農作業機の自動操向制御装置
【課題】本発明では、発信機と受信機等の通信機器を設けることなく、圃場に凹凸が有っても自動的に直進走行になるように制御する自動制御の操向制御装置を設けることで、農作業機を運転して農作業を行う作業者の労力を軽減し効率的作業を行えるようにすることが課題である。
【解決手段】走行装置を操向する操向制御装置と機体の進行方向を検出する進行方向検出手段を機体に設け、該進行方向検出手段が直進からずれたことを検出すると操向制御装置を直進に修正すべく制御したことを特徴とする農作業機の自動操向制御装置とした。
【解決手段】走行装置を操向する操向制御装置と機体の進行方向を検出する進行方向検出手段を機体に設け、該進行方向検出手段が直進からずれたことを検出すると操向制御装置を直進に修正すべく制御したことを特徴とする農作業機の自動操向制御装置とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、苗移植機やコンバイン等の農作業機における走行方向を自動的に制御する操向制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用型田植機やコンバイン等の農作業機は、圃場を直線的に走行しながら苗の植付や穀稈の刈取作業を行うのであるが、圃場に凹凸が有るために、作業者はハンドル等の操向装置から手を離すことなく走行方向が曲がらないように操向装置を操作していなければならず、操向操作と植付状態や穀稈の刈取状態の監視等の複数の作業を同時に行わなければならない。
【０００３】
このような農作業機での農作業の労力を軽減するために、例えば、特開２００４−１４８９７４号公報には、乗用型田植機において、進行方向前方の畦に設置されている発信器からの発信波を機体に設けた受信器で受信し、操向制御装置が操向用シリンダを制御して進行方向を修正しながら発信器に向けて自動的に直進するようにしている。そして、乗用型田植機が自動直進で直進中（進路が適切で機体が直進している時）には、操向制御装置により、操向用シリンダを少しだけ小刻みに往復作動させて、左右前輪が左右方向に小刻みに操向されるように制御する技術手段が記載されている。
【０００４】
これは、操向輪である左右前輪を直進の状態（左右前輪が機体と平行な状態）から、左右交互に小刻みに操向させてやると、圃場の凹凸の影響を左右前輪があまり受けなくなって、直進し易くなるとの実験結果に基づくものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１４８９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記の従来技術は、走行方向前方の畦に発信機を設置する必要が有り、しかも農作業機が畦に達した後に隣の圃場を作業走行する場合には発信機を隣に移さなければならず、作業効率が悪い。
【０００７】
そこで、本発明では、発信機と受信機等の通信機器を設けることなく、圃場に凹凸が有っても自動的に直進走行になるように制御する自動制御の操向制御装置を設けることで、農作業機を運転して農作業を行う作業者の労力を軽減し効率的作業を行えるようにすることが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記課題は次の構成によって達成される。
すなわち、請求項１記載の発明では、走行装置９を操向する操向制御装置１３０と機体の進行方向を検出する進行方向検出手段１３２を機体に設け、該進行方向検出手段１３２が直進からずれたことを検出すると操向制御装置１３０を直進に修正すべく制御したことを特徴とする農作業機の自動操向制御装置とした。
【０００９】
この構成で、進行方向検出手段１３２で走行方向を判断して操向制御装置１３０が走行装置９を直進に自動で制御して農作業を行える。
また、請求項２記載の発明では、進行方向検出手段１３が進行方向に対する加速度を検出する角速度センサ１３２で、設定進行方向と異なる走行方向が検出されると操向制御装置１３０が走行方向を設定進行方向へ戻すように操向修正制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の農作業機の自動操向制御装置とした。
【００１０】
この構成で、直進となる走行設定方向と異なる走行方向を角速度センサ１３２が検出すると、操向制御装置１３０が元の走行設定方向へ走行するよう操向修正制御が出力されて直進状態を維持する。
【００１１】
また、請求項３記載の発明では、人為操向装置３４の操作入力によって、進行方向検出手段１３２の検出する進行方向による操向制御装置１３０の操向修正制御が中断すべくしたことを特徴とする請求項１に記載の農作業機の自動操向制御装置とした。
【００１２】
この構成で、作業者が人為操向装置３４を操作すると、その人為操向操作が優先して制御処理されて操向制御装置１３０の直進走行制御が中断され、作業者の意思に従った操向を行える。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明では、機体に設けた進行方向検出手段１３２で進行方向が既に設定した直進方向と違うと操向制御装置１３０が走行装置９を制御して直進方向へ戻すので、従来の如く発信機と受信機等の通信機器を設ける必要が無い。
【００１４】
請求項２記載の発明では、進行方向検出手段１３２として角速度センサ１３２を用いることで、進行方向が既に設定した走行設定方向と違うことを敏感に検出でき、正確に直進走行を維持できる。
【００１５】
請求項３記載の発明では、作業者が人為操向装置３４を操作すると、その操向操作に従って操向制御装置１３０が直進走行制御を中止するように制御されるので、作業者が旋回、危険回避、突発事態に機敏に対処できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例の乗用型田植機の側面図である。
【図２】本発明の実施例の乗用型田植機の平面図である。
【図３】本発明の実施例の乗用型田植機の操向操作に連動する後輪のクラッチ作動機構図である。
【図４】後輪支持部の拡大側面図である。
【図５】図４の部分拡大側面図である。
【図６】図５の部分拡大側断面図である。
【図７】前輪支持部の部分拡大正断面図である。
【図８】油圧無段変速装置の油圧回路図である。
【図９】操向制御の制御ブロック図である。
【図１０】操向制御の制御フローチャート図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の農作業機として乗用型田植機の実施例で説明する。
図１及び図２は、施肥装置を装着した乗用型田植機の側面図と平面図である。この施肥装置付き乗用型田植機１は、走行車体２の後側に昇降リンク装置３を介して苗植付部４が昇降可能に装着され、走行車体２の後部上側に施肥装置５の本体部分が設けられている。
【００１８】
走行車体２は、走行装置９として、駆動輪である左右一対の前輪１０，１０及び左右一対の後輪１１，１１を備えた四輪駆動車両であって、機体の前部にミッションケース１２が配置され、そのミッションケース１２の左右側方に前輪ファイナルケース１３，１３が設けられ、該左右前輪ファイナルケース１３，１３の操向方向を変更可能な各々の前輪支持部から外向きに突出する左右前輪軸１０ａに左右前輪１０，１０が各々取り付けられている。
【００１９】
また、ミッションケース１２の背面部にメインフレーム１５の前端部が固着されており、そのメインフレーム１５の後端左右中央部に前後水平に設けた後輪ローリング軸を支点にして後輪ギヤケース１８，１８がローリング自在に支持され、その後輪ギヤケース１８，１８から外向きに突出する後輪車軸１９に後輪１１，１１が取り付けられている。
【００２０】
