| 【発明の名称】 |
水田作業機の昇降制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】木村 浩人
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| 【要約】 |
【課題】水田作業装置の昇降制御において、上昇制御が鈍感になるのを防止する。
【解決手段】水田作業装置２に、左右のサイドフロート１１と、この水田作業装置２を昇降制御する接地センサとしてのセンタフロート１０とを装備し、センタフロート１０を前後二箇所でそれぞれ上下動可能に支持するとともに、センタフロート１０を下方に向けて付勢するセンタフロート付勢バネ２４と、センタフロート１０の後部支点の上下変位を検出する手段とを備え、水田作業装置２に対するセンタフロート１０の後部支点の高さが目標高さになるように、後部支点の上下変位の検出に基づいて昇降駆動手段を制御するよう構成した水田作業機の昇降制御装置において、サイドフロート１１を前後二箇所でそれぞれ上下動可能に支持するとともに、サイドフロート１１を下方に向けて付勢するサイドフロート付勢用バネ３６を備えてある。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 走行機体の後部に駆動昇降自在に連結した水田作業装置に、左右のサイドフロートと、この水田作業装置を昇降制御する接地センサとしてのセンタフロートとを装備し、前記センタフロートを前後二箇所でそれぞれ上下動可能に支持するとともに、センタフロートを下方に向けて付勢するセンタフロート付勢手段と、センタフロートの後部支点の上下変位を検出する手段を備え、水田作業装置に対するセンタフロートの後部支点の高さが目標高さになるように、前記後部支点の上下変位の検出に基づいて昇降駆動機構を制御するよう構成した水田作業機の昇降制御装置において、前記サイドフロートを前後二箇所でそれぞれ上下動可能に支持するとともに、サイドフロートを下方に向けて付勢するサイドフロート付勢手段を備えてあることを特徴とする水田作業機の昇降制御装置。
【請求項２】 前記センタフロートにおける前記後部支点の水田作業装置に対する前記目標高さを変更調節する作業深さ調節手段を備えてある請求項１記載の水田作業機の昇降制御装置。
【請求項３】 前記センタフロート付勢手段によるセンタフロートの接地荷重を変更調節可能に構成するとともに、この調節に連動して、サイドフロート付勢手段によるサイドフロート接地荷重を変更調節するよう両付勢手段を連係してある請求項１または２記載の水田作業機の昇降制御装置。
【請求項４】 前記作業深さ調節手段の調節操作に連動して前記センタフロート付勢手段を自動調節して、センタフロートの接地荷重が作業深さ調節の前後で変化しないよう構成してある請求項２ないし３のいずれか一項に記載の水田作業機の昇降制御装置。
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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、苗植付け装置や直播装置などの作業装置を乗用走行機体の後部に昇降自在に装備した水田作業機に係り、特には、連結した水田作業装置に、左右のサイドフロートと、この水田作業装置を昇降制御する接地センサとしてのセンタフロートとを装備し、前記センタフロートを前後二箇所でそれぞれ上下動可能に支持するとともに、センタフロートを下方に向けて付勢するセンタフロート付勢手段と、センタフロートの後部支点の上下変位を検出する手段を備え、水田作業装置に対するセンタフロートの後部支点の高さが目標高さになるように、前記後部支点の上下変位の検出に基づいて昇降駆動機構を制御するよう構成した水田作業機の昇降制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】水田作業機の代表である乗用田植機に装備される昇降制御装置としては、接地センサとしてのセンタフロートを後部支点を中心として上下揺動変位可能に苗植付け装置（水田作業装置）に支持するとともに、センタフロートに下方への揺動付勢力を与え、センタフロートが接地圧変動に応じて上下に揺動変位するのを電気的あるいは機械的に検出し、センタフロートの苗植付け装置に対する揺動姿勢を一定範囲に維持するように昇降制御用の制御バルブを電気式あるいは機械式に作動させる形態のものが多用されている。また、特開昭５９‐５１７１０号公報に開示されているように、センタフロートの後部支点を苗植付け装置に対して上下変位可能に支持し、センタフロートに働く接地圧の変動によってセンタフロートの後部支点が上下変位するのを機械的に検出して、制御バルブを作動させるよう構成したものもあった。
