步行式水田作业机 【技术领域】
本发明涉及一种机身上具有能够自由升降的行驶用的左、右车轮的步行式水田作业机。
背景技术
在作为步行式水田作业机的一个例子的步行式插秧机中，如专利文献1所公开的那样，将左、右车轮支撑体(专利文献1的图1、图2及图3中的附图标记10)支撑为能够绕着机身的横向轴心X上下摆动，并在左、右车轮支撑体的端部具有行驶用的左、右车轮(专利文献1的图1、图2及图3中的附图标记1)。所述步行式插秧机具有绕着轴心(专利文献1的图3及图4中的附图标记Y)摆动的天平连杆(专利文献1的图3及图4中的附图标记41)，左、右车轮支撑体向相反方向摆动，左、右车轮向着相反方向升降。
水田一般包括位于表面的田面和位于田面下方的相对硬质的犁底层(plough pan)，左、右车轮接触于犁底层而行驶。由此，使左、右车轮向相反方向升降而适应犁底层的凹凸，从而将机身维持成与田面平行，在专利文献1中，横跨左、右车轮支撑体安装有扭杆(专利文献1的图2、图3及图8的附图标记60)，向着消除左、右车轮相对于机身的高度的差的方向对左、右车轮施力。
专利文献1：日本特开2006-238790号公报。
在步行式水田作业机中，左、右车轮向相反方向升降的结构以及向着消除左、右车轮相对于机身的高度的差的方向对左、右车轮施力的结构，能够适应于机身沿着犁底层的小的凹凸向左、右小幅频繁地倾斜的状态。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种步行式水田作业机，除了能够应对机身沿着犁底层的较小凹凸向左、右小幅频繁地倾斜的状态之外，对于机身沿着犁底层的较大凹凸而向左、右大的倾斜的状态也能够适当地进行应对。
[I]
(结构)
本发明的第一特征在于，步行式水田作业机如下述那样构成。
步行式水田作业机具有：行驶用的左、右车轮；强制地对左、右车轮相对于机身的高度赋予差值的横摆(rolling)机构；操作所述横摆机构动作以使机身与田面平行的横摆操作单元。在所述横摆机构和右车轮之间具有允许右车轮升降的熔融贯通部。在所述横摆机构和左车轮之间具有允许左车轮升降的熔融贯通部。该步行式水田作业机具有施力机构，该施力机构朝着消除左、右车轮相对于机身的高度的差的方向对左、右车轮施力。
(作用)
[I]-1
根据本发明的第一特征，在机身沿着犁底层的较小凹凸向左、右频繁地较小倾斜的情况下，通过熔融贯通部使得左、右车轮沿着犁底层的较小凹凸向相反方向升降，成为频繁地较小产生左、右车轮相对于机身的高度的差的状态，从而能够抑制机身向左、右频繁地较小倾斜的状态。
在这种情况下，根据本发明的第一特征，与专利文献1一样具有施力机构，所述施力机构朝着消除左、右车轮相对于机身的高度的差的方向对左、右车轮施力。由此，施力机构发挥作用，以不过度频繁地较小产生左、右车轮相对于机身的高度地差的状态，通过施力机构能够抑制过于频繁地较小产生左、右车轮相对于机身的高度的差的状态，或者左、右车轮相对于机身的高度的差变得过大的状态。
[I]-2
根据本发明的第一特征，在机身沿着犁底层的较小凹凸向上及下频繁地较小升降的情况下，通过熔融贯通部使得左、右车轮沿着犁底层的较小凹凸向相同方向升降，成为频繁地较小产生左、右车轮相对于机身的相同方向升降的状态，从而能够抑制机身向上及下频繁地较小升降的状态。
在这种情况下，根据本发明的第一特征，由于在施力机构不产生加载力，其中该加载力朝着消除左、右车轮相对于机身的高度的差的方向对左、右车轮施力，因此，对于左、右车轮相对于机身的相同方向的升降，施力机构不构成阻力。
[I]-3
在机身沿着犁底层的较大凹凸向左、右较大倾斜的情况下，在基于熔融贯通部使左、右车轮向相反方向升降的升降结构以及朝着消除左、右车轮相对于机身的高度的差的方向对左、右车轮施力的施力机构中，进行应对是很困难的(依据：如上所述，左、右车轮相对于机身的高度的差变得过大的状态是通过施力机构进行抑制的)。
根据本发明的第一特征，不同于施力机构，另外具有：横摆机构，其强制地对左、右车轮相对于机身的高度赋予差值；横摆操作单元，其操作横摆机构动作，使机身与田面平行。
由此，在机身沿着犁底层的较大凹凸向左、右较大倾斜的情况下，通过横摆机构及横摆操作单元来对抗施力机构，将差值强制地赋予左、右车轮相对于机身的高度，维持为机身与田面平行。
(发明效果)