エンジン２０はメインフレーム１５の上に搭載されており、該エンジン２０の回転動力が、ベルト伝動装置２１及び油圧式無段変速装置２３を介してミッションケース１２に伝達される。ミッションケース１２に伝達された回転動力は、該ミッションケース１２内のトランスミッションにより変速された後、走行動力と外部取出動力に分離して取り出される。そして、走行動力は、一部が前輪ファイナルケース１３，１３に伝達されて前輪１０，１０を駆動すると共に、残りが後輪ギヤケース１８，１８に伝達されて後輪１１，１１を駆動する。また、外部取出動力は、走行車体２の後部に設けた植付クラッチケース２５に伝達され、それから植付伝動軸２６によって苗植付部４へ伝動されるとともに、施肥伝動機構２８によって施肥装置５へ伝動される。
【００２１】
エンジン２０の上部はエンジンカバー３０で覆われており、その上に座席３１が設置されている。座席３１の前方には各種操作機構を内蔵するフロントカバー３２があり、その上方に前輪１０，１０を操向操作するハンドル３４が設けられている。エンジンカバー３０及びフロントカバー３２の下端左右両側は水平状のフロアステップ３５になっている。フロアステップ３５は一部格子状になっており（図２参照）、該ステップ３５を歩く作業者の靴についた泥が圃場に落下するようになっている。フロアステップ３５上の後部は、後輪フェンダを兼ねるリヤステップ３６となっている。
【００２２】
エンジン２０の回転動力は、ベルト伝動装置２１などを介して油圧式無段変速装置２３に伝えられ、この油圧式無段変速装置２３からの出力はベルト（図示せず）を介してミッションケース１２の図示しない入力軸に伝えられる。
【００２３】
また、走行車体２の前部左右両側には、補給用の苗を載せておく予備苗載台３８，３８が機体よりも側方に張り出す位置と内側に収納した位置とに回動可能に設けられている。
苗植付部４は、走行車体２のメインフレーム１５に昇降リンク装置３で昇降自在に装着されているが、その昇降させる構成と苗植付部４の構成について説明する。先ず、走行車体２に基部が回動自在に設けられた一般的な昇降油圧シリンダ４６（図１）のピストン上端部を昇降リンク装置３に連結し、走行車体２に設けた油圧ポンプ（図示せず）により昇降油圧シリンダ４６に圧油を供給・排出して、昇降油圧シリンダ４６のピストンを伸進・縮退させて昇降リンク装置３に連結した苗植付部４が上下動されるように構成されている。
【００２４】
昇降リンク装置３は平行リンク構成であって、１本の上リンク４０と左右一対の下リンク４１，４１を備えている。これら上リンク４０と下リンク４１は、その基部側がメインフレーム１５の後端部に立設した背面視門形のリンクベースフレーム４２に回動自在に取り付けられ、その先端側に縦リンク４３が連結されている。そして、縦リンク４３の下端部に苗植付部４に回転自在に支承された連結軸４４が挿入連結され、連結軸４４を中心として苗植付部４がローリング自在に連結されている。メインフレーム１５に固着した支持部材と上リンク４０に一体形成したスイングアーム（図示せず）の先端部との間に昇降油圧シリンダ４６が設けられており、該シリンダ４６を油圧で伸縮させることにより、上リンク４０が上下に回動し、苗植付部４がほぼ一定姿勢のまま昇降する。
【００２５】
苗植付部４は８条植の構成で、フレームを兼ねる苗植付伝動ケース５０、マット苗を載せて左右往復動し苗を一株分ずつ各条の苗取出口５１ａ、・・・に供給するとともに横一列分の苗を全て苗取出口５１ａ、・・・に供給すると苗送りベルト５１ｂ・・・により苗を下方に移送する苗載台５１、苗取出口５１ａ・・・に供給された苗を圃場に植付ける苗植付装置５２・・・、次行程における機体進路を表土面に線引きする左右一対の線引きマーカ４７等を備えている。
【００２６】
苗植付部４の下部には中央にセンターフロート５５、その左右両側にミドルフロート５７とサイドフロート５６がそれぞれ設けられている。これらセンターフロート５５とミドルフロート５７とサイドフロート５６を圃場の泥面に接地させた状態で機体を進行させると、それぞれが泥面を整地しつつ滑走し、その整地跡に苗植付装置５２・・・により苗が植付けられる。各センターフロート５５とミドルフロート５７とサイドフロート５６は圃場表土面の凹凸に応じて前端側が上下動するように回動自在に取り付けられており、植付作業時にはセンターフロート５５の前部の上下動が迎角制御センサ（図示せず）により検出され、その検出結果に応じ前記昇降油圧シリンダ４６を制御する油圧バルブを切り換えて苗植付部４を昇降させることにより、苗の植付深さを常に一定に維持する。
【００２７】
施肥装置５は、肥料ホッパ６０に貯留されている粒状の肥料を繰出部６１、・・・によって一定量ずつ繰り出し、その肥料を施肥ホース６２・・・でセンターフロート５５とミドルフロート５７とサイドフロート５６の左右両側に取り付けた施肥ガイド（図示せず）・・・まで導き、施肥ガイド・・・の前側に設けた作溝体（図示せず）・・・によって苗植付条の側部近傍に形成される施肥構内に落とし込むようになっている。ブロア用電動モータ５３で駆動するブロア５８で発生させたエアが、左右方向に長いエアチャンバ５９を経由して施肥ホース６２・・・に吹き込まれ、施肥ホース６２、・・・内の肥料を風圧で強制的に搬送するようになっている。
【００２８】
苗植付部４には整地装置の一例であるサイドロータ２７ａとセンタロータ２７ｂが取り付けられている。
苗載台５１は苗植付部４の全体を支持する左右方向と上下方向に幅一杯の矩形の支持枠体６５の支持ローラ６５ａをレールとして左右方向にスライドする構成である。
【００２９】
サイドロータ２７ａとセンタロータ２７ｂは、次のような支持構造に支持されている。すなわち苗載台５１の前記支持枠体６５の両側辺部材６５ｂに上端を回動自在に支持された梁部材６６と該梁部材６６の両端に固着した支持アーム６７と該支持アーム６７に回動自在に取り付けられたロータ支持フレーム６８が設けられ、該ロータ支持フレーム６８の下端にはサイドロータ２７ａとセンタロータ２７ｂの駆動軸７０ａ，７０ｂが取り付けられている。また該ロータ支持フレーム６８の下端部近くは苗植付伝動ケース５０に回動自在に取り付けられた連結部材７１に連結している。
【００３０】
センターフロート５５とミドルフロート５７とサイドフロート５６との配置位置の関係でセンターフロート５５の前方にあるセンタロータ２７ｂはサイドフロート５６とミドルフロート５７の前方にある各サイドロータ２７ａより前方に配置されている。そのためサイドロータ２７ａの駆動軸７０ａへの動力は後輪１１のギヤケース１８内のギヤから伝達され、センタロータ２７ｂの駆動軸７０ｂへは両方のサイドロータ２７ａとセンタロータ２７ｂの駆動軸７０ａ，７０ａの車体内側の端部からそれぞれ動力が伝達される。
【００３１】
また、センタロータ２７ｂは梁部材６６に上端部が支持された一対のリンク部材７６，７７によりスプリング７８を介して吊り下げられている。
また、ロータ上下位置調節レバー８１の下端部には折曲片８２が固着されており、該折曲片８２は支持枠体６５に回動自在に支持されている。そしてロータ上下位置調節レバー８１が車両の左右方向に回動操作されると、支持枠体６５の両側辺部材６５ｂに回動自在に支持された梁部材６６に固着支持された突出部６６ａの近くを折曲片８２が上下に回動する。折曲片８２は前記突出部６６ａの下方を係止しているので、該突出部６６ａがレバー８１の機体右方向の回動で、上向きに梁部材６６を中心として回動する。該突出部６６ａの前記回動により第一リンク部材７６の梁部材６６との連結部と反対側の端部も梁部材６６を中心として上向きに回動する。この第一リンク部材７６の上方への回動により第二リンク部材７７とスプリング７８を介してセンタロータ２７ｂを上方に上げることができる。センタロータ２７ｂを上方に移動させると、駆動軸７０ｂと駆動軸７０ａを介してサイドロータ２７ａも同時に上方に移動する。
【００３２】
