JP2014023491A - 乗用農業作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】植付部を昇降駆動する際の速度のバラつきを解消し、正確に所望の速度で作業部を上昇又は下降駆動できる田植機を提供する。
【解決手段】植付部は、走行機体に対して昇降可能に連結される。昇降シリンダは、植付部を昇降駆動する。昇降バルブ４１は、昇降シリンダの作動油の流量を調整する。下降用比例減圧弁は、昇降バルブ４１のスプール４８を駆動する。制御部は、下降用比例減圧弁を制御する。また、この田植機は、スプール４８に接触することにより、当該スプール４８の移動範囲を規制するストッパ部材６５を備えている。制御部は、スプール４８がストッパ部材６５に接触した状態で植付部を下降させる。ストッパ部材６５は、スプール４８に接触する位置を調整可能である。
【選択図】図４

Description

本発明は、主として、乗用農業作業機が備える作業部を上下に昇降駆動するための油圧シリンダの作動油流量を制御するバルブの構成に関する。

乗用田植機などの乗用農業作業機は、作業者が搭乗する走行機体と、当該走行機体に対して連結された作業部と、を備えている。この種の乗用農業作業機は、地面に対する作業部の高さを適切に保つために、当該作業部を上下に昇降駆動できるように構成されている。作業部を昇降駆動するためのアクチュエータとしては、一般に油圧シリンダが採用されている。例えば特許文献１から３には、油圧シリンダによって植付部（作業部）を上下に昇降可能に構成された乗用田植機が記載されている。

この種の乗用農業作業機は、前記油圧シリンダの作動油の流量を制御する油圧バルブを備えている。一般的に、この油圧バルブは切換バルブとして構成されており、作動油の流れを切り換えるスプールを有している。また、この種の乗用農業作業機は、前記スプールの位置を調整するためのスプール駆動手段を有する。スプール駆動手段に流す電流を適宜調整することにより、油圧バルブのスプールの開度を調整して作動油の流量を任意に調整できる。これにより油圧シリンダの動作速度を調整できるので、作業部を任意の速度で上昇又は下降させることができる。

特許第３２４２５３５号公報 特開平４−４５７０５号公報 特開平９−３２７２１３号公報

ところで、この種の油圧バルブにおいて、スプール駆動手段に与える電流の大きさと、実際に油圧バルブを流れる作動油の流量と、の関係（電流−流量特性）が線形（リニア）となるように構成することが難しく、一般に油圧バルブの電流−流量特性は非線形である。図６に、乗用田植機が備える油圧バルブの電流−流量特性の例を示す。なお、図６に示すのは、油圧シリンダを収縮作動させるとき（作業部を下降させるとき）の電流−流量特性であり、横軸はスプール駆動手段に流した電流の大きさ、縦軸は油圧シリンダの作動油の流量である。

図６に示すように、スプール駆動手段に流す電流が小さい場合は、油圧バルブの電流−流量のグラフの傾きが比較的緩やかであり、かつ、電流と流量の間にはある程度のリニアな関係が成り立っているとみなすことができる。そこで、この領域のことを「線形領域」と呼ぶ。

図６において、スプール駆動手段に流す電流が線形領域よりも大きくなると、電流−流量のグラフの傾きが急峻になっている。そこで、この領域のことを「急峻領域」と呼ぶ。「急峻領域」では、わずかな電流の変動で流量が大きく変化してしまうので、流量を安定して制御することが難しい。

そこで、このような特性の油圧バルブを備えた乗用農業作業機においては、作業部の昇降駆動を安定して精度良く行う観点から、「線形領域」を用いて制御を行うことが好ましいと考えられる。

しかし、場合によっては、作業部を通常よりも高速で昇降駆動したい場合がある。作業部を高速で昇降駆動するためには、昇降シリンダの作動油の流量を増大させる必要があるので、「急峻領域」を用いて制御を行わざるを得ない。このため、作業部を高速で昇降させようとした場合に、当該作業部の昇降速度がバラつき易く、作業部を正確に所望の速度で昇降駆動することが難しかった。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、作業部を昇降駆動する際の速度のバラつきを解消し、正確に所望の速度で作業部を上昇又は下降駆動できる乗用農業作業機を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

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とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、以下の乗用農業作業機が提供される。即ち、この乗用農業作業機は、走行機体と、作業部と、油圧アクチュエータと、油圧バルブと、スプール駆動部と、制御部と、を備える。前記作業部は、前記走行機体に対して昇降可能に連結される。前記油圧アクチュエータは、前記作業部を昇降駆動する。前記油圧バルブは、前記油圧アクチュエータの作動油の流量を調整する。前記スプール駆動部は、前記油圧バルブのスプールを駆動する。前記制御部は、前記スプール駆動部を制御する。また、この乗用農業作業機は、前記スプールに接触することにより、当該スプールの移動範囲を規制するストッパ部材を備える。前記制御部は、前記スプールが前記ストッパ部材に接触した状態で前記作業部を上昇又は下降させる。前記ストッパ部材は、前記スプールに接触する位置を調整可能である。

