(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後車輪間でリンク機構を介して複数の油圧シリンダにより昇降自在に機体フレームへ取り付けられた作業装置を備え、上記各油圧シリンダは油圧バルブから分岐する油圧ホースを介して圧油を供給する油圧タンクと接続され、上記油圧バルブのバルブ位置切換で形成される各油圧シリンダ間を繋ぐ閉鎖回路内での圧油の行き来により上記作業装置を水平制御するミッドマウント型農作業機において、
上記各油圧シリンダ同士を直接繋ぐバイパスホースを設け、該バイパスホースを通じて各油圧シリンダ間の圧油の行き来させ、水平制御時の各油圧シリンダの応答性を高める構成としていることを特徴とするミッドマウント型農作業機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はミッドマウント型農作業機に関し、詳しくは、前後車輪間に取り付けられた作業装置の水平制御性能の向上を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、カルチベータ、田植機、移植機、刈取機等の各種農作業機には、作業目的に見合った耕耘装置、植付装置、移植装置、刈取装置等の作業装置を前後車輪間に配置したミッドマウント型の作業機が存在している。これらミッドマウント型の農作業機は、通常、機体フレームにリンク機構を介して作業装置を取り付けており、油圧シリンダの駆動で作業装置を昇降可能にしている。
【０００３】
図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、ミッドマウント型の農作業機である田植機１を示し、田植機１は、前後を結ぶ二本の機体フレーム２−１、２−２を前輪３Ａおよび後輪３Ｂで支持し、これら前輪３Ａと後輪３Ｂとの間に作業装置である植付装置４を配置している。植付装置４は、前部４ａを機体フレーム２−１、２−２に揺動自在に取り付けられた前リンク２−１ａ、２−２ａで支持し、後部４ｂを後リンク２−１ｂ、２−２ｂで支持している。
【０００４】
前リンク２−１ａ、２−１ｂは、各機体フレーム２−１、２−２に取り付けられた左右の油圧シリンダ５−１、５−２のロッド５−１ａ、５−２ａと連結されており、油圧シリンダ５−１、５−２を駆動することで、図６（Ｂ）（Ｃ）に示すように、植付装置４を昇降している。また、植付装置４は、圃場の傾斜等により機体フレーム２が左右いずれかに傾いても、水平姿勢となるように水平制御されている。
【０００５】
田植機１は上記昇降および水平制御を、図７に示す油圧回路９で行っている。油圧回路９は、左右の油圧シリンダ５−１、５−２をシリンダ用油圧ホース６−１、６−２で油圧バルブ７と接続し、また油圧バルブ７は、バルブ用油圧ホース６−３、６−４で途中油圧ポンプＰを介して油圧タンク８と接続している。油圧バルブ７は中立位置から右側へ移動して切換変位されると、油圧タンク８から圧油が油圧シリンダ５−１、５−２へ送られて植付装置４が上昇し、油圧バルブ７が中立位置から左側へ移動してバルブ位置が切り換えられると、油圧シリンダ５−１、５−２から圧油が油圧タンク８へ戻り、植付装置４が下降する。
【０００６】
また、油圧バルブ７が中立位置にされると（図７の状態）、シリンダ側の回路とタンク側の回路に分断された状態となり、植付作業はこの状態で行われている。よって、作業中、田植機１自体が圃場の耕盤の傾き等の影響で、一方に傾いた場合、植付装置４自体も同様に傾いて左右の油圧シリンダ５−１、５−２が圃場から受ける反力が相異する。このように左右の反力が相異してバランスが崩れると、シリンダ用油圧ホース６−１、６−２および油圧バルブ７の経路７ｄで構成される閉鎖されたシリンダ側回路内をバランスを保つ向きに圧油が移動し、この圧油の移動で左右の油圧シリンダ５−１、５−２のロッド５−１ａ、５−２ａの伸縮具合が自然と左右で相異することで、植付装置４を水平姿勢に戻す制御をしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように水平制御は、シリンダ側回路内で圧油を行き来させて行っているが、油圧バルブ７内の経路７ｄや、シリンダ用油圧ホース６−１、６−２と油圧バルブ７との接続箇所等は、経路断面積が小さく絞られており、これらの箇所では圧油に対する流路抵抗が大きくなっている。