同歯数の真円ギヤに構成されているのに対して、常噛みギヤ対Ｇｂを構成するギヤＧ１４，Ｇ１７はそれぞれ同径同歯数の偏心ギヤが使用され、また、他の常噛みギヤ対Ｇｃを構成するギヤＧ１５，Ｇ１８もそれぞれ同径同歯数でかつ前記常噛みギヤ対Ｇｂとは偏心量の異なる偏心ギヤが使用されている。

そして、ギヤＧ１３，Ｇ１６は、中心の軸挿通孔に角溝ｍを備えた同一部品が共用されており、ギヤＧ１３では角溝ｍが伝動片６７を係入する係合溝として利用されるとともに、Ｇ１６では角溝ｍがキー６８を嵌入するキー溝として利用されている。ギヤＧ１４，Ｇ１７も、偏心した軸挿通孔に前記角溝ｍと同仕様の角溝ｍを備えた同一部品が共用されており、ギヤＧ１４では角溝ｍが伝動片６７を係入する係合溝として利用されるとともに、Ｇ１７では角溝ｍがキー６８を嵌入するキー溝として利用されている。さらに、ギヤＧ１５，Ｇ１８も、偏心した軸挿通に前記角溝ｍと同仕様の角溝ｍを備えた同一部品が共用されており、ギヤＧ１５では角溝ｍが伝動片６７を係入する係合溝として利用されるとともに、Ｇ１８では角溝ｍがキー６８を嵌入するキー溝として利用されている。なお、前記ギヤＧ１３〜Ｇ１８には同一のギヤ素材が使用されており、同一のギヤ素材に位置を異ならせて同一径の軸挿通孔を穿設するとともに、同一幅および深さの角溝ｍを切削加工することで、等速伝動用の円形ギヤと不等速伝動用の偏心ギヤに使い分けられている。

なお、前記切換え操作軸６５の端部には、係合片６７を付勢するバネ６６を利用して付勢されたデテントボール６９が装備されており、伝動軸６３の内面に形成した係合穴７０にデテントボール６９が弾性係入されることで、切換え操作軸６５が所定の操作位置で安定維持されるようになっている。

このように、前記伝動切換え装置６０においては、切換え操作軸６５をシフトすることで、伝動軸６４を等速伝動状態と不等速伝動状態とに切換え可能となっており、常噛みギヤ対Ｇａが選択されると伝動軸６４が等速で駆動され、常噛みギヤ対Ｇｂが選択されると、伝動軸６４が図９中の特性Ａで不等速で駆動され、さらに、偏心量の大きい常噛みギヤ対Ｇｃが選択されると角速度変化が更に大きい不等速特性Ｂで伝動軸６４が駆動されるのである。

ここで、伝動軸６４の１回転、つまり、フィードケース５２における入力軸５３の１回転で植付け機構１７の回転ケース２０が１８０°回転するとともに、前記不等速伝動における高速回動位相が、植付け爪２２の前記循環回動軌跡Ｓの下端部位、つまり、植付け作動を行う位相に対応されている。従って、伝動切換え装置６０で不等速伝動状態が選択されると、各植付け機構１７においては、植付け爪２２が田面へ突入して植付け作動する工程において等速伝動時よりも高速で作動し、植付け爪２２の田面Ｔへの突入時間が短くなるように設定されている。

そして、この２段の不等速伝動状態は、株間変速機構が疎植位置である株間変速位置Ｐ４，Ｐ５に切換えられた時に利用されるものであり、伝動切換え装置６０を適切に切換え操作するために以下のような操作構造が構成されている。

つまり、図１０に示すように、前記切換え操作軸６５の一端が伝動ケース６１の前方に突出され、この切換え操作軸６５を押し引きシフトする切換えレバー７１が縦支点ｂを中心に左右揺動可能に配備されるとともに、この切換えレバー７１と前記株間変速レバー４６とが連動連結されている。なお、この切換えレバー７１のグリップ部７１ａも、ステップ１４に形成した操作用開口８０に上方に突出しないように臨設されている。

株間変速レバー４６の基部には操作カム７２が連設され、この操作カム７２に形成した段違いカム溝７３と、支点ｃ周りに揺動自在に配備された操作リンク７４のピン７５とが係合連動されるとともに、この操作リンク７４と前記切換えレバー７１とがロッド７６で連係されており、株間変速レバー４６が標準株間をもたらす３段の株間変速位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に操作される時には、ピン７５が段違いカム溝７３の円弧状の融通部ｘに位置して、切換え操作軸６５は、図１０（イ）において実線で示す等速伝動位置に維持され、また、株間変速レバー４６が第１の疎植（２４ｃｍ）を行う株間変速位置Ｐ４に操作されると、ピン７５が段違いカム溝７３の第１段差ｙに移行することで操作リンク７４が揺動されて、切換え操作軸６５が第１の不等速伝動位置にシフトされ、さらに、株間変速レバー４６が第２の疎植（２８ｃｍ）を行う株間変速位置Ｐ５に操作されると、図１０（ロ）に示すように、ピン７５が段違いカム溝７３の第２段差ｚに移行することで操作リンク７４がさらに揺動されて、切換え操作軸６５が第２の不等速伝動位置にシフトされるのである。

