JP5877696B2 - 苗移植機 - Google Patents

Description

本発明は、植付アームに動力を伝達する植付伝動軸系を備える苗移植機に関し、より詳細には、植付伝動軸系にトルク平準化機構を設けた苗移植機に関する。

従来の苗移植機（田植機）には、植付部における植付アームに動力を伝達する植付伝動軸系に至るまでの伝動系に、楕円歯車や偏心歯車などの非円形ギア、または楕円スプロケットなどの不等速機構を設けて、植付爪を支持する植付アームを、その一回転中に緩急をつけることで、植付爪が苗載台より苗を受け取る際には、植付アームの回転駆動が速いほど、植付爪が苗載台上の苗に入り込むスピードが速く、取るべき苗を切削する能力が高まり、また、圃場への植付時には、植付を確実にするために植付アームの回転速度を緩め、さらに、その植付後に植付爪に残る苗を下方に振り落とすべく高速回転させて、植付軌跡の適正化を行っている（例えば、特許文献１および２）ものがある。

特開昭６３−１４１５１２号公報 特開平０７−１６３２１６号公報

しかし、上記のような苗移植機では、植付アームに動力を伝達する植付伝動軸系が、不等速機構により不等速で回転することから、トルク変動が生じ、植付伝動軸系にねじり振動が発生する。このため、植付アームに加減速のタイミングのズレが生じたり、速度振幅が増大するため、植付爪は設計通りの軌跡を得ることができず、植付けに不具合が生じる問題があった。
そこで、この発明の目的は、植付部の植付伝動軸系にトルク平準化機構を設け、植付伝動軸系に逆位相のトルクを発生させて植付伝動軸系のねじり振動を防ぐことで苗の植付状態を安定化し、作業性を向上させた苗移植機を提供するものである。

このため、請求項１に記載の発明は、植付アームに動力を伝達する植付伝動軸系を備える苗移植機において、前記植付伝動軸系に伝達される動力を等速・不等速に切り替え可能とする不等速機構と、前記植付伝動軸系に連結されたトルク平準化機構と、前記植付伝動軸系と前記トルク平準化機構との連結を断接するクラッチ装置と、を備え、前記クラッチ装置は、前記不等速機構の等速・不等速の切り替え動作に応じて作動するように構成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の苗移植機において、前記植付伝動軸系は、植付駆動横軸と、前記植付駆動横軸からの動力を前記植付アームに分配する植付駆動縦軸とを備え、前記トルク平準化機構は、前記植付駆動横軸の一側端部または両側端部もしくは中途部に設けられることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の苗移植機において、前記植付伝動軸系は、植付駆動横軸と、前記植付駆動横軸からの動力を前記植付アームに分配する植付駆動縦軸とを備え、前記トルク平準化機構は、前記植付駆動縦軸の端部または中途部に設けられることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の苗移植機において、前記クラッチ装置は、前記植付伝動軸系が等速駆動する際には前記植付伝動軸系と前記トルク平準化機構との連結を遮断し、前記植付伝動軸系が不等速駆動する際には前記植付伝動軸系と前記トルク平準化機構とを接続するように構成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の苗移植機において、前記トルク平準化機構は、クランクアームとピストンによるものであることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の苗移植機において、前記トルク平準化機構は、電動機によるものであることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の苗移植機において、前記トルク平準化機構は、慣性質量を、不等速ギヤあるいは非円形ギヤ１対または２対以上で駆動するものであることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の苗移植機において、前記植付伝動軸系に伝達される動力を変速させる株間変速機構を備え、前記株間変速機構の変速動作に基づいて、前記電動機の回転速度またはトルクを制御するように構成されることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、植付アームに動力を伝達する植付伝動軸系を備える苗移植機において、植付伝動軸系に伝達される動力を等速・不等速に切り替え可能とする不等速機構と、植付伝動軸系に連結されたトルク平準化機構と、植付伝動軸系とトルク平準化機構との連結を断接するクラッチ装置と、を備え、クラッチ装置は、不等速機構の等速・不等速の切り替え動作に応じて作動するので、このトルク平準化機構によりねじり振動のエネルギーを吸収することで、植付伝動軸系のねじり振動の発生を防ぎ、植付伝動軸系が、ねじれたり、ガタつくことなく円滑に不等速回転でき、植付爪による苗の植付状態を安定化させることができる。従って、作業性を向上させた苗移植機を提供することができる。
また、植付伝動軸系にクラッチの入切による最適な位相角度でトルク成分を発生させることができる。従って、簡単な構成で作業性を向上させた苗移植機を提供することができる。
また、疎植時には植付伝動軸系に最適なトルクを発生させ、ねじり振動発生を防ぐとともに、密植時には植付伝動軸系へのトルクの付与をせず、等速駆動の駆動力を各植付爪に伝達することができる。従って、作業性を向上させた苗移植機を提供することができる。

