JP2015062393A - 作業車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】作業車両の油圧系における負荷を軽減すること。【解決手段】車体(2)に昇降可能に支持された昇降機構(3)と、昇降機構(3)に支持され、圃場で作業を行う作業装置(4)と、昇降機構(3)を昇降させる昇降油圧アクチュエータ(33)と、作動油を貯留するオイルタンク(12)と、オイルタンク(12)の作動油を前記昇降油圧アクチュエータ(33)に送油する送油ポンプ(56)と、昇降機構(3)の上昇を検知する昇降検知部材(SN1)と、昇降検知部材(SN1)が昇降機構(3)の上昇を検知した場合に、送油ポンプ(56)による昇降油圧アクチュエータ(33)への送油量を増大させる送油制御手段(C9)とを備えた作業車両。【選択図】図4

Description

本発明は、油圧により昇降される昇降機構を備えた作業車両に関する。
苗植え付け機や播種装置等の作業装置を備えた作業車両では、送油ポンプや油圧回路等の油圧系を使用して作業装置の昇降を行っている。このような技術として、以下の特許文献1、2に記載の技術が知られている。
特許文献1(特開2012−120516号公報)には、エンジンの出力モードを任意に切替可能とし、圃場の条件に合わせてエンジン回転数や油圧回路の作動油の送油量を変更し、作業能率の向上や燃費の向上を図る作業車両が記載されている。特許文献1の構成では、作業車両の作動油の送油ポンプは、最も大量の作動油を必要とする作業装置の上昇時に必要な作動油を供給できる性能としており、作業装置の上昇を円滑に行える構成としている。
特許文献2(特開2010−029134号公報)には、副変速操作レバーが作業位置であるときに走行操作レバーの操作位置が中立になるとエンジンのアイドリングを停止し、アクセルを操作するとエンジンを再始動するエンジン制御機構を備える作業車両が記載されている。特許文献2に記載の技術では、エンジンを停止すると油圧回路への送油も止まるので、エンジンの再始動時にはポンプを作動させてオイルタンクから作動油を油圧回路に供給させる必要がある。
特開2012−120516号公報 特開2010−029134号公報
特許文献1に記載の技術では、作業装置を上昇させるとき以外、例えば、走行時の油圧式無段変速装置や、ハンドルの操作に必要な力を軽減するパワーステアリング装置の作動に対しては、送油ポンプが送油する油量は過剰な量であり、油圧回路に負荷をかけ、劣化を早める問題がある。
特に、過度の送油が行われることにより、作動油の温度が上昇しやすく、オイルシール等の部材が熱により劣化し、作動油が漏れ出す問題がある。
さらに、作動油が高温となり、粘性が変化すると、油圧が設計通りにかからなくなり、油圧回路の反応速度が低下し、作業能率を低下させる問題がある。
特許文献2に記載の技術では、エンジンの始動と同時にポンプが作動すると、エンジン回転数が少ない状態で作動油が油圧回路に送られ始めるので、エンジンにかかる負荷が大きくなり、エンジンの耐久性が低下する問題がある。
特に、低温時に、作動油の粘性が高いときは圧力損失が生じやすくなるので、いっそうエンジンに大きな負荷をかける問題がある。
また、エンジンの始動時に伴い、油圧式無段変速装置が作動する構成となっていることにより、油圧式無段変速装置に十分な量の作動油が供給されていない状態でエンジンからの動力が油圧式無段変速装置に伝動されるので、油圧式無段変速装置にも大きな負荷がかかり、耐久性が低下してしまう問題がある。
本発明は、作業車両の油圧系における負荷を軽減することを技術的課題とする。
前記技術的課題を解決するために、請求項1に記載の発明の作業車両は、車体(2)に昇降可能に支持された昇降機構(3)と、前記昇降機構(3)に支持され、圃場で作業を行う作業装置(4)と、前記昇降機構(3)を昇降させる昇降油圧アクチュエータ(33)と、作動油を貯留するオイルタンク(12)と、前記オイルタンク(12)の作動油を前記昇降油圧アクチュエータ(33)に送油する送油ポンプ(56)と、前記昇降機構(3)の上昇を検知する昇降検知部材(SN1)と、前記昇降検知部材(SN1)が前記昇降機構(3)の上昇を検知した場合に、前記送油ポンプ(56)による前記昇降油圧アクチュエータ(33)への送油量を増大させる送油制御手段(C9)とを備えたことを特徴とする作業車両である。
請求項2に記載の発明は、前記車体(2)に支持されたエンジン(13)と、前記エンジン(13)が始動した場合に、予め設定された時間(t1)が経過した後に、前記送油ポンプ(56)による送油を開始させる前記送油制御手段(C9)とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の作業車両である。
請求項3に記載の発明は、前記車体(2)の走行速度を切り替える油圧式変速装置(22)と、前記油圧式変速装置(22)に送油を行う前記送油ポンプ(56)と、前記油圧式変速装置(22)の出力を操作する走行操作部材(14)と、前記走行操作部材(14)の操作量を検知する走行検知部材(SN2)と、前記走行操作部材(14)が前後進操作されていることを前記走行検知部材(SN2)が検知し、且つ、前記昇降検知部材(SN1)が前記昇降機構(3)の上昇を検知した場合に、前記走行操作部材(14)が前後進操作され且つ前記昇降機構(3)の上昇が非検知の場合に比べて、前記送油ポンプ(56)の送油量を増大させる前記送油制御手段(C9)とを備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の作業車両である。
請求項4に記載の発明は、前記走行操作部材(14)が中立であることを前記走行検知部材(SN2)が検知し、且つ、前記昇降検知部材(SN1)により前記昇降機構(3)の上昇が検知された場合に、前記送油ポンプ(56)の送油量を増大させる前記送油制御手段(C9)を備えたことを特徴とする請求項3に記載の作業車両である。
請求項5に記載の発明は、前記車体(2)を操舵する操舵部材(16)と、前記操舵部材(16)の操作に要する力を軽減する油圧操舵補助装置(20)と、前記油圧操舵補助装置(20)に送油を行う前記送油ポンプ(56)と、前記操舵部材(16)の操作を検知する操舵検知部材(SN3)と、前記走行操作部材(14)が中立であることを前記走行検知部材(SN2)が検知し、且つ、前記操舵検知部材(SN3)が前記操舵部材(16)の操作を検知した場合に、前記送油ポンプ(56)の送油量を増大させる前記送油制御手段(C9)とを備えたことを特徴とする請求項3または4に記載の作業車両である。
