JP5860314B2 - Non-uniform speed bevel gear mechanism and rice transplanter equipped with the same - Google Patents
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Description
本願発明は、互いに噛み合って不等速回転する一対の不等速ベベルギヤからなる不等速ベベルギヤ機構と、これを備えた田植機とに関するものである。 The present invention relates to an inconstant speed bevel gear mechanism including a pair of inconstant speed bevel gears that mesh with each other and rotate at inconstant speed, and a rice transplanter including the same.
従来の田植機では、走行機体の後部に、苗載台及び植付爪付きの移植機構を有する苗植付装置が装着されている。苗植付装置の移植機構としては、1つのロータリケースに2つの植付爪を設けたタイプが一般的であり、ロータリケースが1回転すると、2つの植付爪はそれぞれロータリケースに対して逆向きに1回転する。すなわち、植付爪はロータリケースの軸心回りに公転しながら自転する。 In a conventional rice transplanter, a seedling planting apparatus having a seedling stage and a transplanting mechanism with planting claws is mounted on the rear part of the traveling machine body. As a transplanting mechanism of a seedling planting apparatus, a type in which two planting claws are provided in one rotary case is common. When the rotary case rotates once, the two planting claws are opposite to the rotary case. Make one turn in the direction. That is, the planting claw rotates while revolving around the axis of the rotary case.
この種の田植機を用いた苗植え作業では、苗マットが載置された苗載台を所定間隔で間欠的に左右横送りさせながら、前方の苗載台の方向に向いた植付爪をロータリケースの軸心回りに公転しつつ自転させることによって、植付爪を苗載台と圃場面との間で往復動させ、苗マットから苗を1株ずつ掻き取って圃場に植え付けている。苗植付装置における植付爪の動作周期(植付け周期)は走行機体の走行速度に連動していて、走行速度が変化しても苗の植付け間隔(株間)は一定に保持される。 In seedling planting work using this type of rice transplanter, planting claws facing the direction of the front seedling platform are made while intermittently feeding the seedling platform on which the seedling mat is placed to the left and right at regular intervals. By revolving around the axis of the rotary case, the planting claws are reciprocated between the seedling stage and the field scene, and the seedlings are scraped one by one from the seedling mat and planted in the field. The operation period (planting period) of the planting claws in the seedling planting apparatus is linked to the traveling speed of the traveling machine body, and the seedling planting interval (between plants) is kept constant even if the traveling speed changes.
単位面積(一般に3.3平方m)当りに苗を何株植えるかは必ずしも一定でなく、例えば地域やユーザー等によって、希望する単位面積当りの植付け株数は異なる。この点、従来の田植機には、走行速度と植付け周期との連動関係を調節する株間変速装置が設けられている。この場合、株間変速装置にて走行速度に対する移植機構の動作速度(植付け速度)を変更することによって、株間が変更されて単位面積当りの植付け株数が変わる。 The number of seedlings to be planted per unit area (generally 3.3 square meters) is not necessarily constant. For example, the desired number of plants to be planted per unit area varies depending on the region or the user. In this regard, the conventional rice transplanter is provided with an inter-strain transmission that adjusts the interlocking relationship between the traveling speed and the planting cycle. In this case, by changing the operating speed (planting speed) of the transplanting mechanism with respect to the traveling speed by the inter-strain transmission, the inter-strain is changed and the number of planted strains per unit area is changed.
近年、圃場に植え付けられた苗の生育条件等を考慮して、標準植えに比べて株間を長くとる疎植が行われているが、株間を長くするほど植付け速度を遅くする必要がある。しかし、株間変速装置によって単に植付け速度を遅くしただけでは、植付爪先端が圃場で引き摺られて、苗が前倒れしたり浮き苗が発生したりするという問題がある。 In recent years, taking into consideration the growth conditions of seedlings planted in the field, sparse planting has been carried out in which the plant spacing is longer than that of standard planting. However, the planting speed needs to be slowed as the plant strain increases. However, if the planting speed is simply slowed down by the inter-strain transmission, there is a problem that the planting claw tip is dragged in the field and the seedling falls forward or a floating seedling is generated.
この点、特許文献1及び2には、疎植の際に植付爪を圃場で引き摺らないようにするため、移植機構に不等速回転動力を伝達する不等速部材を備えた田植機の構造が開示されている。不等速部材は、移植機構を構成するロータリケースの1回転中の角速度を変化(不等速回転)させるように構成されていて、疎植時でも植付爪が圃場から逃げる速度を速めている。特許文献1の田植機では、ミッションケース内にある株間変速装置に不等速部材を組み込んでいる。特許文献2の田植機では、苗載台の横送り駆動機構よりも動力伝達下流側に不等速部材を設けている。
In this regard,
さて、前記各特許文献の田植機に用いられた不等速部材は、主として非円形の平ギヤ対であった。このため、例えば互いに交差した回転軸を有する動力伝達系において、これら交差した回転軸間で不等速回転動力を伝達する場合は、前記両回転軸よりも上流側で、非円形の平ギヤ対等によって不等速回転を生成させるか、又は、前記両回転軸よりも下流側で、非円形の平ギヤ対等によって不等速回転を生成させることになり、部品点数の増加や構造の複雑化を招いて田植機のコストアップにつながるという問題があった。 Now, the inconstant speed member used for the rice transplanter of each said patent document was mainly a non-circular flat gear pair. For this reason, for example, in a power transmission system having rotating shafts intersecting each other, when transmitting non-uniform speed rotational power between these intersecting rotating shafts, a non-circular flat gear pair or the like on the upstream side of the both rotating shafts. To generate inconstant speed rotation, or to generate inconstant speed rotation by a non-circular spur gear pair etc. on the downstream side of the two rotating shafts, increasing the number of parts and complication of the structure. There was a problem of inviting rice transplanters to increase costs.
本願発明は上記のような問題を解消することを技術的課題とするものである。 This invention makes it a technical subject to eliminate the above problems.
