JP2006094773A - 乗用芝刈機のコレクタ昇降制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来、所謂ハイダンプ式のコレクタを有する乗用芝刈機では、コレクタをダンプ状態としたままで下降させて、所定の収納状態に収まらず車体側の部材とコレクタが干渉してこれらを破損するという課題が有った。
【解決手段】乗用芝刈機に、コレクタ１の高さを検出するセンサ２ｓと、コレクタ１の回動状態を検出するセンサ３ｓを設ける。前記コレクタ１の高さが一定高さ（Ｂの位置）以下で且つコレクタ１の回動状態が略水平状態Ａとなっていない場合、即ちダンプ状態Ｄでは警報ブザーを作動させる。また操縦席側方のコレクタ収納スイッチを押すと、コントローラにより制御プログラムに沿って前記コレクタ１は前記干渉を避けながら、所定の収納状態Ａに収まる。
【選択図】 図３

Description

この発明は、乗用芝刈機のコレクタ昇降制御装置に関する。

従来、乗用芝刈機には、車体後部に芝草類を収納するコレクタ（バック）を設け、このコレクタを昇降用アクチュエータの駆動により昇降自在に構成すると共に、ダンプ用アクチュエータの駆動により回動自在に構成して、前記コレクタを高位置でダンプすることで、収納した芝草類をトラックの荷台等に放出するものが知られている（特許文献１）。
特開平5-76231号

しかしながら、前記従来の乗用芝刈機では、コレクタを昇降する昇降用アクチュエータとコレクタを回動するダンプ用アクチュエータを夫れ夫れの別の操作部材で操作する構成であったので、コレクタをダンプ状態としたままで下降させて、所定の収納状態に収まらず、例えば車両側のシュータとコレクタ側の芝草取入口が一致せずに双方が干渉して、これらを破損するという課題が有った。

前記問題点を解決するために、この発明は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、車体後部に芝草類を収納するコレクタ（１）を昇降且つ回動自在に構成した乗用芝刈機において、前記コレクタ（１）の高さを検出するセンサ（２ｓ）と、コレクタ（１）の回動状態を検出するセンサ（３ｓ）を設け、前記コレクタ（１）の高さが一定以下の状態でコレクタ（１）の回動状態が略水平状態となっていない場合は報知手段（４）を作動させる制御手段（Ｃ）と備えたことを特徴とする乗用芝刈機のコレクタ昇降制御装置。
（請求項１の作用）
以上のように構成した乗用芝刈機では、作業で刈り取った芝草類をトラックの荷台などに放出する場合は、コレクタ（１）を高位置に上昇した後、大きく傾くように回動、即ちダンプさせる。そしてこのダンプ状態を戻す事無くコレクタ（１）を下降させると、報知手段（４）が作動する。

また請求項２の発明では、車体後部に芝草類を収納するコレクタ（１）を昇降且つダンプ自在に備えた乗用芝刈機において、前記コレクタ（１）の高さを検出するセンサ（２ｓ）と、コレクタ（１）の回動状態を検出するセンサ（３ｓ）と、スイッチ式またはレバー式操作具（５）を設け、前記操作具（５）が操作された時には、前記コレクタ（１）と車体との干渉を回避しながら所定の収納状態に移動させる制御手段（Ｃ）を備えたことを特徴とする乗用芝刈機のコレクタ昇降制御装置。
（請求項２の作用）
以上のように構成した乗用芝刈機では、作業で刈り取った芝草類をトラックの荷台などに放出する場合は、コレクタ（１）を高位置に上昇した後、大きく傾くように回動、即ちダンプさせる。そしてスイッチ操作具（５）を操作した時には、同コレクタ（１）は、車体側の部材と干渉する事無く、所定の収納状態に収まる。

これにより、請求項１の発明では、オペレータはコレクタ（１）がダンプした状態で下降することを認識する事ができて、前記のように車体側部材と干渉して車体またはコレクタ（１）を損傷することが無くなる。

