JP2774421B2 - 水田作業機の昇降制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、田植機や直播機等の水
田作業機に係り、詳しくは、走行機体に装着した水田作
業装置を駆動昇降させる単動型の油圧シリンダと、この
油圧シリンダの作動を司るスプール式の制御弁とを備
え、水田作業装置に設けた接地フロートの上下動検出に
基づいて制御弁のスプールを切換作動させ、水田作業装
置の対地レベルを安定維持可能な自動昇降制御が行える
ように構成してある水田作業機の昇降制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の水田作業機としては、実開平４
−１０３４１７号公報に示された田植機のように、圃場
の泥の軟硬に拘らずに良好に昇降制御作動できるよう、
接地フロートの上下動に要する接地反力荷重の基準値を
変更することによって、昇降制御感度を調節可能な感度
調節機構を付設してあるのが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そして、上記構造の昇
降制御装置では、自動制御される制御弁のスプールを昇
降レバーで強制的に移動操作することによって人為操作
で植付装置の昇降作動が行えるように構成されており、
昇降レバーを下降及び植付位置にすればこの昇降レバー
とスプールとの連係が解除された自動昇降制御状態、す
なわち接地フロートが対地接触するまで自動下降される
下降状態になり、昇降レバーを上昇位置にすればスプー
ルを強制的に上昇側に移動させて制御弁を上昇位置に切
換るようになっている。この場合、下降操作では実質的
に昇降レバーとスプールとの連係が絶たれることによっ
て軽快にレバー操作できるが、スプール出退移動用のア
ームと接地フロートとがレリーズワイヤ連動されている
ため、スプールを強制移動する上昇操作では、接地フロ
ートに連動するレリーズワイヤを一緒に動かすことにな
り、その摺動抵抗によって操作が重いという不利があっ
た。本発明の目的は、重い操作となる人為上昇操作を軽
く操作できるよう工夫する点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的の達成のために
本発明は、冒頭に記載した水田作業機の昇降制御装置に
おいて、水田作業装置の下降移動状態が現出される下降
位置に向けてスプールが付勢される状態に制御弁を構成
し、下降付勢されるスプールを、これに連動連結されて
往復移動可能な第１移動部材に作用することによって前
記下降付勢力に抗して水田作業装置の上昇移動状態が現
出される上昇位置に向けて切換移動可能な人為操作用の
昇降操作具を備え、かつ、接地フロートに連動連結され
て往復移動可能な第２移動部材を設けるとともに、昇降
操作具をしてスプールが上昇位置に向けて操作されると
きには、第１移動部材が第２移動部材との干渉なく独立
して移動される状態を現出し、かつ、自動昇降制御の状
態における水田作業装置の下降移動状態を、第２移動部
材が第１移動部材をスプールの下降位置に向けて追従移
動させることで現出するように、第１及び第２移動部材
どうしを片当たり接当構造で連動連係してあることを特
徴とするものである。

【０００５】

【作用】水田作業機での昇降制御では、人為操作される
昇降操作具が下降及び植付の各位置であるときに昇降制
御が行われれば良く、中立及び上昇位置では昇降制御を
行う必要がない。従って、例えば図２に示す同軸の軸心
を有したスプール側部材２８と接地フロート側部材２
７、及び一方の部材２８のピン２８ａとによる片当たり
揺動接当構造を採ることにより、中立位置から下降位置
側へのレバー操作では昇降レバー側部材３４とスプール
側部材２８との連係が絶たれることも手伝って軽快にレ
バー操作できるとともに、中立位置から上昇側へのレバ
ー操作ではスプール側部材２８と接地フロート側部材２
７との連係が絶たれることにより、やはり軽快にレバー
操作できるようになる。

