JP3446371B2 - 表土追従制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、走行車体に対して昇降
可能に支持された農用作業機を地面から一定高さに維持
するよう制御する表土追従制御装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】表土追従制御装置に関しては、機体の進
行に伴い地面の凹凸に追従して上下動する接地体（例え
ば田植機では整地用フロートを利用）を備え、この接地
体の上下動を作業機を昇降させるアクチュエータの制御
バルブのスプールに直接伝えるようにしたものが従来よ
りあった。 【０００３】前記接地体は土壌の硬軟によって地面の凹
凸に対する応答性が変わる。よって、土壌の柔らかい圃
場では地面の凹凸に対する応答性をよくするために制御
の感度を高くし、土壌の硬い圃場ではハンチングを防止
するために制御の感度は鈍くする必要がある。そこで、
上記従来の表土追従制御装置では、中立位置にある時の
接地体の対地迎え角を変更して制御感度を調節してい
た。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接地体
の対地迎え角を変更するだけでは感度調節範囲に限界が
あり、土壌が極端に柔らかい圃場や土壌が極端に硬い圃
場では適正な感度調節ができなかった。本発明は、感度
調節範囲を広くとれるようにし、あらゆる圃場で適正な
制御を行えるようにすることを課題としている。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次のように構成とした。すなわち、本発明
にかかる表土追従制御装置は、走行車体に対して昇降可
能に支持された農用作業機を地面から一定高さに維持す
るよう制御する表土追従制御装置において、前記作業機
を前記走行車体に対して昇降させるアクチュエータの作
動を制御する制御バルブと、地面の凹凸に追従して上下
動する接地体と、該接地体の上下動に連動して揺動し、
前記制御バルブのスプールを出し入れさせるバルブアー
ムと、前記接地体の対地迎え角の変更と前記接地体の上
下動に対する前記スプールの出入り量の比率の変更が行
われるように前記バルブアームの揺動支点を変位させる
感度調節具とを備え、前記バルブアームの揺動支点は、
前記感度調節具の回動により揺動する揺動アームの先端
部に設けて、該揺動支点の位置が円弧状の軌跡を描いて
変位するように構成するとともに、該バルブアームの自
由端部に前記接地体の上下動に連動する感知ケーブルを
繋いだことを特徴としている。 【０００６】 【作用】感度調節具によりバルブアームの揺動支点を変
位させると、接地体の対地迎え角が変更されるととも
に、接地体の上下動に対する制御バルブのスプールの出
入り量の比率が変更される。接地体の対地迎え角が変更
されると、地面の凹凸に対する接地体の応答性が変わ
り、制御感度が変わる。また、接地体の上下動に対する
制御バルブのスプールの出入り量の比率が変わると、制
御バルブが作動する接地体の最低上下動量、すなわち不
感帯の幅が変わる。よって、感度調節具によりバルブア
ームの揺動支点を変位させることにより、接地体の対地
迎え角の変更による制御感度の調節と、不感帯幅の変更
による制御感度の調節とが同時に行われる。このため、
接地体の対地迎え角の変更による制御感度の調節と、不
感帯幅の変更による制御感度の調節とを単独で行う場合
に比べて、制御感度の調節範囲が広くなる。 【０００７】 【実施例】以下、本発明の一実施例として乗用田植機の
表土追従制御装置について説明する。この乗用田植機
は、走行車体１の後側に昇降リンク装置３を介して農用
作業機である植付部４を装着した構成となっている。 【０００８】走行車体１は、左右各一対の前輪１ａ，１
ａ及び後輪１ｂ，１ｂを備えた四輪駆動車両で、機体の
前部に配したミッションケース５の背面部から後方に延
びるメインフレーム６の上にエンジン７が搭載され、ミ
ッションケース５の上側には油圧ポンプ８，９が設けら
れている。また、機体上部にはハンドル１０と座席１１
