JP3179155B2 - 車両の牽引力制御システムのための力センサ - Google Patents

車両の牽引力制御システムのための力センサ

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JP3179155B2
JP3179155B2 JP29442891A JP29442891A JP3179155B2 JP 3179155 B2 JP3179155 B2 JP 3179155B2 JP 29442891 A JP29442891 A JP 29442891A JP 29442891 A JP29442891 A JP 29442891A JP 3179155 B2 JP3179155 B2 JP 3179155B2
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    • A01BSOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B63/00Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements
    • A01B63/02Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors
    • A01B63/10Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means
    • A01B63/111Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means regulating working depth of implements
    • A01B63/112Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means regulating working depth of implements to control draught load, i.e. tractive force
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/13Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the tractive or propulsive power of vehicles
    • G01L5/136Force sensors associated with a vehicle traction coupling

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、農業用トラクタの農具
牽引装置に加わる牽引力のような力を検出する力センサ
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】農業用トラクタの牽引力を制御するため
には、この牽引力を測定する手段が必要とされる。トラ
クタの牽引力制御システム用の公知の牽引力測定機構
は、1958年にドゥ・シェーン(Du Shane)に付与された
米国特許第2,864,295号、1961年にフレッチャー(Fletc
her)に付与された米国特許第2,974,733号及び1962年に
ヘス(Hess)に付与された米国特許第3,022,831号に記
載されている。これら公知の設計において、牽引力は、
横方向に離間させた支持体によって支持された曲げ軸の
両端に付与される。連結機構が該軸の中央部分の撓みを
トラクタの取り付け制御システムのサーボ機構に伝達す
る。しかし、かかる設計において、曲げ軸が剛性であ
り、その結果、該軸の撓み量が僅かであるため、牽引力
の検出感度は、制限される。故に、比較的簡単で低廉、
しかも感度の良い曲げ軸型式の牽引力検出機構が望まれ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの目的
は、牽引力の電子制御システム用の簡単で低廉、しかも
感度の良い曲げ軸型式の牽引力センサを提供することで
ある。
【0004】本発明の別の目的は、市販の変位変換器を
利用する上記の力センサを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記及びその他の目的
は、牽引力センサが、一対の離間した支持体を通って横
方向に伸長する曲げ軸を備える本発明によって達成され
る。牽引力リンクが該軸の各端部に結合される。可撓性
ストラップが支持体の間に配置され、該ストラップの両
端は支持体付近の位置で軸に取り付けられる。無負荷状
態のとき、該ストラップは湾曲し、軸に向いた方向に凹
状となっている。直線電位差計、リニア変成器のような
変位変換器、又は変位を感知するその他の電気的装置が
軸とストラップの中央部分との間に取り付けられる。こ
の変位変換器は、曲げ軸からストラップの「円弧状部
分」までの距離の変化を検出し、曲げ軸に加わる力を表
示する電気信号を発生させる。牽引力リンクの負荷は、
曲げ軸の両端に付与され、該軸を曲げる一方、ストラッ
プを反対方向に屈曲させる。このように、軸及びストラ
ップは、力増幅装置として機能する。これにより得られ
る牽引力センサは、牽引リンクにおける張力及び圧縮力
の双方を検出することが可能となる。
【0006】
【実施例】牽引力センサ10は、牽引力軸、即ち、トラ
クタのフレーム又はハウジング部分によって形成された
支持体14、16を通って後車軸ハウジング(図示せ
ず)の端部まで横方向に伸長する曲げ軸12を備えてい
る。牽引力リンク18、20の前端は、支持体14、1
6から横方向に突出する軸の両端に結合される。支持体
14は、クランプ23により支持体14内に保持された
球面軸受け又はブッシュ22を介して軸12の大径部分
21を支持する。この球状ブッシュ22は、牽引力リン
ク18、20の引張り力が軸12を曲げる傾向に作用す
