水田作業機

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【発明の名称】	水田作業機
【発明者】	【氏名】塩崎孝秀【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】小佐野光【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】加藤哲【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
【要約】	【課題】機体旋回に付帯するオペレータの負担の軽減を図りつつ、畦際に近接する機体旋回動作による車輪走行跡を均平整地することができる水田作業機を提供する。【解決手段】水田作業機１は、水田を旋回走行可能な機体１ａと、この機体１ａに昇降調節可能に取付けられて所定の作業高さ位置で水田植生作業を行う作業部７と、この作業部７と一体構成で水田の植生盤面を均平整地しつつ同植生盤面の高さを検出して作業部７の高さを昇降調節するためのフロート１５と、上記作業部７の昇降動作と稼動動作を条件に応じて制御する制御部とを備えて構成され、上記制御部は、機体の旋回開始までに作業部７を稼動停止するとともに同作業部７を機体旋回のための非作業高さ位置に上昇保持し、同制御部に設けたタイミング設定手段により設定入力した下降タイミング以降の旋回行程で作業部を上記作業高さ位置に下降するように制御する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
水田を旋回走行可能な機体と、この機体に昇降調節可能に取付けられて所定の作業高さ位置で水田植生作業を行う作業部と、この作業部と一体構成で水田の植生盤面を均平整地しつつ同植生盤面の高さを検出して作業部の高さを昇降調節するためのフロート部と、上記作業部の昇降動作と稼動動作を条件に応じて制御する制御部とを備える水田作業機において、
上記制御部は、機体の旋回開始までに作業部を稼動停止するとともに同作業部を機体旋回のための非作業高さ位置に上昇保持し、同制御部に設けたタイミング設定手段により設定入力した下降タイミング以降の旋回行程で同作業部を上記作業高さ位置に下降することを特徴とする水田作業機。
【請求項２】
水田を旋回走行可能な機体と、この機体に昇降調節可能に取付けられて所定の作業高さ位置で水田植生作業を行う作業部と、この作業部と一体構成で水田の植生盤面を均平整地しつつ同植生盤面の高さを感度調節可能に検出して作業部の高さを昇降調節するためのフロート部と、上記作業部の昇降動作と稼動動作を条件に応じて制御する制御部とを備える水田作業機において、
上記制御部は、機体旋回の開始までに作業部を稼動停止するとともに同作業部を上記作業高さ位置に保持するとともに、そのフロート部による上記検出感度を作業部の稼動中より低く抑えてその旋回行程の範囲で植生盤面の高さを検出することを特徴とする水田作業機。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、機体に備えた作業部により機体走行とともに田植作業等の水田植生作業をする水田作業機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
機体に備えた作業部により機体走行とともに水田植生作業を行う水田作業機において、特許文献１に示すように、機体の旋回動作と連動して作業部の動作を制御するようにしたものが知られている。この水田作業機は、旋回走行可能な機体に昇降調節可能に取付けられて田植え等の水田植生作業を行う作業部と、この作業部と一体構成のフロート等を備えて構成される。このフロートは、作業部に対して傾斜検出可能に取付けられた平板状浮体であり、水田の植生盤面を均平整地するとともに、植生盤面の高さ位置を検出する。
【０００３】
田植え等の圃場の往復作業走行においては、フロートで植生盤面を均平整地しつつ作業部が植付け作業を行う。このとき、フロートの傾斜角度等に基づいて作業部の高さを昇降調節して植付け深さを調節する。往路から復路への折り返し地点でＵターン旋回する旋回行程においては、作業部の植付け動作を停止するとともに上昇動作により作業部とフロートを植生盤面の上方に保持して旋回走行に入り、機体が復行方向まで旋回すると作業部とフロートを下降するとともに同作業部を稼動することにより植付けを再開する。この一連の旋回操作を制御部により機体の旋回動作と連動して自動処理することにより、オペレータの操作負担を軽減することができる。