請求項２に記載の発明によれば、植付伝動軸系は、植付駆動横軸と、植付駆動横軸からの動力を植付アームに分配する植付駆動縦軸とを備え、トルク平準化機構は、植付駆動横軸の一側端部または両側端部もしくは中途部に設けられるので、現状の植付伝動軸系の構成を大きく変更することなく、植付駆動横軸のねじり振動発生を防ぎ、円滑に不等速回転する植付駆動横軸の駆動力を、各植付爪を駆動させる植付駆動縦軸に伝達することができる。従って、作業性を向上させた苗移植機を提供することができる。

請求項３に記載の発明によれば、植付伝動軸系は、植付駆動横軸と、植付駆動横軸からの動力を植付アームに分配する植付駆動縦軸とを備え、トルク平準化機構は、植付駆動縦軸の端部または中途部に設けられるので、現状の植付伝動軸系の構成を大きく変更することなく、各植付爪を駆動させる末端の植付駆動横軸における振動発生を防ぎ、円滑に不等速回転する植付駆動縦軸の駆動力を、各植付爪に伝達することができる。従って、作業性を向上させた苗移植機を提供することができる

請求項４に記載の発明によれば、クラッチ装置は、植付伝動軸系が等速駆動する際には植付伝動軸系とトルク平準化機構との連結を遮断し、植付伝動軸系が不等速駆動する際には植付伝動軸系とトルク平準化機構とを接続するように構成されているので、作業性を向上させた苗移植機を提供することができる。

請求項５に記載の発明によれば、トルク平準化機構は、クランクアームとピストンによるものであるので、ピストンの上下運動を利用して植付伝動軸系にトルクを発生させることができる。従って、簡単な構成で作業性を向上させた苗移植機を提供することができる。

請求項６に記載の発明によれば、トルク平準化機構は、電動機によるものであるので、電動機によって植付伝動軸系にトルクを発生させる、または回収することができる。従って、簡単な構成で作業性を向上させた苗移植機を提供することができる

請求項７に記載の発明によれば、トルク平準化機構は、慣性質量を、不等速ギアあるいは非円形ギア１対または２対以上で駆動するものであるので、速度依存成分あるいは機械的な逆位相成分によって植付伝動軸系にトルクを発生させることができる。従って、簡単な構成で作業性を向上させた苗移植機を提供することができる。

請求項８に記載の発明によれば、植付伝動軸系に伝達される動力を変速させる株間変速機構を備え、株間変速機構の変速動作に基づいて、電動機の回転速度またはトルクを制御するように構成されるので、植付スピードに合った平準化トルクを植付伝動軸系に発生させることで、安定した植付性能を得ることができる。従って、作業性を向上させた苗移植機を提供することができる。

この発明の一例としての苗移植機（田植機）の全体側面図である。 苗移植機における植付部の拡大側面図である。 植付部の平面図である。 トルク平準化機構としての慣性マスおよび非円形ギアを植付駆動横軸の一端部に設けた植付部要部の斜視図である。 慣性マスおよび非円形ギアを別方向から見た斜視図である。 慣性マスおよび非円形ギアを植付駆動横軸の両端部に設けた植付部要部の斜視図である。 慣性マスおよび非円形ギアを植付駆動横軸の中途部（中央近傍）に設けた植付部要部の斜視図である。 慣性マスおよび非円形ギアを植付駆動縦軸の端部に設けた植付部要部の斜視図である。 慣性マスおよび非円形ギアを植付駆動縦軸の中途部（中央近傍）に設けた植付部要部の斜視図である。 慣性マスおよび非円形ギア２対を用いた植付駆動横軸の一端部に設けた例を示す植付部要部の斜視図である。 トルク平準化機構としてのクランクアームとピストンを植付駆動横軸の一端部に設けた例を示す植付部要部の斜視図である。 トルク平準化機構としてのガススプリングとカムを植付駆動横軸の一端部に設けた例を示す植付部要部の斜視図である。 トルク平準化機構としてのサーボモータを植付駆動横軸の一端部に設けた例を示す植付部要部の斜視図である。 機械式クラッチを備えた慣性マスおよび非円形ギアを植付駆動横軸の一端部に設けた例を示す植付部要部の斜視図である。 植付駆動横軸の両端部に設けたトルク平準化機構に備えるクラッチと、株間変速機構とをワイヤーで連動連結した例を示す植付部要部の斜視図である。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、この発明の一例として、苗移植機（田植機）の全体側面図、図２は苗移植機における植付部の拡大側面図、図３は植付部の平面図である。

本願の苗移植機（田植機）１は作業者が搭乗する車両であり、６条植えを例に説明する。図１〜２に示すように、エンジン２を車体フレーム３に搭載させ、前後方向に長手状のミッションケース４前方に、フロントアクスルケース５を介して水田走行用の前輪６を支持させるとともに、ミッションケース４後部のリヤアクスルケース７に水田走行用の後輪８を支持させる。

