JP2002209406A

JP2002209406A - 作業機のローリング制御装置

Info

Publication number: JP2002209406A
Application number: JP2001010631A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ueji; 仁志上路; Koji Furukawa; 浩二古川; Masayuki Takahashi; 誠之高橋; Tomoyuki Ishida; 智之石田; Kiyobumi Sakurahara; 清文桜原
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2001-01-18
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2002-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】作業機の左右ローリング姿勢を調整するロー
リングシリンダと、該ローリングシリンダの伸縮量を設
定する設定手段とを備えた作業車両に於いて、作業機が
水平状態に近い姿勢での左右ローリング調整を正確に行
えるようにする。【解決手段】ローリングシリンダの伸縮量を設定する
ための水平調整ダイヤル１６は、作業機が水平位置にあ
るときの指示位置を中心として、その左右付近は水平調
整ダイヤル１６の回転操作量に対してローリングシリン
ダの伸縮量を小さくし、水平調整ダイヤル１６を左右に
大きく回転した位置ではローリングシリンダの伸縮量を
大きくするように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は作業機のローリング
制御装置に関するものであり、特に、トラクタ等に連結
した作業機の左右ローリング姿勢の調整感度に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、トラクタ等の作業車両にリンク機
構を介してロータリ等の作業機を連結する場合、リンク
機構の連結部分に作業機の左右ローリング姿勢を調整す
るためのローリングシリンダを設けるとともに、車体側
には前記ローリングシリンダの伸縮量を設定する設定手
段として水平調整ダイヤルを設置する。該水平調整ダイ
ヤルの指示位置を水平位置から例えば右下げ側に操作す
れば、ローリングコントロールバルブの制御によって前
記ローリングシリンダが駆動され、車体に対して作業機
が右下げ姿勢になる。この状態で、該水平調整ダイヤル
を更に右下げ側に操作すれば、前記ローリングシリンダ
が更に駆動されて作業機の右下げ角度が増加するように
構成されている。該水平調整ダイヤルの操作量とローリ
ングシリンダの伸縮量とは直線的に変化するように構成
してあり、該水平調整ダイヤルの回転操作に比例して一
定の割合でローリングシリンダが伸縮される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、水平
調整ダイヤルの回転操作により作業機の左右ローリング
姿勢を調整するが、一般に作業機を大きく傾けた状態で
作業する頻度は少なく、略水平状態に近い姿勢で作業機
のローリング調整を細かく設定することが多い。しか
し、従来は水平調整ダイヤルの操作量とローリングシリ
ンダの伸縮量とは直線的に変化するように構成してある
ため、該水平調整ダイヤルの指示位置が水平位置付近の
場合とローリング角が大である場合とでローリングシリ
ンダの伸縮変化が同一となる。従って、水平調整ダイヤ
ルの指示位置が水平位置付近であっても、ローリング角
大の場合と作業機の傾き変化が同じになり、水平状態に
近い姿勢での微調整が困難であった。

【０００４】そこで、作業機の左右ローリング姿勢を調
整するローリングシリンダと、該ローリングシリンダの
伸縮量を設定する設定手段とを備えた作業車両に於い
て、作業機が水平状態に近い姿勢での左右ローリング調
整を正確に行えるようにす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】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、車体に連結した作業
機１２の左右ローリング姿勢を調整するローリングシリ
ンダ３０と、該ローリングシリンダ３０の伸縮量を設定
する設定手段１６とを備えた作業車両１０に於いて、前
記設定手段１６の操作量に対するローリングシリンダ３
０の伸縮量は、作業機１２が水平位置に接近するのに伴
って漸減するように構成した作業機のローリング制御装
置、及び、車体に連結した作業機１２の左右ローリング
姿勢を調整するローリングシリンダ３０と、該ローリン
グシリンダ３０の伸縮量を設定する設定手段１６とを備
えた作業車両１０に於いて、前記設定手段１６は回転式
把持部を有し、作業機１２が水平位置にあるときの把持
部の指示位置を中心として、該指示位置から左右所定角
度θ内ではローリングシリンダ３０の伸縮量を小さく
し、且つ、前記所定角度θ外ではローリングシリンダ３
０の伸縮量を前記所定角度θ内よりも大きくした作業機
のローリング制御装置を提供するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に従って詳述する。図１及び図２は作業車両の一例と
してトラクタ１０を示し、該トラクタ１０は車体の後部
にリンク機構１１を介してロータリ等の作業機１２が連
結されている。運転席１３の近傍には作業機１２の昇降
位置を設定するポジションレバー１４、作業機１２の耕
深量を設定する耕深調整ダイヤル１５、作業機１２の左
右方向の傾きを設定する水平調整ダイヤル１６等が設け
られ、運転席１３の後部には車体の左右方向の傾きを検
出するスロープセンサ１７が設けられている。