このように、ストッパ部材によってスプールの位置を物理的に制限した状態で作業部を上昇又は下降させる。これにより、電流の変動によらずスプールの位置が安定するので、作動油の流量がバラつかず、安定した速度で作業部を上昇又は下降させることができる。そして、ストッパ部材の位置を調整可能とすることにより、作業部を上昇又は下降させる速度を任意に調整できる。

なお、本明細書において、「スプールに接触する」とは、当該スプールに対して直接接触する場合の他、例えばプッシュピンなどを介して間接的にスプールに接触する場合も含む。

上記の乗用農業作業機において、前記ストッパ部材は、前記スプールの移動方向に沿って進退可能なネジ部材であることが好ましい。

ネジ部材として構成されたストッパ部材のねじ込み量を調整することにより、当該ストッパ部材がスプールに接触する位置を容易に微調整できる。

上記の乗用農業作業機においては、前記ストッパ部材の位置を設定するストッパ位置設定部を、前記走行機体の運転座席から操作可能な位置に有することが好ましい。

これにより、ストッパ部材がスプールに接触する位置を、運転座席から容易に調整できる。

上記の乗用農業作業機は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、この乗用農業作業機は、前記ストッパ部材を駆動するストッパ駆動機構を備える。前記制御部は、前記ストッパ駆動機構を制御することにより、前記ストッパ部材の位置を調整する。

これによれば、ストッパ部材がスプールに接触する位置を、制御部で変更できる。

上記の乗用農業作業機は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、この乗用農業作業機は、前記油圧アクチュエータの動作速度を検出する動作速度検出部を備える。前記制御部は、前記動作速度検出部の検出結果に基づいて、前記ストッパ駆動機構をフィードバック制御する。

これにより、例えば作業部の重量変化等がある場合であっても、作業部を一定の速度で上昇又は下降させるように制御できる。

上記の乗用農業作業機は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、この乗用農業作業機は、前記作業部の上昇速度又は下降速度を設定する速度設定部を、前記走行機体の運転座席から操作可能な位置に有する。そして、前記制御部は、前記速度設定部によって設定された速度に応じて、前記ストッパ駆動機構を制御する。

これにより、作業部の上昇速度又は下降速度を、運転座席から容易に変更できる。

本発明の一実施形態に係る田植機の側面図。 植付部周辺の様子を示す側面図。 昇降シリンダを駆動するための油圧回路図。 昇降バルブの断面図。 本実施形態の昇降シリンダの電流−流量特性。 従来の昇降シリンダの電流−流量特性。 変形例に係る田植機の側面図。 変形例に係る昇降バルブの断面図。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る乗用農業作業機としての田植機１の側面図である。

田植機１は、走行機体２と、当該走行機体２の後方に配置された植付部（作業部）３と、から構成されている。

走行機体２は、左右一対の前輪４及び後輪５を備えており、エンジン１０の駆動力によって走行可能に構成されている。また、走行機体２の前後方向で前輪４と後輪５の間の位置には、オペレータが搭乗する運転座席６が設けられている。運転座席６の前方には、オペレータが走行機体２を操向操作するための操向ハンドル７が配置されている。また、田植機１は、図略の制御部を備えている。制御部は例えばマイクロコントローラからなり、田植機１の各部に備えられたセンサ等の信号に基づいて、田植機１の各構成を制御するように構成されている。

前記植付部３は、走行機体２の後方に昇降リンク機構１２を介して連結されている。また、走行機体２の後部には、エンジン１０の駆動力を植付部３に出力するためのＰＴＯ軸１３、植付部３を昇降駆動するための昇降シリンダ１４等が配置されている。

昇降リンク機構１２は、トップリンク１８、ロワーリンク１９等からなる平行リンク構造から構成されている。また、ロワーリンク１９には、前記昇降シリンダ１４が連結されている。昇降シリンダ１４を伸縮動作させることにより、植付部３全体を上下に昇降できるように構成されている。

植付部３は、苗載台１７と、複数の植付ユニット２０と、複数のフロート１６と、を備えている。

各植付ユニット２０は、回転ケース２１に２つの植付爪２２を備えるロータリ式植付装置として構成されている。前記ＰＴＯ軸１３から入力される駆動力によって、回転ケース２１が回転駆動されるように構成されている。

ロータリ式植付装置の構成は公知であるので詳細な説明は省略するが、回転ケース２１を回転駆動することにより、植付爪２２の先端部が図２に示すようなループ状の軌跡を描きながら上下に駆動されるように構成されている。植付爪２２の先端部は、上から下に向かって動くときに、後述の苗載台１７に載せられた苗マット２５の下端から１株分の苗２６を掻き取り、当該苗２６の根元を保持したまま下方に動いて地面に植え込むように構成されている。

