JP5195039B2 - 野菜苗移植機 - Google Patents

Description

本発明は、昇降アームによって植付具を昇降可能に構成した植付装置を備えた野菜苗移植機に関するものである。

特許文献１に示されるように、昇降アームによってその後端部の植付具を昇降可能に保持する植付装置を備えた野菜苗移植機が知られている。この野菜苗移植機は、前端部を機体側に連結した昇降アームおよび平行動作する平行リンクによって植付具の姿勢を保持しつつ昇降することができ、また、昇降アームの前端を偏心支持して植付具の姿勢を変化させることにより、背の高い野菜苗株との干渉を小さく抑えて安定植付けすることができる。
特開平１１−８９３３０号公報

しかしながら、上記構成の野菜苗移植機の植付装置は、植付け走行において、植付具の下降位置と上昇位置との差が大きくなり、深植えを要する苗株の植付けの場合は、植付け穴の深さとともに植付穴の開口径が大きくなることから、苗株を直立して安定保持することが困難となるので、適用可能な植付け深さの範囲が限定されるという問題があった。

解決しようとする問題点は、植付け深さに左右されることなく、苗株を直立状に保持することにより、広い範囲の植付け深さについて安定植付けすることができる野菜苗移植機を提供することにある。

請求項１に係る発明は、左右に開閉動作して苗株を植付けする嘴状の植付具と、この植付具を後端部に保持して昇降動作可能な昇降アームと、この昇降アームと並行して昇降動作しつつ上記植付具と連結してその姿勢を保持する副リンクとによって構成される植付装置を所定車速で前進可能な機体に搭載して構成される野菜苗移植機において、
上記昇降アームの前端部は、前後に揺動可能に下端を軸支した揺動アームを介して前後移動可能に連結するとともに、同昇降アームの中間部分に連結して回転駆動するクランクアームを設け、上記植付具には、その開閉操作用の開閉レバーを設けて昇降アームとの支点に軸支するとともに、同昇降アームと平行して上記開閉レバーと連結する連結ロッドを設け、この連結ロッドを介して並行動作が可能な開閉アームを前記クランクアームの連結点に軸支し、同クランクアームの回転動作と同期して回転動作して副リンクの前端を支持する副クランクアームを設け、この副クランクアームと一体に上記開閉アームに作用する開閉カムを設けたことを特徴とする。

上記昇降アームは、クランクアームの回転により前端部が揺動アームにより前後移動しつつ上下に揺動され、後端位置の植付具は、クランクアームからの距離に応じて上下に延びる長円状軌道によりその下限位置よりその前後で動作速度が増加され、また、昇降アームの前端部の揺動アームによる上に膨らむ円弧軌道によりその頂点位置の前後で植付具が下降動作から上昇動作に移行するので、植付具は、その長円状軌道の下限位置の動作速度に対してその前後部分で重畳的に増速される。また、クランクアームと副クランクアームが同一位相で回転動作して開閉アームの支軸と開閉カムの支軸の位置関係が一定なので、開閉カム形状が簡易される。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成において、前記植付装置に苗株を供給する苗株搬送装置を設け、これら植付装置および苗株搬送装置を入出力軸間で無段階に変速伝動する変速機およびその変速動力を伝動制御する植付クラッチによって駆動する構成とするとともに、植付装置の伝動軸および苗株搬送装置の伝動軸を上記変速機の入出力軸間に配置したことを特徴とする。
上記構成の野菜苗移植機は、植付装置および苗株搬送装置の伝動系の構成がコンパクトになる。

請求項１の発明は、昇降アームの先端が揺動アームによって前後移動可能なので、後端部の植付具がクランクアームの回転によって前後動作とともに大きく上下動作する長円状軌道に沿って昇降動作し、また、昇降アームの先端は、下端軸支の揺動アームの円弧軌跡による高さ位置の変化により植付具の昇降速度の変化を伴うことから、植付具の長円状軌道の下限位置の近傍ではその前後の下降時と上昇時に重畳的に増速されることとなるので、クランクアームの回転による植付具の長円状軌道について、その前側を下降動作、後側を上昇動作として一定の前進車速Ｖで植付け走行する場合に、植付具１１は下限位置における対地速度が小さく抑えられるとともに、高速の昇降動作によって下降経路と上昇経路の位置の差を一定範囲内に抑えることができるので、植付け深さに左右されることなく、植付具が圃場に穿孔する植付穴の口径を小さくして苗株の倒れを招くことなく安定保持して植付けすることができ、すなわち、植付け深さの適用範囲を拡大することができる。
また、クランクアームと平行動作する副クランクアームとの間で開閉アームと開閉カムを設けたことから、クランクアームと副クランクアームが同一位相で回転動作して開閉アームの支軸と開閉カムの支軸の位置関係が一定なので、簡易な形状の開閉カムによって開閉アームを高精度で制御することができる。

