JP4356814B2 - 水田作業機の作業部制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、乗用田植機等の水田作業機において、植付け部等の作業部を、そのフロートに作用する土圧に基づき昇降制御するようにした水田作業機の作業部制御装置に関する。

水田作業機の作業部、例えば、乗用田植機の植付け部は、そのフロートに作用する土圧に基づき油圧シリンダを伸縮させ、その昇降位置を制御するように構成されている。前記フロートに作用する土圧は、田面の凹凸により変化するため、田面の凹凸にあまり敏感に反応すると植付け部の昇降が激しくなって、苗の植付け深さが不安定になる。苗の植付け深さを安定させるものとして、例えば、植付け部が田面の凹凸に反応する感度を調節する感度調節機構を備えたものが知られている。

前記感度調節機構は、例えば、前記油圧制御バルブを前記フロートの下げ方向に付勢する戻しスプリングと、該戻しスプリングの付勢圧を調整する電動モータとを備え、該電動モータにより前記戻しスプリングの長さを調整することにより、田面の凹凸に対する検出感度を調整し、苗の植付け深さを安定させるようにしている（例えば、特許文献１）。

特開２０００−２０１５１２号公報（第３頁、図４）

前記従来技術では、田面の凹凸が予め設定された範囲（例えば、３０mm）内であれば、苗の植付け深さが安定した作業を行うことができる。しかし、前記フロートが前記範囲より大きな土塊等に乗り上げた場合、前記植付け部の上昇量が大きくなって、苗の植付け深さが浅くなり浮き苗等が発生することがある。

前記の事情に鑑み、本発明は、作業部のフロートが前記範囲を越えるような大きな土塊等に乗り上げた場合、該フロートを田面に押し付け、苗の植付け深さを安定させることができるようにした水田作業機の作業部制御装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、機体（１４）に昇降可能に作業部（３０）を支持し、該作業部（３０）に設けたフロート（３２）の上下に基づき前記作業部（３０）を昇降制御する、水田作業機（１１）の作業部制御装置において、
前記フロート（３２）を田面に押圧する方向に付勢する第１の付勢手段（７１）と、
所定遊び機構（Ｇ）を介して、前記フロート（３２）が前記田面からの土圧により所定量上方に偏位した状態で始めて該フロート（３２）に作用し、該フロート（３２）を田面に押圧する方向に付勢する第２の付勢手段（７２）と、
を備えたことを特徴とする水田作業機の作業部制御装置にある。

請求項２に係る発明は、前記フロート（３２）及び前記第１の付勢手段（７１）に連係して、前記フロート（３２）姿勢及び前記第１の付勢手段（７１）による付勢力を調節する土圧感度調節手段（６０）を設け、
該土圧感度調節手段（６０）を前記第２の付勢手段（７２）に連係して、該土圧感度調節手段（６０）による調節位置に拘らず、該第２の付勢手段（７２）が前記フロート（３２）に作用し始める際のフロート（３２）の偏位量を略一定とした、
請求項１記載の水田作業機の作業部制御装置にある。

請求項３に係る発明は、前記第１の付勢手段（７１）及び前記第２の付勢手段（７２）を、巻き径の異なる第１及び第２の引張りコイルスプリング（７１、７２）にて構成し、
前記第１の引張りコイルスプリング（７１）の巻き内に、前記第２の引張りコイルスプリング（７２）を配置してなる、
請求項１又は２記載の水田作業機の作業部制御装置にある。

なお、前述した括弧内の符号等は、図面を参照するためのものであって、本発明を何ら限定するものではない。

請求項１に係る本発明によると、田面が通常状態である場合、遊び機構により第２の付勢手段はフロートに作用せず、フロートは、第１の付勢手段に基づく付勢力により田面を滑走して、適正な高さ状態に作業部を保持し得るものでありながら、フロートが田面の凸部に乗り上げる等により所定量上がると、第２の付勢手段が作用して、フロートは、土圧感度が低い状態となり、田面の凹凸が激しい状態でも、作業部は安定した状態を保持し得る。

従って、植付け深さ等の作業状態は、田面の変化があっても安定した状態を維持して、浮き苗等の不具合を減少すると共に、田面の凹凸が激しい場合、フロートは強い付勢力で田面を押圧するので、田面の均平性を向上して、植付け等の作業状態を安定することができる。