苗載台１７は、植付ユニット２０の上方に配置されており、苗マット２５を載置可能に構成されている。苗載台１７は、前記苗マット２５を各植付ユニット２０に対して適宜供給する搬送機構を備えている。これにより、各植付ユニット２０に対して苗２６を順次供給し、連続的に植付けを行うことができる。

フロート（浮き）１６は、植付部３の下部に設けられ、その下面が地面に接触することができるように配置されている。

続いて、昇降シリンダ１４を駆動するための具体的な構成について説明する。

昇降シリンダ１４は、油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）として構成されている。図３に示すように、本実施形態の田植機１は、エンジン１０によって駆動される油圧ポンプ４０を備えている。昇降シリンダ１４は、この油圧ポンプ４０から供給される圧油によって駆動される。

油圧ポンプ４０から昇降シリンダ１４までの圧油供給路の途中には、昇降バルブ４１と、ストップバルブ４２が設けられている。昇降バルブ４１は、昇降シリンダ１４に繋がるシリンダポート４５と、油圧ポンプ４０に繋がるポンプポート４６を備えている。また、昇降バルブ４１は、油圧タンク４３に繋がるタンクポート４７を備えている。

昇降バルブ４１は切換バルブとして構成されており、進退可能なスプール４８を備えている。スプール４８は、タンクポート４７を閉じてシリンダポート４５とポンプポート４６を接続した状態、又はポンプポート４６を閉じてシリンダポート４５とタンクポート４７を接続した状態を切り換えることができるように構成されている。

タンクポート４７を閉じてシリンダポート４５とポンプポート４６を接続することにより、油圧ポンプ４０が吐出する圧油が昇降シリンダ１４に供給され、当該昇降シリンダ１４を伸長作動させる。これにより、植付部３を上昇させることができる。また、ポンプポート４６を閉じてシリンダポート４５とタンクポート４７を接続することにより、植付部３の重みによって昇降シリンダ１４が収縮作動し、昇降シリンダ１４の作動油が油圧タンク４３に排出される。これにより、植付部３を下降させることができる。

本実施形態では、昇降バルブ４１のスプール４８をパイロット油圧で駆動するように構成されている。具体的には、本実施形態の田植機１は、スプール４８の一端側にパイロット駆動用の圧油を供給する上昇用比例減圧弁４９と、スプール４８の他端側にパイロット駆動用の圧油を供給する下降用比例減圧弁５０と、を備えている。

上昇用比例減圧弁４９と下降用比例減圧弁５０は、ソレノイド式の電磁弁として構成されている。田植機１の制御部は、上昇用比例減圧弁４９と下降用比例減圧弁５０に流す電流を制御することにより、スプール４８の両端のパイロット油圧を調整し、これにより当該スプール４８を進退駆動するように構成されている。以上のように、比例減圧弁４９，５０によってスプール４８を移動させることができるので、比例減圧弁４９，５０はスプール駆動部であるということができる。

次に、図４を参照して、昇降バルブ４１のより詳細な構成について説明する。

昇降バルブ４１は、バルブケース５１を備えている。バルブケース５１には挿通孔５２が形成されており、当該挿通孔５２にはスプール４８が挿入されている。このスプール４８は、挿通孔５２の長手方向（図４の左右方向）で、当該挿通孔５２内を摺動することができる。

挿通孔５２の両端は塞がれており、当該挿通孔５２の一端には第１パイロット油室５３、他端側には第２パイロット油室５４が形成されている。第１パイロット油室５３には、上昇用比例減圧弁４９が出力した圧油が供給されている。一方、第２パイロット油室５４には、下降用比例減圧弁５０が出力した圧油が供給されている。

挿通孔５２には、ポンプポート４６とタンクポート４７が開口している。また、挿通孔５２には、ポンプポート４６とタンクポート４７の間に、シリンダポート４５が開口している。

スプール４８には、第１パイロット油室５３とポンプポート４６の間を仕切るランド部５６と、第２パイロット油室５４とタンクポート４７の間を仕切るランド部５５がそれぞれ形成されている。また、スプール４８には、タンクポート４７とシリンダポート４５の間、及びポンプポート４６とシリンダポート４５の間を仕切るランド部５７が形成されている。また、スプール４８の両端には付勢バネ５８が配置されており、これによりスプール４８が中立位置となるように付勢力を加えている。

ランド部５７には、ポンプポート４６に開口する上昇用油通路６０が形成されている。スプール４８が中立位置から第２パイロット油室５４側（図４の左側）に向けて移動すると、上昇用油通路６０がシリンダポート４５に開口し、シリンダポート４５とポンプポート４６を接続するように構成されている。また、スプール４８が中立位置から第２パイロット油室５４側（図４の左側）に向けて移動するほど、シリンダポート４５に対する上昇用油通路６０の開口面積が大きくなるように構成されている。

