JP2003000006A - 移動農機の操向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動直進機能を有する移動農機の安全性向
上。 【解決手段】 操向ハンドル１７と操向駆動部とが連結
され、操向ハンドル１７の操作に応じて操向駆動部が作
動する手動操向状態と、操向ハンドル１７と操向駆動部
との連結が解除され、進路を直進に維持するように操向
駆動部が自動的に作動する自動直進状態とに切替可能な
移動農機の操向装置において、通常は手動操向状態にあ
り、操向状態切替用のアクチュエータ５６を駆動したと
きだけ自動直進状態になる構成とし、停車時に操向ハン
ドル１７がフリーで回転しないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動直進機能を有
する移動農機に装備するに適した操向装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】乗用型田植機等の移動農機において、例
えば植付作業時に操向ハンドルから手を離して苗補給、
肥料補給等の他の作業を行えるように、自動直進機能を
有するものがある。この種の移動農機は、操向ハンドル
の操作に応じて操向する手動操向時には、操向ハンドル
と操向駆動部とが連結されているが、制御装置からの指
令に基づき操向駆動部が作動する自動直進時には、操向
ハンドルと操向駆動部との連結が解除され、操向ハンド
ルが自由に回転するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記自動直進機能を有
する移動農機を自動直進状態で停止させたりエンジンを
切ったりした場合、操向ハンドルは自由に回転する状態
のままであるので、乗降の際に操向ハンドルを持って体
重をかけると、操向ハンドルが回って身体のバランスを
崩して怪我をするおそれがある。

【０００４】また、従来の自動直進機能を有する移動農
機は、自動直進状態で走行中に機体が大きく傾いた場合
や、自動直進状態のまま誤って旋回のために作業機を上
昇させた場合、操向状態切替用のスイッチを自動直進位
置から手動操向位置に切り替えてからでないと操向ハン
ドルが効かないので、対応が遅れて重大な事故になる危
険性もあった。

【０００５】本発明は、上述のような乗降時の怪我や走
行時の事故が起きないように、自動直進機能を有する移
動農機の安全性を向上させることを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次のように構成した。すなわち、本発明に
かかる移動農機の操向装置は、操向ハンドルと操向駆動
部とが連結され、操向ハンドルの操作に応じて操向駆動
部が作動する手動操向状態と、操向ハンドルと操向駆動
部との連結が解除され、進路を直進に維持するように操
向駆動部が自動的に作動する自動直進状態とに切替可能
な移動農機の操向装置において、通常は手動操向状態に
あり、操向状態切替用のアクチュエータを駆動したとき
だけ自動直進状態になることを特徴としている。

【０００７】この発明によれば、エンジンを切った状態
では、操向状態切替用のアクチュエータが駆動しないの
で、操向状態切替用のスイッチが自動直進位置に操作さ
れていたとしても、実際には操向ハンドルと操向駆動部
とが連結された手動操向状態となっている。このため、
エンジンを切った状態で乗降する場合などに、操向ハン
ドルを持って体重をかけても、操向ハンドルが回って身
体のバランスを崩すことがない。

【０００８】請求項１に記載の発明において、自動直進
状態にあるとき走行停止操作が行われると手動操向状態
になり、その際、操向駆動部の作動位置に合わせて操向
ハンドルの操作位置を変更してから操向ハンドルと操向
駆動部とが連結される構成とすると、例えエンジンが回
転していても機体が停止状態であれば、操向ハンドルが
回らなくなる。

【０００９】また、請求項１に記載の発明において、自
動直進状態にあるとき機体の傾斜が所定角度を超える
と、操向ハンドルと操向駆動部とが連結して手動操向状
態になる構成とすると、機体が大きく傾いた時にすぐに
操向ハンドルの操作で操向することができ、事故を未然
に防げる。

【００１０】さらに、請求項１に記載の発明において、
自動直進状態にあるとき機体に対して作業装置が一定以
上高くなると、操向ハンドルと操向駆動部とが連結して
手動操向状態になる構成とすると、作業装置が上昇して
バランスが不安定な状態のときにすぐに手動で操向でき
るので安全である。

