JPH06125625A - 作業車の対地作業装置姿勢変更構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 姿勢センサーの検出値に基づいて、油圧アク
チュエータにより対地作業装置を姿勢変更操作するよう
に構成した作業車の対地作業装置姿勢変更構造におい
て、開閉弁を高速で切換操作して油圧アクチュエータへ
の流量制御を行う場合、流量の変更開始直後に油圧アク
チュエータに大流量の作動油が急激に給排操作されてハ
ンチング現象に発展するような状態を防止する。 【構成】 開閉弁が開位置に操作されている時間を所定
の微小時間Ｔ１に保持して変化させずに、切換操作の周
期Ｔを長短に変更して流量の制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、乗用型田植機や農用ト
ラクタ等の作業車において、機体に連結した対地作業装
置の姿勢制御手段（昇降制御やローリング制御）の構成
に関する。

【０００２】

【従来の技術】以上のような作業車の一例として乗用型
田植機があり、この乗用型田植機では苗植付装置（対地
作業装置に相当）の昇降制御（姿勢制御手段に相当）を
行っている。つまり、苗植付装置を昇降操作する油圧シ
リンダ（油圧アクチュエータに相当）、油圧アクチュエ
ータへの作動油の給排方向を決めて油圧シリンダを伸縮
操作する制御弁、及び、田面（地面に相当）から苗植付
装置までの高さ（田面に対する対地作業装置の姿勢に相
当）を検出する高さセンサー（姿勢センサーに相当）を
備えて、高さセンサーの検出値に基づき制御弁を切換操
作し油圧シリンダを伸縮操作して、田面から苗植付装置
が設定高さを維持するように苗植付装置を昇降操作し、
苗の植付深さを一定に維持している。

【０００３】近年では、高さセンサーの検出値が設定値
から下降側又は上昇側に大きく外れるほど、油圧シリン
ダへの作動油の給排油量が多くなるように流量制御を行
い、油圧シリンダにより苗植付装置が素早く昇降操作さ
れるように構成することが提案されている。この場合、
例えば図６に示すように油圧シリンダに作動油を給排操
作する開位置と、作動油の給排を遮断する閉位置とに所
定の周期Ｓで高速で切換自在な開閉弁（図示せず）を備
えて、所定の周期Ｓ内での開位置での時間Ｓ１と閉位置
での時間Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２を任意に変更（デューテ
ィ制御）して流量制御を行うように構成しているものが
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来の構造にお
いて、例えば高さセンサーの検出値が設定値から急に大
きく外れたとする。この場合、従来の構造では例えば図
６の左側に示すように開閉弁の比Ｓ１／Ｓ２が大きくな
って、油圧シリンダへの作動油の給排油量が多くなるよ
うに流量制御が行われることになる。しかし、この構成
では開閉弁の比Ｓ１／Ｓ２が大きくなった直後におい
て、図６の左側に示すように開位置での長い時間Ｓ１に
対応する比較的大流量の作動油が、油圧シリンダに対し
て一度に給排操作されることになる。これにより、油圧
シリンダが急激に高速で伸縮を開始するような状態とな
って、苗植付装置が設定高さで停止せずに通過してしま
い、再び苗植付装置が上昇又は下降操作されると言う状
態が生じて、ハンチング現象に発展するおそれがある。
本発明は、開閉弁を切換操作して流量制御を行いながら
対地作業装置の姿勢変更操作を行う場合において、前述
のような対地作業装置のハンチング現象を抑えることを
目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は以上のよ
うな作業車の対地作業装置姿勢変更構造において、次の
ように構成することにある。つまり、機体に対する対地
作業装置の姿勢を変更操作する油圧アクチュエータと、
地面に対する対地作業装置の姿勢を検出する姿勢センサ
ーと、油圧アクチュエータへの作動油の給排方向を切換
操作して油圧アクチュエータの作動方向を決める制御弁
と、油圧アクチュエータに作動油を給排操作する開位
置、及び作動油の給排を遮断する閉位置に所定の周期で
高速で切換自在な開閉弁とを備えると共に、姿勢センサ
ーの検出値が設定値から外れると、対地作業装置が地面
に対し設定姿勢に維持されるように、制御弁を切換操作
し油圧アクチュエータを作動させる姿勢制御手段と、姿
勢センサーの検出値に対応してこの検出値が設定値から
大きく外れるほど、開閉弁が開位置に操作されている時
間を所定の微小時間に保持して変化させずに、周期を短
いものに変更していく周期変更手段とを備えてある。

