トラクタの昇降制御装置

トップ :: A 生活必需品 :: A01 農業;林業;畜産;狩猟;捕獲;漁業

【発明の名称】	トラクタの昇降制御装置
【発明者】	【氏名】杉原陽一
【要約】	【課題】目標耕深の変更にかかわらず高い精度で機械式に自動耕深制御を行えるようにする。【解決手段】リフトアーム昇降用のポジション制御バルブの調節レバー１７を、ポジションレバー２０によって上昇側に接当変位させるよう構成し、ロータリ耕耘装置における後カバーの上下揺動を検出するセンサワイヤ３６におけるインナワイヤ３６ａの前端部と調節レバー１７とを接当連係する中間リンク機構４０を備え、この中間リンク機構４０における基準接当状態をオートレバー３０によって変更調節して自動耕深制御における耕深設定を行うよう構成し、中間リンク機構４０の基準接当状態の変更に伴って、後カバー３２の単位揺動量に対する調節レバー１７の操作量の比率を変更するように構成してある。

【特許請求の範囲】
【請求項１】リフトアーム昇降用のポジション制御バルブの調節レバーを、ポジションレバーによって上昇側に接当変位させるよう構成し、ロータリ耕耘装置における後カバーの上下揺動を検出するセンサワイヤにおけるインナワイヤの前端部と前記調節レバーとを接当連係する中間リンク機構を備え、この中間リンク機構における基準接当状態をオートレバーによって変更調節して自動耕深制御における耕深設定を行うよう構成し、前記中間リンク機構の基準接当状態の変更に伴って、後カバーの単位揺動量に対する調節レバーの操作量の比率を変更するように構成してあることを特徴とするトラクタの昇降制御装置。ことを特徴とするトラクタの昇降制御装置。
【請求項２】請求項１記載のトラクタの昇降制御装置において、前記オートレバーによる設定耕深が深くなると前記比率が大きくなり、設定耕深が浅くなると前記比率が小さくなるように設定してあることを特徴とするトラクタの昇降制御装置。
【請求項３】請求項１または２記載のトラクタの昇降制御装置において、前記中間リンク機構を、前記調節レバーに連動連結したバルブ操作レバーと、前記センサワイヤにおけるインナワイヤの前端部を連動連結したカムレバーとを接当連係させるとともに、オートレバーによってバルブ操作レバーの支点をカムレバーに対して位置変更するよう構成してあることを特徴とするトラクタの昇降制御装置。
【請求項４】請求項１～３のいずれか一項に記載のトラクタの昇降制御装置において、オートレバーを最深側に操作した状態で、前記中間リンク機機の接当連係が解除される融通を接当連係部位に備えてあることを特徴とするトラクタの昇降制御装置。
【請求項５】請求項４記載のトラクタの昇降制御装置において、前記カムレバーにき凹部を形成して前記融通を構成してあることを特徴とするトラクタの昇降制御装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポジション制御弁を利用してロータリ耕耘装置を昇降制御して、耕深を安定維持するよう構成した機械式の昇降制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記昇降制御装置としては、特開平１１－４６０３号公報に開示されたものが知られている。この昇降制御装置は、ロータリ耕耘装置の後カバーの上昇揺動によって引き操作されるセンサワイヤのインナワイヤ先端と、昇降用のポジション制御バルブの調節レバーとを連結するとともに、センサワイヤのアウターワイヤ端部をワイヤ支持アームに支持し、ポジションレバーを調節レバーに干渉しない下降側の限界位置に操作した状態で、自動耕深制御時の目標耕深を設定調節するオートレバーによってワイヤ支持アームを位置変更して、センサワイヤ全体を前後に移動させることで、ポジション制御弁が中立バランスするロータリ耕耘装置の対地高さ、つまり、自動耕深制御における目標耕深を変更調節するよう構成し、また、ポジションレバーを前後に揺動して、下降側に回動付勢された調節レバーを直接に接当操作して人為的にロータリ耕耘装置の高さを変更調節するよう構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】耕深変化を検出する後カバーは、目標耕深が浅い場合には大きく垂れ下がった姿勢で地面に接するので、単位耕深変化に対する後カバーの揺動量は大きく、目標耕深が深い場合には振り上げ姿勢で地面に接するので、単位耕深変化に対して後カバーの揺動量は小さいものとなる。このために、機械式の自動耕深制御構造においては耕深調節範囲の全域において高い精度で自動耕深制御を行うことが困難となっていた。
