JP2010000837A - 作業機の操向角検出構造 - Google Patents

Abstract

【課題】単一センサで操向角度センサを構成できる良さを生かしながら、操向角度センサの取付位置を合理的に設定して、故障等を未然に回避して信頼性の高い作業機の操向角検出構造を提供する。
【解決手段】前輪の操向角度を検出する操向角度センサ４７と繰向部材４１とを連係機構Ｂによって連係する。連係機構Ｂを、繰向部材４１より後方に延出された連係ロッド４８と、その連係ロッド４８の作動を伝達する上下向き姿勢の回転連係軸４９とで構成し、操向角度センサ４７を前記回転連係軸４９の上端部に連係させてある。
【選択図】図３

Description

本発明は、作業機の旋回時における操向角度センサを備えている作業機の操向角検出構造に関する。

操向角度センサを設けるに、操向機構を構成するピットマンアームの回転軸に取り付けていた（特許文献１）。

特公平６−４９４２２号公報（第３頁第５欄第２２行〜第３０行、第１図）

上記のように、ピットマンアームの回転軸に操向角度センサを取り付けたものでは、左右の操向輪にタイロッドで連係する必要性から、ピットマンアームが運転操縦部のステップフロアーより下方に位置することになる。そうすると、操向角度センサの取付位置も運転操縦部のステップフロアーより下方に成らざるを得ず、圃面からの土の付着等に起因する故障等を招来する虞が考えられ、設置環境として更に良好な位置を選定する必要があった。

本発明の目的は、操向角度センサの取付位置を合理的に設定して、故障等を未然に回避して信頼性の高い作業機の操向角検出構造を提供する点にある。

（構成）
請求項１に係る発明の特徴構成は、操向輪の操向角度を検出する操向角度センサと操向機構とを連係機構によって連係し、前記連係機構を、前記操向機構より横方向に延出された連係ロッドと、その連係ロッドの作動を伝達する上下向き姿勢の回転連係軸とで構成し、前記操向角度センサを前記連係機構の上端部より上方に位置させてある点にあり、その作用効果は次の通りである。

（作用）
従来のように、操向角度センサを操向機構のピットマンアームの軸等に直接連結するのではなく、操向角度センサの設置位置を見出すのに、まず、操向機構から連係ロッドを介して一旦操向機構から横方向（機体左右方向や機体前後方向）に偏位した位置を選定する。その選定した位置で上下方向へのスペースを見出し、その位置で上下向き姿勢の回転連係軸を立設して、その回転連係軸の上端位置に操向角度センサの設置位置を設定する。その回転連係軸に操向角度センサを連係し、操向角度センサを連係機構の上端部より上方に位置させるようにした。
このような配置構成によって、従来より高い位置に操向角度センサを設けることができた。

（発明の効果）
横方向に延出された連係ロッドと、その連係ロッドの作動を伝達する上下向き姿勢の回転連係軸とを装備した連係機構を介して操向角度センサを操向機構から離れた位置でかつ圃面上方に設けることができた。
これによって、操向角度センサの最低地上高を下げ過ぎないようにしつつ、泥かぶりの少ない位置に配置することができ、検出構造として信頼性の高いものを提供することができた。

（構成）
請求項２に係る発明の特徴構成は、前記連係ロッドが、前記操向機構の後方に位置するミッションケースの下方を迂回する状態に配置されている点にあり、その作用効果は次の通りである。

（作用効果）
上下向き姿勢の回転連係軸に連係するに、ミッションケース下方が空きスペースとなっている点に着目して、連係ロッドを配置したものであり、連係機構の配置スペースを容易に見出すことができた。

（構成）
請求項３に係る発明の特徴構成は、前記回転連係軸が前記ミッションケースの後方に立設されている点にあり、その作用効果は次の通りである。

（作用効果）
上下方向での空きスペースを見出すのに、ミッションケースの後方に見出すことによって、回転連係軸をエンジンから離間した位置に配置することができた。例えばミッションケースの前方にエンジンが配置されている場合、エンジンからの熱影響を抑制できる位置に操向角度センサを配置することができた。

（構成）
請求項４に係る発明の特徴構成は、前記操向角度センサがメインフレームの近傍に配置されている点にあり、その作用効果は次の通りである。

（作用効果）
メインフレームが機体において十分圃面から離れた高い位置に配置されているので、操向角度センサをメインフレーム近傍まで配置することによって、操向角度センサを圃面から離れた位置に配置できて、操向角度センサが汚損され難い。しかも、メインフレームによって保護されることともなるので、他物との接触から保護されることとなる。

