JP4095357B2 - 田植機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば苗載台及び苗植付爪を備えて連続的に苗植作業を行う田植機に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、走行速度など作業速度を変速する無段変速機と、走行速度を変速操作する変速ペダルなど変速操作部材とはロッドなどを介し機械的に連結されていて微速（超低速）走行を行う場合には、変速操作部材（変速ペダル）を少し動かした（踏み込んだ）状態を維持させる必要があり、特に変速ペダルの場合僅かに踏み込んだ状態を維持させるのが困難なばかりでなく、畦越え作業や作業車の運搬車への積み込み或いは積み降し時に誤操作すると作業車が不意に増速するおそれがある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、エンジンを搭載した走行車の後側にリンク機構を介して連結する植付部と、前記走行車の移動速度を変更する無段変速機と、前記無段変速機を変速操作する変速操作部材と、前記無段変速機の変速モータを駆動制御するコントローラとを備え、前記変速操作部材の操作量と前記無段変速機の速比の関係式を、植付作業速制御用の関係式と微速制御用の関係式とで形成するように構成した田植機において、植付作業速制御用の関係式よりも小さな比例定数の微速制御用の関係式に基づき前記変速モータを作動させる微速スイッチと、前記変速操作部材の操作位置を検出する変速操作部材用の位置センサと、前記無段変速機の変速位置を検出する変速位置センサとを備え、大きな比例定数の前記植付作業速制御において前記変速操作部材を最高速位置に操作したときの前記無段変速機の速比の最大値に比べて、小さな比例定数の前記微速制御において前記変速操作部材を最高速位置に操作したときの前記無段変速機の速比の最大値を小さく形成し、前記微速スイッチを微速制御オンに操作した場合、前記変速操作部材の操作量が０のときで、前記無段変速機の速比が最低速のときに、前記作業速制御から、前記微速制御に移行するように構成したもので、微速作業（微速制御）を必要とする場合、通常作業時（植付作業速制御）の変速操作部材の操作感覚で良好に微速作業に移行でき、誤操作による機体の急発進・急加速・急減速等を防止でき、微速作業性を向上できるものである。
【０００４】
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。図１は全体の側面図、図２は同平面図、図３は車体フレームの側面図、図４は同平面図を示し、図中１は作業者が搭乗する走行車であり、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側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後方のリヤアクスルケース７に水田走行用後輪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、作業者が搭乗する車体カバー１１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１１後側上方にシートフレーム１２を介して運転席１３を取付け、その運転席１３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５条植え用の苗載台１６並びに複数の苗植付爪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前傾式苗載台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２１の回転軸芯を中心に対称位置に一対の爪ケース２２・２２を配設し、その爪ケース２２・２２先端に苗植付爪１７・１７を取付ける。
【０００７】
