JP5335446B2 - 田植機 - Google Patents

Description

本発明は、田植機に係り、より詳しくは、走行機体に上下動可能に連結された植付け装置に、苗マットを支持する苗載台と、この苗載台の苗マットから一株分の苗を掻き取って圃場面に植え付けるようにしたロータリー式の植付けユニットとを設けて成る田植機に関する。

従来、この種の田植機は、従来から良く知られ、且つ、例えば、特許文献１及び特許文献２等に記載されているように、走行機体に上下動可能に連結された植付け装置に、苗マットを支持する苗載台を設けるとともに、平面視で前記走行機体の走行方向と交差した左右方向に延びる植付け軸の回りに回転する植付け回転体と、この植付け回転体に取付けられていて前記植付け回転体の一回転中に前記植付け軸と平行な爪軸の回りに逆方向に一回転する植付け爪体とを備えて成るロータリー式の植付けユニットを設けて、前記植付けユニットにおける植付け爪体に取付けた分割爪が、前記植付け回転体の一回転中において、前記苗載台の苗マットから一株分の苗を掻き取って圃場面に植え付けることを行うように構成している。

特開２００６−１４１３２３号公報 特開２００６−２１１９４８号公報

しかし、従来は、前記植付け装置における植付けユニットを、前記走行機体に搭載したエンジンからのＰＴＯ軸等による動力伝達にて回転駆動するという構成にしているから、動力伝達の構造が著しく複雑で、且つ、長いことにより、製造コストのアップ及び重量のアップを招来するばかりか、前記ＰＴＯ軸における捩れ等のような変形及び歯車のバックラッシュ等のようなガタ付きのために、前記植付けユニットにおける回転に大きな回転変動が発生するから、植付け不良の発生が増大するほか、振動が増大するという問題があった。

また、従来の田植機においては、前記エンジンから植付け装置における植付けユニットへの動力伝達の途中には、株間変速機構を設けて、前記植付け回転体の回転速度の変更することにより、走行方向に沿った苗の植付け間隔（株間）が狭くして密植えにしたり、或いは、広くして疎植えにしたりするという構成にしており、前記株間変速機構を必要とするから、製造コスト及び重量のよりアップを招来するのでった。

しかも、従来の田植機においては、前記植付けユニットの複数個にすることで、４条以上の多条植えに構成する場合、この各植付けユニットの回転を、その相互間を連結する横軸を介して互いに同期するように構成しているが、前記各植付けユニットの相互間を連結する横軸は、各植付けユニットにおける分割爪が圃場に進入するとき等の抵抗力に起因して弾性的に捩じれ歪みし、この捩じれ歪みが、前記抵抗力の解除により弾性力で元に戻ることを繰り返すことになるから、前記植付け装置における振動が一層に増大するのであった。

これに加えて、従来の田植機においては、（１）．苗の植付け条数を変更すること目的として、任意の植付けユニットにおける植付け回転体の回転を、当該植付け回転体における植付け爪体の分割爪が圃場面から離れ上昇した位相において停止するようにした上部停止用クラッチ機構を設ける。
（２）．前記植付け装置には、前記植付けユニットにおける植付け回転体における回転負荷が所定値を越えたときに、前記植付け回転体に対する動力伝達を遮断するようにした安全クラッチ機構を設ける。
という構成にしているから、その構造が更に著しく複雑化するばかりか、製造コストのより大幅なアップ及び重量のより大幅なアップを招来するという問題があった。

本発明は、これらの問題を解消した田植機を提供することを技術的課題とするものである。

この技術的課題を達成するため請求項１は、
「走行機体に上下動可能に連結された植付け装置に、苗マットを支持する苗載台と、この苗載台の苗マットから一株分の苗を掻き取って圃場面に植え付けるようにした植付けユニットとが設けられており、
前記植付けユニットは、平面視で前記走行機体の走行方向と交差した左右方向に延びる植付け軸の回りに回転する植付け回転体と、この植付け回転体に取付けられていて前記植付け軸と平行な爪軸の回りに回転する植付け爪体と、この植付け爪体に取付けられている分割爪とを備え、前記植付け回転体には、当該植付け回転体の一回転中に前記植付け爪体を逆方向に一回転だけ不等速に回転することにより、前記分割爪が上下方向に長い楕円状の運動軌跡を描くように構成した手段を備えており、
前記植付け回転体を、前記植付け装置に設けた可変速式の電動モータにて駆動回転するように構成し、前記植付け装置には、複数の植付けユニットを備えており、前記各植付けユニットの植付け回転体は、前記各植付けユニットごとの電動モータによって、前記各植付けユニットの植付け回転体が互いに同期するようにして回転駆動する構成とし、
前記走行機体に設けた条数変更操作手段の操作に基づき、任意の植付けユニットに対する前記電動モータへの通電を遮断して、前記任意の植付けユニットの植付け回転体を回転停止させることによって、圃場面に対する苗の植付け条数を変更する、」
ことを特徴としている。