なお、ロータ上下位置調節レバー８１は車体２のほぼ中央部に設けているので、サイドロータ２７ａとセンタロータ２７ｂの上下動を行う場合に左右のバランスを取りやすい。
また、苗植付部４を圃場に下げたときに、苗植付部４を水平位置に戻すケーブル４５をセンタロータ２７ｂのリンク部材７６，７７とスプリング７８等からなる引上げスプリング部と昇降油圧シリンダ４６と連動させた。
【００３３】
このように、センタロータ２７ｂのスプリング７８等によるスイング機構の他にケーブル４５を設けることで苗植付部４を上昇位置から下降させるごとにセンタロータ２７ｂを水平位置に戻すことができ、センタロータ２７ｂの保持位置を安定化させることができる。
【００３４】
サイドロータ２７ａとセンタロータ２７ｂの全てに回転センサを設けて、苗の植え付け作業時にどれかのロータが回転していないことを検出すると、苗植付部４を上昇させて走行を停止し、警告ランプや警報で作業者に故障発生を知らせるようにしても良い。
【００３５】
図３の平面図には、図１の乗用型田植機の操向操作に連動する後輪１１のサイドクラッチ作動機構図を示す。
ハンドル３４で旋回動作させる際に、ハンドル３４の操作により作動するピットマンアーム１４１に出力軸１４０を介して作動ローラ１４２を連動させ、該作動ローラ１４２に従動体１４３を連動させて左右の後輪１１の伝動軸のサイドクラッチ操作アーム１４７を作動させるクラッチ連動用の左右ロッド１４４が設けられているが、該クラッチ連動用左右ロッド１４４とサイドクラッチ操作アーム１４７との間は左プルシリンダ１３７Ｌと右プルシリンダ１３７Ｒで連結した構成となっている。
【００３６】
また、左右のサイドクラッチ操作アーム１４７は、前記左プルシリンダ１３７Ｌと右プルシリンダ１３７Ｒで旋回時に内側の後輪１１への伝動軸のサイドクラッチを切るよう作動制御用の制御用電磁バルブ１３５（図９）を備えている。
【００３７】
図４と図５に示すように、後輪ギヤケース１８は、後輪１１の後輪車軸１９より前側の回動支点軸Ｐ回りに上下回動可能に構成している。走行フレーム１６には後輪ギヤケース１８を下方に向けて回動付勢する圧縮スプリング１７を設けてあり、通常の走行時には機体の自重で圧縮スプリング１７が縮んで後輪１１が上限状態となり、機体の前進で後輪１１に所定以上の駆動負荷が生じたときにはその駆動反力により後輪ギヤケース１８が下側へ回動して後輪１１が下動状態となるよう構成して後輪サスペンション機構３Ｓを構成している。
【００３８】
また、前記後輪ギヤケース１８は、後輪車軸１９を挟む位置で上下に分割して半割アッパーケース１８ａと半割ロワーケース１８ｂとからなる構成としてあり、回動支点軸Ｐを半割ロワーケース１８ｂ側に設定すると共に、半割アッパーケース１８ａ側には、独立スイングのストッパー部２４を進行方向前側に設けた構成としている。
【００３９】
さらに、走行フレーム１６には、後輪車軸１９の上下位置を検出する後輪上下位置センサ３９を設け、走行フレーム１６のフレームばね座９４に設ける後輪押圧ソレノイド４９で半割アッパーケース１８ａの突起２９にロッド５４を当てて後輪１１の上下動を規制するようにしている。また、図６に詳細を示す如く、フレームばね座９４と半割アッパーケース１８ａのケースばね座８９の間に外ばね１７ａを設け、この外ばね１７ａの内側にフレームばね座９４と後輪調圧ソレノイド９３のロッド先端ばね座８８との間に内ばね１７ｂを設けて、後輪車軸１９すなわち後輪１１を弾発支持し、後輪調圧ソレノイド９３の作動で内ばね１７ｂが作用したり作用しなくしたりすることで後輪１１の弾発力を硬軟に変更可能にしている。
【００４０】
なお、回動支点軸Ｐは、走行フレーム１６から下方に突設するブラケット７３に軸支してあり、且つ、後輪１１の外径内に設定している。要するに、左右後輪１１，１１の後輪ギヤケース１８は、圧縮ススプリング１７を介して回動支点軸Ｐ回りに左右独立的にスイングする後輪サスペンション機構３Ｓとしている。
【００４１】
次に、図７により左右の前輪１０，１０を昇降可能に支持する前輪サスペンション機構２Ｓを説明する。
左右の前輪ファイナルケース１３，１３内には左右前輪駆動軸７４，７４を軸架し、左右前輪ファイナルケース１３，１３の左右端部には左右縦筒体部７５ａ，７５ａを設け、この縦筒体部７５ａ，７５ａに左右前輪支持ケース８０，８０を外嵌合し、縦軸回りに回動自在で、且つ、上下動自在に支持している。左右前輪支持ケース８０，８０内には左右第二前輪駆動軸７９，７９を軸架し、左右前輪支持ケース８０，８０の下部には左右前輪軸１０ａ，１０ａを介して左右前輪１０，１０を支架している。
【００４２】
また、この左右第二前輪駆動軸７９，７９の上部を縦筒体部７５ａ，７５ａに挿入し、左右前輪駆動軸７４，７４側の第一ベベルギヤＧ１と左右第二前輪駆動軸７９，７９に上下動自在にスプライン嵌合した第二ベベルギヤＧ２とを噛み合わせ、左右第二前輪駆動軸７９，７９の下端部の第三ベベルギヤＧ３と左右前輪軸１０ａ，１０ａの第四ベベルギヤＧ４，Ｇ４とを噛み合わせている。また、縦筒体部７５ａ，７５ａの上部空間筒部８３ａ，８３ａにばね８４，８４を内装し、左右第二前輪駆動軸７９，７９を下方に押圧付勢し、左右前輪支持ケース８０，８０が上下動しても左右前輪１０，１０に動力を伝達するように構成している。
【００４３】
左右前輪ファイナルケース１３，１３と左右前輪支持ケース８０，８０との間に左右前輪支持ケース８０，８０の上下動で前輪１０の動きを検出する前輪上下位置センサ６９を設け、左右縦筒体部７５ａ，７５ａの上端に前輪調圧ソレノイド８５を設けてこの前輪調圧ソレノイド８５のロッド先端ばね座８６と第二前輪駆動軸７９の上端ばね座８７との間に設ける内ばね８４ｂと縦筒体部７５ａに内装する外ばね８４ａで第二前輪駆動軸７９を弾発支持し、前輪調圧ソレノイド８５の作動の作動で内ばね８４ｂが作用したり作用しなくしたりすることで前輪１０の弾発力を硬軟に変更可能にして前輪サスペンション機構２Ｓを構成している。
【００４４】
前記の後輪サスペンション機構３Ｓと前輪サスペンション機構２Ｓで、後輪１１と前輪１０の昇降の硬さを変更出来るのであるが、その調整は、次の如く行う。
畦クラッチを切った場合には、後輪サスペンション機構３Ｓを軟らかくし、旋回時に苗植付部４を自動的に昇降するオートリフト制御時には、後輪サスペンション機構３Ｓを硬くし、植付作業中に後輪１１のローリングが多いと、後輪サスペンション機構３Ｓを軟らかくし、後進時には機体の前側が沈みこむことを防ぐために、機体の前側を最も上昇させて前輪サスペンション機構２Ｓを作用しないように固定すると共に、後輪サスペンション機構３Ｓを軟らかくするか最も短くする。
【００４５】
また、前輪サスペンション機構２Ｓと後輪サスペンション機構３Ｓの作動頻度が多いと、圃場が固いので、前輪サスペンション機構２Ｓと後輪サスペンション機構３Ｓを共に軟らかくし、枕地植付け以外でもサイドロータ２７ａとセンタロータ２７ｂを下げる。
【００４６】
尚、前輪サスペンション機構２Ｓと後輪サスペンション機構３Ｓに圧縮空気を使ったエアサスペンションを採用した場合も、畦クラッチを切った場合や旋回時に苗植付部４を自動的に昇降するオートリフト制御時や左右の線引きマーカ４７を旋回時に作用位置に回動する自動線引きマーカ制御を切った時には、エアサスペンションを軟らかくし、さらに、旋回時に自動で苗植付部４を昇降し植付を開始する場合にも、エアサスペンションを軟らかくする。
【００４７】
本実施例の田植機の変速装置は従来周知の可変容量型の油圧ポンプ９１と油圧モータ９２を閉回路状にオイルが循環する油圧回路で接続した油圧式無段変速装置２３を備えているが、その油圧回路構成を図８に示す。
【００４８】
