苗移植機
【課題】ロータリー式の植付け装置を有する田植機において、植付け装置の慣性力に起因した負のトルクが動力伝達機構に作用して植付けクラッチが切れることを防止する。
【手段】
植付け装置８は左右横長の植付け中心軸９１に取り付けられており、植付け中心軸９１にはベベルギア９８，９９の対によって植付け伝動軸８７から動力伝達される。ベベルギア９８，９９の間のバックラッシュを調整することにより、両ベベルギア９８，９９の間に摩擦抵抗を積極的に付与する。植付け装置８の慣性力に起因した負のトルク（正転方向の加速度）が作用しても、ベベルギア９８，９９の間の摩擦によって植付け伝動軸８７の正転に負荷が働くため、植付けクラッチ４９の切れを防止できる。
【手段】
植付け装置８は左右横長の植付け中心軸９１に取り付けられており、植付け中心軸９１にはベベルギア９８，９９の対によって植付け伝動軸８７から動力伝達される。ベベルギア９８，９９の間のバックラッシュを調整することにより、両ベベルギア９８，９９の間に摩擦抵抗を積極的に付与する。植付け装置８の慣性力に起因した負のトルク（正転方向の加速度）が作用しても、ベベルギア９８，９９の間の摩擦によって植付け伝動軸８７の正転に負荷が働くため、植付けクラッチ４９の切れを防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、乗用型田植機のような苗移植機に関し、特に、植付け装置動力伝達手段に特徴を有する。
【背景技術】
【０００２】
苗移植機の代表として田植機がある。この田植機は、一般に、エンジンが搭載された走行機体とその後ろに配置した植付け部とを有しており、植付け部は走行機体に昇降可能に連結されている。植付け部は、苗マットを載せる苗載せ台やその後ろに配置した植付け装置を有している。植付け装置は、１つのロータリーケースに２つの掻き取りユニットを設けたタイプが一般的であり、ロータリーケースが１回転すると２つの掻き取りユニットはそれぞれロータリーケースに対して１回転する。
【０００３】
すなわち、掻き取りユニットはロータリーケースの軸心回りに公転しながら自転するのであり、掻き取りユニットが姿勢を変えながら上下動することにより、苗マットからの苗の掻き取りと圃場への植付けが行われる。更に述べると、掻き取りユニットは苗マットから苗を１株だけ掻き取る植付爪を備えており、掻き取りユニットが公転しながら自転することにより、植付爪は上下に長い閉ループ軌跡を描く運動を行い、これにより、苗マットからの苗の掻き取りと圃場への植付けが行われる。
【０００４】
そして、単位面積（一般に３．３ｍ2 ）当たりに苗を何株植えるかは必ずしも一定ではなく、地域やユーザーによって希望する株数が相違している。そこで、走行速度に対する植付け装置の動作速度を異ならせて、苗の株と株との間隔（株間）を変えることで、単位面積当たりの植付け株数を変更可能と成している。従前は３．３ｍ2 当たり６０〜９０株といった密植が多かったが、苗の植付け密度と収量とは必ずしも比例せず、植付け密度が低くても収量に違いはなかったり却って増収する事実が見られることから、近年は、例えば３．３ｍ2 当たり３７〜５０株といった疎植が増加傾向にあると言える。
【０００５】
記述のようにロータリー式植付け装置は植付爪を有しており、この植付爪は圃場から素早く逃げるように設計されてはいる。しかし、株間が変わると必然的に単位走行距離当たりの植付け装置の動作サイクルが変化するため、例えば密植状態のときに下死点付近で植付爪がほぼ鉛直姿勢になるように設定していると、疎植状態では植付爪が圃場から逃げる速度が遅くなるため、疎植状態では植付けられた苗を植付爪が前に押し倒す現象が生じやすい。逆に、疎植状態のときに下死点付近で鉛直姿勢になるように設定しておくと、密植の状態では植付爪が圃場に入り込んだまま後ずさりするような現象が生じ、泥土がえぐられることで浮き苗が発生し易くなる問題がある。
【０００６】
そこで、密植状態を基準にしつつ疎植状態において植付爪を圃場からより迅速に逃げ移動させるべく、株間変更装置に不等速ギアを配置することが行われている（例えば特許文献１，２）。また、特許文献３には、植付け装置を構成するギアに生じるバックラッシュ（ガタ）の影響を防止するため、植付け動力伝達機構に、植付け装置の１回転中に周期的に制動力を付与するブレーキ機構を設けることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４３７６１５４号公報
【特許文献２】特開２００３−１８９７１２号公報
【特許文献３】特許第４１５７８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
さて、田植機において植付け部には走行機体から動力伝達されるが、植付け装置への動力は任意に継断させ得る必要があり、そこで、植付け動力伝達機構のうち株間変更装置の下流部に植付けクラッチを設けている。
【０００９】
他方、例えば、田植機が畦などの斜面に乗り上げたとき出力が足りずにずり下がることがあり、このため動力伝達機構が逆回転することがある。この場合、動力伝達機構は逆回転できない構成になっているため、植付けクラッチを構成する部材が逆転不能に噛み合っていると、植付けクラッチが破損したり、動力伝達機構のうち強度が最も弱い部材が破損したりしてしまうことになる。そこで、植付けクラッチを構成する２つの部材には、逆転時には噛み合いが外れるような傾斜面を設けている。
【００１０】
そして、本願発明者たちが観察したところ、植付け動力伝達機構を不等速回転させると、植付けクラッチが切れる現象が生じることが判った。つまり、株間変更装置で変速された回転動力はばねで付勢された植付けクラッチを介して下流側に伝達されるが、不等速回転の減速時に植付け装置は慣性力によって高速回転し続けようとする傾向を呈して、このため、互いに噛み合っているパーツのうち下流側のものが上流側のものよりも速く回転し、その結果、植付けクラッチが切れることがあった。また、１回転中に、正のトルクが作用している状態と作用していない状態とが交互に表れて、円滑な回転が阻害される現象も見られた。
【００１１】
本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明者たちは、田植機等の苗移植機の改良策として各請求項に記載した発明を完成させた。このうち請求項１の発明に係る苗移植機は、ロータリー式植付け装置を駆動する植付け動力伝達機構中に動力を継断する植付けクラッチが配置されている構成であって、前記植付け動力伝達機構のうち植付けクラッチよりも下流側の部位に、正転に対して負荷として作用する逆トルク付与手段を設けている。
【００１３】
請求項２の発明は請求項１を具体化したもので、この発明は、前記ロータリー式植付け装置は水平状に配置された植付け中心軸に取り付けられており、前記植付け中心軸には、前記植付け中心軸に対して平面視で直交した姿勢の植付け伝動軸からベベルギアの対によって動力伝達されており、前記ベベルギアの対の間に摩擦抵抗を積極的に付与することで前記逆トルク付与手段となしている。
【００１４】
請求項３の発明では、請求項１又は２において、前記逆トルク付与手段を前記植付け動力伝達機構の最下流部に設けている。請求項４の発明は、請求項３において、前記ロータリー式植付け装置は、水平状に配置された植付け中心軸に取り付けられているロータリーケースと、前記ロータリーケースに左右横長の駆動軸を介して相対回動自在に取り付けられた掻き取りユニットとを有している。
【００１５】
請求項５の発明は請求項１を具体化したもので、この発明では、前記逆トルク付与手段、回転する軸の外周外側に突出した突起部材と、前記突起部材及び前記回転する軸を囲ったケースと、前記ケースに充填した粘性流体とで構成されており、前記回転する軸はケースに対してシールされた状態で回転自在に保持されている。
【発明の効果】
【００１６】
本願発明によると、植付け装置の慣性力によって植付け動力伝達機構に負のトルクが作用しても、負のトルクが植付けクラッチに波及することを逆トルク付与手段によって防止又は著しく抑制できるか、或いは、植付け装置に負のトルクが生じること自体を防止又は抑制できる。このため、植付けクラッチが切れることを防止して、動力継続状態を保持することができる。その結果、植付け装置の動きを確保して、苗の適切な植付け状態を維持できる。負のトルクは不等速変換手段を設けた場合のようにトルク変動が大きくなると発生しやすくなるため、本願発明は、動力伝達機構に不等速変換手段を設けた場合に特に好適である。
【００１７】
