| 【発明の名称】 |
トラクタの耕深制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】前沢 明彦
【住所又は居所】大阪府大阪市北区茶屋町１番３２号 ヤンマー農機株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】従来のロータリ耕耘装置のリヤカバーの回動をフィードバックしてコントロールバルブに入力して昇降制御を行なう構成では、凹凸のある圃場での耕耘作業では波打ち現象が生じていた。
【解決手段】トラクタ１の後部に油圧アクチュエータにより昇降可能な作業機装着装置１３を介してロータリ耕耘装置１５を装着し、該ロータリ耕耘装置の耕深を制御するコントロールバルブ５０において、耕深制御作業時における作業機上昇開始時に、前記油圧アクチュエータへの圧油供給量を小流量とするようにコントロールバルブ５０のスプール６１ａに絞り６１ｂを設けた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 トラクタの後部に油圧アクチュエータにより昇降可能な作業機装着装置を介してロータリ耕耘装置を装着し、該ロータリ耕耘装置の耕深を制御するコントロールバルブにおいて、耕深制御作業時における作業機上昇開始時に、前記油圧アクチュエータへの圧油供給量を小流量とする区間を有するようにコントロールバルブを制御したことを特徴とするトラクタの耕深制御装置。
【請求項２】 前記圧油供給流量を小流量とする絞りを、コントロールバルブのスプールに設けたことを特徴とする請求項１記載のトラクタの耕深制御装置。
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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、トラクタの後部にロータリ耕耘装置を装着し、該ロータリ耕耘装置の後部に備えるリヤカバーを耕深センサーとして利用して耕深制御を行なうコントロールバルブの流量制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、トラクタの後部のミッションケース上に油圧ケースと油圧制御バルブ（コントロールバルブ）を配置し、該油圧ケース内に油圧アクチュエータとなる油圧リフトシリンダを収納し、該リフトシリンダによりリフトアームを回動可能とし、トラクタの後部に配置した作業機装着装置にロータリ耕耘装置等の作業機を装着し、前記リフトアームの回動により作業機を昇降可能としている。そして、リフトアームの回動と、ロータリ耕耘装置に配置したリヤカバーの回動がコントロールバルブにフィードバックされて、運転部に設けた耕深設定手段（耕深レバー等）により設定した耕深に制御するようにしていた。例えば、特開平３−２２９０２号公報に記載の技術の如くである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の技術において、耕深制御を行なう場合、耕耘カバーの後部に上下回動自在に設けたリヤカバーを耕深センサーとして利用し、該リヤカバーの上下回動をワイヤーやリンク等を介してコントロールバルブにフィードバックしている。この耕深制御時において、耕深設定レバーで設定した設定値よりも深い耕耘となった場合、ワイヤー等を介してスプールが摺動されてコントロールバルブは上昇するように切り換えられる。このコントロールバルブの切り換えによりリフトシリンダが伸長するように圧油が送油され、この吐出流量特性は、図８に示すように、作業機上昇開始時（圧油供給初期）にはスプールのストロークに対して直線的に急激に上昇して、完全に切り換わった位置で設定した吐出流量となるようにしている。よって、土壌表面に凹凸が多く急激な変化が生じた場合や、周期的な入力があった場合、少しの変化で吐出流量が大きく変わるため、耕耘後の表面が均平にならず波打ちが発生していた。そこで、本発明は作業機上昇開始時の流量を抑えてゆっくり上昇させ、そのご従来と略同様に速やかに上昇させ、波打ち現象が発生せずきれいな仕上がりとなるようにしようとする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上のような課題を解決するために、次のような手段を用いる。即ち、請求項１においては、トラクタの後部に油圧アクチュエータにより昇降可能な作業機装着装置を介してロータリ耕耘装置を装着し、該ロータリ耕耘装置の耕深を制御するコントロールバルブにおいて、耕深制御作業時における作業機上昇開始時に、前記油圧アクチュエータへの圧油供給量を小流量とする区間を有するようにコントロールバルブを制御したものである。
