JP5027366B2

JP5027366B2 - 水田作業機

Info

Publication number: JP5027366B2
Application number: JP2001302925A
Authority: JP
Inventors: 富穂田中; 友志新穂
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2003104082A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、田植機や水田直播機などの水田作業機に関する。
【０００２】
【０００３】
【０００４】
【０００５】
【課題を解決するための手段】
［請求項１に係る発明の構成］
【０００６】
請求項１に係る発明は、走行機体に水田作業装置を駆動昇降自在に連結するとともに、走行速度を無段に変速する変速レバーを、前進変速操作径路から後進変速操作径路に亘って中立位置を介して一連に移動操作可能に構成した水田作業機であって、
５段の前進変速位置が設定された前記前進変速操作径路と、３段の後進変速位置が設定された前記後進変速操作径路とを、互いに平行、かつ、段違い状に偏位させて接続し、
前記変速レバーとエンジンの調速機構を連係して、前記前進変速操作径路において、前記変速レバーを中立位置側から高速位置側へ操作するに連れて前記調速機構を高回転側に作動させ、前記変速レバーを高速位置側から中立位置側へ操作するに連れて前記調速機構を低回転側に作動させるように設定するとともに、
前記後進変速操作径路の中立位置を越えて前進方向への直線移動操作によって前進２速に相当する変速位置に移行可能な変速操作径路に前記変速レバーがある時は、エンジン回転速度が前記後進変速操作径路の後進一速での設定回転速度に維持されるように、前記変速レバーの操作に対する前記調速機構のエンジン調速パターンを設定してあることを特徴とする。
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【００４３】
【００４４】
【００４５】
【００４６】
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
【００５２】
【００５３】
【００５４】
【００５５】
【００５６】
【００５７】
【００５８】
【００５９】
【００６０】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明に係る水田作業機の一例である、乗用型田植機の全体側面が、また、図２にその全体平面がそれぞれ示されている。この乗用型田植機は、前輪１および後輪２を備えた４輪駆動式の走行機体３の後部に、水田作業装置として６条植え仕様の苗植付け装置４が、油圧シリンダ５によって駆動される平行四連リンク構造の昇降リンク機構６を介して昇降可能に連結されるとともに、走行機体３の後部に施肥装置７が備えられた基本構造を有している。
【００６１】
前記走行機体３の前部にはガソリン仕様のエンジン８が搭載され、その出力が前後進の切り換えが可能な主変速装置である静油圧式の無段変速装置（ＨＳＴ）９にベルト伝達され、その変速出力がミッションケース１０に入力されて更に副変速装置（図示せず）で高低２段にギヤ変速された後、前輪１と後輪２に伝達されるようになっている。また、ミッションケース１０内で走行系から分岐された作業用動力が苗植付け装置４に軸伝達されるようになっている。そして、前記無段変速装置９を操作する変速レバー１１が、搭乗運転部のステアリングハンドル１２の左脇に前後揺動可能に配備されるとともに、ミッションケース１０内の副変速装置を操作する副変速レバー１３が、搭乗運転部の運転座席１４の左脇に配備され、さらに、搭乗運転部の右前足元には、踏み込みによってミッションケース１０内の主クラッチを切るとともに走行系に備えたブレーキを制動作動させる機体停止用のペダル１５が配備されている。
【００６２】
