JP3050729B2 - ロータリ耕耘機における耕耘深さ検出感度調節装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トラクタ等の走行車両
に牽引され、且つ駆動されるロータリ耕耘機における耕
耘深さの検出感度調節装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のロータリ耕耘機は、耕耘深さを
調節するため、走行車両に対してロータリ耕耘機が昇降
動可能に連結されている。そして、従来は、特公昭５３
−２７１６５号公報に開示されているように、ロータリ
耕耘機における耕耘爪の回転軌跡の外周のうちの上側を
覆う耕耘カバー体を、水平な耕耘爪軸回りに回動可能と
なるように装着し、耕耘カバー体の後端には上下回動可
能で所定圧力にて圃場面に接当し得るリヤカバーを連結
する一方、このように耕耘カバー体を回動可能でその回
動位置を調節保持することで、圃場の条件（土壌の柔ら
かさや粘り加減）に応じて耕耘カバー体の下面（内面）
後部とリヤカバー下面（内面）と、耕耘爪の回転軌跡の
外周のうちの後上側との間に土詰まりのないようにしな
がら、耕耘作業を円滑に実行することが公知である。ま
た、前記リヤカバーを耕耘深さの検出器として利用する
ことも公知である。

【０００３】この場合、耕耘深さを変更すべくロータリ
耕耘機を昇降回動すると、前記耕耘カバー体の回動姿勢
も変動してしまうという不便さがあったので、特開昭６
２−８７００４号公報に開示されているように、このロ
ータリ耕耘機のフレームと耕耘カバー体との間に回動用
油圧シリンダを介装し、また、耕耘カバー体には水平に
対する角度を検出するための角度センサを設け、該角度
センサの検出値に応じて回動用油圧シリンダを作動させ
る。これにより、ロータリ耕耘機が耕耘深さ調節のため
に昇降回動した場合に、耕耘カバー体が圃場面に対して
常時一定の位置（姿勢）に保持し得るようにすることが
提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ロータリ耕
耘機の耕耘深さを検出する手段として、耕耘カバー体の
後端には上下回動可能で所定圧力にて圃場面に接当し得
るリヤカバーを連結し、このリヤカバーの回動角度の検
出値にて、耕耘爪の回転軌跡の外周のうちの下端と、耕
耘後の圃場面との高さを換算して耕耘深さを検出するこ
とが最も直接的で信頼度が高いものと考えられる。

【０００５】しかしながら、図８に示すように、リヤカ
バー１００はその下端がロータリ耕耘機の進行方向の後
下向き方向に延設されていることが通常であるから、上
述のように耕耘カバー体１０１自体が耕耘爪１０４が取
付く爪軸１０２の回りに回動ことにより、リヤカバー１
００と耕耘カバー体１０１との枢着点１０３の位置（高
さ位置）が変動すると、耕耘深さＨの変動値ΔＨに対す
るリヤカバー１００の回動角度の変動値Δθも変動す
る。

【０００６】例えば、枢着点１０３が高い位置にある程
（水平に対するリヤカバー１００の傾斜角度が大きい
程）所定の耕耘深さ変動値ΔＨに対するリヤカバー１０
０の回動角度の変動値Δθが大きい、換言すると、小さ
い耕耘深さ変動に対してリヤカバー１００の回動角度の
変動値Δθが大きいから、リヤカバー１００による耕耘
深さの検出の感度が高くなる。枢着点１０３が低い位置
に来るに従って、前記感度が鈍くなるから、このリヤカ
バー１００の回動角度の変動値のみを基準にしてコント
ローラで耕耘深さの制御を実行していると、前記枢着点
の高さにより、耕耘深さを一定にする制御のための検出
感度が相違して安定した制御が実現できないという問題
があった。

【０００７】特に、耕耘作業の中途で圃場の土質が変動
した場合、耕耘カバー体の下面側に詰まった土を除いて
牽引負荷を軽減すべく、当該耕耘カバー体の回動位置を
任意に変動させると、リヤカバーによる耕耘深さの検出
感度が変動して安定した耕耘深さ一定制御を実行するこ
とができないのであった。本発明は、この問題を解決す
るためになされたものであり、安定した検出感度となる
ようにしたロータリ耕耘機における耕耘深さの検出感度
調節装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のロータリ耕耘機における耕耘深さ検出感度
調節装置は、エンジンを搭載した走行車両に対して昇降
動調節可能に連結されて牽引され、且つ駆動されるロー
タリ耕耘機において、該ロータリ耕耘機における耕耘カ
バー体を、駆動アクチュエータにより水平な耕耘爪軸回
りに回動位置調節自在に設けると共に、この耕耘カバー
体の後端には、下端部位が圃場面に接地し得るリヤカバ
ーを上下回動可能に装着し、耕耘カバー体とリヤカバー
との間には当該リヤカバーの回動角度を検出するための
角度センサを設けて、当該角度センサの検出値により耕
耘深さを一定に保持するように制御する制御装置を設
け、牽引負荷を検出する負荷センサの検出値に応じて、
その負荷が軽減される方向に前記耕耘カバー体を回動す
べく駆動アクチュエータを作動させる一方、前記制御装
置では前記角度センサの検出値により耕耘深さ検出感度
を補正するように制御したものである。