【０００４】本発明は、このような点に着目してなされたものであって、目標耕深の変更にかかわらず高い精度で機械式に自動耕深制御を行えるようにすることを主たる目的とする。
【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に係る発明のトラクタの昇降制御装置は、リフトアーム昇降用のポジション制御バルブの調節レバーを、ポジションレバーによって上昇側に接当変位させるよう構成し、ロータリ耕耘装置における後カバーの上下揺動を検出するセンサワイヤにおけるインナワイヤの前端部と前記調節レバーとを接当連係する中間リンク機構を備え、この中間リンク機構における基準接当状態をオートレバーによって変更調節して自動耕深制御における耕深設定を行うよう構成し、前記中間リンク機構の基準接当状態の変更に伴って、後カバーの単位揺動量に対する調節レバーの操作量の比率を変更するように構成してあることを特徴とする。
【０００７】（作用）上記構成によると、基本的にはポジションレバーを操作してポジション制御バルブの調節レバーを位置変更することで、ポジションレバーの操作位置に対応した位置までロータリ耕耘装置を昇降させて位置保持するポジション制御が行われる。
【０００８】自動耕深制御を行う時には、ポジションレバーを最深側である前方に大きく操作してポジションレバーがポジション制御バルブの調節レバーに干渉しないようにした状態で、オートレバーを操作して中間リンク機構の基準接当状態を変更し、ポジション制御バルブにおける調節レバーの基準位置を設定して自動耕深制御における目標耕深の設定を行い、実耕深が変化して後カバーが揺動変位すると、これをセンサワイヤなどを用いて調節レバーに伝達することで、目標耕深を修正することで実耕深を、オートレバーで設定された基準耕深に安定させる。
【０００９】この場合、オートレバーによって目標耕深が変更されると、これに連動して中間リンク機構の基準接当状態が変更され、後カバーの単位揺動量に対する調節レバーの操作量の比率が変更される。
【００１０】（効果）従って、請求項１に係る発明によると、後カバーの変位をポジション制御バルブに伝達するための中間リンク機構を利用して、昇降制御の感度を目標耕深ごとに任意に設定することができ、精度の高い機械式の自動耕深制御を実行することが可能となった。
【００１１】〔請求項２に係る発明の構成、作用および効果〕
【００１２】（構成）請求項２に係る発明のトラクタの昇降制御装置は、請求項１記載の発明において、前記オートレバーによる設定耕深が深くなると前記比率が大きくなり、設定耕深が浅くなると前記比率が小さくなるように設定してあることを特徴とする。
【００１３】（作用・効果）上記構成によると、目標耕深が深い時は後カバーの変位が敏感にポジション制御バルブに伝達されることになり、硬い圃場や粘度質の圃場などでの耕耘作業のように、少しの耕深増大でも大きく負荷が増大するような作業条件下においても、迅速に上昇制御を行うことができ、過負荷によってエンジンストップをもたらすようなことなく、精度の高い自動耕深制御を行うことができるようになった。
【００１４】〔請求項３に係る発明の構成、作用および効果〕
【００１５】（構成）請求項３に係る発明のトラクタの昇降制御装置は、請求項１または２記載の発明において、前記中間リンク機構を、前記調節レバーに連動連結したバルブ操作レバーと、前記センサワイヤにおけるインナワイヤの前端部を連動連結したカムレバーとを接当連係させるとともに、オートレバーによってバルブ操作レバーの支点をカムレバーに対して位置変更するよう構成してあることを特徴とする。
