WO2015072521A1

WO2015072521A1 - 田植機

Info

Publication number: WO2015072521A1
Application number: PCT/JP2014/080099
Authority: WO
Inventors: 土井　邦夫; 三宅　康司; 彬石川
Original assignee: ヤンマー株式会社
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2014-11-13
Publication date: 2015-05-21
Also published as: KR20160085833A; CN105722383B; KR101869175B1; CN105722383A

Abstract

　圃場表面を検知し、フロートの検知する圃場接地面と実際の圃場表面とのズレを修正して、適正な植付高さを検出することで植付不良を防ぐ田植機を提供する。圃場接地面を検知するフロートを備える田植機であって、前記フロートとは別に設けられ、圃場表面を検知するセンサを備え、前記センサは、前記圃場表面を追従する検知部と該検知部を揺動自在に支持する支持部を有し、前記検知部の圃場表面追従時における揺動角度を計測することで前記圃場表面高さを検知する。

Description

田植機

　本発明は、田植機に関する。

　従来、圃場接地面を検知するフロートを備え、該フロートによって圃場表面を検知し、その検知結果から苗の植付高さを検出して、植付部を適正な高さに調節しながら、苗の植付を行う田植機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２－１７０４２６号公報

　フロートがその自重により圃場表面から沈下し、実際の圃場表面とフロートによって検知された圃場接地面との間にズレが生じてしまうことから、適正な植付高さに調節することができず、植付不良が生じる場合があった。
　本発明は、圃場表面を検知し、フロートの検知する圃場接地面と実際の圃場表面とのズレを修正して、適正な植付高さを検出することで植付不良を防ぐ田植機を提供することを課題とする。

　本発明の田植機は、圃場接地面を検知するフロートを備える田植機であって、前記フロートとは別に設けられ、圃場表面を検知するセンサを備え、前記センサは、前記圃場表面を追従する検知部と該検知部を揺動自在に支持する支持部を有し、前記検知部の圃場表面追従時における揺動角度を計測することで前記圃場表面高さを検知する。

　本発明の第一実施形態において、前記検知部は、複数の棒体によって構成され、前記複数の棒体の同一端をステーによって支持するとともに、前記複数の棒体は、前記ステーに着脱可能に固定される。

　前記棒体は、側面視で、複数の湾曲部を有し、該湾曲部の一部が前記圃場表面と接触する接触部となる。

　前記棒体は、樹脂成形品である。

　本発明の第二実施形態において、前記検知部は、鉛直方向又は左右方向に厚みを有し、かつ、レーキ状に形成されるプレートとして構成され、該プレートの基部は一体的に形成される。

　前記センサは、前記検知部を揺動自在に支持する支持部に含まれる揺動軸を支点として、前記検知部を上方へ揺動させた状態で保持可能である。

　前記センサは、前記植付部の植深さを変更する回動支軸の回動に連動して前記センサの揺動支点位置が変更される。

　前記センサは、前記検知部を揺動自在に支持する支持部に含まれる揺動軸と、該揺動軸の揺動角度を計測するポテンショセンサとを有し、該揺動角度に基づいて前記圃場表面高さを検知する。

　本発明によれば、センサが圃場表面を検知することで、苗の適正な植付高さを検出し、植付不良を防ぐ。

田植機の側面図である。植付部の上面図である。植付部の側面図である。センサの斜視図である。棒体の別実施形態を示す図である。棒体をステーへ取り付ける構造を示す図である。樹脂製の棒体をステーへ取り付ける構造を示す図である。棒体の別実施形態を示す図である。検知部の第二実施形態を示す図である。センサの収納操作を示す図である。センサとレバーの連動構造を示す図である。センサと主変速レバーの連動構造の別実施形態を示す図である。ワイヤによってセンサを上方へ揺動する構造を示す図である。植付部の側面図である。植深さの変更とセンサの揺動支点位置の連動構造を示す図である。センサの揺動支点位置の固定を示す図である。揺動軸の揺動角度を検知する構造の第一実施形態を示す斜視図である。揺動軸の揺動角度を検知する構造の第一実施形態を示す平面図である。揺動軸の揺動角度を検知する構造の第二実施形態を示す図である。揺動軸の揺動角度を検知する構造を収納するケースを示す図である。揺動軸の揺動角度を検知する構造の第三実施形態を示す図である。揺動軸の揺動角度を検知する構造の第四実施形態を示す図である。フロートに対するセンサの配置位置を示す図である。

　図１に示すように、田植機１は、エンジン２、動力伝達部３、植付部４及び昇降部５を備える。植付部４は、昇降部５を介して機体に連結されており、昇降部５の作動を制御することによって上下方向に自動昇降可能である。植付部４には、動力伝達部３を介してエンジン２からの動力が伝達される。田植機１は、エンジン２の駆動によって走行しながら、植付部４によって圃場に苗を植え付ける。
　本実施形態では、圃場に田面水が張られた状態で、圃場表面から所定の植え付け深さでの苗の植え付け作業が行われる場合について説明する。なお、圃場に田面水が張られていない状態での植え付け作業についても同様の技術思想を適用できる。

　エンジン２からの駆動力は、動力伝達部３においてトランスミッション６を介して、ＰＴＯ軸７に伝達される。ＰＴＯ軸７はトランスミッション６から後方に突出して設けられる。ＰＴＯ軸７からユニバーサルジョイントを介して植付伝動ケース８に動力が伝達されて、植付部４が駆動される。また、トランスミッション６から後方に向けて駆動軸９が設けられ、駆動軸９からリアアクスルケース１０に駆動力が伝達される。

　植付部４は、植付アーム１１、植付爪１２、苗載台１３、フロート１４等を備える。植付爪１２は、植付アーム１１に取り付けられている。植付アーム１１は、植付伝動ケース８から伝達される動力によって回転する。
　植付爪１２には、苗載台１３から苗が供給される。植付アーム１１の回転運動に伴って、植付爪１２が圃場内に挿入され、所定の植深さ（植付爪１２の爪出量）となるように苗が植え付けられる。なお、本実施形態では、ロータリ式の植付爪を採用しているが、クランク式のものを用いても良い。

