JP5772898B2 - 苗移植機 - Google Patents

Description

本発明は、苗移植機に関するものである。

特許文献１に示されるように、苗移植機において、昇降アームによってその後端部の植付具を昇降可能に設けた植付装置がある。この苗移植機は、前端部を機体側に連結した昇降アームおよび平行動作する平行リンクによって植付具の姿勢を保持しつつ昇降させて、苗の移植作業が行える。

特開２００５−２３７３４７号公報

しかしながら、上記構成の苗移植機の植付装置は、植付具が下動する際にはその自重による慣性力が作用して早く作動する傾向となり、逆に、植付具が上動する際にはその自重によって作動が遅れ気味になる傾向となり、植付具の１行程の植付け作動が円滑に行い難いと謂う課題がある。また、植付具を上昇位置で停止する際には、植付具停止用のためだけのブレーキ装置が必要となる。

本発明が解決しようとする課題は、植付具の植付け作動が円滑に行えて安定した適正な苗の移植作業が行える苗移植機を提供することにある。また、植付ける苗の種類や植付株間に対する適応性が拡大し、汎用性のある苗移植機を提供することにある。

請求項１に係る発明は、駆動部（４４）で駆動されて昇降作動する昇降機構（Ｕ）にて植付具（１１）を昇降させて圃場に苗を植付ける苗移植機において、複数のギヤ対から伝動するギヤ対を選択的に切り替えて変速する第一の変速装置と、複数のギヤ対から伝動するギヤ対を選択的に切り替えて変速する第二の変速装置と、複数のギヤ対から伝動するギヤ対を選択的に切り替えて変速する第三の変速装置とを設け、第一の変速装置から第二の変速装置を介して第三の変速装置へ伝動し、第三の変速装置からの伝動により昇降機構（Ｕ）を作動させる構成とし、第二の変速装置のギヤ対の従動側ギヤと第三の変速装置のギヤ対の駆動側ギヤを各々兼用し、前端部（１２ａ）を中心に上下に揺動する昇降アーム（１２）と、昇降アーム（１２）の下方に並行し前端部（１３ａ）を中心に上下に揺動する副リンク（１３）と、昇降アーム（１２）の前端部（１２ａ）と副リンク（１３）の前端部（１３ａ）とを連結する連結リンク（Ｒ）と、連結リンク（Ｒ）に連結され該連結リンク（Ｒ）を前後に移動させる揺動アーム（１４）と、昇降アーム（１２）の中間部分の連結点（１２ｂ）に連結され該昇降アーム（１２）を上下に揺動させるクランクアーム（１５）と、副リンク（１３）の中間部分の連結点（１９ｂ）に連結され該副リンク（１３）を上下に揺動させる副クランクアーム（１９）とを備えて昇降機構（Ｕ）を構成したことを特徴とする苗移植機とした。

請求項１に記載の発明によると、植付ける苗の種類や植付株間に対する適応性が拡大し、汎用性が得られる。更に、連結リンクＲにより昇降リンク１２及び副リンク１３の姿勢が該リンクの回動部の遊びで崩れるのを防止し、昇降リンク１２及び副リンク１３の姿勢を適正に維持して植付具１１を所定の軌跡で作動させ、適正な苗の移植作業が行える。

発明適用の構成例を示す野菜苗移植機の側面図である。 植付装置の要部拡大側面図である。 植付装置のリンク構成線図である。 ミッションケースの要部展開図である。 ミッションケースの要部展開図である。 植付伝動部の伝動系統展開図である。 カム機構の作用説明用側面図である。 スクレープ部の平面図と背面図である。 植付具の正面図である。 図９のＡ−Ａ断面図である。 他の構成例を示す野菜苗移植機の側面図である。

この発明の具体的に構成された実施の一形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、発明適用構成例を示す野菜苗移植機の側面図である。
移植機１は、前部にエンジン２及びミッションケース３と走行車輪としての前側の左右の前輪４，４及び後側の左右の駆動後輪５，５と、ミッションケース３のケース後部から延びるハンドルフレーム３ａに植付装置６および苗供給装置７による植付部、覆土鎮圧輪８，８及び操縦ハンドル９等を備えて構成される。