本願発明は様々な構成を含んでいる。請求項1の発明は最も上位概念をなしており、当該発明は、互いに噛み合う一対のベベルギヤからなるベベルギヤ機構であって、前記各ベベルギヤは、ピッチ円錐角最小部とピッチ円錐角最大部とを有し、前記ピッチ円錐角最小部と前記ピッチ円錐角最大部との間において、ピッチ円錐角を回転方向に沿って連続的に変化させてなる不等速ベベルギヤに構成されているというものである。 The present invention includes various configurations. The invention of claim 1 has the highest concept, and the invention is a bevel gear mechanism comprising a pair of bevel gears meshing with each other, and each of the bevel gears has a pitch cone angle minimum portion and a pitch cone angle maximum portion. The pitch cone angle is continuously changed along the rotation direction between the minimum pitch cone angle portion and the maximum pitch cone angle portion .
請求項2の発明は、請求項1に記載した不等速ベベルギヤ機構において、前記各不等速ベベルギヤのピッチ円は、楕円に近い形状で且つ回転軸を中心とする真円に対して偏心しており、且つ、前記各不等速ベベルギヤの外径形状を真円に形成しているというものである。 According to a second aspect of the present invention, in the inconstant velocity bevel gear mechanism according to the first aspect, the pitch circle of each of the inconstant velocity bevel gears has a shape close to an ellipse and is eccentric with respect to a perfect circle centered on the rotation axis. In addition, the outer diameter shape of each of the inconstant speed bevel gears is formed in a perfect circle.
請求項3の発明は、走行機体に搭載したエンジンからの動力を変速するミッションケースと、非円形の動作軌跡を描く植付爪付きの移植機構を有する苗植付装置と、前記走行機体の走行速度に対する前記移植機構の動作速度を変速して株間を変更する株間変速装置とを備える田植機に係るものである。前記株間変速装置には、疎植時に前記苗植付装置を不等速回転させる複数段の上流不等速部材を有する一方、前記苗植付装置には、これを不等速回転させる下流不等速部材を有しており、前記下流不等速部材として、請求項1又は2に記載した不等速ベベルギヤ機構を用いている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a transmission case for shifting power from an engine mounted on a traveling machine body, a seedling planting device having a transplanting mechanism with a planting claw for drawing a non-circular movement locus, and traveling of the traveling machine body The present invention relates to a rice transplanter provided with an inter-strain transmission device that shifts the operating speed of the transplanting mechanism with respect to speed to change the strain. The inter-strain transmission device has a plurality of upstream non-constant speed members that rotate the seedling planting device at a non-uniform speed during sparse planting, while the seedling planting device includes a downstream non-speed rotating member that rotates the seedling planting device at a non-uniform speed. A non-constant velocity bevel gear mechanism according to
本願発明によると、互いに噛み合う一対のベベルギヤからなるベベルギヤ機構であって、前記各ベベルギヤは、ピッチ円錐角最小部とピッチ円錐角最大部とを有し、前記ピッチ円錐角最小部と前記ピッチ円錐角最大部との間において、ピッチ円錐角を回転方向に沿って連続的に変化させてなる不等速ベベルギヤに構成されているから、前記不等速ベベルギヤ機構によって、例えば互いに交差した回転軸間で不等速回転を生成して伝達できることになる。従って、部品点数の低減や構造の簡素化が図れ、不等速回転用の構造をコンパクト化できる。 According to the present invention, a bevel gear mechanism comprising a pair of bevel gears meshing with each other, each of the bevel gears having a pitch cone angle minimum portion and a pitch cone angle maximum portion, and the pitch cone angle minimum portion and the pitch cone angle. Since the constant cone bevel gear is formed by continuously changing the pitch cone angle along the rotation direction between the maximum portion and the maximum portion , for example, between the rotating shafts crossing each other by the nonuniform constant bevel gear mechanism. An inconstant speed rotation can be generated and transmitted. Therefore, the number of parts can be reduced and the structure can be simplified, and the structure for inconstant speed rotation can be made compact.
請求項2の発明によると、前記各不等速ベベルギヤのピッチ円は、楕円に近い形状で且つ回転軸を中心とする真円に対して偏心しているが、その上で外径形状をそれぞれ真円とすることによって、前記不等速ベベルギヤの対をそれぞれ通常のベベルギヤ並みのサイズに形成できることになり、動力伝達系における前記不等速ベベルギヤ機構の組付けスペースの小型化・コンパクト化を図れる。この場合の不等速ベベルギヤ製造の考え方としては、円錐距離を一定にして形成された歪んだ円錐形状を回転軸が共通の円柱でカットして、外径形状を真円にするというものになる。 According to the second aspect of the present invention, the pitch circle of each of the inconstant velocity bevel gears has a shape close to an ellipse and is decentered with respect to a perfect circle centered on the rotation axis. By making a circle, the pair of inconstant speed bevel gears can be formed in the same size as a normal bevel gear, and the assembly space of the inconstant speed bevel gear mechanism in the power transmission system can be reduced in size and size. In this case, the idea of manufacturing an inconstant speed bevel gear is to cut a distorted conical shape formed with a constant cone distance with a cylinder having a common rotation axis to make the outer diameter shape a perfect circle. .
請求項3の発明によると、走行機体に搭載したエンジンからの動力を変速するミッションケースと、非円形の動作軌跡を描く植付爪付きの移植機構を有する苗植付装置と、前記走行機体の走行速度に対する前記移植機構の動作速度を変速して株間を変更する株間変速装置とを備える田植機において、前記株間変速装置には、疎植時に前記苗植付装置を不等速回転させる複数段の上流不等速部材を有する一方、前記苗植付装置には、これを不等速回転させる下流不等速部材を有しており、前記下流不等速部材として、請求項1又は2に記載した不等速ベベルギヤ機構を用いているから、前記苗植付装置に構造を複雑化することなく不等速回転を付与でき、田植機への適応性に優れるのである。
According to the invention of claim 3, a transmission case for shifting the power from the engine mounted on the traveling machine body, a seedling planting device having a transplanting mechanism with a planting claw for drawing a non-circular movement locus, In a rice transplanter provided with an inter-strain transmission that shifts the operating speed of the transplanting mechanism with respect to a traveling speed to change the stock, the inter-strain transmission includes a plurality of stages that rotate the seedling planting device at an infinite speed during sparse planting. In addition, the seedling planting device has a downstream inconstant speed member that rotates the inconstant speed member at a non-constant speed, and the downstream inconstant speed member is defined in
次に、本願発明を実施形態を図面に基づいて説明する。実施形態は乗用型田植機(以下、単に「田植機」という)に適用している。以下の説明では方向を特定するため前後・左右の文言を使用しているが、この前後・左右の文言は、田植機の前進方向を前として定義している。正面視方向は前進方向と対向した方向になる。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment is applied to a riding type rice transplanter (hereinafter simply referred to as “rice transplanter”). In the following description, the front / rear / left / right wording is used to specify the direction, but the front / rear / left / right wording defines the forward direction of the rice transplanter as the front. The front view direction is opposite to the forward direction.
