JP2017202775A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】操作性が向上することで走行安定性が向上すると共に圃場面を荒らすことを低減すること。
【解決手段】本発明は、走行車体（２）を左右に操舵することのできる操舵装置と、走行車体に地面からの衝撃を吸収するサスペンション機構（１９）を備えた作業車両において、前記サスペンション機構（１９）の伸び縮みを検出するストロークセンサ（３０）と、操舵装置のアシスト力を変更できるステアリングアシスト機構（３１）を備え、ストロークセンサ（３０）の圧縮代を検出して操舵装置のアシスト力を変化する構成とし、ハンドル（１５）の切れ角を検知するポテンショメータ（３２）を有し、該ポテンショメータ（３２）により一定角度ハンドル（１５）が操舵し、ストロークセンサの圧縮代が大きいとアシスト力を大きくし、ポテンショメータ（３２）により一定角度ハンドルが操舵無く、ストロークセンサの圧縮代が大きいとアシスト力を小さくするよう構成する。
【選択図】図４

Description

この発明は、田植機やトラクタ等の作業車両に関する。

従来、圃場で苗の植付け等の作業を行う際に用いる田植機等の作業車両には、車体の左右にサスペンション機構を備えているものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−２２３９９０号公報

従来技術によると、サスペンション機構の存在により走行安定性を向上させることができるものであるが、しかしながら、圃場面による蛇行及びステアリング操作性は考慮されていない。

本発明では、操作性が向上することで、走行安定性が向上すると共に、圃場面を荒らすことを低減することを目的とする。

この発明は、上記課題を解決すべく次のような技術的手段を講じた。

すなわち、請求項１記載の本発明は、走行車体（２）を左右に操舵することのできる操舵装置と、走行車体に地面からの衝撃を吸収するサスペンション機構（１９）を備えた作業車両において、前記サスペンション機構（１９）の伸び縮みを検出するストロークセンサ（３０）と、操舵装置のアシスト力を変更できるステアリングアシスト機構（３１）を備え、ストロークセンサ（３０）の圧縮代を検出して操舵装置のアシスト力を変化する構成とし、ハンドル（１５）の切れ角を検知するポテンショメータ（３２）を有し、該ポテンショメータ（３２）により所定角度以上の前記ハンドル（１５）の切れ角が検知され、ストロークセンサ（３０）の圧縮代が大きいとアシスト力を大きくし、ポテンショメータ（３２）により所定角度以上のハンドル（１５）の切れ角が検知されず、ストロークセンサ（３０）の圧縮代が大きいとアシスト力を小さくするよう構成してあることを特徴とする。

サスペンションの伸び縮みを検出するストロークセンサ（３０）により、圃場状況を認識しステアリングのアシスト力が変化することで、圃場状況が荒れている圃場で旋回する場合、ポテンショメータ（３２）により旋回を検知しストロークセンサ（３０）の圧縮代が大きい場合アシスト力を強くすることで、操作性及び旋回性能が向上する。

また、サスペンションの伸び縮みを検出するストロークセンサ（３０）により、圃場を直進する場合アシスト力を小さくすることで、圃場の凹凸による直進性の低下を抑えることができる。

請求項２記載の本発明は、請求項１において、走行車体（２）上に搭載したエンジン（Ｅ）から走行車輪に駆動力を伝達するＨＳＴ（１３）を備え、走行車体の左右に複数のサスペンション機構（１９），（１９）と複数のストロークセンサ（３０），（３０）を備え、前記ストロークセンサ（３０）の圧縮代が大きいと検出した場合、ＨＳＴ（１３）を弱める方向に制御し、複数のストロークセンサ（３０），（３０）の一つが圧縮代が大きいと検出した場合、大きい側の駆動トルクを弱める方向に制御することを特徴とする。

上記構成によると、ストロークセンサ（３０）の圧縮代が大きいと検出した場合、ＨＳＴ（１３）を弱めることで、直進性が向上し、複数のストロークセンサ（３０），（３０）の一つが圧縮代が大きいと検出した場合、大きい側の駆動トルクを弱めることで、走行車輪の空転を防止し、走行車体が安定することで、圃場面を荒らすことを抑制することができる。

また、ストロークセンサ（３０）の圧縮代が大きいと検出した場合、牽引率を下げることにより、前輪（６）の空転を防止することで、圃場の凹凸の影響を低減することができる。

