苗移植機
【課題】ロータリー式の植付装置を有する田植機において、不等速変換手段を機能させることに起因した軸のねじれ等の不具合を是正する。
【手段】植付装置８はロータリーケース３６とこれに取り付けた一対の掻き取りユニット３７を有する。ロータリーケース３６には太陽ギア９２、中間ギア９３、遊星ギア９４が内蔵されており、太陽ギア９４は植付け中心軸９１に固定されている。植付け中心軸９１に植付け伝動軸８７から第３ベベルギア９８，９９で動力伝達される。第３ベベルギア９８，９９を不等速ギアとなすことにより、植付け中心軸９１に加減速が付与される。不等速変換手段を動力伝達経路の末端部に設けているため、ねじれ・撓みが動力伝達経路に蓄積することが抑制され、振動・ガタ・位相のずれ等の不具合を抑制できる。
【手段】植付装置８はロータリーケース３６とこれに取り付けた一対の掻き取りユニット３７を有する。ロータリーケース３６には太陽ギア９２、中間ギア９３、遊星ギア９４が内蔵されており、太陽ギア９４は植付け中心軸９１に固定されている。植付け中心軸９１に植付け伝動軸８７から第３ベベルギア９８，９９で動力伝達される。第３ベベルギア９８，９９を不等速ギアとなすことにより、植付け中心軸９１に加減速が付与される。不等速変換手段を動力伝達経路の末端部に設けているため、ねじれ・撓みが動力伝達経路に蓄積することが抑制され、振動・ガタ・位相のずれ等の不具合を抑制できる。
【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、植付装置に対する動力伝達手段に特徴を有する。
【背景技術】
【０００２】
乗用型苗移植機の代表として乗用型田植機（以下、単に「田植機」という）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装置を有している。植付装置は、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。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。
【０００３】
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。
【０００４】
さて、ロータリー式の植付装置は植付爪を有しており、植付爪は側面視で斜めにした姿勢で苗マットから苗を掻き取り、次いで、植付爪は鉛直に近い姿勢になって圃場に向かい、下降し切ってから上昇に転じる。すなわち、植付爪は上下に長い閉ループ軌跡を描きながら、苗の掻き取り、圃場（泥土）への苗の差し込み、圃場からの離脱、といった動きを行うのであり、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。
【０００５】
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先端の軌跡がほぼ鉛直方向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、疎植状態で、動力伝達経路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。）。特許文献１では、走行機体に設けた走行ミッションケースの内部に株間変更装置を配置し、この株間変更装置に不等速ギアを組み込んでいる。他方、特許文献２では、不等速ギアは、植付け部のうち苗載せ台の横送り機構よりも下流側の部位に配置している。
【０００７】
さて、ロータリー式の植付装置では、ロータリーケースに２つの植付爪が設けられており、ロータリーケースの１回転で２回の植付けが行われる。そこで、ロータリーケースが半回転するごとに苗載せ台を１ピッチ横送りすることで、苗が１株ずつ掻き取られる。また、植付け部には走行機体からＰＴＯ軸で動力が伝達されるが、特許文献１では不等速ギアを走行機体のミッションケースに内蔵しているためＰＴＯ軸が不等速回転することになり、従って、横送り軸も不等速回転する。他方、特許文献２は、横送り軸が不等速回転することの弊害を懸念して、横送り機構部より下流側に不等速ギアを配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４３７６１５４号公報
【特許文献２】特開２００３−１８９７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
さて、株間変更装置から植付爪に至る動力伝達経路はギアや回転軸等の伝達要素で構成されているが、回転軸等の伝達要素は完全な剛体ではなく、負荷（回転トルク）が掛かると僅かながら弾性変形し、負荷が解除されると弾性復元力で戻り変形する。つまり、動力伝達系にその回転によってねじれとねじれ解除とが交互に発生するのであり、これが振動として表れるのである。そして、回転軸等にねじれが生じると、植付爪の動作タイミングがずれてしまって、植付け不良が発生するおそれがある。
【００１０】
不等速ギアは回転軸の１回転中で角速度を加減速するものであり、回転を加減速することで回転軸に作用する負荷変動は大きくなるため、疎植状態で不等速ギアを機能させると動力伝達系のねじれは顕著に表れる。そして、例えば、負荷変動に起因した振動が動力伝達経路を構成する伝達要素の固有振動数と一致すると共振現象が発生し、植付爪のタイミングのずれが一層顕著に表れると共に、植付装置の耐久性も低下する。また、植付け速度が速くなるとトルク変動が大きくなり、軸のねじれや位相のずれも大きくなり、植付け不良が発生しやすくなる。更に、動力伝達経路が全体として大きく不等速回転すると部材同士の連結箇所にガタが発生しやすくなり、このガタが蓄積して植付けの位相のずれが生じることもあった。
【００１１】
本願発明はこのような現状に鑑み成されたものであり、不等速ギア等の不等速変換手段を設けるにおいて、動力伝達系のねじれや位相ずれ等の不具合を防止又は極力抑制することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決すべく、本願発明者たちは各請求項の構成を発明した。このうち請求項１の発明は、圃場を走行しつつ苗の掻取り及び植付け移植動作を繰り返す植付装置と、前記植付装置を駆動する動力源とを有しており、前記動力源から前記植付装置への動力伝達経路中に、前記植付装置の走行速度と移植動作速度との関係を変える株間変更装置と、前記動力伝達経路を構成する回転軸に不等速回転を付与する不等速変換手段とが設けられている構成であって、少なくとも前記動力伝達経路中の末端部に前記不等速変換手段を設けている。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１において、前記動力源としてのエンジンを搭載した走行機体と、前記走行機体の後ろ又は前に配置した植付け部とを有しており、前記植付け部に前記植付装置が取り付けられている構成に請求項１を適用して具体化したもので、この発明では、前記株間変更装置を走行機体に配置している一方、前記不等速変換手段は前記走行機体と植付け部とに分けて設けており、前記植付け部の不等速変換手段を前記動力伝達経路の末端部に設けている。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１又は２を具体化したもので、前記植付け部には前後長手で中空の支持アームが配置されており、この支持アームの末端部に左右横長の植付け中心軸が配置され、前記植付け中心軸にロータリー式の前記植付装置が取付けられており、かつ、前記植付け中心軸には前後長手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る構成において、前記ベベルギアの対を不等速ギアと成している。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１〜３のうちのいずれかにおいて、前記走行機体における不等速変換手段の不等速比率よりも動力伝達経路の末端部に設けた不等速変換手段の不等速比率を小さく設定しており、かつ、走行機体における不等速変換手段は不等速回転状態と等速回転状態との切り替え手段を有する一方、動力伝達経路の末端部に設けた不等速変換手段は常に不等速回転状態になっている。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項２〜４のうちのいずれかにおいて、前記走行機体における不等速変換手段は不等速回転と等速回転との切り替え手段を備えており、疎植状態で不等速回転するように切り替えられる一方、前記動力伝達経路の末端部に設けた不等速変換手段は常に不等速回転するように設定されている。
【発明の効果】
【００１７】
軸が負荷を掛けられた状態で不等速回転すると、等速回転に比べて軸には大きなトルク変動が生じ、このため捩れやすくなる。従って、不等速変換手段よりも下流側の軸類に捩れが発生しやすく、ねじれの程度は不等速の大きさに応じて大きくなると推測される。