また、前記植付ケース２０前側のヒッチブラケット２３をトップリンク２４及びロワーリンク２５を含む昇降リンク機構２６を介し走行車１後側に連結させ、前記リンク機構２６を介して植付部１５を昇降させる油圧昇降シリンダ２７をロワーリンク２５に連結させ、前記前後輪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、連続的に苗を植える田植作業を行うように構成する。
【０００８】
また、図中２８は主変速レバー、２９は植付部１５の昇降・植付クラッチの入切・マーカ操作を行う植付操作レバー、３０はブレーキペダル、３１は変速ペダル、３２はデフロックペダル、３３は感度調節レバー、３４は植付部１５を任意高さ位置に停止させるストップレバー、３５はユニットクラッチレバー３５であり、操向ハンドル１４位置近傍に変速及び昇降レバー２８・２９やブレーキ及び変速ペダル３０・３１を配設すると共に、運転席１３位置近傍に感度調節及びストップ及びユニットクラッチの各レバー３３・３４・３５を配設している。
【０００９】
さらに、図中３６は１条分均平用センタフロート、３７は２条分均平用サイドフロート、３８は肥料ホッパ３９内の肥料を送風機４０の送風力でフレキシブル形搬送ホース４１を介しフロート３６・３７の側条作溝器４２に排出させる５条用側条施肥機である。
【００１０】
図３乃至図５に示す如く、前記車体フレーム３は前部フレーム４３と中間フレーム４４と後部フレーム４５とに３分割させ、左右一対の前部フレーム４３にエンジン２を、左右一対の中間フレーム４４にフロントアクスルケース５を、左右一対の後部フレーム４５にリヤアクスルケース７及びエンジン２に燃料を供給する燃料タンク４６などを設けるもので、前部フレーム４３の前側と中間に前フレーム４７とベースフレーム４８を連結させて平面視４角枠状に形成し、固定ブラケット４９とベースフレーム４８に防振ゴムを介しエンジン２を上載させる。
【００１１】
また図１０にも示す如く、前記後部フレーム４５の中間立上り部５０間をパイプフレーム５１と門形フレーム５２とで略平行に連結させると共に、リヤアクスルケース７に左右下端を固設する門形フレーム５３の後端を一体連結させ、前記の左右の立上り部５０間に燃料タンク４６を配設する。
【００１２】
さらに、前部フレーム４３後端と後部フレーム４５前端に左右中間フレーム４４の前後端をボルト５４を介して取外し自在に固定させると共に、左右中間フレーム４４の下面にボルト５５を介して左右フロントアクスルケース５を取外し自在に固定させ、前記ミッションケース４に左右フロントアクスルケース５を接続固定させる。
【００１３】
図６乃至図１０に示す如く、前記ミッションケース４の前面左側にパワーステアリングケース５６を設け、かつケース４の右側に無段油圧変速機５７を設け、油圧変速機５７の変速入力用ポンプ軸５８を車体前方向に突出させ、エンジン２下側で前後方向の伝達軸５９にポンプ軸５８を連結させると共に、エンジン２の出力軸６０に伝達ベルト６１を介して前記伝達軸５９を連結させ、エンジン２出力を油圧変速機５７に伝達する。
【００１４】
また、前記ミッションケース４とリヤアクスルケース７を車体の前後方向の中心ライン上でパイプ状の連結フレーム６２によって一体連結させ、ミッションケース４後方にリヤ出力軸６３及びＰＴＯ出力軸６４を突出させ、リヤアクスルケース７前方に突出させるリヤ入力軸６５にリヤ伝達軸６６を介し前記リヤ出力軸６３を連結させ、走行出力軸６３から左右の後輪８に動力を伝える。またリヤアクスルケース７上部の軸受６７に設ける仲介軸６８に自在継手軸６９を介して前記ＰＴＯ出力軸６４を連結させ、前記植付ケース２０の入力軸に自在継手軸を介して中介軸６８を連結させ、ＰＴＯ出力軸６４から植付部１５に動力を伝える。
【００１５】
