JP3250060B2 - 田植機の水平制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は走行機体に昇降リンク機
構などを介し植付部を装備させて連続的に苗植作業を行
う田植機の水平制御装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来、実開昭６３−４
５３０７号公報に示す如く、後輪をローリング支点軸回
りにローリングさせて走行車を水平にする技術がある
が、フロントアクスルケースに設ける傾斜センサの出力
だけでローリングシリンダを制御しているから、車 速の
変更または前後輪のスリップ等によりローリングシリン
ダの水平制御動作を補正して実際のローリング動作に一
致させる必要があり、前輪が操舵されている状態でロー
リングすると、前輪の横すべりが起きて後輪の水平制御
が不適正に行われる不具合がある等の機能上の問題があ
る。また、実開平２−９１２号公報に示す如く、左右の
前輪及び後輪を四輪独立懸架させる技術があるが、前後
輪の軸間距離と車高を変更したり、左右の前輪または後
輪の轍間距離を変更させるだけであると共に、実開平２
−９１３号公報に示す如く、左右の後輪を独立させて懸
架する構造で、傾斜センサ出力により左右の後輪を昇降
させる技術もあるが、前輪のローリングを傾斜センサに
よって検出してローリングシリンダを作動させるだけで
あり、前輪の横すべり等により後輪の水平制御が不適正
に行われる等の機能上の問題がある。

【０００３】

【課題を解決するための手段】然るに、本発明は、左右
の前輪及び左右の後輪を設ける走行車の後方に植付部を
装備させると共に、左右の後輪をローリング支点軸回り
にローリングさせるローリングシリンダを設け、ローリ
ングシリンダの制御によって走行車を水平にする田植機
において、後輪のローリング角速度を検出する角速度セ
ンサと、走行車の絶対角度を検出する傾斜センサを設
け、角速度センサと傾斜センサと制御マップによる水平
制御によりローリングシリンダを作動させるもので、例
えばフロントアクスルに傾斜センサを設けて前輪のロー
リングを検出する必要がなく、操舵に伴う前輪の横すべ
りによって後輪のローリング制御が不適正に行われる不
具合をなくし得、後輪のローリング角速度と走行車の絶
対角度の各検出と制御マップとに基づきローリングシリ
ンダを適正に制御し得、走行車を水平にする制御機能を
容易に向上し得、また角速度センサの後輪のローリング
角速度検出と傾斜センサの走行車のローリング検出と制
御マップによりローリング修正方向と修正速度を求めて
走行車のローリング修正を高精度で行い得るものであ
る。

【０００４】また、左右の前輪及び左右の後輪を設ける
走行車の後方に植付部を装備させると共に、走行車を水
平にする前後輪用昇降シリンダを設ける田植機におい
て、走 行車のローリング角速度を検出する角速度センサ
と、走行車の左右傾きを検出する傾斜センサを設け、角
速度センサと傾斜センサによる水平制御により前後輪用
昇降シリンダを作動させると共に、左右前輪及び左右後
輪の四輪を独立懸架にするもので、例えばフロントアク
スルに傾斜センサを設けて前輪のローリングを検出する
必要がなく、操舵に伴う前輪の横すべりによって前後輪
のローリング制御が不適正に行われる不具合をなくし
得、走行車のローリング角速度と走行車の絶対角度の各
検出とに基づき前後輪用昇降シリンダを適正に制御し
得、走行車を水平にする制御機能を容易に向上し得、ま
た角速度センサのローリング角速度検出と傾斜センサの
走行車のローリング検出とによりローリング修正方向と
修正速度を求めて四輪独立懸架構造の前後輪を各別に昇
降させ走行車のローリング修正を高精度で行い得るもの
である。

【０００５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述
する。図１は後輪部の背面説明図、図２は乗用田植機の
側面図、図３は同平面図を示し、図中（１）は作業者が
搭乗する走行機体である走行車であり、エンジン（２）
を車体フレーム（３）に搭載させ、ミッションケース
（４）前方にフロントアクスルケース（５）を介して水
田走行用前輪（６）を支持させると共に、前記ミッショ
ンケース（４）の後部にリヤアクスルケース（７）を介
して水田走行用後輪（８）を支持させる。そして前記エ
ンジン（２）等を覆うボンネット（９）両側に予備苗載
台（１０）を取付けると共に、ステップ（１１）を介し
て作業者が搭乗する車体カバー（１２）によって前記ミ
ッションケース（４）等を覆い、前記車体カバー（１
２）上部に運転席（１３）を取付け、その運転席（１
３）の前方で前記ボンネット（９）後部に操向ハンドル
（１４）を設ける。