逆トルク付与手段は様々の構成を採用できるが、請求項２のようにベベルギアの対を利用すると、既存の部材をそのまま活用できるためコスト面で有利である。請求項３のように逆トルク付与手段を植付け動力伝動機構の最下流部（末端部）に設けると、植付け動力伝動機構の振動等を抑制できて好適である。また、逆トルク付与手段は様々の構成を採用できるが、請求項５のように粘性流体を使用すると、磨耗による機能低下を防止できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本願発明を適用した田植機の平面図である。
【図２】田植機の側面図である。
【図３】田植機の骨組みを示す斜視図である。
【図４】（Ａ）は動力伝達経路の全体を示す斜視図、（Ｂ）は植付け装置の斜視図である。
【図５】（Ａ）は動力伝達経路の側面図、（Ｂ）は植付け装置の箇所の側面図、（Ｃ）は植付爪の軌跡を示す図である。
【図６】（Ａ）は動力伝達経路を示す平面図、（Ｂ）は株間変更装置の外観斜視図、（Ｃ）及び（Ｄ）は植付け部に設けたセンターケースの外観斜視図である。
【図７】（Ａ）は株間変更装置及びセンターケースにおけるギア群の外観斜視図、（Ｂ）はセンターケースにおけるギア群の斜視図、（Ｃ）はセンターケースにおけるギア群の背面図である。
【図８】伝動系統図である。
【図９】第１実施形態の適用部を示す図で、（Ａ）は概略平面図、（Ｂ）は分離平面図である。
【図１０】（Ａ）は第１実施形態に係るベベルギアの側面図、（Ｂ）は歯形を示す図、（Ｃ）及び（Ｄ）は変形例を示す模式的側面図である。
【図１１】第２実施形態を示す図で、（Ａ）は一部を仮想線で示した斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図である。
【図１２】（Ａ）は第３実施形態を示す図、（Ｂ）は第４実施形態を示す図である。
【図１３】（Ａ）は第５実施形態を示す図、（Ｂ）は第６実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は乗用型田植機（以下、単に「田植機」という）に適用している。以下の説明では方向を特定するため前後・左右の文言を使用しているが、この前後・左右の文言は、田植機の前進方向を前として定義している。正面視方向は前進方向と対向した方向になる。
【００２０】
(1).田植機の概要
まず、図１〜図５に基づいて田植機の概要を説明する。図１〜図３に示すように、田植機は走行機体１とその後ろに配置された植付け部２とを有している。走行機体１は前後の車輪３，４や操縦座席５、操縦ハンドル６を有しており、一方、植付け部２は苗マットが載る苗載せ台７や植付け装置８を有している。本実施形態の田植機は８条植えタイプであり、このため、苗載せ台７には８つの苗マット載置エリアが形成されていると共に、植付け部２の後部には８個の植付け装置８が横一列に配置されている。また、植付け部２はフロートも備えている。
【００２１】
図３に示すように、走行機体１は多数のフレーム材から成る骨組み９を有しており、骨組み９の前部でエンジン１０が支持されている。エンジン１０の後ろには走行ミッションケース１１が配置されている。図４（Ａ）に明示するように、ミッションケース１１の左側面には正油圧式無段変速機（ＨＳＴ）１２が装着されており、エンジン１０の動力はベルト１３によって正油圧式無段変速機（ＨＳＴ）１２に伝達される。エンジン１１はボンネット１４で覆われている。また、走行機体１のうちボンネット１４を除いた部分は車体カバー１５で覆われている。
【００２２】
ミッションケース１１の左右側面にはフロントアクスル装置１７が取付けられており、フロントアクスル装置１７に前輪３が取り付けられている。ミッションケース１１の後ろにはリアアクスルケース１８が配置されており、リアアクスルケース１８から横向きに突出させた後ろ車軸に後輪４が取付けられている。ミッションケース１１とリアアクスルケース１８とは前後長手のジョイント材１９で連結されている。リアアクスルケース１８には左右２本のリア支柱２０が取付けられており、リア支柱２０の上端は、骨組み９の後端部を構成する左右横長のリアフレーム９ａに固定されている。
【００２３】
左右のリア支柱２０には上下のリンク体（トップリンク及びロアリンク）から成るリンク装置２１が回動自在に連結されており、リンク装置２１の後端に植付け部２が取付けられている。リンク装置２１は、ジョイント材１９に連結された油圧シリンダ（昇降シリンダ）２２によって回動させることができる。従って、油圧シリンダ２２を伸縮させることにより、植付け部２が昇降する。
【００２４】
図４から容易に理解できるように、ミッションケース１１の内部からリアアクスルケース１８の内部に後輪ドライブ軸２３で動力伝達される。本実施形態の田植機は植付け部２に整地ロータ２４を設けており、整地ロータ２４にはリアアクスルケース１８から後ろ向き突出したロータ駆動軸２５から動力伝達される。
【００２５】
本実施形態ではリアアクスルケース１８の右側部に株間変更装置２６を取付けており、ミッションケース１１から株間変更装置２６に植付け用動力伝達軸２７で動力伝達される。植付け用動力伝達軸２７の回転は株間変更装置２６に内蔵したギア群によって変速され、ＰＴＯ軸２９によって植付け部２に伝達される。
【００２６】
植付け部２は左右横長のメインフレーム２８を有しており、メインフレーム２８の略左右中間部にセンターケース３０が固定されており、ＰＴＯ軸２９の動力はセンターケース３０に内蔵されたギア群に伝達される。メインフレーム２８の後面には後ろ向きに延びる４本の支持アーム３１が固定されており、支持アーム３１の後端部に左右一対ずつの植付け装置８が回転自在に取付けられている。
【００２７】
支持アーム３１の基端部（前端寄り部位）には左右横長の植付け駆動軸３２が貫通しており、この植付け駆動軸３２の回転によって植付け装置８が駆動される（詳細は後述する。）。また、植付け駆動軸３２には、センターケース３０に内蔵したギア群を介してＰＴＯ軸２９から動力が伝達される。センターケース３０には左右横長の横送り軸３３も取付けられており、横送り軸３３の回転によって苗載せ台７が１ピッチずつ横移動する。
【００２８】
植付け部２は苗マットが載るベルト３４の群を有しており、ベルト３４は上下一対の 縦送り支軸３５に巻き掛けられている。苗載せ台７が左右のいずれか一方に移動し切ると縦送り支軸３５は回転し、苗マットが１ピッチだけ下降動する。
【００２９】
図４（Ｂ）に示すように、各植付け装置８は１つのロータリーケース３６とその両端部に回転自在に設けた掻き取りユニット３７とを有しており、ロータリーケース３６が１／２回転するごとに掻き取りユニット３７による苗の掻き取りと植付けが行われる。また、ＰＴＯ軸２９が１回転するとロータリーケース３６は１／２回転するように設定されている。そして、ＰＴＯ軸２９の回転数は田植機の走行速度に比例しているが、株間変更装置２６によって走行速度とＰＴＯ軸２９の回転数との関係を変えることにより、苗の植付け間隔（株間）を変更することができる。
【００３０】
(2).株間変更装置の構造
以下、株間変更装置２６から植付け装置８に至る動力伝達経路の詳細を説明する。まず、株間変更装置２６の詳細を、主として図６〜８に基づいて説明する。株間変更装置２６は図６（Ｂ）に示す前後２つ割り方式の株間ケース４０を有しており、その内部に、図７（Ａ）（Ｃ）に示すようなギア群が配置されている。
【００３１】
株間ケース４０の内部には、入力軸４１と出力軸４２とが配置されており、入力軸４１に自在継手を介して植付け用動力伝達軸２７の後端が接続されている。出力軸４２にはカップリング１００を介して緩衝装置１０１が接続されており、緩衝装置１０１の従動軸１０２が自在継手１０３（図５（Ａ）参照）を介してＰＴＯ軸２９に連結されている（緩衝装置１０１の構造は後述する。）。入力軸４１には同径の第１ギア４３と第２ギア４４とが固定されている。両ギア４３，４４は同径ではあるが、歯数は第１ギア４３よりも第２ギア４４が僅かに少なくなっている。
【００３２】
入力軸４１と出力軸４２とは同心に配置されている。入力軸４１には筒型の中間軸４５が相対回転可能に嵌まっており、中間軸４５は出力軸４２と一緒に回転する状態（相対回転不能な状態）で嵌まっている。中間軸４５には第３ギア４６と第４ギア４７とがスプライン嵌合等によってスライド可能で相対回転不能に嵌まっている。更に、中間軸４５には第１不等速ギア４８が相対回転自在でスライド可能に嵌まっている。
【００３３】
出力軸４２にはカム式の植付けクラッチ４９を設けている。例えば図７（Ｃ）に示すように、植付けクラッチ４９は固定パーツ４９ａとスライドパーツ４９ｂとを有しており、スライドパーツ４９ｂはクラッチばね４９ｃで固定パーツ４９ａに向けて付勢されている。スライドパーツ４９ｂがクラッチばね４９ｃに抗して固定パーツ４９ａから離反すると入力軸４１から出力軸４２への動力伝達は遮断される。
【００３４】
