| 【発明の名称】 |
水田作業機 |
| 【発明者】 |
【氏名】久保下 竹男
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| 【要約】 |
【課題】泥土が硬質の圃場から畦に登る形態で作業を行う場合でも圃場面を基準とした適切な高さで作業を行い得る水田作業機を合理的に構成する。
【解決手段】走行機体の後端にリフトシリンダ８で駆動昇降自在に苗植付装置を連結し、この苗植付装置に横向き姿勢Ｐの軸芯周りで揺動自在に支持した接地フロート１８の揺動姿勢を目標姿勢に維持するよう苗植付装置の昇降を行う制御装置４４を備えると共に、軸芯Ｐ周りで接地フロート１８の前部を持ち上げる側に該接地フロート１８を強制的にワイヤ３７を介して操作する補正レバー３５を備えた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 走行機体の後端に対してアクチュエータで駆動昇降自在に作業装置を連結し、この作業装置に対して横向き姿勢の軸芯周りで揺動自在に接地フロートを備え、この接地フロートの揺動姿勢を目標姿勢に維持するよう作業装置の昇降を行う制御装置を備えた水田作業機であって、前記軸芯周りで前記接地フロートの前部を持ち上げる側に該接地フロートを強制的に揺動させる強制操作手段を備えている水田作業機。
【請求項２】 前記強制操作手段が、人為操作力を接地フロートの前部を持ち上げる側に伝える操作ワイヤを備えて構成されている請求項１記載の水田作業機。
【請求項３】 前記強制操作手段が、走行機体が前上がり側に設定量以上傾斜している状態で、かつ、前記作業装置が作動している状態において前記接地フロートの前部を持ち上げる側に操作するアクチュエータで構成されている請求項１記載の水田作業機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走行機体の後端に対してアクチュエータで駆動昇降自在に作業装置を連結し、この作業装置に対して横向き姿勢の軸芯周りで揺動自在に接地フロートを備え、この接地フロートの揺動姿勢を目標姿勢に維持するよう作業装置の昇降を行う制御装置を備えた水田作業機の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記構成の水田作業機の昇降制御装置として乗用型の田植機に備えられるものを例に挙げると、この昇降制御装置では圃場面に対する苗の移植深さを維持する目的から接地フロートを目標姿勢に維持する方向に苗植付装置の昇降制御を行うよう制御動作が設定されている。具体的には、接地フロートの前部を下げる方向にバネ付勢力を作用させると共に、接地フロート前部の上下方向への変位量を計測するポテンショメータ等のセンサを備え、このセンサの検出結果が目標姿勢に維持されるよう昇降用のアクチュエータを操作して苗植付装置の対圃場面高さを目標値に維持する制御装置を備えるものとなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ここで、田植機で苗の移植を終了する際の作業形態を考えるに、苗の移植の終了時には苗の移植を行い乍ら機体を畦に接近させ、図１０に示す如く、走行機体３が畦Ｄに登り終える直前まで苗の移植を継続する作業形態となっている。このような作業形態を採用する理由は畦Ｄの近傍位置まで苗の移植を行う目的からであるが、同図に示す如く作業を終了する直前には走行機体３が前上がりの傾斜姿勢となるので対地作業装置としての苗植付装置Ａも前上がり姿勢になる。しかし、圃場面Ｓの泥土が硬質である場合には接地フロート１８の後端部に押し上げ方向に強い力が作用し、該接地フロート１８が横向き姿勢の軸芯Ｐ周りで前部が下がる側に揺動することもある。このように接地フロート１８が揺動した場合には苗植付装置Ａを下降させる制御が行われ、苗の植付深さが深くなり過ぎる現象に繋がるものとなり改善の余地がある。
【０００４】本発明の目的は、泥土が硬質の圃場から畦に登る形態で作業を行う場合でも圃場面を基準とした適切な高さで作業を行い得る水田作業機を合理的に構成する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴（請求項１）は冒頭に記したように、走行機体の後端に対してアクチュエータで駆動昇降自在に作業装置を連結し、この作業装置に対して横向き姿勢の軸芯周りで揺動自在に接地フロートを備え、この接地フロートの揺動姿勢を目標姿勢に維持するよう作業装置の昇降を行う制御装置を備えた水田作業機において、前記軸芯周りで前記接地フロートの前部を持ち上げる側に該接地フロートを強制的に揺動させる強制操作手段を備えている点にあり、その作用、及び、効果は次の通りである。
