| 【発明の名称】 |
トラクタの昇降装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】梅本 享
【氏名】仲井 章平
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| 【要約】 |
【課題】リフトアームを上下駆動する昇降リンダの制御弁に対する電気式のポジション制御手段と、前記制御弁の作動を司るオン・オフ式の昇降用手動スイッチを備えたトラクタの昇降装置において、昇降用手動スイッチの取扱いを容易にする。
【解決手段】昇降用手動スイッチ５６の操作に基いてリフトアーム５を下降作動させる昇降リンダ４の作動速度を、現出可能な最高下降速度より低速に制限してあるとともに、昇降用手動スイッチ５６の操作に基いてリフトアーム５を上昇作動させる昇降リンダ４の最高作動速度を、現出可能な最高上昇速度としてある。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 リフトアームを上下駆動する昇降リンダの制御弁に対する電気式のポジション制御手段と、前記制御弁の作動を司るオン・オフ式の昇降用手動スイッチを備えたトラクタの昇降装置において、前記昇降用手動スイッチの操作に基いて前記リフトアームを下降作動させる時の昇降リンダの作動速度を、現出可能な最高下降速度より低い速度に制限してあることを特徴とするトラクタの昇降装置。
【請求項２】 前記昇降用手動スイッチの操作に基いて前記リフトアームを上昇作動させる時の昇降リンダの最高作動速度を、現出可能な最高上昇速度としてある請求項１記載のトラクタの昇降装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、作業装置連結用のリフトアームを上下駆動する昇降リンダを電気式のポジション制御によって作動制御するよう構成したトラクタの昇降装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記昇降装置としては、リフトアームを上下駆動する昇降リンダの制御弁に対する電気式のポジション制御手段と、前記制御弁の作動を司る３位置切り換え可能な手動スイッチを備えたものがあり、ポジション制御系のセンサ類、例えば、ポジションレバーの位置を検出するポテンショメータやリフトアームの揺動角度を検出するフィードバック用のポテンショメータが故障してポジション制御を実行することができなくなったような場合、オン・オフ式の昇降用手動スイッチを用いてリフトアームを昇降作動させることができるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来構成によると、ポジション制御系のセンサ類が故障した非常時においても昇降用手動スイッチを用いてリフトアームを昇降作動させて、連結した作業装置を昇降することができ、とりあえず作業を続行することができるのであるが、昇降用手動スイッチを用いての昇降リンダの制御弁の操作は、制御弁を全開する操作となっていたために、重い作業装置を連結している場合には、リフトアーム下降速度が速くなって、過剰に下降させやすいものとなり、所望の高さに正しく下降させるためには、昇降用手動スイッチのオン・オフを細かく繰り返して少しづつ下降させる、いわゆるインチング操作を行う必要があり、経験の浅い作業者にとっては操作が難しいものとなっていた。
【０００４】本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、昇降用手動スイッチの取扱いを容易にすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】〔請求項１に係る発明の構成、作用および効果〕
【０００６】（構成） 請求項１に係る発明は、リフトアームを上下駆動する昇降リンダの制御弁に対する電気式のポジション制御手段と、前記制御弁の作動を司るオン・オフ式の昇降用手動スイッチを備えたトラクタの昇降装置において、前記昇降用手動スイッチの操作に基いて前記リフトアームを下降作動させる時の昇降リンダの作動速度を、現出可能な最高下降速度より低い速度に制限してあることを特徴とする。
