JP2854783B2 - 歩行型作業機におけるローリング制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、歩行型田植機等の歩行
型作業機におけるローリング制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術及び発明が解決しようとする課題】一般に、
この種歩行型田面作業機のなかには、傾斜感知フロー
ト、振子センサ等の水平検知体の検知に基づき、左右走
行車輪を背反的に昇降せしめて機体の左右傾斜を常に水
平に維持する所謂ローリング制御を行うものがある。そ
して従来では、両端部にそれぞれ左右走行車輪が連繋さ
れる天秤アームを、該天秤アームに直接連結される油圧
シリンダの作動で強制的に揺動させることにより機体を
ローリング制御するものや、左右の昇降車輪にそれぞれ
油圧シリンダ（サイドシリンダ）を連繋し、該油圧シリ
ンダの背反作動に基づいて機体をローリング制御するも
のが知られているが、何れも油圧シリンダの能動的な作
動に基づく強制的なローリング制御のみを実行するもの
であるため、制御の円滑性に欠け、特に水平検知体が僅
かな機体のローリングや機体振動に敏感に反応してしま
うものである場合には、油圧シリンダの頻繁な作動や誤
作動によつて却つて作業精度の低下を招く惧れがあつ
た。そこで、前記天秤アームの左右両端部と左右走行車
輪との間に、左右一対の油圧シリンダをそれぞれ介設す
べく構成して、左右油圧シリンダの能動的な背反作動に
基づく強制的なローリング制御と、天秤アームの自由揺
動に基づく従動的なローリング制御とを複合的に実行可
能にすることが提案される。しかるに、この場合には、
左右一対の油圧シリンダ等で構成される油圧的ローリン
グ機構と、天秤アーム等で構成される機械的ローリング
機構とが両方必要になるため、部品点数が大幅に増加す
る許りでなく、構造の複雑化に伴つて組立性やメンテナ
ンス性を低下させる惧れがあつた。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑みこれらの欠点を一掃することができる歩行型作
業機におけるローリング制御装置を提供することを目的
として創作されたものであつて、左右の走行車輪をそれ
ぞれ昇降させる左右一対のサイドシリンダを備え、該左
右サイドシリンダの背反する伸縮作動に基づいて機体を
ローリング制御せしめてなる歩行型作業機において、前
記左右のサイドシリンダを、背反方向に同期作動すべく
直列状に油圧接続すると共に、左右のサイドシリンダを
作動制御するための油圧バルブには、左右サイドシリン
ダの何れか一方に油圧ポンプからの圧油を選択して供給
するための一対の圧油供給用ポジションと、油圧ポンプ
からの左右サイドシリンダへの圧油供給は停止し、かつ
左右サイドシリンダへの出力ポートを互いに連通するた
めの流路が形成された出力ポート連通用ポジションとが
形成されていることを特徴とするものである。また、左
右の走行車輪をそれぞれ昇降させる左右一対のサイドシ
リンダを備え、該左右サイドシリンダの背反する伸縮作
動に基づいて機体をローリング制御せしめてなる歩行型
作業機において、前記左右のサイドシリンダを、背反方
向に同期作動すべく直列状に油圧接続すると共に、左右
のサイドシリンダを作動制御するための油圧バルブに
は、左右サイドシリンダの何れか一方に油圧ポンプから
の圧油を選択して供給するための一対の圧油供給用ポジ
ションと、油圧ポンプからの左右サイドシリンダへの圧
油供給は停止し、かつ左右サイドシリンダへの出力ポー
トを互いに連通するための流路が形成された出力ポート
連通用ポジションとが形成され、さらに、前記油圧バル
ブを、所定のローリング範囲内では出力ポート連通用ポ
ジシヨンを維持して従動的なローリング制御を行う一
方、前記所定のローリング範囲を越えた状態では圧油供
給用ポジシヨンに切換えて強制的なローリング制御を行
うローリング制御切換手段に連繋したことを特徴とする
ものでもある。そして本発明は、この構成によつて、強
制的なローリング制御と従動的なローリング制御とを複
合的に実行するにあたり、天秤アーム等の機械的ローリ
ング機構を不要にして、部品点数の削減を計ると共に、
構造の簡略化に伴つて組立性およびメンテナンス性を向
上できるようにしたものである。

