| 【発明の名称】 |
耕深制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】小野 弘喜
【氏名】杉下 滋
【氏名】兵頭 修
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| 【要約】 |
【課題】リヤカバー自体の荷重が重くなると、耕深制御の不感帯の幅を小さくして耕深作業に負荷が多くならないようにすること。
【解決手段】トラクタ１の後部に整地用のリヤカバー１３ｂを有するロータリ耕耘装置１１を昇降可能に装着し、リヤカバー１３ｂの荷重を検出する荷重センサ１７の測定値が大きくなればなるほどロータリ耕耘装置１１の昇降による耕深制御の不感帯の幅を狭く設定し、耕深目標値を設定する耕深設定ダイヤル１６の耕深目標値とロータリ耕耘装置１１の耕耘深さを検出するデプスセンサ１８により検出される耕深検出値が前記不感帯の幅の内部のあるときにはロータリ耕耘装置１１の耕耘深さ制御を行わないようにする耕深制御装置である。リヤカバー１３ｂの裏面に土が付く等の影響で荷重が重くなると、ロータリ耕耘装置１１の昇降動作を敏感にすることで、少しのリヤカバー１３ｂの押し上げ動作でもロータリ耕耘装置１１が上昇するため、土が後方へ吐き出されやすくなり、耕耘負荷が減少すると共に相対的に整地性も良くなる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 トラクタの後部に整地用のリヤカバーを有するロータリ耕耘装置を昇降可能に装着した農作業機の耕深制御装置において、操縦席に設けられる耕深目標値を設定する耕深設定ダイヤルと、ロータリ耕耘装置の耕耘深さを検出するデプスセンサと、リヤカバーの荷重を検出する荷重センサと、荷重センサの測定値が大きくなればなるほどロータリ耕耘装置の昇降による耕深制御の不感帯の幅を狭く設定し、耕深設定ダイヤルの耕深目標値とデプスセンサにより検出される耕深検出値が前記不感帯の幅の内部にあるときにはロータリ耕耘装置の耕耘深さ制御を行わない制御手段を設けたことを特徴とする耕深制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、湿田等の軟弱な圃場でも耕耘深さ（以下、耕深とする）を一定に維持できる耕深制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】トラクタの後部にロータリ耕耘装置を装着して耕耘作業を行う場合、ロータリ耕耘装置のリヤカバーのメインカバーに対する角度で耕深を検出し、その検出結果に応じてロータリ耕耘装置を適宜昇降させ、耕深がほぼ一定に維持されるように耕深制御をする。
【０００３】耕耘装置の後側を覆うカバーであるリヤカバーは、その上端を支点としてメインカバーの端部に回動自在に接続され、耕耘作業時には下端部が地面に摺接して前記耕深制御後の地面を押圧均平化するようになっている。したがって、リヤカバーは地面の高低に応じて適宜上下に回動し、そのリヤカバーの基準面に対する角度を測定することにより、その時の耕深を検出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】通常は耕深制御の制御感度に不感帯の幅を設け、その不感帯の幅を大きくしておくことで、ロータリ耕耘装置の昇降を比較的緩慢に行い、むやみにロータリ耕耘装置が昇降動作をしないようにしている。
【０００５】しかし、上記トラクタの後部に接続されるロータリ耕耘装置のリヤカバーの裏面に土が付くと、リヤカバー自体の荷重が重くなり、耕耘している土がリヤカバーの後方へ吐き出されにくくなる。こうなると、土の持ち回りも多くなり耕深作業に大きな負荷がかかることが問題点としてあった。
