JP2005245357A - トラクタの作業機昇降制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】昇降操作レバー及び耕深設定レバーの操作による、ポジション制御と耕深自動制御を併用した耕耘作業を行うと共に、圃場の硬軟等の条件に応じて作業機の下降を任意の位置で規制し、作業機のハンチングを無くすことができるトラクタの作業機昇降制御装置を提供する。
【解決手段】走行機体１ｃに装着した作業機１２を、昇降操作レバー３Ｌの操作位置に対応して昇降させるポジション制御と、耕深設定レバー３Ｒで設定した耕深となるように作業機１２を昇降させる耕深自動制御を備えたトラクタ１において、前記耕深自動制御が作動状態にある際に、作業機１２の下降を任意の位置で規制する下げ規制手段４を備えたこと。
【選択図】図３

Description

本発明は、作業機をポジション制御と耕深自動制御によって昇降させるトラクタの作業機昇降制御装置に関する。

従来、走行機体に装着したロータリ耕耘装置等の作業機を、昇降操作レバーの操作位置に対応して昇降させるポジション制御と、耕深設定レバーで設定した耕深となるように昇降させる耕深自動制御を備えたトラクタは既に公知である。このトラクタは昇降操作レバーを下降操作し作業機を下降させて耕耘作業を行う。

そして、耕耘作業時には作業機の耕深をリヤカバーの上下動に基づいて検出し、耕耘深さが一定となるように作業機を昇降させる耕深自動制御が行なわれる。また作業機が浅耕位置においてハンチングを生じないように、ポジション制御の作動杆に作業機の下降位置を規制する規制具を設けた構造となっている（特許文献１参照。）。
特開平７−３２７４０５号公報（第３ページ，図８）

上記特許文献１で示されるトラクタは、昇降制御装置に作業機の下降位置を規制する規制具を設けているので、作業機側から下げ信号があった場合でも、規制具が作業機の下降を阻止し、作業機が著しく下降することによるハンチング現象を防止する。

然し、上記規制具によるハンチング防止構造は、作業機の下降を規制する位置が一定であったため、標準的な浅耕位置より耕深設定レバーで更に浅耕を設定した場合や、車輪の沈下に伴い作業機が相対的に高い位置となった場合には、作業機の下降規制が機能せず作業機がハンチングを生ずるという欠点がある。

即ち、代掻き作業時には作業機を浅耕位置に設定して耕耘作業を行うが、この際圃場に凹部があると、作業機はこれに追従して下降しようとするが、次の段階で凹部から復帰すると直ちに上昇指令が出される結果、作業機は上下動を繰り返してハンチングを惹起することになる。

また、上記先行技術の規制部は制御装置の油圧ケース内に固定して設けた構造で外側から任意に調節することができないので、前述のより浅耕を行うときや車輪の沈下量に対応したい場合、また車輪を大きなタイヤ径のものに取り替えた場合に、規制具の位置を外部から簡単に変更することができないこと、及び油圧ケース内への規制具の組み付け構造が複雑化する等の欠点がある。
そこで本発明は、係る下げ規制位置を外部から任意に調節可能に構成することによって、作業機のハンチングの発生を無くそうとするものである。

上記課題を解決するために本発明のトラクタの作業機昇降制御装置は、第１に、走行機体１ｃに装着した作業機１２を、昇降操作レバー３Ｌの操作位置に対応して昇降させるポジション制御と、耕深設定レバー３Ｒで設定した耕深となるように作業機１２を昇降させる耕深自動制御を備えたトラクタ１において、前記耕深自動制御が作動状態にある際に、作業機１２の下降を任意の位置で規制する下げ規制手段４を備えたことを特徴としている。

第２に、前記ポジション制御機構にコントロールバルブ２０を切り換えるポジションコントロールアーム３５を備え、前記下げ規制手段４をポジションコントロールアーム３５の下げ位置を任意の位置で規制することによって構成することを特徴としている。

