JP2813644B2 - 水田作業機 - 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
田作業機における作業装置の昇降制御機構の構成に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】以上のような水田作業機の一例として乗
用型田植機があり、この乗用型田植機では苗植付装置
（作業装置に相当）の昇降制御を行っている。そして、
このような乗用型田植機の昇降制御機構の構成の一例
が、実開昭５８−１５２８２１号公報に開示されてい
る。この構成では、田面から苗植付装置までの高さを検
出するものとして、田面に接地追従する接地フロート
（前記公報の第２図中の９）を苗植付装置に備えてお
り、苗植付装置に対する接地フロートの位置をワイヤ
（前記公報の第２図中の２５）（第１センサーに相当）
にて検出し、これを苗植付装置までの高さとしている。
そして、この高さ検出に基づき、田面から苗植付装置が
一定高さを維持するように苗植付装置を昇降操作してい
る。そして、接地フロートを田面側に押圧するバネ（前
記公報の第２図中の２３）の付勢力を、調節レバー（前
記公報の第２図中の２４）により変更して昇降制御感度
を調節できるように構成している。この場合、田面の凹
凸が多い状態ではバネの付勢力を強くして制御感度を鈍
感側に設定し、田面の凹凸が少ない状態ではバネの付勢
力を弱くして制御感度を敏感側に設定するのが一般的で
ある。

【０００３】このように、田面から苗植付装置までの高
さを検出するものとして接地フロートを使用するのは、
この接地フロートが一般的に幅広で接地面積が大きいの
で、接地フロートの田面への接地作用により接地フロー
トがダンパーとして機能することになって、苗植付装置
の細かな振動が吸収され抑えられるからであり、広い範
囲での整地機能が期待できるからである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一つの水田において、
全箇所で田面の凹凸の状態が同じと言うことはなく、場
所によって田面の凹凸の状態が異なっている場合が多い
ので、植付作業の最初において田面の凹凸の状態に適し
た制御感度を設定していても、植付作業の進行に伴っ
て、田面の凹凸の状態と制御感度とが合致しなくなって
くる場合がある。従って、田面の凹凸が多いのに昇降制
御機構の制御感度が敏感側になってしまえば、頻繁に苗
植付装置の昇降操作が行われて、いわゆるハンチング現
象が生じるので、このような場合には調節レバーを操作
して制御感度を鈍感側に操作し、ハンチング現象を抑え
るようにしなければならない。逆に、田面が滑らかでハ
ンチング現象の生じ難い状態で制御感度が鈍感側になっ
てしまえば、苗植付装置の昇降操作が遅れ気味になり田
面から苗植付装置を一定の高さに維持できなくなってし
まう。従って、作業者は田面の凹凸の状態に応じて昇降
制御機構の制御感度を頻繁に変更操作しなければなら
ず、操作性の面で改良の余地がある。本発明は以上のよ
うな接地フロートを使用した昇降制御機構の型式におい
て、接地フロートの利点（ダンパー及び整地機能）を残
しながら、制御感度の変更の操作性の向上を図ることを
目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は以上のよ
うな水田作業機において、次のように構成することにあ
る。つまり、 〔１〕田面に接地追従する接地フロートを作業装置に上
下動自在に備え、この作業装置に対する接地フロートの
上下位置を検出する第１センサーを備えて、第１センサ
ーの検出値に基づき作業装置が田面から設定高さに維持
されるように、この作業装置を昇降操作する昇降制御機
構を備えると共に、作業装置に接地体を上下動自在に備
え、この作業装置に対する接地体の上下位置を検出する
第２センサーを備えて、作業装置に対する接地体の上下
動が多くなると昇降制御機構の設定された制御感度を鈍
感側に変更操作し、且つ、作業装置に対する接地体の上
下動が少なくなると昇降制御機構の設定された制御感度
を敏感側に変更操作する感度変更手段を備えてある。 〔２〕前項〔１〕の構成において、作業装置に対する接
地体の上下動が多くなると、機体の走行速度を減速操作
する自動減速手段を備えてある。