【０００７】（作用） 上記構成によると、ポジション制御系のセンサ類が故障してポジション制御を実行することができなくなったような場合、昇降用手動スイッチのオン・オフ操作でリフトアームを昇降作動させることがきるのであるが、この際、リフトアームを下降作動させる昇降リンダの作動速度が、現出可能な最高下降速度より低い速度に制限されているので、リフトアームの重い作業装置が連結されていても、昇降用手動スイッチを用いての下降作動は不当に速く行われることはない。
【０００８】（効果） 従って、請求項１に係る発明によると、昇降用手動スイッチのオン・オフ操作でリフトアーム下降操作を行っても、過剰に下降させてしまうおそれがなくなり、昇降用手動スイッチを用いての昇降操作を的確容易に行うことができ、取扱い性を高めることができた。
【０００９】〔請求項２に係る発明の構成、作用および効果〕
【００１０】（構成） 請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、前記昇降用手動スイッチの操作に基いて前記リフトアームを上昇作動させる時の昇降リンダの最高作動速度を、現出可能な最高上昇速度としてある。
【００１１】（作用） 上記構成によると、昇降用手動スイッチを用いての下降は上記のように過剰な下降をもたらすことなく円滑に行えるとともに、上昇は最高速度を得ることができるので、重い作業装置を連結していても十分な圧油供給によって確実に上昇させることができる。
【００１２】（効果） 従って、請求項２に係る発明によると、昇降用手動スイッチによる昇降を円滑かつ的確に行うことができ、経験の浅い作業者でも容易に取り扱うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１に、ロータリ耕耘仕様の構成された農用トラクタが示されている。このトラクタは、トラクタ本機１の後部に、作業装置の一例であるロータリ耕耘装置２が、三点リンク機構３を介して昇降およびローリング可能に連結された構造となっている。三点リンク機構３は、図２に示すように、１本のトップリンク３ａと左右一対のロアーリンク３ｂとからなり、外装式の単動型油圧シリンダからなる左右の昇降シリンダ４によって駆動される左右のリフトアーム５と、左右の角ロアーリンク３ｂとがリフトロッド６とローリングシリンダ７を介してそれぞれ連結されている。
【００１４】ロータリ耕耘装置２を昇降シリンダ４によって昇降する昇降制御系と、ロータリ耕耘装置２をローリングシリンダ７によって左右に傾斜させるローリング制御系のブロック図が図４に示されている。
【００１５】昇降制御系には、ロータリ耕耘装置２を運転者が設定した任意の高さにまで昇降させるポジション制御系と、ロータリ耕耘装置２を耕深検出結果に基づいて昇降させて耕深を設定耕深に安定維持する標準自動耕深制御系と、ロータリ耕耘装置２をトラクタ本機１に搭載したエンジン８の回転数に基づいて昇降させて耕深を設定耕深に安定維持するエンジン負荷対応式自動耕深制御系と、トラクタ本機１の前車輪９が所定の角度以上に大きく操向されるとロータリ耕耘装置２を設定された上限位置まで自動的にに上昇させるオートアップ制御系と、機体が後進されるとロータリ耕耘装置２を設定された上限位置まで自動的に上昇させるバックアップ制御系と、ポジション制御系並びに標準自動耕深制御系およびエンジン負荷対応式自動耕深制御系に優先してロータリ耕耘装置２を上限位置まで任意に上昇させる操作とその上昇したロータリ耕耘装置２を下降させることのできる優先昇降制御系とが含まれている。
【００１６】また、ローリング制御系には、平地の圃場においてロータリ耕耘装置２をトラクタ本機１の左右傾斜にかかわらず設定された左右傾斜角度に維持する標準のローリング制御系と、左右に傾斜した圃場においてロータリ耕耘装置２を設定された傾斜角度に維持する傾斜地ローリング制御系とが含まれている。
【００１７】そして、昇降シリンダ４の作動を司る電磁駆動式の制御弁１０、および、ローリングシリンダの作動を司る電磁駆動式の制御弁１１は、マイクロコンピュータを利用したコントロールユニット１２に接続されており、以下に、これら昇降用の制御弁１０およびローリング用の制御弁１１を作動させる前記各制御系についてその概略を説明する。