請求項２に係る本発明によると、感度調節手段によりフロート姿勢を変更しても、該感度調節手段と第２の付勢手段が連係しているので、感度調節手段がどの調節位置にあっても、フロートの偏位量に対する第２の付勢手段の作用時期を同じ状態とすることができる。

請求項３に係る本発明によると、第２の引張りコイルスプリングを第１の引張りコイルスプリングの巻き径内に配置したので、第２の引張りコイルスプリングのための特別なスペースは必要とせず、コンパクトに構成することができる。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明を適用した乗用田植機の側面図、図２は、植付け部操作レバーの配置を示す斜視図であり、同図に示すように、乗用田植機１１は、前輪１２及び後輪１３により支持された走行機体１４を有しており、該走行機体１４の前部には、エンジン（図示せず）が搭載され、カバー１５で覆われている。また、前記走行機体１４の下部で前記エンジンの後部には、トランスミッション１６が支持されている。また、前記走行機体１４の上部中央部、即ち、前記前輪１２と後輪１３の間には、座席シート１７を有する運転席１８が配設されている。図２に示すように、前記運転席１８に配設されたハンドル１９の下方には、植付け部操作レバー２０が配設されている。なお、前記エンジンの上方、即ち、運転席１８の前方に位置するように苗保持台２１が配設されている。

前記植付け部操作レバー２０は、図示しないガイド溝に沿って、上昇、下降、植付切、植付入、の各位置へ手動操作することにより、後述する植付部をそれぞれの所定位置へ移動させることができるようになっている。

図１に示すように、前記走行機体１４の後部には、アッパーリンク２５とロアリンク２７を有する昇降リンク機構２７を介して作業部としての植付け部３０が連結され、前記走行機体１４と昇降リンク機構２７の間に配設された油圧シリンダ２９の伸縮により、前記植付け部３０が昇降移動されるようになっている。前記植付け部３０には、苗を田面の植え付けるための複数の植付け杆３１と、田面に接地する接地体としてのフロート３２と、マット状の苗を載置する苗乗せ台３３を備えている。

図３は、図１に示す乗用田植え機の作業部制御装置の側面図であり、同図において、図１と同じものは、同じ符号をつけて示し説明を省略する。軸３６は、前記走行機体１４から入力された動力を前記植付け杆３１に伝達する動力伝達機構を収納した伝動ケース３５の下面に設けられている。該軸３６に揺動可能に支持されたアーム３７の一端には、ピン３８を介して、前記フロート３２の中央部が揺動可能に支持されている。アーム３９は、前記軸３６に揺動可能に支持され、前記アーム３７と一体的に揺動する。一端が前記アーム３９に連結されたロッド４０の中央部には、長穴４１が形成されている。

前記フロート３２の先端部には、コイルスプリング形成され、該フロート３２を田面に押し付けることにより、その反力として土圧を感知する感知部材４３が連結されている。該感知部材４３を覆うガイド部材４４の一側には、長穴４５が形成されている。中央部がピン４６に揺動可能に支持されたＶ字状のレバー４７の一端には、前記長穴４５を摺動可能に貫通するピン４８が配設され、他端には、前記長穴４１を摺動自在に貫通するピン４９が配設されている。

一端が前記ロアリンク２６を揺動可能に連結する軸５１に揺動可能に支持されたアーム５２の他端には、ピン５３が配設され、該ピン５３と前記ピン４９の間には、感知ロッド５４がそれぞれ揺動可能に連結されている。前記アーム５２の中央部には、ピン５５を介して連索ロッド５６の一端が揺動可能に連結されている。該連索ロッド５６の他端には、ピン５７が配設されている。

土圧感度調節手段６０は、前記走行機体１４に配設された固定フレーム６１に揺動可能に支持された扇形ギヤ６２と、該固定フレーム５１に支持された電動モータ６３の出力軸に固定され、該扇形ギヤ６２と噛合うギヤ６４を有し、該電動モータ６３の作動により、該扇形ギヤ６２を揺動させることにより、土圧感度を調節するようになっている。なお、前記扇形ギヤ６２には、一対の固定ピン６５、６６が配設されている。