根据本发明的第一特征，在步行式水田作业机中，一边使频繁地较小产生左、右车轮相对于机身的高度的差的状态不过度，一边抑制机身沿着犁底层的较小凹凸向左、右频繁地较小倾斜的状态，并且抑制机身向上及下频繁地较小升降的状态，从而能够提高步行式水田作业机的行驶性能。
根据本发明的第一特征，对于机身沿着犁底层的较大凹凸向左、右较大倾斜的状态，由于横摆机构及横摆操作单元适当地进行应对，所以能够提高步行式水田作业机的行驶性能。
[II]
(结构)
本发明的第二特征在于，本发明的第一特征的步行式水田作业机如下所述那样构成。
熔融贯通部是悬挂机构。
(作用)
根据本发明的第二特征，与本发明的第一特征一样具有前项[I]所述的“作用”，除此之外还具有下述“作用”。
根据本发明的第二特征，如前项[I]所述那样，在机身沿着犁底层的较小凹凸向左、右频繁地较小倾斜的情况、机身沿着犁底层的较小凹凸向上及下频繁地较小升降的情况下，通过悬挂(suspension)机构(熔融贯通部)，使得左、右车轮沿着犁底层的较小凹凸平滑地向相反方向及相同方向升降，由此将机身向左、右频繁地较小倾斜的状态抑制得平稳，将机身向上及下频繁地较小升降的状态抑制得平稳。
(发明效果)
根据本发明的第二特征，与本发明的第一特征一样具有前项[I]所述的“发明效果”，除此之外还具有下述“发明效果”。
根据本发明的第二特征，将机身向左、右频繁地较小倾斜的状态抑制得平稳，并且将机身向上及下频繁地较小升降的状态抑制得平稳，因此能够提高步行式水田作业机的行驶性能。
【附图说明】
图1是步行式插秧机的整体侧视图。
图2是步行式插秧机的横剖俯视图。
图3是步行式插秧机的前下部的侧视图。
图4是步行式插秧机的前下部的纵剖侧视图。
图5是变速箱附近的纵剖后视图。
图6是右车轮支撑箱、操作部及板簧附近的分解立体图。
图7是横摆控制阀(rolling control valve)附近的立体图。
图8是横摆控制阀附近的横剖俯视图。
图9是升降缸及横摇缸(rolling cylinder)附近的横剖俯视图。
图10是升降缸及横摇缸附近的分解立体图。
图11是升降缸及操作臂附近的纵剖主视图。
【具体实施方式】
[1]
如图1及图2所示，在机身的前后方向上配置的棱管(square pipe)状的机身框架1的前部连接有变速箱2，变速箱2的前部连接有左、右支撑框架3，发动机4以前倾姿态支撑在左、右支撑框架3上，机身框架1的后部连接有插秧装置5及操纵手柄6，并且具有中央浮体(center float)12及侧浮体(side float)13，由此构成作为步行式水田作业机的一个例子的步行式插秧机。
如图1所示，插秧装置5具有连接在机身框架1的后部的进给传动箱(feedcase)7、可旋转驱动地支撑在进给传动箱7上的6个插秧臂8以及被进给传动箱7驱动而在左右方向上往复横向进给的载苗台9等，从而构成为6列栽种式的机械。发动机4的动力被传递至变速箱2，变速箱2的动力经由内置于机身框架1的传动轴40(参照图5)传递至插秧装置5(进给传动箱7)。
如图1、图2及图5所示，左、右车轮支撑箱10被支撑为绕着变速箱2的左、右毂(boss)部2a的横向轴心P1上下自由摆动，并向后方延伸，在左、右车轮支撑箱10的后部支撑着左、右车轮11。左、右车轮支撑箱10具有前部的铸造制成的毂部10a、后部的铸造制成的车轮支撑部10b以及跨及毂部10a及车轮支撑部10b并进行了螺栓连接的圆管制的中间部10c。变速箱2的动力经由内置在左、右车轮支撑箱10内的传动轴39传递至左、右车轮11。
[2]
接着，对左、右车轮11的升降结构进行说明。
如图2、图3及图4所示，在左、右支撑框架3之间倾斜地配置有单动式的升降缸14，上、下的操作臂15被支撑为绕着升降缸14的活塞杆14a的纵向轴心P2可自由摆动，操作臂15通过左、右支撑框架3的长孔3a而向横向外侧延伸。
如图9、图10及图11所示，在操作臂15的左、右端部，通过销17连接着连杆16，并使连杆16可自由摆动。将板材弯折成棱管状构成连接构件18，连接构件18前部的长孔18c内插入着销17，连接构件18相对于操作臂15及连杆16能够在长孔18c的范围内滑动。在固定于连接构件18内的隔板18a的开口18b中插入着连杆16，并且使连杆16自由滑动，连杆16的端部上安装有螺母19。在连杆16和连接构件18的隔板18a之间以自然长度状态(或者与自然长度状态相比稍微被压缩了的状态)配置有3个悬挂橡胶(suspension gum)20(相当于熔融贯通部及悬挂机构)(在3个悬挂橡胶中插入有连杆16)。
