(57)【要約】【課題】モータにより作動する作動部の安全性を考慮したトラクタに装着して農作業を行う農作業機を提供することを目的とする。【解決手段】トラクタに装着して農作業を行う農作業機において、モータ１６の回転により一方の定位置と他方の定位置を移動する作動部と、モータ１６を制御する制御部１０と、負荷検出手段２０とを有し、制御部１０は、モータ１６が回転中に負荷検出手段２０から得られる負荷関連情報からモータ１６に一定以上の負荷がかかったと判断した場合にモータ１６を逆転させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラクタに装着して農作業を行う農作業機において、
モータの回転により一方の定位置と他方の定位置を移動する作動部と、モータを制御する制御部と、負荷検出手段とを有し、
前記制御部は、前記モータが回転中に前記負荷検出手段から得られる負荷関連情報から前記モータに一定以上の負荷がかかったと判断した場合に前記モータを逆転させることを特徴とする農作業機。
【請求項２】
請求項１に記載の農作業機において、
位置検出手段を有し、前記制御部は、前記位置検出手段から得られる位置関連情報から前記作動部が移動先の定位置に移動したと判断した場合に前記モータを停止させることを特徴とする農作業機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の農作業機において、
前記モータの逆転量は、あらかじめ定めた一定量であることを特徴とする農作業機。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の農作業機において、
前記モータの逆転量は、前記作動部の移動始めの定位置まで戻る量であることを特徴とする農作業機。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の農作業機において、
当該農作業機は代掻き作業機であって、田面に接し田面を均平にする整地体と、前記整地体を延長する位置と格納する位置に移動可能に設けられた延長整地体と、前記延長整地体の位置を移動させる延長整地体移動装置を有し、
前記モータは、前記延長整地体移動装置を作動させるモータであり、前記作動部は、前記延長整地体であることを特徴とする農作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農作業機に関し、特に、モータにより作動する作動部の安全性を考慮したトラクタに装着して農作業を行う農作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラクタに装着して農作業を行う農作業機には様々な作業や機能を実現するため作動部を有している場合が多い。そして、その作動部は、モータにより作動する機構も多く存在する。その一つの例として、代掻き作業機がある。
【０００３】
図５は、代掻き作業機の例を示す平面図である。代掻き作業機５０は折りたたみ機構を備えており、入力軸５１側をトラクタに装着する。トラクタからのＰＴＯ動力は入力軸５１へ伝えられ、入力軸５１からミッションケース５８やフレームパイプ５９内に有する歯車や軸などの伝動機構に伝達され、さらに、その動力は、カバー５２や第１の整地体５３の内側に有する代掻き爪を具備した代掻き軸に伝達される。そして、カバー５２や第１の整地体５３内で代掻き爪（代掻き軸）を回転させながらトラクタを前進させて代掻き作業を行う。代掻き作業機５０の後方には、田面を均平にするための第２の整地体６０及び延長整地体６１を有している。
【０００４】
電動油圧シリンダ５６は、シリンダを伸ばすことにより、回動機構５７を作用させサイド作業部５５を上側に折りたたみ、代掻き機５０の全幅を短くすることができる。折りたたんだ状態は図８で説明する。
【０００５】
カバー５２は代掻き爪の上部を覆い、第１の整地体５３は代掻き爪の後方側面を覆っており、第１の整地体５３の下部には第２の整地体６０が第１の整地体５３に対して上下に回動可能に連結されている。そして、第１の整地体５３で代掻き爪の回転により起こした土をため、第２の整地体６０が田面に接しながら前進することで田面を均平にする。一方、第２の整地体６０の両側面には、延長整地体６１がそれぞれ備えられ、第２の整地体６０の両端に設けられた回動支点６０ａを中心に延長方向に回動可能となっている。延長整地体６１を延長させた状態（図５）では、田面の均平作業幅を広くすることができる。また、圃場の端を作業するときは破損しやすい延長整地体６１は折りたたんで作業することができる。さらに、非作業時は、延長整地体６１を内側に回動させて折りたたんで、移動などで邪魔にならないようにすることができる。
【０００６】
