WO2014157362A1 - 田植機 - Google Patents
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- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C11/00—Transplanting machines
- A01C11/003—Transplanting machines for aquatic plants; for planting underwater, e.g. rice
Definitions
- the present invention relates to a rice transplanter that transmits power to a planting arm through an inconstant speed mechanism.
- a non-constant speed mechanism is provided for sparse planting so that the planting claws escape and move more quickly from the field with reference to the dense planting state, and one of the rotary planting arm shafts that support the planting claws.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-102214 discloses a technique for providing a slow / slow as follows by providing an inconstant speed transmission mechanism inside a mission case and changing the angular velocity during one rotation. That is, a quick section is provided in the seedling extraction process in which the planting claw passes through the lower end of the seedling stage and the planting process in which the seedling extracted by the planting claw is planted in the field, and the seedling is removed from the seedling stage and the surface
- a slow section in the descending process that moves toward the bottom and the ascending process that moves from the rice field to the lower end of the seedling stage, a good seedling-taking operation and planting operation are realized.
- the inconstant speed transmission mechanism accelerates and decelerates the angular velocity during one rotation of the rotating shaft, torque fluctuation (load fluctuation) applied to the rotating shaft increases.
- torque fluctuation load fluctuation
- Repeated twisting and untwisting of the rotating shaft causes backlash of gears constituting the driving system or backlash due to gaps generated between parts during manufacturing of the driving system and drive system rotation unevenness due to driving system twisting.
- the acceleration / deceleration phase shifts, leading to poor planting. Therefore, the present invention provides a torque that cancels the torque fluctuation generated in the planting arm shaft, leveles the torque fluctuation, and improves the phase shift, thereby optimizing the locus of the planting claw and preventing poor planting.
- the rice transplanter of the present invention is a rice transplanter that transmits power to a planting arm shaft that supports a rotary case via an inconstant speed mechanism, and the planting arm shaft is connected to the planting chain case via a chain. And a torque leveling mechanism that applies torque that counteracts torque fluctuations caused by the inconstant speed mechanism is provided in the planted chain case, and the torque leveling mechanism is attached to the chain-driven sprocket.
- “Attaching the torque leveling mechanism to a chain-driven sprocket” means attaching directly to the sprocket in the planted chain case, or indirectly to a part of the chain drive consisting of the sprocket chain Including, for example, attaching to a chain and attaching to a shaft to which a sprocket is fixed. In other words, widely include embodiments in which leveling torque is applied to the chain in the planted chain case.
- the torque leveling mechanism is provided on an optional drive shaft that is transmitted at an increased speed from the planting arm shaft.
- the torque leveling mechanism is provided on a connecting plate provided between the rotor arm shafts that support the planting claws.
- a rice transplanter is a rice transplanter that transmits power to a planting arm shaft that supports a rotary case via an inconstant speed mechanism, wherein the planting arm shaft is a planted chain case.
- a torque leveling mechanism that is driven through a chain and applies torque in the planted chain case that counteracts torque fluctuations caused by the non-uniform speed mechanism, and the torque leveling mechanism includes the non-uniform speed mechanism. It is provided on the downstream side of the power transmission path with respect to the unit clutch that connects and disconnects the power transmission from the mechanism to the planting arm shaft.
- a rice transplanter is a rice transplanter that transmits power to a planting arm shaft that supports a rotary case via an inconstant speed mechanism, wherein the planting arm shaft is a planting chain case.
- a torque leveling mechanism that is driven through a chain and applies torque in the planted chain case that counteracts torque fluctuations caused by the inconstant speed mechanism, and the torque leveling mechanism is an elastic member of an elastic body. Use power.
- the torque fluctuation generated by the inconstant speed mechanism is leveled and the phase shift is improved, so that the locus of the planting claw can be optimized and planting failure can be prevented.
- the torque leveling mechanism 60 can generate a torque that cancels out a periodic torque fluctuation having two peaks that occur during one rotation of the rotary case 12 via the inconstant speed mechanism and equalizes the torque. it can. In this way, by adjusting the period of the torque leveling mechanism 60 to the period of torque fluctuation by the inconstant speed mechanism, torque is synthesized to suppress torque fluctuation caused by the inconstant speed mechanism.
- the equalized torque in the opposite phase is applied to the torque fluctuation caused by the inconstant speed mechanism.
- the torque fluctuation is completely reversed. It may not be the phase leveling torque.
- it is possible to cancel the torque fluctuation by applying a leveling torque that is appropriately delayed by 30 ° or 45 ° with respect to the torque fluctuation. In this case, it can be set as appropriate by changing the timing of the torque generating mechanism (in this embodiment, the crankshaft 65 and the coil spring 66).
- the torque leveling mechanism 60 applies a smooth torque having the same cycle (two cycles for one rotation of the rotary case 12) as the cycle of the torque variation generated by the inconstant speed mechanism, thereby leveling the torque variation.
- the phase shift of the planting arm shaft 46 can be improved.
- the planting arm shaft 46 can smoothly rotate at a non-uniform speed without being twisted or rattled, the locus of the planting claw 54 during high-speed rotation can be stabilized, and poor planting can be prevented.
- the torque leveling mechanism 60 Since the torque leveling mechanism 60 is directly attached to the planting arm shaft 46 via a chain or gear mechanism, the torque leveling mechanism 60 can be placed at a position close to the rotary case 12 from which torque fluctuation is generated. As a result, torque fluctuations in the opposite phase can be effectively applied, and the effect of leveling the torque fluctuations is increased. Further, the torque leveling mechanism 60 is arranged at a position away from the planting arm shaft 46 by one axis (optional drive shaft 62), but the shaft to which the torque is applied is such as a herbicide sprayer or a box application sprayer. Since it is an optional drive shaft, the number of parts is not increased and a space in the planted chain case 11 can be easily secured and can be mounted without difficulty.
- the torque leveling mechanism 60 is provided for each planting unit in which the planting arm shaft 46 is provided. That is, since the leveling torque cancels out in the unit with the torque fluctuation generated by the acceleration / deceleration of the rotary case 12, the torque fluctuation does not go back to the upstream of the transmission system. .