　［フロート］
　図２に示すように、植付部４は、左右方向に配置される複数のフロート（本実施形態ではセンターフロート１４Ａ及び二つのサイドフロート１４Ｂ）を備える。各フロートは、植付部４を構成する植付フレーム１５に取り付けられる。より具体的には、各フロートの前端は植付フレーム１５に対して上下方向に揺動可能に支持され、各フロートの後端は植付フレーム１５に設けられる回動支軸１６にリンク機構１７を介して昇降可能に取り付けられる。
　図３に示すように、回動支軸１６又はリンク機構１７には、ポテンショメータ等の適宜のセンサが取り付けられており、該センサによりリンク高さｈ０が検出される。このリンク高さｈ０は、植付爪１２の爪出量（植付爪１２の先端部とフロート底面との距離）として検出される。そして、後述のようにセンターフロート１４Ａの沈下量ｄを用いて、実植付深さｈ（ｈ＝ｈ０＋ｄ）として検出される。

　中央に配置されるセンターフロート１４Ａは、圃場接地面検知用のフロート検知体として利用される。具体的には、圃場の凹凸に応じて変化するセンターフロート１４Ａの揺動角（フロート前面で受ける抵抗に応じたピッチング方向の回動角度：フロート角α）に基づいてフロートの目標角βを決定し、フロート角αが目標角βに近付くように植付部高さ（植深さ）が制御されている。

　［整地装置］
　図２に示すように、植付部４の前部であって、フロート１４（１４Ａ・１４Ｂ）の前方には、枕地整地用の整地装置２０が設けられている。整地装置２０は、植付フレーム１５に対して高さ変更可能に支持される。
　駆動軸９からの動力の一部がリアアクスルケース１０を介して整地伝動軸２１に分岐され、整地伝動軸２１からユニバーサルジョイント２２、入力軸２３及び整地伝動ケース２４を介して、両側方に向けて延出される駆動軸２５に伝達される。各駆動軸２５には、複数のロータ２６が固定され、駆動軸２５の回転駆動によってロータ２６が回転して圃場が整地される。

　整地装置２０は、中央が前方に配置され、中央から両側方に向かうに従ってそれぞれ前方から後方に向けて傾斜するように配置される。つまり、中央部が他の部位よりも前方に位置するように設けられている。上面視では、整地装置２０はハの字状に配置される。

　整地装置２０を上面視ハの字状に配置することで、センターフロート１４Ａの前方にスペースを確保することができる。このスペースを利用して、センターフロート１４Ａを前方に移動させることで、センターフロート１４Ａの均平部と植付苗の間に後述するセンサ３０を無理なく配置することができる。また、センターフロート１４Ａの回動支軸１６の位置をサイドフロート１４Ｂと同一側面位置に配置しても、センターフロート１４Ａ前方のスペースを利用して、センターフロート１４Ａを極力長くすることができる。

　若しくは、整地装置２０によって形成されるスペースを利用して、センターフロート１４Ａの後端面の位置はそのままで前端面を前方に延出することも可能であり、係る場合も同様にフロートによるセンシング精度の向上を図ることができる。また、センターフロート１４Ａの面積を長くすることで、センシング能力が上がり、植付部４の昇降を最適に制御できる。さらに、センターフロート１４Ａのフロート形状を変更する際に、泥流の流れ及び形状バランス等を最適に設計することができ、植付部４の昇降制御の精度をより向上できる。

　［センサ］
　図２及び図３に示すように、センターフロート１４Ａにおいて、植付部４の植え付け位置Ｐの直前方には、圃場表面を検出するセンサ３０が設けられる。センサ３０は、前方から後方に向けて延出される。センサ３０は、植付フレーム１５にピッチング方向に揺動自在に支持され、その揺動支点を中心として重力によって垂れ下がるため、先端部が圃場表面に接触した状態が維持される。つまり、センサ３０の先端部が常に圃場表面を追従するように田植機１が進行する。
　センサ３０の揺動角度θを計測することによって、センサ３０と圃場の位置関係を検出することができ、圃場の実高さ（苗を植え付ける田面高さ）を検出することができる。このように、センサ３０によって圃場の実高さを検出することによって、センターフロート１４Ａの沈下量ｄ（泥状の圃場への沈み込み量）を計測できる。

　以上のように、圃場接地面の検知用に用いられるセンターフロート１４Ａとは別にセンサ３０を設けて、センサ３０によって植え付け位置Ｐの近傍で圃場表面の高さを検知している。このように、センサ３０によって苗の植え付け直前でのセンシングを実現することで、センシング精度の向上を図ることができる。
　本実施形態において、植え付け位置Ｐは、リンク機構１７を介して回動するフロートの後端部の側方である。また、植え付け位置Ｐの直前方位置とは、苗を植え付けるためにフロートで整地された後の圃場であり、そのような安定した状態の圃場をセンシングするため、圃場の表面に現れる凹凸形状がセンサ３０に与える影響及びフロートによって生じる泥水流がセンサ３０に与える影響を低減できる。

　［第一実施形態］
　図２及び図３に示すように、センサ３０は、圃場表面の凹凸に倣って追従する検知部３１と、検知部３１をピッチング方向に揺動自在に支持する支持部３２を有する。
　検知部３１は、複数の棒体４０によって構成され、ステー４１に複数の棒体４０の同一端が支持されることで、レーキ状に形成される。各棒体４０は、前後方向に延出されて、左右方向に平行に配置され、かつ、側面視で、その基部から後下方に向けて延出され、圃場表面を追従する先端部は基端部側より水平面との角度が小さくなるように、中途部から曲成される。ステー４１は支柱４２に固定される。
　支持部３２は、各棒体４０を支持するステー４１と、ステー４１を支持する支柱４２と、植付フレーム１５に設けられる揺動軸４３とを含む。支柱４２の基端部は揺動軸４３に固定されている。揺動軸４３は、植付フレーム１５にピッチング方向に揺動自在に支持される。
　以上のように、検知部３１は、支持部３２に揺動自在に支持されており、検知部３１の圃場表面追従時における揺動角度を計測することで、圃場表面を検知する。

　図４に示すように、検知部３１の各棒体４０は線状に形成されており、各棒体４０を平行に並べた上で、鉄製のステー４１に固定して、レーキ状に構成している。線状である棒体４０は、針金等、所望の長さに対して形状を保持できる程度の強度を有するものが適している。各棒体４０は、その基部がステー４１に溶接されて固定される。