図６は、従来の延長整地体移動装置７０の例を示す内部正面図（カバーを外した状態）であり、図７は、同じく側面図である。延長整地体移動装置７０は、ベース７１上に、モータ７２と、モータギア７３と、ギヤホルダ７６と、軸７５と、ギア７４とを有している。ギア７４は、ギヤホルダ７６に取り付けられる軸７５とともに回転自在に設けられている。内部のモータ７２を一方向に回転させることにより、モータギア７３を介して、ギア７４が回転し、軸７５と連動するアーム７７を回動させる。これにより、アーム７７の先端７７ａが左右の一方に動き、ワイヤ８０を介して延長整地体６１を回動支点６０ａを中心に回動させる。また、モータ７２を逆方向に回転させると、アーム７７の先端７７ａが逆に動き延長整地体６１は反対方向に回動する。これにより、延長整地体６１を延長して使用するか、内側に折りたたみ格納するかを選択することができる。
【０００７】
このとき、ギア７４は、アーム７７の回動が必要な可動角度（図５のθ、例えば１６０°）のみ歯車の歯７４ａが切ってある。そのため、ギア７４が歯７４ａの末端まで回転すると、モータギア７３がそれ以上回転できなくなる。このとき、モータ７２と接続された検知部が過電流等で負荷を感知し、モータ７２への電力供給を止める。これにより、アーム７７が図６の定位置であるＡとＢの間を移動して、延長整地体６１を左右に回動させて開閉させる。
【０００８】
特許文献１には、モータの回転により延長整地体を回動させる農作業機の整地装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−３３５３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図８は、従来の代掻き作業機の課題の例を説明する正面図である。図８で、代掻き作業機５０は、両サイド作業部５５を折りたたんだ状態である。このとき、例えば、延長整地体移動装置７０を作動させ、延長整地体６１を延長させた状態から、格納させた状態に移動させようとすると、アーム７７が本体側（例えば、カバー５２やフレームパイプ５９）に接触する。これは、図８の右側の二点鎖線で示したアーム７７で示される。一方、延長整地体６１を格納させた状態から、延長させた状態に移動させても、アーム７７が本体側（例えば、回動機構５７近傍やカバー５２）に接触する。これは、図８の左側の二点鎖線で示したアーム７７に示される。そして、これらの場合、検知部では負荷を検知してしまうためアーム７７はその場で止まることになる。
【００１１】
このとき、人の手等が、アーム７７と代掻き作業機５０の本体の間に挟まると、負荷がかかったままアーム７７が停止することになり危険である。また、アーム７７を代掻き作業機５０に接したまま、他の作動機構である電動油圧シリンダ５６を作動させてサイド作業部５５を延長させると、アーム７７が本体に干渉し大きな破損につながる可能性もある。
【００１２】
この他、折りたたみ機構を備えていない代掻き作業機においても、アーム７７等が人や障害物に引っかかりその場で停止してしまえば、大怪我や機械の破損につながる可能性が大きい。
【００１３】
また、トラクタに装着する他の種類の農作業機においても、モータにより作動する作動部を有する場合、同様の問題が発生する。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みて、モータにより作動する作動部の安全性を考慮したトラクタに装着して農作業を行う農作業機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の農作業機は、トラクタに装着して農作業を行う農作業機において、モータの回転により一方の定位置と他方の定位置を移動する作動部と、モータを制御する制御部と、負荷検出手段とを有し、前記制御部は、前記モータが回転中に前記負荷検出手段から得られる負荷関連情報から前記モータに一定以上の負荷がかかったと判断した場合に前記モータを逆転させることを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明の農作業機は、位置検出手段を有し、前記制御部は、前記位置検出手段から得られる位置関連情報から前記作動部が移動先の定位置に移動したと判断した場合に前記モータを停止させることを特徴とする。
さらに本発明の農作業機は、前記モータの逆転量は、あらかじめ定めた一定量であることを特徴とする。
さらに本発明の農作業機は、前記モータの逆転量は、前記作動部の移動始めの定位置まで戻る量であることを特徴とする。