そして、エンジン２などを覆うボンネット９の両側に予備苗載台１０を取付けるとともに、作業者が搭乗する車体カバー１１によってミッションケース４などを覆い、車体カバー１１後側の運転台１２上面に運転席１３を取付け、その運転席１３の前方でボンネット９後部に操向ハンドル１４が設けられる。

また、植付部１５は、６条植え用の苗載台１６ならびに複数の苗植付爪１７などを具備するものであり、前高後低の合成樹脂製による前傾式苗載台１６を下部レール１８およびガイドレール１９を介して植付フレーム２０に左右往復摺動自在に支持させるとともに、一方向に等速回転させるロータリケース２１を植付フレーム２０に支持させ、このロータリケース２１の回転軸芯を中心とした対称位置に一対の植付アーム２２を配設し、その植付アーム２２先端に植付爪１７が取付けられる。

また、植付フレーム２０の左右両端側に、左右サイドフレーム２３を立設させて苗載台１６を支持させ、植付フレーム２０左右中央のヒッチブラケット２４をトップリンク２５およびロワーリンク２６を含む昇降機構２７を介して車両に連結させ、この車両に設けた油圧式の昇降シリンダ２８をロワーリンク２６に連結させ、この昇降シリンダ２８の駆動時に昇降機構２７を介して植付部１５を昇降させるとともに、植付部１５の下降時には左右に往復摺動させる苗載台１６から一株分の苗を植付爪１７によって取出し、連続的に苗植え作業が可能な構成とされる。

なお、符号２９は主変速レバー、３０は苗継ぎレバー、３２は主クラッチペダル、３４はセンターフロート、３５はサイドフロート、３６は施肥機、３７は後輪８の外側に配備させる補助車輪である。

また、施肥機３６は、肥料を入れる肥料ホッパ３８と、肥料を供給する肥料繰出部である肥料繰出ケース３９と、フロート３４，３５の側条作溝器４０にフレキシブル形搬送ホース４１を介して肥料を排出させるターボブロワー型送風機４２と、円筒形のエアタンク４３とを備えるとともに、エアタンク４３右側端に、この送風機４２を取付け、肥料繰出ケース３９をエアタンク４３上側に配設させ、肥料ホッパ３８の後側に苗載台１６の上端を近接配備させている。

次に、図２〜３に示すように、植付フレーム２０は、各２条分用のパイプ製左右各縦フレーム４４と、これら左右縦フレーム４４の前端間を連結するパイプ製の横フレーム４５とを備え、十字管継手４６を各縦フレーム４４後端に溶接固定させ、回転軸４７を介してロータリケース２１を十字管継手４６に回転自在に支持させるとともに、十字管継手４８ａ，４８ｂを縦フレーム４４と横フレーム４５に溶接固定させて、これら縦および横フレーム４４，４５を一体連結させて構成される。

また、十字管継手４８ｂの前端部に植付入力軸４９を設け、ミッションケース４のＰＴＯ軸３３からの駆動力を、自在軸継手を介して植付入力軸４９に伝達させ、横フレーム４５に内設する植付伝動軸系（植付駆動軸など）の植付駆動横軸５１にベベルギア５２を介して植付入力軸４９を連動連結させるとともに、左右縦フレーム４４に内設する植付伝動軸系の植付駆動縦軸５３をベベルギヤ４９ａ，４９ｂなどを介して植付駆動横軸５１に連結させ、回転軸４７にそれぞれ後述するベベルギヤ５０および図示しない植付爪ユニットクラッチを介して植付駆動縦軸５３を連動連結させ、植付爪１７の駆動を行う構成とされる。

なお、植付入力軸４９に動力を伝達するＰＴＯ軸３３の上流側には、後述するギアケース６２が設けられており、このギアケース内に設置されるそれぞれ図示しない入力軸と、出力軸との間に中間軸が設けられるとともに、この中間軸と出力軸との間には、周知の不等速機構として一対の偏心ギアなどの非円形ギアが設けられており、この不等速機構により、植付駆動横軸５１の１回転の間に回転軸４７の回転速度が、部分的に最高速となる状態と最低速となる不等速状態を出現させている。

さらに、苗載台１６の左右方向の横送りと、苗載台１６上の苗の縦送りとを行う苗送り軸５８を苗送りケース５９を介して植付駆動横軸５１の左端に連動連結させ、十字管継手４８ａの左側フランジ部６０に苗送りケース５９の一端側フランジ部６１をボルト止め固定させ、苗送りケース５９の他端側に苗送り軸５８の左端を挿入支持させ、苗送りケース５９内の植付駆動横軸５１と苗送り軸５８間に高低変速用の２組の図示しない切換ギヤで形成する変速機構６４を介在させ、機体略中心に対し苗送り軸５８の左半分を苗縦送りカム軸６５および右半分を苗台横送りネジ軸６６に設けて、苗送り軸５８の高低２速の回転駆動時に苗載台１６の横送りと、苗載台１６上の苗の縦送りを行う構成とされる。