また請求項２の発明では、オペレータはスイッチ操作具（５）を操作するだけで、コレクタ（１）は制御手段（Ｃ）により自動的に干渉を回避しながら収納状態となるので、請求項１の効果に加え、オペレータの操作を軽減することができる。

以下、図面に基づいて、この発明の乗用芝刈機について説明する。
最初に乗用芝刈機１０の全体構成について説明する。
乗用芝刈機１０は、図２と図３に示すように、所謂ハイダンプ式のコレクタ１を備えたミッドモア型乗用芝刈機であって、車体前後方向に左右の車体フレーム１１を配し、このフレーム１１前部間にエンジンＥを備えると共に、同エンジンＥの下方にフロントアクスルケースを介して左右前輪１２Ｆ，１２Ｆを支持する構成となっている。また前記フレーム１１，１１前後中間部の間には、走行用変速装置としてＨＳＴ１３を備えたミッションケース１４を支持し、この左右フレーム１１，１１の夫れ夫れ外側に、後下方へ延設され後輪１２Ｒを支持するチェーンケース１５を備える構成となっている。そして、前記エンジンＥの回転動力を前記ＨＳＴ１３を介して適宜変速し、ミッションケース１４及びチェーンケース１５内の伝動機構を介して前記左右の後輪１２Ｒ，１２Ｒへ伝達すると共に、前記ミッションケース１４前部から動力を取り出して前記前輪１２Ｆ，１２Ｆへも伝達する構成となっている。

また、前記車体フレーム１１の下方には、モア昇降用油圧シリンダＳ３の駆動を介してリンク機構を介してモーアＭを昇降自在に接続し、前記モーアＭへエンジンＥの前方下方に突設するＰＴＯ軸１６の回転をユニバーサルジョイント１７を介して伝達し動力を伝達する構成となっている。

また前記車体フレーム１１の上方には、フロア１８を備え、このフロア１８前部上方にステアリングハンドル１９を備えると共に、この後方に操縦席２０を備える構成となっている。また前記操縦席２０の側方には、ＨＳＴ変速レバー２１、モーア昇降レバー２２、中立復帰式のコレクタ昇降レバー２３及びコレクタ回動レバー２４、更にはコレクタ収納スイッチ５等の各種操作具を配置する構成となっている。そして、前記コレクタ昇降レバー２３の基部には、オペレータのコレクタ上昇操作及び下降操作を検出するコレクタ上昇スイッチ２３ａと下降スイッチ２３ｂを設け、同レバー２３の傾倒操作でこれらスイッチ２３ａ，２３ｂをＯＮする構成となっている。また前記コレクタ回動レバー２４の基部には、オペレータのコレクタダンプ操作及びダンプ復帰操作を検出するダンプスイッチ２４ａとダンプ復帰スイッチ２４ｂを設け、同レバー２４の傾倒操作でこれらスイッチ２４ａ，２４ｂをＯＮする構成となっている。そしてこれらスイッチの検出信号は、操縦席２０下方に設置した制御手段となるコントローラＣに入力する構成となっている。

また前記フロア１８の下方の前記左右のチェーンケース１５，１５間には、前記モーアＭで刈り取った芝草を後方へ案内するシュータ３０を配置し、この後開放部をコレクタ１の芝草取入口１ａに接続する構成（図３のＡの状態）となっている。

また前記コレクタ１は、略直方体のフレーム枠で構成され、前後左右及び上面を通気穴を有するプレート部材で構成し、この前面に前記シュータ３０と連通させる取入口１ａを開口すると共に、後面と上面を一体構成して蓋部１ｂとし、この蓋部１ｂをコレクタ１のダンプ（図３の（Ｄ）の状態）作動と連動してコレクタ１本体とから離れ、後方を広く開放する構成となっている。

また前記車体フレーム１１の後部左右には、上下方向の後フレーム３１を立設し、この後フレーム３１にロプス取付枠３２を介して背面視門型のロプスフレーム３３を取り付ける構成となっている。