　各棒体４０は、例えば、線径：３ｍｍであり、ピッチ：１０ｍｍとして配列される。このように、検知部３１を細長く構成することによって、圃場及び田面水との接触面積を小さくして水流による揚力を低減し、検知部３１が圃場から離れ難くなるようにしている。これとともに、検知部３１を複数の棒体４０で構成してレーキ状に形成することによって、検知部３１に夾雑物が噛みこむことを防ぎ、水抜けをよくしている。
　また、棒体４０を線状に成形することで、浮力の影響を受けにくく、機体が水田を高速で走行している際であっても、圃場表面を追従することができる。

　図５に示すように、各棒体４０を、ステー４１を中心に放射状に並べた上で、ステー４１に固定することで、熊手状に構成することもできる。

　検知部３１を構成する各棒体４０は、石等の外乱により変形した場合、変形した棒体４０を取り換えることで、圃場表面のセンシング精度を維持できる。そのため、検知部３１は、各棒体４０をステー４１に着脱可能に固定する構成にすることもできる。以下では、各棒体４０をステー４１に着脱可能に取り付ける構造を示す。

　［棒体の取付構造］
　図６に示すように、ステー４１には、棒体４０の基部（ステー４１への固定部）に応じた形状の凹部が設けられている。各棒体４０の固定部には凸状部が設けられ、凹部には凸状部に応じた形状の凹状部が含まれる。ステー４１の凹状部に棒体４０の凸状部を嵌合させ、棒体４０をステー４１に固定する。

　図６（ａ）に示す実施形態では、棒体４０を上下中央で二分割されたステー４１で挟み込んで固定している。
　棒体４０は、その固定部（基部）の一部を圧することで潰して広げた凸状部５０ａを形成する。また、上下に分割したステー４１のそれぞれに、棒体４０の固定部（基部）の形状に応じた形状の凹部５０ｂを形成する。凹部５０ｂには、凸状部５０ａに応じた形状の凹状部５０ｃが含まれる。そして、棒体４０の凸状部５０ａをステー４１に形成された凹状部５０ｃに嵌合させるように、上下方向からステー４１で挟み込んでボルト等で固定する。
　ステー４１に凸状部５０ａに応じた形状の凹状部５０ｃを形成することで、棒体４０の断面形状を非円形とし、棒体４０がステー４１からずれることを防いでいる。また、凸状部５０ａの数を複数とすることで、ずれ止め効果を向上でき、さらに棒体４０がステー４１からずれるのを防ぐことができる。

　図６（ｂ）に示す実施形態では、棒体４０をステー４１に嵌め込んだ状態で、上から押さえ板５２により押さえ込んで固定している。
　棒体４０の固定部であって、押さえ板５２により押さえ込む位置の軸方向両側のそれぞれに凸状部５１ａを形成する。また、ステー４１に、棒体４０の固定部（基部）の形状に応じた形状の凹部５１ｂを形成する。凹部５１ｂには、凸状部５１ａに応じた形状の凹状部５１ｃが含まれる。そして、棒体４０をステー４１に嵌め込み、両凸状部５１ａ間を上から押さえ板５２によって押さえ込み、押さえ板５２をステー４１にボルト等で固定する。
　また、図示は省略するが、棒体４０を直接ステー４１にボルト等によって締め上げて固定することもできる。

　このような構成にすることで、検知部３１を構成する材料に関係なく、棒体４０をステー４１に容易に着脱することが可能となる。そのため、棒体４０が変形した時には、個別に棒体４０を取り換えることで、センサ３０のセンシング精度を維持できる。また、圃場の状況に応じた形状、大きさ、強度等を有する棒体４０を選択してステー４１に取り付けることができ、センシング精度を向上できる。

　棒体４０をステー４１に着脱可能に固定する場合、棒体４０を構成する材料として、鉄等の金属の他に樹脂を用いることができる。樹脂は、成形性が良く、取替を容易に行うことができ、鉄等の金属に比べ軽いため、圃場の泥面に対して沈みにくい。また、低コストの樹脂を用いることでコストの低減を図ることができる。
　樹脂製の棒体４０をステー４１に着脱可能に固定する場合、上述の取付構造の他に、以下の取付構造にすることもできる。

　図７に示すように、樹脂成形品である棒体４０をステー４１に嵌め込んで固定する。
　各棒体４０の基部側から軸方向と直交する方向に、先端が笠形状である突起体５３を形成し、ステー４１に各突起体５３を嵌め込む取り付け孔５４を形成する。取り付け孔５４に突起体５３を貫通させて笠形状の先端部を突出させることで固定する。このように、取り付け孔５４に突起体５３を嵌め込むことで、棒体４０を固定できるため取付が容易である。
　取り付け孔５４を長穴形状や矩形状といった真円でない形状にすることで、棒体４０が、取り付け孔５４を支点として回動する可能性を防ぐことができる。また、棒体４０に複数の突起体５３、ステー４１に複数の取り付け孔５４を設けることで、棒体４０の回動を防ぐこともできる。

　［別実施形態］
　図８に示すように、棒体５５は、側面視で、複数の湾曲部５６を有し、湾曲部５６の一部が圃場表面と接触する接触部となるように形成される。棒体５５の圃場表面を追従する先端部を湾曲部５６として形成することで、圃場の凹凸に応じて棒体５５が揺動しても湾曲部５６の一部が圃場表面と接触する接触部となる。
　このような形状を有することで、棒体５５が揺動しても圃場表面との接触面積を略一定に確保することができるため、接触部の面圧を一定に保ち、圃場表面のセンシング精度を維持できる。そして、接触部の面圧を一定に保つことができるため、圃場の石等による外乱に強く、変形しにくい。そのため、鉄等の材料を用いて形成しても、圃場表面のセンシング精度が損なわれる恐れを低減できる。

　［第二実施形態］
　図９に示すように、センサ３０の検知部をプレート状の検知部５７・５８とすることもできる。鉛直方向に厚みを有する横長形状の検知部５７、もしくは、左右方向に厚みを有する縦長形状の検知部５８の基部を繋ぐように一体的に形成してステー４１に固定する。ここで、横長形状とは、棒体４０の圃場表面との接触面積が大きくなる方向に長くした形状であり、縦長形状とは、棒体４０を鉛直方向に長くした形状である。

