JP3582299B2

JP3582299B2 - 農作業機

Info

Publication number: JP3582299B2
Application number: JP12788497A
Authority: JP
Inventors: 岡田　　卓也
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2017-04-30
Also published as: JPH10295108A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋回時に車速を自動的に減速する農作業機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステアリング操作量が一定以上になると車速を自動的に減速し、且つステアリング操作量が一定以下になると車速を自動的に元に戻すように制御し、低速度で安全に旋回できるようにした田植機等の農作業機がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
田植機の苗植付け作業では、圃場の端部で機体を旋回させた後、すぐに機体進路を植付条に合わせ、苗植付けを再開させなければならない。しかしながら、不慣れなオペレータの場合、旋回終了時に機体進路が植付条にうまく合わないことがある。このような状況の時に旋回時の低速走行の状態から通常の作業速度の状態に戻ってしまうと、オペレータがますます混乱し、適切に処置ができなくなり、作業に支障をきたす虞がある。本発明は、上記事態に陥ることを防止するのを目的とし、旋回終了時にそれまでのステアリング操作状況に合った車速制御を行うことを課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は次のような構成とした。すなわち、本発明にかかる農作業機は、旋回時に車速を自動的に減速するように構成した農作業機において、旋回終了動作に連動してＯＮ・ＯＦＦ切り替わる旋回終了スイッチと、ハンドルの操作量を検出するハンドル切れ角センサとを設けるとともに、当該ハンドル切れ角センサによって検出されるハンドル切れ角が所定値以上になってから、前記旋回終了スイッチによって旋回終了動作が検出されるまでの間にハンドルの操作方向が切り替わる回数を累計し、その回数が予め設定されている設定回数未満である場合は、旋回が終了すると車速を旋回以前の元の速度に戻し、その回数が予め設定されている設定回数以上である場合は、旋回が終了しても車速を旋回以前の元の速度に戻さないように制御する制御装置を設けたことを特徴としている。
【０００５】
旋回時におけるステアリング操作具（ハンドル）の操作方向が切り替わる回数が設定回数未満である場合は、旋回が円滑に行われたと判断されるので、旋回終了後すぐに車速を旋回以前の元の速度に戻しても問題は生じない。逆に、旋回時におけるステアリング操作具の操作方向が切り替わる回数が設定回数以上である場合は、オペレータがステアリング操作に混乱していると判断されるので、旋回が終了しても車速を旋回以前の元の速度に戻さず減速状態のままに維持する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の農作業機の一例として、図面に表された田植機について説明する。この田植機１は、乗用走行車体２の後側に昇降リンク装置３を介して苗植付部４が昇降可能に装着されると共に、乗用走行車体２の後部に本体部分を搭載した施肥装置５が設けられ、全体で乗用施肥田植機として構成されている。
【０００７】
走行車体２は、駆動輪である左右各一対の前輪及び後輪を備えた四輪駆動車両である。機体の前部に配したミッションケース１０の左右側方に前輪ファイナルケース１３，１３が設けられ、その前輪ファイナルケースから外向きに突出する前輪軸に前輪７，７が取り付けられている。また、ミッションケース１０の背面部に前端部が固着されたメインフレーム１５の後端左右中央部に後輪ローリング軸１７が軸心を前後水平に向けて固定状態で嵌合させてあり、その後輪ローリング軸１７にローリング自在に支持される後輪フレーム１８の左右端部に後輪ギヤケース１９，１９が設けられ、その後輪ギヤケースから外向きに突出する後輪軸に後輪８，８が取り付けられている。更に、後輪車軸の外側に延長して設けた補助後輪軸に補助後輪８ａ，８ａ，８ｂ，８ｂが取り付けられている。
