特開 2024-101591 作業車両の操舵装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024101591

(43)【公開日】2024-07-30

(54)【発明の名称】作業車両の操舵装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 5/04 20060101AFI20240723BHJP

   A01B 69/00 20060101ALI20240723BHJP

   F16H 1/18 20060101ALI20240723BHJP

【ＦＩ】

B62D5/04

A01B69/00 303A

F16H1/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023005567

(22)【出願日】2023-01-18

(71)【出願人】

【識別番号】000001878

【氏名又は名称】三菱マヒンドラ農機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】林田 淳一

【テーマコード（参考）】

2B043

3D333

3J009

【Ｆターム（参考）】

2B043AA04

2B043AB19

2B043BA02

2B043BA09

2B043BB06

2B043DA01

2B043DA04

2B043EB05

2B043EB12

2B043EB15

2B043EB23

2B043ED02

3D333CB06

3D333CB13

3D333CC08

3D333CC13

3D333CD04

3D333CD05

3D333CD12

3D333CD14

3D333CD17

3D333CE16

3D333CE49

3J009EA15

3J009FA06

3J009FA08

(57)【要約】

【課題】操舵系に設けるステアリングシャフトをステアリングホイールの人為的な操作や、ステッピングモータと歯車減速機構に基づいて回転させて、車両の進行方向を手動や自動で変更可能になす作業車両の操舵装置にあって、作業者が自動操舵で直進走行を行わせている際に、歯車減速機構やステッピングモータに過負荷が加わって発生する不快な振動や騒音を低減して、作業を快適に行うことができるようにする。
【解決手段】歯車減速機構はステッピングモータによって駆動されて回転する駆動軸に設けるはすば歯車とステアリングシャフトに設けるはすば歯車の対によって構成し、また、駆動軸に設けるはすば歯車にかなりな負荷が加わって、これにより駆動軸が弾機の付勢力に抗して軸心方向に移動したことを制御装置が変位計を用いて検出すると、制御装置はステッピングモータに対する励磁電流を遮断して、ステッピングモータの自己保持力を消失させる。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業車両の操舵系に設けるステアリングシャフトをステアリングホイールの人為的な操作に基づいて回転させて、車両の進行方向を手動で変更可能になすと共に、係るステアリングシャフトをステッピングモータと歯車減速機構に基づいて回転させて、車両の進行方向を自動で変更可能になす操舵装置にあって、前記歯車減速機構はステッピングモータによって駆動されて回転する駆動軸に設けるはすば歯車とステアリングシャフトに設けるはすば歯車の対によって構成し、また、前記駆動軸に設けるはすば歯車にかなりな負荷が加わって、これにより駆動軸が弾機の付勢力に抗して軸心方向に移動したことを制御装置が変位計を用いて検出すると、制御装置はステッピングモータに対する励磁電流を遮断して、ステッピングモータの自己保持力を消失させることを特徴とする作業車両の操舵装置。

【請求項2】

前記駆動軸に設けるはすば歯車にかなりな負荷が加わって、これにより駆動軸が弾機の付勢力に抗して軸心方向に移動したことを制御装置が変位計を用いて検出すると、制御装置はステッピングモータに対する励磁電流を遮断して、ステッピングモータの自己保持力を消失させると共に、その後の自動操舵を作業者からの再開指示があるまで停止することを特徴とする請求項１に記載の作業車両の操舵装置。

【請求項3】

前記駆動軸の摺動面にグリスを充填して、駆動軸とその駆動軸に設けるはすば歯車の共振に伴う騒音の発生を充填したグリスの減衰力によって抑制することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の作業車両の操舵装置。

【請求項4】

前記駆動軸に設けるはすば歯車に過負荷が加わって、これにより駆動軸が弾機の付勢力に抗して軸心方向に移動すると、前記ステッピングモータと駆動軸の相互間の伝動をボールクラッチ機構によって断ち切ることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１つに記載の作業車両の操舵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業車両の操舵装置に係り、詳しくは乗用型田植機やトラクタ等の主に農業用の作業車両に用いる走行機体（作業車両）の進行方向を手動や自動で変更可能になす操舵装置に関する。

【背景技術】

【0002】

乗用型田植機やトラクタ等の農業用の作業車両は、田畑に苗を植え付けたり耕耘装置によって土壌を耕す等の農作業を行う場合に、走行機体をできるだけ真っすぐに、且つ、一定の作業間隔で走行させることが未作業領域や重複作業領域を減らして作業能率を向上させるうえで重要である。そこで、作業者の負担軽減や未熟な作業者でも熟練者並みの直進走行を行うことができるようにするために、衛星測位システム等を用いて直進走行を行う自動操舵装置を備える作業車両が開発されている。

【0003】

また、このような自動操舵装置を備える作業車両の中には、圃場における直進作業走行のみならず枕地での走行機体の旋回を含めた全ての行程を自動で行うものも開発されてきている。ところで、このような自動操舵装置を用いて作業を行う場合に、作業者は自動操舵の開始や停止を押しボタン操作によって行い、例えば、自動で直進走行を行った後に枕地に至ってステアリングホイールを用いて手動で走行機体の旋回を行う場合には、押しボタンを押して自動操舵を停止させたうえで旋回を行うようにしている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

一方、圃場で作業走行を行っている場合に、作業を一緒に行っている補助作業者が誤って作業車両の進路を横切って塞いだり、或いは、圃場の溝に車輪が落ちてしまって自動操舵が適正に行えないといった種々の緊急事態に遭遇することがある。そして、このような場合に作業者が自動操舵を停止させることに手間取って、ステアリングホイールを用いた手動での作業車両の進行方向の変更が速やかにできないようでは、安心して自動操舵装置を使用することができない。

【0005】

そこで、この種の自動操舵装置にあっては、自動操舵中であってもステアリングホイールによる手動操作が優先して行えるように、例えば、作業車両の操舵系に設けるステアリングシャフトに対する自動操舵装置側からの自動操舵トルクを、ステアリングホイールによる手動操舵トルクより低く押さえて、自動操舵を必ずしも停止させなくともこの自動操舵トルクに打ち勝って、ステアリングホイールによる手動操舵を行えるようになして、前述の如き緊急事態に対処できるようにする。

【0006】

そして、自動操舵装置はこのように手動操舵を優先させながら、電動モータと歯車減速機構を用いてステアリングシャフトを過不足のない駆動トルクで駆動できるように構成する。また、この場合に、電動モータはオープンループ制御によってモータの回転角度を簡単に制御できて、比較的安価に得られるステッピングモータを用い、さらに、歯車減速機構はウォームギヤのようにセルフロックがかかると手動操舵が行えなくなるので、平歯車の減速機構を用いることによって手動操舵を行った際のステアリングシャフト側からの歯車減速機構の逆回転駆動を許容するようになす（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０２１－１６３２３号公報

【特許文献2】特開２０２１－７５１４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

自動車と同様に農作業に用いる作業車両の操舵装置は、操縦部に設けるステアリングホイールを手動操作して操舵系に設けるステアリングシャフトを回転させることによって、前輪等の操舵輪を操舵して、走行機体の進行方向を変更することができる。また、このような作業車両を自動で直進走行や旋回走行等を行わせる自動操舵装置は、前述の手動の操舵系に設けるステアリングシャフトを電動モータや歯車減速機構を用いて回転させることによって、走行機体の進行方向を変更することができる。