(1).田植機の概要
まず、図1〜図5に基づいて田植機の概要を説明する。図1〜図3に示すように、田植機は走行機体1とその後ろに配置された苗植付装置2とを有している。走行機体1は前後の車輪3,4や操縦座席5、操縦ハンドル6を有しており、一方、苗植付装置2は苗マットが載る苗載台7や移植機構8を有している。実施形態の田植機は8条植えタイプであり、このため、苗載台7には8つの苗マット載置エリアが形成されていると共に、苗植付装置2の後部には8個の移植機構8が横一列に配置されている。
(1). First, an outline of a rice transplanter will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1-3, the rice transplanter has the traveling body 1 and the
図3に示すように、走行機体1は多数のフレーム材から成る骨組み9を有しており、骨組み9の前部でエンジン10が支持されている。エンジン10の後ろにはミッションケース11が配置されている。図4(A)に明示するように、ミッションケース11の左側面には静油圧式無段変速機(HST)12が装着されており、エンジン10の動力はベルト13によって静油圧式無段変速機(HST)12に伝達される。エンジン10はボンネット14で覆われている。また、走行機体1のうちボンネット14を除いた部分は車体カバー15で覆われている。
As shown in FIG. 3, the traveling machine body 1 has a
ミッションケース11の左右側面にはフロントアクスル装置17が取り付けられており、フロントアクスル装置17に前輪3が取り付けられている。ミッションケース11の後ろにはリヤアクスルケース18が配置されており、リヤアクスルケース18から横向きに突出させた後ろ車軸に後輪4が取付けられている。ミッションケース11とリヤアクスルケース18とは前後長手のジョイント材19で連結されている。リヤアクスルケース18には左右2本のリヤ支柱20が取付けられており、リヤ支柱20の上端は、骨組み9の後端部を構成する左右横長のリヤフレーム9a(図3参照)に固定されている。
A front axle device 17 is attached to the left and right side surfaces of the
左右のリヤ支柱20には上下のリンク体(トップリンク及びロアリンク)から成るリンク装置21が回動自在に連結されており、リンク装置21の後端に苗植付装置2が取付けられている。リンク装置21は、ジョイント材19に連結された油圧シリンダ(昇降シリンダ)22によって回動させることができる。従って、油圧シリンダ22を伸縮させることにより、苗植付装置2が昇降する。
A
図4から容易に理解できるように、ミッションケース11の内部からリヤアクスルケース18の内部に後輪ドライブ軸23で動力伝達される。後輪ドライブ軸23の回転はリヤアクスルケース18に設けたギヤ群を介して後輪4に伝達される。実施形態の田植機は苗植付装置2に整地ロータ24を設けており、整地ロータ24にはリヤアクスルケース18から後ろ向き突出したロータ駆動軸25で動力伝達される。
As can be easily understood from FIG. 4, power is transmitted from the inside of the
実施形態ではリヤアクスルケース18の右側部に株間変速装置26を取り付けており、植付用動力伝達軸27を介してミッションケース11から株間変速装置26に動力伝達される。植付用動力伝達軸27の回転は株間変速装置26に内蔵したギヤ群によって変速され、PTO軸29によって苗植付装置2に伝達される。
In the embodiment, a
苗植付装置2は左右横長のメインフレーム28を有しており、メインフレーム28の略左右中間部にセンターケース30が固定されており、PTO軸29の動力はセンターケース30に内蔵されたギヤ群に伝達される。メインフレーム28の後面には後ろ向きに延びる4本の支持アーム31が固定されており、支持アーム31の後端部に左右一対ずつの移植機構8が回転自在に取付けられている。
The
支持アーム31の基端部(前端寄り部位)には左右横長の植付駆動軸32が貫通しており、この植付駆動軸32の回転によって移植機構8が駆動される(詳細は後述する)。また、植付駆動軸32には、センターケース30に内蔵したギヤ群を介してPTO軸29から動力が伝達される。センターケース30には左右横長の横送り軸33も取付けられており、横送り軸33の回転によって苗載台7が1ピッチずつ横移動する。
A laterally long planting
苗植付装置2は苗マットが載るベルト34の群を有しており、ベルト34は上下一対の縦送り支軸35に巻き掛けられている。苗載台7が左右のいずれか一方に移動し切ると縦送り支軸35は回転し、苗マットが1ピッチだけ下降動する。
The
図4(B)に示すように、各移植機構8は1つのロータリケース36とその両端部に回転自在に設けた植付爪部材37とを有しており、ロータリケース36が1/2回転するごとに植付爪部材37による苗の掻き取りと植付けとが行われる。また、PTO軸29が1回転するとロータリケース36は1/2回転するように設定されている。そして、PTO軸29の回転数は基本的に走行機体1の走行速度に比例しているが、株間変速装置26によって走行速度とPTO軸29の回転数との関係を変えることにより、苗の植付け間隔(株間)を変更することができる。
As shown in FIG. 4B, each
(2).株間変速装置の構造・動力伝達構造(上流不等速部材)
以下、株間変速装置26から移植機構8に至る動力伝達系の詳細を説明する。まず、株間変速装置26の構造やこれに対する動力伝達構造を、主として図6〜8に基づいて説明する。株間変速装置26は、図4(B)に示す前後2つ割り方式の株間ケース40を有しており、その内部に図6(A)(C)に示すようなギヤ群が配置されている。
(2). Inter-strain transmission structure / power transmission structure (upstream non-constant member)
Details of the power transmission system from the
株間ケース40の内部には、入力軸41と出力軸42とが配置されており、入力軸41に自在継手を介して植付用動力伝達軸27の後端が接続されている。入力軸41には同径の第1ギヤ43と第2ギヤ44とが固定されている。両ギヤ43,44は同径ではあるが、歯数は第1ギヤ43よりも第2ギヤ44が僅かに少なくなっている。
An
入力軸41と出力軸42とは同心に配置されている。入力軸41には筒型の中間軸45が相対回転可能に嵌まっており、中間軸45は出力軸42と一緒に回転する状態(相対回転不能な状態)で嵌まっている。中間軸45には第3ギヤ46と第4ギヤ47とがスプライン嵌合等によってスライド可能で相対回転不能に嵌まっている。更に、中間軸45には上流不等速第1ギヤ48及び上流不等速第3ギヤ121が相対回転自在に嵌まっている。