【００１８】
しかるに、本願発明では動力伝達経路の末端部に不等速変換手段を設けているため、不等速変換手段に起因してねじれが動力伝達経路に蓄積されることを防止又は著しく抑制できる。また、不等速変換手段が動力伝達経路の末端部に設けられていることにより、植付装置にタイミング良く加減速を付与できるため、植付装置の動作の位相がずれるといったことも防止できる。このような軸等のねじれ防止機能と植付装置のタイミング良い動作とにより、適切な植付けを実現できる。
【００１９】
不等速変換手段は動力伝達経路の末端部のみに設けることも可能であるが、請求項２のように走行機体と植付け部とに分離して設けると、特定の部位に負荷が集中することを防止して耐久性をアップできる。この場合、走行機体に設けた不等速変換手段は、不等速変換手段を１つだけ設ける場合に比べて加減速の程度は小さいため、動力伝達経路に対する負担は小さくなっており、このため、走行機体に不等速変換手段を設けた場合であっても、動力伝達経路にねじりやガタが発生することを防止又は従来よりも抑制できる。
【００２０】
不等速変換手段は平ギア方式やスプロケット方式など様々の構成を採用できるが、請求項３のようにベベルギアの対を不等速変換手段に構成すると、コンパクト化できるのみならず、従来から使用されているベベルギアの対をそのまま不等速変換手段に使用できて新たに部材を追加する必要がないためコスト面でも有利であり、実機への適応性が高い。
【００２１】
請求項２のように不等速変換手段を複数に分割して走行機体と植付け部とに配置する場合（換言すると、動力伝達経路の途中と末端部とに不等速変換手段を設けた場合）、全ての不等速変換手段に不等速回転と等速回転との切り替え手段を設けることも可能であるが、ある程度の不等速回転（加減速）は常に機能していても特段の問題はない（或いは好ましい）場合があり、また、動力伝達経路の末端部に設けた不等速変換手段については、切り替え手段を設けるスペースがとりにくい場合がある。
【００２２】
この点、請求項４の構成を採用すると、走行機体の不等速変換手段に切り替え手段を設けているため、密植状態と疎植状態とで的確に切り替えできるものでありながら、末端部の不等速変換手段が過度に複雑化して大型化したりコストが過度にアップしたりすることを防止できる。従って、現実適応性が高い。
【００２３】
請求項２のように不等速変換手段を走行機体と末端部とに分離して配置した場合、走行機体での加減速割合と末端部での加減速割合とは任意に設定できるが、末端部の加減速割合が走行機体での加減速割合より大きいと、末端部の不等速変換手段に過大な負荷が掛かるおそれがある。この点、請求項５のように末端部での加減速の割合を小さくすると、末端部の不等速変換手段に過大な負荷が掛かることを防止できる。また、請求項４のように末端部の不等速変換手段が常に作動している場合は、密植時に加減速（不等速回転）の悪影響が生じることを防止できるため、請求項５の発明は特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係る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】（Ａ）は植付装置への動力伝達経路を示す平面図、（Ｂ）は動力伝達経路の末端植付け部の分離平面図、（Ｃ）はベベルギアの概略図である。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）はベベルギアの噛み合い状態を示す平面図、（Ｃ）（Ｄ）はベベルギアの斜視図、（Ｅ）はベベルギアの対を並べた対比図である。
【図１１】第２実施形態を示す図で、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は模式図である。
【図１２】第３実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に、本願発明を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。
【００２６】
(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個の植付装置８が横一列に配置されている。
【００２７】
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の左側面には静油圧式無段変速機（ＨＳＴ）１２が装着されており、エンジン１０の動力はベルト１３によって静油圧式無段変速機（ＨＳＴ）１２に伝達される。エンジン１０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。
【００２８】
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（図３参照）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（図３参照）に固定されている。
【００２９】
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（図３参照）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。
【００３０】
図４から容易に理解できるように、ミッションケース１１で変速された走行動力は後輪ドライブ軸２３でリアアクスルケース１８の内部に伝達される。後輪ドライブ軸２３の回転はリアアクスルケース１８に設けたギア群を介して後輪４に伝達される。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で２５から動力伝達される。なお、図では整地ロータ２４は一部しか表示していない。
【００３１】
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。
【００３２】
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装置８が回転自在に取付けられている。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
図４（Ｂ）に示すように、各植付装置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。
【００３６】
(2).株間変更装置の構造
以下、株間変更装置２６から植付装置８に至る動力伝達経路の詳細を説明する。まず、株防変更装置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４（Ａ）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。
【００３７】
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。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。
【００３８】
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。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。
【００３９】
出力軸４２にはカム式のメインクラッチ（植付けクラッチ）４９を設けている。メインクラッチ４９は固定パーツ４９ａとスライドパーツ４９ｂとから成っており、スライドパーツ４９ｂはクラッチばね４９ｃ（図７（Ｃ）参照）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。路上走行時や旋回時のように植付け部２を上昇させている状態ではメインクラッチ４９が切れる。メインクラッチ４９の切り操作はメインクラッチ操作軸５０（図７（Ａ）（Ｃ）参照）を下降させることで行われる。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。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。
【００４４】
第１不等速ギア４８と第２不等速ギア５６とは略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。
【００４５】
ロータリーケース３６に、例えば３７株／ｍ2 の疎植時に植付け爪９６が下死点付近のとき動きが高速化するようような加減速を付与しているが、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、株間ケース４０にやや大きめの加減速が付与されている。
【００４６】
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。
【００４７】