【００１１】

【発明の効果】上述したように、本発明にかかる移動農
機の操向装置は、エンジンを切った状態や機体を停止さ
せた状態にあるとき操向ハンドルが自由に回らないの
で、乗降時等にオペレータが操向ハンドルに手をかけて
もて安全であり、さらに自動直進操向での作業時に、機
体が大きく傾いた場合や、誤って旋回のため作業装置を
上昇させてしまった場合、すぐにハンドル操作による適
正な操向を行えるので安全である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に表された実施の形態
について説明する。図１乃至図３に示す移動農機１は乗
用施肥田植機であって、走行車体２の後側に昇降リンク
装置３を介して作業装置としての苗植付部４が昇降可能
に装着されている。

【００１３】走行車体２は、駆動輪である各左右一対の
前輪１０，１０及び後輪１１，１１を備えた四輪駆動車
両で、機体の前部にミッションケース１２、その後方に
エンジン１３が設けられている。エンジン１３の回転動
力は、油圧式無段変速装置１４を介してミッションケー
ス１２へ伝達される。そして、ミッションケース１２内
の主変速装置で変速された後、前輪１０，１０及び後輪
１１，１１と、苗植付部４とに伝達される。

【００１４】エンジン１３の上側には座席１６が設置さ
れ、その前方に操向車輪である前輪１０，１０の操向ハ
ンドル１７が設けられている。座席１６の周辺部には、
主変速装置を操作する主変速レバー１８、油圧式無段変
速装置１４を操作する副変速レバー１９、苗植付部４の
昇降及び苗植付部４の駆動・非駆動の切替を行う植付昇
降レバー２０、操向状態切替用のスイッチである自動直
進スイッチ２１、主クラッチを切る主クラッチペダル２
２、左右の後輪１１，１１を個別に制動する後輪ブレー
キペダル２３Ｌ，２３Ｒ等がそれぞれ設けられている。
主クラッチペダル２２、ブレーキペダル２３Ｌ，２３Ｒ
を踏圧操作すると、操作が有ったことが主クラッチセン
サ２２ａとブレーキセンサ２３ａＬ，２３ａＲとにそれ
ぞれ検出される（図５参照）。

【００１５】走行車体２の前部左右両側には、苗枠ステ
ー２５ａに複数段づつ支持された予備苗枠２５が設けら
れている。また、座席１６の上方には、日除けステー２
６ａに支持された日除け２６が設けられている。そし
て、この日除け２６の下面に自動直進操向のための磁気
方位センサ２７が取り付けられている。磁気方位センサ
２７は動く物体の近くにあると受信障害が出るので、上
記のように高い位置に配置するのが望ましい。また、走
行車体２には、機体の左右傾斜を検出する傾斜センサ２
８が設けられている。

【００１６】なお、日除けステー２６ａの水平部分や苗
枠ステー２５ａの上部に磁気方位センサ２７を取り付け
てもよい。また、日除けステー２６ａを利用してバック
ミラー２９を取り付けると、バックミラー用のステーを
別途設けることなく、バックミラー２９を適度の高さに
取り付けることができる。

【００１７】昇降リンク装置３は、前端側で回動自在に
支持された互いに平行な１本の上リンク３０と左右一対
の下リンク３１，３１の後端部に連結枠３２が連結され
ており、該連結枠に苗植付部４がローリング自在に装着
されている。昇降シリンダ３３を伸縮作動させることに
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。上リンク３０の角度は昇降リンク
角センサ３４に検出される。

【００１８】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４０、苗を載せて左右往復動し苗を一
株づつ各条の苗取出口４１ａ，…に供給する苗載台４
１、苗取出口４１ａ，…に供給された苗を圃場に植付け
る苗植付装置４２，…等を備えている。苗植付部４の下
部には中央にセンターフロート４５、その左右両側にサ
イドフロート４６，４６がそれぞれ設けられており、植
付作業時には、各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４２，…により苗が植付けられ
る。

【００１９】図４はこの移動農機１の操向装置を表して
いる。操向ハンドル１７が取り付けられているハンドル
軸５０はユニバーサルジョイント５１を介して中継軸５
２と連結され、その中継軸５２とそれ以降の操向駆動部
との間に操向クラッチ５３が設けられている。この操向
クラッチ５３のシフタ５４は、スプリング５５によって
クラッチ入側に付勢されており、操向状態切替用のアク
チュエータである操向状態切替モータ５６によってクラ
ッチ切側に移動させられるようになっている。したがっ
て、通常は操向ハンドル１７と操向駆動部とが伝動的に
連結された状態となり、操向状態切替モータ５６を駆動
したときのみ操向ハンドル１７と操向駆動部とが伝動的
に連結解除された状態となる。

