JP2622873B2 - 施肥作業機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、施肥管を用いて土中に肥料を供給する施肥
作業機に係り、詳しくは複数の施肥管をリンク機構を介
して略々垂直姿勢を維持しながら上下動するように構成
した施肥作業機に関する。

（ロ）従来の技術 従来、走行機体に装着して該機体と共に走行し、圃場
に流動性肥料又は粒状肥料を点状に施肥する点状施肥装
置として、放射状に施肥管を設けたゲージホイール様の
ものを圃場に転接し、該放射状の施肥管が順次土中に挿
入された時点で前記肥料を該土中に供給するように構成
したものがある。

しかし、該点状施肥装置は、施肥時に施肥管が土中を
抉るように回動して、進行方向前後における施肥管の押
引きがあるため、施肥後の圃場面に形成される孔が大き
くなってしまい、肥料の浮上りや流亡を生じてしまう。
また、前記施肥管が圃場面に挿入されながら回動する際
に、成長した作物根毛部を切断してしまったり、該施肥
管に対する泥土抵抗が大きいことにより、走行時にロス
を生じてしまう。

そこで、施肥管をリンク機構を介して略々垂直姿勢を
維持したまま上下動するようにした本体を走行機体に装
着し、該走行機体に伴って移動しながら圃場に施肥管を
所定の駆動ピッチで挿入し、点状に施肥するように構成
した施肥作業機が考えられる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかし、これによると、施肥管が常に適正な深さ及び
間隔で施肥し得る速度で走行しているのであれば問題は
無いのであるが、走行機体はオペレータの操作によって
その速度が変化されるため、速度が大きくなった場合、
一定の駆動ピッチで点状施肥する施肥管は圃場面に挿入
される間隔が大きくなり過ぎ、その侵入深さも適性でな
くなってしまい、また逆に速度が小さくなった場合に
は、施肥管の挿入される間隔が小さくなり過ぎ、稲稈に
対する適切な点状施肥が困難になってしまう。

そこで、本発明は、施肥作業機の駆動ピッチを、移動
農機の走行速度に連動して増減し得るように構成し、も
って上述課題を解消した施肥作業機を提供することを目
的とするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、例
えば第１図及び第２図を参照して示すと、移動農機
（１）に装着され、肥料を土中に供給する複数の施肥管
（53），（55）を、リンク機構（56）を介して略々垂直
姿勢を維持しながら上下動するように構成し、更に前記
施肥管（53），（55）の土壌挿入時、その先端が最下点
近傍になった時点で施肥する分配弁（93）を有してなる
施肥作業機（16）であって、前記移動農機（１）の走行
速度に連動して駆動速度を変化する駆動装置（24），
（40）を備え、該駆動装置にて前記リンク機構（56）を
駆動すると共に前記分配弁（93）を駆動するように構成
したことを特徴とする。

（ホ）作用 以上構成に基づき、移動農機（１）に牽引される施肥
作業機（16）は、施肥管（53），（55）をリンク機構
（56）により略々垂直姿勢を維持したままの状態で上下
動し、圃場に挿入されながら施肥する。この際、リンク
機構（56）及び分配弁（93）が、走行速度に連動して駆
動速度を変化する油圧モータ（40）にて作動されるた
め、施肥管（53），（55）は走行速度に同調した適切な
ピッチで施肥作業し、かつ土壌挿入時には、その先端が
最下点近傍になった時点で肥料を放出する。

