| 【発明の名称】 |
対地作業機付トラクタ |
| 【発明者】 |
【氏名】上路 仁志
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| 【要約】 |
【課題】従来の三点リンク機構では、作業機全体の左右傾斜姿勢を変更する構成であるので、緩やかな傾斜変化に対しては所定の姿勢を良好に保持するものであるが、地表の急激な傾斜変化に対しては、リンク機構のガタや、作業機の重量に起因する作動応答遅れが生じ作業面に対して追従性が悪いという課題があった。
【解決手段】ロータリカバー３の後端にリヤカバー５をローリング自在に連結し、ロータリカバー３とリヤカバー５との間に、前記左右中央位置よりちらか一方に変位させた電動シリンダ６を設ける。また、車体の傾斜角や左右角速度に応じて作業状態を判定し、これに応じてローリング用油圧シリンダ、または電動シリンダを選択、または同時に作動する制御構成とした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 左右横軸１周りに回転するロータリ爪２の上方に第一カバー３を設け、この第一カバー３の後部に、同カバー３に対して左右ローリング自在に連結する第二カバー５を設けると共に、この第一カバー３と第二カバー５との間には、前記左右中央位置よりちらか一方に変位させた伸縮自在の作業機側アクチュエータ６を設けたことを特徴とする対地作業機付トラクタ。
【請求項２】 請求項１に記載の対地作業機をリンク機構８を介して連結すると共に、このリンク機構８には前記対地作業機全体の左右ローリング姿勢を変更するリンク側アクチュエータ７を備えるトラクタであって、このトラクタには、作業状態に応じて前記作業機側アクチュエータ６、及びリンク側アクチュエータ７を選択、または同時に作動する制御手段１０を備えた対地作業機付トラクタ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ロータリ作業機や代掻きハローのような対地作業機の構成、及びこの作業機を連結したトラクタのローリング制御装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ロータリ、または代掻き用の対地作業機は、トラクタに対しトップリンクと左右ロアリンクとからなる所謂三点リンク機構を介して連結され、この三点リンク機構の左右どちらか一方のリンク構成部材を伸縮自在のアクチュエータにて構成することで、作業機全体の左右傾斜姿勢を変更する構成となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記リンク機構に伸縮自在のアクチュエータを備えないような廉価型のリンク機構の場合では、地表の左右傾斜に対して作業機をコントロールすることができず、整地性が悪いという課題があった。また、前記従来の技術のような三点リンクであっても、作業機全体の左右傾斜姿勢を変更する構成であるので、例えば緩やかな傾斜変化に対しては所定の姿勢を良好に保持するものであるが、地表の急激な傾斜変化に対しては、リンク機構のガタや、作業機の重量に起因する作動応答遅れが生じ作業面に対して追従性が悪いという課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を鑑みて、対地作業機を以下のように構成した。即ち、請求項１の発明では、左右横軸１周りに回転するロータリ爪２の上方に第一カバー３を設け、この第一カバー３の後部に、同カバー３に対して左右ローリング自在に連結する第二カバー５を設けると共に、この第一カバー３と第二カバー５との間には、前記左右中央位置よりちらか一方に変位させた伸縮自在の作業機側アクチュエータ６を設けたことを特徴とする対地作業機付トラクタとした。
【０００５】また、請求項２の発明では、請求項１に記載の対地作業機をリンク機構８を介して連結すると共に、このリンク機構８には前記対地作業機全体の左右ローリング姿勢を変更するリンク側アクチュエータ７を備えるトラクタであって、このトラクタには、作業状態に応じて前記作業機側アクチュエータ６、及びリンク側アクチュエータ７を選択、または同時に作動する制御手段１０を備えた対地作業機付トラクタとした。
