JP5782001B2 - 水田作業車 - Google Patents

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Description

本発明は、田植機や直播機等の水田作業車に関する。
従来、この種の水田作業車としては、常に運転者が運転部に乗った状態で走行に係わる操作を行うこと以外に、畦を越えて水田に出入り(畦越え操作)する時点や、水田作業車の自力走行によってトラックへの積み下ろしを行う時点で、車両本体の傾きが大きくなる場合には、運転者が車体本体の運転部から降りて地上から車体本体を操作しながら、十分な低速で車体本体を走行させることがある(例えば、特許文献1参照)。
但し、車両本体の傾きが小さい場合は、運転部から降りずに走行を継続する場合もある。
そして、従来の水田作業車においては、運転部から降りて車体本体の操作を行うか、乗ったまま走行を継続するかは、運転者の判断に委ねられ、水田作業車として運転者に対して判断の参考となる情報を提供する手段は備えられていなかった。
特開2009−255915号公報(図20)
上述した従来の水田作業車によれば、傾斜地の走行において、運転部から運転者が降りて低速走行させる(降車操作)か、乗ったまま走行を継続する(乗車操作)かの判断が、運転者に委ねられているので、前記乗車操作・前記降車操作の普遍的な判断基準が無く、個人差による判断上のバラツキが多くなっていた。
従って、本発明の目的は、傾斜地の傾斜の度合を運転者に正確に認識させて、降車状態での走行操作を促すことができる水田作業車を提供するところにある。
本発明の第1の特徴構成は、車体本体の傾斜を検出する傾斜センサと、前記傾斜センサによる検出値が、設定値を越えると警報を発する報知手段と、傾斜地走行の為に運転者が降車して操作可能な操作手段と、前記報知手段によって発せられた警報を、前記操作手段の操作が開始されるに伴って停止させる警報停止手段とを設けてあるところにある。
本発明の第1の特徴構成によれば、傾斜センサによって検出された車体本体の傾斜検出値が、設定値を越えると、報知手段によって警報を発することができるから、運転者は、その警報を受けることで、傾斜地の傾斜の度合を正確に認識でき、前記乗車操作から降車操作に変更する判断を、適切なタイミングで下すことができるようになる。
また、降車した運転者は、傾斜地走行のための操作を、操作手段によって実施でき、しかも、その操作手段の操作が開始されるに伴って、警報停止手段の作用で、前記警報を停止させることができる。
従って、運転者は、警報を停止することを意識せずに、操作手段に対する操作に専念するだけで、警報も停止でき、運転者への操作上の負担を軽減することができる。
尚、警報停止手段による警報停止制御の開始条件となる「操作手段の操作」とは、例えば、車体前端の浮き上がりを抑止するために前記車体本体の前端部に設けられた操作アームの操作であったり、又は、ブレーキペダルに連動して前記車体本体の外周側から制動可能に設けられたブレーキレバーの操作等が該当する例として挙げられる。
本発明の第2の特徴構成は、運転者が運転席に着座していることを検出する着座センサを設け、前記報知手段は、前記傾斜センサによる検出値が、設定値を越えると共に、前記着座センサによって運転者の着座が検出されたときに警報を発するように構成してあるところにある。
本発明の第2の特徴構成によれば、傾斜センサによる検出値を基にした車体本体の傾斜制御条件と、着座センサによる検出値を基にした運転者の着座制御条件との両面から、警報の発令を制御できるようになり、より現実に即した報知制御が可能となる。
一例としては、車体本体の傾斜が急になる前に、運転者が車体本体から降りて前記降車操作を実施しているような場合には、その後、傾斜が急になって傾斜センサによる検出値が所定値を越えても、着座センサが運転者の着座を検出できないから、結果的には警報が発令されない。
即ち、現実的には、運転者は既に降車しているわけであるから警報を発令する必要が無く、本発明の第2の特徴構成によれば、このような状況に即した精度の高い報知制御が可能となる。
本発明の第3の特徴構成は、前記操作手段は、前記車体本体が作業地から畦に乗り上げる際に車体前端の浮き上がりを抑止するために前記車体本体の前方から操作可能な操作アームであるところにある。