【０００６】また、図中（１５）は６条植え用の苗載台
（１６）並びに複数の植付爪（１７）などを具備する植
付部であり、前高後低の合成樹脂製の苗載台（１６）を
下部レール（１８）及びガイドレール（１９）を介して
植付ケース（２０）に左右往復摺動自在に支持させると
共に、一方向に等速回転させるロータリケース（２１）
を前記植付ケース（２０）に支持させ、該ケース（２
１）の回転軸芯を中心に対称位置に配設する一対の爪ケ
ース（２２）（２２）先端に植付爪（１７）（１７）を
取付ける。

【０００７】また、トップリンク（２３）及びロワーリ
ンク（２４）を含む昇降リンク機構（２５）を介して走
行車（１）後側に植付部（１５）のヒッチブラケット
（２６）を連結させ、前記リンク機構（２５）を介して
植付部（１５）を昇降させる昇降シリンダ（２７）をロ
ワーリンク（２４）に連結させ、前後輪（６）（８）を
走行駆動して移動すると同時に、左右に往復摺動させる
苗載台（１６）から一株分の苗を植付爪（１７）によっ
て取出し、連続的に苗植え作業を行うように構成する。

【０００８】図１に示す如く、前記後輪（８）をローリ
ング可能な構造とするもので、走行車（１）後側の左右
中央にローリング支点軸（２８）を介してリヤアクスル
ケース（７）の中央をローリングつまり左右上下揺動自
在に支持させ、走行車（１）とリヤアクスルケース
（７）間に油圧ローリングシリンダ（２９）及びシリン
ダストロークセンサ（３０）を介設すると共に、リヤア
クスルケース（７）の支点軸（２８）近傍に、後輪
（８）のローリング角速度を検出する角速度センサ（３
１）を、また本機側の絶対角度を検出する傾斜センサ
（３２）を走行車（１）にそれぞれ取付けている。

【０００９】そして図４乃至図５にも示す如く、前記ロ
ーリングシリンダ（２９）を電磁比例方向流量制御弁
（３３）を介して油圧ポンプ（３４）に油圧接続させる
一方、各センサ（３０）（３１）（３２）を入力接続さ
せるコントローラ（３５）に、前記制御弁（３３）の正
逆電磁ソレノイド（３３ａ）（３３ｂ）を出力接続させ
て、各センサ（３１）（３２）の検出値に基づいて制御
弁（３３）を切換えてローリングシリンダ（２９）を作
動し後輪（８）をローリング制御して走行車（１）の水
平維持を図るように構成している。

【００１０】本実施例は上記の如く構成するものにし
て、図７のフローチャートに示す如く、走行作業中角速
度センサ（３１）及び傾斜センサ（３２）からの検出値
がコントローラ（３５）に入力されるとき、この検出時
の走行車（１）の角速度及び傾斜の各グレードが算出さ
れ、角速度及び傾斜のグレードの関係に基づき予め設定
される図６に示す如き制御マップの各ローリング修正量
（Ｓ１）（Ｓ２）…（Ｓｎ）より、この検出値に応じた
後輪（８）のローリング修正量（Ｓ）（方向と修正速度
（時間））が算出されるとき、この修正量（Ｓ）分前記
制御弁（３３）を駆動してローリングシリンダ（２９）
による後輪（８）のローリング制御が行われるもので、
この制御の際ストロークセンサ（３０）から入力される
シリンダ（２９）の時間当りの変化量（ΔＬ）とマップ
の修正量（Ｓ）との間に差が有るとき（シリンダ速度は
油温・必要な修正力・機械的ガタ及び剛性など外的な要
因で変化する）、その差に応じた修正係数αより補正値
（ΔＳ）（ΔＳ＝Ｓ×α）を算出して、この補正値（Δ
Ｓ）分制御弁（３３）を駆動してローリングの補正制御
を行って走行車体（１）の絶対水平を維持させる。