前記苗植付け装置４には、苗を載置して一定ストロークで往復横移動する苗のせ台１６と、この苗のせ台１６の下端から一株分づつ苗を切り出して植付ける６組の回転式の植付け機構１７と、圃場の植付け予定箇所を均平にする３個の整地フロート１８、等が装備されており、後向き片持ち状に並列支持した３個の植付けケース１９の後部左右に植付け機構１７が２組づつ装着されている。また、苗植付け装置４には、往復植付け形態での一行程の植付け走行中に、Ｕターン後の次行程における走行基準線を未植え側の田面に引っ掻き形成する左右一対の線引きマーカー２０が、横側方に突出する作用姿勢と起立された格納姿勢とに切換え揺動自在に備えられており、この線引きマーカー２０は苗植付け装置４の上昇に連動して格納揺動されてロックされ、ロック解除された線引きマーカー２０だけが苗植付け装置４の下降時に作用姿勢に付勢揺動するよう構成されている。
【００６３】
３個の前記整地フロート１８は、それぞれ後支点を中心に上下揺動可能に支持されるとともに、中央の整地フロート１８は、苗植付け装置４を田面に対して追従昇降制御するためのセンサフロートＳＦとして利用されている。つまり、センサフロートＳＦの上下位置がポテンショメータからなるセンサ２１で検出され、その検出値と予め設定された基準値とが制御装置２２で比較され、センサ２１からの検出値が基準値に保持されるように前記油圧シリンダ５の電磁制御弁２３を作動制御して苗植付け装置４を昇降させることで、苗植付け装置４を田面に対して追従させる自動昇降制御装置が構成されている。
【００６４】
前記変速レバー１１は走行速度を変更するのみならず、他の機構部位を作動させる複合操作レバーとしての機能を発揮するものであり、そのいくつかの例を以下に説明する。
【００６５】
［第１例］
【００６６】
図３〜図５に、変速操作構造の第１例が示されている。この例では、変速レバー１１はエンジン８のアクセル調節レバーおよび苗植付け装置上昇用レバーとしての機能をも併せ持っている。つまり、エンジン８に備えられた調速機構２５は、調速レバー２６の操作位置に対応してエンジン回転速度が設定範囲内に安定維持されるように、エンジン回転速度変動に基づいてスロットル開度を自動調節するよう構成されたものであり、周知のメカニカルガバナが使用されている。そして、減速機付きの電動モータ２７で駆動される作動レバー２８と前記調速レバー２６とが操作ワイヤ２９で連係され、調速機構２５のアクセルセット作動が電動モータ２７を介して電気的に実行されるようになっている。そして、前記電動モータ２７は前記制御装置２２によって作動制御されるようになっており、この制御装置２２に、前記変速レバー１１の操作位置を検出するポテンショメータ３０、作動レバー２８の作動位置を検出するフィードバック用のポテンショメータ３１、が接続されており、これらの検知情報に基づいて電動モータ２７が作動制御されて、前記調速機構２５のアクセルセット操作が以下のように行われる。
【００６７】
図３に示すように、変速レバー１１は、固定枠４１に横向き水平支点ａ周りに回動自在に支持された支持板４２に前後向き支点ｂ周りに横揺動自在に支持されて、固定のレバーガイド４３から上方に挿通延出されており、変速レバー１１と一体回動する前記支持板４２から下方に向けて延出された操作ロッド４４が、支点ｃ周りに回動自在なベルクランク４５、および、ロッド４６を介して無段変速装置９の変速操作軸４７に設けた操作アーム４８に機械的に連動連結されている。また、変速レバー１１の支点部から下方に屈曲延出した案内ロッド部１１ａが固定枠４１に取付けられたガイド板４９のガイド溝５０に挿通案内されることで変速レバー１１の移動径路が規制されている。前記ガイド溝５０は前後方向に向かう段違い状に形成されており、レバーガイド４３の上方から見た操作径路は、図５に示すように、前進変速操作径路Ｆと後進変速操作径路Ｒとが、互いに平行、かつ、段違い状に偏位されて中立位置Ｎで連通接続された状態になっている。
【００６８】
前記支持板４２の外周には多数（この例では９個）の位地決め用の凹部が形成されるとともに、この凹部のいずれか一つに板バネ製のデテントレバー５２の先端ローラ５３が弾性係入して、変速レバー１１を複数の操作位置に保持するように構成されている。具体的には、前進変速操作径路Ｆでは、中立位置Ｎの他に５段の前進変速位置ｆ１〜ｆ５が設定されるとともに、後進変速操作径路Ｒでは、中立位置Ｎの他に３段の後進変速位置ｒ１〜ｒ３が設定されている。
【００６９】
なお、詳細な構造は省略するが、前記ベルクランク４５と前記機体停止用のペダル１５とが機械的に接当連係されており、前進あるいは後進中にペダル１５を踏み込んで、主クラッチを切るとともにブレーキを制動操作して機体停止を行うと、ベルクランク４５が踏力の一部によって強制的に中立まで接当回動され、変速レバー１１が中立位置Ｎに強制復帰移動されるようになっている。
