JP2001169626A - 田植機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成簡単な手段によって高精度な田植
機の植付深さを一定とさせる昇降制御を行う。 【解決手段】 植付部（１５）を昇降制御する油圧昇
降制御機構（２８）を備えた田植機において、植付部
（１５）のフロート（３４）の角速度を検出するフロー
ト角速度センサ（７３）を設け、該角速度センサ（７
３）の検出に基づいて植付部（１５）の昇降制御を行っ
て植付深さを一定維持させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は植付部に支持するフ
ロートの傾斜角度の変化に基づいて油圧昇降制御機構を
駆動制御して植付深さを一定維持させる田植機に関す
る。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来、センタフロート
の傾きを傾斜センサで検出して油圧昇降制御機構を駆動
制御する手段があるが、機体の発進・停止・急加減速時
などにあっては、傾斜センサは加速度の影響を受けて、
センタフロートの傾きのみに基づいた正確な植付部の一
定植付深さ制御が行えないという不都合があった。

【０００３】

【課題を解決するための手段】したがって本発明は、植
付部を昇降制御する油圧昇降制御機構を備えた田植機に
おいて、植付部のフロートの角速度を検出するフロート
角速度センサを設け、該角速度センサの検出に基づいて
植付部の昇降制御を行って植付深さを一定維持させて、
角速度センサを用いた極めて簡単な構成手段で機体の発
進・停止・急加減速時などの加速度の影響を受けること
のない正確なフロートの傾きを検出して、植付部の昇降
制御の精度向上を図るものである。

【０００４】また、角速度センサで検出する角速度より
フロートの傾斜角度を算出させ、傾斜角度或いは傾斜角
度と角速度とに基づいて植付部の昇降制御を行って、角
速度センサの出力レベルが小の植付深さの変化の小さい
ときには、フロートの傾斜角度の変化のみに基づいたハ
ンチングなどの発生のない正確な植付昇降制御を行うと
共に、出力レベルが大の植付深さの変化の大きいときに
はフロートの角速度を併用させて、植付深さの変化に良
好に追従させた植付昇降制御を行って、制御精度を向上
させるものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて詳述する。図１は乗用田植機の側面図、図２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）を車体フレーム（３）に搭載さ
せ、ミッションケース（４）前方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）の後部にリヤアク
スルケース（７）を連設し、前記リヤアクスルケース
（７）に水田走行用後輪（８）を支持させる。そして前
記エンジン（２）等を覆うボンネット（９）両側に予備
苗載台（１０）を取付けると共に、乗降ステップ（１
１）を介して作業者が搭乗する車体カバー（１２）によ
って前記ミッションケース（４）等を覆い、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。

【０００６】また、図中（１５）は６条植え用の苗載台
（１６）並びに複数の植付爪（１７）などを具備する植
付部であり、前高後低の合成樹脂製の前傾式苗載台（１
６）を下部レール（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爪ケー
ス（２２）（２２）を配設し、その爪ケース（２２）
（２２）先端に植付爪（１７）（１７）を取付ける。ま
た前記植付ケース（２０）の前側にローリング支点軸
（２３）を介してヒッチブラケット（２４）を設け、ト
ップリンク（２５）及びロワーリンク（２６）を含む昇
降リンク機構（２７）を介して走行車（１）後側にヒッ
チブラケット（２４）を連結させ、前記リンク機構（２
７）を介して植付部（１５）を昇降させる油圧昇降制御
機構である油圧昇降シリンダ（２８）のピストンロッド
（２８ａ）をロワーリンク（２６）に連結させ、前記前
後輪（６）（８）を走行駆動して移動すると同時に、左
右に往復摺動させる苗載台（１６）から一株分の苗を植
付爪（１７）によって取出し、連続的に苗植え作業を行
うように構成する。

【０００７】また、図中（２９）は主変速レバー、（３
０）は副変速レバーでもある植付レバー、（３１）は感
度設定器、（３２）は主クラッチペダル、（３３）（３
３）は左右ブレーキペダル、（３４）は２条分均平用セ
ンタフロート、（３５）は２条分均平用サイドフロー
ト、（３６）は６条用の側条施肥機である。