なお、カッコ内に付す符号は、何等構成を限定するも
のではない。

（ヘ）実施例 以下、図面に沿って、本発明による実施例について説
明する。

管理機１は、第１図及び第10図に示すように、車輪2,
2及び車輪3,3にて４隅を支持されている平面視矩形状の
機体フレーム５を有しており、かつ該機体フレーム５の
中央部に配置した旋回支軸６には水平方向回動自在に旋
回フレーム７が設けられている。そして、該旋回フレー
ム７の一端にはリンク９を介してスティック10が都付け
られており、かつ該リンク９の回動基部近傍にには、旋
回フレーム７に設置した油圧シリンダ13の一端が連結さ
れている。また、旋回フレーム７の他端には、トップリ
ンク15a及びロワリンク15bからなる三点リンク15を介し
て施肥作業機16が昇降自在に装着されており、かつ旋回
フレーム７の他端に取付けた油圧シリンダ17が三点リン
ク15に連結されている。一方、旋回フレーム７の中央部
には該フレーム７を挟むように施肥タンク20,20が設置
されており、かつ該施肥タンク20,20はホース21を介し
て施肥作業機16にペースト状の肥料を送っている。ま
た、側面視における機体フレーム５の下方には、エンジ
ン23、定容量油圧ポンプ24、トランスミッション、ソレ
ノイドバルブ26、制御部27及びバッテリ29等が、プレー
ト30上にそれぞれ配置された状態で懸架されている。

一方、前記施肥作業機16は、第２図及び第３図に示す
ように、三点リンク15の先端に設けたブラケット31に左
右方向揺動自在に支持されて装着されており、前記油圧
シリンダ17により昇降自在にされている。そして、該施
肥作業機16は伝動部34及び駆動部32を有しており、該伝
動部34は、ブラケット31に支軸33を介して左右方向揺動
自在に支持されたツールバー35を有し、かつ該ツールバ
ー35には後方に向けて突出するように複数のノズルフレ
ーム36…が設置されており、更に平面視中央部にはブラ
ケット37,37がノズルフレーム36…と平行に設置されて
いる。また、側面視におけるブラケット37より上方に
は、マイクロコンピュータ39（以後マイコンという）、
定容量油圧モータ40、無段変速装置41及びその両可変プ
ーリ軸に取付けられた回転計42,42が設置されている。

一方、前記駆動部32は、ノズルフレーム36…から垂下
したフレーム部材43を有しており、更に該フレーム部材
43にはその中央部やや下方に上部クランク軸45が回転自
在に支持され、かつその下方には下部クランク軸46が回
転自在に支持されており、該上部クランク軸45には大径
スプロケット47,小径スプロケット49がそれぞれ取付け
られている。また、上部クランク軸45には、該軸45に対
しそれぞれ180度位相を変えて、軸固定部材50（第５図
参照）にて固着した同一長さのクランクアーム51a,51b
が設けられており、かつ下部クランク軸46にも同様にし
てクランクアーム52a,52bが設けられている。そして、
上部クランクアーム51a及び下部クランクアーム52aそれ
ぞれの先端には施肥管53が枢結されており、また上部ク
ランクアーム51b及び下部クランクアーム52bの先端には
施肥管55が枢結されており、これらクランクアーム51a,
51b,52a,52bにて平行クランク機構56が構成されてい
る。また、施肥管53と下部クランクアーム52aとの枢結
部、並びに施肥管55と下部クランクアーム52bの枢結部
には、それぞれ融通機構57が介在されている。

