JP3543791B2

JP3543791B2 - 移動農機のブレーキ装置

Info

Publication number: JP3543791B2
Application number: JP2001206417A
Authority: JP
Inventors: 光彦池田; 覚木下; 浩二小山; 秀明岡本; 伸二大竹; 昇佐川
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2019-07-21
Also published as: JP2002120750A

Description

【０００１】
【発明の属する技術】
この発明は、移動農機の制動装置に関するものであり、例えば、旋回内輪側の駆動輪を制動しながら小さな旋回半径で短時間に自動旋回を行なおうとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のものは、特開平２−１７５３３１号公報で示すように、ステアリングハンドルを廻してこれが所定角度以上に操作されると、前輪増速装置を作動しその余剰油で旋回内側の後輪ブレーキを制動して旋回するものや、特開平６−１６１４９号公報で示すように、ステアリングハンドルを廻してこれが所定角度以上に操作されると、前輪を高速側に変速作動しながら旋回内側の後輪ブレーキを制動して旋回するもの等が公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のものは、後輪ブレーキ部に取り付けた油圧アクチュエータとこれを作動する切替弁とが、遠く離れておりさらにパイプ状の油圧配管や弾性配管等で接続されているので、アクチュエータの作動までに時間的な遅れや内圧上昇が安定しない欠点を有していた。
【０００４】
そこで、前記アクチュエータの作動を迅速且つ安定してブレーキ装置へ伝達させるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本願発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、従来装置のこのような不具合を解消しようとするものであって、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、左右駆動輪１を制動するブレーキ装置２を備え、このブレーキ装置２を覆うケース２０の側方に、同ブレーキ装置２の操作アーム２ａを前後揺動自在に支持すると共に、この操作アーム２ａを、左右夫れ夫れのブレーキペダル４１の踏み操作によって操作可能に構成した移動農機において、前記操作アーム２ａを、前記ブレーキペダル４１の踏み操作をロッド５４を介して伝達する第一操作系と、前記第一操作系とは異なり、シリンダ型油圧アクチュエータ３のピストン先端部を前記アーム２ａに接当させて、前記油圧アクチュエータ３をコントローラ１２の電気指令により作動させる第二操作系にて操作可能に構成したことを特徴とする移動農機の制動装置とした。
【０００６】
また請求項２の発明では、前記アーム２ａとロッド５４は、前記油圧アクチュエータ３の作動時にロッド５４への動力を逃がす長孔５５を介して連結したことを特徴とする請求項１に記載の移動農機の制動装置とした。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図例は、農用トラクターである移動農機９であって、この移動農機９の駆動車輪となる後輪１，１部に、この発明の片ブレーキ装置を折り込んで旋回時に内側後輪１を制動し旋回するものである。
【０００８】
機体の前方には操舵車輪となる前輪７が設けられ、運転者がハンドル１０を左または右に操舵するのをステアリング軸１１途中に設けた回転式ポテンショメーター等の検出具８で、その回転の方向や角度や操作速度を検出しコントローラー１２に伝える。コントローラ１２は、機体の座席１３近傍に配設されている。
【０００９】
前輪７，７間上方の前フレーム１４部にはエンジン１５が搭載されており、その上方をボンネット１６で、前方をフロントグリル１７で、側方をサイドカバー１８，１８で夫れ夫れ覆っている。１９は計器盤部を上方に有したリヤーカバーであり、その後部に前述のハンドル１０やステアリング軸１１等を取り付けている。
【００１０】
また、左右の後輪１，１は、アクスルハウジング２０，２０から左右に夫れ夫れ突出している。エンジン１５から後輪１間は、クラッチハウジング２１や前伝動ケース２２や後伝動ケース２３等から成る主フレームで連結されている。前述のアクスルハウジング２０は、後伝動ケース２３の側方壁面に取り付けられ、このアクスルハウジング２０外側方に後述する要部の油圧シリンダ３がボルト２４，２４等の締付具で取り付けられる。
