JP2002120750A - 移動農機のブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 旋回操作を検出して旋回内側の後輪にブレー
キをかけるトラクター等には、油圧的、機械的要因によ
ってブレーキ作動が遅れたり制動力が安定せずに、常に
安定した旋回が行なえないという課題が有った。 【解決手段】 トラクタの後輪ブレーキ装置２に設けた
ブレーキ操作アーム２ａを、前記ブレーキペダルの踏み
操作をロッド５４を介して伝達する第一操作系と、前記
第一操作系とは異なり、油圧シリンダ３のピストン先端
部を前記アーム２ａに接当させて、前記油圧アクチュエ
ータ３をコントローラの電気指令により作動させる第二
操作系にて操作可能に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術】この発明は、移動農機の制動装置
に関するものであり、例えば、旋回内輪側の駆動輪を制
動しながら小さな旋回半径で短時間に自動旋回を行なお
うとするものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のものは、特開平２−１７５３３１
号公報で示すように、ステアリングハンドルを廻してこ
れが所定角度以上に操作されると、前輪増速装置を作動
しその余剰油で旋回内側の後輪ブレーキを制動して旋回
するものや、特開平６−１６１４９号公報で示すよう
に、ステアリングハンドルを廻してこれが所定角度以上
に操作されると、前輪を高速側に変速作動しながら旋回
内側の後輪ブレーキを制動して旋回するもの等が公知で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のものは、後輪ブレーキ部に取り付けた油圧ア
クチュエータとこれを作動する切替弁とが、遠く離れて
おりさらにパイプ状の油圧配管や弾性配管等で接続され
ているので、アクチュエータの作動までに時間的な遅れ
や内圧上昇が安定しない欠点を有していた。

【０００４】そこで、前記アクチュエータの作動を迅速
且つ安定してブレーキ装置へ伝達させるために解決すべ
き技術的課題が生じてくるのであり、本願発明はこの課
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】この発明は、従来装置の
このような不具合を解消しようとするものであって、次
のような技術的手段を講じた。即ち、請求項１の発明で
は、左右駆動輪１を制動するブレーキ装置２を備え、こ
のブレーキ装置２を覆うケース２０の側方に、同ブレー
キ装置２の操作アーム２ａを前後揺動自在に支持すると
共に、この操作アーム２ａを、左右夫れ夫れのブレーキ
ペダル４１の踏み操作によって操作可能に構成した移動
農機において、前記操作アーム２ａを、前記ブレーキペ
ダル４１の踏み操作をロッド５４を介して伝達する第一
操作系と、前記第一操作系とは異なり、シリンダ型油圧
アクチュエータ３のピストン先端部を前記アーム２ａに
接当させて、前記油圧アクチュエータ３をコントローラ
１２の電気指令により作動させる第二操作系にて操作可
能に構成したことを特徴とする移動農機の制動装置とし
た。

【０００６】また請求項２の発明では、前記アーム２ａ
とロッド５４は、前記油圧アクチュエータ３の作動時に
ロッド５４への動力を逃がす長孔５５を介して連結した
ことを特徴とする請求項１に記載の移動農機の制動装置
とした。

【０００７】

【発明の実施の形態】図例は、農用トラクターである移
動農機９であって、この移動農機９の駆動車輪となる後
輪１，１部に、この発明の片ブレーキ装置を折り込んで
旋回時に内側後輪１を制動し旋回するものである。

【０００８】機体の前方には操舵車輪となる前輪７が設
けられ、運転者がハンドル１０を左または右に操舵する
のをステアリング軸１１途中に設けた回転式ポテンショ
メーター等の検出具８で、その回転の方向や角度や操作
速度を検出しコントローラー１２に伝える。コントロー
ラ１２は、機体の座席１３近傍に配設されている。