油圧式無段変速装置２３は可動斜板９５付きの可変容量型油圧ポンプ９１と可変容量型油圧モータ９２を備え、該油圧式無段変速装置２３にはエンジン２０からの出力が入力軸（図示せず）を経由して油圧ポンプ９１に入り、油圧ポンプ９１の可動斜板９５の傾斜角度を調整することで油圧ポンプ９１からの作動油の吐出量がコントロールされる。油圧ポンプ９１の可動斜板９５を回転させて吐出された作動油は油圧モータ９２に回路９６，９７からなる閉回路を介して送油される。前記閉回路は油圧ポンプ９１の斜板９５の傾斜角度に応じて回路９６，９７の一方が高圧側油路になり、他方が低圧側油路になる。
【００４９】
また回路９６と回路９７の中間部を結ぶバイパス油路９９を有しており、該バイパス油路９９には高圧側油路と低圧側油路を連通または遮断する切換バルブ１０１を備えている。さらに、回路９６に一方向弁１０６を経由する油路１０７と回路９７に一方向弁１０９を経由する油路１１０を設け、該油路１０７又は油路１１０にはオイルタンク１０２から潤滑油を補充するために油圧ポンプ１１２を備えたチャージ圧用の油路１１３が設けられている。
【００５０】
油圧式無段変速装置２３は油圧ポンプ９１の吐出油圧を制御する傾斜角度を変更するように斜板９５を設けているが、該斜板９５と一体のトラニオン軸を備えた可変容量型油圧ポンプ９１と可変容量型油圧モータ９２の間に油圧式無段変速装置閉回路を形成しており、該油圧式無段変速装置２３のトラニオン軸を作動させる作動用シリンダ１１７でその回動角度を設定できる構成である。
【００５１】
作動用シリンダ１１７は油圧制御バルブ１１８によりシリンダピストン１１７ａの作動油圧量を調整することでシリンダ１１７の駆動制御をしている。
また、油圧式無段変速装置２３の閉回路の可変容量型油圧ポンプ９１と可変油圧モータ９２の並列位置に該油圧式無段変速装置２３の閉回路へ作動油を循環供給する方向を矢印Ａ方向又はＡ方向の逆方向に切替るシャトル弁１２０を有する油路１２１を設けている。該シャトル弁１２０のスプールが中立位置にあると油路１２１は開放して油圧モータ９２から作動油が吐出しない構成である。
【００５２】
シャトル弁１２０は前後進切替レバー１２３の操作位置に連動してシャトル弁１２０の切換が行われる構成になっている。すなわち、前後進切換レバー１２３の回動支点１２３ａの延長部の端部には該レバー１２３の回動角度に応じて張力が変化するようにスプリング１２４の一端が取り付けられている。該スプリング１２４の他端にはレバー１２５が固定され、該レバー１２５の中央に設けた支点１２５ａを中心にしてレバー固定部の反対側のレバー端部には負荷シリンダ１２７のピストン押圧部が接続している。また負荷シリンダ１２７のピストン１２７ａにより作動油が吐出する側の壁面にはシーケンス弁１２８を経由して前記シャトル弁１２０に接続する油路１２９が設けられている。
【００５３】
シーケンス弁１２８はある一定以上の油圧式無段変速装置２３の回路内の油圧にならないと負荷シリンダ１２７を作動させない構成になっている。また、前後進レバー１２３の操作荷重は全領域で一定となるようにレバー１２５の長さとレバー１２５の支点１２５ａの位置、負荷シリンダ１２７の作動圧、スプリング１２４の付勢力などが決められている。
【００５４】
上記構成からなる負荷制御機構では、油圧式無段変速装置２３のトラニオン軸の作動用シリンダ１１７がトラニオン軸（斜板）を中立位置に保持していると、シャトル弁１２０も中立位置に保持され、前後進切換レバー１２３には油圧式無段変速装置２３からは作動油が供給されない。一方トラニオン軸・斜板９５を作動させる作動用シリンダ１１７がトラニオン軸すなわち可動斜板９５を中立位置から前進側又は後進側に傾けると油圧式無段変速装置２３の閉回路内の作動油がシャトル弁１２０にも供給され、次いでシーケンス弁１２８が開放すると負荷シリンダ１２７内に作動油が供給され、負荷シリンダ１２７からの圧力でレバー１２３が支点１２３ａを中心に揺動し、前後進切換レバー１２３の前進側又は後進側への操作に所定の負荷が掛かるようになっている。
【００５５】
可変容量型油圧モータ９２のモータ容量変更は、モード設定によって次の如く変更する。省エネモードでは、モータ容量を可変容量型油圧ポンプ９１のポンプ容量よりも少なくなるように制御し、通常モードでは、モータ容量を可変容量型油圧ポンプ９１のポンプ容量と等しくなるように制御し、湿田モードでは、モータ容量を可変容量型油圧ポンプ９１のポンプ容量よりも多くなるように制御する。
【００５６】
省エネモードに設定することで、油圧式無段変速装置２３を最も効率の良い範囲で作動させて低燃費にすることが出来て、路上走行時等に使用する。通常モードは、急激な走行速度の変化を無くして、通常の圃場での植付作業に使用する。また、湿田モードは、湿田の圃場での植付作業に使用し、走行負荷の増大による油圧回路の高圧化でのオイル漏れを防ぐことになる。
【００５７】
回路９６、９７に圧力センサを設けて、その圧力センサの検出圧力で、前記モードのどれを選択するのが良いかを、操作盤３３に表示するようにしても良い。
図９は、操向制御に関わる制御ブロック図で、操向制御装置１３０への入力信号は、ハンドル３４の左右切れ角を検出するハンドル切れ角センサ１３１からの切れ角信号と、角速度センサ１３２からの機体の進行方向信号と、直進スイッチ１３３からの直進設定信号と、調整モードを設定する調整モード設定スイッチ１３４の設定信号とである。
【００５８】
また、制御装置１３０からは、制御用電磁バルブ１３５に右プルシリンダ１３７Ｒと左プルシリンダ１３７Ｌの作動信号が出力され、ブザー１３６に値移動信号が出力される。
操向制御は、図１０の如く、ステップＳ１で直進スイッチ１３３のオンを検出すると、ステップＳ２で走行を開始し、ステップＳ３でハンドル３４が左右に２°以上旋回操作されないと判定すると、ステップＳ４で進行方向が設定方向から左に２°以上傾くとステップＳ５で右サイドクラッチを切って右に旋回し、ステップＳ６で進行方向が設定方向から右に２°以上傾くとステップＳ７で左サイドクラッチを切って左に旋回する。
【００５９】
ステップＳ３で判定がＹＥＳつまりハンドルを左右どちらかに２°以上回すとステップＳ４以降の制御を行わず、ハンドルの回し角度に従って走行装置９を旋回させる。
また、ステップＳ４で判定がＮＯであればステップＳ６の判定に移行し、ステップＳ６で判定がＮＯであればリターンする。
【００６０】
尚、角速度センサ１３２が本発明の進行方向検出手段であるが、地球上の方位を表示するコンパスで進行方向検出手段を構成しても良い。
なお、調整モード設定スイッチ１３３をオンして走行試験を行い、ハンドル切れ角センサ１３１からの旋回操作信号が入力されないのに角速度センサ１３２が左右どちらかに進行方向が３°以上傾いたら、ブザー１３６を鳴らして旋回連繋機構Ａの調整が必要なことを知らせるようにする。
【符号の説明】
【００６１】
９ 走行装置
３４ 人為操向装置（ハンドル）
１３０ 操向制御装置
１３２ 進行方向検出手段（角速度センサ）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、苗移植機やコンバイン等の農作業機における走行方向を自動的に制御する操向制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用型田植機やコンバイン等の農作業機は、圃場を直線的に走行しながら苗の植付や穀稈の刈取作業を行うのであるが、圃場に凹凸が有るために、作業者はハンドル等の操向装置から手を離すことなく走行方向が曲がらないように操向装置を操作していなければならず、操向操作と植付状態や穀稈の刈取状態の監視等の複数の作業を同時に行わなければならない。
【０００３】
このような農作業機での農作業の労力を軽減するために、例えば、特開２００４−１４８９７４号公報には、乗用型田植機において、進行方向前方の畦に設置されている発信器からの発信波を機体に設けた受信器で受信し、操向制御装置が操向用シリンダを制御して進行方向を修正しながら発信器に向けて自動的に直進するようにしている。そして、乗用型田植機が自動直進で直進中（進路が適切で機体が直進している時）には、操向制御装置により、操向用シリンダを少しだけ小刻みに往復作動させて、左右前輪が左右方向に小刻みに操向されるように制御する技術手段が記載されている。