が設置されている。 【０００９】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２０及び左右一対の下リンク２１，
２１を備えている。これらリンク２０，２１，２１は、
その基部側がメインフレーム６の後端部に立設したリン
クベースフレーム２２に回動自在に取り付けられ、その
先端側は縦リンク２３が連結されている。縦リンク２３
には植付部４をローリング自在に連結するためのローリ
ング軸２３ａが設けられている。メインフレーム６に固
着した支持部材（図示せず）と上リンク２０に一体形成
したスイングアーム２４の先端部との間に植付部昇降用
のアクチュエータである油圧シリンダ２５が介装されて
おり、該シリンダを油圧で伸長させると、上リンク２０
が上向きに回動し、縦リンク２３に装着した植付部４が
ほぼ一定姿勢のまま昇降する。油圧シリンダ２５は油圧
バルブ２６で制御される。 【００１０】この田植機の油圧回路は図９のように構成
されている。すなわち、２個の油圧ポンプ８，９が設け
られていて、一方の油圧ポンプ８から送り出される圧油
は植付部昇降用の油圧バルブ２６に供給され、他方の油
圧ポンプ９から送り出される圧油はパワステ用の油圧バ
ルブ２７に供給される。植付部昇降用の油圧バルブ２６
は、４ポート４位置のスプール弁であって、植付部を上
昇させる「上げ」位置、植付部を下降させる「下げ」位
置、植付部を一定高さに固定する「固定」位置、及び植
付部を表土面から一定高さに維持するように自動的に適
宜昇降させる「自動」位置とがある。図中の２８は下降
ロックバルブで、下降ロックピン２８ａを押し込んでい
る時は油圧シリンダ２５より戻り側へ圧油が流れるが、
下降ロックピン２８ａの押し込みが解除されると油圧シ
リンダ２５より戻り側へ圧油が流れなくなるようになっ
ている。 【００１１】植付部４は６条植えの構成となっていて、
フレームを兼ねる伝動ケース３０に、６条分の苗を載せ
ておく苗載台３１と、該苗載台上の苗を圃場面に植え付
ける６組の植付装置３２，…等が組み付けられている。 【００１２】植付部４の下部には、左右中央に一体のセ
ンターフロート３４とその左右両側にそれぞれ一体のサ
イドフロート３５，３５が設けられている。これらフロ
ート３４，３５，３５は、フロート支持アーム３７，…
の後端部に枢支ピン３８，…で取り付けられていて、前
部側が上下動可能となっている。植付作業状態では、植
付部の重量の一部が各フロートで泥面上に受けられ、機
体の進行に伴い各フロートが泥面を整地しつつ滑走す
る。フロート支持アーム３７，…の前端部は回動軸３９
に固着されており、植付深さ調節レバー４０によって回
動軸３９を回動させることにより、フロート３４，３
５，３５の取付高さが変化し、それにより植付装置３
２，…による苗の植付深さを調節するようになってい
る。植付深さ調節レバー４０の操作位置を植付深さレバ
ーガイド４１で固定することにより、植付深さを段階的
に設定できる。 【００１３】センターフロート３４は表土面の凹凸を検
出する接地体であり、該センターフロートの上下動に基
づいて植付部４を表土面から一定高さに維持する表土追
従制御を行う。次いで、表土追従制御装置について説明
する。 【００１４】伝動ケース３０に固着のリンク支持ステー
４３，４３に回動自在に支持された左右一対の上リンク
４４，４４と下リンク４５の前端部にケーブルステー４
６が取り付けられており、そのケーブルステー４６の上
端部に感知ケーブル４７が取り付けられている。さら
に、上リンク４４，４４とケーブルステー４６を連結す
るピン４９の回りにカウンタアーム５０が回動自在に取
り付けられている。このカウンターアーム５０の後端部
とセンターフロート３４の前部上面に固着のフロート取
付ステー５１とが連結リンク５２で連結されている。ま
た、カウンタアーム５０の前端部には感知ケーブル４７
のインナーワイヤ４７ａがスプリング５３を介して繋い
である。よって、センターフロート３４の前部が上動す
ると感知ケーブル４７が引き下げられ、またセンターフ
ロート３４の前部が下動すると油圧バルブ２６の後記ス