【０００９】前輪７，７間上方の前フレーム１４部には
エンジン１５が搭載されており、その上方をボンネット
１６で、前方をフロントグリル１７で、側方をサイドカ
バー１８，１８で夫れ夫れ覆っている。１９は計器盤部
を上方に有したリヤーカバーであり、その後部に前述の
ハンドル１０やステアリング軸１１等を取り付けてい
る。

【００１０】また、左右の後輪１，１は、アクスルハウ
ジング２０，２０から左右に夫れ夫れ突出している。エ
ンジン１５から後輪１間は、クラッチハウジング２１や
前伝動ケース２２や後伝動ケース２３等から成る主フレ
ームで連結されている。前述のアクスルハウジング２０
は、後伝動ケース２３の側方壁面に取り付けられ、この
アクスルハウジング２０外側方に後述する要部の油圧シ
リンダ３がボルト２４，２４等の締付具で取り付けられ
る。

【００１１】後伝動ケース２３の上方には油圧シリンダ
ーケース２５が取り付けられ、ケース内に内装された油
圧シリンダー２６内のピストン２７の圧油による移動に
よりリフトアーム２８が昇降移動する。２９は二点リン
クヒッチであって、ロータリ作業機３１の取付アーム３
２部をヒッチ軸３０に軸着し、この取付アーム３２とリ
フトアーム２８間をリフトロッド３３で連結する。リフ
トアーム２８の昇降移動により、ロータリ作業機３１は
上下動する。３４はポジションレバーであって、ポジシ
ョンレバー３４の前後方向揺動に比例してリフトアーム
２８が上下するものであり、図例のものはポジションレ
バー３４の下端に回転式のポテンショメーター３６を取
り付けて、レバーの揺動角度を検出しコントローラー１
２に伝える。そして、この揺動方向と角度の大小の検出
により、油圧シリンダー２６への高圧油圧回路３７途中
のソレノイドバルブ３８を上げ，中立，下げのいずれか
に変更し操作する。また、ポジションレバー３４の最上
昇部には上限スイッチ３５が設けられ、このスイッチの
作動を検出しコントローラー１２に伝える。安価型の移
動農機９におけるポジションレバー３４ｃを図６で示す
が、安価型ではレバー下部のポテンショメーター３６の
代わりに機械式のリンク５７を介して、高圧油圧回路３
７ｃに設けたスプール式の油路切換弁５８のスプール５
８ａを直接手動操作して、リフトアーム２８を昇降制御
するものとしている。図４で示す３９はスイッチ式昇降
レバーであって、図例ではハンドル１０下部に設けられ
側方に突出したものであるが、運転者の近傍であれば座
席１３やフェンダー４０部に配設していてもよい。この
スイッチ式昇降レバー３９は、レバー操作のスイッチＯ
ＮまたはＯＦＦ信号をコントローラ１２に伝え、前記ポ
ジションレバー３４がそのレバー操作後のレバー角度位
置と比例した位置にリフトアーム２８を無段階位置に移
動制御するのに対し、このスイッチ式昇降レバー３９は
前記ＯＮ／ＯＦＦ信号をコントローラー１２に伝えて作
業装置が下降している場合上まで上昇し、作業装置が上
に上がっている場合下まで下降する指令を発して、リフ
トアーム２８を上下の二位置で昇降制御するものであ
る。

【００１２】４１はブレーキペタルであって、機体右下
方のフロア４２から上方に突設された二個のペタルであ
って、運転者が片方踏むと踏んだ方向の片側の後輪１が
制動され、両方のブレーキペタル４１を踏むと両方の後
輪１，１が制動される。運転者操作用のペタルとして
は、図示しないがこの他に主クラッチ操作用のクラッチ
ペタルやエンジン１５回転制御用のアクセルペタル等
が、フロア４２の前方に配設されている。

