JP7068887B2 - 水田作業機 - Google Patents

Description

本発明は、田面に苗植付け又は播種を行う作業装置が備えられている水田作業機に関する。

上記のような水田作業機として、例えば、特許文献１に記載の水田作業機が既に知られている。特許文献１には、田面に苗植付けを行う作業装置（文献では「苗植付け装置〔４〕」）と、エンジン駆動力を変速する変速装置（文献では「主変速装置〔３１〕」）と、変速装置からの動力を変速して作業装置に伝達する変速装置（文献では「株間変速機構〔３６〕」）と、が備えられている水田作業機（文献では「田植機」）が開示されている。

特開２００５－２３７２８１号公報

特許文献１に記載の水田作業機では、作業装置用の変速装置がギヤ式の変速装置によって構成されているため、作業装置に伝達する動力の変速を変速ショック無くスムーズに行う観点から改善の余地がある。

上記状況に鑑み、作業装置に伝達される動力の変速を変速ショック無くスムーズに行うことが可能な水田作業機が要望されている。

本発明の特徴は、田面に苗植付け又は播種を行う作業装置と、エンジン駆動力を変速する変速装置と、前記変速装置からの動力を変速して前記作業装置に伝達する無段変速装置と、前記作業装置による田面に対する作業間隔を複数の設定間隔から選択操作する設定間隔選択操作部と、選択された前記設定間隔に応じて前記無段変速装置の変速段を設定する変速段設定部と、機体の実車速に応じて前記作業間隔を調整する作業間隔調整部と、衛星から位置情報を受信する受信装置と、前記受信装置が受信した位置情報に基づいて前記機体の実車速を算出する車速算出部と、前記無段変速装置に入力される動力の回転数を検出する入力回転数センサと、が備えられ、前記車速算出部は、前記受信装置が不調の場合、前記入力回転数センサにより検出された前記回転数に基づいて前記機体の実車速を算出し、前記作業間隔調整部は、前記受信装置が不調の場合、前記車速算出部が前記入力回転数センサにより検出された前記回転数に基づいて算出した前記機体の実車速に応じて前記作業間隔を調整することにある。

本特徴構成によれば、作業装置用の変速装置が無段変速装置によって構成されているため、作業装置に伝達される動力の変速を変速ショック無くスムーズに行うことができる。また、作業装置用の変速装置が無段変速装置でありながら、設定間隔と無段変速装置の変速段との対応関係が明確であり、これにより、作業者の操作性を向上させることができる。
また、本特徴構成によれば、実際の作業間隔が設定間隔に合うように、作業間隔を精度良く調整することができる。
さらに、本特徴構成によれば、受信装置が受信した位置情報に基づいて、車速算出部が機体の実車速を即時に算出し、車速算出部が算出した機体の実車速に応じて、作業間隔調整部が作業間隔を調整する。これにより、実際の作業間隔が設定間隔に合うように、作業間隔をより精度良く調整することができる。

また、本発明の他の特徴は、田面に苗植付け又は播種を行う作業装置と、エンジン駆動力を変速する変速装置と、前記変速装置からの動力を変速して前記作業装置に伝達する無段変速装置と、前記作業装置による田面に対する作業間隔を複数の設定間隔から選択操作する設定間隔選択操作部と、選択された前記設定間隔に応じて前記無段変速装置の変速段を設定する変速段設定部と、機体の実車速に応じて前記作業間隔を調整する作業間隔調整部と、衛星から位置情報を受信する受信装置と、前記受信装置が受信した位置情報に基づいて前記機体の実車速を算出する車速算出部と、車輪の回転数を検出する車輪回転数センサと、前記無段変速装置に入力される動力の回転数を検出する入力回転数センサと、が備えられ、前記作業間隔調整部は、前記車速算出部が算出した前記機体の実車速に応じて前記作業間隔を調整し、前記車速算出部は、前記受信装置が不調の場合は、前記車輪回転数センサの検出値に基づいて前記機体の実車速を算出し、前記車輪回転数センサが不調の場合は、前記入力回転数センサの検出値に基づいて前記機体の実車速を算出することにある。