【０００６】

【作用】

〔Ｉ〕前項〔１〕のように構成すると、田面に接地追従
して行く接地フロートの第１センサーからの検出値に基
づいて、作業装置が田面から設定高さに維持されるよう
に自動的に昇降操作される。比較的広い接地面積を持つ
接地フロートは、田面に小さな凹凸のある場合に、これ
に反応することなくそのまま通過してしまう場合がある
が、このような接地フロートに対し、整地機能等を無視
して接地体を十分に小さく軽いものに構成してやれば、
この接地体は田面の小さな凹凸にも敏感に反応して、そ
の大小に関係なく田面の凹凸に正確に接地追従してい
く。これにより以上のような接地体を装備すると、接地
フロートに基づいて作業装置の昇降制御を行っている場
合、田面の凹凸の状態（凹凸の多少）の変化に対して、
接地フロートよりも接地体の方が素早く反応することに
なる。

【０００７】従って、ある制御感度により接地フロート
に基づいて作業装置の昇降制御を行っている場合、接地
体の上下動の回数が多くなったり、上下動の回数が少な
くても比較的大きな上下幅で接地体が繰り返して上下動
したりすると、田面の凹凸が多くなってきたと判断され
る。この場合には昇降制御の制御感度が自動的に鈍感側
に変更操作される。逆に、接地体の上下動の回数が少な
くなってくると、田面の凹凸が少なくなって田面が比較
的平滑になってきたと判断される。この場合には昇降制
御の制御感度が自動的に敏感側に操作される。以上のよ
うに、接地フロートには田面の細かな凹凸を無視させな
がら、田面の大きな変化に追従させて行き、この接地フ
ロートに基づいて作業装置の昇降制御を行う。接地体に
は田面の細かな凹凸に敏感に反応させ田面の凹凸の状態
を検出させて、この接地体に基づいて昇降制御の制御感
度を修正している。この場合、接地体が田面に接触し上
下動して田面の凹凸を直接検出しているので、田面の凹
凸の状態が精度良く検出できる。そして、接地フロート
の接地作用により接地フロートがダンパーとして機能す
ることになり、作業装置の細かな振動が吸収され抑えら
れるのであり、接地フロートにより田面が整地されるの
である。

【０００８】〔ＩＩ〕前項〔２〕のように構成すると、
接地体の上下動の回数が多くなったり、上下動の回数が
少なくても比較的大きな上下幅で接地体が繰り返して上
下動したりして、昇降制御の制御感度が鈍感側に変更操
作されると、機体の走行速度も自動的に減速操作され
る。これにより、制御感度の鈍感側への変更操作及び機
体の走行速度の減速操作によって、作業装置の昇降操作
によるハンチング現象がさらによく抑えられる。

【０００９】

【発明の効果】請求項１のように、接地体により田面の
凹凸の状態を検出して、昇降制御の制御感度を自動的に
精度良く修正するように構成することによって、作業者
が田面の状態に応じて昇降制御機構の制御感度を手動で
頻繁に変更操作しなくてもよくなり、操作性を向上させ
ることができた。そして、接地フロートの接地作用によ
る整地機能、及び作業装置の細かな振動を吸収するダン
パー機能と言う従来の構造の利点をそのまま備えてい
る。請求項２のように、制御感度の鈍感側への変更操作
と同時に、機体の走行速度の減速操作も行うことによ
り、作業装置の昇降操作によるハンチング現象がさらに
よく抑えられるようになり、さらに安定した作業装置の
昇降制御が行える。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （１）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（作業装置に相当）を、
リンク機構４及び油圧シリンダ５により昇降操作自在に
連結して、水田作業機の一例である乗用型田植機を構成
している。苗植付装置３は図１に示すように、一対の植
付アーム７を備えた植付ケース８が、苗植付装置３の植
付ミッションケース６の後部に回転駆動自在に支持さ
れ、苗のせ台９が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されており、植付ケース８
の回転に伴い苗のせ台９から一対の植付アーム７が交互
に苗を取り出して田面Ｇに植え付けて行くように構成さ
れている。