【００１３】５６は主変速レバーである。前後の伝動ケ
ース２２，２３内には、主変速や副変速等の変速装置４
３が設けられ、主変速レバー５６や他の副変速レバー
（図示せず。）等の変速操作により進行速度や前進後進
等を調整し、デファレンシャル機構４４に伝達する。こ
のデファレンシャル機構４４に伝達した駆動力は、デフ
ァレンシャル機構４４部で左右に分割され、夫々左右の
後輪１，１に伝達される。このデファレンシャル機構４
４から突出する出力軸４５，４５の外方端部は前述した
アクスルハウジング２０で覆われており、軸外端側にブ
レーキ装置２が取り付けられている。４６は出力ギヤで
あって、後輪１を取り付ける車軸１ａ側への減速伝動歯
車である。ブレーキ装置２はドラムブレーキでもディス
クブレーキでも良く、アクスルハウジング２０外部に設
けたブレーキアーム２ａを前後方向に揺動操作すること
により制動と非制動を、第一操作系、即ち前述したブレ
ーキペタル４１の足動による「人による制御」や、以下
詳述する第二操作系となる油圧機構利用の「自動の制
御」で行なえれば良い。

【００１４】前後の伝動ケース２２，２３側方に突設し
たアクスルハウジング２０の蓋体４７近傍外方には、図
１乃至図２に示すように、シリンダ型アクチュエータを
内装するケース４８がボルト２４，２４．．で主フレー
ム側に一体的に取り付けられる。前記ケース４８の上部
には油圧シリンダ３が設けられ、ピストン３ａが前後方
向移動自在に内挿されている。このケース４８は、左右
の後輪１，１用として独立作動する一対が、アクスルハ
ウジング２０側方に夫々取り付けられている。ピストン
３ａの突出端は、ブレーキアーム２ａを前後方向揺動可
能な位置に突出しており、図１例ではブレーキアーム２
ａの後面に接当状態に設けられている。ケース４８の下
部には電気式のソレノイドである切換弁６が取り付けら
れており、電気指令により油圧回路４内の高圧油を、タ
ンク５側またはピストン３ａ背部のシリンダー室３ｂ側
に切り替える二室切換弁としている。

【００１５】４９は減圧弁であって、タンク５内の油を
油圧ポンプ５０で例えば１平方センチ当たり２５Ｋｇの
圧力に加圧し、減圧弁４９の下流側の油圧回路４内の内
圧を例えば２２Ｋｇに常に一定圧に保持するものであ
る。５１は圧力制御弁、５２は安全弁である。５３は逃
げ孔であって、出力軸４５の外端側の蓋体４７に開口し
ており、前記ケース４８からタンク５側に逃げる油が通
過する際各部の適所（軸，湿式ディスクブレーキ，歯車
等）を潤滑する。図例では、前記ケース４８の油圧シリ
ンダ３と切換弁３を一体としているが、この要部はパイ
プを使用せずに、剛体の油路同士を連結することを特徴
とするのであるから、両ケースの油路を突き合わせ状態
で、上下二分割したケースをボルト等で一体化しても良
い。

【００１６】ブレーキペタル４１とブレーキアーム２ａ
間はロッド５４で連動連結されており、ブレーキペタル
４１を踏むとブレーキアーム２ａが矢印「イ」方向に移
動し、ブレーキ装置２を制動操作し後輪１を停止させ
る。また、ハンドル１０を左または右に一定以上操舵す
ると、ステアリング軸１１部の検出具８によりその操舵
方向内側の後輪１を制動するために、制動側のケース４
８内のピストン３ａを突出させ、ブレーキアーム２ａを
矢印「イ」方向に強制的に自動移動する。ブレーキアー
ム２ａとロッド５４間は、長孔５５を介して連結されて
おりピストン３ａの突出時にロッド５４が動かない。ピ
ストン３ａの背部のシリンダー室３ｂ内の圧油がタンク
５側に逃げると、ブレーキ装置２またはロッド５４部等
に設けた図示しない戻し機構や戻しバネにより、ブレー
キアーム２ａは元の非制動位置に戻る。

