JP2005143443A

JP2005143443A - トラクタのドラフトコントロール装置

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Publication number: JP2005143443A
Application number: JP2003388857A
Authority: JP
Inventors: Shinkichi Fujisawa; 新吉藤澤; Keiichi Hayashi; 恵一林
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2003-11-19
Filing date: 2003-11-19
Publication date: 2005-06-09

Abstract

【課題】トラクタにおいて、精度よくドラフトコントロールを行うこと。
【解決手段】機体後部に作業機装着装置１２を備え、作業機装着装置１２に装着されるプラウ１３等の作業機をリフトシリンダ２８により昇降する構成のトラクタにおいて、作業機装着装置１２を構成するトップリンク２１を枢支するトップリンクヒンジ３１を機体側の油圧ケース２５に回動可能に枢支し、トップリンクヒンジ３１の回動角を検出するためのポテンショメータ５０を付設し、ポテンショメータ５０により検出されるトップリンクヒンジ３１の回動角に基づいてリフトシリンダ２８の駆動を制御することによりドラフトコントロールを行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、機体後部にプラウやディスクハロー等の作業機を装着して牽引作業を行う場合にドラフトコントロールを行うためのトラクタのドラフトコントロール装置の改良に関する。

従来、トラクタにおいては、機体の後部に作業機装着装置を介してプラウやディスクハロー等の牽引式の作業機を装着し、該作業機装着装置には油圧シリンダ等の油圧アクチュエータを駆動することにより作業機を昇降させるようにしている。そして、牽引作業を行う場合に作業機に作用する牽引抵抗、つまり、トラクタの牽引力を一定に維持するためのドラフトコントロールを行っている。

このようなドラフトコントロールは、作業機装着装置に連結されるドラフトコントロール装置によって行われる。具体的には、例えば特許文献１に示すように、ドラフトコントロールレバー等の操作手段により設定される牽引力の設定値と、作業機に作用する実際の牽引抵抗のフィードバック値とを、油圧アクチュエータを制御する油圧コントロールバルブに伝えるようにしていた。そして、牽引抵抗のフィードバック値は、検出手段により検出された牽引抵抗をフィードバックリンク等を介して機械的に油圧コントロールバルブに伝達するようにしていた。

特開平３−２２９０２号公報

しかし、従来のトラクタのドラフトコントロール装置においては、牽引抵抗のフィードバック値を油圧コントロールバルブに機械的に伝達することによるロスや、誤差が発生して、精度よくドラフトコントロールを行うことができないという問題点があった。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
すなわち、請求項１においては、機体後部に牽引式の作業機装着装置を備え、該作業機装着装置に装着される作業機を油圧アクチュエータにより昇降する構成のトラクタおいて、前記作業機装着装置を構成するトップリンクを枢支するトップリンクヒンジを機体側に回動可能に枢支し、該トップリンクヒンジの回動角を検出する回動角検出手段を付設し、該回動角検出手段により検出されるトップリンクヒンジの回動角に基づいて前記油圧アクチュエータの駆動を制御するものである。

請求項２においては、前記回動角検出手段を、トップリンクヒンジにトップリンクを枢支する回動支点に配置したものである。

請求項３においては、前記トップリンクヒンジの前方に、トップリンクヒンジの前方への回動を所定角度に規制するための規制部材を設け、該規制部材の後面に接触式の検出手段を付設し、該検出手段によりトップリンクヒンジが所定角度だけ回動したことが検出された場合には、前記トップリンクヒンジの回動角に基づく油圧アクチュエータの駆動の制御を中止するものである。

請求項４においては、前記トップリンクヒンジに、トップリンクを支持するための支持孔を複数設け、該複数の支持孔のそれぞれにトップリンクの連結を検出する検出手段を付設し、該検出手段からの検出信号に基づいて前記回動角検出手段により検出されるトップリンクヒンジの回動角を補正するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、請求項１に示すようなトラクタのドラフトコントロール装置によれば、ドラフトコントロールを電気的に行うことにより、機械的に行う場合と比べて、ロスや誤差の発生を抑制することができ、精度よくスムースにドラフトコントロールを行うことができる。

請求項２に示すようなトラクタのドラフトコントロール装置によれば、ドラフトコントロールを電気的に行うことにより、機械的に行う場合と比べて、ロスや誤差の発生を抑制することができ、精度よくスムースにドラフトコントロールを行うことができる。また、トップリンクヒンジの回動支点の近傍でトップリンクヒンジの回動角を検出しているので、フィードバックリンク等を介して検出を行う場合と比べて、誤差の発生を抑制することができ、トップリンクヒンジの回動角の検出感度を向上することができ、さらに精度よくドラフトコントロールを行うことができる。

請求項３に示すようなトラクタのドラフトコントロール装置によれば、トップリンクヒンジの回動角に基づくドラフトコントロールが中止されて、通常の作業機の昇降制御に切り換えることができる。

請求項４に示すようなトラクタのドラフトコントロール装置によれば、ドラフトコントロールの感度をトップリンクが連結されている支持孔の位置に応じて補正することができ、精度よいドラフトコントロールを行うことができる。