【０００３】そして、昇降制御装置が電気式あるいは機械式にかかわらず、植付け深さの調節（作業深さの調節）は、左右水平に架設した支点軸からフ複数のフロート支点アームを延出して、各フロート支点アームの先端にセンタフロートとサイドフロートの各後部を支持し、支点軸をレバー操作によって回動して各フロート支点アームを上下揺動させることで、センタフロートとサイドフロートの各後部を上下に位置調節する構造が採用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】センタフロートの後部支点の上下変位に基づいて水田作業装置の昇降を行う上記昇降制御装置においては、センタフロートを前後二箇所でそれぞれ上下動可能に支持しているのに対して、サイドフロートは、位置固定の後部支点を中心にして上下揺動可能にしている構造であったために、苗植付け装置が田面に沈下しかかったような場合に、後部支点が上下動しないサイドフロートの後部が踏ん張り機能を発揮することになり、その分、センタフロートにかかる接地圧の上昇が抑えられ、上昇制御が鈍感になりがちであった。
【０００５】また、植付け深さの調節は、苗植付け装置に備えた植付け深さ調節レバーを操作して支点軸を回動するようになっていたので、植付け深さ調節に際しては乗用走行機体に搭乗した作業者が後方に向いて手を伸ばし、苗植付け装置の植付け深さ調節用レバーを操作しなければならず、調節操作が煩わしいものとなっていた。また、植付け走行中に植付け深さ調節操作を行うと、その間は機体操縦を行うことができないものであり、作業能率が低下するものであった。
【０００６】本発明は、従来装置に見られた上記の不具合を解消あるいは軽減することを目的とする。
【０００７】
【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〕
【０００８】（構成） 請求項１に係る発明は、走行機体に駆動昇降自在に連結した水田作業装置に、左右のサイドフロートと、この水田作業装置を昇降制御する接地センサとしてのセンタフロートとを装備し、前記センタフロートを前後二箇所でそれぞれ上下動可能に支持するとともに、センタフロートを下方に向けて付勢するセンタフロート付勢手段と、センタフロートの後部支点の上下変位を検出する手段を備え、水田作業装置に対するセンタフロートの後部支点の高さが目標高さになるように、前記後部支点の上下変位の検出に基づいて昇降駆動機構を制御するよう構成した水田作業機の昇降制御装置において、前記サイドフロートを前後二箇所でそれぞれ上下動可能に支持するとともに、サイドフロートを下方に向けて付勢するサイドフロート付勢手段を備えてあることを特徴とする。
【０００９】（作用） 上記構成によると、左右のサイドフロートも完全に固定ではなく、サイドフロート接地圧が設定より大きくなると、下向きの付勢力に抗して上方に変位する。つまり、後部支点が完全に固定された従来のサイドフロートのような強い接地踏ん張り機能はなく、水田作業装置が田面に沈下しかかると、センタフロートにも十分に接地圧が作用して、その後部支点が上方に変位し、その結果、上昇制御が行われる。
【００１０】（効果） 従って、請求項１に係る発明によると、センタフロートの後部支点の上下変位に基づいての水田作業装置の昇降制御において、特に上昇制御作動を良好な感度でもって実行することができるようになった。
【００１１】〔請求項２に係る発明の構成、作用および効果〕
【００１２】（構成） 請求項２に係る発明の水田作業機の昇降制御装置は、請求項１記載の発明において、前記センタフロートにおける前記後部支点の水田作業装置に対する前記目標高さを変更調節する作業深さ調節手段を備えてある。