詳細には、ミッションケース３には、機体高さと左右高さを調整するために、その両側にアーム状の左右の伝動ケース５ａ，５ａを回動可能に備え、この左右の伝動ケース５ａ，５ａを介して左右の駆動後輪５，５を支持するとともに、後述の植付具１１を昇降可能に備えた植付装置６と周回テーブル型の苗供給装置７とからなる植付部を走行系と同期して駆動する。

植付部の苗供給装置７は、投入苗株を受けうる受容体として苗受カップ７ｃ…を等ピッチで配置し、伝動軸７ａを介して走行系と連動して周回動作する円テーブル形式に構成し、植付具１１の上昇端位置を通る円形の軌道を周回動作可能に構成する。個々の苗受カップ７ｃ…により、植付具１１と対応するタイミングで植付装置６内に苗株を搬送して投下する。

植付装置６は、要部拡大側面図を図２に示すように、上部に形成した開口１１ａから苗株を受けて左右に開閉可能な嘴状の植付具１１と、この植付具１１を昇降駆動する植付伝動部３ｃに前端側を連結する昇降アーム１２と、この昇降アーム１２の下方に並行して昇降動作しつつ植付具１１のホルダ１１ｂと連結してその姿勢を保持する副リンク１３とから構成される。また、昇降アーム１２と副リンク１３の前端部１２ａ・１３ａは連結リンクＲにより連結されており、前後に揺動可能に上端１４ａを支軸に軸支した揺動アーム１４を介して前後移動可能に連結するとともに、昇降アーム１２の中間部分の連結点１２ｂを回転駆動するクランクアーム１５を設ける。

副リンク１３と植付具１１との連結部１３ｃは、ホルダ１１ｂの後部に配置してコンパクト化を図り、また、植付具１１の開閉動作のための開閉レバー１６を昇降アーム１２との支点１２ｃに軸支する。開閉レバー１６には連結ロッド１７を介して並行動作が可能な開閉アーム１８を設けてクランクアーム１５の連結点１２ｂに軸支するとともに、このクランクアーム１５の回転動作と同期して回転動作して副リンク１３の中途部を連結点１９ｂで支持する副クランクアーム１９を設け、この副クランクアーム１９と一体に開閉カム２０を設け、ローラ１８ａを介して開閉アーム１８を所定のタイミング（植付具１１が畝の土中に入って苗を植付けるタイミング）で作用し、植付具１１が左右に開いて畝に苗を植付ける。

昇降アーム１２と副リンク１３は、各々の中途部がクランクアーム１５と副クランクアーム１９により駆動されて上下動する平行リンクとなっており、各々の後端側が植付具１１に連結されて、植付具１１を所定の軌跡で上下動させる構成であるが、各々の前端側が連結リンクＲにより連結されているので、該連結リンクＲにより昇降アーム１２と副リンク１３が回動部の遊びにより平行リンクの姿勢が崩れるのを防止し、昇降アーム１２と副リンク１３は平行リンクの姿勢を適正に維持して作動し、植付具１１を所定の軌跡で上下動させて適正な苗の移植作業が行える。尚、連結リンクＲに植付伝動部３ｃ側に固定したガイドピンに嵌る作動規制用の長穴を設けて、連結リンクＲが適正な所定の作動をするように構成すれば、更に、昇降アーム１２と副リンク１３は平行リンクの姿勢を適正に維持して作動し、植付具１１を所定の軌跡で上下動させて適正な苗の移植作業が行える。

上記構成の植付装置６は、クランクアーム１５及び副クランクアーム１９の回転によって上下に揺動される昇降アーム１２と副リンク１３により、植付具１１が昇降動作と連動して左右に開閉して苗株の植付けを行う。詳細には、リンク構成線図である図３に示すように、クランクアーム１５及び副クランクアーム１９が回転すると、昇降アーム１２及び副クランクアーム１９の前端部１２ａ・１３ａが揺動アーム１４により前後移動しつつ上下に揺動され、後端位置の植付具１１の下端が縦長の長円状軌跡Ａを描いて作動する。尚、昇降アーム１２と副リンク１３、連結リンクＲ、クランクアーム１５及び副クランクアーム１９及び揺動アーム１４にて植付具１１の昇降機構Ｕが構成されている。