【００１１】
後伝動ケース２３の上方には油圧シリンダーケース２５が取り付けられ、ケース内に内装された油圧シリンダー２６内のピストン２７の圧油による移動によりリフトアーム２８が昇降移動する。２９は二点リンクヒッチであって、ロータリ作業機３１の取付アーム３２部をヒッチ軸３０に軸着し、この取付アーム３２とリフトアーム２８間をリフトロッド３３で連結する。リフトアーム２８の昇降移動により、ロータリ作業機３１は上下動する。３４はポジションレバーであって、ポジションレバー３４の前後方向揺動に比例してリフトアーム２８が上下するものであり、図例のものはポジションレバー３４の下端に回転式のポテンショメーター３６を取り付けて、レバーの揺動角度を検出しコントローラー１２に伝える。そして、この揺動方向と角度の大小の検出により、油圧シリンダー２６への高圧油圧回路３７途中のソレノイドバルブ３８を上げ，中立，下げのいずれかに変更し操作する。また、ポジションレバー３４の最上昇部には上限スイッチ３５が設けられ、このスイッチの作動を検出しコントローラー１２に伝える。安価型の移動農機９におけるポジションレバー３４ｃを図６で示すが、安価型ではレバー下部のポテンショメーター３６の代わりに機械式のリンク５７を介して、高圧油圧回路３７ｃに設けたスプール式の油路切換弁５８のスプール５８ａを直接手動操作して、リフトアーム２８を昇降制御するものとしている。図４で示す３９はスイッチ式昇降レバーであって、図例ではハンドル１０下部に設けられ側方に突出したものであるが、運転者の近傍であれば座席１３やフェンダー４０部に配設していてもよい。このスイッチ式昇降レバー３９は、レバー操作のスイッチＯＮまたはＯＦＦ信号をコントローラ１２に伝え、前記ポジションレバー３４がそのレバー操作後のレバー角度位置と比例した位置にリフトアーム２８を無段階位置に移動制御するのに対し、このスイッチ式昇降レバー３９は前記ＯＮ／ＯＦＦ信号をコントローラー１２に伝えて作業装置が下降している場合上まで上昇し、作業装置が上に上がっている場合下まで下降する指令を発して、リフトアーム２８を上下の二位置で昇降制御するものである。
【００１２】
４１はブレーキペタルであって、機体右下方のフロア４２から上方に突設された二個のペタルであって、運転者が片方踏むと踏んだ方向の片側の後輪１が制動され、両方のブレーキペタル４１を踏むと両方の後輪１，１が制動される。運転者操作用のペタルとしては、図示しないがこの他に主クラッチ操作用のクラッチペタルやエンジン１５回転制御用のアクセルペタル等が、フロア４２の前方に配設されている。
【００１３】
５６は主変速レバーである。前後の伝動ケース２２，２３内には、主変速や副変速等の変速装置４３が設けられ、主変速レバー５６や他の副変速レバー（図示せず。）等の変速操作により進行速度や前進後進等を調整し、デファレンシャル機構４４に伝達する。このデファレンシャル機構４４に伝達した駆動力は、デファレンシャル機構４４部で左右に分割され、夫々左右の後輪１，１に伝達される。このデファレンシャル機構４４から突出する出力軸４５，４５の外方端部は前述したアクスルハウジング２０で覆われており、軸外端側にブレーキ装置２が取り付けられている。４６は出力ギヤであって、後輪１を取り付ける車軸１ａ側への減速伝動歯車である。ブレーキ装置２はドラムブレーキでもディスクブレーキでも良く、アクスルハウジング２０外部に設けたブレーキアーム２ａを前後方向に揺動操作することにより制動と非制動を、第一操作系、即ち前述したブレーキペタル４１の足動による「人による制御」や、以下詳述する第二操作系となる油圧機構利用の「自動の制御」で行なえれば良い。
【００１４】
前後の伝動ケース２２，２３側方に突設したアクスルハウジング２０の蓋体４７近傍外方には、図１乃至図２に示すように、シリンダ型アクチュエータを内装するケース４８がボルト２４，２４．．で主フレーム側に一体的に取り付けられる。前記ケース４８の上部には油圧シリンダ３が設けられ、ピストン３ａが前後方向移動自在に内挿されている。このケース４８は、左右の後輪１，１用として独立作動する一対が、アクスルハウジング２０側方に夫々取り付けられている。ピストン３ａの突出端は、ブレーキアーム２ａを前後方向揺動可能な位置に突出しており、図１例ではブレーキアーム２ａの後面に接当状態に設けられている。ケース４８の下部には電気式のソレノイドである切換弁６が取り付けられており、電気指令により油圧回路４内の高圧油を、タンク５側またはピストン３ａ背部のシリンダー室３ｂ側に切り替える二室切換弁としている。
