JP2731663B2 - 農作業機の操向機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パワーステアリング装
置を備えた農作業機の操向機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の農作業機の操向機構とし
ては、ステアリングハンドルとパワーステアリング装置
の入力軸とが直結している機構のものが一般的に周知で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものにおいては、操縦者のハンドル操作量に一定の
比率で比例して操舵されるので、圃場における枕地にお
いて方向転換する場合等ではステアリングハンドルをか
なり急速にしかもハンドルの回転量もかなり多く操作し
なければならないので操縦者の負担が大である。逆に、
ハンドル操作量に対する車輪の操舵量の比率を大きくす
ると、圃場を直進走行する場合、車輪が地面に足を取ら
れたり、左右車輪にスリップ差が発生する等して車体走
行向きが変更するのを細かく操舵して修正する際に蛇行
し易くなって直進性を保てないという欠点がある。従っ
て、従来は、ハンドル操作量に対する車輪の操舵量の比
率を上記欠点が強く発現しない程度の中間的な操縦感覚
となるよう設定していた。又、従来は、例えば乗用型田
植機のように、作業走行途中において苗補給する場合等
において、車体を一旦停止させてから苗補給するもので
あり、このため、近年、このように車体を停止させるこ
となく短距離であっても自動的に直進走行できるように
して、作業効率の向上を図れる農作業機が望まれるに至
った。本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであっ
て、ハンドル操作量に対する車輪の操舵量の比率を任意
に切換設定することができ、又、自動操縦できるように
切り換えることができる農作業機の操向機構の提供を目
的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる農作業機
の操向機構は、上記目的を達成するために、ハンドルシ
ャフトと、パワーステアリングユニットの入力軸との連
係を断続操作自在なクラッチを設けるとともに、前記パ
ワーステアリングユニットの入力軸を回動操作自在なア
クチュエータを設け、前記ハンドルシャフトの回動変位
角度を検出する回転検出センサの検出結果に基づいて、
前記アクチュエータを駆動する機構を設けて、前記クラ
ッチを入り状態にするマニュアル操縦モードと、前記ク
ラッチを切り状態にして、かつ前記回転検出センサの検
出結果に基づいて、前記アクチュエータを駆動するアシ
スト操縦モード、又は自動操縦用信号に基づいて前記ア
クチュエータを駆動するオート操縦モードとに択一切り
換え自在な選択機構を備えてあることを特徴構成とす
る。かかる特徴構成による作用・効果は次の通りであ
る。

【０００５】

【作用】即ち、クラッチを入り操作したマニュアル操縦
モードのときにはハンドルシャフトとパワーステアリン
グユニットの入力軸とが直結状態となるため、ハンドル
操作量に対する車輪の操舵量の比率が所定値に設定され
た通常のマニュアル操舵でパワーステアリングされると
ともに、アシスト操縦モードにしたときにはハンドルシ
ャフトの回動変位角度を検出してその検出結果に基づい
て、パワーステアリングユニットの入力軸を回動操作自
在なアクチュエータを駆動するから、ハンドルシャフト
の回動変位角度に対するアクチュエータによるパワース
テアリングユニットの入力軸の回動操作量のゲインを適
宜変更調整することで、ハンドル操作量に対する車輪の
操舵量の比率を自在に変更して操舵でき、又、オート操
縦モードにしたときには自動的に操縦されて走行するこ
とが可能である。

【０００６】

【発明の効果】従って、アシスト操縦モードにすること
で、枕地において方向転換する場合等ではステアリング
ハンドルを特に大きく操作しなくても車輪の操舵量が大
きなものとなるように設定して方向転換を軽快に行える
ようにしたり、或いは圃場を直進走行する場合ハンドル
操作量の割りに車輪の操舵量が小さくなるよう設定する
ことで直進性を良好に保持したりできて走行性能を向上
できるとともに、オート操縦モードにすることで、作業
走行途中に走行を停止させなくても自動的に走行できる
ので、操縦者は操縦以外の作業を行うことが可能となっ
て全体として作業能率を向上できるに至った。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２に、農作業機の一例としての乗用型田植機を
示している。この乗用型田植機は、前輪１，１及び後輪
２，２で支持された機体の前部にエンジン３、中央に操
縦部４、後部に苗植付装置５を備えているとともに、機
体前部のエンジンボンネット上に予備苗載せ台６を左右
一対設けて構成している。