プリング２６ｂの作用で感知ケーブル４７が引き上げら
れ、表土面の凹凸が油圧バルブ２６へ伝えられるのであ
る。 【００１５】さらに、リンク支持ステー４３，４３と上
リンク４４，４４を連結するピン５５にはアーム５６が
固着されていて、このアーム５６と前記回動軸３９に固
着のアーム５７とがロッド５８で連結されている。よっ
て、植付深さ調節レバー４０によって植付深さを調節す
ると、それに連動してリンク４４，４４，４５が回動
し、フロート３４，３５，３５の取付高さの変化分に相
当する量だけセンターフロート３４の前部も上下動す
る。上リンク４４，４４と下リンク４５は平行リンクを
構成しているので、リンク４４，４４，４５が回動して
も、ケーブルステー４６は一定姿勢のままに維持され、
植付深さを調節しても感知ケーブル４７が伸びたり縮ん
だりすることはない。 【００１６】一方、油圧バルブ２６はリンクベースフレ
ーム２２に固着のバルブベース６０に固定状態で取り付
けられている。油圧バルブ２６のスプール２６ａはスプ
リング２６ｂによって突出側へ付勢されていて、そのス
プール２６ａの突出端にバルブ作動アーム６１が当接し
ている。そして、バルブ作動アーム６１の自由端部側に
感知ケーブル４７が繋いであり、センターフロート３４
によって検出される表土面の凹凸がスプール２６ａに伝
えられ、それによって油圧バルブ２６が作動する。例え
ば、センターフロート３４が表土面の凸部に乗り上げて
前部が上動すると、スプール２６ａが引込み作動して油
圧シリンダ２５のピストンロッドが突出し、植付部４が
上昇する。逆に、センターフロート３４が表土面の凹部
に落ち込み前部が下動すると、スプール２６ａが突出作
動して油圧シリンダ２５のピストンロッドが引っ込み、
植付部４が下降する。このようにして、表土面の凹凸に
応じて植付部４を適宜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のである。 【００１７】前記バルブ作動アーム６１の支点６１ａは
揺動アーム６３の先端部に支持され、かつ、その揺動ア
ーム６３の支点６３ａはバルブベース６０に上下に回動
自在に設けた感度調節レバー（感度調節具）６４に取り
付けられていて、感度調節レバー６４を回動させるとバ
ルブ作動アーム６１の支点６１ａの位置が円弧状の軌跡
を描いて変位するようになっている。図中の６５は感度
調節レバーガイドで、感度調節レバー６４の操作位置を
段階的に設定できるようになっている。 【００１８】支点６１ａが下位にあるほど、バルブ作動
アーム６１の自由端部側が前方に位置し、感知ケーブル
４７が引かれた状態となり、センターフロート３４の対
地迎え角θが大きくなる。このため、表土面の凹凸に対
するセンターフロート３４の応答性が良くなり、制御感
度が敏感になる。逆に、支点６１ａが上位にあるほど、
センターフロート３４の迎え角θが小さくなり、制御感
度が鈍感になる。 【００１９】また、支点６１ａの位置が下位にあるほ
ど、支点６１ａからバルブ作動アーム６１とスプール２
６ａとの接点までの距離Ｌが大きくなるため、センター
フロート３４の上下動に対するスプール２６ａへ出入り
量の比率が大きくなる。これにより、油圧バルブ２６が
作動するためのセンターフロート３４の最低上下動量、
すなわち不感帯の幅が小さくなり、センターフロート３
４がわずかに上下動しただけでも油圧バルブ２６が作動
するようになる。逆に、支点６１ａが上位にあるほど、
不感帯の幅が大きくなり、センターフロート３４が大き
く上下動しないと油圧バルブ２６が作動しなくなる。 【００２０】このように、感度調節レバー６４を操作し
てバルブ作動アーム６１の支点６１ａの位置を変位させ
ることにより、センターフロート３４の迎え角θと不感
帯の幅を同時に調節される。よって、センターフロート
３４の迎え角の変更による制御感度の調節と、不感帯幅
の変更による制御感度の調節とが複合的に組み合わされ
ることにより、制御感度の調節範囲が広くなっている。 【００２１】６６は下降ロックアーム６６で、バルブベ
ース６０に回動自在に取り付けられ、その一端が油圧バ