【０００６】

【発明の効果】その結果、スプール側部材と接地フロー
ト側部材とを片当たり接当構造に連係させるという、昇
降制御及び非昇降制御の各状態における制御弁と人為昇
降操作具との関係を検討・利用して得られた比較的簡単
な構造変更により、人為昇降操作具を下降側及び上昇側
のいずれの操作も軽快に行え、より操作性に優れる昇降
制御装置を提供することができた。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を、水田作業機の一例
である乗用型田植機の場合について図面に基づいて説明
する。図１に示すように前輪１及び後輪２で支持された
機体の後部に、苗植付装置３をリンク機構４及び単動型
の油圧シリンダ５を介して昇降操作自在に連結して田植
機が構成されている。苗植付装置３は、植付ミッション
ケース６の後部に植付アーム７を回転駆動自在に支持
し、かつ、苗のせ台８を植付ミッションケース６に対し
て左右に往復横送り駆動自在に支持して構成されてお
り、植付アーム７の回転に伴い苗のせ台８から苗を取出
して田面Ｇに植付けて行く。

【０００８】図２，３，４に示すように、ポンプ１０か
らの作動油がケース１５のポンプポート２０、制御弁１
１（制御弁１１のスプール１２は中立位置）、シリンダ
ポート２２、チェック弁２３、油路２４及び締切弁２５
を介して、油圧シリンダ５に供給されている。ケース１
５に操作軸２６が回動自在に支持されており、ケース１
５内において操作軸２６に固定された操作アーム２６ａ
が、制御弁１１のスプール１２の一端に接当している。
ケース１５外において、操作軸２６にＴ字形状の天秤ア
ーム（第２移動部材に相当）２７が遊外嵌されている。
又、操作軸２６には切換アーム２８が一体回動状態に外
嵌装着してあり、切換アーム（第１移動部材に相当）２
８に突設された接当ピン２８ａによってこれら天秤アー
ム２７と切換アーム２８とを接当連動構造に構成してあ
る。図２及び図１に示すように、苗植付装置３の左右中
央に接地フロート９（高さセンサーに相当）が配置され
ており、植付ミッションケース６の横軸芯Ｐ１周りに上
下揺動自在に、接地フロート９の後部が支持されてい
る。そして、ケース１５側の天秤アーム２７の一端と接
地フロート９とが、苗植付装置３側の天秤アーム１３、
及びレリーズワイヤ１４（連係手段に相当）のインナー
１４ａを介して連動連結されている。

【０００９】図２，３，５に示す状態は、後述する昇降
レバー２１を植付位置に操作してロータリ部２９、カム
ボール３０及び操作スプール３１によりチェック弁２３
を開操作している状態であり、締切弁２５も開操作して
いる状態である。この図２，３，５に示す状態におい
て、田面Ｇに接地追従する接地フロート９に対し苗植付
装置３が設定高さ以下に下降すると、インナー１４ａが
接地フロート９側に引き操作されて、天秤アーム２７が
切換アーム２８を強制揺動して操作アーム２６ａが紙面
時計方向に揺動し、制御弁１１のスプール１２が図３に
示す中立位置から紙面右方にスライド操作される。これ
により、スプール１２においてポンプ１０側の第１ラン
ド部１２ａ側が開き、ポンプ１０からの作動油がシリン
ダポート２２及びチェック弁２３等を通り油圧シリンダ
５に供給され、油圧シリンダ５が伸長操作されて苗植付
装置３が上昇操作される。

【００１０】逆に、接地フロート９に対し苗植付装置３
が設定高さ以上に上昇すると、インナー１４ａが天秤ア
ーム２７側に戻され、後述する第１バネ１６の戻し付勢
力によってスプール１２が図３に示す中立位置から紙面
左方にスライド操作されるとともに、操作アーム２６ａ
がスプール１２に押され、切換アーム２８がその接当ピ
ン２８ａと天秤アーム２７側縁との接当状態で天秤アー
ム２７に追従して紙面反時計方向に揺動するのである。
これにより、スプール１２においてドレン部１８側の第
２ランド部１２ｂ側が開き、油圧シリンダ５の作動油が
前述と逆に流れてドレンポート１８から排出され、油圧
シリンダ５が収縮操作されて苗植付装置３が下降操作さ
れる。以上のようにして、田面Ｇに接地追従する接地フ
ロート９に対して苗植付装置３が上下動すると、これに
伴って制御弁１１のスプール１２が操作され油圧シリン
ダ５が伸縮操作されて、苗植付装置３が田面Ｇから設定
高さに維持され、苗の植付深さが一定に維持されるので
ある。