請求項6に記載の発明は、前記走行検知部材(SN2)が検知する前記走行操作部材(14)の操作量に応じて、前記送油ポンプ(56)の送油量を増減させると共に、前記昇降機構(3)の上昇が検知された場合には、予め設定された送油量を前記送油ポンプ(56)に送油させる前記送油制御手段(C9)を備えたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の作業車両である。
請求項1に記載の発明によれば、送油ポンプによる送油量が固定の従来構成に比べて、作業車両の油圧系における負荷を軽減することができるので、省エネ効果を高くすることができ、油圧回路20,21,22の耐久性を向上させることができると共に、作業装置4の上昇速度も確保でき、作業精度を安定させることができる。
請求項2に記載の発明によれば、請求項1記載の発明の効果に加えて、エンジン13が始動してから予め設定された時間t1が経過した後に送油ポンプ56による送油が行われており、エンジン13始動時の負荷が低減され、エンジン13の始動性を向上でき、作業能率を向上させることができる。
請求項3に記載の発明によれば、請求項1または2記載の発明の効果に加えて、前後進中に昇降機構3を上昇させる場合でも、送油量が増えることにより昇降油圧アクチュエータ33の作動が円滑に行われるため、作業精度を向上させることができる。
請求項4に記載の発明によれば、請求項3に記載の発明の効果に加えて、停車中に昇降機構3を上昇させる場合でも、送油量が増えることにより昇降油圧アクチュエータ33の作動が円滑に行われるため、作業精度を向上させることができる。
請求項5に記載の発明によれば、請求項3または4に記載の発明の効果に加えて、停車中に操舵部材16が操作された場合でも、送油量が増えることにより操舵部材16の補助が円滑に行われるため、作業精度を向上させることができる。
請求項6に記載の発明によれば、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の発明の効果に加えて、走行操作部材14の操作量に応じて送油量が増減されるため、不要な送油が防止されると共に、昇降装置3が上昇される場合には、送油量が増えることにより昇降油圧アクチュエータ33の作動が円滑に行われるため、作業精度を向上させることができる。
本発明を用いた一実施例である乗用型苗移植機(田植機)の側面図である。 図1の乗用型苗移植機(田植機)の平面図である。 実施例1の走行操作部材の説明図であり、図3Aは側面図、図3Bは正面図である。 図1の乗用型苗移植機の油圧装置全体の油圧回路図である。 実施例1の田植機の制御部分が備えている各機能をブロック図で示した図である。 実施例1の田植機の送油条件の説明図である。 実施例1の田植機の可変ポンプ制御処理のフローチャートの説明図である。 実施例1の田植機のエンジン部分の説明図であり、図8Aは要部断面図、図8Bは冷却部材の説明図である。 実施例1の田植機の操向ハンドルを含む周辺部分の説明図である。 実施例1の田植機の肥料スライダーの説明図である。
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例(以下、実施例と記載する)を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
本発明の実施例として作業車両である乗用型苗移植機(以下、単に田植機ということがある。)を図面と共に説明する。
図1は本発明を用いた一実施例である乗用型苗移植機(田植機)の側面図である。
図2は図1の乗用型苗移植機(田植機)の平面図である。
図1、図2において、実施例1の乗用型田植機1では、走行車体2の後側に昇降リンク装置3を介して作業装置の一例としての苗植付部4が昇降可能に装着され、さらに走行車体2の後部に施肥装置5の肥料タンク50等が設けられている。
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(HST)22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及び施肥装置5の各駆動部とに伝達される。
エンジン13の上側には操縦席15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16が設けられている。
図3は実施例1の走行操作部材の説明図であり、図3Aは側面図、図3Bは正面図である。
図3において、操向ハンドル16の右下方には、走行操作レバー(HSTレバー、走行操作部材)14が配置されている。走行操作レバー14は、作業者が把持可能な把持部14aを有する。把持部14の上部左側には、親指で押してON,OFFする植付スイッチ14bが設けられている。植付スイッチ14bの下方には、苗植付部4を昇降操作させるための昇降レバー(昇降操作具)14cが設けられている。昇降レバー14cは、フィンガレバー状に形成され、上下動可能に構成されている。また、把持部14aの前側には、苗植条位置を指示するマーカ(図示せず)の方向を切り替えるためのスイッチレバー14dが設けられている。さらに、把持部14aの後側下部には、植付中に苗植付部4を上昇させるための上昇操作スイッチ14eが設けられている。
図2に示すように左右の後輪11、11を個別に制動することのできる後輪ブレーキペダル17L、17Rがフロントカバー7の右脇に設けられている。また操縦席15の左脇には操作ボックス18が設けられ、自動操向で機体を直進させるときにオンにする自動直進スイッチ、自動操向時における走行方位を設定する方位設定器等が操作ボックス18に配置されている。また、緊急時にエンジン13を停止させる緊急停止スイッチ19も設けられている。
なお本明細書では田植機1の前進方向に向かって左右をそれぞれ左側と右側といい、前進方向を前側、後進方向を後側という。