【００１６】（作用）上記構成によると、オートレバーによって目標耕深を深い側に設定する時に、カムレバーとバルブ操作レバーとの接当作用部をカムレバーの支点から離すことで、センサワイヤによって揺動されるカムレバーによってバルブ操作レバーが接当揺動操作される際の接当レバー比を大きくし、後カバーの変位によって敏感にバルブ操作レバーを回動させることができる。また、オートレバーによって目標耕深を浅い側に設定する時に、カムレバーとバルブ操作レバーとの接当作用部をカムレバーの支点に近づけることで、センサワイヤによって揺動されるカムレバーによってバルブ操作レバーが接当揺動操作される際の接当レバー比を小さくし、後カバーの変位を鈍感にバルブ操作レバーに伝達することができる。
【００１７】（効果）従って、請求項３に係る発明によると、請求項１または２の発明を好適に実施して、機械式の自動耕深制御を高い精度で行うことができる。
【００１８】〔請求項４に係る発明の構成、作用および効果〕
【００１９】（構成）請求項４に係る発明のトラクタの昇降制御装置は、請求項１～３のいずれか一項に記載の発明において、オートレバーを最深側に操作した状態で、前記中間リンク機機の接当連係が解除される融通を接当連係部位に備えてあることを特徴とする。
【００２０】（作用・効果）上記構成によると、オートレバーを最深側に操作するだけで、センサワイヤとポジション制御バルブとの連係を断って、自動耕深制御を停止することができるので、自動耕深制御を停止するために作業を中断してセンサワイヤの連結を外すような手間が不要となり、作業性を向上するのに有効となる。
【００２１】〔請求項５に係る発明の構成、作用および効果〕
【００２２】（構成）請求項５に係る発明のトラクタの昇降制御装置は、請求項４記載の発明において、前記カムレバーに凹部を形成して前記融通を構成してあることを特徴とする。
【００２３】（作用・効果）上記構成によると、自動耕深制御を停止するための融通をカムレバーの形状設定で構成することができ、請求項４の発明を簡単容易に実施することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】図１に、ロータリ耕耘仕様に構成された農用トラクタの後部側面が示されている。この農用トラクタは、トラクタ本機１の後部に備えた３点リンク機構２に、フック式に係脱するヒッチ装置３を介してロータリ耕耘装置４がワンタッチ脱着可能に連結され、内臓したリフトシリンダ５によって上下揺動可能に油圧駆動されるリフトアーム６で前記３点リンク機構２が駆動昇降されるようになっている。
【００２５】図５の制御用油圧回路に示されるように、単動型に構成された前記リフトシリンダ５はポジション制御バルブ７よって作動制御されるものであり、このポジションバルブ７には、主スプール８、下降用バルブ９、リリーフバルブ１０、アンロードバルブ１１、等が含まれており、リフトシリンダ５とポジション制御バルブ７とは落下速度調整バルブ１２を介して接続されている。
【００２６】前記ポジション制御バルブ７は、トラクタ本機１における後部ミッションケース１３の上部に装備されており、主スプール８の前端に天秤揺動可能に連結リンク１４が枢支連結されるとともに、この連結リンク１４の両端に、調節レバー軸１５の内端に連設した操作ピン１５ａと、フィードバックレバー軸１６の内端に連設した操作ピン１６ａとがそれぞれ係止連結されている。
【００２７】図３に示すように、調節レバー軸１５の外端部には調節レバー１７が固着されるとともに、フィードバックレバー軸１６の外端部とリフトアーム５とが図示しないフィードバックリンクを介して連動連結されており、調節レバー１７が回動されて連結リンク１４がフィードバックレバー軸１６の操作ピン１６ａとの係止点を中心にして揺動して、主スプール８が上昇側あるいは下降側にシフトされ、リフトシリンダ５を介してリフトアーム６が駆動上昇作動あるいは自重下降作動する。このリフトアーム６が作動すると、その作動がフィードバックリンク機構を介して伝達されてフィードバックレバー軸１６の回動に変換され、主スプール８は、連結リンク１４を介して逆方向にシフトされ、調節レバー１７の回動操作位置に対応した所定の回動位置までフィードバックレバー軸１６が回動されると主スプール８は中立に復帰し、昇降作動が停止する。つまり、調節レバー１７を任意に回動操作することで、リフトアーム６を調節レバー１７に対応した位置にまで昇降させるポジション制御機構が構成されている。