【０００８】そして、図１に示すように、操縦部４のス
テアリングハンドル７は、ハンドルシャフト８、インテ
グラル型のパワーステアリングユニット９、ピットマン
アーム、タイロッド、ナックルアーム等からなる連係機
構１０を介して前輪１，１に操舵可能に連係している。

【０００９】図１に示すように、ハンドルシャフト８
と、パワーステアリングユニット９の入力軸１１とは分
割構成されている。そして、前記入力軸１１の上端部
に、両端がわに出力軸を突出させたアクチュエータとし
ての電動モータ１２を、その一側出力軸１２ａと一体に
連結した状態で設けるとともに、電動モータ１２の他側
出力軸１２ｂと、ハンドルシャフト８の下端部とは、ク
ラッチとしての電磁クラッチ１３を介して断続操作可能
に連動連結している。そして、ハンドルシャフト８の回
動変位角度を検出できるように、ロータリエンコーダ等
から成る回転検出センサ１４をハンドルシャフト８に連
係させて設けている。この回転検出センサ１４、電動モ
ータ１２及び電磁クラッチ１３は、機体に搭載した制御
回路１５に夫々接続している。この制御回路１５には、
前記操縦塔の操縦パネルに付設された３接点切換スイッ
チ１６とゲイン調整用ポテンショメータ１７とが接続さ
れている。この３接点切換スイッチ１６は、後述するマ
ニュアル操縦モードとアシスト操縦モードとオート操縦
モードとの３つの操縦モードうちの１つを択一的に選択
切換するためのものであり、前記制御回路１５と共に選
択機構１８を構成している。更に、機体には、機体の向
きを検出するための方位検出装置を成すレーザジャイロ
装置１９を搭載しており、このレーザジャイロ装置１９
の出力信号が制御回路１５に入力されるようにしてい
る。

【００１０】前記制御回路１５は、前記３接点切換スイ
ッチ１６をマニュアル操縦モードに選択して切り換えて
いるときには、ステアリングシャフト８と、電動モータ
１２の他側出力軸１２ｂ即ちパワーステアリングユニッ
ト９の入力軸１１とを直結するように、前記電磁クラッ
チ１３をオン操作状態にする信号を出力するとともに、
前記電動モータ１２には制御信号を出力しないように回
路を構成している。従って、マニュアル操縦モードのと
きは、ステアリングハンドル７の回動操作力が直接パワ
ーステアリングユニット９の入力軸１１に作用するよう
にしている。

【００１１】又、前記制御回路１５は、前記３接点切換
スイッチ１６をアシスト操縦モードに選択して切り換え
ているときには、ステアリングシャフト８と、パワース
テアリングユニット９の入力軸１１との連動を遮断する
ように、前記電磁クラッチ１３をオフ操作状態にする信
号を出力するとともに、前記回転検出センサ１４による
ステアリングシャフト８の回動変位角度の検出結果に基
づいて、その回動変位角度に比例した状態で前記入力軸
１１を回動操作するように、前記電動モータ１２にドラ
イブ信号を出力する回路を構成している。尚、ステアリ
ングシャフト８の回動変位角度に対して前記入力軸１１
の電動モータ１２による回動角度の比率を、前記ゲイン
調整用ポテンショメータ１７によって適宜人為的に設定
できるように制御回路１５を構成している。従って、ア
シスト操縦モードのときは、ステアリングハンドル７の
回動操作力をマニュアル操縦モードのときよりも軽く設
定できるとともに、例えば前記ゲイン調整用ポテンショ
メータ１７でゲインを大に設定することで枕地での旋回
時にステアリングハンドル７の回動操作量の割りに前輪
１，１の切れ角を大にして迅速な方向転換を行えるよう
にしたり、ゲインを小に設定することで直進時の操舵で
の切れ角をステアリングハンドル７の回動操作量の割り
に小さくすることで蛇行性の小さい走行を行えるように
したりできる。

【００１２】更に、前記制御回路１５は、前記３接点切
換スイッチ１６をオート操縦モードに選択して切り換え
ているときには、ステアリングシャフト８と、パワース
テアリングユニット９の入力軸１１との連動を遮断する
ように、前記電磁クラッチ１３をオフ操作状態にする信
号を出力するとともに、前記レーザジャイロ装置１９か
ら出力される自動操縦用信号としての方位検出信号に基
づいて、操縦者が搭乗していない状態で制御回路１５に
備えられたマイコンに予めプログラムされた走行方位に
自動走行させたり、あるいは操縦者は搭乗しているもの
の植付作業の途中で苗植付装置５に苗を補給する際にモ
ード切り換え前のマニュアル操縦モードあるいはアシス
ト操縦モード時の走行方向に向けて自動的に走行させて
直線に沿った植付走行をさせたりできるように構成して
いる。

