(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
奇数条の苗若しくは種籾を圃場に供給する主作業部を備え、
前記主作業部は、圃場接地面を検知するセンターフロートと、当該センターフロートとは別に設けられ、前記苗の植え付け位置若しくは前記種籾を供給する位置の直前方で圃場表面を検知するセンサと、を備え、
前記センターフロートは、中央３条分の整地を行うとともに、その左右２条分に相当する箇所が側方に開放された形状を有するとともに、前記センサを当該左右２条分に相当する位置に配置し、
前記主作業部は、前記種籾を供給する溝を形成する作溝器と、前記作溝器で作る溝内に種籾を繰り出す繰出部と、を条数分備え、
前記センサが検知する圃場表面に応じて、前記作溝器が略一定の深さの溝を形成するように前記主作業部を昇降させる
ことを特徴する水田作業機。
【請求項２】
奇数条の苗若しくは種籾を圃場に供給する主作業部を備え、
前記主作業部は、圃場接地面を検知するセンターフロートと、当該センターフロートとは別に設けられ、前記苗の植え付け位置若しくは前記種籾を供給する位置の直前方で圃場表面を検知するセンサと、を備え、
前記センターフロートは、中央３条分の整地を行うとともに、その左右２条分に相当する箇所が側方に開放された形状を有するとともに、前記センサを当該左右２条分に相当する位置に配置し、
前記主作業部は、前記種籾を供給する溝を形成する作溝器と、前記作溝器で作る溝内に種籾を繰り出す繰出部と、を条数分備え、
前記センサが検知する圃場表面に応じて、前記センサの各々に対応する条の作溝器が同一の深さの溝を形成するように前記主作業部をローリング方向に傾斜させる
ことを特徴する水田作業機。
【請求項３】
前記センターフロートの左右２条分に相当する位置に配置されるセンサは、それぞれ前記センターフロートの最外側よりも内側に配置されている
請求項１または請求項２に記載の水田作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圃場に苗を移植する若しくは種籾を供給する水田作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、圃場接地面をセンシングするフロートとは別に、圃場表面を検知するセンサを植え付け位置の直前方に設けることで、フロートの沈下量を検知してフロートセンシングのズレを修正する田植機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２８２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、奇数条植えの田植機では、端数となる中央条に相当する部分を整地するために１条植え用のＵ字状センターフロート又はＬ字状センターフロートを使用していた。また、特許文献１におけるセンサは、センシングフロートとなるセンターフロートに配置することが好ましいとともに、田植機の重量バランスを考慮すると、左右対称形状となるＵ字状フロートが好ましい。
【０００５】
Ｕ字状フロートに特許文献１のセンサを採用した場合、植え付け位置の両側方がフロートに覆われていることから、センサ周辺の水の流れが弱くなり、センサ上に夾雑物が堆積し易くなってしまう。そして、センサ上に夾雑物が堆積すると、センサの検知結果に影響を与える可能性がある。以上のことを鑑み、本発明は、奇数条植えの苗移植機又は奇数条の播種機等、奇数条の苗若しくは種籾を圃場に供給する水田作業機において、圃場接地面をセンシングするセンターフロートに設けられた圃場表面検知用のセンサへの夾雑物の堆積を抑制する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る水田作業機は、奇数条の苗若しくは種籾を圃場に供給する主作業部を備え、前記主作業部は、圃場接地面を検知するセンターフロートと、当該センターフロートとは別に設けられ、前記苗の植え付け位置若しくは前記種籾を供給する位置の直前方で圃場表面を検知するセンサと、を備え、前記センターフロートは、中央３条分の整地を行うとともに、その左右２条分に相当する箇所が側方に開放された形状を有するとともに、前記センサを当該左右２条分に相当する位置に配置する。
【０００７】
前記主作業部は、前記種籾を供給する溝を形成する作溝器と、前記作溝器で作る溝内に種籾を繰り出す繰出部と、を条数分備え、前記センサが検知する圃場表面に応じて、前記作溝器が略一定の深さの溝を形成するように前記主作業部を昇降させる。
