JP4817965B2

JP4817965B2 - 播種機

Info

Publication number: JP4817965B2
Application number: JP2006145716A
Authority: JP
Inventors: 和志中司
Original assignee: Agritecno Yazaki Co Ltd
Current assignee: Agritecno Yazaki Co Ltd
Priority date: 2006-05-25
Filing date: 2006-05-25
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2026-05-25
Also published as: CN101077048A; JP2007312678A; KR20070114047A

Description

本発明は、補助動力を備えた播種機に関する。

従来の播種機としては、人力のみによるもの（特許文献１参照）と補助動力を備えたものがある。人力のみによる播種機は、圃場の状態によっては水平な姿勢を保ちつつ播種機を押すことが困難である。特に、二条以上の複数の播種手段を搭載した播種機は、機械の重量や、土による作溝部の抵抗により、非力の人にとっては適正な姿勢を保ちつつ操作することが困難である。一方、補助動力を備えた播種機は、非力な人でも水平な姿勢を保ちつつ操作することが容易なため、使い勝手が良い。
実開平４−２１２１０号公報

しかしながら、従来の補助動力を備えた播種機は、本体フレームに搭載されたバッテリーと、同じく本体フレームに搭載された電動モータと、この電動モータの回転を前輪又は後輪、あるいは両輪に伝達する動力伝達機構とを備え、電動モータの駆動によって前輪又は後輪を回転するよう構成され、種子を圃場に繰り出す繰出手段は前輪、後輪のいずれか一方と連動手段を介して連動することで圃場に種子を蒔くようになっている。

従って、本体フレームに電動モータを搭載すると共にこの電動モータの動力を前輪又は後輪あるいは両輪に伝達するための動力伝達機構を、繰出手段を可動させるための連動手段の他に付設しなければならないため、播種機が大型化するという問題がある。そして、電動モータの高トルク化、高速度化を図るためには電動モータが大型化し、播種機の更なる大型化になる。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、播種機全体をコンパクト化でき、しかも、電動モータの高トルク化、高速度化を図ることができる播種機を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、バッテリーとこのバッテリーを電源として駆動する電動モータとを搭載し、この電動モータの駆動によって前輪と後輪の少なくともいずれか一方が回転される播種機であって、
前記前輪又は後輪のいずれか一方に前記電動モータが内蔵され、前記電動モータが内蔵されることのない前記前輪又は後輪のいずれか他方に種子や薬剤を繰り出す繰出手段が連動手段を介して連動し、該いずれか他方の上部に前記バッテリーが搭載されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の播種機であって、電動モータの角度位置を位置検出センサの信号をコントローラで監視し、電動モータの過負荷防止をコントローラで制御することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、電動モータを搭載するスペースを別途設ける必要がなく、電動モータの動力を伝達する動力伝達機構を付設する必要もない。又、モータスペースとして十分な大きさを有する前輪や後輪の内部を電動モータのスペースとして利用するため、高トルクで、且つ、高速度の電動モータを搭載できる。以上より、播種機全体をコンパクト化でき、しかも、電動モータの高トルク化、高速度化を図ることができる。
また、電動モータが内蔵されていない前輪又は後輪に連動して繰出手段が可動し、電動モータが内蔵された前輪又は後輪の回転にかかわらず繰出手段が可動するので、電動モータが内蔵された前輪又は後輪がスリップしたとしても株間（種子を蒔く間隔）が変化することがなく、一定の株間とすることができる。
さらに、電動モータが内蔵されていない前輪又は後輪の上部にバッテリーを搭載することによって前輪側と後輪側との良好な重量バランスが得られ、播種機の操作性を向上するこ
とができる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、電動モータの角度位置をコントローラで監視して電動モータを制御することにより、電動モータの過負荷を防止することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図８は本発明の一実施の形態を示し、図１は播種機の全体側面図、図２は連動手段を示す側面図、図３はハンドルの要部正面図、図４は電動モータを内蔵した後輪の斜視図、図５〜図７は後輪の各組付け過程を示す斜視図、図８は播種機の概略制御ブロック図、図９は播種機の動作フローチャートである。