そして、該融通機構57は、施肥管55（又は施肥管53）
に固設したブラケット59に長孔59aを形成し、かつ該長
孔59aには、下部クランクアーム52b（又は下部クランク
アーム52a）の先端を取付けたピン60が遊嵌されてい
る。従って、該ピン60にて長孔59aに対してガタを持た
せることにより、施肥管55（又は施肥管53）が上側枢支
軸61を中心として長孔59aの範囲内で進行方向前後に自
在に揺動し得るように構成されている。更に、ブラケッ
ト59に設けた止め部材62に取付けた戻しスプリング63の
両端はピン60を挟持した状態で下方に向けて延出されて
おり、該延出端部は長孔59aの中心部の直下方に設けた
ストッパ部材65に対しその両側から弾性当接しており、
従って施肥管55（施肥管53）は揺動領域の中立位置に常
に付勢された状態にある。また、前記ブラケット31には
下方に延出してゲージホイール支持部材66が設置され、
かつ該支持部材66の下端にはヒッチピン67を介してブラ
ケット69が左右方向に自在に回動し得るように設置され
ており、そして該ブラケット69の上下端には、平行リン
ク70を構成するリンク70a,70bの一端が枢支されてい
る。更に、該平行リンク70の他端には支持部材71が取付
けられ、かつ該支持部材71には、下方に延出して支持部
材72が設置されている。また、該支持部材72の下方にゲ
ージホイール76を軸支する（第６図参照）ボス部76aが
取付けられ、該ボス部76a及び支持部材72に取付けられ
たサポート部材73にゲージホイール76用の橇部材75が取
付けられ、該橇部材75の中央部にはゲージホイール76が
貫通する長孔75aが設けられ、かつ前後端部に反り上っ
た反り部75b,75cが設けられている。なお、ゲージホイ
ール76には放射状に多数の突起部材77…が設けられてい
る。そして、該ゲージホイール76は、橇部材75を接地し
て該突起部材77が土中に挿入された状態で走行時追従回
転し、該回転がボス部76a内方に設けた回転計にて走行
距離として計測され、無段変速装置41に設置した回転計
42,42によるデータと合わせてマイコン39にて演算さ
れ、更に後述する無段変速制御用電動モータ87を該演算
値に基づき作動して伝達される回転数の回転比を適時変
更し、後述するペーストポンプ92の駆動を制御するよう
になっている。更に、前記ブラケット69の上端部と、リ
ンク70aの間にはバックアップ用スプリング79が張設さ
れており、これによりゲージホイール76はその見かけの
重量が減少されるため、田面に追従する上下動が確実な
ものになるようにされている。

また、前記リンク70a回動基部には、該リンク70aの上
下方向の回動量を測定するポテンショメータ84が設置さ
れており、該測定値に基づき前記三点リンク15を昇降作
動して、施肥管53（55）先端の土壌挿入深さを一定に制
御するように構成されている。

一方、前記ノズルフレーム36…には６角状のカウンタ
シャフト80が施肥作業機16の幅方向に亘って回転自在に
支持されており、かつ該シャフト80には小径スプロケッ
ト81及び大径スプロケット82が設置されている。また、
前記無段変速装置41は、駆動側割プーリ83及び被動側割
プーリ85の間に無端ベルト86を巻掛けて構成しており、
該駆動側割プーリ83は無段変速制御用電動モータ87にて
変速カム89を適宜作動することによりそのプーリ幅を変
化し、無端ベルト86を内周、外周側に移動して伝動比を
変更し得るように構成している。そして、駆動側割プー
リ83の軸90はスプロケット91を有している。

また、前記ブラケット37の下方にはペーストポンプ92
及び分配弁93が設置されており、該分配弁93は、前述し
た施肥管53…及び施肥管55…の数に対応した数（８本）
だけ流出パイプ95を有しており、そのそれぞれが可撓性
のホース96を介して各施肥管の上端開口部に連通・連結
されており、施肥管53,55がそれぞれ土中最下端位置ま
で差込まれた時点で、施肥管53,55下端の吐出口から一
定量の肥料を吐出するようになっている。そして、ペー
ストポンプ92はスプロケット97を有し、かつ分配弁93は
スプロケット99を有している。

また、該分配弁93は第３図平面視において施肥作業機
16の略々中央に位置されているため、各ホース96はいず
れの施肥管53,55に対しても略々同一の長さにされてお
り、これにより８本の施肥管53,55…への配管長さに大
きな差異がなくされて、ホース吐出抵抗にバラツキが生
じないように構成されている。

一方、前記定容量油圧ポンプ24は、エンジン23の伝動
後流側に位置して設置されて、該エンジン23のミッショ
ンを経た後の回転によって駆動するようになっているた
め、管理機１の走行速度に比例して増減する油量を油圧
ホースを介して定容量油圧モータ40に送ることができ、
従って該油圧モータ40は管理機１の走行速度変化に連動
してその駆動速度が増減するように構成されている。更
に、前記油圧モータ40は大径スプロケット101及び小径
スプロケット102を有しており、該小径スプロケット102
からの動力伝達は、伝動チェン105及び大径スプロケッ
ト82を介してカウンタシャフト80に伝達されるが、該シ
ャフト80からは小径スプロケット81及び伝動チェン106
を介して大径スプロケット47即ち上部クランク軸45に伝
達されると共に、スプロケット107及び伝動チェン109を
介してスプロケット99に即ち分配弁93に分岐伝達され
る。従って、前記平行クランク機構56及び分配弁93は、
管理機１の走行速度変化に連動して駆動速度を変化する
油圧モータ40の回転が、それぞれ伝動チェン及びスプロ
ケットを介して所定のタイミングを保持しながら伝達さ
れるため、それぞれの駆動速度は管理機１の走行速度に
連動して変化するようになっている。