【００１１】図４及び図１に示すように、苗植付装置３
はリンク機構４の前後軸芯Ｐ１回りにローリング自在に
連結されている。リンク機構４の後端のフレーム４ａに
固定されたブラケット４ｂに、ネジ軸１０及びこのネジ
軸１０を正逆転駆動するモータ１５が支持されている。
そして、ネジ軸１０に雌ネジを備えたボス部１４が外嵌
され、このボス部１４に操作ロッド１２が固定されてお
り、苗のせ台９を支持する左右の固定のフレーム１１と
操作ロッド１２とが、バネ１３を介して接続されてい
る。この構造により、モータ１５でネジ１０を正逆転駆
動して、ボス部１４及び操作ロッド１２を左右に移動駆
動することにより、苗植付装置３をリンク機構４の前後
軸芯Ｐ１周りにローリング操作する。

【００１２】図１及び図４に示すように、苗植付装置３
の左右中央に１個の接地フロート１６が配置され、苗植
付装置３の左右両横側部に左右一対のサイドフロート３
８が配置されており、図３に示すように接地フロート１
６は、その後部が植付ミッションケース６側の支持アー
ム１７の横軸芯Ｐ２周りに、揺動自在に支持されてい
る。図２及び図３に示すように、植付ミッションケース
６の前端に固定されたフレーム１８に、天秤状の第１ア
ーム２６及び第２アーム２７が上下揺動自在に支持さ
れ、第１及び第２アーム２６，２７の先端に平面視Ｌ字
状のブラケット２８が支持されており、第１及び第２ア
ーム２６，２７によりブラケット２８が平行に上下動で
きるように支持されている。このブラケット２８にポテ
ンショメータ型式の第１センサー１９が固定されてお
り、第１センサー１９の検出アーム１９ａと接地フロー
ト１６の前部とがロッド２０により連結されている。そ
して、接地フロート１６の前部に支持されたロッド２３
が、ブラケット２８に固定されたブラケット２４に上下
動自在に挿通されており、ロッド２３とブラケット２４
との間に接地フロート１６を下方側に付勢するバネ２１
が設けられている。

【００１３】図２及び図３に示すように、接地フロート
１６用の支持アーム１７の基部に植付深さの調節レバー
２９が固定されている。これにより、調節レバー２９を
上下に操作してレバーガイド３０に係合固定することに
よって、支持アーム１７の上下角度、つまり横軸芯Ｐ２
及び接地フロート１６の位置を上下に変更することによ
り、後述のように苗の植付深さを変更する。この場合、
図２に示すように調節レバー２９のピン２９ａに第１ア
ーム２６の他端が係合しており、調節レバー２９を上下
に操作し、横軸芯Ｐ２及び接地フロート１６の位置を上
下に変更して苗の植付深さを変更しても、これに伴って
第１アーム２６及びブラケット２８が上下に揺動操作さ
れて、苗の植付深さの変更に関係なく接地フロート１６
と第１センサー１９及びロッド２３等の上下間隔を、図
３に示す間隔に維持できるように構成している。

【００１４】図１及び図４に示すようにサイドフロート
３８の左右両外側に、ソリ状の接地センサー２２（接地
体に相当）が上下揺動自在に支持されており、接地セン
サー２２を下方側に軽く付勢するバネ（図示せず）と、
植付ミッションケース６に対する接地センサー２２の角
度を検出するポテンショメータ型式の第２センサー２５
が備えられている。

【００１５】（２）次に、乗用型田植機における苗植付
装置３の昇降制御について説明する。図７に示すように
接地フロート１６の１個の第１センサー１９からの検出
値、及び接地センサー２２の２個の第２センサー２５か
らの検出値が制御装置３１に入力されており、昇降制御
の制御感度を人為的に設定変更可能な感度設定スイッチ
３２が備えられている。以上の構造により、図３，５，
７に示すように感度設定スイッチ３２を標準に設定した
とする。この状態において、植付走行に伴い接地フロー
ト１６が田面Ｇに接地追従して行くと、図５に示すよう
に第１センサー１９からの検出値に基づき（ステップＳ
１）、この検出値が基準値Ａ１となるように（第１セン
サー１９の検出アーム１９ａが図３の基準値Ａ１の姿勢
となるように）、制御装置３１により制御弁３３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
自動的に昇降操作される（ステップＳ３）。これによ
り、苗植付装置３が田面Ｇから設定高さに自動的に維持
されて、苗の植付深さが設定値に維持される。