如图9及图10所示，连接构件18的后部具有3个开口18d。如图5及图6所示，在左、右车轮支撑箱10的中间部10c上固定有托架10d，在左、右车轮支撑箱10的毂部10a及托架10d(中间部10c)上，螺栓连接有侧视(参照图3)呈三角形状的操作部21，在操作部21的上部固定着毂部21a。如图3、图9及图10所示，操作部21的毂部21a通过销22与连接构件18的一个开口18d连接。
如图2、图3及图4所示，在升降缸14进行伸展动作时，操作臂15向纸面右方移动，通过连杆16及连接构件18，使得左、右车轮支撑箱10绕着横向轴心P1向下方摆动，从而左、右车轮11下降。在升降缸14进行收缩动作时，操作臂15向纸面左方移动，通过连杆16及连接构件18，使得左、右车轮支撑箱10绕着横向轴心P1向上方摆动，从而左、右车轮11上升。
通过升降缸14如此这样进行伸缩动作，使左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)向相同方向升降。
如图3、图9及图10所示，通过改变用于连接操作部21的毂部21a的连接构件18的开口18d，能够将左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)相对于机身的升降范围向上方改变或者向下方改变。图3、图9及图10所示状态是将操作部21的毂部21a连接在连接构件18前侧的开口18d上的状态，是将左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)相对于机身的升降范围设定为在上方的状态。在连接构件18后侧的开口18d中连接操作部21的毂部21a时，能够将左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)相对于机身的升降范围设定为在下方。
[3]
接着，对左、右车轮11的横摆结构进行说明。
如图2、图4、图10及图11所示，平板状的连接部23以位于上、下操作臂15之间的方式固定在升降缸14的活塞杆14a上(连接部23不绕着纵向轴心P2摆动)，连接部23通过左支撑框架3的长孔3a向横向外侧延伸。
如图9、图10及图11所示，将板材弯折成棱管状构成连接构件24，操作臂15及连接部23进入到连接构件24的前部的缺口部24a内，通过销25将连接构件24和操作臂15连接。往复运动式的横摇缸26(相当于横摆机构)配置在连接构件24的内部，横摇缸26的活塞杆26a通过销27连接在连接部23上。横摇缸26通过销28连接在连接构件24上。
如图2、图9及图10所示，在横摇缸26进行伸展动作时，相对于连接部23，横摇缸26及连接构件24向图9的纸面右方移动，操作臂15绕着纵向轴心P2向图9的纸面逆时针方向摆动。由此，右车轮支撑箱10绕着横向轴心P1向上方摆动，右车轮11上升，左车轮支撑箱10绕着横向轴心P1向下方摆动，从而左车轮11下降。
如图2、图9及图10所示，在横摇缸26进行收缩动作时，相对于连接部23，横摇缸26及连接构件24向图9的纸面左方移动，操作臂15绕着纵向轴心P2向图9的纸面顺时针方向摆动。由此，右车轮支撑箱10绕着横向轴心P1向下方摆动，右车轮11下降，左车轮支撑箱10绕着横向轴心P1向上方摆动，从而左车轮11上升。
通过横摇缸26如此进行伸缩动作，使左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)向相反方向升降(相当于对左、右车轮11相对于机身的高度赋予强制的差值的状态)。
如图9、图10及图11所示，连接构件24具有舌片状的突出部24b、24c，连接构件24的突出部24b抵靠在连接构件18的上表面上，连接构件24的突出部24c卡合在连接构件18的下边部。由此，在横摇缸26进行伸缩动作使横摇缸26及连接构件24向图9的纸面左右方向移动的情况下，成为通过连接构件24的突出部24b、24c，沿着连接构件18引导连接构件24的状态，抑制连接构件24的晃动，使操作臂15绕着纵向轴心P2平滑地摆动。
