| 【発明の名称】 |
作業機のローリング制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】上路 仁志
【氏名】古川 浩二
【氏名】高橋 誠之
【氏名】石田 智之
【氏名】桜原 清文
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| 【要約】 |
【課題】作業機の左右ローリング姿勢を調整するローリングシリンダと、該ローリングシリンダの伸縮量を設定する設定手段とを備えた作業車両に於いて、作業機が水平状態に近い姿勢での左右ローリング調整を正確に行えるようにする。
【解決手段】ローリングシリンダの伸縮量を設定するための水平調整ダイヤル１６は、作業機が水平位置にあるときの指示位置を中心として、その左右付近は水平調整ダイヤル１６の回転操作量に対してローリングシリンダの伸縮量を小さくし、水平調整ダイヤル１６を左右に大きく回転した位置ではローリングシリンダの伸縮量を大きくするように構成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 車体に連結した作業機１２の左右ローリング姿勢を調整するローリングシリンダ３０と、該ローリングシリンダ３０の伸縮量を設定する設定手段１６とを備えた作業車両１０に於いて、前記設定手段１６の操作量に対するローリングシリンダ３０の伸縮量は、作業機１２が水平位置に接近するのに伴って漸減するように構成したことを特徴とする作業機のローリング制御装置。
【請求項２】 車体に連結した作業機１２の左右ローリング姿勢を調整するローリングシリンダ３０と、該ローリングシリンダ３０の伸縮量を設定する設定手段１６とを備えた作業車両１０に於いて、前記設定手段１６は回転式把持部を有し、作業機１２が水平位置にあるときの把持部の指示位置を中心として、該指示位置から左右所定角度θ内ではローリングシリンダ３０の伸縮量を小さくし、且つ、前記所定角度θ外ではローリングシリンダ３０の伸縮量を前記所定角度θ内よりも大きくしたことを特徴とする作業機のローリング制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は作業機のローリング制御装置に関するものであり、特に、トラクタ等に連結した作業機の左右ローリング姿勢の調整感度に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、トラクタ等の作業車両にリンク機構を介してロータリ等の作業機を連結する場合、リンク機構の連結部分に作業機の左右ローリング姿勢を調整するためのローリングシリンダを設けるとともに、車体側には前記ローリングシリンダの伸縮量を設定する設定手段として水平調整ダイヤルを設置する。該水平調整ダイヤルの指示位置を水平位置から例えば右下げ側に操作すれば、ローリングコントロールバルブの制御によって前記ローリングシリンダが駆動され、車体に対して作業機が右下げ姿勢になる。この状態で、該水平調整ダイヤルを更に右下げ側に操作すれば、前記ローリングシリンダが更に駆動されて作業機の右下げ角度が増加するように構成されている。該水平調整ダイヤルの操作量とローリングシリンダの伸縮量とは直線的に変化するように構成してあり、該水平調整ダイヤルの回転操作に比例して一定の割合でローリングシリンダが伸縮される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、水平調整ダイヤルの回転操作により作業機の左右ローリング姿勢を調整するが、一般に作業機を大きく傾けた状態で作業する頻度は少なく、略水平状態に近い姿勢で作業機のローリング調整を細かく設定することが多い。しかし、従来は水平調整ダイヤルの操作量とローリングシリンダの伸縮量とは直線的に変化するように構成してあるため、該水平調整ダイヤルの指示位置が水平位置付近の場合とローリング角が大である場合とでローリングシリンダの伸縮変化が同一となる。従って、水平調整ダイヤルの指示位置が水平位置付近であっても、ローリング角大の場合と作業機の傾き変化が同じになり、水平状態に近い姿勢での微調整が困難であった。
