(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗用機体の後部に除草装置を昇降自在に連結し、前記除草装置には、横軸芯回りに回転駆動される複数の条間除草ロータを並列配備してなる条間除草機構を装備し、
これら条間除草ロータを、稲株の条間で作用する標準幅の条間ロータと、その標準幅の条間ロータとは別の条間で作用する前記標準幅よりも幅狭の分割条間除草ロータとで構成し、
前記条間除草ロータに動力を伝達する伝動ケースを、前記標準幅の条間除草ロータよりも幅狭に構成するとともに車輪の直後方にのみ位置させて、車輪が走行する条間と同じ条間における前記伝動ケースの両側に位置する状態で前記分割条間除草ロータを配備してあることを特徴とする水田除草機。
【請求項２】
前記乗用機体には苗植付け装置駆動用のＰＴＯ軸が備えてあり、このＰＴＯ軸で条間除草ロータ群を駆動するよう構成してある請求項１記載の水田除草機。
【請求項３】
前記条間除草ロータ群を、その両端から１個づつ脱着可能に構成してある請求項１または２記載の水田除草機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、植付け、あるいは、直播の済んだ水田における中耕除草作業を行う水田除草機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記水田除草機は、旧来より歩行型のものが利用されていたが、近年では能率良く除草作業を行うために乗用化が研究開発されつつあり、例えば、実開平３‐４８４０１号公報に開示されているように、横軸芯回りに回転駆動されて条間に作用する複数の条間除草ロータを並列配置した除草装置を乗用機体の後部に昇降自在に連結したもの、などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、条間除草ロータを回転駆動して確実かつ効率良く除草を行うことができるのであるが、条間除草ロータを駆動する伝動ケースの幅分だけ除草処理ができないものとなっていた。
【０００４】
また、上記従来技術においては、除草装置全体をローリング可能に構成して、機体の傾斜や田面の傾斜にかかわらず除草装置を田面と平行に作用させるよう考慮されているのであるが、並列された条間除草ロータ群の対地作用反力でローリングのバランスが取られているために、局部的に田面の硬さに大きい差があったり、雑草の繁茂程度に差がある、等してローリング支点の左右において対地作用反力が大きく異なると、除草装置全体が田面に対して傾斜してしまうようなことがあった。
【０００５】
また、上記従来技術は、複数の条間除草ロータを夫々独立的に油圧駆動する構造が採用されていたために、油圧ポンプ、分配弁、などを必要とし、伝動構造が高価なものになるとともに、ロータ速度を変更するためには流量制御を行うことになって、更に伝動構造が複雑で高価なものになる不具合があった。
【０００６】
また、複数条の同時除草を行う際には、複数条の条間を同時になぞる必要から、田植機で植えた条数と同じ条数の除草を行う仕様にすることが好ましい。この場合、油圧駆動形態を採用していると、除草条数の異なった仕様を構成するのに、多くの油圧装置部品を必要とし、コスト高になる不具合があった。
【０００７】
また、乗用型の除草機においては、条間除草しか研究されておらず、稲株の前後の間隔、いわゆる株間での除草を行えるようにすることが期待される。
【０００８】
本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、上記した問題点を解消して、良好な除草作業を行うことのできる水田除草機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１に係る発明の構成、作用および効果〕
【００１０】
（構成）  請求項１に係る発明の水田除草機は、乗用機体の後部に除草装置を昇降自在に連結し、前記除草装置には、横軸芯回りに回転駆動される複数の条間除草ロータを並列配備してなる条間除草機構を装備し、
これら条間除草ロータを、稲株の条間で作用する標準幅の条間ロータと、その標準幅の条間ロータとは別の条間で作用する前記標準幅よりも幅狭の分割条間除草ロータとで構成し、