次に、発明を実施するための最良の形態を添付の図面を用いて説明する。
図１はプラウを装着した状態のトラクタの側面図、図２は第１実施例のドラフトコントロール装置を示す側面図、図３は第１実施例のドラフトコントロール装置の制御構成を示す図、図４は第２実施例のドラフトコントロール装置の制御構成を示す図、図５は第３実施例のドラフトコントロール装置の制御構成を示す図、図６は第４実施例のドラフトコントロール装置の制御構成を示す図、図７は第５実施例のドラフトコントロール装置を示す側面図、図８は第５実施例のドラフトコントロール装置の制御構成を示す図である。

まず、本発明のドラフトコントロール装置を備えるトラクタの概略構成について、図１を用いて説明する。図１には、機体後部に作業機装着装置１２を介して作業機としてプラウ１３が装着された状態のトラクタを示している。なお、作業機装着装置１２には、プラウ１３に替えて、ディスクハローやボックススクレーパー等を装着するようにしてもよい。
トラクタの機体前部には、エンジン５等を内蔵したボンネット６が配設され、該ボンネット６の下方に前輪１が配置されている。ボンネット６の後方には、該ボンネット６の後方にキャビン７が配置されている。キャビン７内では、ステアリングハンドル１０が設けられ、該ステアリングハンドル１０の後方には、シート１１が配設され、該シート１１の下方に後輪２が配置されている。シート１１の近傍には、操作手段となる主変速レバーや副変速レバーやＰＴＯ変速レバー、ドラフトコントロールレバー４やポジションレバー等が配設されている。

エンジン５の後部には、クラッチハウジングが連設され、該クラッチハウジングの後部には、ミッションケース９が連設され、エンジン５からの動力を後輪２に伝達して駆動し、さらに、ミッションケース９より前方に突出した前輪駆動軸より伝動軸等を介して前輪１にも同時に駆動力を伝達することを可能としている。また、エンジン５からの動力はミッションケース９後端から突出したＰＴＯ軸１５に伝達可能としている。

機体後部に配置される作業機装着装置１２は、３点リンクのトップリンク２１と左右のロアリンク２２・２２と、昇降するための左右のリフトアーム２３・２３とリフトロッド２４・２４等からなり、該リフトアーム２３の後端にリフトロッド２４を枢結し、該リフトロッド２４下端をロアリンク２２の前後中途部に枢結している。トップリンク２１の前端部は、油圧ケース２５（ミッションケース９であってもよい）の後部に取り付けられるトップリンクヒンジ３１に枢結されている。そして、トップリンク２１とロアリンク２２の後部に、牽引式作業機であるプラウ１３が装着されている。

リフトアーム２３は、ミッションケース９上に載置した油圧ケース２５より突出されている。油圧ケース２５内部には、油圧アクチュエータとしてのリフトシリンダ（昇降シリンダ）２８（図３等）が構成されており、ピストンロッドの先端が油圧ケース２５内部のアーム部材に当接され、該アーム部材の基部が油圧ケース２５に横架され軸支されたリフトアーム軸２９の左右中央に固設されている。そして、リフトアーム軸２９の両側を油圧ケース２５より突出してリフトアーム２３・２３が固設されている。なお、このように内装式の油圧シリンダとして１個のリフトシリンダ２８が油圧ケース２５内に配置される構成に替えて、外装式の油圧シリンダとして２個のリフトシリンダが油圧ケースの左右両側に配置される構成としてもよい。この外装式シリンダとして構成する場合には、左右両側のリフトシリンダがそれぞれ、左右のリフトアーム２３・２３とミッションケース９またはリアアクスルケースに連結される。

油圧ケース２５の近傍には、油圧コントロールバルブとしての電磁バルブ２７（図３等）が配置されており、該電磁バルブ２７の作動により油圧ケース２５内に配置したリフトシリンダ２８への圧油を制御している。これにより、リフトシリンダ２８を駆動し、リフトアーム軸２９を中心にリフトアーム２３を回動させてリフトアーム２３のリフト角を変化することで、プラウ１３の昇降駆動を制御してプラウ１３の耕深を調節するようにしている。

電磁バルブ２７は、該電磁バルブ２７と接続されている制御手段としてのコントローラ２０（図３等）からの駆動信号に基づいて作動する。コントローラ２０は、シート１１の近傍に配置されるドラフトコントロールレバー４の回動角設定手段と接続されており、該ドラフトコントロールレバー４の回動操作による操作信号（設定値）が入力される。ただし、ドラフトコントロールの設定値の入力手段はレバーに限定せず、ツマミや数値入力等であってもよい。また、コントローラ２０は、トップリンクヒンジ３１の回動角の検出手段としてのポテンショメータ（図３等）と接続されており、該ポテンショメータからのフィードバック信号が入力される。

そして、ドラフトコントロール装置によりドラフトコントロールを行っている。具体的には、ドラフトコントロールレバー４の回動操作で設定されるトラクタの牽引力が一定となるように、ドラフトコントロールを行っている。この場合、後述するように、プラウ１３に作用する牽引抵抗（トラクタの牽引力）を、トップリンクヒンジ３１の回動角としてポテンショメータ３５により検出して、電磁バルブ２７を切り換え、リフトアーム２３を回動させることによって、プラウ１３を昇降駆動してプラウ１３の耕深を制御するようにしている。