請求項２の発明は、請求項１の効果に加え、植付装置および苗株搬送装置の伝動系をコンパクトな伝動ケースによって構成することができるという効果を有する。

上記技術思想に基づいて具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。
図１は、発明適用構成例を示す野菜苗移植機の側面図である。
移植機１は、前部にエンジン２及び主伝動機構３と走行車輪としての前側の左右の案内輪４，４及び後側の左右の駆動輪５，５と、主伝動機構３のケ−ス後部から延びるハンドルフレーム３ａに植付装置６および苗株搬送装置７による植付部、覆土鎮圧輪８，８及び操縦ハンドル９等を備えて構成される。

詳細には、主伝動機構３には、機体高さと左右高さを調整するために、その両側にアーム状の左右の伝動支持部５ａ，５ａを回動可能に備え、この左右の伝動支持部５ａ，５ａを介して左右の駆動輪５，５を支持するとともに、後述の植付具１１を昇降可能に備えた植付装置６と周回テーブル型の苗株搬送装置７とからなる植付部を走行系と同期して駆動する。

植付部の苗株搬送装置７は、投入苗株を受けうる受容体として苗受カップ７ｃ…を等ピッチで配置し、不図示の伝動ロッドを介して走行系と連動して周回動作するフラットテーブル形式に構成し、植付具１１の上昇端位置を通る長円形の軌道を周回動作可能に構成する。個々の苗受カップ７ｃ…により、植付具１１と対応するタイミングで植付装置６に苗株を搬送投下する。

植付装置６は、要部拡大側面図を図２に示すように、上部に形成した開口１１ａから苗株を受けて左右に開閉可能な嘴状の植付具１１と、この植付具１１を昇降駆動する植付伝動部３ｃに前端側を連結する昇降アーム１２と、この昇降アーム１２の下方に並行して昇降動作しつつ植付具１１のホルダ１１ｂと連結してその姿勢を保持する副リンク１３とから構成される。また、昇降アーム１２の前端部１２ａは、前後に揺動可能に下端１４ａを支軸に軸支した揺動アーム１４を介して前後移動可能に連結するとともに、昇降アーム１２の中間部分の連結点１２ｂを回転駆動するクランクアーム１５を設ける。

副リンク１３と植付具１１との連結部１３ｃは、ホルダ１１ｂの後部に配置してコンパクト化を図り、また、植付具１１の開閉動作のための開閉レバー１６を昇降アーム１２との支点１２ｃに軸支する。開閉レバー１６には連結ロッド１７を介して並行動作が可能な開閉アーム１８を設けてクランクアーム１５の連結点１２ｂに軸支するとともに、このクランクアーム１５の回転動作と平行に回転動作して副リンク１３の前端を支持する副クランクアーム１９を設け、この副クランクアーム１９と一体に開閉カム２０を設け、ローラ１８ａを介して開閉アーム１８に所定のタイミングで作用させる。

上記構成の植付装置６は、その下降状態の側面図を図３に示すように、クランクアーム１５の回転によって上下に揺動される昇降アーム１２により、植付具１１が昇降動作と連動して左右に開閉して苗株の植付けを行う。詳細には、リンク構成線図およびその動作線図をそれぞれ図４、図５に示すように、クランクアーム１５が回転すると、昇降アーム１２の前端部１２ａが揺動アーム１４により前後移動しつつ上下に揺動され、後端位置の植付具１１は、クランクアーム１５の連結点１２ｂからの距離に応じて上下に延びる長円状軌道Ａによってその周速が下限位置Ｂよりその前後で増速される。