【０００８】
前記主作業部は、前記種籾を供給する溝を形成する作溝器と、前記作溝器で作る溝内に種籾を繰り出す繰出部と、を条数分備え、前記センサが検知する圃場表面に応じて、前記センサの各々に対応する条の作溝器が同一の深さの溝を形成するように前記主作業部をローリング方向に傾斜させる。
【０００９】
前記センターフロートの左右２条分に相当する位置に配置されるセンサは、それぞれ前記センターフロートの最外側よりも内側に配置されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、圃場接地面をセンシングするセンターフロートに設けられた圃場表面検知用のセンサへの夾雑物の堆積を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】水田作業機の一例としての田植機の側面図。
【図２】主作業部の一例としての植付部の上面図。
【図３】植付部の側面図。
【図４】センターフロート周りの水流を示す図。
【図５】センサの構造を示す図。
【図６】水田作業機の一例としての播種機の側面図。
【図７】センターフロートの上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１に示すように、水田作業機の一例としての田植機１は、エンジン２、動力伝達部３、植付部４及び昇降部５を備える。植付部４は、昇降部５を介して機体に連結されており、昇降部５の作動を制御することによって上下方向に自動昇降可能である。また、植付部４は、昇降部５に対してローリング軸（不図示）を介して連結されており、ローリング方向に傾斜制御可能である。植付部４には、動力伝達部３を介してエンジン２からの動力が伝達される。田植機１は、エンジン２の駆動によって走行しながら、植付部４によって圃場に苗を植え付ける。本実施形態の田植機１は、奇数条植えの苗移植機であり、主作業部としての植付部４は５条、７条、９条等、奇数条の苗を植え付けるものである。
【００１３】
エンジン２からの駆動力は、動力伝達部３においてトランスミッション６を介して、ＰＴＯ軸７に伝達される。ＰＴＯ軸７はトランスミッション６から後方に突出して設けられる。ＰＴＯ軸７からユニバーサルジョイントを介して植付伝動ケース８に動力が伝達されて、植付部４が駆動される。また、トランスミッション６から後方に向けて駆動軸９が設けられ、駆動軸９からリアアクスルケース１０に駆動力が伝達される。また、リアアクスルケース１０から、その後方に配置される整地装置２０に動力が伝達される。
【００１４】
植付部４は、植付アーム１１、植付爪１２、苗載台１３、フロート１４等を備える。植付爪１２は、植付アーム１１に取り付けられている。植付アーム１１は、植付伝動ケース８から伝達される動力によって回転する。
【００１５】
植付爪１２には、苗載台１３から苗が供給される。植付アーム１１の回転運動に伴って、植付爪１２が圃場内に挿入され、所定の植深さ（植付爪１２の爪出量）となるように苗が植え付けられる。なお、本実施形態では、ロータリ式の植付爪を採用しているが、クランク式のものを用いても良い。
【００１６】
図２に示すように、植付部４は、左右方向に配置される複数のフロート（本実施形態は７条植えの田植機を示しており、中央３条分を整地するセンターフロート１４Ａ、その側方に配置され、側方２条分を整地する二つのサイドフロート１４Ｂ）を備える。各フロート１４Ａ・１４Ｂは、植付部４を構成する植付フレーム１５に取り付けられる。より具体的には、各フロートの前端は植付フレーム１５に対して上下方向に揺動可能に支持され、各フロートの後端は植付フレーム１５に設けられる回動支軸１６にリンク機構１７を介して昇降可能に取り付けられる。
【００１７】
センターフロート１４Ａは、田植機１の機体の左右中央で圃場接地面を検知するセンシングフロートである。センターフロート１４Ａの中心線は、田植機１の中心線と略一致するように配置される。センターフロート１４Ａは、上面視Π字状に形成される。「Π字状」とは、左右方向に延びる左右延出部と左右延出部の後方に延びる二本の前後延出部とを含み、かつ、前後延出部の左右延出部への接続部がそれぞれ左右方向端から所定距離だけ離れた位置となる形状である。つまり、センターフロート１４Ａの左右２条分に相当する箇所が側方に開放された形状となる。そして、センターフロート１４Ａでは、二本の前後延出部の間、及び、その両外側方の計３箇所で植え付けが行われる。このように、センターフロート１４Ａは、上面視Π字状に形成され、中央の３条分に相当する箇所を整地する。
