| 【発明の名称】 |
水田作業機 |
| 【発明者】 |
【氏名】神谷 寿
【住所又は居所】愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機株式会社技術部内
【氏名】長井 博
【住所又は居所】愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機株式会社技術部内
【氏名】新山 裕之
【住所又は居所】愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機株式会社技術部内
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| 【要約】 |
【課題】ピッチング装置の有効利用による性能向上及び構成の簡略化を図る。
【解決手段】走行車体１に対する作業機部分４の前後傾斜姿勢を変更するピッチング装置３３を設ける。ピッチング装置３３を作動する制御の形態には、走行車体１の前後傾斜姿勢に基づき作業機部分４が所定の前後傾斜姿勢となるように自動制御する自動制御モードと、走行車体１に対する作業機部分４の前後傾斜姿勢が手動で設定された状態となるように制御する手動設定モードとがあり、いずれかのモードを選択可能である。自動制御モードにおける作業機部分４の前後傾斜姿勢の調節可能範囲よりも手動設定モードにおける作業機部分４の前後傾斜姿勢の調節可能範囲を小さい。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 走行車体に対し作業機部分が昇降可能に連結され、作業機部分に設けた左右方向の軸回りに回動自在なフロートにより圃場面の凹凸を検出し、その検出結果に基づき作業機が所定の対地高さに維持されるように昇降制御を行う水田作業機において、走行車体に対する作業機部分の前後傾斜姿勢を変更するピッチング装置を設け、このピッチング装置を作動する制御の形態を、走行車体の前後傾斜姿勢に基づき作業機部分が所定の前後傾斜姿勢となるように自動制御する自動制御モード、及び走行車体に対する作業機部分の前後傾斜姿勢が手動で設定された状態となるように制御する手動設定モードのいずれか選択可能とし、自動制御モードにおける作業機部分の前後傾斜姿勢の調節可能範囲よりも手動設定モードにおける作業機部分の前後傾斜姿勢の調節可能範囲を小さくしたことを特徴とする水田作業機。
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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、走行車体に対する作業機部分の前後傾斜姿勢を変更するピッチング装置を備えた水田作業機に関する。
【０００２】
【従来の技術】走行車体に対し作業機部分が昇降可能に連結された田植機等の水田作業機は、作業機部分に左右方向の軸回りに回動自在にフロートを設け、このフロートの上下揺動に応じて作業機部分を昇降させることにより、作業機部分の対地高さを一定に維持する昇降制御を行っている。フロートの対地角度（フロート迎い角）をセンサで検出し、その検出結果に基づき作業機部分を昇降させる電子制御式の場合は、センサの制御目標値を変更することで制御感度を変えられる。
【０００３】また、走行車体の前後傾斜が極端に大きくなった時、例えば畦を乗り越え圃場を脱出しながら苗を植付ける時のようにフロートの感知に基づく昇降制御では対応しきれない場合のために、走行車体に対する作業機部分の前後傾斜姿勢を変更するピッチング装置を設けた水田作業機も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のピッチング装置は、通常に圃場で作業を行っているときに作動することはほとんどなく、上述の圃場脱出時等のような特殊な場合にしか作動しない。したがって、ピッチング装置が十分に活用されているとは言えなかった。そこで、ピッチング装置を通常の作業時にも有効利用することにより、性能向上と構成の簡略化を図ることが本発明の課題である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、次に示す技術的手段を講じた。