さらに、図１１乃至図１６に示す如く、前記ミッションケース４は、本体胴部７０と、前蓋部７１と、後蓋部７２を備え、前記胴部７０の前後に各蓋部７１・７２を着脱自在にボルト固定させ、密閉箱形に形成すると共に、前記胴部７０の内部を前後に分割する仕切り壁部７３を設ける。また、前蓋部７１前面に前記油圧変速機５７を取付け、ミッションケース４内に突出させるポンプ軸５８に小径の伝達ギヤ７４を係合軸支させ、伝達ギヤ７４を前蓋部７１にベアリング軸受し、後蓋部７２後面に固定させるチャージポンプ７５に伝達ギヤ７４の動力をパイプ軸７６を介して伝える。
【００１６】
また、前記ミッションケース４内に突出させる油圧変速機５７のモータ軸７７にサンギヤ７８を係合軸支させ、サンギヤ７８を前蓋部７１にベアリング軸受すると共に、前記の小径の伝達ギヤ７４に大径のキャリヤギヤ７９を常に噛合させ、サンギヤ７８のボス部にキャリヤギヤ７９を遊転軸支させるもので、キャリヤギヤ７９に３枚のプラネタリギヤ８０を軸８１を介して回転自在に設け、サンギヤ７８にプラネタリギヤ８０を噛合させると共に、プラネタリギヤ８０に噛合させるリングギヤ８２を設け、各ギヤ７８・８０・８２によって遊星ギヤ機構８３を形成する。
【００１７】
また、前記サンギヤ７８と後蓋部７２に合成出力軸８４の前後を回転自在に軸支させ、前記リングギヤ８２を合成出力軸８４に係合軸支させるもので、油圧変速機５７の油圧ポンプ８５及び油圧モータ８６の無段油圧変速出力である正逆回転出力と、伝達ギヤ７４及びキャリヤギヤ７９の減速回転出力（一方向の一定回転）とを、遊星ギヤ機構８３のデフ作用によって合成し、ゼロ乃至最大速の一方向の回転力として合成出力軸８４に伝える。即ち、油圧変速機５７の油圧ポンプ８５の斜板１０７を変更する油圧変速操作アーム１０９の角度を、例えば図１７（１）のように−１乃至０に変化させるときのモータ軸７７の回転を−１０００乃至０とさせ、図１７（２）のように、前記アーム１０９の角度に関係なくギヤ７４側を１０００回転させるときには、図１８のように、前記アーム１０９の角度に対して合成出力軸８４の回転を０乃至１０００とさせる。
【００１８】
さらに、前記合成出力軸８４に前進ギヤ８７と後進ギヤ８８を遊転軸支させ、合成出力軸８４に各ギヤ８７・８８をスライダ８９によって選択的に係合させ、前進または中立または後進の出力に切換えると共に、仕切り壁部７３と後蓋部７２に前記リヤ出力軸６３をベアリング軸受する。また、差動ギヤ９０を介して左右の前車軸９１に動力を伝えるフロント出力軸９２と、ＰＴＯ変速ギヤ９３を係合軸支させるカウンタ軸９４を設け、前記のリヤ及びフロント出力軸６３・９２に出力ギヤ９５・９６を介して後進ギヤ８８の後進動力を伝え、前後輪６・８を後進駆動させると共に、リヤ出力軸６３に移動ギヤ９７及び植付ギヤ９８を遊転軸支させ、副変速スライダ９９によって各ギヤ９７・９８をリヤ出力軸６３に選択的に係合させる。
【００１９】
また、カウンタ軸９４の高速用ギヤ１００ａ・１００ｂを介して前進ギヤ８７に移動ギヤ９７を常に噛合させると共に、カウンタ軸９４の低速用のＰＴＯ変速ギヤ９３に植付ギヤ９８を常に噛合させ、各ギヤ１００ａ・９３・９８を介して前進ギヤ８７の動力を前記各出力軸６３・９２に伝え、前後輪６・８を苗の植付け作業速度で前進駆動する。また、移動ギヤ９７と植付ギヤ９８の両方が遊転状態となり、植付爪１７などを作業者が手で回転させて詰った苗の除去などを行えるように、ＰＴＯ出力軸６４の手動回転を可能にすると共に、前進ギヤ８７の動力を各ギヤ１００ａ・１００ｂを介して各出力軸６３・９２に伝え、圃場間の路上移動などの高速の移動速度で前後輪６・８を前進駆動する。
【００２０】
さらに、図１１のように、ＰＴＯ変速軸１０１及びＰＴＯ変速機構１０２を介してＰＴＯ変速ギヤ９３の動力をＰＴＯ出力軸６４に伝え、株間変速自在に植付部１５を駆動すると共に、ミッションケース４に内設させるチェン１０３を介してＰＴＯ出力軸６４に施肥出力軸１０４を連結させ、植付部１５と同調させて施肥機３８を駆動する。また、図１３のように、ミッションケース４にオイルゲージ１０５を設けると共に、図１４のように、前記各スライダ８９・９９を同一のシフトフォーク１０６に係止させ、変速レバー２８の５位置切換によって前後進及び副変速（低高速）の切換を行う。