【０００６】本発明の第２の特徴（請求項２）は請求項１において、前記強制操作手段が、人為操作力を接地フロートの前部を持ち上げる側に伝える操作ワイヤを備えて構成されている点にあり、その作用、及び、効果は次の通りである。
【０００７】本発明の第３の特徴（請求項３）は請求項１において、前記強制操作手段が、走行機体が前上がり側に設定量以上傾斜している状態で、かつ、前記作業装置が作動している状態において前記接地フロートの前部を持ち上げる側に操作するアクチュエータで構成されている点にあり、その作用、及び、効果は次の通りである。
【０００８】〔作用〕上記第１の特徴によると、例えば、田植機において苗の移植の終了時には苗の移植を行い乍ら機体を畦に接近させ、走行機体が畦に登り終える直前まで苗の移植を継続する作業形態で作業を行い、走行機体が前上がりの傾斜姿勢となる伴って対地作業装置としての苗植付装置が前上がり姿勢になり、硬質の泥土の圃場から後端部に押し上げ方向に強い力が作用した場合でも、強制操作手段をによって接地フロートの前部を持ち上げる側に接地フロートを揺動させることによって、接地フロートの姿勢を目標姿勢に維持して対地作業装置が下降する側への制御を抑制し得るものとなる。
【０００９】上記第２の特徴によると、苗植付装置の状態に応じて人為的に操作力、あるいは、操作量を調節することで接地フロートを目標姿勢に維持することが可能となり、走行機体が前上がり側に傾斜した場合でも人為的に接地フロートの姿勢を補正して対地作業装置が下降する側への制御を抑制し得るものとなる。
【００１０】上記第３の特徴によると、走行機体が前上がり側に設定値以上傾斜し、作業装置が作動している場合には、アクチュエータが接地フロートの前部を持ち上げる側に操作するものとなり、走行機体が前上がり側に傾斜した場合でも自動調節によって対地作業装置が下降する側への制御を抑制し得るものとなる。
【００１１】〔発明の効果〕従って、泥土が硬質の圃場から畦に登る形態で作業を行う場合でも圃場面を基準とした適切な高さで作業を行い得る水田作業機が合理的に構成されたのである（請求項１）。又、このように作業装置を適正な高さに維持する制御がワイヤを備える程度の簡単で安価な改良で済み（請求項２）、又、このように作業装置を適正な高さに維持する制御を自動的な作動によって作業者に煩わしさを感じさせずに済むものとなった（請求項３）。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、ステアリング操作される駆動型の前車輪１、及び、駆動型の後車輪２を備えた走行機体３の前部にエンジン４を搭載すると共に、この走行機体３の前部にエンジン４からの動力が伝えられる静油圧式の無段変速装置５、及び、ミッションケース６を配置し、又、走行機体３の中央部に運転座席７を配置し、走行機体３の後端部に対しアクチュエータとしてのリフトシリンダ８で駆動昇降するリンク機構９を介して対地作業装置としての苗植付装置Ａを連結して水田作業機としての乗用型の田植機を構成する。
【００１３】前記運転座席７の右側部に苗植付装置Ａの昇降制御と植付クラッチＣの入り切り操作とを行う昇降レバー１０を備え、又、運転座席７の前方位置には前記無段変速装置５を操作する変速レバー１１を備えている。尚、前記植付クラッチＣは、前記ミッションケース６に内蔵され、このミッションケース６から苗植付装置Ａに対して動力を伝える伝動軸１２が決まった回転位相にある場合にのみ切り操作を許容して苗植付装置Ａの植付アーム（後述する）が圃場との接触を回避した姿勢で動力を遮断するよう構成されている。
【００１４】苗植付装置Ａはマット状苗Ｗを載置する苗載せ台１３、前記伝動軸１２からの動力が伝えられる伝動ケース１４、この伝動ケース１４からチェーンケース１５を介して伝えられる動力で回転するロータリケース１６、このロータリケース１６に一対ずつ備えられた植付アーム１７、複数の整地フロート１８夫々を備えて８条植用に構成されている。
【００１５】図２に示すように、前記苗植付装置Ａに横向き姿勢の軸芯周りで回動自在に支持された植付深さ調節軸２１から後方に延設した支持アーム２２の後端位置に対して前記複数の整地フロート１８のうち左右方向での中央位置のもの（接地フロートの一例）を横向き姿勢の軸芯Ｐ周りで苗植付装置Ａに対して揺動自在に支持すると共に、植付深さ調節軸２１から前方に向けて形成したリンク部材２３に対して整地フロート１８の前部を支持することで該整地フロート１８を横向き姿勢の軸芯Ｐ周りでの揺動で、その前部が上下方向に変位自在となるように構成してある。