請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２において、走行車体（２）に対して昇降可能な苗植付部（４）の前側に圃場面を整地する整地ロータ（１２）を設け、整地ロータ（１２）使用時は、ステアリングアシスト力を弱め、苗植付部（４）が上昇位置である場合ステアリングアシスト力を強くすることを特徴とする。

上記構成によると、整地ロータ（１２）使用時は圃場面が荒れているため、ステアリングアシスト力を弱めることで、蛇行を抑制することができる。

また、苗植付部（４）が上昇位置である場合、旋回中であるため、ステアリングアシスト力を強めることで、旋回性が向上する。

請求項４記載の本発明は、請求項１又は請求項２又は請求項３において、前記ストロークセンサ（３０）の圧縮代が大きいと検出した場合、牽引率を下げる方向に制御し、車体後進時、前輪（６）の駆動トルクを下げ、後輪（７）の駆動トルクは上げるように構成してあることを特徴とする。

上記構成によると、ストロークセンサ（３０）の圧縮代が大きいと検出した場合、牽引率を下げることにより、前輪の空転を防止でき、圃場の凹凸の影響を低減することができる。

車体後進時、前輪（６）の駆動トルクを下げ、後輪（７）の駆動トルクを上げることで、後進時の車体の安定性が向上し、圃場面を荒らすことなく後進することができる。

請求項５記載の本発明は、請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４において、車体後進時、圃場面に形成された後輪（７）の跡を前輪（６）が通過しないようステアリングの蛇行操作をアシストする構成としてある特徴とする。

上記構成によると、圃場面に形成された車体後輪（７）の溝部に前輪（６）が落ち込まないように、ステアリングを蛇行する形でアシストすることで、圃場面を荒らすことがなくなる。

以上、請求項１記載の本発明によれば、サスペンションの伸び縮みを検出するストロークセンサにより、圃場状況を認識しステアリングのアシスト力が変化することで、圃場状況が荒れている圃場で旋回する場合、ポテンショメータにより旋回を検知しストロークセンサの圧縮代が大きい場合アシスト力を強くすることで、操作性及び旋回性能が向上する。

また、サスペンションの伸び縮みを検出するストロークセンサにより、圃場を直進する場合アシスト力を小さくすることで、圃場の凹凸による直進性の低下を抑えることができる。

請求項２記載の本発明によれば、請求項１記載の効果に加えて、ストロークセンサの圧縮代が大きいと検出した場合、ＨＳＴを弱めることで、直進性が向上し、複数のストロークセンサの一つが圧縮代が大きいと検出した場合、大きい側の駆動トルクを弱めることで、走行車輪の空転を防止し、走行車体が安定することで、圃場面を荒らすことを抑制することができる。

また、ストロークセンサの圧縮代が大きいと検出した場合、牽引率を下げることにより、前輪の空転を防止することで、圃場の凹凸の影響を低減することができる。

請求項３記載の本発明によれば、請求項１又は請求項２記載の効果に加えて、整地ロータ使用時は圃場面が荒れているため、ステアリングアシスト力を弱めることで、蛇行を抑制することができる。

また、苗植付部が上昇位置である場合、旋回中であるため、ステアリングアシスト力を強めることで、旋回性が向上する。

請求項４記載の本発明によれば、請求項１又は請求項２又は請求項３記載の効果に加えて、ストロークセンサの圧縮代が大きいと検出した場合、牽引率を下げることにより、前輪の空転を防止でき、圃場の凹凸の影響を低減することができる。

また、車体後進時、前輪の駆動トルクを下げ、後輪の駆動トルクを上げることで、後進時の車体の安定性向上及び圃場面を荒らすことを防ぐことができる。

請求項５記載の本発明によれば、請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４記載の効果に加えて、圃場面に形成された車体後輪の溝部に前輪が落ち込まないように、ステアリングを蛇行する形でアシストすることで、圃場面を荒らすことを防止できる。

田植機の側面図 田植機の平面図 前輪ファイナルケースの断面図 制御ブロック回路図

この発明の一実施の形態を図面に基づき説明する。

図１及び図２は、乗用型田植機（乗用型移植機）１を示すものであり、走行車体２の後側に昇降リンク機構３を介して苗植付部４が昇降可能に装着され、走行車体２の後部上側に施肥装置５の本体部分が設けられている。