〔別実施形態〕
本発明は、以下のような形態に変形して実施することもできる。

（１）株間変速機構３６の変速操作機構と伝動切換え装置６０の切換え操作機構とを連動連結する手段としては、図１１に示すように、株間変速レバー４６と切換えレバー７１とを長孔７７およびロッド７８を介して連動連結するとともに、切換えレバー７１を等速伝動位置に向けてバネ７９で付勢しておき、株間変速レバー４６が３段の標準株間位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に操作されている時には長孔７７（融通部に相当）の融通によって伝動切換え装置６０を等速伝動位置に維持し、株間変速レバー４６が２段の疎植位置Ｐ４あるいはＰ５に操作されると、ロッド７８を介して切換えレバー７１がバネ７９に抗して操作して不等速伝動位置に切換えられるように構成することもできる。なお、長孔７７の形成された部材が、切換え操作軸６５側に設けた場合の操作カムに相当する。

施肥装置付き田植機の全体側面図施肥装置付き田植機の全体平面図走行用伝動系の概略図植付け伝動系の概略図植付け機構の側面図株間変速装置の断面図伝動切り換え装置の断面図伝動切り換え装置の偏芯ギヤ対の正面図疎植用の不等速伝動特性を示す線図株間変速機構と伝動切り換え機構の連動構造を示す平面図株間変速機構と伝動切り換え機構の連動構造を示す他の実施例の平面図

符号の説明

１６苗のせ台
１７植付け機構
２２植付け爪
３６株間変速機構
４３変速操作軸
６０伝動切換え装置
６３伝動軸
６４伝動軸
６５切換え操作軸
６７伝動片
７２操作カム
７６ロッド
７７長孔（融通部）
７８ロッド
ｘ融通部
Ｓ循環回動軌跡

Claims

植付け爪の先端が循環回動軌跡を描いて苗のせ台と田面の間を上下方向に往復循環移動するように駆動される植付け機構を備えるとともに、前記植付け機構への伝動系に、走行速度に対する植付け機構駆動速度を変速する株間変速機構と、等速伝動状態と不等速伝動状態とに切換え自在な伝動切換え装置とを直列に配置して設けた田植機において、
前記株間変速機構を変速操作する変速操作軸と、前記伝動切換え装置を切換え操作する切換え操作軸と、前記変速操作軸及び切換え操作軸の一方に連設された操作カムとを備え、前記操作カムに融通部を形成して、前記融通部と前記変速操作軸及び切換え操作軸の他方とをロッドを介して連動連結し、
前記株間変速機構が複数段の標準株間位置に操作されている時には、前記融通部の作用により前記操作カムと前記ロッドとが連動せず前記伝動切換え装置が等速伝動位置に切換え維持されるとともに、前記株間変速機構が大きい株間を現出する疎植位置に操作されると、前記融通部が作用せず前記操作カムと前記ロッドとが連動して前記伝動切換え装置が不等速伝動位置に切換えられるように、前記変速操作軸と前記切換え操作軸とを連係してあることを特徴とする田植機。
前記株間変速機構における前記疎植位置を複数段備えるとともに、前記伝動切換え装置に、複数の前記疎植位置に対応して不等速特性の異なる複数段の不等速伝動位置を備えてあることを特徴とする請求項１記載の田植機。
前記伝動切換え装置における伝動上手側の伝動軸と伝動下手側の伝動軸とに亘って複数組の常噛みギヤ対を備え、一方の伝動軸にはギヤ群を固着するとともに、他方の伝動軸にはギヤ群を遊嵌支持し、ギヤ群を遊嵌支持した伝動軸の中心に軸心方向にシフト操作自在な前記切換え操作軸を挿通するとともに、前記切換え操作軸に備えた伝動片を、遊嵌支持したギヤ群の一つに内周から係合させて伝動用の常噛みギヤ対を択一選択するよう構成してあることを特徴とする請求項１又は２記載の田植機。
一方の前記伝動軸に外嵌固定するギヤ群の中心孔にはギヤ固定用のキーが嵌入するキー溝を形成するとともに、他方の前記伝動軸に遊嵌支持するギヤ群の中心孔には前記伝動片が係入する係合溝を形成し、前記キー溝と前記係合溝とを同一仕様に構成してあることを特徴とする請求項３記載の田植機。