以上のように本発明によれば、昇降操作レバー及び耕深設定レバーの操作による、ポジション制御と耕深自動制御を併用した耕耘作業を従来のものと同様に行うことができると共に、作業機の下降を任意の位置で規制することができ、それにより圃場の硬軟等の条件に応じて作業機の下降規制位置を適正に調節することにより、作業機のハンチングを無くすことができる。

また、ポジション制御機構のコントロールバルブを切り換えるポジションコントロールアームの下げ位置を任意の位置で規制するようにすると、ポジションコントロール側の機構を利用して下げ規制手段を簡単に構成することができる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１において符号１は、本発明に係わるレバー構造を有する作業機昇降制御装置（制御装置）２を設けたトラクタであり、前輪１ａ，後輪１ｂを有する走行機体１ｃの後部に、三点支持方式のリンク機構を介し、作業機の一例として示すロータリ耕耘装置１２を昇降自在に装着している。

このトラクタ１は走行機体１ｃの後部に設置されるトランスミッションケース１ｄの上部に、前記リンク機構を昇降動作せしめるリフトアーム１０を軸支した制御装置２を取付固定している。制御装置２は油圧シリンダ１１の伸縮動作によってリフトアーム１０を上下回動させると共に、油圧シリンダ１１への作動油を切り換えるコントロールバルブ２０を油圧ケース３に備えている。

図２で示されるように制御装置２は、コントロールバルブ２０の操作を司る昇降操作レバー（ポジションコントロールレバー即ち、Ｐ／Ｃレバー）３Ｌと、耕深設定レバー（ポジションオートコントロールレバー即ち、ＰＡＣレバー）３Ｒの基部側を、コントロールバルブ装置２の側方に軸支している。また後述するリフトアーム１０の最下げ位置（作業機１２の最下降位置）を外部操作可能に規制する下げ規制手段（吊り位置設定アーム）４を、レバーガイド４２のガイド溝に沿って前後方向に回動操作可能に軸支している。

以下各構成について説明する。先ず上記油圧シリンダ１１を作動せしめる油圧回路は、図２で示すように従来のものと同様な構成からなり、昇降操作レバー３Ｌを操作すると、リフトアーム１０及びリンク機構を介して作業機をレバーの操作位置に対応せしめた高さ位置に設定するポジション制御機構としている。また耕深設定レバー３Ｒを操作すると、上記ポジション制御に合わせ、作業機１２がレバーの操作位置に対応した耕深になるように制御する耕深自動制御を行う。

走行機体１ｃに装着される作業機１２はロータリ式の耕耘作業機を示し、ロータリ部１２ａの耕耘深さ（以下耕深と言う）は、ロータリカバー１３の後端に上下揺動可能に設けたリヤカバー１５をレベラとし、該リヤカバー１５が耕土面に接して上下動する変化量を、従来のものと同様にワイヤー及びリンク類からなる耕深フィードバック機構（耕深感知リンク機構）１６を介し、制御装置２にフィードバック制御可能に伝える。
これによりリフトアーム１０による作業機１２の上げ下げを、耕深設定レバー３Ｒによって設定された耕深とする耕深自動制御機構を構成している。

同図で示す油圧回路のコントロールバルブ２０は、切換バルブ２１ａのスプール（メインスプールと言う）２１とポペットバルブ２２ａの下げスプール２２及びチェックバルブ２０ｂ，アンロードバルブ２３等から構成している。そして、ポンプ側から圧送される作動油を入力ポート２４に送給し、コントロールバルブ２０の出力ポート２０ａから、降下速度調整バルブ２６を介し油圧シリンダ１１に送給するように接続している。
このコントロールバルブ２０は、従来のものと同様に後述するバルブ作動部５の作動杆５０が前後移動（作動）することによって切り換えられる。