　図９（ａ）に示す実施形態では、横長形状を有する検知部５７の基部を繋ぐように一体的に形成し、ステー４１にボルト等で固定する。検知部５７は横長形状のプレートであり、圃場表面との接地面積が大きくなるため、重い材料（鉄など）で形成されても面圧を低くできる。
　面圧を低くできるため、検知部５７は圃場内の石等による外乱に強く、変形しにくい。そのため、鉄等の材料を用いて検知部５７を形成しても、圃場表面のセンシング精度が損なわれる恐れを低減できる。

　図９（ｂ）に示す実施形態では、縦長形状を有する検知部５８の基部を繋ぐように一体的に形成し、ステー４１にボルト等で固定する。検知部５８は縦長形状のプレートであり、圃場表面との接地面積が小さいため、軽い材料（樹脂等）で形成されてもある程度の面圧を維持できる。
　検知部５８の圃場表面及び田面水との接触面積を小さくして抵抗を低減することができるため、圃場表面のセンシング精度を維持できる。
　なお、検知部５７・５８はその基部を繋ぐように一体的に形成しているが、個別に棒体部分を形成し、ステー４１に固定することもできる。

　なお、センサ３０の検知部の材料としてチタン合金等による形状記憶合金を用いて形成することもできる。このような材料を用いることで、圃場内の石等により変形しても元の形状に戻るため、圃場表面のセンシング精度を維持できる。

　また、センサ３０の検知部３１を上下方向に摺動可能に支持し、該検知部３１の上下方向への高さ変化をリニアセンサ等を用いて計測することで、センサ３０によって圃場表面を検知する方法を採用することもできる。

　［センサの収納］
　図１０に示すように、支柱４２の基端寄りにワイヤ６０を連結している。ワイヤ６０は、支柱４２との連結部から上方に向けて延出され、支柱４２を上方に移動可能に構成されている。
　ワイヤ６０を上方へ引っ張ることで、ワイヤ６０と連結されている支柱４２を揺動軸４３を支点として上方へ揺動させ、検知部３１を上方へ揺動させる。そして、ワイヤ６０に対するテンションを維持することで、検知部３１は上方へ揺動した状態で保持可能となる。言い換えると、センサ３０を上方へ収納することで、検知部３１を圃場表面から退避させることができる。このようにして、機体後進時にセンサ３０を上方へ収納することで、検知部３１の先端部が圃場の土中へ貫入することを回避でき、センサ３０の破損を抑えることができる。
　また、センサ３０を上方へ収納する際に、検知部３１に堆積した夾雑物などを振り落とすこともでき、センサ３０による圃場表面のセンシング精度の維持も期待できる。

　ワイヤ６０を支柱４２の基端寄りに連結することで、センサ３０の揺動時におけるモーメントの作用に与える影響を小さくできるため、センサ３０による圃場表面のセンシングへの影響を低減できる。

　田植機１では、機体後進時、及び、機体旋回時には、植付部４を上昇させる。そのため、センサ３０の収納操作を植付部４の昇降動作に連動させることで、機体後進時には圃場の土中にセンサ３０の先端部が貫入することを抑えることができる。
　具体的には、以下に示すように、植付部４の昇降動作とセンサ３０の収納操作をワイヤ６０を介して連動連結している。

　ワイヤ６０の他端（支柱４２と連結される側と反対側の端部）は、植付部４の上昇時に支柱４２との連結部（より詳しくは非上昇時における連結部の位置）から離れていく箇所で、かつ、植付部４の上昇後に検知部３１が上方の収納位置に維持されるように、ワイヤ６０のテンションを維持できる箇所に連結される。
　このような構成にすることで、植付部４の上昇動作に応じて、検知部３１は揺動軸４３を支点として徐々に上方に揺動し、その状態を保持する。植付部４が下降動作に入ると、下降動作に応じて、検知部３１は徐々に下方に揺動し、植付位置まで下降した時に圃場表面をセンシング可能な位置へと戻される。

　センサ３０の上方への収納操作はレバー等の操作具を用いて実現することができる。
　図１１に示すように、センサ３０の収納操作を行うことができるレバー６１が設けられる。センサ３０とレバー６１は、ワイヤ６０を介して連結されており、レバー６１の操作によって、センサ３０を上方で収納できる。
　レバー６１は、操作体６２及び操作体６２から下方に延出されたアーム６３を有し、アーム６３の他端（下端）にはワイヤ６０が連結される。レバー６１は、アーム６３の中途部に設けられる回動支点６４を中心に回動自在に構成される。レバー６１の操作により、ワイヤ６０のテンションが調節され、センサ３０を収納する。
　例えば、レバー６１をステアリングコラムに配置することで、機体操縦時におけるセンサ３０の収納操作を容易に行うことができる。

　以上のような構成にすることで、レバー６１の操作に応じて、センサ３０を上方へ収納できる。そのため、機体後進時にレバー６１を操作することで、センサ３０を上方へ収納し、圃場表面を追従する検知部３１の先端部が圃場の土中へ貫入することを回避でき、センサ３０の破損を抑えることができる。
　なお、上記の構成は、センサ３０の収納を操作できる構成であればよく、例えば、レバー６１の代わりにスイッチを設けて該スイッチの操作に応じてワイヤ６０のテンションを変更してセンサ３０を収納する構成としてもよい。

　［主変速レバーの操作と連動］
　センサ３０の収納操作は、主変速レバー６５の操作と連動させることがより好ましい。
　主変速レバー６５は、トランスミッション６に連動連結されており、ステアリングコラムに形成されたガイド溝に沿って主変速レバー６５を操作することで、田植機１の走行モードを前進、中立、後進、苗継、移動といった各走行モードに切り替えることができる。

　本実施形態では、機体後進時におけるセンサ３０の破損を防ぐために、センサ３０の収納操作は、主変速レバー６５の後進操作と連動させている。
　センサ３０と主変速レバー６５はワイヤ６０を介して連結される。オペレータが主変速レバー６５を後進位置にすると、主変速レバー６５に接続された適宜のリンク機構を介して、ワイヤ６０のテンションが調節され、センサ３０は、揺動軸４３を支点として上方へ揺動される。主変速レバー６５を後進位置にしている限りは、ワイヤ６０のテンションが維持され、センサ３０を上方で保持する。

