(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体が操向自在に備える車輪の操向操作部に連動連結する出力部と、油圧ポンプからの圧油によって駆動されて前記出力部を操作することによって前記車輪を操向操作する油圧アクチュエータとを備えるとともに、この油圧アクチュエータのコントロールバルブ部をステアリングハンドルに連動連結するように構成してある水田作業機用のパワーステアリング装置であって、
前記コントロールバルブ部の中立状態を、前記油圧アクチュエータの自由作動を許容してロードリアクションを許容しながら油圧アクチュエータに対する給油を停止する状態と、前記油圧アクチュエータの自由作動を抑制してロードリアクションを抑制しながら油圧アクチュエータに対する給油を停止する状態とに切り換える切換え手段を備え、
前記切換え手段を、前記車体が作業用状態と非作業用状態のいずれにあるかを判断し、作業用状態にあると判断すれば前記コントロールバルブ部の中立状態を前記ロードリアクション抑制状態に自動的に切り換えるように構成してある水田作業機用のパワーステアリング装置。
【請求項２】
前記切換え手段を、前記車体に昇降操作自在に連結された作業装置が下降作業用レベルから上昇したことを検出すると、前記コントロールバルブ部の中立状態を前記ロードリアクション許容状態に自動的に切り換えるように構成してある請求項１記載の水田作業機用のパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体が操向自在に備える車輪の操向操作部に連動連結する出力部と、油圧ポンプからの圧油によって駆動されて前記出力部を操作することによって前記車輪を操向操作する油圧アクチュエータとを備えるとともに、この油圧アクチュエータのコントロールバルブ部をステアリングハンドルに連動連結するように構成してある水田作業機用のパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記したパワーステアリング装置にあっては、従来、コントロールバルブ部が中立状態になった場合、車輪に向き変更させる方向の外力が掛ればこの外力がステアリングハンドルに伝わるというロードリアクションが許容されるようになっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
田植機や耕耘機などの作業車の場合、一般に硬盤などの不整地を走行しながら作業する。このため、従来、作業走行する際、車輪に前記外力が掛るとか強い外力が掛かることが多く、この外力のためにハンドルをとられて蛇行しやすくなっていた。この結果、植え付け苗の列や耕耘後が曲がるなど作業の仕上がり不良が発生しやすくなっていた。
本発明の目的は、車輪に前記外力が掛ってもハンドルがとられることを発生しにくくしながら走行することも、車輪に掛る前記外力を利用してハンドル操作を楽に行いながら走行することもできる水田作業機用のパワーステアリング装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１による発明の構成、作用、効果はつぎのとおりである。
【０００５】
〔構成〕
車体が操向自在に備える車輪の操向操作部に連動連結する出力部と、油圧ポンプからの圧油によって駆動されて前記出力部を操作することによって前記車輪を操向操作する油圧アクチュエータとを備えるとともに、この油圧アクチュエータのコントロールバルブ部をステアリングハンドルに連動連結するように構成してある水田作業機用のパワーステアリング装置において、前記コントロールバルブ部の中立状態を、前記油圧アクチュエータの自由作動を許容してロードリアクションを許容しながら油圧アクチュエータに対する給油を停止する状態と、前記油圧アクチュエータの自由作動を抑制してロードリアクションを抑制しながら油圧アクチュエータに対する給油を停止する状態とに切り換える切換え手段を備え、前記切換え手段を、前記車体が作業用状態と非作業用状態のいずれにあるかを判断し、作業用状態にあると判断すれば前記コントロールバルブ部の中立状態を前記ロードリアクション抑制状態に自動的に切り換えるように構成してある。
【０００６】
〔作用〕