さらに本発明の農作業機は、当該農作業機は代掻き作業機であって、田面に接し田面を均平にする整地体と、前記整地体を延長する位置と格納する位置に移動可能に設けられた延長整地体と、前記延長整地体の位置を移動させる延長整地体移動装置を有し、前記モータは、前記延長整地体移動装置を作動させるモータであり、前記作動部は、前記延長整地体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、トラクタに装着して農作業を行う農作業機において、モータにより作動する作動部の安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の農作業機が有するモータによる作動部の制御システムのブロック図である。
【図２】本発明の農作業機が有するモータによる作動部の制御システムのフローチャートである。
【図３】代掻き作業機の延長整地体移動装置の第１の例を示す内部正面図である。
【図４】代掻き作業機の延長整地体移動装置の第２の例を示す内部正面図である。
【図５】代掻き作業機の例を示す平面図である。
【図６】従来の延長整地体移動装置の例を示す内部正面図である。
【図７】従来の延長整地体移動装置の例を示す内部側面図である。
【図８】従来の代掻き作業機の課題の例を説明する正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を実施するための形態を説明する。例として、従来例で説明した代掻き作業機５０に適用する場合も述べている。この場合、従来例で説明した代掻き作業機５０と異なる点について説明し、同一の箇所は同一の符号により説明する。
【００２０】
図１は、本発明の農作業機が有するモータによる作動部の制御システムのブロック図である。制御システム１は、操作部５と、記憶手段１１と演算ユニット１２を有する制御ユニット１０と、モータ正逆転切換器１５と、モータ１６（代掻き作業機５０ではモータ７２に相当）と、負荷検出手段２０と、位置検出手段３０とを備えている。なお、作動部は、例えば、代掻き作業機５０では、アーム７７や延長整地体６１がそれに相当する。
【００２１】
操作部５は、例えば、トラクタ側に配置可能とし、作業者が操作部５のスイッチをＯＮにすることでモータ１６による作動部を作動させる。操作部からの操作信号は、有線又は無線のどちらで送信してもよい。例えば、代掻き作業機５０であれば、操作部５のスイッチを押して延長整地体移動装置７０のモータ７２を作動させることにより、遠隔で延長整地体６１の開閉を可能とする。
【００２２】
記憶手段１１は、定位置（図６ではＡとＢの位置）に関するデータや負荷条件に関する情報を記憶しておく手段であり、例えば、フラッシュメモリやＨＤＤ等の記憶デバイスで構成され、農作業機の適した位置に設置可能である。
【００２３】
演算ユニット１２（演算部）は、操作部５からの操作信号、各検出手段２０、３０からの情報と、及び、記憶手段１１に記憶させた定位置等の情報から、モータ１６に対して回転や逆転、停止の指令を出す手段であり、ＣＰＵ等のデバイスで構成され、農作業機の適した位置に設置可能である。
【００２４】
記憶手段１１と演算ユニット１２は、制御ユニット１０（制御部）としてコンパクトな構成とすることができる。
【００２５】
モータ正逆転切換器１５は、演算ユニット１２からの指令をもとにモータ１６を正転または逆転、停止させるためのスイッチであり、例えば、リレーやＦＥＴで構成され、モータ１６の近傍等に設置される。
【００２６】
負荷検出手段２０は、負荷関連情報を検出し、演算ユニット１２へ送る。そして、演算ユニット１２では、一定以上の負荷であるか否かを判定する。具体例は後述する。
【００２７】
位置検出手段３０は、位置関連情報を検出し、演算ユニット１２へ送る。そして、演算ユニット１２では、定位置であるか否かを判定する。具体例は後述する。
【００２８】
図２は、本発明の農作業機が有するモータによる作動部の制御システム１のフローチャートである。
【００２９】
作業者は、モータ１６を有する作動部を作動させるため、操作部５の所定のスイッチを押す。すると、操作部５からの操作情報を受け取った演算ユニット１２はモータ１６に対して回転指令をだし、モータ１６が回転する（Ｓ１０１）。このとき、負荷検出手段２０は、演算ユニット１２に負荷関連情報を送って、この負荷関連情報に基づき演算ユニット１２が作動部に一定以上の負荷（異常負荷）がかかっているか否かを判定する（Ｓ１０２）。
【００３０】
Ｓ１０２で異常負荷と判定した場合は、演算ユニット１２はモータの逆転指令を出し、モータ１６を逆転させる（Ｓ１０３）。そして、演算ユニット１２は指定の逆転量か否かを判定し（Ｓ１０５）、指定逆転量に達しない場合は引き続きモータ１６を逆転させ、指定逆転量に達した場合はモータの逆転を停止させる（Ｓ１０７）。
【００３１】