【０００６】
【発明の効果】以上のように構成した請求項１に記載の対地作業機付トラクタは、作業機側アクチュエータ６により第二カバー５を第一カバーに対して左右ローリング自在に連結する構成としたので、トラクタ側の装備、詳しくはリンク機構の装備に関わらず作業機側で独自に第二カバー５の角度を変更し、作業面を均平にすることができる。よって、前述のような廉価型のリンク機構に連結した場合でも整地性を損なうことが無い。
【０００７】また、請求項２のように、作業機全体の左右傾斜姿勢を変更可能なリンク機構８に連結する場合には、例えば傾斜変化の緩急や作業速、またはオペレータの指定による作業状態に応じて、リンク側アクチュエータ７、または作業機側アクチュエータ６を選択、または同時に作動する制御手段１０を設けたので、作業条件に合った整地作業を行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。最初にトラクタＴの全体構成に付いて説明する。トラクタＴは、図１に示すように、ボンネット１１内部にエンジン１２を備え、このエンジン１２の回転動力をメインクラッチや各種変速装置を介して後輪１３、または前後輪１４，１３へ伝達して走行する構成となっている。
【０００９】操縦席１５の前方には前記前輪１４を操舵するステアリングハンドル１６を突出して設け、また同ハンドル１６の下方に、アクセルペダルや左右ブレーキペダル１７Ｌ（１７Ｒ）を設けている。また、操縦席１５側方には、前記変速装置を切り替える変速レバー１８、及び車体後部の後述する作業機Ｒの高さを変更する作業機昇降用レバー１９等を設け、この作業機昇降用レバー１９の回動基部には操作位置を検出するポテンショメータ２０を設けている。また更に前記レバー１９のガイド近傍には後述する作業機ローリング姿勢のモードを指定する手段であるローリング制御モード切替スイッチ２１等を設けている。前記ローリング制御モード切替スイッチ２１は、作業機をトラクタの車体と平行状態に保つ「平行モード」と、水平状態に保つ「水平モード」と、これら制御を行わなわずアクチュエータへ連通する圧油をロックする「切」の位置を選択する構成となっている。
【００１０】そして、前記検出器２０や設定器２１は、操縦席１５下方に着脱自在に設けた内部に電解液を充填した左右傾斜センサ２２、及びジャイロ式の角速度センサ２３と共に、制御手段であるコントローラ１０に接続する構成となっている。トラクタＴの車体後部には、作業機昇降用アクチュエータである油圧シリンダ３０を内装するシリンダケース３１を備え、前記シリンダ３０のピストン伸縮によりケース左右に支持するリフトアーム３２Ｌ，３２Ｒを上下回動する構成となっている。また、車体後部には、トップリンク３３と左右のロワーリンク３４Ｌ，３４Ｒとからなる三点リンク機構８を設け、同リンク機構８に作業機Ｒを連結する構成となっている。
【００１１】前記三点リンク機構８は、左右片側（図中右側）のロアリンク３４Ｒとリフトアーム３２Ｒとを作業機全体の左右傾斜姿勢を変更するアクチュエータであるリンク側ローリング用油圧シリンダ７を介して連結した構成となっている。尚、符号３５はリンク側ローリング用油圧シリンダ７のピストン伸縮量を検出するストロークセンサを示す。
【００１２】また、前記リフトアーム３２Ｒの片側には、この回動基部にリフトアーム角センサ３６を設けている。これにより、前記コントローラ１０は、作業機昇降用レバー１９の検出角度とリフトアーム３２Ｒ（３２Ｌ）の設定角度とを一致するよう油圧回路の作業機上昇用、若しくは下降用制御弁のソレノイド３７Ａ，３７Ｂへ通電する構成となっている。
【００１３】次に、対地作業機の一例としてロータリ作業機Ｒについて、図２、図３及び図４を加えて説明する。ロータリ作業機Ｒは、トラクタＴの後部に突出するＰＴＯ軸２４の回転動力をユニバーサルジョイントを介してメインビーム４１内の動力伝達機構へ伝達し、減速機構等を介して耕耘軸１へ伝達し、同軸１に設けたロータリ爪２を回転する構成となっている。これにより圃場を耕起、撹拌することができる。そしてロータリ爪２の上方にはサイドカバー４０に固定された第一カバーであるロータリカバー３を設け、このロータリカバー３の左右中央位置には前後方へ突設するリヤカバー回動軸４を設けている。