本発明の第3の特徴構成によれば、降車した運転者が前方から操作アームを握って車体前端の浮き上がりを抑止した状態で傾斜地走行を行えるようになる。従って、良好な状態で畦を越えることができる。
尚、警報停止手段による警報停止制御の開始条件となる「操作アームの操作」とは、例えば、操作アームに触れることであったり、又は、操作アームを握ることであったり、又は、操作アームを下方へ押圧することであったり、又は、操作アームが上下揺動自在に形成されている場合は、その操作アームの揺動操作等が該当する例として挙げられる。
田植機の左側面視説明図 田植機の平面図 田植機の前面視説明図 操作アームの取付部詳細図 リンク機構の周辺を示す側面視説明図 リンク機構の周辺を示す後面視説明図 車輪の伝動系を示す模式図 報知手段と警報停止手段を示すブロック図
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[1]
図1に示すように、右及び左の前輪1、右及び左の後輪2で支持された車体本体に、運転席3を備えた運転部4が備えられ、後部には単一のトップリンク103と左右一対のロアリンク104からなるリンク機構5が上下に揺動自在に支持され、リンク機構5を昇降駆動する油圧シリンダ7が備えられており、リンク機構5を介して4条植型式の苗植付装置6が昇降自在に支持されて、水田作業車の一例である乗用型田植機が構成されている。
尚、運転席3には、運転者が着座していることを検出する着座センサTが設けられている。
図1及び図2に示すように、苗植付装置6は、1個のフィードケース11、2個の伝動ケース9、伝動ケース9の後部に回転駆動自在に支持された一対の植付アーム10、接地フロート12、4個の苗のせ面を備えて左右方向に往復横送り駆動される苗のせ台8等を備えて構成されている。これにより、苗のせ台8が左右方向に横送り駆動されるのに伴って、植付アーム10が苗のせ台8の下部から苗を取り出して田面に植え付ける。
運転部4の前部にエンジン35を覆う前部ボンネット14及び後部ボンネット15が備えられており、車体本体に固定された後部ボンネット15に対し、前部ボンネット14が後方上部の横軸芯(図示せず)周りに上方に開放自在に支持されている。運転部4において運転席3と後部ボンネット15との間にステップ13が備えられ、ステップ13の右及び左の前部から前部ボンネット14の右及び左横側に亘って、乗降用のステップ17が延出されている。ステップ17の右及び左横側に支柱26が備えられて、支柱26に予備苗のせ台18が取り付けられている。
ステップ13と右のステップ17との境目には、右及び左の前輪1、右及び左の後輪2を制動可能なブレーキのブレーキペダル27が、上方に突出する状態で設けられている。ブレーキペダル27によって、ブレーキをONにする操作を行うに伴って、後述する静油圧式無段変速装置24はニュートラルとなるように構成されている。
図2及び図3に示すように、ブレーキペダル27には、前方に延出する状態に操作レバー19が固定されており、車体本体の前方に位置する地上の運転者が操作レバー19を持ってブレーキペダル27を制動及び解除位置に操作することができる。
右のステップ17に保持レバー47が前後軸芯周りに左右に揺動自在に支持されており、ブレーキペダル27を制動位置に踏み込み操作して保持レバー47をブレーキペダル27に係合させることにより、ブレーキペダル27を制動位置に保持することができる。保持レバー47は運転席3、及び、前方の地上の何れからでも操作することができる。
また、車体本体の前端部分には、図3及び図4に示すように、横軸芯P5周りに揺動操作自在な状態に操作アーム(操作手段に相当)48が取り付けられている。
操作アーム48は、傾斜地走行のために運転者が降車して押さえ操作することで浮き上がりを防止できるように構成してあり、前方に延出されて車体本体の前部の浮き上がりを地上から押さえ操作可能な作業姿勢A1(図1参照)、及び車体本体の前部に沿って起立した格納姿勢A2(図1参照)に揺動切換操作自在に構成されている。
具体的には、操作アーム48は、図1,2,3に示すように、上部の横向きの握り部48a、右及び左の脚部48bによりアーチ状の操作アーム48が構成されて、操作アーム48の握り部48aにセンターマスコット50が取り付けられており、車体本体の前部の横軸芯P5周りに操作アーム48(脚部48b)が揺動自在に支持されている。