図１に示すように、播種機１は、水平方向に配置された本体フレーム２と、この本体フレーム２に連結され、斜め後方に向かって配置されたハンドルアーム３と、本体フレーム２に搭載された播種手段４及び薬剤散布手段（繰出手段）５と、本体フレーム２に支持台６を介して搭載されたバッテリー７と、本体フレーム２の前方下部に回転自在に支持された前輪８と、本体フレーム２の後方下部に回転自在に支持された後輪９と、前輪８の回転によって播種手段４及び薬剤散布手段５を可動させる連動手段を備えている。

播種手段４及び薬剤散布手段５は、種子や薬剤を前輪８の回転に連動して自動的に落下する繰出手段４５を有している。この繰出手段４５は、種子や薬剤が充填されたホッパー４２、４３の下部に、外周面に複数の孔が設けられた繰出ローラ（不図示）が設けられ、この繰出ローラに連動手段４６を介して前輪８の回転駆動力が伝達されて回転する。

連動手段４６は、図２に示すように、前輪８の回転軸４７に固定されたスプロケット４８と、繰出ローラの回転軸４９に固定されたスプロケット５０と、これらのスプロケット４８、５０の間に巻き掛けられたチェーン５１とで構成されている。そして、前輪８が回転することによりチェーン５１を介してスプロケット５０が回転し、繰出ローラに回転が伝達される。

なお、スプロケット４８、５０のギア比を変更したり、あるいは繰出ローラの孔数を変更することで、種子の落下あるいは薬剤を散布する間隔（播種間隔、散布間隔）を変更することができる。

また、本実施形態では、繰出ローラを用いた播種手段４、薬剤散布手段５の例を示したが、これに限らず、回転する目皿を用いて種子を播種したり薬剤を散布しても良い。

上記バッテリー７は、重量が軽い構造のものであり、前輪８の真上位置に配置されている。バッテリ７は、充電可能であり、フル充電時には２４Ｖ〜２７Ｖの容量となる。このバッテリー７の電源によって電動モータ２０を含む全ての搭載電気機器が駆動される。なお、この電源は電動モータ２０を駆動することができる容量のものであれば良い。

ハンドルアーム３の水平握持部３ａには、図３に詳しく示すように、第１操作部１０と第２操作部１１が設けられている。第１操作部１０は播種機の右手側に、第２操作部１１は、播種機の左手側に設けられている。

第１操作部１０は、電源のオン・オフを行う電源スイッチ１２と、電動モータ２０のオン・オフ及びその回転速度を可変するアクセルレバー１３と、バッテリー７の残量を示すフルランプ部１４及びエンプティランプ部１５とを備えている。電源スイッチ１２は、押下操作によってオン状態を選択し、再度の押下操作によってオフ状態を選択できる。アクセルレバー１３は、近接スイッチによるポテンションメータにて構成され、揺動操作でオフ位置とオンエリアを移動できる。オフ位置からオンエリアに入る近接位置が最も低速位置で、オフ位置より遠ざかるに従って徐々に高速位置に変化するよう構成されている。アクセルレバー１３は、操作者がアクセルレバー１３より手を離すと自動的にオフ位置に戻るように、オフ位置側にバネ（図示せず）で付勢されている。

第２操作部１１は、速度固定スイッチ１６を備えている。速度固定スイッチ１６は、押下操作によって定速モードを選択し、再度の押下操作によって定速モードを解除できる。

後輪９には、電動モータ２０が内蔵されている。以下、後輪９の構成を詳しく説明する。図４〜図７に示すように、後輪９は、内部に配置された電動モータ２０と、この電動モータ２０の外周部の側面を挟持する一対の円板２１，２１と、一対の円板２１，２１を組み付けた電動モータ２０の外周部を被うように固定された左右一対の外輪体２２，２２と、電動モータ２０の左右側面及び円板２１，２１を被うように固定された左右一対の側板２３，２３とを備えている。