　このように、オペレータの後進操作に連動して、センサ３０は上方に揺動されるため、機体後進時に、検知部３１の先端部が圃場の土中へ貫入し、破損することを抑えられる。また、オペレータの後進操作に連動するため、機体を実際に後進させるときには、センサ３０は上方へ収納されている。そのため、センサ３０の収納遅れによる圃場の土中への貫入を抑えることができる。
　また、センサ３０の収納操作を主変速レバー６５の操作と連動させる場合、主変速レバー６５を後進位置にすると、田植機１の走行モードが後進に切り替わり、かつ、センサ３０を収納できるため、別途の操作が不要となり操作性が向上する。

　センサ３０の収納操作は、同様に植付昇降レバーの操作に連動させることもできる。
　植付昇降レバーは、植付部４を昇降させる昇降部５に含まれる昇降シリンダを操作することができるように構成されており、ステアリングコラムに形成されたガイド溝に沿って植付昇降レバーを操作すると、植付部４の上昇、植付部４の下降、植付の開始、植付の停止といった各動作に切り替えることができる。

　センサ３０の収納操作と植付昇降レバーによる植付部４の上昇操作を連動させると、植付昇降レバーを上昇操作することで、センサ３０は上方へ揺動されるため、検知部３１が植付部４の適宜の箇所に衝突することを抑えることができる。

　なお、主変速レバー６５や植付昇降レバー等の他の動作を操作するレバーと、センサ３０の収納操作用のレバー６１とを併存させて、両方のレバーのうち何れか一方の操作が行われるとセンサ３０を収納する構成としてもよい。ただし、その場合、主変速レバー６５や植付昇降レバー等の他の動作を操作するレバーによる植付復帰動作（センサ３０の収納解除）を、レバー６１の収納解除操作に優先させることが好ましい。

　以上の構成において、センサ３０の収納操作を主変速レバー６５、植付昇降レバー、レバー６１等の操作具と連動させる場合に、ワイヤ６０を用いて構成しているが、必ずしも上述の構成をとる必要はない。センサ３０の収納操作を主変速レバー６５の後進操作と連動させる場合を例にとって以下で説明する。

　図１２に示すように、センサ３０の収納操作と主変速レバー６５の後進操作を連動させる構造として、マイクロスイッチ６５ａ、制御回路６６、及び、クラッチモータ６７が設けられる。
　マイクロスイッチ６５ａは、主変速レバー６５を後進位置にすると当接するように設けられる。主変速レバー６５を後進位置にすると、マイクロスイッチ６５ａの検知信号を制御回路６６に入力して、該制御回路６６は、その検知信号をもとに揺動軸４３に設けられたクラッチモータ６７に制御信号を送信することで、該クラッチモータ６７の動力によってセンサ３０を上方へ揺動させる。詳細には以下の通りである。

　主変速レバー６５を後進位置にすることで、マイクロスイッチ６５ａがｏｎになり、制御回路６６に検知信号が入力される。その検知信号に基づいて、制御回路６６がクラッチモータ６７に制御信号を送信することで、クラッチモータ６７を作動させる。
　制御回路６６からのクラッチ接続信号によってクラッチモータ６７が作動し、その出力軸が揺動軸４３に接続されて、さらに制御回路６６からの作動信号によってクラッチモータ６７からの出力が揺動軸４３に伝達されることで、センサ３０は上方へ揺動されて収納される。
　そして、主変速レバー６５を後進位置にしている限りは、マイクロスイッチ６５ａはｏｎの状態で維持されるため、センサ３０は上方で保持される。
　主変速レバー６５を後進位置から他の操作位置にすると、マイクロスイッチ６５ａがｏｆｆになり、後進位置から解除位置に操作されたことが制御回路６６に検知信号として入力され、その検知信号に基づいて、クラッチモータ６７に制御信号が送信される。
　制御回路６６からのクラッチ切断信号によってクラッチモータ６７が作動し、その出力軸が揺動軸４３と切断され、クラッチモータ６７からの動力が揺動軸４３に対して遮断されることで、センサ３０は揺動軸４３に対して揺動自在となり、検知部３１によって圃場表面をセンシング可能な位置へと戻される。

　図１３に示すように、支柱４２の基部側に長穴６８ａを介してワイヤ６０を連結することが可能である。支柱４２の基部側に長穴６８ａの下部に係止可能な係止突起６８ｂが形成されるとともに、長穴６８ａの上部にワイヤ６０を介してモータ６９が設けられる。
　長穴６８ａは、センサ３０の揺動を妨げない位置に配置されるとともに、係止突起６８ｂはセンサ３０の揺動に応じて長穴６８ａ内を移動可能に構成される。長穴６８ａは、センサ３０の揺動に伴って動かない箇所に上下動可能に取り付けられる。例えば、支柱４２基部側近辺にある植付フレーム１５に取り付けられる。

　モータ６９によってワイヤ６０を上方に引っ張ることで、長穴６８ａが上方へ移動する。係止突起６８ｂが長穴６８ａの下部に係止された後、長穴６８ａの上方への移動に伴って、センサ３０が揺動軸４３を揺動支点として上方へ揺動される。

　以上のように、長穴６８ａを介してセンサ３０を上方へ引っ張ることにより、ワイヤ６０の張力が直接揺動軸４３および支柱４２にかからないため、センサ３０の耐久性が損なわれにくく、センサ３０のセンシング精度を維持することができる。

　［植深さ変更によるセンサの連動］
　田植機１では、植深さの変更に連動してセンサ３０の揺動支点位置が変更される。
　回動支軸１６を、その上方に延出される植付深さ調節レバー（図示しない）を介してオペレータが回動させることで、もしくは、アクチュエータ７０によって回動させることで、植付部４のフロート１４に対する位置が変更されるため、植付爪１２の爪出量（植深さ）が調整される。
　本実施形態では、植深さの変更による植付部４およびフロート１４の相対位置の変化に伴って、センサ３０のフロート１４に対する高さが変化することを防止するために、植深さを変更する回動支軸の動きに連動して揺動軸４３の揺動支点位置を変更している。

