JP2014117225A - 田植機 - Google Patents

Abstract

【課題】整地装置の後方（フロートの前方）にスペースを確保する技術を提供する。
【解決手段】枕地整地用の整地装置、及び、前記整地装置の後方に配置される複数のフロートを備える田植機であって、前記整地装置は、中央が前方に配置され、かつ、前記中央から両側方に向かうに従ってそれぞれ後方に傾斜するように配置され、前記複数のフロートのうち前記植付部中央に配置されるフロートは、田面検知フロートとして利用されるとともに、前記整地装置の中央に向けて延出又は移動される。
【選択図】図５

Description

本発明は、整地装置を備える田植機に関する。

特許文献１には、リアアクスルケースからユニバーサルジョイント、連結シャフトを介して連動連結される整地伝動軸によって回転駆動される回転体群を備える整地装置の構成が開示される。

特許第４９６０１２３号公報

一般的な田植機では、整地装置は、植付部のフロート前方に配置されている。フロートによる植え付け深さのセンシング精度を向上するためには、フロート長を延伸したり、フロートを前方に移動させたりすることが考えられるが、整地装置がスペース的な制約となっている。そこで本発明は、整地装置の後方（フロートの前方）にスペースを確保する技術を提供することを課題とする。

本発明の第一態様に係る田植機は、枕地整地用の整地装置、及び、前記整地装置の後方に配置される複数のフロートを備える田植機であって、前記整地装置は、中央が前方に配置され、かつ、前記中央から両側方に向かうに従ってそれぞれ後方に傾斜するように配置され、前記複数のフロートのうち前記植付部中央に配置されるフロートは、田面検知フロートとして利用されるとともに、前記整地装置の中央に向けて延出又は移動されることを特徴とする。
ここで、「田面検知フロートを整地装置の中央に向けて延出又は移動する」とは、田面検知フロートの前端面を他のフロートの前端面よりも前方に配置することを意味し、「田面検知フロートを整地装置の中央に向けて延出する」とは、田面検知フロートの後端面はそのままの位置で前部を前に延ばすことを指し、「田面検知フロートを整地装置の中央に向けて移動する」とは、フロート形状はそのままで前方に移動することを指す。

前記整地装置への入力軸は、前記中央部に配置されるとともに、前記入力軸と前記整地装置を回転駆動する駆動軸との間にアイドラ軸が配置される。

前記アイドラ軸は、前記入力軸の後方に配置され、前記駆動軸に対して後方側から噛み合う。

本発明によれば、整地装置の後方（フロートの前方）にスペースを確保できる。

田植機の全体図である。 植付部を示す側面図である。 植付部に設けられるフロート及び整地装置を示す上面図である。 整地伝動ケースを示す図である。 センターフロートの前端面を整地装置の中央に向けて延ばした実施形態を示す図であり、（Ａ）は前方に移動した実施形態、（Ｂ）は前方に延出した実施形態を示す。 整地装置の別実施形態を示す図である。 整地装置の駆動の一例を示す図である。 偶数条（４条）植えの田植機に適用した例を示す図である。 偶数条（８条）植えの田植機に適用した例を示す図である。 奇数条（５条）植えの田植機に適用した例を示す図である。 奇数条（７条）植えの田植機に適用した例を示す図である。 センターフロートを前方に移動させた実施形態を示す図である。 整地装置の支持構造を示す図である。 整地装置の昇降を操作する操作レバーを示す図である。

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によって上下方向に昇降可能である。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Ｇに苗を植え付ける。
本実施形態では、圃場Ｇに田面水Ｗが張られた状態で、圃場Ｇの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Ｇに田面水Ｗ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。

図２に示すように、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Ｒ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Ｇ内に挿入され、所定の植え付け深さとなるように苗Ｒ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３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を介して取り付けられる。回動支軸１６は、左右方向に伸びる一体の軸である。
中央に配置されるセンターフロート１４Ａは、田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、田面の凹凸に応じたセンターフロート１４Ａの角度から植付部高さ（圃場Ｇと植付部４との距離）が決定されている。つまり、センターフロート１４Ａの沈下量を考慮してセンターフロート１４Ａの目標角を決定するため、圃場硬度を考慮した植付部高さが決定される。

［整地装置］
図３及び図４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３０が設けられている。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３１に分岐され、整地伝動軸３１からユニバーサルジョイント３２、入力軸３３及び整地伝動ケース３４を介して、両側方に向けて延出される駆動軸３５に伝達される。各駆動軸３５には、複数のロータ３６が固定され、駆動軸３５の回転駆動によってロータ３６が回転して圃場Ｇが整地される。
整地装置３０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３０はハの字状に配置される。整地装置３０の中央には整地伝動ケース３４が配置され、中央から両側方に動力が伝達される。