【００１１】このように走行車体（１）側の絶対水平を
常に維持させる結果、運転席（１３）での作業者の乗心
地を向上させることができ、また走行車体（１）の横す
べりの低減によってハンドル操作頻度を低下させて直進
性を向上させることができ、さらに走行車体（１）と植
付部（１５）との一体連結によって植付部（１５）の水
平制御も同時に行われて、植付部（１５）別個の水平制
御を不要なものにできる。

【００１２】上記から明らかなように、左右の前輪
（６）及び左右の後輪（８）を設ける走行車（１）の後
方に植付部（１５）を装備させると共に、左右の後輪
（８）をローリング支点軸（２８）回りにローリングさ
せるローリングシリンダ（２９）を設け、ローリングシ
リンダ（２９）の制御によって走行車（１）を水平にす
る田植機において、後輪（８）のローリング角速度を検
出する角速度センサ（３１）と、走行車（１）の絶対角
度を検出する傾斜センサ（３２）を設け、角速度センサ
（３１）と傾斜センサ（３２）と制御マップによる水平
制御によりローリング シリンダ（２９）を作動させる。
そして、例えばフロントアクスルに傾斜センサ（３２）
を設けて前輪（６）のローリングを検出する必要がな
く、操舵に伴う前輪（６）の横すべりによって後輪
（８）のローリング制御が不適正に行われる不具合をな
くし、後輪（８）のローリング角速度と走行車（１）の
絶対角度の各検出と制御マップとに基づきローリングシ
リンダ（２９）を適正に制御し、走行車（１）を水平に
する制御機能を向上させ、また角速度センサ（３１）の
後輪（８）のローリング角速度検出と傾斜センサ（３
２）の走行車（１）のローリング検出と制御マップによ
りローリング修正方向と修正速度を求めて走行車（１）
のローリング修正を高精度で行う。

【００１３】図８は植付部（１５）を装備させる走行車
体（１）を、全輪独立懸架式とすると共に、全輪独立昇
降式とする車体構造を示すもので、車体（１）側に固設
する前輪及び後輪用の左右油圧昇降シリンダ（３６ａ）
（３６ｂ）（３６ｃ）（３６ｄ）にピストンロッド（３
７）及びガイドロッド（３８）を介して昇降台（３９）
を固定すると共に、該昇降台（３９）に上下動ロッド
（４０）及び圧縮バネ（４１）を介して前後輪（６）
（８）の各独立駆動を行う走行用油圧無段変速機構（Ｈ
ＳＴ）の油圧モータ（４２）を前後輪（６）（８）と一
体に上下動自在に支持させている。また車体（１）の前
後傾きを傾斜センサ（４３ａ）と角速度センサ（４３
ｂ）とを有するピッチングセンサ（４３）と、車体
（１）の左右傾きを傾斜センサ（４４ａ）と角速度セン
サ（４４ｂ）とを有するローリングセンサ（４４）とを
車体（１）後部に設置すると共に、車体（１）の地上高
さを検出する高さセンサ（４５）を車体（１）中央底部
に、また各前後輪（６）（８）の接地圧をそれぞれ検出
する圧力センサ（４６）を各昇降シリンダ（３６ａ）
（３６ｂ）（３６ｃ）（３６ｄ）に設けている。

【００１４】そして、植付部（１５）の昇降制御と別個
に車体（１）の水平及び昇降制御を行うように構成する
もので、図９にも示す如く左右前輪（６）の左右昇降シ
リンダ（３６ａ）（３６ｂ）及び左右後輪（８）の左右
昇降シリンダ（３６ｃ）（３６ｄ）をそれぞれ駆動制御
するコントローラ（４７）に、ピッチング及びローリン
グセンサ（４３）（４４）を構成する各傾斜及び角速度
センサ（４３ａ）（４３ｂ）・（４４ａ）（４４ｂ）
と、高さ及び圧力センサ（４５）（４６）とを入力接続
させて、図１０のフローチャートに示す如く、ピッチン
グ及びローリングセンサ（４３）（４４）に基づいて車
体（１）を水平に、また高さ及び圧力センサ（４５）
（４６）の検出値をフィードバックさせて、全輪（６）
（８）を設定圧に、車体高さを設定高さに制御して、車
体（１）の絶対水平を保持させて植付性能の安定性向上
を図るように構成している。