【００２８】前記調節レバー１７の後側近傍には、人為的に作業高さを設定するポジションレバー２０と、自動耕深制御時の目標耕深設定を行うオートレバー３０とが、支点ａ周りに前後揺動可能に配備されており、このポジションレバー２０とポジション制御バルブ７の調節レバー１７とが、長孔２１と連係ロッド２２を介して連動連結されている。
【００２９】先ず、ポジションレバー３１による基本的な昇降操作について説明する。なお、この場合、図３に示すように、オートレバー３０は、最前方の「オート切り」位置に操作しておく。
【００３０】前記ポジション制御弁７の主スプール８はバネ１８によって常に下降方向Ｄに付勢されており、これに伴って調節レバー１７は、図において時計方向に回動付勢されて、前記長孔２１の後端が連係ロッド２２に係合接当している。従って、ポジションレバー２０を後方（図中、反時計方向）に向けて揺動するに連れて、連係ロッド２２に係合支持された調節レバー１７は付勢力に抗して後方（図中、反時計方向）に回動され、リフトアーム６は調節レバー１７に対応した位置まで上昇される。逆に、ポジションレバー２０を前方（図中、時計方向）に向けて揺動するに連れて、回動付勢されている調節レバー１７はポジションレバー２０に追従して回動し、リフトアーム６は調節レバー１７に対応した位置まで下降する。なお、ポジションレバー２０を、最前方位置に操作した状態では、リフトアーム６の下降に伴うフィードバックにかかわらず、ポジション制御弁７は中立復帰されることなく下降状態のまま維持されるようになっており、リフトアーム６が機械的な下限まで自重下降可能な状態、いわゆるフローティング状態がもたらされる。
【００３１】次に、前記オートレバー３０による耕深設定構造および自動耕深制御機構について説明する。
【００３２】図１中に示すように、前記ロータリ耕耘装置４におけるロータ部４ａを上方から覆う耕耘カバー３１の後端には、耕耘中の土の飛散を防止するとともに耕耘跡を均平化する後カバー３２が、支点ｂ周りに上下揺動可能に装備されている。また、ロータリ耕耘装置４における伝動ケース部４ｂには支点ｃ周りに前後揺動可能に揺動アーム３３が装備されるとともに、この揺動アーム３３の下部遊端と後カバー３２とに亘って連動リンク３４が架設されている。他方、３点リンク機構２の後部には、ヒッチ装置３を介してロータリ耕耘装置４が連結されると、前記揺動アーム３３に形成された係合凹部３３ａに係合連結される連係リンク３５が支点ｄ周りに回動可能に装備され、この連係リンク３５とポジション制御バルブ７の操作部とがセンサワイヤ３６を介して連係されている。
【００３３】前記センサワイヤ３６はレリーズワイヤが利用され、そのインナワイヤ３６ａの後端が前記連係リンク３５の上方延出部３５ａに連結されるとともに、アウタワイヤ３６ｂの後端が３点リンク機構２におけるロアリンク２ａに固定支持され、また、アウタワイヤ３６ｂの前端がトラクタ本機１のトップリンクブラケット３７に固定支持されている。従って、ロータリ耕耘装置４を脱着する際に、センサワイヤ３６の脱着操作を行う必要はなく、ロータリ耕耘装置４を脱着するだけで、自動的に揺動アーム３４と連係リンク３５とが係脱して、後カバー３２とポジション制御バルブ８との連係が断続されるようになっている。
【００３４】前記センサワイヤ３６におけるインナワイヤ３６ａの前端とポジション制御バルブ７の前記調節レバー１７が中間リンク機構４０を介して以下のように連係されている。