【０００７】前記リンク機構１１はトップリンク２０と
左右のロワリンク２１，２１とからなり、左右のリフト
アーム２２，２２の先端とロワリンク２１，２１をリフ
トロッド２３，２３にて連結し、リフトシリンダ２４の
駆動にてリフトアーム２２を回動することにより、リフ
トロッド２３，２３を介してロワリンク２１，２１が上
下動する。斯くして、ロワリンク２１，２１の先端部を
回動中心に前記作業機１２が昇降する。

【０００８】リフトアーム２２の回動基部には、作業機
１２の昇降位置を検出するセンサとしてリフトアーム角
センサ２５が設けられ、このリフトアーム角センサ２５
にてリフトアーム２２の回動角を検出し、作業機１２の
昇降高さを演算する。また、作業機１２のメインカバー
２６の後端部にリヤカバー２７を回動自在に取り付け、
リヤカバーセンサ２８によりリヤカバー２７の回動角度
を検出して、作業機１２の耕深制御を行えるように形成
されている。

【０００９】一方、車体に対する作業機１２の左右方向
の傾きを変更するアクチュエータとして、左右どちらか
のリフトロッド２３の途中にローリングシリンダ３０を
設け、該ローリングシリンダ３０を伸縮させてロワリン
ク２１のリフト量を左右で変えることにより、作業機１
２のローリング角を変更可能に形成してある。

【００１０】そして、前記ローリングシリンダ３０に隣
接してストロークセンサ３１を設け、該ストロークセン
サ３１によりローリングシリンダ３０の伸縮長さを検出
して車体１０に対する作業機１２のローリング角を計測
するとともに、調整器である前記水平調整ダイヤル１６
の設定値に応じてローリングシリンダ３０を伸縮駆動
し、作業機１２のローリング制御を行えるようにしてあ
る。

【００１１】ここで、運転席１３の前方には車体の操向
操作部であるステアリングハンドル３５が設けられ、該
ステアリングハンドル３５の近傍位置に前後進切り換え
レバー３６及び作業機昇降レバー３７を設けてある。前
後進切り換えレバー３６を操作することにより、後輪３
８へ伝達する駆動力を逆転させて、車体の進行方向を随
時選択できるようにし、また、作業機昇降レバー３７を
操作することにより、作業機１２を作業位置から所定高
さまで一気に上昇、または、所定高さから作業位置に一
気に降下できるように形成されている。また、運転席１
３の側方部に変速レバー３９を設置するとともに、左右
独立して踏み込み可能な左右ブレーキペダル４０，４０
が設けられている。前記、ステアリングハンドル３５の
回転操作は操向装置４１へ伝達され、操向量に応じて前
輪４２が回向する。前輪４２の操向量はステアリング切
れ角センサ４３によって検出される。

【００１２】図３はローリング制御系のブロック図、図
４は運転席１３の近傍またはメータパネル等に設けた水
平調整ダイヤル１６及びモード切り換えスイッチ４５を
示す図、図５は油圧回路図であり、前記水平調整ダイヤ
ル１６及びローリング制御モードを水平と平行とに切り
換えるモード切り換えスイッチ４５等の設定信号と、ス
ロープセンサ１７及びストロークセンサ３１等の検出信
号がコントローラ５０に入力される。コントローラ５０
はこれらの入力信号に基づいて作業機１２のローリング
角を演算し、該作業機１２を設定された傾きに維持すべ
く、ローリングコントロールバルブ５１の伸びソレノイ
ド５２若しくは縮みソレノイド５３に信号を出力する。

【００１３】メインポンプ５５から吐出された圧油は、
減圧弁５６を経てローリングシリンダ３０を制御するロ
ーリングコントロールバルブ５１と、リフトシリンダ２
４を制御するリフトコントロールバルブ５７とに送られ
る。また、圧油の一部は、減圧弁５８を経て四駆切り換
えクラッチ６０、主変速切り換え用アクチュエータ６
１、左右ブレーキシリンダ６２、前後進切り換えクラッ
チ６３、ＰＴＯクラッチ６４などに送られ、サブポンプ
６５から吐出された圧油は、操向装置４１、メインクラ
ッチ６６等に送られる。