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の後端部とに連結枠32が連結されており、該連結枠32に苗植付部4がローリングシリンダ34によりローリング自在に装着されている。昇降シリンダ33を作動させることにより、各リンク30、31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。なお、実施例1の昇降リンク装置3には、リンク30,31の昇降を検知する昇降検知部材の一例としての昇降センサSN1が、上リンク30の付け根部分に設置されている。
また、苗植付部4の昇降シリンダ作動用の昇降バルブユニット21(図4)はパワステシリンダ24を作動させる操向バルブユニット20(図4)の近傍に配置される。
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41、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45,46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。
施肥装置5は、肥料タンク50内の肥料を肥料繰出部51、…によって一定量づつ下方に繰り出し、その繰り出された肥料を施肥ホース52、…を通して施肥ガイド53、…まで移送し、該施肥ガイドの前側に設けた作溝体54、…によって苗植付条の側部近傍に形成される施肥溝内に落とし込むようになっている。
図4は図1の乗用型苗移植機の油圧装置全体の油圧回路図である。
油タンク(ミッションケース)12の作動油は、カートリッジフィルタ55aを介して、送油ポンプの一例としての油圧ポンプ56から送り出される。実施例1の油圧ポンプ56は、可変容量型ピストンポンプにより構成されている。実施例1の可変容量型ピストンポンプは、吐出量が0〜11.33[cc/rev]、吐出流量が4〜17[L/min]のものを使用しているが、吐出量等の設定値は、例示した数値に限定されず、設計や仕様の変更等に応じて適宜変更可能である。
油圧ポンプ56から送り出された圧力油(作動油)は、油圧モータ24を作動させる操向油圧回路(操向バルブユニット、トルクジェネレータ、油圧操舵補助装置)20と苗植付部4の昇降シリンダ作動用の昇降油圧回路(昇降バルブユニット)21及び油圧式無段変速装置(HST)22に供給される。
操向油圧回路20は、操向ハンドル16の操作に連動する方向制御バルブ25で構成したもので、操向ハンドル16が中立位置にあるときは、操向油圧回路20に供給される圧力油をそのまま昇降バルブユニット21へ供給し、操向ハンドル16を中立位置よりも左右に回すとその操作量に相当する流量の作動油を油圧モータ24に供給するようになっている。したがって、操向ハンドル16の操作時に、油圧で操作の補助、いわゆるパワーステアリングが機能する。
また、ポンプ56の吐出量が所定量以上のときは、リリーフバルブ23が開き、余剰の圧力油は操向油圧回路20を経由せず苗植付部4の昇降シリンダ作動用に昇降油圧回路21に送られる。
昇降油圧回路21では、昇降レバー14cの操作に連動する昇降バルブ28に流入した圧油は、フィルタ21aを通過する。昇降油圧回路21に流入した圧油のうち、余剰の圧力油は、リリーフバルブ21bを通じて油タンク12に環流される。昇降レバー14cが中立位置の場合には、圧力制御バルブ21cにより、昇降油圧回路21に供給された圧力油がHST22に送られる。昇降レバー14cが上昇位置に移動した場合には、上昇バルブ28aを通じて昇降シリンダ33に送油される。また、昇降レバー14cが下降位置に移動した場合には、下降バルブ28bを通じて圧油が油タンク12に環流される。したがって、昇降レバー14cの操作に伴って、昇降シリンダ33が作動し、昇降リンク装置3が昇降する。
なお、実施例1では、昇降バルブ28と昇降シリンダ33との間にはアキュムレータ33aが接続されている。実施例1では、油圧ポンプ56として、可変容量型ピストンポンプを使用しているが、昇降バルブ28の作動時に、容量の上昇が一瞬遅れるため、アキュムレータ33aが設けられていない場合には、作動時に一瞬流量不足が発生する恐れがある。このため、実施例1では、アキュムレータ33aが設けられており、昇降バルブ28の作動時の流量不足の発生を防止できる。なお、アキュムレータ33aは、設けることが望ましいが、要求される作動の精度やコスト等に応じて、設けない構成とすることも可能である。
HST22に流入した圧油は、油圧閉回路22aを流れて可変容量型モータ22cに流れる。したがって、走行操作レバー(HSTレバー、走行操作部材)14が操作されて、可変容量型ポンプ22bの回転軸が回転すると、作動油がHST22の油圧閉回路22aに送り出され、送油量が変化し、可変容量モータ22cの出力が調整される。なお、HST22は、従来公知の構成であり、例えば、特開2007−029029号公報等に記載された構成を採用可能であるため、詳細な説明は省略する。
(機能ブロック図の説明)
図5は実施例1の田植機の制御部分が備えている各機能をブロック図で示した図である。
図5において、田植機1の制御部Cは、外部との信号の入出力等を行う入出力インターフェースI/Oを有する。また、制御部Cは、必要な処理を行うためのプログラムおよび情報等が記憶されたROM:リードオンリーメモリを有する。また、制御部Cは、必要なデータを一時的に記憶するためのRAM:ランダムアクセスメモリを有する。また、制御部Cは、ROM等に記憶されたプログラムに応じた処理を行うCPU:中央演算処理装置を有する。したがって、実施例1の制御部Cは、小型の情報処理装置、いわゆるマイクロコンピュータにより構成されている。よって、制御部Cは、ROM等に記憶されたプログラムを実行することにより種々の機能を実現することができる。
(田植機の制御部Cに接続された信号出力要素)
田植機1の制御部Cは、昇降センサ(昇降検知部材)SN1や走行ポテンショメータ(走行検知部材)SN2、操舵検知部材SN3、植付検知スイッチSW1等の信号出力要素からの出力信号が入力されている。
昇降センサSN1は、昇降装置3の昇降を検知する。
走行ポテンショメータSN2は、走行操作レバー(HSTレバー)14に設けられ、走行操作レバー14の操作量、すなわち、前後進やその速度を検知する。
操舵検知部材SN3は、操向ハンドル16に設けられ、操向ハンドル16が操作されているか否か、すなわち、パワーステアリングが作動中か否かを検知する。