次に、本発明のドラフトコントロール装置についての第１実施例乃至第５実施例について説明する。なお、以下の実施例におけるドラフトコントロール装置は、プラウ１３以外の作業機（例えば、ディスクハローやボックススクレーパー）をトラクタに装着した場合にも適用することができる。

まず、ドラフトコントロール装置の第１実施例について、図２、図３を用いて説明する。
作業機装着装置１２のトップリンク２１はトップリンクヒンジ３１に枢支されている。トップリンクヒンジ３１には、トップリンク２１の前端部を連結して支持するための複数のトップリンク支持孔３１ａ・３１ｂ・３１ｃ・３１ｄが上下方向に４箇所形成されており、作業機装着装置１２に装着される作業機の種類等によって、トップリンク２１の前端部を連結するトップリンク支持孔を変更できるようにしている。

トップリンクヒンジ３１の上部は、油圧ケース２５後部に枢支軸３２を介して枢支されており、該トップリンクヒンジ３１は枢支軸３２を回動支点として回動可能となっている。そして、トップリンク２１に圧縮荷重がかかる場合には、トップリンクヒンジ３１はその下部が前方に押されるように回動し、逆に、トップリンク２１に引張り荷重がかかる場合には、その下部が後方に引かれるように回動する。なお、トップリンクヒンジ３１が枢支される位置は、該トップリンクヒンジ３１の上部に限定されず、下部等であってもよい（例えば図７参照）。

トップリンクヒンジ３１の上部には、枢支軸３２を挿入支持するための枢支軸支持孔３１ｅが開口されている。また、トップリンクヒンジ３１下部には、牽引緩衝機構３０のセットボルト４３の一端のセットボルト枢支ホルダ４４を枢支する枢支軸を挿入支持する枢支軸支持孔３１ｆが開口されている。さらに、トップリンクヒンジ３１の前下部には、フィードバックリンク３３を支持するためのフィードバックリンク支持ピン３１ｇが側方に突出されている。

トップリンクヒンジ３１の下部に連結されている牽引緩衝機構３０は、牽引作業時にプラウ１３に作用する牽引抵抗によりトップリンク２１にかかる圧縮荷重および引張り荷重を緩衝するために設けられており、図２に示すように、大小２重のバランスバネ４１・４２、セットボルト４３、セットボルト枢支ホルダ４４、ケーシング４５、前サポート部材４６、後サポート部材４７等からなる。トップリンクヒンジ３１の下部において、セットボルト４３の一端のセットボルト枢支ホルダ４４が、枢支軸支持孔３１ｆに挿入支持される枢支軸に枢支されている。セットボルト４３は、油圧ケース２５に固定されるケーシング４５を前後に貫通して配置されており、該ケーシング４５内のセットボルト４３上には、前サポート部材４６、後サポート部材４７、バランスバネ４１・４２が摺動自在に外嵌され、また、該セットボルト４３の両端部にはロックナットが螺装されている。バランスバネ４１・４２は、前サポート部材４６と後サポート部材４７の間に２重に配置され、バランスバネ４１はバランスバネ４２よりも小径としてバネ定数を小さくしている。

このように、牽引緩衝装置３０には、２重のバランスバネ４１・４２が備えられており、トップリンク２１に圧縮荷重がかかる場合には、バランスバネ４１・４２が収縮し、一方、トップリンク２１に引張り荷重がかかる場合には、バネ定数の小さい小径のバランスバネ４１のみが収縮する。こうして、ドラフトコントロール時において発生する作業機のハンチングやチャタリング現象を防止するようにしている。なお、牽引緩衝機構３０が連結される位置は、トップリンクヒンジ３１の下部に限定されず、上部等であってもよい。ただし、トップリンクヒンジ３１において、枢支軸支持孔３１ｆの位置が枢支軸支持孔３１ｅの位置の近傍ではないことが望ましい。

トップリンクヒンジ３１の前下部のフィードバックリンク支持ピン３１ｇには、フィードバックリンク３３の一端が回動可能に取り付けられている。フィードバックリンク３３の他端は、油圧ケース２５の側部に回動可能に取り付けられており、該取付部分にポテンショメータ３５が付設されている。詳細には、フィードバックリンク３３の一端がポテンショメータ３５の検知アーム先端に枢支されている。このように、フィードバックリンク３３により、油圧ケース２５後方のトップリンクヒンジ３１と、該油圧ケース２５側方のポテンショメータ３５とを連結している。

ポテンショメータ３５は、トップリンクヒンジ３１の変位量、言い換えれば、トップリンクヒンジ３１の回動角を、フィードバックリンク３３を介して検出するために設けられており、回動角検出手段として機能する。このように、ポテンショメータ３５でトップリンクヒンジ３１の回動角を検出することにより、トップリンク２１にかかる圧縮荷重および引張り荷重、つまり、牽引作業でプラウ１３に作用する牽引抵抗、また言い換えれば、牽引力を検出するようにしている。ポテンショメータ３５により検出されたトップリンクヒンジ３１の回動角は、フィードバック信号としてコントローラ２０に出力される。そして、コントローラ２０に入力されるトップリンクヒンジ３１の回動角と、ドラフトコントロールレバー４の操作で設定される牽引力（設定値）とが一致するように、コントローラ２０は、電磁バルブ２７に駆動信号を出力してリフトシリンダ２８を駆動し、リフトアーム２３を回動させてプラウ１３を昇降させる。なお、このとき、入力されるトップリンクヒンジ３１の回動角は、設定値と比較できるように牽引力に相当する値に換算される。

