JP2014023491A - 乗用農業作業機 - Google Patents
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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
【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。
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。
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。
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Lmax」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Lmax」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Lmax」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Lmax」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Lmax」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Lmax」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Lmax」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Lmax」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Lmax」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Lmax」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Lmax」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Lmax」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)
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012167513A JP2014023491A (ja) | 2012-07-27 | 2012-07-27 | 乗用農業作業機 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019076010A (ja) * | 2017-10-23 | 2019-05-23 | ヤンマー株式会社 | 移植機 |
JP2020198832A (ja) * | 2019-06-11 | 2020-12-17 | 株式会社クボタ | 作業車両 |
JP2021151202A (ja) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | 株式会社クボタ | 作業車両 |
-
2012
- 2012-07-27 JP JP2012167513A patent/JP2014023491A/ja active Pending
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