【００２１】
図１６に示す如く、前記油圧ポンプ８５の斜板１０７に制御軸１０８を介して油圧変速操作アーム１０９を連結させ、該アーム１０９に変速モータ１１０を連結させて、変速モータ１１０の正逆駆動で油圧モータ８６の回転出力を増減速させるように構成している。なお、変速モータ１１０は前部フレーム４３に連結させるモータ台１１０ａに設置させている。
【００２２】
また、前車軸９１に差動ギヤ９０を介し連結させるフロント出力軸９２に走行用ブレーキ１１１を設け、ミッションケース４上部に突出させるブレーキ操作軸１１２にブレーキロッド１１３を介しブレーキペダル３０を連結させて、ブレーキペダル３０の操作でブレーキ１１１を作動させて機体の走行を停止させるように構成している。
【００２３】
図１１、図１２、図１６に示す如く、前記合成出力軸８４のリングギヤ８２と前進ギヤ８７間にボールジョイント式主クラッチ１１４を介設させ、ミッションケース４外側へ突出させたクラッチ軸１１５にクラッチアーム１１６を介し前記ブレーキペダル３０を連結させて、機体を停止させるブレーキペダル３０の足踏み操作時にクラッチ軸１１５のシフトフォーク１０６を動作させて主クラッチ１１４を切とさせるように構成している。
【００２４】
図１９乃至図２２に示す如く、前記ブレーキペダル３０の右側に変速ペダル３１を配設させるもので、ペダル軸１１８にペダルアーム１１９を介し変速ペダル３１を揺動自在に支持させ、変速ペダル３１に一体連結するアーム１２０をペダル軸１１８に設け、前記アーム１２０に足踏み解除時ペダル３１を自動的に停止（速度ゼロ）位置に復帰させるバネ１２７とオイルダンパ１２８（ガススプリングでも良い）とを対向状に連結させ、踏み込んでいたペダル３１から足を離したとき、オイルダンパ１２８の抵抗とバネ１２７の復動力によりペダル３１が緩やかな略一定速度で戻って徐々に低速となるように構成している。
【００２５】
図２２に示す如く、前記ペダルアーム１１９の他端側には検出棒１３０を固設させ、ポテンショメータ形のペダル位置センサ１３１のセンサアーム１３２に検出棒１３０を当接させて、ペダルアーム１１９の足踏み操作位置をセンサ１３１で検出するように構成している。
【００２６】
また、図２に示す如く前記変速モータ１１０を駆動制御して走行速度など作業速度を一定保持させるオートクルーズ電気制御用のオートクルーズスイッチ１４０と、変速ペダル３１の同一操作量に対し変速機５７の速度（速比）の関係を変更させて作業速度を微速に切換える微速制御用の微速スイッチ１４１と、前記オートクルーズスイッチ１４０のオン操作時に点灯表示させるオートクルーズ制御表示用のオートクルーズランプ１４３と、前記微速スイッチ１４１のオン操作時に点灯表示させる微速制御用の微速設定表示ランプ１４４を設けるもので、前記運転席１３前方で操向ハンドル１４近傍の操作コラム９ａ上面にこれらスイッチ１４０・１４１及びランプ１４３・１４４を配置させて、スイッチ１４０・１４１の容易な操作や操作の確認などを可能とさせるように構成している。
【００２７】
さらに、図１６に示す如く、前記油圧変速機５７近傍位置に電動モータ駆動式の冷却ファン１４２を設置して、冷却ファン１４２からの冷却風でもって変速機５７を外部から冷却させ変速機５７内の油温の上昇を抑制するように構成している。
【００２８】