【０００４】そこで、作業機の左右ローリング姿勢を調整するローリングシリンダと、該ローリングシリンダの伸縮量を設定する設定手段とを備えた作業車両に於いて、作業機が水平状態に近い姿勢での左右ローリング調整を正確に行えるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、車体に連結した作業機１２の左右ローリング姿勢を調整するローリングシリンダ３０と、該ローリングシリンダ３０の伸縮量を設定する設定手段１６とを備えた作業車両１０に於いて、前記設定手段１６の操作量に対するローリングシリンダ３０の伸縮量は、作業機１２が水平位置に接近するのに伴って漸減するように構成した作業機のローリング制御装置、及び、車体に連結した作業機１２の左右ローリング姿勢を調整するローリングシリンダ３０と、該ローリングシリンダ３０の伸縮量を設定する設定手段１６とを備えた作業車両１０に於いて、前記設定手段１６は回転式把持部を有し、作業機１２が水平位置にあるときの把持部の指示位置を中心として、該指示位置から左右所定角度θ内ではローリングシリンダ３０の伸縮量を小さくし、且つ、前記所定角度θ外ではローリングシリンダ３０の伸縮量を前記所定角度θ内よりも大きくした作業機のローリング制御装置を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図１及び図２は作業車両の一例としてトラクタ１０を示し、該トラクタ１０は車体の後部にリンク機構１１を介してロータリ等の作業機１２が連結されている。運転席１３の近傍には作業機１２の昇降位置を設定するポジションレバー１４、作業機１２の耕深量を設定する耕深調整ダイヤル１５、作業機１２の左右方向の傾きを設定する水平調整ダイヤル１６等が設けられ、運転席１３の後部には車体の左右方向の傾きを検出するスロープセンサ１７が設けられている。
【０００７】前記リンク機構１１はトップリンク２０と左右のロワリンク２１，２１とからなり、左右のリフトアーム２２，２２の先端とロワリンク２１，２１をリフトロッド２３，２３にて連結し、リフトシリンダ２４の駆動にてリフトアーム２２を回動することにより、リフトロッド２３，２３を介してロワリンク２１，２１が上下動する。斯くして、ロワリンク２１，２１の先端部を回動中心に前記作業機１２が昇降する。
【０００８】リフトアーム２２の回動基部には、作業機１２の昇降位置を検出するセンサとしてリフトアーム角センサ２５が設けられ、このリフトアーム角センサ２５にてリフトアーム２２の回動角を検出し、作業機１２の昇降高さを演算する。また、作業機１２のメインカバー２６の後端部にリヤカバー２７を回動自在に取り付け、リヤカバーセンサ２８によりリヤカバー２７の回動角度を検出して、作業機１２の耕深制御を行えるように形成されている。
【０００９】一方、車体に対する作業機１２の左右方向の傾きを変更するアクチュエータとして、左右どちらかのリフトロッド２３の途中にローリングシリンダ３０を設け、該ローリングシリンダ３０を伸縮させてロワリンク２１のリフト量を左右で変えることにより、作業機１２のローリング角を変更可能に形成してある。
【００１０】そして、前記ローリングシリンダ３０に隣接してストロークセンサ３１を設け、該ストロークセンサ３１によりローリングシリンダ３０の伸縮長さを検出して車体１０に対する作業機１２のローリング角を計測するとともに、調整器である前記水平調整ダイヤル１６の設定値に応じてローリングシリンダ３０を伸縮駆動し、作業機１２のローリング制御を行えるようにしてある。
【００１１】ここで、運転席１３の前方には車体の操向操作部であるステアリングハンドル３５が設けられ、該ステアリングハンドル３５の近傍位置に前後進切り換えレバー３６及び作業機昇降レバー３７を設けてある。前後進切り換えレバー３６を操作することにより、後輪３８へ伝達する駆動力を逆転させて、車体の進行方向を随時選択できるようにし、また、作業機昇降レバー３７を操作することにより、作業機１２を作業位置から所定高さまで一気に上昇、または、所定高さから作業位置に一気に降下できるように形成されている。また、運転席１３の側方部に変速レバー３９を設置するとともに、左右独立して踏み込み可能な左右ブレーキペダル４０，４０が設けられている。前記、ステアリングハンドル３５の回転操作は操向装置４１へ伝達され、操向量に応じて前輪４２が回向する。前輪４２の操向量はステアリング切れ角センサ４３によって検出される。
