JP2010213626A - 田植機の変速操作機構 - Google Patents

Abstract

【課題】手元操作具を操作し、走行機体の走行速度を変速することができる田植機の変速操作機構を提供するものである。
【解決手段】走行機体２に搭載されたエンジン５からの動力を変速する油圧式無段変速装置２１と、油圧式無段変速装置２１の変速比を変更する電動モータ６０と、電動モータ６０を駆動制御する制御装置８０と、制御装置８０を操作する変速操作具と、を備えた田植機１の変速操作機構において、前記変速操作具は、操縦者の足元で操作する主変速ペダル１６と、操縦者の手元で操作する主変速ダイヤル１８とが設けられ、主変速ペダル１６と、主変速ダイヤル１８とは、制御装置８０により各別に単独で電動モータ６０を駆動制御し、油圧式無段変速装置２１を変速操作可能であるものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、田植機に関し、特に田植機の変速操作機構の技術に関する。

従来、田植機に備えられる、走行機体の走行速度を変速するための変速操作機構は、公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
例えば、特許文献１に記載の変速操作機構においては、走行機体に搭載されたエンジンからの動力を変速する油圧式無段変速装置と、前記油圧式無段変速装置の変速比を変更する変速アクチュエータであるモータと、前記モータを駆動制御するコントローラ（制御装置）と、変速操作具等から構成され、変速操作具の操作量に基づいてモータにて無段変速装置の変速比を変更することで走行機体の走行速度を変速するものである。

特開２００４−２６２４１７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の変速操作機構においては、変速操作具が運転操作部の操縦ハンドルの下方であって、ステップ（床面）上に配設された足踏み式のペダル、即ち足元操作具であるので、例えば、足に障害のある操縦者では変速操作具の操作が難しく、また、操縦者が立ち姿勢で変速操作具を操作することも難しかった。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされるものであり、その解決しようとする課題は、操縦者が足元だけでなく手元でも変速操作具を操作して、走行機体の走行速度を変速することができる田植機の変速操作機構を提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、走行機体に搭載されたエンジンからの動力を変速する無段変速装置と、前記無段変速装置の変速比を変更する変速アクチュエータと、前記変速アクチュエータを駆動制御する制御装置と、前記制御装置を操作する変速操作具と、を備えた田植機の変速操作機構において、前記変速操作具は、操縦者の足元で操作する足元操作具と、操縦者の手元で操作する手元操作具とが設けられ、前記足元操作具と、前記手元操作具とは、前記制御装置により各別に単独で前記変速アクチュエータを駆動制御し、前記無段変速装置を変速操作可能であるものである。

請求項２においては、前記手元操作具は、前記制御装置により前記無段変速装置の変速比を複数段階又は無段階に設定可能に形成されて、前記走行機体の運転操作部に配設される操縦ハンドル近傍に配置されるものである。

請求項３においては、前記足元操作具と、前記手元操作具とを、変速操作可能な操作具として択一的に選択する操作選択手段を備えるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、操縦者は、変速操作具として、手元操作具を操作し、走行機体の走行速度を変速することができる。従って、操縦者が自らの足を使用できない場合であっても、容易に走行機体の走行速度を変速することができる。

請求項２においては、走行機体の走行中であっても、操縦者は屈んだりすることなく、操縦姿勢のままで、無段変速装置の変速操作の微調整を容易に行うことができる。

請求項３においては、走行機体の変速操作の際に、操縦者の好みに応じて足元操作具、又は手元操作具のいずれかを選択して用いることができる。従って、立って作業するときには、手元操作具を操作することができるので、作業性を向上することができる。

本発明の一実施形態に係る田植機の変速操作機構を備える田植機の側面図。 同じく、平面図。 走行変速ミッションの概略図。 油圧式無段変速装置への動作入力を示す概略図。 図４のＶ−Ｖ視拡大断面図。 制御装置の制御構成を示すブロック図。

次に、発明の実施の形態を説明する。
なお、以下において、図中の矢印Ａの指す方向を前とし、前後方向を規定する。

まず、本発明の一実施形態に係る変速操作機構を備える田植機１の全体的な構成について説明する。

図１及び図２に示すように、田植機１は、主に、走行機体２と、苗植装置３とから構成される。

走行機体２では、車体フレーム４が左右一対の前車輪６と、左右一対の後車輪７とで支持される。車体フレーム４には、エンジン５が搭載されるとともに、走行変速ミッション２０が搭載される。エンジン５は、車体フレーム４の前部側でボンネット９に被覆される。そして、エンジン５の動力は、走行変速ミッション２０により適宜変速されたあと、各車輪６・７に伝達されるように構成される。これにより、走行機体２は、走行速度を適宜変速可能に走行するものである。