【０００６】そこで本発明の課題はリヤカバー自体の荷重が重くなると、耕深制御の不感帯の幅を小さくして耕深作業に大きな負荷がかからないようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明の次のように構成により解決される。すなわち、トラクタの後部に整地用のリヤカバーを有するロータリ耕耘装置を昇降可能に装着した農作業機の耕深制御装置において、操縦席に設けられる耕深目標値を設定する耕深設定ダイヤルと、ロータリ耕耘装置の耕耘深さを検出するデプスセンサと、リヤカバーの荷重を検出する荷重センサと、荷重センサの測定値が大きくなればなるほどロータリ耕耘装置の昇降による耕深制御の不感帯の幅を狭く設定し、耕深設定ダイヤルの耕深目標値とデプスセンサにより検出される耕深検出値が前記不感帯の幅の内部にあるときにはロータリ耕耘装置の耕耘深さ制御を行わない制御手段を設けた耕深制御装置である。
【０００８】
【発明の効果】本発明によれば、リヤカバーの裏面に土が付く等の影響で荷重が重くなると、ロータリ耕耘装置の昇降動作を比較的敏感にすることで、少しのリヤカバーの押し上げ動作でもロータリ耕耘装置が上昇するため、土が後方へ吐き出されやすくなり、耕耘負荷が減少すると共に相対的に整地性も良くなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１はトラクタにロータリ耕耘装置を装着して耕耘作業を行う状態を表している。トラクタ１は左右各一対の前輪２、２及び後輪３、３を備えた四輪駆動車両で、機体の後部に作業装置であるロータリ耕耘装置１１を連結するための連結装置５が設けられている。図示例の連結装置５は３Ｐヒッチ構造であり、左右一対のロワリンク６と左右中央１本のトップリンク７から構成されている。
【００１０】これらリンク６、６、７の後端部にロータリ耕耘装置１１が連結される。トラクタ１が具備する油圧装置（図示せず）で駆動するリフトアーム８の後端部にはリフトロッド９、９を介してロワリンク６、６が吊られており、リフトアーム８、８を上下に回動させることによりロータリ耕耘装置１１が昇降するようになっている。
【００１１】作業装置であるロータリ耕耘装置１１は、水平軸に取り付けた多数の耕耘爪１２、…を所定方向に回転させながら機体を進行させて耕耘するようになっている。耕耘部である耕耘爪１２、…の周囲は、メインカバー１３ａとリヤカバー１３ｂとサイドカバー１３ｃ、１３ｃとからなるロータリカバー１３で覆われている。図２のロータリーの耕耘装置１１部分の拡大図に示すようにリヤカバー１３ｂはメインカバー１３ａに端部が支持されたリヤカバー吊り下げ部材１４により、メインカバー１３ａに対して上下に回動自在に取り付けられており、機体の進行にともないリヤカバー１３ｂの下部が地面に摺接しながら移動し、耕耘後の表土面を均平化して整地する。
【００１２】耕耘作業時、図３に示す耕深制御装置によって、耕深がほぼ一定に維持されるようにロータリ耕耘装置１１を昇降制御する。ロータリ耕耘装置１１の昇降は上昇ソレノイドバルブ２０と下降ソレノイドバルブ２１により作動するリフトアーム８、８を昇降することで行う。コントローラ１５はマイコンが組み込まれていて制御の中枢をなす制御手段であり、このコントローラ１５の入力側には、操縦席に設けられる耕深目標値を設定する耕深設定ダイヤル１６と、ロータリ耕耘装置１１の耕深を検出するデプスセンサ１８と、トラクタ１の前後傾斜を検出する前後傾斜センサ１９とが接続され、コントローラ１５の出力側には、リフトアーム８の上下動用の前記油圧装置を作動させる上げソレノイド２０及び下げソレノイド２１が接続されている。
【００１３】ここで、リヤカバー１３ｂに係る荷重を検出するリヤカバー荷重センサ１７がリヤカバー吊り下げ部材１４に取り付けられている。また、メインカバー１３ａに設置されたデプスセンサ１８は、メインカバー１３ａに対するリヤカバー１３ｂの回転角度を検出するポテンショメータにより、ロータリ耕耘装置１１の耕深を検出するようになっている。
