JP2023175537A - 乗用型作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】走行車体に搭載したエンジンの駆動力で走行し、苗植付部を装着した乗用型苗移植機がある。作業負荷が増加するとエンジンがオーバーヒートする恐れがある。そこで、エンジンのオーバーヒートを簡潔な構成で解消して適切な作業が行える乗用型作業車両を提供する。【解決手段】エンジン１４の近くにラジエータ冷却ファン３８ａを装備したラジエータ３８を設けた走行車体２に作業部４を設けた乗用型作業車両において、エンジン１４とラジエータ３８の間に配置したエンジンオイル冷却用の配管部４０を有するオイルクーラー３９を設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、走行車体に苗植付部等の作業部を装着した乗用型作業車両に関する。

走行車体に搭載したエンジンの駆動力で走行し、苗植付部を装着した乗用型苗移植機がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５－０３６９１９号公報

作業負荷が増加するとエンジンがオーバーヒートする恐れがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、エンジンのオーバーヒートを簡潔な構成で解消して適切な作業が行える乗用型作業車両を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、エンジン１４の近くにラジエータ冷却ファン３８ａを装備したラジエータ３８を設けた走行車体２に作業部４を設けた乗用型作業車両において、エンジン１４とラジエータ３８の間に配置したエンジンオイル冷却用の配管部４０を有するオイルクーラー３９を設けた乗用型作業車両である。

請求項１記載の発明によれば、エンジン１４とラジエータ３８の間に配置したエンジンオイル冷却用の配管部４０を有するオイルクーラー３９を設けたので、簡潔な構成でエンジンオイル温度の異常上昇を抑えてエンジン１４のオーバーヒートを適切に防止することができる。

請求項２記載の発明は、配管部４０をラジエータ３８に沿う蛇行経路とした請求項１に記載の乗用型作業車両である。

請求項３記載の発明は、オイルクーラー３９にエンジン１４のエンジンオイルを取り出して配管部４０に流出し、配管部４０から流入したエンジンオイルをエンジン１４に戻すオイルクーラー基部４１を設けた請求項１または請求項２に記載の乗用型作業車両である。

請求項４記載の発明は、オイルクーラー基部４１を隔壁４１ａにて２室構成とし、１室にエンジン１４のエンジンオイルを取り出して配管部４０に流出し、他室に配管部４０からエンジンオイルが流入してエンジン１４に戻る請求項３に記載の乗用型作業車両である。

請求項５記載の発明は、オイルクーラー基部４１にオイルフィルター４２を設け、配管部４０を流れるエンジンオイルをオイルフィルター４２にて濾過してエンジン１４に戻す請求項３に記載の乗用型作業車両である。

請求項６記載の発明は、オイルクーラー基部４１にオイルフィルター４２を設け、配管部４０を流れるエンジンオイルをオイルフィルター４２にて濾過してエンジン１４に戻す請求項４に記載の乗用型作業車両である。

本発明の実施形態にかかる乗用型田植機の側面図である。 同乗用型田植機の要部の側面図である。 同要部の正面図である。 同要部の作用説明用の側断面図である。 本発明の他の実施形態を示す要部の作用説明用の側断面図である。 本発明の他の実施形態を示すモニタ５０の作用説明用の平面図である。 本発明の他の実施形態を示すモニタ５０の作用説明用の平面図である。 本発明の他の実施形態を示す制御フロー図である。 本発明の他の実施形態を示す制御フロー図である。 本発明の他の実施形態を示す作用説明用の背面図である。

以下、図面に基づき、本発明の好ましい実施の形態について説明する。

＜全体構成＞
図１は、本発明の乗用型作業車両の一例である乗用型田植機１の側面図である。この乗用型田植機１は、走行車体２の後側に昇降リンク装置３を介して作業部としての苗植付部４が昇降可能に装着されている。なお、乗用型田植機１の前進方向に向かって左右方向をそれぞれ左、右といい、前進方向と後進方向をそれぞれ前、後という。