本特徴構成によれば、作業装置用の変速装置が無段変速装置によって構成されているため、作業装置に伝達される動力の変速を変速ショック無くスムーズに行うことができる。また、作業装置用の変速装置が無段変速装置でありながら、設定間隔と無段変速装置の変速段との対応関係が明確であり、これにより、作業者の操作性を向上させることができる。
また、本特徴構成によれば、実際の作業間隔が設定間隔に合うように、作業間隔を精度良く調整することができる。
また、本特徴構成によれば、受信装置が受信した位置情報に基づいて、車速算出部が機体の実車速を即時に算出し、車速算出部が算出した機体の実車速に応じて、作業間隔調整部が作業間隔を調整する。これにより、実際の作業間隔が設定間隔に合うように、作業間隔をより精度良く調整することができる。
車輪回転数センサの検出値と機体の実車速との間には、相関関係が認められる。本特徴構成によれば、受信装置が不調の場合に、代替手段として車輪回転数センサを利用することにより、作業間隔の調整不能な事態を回避することができる。
入力回転数センサの検出値と機体の実車速との間には、相関関係が認められる。本特徴構成によれば、受信装置及び車輪回転数センサが不調の場合に、代替手段として入力回転数センサを利用することにより、作業間隔の調整不能な事態を回避することができる。

さらに、本発明において、前記車速算出部は、所定の車輪のスリップ率を考慮して、前記車輪回転数センサの検出値に基づいて機体の実車速を算出すると好適である。

本特徴構成によれば、車速算出部によって算出される機体の実車速に所定の車輪のスリップ率が反映されることになり、機体の実車速を精度良く算出することができる。

さらに、本発明において、前記変速装置及び前記無段変速装置は、静油圧式の無段変速装置によって構成されていると好適である。

本特徴構成によれば、作業装置に伝達する動力の変速をよりスムーズに行うことができる。

乗用型田植機を示す左側面図である。 乗用型田植機を示す平面図である。 制御ブロックを示す図である。

本発明を実施するための形態について、図面に基づき説明する。なお、以下の説明では、矢印Ｆの方向を「機体前側」（図１及び図２参照）、矢印Ｂの方向を「機体後側」（図１及び図２参照）、矢印Ｌの方向を「機体左側」（図２参照）、矢印Ｒの方向を「機体右側」（図２参照）とする。

〔乗用型田植機の全体構成〕
図１及び図２には、乗用型田植機（本発明に係る「水田作業機」に相当）を示している。本乗用型田植機には、左右一対の前輪１と、左右一対の後輪２と、機体フレーム３と、運転部４と、田面に苗植付けを行う苗植付け装置５（本発明に係る「作業装置」に相当）と、が備えられている。機体の前部には、エンジンＥやミッションケースＭ、走行用ＨＳＴ６（本発明に係る「変速装置」に相当）、株間ＨＳＴ７（本発明に係る「無段変速装置」に相当。図３参照）が設けられている。機体の前部の上方には、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）用の衛星から位置情報を受信する受信装置８が設けられている。運転部４には、運転者が着座する運転座席９や操行操作用の操向ハンドル１０が備えられている。

〔苗植付け装置〕
図１及び図２に示すように、苗植付け装置５は、機体フレーム３の後部にリンク機構１１を介して昇降可能に支持されている。本実施形態では、苗植付け装置５は、八条植型式の苗植付け装置によって構成されている。ただし、苗植付け装置５の植付け条数は、八条に限定されるものではない。苗植付け装置５には、八条分のマット状苗が載置される苗載せ台１２と、植付けアーム１３と、フィードケース（図示省略）と、植付け伝動ケース１４と、回転ケース１５と、フロート１６と、が備えられている。

回転ケース１５は、植付け伝動ケース１４の後部の左右両側部の夫々に回転可能に支持されている。植付けアーム１３は、苗載せ台１２から苗を取り出して田面に植え付ける。植付けアーム１３は、回転ケース１５の両遊端部の夫々に回転可能に支持されている。前記フィードケースからのエンジン駆動力が植付け伝動ケース１４を介して回転ケース１５に伝達されることにより、回転ケース１５が回転駆動されて、植付けアーム１３による苗の植付けが行われる。

〔動力伝達構成〕
図１及び図３に示すように、走行用ＨＳＴ６は、エンジン駆動力を変速する無段変速装置であり、本実施形態では、静油圧式の無段変速装置によって構成されている。走行用ＨＳＴ６は、ミッションケースＭの左側部に連結されている。

株間ＨＳＴ７は、走行用ＨＳＴ６からの動力を変速して苗植付け装置５に伝達する無段変速装置であり、本実施形態では、静油圧式の無段変速装置によって構成されている。株間ＨＳＴ７は、ミッションケースＭの右側部に連結されている。

株間ＨＳＴ７には、斜板（図示省略）を操作するトラニオン軸１７が備えられている。トラニオン軸１７を回転駆動する駆動機構１８（電動モータ等）と、トラニオン軸１７の回転角度を検出する角度センサ１９と、設けられている。

ミッションケースＭには、ギヤ式の副変速装置（図示省略）やギヤ式の不等速変速装置２０が内装されている。不等速変速装置２０は、入力される動力に対して出力される動力の角速度を変化させるものである。植付けアーム１３が苗載せ台１２から苗を取り出して田面に植え付けるまでの領域において、回転ケース１５の回転速度を不等速変速装置２０によって、少しだけ、高速又は低速にすることができる。