【００７０】
図６に、変速レバー１１の変速位置とエンジン８の目標回転速度（アクセルセット速度）との関係が示されている。つまり、変速レバー１１が中立位置Ｎにあると、目標回転速度がアイドリング回転速度ｎ０（例えば１７００ｒｐｍ）に設定されるとともに、中立位置Ｎから前進３速［ｆ３］までは直線的に増速され、前進３速［ｆ３］から前進５速［ｆ５］までは最高回転速度ｎ４（例えば３６００ｒｐｍ）に設定され、前進１速［ｆ１］では第１設定回転速度ｎ１（例えば２５００ｒｐｍ）、前進２速［ｆ２］では第２設定回転速度ｎ２（例えば３０００ｒｐｍ）が現出される。また、後進変速操作径路Ｒでは目標回転速度は最高回転速度より少し低い第３設定回転速度ｎ３（例えば３２００ｒｐｍ）に設定されている。
【００７１】
この場合、変速レバー１１による変速セットとアクセルセットの関係特性が予め記憶設定されており、変速レバー１１の操作位置に対応した調速レバー２６の目標回転速度セット位置が割り出され、この割り出された目標回転速度セット位置に向けて調速レバー２６を移動させるように電動モータ２７がフィードバック制御され、変速レバー１１の操作位置に対応したアクセルセットが自動的に行われるのである。
【００７２】
また、後進変速操作径路Ｒの中立位置Ｎ（ｒ）から引き続く前進方向への直線移動操作によって移行可能な副前進変速操作径路Ｆ’が、正規の前進変速操作径路Ｆにおける低速側部分（前進１速［ｆ１］から前進２速［ｆ２］）の横側に連設されている。従って、変速レバー１１を副前進変速操作径路Ｆ’と後進変速操作径路Ｒに亘って直線的に操作して速やかな前後進切換え変速［シャトル変速］を行うことができるようになっている。このシャトル変速による前進最高速度は副前進変速操作径路Ｆ’の前端によって前進２速［ｆ２］に制限されるので、不用意に後進から前進高速に切換えてしまうおそれはない。
【００７３】
レバー操作径路脇には、変速レバー１１が後進変速操作径路Ｒあるいは副前進変速操作径路Ｆ’に在ることを検知する手段が配備されている。このレバー位置検出手段は、後進変速操作径路Ｒあるいは副前進変速操作径路Ｆ’に在る変速レバー１１に接当揺動操作される感知レバー５６と、その揺動を検知するスイッチ５７とで構成されており、このスイッチ５７と前記ポテンショメータ３０との検出情報から、変速レバー１１が後進変速操作径路Ｒに在るか、副前進変速操作径路Ｆ’に在るかが判断され、後進変速操作径路Ｒに在ることが判断されると、上記のように最高速度より低い第３設定回転速度ｎ３にアクセルセットがなされるとともに、副前進変速操作径路Ｆ’に在ることが判断された場合も、後進変速操作径路Ｒと同じ第３設定回転速度ｎ３にアクセルセットされる。
【００７４】
また、変速レバー１１が正規の前進変速操作径路Ｆから副前進変速操作径路Ｆ’に操作されたことが判断されると、苗植付け装置４の強制上昇制御が実行されるとともに、変速レバー１１が後進側の中立位置Ｎ（ｒ）および後進変速操作径路Ｒに操作されたことが判断されることによっても苗植付け装置４の強制上昇制御が実行されるようになっている。つまり、変速レバー１１が副前進変速操作径路Ｆ’に操作されての低速前進での自動上昇制御［低速アップ制御］と、後進される際の自動上昇制御［バックアップ制御］が実行されて、苗植付け装置４が優先的に上限まで駆動上昇されるようになっているのである。
【００７５】
ここで、低速アップ制御が行われる副前進変速操作径路Ｆ’で前進速度（ｆ１’〜ｆ２’）が選択されると、前進変速操作径路Ｆで同じ前進速度（ｆ１〜ｆ２）が選択される場合よりもエンジン回転速度が高く（後進時のエンジン回転速度と同じ）アクセルセットされているので、エンジン８に直結された油圧ポンプからの吐出量が十分確保され、油圧シリンダ５の作動速度が速いものとなって、苗植付け装置４は速やかに上昇されることになる。
【００７６】
また、前記制御装置２２には、前輪１の中立からの切れ角度を検知する操向角センサ５８が接続されており、前輪１が設定角度（例えば３０度）以上に大きく操向されたことが検知されると、苗植付け装置４を自動的に上昇させる制御［オートアップ制御］が実行されるようになっている。また、このオートアップ制御は切換えスイッチ５９によってオン・オフ操作可能となっており、変形圃場では切換えスイッチ５９をオフ位置に切換えてオートアップ制御を停止しておくことで、走行機体３を大きく操向する機会の多い曲線植付け走行時に、オートアップ制御によって不用意に苗植付け装置４が上昇されてしまうことを回避することができる。そして、切換えスイッチ５９によってオートアップ制御を停止していても、変速レバー１１の操作位置の判断に基づく前記低速アップ制御とバックアップ制御は常に優先的に実行されるようになっている。