電動モータ２０は、その左右側面より突出されたモータシャフト２０ａがステータ側として使用され、両側のモータシャフト２０ａは本体フレーム２に取付ブラケット２４を介して固定されている。電動モータ２０は、その外周部がローテータ側として使用され、外周部に上記したように一対の円板２１，２１、一対の外輪体２２，２２及び一対の側板２３，２３が固定されている。又、電動モータ２０は、ブラシレスモータで、且つ、ＰＷＭ（パルス幅変調）方式で速度制御されるものである。電動モータ２０内には位置検出センサ４１（図７に示す）が内蔵されている。位置検出センサ４１は、ステータ側に対するローテータ側の回転角度を検出することによって電動モータ２０の回転状態を検出する。

なお、本実施形態では、ブラシレスモータを用いた例を示したが、電動モータとしては、他の種類のモータ（ブラシモータ）を用いても良い。

次に、電動モータ２０の組付け手順を簡単に説明する。先ず、図５に示すように、電動モータ２０の外周部に左右両側より一対の円板２１，２１を複数のスペーサ２５、ネジ２６及びナット２７で固定する。次に、図５に示すように、電動モータ２０の外周部に外側より一対の外輪体２２，２２を配置し、各外輪体２２，２２をネジ２８で各スペーサ２５に固定する。又、電動モータ２０の左右側面に外側より一対の側板２３，２３を配置し、各側板２３，２３をネジ２９とナット３０で各外輪体２２，２２に固定する。これによって後輪９自体組付けが完成する。次に、図７に示すように、後輪９のモータシャフト２０ａを、取付ブラケット２４を介してネジ３１及びナット３２で本体フレーム２に固定する。以上によって、後輪９の本体フレーム２への組付けが完了する。

一対の外輪体２２，２２は、ネジ２８，２９等によって着脱できることから交換可能であり、幅の異なるものに交換することによって後輪９の幅を自由に可変できるようになっている。

次に、播種機１の制御系を説明する。図８に示すように、コントローラ４０には、電源スイッチ１２、アクセルレバー１３、速度固定スイッチ１６の各操作信号や、位置検出センサ４１の検出信号が入力されている。コントローラ４０は、これら信号に基づいて電動モータ２０等を制御する。その制御内容は、下記する播種機１の動作説明の箇所で詳しく説明する。

又、コントローラ４０は、バッテリー７の残量をチェックする機能を有する。そして、バッテリー７の残量が２２Ｖ以上であればフルランプ部１４を点灯し、２２Ｖ未満であればエンプティランプ部１５を点灯する。

次に、播種機１の動作を説明する。図９に示すように、電源スイッチ１２が押下操作され、電源がオンされると（ステップＳ１）、先ず、バッテリ７の残量をチェックする（ステップＳ２）。そして、バッテリー７の残量が２２Ｖ以上であればフルランプ部１４を点灯し、２２Ｖ未満であればエンプティランプ部１５を点灯する。以下バッテリーチェックで、負荷が掛かると一瞬電圧が下がり、２２Ｖ未満になる場合があるが、再チェック時に２２Ｖ以上あればモータは駆動を開始する。また、２２Ｖ未満である場合は、エンプティランプ部１５を点灯すると同時にモータの駆動も停止する。

電源オン後は、アクセルレバー１３がオフ位置からオンエリアに操作されるのを待つ待機モードとなる（ステップＳ２〜Ｓ４）。待機モード時に、アクセルレバー１３がオンエリアに操作されずに電源スイッチ１２がオフされると（ステップＳ４）、これで終了する。待機モード時に、アクセルレバー１３がオフ位置からオンエリアに操作されると、電動モータ２０の駆動を開始し、アクセルレバー１３の操作位置に応じた速度で回転するレバー変速モードに入る（ステップＳ５〜Ｓ９）。

