JP5171657B2 - 田植機 - Google Patents

Description

本発明は，田植機に係り，より詳しくは，走行機体に上下動可能に連結された植付け装置に，苗マットを支持する苗載台と，この苗載台の苗マットから一株分の苗を掻き取って圃場に植え付けるようにしたロータリー式の植付けユニットとを設けて成る田植機に関する。

従来におけるロータリー式植付けユニットは，従来から良く知られ，且つ，例えば，特許文献１及び特許文献２等に記載されているように，田植機における伝動ケースに横向きに軸支した植え付け軸に中空体に構成した植付け回転体を固着し，この植付け回転体に，植付け爪を，前記植付け軸線と平行な爪軸の回りに回転するように取付けられている植付け爪を取付ける一方，前記植付け回転体の内部のうち前記植え付け軸と前記爪軸との間に，当該植付け回転体における一回の公転中に前記植付け爪体を逆方向に一回転するようにした連動機構を設けて，前記植付け爪体，その分割爪が前方に位置する苗載台の方向を向いた姿勢で苗載台と圃場面との間を往復動する構成にする。

そして，前記連動機構を，複数枚の非円形歯車を使用した不等速連動機構に構成して，前記植付け回転体における一回の公転に伴う前記植付け爪体における逆方向への一回の自転を，当該植付け爪体における一回転中のうち前記植付け回転体における下死点前後付近の位相において減速させることにより，前記植付け爪体における分割爪の先端が，上下に長い楕円状の閉ループの運動軌跡を描くように構成している。

特開２００６−１４１３２３号公報 特開２００６−２１１９４８号公報

しかし，従来は，前記植え付け軸と爪軸との間に，複数枚の非円形歯車を使用した不等速連動機構を設けるという構成であることにより，構造が極めて複雑で，製造コストが大幅に嵩むのであり，その上，前記不等速連動機構における歯車に存在するバックラッシュのために，振動が発生するばかりか，苗載台からの苗取出し量が不安定になるという問題があった。

ところで，前記したロータリー式植付けユニットを備えた田植機による田植え作業に際しては，圃場面に対して，３．３平方メートル当たりの植付け株数を５０〜６０株の「標準植え」にする場合と，３．３平方メートル当たりの植付け株数を前記「標準植え」よりも多くする「密植え」にする場合と，３．３平方メートル当たりの植付け株数を前記「標準植え」よりも少なくする「疎植え」にする場合とがある。

この場合，前記した植付け株数の変更は，前記植付け回転体における回転速度を，株間変速機構によって，「密植え」の場合には「標準植え」の場合よりも速くし，「疎植え」の場合には「標準植え」の場合よりも遅くすることによって行うようにしている。

しかし，従来の植付けユニットにおいて，植付け爪体の分割爪の先端における運動軌跡は，植付け回転体の回転に応じて植付け爪体を不等速回転するための不等速連動機構によって一定に設定されることにより，この運動軌跡を，前記「標準植え」に合わせて，この「標準植え」の場合に最適になるように，つまり，当該分割爪が圃場面から抜け上昇するときにおける泥土の後方へのはね上げ及び圃場面に差し込まれた状態での前方への引きずりを少なくするように設定すると，前記植付け回転体の回転速度を遅くすることで「疎植え」にした場合に，前記分割爪が圃場面からの抜け上昇が遅れるから，当該分割爪による泥土の後方へのはね上げはない反面，当該分割爪が圃場面に差し込まれた状態で前方への引きずられることになって，圃場面には，植付け苗の前側に大きな掘り起こし穴があいて，苗が前側に倒れる傾向を呈することになる。

また，逆に，前記植付け回転体の回転速度を速くすることで「密植え」にした場合に，前記分割爪における圃場面からの抜け上昇が速くなるから，当該分割爪による前方への引きずりは少なくなる反面，当該分割爪による泥土の後方へのはね上げが増大することにより，圃場面には，植付け苗の後側に大きな掘り起こし穴があいて，苗が後側に倒れる傾向を呈することになる。

つまり，前記従来のロータリー式苗植けユニットにおける構成では，これを「標準植え」に設定すると，「密植え」又は「疎植え」にした場合に正しい姿勢での適切な苗の植付けができず，「密植え」に設定すると，「標準植え」又は「疎植え」にした場合に正しい姿勢での適切な苗の植付けができず，また，「疎植え」に設定すると，「標準植え」又は「密植え」にした場合に正しい姿勢での適切な苗の植付けができないという問題があった。