植付検知スイッチSW1は、植付スイッチ14bに設けられており、植付スイッチ14bの位置が、苗植付部4により植付を行う位置(スイッチがONの状態)に移動しているのか、植付を行わない位置(スイッチがOFFの状態)に移動しているのかを検知する。なお、植付スイッチ14bの位置の検出は、スイッチに限定されず、ポテンショメータ等で行うことも可能である。
(田植機の制御部Cに接続された被制御要素)
田植機1の制御部Cは、エンジン13や送油ポンプ56、HST22、その他の図示しない制御要素に接続されている。制御部Cは、送油ポンプ56等へ、それらの制御信号を出力している。
(田植機の制御部Cの機能)
田植機1の制御部Cは、前記信号出力要素からの入力信号に応じた処理を実行して、前記各制御要素に制御信号を出力する機能を有している。すなわち、制御部Cは次の機能C1〜C9を有している。
昇降判別手段C1は、昇降検知部材SN1の検知信号に基づいて、昇降リンク装置3の昇降を判別する。実施例1の昇降判別手段C1は、昇降リンク装置3が上昇する操作がされているか否かを判別する。
走行判別手段C2は、走行ポテンショメータSN2の検知信号に基づいて、田植機1の走行を判別する。実施例1の走行判別手段C2は、HSTレバー14の位置に基づいて、田植機1の前後進、あるいは、停車中であるかを判別する。
操舵判別手段C3は、操舵検知部材SN3の検知信号に基づいて、操向ハンドル16が操作中であるか否かを判別する。
エンジン始動判別手段C4は、図示しないエンジンキーが操作されて、エンジン13が始動したか否かを判別する。
タイマTMは、時間を計測する。
待機時間記憶手段C5は、エンジン13が始動してから送油ポンプ56が始動するまでの待機時間t1を記憶する。
HST制御手段C6は、植付判別手段C6Aと、HST開度設定手段C6Bとを有し、HST22のトラニオン軸(図示せず)の開度を制御する。実施例1のHST22は、トラニオン軸の開度を電動で制御可能な従来公知のHST、いわゆる、電動HSTにより構成されている。
植付判別手段C6Aは、植付検知スイッチSW1の検知結果に基づいて、植付動作が実行されているか否かを判別する。
HST開度設定手段C6Bは、HST22のトラニオン軸の開度を設定する。実施例1のHST開度設定手段C6Bは、植付動作が行われている場合には、トラニオン軸の開度の上限を予め設定された開度に設定する。すなわち、植付動作時の最高速度が、予め設定された速度よりも速くならないように制限する。
図6は実施例1の田植機の送油条件の説明図である。
送油条件記憶手段C7は、HST22の操作量に対する送油ポンプ56の吐出量や吐出流量の設定を記憶する。実施例1の送油条件記憶手段C7は、HSTレバー14の開度に対するHSTトラニオン軸の開度と、送油ポンプ56の吐出量と、エンジン13の回転数と、送油ポンプ56の吐出流量とが予め設定された図6に示す設定テーブルを記憶する。
送油設定手段C8は、田植機1の作業状況に応じた送油ポンプ56の送油条件を設定する。実施例1の送油設定手段C8は、エンジン13の始動直後は、送油ポンプ56の吐出流量を4[L/min]に設定し、且つ、吐出量を2.66[cc/rev]に設定する。また、HSTレバー14が中立、且つ、昇降レバー14cが上昇操作中ではなく、且つ、操向ハンドル16も操作中ではない場合に、送油ポンプ56の吐出流量を4[L/min]に設定し、且つ、吐出量を2.66[cc/rev]に設定する。また、HSTレバー14が中立、且つ、昇降レバー14cが上昇操作中ではなく、且つ、操向ハンドル16が操作中の場合には、送油ポンプ56の吐出流量を9.5[L/min]に設定し、且つ、吐出量を6.33[cc/rev]に設定する。さらに、HSTレバー14が中立、且つ、昇降レバー14cが上昇操作中の場合は、送油ポンプ56の吐出流量を17[L/min]に設定し、且つ、吐出量を11.33[cc/rev]に設定する。また、HSTレバー14が中立ではなく(田植機1が走行中)、且つ、昇降レバー14cが上昇操作中ではない場合には、HSTレバー14の操作量に基づいて、送油ポンプ56の吐出流量および吐出量を図6に示す設定テーブルから設定する。さらに、HSTレバー14が中立ではなく(田植機1が走行中)、且つ、昇降レバー14cが上昇操作中の場合には、送油ポンプ56の吐出流量を17[L/min]に設定し、且つ、吐出量を4.86[cc/rev]に設定する。
なお、実施例1では、HSTレバー14が中立の場合、エンジン13の回転数は、アイドリング時の1500回転であり、HSTレバー14が中立ではない場合、すなわち、前進または後進中は、フルスロットルの3500回転で駆動する。
送油制御手段C9は、送油設定手段C8で設定された送油条件に基づいて、送油ポンプ56を制御して、送油の制御を行う。したがって、実施例1の送油制御手段C9は、昇降レバー14cが上昇操作中の場合には、上昇操作中ではない場合に比べて、送油ポンプ56による送油量を増大させる。また、HSTレバー14が操作されていない場合に、操向ハンドル16の操作がされた場合にも、パワーステアリング用に送油量を増大させている。さらに、HSTレバー14の操作量、すなわち、走行速度に応じても送油量を増減させている。また、実施例1の送油制御手段C9は、エンジン始動後は、待機時間t1が経過後に送油ポンプ56により、送油設定手段C8で設定された送油条件で送油を開始する。
(実施例1の流れ図の説明)
次に、実施例1の田植機における制御の流れを流れ図、いわゆるフローチャートを使用して説明する。
(可変ポンプ制御処理のフローチャートの説明)
図7は実施例1の田植機の可変ポンプ制御処理のフローチャートの説明図である。
図7のフローチャートの各ステップSTの処理は、田植機1の制御部Cに記憶されたプログラムに従って行われる。また、この処理は田植機1の他の各種処理と並行して実行される。
図7に示すフローチャートは田植機1の電源投入により開始される。
図7のST1において、エンジン13が始動されたか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST2に進み、ノー(N)の場合はST1を繰り返す。
ST2において、タイマTMに待機時間t1をセットする。そして、ST3に進む。
ST3において、待機時間t1が経過したか否かを判別する。すなわち、タイマTMがタイムアップしたか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST4に進み、ノー(N)の場合はST3を繰り返す。