The
出力軸42にはカム式のメインクラッチ49を設けている。メインクラッチ49は固定パーツ49aとスライドパーツ49bとから成っており、スライドパーツ49bはクラッチばね49c(図7(C)参照)で固定パーツ49aに向けて付勢されている。スライドパーツ49bがクラッチばね49cに抗して固定パーツ49aから離反すると入力軸41から出力軸42への動力伝達は遮断される。路上走行時や旋回時のように苗植付装置2を上昇させている状態ではメインクラッチ49が切れる。メインクラッチ49の切り操作はメインクラッチ操作軸50を下降させることで行われる。
A cam-type
株間ケース40の内部には、側面視で入力軸41及び出力軸42と平行に延びるアイドル軸51が回転自在に軸支されており、このアイドル軸51に第1ギヤ43又は第2ギヤ44に噛み合い得る第5ギヤ52がスプライン嵌合等によってスライド可能・相対回転不能に嵌まっている。第5ギヤ52は第1ギヤ43又は第2ギヤ44の2倍程度の歯数であり、第1ギヤ43に噛合した第1ポジションと、第2ギヤ44に噛合した第2ポジションとを選択できる。
An
アイドル軸51には、上流不等速第3ギヤ121と常に噛み合っている上流不等速第4ギヤ122、第3ギヤ46に対して噛み合い・離反する第6ギヤ54、第4ギヤ47に噛み合い・離反する第7ギヤ55、並びに、上流不等速第1ギヤ48と常に噛み合っている上流不等速第2ギヤ56が固定されている。第3ギヤ46に対する第6ギヤ54の比率よりも、第4ギヤ47に対する第7ギヤ55の歯数の比率が小さくなるように設定されている。従って、中間軸45(及び出力軸42)の回転数は、第3ギヤ46と第6ギヤ54とが噛み合っている状態よりも、第4ギヤ47と第7ギヤ55とが噛み合っている状態の方が低くなっている。
The
上流不等速第1ギヤ48と上流不等速第2ギヤ56とは楕円のような非円形のプロフィールであり、歯数は同じに設定されている。従って、両不等速ギヤ48,56を介してアイドル軸51の回転が中間軸45及び出力軸42が伝えられている状態では、アイドル軸51と出力軸42との回転数は同じで、且つ、出力軸42はその1回転中で角速度を周期的に変化させた状態で回転する。両不等速ギヤ48,56は非円形であって噛み合わせの位相が常に決まっているという特殊性から、常に噛み合い状態に保持されている。また同様に、上流不等速第3ギヤ121と上流不等速第4ギヤ122とについても、楕円のような非円形のプロフィールであり、歯数は同じに設定されている。従って、両不等速ギヤ48,56を介してアイドル軸51の回転が中間軸45及び出力軸42が伝えられている状態では、アイドル軸51と出力軸42との回転数は同じで、且つ、出力軸42はその1回転中で角速度を周期的に変化させた状態で回転する。つまり、上流不等速第1ギヤ48及び上流不等速第2ギヤ56は、偏芯歯車等の非円形ギヤ対であって、加減速比(不等速比率)の大きいものである。上流不等速第3ギヤ121及び上流不等速第4ギヤ122も、偏芯歯車等の非円形ギヤ対であるが、加減速比(不等速比率)の小さいものである。
The upstream inconstant speed
ここで、ロータリケース36では、例えば37株/平方mの疎植時に、植付爪部材37における各植付爪96の最高速位相(植付爪96の動作速度が最高速になる位相)を下死点付近にするような加減速を付与しているが、その上で実施形態では、株間変速装置26に設けた上流不等速第1ギヤ48及び上流不等速第2ギヤ56によって、株間ケース40からの回転動力にやや大きめの加減速を付与して不等速回転動力を出力させる。従って、加減速比(不等速比率)が上流不等速第3ギヤ121及び上流不等速第4ギヤ122の組合せよりも大きいので、植付爪96の動作軌跡のうち下死点付近での動作速度を大きく増速させる。また、上流不等速第3ギヤ121及び上流不等速第4ギヤ122によって、株間ケース40からの回転動力にやや小さめの加減速を付与して不等速回転動力を出力させる。従って、加減速比(不等速比率)が上流不等速第1ギヤ48及び上流不等速第2ギヤ56の組合せよりも小さいので、植付爪96の動作軌跡のうち下死点付近での動作速度を小さく増速させる。上流不等速第1〜第4ギヤ48,56,121,122は、移植機構8に不等速回転動力を伝達する株間変速装置26側の上流不等速部材に相当する。
Here, in the
第4ギヤ47と上流不等速第1ギヤ48とには、噛み合い・離間自在な第1中間クラッチ57を設けている。第4ギヤ47が図8の状態からいったん第7ギヤ55と噛合した状態を経て更に右向きにスライドすると、第1中間クラッチ57が噛み合う。第1中間クラッチ57が噛み合った状態では、アイドル軸51の動力は、上流不等速第2ギヤ56及び上流不等速第1ギヤ48を介して出力軸42に伝えられる。第1中間クラッチ57が噛み合っている状態では第3ギヤ46と第4ギヤ47は空転している。従って、第1中間クラッチ57は中間軸45と上流不等速第1ギヤ48との連結を継断する働きをしている。
The
また、第3ギヤ46と上流不等速第3ギヤ121とにも、噛み合い・離間自在な第2中間クラッチ123を設けている。第3ギヤ46が図8の状態から一旦第6ギヤ54と噛合した状態を経て更に左向きにスライドすると、中間軸45に対して第2中間クラッチ123が噛み合う。第2中間クラッチ123が噛み合った状態では、アイドル軸51の動力は、上流不等速第4ギヤ122及び上流不等速第3ギヤ121を介して出力軸42に伝えられる。この場合も、第2中間クラッチ123が噛み合っていれば第3ギヤ46と第4ギヤ47が空転する。従って、第2中間クラッチ123は中間軸45と上流不等速第3ギヤ121との連結を継断する働きをしている。
The
第5ギヤ52がスライドすることで2段階の切り換えが行われ、中間軸45がスライドすることで4段階の切り換えが行われる。従って、全体として8段階の組み合わせ(速度切換)が存在する。例えば、3.3平方m当たりの株数として、37株〜85株といった株数に変更できるのであり、疎植・密植の全エリアを殆ど網羅している。図11には、実施形態におけるギヤの組合せと植付け株数との関係を示している。第1ギヤ43と第5ギヤ52とを噛み合わせた場合において、第4ギヤ47と第7ギヤ55とを噛み合わせれば植付け株数が等速のd株に設定され、第3ギヤ46と第6ギヤ54とを噛み合わせれば植付け株数が等速のf株に設定される。第2中間クラッチ123を噛み合わせれば植付け株数が不等速のb株に設定される。第2ギヤ44と第5ギヤ52とを噛み合わせた場合において、第4ギヤ47と第7ギヤ55とを噛み合わせれば植付け株数が等速のc株に設定され、第3ギヤ46と第6ギヤ54とを噛み合わせれば植付け株数が等速のe株に設定される。第1中間クラッチ57を噛み合わせれば植付け株数が不等速のa株に設定される。この場合、アルファベットで示した株数はアルファベット順に多い関係にある。
