JP2000287502A - 対地作業機付トラクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の三点リンク機構では、作業機全体の左
右傾斜姿勢を変更する構成であるので、緩やかな傾斜変
化に対しては所定の姿勢を良好に保持するものである
が、地表の急激な傾斜変化に対しては、リンク機構のガ
タや、作業機の重量に起因する作動応答遅れが生じ作業
面に対して追従性が悪いという課題があった。 【解決手段】 ロータリカバー３の後端にリヤカバー５
をローリング自在に連結し、ロータリカバー３とリヤカ
バー５との間に、前記左右中央位置よりちらか一方に変
位させた電動シリンダ６を設ける。また、車体の傾斜角
や左右角速度に応じて作業状態を判定し、これに応じて
ローリング用油圧シリンダ、または電動シリンダを選
択、または同時に作動する制御構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ロータリ作業機
や代掻きハローのような対地作業機の構成、及びこの作
業機を連結したトラクタのローリング制御装置の構成に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロータリ、または代掻き用の対地
作業機は、トラクタに対しトップリンクと左右ロアリン
クとからなる所謂三点リンク機構を介して連結され、こ
の三点リンク機構の左右どちらか一方のリンク構成部材
を伸縮自在のアクチュエータにて構成することで、作業
機全体の左右傾斜姿勢を変更する構成となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記リ
ンク機構に伸縮自在のアクチュエータを備えないような
廉価型のリンク機構の場合では、地表の左右傾斜に対し
て作業機をコントロールすることができず、整地性が悪
いという課題があった。また、前記従来の技術のような
三点リンクであっても、作業機全体の左右傾斜姿勢を変
更する構成であるので、例えば緩やかな傾斜変化に対し
ては所定の姿勢を良好に保持するものであるが、地表の
急激な傾斜変化に対しては、リンク機構のガタや、作業
機の重量に起因する作動応答遅れが生じ作業面に対して
追従性が悪いという課題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を鑑
みて、対地作業機を以下のように構成した。即ち、請求
項１の発明では、左右横軸１周りに回転するロータリ爪
２の上方に第一カバー３を設け、この第一カバー３の後
部に、同カバー３に対して左右ローリング自在に連結す
る第二カバー５を設けると共に、この第一カバー３と第
二カバー５との間には、前記左右中央位置よりちらか一
方に変位させた伸縮自在の作業機側アクチュエータ６を
設けたことを特徴とする対地作業機付トラクタとした。

【０００５】また、請求項２の発明では、請求項１に記
載の対地作業機をリンク機構８を介して連結すると共
に、このリンク機構８には前記対地作業機全体の左右ロ
ーリング姿勢を変更するリンク側アクチュエータ７を備
えるトラクタであって、このトラクタには、作業状態に
応じて前記作業機側アクチュエータ６、及びリンク側ア
クチュエータ７を選択、または同時に作動する制御手段
１０を備えた対地作業機付トラクタとした。

【０００６】

【発明の効果】以上のように構成した請求項１に記載の
対地作業機付トラクタは、作業機側アクチュエータ６に
より第二カバー５を第一カバーに対して左右ローリング
自在に連結する構成としたので、トラクタ側の装備、詳
しくはリンク機構の装備に関わらず作業機側で独自に第
二カバー５の角度を変更し、作業面を均平にすることが
できる。よって、前述のような廉価型のリンク機構に連
結した場合でも整地性を損なうことが無い。

【０００７】また、請求項２のように、作業機全体の左
右傾斜姿勢を変更可能なリンク機構８に連結する場合に
は、例えば傾斜変化の緩急や作業速、またはオペレータ
の指定による作業状態に応じて、リンク側アクチュエー
タ７、または作業機側アクチュエータ６を選択、または
同時に作動する制御手段１０を設けたので、作業条件に
合った整地作業を行うことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。最初にトラクタＴの全体構成に
付いて説明する。トラクタＴは、図１に示すように、ボ
ンネット１１内部にエンジン１２を備え、このエンジン
１２の回転動力をメインクラッチや各種変速装置を介し
て後輪１３、または前後輪１４，１３へ伝達して走行す
る構成となっている。