【０００４】

【実施例】次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図面において、１は６条植え歩行型田植機の走
行機体であつて、該走行機体１の前部には、エンジン２
およびトランスミツシヨンケース３が配設される一方、
機体後部には、苗載台４、植付機構５等を備えた植付作
業部６が配設されているが、機体から左右外側方に突出
するトランスミツシヨンケース３の出力軸（図示せず）
には、チエン伝動機構を内装するスイングケース７を介
して左右の走行車輪８がそれぞれ上下昇降自在に連結さ
れている。尚、９は機体の底部に配設されるメインフロ
ートである。

【０００５】１０は機体の略中央部に前傾状に配設され
るメインシリンダであつて、該メインシリンダ１０は、
緩衝弾機１１ａを介してピストンロツド１０ａにＴ字状
に連結される連結アーム１１を、油圧伸長作動に基づい
て前方上方位置に変位させる一方、油圧縮小作動に基づ
いて後方下方位置に変位させるが、左右方向を向く前記
連結アーム１１の左右両端部は、横軸１２を支点として
一体的に回動する左右リンクプレート１３の下端部にそ
れぞれ第一連結ロツド１４を介して連動連結されてい
る。

【０００６】１５は左右一対の第二連結ロツドであつ
て、該第二連結ロツド１５は、前記左右スイングケース
７の基端部から上方に突設されるアーム部７ａと、左右
リンクプレート１３の上端部とを連動連結すべく設けら
れている。つまり、前記連結アーム１１の左右両端部に
は、第一連結ロツド１４、左右リンクプレート１３、第
二連結ロツド１５およびスイングケース７を介してそれ
ぞれ左右の走行車輪８が連結されることになり、そし
て、連結アーム１１は、メインシリンダ１０の油圧伸縮
作動に伴う平行移動に基づき、左右の走行車輪８を同方
向に昇降せしめて機体の昇降制御を行うようになつてい
る。

【０００７】１６は片ロツド型の複動式油圧シリンダか
らなる左右一対のサイドシリンダであつて、該サイドシ
リンダ１６は、前記左右の第二連結ロツド１５中にそれ
ぞれ介設されている。即ち、左右のサイドシリンダ１６
は、能動的な背反作動に基づいて左右の走行車輪８を背
反方向に昇降せしめて機体を強制的にローリング制御す
るようになつている。

【０００８】１７は前記サイドシリンダ１６に設けられ
るシリンダロツク機構であつて、該シリンダロツク機構
１７は、ピストンロツド１８側に一体的に支持されるブ
ラケツト１９、シリンダチユーブ２０の係合溝２０ａに
係脱すべくブラケツト１９に出没自在に支持されるロツ
クピン２１、該ロツクピン２１を常時係合側に向けて付
勢する弾機２２、ロツクピン２１に連結ワイヤ２３を介
して連結されるハンドル部２４のシリンダロツク操作レ
バー２５、連結ワイヤ２３のアウタチユーブ２３ａを固
定するためのアウタ受け１９ａ等で構成されている。つ
まり、シリンダロツク操作レバー２５の操作に基づいて
ロツクピン２１を係合溝２０ａに係合させた状態では、
サイドシリンダ１６の伸縮作動を規制するようになつて
いる。尚、左右のサイドシリンダ１６は、後述の如く油
圧的に連動連結されているため、一方のサイドシリンダ
１６に設けたシリンダロツク機構１７のロツク作動で左
右のサイドシリンダ１６を同時にロツクすることができ
るようになつている。

【０００９】一方、２６は機体中央部に配設される油圧
バルブユニツトであつて、該油圧バルブユニツト２６
は、ポンプの供給油を分流する分流バルブ２７、該分流
バルブ２７の一方の出力ポートから第一タンクポートＴ
１に至る油路に介在する第一油圧バルブ（方向制御弁）
２８、分流バルブ２７の他方の出力ポートから第二タン
クポートＴ２に至る油路に介在する第二油圧バルブ２９
等を組み込んで構成されている。

