JP2001078507A - トラクタの昇降装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リフトアームを上下駆動する昇降リンダの制
御弁に対する電気式のポジション制御手段と、前記制御
弁の作動を司るオン・オフ式の昇降用手動スイッチを備
えたトラクタの昇降装置において、昇降用手動スイッチ
の取扱いを容易にする。 【解決手段】 昇降用手動スイッチ５６の操作に基いて
リフトアーム５を下降作動させる昇降リンダ４の作動速
度を、現出可能な最高下降速度より低速に制限してある
とともに、昇降用手動スイッチ５６の操作に基いてリフ
トアーム５を上昇作動させる昇降リンダ４の最高作動速
度を、現出可能な最高上昇速度としてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業装置連結用の
リフトアームを上下駆動する昇降リンダを電気式のポジ
ション制御によって作動制御するよう構成したトラクタ
の昇降装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記昇降装置としては、リフトアームを
上下駆動する昇降リンダの制御弁に対する電気式のポジ
ション制御手段と、前記制御弁の作動を司る３位置切り
換え可能な手動スイッチを備えたものがあり、ポジショ
ン制御系のセンサ類、例えば、ポジションレバーの位置
を検出するポテンショメータやリフトアームの揺動角度
を検出するフィードバック用のポテンショメータが故障
してポジション制御を実行することができなくなったよ
うな場合、オン・オフ式の昇降用手動スイッチを用いて
リフトアームを昇降作動させることができるものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来構成による
と、ポジション制御系のセンサ類が故障した非常時にお
いても昇降用手動スイッチを用いてリフトアームを昇降
作動させて、連結した作業装置を昇降することができ、
とりあえず作業を続行することができるのであるが、昇
降用手動スイッチを用いての昇降リンダの制御弁の操作
は、制御弁を全開する操作となっていたために、重い作
業装置を連結している場合には、リフトアーム下降速度
が速くなって、過剰に下降させやすいものとなり、所望
の高さに正しく下降させるためには、昇降用手動スイッ
チのオン・オフを細かく繰り返して少しづつ下降させ
る、いわゆるインチング操作を行う必要があり、経験の
浅い作業者にとっては操作が難しいものとなっていた。

【０００４】本発明は、このような実情に着目してなさ
れたものであって、昇降用手動スイッチの取扱いを容易
にすることを目的とする。

【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に係る発明は、リフト
アームを上下駆動する昇降リンダの制御弁に対する電気
式のポジション制御手段と、前記制御弁の作動を司るオ
ン・オフ式の昇降用手動スイッチを備えたトラクタの昇
降装置において、前記昇降用手動スイッチの操作に基い
て前記リフトアームを下降作動させる時の昇降リンダの
作動速度を、現出可能な最高下降速度より低い速度に制
限してあることを特徴とする。

【０００７】（作用） 上記構成によると、ポジション
制御系のセンサ類が故障してポジション制御を実行する
ことができなくなったような場合、昇降用手動スイッチ
のオン・オフ操作でリフトアームを昇降作動させること
がきるのであるが、この際、リフトアームを下降作動さ
せる昇降リンダの作動速度が、現出可能な最高下降速度
より低い速度に制限されているので、リフトアームの重
い作業装置が連結されていても、昇降用手動スイッチを
用いての下降作動は不当に速く行われることはない。

【０００８】（効果） 従って、請求項１に係る発明に
よると、昇降用手動スイッチのオン・オフ操作でリフト
アーム下降操作を行っても、過剰に下降させてしまうお
それがなくなり、昇降用手動スイッチを用いての昇降操
作を的確容易に行うことができ、取扱い性を高めること
ができた。

【０００９】〔請求項２に係る発明の構成、作用および
効果〕

【００１０】（構成） 請求項２に係る発明は、請求項
１の発明において、前記昇降用手動スイッチの操作に基
いて前記リフトアームを上昇作動させる時の昇降リンダ
の最高作動速度を、現出可能な最高上昇速度としてあ
る。

【００１１】（作用） 上記構成によると、昇降用手動
スイッチを用いての下降は上記のように過剰な下降をも
たらすことなく円滑に行えるとともに、上昇は最高速度
を得ることができるので、重い作業装置を連結していて
も十分な圧油供給によって確実に上昇させることができ
る。

