JPH0754056Y2 - 移動農機の操向制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は植付部などの対地作業機を走行車に装設させ、
田植作業など圃場作業を行う移動農機の操向制御装置に
関する。

「従来の技術」 従来、特開昭59-134060号公報に示す如く、ハンドル回
転によって制御弁を切換え、操舵輪を油圧力によって方
向転換させるパワーステアリング技術があった。

「考案が解決しようとする課題」 前記従来技術は、低速運転のときにパワーステアリング
とし、高速運転のときにマニアルステアリングに自動的
に切換えるもので、ハンドル操作中はもとのステアリン
グ状態を維持し、操作が終ったときに前記の自動切換を
行わせ、ハンドル操作中に前記の自動切換が行われる不
具合をなくし、低速運転と高速運転の速度差が大きい高
速走行車輛のパワーステアリング機能を改良したもので
ある。しかし乍ら、前記従来技術の一般車輛に比べ、移
動農機による圃場作業は、低速運転と高速運転の速度差
が小さく、常にパワーステアリングによって操舵を行う
必要がある走行速度域で作業が行われると共に、圃場の
軟硬度または作業負荷などによって走行抵抗が大きく変
化するのに対処して、エンジン回転を変化させたり、走
行変速を行う必要がある。そのため、移動農機は、仮り
に、高速運転のときにマニアルステアリングに切換えら
れると、低速運転のパワーステアリングとのハンドル操
作力の差が極めて大きくなる問題があると共に、低速運
転と高速運転では走行速度差が一般車輛に比べて小さい
にもかかわらず、油圧ポンプ駆動入力の回転変化または
走行速度の変速によってパワーステアリング力が大きく
変化し易く、パワーステアリング操舵を行うハンドル操
作が不安定になる問題がある。

「課題を解決するための手段」 然るに、本考案は、対地作業機を装設させて圃場作業を
行う走行車の操向ハンドル回転動作を油圧力に変換して
操舵輪を方向変換させる油圧ポンプ及びパワーステアリ
ングシリンダと、前記油圧ポンプの駆動入力及び走行変
速出力変化を検出する回転センサを設ける移動農機の操
向制御装置において、前記パワーステアリングシリンダ
のステアリング力を無段階に変更させる操作力制御部材
を設けると共に、前記回転センサの検出結果に基づき操
作力制御部材を自動制御してパワーステアリングシリン
ダのステアリング力を修正するコントローラを設けたこ
とを特徴とする。

「作用」 従って、高速運転によってパワーステアリングが中止さ
れることがなく、高速運転のマニアルステアリング切換
により低速運転のパワーステアリングとの操向ハンドル
操作力の差が大きくなる不具合をなくし得ると共に、油
圧ポンプの駆動入力または走行変速出力が変化したとき
にパワーステアリングシリンダのステアリング力がコン
トローラによって自動的に修正されるから、エンジンの
回転変化によってステアリング力が増減する不具合をな
くし得、また低速時のハンドル操作力軽減並びに高速時
の直進性向上などを容易に行い得、低速での枕地旋回並
びに高速での往復直進作業など操舵性能の向上を容易に
図り得、圃場を往復する農作業に必要な枕地での機体の
方向転換並びに直進走行の両方を、パワーステアリング
シリンダのステアリング力無段調節により、状況に適し
た操向ハンドルの操作力を維持し乍ら行い得るものであ
る。

「実施例」 以下本考案の実施例を図面に基づいて詳述する。第１図
はパワーステアリングの制御回路説明図、第２図は乗用
田植機の側面図、第３図は同平面図を示し、図中（１）
は作業者が搭乗する走行車であり、エンジン（２）を前
側に搭載する車体フレーム（３）後端にミッションであ
るミッションケース（４）に装備させ、前記エンジン
（２）の後方両側にフロントアクスルケース（５）を介
して水田走行用前輪（６）を支持させると共に、前記ミ
ッションケース（４）の後方両側にリヤアクスルケース
（７）を介し水田走行用後輪（８）を支持させる。そし
て前記エンジン（２）を覆うボンネット（９）両側外方
に予備苗載台（10）を適宜取付けると共に、ステップ
（11）を形成する車体カバー（12）によって前記アクス
ルケース（５）（７）等を覆い、前記ミッションケース
（４）上方の前記車体カバー（12）上部に運転席（13）
を取付け、その運転席（13）の前方で前記ボンネット
（９）後部に操向ハンドル（14）を設ける。