走行車体２は、駆動輪である左右一対の前輪６，６及び後輪７，７を備える四輪駆動車両であって、機体の前部にミッションケース８が配置され、そのミッションケース８の左右側方に左右前輪ファイナルケース９が設けられ、左右前輪ファイナルケース９の操向方向を変更可能な左右前輪車軸６ａに左右前輪６，６が軸支されている。また、後輪伝動ケース１０の後輪車軸７ａには左右後輪７，７が軸支されている。

エンジンＥは、メインフレーム１１の上部に搭載されており、該エンジンの回転動力がベルト伝動装置及び油圧式無断変速装置（ＨＳＴ）１３を介してミッションケース８に伝達される。ミッションケース８に伝達された回転動力は、該ケース８内のトランスミッションにより変速された後、走行動力と外部取出し動力に分離して取り出される。

そして、走行動力は、一部が左右前輪ファイナルケース９，９に伝達されて前輪６，６を駆動すると共に、残りが左右後輪ギヤケースに伝達されて、後輪伝動ケース１０から左右後輪７，７を駆動する。

なお、ミッションケース８の右側側面より取り出された外部取出し動力は、植付け伝動軸４ａによって苗植付部４へ伝動されるようになっている。

苗植付部４の前側には、苗植付前の圃場面を整地する整地ロータ１２が配置されている。

エンジンＥの上部に運転席１４が設置され、運転席１４の前方には左右前輪を操舵する操舵装置を備えたステアリングハンドル１５が設けられている。

また、前記左右前輪ファイナルケース９は、後述するキングピンシャフト１６の上部を覆う上部ケース１７と、キングピンシャフト１６の下部を覆うと共に、上部ケース１７に対して摺動及び回動可能に設けられた下部ケース１８とを備えている。そこで、キングピンシャフト１６は、前輪６にミッションケース８からの駆動力を伝動すると共に、後述するサスペンション機構１９により左右前輪ファイナルケース９内にそれぞれ上下動可能に配置されている。

図３に示すように、圃場の凹凸による前輪６の上下動を吸収するためのサスペンション機構１９としてスプリング２０が利用され、前輪ファイナルケース９内に設けられている。スプリング２０には、上部スプリング受座２８と下部スプリング受座２９が設けられている。

上部ケース１７と下部ケース１８との摺動部分には、下部ケース１８のスリーブ２１が設けられており、キングピンシャフト１６の姿勢を整えるためのライナー２２がスプライン接続されている。

上部ケース入力軸２３（エンジンから回転駆動される）からの回転動力は、その先端に固定された上駆動ベベルギヤ２４から上従動ベベルギヤ２５に噛合回転され、そして、下駆動ベベルギヤ２６、下従動ベベルギヤ２７及び前輪車軸６ａを介して前車輪６に伝達されるようになっている。

上部ケース１７と下部ケース１８との間には、サスペンション機構１９、つまり、スプリング２０の伸び縮みを検出するストロークセンサ３０が設けられている。

従って、例えば、前輪が接地面の凸部に乗り上げてスプリング２０が縮むと、ストロークセンサ３０がそれを検出し、また、前輪が接地面の凹部に落ち込みスプリング２０が伸びると、ストロークセンサ３０がそれを検出するようになっている。

また、図４に示すように、ステアリングハンドル１５への操舵装置のアシスト力を変更できるステアリングアシスト機構としてパワステアシストモータ３１が制御装置３２の出力側に設けられている。

ステアリンハンドル１５の切れ角を検知するポテンショメータ３２が備えられ、そのポテンショメータ３２により所定角度以上のハンドル１５の切れ角が検知され、且つ、ストロークセンサ３０による圧縮代が大きいとアシスト力を大きくし、ポテンショメータ３２により所定角度以上のハンドル１５の切れ角が検知されず、且つ、ストロークセンサ３０の圧縮代が大きくなるとアシスト力を小さくするように構成されている。

また、ストロークセンサ３０の圧縮代が大きいと検出した場合、制御モータ３３によってトラニオン軸３４を作動してＨＳＴ１３を弱める（エンジン出力低下）方向に制御するようになっており、更に、複数のストロークセンサ３０，３０のうち、その一つ（左側又は右側）が圧縮代が大きいと検出した場合、左右前輪軸６ａ，６ａに設けられたトルクセンサ３４Ｌ，３４Ｒによってその大きい側の駆動トルクを弱めるように制御する構成、すなわち、例えば、エンジンスロットル３５を落としエンジン出力を弱める。