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・密植の全エリアを殆ど網羅している。
【００４８】
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の対を介して施肥駆動軸６２に動力伝達される。
【００４９】
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。図６（Ａ）から理解できるように、第１操作軸６３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６４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６３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。
【００５０】
(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。
【００５１】
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。
【００５２】
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７３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。
【００５３】
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。
【００５４】
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、第４中継ギア８４を介して動力伝達される。第４中継ギア８４は、植付け出力軸７８にスリーブ８３を介して取付けられている。
【００５５】
第１ベベルギア７１の対を構成する２つのギアの歯数の比率は１：１の関係にあり、また、第１中継ギア７９，第２中継ギア８０，第４中継ギア８４の歯数は１：１：１の関係にある。従って、ＰＴＯ軸２９と植付け出力軸７８との回転数は１：１の関係になっている。なお、第３中継ギア８２は単なるアイドルギアなので、その歯数は第４中継ギア８４の回転数に影響しない。
【００５６】
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の間には中継軸７８′が配置されており、駆動軸３２と中継軸７８′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と中継軸７８′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。
【００５７】
なお、図６（Ａ）の下端部に符号８６′で示すように、カップリング８６をある程度の質量がある構成として、カップリング８６にダンパー機能（フライホイール機能）を保持せしめることとも可能である。
【００５８】
(4).第１実施形態に係る植付装置の構造・動力伝達構造
次に、植付装置８の構造やこれに対する動力伝達構造を、主として図８〜図１０に基づいて説明する（図６（Ａ）も参照））。支持アーム３１は中空構造になっており、図８に示すように、その内部に前後長手の植付け伝動軸８７が回転自在に保持されている。
【００５９】
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に所定以上の負荷がかかると噛み合いが外れて、動力伝達が遮断される。
【００６０】
支持アーム３１の後端部（先端部）には、左右一対の軸受け１０４を介して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。
【００６１】
ロータリーケース３６は細長い形状で左右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、太陽ギア９２のの外側に中間ギア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いる。そして、遊星ギア９４に固定されたユニット軸９５に掻き取りユニット３７が固定されている。
【００６２】
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、図５（Ｃ）に示すように、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。
【００６３】
図９に示すように、植付け中心軸９１には、第３不等速ベベルギア９８，９９の対により、植付け伝動軸８７から動力が伝達される。すなわち、植付け伝動軸８７にはカップリング１００を介して第３主動不等速ベベルギア９８が固定されている一方、植付け中心軸９１には第３従動不等速ベベルギア９９が嵌まっており、これら不等速ベベルギア９８，９９の対により、植付け伝動軸８７から植付け中心軸９１に常に不等速回転が伝達される。
【００６４】
第３不等速主動ベベルギア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。なお、カップリング１００は植付け伝動軸８７及びボス体９８ａにキー係合又はピン止めで相対回転不能に保持されている。第３不等速従動ベベルギア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不等速従動ベベルギア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。
【００６５】
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。そして、可動クラッチ１０２は通常はばね１０６で第３不等速従動ベベルギア９９に噛み合う状態に押されており、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不等速従動ベベルギア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。
【００６６】
例えば畦際での植付け作業において、４対の植付装置８のうち一部は作動させたくない場合があるが、このような場合に可動クラッチ１０２を操作して、一部の植付装置８の機能を停止させることができる。つまり、植付け条数を減らす条止め機能が発揮される。
【００６７】
(5).不等速変換手段
本実施形態では、第３不等速ベベルギア９８，９９を不等速変換機能を保持させている。この点を主として図１０と図９（Ｃ）とに基づいて説明する。図１０（Ｅ）に示すように、第３不等速主動ベベルギア９８に多数の歯１０７を形成するにおいて、各歯１０７の先端から軸心Ｏ１までの距離が少しずつ大きく広がって再び狭まるように設定している。すなわち、各歯１０７は、軸心Ｏ１から先端までの距離が最も狭いピッチ円錐角最小部１０８と、軸心Ｏ１から先端までの距離が最も広いピッチ円錐角最大部１０９とを有しており、両者の間では間隔は徐々に変化している。
【００６８】
換言すると、図９（Ｃ）に示すように、各歯１０７のピッチ円１０９は楕円に近い形状でかつ真円に対して偏心している（符号１０９′で真円の場合のピッチ円を表示している。）。逆の視点で述べると、通常のベベルギアは、仮想台錘の外周面はどの部位においても軸心に対して同じ角度で傾斜しているが、本実施形態の主動ベベルギア９８では、仮想台錘の外周面は、周方向に移行するに従って傾斜角度θ１（図１（Ａ）参照）が徐々に変化している。
【００６９】
第３不等速従動ベベルギア９９は第３不等速主動ベベルギア９８の歯数の２倍の歯１１２を有している。そして、図１０（Ａ）（Ｂ）から明瞭に把握できるように、各歯１１２の軸方向の位置が少しずつずれている。換言すると、ベベルギアを構成する円錐の角度θ２が、円周方向に移行するに従って少しずつ変化している。
【００７０】
第３不等速従動ベベルギア９９は第３不等速主動ベベルギア９８の歯数の２倍の歯数なので、第３不等速従動ベベルギア９９は、２つずつのピッチ円角最小部１１３及びピッチ円角最大部１１４を有している。従って、図９（Ｃ）に示すように、第３不等速従動ベベルギア９９のピッチ円１１５は略楕円形状になっており、軸心Ｏ２を挟んで対称の形状になっている（図９（Ｃ）では、真円の場合のピッチ円を符号１１５′で表示している。）。
【００７１】
(6).第１実施形態のまとめ
図５（Ｃ）では、３．３ｍ2当たりの植付け付け株数と植付爪９６の移動軌跡との関係を示している。この図から理解できるように、密植状態では植付爪９６は下死点から真上に上昇しても、疎植状態になると植付爪９６の逃げが悪くなって苗を押し倒す現象が生じることが理解できる。
【００７２】