レバー変速モード過程では、位置検出センサ４１の出力状態を常時チェックする（ステップＳ６）。そして、２秒以内に出力変動があればレバー変速モードを続行し、２秒を越えても出力変動がなければ、レバー変速モードを強制的に中止して電動モータ２０の駆動を停止する（ステップＳ１０）
レバー変速モード過程では、バッテリー７の残量を常時チェックし（ステップＳ９）、バッテリ残量に変動があれば点灯するランプ部１４，１５を変更する。

レバー変速モード過程にあって、アクセルレバー１３がオフ位置に戻されると（ステップＳ８）、電動モータ２０の駆動を停止する（ステップＳ１０）。

レバー変速モード過程にあって、速度固定ボタン１６がオンされると（ステップＳ７）、速度固定ボタン１６による定速モード選択時点における速度で電動モータ２０を定速回転する定速回転モードに入る（ステップＳ１１〜Ｓ１４）。

定速回転モード過程では、前記レバー変速モード過程と同様に、位置検出センサ４１の出力状態を常時チェックする（ステップＳ１２）。そして、２秒以内に出力変動があれば定速回転モードを続行し、２秒を越えても出力変動がなければ、定速回転モードを強制的に中止して電動モータ２０の駆動を停止する（ステップＳ１２、Ｓ１０）
定速回転モード過程では、前記レバー変速モード過程と同様に、バッテリー７の残量を常時チェックし（ステップＳ１４）、チェック時に２２Ｖ以上あればモータは駆動を継続する。また、２２Ｖ未満である場合は、エンプティランプ部１５を点灯すると同時にモータの駆動も停止する。バッテリ残量に変動があれば点灯するランプ部１４，１５を変更する。

定速回転モード過程にあって、速度固定ボタン１６が再度押下操作されると、定速回転モードが解除される（ステップＳ１３）。すると、アクセルレバー１３がオフ位置であることを条件として電動モータ２０の駆動を停止する（ステップＳ８，Ｓ１０）。アクセルレバー１３がオフ位置でなければレバー変速モードに入る（ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ５〜Ｓ７）。

電動モータ２０の駆動が停止されると（ステップＳ１０）、アクセルレバー１３がオフ位置からオンエリアに操作されるのを待つ待機モードに入る（ステップＳ２〜Ｓ４）。

なお、本実施形態では、電動モータ２０が内蔵されていない前輪８側の回転を連動手段４６によって播種手段あるいは薬剤散布手段に伝達しているので、前輪８を浮き上がらせた状態で電動モータ２０を動かしながら方向転回しても繰出ローラが回転することがなく、種子あるいは薬剤を繰り出すことがない。

以上、前記播種機１では、電動モータ２０を後輪９に内蔵したので、電動モータ２０を搭載するスペースが別途設ける必要がなく、電動モータ２０の動力を伝達する動力伝達機構を付設する必要もない。又、モータスペースとして十分な大きさを有する後輪９の内部スペースを電動モータ２０のスペースとして利用したため、高トルク、且つ、高速度の電動モータ２０を搭載できる。以上より、播種機全体をコンパクト化でき、しかも、電動モータ２０の高トルク化、高速度化を図ることができる。

本実施の形態では、電動モータ２０の回転速度を可変するアクセルレバー１３と電動モータ２０の回転速度を一定に維持する速度固定スイッチ１６とを有し、この速度固定スイッチ１６により定速モードが選択されると、アクセルレバー１３の位置に係わらず定速モード選択時の速度で電動モータ２０を定速駆動するよう制御した。従って、速度固定スイッチ１６により定速モードを選択すれば、アクセルレバー１３を一定の操作位置に維持しなくても定速駆動できるため、使い勝手が良い。

本実施の形態では、電動モータ２０が内蔵された後輪９は、電動モータ２０のモータシャフト２０ａが本体フレーム２に支持され、電動モータ２０の外周部に一対の外輪体２２，２２が固定され、この一対の外輪体２２，２２が交換可能に構成されている。従って、電動モータ２０を内蔵した後輪９の幅を容易に変更できるため、補助動力付きの播種機１にあって、車体幅を容易に変更できる。これにより、播種の条数変更に容易に対応できる。