次に、本願発明の苗移植機１における植付部１５の植付伝動軸系に設けたトルク平準化機構について詳述する。図４はトルク平準化機構としての慣性マスおよび非円形ギアを植付駆動横軸の一端部に設けた植付部要部の斜視図、図５は慣性マスおよび非円形ギアを別方向から見た斜視図、図６は慣性マスおよび非円形ギアを植付駆動横軸の両端部に設けた植付部要部の斜視図、図７は慣性マスおよび非円形ギアを植付駆動横軸の中途部（中央近傍）に設けた植付部要部の斜視図である。

トルク平準化機構１０１は、例えば図４に示すように、１対の非円形ギア１０２と、慣性マス１０３とからなり、植付駆動横軸５１の一端部に設置されたケース１００内に設けられる。

具体的には、図５に示すように、植付駆動横軸５１の端部（図例では左端部だが、右端部であってもよい）に非円形ギア１０２ａを貫設し、この非円形ギア１０２ａに噛み合う位置に非円形ギア１０２ｂを設けた１対の非円形ギア１０２を設置するとともに、この非円形ギア１０２ｂの中心部に、慣性マス１０３の回転軸１０３ａを貫設させて慣性マス１０３を設置する。なお、慣性マス１０３は、機体の大きさ（条数や植付駆動横軸５１の直径）や、植付伝動軸系の等速・不等速の減速比または、植付スピードなどに応じた慣性マス１０３（非円形ギア１０２の対数）に適宜取替設置することで、最適なトルクを発生させることができる。

なお、上述した１対の非円形ギア１０２および慣性マス１０３などのトルク平準化機構１０１は、横フレーム４５に連設されたケース１００に内設されるもので、慣性マス１０３を、このケース１００に支持させてもよい。この場合、回転軸１０３ａとは反対面の慣性マス１０３から突出させた図示しない回転軸をケース１００に遊嵌することができる。

このような構成にすることで、現状の植付伝動軸系の構成を変更することなく、植付駆動横軸５１の回転に伴い、前記不等速機構から植付駆動横軸５１（植付伝動軸系）に伝達される加減速と、逆位相の加減速で回転する慣性マス１０３の質量を植付駆動横軸５１に付加することで、この質量から発生するトルク変動により、植付駆動横軸５１に発生するトルク変動を打ち消し、ねじり振動のない安定した不等速の動力を植付駆動縦軸５３に伝達することができる。

従って、前記不等速機構により植付伝動軸系に従来発生していたねじり振動の発生をトルク平準化機構１０１によって防ぎ、植付伝動軸系が、ねじれたり、ガタつくことなく円滑に不等速回転でき、植付爪１７による苗の植付状態を安定化させることができる。

また、トルク平準化機構１０１を植付駆動横軸５１の一端部に設けることで、現状の植付伝動軸系を大幅に構造変更する必要がないとともに、各植付爪１７を駆動させる回転軸４７に動力を伝達する上流側の植付駆動横軸５１にトルク平準化機構１０１を１つ設けるだけで、全条分の植付爪１７に対して円滑に不等速回転させる効果を有するため、トルク平準化機構１０１の設置数を必要最小限に留めることができる。

なお、上述したトルク平準化機構１０１は、植付駆動横軸５１の両端部に設置してもよい。この場合、図６に示すように、植付駆動横軸５１の左端部の設置に加えて、右端部の横フレーム４５に連設したケース１００´内であって、植付駆動横軸５１に非円形ギア１０２ａ´を貫設し、この非円形ギア１０２ａ´に噛み合う位置に非円形ギア１０２ｂ´を設けた１対の非円形ギア１０２´を設置するとともに、この非円形ギア１０２ｂ´の中心部に、慣性マス１０３´の回転軸１０３ａ´を貫設させて、慣性マス１０３´を設置する。なお、慣性マス１０３´の支持方法は上述同様にしてもよい。

このような構成にすることで、現状の植付伝動軸系の構成を大きく変更することなく、植付駆動横軸５１の回転に伴い植付駆動横軸５１の両端部に設けた、それぞれ１対の非円形ギア１０２,１０２´を介して慣性マス１０３,１０３´によるトルク平準化機構１０１から植付駆動横軸５１（植付伝動軸系）に、前記不等速機構からの加減速と逆位相の加減速で回転する慣性マス１０３,１０３´の質量を付加することで、これら質量から発生するトルク変動により植付駆動横軸５１に発生するトルク変動を、さらに円滑に打ち消し、ねじり振動のない安定した不等速の動力を植付駆動縦軸５３に伝達することで、上述同様の効果を得ることができる。