植付具１１の開閉動作については、昇降アーム１２の支軸１２ｃに軸支した開閉レバー１６が、連結ロッド１７を介して開閉アーム１８と並行動作し、この開閉アーム１８は、クランクアーム１５と同一位相で回転動作する副クランクアーム１９と一体の開閉カム２０によって動作制御される。したがって、簡易な形状のカムによって開閉タイミングと開閉量の高精度の制御が可能となる。

次に、伝動機構について説明すると、エンジンと一体構成のミッションケース３は、その要部展開図を図４に示すように、入力ギヤ３１からエンジン動力を主クラッチ３２Ｋを介して受ける入力軸３２、該入力軸３２と一体回転する駆動ギヤ３２ｂと噛合している従動ギヤ３３ａと一体回転するカウンタ軸３３、シフトギヤ３４を備える変速軸３５、機体走行用の駆動後輪５，５を各々駆動する左右の駆動軸３６，３６を備え、変速軸３５は、シフトギヤ３４のシフト位置により、入力軸３２の高速ギヤ３２ａの選択による移動速、低速ギヤ３２ｂの選択による植付速、カウンタ軸３３の後進ギヤ３３Ｒの選択による後進速に変速される。

また、低速ギヤ３２ｂの選択による植付速にした場合、植付変速レバー３３Ｓにて操作されるシフトキー３３Ｋにて前記カウンタ軸３３と一体回転する大駆動ギヤ３３ｂ，中駆動ギヤ３３ｃ，小駆動ギヤ３３ｄが設けられており、一方、入力軸３２には遊転自在に設けられた前記低速ギヤ３２ｂと一体回転する小従動ギヤ３２ｃ，中従動ギヤ３２ｄ，大従動ギヤ３３ｅが設けられており、大駆動ギヤ３３ｂ，中駆動ギヤ３３ｃ，小駆動ギヤ３３ｄと小従動ギヤ３２ｃ，中従動ギヤ３２ｄ，大従動ギヤ３３ｅは各々常時噛合している。従って、植付速は、植付変速レバー３３Ｓにて３段階に変速できる構成となっている。

また、カウンタ軸３３によりベベルギヤ機構３７ａを介して植付軸３７を一定速度で駆動する一方で、植付速は植付変速レバー３３Ｓにて３段階に変速して株間距離を変更するべく植付速度を変えて植付けが行える。

植付伝動部３ｃは、要部拡大側面図およびその伝動系統展開図を図６に示すように、植付装置６の伝動軸４４と苗供給装置７の伝動軸４５を配置する。すなわち、ミッションケース３からの動力を植付軸３７を介して受ける入力軸４１ａから株間変速装置４１を経由して植付クラッチ４５ａを介して苗供給装置７の伝動軸４５を変速駆動するとともに、この変速動力を間欠クラッチ４４ａの制御側に入力する。従って、株間変速装置４１によって変速された動力が間欠的に苗供給装置７のテーブル駆動に合わせて植付装置６の伝動軸４４に伝動され、前記クランクアーム１５及び副クランクアーム１９を駆動する。

前記株間変速装置４１は、駆動側の小ギヤ４１ａ，中ギヤ４１ｂ，大ギヤ４１ｃと従動側の小ギヤ４１ｄ，中ギヤ４１ｅ，大ギヤ４１ｆとが各々カウンタギヤを介して噛合しており、且つ、駆動側の小ギヤ４１ａ，中ギヤ４１ｂ，大ギヤ４１ｃの何れかを駆動側軸４２ａと一体回転させる株間変速第１レバー４３ａ及び従動側の小ギヤ４１ｄ，中ギヤ４１ｅ，大ギヤ４１ｆの何れかを駆動側軸４２ａと一体回転させる株間変速第２レバー４３ｂが設けられている。従って、駆動側の３つのギヤの選択と従動側の３つのギヤの選択との組合せで、株間は９段に変速できる構成となっている。

従って、この株間変速装置４１の９段の変速と前記機体の進行速度の変速である植付速の３段の変速とで、株間は２７段に変更でき、植付ける苗の種類に対する適応性や地域独特の植付株間に対する適応性が拡大し、汎用性のある苗移植機を得ることができる。