図４に示すように、整地伝動ケース３４内には、入力軸３３、アイドラ軸４０及び駆動軸３５が配置される。入力軸３３の端部には、傘歯車４１が固定される。この傘歯車４１は、アイドラ軸４０の中途部に固定される傘歯車４２と噛み合う。アイドラ軸４０の両端部には、テーパ歯車４３が配置される。テーパ歯車４３は、駆動軸３５の端部に設けられる平歯車４４と噛み合う。なお、平歯車４４はテーパ歯車でも良い。
このように、整地装置３０の駆動系においては、整地伝動ケース３４を中央に配置して、それを基点に左右両側方の駆動軸３５を後方に傾斜させている。そこで、整地伝動ケース３４では、入力軸３３を中心として側方に駆動軸３５が配置され、入力軸３３と駆動軸３５の間にアイドラ軸４０を配置することによって、両側方に駆動軸３５の回転方向を同一方向にしている。

アイドラ軸４０は、入力軸３３の後方に配置され、アイドラ軸４０は駆動軸３５に対して後方側から噛み合っている。
このように、アイドラ軸４０を配置することにより、入力軸３３の位置を後方に寄せることができる。これにより、整地伝動ケース３４をコンパクトに構成でき、不整地区間を小さくできる。
すなわち、図４に示すように、整地伝動ケース３４内において、左右に配置される駆動軸３５の中心軸の交点Ｑが入力軸３３の中途部に位置する。このため、交点Ｑよりも後ろ側で入力軸３３の傘歯車４１とアイドラ軸４０の傘歯車４２とが噛み合うこととなり、整地伝動ケース３４の前後方向の大きさをコンパクトにできる。また、アイドラ軸４０を入力軸３３及び駆動軸３５・３５の後方にオフセットさせて配置することで、整地伝動ケース３４の左右方向の幅が大きくなることを防いでいる。このように、整地伝動ケース３４は、前後方向の幅を小さくしつつ、左右方向の幅も小さくなるように構成されている。

以上のように、整地装置３０をハの字状に配置することで、ロータ３６によって発生する水流の流れを内側に向けることができ、田植機１の側方（隣接苗）への泥流の流れ出しを抑制することができる。これにより、すでに植えつけた隣接苗の横を通過する際に泥流で倒してしまう不具合を抑制できる。
また、整地装置３０を傾斜状に配置することにより、進行方向と整地装置３０の回転方向に傾斜を持たせることができ、夾雑物等のロータ３６への噛み込みを抑制できる。さらに、田植機１の進行方向に対して傾斜した方向に整地することとなり、進行方向から見ると隣接するロータ３６が一部重なった状態で整地作業が行われるため、不整地区間を少なくできる。なお、整地伝動ケース３４の後方に整地用のレーキを別体として取り付けることで不整地区間が生じないようにすることも可能である。

整地装置３０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。図５（Ａ）に示すように、このスペースを利用して、センターフロート１４Ａの形状はそのままで整地装置３０の中央に向けて移動させて配置することが可能である。センターフロート１４Ａを前方に配置することで、フロートによるセンシング精度を向上できる。また、センターフロート１４Ａの形状をそのままに前方に配置することで、回動支軸１６でセンターフロート１４Ａ及びサイドフロート１４Ｂを支持することが可能であり、フロート支持構造を大きく変更する必要がない。
若しくは、図５（Ｂ）に示すように、整地装置３０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の面積を大きくすることで、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。

なお、整地装置３０への動力入力位置は、厳密に中央である必要はなく、例えば、整地伝動軸３１が後方に向けて直線となり、かつユニバーサルジョイント３２の折れ角が最も小さくなる位置に入力軸３３を配置しても良い。この場合、幅方向の中央から若干左右何れかにずれていても構わない。

［整地装置の別実施形態］
図６及び図７は、整地装置の別実施形態である整地装置５０の構成を示す。
図６に示すように、駆動軸９からの動力の一部が整地伝動軸５１に分岐され、整地伝動軸５１からユニバーサルジョイント５２及び入力軸５３を介して、整地伝動ケース５４に動力が入力される。整地伝動ケース５４内で、整地伝動ケース５４からロータ駆動軸５５に動力が伝達され、さらにロータ駆動軸５５からレーキ駆動軸５６に動力が伝達される。レーキ駆動軸５６から反対側の整地伝動ケース５７に動力が伝達されて、整地伝動ケース５７内で、レーキ駆動軸５６からロータ駆動軸５８に動力が伝達される。
ロータ駆動軸５５・５８には、それぞれ複数のロータ５９が固定され、ロータ駆動軸５５・５８の回転駆動によって、ロータ５９が回転して圃場Ｇが整地される。レーキ駆動軸５６の近傍には、側方に延びるレーキ６０が設けられており、レーキ駆動軸５６の回転運動を前後方向の往復動に変換することにより（図７参照）、レーキ６０が前後に往復動して圃場Ｇが整地される。