【０００８】さらに、図３、図４に示す如く、前低後高
（傾斜角約４度）に傾斜させる前記車体フレーム（３）
前部上面に架台（３７）…を一体固定させ、架台（３
７）…の上面に防振ゴム（３８）…及びエンジン台（３
９）を介して前記エンジン（２）を上載させ、前記エン
ジン（２）の左側に燃料タンク（４０）を、またエンジ
ン（２）の右側にマフラー（４１）を取付けると共に、
車体フレーム（３）前端側略中央にバッテリ（４３）を
取付けている。

【０００９】またさらに、前記車体フレーム（３）にケ
ース台（４４）を一体固定させ、ケース台（４４）にス
テアリングケース（４５）を取付け、ハンドル筒体（４
６）に内挿させる操向ハンドル（１４）のステアリング
軸（１４ａ）を、左右車体フレーム（３）（３）間の略
中央でステアリングケース（４５）上面に立設させると
共に、ステアリングケース（４５）下面に出力軸（４
７）を突設させ、左右の前輪（６）（６）を方向転換さ
せる操向アーム（４８）を前記出力軸（４７）に取付け
ている。

【００１０】また、前記エンジン（２）下方のエンジン
台（３９）下側に、前後方向に略水平な円筒形の軸受体
（４９）を熔接固定させ、前記軸受体（４９）にカウン
タ軸（５０）を挿通支持させ、軸受体（４９）前方に突
出させるカウンタ軸（５０）前端にカウンタプーリ（５
１）を取付けると共に、左右車体フレーム（３）（３）
間の略中央上方でエンジン（２）の前方にエンジン出力
軸（５２）を突設させ、該出力軸（５２）に出力プーリ
（５３）を取付け、該出力プーリ（５３）を前記カウン
タプーリ（５１）にＶベルト（５４）を介して連結させ
ている。

【００１１】さらに、前記車体フレーム（３）後端部に
リヤアクスルケース（７）をボルト止め固定させ、前記
リヤアクスルケース（７）前面にミッションケース
（４）後面を連結固定させると共に、ミッションケース
（４）の右側前面にクラッチケース（５５）を一体形成
し、クラッチケース（５５）前面に無段ベルト変速ケー
ス（５６）右側後面を嵌合固定させ、また昇降シリンダ
（２８）を作動させる油圧ポンプ（５７）をベルト変速
ケース（５６）の左側後面に固定させるもので、四角パ
イプ形の左右車体フレーム（３）（３）の間でこの上面
よりも低位置に前記各ケース（４）（５５）（５６）及
び油圧ポンプ（５７）を吊下げ固定させ、ユニバーサル
ジョイント付き伝動軸（５８）を前記カウンタ軸（５
０）後端とベルト変速ケース（５６）間に設け、エンジ
ン（２）出力をベルト変速ケース（５６）に伝えると共
に、フロントアクスルケース（５）とミッションケース
（４）間に前輪伝動軸（５９）を設け、ミッションケー
ス（４）の変速出力を各アクスルケース（５）（７）を
介して前後輪（６）（８）に伝えるように構成してい
る。

【００１２】図５乃至図７に示す如く、前記センタフロ
ート（３４）の前部を上下に揺動自在に支持するピッチ
ング支点軸（６０）をフロート（３４）後部上面のブラ
ケット（６１）に設け、前記植付ケース（２０）に回動
自在に枢支する植付深さ調節支点軸（６２）に、植付深
さ調節リンク（６３）の基端を固設させると共に、該リ
ンク（６３）の先端を前記ピッチング支点軸（６０）に
連結させている。

【００１３】そして、前記植付ケース（２０）側に固定
アーム（６４）を介し支持する支軸（６５）にリンク
（６６）中間を回動自在に枢支し、前記調節支点軸（６
２）に基端を固設する揺動アーム（６７）の先端に、結
合ピン（６８）を介してリンク（６６）後端を連結させ
ると共に、該リンク（６６）前端の軸（６９）とセンタ
フロート（３４）の前部上面に固設するブラケット（７
０）の軸（７１）間を昇降リンク（７２）を介し連結さ
せている。