上記長円状軌道Ａの形状は、長径側直径寸法Ｌ４が（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌ１、短径側直径寸法Ｌ５が２Ｒの数式によって概略的に規定される。この場合、クランクアーム１５の半径をＲ、昇降アーム１２について揺動アーム１４からクランクアーム１５までの長さをＬ１、同昇降アーム１２についてクランクアーム１５から植付具１１までの長さをＬ２、揺動アーム１４の長さをＬ３とし、かつ、Ｌ３＞Ｒを条件とする。

また、昇降アーム１２の前端部の揺動アーム１４による上方に膨らむ円弧軌道Ｃによってその頂点位置Ｄの前後で植付具が下降動作から上昇動作に移行するので、長円状軌道Ａに沿う動作速度は、下限位置動作Ｅの周速に対してその前後部分で重畳されて増速される。植付具１１の長円状軌道Ａの下限位置Ｂと揺動アーム１４の円弧軌道Ｃの頂点位置Ｄの両タイミングを一致させることにより、さらに効果的な増速作用を得ることができる。

したがって、植付具１１の昇降軌跡の下限位置Ｂの周速Ｅに対してその前後の下降動作Ｆと上昇動作Ｇについて周速が増加することから、長円状軌道Ａの前側を下降、後側を上昇する植付け動作において、長円状軌道Ａの下限位置Ｂの周速Ｅと対応する前進車速で植付け走行する場合に、その昇降動作軌跡の側面図を図６に示すように、下降経路Ｆの位置と上昇経路Ｇの位置の差Ｌを一定範囲内に抑えて近接することができるので、植付け深さの適用範囲が拡大され、すなわち、植付け深さに左右されることなく、植付具が圃場に穿孔する植付穴の口径を小さくして苗株の倒れを招くことなく安定保持して植付けすることができる。また、下限位置Ｂにおいて昇降アーム１２が水平姿勢となるように全体を構成することで圃場面に対する垂直動作が確保されるので、その前後の増速効果を最大化することができる。

植付具１１の開閉動作については、昇降アーム１２の支点１２ｃに軸支した開閉レバー１６が、昇降アーム１２の昇降位置によることなく、連結ロッド１７を介して開閉アーム１８と並行動作し、この開閉アーム１８は、クランクアーム１５と同一位相で回転動作する副クランクアーム１９と一体の開閉カム２０によって動作制御される。したがって、簡易な形状のカムによって開閉タイミングと開閉量の高精度の制御が可能となる。この場合において、開閉アーム１８と開閉カム２０を逆配置に構成しても両者の位置関係が変わらないことから、同一の作用および効果を得ることができる。

次に、伝動機構について説明すると、エンジンと一体構成の主伝動機構３は、その要部軸線展開図を図７に示すように、入力ギヤ３１からエンジン動力を受ける入力軸３２、一定ギヤ比で逆転駆動されるカウンタ軸３３、シフトギヤ３４を備える変速軸３５、機体走行用の左右の駆動軸３６，３６を備え、変速軸３５は、シフトギヤ３４のシフト位置により、入力軸３２の高速ギヤ３２ａの選択による移動速、低速ギヤ３２ｂの選択による植付速、カウンタ軸３３の後進ギヤ３３ａの選択による後退速に変速される。

また、カウンタ軸３３によりベベルギヤ機構３７ａを介して植付軸３７を一定速度で駆動する一方で、株間距離を変更するべく走行速度を変えて植付けを行う。このように構成することにより、株間距離が短くても、植付具１１のサイクル動作が維持されて苗供給作業が可能となり、また、株間距離が長い場合についても植付能率を維持することができる。この場合において、植付軸３７は、クランクアーム１５と副クランクアーム１９を同時に駆動する。

植付伝動部３ｃは、要部拡大側面図およびその伝動系統展開図をそれぞれ図８、図９に示すように、側面視で無段変速機４１と重なる位置に、植付装置６の伝動軸４４、苗株搬送装置７の伝動軸４５を配置する。すなわち、主伝動機構３からの動力を受ける無段変速機４１の入力軸４１ａから分岐動力を受ける植付伝動軸４４に間欠クラッチ４４ａを介設し、変速動力を出力する出力軸４１ｂから植付クラッチ４５ａを介して苗株搬送装置７の伝動軸４５を変速駆動するとともに、この変速動力を間欠クラッチ４４ａの制御側に入力する。上記構成の植付伝動部３ｃは、コンパクトな構成により、無段変速機４１による変速動力によって苗株搬送装置７のテーブル駆動に合わせて間欠クラッチ４４ａが動作することから、植付具１１の植付け動作と協調動作することができる。