【００１０】前記第一油圧バルブ２８は、昇降操作レバ
ー３０の操作（もしくは前記メインフロート９の浮沈）
に基づいて３ポジシヨン（上昇、中立、下降）に切換え
作動可能な４ポートバルブに構成されるものであるが、
一対の出力側ポートＡ、Ｂには、メインシリンダ１０の
各シリンダポートＣ、Ｄがそれぞれ接続されている。つ
まり、第一油圧バルブ２８は、昇降操作レバー３０の操
作（もしくはメインフロート９の車高検知）に基づく切
換え作動によつてメインシリンダ１０を油圧伸縮作動せ
しめて機体の昇降制御を行うようになつている。

【００１１】一方、第二油圧バルブ２９が本発明の「油
圧バルブ」に相当するが、このものは、後述するローリ
ング検知機構に連結され、該ローリング検知機構の検知
に基づいて３ポジシヨン（左傾斜、中立、右傾斜）に切
換え作動可能な４ポートバルブに構成されるものである
が、一対の出力側ポートＥ、Ｆのうち、一方の出力側ポ
ートＥは、左側サイドシリンダ１６Ｌの車輪上昇側（伸
長側）シリンダポートＧに油圧配管３１を介して接続さ
れる一方、他方の出力側ポートＦは、右側サイドシリン
ダ１６Ｒの車輪上昇側（伸長側）シリンダポートＨに油
圧配管３２を介して接続されており、さらに両サイドシ
リンダ１６Ｌ、１６Ｒの車輪下降側（縮小側）シリンダ
ポートＩ、Ｊ同志は油圧配管３３を介して互いに連通接
続されている。即ち、単一の第二油圧バルブ２９に左右
一対のサイドシリンダ１６Ｌ、１６Ｒを直列状に油圧接
続して、第１ポジシヨン（左サイドシリンダ用油圧供給
ポジシヨン）への切換え状態では、シリンダポートＧに
油圧供給をして左側サイドシリンダ１６Ｌを車輪上昇側
に作動せしめると共に、左側サイドシリンダ１６Ｌのシ
リンダポートＩから排出される油圧をシリンダポートＪ
に供給して右側サイドシリンダ１６Ｒを背反方向である
車輪下降側に同期作動させ、一方、第３ポジシヨン（右
サイドシリンダ用油圧供給ポジシヨン）への切換え状態
では、シリンダポートＨに油圧供給をして右側サイドシ
リンダ１６Ｒを車輪上昇側に作動せしめると共に、右側
サイドシリンダ１６ＲのシリンダポートＪから排出され
る油圧をシリンダポートＩに供給して左側サイドシリン
ダ１６Ｌを背反方向である車輪下降側に同期作動させる
ようになつている。

【００１２】また、第二油圧バルブ２９が第２ポジシヨ
ン（中立ポジシヨンであって本発明の出力ポート連通用
ポジシヨンに相当する）に位置する状態では、サイドシ
リンダ１６Ｌ、１６Ｒへの油圧ポンプからの圧油供給を
停止するようになつている一方、該第二油圧バルブ２９
の第２ポジシヨンは、供給ポートＰと戻りポートＲとを
互いに連通させた所謂タンデムセンタに形成されるが、
さらに前記第２ポジシヨンには、前記左右サイドシリン
ダ１６Ｌ、１６Ｒへの出力側ポートＥ、Ｆを互いに連通
させるための流路２９ａが形成されている。即ち、第二
油圧バルブ２９を中立となる第２ポジシヨンに位置させ
た状態では、シリンダポートＧ、Ｈを互いに連通させて
サイドシリンダ１６Ｌ、１６Ｒの受動的な背反作動を許
容し、該受動的な背反作動に基づいて機体を従動的にロ
ーリング制御するようになつている。またさらに、本実
施例では、前記流路２９ａに、流量規制をする絞り２９
ｂを設けており、このため、前記受動的な背反作動時の
作動速度を適正速度に設定することができるようになつ
ている。