【００１６】支持アーム２２に対して横向き姿勢の操作軸２４周りで揺動自在にポテンショメータ型のフロートセンサ２５を支持し、この操作軸２４に備えた操作アーム２４Ａと整地フロート１８に固定した固定アーム２６との間に操作ロッド２７を備え、植付深さ調節軸２１に固設した部材２８とフロートセンサ２５本体とに亘ってロッド２９を備えることで植付深さ調節軸２１の回動操作時に操作軸２４周りでのフロートセンサ２５本体の姿勢を変更して整地フロート１８の苗植付装置Ａに対する揺動姿勢を一定に維持する限りはフロートセンサ２５本体に対する操作アーム２４Ａの姿勢を維持するよう構成されている。又、植付深さ調節軸２１に固設された調節アーム３０を介して上下方向に揺動操作される部材３１と整地フロート１８の前部との間に付勢手段としての圧縮コイル型のバネ３２を介装することで、植付深さ調節軸２１の回動操作時にも整地フロート１８の苗植付装置Ａに対する揺動姿勢を一定に維持する限りはバネ３２の付勢力を変化させないように構成されている。尚、この植付深さ調節軸２１を回動操作した場合には植付アーム１７の植付爪先端の作動軌跡と圃場面Ｓとの上下方向での相対距離を変更することで苗の植付深さを調節するものとなっている。
【００１７】又、運転座席７に左側部位置には補正レバー３５を配置してあり、この補正レバー３５は図２に示すように、横向き姿勢の支軸３６周りで揺動自在に支持されると共に、この補正レバー３５の端部と前記整地フロート１８の前部位置とに亘ってワイヤ３７（強制操作手段の一例）を介装することで補正レバー３５を引き操作した場合には整地フロート１８の前部を持ち上げる方向に該整地フロート１８を強制的に揺動操作できるものとなっている。
【００１８】図１，図３に示すように、昇降レバー１０の基端部にはポテンショメータ型の昇降レバーセンサ４１を備え、運転座席７の前方位置のパネルにはダイヤル４２で操作されるポテンショメータ型の感度設定器４３が配置されている。この感度設定器４３はダイヤル４２によって「敏」〜「鈍」との間を「１」〜「７」の数字で示される操作域に無段階に操作できるよう構成され、ダイヤル４２を「敏」の側に操作するほど苗植付装置Ａの自動昇降制御の感度を高め、ダイヤル４２を「鈍」の側に操作するほど苗植付装置Ａの自動昇降制御の感度を低くするものとなっている。
【００１９】図３に示すように、苗植付装置Ａを昇降制御する系が構成され、この系ではマイクロプロセッサ（図示せず）を備えた制御装置４４に対して前記感度設定器４３、レバーセンサ４１、フロートセンサ２５夫々からの信号が入力する系が形成されると共に、前記リフトシリンダ８を制御する電磁弁４５を制御する出力系が形成され、昇降レバー１０を後方側に操作した場合には電磁弁４５を介してリフトシリンダ８に対して圧油を供給して苗植付装置Ａを上昇させ、該昇降レバー１０を前方側に操作した場合には電磁弁４５を介してリフトシリンダ８から油を排出して苗植付装置Ａを下降させるよう基本的な制御動作が設定され、又、該昇降レバー１０を前方側の端部に操作した場合には前記整地フロート１８が接地した状態で、この整地フロート１８が前記感度設定器４３の設定値に基づいて予め設定された目標姿勢を維持するよう苗植付装置Ａを昇降することで該苗植付装置Ａが圃場面Ｓに追従して昇降する自動昇降制御を行うものとなっている。
【００２０】つまり、制御装置４４は、フロートセンサ２５からの電圧信号が感度設定器４３で設定される制御目標の電圧信号をと合致する方向に苗植付装置Ａの昇降を行い、又、この昇降によってフロートセンサ２５が検出された電圧信号が制御目標と基準に形成された不感帯の領域内に収まったタイミングで苗植付装置Ａの昇降を停止するよう基本的な制御動作が設定されている。具体的には、制御目標に対応する姿勢を基準にして軸芯Ｐ周りで整地フロート１８が前下がり側に姿勢変化した場合には苗植付装置Ａを下降させ、制御目標に対応する姿勢を基準にして軸芯Ｐ周りで整地フロート１８が前上がり側に姿勢変化した場合には苗植付装置Ａを上昇させるよう制御装置４４の制御方向が設定され、又、ダイヤル４２を回動操作して所定の感度に設定した場合には、感度設定器４３からの電圧信号を制御目標に設定するものとなっており（この制御目標と対応して整地フロート１８の目標姿勢が決まる）、この感度設定器４３を「敏」の側に操作するほど整地フロート１８の目標姿勢を前下がり側に変更し、バネ３２の付勢力が低下することにより整地フロート２５が軽く揺動できるようになる結果、制御感度を敏感にするものとなっており、逆に、感度設定器４３を「鈍」の側に操作するほど整地フロート１８の目標姿勢を前上がり側に変更し、バネ３２の付勢力が上昇することにより整地フロート２５の揺動が行い難くなる結果、制御感度を鈍感にするものとなっている。