【０００４】
しかし、上記制御部による一連の旋回自動処理においては、Ｕターン旋回する折り返し地点の均平整地ができず、また旋回途中の所定の角度位置から均平整地するように制御部を構成すると、畦際に近接して旋回する時に作業部等が畦と干渉する事態を招くこととなる。
【特許文献１】特開２００２－３３５７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、機体旋回に付帯するオペレータの操作負担の軽減を図りつつ、畦際に近接する機体旋回の際にも、畦との干渉を回避して機体の旋回走行跡を均平整地することができる水田作業機を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、水田を旋回走行可能な機体と、この機体に昇降調節可能に取付けられて所定の作業高さ位置で水田植生作業を行う作業部と、この作業部と一体構成で水田の植生盤面を均平整地しつつ同植生盤面の高さを検出して作業部の高さを昇降調節するためのフロート部と、上記作業部の昇降動作と稼動動作を条件に応じて制御する制御部とを備える水田作業機において、上記制御部は、機体の旋回開始までに作業部を稼動停止するとともに同作業部を機体旋回のための非作業高さ位置に上昇保持し、同制御部に設けたタイミング設定手段により設定入力した下降タイミング以降の旋回行程で作業部を上記作業高さ位置に下降することを特徴とする。
【０００７】
上記制御部は機体旋回の行程に対応して作業部を稼動停止するとともに非作業高さ位置に上昇保持し、次いでタイミング設定手段により設定入力された下降タイミングに達すると作業部が作業高さ位置に下降されて以降の旋回行程範囲がフロート部によって均平整地される。
【０００８】
請求項２に係る発明は、水田を旋回走行可能な機体と、この機体に昇降調節可能に取付けられて所定の作業高さ位置で水田植生作業を行う作業部と、この作業部と一体構成で水田の植生盤面を均平整地しつつ同植生盤面の高さを感度調節可能に検出して作業部の高さを昇降調節するためのフロート部と、上記作業部の昇降動作と稼動動作を条件に応じて制御する制御部とを備える水田作業機において、上記制御部は、機体旋回の開始までに作業部を稼動停止するとともに同作業部を上記作業高さ位置に保持するとともに、そのフロート部による上記検出感度を作業部の稼動中より低く抑えてその旋回行程の範囲で植生盤面の高さを検出することを特徴とする。
【０００９】
上記制御部により、機体旋回の行程において、作業部が作業高さ位置に保持され、このとき、作業部の稼動中よりフロート部の検出感度が低く抑えられて作業部の高さが昇降調節される結果、植生盤面の突出部に対して強い均平整地作用が及ぶ。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の水田作業機は、以下の効果を奏する。
請求項１の効果は、タイミング設定手段の設定による旋回行程範囲を均平整地するようにしたことから、畦と干渉しないように任意のタイミング設定ができるので、水田作業機が畦際一杯まで機体旋回する場合でも、その車輪跡を均平整地することができる。
【００１１】
請求項２の効果は、旋回行程でフロート部の検出感度を低く抑え、強く均平整地するようにしたことから、旋回走行時の車輪跡を効果的に均平整地することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について、以下に図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の水田作業機の一例を図１の側面図に示す田植機について説明する。田植機１は、転向車輪２、２と後輪３、３とによって４輪駆動可能に機体を支持し、操舵ハンドル４、オペレータシート５、エンジン６、植付部（作業部）７のほか、各種機器を制御する後述の制御装置を備える。
【００１３】