このように、ドラフトコントロールレバー４の回動操作により電磁バルブ２７が切り換えられて、リフトアーム２３が回動し、プラウ１３が昇降する。そして、プラウ１３がドラフトコントロールレバー４で設定した設定値まで昇降すると、つまり、リフトアーム２３がドラフトコントロールレバー４で設定した牽引力に相当する角度まで回動されると、電磁バルブ２７が中立の状態に戻される。

以上のようなドラフトコントロール装置の構成において、例えばプラウ１３の耕深が深耕となり牽引抵抗が増加して、ドラフトコントロールレバー４の操作で設定される設定値よりも牽引力が大きくなった場合には、プラウ１３がロアリンク２２との連結部を支点として（ロアリンク２２後端孔と回動自在に支持されたピン１３ａを支点として）上方へ回動しようとしてトップリンク２１に圧縮荷重がかかる。これにより、トップリンクヒンジ３１の下部が前方に回動する。このとき、牽引緩衝機構３０によりショックが緩和されてハンチング等が防止されると同時に、トップリンクヒンジ３１の前方への回動角がポテンショメータ３５により検出されてコントローラ２０に送られる。

コントローラ２０は、入力されたトップリンクヒンジ３１の回動角と、ドラフトコントロールレバー４から入力されている設定値とを比較する。そして、コントローラ２０は、換算されたトップリンクヒンジ３１の回動角が、設定値と一致するように、電磁バルブ２７に駆動信号を出力する。これにより、電磁バルブ２７が作動して、リフトシリンダ２８が駆動する。リフトシリンダ２８の駆動により、リフトアーム２３がリフトアーム軸を中心に上昇するように回動し、プラウ１３が上昇して、該プラウ１３に作用する牽引抵抗が減少する。その後、ポテンショメータ３５により検出されるトップリンクヒンジ３１の回動角が、ドラフトコントロールレバー４から入力されている設定値と一致した場合には、電磁バルブ２７が中立の状態に戻されて、リフトアーム２３の上昇が停止される。

逆に、例えばプラウ１３の耕深が浅耕となり牽引抵抗が減少して、ドラフトコントロールレバー４の操作で設定される設定値よりも牽引力が小さくなった場合には、プラウ１３がその自重により下方へ下がろうとしてトップリンク２１に引張り荷重がかかる。これにより、トップリンクヒンジ３１の下部が後方に回動する。このとき、牽引緩衝機構３０によりショックが緩和されてハンチング等が防止されると同時に、トップリンクヒンジ３１の後方への回動角がポテンショメータ３５により検出されてコントローラ２０に送られる。

コントローラ２０は、入力されたトップリンクヒンジ３１の回動角と、ドラフトコントロールレバー４から入力されている設定値とを比較する。そして、コントローラ２０は、換算されたトップリンクヒンジ３１の回動角が、設定値と一致するように、電磁バルブ２７に駆動信号を出力する。これにより、電磁バルブ２７が作動して、リフトシリンダ２８が駆動する。リフトシリンダ２８の駆動により、リフトアーム２３がリフトアーム軸を中心に下降するように回動し、プラウ１３が下降して、該プラウ１３に作用する牽引抵抗が増加する。その後、ポテンショメータ３５により検出されるトップリンクヒンジ３１の回動角が、ドラフトコントロールレバー４から入力されている設定値と一致した場合には、電磁バルブ２７が中立の状態に戻されて、リフトアーム２３の下降が停止される。

このように、プラウ１３に作用する牽引抵抗が変動した場合であっても、変動した牽引抵抗によるトップリンクヒンジ３１の回動角をポテンショメータ３５により検出して、検出されたトップリンクヒンジ３１の回動角に基づいてリフトシリンダ２８を駆動することにより、ドラフトコントロールを行って、トラクタの牽引力を一定に維持するようにしている。そして、このような制御を電気的に行うことにより、機械的に行うことによるロスや誤差の発生を抑制することができ、精度よくスムースにドラフトコントロールを行うことができる。

次に、ドラフトコントロール装置の第２実施例について、図４を用いて説明する。
第２実施例のドラフトコントロール装置は、図２、図３に示す第１実施例のドラフトコントロール装置と略同様の構成となっている。牽引緩衝装置３０についても同様の構成となっている。主に異なる点は、トップリンクヒンジ３１の回動角検出用のポテンショメータが付設される位置である。そして、第１実施例のドラフトコントロール装置と同様のドラフトコントロールを行っている。

トップリンクヒンジ３１の回動角検出手段としてのポテンショメータ５０は、枢支軸３２を挿入支持するトップリンクヒンジ３１上部の枢支軸支持孔３１ｅの近傍に付設されて、トップリンクヒンジ３１の回動角を直接検知するようにしている。このため、第１実施例におけるフィードバックリンク３３、およびトップリンクヒンジ３１のフィードバックリンク支持ピン３１ｇが不要となり、部品点数の削減が図れる。

