JP2520177B2

JP2520177B2 - 水田作業機のロ―リング駆動構造

Info

Publication number: JP2520177B2
Application number: JP1330273A
Authority: JP
Inventors: 真山下
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1989-12-19
Filing date: 1989-12-19
Publication date: 1996-07-31
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: JPH03191709A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は田植機、直播機等の水田作業機に係り、詳し
くは走行機体に前後軸心周りでローリング自在に連結し
た作業装置を、対地傾斜検出機構の検出結果に基づいて
所定姿勢に維持するようにローリング駆動するアクチュ
エータを設けるとともに、前記アクチュエータの作動部
と前記作業装置の左右両側部位とを弾性体を介して連結
してある水田作業機のローリング駆動構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、前述した水田作業機としては実開平1-72015号
公報で示されたものが知られている。

田植機等では、主に、機体が左右傾斜しても植付装置
は植付面と平行な姿勢あるいは水平姿勢となるようにロ
ーリング制御するのであり、その制御を迅速な応答速度
で、かつ、正確に遂行させることによって極力苗の植付
状態を良好に保ち得るようにしてあるが、そうすると制
御が過敏気味になるため、泥面のさ細な凹凸や局部的な
軟硬の差等、ローリング制御作動を行わない方が良いよ
うな場合でも、小刻みにアクチュエータが作動して植付
装置を不必要にローリング操作し、却って植付状態を悪
化させてしまうことがある。

そこで、従来では前述したようにコイルバネを介在さ
せることによってアクチュエータの作動に対する植付装
置の挙動変化を緩慢化し、さ細な動きが伝わり難いよう
にして必要なローリング作動だけを伝えるようにしてあ
り、ローリング制御の応答速度を高くしながらも不必要
なローリングを行わない最適な状態となるようにコイル
バネの強さを決めて設定してあった。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、田植作業の進行中は苗載台の苗が絶えず増
減するとともに、最近では植付と同時に行う施肥のため
の肥料や薬剤等も植付装置に装備してあることも多く、
植付装置の重量は苗等の消費に伴って作業中刻々と変化
していることになり、例えば苗の満載時に合わせて前記
コイルバネの強さを設定してあると、苗補給寸前の軽く
なった植付装置に対しては前記コイルバネが強めとなっ
てローリング制御が過敏になるといった具合に、ローリ
ング制御状態が植付装置の重量変化によって左右される
ことになる。

従って、初めに最適なローリング制御を行える状態に
設定しても、それを常に保つことが困難であった。

本発明は上記実状に鑑み、植付装置等の作業装置の重
量変化に拘らずに、常に最適なローリング制御が行える
ようにせんとすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成のために本発明は、走行機体に前後軸
心周りでローリング自在に連結した作業装置を、対地傾
斜検出機構の検出結果に基づいて所定姿勢に維持するよ
うにローリング駆動するアクチュエータを設けるととも
に、アクチュエータの作動部と作業装置の左右両側部位
とを弾性体を介して連結してある水田作業機のローリン
グ駆動構造において、作業装置の重量変化を検出する手段を設けるととも
に、弾性体の弾性強さを強弱調節する機構を設け、作業
装置の重量増加を検出すると弾性体の弾性強さを強く
し、作業装置の重量減少を検出すると弾性体の弾性強さ
を弱くする状態に、検出手段と強弱調節機構とを連係し
てあることを特徴構成とする。

又、作業装置の重量変化を検出する手段を設けるとと
もに、アクチュエータの作動速度を増減調節する機構を
設け、作業装置の重量増加を検出すると作動速度を増速
し、作業装置の重量減少を検出すると作動速度を減速す
る状態に、検出手段と増減調節機構とを連係するように
構成するのも良い。

〔作用〕

請求項１記載の構成によれば、作業装置の重量変化に
応じて弾性体の弾性強さを自動的に強弱調節するように
なるので、アクチュエータの作動に対して作業装置のロ
ーリング挙動変化が緩慢化される度合を、作業装置の重
量変化に拘らず一定に保つことが可能となる。

つまり、作業装置の重量が軽くなるとローリングの慣
性モーメントも小さくなるので、それに合わせて弾性強
さも弱くしてやれば、アクチュエータによって弾性体に
加えられた押引き操作力を作業装置に緩慢化して伝達す
る度合を、変えないようにすることが可能となるのであ
る。

又、請求項２記載の構成では、作業装置の重量変化に
応じてアクチュエータの作動速度を変化させるので、請
求項１記載の構成の場合と同様に緩慢化の度合を、作業
装置の重量変化に拘らず一定に保つことが可能となる。