　図１４に示すように、センサ３０の揺動軸４３は植付フレーム１５に設けられるギアボックス７１に貫設される。
　ギアボックス７１は、センサ３０の揺動角度を計測する構造を収納する。ギアボックス７１の後部は鉛直上下方向に摺動可能に植付フレーム１５に取り付けられる。ギアボックス７１の両側面の同高さからそれぞれ外方に向けてスライダ７２が設けられる。
　各スライダ７２を鉛直上下方向に摺動させるために、植付フレーム１５にステー７３を介して固設されるガイド板７４が設けられる。ガイド板７４は鉛直上下方向に長い形状の長穴７５を有する。ガイド板７４はギアボックス７１の両側面にそれぞれ配置され、長穴７５にスライダ７２が摺動自在に係合される。
　このような構成にすることで、スライダ７２が長穴７５内を上下方向に摺動することで、ギアボックス７１は、鉛直上下方向に移動可能となる。

　アクチュエータ７０とスライダ７２は、アーム７６を介して連結される。アーム７６の一端とアクチュエータ７０の出力側が接続される。スライダ７２と連結されるアーム７６の他端には長孔が設けられ、スライダ７２がその長孔内に摺動可能に係合される。アクチュエータ７０が駆動されると、アーム７６はアクチュエータ７０を支点として回動され、スライダ７２が長穴７５内を上下方向に摺動する。スライダ７２が上下方向に摺動されるとともに、ギアボックス７１が上下方向に移動することで、センサ３０の揺動支点位置は鉛直上下方向に移動する。

　このように、アクチュエータ７０の駆動とギアボックス７１の移動を連動させることで、植深さの変更とセンサ３０の揺動支点位置の上下動を連動させることができる。
　また、本実施形態のようにセンサ３０の揺動支点位置を鉛直上下方向に移動させることで、例えば、平行リンク等を介して移動させるときよりも小さなスペースで移動させられるため、省スペースである。

　本実施形態では、揺動軸４３を含むギアボックス７１を植深さの変更に応じて連動させているが、揺動角度の計測方法やギアボックス７１の有無によっては、揺動軸４３のみを植深さの変更に応じて連動させることもできる。

　図１５（ａ）に示すように、回動支軸１６が植深さを浅くする方向に回動される場合は、センサ３０の揺動支点位置は鉛直下方向に移動される。
　植深さを浅くする場合、アクチュエータ７０によって回動支軸１６が時計回りに回動されるとともに、植付部４が上昇する。植付フレーム１５のフロート１４に対する高さが高くなるため、植付爪１２の爪出量は小さくなる。回動支軸１６の回動に応じて、スライダ７２が長穴７５内を鉛直下方向に摺動することで、センサ２０の揺動支点位置が鉛直下方向に移動され、センサ３０のフロート１４に対する高さを一定に保つ。

　図１５（ｂ）に示すように、回動支軸１６が植深さを深くする方向に回動される場合は、センサ３０の揺動支点位置は鉛直上方向に移動する。
　植深さを深くする場合、アクチュエータ７０によって回動支軸１６が反時計回りに回動されるとともに、植付部４が下降する。植付フレーム１５のフロート１４に対する高さが低くなるため、植付爪１２の爪出量は大きくなる。回動支軸１６の回動に応じて、スライダ７２が長穴７５内を鉛直上方向に摺動することで、センサ３０の揺動支点位置が鉛直上方向に移動され、センサ３０のフロート１４に対する高さを一定に保つ。

　以上のように、植深さの変更に応じてセンサ３０の揺動支点位置を鉛直上下方向に移動させて、センサ３０のフロート１４に対する高さを一定に保つことができる。そのため、植深さを変更しても、圃場表面に対するセンサ３０の迎え角を一定に保ち、圃場表面に対するセンシング精度を維持できる。

　［別実施形態］
　上述の実施形態ではセンサ３０の揺動軸４３をフロート１４の上下動に追従させて上下動させる構成を示したが、センサ３０のフロート１４に対する高さを一定に保たなくても、植深さの変更に応じてセンサ３０の圃場表面のセンシング精度を維持できる。
　図１６に示すように、ギアボックス７１を植付フレーム１５に固定し、センサ３０の揺動支点位置を固定している。
　植深さが変更されると、植深さ設定位置（回動支軸１６の回動角）を検知することで、回動角から制御ソフトの特性値を変更する。特性値を変更した制御ソフトにて、ポテンショメータ等で計測されたセンサ３０の検知結果を補正する、つまり揺動角度を補正することで、植深さの変更を加味した揺動角度を計測できる。
　そのため、植深さの変更に応じてセンサ３０の揺動支点位置を連動させなくても、センサ３０によって圃場の実高さを検出して、フロート１４の沈下量ｄ（泥状の圃場への沈み込み量）を計測できる。
　このような構成にすることで、揺動支点位置を移動させる必要がないため、揺動部の経時変化による変化（ガタ、回動抵抗など）の影響を受けにくい。また、植深さ設定に連動させる部品が不要でありコスト低減が図れる。

　［揺動軸の揺動角度を検知する構造］
　センサ３０の揺動角度θ、つまり、揺動軸４３の揺動角度を検知するためにポテンショセンサ８０が用いられる。ポテンショセンサ８０は、揺動軸４３の回転に伴って回転するポテンショ軸８１を備え、該ポテンショ軸８１の回転角度を計測することで揺動軸４３の揺動角度を検知する。
　以下、ポテンショセンサ８０の構造及び配置に関する各種実施形態について説明する。

　［第一実施形態］
　図１７及び図１８に示す第一実施形態では、ポテンショセンサ８０は、揺動軸４３と同軸上に設けられるポテンショ軸８１を備える。

　ポテンショセンサ８０は、揺動軸４３と同軸上に設けられるように、揺動軸５０の一端における外方側に配置される。ポテンショセンサ８０のポテンショ軸８１が揺動軸４３側に突出するように設けられる。ポテンショ軸８１は、アーム８２及び固定ピン８３を介して支柱４２に接続される。アーム８２は、後下方に延出される支柱４２に沿って設けられる。アーム８２の一端はポテンショ軸８１に固定され、アーム８２の他端は固定ピン８３を介して支柱４２に固定される。
　なお、ポテンショセンサ８０は、揺動軸４３に対する位置が変わらないように植付部４の適宜の位置に設けられる。