- FIG. 6 shows another embodiment of the torque leveling mechanism 60.
- a torque leveling mechanism 60 is provided on the planting horizontal shaft 40.
- the torque leveling mechanism 60 includes a crankshaft 65 provided on the planting horizontal shaft 40 that is the rotation center of the upstream sprocket 42, and a coil spring 66 connected to the crankshaft 65.
- the sprocket 42 rotates with the rotation of the planting horizontal shaft 40, and the sprocket 44 rotates around the planting arm shaft 46 via the chain 45.
- the crankshaft 65 rotates at a position eccentric from the rotation center of the sprocket 42, and the length of the coil spring 66 changes to generate an elastic force in the coil spring 66.
- the elastic force generated in the coil spring 66 is transmitted from the sprocket 42 to the sprocket 44 via the crankshaft 65 via the chain 45, and further applied to the planting arm shaft 46 as a leveling torque.
- the torque leveling mechanism 60 is rotated twice while the planting arm shaft 46 rotates once. A period of torque is generated. That is, the torque leveling mechanism 60 can generate a torque that cancels out a periodic torque fluctuation having two peaks that occur during one rotation of the rotary case 12 via the inconstant speed mechanism and equalizes the torque. it can. In this way, by adjusting the period of the torque leveling mechanism 60 to the period of torque fluctuation by the inconstant speed mechanism, torque is synthesized to suppress torque fluctuation caused by the inconstant speed mechanism.
- the elastic force to return to the original position of the leaf spring 81 causes the torque opposite to the rotation direction to be applied to the planting arm shaft 46 as the torque toward the deceleration side. Is granted. Then, when the cam 80 rotates in the direction to return the leaf spring 81 to the original direction, the elastic force to return the leaf spring 81 to the original direction causes the torque in the same direction as the rotation direction to be applied to the planting arm shaft 46 toward the acceleration side. It is given as torque.
- the torque leveling mechanism 40 is provided on a connecting plate 70 that connects two rotor arm shafts 33 provided on the rotary case 12.
- the coil spring 73 expands and an elastic force is generated.
- the elastic force of the coil spring 73 generated in this way is transmitted as torque to the planting arm shaft 46 via the connection plate 70 and the rotary case 12.
- the positional relationship between the pin 71 and the ring 72 changes in two cycles of extending, contracting, extending, and contracting the coil spring 73. That is, it is possible to apply a leveling torque having the same period as the torque fluctuation generated in the planting arm shaft 46.