切換え手段により、コントロールバルブ部の中立状態を、油圧アクチュエータの自由作動を許容しながら油圧アクチュエータに対する給油を停止する状態に切り換えると、車輪に冒頭に記した外力が掛った際には、この外力がステアリングハンドルに伝わるというロードリアクションが許容される。すると、車輪を横向きに操向操作した際、車輪に直進向きに戻るべく発生する復帰力がステアリングハンドルに作用し、その復帰力のためにステアリングハンドルが自ずと直進側に戻るようにするとか、その復帰力を操作力の一部に利用してステアリングハンドルを直進側に戻し操作するようにすることができる。
【０００７】
切換え手段により、コントロールバルブ部の中立状態を、油圧アクチュエータの自由作動を抑制してロードリアクションを抑制しながら油圧アクチュエータに対する給油を停止するロードリアクション抑制状態に切り換えると、車輪に掛った外力がステアリングハンドルに伝わるというロードリアクションが抑制される。すると、車輪に外力が掛っても、この外力のためにハンドルが取られるという事態が発生しにくくなる。
そして、作業装置が作業用レベルに下降するなど車体が作業用状態になると、切換え手段によってコントロールバルブ部の中立状態がロードリアクション抑制状態に自動的に切り換えられる。これにより、作業を行う際は、車体を作業用状態にすれば、切換え手段を操作するための特別な手間を掛けなくとも、車輪に掛かった外力によってハンドルが取られて蛇行することを抑制しながら作業できるようになる。
【０００８】
〔効果〕
したがって、圃場端部で作業走行を終えて旋回するなどの場合、切換え手段を自動的に操作させたり人為的に操作してコントロールバルブ部の中立状態を前記ロードリアクション許容状態に切り換えることにより、車輪の復帰力を利用して楽にステアリングハンドルを直進側に戻し操作し、作業装置を下降させるなどの操作が容易かつ楽にハンドル操作と同時に行えるなど有利に走行できる。
しかも、作業を行う場合、切換え手段を自動的に操作させたり人為的に操作してコントロールバルブ部の中立状態を前記ロードリアクション抑制状態に切り換えることにより、車輪に外力が掛っても、かつ、ハンドル支持が軽くてもハンドルが取られて蛇行することを抑制しながら走行し、植付苗の列に曲がりが少ないなど良好な仕上がり状態となる作業を楽にできる。
また、作業を行う際は、車体を作業状態にするだけで操作簡単に、車輪に掛る外力に起因する蛇行を抑制して仕上がりの良い作業ができる。
【０００９】
請求項２による発明の構成、作用、効果はつぎのとおりである。
【００１０】
〔構成〕
請求項１による発明の構成において、前記切換え手段を、前記車体に昇降操作自在に連結された作業装置が下降作業用レベルから上昇したことを検出すると、前記コントロールバルブ部の中立状態を前記ロードリアクション許容状態に自動的に切り換えるように構成してある。
【００１１】
〔作用〕
コントロールバルブ部の中立状態を前記ロードリアクション抑制状態にして作業しても、圃場端部に到達して旋回するなど作業装置を下降作業行用レベルから上昇させた場合には、切換え手段によってコントロールバルブ部の中立状態が前記ロードリアクション許容状態に自動的に切り換えられる。これにより、車輪に外力が掛ってもハンドルが取られて蛇行することを抑制しながら作業しても、作業を終えて走行する際は、作業装置を上昇させると、切換え手段を操作するための特別な手間を掛けなくとも、コントロールバルブ部の中立状態がロードリアクション許容状態に切り換わり、車輪の復帰力を利用してステアリングハンドルを直進側に戻し操作しながら走行できるようになる。
【００１２】
〔効果〕
車輪に掛る外力による蛇行を抑制して仕上がりの良い作業ができるとともに、作業を終えて走行する際は、作業装置の上昇操作を行うだけで操作簡単に、車輪の復帰力を利用した楽なハンドル操作が行えるようになる。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、左右一対の操向及び駆動自在な前車輪１、駆動自在な後車輪２、車体前部に位置するエンジン３、車体後部に位置する運転座席４を有する運転部を備えた自走車体の車体フレーム５の後部に、リンク機構６を介して作業装置としての苗植付装置７を昇降自在に連結するとともに、自走車体から回転軸８によって苗植付装置７に動力伝達するように構成して、乗用型田植機を構成してある。