【００１６】このような苗植付装置３の昇降制御中にお
いて、第２センサー２５により左右の接地センサー２２
の上下動が常時検出されている。この場合に、単位時間
内での左右の接地センサー２２の上下動の回数が各々求
められており（ステップＳ４）、上下動の両回数の平均
値が算出される（ステップＳ５）。そして、この平均値
が設定範囲以上の場合には（ステップＳ６）、田面Ｇの
凹凸が多い状態であると判断されて、図３に示すように
当初の基準値Ａ１が基準値Ａ１’に変更される（ステッ
プＳ７）。

【００１７】このような状態になると、第１センサー１
９からの検出値が基準値Ａ１’となるように（第１セン
サー１９の検出アーム１９ａが図３の基準値Ａ１’の姿
勢となるように）、苗植付装置３が自動的に昇降操作さ
れる。この基準値Ａ１’における接地フロート１６の姿
勢は、図３に示す姿勢よりも上向きになるので、接地フ
ロート１６の田面Ｇへの設定面積が減少すると共に、バ
ネ２１が圧縮されてこのバネ２１の付勢力が強められ
る。従って、この状態において接地フロート１６の田面
Ｇへの接地追従感度、つまり昇降制御の制御感度が鈍感
側に変更操作されることになる（感度変更手段に相
当）。

【００１８】この乗用型田植機においては図１及び図７
に示すように、走行用としてベルト式の無段変速装置３
６を装備しており、この無段変速装置３６を電動シリン
ダ３７により変速操作している。これにより、昇降制御
の制御感度が鈍感側に変更操作されると（ステップＳ
７）、電動シリンダ３７により無段変速装置３６が現在
の変速位置から所定量だけ低速側に操作される（ステッ
プＳ８）（自動減速手段に相当）。

【００１９】逆に、単位時間内での左右の接地センサー
２２の上下動の回数の平均値が設定範囲以下の場合（ス
テップＳ６）、田面Ｇの凹凸が少ない状態であると判断
される。この場合には図３に示すように当初の基準値Ａ
１が基準値Ａ１”に変更される（ステップＳ９）。この
ような状態になると、第１センサー１９からの検出値が
基準値Ａ１”となるように（第１センサー１９の検出ア
ーム１９ａが図３の基準値Ａ１”の姿勢となるよう
に）、苗植付装置３が自動的に昇降操作される。この基
準値Ａ１”における接地フロート１６の姿勢は、図３に
示す姿勢よりも下向きになるので、接地フロート１６の
田面Ｇへの設定面積が増加すると共に、バネ２１が延び
てこのバネ２１の付勢力が弱められる。従って、この状
態において接地フロート１６の田面Ｇへの接地追従感
度、つまり昇降制御の制御感度が敏感側に変更操作され
ることになる（感度変更手段に相当）。

【００２０】以上の状態は感度設定スイッチ３２を標準
に操作している状態である。この場合には、図３に示す
ように昇降制御の基準値Ａ１が標準の位置に設定され、
この標準の位置の基準値Ａ１が、鈍感側及び敏感側に変
更操作される。これに対して、感度設定スイッチ３２を
敏感側に操作して、これに対応する位置に例えば図３に
示す基準値Ａ２が設定されたとする。この状態では、前
述のように接地フロート１６が下向きになるので、苗植
付装置３の昇降操作が敏感に行われるのであり、第２セ
ンサー２５の検出に基づいて、基準値Ａ２が図３の位置
から鈍感側及び敏感側に操作されるのである。