【０００４】
これは、操向輪である左右前輪を直進の状態（左右前輪が機体と平行な状態）から、左右交互に小刻みに操向させてやると、圃場の凹凸の影響を左右前輪があまり受けなくなって、直進し易くなるとの実験結果に基づくものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１４８９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記の従来技術は、走行方向前方の畦に発信機を設置する必要が有り、しかも農作業機が畦に達した後に隣の圃場を作業走行する場合には発信機を隣に移さなければならず、作業効率が悪い。
【０００７】
そこで、本発明では、発信機と受信機等の通信機器を設けることなく、圃場に凹凸が有っても自動的に直進走行になるように制御する自動制御の操向制御装置を設けることで、農作業機を運転して農作業を行う作業者の労力を軽減し効率的作業を行えるようにすることが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記課題は次の構成によって達成される。
すなわち、請求項１記載の発明では、走行装置９を操向する操向制御装置１３０と機体の進行方向を検出する進行方向検出手段１３２を機体に設け、該進行方向検出手段１３２が直進からずれたことを検出すると操向制御装置１３０を直進に修正すべく制御したことを特徴とする農作業機の自動操向制御装置とした。
【０００９】
この構成で、進行方向検出手段１３２で走行方向を判断して操向制御装置１３０が走行装置９を直進に自動で制御して農作業を行える。
また、請求項２記載の発明では、進行方向検出手段１３が進行方向に対する加速度を検出する角速度センサ１３２で、設定進行方向と異なる走行方向が検出されると操向制御装置１３０が走行方向を設定進行方向へ戻すように操向修正制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の農作業機の自動操向制御装置とした。
【００１０】
この構成で、直進となる走行設定方向と異なる走行方向を角速度センサ１３２が検出すると、操向制御装置１３０が元の走行設定方向へ走行するよう操向修正制御が出力されて直進状態を維持する。
【００１１】
また、請求項３記載の発明では、人為操向装置３４の操作入力によって、進行方向検出手段１３２の検出する進行方向による操向制御装置１３０の操向修正制御が中断すべくしたことを特徴とする請求項１に記載の農作業機の自動操向制御装置とした。
【００１２】
この構成で、作業者が人為操向装置３４を操作すると、その人為操向操作が優先して制御処理されて操向制御装置１３０の直進走行制御が中断され、作業者の意思に従った操向を行える。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明では、機体に設けた進行方向検出手段１３２で進行方向が既に設定した直進方向と違うと操向制御装置１３０が走行装置９を制御して直進方向へ戻すので、従来の如く発信機と受信機等の通信機器を設ける必要が無い。
【００１４】
請求項２記載の発明では、進行方向検出手段１３２として角速度センサ１３２を用いることで、進行方向が既に設定した走行設定方向と違うことを敏感に検出でき、正確に直進走行を維持できる。
【００１５】
請求項３記載の発明では、作業者が人為操向装置３４を操作すると、その操向操作に従って操向制御装置１３０が直進走行制御を中止するように制御されるので、作業者が旋回、危険回避、突発事態に機敏に対処できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例の乗用型田植機の側面図である。
【図２】本発明の実施例の乗用型田植機の平面図である。
【図３】本発明の実施例の乗用型田植機の操向操作に連動する後輪のクラッチ作動機構図である。
【図４】後輪支持部の拡大側面図である。
【図５】図４の部分拡大側面図である。
【図６】図５の部分拡大側断面図である。
【図７】前輪支持部の部分拡大正断面図である。
【図８】油圧無段変速装置の油圧回路図である。
【図９】操向制御の制御ブロック図である。
【図１０】操向制御の制御フローチャート図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の農作業機として乗用型田植機の実施例で説明する。
図１及び図２は、施肥装置を装着した乗用型田植機の側面図と平面図である。この施肥装置付き乗用型田植機１は、走行車体２の後側に昇降リンク装置３を介して苗植付部４が昇降可能に装着され、走行車体２の後部上側に施肥装置５の本体部分が設けられている。
【００１８】
走行車体２は、走行装置９として、駆動輪である左右一対の前輪１０，１０及び左右一対の後輪１１，１１を備えた四輪駆動車両であって、機体の前部にミッションケース１２が配置され、そのミッションケース１２の左右側方に前輪ファイナルケース１３，１３が設けられ、該左右前輪ファイナルケース１３，１３の操向方向を変更可能な各々の前輪支持部から外向きに突出する左右前輪軸１０ａに左右前輪１０，１０が各々取り付けられている。
【００１９】
また、ミッションケース１２の背面部にメインフレーム１５の前端部が固着されており、そのメインフレーム１５の後端左右中央部に前後水平に設けた後輪ローリング軸を支点にして後輪ギヤケース１８，１８がローリング自在に支持され、その後輪ギヤケース１８，１８から外向きに突出する後輪車軸１９に後輪１１，１１が取り付けられている。
【００２０】
エンジン２０はメインフレーム１５の上に搭載されており、該エンジン２０の回転動力が、ベルト伝動装置２１及び油圧式無段変速装置２３を介してミッションケース１２に伝達される。ミッションケース１２に伝達された回転動力は、該ミッションケース１２内のトランスミッションにより変速された後、走行動力と外部取出動力に分離して取り出される。そして、走行動力は、一部が前輪ファイナルケース１３，１３に伝達されて前輪１０，１０を駆動すると共に、残りが後輪ギヤケース１８，１８に伝達されて後輪１１，１１を駆動する。また、外部取出動力は、走行車体２の後部に設けた植付クラッチケース２５に伝達され、それから植付伝動軸２６によって苗植付部４へ伝動されるとともに、施肥伝動機構２８によって施肥装置５へ伝動される。
【００２１】
エンジン２０の上部はエンジンカバー３０で覆われており、その上に座席３１が設置されている。座席３１の前方には各種操作機構を内蔵するフロントカバー３２があり、その上方に前輪１０，１０を操向操作するハンドル３４が設けられている。エンジンカバー３０及びフロントカバー３２の下端左右両側は水平状のフロアステップ３５になっている。フロアステップ３５は一部格子状になっており（図２参照）、該ステップ３５を歩く作業者の靴についた泥が圃場に落下するようになっている。フロアステップ３５上の後部は、後輪フェンダを兼ねるリヤステップ３６となっている。
【００２２】
エンジン２０の回転動力は、ベルト伝動装置２１などを介して油圧式無段変速装置２３に伝えられ、この油圧式無段変速装置２３からの出力はベルト（図示せず）を介してミッションケース１２の図示しない入力軸に伝えられる。
【００２３】
また、走行車体２の前部左右両側には、補給用の苗を載せておく予備苗載台３８，３８が機体よりも側方に張り出す位置と内側に収納した位置とに回動可能に設けられている。