【００１８】
すなわち、車体フレーム５とリンク機構６とにわたって取付けたリフトシリンダ９によってリンク機構６を車体フレーム５に対して上下に揺動操作することにより、苗植付装置７をこれの機体横方向に並ぶ複数の苗植付機構７ａや複数の接地フロート７ｂが圃場面に接地するように車体に対して下降した作業用レベルと、前記苗植付機構７ａや接地フロート７ｂが圃場面から浮上するように車体に対して上昇した非作業用レベルとに昇降操作するように構成し、苗植付装置７を前記作業用レベルに下降させて自走機体を走行させることにより、苗植付装置７の前記複数の苗植付機構７ａが苗載せ台７ｃに載置してあるマット状苗の下端部から一株分のブロック苗を取り出して下降し、接地フロート７ｂによって整地された圃場泥土に植え付けていく。
【００１９】
図２に示すように、前記前車輪１を両端側で支持するとともにこの左右前輪１，１に動力伝達する前輪駆動ケース１０の両端側の前車輪１が付いている車輪側部分１０ａを、車体フレーム５に連結している車体側部分１０ｂに対してキングピン軸芯Ｋのまわりで回動するように構成するとともに、左右の前記車輪側部分１０ａに、この車輪側部分１０ａが支持している前車輪１を操向操作するための操向操作部としてのナックルアーム１１を備えさせてある。すなわち、ナックルアーム１１をキングピン軸芯Ｋまわりで揺動操作することにより、車輪側部分１０ａが車体側部分１０ｂに対して揺動し、前車輪１を操向操作できるようにしてある。左右前輪１のナックルアーム１１をドラグリンク１４により、パワーステアリング装置２０の出力部としてのピットマンアーム２１に連動連結するとともに、このパワーステアリング装置２０の操作側を、ハンドル軸１５を介してステアリングハンドル１６に連動連結してある。
【００２０】
図３などに示すように、前記パワーステアリング装置２０は、インテグラル形のパワーステアリング装置であり、前記ピットマンアーム２１と、このピットマンアーム２１の回転支軸と前記ハンドル軸１５とを連動連結することによってステアリングハンドル１６の回転操作によるピットマンアーム２１の揺動操作を可能にしているステアリングギヤ機構（図示せず）と、ピットマンアーム２１の回転支軸を駆動することによってピットマンアーム２１を揺動操作する油圧アクチュエータ２２と、操作部が前記ハンドル軸１５に連動連結している２つの回転操作式のコントロールバルブ２５，２６を備えているコントロールバルブ部２７とによって構成してある。
【００２１】
前記２つのコントロールバルブ２５，２６の一方の第１コントロールバルブ２５を、中立位置２５ｎでは２つのシリンダポートがタンクポートに連通する状態になるように構成し、他方の第２コントロールバルブ２６を、中立位置２６ｎでは２つのシリンダポートがポンプポートにもタンクポートに連通しないブロック状態になるように構成し、２つのコントロールバルブ２５，２６のシリンダポートを択一的に油圧アクチュエータ２２に接続する切換え弁２８と、２つのコントロールバルブ２５，２６のポンプポートを択一的に油圧ポンプＰの吐出側に接続し、かつ、２つのコントロールバルブ２５，２６のタンクポートを択一的にミッションケースで成る油タンクＴに接続する切換え弁２９とを前記コントロールバルブ部２７に備えてある。
【００２２】
これにより、２つの切換え弁２８，２９が切り換え操作され、ポンプ側の切換え弁２９が第１コントロールバルブ２５を油圧ポンプＰと油タンクＴとに接続し、アクチュエータ側の切換え弁２８が第１コントロールバルブ２５を油圧アクチュエータ２２に接続すると、コントロールバルブ部２７の制御モードが非作業モードになる。この非作業モードになったコントロールバルブ部２７は、ステアリングハンドル１６によって共に操作される２つのコントロールバルブ２５，２６のうちの第1 コントロールバルブ２５によって油圧アクチュエータ２２を制御し、中立状態になったとき、第１コントロールバルブ２５によって油圧アクチュエータ２２に対する給油を停止することにより、前輪１にこれの向き変更をする方向の外力が掛ってピットマンアーム２１に伝わると、この外力のために油圧アクチュエータ２２が自由に作動することを許容し、前輪１に作用した外力によってステアリングハンドル１６が回転するというロードリアクションを許容しながら油圧アクチュエータ２２に対する給油を停止する。