よって、植付装置４が、左右の外部反力の相異で水平姿勢に戻ろうとしても、流路抵抗の大きい箇所の影響を受けて圧油がスムーズに移動できない問題がある。この問題により、植付装置４が水平姿勢に戻るためには大きな力（反力）が必要となり、植付装置４の姿勢変位が困難となったり、変位に要する時間が長くなったりし、特に、植付装置４の重量が大きい場合に上記のような傾向は顕著となる。さらに、このような水平制御の応答性の悪化は、機体が進行しながら植付作業を行うことで左右で植付深さは相異するという作業精度の悪化を招く問題もある。
【０００８】
これらの問題に対して、植付装置４を支持する前後リンク２−１ａ、２−１ｂ等や油圧シリンダ５−１、５−２の回転支点にボールベアリング等の軸受けを使用して、植付装置４のリンク機構にかかる摩擦抵抗を低減し、上記油圧の流路抵抗を相殺しようとすることも考えられるが、軸受け等にかかるコストの割には油圧の流路抵抗が依然として大きく残存し充分な効果が得られない。また、センサー等を設けると共にソレノイド等の付いたタイプの油圧バルブを使用して左右の油圧シリンダを強制的に制御し、移植装置の姿勢を水平にすることも考えられるが、機体にかかるコストが大幅に上昇してしまう。
【０００９】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであり、油圧回路内の流路抵抗を軽減して、作業装置の水平制御にかかる応答性を向上させることを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、前後車輪間でリンク機構を介して複数の油圧シリンダにより昇降自在に機体フレームへ取り付けられた作業装置を備え、上記各油圧シリンダは油圧バルブから分岐する油圧ホースを介して圧油を供給する油圧タンクと接続され、上記油圧バルブのバルブ位置切換で形成される各油圧シリンダ間を繋ぐ閉鎖回路内での圧油の行き来により上記作業装置を水平制御するミッドマウント型農作業機において、
上記各油圧シリンダ同士を直接繋ぐバイパスホースを設け、該バイパスホースを通じて各油圧シリンダ間の圧油の行き来させ、水平制御時の各油圧シリンダの応答性を高める構成としていることを特徴とするミッドマウント型農作業機を提供している。
【００１１】
このように、油圧シリンダ同士を結ぶバイパスホースを油圧回路に新たに追加すると、水平制御時に、圧油は流路抵抗の大きい流路側を通過することなく、自然に流路抵抗の小さいバイパスホースを通過するため、圧油の移動をスムーズに行える。よって、作業装置は小さい力で変位可能となり、外部の反力が小さい場合でも素早く応答して姿勢を変位して水平姿勢を維持できる。これにより、圃場の傾斜等により作業機自体が傾いた場合でも、軽負荷にも応答し得る水平制御が実現でき作業精度の不揃いも解消できる。なお、本発明は、作業装置の寸法や重量が大きくなっても、バイパスホースの流路抵抗は、油圧バルブ内を経由しないため殆ど変化はなく、上記したスムーズな水平制御が妨げられることはない。
【００１２】
また、油圧回路的にはバイパスホースを追加するだけなので、従来の操作や機能等を維持した上で容易に適用でき、また、コスト的にも低コストで導入できる。なお、本発明は、カルチベータ、田植機、移植機、刈取機等の各種農作業機で作業装置をミッドマウントして油圧により昇降させるものであれば、あらゆる種類の農作業機に適用できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるミッドマウント型農作業機の実施形態を田植機を例に挙げて図面を参照して説明する。
図１、２は、ミッドマウント型の田植機１０を示し、いわゆる六条植タイプのものである。田植機１０は、前後をつなぐ機体フレーム１１−１、１１−２を二本平行に設け、前輪１２と後輪１３の間に、作業装置として下面にフロート１４ｃを取り付けた植付装置１４を配置している。