【００１８】〔ポジション制御〕ポジション制御系の入力機器として、昇降レバー１３の操作位置に基づいて目標高さを設定するポテンショメータ利用のポジション設定器１４と、リフトアーム５の揺動角度からロータリ耕耘装置２の機体に対する高さを検出するポテンショメータ利用のリフトアームセンサ１５がコントロールユニット１２に接続されており、ポジション設定器１４からの設定値とリフトアームセンサ１５からの検出値とが均衡するように、昇降用の制御弁１０を介して昇降シリンダ４を伸縮制御することで、ロータリ耕耘装置２を昇降レバー１３の操作位置に対応した位置にまで昇降させてその位置に保持することができる。
【００１９】〔標準自動耕深制御〕この標準自動耕深制御系の入力機器としては、目標耕深を設定するポテンショメータ利用の耕深設定器１６と、ロータリ耕耘装置２に備えた後カバー１７の揺動角を実耕深として検出するポテンショメータ利用のカバーセンサ１８とがコントロールユニット１２に接続されており、耕深設定器１６からの耕深設定値とカバーセンサ１８からの耕深検出値とが均衡するように、昇降用の制御弁１０を介して昇降シリンダ４を伸縮制御することで、トラクタ本機１の前後傾斜や圃場への沈下具合にかかかわらず設定された所定の耕深でのロータリ耕耘を行うことができる。
【００２０】〔エンジン負荷対応式自動耕深制御〕この自動耕深制御系の入力機器としては、目標耕深を設定する前記耕深設定器１６と、エンジン回転数を検出する回転センサ１９と、ロータリ耕耘装置２の高さを検出する前記リフトアームセンサ１５とがコントロールユニット１２に接続されており、基本的にはロータリ耕耘装置２の高さ（リフトアーム５の高さ）を耕深設定器１６で設定された目標耕深に維持するとともに、エンジン負荷が増大すると耕深が深くなったものとして上昇制御を行い、エンジン負荷が回復すると元の耕深になるように下降制御を行うことで、実耕深を安定化することができる。ここで、回転センサ１９からの信号に基づいてエンジン負荷が検出され、このエンジン負荷び変動に応じて、例えばファジイ推論に基づいて昇降用の制御弁１０への制御量が決定されるのである。従って、このエンジン負荷対応式自動耕深制御系を用いた昇降制御では、上記標準自動耕深制御で使用するカバーセンサ１８が不要であり、湿田での荒起こし作業、内盛り耕耘作業、畝立て作業など、後カバー１７を大きく持ち上げたままで行うロータリ耕耘作業、などにおいて有効に利用される。
【００２１】〔オートアップ制御〕オートアップ制御系の入力機器としては、トラクタ本機１における操向車輪である前車輪９を操向するピットマンアーム（図示せず）の揺動角を検出するステアリングセンサ２０と、トラクタ本機１における走行速度を設定する主変速レバー２１、および、前後進切換えレバー２２の各操作位置を検出する走行変速センサ２３，２４と、トラクタ本機１におけるＰＴＯ軸（作業用動力取出し軸）２５の回転速度および回転方向を選択するＰＴＯ変速レバー２６の操作位置を検出するＰＴＯ変速センサ２７とがコントロールユニット１２に接続されている。
【００２２】このオートアップ制御においては、前記走行変速センサ２３，２４からの信号によって前進走行状態にあることが検出され、ＰＴＯ変速センサ２７からの信号によってＰＴＯ軸２５に動力が伝達されている状態にあるとき、すなわち、ロータリ耕耘装置２を駆動して前進作業走行を行っているとき、ステアリングセンサ２０によって直進状態から左方あるいは右方に設定角度（例えば３０°）以上に前車輪９が走行されたことが検出されると、畦際での機体方向転換であると判断して、ロータリ耕耘装置２を設定された上限まで自動的に上昇制御するものである。
【００２３】〔バックアップ制御〕バックアップ制御系の入力機器としては、前記走行変速センサ２３，２４とＰＴＯ変速センサ２７とがコントロールユニット１２に接続されており、ロータリ耕耘装置２を駆動して作業走行を行っているとき、トラクタ本機１が後進状態になったことが検出されると、ロータリ耕耘装置２を設定された上限まで自動的に上昇制御するものである。