【００１５】上記から明らかなように、左右の前輪
（６）及び左右の後輪（８）を設ける走行車（１）の後
方に植付部（１５）を装備させると共に、走行車（１）
を水平にする前後輪（６）（８）用昇降シリンダ（３６
ａ）〜（３６ｄ）を設ける田植機において、走行車
（１）のローリング角速度を検出する角速度センサ（４
４ｂ）と、走行車（１）の左右傾きを検出する傾斜セン
サ（４４ａ）を設け、角速度センサ（４４ｂ）と傾斜セ
ンサ（４４ａ）による水平制御により前後輪（６）
（８）用昇降シリンダ（３６ａ）〜（３６ｄ）を作動さ
せると共に、左右前輪（６）及び左右後輪（８）の四輪
を独立懸架にする。そして、例えばフロントアクスルに
傾斜センサ（４４ａ）を設けて前輪（６）のローリング
を検出する必要がなく、操舵に伴う前輪（６）の横すべ
りによって前後輪（６）（８）のローリング制御が不適
正に行われる不具合をなくし、走行車（１）のローリン
グ角速度と走行車（１）の絶対角度の各検出とに基づき
前後輪用昇降シリンダ（３６ａ）〜（３６ｄ）を適正に
制御し、走行車（１）を水平にする制御機能を向上さ
せ、また角速度センサ（４４ｂ）のローリング角速度検
出と傾斜センサ（４４ａ）の走行車（１）のローリング
検出とによりローリング修正方向と修正速度を求めて四
輪独立懸架構造の前後輪（６）（８）を各別に昇降させ
走行車（１）のローリング修正を高精度で行う。

【００１６】図１１乃至図１２は、リンク機構（２５）
を介し車体（１）後部に連結する植付フレーム（４８）
に、植付ケース（２０）前側の前後４箇所を独立懸架で
独立昇降可能に支持させるもので、植付フレーム（４
８）に固設する前後左右の４つの油圧昇降シリンダ（４
９）のピストンロッド（５０）先端に、上下動ロッド
（５１）及び圧縮バネ（５２）を介して植付ケース（２
０）の受部材（５３）を上下移動自在に支持すると共
に、植付ケース（２０）の上部に植付部（１５）の前後
傾き及び左右傾きを検出するピッチング及びローリング
センサ（５４）（５５）を、また植付フレーム（４８）
上部に植付フレーム（４８）の前後及び左右傾き時の角
速度を検出するピッチング及びローリング角速度センサ
（５６）（５７）を、さらに植付ケース（２０）の下部
に田面までの高さを検出する高さセンサ（５８）をそれ
ぞれ設置して、これら各センサ（５４）（５５）によっ
て各昇降シリンダ（４９）を作動させて植付部（１５）
の水平制御を、また各角速度センサ（５６）（５７）に
よってこの補正制御を、さらに高さセンサ（５８）によ
って植付部（１５）の適正高さ位置制御を行わしめて、
植付部（１５）の適正高さ位置での絶対水平維持を図る
ように構成している。

【００１７】

【発明の効果】以上実施例から明らかなように本発明
は、左右の前輪（６）及び左右の後輪（８）を設ける走
行車（１）の後方に植付部（１５）を装備させると共
に、左右の後輪（８）をローリング支点軸（２８）回り
にローリングさせるローリングシリンダ（２９）を設
け、ローリングシリンダ（２９）の制御によって走行車
（１）を水平にする田植機において、後輪（８）のロー
リング角速度を検出する角速度センサ（３１）と、走行
車（１）の絶対角度を検出する傾斜センサ（３２）を設
け、角速度センサ（３１）と傾斜センサ（３２）と制御
マップによる水平制御によりローリングシリンダ（２
９）を作動させるもので、例えばフロントアクスルに傾
斜センサ（３２）を設けて前輪（６）のローリングを検
出する必要がなく、操舵に伴う前輪（６）の横すべりに
よって後輪（８）のローリング制御が不適正に行われる
不具合をなくすことができ、後輪（８）のローリング角
速度と走行車（１）の絶対角度の各検出と制御マップと
に基づきローリングシリンダ（２９）を適正に制御で
き、走行車（１）を水平にする制御機能を容易に向上で
き、また角速度センサ（３１）の後輪（８）のローリン
グ角速度検出と傾斜センサ（３２）の走行車（１）のロ
ーリング検出と制御マップによりローリング修正方向と
修 正速度を求めて走行車（１）のローリング修正を高精
度で行うことができるものである。