本発明は，この問題を解消することを技術的課題とするものである。

この技術的課題を達成するため請求項１は，
「走行機体に上下動可能に連結された植付け装置に，苗マットを支持する苗載台と，この苗載台の苗マットから一株分の苗を掻き取って圃場に植え付けるようにした植付けユニットとが設けられており，
前記植付けユニットは，平面視で前記走行機体の走行方向と交差した左右方向に延びる植付け軸の回りに回転する植付け回転体と，この植付け回転体にその植付け軸と平行な爪軸の回りに回転するように取付けられている植付け爪体とを備えており，
前記植付け回転体には，当該植付け回転体の一回転中に前記植付け爪体を逆方向に一回転するようにしたステッピングモータが設けられ，このステッピングモータは，前記植付け爪体を，その一回転中のうち前記植付け回転体における下死点前後付近の位相において減速するように不等速に回転駆動する構成であり，更に，前記ステッピングモータは，前記植付け爪体における一回転のうち前記植付け回転体の下死点前後付近の位相での減速した状態の回転速度を，前記植付け回転体の回転速度を速くしたときには遅くし，前記植付け回転体の回転速度を遅くしたときには速くする構成である。」
ことを特徴としている。

請求項２は，
「前記請求項１の記載において，前記ステッピングモータは，前記植付け回転体に形成した中空部に内蔵されている。」
ことを特徴としている。

請求項３は，
「前記請求項１又は２の記載において，前記植付け回転体は，主動用の電気モータにて，その植付け軸の回りに回転駆動される構成である。」
ことを特徴としている。

請求項１に記載した構成によると，植付け回転体に取付けた植付け爪体を，従来のように，複数枚の非円形歯車にて構成される不等速連動機構によることなく，ステッピングモータにて，この植付け爪体における分割爪の先端が上下に長い楕円状の閉ループの運動軌跡を描くように不等速回転することにより，従来のように複数枚の非円形歯車を使用した不等速連動機構を使用するものに比べて構造が極めて簡単になり，大幅な低価格化及び軽量化を達成できる。

しかも，前記電動による植付け爪体の回転に，従来のような歯車におけるバックラッシュがないから，振動を大幅に低減できるとともに，苗載台からの苗取出し量を確実に安定にできる。

特に，前記植付け回転体における回転速度を遅くすることによって「疎植え」にした場合，前記植付け爪体における一回転のうち前記植付け回転体の下死点前後付近の位相での減速した状態の回転速度が速くなることにより，この植付け爪体における分割爪が，圃場面から速く抜け上昇するから，この分割爪による圃場面の前方への引きずりが小さくなり，植付け苗の前側にできる掘り起こし穴を確実に小さくすることができる。

一方，前記植付け回転体における回転速度を速くすることによって「密植え」にした場合，前記植付け爪体における一回転のうち前記植付け回転体の下死点前後付近の位相での減速した状態の回転速度が遅くなることにより，この植付け爪体における分割爪の圃場面から抜け上昇が遅れることになるから，この分割爪による泥土の後方へのはね上げが小さくなり，植付け苗の後側にできる掘り起こし穴を確実に小さくすることができる。

つまり，請求項１によると，「標準植え」した場合は勿論こと，「疎植え」にした場合及び「密植え」にした場合のいずれにおいても，圃場面に対する苗の植付けを，前側及び後側への倒れることの少ない正しい姿勢に適切に行うことができる。

また，請求項２に記載した構成によると，前記した効果に加えて，前記ステッピングモータが植付け回転体に内蔵されていることにより，このステッピングモータにおける耐久性及び安全性を確実に向上できる。

そして，請求項３に記載した構成によると，前記した効果に加えて，植付け装置における植付けユニットを，主動用の電動モータにて，走行機体とは無関係に独立して回転駆動できるから，走行機体からの動力伝達機構が不要になり，構造を著しく簡単にできるとともに大幅な軽量化を達成できる。

乗用型田植機の側面図である。 乗用型田植機の平面図である。 第１の実施の形態における植付け装置を示す側面図である。 図３の平面図である。 図３のＶ−Ｖ視拡大断面図である。 図５の側面図である。 ステッピングモータの制御のフローチャートを示す。 第２の実施の形態における植付け装置を示す一部切欠平面図側面図である。

以下，本発明の実施の形態を，乗用型の多条植え田植機に適用した場合の図面について説明する。

図１及び図２は，６条植えの乗用型田植機１を示す。図３〜図６は，第１の実施の形態を示す。

前記乗用型田植機１は，左右一対の前輪３及び後輪４にて支持された走行機体２と，この走行機体２の後部に昇降可能に装着した植付け装置５とを備えて，前記走行機体２には，エンジン６が搭載されるとともに，操縦座席７が設けられ，更に，前記エンジン６からの動力を適宜変速して前記各車輪３，４に伝達するための走行ミッション８が搭載され，矢印Ａで示す方向に適宜速度で前進走行するように構成されている。