【００２１】又、従来からの作業では、図９に示すように、苗の移植の終了時には苗の移植を行い乍ら走行機体３を畦Ｄに接近させ、走行機体３が畦Ｄに登り終える直前まで苗の移植を継続する作業形態が用いられることも多く、この作業時に圃場の泥土が硬質である場合には、圃場面Ｓから整地フロート１８の後部を持ち上げる方向に強い力が作用して整地フロート１８が目標姿勢から前下がり側に変化し、苗植付装置Ａを下降させる制御が行われて苗の植付深さが適正な値より深くなるものであるが、本発明では、このような場合に前記補正レバー３５を引き操作することで整地フロート１８の姿勢を前上がり側に強制操作して該整地フロート１８を目標姿勢に維持させて苗植付装置Ａの下降制御を抑制して苗の植付深さを適正な値に維持できるものとなっている。
【００２２】更に、当該田植機では、前記制御装置４４でエンジン４の回転速度を自動的に調節する制御動作も行い得るように構成されている。つまり、図４に示すように、エンジン４の回転速度を調節するアクセルレバー６１とエンジン４の回転速度を決める調速アーム６２とを補正リンク６３と一対のワイヤ６４，６４とを介して連係すると共に、アクセルレバー６１の操作位置を計測するポテンショメータ型のアクセルセンサ６５と、エンジン４の回転速度を計測するピックアップ型の回転速度センサ６６とからの信号を制御装置４４に入力する系が形成され、補正リンク６３の姿勢を決める電動型の補正シリンダ６７に対する出力系が形成され、又、前記変速レバー１１の操作位置を計測するポテンショメータ型の速度設定器６８からの信号と、前記無段変速装置５の変速状態を計測するポテンショメータ型の変速センサ６９からの信号とを制御装置４４に入力する系を形成し、前記無段変速装置５の変速アーム７０を変速操作する電動型の変速シリンダ７１に対する出力系を形成してあり、ステップに備えた主クラッチペダル７２の状態から主クラッチ（図示せず）の状態を判別する主クラッチスイッチ７３からの信号を制御装置に入力する系が形成されている。
【００２３】そして、このように構成した制御系では、アクセルレバー６１を操作した場合にはワイヤ６４，６４の操作力で調速アーム６２を操作してエンジン４の回転数を設定すると共に、エンジン４の回転数が比較的高速に設定されている状態で変速レバー１１を中立位置に操作して走行を停止したことを速度設定器６８からの信号で検出した場合、あるいは、主クラッチを切り操作して走行を停止したことを主クラッチスイッチ７３からの信号で検出した場合には、補正シリンダ６７を作動させて補正リンク６３を揺動させ、エンジン４の回転数を低下させて燃料の無駄な消費を低減するものとなっており、更に、このようにエンジン４の回転数を低下させた状態で主変速レバー１１の操作で走行を開始した場合、あるいは、主クラッチの入り操作で走行を開始した場合には補正シリンダ６７を復元方向に作動させてアクセルレバー６１で設定された速度でエンジン４を駆動するものとなっている。尚、変速レバー１１を操作した場合には速度設定器６８からの設定信号と対応する信号が変速センサ６９からフィードバックされるまで変速シリンダ７１を駆動するよう該制御装置４４の制御動作が設定されている。
【００２４】当該田植機では図６（イ）〜図６（ニ）に示すように、苗植付装置Ａを４条ずつに２分割し、回動操作して格納姿勢に切換えることで横幅方向への寸法の縮小を図り得るよう構成されており、このように苗植付装置Ａを分割して格納姿勢に切換える際には、苗載せ台１３を左側の端部に移動させて停止し、次に、苗載せ台１３を左側の分割苗載せ台１３Ｌと右側の分割苗載せ台１３Ｒとに分割して右側のものを右端部まで移動させ、次に、苗植付装置Ａのフレーム、伝動系等を分割し、左右の分割物ＡＬ，ＡＲを支持する左右のフレームを内方に揺動させると同時に、夫々の分割物ＡＬ，ＡＲを縦軸芯周りで回動させることで図６（ニ）に示す如く、苗植付装置Ａの左右方向を前後方向に沿わせる格納姿勢に切換え得るものとなっている。