スライドパーツ４９ｂと固定パーツ４９ａとの噛み合い面（カム面）は、固定パーツ４９ａが逆転する（換言するとスライドパーツ４９ｂが正転する）と互いの噛み合いが解除されるように傾斜している。
【００３５】
株間ケース４０の内部には、側面視で入力軸４１及び出力軸４２と平行に延びるアイドル軸５１が回転自在に軸支されており、このアイドル軸５１に第１ギア４３又は第２ギア４４に噛み合い得る第５ギア５２がスプライン嵌合等によってスライド可能・相対回転不能に嵌まっている。第５ギア５２は第１ギア４３又は第２ギア４４の２倍程度の歯数であり、第１ギア４３に噛合した第１ポジションと、第２ギア４３に噛合した第２ポジションとを選択できる。
【００３６】
なお、第５ギア５２を第１ギア４３又は第２ギア４４に選択的に噛み合わせることに代えて、第１ギア４３に噛合する減速用の第５ギア５２の他に、図８に一点鎖線で示すように、第２ギア４４に噛合する減速用ギア５３を設けて、両減速用ギア５２，５３のいずれかに動力を伝達する構成を採用することも可能である。
【００３７】
第１ギア４３と第２ギア４４と第５ギア５２の歯数の関係は、例えば、第１ギア４３に対する第５ギア５２の歯数を比率の２．０倍に設定し、第２ギア４４に対する第５ギア５２の歯数の比率を約２．３倍に設定することができる。
【００３８】
アイドル軸５１には、第３ギア４６に対して噛み合い・離反する第６ギア５４と、第４ギア４７に噛み合い・離反する第７ギア５５、及び、第１不等速ギア４８と常に噛み合っている第２不等速ギア５６が固定されている。第３ギア４６に対する第６ギア５４の比率よりも、第４ギア４７に対する第７ギア５５の歯数の比率が小さくなるように設定している。
【００３９】
従って、中間軸４５（及び出力軸４２）の回転数は、第３ギア４６と第６ギア５４とが噛み合っている状態よりも、第４ギア４７と第７ギア５５とが噛み合っている状態の方が低くなっている。具体的な歯数の比率としては、例えば、第３ギア４６に対する第６ギア５４の歯数の比率を約１：１．９４、第４ギア４６に対する第７ギア５５の歯数の比率を約１：１．４１と成すことができる。
【００４０】
第１不等速ギア４８と第２不等速ギア５６とは楕円のような非円形のプロフィールであり、歯数は同じに設定されている。従って、両不等速ギア４８，５６を介してアイドル軸５１の回転が中間軸４５及び出力軸４２が伝えられている状態では、アイドル軸５１と出力軸４２との回転数は同じで、かつ、出力軸４２はその１回転中で角速度を周期的に変化させた状態で回転する。両不等速ギア４８，５６は非円形であって噛み合い姿勢が一定に決まっているという特殊性から、常に噛み合い状態に保持されている。本実施形態では、株間変更装置２６に設けた不等速ギア４８，５６により、２５％程度の加減速が付与されている。
【００４１】
第４ギア４７と第１不等速ギア４８とには、噛み合い・離間自在な中間クラッチ５７を設けている。第４ギア４７は、図８の状態からいったん第７ギア５５と噛合した状態を経て更に右向きにスライドすると、中間クラッチ５７が噛み合う。中間クラッチ５７が噛み合った状態では、アイドル軸５１の動力は不等速ギア５６，４８を介して出力軸４２に伝えられる。中間クラッチ５７が噛み合っている状態では第３ギア４６と第４ギア４７は空転している。従って、中間クラッチ５７は中間軸４５と第１不等速ギア４８との連結を継断する働きをしている。
【００４２】
第５ギア５２がスライドすることで２段階の切り換えが行われ、中間軸４５がスライドすることで３段階の切り換えが行われる。従って、全体として６段階の組み合わせが存在する。例えば、３．３ｍ2 当たりの株数として、３７株、４３株、５０株、６０株、７０株、８５株といった株数に変更できるのであり、疎植・密植の全エリアが殆ど網羅されている。
【００４３】
株間ケース４０の上部には、入力軸４１及び出力軸４２と平行に延びる施肥用回転軸５８が回転自在に配置されており、この施肥用回転軸５８に、第１ギア４３と噛合する第８ギア５９が相対回転自在に嵌まっている。施肥用回転軸５８からはベベルギア６１を介して施肥駆動軸６２に動力伝達される。
【００４４】
図７（Ａ）に示すように、株間変更装置２６は第１操作軸６３と第２操作軸６４との２本の操作軸を有する。これら操作軸６３，６４は前後長手の姿勢になっており、株間ケース４０の手前に露出している。第１操作軸６４は第１レバー６５で前後スライド操作することができ、第２操作軸６５は第１レバー６６で前後スライド操作することができる。第１操作軸５１は第５ギア５２をスライド操作するためのものであり、第５ギア５２をスライドさせるシフターを有している。第２操作軸６４は中間軸４５をスライド操作するためのものであり、中間軸４５に係合するシフターを備えている。
【００４５】
(3).センターケースの内部構造
次に、図６〜図８に基づいてセンターケース３０の内部構造（すなわち植付け部変速装置）を説明する。センターケース３０は左右２つ割り方式のシェル体から成っており、前後長手の入力軸６９が回転自在に保持されている。入力軸６９の前端とＰＴＯ軸２９の後端とは自在継手を介して接続されている。
【００４６】
センターケース３０の内部には左右長手の中間軸７０が配置されており、入力軸６９の回転は第１ベベルギア７１の対によって中間軸７０に伝達される。センターケース３０の内部には横送り駆動軸７２が左右横長の姿勢で配置されており、横送り駆動軸７２に横送り軸３３が連結されている。
【００４７】
横送り駆動軸７２には３枚の掻き取り量調節従動ギア７３が固定されている一方、中間軸７０には、掻き取り量調節従動ギア７３に対応して３枚の掻き取り量調節主動ギア７４が遊嵌している。３枚の掻き取り量調節主動ギア７４のうちいずれか１つのみに、スライドキー７６（図８参照）によって中間軸７０から選択的に動力伝達される。スライドキー７６は、図６（Ａ）（Ｂ）に示すスライドレバー７７によってスライド操作される。
【００４８】
掻き取り量調節ギア７３，７４の対はそれぞれ歯数の比率が相違しており、掻き取り量調節ギア７３，７４の組み合わせを変えると、ＰＴＯ軸２９に対する横送り駆動軸７２の回転比率が変わる。その結果、苗載せ台７の横送りピッチが変化して苗の掻き取り量が変化する。
【００４９】
センターケース３０は後ろ下向きに延びる張り出し３０ａを有しており、この張り出し３０ａに左右横長の植付け出力軸７８が回転自在に保持されており、植付け出力軸７８には、中間軸７０に固定した第１中継ギア７９、横送り駆動軸７２に相対回転自在に嵌まった第２中継ギア８０、センターケース３０にアイドル軸８１を介して回転自在に保持された第３中継ギア８２、植付け出力軸７８にスリーブ８３を介して取付けられた第４中継ギア８４から動力伝達される。
【００５０】
植付け出力軸７８とその隣りに位置した植付け駆動軸３２とは、カップリング（スリーブ）８６で接続されている。また、左右に隣り合った植付け駆動軸３２もカップリング８６で接続されている。従って、各植付け駆動軸３２は一体に回転する。植付け駆動軸３２は各植付け装置８の箇所ごとに分断されており、隣り合った植付け駆動軸３２はカップリング８６で接続されている。なお、植付け出力軸７８と各植付け駆動軸３２とを１本の棒材から成る単一構造体とすることも可能である。
【００５１】
(4).支持アームの内部構造・植付け装置の概略
例えば図９に示すように、植付け伝動軸８７には、植付け駆動軸３２から第２ベベルギア８８ａ，８８ｂの対で動力伝達されている。第２ベベルギア８８ａ，８８ｂのうち植付け伝動軸８７と同心に回転する第２ベベルギア８８ｂは、植付け伝動軸８７に嵌まったトルクリミッタ８９に取付けられている。トルクリミッタ８９はばね９０を有しており、植付け伝動軸８７に過負荷が掛かると噛み合いが外れる。
【００５２】
支持アーム３１の後端部（先端部）には左右横長の植付け中心軸９１が回転自在に保持されている。植付け中心軸９１は支持アーム３１の左右外側に突出しており、その突出端部にロータリーケース３６に内蔵された太陽ギア９２が固定されている。詳細は省略するが、ロータリーケース３６は支持アーム３１の後端部に回転自在に保持されている。
【００５３】
第３主動ベベルギア９８は段違い状のボス体を９８ａを有しており、カップリング１００はボス体９８ａの小径部に嵌まっている。ボス体を９８ａにはベアリング１０１が嵌まっている。カップリング１００は植付け伝動軸８７及びボス体９８ａに相対回転不能に保持されている。第３従動ベベルギア９９は植付け中心軸９１に相対回転可能に嵌まっており、かつ、第３従動ベベルギア９９は可動クラッチ１０２と噛み合うカム部１０３を有している。可動クラッチ１０２には、操作リング１０５が一体に溶接されている。図９に符号１０４で示す部材は軸受けである。
【００５４】