一端が前記固定ピン６５に接続されたインナワイヤ６７の他端は、前期感知部材４３の一端に連結されている。また、一端が前記固定ピン６６に接続されたインナワイヤ６８の他端には、ピン６９が固定されている。該ピン６９と前記ピン５７の間には、第１の付勢手段を構成する第１の引張りコイルスプリング７１と、第２の付勢手段を構成する第２の引張りコイルスプリング７２が掛け渡されている。

図４は、第１及び第２の付勢手段の構成を示す側面図であり、同図において、前記第１の引張りコイルスプリング７１は、両端にフック７１ａ、７１ｂが形成され、該フック７１ａは前記ピン６９にかけられ、該フック７１ｂが前記ピン５７にかけられている。一方前記第２の引張りコイルスプリング７２は、両端にフック７２ａ、７２ｂが形成され、前記第１の引張りコイルスプリング７１の巻き内に位置するように配置され、該フック７２ａは前記ピン６９にかけられ、該フック７２ｂが前記ピン５７に摺動可能にかけられている。

図４（ａ）に示すように、非作動時の状態においては、前記ピン５７と第２のコイルスプリング７２のフック７２ｂとの間に、遊び機構を構成する間隙Ｇが形成されている。即ち、前記連索ロッド５６が植付け部３０側へ移動し、ピン５７が植付け部３０側へ移動した場合、前記第１のコイルスプリング７１は、ピン５７により直ちに引っ張られるが、第２の引張りコイルスプリング７２は、ピン５７が間隙Ｇだけ植付け部３０側に移動した時始めて引張り力を受けることになる。

前記固定フレーム５１には、前記油圧シリンダ２９の油圧を制御する油圧制御バルブ７５が配置され、その操作部材７６がスプリング７７を介して前記ピン５７に連結されている。

前記の構成で、土圧感度調節手段６０の電動モータ６３を作動させ、ギヤ６４を介して扇形ギヤ６２を揺動させることにより、フロート３２が受ける土圧の感度を調整する。例えば、扇形ギヤ６２を固定ピン６５が植付け部３０に近づく方向に揺動させると、インナワイヤ６７の一端がガイド部材４４内に押し込まれる。すると、田面に対してフロート３２を押圧する力が強くなり、土圧を受けるフロート３２の上下方向の動きが鈍くなり、土圧感度が鈍くなる。

このとき、インナワイヤ６７の移動と連動してレバー４７が揺動し、感知ロッド５４を反植付け部３０側へ押し、アーム５２を揺動させて、連索ロッド５６（即ち、ピン５７）を反植付け部３０側へ移動させる。一方、扇形ギヤ６２に配設された固定ピン６６も、固定ピン５５と共に植付け部３０側へ移動するので、インナワイヤ６８を介してピン６９が反植付け部３０側へ移動するので、ピン５７とピン６９の間隔は変わることがなく、従って、ピン５７と第２の引張りコイルスプリング７２のフック７２ｂとの相対位置が変化することはない。

また、扇形ギヤ６２を固定ピン６５が植付け部３０から遠ざかる方向に揺動させると、インナワイヤ６７の一端がガイド部材４４内空抜け出る方向に移動する。すると、田面に対してフロート３２を押圧する力が弱くなり、土圧を受けるフロート３２の上下方向の動きが激しくなり、土圧感度が敏感になる。

このとき、インナワイヤ６７の移動と連動してレバー４７が揺動し、感知ロッド５４を植付け部３０側へ押し、アーム５２を揺動させて、連索ロッド５６（即ち、ピン５７）を植付け部３０側へ移動させる。一方、扇形ギヤ６２に配設された固定ピン６６も、固定ピン５５と共に反植付け部３０側へ移動するので、インナワイヤ６８を介してピン６９が植付け部３０側へ移動するので、ピン５７とピン６９の間隔は変わることがなく、従って、ピン５７と第２の引張りコイルスプリング７２のフック７２ｂとの相対位置が変化することはない。