さらに、図中（15）は多条植え用の苗載台（16）並びに
複数の植付爪（17）…などを具有する植付部であり、前
高後低の後傾式の苗載台（16）を案内レール（18）及び
ガイドレール（19）を介して植付ケース（20）に左右往
復摺動自在に支持させると共に、一方向に等速回転させ
るロータリケース（21）を前記植付ケース（20）に支持
させ、該ケース（21）の回転軸芯を中心に対称位置に一
対の植付アームである爪ケース（22）（22）を配設し、
その爪ケース（22）先端に植付爪（17）（17）を取付け
る。また前記植付ケース（20）の前側に回動支点軸を介
して支持フレーム（23）を設け、トップリンク（24）及
びロワーリンク（25）を含む三点リンク機構（26）を介
して走行車（１）後側に支持フレーム（23）を連結さ
せ、前記リンク機構（26）を介して植付部（15）を昇降
させる昇降シリンダ（27）を走行車（１）に備え、前記
前後輪（６）（８）を走行駆動して略定速で移動すると
同時に、左右に往復摺動させる苗載台（16）からロータ
リケース（21）の１回転で２本の植付爪（17）（17）に
より２株の苗を取出し、連続的に苗植え作業を行うよう
に構成する。

また、図中（28）は走行変速レバー、（29）は植付操作
レバー、（30）は植付け感度調節レバー、（31）は副変
速レバー、（32）は主クラッチペダル、（33）（33）は
左右ブレーキペダル、（34）…は田面均平用フロートで
あり、植付深さ調節リンク（35）などを介して植付ケー
ス（20）下側に前記フロート（34）を支持している。

第４図に示す如く、前記車体フレーム（３）前側のエン
ジン（２）の出力軸（36）と該フレーム（３）後側のミ
ッショクケース（４）の入力軸（37）とを伝達軸（38）
を介し連動連結すると共に、前記車体フレーム（３）の
中間部より若干前側寄りにフロントアクスル基板（39）
を介し前記フロントアクスル（５）を支持し、前記ミッ
ショクケース（４）前面に突出する前出力軸（40）とフ
ロントアクスル（５）後部の入力軸（41）とを伝達軸
（42）を介して連動連結する。

また、前記基板（39）の前端とエンジン（２）後端下方
の横パイプ（43）間にステアリング基板（44）を設け、
該基板（44）上にステアリングギヤボックス（45）を取
付けると共に、前記エンジン（２）前部の左右車体フレ
ーム（３）（３）間の横パイプ（46）と前記横パイプ
（43）との間に前後補強板（47）を固設し、前記ギヤボ
ックス（45）下部の操舵出力軸（48）に取付ける前輪
（６）操舵用のベルクランク（49）と前記補強板（47）
前端間にパワーステアリング用シリンダ（50）を介設し
ている。

第５図乃至第６図に示す如く、前記ギヤボックス（45）
は遊星ギヤ機構（51）を内蔵し、該ギヤボックス（45）
の入力軸（52）に入力される前記ハンドル（14）からの
操舵力を、パワーステアリング用操舵バルブ（53）を切
換操作するバルブ切換ピン（54）とノーマルステアリン
グ用の操舵出力軸（48）との何れか一方に切換自在に伝
達させ、パワーステアリング仕様或いはノーマルステア
リング仕様での操向制御を可能とするように構成してい
る。

前記遊星ギヤ機構（51）は、入力軸（52）に連結する中
央の第１サンギヤ（55）と、該サンギヤ（55）に二つの
第１プラネタリーギヤ（56）を介し連結する第１インタ
ーナルギヤ（57）と、前記プラネタリーギヤ（56）に軸
（58）を介し連結するキャリヤ（59）と、該キャリヤ
（59）にスプライン軸（60）を介し連結する第２サンギ
ヤ（61）と、該サンギヤ（61）に噛合う三つの第２プラ
ネタリーギヤ（62）と、該プラネタリーギヤ（62）に噛
合せて常時はピン（63）により回転を停止させる第２イ
ンターナルギヤ（64）とを備え、前記インターナルギヤ
（57）にピン孔（65）を介し前記切換ピン（54）を取外
し自在に取付けると共に、前記第２プラネタリーギヤ
（62）に軸（66）を介し操舵出力軸（48）を取付けて、
前記入力軸（52）の回転駆動力により前記ピン（54）或
いは出力軸（48）の回動操作を行うように構成してい
る。

前記切換ピン（54）は、ギヤボックス（45）の埋設カラ
ー（67）との間に融通隙間（68）を形成して、前記バル
ブ（53）のスプール（53a）を切換える設定角度（α）
分入力軸（52）を中心として該ピン（54）を移動可能と
しパワーステアリング仕様による操向を行わしめる一
方、前記切換ピン（54）に換えギヤボックス（45）側に
固定する回転防止ピン（図示省略）を前記ピン孔（65）
に係合させて第１インターナルギヤ（57）を固定静止状
態とさせるとき、前記出力軸（48）を回転させてノーマ
ルステアリング仕様による操向を行わしめるように構成
している。