【００１４】
植付装置１４は、前部１４ａを前方リンク部１５−１、１５−２で機体フレーム１１−１、１１−２と繋がれており、後部１４ｂを後方リンク部１６−１、１６−２で支持されている。前方リンク部１５−１、１５−２の機体フレーム１１−１、１１−２側の端部１５−１ａ、１５−２ａは、左右の機体フレーム１１−１、１１−２の下面にそれぞれ取り付けられた油圧シリンダ１７−１、１７−２のロッド１７−１ａ、１７−２ａと連結されており、油圧シリンダ１７−１、１７−２の作動により、前方リンク部１５−１、１５−２及び後方リンク部１６−１、１６−２が変位して植付装置１４を昇降している。
【００１５】
なお、後方リンク部１６−１、１６−２は、後端をピボット基部１６ａに揺動自在に取り付けると、共にピボット基部１６ａは後方へローリング軸１６ｂを突出して、機体側の後部フレーム部１１ａに取り付けたボールベアリングからなる軸受け１８でローリング軸１６ｂを支持している。よって、図２に示すように、植付装置１４は、機体の前後方向の中心軸と平行するローリング軸１６ｂを中心に回転可能となり、水平制御により植付装置１４の左右両端を、図中の黒矢印あるいは白矢印方向に上下させ、田植機１０自体が傾いても植付装置１４は水平姿勢を保つようにしている。
【００１６】
図３は、植付装置１４の昇降および水平制御にかかる油圧回路２０であり、油圧タンク２１と油圧バルブ２２とを、途中、油圧ポンプ２３を介在させてタンク用油圧ホース２４−３、２４−４で連結して、タンク側回路２０−２を形成している。一方、油圧バルブ２２と図４に示す左右の油圧シリンダ１７−１、１７−２をシリンダ用油圧ホース２４−１、２４−２で連結すると共に左右の油圧シリンダ１７−１、１７−２同士をバイパスホース２５で直接連結してシリンダ側回路２０−１を形成している。なお、図１に示すように、油圧タンク２１は田植機１０の先端箇所に設置され、油圧バルブ２２は運転席の足元付近に設置されている。
【００１７】
油圧バルブ２２は３位置を有するタイプであり、通常は、スプリング２６の付勢力で右側へ変位して右側のバルブ部２２ａがタンク側回路２０−２及びシリンダ側回路２０−１と繋がっている。この位置状態では、シリンダ側回路２０−１の圧油がタンク側回路２０−２へ戻るため、油圧シリンダー１７−１、１７−２のロッド１７−１ａ、１７−２ａは縮んで植付装置１４は下降している。また、油圧バルブ２２は、運転席の植付装置１４の昇降レバー２７とワイヤー２８で結ばれており、昇降レバー２７を操作することでワイヤー２８が引っ張られ左側へ変位して、中立位置、左側位置と切り替えられる。
【００１８】
中立位置（図３の状態）では、中央のバルブ部２２ｂは閉鎖路を有しているので、タンク側回路２０−２とシリンダ側回路２０−１は分断され、閉鎖されたシリンダ側回路２０−１では、残存する圧油が行き来して外部の反力による水平制御を可能にしている。また、この中立位置ではシリンダ側回路２０−１の圧油量は変動しないので、植付装置１４を任意の高さに止めることができ、植付作業中は、この中立位置にしている。なお、左側位置では、左側のバルブ部２２ｃの通路により油圧タンク２１から圧油が油圧シリンダ１７−１、１７−２へ送られ、ロッド１７−１ａ、１７−２ａが伸びて植付装置１４が上昇している。
【００１９】
次に、図３の油圧回路２０において、水平制御時の圧油の流れを説明する。
作業中、田植機１０は、図５（Ａ）のように、圃場の耕盤Ｋが水平であれば田植機１０自体も水平状態であり、圃場表面Ｈに接する植付装置１４の左右のフロート１４ｃも同等に反力を受けている。よって、シリンダ側回路２０−１でも圧油の移動は生じておらず、水平状態の田植機１０にあわせて植付装置１４も水平姿勢となっている。
【００２０】
作業中、田植機１０が移動して圃場の耕盤Ｋが左側に下がって傾斜している箇所にさしかかると、図５（Ｂ）に示すように田植機１０が左に傾斜し、それに伴い植付装置１４も左に傾いている。このように植付装置１４が傾くと、右側のフロート部１４ｃは圃場表面Ｈから浮き上がり受ける反力も軽減され、一方、左側のフロート部１４ｃは圃場表面Ｈより中の方へ沈み込み受ける反力も増加している。このように外部から受ける反力に差が生じると、差を解消する向きに圧油が流れる。