（構成）
請求項５に係る発明の特徴構成は、前記連係ロッドが前記操向機構としてのピットマンアームに連係されている点にあり、その作用効果は次の通りである。

（作用効果）
左右の操向車輪に操向角度センサを取り付ける場合に比べて単一のセンサで済ますことができ、センサ構造の簡素化が図れるとともに、ハンドル軸の回転操作量を操向角度センサで直接検出することが可能となる。

図１に示すように、右及び左の前輪１、右及び左の後輪２（車輪に相当）で支持された機体の後部に、リンク機構３が昇降自在に支持されて、リンク機構３を昇降駆動する単動型の油圧シリンダ４（昇降機構に相当）が備えられており、リンク機構３の後部に苗植付装置５（作業装置に相当）が支持されて、作業車の一例である乗用型田植機が構成されている。水田は一般に、下方の硬い耕盤Ｇ１（作業地に相当）の上に泥や水の層が形成されて、泥や水の層の最上面が田面Ｇ２となっており、右及び左の前輪１、右及び左の後輪２は耕盤Ｇ１に接地して走行する。

エンジンボンネット５１の下方に配置されるバランスウエイト５２の取付構造について説明する。図１及び図６に示すように、左右のエンジンフレーム５３の相対向する内向き面に吊り下げ用ブラケット５４を取付固定するとともに、左右の吊り下げ用ブラケット５４をアングル状のものに形成し、吊り下げ用ブラケット５４の上下向き側面をエンジンフレーム５３に取付固定し、水平向き受け面でバランスウエイト５２を受止める構成を採っている。
バランスウエイト５２の上面にナット５６Ａを固定した板部材５６を取付固定し、吊り下げ用ブラケット５４の水平向き受け面下方から取付ボルト５５を上向きに差し込むことによって、バランスウエイト５２を取付け固定することができる。
このように、吊り下げ用ブラケット５４の下方から取付ボルト５４を装着できるので、バランスウエイト５２の作業が容易に行えるようになった。

しかも、エンジンフレーム５３の下方にバランスウエイト５２を配置したので、バランスウエイト５２がエンジンボンネット５１より前方に突出することがなく、バランスウエイト５２と他物との接触を回避することができる。

これによって、つぎのような効果がある。つまり、図９（ａ）に示すように、８条植えの田植機においては、畦際で旋回を行う場合には、一旦、畦Ｃにエンジンボンネット５１の先端部が略接触する位置まで前進する。その後、僅かに後退した後に再び前進して旋回を行う。
このような旋回形態を採るのは、図９（ａ）に示すように、エンジンボンネット５１の先端部から植付位置までの前後長Ｗが、図９（ｂ）に示すように、８条分の植付幅に相当する長さとなっているからである。

そうすると、図９（ａ）に示すように、一旦、畦Ｃにエンジンボンネット５１の先端部が略接触する位置まで前進することによって、畦から田植機の前後長分だけ手前側で植付を停止することができる。したがって、隣接植えを終えた後、図９（ｂ）に示すように、前記前後長Ｗの幅で残された枕地部分に、畦際に沿って移動しながら枕地植えを行う場合に、８条田植機の植付幅分だけの枕地が残されているので、過不足なく植付作業を行うことができる。

このような植付け作業形態を採る場合であっても、バランスウエイト５２をエンジンボンネット５１の下方でエンジンフレーム５３より突出しない状態に設けてあるので、バランスウエイト５２が畦に接触することを未然に回避できる。

図１に示すように、苗植付装置５は、４個の植付伝動ケース６、植付伝動ケース６の後部の左右に回転駆動自在に支持された回転ケース７、回転ケース７の両端に備えられた一対の植付アーム８、複数の接地フロート９、苗のせ台１０等を備えて、８条植型式に構成されている。運転座席１３の後側に、肥料を貯留するホッパー１４及び２条単位の４個の繰り出し部１５が備えられて、運転座席１３の下側にブロア１６が備えられている。接地フロート９に作溝器１７が備えられて、繰り出し部１５と作溝器１７とに亘ってホース１８が接続されている。

図１に示すように、右及び左のマーカー１９が苗植付装置５の右及び左側部に備えられており、田面Ｇ２に接地して指標を形成する作用姿勢（図１参照）、及び田面Ｇ２から上方に離れた格納姿勢に変更自在に構成されている。一方、エンジンボンネット５１の先端で左右幅の中心位置には、図１及び図７に示すように、センターマスコット５７が立設してあり、運転者は運転座席１３に着座した運転状態で、あたかもそのセンターマスコット５７が前記指標に合致するように機体を走行させることによって、田植機を指標に沿って運転することが可能になる。