【００１３】ところで、前記サイドシリンダ１６のピス
トン３４には、該ピストン３４で仕切られた両シリンダ
室を連通させる連通孔３４ａが形成されており、さらに
連通孔３４ａの両端部にはそれぞれ段差状のシート部３
４ｂが形成されている。そして、連通孔３４ａの内部に
は、各シート部３４ｂを開閉する一対のポペツト３５
と、該ポペツト３５を常時閉塞側に付勢する弾機３６と
が内装されているが、さらに前記各ポペツト３５には、
シリンダ室内に向けて突出する接当ピン３５ａがそれぞ
れ一体形成されている。つまり、ピストン３４が作動ス
トロークの中間に位置する状態では、弾機３６の付勢力
を受けて両ポペツト３５が閉塞状態を維持するが、ピス
トン３４がストロークエンドまで達した場合には、シリ
ンダ室の端面に接当ピン３５ａが接当して一方のポペツ
ト３５が開放作動する一方、他方のポペツト３５も弾機
３６に勝る油圧を受けて開放作動して両シリンダ室を連
通させるようになつている。このため、仮令何れかのサ
イドシリンダ１６が先行してストロークエンドに達した
場合でも、供給される圧油の流れを止めて他のサイドシ
リンダ１６を停止させることなく、供給される圧油を通
過させて他のサイドシリンダ１６の作動を継続させるこ
とができるようになつている。

【００１４】また、３７は機体の左右外側方に配設され
るサイドフロートであつて、該サイドフロート３７の後
端部は、前記植付作業部６の下端部に上下揺動自在に連
結されるが、サイドフロート３７の前端部は、スイング
ケース７の回動支点位置から外側方に突設される支軸３
８の先端部に、該支軸３８の軸芯回りに回動自在なコ字
状のリンク３９を介して上下動自在に連結されている。

【００１５】さらに、４０は前記ローリング検知機構を
構成するローリング検知ロツドであつて、該ローリング
検知ロツド４０は前記支軸３８に沿つて配設されてい
る。そして、ローリング検知ロツド４０の外端部は、前
記リンク３９に一体的に連結される一方、ローリング検
知ロツド４０の外端部は、支軸３８の基端部に前後回動
自在に支持された連結アーム４１に一体的に連結されて
いる。つまり、ローリング検知ロツド４０の両端部を同
一軸芯上に支持して、ローリング検知ロツド４０に偏芯
荷重が作用することを回避するようになつており、この
ため、ローリング検知ロツド４０は、サイドフロート３
７の上下動に極めて円滑に追随して前記連結アーム４１
を確実に回動せしめるようになつている。

【００１６】一方、４２は機体の中心部に左右方向を向
いて配設される天秤ロツドであつて、該天秤ロツド４２
は、中心部が前後揺動自在に枢支され、該枢支位置から
側方に偏倚した位置には前記第二油圧バルブ２９のスプ
ールが連動連結される一方、天秤ロツド４２の左右両端
部にはそれぞれ連結ロツド４３を介して前記連結アーム
４１が連結されている。このため、天秤ロツド４２は、
左右サイドフロート３７の背反的な上下動に基づいて揺
動すると共に、該揺動に伴うスプールの押し引きに基づ
いて第二油圧バルブ２９を自動的に切換えることになる
が、前記サイドフロート３７から第二油圧バルブ２９に
至るローリング検知経路中に、図示しない融通機構（連
結孔を長孔に形成する等）を設けると共に、該融通機構
の融通幅設定に基づいて第二油圧バルブ２９の切換えタ
イミングを自由に設定することができるようになつてい
る。即ち、所定のローリング範囲内では第二油圧バルブ
２９を中立ポジシヨンに維持して従動的なローリング制
御を行う一方、所定のローリング範囲外では第二油圧バ
ルブ２９を他のポジシヨンに切換えて強制的なローリン
グ制御を行うことができるようになつている。

【００１７】さらに、４４は前記天秤ロツド４２の揺動
を規制する天秤ロツク機構であつて、該天秤ロツク機構
４４は、機体に一体的に支持されるブラケツト４５、天
秤ロツド４２側のロツクプレート４２ａに係脱すべくブ
ラケツト４５に出没自在に支持されるロツクピン４６、
該ロツクピン４６を常時係合側に向けて付勢する弾機４
７、ロツクピン４６に連結ワイヤ４８を介して連結され
る図示しない天秤ロツク操作具等で構成されている。そ
して、天秤ロツク操作具の操作に基づいて天秤ロツド４
２をロツクした状態では、前記第二油圧バルブ２９を中
立ポジシヨンに固定して、左右サイドシリンダ１６Ｌ、
１６Ｒの受動的な背反作動に基づく従動的なローリング
制御のみを択一的に実行するようになつている。