また、車体フレーム４には運転操作部１０が設けられる。運転操作部１０は、座席１２と、操縦ハンドル１３と、副変速レバー１４と、主変速ペダル１６と、ブレーキペダル１７と、主変速ダイヤル１８等を具備する。主変速ペダル１６と、ブレーキペダル１７とは、操縦ハンドル１３の右側で運転操作部１０の床面に左右に並べられて、車体フレーム４に枢着される。副変速レバー１４と、主変速ダイヤル１８とは操縦ハンドル１３の近傍に配置される。
なお、主変速ペダル１６と、主変速ダイヤル１８とは、変速操作具であり、詳細な説明は後述する。

苗植装置３は多条植式の苗植装置であり、走行機体２の後部に上下方向に昇降可能に装着される。苗植装置３は、苗載台３１と、植付ケース３２と、植付アーム３３と、爪ケース３４と、植付爪３５等から構成される。苗載台３１は前高後低の前傾式のものであり、走行機体２に連結された植付フレームに左右往復摺動自在に支持される。植付ケース３２は植付フレーム側から後方へ突設され、その後端部に植付アーム軸３６を介して一方向に等速回転させる植付アーム３３・３３・・・を支持する。

植付アーム３３には、その回転軸心となる植付アーム軸３６を中心として対称に一対の爪ケース３４・３４が配設される。爪ケース３４には、その先端部に植付爪３５が取り付けられる。

苗植装置３は、走行機体２が各車輪６・７を駆動して走行すると同時に、植付爪３５によって、左右に往復摺動する苗載台３１から一株分の苗を取り出し、連続的に苗を植える植付作業を行うようにしている。
さらに詳細な説明をすると、苗植装置３は、走行機体２から伝達された動力が、植付ケース３２を経て植付アーム軸３６に伝達されることで、この植付アーム軸３６が回動するように構成される。植付アーム軸３６が回動すると、その左右両端部又は一端部に固定された植付アーム３３が回動して爪ケース３４が回動するとともに、爪ケース３４の先端部に固定される植付爪３５が、苗載台３１に載置される苗を掻き取りつつ、圃場に植え付ける。

次に、田植機１に備えられる変速操作機構について説明する。
なお、変速操作機構とは、田植機１の走行機体２の走行速度を変速操作する構造を指すものである。

走行変速ミッション２０とは、走行機体２に搭載されたエンジン５から図示せぬ入力軸等を介して伝達された動力を変速等するものである。
図３に示すように、走行変速ミッション２０は、無段変速装置の一例である油圧式無段変速装置２１を具備する。

油圧式無段変速装置２１は、エンジン５の動力により駆動される可変容量形の油圧ポンプ２４と、この油圧ポンプ２４からの油圧にて駆動される油圧モータ２５とから構成される。
油圧式無段変速装置２１は、油圧ポンプ２４に備えられる可動式の斜板２４ａを傾転させ、その傾斜角を変更することにより、油圧ポンプ２４の作動油の吐出量を変更し、油圧モータ２５の出力軸の回転数を変更し、走行機体２の走行速度を変速させるものである。

また、走行変速ミッション２０は、油圧式無段変速装置２１から各車輪６・７への動力を伝達又は遮断可能とするためのクラッチ機構２２と、各車輪６・７に制動力を付与するブレーキ機構２３とを具備している。

次に、油圧式無段変速装置２１の変速比を変更する構成について説明する。

車体フレーム４の前部には、図４及び図５に示すように、変速操作軸６３が横方向に延設されて、軸受にて回転可能に軸支される。変速操作軸６３には扇形歯車６２が固定され、この扇形歯車６２と変速操作軸６３とが一体的に回転可能とされる。また、変速操作軸６３には、アーム６５がその基端部で固定され、このアーム６５と変速操作軸６３とが一体的に回転可能とされる。

変速操作軸６３上の扇形歯車６２には、ピニオン６１が噛合される。ピニオン６１は、電動モータ６０により回転可能とされ、その回転により変速操作軸６３を、扇形歯車６２を介して図５における矢印Ｃ方向、又は矢印Ｄ方向へ回転させるように構成される。
電動モータ６０は、後述する制御装置８０により回転駆動制御され、油圧式無段変速装置２１の変速比を変更するものである。なお、電動モータ６０は変速アクチュエータの一例であり、電動シリンダやソレノイド等でも可能であり変速アクチュエータはこれに限定されるものではない。