【００１２】（効果） 従って、請求項２に係る発明に
よると、昇降用手動スイッチによる昇降を円滑かつ的確
に行うことができ、経験の浅い作業者でも容易に取り扱
うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１に、ロータリ耕耘仕様の構成
された農用トラクタが示されている。このトラクタは、
トラクタ本機１の後部に、作業装置の一例であるロータ
リ耕耘装置２が、三点リンク機構３を介して昇降および
ローリング可能に連結された構造となっている。三点リ
ンク機構３は、図２に示すように、１本のトップリンク
３ａと左右一対のロアーリンク３ｂとからなり、外装式
の単動型油圧シリンダからなる左右の昇降シリンダ４に
よって駆動される左右のリフトアーム５と、左右の角ロ
アーリンク３ｂとがリフトロッド６とローリングシリン
ダ７を介してそれぞれ連結されている。

【００１４】ロータリ耕耘装置２を昇降シリンダ４によ
って昇降する昇降制御系と、ロータリ耕耘装置２をロー
リングシリンダ７によって左右に傾斜させるローリング
制御系のブロック図が図４に示されている。

【００１５】昇降制御系には、ロータリ耕耘装置２を運
転者が設定した任意の高さにまで昇降させるポジション
制御系と、ロータリ耕耘装置２を耕深検出結果に基づい
て昇降させて耕深を設定耕深に安定維持する標準自動耕
深制御系と、ロータリ耕耘装置２をトラクタ本機１に搭
載したエンジン８の回転数に基づいて昇降させて耕深を
設定耕深に安定維持するエンジン負荷対応式自動耕深制
御系と、トラクタ本機１の前車輪９が所定の角度以上に
大きく操向されるとロータリ耕耘装置２を設定された上
限位置まで自動的にに上昇させるオートアップ制御系
と、機体が後進されるとロータリ耕耘装置２を設定され
た上限位置まで自動的に上昇させるバックアップ制御系
と、ポジション制御系並びに標準自動耕深制御系および
エンジン負荷対応式自動耕深制御系に優先してロータリ
耕耘装置２を上限位置まで任意に上昇させる操作とその
上昇したロータリ耕耘装置２を下降させることのできる
優先昇降制御系とが含まれている。

【００１６】また、ローリング制御系には、平地の圃場
においてロータリ耕耘装置２をトラクタ本機１の左右傾
斜にかかわらず設定された左右傾斜角度に維持する標準
のローリング制御系と、左右に傾斜した圃場においてロ
ータリ耕耘装置２を設定された傾斜角度に維持する傾斜
地ローリング制御系とが含まれている。

【００１７】そして、昇降シリンダ４の作動を司る電磁
駆動式の制御弁１０、および、ローリングシリンダの作
動を司る電磁駆動式の制御弁１１は、マイクロコンピュ
ータを利用したコントロールユニット１２に接続されて
おり、以下に、これら昇降用の制御弁１０およびローリ
ング用の制御弁１１を作動させる前記各制御系について
その概略を説明する。

【００１８】〔ポジション制御〕ポジション制御系の入
力機器として、昇降レバー１３の操作位置に基づいて目
標高さを設定するポテンショメータ利用のポジション設
定器１４と、リフトアーム５の揺動角度からロータリ耕
耘装置２の機体に対する高さを検出するポテンショメー
タ利用のリフトアームセンサ１５がコントロールユニッ
ト１２に接続されており、ポジション設定器１４からの
設定値とリフトアームセンサ１５からの検出値とが均衡
するように、昇降用の制御弁１０を介して昇降シリンダ
４を伸縮制御することで、ロータリ耕耘装置２を昇降レ
バー１３の操作位置に対応した位置にまで昇降させてそ
の位置に保持することができる。

【００１９】〔標準自動耕深制御〕この標準自動耕深制
御系の入力機器としては、目標耕深を設定するポテンシ
ョメータ利用の耕深設定器１６と、ロータリ耕耘装置２
に備えた後カバー１７の揺動角を実耕深として検出する
ポテンショメータ利用のカバーセンサ１８とがコントロ
ールユニット１２に接続されており、耕深設定器１６か
らの耕深設定値とカバーセンサ１８からの耕深検出値と
が均衡するように、昇降用の制御弁１０を介して昇降シ
リンダ４を伸縮制御することで、トラクタ本機１の前後
傾斜や圃場への沈下具合にかかかわらず設定された所定
の耕深でのロータリ耕耘を行うことができる。