前記植付け装置５は，前記走行機体１の走行方向と交差した左右方向に延びるメインフレーム９と，このメインフレーム９に左右方向に適宜の条間隔で後方に延びるように設けた三つのサブフレーム１０と，この各サブフレーム１０の各々における左右両側に設けたロータリー式の植付けユニット１１と，左右往復移動するように後方下向き傾斜配設された苗載台１２と，前記各植付けユニット１１の間において圃場面１３の表面を滑走するように配設した複数個のフロート１４とによって構成されており，前記苗載台１２及び前記各フロート１４は，前記メインフレーム９及び前記サブフレーム１０にて支持されている。

前記各植付けユニット１１は，前記各サブフレーム１０の後端に左右方向に延びるようにして回転自在に軸支した植付け軸１５と，この植付け軸１５の一端に着脱可能に取付けられた中空状の植付け回転体１６と，この植付け回転体１６の両端に前記植付け軸１５と平行に延びるようにして回転自在に軸支した爪軸１７と，この各爪軸１７のうち前記植付け回転体１６からの突出端に前記苗載台１２の方向に向かうようにして着脱可能に取付けられた植付け爪体１８とを備えている。

前記前記植付け爪体１８には，箸状に構成した分割爪１９が前記苗載台１２に向かって突出するようにして取付けられ，この分割爪１９には，苗押し出し具２０が設けられている。

前記走行機体２における走行ミッション８からの動力を，前記走行機体２に設けた株間変速機構（図示せず）に伝達し，この株間変速機構からＰＴＯ軸２１を介して前記メインフレーム９に設けた動力伝達機構（図示せず）に伝達し，次いで，この動力伝達機構から前記サブフレーム１０の内部に設けた伝動軸２２及び傘歯車機構２３を介して前記植付けユニット１１における植付け軸１５に伝達することにより，前記植付けユニット１１における植付け回転体１６を，図に矢印Ｂで示すように，反時計方向に回転（公転）するように構成されている。

前記植付け回転体１６における反時計方向への回転速度は，前記株間変速機構により，圃場面１３に対する苗の植付けを「疎植え」にする場合には遅くし，圃場面１３に対する苗の植付けを「密植え」にする場合には速くように変速するように構成されている。

一方，前記植付けユニット１１における植付け回転体１６の内部には，爪軸１７を回転するようにしたステッピングモータ２４が設けられている。

前記ステッピングモータ２４は，パルス信号を与えることによって決められたステップ単位（ステップ角度）で回転するという構成であり，前記植付け爪体１８を，前記植付け回転体１６における反時計方向への一回転中に，矢印Ｃで示すように時計方向に一回転（自転）するというように制御されている。

しかも，前記ステッピングモータ２４は，当該ステッピングモータ２４に付与するパルス信号を，前記植付け回転体１６及び前記植付け爪体１８の各々に対する位相センサー（図せず）に加えて，前記「標準植え」，「疎植え」及び「密植え」を検出するセンサー（図示せず）における検出信号に基づいて以下に述べるように回転制御されている。

すなわち，ステッピングモータ２４は，前記植付け爪体１８における時計方向への回転速度を，当該植付け爪体１８における一回転中のうち前記植付け回転体１６における下死点より前の適宜角度の位相から下死点後における適宜角度の位相までの間，つまり，下死点前後付近の位相において，減速するというように不等速度に回転制御されており，この不等速度の回転制御により，図３に示すように，前記植付け爪体１８における分割爪１９の先端が，上下に長い楕円状の閉ループの運動軌跡２５を描くように構成している。

その上，前記ステッピングモータ２４は，前記植付け爪体１８における時計方向への一回転のうち前記植付け回転体１８の下死点前後付近の位相での回転速度（減速時の回転速度）を，前記植付け回転体１８における回転速度を「疎植え」に遅くしたときには，前記「標準植え」にした場合よりも速くし，前記植付け回転体１８の回転速度を「密植え」に速くしたときには，前記「標準植え」にした場合よりも遅くするというように回転制御されている。

図７は，この回転制御のフローチャートを示している。

すなわち，ステップＳ１において，前記植付け回転体１６が下死点前後付近の位相にあるか否かを検出し，ＹＥＳのときには，ステップＳ２に移行して，前記植付け爪体１８における時計方向への回転速度を減速するように制御する。