そして、本実施形態では、株間変更装置２６に不等速ギア４８，５６を設けたことと、支持アーム３１の第３不等速ベベルギア９８，９９を不等速ギアと成したこととにより、ロータリーケース３６は植付爪９６が下死点付近に位置したときに回転速度が速くなるように加速されている。このため、植付爪９６は下死点から素早く逃げることになり、その結果、植付爪９６で苗を押し倒す現象を防止できる。
【００７３】
そして、本実施形態では、不等速変換手段である不等速ギアを株間変更装置２６と支持アーム３１の後端とに分離して配置したため、株間変更装置２６から第３不等速ベベルギア９８，９８まで間の部分は従来に比べて不等速回転の割合が少なくなっており、その結果、動力伝達経路を構成する部材（ＰＴＯ軸２９や植付け駆動軸３２，７８、植付け伝動軸８７等）に発生する撓みを著しく抑制して、植付装置８の円滑な動きを確保できる。また、動力伝達経路に発生するガタも抑制できるため、掻き取りユニット３７の動作位相がずれて苗の植付け位置がずれるといった不具合も防止できる。
【００７４】
そして、動力伝達経路の末端部に位置した第３ベベルギア９８，９９の対を不等速変換手段となしているため、加減速をロータリーケース３６に対してダイレクトに伝えることができて、植付装置８のタイミングのずれを的確に防止できる。また、動力伝達経路の末端部に不等速変換手段を設けたことにより、動力伝達経路に撓み・ねじれが蓄積することを防止又は著しく抑制できるのであり、この面からも、苗の植付けを正確に行うことができる。
【００７５】
さて、植付装置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が揺動自在に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。しかも、苗マットの掻き取り時には大きな負荷が発生し、その後は負の負荷が生じている。すなわち、掻き取りユニット３７の揺動により、植付装置８の回転に対して、過負荷−無負荷−負の負荷といったサイクルで大きなトルク変動が生じる。このトルク変動は、密植状態で等速回転していても共振回転数を超えると顕著に表れる（密植状態では、疎植状態に比べて植付装置８が高速回転するからである。）。
【００７６】
更に述べると、植付装置８が等速回転しても、１つの掻き取りユニット３７が圃場から逃げるときは他の掻き取りユニット３７は苗の掻き取りに移行しており、従って、２つの掻き取りユニット３７は互いの負荷変動を打ち消すように作用していると言えるが、苗の掻き取りには大きなトルクが必要であるため、２つの掻き取りユニット３７の動きのみではトルク変動を平準化する機能が弱いのである。このため、植付装置８が滑らかに回転せず、「しゃくり」と呼ばれる現象も発生しやすくなる。
【００７７】
そして、本実施形態のように密植状態でも第３不等速ベベルギア９８，９９によって植付装置８に若干の不等速回転を付与すると、掻き取りユニット３７による苗の掻き取りが慣性力を利用しつつ加速をつけた状態で行われ、しかも、苗の掻き取りが行われた後は植付装置８は減速するため植付装置８に大きな慣性力が作用することを防止できるのであり、このため、植付装置８に作用する負荷変動（或いはトルク変動）を平準化してスムースを回転を確保することができる。
【００７８】
(7).第２実施形態
次に、図１１に示す第２実施形態を説明する。この実施形態は、植付け駆動軸３２の回転をチェンで植付け中心軸９１に伝達するタイプに適用している。そして、この実施形態では、支持アーム３１の後端２に左右横長のアイドル軸１４２を回転自在に配置しており、このアイドル軸１４２に嵌まった従動スプロケット１４３に、植付け駆動軸３２に設けた主動スプロケット４４からチエン１４５で動力伝達し、更に、アイドル軸１４２から植付け中心軸９１に、主動等速ギア１４６及び従動不等速ギア１４７の対と、主動不等速ギア１４８及び従動不等速ギア１４９の対とで選択的に動力伝達している。
【００７９】
従動等速ギア１４７及び従動不等速ギア１４９は植付け中心軸９１に固定されている。他方、アイドル軸１４２には、外周にスプライン歯を形成したスプライン筒１５０がスライド自在で回転自在に嵌まっている。スプライン筒１５０は従動スプロケット１４３と常に噛合していると共に、主動等速ギア１４６と主動不等速ギア１４８とに選択的に噛合する（従って、主動等速ギア１４６と主動不等速ギア１４８との内周面にはスプライン溝を形成している。）。
【００８０】
スプライン筒１５０はレバー１５１によってスライド操作できる。そして、既述のとおり、スプライン筒１５０が主動等速ギア１４６と主動不等速ギア１４８とに選択的に噛合することにより、アイドル軸１４２の回転が従動等速ギア１４７と従動不等速ギア１４９とに選択的に動力伝達され、これにより、植付け中心軸９１は等速回転と不等速回転とに切り替えられる。切り替え手段を設けずに、植付け中心軸９１を常に不等速回転させることも可能である。
【００８１】
(8).第３実施形態
図１２に示す第３実施形態は、第２実施形態と同様に植付け駆動軸３２の回転をチエン１４５で植付け中心軸９１に伝達するタイプに適用している。この実施形態では、植付け駆動軸３２に設けた主動スプロッケト１４３と植付け中心軸９１に設けた従動スプロット１４４とを偏心した不等速スプロケットとすることにより、植付け中心軸９１に不等速回転を付与している。図では両スプロケット１４３，１４４を真円に描いているが、実際にはいびつな楕円形状になっている。両スプロケット１４３，１４４のうち一方だけを偏心させて片方は偏心しない構成とすることも可能である。チエン１４５にはアイドルローラ１４５′を当てている。
【００８２】
第２実施形態及び第３実施形態とも、チエン１４５に代えて、ベルト（タイミングベルトが好ましい）等の他の無端帯を使用することも可能である。
【００８３】
(8).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、不等速変換手段を動力伝達経路の末端部のみに設けることも可能である。逆に、動力伝達経路の３カ所以上に不等速ギア等の不等速変換手段を設けることも可能である。更に、植付け部のみに複数の不等速変換手段を設けてもよい。また、本願発明は田植機以外の各種の苗移植機に適用できる。株間変更装置はミッションケースに内蔵することも可能である。末端部の不等速変換手段に切り替え手段を設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本願発明は田植機に具体化でき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】
【００８５】
１ 走行機体
２ 植付け部
３，４ 車輪
７ 苗載せ台
８ 植付装置
１０ エンジン
１１ ミッションケース
２６ 株間変更装置
２７ 植付け用動力伝達軸
２９ 動力伝達経路を構成するＰＴＯ軸
３０ センターケース
３１ 支持アーム
３２ 植付け駆動軸
３６ ロータリーケース
３７ 掻き取りユニット
８７ 植付け伝動軸
９１ 植付け中心軸
９６ 植付爪
９８，９９ 末端部の不等速変換手段を構成する第３ベベルギア
【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、植付装置に対する動力伝達手段に特徴を有する。
【背景技術】
【０００２】
乗用型苗移植機の代表として乗用型田植機（以下、単に「田植機」という）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装置を有している。植付装置は、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。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。
【０００３】
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。
【０００４】
さて、ロータリー式の植付装置は植付爪を有しており、植付爪は側面視で斜めにした姿勢で苗マットから苗を掻き取り、次いで、植付爪は鉛直に近い姿勢になって圃場に向かい、下降し切ってから上昇に転じる。すなわち、植付爪は上下に長い閉ループ軌跡を描きながら、苗の掻き取り、圃場（泥土）への苗の差し込み、圃場からの離脱、といった動きを行うのであり、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。
【０００５】
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先端の軌跡がほぼ鉛直方向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、疎植状態で、動力伝達経路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。）。特許文献１では、走行機体に設けた走行ミッションケースの内部に株間変更装置を配置し、この株間変更装置に不等速ギアを組み込んでいる。他方、特許文献２では、不等速ギアは、植付け部のうち苗載せ台の横送り機構よりも下流側の部位に配置している。
