特開 2024-135035 田植機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024135035

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】田植機

(51)【国際特許分類】

   A01C 11/02 20060101AFI20240927BHJP

【ＦＩ】

A01C11/02 313C

A01C11/02 313B

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023045526

(22)【出願日】2023-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】720001060

【氏名又は名称】ヤンマーホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100167302

【弁理士】

【氏名又は名称】種村 一幸

(74)【代理人】

【識別番号】100135817

【弁理士】

【氏名又は名称】華山 浩伸

(74)【代理人】

【識別番号】100181869

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 雄一

(74)【代理人】

【識別番号】100167830

【弁理士】

【氏名又は名称】仲石 晴樹

(74)【代理人】

【識別番号】100168583

【弁理士】

【氏名又は名称】前井 宏之

(72)【発明者】

【氏名】大西 健太

【テーマコード（参考）】

2B062

【Ｆターム（参考）】

2B062AA05

2B062AA08

2B062AA09

2B062AB01

2B062BA04

2B062BA28

2B062CA05

2B062CA25

2B062CB06

(57)【要約】

【課題】モータのみによって不等速回転運動を生じさせる苗植付作業機において、ガタ又はねじれ等の解消が容易になる。
【解決手段】田植機１は、エンジン２２により駆動する走行機体１０と、苗植付作業機１４とを備える。苗植付作業機１４は、植付ユニット３４と、回転力を発生させるモータ１４０を制御するモータ制御部５２と、動力伝達部３８とを有する。動力伝達部３８は、モータ１４０の回転力を調整してＰＴＯ軸２４に伝達する第１ギアボックス１４１と、ＰＴＯ軸２４の回転力を調整して植付駆動軸１４３に伝達する第２ギアボックス１４２とを含む。モータ制御部５２は、第１ギアボックス１４１に含まれる第１ギアＧ１７の回転数を検出する第１センサ１５１の検出結果及び第２ギアボックス１４２に含まれる第２ギアＧ２３の回転数を検出する第２センサ１５２の検出結果に基づいて、モータ１４０の回転数を設定する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンにより駆動する走行機体と、
前記走行機体に配置された苗植付作業機と
を備え、
前記苗植付作業機は、
回転することにより苗を植え付ける苗植付ユニットと、
回転力を発生させるモータと、
前記モータを制御するモータ制御部と、
前記モータによって発生した前記回転力を前記苗植付ユニットに伝達する動力伝達部と
を有し、
前記動力伝達部は、
前記モータの前記回転力を調整して第１シャフトに伝達する第１ギアボックスと、
前記第１シャフトの回転力を調整して前記苗植付ユニットに伝達する第２ギアボックスと
を含み、
前記第１ギアボックスは、前記第１ギアボックスに含まれる第１ギアの回転数を検出する第１センサを含み、
前記第２ギアボックスは、前記第２ギアボックスに含まれる第２ギアの回転数を検出する第２センサを含み、
前記モータ制御部は、前記第１センサの検出結果及び前記第２センサの検出結果に基づいて、前記モータの回転数を設定する、田植機。

【請求項2】

前記走行機体は、前記走行機体の走行速度を制御する走行制御部を有し、
前記走行制御部は、前記モータ制御部によって設定された前記モータの前記回転数に応じて前記走行速度を制御する、請求項１に記載の田植機。

【請求項3】

前記苗植付作業機は、複数の前記苗植付ユニットを有し、
前記第２ギアボックスは、前記複数の苗植付ユニット同士を連結する第２シャフトを含み、
前記第２ギアは、前記第２シャフトに設けられる、請求項１又は請求項２に記載の田植機。