次いで，ステップＳ３において，「標準植え」であるか否かを検出し，「標準植え」である場合には，前記した制御を繰り返すが，「標準植え」でない場合には，ステップＳ４に移行して，ここで「疎植え」であるか否かを検出し，「疎植え」である場合には，ステップＳ５において，前記植付け爪体１８における減速時の回転速度を速くする。

また，前記ステップＳ３において「標準植え」でない場合には，ステップＳ６に移行して，ここで「密植え」であるか否かを検出し，「密植え」である場合には，ステップＳ７において，前記植付け爪体１８における減速時の回転速度を遅くするというように制御する。

なお，前記植付け回転体１８の内部に設けたステッピングモータ２４に対する通電は，例えば，前記爪軸１７のうち前記サブフレーム１０内の部分に設けた複数本のリング状電気導体２６の各々に対して，前記サブフレーム１０に非回転に支持したブラシ２７を摺動自在に接触する一方，前記ステッピングモータ２４と前記リング状電気導体２６との間を，前記爪軸１７の内部に挿通した配線２８を介して電気的に接続することによって行うように構成されている。

また，前記植付け爪体１８における分割爪１９に設けた苗押し出し具２０は，常には，前記分割爪１９の先端から後退した部位に位置しているが，前記分割爪１９が前記植付け回転体１６の下死点において圃場面１３に最も深く進入した位置から上昇するときにおいて，前記分割爪１９の先端に向かって前進作動するように構成されている。

すなわち，前記植付け爪体１８を，図５及び図６に示すように，中空にして，その内部に，前記植付け回転体１６に固着したカム２９を設けるとともに，中程部をピン３０にて枢着した押し出しレバー３１を設け，この押し出しレバー３１における一端を前記カム２９に接当する一方，前記押し出しレバー３１における他端を前記苗押し出し具２０の上端に連結することにより，前記苗押し出し具２０を，前記植付け爪体１８における矢印Ｃで示す時計方向への一回転のうち，前記分割爪１９が前記植付け回転体１６の下死点において圃場面１３に最も深く進入した位置においてのみ，前記押し出しレバー３１に対して設けたばね３２にて前進作動するという構成である。

この構成において，植付け回転体１６における植付け爪体１８は，前記植付け回転体１６の矢印Ｂ方向への回転（公転）に伴って，その公転の回転角度と同じ回転角度だけ矢印Ｂ方向とは逆向きのＣ方向に爪軸１７を中心として自転することにより，この植付け爪体１８は，その分割爪１９が苗載台１２の方向を向いた状態で上下方向に往復動するように旋回運動する。

この植付け爪体１８の旋回運動に際して，当該植付け爪体１８における時計方向への回転速度は，前記植付け回転体１６の下死点前後付近の位相において減速されることにより，その分割爪１９の先端は，上下に長い楕円状の閉ループの運動軌跡２５を描くことになる。

そして，前記植付け爪体１８の旋回運動中において，苗載台１２の上面に面する側において上から下に下降するときの位相において，その分割爪１７にて苗載台１２上の苗マットから苗を一株だけ分割したのち，この一株の苗を，前記植付け回転体１６における下降下限の下死点近傍において分割爪１９の先端が圃場面１３中に進入する。

このとき，前記植付け爪体１８における押し出しレバー３１が，ばね３２のばね力にてカム２９の形状に追従してピン３０を中心にして下向きに回動することにより，押し出し具２０が分割爪１９の先端に向かって前進動するから，前記分割爪１９の先端における一株の苗は，押し出されるようにして圃場面１３に植付けられる。

この苗の植付けが終わると，前記押し出し具２０が後退動すると同時に，分割爪１９は，圃場面１３より抜けるように上昇動する。

そして，この田植え作業を，３．３平方メートル当たりの植付け株数を「標準植え」にして行う場合には，前記植付け回転体１６における回転速度を，前記株間変更機構における変速操作にて当該「標準植え」のときにおける回転速度にすることで，この植付け回転体１６における植付け爪体１８の分割爪１９の先端は，図３に二点鎖線で示す走行運動軌跡３３を描くことにより，「標準植え」による苗の植付けを，植付け苗の前後における掘り起こし穴を可及的に小さくした状態で行うことができる。

前記「標準植え」の状態から，３．３平方メートル当たりの植付け株数を前記「標準植え」よりも多い「密植え」にして行う場合には，前記植付け回転体１６における回転速度を，前記株間変更機構における変速操作にて前記「標準植え」のときにおける回転速度よりも速くする一方，前記植付け爪体１８における逆方向への一回転のうち前記植付け回転体１６の下死点前後付近の位相での減速した状態における回転速度を，前記ステッピングモータ２４における回転制御によって，前記「標準植え」のときにおける回転速度よりも遅くする。