【００２０】操向駆動部はパワーステアリングユニット
５７を備え、該ユニットの入力軸５７ａが操向クラッチ
５３を介して中継軸５２と連結される。そして、パワー
ステアリングユニット５７の出力軸５７ｂにピットマン
アーム５８が取り付けられ、そのピットマンアーム５８
の先端部と前輪支持ケース５９，５９に固着したナック
ルアーム６０，６０とがタイロッド６１，６１によって
連結されている。これにより、パワーステアリングユニ
ット５７の出力軸５７ｂが回動すると、その回動量に応
じて前輪１０，１０が操向される。

【００２１】ギヤＧ１，Ｇ２を介して中継軸５２を回転
させるハンドル角変更モータ６３が設けられており、操
向クラッチ５３が切の状態でこのモータ６３を駆動する
ことにより、操向ハンドル１７の角度を変更できる。操
向ハンドル１７の操作量は、ハンドル角センサ６４に検
出される。

【００２２】また、ギヤＧ３，Ｇ４を介してパワーステ
アリングユニットの入力軸５７ａを回転させる自動直進
モータ６５が設けられており、操向クラッチ５３が切の
状態でこのモータ６５を駆動することにより、操向ハン
ドル１７の操作に頼らず前輪１０，１０の操向を行うこ
とができる。前輪１０，１０の操向量は、操向量センサ
６６に検出される。

【００２３】この操向装置の制御装置は図５に示す構成
となっている。すなわち、自動直進スイッチ２０及び各
センサ２３，２４Ｌ，２４Ｒ，２７，２８，３４，６
４，６６からの信号が入力インターフェース７０を介し
てＣＰＵ７１に入力され、これらの情報に基づき、ＣＰ
Ｕ７１から出力インターフェース７２を介して各モータ
５６，６３，６５に信号が出力される。

【００２４】この制御装置による操向制御全般の流れを
図６のフローチャートに示す。自動直進スイッチ２０が
ＯＦＦである場合、操向状態切替モータ５６をＯＦＦ
（操向クラッチ５３が入）にして、操向ハンドル１７と
操向駆動部とを伝動的に連結させることにより、操向ハ
ンドル１７の操作に基づく手動操向状態となる。一方、
自動直進スイッチ２０がＯＮである場合、通常は、操向
状態切替モータ５６をＯＮ（操向クラッチ５３が切）に
して、操向ハンドル１７と操向駆動部とを伝動的に連結
解除させ、後述する自動直進制御を行う。但し、自動直
進スイッチ２０がＯＮであっても、機体が一定以上傾斜
するか苗植付部が一定高さ以上に上昇した場合、操向状
態切替モータ５６をＯＦＦにして、手動操向状態にす
る。また、自動直進スイッチ２０がＯＮであっても、主
クラッチ操作が有ったかブレーキ操作が有った場合、後
述するハンドル角修正制御を行ってから、操向状態切替
モータ５６をＯＦＦにして、手動操向状態にする。

【００２５】主クラッチ操作及びブレーキ操作が行われ
るのは機体を停止するときであるから、上記のように制
御すると、機体が停止したとき手動操向状態となる。こ
のため、乗降の際にオペレータが操向ハンドル１７を持
って体重をかけても、操向ハンドル１７が回らず安全で
ある。さらに、操向状態切替モータ５６はエンジンキー
が切られている時には作動しないので、例え自動直進ス
イッチ２０がＯＮに操作されていても、エンジン停止時
には操向ハンドル１７が自由に回転しない。このため、
自動直進スイッチ２０をＯＮのまま作業を終了しても安
全である。また、自動直進操向での作業時に、機体が大
きく傾いた場合や、誤って旋回のため苗植付部４を上昇
させてしまった場合、自動的に手動操向状態に切り替わ
るので、緊急時にすぐにハンドル操作による適正な操向
を行える。