前記条間除草ロータに動力を伝達する伝動ケースを、前記標準幅の条間除草ロータよりも幅狭に構成するとともに車輪の直後方にのみ位置させて、車輪が走行する条間と同じ条間における前記伝動ケースの両側に位置する状態で前記分割条間除草ロータを配備してあることを特徴とする。
【００１１】
（作用）  上記構成によると、条間除草機構においては伝動ケースの存在する箇所には条間除草ロータを配置することができず、その分だけ除草できない箇所が生じるが、この除草できない箇所を乗用機体における車輪が移動するので、そこに繁茂する雑草を踏み付けて田面に埋め込んでしまう。
【００１２】
（効果）  従って、請求項１に係る発明によると、乗用機体との関係において伝動ケースを合理的に配備することで、伝動ケースが位置する条間でも処理残しをもたらすことなく確実良好な除草を行うことが可能となった。
【００１７】
〔請求項２に係る発明の構成、作用および効果〕
【００１８】
（構成）  請求項２に係る発明の水田除草機は、請求項１の発明において、前記走行機体には苗植付け装置駆動用のＰＴＯ軸が備えてあり、このＰＴＯ軸で条間除草ロータ群を駆動するよう構成してある。
【００１９】
（作用）  一般に苗植付け装置駆動用のＰＴＯ軸は、機体走行速度の変速にかかわらず稲株の前後間隔、いわゆる株間を安定化させるために、走行変速と同期して駆動される。従って、機体走行速度を変えてもこれに応じて条間除草ロータも速度が変わるので、一定距離走行する間に田面に与えられる除草ロータの作用回数は変化せず、ロータ作用回数が多すぎて（掻き込み過剰）稲株に悪影響を与えたり、ロータ作用回数が遅すぎて（掻き込み不足）除草不良が発生するようなことがなくなる。例えば、条間除草ロータの速度を一定にしている場合、走行速度が遅くなると一定距離走行する間に田面に与えられる除草ロータの作用回数は多くなり、走行速度が速くなると一定距離走行する間に田面に与えられる除草ロータの作用回数が少なくなってしまうが、上記構成によればそのようなことがなくなる。
【００２０】
また、ＰＴＯ軸は、株間を選択するために株間変速装置によって走行速度に対して複数段に変速できるよう構成されている。従って、ＰＴＯ軸を変速することで、一定距離走行する間に田面に与えられる条間除草ロータの作用回数を変更することができ、雑草の繁茂具合などに対応することができる。
【００２１】
（効果）  従って、請求項２に係る発明によると、条間除草ロータを作業条件に対応して好適に駆動して、掻き込み過剰や掻き込み不足のない良好な除草を行うことができる。
【００２２】
〔請求項３に係る発明の構成、作用および効果〕
【００２３】
（構成）  請求項３に係る発明の水田除草機は、請求項１または２の発明において、前記条間除草ロータ群を、その両端から１個づつ脱着可能に構成してある。
【００２４】
（作用）  上記構成によると、条間除草ロータを端のものから脱着するだけで、植付けに使用した田植機の植付け条数に合わせた除草条数を設定することができる。この際、駆動構造をなんら改造したり調整したりする必要はない。
【００２５】
（効果）  従って、請求項３に係る発明によると、構造簡単かつ安価に植付けに使用した田植機の植付け条数に合わせた除草条数を設定することができ、条間追従が行いやすい仕様で除草作業を行うことができるようになった。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明に係る水田除草機の全体側面が例示されている。この水田除草機は、操向型の前車輪２と後車輪３を備えた四輪駆動型の乗用機体１の後部に、油圧シリンダ４で駆動される平行四連リンク構造の昇降リンク機構５を介して除草装置６が昇降自在に連結された構造となっており、この例の除草装置６は８条の除草作業を行う仕様に構成されている。
【００３１】
前記乗用機体１は、乗用田植機の機体が利用されており、機体前部に搭載したエンジン７の出力が機体後部の静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）８に軸伝達されて変速された後、後部ミッションケース９に軸支した左右の後車輪３に伝達されるとともに、後車輪３への伝動系から分岐した変速動力が前車軸ケース１０に伝達されて左右の前車輪２が駆動されるようになっている。ここで、図２に示すように、左右の前車輪２および後車輪３は、それぞれ４条の稲株Ｆを跨ぐトレッドに設定されている。
【００３２】