また、この植付装置６の伝動軸４４には、伝動トルクを変更するカム機構４６が設けられている。即ち、伝動軸４４に固定されたカム４６ａと該カム４６ａに引張りバネ４７ａにて圧接する押圧ローラ４７ｂと該押圧ローラ４７ｂを揺動自在に支持するローラ支持揺動アーム４７ｃとによって構成されている。また、カム４６ａは、植付具１１の上昇位置での停止位置Ｔ１直前から伝動軸４４にブレーキをかけて、その後、植付具１１が下降する際に植付具１１の自重による下動慣性力を抑える為にブレーキ力を徐々に増大しながらブレーキをかけ続け、植付具１１の最下降位置Ｔ２の直前で伝動軸４４に対するブレーキをかけるのを中止し、その後、植付具１１が上昇する過程では回転をアシストする形状となっている。従って、植付具１１を軌跡Ａにて上下作動させる伝動軸４４の伝動トルクが植付具１１の上下動に合わせて変更され（植付具１１が下降する際に植付具１１の自重による下動慣性力を抑える為にブレーキ力をかけ、植付具１１が上昇する過程では回転をアシストする）、植付具１１は所定の適正な作動速度を維持して円滑に作動し、適切な苗の移植作業が行える。また、このカム機構４６にて植付具１１の上昇位置での停止位置Ｔ１直前から伝動軸４４にブレーキをかけるので、植付具１１は植付クラッチ４５ａによる間欠駆動の停止位置で適正に停止し、別途植付具１１を停止させるブレーキ装置を設ける必要がなく、簡潔な構成で安価に構成できる。

５０は植付具１１内部に付着した泥土を掻き落とすスクレープ装置であって、植付伝動部３ｃに回動自在に軸支された揺動支持アーム５１と該揺動支持アーム５１の下端部にボルト５２にて着脱自在に固定したスクレープ部５３と揺動支持アーム５１の上端部に設けた作動従動カムローラ５４とによって構成されている。一方、クランクアーム１５の駆動軸１５ａに作動駆動カム５５を設けて、該作動駆動カム５５の回転により作動従動カムローラ５４を作動させて、揺動支持アーム５１が所定のタイミングで揺動作動し、即ち、植付具１１の機体左右方向に開く左右植付片１１Ｌ，１１Ｒが左右に開いて内部に保持していた苗を圃場に植付けて開いたまま上昇する過程で、スクレープ部５３が植付具１１の左右植付片１１Ｌ，１１Ｒ内部に嵌り込んで内部の泥土を掻き落とすように作動する。

図８に示すように、スクレープ部５３には、平板状のゴム材より構成されるスクレーパ５３ａが装着されている。該スクレーパ５３ａは、平面視で後退角Ｍを持った三角形状で、背面視で下方傾斜角Ｎを持った形状に構成されている。このような形状にスクレーパ５３ａを構成することによって、スクレープ部５３が植付具１１の左右植付片１１Ｌ，１１Ｒ内部に嵌り込み易く、また、左右植付片１１Ｌ，１１Ｒ内部に付着した泥土の掻き落とし性能も良くて、適切に植付具１１の左右植付片１１Ｌ，１１Ｒ内部を清掃し、植付具１１の苗植付け性能を適正に維持できて、良好な苗の移植作業が行える。

一方、植付具１１の左右植付片１１Ｌ，１１Ｒには、その前面側（スクレープ部５３が嵌り込んでくる側）にスクレープ装置のスクレープ部５３のスクレーパ５３ａが左右植付片１１Ｌ，１１Ｒの側端部に接当して破損しないようにガイド板６０，６０が各々溶接して設けられている。図１０の断面図に示すように、ガイド板６０は、スクレーパ５３ａが接当しても破損しないように曲面６０ａを形成した形状になっている。従って、スクレープ部５３のスクレーパ５３ａは、このガイド板６０の曲面６０ａに案内されて円滑に左右植付片１１Ｌ，１１Ｒ内に嵌り込む。よって、ゴム材にて形成されたスクレーパ５３ａの破損が防止できて、長期に亘り適切な植付具１１の左右植付片１１Ｌ，１１Ｒ内部の清掃作用が維持できて、良好な苗の移植作業が行える。