【0009】

そして、この自動操舵装置に使用する電動モータとしてステッピングモータを用いると、例えば、２相のステッピングモータであれば１．８度のステップ角ずつ回転させることができるから、制御装置がステータの相巻線の励磁電流を制御して切り替えることで、モータの回転角度や回転速度を正確に制御することができる。また、ステッピングモータは小型で高トルクを発生することができるから、歯車減速機構を組合わせて使用することにより、更に大きなトルクで過不足なくステアリングシャフトを回転させることができる。

【0010】

さらに、ステッピングモータは、励磁電流を流し続けることによって自らの回転停止状態をそのホールディングトルクによって自己保持するので、走行機体の直進状態等を保持し易くなる。しかし、ステッピングモータはステップ角ずつ回転して停止の繰り返しによって回転するので、この際のトルク変動による振動が歯車減速機構側に伝わって、これ等から騒音を発生し易くなる。また、ステッピングモータに過負荷が加わって励磁電流の切り替えに同期動作できなくなると自らの回転を停止し（脱調）、その上モータを更に回転させようとすると不快な騒音を出し続けるという問題がある。

【0011】

一方、ステッピングモータによって駆動する歯車減速機構は、前述のようにステアリングホイールによってステアリングシャフトを優先して回転させることができるようにしなければならないから、ウォームギヤのようなセルフロック作用を発揮しない平歯車の減速機構を用いる。そして、この減速機構における平歯車の噛み合いには少なからずバックラッシュを設けており、前述のようにステッピングモータから振動が伝わると、このバックラッシュによって平歯車の歯面同士が当接を繰り返して叩き音（打撃音）を発生させる。

【0012】

従って、自動操舵装置の電動モータと歯車減速機構をステッピングモータと平歯車となす歯車減速機構によって構成すると、従来の手動操舵のみを行う作業車両の操舵装置に安価で緊急事態にも支障なく対処可能な自動操舵装置を比較的簡単に組み込むことができる。しかし、ステッピングモータや平歯車の歯車減速機構は振動や騒音を発生し易く、特に自動操舵を行っている際に、作業者がステアリングホイールを操作したり、走行中に操舵輪が溝に嵌ってロックしたりすると、過大な負荷が歯車減速機構やステッピングモータにかかって振動や騒音が大きくなり作業者に不快感を与える。

【0013】

そこで、本発明は係る問題点に鑑み、操舵系に設けるステアリングシャフトをステアリングホイールの人為的な操作や、ステッピングモータと歯車減速機構に基づいて回転させて、車両の進行方向を手動や自動で変更可能になす作業車両の操舵装置にあって、作業者が自動操舵で直進走行を行わせている際に、歯車減速機構やステッピングモータに過負荷が加わって発生する不快な振動や騒音を低減して、作業を快適に行うことができるようにすることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の作業車両の操舵装置は、前述の課題を解決するため第１に、作業車両の操舵系に設けるステアリングシャフトをステアリングホイールの人為的な操作に基づいて回転させて、車両の進行方向を手動で変更可能になすと共に、係るステアリングシャフトをステッピングモータと歯車減速機構に基づいて回転させて、車両の進行方向を自動で変更可能になす操舵装置にあって、前記歯車減速機構はステッピングモータによって駆動されて回転する駆動軸に設けるはすば歯車とステアリングシャフトに設けるはすば歯車の対によって構成し、また、前記駆動軸に設けるはすば歯車にかなりな負荷が加わって、これにより駆動軸が弾機の付勢力に抗して軸心方向に移動したことを制御装置が変位計を用いて検出すると、制御装置はステッピングモータに対する励磁電流を遮断して、ステッピングモータの自己保持力を消失させる。

【0015】

また、本発明の作業車両の操舵装置は第２に、前記駆動軸に設けるはすば歯車にかなりな負荷が加わって、これにより駆動軸が弾機の付勢力に抗して軸心方向に移動したことを制御装置が変位計を用いて検出すると、制御装置はステッピングモータに対する励磁電流を遮断して、ステッピングモータの自己保持力を消失させると共に、その後の自動操舵を作業者からの再開指示があるまで停止する。

【0016】

さらに、本発明の作業車両の操舵装置は第３に、前記駆動軸の摺動面にグリスを充填して、駆動軸とその駆動軸に設けるはすば歯車の共振に伴う騒音の発生を充填したグリスの減衰力によって抑制する。

【0017】

そして、本発明の作業車両の操舵装置は第４に、前記駆動軸に設けるはすば歯車に過負荷が加わって、これにより駆動軸が弾機の付勢力に抗して軸心方向に移動すると、前記ステッピングモータと駆動軸の相互間の伝動をボールクラッチ機構によって断ち切る。

【発明の効果】

【0018】

本発明の作業車両の操舵装置によれば、作業車両の操舵系に設けるステアリングシャフトをステアリングホイールの人為的な操作に基づいて回転させて、車両の進行方向を手動で変更可能になすと共に、係るステアリングシャフトをステッピングモータと歯車減速機構に基づいて回転させて、車両の進行方向を自動で変更可能になす操舵装置にあって、前記歯車減速機構はステッピングモータによって駆動されて回転する駆動軸に設けるはすば歯車とステアリングシャフトに設けるはすば歯車の対によって構成し、また、前記駆動軸に設けるはすば歯車にかなりな負荷が加わって、これにより駆動軸が弾機の付勢力に抗して軸心方向に移動したことを制御装置が変位計を用いて検出すると、制御装置はステッピングモータに対する励磁電流を遮断して、ステッピングモータの自己保持力を消失させる。

【0019】

そのため、作業者が自動操舵を停止させることなく旋回等を行うためにステアリングホイールを操作してステアリングシャフトを回転させたり、圃場の溝に嵌って操舵輪がロックしてステアリングシャフトが回転不能となった際に、直進走行を行わせるべく制御装置がステッピングモータを回転させようとすると、歯車減速機構の駆動軸に設けるはすば歯車は、ステアリングシャフトに設けるはすば歯車側から駆動反力（負荷）を受けてステッピングモータに負荷を与える。また、駆動反力を受けた駆動軸に設けるはすば歯車には駆動反力に比例するスラスト力が加わる。

【0020】

そして、この歯車減速機構の駆動軸に設けるはすば歯車に加わる負荷が大きくなってステッピングモータに過負荷が加わると、ステッピングモータは脱調して自らの回転を停止する。また、ステアリングシャフト側から歯車減速機構が逆回転駆動されると、ステッピングモータも逆回転して、歯車減速機構やステッピングモータの振動や騒音は大きくなって、作業者に不快感を与える。

【0021】

しかし、この場合、駆動軸に設けるはすば歯車にかなりな負荷が加わると、駆動軸はそのはすば歯車からスラスト力を受けて弾機の付勢力に抗して軸心方向に移動する。また、この駆動軸の移動を変位計によって制御装置が検出すると、制御装置はステッピングモータに対する励磁電流を遮断して、ステッピングモータの自己保持力を消失させる。そのため、ステッピングモータは脱調が生ずる直前や、或いは脱調が生じた直後に速やかに停止されて自由に回転できる状態にすることができて、ステッピングモータの振動や騒音の発生を防止することができる。