苗植付部４は、走行車体２のメインフレーム１５に昇降リンク装置３で昇降自在に装着されているが、その昇降させる構成と苗植付部４の構成について説明する。先ず、走行車体２に基部が回動自在に設けられた一般的な昇降油圧シリンダ４６（図１）のピストン上端部を昇降リンク装置３に連結し、走行車体２に設けた油圧ポンプ（図示せず）により昇降油圧シリンダ４６に圧油を供給・排出して、昇降油圧シリンダ４６のピストンを伸進・縮退させて昇降リンク装置３に連結した苗植付部４が上下動されるように構成されている。
【００２４】
昇降リンク装置３は平行リンク構成であって、１本の上リンク４０と左右一対の下リンク４１，４１を備えている。これら上リンク４０と下リンク４１は、その基部側がメインフレーム１５の後端部に立設した背面視門形のリンクベースフレーム４２に回動自在に取り付けられ、その先端側に縦リンク４３が連結されている。そして、縦リンク４３の下端部に苗植付部４に回転自在に支承された連結軸４４が挿入連結され、連結軸４４を中心として苗植付部４がローリング自在に連結されている。メインフレーム１５に固着した支持部材と上リンク４０に一体形成したスイングアーム（図示せず）の先端部との間に昇降油圧シリンダ４６が設けられており、該シリンダ４６を油圧で伸縮させることにより、上リンク４０が上下に回動し、苗植付部４がほぼ一定姿勢のまま昇降する。
【００２５】
苗植付部４は８条植の構成で、フレームを兼ねる苗植付伝動ケース５０、マット苗を載せて左右往復動し苗を一株分ずつ各条の苗取出口５１ａ、・・・に供給するとともに横一列分の苗を全て苗取出口５１ａ、・・・に供給すると苗送りベルト５１ｂ・・・により苗を下方に移送する苗載台５１、苗取出口５１ａ・・・に供給された苗を圃場に植付ける苗植付装置５２・・・、次行程における機体進路を表土面に線引きする左右一対の線引きマーカ４７等を備えている。
【００２６】
苗植付部４の下部には中央にセンターフロート５５、その左右両側にミドルフロート５７とサイドフロート５６がそれぞれ設けられている。これらセンターフロート５５とミドルフロート５７とサイドフロート５６を圃場の泥面に接地させた状態で機体を進行させると、それぞれが泥面を整地しつつ滑走し、その整地跡に苗植付装置５２・・・により苗が植付けられる。各センターフロート５５とミドルフロート５７とサイドフロート５６は圃場表土面の凹凸に応じて前端側が上下動するように回動自在に取り付けられており、植付作業時にはセンターフロート５５の前部の上下動が迎角制御センサ（図示せず）により検出され、その検出結果に応じ前記昇降油圧シリンダ４６を制御する油圧バルブを切り換えて苗植付部４を昇降させることにより、苗の植付深さを常に一定に維持する。
【００２７】
施肥装置５は、肥料ホッパ６０に貯留されている粒状の肥料を繰出部６１、・・・によって一定量ずつ繰り出し、その肥料を施肥ホース６２・・・でセンターフロート５５とミドルフロート５７とサイドフロート５６の左右両側に取り付けた施肥ガイド（図示せず）・・・まで導き、施肥ガイド・・・の前側に設けた作溝体（図示せず）・・・によって苗植付条の側部近傍に形成される施肥構内に落とし込むようになっている。ブロア用電動モータ５３で駆動するブロア５８で発生させたエアが、左右方向に長いエアチャンバ５９を経由して施肥ホース６２・・・に吹き込まれ、施肥ホース６２、・・・内の肥料を風圧で強制的に搬送するようになっている。
【００２８】
苗植付部４には整地装置の一例であるサイドロータ２７ａとセンタロータ２７ｂが取り付けられている。
苗載台５１は苗植付部４の全体を支持する左右方向と上下方向に幅一杯の矩形の支持枠体６５の支持ローラ６５ａをレールとして左右方向にスライドする構成である。
【００２９】
サイドロータ２７ａとセンタロータ２７ｂは、次のような支持構造に支持されている。すなわち苗載台５１の前記支持枠体６５の両側辺部材６５ｂに上端を回動自在に支持された梁部材６６と該梁部材６６の両端に固着した支持アーム６７と該支持アーム６７に回動自在に取り付けられたロータ支持フレーム６８が設けられ、該ロータ支持フレーム６８の下端にはサイドロータ２７ａとセンタロータ２７ｂの駆動軸７０ａ，７０ｂが取り付けられている。また該ロータ支持フレーム６８の下端部近くは苗植付伝動ケース５０に回動自在に取り付けられた連結部材７１に連結している。
【００３０】
センターフロート５５とミドルフロート５７とサイドフロート５６との配置位置の関係でセンターフロート５５の前方にあるセンタロータ２７ｂはサイドフロート５６とミドルフロート５７の前方にある各サイドロータ２７ａより前方に配置されている。そのためサイドロータ２７ａの駆動軸７０ａへの動力は後輪１１のギヤケース１８内のギヤから伝達され、センタロータ２７ｂの駆動軸７０ｂへは両方のサイドロータ２７ａとセンタロータ２７ｂの駆動軸７０ａ，７０ａの車体内側の端部からそれぞれ動力が伝達される。
【００３１】
また、センタロータ２７ｂは梁部材６６に上端部が支持された一対のリンク部材７６，７７によりスプリング７８を介して吊り下げられている。
また、ロータ上下位置調節レバー８１の下端部には折曲片８２が固着されており、該折曲片８２は支持枠体６５に回動自在に支持されている。そしてロータ上下位置調節レバー８１が車両の左右方向に回動操作されると、支持枠体６５の両側辺部材６５ｂに回動自在に支持された梁部材６６に固着支持された突出部６６ａの近くを折曲片８２が上下に回動する。折曲片８２は前記突出部６６ａの下方を係止しているので、該突出部６６ａがレバー８１の機体右方向の回動で、上向きに梁部材６６を中心として回動する。該突出部６６ａの前記回動により第一リンク部材７６の梁部材６６との連結部と反対側の端部も梁部材６６を中心として上向きに回動する。この第一リンク部材７６の上方への回動により第二リンク部材７７とスプリング７８を介してセンタロータ２７ｂを上方に上げることができる。センタロータ２７ｂを上方に移動させると、駆動軸７０ｂと駆動軸７０ａを介してサイドロータ２７ａも同時に上方に移動する。
【００３２】
なお、ロータ上下位置調節レバー８１は車体２のほぼ中央部に設けているので、サイドロータ２７ａとセンタロータ２７ｂの上下動を行う場合に左右のバランスを取りやすい。
また、苗植付部４を圃場に下げたときに、苗植付部４を水平位置に戻すケーブル４５をセンタロータ２７ｂのリンク部材７６，７７とスプリング７８等からなる引上げスプリング部と昇降油圧シリンダ４６と連動させた。
【００３３】
このように、センタロータ２７ｂのスプリング７８等によるスイング機構の他にケーブル４５を設けることで苗植付部４を上昇位置から下降させるごとにセンタロータ２７ｂを水平位置に戻すことができ、センタロータ２７ｂの保持位置を安定化させることができる。
【００３４】
サイドロータ２７ａとセンタロータ２７ｂの全てに回転センサを設けて、苗の植え付け作業時にどれかのロータが回転していないことを検出すると、苗植付部４を上昇させて走行を停止し、警告ランプや警報で作業者に故障発生を知らせるようにしても良い。
【００３５】
図３の平面図には、図１の乗用型田植機の操向操作に連動する後輪１１のサイドクラッチ作動機構図を示す。
ハンドル３４で旋回動作させる際に、ハンドル３４の操作により作動するピットマンアーム１４１に出力軸１４０を介して作動ローラ１４２を連動させ、該作動ローラ１４２に従動体１４３を連動させて左右の後輪１１の伝動軸のサイドクラッチ操作アーム１４７を作動させるクラッチ連動用の左右ロッド１４４が設けられているが、該クラッチ連動用左右ロッド１４４とサイドクラッチ操作アーム１４７との間は左プルシリンダ１３７Ｌと右プルシリンダ１３７Ｒで連結した構成となっている。
【００３６】
また、左右のサイドクラッチ操作アーム１４７は、前記左プルシリンダ１３７Ｌと右プルシリンダ１３７Ｒで旋回時に内側の後輪１１への伝動軸のサイドクラッチを切るよう作動制御用の制御用電磁バルブ１３５（図９）を備えている。
【００３７】