【００１８】
植付部４の前部であって、フロート１４（１４Ａ・１４Ｂ）の前方には、枕地整地用の整地装置２０が設けられている。整地装置２０は、植付フレーム１５に対して高さ変更可能に支持される。なお、整地装置２０の高さ（ロータ高さ）は、適宜のセンサによって検出されている。
【００１９】
駆動軸９からの動力の一部がリアアクスルケース１０を介して整地伝動軸２１に分岐され、整地伝動軸２１からユニバーサルジョイント２２、入力軸２３及び整地伝動ケース２４を介して、両側方に向けて延出される駆動軸２５に伝達される。各駆動軸２５には、複数のロータ２６が固定され、駆動軸２５の回転駆動によってロータ２６が回転して圃場が整地される。整地装置２０の中央には整地伝動ケース２４が配置され、中央から両側方に動力が伝達される。
【００２０】
整地装置２０は、中央が前方に配置され、中央から両側方に向かうに従ってそれぞれ前方から後方に向けて傾斜するように配置される。つまり、中央部が他の部位よりも前方に位置するように設けられており、上面視ハの字状に配置されている。整地装置２０によって、その中央部の後方にスペースを確保する構成であり、センターフロート１４Ａをそのスペースを利用して前方に寄せて配置することを可能としている。
【００２１】
図３に示すように、回動支軸１６又はリンク機構１７には、ポテンショメータ等の適宜のセンサが取り付けられており、該センサによる検出値に基づいてリンク高さｈ０が算出される。このリンク高さｈ０は、植付爪１２の爪出量（植付爪１２の先端部とフロート底面との距離）として検出される。そして、後述のようにセンターフロート１４Ａの沈下量ｄを用いて、実植付深さｈ（ｈ＝ｈ０＋ｄ）として検出される。
【００２２】
中央に配置されるセンターフロート１４Ａは、圃場接地面検知用のフロート検知体として利用される。具体的には、圃場の凹凸に応じて変化するセンターフロート１４Ａの揺動角（フロート前面で受ける抵抗に応じたピッチング方向の回動角度：フロート角α）に基づいてフロートの目標角を決定し、フロート角αが目標角に近付くように植付部高さ（植深さ）が制御されている。
【００２３】
図２及び図３に示すように、中央３条分を整地するセンターフロート１４Ａにおいて、左右両側の植え付け位置の直前方には、圃場表面を検知するセンサ３０が設けられる。センサ３０は、前方から後方に向けて延出される。センサ３０は、植付フレーム１５にピッチング方向に揺動自在に支持され、その揺動支点を中心として重力によって垂れ下がるため、後端部が圃場表面に接触した状態が維持される。つまり、センサ３０が常に圃場表面を追従するように田植機１が進行する。
【００２４】
ポテンショメータ等の適宜の角度計測機器によってセンサ３０の揺動角度を計測し、センサ３０の揺動支軸の高さ及びセンサ３０の後端と揺動支軸の距離を用いて、センサ３０と圃場の位置関係を算出する。そして、圃場の実高さ（苗を植え付ける田面高さ）を検知する。このように、センサ３０によって圃場の実高さを検出することによって、センターフロート１４Ａの沈下量ｄ（泥状の圃場への沈み込み量）を計測できる。
【００２５】
以上のように、圃場接地面の検知用に用いられるセンターフロート１４Ａとは別にセンサ３０を設けて、センサ３０によって植え付け位置の近傍で圃場表面の高さを検知することで、センシングフロートであるセンターフロート１４Ａの沈下量を算出して実植付深さを検知している。そして、センサ３０によって実植付深さを検知することで、苗の植え付けが適正に行われているか否かを判定することが可能となる。つまり、圃場条件に応じて感度調整を行う必要がなく、センサ３０を用いた昇降制御によってオートマチックに感度調整が行われることとなる。
【００２６】
また、センサ３０によって苗の植え付け直前でのセンシングを実現することで、センシング精度の向上を図ることができる。本実施形態における植え付け位置とは、リンク機構１７を介して回動するフロートの後端部の側方である。また、植え付け位置の直前方位置とは、苗を植え付けるためにフロートで整地された後の圃場であり、そのような安定した状態の圃場をセンシングするため、圃場の表面に現れる凹凸形状がセンサ３０に与える影響及びフロートによって生じる泥水流がセンサ３０に与える影響を低減できる。そして、センサ３０をセンターフロート１４Ａの最外側よりも内側に配置することによって、センサ３０がフロートによって生じる曳き波の影響を受けにくくすることができ、センシング精度の低下を防いでいる。