植付部７は、機体後部に昇降部１１を介して昇降可能に取付けた作業部であり、図示せぬ植付クラッチを介して機体の走行に合わせて多条植え動作するほか、植付け動作と連動して苗を順次送り出す送出部１３、薬肥を吐出する施肥部１４、均平用のフロート部１５…等を備える。フロート部１５は、作業部に対して傾斜検出可能に取付けられた平板状浮体であり、水田の植生盤面を均平整地するとともに、植生盤面の高さ位置を検出する。
【００１４】
田植機１の制御装置は、図２のターン切替スイッチ２１の切替操作により、「バック付ターン」「自動ターン」「枕地調節ターン」の中から選択に応じたパターンの旋回処理を行うべく構成する。「自動ターン」は、図３（ａ）に示すように、旋回のためのハンドル操作に対応して植付を停止し、機体旋回に付帯して所定の手順で植付けを再開する旋回パターンであり、「バック付ターン」は、図３（ｂ）に示すように、畦に近接した位置まで進んで停車するとともに植付けを停止し、その後の機体後進に続く機体旋回に付帯して植付けを再開するものであり、「枕地調節ターン」は、図３（ｃ）に示すように、機体旋回の手前位置から植付けを停止してさらに前進し、続く機体旋回に付帯して植付けを再開するものである。
【００１５】
制御装置において信号処理をする制御部２２の入出力構成は、図４の系統図に示すように、旋回パターンを選択するための切替スイッチ２１の入力信号のほか、各種のスイッチ、センサの信号を受け、また、機体走行と作業部動作用の各種機器のアクチュエータ類を制御する。具体的には、入力側に、植付け自動動作選択用の植始め自動切替スイッチ２３、植付け動作指令用のフィンガーレバースイッチ２３ａ、植付部７の自動上昇選択用の植付部上昇モードスイッチ２４、変速操作検知用のＨＳＴレバー位置センサ２５、操舵操作検知用のハンドル切れ角センサ２６、時間調節用のタイムラグ調節ダイヤル２７、ブレーキ操作検知用のブレーキペダルセンサ２８、作業部の下降タイミングを決めるｎ１設定ダイヤル２９等、また、出力側に、昇降部１１の油圧シリンダ１１ａを介して植付部７を昇降する電磁油圧バルブ１１ｂ、植付部７の植付け稼動用の植付クラッチ作動ソレノイド３１、施肥機動作用の施肥クラッチ作動ソレノイド３２、ＨＳＴレバー傾動用のＨＳＴモータ３３、後述のサイドフロート１５ａの傾斜検出を固定制御するサイドフロートストッパソレノイド３６、植付深さを調節するための植付深さモータ３７等を接続する。
【００１６】
ｎ１設定ダイヤル２９は、「標準」を中心に「早」から「遅」までの所定範囲内で調節可能なダイヤルであり、その指示と対応するドライブシャフトの回転距離ｎ１が作業部の下降タイミングとして設定される。サイドフロートストッパソレノイド３６は、図５に示すように、サイドフロート４１の傾動を固定するストッパ４２を進退駆動する。このストッパ４２は、その進出位置でサイドフロート４１の傾斜を固定することにより、傾斜検出することなく、旋回途中の車輪跡を強制的に均平整地することができる。この均平整地のためのフロート固定動作は、植付部７が下降して植付動作を開始すると制御部２２により解除され、以後は傾斜検出による昇降調節を行う。また、サイドフロート４１の支持部には上記植付深さモータ３７を取付けて植付け深さを調節する。特に、旋回の後の直進する時に駆動反力が掛かり、機体が前上がりになることによって後部が下がり、植付部７による植付け深さが不適正になるので、植付け深さが浅くなるように制御する。
【００１７】
上記制御部２２による制御処理は、図６のフローチャートに示すように、各センサ値読込（Ｓ１）の後に、変速位置が植付速（Ｓ２）になり、かつ、ドライブシャフト回転数が所定値ｎ３（Ｓ２ａ）になるまで待機する。この所定値ｎ３は、圃場の直進距離と対応する回転距離であり、予め設定することにより、圃場端の畦際との接近を判定することができる。この条件判定により、ターン選択用の切替スイッチ２１をチェック（Ｓ３）し、「バック付ターン」「自動ターン」「枕地調節ターン」の中から選択に応じたパターンの旋回処理を行う。
【００１８】
各旋回パターンについて詳細に説明すると、「バック付ターン」は、ＨＳＴレバー位置センサ２５の信号によりＨＳＴレバーが中立（Ｓ１１）で、主クラッチが「切」（Ｓ１２）でないことを条件に、すなわち、主クラッチが「入」になったときに植付部「上昇」と植付クラッチ「切」とを指令（Ｓ１３）する。
【００１９】