＜走行車体２＞
図１に示すように、走行車体２は、駆動輪である左右一対の前輪７，７及び左右一対の後輪８，８を備えた四輪駆動車両であって、機体の前部にミッションケース９が配置され、そのミッションケース９の左右側方に前輪ファイナルケース１０，１０が設けられ、該左右前輪ファイナルケース１０，１０の操向方向を変更可能な各々の前輪支持部から外向きに突出する左右前輪車軸に左右前輪７，７が各々取り付けられている。

ミッションケース９の背面部にメインフレーム１１の前端部が固着されており、そのメインフレーム１１の後端部に左右サスペンションを介して左右後輪ギヤケース１２，１２が各々独立して上下動自在に支持され、その後輪ギヤケース１２，１２から外向きに突出する後輪車軸１３，１３に後輪８，８が取り付けられている。

エンジン１４はメインフレーム１１の上に搭載されており、該エンジン１４の回転動力が、ベルト伝動装置１５ａ及びＨＳＴ１５ｂを介してミッションケース９に伝達される。

ミッションケース９に伝達された回転動力は、該ミッションケース９内のトランスミッションにより変速された後、走行動力と外部取出動力に分離して取り出される。

そして、走行動力は、一部が左右前輪ファイナルケース１０，１０に伝達されて左右前輪７，７を駆動すると共に、残りが左右後輪駆動軸を介して左右後輪ギヤケース１２，１２に伝達されて左右後輪８，８を駆動する。

また、外部取出動力は、走行車体２の後部に設けた植付クラッチケースに伝達され、それから植付伝動軸によって苗植付部４へ伝動される。

エンジン１４の上部はエンジンカバー１６で覆われており、その上に座席１７が設置されている。

座席１７の前方には各種操作機構を内蔵するフロントカバー１８があり、その上方に前輪７，７を操向操作するハンドル１９が設けられている。

エンジンカバー１６及びフロントカバー１８の下端左右両側は水平状のフロアステップ２０になっている。フロアステップ２０は一部格子状になっており、該フロアステップ２０を歩く作業者の靴についた泥が圃場に落下するようになっている。フロアステップ２０上の後部は、後輪フェンダを兼ねるリヤステップ２１となっている。

昇降リンク装置３は平行リンク構成であって、１本の上リンク２２ａと左右一対の下リンク２２ｂ，２２ｂを備えている。

これらリンク２２ａ，２２ｂ，２２ｂは、その基部側がメインフレーム１１の後端部に立設した背面視門形のリンクベースフレーム２３に回動自在に取り付けられ、その先端側に縦リンク２４が連結されている。

そして、縦リンク２４の下端部に苗植付部４に回転自在に支承された連結軸２５が挿入連結され、連結軸２５を中心として苗植付部４がローリング自在に連結されている。

リンクベースフレーム２３と縦リンク２４との間に昇降油圧シリンダ２６が設けられており、該昇降油圧シリンダ２６を油圧で伸縮させることにより、昇降リンク装置３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。

＜苗植付部４＞
図１に示すように、苗植付部４は８条植の構成で、フレームを兼ねる伝動ケース２７、マット苗を載せて左右往復動し苗を一株分ずつ各条の苗取出口２８ａに供給するとともに横一列分の苗を全て各苗取出口２８ａに供給する苗送りベルトにより苗を下方に移送する苗載台２８、苗取出口２８ａに供給された苗を圃場に植付ける苗植付装置２９を備えている。

苗植付部４の下部には中央にセンター整地フロート３０、その左右両側にサイド整地フロート３１，３１がそれぞれ設けられている。

これら整地フロート３０，３１，３１を圃場の泥面に接地させた状態で機体を進行させると、整地フロート３０，３１，３１が泥面を整地しつつ滑走し、その整地跡に苗植付装置２９により苗が植付けられる。

各整地フロート３０，３１，３１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回動自在に取り付けられており、植付作業時にはセンター整地フロート３０の前部の上下動が迎角制御センサにより検出され、その検出結果に応じ前記昇降油圧シリンダ２６を制御する油圧バルブを切り替えて苗植付部４を昇降させることにより、苗の植付深さを常に一定に維持する。