【請求項4】

前記第１ギアボックスは、
前記第１シャフトを不等速回転させる等速ギアと、
前記第１シャフトを不等速回転させる不等速ギアと
を含み、
前記等速ギア及び前記不等速ギアは、切り替え可能である、請求項１に記載の田植機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、田植機に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１の田植機では、ミッションケースによって変速されたエンジンの動力に応じた走行機体の走行速度に対して、苗植付装置の移植機構の動作速度が変速され株間が変更される株間変速装置と、移植機構に不等速回転動力を伝達する不等速部材とが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－１００５７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の田植機では、株間変速装置から移植機構に不等速回転を伝達する不等速部材において、ギヤ同士やギヤと軸の部品間には隙間があり、等速回転の間は一方向に片方の部品が噛み合う他方の部品を押す動きをする一方、加減速を伴う不等速回転では、減速する位相で片方の部品が他方の部品を押す力がなくなり、他方の部品は慣性力で動くことになる。具体的には、他方の部品は、最大で部品間の隙間の大きさだけ動き、片方の部品の歯に当たるまで動く。このような状態を、ガタと呼ぶ。その結果、部品間の隙間があるため他方の部品は片方の部品との動きと一致しなくなる。動力伝達機構には、ギヤ及び他の部品が複数存在するため、隙間ごとにガタが大きくなる。つまり、動力伝達機構の始点側である株間変速装置と、終点側である移植機構とでは、回転の位相が、大きい場合には、１５°～２０°程度異なる（ねじれ）ことが発生する。このように、特許文献１の田植機では、等速回転運動を行おうとする動力伝達機構をむりやり不等速回転させようとするので、等速回転を伝達するときと比較して動力伝達機構を構成するギヤ又は回転軸等で発生する振動が顕著になり、ガタ又はねじれ等が発生し得る。ガタ又はねじれ等が発生した場合、走行機体の走行速度を減速させると、移植機構の動作速度が減速され、ガタ又はねじれ等が解消される。

【0005】

しかしながら、移植機構の不等速回転をモータのみによって発生させる場合には、エンジンの制御とモータの制御とが別系統であるため、走行速度の減速と移植機構の動作速度とにタイムラグが生じ、ガタ又はねじれ等の解消が遅れてしまうことがある。

【0006】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータのみによって不等速回転運動を生じさせる苗植付作業機において、ガタ又はねじれ等の早急な解消が容易な田植機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る田植機は、走行機体と、苗植付作業機とを備える。前記走行機体は、エンジンにより駆動する。前記苗植付作業機は、前記走行機体に配置される。前記苗植付作業機は、苗植付ユニットと、モータと、モータ制御部と、動力伝達部とを有する。前記苗植付ユニットは、回転することにより苗を植え付ける。前記モータは、回転力を発生させる。前記モータ制御部は、前記モータを制御する。前記動力伝達部は、前記モータによって発生した前記回転力を前記苗植付ユニットに伝達する。前記動力伝達部は、第１ギアボックスと、第２ギアボックスとを含む。前記第１ギアボックスは、前記モータの前記回転力を調整して前記第１シャフトに伝達する。前記第２ギアボックスは、前記第１シャフトの回転力を調整して前記第２シャフトに伝達する。前記第１ギアボックスは、前記第１ギアボックスに含まれる第１ギアの回転数を検出する第１センサを含む。前記第２ギアボックスは、前記第２ギアボックス含まれる第２ギアの回転数を検出する第２センサを含む。前記モータ制御部は、前記第１センサの検出結果及び前記第２センサの検出結果に基づいて、前記モータの回転数を設定する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、モータのみによって不等速回転運動を生じさせる苗植付作業機において、ガタ又はねじれ等の早急な解消が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態における田植機の側面図である。

【図2】本実施形態における田植機の内部構造を模式的に示す図である。

【図3】本実施形態における田植機のブロック図である。

【図4】本実施形態における田植機の第１ギアボックスの内部構造を模式的に示す図である。

【図5】本実施形態における田植機の第１ギアボックスの内部構造を模式的に示す図である。

【図6】単位面積あたりの植え付け可能な苗の株数と、選択されるギアとの対応関係を示す図である。

【図7】本実施形態における田植機の第２ギアボックスの内部構造を模式的に示す図である。

【図8】本実施形態における田植機の第２ギアボックスの変形例における内部構造を模式的に示す図である。

【図9】本実施形態における田植機による植付制御方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

【0011】

図１～図３を参照して、本実施形態に係る田植機１について説明する。図１は、本実施形態における田植機１の側面図である。図２は、本実施形態における田植機１の内部構造を模式的に示す図である。図２は、田植機１を上方から見た状態を示す。図３は、本実施形態における田植機１のブロック図である。

【0012】

図１に示されるように、田植機１は、走行機体１０と苗植付作業機１４とを備えている。走行機体１０は、車体部１１と、前輪１２と、後輪１３とを備えている。前輪１２は、車体部１１に対して左右一対設けられている。同様に、後輪１３も、車体部１１に対して左右一対設けられている。

【0013】

車体部１１は、ボンネット２１を備えている。ボンネット２１は、車体部１１の前部に設けられている。ボンネット２１の内部には、エンジン２２が設けられている。

【0014】

エンジン２２が発生させた動力は、ミッションケース２３を介して前輪１２及び後輪１３に伝達される。

【0015】

車体部１１は、運転座席２５と、複数の操作部材と制御部５０とを更に備えている。運転座席２５には、作業者が座ることができる。運転座席２５は、車体部１１の前後方向において前輪１２と後輪１３との間に配置されている。複数の操作部材は、操舵ハンドル２６と、変速操作ペダル２７と、主変速レバー２８とを含む。