尚、上記の板上のガイド板６０に替えてステンレス製の丸棒を左右植付片１１Ｌ，１１Ｒ（左右植付片１１Ｌ，１１Ｒもステンレスを成型したものである）の側壁部に各々溶接固定しても、該丸棒の外周曲面がスクレーパ５３ａを案内するので同様の効果があり、且つ、左右植付片１１Ｌ，１１Ｒの側壁部を補強する効果もある。更に、他の部材を設けないで、左右植付片１１Ｌ，１１Ｒの側壁部を内側に向けて曲面を設けて折り曲げて構成しても良い。また、スクレーパ５３ａに滑り抵抗の少ない樹脂シートを貼り付けて、スクレーパ５３ａが左右植付片１１Ｌ，１１Ｒ内に滑って嵌り込み易くすれば、更に、破損防止効果がある。

更に、スクレーパ５３ａの上面又は下面にスクレーパ５３ａの左右幅からはみ出るビニールパイプ等の接当防止材を固定して、スクレーパ５３ａが直接左右植付片１１Ｌ，１１Ｒの側壁部に接当しないようにしてもスクレーパ５３ａの破損防止効果がある。

また、左右植付片１１Ｌ，１１Ｒの側壁部間に隙間７０が構成されているので、左右植付片１１Ｌ，１１Ｒが閉じる際に発生する音を軽減させる効果もある。尚、閉じる際の音を軽減させる為に、左右植付片１１Ｌ，１１Ｒの下端部接当面に樹脂板を貼り付けても良い。

図１１は他の実施例を示し、上記植付装置６の植付具１１の後端部にアーム８０の基部を溶接し、その後端は後方に向けて設けている。そして、該アーム８０と機体であるハンドルフレーム３ａとの間に引張バネ８１を設けている。即ち、引張バネ８１は、植付具１１を機体後方で斜め上方に向けて引き上げるように作用する構成となっている。このように引張バネ８１にて植付具１１を機体後方で斜め上方に向けて引き上げるように構成すると、植付具１１が下降する行程では植付具１１が前方下方に移動するので、強い引き上げ力で植付具１１を上方に引き上げるように作用し、植付具１１が上動する行程では植付具１１が後方上方に移動するので、比較的に弱い引き上げ力で植付具１１を上方に引き上げるように作用する。従って、植付具１１が下降する際に植付具１１の自重による下動慣性力を抑える強い引き上げ力で作用し、植付具１１が上昇する過程では上動を比較的に弱い力でアシストすることとなり、上記のカム機構４６の作用に加えて更に植付具１１は所定の適正な作動速度を維持して円滑に作動し、適切な苗の移植作業が行える。

Claims (1)

1. 駆動部（４４）で駆動されて昇降作動する昇降機構（Ｕ）にて植付具（１１）を昇降させて圃場に苗を植付ける苗移植機において、複数のギヤ対から伝動するギヤ対を選択的に切り替えて変速する第一の変速装置と、複数のギヤ対から伝動するギヤ対を選択的に切り替えて変速する第二の変速装置と、複数のギヤ対から伝動するギヤ対を選択的に切り替えて変速する第三の変速装置とを設け、第一の変速装置から第二の変速装置を介して第三の変速装置へ伝動し、第三の変速装置からの伝動により昇降機構（Ｕ）を作動させる構成とし、第二の変速装置のギヤ対の従動側ギヤと第三の変速装置のギヤ対の駆動側ギヤを各々兼用し、前端部（１２ａ）を中心に上下に揺動する昇降アーム（１２）と、昇降アーム（１２）の下方に並行し前端部（１３ａ）を中心に上下に揺動する副リンク（１３）と、昇降アーム（１２）の前端部（１２ａ）と副リンク（１３）の前端部（１３ａ）とを連結する連結リンク（Ｒ）と、連結リンク（Ｒ）に連結され該連結リンク（Ｒ）を前後に移動させる揺動アーム（１４）と、昇降アーム（１２）の中間部分の連結点（１２ｂ）に連結され該昇降アーム（１２）を上下に揺動させるクランクアーム（１５）と、副リンク（１３）の中間部分の連結点（１９ｂ）に連結され該副リンク（１３）を上下に揺動させる副クランクアーム（１９）とを備えて昇降機構（Ｕ）を構成したことを特徴とする苗移植機。

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