請求項２は，
「前記請求項１の記載において，前記植付けユニットごとにおける電動モータは，前記植付け回転体の植付け爪体に設けられている分割爪が圃場面から離れるように上昇した位相で，当該電動モータにおける回転を停止する構成である、」
ことを特徴としている。

請求項１によると、走行機体に連結した植付け装置の植付けユニットにおける植付け回転体を、前記植付け装置に設けた電動モータにて駆動回転することにより、前記走行機構に搭載したエンジンから前記植付け装置の植付けユニットに至る長い距離の動力伝達機構を省略できるのであり、しかも、前記電動モータは可変速式で前記植付けユニットの回転数を任意に変更できることにより、前記従来における株間変速機構を省略できるから、その構造が著しく簡単になり、製造コストの低減及び重量の低減を図ることができる。

これに加えて、前記植付けユニットにおける植付け回転体の回転変動も、前記従来のものに比べて確実に少なくできるから、植付け不良の発生を大幅に少なくできるとともに、振動を大幅に低減できる。

また、前記植付けユニットを複数個にすることで多条植えにした場合に、この各植付けユニットは、その各々に対する電動モータにて同期して回転駆動されることにより、前記各植付けユニットの相互間を横軸にて連結する必要がないから、前記従来のように横軸に捩れ歪みに起因して植付け装置に発生する振動を皆無にすることができる。

特に、この請求項１においては、請求項２にすることにより、前記各植付けユニットのうち任意の植付けユニットの回転を、当該植付けユニットにおける分割爪が圃場面から離れるように上昇した位相で停止できるから、苗植付け条数の変更が、従来のように植付けユニットごとに設けた上部停止用クラッチ機構によることなく、簡単な構成で容易にできる。

乗用型田植機の側面図である。 乗用型田植機の平面図である。 植付け装置を示す平面図である。 植付け装置の要部を示す側面図である。 図４のＶ−Ｖ視平面図である。 図４のVI−VI視断面図である。 別の実施の形態における植付け装置を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、乗用型の多条植え田植機に適用した場合の図面について説明する。

図１及び図２は、６条植えの乗用型田植機１を示す。

前記乗用型田植機１は、左右一対の前輪３及び後輪４にて支持された走行機体２と、この走行機体２の後部に昇降可能に装着した植付け装置５とを備えて、前記走行機体２には、エンジン６が搭載されるとともに、操縦座席７が設けられ、更に、前記エンジン６からの動力を適宜変速して前記各車輪３、４に伝達するための走行ミッション８が搭載され、矢印Ａで示す方向に適宜速度で前進走行するように構成されている。

前記植付け装置５は、図３及び図４に示すように、前記走行機体１の走行方向と交差した左右方向に延びるメインフレーム９と、このメインフレーム９に左右方向に適宜の条間隔で後方に延びるように設けた三つのサブフレーム１０と、この各サブフレーム１０の各々における左右両側に設けたロータリー式の植付けユニット１１と、左右往復移動するように後方下向き傾斜配設された苗載台１２と、前記各植付けユニット１１の間において圃場面１３の表面を滑走するように配設した複数個のフロート１４とによって構成されており、前記苗載台１２及び前記各フロート１４は、前記メインフレーム９及び前記サブフレーム１０にて支持されている。

前記各植付けユニット１１は、図４及び図５に示すように、前記各サブフレーム１０の後端に左右方向に延びるようにして回転自在に軸支した植付け軸１５と、この植付け軸１５の一端に着脱可能に取付けられた中空状の植付け回転体１６と、この植付け回転体１６の両端に前記植付け軸１５と平行に延びるようにして回転自在に軸支した爪軸１７と、この各爪軸１７のうち前記植付け回転体１６からの突出端に前記苗載台１２の方向に向かうようにして着脱可能に取付けられた植付け爪体１８とを備えており、この植付け爪体１８には、分割爪１９が取付けられている。