図４と図５に示すように、後輪ギヤケース１８は、後輪１１の後輪車軸１９より前側の回動支点軸Ｐ回りに上下回動可能に構成している。走行フレーム１６には後輪ギヤケース１８を下方に向けて回動付勢する圧縮スプリング１７を設けてあり、通常の走行時には機体の自重で圧縮スプリング１７が縮んで後輪１１が上限状態となり、機体の前進で後輪１１に所定以上の駆動負荷が生じたときにはその駆動反力により後輪ギヤケース１８が下側へ回動して後輪１１が下動状態となるよう構成して後輪サスペンション機構３Ｓを構成している。
【００３８】
また、前記後輪ギヤケース１８は、後輪車軸１９を挟む位置で上下に分割して半割アッパーケース１８ａと半割ロワーケース１８ｂとからなる構成としてあり、回動支点軸Ｐを半割ロワーケース１８ｂ側に設定すると共に、半割アッパーケース１８ａ側には、独立スイングのストッパー部２４を進行方向前側に設けた構成としている。
【００３９】
さらに、走行フレーム１６には、後輪車軸１９の上下位置を検出する後輪上下位置センサ３９を設け、走行フレーム１６のフレームばね座９４に設ける後輪押圧ソレノイド４９で半割アッパーケース１８ａの突起２９にロッド５４を当てて後輪１１の上下動を規制するようにしている。また、図６に詳細を示す如く、フレームばね座９４と半割アッパーケース１８ａのケースばね座８９の間に外ばね１７ａを設け、この外ばね１７ａの内側にフレームばね座９４と後輪調圧ソレノイド９３のロッド先端ばね座８８との間に内ばね１７ｂを設けて、後輪車軸１９すなわち後輪１１を弾発支持し、後輪調圧ソレノイド９３の作動で内ばね１７ｂが作用したり作用しなくしたりすることで後輪１１の弾発力を硬軟に変更可能にしている。
【００４０】
なお、回動支点軸Ｐは、走行フレーム１６から下方に突設するブラケット７３に軸支してあり、且つ、後輪１１の外径内に設定している。要するに、左右後輪１１，１１の後輪ギヤケース１８は、圧縮ススプリング１７を介して回動支点軸Ｐ回りに左右独立的にスイングする後輪サスペンション機構３Ｓとしている。
【００４１】
次に、図７により左右の前輪１０，１０を昇降可能に支持する前輪サスペンション機構２Ｓを説明する。
左右の前輪ファイナルケース１３，１３内には左右前輪駆動軸７４，７４を軸架し、左右前輪ファイナルケース１３，１３の左右端部には左右縦筒体部７５ａ，７５ａを設け、この縦筒体部７５ａ，７５ａに左右前輪支持ケース８０，８０を外嵌合し、縦軸回りに回動自在で、且つ、上下動自在に支持している。左右前輪支持ケース８０，８０内には左右第二前輪駆動軸７９，７９を軸架し、左右前輪支持ケース８０，８０の下部には左右前輪軸１０ａ，１０ａを介して左右前輪１０，１０を支架している。
【００４２】
また、この左右第二前輪駆動軸７９，７９の上部を縦筒体部７５ａ，７５ａに挿入し、左右前輪駆動軸７４，７４側の第一ベベルギヤＧ１と左右第二前輪駆動軸７９，７９に上下動自在にスプライン嵌合した第二ベベルギヤＧ２とを噛み合わせ、左右第二前輪駆動軸７９，７９の下端部の第三ベベルギヤＧ３と左右前輪軸１０ａ，１０ａの第四ベベルギヤＧ４，Ｇ４とを噛み合わせている。また、縦筒体部７５ａ，７５ａの上部空間筒部８３ａ，８３ａにばね８４，８４を内装し、左右第二前輪駆動軸７９，７９を下方に押圧付勢し、左右前輪支持ケース８０，８０が上下動しても左右前輪１０，１０に動力を伝達するように構成している。
【００４３】
左右前輪ファイナルケース１３，１３と左右前輪支持ケース８０，８０との間に左右前輪支持ケース８０，８０の上下動で前輪１０の動きを検出する前輪上下位置センサ６９を設け、左右縦筒体部７５ａ，７５ａの上端に前輪調圧ソレノイド８５を設けてこの前輪調圧ソレノイド８５のロッド先端ばね座８６と第二前輪駆動軸７９の上端ばね座８７との間に設ける内ばね８４ｂと縦筒体部７５ａに内装する外ばね８４ａで第二前輪駆動軸７９を弾発支持し、前輪調圧ソレノイド８５の作動の作動で内ばね８４ｂが作用したり作用しなくしたりすることで前輪１０の弾発力を硬軟に変更可能にして前輪サスペンション機構２Ｓを構成している。
【００４４】
前記の後輪サスペンション機構３Ｓと前輪サスペンション機構２Ｓで、後輪１１と前輪１０の昇降の硬さを変更出来るのであるが、その調整は、次の如く行う。
畦クラッチを切った場合には、後輪サスペンション機構３Ｓを軟らかくし、旋回時に苗植付部４を自動的に昇降するオートリフト制御時には、後輪サスペンション機構３Ｓを硬くし、植付作業中に後輪１１のローリングが多いと、後輪サスペンション機構３Ｓを軟らかくし、後進時には機体の前側が沈みこむことを防ぐために、機体の前側を最も上昇させて前輪サスペンション機構２Ｓを作用しないように固定すると共に、後輪サスペンション機構３Ｓを軟らかくするか最も短くする。
【００４５】
また、前輪サスペンション機構２Ｓと後輪サスペンション機構３Ｓの作動頻度が多いと、圃場が固いので、前輪サスペンション機構２Ｓと後輪サスペンション機構３Ｓを共に軟らかくし、枕地植付け以外でもサイドロータ２７ａとセンタロータ２７ｂを下げる。
【００４６】
尚、前輪サスペンション機構２Ｓと後輪サスペンション機構３Ｓに圧縮空気を使ったエアサスペンションを採用した場合も、畦クラッチを切った場合や旋回時に苗植付部４を自動的に昇降するオートリフト制御時や左右の線引きマーカ４７を旋回時に作用位置に回動する自動線引きマーカ制御を切った時には、エアサスペンションを軟らかくし、さらに、旋回時に自動で苗植付部４を昇降し植付を開始する場合にも、エアサスペンションを軟らかくする。
【００４７】
本実施例の田植機の変速装置は従来周知の可変容量型の油圧ポンプ９１と油圧モータ９２を閉回路状にオイルが循環する油圧回路で接続した油圧式無段変速装置２３を備えているが、その油圧回路構成を図８に示す。
【００４８】
油圧式無段変速装置２３は可動斜板９５付きの可変容量型油圧ポンプ９１と可変容量型油圧モータ９２を備え、該油圧式無段変速装置２３にはエンジン２０からの出力が入力軸（図示せず）を経由して油圧ポンプ９１に入り、油圧ポンプ９１の可動斜板９５の傾斜角度を調整することで油圧ポンプ９１からの作動油の吐出量がコントロールされる。油圧ポンプ９１の可動斜板９５を回転させて吐出された作動油は油圧モータ９２に回路９６，９７からなる閉回路を介して送油される。前記閉回路は油圧ポンプ９１の斜板９５の傾斜角度に応じて回路９６，９７の一方が高圧側油路になり、他方が低圧側油路になる。
【００４９】
また回路９６と回路９７の中間部を結ぶバイパス油路９９を有しており、該バイパス油路９９には高圧側油路と低圧側油路を連通または遮断する切換バルブ１０１を備えている。さらに、回路９６に一方向弁１０６を経由する油路１０７と回路９７に一方向弁１０９を経由する油路１１０を設け、該油路１０７又は油路１１０にはオイルタンク１０２から潤滑油を補充するために油圧ポンプ１１２を備えたチャージ圧用の油路１１３が設けられている。
【００５０】
油圧式無段変速装置２３は油圧ポンプ９１の吐出油圧を制御する傾斜角度を変更するように斜板９５を設けているが、該斜板９５と一体のトラニオン軸を備えた可変容量型油圧ポンプ９１と可変容量型油圧モータ９２の間に油圧式無段変速装置閉回路を形成しており、該油圧式無段変速装置２３のトラニオン軸を作動させる作動用シリンダ１１７でその回動角度を設定できる構成である。
【００５１】
作動用シリンダ１１７は油圧制御バルブ１１８によりシリンダピストン１１７ａの作動油圧量を調整することでシリンダ１１７の駆動制御をしている。
また、油圧式無段変速装置２３の閉回路の可変容量型油圧ポンプ９１と可変油圧モータ９２の並列位置に該油圧式無段変速装置２３の閉回路へ作動油を循環供給する方向を矢印Ａ方向又はＡ方向の逆方向に切替るシャトル弁１２０を有する油路１２１を設けている。該シャトル弁１２０のスプールが中立位置にあると油路１２１は開放して油圧モータ９２から作動油が吐出しない構成である。