【００２０】〔エンジン負荷対応式自動耕深制御〕この
自動耕深制御系の入力機器としては、目標耕深を設定す
る前記耕深設定器１６と、エンジン回転数を検出する回
転センサ１９と、ロータリ耕耘装置２の高さを検出する
前記リフトアームセンサ１５とがコントロールユニット
１２に接続されており、基本的にはロータリ耕耘装置２
の高さ（リフトアーム５の高さ）を耕深設定器１６で設
定された目標耕深に維持するとともに、エンジン負荷が
増大すると耕深が深くなったものとして上昇制御を行
い、エンジン負荷が回復すると元の耕深になるように下
降制御を行うことで、実耕深を安定化することができ
る。ここで、回転センサ１９からの信号に基づいてエン
ジン負荷が検出され、このエンジン負荷び変動に応じ
て、例えばファジイ推論に基づいて昇降用の制御弁１０
への制御量が決定されるのである。従って、このエンジ
ン負荷対応式自動耕深制御系を用いた昇降制御では、上
記標準自動耕深制御で使用するカバーセンサ１８が不要
であり、湿田での荒起こし作業、内盛り耕耘作業、畝立
て作業など、後カバー１７を大きく持ち上げたままで行
うロータリ耕耘作業、などにおいて有効に利用される。

【００２１】〔オートアップ制御〕オートアップ制御系
の入力機器としては、トラクタ本機１における操向車輪
である前車輪９を操向するピットマンアーム（図示せ
ず）の揺動角を検出するステアリングセンサ２０と、ト
ラクタ本機１における走行速度を設定する主変速レバー
２１、および、前後進切換えレバー２２の各操作位置を
検出する走行変速センサ２３，２４と、トラクタ本機１
におけるＰＴＯ軸（作業用動力取出し軸）２５の回転速
度および回転方向を選択するＰＴＯ変速レバー２６の操
作位置を検出するＰＴＯ変速センサ２７とがコントロー
ルユニット１２に接続されている。

【００２２】このオートアップ制御においては、前記走
行変速センサ２３，２４からの信号によって前進走行状
態にあることが検出され、ＰＴＯ変速センサ２７からの
信号によってＰＴＯ軸２５に動力が伝達されている状態
にあるとき、すなわち、ロータリ耕耘装置２を駆動して
前進作業走行を行っているとき、ステアリングセンサ２
０によって直進状態から左方あるいは右方に設定角度
（例えば３０°）以上に前車輪９が走行されたことが検
出されると、畦際での機体方向転換であると判断して、
ロータリ耕耘装置２を設定された上限まで自動的に上昇
制御するものである。

【００２３】〔バックアップ制御〕バックアップ制御系
の入力機器としては、前記走行変速センサ２３，２４と
ＰＴＯ変速センサ２７とがコントロールユニット１２に
接続されており、ロータリ耕耘装置２を駆動して作業走
行を行っているとき、トラクタ本機１が後進状態になっ
たことが検出されると、ロータリ耕耘装置２を設定され
た上限まで自動的に上昇制御するものである。

【００２４】〔優先昇降制御〕優先昇降制御系の入力機
器としては、トラクタ本機１におけるステアリングハン
ドル２８の右側脇に設けた優先昇降レバー２９によって
操作される優先昇降スイッチ３０がコントロールユニッ
ト１２に接続されている。この優先昇降レバー２９は中
立復帰された上揺動自在なレバーとして構成されてお
り、上方へのワンショット揺動操作で、選択されている
昇降制御系に優先してロータリ耕耘装置２が上限まで上
昇され、その後の上方へのワンショット揺動操作で、ロ
ータリ耕耘装置２が選択されている昇降制御系で設定さ
れた目標耕深まで下降制御されるようになっている。