- the timing by the timing cam 100 is set to a timing at which the maximum torque is generated in the torque fluctuation caused by the inconstant speed mechanism. Thereby, the impulse torque is generated so as to cancel the maximum torque. As described above, by applying the leveling torque as the impulse torque, the operation time is shortened, so that the timing shift hardly occurs. In addition, since the rotation is assisted by the impulse torque, it does not serve as a brake to the rotational load. Furthermore, since the driving force for applying the torque is independent from the rotational driving force of the rotary case 12, it is not affected.
- shaft 46 by providing the level
- the present invention can be used for a rice transplanter that transmits power from an engine from a transmission case to a planting part through a planting chain case to drive planting.
Landscapes
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Abstract
植付アーム軸に生じるトルク変動と逆位相のトルク変動を与えてトルク変動を平準化し、位相のズレを改善することで、植付爪の軌跡を適正化し、植付不良を防ぐ田植機を提供する。ロータリケースを支持する植付アーム軸に不等速機構を介して動力を伝達する田植機であって、前記植付アーム軸は、植付チェーンケース内でチェーンを介して駆動され、前記植付チェーンケース内に前記不等速機構によって生じるトルク変動を打ち消すトルクを付与するトルク平準化機構を設けるとともに、当該トルク平準化機構は、前記チェーン駆動のスプロケットに取り付けられる。
Description
本発明は、不等速機構を介して植付アームに動力を伝達する田植機に関する。
従来の田植機では、密植を基準に、下死点付近で植付爪先端の軌跡がほぼ鉛直になるように設定していると、疎植状態では、植付爪が圃場から逃げる速度が遅くなるため、植付けられた苗を前に押し倒す現象が生じやすい。逆に疎植を基準に、下死点付近で植付爪先端の軌跡がほぼ鉛直になるように設定していると、密植状態では、植付爪が圃場に入り込んだまま後ずさりするような現象が生じ、苗がばらけたり泥土がえぐられることで浮き苗が発生しやすい。
そのため、密植状態を基準にして、植付爪を圃場からより迅速に逃げ移動させるべく疎植の際に、不等速機構を設けて、植付爪を支持するロータリ式植付アーム軸の一回転中の角速度（回転速度）を変化させる方法がある。
そのため、密植状態を基準にして、植付爪を圃場からより迅速に逃げ移動させるべく疎植の際に、不等速機構を設けて、植付爪を支持するロータリ式植付アーム軸の一回転中の角速度（回転速度）を変化させる方法がある。
特開２００３－１０２２１４号公報には、ミッションケース内部に不等速伝動機構を設けて、一回転中の角速度を変化させることで、次のように緩急をつける技術が開示される。すなわち、植付爪が苗載台の下端部を通過する苗取出し行程、及び、植付爪が取出した苗を田面に植え込む植付け行程に速い区間を設けるとともに、苗載台から苗を取出して田面に向けて移動する下降行程、及び、田面から苗載台の下端にまで移動する上昇行程に遅い区間を設けることによって良好な苗取り動作及び植付動作を実現している。
不等速伝動機構は回転軸の一回転中での角速度を加減速させるものであるため、回転軸にかかるトルク変動（負荷変動）が大きくなる。回転軸がねじれ、ねじれ解除を繰り返すことにより、駆動系を構成するギアのバックラッシュまたは駆動系製造時に部品間に生じた隙間によるガタや駆動系のねじれに起因した駆動系の回転ムラが発生することで、加減速位相のズレがおき、植付不良につながる。
そこで、本発明は、植付アーム軸に生じるトルク変動を打ち消すトルクを与えて、トルク変動を平準化し、位相のズレを改善することで、植付爪の軌跡を適正化し、植付不良を防ぐ田植機を提供する。
そこで、本発明は、植付アーム軸に生じるトルク変動を打ち消すトルクを与えて、トルク変動を平準化し、位相のズレを改善することで、植付爪の軌跡を適正化し、植付不良を防ぐ田植機を提供する。
本発明の田植機は、ロータリケースを支持する植付アーム軸に不等速機構を介して動力を伝達する田植機であって、前記植付アーム軸は、植付チェーンケース内でチェーンを介して駆動され、前記植付チェーンケース内に前記不等速機構によって生じるトルク変動を打ち消すトルクを付与するトルク平準化機構を設けるとともに、当該トルク平準化機構は、前記チェーン駆動のスプロケットに取り付けられる。
「トルク平準化機構をチェーン駆動のスプロケットに取り付ける」とは、植付チェーンケース内のスプロケットに直接的に取り付けることに加えて、間接的にスプロケット・チェーンによって構成されるチェーン駆動の一部に取り付けることも含み、例えばチェーンに取り付けることや、スプロケットが固定される軸に取り付けることも含む。言い換えれば、植付チェーンケース内のチェーンに平準化トルクを付与する実施形態を広く含む。
「トルク平準化機構をチェーン駆動のスプロケットに取り付ける」とは、植付チェーンケース内のスプロケットに直接的に取り付けることに加えて、間接的にスプロケット・チェーンによって構成されるチェーン駆動の一部に取り付けることも含み、例えばチェーンに取り付けることや、スプロケットが固定される軸に取り付けることも含む。言い換えれば、植付チェーンケース内のチェーンに平準化トルクを付与する実施形態を広く含む。
前記トルク平準化機構は、前記植付アーム軸から増速されて伝達されるオプション駆動軸に設けられる。
前記トルク平準化機構は、植付爪を支持するロータアーム軸間に設けられる連結プレートに設けられる。