【００１３】（作用） 上記構成によると、作業深さ調節は、センタフロートの後部支点を機械的に直接的に変更するのではなく、センタフロート後部支点の高さ位置検出情報に対する目標高さを変更調節するものであるから、例えば、ポテンショメータなどを利用して電気式の作業深さ調節器を構成すれば、この作業深さ調節器は走行機体のどこにでも設置することができる。
【００１４】（効果） 従って、請求項２に係る発明によると、走行機体の操縦箇所近くに作業深さ調節器を配備することが容易となり、機体を操縦しながらでも作業深さ調節を行うことが可能となり、走行作業中の作業深さ調節を、作業を中断することなく行うことができ、作業能率を上げるのに有効となる。
【００１５】〔請求項３に係る発明の構成、作用および効果〕
【００１６】（構成） 請求項３に係る発明の水田作業機の昇降制御装置は、請求項１または２記載の発明において、前記センタフロート付勢手段によるセンタフロートの接地荷重を変更調節可能に構成するとともに、この調節に連動して、サイドフロート付勢手段によるサイドフロート接地荷重を変更調節するよう両付勢手段を連係してある。
【００１７】（作用） 上記構成によると、センタフロートの後部支点が目標高さ位置にある時の接地荷重を増減調節することになり、田面が硬い場合や荒れているような場合には接地荷重を増大調節する。これによってセンタフロートの後部支点の上下動が鈍感となり、田面の凹凸や荒れを感知しにくい安定した制御が行える。また、田面が柔らかい場合には接地荷重を減少調節する。これによってセンタフロートの後部支点の上下動が敏感となり、フロートによる泥押しの少ない作業を行うことができる。
【００１８】（効果） 従って、請求項３に係る発明によると、請求項１または２記載の発明の上記効果をもたらすとともに、圃場の条件に合わせた良好な作業を行うことが可能となる。
【００１９】〔請求項４に係る発明の構成、作用および効果〕
【００２０】（構成） 請求項４に係る発明は、請求項２ないし３のいずれか一項に記載の発明において、前記作業深さ調節手段の調節操作に連動して前記センタフロート付勢手段を自動調節して、センタフロートの接地荷重が作業深さ調節の前後で変化しないよう構成してある。
【００２１】（作用・効果） 上記構成によると、作業深さ調節を行ってもセンタフロートの接地荷重が安定維持されるので、同一の水田での作業、あるいは、同様な田面硬さの水田での作業において、作業深さ調節を行っても感度調節を行う必要がなく、取扱い性に優れたものとなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１に、本発明に係る水田作業機の一例として、８条植えの施肥装置付き乗用型田植機の全体側面が、また、図２にその概略平面がそれぞれ示されている。この乗用型田植機は、４輪駆動型の走行機体１の後部に、水田作業装置としての苗植付け装置２が、油圧シリンダ３よって駆動される平行四連リンク式の昇降リンク機構４を介して昇降自在に連結支持されるとともに、この苗植付け装置２に施肥装置５が装備されている。
【００２３】前記苗植付け装置２には、苗Ｗを載置して一定ストロークで往復横移動する苗のせ台６、この苗のせ台６の下端部から１株分づつ苗を切り出して田面に植付ける８組のロータリ式の植付け機構７、この植付け機構７を左右横側部に装備して並列配備された４個の植付けケース８、等が備えられるとともに、田面の植付け箇所を整地するために、センタフロート１０と左右一対のサイドフロート１１が並列配備されている。
【００２４】前記センタフロート１０は、中央側の２条分の整地を行うとともに、苗植付け装置２を昇降制御する接地センサとして機能するものであり、以下のようにして、前記油圧シリンダ３の作動を司る制御手段に連係されている。
【００２５】図４に示すように、前記センタフロート１０の上面には前部支点を構成する前部ブラケット１３と、後部支点を構成する後部ブラケット１４とが設けられ、前部ブラケット１３は屈伸リンク１５を介して苗植付け装置２の横フレーム１６に支持されるとともに、前記横フレーム１６にブラケット１７を介して横架固定されたフロート支持パイプ１８に、後ろ向き片持ち状のフロート支持アーム１９が上下揺動自在に取付けられ、このフロート支持アーム１９の後端部に前記後部ブラケット１４が枢支連結支持されている。