【００２４】〔優先昇降制御〕優先昇降制御系の入力機器としては、トラクタ本機１におけるステアリングハンドル２８の右側脇に設けた優先昇降レバー２９によって操作される優先昇降スイッチ３０がコントロールユニット１２に接続されている。この優先昇降レバー２９は中立復帰された上揺動自在なレバーとして構成されており、上方へのワンショット揺動操作で、選択されている昇降制御系に優先してロータリ耕耘装置２が上限まで上昇され、その後の上方へのワンショット揺動操作で、ロータリ耕耘装置２が選択されている昇降制御系で設定された目標耕深まで下降制御されるようになっている。
【００２５】〔ローリング制御〕ローリング制御系の入力機器としては、トラクタ本機１の左右傾斜を検出する傾斜センサ３１と、ロータリ耕耘装置２の左右方向での目標傾斜角度（例えば左右水平）に設定するポテンショメータ利用のローリング設定器３２と、ローリングシリンダ７の長さを検出するストロークセンサ３３と、手動ローリングスイッチ３４とがコントロールユニット１２に接続されている。このローリング制御によれば、トラクタ本機１が左または右に傾斜すると、傾斜センサ３１の検出値に基づいて、本機傾斜に伴うロータリ耕耘装置２の傾斜を修正する目標シリンダ長さが演算され、この目標シリンダ長さに一致するようにローリングシリンダ７がローリング用の制御弁１１を介して伸縮制御されることで、ロータリ耕耘装置２の左右方向での絶対傾斜角度が目標傾斜角度に安定維持されるのである。
【００２６】なお、手動ローリングスイッチ３４は中立復帰型の３位置切り換え式のものが使用され、「上」位置に操作しているだけロータリ耕耘装置２を右上がり方向に傾斜させ、「下」位置に操作しているだけロータリ耕耘装置２を右下がり方向に傾斜させるようにローリングシリンダ７が優先的に操作され、手動ローリングスイッチから手を放して中立に戻すと、元の目標傾斜角度に復帰制御されるようになっている。
【００２７】また、傾斜地ローリング制御系は、トラクタ本機１を傾斜圃場の等高線に沿って走行する作業時に使用されるものであって、基本的には標準的な上記ローリング制御と同様であるが、機体傾斜角度に応じて谷側となる車輪が沈下するのを見越して自動的に目標傾斜角度に修正が加えられるものである。
【００２８】次に、上記各制御系の選択や目標値の設定を行う手段について説明する。トラクタ本機１における運転席３５の右横脇には、操作パネル３６が配備されており、ここに回転ダイヤル式に構成された前記耕深設定器１６、標準自動耕深制御系とエンジン負荷対応式自動耕深制御系のいずれかを選択する耕深制御モード選択スイッチ３７、標準のローリング制御系と傾斜地ローリング制御系のいずれかを選択するローリング制御モード選択スイッチ３８、回転ダイヤル式に構成された前記ローリング設定器３２、リフトアーム５の上限を任意に設定する回転ダイヤル式の上限設定器３９、オートアップ制御系をオン・オフするオートアップ入り切りスイッチ４０、バックアップ制御系をオン・オフするバックアップ入り切りスイッチ４１、標準自動耕深制御系と標準のローリング制御系を同時に入り切りするための一括スイッチ４２、前記手動ローリングスイッチ３４、などが装備されている。
【００２９】図５に前記昇降用およびローリング用の油圧回路が、また、図６に、昇降用の制御弁およびローリング用の制御弁の駆動用電気回路の一部が示されている。
【００３０】エンジン８によって駆動されるポンプＰからの圧油は、フロープライオリティバルブ５１を介して分流され、分流された制御流が３位置切換え型電磁弁からなるローリング用の前記制御弁１１に供給されるとともに、分流された余剰流が昇降用の前記制御弁１０に供給される。ここで、昇降用の制御弁１０は、上昇用および下降用の一対の電磁比例制御弁５２，５３とこれによって駆動される上昇用および下降用の一対のパイロット弁５４，５５とのよって構成されており、電磁比例制御弁５２，５３に供給される駆動電流を制御することで対応するパイロット弁５４，５５の開度が変更されて、昇降シリンダ４への圧油給排流量が駆動電流に比例して制御されるようになっている。
【００３１】前記コントロールユニット１２には昇降用手動スイッチ５６が接続されており、機体後方外部から昇降用手動スイッチ５６を操作することで、電磁比例制御弁５２，５３をオン・オフ操作することができるようになっている。また、この昇降用手動スイッチ５６は、昇降シリンダ４の油圧回路を利用して付設した他の装置を油圧操作する場合にの使用できるようになっている。