車体本体に対する操作アーム48の枢支連結部の詳細は、図4に示すとおりである。
操作アーム48の脚部48bの下端部は、前記横軸芯P5となる枢支ボルト80を挿通自在な平板部48cとして構成してある。
車体本体のフレーム部81には、枢支連結用のフランジ部81Aが前方へ突設されている。
また、フレーム部81におけるフランジ部81Aの側方位置には、L字形状の挟持金具82の一方の辺部82aがボルト固定してある。
操作アーム48の平板部48cは、フランジ部81Aと挟持金具82の他方の辺部82bとの間に平座金83を介した状態に配置され、前記枢支ボルト80とナット84とによって枢支連結されている。
横軸芯P5周りに揺動操作される操作アーム48を、フレーム部81に固定されたフランジ部81Aと挟持金具82とで挟んでいるから、操作アーム48の平板部48cが枢支ボルト80やナット84と直接に接触することがなくなり、操作アーム48の揺動によって枢支ボルト80やナット84が共回りして緩むのを防止でき、緩み難い枢支連結部を形成できている。
[2]
次に、右及び左の前輪1、右及び左の後輪2、苗植付装置6への伝動系について説明する。
図1に示すように、車体本体の前部にエンジン35(ディーゼル型式)及びミッションケース20が備えられ、ミッションケース20の左横側面に静油圧式無段変速装置24が連結され、ミッションケース20の右及び左横側面に前車軸ケース21が連結されており、前車軸ケース21に右及び左の前輪1が操向自在に支持されている。車体本体の後部に後車軸ケース23がローリング自在に支持されて、後車軸ケース23に右及び左の後輪2が支持されている。
これにより、エンジン35の動力が、ベルト伝動装置25から静油圧式無段変速装置24、ミッションケース20に内装された副変速装置(図示せず)、前輪デフ装置(図示せず)を介して右及び左の前輪1に伝達され、副変速装置から右及び左の後輪2に伝達される。静油圧式無段変速装置24及び副変速装置の間から分岐した動力が、ミッションケース20に内装された株間変速装置(図示せず)及び植付クラッチ(図示せず)から、伝動軸22を介して苗植付装置6に伝達される。
後部ボンネット15の上部に操作パネル16が備えられており、操作パネル16の左右中央に右及び左の前輪1を操向操作する操縦ハンドル28が備えられている。操作パネル16において、操縦ハンドル28の左横側に静油圧式無段変速装置24を操作する変速レバー29、及び副変速装置を操作する副変速レバー30が備えられており、操縦ハンドル28の右横側にエンジン35の調速用のアクセルレバー31、及びエンジン35の始動及び停止を行うキースイッチ32が備えられている。
静油圧式無段変速装置24は中立位置、前進の高速側及び後進の高速側に無段階に変速自在に構成されている。
副変速装置は作業走行位置(中速)、移動走行位置(高速)及び畦越え位置(低速)の3段に変速自在に構成されており、副変速レバー30により副変速装置を操作する。
図1及び図2に示すように、運転部4において運転席3の右横側に昇降レバー33(図2参照)が備えられており、昇降レバー33は上昇位置、中立位置、下降位置及び植付位置に操作自在に構成されている。
昇降レバー33を上昇位置に操作すると、植付クラッチが遮断状態に操作された状態で油圧シリンダ7が上昇作動し、昇降レバー33を中立位置に操作すると、植付クラッチが遮断状態に操作された状態で油圧シリンダ7が停止する。
昇降レバー33を下降位置に操作すると、植付クラッチが遮断状態に操作された状態で油圧シリンダ7が下降作動するのであり、接地フロート12が田面に接地すると、昇降制御作動が開始される(車体本体の姿勢変化に関係なく苗植付装置6が田面から設定高さに維持されるように油圧シリンダ7が自動的に作動して、植付アーム10による苗の植付深さが設定深さに維持される)。昇降レバー33を植付位置に操作すると、昇降制御作動が行われた状態で植付クラッチが伝動状態に操作されて、植付アーム10による苗の植え付けが開始される。
操縦ハンドル28、変速レバー29、副変速レバー30、アクセルレバー31、キースイッチ32及び昇降レバー33は、運転部4の運転者(運転席3に着座する運転者)の手の届く位置に備えられており、運転部4の運転者(運転席3に着座する運転者)が操作することができる。
