JP2002067990A - 移動農機の操向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動モータの回生制動力により、機体の直進
走行時の直進性を向上させる。 【解決手段】 乗用田植機１０は、操向ハンドル１６の
操舵力を、電動モータ４０の駆動力によってアシスト可
能な電動パワーステアリング装置３４を備えていて、植
付時のように直進性が求められる作業走行時に、オペレ
ータが電動モータ４０の入力端子４０ａ，４０ｂを強制
的に短絡操作することで、前輪１１が路面反力又は耕盤
反力等により影響を受けて操向ハンドル１６が左右に回
されようとしても、電動モータ４０の回生制動力によっ
てこれが阻止され、これにより走行機体１３の直進性が
向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操向ハンドルの操
舵力をアシストする電動パワーステアリング装置を備え
た移動農機に係り、詳しくは電動パワーステアリング装
置を利用して直進性の向上を図るようにした移動農機の
操向装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動農機としての乗用田植機等において
は、一定のトルクにより操向ハンドルの操舵力をアシス
トする電動パワーステアリング装置を備えたものが公知
であり、例えば、操向ハンドルのステアリング軸に設け
たトーションバーの捩れ角をトルクセンサで検出し、そ
の検出結果により、ステアリング操作時にオペレータが
感じるステアリング負荷の大小を判断して、ステアリン
グ操作のアシスト量を決定している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術によ
ると、略々直進走行時には、電動モータによる操向ハン
ドルのアシストが機能しないため、耕盤の反力により操
向ハンドルが回されようとしても、抵抗力が作用せず自
由に回されてしまう。ところが、例えば植付作業時にお
いて、枕地で機体を旋回させる旋回走行時と、植付時の
ように略々直進状態で走行する走行時とがあるが、これ
らの場合、機体の旋回時には大きなアシスト量で操向を
行なえるようにし、反対に、略々直進状態での走行時に
は、操向ハンドルの操舵力が軽くて蛇行しないように、
小さなアシスト量で操向が行なえるように、走行状態に
応じて操向ハンドルの操舵力のアシスト量を変更できる
ことが好ましい。

【０００４】更に、移動農機としての例えば乗用田植機
において、直進性が要求される作業状態か否かをオペレ
ータによる判断のみならず、自動的に判断することがで
きれば好都合である。

【０００５】本発明は、斯かる課題を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、電動モータの
回生制動力により直進走行時の直進性を向上することの
できる移動農機の操向装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、操向ハンドル（１６）の操
舵力を、電動モータ（４０）の駆動力によりアシスト可
能な電動パワーステアリング装置（３４）を備えた移動
農機（１０）において、前記電動モータ（４０）の入力
端子（４０ａ，４０ｂ）を短絡操作し、該電動モータ
（４０）の回生制動力により、圃場面からの反力に基づ
く前記操向ハンドル（１６）の回動を阻止する、ことを
特徴とする。

【０００７】請求項２記載の発明は、機体（１３）に装
着された作業機（２４）の駆動を操作する操作具（２
１）の操作に基づき、前記電動モータ（４０）の入力端
子（４０ａ，４０ｂ）を自動的に短絡する、ことを特徴
とする。

【０００８】［作用］以上により、本発明が適用された
移動農機（１０）は、操向ハンドル（１６）の操舵力
を、電動モータ（４０）の駆動力によりアシスト可能な
電動パワーステアリング装置（３４）を備えていて、直
進性が求められる作業走行時に、前記電動モータ（４
０）の入力端子（４０ａ，４０ｂ）を短絡操作すること
で、走行車輪（１１）が路面反力又は耕盤反力等により
影響を受けて操向ハンドル（１６）が左右に回されよう
としても、前記電動モータ（４０）の回生制動力により
これが阻止され、よって走行機体（１３）の直進性が向
上される。

【０００９】なお、上述した括弧内の符号は図面を参照
するために示すものであって、本発明を何ら限定するも
のではない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
の形態について説明する。

【００１１】図１は、本発明が適用された移動農機とし
ての乗用田植機を示すもので、前輪１１及び後輪１２に
より支持された走行機体１３を有しており、該走行機体
１３にはその前輪前方のボンネット１４内にエンジン
（図示せず）が搭載され、その後方の運転席２０には、
ステアリングホイール１６と主変速レバー１７等が設け
られ、その後方には座席シート１８が設けられている。
この座席シート１８の側方には、油圧・植付レバー２１
が設けられていて、この油圧・植付レバー２１は、レバ
ーガイドに沿い、「上げ」「固定」「下げ（自動）」
「植付（自動）」の各位置にスライド操作可能とされて
いて、この操作に基づき、後述する植付部２４が昇降制
御される。

【００１２】前記走行機体１３の後方には、昇降リンク
機構２２を介して植付部２４が昇降自在に支持され、該
植付部２４には、プランタケース２５、ロータリケース
２６、プランタアーム２７、及びフロー卜２８及びマッ
ト苗を縦方向（上下方向）に載置し得る苗載せ台２９が
設けられている。この苗載せ台２９に載置されたマット
苗は、図示しない苗送りベルトの駆動により順次下方に
移送され、プランタアーム２７により掻取られて圃場に
植付けられる。