【０００９】

【実施例】次に、本発明を具体化した実施例について説
明すると、図１は走行車両としてのエンジン３（図４参
照）付きトラクタ１及びこれにリンク機構４を介して昇
降自在に連結されて牽引されるロータリ耕耘機２の側面
図を示す。トラクタ１の後端には昇降用油圧機構５と昇
降リンク６とを介してリンク機構４を昇降させて、トラ
クタ１に対するロータリ耕耘機２の高さ位置を調節でき
るよう昇降駆動する。エンジン３の駆動力にて回転する
油圧ポンプ（図示せず）から前記昇降用油圧機構５等に
油圧を供給する。また、エンジン３からの動力にてミッ
ション（変速機構）７を介してトラクタを前進・後退さ
せる一方、トラクタ１の後端から後向きに延びるＰＴＯ
軸８及び自在継手軸を介して後述するロータリ耕耘機２
の水平な耕耘爪軸９に伝達される。

【００１０】ロータリ耕耘機２は、図２及び図３に示す
ように、フレーム１０に取付く横長筒状のメインビーム
１１と、このメインビーム１１の左右両側端（または一
側端）に設けたチェンケース１２と、耕耘カバー体１３
等からなり、メインビーム１１の左右中央部のギヤケー
ス１４内の軸に前記ＰＴＯ軸８からの動力が伝達され、
メインビーム１１内の伝動軸１５からチェンケース１２
内のチェン１６を介して前記耕耘爪軸９に動力伝達さ
れ、爪体１７を図１において時計回りに回転させる。

【００１１】耕耘カバー体１３は、前記耕耘爪軸９に放
射状にて着脱自在に取付く爪体１７の回転軌跡の外周端
のうち、上方を覆うように形成されており、耕耘カバー
体１３の左右両側端から下向きに延びる側カバー兼用の
アーム１８，１８の基端を前記耕耘爪軸９の左右両端部
を軸支する軸受け体１９，１９の外周に回動自在に被嵌
するものである。

【００１２】前記耕耘カバー体１３の後端には枢着軸２
０回りに上下回動可能にリヤカバー２１が装着されてお
り、このリヤカバー２１は通常硬質のゴムにて形成され
ている。前記フレーム１０と耕耘カバー体１３とは、駆
動アクチュエータとしての回動用油圧シリンダ２２を介
して装架され、この油圧シリンダ２２の伸長にて耕耘カ
バー体１３が後向きに回動し、収縮すれば前方に回動す
る構成であり、他方リヤカバー２１はフレーム１とバネ
２４，２５による付勢力調節可能なハンガーロッド２３
を介して連結されている。

【００１３】図４は本発明の制御系の機能ブロック図で
あり、メインの制御装置３０はマイクロコンピュータ等
の電子装置であって、演算及び制御を実行するＣＰＵ
（中央処理装置）、制御プログラム及び固定的データを
記憶させた読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、各種データ
を一時的に記憶するための随時読み書き可能メモリ（Ｒ
ＡＭ）、インターフェイス等を含む。

【００１４】制御装置３０の入力部には、前記ロータリ
耕耘機２の牽引負荷を検出するための負荷センサ３１の
検出信号、耕耘カバー体１３の回動位置を検出するため
のカバー位置検出器３２の検出信号、リヤカバー２１の
回動角度を検出するためのロータリエンコーダ等の角度
センサ３３の検出信号及び耕耘深さ設定器３４の信号を
入力すべく接続する。

【００１５】制御装置３０の出力部には、トラクタにお
けるエンジン３に噴射する燃料量を調節するための電子
ガバナ３５の駆動回路及び耕耘カバー体１３の回動位置
を調節するための駆動アクチュエータとしての回動用油
圧シリンダ２２の制御弁（図示せず）に指令信号を出力
すべく接続する。負荷センサ３１は、本実施例に示すよ
うに、エンジン３に噴射する燃料量を調節するための電
子ガバナ３５における噴射量調節用ラックの位置を検出
するものであっても良いし、ロータリ耕耘機２を牽引す
るリンク機構４に設けたロードセルであっても良い。耕
耘カバー体１３の回動位置を検出するカバー位置検出器
３２は、前記回動用油圧シリンダ２２のシリンダ部とピ
ストンロッドとの間に設けた直動式ポジションスケール
等を利用する。