【００２７】
さらに、図４に示すように、センターフロート１４Ａの側方が開放されていることで、側方からの泥水流がフロート外周に沿って内方側を通ることとなる。つまり、センターフロート１４Ａの側方から苗の植え付け位置、ひいてはセンサ３０側に向かい、流れ抜ける水流が生じることとなる。これにより、センサ３０上に堆積する夾雑物が、センターフロート１４Ａの側方からセンサ３０側への流れを受けて取れやすくなる。以上のように、センターフロート１４Ａの形状及びセンサ３０の配置によって、センサ３０上に夾雑物が堆積し難い構成を実現している。従って、夾雑物がセンサ３０によるセンシングに影響を及ぼす可能性を低減できる。
【００２８】
図３に示すように、センサ３０は、揺動支軸３１に回動自在に設けられる支持部３２によって支持される。支持部３２は、揺動支軸３１回りにピッチング方向に揺動自在に支持されており、支持部３２によってセンサ３０が圃場表面の凹凸に倣って追従する。揺動支軸３１の回動角は、ポテンショメータ３３によって検出され、その検出値に基づいてセンターフロート１４Ａの沈下量が算出される。なお、センサ３０の微小な回動を検知するために、揺動支軸３１とポテンショメータ３３との間に減速ギア等を介在させることで検出能を向上することが可能である。
【００２９】
図３及び図５に示すように、センサ３０は、支持部３２と連結されるステー４０と、略水平方向に延出され、圃場表面と接地する接地部４１と、ステー４０と接地部４１とを接続するように縦方向に延出される延出部４２とによって構成される。
【００３０】
延出部４２及び接地部４１は、ステー４０から熊手状に延出される。また、延出部４２から接地部４１に接続される部位で屈曲するように形成されている。熊手状に形成することで、泥水流による流体力の影響を低減し、センサ３０による検出性能を安定させることができる。また、屈曲状に形成することで前後長を小さくでき、空間制限のある中でコンパクトに収めることができる。
【００３１】
センサ３０は、一体成形によって成形される樹脂製の部材、又は、一体成形によって成形される重量の軽い金属製の部材である。樹脂製とすることで、容易に大量生産できるとともに、センサ３０のコストを低くすることができる。金属製とすることで、センサ３０の寿命を向上することができる。金属製のものを採用する場合は、例えば中空に成形する等でセンサ３０の重量を軽く抑えつつ強度も確保することができる。
【００３２】
図５に示すように、接地部４１の断面形状は、下部が幅広、かつ、上部が幅狭となるように形成されている。つまり、圃場表面と接触する下部を幅広とすることで、接地面積をより大きくしている。これにより、センサ３０にかかる面圧を確保しつつ、センサ３０自体を細く構成している。また、圃場表面とは接触しない上部を幅狭とすることで、接地部４１上に滞留する泥、水等の量を少なくすることができる。これにより、センサ３０による水流の乱れを抑制し、泥土等の堆積を防止することが可能である。また、本実施形態では、接地部４１を縦長、言い換えれば横幅に対して縦幅が大きくなるように構成している。これにより、センサ３０の剛性を確保することが可能である。
【００３３】
図５に示すように、延出部４２の断面形状は、前部が幅狭、かつ、後部が幅広となるように形成されている。つまり、泥水と衝突する進行方向前側を幅狭とすることで、前方からの泥水の流体力の影響を低減し、センサ３０の浮き上がりを押さえて検出精度の悪化を抑制することができる。このように、本実施形態のセンサ３０の形状によれば、田植機１の進行に伴う泥水の水流の影響を低減でき、センシング精度を向上することが可能である。
【００３４】
なお、本実施形態では、奇数条の苗移植機の一例として、７条植えの田植機１について説明しているが、これに限らず、５条植え、９条植え等の田植機に対しても同様に適用することが可能である。また、本実施形態では、苗移植機の一例として、田植機１について説明しているが、整地用のフロート及び圃場接地面検知用のセンターフロートを備える水田作業機であれば、本実施形態のセンターフロート１４Ａ及びセンサ３０の構成を同様に適用することが可能である。水田作業機としては、播種機、移植機、水田管理作業機等が挙げられる。
【００３５】