そして前記ロプスフレーム３３の上端部には、後方へ伸びる上下のリンクアーム２Ａ，２Ｂを回動自在に支持し、この上下のリンクアーム２Ａ，２Ｂの先端部同士を上下方向のダンプ用フレーム３にて接続して左右一対の四辺リンク機構を構成すると共に、前記下側のリンクアーム２Ｂと前記ロプスフレーム３３下端部との間に、コレクタ昇降用アクチュエータとなるコレクタ昇降用油圧シリンダＳ１を介装する構成となっている。

また前記ダンプ用フレーム３には、左右方向のコレクタ回動軸Ｐ１を設け、同軸Ｐ１にコレクタ１を回動自在に取り付けると共に、ダンプ用フレーム３とコレクタ１間にダンプ用アクチュエータとなるダンプ用油圧シリンダＳ２を介装する構成となっている。

以上のように構成した乗用芝刈機１０では、図３に示すように、前記コレクタ昇降用油圧シリンダＳ１のピストンを伸長させると、リンクアーム２Ａ，２Ｂが上方へ回動して同コレクタ１を上昇させる（図３中Ｂ，Ｃ，Ｄの状態）。また同シリンダＳ１のピストンを短縮させると、リンクアームが下方へ回動してコレクタ１を下降させる。また前記コレクタ回動用油圧シリンダＳ２のピストンを伸長させると、前記コレクタ回動軸Ｐ１を中心にコレクタ１は略水平状態Ｃから後方へ回動、即ちダンプ状態Ｄとなり、同シリンダＳ２のピストンを短縮させると、コレクタ１は前記略水平状態に復帰する。

そして、前記四辺リンク機構の下側のリンクアーム２Ｂ基部には、コレクタ１の昇降位置を検出するポテンショメータ（以下、コレクタ上下位置センサ２ｓ）を設け、前記ダンプ回動軸Ｐ１にはコレクタ１の回動状態を検出するポテンショメータ（以下、コレクタ回動位置センサ３ｓ）を設け、前記操縦席２０下方のコントローラＣへ接続する構成となっている。

また前記ロプスフレーム３３の下端部には、前記コレクタ１の収納時には同コレクタの下面に沿って位置し、同コレクタ上昇時には下方へ下がる押圧板３４を設け、車体を後進させることで地面に落下した芝草類を後方へ押し出して集めることができる構成となっている。

次に前記モーアＭの構成ついて説明する。
前記モーアＭは、ハウジング２７内左右にカッターブレードを軸装する構成となっており、このハウジング２７後中央部に同ハウジング２７内と連通するダクト２８を備える構成となっている。そしてこのダクト２８後端部を前記シュータ３０の前端部に接続することで、前記ハウジング２７内のカッターブレードで刈り取られた芝草類を、ダクト２８、シュータ３０を通じてコレクタ１へ送り込む構成となっている。また前記ハウジング２７の上面には、弾性部材となる滑り止めシート２９を着脱自在に設け、車体に乗降する時のステップとすると共に、この取付位置を調整してハウジングの共振による振動を低減する構成となっている。

次に図４に基づいて乗用芝刈機１０の油圧回路について説明する。
車両に搭載したメイン油圧ポンプＰは、ミッションケース１４内の潤滑油を作動油として、まず最初にパワーステアリング用油圧回路Ｌ１へ送り、同回路Ｌ１を通じた作動油を、モア・コレクタ昇降用油圧回路Ｌ２へ送る構成となっている。また前記モア・コレクタ昇降用油圧回路Ｌ２には、回路上手側から順に、モア昇降用切替弁３５、コレクタ昇降用切替制御弁３６、コレクタダンプ用切替制御弁３７を設け、前記パワーステアリング用油圧回路Ｌ１からの作動油をチェック弁３８を介して各シリンダへ連通すると共に、これらシリンダを作動していない時には、この作動油をチャージ油としてＨＳＴ回路Ｌ３へ送る構成となっている。