指定逆転量は、例えば、作動部を一定量戻す逆転量とすることができる。この場合は、例えば、人の手や障害物により負荷を検出した場合は、一定量戻すことで、引っかかりをなくし手や障害物を取り除くことができる。さらに、操作部５のスイッチを押すなどして再作動させる場合は、逆転量が少ないため無駄な時間を短縮できる。この一定量は、記憶手段１１に記憶させておけばよい。
【００３２】
また、指定逆転量は、例えば、作動部が移動し始めた定位置まで戻す逆転量としてもよい。この場合は、従来例で説明した、他の作動機構（代掻き作業機５０であるならば、電動油圧シリンダ５６によるサイド作業部５５を作動させる機構）を作動させるときの干渉の問題も解決する。この場合の制御としては、位置検出手段３０により、はじめの定位置を検知するまで戻すようにすることができる。
【００３３】
Ｓ１０２で異常負荷でないと判定した場合は、次に、演算ユニット１２は位置検出手段３０から送られる位置関連情報をもとに、モータ１６による作動部が移動先の定位置か否かを判定する（Ｓ１０４）。定位置と判定した場合は、演算ユニット１２からモータ１６へモータの停止命令を出し、モータ１６を停止させる（Ｓ１０６）。一方、定位置でない場合は、モータの回転指令により引き続きモータ１６を回転させる。定位置の情報は、記憶手段１１に記憶させておけばよい。
【００３４】
このようにすることで、途中で負荷を感じた場合は、モータ１６を逆転させ、作動部が定位置まで移動した場合は、モータ１６を停止させることができ、定位置でモータ１６が逆転してしまうことはない。
【００３５】
なお、演算ユニット１２では、作動部が定位置と判定している場合のみ、他の作動機構を作動させるようにしてもよい。これにより、作動部が途中で止まったまま、他の作動機構が動き、機器が破損することを防止できる。
【００３６】
以下に、負荷検出手段２０と位置検出手段３０の具体例を述べる。
【００３７】
〈負荷検出手段２０の第１の具体例〉
負荷検出手段２０の第１の具体例は、負荷検出手段２０が、ポテンショメータの場合である。ポテンショメータは、移動により変化する可変抵抗の電圧を測定する等して現在の位置や角度が分かるようになっている。このポテンショメータを作動部などに設置し、このポテンショメータからの情報を負荷関連情報として得る。そして、演算ユニット１２では、この情報から、時間当たりの位置の変化を算出し、演算ユニット１２が指令しているモータ１６の通常の回転から得られる値を比較する。そして、これらの差が一定以上の場合は、モータ１６に負荷がかかっているとして異常負荷と判定する。
【００３８】
図３は、代掻き作業機５０における延長整地体移動装置７０’の第１の具体例を示す内部正面図である。ポテンショメータ８６は、アーム７７と連動するギア７４の部分に設け、回転位置を検出することを可能としている。
【００３９】
〈負荷検出手段２０の第２の具体例〉
負荷検出手段２０の第２の具体例は、負荷検出手段２０が、回転センサの場合である。回転センサは、例えば、回転によるパルスを測定して回転数などを測定する。この回転センサをモータ１６の出力側に設置し、この回転センサからの情報を負荷関連情報として得る。そして、演算ユニット１２では、この情報から、パルス（回転）の状態を検知し、演算ユニット１２が指令しているモータ１６の通常の回転から得られる値と比較する。そして、パルスの間隔が延び、回転の差が一定以上と判断した場合（すなわち、モータ１６の回転数が指令の回転より一定以上落ちている場合）は、モータ１６に負荷がかかっているとして異常負荷と判定する（Ｓ１０２）。
【００４０】
図４は、代掻き作業機５０における延長整地体移動装置７０’’の第２の具体例を示す内部正面図である。回転センサ８７（パルスセンサ）は、モータ７２の出力部分に設け、回転を検出することを可能としている。
【００４１】
〈負荷検出手段２０の第３の具体例〉
負荷検出手段２０の第３の具体例は、負荷検出手段２０が、ストロークセンサの場合である。ストロークセンサは、ストローク量を測定できるセンサであり、このストロークセンサをモータ１６による作動部などの移動する部分に設置し、このストロークセンサからの情報を負荷関連情報として得る。そして、演算ユニット１２では、この情報から、時間当たりの位置の変化を算出し、演算ユニット１２が指令しているモータ１６の通常の回転から得られる値と比較する。そして、これらの差が一定以上の場合は、モータ１６に負荷がかかり回転していないとして異常負荷と判定する（Ｓ１０２）。
【００４２】
〈負荷検出手段２０の第４の具体例〉