ポテンショメータ５０はコントローラ２０と接続されており、該ポテンショメータ５０により検出されたトップリンクヒンジ３１の回動角は、フィードバック信号としてコントローラ２０に出力される。このとき、入力されるトップリンクヒンジ３１の回動角は、設定値と比較できるように牽引力に相当する値に換算される。このように、ポテンショメータ５０でトップリンクヒンジ３１の回動角を検出することにより、トップリンク２１にかかる圧縮荷重および引張り荷重、つまり、牽引作業でプラウ１３に作用する牽引抵抗、また言い換えれば、牽引力を検出するようにしている。そして、コントローラ２０に入力されるトップリンクヒンジ３１の回動角に基づいてドラフトコントロールが行われており、プラウ１３に作用する牽引抵抗が変動した場合であっても、変動した牽引抵抗によるトップリンクヒンジ３１の回動角をポテンショメータ５０により検出して、検出されたトップリンクヒンジ３１の回動角に基づいてリフトシリンダ２８を駆動することにより、ドラフトコントロールを行って、トラクタの牽引力を一定に維持するようにしている。そして、このような制御を電気的に行うことにより、機械的に行うことによるロスや誤差の発生を抑制することができ、精度よくスムースにドラフトコントロールを行うことができる。

また、第１実施例における油圧ケース２５後方のトップリンクヒンジ３１と、該油圧ケース２５側方のポテンショメータ３５とを連結していたフィードバックリンク３３を介することなく、トップリンクヒンジ３１の回動支点となる枢支軸３２近傍でトップリンクヒンジ３１の回動角を検出しているので、第１実施例のドラフトコントロール装置と比較して、トップリンクヒンジ３１の回動角の検出をフィードバックリンク等を介して行うことによる誤差の発生を防止することができる。これにより、トップリンクヒンジ３１の回動角の検出感度を向上することができ、ドラフトコントロールの感度を向上することができる。そして、さらに精度よくドラフトコントロールを行うことができる。

次に、ドラフトコントロール装置の第３実施例について、図５を用いて説明する。
第３実施例のドラフトコントロール装置は、図４に示す第２実施例のドラフトコンロトール装置に、ストッパー５５および接触式の検出器５６を追加した構成となっている。

ストッパー５５は油圧ケース２５（またはミッションケース）の後面に取り付けられ、該ストッパー５５の後面に接触式の検出器５６が取り付けられており、該ストッパー５５および検出器５６は、トップリンクヒンジ３１の下部前方に配置されている。ストッパー５５は、トップリンクヒンジ３１の前方への回動角を所定角度の範囲に制限するための規制部材として設けられており、該ストッパー５５にトップリンクヒンジ３１が当接することでトップリンクヒンジ３１のさらに前方への回動が規制される。

そして、ストッパー５５とトップリンクヒンジ３１との当接位置に検出器５６が設けられ、該検出器５６はコントローラ２０と接続されている。トップリンク２１に圧縮荷重がかかりトップリンクヒンジ３１が前方に回動して、該トップリンクヒンジ３１が検出器５６と接触すると、検出器５６がＯＮ状態となり接触信号がコントローラ２０に出力される。つまり、トップリンクヒンジ３１が前方に所定角度の回動することにより検出器５６がＯＮ状態となる。

トップリンクヒンジ３１の回動角検出手段としてのポテンショメータ５０は、枢支軸３２を挿入支持するトップリンクヒンジ３１上部の枢支軸支持孔３１ｅの近傍に付設されている。ポテンショメータ５０はコントローラ２０と接続されており、該ポテンショメータ５０により検出されたトップリンクヒンジ３１の回動角は、フィードバック信号としてコントローラ２０に出力される。このとき、入力されるトップリンクヒンジ３１の回動角は、設定値と比較できるように牽引力に相当する値に換算される。このように、ポテンショメータ５０でトップリンクヒンジ３１の回動角を検出することにより、トップリンク２１にかかる圧縮荷重および引張り荷重、つまり、牽引作業でプラウ１３に作用する牽引抵抗、また言い換えれば、牽引力を検出するようにしている。そして、コントローラ２０に入力されるトップリンクヒンジ３１の回動角に基づいてドラフトコントロールが行われており、プラウ１３に作用する牽引抵抗が変動した場合であっても、変動した牽引抵抗によるトップリンクヒンジ３１の回動角をポテンショメータ５０により検出して、検出されたトップリンクヒンジ３１の回動角に基づいてリフトシリンダ２８を駆動することにより、ドラフトコントロールを行って、トラクタの牽引力を一定に維持するようにしている。そして、このような制御を電気的に行うことにより、機械的に行うことによるロスや誤差の発生を抑制することができ、精度よくスムースにドラフトコントロールを行うことができる。

第３実施例のドラフトコントロール装置では、図２、図３に示す第１実施例のドラフトコントロール装置によるドラフトコントロールとともに、次のような制御を行っている。
コントローラ２０に検出器５６からの接触信号が入力されると、ポテンショメータ５０からのフィードバック信号をＯＦＦとして入力しないように制御する。つまり、トップリンクヒンジ３１が検出器５６と接触し、該検出器５６がＯＮ状態となった場合には、トップリンクヒンジ３１が前方に回動して、その回動角がポテンショメータ５０により検出されている場合であっても、そのフィードバック信号に基づくドラフトコントロールが中止される。