本発明の第二態様に係る田植機は、ロータリケースを支持する植付アーム軸に不等速機構を介して動力を伝達する田植機であって、前記植付アーム軸は、植付チェーンケース内でチェーンを介して駆動され、前記植付チェーンケース内に前記不等速機構によって生じるトルク変動を打ち消すトルクを付与するトルク平準化機構を設けるとともに、当該トルク平準化機構は、前記不等速機構から前記植付アーム軸への動力伝達を断接するユニットクラッチよりも動力伝達経路における下流側に設けられる。
本発明の第三態様に係る田植機は、ロータリケースを支持する植付アーム軸に不等速機構を介して動力を伝達する田植機であって、前記植付アーム軸は、植付チェーンケース内でチェーンを介して駆動され、前記植付チェーンケース内に前記不等速機構によって生じるトルク変動を打ち消すトルクを付与するトルク平準化機構を設けるとともに、当該トルク平準化機構は、弾性体の弾性力を用いる。
本発明によれば、不等速機構によって発生するトルク変動を平準化し、位相のズレを改善することで、植付爪の軌跡を適正化し、植付不良を防ぐことができる。
添付の図面を参照して田植機１について説明する。
田植機１は、エンジン２の動力により前輪３及び後輪４を駆動させて走行しながら、植付部５により植付作業を行う。エンジン２からの動力はミッションケース６を経て前輪３及び後輪４に、並びに、ミッションケース６及び株間変更装置９を経て植付部５にそれぞれ伝達される。
植付部５は、植付センターケース１０、植付チェーンケース１１、ロータリケース１２、植付アーム１３、苗載台１４、及び、複数のフロート１５を具備する。
田植機１は、エンジン２の動力により前輪３及び後輪４を駆動させて走行しながら、植付部５により植付作業を行う。エンジン２からの動力はミッションケース６を経て前輪３及び後輪４に、並びに、ミッションケース６及び株間変更装置９を経て植付部５にそれぞれ伝達される。
植付部５は、植付センターケース１０、植付チェーンケース１１、ロータリケース１２、植付アーム１３、苗載台１４、及び、複数のフロート１５を具備する。
図２は、植付部５の植付駆動に関する伝動系統図である。
エンジン２からの動力がミッションケース６から分岐される植付伝動軸２０を介して、植付センターケース１０に伝達される。植付センターケース１０内でベベルギア２１の対によって伝達軸２２に伝達される。伝達軸２２には、ギア２３とスプロケット・チェーン２４が固定されており、スプロケット・チェーン２４を介して植付チェーンケース１１内の植付横軸４０に伝達される。
他方、ギア２３と噛み合うギア２５に固定されている伝達軸２６に伝達されると、伝達軸２６に相対回転可能に支持されている四枚の掻き取り量調節従動ギア２７のうちの一枚がスライドキー２８によって伝達軸２６とともに回転する。そして、掻き取り量調節従動ギア２７に対応した一枚の掻き取り量調節主動ギア２９が回転し、横送り軸３０に伝達される。
横送り軸３０に伝達されると、スプロケット・チェーン３１を介して縦送り軸３２に伝達され、苗載台１４上の苗マットを下方に向かって縦送りする。
エンジン２からの動力がミッションケース６から分岐される植付伝動軸２０を介して、植付センターケース１０に伝達される。植付センターケース１０内でベベルギア２１の対によって伝達軸２２に伝達される。伝達軸２２には、ギア２３とスプロケット・チェーン２４が固定されており、スプロケット・チェーン２４を介して植付チェーンケース１１内の植付横軸４０に伝達される。
他方、ギア２３と噛み合うギア２５に固定されている伝達軸２６に伝達されると、伝達軸２６に相対回転可能に支持されている四枚の掻き取り量調節従動ギア２７のうちの一枚がスライドキー２８によって伝達軸２６とともに回転する。そして、掻き取り量調節従動ギア２７に対応した一枚の掻き取り量調節主動ギア２９が回転し、横送り軸３０に伝達される。
横送り軸３０に伝達されると、スプロケット・チェーン３１を介して縦送り軸３２に伝達され、苗載台１４上の苗マットを下方に向かって縦送りする。
植付横軸４０から各植付チェーンケース１１内のユニットクラッチ４１に伝達される。
ユニットクラッチ４１の断接に応じて接続状態になった場合は、ユニットクラッチ４１に固定されているスプロケット４２に伝達される。スプロケット４２とロータリケース側のユニットクラッチ４３に設けられるスプロケット４４にはチェーン４５が巻回される。他方、ユニットクラッチ４１が切断状態になった場合は、スプロケット４２に伝達されない。ユニットクラッチ４１は安全クラッチであり、通常時は接続状態が維持される。
そして、ユニットクラッチ４３の断接に応じて接続状態となった場合は、スプロケット４４及びチェーン４５を介して植付アーム軸４６に伝達される。他方、ユニットクラッチ４３が切断状態になった場合は、植付アーム軸４６には伝達されない。
ユニットクラッチ４１の断接に応じて接続状態になった場合は、ユニットクラッチ４１に固定されているスプロケット４２に伝達される。スプロケット４２とロータリケース側のユニットクラッチ４３に設けられるスプロケット４４にはチェーン４５が巻回される。他方、ユニットクラッチ４１が切断状態になった場合は、スプロケット４２に伝達されない。ユニットクラッチ４１は安全クラッチであり、通常時は接続状態が維持される。
そして、ユニットクラッチ４３の断接に応じて接続状態となった場合は、スプロケット４４及びチェーン４５を介して植付アーム軸４６に伝達される。他方、ユニットクラッチ４３が切断状態になった場合は、植付アーム軸４６には伝達されない。
植付アーム軸４６は、植付チェーンケース１１の左右に設けられるロータリケース１２内に延出され、ロータリケース１２に固定される。ロータリケース１２が回転することで、植付チェーンケース１１に固定されたサンギア５０から中間ギア５１を介して遊星ギア５２に伝達される。そして、遊星ギア５２に固定された植付アーム１３にロータアーム軸５３を介して伝達され、ロータリケース１２とともに植付爪５４が回転することで苗載台１４から苗を取り、植え付けることができる。
［不等速機構］
ミッションケース６から株間変更装置９を介して植付センターケース１０に動力が伝達される。株間変更装置９の内部には不等速機構が含まれ、当該株間変更装置９に設けられた不等速機構の不等速での回転運動が植付アーム軸４６に伝達される。
すなわち、植付爪５４が苗載台１４から苗を取る時、及び、苗の植付後に植付爪５４を圃場から素早く引き抜くとともに植付爪５４に残る苗を振り落とす時にロータリケース１２の回転駆動を速くするとともに、圃場へ苗を植え付ける前、及び、植付爪５４を苗載台１４に差し込む時にロータリケース１２の回転速度を緩めている。
ミッションケース６から株間変更装置９を介して植付センターケース１０に動力が伝達される。株間変更装置９の内部には不等速機構が含まれ、当該株間変更装置９に設けられた不等速機構の不等速での回転運動が植付アーム軸４６に伝達される。