【００１４】前記ローリングシリンダ３０の伸縮量を設
定する設定手段である水平調整ダイヤル１６は回転式把
持部を有し、いま、該水平調整ダイヤル１６を水平位置
から例えば右下げ側に操作すれば、コントローラ５０か
らローリングコントロールバルブ５１の伸びソレノイド
５２に信号が出力され、前記ローリングシリンダ３０が
伸長方向に駆動されて、車体に対して作業機１２が右下
げ姿勢となる。このとき、車体に対する作業機１２のロ
ーリング角は前記ストロークセンサ３１によって検出さ
れる。

【００１５】ここで、該水平調整ダイヤル１６の操作量
に対するローリングシリンダ３０の伸縮量は、一定の割
合で直線的に変化するものではなく、図６に示すよう
に、作業機１２が水平位置に接近するのに伴って漸減す
るように構成されている。即ち、作業機１２が水平位置
であるときの水平調整ダイヤル１６の指示位置を中心と
して、該指示位置から左右所定角度θ内に操作されてい
る場合は、水平調整ダイヤル１６の回転角に対するロー
リングシリンダ３０の伸縮量を小さくする。従って、作
業機１２が水平位置に近い状態では、水平調整ダイヤル
１６を同じ回転角だけ操作しても作業機１２のローリン
グ角の変化が緩慢となり、作業機１２の左右ローリング
姿勢を微調整することが可能である。

【００１６】これに対して、前記水平調整ダイヤル１６
が前記所定角度θの範囲外に操作されている場合は、水
平調整ダイヤル１６の回転角に対するローリングシリン
ダ３０の伸縮量を前記所定角度θ内の場合よりも大きく
する。従って、水平調整ダイヤル１６をある角度以上に
回転させた後には、水平調整ダイヤル１６を同じ回転角
だけ操作しても作業機１２のローリング角の変化が急峻
となる。

【００１７】尚、斯かる特性の水平調整ダイヤル３０を
構成するには、回転式ボリュームを特注する必要はな
く、汎用されている回転式ボリュームの回転角をコント
ローラ５０で読み取り、該読み取り値に対して伸びソレ
ノイド５２及び縮みソレノイド５３への出力値を制御す
ることによって可能である。従って、特殊な部品を使用
することなく、ソフトウェアの変更のみで安価且つ正確
にローリング制御を行うことができる。また、本実施の
形態では、ローリングシリンダ３０の伸縮量を設定する
設定手段として回転式ボリュームを使用しているが、特
にこれに限定されるべきではなく、例えば直線的にスラ
イドする形式のボリュームを使用してもよい。

【００１８】ここで、一般的なスロープセンサ１７は、
その構造上車体の旋回時に遠心力の影響を受け易く、従
来は、スロープセンサ１７が検出した傾きが、車体の傾
きによるものか或いは旋回時の遠心力によるものかの判
別が困難であった。そこで、遠心力を計測することによ
り、スロープセンサ１７の検出値が遠心力によるものか
否かを判別すれば、正確なローリング制御を実施するこ
とができる。

【００１９】図７及び図８は遠心力センサ１８を示し、
車体に固設したピン７０にボス７１，７２を枢着し、一
方のボス７１には軸心から法線方向にアーム７１ａを延
設してウエイト７１ｂを固設するとともに、このウエイ
ト７１ｂに係止ピン７１ｃを突設する。また、他方のボ
ス７２には軸心から法線方向にアーム７２ａを延設して
ウエイト７２ｂを固設するとともに、このアーム７２ａ
とは反対側の法線方向にブラケット７２ｃを固設し、こ
のブラケット７２ｃに回転角の変化を検出するポテンシ
ョメータ７４を装着する。

【００２０】そして、ポテンショメータ７４のセンサア
ーム７４ａを前記一方のアーム７１ａに対峙させ、該セ
ンサアーム７４ａの先端部に前記ウエイト７１ｂの係止
ピン７１ｃを係合する。更に、前記アーム７１ａの両側
にステー７１ｄ，７１ｄを突設するとともに、前記アー
ム７２ａの両側にステー７２ｄ，７２ｄを突設し、左側
のステー７１ｄ，７２ｄ間にスプリング７５を介装する
とともに、右側のステー７１ｄ，７２ｄ間にスプリング
７５を介装する。尚、前記ウエイト７１ｂよりもウエイ
ト７２ｂの重量を大にしてあるため、ウエイト７２ｂが
下方に位置するように構成される。