【００２５】又、苗植付装置Ａを格納姿勢に切換える際において苗載せ台１３を図６（イ）に示す如く、左側の端部に移動させる際には、図５に示すように、左側の分割物ＡＬに備えた伝動ケース１４から外方に突出した横送り機構の駆動力を苗載せ台１３に伝えるものとなっており、この移動時には苗載せ台１３が左側の移動端に達すると自動的に移動を停止させる機構（制御系は詳述せず）を備えている。つまり、苗植付装置Ａのフレーム７５に対して支持された前記伝動ケース１４から横方向に螺軸７６を突設してあり、この螺軸７６に形成された螺旋溝７６Ａに係入するコマ部材（図示せず）からの移動力を受ける移動部材７７を苗載せ台１７の裏面側に固設してあり、この移動部材７７との接当で苗載せ台１３が左側の移動端に達したことを検出するリミットスイッチ７８をフレーム７５に備えている。又、前記植付クラッチＣの伝動下手側に前記伝動ケース１４が配置され、この伝動ケース１４の伝動下手側に前記チェーンケース１５が配置され、このチェーンケース１５の前端位置には各条クラッチ（図示せず）が内蔵されており、この各条クラッチを入り切り操作するアクチュエータ（図示せず）が備えられている。
【００２６】そして、苗植付装置Ａを格納姿勢に切換える際には、スイッチのＯＮ操作等の所定の操作を行うことで、アクチュエータが作動し、その駆動力で各条クラッチが切り操作された後に、植付クラッチＣが入り操作されて植付アーム１７を作動させること無く、横送り機構の螺軸７６を回転させて苗載せ台１３を左側の移動端まで送り、移動端に達したことをリミットスイッチ７８が検出したタイミングで駆動を停止するものとなっている。尚、この後には苗載せ台１３を人為的に分割し、右側の分割苗載せ台１３Ｒを人為的に右側の移動端まで移動させ、更に、人為的に分割物ＡＬ，ＡＲを回動させることで苗植付装置Ａを格納姿勢に切換得るものとなっている。
【００２７】〔別実施の形態〕本発明は上記実施の形態以外に、例えば、次にように構成することも可能である（前記実施の形態と同じ機能を有するものには実施例と共通の番号・符号を附している）。つまり、図７及び図８に示すように、走行機体３に対して前後方向への傾斜量を計測する傾斜センサ５０を備え、又、前記植付クラッチＣが入り状態にあるか切り状態にあるかを判別するクラッチセンサ５１を備え、又、整地フロート１８の前部位置に対してバネ５２を介してワイヤ５３の一端を連結し、このワイヤ５３の他端部を電動型の補正モータ５４（強制操作手段の一例）で回動操作されるアーム５４Ａに連結し、このアームの回動量を計測するポテンショメータ型の張力センサ５５を備えることで補正モータ５４の駆動でワイヤ５３を引く操作と弛める操作とを行い、この操作時の張力を電気的に計測できるよう構成し、前記実施の形態の制御系に対してこれらを附加するよう制御系を構成する。
【００２８】そして、苗の移植の終了時には前述と同様に苗の移植を行い乍ら走行機体３を畦Ｄに接近させ、走行機体３が畦Ｄに登り終える直前まで苗の移植を継続する作業を行う際には、走行機体３が予め設定された値以上傾斜したことを傾斜センサ５０で検出し、植付クラッチＣが入り状態にあることをクラッチセンサ５１で検出した場合には、補正モータ５４の駆動によって走行機体３の傾斜角に対応した量だけワイヤ５３を引き操作することによって、圃場面Ｓの泥土が硬質であることに起因して圃場面Ｓから整地フロート１８の後部を持ち上げる方向に強い力が作用した場合にも該整地フロート１８を目標姿勢に維持させて苗植付装置Ａの下降制御を抑制して苗の植付深さを適正な値に維持できるものとしている。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１０５２
【氏名又は名称】株式会社クボタ
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）８月１日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 修一郎
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| 【公開番号】 |
特開平１１−４６５３０ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）２月２３日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２０７６１９ |
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