この場合、ＨＳＴレバーの中立検出によって旋回制御の感知精度を向上することができる。また、図示せぬ接触センサ等による畦検知センサを機体前端部に設け、畦の側面に最接近した時の検知信号によりレバー傾動装置３３を介してＨＳＴレバーを中立に戻し、自動停車するように構成することにより、畦との衝突を防止して位置決め精度を向上し、以降の制御精度を確保することができる。
【００２０】
主クラッチ「切」の場合は、所定時間以上の停車継続を検出した場合を含め、旋回処理を中止することにより、植付け途中の異常停車等に対応することができる。この時は、オペレータが後進操作を行うことにより、「バック付ターン」の処理に復帰するように構成する。また、植付部「上昇」は、機体の後進動作の前に行われることから、機体後進とともに作業部を上昇する通常のバックリフト動作による機体後進の際に植付部７が上昇しきれずに表土に喰い込むという事態が回避されるので、フロート部１５の破損を防止することができる。
【００２１】
次いで、衝撃緩和のため所定時間の経過を挟んで所定距離後進（Ｓ１４）する。この後進の際は、その時間的余裕により、走行方向切替によってオペレータが受けるショックを抑えるとともに、植付部７の上昇動作が遅い場合の表土への喰い込みを防止することができる。また、後進動作による車輪跡によって植え付け済みの圃場面が乱れ、植付けた苗を倒すことなく車輪跡を消すのは煩わしい手間を要するので、上記後進動作は、植え終わり位置までの範囲に規制する。
【００２２】
所定時間の経過後に前進操作（Ｓ１５）を待ってドライブシャフト回転による距離カウントを開始（Ｓ１６）する。この前進操作に代えてＨＳＴレバーの傾動指令によって機体を前進させるように構成することにより、操作性の向上を図ることができる。また、機体の前進開始までのタイムラグを設けることにより、オペレータが受けるショックを抑えることができ、さらに、タイムラグ調節ダイヤル２７を設けることにより後進時と前進時について好みの時間に設定できるので、操作性を向上することができる。
【００２３】
この前進開始に続く旋回のためのハンドル操作（Ｓ１７）に応じて後述の左または右の所定のターン制御（Ｓ１８，Ｓ１８）により、機体の旋回動作に付帯して所定位置から植付けを再開する。所定のターン制御（Ｓ１８）は、左右共通のサブルーチン処理によるものであり、他の旋回パターンにも組み込み可能に構成する。
【００２４】
このように制御処理する「バック付ターン」の処理は、植付け条数の少ない田植機を使用する場合において、圃場の往復植付け作業において畦に近接した位置まで植付けすることができるので、作業部の植付け幅に適合させるべく畦際部の周回植付け作業幅を小さくすることができる。なお、ブレーキペダルセンサ２８の信号によって旋回処理の制御を中止するべく構成した場合には、異状に際して安全性を確保することができる。
【００２５】
「自動ターン」は、旋回のための左右のハンドル操作（Ｓ２１）に応じて上記同様に距離カウントを開始（Ｓ２２，Ｓ２２）するとともに、対応するターン制御（Ｓ１８，Ｓ１８）により所定位置から植付けを再開する。また、「枕地調節ターン」は、植付「切」操作（Ｓ３１）を条件として上記同様に距離カウントを開始（Ｓ３２）し、前進を続行した後に旋回のためのハンドル操作（Ｓ３３）に応じてターン制御（Ｓ１８，Ｓ１８）をすることにより所定位置から植付けを再開する。
【００２６】
サブルーチン処理による左または右のターン制御処理の詳細は、図７（ａ）および図７（ｂ）のフローチャートに示すように、植付部７の上昇モードスイッチ２４をチェック（Ｓ４１）し、上昇モードでない場合にドライブシャフト回転数チェック（Ｓ４２）によって所定の旋回距離ｎ１になるまで待った上で、センターフロート１５ｂの昇降感度を「鈍感」に設定（Ｓ４２ａ）し、かつ、サイドフロートソレノイド３６を作動（Ｓ４２ｂ）してサイドフロート１５ａの傾斜検出を固定する。
【００２７】
昇降感度は、図８のセンターフロートの動作側面図のように、表土が硬い場合に前上がり姿勢としてセンターフロート１５ｂの後部の支点４４寄りに作用力を受けることにより、検出感度を抑えて鈍感とし、逆に、表土が軟らかい場合に前下がり姿勢としてセンターフロート１５ｂの支点４４から離れた前部寄りに作用力を受けることにより、検出感度を上げて敏感とする。これらフロート１５ａ，１５ｂの設定の後、旋回操作の判定のためのハンドル角度が規定値ａ（例えば９０°）以上であることを条件に植付部「下げ」を指令（Ｓ４４）する。