[3]
次に、右及び左の前輪1、右及び左の後輪2の支持構造について説明する。
図7に示すように、車体本体の左右中央に幅狭のミッションケース20が車体本体前後方向に備えられ、ミッションケース20の前部から右及び左の前車軸ケース21が延出されて、右及び左の前輪1を支持する前輪支持ケース107が、右及び左の前車軸ケース21の端部に操向自在に支持されている。ミッションケース20の後部の車体本体左右方向の横軸芯P1周りに、右及び左の後車輪ケース108が独立に上下に揺動自在に支持され、右及び左の後車輪ケース108が後方に延出されて、右及び左の後車輪ケース108の後部に右及び左の後輪2が支持されている。
後輪2,2に対する左右独立に作動するサスペンション機構125について説明する。 図5及び図6に示すように、車体本体フレームの左右部から左右支持フレーム120、120を立設し、左右支持フレーム120、120の上端近くに亘って横フレーム121を取り付け固定してある。横フレーム121にローリング軸となる前後向き姿勢の単一の支持軸123を貫通する状態で固定するとともに、支持軸123の横フレーム121から張出した片持ち部分に、左右後車輪ケース108、108の間隔に対応する横向き長さでチャンネル状断面の受けフレーム124を装着し、その受けフレーム124を前記支持軸123の軸芯回りにローリング作動自在に構成してある。
揺動フレーム124の左右両端位置と後車輪ケース108、108との間に左右夫々のサスペンション機構125、125が装着してある。
サスペンション機構125は、後車輪ケース108に立設された支持ブラケット108aと、支持ブラケット108aに横軸芯P4回りで揺動自在に取り付けられた受部材126と、受部材126より立設され付勢用のコイルスプリング128を支持する芯ロッド材127と、芯ロッド材127の上端部に外嵌されかつ受けフレーム124の内部空間内に下方から入り込む円筒状の硬質樹脂製のアジャスタ部材129と、アジャスタ部材129の下端と受部材126の上端とに亘って架設されるジャバラ部材130と、芯ロッド材127の上端部に螺合してアジャスタ部材129を受けフレーム124に連結するアジャスタボルト131とを、備えて構成してある。
ジャバラ部材130の内部には、コイルスプリング128が芯ロッド材127に外嵌された状態でかつ上下に密接する状態で設けてあり、コイルスプリング128で後車輪ケース108を下向き付勢してある。
尚、芯ロッド材127には、図6に示すように、コイルスプリング128の収縮方向の変形量を規制するための円筒状カラー127Aが外嵌させてある。コイルスプリング128に圧縮力が作用して伸縮するに伴って、この円筒状カラー127Aが、受部材126とアジャスタ部材129とに当接し、それ以後の伸縮を規制することができる。従って、車体本体の沈み込み量の上限値を規制することができる。
アジャスタ部材129における芯ロッド材127の上端部を外嵌する部分には挿通孔129aを形成してあり、アジャスタ部材129に対する芯ロッド材127の相対上下動を許容するように構成してある。アジャスタ部材129を貫通して芯ロッド材127に螺合しているアジャスタボルト131は、アジャスタ部材129に対する芯ロッド材127の相対上下動に伴って一体で上下動し、受けフレーム124に対して相対上下動可能に構成してある。
以上のような構成によって、水田での作業走行や路上走行等において、凹凸に応じて右及び左の後車輪ケース108(右及び左の後輪2)が独立に上下に揺動し、右及び左のサスペンション機構125、125によりショックが吸収される。
アジャスタ部材129の上端面は半球状に形成されており、このアジャスタ部材129の上端面を支持する受けフレーム124にも、上向きに膨出する半球状受け面124bが形成されており、半球状受け面124bにアジャスタボルト131を貫通させる貫通孔124cが設けてある。
ここに、半球状のアジャスタ部材129の上端面と受フレーム124の半球状受け面124bとで受止融通機構を構成する。
このような構成によって、アジャスタ部材129の傾きに対しても、受けフレーム124での保持を安定して行えるように構成してある。