【００１２】図３はローリング制御系のブロック図、図４は運転席１３の近傍またはメータパネル等に設けた水平調整ダイヤル１６及びモード切り換えスイッチ４５を示す図、図５は油圧回路図であり、前記水平調整ダイヤル１６及びローリング制御モードを水平と平行とに切り換えるモード切り換えスイッチ４５等の設定信号と、スロープセンサ１７及びストロークセンサ３１等の検出信号がコントローラ５０に入力される。コントローラ５０はこれらの入力信号に基づいて作業機１２のローリング角を演算し、該作業機１２を設定された傾きに維持すべく、ローリングコントロールバルブ５１の伸びソレノイド５２若しくは縮みソレノイド５３に信号を出力する。
【００１３】メインポンプ５５から吐出された圧油は、減圧弁５６を経てローリングシリンダ３０を制御するローリングコントロールバルブ５１と、リフトシリンダ２４を制御するリフトコントロールバルブ５７とに送られる。また、圧油の一部は、減圧弁５８を経て四駆切り換えクラッチ６０、主変速切り換え用アクチュエータ６１、左右ブレーキシリンダ６２、前後進切り換えクラッチ６３、ＰＴＯクラッチ６４などに送られ、サブポンプ６５から吐出された圧油は、操向装置４１、メインクラッチ６６等に送られる。
【００１４】前記ローリングシリンダ３０の伸縮量を設定する設定手段である水平調整ダイヤル１６は回転式把持部を有し、いま、該水平調整ダイヤル１６を水平位置から例えば右下げ側に操作すれば、コントローラ５０からローリングコントロールバルブ５１の伸びソレノイド５２に信号が出力され、前記ローリングシリンダ３０が伸長方向に駆動されて、車体に対して作業機１２が右下げ姿勢となる。このとき、車体に対する作業機１２のローリング角は前記ストロークセンサ３１によって検出される。
【００１５】ここで、該水平調整ダイヤル１６の操作量に対するローリングシリンダ３０の伸縮量は、一定の割合で直線的に変化するものではなく、図６に示すように、作業機１２が水平位置に接近するのに伴って漸減するように構成されている。即ち、作業機１２が水平位置であるときの水平調整ダイヤル１６の指示位置を中心として、該指示位置から左右所定角度θ内に操作されている場合は、水平調整ダイヤル１６の回転角に対するローリングシリンダ３０の伸縮量を小さくする。従って、作業機１２が水平位置に近い状態では、水平調整ダイヤル１６を同じ回転角だけ操作しても作業機１２のローリング角の変化が緩慢となり、作業機１２の左右ローリング姿勢を微調整することが可能である。
【００１６】これに対して、前記水平調整ダイヤル１６が前記所定角度θの範囲外に操作されている場合は、水平調整ダイヤル１６の回転角に対するローリングシリンダ３０の伸縮量を前記所定角度θ内の場合よりも大きくする。従って、水平調整ダイヤル１６をある角度以上に回転させた後には、水平調整ダイヤル１６を同じ回転角だけ操作しても作業機１２のローリング角の変化が急峻となる。
【００１７】尚、斯かる特性の水平調整ダイヤル３０を構成するには、回転式ボリュームを特注する必要はなく、汎用されている回転式ボリュームの回転角をコントローラ５０で読み取り、該読み取り値に対して伸びソレノイド５２及び縮みソレノイド５３への出力値を制御することによって可能である。従って、特殊な部品を使用することなく、ソフトウェアの変更のみで安価且つ正確にローリング制御を行うことができる。また、本実施の形態では、ローリングシリンダ３０の伸縮量を設定する設定手段として回転式ボリュームを使用しているが、特にこれに限定されるべきではなく、例えば直線的にスライドする形式のボリュームを使用してもよい。
【００１８】ここで、一般的なスロープセンサ１７は、その構造上車体の旋回時に遠心力の影響を受け易く、従来は、スロープセンサ１７が検出した傾きが、車体の傾きによるものか或いは旋回時の遠心力によるものかの判別が困難であった。そこで、遠心力を計測することにより、スロープセンサ１７の検出値が遠心力によるものか否かを判別すれば、正確なローリング制御を実施することができる。