【００２１】而して、通常時は左右のスプリング７５，
７５の引張力がバランスして、双方のアーム７１ａ，７
２ａは左右何れにも回動せずに一直線上に保持されるた
め、ポテンショメータ７４の検出値は零である。そし
て、車体が左右何れかに旋回したときは、車体に加わる
遠心力により双方のアーム７１ａ，７２ａがピン７０を
回動中心にして旋回方向とは反対側へ傾倒し、ウエイト
７１ｂ，７２ｂの移動によってセンサアーム７４ａが回
動するため、ポテンショメータ７４は左右何れかの傾き
を検出する。従って、この検出値によって遠心力の大き
さと方向を判別することができる。尚、この状態では、
左右何れか一方のスプリング７５が収縮し、他方のスプ
リング７５が伸長する。従って、車体に加わる遠心力が
なくなると、伸長した他方のスプリング７５の引張力に
より双方のアーム７１ａ，７２ａが一直線上に戻され
て、ポテンショメータ７４の検出値が再び零になる。

【００２２】いま、車体が例えば右下がりの状態である
場合は、図９（ａ）に示すように、車体の傾きによっ
て、スロープセンサ１７は角度ｘ₀だけ右下がりである
との検出信号を出力する。しかし、車体に遠心力が加わ
っていないため、同図（ｂ）に示すように、遠心力セン
サ１８のアーム７１ａ，７２ａは一直線上に保持され
て、ポテンショメータ７４の検出値は零である。斯くし
て、前記スロープセンサ１７が検出した角度ｘ₀は車体
の傾きであると判別でき、通常のローリング制御を行
う。

【００２３】これに対して、車体が例えば左旋回した場
合は、図１０（ａ）に示すように、車体の傾きがないに
も拘わらず、スロープセンサ１７は角度ｘ₁だけ右下が
りであるとの検出信号を出力する。従来は、このスロー
プセンサ１７の検出信号が車体の傾きによるものか或い
は旋回時の遠心力によるものかの判別が困難であった。
しかし、前記遠心力センサ１８の検出値が角度ｙ₁であ
り、この検出値が零でないことにより遠心力が発生して
いることが分かり、前記スロープセンサ１７が検出した
角度ｘ₁は車体の旋回による遠心力が作用していること
が判別でき、然るときは、作業機１２を車体と平行に保
持、或いは、遠心力が作用する以前の姿勢に保持するロ
ーリング制御を行う。

【００２４】斯くして、トラクタ１０の代掻き作業や旋
回作業時に於いても、遠心力の影響を受けないローリン
グ制御が可能となる。例えば、図１１（ａ）に示すよう
に、スロープセンサ１７の検出値が角度ｘ₂である場合
に、遠心力センサ１８の検出値が角度ｙ₂であるとき
は、スロープセンサ１７の検出値から遠心力センサ１８
の検出値を差し引いた値、即ち角度（ｘ₂−ｙ₂）が車体
のローリング角であると判別し、この角度に基づいて正
確なローリング制御を行うことができる。

【００２５】次に、前記運転席１３の近傍に設けた水平
調整ダイヤル１６とは別に、車体の後部にスイッチを設
けて作業機１２の左右ローリング姿勢を調整可能にした
構成も知られている。例えば、図１２及び図１３に示す
ように、クローラユニット７９を装着したトラクタ１０
の場合、フェンダ８０の内部に開口部８１を設け、この
開口部８１にバイパスメタル８２を介してローリングコ
ントロールバルブ５１を設置し、その外側にカバー８３
をビス８４にて着脱可能に取り付ける。また、ローリン
グシリンダ３０の伸縮量を設定する手段として、フェン
ダ８０の外部に右下げスイッチ８５と左下げスイッチ８
６を設置する。尚、ローリング制御のモード切り換えス
イッチ４５は運転席１３の近傍に設けてある。

【００２６】従来、クローラ型トラクタでは複数のコン
トロールバルブをミッションケースの上面に配置してあ
るため、ローリングコントロールバルブ５１を設置する
スペースがなく、ミッションケースの側面に新たにロー
リングコントロールバルブ５１を設ける構成にすると、
ホイール型トラクタとミッションケースやフェンダ８０
の共用化が困難となる。しかし、前述したように、フェ
ンダ８０の内部に開口部８１を設けてローリングコント
ロールバルブ５１を設置することにより、クローラ型と
ホイール型とでミッションケースやフェンダ８０の共用
化が図られるとともに、フェンダ８０内のスペースの有
効利用を図ることができ、しかも、カバー８３を取り外
すことによってメンテナンスも容易である。