【００１７】ここで、ブレーキペタル４１の足動による
前記第一操作系での旋回の場合は運転者がペタルをふん
でいるから、作業機の上昇操作を忘れて地中に残したま
ま旋回する誤操作や、旋回時に作業機が他物に接当する
運転ミス等の、旋回姿勢の変更時に異状が発生した時
は、運転者の足裏への反力と姿勢変化を比較し、異状の
有無は容易にわかる。しかし、単にハンドル１０の操舵
に伴う、前記第二操作系による「自動の制御」で旋回す
ると、移動農機９の反応がよくわからず素人では、作業
機を壊す運転をする場合が発生する。このような場合
は、ポジションレバー３４の上限方向上げ操作時に感知
する上限スイッチ３５の検出があったときのみ、油圧シ
リンダ３を作動するようにプログラムを組んでおけば、
このような失敗を少なくできる。図例では、上限スイッ
チ３５をポジションレバー３４の上昇操作で検出してい
るが、他にリフトアーム２８の上昇角度や位置等を検出
し規制しても良い。

【００１８】図５は、ポジションレバー３４の別実施例
であって、握り３４ａ部に昇降スイッチ３９ａを設け、
このスイッチの押圧操作をコントローラ１２で検出し、
この検出により作業装置が下降している場合上まで上昇
し、作業装置が上に上がっている場合下まで下降する指
令を発して、リフトアーム２８を上または下の二段階位
置に昇降制御する。このポジションレバー３４ｂも第一
図例のポジションレバー３４と同じで、レバー操作後の
レバー角度位置と比例した位置にリフトアーム２８を無
段階位置に移動制御するようにしている。

【００１９】また、主変速レバー５６近傍にはバック位
置検出スイッチ５９が設けられ、主変速レバー５６が後
進側に変速操作されるとこのスイッチ信号をコントロー
ラ１２に伝え、電動モーター６０を回転し、スプール５
８ａを作業機上昇側に作動する（以下、バックアップ機
構）。

【００２０】このバックアップ機構を有する安価型の移
動農機９における、ポジションレバー３４ｃの別変更例
を図６で説明する。ポジションレバー３４ｃは、運転者
の手動操作により、油路切換弁５８内のスプール５８ａ
を上げまたは下げ方向に操作しリフトアーム２８を昇降
制御する。さらに、別の自動操作として、ポジションレ
バー３４ｃの握り６１部に電気スイッチである上げスイ
ッチ６２と下げスイッチ６３を取り付ける。この上げス
イッチ６２と下げスイッチ６３は、レバーの揺動操作の
必要が無く単にスイッチを押すだけで、電動モーター６
０を回転駆動しスプール５８ａを上下切り替える。

【００２１】６４はモード設定ダイヤルであって、図４
例ではハンドル１０近傍の計器盤部に設けているが、座
席１３やフレーム４０近傍に取り付けても良い。このモ
ード設定ダイヤル６４は旋回時の内輪ブレーキ機構の自
動作動をＯＮ，ＯＦＦするスイッチであり、圃場内では
スイッチＯＮしてハンドル１０の操舵と連動して自動旋
回を行なっており、圃場から道路上に出て路上を高速走
行する際には安全上の理由からＯＦＦとしており、ハン
ドル１０を所定角度以上操舵しても旋回時にブレーキの
自動作動はさせないようにしている。

【００２２】圃場内では操作容易化のため、手動操作す
るポジションレバー３４を操作しなくても、図１のスイ
ッチ式昇降レバー３９や図５の昇降スイッチ３９ａや図
６の上げスイッチ６２や下げスイッチ６３等を軽く作動
させて作業機の昇降を行なっている。このような機構は
運転者の疲労軽減のためには必要であるが、路上走行中
にスイッチに間違って触れると作業機が昇降し、道路上
の歩行者や自動車等他に危険を及ぼす欠点があった。こ
こで、モード設定ダイヤル６４を路上走行のためＯＦＦ
とした時は、前記スイッチ式昇降レバー３９や昇降スイ
ッチ３９ａや上げスイッチ６２や下げスイッチ６３等に
よる簡易昇降を規制し、ポジションレバー３４による手
動の揺動操作に伴う、比例した作業機昇降位置制御のみ
働かせる。このようにすると、間違ってポジションレバ
ー３４に運転者の服の一部や身体の一部が接当して昇降
動作したとしても、作業機が上限や地面まで一気に動く
恐れが無くより安全性を向上できる。