【００１１】図２及び図４に示すように、ケース１５の
横軸芯Ｐ２周りに回動自在にロータリ部２９が支持さ
れ、このロータリ部２９に第１アーム３３及び第２アー
ム３４が固定されている。そして、後述する第１バネ１
６により、前述したように下降位置に向けて付勢される
スプール１２を、これに連動連結されて揺動往復移動可
能な切換アーム２８に作用することによってスプール１
２の下降付勢力に抗して苗植付装置３の上昇移動状態が
現出される上昇位置に向けて切換移動可能な人為操作用
の昇降レバー（昇降操作具に相当）２１と、接地フロー
ト９にレリーズワイヤ１４で連動連結されて揺動往復移
動可能な天秤アーム２７とによって連係機構Ｂが構成さ
れている。つまり、昇降レバー２１をしてスプール１２
が上昇位置に向けて操作されるときには、切換アーム２
８のみが（天秤アーム２７との干渉なく独立して）移動
される状態を現出し、かつ、自動昇降制御状態における
苗植付装置３の下降移動状態を、天秤アーム２７が切換
アーム２８をスプール１２の下降位置に向けて強制移動
することで現出するように、天秤アーム２７と切換アー
ム２８どうしを接当ピン２８ａによる片当たり接当構造
で連動連係して連係機構Ｂを構成してある。

【００１２】さらに詳述すると、第１アーム３３に手動
操作用の昇降レバー２１が支持されており、昇降レバー
２１の中立位置で第２アーム３４のピン３４ａが切換ア
ーム２８のアーム部２８ｂに接当して、切換アーム２
８、天秤アーム２７及びスプール１２の下降側（図３の
紙面左方）への移動が阻止されるのであり、昇降レバー
２１の上昇位置で第２アーム３４が、ピン３４ａをして
切換アーム２８のみを揺動操作してスプール１２を上昇
側（図３の紙面右方）に強制的に操作するのであり、こ
のとき、苗植付装置３の上昇に伴う接地フロートの垂れ
下がりにより、天秤アーム２７は図２において反時計周
り方向に回動移動するのである。以上の構造により、昇
降レバー２１を植付位置（苗植付装置３が植付作動し、
前述のような苗植付装置３の自動的な昇降操作が行われ
る状態）、下降位置（苗植付装置３が植付作動を停止
し、苗植付装置３の下降操作が行われる状態）、中立位
置（苗植付装置３が植付作動を停止し、苗植付装置３の
昇降操作が停止される状態）、及び、上昇位置（苗植付
装置３が植付作動を停止し、苗植付装置３の上昇操作が
行われる状態）に操作することができる。特に、中立位
置から上昇位置へ向けての操作では、レリーズワイヤ１
４の摺動抵抗や感知バネ３８と初期荷重設定用でもある
バネ３２の荷重が作用しないようになり、軽快に操作で
きるようになる。

【００１３】この場合、図４に示すようにロータリ部２
９に第１凹部２９ａと第２凹部２９ｂとが設けられてお
り、ケース１５側にボールデテント機構３５が設けられ
ている。これによって図４に示すように、昇降レバー２
１を中立位置に操作していると、ボールデテント機構３
５がロータリ部２９の第１凹部２９ａに入り込んで、昇
降レバー２１が中立位置に保持されると共に、ケース１
５側のカムボール３０が第２凹部２９ｂに入り込んで、
チェック弁２３が閉じ操作される。従って、油圧シリン
ダ５からの作動油がチェック弁２３で止められて、苗植
付装置３が下降することはない。そして、昇降レバー２
１を上昇、下降及び植付位置に操作すると図５に示すよ
うに（図５の状態は昇降レバー２１を植付位置に操作し
ている状態）、ロータリ部２９によりカムボール３０及
び操作スプール３１が紙面右方に押されて、チェック弁
２３が開操作される。これにより、シリンダポート２２
及びチェック弁２３を通しての油圧シリンダ５への作動
油の給排操作が行えて、苗植付装置３の昇降操作が行わ
れる。又、長時間に亘って油圧シリンダ５及び苗植付装
置３を固定しておく場合には、図４の締切弁２５を締め
込んで閉じておく。