【００２７】そして、オペレータが前記右下げスイッチ
８５または左下げスイッチ８６を手動操作したときは、
コントローラ５０は前記モード切り換えスイッチ４５の
設定に優先して、ローリングシリンダ３０を伸縮駆動さ
せ、作業機１２の左右ローリング姿勢を変更することが
できる。また、上記右下げスイッチ８５または左下げス
イッチ８６の手動操作時に、オペレータが一旦これらの
スイッチから手を離したときに、モード切り換えスイッ
チ４５の設定によって作業機１２の姿勢が自動復帰する
と危険であるため、図１４のフローチャートに示すよう
に、手動スイッチにて手動操作したときと、その手動操
作後は、モード切り換えスイッチ４５の設定に拘わら
ず、手動モードを優先させる。そして、作業機上げ操作
があったとき、若しくは、上げ操作で作業機が上げ位置
付近まで上昇したときに、該手動モードを解除すること
により、自動水平モード復帰時での作業機１２と地面と
の干渉を防止することができる。

【００２８】尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない
限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該
改変されたものに及ぶことは当然である。

【００２９】

【発明の効果】本発明は上記一実施の形態に詳述したよ
うに、請求項１記載の発明は作業機の左右ローリング姿
勢を調整するためのローリングシリンダの伸縮量は、該
ローリングシリンダの設定手段が作業機水平位置に接近
するのに伴って漸減するように構成したので、作業機が
水平位置に近い状態では、前記設定手段の操作に対して
作業機の姿勢変化が緩慢となり、作業機の左右ローリン
グ姿勢を微調整することが可能である。

【００３０】また、請求項２記載の発明は、ローリング
シリンダの伸縮量を設定する設定手段が回転式把持部を
有し、この把持部が作業機水平にあるときの指示位置を
中心としてその左右所定角度内ではローリングシリンダ
の伸縮量を小さくしたので、作業頻度が高い略水平状態
に近い姿勢での傾き調整を細かく設定することができ、
特殊な部品を使用することなく安価且つ正確にローリン
グ制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施の形態を示すものである。

【図１】トラクタの車体と作業機の側面図。

【図２】トラクタの車体と作業機の背面図。

【図３】ローリング制御系のブロック図。

【図４】モード切り換えスイッチ及び水平調整ダイヤル
の正面図。

【図５】油圧回路図。

【図６】水平調整ダイヤルの指示位置と作業機の左右ロ
ーリング姿勢の関係を示すグラフ。

【図７】遠心力センサの正面図。

【図８】遠心力センサの側面図。

【図９】（ａ）車体が右下がり時でのスロープセンサの
検出状態を示す正面図。（ｂ）車体が右下がり時での遠心力センサの検出状態を
示す正面図。

【図１０】（ａ）車体が左旋回時でのスロープセンサの
検出状態を示す正面図。（ｂ）車体が左旋回時での遠心力センサの検出状態を示
す正面図。

【図１１】（ａ）車体が右下がり且つ左旋回時でのスロ
ープセンサの検出状態を示す正面図。（ｂ）車体が右下がり且つ左旋回時での遠心力センサの
検出状態を示す正面図。

【図１２】（ａ）クローラユニットを装着したトラクタ
の平面図。（ｂ）クローラユニットを装着したトラクタの側面図。

【図１３】ローリングコントロールバルブを取り付けた
フェンダ内部の分解斜視図。

【図１４】制御手順を示すフローチャート。

【符号の説明】

１０トラクタ１２作業機１６水平調整ダイヤル３０ローリングシリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋誠之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)発明者石田智之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)発明者桜原清文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） 2B304 LA02 LA06 LB05 LB15 MA08 MC02 PA08 PB06 QA12 QA26 QB04 QC03 QC07 RA23 RA28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体に連結した作業機１２の左右ローリ
ング姿勢を調整するローリングシリンダ３０と、該ロー
リングシリンダ３０の伸縮量を設定する設定手段１６と
を備えた作業車両１０に於いて、前記設定手段１６の操
作量に対するローリングシリンダ３０の伸縮量は、作業
機１２が水平位置に接近するのに伴って漸減するように
構成したことを特徴とする作業機のローリング制御装
置。
【請求項２】車体に連結した作業機１２の左右ローリ
ング姿勢を調整するローリングシリンダ３０と、該ロー
リングシリンダ３０の伸縮量を設定する設定手段１６と
を備えた作業車両１０に於いて、前記設定手段１６は回
転式把持部を有し、作業機１２が水平位置にあるときの
把持部の指示位置を中心として、該指示位置から左右所
定角度θ内ではローリングシリンダ３０の伸縮量を小さ
くし、且つ、前記所定角度θ外ではローリングシリンダ
３０の伸縮量を前記所定角度θ内よりも大きくしたこと
を特徴とする作業機のローリング制御装置。