【0016】

操舵ハンドル２６は、作業者が田植機１を操舵するためのハンドルである。変速操作ペダル２７は、作業者が田植機１の走行速度を調節するためのペダルである。主変速レバー２８は、例えば、「前進」「後進」「停止」等を作業者が選択可能に構成されたレバーである。主変速レバー２８が「前進」位置に操作されると、田植機１を前進させる方向に前輪１２及び後輪１３が回転するように動力が伝達される。一方、主変速レバー２８が「後進」位置に操作されると、田植機１を後進させる方向に前輪１２及び後輪１３が回転するように動力が駆動される。主変速レバー２８が「停止」位置に操作されると、前輪１２及び後輪１３に対する動力の伝達が遮断される。なお、「前進」は、圃場内を走行するための「低速」と、圃場外を走行するための「高速」とに分かれていてもよい。

【0017】

制御部５０は、田植機１を制御する。具体的には、図３に示されるように、制御部５０は、走行機体１０を制御する走行制御部５１を含む。

【0018】

制御部５０は、一例として、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、演算装置及び入出力部等、並びに記憶部５５を備えている。演算装置は、プロセッサ又はマイクロプロセッサ等である。記憶部５５は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）のような主記憶装置である。記憶部５５は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）のような補助記憶装置を更に含んでもよい。記憶部５５には、各種のプログラム及びデータ等が記憶されている。演算装置は、各種のプログラムを記憶部５５から読み出して実行する。上記のハードウェアとソフトウェアとの協働により、制御部５０は、走行制御部５１として機能することができる。制御部５０は、１つのハードウェアであってもよいし、互いに通信可能な複数のハードウェアであってもよい。

【0019】

制御部５０には、操舵ハンドル２６、変速操作ペダル２７及び主変速レバー２８の操作に応じた信号が入力される。また、制御部５０には、例えば、図示しない車速センサが接続され、車速センサの検出結果を示す信号が入力される。

【0020】

制御部５０は、入力された各種信号に基づいて、走行機体１０の走行速度及び走行方向を制御する。

【0021】

図１及び図２に示されるように、苗植付作業機１４は、例えば、車体部１１の後方に配置されている。苗植付作業機は、昇降リンク機構３１を介して車体部１１に連結されている。昇降リンク機構３１は、トップリンク３１ａ及びロワーリンク３１ｂを含む平行リンクにより構成されている。

【0022】

昇降リンク機構３１において、ロワーリンク３１ｂには、昇降装置の昇降シリンダ３２が連結されている。昇降装置は、昇降シリンダ３２を伸縮させることによって、苗植付作業機１４を車体部１１に対して上下に昇降させることができる。なお、昇降シリンダ３２は、本実施形態においては油圧シリンダであるが、電動シリンダであってもよい。また、昇降装置は、シリンダ以外のアクチュエータにより苗植付作業機１４を昇降させるものであってもよい。

【0023】

図１～図３に示されるように、苗植付作業機１４は、モータ１４０と、植付入力ケース部３３と、３つの植付ユニット３４と、苗載台３５と、複数のフロート３６と、動力伝達部３８とを備えている。苗植付作業機１４は、各植付ユニット３４に対して苗を苗載台３５から順次供給し、苗の植付けを連続的に行う。なお、苗植付作業機１４に設けられる植付ユニット３４の数は、２つ以下でもよいし、４つ以上でもよい。

【0024】

複数の植付ユニット３４は、モータ１４０により駆動する。具体的には、複数の植付ユニット３４には、動力伝達部３８によって、モータ１４０が発生させた回転力が伝達される。

【0025】

動力伝達部３８は、パワーテイクオフ軸（以下、「ＰＴＯ軸２４」と記載する）と、第１ギアボックス１４１と、第２ギアボックス１４２と、植付駆動軸１４３とを含む。ＰＴＯ軸２４は、第１シャフトの一例である。植付駆動軸１４３は、第２シャフトの一例である。植付駆動軸１４３は、植付ユニット３４に連結する。本実施形態において、植付駆動軸１４３は、３つの植付ユニット３４を連結する。

【0026】

第１ギアボックス１４１は、モータ１４０によって発生した回転力を調整してＰＴＯ軸２４に伝達する。第１ギアボックス１４１については、図４及び図５を参照して後で説明する。