【０００９】操縦席１５の前方には前記前輪１４を操舵
するステアリングハンドル１６を突出して設け、また同
ハンドル１６の下方に、アクセルペダルや左右ブレーキ
ペダル１７Ｌ（１７Ｒ）を設けている。また、操縦席１
５側方には、前記変速装置を切り替える変速レバー１
８、及び車体後部の後述する作業機Ｒの高さを変更する
作業機昇降用レバー１９等を設け、この作業機昇降用レ
バー１９の回動基部には操作位置を検出するポテンショ
メータ２０を設けている。また更に前記レバー１９のガ
イド近傍には後述する作業機ローリング姿勢のモードを
指定する手段であるローリング制御モード切替スイッチ
２１等を設けている。前記ローリング制御モード切替ス
イッチ２１は、作業機をトラクタの車体と平行状態に保
つ「平行モード」と、水平状態に保つ「水平モード」
と、これら制御を行わなわずアクチュエータへ連通する
圧油をロックする「切」の位置を選択する構成となって
いる。

【００１０】そして、前記検出器２０や設定器２１は、
操縦席１５下方に着脱自在に設けた内部に電解液を充填
した左右傾斜センサ２２、及びジャイロ式の角速度セン
サ２３と共に、制御手段であるコントローラ１０に接続
する構成となっている。トラクタＴの車体後部には、作
業機昇降用アクチュエータである油圧シリンダ３０を内
装するシリンダケース３１を備え、前記シリンダ３０の
ピストン伸縮によりケース左右に支持するリフトアーム
３２Ｌ，３２Ｒを上下回動する構成となっている。ま
た、車体後部には、トップリンク３３と左右のロワーリ
ンク３４Ｌ，３４Ｒとからなる三点リンク機構８を設
け、同リンク機構８に作業機Ｒを連結する構成となって
いる。

【００１１】前記三点リンク機構８は、左右片側（図中
右側）のロアリンク３４Ｒとリフトアーム３２Ｒとを作
業機全体の左右傾斜姿勢を変更するアクチュエータであ
るリンク側ローリング用油圧シリンダ７を介して連結し
た構成となっている。尚、符号３５はリンク側ローリン
グ用油圧シリンダ７のピストン伸縮量を検出するストロ
ークセンサを示す。

【００１２】また、前記リフトアーム３２Ｒの片側に
は、この回動基部にリフトアーム角センサ３６を設けて
いる。これにより、前記コントローラ１０は、作業機昇
降用レバー１９の検出角度とリフトアーム３２Ｒ（３２
Ｌ）の設定角度とを一致するよう油圧回路の作業機上昇
用、若しくは下降用制御弁のソレノイド３７Ａ，３７Ｂ
へ通電する構成となっている。

【００１３】次に、対地作業機の一例としてロータリ作
業機Ｒについて、図２、図３及び図４を加えて説明す
る。ロータリ作業機Ｒは、トラクタＴの後部に突出する
ＰＴＯ軸２４の回転動力をユニバーサルジョイントを介
してメインビーム４１内の動力伝達機構へ伝達し、減速
機構等を介して耕耘軸１へ伝達し、同軸１に設けたロー
タリ爪２を回転する構成となっている。これにより圃場
を耕起、撹拌することができる。そしてロータリ爪２の
上方にはサイドカバー４０に固定された第一カバーであ
るロータリカバー３を設け、このロータリカバー３の左
右中央位置には前後方へ突設するリヤカバー回動軸４を
設けている。

【００１４】また、ロータリカバー３後部に取り付ける
第二カバーであるリヤカバー５には、前記回動軸４を挿
通する筒体４３を設け、前記回動軸４を筒体４３に挿通
して支持する構成となっている。また、これと共に前記
筒体４３の後方には同軸心上にステーにより支持したポ
テンショメータ９を設け、前記回動軸４先端にポテンシ
ョメータ９を一体構成することでロータリカバー３に対
するリヤカバー５の左右傾斜姿勢を検出する構成となっ
ている。また更に、前記筒体４３よりも右側には、前記
メインビーム４１とリヤカバー５間を接続する作業機側
用アクチュエータである電動シリンダ６を変位させて設
けている。