また、ランド部５７には、タンクポート４７に開口する下降用油通路６１が形成されている。スプール４８が中立位置から第１パイロット油室５３側（図４の右側）に向けて移動すると、下降用油通路６１がシリンダポート４５に開口し、シリンダポート４５とタンクポート４７を接続するように構成されている。また、スプール４８が中立位置から第１パイロット油室５３側（図４の右側）に向けて移動するほど、シリンダポート４５に対する下降用油通路６１の開口面積が大きくなるように構成されている。

以上の構成で、制御部が上昇用比例減圧弁４９に電流を流すと、第１パイロット油室５３の圧力が上昇し、スプール４８が第２パイロット油室５４側（図４の左側）に向けて移動する。これにより、上昇用油通路６０がシリンダポート４５とポンプポート４６を接続するので、油圧ポンプ４０から昇降シリンダ１４に圧油が供給されて当該昇降シリンダ１４が伸長作動し、植付部３を上昇させる。上昇用比例減圧弁４９に流す電流を制御して、第１パイロット油室５３の油圧を調整することにより、スプール４８の移動量を調整できるので、シリンダポート４５に対する上昇用油通路６０の開口面積を調整できる。これにより、昇降シリンダ１４への作動油の供給流量を制御できるので、植付部３の上昇速度を調整できる。このように、制御部は、上昇用比例減圧弁４９に流す電流を制御することで、植付部３の上昇速度を調整できる。

また、制御部が下降用比例減圧弁５０に電流を流すと、第２パイロット油室５４の圧力が上昇し、スプール４８が第１パイロット油室５３側（図４の右側）に向けて移動する。これにより、下降用油通路６１がシリンダポート４５とタンクポート４７を接続するので、植付部３の重さによって昇降シリンダ１４が収縮作動し、当該昇降シリンダ１４の作動油が油圧タンク４３に排出される。下降用比例減圧弁５０に流す電流を制御して、第２パイロット油室５４の油圧を調整することにより、スプール４８の移動量を調整できるので、シリンダポート４５に対する下降用油通路６１の開口面積を調整できる。これにより、昇降シリンダ１４からの作動油の排出流量を制御できるので、植付部３の下降速度を調整できる。このように、制御部は、下降用比例減圧弁５０に流す電流を制御することで、植付部３の下降速度を調整できる。

続いて、本実施形態の特徴的な構成について説明する。

本実施形態の昇降バルブ４１は、ストッパ部材６５を備えている。このストッパ部材６５は、スプール４８に接触することにより、当該スプール４８の移動範囲を規制するためのものである。本実施形態において、ストッパ部材６５は、ネジ部材として構成されており、スプール４８の移動方向（図４の左右方向）と平行な方向に沿って、バルブケース５１の外部から挿通孔５２の内部に向けて螺入されている。また、このストッパ部材６５には、緩みを防止するためのロックナット６６が締め付けられている。

本実施形態において、ストッパ部材６５は、第１パイロット油室５３の内側に突出するように配置されている。当該ストッパ部材６５の先端が、スプール４８の第１パイロット油室５３側の端部（図４の右側の端部）に対向するように配置されている。

スプール４８が中立位置にあるときに、当該スプール４８の第１パイロット油室５３側の端部（図４の右側の端部）と、ストッパ部材６５の先端と、の間には、所定の隙間Ａが形成されている。従って、スプール４８は、中立位置から第１パイロット油室５３側（図４の右側）に向かって、隙間Ａだけ移動することができる。スプール４８が中立位置から隙間Ａだけ移動すると、当該スプール４８はストッパ部材６５に接触するので、当該スプール４８が更に第１パイロット油室５３側（図４の右側）に向けて移動することが物理的に阻止される。

このように構成された昇降バルブ４１の電流−流量特性を、図５に例示する。図５に示すのは、昇降シリンダ１４を収縮作動させるとき（植付部３を下降させるとき）の電流−流量特性であり、横軸は下降用比例減圧弁５０に流した電流の大きさ、縦軸はシリンダポート４５の流量（昇降シリンダ１４からの作動油の排出流量）である。

下降用比例減圧弁５０に流す電流を大きくしていくと、スプール４８が第１パイロット油室５３側（図４の右側）に向かって移動し、やがてストッパ部材６５に接触する。スプール４８がストッパ部材６５に接触するときの下降用比例減圧弁５０の電流を、「第１電流Ｉ₁」とする。下降用比例減圧弁５０に流す電流を「第１電流Ｉ₁」よりも大きくしたとしても、スプール４８の移動はストッパ部材６５によって阻止されているので、流量は増大しない。従って、電流が「第１電流Ｉ₁」よりも大きな領域では、流量は一定となり、これよりも流量が増大することはない。そこで、下降用比例減圧弁５０に第１電流Ｉ₁を流したきの作動油の流量（スプール４８がストッパ部材６５に接触したときの流量）を、「最大制限流量Ｌ_max」と呼ぶ。