【０００８】
エンジン２０は前記メインフレーム１５の上に搭載されている。エンジン２０の左側面に突出する第一出力軸２０ａに取り出される回転動力は、第一ベルト伝動装置２１によって、ミッションケース１０の上に設けた油圧ポンプ２２の駆動軸２２ａへ伝達され、更に無段変速式の第二ベルト伝動装置２３によって、油圧ポンプ駆動軸２２ａからミッションケース入力軸１０ａへ伝達される。また、エンジン２０の右側面に突出する第二出力軸２０ｂに取り出される回転動力が、第三ベルト伝動装置２４によって、エンジン２０の上に取り付けたオルタネータ２５に伝達される。
【０００９】
ミッション入力軸１０ａよりミッションケース１０に入力された回転動力は、該ケース内のトランスミッションで変速した後、前輪駆動用動力と後輪駆動用動力と苗植付部駆動用動力に分けられる。前輪駆動用動力は、前輪ファイナルケース１３，１３に伝達され、前輪７，７を駆動する。後輪駆動用動力は、伸縮自在な後輪駆動軸２６，２６を介して後輪ギヤケース１９，１９に伝達され、主後輪８，８及び補助後輪８ａ，８ａ，８ｂ，８ｂを駆動する。また、苗植付部駆動用動力は、植付伝動軸２７を介して植付クラッチ（図示せず）に伝達され、それから苗植付部４と施肥装置５に伝達される。
【００１０】
エンジン２０の上部はエンジンカバー３０で覆われており、その上に座席３１が設置されている。座席３１の前方に位置するフロントカバー３２の上側には、操向輪である前輪７，７のステアリング操作具としてのステアリングハンドル３３が設けられている。フロントカバー３２の左右両側には、トランスミッションのギヤチェンジを行うチェンジレバー３４と、無段変速装置である第二ベルト伝動装置２３の変速操作を行う変速レバー３５が設けられている。また、フロントカバー３２上の操作パネルには自動減速スイッチ３６が設けられている。
【００１１】
無段変速装置である前記第二ベルト伝動装置２３は図３に示す構成となっている。
油圧ポンプ駆動軸２２ａに嵌着する駆動側割りプーリ１２０とミッションケース入力軸１０ａに主クラッチＣを介して嵌着する従動側割りプーリ１２１とに伝動ベルト１２２が掛けられている。従動側割りプーリ１２１の一方の構成部材１２１ａはミッションケース入力軸１０ａに固定、他方の構成部材１２１ｂはミッションケース入力軸１０ａに対して軸方向に摺動自在となっていて、その可動構成部材１２１ｂは軸受１２３を介して相互回転自在な変速操作カム１２４によって位置規制されている。変速操作カム１２４の外面側には円周方向に傾斜状となった突条１２４ａ，１２４ａが形成されており、その突条１２４ａ，１２４ａが固定カム１２５に設けたローラ１２５ａ，１２５ａに当接している。そして、変速操作カム１２４のアーム１２４ｂに、変速比調節手段である変速操作ロッド１２６が連結されている。この変速操作ロッド１２６を前後（紙面の上下方向）に移動させると、変速操作カム１２４が回動してローラ１２５ａ，１２５ａへの突条１２４ａ，１２４ａの接点が変わり、変速操作カム１２４とそれに位置規制されている可動構成部材１２１ｂが伝動ベルト１２２の張力に応じて軸方向へ移動することにより、従動側割りプーリ１２１の有効径が変化する。
【００１２】
また、駆動側割りプーリ１２０の一方の構成部材１２０ａは油圧ポンプ駆動軸２２ａに固定、他方の構成部材１２０ｂは油圧ポンプ駆動軸２２ａに対して軸方向に摺動自在となっていて、その可動構成部材１２０ｂは軸受１２７を介して相互回転自在な変速操作カム１２８によって位置規制されている。変速操作カム１２８の外面側には円周方向に傾斜状となった突条１２８ａが形成されており、その突条１２８ａにミッションケース１０の外面部に設けたローラ１２９が当接している。そして、従動側変速操作カム１２４のもうひとつのアーム１２４ｃと駆動側変速操作カム１２８のアーム１２８ｂとが連結部材１３０で連結されている。これにより、従動側割りプーリ１２１の有効径が大きくなるときには駆動側割りプーリ１２０の有効径が小さくなり、従動側割りプーリ１２１の有効径が小さくなるときには駆動側割りプーリ１２０の有効径が大きくなるようになっている。
【００１３】
次に、この第二ベルト伝動装置２３の操作部について説明する（図４〜図６参照）。