【0027】

第２ギアボックス１４２は、ＰＴＯ軸２４の回転力を調整して植付駆動軸１４３に伝達する。第２ギアボックス１４２については、図７を参照して後で説明する。

【0028】

各植付ユニット３４は、植付伝動ケース部４１と回転ケース部４２とを有している。植付伝動ケース部４１には、動力伝達部３８及び植付入力ケース部３３を介して動力が伝達される。

【0029】

回転ケース部４２は、植付伝動ケース部４１に回転可能に取り付けられている。回転ケース部４２は、植付伝動ケース部４１の車幅方向の両側に配置されている。各回転ケース部４２の車幅方向の一方側には、２つの植付爪４３が取り付けられている。

【0030】

２つの植付爪４３は、田植機１の進行方向に並べられている。２つの植付爪４３は、回転ケース部４２の回転に伴い変位する。２つの植付爪４３が変位することにより、１条分の苗の植付が行われる。

【0031】

苗載台３５は、複数の植付ユニット３４の前上方に配置されている。苗載台３５は、苗マットを載置可能である。苗載台３５は、苗載台３５に載置された苗マットの苗を各植付ユニット３４に対して供給できるように構成されている。具体的には、苗載台３５は、車幅方向に往復するように横送り移動可能に（即ち横方向にスライド可能に）構成されている。また、苗載台３５は、苗載台３５の往復移動端で苗マットを間欠的に下方に縦送り搬送可能に構成されている。

【0032】

フロート３６は、苗植付作業機１４の下部に揺動可能に設けられている。フロート３６の下面が圃場表面に接触することにより、苗植付作業機１４の植付姿勢が圃場表面に対して安定する。

【0033】

田植機１において、予備苗載台３７は、車体部１１の前方に、車体部１１に対して左右一対設けられている。予備苗載台３７は、ボンネット２１の車幅方向外側に配置されている。予備苗載台３７は、予備の苗マットを収容した苗箱を搭載可能である。作業者は、苗載台３５の苗マットがなくなると、予備苗載台３７の苗マットを苗載台３５に移す。

【0034】

図３～図７を参照して、動力伝達部３８によるモータ１４０から複数の植付ユニット３４への動力の伝達について説明する。図４及び図５は、本実施形態における田植機１の第１ギアボックス１４１の内部構造を模式的に示す図である。

【0035】

本実施形態において、モータ１４０は、制御部５０によって制御される。具体的には、制御部５０の演算装置が各種のプログラムを記憶部５５から読み出して実行すると、制御部５０のハードウェアとソフトウェアとの協働により、制御部５０は、モータ制御部５２として機能することができる。モータ制御部５２は、田植機１に対して入力された操作に応じた信号に基づいて、モータ１４０を制御する。一例として、モータ制御部５２は、主変速レバー２８が「前進」位置に操作されると、モータ１４０を所定の回転数で回転させるように制御し、主変速レバー２８が「停止」位置に操作されると、モータ１４０の回転を停止させるように制御する。

【0036】

図４に示すように、モータ１４０は、モータシャフトＳＨＴ１を有する。モータ１４０が駆動すると、モータシャフトＳＨＴ１は中心を軸に回転する。

【0037】

例えば、第１ギアボックス１４１は、複数のギアＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３、Ｇ１４、Ｇ１５、Ｇ１６を含む。ギアＧ１１は、モータシャフトＳＨＴ１に設けられる。ギアＧ１２は、ギアＧ１１と噛み合うように設けられる。ギアＧ１２には、例えば、シャフトＳＨＴ２が取り付けられる。シャフトＳＨＴ２には、ギアＧ１２以外に、ギアＧ１３と、ギアＧ１５とが取り付けられる。シャフトＳＨＴ２において、ギアＧ１２、ギアＧ１３及びギアＧ１５は、それぞれ互いに離れて配置される。

【0038】

また、第１ギアボックス１４１は、シャフトＳＨＴ２と別のシャフトＳＨＴ３を含む。シャフトＳＨＴ３の一方の端部を含むシャフトＳＨＴ３の一部は、第１ギアボックス１４１の内部に位置する。シャフトＳＨＴ３は、第１ギアボックス１４１の内部から外部に向かって延びる。シャフトＳＨＴ３の他方の端部は、第１ギアボックス１４１の外部においてユニバーサルジョイントＪ１を介してＰＴＯ軸２４に接続する。第１ギアボックス１４１の内部において、シャフトＳＨＴ３には、シャフトＳＨＴ３を保持したままシャフトＳＨＴ３の軸方向に沿って移動可能なスライダーＳＬＤが取り付けられる。スライダーＳＬＤには、ギアＧ１４が設けられる。ギアＧ１４は、ギアＧ１３と噛み合うギアである。また、第１ギアボックス１４１には、ギアＧ１６が設けられる。ギアＧ１６は、ギアＧ１５と噛み合うギアであり、ギアＧ１５と噛み合う位置に配置される。ギアＧ１６は、中央部に空洞（貫通孔）を有する。シャフトＳＨＴ３は、ギアＧ１６の空洞（貫通孔）の内側を通るように配置される。図４の例では、ギアＧ１３及びギアＧ１４は、等速ギアであり、ギアＧ１５及びギアＧ１６は、不等速ギアである。