そして、図２３に示す如く、前記ペダル位置センサ１３１と、エンジン２の回転数を検出するエンジン回転センサ１３３と、リヤ或いはフロント出力軸６３・９２の回転より車速を検出する車速センサ１３４と、前記ブレーキペダル３０の足踏み操作（入）を検出するブレーキペダルスイッチ１３５と、前記主変速レバー２８による植付（低速前進）位置を検出する植付位置センサ１３６と、前記操作アーム１０９の変速位置を検出する変速位置センサ１３７と、前記油圧変速機５７の油温を検出する油温センサ（サーミスタなど）１３８と、前記油圧変速機５７の油圧力を検出する変速機油圧センサ１３９と、前記オートクルーズスイッチ１４０と、微速スイッチ１４１とをコントローラ１４５に入力接続させると共に、前記変速モータ１１０の駆動回路１４６と冷却ファン１４２とオートクルーズランプ１４３と微速設定表示ランプ１４４にコントローラ１４５を出力接続させて、変速モータ１１０やファン１４２及びランプ１４３・１４４の駆動制御を行うように構成している。
【００２９】
なお、実施例にあってはブレーキペダル３０と走行用ブレーキ１１１とをブレーキロッド１１３など介し機械的に連結させる構成を示したが、走行ブレーキ１１１を電気的に作動させるブレーキ駆動機構を設けて、ペダル３０によるブレーキペダルスイッチ１３５の操作で走行ブレーキ１１１の作動や主クラッチ１１４の入切を行わせて良い。
【００３０】
本実施例は上記の如く構成するものにして、図２５（１）に示す如く、例えば植付作業中の作業速（低速前進）制御にあっては変速ペダル３１が最大踏み込まれた状態の操作量大のときには変速機５７の速比も最大値（ｖ１）（例えばｖ＝１．４〜１．５ｍ／ｓ）に制御されて、植付作業速度を高速とさせて作業が行われる一方、図２５（２）に示す如く、前記微速スイッチ１４１がオンとなる微速制御にあっては変速ペダル３１が最大踏み込まれた状態の操作量大のときにも変速機５７の速比の最大値（ｖ２）（例えばｖ２＝０．１ｍ／ｓ）は微速に制御して、植付作業速度の上限を抑制した作業を行うものである。
【００３１】
そして図２４に示す如く、植付位置センサ１３６が低速前進を検出する植付作業中又は非作業中にあって、微速スイッチ１４１がオン操作されるとき微速設定表示ランプ１４４を点灯させると共に、図２４に示す如く変速ペダル３１の操作量が０で変速機５７の速比が最低速となる条件のとき図２５（１）の一次直線の変速ペダル操作量と変速機速度（速比）の比例定数を大とさせた関係式Ａより図２５（２）の比例定数を小とさせた関係式Ｂに基づいた制御に切換えて変速ペダル３１の誤操作による急発進や急加速などを防止する。
【００３２】
また微速制御中に微速スイッチ１４１がオフ操作されるとき微速設定表示ランプ１４４を消灯させ、変速ペダル３１の操作量が０で変速機５７の速比が最低速となる条件のとき図２５（１）の関係式Ａに基づく通常速制御に戻すものである。
【００３３】
上記から明らかなように、作業速度を変速操作する変速操作部材である変速ペダル３１と、作業速度を変速させる無段変速機５７とを備え、変速ペダル３１の操作量と無段変速機５７の速比の関係を設定する作業速（通常速）制御用及び微速制御用の２つの関係式Ａ・Ｂを設け、２つの関係式Ａ・Ｂを適宜切換えて変速ペダル３１の操作量に対する無段変速機５７の速比の変更制御を行うことによって、微速作業を必要とする場合に通常作業時の作業速の変速ペダル３１の操作感覚で良好に微速作業を可能とさせて、微速作業の能率向上化と操作性の向上を図る。
【００３４】
また、変速ペダル３１の操作量が０で無段変速機５７の速比が最低速のとき、作業速制御及び微速制御相互の切換移行を可能とさせることによって、誤操作による機体の急発進・急加速・急減速など防止して、安定した通常走行や微速走行を容易に可能とさせる。
【００３５】
【発明の効果】