ポンプ側の切換え弁２９が第２コントロールバルブ２６を油圧ポンプＰと油タンクＴとに接続し、アクチュエータ側の切換え弁２５が第２コントロールバルブ２６を油圧アクチュエー２２に接続すると、コントロールバルブ部２７の制御モードが作業モードになる。この作業モードになったコントロールバルブ部２７は、ステアリングハンドル１６によって共に操作される２つのコントロールバルブ２５，２６のうちの第２コントロールバルブ２６によって油圧アクチュエータ２２を制御し、中立状態になったとき、第２コントロールバルブ２６によって油圧アクチにュエータ２２に対する給油を停止することにより、前輪１にこれの向き変更をする方向の外力が掛ってピットマンアーム２１に伝わっても、この外力のために油圧アクチュエータ２２が自由に作動することを抑制し、前輪１に作用した外力によってステアリングハンドル１６が回転するというロードリアクションを抑制しながら油圧アクチュエータ２２に対する給油を停止する。
【００２３】
これにより、パワーステアリング装置２０は、次の如く前車輪１を操向操作する。
すなわち、ステアリングハンドル１６が回転操作されると、この操作によってコントロールバルブ部２７の２つのコントロールバルブ２５，２６が共に中立位置２５ｎ，２６ｎから駆動位置に切り換わってコントロールバルブ部２７が中立状態から駆動状態に切り換わり、コントロールバルブ部２７は、２つのコントロールバルブ２５，２６のうち切換え弁２９によって油圧ポンプＰと油タンクＴに、切換え弁２８によって油圧アクチュエータ２２にそれぞれ接続されているいずれか一方のコントロールバルブ２５，２６によって油圧ポンプＰからの圧油を油圧アクチュエータ２２に供給する。すると、この油圧アクチュエータ２２が油圧ポンプＰからの圧油によって駆動されてピットマンアーム２１をステアリングハンドル１６の回転方向に対応する方向に駆動し、ドラグリンク１４を介してナックルアーム１１を揺動操作して左右前輪１をキングピン軸芯Ｋのまわりでステアリングハンドル１６の回転方向に対応する方向に揺動操作する。
【００２４】
そして、ステアリングハンドル１６の回転操作が停止されると、コントロールバルブ部２７の２つのコントロールバルブ２５，２６が共に中立位置２５ｎ，２６ｎに戻り、コントロールバルブ部２７が中立状態になって油圧アクチュエータ２２を停止させる。これにより、油圧アクチュエータ２２がピットマンアーム２１の駆動を停止し、左右前輪１をステアリングハンドル１６の操作位置に対応する操向きに停止させる。このとき、コントロールバルブ部２７が非作業モードになっていると、第１コントロールバルブ２５によって油圧アクチュエータ２２を停止状態に維持して前記ロードリアクションを許容し、コントロールバルブ部２７が作業モードになっていると、第２コントロールバルブ２６によって油圧アクチュエータ２２を停止状態に維持して前記ロードリアクションを抑制する。
【００２５】
図３に示すように、前記両切換え弁２８，２９を電磁操作部２８ａ，２９ａによって切換え操作されるように電磁切換え弁に構成し、両切換え弁２８，２９の電磁操作部２８ａ，２９ａに連係させた切換え手段３０をコントロールバルブ部２７に備えてあるとともに、この切換え手段３０に、植付装置上昇制御装置３１の操向角センサー３１ａと上昇制御手段３１ｂとを連係させてある。
【００２６】
前記操向角センサー３１ａは、ピットマンアーム２１に回転操作部が連動している回転ポテンショメータで成り、前車輪１の操向角をピットマンアーム２１の角度に基づいて検出し、この検出結果を上昇制御手段３１ｂに出力する。上昇制御手段３１ｂは、操向角センサー３１ａが畦際で車体を旋回させる際に前車輪１が操向操作されるものとして設定してある設定操向角以上を検出すると、この検出結果を基に、前記リフトシリンダ９を苗植付装置７の上昇側に自動的に操作するように構成してある。これにより、植付装置上昇制御装置３１は、前車輪１が左向きや右向きに前記設定操向角以上に操向操作されると、これに伴って苗植付装置７を下降作業レベルから上昇非作業レベルに自動的に上昇操作する。