そして、コントロールバルブ２０は、メインスプール２１と下げスプール２２を後方に向けて略水平方向に設け、その後方にバルブ作動制御用のリンク機構からなるバルブ作動部５を構成し、油圧ケース３の外側に昇降操作レバー３Ｌと耕深設定レバー３Ｒを、それぞれ昇降レーバー軸３１と耕深レーバー軸（後述するリンク軸）５７ａによって回動可能に軸支している。

上記バルブ作動部５は、縦姿勢で前後移動可能に支持される厚肉な平帯状板からなる作動杆５０をメインスプール２１に連結している。この作動杆５０は中途部に支点軸５ａ，５ｂを前後方向に離間させて突設し、各支点軸５ａ，５ｂにそれぞれ第１リンク５１と第２リンク５２を枢支し天秤状に回動可能に設けている。

また作動杆５０はメインスプール２１を常時引き出し方向に引っ張り付勢するスプリング５Ｓと連結し、コントロールバルブ２０を作業機下げ側に切り換えるように付勢している。図３（Ｂ）に示すようにコントロールバルブ２０は、メインスプール２１が中立位置をはさみ、前側（紙面に対し右側）に作動されるとリフトアーム１０を上げ回動し、後側（紙面に対し左側）に作動されるとリフトアーム１０を下げ回動する。

作動杆５０に枢支される第１リンク５１は、その上下端にリフトアームフィードバックリンク５３とポジションコントロールリンク５５を係合可能に対設している。また第２リンク５２の上下端には、リアカバーフィードバックリンク５６とポジションオートコントロールリンク５７を係合可能に対設している。
そして、各リンクのリンク軸５３ａ，５５ａ，５６ａ，５７ａは油圧ケース３に回動可能に軸支され、次のような操作によって各リンクを揺動回動させる。

即ち、ポジションコントロールリンク５５は最下げ操作位置にある昇降操作レバー３Ｌを、図３で示す矢印方向に操作（上げ操作）すると、後述するレバー構造を介し第１リンク５１下部側を矢印方向に作動し、且つ作動杆５０を介しメインスプール２１をスプリング５Ｓに抗し矢印方向に押動し、コントロールバルブ２０をリフトアーム１０が上げ作動する側に切り換えることができる。

また、昇降操作レバー３Ｌを上げ操作位置から反矢印方向へ下げ操作すると、ポジションコントロールリンク５５は反矢印方向へ回動し、第１リンク５１をフリーにしスプリング５Ｓの付勢力によって作動杆５０を反矢印方向に作動し、コントロールバルブ２０を下げ側に切り換える。

リフトアームフィードバックリンク５３は、リンク軸５３ａ端にリフトアームフィードバックアーム５８を設け、該リフトアームフィードバックアーム５８をリフトアーム１０の基端部に設けたリフトアームフィードバック杆５９と連結せしめ、リフトアーム１０の作動量に追随した揺動回動（以下追動と言う）を行う。

従って、第１リンク５１は同図で示すように、ポジションコントロールリンク５５とリフトアームフィードバックリンク５３が接当しバランス状態で支持されるとき、作動杆５０の前後移動（作動）を停止保持する。そして、何れかのリンクの回動により他方のリンク側を支点に作動杆５０を回動せしめ、コントロールバルブ２０を上げ又は下げ方向に切換作動しポジション制御をする。

図３，図４を参照し昇降操作レバー３Ｌ及び下げ規制手段４について説明する。レバー軸３１に軸支される昇降操作レバー３Ｌは、ポジションコントロールリンク５５のリンク軸５５ａ端に設けたポジションコントロールアーム（以下単にＰ／Ｃアームと言う）３５を併設している。このＰ／Ｃアーム３５は上端に突設した係合ピン３６を昇降操作レバー３Ｌの上側面に対し、スプリング５Ｓの付勢力によって係合可能に押接させる。上記係合ピン３６には、逆Ｌ字状のアームに形成した下げ規制手段４の規制部４０が下方から接当可能に対設される。