この結果、ポテンショメータ５０から入力されていたフィードバックリンク３３の回動角に基づいて行われていたドラフトコントロールが中止されて、通常のプラウ１３の昇降制御に切り換わる。このように、検出器５６の接触信号に基づいて自動的に通常のプラウ１３の昇降制御に切り換えることを可能としている。なお、接触式の検出器５６を設けずに、ポテンショメータ５０により検出されるトップリンクヒンジ３１の回動角が所定角度に達した場合には、自動的に通常のプラウ１３の昇降制御に切り換えるように制御してもよい。また、第１実施例のドラフトコントロール装置に、ストッパー５５および検出器５６を追加する構成としてもよい。

次に、ドラフトコントロール装置の第４実施例について、図６を用いて説明する。
第４実施例のドラフトコントロール装置は、図４に示す第２実施例のドラフトコンロトール装置に、トップリンク２１の連結位置を検出する検出器６０を追加した構成となっている。

トップリンク２１の連結位置を検出する検出器６０ａ・６０ｂ・６０ｃ・６０ｄは、トップリンクヒンジ３１の４箇所のトップリンク支持孔３１ａ・３１ｂ・３１ｃ・３１ｄに対応して設けられており、該トップリンク支持孔３１ａ・３１ｂ・３１ｃ・３１ｄの近傍に付設されている。トップリンク２１の前端部が連結されるトップリンク支持孔は、作業機装着装置１２に装着される作業機の種類等によって変更可能となっており、検出器６０ａ・６０ｂ・６０ｃ・６０ｄにより、どのトップリンク支持孔にトップリンク２１が連結されているかを検出するようにしている。それぞれの検出器６０ａ・６０ｂ・６０ｃ・６０ｄは、コントローラ２０と接続されており、トップリンク２１が連結されたトップリンク支持孔の近傍に付設されている検出器６０から位置信号がコントローラ２０に出力される。検出器６０ａ・６０ｂ・６０ｃ・６０ｄはそれぞれ異なる位置信号を出力可能となっているため、トップリンク２１が連結されているトップリンク支持孔の位置が判別可能となる。

第４実施例のドラフトコントロール装置では、図２、図３に示す第１実施例のドラフトコントロール装置によるドラフトコントロールとともに、次のような制御を行っている。
トップリンク２１を連結するトップリンク支持孔の位置が異なれば、その位置から枢支軸３２までの距離が異なるため、プラウ１３に作用する牽引抵抗が同じであっても、トップリンクヒンジ３１の回動角が異なる。つまり、トップリンク２１を連結するトップリンク支持孔の位置が枢支軸３２から離れているほど、トップリンクヒンジ３１の回動角が大きくなる。このため、トップリンク支持孔の近傍に付設されている検出器６０により、トップリンク２１が連結されているトップリンク支持孔の位置を検出し、該検出器６０からの位置信号に応じてドラフトコントロールの感度を変更するようにしている。つまり、作業機や圃場の硬軟等に応じてドラフトコントロール時における感度を変更して、制御精度を高めることができるのである。ここで、ドラフトコントロールの感度の変更は、例えばトップリンクヒンジ３１の回動角の検出感度を変更することにより行われる。具体的には、コントローラ２０に入力されるトップリンクヒンジ３１の回動角の検出値に、検出器６０からの位置信号に応じた補正係数を乗ずることによって、ドラフトコントロールの感度の変更する。この場合、検出器６０からの位置信号に応じた補正係数としては、例えば枢支軸３２からトップリンク支持孔３１ｄまでの距離を基準距離（＝１）として、この基準距離と、枢支軸３２からそれぞれのトップリンク支持孔３１ａ・３１ｂ・３１ｃまでの距離との比を採用することができる。

この結果、コントローラ２０に、検出器６０ａ・６０ｂ・６０ｃ・６０ｄのうちいずれか１つの検出器からの位置信号が入力されると、その位置信号に応じて補正係数が決定され、この補正係数によりコントローラ２０に入力されるトップリンクヒンジ３１の回動角を補正する。そして、補正後のトップリンクヒンジ３１の回動角に基づいてドラフトコントロールを行うようにしている。これにより、ドラフトコントロールの感度をトップリンク２１が連結されているトップリンク支持孔の位置に応じて変更することができ、精度よいドラフトコントロールを行うことができる。なお、図２、図３に示す第１実施例のドラフトコントロール装置に、トップリンク２１の連結位置を検出する検出器６０を追加する構成としてもよい。また、図５に示す第３実施例のドラフトコントロール装置に、トップリンク２１の連結位置を検出する検出器６０を追加する構成としてもよい。

次に、ドラフトコントロール装置の第５実施例について、図７、図８を用いて説明する。
作業機装着装置１２のトップリンク２１を枢支するトップリンクヒンジ３１には、トップリンク２１の前端部を連結して支持するためのトップリンク支持孔３１ａ・３１ｂ・３１ｃ・３１ｄが上下方向に４箇所形成されており、作業機装着装置１２に装着される作業機の種類等によって、トップリンク２１の前端部を連結するトップリンク支持孔を変更できるようにしている。