また、トルク平準化機構１０１は、植付駆動横軸５１の中途部に設けることもできる。この場合、図７に示すように、例えば、植付駆動横軸５１を内設する横フレーム４５の中途部（図例では植付駆動横軸５１の中央に近い位置）に連通させたケース１００´´内であって、植付駆動横軸５１に非円形ギア１０２ａ´´を貫設し、この非円形ギア１０２ａ´´に噛み合う位置に非円形ギア１０２ｂ´´を設けた１対の非円形ギア１０２を設置するとともに、この非円形ギア１０２ｂ´´の中心部に、慣性マス１０３´´の回転軸１０３ａ´´を貫設させて、慣性マス１０３´´を設置する。なお、慣性マス１０３´´の支持方法は上述同様にしてもよい。

このような構成にすることで、上述同様に、現状の植付伝動軸系の構成を大きく変更することなく、植付駆動横軸５１の回転に伴い植付駆動横軸５１（植付伝動軸系）に、前記不等速機構からの加減速と逆位相の加減速で回転する慣性マス１０３´´の質量を付加することにより、この質量から発生するトルク変動で、植付駆動横軸５１に発生するトルク変動を打ち消し、ねじり振動のない安定した不等速の動力を植付駆動縦軸５３に伝達すことができる。加えて、横フレーム４５の空いたスペースを有効に利用してトルク平準化機構１０１を設置させることができ、トルク平準化機構１０１の設置自由度を上げることができる。

なお、上述の例では、植付駆動横軸５１の分岐した箇所に１つのトルク平準化機構１０１を設置したが、詳述は省略するが、植付駆動横軸５１から複数分岐させた箇所に複数個のトルク平準化機構１０１を設置しても、上述同様の効果を得ることができる。

次に、トルク平準化機構１０１は、植付駆動縦軸５３に設置することもできる。図８は慣性マスおよび非円形ギアを植付駆動縦軸の端部に設けた植付部要部の斜視図、図９は慣性マスおよび非円形ギアを植付駆動縦軸の分岐部（中央近傍）に設けた植付部要部の斜視図である。

この場合のトルク平準化機構１０１は、図８に示すように、各植付駆動縦軸５３の後端部（図例では１つの植付駆動縦軸５３のみ示す）であって、ベベルギア５０にベベルギア１０４を介して設けた軸１０５に非円形ギア１０２ａ´´´を貫設し、この非円形ギア１０２ａ´´´に噛み合う位置に非円形ギア１０２ｂ´´´を設けた１対の非円形ギア１０２を設置するとともに、この非円形ギア１０２ｂ´´´の中心部に慣性マス１０３´´´の回転軸１０３ａ´´´を貫設させて、慣性マス１０３´´´を設置する。

なお、軸１０５から非円形ギア１０２および慣性マス１０３´´´は、植付駆動縦軸５３を内設する縦フレーム４４に連設させたケース１００´´´に内設し、慣性マス１０３´´´は上述同様の方法でケース１００´´´に支持させることができる。

このような構成にすることで、現状の植付伝動軸系の構成を大きく変更することなく、植付駆動縦軸５３の回転に伴い植付駆動横軸５１などを介して前記不等速機構から各植付駆動縦軸５３（植付伝動軸系）に伝達される加減速と、逆位相の加減速で回転する慣性マス１０３´´´の質量を各植付駆動縦軸５３に付加することにより、この質量から発生するトルク変動で、植付爪１７に最も近い植付伝動軸系の植付駆動縦軸５３に発生するトルク変動を打ち消し、ねじり振動のない安定した不等速の動力を植付爪１７に伝達すことができる。

従って、前記不等速機構により植付伝動軸系に従来発生していたねじり振動の発生をトルク平準化機構１０１によって防ぎ、植付伝動軸系が、ガタつくことなく円滑に不等速回転でき、植付爪１７による苗の植付状態を安定化させることができる。

また、トルク平準化機構１０１は、各植付駆動縦軸５３の中途部に設けることもできる。この場合、図９に示すように、例えば、各植付駆動縦軸５３を内設する縦フレーム４４の中途部（図例では植付駆動縦軸５３の中央に近い位置）に連通させて設けたケース１００´´´´内であって、植付駆動縦軸５３に非円形ギア１０２ａ´´´´を貫設し、この非円形ギア１０２ａ´´´´に噛み合う位置に非円形ギア１０２ｂ´´´´を設けた１対の非円形ギア１０２を設置するとともに、この非円形ギア１０２ｂ´´´´の中心部に、慣性マス１０３´´´´の回転軸１０３ａ´´´´を貫設させて、慣性マス１０３´´´´を設置する。なお、慣性マス１０３´´´´の支持方法は上述同様にしてもよい。

このような構成にすることで、現状の植付伝動軸系の構成を大きく変更することなく、植付駆動縦軸５３の回転に伴い上述同様に植付爪１７に最も近い植付伝動軸系の植付駆動縦軸５３に発生するトルク変動を打ち消し、ねじり振動のない安定した不等速の動力を植付爪１７に伝達すことができる効果に加え、各縦フレーム４４間の空いたスペースを有効に利用してトルク平準化機構１０１を設置させることができ、トルク平準化機構１０１の設置自由度を上げることができる。