【０００６】

【作用】本発明のように構成すると通常の状態では、姿
勢センサーの検出値に基づいて制御弁が切換操作され油
圧アクチュエータが正逆に作動して、対地作業装置が地
面に対して設定姿勢に維持される。この場合、例えば図
５の状態Ａの範囲に示すように、開位置に操作されてい
る時間を微小時間Ｔ１の一定として、周期Ｔにより開位
置と閉位置とに高速で開閉弁が切換操作されて、油圧ア
クチュエータの作動油の給排油量が所定の流量に設定さ
れている。以上の状態において姿勢センサーの検出値が
設定値から大きく外れたとする。この場合、制御弁が切
換操作されて油圧アクチュエータが作動すると同時に、
図５の状態Ｂの範囲に示すように、状態Ａよりも短い周
期Ｔで開閉弁が切換操作される。これにより、油圧アク
チュエータへの作動油の給排油量が図５の状態Ａに対応
する流量よりも大流量に設定され、油圧アクチュエータ
が比較的素早く作動を開始するようになりその作動速度
も比較的高速になって、対地作業装置が素早く滑らかに
設定姿勢に戻される。

【０００７】この場合、図６に示す従来の構造において
は開閉弁の比Ｓ１／Ｓ２が大きくなった直後において、
図６の左側に示すように開位置での長い時間Ｓ１に対応
する比較的大流量の作動油が、油圧アクチュエータに対
して一度に給排操作されることになり、ハンチング現象
に発展するおそれがある。これに対して本発明では例え
ば図５の状態Ｂの範囲に示すように、開位置に操作され
ている時間を通常の状態と同じ微小時間Ｔ１の一定とし
たままで、周期Ｔを短くすることにより、油圧アクチュ
エータの作動油の給排油量を増大させている。これによ
り、比較的大流量の作動油が油圧アクチュエータに対し
て一度に給排操作され、油圧アクチュエータが急激に高
速で作動を開始するような状態とはならず、ハンチング
現象に発展するおそれがない。

【０００８】

【発明の効果】以上のように、開閉弁を切換操作して流
量制御を行いながら対地作業装置の姿勢変更操作を行う
場合において、流量の変更開始直後に急激に大流量の作
動油が給排操作されるような状態を抑えることにより、
ハンチング現象を防止した滑らかな姿勢制御が可能にな
った。これにより、ハンチング現象による対地作業不良
（苗植付装置による苗の植付深さがバラ付く等）を、未
然に防止することができるようになる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （１）図１に示すように、前輪１及び後輪２で支持され
た機体の後部に、苗植付装置３（対地作業装置に相当）
を、リンク機構４及び単動型の油圧シリンダ５（油圧ア
クチュエータに相当）により昇降操作自在に連結して、
作業車の一例である乗用型田植機を構成している。苗植
付装置３は図１に示すように、一対の植付アーム７を備
えた植付ケース８が、苗植付装置３の植付ミッションケ
ース６の後部に回転駆動自在に支持され、苗のせ台９が
植付ミッションケース６に対して左右に往復横送り駆動
自在に支持されており、植付ケース８の回転に伴い苗の
せ台９から一対の植付アーム７が交互に苗を取り出して
田面Ｇ（地面に相当）に植え付けて行くように構成され
ている。