【００２５】〔ローリング制御〕ローリング制御系の入
力機器としては、トラクタ本機１の左右傾斜を検出する
傾斜センサ３１と、ロータリ耕耘装置２の左右方向での
目標傾斜角度（例えば左右水平）に設定するポテンショ
メータ利用のローリング設定器３２と、ローリングシリ
ンダ７の長さを検出するストロークセンサ３３と、手動
ローリングスイッチ３４とがコントロールユニット１２
に接続されている。このローリング制御によれば、トラ
クタ本機１が左または右に傾斜すると、傾斜センサ３１
の検出値に基づいて、本機傾斜に伴うロータリ耕耘装置
２の傾斜を修正する目標シリンダ長さが演算され、この
目標シリンダ長さに一致するようにローリングシリンダ
７がローリング用の制御弁１１を介して伸縮制御される
ことで、ロータリ耕耘装置２の左右方向での絶対傾斜角
度が目標傾斜角度に安定維持されるのである。

【００２６】なお、手動ローリングスイッチ３４は中立
復帰型の３位置切り換え式のものが使用され、「上」位
置に操作しているだけロータリ耕耘装置２を右上がり方
向に傾斜させ、「下」位置に操作しているだけロータリ
耕耘装置２を右下がり方向に傾斜させるようにローリン
グシリンダ７が優先的に操作され、手動ローリングスイ
ッチから手を放して中立に戻すと、元の目標傾斜角度に
復帰制御されるようになっている。

【００２７】また、傾斜地ローリング制御系は、トラク
タ本機１を傾斜圃場の等高線に沿って走行する作業時に
使用されるものであって、基本的には標準的な上記ロー
リング制御と同様であるが、機体傾斜角度に応じて谷側
となる車輪が沈下するのを見越して自動的に目標傾斜角
度に修正が加えられるものである。

【００２８】次に、上記各制御系の選択や目標値の設定
を行う手段について説明する。トラクタ本機１における
運転席３５の右横脇には、操作パネル３６が配備されて
おり、ここに回転ダイヤル式に構成された前記耕深設定
器１６、標準自動耕深制御系とエンジン負荷対応式自動
耕深制御系のいずれかを選択する耕深制御モード選択ス
イッチ３７、標準のローリング制御系と傾斜地ローリン
グ制御系のいずれかを選択するローリング制御モード選
択スイッチ３８、回転ダイヤル式に構成された前記ロー
リング設定器３２、リフトアーム５の上限を任意に設定
する回転ダイヤル式の上限設定器３９、オートアップ制
御系をオン・オフするオートアップ入り切りスイッチ４
０、バックアップ制御系をオン・オフするバックアップ
入り切りスイッチ４１、標準自動耕深制御系と標準のロ
ーリング制御系を同時に入り切りするための一括スイッ
チ４２、前記手動ローリングスイッチ３４、などが装備
されている。

【００２９】図５に前記昇降用およびローリング用の油
圧回路が、また、図６に、昇降用の制御弁およびローリ
ング用の制御弁の駆動用電気回路の一部が示されてい
る。

【００３０】エンジン８によって駆動されるポンプＰか
らの圧油は、フロープライオリティバルブ５１を介して
分流され、分流された制御流が３位置切換え型電磁弁か
らなるローリング用の前記制御弁１１に供給されるとと
もに、分流された余剰流が昇降用の前記制御弁１０に供
給される。ここで、昇降用の制御弁１０は、上昇用およ
び下降用の一対の電磁比例制御弁５２，５３とこれによ
って駆動される上昇用および下降用の一対のパイロット
弁５４，５５とのよって構成されており、電磁比例制御
弁５２，５３に供給される駆動電流を制御することで対
応するパイロット弁５４，５５の開度が変更されて、昇
降シリンダ４への圧油給排流量が駆動電流に比例して制
御されるようになっている。

【００３１】前記コントロールユニット１２には昇降用
手動スイッチ５６が接続されており、機体後方外部から
昇降用手動スイッチ５６を操作することで、電磁比例制
御弁５２，５３をオン・オフ操作することができるよう
になっている。また、この昇降用手動スイッチ５６は、
昇降シリンダ４の油圧回路を利用して付設した他の装置
を油圧操作する場合にの使用できるようになっている。