以上のように、受けフレーム124の半球状受面124bとアジャスタ部材129の半球状上端面との組み合わせによって、一方の後輪2が凹凸部の影響を受けて昇降作動する場合に、それを受けて受けフレーム124がローリング作動した場合にも、サスペンション機構125は垂直方向に伸縮作動することになり、後輪2が接地面に対して傾斜することはない。ここに、受フレーム124に対して直交する姿勢がサスペンション機構125の基準姿勢である。
このことによって、例えば、受けフレーム124に連動してサスペンション機構125が接地面に対して傾斜を生じた場合に、昇降作動していない反対側の後輪2をも接地面に対して傾斜を生じることによって、走行が不安定になるといったことを抑制できる。
次ぎに、受けフレーム124を水平姿勢(中立姿勢)に復帰させる中立復帰用付勢手段について説明する。図6に示すように、受けフレーム124の上方で左右支持フレーム120の上端に受止フレーム133が取付け固定してあり、受止フレーム133に中立復帰バネ134の上端部を受け止める受止座133aが形成してある。
一方、前記した受止フレーム133の下方に位置する受けフレーム124の対応する部位には、上向きに縁部が突出するバーリング加工孔124aが設けてあり、このバーリング加工孔124aによって中立復帰バネ134の下端を受け止める載置座を構成してある。そして、上記した受けフレーム124のバーリング加工孔124aとその上方に位置する受止フレーム133の受止座133aとの間に中立復帰バネ134を装着してある。
中立復帰バネ134は左右一対配置されて、受けフレーム124を水平状態に中立復帰させるべく作動している。
以上のように、サスペンション機構125の復帰付勢力とローリング作動する受けフレーム124に対する中立復帰付勢力との大きさ力関係は、サスペンション機構125の復帰付勢力を大きくしてあり、この大小関係によって夫々の作動形態は次ぎのようになる。
つまり、受けフレーム124をローリング作動自在に構成してあるので、サスペンション機構125との協働によって、凹凸面に対する後車輪2の昇降量を大きく採ることができるとともに、サスペンション機構125として硬いものを採用できる。これによって、苗のせ台8での載置苗量が増大しても、後輪2等の沈み込みや苗植付装置6等が後下がりとなることを抑制できる。
一方、左右の凹凸が同じものである場合には、サスペンション機構125、125が作動して、接地追従性を確保している。
受けフレーム124のローリング軸芯を挟んで左右両側方上方位置に、受けフレーム124に当接作用して、ローリング作動を規制するローリング規制板(図示せず)を設けてある。これによって、ローリング作動を適正なものに抑えてある。
図6に示すように、受けフレーム124とサスペンション機構125,125とで構成される門型空間内に、トップリンク103、油圧シリンダ7、ロアリンク104,104、伝動軸22のすべてが納められている。
[4]
本実施形態の乗用型田植機には、例えば、水田から畦に上がる際に、車体本体の前端が大きく持ち上がる(後方への傾斜)状態となるような場合に、図8に示すように、警報を発して、運転者に降車を促すための報知手段Hが設けてある。
報知手段Hは、警報ブザーVと、警報ブザーVのオン・オフのコントロールを行う制御装置60とを備えて構成してある。
制御装置60には、警報ブザーVと、車体本体の前後方向の傾斜を検出する傾斜センサKと、運転席3に運転者が着座していることを検出する着座センサTと、前記操作アーム48が格納姿勢A2でない状態を検出する操作アーム変位センサSとが、信号を送受信自在な状態に接続されている。
制御装置60は、警報ブザーVをオンにする(鳴らす)基準となる傾斜設定値を保存できるように構成されている。そして、着座センサTが運転者の着座を検出し、且つ、傾斜センサKの検出値が、傾斜設定値を越えるという情報を受けた場合に、警報ブザーVをオンにするように構成してある。
また、制御手段60は、操作アーム変位センサSが操作アーム48の非格納姿勢を検出したという情報を受けた場合に、警報ブザーVをオフにするように構成してある。
従って、例えば、畦越えの際に、運転者が運転席3に着座した状態で走行中、傾斜設定値よりも大きく傾斜するような場合、警報ブザーVが鳴り、運転者に降車して機器操作を行うよう促すことができる。