【００１８】叙述の如く構成された本発明の実施例にお
いて、左右のサイドシリンダ１６Ｌ、１６Ｒは、第二油
圧バルブ２９を第１、第３ポジシヨンに位置させた場
合、油圧ポンプからの圧油供給がなされることになって
能動的な背反作動に基づいて機体を強制的にローリング
制御することになるが、第二油圧バルブ２９が中立とな
る第２ポジシヨンに位置する状態では、流路２９ａを介
してシリンダポートＧ、Ｈ同志が互いに連通されるた
め、サイドシリンダ１６Ｌ、１６Ｒの受動的な背反作動
を許容して機体を従動的にローリング制御することにな
る。つまり、左右のサイドシリンダ１６Ｌ、１６Ｒの能
動的な背反作動および受動的な背反作動に基づいて、強
制的なローリング制御と従動的なローリング制御とを複
合的に実行できることになる。従つて、複合的なローリ
ング制御を行うものでありながら、天秤アーム等で構成
される機械的ローリング機構が不要となり、この結果、
部品点数を削減してコストダウンを可能にする許りでな
く、構造の簡略化に伴つて組立性やメンテナンス性を向
上できる。

【００１９】しかも、天秤ロツク機構４４のロツク操作
で第二油圧バルブ２９を中立ポジシヨンに固定した状態
では、左右サイドシリンダ１６Ｌ、１６Ｒの受動的な背
反作動に基づく従動的なローリング制御のみを択一的に
実行できるため、圃場条件に応じてローリング制御を選
択的に切換えることが可能となり、この結果、圃場条件
に適合したローリング制御を実行して、作業精度を向上
できる。

【００２０】さらに、サイドフロート３７から第二油圧
バルブ２９に至るローリング検知経路中に、第二油圧バ
ルブ２９の切換えタイミングを設定するための融通機構
を介設しているため、従動的なローリング制御を行うロ
ーリング範囲を適正に設定して、ローリング制御の精度
をさらに向上させることができる。

【００２１】また、本実施例では、サイドシリンダ１６
Ｌ、１６Ｒの作動を規制するシリンダロツク機構１７を
設けているため、路上走行時にサイドシリンダ１６Ｌ、
１６Ｒが受動的に作動してしまうような不都合も解消で
きる。

【００２２】またさらに、前記シリンダロツク機構１７
をロツク操作する際には、サイドシリンダ１６Ｌ、１６
Ｒの受動的な背反作動が許容されるため、サイドシリン
ダ１６Ｌ、１６Ｒをわざわざ能動的に背反作動させるこ
となく、オペレータがハンドル部２４を傾ける程度の容
易な操作で、シリンダロツク機構１７のロツクピン２１
位置と、サイドシリンダ１６Ｒの係合溝２０ｂ位置とを
位置合わせすることができ、もつて、シリンダロツク時
の操作性も向上できる。

【００２３】さらに、本実施例においては、前記流路４
４ａに絞り４４ｂを設けているため、サイドシリンダ１
６Ｌ、１６Ｒを適正な速度で受動的に背反作動させ得る
許りか、サイドシリンダ１６Ｌ、１６Ｒの不安定な作動
も防止して機体の操作性を向上させることができる。

【００２４】尚、本発明は、前記実施例に限定されない
ものであることは勿論であつて、例えば第二油圧バルブ
４４の中立ポジシヨンをタンデムセンタに構成すること
なく、図９に示す第二実施例の様に全てのポートを連通
した所謂オープンセンタに構成しても実施可能である。