【００１４】また、ロータリカバー３後部に取り付ける第二カバーであるリヤカバー５には、前記回動軸４を挿通する筒体４３を設け、前記回動軸４を筒体４３に挿通して支持する構成となっている。また、これと共に前記筒体４３の後方には同軸心上にステーにより支持したポテンショメータ９を設け、前記回動軸４先端にポテンショメータ９を一体構成することでロータリカバー３に対するリヤカバー５の左右傾斜姿勢を検出する構成となっている。また更に、前記筒体４３よりも右側には、前記メインビーム４１とリヤカバー５間を接続する作業機側用アクチュエータである電動シリンダ６を変位させて設けている。
【００１５】これにより、前記電動シリンダ６のピストンを伸縮すると、リヤカバー５が前記回動軸４を中心に、ロータリカバー３に対して左右ローリング姿勢を変更し、この状態をポテンショメータ９により検出することができる。また、ロータリカバー３とリヤカバー５との間はゴム板４４により連結され、通常時には板バネ４５により水平状態に付勢する構成となっている。また、図１中の符号４６は、尾輪４７を支持する取り付けフレームを示す。また、前記電動シリンダ６は、前記ローリング用油圧シリンダ７よりも応答性が良い反面、一定以上の作業負荷に対して作動できないという特性を有するものである。
【００１６】これにより、ロータリ作業機Ｒは、電動シリンダ６のピストンが伸縮することでリヤカバー５をロータリカバー３に対して左右ローリング自在に連結する構成としたので、後述するローリング制御装置によって作業機側で独自にリヤカバー５の角度を変更し圃場面を均平にすることがでる。次に、トラクタＴの制御系統について図５に基づいて説明する。
【００１７】前記トラクタＴのコントローラ１０は、内部に各種信号を処理するＣＰＵと、これら信号情報を一時記憶するＲＡＭと、この発明のローリング制御装置等の各種制御プログラムを格納するＥＥＰＲＯＭ等を有する構成となっている。そして入力部には、作業機昇降用レバー１９のポテンショメータ２０、リフトアーム角センサ３６、ローリング制御モード切替スイッチ２１、左右傾斜センサ２２、角速度センサ２３、ストロークセンサ３５、そして前記リヤカバー５のポテンショメータ９を接続して設けている。
【００１８】また、出力部には、前記作業機昇降用油圧シリンダ３０へ油路を接続する作業機上昇用、及び下降用の制御弁のソレノイド３７Ａ，３７Ｂと、作業機ローリング用油圧シリンダ７のピストンを伸縮する制御弁のソレノイド３８Ａ，３８Ｂと、前記電動シリンダ６等を接続して設けている。以上のように構成した対地作業機付トラクタＴでは、作業機Ｒのローリング制御が図６の制御プログラムの概要を示す制御フローチャートのように行われる。
【００１９】最初に、ＳＴＥＰ１で、トラクタＴのコントローラ１０は、エンジンのキースイッチＯＮと共に、前記各種センサや設定器の接続状態や設定状態を読み込む。そして、ＳＴＥＰ２、ＳＴＥＰ３で前記ローリング制御モード切替スイッチ２１が入りであるかどうかを検出し、制御モードを判定する。ここでは車体と平行に保つＳＴＥＰ４の「水平モード」について図７に基づき説明する。この「水平モード」では、最初にＳＴＥＰ１で、トラクタＴの左右傾斜センサ２２と角速度センサ２３の検出値を入力する。そして、角速度センサ２３の検出値が所定値以上である場合は、この角速度の大きさに応じ、且つこの角速度を打ち消す方向に前記電動シリンダ６のピストンを伸縮する。また、前記電動シリンダの伸縮作動が完了すると、ＳＴＥＰ４以降で、前記傾斜センサ２２の検出値に応じて、ローリング用油圧シリンダ７のピストンを伸縮しロータリ作業機Ｒ全体を水平状態に維持する。