図１に示すように、エンジンＥの駆動力が伝動ベルト２１を介して走行用ＨＳＴ６に伝達される。そして、走行用ＨＳＴ６によって変速された動力が、走行伝動系と作業伝動系とに並列的に分岐されて、走行伝動系の動力が前記副変速装置等を介して、左右の前輪１及び左右の後輪２に伝達されると共に、作業伝動系の動力が株間ＨＳＴ７及び不等速変速装置２０等を介して、苗植付け装置５に伝達される。

〔制御ブロック〕
図３に示すように、制御ブロックには、制御装置２２と、設定株間選択操作部２３（本発明に係る「設定間隔選択操作部」に相当）と、受信装置８と、角度センサ１９と、後輪回転数センサ２４（本発明に係る「車輪回転数センサ」に相当）と、入力回転数センサ２５と、出力回転数センサ２６と、が備えられている。

後輪回転数センサ２４は、後輪２の回転数を検出するものであり、後車軸ケースの内部に設けられている。入力回転数センサ２５は、株間ＨＳＴ７に入力される動力（言い換えると、走行用ＨＳＴ６から出力される動力）の回転数を検出するものであり、ミッションケースＭ内に設けられている。出力回転数センサ２６は、株間ＨＳＴ７から出力される動力の回転数を検出するものであり、ミッションケースＭ内に設けられている。

設定株間選択操作部２３は、苗植付け装置５による田面に対する苗の植付け間隔Ｓ（本発明に係る「作業間隔」に相当）を複数の設定株間から選択操作するものである。設定株間選択操作部２３は、本実施形態では、運転部４に備えられた設定操作画面によって構成されている。

制御装置２２には、変速段設定部２７と、車速算出部２８と、植付け間隔調整部２９（本発明に係る「作業間隔調整部」に相当）と、が備えられている。

変速段設定部２７は、設定株間選択操作部２３によって選択された前記設定株間に応じて株間ＨＳＴ７の変速段を設定する。駆動機構１８は、変速段設定部２７からの指令に基づいてトラニオン軸１７を回転駆動する。複数の前記設定株間毎に対応する株間ＨＳＴ７の変速段が段階的に複数設定されている。

車速算出部２８は、受信装置８が受信した位置情報に基づいて機体の実車速を算出する。植付け間隔調整部２９は、実際の株間が前記設定株間（設定株間選択操作部２３によって選択された前記設定株間）に合うように、車速算出部２８が算出した機体の実車速に応じて植付け間隔Ｓを調整する。駆動機構１８は、植付け間隔調整部２９からの指令に基づいてトラニオン軸１７を回転駆動する。

ここで、車速算出部２８は、受信装置８が不調の場合、後輪回転数センサ２４の検出値に基づいて機体の実車速を算出する。その際、車速算出部２８は、所定の車輪のスリップ率を考慮して、後輪回転数センサ２４の検出値に基づいて機体の実車速を算出する。本実施形態では、所定の車輪のスリップ率として、設計値を流用している。また、車速算出部２８は、後輪回転数センサ２４が不調（受信装置８及び後輪回転数センサ２４が不調）の場合、入力回転数センサ２５の検出値に基づいて機体の実車速を算出する。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、本発明に係る「水田作業機」が乗用型田植機であった。しかし、これに代えて、本発明に係る「水田作業機」が播種機であってもよい。この場合、当該播種機には、田面に播種を行う播種装置（本発明に係る「作業装置」に相当）と、走行用ＨＳＴ６からの動力を変速して前記播種装置に伝達する無段変速装置と、前記播種装置による田面に対する播種間隔を複数の設定間隔から選択操作する設定間隔選択操作部と、選択された前記設定間隔に応じて前記無段変速装置の変速段を設定する変速段設定部２７と、が備えられている。

（２）上記実施形態では、設定株間選択操作部２３が設定操作画面によって構成されている。しかし、これに代えて、設定株間選択操作部２３がレバーによって構成されていてもよい。

（３）上記実施形態では、本発明に係る「車輪回転数センサ」が後輪回転数センサ２４によって構成されている。しかし、これに代えて、本発明に係る「車輪回転数センサ」が前輪１の回転数を検出する前輪回転数センサによって構成されていてもよい。

（４）上記実施形態では、走行用ＨＳＴ６が静油圧式の無段変速装置によって構成されている。しかし、これに代えて、本発明に係る「変速装置」が静油圧式の無段変速装置以外の変速装置（例えば、ギヤ式の変速装置）によって構成されていてもよい。