トップリンクヒンジ３１の下部は、油圧ケース２５後部に枢支軸７２を介して枢支されており、該トップリンクヒンジ３１は枢支軸７２を回動支点として回動可能となっている。また、トップリンクヒンジ３１は、連結部材７６を介してアーム部材７７と連結されている。アーム部材７７の上部は、油圧ケース２５後部に枢支軸７４を介して枢支されており、該アーム部材７７は、枢支軸７４を回動支点として回動可能となっている。なお、７８は油圧ケース２５後部に取り付けられるブラケットであり、該ブラケット７８から枢支軸７２が側方に向けて突設されている。また、８０はトップリンクヒンジ３１とアーム部材７７との間に介装されるバネである。

そして、トップリンク２１に圧縮荷重がかかる場合には、トップリンクヒンジ３１はその上部が前方に押されるように回動し、また、アーム部材７７はその下部が前方に押されるように回動する。逆に、トップリンク２１に引張り荷重がかかる場合には、トップリンクヒンジ３１はその上部が後方に引かれるように回動し、また、アーム部材７７はその下部が後方に引張られるように回動する。

トップリンクヒンジ３１の下部には、枢支軸３２を挿入支持するための枢支軸支持孔３１ｋが開口されている。また、トップリンクヒンジ３１の上部には、牽引緩衝機構７０のセットボルト８３の一端のセットボルト枢支ホルダ８４を枢支する枢支軸を挿入支持する枢支軸支持孔３１ｊが開口されている。

トップリンクヒンジ３１の上部に連結されている牽引緩衝機構７０は、牽引作業時にプラウ１３に作用する牽引抵抗によりトップリンク２１にかかる圧縮荷重および引張り荷重を緩衝するために設けられており、図２に示す第１実施例の牽引緩衝機構３０と略同様の構成であり、大小２重のバランスバネ８１・８２、セットボルト８３、セットボルト枢支ホルダ８４、ケーシング８５、前サポート部材８６、後サポート部材８７等からなる。牽引緩衝装置７０には、２重のバランスバネ８１・８２が備えられ、バランスバネ８１はバランスバネ８２よりも小径としてバネ定数が小さくなっており、トップリンク２１に圧縮荷重がかかる場合には、バランスバネ８１・８２が収縮し、一方、トップリンク２１に引張り荷重がかかる場合には、バネ定数の小さい小径のバランスバネ８１のみが収縮する。こうして、ドラフトコントロール時において発生する作業機のハンチングやチャタリング現象を防止するようにしている。

アーム部材７７の下部には、フィードバックリンク支持ピン７７ａが側方に突出されており、該フィードバックリンク支持ピン７７ａには、フィードバックリンク７３の一端が回動可能に取り付けられている。フィードバックリンク７３の他端は、油圧ケース２５の側部に回動可能に取り付けられており、該取付部分にポテンショメータ７５が付設されている。このように、フィードバックリンク７３により、トップリンクヒンジ３１と連結されるアーム部材７７と、油圧ケース２５側方のポテンショメータ７５とを連結している。

ポテンショメータ７５は、アーム部材７７の変位量、言い換えれば、アーム部材７７の回動角を、フィードバックリンク７３を介して検出する。アーム部材７７の回動角はトップリンクヒンジ３１の回動角に応じて定まる。したがって、ポテンショメータ７５は、トップリンクヒンジ３１の変位量、言い換えれば、トップリンクヒンジ３１の回動角を、フィードバックリンク７３を介して検出するために設けられており、トップリンクヒンジ３１の回動角検出手段として機能する。このように、ポテンショメータ７５でトップリンクヒンジ３１の回動角を検出することにより、トップリンク２１にかかる圧縮荷重および引張り荷重、つまり、牽引作業でプラウ１３に作用する牽引抵抗、また言い換えれば、牽引力を検出するようにしている。ポテンショメータ７５により検出されたトップリンクヒンジ３１の回動角は、フィードバック信号としてコントローラ２０に出力される。そして、コントローラ２０に入力されるトップリンクヒンジ３１の回動角と、ドラフトコントロールレバー４の操作で設定される牽引力（設定値）とが一致するように、コントローラ２０は、電磁バルブ２７に駆動信号を出力してリフトシリンダ２８を駆動し、リフトアーム２３を回動させてプラウ１３を昇降させる。なお、このとき、入力されるトップリンクヒンジ３１の回動角は、設定値と比較できるように牽引力に相当する値に換算される。

以上のようなドラフトコントロール装置の構成において、例えばプラウ１３の耕深が深耕となり牽引抵抗が増加して、ドラフトコントロールレバー４の操作で設定される設定値よりも牽引力が大きくなった場合には、プラウ１３がロアリンク２２との連結部を支点として（ロアリンク２２後端孔と回動自在に支持されたピン１３ａを支点として）上方へ回動しようとしてトップリンク２１に圧縮荷重がかかる。これにより、トップリンクヒンジ３１はその上部が前方に押されるように回動する。このとき、牽引緩衝機構７０によりショックが緩和されてハンチング等が防止されると同時に、トップリンクヒンジ３１の回動角がポテンショメータ７５により検出されてコントローラ２０に送られる。