When the
ここで、上流不等速第1〜第4ギヤ48,56,121,122は、取付け位相を調節して中間軸45やアイドル軸51に組み付けることによって、移植機構8における植付爪96の動作速度が最高速になる最高速位相を、下死点を挟んだ前後範囲で設定変更可能になっている。図12には一例として、不等速の43株に設定した場合の植付爪96の動作軌跡を示している。図12の符号MS1は、下死点より前側(上流側)で植付爪96の動作速度が最高速になるように、上流不等速第3ギヤ121及び上流不等速第4ギヤ122を組み付けた場合の最高速位相であり、MS2は、下死点付近で植付爪96の動作速度が最高速になるように、上流不等速第3ギヤ121及び上流不等速第4ギヤ122を組み付けた場合の最高速位相である。符号MS3は、下死点より後側(下流側)で植付爪96の動作速度が最高速になるように、上流不等速第3ギヤ121及び上流不等速第4ギヤ122を組み付けた場合の最高速位相である。
Here, the upstream inconstant speed first to
組付け精度との関係等に応じて、例えば下死点より前側(上流側)を最高速位相MS1にするように上流不等速第3ギヤ121及び上流不等速第4ギヤ122を組み付けたり、下死点付近を最高速位相MS2にするように上流不等速第3ギヤ121及び上流不等速第4ギヤ122を組み付けたり、更には下死点より後側(下流側)を最高速位相MS3にするように上流不等速第3ギヤ121及び上流不等速第4ギヤ122を組み付けたりすることが可能である。すなわち、例えば組付け精度との関係等で、動力伝達系のねじれが大きくて植付爪96の動作周期ずれが懸念される場合や、動力伝達系のねじれが小さく且つ動力伝達系の振動を極力抑制したい場合にも最高速位相を下死点前後に設定変更できる。そうすれば、植付爪96のシャクリを抑制したり動力伝達系の振動を抑制したりできる。なお、上流不等速第1ギヤ48及び上流不等速第2ギヤ56に関して、取付け位相を調節して中間軸45やアイドル軸51に組み付けてよいことは言うまでもない。
Depending on the relationship with the assembling accuracy, for example, the upstream inconstant speed
株間ケース40の上部には、入力軸41及び出力軸42と平行に延びる施肥用回転軸58が回転自在に配置されており、この施肥用回転軸58に、第1ギヤ43と噛合する第8ギヤ59が相対回転自在に嵌まっている。施肥用回転軸58からはベベルギヤ61を介して施肥駆動軸62に動力伝達される。
A
図7(A)に示すように、株間変速装置26は第1操作軸63と第2操作軸64との2本の操作軸を有する。これら操作軸63,64は前後長手の姿勢になっており、株間ケース40の手前に露出している。図6(B)から理解できるように、第1操作軸63は第1レバー65で前後スライド操作することができ、第2操作軸64は第2レバー66で前後スライド操作することができる。第1操作軸63は第5ギヤ52をスライド操作するためのものであり、第5ギヤ52をスライドさせるシフターを有している。第2操作軸64は中間軸45をスライド操作するためのものであり、中間軸45に係合するシフターを備えている。
As shown in FIG. 7 (A), the
(3).センターケースの内部構造
次に、図6〜図8に基づいてセンターケース30の内部構造(すなわち植付け部変速装置)を説明する。センターケース30は左右2つ割り方式のシェル体から成っており、前後長手の入力軸69が回転自在に保持されている。入力軸69の前端とPTO軸29の後端とは自在継手を介して接続されている。
(3). Next, the internal structure of the center case 30 (that is, the planting part transmission) will be described with reference to FIGS. The
センターケース30の内部には左右長手の中間軸70が配置されており、入力軸69の回転は第1ベベルギヤ71a,71bの対によって中間軸70に伝達される。センターケース30の内部には横送り駆動軸72が左右横長の姿勢で配置されており、横送り駆動軸72に横送り軸33が連結されている。
A left and right longitudinal
横送り駆動軸72には3枚の横送り量調節従動ギヤ73が固定されている一方、中間軸70には、横送り量調節従動ギヤ73に対応して3枚の横送り量調節主動ギヤ74が遊嵌されている。3枚の横送り量調節主動ギヤ74のうちいずれか1つのみに、スライドキー76(図8参照)によって中間軸70から選択的に動力伝達される。スライドキー76は、図6(C)(D)及び図7(A)(B)に示すスライドレバー77によってスライド操作される。
Three transverse feed adjustment driven
横送り量調節ギヤ73,74の対はそれぞれ歯数の比率が相違しており、横送り量調節ギヤ73,74の組み合わせを変えると、PTO軸29に対する横送り駆動軸72の回転比率が変わる。その結果、苗載台7の横送りピッチが変化して苗の掻取り量が変化する。
The ratio of the number of teeth of the pair of the lateral feed amount adjusting gears 73 and 74 is different, and when the combination of the lateral feed amount adjusting gears 73 and 74 is changed, the rotation ratio of the lateral
センターケース30は後ろ下向きに延びる張り出し部30aを有しており、この張り出し部30aに左右横長の植付出力軸78が回転自在に保持されており、植付出力軸78には、中間軸70に固定した第1中継ギヤ79、横送り駆動軸72に相対回転自在に嵌まった第2中継ギヤ80、センターケース30にアイドル軸81を介して回転自在に保持された第3中継ギヤ82、及び第4中継ギヤ84を介して動力伝達される。第4中継ギヤ84は、植付出力軸78にスリーブ83を介して取り付けられている。
The
第1ベベルギヤ71a,71bの各歯数の比率は1:1の関係にあり、また、第1中継ギヤ79、第2中継ギヤ80及び第4中継ギヤ84の歯数は1:1:1の関係にある。従って、PTO軸29と植付出力軸78との回転数は1:1の関係になっている。なお、第3中継ギヤ82は単なるアイドルギヤなので、その歯数は第4中継ギヤ84の回転数に影響しない。
The ratio of the number of teeth of the first bevel gears 71a and 71b is 1: 1, and the number of teeth of the