可動クラッチ１０２は植付け中心軸９１にスライド可能で相対回転不能に保持されている。図示しない回転式の操作ロッドを操作すると、可動クラッチ１０２が植付け中心軸９１の軸心に沿って第３従動ベベルギア９９から離反し、すると、植付け中心軸９１への動力が遮断される（条止めされる。）。
【００５５】
ロータリーケース３６は左右２つのシェル体を重ね合わせた中空構造になっており、その長手中間部には既述の太陽ギア９２が配置され、その外側に中間ギア９３が配置され、その外側に遊星ギア９４が配置されている。各ギア９２，９３，９４は非円形で偏心しており、このためロータリーケース３６は不等速回転する。そして、遊星ギア９４に固定された植付け軸９５に掻き取りユニット３７が固定されている。植付け軸９５が植付け動力伝達機構における最下流の回転軸になっている。
【００５６】
図５に明示するように、掻き取りユニット３７は植付爪９６と突き出しロッド９７とを備えており、植付爪９６で苗マットから苗を１株だけ切り取って圃場に移行させ、下死点近傍で突き出しロッド９７が植付爪９６に対して相対的に前進することで苗は圃場に植付けられる。図９に示すように、植付け中心軸９１には、第３主動ベベルギア９８と第３従動ベベルギア９９との対により、植付け伝動軸８７から動力が伝達される。なお、第３主動ベベルギア９８の２回転で第３従動ベベルギア９９が１回転する。
【００５７】
(5).第１実施形態・まとめ
ロータリーケース３６の回転によって２つの掻き取りユニット３７が公転し、図５（Ｃ）に示すように、植付爪９６は上下に長い閉ループ軌跡を描いた運動をする。そして、１つの掻き取りユニット３７が苗マットから苗を掻き取るときに負荷はピークとなり、苗の掻き取りによって負荷は急激に減少する。
【００５８】
そして、植付け装置８は細長いロータリーケース３６の両端に掻き取りユニット３７が取り付いた形態であるため、掻き取りユニット３７が重りの役割を果たして大きな慣性力が生じる。
【００５９】
そして、疎植状態で不等速変換手段によってロータリーケース３６の回転に加減速が付与されていると、植付け装置８の慣性力が高くなり、正と負のトルクが交互に発生する。このため、何等の対策を講じないと、減速時の負のトルクによって植え付けクラッチ４９が切れる現象を生じることがある。
【００６０】
この点に対する対策として第１実施形態では、図１０（Ａ）に示すように第３主動ベベルギア９８から第３従動ベベルギア９９に動力伝達するにおいて、図１０（Ｂ）に示すように、両ベベルギア９８，９９の噛み合いをきつくして両ベベルギア９８，９９間の摩擦抵抗を大きくすることにより、植付け伝動軸８７の正転に対して抵抗（負荷）を掛け、これによって負のトルクが植付けクラッチ４９に波及することを防止している。つまり、両ベベルギア９８，９９のバックラッシュを無くすか極力小さくすることで、正転に対する抵抗を付与している。
【００６１】
この場合、両ベベルギア９８，９９は常に大きな摩擦抵抗が生じる状態で噛み合っていても良いし、不等速回転の減速時に噛み合いに摩擦抵抗が生じる状態と成してもよい。すなわち、両ベベルギア９８，９９を構成する歯９８ｂ，９９ｂ及び谷はそれぞれ全周にわたって同じプロフィールでもよいし、若干のバックラッシュを有するプロフィールとバックラッシュがないプロフィールとに形成してもよい。後者の方が動力損失は少なくなる。
【００６２】
図１０（Ｃ）（Ｄ）ではベベルギアを逆トルク付与手段と成した場合の変形例を示している。このうち（Ｃ）の変形例では、第３主動ベベルギア９８をばね１０７で第３従動ベベルギア９９に押圧することで摩擦抵抗を付与している。ばね１０７は植付け伝動軸８７に設けたリング１０８で支持されている。第３主動ベベルギア９８は、スプライン嵌合等により、植付け伝動軸８７にスライド自在で相対回転不能に保持されている。
【００６３】
図１０（Ｄ）に示す変形例では、両ベベルギア９８，９９にそれぞれシザーズギア９８ｃ，９９ｃを設けることで、両ベベルギア９８，９９に積極的な回転抵抗を付与している。なお、他のベベルギアの対に積極的な回転抵抗を付与することで逆トルク付与手段と成すことも可能である。
【００６４】
(6).他の実施形態（図１１〜図１３）
図１１に示す第２実施形態は請求項５を具体化したもので、植付け動力伝達機構を構成する適宜の回転軸１３１に複数枚の羽根１３２を放射方向に突設し、羽根１３１をケース１３３で囲っている。ケース１３３の内部には、例えばグリース等の粘性流体１３４が充填されている。当然ながら、ケース１３３は回転軸１３１にシールされている。ケース１３３は何らかの支持部材に固定されている。
【００６５】
この実施形態では、羽根１３２の回転に対して粘性流体１３４が抵抗として作用することにより、回転軸１３１の正転に対して負荷が作用する。その結果、植付け装置８の回転によって負のトルクが発生しても、これが植付けクラッチ４９に波及することを防止できる。
【００６６】
図１２（Ａ）に示す第３実施形態及び図１２（Ｂ）に示す第４実施形態も粘性流体を使用している。このうち図１２（Ａ）に示す第３実施形態では、羽根１３２はリング状に形成されていて回転軸１３１の外周に沿って延びている。ケース１３３は円筒形に形成されている。この第３実施形態では、粘性流体１３４は図１１の実施形態よりも高い粘度のものを使用できる。
【００６７】
図１２（Ｂ）に示す第４実施形態では、ケース１３３のうち軸心を挟んだ両側に抵抗板１３５を内向き突設する一方、回転軸１３１に設けた羽根１３２は円周方向の一部のみに設けている。抵抗板１３５及び羽根１３２は複数枚ずつ交互に配置している。この実施形態では、羽根１３２が抵抗板１３５を通過するときに回転抵抗が大きくなる。従って、植付け装置８に負のトルクが発生したときだけ回転軸１３１に大きな回転抵抗を付与できる。回転軸１３１の１回転について１回だけ負のトルクが発生する場合は、抵抗板１３５は周方向の１カ所のみに設けたらよい。
【００６８】
図１３（Ａ）に示す第５実施形態では、回転軸１３１に周面カム１３６を設けて、周面カム１３６における一対のカム部１３６ａにばね１３８で付勢されたボール１３７を当接することにより、回転軸１３１に対する抵抗となしている。ボール１３７に代えてローラを使用してもよい。
【００６９】
図１３（Ｂ）に示す第６実施形態では、回転軸１３１に可動マグネット１４０を埋設固定する一方、回転軸１３１の外側に固定マグネット１４１を配置し、両マグネット１４０，１４１の吸引力を回転抵抗と成している。回転軸１３１には非磁性体製のスリーブ１４２を固定しているが、これは無くてもよい。
【００７０】
(7).その他
本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば、逆トルク付与手段は様々の構成を採用できる。逆トルク付与手段としてカムを使用する場合、端面カムなどの各種のカムを採用できる。逆トルク付与手段は、植付けクラッチよりも下流側であればどこにでも配置できる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本願発明は田植機に具体化して有用性を発揮する。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００７２】
１ 走行機体
２ 植付け部
８ 植付け装置
１０ エンジン
２６ 株間変更装置
２９ 動力伝達経路を構成するＰＴＯ軸
３６ ロータリーケース
３７ 掻き取りユニット
４９ 植付けクラッチ
８７ 植付け伝動軸
９１ 植付け中心軸
９８，９９ 本願発明を適用した第３ベベルギア
１３１ 回転軸
１３２ 逆トルク付与手段を構成する羽根
１３３ 逆トルク付与手段を構成するケース
１３４ 逆トルク付与手段を構成する粘性流体
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、乗用型田植機のような苗移植機に関し、特に、植付け装置動力伝達手段に特徴を有する。
【背景技術】
【０００２】
苗移植機の代表として田植機がある。この田植機は、一般に、エンジンが搭載された走行機体とその後ろに配置した植付け部とを有しており、植付け部は走行機体に昇降可能に連結されている。植付け部は、苗マットを載せる苗載せ台やその後ろに配置した植付け装置を有している。植付け装置は、１つのロータリーケースに２つの掻き取りユニットを設けたタイプが一般的であり、ロータリーケースが１回転すると２つの掻き取りユニットはそれぞれロータリーケースに対して１回転する。
【０００３】
すなわち、掻き取りユニットはロータリーケースの軸心回りに公転しながら自転するのであり、掻き取りユニットが姿勢を変えながら上下動することにより、苗マットからの苗の掻き取りと圃場への植付けが行われる。更に述べると、掻き取りユニットは苗マットから苗を１株だけ掻き取る植付爪を備えており、掻き取りユニットが公転しながら自転することにより、植付爪は上下に長い閉ループ軌跡を描く運動を行い、これにより、苗マットからの苗の掻き取りと圃場への植付けが行われる。
