JP3011023B2

JP3011023B2 - ステアリング装置

Info

Publication number: JP3011023B2
Application number: JP16713994A
Authority: JP
Inventors: 弘喜小野; 淳一大下; 誠二酒井
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 1994-07-19
Filing date: 1994-07-19
Publication date: 2000-02-21
Anticipated expiration: 2015-02-21
Also published as: JPH0823712A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はステアリング装置に関す
るものであり、特にトラクタに装着されるステアリング
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、トラクタ等に装着されているステ
アリング装置は、オペレータがステアリングホイールを
操作してステアリングシャフトを回転させたとき、該ス
テアリングシャフトの下端部に設けたボールネジユニッ
ト及びピットマンアームを介してドラッグリンクが押引
され、ナックルアームが回動して前輪が左右何れかへ回
向するように形成されている。

【０００３】また、コントロールレバーの操作によって
電磁比例弁が作動し、リフトシリンダが伸縮して作業機
が昇降するように構成してある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来は、オペレータが
手動操作によりステアリングホイールを回転している。
また、作業機の昇降もコントロールレバーの手動操作に
よって行う。依って、作業機の昇降と機体の旋回とを並
行して行う場合は、オペレータがコントロールレバーを
操作しながらステアリングホイールを回転しなければな
らず、同時操作が困難であった。

【０００５】そこで、作業機の昇降操作と並行して、ス
テアリング操作を容易且つ安全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。

【０００６】

【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、機体を回向させるス
テアリングホイールと、前後左右の十字方向へ操作可能
な単一のレバーを設け、該レバーを前後方向へ操作した
ときに作業機を昇降させる手段と、該レバーを左右方向
へ操作したときに機体を回向させる手段とを備えて成る
ステアリング装置に於て、前記機体には走行速度を検出
するセンサを設け、該センサにより機体の高速走行状態
を検出したときには、前記レバー操作による機体の回向
を牽制したステアリング装置を提供するものである。

【０００７】

【作用】本発明は機体を回向させるステアリングホイー
ルと、前後左右の十字方向へ操作可能な単一のレバーを
有している。そこで、該レバーを前後方向へ操作したと
きは、昇降比例弁やリフトシリンダ等の作業機を昇降さ
せる手段が作動し、機体後部に接続されている作業機が
昇降する。

【０００８】一方、該レバーを左右方向へ操作したとき
は、例えば電動モータや油圧モータ等の機体を旋回させ
る手段が作動し、前輪が左右何れかの方向へ回向するの
であるが、前記機体には走行速度を検出するセンサが設
けられており、該センサによって機体の高速走行状態が
検出されたときには、前記レバーの左右方向への操作に
対して前輪は自動的に回向せず、前記ステアリングによ
る操作のみで機体を回向させる。従って、高速走行時に
は該レバーの不慮操作による急旋回を防止できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従って詳述
する。図１はトラクタ１１を示したものであり、該トラ
クタ１１の後方にロータリ等の作業機１２を連結してあ
る。トラクタ１１の後部位置に運転席１３が設置され、
該運転席１３の右側部にコントロールレバー１４をはじ
めとする操作部１５を設ける。

【００１０】一方、該運転席１３の前方にステアリング
コラム１６を立設し、その内部に挿通されたステアリン
グシャフト１７の上端にステアリングホイール１８を取
り付ける。図示は省略するが、ステアリングシャフト１
７の下端にはボールネジユニットが設けられており、ピ
ットマンアームを介してドラッグリンクへ接続されてい
る。従って、オペレータが手動操作にて前記ステアリン
グホイール１８を回転すれば、前輪１９，１９が左右何
れかへ回向するように形成されている。

【００１１】また、ステアリングシャフト１７には減速
ギヤユニット２０を装着してあり、該減速ギヤユニット
２０に電磁クラッチ２１を介して電動モータ２２を連結
する。之等減速ギヤユニット２０、電磁クラッチ２１、
電動モータ２２にて機体を旋回させる手段が構成され
る。従って、電動モータ２２を駆動するとともに電磁ク
ラッチ２１をオンにすれば、該電動モータ２２の駆動力
が減速ギヤユニット２０を介して前記ステアリングシャ
フト１７へ伝達され、ステアリングホイール１８を操作
せずして前記ステアリングシャフト１７が回転する。
尚、減速ギヤユニット２０にポテンショメータ２３を装
着し、ステアリングシャフト１７の回転量を検出して後
述するコントローラへ検出信号を送るようにしてある。