【００２１】以上の昇降制御において、前述のように調
節レバー２９を上下に操作し、横軸芯Ｐ２及び接地フロ
ート１６の位置を、苗植付装置３に対して上下に変更し
てやる。このようにすれば、田面Ｇ（接地フロート１
６）に対して維持すべき苗植付装置３の設定高さが上下
に変更されて、苗の植付深さが変更される。このように
苗の植付深さを変更しても、これに関係なく図２の第１
及び第２アーム２６，２７の作用により、接地フロート
１６と第１センサー１９との上下間隔が図３に示す間隔
に維持されるので、感度設定スイッチ３２で設定してい
る基準値Ａ１，Ａ２に変化はない。そして、この昇降制
御の間において、接地フロート１６及びサイドフロート
３８の接地作用により、この接地フロート１６及びサイ
ドフロート３８がダンパーとして機能することになり、
苗植付装置３の細かな振動が吸収され抑えられる。又、
この接地フロート１６及びサイドフロート３８により、
田面Ｇも整地されるのである。

【００２２】（３）前述のように、接地フロート１６及
び第１センサー１９により苗植付装置３の昇降制御を行
っている場合において、図５に示すように接地フロート
１６及び第１センサー１９の何らかの異常により、第１
センサー１９の検出値が正常な範囲を越えた異常なもの
となって、制御装置３１に入力されたとする（ステップ
Ｓ２）。

【００２３】このような場合には、ステップＳ２からス
テップＳ１０に移行して、第１センサー１９の検出値を
無視し、接地センサー２２及び第２センサー２５に基づ
いて苗植付装置３の昇降制御を行う。この場合、これ以
前に接地フロート１６及び第１センサー１９により行っ
ていた苗植付装置３の昇降制御中での、左右の第２セン
サー２５の検出値（苗植付装置３に対する接地センサー
２２の上下位置）の平均値を、基準値として新たに設定
する。そして、左右の第２センサー２５の検出値の平均
値が、前述の基準値を含む不感帯内に入るように、苗植
付装置３の昇降制御を行う。このように、接地センサー
２２及び第２センサー２５に基づいて苗植付装置３の昇
降制御を行うと、接地フロート１６の場合に比べてその
昇降操作が敏感になり過ぎるので、前述の基準値を含む
不感帯が比較的広いものに設定される。

【００２４】（４）次に、この乗用型田植機における苗
植付装置３のローリング制御について説明する。図４及
び図７に示すように、苗のせ台９を支持するフレーム１
１からブラケット３４が延出されて、このブラケット３
４に重錘式の傾斜センサー３５が設けらており、傾斜セ
ンサー３５の検出値（水平面に対する苗植付装置３の左
右傾斜角度）が制御装置３１に入力されている。これに
より、図６に示すように植付走行に伴い傾斜センサー３
５の検出値に基づいて（ステップＳ１１）、この検出値
が図８に示すように設定値を含んだ不感帯Ｂ１内に入る
ように、制御装置３１によりモータ１５が正逆転操作さ
れて、苗植付装置３が自動的にローリング操作される
（ステップＳ１３）。これにより、苗植付装置３が水平
姿勢に維持されるのである。

【００２５】このような苗植付装置３のローリング制御
中において、前述の昇降制御時と同様に第２センサー２
５により、左右の接地センサー２２の上下動が常時検出
されている。この場合、単位時間内での左右の接地セン
サー２２の上下動の回数が各々求められており（ステッ
プＳ１４）、上下動の両回数の平均値が算出される（ス
テップＳ１５）。そして、この平均値が設定値以上の場
合には（ステップＳ１６）、田面Ｇの凹凸が多い状態で
あると判断されて、図８に示すように当初の不感帯Ｂ１
が幅の広い不感帯Ｂ２に変更され（ステップＳ１７）、
ローリング制御の制御感度が鈍感側に変更操作される。
そして昇降制御時と同様に、ローリング制御の制御感度
が鈍感側に変更操作されると（ステップＳ１７）、電動
シリンダ３７により無段変速装置３６が現在の変速位置
から所定量だけ低速側に操作される（ステップＳ１
８）。