以上実施例から明らかなように、請求項１に係る発明は、エンジン２を搭載した走行車１の後側にリンク機構２６を介して連結する植付部１５と、走行車１の移動速度を変更する無段変速機５７と、無段変速機５７を変速操作する変速操作部材としての変速ペダル３１と、無段変速機５７の変速モータ１１０を駆動制御するコントローラ１４５とを備え、変速ペダル３１の操作量と無段変速機５７の速比の関係式を、植付作業速制御用の関係式Ａと微速制御用の関係式Ｂとで形成するように構成した田植機において、植付作業速制御用の関係式Ａよりも小さな比例定数の微速制御用の関係式Ｂに基づき変速モータ１１０を作動させる微速スイッチ１４１と、変速ペダル３１の操作位置を検出する変速ペダル３１用の位置センサ１３１と、無段変速機５７の変速位置を検出する変速位置センサ１３７とを備え、大きな比例定数の前記植付作業速制御において変速ペダル３１を最高速位置に操作したときの無段変速機５７の速比の最大値ｖ１に比べて、小さな比例定数の前記微速制御において変速ペダル３１を最高速位置に操作したときの無段変速機５７の速比の最大値ｖ２を小さく形成し、前記微速スイッチ１４１を微速制御オンに操作した場合、変速ペダル３１の操作量が０のときで、無段変速機５７の速比が最低速のときに、前記作業速制御から、前記微速制御に移行するように構成したもので、微速作業（微速制御）を必要とする場合、通常作業時（植付作業速制御）の変速ペダル３１の操作感覚で良好に微速作業に移行でき、誤操作による機体の急発進・急加速・急減速等を防止でき、微速作業性を向上できるものである。
【００３６】
【図面の簡単な説明】
【図１】田植機の全体側面図である。
【図２】田植機の全体平面図である。
【図３】走行車体の側面図である。
【図４】走行車体の平面図である。
【図５】車体フレームの側面図である。
【図６】駆動部の側面説明図である。
【図７】駆動部の平面説明図である。
【図８】サイドクラッチ操作系の側面説明図である。
【図９】サイドクラッチ操作系の平面説明図である。
【図１０】車体の斜視説明図である。
【図１１】ミッションケースの断面図である。
【図１２】同走行駆動部の説明図である。
【図１３】遊星ギヤ機構の説明図である。
【図１４】ミッションケースの部分図である。
【図１５】遊星ギヤ機構の断面図である。
【図１６】ミッションケースのギヤ配列説明図である。
【図１７】出力説明図である。
【図１８】合成出力軸の出力説明図である。
【図１９】操作部の斜視説明図である。
【図２０】操作部の側面説明図である。
【図２１】ペダル部の斜視説明図である。
【図２２】変速ペダル部の側面図である。
【図２３】制御回路図である。
【図２４】微速制御のフローチャートである。
【図２５】関係式の線図である。
【図２６】微速制御の開始説明図である。
【符号の説明】
１ 走行車
２ エンジン
１５ 植付部
２６ リンク機構
３１ 変速ペダル（変速操作部材）
５７ 無段変速機
１１０ 変速モータ
１３１ 変速ペダル用の位置センサ
１３７ 変速位置センサ
１４１ 微速スイッチ
１４５ コントローラ
Ａ・Ｂ 関係式

Claims (1)

1. エンジンを搭載した走行車の後側にリンク機構を介して連結する植付部と、前記走行車の移動速度を変更する無段変速機と、前記無段変速機を変速操作する変速操作部材と、前記無段変速機の変速モータを駆動制御するコントローラとを備え、前記変速操作部材の操作量と前記無段変速機の速比の関係式を、植付作業速制御用の関係式と微速制御用の関係式とで形成するように構成した田植機において、
   植付作業速制御用の関係式よりも小さな比例定数の微速制御用の関係式に基づき前記変速モータを作動させる微速スイッチと、前記変速操作部材の操作位置を検出する変速操作部材用の位置センサと、前記無段変速機の変速位置を検出する変速位置センサとを備え、
   大きな比例定数の前記植付作業速制御において前記変速操作部材を最高速位置に操作したときの前記無段変速機の速比の最大値に比べて、小さな比例定数の前記微速制御において前記変速操作部材を最高速位置に操作したときの前記無段変速機の速比の最大値を小さく形成し、
   前記微速スイッチを微速制御オンに操作した場合、前記変速操作部材の操作量が０のときで、前記無段変速機の速比が最低速のときに、前記作業速制御から、前記微速制御に移行するように構成したことを特徴とする田植機。

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