＜エンジン１４＞
次に、図２～図５に基づいて、エンジン１４周辺の機器について説明する。

エンジン１４は、ラジエータ３８を装備した水冷式ディーゼルエンジンであり、エンジン本体部がメインフレーム１１上に搭載されエンジンカバー１６内に収められている。なお、水冷式ガソリンエンジンでも良いことは謂うまでもない。

ラジエータ３８は、エンジン１４の後方に配置されている。また、ラジエータ３８のラジエータ冷却ファン３８ａは、ラジエータ３８の後側に設けられ、冷却風を後方に排出する。

エンジン１４とラジエータ３８の間には、配管タイプのオイルクーラー３９のエンジンオイル冷却用の配管部４０が設けられている。

オイルクーラー３９は、２室構成のオイルクーラー基部４１と上記配管部４０とオイルフィルター４２にて構成される。

オイルクーラー基部４１は、隔壁４１ａにて下部室４１ｂと上部室４１ｃが構成され、中央に隔壁４１ａから下部室４１ｂ下端まで延びる円筒部４１ｄが設けられている。

そして、オイルクーラー基部４１は、下部室４１ｂ下端全周をエンジン１４側壁に接当させて、円筒部４１ｄ内に固定部材４１ｅを上方から挿通して、該固定部材４１ｅの鍔部４１ｆを隔壁４１ａに接当させ、円筒状の固定部材４１ｅ先端部の螺子部をエンジン１４側壁の螺子穴に螺着して固定している。なお、下部室４１ｂ下端全周とエンジン１４側壁間には、オイル漏れ防止用のオイルシール４１ｇが設けられている。

また、下部室４１ｂは、エンジン１４のエンジンオイル排出口１４ａと連通し、円筒状の固定部材４１ｅ下端は、エンジン１４のエンジンオイル戻り口１４ｂと連通している。

オイルフィルター４２は、オイルクーラー基部４１の上端部に密着固定され、オイルクーラー基部４１の上部室４１ｃのエンジンオイルを濾過して矢印（イ）に示すように円筒状の固定部材４１ｅ内を通過してエンジンオイル戻り口１４ｂからエンジン１４に戻す。

配管部４０は、オイル取り出し口４０ａ及びオイル戻し口４０ｂを下部室４１ｂに連結している。

そして、図３に示すように、配管部４０は、ラジエータ３８前方の略全面に位置するように上下に往復する蛇行経路となっており、配管部４０内を流れるエンジンオイルがラジエータ冷却ファン３８ａの冷却風にて冷やされる。

従って、エンジン１４の高温になったエンジンオイルは、エンジン１４のエンジンオイル排出口１４ａからオイルクーラー基部４１の下部室４１ｂ内に流入し、下部室４１からオイル取り出し口４０ａにて配管部４０を流れ、オイル戻し口４０ｂにてオイルクーラー基部４１の上部室４１ｃに流れ、上部室４１ｃからオイルフィルター４２にてエンジンオイルが濾過されて矢印（イ）に示すように円筒状の固定部材４１ｅ内を通過してエンジンオイル戻り口１４ｂからエンジン１４に戻る。

そして、エンジンオイルは、配管部４０内を流れる間にラジエータ冷却ファン３８ａの冷却風にて冷やされてエンジン１４に戻り、エンジンオイル温度の異常上昇を抑えてエンジン１４のオーバーヒートが適切に防止される。

また、配管タイプのオイルクーラー３９は、エンジン１４とラジエータ３８の間に配管部４０を配設するので、狭いスペースを有効利用して設けることができ、また、既存の型式でも容易に装着してオイルクーラー使用にできる。

また、オイルクーラー基部４１をエンジン１４側壁に固定する固定部材４１ｅは、円筒状でエンジンオイルをオイルクーラー３９からエンジン１４に戻す油路を兼用しているので、構成が簡潔で安価に生産できる。