ここで、下降用比例減圧弁５０に、「第１電流Ｉ₁」以上の「第２電流Ｉ₂」を流すことを考える。この場合、スプール４８はストッパ部材６５に確実に接触するので、昇降シリンダ１４からの排出流量は確実に「最大制限流量Ｌ_max」となる。この状態から下降用比例減圧弁５０に流れる電流が多少変動したとしても、スプール４８の位置は変動しないので、昇降シリンダ１４からの排出流量も変動しない。つまり、昇降シリンダ１４からの排出流量は、「最大制限流量Ｌ_max」で安定する。このように、下降用比例減圧弁５０に「第１電流Ｉ₁」以上の「第２電流Ｉ₂」を流すことで、昇降シリンダ１４からの排出流量を「最大制限流量Ｌ_max」で安定させることができる。従って、植付部３を、安定した速度で下降させることができる。

本実施形態において、ストッパ部材６５はネジ部材として構成されているので、当該ストッパ部材６５の捩じ込み量を調整することにより、スプール４８の移動方向（挿通孔５２の長手方向、図４の左右方向）におけるストッパ部材６５の位置を調整できる。これにより、隙間Ａの大きさを調整できる（ストッパ部材６５がスプール４８に接触する位置を設定できる）ので、「最大制限流量Ｌ_max」を任意に設定することができる。

また、上記の構成によれば、昇降シリンダ１４からの排出流量が「最大制限流量Ｌ_max」よりも大きくなることはないので、このときの植付部３の下降速度が最大となる。従って、ストッパ部材６５の位置を調整することにより、植付部３の最高下降速度を設定できることになる。

次に、本実施形態の田植機１における、植付部３のマニュアル昇降操作について説明する。

本実施形態の田植機１では、オペレータが図略の昇降操作具を操作することによって、植付部３をマニュアルで昇降させることができるように構成されている。具体的には、オペレータによって植付部３を上昇させる操作が行われた場合、制御部は、上昇用比例減圧弁４９に所定の電流を流して昇降シリンダ１４を伸長作動させ、植付部３を所定の速度で上昇させる。また、オペレータによって植付部３を下降させる操作が行われた場合、制御部は、下降用比例減圧弁５０に所定の電流を流して昇降シリンダ１４を収縮作動させ、植付部３を所定の速度で下降させる。

ところで、オペレータがストレスなく植付部３を昇降操作できるようにするため、植付部３の昇降速度は、ある程度速いことが好ましい。そこで、オペレータの操作によって植付部３を昇降させる際に比例減圧弁４９，５０に流す電流は、ある程度大きな電流とする必要がある。

この点、図６に示したような電流−流量特性を有する従来の昇降バルブにおいては、ある程度大きな電流を流す場合は「急峻領域」となるため、作動油の流量を安定させることが難しくなり、植付部３の昇降速度がバラつき易くなる。植付部３の昇降速度がバラついてしまうと、昇降操作のたびに植付部３の動きが異なるので、オペレータが植付部３の昇降操作を直感的に行うことができなくなる。特に、植付部３の下降速度がバラついてしまうと、植付部３の下降速度が速過ぎて苗載台１７に搭載されている苗マットが崩れてしまうなどのトラブルが発生し得る。

そこで、本実施形態の田植機１において、オペレータの操作によって植付部３を下降させる際（以下、「マニュアル下降」という）には、制御部は、「第１電流Ｉ₁」以上の所定の「第２電流Ｉ₂」を下降用比例減圧弁５０に流すように構成されている。「第１電流Ｉ₁」以上の電流を下降用比例減圧弁５０に流すことにより、ストッパ部材６５に対してスプール４８を確実に接触させることができる。

以上の構成により、植付部３をマニュアル下降させる際には、昇降シリンダ１４からの作動油の排出流量を、「最大制限流量Ｌ_max」で安定させることができる。これにより、植付部３をマニュアル下降させる際の下降速度を安定させ、当該下降速度がバラつくことを防止できる。従って、植付部３の下降速度が速過ぎて苗載台１７に搭載されている苗マットが崩れてしまう、といったトラブルの発生を防止できる。

また前述のように、本実施形態の田植機１においては、ストッパ部材６５の位置を調整することにより、「最大制限流量Ｌ_max」を任意に設定できる。従って、田植機１のオペレータは、ストッパ部材６５の位置を調整することにより、植付部３をマニュアル下降させる際の下降速度を好みに応じて任意に設定できる。

本実施形態の田植機１では、ストッパ部材６５の端部６５ａが、運転座席６の近傍に露出するように配置されている。これによれば、運転座席６に搭乗しているオペレータは、適宜の工具などを利用してストッパ部材６５の捩じ込み量を容易に調整できるので、当該ストッパ部材６５の位置を容易に設定できる。そこで、ストッパ部材６５の端部６５ａを、ストッパ位置設定部と呼ぶことができる。