更に、前記大径スプロケット101と前記スプロケット9
1の間には伝動チェン103が巻掛けられており、定容量油
圧モータ40の駆動力が駆動側割プーリ83即ち無段変速装
置41に伝達されるようになっている。そして、無端ベル
ト86にて被動側割プーリ85に伝達される回転は、小径ス
プロケット110及び伝動チェン111を介してスプロケット
97即ちペーストポンプ92に伝達される。なお、図中112
はカバー、113はブラケット31の両側とツールバー35の
両側とに取付けられたスプリング、115は無段変速用ポ
テンショメータ、116は上部クランク軸45と下部クラン
ク軸46とを連動・連結する伝動チェンである。また、両
外側のフレーム部材43にサポート部材150を介して作業
機用橇部材118が取付けられていて、作業機16は管理機
１が傾斜してもこれに影響されることなく田面に追従す
ることができると共に、その上昇時には前記スプリング
113によりツールバー35即ち施肥作業機16が管理機１に
対して平行にされる。

一方、前記ペーストポンプ92は、第７図に示すよう
に、吸込パイプ127及びエア抜きパイプ129を設けた樹脂
製のケース120を有しており、かつ該ケース120の一端部
にはカバー121が嵌合した状態でボルト止めされている
と共に他端部には、吐出パイプ130を設置したカバー122
がその内周部を嵌合した状態でボルト止めされている。
また、ケース120の他端内方には、前記カバー122とその
先端を密接した状態で固定された中空状のポンプケーシ
ング123が配設されている。更に、前記カバー121にはベ
アリングを介して駆動シャフト125が回転自在に支持さ
れており、かつ該シャフト125にはジョイント124及びピ
ン128を介してポンプシャフト126に連結されている。そ
して該ポンプシャフト126は前記ポンプケーシング123の
中空部に挿入されており、従って駆動シャフト125の回
転によりポンプシャフト126がケーシング123内にて回転
すると、吸込パイプ127からのペースト状肥料を、吐出
パイプ130に向けて送出する。

また、前記分配弁93は、第８図（ａ），（ｂ）に示す
ように、ブラケット131にボルト止めしたケース支持部1
32を有しており、かつ該ケース支持部132にはケース133
が一体にボルト止めされている。更に、ケース支持部13
2の内周部には、駆動シャフト135がベアリング148にて
回転自在に支持されて貫通しており、かつ該駆動シャフ
ト135は、その一端に膨出部136を有していると共に他端
にスプロケット99を有している。また、該膨出部136は
ケース133の内周側に形成した中空部133aに収納されて
おり、該中空部133aは、ケース133の流入口133bに取付
けた流入パイプ96を介して肥料タンク20に連通してい
る。

一方、前記膨出部136には中空部136bが形成されてお
り、かつ該中空部136bから外周に向けて分配口136aが形
成されている。また、ケース133には中空部133aから外
周側に向けて多数の流出口134…が形成され、かつ該流
出口134…にはそれぞれ流出パイプ95が連結されてお
り、従って該流出パイプ95…は第８図（ｂ）に示すよう
に、ケース133を中心に放射状に配置される。

また、前記膨出部136の外周面とケース133内周面の間
には、分配口136aからの肥料を流出口134に導く多数の
連通孔138a…を有するリング状部材138が介在されてお
り、更に該リング状部材138の軸方向両側におけるケー
ス133及び膨出部136との間には、シール材料139及びバ
ックアップ材料137からなるシール部材144が配置されて
いる。