図５は、エンジンカバー１６内面に水貯留部１６ａを設けた例を示す。

水貯留部１６ａは、オイルクーラー３９の配管部４０の上方位置に位置し、その底部に水滴下孔１６ｂを設けている。なお、水貯留部１６ａの上面には、水供給口を設け、蓋体で開閉可能である。

従って、水貯留部１６ａの水滴下孔１６ｂから水がオイルクーラー３９の配管部４０に滴下してエンジンオイルの冷却効果を助長することができる。

また、水滴下孔１６ｂに電磁ソレノイドにて切替えられる開閉バルブを設けて、エンジン１４に設けたエンジンオイルの温度センサが所定以上の高温になると制御装置にて開閉バルブを開いて水滴下孔１６ｂから水がオイルクーラー３９の配管部４０に滴下される構成にすると効率的である。

また、フロアステップ２０に予備苗を載置して作業を行う場合があるが、大量の予備苗を載置すると積載オーバーになってエンジン１４に高負荷がかかりオーバーヒートの要因となると共に、フロアステップ２０一面に予備苗を載置すると格子状のフロアを塞いでしまってエンジン１４の排熱がうまく外気に放出できずエンジン１４のオーバーヒートの要因となる。

そこで、フロアステップ２０の下方にフロアステップ２０の重量を検出する重量センサを設けて、該重量センサが所定以上の重量を検出した場合には、制御装置はフロアステップ２０上に大量の予備苗が積載されていると判断して、上記の水滴下孔１６ｂの開閉バルブを所定時間間隔で開いて水滴下孔１６ｂから水がオイルクーラー３９の配管部４０に滴下されるようにするとエンジン１４のオーバーヒートが適切に防止できる。

また、重量センサが検出する重量に応じて、水滴下孔１６ｂの開閉バルブを開く時間間隔を変更すれば更に良い。即ち、重量センサが検出する重量が重いほど積載予備苗が多いので、水滴下孔１６ｂの開閉バルブを開く時間間隔を短くする。

なお、重量センサが所定以上の重量を検出した場合には、走行車体２のＨＳＴ１５ｂの油量開度を設定以下としエンジン１４の回転数を設定以上に上昇させて駆動トルクを向上させる。

また、田植作業をする圃場と乗用型田植機１に積載している予備苗が無くなった場合に、乗用型田植機１が圃場を出て予備苗を補充する予備苗供給箇所（育苗施設）に行き、予備苗供給箇所（育苗施設）で予備苗を補充して積載して圃場に戻って田植作業を継続する形態の田植作業を行う場合がある。

上記の作業形態において、予備苗供給箇所（育苗施設）で予備苗を補充して積載して圃場に戻る過程で、予備苗供給箇所（育苗施設）から所定時間または所定距離進んだ時点で、制御装置は上記の水滴下孔１６ｂの開閉バルブを開いて水滴下孔１６ｂから水がオイルクーラー３９の配管部４０に滴下されるようにしても良い。

なお、乗用型田植機１の移動は、制御装置が圃場及び予備苗供給箇所（育苗施設）の記録された地図データに基づいて搭載しているＧＰＳにて随時把握しており、圃場の出入口と予備苗供給箇所（育苗施設）の間を自立走行で往復移動する。

また、田植作業走行中に所定速度以上で植付作業が行われている場合、制御装置は上記の水滴下孔１６ｂの開閉バルブを一定の時間間隔で開いて水滴下孔１６ｂから水がオイルクーラー３９の配管部４０に滴下されるようにする。

＜別実施形態＞

（１）図６～図８は、乗用型田植機１が自律直進する実施形態を示す。

即ち、走行車体２前部の左右中央上部にＧＰＳを装備し、フロントカバー１８内に制御装置を設け、ハンドル１９下方の操作パネルには自立直進切替えスイッチとモニタ５０が設けられている。