【0022】

なお、歯車減速機構はステッピングモータによって駆動されて回転する駆動軸に設けるはすば歯車とステアリングシャフトに設けるはすば歯車の対によって構成し、平歯車よりかみあい率が高いはすば歯車を用いることによって歯車減速機構の振動や歯面同士の叩き音を少なくすることができる。また、はすば歯車を用いた歯車減速機構は平歯車を用いた減速機構と同様にセルフロックがかからず、手動操舵を行った際のステアリングシャフト側からの歯車減速機構の回転を許容する。

【0023】

また、本発明の作業車両の操舵装置によれば、前記駆動軸に設けるはすば歯車にかなりな負荷が加わって、これにより駆動軸が弾機の付勢力に抗して軸心方向に移動したことを制御装置が変位計を用いて検出すると、制御装置はステッピングモータに対する励磁電流を遮断して、ステッピングモータの自己保持力を消失させると共に、その後の自動操舵を作業者からの再開指示があるまで停止するので、その後に負荷が解消された際の意図しない不測な自動操舵を防止して、自動操舵装置の安全性を担保することができる。

【0024】

さらに、本発明の作業車両の操舵装置によれば、前記駆動軸の摺動面にグリスを充填して、駆動軸とその駆動軸に設けるはすば歯車の共振に伴う騒音の発生を充填したグリスの減衰力によって抑制する。つまり、ステッピングモータを駆動させた際に歯車減速機構の駆動軸に設けるはすば歯車は、前述のようにスラスト力を受けて駆動軸と共に駆動軸の軸心方向に移動し、また、弾機は駆動軸の移動を付勢力によって阻止しようとして、互いの力が均衡した位置で停止する。

【0025】

そして、このように弾機のみで歯車減速機構のはすば歯車と駆動軸の位置を保持しようとすると、特定の周波数でこれらが共振して振動や騒音を発生させる虞がある。そこで、駆動軸の摺動面にグリスを充填して、弾機がスラスト力によって蓄えたエネルギーをこの充填したグリスによって減衰させて、駆動軸とそのはすば歯車の共振に伴う音の発生を抑制することができる。

【0026】

また、本発明の作業車両の操舵装置によれば、前記駆動軸に設けるはすば歯車に過負荷が加わって、これにより駆動軸が弾機の付勢力に抗して軸心方向に移動すると、前記ステッピングモータと駆動軸の相互間の伝動をボールクラッチ機構によって断ち切る。

【0027】

すなわち、自動操舵を行っている際に、自動操舵装置自体が何らかの要因によって故障してステッピングモータを正常に停止させることが出来なかったり、或いは、何らかの要因によってステッピングモータのローターがロックして完全に回転不能に陥っている場合に、作業者がステアリングホイールを操作してステアリングシャフトを回転させようとすると、歯車減速機構のはすば歯車に瞬間的に高い負荷が繰り返し加わったり過大な負荷が加わって、その歯車等が破壊したり損傷する虞がある。

【0028】

そこで、このような場合には、ステッピングモータと駆動軸の相互間の伝動をボールクラッチ機構によって自動的に断ち切ることができるので、歯車減速機構に作用する負荷を取り除いてこれらの破壊や損傷を未然に防止することができる。また、故障によってステッピングモータを回転させることができなくなっても、作業者のステアリングホイールを用いた手動操舵は少なくとも行うことができるので、安心して自動制御装置を使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明を適用する乗用型田植機の側面図である。

【図2】乗用型田植機の操舵系を示す側面図である。

【図3】操縦部の斜視図である。

【図4】自動操舵装置のブロック図である。

【図5】駆動ユニットを示し、（ａ）は正面側から見た斜視図、（ｂ）は底面側から見た斜視図である。

【図6】駆動ユニットを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）背面図、（ｄ）は底面図である。

【図7】駆動ユニットを示し、（ａ）は下ハウジングを外した要部斜視図、（ｂ）は更にアダプタを外した要部斜視図である。

【図8】歯車減速機構の横断面図である。

【図9】左右アダプタの断面斜視図である。

【図10】グリスの歯車噛み合い部への戻し構造を示し、（ａ）は要部斜視図、（ｂ）は要部断面図である。

【図11】コラムブラケットへの駆動ユニットの取付状態を示す斜視図である。

【図12】操舵角制御のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0030】

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように農業用の作業車両である乗用型田植機１は、左右の前輪２と後輪３を備える走行機体４の後部に昇降リンク機構５を介して稲苗を水田に植え付ける植付装置６をローリング自在に連結する。そして、この植付装置６は、走行機体４の後部と昇降リンク機構５の後部に亘って取り付ける油圧シリンダ７によって下降させた作業姿勢と上昇させた非作業姿勢に亘って昇降自在に設ける。

【0031】

なお、後輪３と植付装置６との間には、走行機体４の旋回によって荒れた枕地を均す整地ロータ８を設け、この整地ロータ８は植付装置６と共に昇降するように設ける。一方、走行機体４は、左右のサイドメンバーに複数のクロスメンバーを固着するシャーシフレーム９と、このシャーシフレーム９に取り付けるトランスミッションケース１０、並びに左右の後輪３を取り付けて設けるリヤアクスルケース１２と、左右の前輪２を取り付けるフロントアクスルケース１１を、図２に示すようにトランスミッションケース１０の左右側面から突出させて設ける。

【0032】

また、シャーシフレーム９の前部寄りにエンジンフレームを取り付け、このエンジンフレームにガソリンやディーゼルエンジン１３を搭載する。さらに、エンジン１３後方のシャ－シフレーム９に取り付けるトランスミッションケース１０の上面には、油圧式のパワーステアリング装置を構成するトルクジェネレータ１４を取り付け、このトルクジェネレータ１４とトランスミッションケース１０の上部にはコラムブラケット１５を取り付ける。

【0033】

そして、このコラムブラケット１５には上方に立ち上がるステアリングコラム１６を溶着して設け、また、ステアリングコラム１６にはブッシュによって上部寄りを回転自在に支持するステアリングシャフト１７を通して、トルクジェネレータ１４の入力軸にステアリングシャフト１７の下端部を連結する。さらに、ステアリングコラム１６の上部から突出するステアリングシャフト１７の上端部にステアリングホイール１８を取り付けて設ける。

【0034】

一方、前述のトルクジェネレータ１４は、エンジン１３によって駆動する図示しない油圧ポンプが吐出する圧油によって作動し、その出力軸１４ａは図１１に示すようにトランスミッションケース１０内に設ける減速歯車装置１９に連結する。また、減速歯車装置１９の出力軸１９ａはトランスミッションケース１０の下面から下方に突出し、この出力軸１９ａにピットマンアーム２０を取付ける。さらに、ピットマンアーム２０に設ける左右のドラッグリンク２１は、フロントアクスルケース１１の左右下端部寄りに設けるファイナルケース２２のナックルアーム２２ａに連結する。