次に、植付駆動横軸５１の一端部から植付駆動横軸５１に、より大きなトルクを発生させることもできる。図１０は慣性マスおよび非円形ギア２対を用いた植付駆動横軸の一端部に設けた例を示す植付部要部の斜視図である。

この場合、トルク平準化機構１０１´は、図１０に示すように、植付駆動横軸５１の端部（図例では左端部だが、右端部であってもよい）に非円形ギア１０６ａを貫設し、この非円形ギア１０６ａに噛み合う位置に非円形ギア１０６ｂを設けるとともに、さらにこの非円形ギア１０６ｂに噛み合う位置に非円形ギア１０６ｃを設けた２対の非円形ギア１０７を設置するとともに、この非円形ギア１０６ｃの中心部に、慣性マス１０８の回転軸１０８ａを貫設させて慣性マス１０８を設置する。

なお、上述した２対の非円形ギア１０７および慣性マス１０８などのトルク平準化機構１０１は、横フレーム４５に連設されたケース１０８に内設されるもので、上述のように慣性マス１０８を、このケース１０７に支持させてもよい。

このような構成にすることで、現状の植付伝動軸系の構成を大きく変更することなく、植付駆動横軸５１の回転に伴い２対の非円形ギア１０７により慣性マス１０８を加減速させて大きなトルクを植付駆動横軸５１に発生させ、前記不等速機構から伝達した植付駆動横軸５１のトルク変動を、より円滑に打ち消し、ねじり振動のない安定した不等速の動力を植付駆動縦軸５３に伝達することで、上述同様の効果を得ることができる。加えて、１対の非円形ギアを有するトルク平準化機構１０１を植付駆動横軸５１に複数設置する必要がないとともに、２対の非円形ギア１０７を介して設けられる慣性マス１０８の設置自由度を上げることができる。

トルク平準化は、次のような構成にすることもできる。図１１はトルク平準化機構としてのマスを備えるクランクアームを植付駆動横軸の一端部に設けた例を示す植付部要部の斜視図である。

この場合のトルク平準化機構１１１は、クランクアーム１１２と、ピストン１１３としてのシリンダー１１４に内設するマス１１５とから構成され、植付駆動横軸５１の端部（図例では右端部だが、左端部であってもよい）にクランクアーム１１２を接続し、このクランクアーム１１２の上端に設けたシリンダー１１４内にマス１１５が上下摺動自在に設置される。

なお、このトルク平準化機構１１１は、横フレーム４５に連設されたケース１１６に内設されるもので、シリンダー１１４を、このケース１１６内に支持させてもよい。

このような構成にすることで、現状の植付伝動軸系の構成を大きく変更することなく、植付駆動横軸５１の回転に伴い、クランクアーム１１２が上下方向に運動し、このクランクアーム１１２に追従してマス１１５がシリンダー１１４内を上下方向にピストン運動することから、マス１１５の質量がクランクアーム１１２を介して植付駆動横軸５１に逆向きのトルクを発生させる。

従って、植付駆動横軸５１において、前記不等速機構からのトルク変動と、トルク平準化機構１１１により付加した逆位相のトルク変動との合成で、トルク変動が平準化され、ねじり振動のない安定した不等速の動力を植付駆動縦軸５３に伝達することで、トルク平準化機構１１１にギアやカムを用いることなく簡単な構成で上述同様の効果を得ることができる。なお、植付伝動軸系の等速・不等速の減速比または、植付スピードなどに応じたマス１１５に適宜取替設置することで、最適なトルクを発生させることができる。

さらにトルク平準化は、次のようにも構成することもできる。図１２はトルク平準化機構としてのガススプリングとカムを植付駆動横軸の一端部に設けた例を示す植付部要部の斜視図である。

この場合のトルク平準化機構１３１は、カム１３２およびガススプリング１３３からなり、具体的には、図１２に示したように、植付駆動横軸５１の端部（図例では右端部だが、左端部であってもよい）に偏心のカム１３２を設置し、このカム１３２の上端にはガススプリング１３３が取付けられる。

なお、上述したカム１３２およびガススプリング１３３からなるトルク平準化機構１３１は、横フレーム４５に連設されたケース１３４に内設される。

このような構成にすることで、現状の植付伝動軸系の構成を変更することなく、植付駆動横軸５１の回転に伴いカム１３２がガススプリング１３３を押すことにより植付駆動横軸５１にトルクを発生させ、前記不等速機構から伝達した植付駆動横軸５１のトルク変動を、より円滑に打ち消し、ねじり振動のない安定した不等速の動力を植付駆動縦軸５３に伝達することで、上述同様の効果を得ることができる。なお、植付伝動軸系の等速・不等速の減速比または、植付スピードなどに応じた容量のガススプリング１３３に適宜取替設置することで、最適なトルクを発生させることができる。