前記植付け回転体１６の内部には、図６に示すように、歯車式の連動機構２０が設けられ、この連動機構２０によって、前記植付け軸１５、ひいては前記植付け回転体１６における図４に矢印Ｂで示す反時計方向への回転（公転）に連動して、前記爪軸１７、ひいては前記植付け爪体１８を、前記植付け回転体１６の一回転中に図に矢印Ｃで示す時計方向に一回転（自転）するように構成されている。

この連動機構２０は、前記植付け軸１５に被嵌した状態で前記サブフレーム１０に非回転に連結した太陽歯車２０ａと、前記爪軸１７上に非回転に固着した遊星歯車２０ｂと、前記太陽歯車２０ａ及び遊星歯車２０ｂの中間でこれらの両方に噛合する中間歯車２０ｃとによって構成されている。

この場合、前記太陽歯車２０ａ、遊星歯車２０ｂ及び中間歯車２０ｃは、特公昭６３−２０４８６号公報又は特開昭６３−７４４１３号公報等に記載されているように、偏芯歯車等の非円形歯車に構成されており、これにより、前記植付けユニット１１の植付け爪体１８における分割爪１９の先端が、図４に図示したように、上下方向に長い楕円状閉ループの運動軌跡２１を描くように構成している。

また、前記植付けユニット１１における分割爪１９は、前記運動軌跡２１における上死点から下降動するときの途中で前記苗載台１２を通過することにより、前記苗載台１２上に苗マットから一株分の苗を切り出し、この苗を前記運動軌跡２１の下死点付近において圃場面１３に植付けるという構成である。

そして、前記各サブフレーム１０における内部のうち前記植付け軸１５に近い部分には、図５に示すように、直流による電動モータ２２が設けられ、この電動モータ２２は、その回転数が任意に変更できる可変速式であり、その出力軸２２ａを、傘歯車機構２２ｂ等を介して前記植付け軸１５に連結することにより、前記植付け軸１５に取付く植付け回転体１６を、前記電動モータ２２により、図４に矢印Ｂで示す反時計方向への回転（公転）するように構成している。

この場合、前記各植付けユニット１１における電動モータ２２は、その回転数が自在に変更可能な構成であり、前記各植付けユニットにおける植付け回転体１６を互いに同期するようにして回転駆動する構成になっている。

なお、前記電動モータ２２には、パルス信号を与えることによって決められたステップ単位（ステップ角度）で回転するというステッピングモータが使用され、この電動モータ２２には、図示していないが、当該電動モータ２２への通電を遮断したときに連動して、これを非回転の状態に保持するブレーキ等の非回転保持機構が設けられており、この非回転保持機構は、前記電動モータ２２に設けることに代えて、前記植付け軸１５に設けることができる。

前記各サブフレーム１０における前記電動モータ２２は、コントローラ２３にて、図３に示すように、回転制御されるという構成である。

すなわち、このコントローラ２３は、前記走行機体２のうち操縦座席７の付近に設けた植付け操作手段２４及び株間変更操作手段２５並びに植付け条数変更操作手段２６からの信号を入力とするほか、前記各植付ユニット１１における植付け回転体１６のサブフレーム１０に対する回転位相センサー２７及び前記植付け軸１５の前記植付け回転体１６に対する回転位相センサー２８からの信号を入力とし、更には、前記各植付けユニット１１における植付け回転体１６に対する回転負荷センサー２９からの信号を入力として、前記各電動モータ２２を、以下に述べるように、［植付け開始及び停止操作］、［株間変更操作］、［条数変更操作］及び［過負荷防止］に、回転制御するものである。
［植付け開始及び停止操作］
前記植付け操作手段２４をＯＮに操作することで、前記各植付けユニット１１が、その各々における電動モータ２２への通電にて回転駆動することにより、田植え作業を開始できる。
、また、前記植付け操作手段２４をＯＦＦに操作することで、前記各植付けユニット１１が、その各々における電動モータ２２への通電遮断にて回転停止することにより、田植え作業を停止するように構成している。
［株間変更操作］
前記株間変更操作手段２５を標準植えに操作したときには、前記各植付けユニット１１の各々における電動モータ２２の回転数が標準植えの回転数にされることにより、田植え作業を、圃場面１３に対する苗の植付けを「標準植え」にして行い、前記株間変更操作手段２５を「密植え」に操作したときには、前記各植付けユニット１１の各々における電動モータ２２の回転数が、前記「標準植え」の回転数よりも速くなることにより、田植え作業を、走行機体２の走行方向に沿った苗の植付け間隔が前記標準植えの場合によりも狭い「密植え」にして行い、そして、前記株間変更操作手段２５を「疎植え」に操作したときには、前記各植付けユニット１１の各々における電動モータ２２の回転数が、前記「標準植え」の回転数よりも遅くなることにより、田植え作業を、走行機体２の走行方向に沿った苗の植付け間隔が前記「標準植え」の場合によりも広い「疎植え」にして行うように構成している。