【００１４】また、前記センタフロート（３４）の前部
上面の略中央に角速度センサ（７３）を設けて、支点軸
（６０）を中心としてセンタフロート（３４）が上下方
向に揺動運動するときの角速度を検出すると共に、前記
リンク（６６）には昇降リンク（７２）の作動体（７２
ａ）にスイッチ操作片（７４ａ）を当接させる水平スイ
ッチ（７４）を設けて、センタフロート（３４）の略水
平（傾斜角度略０゜）状態を水平スイッチ（７４）のオ
ン動作によって検出するように構成している。

【００１５】図６、図８にも示す如く、前記支点軸（６
２）に基端を固設する基準植付深さ設定用の植深調節レ
バー（７５）を植深モータ（７６）により適宜駆動制御
するようにしたもので、中央の植付ケース（２０）より
右側の伝動パイプ（７７）に取付板（７８）及び側板
（７９）を介しモータ取付台（８０）を固設させ、該モ
ータ取付台（８０）のモータ（７６）の回転ネジ軸（８
１）に結合させる移動子（８２）に、調節レバー（７
５）を係合連結させて、モータ（７６）の駆動によって
移動子（８２）がネジ軸（８１）に沿って上下方向に移
動するとき、調節レバー（７５）を上下方向に揺動させ
て支点軸（６２）を回動させ、基準植付深さの調節を行
うように構成している。

【００１６】また、前記調節レバー（７５）はモータ取
付台（８０）に開閉自在に固定するカバー（８３）内に
配置し、モータ取付台（８０）には調節レバー（７５）
の固定ピン（８４）の移動位置を検出するポテンショメ
ータ式植深センサ（８５）を設けて、植付深さ位置を感
知するように構成している。

【００１７】そして前記植深モータ（７６）或いは調節
レバー（７５）により支点軸（６２）を中心とした植深
変更時にはピッチング支点軸（６０）部の上下変化置
と、リンク（６６）前端の軸（６９）部の上下変化位置
とを略同一とさせて、植深を変更させても水平スイッチ
（７４）の検出には影響を与えないように構成してい
る。

【００１８】一方、前記変速ケース（５６）の入力軸部
には伝動軸（５８）を介し伝達されるエンジン（２）か
らの回転数を検出するエンジン回転センサであるエンジ
ンセンサ（８６）を、また前記フロントアクスルケース
（５）の入力軸部には伝動軸（５９）を介し伝達される
ミッションケース（４）からの走行出力を検出する車速
センサ（８７）を設けると共に、左側車体フレーム
（３）のセンサ取付板（８８）にロワーリンク（２６）
に連結するリフトアーム（８９）の移動位置を検出する
リンクセンサ（９０）を設けて、植付部（１５）の昇降
位置を感知するように構成している。

【００１９】図９に示す如く、エンジン（２）によって
駆動する油圧ポンプ（９１）の供給油圧回路を、高圧油
路（９２）と低圧油路（９３）に分岐して、操向ハンド
ル（１４）によって操向シリンダ（９４）を動作させる
操向バルブ（９５）と、ソレノイド式上昇及び下降バル
ブ（９６）（９７）操作によって昇降シリンダ（２８）
を駆動する昇降バルブ（９８）とを高圧油路（９２）に
設けると共に、植付部（１５）の左右傾斜姿勢を制御す
る水平シリンダ（９９）の水平操作用ソレノイドバルブ
（１００）を低圧油路（９３）に設けて、植付部（１
５）の昇降制御を前記バルブ（９６）（９７）の上昇及
び下降ソレノイド（１０１）（１０２）の励磁操作によ
って行うように構成している。