【００３２】つまり、前記上限設定器３９には、「油圧取出し」位置が備えられており、この位置に設定すると、上昇限界が、リフトアーム５が現出可能な最高の上昇位置、つまり、機械的な上昇限界位置に設定されることになり、優先昇降レバー２９を上昇操作すると、リフトアーム５がこの上昇限界位置にまで上昇する。ここで、昇降シリンダ４への圧油給排油路ａに介在した落下調整弁５７を全閉に操作して昇降シリンダ４からの排油を阻止することで、リフトアーム５を固定でき、この状態で、圧油給排油路ａに備えた油圧取出しポートｂに単動型の油圧アクチュエータ５８を配管接続し、昇降用の制御弁１０を操作することで油圧アクチュエータ４８を駆動することができる。この場合、昇降用の制御弁１０を操作するのに前記昇降用手動スイッチ５６が利用される。
【００３３】この昇降用手動スイッチ５６は、中立復帰型のスイッチが利用されており、正逆の二位置に切り換えることで、上昇側および下降側の電磁比例制御弁５２，５３を通電作動させて油圧アクチュエータ５８を正逆に駆動することができる。
【００３４】ここで、前記昇降用手動スイッチ５６は、ポジション制御系が機器の故障によって作動不能となった時に、以下のようにして非常用の昇降操作に利用することができる。つまり、前記油圧取出しポートｂに油圧アクチュエータ５８を接続しない状態で、上限設定器３９を「油圧取出し」位置に切り換えれば、昇降用手動スイッチ５６によって電磁比例制御弁５２，５３を通電作動させて昇降シリンダ４を作動させることができるのである。
【００３５】この場合、昇降用手動スイッチ５６を「上げ」位置に操作すると、上昇側のパイロト弁５４が全開して最大流量の圧油供給がもたらされるよう電磁比例制御弁５２が電流制御され、昇降用手動スイッチを「下げ」位置に操作すると、下降側のパイロト弁５５が中間開度になって最大流量より少ない流量（例えば最大流量の半分程度、あるいは、最大流量の三分の一程度）の圧油排出がもたらされるように、下降側の電磁比例制御弁５３が電流制御プログラムに基づいて通電制御されるようになっている。
【００３６】このように、昇降用手動スイッチ５６を用いての昇降操作時の上昇作動と下降作動の流量に差を与えておくことで、重量の大きいロータリ耕耘装置２を十分な流量で確実に上昇させることができるとともに、下降は中速あるいは低速で行うことができるのである。
【００３７】〔別実施形態〕
■ 上限設定器３９に、上昇を高速（大流量）で行い、下降を低速（小流量）で行う「第１油圧取り出し位置」と、上昇および下降を共に高速（大流量）で行うことのできる「第２油圧取り出し位置」とを設定することもできる。
【００３８】■ 昇降用手動スイッチ５６を用いて昇降シリンダ４を操作するモードにおける下降速度をある程度の範囲で調節する可変抵抗器をコントロールユニット１２に接続することも可能である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１０５２
【氏名又は名称】株式会社クボタ
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| 【出願日】 |
平成１１年９月９日（１９９９．９．９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０７３０８
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 修一郎
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| 【公開番号】 |
特開２００１−７８５０７（Ｐ２００１−７８５０７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月２７日（２００１．３．２７） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２５５７７８ |
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