この下げ規制手段（以下単にアームと言う）４は、レバー部と規制部４０の中途部を油圧ケース３側に設けたレバー制動機構付きの支持軸４１に回動可能に取付支持され、該支持軸４１は係合ピン３６の上方近傍に設けている。またアーム４はそのレバー部を耕深設定レバー３Ｒの後方側で低い位置に突出させ、且つ後輪１ｂを覆うフェンダー部等に形成したレバーガイド４２のガイド溝４３に挿入している。

上記ガイド溝４３は図３（Ｃ）で示すように平面視鉤型に形成され、そのストレート路の後端側に操作解除位置Ｎを設け、前側に位置決め用の段部４５を設けて最浅位置Ｓを設定し、鉤路の前端に代掻き位置Ｋを設けている。
このレバー構造によれば、アーム４が解除位置Ｎにあるとき、昇降操作レバー３Ｌが最下げ位置まで操作された場合には、Ｐ／Ｃアーム３５は昇降操作レバー３Ｌの最下げ操作位置まで追動する。

また、図４の実線で示すようにアーム４が最浅位置Ｓに操作されると、昇降操作レバー３Ｌに追随して下降するＰ／Ｃアーム３５は、その係合ピン３６がアーム４の規制部４０と接当しそれ以下の下降が規制される。従って、この場合はリフトアーム１０は、アーム４によって下げ規制された最浅位置Ｓで作業機１２を吊り下げ支持し、この位置から上方で支持される作業機１２のポジション制御を有効にする。

また、図４，図３（Ｃ）の仮想線で示すようにアーム４を代掻き位置Ｋに操作した場合には、昇降操作レバー３Ｌに追随して下降するＰ／Ｃアーム３５は、その係合ピン３６が上記最浅位置Ｓの場合よりも上位置でアーム４の規制部４０と接当しそれ以下の下降が規制される。従って、リフトアーム１０は最浅位置Ｓで設定された高さよりもやや高い代掻き作業高さに作業機１２を吊り下げ支持し、この位置から上方でのポジション制御を有効にする。

次に、耕深設定レバー３Ｒとその耕深自動制御について説明する。図３において耕深設定レバー３Ｒは最浅操作位置にあり矢印方向（前側）に操作すると、ポジションオートコントロールリンク５７が矢印方向（後側）に回動し、第２リンク５２の下端側の接当を解除した後側で耕深設定レバー３Ｒの操作量に対応したフィードバック待機位置で停止される。

一方、リアカバーフィードバックリンク５６のリンク軸５６ａ端に設けられるリアカバーフィードバックアーム６は、耕深フィードバック機構１６を介してリヤカバー１５と連結している。そして、リヤカバー１５が地面（耕土面）に接地した状態を検知信号としフィードバックしリアカバーフィードバックアーム６が矢印方向（下方）に回動されると、リアカバーフィードバックリンク５６が矢印方向（前側）に回動し、第２リンク５２を押動し支点軸５ｂを中心に回動させる。

これにより、第２リンク５２の下端側がリアカバーフィードバックリンク５６と接当し上端側がさらに押動されると、作動杆５０は前側移動しコントロールバルブ２０を切り換えリフトアーム１０が上げ作動し作業機１２を上昇させる。次いで作業機１２の上昇によりリヤカバー１５が元の位置に復帰すると、リアカバーフィードバックアーム６も図示しない復帰機構によって復帰し、リアカバーフィードバックリンク５６による第２リンク５２の押動を解除し、作動杆５０は昇降操作レバー３Ｌで設定された位置に復帰し一連の耕深自動制御を行うことができる。

次に、以上のように構成されるトラクタ１の昇降操作レバー３Ｌの操作について図５，６を参照し説明する。（尚、同図は昇降操作レバー３Ｌの構造を理解し易くする上で、耕深設定レバー３Ｒ及びアーム４等の図示を省略して示す。）
図５は図示を省略したアーム４が解除位置Ｎにあり、昇降操作レバー３Ｌを最上げ操作し、これによりリフトアーム１０が最上げ位置で停止している状態を示す。