【００２６】自動直進制御は、図７のフローチャートに
示すように、磁気方位センサ２７で検出される実際の方
位と予めティーチング走行によって定められた設定方位
との偏差を計算し、その偏差に応じて自動直進モータ６
５に出力する。ティーチング開始用のスイッチは前記自
動直進スイッチ２０が兼ねている。この自動直進スイッ
チ２１と副変速レバー１９とを左右同じ側（図示の移動
農機では右側）に設けておくと、操向ハンドル１７から
手を離さず両者１９，２１を操作することができるの
で、ティーチング走行時に直進を正確に保つことができ
る。

【００２７】また、ハンドル角修正制御は、図８のフロ
ーチャートに示すように、前輪の操向量とハンドルの操
作量が一致するように、ハンドル角変更モータ６３に出
力してハンドル角を修正する。なお、機体が一定以上傾
斜して手動操向状態にする場合や、苗植付部が一定高さ
以上に上昇して手動操向状態にする場合については、緊
急を要するのでこのハンドル角修正制御は行わないよう
にしている。

【図面の簡単な説明】

【図１】移動農機の平面図である。

【図２】移動農機の側面図である。

【図３】移動農機の正面図である。

【図４】操向装置の機構図である。

【図５】操向制御装置のブロック図である。

【図６】操向制御のフローチャートである。

【図７】自動直進制御のフローチャートである。

【図８】ハンドル角変更制御のフローチャートである。

【符号の説明】

１ 乗用施肥田植機（移動農機） ２ 走行車体 ３ 昇降リンク装置 ４ 苗植付部（作業装置） ５ 施肥装置 １７ 操向ハンドル ２０ 自動直進スイッチ（操向状態切替スイッチ） ２３ 主クラッチセンサ ２４Ｌ，２４Ｒ ブレーキセンサ ２７ 磁気方位センサ ２８ 傾斜センサ ３４ 昇降リンクセンサ ５３ 操向クラッチ ５６ 操向状態切替モータ（操向状態切替用のアクチュ
エータ） ６３ ハンドル角変更モータ ６４ ハンドル角センサ ６５ 自動直進モータ ６６ 操向量センサ

フロントページの続き (72)発明者 松尾 陽介 埼玉県さいたま市日進町１丁目40番地２ 生物系特定産業技術研究推進機構内 (72)発明者 山本 聡史 埼玉県さいたま市日進町１丁目40番地２ 生物系特定産業技術研究推進機構内 (72)発明者 行本 修 茨城県つくば市観音台３−１−１ 独立行 政法人農業技術研究機構 中央農業総合研 究センター内 (72)発明者 一杉 則昭 東京都渋谷区道玄坂１丁目21番２号 日本 航空電子工業株式会社内 (72)発明者 小佐野 光 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 Ｆターム(参考） 2B043 AA04 AB19 BA02 BA09 BB01 BB06 DA01 DA04 DA07 DA15 DB02 DB21 DC03 EA02 EA03 EA04 EA06 EA08 EA15 EA16 EA32 EB05 EB10 EC03 EC12 EC14 EC15 EC18 ED02 ED03 ED22 3D032 CC20 DA03 DA36 DA37 DB01 DE06 EA01 FF01 FF02 GG13

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操向ハンドルと操向駆動部とが連結さ
   れ、操向ハンドルの操作に応じて操向駆動部が作動する
   手動操向状態と、操向ハンドルと操向駆動部との連結が
   解除され、進路を直進に維持するように操向駆動部が自
   動的に作動する自動直進状態とに切替可能な移動農機の
   操向装置において、通常は手動操向状態にあり、操向状
   態切替用のアクチュエータを駆動したときだけ自動直進
   状態になることを特徴とする移動農機の操向装置。
2. 【請求項２】 自動直進状態にあるとき走行停止操作が
   行われると手動操向状態になり、その際、操向駆動部の
   作動位置に合わせて操向ハンドルの操作位置を変更して
   から操向ハンドルと操向駆動部とが連結される構成とし
   た請求項１に記載の移動農機の操向装置。
3. 【請求項３】 自動直進状態にあるとき機体の傾斜が所
   定角度を超えると手動操向状態になる構成とした請求項
   １に記載の移動農機の操向装置。
4. 【請求項４】 自動直進状態にあるとき機体に対して作
   業装置が一定以上高くなると手動操向状態になる構成と
   した請求項１に記載の移動農機の操向装置。