【0035】

そのため、作業者（運転者）がステアリングホイール１８を回転操作すると、ステアリングシャフト１７は回転して、トルクジェネレータ１４と減速歯車装置１９、そして、ピットマンアーム２０、ドラッグリンク２１、ナックルアーム２２ａによってファイナルケース２２をキングピン軸回りに回動させ、また、最終的にファイナルケース２２に軸支した前輪駆動軸２３の外端部に取り付けた左右の前輪２を操舵して、走行機体４の進行方向を変更することができる。

【0036】

以上、走行機体４に設ける手動操舵系について説明したが、前述のコラムブラケット１５には、走行系に設ける静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）２４を操作する主変速レバー２５、トランスミッションケース１０内に設ける歯車変速装置を操作する副変速レバー２６、及びエンジンコントロールレバー２７を回動自在に取り付ける。また、図３に示すように、これ等の操作具の基部側を覆うと共に油圧感度調整ボリューム２８や後述する自動操舵装置の電源を入り切りするメインスイッチ２９等を纏めたアッシ３０やモニタパネル３１を備えるパネルカバー３２や、その下方に設けるリヤカバー３３も同様にコラムブラケット１５に取り付けて設ける。

【0037】

さらに、パネルカバー３２やリヤカバー３３の前方側には、前照灯を備えてエンジン１３を覆うボンネット３４を設ける。また、ステアリングホイール１８の後方に設ける運転席３５はシャーシフレーム９の後部寄りに設けるシートフレームの上部に取り付け、ボンネット３４の左右外側方やステアリングホイール１８の下方、或いは運転席３５の左右外側方等には、シャーシフレーム９にステップ３６を取り付けて設け、作業者が予備苗載台３７から植付装置６に苗等を運ぶ通路に構成する。

【0038】

ここで、植付装置６の構造について簡単に説明すると、この植付装置６は例えば、８条植えとなして走行機体４の後部にローリング自在に連結する植付フレーム３８を備える。また、植付フレーム３８には前高後低状に傾斜して複数のマット苗を載置する苗載台３９、苗載台３９の下端から１株分ずつ苗を植付爪４０により掻き取って田面に植付けるロータリ植付機構４１、走行跡や旋回跡を整地しながら植付け箇所を均すフロート４２等を備えて構成する。

【0039】

また、乗用型田植機１の動力伝達系について簡単に説明すると、前述のエンジン１３は伝動ベルト４３を介してトランスミッションケース１０に取り付けるＨＳＴ２４を駆動する。また、ＨＳＴ２４からトランスミッションケース１０内に伝達された動力は、トランスミッションケース１０内に設ける歯車変速装置によって変速し、左右の前輪２は更に差動歯車装置とフロントアクスルケース１１内に設ける伝動軸を介して駆動する。さらに、歯車変速装置からブレーキを介してリヤアクスルケース１２内に伝達された動力は、左右の湿式ディスク型のサイドクラッチを介して後輪３を駆動する。

【0040】

また、植付装置６への伝動は、トランスミッションケース１０内に設けるトルクリミッタと植付クラッチを介して株間変速装置を駆動する。そして、株間変速装置からドライブシャフト４４を介して植付装置６のドライブケースに設ける植付入力シャフトを駆動する。なお、整地ロータ８は走行系のブレーキと左右のサイドクラッチの間から分岐した動力をロータクラッチとロータドライブシャフト４５を介してロータドライブケース内に設ける伝動軸によって駆動する。

【0041】

以上、乗用型田植機１の基本的な構造について説明したが、次に、全地球航法衛星システム（GNSS：Global Navigation Satellite System）を用いて走行機体４の位置や方位を取得して、圃場における直進走行を行わせる自動操舵装置について説明する。図４のブロック図に示すように自動操舵装置は、衛星から出される電波を捕捉する位置用と方位用の２つのＧＮＳＳアンテナ４６、４７と、リアルタイムキネマティック（RTK：Real Time Kinematic）技術に基づいて基地局４８から出される電波を捕捉する無線アンテナ４９を備え、これ等のアンテナは予備苗載台３７の取付フレームから立設する門型状のサポートフレーム５０の上部に左右方向に間隔を空けて取り付けて設ける。

【0042】

また、前述の２つのＧＮＳＳアンテナ４６、４７が捕捉した電波を受け取って位置や速度情報を出力する２つのＧＮＳＳ受信モジュール５１、５２、無線アンテナ４９が捕捉した電波を受け取って補正情報を出力する特定小電力無線モジュール５３、タブレット端末又はスマートフォン５４との間で位置情報等の送受信を行う近距離無線モジュール５５、或いは、走行機体４の姿勢を検出する慣性モジュール５６等を備えるマイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）によって構成する操舵コントローラ（制御装置）５７は、メインスイッチ２９の投入によってバッテリー電源と繋がって各種の制御を行い、例えば、コラムブラケット１５や運転席３５の下方に設けるシートフレーム等に取り付けて、パネルカバー３３やリヤカバー３３等によって周囲を覆う防水対策を施して設ける。

【0043】

また、作業者が自動操舵の入り切りを指示する押ボタン方式の開始／停止スイッチ５８と、自動操舵の入り切り状態等を示すＬＥＤランプ５９は、作業者の操作性を考慮して例えば、ステアリングホイール１８の下方に設けるパネルカバー３２の各種操作スイッチアッシ３０等に含めて設けることが好ましい。また、作業者に自動操舵に関わる注意を喚起するブザー６０は、リヤカバー３３によって覆った状態でコラムブラケット１５に取り付けて設ける。

【0044】

さらに、前輪２の操舵角を検出する操舵角センサ６１（不図示）は、例えば、前輪２の操舵系に設けるピットマンアーム２０の左右移動量を検出するポテンショメータによって構成する。なお、この場合にポテンショメータ６１は、前輪２が跳ねた泥水等が降り掛からないようにするためにトランスミッションケース１０の上面等に設けることが好ましく、その場合、ピットマンアーム２０とポテンショメータ６１の作動軸は遊びの少ないリンク機構を介して連係する。

【0045】

また、前述の操舵系に設けるステアリングシャフト１７を後述する歯車減速機構を介して回転させるステッピングモータ６２は、図５に示すように駆動ユニット６３のメンバーとしてコラムブラケット１５に取り付けて設ける。そして、以上のようなメンバーによって構成する自動操舵装置は、自動操舵の要となる操舵コントローラ５７が実行する直進走行の自動制御プログラムにおいて、前述のＧＮＳＳ受信モジュール５１、５２から得られる位置と方位情報や特定小電力無線モジュール５３から得られる補正情報、或いは慣性モジュール５６から得られる姿勢情報等から走行機体４の現在の位置と方位を演算する。

【0046】

一方、タブレット端末又はスマートフォン５４はナビゲーションソフトウェアを実行して、操舵コントローラ５７が近距離無線モジュール５５を用いて送信する走行機体４の現在の位置と方位を随時受信する。また、作業者が行うティーチング走行等に基づいて直進走行を行う作業走行経路の作成を行って、走行機体４の追従すべき走行経路と現在位置、並びにその間の偏差等をディスプレイに表示する。さらに、偏差に基づいてこの偏差を無くすための前輪２の操舵角を演算して、この値を操舵コントローラ５７に返信する。