【０００７】
さて、ロータリー式の植付装置では、ロータリーケースに２つの植付爪が設けられており、ロータリーケースの１回転で２回の植付けが行われる。そこで、ロータリーケースが半回転するごとに苗載せ台を１ピッチ横送りすることで、苗が１株ずつ掻き取られる。また、植付け部には走行機体からＰＴＯ軸で動力が伝達されるが、特許文献１では不等速ギアを走行機体のミッションケースに内蔵しているためＰＴＯ軸が不等速回転することになり、従って、横送り軸も不等速回転する。他方、特許文献２は、横送り軸が不等速回転することの弊害を懸念して、横送り機構部より下流側に不等速ギアを配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４３７６１５４号公報
【特許文献２】特開２００３−１８９７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
さて、株間変更装置から植付爪に至る動力伝達経路はギアや回転軸等の伝達要素で構成されているが、回転軸等の伝達要素は完全な剛体ではなく、負荷（回転トルク）が掛かると僅かながら弾性変形し、負荷が解除されると弾性復元力で戻り変形する。つまり、動力伝達系にその回転によってねじれとねじれ解除とが交互に発生するのであり、これが振動として表れるのである。そして、回転軸等にねじれが生じると、植付爪の動作タイミングがずれてしまって、植付け不良が発生するおそれがある。
【００１０】
不等速ギアは回転軸の１回転中で角速度を加減速するものであり、回転を加減速することで回転軸に作用する負荷変動は大きくなるため、疎植状態で不等速ギアを機能させると動力伝達系のねじれは顕著に表れる。そして、例えば、負荷変動に起因した振動が動力伝達経路を構成する伝達要素の固有振動数と一致すると共振現象が発生し、植付爪のタイミングのずれが一層顕著に表れると共に、植付装置の耐久性も低下する。また、植付け速度が速くなるとトルク変動が大きくなり、軸のねじれや位相のずれも大きくなり、植付け不良が発生しやすくなる。更に、動力伝達経路が全体として大きく不等速回転すると部材同士の連結箇所にガタが発生しやすくなり、このガタが蓄積して植付けの位相のずれが生じることもあった。
【００１１】
本願発明はこのような現状に鑑み成されたものであり、不等速ギア等の不等速変換手段を設けるにおいて、動力伝達系のねじれや位相ずれ等の不具合を防止又は極力抑制することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決すべく、本願発明者たちは各請求項の構成を発明した。このうち請求項１の発明は、圃場を走行しつつ苗の掻取り及び植付け移植動作を繰り返す植付装置と、前記植付装置を駆動する動力源とを有しており、前記動力源から前記植付装置への動力伝達経路中に、前記植付装置の走行速度と移植動作速度との関係を変える株間変更装置と、前記動力伝達経路を構成する回転軸に不等速回転を付与する不等速変換手段とが設けられている構成であって、少なくとも前記動力伝達経路中の末端部に前記不等速変換手段を設けている。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１において、前記動力源としてのエンジンを搭載した走行機体と、前記走行機体の後ろ又は前に配置した植付け部とを有しており、前記植付け部に前記植付装置が取り付けられている構成に請求項１を適用して具体化したもので、この発明では、前記株間変更装置を走行機体に配置している一方、前記不等速変換手段は前記走行機体と植付け部とに分けて設けており、前記植付け部の不等速変換手段を前記動力伝達経路の末端部に設けている。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１又は２を具体化したもので、前記植付け部には前後長手で中空の支持アームが配置されており、この支持アームの末端部に左右横長の植付け中心軸が配置され、前記植付け中心軸にロータリー式の前記植付装置が取付けられており、かつ、前記植付け中心軸には前後長手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る構成において、前記ベベルギアの対を不等速ギアと成している。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１〜３のうちのいずれかにおいて、前記走行機体における不等速変換手段の不等速比率よりも動力伝達経路の末端部に設けた不等速変換手段の不等速比率を小さく設定しており、かつ、走行機体における不等速変換手段は不等速回転状態と等速回転状態との切り替え手段を有する一方、動力伝達経路の末端部に設けた不等速変換手段は常に不等速回転状態になっている。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項２〜４のうちのいずれかにおいて、前記走行機体における不等速変換手段は不等速回転と等速回転との切り替え手段を備えており、疎植状態で不等速回転するように切り替えられる一方、前記動力伝達経路の末端部に設けた不等速変換手段は常に不等速回転するように設定されている。
【発明の効果】
【００１７】
軸が負荷を掛けられた状態で不等速回転すると、等速回転に比べて軸には大きなトルク変動が生じ、このため捩れやすくなる。従って、不等速変換手段よりも下流側の軸類に捩れが発生しやすく、ねじれの程度は不等速の大きさに応じて大きくなると推測される。
【００１８】
しかるに、本願発明では動力伝達経路の末端部に不等速変換手段を設けているため、不等速変換手段に起因してねじれが動力伝達経路に蓄積されることを防止又は著しく抑制できる。また、不等速変換手段が動力伝達経路の末端部に設けられていることにより、植付装置にタイミング良く加減速を付与できるため、植付装置の動作の位相がずれるといったことも防止できる。このような軸等のねじれ防止機能と植付装置のタイミング良い動作とにより、適切な植付けを実現できる。
【００１９】
不等速変換手段は動力伝達経路の末端部のみに設けることも可能であるが、請求項２のように走行機体と植付け部とに分離して設けると、特定の部位に負荷が集中することを防止して耐久性をアップできる。この場合、走行機体に設けた不等速変換手段は、不等速変換手段を１つだけ設ける場合に比べて加減速の程度は小さいため、動力伝達経路に対する負担は小さくなっており、このため、走行機体に不等速変換手段を設けた場合であっても、動力伝達経路にねじりやガタが発生することを防止又は従来よりも抑制できる。
【００２０】
不等速変換手段は平ギア方式やスプロケット方式など様々の構成を採用できるが、請求項３のようにベベルギアの対を不等速変換手段に構成すると、コンパクト化できるのみならず、従来から使用されているベベルギアの対をそのまま不等速変換手段に使用できて新たに部材を追加する必要がないためコスト面でも有利であり、実機への適応性が高い。
【００２１】
請求項２のように不等速変換手段を複数に分割して走行機体と植付け部とに配置する場合（換言すると、動力伝達経路の途中と末端部とに不等速変換手段を設けた場合）、全ての不等速変換手段に不等速回転と等速回転との切り替え手段を設けることも可能であるが、ある程度の不等速回転（加減速）は常に機能していても特段の問題はない（或いは好ましい）場合があり、また、動力伝達経路の末端部に設けた不等速変換手段については、切り替え手段を設けるスペースがとりにくい場合がある。
【００２２】
この点、請求項４の構成を採用すると、走行機体の不等速変換手段に切り替え手段を設けているため、密植状態と疎植状態とで的確に切り替えできるものでありながら、末端部の不等速変換手段が過度に複雑化して大型化したりコストが過度にアップしたりすることを防止できる。従って、現実適応性が高い。
【００２３】
請求項２のように不等速変換手段を走行機体と末端部とに分離して配置した場合、走行機体での加減速割合と末端部での加減速割合とは任意に設定できるが、末端部の加減速割合が走行機体での加減速割合より大きいと、末端部の不等速変換手段に過大な負荷が掛かるおそれがある。この点、請求項５のように末端部での加減速の割合を小さくすると、末端部の不等速変換手段に過大な負荷が掛かることを防止できる。また、請求項４のように末端部の不等速変換手段が常に作動している場合は、密植時に加減速（不等速回転）の悪影響が生じることを防止できるため、請求項５の発明は特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係る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】（Ａ）は植付装置への動力伝達経路を示す平面図、（Ｂ）は動力伝達経路の末端植付け部の分離平面図、（Ｃ）はベベルギアの概略図である。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）はベベルギアの噛み合い状態を示す平面図、（Ｃ）（Ｄ）はベベルギアの斜視図、（Ｅ）はベベルギアの対を並べた対比図である。