すなわち、本発明にかかる水田作業機は、走行車体に対し作業機部分が昇降可能に連結され、作業機部分に設けた左右方向の軸回りに回動自在なフロートにより圃場面の凹凸を検出し、その検出結果に基づき作業機が所定の対地高さに維持されるように昇降制御を行う水田作業機において、走行車体に対する作業機部分の前後傾斜姿勢を変更するピッチング装置を設け、このピッチング装置を作動する制御の形態を、走行車体の前後傾斜姿勢に基づき作業機部分が所定の前後傾斜姿勢となるように自動制御する自動制御モード、及び走行車体に対する作業機部分の前後傾斜姿勢が手動で設定された状態となるように制御する手動設定モードのいずれか選択可能とし、自動制御モードにおける作業機部分の前後傾斜姿勢の調節可能範囲よりも手動設定モードにおける作業機部分の前後傾斜姿勢の調節可能範囲を小さくしたことを特徴としている。
【０００６】圃場脱出時等のように走行車体の前後傾斜が極端に大きくなると想定される時には、ピッチング装置を作動する制御の形態を自動制御モードにする。これにより、作業機部分の対地高さを適正に維持したまま作業を行える。通常の平坦な圃場で作業を行う場合には、ピッチング装置を作動する制御の形態を手動設定モードにする。そして、圃場の硬軟等の条件に合わせて走行車体に対する作業機部分の前後傾斜姿勢を手動で変更する。走行車体に対する作業機部分の前後傾斜姿勢を変更すると、フロートの対地角度（フロート迎い角）が変わり、それによって昇降制御の感度も変わる。具体的には、フロート迎い角が大きいほど、すなわちフロートが前下がりであるほど感度が敏感になる。
【０００７】圃場脱出時に変更される作業機部分の前後傾斜角度は１０〜３０°程度である。これに対し、昇降制御の感度調節のために変更される作業機部分の前後傾斜角度は最大でも±２°弱である。したがって、自動制御モードにおける作業機部分の前後傾斜姿勢の調節可能範囲よりも手動設定モードにおける作業機部分の前後傾斜姿勢の調節可能範囲を小さくしておいて十分であり、ピッチング装置の作動範囲を広げる必要がない。
【０００８】
【発明の効果】この発明の構成とすると、ピッチング装置を圃場脱出時等のような特殊な場合だけでなく、通常作業時における昇降制御の感度調節に利用できる。その結果、従来機に設けられていた感度調節機構が不要となり、構成が簡略化並びにコストダウンになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面に表された実施の形態に基づき本発明を具体的に説明する。図１乃至図５は本発明を適用した水田作業機を表している。この水田作業機１は乗用田植機であって、走行車体２の後側に昇降リンク装置３を介して作業機部分としての水稲用苗植付部４が装着されている。
【００１０】走行車体２は、左右一対の前輪６，６及び後輪７，７を備えた四輪駆動車両であり、機体の前後中央部に搭載されたエンジン８の回転動力が、機体前部のミッションケース９内のトランスミッションで変速されてから、前輪６，６及び後輪７，７に伝達されると共に、植付クラッチ１０を経由するＰＴＯ軸１１を介して苗植付部４へ伝動されるようになっている。エンジン８の上側に運転座席１３を設け、その前方に前輪６，６を操向するステアリングハンドル１４を配設している。走行車体の前後傾斜は前後傾斜センサ１５で検出され、左右傾斜の変化速度は左右角速度センサ１６で検出される。１７は予備苗載台で、補給用のマット苗を載せる複数段の苗枠１７ａ，…を有している。
【００１１】昇降リンク装置３は平行リンク構成であって、走行車体２のリンクベースフレーム２０に回動自在に枢支された左右一対の上リンク２１，２１及び下リンク２２，２２を備え、これらリンクの後端部に縦枠２３を連結し、その縦枠２３の下端部に苗植付部４から前方に突出するローリング軸２４を挿入連結している。走行車体２に基部が枢着された昇降油圧シリンダ２６のピストンロッドが下リンク２２，２２と一体のスイングアーム２７に連結されており、該シリンダを油圧で伸縮させることにより、各リンクが上下に回動し、苗植付部４がほぼ一定姿勢のまま昇降する。昇降油圧シリンダ２６は、リンクベースフレーム２０に取り付けた油圧バルブ２７によって制御される。