ところで、前記インターナルギヤ（57）には該ギヤ（5
7）の回動量の規制を行うテーパ形状のピン孔（69）を
前記ピン孔（65）の反対側対称位置に開設していて、該
ピン孔（69）に挿入させる先端テーパ部（70a）を有す
るステアリング力調節要素であるスプール移動規制ピン
（70）を、ギヤボックス（45）のピンガイド孔（71）に
保持すると共に、パワーステアリング操作力制御用モー
タ（72）のモータ軸（72a）に取付ける回動操作アーム
（73）に、ワイヤ（74）・Ｌクランク（75）・規制解除
バネ（76）などを介し前記規制ピン（70）を連動連結さ
せて、前記モータ（72）の駆動でもって前記ピン孔（6
9）に規制ピン（70）のテーパ部（70a）を段階的に挿入
させるとき、前記スプール（53a）の移動量を規制して
第７図に示す如く前記エンジン（２）により直接駆動さ
れるパワーステアリング用ポンプ（77）の供給油量（流
量）を制御して、高速走行時などにハンドル（14）が切
れすぎる状態となるのを防止してその直進性を向上させ
るように構成している。

また前記モータ（72）の取付け位置近傍にはアーム（7
3）の揺動量に基づきモータ（72）位置を検出するポテ
ンショメータ形モータ位置センサ（78）を、また前記エ
ンジン（２）の出力軸（36）近傍にはエンジン回転数を
検出するエンジン回転センサ（79）を、さらに前記ミッ
ションケース（４）の出力軸（40）近傍には機体の走行
速度を検出する回転センサである車速センサ（80）をそ
れぞれ設けている。

第８図に示す如く、前記モータ（72）をリレー回路（8
1）を介して正逆駆動制御する制御回路（82）を備える
もので、前記エンジン回転センサ（79）と、車速センサ
（80）と、モータ位置センサ（78）と、不感帯設定器
（83）と、植付クラッチの「入」時オフ（接点を開）と
なる乗用植付スイッチ（84）とを前記制御回路（82）は
入力接続させ、異常を警報する警報装置（85）に制御回
路（82）は出力接続させて、前記各センサ（79）（80）
の検出値に基づきモータ（72）を駆動制御して前記操舵
バルブ（53）によるパワーステアリング操作力の調節を
行うように構成している。上記から明らかなように、対
地作業機である植付部（15）を装設させて圃場作業を行
う走行車（１）の操向ハンドル（14）回転動作を油圧力
に変換して操舵輪である前輪（６）を方向転換させる油
圧ポンプ（77）及びパワーステアリングシリンダ（50）
と、前記油圧ポンプ（77）の駆動入力及び走行変速出力
変化を検出する回転センサ（79）及び車速センサ（80）
を設ける移動農機の操向制御装置において、前記パワー
ステアリングシリンダ（50）のステアリング力を無段階
に変更させる操作力制御部材である操作力制御用モータ
（72）を設けると共に、前記回転センサ（79）及び車速
センサ（80）の検出結果に基づき操作力制御用モータ
（72）を自動制御してパワーステアリングシリンダ（5
0）のステアリング力を修正するコントローラである制
御回路（82）を設けている。そして、高速運転によって
パワーステアリングが中止されることがなく、高速運転
のマニアルステアリング切換により低速運転のパワース
テアリングとの操向ハンドル（14）操作力の差が大きく
なる不具合をなくしている。また、油圧ポンプ（77）の
駆動入力または走行変速出力が変化したときにパワース
テアリングシリンダ（50）のステアリング力がコントロ
ーラ（82）によって自動的に修正され、エンジン（２）
の回転変化によってステアリング力が増減する不具合を
なくし、圃場を往復する農作業に必要な枕地での機体の
方向転換並びに直進走行の両方を、パワーステアリング
シリンダ（50）のステアリング力無段調節により、状況
に適した操向ハンドル（14）の操作力を維持し乍ら行え
るものである。

本実施例は上記の如く構成するものにして、以下第８図
のフローチャートを参照してこの作用を説明する。

（１）前記回転センサ（79）と車速センサ（80）の検出
値が制御回路（82）内に読み込まれると、エンジン回転
数とミッション回転数より変速位置を演算する。

エンジン回転数900〜1960rpm パルス数60〜130.7パル
ス/sec 植付−２速と後進の判別は、後進時に植付スイッチ（8
4）がオン（植付クラッチ「切」）となることによりそ
の判別を行う。