一方、変速操作軸６３上のアーム６５の先端部には、前後方向に延設された変速ロッド杆６７の前端部が枢着される。変速ロッド杆６７の後端部には長溝孔６７ａが前後方向に所定長さをもって形成される。この長溝孔６７ａに油圧式無段変速装置２１の変速アーム４７の先端部に設けられたピン４７ａが摺動自在に嵌入されて、変速ロッド杆６７の後端部と変速アーム４７の先端部とが係合される。変速アーム４７はその基部で、図３に示す油圧ポンプ２４の斜板２４ａにトラニオン軸を介して連動連結される。

こうして、油圧式無段変速装置２１は、変速操作軸６３が回転されず、変速ロッド杆６７が後方に移動されないとき、又は、変速操作軸６３が回転されて、変速ロッド杆６７が後方に移動されても、ブレーキの制動操作やクラッチペダルの「切」操作等により、その移動量が長溝孔６７ａの所定長さを超えないとき、変速アーム４７及びトラニオン軸によって、油圧ポンプ２４の斜板２４ａを傾転させずに中立位置とし、各車輪６・７へ向けて動力を伝達しない中立状態となるように構成される。

油圧式無段変速装置２１は、変速ロッド杆６７が殆ど後方へ移動されていない状態で、変速操作軸６３が図５における矢印Ｃ方向へ回転されて、変速ロッド杆６７が後方へ移動され、その後方への移動量が長溝孔６７ａの所定長さを超えたとき、その時点から、変速アーム４７及びトラニオン軸によって、油圧ポンプ２４の斜板２４ａを変速ロッド杆６７の後方への移動量に基づいて傾転させて、変速比を増速側に変更する。

油圧式無段変速装置２１は、変速ロッド杆６７が長溝孔６７ａの所定長さを超えて後方へ移動されている状態で、変速操作軸６３が図５における矢印Ｄ方向へ回転されて、変速ロッド杆６７が前方へ移動されたとき、変速ロッド杆６７の後方への移動量が長溝孔６７ａの所定長さを超えている間は、変速アーム４７及びトラニオン軸によって、油圧ポンプ２４の斜板２４ａを変速ロッド杆６７の前方への移動量に基づいて傾転させて、変速比を減速側に変更する。

次に、制御装置８０について説明する。

図３及び図６に示すように、走行機体２は、制御装置８０を具備する。
制御装置８０は、演算処理を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）等の演算部や記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭ）やインターフェース等からなり、種々のセンサ等から信号が入力される。そして、電動モータ６０等へ出力する制御プログラムがＲＯＭに格納される。

制御装置８０には、変速操作具である主変速ペダル１６、その操作位置を検出するペダル位置検出センサ１６ａ、同じく変速操作具である主変速ダイヤル１８、その操作位置を検出する第一ダイヤル位置検出センサ１８ａ等が接続される。
そして、制御装置８０は、これらの検出結果に基づいて変速アクチュエータである電動モータ６０を回転駆動制御するものである。

次に、走行機体２の走行速度の変速構成について説明する。

走行機体２が停止状態であって、電動モータ６０が回転駆動しない場合、変速ロッド杆６７が後方へ移動されないので、油圧式無段変速装置２１の油圧ポンプ２４の斜板２４ａは傾転されない。つまり、油圧式無段変速装置２１が各車輪６・７へ向けて動力を伝達しない中立状態となる。従って、走行機体２は停止状態を維持する

また、走行機体２が停止状態であって、電動モータ６０が回転駆動する場合、油圧式無段変速装置２１における油圧ポンプ２４の斜板２４ａが、所定の設定角となるように、トラニオン軸を介して傾転する。これにより、油圧式無段変速装置２１がその変速比を増速側に変更し、変速した動力を各車輪６・７へ伝達する。従って、走行機体２は走行を始める。

このような状態（走行機体２が走行状態）で、電動モータ６０を前述した方向とは逆方向へ回転駆動する場合、油圧式無段変速装置２１における油圧ポンプ２４の斜板２４ａが、所定の設定角となるように、トラニオン軸を介して前記とは逆方向に傾転する。これにより、油圧式無段変速装置２１がその変速比を減速側に変更し、変速した動力を各車輪６・７へ伝達し、走行機体２の速度が減速する。

そして、変速アーム４７が元の位置に戻り、油圧式無段変速装置２１の油圧ポンプ２４の斜板２４ａが中立位置となった場合、走行機体２の走行が停止する。

次に、主変速ペダル１６及び主変速ダイヤル１８について説明する。

図１乃至図３、図６に示すように、主変速ペダル１６及び主変速ダイヤル１８は、走行機体２の走行速度を変速するための変速操作具である。

主変速ペダル１６は、操縦者の足元で操作する足元操作具の一例である足踏み式のペダルであり、運転操作部１０の床面上に、前高後低の傾斜状に配置される。主変速ペダル１６は、操縦者が自らの足で踏み込んだり、踏み込んだ状態から足を外すことによって前後に回動操作できるように構成される。