【００１２】前記上リンク２１，２１の後端部には下リンクと縦枠との連結点を中心とする円弧状の長穴３０，３０を形成し、上リンクと縦リンクとを連結する連結ピン３１をこの長穴３０，３０に摺動自在に嵌合させている。したがって、縦枠２３は下リンク２２，２２との連結ピン３２を支点にして回動可能である。左右の上リンク２１，２１の間に設けられたピッチング装置としてのピッチング油圧シリンダ３３のピストンロッドが縦枠２３に連結されており、該シリンダ３３を伸縮作動させて縦枠２３を回動させることにより、苗植付部４が前後傾動（ピッチング）する。苗植付部４の前後傾斜は、縦枠２３に設けたピッチングセンサ３４で検出される。
【００１３】前記ローリング軸２４は若干後ろ下がりの略前後方向を向いており、苗植付部４はこのローリング軸２４を支点にして左右傾動（ローリング）自在に支持されている。縦枠２３の上部には、両ロッド型のローリング油圧シリンダ３５が取付ピン３６により取り付けられている。そして、そのシリンダ３５の左右両ロッドと苗植付部の苗載台フレーム５６の左右支柱部５６ａ，５６ａとをリンク３７，３７を介して連結している。ローリング油圧シリンダ３５が作動してロッドが左右にスライドすると、苗植付部４がローリング軸２４回りにローリングする。走行車体２に対する苗植付部４の左右傾斜は左右傾斜センサ３８に検出される。
【００１４】図６は各油圧シリンダを作動させる油圧装置の油圧回路図で、油タンク４０内の作動油が油圧ポンプ４１によって送り出され、昇降油圧シリンダ２６の回路部と、ピッチング油圧シリンダ３３の回路部と、ローリング油圧シリンダ３５の回路部とにそれぞれ供給される。昇降油圧シリンダ２６の制御弁２７、ピッチング油圧シリンダ３３の制御弁４２及びローリング油圧シリンダ３５の制御弁４３はいずれも比例ソレノイド弁である。ピッチング油圧シリンダ３３及びローリング油圧シリンダ３５のシリンダポートには、油圧力を検出する圧力センサ４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｌ，４４Ｒが設けられている。
【００１５】苗植付部４は６条植の構成で、フレームを兼ねる伝動ケース５０、苗を載せて左右往復動し苗を一株分づつ各条の苗取出口５１ａに供給するとともに苗送りベルト５１ｂが作動して苗を下方に移送する苗載台５１、苗取出口５１ａ，…に供給された一株分の苗を分割して取り出して圃場に植付ける苗植付装置５２，…、左右中央に１個及びその両側各１個づつ整地用のフロート５３，５４，５４等を備えている。各フロートを圃場の泥面に接地させた状態で機体を進行させると、フロートが泥面を整地しつつ滑走し、その整地跡に苗植付装置５２，…により苗が植付けられる。各フロート５３，５４，５４は圃場表土面の凹凸に応じて前端側が上下動するように左右方向の軸回りに回動自在に取り付けられている。中央のフロート５３は圃場表土面の凹凸を検出するための接地体であり、その迎い角がフロートセンサ５５に検出される。
【００１６】植付作業時には、各条の苗の植付深さを常に一定に維持するために昇降制御、ピッチング制御、ローリング制御の各制御を行う。図７はこれらの制御を併せて行う姿勢制御装置のブロック図で、コントローラ６０の入力側に前後傾斜センサ１５、左右角速度センサ１６、ピッチングセンサ３４、左右傾斜センサ３８、圧力センサ４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｌ，４４Ｒ、フロートセンサ５５、感度調節ダイヤル６１、及び自動制御モードと手動設定モードとに切り替えるモード切替スイッチ６２が接続され、出力側に昇降制御弁２７、ピッチング制御弁４２、ローリング制御弁４３及び警報機６３が接続されている。
【００１７】昇降制御は、フロートセンサ５５の検出値が所定の制御目標値に近づくように、昇降制御弁２７に出力して苗植付部４を昇降させる。この昇降制御の感度は、感度調節ダイヤル６１で調節できる。感度調節ダイヤル６１の設定位置に応じ、ピッチング油圧シリンダ３３が作動して走行車体に対する苗植付部の前後傾斜姿勢が変更される。これにより、フロートセンサ５５の基準迎い角が変わり、制御感度が変わる。基準迎い角が大きいほど、すなわちフロート５３が前下がりであるほど、センサ５３の対地追従性が良好になり、制御感度が高くなる。この感度調節ダイヤル６１による感度の調節は、モード切替スイッチ６２が手動設定モードになっている場合にだけ有効である。