ルブ２６の下降ロックピン２８ａに当接している。この
下降ロックアーム６６には前記バルブ作動アーム５１の
支点６１ａに回転自在に設けたローラ６７に摺接する円
弧状のガイド部６６ａと、該ガイド部の下側に続く凹部
６６ｂとが形成されていて、感度調節レバー６４が表土
追従制御の範囲内に操作されている場合は、ローラ６７
がガイド部６６ａに当接しており下降ロックピン２８ａ
が押し込まれているが、感度調節レバー６４が下降ロッ
ク位置に操作されると、ローラ６７が凹部６６ｂに落ち
込み、下降ロックピン２８ａが突出し、油圧バルブ２６
が下降ロック状態になる。 【００２２】油圧バルブ２６、感知ケーブル４７、揺動
アーム６３、及び下降ロックアーム６６は共通のバルブ
ベース６０に設けられているので、組付け時に各部材の
位置関係の狂いが生じにくく、各部材の動作が確実なも
のとなる。 【００２３】また、油圧バルブ２６のスプール２６ａに
は、表土追従制御用の前記バルブ作動アーム６１とは別
に、支軸７０に回動自在に取り付けた植付部昇降用の油
圧アーム７１が当接している。さらに、この油圧アーム
７１と並列に、油圧カム７２が支軸７０に回動自在に取
り付けられている。これら油圧アーム７１と油圧カム７
２はカムローラ７３が係合する係合部７１ａ，７２ａを
それぞれ備え、油圧アム７１は油圧バルブ２６のスプリ
ング２６ｂによって、また油圧カム７２はスプリング７
４によって、それぞれカムローラ７３に係合部７１ａ，
７２ａが当接するように付勢されている。カムローラ７
３はローラ支持アーム７７に取り付けられていて、該ロ
ーラ支持アームを支持する油圧レバー軸７８と一体の油
圧レバー７９を回動操作することにより、カムローラ７
３が円周上を移動するようになっている。ローラ支持ア
ーム７７にはカムローラ７３を前方に付勢するスプリン
グ８０が取り付けられている。 【００２４】油圧カム７２はカムローラ７３の位置決め
用であり、その係合部７２ａにはカムローラ７３が嵌り
込む４つの凹部Ａ〜Ｄが形成されている。油圧レバー７
９を「固定」に操作すると、カムローラ７３が凹部Ｂに
係合し、油圧バルブ２６は中立になる。油圧レバー７９
を「上げ」に操作すると、カムローラ７３が凹部Ａに係
合し、油圧アーム７１が押し上げられ、油圧バルブ２６
が植付部上げ側に作動する。また、油圧レバー７９を
「下げ」もしくは「自動」に操作すると、カムローラ７
３が凹部Ｃもしくは凹部Ｄに係合し、油圧アーム７１が
スプリング７４によって引き下げられ、油圧バルブ２６
が植付部下げ側に作動する。 【００２５】また、油圧カム７２にはバックリフトケー
ブル８２が繋着されている。バックリフトケーブル８２
は走行レバー８３に接続されていて、変速レバー８３を
後進に操作すると、油圧カム７２が上側に回動し油圧カ
ム７２とカムローラ７３の係合が外れ、カムローラ７３
が油圧アーム７１の係合部７１ａに沿って自由に移動可
能となるため、ローラ支持アーム７７が油圧レバーリタ
ーンスプリング８０に引かれ、カムローラ７３が係合部
７１ａの前端部に係合するようになる。それによって、
油圧アーム７１が上方に押し上げられ、油圧バルブ２６
が植付部上げ側に作動されるようになっている。したが
って、走行レバー８３を後進に操作すると、植付部が自
動的に上昇させられるバックリフト機能が働く。 【００２６】なお、図示は省略してあるが、上げ作動時
に植付部が上限位置まで上昇すると油圧レバー７９を
「固定」に戻すオートリターン機構が設けられている。 【００２７】油圧アーム７１と油圧カム７２が独立して
回動するようになっているので、カムローラ７３が油圧
カム７２の山の部分を乗り越える際に、油圧アーム７１
がスプール２６ａを必要以上に押すことがなく、植付部
の昇降が安定する。また、油圧カム７２の山の高さは同
一であるので、油圧レバー７９の各操作位置への操作荷
重が均一である。 【００２８】さらに、バックリフト状態では油圧カム７
２がカムローラ７３から外れているので、オートリター
ン時にバックリフト状態であっても、油圧レバー７９を
「上げ」から「固定」へ円滑に戻すことができ、油圧バ
ルブ２６が確実に中立になる。 【００２９】油圧レバー７９は植付部昇降用のレバーと