【００２６】そして、フロート支持アーム１９から上方に向けてセンサロッド２０が延出されるとともに、前記ブラケット１７に取付けた回転式ポテンショメータ利用のフロートセンサ２１の検出レバー２１ａに、前記センサロッド２０の上端位置がに連結され、センタフロート１０における後部ブラケット１４の上下変位がフロートセンサ２１によって電気的に検出されるようになっている。
【００２７】また、ブラケット１７に、前記センタフロート１０を下方に向けて押圧付勢する付勢手段が装備されている。すなわち、前記ブラケット１７にバネ受け支軸２２が回動自在に貫通支持されるとともに、このバネ受け支軸２２から延出したバネ受けアーム２３と、前記フロート支持アーム１９の基部から延出したバネ受けアーム１９ａとに亘ってバネ２４が架設されている。また、前記バネ受け支軸２２は、ブラケット１７に装備した電動シリンダ２５に連動連結されており、この電動シリンダ２５を伸縮駆動してバネ受け支軸２２を回動することで、バネ受けアーム２３を位置調節し、もって、センタフロート付勢力を調節するよう構成されている。
【００２８】また、左右の各サイドフロート１１は、中央２条分を除く左右３条分づつの整地を行うものであり、図４に示すように、その上面には前部支点を構成する前部ブラケット３１と、後部支点を構成する後部ブラケット３２とが設けられ、前部ブラケット３１は屈伸リンク３３を介して前記横フレーム１６に支持されるとともに、この横フレーム１６にブラケット１７を介して横架固定された前記フロート支持パイプ１８に、後ろ向き片持ち状のフロート支持アーム３４が上下揺動自在に取付けられ、このフロート支持アーム３４の後端部に前記後部ブラケット３２が枢支連結支持されている。
【００２９】また、ブラケット１７には、このサイドフロート１１を下方に向けて押圧付勢する付勢手段が装備されている。すなわち、ブラケット１７に回動自在に横架された前記バネ受け支軸２２には、サイドフロート用のバネ受けアーム３５が設けられるとともに、各サイドフロート１１の後部を支持したフロート支持アーム３４の基部から延出したバネ受けアーム３４ａと前記バネ受けアーム３５とに亘ってバネ３６が架設されており、前記電動シリンダ２５を伸縮駆動してバネ受け支軸２２が回動されてセンタフロート付勢力が調節されるのに連動して、サイドフロート付勢力も同調して調節されるようになっている。
【００３０】苗植付け装置２の昇降制御を行うための構成について説明する。すなわち、図５のブロック図に示すように、制御装置４１の入力側には、昇降レバー３７の位置を検出するポテンショメータからなるレバーセンサ３８、ポテンショメータからなる植付け深さ設定器４２、ポテンショメータからなる制御感度設定器４３、フロート位置検出用の前記フロートセンサ２１、および、前記電動シリンダ２５の作動位置をバネ受け支軸２２の回転位置として検出するフィードバック用のポテンショメータ４４が接続されるとともに、出力側には、前記油圧シリンダ３の作動を司る電磁制御弁４５と前記電動シリンダ２５が接続されており、植付け深さ設定器４２および制御感度設定器４３は走行機体１の運転席９から操作できる位置に配備されている。
【００３１】前記植付け深さ設定器４２は、前記フロートセンサ２１からの検出信号ｅに比較される基準信号ｅ0 を調節するものであり、センタフロート１０に働く接地反力がバネ２４による付勢力とバランスし、かつ、前記検出信号ｅと前記基準信号ｅ0 とが一致（不感帯を含む）している状態が制御中立状態となり、この状態から苗植付け装置２が沈下しかかって接地反力が増大し、センタフロート１０がバネ２４に抗して相対的に上方変位すると、検出信号ｅが基準信号ｅ0 から外れて電磁制御弁４５に上昇信号が出力され、逆に、苗植付け装置２が田面から浮上しかかって接地反力が減少し、センタフロート１０が相対的に下方変位すると、検出信号ｅが基準信号ｅ0 から逆方向に外れて電磁制御弁４５に下降信号が出力され、検出信号ｅと基準信号ｅ0 とが一致する方向に昇降制御がなされるのである。