ST4において、送油ポンプ56を最低流量(吐出流量:4[L/min]、吐出量:2.66[cc/rev])で作動させ、送油を開始する。そして、ST5に進む。
ST5において、HSTレバー14の位置が中立であるか否か、すなわち、停車中であるか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST6に進み、ノー(N)の場合はST11に進む。
ST6において、昇降レバー14cが上昇操作中であるか否か、すなわち、昇降リンク機構3が上昇中であるか否かを判別する。ノー(N)の場合はST7に進み、イエス(Y)の場合はST10に進む。
ST7において、操向ハンドル16が操作中であるか否か、すなわち、パワーステアリングが作動中か否かを判別する。ノー(N)の場合はST8に進み、ノー(N)の場合はST9に進む。
ST8において、送油ポンプ56の設定を吐出流量:4[L/min]、吐出量:2.66[cc/rev](最低流量)に設定する。そして、ST15に進む。
ST9において、送油ポンプ56の設定を吐出流量:9.5[L/min]、吐出量:6.33[cc/rev]に設定する。そして、ST15に進む。
ST10において、送油ポンプ56の設定を吐出流量:17[L/min]、吐出量:11.33[cc/rev]に設定する。そして、ST15に進む。
ST11において、昇降レバー14cが上昇操作中であるか否か、すなわち、昇降リンク機構3が上昇中であるか否かを判別する。ノー(N)の場合はST12に進み、イエス(Y)の場合はST14に進む。
ST12において、HSTレバー14の操作量、すなわち、HST22のトラニオン軸(図示せず)の開度を検出する。そして、ST13に進む。
ST13において、検出されたHST22のトラニオン軸の開度に基づいて、図6に示す送油条件に応じた送油ポンプ56の送油量を設定する。
ST14において、送油ポンプ56の設定を吐出流量:17[L/min]、吐出量:4.86[cc/rev]に設定する。そして、ST15に進む。
ST15において、エンジン13が停止したか否かを判別する。ノー(N)の場合はST5に戻り、イエス(Y)の場合はST16に進む。
ST16において、送油ポンプ56による送油を停止させる。そして、ST1に戻る。
したがって、実施例1の田植機1では、送油ポンプ56として可変容量型ポンプが使用され、昇降リンク機構3を上昇させる際には、送油ポンプ56からの送油量が、上昇していない場合よりも多く設定されている。従来の構成では、送油ポンプとして、定容量型ギヤポンプ(4.9cc/rev)がメインポンプとして使用されており、フルスロットル時に最大必要な流量(17L/min)が常時回路に提供されている。すなわち、パワーステアリングが作動中且つ昇降リンク装置が上昇中且つ最高速度で走行中のように、最も負荷が大きな状況に対応できるだけの吐出流量および吐出量で、ポンプが常時作動している。したがって、油圧系での馬力ロスが大きく、エネルギ効率が悪いという問題があった。
これに対して、実施例1では、可変容量型ポンプが送油ポンプ56として使用されており、昇降リンク機構3を上昇させていない場合には、送油ポンプからの送油量を必要最低限の量に抑えることができるため、送油圧による油圧回路の負荷が軽減されて、油圧回路の耐久性が向上する。特に、高圧送油による油温の上昇が生じにくくなるので、熱による油圧回路の部材(特にシール部材)の劣化が生じにくくなると共に、作動油の粘性の変化により、作業者の操作に対して機体の反応が悪くなることが防止される。
また、昇降リンク装置3を上昇させる際には、送油ポンプ56からの送油量が上昇していない場合よりも多く設定されており、作業装置の一例としての苗植付部4の上昇速度を確保することができる。よって、苗植付部4の上昇速度が遅く上昇が間に合わないと、苗植付部4が圃場面に接触して損傷することがあるが、実施例1の田植機1では、これが防止される。また、作業装置の上昇が遅いと、作業装置が圃場面を荒らす場合があるが、実施例1では上昇速度が確保されており、圃場面を荒らすことが低減され、作業精度が安定する。
したがって、実施例1では、多くの送油が必要な場合と、最低限の送油で十分な場合に対応して、送油ポンプ56の吐出流量および吐出量が制御されており、油圧系での消費馬力を削減でき、省エネ効果の高い田植機1を提供できる。
また、従来の定容量形ギヤポンプを使用する構成では、エンジンスタート時にも回路に一定容量で作動油を供給する必要があり、エンジンの始動性を悪化させる要因となっている。これに対して、実施例1では、エンジン13が始動後、待機時間t1が経過するまで送油ポンプ56による送油が行われない。
したがって、エンジン13を始動させる際、所定時間内は送油ポンプ56が作動せず、作動油が油圧回路に送り込まれないことにより、エンジン回転数が上がってから油圧回路への送油を開始することができるので、圧力損失により油圧回路への作動油の送油が滞ることが防止され、エンジンの始動が確実に行える。すなわち、エンジンスタート時の油圧系によるエンジンへの負荷が減少し、エンジンの始動性を向上できる。
また、作動油が安定して送油されることにより、エンジン13にかかる負荷が軽減されるので、エンジン13の耐久性が向上する。特に、低温時等の作動油の粘性が高いときでも圧力損失が生じにくくなるので、エンジンの再始動の確実化が図られ、作業能率が向上する。
さらに、実施例1では、図7のST13,ST14に示すように、田植機1が走行中に、昇降リンク装置3の上昇が検知された場合には、上昇が検知されていない場合に比べて、送油ポンプ56の吐出流量および吐出量が多く設定される。したがって、苗植付部4(作業装置)の上昇中は、昇降シリンダ33で必要な分まで送油し、それ以外の時は、HST22やパワーステアリング等、昇降シリンダ33を除いた走行に必要な分だけ油圧回路に送油する。
よって、走行ポテンショメータSN2で田植機1が走行しているか否かを検知すると共に、昇降検知部材SN1で苗植付部4が走行中に上昇しているか否かを検知して、送油ポンプ56に必要量の作動油を送油させることにより、不要な量の作動油が油圧回路に流入することが防止され、送油圧による油圧回路の負荷が軽減され、油圧回路の耐久性が向上する。