【００３５】前記中間リンク機構４０は、トップリンクブラケット３７の側面に支点ｅ周りに前後揺動可能に取付けられたカムレバー４１と、ミッションケース上部に支点ｆ周りに前後揺動可能に取付けられた作動レバー４２と、この作動レバー４２の下端に可動支点ｇ周りに揺動可能に支持されたバルブ操作レバー４３とから構成されており、前記センサワイヤ３６におけるインナワイヤ３６ａの前端がカムレバー４１の上端に連結されるとともに、作動レバー４２の上端がロッド４４を介して前記オートレバー３０に連動連結されている。
【００３６】バルブ操作レバー４３はＶ形に形成されており、その後端部に備えたカムフォロアピン４３ａが、カムレバー４１の後端辺に形成されたカム面Ｓに後方から接当係合されるとともに、バルブ操作レバー４３の前端部がロッド４５を介してポジション制御バルブ８の調節レバー１７に連動連結されている。また、作動レバー４２とバルブ操作レバー４３とに亘ってねじりバネ４６が介装されており、バルブ操作レバー４３が常に時計方向に回動付勢され、カムフォロアピン４３ａがカムレバー４１のカム面Ｓに後方から付勢押圧されるようになっている。また、カムレバー４１にもねじりバネ４７によってインナワイヤ３６ａを前方に引き出す方向に回動付勢されている。
【００３７】次に、上記構成による自動耕深制御作動、および、その耕深調節作動について説明する。なお、自動耕深制御を行う場合に、基本的には、ポジションレバー２０を前方限界の最下降位置にまで操作して、連係ロッドの前端が調節レバー１７の長孔の範囲内に位置させることで、がポジションレバー２０によって調節レバー１の作動が制約されないようにしておく。
【００３８】ロータリ耕耘装置４を大きく上昇させた図３の状態から、オートレバー３０を或る耕深位置にセットするとともに、ポジションレバー２０を前方限界の最下降位置に操作すると、作動アーム４２の前方揺動によって可動支点ｇが後方に移動し、バルブ操作レバー４３の回動支点である可動支点ｇが後方に変位するとともに、カムフォロアピン４３ａがカムレバー４１のカム面Ｓに追従することで、バルブ操作レバー４３は時計方向に回動し、ロッド４５が前方に変位する。これによって調節レバー１７が前方、つまり、下降方向Ｄに操作され、リフトアーム６が下降作動してロータリ耕耘装置４が下降する。
【００３９】ロータリ耕耘装置３が下降してゆくと、後カバー３４が接地して相対的に持上げられ、これによって連係リンク３５が反時計方向に回動されて、センサワイヤ３６のインナーワイヤ３６ａが後方に引かれる。これに伴って中間リンク機構４０のカムレバー４１が反時計方向に回動されて、バルブ操作レバー４３が同方向に接当回動される。従って、バルブ操作レバー４３の前端部に連結したロッド４５が後方に引き操作されて調節レバー１７が上昇方向Ｕに回動される。これによって、リフトアーム６の上昇に伴うフィードバック操作と調節レバー１７の操作とがバランスした状態に到ってポジション制御バルブ７が中立状態となり、ロータリ耕耘装置４の下降作動が停止する。図４はポジション制御バルブ７が中立バランスした状態を示し、この時ロータリ耕耘装置４は、オートレバー３０によって設定された目標耕深に維持されることになり、以降は、この状態を基準状態にして自動的に耕深制御が行われる。
【００４０】上記基準状態で耕耘作業を行っていて、ロータリ耕耘装置４が目標耕深よりも深くなりかかると、これに伴って後カバー３２が持ち上げ揺動されることで、センサワイヤ３６のインナワイヤ３６ａが引き操作されてカムレバー４１が反時計方向に回動され、これによってバルブ操作レバー４３が反時計方向に回動され、調節レバー１７が上昇方向Ｕに操作されてロータリ耕耘装置４が上昇される。そして、後カバー３２が元の姿勢にまで復元すると上昇作動が停止して、元の耕深に戻される。
【００４１】また、上記基準状態で耕耘作業を行っていて、ロータリ耕耘装置４が目標耕深よりも浅くなりかかると、これに伴って後カバー３２が垂れ下がり揺動することで、センサワイヤ３６のインナワイヤ３７ａが弛められる。ここで、カムレバー４１は、ねじりバネ４７によって時計方向に回動付勢されているので、上記のようにインナワイヤ３６ａが弛められると、カムレバー４１はインナワイヤ３６ａの弛みを吸収するように時計方向に回動し、これによってバルブ操作レバー４３も時計方向に回動され、調節レバー１７が下降方向Ｄに操作されてロータリ耕耘装置４が下降される。そして、後カバー３２が持上げ揺動されて元の姿勢にまで復元すると下降作動が停止して、元の耕深に戻される。