次に、苗株搬送装置７は、平面図（ａ）および側面図（ｂ）を図１０に示すように、筒状に構成した苗受カップ７ｃ…の下端を受ける周回スライド板５１を長円軌道に沿って構成し、この周回スライド板５１に開閉可能にシャッター５２を設け、このシャッター５２を開放するように作用する開放レバー５３を植付具１１設ける。
上記構成の苗株搬送装置７により、植付具１１の上昇のタイミングでシャッター５２が開放されることから、シャッター式の簡易な構成によって苗受カップ７ｃ…の苗株を植付具１１に確実に落下して受け渡しをすることができる。

また、苗受カップ７ｃ…の下部には、その下面図を図１１に示すように、４箇所の突起７ｄ…を設けることにより、周回スライド板５１に対する滑りをよくすることができる。

発明適用の構成例を示す野菜苗移植機の側面図 植付装置の要部拡大側面図 植付具の下降状態の側面図 植付装置のリンク構成線図 植付具の昇降動作軌跡の側面図 植付け走行時の植付具の昇降動作軌跡の側面図 主伝動機構の要部軸線展開図 植付伝動部の要部拡大側面図 植付伝動部の伝動系統展開図 苗株搬送装置の平面図（ａ）および側面図（ｂ） 苗受カップの下面図

１ 野菜苗移植機
３ｃ 植付伝動部
６ 植付装置
７ 苗株搬送装置
１１ 植付具
１２ 昇降アーム
１２ａ 前端部
１２ｂ 連結点
１２ｃ 支点
１３ 副リンク
１３ｃ 連結点
１４ 揺動アーム
１４ａ 下端
１５ クランクアーム
１６ 開閉レバー
１７ 連結ロッド
１８ 開閉アーム
１９ 副クランクアーム
２０ 開閉カム
４１ 無段変速機
４１ａ 入力軸
４１ｂ 出力軸
４４ 植付伝動軸
４５ 搬送伝動軸
４５ａ 植付クラッチ
Ａ 長円状軌道
Ｂ 下限位置
Ｃ 円弧軌道
Ｄ 頂点位置
Ｅ 下限位置動作
Ｆ 下降動作
Ｇ 上昇動作
Ｌ 昇降経路差

Claims (2)

1. 左右に開閉動作して苗株を植付けする嘴状の植付具（１１）と、この植付具（１１）を後端部に保持して昇降動作可能な昇降アーム（１２）と、この昇降アーム（１２）と並行して昇降動作しつつ上記植付具（１１）と連結してその姿勢を保持する副リンク（１３）とによって構成される植付装置（６）を所定車速で前進可能な機体に搭載して構成される野菜苗移植機において、
   上記昇降アーム（１２）の前端部（１２ａ）は、前後に揺動可能に下端（１４ａ）を軸支した揺動アーム（１４）を介して前後移動可能に連結するとともに、同昇降アーム（１２）の中間部分（１２ｂ）に連結して回転駆動するクランクアーム（１５）を設け、
   上記植付具（１１）には、その開閉操作用の開閉レバー（１６）を設けて昇降アーム（１２）との支点（１２ｃ）に軸支するとともに、同昇降アーム（１２）と平行して上記開閉レバー（１６）と連結する連結ロッド（１７）を設け、この連結ロッド（１７）を介して並行動作が可能な開閉アーム（１８）を前記クランクアーム（１５）の連結点（１２ｂ）に軸支し、同クランクアーム（１５）の回転動作と同期して回転動作して副リンク（１３）の前端を支持する副クランクアーム（１９）を設け、この副クランクアーム（１９）と一体に上記開閉アーム（１８）に作用する開閉カム（２０）を設けたことを特徴とする野菜苗移植機。
2. 前記植付装置（６）に苗株を供給する苗株搬送装置（７）を設け、これら植付装置（６）および苗株搬送装置（７）を入出力軸（４１ａ、４１ｂ）間で変速伝動する変速機（４１）およびその変速動力を伝動制御する植付クラッチ（４５ａ）によって駆動する構成とするとともに、植付装置（６）の伝動軸（４４）および苗株搬送装置（７）の伝動軸（４５）を上記変速機（４１）の入出力軸（４１ａ、４１ｂ）間に配置したことを特徴とする請求項１に記載の野菜苗移植機。

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