【００１８】また、左右の前輪（６）及び左右の後輪
（８）を設ける走行車（１）の後方に植付部（１５）を
装備させると共に、走行車（１）を水平にする前後輪
（６）（８）用昇降シリンダ（３６ａ）〜（３６ｄ）を
設ける田植機において、走行車（１）のローリング角速
度を検出する角速度センサ（４４ｂ）と、走行車（１）
の左右傾きを検出する傾斜センサ（４４ａ）を設け、角
速度センサ（４４ｂ）と傾斜センサ（４４ａ）による水
平制御により前後輪（６）（８）用昇降シリンダ（３６
ａ）〜（３６ｄ）を作動させると共に、左右前輪（６）
及び左右後輪（８）の四輪を独立懸架にするもので、例
えばフロントアクスルに傾斜センサ（４４ａ）を設けて
前輪（６）のローリングを検出する必要がなく、操舵に
伴う前輪（６）の横すべりによって前後輪（６）（８）
のローリング制御が不適正に行われる不具合をなくすこ
とができ、走行車（１）のローリング角速度と走行車
（１）の絶対角度の各検出とに基づき前後輪（６）
（８）用昇降シリンダ（３６ａ）〜（３６ｄ）を適正に
制御でき、走行車（１）を水平にする制御機能を容易に
向上でき、また角速度センサ（４４ｂ）のローリング角
速度検出と傾斜センサ（４４ａ）の走行車（１）のロー
リング検出とによりローリング修正方向と修正速度を求
めて四輪独立懸架構造の前後輪（６）（８）を各別に昇
降させ走行車（１）のローリング修正を高精度で行うこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】後輪部の背面説明図。

【図２】乗用田植機の側面図。

【図３】乗用田植機の平面図。

【図４】ローリングシリンダの油圧回路図。

【図５】ローリングシリンダの制御回路図。

【図６】制御マップの説明図。

【図７】ローリング制御のフローチャート。

【図８】全輪独立昇降構造の説明図。

【図９】全輪独立昇降構造の制御回路図。

【図１０】全輪独立昇降構造のフローチャート。

【図１１】植付部の水平制御を示す側面説明図。

【図１２】植付部の水平制御を示す平面説明図。

【符号の説明】

（１） 走行車 （６） 前輪 （８） 後輪 （１５） 植付部 （２８） ローリング支点軸 （２９） ローリングシリンダ（３１）（４４ｂ） 角速度センサ （３２）（４４ａ） 傾斜センサ （３６ａ）〜（３６ｄ） 前後輪用昇降シリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−168314（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−45307（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−912（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−913（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01C 11/02 333 - 334 B60G 1/02 B60G 17/015

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右の前輪（６）及び左右の後輪（８）
   を設ける走行車（１）の後方に植付部（１５）を装備さ
   せると共に、左右の後輪（８）をローリング支点軸（２
   ８）回りにローリングさせるローリングシリンダ（２
   ９）を設け、ローリングシリンダ（２９）の制御によっ
   て走行車（１）を水平にする田植機において、後輪
   （８）のローリング角速度を検出する角速度センサ（３
   １）と、走行車（１）の絶対角度を検出する傾斜センサ
   （３２）を設け、角速度センサ（３１）と傾斜センサ
   （３２）と制御マップによる水平制御によりローリング
   シリンダ（２９）を作動させることを特徴とする田植機
   の水平制御装置。
2. 【請求項２】 左右の前輪（６）及び左右の後輪（８）
   を設ける走行車（１）の後方に植付部（１５）を装備さ
   せると共に、走行車（１）を水平にする前後輪（６）
   （８）用昇降シリンダ（３６ａ）〜（３６ｄ）を設ける
   田植機において、走行車（１）のローリング角速度を検
   出する角速度センサ（４４ｂ）と、走行車（１）の左右
   傾きを検出する傾斜センサ（４４ａ）を設け、角速度セ
   ンサ（４４ｂ）と傾斜センサ（４４ａ）による水平制御
   により前後輪（６）（８）用昇降シリンダ（３６ａ）〜
   （３６ｄ）を作動させると共に、左右前輪（６）及び左
   右後輪（８）の四輪を独立懸架にすることを特徴とする
   田植機の水平制御装置。