【００７７】
また、上記した低速アップ制御、バックアップ制御、および、オートアップ制御が働いて苗植付け装置４が駆動上昇されると、苗植付け装置４への動力伝達を断続する作業クラッチとしての植付けクラッチ６０（ミッションケース１０に内装）が電動モータ６１によって切り操作されるようになっている。
【００７８】
なお、前記ステアリングハンドル１２の右脇には、中立復帰付勢された十字揺動式の操作レバー６２が配備されるとともに、この操作レバー６２の上下操作が図示しないスイッチによって検出されるようになっている。そして、この操作レバー６２を中立から１回上方に操作することで、苗植付け装置４が優先的に上限まで駆動上昇されるとともに、植付けクラッチ６０が電動モータ６１によって切り操作される。また、苗植付け装置４が上昇されている状態で操作レバー６２を中立から１回下方に操作することで、苗植付け装置４が優先的に下降される。また、この下降操作の後に操作レバー６２を中立から２回目に再度下げ操作することで、植付けクラッチ６０が電動モータ６１によって入り操作され、苗植付け装置４の駆動が開始されるようになっている。
【００７９】
また、操作レバー６２を前方に揺動操作すると、左側の線引きマーカー２０の格納ロックが解除されるとともに、操作レバー６２を後方に揺動操作すると、右側の線引きマーカー２０の格納ロックが解除されるように、操作レバー６２と図示しないマーカー格納ロック機構とが機械的にワイヤ連係されている。
【００８０】
［第２例］
【００８１】
第１例と同じ構造において、変速レバー１１が前進変速操作径路Ｆから副前進変速操作径路Ｆ’に操作されたことが判断されると、苗植付け装置４の強制上昇制御が実行されるとともに植付けクラッチ６０が切られ、変速レバー１１が再び前進変速操作径路Ｆから副前進変速操作径路Ｆ’に操作されたことが判断されると、苗植付け装置４の強制下降制御が実行されるように、つまり、変速レバー１１が副前進変速操作径路Ｆ’に操作されるたびに苗植付け装置４の上昇制御と下降制御を交互に行うように構成することもできる。
【００８２】
【００８３】
【００８４】
【００８５】
【００８６】
［第３例］
【００８７】
図７に第３例における変速操作径路が示されている。この例は、前記第１例を基本構造として、上記副前進変速操作径路Ｆ’よりも高速で、最高速度［ｆ５］より低速である中速位置［ｆ４］において前進変速操作径路Ｆから左右にマーカー選択操作径路ＭＬ，ＭＲが延出されている。また、この例では、副前進変速操作径路Ｆ’の全域と、後進変速操作径路Ｒの中立位置Ｎ（ｒ）から後進２速までの低速域では支持板４２に位置決め用の凹部がなく、無段階に変速保持することができるようになっている。また、変速レバー１１が副前進変速操作径路Ｆ’に操作されるたびに苗植付け装置４の上昇制御と下降制御を交互に行うように構成されている。さらに、マーカー選択操作径路ＭＬ，ＭＲのいずれかに操作することで、植付けクラッチ６０が電動モータ６１によって入れられるようになっている。この例では、変速レバー１１で苗植付け装置４の昇降、植付けクラッチ６０の入り切り、および、線引きマーカー２０の選択まで行うことができるので、第１例における操作レバー６２は不要となっている。
【００８８】
この構成によると、一行程の植付け走行を終えた畦際において、変速レバー１１を副前進変速操作径路Ｆ’に操作することで、走行速度を減速するとともに、低速アップ制御で苗植付け装置４を上昇させ、かつ、植付けクラッチ６０を切ることができ、この状態で走行機体３の方向転換を行う。そして、方向転換が終了しかかると、変速レバー１１を前進変速操作径路Ｆから再度副前進変速操作径路Ｆ’に操作することで苗植付け装置４を、植付けクラッチ６０が切られたままの状態で田面まで下降させる。条合わせを行った後、変速レバー１１を前進変速操作径路Ｆの中速位置［ｆ４］に増速操作して左右のマーカー選択操作径路ＭＬ，ＭＲの一方に操作することで、左右いずれかの線引きマーカー２０を作用姿勢に突出させることができる。そして、この例の場合、変速レバー１１をマーカー選択操作径路ＭＬ，ＭＲのいずれかに操作することで、植付けクラッチ６０が電動モータ６１によって入れられ、中速度での植付け走行が開始されることになる。その後、必要に応じて、変速レバー１１の最高速度［ｆ５］を選択して、能率的な植付け走行を行うことができる。