【0047】

そして、タブレット端末又はスマートフォン５４から操舵角の指示が返信されると、操舵コントローラ５７は、開始／停止スイッチ５８によって作業者が指示する自動操舵の入り切り状態に基づいて、例えば自動操舵が選択されていれば、前輪２の操舵角が指示された値になるようにステッピングモータ６２に励磁電流を流してステッピングモータ６２を回転させる。また、それにより歯車減速機構を介してステアリングシャフト１７が回転して前輪２は指示された操舵角に操舵される。

【0048】

以上、全地球航法衛星システムを用いて直進走行を行う自動操舵装置の概要について説明したが、次に前述のステッピングモータ６２や歯車減速機構を設ける駆動ユニット６３について説明する。図５や図６に示すように駆動ユニット６３は、２つ割になしてボルトで連結するハウジング６４をベースにしてステッピングモータ６２等を取り付けて構成する。また、歯車減速機構６５はハウジング６４に内蔵して塵埃等による作動不良や故障を防止する。

【0049】

次に、歯車減速機構６５の詳細について説明すると、図７乃至図９に示すようにステッピングモータ６２によって駆動されて回転する駆動軸６６に設けるはすば歯車６７とステアリングシャフト１７に結合するはすば歯車６８は、歯車減速機構６５の主要なメンバーであって、この２つのはすば歯車６７、６８をハウジング６４に収容して設ける。また、この対となるはすば歯車６７、６８は、ねじれ角を４５°となす、そのねじれ方向を同じくして直角となす食い違い軸に設ける歯車の形態で、両歯車６７、６８同士を噛み合わせて設ける。

【0050】

そして、従動側の大径になすはすば歯車６８は、そのボス部にスラストベアリング６９を設けて上下のハウジング６４ａ、６４ｂに形成する丸い凹部に平置きして収容する。また、ハウジング６４はその凹部の中央に上下方向となる孔６４ｃを設けているので、係る歯車減速機構６５を操舵系に組み込む際に、ステアリングシャフト１７をこの孔６４ｃに通して、ステアリングシャフト１７の下端部に形成するセレーションを、はすば歯車６８のボス部に設けるセレーション溝６８ａに嵌め合わせると、ステアリングシャフト１７の下端部に歯車減速機構６５のはすば歯車６８を一体に回転するように結合することができる。

【0051】

一方、駆動側のはすば歯車６７を自らの中程外周に一体形成する駆動軸６６の両端部の外周には、半球状の凹部６６ａを１２０°の等角度で夫々３つずつ穿設する。また、この半球状の凹部６６ａに対応する半円状の軸心方向に沿う３つのボール溝７０ａ、７１ａを夫々の内周に１２０°の等角度で穿設する略円筒状のアダプタ７０、７１を用意する。そして、このアダプタ７０、７１の筒内部に形成する弾機室７０ｂ、７１ｂに圧縮コイルスプリング（弾機）７２を夫々組み込むと共に、各凹部６６ａとボール溝７０ａ、７１ａの間に鋼球（ボール）７３を１つずつ収容しながら各アダプタ７０、７１を駆動軸６６の左右端部に嵌め合わせる。

【0052】

また、このように駆動軸６６の両端部に装着した左右のアダプタ７０、７１は、駆動軸６６と共に上下のハウジング６４ａ、６４ｂに形成する円弧状の凹部にスラストベアリング７４とジャーナルベアリング７５を取り付けて収容する。そして、ハウジング６４の凹部における両端部には小孔６４ｄ、６４ｅを設けているので、一方の小孔６４ｄからステッピングモータ６２の出力軸６２ａを右アダプタ７０に設ける小径孔７０ｃに嵌めて、図示しない止めボルトによって出力軸６２ａと右アダプタ７０が一体回転するように締結し、その後にステッピングモータ６２はその本体をハウジング６４にボルトで固定して取り付ける。

【0053】

ところで、前述の駆動軸６６はその一端面に丸棒状のピン７６を螺着して、軸心方向に突出させている。そして、左アダプタ７１を駆動軸６６に嵌めてハウジング６４の凹部に収容する際に、駆動軸６６に設けるピン７６は左アダプタ７１に設ける小径孔７１ｃとハウジング６４の凹部における他方の小孔６４ｅを通して、ハウジング６４から外にその先端を突出させている。

【0054】

一方、下ハウジング６４ｂの外周縁に二股状の取付部６４ｆを形成し、この取付部６４ｆには駆動軸６６の移動量の測定を行う変位計を構成するポテンショメータ７７をボルトで取り付けて設ける。また、ポテンショメータ７７の作動軸７７ａにアーム７８を設ける。さらに、下ハウジング６４ｂに取り付けた支点軸７９、８０に２又状の回転アーム８１、８２を各支点軸７９、８０中心に回動自在に取り付けて設け、作動軸７７ａのアーム７８と回転アーム８１並びに回転アーム８１と回転アーム８２を夫々ロッド８３、８４で繋ぐ。

【0055】

そして、回転アーム８２の側面から突出させた延出部８２ａの先端に横溝８５ａを備える当金８５を設け、前述の駆動軸６６に設けるピン７６の先端を当金８５の横溝８５ａに係合させる。従って、駆動軸６６が軸心方向に移動すると、以上説明したリンク機構によってポテンショメータ７７の作動軸７７ａが回動して、このポテンショメータ７７によって駆動軸６６の移動量を測定することができる。なお、ピン７６は駆動軸６６とともに回転するのでピン７６の摩耗を防ぐために、ピン７６の先端にベアリングを取り付けると共に、このベアリングにキャップを被せて、係るキャップを介して当金８５を支点軸８０回りに回動させてもよい。

【0056】

そして、このように歯車減速機構６５を収容したハウジング６４とステッピングモータ６２とポテンショメータ７７等によって構成する駆動ユニット６３を、コラムブラケット１５に取り付ける際には、前述のようにハウジング６４に設ける孔６４ｃにステアリングシャフト１７を通して、ステアリングシャフト１７の下端部に形成するセレーションを、はすば歯車６８のボス部に設けるセレーション溝６８ａに嵌め合わせる。また、これによりステアリングシャフト１７とはすば歯車６８を結合することができたら、図１１に示すようにハウジング６４をコラムブラケット１５に上下２本ずつのボルトを用いて取り付ける。

【0057】

以上、自動操舵装置に用いる新たな駆動ユニット６３について説明したが、前述のように操舵コントローラ５７が直進走行を行うためにステッピングモータ６２を回転させると、歯車減速機構６５は、駆動側のはすば歯車６７と従動側のはすば歯車６８の歯数比をもって、ステッピングモータ６２の回転速度を減速させてステアリングシャフト１７を回転させるので、小型のステッピングモータ６２であっても駆動トルクを増大させて、ステアリングシャフト１７を過不足なく回転させて前輪２を操舵することができる。