【図１１】第２実施形態を示す図で、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は模式図である。
【図１２】第３実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に、本願発明を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。
【００２６】
(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個の植付装置８が横一列に配置されている。
【００２７】
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の左側面には静油圧式無段変速機（ＨＳＴ）１２が装着されており、エンジン１０の動力はベルト１３によって静油圧式無段変速機（ＨＳＴ）１２に伝達される。エンジン１０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。
【００２８】
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（図３参照）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（図３参照）に固定されている。
【００２９】
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（図３参照）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。
【００３０】
図４から容易に理解できるように、ミッションケース１１で変速された走行動力は後輪ドライブ軸２３でリアアクスルケース１８の内部に伝達される。後輪ドライブ軸２３の回転はリアアクスルケース１８に設けたギア群を介して後輪４に伝達される。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で２５から動力伝達される。なお、図では整地ロータ２４は一部しか表示していない。
【００３１】
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。
【００３２】
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装置８が回転自在に取付けられている。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
図４（Ｂ）に示すように、各植付装置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。
【００３６】
(2).株間変更装置の構造
以下、株間変更装置２６から植付装置８に至る動力伝達経路の詳細を説明する。まず、株防変更装置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４（Ａ）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。
【００３７】
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。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。
【００３８】
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。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。
【００３９】
出力軸４２にはカム式のメインクラッチ（植付けクラッチ）４９を設けている。メインクラッチ４９は固定パーツ４９ａとスライドパーツ４９ｂとから成っており、スライドパーツ４９ｂはクラッチばね４９ｃ（図７（Ｃ）参照）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。路上走行時や旋回時のように植付け部２を上昇させている状態ではメインクラッチ４９が切れる。メインクラッチ４９の切り操作はメインクラッチ操作軸５０（図７（Ａ）（Ｃ）参照）を下降させることで行われる。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。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。
【００４４】
第１不等速ギア４８と第２不等速ギア５６とは略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。
【００４５】
ロータリーケース３６に、例えば３７株／ｍ2 の疎植時に植付け爪９６が下死点付近のとき動きが高速化するようような加減速を付与しているが、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、株間ケース４０にやや大きめの加減速が付与されている。
【００４６】
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。
【００４７】
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・密植の全エリアを殆ど網羅している。
【００４８】
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の対を介して施肥駆動軸６２に動力伝達される。
【００４９】
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。図６（Ａ）から理解できるように、第１操作軸６３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６４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６３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。
【００５０】
(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。
【００５１】
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。
【００５２】
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７３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。
【００５３】
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。
【００５４】
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、第４中継ギア８４を介して動力伝達される。第４中継ギア８４は、植付け出力軸７８にスリーブ８３を介して取付けられている。
【００５５】
第１ベベルギア７１の対を構成する２つのギアの歯数の比率は１：１の関係にあり、また、第１中継ギア７９，第２中継ギア８０，第４中継ギア８４の歯数は１：１：１の関係にある。従って、ＰＴＯ軸２９と植付け出力軸７８との回転数は１：１の関係になっている。なお、第３中継ギア８２は単なるアイドルギアなので、その歯数は第４中継ギア８４の回転数に影響しない。
【００５６】
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の間には中継軸７８′が配置されており、駆動軸３２と中継軸７８′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と中継軸７８′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。
【００５７】
なお、図６（Ａ）の下端部に符号８６′で示すように、カップリング８６をある程度の質量がある構成として、カップリング８６にダンパー機能（フライホイール機能）を保持せしめることとも可能である。
【００５８】
(4).第１実施形態に係る植付装置の構造・動力伝達構造
次に、植付装置８の構造やこれに対する動力伝達構造を、主として図８〜図１０に基づいて説明する（図６（Ａ）も参照））。支持アーム３１は中空構造になっており、図８に示すように、その内部に前後長手の植付け伝動軸８７が回転自在に保持されている。
【００５９】