【００１６】耕耘作業に際しては、耕耘深さ設定器３４
のダイヤル等により入力を操作して所定の耕耘深さの値
を設定する。耕耘カバー体１３の回動位置が標準位置に
ある状態で、この耕耘カバー体１３の後端に回動自在に
取付けられたリヤカバー２１の下端部位と、耕耘爪体１
７の回転軌跡の下端との高さ寸法を、耕耘深さの値とす
るものであり、その耕耘深さが所定値となるように、昇
降用油圧機構５を作動させる。

【００１７】従って、リヤカバー２１は前記耕耘深さの
検出器と耕耘済みの圃場面を均す機能とを兼用するもの
であり、リヤカバー２１の基端を枢支する枢着軸に前記
角度センサ３３を取付けて、その角度センサ３３の検出
値が所定値（基準値）にあるとき、所定の耕耘深さであ
ると認定する。そして、耕耘済みの圃場面の細かい凹凸
面にてリヤカバー２１が頻繁に昇降回動することで、昇
降用油圧機構５がハンチング現象を起こさないように、
角度センサ３３の検出値が基準値を挟んで状で一定の角
度範囲内にある場合、昇降用油圧機構５の作動を禁止す
る不感帯となし、この不感帯から外ずれたとき、昇降用
油圧機構５を作動させてロータリ耕耘機２の高さ位置を
所定値になるように制御するものである。

【００１８】ところで、前述したように、圃場の条件に
応じて耕耘カバー体１３の内面に耕耘した土が詰まるな
どして牽引力（負荷）が増大することがあるので、その
負荷を減少させるべく耕耘カバー体１３の位置を変更さ
せる必要がある。そうすると、リヤカバー２１と耕耘カ
バー体１３との枢着点２０（角度センサ３３）の位置
（高さ寸法Ｌ、図４参照）が変動し、耕耘深さＨの変動
値ΔＨに対するリヤカバー２１の回動角度の変動値Δθ
も変動する。

【００１９】図４から理解できるように、例えば、枢着
点２０が高い位置にある（Ｌ値が大きい）程（垂直線に
対するリヤカバー２１の傾斜角度が小さい程）所定の耕
耘深さの変動値ΔＨに対するリヤカバー２１の回動角度
の変動値Δθが大きい、換言すると、小さい耕耘深さ変
動に対してリヤカバー２１の回動角度の変動値Δθが大
きいから、リヤカバー２１ひいては角度センサ３３によ
る耕耘深さの検出の感度が高くなる。また、枢着点２０
が低い位置（Ｌ値が小さい）に来るに従って、前記感度
が鈍くなるから、このリヤカバー２１の回動角度の変動
値のみを基準にして制御装置３０で耕耘深さの制御を実
行していると、前記枢着点の高さにより、耕耘深さを一
定にする制御のための検出感度が相違して安定した制御
が実現できない。

【００２０】そこで、本発明では、耕耘カバー体１３の
回動位置が変化した場合にも、リヤカバー２１及び角度
センサ３３による検出感度が略一定になるように、検出
感度を補正するものである。次に、図５のフローチャー
トを参照しながら、ロータリ耕耘機における耕耘深さ検
出感度調節装置としての制御装置３０による検出感度補
正の制御の態様について説明する。

【００２１】スタートに続き、負荷センサ３１にて負荷
値Ｗを検出する（ステップＳ１）。次いで、負荷Ｗが設
定値に対して所定範囲内であるか否かを判別する（ステ
ップＳ２）。ここで、Ｘ１は設定負荷の上限値、Ｘ２は
下限値である。検出された負荷Ｗが所定範囲内であると
きには（ステップＳ２，yes ）、回動用油圧シリンダ２
２は作動しない。検出された負荷Ｗが下限値Ｘ２より少
ない時には、回動用油圧シリンダ２２を縮小させ、耕耘
カバー体１３を前方に回動し、Ｌを大きくする（ステッ
プＳ３）。耕耘カバー体１３を前方に回動すると、当該
耕耘カバー体１３下面後部部位及びリヤカバー２１の下
面と耕耘爪体１７の回動軌跡との隙間（空間）が狭ま
り、耕耘された土が溜まり易くなり、牽引負荷が増大す
る。

【００２２】検出された負荷Ｗが上限値Ｘ１より大きい
時には、回動用油圧シリンダ２２を伸長させ、耕耘カバ
ー体１３を後方に回動し、Ｌを小さくする（ステップＳ
４）。耕耘カバー体１３を後方に回動すると、当該耕耘
カバー体１３下面後部部位及びリヤカバー２１の下面と
耕耘爪体１７の回動軌跡との隙間（空間）が広がり、前
記溜まった土が落下し易いので牽引負荷も減少する。