前記除草装置６には、前記昇降リンク機構５の後端にレバー１１の操作によって連結・解除されるフック式のヒッチ機構１２を介して着脱自在に連結される連結フレーム１３と、これの下部に連設された中抜き矩形枠状の主フレーム１４と、この主フレーム１４の下部に前後方向に向かう支点ａを中心に自由ローリング可能に支持した回動フレーム１５とが備えられるとともに、この回動フレーム１５と主フレーム１４との亘って左右一対のバランスバネ１６が張設され、回動フレーム１５のローリング作動に適度の弾性抵抗と中立復元力が与えられている。そして、この回動フレーム１５に条間除草機構２０と株間除草機構４０とが前後に並べて装備されている。
【００３３】
図２に示すように、前記条間除草機構２０は、横軸芯ｂ回りに回転する９個の条間除草ロータ２１を、稲株Ｆの条間に位置するように条間ピッチＰと同ピッチで並列配備して構成されたものであり、前記回動フレーム１５に連結支持された左右一対の伝動ケース２２の下端から取り出された回転動力で各条間除草ロータ２１が回転駆動されるようになっている。
【００３４】
ここで、前記伝動ケース２２が位置する条間に作用する条間除草ロータ２１だけは、前記伝動ケース２２の左右に分割されたものに構成せざるを得ず、このために伝動ケース２２の横幅に相当する分だけ除草できない未処理域が形成されてしまうが、各伝動ケース２１を後輪３の直後方に位置するよう配置して、伝動ケース２１の前方田面を前車輪２および後車輪３が通過する際に、雑草を踏み込んで田面に埋没させてしまうので、条間除草ロータ２１が左右に分割されて中間が空いていても、実際には未処理域なく条間除草が行われることになる。
【００３５】
前記条間除草ロータ２１の詳細な構造が図５および図６に示されている。つまり、前記伝動ケース２２の下端の左右に突設した回転軸２３に横幅の小さい分割条間除草ロータ２１ａがそれぞれ取付けられるとともに、この分割条間除草ロータ２１ａの側面に中間筒軸２４を介して標準幅の条間除草ロータ２１が順次ボルト連結されている。ここで、前記分割条間除草ロータ２１ａは、ディスク２５の周部内側面に小幅の除草爪２６ａを片持ち状に連結して構成され、また、標準幅の条間除草ロータ２１は、一定間隔に配備された左右一対のディスク２５の周部に亘って幅広の除草爪２６を両持ち状にネジ連結して構成されたものであり、各除草爪２６，２６ａは板金プレス加工によって製作されている。
【００３６】
前記回動フレーム１５の左右中央には機体側から動力を受ける入力ベベルケース２９が設けられており、この入力ベベルケース２９から左右に延出した出力軸３０で各伝動ケース２２に動力伝達され、伝動ケース２２に内装した図示しないチェーン伝動機構で前記回転軸２３が駆動されるようになっている。また、前記入力ベベルケース２９の入力軸２９ａと、乗用機体１の後部ミッションケース９に備えられたＰＴＯ軸３１とが伝動軸３２で連動連結されている。ここで、ＰＴＯ軸３１は、苗植付け装置が連結された際に、これへのに動力伝達に利用されるものであり、走行伝動系から分岐された動力が取り出されるとともに、株間を調整するための株間変速が可能となっている。従って、除草装置６を連結した場合にも、この株間変速を利用してＰＴＯ軸３１を変速して、条間除草ロータ２１を好適な速度で駆動することが可能となっている。
【００３７】
前記回動フレーム１５の前端には除草幅全幅に亘る長尺のフレーム杆３４が横架されており、このフレーム杆３４に、稲株Ｆが各条間除草ロータ２１に接触するのを回避するために平面形状がＵ字状の分草体３５が取付けられている。
【００３８】
また、前記フレーム杆３４の中央箇所には、除草装置全体を昇降制御するための接地センサとして機能するセンサフロート１７が装備されており、その詳細な構成および機能については後に詳述する。
【００３９】
図２に示すように、前記株間除草機構４０は、縦軸芯ｃ回りに回転駆動される１６個の株間除草ロータ４１を千鳥状に並列配備して構成されたものであり、前記回動フレーム１５の後部に横軸支点ｄ周りに上下揺動可能に支持された左右一対の揺動フレーム４２に装備されている。詳述すると、図４に示すように、左右の揺動フレーム４２の遊端部には除草幅全幅に亘る長尺のフレーム杆４３が横架されており、このフレーム杆４３に連結金具４４が横方向に位置調節可能に締めつけ固定され、この連結金具４４に備えた支持アーム４５の端部に揺動アーム４６が縦軸支点ｅ周りに横揺動可能に装着されている。そして、各揺動アーム４６の先端部に、前記株間除草ロータ４１が軸支されるとともに、その上部に配備した直流モータ４７によって各株間除草ロータ４１が回転駆動されるようになっている。この株間除草ロータ４１は、前記直流モータ４７によって駆動されるディスク４９における下面外周近くに、下方に突出する除草用タイン５０を周方向適当間隔をもって取付けて構成されている。