【００１２】図２は運転席１３を示し、前述したよう
に、運転席１３の右側部にコントロールレバー１４をは
じめとする操作部１５が設けられている。該コントロー
ルレバー１４は前後左右の十字方向へ操作自在に形成さ
れ、該コントロールレバー１４の基端部はスライドガイ
ド２４，２４にて被蔽されている。

【００１３】図３は前記コントロールレバー１４の構成
を示し、コントロールレバーの基端部１４ａはボス２５
に枢着されて軸２６回りに回動自在であり、且つ、捩り
バネ２７により左右方向（矢印ＬまたはＲ方向）の中立
位置を保持するように付勢されている。前記ボス２５に
枢着された軸２６には略Ｕ字形のプレート２８を固着し
てあり、該プレート２８にポテンショメータ２９のセン
サアーム２９ａを係止する。

【００１４】また、前記ボス２５の下部にはアーム３０
が垂設され、該アーム３０の下端は軸３１に枢着したボ
ス３２に固設されている。更に、該アーム３０の側面に
ピン３３を突設し、このピン３３にポテンショメータ３
４のセンサアーム３４ａを係止する。

【００１５】図４は制御系のブロック図であり、前記コ
ントロールレバー１４のポテンショメータ２９は、コン
トローラを介して電磁クラッチ２１と電動モータ２２の
右回転リレー並びに左回転リレーに接続されており、ポ
テンショメータ３４はコントローラを介して上昇比例弁
と下降比例弁に接続されている。また、ステアリングコ
ラム１６のポテンショメータ２３は、ステアリングシャ
フト１７の回転量を検出してコントローラへ送り、該検
出値に基づきコントローラにて前輪１９，１９の操舵角
を演算する。

【００１６】而して、図３に於てオペレータが前記コン
トロールレバー１４を前後方向（矢印ＦまたはＢ方向）
へ操作した場合は、軸３１を回動中心として前記コント
ロールレバー１４及びアーム３０が回動する。このと
き、ピン３３に係合したセンサアーム３４ａが回動し、
前記コントロールレバー１４の前後方向の操作量がポテ
ンショメータ３４により検出されて、昇降用比例弁やリ
フトシリンダ等の作業機を昇降させる手段が作動する。

【００１７】例えば、前記コントロールレバー１４を前
方（矢印Ｆ方向）へ操作したときは、コントローラから
上昇用比例弁へ信号が出力され、リフトシリンダが伸長
してリフトアーム３５が上方へ回動し、前記コントロー
ルレバー１４の操作量に応じて作業機１２が上昇する。
一方、前記コントロールレバー１４を後方（矢印Ｂ方
向）へ操作したときは、コントローラから下降用比例弁
へ信号が出力され、リフトシリンダが収縮してリフトア
ーム３５が下方へ回動し、コントロールレバー１４の操
作量に応じて作業機１２が下降するように制御される。
そして、作業機の高さはリフトアームセンサ３６によっ
て検出する。

【００１８】尚、前記ポテンショメータ３４に代えてス
イッチ（図示せず）を設け、コントロールレバー１４の
前後方向の操作を該スイッチにより検出して作業機１２
を昇降させるようにしてもよい。然るときは、前記操作
部１５にポジションダイヤルを設けておき、該ポジショ
ンダイヤルにて作業機１２の昇降位置を設定する。

【００１９】ここで、図３に於いて前記コントロールレ
バー１４を左右方向（矢印ＬまたはＲ方向）へ操作した
場合は、軸２６を回動中心として前記コントロールレバ
ー１４が回動する。このとき、プレート２８に係合した
センサアーム２９ａが回動し、前記コントロールレバー
１４の左右方向の操作量がポテンショメータ２９によっ
て検出される。例えば、前記コントロールレバー１４を
左方（矢印Ｌ方向）へ操作したときは、コントローラか
ら電動モータ２２の左回転リレーへ信号が出力されると
ともに電磁クラッチ２１がオンとなり、コントロールレ
バー１４の操作量に応じて前輪１９，１９が左方向へ回
向し、トラクタ１１が左旋回する。一方、前記コントロ
ールレバー１４を右方（矢印Ｒ方向）へ操作したとき
は、コントローラから電動モータ２２の右回転リレーへ
信号が出力されるとともに電磁クラッチ２１がオンとな
り、コントロールレバー１４の操作量に応じて前輪１
９，１９が右方向へ回向し、トラクタ１１が右旋回す
る。