【００２０】これにより、「水平モード」では、角速度センサ２３の検出値が所定値をこえるような急激な左右傾斜変化、または凹凸の激しい圃場では、応答性の良い電動シリンダ６の作動により圃場面を均平に整地し、一方角速度が所定値以下のような緩やかな傾斜地、または平坦な圃場では、作業抵抗に強いローリング用油圧シリンダ７を作動させて作業機全体のローリング姿勢を変更することにより圃場面を均平に整地し作業条件に合った作業機のローリング制御を行うことができる。
【００２１】また、この発明の別形態としては、前記ローリング制御モード切替スイッチに替えて、「ロータリ／代掻き」といった作業選択式のスイッチや、「電動シリンダ／油圧シリンダ」といったアクチュエータ選択式のスイッチのように、ローリング制御に係るアクチュエータをオペレータが作業状態に応じて任意に設定する構成としても良い。また、作業状態を判定する方法としては、トラクタＴの作業速を検出し、この作業速が一定値以上である場合は、前記電動シリンダ６とローリング用油圧シリンダ７とを同時に駆動し、応答性の良いローリング制御としても良い。
【００２２】次に、前記対地作業機の独自の制御形態について説明する。図８に示した対地作業機は、前記ロータリ作業機Ｒを代掻き作業用に変更したもので、左右両側部に、圃場面に追従して上下する左右フロートセンサ５０Ｌ（５０Ｒ）を備え、同センサ５０Ｌ（５０Ｒ）の検出値を図９に示すように、前記コントローラ１０へ入力する構成となっている。
【００２３】そして、ローリング制御は図１０に示す制御フローチャートのように行われる。この場合のローリング制御は、前記ローリング制御モード切替スイッチ２１が「切」の状態で、且つ作業機側のセンサ、即ち左右フロートセンサ５０Ｌ（５０Ｒ）とリヤカバー５のポテンショメータ９の接続と、電動シリンダ６の接続を判定し、これらがＹＥＳの時に作動し、作業機独自の制御で圃場面を均平に整地する構成となっている。
【００２４】詳しくは、ＳＴＥＰ１で、左右のフロートセンサ５０Ｌ（５０Ｒ）値を検出し、これが所定値以上となれば、前記リヤカバー５に設けたポテンショメータ９の目標値が演算され（ＳＴＥＰ２）、これに応じて電動シリンダ６のピストンを伸縮作動する（ＳＴＥＰ５，６）。そして、前記ポテンショメータ９が目標値の不感帯内に入れば通電が停止されエンドとなり、他の制御を完了した後に繰り返される。
【００２５】尚、前記トラクタＴの傾斜センサ２２は着脱式に構成しているため、これを取り外して、リヤカバー５の左右中心位置に設けて、前記フロートセンサ５０Ｌ（５０Ｒ）の代用としても良い。また、この場合着脱操作によるセンサの損傷、或いは装着不備を自動的に判定する方法として、前記ＥＥＰＲＯＭに、作業開始後所定時間、または車両の停止時にリヤカバー５のポテンショメータ９と傾斜センサ２２の検出値を比較して、所定以上の差ががあればエラーを表示する故障診断処理プログラムを格納する構成となっている。
【００２６】以上のように構成したトラクタＴは、電動シリンダ６によりリヤカバー５をロータリカバー３に対して左右ローリング自在に連結する構成としたので、作業機側で独自にリヤカバー５の角度を変更し整地面を均平にすることがでる。よって、前述のようなリンク機構８とは違ってローリング用の油圧シリンダ７を備えない場合でも圃場の整地性を損なうこと無く作業ができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００１２５
【氏名又は名称】井関農機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年４月７日（１９９９．４．７） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２８７５０２（Ｐ２０００−２８７５０２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月１７日（２０００．１０．１７） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１００２４３ |
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