　センサ３０が圃場表面の凹凸に追従する際に、支柱４２が揺動軸４３を支点として揺動する。この支柱４２の揺動に連動して、アーム８２がポテンショ軸８１を支点として揺動する。アーム８２の揺動角度は、揺動軸４３の揺動角度に等しいので、ポテンショ軸８１の回転角度を計測することで、揺動軸４３の揺動角度を検知できる。
　このように、揺動軸４３と同軸上に設けられるポテンショ軸８１をアーム８２を介して支柱４３に接続することで、揺動軸４３の揺動角度を検知することができる。

　図１７及び図１８に示すように、揺動軸４３に支持される支柱４２は、その基端部から後下方に向けて延出され、さらに外方側に向けて曲折されたクランク形状とすることができる。
　支柱４２を外方側に曲折することで、基端部の外方側にスペースを確保することができる。該スペースにポテンショセンサ８０が設けられることで、無理なくポテンショセンサ８０を配置することができる。

　以上のように、ポテンショ軸８１を揺動軸４３と同軸上に配置することで、ガタを少なくすることができる。
　なお、本実施形態では、アーム８２を介して揺動軸４３の揺動角度を検知しているが、ポテンショ軸８１及び揺動軸４３を直接つなげて揺動軸４３の揺動角度を検知してもよい。

　［第二実施形態］
　図１９に示す第二実施形態では、ポテンショセンサ８０は、セクターギア８５を介して揺動軸４３に接続されるポテンショ軸８１を備える。
　ポテンショ軸８１は、揺動軸４３と平行に配置される。ポテンショ軸８１には、従動軸８６が延長されて接続される。揺動軸４３及び従動軸８６はその中途部に、セクターギア８５（揺動軸４３に設けられるセクターギア８５Ａ及び従動軸８６に設けられるセクターギア８５Ｂ）がそれぞれ噛み合うように固定される。

　センサ３０が圃場表面の凹凸に追従する際に、支柱４２が揺動軸４３を支点として揺動する。支柱４２の揺動に伴って、セクターギア８５Ａが回転し、セクターギア８５Ａと噛み合うセクターギア８５Ｂが従動軸８６回りに回転する。
　ポテンショセンサ８０は、ポテンショ軸８１の回転角度を計測することで、従動軸８６の回転角度を検知する。このとき、従動軸８６及び揺動軸４３にそれぞれ設けられるセクターギア８５Ａ及びセクターギア８５Ｂのギア比によって、従動軸８６の回転角度から揺動軸４３の揺動角度を算出する。

　上記の構成において、セクターギア８５Ａ・８５Ｂのギア比を変更することで揺動軸４３の小さい揺動も検出することができるため、センサ３０による検出能を向上できる。また、ポテンショ軸８１及び揺動軸４３を同軸上ではなく一軸離れた位置に設けることで、ポテンショセンサ８０の配置自由度が増す。

　図２０に示すように、揺動軸４３の揺動角度の検知構造（この場合は、セクターギア８５であり、すなわち揺動軸４３からポテンショ軸８１まで回転運動を伝達する仕組み）はケース８７に収納することができる。
　ケース８７は、従動軸８６、セクターギア８５Ａ・８５Ｂ、及び揺動軸４３の一部を収納する。ケース８７には、揺動軸４３が貫設され、ケース８７が植付フレーム１５に支持されることで、揺動軸４３が植付フレーム１５に対して揺動自在に支持される。ケース８７は、鉄やアルミを用いて鋳造されることが好ましい。
　以上のように、ケース８７によって仕組みを覆うことで、泥などの侵入を防ぎ装置の耐久性を向上することができる。

　なお、揺動軸４３の揺動角度の検知構造をケースに収納することなく設けることもできる。この場合、揺動軸４３の揺動角度の検知構造の設置、取替、修繕といったメンテナンス面で優れており、製造コストの低減を図ることもできる。

　［第三実施形態］
　図２１に示す第三実施形態では、ポテンショセンサ８０は、リンク８７を介して揺動軸４３に接続されるポテンショ軸８１を備える。リンク８７は、揺動軸４３及びポテンショ軸８１の従動軸８６にそれぞれ設けられるアーム８８と、アーム８８を繋ぐ棒体８９で構成される。
　ポテンショ軸８１は、揺動軸４３と平行に配置される。ポテンショ軸８１には、従動軸８６が接続される。揺動軸４３と従動軸８６はその中途部に、それぞれアーム８８（揺動軸４３に設けられるアーム８８Ａ及び従動軸８６に設けられるアーム８８Ｂ）が固定される。各アーム８８Ａ及びアーム８８Ｂは、それぞれ揺動軸４３及び従動軸８６の軸方向と直交する方向に向けて設けられる。
　アーム８８Ａの揺動に伴って、アーム８８Ｂが揺動されるように、アーム８８Ａ及びアーム８８Ｂは棒体８９を介して連動連結される。棒体８９は、両端が同方向に曲折されるコの字形状を有し、曲折された両端がそれぞれアーム８８Ａ及びアーム８８Ｂの先端部に固定される。

　センサ３０が圃場表面の凹凸に追従する際に、揺動軸４３が回転すると、リンク８７を介して従動軸８６は回転する。具体的には、揺動軸４３の回転に伴って、アーム８８Ａが揺動する。アーム８８Ａに連結される棒体８９の連動により、アーム８８Ａ及びアーム８８Ｂ間の連結距離を一定に保ちながら、アーム８８Ｂが従動軸８６を支点として揺動する。アーム８８Ｂの揺動に伴って、従動軸８６は回転する。
　ポテンショセンサ８０は、ポテンショ軸８１の回転角度を計測することで、従動軸８６の回転角度を検知する。そして、従動軸８６及び揺動軸４３にそれぞれ設けられるリンクの長さ（アーム８８Ａ及びアーム８８Ｂの長さ）によって、従動軸８６の回転角度から揺動軸４３の揺動角度を算出する。

　上記の構成において、リンク長を変更することで揺動軸４３の小さい揺動も検出することができるため、センサ３０による検出能を向上できる。また、ポテンショ軸８１及び揺動軸４３を同軸上ではなく一軸離れた位置に設けることで、ポテンショセンサ８０の配置自由度が増す。