【０００４】
そして、単位面積（一般に３．３ｍ2 ）当たりに苗を何株植えるかは必ずしも一定ではなく、地域やユーザーによって希望する株数が相違している。そこで、走行速度に対する植付け装置の動作速度を異ならせて、苗の株と株との間隔（株間）を変えることで、単位面積当たりの植付け株数を変更可能と成している。従前は３．３ｍ2 当たり６０〜９０株といった密植が多かったが、苗の植付け密度と収量とは必ずしも比例せず、植付け密度が低くても収量に違いはなかったり却って増収する事実が見られることから、近年は、例えば３．３ｍ2 当たり３７〜５０株といった疎植が増加傾向にあると言える。
【０００５】
記述のようにロータリー式植付け装置は植付爪を有しており、この植付爪は圃場から素早く逃げるように設計されてはいる。しかし、株間が変わると必然的に単位走行距離当たりの植付け装置の動作サイクルが変化するため、例えば密植状態のときに下死点付近で植付爪がほぼ鉛直姿勢になるように設定していると、疎植状態では植付爪が圃場から逃げる速度が遅くなるため、疎植状態では植付けられた苗を植付爪が前に押し倒す現象が生じやすい。逆に、疎植状態のときに下死点付近で鉛直姿勢になるように設定しておくと、密植の状態では植付爪が圃場に入り込んだまま後ずさりするような現象が生じ、泥土がえぐられることで浮き苗が発生し易くなる問題がある。
【０００６】
そこで、密植状態を基準にしつつ疎植状態において植付爪を圃場からより迅速に逃げ移動させるべく、株間変更装置に不等速ギアを配置することが行われている（例えば特許文献１，２）。また、特許文献３には、植付け装置を構成するギアに生じるバックラッシュ（ガタ）の影響を防止するため、植付け動力伝達機構に、植付け装置の１回転中に周期的に制動力を付与するブレーキ機構を設けることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４３７６１５４号公報
【特許文献２】特開２００３−１８９７１２号公報
【特許文献３】特許第４１５７８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
さて、田植機において植付け部には走行機体から動力伝達されるが、植付け装置への動力は任意に継断させ得る必要があり、そこで、植付け動力伝達機構のうち株間変更装置の下流部に植付けクラッチを設けている。
【０００９】
他方、例えば、田植機が畦などの斜面に乗り上げたとき出力が足りずにずり下がることがあり、このため動力伝達機構が逆回転することがある。この場合、動力伝達機構は逆回転できない構成になっているため、植付けクラッチを構成する部材が逆転不能に噛み合っていると、植付けクラッチが破損したり、動力伝達機構のうち強度が最も弱い部材が破損したりしてしまうことになる。そこで、植付けクラッチを構成する２つの部材には、逆転時には噛み合いが外れるような傾斜面を設けている。
【００１０】
そして、本願発明者たちが観察したところ、植付け動力伝達機構を不等速回転させると、植付けクラッチが切れる現象が生じることが判った。つまり、株間変更装置で変速された回転動力はばねで付勢された植付けクラッチを介して下流側に伝達されるが、不等速回転の減速時に植付け装置は慣性力によって高速回転し続けようとする傾向を呈して、このため、互いに噛み合っているパーツのうち下流側のものが上流側のものよりも速く回転し、その結果、植付けクラッチが切れることがあった。また、１回転中に、正のトルクが作用している状態と作用していない状態とが交互に表れて、円滑な回転が阻害される現象も見られた。
【００１１】
本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明者たちは、田植機等の苗移植機の改良策として各請求項に記載した発明を完成させた。このうち請求項１の発明に係る苗移植機は、ロータリー式植付け装置を駆動する植付け動力伝達機構中に動力を継断する植付けクラッチが配置されている構成であって、前記植付け動力伝達機構のうち植付けクラッチよりも下流側の部位に、正転に対して負荷として作用する逆トルク付与手段を設けている。
【００１３】
請求項２の発明は請求項１を具体化したもので、この発明は、前記ロータリー式植付け装置は水平状に配置された植付け中心軸に取り付けられており、前記植付け中心軸には、前記植付け中心軸に対して平面視で直交した姿勢の植付け伝動軸からベベルギアの対によって動力伝達されており、前記ベベルギアの対の間に摩擦抵抗を積極的に付与することで前記逆トルク付与手段となしている。
【００１４】
請求項３の発明では、請求項１又は２において、前記逆トルク付与手段を前記植付け動力伝達機構の最下流部に設けている。請求項４の発明は、請求項３において、前記ロータリー式植付け装置は、水平状に配置された植付け中心軸に取り付けられているロータリーケースと、前記ロータリーケースに左右横長の駆動軸を介して相対回動自在に取り付けられた掻き取りユニットとを有している。
【００１５】
請求項５の発明は請求項１を具体化したもので、この発明では、前記逆トルク付与手段、回転する軸の外周外側に突出した突起部材と、前記突起部材及び前記回転する軸を囲ったケースと、前記ケースに充填した粘性流体とで構成されており、前記回転する軸はケースに対してシールされた状態で回転自在に保持されている。
【発明の効果】
【００１６】
本願発明によると、植付け装置の慣性力によって植付け動力伝達機構に負のトルクが作用しても、負のトルクが植付けクラッチに波及することを逆トルク付与手段によって防止又は著しく抑制できるか、或いは、植付け装置に負のトルクが生じること自体を防止又は抑制できる。このため、植付けクラッチが切れることを防止して、動力継続状態を保持することができる。その結果、植付け装置の動きを確保して、苗の適切な植付け状態を維持できる。負のトルクは不等速変換手段を設けた場合のようにトルク変動が大きくなると発生しやすくなるため、本願発明は、動力伝達機構に不等速変換手段を設けた場合に特に好適である。
【００１７】
逆トルク付与手段は様々の構成を採用できるが、請求項２のようにベベルギアの対を利用すると、既存の部材をそのまま活用できるためコスト面で有利である。請求項３のように逆トルク付与手段を植付け動力伝動機構の最下流部（末端部）に設けると、植付け動力伝動機構の振動等を抑制できて好適である。また、逆トルク付与手段は様々の構成を採用できるが、請求項５のように粘性流体を使用すると、磨耗による機能低下を防止できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本願発明を適用した田植機の平面図である。
【図２】田植機の側面図である。
【図３】田植機の骨組みを示す斜視図である。
【図４】（Ａ）は動力伝達経路の全体を示す斜視図、（Ｂ）は植付け装置の斜視図である。
【図５】（Ａ）は動力伝達経路の側面図、（Ｂ）は植付け装置の箇所の側面図、（Ｃ）は植付爪の軌跡を示す図である。
【図６】（Ａ）は動力伝達経路を示す平面図、（Ｂ）は株間変更装置の外観斜視図、（Ｃ）及び（Ｄ）は植付け部に設けたセンターケースの外観斜視図である。
【図７】（Ａ）は株間変更装置及びセンターケースにおけるギア群の外観斜視図、（Ｂ）はセンターケースにおけるギア群の斜視図、（Ｃ）はセンターケースにおけるギア群の背面図である。
【図８】伝動系統図である。
【図９】第１実施形態の適用部を示す図で、（Ａ）は概略平面図、（Ｂ）は分離平面図である。
【図１０】（Ａ）は第１実施形態に係るベベルギアの側面図、（Ｂ）は歯形を示す図、（Ｃ）及び（Ｄ）は変形例を示す模式的側面図である。
【図１１】第２実施形態を示す図で、（Ａ）は一部を仮想線で示した斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図である。
【図１２】（Ａ）は第３実施形態を示す図、（Ｂ）は第４実施形態を示す図である。
【図１３】（Ａ）は第５実施形態を示す図、（Ｂ）は第６実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は乗用型田植機（以下、単に「田植機」という）に適用している。以下の説明では方向を特定するため前後・左右の文言を使用しているが、この前後・左右の文言は、田植機の前進方向を前として定義している。正面視方向は前進方向と対向した方向になる。
【００２０】
(1).田植機の概要