【００１３】又、制御回路１５では、アシスト操縦モー
ドに切り換えたときであって、かつ機体が走行停止状態
にあるときに、この機体の走行停止信号（例えば変速装
置の変速情報として得られる信号）が入力されると、予
め前輪１，１及び後輪２，２の切れ角をほぼ０度にした
状態で、ステアリングハンドル７を操縦者にとって直進
操縦状態に対応した姿勢に修正したときに、次いでマニ
ュアル操縦モードに切り換えると、マニュアル操縦モー
ドでのステアリングハンドル７と前輪１，１及び後輪
２，２との対応関係を正常な状態に修正できるように構
成している。すなわち、アシスト操縦モードやオート操
縦モードで、ハンドルシャフト８の回転位相とパワース
テアリングユニット９の入力軸１１の位相とがずれて、
ステアリングハンドル７がホイール型のものや二叉型の
ものにおいてホイールのスポークの位置やハンドルグリ
ップの位置が直進操作時に機体向きに対して傾いた状態
となってもマニュアル操縦モードではステアリングハン
ドル７と前輪１，１及び後輪２，２とを正常な対応関係
に修正できる。

【００１４】本発明は、次のように実施しても良い。 （イ）本発明にかかる操向機構を、田植機の他に農用ト
ラクタやコンバイン等の農作業機に適用すること。 （ロ）アクチュエータとして、電動シリンダや油圧モー
タ等を用いること。 （ハ）操縦モードとして、上記のように３つの操縦モー
ドを切換自在にするものに限らずに、マニュアル操縦モ
ードとアシスト操縦モードのみ、又はマニュアル操縦モ
ードとオート操縦モードのみの２つの操縦モードの切換
を行うことができるように構成すること。 （ニ）上記アシスト操縦モードのとき、ステアリングシ
ャフトの回動変位角度に比例した状態でパワーステアリ
ングユニットを操作するものの他に操向車輪の切れ角が
大になるほど前記比率が小となるように設定すること。 （ホ）自動操縦信号としては、方位検出信号に限定され
るものでなく、例えばコンバインや耕耘機の場合のよう
に植立穀稈、既耕地を倣いながら刈取作業等するものに
おいては、その倣いを行うための倣いセンサの検出信号
等も自動操縦信号とすることも可能である。 （ヘ）オート操縦モードのとき、上記実施例では電磁ク
ラッチ１３をオフ操作状態にしているが、電磁クラッチ
１３をオン状態にして自動操縦しても良く、この場合
に、回転検出センサ１４の回動変位角度検出結果を自動
操縦時の操舵修正用の制御信号として利用しても良い。
又、前輪１，１又は後輪２，２の切れ角を検出できるセ
ンサを別途設けて、このセンサの検出結果を自動操縦時
の操舵修正用の制御信号として利用しても良い。

【００１５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】操向機構を示す概略説明図

【図２】乗用型田植機を示す全体側面図

【符号の説明】

８ ハンドルシャフト ９ パワーステアリングユニット １１ 入力軸 １２ アクチュエータ １３ クラッチ １４ 回転検出センサ １８ 選択機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 113:00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンドルシャフト（８）と、パワーステ
   アリングユニット（９）の入力軸（１１）との連係を断
   続操作自在なクラッチ（１３）を設けるとともに、前記
   パワーステアリングユニット（９）の入力軸（１１）を
   回動操作自在なアクチュエータ（１２）を設け、前記ハ
   ンドルシャフト（８）の回動変位角度を検出する回転検
   出センサ（１４）の検出結果に基づいて、前記アクチュ
   エータ（１２）を駆動する機構を設けて、前記クラッチ
   （１３）を入り状態にするマニュアル操縦モードと、前
   記クラッチ（１３）を切り状態にして、かつ前記回転検
   出センサ（１２）の検出結果に基づいて、前記アクチュ
   エータ（１２）を駆動するアシスト操縦モード、又は自
   動操縦用信号に基づいて前記アクチュエータ（１２）を
   駆動するオート操縦モードとに択一切り換え自在な選択
   機構（１８）を備えてある農作業機の操向機構。