すなわち、一般にアクチュエータで弾性体を介して物
体を移動させる場合、ある駆動速度で弾性体を変位させ
ると、物体は弾性体の弾性変形の影響によって駆動速度
よりも遅い速度でもって移動し始めるため、最終的にア
クチュエータの変位量と同じだけ物体が変移するに要す
る時間が遅れることになる。

そして、その遅れ時間は、アクチュエータの駆動速度
が同じであれば弾性体の弾性強さと物体の慣性重量との
２つの要素によって左右されるので、弾性体の弾性強さ
が一定であれば、慣性重量、つまり作業装置の重量が増
加するとアクチュエータの駆動速度を速くし、作業装置
の重量が減少するとアクチュエータの駆動速度を遅くす
るようにすれば、遅れ時間、すなわち前述した緩慢化の
度合いを一定に保つことが可能になる。

因みに、請求項１記載の構成では、アクチュエータの
駆動速度は一定とした場合に相当しており、従って、作
業装置の重量変化に弾性体の弾性強さを応答して変える
ことによって、遅れ時間を一定としているのである。

〔発明の効果〕

その結果、請求項１及び２記載のいずれの構成による
ローリング駆動構造においても、作業装置の重量が変化
してもその所定姿勢を維持するローリング制御の緩慢化
を一定に保ち得るので、最適な状態に設定したローリン
グ制御状態を植付装置の重量変化に拘らず常に維持でき
るようになり、苗植付姿勢がより安定する等作業精度を
向上することができた。

〔実施例〕

以下に、本発明の実施例を、乗用型田植機に適用した
場合について図面に基づいて説明する。

第５図に示すように、乗用型走行機体（Ｖ）の後部
に、第１油圧シリンダ（１）によって上下揺動操作され
るリンク機構（２）を介して昇降自在に植付装置（３）
を連結するとともに、機体（Ｖ）から回転軸（４）を介
して植付伝動ケース（3a）に動力伝達されるよう構成し
て乗用型田植機を構成してある。

植付装置（３）は、リンク機構（２）のリンク（2a）
に前後軸芯（P₁）周りにローリング自在に枢着してある
とともに、後述するような対地傾斜検出機構（Ａ）によ
る左右対地傾斜状態の検知に基いてアクチュエータの一
例である第２油圧シリンダ（５）によって軸芯（P₁）周
りにローリング駆動するよう構成してある。

つまり、第４図に示すように、植付装置（３）の下部
に機体横方向に並列させて取付けてある複数の接地フロ
ート（6a），（6b），（6c）のうち、左サイドフロート
（6a），及び右サイドフロート（6b）の夫々を、第３図
に示すように、フロート前端部と植付伝動ケース（3a）
を連結してある長孔付きリンク（8a又は8b）、及びフロ
ート後端側と植付装置機体（3a）を連結してある揺動リ
ンク（9a又は9b）の作用により植付伝動ケース（3a）に
対して昇降するようにして対地傾斜検出機構（Ａ）を構
成してある。

そして、左サイドフロート用の揺動リンク（9a）に押
引きロッド（10a）及び回転軸（11b）を介して連動させ
た前向きの左揺動アーム（12a）、右サイドフロート用
の揺動リンク（9b）に押引きロッド（10b）及び回転軸
（11b）を介して連動させた後向きの右揺動アーム（12
b）、この右揺動アーム（12b）と左揺動アーム（12b）
とにわたって架設した検出リンク（13）、この検出リン
ク（13）と第２油圧シリンダ（５）のコントロールバル
ブ（14）とを連動連結してあるプッシュプル式レリーズ
ワイヤ（15）の夫々により、植付装置（３）の泥面に対
する左右傾斜角が設定値になるように第２油圧シリンダ
（５）を自動操作されるための左右のサイドフロート
（6a），（6b）とコントロールバルブ（14）との連動機
構（16）を構成してある。

すなわち、左右のサイドフロート（6a），（6b）夫々
の植付伝動ケース（3a）に対する取付け高さを検出リン
ク（13）におけるレリーズワイヤ連結箇所の植付伝動ケ
ース（3a）に対する位置に基いて検出して、植付装置
（３）の泥面に対する左右傾斜角及びその傾斜方向を検
出するように、かつ、検出傾斜面が設定範囲内になるよ
うに左右のサイドフロート（6a），（6b）の昇降力によ
りコントロールバルブ（14）を操作するようにしてあ
る。