植付出力軸78とその隣に位置した植付駆動軸32とは、カップリング(スリーブ)86で接続されている。また、左右に隣り合った植付駆動軸32の間には中継軸85が配置されており、駆動軸32と中継軸85もカップリング86で接続されている。従って、各植付駆動軸32は一体に回転する。植付駆動軸32は各移植機構8の箇所ごとに分断されており、隣り合った植付駆動軸32はカップリング86で接続されている。なお、植付出力軸78と各植付駆動軸32と中継軸85とを1本の棒材から成る単一構造体とすることも可能である。
The
(4).移植機構の構造・動力伝達構造
次に、移植機構8の構造やこれに対する動力伝達構造を説明する。これらは実施形態の要部を成すものであり、主に図8〜図10に表示されている(図6(A)も参照)。支持アーム31は中空構造になっており、図8に示すように、その内部に前後長手の植付伝動軸87が回転自在に保持されている。
(4). Structure of Transplant Mechanism / Power Transmission Structure Next, the structure of the
植付伝動軸87には植付駆動軸32から第2ベベルギヤ対88a,88bで動力伝達されている。第2ベベルギヤ対88a,88bのうち植付伝動軸87と同心に回転するベベルギヤ88bは植付伝動軸87に嵌ったトルクリミッタ89に取り付けられている。トルクリミッタ89はばね90を有しており、植付伝動軸87に所定以上の負荷がかかると、噛み合いが外れて動力伝達が遮断される。
Power is transmitted to the
支持アーム31の後端部(先端部)には、左右一対の軸受け104を介して左右横長の植付中心軸91が回転自在に保持されている。植付中心軸91は支持アーム31の左右外側に突出しており、その突出端部にロータリケース36に内蔵された太陽ギヤ92が固定されている。詳細は省略するが、ロータリケース36は支持アーム31の後端部に回転可能に保持されている。
A horizontally long planting
ロータリケース36は左右2つのシェル体を重ね合わせた中空構造になっており、その長手中間部には既述の太陽ギヤ92が配置され、その外側に中間ギヤ93が配置され、その外側に遊星ギヤ94が配置されている。各ギヤ92,93,94は非円形で偏心している。そして、遊星ギヤ94に固定されたユニット軸95に植付爪部材37が固定されている。
The
図5に明示するように、植付爪部材37は植付爪96と突出しロッド97とを備えており、図5(C)に示すように、植付爪96で苗マットから苗を1株だけ切り取って圃場に移行させ、下死点近傍で突出しロッド97が植付爪96に対して相対的に前進することによって、苗は圃場に植え付けられる。
As clearly shown in FIG. 5, the
図9に示すように、植付中心軸91には、下流不等速ベベルギヤ対98,99によって、植付伝動軸87から動力が伝達される。すなわち、植付伝動軸87にはカップリング100を介して下流不等速主動ベベルギヤ98が固定されている一方、植付中心軸91には下流不等速従動ベベルギヤ99が嵌まっており、これら不等速ベベルギヤ対98,99によって、植付伝動軸87から植付中心軸91に常に不等速回転が伝達される。
As shown in FIG. 9, power is transmitted from the
下流不等速主動ベベルギヤ98は段違い状のボス体98aを有しており、カップリング100はボス体98aの小径部に嵌まっている。ボス体98aにはベアリング101が嵌まっている。なお、カップリング100は、植付伝動軸87に溶接固定され相対回転不能に保持されている。下流不等速従動ベベルギヤ99は植付中心軸91に相対回転可能に嵌まっており、且つ、条止めクラッチ102と噛み合うカム部103を有している。条止めクラッチ102には、操作リング105が一体に溶接されている。
The downstream inconstant speed main
条止めクラッチ102は、植付中心軸91にスライド可能で相対回転不能に保持されている。そして、条止めクラッチ102は通常、ばね106で下流不等速従動ベベルギヤ99に噛み合う状態に押されている。回転式の操作ロッド(図示省略)を操作すると、条止めクラッチ102が植付中心軸91の軸心に沿って下流不等速従動ベベルギヤ99から離反し、植付中心軸91への動力が遮断される。
The
例えば畦際での植付け作業において、4対の移植機構8のうち一部は作動させたくない場合があるが、このような場合に条止めクラッチ102を操作して、一部の移植機構8の機能を停止させることができる。つまり、植付け条数を減らす条止め機能が発揮される。
For example, in the planting operation at the shore, there are cases where it is not desired to operate a part of the four pairs of
(5).下流不等速部材
実施形態では、下流不等速ベベルギヤ対98,99に不等速回転(加減速)させる機能を持たせている(下流不等速部材として下流不等速ベベルギヤ対98,99(不等速ベベルギヤ機構)を採用している)。この点を主として図10と図9(C)とに基づき説明する。図10(E)に示すように、下流不等速主動ベベルギヤ98に多数の歯107を形成するにおいて、各歯107の先端から軸心O1までの距離が少しずつ大きく広がって再び狭まるように設定している。すなわち、各歯107は、軸心O1から先端までの距離が最も狭いピッチ円錐角最小部108と、軸心O1から先端までの距離が最も広いピッチ円錐角最大部109とを有しており、両者の間では間隔は徐々に変化している。
(5). Downstream Inconstant Speed Member In the embodiment, the downstream inconstant speed
換言すると、図9(C)に示すように、各歯107のピッチ円110は楕円に近い形状でかつ真円に対して偏心している(符号110′では真円の場合のピッチ円を表示している)。逆の視点で述べると、通常のベベルギヤは、仮想円錘の外周面はどの部位においても軸心に対して同じ角度で傾斜しているが、実施形態の下流不等速主動ベベルギヤ98では、仮想円錘の外周面が周方向に移行するに従い、当該外周面の傾斜角度θ1(図10(A)(C)参照)を徐々に変化させている。
In other words, as shown in FIG. 9C, the
下流不等速従動ベベルギヤ99は下流不等速主動ベベルギヤ98の歯数の2倍の歯112を有している。そして、図10(A)(B)から明瞭に把握できるように、各歯112の軸方向の位置が少しずつずれている。換言すると、実施形態の下流不等速従動ベベルギヤ99でも、下流不等速主動ベベルギヤ98と同様に、仮想円錘の外周面が周方向に移行するに従い、当該外周面の傾斜角度θ2(図10(A)参照)を徐々に変化させている。
The downstream inconstant speed driven