（５）上記実施形態では、株間ＨＳＴ７が静油圧式の無段変速装置によって構成されている。しかし、これに代えて、本発明に係る「無段変速装置」が静油圧式の無段変速装置以外の無段変速装置によって構成されていてもよい。

（６）上記実施形態において、後輪回転数センサ２４が検出する検出歯車の歯が欠けた場合、当該検出歯車の回転（パルス信号）傾向に基づいて、後輪２の回転数を検出するようにしてもよい。

（７）上記実施形態では、後輪回転数センサ２４が不調の場合に、代替手段として入力回転数センサ２５を利用している。これとは反対に、入力回転数センサ２５が不調の場合に、代替手段として後輪回転数センサ２４を利用してもよい。例えば、車速算出部２８は、入力回転数センサ２５が不調（受信装置８及び入力回転数センサ２５が不調）の場合、後輪回転数センサ２４の検出値に基づいて機体の実車速を算出してもよい。

（８）上記実施形態において、前記副変速装置を変速操作する副変速レバーの位置を検出して、当該副変速レバーの位置に基づいて、後輪回転数センサ２４の検出値と入力回転数センサ２５の検出値とを換算することもできる。また、後輪回転数センサ２４の検出値と入力回転数センサ２５の検出値とを比較して、後輪回転数センサ２４の検出値と入力回転数センサ２５の検出値との比較結果に基づいて、前記副変速レバーの位置を判断することもできる。

なお、本発明は、上記実施形態及び上記別実施形態に限定されるものではなく、その他種々の変更が可能である。

本発明は、乗用型田植機の他、播種機にも利用可能である。

５ 苗植付け装置（作業装置）
６ 走行用ＨＳＴ（変速装置）
７ 株間ＨＳＴ（無段変速装置）
８ 受信装置
２３ 設定株間選択操作部（設定間隔選択操作部）
２４ 後輪回転数センサ（車輪回転数センサ）
２５ 入力回転数センサ
２７ 変速段設定部
２８ 車速算出部
２９ 植付け間隔調整部（作業間隔調整部）
Ｓ 植付け間隔（作業間隔）

Claims (4)

1. 田面に苗植付け又は播種を行う作業装置と、
   エンジン駆動力を変速する変速装置と、
   前記変速装置からの動力を変速して前記作業装置に伝達する無段変速装置と、
   前記作業装置による田面に対する作業間隔を複数の設定間隔から選択操作する設定間隔選択操作部と、
   選択された前記設定間隔に応じて前記無段変速装置の変速段を設定する変速段設定部と、
   機体の実車速に応じて前記作業間隔を調整する作業間隔調整部と、
   衛星から位置情報を受信する受信装置と、
   前記受信装置が受信した位置情報に基づいて前記機体の実車速を算出する車速算出部と、
   前記無段変速装置に入力される動力の回転数を検出する入力回転数センサと、
   が備えられ、
   前記車速算出部は、前記受信装置が不調の場合、前記入力回転数センサにより検出された前記回転数に基づいて前記機体の実車速を算出し、
   前記作業間隔調整部は、前記受信装置が不調の場合、前記車速算出部が前記入力回転数センサにより検出された前記回転数に基づいて算出した前記機体の実車速に応じて前記作業間隔を調整する水田作業機。
2. 田面に苗植付け又は播種を行う作業装置と、
   エンジン駆動力を変速する変速装置と、
   前記変速装置からの動力を変速して前記作業装置に伝達する無段変速装置と、
   前記作業装置による田面に対する作業間隔を複数の設定間隔から選択操作する設定間隔選択操作部と、
   選択された前記設定間隔に応じて前記無段変速装置の変速段を設定する変速段設定部と、
   機体の実車速に応じて前記作業間隔を調整する作業間隔調整部と、
   衛星から位置情報を受信する受信装置と、
   前記受信装置が受信した位置情報に基づいて前記機体の実車速を算出する車速算出部と、
   車輪の回転数を検出する車輪回転数センサと、
   前記無段変速装置に入力される動力の回転数を検出する入力回転数センサと、
   が備えられ、
   前記作業間隔調整部は、前記車速算出部が算出した前記機体の実車速に応じて前記作業間隔を調整し、
   前記車速算出部は、前記受信装置が不調の場合は、前記車輪回転数センサの検出値に基づいて前記機体の実車速を算出し、前記車輪回転数センサが不調の場合は、前記入力回転数センサの検出値に基づいて前記機体の実車速を算出する水田作業機。
3. 前記車速算出部は、所定の車輪のスリップ率を考慮して、前記車輪回転数センサの検出値に基づいて機体の実車速を算出する請求項２に記載の水田作業機。
4. 前記変速装置及び前記無段変速装置は、静油圧式の無段変速装置によって構成されている請求項１から３の何れか一項に記載の水田作業機。

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