【００１４】さらに、操縦席下方のミッションケース上部にはトラクタの前後方向の傾斜を検出する前後傾斜センサ１９を設けている。前後傾斜センサ１９によるトラクタ１の前後方向の傾斜は、前後傾斜センサ１９内部の一対の電極プレートの間に充填した電極液の通電量によって検出するまた図２のロータリーの耕耘装置１１部分の拡大図に示すようにメインカバー１３ａの前側にはメインカバー１３ａの端部が支持されたサブカバー１３ｄを設けることがある。このサブカバー１３ｄは、メインカバー１３ａに対して上下に回動自在に取り付けられている。そして、サブカバー１３ｄの上にはサブカバー１３ｃの回動角度を検出するポテンショメータからなる土の吐き出し量センサ３１を設けている。耕耘爪１２による土の掻き込み後の吐き出し量の多少でサブカバー１３ｄの回動角度が異なることにより、土の吐き出し量をセンサ３１が検出できる。
【００１５】ロータリーの耕耘装置１１の前進にともない、耕耘爪１２により土を掻き上げながら圃場の耕耘をし、また耕耘爪１２による掻き上げられた土はリヤカバー１３ｂの下部が地面に摺接しながら移動するので、耕耘後の表面をならすことができる。
【００１６】上記構成からなるロータリーの耕耘装置１１とその制御装置において、リヤカバー吊り下げ部材１４の吊り下げ荷重に応じて耕深制御の制御感度を変更する本発明の実施の形態の構成について説明する。
【００１７】リヤカバー１３ｂの裏面に土が付くと、リヤカバー１３ｂ自体の荷重が重くなり、耕耘している土がリヤカバー１３ｂの後方へ吐き出されにくくなる。こうなると、土の持ち回りも多くなり、耕耘装置１１の耕耘負荷が多くなる。
【００１８】通常は耕深制御の制御感度に不感帯の幅を設け、その不感帯の幅が大きいと、ロータリ耕耘装置１１の昇降速度を比較的緩慢にしておき、むやみにロータリ耕耘装置１１が昇降動作をしないようにしている。しかし、前記制御感度の不感帯の幅を狭くすると、リフトアーム８の駆動用の油圧装置を作動させる上げソレノイドバルブ２０及び下げソレノイドバルブ２１の反応が速くなり、単位時間当たりのリフトアーム８の駆動用油流量が大きくなる。このように制御感度の不感帯の幅を狭くすると、素早い対応で、かつ速い作動速度でロータリ耕耘装置１１を昇降させることができる。
【００１９】なお、ここで耕深制御の制御感度の不感帯の幅は、耕深設定ダイヤル１６で設定される耕深目標値とデプスセンサ１８で検出される実際の耕深の差に対応している。
【００２０】本実施の形態ではリヤカバー１３ｂの裏面に土が付くことで、荷重センサ１７の荷重測定値に応じて不感帯の幅を図５に示すように設定し、荷重センサ１７の荷重測定値が重い場合にはロータリ耕耘装置１１のトラクタ１に対する昇降の制御感度における不感帯の幅の狭くして、素早い対応で、かつ速い作動速度でロータリ耕耘装置１１を昇降させようというものである。
【００２１】従って、荷重センサ１７の荷重測定値が重い場合には耕深目標値と実際の耕深の差が比較的小さくてもロータリ耕耘装置１１の昇降制御を行い、荷重センサ１７の荷重測定値が軽い場合には耕深目標値と実際の耕深の差が比較的大きくてもロータリ耕耘装置１１の昇降制御を行なわない。
【００２２】図４に本実施の形態の耕深制御のフローを示す。まず、センサ１７、１８、１９と耕深設定ダイヤル１６などの操作スイッチ類の値を読み込み、耕深制御中であるか否かを判断する。デプスセンサ１８が作動していれば耕深制御中であり、作動していなければ耕深制御中ではない。図４に示すフローのステップＳ２以降はセンサ類・操作スイッチ類の値を読み込んだ後に耕深制御に入ったものとしてしている。