つまり、走行機体の左右傾斜にかかわらず、連動機構
（16）による植付装置自動ローリング制御により、植付
装置（３）の泥面に対する左右傾斜角が設定値となる所
定姿勢を維持できるものであり、左右の苗植深さを同一
又はほぼ同一に維持しながら作業できるようにしてあ
る。

第２図に示すように、第２油圧シリンダ（５）は、リ
ンク（2a）の上部に固定され、その作動部としてのシリ
ンダロッド（17）は機体横方向に沿って往復駆動される
よう構成するとともに、シリンダロッド（17）の両端と
植付装置（３）の左右両側部位とを一対のコイルバネ
（18），（18）を介して連係させてある。つまり、植付
装置（３）の苗載台（19）の上部を、背部より横移動案
内するべく植付伝動ケース（3a）の上方箇所に横架固設
してある支持フレーム（20）に沿って横方向にコイルバ
ネ（18），（18）を配置するとともに、コイルバネ（1
8），（18）の左右の端部を支持フレーム（20）の左右
両側に軸芯（P₂）で枢支した後述のモータ（21），（2
1）に連結し、もって、植付装置（３）が第２油圧シリ
ンダ（５）に対して適当小範囲内で自由ローリングで
き、かつ、中立復元されるように構成してある。

次に、ローリング駆動構造について詳述する。第１図
に示すように、モータ（21）はネジ送り機構によって、
ロッド部（21a）をコイルバネ（18）の長手方向に出退
移動自在であり、そのロッド部（21a）の先端に固定の
ピン（22）にコイルバネ（18）を係止するとともに、そ
のピン（22）と係合するアーム（23）を受動ポテンショ
メータ（24）の回動軸（24a）に取り付け、ピン（22）
のスライド量を検出できるように構成してある。

苗載台（19）には、苗の存否を検出するスイッチ（2
5）を上下２箇所の位置に取り付けてあるとともに、操
縦部（Ｂ）には駆動ポテンショメータ（26）を回動操作
する感度調節レバー（27）が設けてあり、この駆動ポテ
ンショメータ（26）、上下のスイッチ（25a），（25
b）、受動ポテンショメータ（24），（24）、及びモー
タ（21），（21）を制御装置（28）によって電気的に接
続して連係してある。

上下のスイッチ（25a），（25b）は植付装置（３）の
重量変化を検出する手段（Ｃ）に相当し、上下のスイッ
チ（25a），（25b）共に作動しない第１状態（例えば苗
が満載されている状態等）、上側のスイッチ（25a）の
み作動する第２状態（例えば苗が半分に減った状態
等）、上下スイッチ（25a），（25b）共に作動する第３
状態（例えば苗が1/4に減った状態）を検出することに
より、植付装置（３）の重量変化を検出する手段として
ある。

次にローリング駆動構造の作用を説明する。

苗が第１状態のときには、両モータ（21），（21）共
にコイルバネ（18），（18）夫々を横外方へ向けて最も
引っ張った状態となるように各ロッド部（21a），（21
a）を駆動スライドさせるとともに、その状態を維持し
ており、田植作業が進行して苗が減り、第２状態になる
と制御装置（28）の働きによりモータ（21）が駆動され
てロッド部（21a）が一定量その突出方向にスライド
し、各コイルバネ（18），（18）はその全長が少量だけ
短くなり、コイルバネ（18）の初期設定荷重が軽くな
る。そして、さらに苗が減り、第３状態になると再び制
御装置（28）の働きによってモータ（21）が駆動され、
各コイルバネ（18），（18）はさらに少量だけ全長が短
くなるのであって初期設定荷重もさらに軽くなり、逆に
この状態から苗を補給して第２状態に復帰させると、制
御装置（28）の働きによって各コイルバネ（18），（1
8）は全長が少量延ばされ、初期設定荷重も重くなる。

つまり、モータ（21）が弾性体としてのコイルバネ
（18）の初期設定荷重を変化して弾性強さを強弱調節す
る機構（Ｄ）を構成し、制御装置（28）が作業装置
（３）の重量増加を検出すると弾性体（18）の弾性強さ
を強くし、作業装置（３）の重量減少を検出すると弾性
体（18）の弾性強さを弱くする状態に、検出手段（Ｃ）
と強弱調節機構（Ｄ）とを連係しているのである。

又、制御装置（28）は感度調節レバー（27）の操作に
伴って連係とは無関係にコイルバネ（18）の設定長さを
調節する機能をも有している。つまり、調節レバー（2
7）を「敏」に向って操作すると、駆動および受動の両
ポテンショメータ（26），（24）によるフィードバック
制御によって操作の量に応じた長さ分だけ各コイルバネ
（18），（18）を横外方へ引っ張り変位させ、初期設定
荷重を強くするのである。