【００１９】図７及び図８は遠心力センサ１８を示し、車体に固設したピン７０にボス７１，７２を枢着し、一方のボス７１には軸心から法線方向にアーム７１ａを延設してウエイト７１ｂを固設するとともに、このウエイト７１ｂに係止ピン７１ｃを突設する。また、他方のボス７２には軸心から法線方向にアーム７２ａを延設してウエイト７２ｂを固設するとともに、このアーム７２ａとは反対側の法線方向にブラケット７２ｃを固設し、このブラケット７２ｃに回転角の変化を検出するポテンショメータ７４を装着する。
【００２０】そして、ポテンショメータ７４のセンサアーム７４ａを前記一方のアーム７１ａに対峙させ、該センサアーム７４ａの先端部に前記ウエイト７１ｂの係止ピン７１ｃを係合する。更に、前記アーム７１ａの両側にステー７１ｄ，７１ｄを突設するとともに、前記アーム７２ａの両側にステー７２ｄ，７２ｄを突設し、左側のステー７１ｄ，７２ｄ間にスプリング７５を介装するとともに、右側のステー７１ｄ，７２ｄ間にスプリング７５を介装する。尚、前記ウエイト７１ｂよりもウエイト７２ｂの重量を大にしてあるため、ウエイト７２ｂが下方に位置するように構成される。
【００２１】而して、通常時は左右のスプリング７５，７５の引張力がバランスして、双方のアーム７１ａ，７２ａは左右何れにも回動せずに一直線上に保持されるため、ポテンショメータ７４の検出値は零である。そして、車体が左右何れかに旋回したときは、車体に加わる遠心力により双方のアーム７１ａ，７２ａがピン７０を回動中心にして旋回方向とは反対側へ傾倒し、ウエイト７１ｂ，７２ｂの移動によってセンサアーム７４ａが回動するため、ポテンショメータ７４は左右何れかの傾きを検出する。従って、この検出値によって遠心力の大きさと方向を判別することができる。尚、この状態では、左右何れか一方のスプリング７５が収縮し、他方のスプリング７５が伸長する。従って、車体に加わる遠心力がなくなると、伸長した他方のスプリング７５の引張力により双方のアーム７１ａ，７２ａが一直線上に戻されて、ポテンショメータ７４の検出値が再び零になる。
【００２２】いま、車体が例えば右下がりの状態である場合は、図９（ａ）に示すように、車体の傾きによって、スロープセンサ１７は角度ｘ0だけ右下がりであるとの検出信号を出力する。しかし、車体に遠心力が加わっていないため、同図（ｂ）に示すように、遠心力センサ１８のアーム７１ａ，７２ａは一直線上に保持されて、ポテンショメータ７４の検出値は零である。斯くして、前記スロープセンサ１７が検出した角度ｘ0は車体の傾きであると判別でき、通常のローリング制御を行う。
【００２３】これに対して、車体が例えば左旋回した場合は、図１０（ａ）に示すように、車体の傾きがないにも拘わらず、スロープセンサ１７は角度ｘ1だけ右下がりであるとの検出信号を出力する。従来は、このスロープセンサ１７の検出信号が車体の傾きによるものか或いは旋回時の遠心力によるものかの判別が困難であった。しかし、前記遠心力センサ１８の検出値が角度ｙ1であり、この検出値が零でないことにより遠心力が発生していることが分かり、前記スロープセンサ１７が検出した角度ｘ1は車体の旋回による遠心力が作用していることが判別でき、然るときは、作業機１２を車体と平行に保持、或いは、遠心力が作用する以前の姿勢に保持するローリング制御を行う。
【００２４】斯くして、トラクタ１０の代掻き作業や旋回作業時に於いても、遠心力の影響を受けないローリング制御が可能となる。例えば、図１１（ａ）に示すように、スロープセンサ１７の検出値が角度ｘ2である場合に、遠心力センサ１８の検出値が角度ｙ2であるときは、スロープセンサ１７の検出値から遠心力センサ１８の検出値を差し引いた値、即ち角度（ｘ2−ｙ2）が車体のローリング角であると判別し、この角度に基づいて正確なローリング制御を行うことができる。
【００２５】次に、前記運転席１３の近傍に設けた水平調整ダイヤル１６とは別に、車体の後部にスイッチを設けて作業機１２の左右ローリング姿勢を調整可能にした構成も知られている。例えば、図１２及び図１３に示すように、クローラユニット７９を装着したトラクタ１０の場合、フェンダ８０の内部に開口部８１を設け、この開口部８１にバイパスメタル８２を介してローリングコントロールバルブ５１を設置し、その外側にカバー８３をビス８４にて着脱可能に取り付ける。また、ローリングシリンダ３０の伸縮量を設定する手段として、フェンダ８０の外部に右下げスイッチ８５と左下げスイッチ８６を設置する。尚、ローリング制御のモード切り換えスイッチ４５は運転席１３の近傍に設けてある。