【００１５】
４９は減圧弁であって、タンク５内の油を油圧ポンプ５０で例えば１平方センチ当たり２５Ｋｇの圧力に加圧し、減圧弁４９の下流側の油圧回路４内の内圧を例えば２２Ｋｇに常に一定圧に保持するものである。５１は圧力制御弁、５２は安全弁である。５３は逃げ孔であって、出力軸４５の外端側の蓋体４７に開口しており、前記ケース４８からタンク５側に逃げる油が通過する際各部の適所（軸，湿式ディスクブレーキ，歯車等）を潤滑する。図例では、前記ケース４８の油圧シリンダ３と切換弁３を一体としているが、この要部はパイプを使用せずに、剛体の油路同士を連結することを特徴とするのであるから、両ケースの油路を突き合わせ状態で、上下二分割したケースをボルト等で一体化しても良い。
【００１６】
ブレーキペタル４１とブレーキアーム２ａ間はロッド５４で連動連結されており、ブレーキペタル４１を踏むとブレーキアーム２ａが矢印「イ」方向に移動し、ブレーキ装置２を制動操作し後輪１を停止させる。また、ハンドル１０を左または右に一定以上操舵すると、ステアリング軸１１部の検出具８によりその操舵方向内側の後輪１を制動するために、制動側のケース４８内のピストン３ａを突出させ、ブレーキアーム２ａを矢印「イ」方向に強制的に自動移動する。ブレーキアーム２ａとロッド５４間は、長孔５５を介して連結されておりピストン３ａの突出時にロッド５４が動かない。ピストン３ａの背部のシリンダー室３ｂ内の圧油がタンク５側に逃げると、ブレーキ装置２またはロッド５４部等に設けた図示しない戻し機構や戻しバネにより、ブレーキアーム２ａは元の非制動位置に戻る。
【００１７】
ここで、ブレーキペタル４１の足動による前記第一操作系での旋回の場合は運転者がペタルをふんでいるから、作業機の上昇操作を忘れて地中に残したまま旋回する誤操作や、旋回時に作業機が他物に接当する運転ミス等の、旋回姿勢の変更時に異状が発生した時は、運転者の足裏への反力と姿勢変化を比較し、異状の有無は容易にわかる。しかし、単にハンドル１０の操舵に伴う、前記第二操作系による「自動の制御」で旋回すると、移動農機９の反応がよくわからず素人では、作業機を壊す運転をする場合が発生する。このような場合は、ポジションレバー３４の上限方向上げ操作時に感知する上限スイッチ３５の検出があったときのみ、油圧シリンダ３を作動するようにプログラムを組んでおけば、このような失敗を少なくできる。図例では、上限スイッチ３５をポジションレバー３４の上昇操作で検出しているが、他にリフトアーム２８の上昇角度や位置等を検出し規制しても良い。
【００１８】
図５は、ポジションレバー３４の別実施例であって、握り３４ａ部に昇降スイッチ３９ａを設け、このスイッチの押圧操作をコントローラ１２で検出し、この検出により作業装置が下降している場合上まで上昇し、作業装置が上に上がっている場合下まで下降する指令を発して、リフトアーム２８を上または下の二段階位置に昇降制御する。このポジションレバー３４ｂも第一図例のポジションレバー３４と同じで、レバー操作後のレバー角度位置と比例した位置にリフトアーム２８を無段階位置に移動制御するようにしている。
【００１９】
また、主変速レバー５６近傍にはバック位置検出スイッチ５９が設けられ、主変速レバー５６が後進側に変速操作されるとこのスイッチ信号をコントローラ１２に伝え、電動モーター６０を回転し、スプール５８ａを作業機上昇側に作動する（以下、バックアップ機構）。
【００２０】
このバックアップ機構を有する安価型の移動農機９における、ポジションレバー３４ｃの別変更例を図６で説明する。ポジションレバー３４ｃは、運転者の手動操作により、油路切換弁５８内のスプール５８ａを上げまたは下げ方向に操作しリフトアーム２８を昇降制御する。さらに、別の自動操作として、ポジションレバー３４ｃの握り６１部に電気スイッチである上げスイッチ６２と下げスイッチ６３を取り付ける。この上げスイッチ６２と下げスイッチ６３は、レバーの揺動操作の必要が無く単にスイッチを押すだけで、電動モーター６０を回転駆動しスプール５８ａを上下切り替える。
【００２１】
６４はモード設定ダイヤルであって、図４例ではハンドル１０近傍の計器盤部に設けているが、座席１３やフレーム４０近傍に取り付けても良い。このモード設定ダイヤル６４は旋回時の内輪ブレーキ機構の自動作動をＯＮ，ＯＦＦするスイッチであり、圃場内ではスイッチＯＮしてハンドル１０の操舵と連動して自動旋回を行なっており、圃場から道路上に出て路上を高速走行する際には安全上の理由からＯＦＦとしており、ハンドル１０を所定角度以上操舵しても旋回時にブレーキの自動作動はさせないようにしている。