【００２０】図５は前記コントロールレバー１４による
ステアリング制御のフローチャートであり、先ずポテン
ショメータ２３，２９，３４をはじめ各センサ類の検出
値をコントローラへ読み込む（ステップ１０１）。次
に、前記ポテンショメータ２９にて検出したコントロー
ルレバー１４の左右方向への操作量を基準に指示操舵角
を演算し、該指示操舵角と前記ポテンショメータ２３に
て検出した前輪１９，１９の実操舵角との差を算出する
（ステップ１０２）。

【００２１】このとき、前記コントロールレバー１４に
て作業機１２を上昇操作中であるときや、既に作業機１
２が上昇している場合には（ステップ１０３）、前記実
操舵角との差に一定の補正値α（α＞１）を乗算して
（ステップ１０４）からステップ１０５へ進み、作業機
１２が上昇していない場合にはステップ１０３から１０
５へジャンプする。

【００２２】そして、ステップ１０５に於いて前記実操
舵角との差或いは補正された差が零であるか否かを判別
する。該差が零であるときは前記コントロールレバー１
４の操作量と前輪１９，１９の操舵角が一致しており、
電動モータ２２の左回転リレー及び右回転リレーへ信号
を出力しない（ステップ１０５→１０６）。

【００２３】一方、前記差が左旋回側に不足していると
きは前記コントロールレバー１４の操作量に対して前輪
１９，１９の操舵角が右方向へ過多となっており、前輪
１９，１９を左方向へ修正すべく電動モータ２２の左回
転リレーをオンする（ステップ１０５→１０７）。

【００２４】また、前記差が右旋回側に不足していると
きは前記コントロールレバー１４の操作量に対して前輪
１９，１９の操舵角が左方向へ過多となっており、前輪
１９，１９を右方向へ修正すべく電動モータ２２の右回
転リレーをオンする（ステップ１０５→１０８）。

【００２５】そして、速度センサの検出値に基づきトラ
クタ１１が高速走行中か否かを判別し（ステップ１０
９）、高速走行中でない場合は電磁クラッチ２１がオン
となり（ステップ１０９→１１０）、前記電動モータ２
２の駆動力を減速ギヤユニット２０へ伝達する。然ると
きは、ステアリングシャフト１７が電動モータ２２の駆
動によって回転し、前記コントロールレバー１４の左右
方向への操作量に応じて前輪１９，１９が左右何かの方
向へ自動的に回向する。

【００２６】一方、高速走行中である場合は電磁クラッ
チ２１がオンとならず（ステップ１０９→１１１）、前
記電動モータ２２の駆動力は減速ギヤユニット２０へ伝
達されない。従って、前記コントロールレバー１４の左
右方向への操作に対して前輪１９，１９は自動的に回向
せず、高速走行時に前記コントロールレバー１４の不慮
操作による急旋回を防止できる。

【００２７】尚、本実施例に於いては機体を旋回させる
手段として、前記電動モータ２２の駆動力を電磁クラッ
チ２１を介してステアリングシャフト１７へ伝達してい
るが、電動モータ２２に代えて油圧モータ（図示せず）
によってステアリングシャフト１７を回転するように構
成してもよい。然るときは、電磁弁を切り替えて油圧モ
ータの回転を制御する。

【００２８】図６は前記コントロールレバー１４による
左右ブレーキ制御のフローチャートであり、前記ポテン
ショメータ２９の検出信号をコントローラを介して左右
ブレーキ比例弁へ送るように構成してある。従って、前
記コントロールレバー１４を左右方向へ操作した場合に
は、その操作量をポテンショメータ２９によって検出
し、その操作量に応じたブレーキ圧をセットする（ステ
ップ２０７または２０９）。そして、該セット値に応じ
たデューティ値にて左右何れかのブレーキ比例弁を駆動
し（ステップ２０８または２１０）、トラクタ１１が旋
回する内側後輪を制動して旋回を容易にする。