制御装置は、ＧＰＳの受信データから機体の現在位置を算出して記録されている圃場の地図データ上に機体の現在位置を追記してモニタ５０に表示し、ハンドル１９のパワーステアリングを自動操作して左右前輪７，７を操向操作する。

次に、自律直進の制御手段について説明する。

図６に示すように、先ず、乗用型田植機１を圃場の一側端の植付開始位置に配置し、圃場外にいる作業者が乗用型田植機１の制御装置と相互通信できる通信装置とＧＰＳ付のタブレット６０を持って、該圃場の一側端の植付開始位置に配置された乗用型田植機１前方の圃場の他端側に位置する。

すると、制御装置は、乗用型田植機１のＧＰＳとタブレット６０のＧＰＳから両位置を算出して両位置を接続する直線Ｌ１を乗用型田植機１のモニタ５０及びタブレット６０のモニタに表示する。

乗用型田植機１のモニタ５０またはタブレット６０では、該直線Ｌ１を２つの修正スイッチ６１ａ，６１ｂにて適宜位置補正でき、作業者が決定した位置で設定スイッチを押すことにより自律直進の基準線Ｌ１として設定し、該基準線Ｌ１と平行に次工程以降の進行線Ｌ２～Ｌ６を自動設定する。

そして、乗用型田植機１の座席１７に着座している操縦者が自立直進切替えスイッチを押すと、機体は基準線Ｌ１に沿って自律直進する。即ち、乗用型田植機１のＧＰＳの受信データから機体の現在位置を算出しながらハンドル１９のパワーステアリングを自動操作して機体が基準線Ｌ１に沿って自律直進する。

なお、上記の自律直進中は、乗用型田植機１の操作パネルの制御表示灯が緑色に点灯または点滅し、操縦者は自律直進中であることが認識できる。

そして、圃場の他端側に達すると操縦者が機体を操作して旋回し（旋回操作で自律直進制御は停止し、操作パネルの制御表示灯が赤色に点灯または点滅し操縦者は自律直進が解除されていることが認識できる。）、再び、自立直進切替えスイッチを押すと、機体は進行線Ｌ２に沿って自律直進する。以降、旋回操作後に自立直進切替えスイッチを押すと、機体は進行線Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６に沿って自律直進する。

そして、田植作業中に苗、肥料または燃料等の資材が減少した場合や肥料詰まり等の異常状態になった場合には、各資材の減少検出センサの資材の減少検出や異常検出センサの各部の異常検出にてモニタ５０に資材減少の警告や機体異常の警告を表示すると共に、音声警報で操縦者に報知する。

操縦者は、該警告や警報により資材減少や機体異常を認識して、自立直進切替えスイッチを押すと、自律直進は解除される。

そして、自立直進中で資材減少の警告や機体異常の警告が出ている時に、自立直進切替えスイッチが押されて自律直進が解除されると、制御装置は補助作業モードになり、作業部の駆動を停止して苗植付部４を上昇し、補給点検位置に自動走行する。

図７に示すように、補給点検位置は、圃場外にいる作業者が持っているタブレット６０の位置である。

そして、制御装置は、自立直進切替えスイッチが押されて自律直進が解除された乗用型田植機１の位置Ｘとタブレット６０のＧＰＳの位置を乗用型田植機１が往復移動する補給点検経路Ｌ７を算出して、乗用型田植機１が該補給点検経路Ｌ７に沿って補給点検位置まで移動し停車する。

補給点検位置にて乗用型田植機１への資材供給や異常部の補修等をおこなった後に、自立直進切替えスイッチを押すと、乗用型田植機１は補給点検経路Ｌ７に沿って位置Ｘまで戻り機体を田植作業の進行方向に向けて停止する。なお、位置Ｘよりも進行方向の後方位置に停止し、未植付け箇所がなくなるように多少重複植えとなるようにしても良い。

そして、操縦者は、田植作業を再開し自立直進切替えスイッチを押すと、進行線Ｌ４に沿って自律直進して田植作業を続行する。なお、位置Ｘから田植作業を再開する場合には、機体の進行を停止させた状態で１株植えた後に進行するようにすると、欠株が確実に防止できる。