【００５２】
シャトル弁１２０は前後進切替レバー１２３の操作位置に連動してシャトル弁１２０の切換が行われる構成になっている。すなわち、前後進切換レバー１２３の回動支点１２３ａの延長部の端部には該レバー１２３の回動角度に応じて張力が変化するようにスプリング１２４の一端が取り付けられている。該スプリング１２４の他端にはレバー１２５が固定され、該レバー１２５の中央に設けた支点１２５ａを中心にしてレバー固定部の反対側のレバー端部には負荷シリンダ１２７のピストン押圧部が接続している。また負荷シリンダ１２７のピストン１２７ａにより作動油が吐出する側の壁面にはシーケンス弁１２８を経由して前記シャトル弁１２０に接続する油路１２９が設けられている。
【００５３】
シーケンス弁１２８はある一定以上の油圧式無段変速装置２３の回路内の油圧にならないと負荷シリンダ１２７を作動させない構成になっている。また、前後進レバー１２３の操作荷重は全領域で一定となるようにレバー１２５の長さとレバー１２５の支点１２５ａの位置、負荷シリンダ１２７の作動圧、スプリング１２４の付勢力などが決められている。
【００５４】
上記構成からなる負荷制御機構では、油圧式無段変速装置２３のトラニオン軸の作動用シリンダ１１７がトラニオン軸（斜板）を中立位置に保持していると、シャトル弁１２０も中立位置に保持され、前後進切換レバー１２３には油圧式無段変速装置２３からは作動油が供給されない。一方トラニオン軸・斜板９５を作動させる作動用シリンダ１１７がトラニオン軸すなわち可動斜板９５を中立位置から前進側又は後進側に傾けると油圧式無段変速装置２３の閉回路内の作動油がシャトル弁１２０にも供給され、次いでシーケンス弁１２８が開放すると負荷シリンダ１２７内に作動油が供給され、負荷シリンダ１２７からの圧力でレバー１２３が支点１２３ａを中心に揺動し、前後進切換レバー１２３の前進側又は後進側への操作に所定の負荷が掛かるようになっている。
【００５５】
可変容量型油圧モータ９２のモータ容量変更は、モード設定によって次の如く変更する。省エネモードでは、モータ容量を可変容量型油圧ポンプ９１のポンプ容量よりも少なくなるように制御し、通常モードでは、モータ容量を可変容量型油圧ポンプ９１のポンプ容量と等しくなるように制御し、湿田モードでは、モータ容量を可変容量型油圧ポンプ９１のポンプ容量よりも多くなるように制御する。
【００５６】
省エネモードに設定することで、油圧式無段変速装置２３を最も効率の良い範囲で作動させて低燃費にすることが出来て、路上走行時等に使用する。通常モードは、急激な走行速度の変化を無くして、通常の圃場での植付作業に使用する。また、湿田モードは、湿田の圃場での植付作業に使用し、走行負荷の増大による油圧回路の高圧化でのオイル漏れを防ぐことになる。
【００５７】
回路９６、９７に圧力センサを設けて、その圧力センサの検出圧力で、前記モードのどれを選択するのが良いかを、操作盤３３に表示するようにしても良い。
図９は、操向制御に関わる制御ブロック図で、操向制御装置１３０への入力信号は、ハンドル３４の左右切れ角を検出するハンドル切れ角センサ１３１からの切れ角信号と、角速度センサ１３２からの機体の進行方向信号と、直進スイッチ１３３からの直進設定信号と、調整モードを設定する調整モード設定スイッチ１３４の設定信号とである。
【００５８】
また、制御装置１３０からは、制御用電磁バルブ１３５に右プルシリンダ１３７Ｒと左プルシリンダ１３７Ｌの作動信号が出力され、ブザー１３６に値移動信号が出力される。
操向制御は、図１０の如く、ステップＳ１で直進スイッチ１３３のオンを検出すると、ステップＳ２で走行を開始し、ステップＳ３でハンドル３４が左右に２°以上旋回操作されないと判定すると、ステップＳ４で進行方向が設定方向から左に２°以上傾くとステップＳ５で右サイドクラッチを切って右に旋回し、ステップＳ６で進行方向が設定方向から右に２°以上傾くとステップＳ７で左サイドクラッチを切って左に旋回する。
【００５９】
ステップＳ３で判定がＹＥＳつまりハンドルを左右どちらかに２°以上回すとステップＳ４以降の制御を行わず、ハンドルの回し角度に従って走行装置９を旋回させる。
また、ステップＳ４で判定がＮＯであればステップＳ６の判定に移行し、ステップＳ６で判定がＮＯであればリターンする。
【００６０】
尚、角速度センサ１３２が本発明の進行方向検出手段であるが、地球上の方位を表示するコンパスで進行方向検出手段を構成しても良い。
なお、調整モード設定スイッチ１３３をオンして走行試験を行い、ハンドル切れ角センサ１３１からの旋回操作信号が入力されないのに角速度センサ１３２が左右どちらかに進行方向が３°以上傾いたら、ブザー１３６を鳴らして旋回連繋機構Ａの調整が必要なことを知らせるようにする。
【符号の説明】
【００６１】
９ 走行装置
３４ 人為操向装置（ハンドル）
１３０ 操向制御装置
１３２ 進行方向検出手段（角速度センサ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行装置（９）を操向する操向制御装置（１３０）と機体の進行方向を検出する進行方向検出手段（１３２）を機体に設け、該進行方向検出手段（１３２）が設定進行方向からずれたことを検出すると操向制御装置（１３０）を設定進行方向に修正すべく制御したことを特徴とする農作業機の自動操向制御装置。
【請求項２】
進行方向検出手段（１３２）が進行方向に対する加速度を検出する角速度センサ（１３２）で、設定進行方向と異なる走行方向が検出されると操向制御装置（１３０）が走行方向を設定進行方向へ戻すように操向修正制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の農作業機の自動操向制御装置。
【請求項３】
人為操向装置（３４）の操作入力によって、進行方向検出手段（１３２）の検出する進行方向による操向制御装置（１３０）の操向修正制御が中断すべくしたことを特徴とする請求項１に記載の農作業機の自動操向制御装置。
【請求項１】
走行装置（９）を操向する操向制御装置（１３０）と機体の進行方向を検出する進行方向検出手段（１３２）を機体に設け、該進行方向検出手段（１３２）が設定進行方向からずれたことを検出すると操向制御装置（１３０）を設定進行方向に修正すべく制御したことを特徴とする農作業機の自動操向制御装置。
【請求項２】
進行方向検出手段（１３２）が進行方向に対する加速度を検出する角速度センサ（１３２）で、設定進行方向と異なる走行方向が検出されると操向制御装置（１３０）が走行方向を設定進行方向へ戻すように操向修正制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の農作業機の自動操向制御装置。
【請求項３】
人為操向装置（３４）の操作入力によって、進行方向検出手段（１３２）の検出する進行方向による操向制御装置（１３０）の操向修正制御が中断すべくしたことを特徴とする請求項１に記載の農作業機の自動操向制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１８４６７６（Ｐ２０１０−１８４６７６Ａ）
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３１５８９（Ｐ２００９−３１５８９）
【出願日】平成２１年２月１３日（２００９．２．１３）
【出願人】（００００００１２５）井関農機株式会社 (3,813)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１３日（２００９．２．１３）
【出願人】（００００００１２５）井関農機株式会社 (3,813)
【Ｆターム（参考）】
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