【００４０】
ここで、前記株間除草ロータ４１は、１条の稲株Ｆに対して左右一対づつ配備され、その一対の株間除草ロータ４１が、稲株Ｆ側に接近揺動するように、各揺動アーム４６がバネ５４によって軽く揺動付勢されている。また、１条の稲株Ｆに対する左右一対の株間除草ロータ４１は、互いに前後にずれた位置で作用するよう配備されている。
【００４１】
また、左右の前記揺動フレーム４２の遊端部から上方に枢支延出した支持ロッド５５が、回動フレーム１５の左右後端に備えた支持金具５６にスライド自在に挿通されるとともに、そに上方への突出部位に圧縮コイルバネ５７が装着されて、株間除草機構４０の重量が左右の圧縮コイルバネ５７によって弾性的に支持されている。従って、株間除草機構４０は、圧縮コイルバネ５７とのバランス状態を保ちながら田面に追従して上下動するようになっている。
【００４２】
次に、上記構成の除草装置６を昇降制御する構造について説明する。図８および図９に示すように、前記フレーム杆３４の中央に固着された支持金具６１に、上リンク６２、下リンク６３、および、縦リンク６４が平行四連リンク状に装着され、その下リンク６３の後方延長端に前記接地センサ（センサフロート）１７の後部が上下揺動自在に枢支連結されるとともに、支持金具６１の前方延出部６１ａに、屈伸リンク６５を介して前記接地センサ１７の前部が上下動可能に支持され、上リンク６２から延出したレバー６２ａを揺動して支持金具６１に形成した連結孔６６にピン６７を選択挿入すること、接地センサ１７の後部支点ｆを３段階に上下調節することができるようになっている。
【００４３】
また、支持金具６１の前部に固着したブラケット６８の前面にも、上リンク６９と下リンク７０を介してセンサブラケット７１が平行四連リンク状に上下動可能に支持されており、このセンサブラケット７１の側面に取り付けた回転式のポテンショメータ７２の作動レバー７２ａと前記接地センサ１７とがセンサロッド７３で連係され、接地センサ１７の後部支点ｆ周りの上下揺動量に応じた電圧の検出信号がポテンショメータ７２から出力されるようになている。そして、前記作動レバー７２ａから上方に枢支延出したロッド７４がセンサブラケット７１の上端屈曲辺７１ａに挿通されるとともに、このロッド７４に外嵌装着したセンサバネ７５によって作動レバー７２ａが下向きに押圧付勢されている。なお、センサロッド７３には初期圧縮したストローク吸収用バネ７６が外嵌装着されており、作動レバー７２ａが上方揺動限界に達した後、さらに接地センサ１７が上方変位した際に、ストローク吸収用バネ７６が圧縮変形してその過剰ストロークを吸収するようになっている。
【００４４】
前記縦リンク６４の上部から前方に突出したピン７７が、上リンク６９の延出部６９ａに係合されており、縦リンク６４の上下変位に対してセンサブラケット７１が逆方向に上下変位するようになっている。例えば、縦リンク６４が上方に変位されて接地センサ１７の後部支点ｆが下方に移動されると、この後部支点ｆがと同量だけセンサブラケット７１が下方に変位され、接地センサ１７の高さ調節にかかわらずポテンショメータ７２と接地センサ１７の相対位置関係に変化がもたらされないようになっている。
【００４５】
図８中に示すように、前記ポテンショメータ７２からの検出出力は制御装置７８に入力され、予め設定されている基準値（不感帯を含む）と比較され、検出出力が基準値から外れると、その外れた方向およびその偏差に応じて前記油圧シリンダ４の電磁制御弁７９が作動制御され、除草装置６が上昇あるいは下降されるようになっている。
【００４６】