【0039】

本実施形態において、等速ギアと不等速ギアとは切り替え可能である。図４及び図５を参照して、第１ギアボックス１４１における等速ギアと不等速ギアとの切り替えを説明する。

【0040】

例えば、スライダーＳＬＤ及びギアＧ１６には、クラッチＣＬＴが設けられている。クラッチＣＬＴは、一例として、電磁クラッチであり、制御部５０によって制御される。クラッチＣＬＴは、制御部５０の制御により、連結状態と、離隔状態とが切り替わる。

【0041】

例えば、作業者が車体部１１の植付クラッチレバー２９（図３）の操作位置を切り替えると、制御部５０には、植付クラッチレバー２９の操作位置に応じた信号が入力される。制御部５０は、入力された操作位置に応じた信号に基づいて、クラッチＣＬＴの連結状態又は離隔状態を切り替える制御を行う。

【0042】

図４は、クラッチＣＬＴが離隔状態である場合の第１ギアボックス１４１を示す。クラッチＣＬＴが離隔状態である場合、スライダーＳＬＤは、ポジションＰ１に位置する。ポジションＰ１は、ギアＧ１３及びギアＧ１４が噛み合う位置を示す。また、クラッチＣＬＴが離隔状態であることから、ギアＧ１６の回転は、スライダーＳＬＤに伝達されない。したがって、スライダーＳＬＤは、ギアＧ１４の回転に伴って回転（等速回転）する。その結果、スライダーＳＬＤによって保持されたシャフトＳＨＴ３、及びシャフトＳＨＴ３にユニバーサルジョイントＪ１を介して接続されたＰＴＯ軸２４は、等速回転する。

【0043】

一方、図５は、クラッチＣＬＴが連結状態である場合の第１ギアボックス１４１を示す。クラッチＣＬＴが連結状態である場合、スライダーＳＬＤは、ポジションＰ２に位置する。スライダーＳＬＤがポジションＰ２に位置するとき、ギアＧ１３及びギアＧ１４は噛み合わない。また、クラッチＣＬＴが連結状態であることから、ギアＧ１６の回転は、スライダーＳＬＤに伝達される。したがって、スライダーＳＬＤは、ギアＧ１６の回転に伴って回転（不等速回転）する。その結果、スライダーＳＬＤによって保持されたシャフトＳＨＴ３、及びシャフトＳＨＴ３にユニバーサルジョイントＪ１を介して接続されたＰＴＯ軸２４は、不等速回転する。

【0044】

次に、図６を参照して、等速ギア又は不等速ギアの選択と、単位面積あたりの植え付け可能な株数との関係を説明する。図６は、単位面積あたりの植え付け可能な苗の株数と、選択されるギアとの対応関係を示す図である。一般的に、田植機１の走行に従って、苗を等間隔に植えるためには、単位面積あたりの株数が多い場合、等速ギアが選択され、一方、単位面積あたりの株数が少ない場合、不等速ギアが選択される。単位面積あたりの株数が少ない場合に等速ギアを選択すると、苗の移植軌跡が原因で、苗の移植姿勢が適切ではなくなり、苗の倒伏などが生じる。したがって、等速ギアと不等速ギアとが切り替え可能にすることで、ＰＴＯ軸２４の等速回転又はＰＴＯ軸２４の不等速回転を、単位面積あたりの株数に応じて選択できる。

【0045】

なお、モータ１４０、第１ギアボックス１４１及びＰＴＯ軸２４の位置関係は、図４及び図５の配置に限定されない。例えば、ＰＴＯ軸２４がモータシャフトＳＨＴ１の延長線上に配置されなくてもよいし、ＰＴＯ軸２４、モータシャフトＳＨＴ１及びシャフトＳＨＴ２が互いに平行に配置されなくてもよい。また、第１ギアボックス１４１における各ギアの位置及び方向も、図４及び図５の配置に限定されない。