【００１８】図８に示すように、感度調節ダイヤル６１は「１」〜「７」まで７段階に操作可能になっている。例えば、ダイヤルを１段階回すごとに、走行車体１に対する苗植付部４の前後傾斜姿勢が０．６°づつ変更される。したがって、標準感度「４」を基準にして最大で±１．８°だけ苗植付部４の前後傾斜姿勢を変化させられる。
【００１９】ピッチング制御は、モード切替スイッチ６２が自動制御モードになっている場合に有効で、前後傾斜センサ１５及びピッチングセンサ３４の検出値に基づき、フロート５３の接地圧が一定に保たれるように、ピッチング制御弁４２に出力して走行車体１に対する苗植付部４の前後傾斜姿勢を制御する。
【００２０】このピッチング制御は、図９のフローチャートに示すように、苗植付部４が下降後、フロートセンサ値の変動幅が規定値以下になるか、又は一定時間が経過してからでないと実行されないようにしている。これにより、苗植付部４が下降した直後の一時的に機体が不安定な状態のときに制御が行われるのを避けることができ、作業性の向上が図れる。
【００２１】畦を乗り越えて圃場を脱出する時には、ピッチング制御の範囲を越えることによりフロート５３，５４，５４の後端側が沈み込んで苗の植付けが不可能になったり、走行車体１が前上りになりすぎて転倒する危険が生じることがある。前者はピッチングセンサ値から判断でき、その場合は例えば断続的に警報が鳴るように警報機６３に出力する。後者は前後傾斜センサ値から判断でき、その場合は例えば連続的に警報がなるように警報機６３に出力する。このように警報機６３の出力のし方によって両者を区別すれば、オペレータが瞬時に状況を把握することができ、適切な対応をとりやすい。
【００２２】ローリング制御は、左右角速度センサ１６及び左右傾斜センサ３８の検出値に基づき、苗植付部４が左右水平になるようにローリング制御弁４３に出力し、苗植付部４のローリング軸２４回りの左右傾斜姿勢を制御する。
【００２３】また、フロート５３，５４，５４を接地させながら旋回するフローティングターンを行う場合については、図１０のフローチャートに示すように、フロートセンサ値が規定値以下の場合は、フロートに無理な負荷がかかることを防止するために、フローティングターンを中止して苗植付部４を上昇させるようにしている。上記規定値を外部から設定できるようにしておけば、圃場の状況に合った制御を行える。
【００２４】フローティングターン時には、走行車体１が若干旋回外側に傾くので、外側のフロート５４ほど整地跡が深くなる傾向がある。そこで、フローティングターン時にはローリング油圧シリンダ３５を作動させて、苗植付部４を強制的に水平に戻すように制御するとよい。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００１２５
【氏名又は名称】井関農機株式会社
【住所又は居所】愛媛県松山市馬木町７００番地
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| 【出願日】 |
平成１４年１月３１日（２００２．１．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３６１１
【弁理士】
【氏名又は名称】菅原 弘志
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２１９７１３（Ｐ２００３−２１９７１３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年８月５日（２００３．８．５） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−２３８１７（Ｐ２００２−２３８１７） |
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