すなわち、植付爪５４が苗載台１４から苗を取る時、及び、苗の植付後に植付爪５４を圃場から素早く引き抜くとともに植付爪５４に残る苗を振り落とす時にロータリケース１２の回転駆動を速くするとともに、圃場へ苗を植え付ける前、及び、植付爪５４を苗載台１４に差し込む時にロータリケース１２の回転速度を緩めている。
このように、不等速機構を介して植付アーム軸４６に動力が伝達され、周期的な加減速を伴って回転駆動される。これにより、植付アーム軸４６に不等速運動に起因するトルク変動が発生する。具体的には、各植付爪５４の苗取時と植付時を基準にそれぞれ加減速しているので、不等速運動に起因するトルク変動は、ロータリケース１２が一回転する間に二回のピークを有する周期的な変動となる。
なお、密植時等、株間変更装置９にて設定される株間数によっては、等速で動力が伝達される場合もあり、常に不等速で動力が伝達されるとは限らない。
なお、密植時等、株間変更装置９にて設定される株間数によっては、等速で動力が伝達される場合もあり、常に不等速で動力が伝達されるとは限らない。
また、植付爪５４は側面視で斜めにした姿勢で苗載台１４から苗を掻き取り、次いで、植付爪５４は鉛直に近い姿勢になって圃場に向かい、下降しきってから上昇に転じる必要があるため、ロータリケース１２内のサンギア５０、中間ギア５１及び遊星ギア５２は非円形で偏心している。そのうえで、植付アーム軸４６と同様の理由から、植付アーム１３を支持しているロータアーム軸５３もロータリケース１２に対して不等速機構により不等速で回転させている。
［トルク平準化機構］
図２及び図３に示すように、トルク平準化機構６０が植付アーム軸４６に設けられる。
トルク平準化機構６０は、植付アーム軸４６に固定されるスプロケット６１、除草剤散布機や箱施用剤散布機などのオプションを駆動するオプション駆動軸６２に固定されるスプロケット６３、スプロケット６１とスプロケット６３に巻回され、これらを連動駆動するチェーン６４、スプロケット６３の回転中心であるオプション駆動軸６２から植付チェーンケース１１の外側に延出されて設けられるクランク軸６５、及び、クランク軸６５に接続されるコイルバネ６６を具備する。スプロケット６１の歯数はスプロケット６３の二倍であり、オプション駆動軸６２の回転数は植付アーム軸４６の回転数の二倍であり、植付アーム軸４６から増速されて伝達される。
図２及び図３に示すように、トルク平準化機構６０が植付アーム軸４６に設けられる。
トルク平準化機構６０は、植付アーム軸４６に固定されるスプロケット６１、除草剤散布機や箱施用剤散布機などのオプションを駆動するオプション駆動軸６２に固定されるスプロケット６３、スプロケット６１とスプロケット６３に巻回され、これらを連動駆動するチェーン６４、スプロケット６３の回転中心であるオプション駆動軸６２から植付チェーンケース１１の外側に延出されて設けられるクランク軸６５、及び、クランク軸６５に接続されるコイルバネ６６を具備する。スプロケット６１の歯数はスプロケット６３の二倍であり、オプション駆動軸６２の回転数は植付アーム軸４６の回転数の二倍であり、植付アーム軸４６から増速されて伝達される。
クランク軸６５にコイルバネ６６の一端を固定するボス６７ａを設ける。コイルバネ６６は、その一端をクランク軸６５に設けたボス６７ａに固定し、他端は植付チェーンケース１１の外側に設けたボス６７ｂに固定する。また、コイルバネ６６には常に収縮する方向に力が作用するようにボス６７ｂの位置が決定される。
上記のトルク平準化機構６０において、植付アーム軸４６の回転に伴ってスプロケット６１が回転し、チェーン６４を介して、スプロケット６３がオプション駆動軸６２回りに回転する。スプロケット６３の回転に伴ってクランク軸６５がスプロケット６３の回転中心から偏心した位置で回転し、コイルバネ６６の長さが変わることによりコイルバネ６６に弾性力が発生する。コイルバネ６６に発生した弾性力は、クランク軸６５を介してスプロケット６３に伝達される。そして、チェーン６４を介してスプロケット６１に伝達され、さらに、植付アーム軸４６にトルクとして付与される。
なお、植付アーム軸４６からクランク軸６５への動力伝達は、クランク軸６５側の回転数が植付アーム軸４６の回転数の二倍となるものであれば良く、スプロケット・チェーンの代わりにギアを用いたものでもよい。
また、スプロケット・チェーンを介して植付アーム軸４６に連動回転するオプション駆動軸６２の回転に連動してトルクを発生させる機構は、クランク軸６５及びコイルバネ６６によるクランク・バネ機構に限らず、オプション駆動軸６２と共に回転するカム及び当該カムに弾性力を付与する板バネによって構成されるカム・バネ機構も採用できる。
また、スプロケット・チェーンを介して植付アーム軸４６に連動回転するオプション駆動軸６２の回転に連動してトルクを発生させる機構は、クランク軸６５及びコイルバネ６６によるクランク・バネ機構に限らず、オプション駆動軸６２と共に回転するカム及び当該カムに弾性力を付与する板バネによって構成されるカム・バネ機構も採用できる。
図３及び図４を用いてトルク平準化機構６０によって付与するトルクについて詳述する。
なお、図示において、植付アーム軸４６は反時計回りに回転する。これにより、スプロケット６１は反時計回りに、スプロケット６３も反時計回りにそれぞれ回転する。
なお、図示において、植付アーム軸４６は反時計回りに回転する。これにより、スプロケット６１は反時計回りに、スプロケット６３も反時計回りにそれぞれ回転する。
図４（ａ）に示すように、クランク軸６５が下側、つまりコイルバネ６６による収縮力がスプロケット６３の回転方向と同一方向となる側に位置する場合は、コイルバネ６６の弾性力がスプロケット６３回転方向と同一方向へのトルクが発生する。そして、クランク軸６５を介してスプロケット６３に生じるトルクはそのままスプロケット６１を介して植付アーム軸４６に伝達される。このとき植付アーム軸４６には加速側へのトルクが付与される。
図４（ｂ）に示すように、クランク軸６５が上側、つまりコイルバネ６６による収縮力がスプロケット６３の回転方向と反対方向となる側に位置する場合は、コイルバネ６６の弾性力がスプロケット６３回転方向と反対方向へのトルクが発生する。そして、クランク軸６５を介してスプロケット６３に生じるトルクはそのままスプロケット６１を介して植付アーム軸４６に伝達される。このとき植付アーム軸４６には減速側へのトルクが付与される。
また、クランク軸６５がスプロケット６３周りに回転運動することにより、コイルバネ６６の伸縮に伴ってクランク軸６５に生じる弾性力は、周期的なトルクとして植付アーム軸４６に伝達される。具体的には、コイルバネ６６の固定端であるボス６７ｂとクランク軸６５の先端の位置及び角度、つまり、クランク軸６５のスプロケット６３に対する位置及び角度に応じて正弦曲線に近いカーブを描くように変動するトルクが発生する。