なお、上記のようにストッパ部材６５の位置を調整した場合、スプール４８とストッパ部材６５との間の隙間Ａが変わるので、スプール４８をストッパ部材６５に接触する位置まで移動させるために下降用比例減圧弁５０に流さなければならない電流の大きさが変わる。そこで、本実施形態の制御部は、第２電流Ｉ₂を任意に設定できるように構成されている。田植機１のオペレータは、ストッパ部材６５の位置を調整したときには、当該ストッパ部材６５に対してスプール４８を確実に接触させることができるように、第２電流Ｉ₂の値を制御部に設定する。

続いて、本実施形態の田植機１における自動昇降制御について説明する。

本実施形態の田植機１は、周知の自動昇降制御を行うように構成されている。この自動昇降制御は、フロート１６の揺動角に応じて、植付部３を自動的に昇降制御するものである。この自動昇降制御について簡単に説明すると、以下の通りである。

図２に示すように、フロート１６は、揺動軸３２を中心に揺動可能に構成されている。また、フロート１６は、揺動軸３２よりも前方の位置において、押圧部材３３によって下向きに付勢されている。即ち、フロート１６の前端部分が、地面に対して押し付けられるように力が加えられている。

複数のフロート１６のうち少なくとも何れか一つには、当該フロート１６の揺動角を検出するフロートセンサ３４が設けられている。このフロートセンサ３４は、例えばポテンショメータとして構成されている。フロートセンサ３４の検出値は、制御部に出力される。なお、以下の説明では、フロートセンサ３４が検出するフロート１６の揺動角のことを、単にフロート角と呼ぶ場合がある。

前述のように、フロート１６の前端は地面に押し付けられているので、地面と植付部３との距離が離れていくに従って、フロート１６が前下がり状態となる。従って、フロート角は、地面と植付部３との距離に応じて変化する。

制御部は、フロートセンサ３４で検知したフロート角に基づいて昇降シリンダ１４をフィードバック制御し、植付部３を上下に昇降させることにより、植付部３の対地高さを一定に保つ。この制御を、「自動昇降制御」と呼ぶ。より具体的には、制御部は、フロートセンサ３４で検知したフロート角に基づいて、上昇用比例減圧弁４９又は下降用比例減圧弁５０に流す電流の大きさを調整することにより、昇降シリンダ１４への作動油の供給流量又は当該昇降シリンダ１４からの作動油の排出流量を調整し、これによって昇降シリンダ１４を伸長又は収縮動作させて、地面に対する植付部３の高さを保つように制御を行っている。この自動昇降制御によって、地面の凹凸に追従させて植付部３を昇降できるので、地面に凹凸がある場合であっても、苗の植付深さを一定に保ってきれいに植え付けを行うことができる。

本実施形態の田植機１の制御部は、上記の自動昇降制御を行う際に、下降用比例減圧弁５０に流す電流の大きさを、「第１電流Ｉ₁」未満の電流としている。より具体的に説明すると、田植機１の制御部は、自動昇降制御を行う際に下降用比例減圧弁５０に流す電流の大きさを、図５の「線形領域」の範囲内の電流としている。このように、自動昇降制御を行う際には、下降用比例減圧弁５０に流す電流を「第１電流Ｉ₁」未満の「線形領域」の範囲内とすることにより、昇降シリンダ１４の作動油の流量を、電流に応じてリニアに調整できる。これにより、精度の良いフィードバック制御が可能となり、植付部３を地面に追従させて精度よく昇降させることができる。

以上で説明したように、本実施形態の田植機１は、走行機体２と、植付部３と、昇降シリンダ１４と、昇降バルブ４１と、下降用比例減圧弁５０と、制御部と、を備えている。植付部３は、走行機体２に対して昇降可能に連結される。昇降シリンダ１４は、植付部３を昇降駆動する。昇降バルブ４１は、昇降シリンダ１４の作動油の流量を調整する。下降用比例減圧弁５０は、昇降バルブ４１のスプール４８を駆動する。制御部は、下降用比例減圧弁５０を制御する。また、この田植機１は、スプール４８に接触することにより、当該スプール４８の移動範囲を規制するストッパ部材６５を備えている。制御部は、マニュアル下降を行う際には、スプール４８がストッパ部材６５に接触した状態で植付部３を下降させる。ストッパ部材６５は、スプール４８に接触する位置を調整可能である。

このように、ストッパ部材６５よってスプール４８の位置を物理的に制限した状態で植付部３を下降させる。これにより、電流の変動によらずスプール４８の位置が安定するので、作動油の流量がバラつかず、安定した速度で植付部３を下降させることができる。そして、ストッパ部材６５の位置を調整可能とすることにより、植付部３を下降させる速度を任意に調整できる。