【００１５】これにより、前記電動シリンダ６のピスト
ンを伸縮すると、リヤカバー５が前記回動軸４を中心
に、ロータリカバー３に対して左右ローリング姿勢を変
更し、この状態をポテンショメータ９により検出するこ
とができる。また、ロータリカバー３とリヤカバー５と
の間はゴム板４４により連結され、通常時には板バネ４
５により水平状態に付勢する構成となっている。また、
図１中の符号４６は、尾輪４７を支持する取り付けフレ
ームを示す。また、前記電動シリンダ６は、前記ローリ
ング用油圧シリンダ７よりも応答性が良い反面、一定以
上の作業負荷に対して作動できないという特性を有する
ものである。

【００１６】これにより、ロータリ作業機Ｒは、電動シ
リンダ６のピストンが伸縮することでリヤカバー５をロ
ータリカバー３に対して左右ローリング自在に連結する
構成としたので、後述するローリング制御装置によって
作業機側で独自にリヤカバー５の角度を変更し圃場面を
均平にすることがでる。次に、トラクタＴの制御系統に
ついて図５に基づいて説明する。

【００１７】前記トラクタＴのコントローラ１０は、内
部に各種信号を処理するＣＰＵと、これら信号情報を一
時記憶するＲＡＭと、この発明のローリング制御装置等
の各種制御プログラムを格納するＥＥＰＲＯＭ等を有す
る構成となっている。そして入力部には、作業機昇降用
レバー１９のポテンショメータ２０、リフトアーム角セ
ンサ３６、ローリング制御モード切替スイッチ２１、左
右傾斜センサ２２、角速度センサ２３、ストロークセン
サ３５、そして前記リヤカバー５のポテンショメータ９
を接続して設けている。

【００１８】また、出力部には、前記作業機昇降用油圧
シリンダ３０へ油路を接続する作業機上昇用、及び下降
用の制御弁のソレノイド３７Ａ，３７Ｂと、作業機ロー
リング用油圧シリンダ７のピストンを伸縮する制御弁の
ソレノイド３８Ａ，３８Ｂと、前記電動シリンダ６等を
接続して設けている。以上のように構成した対地作業機
付トラクタＴでは、作業機Ｒのローリング制御が図６の
制御プログラムの概要を示す制御フローチャートのよう
に行われる。

【００１９】最初に、ＳＴＥＰ１で、トラクタＴのコン
トローラ１０は、エンジンのキースイッチＯＮと共に、
前記各種センサや設定器の接続状態や設定状態を読み込
む。そして、ＳＴＥＰ２、ＳＴＥＰ３で前記ローリング
制御モード切替スイッチ２１が入りであるかどうかを検
出し、制御モードを判定する。ここでは車体と平行に保
つＳＴＥＰ４の「水平モード」について図７に基づき説
明する。この「水平モード」では、最初にＳＴＥＰ１
で、トラクタＴの左右傾斜センサ２２と角速度センサ２
３の検出値を入力する。そして、角速度センサ２３の検
出値が所定値以上である場合は、この角速度の大きさに
応じ、且つこの角速度を打ち消す方向に前記電動シリン
ダ６のピストンを伸縮する。また、前記電動シリンダの
伸縮作動が完了すると、ＳＴＥＰ４以降で、前記傾斜セ
ンサ２２の検出値に応じて、ローリング用油圧シリンダ
７のピストンを伸縮しロータリ作業機Ｒ全体を水平状態
に維持する。

【００２０】これにより、「水平モード」では、角速度
センサ２３の検出値が所定値をこえるような急激な左右
傾斜変化、または凹凸の激しい圃場では、応答性の良い
電動シリンダ６の作動により圃場面を均平に整地し、一
方角速度が所定値以下のような緩やかな傾斜地、または
平坦な圃場では、作業抵抗に強いローリング用油圧シリ
ンダ７を作動させて作業機全体のローリング姿勢を変更
することにより圃場面を均平に整地し作業条件に合った
作業機のローリング制御を行うことができる。

【００２１】また、この発明の別形態としては、前記ロ
ーリング制御モード切替スイッチに替えて、「ロータリ
／代掻き」といった作業選択式のスイッチや、「電動シ
リンダ／油圧シリンダ」といったアクチュエータ選択式
のスイッチのように、ローリング制御に係るアクチュエ
ータをオペレータが作業状態に応じて任意に設定する構
成としても良い。また、作業状態を判定する方法として
は、トラクタＴの作業速を検出し、この作業速が一定値
以上である場合は、前記電動シリンダ６とローリング用
油圧シリンダ７とを同時に駆動し、応答性の良いローリ
ング制御としても良い。