【００４２】そして、オートレバー３０を後方に調節移動してバルブ操作レバー４３の支点である可動支点ｇを前方に移動させるほど、カムレバー４１の安定姿勢が反時計方向に回動した状態となり、インナワイヤ３６ａが後方に引き出されて後カバー３２が振り下がった状態、つまり、浅い耕耘状態が設定されることになる。逆に、オートレバー３０を前方に調節移動して可動支点ｇを後方に移動させるほど、カムレバー４１の安定姿勢が時計方向に回動した状態となり、インナワイヤ３６ａが前方に引き出されて後カバー３２が振り上がった状態、つまり、深い耕耘状態が設定されることになるのである。
【００４３】ここで、オートレバー３０を後方に操作して目標耕深を浅い側に変更するに連れて可動支点ｇは前方に変位し、このためバルブ操作レバー４３のカムフォロアピン４３ａのカムレバー４１に対する作用箇所は支点ｅに近づき、オートレバー３０によってバルブ操作レバー４３を接当操作するレバー比が小さくなる。また、オートレバー３０を前方に操作して目標耕深を深い側に変更するに連れて可動支点ｇは後方に変位し、このためバルブ操作レバー４３のカムフォロアピン４３ａのカムレバー４１に対する作用箇所は支点ｅから遠ざかり、オートレバー３０によってバルブ操作レバー４３を接当操作するレバー比が大きくなる。従って、目標耕深を浅い側に設定している時は、カムレバー４１の回動に対してバルブ操作レバー４３の回動は鈍感となり、逆に、目標耕深を深い側に設定している時は、カムレバー４１の回動に対するバルブ操作レバー４３の回動は敏感になる。
【００４４】その結果、目標耕深が浅く設定される場合には、単位耕深変化に対して後カバー３２の揺動量が大きくなり、目標耕深が深く設定される場合には、単位耕深変化に対して後カバー３２の揺動量が小さくなるが、中間リンク機構４０におけるレバー比が耕深設定に基づいて上記のように自動的に変更されるので、実耕深の単位量の変化に対するバルブ操作レバー４３の作動量を、目標耕深の変更にかかわらず略一定にして制御感度を安定化したり、あるいは、目標耕深が深くなるほど実耕深の単位量の変化に対するバルブ操作レバー４３の作動量を大きくして制御感度を敏感にすることができる。
【００４５】また、図３中に示すように、オートレバー３０を最前方の「オート切り」位置にセットすると、作動レバー４２が大きく時計方向に回動されて可動支点ｇが最大限度後方に移動される。ここで、カムレバー４１のカム面Ｓの上端部には融通形成用の凹部４８が形成されており、可動支点ｇが最大限度後方に移動されて、バルブ操作レバー４３のカムフォロアピン４３ａがカム面Ｓから外れて前記凹部４８に臨む位置にまで移動する。このように、カムフォロアピン４３ａがカム面Ｓから外れると、カムレバー４１とバルブ操作レバー４３との接当連動関係が解除され、後カバー３２とポジション制御バルブ７との連係が解除された自動耕深制御オフ状態がもたらされるのである。
【００４６】上記自動耕深制御を利用しての耕耘作業中において、一行程の作業走行が終了して畦際に到ると、ポジションレバー２０をオートレバー３０よりも上昇側に操作することで、調節レバー１７をポジションレバー２０で直接に上昇側Ｕに回動させてロータリ耕耘装置４を強制上昇させる。そして、畦際での機体方向転換が終了した後、ポジションレバー２０をオートレバー３０を越えて最下降位置にまで操作することで、再び元の自動耕深制御状態に復帰して目標耕深まで下降作動させることができる。

【出願人】	【識別番号】０００００１０５２【氏名又は名称】株式会社クボタ
【出願日】	平成１３年３月２８日（２００１．３．２８）
【代理人】	【識別番号】１００１０７３０８【弁理士】【氏名又は名称】北村修一郎
【公開番号】	特開２００２－２８１８０７（Ｐ２００２－２８１８０７Ａ）
【公開日】	平成１４年１０月２日（２００２．１０．２）
【出願番号】	特願２００１－９２０８３（Ｐ２００１－９２０８３）