【0058】

つまり、操舵コントローラ５７の指示に従ってステッピングモータ６２が正回転又は逆回転すると、ステッピングモータ６２の出力軸６２ａに連結する右アダプタ７０は回転し、また、右アダプタ７０は鋼球７３を介して駆動軸６６を一体に回転させる。そのため、駆動軸６６に設けるはすば歯車６７は、互いに噛み合うはすば歯車６８を回転させ、また、はすば歯車６８はセレーションを介してステアリングシャフト１７を回転させる。そして、これによりトルクジェネレータ１４がステッピングモータ６２の操舵力をアシストして前輪２を操舵する。

【0059】

なお、ステッピングモータ６２の各相のコイルに決まった順番で励磁電流を流してロータを回転させた後、ロータの回転を停止させた状態において操舵コントローラ５７は、ロータの停止直前に電流を流した相のコイルにそのまま励磁電流を流し続けることによって、ロータの回転をそのホールディングトルクによって阻止する（自己保持）。そのため、ステッピングモータ５８が指示された角度だけ回転した後に停止した場合であっても、ステアリングシャフト１７が手動で回転されない限り、不測に回転して前輪２が勝手に操舵されることはない。

【0060】

さらに、駆動軸６６と左アダプタ７１とは鋼球７３によって結合されているので、駆動軸６６が右アダプタ７０によって回転駆動されると、左アダプタ７１も駆動軸６６と共に回転する。そして、駆動軸６６は、その左右端部に設ける左右のアダプタ７０、７１が夫々ジャーナルベアリング７５によってハウジング６４に回転自在に軸支されていることから、駆動軸６６も間接的にハウジング６４に回転自在に軸支されていることになって、これにより駆動軸６６の振れを防止することができ、はすば歯車６７、６８の噛み合いも良好に保持することができる。

【0061】

ところで、操舵コントローラ５７の指示に従ってステッピングモータ６２が回転している場合に、作業者がステアリングホイール１８を回転操作したり、圃場の轍跡等の溝に前輪２が落ちたりして、従動側となるステアリングシャフト１７から負荷が加わり、この負荷がステッピングモータ６２の最大トルクを超えると、ステッピングモータ６２は回転を自ら停止（脱調）したり、或いは、ステッピングモータ６２が駆動方向とは逆方向に回転する。そして、このような状態に至ると、ステッピングモータ６２や歯車減速機構６５は振動して不快な騒音を発生させる。

【0062】

そこで、このような振動や不快な騒音の発生を減らすために、自動操舵装置の操舵コントローラ５７はステッピングモータ６２に、前述の脱調が生ずるような過負荷が加わるようであれば、ステッピングモータ６２の駆動を諦めて自動による前輪２の操舵を停止し、また、ステッピングモータ５８への励磁電流を断つことによってステッピングモータ６２のホールディングトルクを消失させ、これによりステッピングモータ６２や歯車減速機構６５からの振動や騒音の発生を減らすことを目論む。

【0063】

すなわち、自動操舵系に設ける歯車減速機構６５のはすば歯車６７、６８は、互いに噛み合って回転する際に軸心方向へのスラスト力が生じ、このスラスト力ははすば歯車６７、６８の回転方向に作用する負荷に比例する。そこで、ステッピングモータ６２に加わる負荷を、はすば歯車６７、６８の噛み合って回転する際のスラスト力に置き換えて、これを検出することができるようになす。

【0064】

従って、本発明の実施形態にあっては、歯車減速機構６５の駆動側となるはすば歯車６７を設ける駆動軸６６を左右のアダプタ７０、７１に対して、その軸心方向に移動できるようになすべく、左右のアダプタ７０、７１に形成する軸心方向となるボール溝７０ａ、７１ａに沿って自ら転がりながら移動する鋼球７３を駆動軸６６の凹部６６ａに収めて設ける、という駆動軸６６の左右移動構造を採用する。また、係る駆動軸６６を無負荷時の中立位置に戻す圧縮コイルスプリング７２をアダプタ７０、７１の弾機室７０ｂ、７１ｂに組み込み、この圧縮コイルスプリング７２の付勢力を駆動軸６６の両端部に作用させる。

【0065】

そして、ステッピングモータ６２を駆動している場合に、駆動側のはすば歯車６７に負荷が加わって、前述の圧縮コイルスプリング７２の付勢力に抗して駆動軸６６が軸心方向の中立位置から右方向又は左方向に移動すると、その駆動軸６６の左右移動量をリンク機構を介してポテンショメータ７７は測定する。また、このポテンショメータによって構成する変位計７７が測定する駆動軸６６の左右移動量は操舵コントローラ５７に入力されている。

【0066】

そこで、操舵コントローラ５７は、変位計７７から出力される駆動軸６６の移動量と、予め定めた設定量とを比較することによって、例えば、移動量が設定量を超えた場合には、駆動側のはすば歯車６７と共に回転するステッピングモータ６２にかなりな負荷が加わって脱調する虞があると判断することができる。従って、操舵コントローラ５７はそのような場合に、前述のようにステッピングモータ６２の駆動を諦めて自動による前輪２の操舵を停止し、また、ステッピングモータ６２に対する励磁電流を遮断することによってステッピングモータ６２のホールディングトルクを消失させ、これによりステッピングモータ６２や歯車減速機構６５からの振動や騒音の発生を減らす。

【0067】

なお、以上のような操舵コントローラ５７が行う制御内容を、図７に示す「操舵角制御」の概略を説明するフローチャートによって改めて説明すると、操舵角制御では、先ず自動操舵装置の故障の有無を判断し（ステップＳ１）、例えば、操舵コントローラ５７等に供給される電源電圧が低下したり、ステッピングモータ６２の温度超過、電圧過大、電流過大、操舵角センサ６１や変位計７７の入力信号における開放／短絡等の検出がなされると、自動操舵装置の故障が疑われるので安全性の確保のために、作業者の開始／停止スイッチ５８操作によって自動操舵が選択されている場合であってもこれを切りに変更する（ステップＳ２）。

【0068】

また、この故障の発生を作業者にブザー６０で単音を数回発生させること、並びにランプ５９の点滅によって報知する（ステップＳ３）。さらに、ステッピングモータ６２の各相のコイルに対する励磁電流を遮断することによってホールディングトルクを無くして（自己保持を消失させて）、駆動ユニット６３の振動や騒音の発生を無くす（ステップＳ４）。

【0069】

一方、自動操舵装置の故障が疑われなかった際には、開始／停止スイッチ５８の立上り信号を判断し（ステップＳ５）、ここでスイツチ５８の立上りが検出されると、自動操舵フラグを反転する（ステップＳ６）。従って、開始／停止スイッチ５８を押す度に自動操舵フラグは「入」と「切」に切り替わって、作業者が直進走行を自動操舵によって開始させるか、或いは停止させるか選択することができる。

【0070】

そして、この作業者の選択を自動操舵フラグによって判断し（ステップＳ７）、ここで自動操舵フラグが切に選択されていれば、ランプ５９を消灯させる（ステップＳ８）。また、自動操舵装置の故障が疑われる場合と同様にステップＳ４を実行して、駆動ユニット６３の振動や騒音の発生を無くす。さらに、前述のステップＳ７において自動操舵フラグが入に選択されていれば、ランプ５９を点灯させて作業者に自動操舵を開始していることを報知する（ステップＳ９）。