【００２０】そして図１０に示す如く、前記植深モータ
（７６）の浅い及び深い側回路（１０３）（１０４）
と、前記ソレノイド（１０１）（１０２）とに出力接続
させるコントローラ（１０５）を備えるもので、前記植
付レバー（３０）の植付下降・上昇・植付クラッチ入位
置を検出するポテンショメータ式レバーセンサ（１０
６）と、植付深さ制御を開始する植深スイッチ（１０
７）と、圃場表面硬度に応じ昇降シリンダ（２８）の油
圧感度（目標値）を設定する感度設定器（３１）と、前
記水平スイッチ（７４）と、各センサ（７３）（８５）
（８６）（８７）（９０）とをコントローラ（１０５）
に入力接続させて、植深モータ（７６）と昇降バルブ
（９８）の駆動制御を行うように構成している。

【００２１】本実施例は上記の如く構成するものにし
て、図１１乃至図１４に示す如く、前記角速度センサ
（７３）の出力信号を積分（ソフト処理、ハードウエア
で積分回路構成の何れでも良い）してセンタフロート
（３４）の傾斜角度に変換し、その角度が目標値（油圧
感度）になるように昇降バルブ（９８）を駆動して植付
部（１５）を昇降制御すると共に、設定された植付深さ
を一定維持させるように植深モータ（７６）で植深制御
を行うものである。

【００２２】而して前記エンジンセンサ（９４）がエン
ジン（２）の適正回転状態を検出し、感度設定器（３
１）・車速センサ（８７）・リンクセンサ（９０）・レ
バーセンサ（１０６）の各値がコントローラ（１０５）
に入力され、植付部（１５）が下降しセンタフロート
（３４）が接地状態となることを角速度センサ（７３）
で検出するとき昇降制御モードに移行し、この制御の目
標値となる目標傾斜角度（油圧感度）が演算されるもの
で、感度設定器（３１）の設定値と車速に基づく補正値
とで目標傾斜角度が決定される。

【００２３】そして角速度センサ（７３）によって、前
記支点軸（６０）を中心としてセンタフロート（３４）
が上下方向に揺動するときの角速度が検出されるとき、
図１３に示す如くこの角速度を積分処理することによっ
てフロート（３４）の傾斜角度（本機に対する相対角）
が算出されるもので、水平スイッチ（７４）がオンとな
る毎に基準角度（例えば０゜（水平））にリセットさ
れ、傾斜角度が基準角度より一定値（ａ）ズレていると
きには基準感度に修正更新して、基準角度を中心とした
フロート（３４）の傾斜角度を算出する。なお、傾斜角
度に起動ドリフト或いは温度ドリフトが発生している場
合のキャンセル効果も有する。

【００２４】そして図１４に示す如く、目標傾斜角度を
０゜（水平）とするときで、傾斜角度が不感帯（±０．
５゜）以上で角速度も一定以上（±４ｄｅｇ／ｓ以上）
のときには傾斜角度と角速度に基づいた植付部（１５）
の応答性良好な上昇及び下降制御を行うと共に、角速度
が一定以下（±４ｄｅｇ／ｓ以下）のときには傾斜角度
のみに基づいたハンチングなどのない安定した上昇及び
下降制御を行ってセンタフロート（３４）を目標傾斜角
度に保つものである。

【００２５】このように角速度センサ（７３）の前上り
或いは前下り方向の出力レベルが大きい場合には、現在
のフロート（３４）の傾斜角度が前下り或いは前上り傾
向にあっても植付部（１５）を上昇（フロート（３４）
を前下り）或いは下降（フロート（３４）を前上り）さ
せて、その回転方向の要素も取入れて時間遅れのない応
答性良好な制御を行うものである。

【００２６】なお、本実施例にあっては傾斜角度と角速
度とに基づく植付部（１５）の昇降制御の構成例を示し
たが、傾斜角度のみに基づいて植付部（１５）の昇降制
御を行う構成でも良い。また、前記支点軸（６０）を中
心としたフロート（３４）の上下方向に揺動するときの
加速度を検出する加速度センサを設けて、検出される加
速度を積分することによって角速度を、またこの角速度
をさらに積分することによって傾斜角度を算出して、こ
れら角速度と傾斜角度とによって前述同様の植付部（１
５）の昇降制御を行う構成でも良い。