【００３２】そして、前記基準信号ｅ0 を変更調節することで、制御中立時におけるセンタフロート１０の後部支点高さを変更することができる。つまり、制御中立時におけるセンタフロート１０の後部支点高さを高く設定することで植付け深さが深くなり、制御中立時におけるセンタフロート１０の後部支点高さを低く設定することで、植付け深さが浅くなる。また、この植付け深さ調節に応じて前記電動シリンダ２５が伸縮作動されて、制御中立時においてセンタフロート１０を下方に押圧付勢する荷重、すなわちセンサ荷重が、植付け深さ調節の前後において変化しないようになっている。また、このセンサ荷重調整に応じてサイドフロート１１の下方への押圧付勢荷重も安定維持されることになる。しかも、この植付け深さ設定器４２の調整操作は、運転部でのダイヤル操作やレバー操作によるポテンショメータの調節操作となるので、植付け走行作業を行いながら植付け深さ調節を簡単かつ軽快に行うことができるのである。
【００３３】また、制御感度設定器４３は、制御中立時におけるセンタフロート１０の接地反力を設定するものであり、制御感度設定器４３の調節操作量に応じた量だけ前記電動シリンダ２５を作動させて、バネ２４の付勢荷重を変更調節する。例えば、田面が柔らかい水田では、バネ２４の付勢荷重を小さく設定して、センタフロート１０の制御中立状態での接地反力を小さくすることで、不当にフロート沈下や泥押しのない状態で敏感に昇降制御を行うことができる。また、田面が硬い水田では、バネ２４の付勢荷重を大きく設定して、センタフロート１０の制御中立状態での接地反力を大きくすることで、田面の凹凸などの影響を受けにくい鈍感状態をもたらして安定した昇降制御を行うことができるのである。また、この制御感度設定操作によってサイドフロート１１の接地反力も同調して調節されることになる。
【００３４】〔別実施形態〕
■ 前記センタフロート１０を、図６に示すような形態で支持するもよい。この場合、センタフロート１０の後部ブラケット１４を、固定されたフロート支持アーム５１の先端に揺動アーム５２を介して上下変位可能に支持するとともに、このフロート後部の上下変位を前記センサフロート２１で検出するよう構成し、かつ、前記電動モータ５３によって荷重調節可能なバネ２４をセンタフロート１０に取り付けた施肥用の溝切板５４および作溝器５５の近くに作用するよう配備している。この構成によると、溝切板５４および作溝器５５に作用する上向きの接地反力にセンタフロート１０がバランスよく対応させることができる。
【００３５】■ センタフロート１０の付勢手段を構成するバネ２４と、各サイドフロート１１の付勢手段を構成するバネ３６をそれぞれ別個に備えるとともに、各バネごとを電動シリンダなどのアクチュエータで別個に調節できるように構成するもよい。この場合、植付け深さ調節に連動してセンタフロート１０の付勢荷重（センサ荷重）を調整するとともに、各サイドフロート１１の付勢荷重を調整するのに、各付勢荷重をそれぞれに設定された特性で変更調整することも可能となる。
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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１０年９月１８日（１９９８．９．１８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０７３０８
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 修一郎
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| 【公開番号】 |
特開２０００−９２９３５（Ｐ２０００−９２９３５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年４月４日（２０００．４．４） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２６４６０７ |
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