【００１０】図２及び図１に示すように、苗植付装置３
の左右中央に１個の接地フロート１６（姿勢センサーに
相当）が配置されており、接地フロート１６はその後部
が植付ミッションケース６側の支持アーム１７の横軸芯
Ｐ１周りに、揺動自在に支持されている。図２及び図３
に示すように、植付ミッションケース６の前端に固定さ
れたフレーム１８に、天秤状の第１アーム２６及び第２
アーム２７が上下揺動自在に支持され、第１及び第２ア
ーム２６，２７の先端に平面視Ｌ字状のブラケット２８
が支持されており、第１及び第２アーム２６，２７によ
りブラケット２８が平行に上下動できるように支持され
ている。このブラケット２８にポテンショメータ１９が
固定されており、ポテンショメータ１９の検出アーム１
９ａと接地フロート１６の前部とがロッド２０により連
結されている。そして、接地フロート１６の前部に支持
されたロッド２３が、ブラケット２８に固定されたブラ
ケット２４に上下動自在に挿通されており、ロッド２３
とブラケット２４との間に接地フロート１６を下方側に
付勢するバネ２１が設けられている。

【００１１】図２及び図３に示すように、接地フロート
１６用の支持アーム１７の基部に植付深さの調節レバー
２９が固定されている。これにより、調節レバー２９を
上下に操作してレバーガイド３０に係合固定することに
よって、支持アーム１７の上下角度、つまり横軸芯Ｐ１
及び接地フロート１６の位置を上下に変更することによ
り、後述のように苗の植付深さを変更する。この場合、
図３に示すように調節レバー２９のピン２９ａに第１ア
ーム２６の他端が係合しており、調節レバー２９を上下
に操作し、横軸芯Ｐ１及び接地フロート１６の位置を上
下に変更して苗の植付深さを変更しても、これに伴って
第１アーム２６及びブラケット２８が上下に揺動操作さ
れて、苗の植付深さの変更に関係なく接地フロート１６
とポテンショメータ１９及びロッド２３等の上下間隔
を、図２に示す間隔に維持できるように構成している。

【００１２】（２）次に、乗用型田植機における苗植付
装置３の昇降制御（姿勢制御手段に相当）について説明
する。図４に示すように接地フロート１６のポテンショ
メータ１９からの検出値が、制御装置１０に入力されて
おり、昇降制御の制御感度を人為的に設定変更可能な感
度設定スイッチ１１が備えられている。そして、ポンプ
１３からの作動油を油圧シリンダ５に供給して苗植付装
置３を上昇操作する上昇位置１２Ｕ、油圧シリンダ５か
ら作動油を排油して苗植付装置３を下降操作する下降位
置１２Ｄ、及び中立位置１２Ｎの３位置切換式で電磁操
作式の制御弁１２が備えられ、制御弁１２と油圧シリン
ダ５との間に、油圧シリンダ５に作動油を給排操作する
開位置１４ａ、及び作動油の給排を遮断する閉位置１４
ｂに高速で切換操作自在な電磁操作式の開閉弁１４を設
けている。

【００１３】図５に示すように開閉弁１４は、開位置１
４ａに操作されている時間を微小時間Ｔ１の一定とし
て、周期Ｔにより開位置１４ａと閉位置１４ｂとに高速
で切換操作されている（図５の状態Ａ参照）。これによ
り、ポンプ１３及び制御弁１２から油圧シリンダ５への
作動油の給排油量が、通常の状態では図５の状態Ａに対
応する比較的小流量に設定されている。