【0071】

ところで、枕地に至って走行機体４を旋回させる場合には、前輪２を最大操舵角近くの例えば４０°以上の角度に操舵して旋回を行うことが多い。そして、このような旋回中に直進走行の自動操舵が不測に行われると作業者の安全が損なわれる虞がある。そこで、このような問題を無くすために次のステツプＳ１０では、前輪２の操舵角が操舵角センサ６１によって４０°以上検出されていないかを判断する。また、変位計７７によってステッピングモータ６２にかなりな負荷が加わって脱調する虞があるか否かを判断する（ステップＳ１１）。

【0072】

さらに、タブレット端末又はスマートフォン５４が指示する前輪２の操舵角に応じてステッピングモータ６２を回転させた際に、実際に指示された操舵量が間違いなく得られているかを操舵角センサ６１から得られる操舵量と指示操舵量の一致状態等によって検証したり、或いは、ステッピングモータ６２に流れる電流値が予め定めた安全な電流値を超えていないかといった、ステッピングモータ６２の異常の有無を判断する（ステップＳ１２）。そして、以上のステップＳ１０～Ｓ１２において真や有であれば、前述のステップＳ２～Ｓ４を実行して復帰する。

【0073】

一方、何れの問題も見つからなかった場合には、次にタブレット端末又はスマートフォン５４が指示する前輪２の操舵角に基づいて、ステッピングモータ６２を今回実際に回転させる必要があるか否かを判断する（ステップＳ１３）。即ち、タブレット端末又はスマートフォン５４の操舵指示角が「０」であれば、ステッピングモータ６２を今回は回転させる必要がないので、ステッピングモータ６２のコイルに対して励磁電流をそのまま流し続けて、モータの回転停止状態を自己保持させる（ステップＳ１４）。

【0074】

そして、当然ながらステッピングモータ６２を今回は回転させないので、各相のコイルに順番に励磁電流を流してロータを回転させるような励磁電流は出さない（ステップＳ１５）。しかし、ステップＳ１３において操舵指示角が「０」でなければ、ステッピングモータ６２を回転させることになって、その場合には操舵指示角のプラスマイナスによって前輪２を右方向に操舵するのか逆の左方向に操舵するかを判断する（ステップＳ１６）。

【0075】

そこで、操舵指示角が「＋」であれば、前輪２を右方向に操舵するためにステッピングモータ６２の回転方向を正転に設定し（ステップＳ１７）、操舵指示角が「－」であれば、前輪２を左方向に操舵するためにステッピングモータ６２の回転方向を逆転に設定する（ステップＳ１８）。そして、この場合はステップＳ１４と同様に回転を停止した際にもステッピングモータ６２のコイルに励磁電流を流し続けることを前提として（ステップＳ１９）、その操舵指示角に一致させるために必要となるステッピングモータ６２の回転角を演算して、さらに、指示された回転方向を参照して各相のコイルに励磁電流を流す順番を決定し、ステッピングモータ６２を回転させる（ステップＳ２０）。

【0076】

なお、ステッピングモータ６２にかなりな負荷が加わって脱調する虞がある場合のように、操舵コントローラ５７が強制的に自動操舵フラグを切として（ステップＳ２）、自動操舵を停止させた場合には、その後に例え負荷が解消されたとしても、操舵コントローラ５７は自らの判断によって自動操舵を再開することはない。従って、このような場合には作業者の意思に基づいて、作業者が開始／停止スイッチ５８を再操作することによってのみ自動操舵を開始させることができる。

【0077】

また、前述の操舵角制御を行って前輪２の操舵を自動操舵によって行っている際に、自動操舵装置自体が何らかの要因によって故障してステッピングモータ６２を正常に停止させることが出来なかったり、或いは、何らかの要因によってステッピングモータ６２のローターがロックして完全に回転不能に陥っている場合に、作業者がステアリングホイール１８を操作してステアリングシャフト１７を回転させようとすると、歯車減速機構６５のはすば歯車６７、６８に瞬間的に高い負荷が繰り返し加わったり過大な負荷が加わって、その歯車６７、６８等が破壊したり損傷する虞がある。

【0078】

そのため、自動操舵装置はこのように歯車減速機構６５に過大な負荷が加わると、ステッピングモータ６２と歯車減速機構６５の相互間の伝動を断ち切って、歯車減速機構６５に作用する負荷を取り除くことによって、作業者がステアリングホイール１８を操作して少なくとも前輪２の手動操舵だけは行うことができるようにする、という対応策を用意しておく必要がある。そこで、この危急事態の対応策として、ステッピングモータ６２の出力軸６２ａに連結する右アダプタ７０と歯車減速機構６５の駆動軸６６は、そのボール溝７０ａと凹部６６ａに鋼球７３を収容して、係る鋼球７３を介して相互間の伝動を行っている点に注目する。

【0079】

つまり、駆動軸６６はそのはすば歯車６７に負荷が加わると軸心方向に左右移動するから、例えば、かなり大きな過負荷が加わって駆動軸６６が最大に移動した際に、駆動軸６６の凹部６６ａに収容した鋼球７３が、右アダプタ７０の内周面に形成する軸心方向となるボール溝７０ａから、右アダプタ７０の同じく内周面に形成する半円状の円周溝７０ｄに臨んで、それ以後、この円周溝７０ｄに鋼球７３が嵌って自由に転がることができるようにすると、ステッピングモータ６２と歯車減速機構６５の相互間の伝動を、係るボールクラッチ機構によって簡単に断ち切ることができる。

【0080】

但し、この場合、ステッピングモータ６２と歯車減速機構６５の相互間の伝動がボールクラッチ機構によって断たれると、歯車減速機構６５に作用するステッピングモータ６２側からの負荷が途絶える。そのため、駆動軸６６が歯車減速機構６５側から回転させられて鋼球７３が右アダプタ７０の内周面に形成するボール溝７０ａに臨むと、圧縮コイルスプリング７２の付勢力によって駆動軸６６と共に鋼球７３が元のボール溝７０ａに嵌って相互間の伝動が復活するので、結局、相互間の伝動が断たれたり繋がったりの繰り返しとなる。

【0081】

従って、この場合に作業者がステアリングホイール１８を操作して前輪２の手動操舵を行おうとするとその操舵自体は可能ではあるが、ステッピングモータ６２側からの前述の抵抗反力が断続的にステアリングホイール１８に加わることになるので、作業者は係るステアリングホイール１８の回転操作に難渋することになる。そのため、作業者は圃場から走行機体４を脱出させた段階で、故障したステッピングモータ６２等を早めに修理して、路上での走行は修理後に行うことが望ましい。

【0082】

さらに、前述のはすば歯車の対で構成する歯車減速機構６５は、互いに噛み合うはすば歯車６７、６８の歯面に摩耗を生じたり、或いは、駆動側のはすば歯車６７を設ける駆動軸６６と、この駆動軸６６を支持しながらその軸心方向の移動を許容する左右アダプタ７０、７１との嵌合部の摺動面Ｓに摩耗を生じたりする虞があるから、これ等に潤滑材を供給して摩耗を防ぐ対策を行う必要がある。そこで、駆動ユニット６３のハウジング６４の上下各２箇所に充填口６４ｇを設け、この充填口６４ｇから高粘度のグリスをハウジング６４内に補給できるようにする。