また前記モア昇降用切替弁３５は、前記モア昇降レバー２２の回動操作により機械的にスプールを押し引き操作して切り替える弁であり、コレクタ昇降用切替制御弁３６とコレクタダンプ用切替制御弁３７は、前記コレクタ昇降レバー２３、コレクタ回動レバー２４の傾倒操作に応じて、前記コントローラＣからの通電指令により切り替えられる制御弁となっている。

次に図１に基づいて前記コントローラＣの接続構成について説明する。
前記コントローラＣは、内部に各種情報を処理するＣＰＵと、これら情報を一時記憶するＲＡＭと、制御プログラムを格納するＥＥＰＲＯＭを内装する構成となっている。

そしてコントローラＣの入力部には、コレクタ昇降レバー２３基部の上昇スイッチ２３ａと下降スイッチ２３ｂ、コレクタ回動レバー２４のダンプスイッチ２４ａとダンプ復帰スイッチ２４ｂ、コレクタ１の高さを検出するコレクタ上下位置センサ２ｓ、同コレクタ１の回動状態を検出するコレクタ回動位置センサ３ｓ、そしてコレクタ収納スイッチ５、そして前記ＨＳＴ１３の出力回転を検出する車速センサ７等を接続して設けている。またコントローラＣの出力側には、コレクタ昇降用切替制御弁３６の上昇用ソレノイド３６ａと下降用ソレノイド３６ｂ、コレクタダンプ用切替制御弁３７のダンプ用ソレノイド３７ａとダンプ復帰用ソレノイド３７ｂ、そして報知手段となる警報ブザー４を接続して設けている。

以上のように構成した乗用芝刈機１０では、図５に示した制御フローチャートのようにコレクタ昇降・ダンプ制御が行われる。
最初に乗用芝刈機の電源系をＯＮすると、車体に備えた電装機器に電源が投入され、コントローラＣは各種センサやスイッチの状態を読み込む。そしてまずコレクタ昇降レバー２３の操作があるかどうかを判定し、これを検出している場合は、前記上昇スイッチ２３ａ若しくは下降スイッチ２３ｂのＯＮ操作に応じて切替制御弁３６のソレノイド３６ａ，３６ｂへ通電を行ってコレクタ１を昇降する。

ここで前記下降スイッチ２３ｂがＯＮしている場合は、前記センサ２ｓ、３ｓによりコレクタ１が一定の高さ（図３中（Ｂ）の位置）以下でダンプ状態になっていないかを判定し、これがＹＥＳの判定では、このまま下降させるとコレクタ１と車体側の部材、即ちコレクタ１の前記取入口１ａとロプス取付枠３２が干渉すると判定し、警報ブザー４を作動させる。

これにより、オペレータはコレクタ１がダンプした状態で下降することを認識する事ができて、コレクタ１と車体側部材と干渉して、車体側部材またはコレクタ１を損傷することが無くなる。

また続いて前記コントローラＣでは、コレクタ回動レバー２４の操作があるかどうかを判定し、これを検出している場合は、前記ダンプスイッチ２４ａ若しくはダンプ復帰スイッチ２４ｂのＯＮ操作に応じて切替制御弁３７のソレノイド３７ａ，３７ｂへ通電を行ってコレクタ１を回動する。

また続いて前記コレクタ収納スイッチ５がＯＮされた場合は、図６に示したコレクタ収納制御の制御フローチャートに示すようにコレクタ１が収納状態（図３中（Ａ）の状態）に移動する構成となっている。