【００２９】このとき、フルターンスイッチが入の状態
であれば、前輪増速ソレノイドをオンにして前輪の回転
速度を増速し、旋回時間を短縮するように制御する（ス
テップ２１１→２１２）。尚、前記コントロールレバー
１４を左右方向へ操作したときは、その操作量に応じて
左右ブレーキの制動力が変化するように制御される。ま
た、前述したステアリング制御と左右ブレーキ制御とを
複合作動させてもよい。然るときは、旋回性能が著しく
向上する。

【００３０】図７は前記コントロールレバー１４のノブ
１４ｂに押ボタンスイッチを設けた例を示し、同図
（ａ）は該ノブ１４ｂの上面部に左ブレーキスイッチ３
７と右ブレーキスイッチ３８を左右方向へ並設してあ
る。従って、コントロールレバー１４を左右方向へ操作
してステアリング制御を行いつつ、左ブレーキスイッチ
３７または右ブレーキスイッチ３８を押下して左右ブレ
ーキ制御を行うことにより、オペレータの感覚に合った
操作を為すことができる。このとき、左ブレーキスイッ
チ３７及び右ブレーキスイッチ３８の操作力を検出する
センサを設けておけば、夫々のスイッチの操作力に応じ
て左右ブレーキの制動力が変化するように制御できる。

【００３１】図７（ｂ）は前記ノブ１４ｂの上面部に作
業機の昇降スイッチ３９を配設した例を示し、前記コン
トロールレバー１４にて旋回操作する場合に、該昇降ス
イッチ３９を押下すれば作業機１２が最高位置まで上昇
する。また、旋回が終了したときに該昇降スイッチ３９
を押下すれば、作業機１２が下降してポジション設定さ
れた位置で停止する。

【００３２】また、図７（ｃ）は前記ノブ１４ｂの上面
部に左ブレーキスイッチ３７と右ブレーキスイッチ３８
並びに昇降スイッチ３９を配設した例を示し、該ノブ１
４ｂを把持した状態で前述した左右ブレーキ制御と作業
機昇降作動とを行うことができる。更に、図７（ｄ）は
前記ノブ１４ｂの上面部に作業機上昇スイッチ４０と作
業機下降スイッチ４１とを配設した例を示し、これらの
スイッチを押下することにより上昇比例弁或いは下降比
例弁が作動し、作業機１２が上昇または下降する。

【００３３】尚、本実施例に於いては、前後左右の十字
方向へ操作可能な入力手段としてコントロールレバー１
４を使用しているが、このほかに十字型キーやスイッチ
を入力手段として使用することもできる。斯かる場合に
も、前記コントロールレバー１４と同様の作用効果を有
するものである。

【００３４】而して、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。

【００３５】

【発明の効果】本発明は上記一実施例に詳述したよう
に、従来と同様にレバーを前後方向へ操作したときは作
業機が昇降し、更に、該レバーを左右方向へ操作したと
きは、機体の前輪が左右何れかの方向へ回向するのであ
るが、本発明は特に、機体に走行速度を検出するための
センサが設けられており、該センサによって機体の高速
走行状態が検出された場合に於ては、前記レバーの左右
方向への操作に対して前輪は自動的に回向せず、ステア
リング操作のみで左右方向への回向が可能となる。従っ
て、高速走行時には該レバーの不慮操作があったとして
も機体が急旋回するようなことはなく、高速走行の安全
性が維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示し、トラクタの側面図。

【図２】運転席の斜視図。

【図３】コントロールレバーの構成を示す斜視図。

【図４】制御系のブロック図。

【図５】ステアリング制御のフローチャート。

【図６】左右ブレーキ制御のフローチャート。

【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、夫々コントロー
ルレバーのノブに押ボタンスイッチを設けた例を示す斜
視図。

【符号の説明】

１４コントロールレバー１７ステアリングシャフト２１電磁クラッチ２２電動モータ２３，２９ポテンショメータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献実開平３−41535（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01B 69/00 302 B62D 1/00 - 1/28 B62D 5/04 B62D 49/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】機体を回向させるステアリングホイール
と、前後左右の十字方向へ操作可能な単一のレバーを設
け、該レバーを前後方向へ操作したときに作業機を昇降
させる手段と、該レバーを左右方向へ操作したときに機
体を回向させる手段とを備えて成るステアリング装置に
於て、前記機体には走行速度を検出するセンサを設け、
該センサにより機体の高速走行状態を検出したときに
は、前記レバー操作による機体の回向を牽制したことを
特徴とするステアリング装置。