負荷検出手段２０の第４の具体例は、負荷検出手段２０が、電流検出手段の場合である。電流検出手段は、モータ１６に流れる電流値を測定する。そして、この電流検出手段からの情報を負荷関連情報として得る。モータ１６に負荷がかかり回転が遅くなる又は停止すると過電流が流れる。そのため、演算ユニット１２では、電流検出手段からの電流値が一定以上の場合、モータ１６に負荷がかかっているとして異常負荷と判定する（Ｓ１０２）。この電流検出手段の場合、時間ごとの変化により判断する、上記〈負荷検出手段２０の第１〜第３の具体例〉と異なり、瞬時に過負荷であることを検知できる利点がある。そのため、上記〈負荷検出手段２０の第１〜第３の具体例〉と併用して、検出精度を上げることも可能である。
【００４３】
〈位置検出手段３０の第１の具体例〉
位置検出手段３０の第１の具体例は、位置検出手段３０が、ポテンショメータの場合である。このポテンショメータを作動部などに設置し、このポテンショメータからの情報を位置関連情報として得る。そして、演算ユニット１２では、この情報と、記憶手段１１に記憶してある定位置の情報を比較し、作動部が定位置（の範囲内）であるか否かを判断する（Ｓ１０４）。なお、このポテンショメータは、〈負荷検出手段２０の第１の具体例〉のポテンショメータと供用することができ、コストを抑えることができる。
【００４４】
〈位置検出手段３０の第２の具体例〉
位置検出手段３０の第２の具体例は、位置検出手段３０が、回転センサの場合である。この回転センサをモータ１６の出力側に設置し、この回転センサからの情報を位置関連情報として得る。そして、演算ユニット１２では、この情報から、出力パルスの数（合計回転数）をカウントし、その値から、現在の位置を算出する。そして、演算ユニット１２では、この情報と、記憶手段１１に記憶してある定位置の情報を比較し、作動部が定位置（の範囲内）であるか否かを判断する（Ｓ１０４）。なお、この回転センサは、〈負荷検出手段２０の第２の具体例〉の回転センサと供用することができ、コストを抑えることができる。
【００４５】
〈位置検出手段３０の第３の具体例〉
位置検出手段３０の第３の具体例は、位置検出手段３０が、リミットスイッチの場合である。リミットスイッチは、スイッチがＯＮになるとその情報が演算ユニット１２に伝達される。このリミットスイッチを作動部の各定位置でＯＮとなるように設置し、リミットスイッチからの情報を位置関連情報として得る。そして、演算ユニット１２では、リミットスイッチがＯＮとなった場合、作動部が定位置（の範囲内）であると判断する（Ｓ１０４）。例えば、図６であれば、リミットスイッチは、アーム７７がＡとＢの位置にあるときＯＮとなるように設置する。
【００４６】
〈位置検出手段３０の第４の具体例〉
位置検出手段３０の第４の具体例は、位置検出手段３０が、ストロークセンサの場合である。このストロークセンサを作動部などに設置し、このストロークセンサからの情報を位置関連情報として得る。そして、演算ユニット１２では、この情報と、記憶手段１１に記憶してある定位置の情報を比較し、作動部が定位置（の範囲内）であるか否かを判断する（Ｓ１０４）。なお、このストロークセンサは、〈負荷検出手段２０の第３の具体例〉のストロークセンサと供用することができ、コストを抑えることができる。
【００４７】
以上の実施形態では、モータ１６の例として延長整地体移動装置のモータ７２を示したが、これ以外の例として、代掻き作業機５０における電動油圧シリンダ５６に替えて伝動機構によりサイド作業部５５を上下動させるためのモータにも適用できる。さらに、モータ１６はボールねじ等を介して作動する（油圧を使用しない）電動シリンダ内のモータであっても適用できる。シリンダ等を使用する場合は、ストロークセンサを用いてシリンダのストロークを検出してもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１      制御システム
５      操作部
１０    制御ユニット
１１    記憶手段
１２    演算ユニット
１５    モータ正逆転切換器
１６    モータ
２０    負荷検出手段
３０    位置検出手段
５０    代掻き作業機
５３    第１の整地体
５５    サイド作業部
５６    電動油圧シリンダ
５７    回動機構
６０    第２の整地体
６１    延長整地体
７０、７０’、７０’’    延長整地体移動装置
７２    モータ
７４    ギア
７４ａ  歯
７７    アーム
８０    ワイヤ
８６    ポテンショメータ
８７    回転センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011254720.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011254720.tif 000007
【図６】
2011254720.tif 000008
【図７】
2011254720.tif 000009
【図８】
2011254720.tif 000010