このような場合に、田面Ｇ２から耕盤Ｇ１までの深さが深い場合には、マーカー１９が刻設した指標が運転座席１３から視認し難い場合がある。
そこで、図７に示すように、エンジンボンネット５１の下方でエンジンフレーム５３に、ＬＥＤ形式の照明灯５８を取り付けてある。この照明灯５８で田面Ｇ２から耕盤Ｇ１に向けて深く刻設された指標であっても、照明灯５８の灯火が田面Ｇ２内に深く浸透して、指標を視認し易くしてある。

次に、右及び左の前輪１、右及び左の後輪２への伝動系について説明する。
図１及び図２に示すように、エンジン３１の動力が伝動ベルト３２を介して静油圧式無段変速装置３３及びミッションケース３４に伝達され、ミッションケース３４の内部の副変速装置（図示せず）から前車軸ケース３５を介して、右及び左の前輪１に伝達される。静油圧式無段変速装置３３は中立位置から前進側及び後進側に無段階に変速自在に構成されており、操縦ハンドル２０の左横側に備えられた変速レバー４５により静油圧式無段変速装置３３を操作する。

図２及び図３に示すように、ミッションケース３４の下部の縦軸芯Ｐ２周りに、平面視台形状の操向部材４１が揺動自在に支持されている。操縦ハンドル２０により操向部材４１が揺動操作されるように構成されており、操向部材４１と右及び左の前輪１とに亘ってタイロッド４２が接続されている。これにより、操縦ハンドル２０を操作することによって、右及び左の前輪１を直進位置から、右及び左の操向限度に亘って操向操作することができる。

図２に示すように、右及び左のサイドクラッチ４０の操作部材（図示せず）をスライド操作する右及び左の操作軸４３が、後車軸ケース３７に下向きに支持されて、操向部材４１と右及び左の操作軸４３とに亘り、前車軸ケース３５の下側を通って右及び左の操作ロッド４４が接続されている。右及び左の操作ロッド４４において右及び左の操作軸４３との接続部分に、融通としての長孔４４ａが備えられている。
ここに、操縦ハンドル２０、操縦ハンドル２０で駆動される操向部材４１、及び、操向部材４１で駆動操作されるサイドクラッチ４０を纏めて、操向機構Ａと称する。

次に、操縦ハンドル２０による操向角を検出する操向角度センサ４７の取付構造、及び、操向角度センサ４７と操向機構Ａとの連係機構Ｂについて説明する。図２及び図３に示すように、操向機構Ａを構成する操向部材４１から後方に向けて連係ロッド４８を延出するとともに、その連係ロッド４８をミッションケース３４の下方に位置させてある。連係ロッド４８の後端位置近くには、その連係ロッド４８の作動を伝達する上下向き姿勢の回転連係軸４９を立設してある。
このように、連係ロッド４８を後方に向けて延出することも、請求項１に記載される横方向の概念に含まれるとする。

図３及び図４に示すように、回転連係軸４９は、上下一対のブラケット４６に支持されて、ミッションケース３４の後方に位置されている。回転連係軸４９の下端位置には、回転連係軸４９の下端部を水平方向に折り曲げ、水平向きに延出した連係アーム部４９Ａが形成してある。これによって、連係アーム部４９Ａが回転連係軸４９と一体にその回転連係軸４９の軸芯周りで回動自在に装着されている。一方、回転連係軸４９を支持する上端側ブラケット４６には、操向角度センサ４７が取付てあり、操向角度センサ４７と回転連係軸４９の上端部とが連係されている。回転連係軸４９の下端位置では、連係アーム４９Ａの先端部と連係アーム４９Ａとが係合されて、連係アーム４９Ａの作動で、連係アーム４９Ａが前後に揺動すべく連係してある。
以上、連係ロッド４８と回転連係軸４９とを連係機構Ｂと称する。また、操向角度センサ４７としては、ポテンショメータやロータリーエンコーダ等を利用できる。

回転連係軸４９の両側方には、前後向き姿勢の左右のメインフレーム３６が設けてあり、一方のメインフレーム３６より上端側ブラケット４６が延出されている。このような構成によって、操向角度センサ４７は、ミッションケース３４の上端でメインフレーム３６より上方に位置しており、連係機構Ｂの上端部より上方に位置することとなる。

上記した操向角度センサ４７の検出結果は図示してはいない制御装置を介してつぎのような制御に利用される。
機体が畦際に達して前輪が操向操作されると、畦際での旋回が開始されたと判断されて、距離センサーにより機体の走行距離の検出（積算）が開始され、苗植付装置が自動又は手動により上昇駆動される。