そして、第８図（ａ），（ｃ）に示すように、シール
材料139は全体が薄型に形成されていると共にその内周
側、即ち膨出部136外周面と摺接する部位が鋭角状に形
成されて、該外周面との間での摩擦力が小さくなるよう
にされている。更に、シール材料139はリング状部材138
と反対側を、ステンレス等のバックアップ材料137にて
バックアップされるようになっており、また該バックア
ップ材料137はシール材料139に比してその内周円を大き
く形成しており、従ってバックアップ材料137はその内
周端と膨出部136外周面との間で隙間ｓを有することに
なり、該膨出部136と接触しないように構成されてい
る。

一方、前記施肥管53（又は55）の先端部53a（又は55
a）は、第９図（ａ），（ｂ）に示すように、ノズル部
材53b（又は55b）に、尖塔状のカバー部材140を嵌合し
て構成されている。そして、該カバー部材140の先端に
はその円周に沿って放射状に噴出口140a…が形成され、
かつ該噴出口140aから図中上方に向かうように、階段状
に空間部140b,140cが形成されている。また、前記ノズ
ル部材53a（又は55a）とカバー部材140の結合部分には
弁座部材141が嵌合・配置されており、該弁座部材141の
弁座部141aにはスプリング142にて付勢されたボール部
材143が当接している。

本実施例は、以上のような構成よりなるので、圃場に
植付けた稲稈に対して施肥作業を行う場合、走行クラッ
チをオンすることにより管理機１を一方の枕地における
作業開始位置まで移動し、該位置において肥料タンク2
0,20に肥料を供給し、他方の枕地に向けて走行する。

すると、該施肥作業機16においては、定容量油圧ポン
プ24から圧送される油圧にて駆動する定容量油圧モータ
40から、伝動チェン105を介してカウンタシャフト80に
動力が伝達され、スプロケット117及び伝動チェン106を
介して平行クランク機構56の上部クランク軸45へそして
伝動チェン116を介して下部クランク軸46へと伝達され
て、これら上部クランク軸45と下部クランク軸46を第２
図において時計方向に回転する。これにより、クランク
アーム51a,51b及びクランクアーム52a,52bが同方向に回
転し、施肥管53,55同士が180度の位相差をもってそれぞ
れ略々垂直状態を維持した状態のまま回転運動する。こ
の場合、動力は施肥作業機16の幅方向に延びた６角状の
カウンタシャフト80に設置したスプロケット81,107から
伝動チェン106,109を介して各施肥管53,55及び分配弁93
に伝達されるようになっており、その伝動構造が簡略化
されている。

更に、油圧モータ40からの動力は、無段変速装置41の
被動側割プーリ85,伝動チェン111を介してペーストポン
プ92に伝達されるため、ホース21を介して施肥タンク20
から吸入される肥料は、ペーストポンプ92から吐出パイ
プ130を介して分配弁93に送られる。すると、該分配弁9
3では、流入パイプ96からケース133内に送込まれる肥料
が、駆動シャフト135への動力伝達により回転する膨出
部136がその分配口136aを、連通孔138aを介して、８本
の流出パイプ95に連通する流出口134に面して摺接する
ため、肥料は所定のタイミングで各パイプ95から順次流
出される。この際、ケース133内方と膨出部136外周とを
シールするシール材料139はその鋭角状になった内周面
でのみ摺接するため回転時の摩擦抵抗力は小さく、従っ
て回転力にロスを生じることはない。また、全体を薄く
形成されているシール材料139は軸方向外側からバック
アップ材料137にてバックアップされているため、変形
等によりシール効果が損なわれることはない。

そして、分配弁93の肥料流出タイミングは、定容量油
圧モータ40の駆動力が多数のスプロケット及び伝動チェ
ンにより、カウンタシャフト80にて分岐して分配弁93と
平行クランク機構56とに伝達されているため、施肥管5
3,55の圃場に挿入される動作にタイミングが同期されて
おり、従って該施肥管53,55が田面に挿入されてその先
端部53a,55aが最も深くなった位置（例えば約15cm挿入
時）にて、噴出口140aから肥料が吐出される。