【０００５】また、請求項２に記載の如く、前記圧油供給流量を小流量とする絞りを、コントロールバルブのスプールに設けたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を説明する。図１はロータリ耕耘装置を装着したトラクタの側面図、図２はコントロールバルブとリヤカバーとの間の連結機構を示す図、図３は耕深調節リンクの動きを示す図、図４はコントロールバルブの断面図、図５は昇降制御にかかる油圧回路図、図６は本発明の絞り部分の拡大断面図、図７は本発明のスプールのストロークと油量の関係を示す図、図８は従来のスプールのストロークと油量の関係を示す図である。
【０００７】図１において、トラクタ１は前部に前輪２、後部に後輪３を支承して、エンジンフレーム上のボンネット４内にエンジン５を収納し、該ボンネット４後部のダッシュボード２３上にステアリングハンドル６を配置し、該ステアリングハンドル６の後方のミッションケース１１上に油圧ケース１０が載置され、該油圧ケース１０上方に座席シート７が配置されている。該座席シート７の側部に主変速レバー１４やポジションレバーや耕深設定手段となる耕深設定レバー１２等が配設されている。
【０００８】前記ミッションケース１１の後方には作業機装着装置１３を介してロータリ耕耘装置１５が装着されている。該作業機装着装置１３は前記ミッションケース１１の後面に取り付けられたトップリンクブラケットに枢結されるトップリンク２０と、ミッションケース１１またはリヤアクスルハウジングの両側に枢結されるロアリンク２１・２１からなり、該ロアリンク２１・２１の前後中途部には前記油圧ケース１０より後方に突出されたリフトアーム１９・１９の先端に枢結されたリフトロッド２２・２２の下端が枢結され、前記トップリンク２０とロアリンク２１・２１の後部にロータリ耕耘装置１５が連結され、前記リフトアーム１９を回動することによりロータリ耕耘装置１５を昇降できるようにしている。なお、前記左右のリフトロッド２２のうち一方は油圧シリンダにより構成されて、該油圧シリンダを作動させることにより作業機の傾斜制御を可能としている。
【０００９】前記ロータリ耕耘装置１５は、前記ミッションケース１１の後面より後方に突出したＰＴＯ軸よりユニバーサルジョイント等を介してロータリー耕耘装置１５のギアケースに動力を伝え、該ギアケースよりメインビーム内の伝動軸や側部に配置したチェーンケース２６のチェーン伝動機構を介して、該チェーンケース２６下部と左右反対側の側板下部との間に横架した耕耘爪軸２７（図２）に動力を伝えて、該耕耘爪軸２７上に固定した耕耘爪２９・２９・・・を回転できるようにしている。
【００１０】そして、図１〜図３に示すように、前記耕耘爪２９・２９・・・の先端の回転軌跡の上方及び上後方を覆うように耕耘カバー３０を配設し、該耕耘カバー３０の後端にはリヤカバー３３の前端を枢支している。該リヤカバー３３にはステー３４を介してセンサーロッド３５の一端に枢支され、該センサーロッド３５の他側は耕耘カバー３０上に突設した支持フレーム３６に摺動自在に支持され、該センサーロッド３５の先端にはフィードバックワイヤー３７の一端が接続されている。該フィードバックワイヤー３７の他端はアーム３９、連結ロッド４０、アーム４１と連結され、該アーム４１の基部は軸４２に固設され、該軸４２にはアーム４３が突設され、該アーム４３より突設したピン４４が耕深調節リンク４５の一端より突設したピン４６に当接して配置されている。
【００１１】前記耕深調節リンク４５の中途部は枢支ピン４７を介してコントロールバルブ５０のスプールに連設した連動杆４９の先端に枢支され、耕深調節リンク４５の他端にはピン５１を突設して、前記耕深設定レバー１２の回動基部に連設したアームより突出ピン５２と当接可能に配設されている。また、前記枢支ピン４７にはポジションコントロールリンク５３の中途部が枢支され、該ポジションコントロールリンク５３の一端にはポジションコントロールレバーに連設したアームに当接可能なピンが突出され、他端にはリフトアーム１９からフィードバックされるリンク部が当接するピンが突出されている。