如图2、图5及图6所示，在左、右车轮支撑箱10的操作部21上，螺栓连接有横向长的板簧29(相当于施力机构)，板簧29被配置为通过机身框架1和中央浮体12之间。
如上所述，在通过横摇缸26使右车轮11(右车轮支撑箱10)下降、左车轮11(左车轮支撑箱10)上升时(或者右车轮11(右车轮支撑箱10)上升、左车轮11(左车轮支撑箱10)下降时)，成为对左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)相对于机身的高度赋予强制的差值的状态，从而板簧29成为被扭曲的状态，在板簧29上产生加载力，所述加载力朝着消除左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)相对于机身的高度的差的方向对左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)施力。但是，横摇缸26的伸缩动作力被设定为足够强于板簧29的加载力。
[4]
接着，对升降控制阀30的动作进行说明。
如图1所示，中央浮体12的后部被支撑为绕着机身后部的横向轴心P3上下自由摆动。如图3及图4所示，引导构件32被支撑为绕着变速箱2前部的横向轴心P4上下自由摆动，在中央浮体12前部固定有托架33，托架33的朝向横向的销33a插入在引导构件32的长孔32a中。伴随着中央浮体12绕着横向轴心P3上下摆动，引导构件32绕着横向轴心P4上下摆动，因此，中央浮体12的前部欲向左、右横方移动的状态被引导构件32阻止。
如图3、图4及图5所示，变速箱2的上部固定有升降控制阀30，从升降控制阀30的操作部30a到引导构件32连接有连杆34，经由升降控制阀30操作油压泵(未图示)的工作油向升降缸14供给或从升降缸14排出。
如图1所示，水田通常包括位于表面的田面G1和位于田面G1下方的相对硬质的犁底层G2。中央浮体12及侧浮体13追随着田面G1起伏，左、右车轮11接触犁底层G2行驶，通过左、右车轮11接触于犁底层G2来支撑机身的重量。
如图1、图3及图4所示，在机身沿着犁底层G2的较大凹凸向上及向下较大升降的情况下，成为相对于机身，中央浮体12绕着横向轴心P3上下摆动的状态，通过引导构件32及连杆34操作升降控制阀30。通过升降控制阀30使升降缸14进行伸缩动作，使左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)向相同方向升降。由此，机身被维持为距离田面G1的设定高度，插秧臂8进行插秧时的秧苗的栽插深度被维持在设定高度，在板簧29上不产生加载力，其中该加载力朝着消除左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)相对于机身的高度的差的方向，对左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)施力。
[5]
接着，对横摆控制阀31(相当于横摆操作单元)的动作进行说明。
如图3、图4及图5所示，在升降控制阀30的上部固定有横摆控制阀31，经由横摆控制阀31操作油压泵(未图示)的工作油对横摇缸26供给或从横摇缸26排出。如图3、图4、图5、图7及图8所示，操作臂36被支撑为能够绕着在横摆控制阀31上固定的托架35的机身前后方向的横向轴心P5自由摆动，操作臂36的下部固定有配重37。
如图3、图4、图7及图8所示，横摆控制阀31的阀柱(spool)31a向前方突出，俯视呈L字形的操作臂38被支撑为能够绕着托架35的纵向轴心P6自由摆动，操作臂38的一端连接于横摆控制阀31的阀柱31a，操作臂38的另一端连接于操作臂36。通过配重37的重力，使操作臂36从横向轴心P5朝向铅垂方向，在该状态下即使机身向左、右倾斜，操作臂36还是从横向轴心P5朝向铅垂方向。
如图7及图8所示，在机身沿着犁底层G2的较大凹凸向左、右较大倾斜的情况下，成为横摆控制阀31相对于操作臂36及配重37向左、右倾斜的状态，操作臂38绕着纵向轴心P6摆动，在机身前后方向上操作横摆控制阀31的阀柱31a滑动。通过横摆控制阀31使横摇缸26进行伸缩动作，使右车轮11(右车轮支撑箱10)下降而左车轮11(左车轮支撑箱10)上升(使右车轮11(右车轮支撑箱10)上升而左车轮11(左车轮支撑箱10)下降)，从而机身维持为与田面G1平行(相当于强制对左、右车轮11相对于机身的高度赋予差值的状态)。