また、実施例1では、苗植付部4を上昇させる際には、作動油の送油量が増えることにより、昇降油圧アクチュエータ(昇降シリンダ33)の作動が円滑に行われるので、苗植付部4が圃場面に接触して破損することや、苗植付部4が圃場面を荒らして作業精度を低下させることが防止される。特に、圃場端で旋回走行する際に、苗植付部4の上昇が円滑に行われることにより、枕地(圃場の端部)に苗植付部4との接触痕が形成されることが防止され、枕地での作業精度が向上する。
よって、実施例1の田植機1では、制御部Cが送油ポンプの送油量を変更することにより、エンジンの回転数に関係なく必要な量の作動油を送油することができる。よって、エネルギ効率が高く、作動性も高い田植機用油圧回路を提供できる。
また、従来の定容量形ポンプを使用する構成では、エンジンがフルスロットル時には、最大流量(17L/min)を常時回路に提供するためエネルギ効率が悪く、アイドリング時は、最小流量(7L/min)しか供給できず、作業装置を上昇させようとすると流量が不足する問題があった。これに対して、実施例1の田植機1では、HSTが中立(停車中)である時に、苗植付部4が上昇すると、図7のST6、ST10の処理により、送油ポンプ56の送油量が増大することにより、停車中でも作業装置を円滑に上昇させることができる。
また、実施例1の田植機1では、停車中に操向ハンドル16(操舵部材)を操作する際、図7のST7,ST9の処理により、送油ポンプ56からの送油量が増大される。したがって、停車中でも操向油圧回路20の作動油量が確保されるので、作業者は操向ハンドル16を軽い力で操作でき、作業者の労力が軽減される。
さらに、停車中に何の操作を行わないときであっても、エンジンが動いていれば、図7のST7、図9の処理により最低限の作動油を送油ポンプが送油することにより、昇降油圧アクチュエータ(昇降シリンダ33)等の作動状態を保持することができるので、苗植付部4が上昇状態で保持され、メンテナンスや補充作業が効率よく行える。
また、操作が行われていなくても最低限の作動油が送油されているため、操作を行う際に、送油ポンプ56が速やかに作動して送油を開始できる。よって、操作を行う際に、送油ポンプ56が作動して送油を開始するまでのタイムラグが生じないので、作業再開時の機体の始動性が向上し、作業能率が向上する。
実施例1の田植機1では、図7のST12,ST13の処理によって、HSTレバー14(走行操作レバー)の操作量に合わせて、送油量を増減させている。従来使用されている定容量形ギヤポンプでは、HSTレバー14が低開度の場合は、より少ない流量で十分であるにも関わらず、フルスロットル時に最大必要な流量を常時回路に提供する構成となっているため、油圧系での馬力ロスが大きく、エネルギ効率の悪い構成となっている。これに対して、実施例1では、HSTレバー14の操作量に合わせて送油量を増減させることにより、走行速度に適した送油量とすることができるので、油圧回路の負荷が低減され、耐久性が向上する。よって、より省エネ効果の高い油圧回路を提供できる。
また、走行中に苗植付部4が上昇したときは、図7のST14の処理により、HSTレバー14の操作量に関係なく設定された送油量に切り替わることにより、作業装置4の上昇が円滑に行われ、圃場面との接触による破損や、圃場面を荒らすことが防止される。
また、実施例1の田植機1では、植付が実行されている場合には、HST22のトラニオン軸の開度の上限が制限される。仮に、速度の制限が入らない構成では、道路等を走行する移動速で、気づかずに植付作業を開始してしまう恐れがあり、速度が速すぎて植付姿勢や株間がそろわない恐れがある。これに対して、実施例1では、植付時には、トラニオン軸の開度の上限が制限され、車速が制限される。よって、植付姿勢や株間が適切な状態で作業することができる。
なお、実施例1では、植付の実行に応じてトラニオン軸の開度の上限を設定する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、圃場に植えられる株間の距離を設定する株間レバー(図示せず)に株間レバーの位置を検出するスイッチやポテンショメータを設け、株間レバーの位置が、予め設定された通常の株間で植付を行う位置に移動しているのか、通常の株間よりも株間の長い植付、いわゆる疎植を行う位置に移動しているのかを検知して、疎植の場合に、HST22のトラニオン軸の開度の上限を制限する構成とすることも可能である。
疎植の場合、高速になると、苗植付装置42を不等速回転させる伝動機構(図示省略)も高速回転し、伝動機構同士が伝動し合う位置がずれ、苗植付装置42の回転が一時的に停止したり、前後に微細に振動したりして、適切なタイミングで苗を取ったり苗を圃場面に植えつけられなくなる現象、いわゆるシャクリ(バックラッシュ、ガタ等とも言う)が発生する恐れがあるが、疎植の場合に最高速度を規制することで、苗植付装置42にシャクリが発生し得る高速回転伝動が伝わることを防止できるので、苗の植付姿勢や株間が乱れることが無く、適切な状態で作業できる。
また、他にも、例えば、田植機1の車速を、後輪の回転速度やGPS等を使用して検知し、植付が開始された場合の車速が、予め設定された車速の上限値よりも高い場合に、トラニオン軸の開度を下げて車速を落とす構成とすることも可能である。
これにより、植付時の車速の上限を設定でき、植付姿勢や株間が適切な状態で作業を行うことができる。
なお、車速の上限値は、株間の調節や疎植か密植かの設定に応じて、変更することが可能である。例えば、密植の設定がされている場合には、株間の設定値に関わらず、HSTレバー14での操作量に応じた走行速度に対応してトラニオン軸の開度が設定され、疎植の設定がされている場合には、走行速度が所定速度を超える場合には、所定速度のトラニオン軸開度を超えないようにトラニオン軸の開度を制御するHSTサーボモータの作動を制限する構成とすることも可能である。疎植時に、株間の設定値に応じて、株間の設定値が小さいほど、所定速度を低速にすることでシャクリの発生を低減可能である。
具体的には、一例として、密植時の株間は、50,60,70,80株/坪で設定可能に構成し、疎植時の株間は、37,42,47株/坪で設定可能にし且つ47株/坪時の所定速度(上限速度)を2.0m/s、42株/坪時の所定速度を1.8m/s、37株/坪時の所定速度を1.6m/sに設定することが可能である。