これにより，前記分割爪１９における圃場面１３からの抜け上昇が，前記「標準植え」の場合よりも遅くなり，前記分割爪１９の先端が描く走行運動軌跡は，前記「標準植え」の場合における走行運動軌跡３３に近似するようになって，この分割爪１９の圃場面１３からの抜け上昇が遅れることにより，前記分割爪１９による泥土の後方へのはね上げが小さくなるから，「密植え」による苗の植付けを，植付け苗の前後における掘り起こし穴を可及的に小さくできる状態で行うことができる。

また，前記「標準植え」の状態から，３．３平方メートル当たりの植付け株数を前記「標準植え」よりも少ない疎植えにして行う場合には，前記植付け回転体１６における回転速度を，前記株間変更機構における変速操作にて前記「標準植え」のときにおける回転速度よりも遅くする一方，前記植付け爪体１８における逆方向への一回転のうち前記植付け回転体１６の下死点前後付近の位相での減速した状態における回転速度を，前記ステッピングモータ２４における回転制御によって，前記「標準植え」のときにおける回転速度よりも速くする。

これにより，前記分割爪１９における圃場面１３からの抜け上昇が，前記「標準植え」の場合よりも速くなり，前記分割爪１９の先端が描く走行運動軌跡は，前記「標準植え」の場合における走行運動軌跡３３に近似するようになって，前記分割爪１９が圃場面１３から速く抜け上昇することにより，前記分割爪３６による圃場面１３の前方への引きずりが小さくなるから，「疎植え」による苗の植付けを，植付け苗の前後における掘り起こし穴を可及的に小さくできる状態で行うことができる。

なお，前記実施の形態は，「標準植え」を挟んで，「密植え」と「疎植え」とに切り換えする場合であったが，前記「疎植え」から「密植え」に切り換えるように構成したり，或いは，前記「標準植え」から「密植え」又は「疎植え」に切り換えるように構成することができる。

次に，図８は，第２の実施の形態を示す。

この図８に示す第２の実施の形態は，前記植付け装置５における植付けユニット１１の回転を，前記走行機体２に搭載したエンジン６からの動力伝達によって行うことに代えて，前記植付け装置５におけるメインフレーム９又はサブフレーム１０の内部に設けた主動用の電動モータ３４によって行うように構成したものである。

この第２の実施の形態によると，前記走行機体２に搭載したエンジン６から前記植付け装置５へのＰＴＯ軸２１等の動力伝達機構を省略できることができるから，前記植付け装置５における大幅な軽量化及び低価格化を図ることができる。

また，この第２の実施の形態においては，前記主動用の電動モータ３４を，メインフレーム９又はサブフレーム１０の内部に設けたことにより，この電動モータ３４における耐久性及び安全性を確実に向上できる。

１ 田植機
２ 走行機体
３，４ 車輪
５ 植付け装置
９ メインフレーム
１０ サブフレーム
１１ 植付けユニット
１２ 苗載台
１３ 圃場面
１４ フロート
１５ 植付け軸
１６ 植付け回転体
１７ 爪軸
１８ 植付け爪体
１９ 分割爪
２４ ステッピングモータ
２５ 運動軌跡

Claims (3)

1. 走行機体に上下動可能に連結された植付け装置に，苗マットを支持する苗載台と，この苗載台の苗マットから一株分の苗を掻き取って圃場に植え付けるようにした植付けユニットとが設けられており，
   前記植付けユニットは，平面視で前記走行機体の走行方向と交差した左右方向に延びる植付け軸の回りに回転する植付け回転体と，この植付け回転体にその植付け軸と平行な爪軸の回りに回転するように取付けられている植付け爪体とを備えており，
   前記植付け回転体には，当該植付け回転体の一回転中に前記植付け爪体を逆方向に一回転するようにしたステッピングモータが設けられ，このステッピングモータは，前記植付け爪体を，その一回転中のうち前記植付け回転体における下死点前後付近の位相において減速するように不等速に回転駆動する構成であり，更に，前記ステッピングモータは，前記植付け爪体における一回転のうち前記植付け回転体の下死点前後付近の位相での減速した状態の回転速度を，前記植付け回転体の回転速度を速くしたときには遅くし，前記植付け回転体の回転速度を遅くしたときには速くする構成であることを特徴とする田植機。
2. 前記請求項１の記載において，前記ステッピングモータは，前記植付け回転体に形成した中空部に内蔵されていることを特徴とする田植機。
3. 前記請求項１又は２の記載において，前記植付け回転体は，主動用の電気モータにて，その植付け軸の回りに回転駆動される構成であることを特徴とする田植機。

Images