また、本実施形態の田植機１において、ストッパ部材６５は、スプール４８の移動方向に沿って進退可能なネジ部材である。

ネジ部材として構成されたストッパ部材６５のねじ込み量を調整することにより、当該ストッパ部材６５がスプール４８に接触する位置を容易に微調整できる。

また、本実施形態の田植機１は、ストッパ部材６５の位置を設定するストッパ位置設定部（ストッパ部材６５の端部６５ａ）を、運転座席６から操作可能な位置に有している。

これにより、ストッパ部材６５がスプール４８に接触する位置を、運転座席６から容易に調整できる。

続いて、上記実施形態の変形例について、図７及び図８を参照して説明する。なお、本変形例の説明において、上記実施形態と同一又は類似する構成については、上記実施形態と同一の符号を図面に付して説明を省略する。

図８に示すように、本変形例では、ネジ部材として構成されたストッパ部材６５の周囲にギア６７を固着している。また、本変形例の田植機１は、例えば電動モータ等からなるストッパ駆動機構６８を備えている。ストッパ駆動機構６８が出力する駆動力は、前記ギア６７に入力されている。これにより、ストッパ駆動機構６８の駆動力によって、ストッパ部材６５を軸線まわりに回転させることができるので、ネジ部材として構成されているストッパ部材６５の捩じ込み量を調整できる。ストッパ駆動機構６８は、田植機１の制御部によって制御可能に構成されている。

以上の構成で、制御部は、ストッパ駆動機構６８を制御することにより、ストッパ部材６５の位置を調整できる。

ところで前述のように、植付部３を下降させる際には、昇降シリンダ１４と油圧タンク４３を接続することにより、植付部３の重みによって昇降シリンダ１４が収縮動作させ、これにより昇降シリンダ１４から作動油を排出させる。従って、昇降シリンダ１４の収縮速度は、植付部３の重量の影響を受ける。ところが、植付部３の重量は一定ではなく、例えば苗載台１７に搭載されている苗マットの量によって変化する。このため、例えば苗載台１７に搭載された苗マットの増減などにより植付部３の重量が変化した場合は、昇降シリンダ１４の収縮速度が変化する。つまり、植付部３の重量によって、当該植付部３の下降速度が変化してしまう。

そこで、本変形例の田植機１は、図７に示すように、昇降シリンダ１４の動作速度を検出する動作速度検出部７０を備えている。そして、本変形例の田植機１の制御部は、植付部３をマニュアル下降させる際に、動作速度検出部７０の検出結果に基づいて、ストッパ駆動機構６８をフィードバック制御することにより、昇降シリンダ１４の動作速度を一定に保つように構成されている。

より具体的には以下のとおりである。植付部３をマニュアル下降させる際、制御部は、動作速度検出部７０によって昇降シリンダ１４の収縮速度を検出する。昇降シリンダ１４の収縮速度が目標速度よりも速い場合、制御部は、ストッパ駆動機構６８を駆動することにより、ストッパ部材６５を第２パイロット油室５４側（図８の左側）に向けて移動させる。これにより、「最大制限流量Ｌ_max」が小さくなるので、昇降シリンダ１４からの作動油の排出流量が減少し、当該昇降シリンダ１４の収縮動作が遅くなる。一方、昇降シリンダ１４の収縮速度が目標速度よりも遅い場合、制御部は、ストッパ駆動機構６８を駆動することにより、ストッパ部材６５を第２パイロット油室５４から離れる方向（図８の右側）に向けて移動させる。これにより、「最大制限流量Ｌ_max」が大きくなるので、昇降シリンダ１４からの作動油の排出流量が増大し、当該昇降シリンダ１４の収縮動作が速くなる。

以上のように、動作速度検出部７０の検出結果に基づいて、ストッパ駆動機構６８をフィードバック制御することにより、植付部３をマニュアル下降させる際の昇降シリンダ１４の動作速度を、自動的に一定に保つことができる。これにより、植付部３の重量にかかわらず、当該植付部３を一定の速度でマニュアル下降させることができる。

また、本変形例の田植機は、植付部３をマニュアル下降させる際の下降速度を任意に設定する下降速度設定部７１を、運転座席６から操作可能な位置（具体的には、操向ハンドル７の近傍）に配置している。この下降速度設定部７１は、例えばダイヤル式のボリュームとして構成されており、オペレータが当該ボリュームを回転操作することにより、植付部３をマニュアル下降させる際の下降速度を設定できるように構成されている。

制御部は、前記下降速度設定部７１によって設定された下降速度に応じて、ストッパ駆動機構６８を制御し、ストッパ部材６５の位置を調整するように構成されている。

より具体的には以下のとおりである。オペレータが下降速度設定部７１を操作することによって、下降速度を遅くするように設定変更された場合、制御部は、ストッパ駆動機構６８を駆動することにより、ストッパ部材６５を第２パイロット油室５４側（図７の左側）に向けて移動させる。これにより、「最大制限流量Ｌ_max」が小さくなるので、植付部３をマニュアル下降させる際の下降速度が遅くなる。一方、オペレータが下降速度設定部７１を操作することによって、下降速度を速くするように設定変更された場合、制御部は、ストッパ駆動機構６８を駆動することにより、ストッパ部材６５を第２パイロット油室５４から離れる方向（図７の右側）に向けて移動させる。これにより、「最大制限流量Ｌ_max」が大きくなるので、植付部３をマニュアル下降させる際の下降速度が速くなる。