主変速ペダル１６の回動基部には、操作位置を検出するペダル位置検出センサ１６ａが設けられる。

主変速ダイヤル１８は、操縦者の手元で操作する回転ダイヤルである。
主変速ダイヤル１８は、油圧式無段変速装置２１の変速比を、制御装置８０により複数段階又は無段階に設定できるように構成されている。
変速比が複数段階に設定される場合、操縦者は主変速ダイヤル１８を操作して所望の変速比を段階的に選択して、走行機体２の走行速度を変速することができる。また、変速比が無段階に設定される場合、操縦者は主変速ダイヤル１８を操作して所望の変速比を無段階に選択して、走行機体２の走行速度を変速することができる。
主変速ダイヤル１８は、運転操作部１０の操縦ハンドル１３の近傍、即ち操縦者が操縦姿勢のままで、自らの手で主変速ダイヤル１８を操作することができる位置に配置される。
なお、主変速ダイヤル１８は手元操作具の一例であり、主変速ダイヤル１８のような回転ダイヤルに限定されるものではなく、操縦者が自らの手を使用して油圧式無段変速装置２１の変速比を複数段階又は無段階に設定できるものであればよい。

主変速ダイヤル１８の回動基部には、操作位置を検出する第一ダイヤル位置検出センサ１８ａが設けられる。

なお、主変速ダイヤル１８は、前述したように変速操作具である手元操作具の一例であり、その形式は回転ダイヤル式に限定されるものではなく、レバー式等の操縦者が自らの手を使用して操作できるものであればよい。

主変速ペダル１６及び主変速ダイヤル１８は、それぞれ各別に単独で操作して、制御装置８０により電動モータ６０を作動させることができる。従って、操縦者は、主変速ペダル１６を操作するのか、又は主変速ダイヤル１８を操作するのかを、操縦者の状況に応じて選択して、走行機体２の走行速度を変速することができる。

また、田植機１は操作選択ダイヤル１９を具備する構成とすることができる。

図２、図３及び図６に示すように、操作選択ダイヤル１９は、回転ダイヤルであり、運転操作部１０の操縦ハンドル１３の近傍に配置される。
操作選択ダイヤル１９は、走行機体２の走行速度を変速するための変速操作具を操作するモードを選択する部材であり、操作選択ダイヤル１９の選択操作により、択一モードや併用モードやオートクルーズモードやメンテナンスモード等に設定できる。

択一モードは、操作可能な変速操作具として主変速ペダル１６又は主変速ダイヤル１８のいずれかを択一的に選択することができる。即ち、操作選択ダイヤル１９により選択されなかった方の変速操作具を操作した場合には、走行機体２の走行速度を変速することができない。

併用モードは、操作可能な変速操作具として主変速ペダル１６及び主変速ダイヤル１８を併用して変速操作することができるようにする。即ち、操縦者は、主変速ペダル１６又は主変速ダイヤル１８のいずれを操作しても、走行機体２の走行速度を変速することができる。但し、誤動作を防ぐために、一方が操作されている時には他方を操作しても変速できないように構成される。

オートクルーズモードは、主変速ペダル１６又は主変速ダイヤル１８のいずれか一方を定速走行速度設定操作具とし、他方は通常の変速操作具とするものである。例えば、主変速ダイヤル１８で植付作業時の走行速度を設定しておき、苗継ぎで一時的に走行を停止したり、旋回時に主変速ペダル１６により変速操作したりしても、主変速ペダル１６により変速操作が行われなくなったとき（植付作業が再開されるとき）に、主変速ダイヤル１８で設定した変速位置で走行するようにするものである。

メンテナンスモードは、ペダル位置検出センサ１６ａ又は第一ダイヤル位置検出センサ１８ａ等が故障した場合に、制御装置８０により電動モータ６０を所定の回転駆動制御して、圃場端等のメンテナンスができる場所まで低速で移動できるようにするものである。