【００２６】従来、クローラ型トラクタでは複数のコントロールバルブをミッションケースの上面に配置してあるため、ローリングコントロールバルブ５１を設置するスペースがなく、ミッションケースの側面に新たにローリングコントロールバルブ５１を設ける構成にすると、ホイール型トラクタとミッションケースやフェンダ８０の共用化が困難となる。しかし、前述したように、フェンダ８０の内部に開口部８１を設けてローリングコントロールバルブ５１を設置することにより、クローラ型とホイール型とでミッションケースやフェンダ８０の共用化が図られるとともに、フェンダ８０内のスペースの有効利用を図ることができ、しかも、カバー８３を取り外すことによってメンテナンスも容易である。
【００２７】そして、オペレータが前記右下げスイッチ８５または左下げスイッチ８６を手動操作したときは、コントローラ５０は前記モード切り換えスイッチ４５の設定に優先して、ローリングシリンダ３０を伸縮駆動させ、作業機１２の左右ローリング姿勢を変更することができる。また、上記右下げスイッチ８５または左下げスイッチ８６の手動操作時に、オペレータが一旦これらのスイッチから手を離したときに、モード切り換えスイッチ４５の設定によって作業機１２の姿勢が自動復帰すると危険であるため、図１４のフローチャートに示すように、手動スイッチにて手動操作したときと、その手動操作後は、モード切り換えスイッチ４５の設定に拘わらず、手動モードを優先させる。そして、作業機上げ操作があったとき、若しくは、上げ操作で作業機が上げ位置付近まで上昇したときに、該手動モードを解除することにより、自動水平モード復帰時での作業機１２と地面との干渉を防止することができる。
【００２８】尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２９】
【発明の効果】本発明は上記一実施の形態に詳述したように、請求項１記載の発明は作業機の左右ローリング姿勢を調整するためのローリングシリンダの伸縮量は、該ローリングシリンダの設定手段が作業機水平位置に接近するのに伴って漸減するように構成したので、作業機が水平位置に近い状態では、前記設定手段の操作に対して作業機の姿勢変化が緩慢となり、作業機の左右ローリング姿勢を微調整することが可能である。
【００３０】また、請求項２記載の発明は、ローリングシリンダの伸縮量を設定する設定手段が回転式把持部を有し、この把持部が作業機水平にあるときの指示位置を中心としてその左右所定角度内ではローリングシリンダの伸縮量を小さくしたので、作業頻度が高い略水平状態に近い姿勢での傾き調整を細かく設定することができ、特殊な部品を使用することなく安価且つ正確にローリング制御を行うことができる。
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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１３年１月１８日（２００１．１．１８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６０５７５
【弁理士】
【氏名又は名称】林 孝吉
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| 【公開番号】 |
特開２００２−２０９４０６（Ｐ２００２−２０９４０６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年７月３０日（２００２．７．３０） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１０６３１（Ｐ２００１−１０６３１） |
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