次に、図６及び図７を用いて、水田作業機の一例としての播種機５０について説明する。播種機５０の基本的な構成は、主作業部として奇数条の苗を圃場に植え付ける植付部４を備えた田植機１と略同じであるが、主作業部として奇数条の種籾を圃場に供給する播種装置５１を備える点で異なっている。以下、異なる点について説明する。
【００３６】
播種装置５１は、昇降部５を介して機体に連結され、昇降部５の作動を制御することで上下方向に自動昇降可能に構成されている。また、播種装置５１は、ローリング軸（不図示）を介して昇降部５に連結され、ローリング軸を回動させることで、ローリング方向に傾斜制御可能に構成されている。播種機５０は、エンジン２の駆動によって走行しながら、播種装置５１によって圃場に種籾を供給する。本実施形態の播種機５０は、奇数条の種籾を供給する湛水播種機であり、主作業部としての播種装置５１は５条、７条、９条等、奇数条に種籾を供給するものである。
【００３７】
播種装置５１は、繰出装置５２、ホッパ５３、フロート５４、作溝器５５等を備える。繰出装置５２は、ホッパ５３に収容される種籾を所定量、かつ、所定のタイミングで圃場に供給する。繰出装置５２は、播種機５０によって供給される条数分設けられている。フロート５４は、左右方向に複数配置され、中央３条分を整地するセンターフロート５４Ａ、その側方に配置され、側方２条分を整地する二つのサイドフロートを備える。フロート５４は播種フレームに取り付けられる。
【００３８】
センターフロート５４Ａは、田植機１のセンターフロート１４Ａと同様の構成を有する。つまり、センターフロート５４Ａは、上面視「Π字状」に形成されているとともに、その中心線が播種機５０の中心線と略一致するように配置されている。そして、センターフロート５４Ａにセンサ３０が同様に設けられている。つまり、センターフロート５４Ａにおいて、左右両側の種籾供給位置の直前方にセンサ３０を設けている。このように、センサ３０によって種籾の供給直前位置でのセンシングを実現しているとともに、センサ３０が配置されているセンターフロート５４Ａの側方が開放されていることで、側方からの泥水流がフロート外周に沿って内方側を通ることとなる。その際、センサ３０をセンターフロート５４Ａの最外側よりも内側に配置していることで、フロートの曳き波の影響を低減でき、センシング精度を向上することができる。
【００３９】
フロート５４には、作溝器５５が取り付けられている。作溝器５５は、繰出装置５２によって繰り出される種籾を供給するための溝を圃場に形成する。作溝器５５は、繰出装置５２と同数、つまり条数分設けられている。
【００４０】
田植機１では、センサ３０による検知結果を用いて、センターフロート１４Ａの沈下量を算出することで実植付深さを検知している。そして、実植付深さを検知し、昇降部５を昇降制御することで、適正な苗の植え付けを実現している。これに対して、播種機５０では、センサ３０による検知結果を用いて、センターフロート５４Ａの沈下量を算出し、作溝器５５によって形成される溝の深さを検知している。検知される溝の深さが所定の深さとなるように、昇降部５の昇降制御が行われる。つまり、センサ３０が検知する圃場表面に応じて、作溝器５５が略一定の深さの溝を形成するように播種装置５１を昇降させる。
【００４１】
また、播種装置５１は昇降部５に対してローリング方向に傾斜可能に取り付けられていることから、センサ３０による検知結果を用いて、センサ３０が取り付けられたセンターフロート５４Ａの両側方における各作溝器５５によって形成される溝の深さが同一となるように播種装置５１をローリング方向に傾斜制御することも可能である。つまり、機体の中心線と略一致するように配置されたセンターフロート５４Ａのローリング方向の傾斜を左右両側に設けられたセンサ３０によって検知することで、機体中心線の左側と右側における溝深さが同一となるように制御することが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１：田植機（水田作業機）、４：植付部（主作業部）、５：昇降部、１２：植付爪、１４：フロート、１４Ａ：センターフロート、１５：植付フレーム、３０：センサ、５０：播種機（水田作業機）、５１：播種装置（主作業部）、５２：繰出装置、５４：フロート、５４Ａ：センターフロート、５５：作溝器
【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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