るとき、軸12がその角度位置を変更することを許容す
る。
【0007】支持体16は、軸12の大径部分24をゆ
るく受け入れかつ支持する。該大径部分24は、上方及
び下方水平方向に伸長する平坦面28、29によって分
離された一対の円形の円筒状表面26、27を有してい
る。クロスピン30が大径部分24の穴32を通って垂
直方向に伸長し、該クロスピン30の端部は、潤滑液無
しで作動し得るように「テフロン」(登録商標)のよう
な低摩擦材料にてライニング被覆したブッシュ34、3
6内に収容される。クロスピン30の各端部のブッシュ
34、36は、支持体16の穴内に押し込められる。リ
ングシール38が両ブッシュ34、36の両側に取り付
けられ、これらブッシュを汚染から保護する。
【0008】ストラップ40の両端は、支持体14、1
6に隣接しかつこれら支持体内部にて軸12に取り付け
られる支持ブラケット42により固定される。該ストラ
ップ40は、軸12よりも著しく薄い厚さであり、従っ
て、より可撓性である。ストラップ40に力が加えられ
ないとき、該ストラップ40は湾曲した形状であり、軸
12に向かって凹状となっている。
【0009】支持ブラケット42の各々は、ストラップ
40の一端が挿入されるスロット46を有する本体45
を備えている。一対の脚部50が各本体45から伸長
し、軸12を把持する。図1及び図3に最も良く図示す
るように、脚部50は、軸12を貫通する取り付け穴5
6を通って伸長するボルト又はピン55により軸12に
結合された穴付き端部分54を備えることが出来る。図
4に最も良く図示するように、別の支持ブラケット4
2′は、軸12の浅い取り付け凹所56′内に受け入れ
られた曲げ端部分、即ち、足部54′を有する脚部5
0′を備えている。これら両ストラップ支持体の設計に
おいて、ねじ穴58が脚部50の中心線を含む面に対し
て小さい角度にて各本体45を通って伸長する。調節ボ
ルト又はキャップねじ60は、一端部が軸12に係合す
る状態にて各穴58内に取り付けられており、その結
果、本体45、従ってストラップ40の両端の位置はキ
ャップねじ60を回転させることによって調節すること
が出来る。
【0010】低廉な市販の変位変換器70を軸12とス
トラップ40の中央部分との間に配置する。該変換器7
0は、直線電位差計、リニア可変変成器又は変位を感知
するその他の電気的装置とすることが出来る。リンク1
8、20により軸12の両端に伝達された牽引力は、軸
12を屈曲させ、その結果、可撓性ストラップ40は力
増幅装置として機能する。製造公差の結果、牽引力が零
の場合、正しい電圧を示さない変換器となる可能性があ
る。故に、変換器70を取り付けた後、キャップねじ6
0を調節し、該変換器70が「零」の電気的出力を示す
ようにする。
【0011】牽引力リンク18、20に張力が加わり、
軸12の両端が図1の下方に引張られる傾向となると
き、軸12の中央部分は上方に屈曲する。ストラップの
支持ブラケット42及びストラップ40の両端は動いて
分離し、その結果、ストラップ40の中心が軸12の中
心に接近する。これにより、変換器70からの電圧信号
が変化する。この電圧信号は牽引装置、又は農具の電気
的制御システムの出力に付与することが出来る。
【0012】ピン30は垂直方向に延びているため、該
ピン30は、軸12が水平面内で枢動可能に屈曲するの
を許容する。該ピン30は、牽引力リンク18、20が
昇降するとき、軸12がその軸線を中心として回転する
のを阻止し、及び軸12が軸方向に動きかつ支持体1
4、16から端の方向に出るのを阻止する。又、該ピン
30は、牽引力リンクが側方向荷重を吸収するとき、軸
12に加えられた横荷重を吸収する。
【0013】ピン30は、穴32内にゆるく嵌まってい
る。軸12が屈曲すると、ピン30はブッシュ34、3
6内で回転する。この回転は、ピン30の両端における
ブッシュ34、36の荷重面間の摩擦が、穴32の内面
に接触するピン30の鋼表面における鋼と鋼との間の摩
擦よりはるかに小さいことに起因する。このピン30の
回転を許容するゆるい嵌まり状態は、又、大きい屈曲力
が作用するまで、ピンが底に達することなく、垂直荷重
に起因して屈曲するのを許容する。
【0014】本発明は特定の実施例に関して説明した
が、当業者には、上記の説明を基に多くの選択例、応用
例及び変形例が明らかであることを理解すべきである。
従って、本発明は特許請求の精神及び範囲に包含される
かかる選択例、応用例及び変形例の全てを含むことを意
図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従い構成されたトラクタの曲げ軸の牽
引力センサを示す図である。
【図2】図1の線2−2に沿った断面図である。
【図3】本発明の可撓性ストラップの支持ブラケットの
一実施例の等角図である。
【図4】本発明の可撓性ストラップの支持ブラケットの
別の実施例の等角図である。
【符号の説明】
10 牽引力センサ 12 曲げ軸 14 支持体 16 支持体 18 牽引力リンク 20 牽引力リン
ク 21 径部分 22 ブッシュ 23 クランプ 24 径部分 26 円筒状表面 27 円筒状表面 28 平坦面 29 平坦面 30 クロスピン 32 穴 34 ブッシュ 36 ブッシュ 38 リングシール 40 ストラップ 42 支持ブラケット 42′ 支持ブラ
ケット 45 本体 46 スロット 50 脚部 50′ 脚部 54 端部分 54′ 足部 55 ピン 56 穴 56′ 凹所 58 穴 60 キャップねじ 70 変位変換器
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−54808(JP,A) 特開 昭55−156503(JP,A) 実開 昭56−62009(JP,U) 米国特許4266616(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A01B 63/112 G01L 5/13