【００１４】以上の構造により、図４に示すように感度
設定スイッチ１１を標準に設定したとする。この状態に
おいて、植付走行に伴い接地フロート１６が田面Ｇに接
地追従して行くと、図２に示すようにポテンショメータ
１９からの検出値に基づき、この検出値が基準値Ｃ１
（設定値に相当）となるように（ポテンショメータ１９
の検出アーム１９ａが図２の基準値Ｃ１の姿勢となるよ
うに）、制御装置１０により制御弁１２が上昇位置１２
Ｕ及び下降位置１２Ｄに切換操作され油圧シリンダ５が
伸縮操作されて、苗植付装置３が自動的に昇降操作され
る。これにより、苗植付装置３が田面Ｇから設定高さに
自動的に維持されて苗の植付深さが設定値に維持され
る。この場合、開閉弁１４の切換操作により油圧シリン
ダ５への作動油の給排油量が、図５の状態Ａに対応する
比較的小流量に設定されているので、油圧シリンダ５の
伸縮開始が比較的緩慢で、その伸縮速度も比較的低速な
ものとなる。

【００１５】前述の状態において、ポテンショメータ１
９からの検出値が基準値Ｃ１から設定範囲以上に大きく
外れたとする。この場合、ポテンショメータ１９からの
検出値が基準値Ｃ１となるように、制御弁１２が上昇位
置１２Ｕ及び下降位置１２Ｄに切換操作されると同時
に、図５の状態Ｂに示すように開閉弁１４を開位置１４
ａに操作されている時間を微小時間Ｔ１の一定として、
周期Ｔが状態Ａよりも短いものに設定される（周期変更
手段に相当）。このように、状態Ａよりも短い周期Ｔで
開閉弁１４が切換操作されると、油圧シリンダ５への作
動油の給排油量が、図５の状態Ａに対応する流量よりも
大流量に設定される。これにより、油圧シリンダ５が比
較的素早く伸縮を開始するようになり、その伸縮速度も
比較的高速になるので、苗植付装置３が素早く滑らかに
設定高さに戻されるのである。

【００１６】（３）以上のような苗植付装置３の昇降制
御において、田面Ｇの凹凸が多い場合には感度設定スイ
ッチ１１を鈍感側に操作する。この場合、図２に示すよ
うに当初の基準値Ｃ１が、感度設定スイッチ１１の操作
位置に対応する基準値Ｃ２に変更される。このような状
態になると、ポテンショメータ１９からの検出値が基準
値Ｃ２となるように（ポテンショメータ１９の検出アー
ム１９ａが図２の基準値Ｃ２の姿勢となるように）、苗
植付装置３が自動的に昇降操作される。この基準値Ｃ２
における接地フロート１６の姿勢は図２に示す姿勢より
も上向きになるので、接地フロート１６の田面Ｇへの接
地面積が減少すると共に、バネ２１が圧縮されてこのバ
ネ２１の付勢力が強められる。従って、この状態におい
て接地フロート１６の田面Ｇへの接地追従感度、つまり
昇降制御の制御感度が鈍感側に変更操作されることにな
る。

【００１７】逆に、田面Ｇの凹凸が少ない場合には感度
設定スイッチ１１を敏感側に操作する。この場合、図２
に示すように当初の基準値Ｃ１が、感度設定スイッチ１
１の操作位置に対応する基準値Ｃ３に変更される。この
ような状態になると、ポテンショメータ１９からの検出
値が基準値Ｃ３となるように（ポテンショメータ１９の
検出アーム１９ａが図２の基準値Ｃ３の姿勢となるよう
に）、苗植付装置３が自動的に昇降操作される。この基
準値Ｃ３における接地フロート１６の姿勢は図２に示す
姿勢よりも下向きになるので、接地フロート１６の田面
Ｇへの接地面積が増加すると共に、バネ２１が延びてこ
のバネ２１の付勢力が弱められる。従って、この状態に
おいて接地フロート１６の田面Ｇへの接地追従感度、つ
まり昇降制御の制御感度が敏感側に変更操作されること
になる。