【００２１】
即ち、圧油は、右側の油圧シリンダ１７−１から左側の油圧シリンダー１７−２へ移動するが、この際、図３の黒矢印に示すように、圧油は自然と流路抵抗の少ないバイパスホース２５を通過して移動し、流路抵抗の大きい右側のシリンダ用油圧ホース２４−１から油圧バルブ２２内の経路２２ｄを経由して左側のシリンダ油圧ホース２４−２を通る経路を殆ど流れない。よって、圧油はスムーズに左側の油圧シリンダ１７−２へ流れ、圃場表面Ｈからの反力とバランスが取れた時点で圧油の移動が止まり、図５（Ｃ）に示すように、植付装置１４を圃場表面Ｈに対して水平となる姿勢にしている。
【００２２】
よって、植付装置１４は、圃場から受ける反力が軽微でも大きくても、植付装置１４は反力に応じて姿勢を変位して、水平姿勢を確保しており、それに伴い、植付深さも田植機１０の左右で一定に維持され、植付精度が従来に比べ向上している。このように、圃場の耕盤Ｋの傾斜具合がどのように変化しても、バイパスホース２５を通過して圧油が左右の油圧シリンダ１７−１、１７−２間を流路抵抗に妨げられず行き来するので、植付装置１４は、スムーズに姿勢を変位して圃場に対して水平姿勢を保っている。なお、水平制御は右側に傾いた場合でも上記と同様に行われ、植付装置１４の水平姿勢を確保している。
【００２３】
上述した実施形態では、二本の油圧シリンダを有する田植機で説明したが、大型の田植機で二本以上の油圧シリンダを備える場合でも、複数の各油圧シリンダ毎に、あるいは、水平制御に最も関連深い油圧シリンダ同士をバイパスホースで繋いで、植付装置である作業装置の姿勢を水平に維持するようにしてもよい。また、田植機以外のカルチベータ、移植機、刈取機等の油圧により作業装置を昇降するミッドマウント型の各種農作業機においても複数の油圧シリンダ間を繋ぐバイパスホースを設けて作業装置を水平姿勢に維持することが可能である。
【００２４】
【発明の効果】
上記した説明より明らかなように、ミッドマウント型の農作業機において油圧シリンダ同士を繋ぐバイパスホースを設けると、バイパスホース自体は流路抵抗が小さいので圧油をスムーズに流すことができ、水平姿勢を維持されることが要求される作業装置を、圃場からの反力が小さい場合でも、素早く姿勢を変位して水平姿勢を維持できる。これにより作業精度も向上できる。また、油圧回路的には、バイパスホースを追加するだけなので、通常の機能に何ら影響を与えることもなく、さらに、センサー等を用いて電気的に水平制御を強制する場合に比べて安価で実用性のある制御を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかるミッドマウント側田植機の側面図である。
【図２】  本発明の田植機の正面図である。
【図３】  本発明の油圧回路図である。
【図４】  油圧シリンダの接続状況を示す概略図である。
【図５】  （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は水平制御による植付装置の姿勢変位の説明図である。
【図６】  （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は従来のミッドマウント型田植機である。
【図７】  従来の油圧回路図である。
【符号の説明】
１０                田植機
１１−１、１１−２  機体フレーム
１２                前輪
１３                後輪
１４                植付装置
１４ｃ              フロート
１７−１、１７−２  油圧シリンダ
２１                油圧タンク
２２                油圧バルブ
２５                バイパスホース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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