また、トルク平準化は、次のように構成してもよい。図１３はトルク平準化機構としてのサーボモータを植付駆動横軸の一端部に設けた例を示す植付部要部の斜視図である。

この場合のトルク平準化機構１４１は、例えばサーボモータ（電動機）１４２からなり、具体的には、図１３に示したように、植付駆動横軸５１の端部（図例では右端部だが、左端部であってもよい）にサーボモータ１４２が連結されるとともに、このサーボモータ１４２は、横フレーム４５に連設されたケース１４３に内設される。

このような構成にすることで、現状の植付伝動軸系の構成を変更することなく、植付駆動横軸５１の回転に伴い、サーボモータ１４２の駆動により大きなトルクを植付駆動横軸５１に発生させ、前記不等速機構から伝達した植付駆動横軸５１のトルク変動を、より円滑に打ち消し、ねじり振動のない安定した不等速の動力を植付駆動縦軸５３に伝達することで、上述同様の効果を得ることができる。植付伝動軸系の等速・不等速の減速比または、植付スピードなどに応じた大きさのサーボモータ１４２に適宜取替設置したり、サーボモータ１４２の回転速度もしくはトルクを制御することで、最適なトルクを発生させることができる。

次に、トルク平準化機構による植付伝動軸系へのトルク発生を制御させることもできる。図１４は機械式クラッチを備えた慣性マスおよび非円形ギアを植付駆動横軸の一端部に設けた例を示す植付部要部の斜視図である。

まず、この場合、図５に示した、植付駆動横軸５１の端部（図例では左端部だが、右端部であってもよい）に１対の非円形ギア１０２および慣性マス１０３からなるトルク平準化機構１０１を例にして、図１４に示すように、植付駆動横軸５１には、非円形ギア１０２ａより外側方位置に、例えば機械式のクラッチ装置１５１が取付けられる。

このクラッチ装置１５１は、図示しないロッドやワイヤーなどのリンク機構により運転席１３などから操作可能とされ、このリンク機構の操作により、クラッチ装置１５１を作動させて植付駆動横軸５１と、非円形ギア１０２ａとを接触または離間させることで、植付駆動横軸５１に対してトルク平準化機構１０１を接続または遮断する。

このような構成にすることで、苗移植機１における苗の移植作業では、植付軌跡を適正化するため、植付部１５における植付伝動軸系の駆動を、疎植時（単位面積当たりの株数を少なく植える）には不等速駆動させるとともに、密植時（単位面積当たりの株数を多く植える）には等速駆動させるが、この疎植時にクラッチ装置１５１を作動させて、植付駆動横軸５１とトルク平準化機構１０１とを接続する。

従って、疎植時には、植付駆動横軸５１の回転に伴い、前記不等速機構から植付駆動横軸５１に伝達される加減速と、逆位相の加減速で回転する慣性マス１０３の質量を植付駆動横軸５１に付加することで、この質量から発生するトルク変動により、植付駆動横軸５１に発生するトルク変動を打ち消し、ねじり振動のない安定した不等速の動力を植付駆動縦軸５３に伝達させることができる。

一方、密植時には、クラッチ装置１５１を作動させて、植付駆動横軸５１とトルク平準化機構１０１との連結を解除（遮断）することで、等速駆動する植付駆動横軸５１の動力を植付駆動縦軸５３に伝達させることができ、簡単な構成で植付状況により植付伝動軸系へのトルク発生の有無を切替えることができる。

なお、上述のクラッチ装置１５１は、機械式で説明したが、周知の電磁式クラッチ装置を用いてもよい。また、クラッチ装置１５１は、植付駆動横軸５１の一端部に備えるトルク平準化機構に設ける他、植付駆動横軸５１両端部や分岐した位置、または各植付駆動縦軸５３の後端部や分岐した位置など備えるトルク平準化機構に適宜設けることができ、トルク平準化機構の構成も限定されない。

また、上述のクラッチ装置１５１は、株間変速機構と連動して制御するように構成することもできる。図１５は植付駆動横軸の両端部に設けたトルク平準化機構に備えるクラッチ装置と、株間変速機構とをワイヤーで連動連結した例を示す植付部要部の斜視図である。

ミッションケース４内には、株間変速機構１５２が設けられており、この株間変速機構１５２に、運転席１３などに設けられた図示しない株間変速レバーを連動連結して、この株間変速レバーを操作することにより、株間変速機構１５２を介して植付爪１７の植付作動速度を変更し、圃場に植付けられる苗株の間隔を変更可能としたものである。なお、この株間変速機構１５２は、例えば、特開平９−１４９７１７号公報や、特開２０１０−２４６５６２号公報に開示さえている周知の技術であるため、詳細な説明は省略する。

そして、図６に示した、植付駆動横軸５１の両端部にそれぞれ１対の非円形ギア１０２，１０２´および慣性マス１０３、１０３´からなるトルク平準化機構１０１を例にして、図１５に示すように、植付駆動横軸５１には、非円形ギア１０２ａ，１０２ａ´より内側方位置に、それぞれ上述したクラッチ装置１５１ａ，１５１ｂが取付けられ、これらクラッチ装置１５１ａ，１５１ｂと、株間変速機構１５２とが、ワイヤーなどの連結部材１５３で連動連結される。