【００２５】

【作用効果】以上要するに、本発明は叙述の如く構成さ
れたものであるから、左右サイドシリンダの背反作動
は、油圧バルブを何れかの圧油供給用ポジシヨンにする
ことで強制的になされてローリング制御するものである
が、前記左右のサイドシリンダは、背反方向に同期作動
すべく直列状に油圧接続され、しかも、前記油圧バルブ
には、前記一対の圧油供給用ポジシヨンと共に、油圧ポ
ンプからの左右サイドシリンダへの圧油供給は停止し、
左右サイドシリンダへの出力ポート同志を互いに連通す
るための流露が形成された出力ポート連通用ポジシヨン
が形成されていて、この出力ポート連通用ポジシヨンに
切換えた場合に、左右サイドシリンダに供給された油が
フロート接地圧を受けて移動する受動的な背反作動がな
されることになる。即ち、左右のサイドシリンダは、圧
油供給がなされる能動的な背反作動に基づいて機体を強
制的にローリング制御することに加えて、出力ポート連
通用ポジシヨンにすることで、受動的な背反作動に基づ
いて機体を従動的にローリング制御することになる。従
つて、強制的なローリング制御と従動的なローリング制
御とを選択して行うことができる結果、天秤アーム等で
構成される機械的ローリング機構が不要となつて、部品
点数を削減してコストダウンを可能にするうえに、構造
の簡略化に伴つて組立性やメンテナンス性を向上でき
る。

【００２６】さらに、油圧バルブを出力ポート連通用ポ
ジシヨンに固定すれば、前記従動的なローリング制御の
みを実行するができるため、圃場条件に応じてローリン
グ制御を選択的に切換えることが可能となり、この結
果、圃場条件に適合した最適なローリング制御を実行可
能にして、作業精度の向上に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】田植機の側面図である。

【図２】同上平面図である。

【図３】同上要部側面図である。

【図４】同上要部平面図である。

【図５】第二連結ロツドの要部平面図である。

【図６】ストロークエンドに達したサイドシリンダの断
面図である。

【図７】ピストンの要部拡大断面図である。

【図８】メインシリンダおよびサイドシリンダの作動回
路を示す油圧回路図である。

【図９】第二実施例を示す油圧回路図である。

【符号の説明】

１ 走行機体 ７ スイングケース ８ 走行車輪 １０ メインシリンダ １６ サイドシリンダ ２９ 第二油圧バルブ ２９ａ 流路

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右の走行車輪をそれぞれ昇降させる左
   右一対のサイドシリンダを備え、該左右サイドシリンダ
   の背反する伸縮作動に基づいて機体をローリング制御せ
   しめてなる歩行型作業機において、前記左右のサイドシ
   リンダを、背反方向に同期作動すべく直列状に油圧接続
   すると共に、左右のサイドシリンダを作動制御するため
   の油圧バルブには、左右サイドシリンダの何れか一方に
   油圧ポンプからの圧油を選択して供給するための一対の
   圧油供給用ポジションと、油圧ポンプからの左右サイド
   シリンダへの圧油供給は停止し、かつ左右サイドシリン
   ダへの出力ポートを互いに連通するための流路が形成さ
   れた出力ポート連通用ポジションとが形成されているこ
   とを特徴とする歩行型作業機におけるローリング制御装
   置。
2. 【請求項２】 左右の走行車輪をそれぞれ昇降させる左
   右一対のサイドシリンダを備え、該左右サイドシリンダ
   の背反する伸縮作動に基づいて機体をローリング制御せ
   しめてなる歩行型作業機において、前記左右のサイドシ
   リンダを、背反方向に同期作動すべく直列状に油圧接続
   すると共に、左右のサイドシリンダを作動制御するため
   の油圧バルブには、左右サイドシリンダの何れか一方に
   油圧ポンプからの圧油を選択して供給するための一対の
   圧油供給用ポジションと、油圧ポンプからの左右サイド
   シリンダへの圧油供給は停止し、かつ左右サイドシリン
   ダへの出力ポートを互いに連通するための流路が形成さ
   れた出力ポート連通用ポジションとが形成され、さら
   に、前記油圧バルブを、所定のローリング範囲内では出
   力ポート連通用ポジシヨンを維持して従動的なローリン
   グ制御を行う一方、前記所定のローリング範囲を越えた
   状態では圧油供給用ポジシヨンに切換えて強制的なロー
   リング制御を行うローリング制御切換手段に連繋したこ
   とを特徴とする歩行型作業機におけるローリング制御装
   置。