下流不等速従動ベベルギヤ99は下流不等速主動ベベルギヤ98の歯数の2倍の歯数なので、下流不等速主動ベベルギヤ98は、2つずつのピッチ円錐角最大部113及びピッチ円錐角最小部114を有している。従って、図9(C)に示すように、下流不等速従動ベベルギヤ99のピッチ円115は略楕円形状になっており、軸心O2を挟んで対称の形状になっている(図9(C)では、真円の場合のピッチ円を符号115′で表示している)。つまり、下流不等速ベベルギヤ対98,99は、円錐距離γ(図10(C)参照)を一定にした状態で、ピッチ円錐角θ1,θ2を回転方向に沿って連続的に変化させているのである。上記の説明から分かるように、下流不等速部材としての下流不等速ベベルギヤ対98,99は単段であり、上流不等速部材としての上流不等速第1〜第4ギヤ48,56,121,122のような変速動作はしない(速度切換がない)。
Since the downstream inconstant speed driven
このように、下流不等速ベベルギヤ98,99のピッチ円110,115を、楕円に近い形状で且つ回転軸(軸心)O1,O2を中心とする真円に対して偏心させた上で、その外径形状をそれぞれ真円とすることによって、下流不等速ベベルギヤ98,99の対をそれぞれ通常のベベルギヤ並みのサイズに形成できることになり、動力伝達系における下流不等速ベベルギヤ98,99対の組付けスペースの小型化・コンパクト化を図れる。この場合の下流不等速ベベルギヤ99,99製造の考え方としては、円錐距離を一定にして形成された歪んだ円錐形状を回転軸O1,O2が共通の円柱でカットして、外径形状を真円にするということになる。
As described above, after the
ここで、下流不等速ベベルギヤ対98,99も、上流不等速第1〜第4ギヤ48,56,121,122と同様に取付け位相を調節して、前述した最高速位相を下死点から更に離れる方向に設定変更可能になっている。図13には一例として、不等速の43株に設定した場合の植付爪96の角速度変化を示している。図13(A)の太い一点鎖線は、下死点より前側(上流側)を最高速位相MS1にするように上流不等速第3ギヤ121及び上流不等速第4ギヤ122を組み付けた上で、更に下死点より前側を最高速位相MS1′(図12参照)にするように下流不等速ベベルギヤ対98,99を組み付けた場合である。図13(B)の太い実線は、下死点付近を最高速位相MS2にするように、上流不等速第3ギヤ121及び上流不等速第4ギヤ122を組み付けると共に下流不等速ベベルギヤ対98,99を組み付けた場合である。図13(C)の太い二点鎖線は、下死点より後側(下流側)を最高速位相MS3にするように上流不等速第3ギヤ121及び上流不等速第4ギヤ122を組み付けた上で、更に下死点より後側を最高速位相MS3′(図12参照)にするように下流不等速ベベルギヤ対98,99を組み付けた場合である。このように構成した場合、植付爪96の動作速度を下死点付近で速め、植付爪96を下死点から的確に素早く逃がせるという効果をより一層助長できるのである。
Here, the upstream inconstant speed
(6).まとめ
図5(C)では、3.3平方m当たりの植付け株数と植付爪96の動作軌跡との関係を示している。この図から理解できるように、密植時には植付爪96が下死点から真上に上昇しても、疎植時になると植付爪96の逃げが悪くなって苗を前倒しする現象を引き起こすことが理解できる。
(6). Summary FIG. 5C shows the relationship between the number of planted stocks per 3.3 square meters and the movement trajectory of the planting
そして、実施形態では、株間変速装置26に上流不等速第1〜第4ギヤ48,56,121,122を設けたことと、苗植付装置2に下流不等速ベベルギヤ対98,99を設けたこととにより、植付爪部材37は、植付爪96が下死点に位置した付近で動作速度が速くなるように加速して回転駆動する。このため、植付爪96は下死点から素早く逃げることになり、その結果、植付爪96で苗を前倒しする現象を防止できる。
And in embodiment, the upstream inconstant speed 1st-
そして、実施形態では、不等速部材を株間変速装置26と苗植付装置2とに分離して配置したため、株間変速装置26から下流不等速ベベルギヤ対98,99までの間は従来に比べて不等速回転の割合が少ない。その結果、動力伝達系を構成する伝動要素(PTO軸29や植付駆動軸32、植付伝動軸87等)に発生するねじれが著しく抑制され、移植機構8の円滑な動きを確保できる。また、動力伝達系に発生するガタも抑制できるため、不等速のタイミングがずれて、苗の植付け姿勢が乱れたりするといった不具合も防止できる。
In the embodiment, since the inconstant speed member is separated and arranged in the
さて、移植機構8は細長いロータリケース36の両端に植付爪部材37を揺動可能に取り付けた形態であるため、植付爪部材37自体が重りの役割を果たして大きな慣性力が生ずる。しかも、苗の掻取り時には大きな負荷が発生し、その後は負の負荷が生ずる。すなわち、植付爪部材37の揺動により、移植機構8の回転に対して、過負荷→無負荷→負の負荷といった周期で大きなトルク変動が生ずる。このようなトルク変動は、密植時に等速回転していても、共振回転数を超えた場合に顕著に現れる(密植時には、疎植時に比べて移植機構8が高速回転するためである)。
Now, since the
更に述べると、移植機構8が等速回転しても、1つの植付爪部材37が圃場から逃げるときは他の植付爪部材37は苗の掻取りに移行しており、従って、2つの植付爪部材37は互いの負荷変動を打ち消すように作用していると言える。しかし、苗の掻取りには大きなトルクが必要であるため、2つの植付爪部材37の動きのみではトルク変動を平準化する機能が弱いのである。このため、移植機構8が滑らかに回転せず、「しゃくり」と呼ばれる現象も発生しやすくなる。
More specifically, even if the
これに対して、実施形態のように密植状態でも下流不等速ベベルギヤ対98,99によって移植機構8に若干の不等速回転を付与すると、植付爪部材37による苗の掻取りが慣性力を利用しつつ加速をつけた状態で行われ、しかも、苗の掻取りが行われた後は移植機構8が減速するため、移植機構8に大きな慣性力が作用するのを抑制できる。このため、移植機構8に作用する負荷変動(或いはトルク変動)を平準化してスムーズな回転を確保できる。
On the other hand, when the
(7).その他