整地ロータ１２の使用時は、ロータ入切スイッチ３６を入りにするが、圃場面が荒れているため、パワステアシストモータ３１の制御によってステアリングアシスト力を弱めることで、蛇行を抑制することができる。

また、苗植付部が上昇位置である場合は旋回中であるため、パワステアシストモータ３１によりステアリングアシスト力を強めることで、旋回性が向上することになる。

なお、車体の前後進を司る主変速レバー３７には、レバーポテンショメータ３８が備えられ、制御装置３２を介してＨＳＴ制御モータ３３を制御するようになっている。

ストロークセンサ３０の圧縮代が大きいと検出した場合、車体の牽引率を下げるようにすれば、前輪の空転を防止することができ、圃場の凹凸の影響を低減できる。

主変速レバー３７の操作により車体後進時は、前輪６の駆動トルクを下げ、後輪７の駆動トルクを上げるようにすれば、後進時の車体の安定性が向上し、圃場面を荒らすことなく後進することができる。

また、主変速レバー３７の操作による車体後進時には、圃場面に形成された後輪７の跡を前輪６が通過しないようステアリングの蛇行操作をアシストすることで、圃場面に形成された車体後輪７の溝部に前輪６が落ち込むことを回避でき、ステアリングを蛇行する形でアシストするため、圃場面を荒らすことがなくなる。

なお、浅い圃場では、直進時は直進性を向上するため、アシストを切り、ハンドルを軽くするとよい。

Ｅ エンジン
２ 走行車体
４ 苗植付部
６ 前輪
７ 後輪
９ 前輪ファイナルケース
１２ 整地ロータ
１３ ＨＳＴ（油圧式無断変速装置）
１５ ステアリングハンドル
１７ 上部ケース
１８ 下部ケース
１９ サスペンション機構
２０ スプリング
３０ ストロークセンサ
３１ パワステアシストモータ（ステアリングアシスト機構）
３２ ポテンショメータ
３３ ＨＳＴ制御モータ
３４ トルクセンサ

Claims (5)

1. 走行車体（２）を左右に操舵することのできる操舵装置と、前記走行車体に地面からの衝撃を吸収するサスペンション機構（１９）を備えた作業車両において、
   前記サスペンション機構（１９）の伸び縮みを検出するストロークセンサ（３０）と、前記操舵装置のアシスト力を変更できるステアリングアシスト機構（３１）を備え、前記ストロークセンサ（３０）の圧縮代を検出して前記操舵装置のアシスト力を変更する構成とし、ハンドル（１５）の切れ角を検知するポテンショメータ（３２）を有し、該ポテンショメータ（３２）により所定角度以上の前記ハンドル（１５）の切れ角が検知され、前記ストロークセンサ（３０）の圧縮代が大きいとアシスト力を大きくし、前記ポテンショメータ（３２）により前記所定角度以上の前記ハンドル（１５）の切れ角が検知されず、前記ストロークセンサ（３０）の圧縮代が大きいとアシスト力を小さくするよう構成してあることを特徴とする作業車両。
2. 前記走行車体（２）上に搭載したエンジン（Ｅ）から走行車輪に駆動力を伝達するＨＳＴ（１３）を備え、前記走行車体の左右に複数の前記サスペンション機構（１９，１９）と複数の前記ストロークセンサ（３０，３０）を備え、前記ストロークセンサ（３０）の圧縮代が大きいと検出した場合、前記ＨＳＴ（１３）を弱める方向に制御し、複数の前記ストロークセンサ（３０，３０）の一つが圧縮代が大きいと検出した場合、大きい側の駆動トルクを弱める方向に制御することを特徴とする請求項１記載の作業車両。
3. 前記走行車体（２）に対して昇降可能な苗植付部（４）の前側に圃場面を整地する整地ロータ（１２）を設け、前記整地ロータ（１２）使用時は、ステアリングアシスト力を弱め、前記苗植付部（４）が上昇位置である場合ステアリングアシスト力を強くすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の作業車両。
4. 前記ストロークセンサ（３０）の圧縮代が大きいと検出した場合、牽引率を下げる方向に制御し、車体後進時、前輪（６）の駆動トルクを下げ、後輪（７）の駆動トルクは上げるように構成してあることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載の作業車両。
5. 車体後進時、圃場面に形成された後輪（７）の跡を前輪（６）が通過しないようステアリングの蛇行操作をアシストする構成としてあることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４記載の作業車両。
   

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