なお、上述のクラッチ装置１５１と、株間変速機構１５２との連結は、クラッチ装置１５１を備えるトルク平準化機構を、植付伝動軸系の上記どの位置に配置しても可能とし、また、トルク平準化機構の構成も限定されない。

このような構成にすることで、苗株の間隔を疎植に変更するために株間変速レバーを疎植側に操作すると、連結部材１５３を介してクラッチ装置１５１ａ，１５１ｂが作動し、植付駆動横軸５１とトルク平準化機構１０１とが連結することにより、植付駆動横軸５１の回転に伴い、前記不等速機構から植付駆動横軸５１に伝達される加減速と、逆位相の加減速で回転する慣性マス１０３の質量を植付駆動横軸５１に付加することで、この質量から発生するトルク変動により、植付駆動横軸５１に発生するトルク変動を打ち消し、ねじり振動のない安定した不等速の動力を植付駆動縦軸５３に伝達させることができる。

一方、株間変速レバーを密植側に操作することで、連結部材１５３を介してクラッチ装置１５１ａ，１５１ｂが作動し、植付駆動横軸５１とトルク平準化機構１０１との連結を解除することにより、等速駆動する植付駆動横軸５１の動力を植付駆動縦軸５３に伝達させることができ、簡単な構成で植付状況により植付伝動軸系へのトルク発生の有無を切替えることができる。

以上詳述したように、この例の苗移植機１は、ミッションケース４から駆動ＰＴＯ出力を取り出す伝動機構（ＰＴＯ軸３３）と、ＰＴＯ軸３３からの動力を、植付爪１７を支持して回転させる植付アーム２２に伝達する植付伝動軸系とを備え、植付伝動軸系は、植付駆動横軸５１と、植付駆動横軸５１からの動力を植付アーム２２に分配する植付駆動縦軸５３とを備え、植付伝動軸系には、トルク平準化機構１０１を設けたものである。

なお、この発明は、ＰＴＯ軸からの動力で、植付爪を支持して回転させる植付アームを駆動させる植付駆動手段を備えるとともに、植付駆動手段は、植付爪を不等速機構によって駆動させる、あらゆる苗移植機に適用することができる。

１ 苗移植機
１５ 植付部
１７ 植付爪
５１ 植付駆動横軸
５２ 植付駆動縦軸
１００ ケース
１０１，１１１，１２１，１３１，１４１ トルク平準化機構
１０２ 非円形ギア
１０３ 慣性マス
１１２ クランクアーム
１１３ ピストン
１１４ シリンダー
１１５ マス
１２３ ＰＴＯ軸
１３２ カム
１３３ ガススプリング
１４２ サーボモータ
１５１ クラッチ装置
１５２ 株間変速機構
１５３ 連結部材

Claims (8)

1. 植付アームに動力を伝達する植付伝動軸系を備える苗移植機において、
   前記植付伝動軸系に伝達される動力を等速・不等速に切り替え可能とする不等速機構と、
   前記植付伝動軸系に連結されたトルク平準化機構と、
   前記植付伝動軸系と前記トルク平準化機構との連結を断接するクラッチ装置と、
   を備え、
   前記クラッチ装置は、前記不等速機構の等速・不等速の切り替え動作に応じて作動するように構成されていることを特徴とする、苗移植機。
2. 前記植付伝動軸系は、植付駆動横軸と、前記植付駆動横軸からの動力を前記植付アームに分配する植付駆動縦軸とを備え、
   前記トルク平準化機構は、前記植付駆動横軸の一側端部または両側端部もしくは中途部に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の苗移植機。
3. 前記植付伝動軸系は、植付駆動横軸と、前記植付駆動横軸からの動力を前記植付アームに分配する植付駆動縦軸とを備え、
   前記トルク平準化機構は、前記植付駆動縦軸の端部または中途部に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の苗移植機。
4. 前記クラッチ装置は、前記植付伝動軸系が等速駆動する際には前記植付伝動軸系と前記トルク平準化機構との連結を遮断し、前記植付伝動軸系が不等速駆動する際には前記植付伝動軸系と前記トルク平準化機構とを接続するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の苗移植機。
   苗移植機。
5. 前記トルク平準化機構は、クランクアームとピストンによるものであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の苗移植機。
6. 前記トルク平準化機構は、電動機によるものであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の苗移植機。
7. 前記トルク平準化機構は、慣性質量を、不等速ギヤあるいは非円形ギヤ１対または２対以上で駆動するものであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の苗移植機。
8. 前記植付伝動軸系に伝達される動力を変速させる株間変速機構を備え、
   前記株間変速機構の変速動作に基づいて、前記電動機の回転速度またはトルクを制御するように構成されることを特徴とする、請求項６に記載の苗移植機。
   

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