【００１８】以上の昇降制御において、調節レバー２９
を上下に操作して横軸芯Ｐ１及び接地フロート１６の位
置を、苗植付装置３に対して上下に変更してやる。この
ようにすれば、田面Ｇ（接地フロート１６）に対して維
持すべき苗植付装置３の設定高さが上下に変更されて、
苗の植付深さが変更される。このように苗の植付深さを
変更しても、これに関係なく図３の第１及び第２アーム
２６，２７の作用により、接地フロート１６とポテンシ
ョメータ１９との上下間隔が図２に示す間隔に維持され
るので、感度設定スイッチ１１で設定している基準値Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３に変化はない。

【００１９】〔別実施例〕前述の実施例においては図５
に示すように、周期Ｔの長い状態Ａと周期Ｔの短い状態
Ｂの２状態に切換操作される型式であるが、ポテンショ
メータ１９の検出値の基準値Ｃ１からの外れ度合いに応
じて、図５の周期Ｔを連続的に変化させるように構成し
てもよい。又、図４に示す構成において開閉弁１４を省
略して、制御弁１４を上昇位置１２Ｕと中立位置１２
Ｎ、又は下降位置１２Ｄと中立位置１２Ｎとに高速で切
換操作することにより、制御弁１２に開閉弁１４の機能
を備えさせてもよい。前述の実施例では姿勢制御手段と
して苗植付装置３の昇降制御を対象として、この昇降制
御に本発明を適用したが、苗植付装置３のローリング制
御を姿勢制御手段とし、このローリング制御に本発明を
適用してもよい。この場合、ローリング制御の不感帯の
幅を変更することにより、制御感度を変更すればよい。
本発明は乗用型田植機ばかりでなく、直播機（対地作業
装置に相当）を機体後部に昇降自在に連結した乗用型直
播機や、ロータリ耕耘装置（対地作業装置に相当）を機
体後部に昇降自在に連結した農用トラクタにも本発明は
適用できる。

【００２０】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】乗用型田植機の全体側面図

【図２】接地フロート及びポテンショメータ付近の側面
図

【図３】接地フロート及びポテンショメータ付近の正面
図

【図４】接地フロート及びポテンショメータ、制御弁、
開閉弁の連係状態を示す図

【図５】本発明における開閉弁の切換状態を示す図

【図６】従来の構造における開閉弁の切換状態を示す図

【符号の説明】

３ 対地作業装置 ５ 油圧アクチュエータ １２ 制御弁 １４ 開閉弁 １４ａ 開閉弁の開位置 １４ｂ 開閉弁の閉位置 １６ 姿勢センサー Ｔ 周期 Ｔ１ 微小時間 Ｃ１ 設定値 Ｇ 地面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体に対する対地作業装置（３）の姿勢
   を変更操作する油圧アクチュエータ（５）と、地面
   （Ｇ）に対する前記対地作業装置（３）の姿勢を検出す
   る姿勢センサー（１６）と、前記油圧アクチュエータ
   （５）への作動油の給排方向を切換操作して油圧アクチ
   ュエータ（５）の作動方向を決める制御弁（１２）と、
   前記油圧アクチュエータ（５）に作動油を給排操作する
   開位置（１４ａ）、及び作動油の給排を遮断する閉位置
   （１４ｂ）に所定の周期（Ｔ）で高速で切換自在な開閉
   弁（１４）とを備えると共に、 前記姿勢センサー（１６）の検出値が設定値（Ｃ１）か
   ら外れると、前記対地作業装置（３）が地面（Ｇ）に対
   し設定姿勢に維持されるように、前記制御弁（１２）を
   切換操作し油圧アクチュエータ（５）を作動させる姿勢
   制御手段と、 前記姿勢センサー（１６）の検出値に対応してこの検出
   値が設定値（Ｃ１）から大きく外れるほど、前記開閉弁
   （１４）が開位置（１４ａ）に操作されている時間を所
   定の微小時間（Ｔ１）に保持して変化させずに、前記周
   期（Ｔ）を短いものに変更していく周期変更手段とを備
   えてある作業車の対地作業装置姿勢変更構造。