【００２３】まず、耕深制御の制御感度の不感帯の幅は図５に示すように荷重センサ１７の荷重測定値に比例するように予め設定する。次に、耕深設定ダイヤル１６で設定される耕深目標値とデプスセンサ１８を検出される実際の耕深の差を演算し、その差が荷重センサ１７の荷重測定値に応じて決められた不感帯内にある場合はロータリ耕耘装置１１の昇降は行わない。また耕深目標値と実際の耕深の差が不感帯の幅の外側にあると、耕深目標値に対する実際の耕深検出値の差がプラスの場合はロータリ耕耘装置１１の上昇を行い、耕深目標値に対する実際の耕深検出値の差がマイナスの場合はロータリ耕耘装置１１を下降させる制御を行う。
【００２４】こうして、リヤカバー１３ｂの裏面に土が付く等の影響でリヤカバー１３ｂ自体の荷重が重くなると、耕深制御の不感帯を狭くしてロータリ耕耘装置１１の昇降動作を敏感にすると、少しのリヤカバー１３ｂの押し上げ動作でもロータリ耕耘装置１１が上昇するため、土が後方へ吐き出されやすくなり、耕耘負荷が減少すると共に相対的に整地性も良くなる。
【００２５】ロータリー耕耘装置１１から前方へ吐き出す土の量を吐き出し量センサ３１で検出し、土の吐き出し量が多いほど耕深制御の感度をより敏感にする構成を採用しても良い。耕深制御の感度をより敏感にするのは、前記図５に示すリヤカバー１３ｂの荷重に代えて、前記土の吐き出し量が多くなると、少ない場合に比べて動作不感帯（非動作領域）を狭くして行う。これを図６に示す。
【００２６】耕耘した土がロータリー耕耘装置１１より前方へ吐き出されるときの、吐き出し量が多い場合は、ロータリ耕耘装置１１内部で持ち回っている土の量が多いことになる。このような場合は耕深深さが深い場合やリヤカバー１３ｂ等からなるロータリーカバー１３内部に土が付着し、その空間が相対的に狭くなったときであり、このときは耕耘負荷が多くなる。ロータリ耕耘装置１１内部で持ち回っている土の量が多い場合は吐き出し量センサ３１で検出できるので、吐き出し量センサ３１の検出値に応じて不感帯の幅を図６に示すように設定し、該センサ３１の検出値が多い場合にはロータリ耕耘装置１１がトラクタ１に対する昇降の制御感度を不感帯の幅を狭くし、素早い対応で、かつ速い作動速度でロータリ耕耘装置１１を昇降させようというものである。
【００２７】従って、吐き出し量センサ３１の検出値が多い場合には耕深目標値と実際の耕深の差が比較的小さくてもロータリ耕耘装置１１の昇降制御を行い、吐き出し量センサ３１の検出値が少ない場合には耕深目標値と実際の耕深の差が比較的大きくてもロータリ耕耘装置１１の昇降制御を行なわないという制御を行う。その制御のフローは図４に示す例と同様であるので説明は省略する。
【００２８】こうして、耕深制御の不感帯を狭くして動作を敏感にすると、ロータリ耕耘装置１１が上昇しやすくなり、土が後方へ吐き出されやすくなる。このことから耕耘負荷が減少すると共に相対的に整地性も良くなる。耕耘負荷が多くなると、少しの負荷変動でもエンジン回転が大きく変動し、エンストしやすくなったりするが、本実施の形態ではそのような不具合はなくなる。
【００２９】また、トラクタ１の前後方向の傾きを感知する前後傾斜センサ１９を用いて、これと前記リヤカバー１３ｂの上下回動角度を検出するリヤカバー角度センサ（デプスセンサ）１８により耕深制御をすることもできる。
【００３０】通常の耕耘時は図１に示すように耕耘爪１２が圃場内部に食い込み、リヤーカバー１３ｂの下端が耕耘された土の盛上り部分を均平化する。しかし図７に示すように、ロータリー耕耘装置１１が前後方向に傾くと次のような不具合が生じる。すなわち、前上がりになった場合は深く、前下がりになった場合は浅く耕耘される。これは、リヤカバー１３ｂが正常な位置からはずれて回動したときと同様の現象である。
【００３１】そこで、リヤカバー角度センサ（デプスセンサ）１８からの検出信号以外にロータリー耕耘装置１１の前後方向の傾き（＝トラクタ１の前後方向の傾きを感知する前後方向傾斜センサ１９の信号をコントロールボックスに取り込むことにより、図７に示す耕深深さの差を補正し、耕深を一定に保つこともできる。