図8は実施例1の田植機のエンジン部分の説明図であり、図8Aは要部断面図、図8Bは冷却部材の説明図である。
図8において、実施例1の田植機1では、操縦席15の下方には、エンジン13が収容されるエンジンカバー101が設置されている。エンジンカバー101の前面には、前後方向に貫通する複数の開口部102が形成されている。開口部102の内側の縁には、開閉部材の一例としての窓材103の下端部が支持されている。実施例1の窓材103は、熱膨張率の異なる2枚の金属板が張り合わされた構成、バイメタルにより構成されている。
したがって、実施例1の田植機1では、エンジン13の駆動により、エンジンカバー101内の温度が予め設定された温度よりも上昇すると、バイメタル製の窓材103が、図8Aの破線に示す状態から実線で示す状態に変形する。よって、開口部102が開放されて、外部から冷気が導入可能な状態となる。したがって、エンジンカバー101内に熱が籠もると開口部102が開き、エンジンカバー101内が冷めた状態になると開口部102が閉じられる。よって、窓材103を設けない場合に比べて、ヒートバランスを向上させることができる。
図8Bにおいて、エンジンカバー101の内側には、エンジン13に冷却用のエアを移送する冷却部材の一例としてのファン104が設置されている。実施例1のファン104は、羽根部104aがバイメタルにより構成されており、温度が上昇した場合に、羽根部104aのねじれ、傾斜が大きくなり、エンジン13に向けて移送されるエアの風量が増大するように構成されている。したがって、エンジンカバー101内の温度が上昇すると、エアの風量が増大し、エンジンカバー101内の排熱性能が向上する。よって、バイメタル製の羽根部104aを有するファン104を設けない場合に比べて、ヒートバランスを向上させることができる。
なお、ラジエータ等や他の方法で十分にエンジン13の冷却が可能である場合には、開口部102や窓材103、バイメタル製のファン104を設置しない構成としてもよい。
図9は実施例1の田植機の操向ハンドルを含む周辺部分の説明図である。
図9において、実施例1の操向ハンドル16では、ハンドルポスト111の下端に、オートマーカスイッチ等の各種のスイッチを有するスイッチパネル112が設けられている。ハンドルポスト111には、アーム113が支持されている。アーム113は、円柱状のハンドルポスト111に対して径方向に延び且つ基端部がハンドルポスト111に対して回転可能に支持された回転アーム部113aを有する。回転アーム部113aの先端部には、傾斜アーム部113bの基端部が支持されている。傾斜アーム部113bは、回転アーム部113aに対して、水平方向に延びる回転軸を中心として回転可能に支持されており、ノッチ式の位置決め機構により傾斜アーム部113bの傾斜角度が手動で変更可能に構成されている。また、各アーム部113a,113bの基端部には、回転位置や傾斜角度を固定するために締めることが可能なロックノブ113cが支持されている。
傾斜アーム部113bの上端部には、表示器の一例としてのメータパネルユニット115が支持されている。実施例1のメータパネルユニット115は、液晶表示パネルにより構成されており、現在の機械設定や作業状況等の情報が表示可能に構成されている。なお、アーム113は、内部が中空に構成されており、メータパネルユニット115への接続ケーブル116が配線可能に構成されている。
したがって、実施例1の田植機1では、ハンドルポスト111に対して、メータパネルユニット115が、アーム113により回転および上下に傾斜可能に構成されている。したがって、ユーザが任意の角度、任意の位置にメータパネルユニット115の位置を調整可能となり、前方視界に優れた田植機1とすることができる。また、ユーザが任意の位置にメータパネルユニット115を調整できるため、太陽光による液晶パネルの反射を角度調整で抑えることができる。さらに、ユーザの座高の違い等に応じて、見やすい位置に移動させることができ、メータパネルユニット115の表示情報を確認しやすくなる。
図10は実施例1の田植機の肥料スライダーの説明図である。
図1、図2、図10において、実施例1の田植機1では、左右両側のフロアステップ120の外側に支持ロッド121を介して肥料スライダ122が支持されている。肥料スライダ122は、前方にいくにつれて上方に傾斜する傾斜スライダ123と、傾斜スライダ123の後方に配置され且つ水平方向に延びる水平スライダ124とを有する。
傾斜スライダ123は、左右一対の板状のフレーム123aの間に、回転体の一例としてのローラ123bが回転自由な状態で支持されている。なお、外側のフレーム123aには、落下防止のためのガードレール123cが支持されている。
水平スライダ124は、左右一対の板状の固定フレーム124aを有する。固定フレーム124aの前後両端部には、互いに交差する形で配置された昇降ロッド124bの基端部が回転可能に支持されている。昇降ロッド124bの先端部には、昇降フレーム124cが支持されている。なお、昇降ロッド124bの先端部にはローラ124dが支持されており、昇降フレーム124cに対して左右方向に移動可能に支持されている。各昇降フレーム124cの間には、回転体の一例としてのローラ124eが回転自由な状態で支持されている。
外側の昇降フレーム124cには、落下防止のためのガードレール124fが支持されており、昇降フレーム124cの後端部には、停止部材の一例としてのストッパ126が支持されている。
また、昇降ロッド124bの回転軸には、棒状のスライダ操作レバー127が支持されている。よって、スライダ操作レバー127を回転させることで、昇降フレーム124cおよびローラ124eが昇降する。
したがって、実施例1の肥料スライダ122では、ユーザまたは補助者がローラ123b上に肥料や苗床を置くと、肥料等の自重でローラ123bが回転して、傾斜スライダ123に沿って水平スライダ124まで搬送される。水平スライダ124に到達した肥料等は、ストッパ126で停止される。そして、ユーザがスライダ操作レバー127を手または足で操作することで、肥料等が上昇して、ユーザの手元付近まで上昇する。したがって、施肥装置5に肥料を入れたり、苗植付部4に苗を補充する作業を容易に行うことができる。