【００１２】このようにして、耕深設定レバー１２を回動して設定した位置とリヤカバーの回動位置とが釣り合った位置で連動杆４９が停止し、該連動杆４９より後述するコントロールバルブが切り換えられて、ロータリ耕耘装置１５の耕深が設定深さになるように制御される。また、ポジションレバーを回動することにより、作業機の高さを設定することができ、ポジションレバーで設定した高さまでリフトアームが回動するとその位置でコントロールバルブ５０が中立となるようにしている。なお、ポジションレバーを最下降位置に設定すると、ポジションコントロールリンク５３のピンはポジションレバーに連結されるピンと当接することなく、耕深調節リンク４５のピン５１が耕深設定レバー１２に連結されるピン５２と当接して耕深制御が可能となる。
【００１３】前記コントロールバルブ５０は図４、図５に示すように、バルブケース６０内にはメイン切換バルブ６１とサブ切換バルブ６２とチェック弁６３と切換弁６４・６５等が収納されて、メイン切換バルブ６１とサブ切換バルブ６２のスプール６１ａ・６２ａはバルブケース６０に平行に挿入されて、各スプール６１ａ・６２ａの一端部はバルブケース６０より突出して、スプール６１ａの先端には連結板６６が固定され、スプール６２ａは連結板６６に摺動可能に挿入してナットにより抜け止めされて、該連結板６６の中途部が前記連動杆４９の先端ま当接している。前記メイン切換バルブ６１のスプール６１ａの軸心部の内部には前記切換弁６５が収納されている。
【００１４】このような構成において、図５より油圧回路を説明する。耕深設定レバー１２による耕深設定位置とロータリ耕耘装置１５のリヤカバー３３からのフィードバック値が一致していると、コントロールバルブ５０は中立位置となる。この時、エンジン４により駆動される油圧ポンプ７０からの圧油が、フローデバイダー７１により分流されて、昇降制御用油圧回路と傾斜制御用油圧回路に送油される。傾斜制御用油圧回路には電磁バルブ６９とチェックバルブ等が配設され、本体または作業機に傾斜センサーを配置して、設定角度となるように、電磁バルブ６９を切り換えて、傾斜シリンダ５５を駆動する構成としている。また、昇降制御用油圧回路側の圧油はフローデバイダー７１よりポンプポート６７を介して切換弁６４よりタンク（ミッションケース１１）ヘドレンされ、油圧ケース１０内の油圧リフトシリンダ７２へは圧油は送油されない。
【００１５】そして、耕深が深くなった場合、リヤカバー３３が持ち上げられてフィードバックワイヤー３７が引かれ、アーム３９等を介して連動杆４９が押されて、ロータリ耕耘装置１５を上昇させるように、スプール６１ａが摺動される。このとき、スプール６２ａは連結板６６が移動するのみで摺動されない。そして、スプール６１ａの摺動によりメインバルブ６１が切り換えられて、ポンプポート６７からの圧油は、メイン切換バルブ６１よりパイロット油路７３を介して切換弁６４のスプールの背室に送油されて、切換弁６４を閉じるように切り換えて、ドレンされなくなる。よって、油圧ポジション７０からの圧油はチェック弁６３、シリンダポート６８、油圧ケース６０内のチェック弁を介して油圧シリンダ７２に送油されて、油圧シリンダ７２を伸長させて、ロータリ耕耘装置１５を持ち上げる。この上昇によって設定深さになると、フィードバックワイヤー３７が戻されてメイン切換バルブ６１が中立位置に戻される。
【００１６】前記と逆に、耕深が設定深さよりも浅くなったときには、連動杆４９が前記と逆方向（下降側）に摺動され、スプール６１ａ・６２ａが摺動されて、メイン切換バルブ６１が切り換えられることにより、中立位置と同様にパイロット油路７３の圧油はドレンされて、切換弁６４が連通位置となりポンプポート６７からの圧油は切換弁６４を介してドレンされ、油圧リフトシリンダ７２へは送油されない。また、サブ切換バルブ６２がチェックバルブによりブロックされた状態から連通側に切り換えられ、油圧リフトシリンダ７２内の作動油は可変絞り７４、シリンダポート６８、サブ切換バルブ６２を介してドレンされ、可変絞り７４によりドレンする流量が制限されて緩降下する。そして、設定深さになると中立位置に戻され、下降は停止するのである。
【００１７】そして、本発明においては、耕深制御作業時における作業機上昇開始時に、前記油圧アクチュエータとなる油圧リフトシリンダ７２への圧油供給流量（吐出量）が全流量となる途中において小量の吐出量とする機関を設けて吐出量を抑え、上昇操作時や耕深制御時の上昇開始時に、急激に上昇することがないようにコントロールバルブを制御している。即ち、図４に示すように、ポンプポート６７から切換弁６３に到る途中に位置するスプール６１ａには絞り６１ｂが形成されて、具体的には、図６に示すように、スプール６１ａのランド部の一部を切り欠いて絞り６１ｂを形成し、急激に油路が開かないようにしている。