操作選択ダイヤル１９の回動基部には、操作位置を検出する第二ダイヤル位置検出センサ１９ａが設けられる。第二ダイヤル位置検出センサ１９ａは、制御装置８０に接続される。制御装置８０は、第二ダイヤル位置検出センサ１９ａからの検出結果に基づいて、変速アクチュエータである電動モータ６０を回転駆動制御するように構成される。
例えば、操作選択ダイヤル１９により択一モードが設定され、変速操作具として主変速ペダル１６が選択設定された場合、制御装置８０は、第二ダイヤル位置検出センサ１９ａからの検出結果に基づいて、選択設定されなかった主変速ダイヤル１８の操作では電動モータ６０が回転駆動しないように制御するものである。

なお、操作選択ダイヤル１９は、操作選択手段の一例であり、その選択形式は回転ダイヤル式に限定されるものではなく、レバー式やボタン式等であっても操作選択を設定できるものであればよい。また、操作選択ダイヤル１９は、田植機１においては、運転操作部１０の操縦ハンドル１３の近傍に配置されているが、その配置に限定されるものではなく、操縦者の足元や座席近傍等であってもよい。

前述したように、走行機体２に搭載されたエンジン５からの動力を変速する油圧式無段変速装置２１と、油圧式無段変速装置２１の変速比を変更する電動モータ６０（変速アクチュエータ）と、電動モータ６０（変速アクチュエータ）を駆動制御する制御装置８０と、制御装置８０を操作する変速操作具と、を備えた田植機１の変速操作機構において、前記変速操作具は、操縦者の足元で操作する主変速ペダル１６（足元操作具）と、操縦者の手元で操作する主変速ダイヤル１８（手元操作具）とが設けられ、主変速ペダル１６（足元操作具）と、主変速ダイヤル１８（手元操作具）とは、制御装置８０により各別に単独で電動モータ６０（変速アクチュエータ）を駆動制御し、油圧式無段変速装置２１を変速操作可能であるものである。
このような構成において、操縦者は、変速操作具として、足元操作具である主変速ペダル１６だけではなく、手元操作具である主変速ダイヤル１８を自らの手を使用して操作し、走行機体２の走行速度を変速することができる。従って、操縦者が自らの足を使用できない場合であっても、容易に走行機体２の走行速度を変速することができる。

また、主変速ダイヤル１８（手元操作具）は、制御装置８０により油圧式無段変速装置２１の変速比を複数段階又は無段階に設定可能に形成されて、走行機体２の運転操作部１０に配設される操縦ハンドル１３近傍に配置される構成とすることができる。
このような構成において、走行機体２の走行中であっても、操縦者は屈んだりすることなく、操縦姿勢のままで、油圧式無段変速装置２１の変速操作の微調整を容易に行うことができる。

また、主変速ペダル１６（足元操作具）と、主変速ダイヤル１８（手元操作具）とを、変速操作可能な操作具として択一的に選択する操作選択ダイヤル１９（操作選択手段）を備えることができる。
このような構成において、操縦者の好みに応じて足元操作具（主変速ペダル１６）、又は手元操作具（主変速ダイヤル１８）のいずれかを選択して用いることができる。また、田植機の操作において、立って作業するときには、足元操作具（主変速ペダル１６）ではなく、手元操作具（主変速ダイヤル１８）を操作することができるので、作業性を向上することができる。

１ 田植機
２ 走行機体
３ 苗植装置
４ 車体フレーム
５ エンジン
１０ 運転操作部
１３ 操縦ハンドル
１６ 主変速ペダル
１６ａ ペダル位置検出センサ
１８ 主変速ダイヤル
１８ａ 第一ダイヤル位置検出センサ
１９ 操作選択ダイヤル
１９ａ 第二ダイヤル位置検出センサ
２０ 走行変速ミッション
６０ 電動モータ
８０ 制御装置

Claims (3)

1. 走行機体に搭載されたエンジンからの動力を変速する無段変速装置と、前記無段変速装置の変速比を変更する変速アクチュエータと、前記変速アクチュエータを駆動制御する制御装置と、前記制御装置を操作する変速操作具と、を備えた田植機の変速操作機構において、
   前記変速操作具は、操縦者の足元で操作する足元操作具と、操縦者の手元で操作する手元操作具とが設けられ、
   前記足元操作具と、前記手元操作具とは、前記制御装置により各別に単独で前記変速アクチュエータを駆動制御し、前記無段変速装置を変速操作可能である、
   ことを特徴とする田植機の変速操作機構。
2. 前記手元操作具は、前記制御装置により前記無段変速装置の変速比を複数段階又は無段階に設定可能に形成されて、前記走行機体の運転操作部に配設される操縦ハンドル近傍に配置される、請求項１に記載の田植機の変速操作機構。
3. 前記足元操作具と、前記手元操作具とを、変速操作可能な操作具として択一的に選択する操作選択手段を備える、請求項１に記載の田植機の変速操作機構。

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