以上のように、制御部は、下降速度設定部７１で設定された下降速度に基づいて、ストッパ部材６５の位置を調整することにより、植付部３をマニュアル下降させる際の下降速度を調整できる。これによれば、オペレータは、下降速度設定部７１を操作するだけで、植付部３をマニュアル下降させる際の下降速度を容易に調整できる。これにより、オペレータの好みや、植付部３の重量に応じた下降速度で植付部３を下降させるように設定することができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

上記実施形態では、昇降バルブ４１のスプール４８をパイロット油圧で駆動する構成としたが、これに限定されない。例えば、ソレノイドによってスプール４８を移動させる電磁バルブとして昇降バルブ４１を構成しても良い。この場合、前記ソレノイドをスプール駆動部として把握できる。

上記実施形態では、植付部３を下降させる際のスプール４８の移動を規制するようにストッパ部材６５を設けているが、植付部３を上昇させる際のスプール４８の移動を規制するようにストッパ部材６５を設けても良い。この場合は、植付部３を上昇させる際に、スプール４８をストッパ部材６５に接触させることができるので、植付部３の上昇速度のバラつきを防止できる。もちろん、植付部３を下降させる際と上昇させる際の両方で、スプール４８の移動をストッパ部材６５で規制するように構成しても良い。

上記実施形態では、植付部３をマニュアル下降させる際に、スプール４８をストッパ部材６５に接触させるように制御しているが、スプール４８をストッパ部材６５に接触させるタイミングはマニュアル昇降を行うときに限定されない。マニュアル昇降を行うとき以外であっても、スプール４８をストッパ部材６５に接触させることにより、スプール４８の位置を安定させて作動油の流量のバラつきを抑えることができるので、植付部３の下降速度のバラつきを抑えるという効果を得ることができる。

上記実施形態では、ストッパ部材６５をネジ部材としたが、これに限らない。ストッパ部材６５は、スプール４８に接触して当該スプール４８の移動範囲を規制できる構成であれば良く、これ以外には特に限定されない。

本発明の構成は、田植機に限らず、油圧アクチュエータによって昇降駆動される作業部を備えた乗用農業作業機に広く採用することができる。

１ 田植機（乗用農業作業機）
２ 走行機体
３ 植付部（作業部）
１４ 昇降シリンダ（油圧アクチュエータ）
４１ 昇降バルブ（油圧バルブ）
４８ スプール
５０ 下降用比例減圧弁（スプール駆動部）

Claims (6)

1. 走行機体と、
   前記走行機体に対して昇降可能に連結された作業部と、
   前記作業部を昇降駆動する油圧アクチュエータと、
   前記油圧アクチュエータの作動油の流量を調整する油圧バルブと、
   前記油圧バルブのスプールを駆動するスプール駆動部と、
   前記スプール駆動部を制御する制御部と、
   を備えた乗用農業作業機であって、
   前記スプールに接触することにより、当該スプールの移動範囲を規制するストッパ部材を備え、
   前記制御部は、前記スプールが前記ストッパ部材に接触した状態で前記作業部を上昇又は下降させ、
   前記ストッパ部材は、前記スプールに接触する位置を調整可能であることを特徴とする乗用農業作業機。
2. 請求項１に記載の乗用農業作業機であって、
   前記ストッパ部材は、前記スプールの移動方向に沿って進退可能なネジ部材であることを特徴とする乗用農業作業機。
3. 請求項１又は２に記載の乗用農業作業機であって、
   前記ストッパ部材の位置を設定するストッパ位置設定部を、前記走行機体の運転座席から操作可能な位置に有することを特徴とする乗用農業作業機。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載の乗用農業作業機であって、
   前記ストッパ部材を駆動するストッパ駆動機構を備え、
   前記制御部は、前記ストッパ駆動機構を制御することにより、前記ストッパ部材の位置を調整することを特徴とする乗用農業作業機。
5. 請求項４に記載の乗用農業作業機であって、
   前記油圧アクチュエータの動作速度を検出する動作速度検出部を備え、
   前記制御部は、前記動作速度検出部の検出結果に基づいて、前記ストッパ駆動機構をフィードバック制御することを特徴とする乗用農業作業機。
6. 請求項４又は５に記載の乗用農業作業機であって、
   前記作業部の上昇速度又は下降速度を設定する速度設定部を、前記走行機体の運転座席から操作可能な位置に有し、
   前記制御部は、前記速度設定部によって設定された速度に応じて、前記ストッパ駆動機構を制御することを特徴とする乗用農業作業機。

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