【００１４】図２に示すように、横軸芯Ｐ３周りに揺動
操作自在に天秤状のブラケット３６が支持されて、この
ブラケット３６の上部に感度調節レバー１９が備えられ
ており、接地フロート９側のレリーズワイヤ１４のアウ
ター１４ｂの一端がブラケット３６の下部に支持されて
いる。そして、別のレリーズワイヤ３７のアウター３７
ｂの端部がブラケット３６の上部に支持され、インナー
３７ａの一端がバネ３８を介して天秤アーム２７の上部
に接続されており、走行用の無段変速装置（図示せず）
用の変速レバー３９に、インナー３７ａの他端が接続さ
れている。

【００１５】以上の構造により、感度調節レバー１９を
敏感側に操作していくと、バネ３８が天秤アーム２７及
びスプール１２を下降側（図３の紙面左方）に付勢する
付勢力が弱められると共に、アウター１４ｂの一端が紙
面左方に移動し、接地フロート９の姿勢が下向きになり
接地面積が増加して、接地フロート９が敏感に田面Ｇの
凹凸に接地追従していく状態になる。逆に感度調節レバ
ー１９を鈍感側に操作していくと、バネ３８が天秤アー
ム２７及びスプール１２を下降側（図３の紙面左方）に
付勢する付勢力が強められると共に、アウター１４ｂの
一端が紙面右方に移動し、接地フロート９の姿勢が上向
きになり接地面積が減少して、接地フロート９の凹凸へ
の接地追従が鈍感な状態になる。そして、変速レバー３
９を低速側に操作すればインナー３７ａが戻し操作され
て、バネ３８が天秤アーム２７及びスプール１２を下降
側（図３の紙面左方）に付勢する付勢力が弱められ、接
地フロート９が敏感に田面Ｇの凹凸に接地追従していく
状態になる。逆に変速レバー３９を高速側に操作すれ
ば、バネ３８が天秤アーム２７及びスプール１２を下降
側（図３の紙面左方）に付勢する付勢力が強められ、接
地フロート９の凹凸への接地追従が鈍感な状態になる。

【００１６】図３に示すように、制御弁１１のスプール
１２を紙面左方の下降側に常時付勢する第１バネ１６が
備えられており、スプール１２が図３に示す中立位置か
ら紙面右方の上昇側の設定ストローク位置Ａに達する
と、スプール１２の端部が接当する第２バネ１７が備え
られている。この場合、スプール１２が中立位置と上昇
側の設定ストローク位置Ａとの間に位置していると、第
１ランド部１２ａにおける切欠き部１２ｃの部分のみが
連通する開度小の状態になり、スプール１２が設定スト
ローク位置Ａを越えて上昇側に移動すると、第１ランド
部１２ａの全体が開く開度大の状態となる。

【００１７】この構造により昇降レバー２１を植付位置
に操作している状態において、接地フロート９に対し苗
植付装置３が少し下降して、制御弁１１のスプール１２
が図３に示す中立位置と上昇側の設定ストローク位置Ａ
との間に位置している場合には、第１バネ１６の抵抗の
みがスプール１２に対して線型的に掛かる。従って、こ
の状態において苗植付装置３の下降に伴いスプール１２
は素早く上昇側に操作されるが、第１ランド部１２ａに
おいては切欠き部１２ｃの部分のみが連通する開度小の
状態となる。これにより、苗植付装置３の下降に伴い油
圧シリンダ５が素早く伸長し始めて苗植付装置３の上昇
操作を開始するが、その伸長速度は遅い状態となる。こ
の場合、接地フロート９に対して苗植付装置３の下降量
に応じて、第１ランド部１２ａの切欠き部１２ｃでの開
度が比例して大きくなり、油圧シリンダ５への作動油の
供給量が大きくなって油圧シリンダ５の伸長速度が速く
なっていく。