【００８９】
［第４例］
【００９０】
図８に第４例における変速操作径路が示されている。この例は、上記第３例を変形したものであり、マーカー選択操作径路ＭＬ，ＭＲは、前進変速操作径路Ｆの最高速度位置から左右に延出され、かつ、図示しないが、変速レバー１１の握り部に植付けクラッチ入り切り用のスイッチが指操作可能に備えられている。
【００９１】
この構成によると、一行程の植付け走行を終えた畦際において、変速レバー１１を副前進変速操作径路Ｆ’に操作することで、走行速度を減速するとともに、低速アップ制御で苗植付け装置４を上昇させ、かつ、植付けクラッチ６０を切ることができ、この状態で走行機体３の方向転換を行う。そして、方向転換が終了しかかると、変速レバー１１を前進変速操作径路Ｆから再度副前進変速操作径路Ｆ’に操作することで苗植付け装置４を、植付けクラッチ６０が切られたままの状態で田面まで下降させる。条合わせを行った後、変速レバー１１を前進変速操作径路Ｆの最高速度位置［ｆ５］に増速操作して左右のマーカー選択操作径路ＭＬ，ＭＲの一方に操作することで、左右いずれかの線引きマーカー２０を作用姿勢に突出させることができる。そして、この例の場合、変速レバー１１をマーカー選択操作径路ＭＬ，ＭＲのいずれかに操作することで、植付けクラッチ６０が電動モータ６１によって入れられ、高速での植付け走行が開始されることになる。
【００９２】
ここで、植付けクラッチ６０は変速レバー１１の握り部に設けたスイッチによっても入り操作できるので、条合わせを行った後、変速レバー１１を前進変速操作径路Ｆの任意の位置に操作するとともに、そのスイッチを操作して植付けクラッチ６０を入れて植付け走行を開始し、その後に左右のマーカー選択操作径路ＭＬ，ＭＲの一方に操作して所要の線引きマーカー２０を作用姿勢に切換えることもできる。
【００９３】
また、田植え作業の形態としては、畦際に一行程分のスペースを空けて往復植えを開始し、往復植えが終了した後に畦際に沿って周り植えを行う形態あり、この場合、往復植えを開始する前に、一方の線引きマーカー２０を作用姿勢に切換えて植付けを行わないで線引きだけを行う走行時には、マーカー選択操作径路ＭＬ，ＭＲの一方を操作して線引きマーカー２０を作用姿勢に切換えた後に、変速レバー１１のスイッチを指操作して植付けクラッチ６０を切ることができる。
【００９４】
【００９５】
【００９６】
【００９７】
【００９８】
【図面の簡単な説明】
【図１】乗用型田植機の全体側面図
【図２】乗用型田植機の全体平面図
【図３】変速操作構造の側面図
【図４】制御ブロック図
【図５】第１例のレバー案内部を示す平面図
【図６】変速レバー位置とエンジン回転数との関係を示す図
【図７】第３例のレバー案内部を示す平面図
【図８】第４例のレバー案内部を示す平面図
【符号の説明】
３走行機体
４水田作業装置
Ｆ前進変速操作径路
ｆ1〜ｆ5 前進変速位置
Ｒ後進変速操作径路
ｒ1〜ｒ3 後進変速位置
Ｎ中立位置
Ｎ(r) 中立位置

Claims

走行機体に水田作業装置を駆動昇降自在に連結するとともに、走行速度を無段に変速する変速レバーを、前進変速操作径路から後進変速操作径路に亘って中立位置を介して一連に移動操作可能に構成した水田作業機であって、
５段の前進変速位置が設定された前記前進変速操作径路と、３段の後進変速位置が設定された前記後進変速操作径路とを、互いに平行、かつ、段違い状に偏位させて接続し、
前記変速レバーとエンジンの調速機構を連係して、前記前進変速操作径路において、前記変速レバーを中立位置側から高速位置側へ操作するに連れて前記調速機構を高回転側に作動させ、前記変速レバーを高速位置側から中立位置側へ操作するに連れて前記調速機構を低回転側に作動させるように設定するとともに、
前記後進変速操作径路の中立位置を越えて前進方向への直線移動操作によって前進２速に相当する変速位置に移行可能な変速操作径路に前記変速レバーがある時は、エンジン回転速度が前記後進変速操作径路の後進一速での設定回転速度に維持されるように、前記変速レバーの操作に対する前記調速機構のエンジン調速パターンを設定してある水田作業機。