【００２７】
切換え手段３０は、上昇制御手段３１ｂがリフトシリンダ９を上昇側に切換え操作すると、この上昇制御手段３１ｂからの情報を基に自動的に、ポンプ側の切換え弁２９を第１コントロールバルブ２５が油圧ポンプＰと油タンクＴに接続する側に、アクチュエータ側の切換え弁２８を第１コントロールバルブ２５が油圧アクチュエータ２２に接続する側にそれぞれ切換え操作し、操向角センサー３１が直進向き及びこれに近い操向角を検出すると、この操向角センサー３１の検出結果を基に自動的に、ポンプ側の切換え弁２９を第２コントロールバルブ２６が油圧ポンプＰと油タンクＴに接続する側に、アクチュエータ側の切換え弁２８を第２コントロールバルブ２６が油圧アクチュエータ２２に接続する側にそれぞれ切換え操作する。
【００２８】
すなわち、植付装置上昇制御装置３１が苗植付装置７の上昇操作を行うと、切換え手段３０が上昇制御手段３１ｂからの情報によって苗植付装置７が下降作業レベルから上昇したと検出し、この検出をすると自動的に、コントロールバルブ部２７の中立状態が前記ロードリアクションを許容する状態になるようにコントロールバルブ部２７の制御モードを非作業モードに切換える。前車輪１が直進向きやこれに近い向きに操向操作されると、切換え手段３０がこのことを操向角センサー３１ａからの情報によって検出し、この検出をすると自動的に、コントロールバルブ部２７の中立状態が前記ロードリアクションを抑制する状態になるようにコントロールバルブ部２７の制御モードを作業モードに切換える。
【００２９】
したがって、苗植付作業を行う際、前車輪１を直進向きやこれに近い向きにすると、切換え手段３０が操向角センサー３１ａからの情報によってこのことを検出してパワーステアリング装置２０のコントロールバルブ部２７の制御モードを作業モードに自動的に切り換える。これにより、コントロールバルブ部２７の中立状態が前記ロードリアクションを抑制する中立状態になって、前車輪１に向き変更させる外力が掛ってもこの外力によってステアリングハンドル１６が回転しにくくなり、前車輪１に前記外力が掛っても、かつ、ステアリングハンドル１６を軽く支持していても、前記外力のために前車輪１の向きが変化して車体が蛇行することを抑制しながら走行できる。
【００３０】
畦際に到達した際、ステアリングハンドル１６を回転操作して前車輪１が旋回用の向きになると、植付装置上昇制御装置３１が苗植付装置７の上昇操作を行う。これにより、苗植付装置７を下降作業レベルから自動的に上昇させて旋回走行できる。このとき、切換え手段３０が上昇制御手段３１ｂからの情報によって苗植付装置７が下降作業レベルから上昇したことを検出してパワーステアリング装置２０のコントロールバルブ部２７の制御モードを非作業モードに自動的に切り換える。これにより、コントロールバルブ部２７の中立状態が前記ロードリアクションを許容する中立状態になり、車体を旋回向きから直進向きに操向する際、前車輪１に発生する直進向きへの復元力を利用して楽にステアリングハンドル１６を直進側に戻しながら車体を旋回向きから直進向きに操向操作できる。車体が直進向きに戻ると、切換え手段３０が操向角センサー３１ａからの情報によってこのことを検出してパワーステアリング装置２０のコントロールバルブ部２７を作業モードに自動的に切り換える。これにより、コントロールバルブ部２７の中立状態が前記ロードリアクションを抑制する中立状態に自動的に戻り、前車輪１に向き変更させる外力が掛ってもこの外力によって前車輪１の向きが変化して車体が蛇行することを抑制しながら作業できるようになる。
【００３１】
〔別実施形態〕
図４は、別の実施形態を備えるパワーステアリング装置２０の切換え手段３０を示し、この切換え手段３０にあっては、植付クラッチセンサー３５に連係させてある。
【００３２】
植付クラッチセンサー３５は、車体から苗植付装置７への動力伝達を入り切りするように車体に設けた植付クラッチの入り切りを検出し、この検出結果を切り換え手段３０に出力する。切換え手段３０は、植付クラッチセンサー３５からの情報を基に車体が作業用状態と非作業状態とのいずれにあるかを判断し、この判断結果を基に、パワーステアリング装置２０のコントロールバルブ部２７の中立状態を、前記ロードリアクションを許容する中立状態と、ロードリアクションを抑制する中立状態とに自動的に切り換えるように構成してある。