図５に示すように、トルク平準化機構６０によって生じるトルクの周期を、不等速機構によって植付アーム軸４６に生じるトルク変動の周期に合わせて、不等速機構によって生じるトルク変動を打ち消す方向に（図示においては逆位相となるように）トルク平準化機構６０によるトルクを発生させる。
このとき、クランク軸６５が固定されるスプロケット６３は、植付アーム軸４６の回転数の二倍で回転するため、トルク平準化機構６０には植付アーム軸４６が一回転する間に二周期分のトルクが生じる。つまり、トルク平準化機構６０は、不等速機構を介したロータリケース１２の一回転の間に発生する二回のピークを有する周期的なトルク変動を打ち消して平準化するトルクを発生させることができる。
このように、トルク平準化機構６０の周期を、不等速機構によるトルク変動の周期に合わせることで、トルクを合成して不等速機構に起因するトルク変動を抑えている。
このとき、クランク軸６５が固定されるスプロケット６３は、植付アーム軸４６の回転数の二倍で回転するため、トルク平準化機構６０には植付アーム軸４６が一回転する間に二周期分のトルクが生じる。つまり、トルク平準化機構６０は、不等速機構を介したロータリケース１２の一回転の間に発生する二回のピークを有する周期的なトルク変動を打ち消して平準化するトルクを発生させることができる。
このように、トルク平準化機構６０の周期を、不等速機構によるトルク変動の周期に合わせることで、トルクを合成して不等速機構に起因するトルク変動を抑えている。
なお、本実施形態では、不等速機構によって生じるトルク変動に対して、逆位相の平準化トルクを付与しているが、当該トルク変動を効果的に抑制するものであれば、完全に逆の位相の平準化トルクでなくても良い。例えば、トルク変動に対して３０°、４５°など適宜遅角させた平準化トルクを付与することでトルク変動を打ち消すことも可能である。この場合、トルク発生機構（本実施形態ではクランク軸６５及びコイルバネ６６）のタイミングを変更することで適宜設定可能である。
以上のように、トルク平準化機構６０は、不等速機構によって生じるトルク変動の周期と同じ周期（ロータリケース１２一回転で二周期）を有する滑らかなトルクを付与することで、トルク変動を平準化して、植付アーム軸４６の位相のズレを改善することが可能である。その結果、植付アーム軸４６が、ねじれたり、ガタついたりすることなく円滑に不等速回転でき、高速回転時の植付爪５４の軌跡を安定させ、植付不良を防ぐことができる。
トルク平準化機構６０は、チェーン若しくはギアの仕組みを介して植付アーム軸４６に直接的に取り付けられるため、トルク変動の発生元であるロータリケース１２に近い位置に置くことができる。そのため、逆位相のトルク変動を効果的に与えることができ、トルク変動を平準化する効果が大きくなる。
また、植付アーム軸４６から一軸（オプション駆動軸６２）離れた位置にトルク平準化機構６０を配置しているが、トルクを付加する軸は、除草剤散布機や箱施用剤散布機などのオプション駆動軸であるので、部品点数の増加も少なく植付チェーンケース１１内でのスペースを容易に確保でき、無理なく搭載できる。
また、植付アーム軸４６から一軸（オプション駆動軸６２）離れた位置にトルク平準化機構６０を配置しているが、トルクを付加する軸は、除草剤散布機や箱施用剤散布機などのオプション駆動軸であるので、部品点数の増加も少なく植付チェーンケース１１内でのスペースを容易に確保でき、無理なく搭載できる。
トルク平準化機構６０は、植付アーム軸４６が設けられる植付ユニット毎に設けられている。つまり、平準化トルクがロータリケース１２の加減速により発生するトルク変動とユニット内で打ち消しあうことにより、伝動系上流までトルク変動がさかのぼることがないので、植付爪５４のシャクリを抑えることができる。
［別実施形態］
図６から図１１は、トルク平準化機構６０の別実施形態を示す。
図６に示す実施形態では、トルク平準化機構６０が植付横軸４０に設けられる。
トルク平準化機構６０は、上流側のスプロケット４２の回転中心である植付横軸４０に設けられるクランク軸６５、及び、クランク軸６５に接続されるコイルバネ６６を具備する。
図６から図１１は、トルク平準化機構６０の別実施形態を示す。
図６に示す実施形態では、トルク平準化機構６０が植付横軸４０に設けられる。
トルク平準化機構６０は、上流側のスプロケット４２の回転中心である植付横軸４０に設けられるクランク軸６５、及び、クランク軸６５に接続されるコイルバネ６６を具備する。
ここで、上述同様に、植付横軸４０の回転に伴ってスプロケット４２が回転し、チェーン４５を介して、スプロケット４４が植付アーム軸４６回りに回転する。スプロケット４２の回転に伴ってクランク軸６５がスプロケット４２の回転中心から偏心した位置で回転し、コイルバネ６６の長さが変わることによりコイルバネ６６に弾性力が発生する。コイルバネ６６に発生した弾性力は、クランク軸６５を介してスプロケット４２からスプロケット４４にチェーン４５を介して伝達され、さらに、植付アーム軸４６に平準化トルクとして付与される。
また、同様にクランク軸６５が固定されるスプロケット４２は、植付アーム軸４６の回転数の二倍で回転するため、トルク平準化機構６０には植付アーム軸４６が一回転する間に二周期分のトルクが生じる。つまり、トルク平準化機構６０は、不等速機構を介したロータリケース１２の一回転の間に発生する二回のピークを有する周期的なトルク変動を打ち消して平準化するトルクを発生させることができる。
このように、トルク平準化機構６０の周期を、不等速機構によるトルク変動の周期に合わせることで、トルクを合成して不等速機構に起因するトルク変動を抑えている。
このように、トルク平準化機構６０の周期を、不等速機構によるトルク変動の周期に合わせることで、トルクを合成して不等速機構に起因するトルク変動を抑えている。
弾性体であるコイルバネ６６の弾性力を用いて、駆動系を構成するギアのバックラッシュまたは駆動系製造時に部品間に生じた隙間によるガタに起因した駆動系の回転ムラ発生を抑えている。その結果、植付アーム軸４６が、ねじれたり、ガタつくことなく円滑に不等速回転でき、高速時の植付爪５４の軌跡を安定化させ、植付不良を防ぐことができる。こうして、上述のトルク平準化機構６０の効果と同様のものが得られる。
さらに、植付チェーンケース１１内の植付横軸４０にトルク平準化機構６０を設けることで、全長が伸びることなくコンパクトにすることができ、追加部品もクランク・バネ機構のみであるため、スペース的にもコスト的に有利である。