図７に示すように、整地伝動ケース５４内では、入力軸５３の後方にロータ駆動軸５５が設けられている。そして、入力軸５３に固定される傘歯車６１とロータ駆動軸５５の一端に固定される傘歯車６２とが噛合する。ロータ駆動軸５５の他端には平歯車６３が固定され、平歯車６３は、レーキ駆動軸５６の端部に固定されるスパーギア６４と噛み合っている。レーキ駆動軸５６は、ロータ駆動軸５５よりも前方に配置されており、入力軸５３は、ロータ駆動軸５５を介して後方側からレーキ駆動軸５６に噛み合っている。

レーキ６０は左右方向に設けられる回動軸６０ａに支持され、回動軸６０ａ回りに回動可能である。回動軸６０ａから下方に向けて櫛状の整地片６０ｂが設けられ、回動軸６０ａから後方に向けて板状の上端片６０ｃが設けられる。レーキ駆動軸５６には、カム５６ａが固定される。カム５６ａの長辺は上端片６０ｃと接触可能な長さに設定され、短辺は上端片６０ｃと接触しない長さに設定される。
つまり、レーキ駆動軸５６を回転駆動することによって、カム５６ａとレーキ６０の上端片６０ｃとが接触して、レーキ５９が回動軸５９ａ回りに回転する（後方側に動く）。そして、カム５６ａがさらに回転して上端片６０ｃと接触しなくなると、レーキ６０の上端片６０ｃに設けられる戻しバネ６０ｄの復元力によってレーキ６０が元の姿勢に戻される（前方側に動く）。このようにして、レーキ６０が前後方向に往復動するように構成されている。

以上のように、整地装置５０は、中央部のレーキ６０と、左右両側部のロータ５９・５９との三つに分割されている。整地装置５０において、レーキ６０は、ロータ５９・５９よりも前方に配置されている。このように、中央部のレーキ６０を前方に配置することによって、センターフロート１４Ａの前方のスペースを確保している。また、回転運動を伴わないレーキ６０は、前後方向の幅を取ることがないため、さらなるスペースの確保に寄与できる。
整地装置５０への駆動力は、一側部側に設けられる整地伝動ケース５４から伝達される。この整地伝動ケース５４内において、入力軸５３は、ロータ駆動軸５５を介して後方側からレーキ駆動軸５６に噛み合っている。つまり、入力軸５３を後方へ寄せることができ、ユニバーサルジョイント５２の折れ角を小さくすることができ、ジョイント寿命を向上できる。

図６に示すように、センターフロート１４Ａの前方のスペースを利用して、センターフロート１４Ａの形状はそのままで整地装置５０の中央に向けて移動させて配置することが可能である。センターフロート１４Ａを前方に配置することで、フロートによるセンシング精度を向上できる。また、センターフロート１４Ａの形状をそのままに前方に配置することで、回動支軸１６でセンターフロート１４Ａ及びサイドフロート１４Ｂを支持することが可能であり、フロート支持構造を大きく変更する必要がない。
若しくは、整地装置５０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の面積を大きくすることで、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。

なお、レーキ６０は、必ずしも前後方向に搖動する必要はない。例えば、レーキ６０を固定したとしても圃場Ｇに接地することで整地することが可能である。

以上の実施形態において説明した田植機１は６条植えのものであるが、図８に示すような４条植え、図９に示すような８条植え等、６条植え以外の偶数条の田植機、又は図１０に示すような５条植え、図１１に示すような７条植え等の奇数条の田植機についても同様に適用可能である。

また、図１２に示すように、植付部４の中央に二つのセンシング用フロートが配置される場合は、ハの字状に形成される整地装置３０によって得られるスペースに対して、中央の二つのフロートを寄せてフロート検知体の検知精度を向上することも可能である。このように植付部４の中央付近に複数のフロートが存在する場合は、それらのフロートを一体的に前方に移動又は延出することで、上述の実施形態と同様の効果を奏するものである。

［整地装置の支持構造］
図１３に示すように、整地装置３０は、支持リンク機構７０を介して植付フレーム１５に取り付けられている。支持リンク機構７０は、整地装置３０を植付部４に対して昇降（回動）可能に支持する。

支持リンク機構７０は、整地装置３０の延出方向（植付フレーム１５の幅方向）に沿って設けられる回転軸７１、回転軸７１の両端に固定されるアーム７２、アーム７２と整地装置３０を接続する上下リンク７３、及び、上下リンク７３の下端と植付フレーム１５を接続する補助アーム７４を備える。
回転軸７１は、両端部において支持アーム７５を介して植付フレーム１５に回動自在に支持される。このように、支持リンク機構７０では、回転軸７１の回動に伴って、アーム７２が回動して上下リンク７３が上下動することで整地装置３０の植付フレーム１５（植付部４）に対する高さを変更可能である。