変速レバー３５は、該レバーの基部に固着の筒状体１４１にてレバー軸１４２の右（図４では左）端部に回転自在かつ軸方向に摺動自在に嵌合している。レバー軸１４２は、機体フレームに固定したレバー軸支持筒１４３に回動自在に支承されている。変速レバー３５を右方向に少しずらし、筒状体１４１の外周面から挿入させたセットボルト１４４の先端部をレバー軸１４２の切欠部１４２ａに係合させると、変速レバー３５とレバー軸１４２が一体回転するようになる。
【００１４】
筒状体１４１には電動操作アーム１４６が一体に設けられている。この電動操作アーム１４６の回動量は、レバー軸支持筒１４３と一体の右プレート１４７に取り付けられた変速レバー位置検出用ポテンショメータＰＭ１に検出される。右プレート１４７には右向きに突出する電動操作用ストッパピン１４８が設けられ、そのストッパピンの先端部が、電動操作アーム１４６に形成されているレバー軸１４２の軸心を中心とする円弧状の電動時レバーストローク規制用ピン穴１４６ａに係合している。なお、セットボルト１４４が切欠部１４２に係合する位置へ変速レバー３５をずらした状態では、ポテンショメータＰＭ１の検出アームが電動操作アーム１４６から外れ、電動操作アーム１４６の回動量が検出されなくなると共に、ストッパピン１４８がピン穴１４６ａから外れる。
【００１５】
また、レバー軸１４２には電動操作アーム１４６と右プレート１４７の間に手動操作用ア一ム１５０が一体に設けられ、その手動操作用ア一ム１５０から左（図４では右）向きに突出する手動操作用ストッパピン１５１の先端部が、右プレート１４７に形成されているレバー軸１４２の軸心を中心とする扇形の手動時レバーストローク規制用ピン穴１４７ａに係合している。電動時レバーストローク規制用ピン穴１４６ａの角度θ１よりも、手動時レバーストローク規制用ピン穴１４７ａの角度θ２の方が大きく設定されている。
【００１６】
電動操作アーム１４６の手動操作用ア一ム側の面には第一ブレーキライニング１５２が貼着されており、第一摩擦力調節ナット１５３の締め具合を調節することにより、電動操作アーム１４６と手動操作用ア一ム１５０との間に適度な摩擦力を持たせられるようになっている。また、右プレート１４７の手動操作用ア一ム側の面には第二ブレーキライニング１５４が貼着されており、第二摩擦力調節ナット１５５の締め具合を調節することにより、右プレート１４７と手動操作用ア一ム１５０との間に適度な摩擦力を持たせられるようになっている。更に、電動操作用ストッパピン１４８には第三摩擦力調節ナット１５６によって第三ブレーキライニング１５７が取り付けられるようになっており、第三摩擦力調節ナット１５６の締め具合を調節することにより、電動操作アーム１４６と右プレート１４７との間に適度な摩擦力を持たせられるようになっている。
【００１７】
レバー軸１４２の左端部にはボス１６０が回転不可能に取り付けられており、そのボス１６０に一体成形されている回動プレート１６１の先端部に前記変速操作ロッド１２６の一端部が連結されている。この回動プレート１６１の回動量はレバー軸支持筒１４３と一体の左プレート１６３に取り付けた回動プレート位置検出用ポテンショメータＰＭ２に検出される。
【００１８】
また、左プレート１６３には、電動モータ１６５が取り付けられている。このモータ１６５の出力軸に取り付けたピニオン１６６と左プレート１６３に設けたギヤ取付軸１６７に取り付けられているカウンタギヤ１６８とが噛み合い、更に該カウンタギヤと一体の小ギヤ１６９とボス１６０に一体成形されている扇形ギヤ１７０とが噛み合っている。カウンタギヤ１６８及び小ギヤ１６９はギヤ取付軸１６７に軸方向に摺動可能に取り付けられており、両ギヤ１６８，１６９を左プレート１６３側に移動させることにより、ピニオン１６６とカウンタギヤ１６８の噛み合い、及び小ギヤ１６９と扇形ギヤ１７０の噛み合いが外れる。
【００１９】
第二ベルト伝動装置２３の操作部は以上の構成で、次に示す３種の操作方式のうちのいずれかを選択する。
【００２０】
（１）電動操作方式１
変速レバー３５を左寄りに位置させ、ポテンショメータＰＭ１の検出アームを電動操作アーム１４６に連係させると共に、ストッパピン１４８が電動操作アーム１４６のピン穴１４６ａに係合する状態にする。また、ピニオン１６６とカウンタギヤ１６８、及び小ギヤ１６９と扇形ギヤ１７０をそれぞれ噛み合わさせる。そして、ポテンショメータＰＭ１によって検出される変速レバー位置とポテンショメータＰＭ２によって検出される回動プレート位置が対応するように、後述する制御装置４２による制御でモータ１６５を駆動してレバー軸１４２を回動させ、第二ベルト伝動装置２３を作動する。