この場合において、前記電動モータ２２による前記植付け回転体１６の回転が等速度のままである場合には、植付け爪体１８の分割爪１９の先端における運動軌跡２１を、前記「標準植え」に合わせて、この標準植えの場合に最適になるように、つまり、当該分割爪が圃場面１３から抜け上昇するときにおける泥土の後方へのはね上げ及び圃場面１３に差し込まれた状態での前方への引きずりを少なくするように設定すると、前記植付け回転体１６の回転速度を遅くすることで「疎植え」にした場合に、前記分割爪１９における圃場面１３からの抜け上昇が遅れるから、当該分割爪１９による泥土の後方へのはね上げはない反面、当該分割爪１９が圃場面１３に差し込まれた状態で前方への引きずられることになって、圃場面１３には、植付け苗の前側に大きな掘り起こし穴があいて、苗が前側に倒れる傾向を呈することになる。

また、逆に、前記植付け回転体１６の回転速度を速くすることで「密植え」にした場合に、前記分割爪１９における圃場面１３からの抜け上昇が速くなるから、当該分割爪１９による前方への引きずりは少なくなる反面、当該分割爪１９による泥土の後方へのはね上げが増大することにより、圃場面１３には、植付け苗の後側に大きな掘り起こし穴があいて、苗が後側に倒れる傾向を呈することになる。

そこで、本発明は、これに対しては、以下に述べるように構成している。

すなわち、前記各植付けユニット１１の各々における電動モータ２２は、前記株間変更操作手段２５を「標準植え」に操作したときには、前記各植付けユニット１１における植付け回転体１６を、その回転速度を全ての回転位相において等しくするように等速度で回転している。

そして、前記各植付けユニット１１の各々における電動モータ２２は、前記株間変更操作手段２５を「密植え」に操作したときには、前記各植付けユニット１１における植付け回転体１６を、前記回転位相センサー２７、２８からの信号に基づいて、当該植付け回転体１６の一回転のうち少なくとも前記分割爪１９の下死点前後付近の回転位相において減速するように不等速に回転する一方、前記株間変更操作手段２５を「疎植え」に操作したときには、前記各植付けユニット１１における植付け回転体１６を、前記回転位相センサー２７、２８からの信号に基づいて、当該植付け回転体１６の一回転のうち少なくとも前記分割爪１９の下死点前後付近の回転位相において加速するように不等速に回転するという構成にしている。

この構成にしたことにより、前記植付け回転体１６の回転速度を、「標準植え」の場合よりも速くして「密植え」にしたとき、前記植付け回転１６における一回転のうち前記分割爪１９の下死点前後付近の位相での回転速度が、前記電動モータ２２による不等速回転にて遅くなることにより、前記分割爪１９における圃場面１３からの抜け上昇が、前記「標準植え」の場合よりも遅くなり、この分割爪１９における圃場面１３からの抜け上昇が遅れることになるから、前記分割爪１９による泥土の後方へのはね上げが小さくなり、「密植え」による苗の植付けを、植付け苗の前後における掘り起こし穴を可及的に小さくできる状態で行うことができる。

また、前記「標準植え」から「疎植え」した場合には、前記植付け回転体１６における一回転のうち前記分割爪１９の下死点前後付近の位相での回転速度が、前記電動モータ２２による不等速回転にて速くなることにより、前記分割爪１９における圃場面１３からの抜け上昇が、前記「標準植え」の場合よりも速くなり、この分割爪１９が圃場面１３から速く抜け上昇することになるから、前記分割爪１９による圃場面面１３の前方への引きずりが小さくなり、「疎植え」による苗の植付けを、植付け苗の前後における掘り起こし穴を可及的に小さくできる状態で行うことができる。

なお、前記実施の形態は、「標準植え」を挟んで、「密植え」と「疎植え」とに切り換えする場合であったが、前記植付け回転体１６を等速度で回転する状態を「疎植え」に設定し、この「疎植え」から前記植付け回転体１６を不等速度で回転する「密植え」に切り換えるように構成したり、或いは、前記植付け回転体１６を等速度で回転する状態を「標準植え」に設定し、この「標準植え」から前記植付け回転体１６を不等速度で回転する「密植え」又は「疎植え」に切り換えるように構成することができる。
［条数変更操作］
圃場面１３に対する苗の植付け条数の変更は、前記条数変更操作手段２６の操作に基づいて、前記各植付ユニット１１のうち任意の植付ユニット１１における植付け回転体１６を、当該植付け回転体１６に対する電動モータ２２への通電遮断により、回転停止することによって行う。