この状態では作業機１２は地面から離間した最上昇位置で吊り下げられ、ここから昇降操作レバー３Ｌを矢印方向に下げ操作すると、ポジションコントロールリンク５５が矢印方向に回動し、第１リンク５１を介し作動杆５０がスプリング５Ｓの付勢力によってコントロールバルブ２０を中立位置から下げ側に切り換える。次いでポジションコントロールリンク５５のリンク軸５５ａに設けたＰ／Ｃアーム３５は、その係合ピン３６が昇降操作レバー３Ｌに接当しながら追動し、リフトアーム１０を下げ回動する。

次いで図３で述べたように、リフトアーム１０の所定量の下降回動によって、リフトアームフィードバック杆５９とリフトアームフィードバックアーム５８を介してリフトアームフィードバックリンク５３が矢印方向に動き、これにより第１リンク５１及び作動杆５０はコントロールバルブ２０を下げ側から中立位置に切り換えて、リフトアーム１０を停止する。

ここから図６で示すように最下げ位置にある昇降操作レバー３Ｌを上げ側に操作すると、Ｐ／Ｃアーム３５も上げ方向に回動するので、ポジションコントロールリンク５５が矢印方向に動き、第１リンク５１を介し作動杆５０がコントロールバルブ２０を中立位置から上げ側に切り換え、リフトアーム１０を図５で示す最上げ状態にする。尚、図６はリフトアーム１０が最下げ状態であるとき、昇降操作レバー３Ｌを最上げ位置に操作する状態を示す。

次に、図７，図８について説明する。図７は昇降操作レバー３Ｌを最下げ位置に操作して、リフトアーム１０を最下げ位置に回動停止させ、且つ耕深設定レバー３Ｒを最浅位置に操作し耕深自動制御を最浅耕深に設定した状態を示す。

このときロータリ部１２ａによる耕深が耕深設定レバー３Ｒによる設定深さより深くなると、リヤカバー１５に連動しているリアカバーフィードバックアーム６が矢印方向に回動され、リアカバーフィードバックリンク５６が矢印方向に回動しコントロールバルブ２０を上げ方向に切り換える。これによりリフトアーム１０は図８で示すように上げ回動し、作業機１２を上昇させ再び設定深さを維持した耕耘作業を行う。

以上のように構成された昇降操作レバー３Ｌと耕深設定レバー３Ｒとアーム４を備えたトラクタ１によって、一般的な耕耘作業を行う際には、先ずアーム４を解除位置Ｎに設定した状態において、従来のものと同様に昇降操作レバー３Ｌ及び耕深設定レバー３Ｒを適宜操作し、ポジション制御と耕深自動制御を併用した耕耘作業を行う。

このような耕耘作業において、表層に凹凸のある圃場で浅く耕したい場合には、アーム４をレバーガイド４２の最浅位置Ｓに切り換えておくと、昇降操作レバー３Ｌを素早く且つ無造作に最下降位置に操作したとしても、昇降操作レバー３Ｌに追随作動するＰ／Ｃアーム３５が最浅位置Ｓにあるアーム４に接当して規制され、作業機１２の設定以上の下降を規制することができる。

これにより作業機１２はリフトアーム１０によって従来の浅耕位置より高い所定の吊り高さ位置に吊り下げ支持される。従って、この状態では作業機１２がポジション制御で下げられてもリヤカバー１５が地面の凸部に当たると、この耕深自動制御の信号が優先されて停止し作業機１２をより高い方向に上げるように制御され、ハンチングを防止しながら圃場の表層を綺麗に浅耕することができる。