【００２１】
この時、第二ブレーキライニング１５４と第三ブレーキライニング１５７を利かせ、第一ブレーキライニング１５２が利かない状態としておくと、変速レバー３５とレバー軸１４２が互いにフリーの関係にあるので、レバー軸１４２の回動が変速レバー３５に影響を与えず、変速レバー３５の操作位置に応じた任意の変速比に第二ベルト伝動装置２３が作動される。
【００２２】
（２）電動操作方式２
電動操作方式１と同様に、ポテンショメータＰＭ１，ＰＭ２の検出結果に基づいてモータ１６５を駆動してレバー軸１４２を回動させる。この時、第一ブレーキライニング１５２と第二ブレーキライニング１５４を利かせ、第三ブレーキライニング１５７が利かない状態としておくと、レバー軸１４２の回動に伴い手動操作用ア一ム１５０につられて電動操作アーム１４６も回動するので、変速レバー３５を「高速」側または「低速」側に少しでも操作すると、操作した側のレバーストローク（角度θ１）の端まで変速レバー３５が自動的に回動する。したがって、変速レバー３５を「高速」側に少し操作しただけで第二ベルト伝動装置２３が「最高速」の状態に作動されると共に、変速レバー３５を「低速」側に少し操作しただけで第二ベルト伝動装置２３が「最低速」の状態に作動される。
【００２３】
（３）手動操作方式
第三ブレーキライニング１５７を取り外した上で、変速レバー３５を右側にずらし、セットボルト１４４にて変速レバー３５とレバー軸１４２を直結する。また、ピニオン１６６とカウンタギヤ１６８、及び小ギヤ１６９と扇形ギヤ１７０の噛み合いを外す。第二ブレーキライニング１５４は利かせ、第一ブレーキライニング１５２は利かない状態としておく。この状態では、変速レバー３５の操作力がレバー軸１４２へ直接伝達され、その変速レバー３５の操作位置に応じた任意の変速比に第二ベルト伝動装置２３が作動される。電動操作方式１または電動操作方式２と自動操作方式とではレバーストロークが異なるが、電動操作方式１または電動操作方式２における「最高速」及び「最低速」と、自動操作方式における「最高速」及び「最低速」とが一致するように設定されている。
【００２４】
通常は電動操作方式１または電動操作方式２によって変速操作を行う。電気系統が故障した場合等の非常時には、手動操作方式に切り替えることにより、変速操作が可能となり、植付作業や走行を継続することができる。自動操作方式の時のレバーストローク（角度θ２）は電動操作方式１または電動操作方式２の時のレバーストローク（角度θ１）よりも大きく設定されているため、比較的小さな力でも変速レバー３５を操作することができ、操作が容易である。
【００２５】
この田植機は、上記変速レバー３５の操作に基づいて車速制御される以外に、自動減速スイッチ３６がＯＮの場合には旋回時や非常時に自動的に減速するように制御されている。
【００２６】
車速制御系は、図７に示すように、前記ポテンショメータＰＭ１，ＰＭ２、ステアリングハンドル３３の操作量を検出するハンドル切れ角センサ４０、前記自動減速スイッチ３６、及び旋回終了動作に連動してＯＮ・ＯＦＦ切り替わる旋回終了スイッチ４１の情報が制御装置（マイコン）４２に入力され、制御装置４２から前記電動モータ１６５に出力されるように構成されている。なお、旋回終了スイッチ４１としては、植付クラッチの入・切に連動するスイッチ、苗植付部の昇降に連動するスイッチ等を使用することができる。
【００２７】
図８は旋回時の車速制御のフローチャートである。
ハンドル切れ角が所定値以上になると、所定の車速まで減速するように電動モータ１６５に減速出力する。減速出力が出されたなら、ハンドル３３の操作方向が切り替わる回数Ｎをカウントする。そして、旋回終了スイッチ４１からの旋回終了信号が入力された時点でハンドル切り替わり回数Ｎと予め設定されている設定回数を比較し、ハンドル切り替わり回数Ｎが設定回数未満の場合は、旋回前の元の車速に戻るように電動モータ１６５に増速出力し、ハンドル切り替わり回数Ｎが設定回数以上の場合は、増速出力せず減速状態のままに維持する。
【００２８】