植付クラッチの入り切り操作用のレバーを兼ねており、
油圧レバー軸７８にはローラ支持アーム７７と並列に植
付クラッチカム８５が設けられている。この植付クラッ
チカム８５の先端が植付クラッチアーム８６に設けたカ
ムローラ８７に接当するようになっていて、油圧レバー
７９を「上げ」「固定」「下げ（植付切り）」に操作す
ると植付クラッチピン８８が植付クラッチ「切り」にな
り、油圧レバー７９を「自動（植付入り）」に操作する
と植付クラッチアーム８６が植付クラッチピン８８を植
付クラッチ「入り」に作動させるようになっている。 【００３０】 【発明の効果】以上に説明した如く、本発明にかかる表
土追従制御装置は、接地体の対地迎え角の変更による制
御感度の調節と、不感帯幅の変更による制御感度の調節
とが複合的に組み合わされ、制御感度の調節範囲が広く
なる。また、本発明にかかる表土追従制御装置は、バル
ブアームの揺動支点を円弧状軌跡に沿って変位させるこ
とにより感度調節を行うので、簡単な構造で精度よく円
滑に感度調節を行うことができるのである。

【図面の簡単な説明】 【図１】乗用田植機の側面図である。 【図２】乗用田植機の平面図である。 【図３】センターフロート取付部の側面図である。 【図４】センターフロート取付部の平面図である。 【図５】油圧バルブ取付部及びその周辺部の平面図であ
る。 【図６】油圧バルブ取付部及びその周辺部の主として表
土追従制御関係の部材を表示した側面図である。 【図７】油圧バルブ取付部及びその周辺部の主として植
付部昇降関係の部材を表示した側面図である。 【図８】植付クラッチ操作部の側面図である。 【図９】油圧回路図である。 【符号の説明】 １ 走行車体 ３ 昇降リンク装置 ３ 植付部（農用作業機） ２５ 油圧シリンダ（アクチュエータ） ２６ 油圧バルブ（制御バルブ） ２６ａ スプール ３４ センターフロート（接地体） ６１ バルブアーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大内 建之 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農 機株式会社 技術部内 (72)発明者 神谷 寿 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農 機株式会社 技術部内 (72)発明者 鈴木 隆 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農 機株式会社 技術部内 (72)発明者 岡田 卓也 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農 機株式会社 技術部内 (56)参考文献 特開 昭58−129905（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01C 11/02 A01B 63/10

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 走行車体に対して昇降可能に支持された
   農用作業機を地面から一定高さに維持するよう制御する
   表土追従制御装置において、前記作業機を前記走行車体
   に対して昇降させるアクチュエータの作動を制御する制
   御バルブと、地面の凹凸に追従して上下動する接地体
   と、該接地体の上下動に連動して揺動し、前記制御バル
   ブのスプールを出し入れさせるバルブアームと、前記接
   地体の対地迎え角の変更と前記接地体の上下動に対する
   前記スプールの出入り量の比率の変更が行われるように
   前記バルブアームの揺動支点を変位させる感度調節具と
   を備え、前記バルブアームの揺動支点は、前記感度調節
   具の回動により揺動する揺動アームの先端部に設けて、
   該揺動支点の位置が円弧状の軌跡を描いて変位するよう
   に構成するとともに、該バルブアームの自由端部に前記
   接地体の上下動に連動する感知ケーブルを繋いだことを
   特徴とする表土追従制御装置。