【００２８】
一方、上記チェック（Ｓ４１）で上昇モードの場合は、植付部「上げ」を指令（Ｓ４１ａ）する。ハンドル角度が規定値ａ以上でない場合は、警報出力（Ｓ４３ａ）の上で処理を終了する。
【００２９】
次いで、ドライブシャフト回転数チェック（Ｓ４５）によって所定の旋回距離ｎ２’になると、異常操作の判定のためのハンドル角度が規定値ｂ（例えば１８０°）以上でないこと（Ｓ４６）を条件に施肥クラッチ「入」を指令（Ｓ４７）する。ハンドル角度のチェック（Ｓ４６）の結果が規定値ｂ以上であれば、上記同様に、警報出力（Ｓ４３ａ）の上で処理を終了する。
【００３０】
続いて、植始め自動切替スイッチ２３が「入」であること（Ｓ４８）を条件に、ドライブシャフト回転数チェック（Ｓ４９）によって所定の旋回距離ｎ２になった時に、または、植始め自動切替スイッチ２３のチェック（Ｓ４８）で「入」でないときはフィンガレバーの操作（Ｓ４８ａ）の時に、昇降感度とサイドフロートストッパソレノイドを元に戻し（Ｓ４９ａ）て検出感度を上げ、直進植付けのために植付部の昇降を調節制御し、かつ、植付深さモータを「浅」側に所定量作動（Ｓ４９ｂ）することにより、直進開始時の深植えを防止する。
【００３１】
次いで、植付「入」を指令（Ｓ５０）するとともにドライブシャフト回転カウントクリア（Ｓ５１）により新たに直進距離カウントを開始する。このカウントにより、次のターン位置までの間でハンドル操作をしても、植付部７を上昇することなく植付け走行することができる。また、上記植付け開始時にタイマをセット（Ｓ５２）し、機体が安定する所定時間のタイムアップ（Ｓ５２ａ）を待って植付深さモータを元に戻す（Ｓ５３）ことにより、所定の植付深さを維持しつつ処理を終了する。
【００３２】
これらの一連の動作パターンに必要なすべての制御値、例えば、直進走行距離、直進走行方位、旋回時操向量、旋回時変速値は、エンジンキーを切っても記憶が維持され、その一方で全制御値をリセットするスイッチを設けることにより、田圃が変わった場合に新たな制御値の設定を可能に構成する。
【００３３】
上述のように構成することにより、左または右のターン制御処理により、機体の旋回動作と連動して植付部７が対応動作することにより、旋回過程の整地を行うとともに、旋回終了後の直進によって植付けが再開される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の対地作業機用制御装置を適用した田植機の側面図である。
【図２】ターン選択スイッチである。
【図３】「自動ターン」（ａ）、「バック付ターン」（ｂ）、「枕地調節ターン」（ｃ）の各旋回構成図である。
【図４】対地作業機用制御装置の入出力系統図である。
【図５】サイドフロートの側面図である。
【図６】制御処理のフローチャートである。
【図７（ａ）】ターン制御の詳細フローチャートである。
【図７（ｂ）】ターン制御の詳細フローチャートである。
【図８】センターフロートの動作説明側面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１水田作業機（田植機）
１ａ機体
２転向車輪
３後輪
４操舵ハンドル
７作業部（植付部）
１１昇降部
１１ａ油圧シリンダ
１１ｂ電磁油圧バルブ
１５フロート
１５ａサイドフロート
１５ｂセンターフロート
２２制御部
ｎ１下降タイミング（旋回距離）
ｎ２直進開始（旋回距離）

【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
【出願日】	平成１６年１月２６日（２００４．１．２６）
【代理人】	【識別番号】１０００７７７７９【弁理士】【氏名又は名称】牧哲郎【識別番号】１０００７８２６０【弁理士】【氏名又は名称】牧レイ子【識別番号】１０００８６４５０【弁理士】【氏名又は名称】菊谷公男
【公開番号】	特開２００５－２０４６１３（Ｐ２００５－２０４６１３Ａ）
【公開日】	平成１７年８月４日（２００５．８．４）
【出願番号】	特願２００４－１６９８６（Ｐ２００４－１６９８６）