本願発明は上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えばベベルギヤを下流不等速部材となす場合、第1ベベルギヤ対71a,71bを下流不等速部材にしたり、第2ベベルギヤ対88a,88bを下流不等速部材にしたりしてもよい。また、動力伝達系の3カ所以上に不等速部材を設けることも可能である。更に、苗植付装置2には不等速部材を設けずに、走行機体に複数の不等速部材を設けてもよい。
(7). Others The present invention can be embodied in various ways other than the above embodiment. For example, when the bevel gear is a downstream inconstant speed member, the first bevel gear pair 71a, 71b may be a downstream inconstant speed member, or the second
また、株間変速装置26はミッションケース11に内蔵することも可能であり、この場合は、1つの上流不等速部材をミッションケース11に内蔵することになる。走行機体1と苗植付装置2とのそれぞれに不等速部材を設ける場合、加減速比(不等速比率)は必要に応じて設定したらよい。従って、場合によっては、走行機体1側での加減速比(不等速比率)を苗植付装置2での加減速比(不等速比率)より小さくすることも可能である。更に、不等速ベベルギヤ機構である下流不等速ベベルギヤ対98,99は、田植機に適用するに限らず、姿勢が交差した回転軸間で不等速回転を生成・伝達するためであれば、あらゆる構造に適用可能である。
Further, the
1 走行機体
2 苗植付装置
8 移植機構
10 エンジン
11 ミッションケース
26 株間変速装置
36 ロータリケース
37 植付爪部材
40 株間ケース
41 入力軸
42 出力軸
45 中間軸
48 上流不等速第1ギヤ
49 メインクラッチ
51 アイドル軸
56 上流不等速第2ギヤ
57 第1中間クラッチ
87 植付伝動軸
91 植付中心軸
96 植付爪
98 下流不等速主動ベベルギヤ
99 下流不等速従動ベベルギヤ
121 上流不等速第3ギヤ
122 上流不等速第4ギヤ
123 第2中間クラッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Traveling
Claims (3)
前記各ベベルギヤは、ピッチ円錐角最小部とピッチ円錐角最大部とを有し、前記ピッチ円錐角最小部と前記ピッチ円錐角最大部との間において、ピッチ円錐角を回転方向に沿って連続的に変化させてなる不等速ベベルギヤに構成されている、
不等速ベベルギヤ機構。 A bevel gear mechanism comprising a pair of bevel gears meshing with each other,
Each of the bevel gears has a pitch cone angle minimum portion and a pitch cone angle maximum portion, and the pitch cone angle is continuously along the rotation direction between the pitch cone angle minimum portion and the pitch cone angle maximum portion. It is configured to an inconstant speed bevel gear that is changed to
Inconstant speed bevel gear mechanism.
請求項1に記載した不等速ベベルギヤ機構。 The pitch circle of each inconstant speed bevel gear has a shape close to an ellipse and is eccentric with respect to a perfect circle centered on the rotation axis, and the outer diameter shape of each inconstant speed bevel gear is formed in a perfect circle. ing,
The inconstant speed bevel gear mechanism according to claim 1.
前記株間変速装置には、疎植時に前記苗植付装置を不等速回転させる複数段の上流不等速部材を有する一方、前記苗植付装置には、これを不等速回転させる下流不等速部材を有しており、前記下流不等速部材として、請求項1又は2に記載した不等速ベベルギヤ機構を用いている、
田植機。 A transmission case for shifting the power from the engine mounted on the traveling machine body, a seedling planting device having a transplanting mechanism with a planting claw for drawing a non-circular movement locus, and the operation of the transplanting mechanism with respect to the traveling speed of the traveling machine body In a rice transplanter equipped with an inter- stock transmission that changes the speed by changing the speed,
The inter-strain transmission device has a plurality of upstream non-constant speed members that rotate the seedling planting device at a non-uniform speed during sparse planting, while the seedling planting device includes a downstream non-speed rotating member that rotates the seedling planting device at a non-uniform speed. It has a constant velocity member, and uses the inconstant velocity bevel gear mechanism according to claim 1 or 2 as the downstream inconstant velocity member.
Rice transplanter.
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