　［第四実施形態］
　以上の第一～第三実施形態におけるポテンショセンサ８０は、揺動軸４３の回転に伴って回転するポテンショ軸８１を備え、該ポテンショ軸８１の揺動角度を計測することで、揺動軸４３の揺動角を検知している。
　図２２に示す第四実施形態では、ポテンショセンサ９０は、揺動軸４３の回転に伴って直線的に移動するリニア軸９１を備え、該リニア軸９１の移動距離を計測することで揺動軸４３の揺動角度を検知する。
　リニア軸９１は、揺動軸４３の中途部に設けられるカム９２と当接されるように、ポテンショセンサ９０は植付部４の適宜の位置に設けられる。

　カム９２は、揺動軸４３の外周面に固定される。揺動軸４３の回転に伴ってカム９２が回転することにより、リニア軸９１へ押圧を加える、もしくは、緩めることで、リニア軸９１を移動させる。該移動距離を計測することで、揺動軸４３の揺動角度を検知する。
　図２２に示すように、本実施形態では、カム９２の形状は、リニア軸９１と当接する範囲内において、時計回りに回転する場合は、リニア軸９１に対して押圧を緩め、反時計回りに回転する場合は、リニア軸９１に対して押圧を加えるように形成される。

　以上の構成において、リニア軸９１及びカム９２といった少ない部品点数で揺動軸４３の揺動角度を検知できるため、簡易な構成で検知構造を実現できる。
　なお、カム９２の形状は、リニア軸９１と当接する範囲内において該リニア軸９１の移動距離からカム９２の揺動角度を計測できればよく、上記のものに限られない。

　［センサの配置］
　以上の実施形態では、図２３（ａ）に示すように、Ｔ字型のフロート１４にセンサ３０を配置する構成について示しているが、このようなＴ字型のフロート１４の他に、図２３（ｂ）に示すようなＬ字型のフロート１００、若しくは、図２３（ｃ）に示すようなＵ字型のフロート１０１に対しても同様にセンサ３０を配置することができる。

　図２３（ａ）に示すように、Ｔ字型のフロート１４に対してセンサ３０を配置する場合、フロート１４の両側方にそれぞれセンサ３０が設けられる。フロート１４の両側方で植え付けが行われることから、Ｔ字型のフロート１４の両側部にそれぞれセンサ３０を配置し、各センサ３０の各支柱４２の基端部を共通の揺動軸４３を介して連結している。
　このような構成にすることで、揺動軸４３の揺動角度をポテンショセンサ８０で計測でき、田面が凸凹であっても倣うことができる。

　図２３（ｂ）及び図２３（ｃ）に示すように、Ｌ字型のフロート１００及びＵ字型のフロート１０１では、植え付け位置が一箇所となることから、センサ３０が単体で設けられる。

　図２３（ｂ）に示すように、Ｌ字型のフロート１００に対してセンサ３０を配置する場合、フロート１００側方の突出部にセンサ３０が配置され、該センサ３０の支柱４２の基端部から左右一側（フロート１００側方の突出部と反対側）に延出されるように、揺動軸４３が設けられる。該揺動軸４３の一端部（支柱４２と連結される側と反対側）は、植付フレーム１５に支持される。
　なお、支柱４２の基端部から左右両側方に延出されるように揺動軸４３を設けることで、植付フレーム１５に揺動軸４３の両端部を支持させることも可能である。

　図２３（ｃ）に示すように、Ｕ字型のフロート１０１に対して配置する場合、フロート１０１の中央部にセンサ３０が配置され、該センサ３０の支柱４２の基端部から左右両方向に延出されるように揺動軸４３が設けられる。揺動軸４３の両端部が植付フレーム１５に支持される。
　なお、支柱４２の基端部から左右一側に延出されるように揺動軸４３を設けることで、植付フレーム１５に揺動軸４３の一端部を支持させることも可能である。

　以上のように、田植機１に備わるフロートの形状、つまり、条数に限定されることなく、センサ３０を配置することができる。

　本発明は、圃場接地面を検知するフロートを備え、該フロートによって圃場表面を検知し、その検知結果から苗の植付高さを検出して、植付部を適正な高さに調節しながら、苗の植付を行う田植機に利用可能である。

　１：田植機、４：植付部、５：昇降部、１２：植付爪、１４：フロート、１５：植付フレーム、２０：整地装置、３０：センサ、３１：検知部、３２：支持部、４０：棒体、４１：ステー、４２：支柱、４３：揺動軸

Claims

　圃場接地面を検知するフロートを備える田植機であって、
　前記フロートとは別に設けられ、圃場表面を検知するセンサを備え、
　前記センサは、前記圃場表面を追従する検知部と該検知部を揺動自在に支持する支持部を有し、
　前記検知部の圃場表面追従時における揺動角度を計測することで前記圃場表面高さを検知することを特徴とする田植機。
　前記検知部は、複数の棒体によって構成され、
　前記複数の棒体の同一端をステーによって支持するとともに、前記複数の棒体は前記ステーに着脱可能に固定される請求項１に記載の田植機。
　前記棒体は、側面視で、複数の湾曲部を有し、該湾曲部の一部が圃場表面と接触する接触部となる請求項２に記載の田植機。
　前記棒体は、樹脂成形品である請求項２又は３に記載の田植機。
　前記検知部は、鉛直方向又は左右方向に厚みを有し、かつ、レーキ状に形成されるプレートとして構成され、該プレートの基部は一体的に形成される請求項１に記載の田植機。
　前記センサは、前記検知部を揺動自在に支持する支持部に含まれる揺動軸を支点として、前記検知部を上方へ揺動させた状態で保持可能である請求項１から５の何れか一項に記載の田植機。
　前記センサは、前記植付部の植深さを変更する回動支軸の回動に連動して前記センサの揺動支点位置が変更される請求項１から６の何れか一項に記載の田植機。
　前記センサは、前記検知部を揺動自在に支持する支持部に含まれる揺動軸と、該揺動軸の揺動角度を計測するポテンショセンサとを有し、該揺動角度に基づいて前記圃場表面高さを検知する請求項１から７の何れか一項に記載の田植機。