【００２３】また、独立した左右のブレーキペタル４
１，４１は、圃場内では運転者の足動による急旋回のた
めに左右分離している必要があるが、道路上の走行時に
は片ブレーキを作動させると移動農機９の姿勢が変わり
過ぎて危険なため、左右のブレーキペタル４１，４１を
機械的に固定する固定具（図示せず。）を設けて危険防
止としている。しかし、短距離の道路移動では両ペタル
を踏めば良いとの安易な考えで固定具を使用せずに道路
を走行して、道路側方の溝や川に転落する事故が繰り返
されている。ここで、この発明の自動旋回機構である油
圧シリンダ３作動部を、モード設定ダイヤル６４を路上
走行のためＯＦＦとした時は、検出具８の操舵角度検出
に関わらず、ブレーキペタル４１の一方が踏まれたと
き、両方の油圧シリンダ３，３に切換弁６，６を介して
圧油を流し、左右の後輪１，１を同時制動する。このよ
うにすると、路上走行時の安全性がより向上できると共
に、足に力の無い老人や婦女子でも移動農機９の停止動
作を軽い力で行なえる。

【００２４】図７，図８は、ロータリ作業機３１等の機
体後部に吊持した作業機を、移動農機９の旋回時に自動
昇降しようとする場合の制御のチャート図と、走行説明
図である。圃場Ｆの一側方から走行し耕耘作業を行なう
場合、作業機の部分が圃場端から一定距離Ｌに達すると
ハンドル１０を操舵する。このハンドル１０の操舵速度
や方向または操舵実角度をポテンショメーターである検
出具８で検出しコントローラー１２に伝え、先ずソレノ
イドバルブ３８を自動的に上げ側に作動指令し、油圧シ
リンダー２６内に高圧油を流し込み作業機を上昇し、作
業機の上昇がリフトアーム２８の根元に設けた図示しな
いポテンショメーターの変化で、作業機の下端部が地面
から上がったと検知されると、次に内側の後輪１を制動
し符号Ｕで示すようにＵターンを行なう。Ｕターンが完
了してハンドル１０が戻し開始点Ｓから徐々に戻される
と、移動農機９の進行方向は直進方向に修正操舵されて
いき、点Ｐを過ぎると移動農機９もハンドル１０も結果
として直進方向に成っている。そして作業機が圃場端か
ら距離Ｌだけ離れると、作業機を自動下降して再度耕耘
作業を続けるものである。これら制御は、所謂「オート
リフト／オートダウン」と呼び、車速によって異なる
が、圃場内耕耘作業では時速２〜３Ｋｍ程度と人の歩く
速度よりも遅い速度で作業しているから、３〜４秒程度
の略一定時間の安定した所要時間で、符号Ｕで示すＵタ
ーンが圃場端で連続して行なえる。そこで、作業機の吊
り上げ自動操作開始から５〜６秒後に自動的に降下させ
て、「オートダウン」を行なっている。この所要時間は
運転者近傍に設けた、手動操作式の時間設定ダイヤル６
５で変更可能としている。

【００２５】しかし、圃場の最終端の部分や枕地の耕耘
では圃場の側方の余裕が無いため、移動農機９はターン
の途中で機体を後進（符号Ｒ）する切り返し操作が必要
と成り、符号Ｇで示す切り返しターンでの旋回となって
しまう。移動農機９の圃場内でのこの切り返しターンＧ
では、走行装置を旋回途中で前進から後進に変速するた
め、主クラッチの切り入りや主変速レバー５６の操作を
行なうが操作をゆっくり行なったりすると、旋回途中に
５〜６秒経過し作業機が自動降下してしまうので、時間
設定ダイヤル６５で時間を変更したり、自動降下した作
業機を手動で吊り上げる等の操作が別に必要と成り、便
利な自動制御が逆に使いにくくなる。