さらに、植付チェーンケース１１内の植付横軸４０にトルク平準化機構６０を設けることで、全長が伸びることなくコンパクトにすることができ、追加部品もクランク・バネ機構のみであるため、スペース的にもコスト的に有利である。
図７に示す実施形態では、トルク平準化機構６０は、一対の植付アーム１３を支持しているロータアーム軸５３間に固定されている連結プレート７０に設けられる。トルク平準化機構６０は、連結プレート７０の回転中心に設けられ、連結プレート７０とともに回転するカム６７、及び、カム６７と当接し、かつ、カム６７を挟むように配置される対の板バネ６９を具備する。カム６７には、一周期で二回の径変化を有するカム面が形成されている。
植付アーム１３とともに連結プレート７０が回転することで、カム６７が連結プレート７０とともに回転し、板バネ６８を伸縮させることにより板バネ６８に弾性力が発生する。その弾性力は、連結プレート７０を介してロータアーム軸５３に伝達される。そしてサンギア５０、中間ギア５１、遊星ギア５２を介して植付アーム軸４６にトルクとして付与される。
図８に示す実施形態では、トルク平準化機構６０は、植付アーム軸４６に固定されている下流側のスプロケット４４に設けられる。
トルク平準化機構６０は、植付横軸４０に固定されているスプロケット４２、植付アーム軸４６に固定されているスプロケット４４、スプロケット４２・３７を連動するチェーン４５、スプロケット４４に固定され、二周期のカム面を有するカム８０、及び、カム８０と当接可能であり、その回転によって伸縮する二枚の板バネ８１を具備する。この場合のスプロケット４２の歯数は、スプロケット４４の歯数と同じである。
トルク平準化機構６０は、植付横軸４０に固定されているスプロケット４２、植付アーム軸４６に固定されているスプロケット４４、スプロケット４２・３７を連動するチェーン４５、スプロケット４４に固定され、二周期のカム面を有するカム８０、及び、カム８０と当接可能であり、その回転によって伸縮する二枚の板バネ８１を具備する。この場合のスプロケット４２の歯数は、スプロケット４４の歯数と同じである。
カム８０が回転し、板バネ８１を伸ばす方向に押すことで、板バネ８１の元に戻ろうとする弾性力が回転方向とは逆向きのトルクが植付アーム軸４６に減速側へのトルクとして付与される。そして、板バネ８１を元に戻す方向にカム８０が回転することで、板バネ８１の元に戻ろうとする弾性力が回転方向と同一の方向のトルクが植付アーム軸４６に加速側へのトルクとして付与される。
つまり、トルク平準化機構６０によって付与される平準化トルクは、植付アーム軸４６が一回転する間に二回のピークを有する周期的な変動となる。
このとき、カム８０が固定されるスプロケット４４は、植付アーム軸４６と同じ回転数で回転するため、トルク平準化機構６０は、不等速機構によるロータリケース１２の一回転の間に発生する二回のピークを有する周期的なトルク変動を打ち消して平準化するトルクを発生させることができる。
このとき、カム８０が固定されるスプロケット４４は、植付アーム軸４６と同じ回転数で回転するため、トルク平準化機構６０は、不等速機構によるロータリケース１２の一回転の間に発生する二回のピークを有する周期的なトルク変動を打ち消して平準化するトルクを発生させることができる。
図９に示す実施形態では、トルク平準化機構６０は、植付横軸４０と植付アーム軸４６を連動させるチェーン４５に設けられる。
トルク平準化機構６０は、植付横軸４０に固定されているスプロケット４２、植付アーム軸４６に固定されているスプロケット４４、スプロケットを連動するチェーン４５、チェーン４５の長さを変動させることでテンションを調節する板バネ９０、及び、二周期のカム面を有するカム９１を具備する。このカム９１は、電動モータ等によりスプロケット・チェーン機構の回転に応じて回転駆動される。
カム９１が回転し、板バネ９０を伸ばす方向に押すことで、チェーン４５のテンションが増加し、スプロケット・チェーンに減速側へのトルクとして付与される。そして、板バネ９０を元に戻す方向にカム９１が回転することで、チェーン４５のテンションが低減し、スプロケット・チェーンに加速側へのトルクとして付与される。
トルク平準化機構６０は、植付横軸４０に固定されているスプロケット４２、植付アーム軸４６に固定されているスプロケット４４、スプロケットを連動するチェーン４５、チェーン４５の長さを変動させることでテンションを調節する板バネ９０、及び、二周期のカム面を有するカム９１を具備する。このカム９１は、電動モータ等によりスプロケット・チェーン機構の回転に応じて回転駆動される。
カム９１が回転し、板バネ９０を伸ばす方向に押すことで、チェーン４５のテンションが増加し、スプロケット・チェーンに減速側へのトルクとして付与される。そして、板バネ９０を元に戻す方向にカム９１が回転することで、チェーン４５のテンションが低減し、スプロケット・チェーンに加速側へのトルクとして付与される。
カム９１の回転速度を調節することで、トルク平準化機構６０によって付与される平準化トルクは、植付アーム軸４６が一回転する間に二回のピークを有する周期的な変動とすることができる。このため、不等速機構によるロータリケース１２の一回転の間に発生する二回のピークを有する周期的なトルク変動を打ち消して平準化するトルクを発生させることができる。
図１０に示す実施形態では、トルク平準化機構４０は、ロータリケース１２に設けられる二つのロータアーム軸３３間を連結する連結プレート７０に設けられる。
図１０（ａ）に示すように、連結プレート７０から外方側に向けて突出して設けられる二本のピン７１は、ロータリケース１２の回転中心となる植付アーム軸４６を挟んで対称位置に設けられる。この二本のピン７１を外周側から覆うリング７２は、ピン７１間の長さを内周の一辺とする正方形状に形成される。リング７２のピン７１と当接する側と反対側の辺の中央にはコイルバネ７３が固定される。
図１０（ｂ）に示すように、ロータリケース１２の回転に応じてピン７１も植付アーム軸４６回りに回転し、リング７２の内周を押し下げる。これにより、コイルバネ７３が伸長し、弾性力が生じる。このように発生したコイルバネ７３の弾性力は、連結プレート７０及びロータリケース１２を介して植付アーム軸４６にトルクとして伝達される。ロータリケース１２が一回転する際に、ピン７１とリング７２との位置関係は、コイルバネ７３を伸ばす、縮める、伸ばす、縮める、の二周期で変化する。つまり、植付アーム軸４６に生じるトルク変動と同周期の平準化トルクを付与することが可能である。