なお、実施例1では、スライダ操作レバー127を使用しており、テコの原理で少ない力で上昇させることが可能であると共に、モータ等の駆動源を使用して昇降する構成に比べて、コストダウンを図ることが可能である。なお、高級機等のように、コストの問題が少ない場合には、モータを使用して昇降する構成とすることも可能である。
1 田植機 2 走行車体
3 昇降リンク機構(昇降機構) 4 作業装置(苗植付部)
5 施肥装置 7 フロントカバー
10 前輪 11 後輪
12 ミッションケース(油タンク)
13 エンジン
14 走行操作レバー(走行操作部材、HSTレバー)
14c 昇降レバー 15 操縦席
16 操向ハンドル(操舵部材) 17L 後輪ブレーキペダル
18 操作ボックス 19 緊急停止スイッチ
20 操向油圧回路(操向バルブユニット)
21a フィルタ 21b リリーフバルブ
21c 圧力制御バルブ
21 昇降油圧回路(昇降バルブユニット)
22 HST(油圧式変速装置) 22a 油圧閉回路
22b 可変容量型ポンプ 22c 可変容量型モータ
23 リリーフバルブ 24 パワステシリンダ
24 油圧モータ 25 方向制御バルブ
28 昇降バルブ
28a 上昇バルブ 28b 下降バルブ
30 上リンク 31 下リンク
32 連結枠 33a アキュムレータ
33 昇降シリンダ(昇降油圧アクチュエータ)
34 ローリングシリンダ 40 伝動ケース
41a 苗取出口 41 苗載台
42 苗植付装置 45 センターフロート
46 サイドフロート 50 肥料タンク
51 肥料繰出部 52 施肥ホース
53 施肥ガイド 54 作溝体
55a カートリッジフィルタ 56 油圧ポンプ(送油ポンプ)
101 エンジンカバー 102 開口部
103 窓材 104 ファン
104a 羽根部 111 ハンドルポスト
112 スイッチパネル 113 アーム
113a 回転アーム部 113b 傾斜アーム部
113c ロックノブ 115 メータパネルユニット
116 接続ケーブル 120 フロアステップ
121 支持ロッド 122 肥料スライダ
123 傾斜スライダ 123a フレーム
123b ローラ 123c ガードレール
124 水平スライダ 124a 固定フレーム
124b 昇降ロッド 124c 昇降フレーム
124d ローラ 124e ローラ
124f ガードレール 126 ストッパ
127 スライダ操作レバー C 制御部
C1 昇降判別手段 C2 走行判別手段
C3 操舵判別手段 C4 エンジン始動判別手段
C5 待機時間記憶手段 C6 制御手段
C6A 植付判別手段 C6B 開度設定手段
C7 送油条件記憶手段 C8 送油設定手段
C9 送油制御手段 SN1 昇降検知部材(昇降センサ)
SN2 走行ポテンショメータ SN3 操舵検知部材
SW1 植付検知スイッチ t1 待機時間
TM タイマ

Claims (6)

  1. 車体(2)に昇降可能に支持された昇降機構(3)と、
    前記昇降機構(3)に支持され、圃場で作業を行う作業装置(4)と、
    前記昇降機構(3)を昇降させる昇降油圧アクチュエータ(33)と、
    作動油を貯留するオイルタンク(12)と、
    前記オイルタンク(12)の作動油を前記昇降油圧アクチュエータ(33)に送油する送油ポンプ(56)と、
    前記昇降機構(3)の上昇を検知する昇降検知部材(SN1)と、
    前記昇降検知部材(SN1)が前記昇降機構(3)の上昇を検知した場合に、前記送油ポンプ(56)による前記昇降油圧アクチュエータ(33)への送油量を増大させる送油制御手段(C9)と
    を備えたことを特徴とする作業車両。
  2. 前記車体(2)に支持されたエンジン(13)と、
    前記エンジン(13)が始動した場合に、予め設定された時間(t1)が経過した後に、前記送油ポンプ(56)による送油を開始させる前記送油制御手段(C9)と
    を備えたことを特徴とする請求項1に記載の作業車両。
  3. 前記車体(2)の走行速度を切り替える油圧式変速装置(22)と、
    前記油圧式変速装置(22)に送油を行う前記送油ポンプ(56)と、
    前記油圧式変速装置(22)の出力を操作する走行操作部材(14)と、
    前記走行操作部材(14)の操作量を検知する走行検知部材(SN2)と、
    前記走行操作部材(14)が前後進操作されていることを前記走行検知部材(SN2)が検知し、且つ、前記昇降検知部材(SN1)が前記昇降機構(3)の上昇を検知した場合に、前記走行操作部材(14)が前後進操作され且つ前記昇降機構(3)の上昇が非検知の場合に比べて、前記送油ポンプ(56)の送油量を増大させる前記送油制御手段(C9)と
    を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の作業車両。
  4. 前記走行操作部材(14)が中立であることを前記走行検知部材(SN2)が検知し、且つ、前記昇降検知部材(SN1)により前記昇降機構(3)の上昇が検知された場合に、前記送油ポンプ(56)の送油量を増大させる前記送油制御手段(C9)
    を備えたことを特徴とする請求項3に記載の作業車両。
  5. 前記車体(2)を操舵する操舵部材(16)と、
    前記操舵部材(16)の操作に要する力を軽減する油圧操舵補助装置(20)と、
    前記油圧操舵補助装置(20)に送油を行う前記送油ポンプ(56)と、
    前記操舵部材(16)の操作を検知する操舵検知部材(SN3)と、
    前記走行操作部材(14)が中立であることを前記走行検知部材(SN2)が検知し、且つ、前記操舵検知部材(SN3)が前記操舵部材(16)の操作を検知した場合に、前記送油ポンプ(56)の送油量を増大させる前記送油制御手段(C9)と
    を備えたことを特徴とする請求項3または4に記載の作業車両。
  6. 前記走行検知部材(SN2)が検知する前記走行操作部材(14)の操作量に応じて、前記送油ポンプ(56)の送油量を増減させると共に、前記昇降機構(3)の上昇が検知された場合には、予め設定された送油量を前記送油ポンプ(56)に送油させる前記送油制御手段(C9)
    を備えたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の作業車両。
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