【００２６】ここで、切換しターンＧ中の移動農機９の
進行方向を後輪１の駆動回転有無を図示しないセンサー
で検出し、前進中は旋回時の「自動作業機上昇旋回下降
制御」の時間設定ダイヤル６５で設定の所要時間例えば
５〜６秒の時間を減算し、停止時やバック位置検出スイ
ッチ５９で検出の後進時等は、所要時間の減算を牽制し
て作業機の降下位置の変動を少なくする。この制御プロ
グラムを使用すると、さらに操作性が向上し、素人向け
の使い易いものとなる。

【００２７】

【発明の効果】この発明は、説明したように、請求項１
の発明では、前記操作アーム２ａを、前記ブレーキペダ
ル４１の踏み操作をロッド５４を介して伝達する第一操
作系と、前記第一操作系とは異なり、シリンダ型油圧ア
クチュエータ３のピストン先端部を前記アーム２ａに接
当させて、前記油圧アクチュエータ３をコントローラの
電気指令により作動させる第二操作系にて操作可能に構
成したので、アクチュエータ２の作動とともに瞬時にブ
レーキ装置２が作動するので、前記従来のようにパイプ
状の油圧配管や弾性配管等で接続する等、油圧的または
機械的な構成に因る時間遅れや不安定さといった課題を
低減し、安定して旋回することができる。

【００２８】更に請求項２の発明では、前記アーム２ａ
とロッド５４とは、前記アクチュエータ３の作動時にロ
ッド５４への動力を逃がす長孔５５を介して連結したの
で、ブレーキペダル側に過剰な動力が伝わらず、操作性
が良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】左後輪側の、要部拡大側面図である。

【図２】図１の一部断面した、背面図である。

【図３】制御回路の、説明線図である。

【図４】全体側面図である。

【図５】別図例の、ポジションレバー斜視図である。

【図６】さらに別の、ポジションレバー廻りの、説明線
図である。

【図７】制御説明用のチャート図である。

【図８】圃場作業中の移動農機の走行を示す、説明平面
図である。

【符号の説明】

１ 後輪 ２ ブレーキ装置 ３ 油圧アクチュエータ ４ 油圧回路 ５ タンク ６ 切替弁 ７ 前輪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 秀明 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内 (72)発明者 大竹 伸二 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内 (72)発明者 佐川 昇 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内 Ｆターム(参考） 3D052 AA04 BB08 CC02 DD03 EE02 FF01 GG01 GG03 HH01 HH02 JJ01 JJ23 JJ31

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右駆動輪１を制動するブレーキ装置２
   を備え、このブレーキ装置２を覆うケース２０の側方
   に、同ブレーキ装置２の操作アーム２ａを前後揺動自在
   に支持すると共に、この操作アーム２ａを、左右夫れ夫
   れのブレーキペダル４１の踏み操作によって操作可能に
   構成した移動農機において、前記操作アーム２ａを、前
   記ブレーキペダル４１の踏み操作をロッド５４を介して
   伝達する第一操作系と、前記第一操作系とは異なり、シ
   リンダ型油圧アクチュエータ３のピストン先端部を前記
   アーム２ａに接当させて、前記油圧アクチュエータ３を
   コントローラ１２の電気指令により作動させる第二操作
   系にて操作可能に構成したことを特徴とする移動農機の
   ブレーキ装置。
2. 【請求項２】 前記アーム２ａとロッド５４は、前記油
   圧アクチュエータ３の作動時にロッド５４への動力を逃
   がす長孔５５を介して連結したことを特徴とする請求項
   １に記載の移動農機のブレーキ装置。