そして、調節レバー（27）を「緩」に向けて操作すれ
ば、反対に各コイルバネ（18），（18）をその全長が短
くなるように変位させて初期設定荷重を軽くするのであ
り、この感度調節制御と前述の連係制御とは独立して、
すなわち、連係制御の作動中に感度調節制御を行うと、
その後の連係制御は感度調節によって変位した長さ分だ
けコイルバネ（18）の長さがずれ変位するだけであり、
受動ポテンショメータ（24）のフィードバック機能によ
り連係制御は常に正常に作動するように構成されてい
る。

〔別実施例〕

第６図に示すように、第２油圧シリンダ（５）の作動
速度を増減調節する機構（Ｅ）を設け、作業装置（３）
の重量増加を検出すると作動速度を増速し、作業装置
（３）の重量減少を検出すると作動速度を減速する状態
に、検出手段（Ｃ）と増減調節機構（Ｅ）とを連係する
構成としても良い。

すなわち、第２油圧シリンダ（５）の圧油供給経路に
電磁式の流量制御弁（29）を設け、苗載台（19）の苗量
が減るに従って第２油圧シリンダ（５）への圧油流量が
少なくするように、あるいは補給によって苗量が増加す
ると圧油流量が多くなるように制御されるのである。苗
載台（19）に取付けるスイッチ（25）の数を上下に多く
設けると制御精度を向上できる。

本実施例では弾性体（18）としてコイルバネを用いた
がゴム棒で構成しても良い。又、本実施例では、コイル
バネ（18）の初期設定荷重を変更することでもって弾性
強さを強弱調節しているが、バネ定数を変化させる手段
でもって強弱調節機構（Ｄ）を構成するものでも良い。

さらに、アクチュエータ（５）としては電動シリンダ
でも良く、植付装置（３）の重量変化を検出するに、苗
量に加えて肥料量も検出して総合的に判断するようにし
ても良い。

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
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る水田作業機のローリング駆動構造の
実施例を示し、第１図は該構造の操作系を示す機構図、
第２図は該構造の要部を示す背面図、第３図は対地傾斜
検出機構を示す側面図、第４図は対地傾斜検出機構を示
す平面図、第５図は田植機後部の側面図、第６図はロー
リング駆動構造の別実施例を示す機構図である。（３）……作業装置、（５）……アクチュエータ、（1
7）……作動部、（18）……弾性体、（P₁）……前後軸
芯、（Ｃ）……重量変化検出手段、（Ｄ）……強弱調節
機構、（Ｅ）……増減調節機構。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】走行機体に前後軸心（P₁）周りでローリン
グ自在に連結した作業装置（３）を、対地傾斜検出機構
の検出結果に基づいて所定姿勢に維持するようにローリ
ング駆動するアクチュエータ（５）を設けるとともに、
前記アクチュエータ（５）の作動部（17）と前記作業装
置（３）の左右両側部位とを弾性体（18）を介して連結
してある水田作業機のローリング駆動構造であって、前記作業装置（３）の重量変化を検出する手段（Ｃ）を
設けるとともに、前記弾性体（18）の弾性強さを強弱調
節する機構（Ｄ）を設け、前記作業装置（３）の重量増
加を検出すると前記弾性体（18）の弾性強さを強くし、
前記作業装置（３）の重量減少を検出すると前記弾性体
（18）の弾性強さを弱くする状態に、前記検出手段
（Ｃ）と前記強弱調節機構（Ｄ）とを連係してある水田
作業機のローリング駆動構造。
【請求項２】走行機体に前後軸心（P₁）周りでローリン
グ自在に連結した作業装置（３）を、対地傾斜検出機構
の検出結果に基づいて所定姿勢に維持するようにローリ
ング駆動するアクチュエータ（５）を設けるとともに、
前記アクチュエータ（５）の作動部（17）と前記作業装
置（３）の左右両側部位とを弾性体（18）を介して連結
してある水田作業機のローリング駆動構造であって、前記作業装置（３）の重量変化を検出する手段（Ｃ）を
設けるとともに、前記アクチュエータ（５）の作動速度
を増減調節する機構（Ｅ）を設け、前記作業装置（３）
の重量増加を検出すると前記作動速度を増速し、前記作
業装置（３）の重量減少を検出すると前記作動速度を減
速する状態に、前記検出手段（Ｃ）と前記増減調節機構
（Ｅ）とを連係してある水田作業機のローリング駆動構
造。