[6]
如前项[4]所述，相对于机身沿着犁底层G2的较大凹凸向上及下较大升降的状态，在机身沿着犁底层G2的较小凹凸向上及下频繁地较小升降的情况下，通过操作升降控制阀30不会成为中央浮体12相对于机身绕着横向轴心P3上下摆动的状态。
如前项[5]所述，相对于机身沿着犁底层G2的较大凹凸向左、右较大倾斜的状态，在机身沿着犁底层G2的较小凹凸向左、右频繁地较小倾斜的情况下，通过操作横摆控制阀31不会成为横摆控制阀31相对于操作臂36及配重37向左、右倾斜的状态。
如图9及图10所示，在连杆16及连接构件18上，连杆16通过销17连接在操作臂15上。连接构件18相对于操作臂15及连杆16能够在连接构件18长孔18c的范围内向图9的纸面左右方向移动。
左、右车轮11接触犁底层G2而支撑机身的重量，由此，在由于犁底层G2的凸部将要使左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)上升时，连接构件18向接近操作臂15的方向(图9的纸面左方)移动，悬挂橡胶20被连接构件18的隔板18a压缩。在由于犁底层G2的凹部将要使左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)下降时，连接构件18向远离操作臂15的方向(图9的纸面右方)移动，悬挂橡胶20伸展，因此，连接构件18的隔板18a抵接在螺母19上，从而左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)的下降被阻止。
由此，在机身沿着犁底层G2的较小凹凸向上及下频繁地较小升降的情况下，通过悬挂橡胶20伸缩，使得左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)沿着犁底层G2的较小凹凸向相同方向升降，成为左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)相对于机身在相同方向上频繁地较小产生升降的状态，从而能够抑制机身向上及下频繁地较小升降的状态。
在这种情况下，板簧29不产生加载力，其中该加载力朝着消除左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)相对于机身的高度的差的方向对左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)施力，因此对于左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)的相同方向的升降，板簧29不构成阻力。
在机身沿着犁底层G2的较小凹凸向左、右频繁地较小倾斜的情况下，通过悬挂橡胶20伸缩，使得左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)沿着犁底层G2的较小凹凸向相反方向升降，成为频繁地较小产生左车轮11(左、右车轮支撑箱10)相对于机身的高度的差的状态，从而能够抑制机身向左、右频繁地较小倾斜的状态。
在这种情况下，在产生左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)相对于机身的高度的差时，板簧29发挥作用，使得频繁地较小产生左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)相对于机身的高度的差的状态不过度出现。由此，通过板簧29能够抑制过度频繁地较小产生左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)相对于机身的高度的差的状态，或者左、右车轮11(左、右车轮支撑箱10)相对于机身的高度的差变得过大的状态。
[发明的其他实施方式]
在上述的具体实施方式中，也可以替代悬挂橡胶20而使用线圈弹簧(未图示)。也可以不使用板簧29，而具有施力机构(未图示)，所述施力机构对操作臂15施力，以使操作臂15相对于升降缸14的活塞杆14a成为直角的姿势。
本发明不仅适用于具有插秧装置5的步行式插秧机，还适用于具备水稻直播装置的步行式直播机等。