一方、伝動チェン109がたるんだ場合には、ブラケッ
ト131に形成した長孔131a（第８図（ｂ）参照）内で各
ボルト145を緩めそして一方向にスライドすることによ
り分配弁93とカウンタシャフト80との軸間距離を変更・
調節して、伝動チェン109の張り具合を調節することが
でき、従って施肥管53,55の駆動ピッチと分配弁93の駆
動タイミングを狂わすことなく、チェンのたるみを解消
することができる。

更に、前述施肥管53,55からの肥料吐出時には、第９
図（ａ）中の矢印Ｂ方向に送られるペースト状の肥料
が、弁座部141aに当接しているボール部材143をスプリ
ング142に抗して移動することにより空間部140c,140bを
通り、噴出口140aから吐出されるが、この場合、空間部
140b,140cは、ノズル部材53a（又は55a）の通路53c（55
c）の径より大きく形成されていると共に、ボール部材1
43とスプリング142の径に対しても余裕をもって形成さ
れているため、吐出される肥料の結晶等が詰まることは
ない。

更に、施肥作業機16は、管理機１のエンジン23からの
伝動後流側に位置する定容量油圧ポンプ24、即ち車輪２
（又は３）を回転した後の回転にて駆動される油圧ポン
プ24から送出される油圧にて駆動する油圧モータ40によ
って駆動するため、管理機１の速度が例えば速くなった
場合には、これに伴って油圧ポンプ24から油圧モータ40
に送られる油量も増加するため、施肥管53,55による駆
動ピッチは管理機１の速度に連動して速くなる。また、
同様に、管理機１の速度が遅くなった場合には、油圧モ
ータ40への油量が減少するため、施肥管53,55による駆
動ピッチが管理機１の速度に連動して遅くなる。更に、
油圧モータ40への動力伝達は、管理機１から渡された油
圧ホースによって行われるため、管理機１と施肥作業機
16が相対的に動作しても該動作は前記油圧ホースにて吸
収され、従って駆動源をメカ的なものにした場合に比し
ていわゆる逃がし構造がいらず、シンプルな構成にされ
る。

（ト）発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、移動農機
（１）の走行速度に連動して駆動速度を変化する駆動装
置（24），（40）にて、リンク機構（56）を駆動すると
共に分配弁（93）を駆動するように構成したので、走行
速度が大きくなった場合でも小さくなった場合でも、施
肥管（55），（56）の駆動ピッチ、及び分配弁（93）の
駆動速度を走行速度変化に連動して同調することがで
き、これにより適正な間隔及び適正な挿入深さにて点状
施肥することができ、稲稈に対する点状施肥をより効果
的なものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る施肥作業機を管理機に装着した状
態を示す側面図、第２図は施肥作業機を詳示する側面
図、第３図はその平面図、第４図は施肥作業機の駆動部
を示す側面図、第５図はその正面図、第６図はゲージホ
イール部を示す正面図、第７図はペーストポンプを示す
断面図、第８図（ａ）は分配弁を示す断面図、第８図
（ｂ）はその側面図、第８図（ｃ）はシール部材を示す
拡大断面図、第９図（ａ）は施肥管の先端部を詳示する
断面図、第９図（ｂ）はその噴出口を示す第９図（ａ）
のｂ−ｂ線による横断面図である。そして、第10図は管
理機に装着した状態の施肥作業機を示す平面図である。 １……移動農機（管理機）、16……施肥作業機、24,40
……駆動装置（油圧ポンプ，油圧モータ）、53,55……
施肥管、56……リンク機構、93……分配弁。

フロントページの続き (72)発明者 野上 久男 島根県八束郡東出雲町大字揖屋町667番 地１ 三菱農機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−175810（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−28316（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動農機に装着され、肥料を土中に供給す
   る複数の施肥管を、リンク機構を介して略々垂直姿勢を
   維持しながら上下動するように構成し、更に前記施肥管
   の土壌挿入時、その先端が最下点近傍になった時点で施
   肥する分配弁を有してなる施肥作業機であって、 前記移動農機の走行速度に連動して駆動速度を変化する
   駆動装置を備え、該駆動装置にて前記リンク機構を駆動
   すると共に前記分配弁を駆動するように構成したことを
   特徴とする、 施肥作業機。