この植付け条数変更に際における前記植付け回転体１６の回転停止は、前記回転位相センサー２７、２８からの信号に基づいて、分割爪１９が圃場面１３から離れるように上昇した位相で行うように構成している。

これにより、前記各植付けユニット１１のうち任意の植付けユニットの回転を、当該植付けユニットにおける分割爪１９が圃場面１３から離れるように上昇した位相で停止できるから、苗植付け条数の変更が、従来のように各植付けユニットごとに設けた上部停止用クラッチ機構によることなく、簡単な構成で容易にできる。
［過負荷防止］
前記各植付けユニット１１における電動モータ２２は、前記各植付けユニット１１における植付け回転体１６に対する回転負荷センサー２９からの信号に基づき、前記植付け回転体１６の回転負荷が、その分割爪１９等が圃場面１３における石等に当たることで所定値を越えた場合には、当該電動モータ２２による前記植付け回転体１６の回転を停止する。

この回転停止は、電動モータ２２への通電停止、又は電動モータ２２における滑り回転等にて行うように構成している。

これにより、従来のように、前記各植付けユニット１１に安全クラッチ機構を設けることを省略できる。

前記した実施の形態は、二つの植付けユニット１１を一対とし、この一対の植付けユニット１１を一つの電動モータ２２にて回転駆動する場合であったが、本発明は、これに限らず、図７に示す別の実施の形態のように、前記各植付けユニット１１を、その各々に対する電動モータ２２にて、互いに同期するように回転駆動するという構成にすることができる。

この構成によると、前記条数変更操作を、一対の植付けユニットごとではなく、各植付けユニットごとに行うことができる。

請求項２のうち「前記各植付けユニットごとの電動モータ」とは、一つの植付けユニット１１を一つの電動モータにて回転駆動する場合と、二つ一対の植付けユニット１１を一つの電動モータにて回転駆動する場合との両方を含むものである。

また、前記電動モータ２２は、サブフレーム１０の内部に設けていることにより、この電動モータ２２における耐久性及び安全性を確実に向上できる。

１ 田植機
２ 走行機体
３、４ 車輪
５ 植付け装置
９ メインフレーム
１０ サブフレーム
１１ 植付けユニット
１２ 苗載台
１３ 圃場面
１４ フロート
１５ 植付け軸
１６ 植付け回転体
１７ 爪軸
１８ 植付け爪体
１９ 分割爪
２２ 電動モータ
２１ 運動軌跡

Claims (2)

1. 走行機体に上下動可能に連結された植付け装置に、苗マットを支持する苗載台と、この苗載台の苗マットから一株分の苗を掻き取って圃場面に植え付けるようにした植付けユニットとが設けられており、
   前記植付けユニットは、平面視で前記走行機体の走行方向と交差した左右方向に延びる植付け軸の回りに回転する植付け回転体と、この植付け回転体に取付けられていて前記植付け軸と平行な爪軸の回りに回転する植付け爪体と、この植付け爪体に取付けられている分割爪とを備え、前記植付け回転体には、当該植付け回転体の一回転中に前記植付け爪体を逆方向に一回転だけ不等速に回転することにより、前記分割爪が上下方向に長い楕円状の運動軌跡を描くように構成した手段を備えており、
   前記植付け回転体を、前記植付け装置に設けた可変速式の電動モータにて駆動回転するように構成し、前記植付け装置には、複数の植付けユニットを備えており、前記各植付けユニットの植付け回転体は、前記各植付けユニットごとの電動モータによって、前記各植付けユニットの植付け回転体が互いに同期するようにして回転駆動する構成とし、
   前記走行機体に設けた条数変更操作手段の操作に基づき、任意の植付けユニットに対する前記電動モータへの通電を遮断して、前記任意の植付けユニットの植付け回転体を回転停止させることによって、圃場面に対する苗の植付け条数を変更する、
   田植機。
2. 前記植付けユニットごとにおける電動モータは、前記植付け回転体の植付け爪体に設けられている分割爪が圃場面から離れるように上昇した位相で、当該電動モータにおける回転を停止する構成である、
   請求項１に記載の田植機。

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