次に畦際での旋回の後半に入り、機体の走行距離が設定距離に達すると、畦際での旋回が終了したと判断されて、苗植付装置が自動的に下降駆動される。これにより、運転者が畦際での旋回時に行う操作が少なくなって（昇降レバーによる苗植付装置の下降操作が不要になって）、操作性が良いものとなる。

ここでは、パワーステアリング装置２４を導入した異なる実施形態について説明する。図８に示すように、操縦ハンドル２０の下端部にパワーステアリング装置２４を取り付けて、パワーステアリング装置２４で操向操作可能に構成してある。パワーステアリング装置２４の出力軸に出力ギヤ２４Ａを設け、この出力ギヤ２４Ａとピットマンアーム２５とをギヤ咬合し、このピットマンアーム２５で前輪１を操舵すべく構成してある。
エンジン３１の下端部には、油圧ポンプ２８が設けてあり、エンジン３１によって油圧ポンプ２８が駆動され、油圧ポンプ２８からの圧油によってパワーステアリング装置２４が作動している。

エンジン３１の上端部のエンジンガバナー（図示せず）よりアクセルレバー２６が延出してあり、このアクセルレバー２６とピットマンアーム２５とに亘って連係ワイヤ２７が設けてあり、連係ワイヤ２７でアクセルレバー２６とピットマンアーム２５とを連係してある。

操縦ハンドル２０を最大限切り操作した場合に、パワーステアリング装置２４の油圧回路のリリーフ弁が作動する程の高圧状態となることがある。その為に、油圧ポンプ２８を介してエンジン３１に影響し、エンジン３１の回転数が急激に低下することが考えられる。畦際での旋回時には、低速で旋回するので、エンジン３１が停止することも考慮しなければならない。
ただ、そのような場合であっても、ピットマンアーム２５とアクセルレバー２６とを連係ワイヤ２７で連係してあるので、操縦ハンドル２０を最大限切り操作した場合には、アクセルレバー２６が操作されて、エンジン回転数の低下が抑制される。

［別実施形態］
（１）操向輪としては、前後輪のいずれであってもよい。
（２）連係ロッド４８が連係される操向機構としては、ピットマンアーム２５だけでなく、操向輪の一方のナックルアームに連係してもよい。
（３）本発明は、機体の後部にロータリ耕耘装置（作業装置に相当）を昇降駆動自在に連結可能に構成された農用トラクタや、機体の前部に刈取部（作業装置に相当）を昇降駆動自在に支持したコンバイン等の作業車にも適用できる。

乗用型田植機の全体側面図 右及び左の前輪の操向操作系、右及び左の前輪、右及び左の後輪への伝動系を示す平面図 操向機構と操向角度センサとを連係する連係機構を示す側面図 操向角度センサと連係機構とを示す平面図 操向角度センサと連係機構とを示す正面図 バランスウエイトの取付状態を示す正面図 マーカーによる指標を照らす照明灯の取付状態を示す側面図 パワーステアリング装置とエンジンとの連係を示す構成図 （ａ）隣接植えにおいて畦際旋回を行う前の状態を示す説明図、（ｂ）枕地植えの状態を示す説明図

符号の説明

１ 操向輪
２５ ピットマンアーム
３４ ミッションケース
３６ メインフレーム
４０ サイドクラッチ
４７ 操向角度センサ
４８ 連係ロッド
４９ 回転連係軸
Ａ 操向機構
Ｂ 連係機構

Claims (5)

1. 操向輪の操向角度を検出する操向角度センサと操向機構とを連係機構によって連係し、前記連係機構を、前記操向機構より横方向に延出された連係ロッドと、その連係ロッドの作動を伝達する上下向き姿勢の回転連係軸とで構成し、前記操向角度センサを前記連係機構の上端部より上方に位置させてある作業機の操向角検出構造。
2. 前記連係ロッドが、前記操向機構の後方に位置するミッションケースの下方を迂回する状態に配置されている請求項１記載の作業機の操向角検出構造。
3. 前記回転連係軸が前記ミッションケースの後方に立設されている請求項２記載の作業機の操向角検出構造。
4. 前記操向角度センサがメインフレームの近傍に配置されている請求項１から３のうちのいずれか一つに記載の作業機の操向角検出構造。
5. 前記連係ロッドが前記操向機構としてのピットマンアームに連係されている請求項１から４のうちのいずれか一つに記載の作業機の操向角検出構造。

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