図１０（ｂ）に示すように、ロータリケース１２の回転に応じてピン７１も植付アーム軸４６回りに回転し、リング７２の内周を押し下げる。これにより、コイルバネ７３が伸長し、弾性力が生じる。このように発生したコイルバネ７３の弾性力は、連結プレート７０及びロータリケース１２を介して植付アーム軸４６にトルクとして伝達される。ロータリケース１２が一回転する際に、ピン７１とリング７２との位置関係は、コイルバネ７３を伸ばす、縮める、伸ばす、縮める、の二周期で変化する。つまり、植付アーム軸４６に生じるトルク変動と同周期の平準化トルクを付与することが可能である。
より好ましい実施形態としては、ピン７１をフランジ形状にすることで、リング７２との接触面積を大きくしたり、ピン７１にローラーを取り付けてリング７２の内周面との抵抗を低減したりすることも可能である。
若しくは、リング７２を三角形状に形成することも可能である。三角形状とすることでコイルバネ７３を安定して固定することができる。
若しくは、リング７２を三角形状に形成することも可能である。三角形状とすることでコイルバネ７３を安定して固定することができる。
図１１に示す実施形態では、トルク平準化機構４０は、植付横軸４０に固定されるタイミングカム１００、タイミングカム１００によって設定されるタイミングで作動するソレノイド１０１、及び、ソレノイド１０１と接続され、作動電流を流すことによりソレノイド８１を作動するマイクロスイッチ８２を具備する。
図１１（ａ）に示すように、タイミングカム１００は、径方向に延びる段差面１００ａを有し、段差面１００ａを挟んで大径部と小径部が周方向に隣接して形成される。ソレノイド１０１は、マイクロスイッチ１０２の上方に配置され、基端部が回動可能に支持されている。マイクロスイッチ１０２のスイッチ部分は上部、つまりソレノイド１０１の下方に配置される。ソレノイド１０１のプランジャ１０１ａは、タイミングカム１００のカム面に沿うように配置される。
図１１（ｂ）に示すように、ソレノイド１０１のプランジャ１０１ａが段差面１００ａを過ぎると、大径部から小径部に落ちる。これにより、ソレノイド１０１が回動し、マイクロスイッチ１０２のスイッチ部に接触し、マイクロスイッチ１０２からソレノイド１０１に作動電流が流される。そして、ソレノイド１０１のプランジャ１０１ａが段差面１００ａを押圧する。このようにして、タイミングカム１００を介して植付横軸４０にインパルストルクが付与される。
図１１（ｂ）に示すように、ソレノイド１０１のプランジャ１０１ａが段差面１００ａを過ぎると、大径部から小径部に落ちる。これにより、ソレノイド１０１が回動し、マイクロスイッチ１０２のスイッチ部に接触し、マイクロスイッチ１０２からソレノイド１０１に作動電流が流される。そして、ソレノイド１０１のプランジャ１０１ａが段差面１００ａを押圧する。このようにして、タイミングカム１００を介して植付横軸４０にインパルストルクが付与される。
タイミングカム１００によるタイミングは、不等速機構によって生じるトルク変動における最大のトルクが発生するタイミングに設定される。これにより、最大のトルクを打ち消すようにインパルストルクを発生させている。
以上のように、平準化トルクをインパルストルクとして付与することで、作用時間が短時間になるため、タイミングのズレが生じにくい。また、インパルストルクで回転をアシストするため、回転負荷へのブレーキとならない。さらに、トルク付与にかかる駆動力がロータリケース１２の回転駆動力から独立しているため、影響を受けることがない。
なお、植付横軸４０ではなく、植付アーム軸４６に設ける場合は、タイミングカム１０８０に１８０°の位相差を有する段差面１００ａを設けることで、植付アーム軸４６に生じるトルク変動の周期に合わせた平準化トルクを付与することが可能である。
以上のように、平準化トルクをインパルストルクとして付与することで、作用時間が短時間になるため、タイミングのズレが生じにくい。また、インパルストルクで回転をアシストするため、回転負荷へのブレーキとならない。さらに、トルク付与にかかる駆動力がロータリケース１２の回転駆動力から独立しているため、影響を受けることがない。
なお、植付横軸４０ではなく、植付アーム軸４６に設ける場合は、タイミングカム１０８０に１８０°の位相差を有する段差面１００ａを設けることで、植付アーム軸４６に生じるトルク変動の周期に合わせた平準化トルクを付与することが可能である。
本発明は、エンジンからの動力をミッションケースから植付チェーンケースを介して植付部に伝達して植付駆動する田植機に利用可能である。
１：田植機、５：植付部、９：株間変更装置（不等速機構）、１０：植付センターケース、１１：植付チェーンケース、１２：ロータリケース、１３：植付アーム、４０：植付横軸、４１：ユニットクラッチ、４２：スプロケット、４３：ユニットクラッチ、４４：スプロケット、４５：チェーン、４６：植付アーム軸、６０：トルク平準化機構、６１：スプロケット、６２：オプション駆動軸、６３：スプロケット、６４：チェーン、６５：クランク軸、６６：コイルバネ
Claims (5)
- ロータリケースを支持する植付アーム軸に不等速機構を介して動力を伝達する田植機であって、
前記植付アーム軸は、植付チェーンケース内でチェーンを介して駆動され、
前記植付チェーンケース内に前記不等速機構によって生じるトルク変動を打ち消すトルクを付与するトルク平準化機構を設けるとともに、当該トルク平準化機構は、前記チェーン駆動のスプロケットに取り付けられることを特徴とする田植機。 - 前記トルク平準化機構は、前記植付アーム軸から増速されて伝達されるオプション駆動軸に設けられる請求項１に記載の田植機。
- 前記トルク平準化機構は、植付爪を支持するロータアーム軸間に設けられる連結プレートに設けられる請求項１又は２に記載の田植機。
- ロータリケースを支持する植付アーム軸に不等速機構を介して動力を伝達する田植機であって、
前記植付アーム軸は、植付チェーンケース内でチェーンを介して駆動され、
前記植付チェーンケース内に前記不等速機構によって生じるトルク変動を打ち消すトルクを付与するトルク平準化機構を設けるとともに、当該トルク平準化機構は、前記不等速機構から前記植付アーム軸への動力伝達を断接するユニットクラッチよりも動力伝達経路における下流側に設けられることを特徴とする田植機。 - ロータリケースを支持する植付アーム軸に不等速機構を介して動力を伝達する田植機であって、
前記植付アーム軸は、植付チェーンケース内でチェーンを介して駆動され、
前記植付チェーンケース内に前記不等速機構によって生じるトルク変動を打ち消すトルクを付与するトルク平準化機構を設けるとともに、当該トルク平準化機構は、弾性体の弾性力を用いることを特徴とする田植機。
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