【００２７】また、図１２に示す如く、昇降制御モード
による植付部（１５）の昇降制御中に、前記植深スイッ
チ（１０７）がオン操作されるとき植深制御が行われる
もので、感度設定器（３１）・車速センサ（８７）・植
深センサ（８５）の各値が読込まれ、植深スイッチ（１
０７）がオン操作で植深センサ（８５）の一定範囲内の
値が植深設定値（Ｖ１）として設定されるとき、車速及
び油圧感度による補正を行って目標の植深値（Ｖ２）を
演算し、作業中の植深センサ（８５）の検出値（Ｖ３）
と植深値（Ｖ２）の偏差（｜Ｖ２−Ｖ３｜）が一定（不
感帯）以上に大でＶ３＞Ｖ２のとき植深モータ（７６）
を深植え側に、Ｖ２＞Ｖ３のとき植深モータ（７６）を
浅植え側に制御して植付深さを一定維持させる。

【００２８】図１５乃至図１７に示すものは、前記リン
ク（６９）前端の軸（６９）とセンタフロート（３４）
のブラケット（７０）の軸（７１）間に、エアダンパ
（エアシリンダ）（１０８）を介設する構成例を示すも
ので、エアダンパ（１０８）の内圧を検出するネジ込み
式の圧力センサ（１０９）をダンパ（１０８）に設け、
ダンパ（１０８）の真下をフロート（３４）の接地点
（荷重点）として、フロート（３４）の接地状態や圃場
の表面硬度に応じた圧力（荷重）を圧力センサ（１０
９）で検出するように構成している。つまり硬い圃場で
フロート（３４）の揺動量が大のときには圧力センサ
（１０９）の検出圧力を大、また軟らかい圃場でフロー
ト（３４）の揺動量が小のときには圧力センサ（１０
９）の検出圧力を小とさせて、設定圧力を保つように植
付部（１５）の昇降制御を行うもので、図１７に示す如
く感度設定器（３１）によって設定圧力となるダンパ
（１０８）の設定支持荷重を容易に変更可能とさせて、
支持荷重を大（鈍感）とさせるときには、前後輪（６）
（８）跡など凹凸部もきれいに均平とさせるものであ
る。

【００２９】図１８、図１９に示すものは、本機の前後
方向の加速度を検出する加速度センサ（１１０）を走行
車（１）の後部中央に配備させると共に、前記支点軸
（６０）を中心としたセンタフロート（３４）の上下方
向の傾きを検出する傾斜センサ（１１１）をフロート
（３４）の前部上面の略中央に配置して、傾斜角センサ
（１１１）で検出されるフロート（３４）の傾斜角に基
づいて昇降バルブ（９８）による植付昇降制御を行う構
成にあって、加速度センサ（１１０）が一定レベル以上
の加速或いは減速信号を出力するとき、図１９の昇降出
力（Ａ）にあっては、一定時間（Ｔ１）は植付部（１
５）を上昇及び下降させる上昇及び下降信号が出力する
のを禁止して加速度の影響で傾斜センサ（１１１）の応
答性が悪くなるのを防止するように構成したものであ
る。また図１９の昇降出力（Ｂ）にあっては、一定時間
（例えばＴ１）加速度を打消す方向に最低速で植付部
（１５）を上昇及び下降させる上昇及び下降信号を出力
して、加速度の加減速時の本機姿勢の変化が設定油圧感
度（目標傾斜角度）に影響するのを低減させるもので、
例えば本機発進（加速）時に本機がヘッドアップし、油
圧感度が鈍感側となる場合には一定時間植付部（１５）
を上昇制御して植付精度を安定維持させるものである。
昇降出力（Ａ）に対し昇降出力（Ｂ）の方が傾斜センサ
（１１１）の不感帯への収束性は良好である。