【００３２】つまり、前記上限設定器３９には、「油圧
取出し」位置が備えられており、この位置に設定する
と、上昇限界が、リフトアーム５が現出可能な最高の上
昇位置、つまり、機械的な上昇限界位置に設定されるこ
とになり、優先昇降レバー２９を上昇操作すると、リフ
トアーム５がこの上昇限界位置にまで上昇する。ここ
で、昇降シリンダ４への圧油給排油路ａに介在した落下
調整弁５７を全閉に操作して昇降シリンダ４からの排油
を阻止することで、リフトアーム５を固定でき、この状
態で、圧油給排油路ａに備えた油圧取出しポートｂに単
動型の油圧アクチュエータ５８を配管接続し、昇降用の
制御弁１０を操作することで油圧アクチュエータ４８を
駆動することができる。この場合、昇降用の制御弁１０
を操作するのに前記昇降用手動スイッチ５６が利用され
る。

【００３３】この昇降用手動スイッチ５６は、中立復帰
型のスイッチが利用されており、正逆の二位置に切り換
えることで、上昇側および下降側の電磁比例制御弁５
２，５３を通電作動させて油圧アクチュエータ５８を正
逆に駆動することができる。

【００３４】ここで、前記昇降用手動スイッチ５６は、
ポジション制御系が機器の故障によって作動不能となっ
た時に、以下のようにして非常用の昇降操作に利用する
ことができる。つまり、前記油圧取出しポートｂに油圧
アクチュエータ５８を接続しない状態で、上限設定器３
９を「油圧取出し」位置に切り換えれば、昇降用手動ス
イッチ５６によって電磁比例制御弁５２，５３を通電作
動させて昇降シリンダ４を作動させることができるので
ある。

【００３５】この場合、昇降用手動スイッチ５６を「上
げ」位置に操作すると、上昇側のパイロト弁５４が全開
して最大流量の圧油供給がもたらされるよう電磁比例制
御弁５２が電流制御され、昇降用手動スイッチを「下
げ」位置に操作すると、下降側のパイロト弁５５が中間
開度になって最大流量より少ない流量（例えば最大流量
の半分程度、あるいは、最大流量の三分の一程度）の圧
油排出がもたらされるように、下降側の電磁比例制御弁
５３が電流制御プログラムに基づいて通電制御されるよ
うになっている。

【００３６】このように、昇降用手動スイッチ５６を用
いての昇降操作時の上昇作動と下降作動の流量に差を与
えておくことで、重量の大きいロータリ耕耘装置２を十
分な流量で確実に上昇させることができるとともに、下
降は中速あるいは低速で行うことができるのである。

【００３７】〔別実施形態〕 上限設定器３９に、上昇を高速（大流量）で行い、
下降を低速（小流量）で行う「第１油圧取り出し位置」
と、上昇および下降を共に高速（大流量）で行うことの
できる「第２油圧取り出し位置」とを設定することもで
きる。

【００３８】 昇降用手動スイッチ５６を用いて昇降
シリンダ４を操作するモードにおける下降速度をある程
度の範囲で調節する可変抵抗器をコントロールユニット
１２に接続することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタの全体側面図

【図２】機体後部の斜視図

【図３】機体後部の平面図

【図４】制御ブロック図

【図５】油圧回路図

【図６】昇降制御系の結線図

【符号の説明】

４ 昇降シリンダ ５ リフトアーム １０ 昇降用制御弁 ５６ 昇降用手動スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2B304 KA08 LA02 LA06 LB05 LB15 LC05 MA03 MB01 MB03 MB04 MC01 MC04 MC08 MD02 PA08 PB02 PB05 PB06 PC02 PD32 PD35 QA08 QB02 QB13 QC03 RA08 RA28

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リフトアームを上下駆動する昇降リンダ
   の制御弁に対する電気式のポジション制御手段と、前記
   制御弁の作動を司るオン・オフ式の昇降用手動スイッチ
   を備えたトラクタの昇降装置において、 前記昇降用手動スイッチの操作に基いて前記リフトアー
   ムを下降作動させる時の昇降リンダの作動速度を、現出
   可能な最高下降速度より低い速度に制限してあることを
   特徴とするトラクタの昇降装置。
2. 【請求項２】 前記昇降用手動スイッチの操作に基いて
   前記リフトアームを上昇作動させる時の昇降リンダの最
   高作動速度を、現出可能な最高上昇速度としてある請求
   項１記載のトラクタの昇降装置。