上下リンク７３は、後輪とフロート１４との間に設けられる。上下リンク７３の下部前面には、防泥板７６が設けられる。防泥板７６は、上部が後方に向けて折り曲げられる板状の部材であり、後輪によって跳ね上げられる泥がフロート１４にかかることを防止するとともに、その傾斜形状によって跳ね上げられた泥を整地装置３０の前方に落とすことで、植付作業に泥の影響を及ぼすことがない。

図１４に示すように、回転軸７１の中央には、回転軸７１を回動操作するための操作レバー８０が設けられる。操作レバー８０の回動基部８１は回転軸７１に対して回動自在に支持される。回動基部８１は、回転軸７１に固定される当接ブラケット８２によって下方に向けて付勢されている。
当接ブラケット８２は、回動基部８１に対して上方から当接する。当接ブラケット８２と回動基部８１の間にはねじりバネ８３が設けられる。ねじりバネ８３の弾性力によって当接ブラケット８２が回動基部８１に向けて付勢されている。つまり、操作レバー８０は回動基部８１及び当接ブラケット８２を介して回転軸７１と連結されている。

操作レバー８０の側方には、操作レバー８０の回動位置を保持する保持ブラケット８５が設けられる。保持ブラケット８５は、植付フレーム１５に固定される。保持ブラケット８５には、複数の係止溝８５ａがそれぞれ所定の高さに設けられている。係止溝８５ａの一つと操作レバー８０の中途部に取り付けられる係合板８０ａとが係合することにより、操作レバー８０の回動位置が保持され、整地装置３０の高さが決定される。
操作レバー８０の回動基部と保持ブラケット８５の下端とはバネ８６によって連結されており、バネ８６によって操作レバー８０が上方に向けて回動するように付勢される。つまり、係合板８０ａを係止溝８５ａから外すと、バネ８６の付勢力は、操作レバー８０が上方に向けて回動する方向に作用する。

また、操作レバー８０は、戻しバネ８７によってブラケット８５側に付勢される。これにより、操作レバー８０の係合板８０ａとブラケット８５の係止溝８５ａとの係合状態が保持される。

例えば膨らんだ硬い枕地を通過する場合等、整地装置３０に上方に向けた荷重が加わった場合、整地装置３０が上方に向けて移動しようとする。そして、荷重は上下リンク７３を介して回転軸７１に回転力として伝達される。
回転軸７１に加わる回転力がねじりバネ８３の弾性力よりも大きい場合、つまり大きな荷重が整地装置３０に作用する場合は、当接ブラケット８２が操作レバー８０の回動基部８１から離れることによって、操作レバー８０の保持位置に依らずに整地装置３０の上方への移動を許容できる。従って、操作レバー８０によって決定される整地装置３０の高さを維持しつつ、整地装置３０に上方に向けた大きな荷重が加わった場合でもねじりバネ８３の弾性力に応じて整地装置３０の上方への移動を許容することで整地装置３０の破損を防止できる。さらに、ねじりバネ８３の弾性力によって上下動を吸収することができる。

また、ねじりバネ８３の弾性係数を適宜変更することによって、整地装置３０と圃場Ｇとの接地荷重を変更できる。このため、圃場条件、植付条件等に応じて最適の接地荷重を選択可能である。

１：田植機、４：植付部、１４：フロート、１４Ａ：センターフロート、１４Ｂ：サイドフロート、３０：整地装置、３２：ユニバーサルジョイント、３３：入力軸、３４：整地伝動ケース、３５：駆動軸、４０：アイドラ軸、４１：傘歯車、４２：傘歯車、４３：テーパ歯車、４４：平歯車

Claims (3)

1. 枕地整地用の整地装置、及び、前記整地装置の後方に配置される複数のフロートを備える田植機であって、
   前記整地装置は、中央が前方に配置され、かつ、前記中央から両側方に向かうに従ってそれぞれ後方に傾斜するように配置され、
   前記複数のフロートのうち前記植付部中央に配置されるフロートは、田面検知フロートとして利用されるとともに、前記整地装置の中央に向けて延出又は移動されることを特徴とする田植機。
2. 前記整地装置への入力軸は、前記中央部に配置されるとともに、前記入力軸と前記整地装置を回転駆動する駆動軸との間にアイドラ軸が配置される請求項１に記載の田植機。
3. 前記アイドラ軸は、前記入力軸の後方に配置され、前記駆動軸に対して後方側から噛み合う請求項２に記載の田植機。

Images