（２）エンジン回転数が所定回転数（Na）以上となると
きそれぞれの速度段に応じて、第９図に示す如きエンジ
ン回転数−モータ位置特性線図により設定値（V_s）を求
め、現在のモータ位置（V_m）と比較して下記の動作を行
う。

V_s−V_m＞V_aのときモータ（72）を流量大側 V_s−V_m＜−V_aのときモータ（72）を流量小側 ｜V_s−V_m｜≦V_aのときモータ（72）を停止 （但しV_aは不感帯） 而して該構成の場合、各変速段毎に検出スイッチを設け
る必要なく、エンジン回転数とミッション回転数との比
率に基づき正確な変速段の検出が行え、しかも各変速段
での走行中にあってエンジン負荷の変動によりパワース
テアリング用ポンプ（77）の回転数が変化しポンプ（7
7）の吐出流量が変化する状態のときにもこのエンジン
回転数（車速）に応じたポンプ設定流量に前記モータ
（72）の駆動でもって制御が行われて、ポンプ流量の影
響を受けるとのない走行速度に最適に応じたパワーステ
アリング操作力を得るものである。

また前記設定値（V_s）に不感帯（V_a）を設けることによ
って、ハンチングの発生を防止して制御の安定化を図る
と共に、前記モータ（72）の作動頻度を減少化させて耐
久性の向上と消費電気の軽減化を可能にできる。

また、前記実施例におけるエンジン回転数の検出におい
ては、ポンプ（77）回転数或いはミッションケース
（４）入力回転数の何れでも代用可能なものである。

「考案の効果」 以上実施例から明らかなように本考案は、対地作業機
（15）を装設させて圃場作業を行う走行車（１）の操向
ハンドル（14）回転動作を油圧力に変換して操舵輪
（６）を方向転換させる油圧ポンプ（77）及びパワース
テアリングシリンダ（50）と、前記油圧ポンプ（77）の
駆動入力及び走行変速出力変化を検出する回転センサ
（79）（80）を設ける移動農機の操向制御装置におい
て、前記パワーステアリングシリンダ（50）のステアリ
ング力を無段階に変更させる操作力制御部材（72）を設
けると共に、前記回転センサ（79）（80）の検出結果に
基づき操作力制御（72）を自動制御してパワーステアリ
ングシリンダ（50）のステアリング力を修正するコント
ローラ（82）を設けたもので、高速運転によってパワー
ステアリングが中止されることがなく、高速運転のマニ
アルステアリング切換により低速運転のパワーステアリ
ングとの操向ハンドル（14）操作力の差が大きくなる不
具合をなくすことができると共に、油圧ポンプ（77）の
駆動入力または走行変速出力が変化したときにパワース
テアリングシリンダ（50）のステアリング力がコントロ
ーラ（82）によって自動的に修正されるから、エンジン
（２）の回転変化によってステアリング力が増減する不
具合をなくすことができ、また低速時のハンドル（14）
操作力軽減並びに高速時の直進性向上などを容易に行う
ことができ、低速での枕地旋回並びに高速での往復直進
作業など操舵性能の向上を容易に図ることができ、圃場
を往復する農作業に必要な枕地での機体の方向転換並び
に直進走行の両方を、パワーステアリングシリンダ（5
0）のステアリング力無段調節により、状況に適した操
向ハンドル（14）の操作力を維持し乍ら行うことができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はパワーステアリングの制御回路図、第２図は田
植機の全体側面図、第３図は同平面図、第４図は部分側
面説明図、第５図乃至第６図はパワーステアリング部の
断面説明図、第７図は油圧回路図、第８図はフローチャ
ート、第９図はエンジン回転数とモータ位置との関係を
示す特性線図である。 （２）……エンジン （４）……ミッションケース（ミッション） （70）……規制ピン（ステアリング力調節要素） （79）……回転センサ （80）……車速センサ（回転センサ）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】対地作業機（15）を装設させて圃場作業を
   行う走行車（１）の操向ハンドル（14）回転動作を油圧
   力に変換して操舵輪（６）を方向変換させる油圧ポンプ
   （77）及びパワーステアリングシリンダ（50）と、前記
   油圧ポンプ（77）の駆動入力及び走行変速出力変化を検
   出する回転センサ（79）（80）を設ける移動農機の操向
   制御装置において、前記パワーステアリングシリンダ
   （50）のステアリング力を無段階に変更させる操作力制
   御部材（72）を設けると共に、前記回転センサ（79）
   （80）の検出結果に基づき操作力制御部材（72）を自動
   制御してパワーステアリングシリンダ（50）のステアリ
   ング力を修正するコントローラ（82）を設けたことを特
   徴とする移動農機の操向制御装置。