【００２３】次いで、ステップＳ５にて、前記Ｌがどの
区間に属しているかを判別する。例えば、その区間を
Ａ，Ｂ，Ｃ、Ｄ，Ｅの５つの区画に区分する。各区画Ａ
〜ＥとＬの大きさとの対比を図６に示す。次いで、前記
判別された区画に従って、所定の感度補正を実行するの
である（ステップＳ６〜ステップＳ１０）。各区間で
は、リヤカバー２１の垂直線に対する回動角度の基準
値、換言すると、角度センサ３３による作動基準値θ
１，θ２，θ３，θ４，θ５と、各不感帯の幅値（±α
１），（±α２），（±α３），（±α４），（±α
５）とを変更するように設定する。このα１〜α５が感
度補正値である。なお、θでは添字が１から５に行くに
従って基準値は大きなり、αでは添字が１から５に行く
に従って値が小さくなるように設定する。

【００２４】表１には前記Ｌの範囲と、区画及びその区
画での感度補正の設定式とを表にして示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】そして、例えばＡ区画では、角度センサ３
３の検出値がθ１±α１の範囲内にあるときには、昇降
用油圧機構５を作動させない不感帯とし、検出値がθ１
＋α１を越えて大きいときには、ロータリ耕耘機２を上
昇方向となるように昇降用油圧機構５を作動させ、検出
値がθ１−α１を越えて小さいときには、ロータリ耕耘
機２を下降方向となるように昇降用油圧機構５を作動さ
せるのである（図７参照）。

【００２７】

【発明の作用・効果】以上に説明したように、本発明の
ロータリ耕耘機における耕耘深さ検出感度調節装置は、
エンジンを搭載した走行車両に対して昇降動調節可能に
連結されて牽引され、且つ駆動されるロータリ耕耘機に
おいて、該ロータリ耕耘機における耕耘カバー体を、駆
動アクチュエータにより水平な耕耘爪軸回りに回動位置
調節自在に設けると共に、この耕耘カバー体の後端に
は、下端部位が圃場面に接地し得るリヤカバーを上下回
動可能に装着し、耕耘カバー体とリヤカバーとの間には
当該リヤカバーの回動角度を検出するための角度センサ
を設けて、当該角度センサの検出値により耕耘深さを一
定に保持するように制御する制御装置を設け、牽引負荷
を検出する負荷センサの検出値に応じて、その負荷が軽
減される方向に前記耕耘カバー体を回動すべく駆動アク
チュエータを作動させる一方、前記制御装置では前記角
度センサの検出値により、耕耘深さ検出感度を補正する
ように制御するものであるから、ロータリ耕耘機による
耕耘作業時に耕耘カバー体との間で詰まる土を当該耕耘
カバー体を回動させることにて牽引負荷が増大するのを
防止しつつ、ロータリ耕耘機による耕耘深さを一定とな
るように制御する場合のリヤカバーと角度センサとによ
る耕耘深さの検出感度を略一定に保持できるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタ及びロータリ耕耘機の側面図である。

【図２】ロータリ耕耘機の要部側断面図である。

【図３】ロータリ耕耘機の要部縦断面図である。

【図４】制御系の機能ブロック図である。

【図５】耕耘深さ検出感度補正の制御態様を示すフロー
チャートである。

【図６】耕耘カバー体の高さ位置Ｌの範囲と区画との関
係を示す図である。

【図７】耕耘深さ検出とロータリ耕耘機の昇降作動制御
の関係を示す図である。

【符号の説明】

１ トラクタ ２ ロータリ耕耘機 ３ エンジン ４ リンク機構 ５ 昇降用油圧機構 ９ 耕耘爪軸 １３ 耕耘カバー体 ２１ リヤカバー ２２ 回動用油圧シリンダ ３０ 制御装置 ３１ 負荷センサ ３２ カバー位置検出器 ３３ 角度センサ ３４ 耕耘深さ設定器 ３５ 電子ガバナ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンを搭載した走行車両に対して昇
   降動調節可能に連結されて牽引され、且つ駆動されるロ
   ータリ耕耘機において、該ロータリ耕耘機における耕耘
   カバー体を、駆動アクチュエータにより水平な耕耘爪軸
   回りに回動位置調節自在に設けると共に、この耕耘カバ
   ー体の後端には、下端部位が圃場面に接地し得るリヤカ
   バーを上下回動可能に装着し、耕耘カバー体とリヤカバ
   ーとの間には当該リヤカバーの回動角度を検出するため
   の角度センサを設けて、当該角度センサの検出値により
   耕耘深さを一定に保持するように制御する制御装置を設
   け、牽引負荷を検出する負荷センサの検出値に応じて、
   その負荷が軽減される方向に前記耕耘カバー体を回動す
   べく駆動アクチュエータを作動させる一方、前記制御装
   置では前記角度センサの検出値により耕耘深さ検出感度
   を補正するように制御したことを特徴とするロータリ耕
   耘機における耕耘深さ検出感度調節装置。