【0046】

次に、図７を参照して、第２ギアボックス１４２を説明する。図７は、本実施形態における田植機１の第２ギアボックス１４２の内部構造を模式的に示す図である。第２ギアボックス１４２は、複数のギアＧ２１、Ｇ２２、Ｇ２４、Ｇ２５、Ｇ２６、Ｇ２７と、シャフトＳＨＴ４、ＳＨＴ５と、選択機構１４５と、植付駆動軸１４３の一部とを含む。シャフトＳＨＴ４の一方の端部を含むシャフトＳＨＴ４の一部は、第２ギアボックス１４２の内部に位置する。シャフトＳＨＴ４は、第２ギアボックス１４２の内部から外部に向かって延びる。シャフトＳＨＴ４の他方の端部は、第２ギアボックス１４２の外部においてユニバーサルジョイントＪ２を介してＰＴＯ軸２４に接続する。選択機構１４５は、苗載台３５を縦送り及び横送りさせるための駆動軸１４４に回転を伝えるギア対を複数のギア対のうちから選択する機構である。

【0047】

ギアＧ２１は、シャフトＳＨＴ４に設けられる。ギアＧ２１は、ＰＴＯ軸２４及びユニバーサルジョイントＪ２を介してＰＴＯ軸２４に接続されたシャフトＳＨＴ４の回転に伴って回転する。ギアＧ２２は、植付駆動軸１４３に設けられる。ギアＧ２１及びギアＧ２２は、ギアＧ２４～Ｇ２７及びシャフトＳＨＴ５を介して、互いに連動するように配置される。

【0048】

具体的には、ギアＧ２４は、ギアＧ２１と噛み合うように配置される。ギアＧ２４には、ギアＧ２４を貫通するシャフトＳＨＴ５が取り付けられる。シャフトＳＨＴ５には、ギアＧ２４以外に、ギアＧ２５が取り付けられる。また、シャフトＳＨＴ５は、選択機構１４５の複数のギア対の各々の一方のギアに設けられた貫通孔を貫通する。複数のギア対の各々の一方のギアのうち、図示しないシフタによって選択されたギアは、シャフトＳＨＴ５に連結する。選択機構１４５の複数のギア対の各々の他方のギアは、駆動軸１４４に取り付けられる。ギアＧ２６は、ギアＧ２５と噛み合うように配置される。ギアＧ２６には、駆動軸１４４が内側を通る貫通孔が設けられる。ギアＧ２７は、ギアＧ２６及びギアＧ２２と噛み合うように配置される。ギアＧ２７は、例えば、シャフト１４６によって第２ギアボックス１４２に支持される。ギアＧ２２は、植付駆動軸１４３に取り付けられる。このように、植付駆動軸１４３は、ギアＧ２１、Ｇ２２、Ｇ２４～ギアＧ２７、シャフトＳＨＴ４、シャフトＳＨＴ５及びユニバーサルジョイントＪ２を介してＰＴＯ軸２４に接続される。その結果、植付駆動軸１４３は、ＰＴＯ軸２４、シャフトＳＨＴ４、シャフトＳＨＴ５、及びギアＧ２１～ギアＧ２７の回転に伴って回転する。したがって、植付駆動軸１４３によって連結された３つの植付ユニット３４の植付伝動ケース部４１を回転ケース部４２は、植付駆動軸１４３の回転に伴って回転する。したがって、３つの植付ユニット３４を１つのモータ１４０及び１つのＰＴＯ軸２４によって駆動させることができる。

【0049】

なお、モータ１４０、第２ギアボックス１４２及びＰＴＯ軸２４の位置関係は、図７の配置に限定されない。例えば、ＰＴＯ軸２４と植付駆動軸１４３との間に、更に多くのギアが介在してもよい。

【0050】

ここで、スライダーＳＬＤがポジションＰ２に位置するとき、すなわち、動力伝達部３８を不等速回転させるとき、動力伝達部３８を構成する部品に起因するガタ又はねじれ等が発生し得る。ガタ又はねじれ等が発生すると苗の移植軌跡が乱れ正常な移植ができなくなる。

【0051】

そこで、本実施形態の田植機１は、ねじれ又はガタの発生を抑制するとともに、ねじれ又はガタが発生したときねじれ又はガタを抑える機能を搭載する。

【0052】

具体的には、図３～図５に示すように、第１ギアボックス１４１は、ギアＧ１７と、第１センサ１５１とを更に含む。ギアＧ１７は、例えば、第１ギアボックス１４１内のシャフトＳＨＴ３に設けられる。ギアＧ１７は、他にいずれのギアとも噛み合わず、単独で用いられる。つまり、ギアＧ１７は、シャフトＳＨＴ３の回転数を計測するためのギアである。ギアＧ１７は、第１ギアの一例である。