【0083】

より詳細に説明すると、前述の充填口６４ｇはハウジング６４内に収容する駆動側のはすば歯車６７の歯幅に相当する箇所の両端部上下に臨むように設け、この充填口６４ｇから注入するグリスははすば歯車６７、６８の噛み合い部や、駆動軸６６と左右アダプタ７０、７１の嵌合部に直接的に供給することになる。そして、この内、はすば歯車対６７、６８の噛み合い部に供給したグリスは大径となる従動側のはすば歯車６８の歯先中央に新たに形成する窪み６８ｂ等に溜まって、その後、はすば歯車６７、６８の回転に伴って夫々の歯面を潤滑する。

【0084】

しかし、ここで、はすば歯車６７、６８同士の噛み合いによって上方又は下方に歯面から押し退けられたグリスは、従動側のはすば歯車６８の上下面とこれに対向するハウジング６４内の上下面の間に滞留することになる。そのため、はすば歯車６７、６８の噛み合い部に供給するグリス量が不足することになって、歯面の潤滑が疎かになり摩耗が進んで騒音も発生し易くなるといった問題と共に、前述のはすば歯車６８の上下面に滞留するグリスが、はすば歯車６８自体を回転させる際の抵抗となって好ましくない。

【0085】

そこで、係る問題を解決するために、図１０に示すように互いに噛み合って回転することによって従動側のはすば歯車６８の歯面から上方又は下方に押し退けられたグリスを掻き取ると共に、この掻き取ったグリスをはすば歯車６７、６８の噛み合い部における取分け、従動側のはすば歯車６８の歯先に戻す突起６４ｈをハウジング６４内の上下面に一体に形成する。つまり、新たに設ける突起６４ｈははすば歯車６７、６８の噛み合い部の両端部を結ぶ１直線状の凸部に形成するので、従動側のはすば歯車６８の歯面から上方又は下方に押し退けられたグリスを残らずその大半を速やかに掻き取ることができる。

【0086】

また、この掻き取られてはすば歯車６８の上面又は下面に溜まったグリスは、はすば歯車６８の回転に伴ってその回転方向に前進角を備える側の突起６４ｈに誘導されてはすば歯車６８の外周側に移動して、遂にはその歯先を超えてうまくいけば歯先中央に形成する窪み６８ｂに戻すことができる。そして、これによりはすば歯車６８の上下面とこれに対向するハウジング６４内の上下面の間に滞留するグリスを減らして、はすば歯車６８の回転抵抗の増大を抑制することができ、また、はすば歯車６７、６８の潤滑と防音性を良好に維持することができる。

【0087】

一方、駆動軸６６と左右アダプタ７０、７１の嵌合部に供給するグリスは、駆動軸６１の両端に嵌合する左右のアダプタ６４、６５のはすば歯車６２側の端面に形成する略４５°の角度で切り欠いて形成する内周側開口７０ｅ、７１ｄに、はすば歯車６７、６８の回転に伴って運ばれたグリスが押し込まれて、その嵌合部にグリスが充填されるようになして、駆動軸６６と左右アダプタ７０、７１の嵌合部の摺動面Ｓを過不足なく潤滑することができる。

【0088】

また、ステッピングモータ６２を駆動させた際に歯車減速機構６５の駆動軸６６に設けるはすば歯車６７は、前述のようにスラスト力を受けて駆動軸６６と共に駆動軸６６の軸心方向に移動し、また、圧縮コイルスプリング７２は駆動軸６６の移動を付勢力によって阻止しようとして、互いの力が均衡した位置で停止する。

【0089】

そして、このように圧縮コイルスプリング７２のみで歯車減速機構６５のはすば歯車６７と駆動軸６６の位置を保持しようとすると、特定の周波数でこれらが共振して振動や騒音を発生させる虞がある。そこで、前述のように駆動軸６６の摺動面にグリスを充填して、弾機がスラスト力によって蓄えたエネルギーをこの充填したグリスによって減衰させて、駆動軸６６とそのはすば歯車６７の共振に伴う音の発生を抑制することができる。

【0090】

なお、ステッピングモータ６２からの振動の伝達によって歯車減速機構６５が騒音を発生する要因の一つは、対となる歯車６７、６８のバックラッシュに基づく歯面同士の当接によって発生する叩き音である。そこで、この叩き音を無くして作業者に不快感を与えないために、平歯車よりかみあい率が高いはすば歯車６７、６８を用いて、歯車減速機構６５の振動や歯面同士の打撃音を少なくすることができる。

【0091】

また、従動側のはすば歯車６８にステアリングシャフト１７側から負荷が加わっている状態でステッピングモータ６２を回転させると、駆動軸６６はその駆動側のはすば歯車６７に加わる負荷に応じて、軸心方向に移動することは前述の通りである。

【0092】

しかし、この状態で仮にステッピングモータ６６の回転を止めたとしても、駆動側のはすば歯車６７に同様な負荷が残っている場合には、はすば歯車６７、６８の歯面同士が依然として当接しているので、駆動軸６６が完全に中立位置に戻らずに、寧ろ駆動軸６６に作用する圧縮コイルスプリング７２の付勢力によって、はすば歯車６７、６８の歯面同士がより密着するように圧力が加わった状態となる。そのため、ここではバックラッシュに基づく歯面同士の当接によって発生する叩き音が発生する余地はなく、これも負荷に応じて駆動軸６６を軸心方向に移動させて設ける構造を採用する利点として捉えることができる。

【0093】

以上、乗用型田植機１の進行方向を手動や自動で変更可能になす新たな操舵装置について説明したが、例えば、自動操舵装置の操舵コントローラ５７は演算負荷等を考慮して２つ以上のマイクロコントローラユニットに分けて構成しても良いし、また、ステッピングモータ６２を回転させるために専用のドライバを用いて、操舵コントローラ５７はこのドライバに各種の指令信号を出してステッピングモータ６２を間接的に回転制御しても構わない。

【0094】

さらに、例えば、駆動ユニット６３の歯車減速機構６５を構成する駆動側となるはすば歯車６７を一体に設ける駆動軸６６と左右のアダプタ７０、７１は、夫々の役割を交代させて、例えば、中実な軸で構成するアダプタに筒軸で構成する駆動軸を嵌合させて、係る駆動軸をその外周に設ける駆動側となるはすば歯車と共に、その軸心方向に移動可能に設けるといった構造上の変更は、夫々の役割をすべからく果たす限り支障は全くなく、係ることからしても本発明の作業車両の操舵装置は、必ずしも前述の実施形態に限定して解釈されるものではない。

【符号の説明】

【0095】

１ 乗用型田植機（作業車両）
２ 前輪（操舵輪）
４ 走行機体（作業車両）
１７ ステアリングシャフト
１８ ステアリングホイール
５７ 操舵コントローラ（制御装置）
６２ ステッピングモータ
６５ 歯車減速機構
６６ 駆動軸
６７ はすば歯車（駆動側）
６８ はすば歯車（従動側）
７２ 圧縮コイルスプリング（弾機）
７７ ポテンショメータ（変位計）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】