【００３２】すなわち、図８に示すように、この制御では、制御感度を決定する要件として、ロータリー耕耘装置１１の前後方向の傾きが所定値以上、後傾または前傾（例えば水平に対して角度３度）しているか否かを前後傾斜センサ１９の検出値で判断し、前後傾斜センサ１９の検出値θが所定値（θ≧３度）を超えると、耕深設定ダイヤル１６で設定される耕深目標値とデプスセンサ１８を検出される実際の耕深の差に応じて予め決められた回転角度だけ、リヤカバー１３ｂを上下する。
【００３３】前上がりの圃場を耕耘している場合は、リヤカバー１３ｂを上げ、前下がりの圃場を耕耘している場合は、リヤカバー１３ｂを下げる。
【００３４】登りまたは下りが所定距離続くとトラクタ１とロータリ耕耘装置１１の地面との関係は平地を耕耘している場合と同じであるので、前記制御は中止する。こうしてトラクタ１が前後に傾斜した圃場を走行しても適切な耕深制御ができる。
【００３５】現在、電子油圧システムによるソレノイドバルブ２０、２１でリフトアーム８を昇降しているが、耕深制御装置等を備えたトラクタ１からロータリー耕耘装置１１を外す時に、トラクタ１に設けられたコントローラ３４へロータリー耕耘装置１１からのセンサ信号を伝えるハーネス３５を外すが、その際、ハーネス３５をカプラ３５ａから外し忘れることがあり、それによる脱線を散発している（図９）。
【００３６】ロータリ耕耘装置１１をトラクタ１に接続するには図９に示すように、ロータリ耕耘装置１１をそのままの位置で移動させないでおき、トラクタ１のみを少し後退させる（図８の矢印■方向）。次にトップリンク７の端部にある係合溝７ａ内からロータリ耕耘装置１１のマスト部材３６のピン３６ａを矢印■のように挿入する。次いで、ロアリンク６の端部のフック部６ａにロータリ耕耘装置１１の下部ピン指示プレート３７のピン３７ａを矢印■のように挿入する。その後で、ロックレバー３８を回動させて前記接続部をロックさせてロータリ耕耘装置１１をトラクタ１に接続する、つぎにロータリ耕耘装置１１をトラクタ１から外すときには、前記接続時と逆の操作をするが、まず第１に行うロックレバー３８の作動部にスイッチを設けることで、オート用ハーネスカプラ３５ａが外れるまで警告ブザー鳴らし、カプラ３５ａの外し忘れが無くなり、ハーネス３５をカプラ３５ａから外し忘れることがなくな。
【００３７】
【発明の効果】以上に説明した如く、本発明にかかる耕深制御装置は、トラクタに対するロータリ耕耘装置の高さが一定以上になると制御感度を敏感にすることにより、ロータリ耕耘装置の上げ要求に対して素早く対応するようなり、耕耘負荷が減少すると共に相対的に整地性も良くなる。
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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１２年２月１７日（２０００．２．１７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９６５４１
【弁理士】
【氏名又は名称】松永 孝義
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２２４２０３（Ｐ２００１−２２４２０３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年８月２１日（２００１．８．２１） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３９８６６（Ｐ２０００−３９８６６） |
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