【0053】

第１センサ１５１は、ギアＧ１７の回転数を検出する。言い換えると、第１センサ１５１は、第１ギアボックス１４１におけるシャフトＳＨＴ３の回転数を検出する。具体的には、第１センサ１５１は、一例として、ギアＧ１７をパルス計測する。つまり、第１センサ１５１は、電磁ピックアップ等によりパルス信号を発生させて、制御部５０に出力する。制御部５０は、第１センサ１５１から出力されたパルス信号を受け、パルス信号における単位時間あたりのパルスの数を数えることで、ギアＧ１７の回転数を算出する。つまり、第１センサ１５１から出力されたパルス信号は、第１センサ１５１の検出結果を示す。なお、第１センサ１５１は、近接センサ、渦電流変位センサ、光電センサ又はレーザセンサ等であってもよい。

【0054】

また、ギアＧ１７は、シャフトＳＨＴ３以外に、シャフトＳＨＴ２に設けられてもよい。この場合、制御部５０は、パルス信号における単位時間あたりのパルスの数と、関係するギアのギア比とに基づいて、ギアＧ１７の回転数を算出する。また、ギアＧ１２～Ｇ１６のうちのいずれかが、ギアＧ１７として機能してもよい。

【0055】

一方、図７に示すように、第２ギアボックス１４２は、ギアＧ２３と、第２センサ１５２とを更に含む。ギアＧ２３は、例えば、第２ギアボックス１４２内のシャフトＳＨＴ４に設けられる。第２センサ１５２は、ギアＧ２３の回転数を検出する。言い換えると、第２センサ１５２は、第２ギアボックス１４２においてシャフトＳＨＴ４の回転数を検出する。ギアＧ２３及び第２センサ１５２の動作は、第１ギアボックス１４１におけるギアＧ１７及び第１センサ１５１の動作と同様であるので、説明を省略する。

【0056】

動力伝達部３８にねじれ又はガタが発生しているか、又は、ねじれ又はガタが発生しやすい状況である場合、第１センサ１５１によって計測されるシャフトＳＨＴ３の回転数と、第２センサ１５２によって計測されるシャフトＳＨＴ４の回転数とが大きく異なる。言い換えると、シャフトＳＨＴ３と、シャフトＳＨＴ４とで、回転の位相差が大きくなる。したがって、制御部５０（モータ制御部５２）は、第１センサ１５１の検出結果を示す出力信号に基づいて算出したシャフトＳＨＴ３の回転数と、第２センサ１５２の検出結果を示す出力信号に基づいて算出したシャフトＳＨＴ４の回転数との差分Ｍを算出する。制御部５０は、例えば、算出した差分Ｍが閾値αより大きい場合、ねじれ又はガタが発生しやすい状況であると判定する。

【0057】

ねじれ又はガタが発生を抑えるためには、ＰＴＯ軸２４を含む動力伝達部３８の回転数の低下が有効である。よって、モータ制御部５２は、算出した差分Ｍが閾値αより大きい場合、モータ１４０に流す電流を小さくする等、モータ１４０の回転数を低下させるように制御する。

【0058】

以上のように、シャフトＳＨＴ３の回転数と、シャフトＳＨＴ４の回転数とを比較してＰＴＯ軸２４の回転状態を判定し、回転状態に応じてモータ１４０の回転数を制御することで、モータで駆動する苗植付作業機１４において、ねじれ又はガタが発生を抑制することが可能になる。つまり、第１センサ１５１及び第２センサ１５２を用いることで、作業者がねじれ又はガタに起因する振動を感知して振動を抑えるように操作するより、振動が少ない段階での対応が可能になる。

【0059】

［変形例］
次に、図８を参照して、第２ギアボックス１４２の変形例について説明する。図８は、第２ギアボックス１４２の変形例における内部構造を模式的に示す図である。第２ギアボックス１４２の変形例は、ギアＧ２３及び第２センサ１５２の位置が異なる以外、図７に示す第２ギアボックス１４２と同じである。

【0060】

具体的には、第２ギアボックス１４２の変形例におけるギアＧ２３は、植付駆動軸１４３に設けられる。つまり、第２センサ１５２は、第２ギアボックス１４２において植付駆動軸１４３の回転数を検出する。この場合、制御部５０（モータ制御部５２）は、第１センサ１５１の検出結果を示す出力信号に基づいて算出したシャフトＳＨＴ３の回転数と、第２センサ１５２の検出結果を示す出力信号に基づいて算出した植付駆動軸１４３の回転数との差分Ｍ２を算出する。典型的には、差分Ｍより差分Ｍ２の方が大きくなりやすいため、ギアＧ２３を植付駆動軸１４３に設けると、ねじれ又はガタの発生を検知しやすい。