まず、図１〜図５に基づいて田植機の概要を説明する。図１〜図３に示すように、田植機は走行機体１とその後ろに配置された植付け部２とを有している。走行機体１は前後の車輪３，４や操縦座席５、操縦ハンドル６を有しており、一方、植付け部２は苗マットが載る苗載せ台７や植付け装置８を有している。本実施形態の田植機は８条植えタイプであり、このため、苗載せ台７には８つの苗マット載置エリアが形成されていると共に、植付け部２の後部には８個の植付け装置８が横一列に配置されている。また、植付け部２はフロートも備えている。
【００２１】
図３に示すように、走行機体１は多数のフレーム材から成る骨組み９を有しており、骨組み９の前部でエンジン１０が支持されている。エンジン１０の後ろには走行ミッションケース１１が配置されている。図４（Ａ）に明示するように、ミッションケース１１の左側面には正油圧式無段変速機（ＨＳＴ）１２が装着されており、エンジン１０の動力はベルト１３によって正油圧式無段変速機（ＨＳＴ）１２に伝達される。エンジン１１はボンネット１４で覆われている。また、走行機体１のうちボンネット１４を除いた部分は車体カバー１５で覆われている。
【００２２】
ミッションケース１１の左右側面にはフロントアクスル装置１７が取付けられており、フロントアクスル装置１７に前輪３が取り付けられている。ミッションケース１１の後ろにはリアアクスルケース１８が配置されており、リアアクスルケース１８から横向きに突出させた後ろ車軸に後輪４が取付けられている。ミッションケース１１とリアアクスルケース１８とは前後長手のジョイント材１９で連結されている。リアアクスルケース１８には左右２本のリア支柱２０が取付けられており、リア支柱２０の上端は、骨組み９の後端部を構成する左右横長のリアフレーム９ａに固定されている。
【００２３】
左右のリア支柱２０には上下のリンク体（トップリンク及びロアリンク）から成るリンク装置２１が回動自在に連結されており、リンク装置２１の後端に植付け部２が取付けられている。リンク装置２１は、ジョイント材１９に連結された油圧シリンダ（昇降シリンダ）２２によって回動させることができる。従って、油圧シリンダ２２を伸縮させることにより、植付け部２が昇降する。
【００２４】
図４から容易に理解できるように、ミッションケース１１の内部からリアアクスルケース１８の内部に後輪ドライブ軸２３で動力伝達される。本実施形態の田植機は植付け部２に整地ロータ２４を設けており、整地ロータ２４にはリアアクスルケース１８から後ろ向き突出したロータ駆動軸２５から動力伝達される。
【００２５】
本実施形態ではリアアクスルケース１８の右側部に株間変更装置２６を取付けており、ミッションケース１１から株間変更装置２６に植付け用動力伝達軸２７で動力伝達される。植付け用動力伝達軸２７の回転は株間変更装置２６に内蔵したギア群によって変速され、ＰＴＯ軸２９によって植付け部２に伝達される。
【００２６】
植付け部２は左右横長のメインフレーム２８を有しており、メインフレーム２８の略左右中間部にセンターケース３０が固定されており、ＰＴＯ軸２９の動力はセンターケース３０に内蔵されたギア群に伝達される。メインフレーム２８の後面には後ろ向きに延びる４本の支持アーム３１が固定されており、支持アーム３１の後端部に左右一対ずつの植付け装置８が回転自在に取付けられている。
【００２７】
支持アーム３１の基端部（前端寄り部位）には左右横長の植付け駆動軸３２が貫通しており、この植付け駆動軸３２の回転によって植付け装置８が駆動される（詳細は後述する。）。また、植付け駆動軸３２には、センターケース３０に内蔵したギア群を介してＰＴＯ軸２９から動力が伝達される。センターケース３０には左右横長の横送り軸３３も取付けられており、横送り軸３３の回転によって苗載せ台７が１ピッチずつ横移動する。
【００２８】
植付け部２は苗マットが載るベルト３４の群を有しており、ベルト３４は上下一対の 縦送り支軸３５に巻き掛けられている。苗載せ台７が左右のいずれか一方に移動し切ると縦送り支軸３５は回転し、苗マットが１ピッチだけ下降動する。
【００２９】
図４（Ｂ）に示すように、各植付け装置８は１つのロータリーケース３６とその両端部に回転自在に設けた掻き取りユニット３７とを有しており、ロータリーケース３６が１／２回転するごとに掻き取りユニット３７による苗の掻き取りと植付けが行われる。また、ＰＴＯ軸２９が１回転するとロータリーケース３６は１／２回転するように設定されている。そして、ＰＴＯ軸２９の回転数は田植機の走行速度に比例しているが、株間変更装置２６によって走行速度とＰＴＯ軸２９の回転数との関係を変えることにより、苗の植付け間隔（株間）を変更することができる。
【００３０】
(2).株間変更装置の構造
以下、株間変更装置２６から植付け装置８に至る動力伝達経路の詳細を説明する。まず、株間変更装置２６の詳細を、主として図６〜８に基づいて説明する。株間変更装置２６は図６（Ｂ）に示す前後２つ割り方式の株間ケース４０を有しており、その内部に、図７（Ａ）（Ｃ）に示すようなギア群が配置されている。
【００３１】
株間ケース４０の内部には、入力軸４１と出力軸４２とが配置されており、入力軸４１に自在継手を介して植付け用動力伝達軸２７の後端が接続されている。出力軸４２にはカップリング１００を介して緩衝装置１０１が接続されており、緩衝装置１０１の従動軸１０２が自在継手１０３（図５（Ａ）参照）を介してＰＴＯ軸２９に連結されている（緩衝装置１０１の構造は後述する。）。入力軸４１には同径の第１ギア４３と第２ギア４４とが固定されている。両ギア４３，４４は同径ではあるが、歯数は第１ギア４３よりも第２ギア４４が僅かに少なくなっている。
【００３２】
入力軸４１と出力軸４２とは同心に配置されている。入力軸４１には筒型の中間軸４５が相対回転可能に嵌まっており、中間軸４５は出力軸４２と一緒に回転する状態（相対回転不能な状態）で嵌まっている。中間軸４５には第３ギア４６と第４ギア４７とがスプライン嵌合等によってスライド可能で相対回転不能に嵌まっている。更に、中間軸４５には第１不等速ギア４８が相対回転自在でスライド可能に嵌まっている。
【００３３】
出力軸４２にはカム式の植付けクラッチ４９を設けている。例えば図７（Ｃ）に示すように、植付けクラッチ４９は固定パーツ４９ａとスライドパーツ４９ｂとを有しており、スライドパーツ４９ｂはクラッチばね４９ｃで固定パーツ４９ａに向けて付勢されている。スライドパーツ４９ｂがクラッチばね４９ｃに抗して固定パーツ４９ａから離反すると入力軸４１から出力軸４２への動力伝達は遮断される。
【００３４】
スライドパーツ４９ｂと固定パーツ４９ａとの噛み合い面（カム面）は、固定パーツ４９ａが逆転する（換言するとスライドパーツ４９ｂが正転する）と互いの噛み合いが解除されるように傾斜している。
【００３５】
株間ケース４０の内部には、側面視で入力軸４１及び出力軸４２と平行に延びるアイドル軸５１が回転自在に軸支されており、このアイドル軸５１に第１ギア４３又は第２ギア４４に噛み合い得る第５ギア５２がスプライン嵌合等によってスライド可能・相対回転不能に嵌まっている。第５ギア５２は第１ギア４３又は第２ギア４４の２倍程度の歯数であり、第１ギア４３に噛合した第１ポジションと、第２ギア４３に噛合した第２ポジションとを選択できる。
【００３６】
なお、第５ギア５２を第１ギア４３又は第２ギア４４に選択的に噛み合わせることに代えて、第１ギア４３に噛合する減速用の第５ギア５２の他に、図８に一点鎖線で示すように、第２ギア４４に噛合する減速用ギア５３を設けて、両減速用ギア５２，５３のいずれかに動力を伝達する構成を採用することも可能である。
【００３７】
第１ギア４３と第２ギア４４と第５ギア５２の歯数の関係は、例えば、第１ギア４３に対する第５ギア５２の歯数を比率の２．０倍に設定し、第２ギア４４に対する第５ギア５２の歯数の比率を約２．３倍に設定することができる。
【００３８】
アイドル軸５１には、第３ギア４６に対して噛み合い・離反する第６ギア５４と、第４ギア４７に噛み合い・離反する第７ギア５５、及び、第１不等速ギア４８と常に噛み合っている第２不等速ギア５６が固定されている。第３ギア４６に対する第６ギア５４の比率よりも、第４ギア４７に対する第７ギア５５の歯数の比率が小さくなるように設定している。
【００３９】
従って、中間軸４５（及び出力軸４２）の回転数は、第３ギア４６と第６ギア５４とが噛み合っている状態よりも、第４ギア４７と第７ギア５５とが噛み合っている状態の方が低くなっている。具体的な歯数の比率としては、例えば、第３ギア４６に対する第６ギア５４の歯数の比率を約１：１．９４、第４ギア４６に対する第７ギア５５の歯数の比率を約１：１．４１と成すことができる。
【００４０】
第１不等速ギア４８と第２不等速ギア５６とは楕円のような非円形のプロフィールであり、歯数は同じに設定されている。従って、両不等速ギア４８，５６を介してアイドル軸５１の回転が中間軸４５及び出力軸４２が伝えられている状態では、アイドル軸５１と出力軸４２との回転数は同じで、かつ、出力軸４２はその１回転中で角速度を周期的に変化させた状態で回転する。両不等速ギア４８，５６は非円形であって噛み合い姿勢が一定に決まっているという特殊性から、常に噛み合い状態に保持されている。本実施形態では、株間変更装置２６に設けた不等速ギア４８，５６により、２５％程度の加減速が付与されている。