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に所定以上の負荷がかかると噛み合いが外れて、動力伝達が遮断される。
【００６０】
支持アーム３１の後端部（先端部）には、左右一対の軸受け１０４を介して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。
【００６１】
ロータリーケース３６は細長い形状で左右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、太陽ギア９２のの外側に中間ギア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いる。そして、遊星ギア９４に固定されたユニット軸９５に掻き取りユニット３７が固定されている。
【００６２】
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、図５（Ｃ）に示すように、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。
【００６３】
図９に示すように、植付け中心軸９１には、第３不等速ベベルギア９８，９９の対により、植付け伝動軸８７から動力が伝達される。すなわち、植付け伝動軸８７にはカップリング１００を介して第３主動不等速ベベルギア９８が固定されている一方、植付け中心軸９１には第３従動不等速ベベルギア９９が嵌まっており、これら不等速ベベルギア９８，９９の対により、植付け伝動軸８７から植付け中心軸９１に常に不等速回転が伝達される。
【００６４】
第３不等速主動ベベルギア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。なお、カップリング１００は植付け伝動軸８７及びボス体９８ａにキー係合又はピン止めで相対回転不能に保持されている。第３不等速従動ベベルギア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不等速従動ベベルギア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。
【００６５】
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。そして、可動クラッチ１０２は通常はばね１０６で第３不等速従動ベベルギア９９に噛み合う状態に押されており、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不等速従動ベベルギア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。
【００６６】
例えば畦際での植付け作業において、４対の植付装置８のうち一部は作動させたくない場合があるが、このような場合に可動クラッチ１０２を操作して、一部の植付装置８の機能を停止させることができる。つまり、植付け条数を減らす条止め機能が発揮される。
【００６７】
(5).不等速変換手段
本実施形態では、第３不等速ベベルギア９８，９９を不等速変換機能を保持させている。この点を主として図１０と図９（Ｃ）とに基づいて説明する。図１０（Ｅ）に示すように、第３不等速主動ベベルギア９８に多数の歯１０７を形成するにおいて、各歯１０７の先端から軸心Ｏ１までの距離が少しずつ大きく広がって再び狭まるように設定している。すなわち、各歯１０７は、軸心Ｏ１から先端までの距離が最も狭いピッチ円錐角最小部１０８と、軸心Ｏ１から先端までの距離が最も広いピッチ円錐角最大部１０９とを有しており、両者の間では間隔は徐々に変化している。
【００６８】
換言すると、図９（Ｃ）に示すように、各歯１０７のピッチ円１０９は楕円に近い形状でかつ真円に対して偏心している（符号１０９′で真円の場合のピッチ円を表示している。）。逆の視点で述べると、通常のベベルギアは、仮想台錘の外周面はどの部位においても軸心に対して同じ角度で傾斜しているが、本実施形態の主動ベベルギア９８では、仮想台錘の外周面は、周方向に移行するに従って傾斜角度θ１（図１（Ａ）参照）が徐々に変化している。
【００６９】
第３不等速従動ベベルギア９９は第３不等速主動ベベルギア９８の歯数の２倍の歯１１２を有している。そして、図１０（Ａ）（Ｂ）から明瞭に把握できるように、各歯１１２の軸方向の位置が少しずつずれている。換言すると、ベベルギアを構成する円錐の角度θ２が、円周方向に移行するに従って少しずつ変化している。
【００７０】
第３不等速従動ベベルギア９９は第３不等速主動ベベルギア９８の歯数の２倍の歯数なので、第３不等速従動ベベルギア９９は、２つずつのピッチ円角最小部１１３及びピッチ円角最大部１１４を有している。従って、図９（Ｃ）に示すように、第３不等速従動ベベルギア９９のピッチ円１１５は略楕円形状になっており、軸心Ｏ２を挟んで対称の形状になっている（図９（Ｃ）では、真円の場合のピッチ円を符号１１５′で表示している。）。
【００７１】
(6).第１実施形態のまとめ
図５（Ｃ）では、３．３ｍ2当たりの植付け付け株数と植付爪９６の移動軌跡との関係を示している。この図から理解できるように、密植状態では植付爪９６は下死点から真上に上昇しても、疎植状態になると植付爪９６の逃げが悪くなって苗を押し倒す現象が生じることが理解できる。
【００７２】
そして、本実施形態では、株間変更装置２６に不等速ギア４８，５６を設けたことと、支持アーム３１の第３不等速ベベルギア９８，９９を不等速ギアと成したこととにより、ロータリーケース３６は植付爪９６が下死点付近に位置したときに回転速度が速くなるように加速されている。このため、植付爪９６は下死点から素早く逃げることになり、その結果、植付爪９６で苗を押し倒す現象を防止できる。
【００７３】
そして、本実施形態では、不等速変換手段である不等速ギアを株間変更装置２６と支持アーム３１の後端とに分離して配置したため、株間変更装置２６から第３不等速ベベルギア９８，９８まで間の部分は従来に比べて不等速回転の割合が少なくなっており、その結果、動力伝達経路を構成する部材（ＰＴＯ軸２９や植付け駆動軸３２，７８、植付け伝動軸８７等）に発生する撓みを著しく抑制して、植付装置８の円滑な動きを確保できる。また、動力伝達経路に発生するガタも抑制できるため、掻き取りユニット３７の動作位相がずれて苗の植付け位置がずれるといった不具合も防止できる。
【００７４】
そして、動力伝達経路の末端部に位置した第３ベベルギア９８，９９の対を不等速変換手段となしているため、加減速をロータリーケース３６に対してダイレクトに伝えることができて、植付装置８のタイミングのずれを的確に防止できる。また、動力伝達経路の末端部に不等速変換手段を設けたことにより、動力伝達経路に撓み・ねじれが蓄積することを防止又は著しく抑制できるのであり、この面からも、苗の植付けを正確に行うことができる。
【００７５】
さて、植付装置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が揺動自在に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。しかも、苗マットの掻き取り時には大きな負荷が発生し、その後は負の負荷が生じている。すなわち、掻き取りユニット３７の揺動により、植付装置８の回転に対して、過負荷−無負荷−負の負荷といったサイクルで大きなトルク変動が生じる。このトルク変動は、密植状態で等速回転していても共振回転数を超えると顕著に表れる（密植状態では、疎植状態に比べて植付装置８が高速回転するからである。）。
【００７６】
更に述べると、植付装置８が等速回転しても、１つの掻き取りユニット３７が圃場から逃げるときは他の掻き取りユニット３７は苗の掻き取りに移行しており、従って、２つの掻き取りユニット３７は互いの負荷変動を打ち消すように作用していると言えるが、苗の掻き取りには大きなトルクが必要であるため、２つの掻き取りユニット３７の動きのみではトルク変動を平準化する機能が弱いのである。このため、植付装置８が滑らかに回転せず、「しゃくり」と呼ばれる現象も発生しやすくなる。
【００７７】
そして、本実施形態のように密植状態でも第３不等速ベベルギア９８，９９によって植付装置８に若干の不等速回転を付与すると、掻き取りユニット３７による苗の掻き取りが慣性力を利用しつつ加速をつけた状態で行われ、しかも、苗の掻き取りが行われた後は植付装置８は減速するため植付装置８に大きな慣性力が作用することを防止できるのであり、このため、植付装置８に作用する負荷変動（或いはトルク変動）を平準化してスムースを回転を確保することができる。
【００７８】
(7).第２実施形態