【0061】

以上のように、ねじれ又はガタが発生を抑制することが可能になる一方で、モータ１４０の回転数の低下により回転ケース部４２の回転速度が低下した場合において、走行機体１０の走行速度が回転ケース部４２の回転速度の低下前と同じであると、植え付けられる苗の間隔がモータ１４０の回転数の低下前と低下後とで異なる。これを防ぐため、制御部５０（走行制御部５１）は、モータ制御部５２の設定したモータ１４０の回転数に応じて、走行機体１０の走行速度を制御する。

【0062】

一例として、記憶部５５には、走行機体１０の走行速度と、モータ１４０の回転数との対応関係を示す情報が記憶されている。走行制御部５１は、記憶部５５を参照してモータ制御部５２によって設定されたモータ１４０の回転数に対応する走行速度を特定する。例えば、走行制御部５１は、車速センサの検出結果と特定した走行速度に基づいて、走行機体１０の走行速度が特定した走行速度になるように、エンジン２２を制御する。このとき、例えば、作業者が変速操作ペダル２７を操作したとしても、走行制御部５１は、変速操作ペダル２７からの入力信号に応じて走行速度を調整しない。なお、走行制御部５１は、車速センサの検出結果以外に、例えば、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いることによって現在の走行速度を検出してもよい。

【0063】

このように、モータ１４０の回転数に応じて走行速度を調整することで、植え付けられる苗の間隔を一定に保つことができる。また、動力伝達部３８の回転がエンジンに連動する構成の場合、動力伝達部３８の回転速度をねじれ又はガタが発生を抑制できる回転速度にエンジンを制御すると、エンジンと動力伝達部３８とが連動しているため、走行速度が非常に遅くなり作業効率が低下していた。対して、本実施形態のように、モータ１４０のみによって動力伝達部３８の回転を制御する場合、動力伝達部３８の回転速度とエンジンの回転数とは連動しないため、車速を制御するエンジンの回転数が下がるタイムラグを待たずに植付回転速度を制御することが可能になる。更に、動力伝達部３８の回転がエンジンに連動する構成と比べて、ガタ又はねじれ等が解消されるまで走行速度を極端に減速させることなく、ガタ又はねじれ等が発生しない限度まで走行速度を保ちながら植付回転速度を制御できるため、走行速度の低下の程度を抑えることができ、作業効率の低下を防ぐことができる。

【0064】

次に、図９を参照して、本実施形態における田植機１による植付制御方法について説明する。図９は、本実施形態における田植機１による植付制御方法を示すフローチャートである。

【0065】

まず、制御部５０は、第１センサ１５１の検出結果と第２センサ１５２の検出結果とを取得する（ステップＳ１１）。

【0066】

制御部５０は、取得した第１センサ１５１の計測結果と第２センサ１５２の計測結果との差分Ｍを算出する（ステップＳ１２）。

【0067】

制御部５０は、算出した差分Ｍと閾値αを比較する（ステップＳ１３）。制御部５０は、算出した差分Ｍが閾値α以下である場合（ステップＳ１３でＮｏ）、第１センサ１５１の検出結果と第２センサ１５２の検出結果との取得を継続する（ステップＳ１１）。

【0068】

一方、制御部５０は、算出した差分Ｍが閾値αより大きい場合（ステップＳ１３でＹｅｓ）、回転数を低下させるようにモータ１４０を制御する（ステップＳ１４）。

【0069】

制御部５０は、走行機体１０の走行速度を、制御したモータ１４０の回転数に応じた速度に制御する（ステップＳ１５）。制御部５０は、第１センサ１５１の検出結果と第２センサ１５２の検出結果との取得を継続する（ステップＳ１１）。

【0070】

以上、図面を参照して本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、又は、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。

【0071】

また、図面は、発明の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0072】

本発明は、農作業機械の分野に利用可能である。

【符号の説明】

【0073】

１ ：田植機
１０ ：走行機体
１４ ：苗植付作業機
２２ ：エンジン
２４ ：ＰＴＯ軸
３４ ：植付ユニット
３８ ：動力伝達部
５１ ：走行制御部
５２ ：モータ制御部
１４０ ：モータ
１４１ ：第１ギアボックス
１４２ ：第２ギアボックス
１４３ ：植付駆動軸
１５１ ：第１センサ
１５２ ：第２センサ
Ｇ１３、Ｇ１４ ：等速ギア
Ｇ１５、Ｇ１６ ：不等速ギア
Ｇ１７ ：第１ギア
Ｇ２３ ：第２ギア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】