本実施の形態では、電動モータ２０内に位置検出センサ４１を内蔵し、電動モータ２０が２秒を超えて停止した場合には電動モータ２０を強制的に停止するよう制御したので、電動モータ２０に過大な負荷が作用するのを防止できる。

本実施の形態では、播種機右側の第１操作部１０にアクセルレバー１３が、播種機左側の第２操作部１１に速度固定スイッチ１６がそれぞれ設けられ、操作部の配置は変更可能であるので、アクセルレバー１３を操作しつつ速度固定スイッチ１６を操作することが容易にできる。従って、レバー変速モードから定速回転モードへの変更が容易であり、使い勝手が良い。

本実施の形態では、バッテリー７は、前輪８の真上位置に配置されているので、バッテリー７の重量がほぼ前輪８に作用し、電動モータ２０の重量がほぼ後輪９に作用するため、重量バランスに優れた補助動力付きの播種機１を提供できる。

尚、本実施の形態によれば、電動モータ２０が後輪９に内蔵されているが、すじ播きなどの株間にこだわらなければ電動モータ２０を前輪８に内蔵しても、前輪８と後輪９の両方に電動モータ２０を内蔵しても良いことはもちろんである。

尚、本実施の形態では、位置検出センサ４１は、電動モータ２０に内蔵されているが、電動モータ２０の外側に配置しても良いことはもちろんである。

また、本実施の形態では、速度固定スイッチ１６は、押下操作によって定速モードを選択し、再度の押下操作によって定速モードを解除できるとしたが、これに限らず、速度固定スイッチ１６を押下操作によって定速モードを選択し、離すと定速モードを解除できる機構としても良い。

なお、上記実施の形態において速度固定ボタン、速度固定ボタンに関するフローチャートは、操作の安全性を考慮して、手を離すと戻るアクセルレバーを採用したときは必要な技術である。

また、上記の実施形態では、手を離すと戻るアクセルレバーを用いた例を示したが、ダイアルなどアクセル位置が保持されるアクセルを採用した場合、速度固定スイッチ１６は不要になる。

本発明の一実施の形態を示し、播種機の全体側面図である。本発明の一実施の形態を示し、連動手段を示す側面図である。本発明の一実施の形態を示し、ハンドルの要部正面図である。本発明の一実施の形態を示し、電動モータを内蔵した後輪の斜視図である。本発明の一実施の形態を示し、後輪の組付け過程を示す斜視図である。本発明の一実施の形態を示し、後輪の組付け過程を示す斜視図である。本発明の一実施の形態を示し、後輪の組付け過程を示す斜視図である。本発明の一実施の形態を示し、播種機の概略制御ブロック図である。本発明の一実施の形態を示し、播種機の動作フローチャートである。

符号の説明

１播種機
２本体フレーム
７バッテリー
８前輪
９後輪
１３アクセルレバー
１６速度固定スイッチ
２０電動モータ
２０ａモータシャフト
２２外輪体
４６連動手段

Claims

バッテリー（７）とこのバッテリー（７）を電源として駆動する電動モータ（２０）とを搭載し、この電動モータ（２０）の駆動によって前輪（８）と後輪（９）の少なくともいずれか一方が回転される播種機（１）であって、
前記前輪（８）又は後輪（９）のいずれか一方に前記電動モータ（２０）が内蔵され、前記電動モータ（２０）が内蔵されることのない前記前輪（８）又は後輪（９）のいずれか他方に種子や薬剤を繰り出す繰出手段が連動手段を介して連動し、該いずれか他方の上部に前記バッテリー（７）が搭載されていることを特徴とする播種機。
請求項１記載の播種機（１）であって、
前記電動モータ（２０）の角度位置を位置検出センサの信号をコントローラで監視し、前記電動モータ（２０）の過負荷防止をコントローラ（４０）で制御することを特徴とする播種機（１）。