また、補給点検経路Ｌ７で自動走行中にハンドル１９を所定角以上操作すると、制御装置は、苗植付部４を下降させてセンター整地フロート３０やサイド整地フロート３１，３１を接地させて圃場を整地しながら走行する。これは、補給点検経路Ｌ７において後進した場合等に圃場がみだれるので、圃場を整地するためである。なお、苗植付装置２９の植付爪が下降位置にある場合には、圃場を乱すので、ハンドル１９を所定角以上操作しても苗植付部４を下降させない。

また、補給点検経路Ｌ７において補給点検位置から位置Ｘに戻る自動走行中に資材の補給忘れ等に気付いた場合、自立直進切替えスイッチを押すと、制御装置は、補給点検経路Ｌ７に沿って自動的に乗用型田植機１を補給点検位置に引き返すように制御する。

なお、図８は制御フロー図であり、該制御フロー図に示すように制御する。

（２）図９は、苗植付部４のローリング補正量によって、乗用型田植機１の自律直進制御を補正する制御フロー図である。

即ち、図１０に示すように、苗植付部４は、走行車体２に対して縦リンク２４の連結軸２５にてローリング自在に連結されており、圃場の耕盤が左右に傾斜していて走行車体２が左右に傾斜しても苗植付部４が圃場面に水平に接地する構成となっている。

そして、圃場の耕盤が左右に傾斜していて走行車体２が左右に傾斜している場合、走行車体２のＧＰＳは、苗植付部４の左右中心線に対して距離Ｄだけ偏倚した位置にある。

そこで、縦リンク２４にポテンショメータを設けて苗植付部４のローリング作動角度を検出する。そして、制御装置は。該検出したローリング作動角度からＧＰＳの偏倚距離Ｄの方向と距離を算出し、該偏倚距離Ｄだけ補正して機体が基準線Ｌ１及び進行線Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６に沿って進行するように操向制御する（自動操舵する）。なお、制御手段は、図９の制御フロー図のとおりである。

２ 走行車体
４ 作業部（苗植付部）
１４ エンジン
３８ ラジエータ
３８ａ ラジエータ冷却ファン
３９ オイルクーラー
４０ 配管部
４１ オイルクーラー基部
４１ａ 隔壁
４２ オイルフィルター

Claims (6)

1. エンジン（１４）の近くにラジエータ冷却ファン（３８ａ）を装備したラジエータ（３８）を設けた走行車体（２）に作業部（４）を設けた乗用型作業車両において、エンジン（１４）とラジエータ（３８）の間に配置したエンジンオイル冷却用の配管部（４０）を有するオイルクーラー（３９）を設けたことを特徴とする乗用型作業車両。
2. 配管部（４０）をラジエータ（３８）に沿う蛇行経路としたことを特徴とする請求項１に記載の乗用型作業車両。
3. オイルクーラー（３９）にエンジン（１４）のエンジンオイルを取り出して配管部（４０）に流出し、配管部（４０）から流入したエンジンオイルをエンジン（１４）に戻すオイルクーラー基部（４１）を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の乗用型作業車両。
4. オイルクーラー基部（４１）を隔壁（４１ａ）にて２室構成とし、１室にエンジン（１４）のエンジンオイルを取り出して配管部（４０）に流出し、他室に配管部（４０）からエンジンオイルが流入してエンジン（１４）に戻ることを特徴とする請求項３に記載の乗用型作業車両。
5. オイルクーラー基部（４１）にオイルフィルター（４２）を設け、配管部（４０）を流れるエンジンオイルをオイルフィルター（４２）にて濾過してエンジン（１４）に戻すことを特徴とする請求項３に記載の乗用型作業車両。
6. オイルクーラー基部（４１）にオイルフィルター（４２）を設け、配管部（４０）を流れるエンジンオイルをオイルフィルター（４２）にて濾過してエンジン（１４）に戻すことを特徴とする請求項４に記載の乗用型作業車両。