例えば、除草装置６が田面に対して設定高さにあり、接地センサ１７に働く接地圧が設定範囲内にあると、ポテンショメータ７２からの検出出力は基準値内にあり、電磁制御弁７９は中立を保たれている。ここで、機体の沈下や後ろ下がり傾斜などの原因で除草装置６が田面に対して沈下しかかって、接地センサ１７に働く接地圧が設定値より大きくなると、接地センサ１７はセンサバネ７５を圧縮変形させながら上方に揺動変位し、ポテンショメータ７２の作動レバー７２ａが上方に作動して制御弁７９が上昇側に切り換えられ、油圧シリンダ４が伸長駆動されて除草装置６が上昇される。この上昇によって接地センサ１７に働く接地圧が減少し、元の設定範囲内に復帰すると、ポテンショメータ７２の作動レバー７２ａも元の基準位置にまで復元し、制御弁７９が中立に戻されて上昇制御が停止する。逆に、機体の上昇や前下がり傾斜などの原因で除草装置６が田面に対して浮上しかかって、接地センサ１７に働く接地圧が設定値より小さくなると、接地センサ１７はセンサバネ７５の弾性力および自重により下方に揺動変位し、ポテンショメータ７２の作動レバー７２ａが下方に作動して制御弁７９が下降側に切り換えられ、油圧シリンダ４が短縮作動されて除草装置６が下降される。この下降によって接地センサ１７に働く接地圧が上昇し、元の設定範囲内に復帰すると、ポテンショメータ７２の作動レバー７２ａも元の基準位置にまで復元し、制御弁７９が中立に戻されて下降制御が停止する。つまり、この昇降制御では、ポテンショメータ７２の作動レバー７２ａの作動位置、換言すると接地センサ１７の姿勢がが設定姿勢に維持されるように油圧シリンダ４が作動制御されるのである。
【００４７】
〔別実施形態〕
▲１▼  図１０に示すように、８条仕様の条間除草ロータ２１群のうちの両端のものを取り外すとともに、株間除草ロータ４１を１２個に減らすことで、６条の除草を行う仕様にすることができる。また、図１１に示すように、８条仕様の条間除草ロータ２１群の両端に１個づつ条間除草ロータ２１を接続するとともに、株間除草ロータ４１を２０個に増やすことで、１０条の除草を行う仕様にすることができる。
なお、この実施例において使用している前記乗用機体１は、８条植え以上の多条植えを行う苗植付け装置を連結した際に機体前後バランスがとられるよう構成されたものであり、８条仕様の除草装置６では、主フレーム１４の後端にウエイト９０を取り付けて機体全体の重量バランスをとっている。また、図１０の６条仕様の除草装置６は８条仕様のものよりさらに軽量となるので、ウエイト９０を数多く装着して前後バランスをとっている。また、図１１の１０条仕様の除草装置６は大重量となるので、主フレーム１４のウエイト９０を外し、乗用機体１の前部にウエイト９０を装着して前後バランスをとっている。
▲２▼  前記伝動ケースは一方の後車輪３の直後方に１個だけ設けて実施することも可能である。
▲３▼  図１２および図１３に示すように、前記除草装置６におけるフレーム杆３４の左右に、後車輪３の外側における条間で接地するフロート１８を取付けることで、ローリング支点ａの左右両側に位置する各フロートが田面に接地して踏ん張り機能を発揮し、除草装置６の左右片側が不当に沈下するのを抑制する。その結果、除草装置６全体の田面に対する平行度を保って、条間除草ロータ２１が不当に浮上したり、不当に沈下するようなことなく、装置全体を安定した深さで確実に作用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】８条仕様の水田除草機を示す全体側面図
【図２】８条仕様の除草装置を示す平面図
【図３】８条仕様の除草装置を示す正面図
【図４】除草装置の全体側面図
【図５】条間除草機構の一部を示す縦断正面図
【図６】条間除草ロータの分解斜視図
【図７】除草作業部の一部を示す平面図
【図８】昇降制御構造の概略と接地センサ部を示す側面図
【図９】接地センサ部の一部を示す正面図
【図１０】６条仕様の除草装置を示す平面図
【図１１】１０条仕様の除草装置を示す平面図
【図１２】フロート付き８条仕様の除草装置を示す平面図
【図１３】フロート付き８条仕様の除草装置を示す正面図
【符号の説明】
１          乗用機体
２          車輪（前車輪）
３          車輪（後車輪）
６          除草装置
１８        フロート
２０        条間除草機構
２１        条間除草ロータ
２２        伝動ケース
３１        ＰＴＯ軸
４０        株間除草機構
４１        株間除草ロータ
５０        除草用タイン
ｃ          縦軸心（株間除草ロータ回転軸芯）
Ｆ          稲株
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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