【００１８】逆に、接地フロート９に対し苗植付装置３
が大きく下降して、制御弁１１のスプール１２が設定ス
トローク位置Ａを越えて上昇側（紙面右方）に操作され
た場合には、第１バネ１６と第２バネ１７の両方の抵抗
の和が線型的にスプール１２に掛かることになる。従っ
て、この状態において苗植付装置３の下降に伴いスプー
ル１２は遅く上昇側に操作されるが、第１ランド部１２
ａが開いて開度大の状態となる。これにより、苗植付装
置３の下降に伴い油圧シリンダ５が遅く伸長し始めて苗
植付装置３の上昇操作を開始するが、その伸長速度は速
い状態となる。

【００１９】昇降レバー２１を植付位置に操作している
状態において、接地フロート９に対し苗植付装置３が上
昇して、制御弁１１のスプール１２が図３に示す中立位
置から紙面左方の下降側に位置している場合には、第１
バネ１６の付勢力のみによりスプール１２が下降側に操
作されようとする。この場合、中立位置からの苗植付装
置３の上昇量が小さい範囲においては、その上昇量に応
じて、第２ランド部１２ｂの切欠き部１２ｃでの開度が
比例して大きくなり、油圧シリンダ５からの作動油の排
出量が大きくなって油圧シリンダ５の収縮速度が速くな
っていく。そして、接地フロート９に対し苗植付装置３
が大きく上昇した場合には、第２ランド部１２ｂが開い
て油圧シリンダ５からの作動油の排出量が急激に大きく
なり、苗植付装置３が高速で下降操作される。

【００２０】〔別実施例〕切換アーム２８と天秤アーム
２７とを同軸心での揺動による片当たり接当構造の他、
別軸心での揺動による片当たり接当構造や、平行（スラ
イド）移動する第１及び第２部材による片当たり接当構
造でも良く、種々のを片当たり接当構造が考えられる。

【００２１】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、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】乗用型田植機の全体側面図

【図２】制御弁の操作系と自動制御系の構造を示す系統
図

【図３】制御弁内装ケースの断面図

【図４】中立状態での制御弁内装ケースのチェック弁部
分の断面図

【図５】植付状態での制御弁内装ケースのチェック弁部
分の拡大断面図

【符号の説明】

３ 水田作業装置 ５ 油圧シリンダ ９ 接地フロート １１ 制御弁 １２ スプール ２１ 昇降操作具 ２７ 第２移動部材 ２８ 第１移動部材

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行機体に装着した水田作業装置（３）
   を駆動昇降させる単動型の油圧シリンダ（５）と、この
   油圧シリンダ（５）の作動を司るスプール式の制御弁
   （１１）とを備え、前記水田作業装置（３）に設けた接
   地フロート（９）の上下動検出に基づいて前記制御弁
   （１１）のスプール（１２）を切換作動させ、前記水田
   作業装置（３）の対地レベルを安定維持可能な自動昇降
   制御が行えるように構成してある水田作業機の昇降制御
   装置であって、 前記水田作業装置（３）の下降移動状態が現出される下
   降位置に向けて前記スプール（１２）が付勢される状態
   に前記制御弁（１１）を構成し、下降付勢される前記ス
   プール（１２）を、これに連動連結されて往復移動可能
   な第１移動部材（２８）に作用することによって前記下
   降付勢力に抗して前記水田作業装置（３）の上昇移動状
   態が現出される上昇位置に向けて切換移動可能な人為操
   作用の昇降操作具（２１）を備え、かつ、前記接地フロ
   ート（９）に連動連結されて往復移動可能な第２移動部
   材（２７）を設けるとともに、 前記昇降操作具（２１）をして前記スプール（１２）を
   上昇位置に向けて操作するときには、前記第１移動部材
   （２８）のみが移動操作され、かつ、前記自動昇降制御
   の状態における前記水田作業装置（３）の下降移動状態
   を、前記第２移動部材（２７）が前記第１移動部材（２
   ８）を前記スプール（１２）の下降位置に向けて追従移
   動させることで現出されるように、前記第１及び第２移
   動部材（２８），（２７）どうしを片当たり接当構造で
   連動連係してある水田作業機の昇降制御装置。