また、警報を受けた運転者が車体本体から降車して、前に回って操作アーム48を格納姿勢A2から前に引き出すと、操作アーム変位センサSがオン状態となり、警報ブザーVが止まる。操作アーム変位センサSと制御装置60とを備えて警報停止手段VSが構成されている。
因みに、警報ブザーVと傾斜センサKとは、前部ボンネット14と後部ボンネット15とで覆われた空間に配置してあり、車体本体のフレームの高い位置に取り付けてある。
また、操作アーム変位センサSは、例えば、格納姿勢A2の操作アーム48の外周面が押し当たることでオフとなり、離間する(作業姿勢A1になる)に伴ってオンとなるスイッチで構成することができる。
本実施形態で説明した乗用型田植機によれば、畦越え時に、傾斜が急になりすぎる前に、警報ブザーVが鳴って運転者に報知することができるから、運転者は、その警報を受けて傾斜地の傾斜の度合を正確に認識でき、乗車操作から降車操作に変更する判断を、適切なタイミングで下すことができる。
また、降車した運転者は、操作アームを作業姿勢A1にして畦越え操作を継続するだけで、警報を停止させることができ、運転者への操作上の負担を軽減することができる。
また、上述の警報の報知条件の一つには、運転者が着座していることが含まれるから、必要な時だけの精度の高い報知制御が可能となる。
従って、良好な状態で畦を越えることができる。
以上のような作用効果は、畦越え時はもとより、当該乗用田植機のトラックへの積み下ろしの際や、その他、傾斜地の走行の際にも、同様に期待することができる。
〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。
〈1〉 前記報知手段Hは、先の実施形態では、傾斜センサKと着座センサTとの両方からの情報を基に警報を発するように構成されたものを説明したが、この構成に限るものではなく、傾斜センサKからの情報のみで警報を発するように構成するものであってもよい。その場合は、着座センサTを設けなくてもよくなる。
また、警報そのものは、警報ブザーによるもの以外にも、警告灯であったり、チャイムや音楽や音声等を発する再生手段によるものであってもよい。
〈2〉 前記操作手段48は、先の実施形態で説明した操作アームに限るものではなく、例えば、ブレーキペダル27に連動して車体本体の外周側から制動可能に設けられた操作レバー19であってもよい。
また、操作手段48の操作(傾斜地走行のために運転者が降車して行う操作)とは、先の実施形態で説明した操作手段48の下方への揺動操作に限らず、操作手段48に触れるだけの操作や、操作手段48を握るだけの操作であってもよい。この場合は、それぞれの操作が為されたことを検知する検知手段を設ける必要がある。
従って、警報停止手段VSは、上述の各操作手段48の操作が開始されるに伴って警報を停止させるものであればよい。
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
本発明は、乗用型田植機ばかりではなく、車体本体の後部に直播装置を備えた乗用型直播機等の水田作業車にも適用できる。
48 操作アーム(操作手段に相当)
H 報知手段
K 傾斜センサ
T 着座センサ
VS 警報停止手段

Claims (3)

  1. 車体本体の傾斜を検出する傾斜センサと、
    前記傾斜センサによる検出値が、設定値を越えると警報を発する報知手段と、
    傾斜地走行の為に運転者が降車して操作可能な操作手段と、
    前記報知手段によって発せられた警報を、前記操作手段の操作が開始されるに伴って停止させる警報停止手段とを設けてある水田作業車。
  2. 運転者が運転席に着座していることを検出する着座センサを設け、
    前記報知手段は、前記傾斜センサによる検出値が、設定値を越えると共に、前記着座センサによって運転者の着座が検出されたときに警報を発するように構成してある請求項1に記載の水田作業車。
  3. 前記操作手段は、前記車体本体が作業地から畦に乗り上げる際に車体前端の浮き上がりを抑止するために前記車体本体の前方から操作可能な操作アームである請求項1又は2に記載の水田作業車。
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