コレクタ収納制御では、最初にコレクタ１が略水平状態かどうかを判定し、これがＹＥＳの判定であれば制御弁３６のソレノイド３６ｂへ通電を行ない、コレクタ１をそのまま下降させて、最下降位置、即ち所定の収納状態となった時点で通電を停止してエンドとなる。またコレクタ１が所定以上の回動状態、即ちダンプ状態であれば、更にこの高さを判定し、この高さが前記一定以上であれば前記コレクタダンプ用切替制御弁３７のダンプ復帰用ソレノイド３７ｂへ通電を行ないダンプ状態が解除されるまで通電を行なう。また前記コレクタ１の高さが一定以上で無い場合は、同コレクタ１を同位置で略水平状態に復帰させると車体側部材と干渉し双方を破損すると想定し、前記上昇用ソレノイド３６ａへ通電を行なって一旦コレクタ１を安全な高さに（前記一定高さ）に上昇させてから後、ダンプ復帰用ソレノイド３７ｂへ通電を行ないダンプ状態を解除し、その後前記下降用ソレノイド３６ｂへ通電を行なってコレクタ１を下降する。

これにより、オペレータはコレクタ収納スイッチ５をＯＮするだけで、コレクタ１はコントローラＣにより自動的に干渉を回避しながら収納状態となるので、夫れ夫れの操作レバー２３，２４を操作する事無く操作軽減することができる。

尚、この発明の別形態としては、前記コレクタ昇降レバー２３、コレクタ回動レバー２４を他の操作形態、例えばスイッチ式操作具にて構成しても良いし、コレクタ収納スイッチ５も他の操作形態で構成しても良い。またこれら操作具を操縦席２０に代えてハンドル１９周辺に備える構成としても良い。また報知手段としては、ホーンやランプといった他の装置で構成しても良い、
次に図８に基づいて前記コントローラＣが行なう他の制御について説明する。

図８の走行チェック処理（１）では、乗用芝刈機１０の走行状態を前記車速センサ７にて検出し、コレクタ１をダンプ状態で走行させると前記警報ブザー４を作動させるものである。また走行チェック処理（２）では、コレクタ１が高位置に持ち上げられている状態で、一定速以上で走行させると同じく前記警報ブザー４を作動させるものである。

これにより、乗用芝刈機１０の走行に伴い前記コレクタ１を高位置で振動させる事が無く、ロプスフレーム３３またはこの取付枠３２に過大な荷重が係ってこれらを破損する事がなくなる。

コントローラの接続状態を示すブロック図。 乗用芝刈機の全体側面図。 コレクタの作用を示す側面図。 乗用芝刈機の油圧回路図。 コレクタの昇降・ダンプ制御の概要を示す制御フローチャート。 コレクタ収納制御の概要を示す制御フローチャート。 モーアの平面図。 走行チェック処理の概要を示す制御フローチャート。

符号の説明

Ｃ コントローラ
Ｓ１ コレクタ昇降用油圧シリンダ
Ｓ２ ダンプ昇降用油圧シリンダ
１ コレクタ
２Ａ 上側リンクアーム
２Ｂ 下側リンクアーム
３ ダンプフレーム
４ 警報ブザー
５ コレクタ収納スイッチ
１０ 乗用芝刈機
２３ コレクタ昇降レバー
２４ コレクタ回動レバー

Claims (2)

1. 車体後部に芝草類を収納するコレクタ（１）を昇降且つ回動自在に構成した乗用芝刈機において、前記コレクタ（１）の高さを検出するセンサ（２ｓ）と、コレクタ（１）の回動状態を検出するセンサ（３ｓ）を設け、前記コレクタ（１）の高さが一定以下の状態でコレクタ（１）の回動状態が略水平状態となっていない場合は報知手段（４）を作動させる制御手段（Ｃ）と備えたことを特徴とする乗用芝刈機のコレクタ昇降制御装置。
2. 車体後部に芝草類を収納するコレクタ（１）を昇降且つダンプ自在に備えた乗用芝刈機において、前記コレクタ（１）の高さを検出するセンサ（２ｓ）と、コレクタ（１）の回動状態を検出するセンサ（３ｓ）と、スイッチ式またはレバー式操作具（５）を設け、前記操作具（５）が操作された時には、前記コレクタ（１）と車体との干渉を回避しながら所定の収納状態に移動させる制御手段（Ｃ）を備えたことを特徴とする乗用芝刈機のコレクタ昇降制御装置。

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