【００２２】次に、前記対地作業機の独自の制御形態に
ついて説明する。図８に示した対地作業機は、前記ロー
タリ作業機Ｒを代掻き作業用に変更したもので、左右両
側部に、圃場面に追従して上下する左右フロートセンサ
５０Ｌ（５０Ｒ）を備え、同センサ５０Ｌ（５０Ｒ）の
検出値を図９に示すように、前記コントローラ１０へ入
力する構成となっている。

【００２３】そして、ローリング制御は図１０に示す制
御フローチャートのように行われる。この場合のローリ
ング制御は、前記ローリング制御モード切替スイッチ２
１が「切」の状態で、且つ作業機側のセンサ、即ち左右
フロートセンサ５０Ｌ（５０Ｒ）とリヤカバー５のポテ
ンショメータ９の接続と、電動シリンダ６の接続を判定
し、これらがＹＥＳの時に作動し、作業機独自の制御で
圃場面を均平に整地する構成となっている。

【００２４】詳しくは、ＳＴＥＰ１で、左右のフロート
センサ５０Ｌ（５０Ｒ）値を検出し、これが所定値以上
となれば、前記リヤカバー５に設けたポテンショメータ
９の目標値が演算され（ＳＴＥＰ２）、これに応じて電
動シリンダ６のピストンを伸縮作動する（ＳＴＥＰ５，
６）。そして、前記ポテンショメータ９が目標値の不感
帯内に入れば通電が停止されエンドとなり、他の制御を
完了した後に繰り返される。

【００２５】尚、前記トラクタＴの傾斜センサ２２は着
脱式に構成しているため、これを取り外して、リヤカバ
ー５の左右中心位置に設けて、前記フロートセンサ５０
Ｌ（５０Ｒ）の代用としても良い。また、この場合着脱
操作によるセンサの損傷、或いは装着不備を自動的に判
定する方法として、前記ＥＥＰＲＯＭに、作業開始後所
定時間、または車両の停止時にリヤカバー５のポテンシ
ョメータ９と傾斜センサ２２の検出値を比較して、所定
以上の差ががあればエラーを表示する故障診断処理プロ
グラムを格納する構成となっている。

【００２６】以上のように構成したトラクタＴは、電動
シリンダ６によりリヤカバー５をロータリカバー３に対
して左右ローリング自在に連結する構成としたので、作
業機側で独自にリヤカバー５の角度を変更し整地面を均
平にすることがでる。よって、前述のようなリンク機構
８とは違ってローリング用の油圧シリンダ７を備えない
場合でも圃場の整地性を損なうこと無く作業ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタの全体側面図。

【図２】ロータリの要部を示す斜視図。

【図３】リヤカバーのローリングを示す作用図。

【図４】ロータリ作業機の要部組み付け図。

【図５】コントローラの接続状態を示すブロック図。

【図６】制御フローチャート。

【図７】制御フローチャート。

【図８】フロートセンサを設けたロータリ作業機の要部
斜視図。

【図９】コントローラの接続状態を示すブロック図。

【図１０】制御フローチャート。

【符号の説明】

１ 耕耘軸 ２ ロータリ爪 ３ ロータリカバー ５ リヤカバー ６ 電動シリンダ ７ ローリング用油圧シリンダ ８ 三点リンク機構 １０ コントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右横軸１周りに回転するロータリ爪２
   の上方に第一カバー３を設け、この第一カバー３の後部
   に、同カバー３に対して左右ローリング自在に連結する
   第二カバー５を設けると共に、この第一カバー３と第二
   カバー５との間には、前記左右中央位置よりちらか一方
   に変位させた伸縮自在の作業機側アクチュエータ６を設
   けたことを特徴とする対地作業機付トラクタ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の対地作業機をリンク機
   構８を介して連結すると共に、このリンク機構８には前
   記対地作業機全体の左右ローリング姿勢を変更するリン
   ク側アクチュエータ７を備えるトラクタであって、この
   トラクタには、作業状態に応じて前記作業機側アクチュ
   エータ６、及びリンク側アクチュエータ７を選択、また
   は同時に作動する制御手段１０を備えた対地作業機付ト
   ラクタ。