【００４１】
第４ギア４７と第１不等速ギア４８とには、噛み合い・離間自在な中間クラッチ５７を設けている。第４ギア４７は、図８の状態からいったん第７ギア５５と噛合した状態を経て更に右向きにスライドすると、中間クラッチ５７が噛み合う。中間クラッチ５７が噛み合った状態では、アイドル軸５１の動力は不等速ギア５６，４８を介して出力軸４２に伝えられる。中間クラッチ５７が噛み合っている状態では第３ギア４６と第４ギア４７は空転している。従って、中間クラッチ５７は中間軸４５と第１不等速ギア４８との連結を継断する働きをしている。
【００４２】
第５ギア５２がスライドすることで２段階の切り換えが行われ、中間軸４５がスライドすることで３段階の切り換えが行われる。従って、全体として６段階の組み合わせが存在する。例えば、３．３ｍ2 当たりの株数として、３７株、４３株、５０株、６０株、７０株、８５株といった株数に変更できるのであり、疎植・密植の全エリアが殆ど網羅されている。
【００４３】
株間ケース４０の上部には、入力軸４１及び出力軸４２と平行に延びる施肥用回転軸５８が回転自在に配置されており、この施肥用回転軸５８に、第１ギア４３と噛合する第８ギア５９が相対回転自在に嵌まっている。施肥用回転軸５８からはベベルギア６１を介して施肥駆動軸６２に動力伝達される。
【００４４】
図７（Ａ）に示すように、株間変更装置２６は第１操作軸６３と第２操作軸６４との２本の操作軸を有する。これら操作軸６３，６４は前後長手の姿勢になっており、株間ケース４０の手前に露出している。第１操作軸６４は第１レバー６５で前後スライド操作することができ、第２操作軸６５は第１レバー６６で前後スライド操作することができる。第１操作軸５１は第５ギア５２をスライド操作するためのものであり、第５ギア５２をスライドさせるシフターを有している。第２操作軸６４は中間軸４５をスライド操作するためのものであり、中間軸４５に係合するシフターを備えている。
【００４５】
(3).センターケースの内部構造
次に、図６〜図８に基づいてセンターケース３０の内部構造（すなわち植付け部変速装置）を説明する。センターケース３０は左右２つ割り方式のシェル体から成っており、前後長手の入力軸６９が回転自在に保持されている。入力軸６９の前端とＰＴＯ軸２９の後端とは自在継手を介して接続されている。
【００４６】
センターケース３０の内部には左右長手の中間軸７０が配置されており、入力軸６９の回転は第１ベベルギア７１の対によって中間軸７０に伝達される。センターケース３０の内部には横送り駆動軸７２が左右横長の姿勢で配置されており、横送り駆動軸７２に横送り軸３３が連結されている。
【００４７】
横送り駆動軸７２には３枚の掻き取り量調節従動ギア７３が固定されている一方、中間軸７０には、掻き取り量調節従動ギア７３に対応して３枚の掻き取り量調節主動ギア７４が遊嵌している。３枚の掻き取り量調節主動ギア７４のうちいずれか１つのみに、スライドキー７６（図８参照）によって中間軸７０から選択的に動力伝達される。スライドキー７６は、図６（Ａ）（Ｂ）に示すスライドレバー７７によってスライド操作される。
【００４８】
掻き取り量調節ギア７３，７４の対はそれぞれ歯数の比率が相違しており、掻き取り量調節ギア７３，７４の組み合わせを変えると、ＰＴＯ軸２９に対する横送り駆動軸７２の回転比率が変わる。その結果、苗載せ台７の横送りピッチが変化して苗の掻き取り量が変化する。
【００４９】
センターケース３０は後ろ下向きに延びる張り出し３０ａを有しており、この張り出し３０ａに左右横長の植付け出力軸７８が回転自在に保持されており、植付け出力軸７８には、中間軸７０に固定した第１中継ギア７９、横送り駆動軸７２に相対回転自在に嵌まった第２中継ギア８０、センターケース３０にアイドル軸８１を介して回転自在に保持された第３中継ギア８２、植付け出力軸７８にスリーブ８３を介して取付けられた第４中継ギア８４から動力伝達される。
【００５０】
植付け出力軸７８とその隣りに位置した植付け駆動軸３２とは、カップリング（スリーブ）８６で接続されている。また、左右に隣り合った植付け駆動軸３２もカップリング８６で接続されている。従って、各植付け駆動軸３２は一体に回転する。植付け駆動軸３２は各植付け装置８の箇所ごとに分断されており、隣り合った植付け駆動軸３２はカップリング８６で接続されている。なお、植付け出力軸７８と各植付け駆動軸３２とを１本の棒材から成る単一構造体とすることも可能である。
【００５１】
(4).支持アームの内部構造・植付け装置の概略
例えば図９に示すように、植付け伝動軸８７には、植付け駆動軸３２から第２ベベルギア８８ａ，８８ｂの対で動力伝達されている。第２ベベルギア８８ａ，８８ｂのうち植付け伝動軸８７と同心に回転する第２ベベルギア８８ｂは、植付け伝動軸８７に嵌まったトルクリミッタ８９に取付けられている。トルクリミッタ８９はばね９０を有しており、植付け伝動軸８７に過負荷が掛かると噛み合いが外れる。
【００５２】
支持アーム３１の後端部（先端部）には左右横長の植付け中心軸９１が回転自在に保持されている。植付け中心軸９１は支持アーム３１の左右外側に突出しており、その突出端部にロータリーケース３６に内蔵された太陽ギア９２が固定されている。詳細は省略するが、ロータリーケース３６は支持アーム３１の後端部に回転自在に保持されている。
【００５３】
第３主動ベベルギア９８は段違い状のボス体を９８ａを有しており、カップリング１００はボス体９８ａの小径部に嵌まっている。ボス体を９８ａにはベアリング１０１が嵌まっている。カップリング１００は植付け伝動軸８７及びボス体９８ａに相対回転不能に保持されている。第３従動ベベルギア９９は植付け中心軸９１に相対回転可能に嵌まっており、かつ、第３従動ベベルギア９９は可動クラッチ１０２と噛み合うカム部１０３を有している。可動クラッチ１０２には、操作リング１０５が一体に溶接されている。図９に符号１０４で示す部材は軸受けである。
【００５４】
可動クラッチ１０２は植付け中心軸９１にスライド可能で相対回転不能に保持されている。図示しない回転式の操作ロッドを操作すると、可動クラッチ１０２が植付け中心軸９１の軸心に沿って第３従動ベベルギア９９から離反し、すると、植付け中心軸９１への動力が遮断される（条止めされる。）。
【００５５】
ロータリーケース３６は左右２つのシェル体を重ね合わせた中空構造になっており、その長手中間部には既述の太陽ギア９２が配置され、その外側に中間ギア９３が配置され、その外側に遊星ギア９４が配置されている。各ギア９２，９３，９４は非円形で偏心しており、このためロータリーケース３６は不等速回転する。そして、遊星ギア９４に固定された植付け軸９５に掻き取りユニット３７が固定されている。植付け軸９５が植付け動力伝達機構における最下流の回転軸になっている。
【００５６】
図５に明示するように、掻き取りユニット３７は植付爪９６と突き出しロッド９７とを備えており、植付爪９６で苗マットから苗を１株だけ切り取って圃場に移行させ、下死点近傍で突き出しロッド９７が植付爪９６に対して相対的に前進することで苗は圃場に植付けられる。図９に示すように、植付け中心軸９１には、第３主動ベベルギア９８と第３従動ベベルギア９９との対により、植付け伝動軸８７から動力が伝達される。なお、第３主動ベベルギア９８の２回転で第３従動ベベルギア９９が１回転する。
【００５７】
(5).第１実施形態・まとめ
ロータリーケース３６の回転によって２つの掻き取りユニット３７が公転し、図５（Ｃ）に示すように、植付爪９６は上下に長い閉ループ軌跡を描いた運動をする。そして、１つの掻き取りユニット３７が苗マットから苗を掻き取るときに負荷はピークとなり、苗の掻き取りによって負荷は急激に減少する。
【００５８】
そして、植付け装置８は細長いロータリーケース３６の両端に掻き取りユニット３７が取り付いた形態であるため、掻き取りユニット３７が重りの役割を果たして大きな慣性力が生じる。
【００５９】
そして、疎植状態で不等速変換手段によってロータリーケース３６の回転に加減速が付与されていると、植付け装置８の慣性力が高くなり、正と負のトルクが交互に発生する。このため、何等の対策を講じないと、減速時の負のトルクによって植え付けクラッチ４９が切れる現象を生じることがある。
【００６０】