【００２６】逆に、単位時間内での左右の接地センサー
２２の上下動の回数の平均値が設定値以下の場合（ステ
ップＳ１６）、田面Ｇの凹凸が少ない状態であると判断
される。この場合には、図８に示すように当初の不感帯
Ｂ１が幅の狭い不感帯Ｂ３に変更されて（ステップＳ１
９）、ローリング制御の制御感度が敏感側に変更操作さ
れるのである。

【００２７】（５）前述のように、傾斜センサー３５に
より苗植付装置３のローリング制御を行っている場合に
おいて、図６に示すように傾斜センサー３５の何らかの
異常によって、傾斜センサー３５の検出値が正常な範囲
を越えた異常なものとなり、制御装置３１に入力された
とする（ステップＳ１２）。

【００２８】このような場合には、ステップＳ１２から
ステップＳ２０に移行して、傾斜センサー３５の検出値
を無視し、接地センサー２２及び第２センサー２５に基
づいて苗植付装置３のローリング制御を行う。この場
合、左右の第２センサー２５の検出値の差が無くなるよ
うに、つまり前述の差が零を含む不感帯内に入るように
苗植付装置３のローリング制御を行う。これにより、苗
植付装置３が田面Ｇに対して左右平行に維持される。こ
のように、接地センサー２２及び第２センサー２５に基
づいて苗植付装置３のローリング制御を行うと、傾斜セ
ンサー３５の場合に比べてそのローリング操作が敏感に
なり過ぎるので、前述の零を含む不感帯が比較的広いも
のに設定される。

【００２９】〔別実施例〕前述の実施例では左右一対の
接地センサー２２及び第２センサー２５を装備している
が、１組の接地センサー２２及び第２センサー２５を装
備するように構成してもよい。この場合には、前項
（５）の説明及び図６のステップＳ２０に示すような、
接地センサー２２及び第２センサー２５によるローリン
グ制御機能は装備しない。本発明は乗用型田植機ばかり
でなく、直播機（作業装置に相当）を機体後部に昇降自
在に連結した乗用型直播機や、歩行型田植機（この場合
は機体自身が作業装置となる）にも適用できる。

【００３０】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】接地フロート及び第１センサー付近の正面図

【図３】接地フロート及び第１センサー付近の側面図

【図４】苗のせ台付近の正面図

【図５】苗植付装置の昇降制御の流れを示す図

【図６】苗植付装置のローリング制御の流れを示す図

【図７】接地フロート及び第１センサー、第２センサ
ー、苗植付装置の制御弁及びモータの連係状態を示す図

【図８】苗植付装置のローリング制御における不感帯の
状態を示す図

【符号の説明】

３ 作業装置 １６ 接地フロート １９ 接地フロートの第１センサー ２２ 接地体 ２５ 接地体の第２センサー Ｇ 田面

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 田面（Ｇ）に接地追従する接地フロート
   （１６）を作業装置（３）に上下動自在に備え、この作
   業装置（３）に対する接地フロート（１６）の上下位置
   を検出する第１センサー（１９）を備えて、前記第１セ
   ンサー（１９）の検出値に基づき前記作業装置（３）が
   田面（Ｇ）から設定高さに維持されるように、この作業
   装置（３）を昇降操作する昇降制御機構を備えると共
   に、前記作業装置（３）に接地体（２２）を上下動自在
   に備え、この作業装置（３）に対する接地体（２２）の
   上下位置を検出する第２センサー（２５）を備えて、前
   記作業装置（３）に対する接地体（２２）の上下動が多
   くなると前記昇降制御機構の設定された制御感度を鈍感
   側に変更操作し、且つ、前記作業装置（３）に対する接
   地体（２２）の上下動が少なくなると前記昇降制御機構
   の設定された制御感度を敏感側に変更操作する感度変更
   手段を備えてある水田作業機。
2. 【請求項２】 前記作業装置（３）に対する接地体（２
   ２）の上下動が多くなると、機体の走行速度を減速操作
   する自動減速手段を備えてある請求項１記載の水田作業
   機。