コントローラ２０は、入力されたトップリンクヒンジ３１の回動角と、ドラフトコントロールレバー４から入力されている設定値とを比較する。そして、コントローラ２０は、換算されたトップリンクヒンジ３１の回動角が、設定値と一致するように、電磁バルブ２７に駆動信号を出力する。これにより、電磁バルブ２７が作動して、リフトシリンダ２８が駆動する。リフトシリンダ２８の駆動により、リフトアーム２３がリフトアーム軸を中心に上昇するように回動し、プラウ１３が上昇して、該プラウ１３に作用する牽引抵抗が減少する。その後、ポテンショメータ７５により検出されるトップリンクヒンジ３１の回動角が、ドラフトコントロールレバー４から入力されている設定値と一致した場合には、電磁バルブ２７が中立の状態に戻されて、リフトアーム２３の上昇が停止される。

逆に、例えばプラウ１３の耕深が浅耕となり牽引抵抗が減少して、ドラフトコントロールレバー４の操作で設定される設定値よりも牽引力が小さくなった場合には、プラウ１３がその自重により下方へ下がろうとしてトップリンク２１に引張り荷重がかかる。これにより、トップリンクヒンジ３１はその上部が後方に引かれるように回動する。このとき、牽引緩衝機構７０によりショックが緩和されてハンチング等が防止されると同時に、トップリンクヒンジ３１の回動角がポテンショメータ７５により検出されてコントローラ２０に送られる。

コントローラ２０は、入力されたトップリンクヒンジ３１の回動角と、ドラフトコントロールレバー４から入力されている設定値とを比較する。そして、コントローラ２０は、換算されたトップリンクヒンジ３１の回動角が、設定値と一致するように、電磁バルブ２７に駆動信号を出力する。これにより、電磁バルブ２７が作動して、リフトシリンダ２８が駆動する。リフトシリンダ２８の駆動により、リフトアーム２３がリフトアーム軸を中心に下降するように回動し、プラウ１３が下降して、該プラウ１３に作用する牽引抵抗が増加する。その後、ポテンショメータ７５により検出されるトップリンクヒンジ３１の回動角が、ドラフトコントロールレバー４から入力されている設定値と一致した場合には、電磁バルブ２７が中立の状態に戻されて、リフトアーム２３の下降が停止される。

なお、第５実施例のドラフトコントロール装置の変形例としては、例えば次のようなものがある。
トップリンクヒンジ３１の回動角検出手段であるポテンショメータを、該トップリンク３１の枢支軸７２の近傍に付設してもよい（例えば図４参照）。また、アーム部材７７の枢支軸７４の近傍に付設してもよい。
トップリンクヒンジ３１の前方に、該トップリンクヒンジ３１の前方への回動を所定角度に規制するためのストッパーと、該ストッパーの後面に付設される接触式の検出器を設けるようにしてもよい（例えば図５参照）。
トップリンクヒンジ３１に形成される４箇所のトップリンク支持孔３１ａ・３１ｂ・３１ｃ・３１ｄのそれぞれの近傍に、トップリンク２１が連結されたことを検出する検出器を設けるようにしてもよい（例えば図６参照）。

プラウを装着した状態のトラクタの側面図。第１実施例のドラフトコントロール装置を示す側面図。第１実施例のドラフトコントロール装置の制御構成を示す図。第２実施例のドラフトコントロール装置の制御構成を示す図。第３実施例のドラフトコントロール装置の制御構成を示す図。第４実施例のドラフトコントロール装置の制御構成を示す図。第５実施例のドラフトコントロール装置を示す側面図。第５実施例のドラフトコントロール装置の制御構成を示す図。

符号の説明

４ドラフトコントロールレバー
１２作業機装着装置
１３プラウ
２０コントローラ
２１トップリンク
２３リフトアーム
２５油圧ケース
２７電磁バルブ
２８リフトシリンダ
３１トップリンクヒンジ
５０ポテンショメータ

Claims

機体後部に牽引式の作業機装着装置を備え、該作業機装着装置に装着される作業機を油圧アクチュエータにより昇降する構成のトラクタにおいて、
前記作業機装着装置を構成するトップリンクを枢支するトップリンクヒンジを機体側に回動可能に枢支し、該トップリンクヒンジの回動角を検出する回動角検出手段を付設し、該回動角検出手段により検出されるトップリンクヒンジの回動角に基づいて前記油圧アクチュエータの駆動を制御することを特徴とするトラクタのドラフトコントロール装置。
前記回動角検出手段を、トップリンクヒンジにトップリンクを枢支する回動支点に配置したことを特徴とする請求項１に記載のトラクタのドラフトコントロール装置。
前記トップリンクヒンジの前方に、トップリンクヒンジの前方への回動を所定角度に規制するための規制部材を設け、該規制部材の後面に接触式の検出手段を付設し、該検出手段によりトップリンクヒンジが所定角度だけ回動したことが検出された場合には、前記トップリンクヒンジの回動角に基づく油圧アクチュエータの駆動の制御を中止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトラクタのドラフトコントロール装置。
前記トップリンクヒンジに、トップリンクを支持するための支持孔を複数設け、該複数の支持孔のそれぞれにトップリンクの連結を検出する検出手段を付設し、該検出手段からの検出信号に基づいて前記回動角検出手段により検出されるトップリンクヒンジの回動角を補正することを特徴とする請求項１、請求項２、または請求項３に記載のトラクタのドラフトコントロール装置。