【００１８】つまり、スプール６１ａのストロークと油圧シリンダ７２への作動油の供給流量の関係は、従来は図８に示すように、上昇側にコントロールバルブ５０を切り換えると、スプール６１ａの摺動開始時より直線的に流量が上昇して、完全に切り換わったストローク位置より規定量（全量）が流れるように構成していた。よって、上昇側へ切り換わると略同時に作業機も急激に上昇するようになり、変化が大きく、オーバーシュートし易く、設定深さに集束させようとしてハンチングが生じたりして、耕耘表面には波打ち現象が発生していた。
【００１９】そこで、本発明では前記絞り６１ｂを設けることによって、図７に示すような、ストロークと流量の関係となり、スプール６１ａが中立位置から上昇側へ摺動開始直後のＬ１位置でバルブが開き、絞り６１ｂから所定流量流れる。具体的には、作業機の上昇速度が約１００mm／ｓとなる流量が、設定ストローク位置（Ｌ２）までの区間において絞り６１ｂから略同流量が吐出される。この絞り６１ｂにより流量が制限されているときには、作業機の上昇速度が抑えられ、具体的には、設定ストローク（Ｌ２）はリヤカバー３３の後端が約５０mmの偏位量となるようにして、急激な変化を抑えて、オーバーシュートが発生し難くなるようにしている。その後、中立位置から摺動初期のストロークＬ２を越えると、直線的に流量が増加されて、完全に切り換わって全量が流れて速く油圧リフトシリンダ７２を伸長させることができる。このように、初期上昇動作が抑えられて、設定した耕深に到るときの集束がスムーズに行なえて、きれいな仕上がりとすることができるのである。なお、コントロールバルブを電磁バルブにより構成して、該電磁バルブのソレノイドをＯＮ・ＯＦＦさせて、スプールを摺動してバルブを切り換えるようにして、このＯＮ・ＯＦＦの制御を例えばＰＷＭ制御して、上昇時の初期流量を抑えるように構成することも可能であるが、電磁バルブや制御するための電気回路等が必要となり、コストアップとなり、本発明では機械的に制御できるので、コストアップは抑えられる。
【００２０】
【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。即ち、請求項１記載の如く、トラクタの後部に油圧アクチュエータにより昇降可能な作業機装着装置を介してロータリ耕耘装置を装着し、該ロータリ耕耘装置の耕深を制御するコントロールバルブにおいて、耕深制御作業時における作業機上昇開始時に、前記油圧アクチュエータへの圧油供給量を小流量とする区間を有するようにコントロールバルブを制御したので、ロータリ耕耘装置を上昇開始時において急激な上昇が抑えられて、上昇ショックがなく、その後速やかに上昇されて、特に、凹凸のある圃場の作業や回り耕等の作業時において、オーバーシュートが発生し難くなり、波打ちが発生せず、きれいな仕上がりとすることができたのである。
【００２１】また、請求項２記載の如く、前記圧油供給流量を小流量とする絞りを、コントロールバルブのスプールに設けたので、スプールに加工を施すだけで滑らかな上昇が得られ、簡単な構成で部材の変更等が殆どなく、安価に構成することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６８５１
【氏名又は名称】ヤンマー農機株式会社
【住所又は居所】大阪府大阪市北区茶屋町１番３２号
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| 【出願日】 |
平成１４年２月１８日（２００２．２．１８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８０６２１
【弁理士】
【氏名又は名称】矢野 寿一郎
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２３５３０７（Ｐ２００３−２３５３０７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年８月２６日（２００３．８．２６） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−３９９２２（Ｐ２００２−３９９２２） |
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