【００１３】なお、前記走行機体１３には、昇降リンク
機構２２との間に油圧シリンダ（図示せず）が配設され
ていて、前記油圧・植付レバー２１の操作に基づき、座
席シート１８の下部のリヤカバー３２内に配置された油
圧コントロールバルブ（図示せず）を介して油圧シリン
ダが伸縮制御されて、植付部２４が昇降制御される。

【００１４】図２に示すように、ステアリングホイール
１６と該ステアリングホイール１６によって操舵される
前輪１１とは、電動パワーステアリング装置３４及びト
ランスミッション３５内の減速機構を介して連動連結さ
れている。すなわち、ステアリングホイール１６と一体
のステアリングシャフト３６の基部側には、ステアリン
グホイール１６の回動トルクを検出するトルクセンサ３
８が設けられ、このトルクセンサ３８の検出結果に基づ
き、ステアリングシャフト３６を回動させるアシスト力
を付与するための電動モータ４０が、減速機４２を介し
てステアリングシャフト３６に連動連結されている。

【００１５】このステアリングシャフト３６と前輪１１
とは、ステアリングシャフト３６の基端側に配置された
トランスミッション３５内のギヤ４４を介して連結され
たセクタシャフト４６のセクタギヤ４８、更にセクタシ
ャフト４６の下部のピットマンアーム、ドラッグリンク
及びフロントアクスル（いずれも図示せず）を介して連
結されている。

【００１６】次いで、図３は、電動パワーステアリング
装置３４におけるトルクセンサ３８の詳細を示すもの
で、以下、同図に基づきトルクセンサ３８の構成を説明
する。

【００１７】符号５０は、電動パワーステアリング装置
３４の入力軸であり、符号５１は出力軸であって、この
入力軸５０と出力軸５１とが、特殊合金材からなるトー
ションバー５２を介して略々直線状に連結されており、
ステアリングホイール１６による操向操作に伴って入力
軸５０に回転トルクが発生すると、トーションバー５２
が捩れて入力軸５０と出力軸５１とが変位し、相対的な
回転角が生じる。

【００１８】このトーションバー５２は、一端側を入力
軸５０にスプライン嵌合（５０ａ）された外郭パイプ５
３に内嵌されており、該外郭パイプ５３の他端側５３ａ
には、固定プレート５４を介してポテンショメータ５５
が設けられている。また、前記外郭パイプ５３の他端側
５３ａから下方に突出するトーションバー５２の先端に
は、大径の歯車５６が軸支されていて、これに噛合する
小径の歯車５７がポテンショメータ５５の検出軸５５ａ
に軸支されて、トーションバー５２の捩れ角が各歯車５
６，５７のギヤ比で拡大検出される構成となっている。

【００１９】前記ポテンショメータ５５の信号線５８
は、外郭パイプ５３の外周面に沿い螺旋状に巻回されて
収納ケース５９の外部に取り出されるようになってい
て、ステアリングホイール１６が中立位置にあるとき
は、外郭パイプ５３の外方に離間する巻回位置に保持さ
れ（実線位置）、また、左右方向の限界までステアリン
グホイール１６を操向した際には、外郭パイプ５３の内
方と外方の巻回位置に変位する（破線位置）。なお、符
号５９ａは、信号線５８を収納ケース５９内で区画する
仕切板であり、また、符号６０，６１は、減速機４２か
らの動力を出力軸５１に伝達する傘歯車であり、更に、
符号６２は、出力軸５１の回転角度を傘歯車６３を介し
て検出するポテンショメータである。

【００２０】以上により、ステアリングホイール１６の
操向時に、トーションバー５２の捩れにより入力軸５０
と出力軸５１との間に相対的な回転角が生じた場合に
は、トーションバー５２の先端に設けられた大径の歯車
５６と、これに噛合する小径の歯車５７との間で回転角
が拡大され、これにより回転する検出軸５５ａを介して
ポテンショメータ５５から検出信号が送られ、これが電
動モータ４０にフィードバックされて、ステアリング負
荷の大小に応じたアシスト動作が行なわれる。

【００２１】ここで、本実施の形態では、前記電動モー
タ４０の入力端子を短絡操作し、該電動モータ４０の回
生制動力により、圃場面からの反力に基づく前記操向ハ
ンドル１６の回動を阻止するようにした。

【００２２】図４（ａ）〜（ｃ）は、電動パワーステア
リング装置３４における電動モータ４０の入力端子４０
ａ（+），４０ｂ（-）を短絡した実施の形態を示す図で
ある。

【００２３】同図において、図４（ａ）は入力端子４０
ａ（+），４０ｂ（-）を直接短絡した状態を示し、ま
た、図４（ｂ）は入力端子４０ａ（+），４０ｂ（-）を
固定抵抗器６６で短絡した状態を示し、更に、図４
（ｃ）は入力端子４０ａ（+），４０ｂ（-）を可変抵抗
器６７で短絡した状態を示している。これら固定抵抗器
６６又は可変抵抗器６７は、回生電流を制御するために
用いられるものである。