また、代掻き作業を行う場合には、アーム４を代掻き位置Ｋに操作し昇降操作レバー３Ｌを最下げ操作すると、上記最浅位置Ｓよりも高い位置で作業機１２を吊り下げ支持することができる。これにより車輪が沈下した状態の耕盤走行を行っても作業機１２はより高い位置で下げ規制されるから、上記最浅位置Ｓの場合と同様に制御され、ロータリ部１２ａは表層の代掻き作業をハンチングを防止しながらスムーズに行う。

このようにアーム４を外部操作可能に備えるトラクタ１は、作業の状況に応じレバーガイド４２に沿ってアーム４を、最浅位置Ｓと代掻き位置Ｋ等の任意の位置に簡単に切り換え操作することができる。尚、上記のようなレバーガイド４２で代掻き位置Ｋを必要としない場合には、アーム４は解除位置Ｎと最浅位置Ｓを設けたストレートな操作経路で案内することができる。

また、作業機１２を最浅位置で吊り下げた状態で行う浅耕や代掻き作業、及び耕耘する圃場の凹凸や軟弱等の条件、並びに機体毎に異径で装着されるタイヤ径等に応じた作業機１２の吊り下げ高さは、ポジション制御機構のコントロールバルブ２０を切り換えるポジションコントロールアーム３５の下げ位置を選択的に規制することによって行うので、ポジションコンロールト側の機構を利用して、ポジション制御の下げ規制手段を簡単な構成にすることができる。

本発明に係わる制御装置を備えたトラクタの側面図。 図１の制御装置の油圧回路図。 （Ａ）は図１の制御装置の全体構造を示す側面図である。（Ｂ）は（Ａ）の制御装置内のコントロールバルブとバルブ作動部の構成を示す要部の側面図である。（Ｃ）は下げ規制手段のレバーガイドの平面図である。 図３の制御装置の下げ規制手段の操作と、その際のバルブ作動部状態を示す側面図である。 図３の耕深設定レバーと下げ規制手段を省略して示す制御装置の側面図と、その際のバルブ作動部状態を示す側面図である。 図５の制御装置の耕深設定レバーを最下げ位置から上げ操作する状態の側面図と、その際のバルブ作動部状態を示す側面図である。 図３の下げ規制手段構造を省略して示す制御装置の側面図と、その際のバルブ作動部状態を示す側面図である。 図７の昇降操作レバーと耕深設定レバーで設定されたリフトアームと、リアカバーフィードバックアームの作用を示す制御装置の側面図と、その際のバルブ作動部状態を示す側面図である。

符号の説明

１ トラクタ
１ｃ 走行機体
２ 作業機昇降制御装置（制御装置）
３ 油圧ケース
３Ｌ 昇降操作レバー
３Ｒ 耕深設定レバー
４ 下げ規制手段（アーム）
５ バルブ作動部
６ リアカバーフィードバックアーム
１０ リフトアーム
１１ 油圧シリンダ
１２ 作業機（ロータリ耕耘装置）
２０ コントロールバルブ
２１ メインスプール
３５ ポジションコントロールアーム（Ｐ／Ｃアーム）
５０ 作動杆

Claims (2)

1. 走行機体（１ｃ）に装着した作業機（１２）を、昇降操作レバー（３Ｌ）の操作位置に対応して昇降させるポジション制御と、耕深設定レバー（３Ｒ）で設定した耕深となるように作業機（１２）を昇降させる耕深自動制御を備えたトラクタ（１）において、前記耕深自動制御が作動状態にある際に、作業機（１２）の下降を任意の位置で規制する下げ規制手段（４）を備えたことを特徴とするトラクタの作業機昇降制御装置。
2. 前記ポジション制御にコントロールバルブ（２０）を切り換えるポジションコントロールアーム（３５）を備え、前記下げ規制手段（４）をポジションコントロールアーム（３５）の下げ位置を任意の位置で規制することによって構成することを特徴とする請求項１記載のトラクタの作業機昇降制御装置。
   

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