【００３０】図２０に示すものは、センタフロート（３
４）に設ける傾斜角センサ（１１１）の検出値に基づい
て昇降バルブ（９８）による植付昇降制御を行う構成に
あって、車速センサ（８７）で検出される車速などによ
って傾斜角センサ（１１１）の検出値を補正する構成例
を示すもので、作業中一定時間（Ｔ２）（Ｔ３）内に大
きく車速が変化するなどしてセンタフロート（３４）の
傾斜角度もこのときの加減速によって一時的に大きく変
化するときには、この一定時間（Ｔ２）（Ｔ３）内の車
速を微分処理して加速度値として取出し、傾斜角度の変
動値にこの加速度値を加算して相殺させることによっ
て、傾斜角センサ（１１１）は正常な傾斜信号の出力の
みに基づいた精度の高い植付昇降制御を行うことができ
るものである。

【００３１】

【発明の効果】以上実施例から明らかなように本発明
は、植付部（１５）を昇降制御する油圧昇降制御機構
（２８）を備えた田植機において、植付部（１５）のフ
ロート（３４）の角速度を検出するフロート角速度セン
サ（７３）を設け、該角速度センサ（７３）の検出に基
づいて植付部（１５）の昇降制御を行って植付深さを一
定維持させるものであるから、角速度センサ（７３）を
用いた極めて簡単な構成手段で機体の発進・停止・急加
減速時などの加速度の影響を受けることのない正確なフ
ロート（３４）の傾きを検出して、植付部（１５）の昇
降制御の精度向上を図ることができるものである。

【００３２】また、角速度センサ（７３）で検出する角
速度よりフロート（３４）の傾斜角度を算出させ、傾斜
角度或いは傾斜角度と角速度とに基づいて植付部（１
５）の昇降制御を行うものであるから、角速度センサ
（７３）の出力レベルが小の植付深さの変化の小さいと
きには、フロート（３４）の傾斜角度の変化のみに基づ
いたハンチングなどの発生のない正確な植付昇降制御を
行うと共に、出力レベルが大の植付深さの変化の大きい
ときにはフロート（３４）の角速度を併用させて、植付
深さの変化に良好に追従させた植付昇降制御を行って、
制御精度を向上させるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】田植機の全体側面図。

【図２】田植機の全体平面図。

【図３】走行車体の側面説明図。

【図４】走行車体の平面説明図。

【図５】植付部の側面説明図。

【図６】フロート部の平面説明図。

【図７】センタフロート部の側面説明図。

【図８】植深調節部の側面説明図。

【図９】油圧回路図。

【図１０】制御回路図。

【図１１】昇降制御のフローチャート。

【図１２】植深制御のフローチャート。

【図１３】角速度センサの出力線図。

【図１４】角速度と傾斜角度に基づく制御の説明図。

【図１５】圧力センサを用いた構成例の。

【図１６】エアダンパの断面説明図。

【図１７】エアダンパの荷重と感度設定器の関係を示す
線図。

【図１８】傾斜センサと加速度センサを有する全体側面
図。

【図１９】傾斜及び加速度センサと昇降出力の関係を示
す線図。

【図２０】傾斜センサと車速センサの出力線図。

【符号の説明】

（１５） 植付部 （２８） 昇降シリンダ（昇降制御機構） （３４） フロート （７３） 角速度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2B062 AA05 AA12 AB01 AB07 BA62 CA03 CA04 CA05 CA06 CA07 CA10 CA14 CA15 CA19 CA25 CB03 CB04 CB11 2B063 AA10 AB01 AB03 AB08 BB08 BB21 CA04 CA07 CA10 CA11 CA35 CB01 CB06 CB11

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 植付部を昇降制御する油圧昇降制御機構
   を備えた田植機において、植付部のフロートの角速度を
   検出するフロート角速度センサを設け、該角速度センサ
   の検出に基づいて植付部の昇降制御を行って植付深さを
   一定維持させるように設けたことを特徴とする田植機。
2. 【請求項２】 角速度センサで検出する角速度よりフロ
   ートの傾斜角度を算出させ、傾斜角度或いは傾斜角度と
   角速度とに基づいて植付部の昇降制御を行うように設け
   たことを特徴とする請求項１記載の田植機。