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の牽引力制御システムにおいて前記
    車両に接続された一対の横方向に離間した牽引力リンク
    に付与される力を検出する力センサであって、車両のフ
    レームに固定された一対の横方向に離間した支持部材
    と、前記支持部材の間を横方向に伸長する軸であって、
    対応する支持体の一つを越えて横方向に伸長する各端部
    を有する軸と、前記牽引力リンクの一つを前記軸の各端
    部に接続する手段と、前記支持体の間に配置されたスト
    ラップであって、支持体の一つに隣接する軸の一部に取
    り付けられた第1端、及び支持体の他方に隣接する軸の
    一部に取り付けられた第2端を有し、前記軸よりも実質
    的により可撓性であり、軸が湾曲するとき軸に近づき及
    び遠ざかるように動く中央部分を有し、更に、無負荷状
    態にて湾曲しているストラップと、牽引力リンクから前
    記軸に伝達される力に応答して、前記軸が湾曲すると
    き、前記軸と前記ストラップの中央部分との間の距離の
    変化を検出する変位変換器とを備えることを特徴とする
    牽引力センサ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の牽引力センサにして、
    球状ブッシュが支持体の一つに取り付けられ、軸の第1
    の部分を受け入れ、軸が湾曲するとき、前記球状ブッシ
    ュが、軸の第1の部分が第1の支持体内で枢動するのを
    許容し、クロスピンが軸の第2の部分を他方の支持体に
    結合し、軸が支持体から引き出されるのを阻止すること
    を特徴とする牽引力センサ。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の牽引力センサにして、
    前記クロスピンの軸線が前記軸の湾曲面に対して略垂直
    に伸長することを特徴とする牽引力センサ。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の牽引力センサにして、
    前記ストラップが軸を向いた方向に凹状であることを特
    徴とする牽引力センサ。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載の牽引力センサにして、
    前記ストラップの少なくとも一端部が軸に取り付けらた
    支持ブラケットに取り付けられ、前記支持ブラケット
    が、軸に対するストラップの前記少なくとも一端部の位
    置を調節する調節手段を備えることを特徴とする牽引力
    センサ。
  6. 【請求項6】 請求項1に記載の牽引力センサにして、
    ストラップの一端部を受け入れるスロットを有する本体
    と、前記本体から伸長する一対の脚部とを有する支持ブ
    ラケットと、前記脚部を軸に結合する手段と、軸に対す
    るストラップの前記一端部の位置を調節する調節手段と
    を更に備えることを特徴とする牽引力センサ。
  7. 【請求項7】 車両の牽引力制御システムにおいて前記
    車両に接続された一対の横方向に離間した牽引力リンク
    に付与される力を検出する力センサであって、牽引力リ
    ンクに結合された端部を有する横方向に伸長する湾曲可
    能な軸と、前記牽引力リンクにより軸に伝達される力に
    応答して軸が湾曲するのを検出する手段とを備え、前記
    軸に取り付けられた横方向に離間した端部を有するスト
    ラップであって、前記軸よりも実質的により可撓性であ
    り、軸が湾曲するとき軸に対して近づき及び離れるよう
    に動く中央部分を有し、更に、無負荷状態にて湾曲して
    いるストラップと、前記軸が牽引力リンクから前記軸に
    伝達される力に応答して湾曲するとき、前記軸と前記ス
    トラップの中央部分との間の距離の変化を検出する変位
    変換器とを備えることを特徴とする牽引力センサ。
JP29442891A 1990-11-13 1991-11-11 車両の牽引力制御システムのための力センサ Expired - Lifetime JP3179155B2 (ja)

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US07/611,628 US5101909A (en) 1990-11-13 1990-11-13 Bending shaft draft force sensor
US611628 1990-11-13

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JPH04278002A JPH04278002A (ja) 1992-10-02
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EP (1) EP0485870B1 (ja)
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AR (1) AR246150A1 (ja)
AT (1) ATE87171T1 (ja)
BR (1) BR9104857A (ja)
CA (1) CA2052120C (ja)
DE (1) DE59100065D1 (ja)
ES (1) ES2040142T3 (ja)
FI (1) FI102013B (ja)
HU (1) HU206541B (ja)
MX (1) MX173760B (ja)
PL (1) PL166896B1 (ja)

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