【００３３】
すなわち、植付クラッチが入りにあれば、植付クラッチセンサー３５からの情報を基に車体が作業用状態にあると判断する。この判断をした場合には、パワーステアリング装置２０のポンプ側の切換え弁２９を第２コントロールバルブ２６が油圧ポンプＰと油タンクＴに接続する側に、アクチュエータ側の切換え弁２８を第２コントロールバルブ２６が油圧アクチュエータ２２に接続する側にそれぞれ自動的に切り換え操作し、コントロールバルブ部２７の制御モードを作業モードに切り換える。植付クラッチが切りにあれば、植付クラッチセンサー３５からの情報を基に車体が非作業状態にあると判断する。この判断をした場合には、パワーステアリング装置２０のコントロールバルブ部２７のポンプ側の切換え弁２９を第１コントロールバルブ２５が油圧ポンプＰと油タンクＴに接続する側に、アクチュエータ側の切換え弁２８を第１コントロールバルブ２５が油圧アクチュエータ２２に接続する側にそれぞれ自動的に切り換え操作し、コントロールバルブ部２７の制御モードを非作業モードに切り換えるように構成してある。
【００３４】
請求項１による発明を実施するには、切換え手段３０として、操向角センサー３１ａや上昇制御手段３１ｂからの情報を基に自動的に切り換え作動するものを採用する他、操作スイッチの人為操作によって切換え作動するものを採用して実施してもよい。すなわち、コントロールバルブ部２７の中立状態を、ロードリアクションを許容するものと、ロードリアクションを抑制するものとに人為的に切り換えるように構成して実施してもよい。
【００３５】
請求項２による発明を実施するに当り、切換え手段３０として、上記実施形態の如く前記植付装置上昇制御装置３１による苗植付装置７の上昇に連動して自動作動するものを採用する他、リンク機構６を構成するリンクの揺動位置などに基づいて苗植付装置７の昇降を検出するセンサーに連係させたものを採用して実施してもよい。すなわち、リフトシリンダ９のコントロールバルブを人為的に切換え操作して苗植付装置７を昇降操作し、この人為操作によって苗植付装置７が下降作業レベルから上昇すると、切換え手段３０がこの上昇を前記センサーからの情報を基に検出してコントロールバルブ部２７の中立状態を、ロードリアクションを許容する状態に切り換え、前記人為操作によって苗植付装置７が下降作業レベルに下降すると、切換え手段３０がこの下降を前記センサーからの情報を基に検出してコントロールバルブ部２７の中立状態を、ロードリアクションを抑制する状態に切り換えるように構成して実施してもよい。
【００３６】
請求項３による発明を実施するに当り、切換え手段３０として、上記実施形態の如く車体が作業状態と非作業状態のいずれにあるかの判断を植付クラッチの入り切りに基づいて行うものを採用する他、走行用変速装置が作業用速度と、これよりも高速の非作業用速度とのいずれにあるかの検出結果に基づいて行うとか、接地フロート７ｂが接地しているか否かの検出結果に基づいて行うとか、線引きマーカが使用と格納のいずれにあるかの検出結果に基づいて行うなど、各種のものを採用して実施してもよい。
【００３７】
本発明は、田植機等の、各種の水田作業機にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  乗用型田植機全体の側面図
【図２】  前輪操作構造の概略図
【図３】  パワーステアリング装置の油圧回路と操作系統図
【図４】  別の実施形態を備えるパワーステアリング装置の操作系統図
【符号の説明】
１            車輪
７            作業装置
１１          操向操作部
１６          ステアリングハンドル
２１          出力部
２２          油圧アクチュエータ
３０          切換え手段
Ｐ            油圧ポンプ
【図１】
0003838879.tif 000002
【図２】
0003838879.tif 000003
【図３】
0003838879.tif 000004
【図４】
0003838879.tif 000005