旋回が円滑に行われた場合は、例えば図９に示すように、ハンドル切れ角が滑らかな曲線を描きながら変動する。これに対し、オペレータが運転に不慣れなためうまく旋回ができなかった場合は、例えば図１０に示すように、ハンドル切れ角の変動が不規則であり、特に旋回終了間際にハンドルの操作方向が頻繁に変わる。これは、旋回終了時点での機体進路を植付条に合わせるためにハンドル操作が混乱していることを意味している。したがって、旋回終了信号を受信して直ちに旋回前の車速まで増速してしまうと、オペレータが適切な対処ができず、作業に支障をきたす虞がある。そこで、このようにハンドルの操作方向が頻繁に変わる場合は、減速状態のままにして、オペレータが落ち着いて諸操作を行えるようにするのである。
【００２９】
また、図１１は植付作業中における非常時の車速制御のフローチャートである。
手動の自動減速スイッチ３６がＯＮの状態で、ハンドル切れ角が所定値以上になると、所定の車速まで減速するように電動モータ１６５に減速出力する。自動減速スイッチ３６がＯＦＦである場合は、ハンドル切れ角が所定値以上になっても、減速出力は行わない。
【００３０】
減速出力が出されたなら、ステアリング操作が安定か不安定かを判定し、ステアリング操作が不安定な間は減速状態を維持し、ステアリング操作が安定したなら、電動モータ１６５に増速出力して元の車速に戻す（図１２参照）。ステアリング操作が安定したと判定する基準としては、例えば、ハンドル切れ角が所定値以下になって一定時間が経過した場合、或は最終のステアリング操作方向が切り替わった時から一定時間が経過した場合等が考えられる。
【００３１】
従来の農作業機は、作業時に減速操作を行うためにはハンドルから片手を離さなければならず、耕盤が荒れた部分を通過する時等にハンドルが取られた場合、とっさに減速させることができなかった。しかしながら、この制御によれば、上記のような非常時に自動的に減速されるので、容易に進路修正を行うことができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明にかかる農作業機は、旋回中にステアリング操作具の操作方向が切り替わる回数から、旋回がうまく行われたか否かを判断し、旋回がうまく行われなかった場合は、旋回が終了しても車速を旋回以前の元の速度に戻さず減速状態のままに維持するので、運転に不慣れなオペレータでも旋回終了後の諸操作を安全かつ適確に行えるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】田植機の全体側面図である。
【図２】走行車体の一部を省略した平面図である。
【図３】無段変速装置の平面断面図である。
【図４】無段変速装置の操作部の正面図で、（ａ）は電動操作方式の状態、（ｂ）は手動操作方式の状態を表している。
【図５】図４のＳ１−Ｓ１面図である。
【図６】図４のＳ２−Ｓ２面図である。
【図７】車速制御系のブロック図である。
【図８】車速制御のフローチャートその１である。
【図９】旋回が円滑に行われた場合のハンドル切れ角のタイムチャートである。
【図１０】旋回が円滑に行われなかった場合のハンドル切れ角のタイムチャートである。
【図１１】車速制御のフローチャートその２である。
【図１２】作業中にハンドルが取られた場合のハンドル切れ角のタイムチャートである。
【符号の説明】
１田植機（農作業機）
２走行車体
３昇降リンク装置
４苗植付部
５施肥装置
１０ミッションケース
２０エンジン
２３第二ベルト伝動装置（無段変速装置）
３５変速レバー
３６自動減速スイッチ
４０ハンドル切れ角センサ
４１旋回終了スイッチ
４２制御装置
１６５電動モータ

Claims

旋回時に車速を自動的に減速するように構成した農作業機において、旋回終了動作に連動してＯＮ・ＯＦＦ切り替わる旋回終了スイッチと、ハンドルの操作量を検出するハンドル切れ角センサとを設けるとともに、当該ハンドル切れ角センサによって検出されるハンドル切れ角が所定値以上になってから、前記旋回終了スイッチによって旋回終了動作が検出されるまでの間にハンドルの操作方向が切り替わる回数を累計し、その回数が予め設定されている設定回数未満である場合は、旋回が終了すると車速を旋回以前の元の速度に戻し、その回数が予め設定されている設定回数以上である場合は、旋回が終了しても車速を旋回以前の元の速度に戻さないように制御する制御装置を設けたことを特徴とする農作業機。