この点に対する対策として第１実施形態では、図１０（Ａ）に示すように第３主動ベベルギア９８から第３従動ベベルギア９９に動力伝達するにおいて、図１０（Ｂ）に示すように、両ベベルギア９８，９９の噛み合いをきつくして両ベベルギア９８，９９間の摩擦抵抗を大きくすることにより、植付け伝動軸８７の正転に対して抵抗（負荷）を掛け、これによって負のトルクが植付けクラッチ４９に波及することを防止している。つまり、両ベベルギア９８，９９のバックラッシュを無くすか極力小さくすることで、正転に対する抵抗を付与している。
【００６１】
この場合、両ベベルギア９８，９９は常に大きな摩擦抵抗が生じる状態で噛み合っていても良いし、不等速回転の減速時に噛み合いに摩擦抵抗が生じる状態と成してもよい。すなわち、両ベベルギア９８，９９を構成する歯９８ｂ，９９ｂ及び谷はそれぞれ全周にわたって同じプロフィールでもよいし、若干のバックラッシュを有するプロフィールとバックラッシュがないプロフィールとに形成してもよい。後者の方が動力損失は少なくなる。
【００６２】
図１０（Ｃ）（Ｄ）ではベベルギアを逆トルク付与手段と成した場合の変形例を示している。このうち（Ｃ）の変形例では、第３主動ベベルギア９８をばね１０７で第３従動ベベルギア９９に押圧することで摩擦抵抗を付与している。ばね１０７は植付け伝動軸８７に設けたリング１０８で支持されている。第３主動ベベルギア９８は、スプライン嵌合等により、植付け伝動軸８７にスライド自在で相対回転不能に保持されている。
【００６３】
図１０（Ｄ）に示す変形例では、両ベベルギア９８，９９にそれぞれシザーズギア９８ｃ，９９ｃを設けることで、両ベベルギア９８，９９に積極的な回転抵抗を付与している。なお、他のベベルギアの対に積極的な回転抵抗を付与することで逆トルク付与手段と成すことも可能である。
【００６４】
(6).他の実施形態（図１１〜図１３）
図１１に示す第２実施形態は請求項５を具体化したもので、植付け動力伝達機構を構成する適宜の回転軸１３１に複数枚の羽根１３２を放射方向に突設し、羽根１３１をケース１３３で囲っている。ケース１３３の内部には、例えばグリース等の粘性流体１３４が充填されている。当然ながら、ケース１３３は回転軸１３１にシールされている。ケース１３３は何らかの支持部材に固定されている。
【００６５】
この実施形態では、羽根１３２の回転に対して粘性流体１３４が抵抗として作用することにより、回転軸１３１の正転に対して負荷が作用する。その結果、植付け装置８の回転によって負のトルクが発生しても、これが植付けクラッチ４９に波及することを防止できる。
【００６６】
図１２（Ａ）に示す第３実施形態及び図１２（Ｂ）に示す第４実施形態も粘性流体を使用している。このうち図１２（Ａ）に示す第３実施形態では、羽根１３２はリング状に形成されていて回転軸１３１の外周に沿って延びている。ケース１３３は円筒形に形成されている。この第３実施形態では、粘性流体１３４は図１１の実施形態よりも高い粘度のものを使用できる。
【００６７】
図１２（Ｂ）に示す第４実施形態では、ケース１３３のうち軸心を挟んだ両側に抵抗板１３５を内向き突設する一方、回転軸１３１に設けた羽根１３２は円周方向の一部のみに設けている。抵抗板１３５及び羽根１３２は複数枚ずつ交互に配置している。この実施形態では、羽根１３２が抵抗板１３５を通過するときに回転抵抗が大きくなる。従って、植付け装置８に負のトルクが発生したときだけ回転軸１３１に大きな回転抵抗を付与できる。回転軸１３１の１回転について１回だけ負のトルクが発生する場合は、抵抗板１３５は周方向の１カ所のみに設けたらよい。
【００６８】
図１３（Ａ）に示す第５実施形態では、回転軸１３１に周面カム１３６を設けて、周面カム１３６における一対のカム部１３６ａにばね１３８で付勢されたボール１３７を当接することにより、回転軸１３１に対する抵抗となしている。ボール１３７に代えてローラを使用してもよい。
【００６９】
図１３（Ｂ）に示す第６実施形態では、回転軸１３１に可動マグネット１４０を埋設固定する一方、回転軸１３１の外側に固定マグネット１４１を配置し、両マグネット１４０，１４１の吸引力を回転抵抗と成している。回転軸１３１には非磁性体製のスリーブ１４２を固定しているが、これは無くてもよい。
【００７０】
(7).その他
本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば、逆トルク付与手段は様々の構成を採用できる。逆トルク付与手段としてカムを使用する場合、端面カムなどの各種のカムを採用できる。逆トルク付与手段は、植付けクラッチよりも下流側であればどこにでも配置できる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本願発明は田植機に具体化して有用性を発揮する。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００７２】
１ 走行機体
２ 植付け部
８ 植付け装置
１０ エンジン
２６ 株間変更装置
２９ 動力伝達経路を構成するＰＴＯ軸
３６ ロータリーケース
３７ 掻き取りユニット
４９ 植付けクラッチ
８７ 植付け伝動軸
９１ 植付け中心軸
９８，９９ 本願発明を適用した第３ベベルギア
１３１ 回転軸
１３２ 逆トルク付与手段を構成する羽根
１３３ 逆トルク付与手段を構成するケース
１３４ 逆トルク付与手段を構成する粘性流体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータリー式植付け装置を駆動する植付け動力伝達機構中に動力を継断する植付けクラッチが配置されている構成であって、
前記植付け動力伝達機構のうち植付けクラッチよりも下流側の部位に、正転に対して負荷として作用する逆トルク付与手段を設けている、
苗移植機。
【請求項２】
前記ロータリー式植付け装置は水平状に配置された植付け中心軸に取り付けられており、前記植付け中心軸には、前記植付け中心軸に対して平面視で直交した姿勢の植付け伝動軸からベベルギアの対によって動力伝達されており、前記ベベルギアの対の間に摩擦抵抗を積極的に付与することで前記逆トルク付与手段となしている、
請求項１に記載した苗移植機。
【請求項３】
前記逆トルク付与手段を前記植付け動力伝達機構の最下流部に設けている、
請求項１又は２に記載した苗移植機。
【請求項４】
前記ロータリー式植付け装置は、水平状に配置された植付け中心軸に取り付けられているロータリーケースと、前記ロータリーケースに左右横長の駆動軸を介して相対回動自在に取り付けられた掻き取りユニットとを有している、
請求項３に記載した苗移植機。
【請求項５】
前記逆トルク付与手段は、回転する軸の外周外側に突出した突起部材と、前記突起部材及び前記回転する軸を囲ったケースと、前記ケースに充填した粘性流体とで構成されており、前記回転する軸はケースに対してシールされた状態で回転自在に保持されている、
請求項１に記載した苗移植機。
【請求項１】
ロータリー式植付け装置を駆動する植付け動力伝達機構中に動力を継断する植付けクラッチが配置されている構成であって、
前記植付け動力伝達機構のうち植付けクラッチよりも下流側の部位に、正転に対して負荷として作用する逆トルク付与手段を設けている、
苗移植機。
【請求項２】
前記ロータリー式植付け装置は水平状に配置された植付け中心軸に取り付けられており、前記植付け中心軸には、前記植付け中心軸に対して平面視で直交した姿勢の植付け伝動軸からベベルギアの対によって動力伝達されており、前記ベベルギアの対の間に摩擦抵抗を積極的に付与することで前記逆トルク付与手段となしている、
請求項１に記載した苗移植機。
【請求項３】
前記逆トルク付与手段を前記植付け動力伝達機構の最下流部に設けている、
請求項１又は２に記載した苗移植機。
【請求項４】
前記ロータリー式植付け装置は、水平状に配置された植付け中心軸に取り付けられているロータリーケースと、前記ロータリーケースに左右横長の駆動軸を介して相対回動自在に取り付けられた掻き取りユニットとを有している、
請求項３に記載した苗移植機。
【請求項５】
前記逆トルク付与手段は、回転する軸の外周外側に突出した突起部材と、前記突起部材及び前記回転する軸を囲ったケースと、前記ケースに充填した粘性流体とで構成されており、前記回転する軸はケースに対してシールされた状態で回転自在に保持されている、
請求項１に記載した苗移植機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２４４９５２（Ｐ２０１２−２４４９５２Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２００３８（Ｐ２０１１−１２００３８）
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
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