運転席に配置されたスイッチ（図示せず）の操作によって、扇形ギヤ５２を所望の位置に設定した状態で、植付け部操作レバー２０を「植付入」位置へ操作し、植付け部３０を植付け位置へ下降させる。そして、フロート３２が田面に押圧された状態で、走行機体１４を走行させて苗の植付けを行う。このとき、田面の凹凸が予め設定された範囲内であれば、フロート３２は田面の凹凸に追従して上下方向に移動し、苗の植付けを行うことができる。

図３に示すように、フロート３２が矢印Ａ方向に上昇すると、レバー４７が矢印Ｂ方向に揺動して感知ロッド５４を矢印Ｃ方向に移動させる。すると、感知ロッド５４により引っ張られたアーム５２が揺動して連索ロッド５６、即ちピン５７を矢印Ｄ方向に移動させる。

このとき、ピン５７の矢印Ｄ方向への移動量が、図４（ａ）に示す間隙Ｇの範囲内であれば、第１のコイルスプリング７１の抗張力のみが、フロート３２の上昇に対する抵抗力として作用する。また、ピン５７にかけられたスプリング７７によって操作される油圧制御バルブ７５が作動して油圧シリンダ２９の圧力を制御し、フロート３２の上下動にあわせて植付け部３０を上下方向に移動させ、安定した苗の植付け作業を行うことができる。

苗の植付け作業中に、フロート３２が土塊に乗り上げその先端部が予め設定された範囲以上に上昇すると、矢印Ａ方向の移動量が大きくなるため、レバー４７の矢印Ｂ方向への揺動量、感知ロッド５４の矢印Ｃ方向への位動量、連索ロッド５６の矢印Ｄ方向への位動量もそれぞれ大きくなって、連索ロッド５６に配設されたピン５７の移動量も間隙Ｇより大きくなる。すると、図４（ｂ）に示すように、ピン５７によって第１の引張りコイルスプリング７１と第２の引張りコイルスプリング７２が引っ張られる。

すると、第１のコイルスプリング７１と第２のコイルスプリング７２の抗張力がフロート３２の上昇に対する抵抗力となって作用する。即ち、フロート３２に対する田面への押し付け力が大きくなって、土塊等を田面に押し込むように作用する。従って、フロート３２の必要以上の上下動を押えることができ、植付け部３０の上下動を少なくして浮き苗の発生を防止し、安定した植付け作業を行うことができる。

本発明を適用した乗用田植機の側面図である。 植付け部操作レバーの配置を示す斜視図である。 図１に示す乗用田植え機の作業部制御装置の側面図である。 第１及び第２の付勢手段の構成を示す側面図である。

符号の説明

１１ 水田作業機（乗用田植え機）
１４ 機体（走行機体）
３０ 作業部（植付け部）
３２ フロート
７１ 第１の付勢手段（第１の引張りコイルスプリング）
７２ 第２の付勢手段（第２の引張りコイルスプリング）
Ｇ 遊び機構（間隙）

Claims (3)

1. 機体に昇降自在に作業部を支持し、該作業部に設けたフロートの上下に基づき前記作業部を昇降制御する、水田作業機の作業部制御装置において、
   前記フロートを田面に押圧する方向に付勢する第１の付勢手段と、
   所定遊び機構を介して、前記フロートが前記田面からの土圧により所定量上方に偏位した状態で始めて該フロートに作用し、該フロートを田面に押圧する方向に付勢する第２の付勢手段と、
   を備えたことを特徴とする水田作業機の作業部制御装置。
2. 前記フロート及び前記第１の付勢手段に連係して、前記フロート姿勢及び前記第１の付勢手段による付勢力を調節する土圧感度調節手段を設け、
   該土圧感度調節手段を前記第２の付勢手段に連係して、該土圧感度調節手段による調節位置に拘らず、該第２の付勢手段が前記フロートに作用し始める際のフロートの偏位量を略一定とした、
   請求項１記載の水田作業機の作業部制御装置。
3. 前記第１の付勢手段及び前記第２の付勢手段を、巻き径の異なる第１及び第２の引張りコイルスプリングにて構成し、
   前記第１の引張りコイルスプリングの巻き内に、前記第２の引張りコイルスプリングを配置してなる、
   請求項１又は２記載の水田作業機の作業部制御装置。
   

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