【００２４】このように、電動モータ４０の入力端子４
０ａ（+），４０ｂ（-）を短絡した場合に、電動モータ
４０を強制的に回そうとすると、モータの回生電流はこ
れに抵抗するように作用して回されまいとする力が生じ
る。これを利用して、走行機体１３の直進時に、電動モ
ータ４０の入力端子を短絡すると、ステアリングホイー
ル１６が回されようとしても、これに抵抗する力が作用
する。

【００２５】すなわち、乗用田植機１０による植付走行
時のように直進走行時においては、オペレータが電動モ
ータ４０の入力端子４０ａ（+），４０ｂ（-）を強制的
に短絡操作することにより、耕盤からの左右不均一な反
力に基づき、前輪１１を介して前記操向ハンドル１６が
左右いずれかに回動されようとしても、電動モータ４０
の回生制動力によってこれが阻止され、機体走行の直進
性を保つことができる。

【００２６】また、本実施の形態では、機体１３に装着
された作業機２４の駆動を操作する操作具２１の操作に
基づき、前記電動モータ４０の入力端子４０ａ，４０ｂ
を自動的に短絡するようにしたものである。

【００２７】すなわち、操作具としての油圧・植付レバ
ー２１が「植付」位置にあるときは、植付部２４が下げ
位置にあってかつ植付作業が行われており、この場合は
走行機体１３は略々直進走行状態にある。従って、油圧
・植付レバー２１が「植付」位置に操作されている場合
を、走行機体１３が直進走行状態にあるものと判断する
こととした。

【００２８】図５は、乗用田植機の操向装置の制御ブロ
ック図を示している。

【００２９】同図において、トルクセンサ３８からの出
力は、制御部７０とスイッチ７２を介して電動モータ４
０に入力されていて、制御部７０は演算装置７０ａと駆
動装置７０ｂとを有している。そして、油圧・植付レバ
ー２１を操作して植付部２４が下降し、作業状態にある
ときは、直進走行状態にあるものとして、油圧・植付レ
バー２１の操作に基づき前記スイッチ７２を自動的にオ
ン作動し、電動モータ４０の入力端子４０ａ，４０ｂを
自動的に短絡する。一方、油圧・植付レバー２１の操作
により、植付部２４が上昇状態にあるときは、非作業状
態にあるものとして、このときは走行機体１３の直進性
は要求されないため、前記スイッチ７２をオフとし、電
動モータ４０の入力端子４０ａ，４０ｂを開放したまま
とする。

【００３０】この実施の形態によれば、油圧・植付レバ
ー２１の操作に連動するスイッチ７２を設けたことによ
り、走行機体１３が直進走行状態にあるか否かを自動的
に判断することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、直進性が求められる作業走行時に、電動モ
ータの入力端子を短絡操作することにより、走行車輪が
路面反力又は耕盤反力により影響を受けて操向ハンドル
が左右に回されようとしても、電動モータの回生制動力
によりこれを阻止するので、走行機体の直進性を向上す
ることができる。

【００３２】請求項２記載の発明によれば、作業機の駆
動を操作する操作具の操作により、電動モータの入力端
子が自動的に短絡されるので、直進性が求められる作業
走行時に、電動モータの回生制動力によって走行機体の
直進性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された乗用田植機の側面図であ
る。

【図２】電動パワーステアリング装置の縦断面図であ
る。

【図３】トルクセンサの縦断面図である。

【図４】（ａ）は電動モータの入力端子を直接短絡した
状態を示す図、（ｂ）は電動モータの入力端子を固定抵
抗器で短絡した状態を示す図、（ｃ）は入力端子を可変
抵抗器で短絡した状態を示す図である。

【図５】本実施の形態における制御ブロックを示す図で
ある。

【符号の説明】

１０ 乗用田植機 １１ 前輪 １３ 走行機体 １６ ステアリングホイール ２１ 油圧・植付レバー ２４ 植付部 ３４ 電動パワーステアリング装置 ３８ トルクセンサ ４０ 電動モータ ４０ａ（+） 入力端子 ４０ｂ（-） 入力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｌ 5/22 Ｇ０１Ｌ 5/22 // Ｂ６２Ｄ 119:00 Ｂ６２Ｄ 119:00 Ｆターム(参考） 2B043 AA03 AB07 BA02 BB06 DB08 DB21 2B062 AA04 AB01 BA22 BA41 2F051 AA01 AB06 BA03 3D032 CC02 DA15 DA62 EC22 GG13 3D033 CA03 CA04 CA16 CA20 CA28

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操向ハンドルの操舵力を、電動モータの
   駆動力によりアシスト可能な電動パワーステアリング装
   置を備えた移動農機において、 前記電動モータの入力端子を短絡操作し、該電動モータ
   の回生制動力により、圃場面からの反力に基づく前記操
   向ハンドルの回動を阻止する、 ことを特徴とする移動農機の操向装置。
2. 【請求項２】 機体に装着された作業機の駆動を操作す
   る操作具の操作に基づき、前記電動モータの入力端子を
   自動的に短絡する、 ことを特徴とする請求項１記載の移動農機の操向装置。