次に、図１１に示す第２実施形態を説明する。この実施形態は、植付け駆動軸３２の回転をチェンで植付け中心軸９１に伝達するタイプに適用している。そして、この実施形態では、支持アーム３１の後端２に左右横長のアイドル軸１４２を回転自在に配置しており、このアイドル軸１４２に嵌まった従動スプロケット１４３に、植付け駆動軸３２に設けた主動スプロケット４４からチエン１４５で動力伝達し、更に、アイドル軸１４２から植付け中心軸９１に、主動等速ギア１４６及び従動不等速ギア１４７の対と、主動不等速ギア１４８及び従動不等速ギア１４９の対とで選択的に動力伝達している。
【００７９】
従動等速ギア１４７及び従動不等速ギア１４９は植付け中心軸９１に固定されている。他方、アイドル軸１４２には、外周にスプライン歯を形成したスプライン筒１５０がスライド自在で回転自在に嵌まっている。スプライン筒１５０は従動スプロケット１４３と常に噛合していると共に、主動等速ギア１４６と主動不等速ギア１４８とに選択的に噛合する（従って、主動等速ギア１４６と主動不等速ギア１４８との内周面にはスプライン溝を形成している。）。
【００８０】
スプライン筒１５０はレバー１５１によってスライド操作できる。そして、既述のとおり、スプライン筒１５０が主動等速ギア１４６と主動不等速ギア１４８とに選択的に噛合することにより、アイドル軸１４２の回転が従動等速ギア１４７と従動不等速ギア１４９とに選択的に動力伝達され、これにより、植付け中心軸９１は等速回転と不等速回転とに切り替えられる。切り替え手段を設けずに、植付け中心軸９１を常に不等速回転させることも可能である。
【００８１】
(8).第３実施形態
図１２に示す第３実施形態は、第２実施形態と同様に植付け駆動軸３２の回転をチエン１４５で植付け中心軸９１に伝達するタイプに適用している。この実施形態では、植付け駆動軸３２に設けた主動スプロッケト１４３と植付け中心軸９１に設けた従動スプロット１４４とを偏心した不等速スプロケットとすることにより、植付け中心軸９１に不等速回転を付与している。図では両スプロケット１４３，１４４を真円に描いているが、実際にはいびつな楕円形状になっている。両スプロケット１４３，１４４のうち一方だけを偏心させて片方は偏心しない構成とすることも可能である。チエン１４５にはアイドルローラ１４５′を当てている。
【００８２】
第２実施形態及び第３実施形態とも、チエン１４５に代えて、ベルト（タイミングベルトが好ましい）等の他の無端帯を使用することも可能である。
【００８３】
(8).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、不等速変換手段を動力伝達経路の末端部のみに設けることも可能である。逆に、動力伝達経路の３カ所以上に不等速ギア等の不等速変換手段を設けることも可能である。更に、植付け部のみに複数の不等速変換手段を設けてもよい。また、本願発明は田植機以外の各種の苗移植機に適用できる。株間変更装置はミッションケースに内蔵することも可能である。末端部の不等速変換手段に切り替え手段を設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本願発明は田植機に具体化でき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】
【００８５】
１ 走行機体
２ 植付け部
３，４ 車輪
７ 苗載せ台
８ 植付装置
１０ エンジン
１１ ミッションケース
２６ 株間変更装置
２７ 植付け用動力伝達軸
２９ 動力伝達経路を構成するＰＴＯ軸
３０ センターケース
３１ 支持アーム
３２ 植付け駆動軸
３６ ロータリーケース
３７ 掻き取りユニット
８７ 植付け伝動軸
９１ 植付け中心軸
９６ 植付爪
９８，９９ 末端部の不等速変換手段を構成する第３ベベルギア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圃場を走行しつつ苗の掻取り及び植付け移植動作を繰り返す植付装置と、前記植付装置を駆動する動力源とを有しており、前記動力源から前記植付装置への動力伝達経路中に、前記植付装置の走行速度と移植動作速度との関係を変える株間変更装置と、前記動力伝達経路を構成する回転軸に不等速回転を付与する不等速変換手段とが設けられている構成であって、少なくとも前記動力伝達経路中の末端部に前記不等速変換手段を設けている、
苗移植機。
【請求項２】
前記動力源としてのエンジンを搭載した走行機体と、前記走行機体の後ろ又は前に配置した植付け部とを有しており、前記植付け部に前記植付装置が取り付けられている構成であって、
前記株間変更装置を走行機体に配置している一方、前記不等速変換手段は前記走行機体と植付け部とに分けて設けており、前記植付け部の不等速変換手段を前記動力伝達経路の末端部に設けている、
請求項１に記載した苗移植機。
【請求項３】
前記植付け部には前後長手で中空の支持アームが配置されており、この支持アームの末端部に左右横長の植付け中心軸が配置され、前記植付け中心軸にロータリー式の前記植付装置が取付けられており、かつ、前記植付け中心軸には前後長手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る構成であって、
前記ベベルギアの対を不等速ギアと成している、
請求項１又は２に記載した苗移植機。
【請求項４】
前記走行機体における不等速変換手段の不等速比率よりも動力伝達経路の末端部に設けた不等速変換手段の不等速比率を小さく設定しており、かつ、走行機体における不等速変換手段は不等速回転状態と等速回転状態との切り替え手段を有する一方、動力伝達経路の末端部に設けた不等速変換手段は常に不等速回転状態になっている、
請求項２又は３に記載した苗移植機。
【請求項５】
前記走行機体における不等速変換手段は不等速回転と等速回転との切り替え手段を備えており、疎植状態で不等速回転するように切り替えられる一方、前記動力伝達経路の末端部に設けた不等速変換手段は常に不等速回転するように設定されている、
請求項２〜４のうちのいずれかに記載した苗移植機。
【請求項１】
圃場を走行しつつ苗の掻取り及び植付け移植動作を繰り返す植付装置と、前記植付装置を駆動する動力源とを有しており、前記動力源から前記植付装置への動力伝達経路中に、前記植付装置の走行速度と移植動作速度との関係を変える株間変更装置と、前記動力伝達経路を構成する回転軸に不等速回転を付与する不等速変換手段とが設けられている構成であって、少なくとも前記動力伝達経路中の末端部に前記不等速変換手段を設けている、
苗移植機。
【請求項２】
前記動力源としてのエンジンを搭載した走行機体と、前記走行機体の後ろ又は前に配置した植付け部とを有しており、前記植付け部に前記植付装置が取り付けられている構成であって、
前記株間変更装置を走行機体に配置している一方、前記不等速変換手段は前記走行機体と植付け部とに分けて設けており、前記植付け部の不等速変換手段を前記動力伝達経路の末端部に設けている、
請求項１に記載した苗移植機。
【請求項３】
前記植付け部には前後長手で中空の支持アームが配置されており、この支持アームの末端部に左右横長の植付け中心軸が配置され、前記植付け中心軸にロータリー式の前記植付装置が取付けられており、かつ、前記植付け中心軸には前後長手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る構成であって、
前記ベベルギアの対を不等速ギアと成している、
請求項１又は２に記載した苗移植機。
【請求項４】
前記走行機体における不等速変換手段の不等速比率よりも動力伝達経路の末端部に設けた不等速変換手段の不等速比率を小さく設定しており、かつ、走行機体における不等速変換手段は不等速回転状態と等速回転状態との切り替え手段を有する一方、動力伝達経路の末端部に設けた不等速変換手段は常に不等速回転状態になっている、
請求項２又は３に記載した苗移植機。
【請求項５】
前記走行機体における不等速変換手段は不等速回転と等速回転との切り替え手段を備えており、疎植状態で不等速回転するように切り替えられる一方、前記動力伝達経路の末端部に設けた不等速変換手段は常に不等速回転するように設定されている、
請求項２〜４のうちのいずれか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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１９６１５３（Ｐ２０１２−１９６１５３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６１３３７（Ｐ２０１１−６１３３７）
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【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１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
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