【００２２】
圃場内では操作容易化のため、手動操作するポジションレバー３４を操作しなくても、図１のスイッチ式昇降レバー３９や図５の昇降スイッチ３９ａや図６の上げスイッチ６２や下げスイッチ６３等を軽く作動させて作業機の昇降を行なっている。このような機構は運転者の疲労軽減のためには必要であるが、路上走行中にスイッチに間違って触れると作業機が昇降し、道路上の歩行者や自動車等他に危険を及ぼす欠点があった。ここで、モード設定ダイヤル６４を路上走行のためＯＦＦとした時は、前記スイッチ式昇降レバー３９や昇降スイッチ３９ａや上げスイッチ６２や下げスイッチ６３等による簡易昇降を規制し、ポジションレバー３４による手動の揺動操作に伴う、比例した作業機昇降位置制御のみ働かせる。このようにすると、間違ってポジションレバー３４に運転者の服の一部や身体の一部が接当して昇降動作したとしても、作業機が上限や地面まで一気に動く恐れが無くより安全性を向上できる。
【００２３】
また、独立した左右のブレーキペタル４１，４１は、圃場内では運転者の足動による急旋回のために左右分離している必要があるが、道路上の走行時には片ブレーキを作動させると移動農機９の姿勢が変わり過ぎて危険なため、左右のブレーキペタル４１，４１を機械的に固定する固定具（図示せず。）を設けて危険防止としている。しかし、短距離の道路移動では両ペタルを踏めば良いとの安易な考えで固定具を使用せずに道路を走行して、道路側方の溝や川に転落する事故が繰り返されている。ここで、この発明の自動旋回機構である油圧シリンダ３作動部を、モード設定ダイヤル６４を路上走行のためＯＦＦとした時は、検出具８の操舵角度検出に関わらず、ブレーキペタル４１の一方が踏まれたとき、両方の油圧シリンダ３，３に切換弁６，６を介して圧油を流し、左右の後輪１，１を同時制動する。このようにすると、路上走行時の安全性がより向上できると共に、足に力の無い老人や婦女子でも移動農機９の停止動作を軽い力で行なえる。
【００２４】
図７，図８は、ロータリ作業機３１等の機体後部に吊持した作業機を、移動農機９の旋回時に自動昇降しようとする場合の制御のチャート図と、走行説明図である。
圃場Ｆの一側方から走行し耕耘作業を行なう場合、作業機の部分が圃場端から一定距離Ｌに達するとハンドル１０を操舵する。このハンドル１０の操舵速度や方向または操舵実角度をポテンショメーターである検出具８で検出しコントローラー１２に伝え、先ずソレノイドバルブ３８を自動的に上げ側に作動指令し、油圧シリンダー２６内に高圧油を流し込み作業機を上昇し、作業機の上昇がリフトアーム２８の根元に設けた図示しないポテンショメーターの変化で、作業機の下端部が地面から上がったと検知されると、次に内側の後輪１を制動し符号Ｕで示すようにＵターンを行なう。Ｕターンが完了してハンドル１０が戻し開始点Ｓから徐々に戻されると、移動農機９の進行方向は直進方向に修正操舵されていき、点Ｐを過ぎると移動農機９もハンドル１０も結果として直進方向に成っている。そして作業機が圃場端から距離Ｌだけ離れると、作業機を自動下降して再度耕耘作業を続けるものである。これら制御は、所謂「オートリフト／オートダウン」と呼び、車速によって異なるが、圃場内耕耘作業では時速２〜３Ｋｍ程度と人の歩く速度よりも遅い速度で作業しているから、３〜４秒程度の略一定時間の安定した所要時間で、符号Ｕで示すＵターンが圃場端で連続して行なえる。そこで、作業機の吊り上げ自動操作開始から５〜６秒後に自動的に降下させて、「オートダウン」を行なっている。この所要時間は運転者近傍に設けた、手動操作式の時間設定ダイヤル６５で変更可能としている。
【００２５】
しかし、圃場の最終端の部分や枕地の耕耘では圃場の側方の余裕が無いため、移動農機９はターンの途中で機体を後進（符号Ｒ）する切り返し操作が必要と成り、符号Ｇで示す切り返しターンでの旋回となってしまう。移動農機９の圃場内でのこの切り返しターンＧでは、走行装置を旋回途中で前進から後進に変速するため、主クラッチの切り入りや主変速レバー５６の操作を行なうが操作をゆっくり行なったりすると、旋回途中に５〜６秒経過し作業機が自動降下してしまうので、時間設定ダイヤル６５で時間を変更したり、自動降下した作業機を手動で吊り上げる等の操作が別に必要と成り、便利な自動制御が逆に使いにくくなる。
【００２６】
ここで、切換しターンＧ中の移動農機９の進行方向を後輪１の駆動回転有無を図示しないセンサーで検出し、前進中は旋回時の「自動作業機上昇旋回下降制御」の時間設定ダイヤル６５で設定の所要時間例えば５〜６秒の時間を減算し、停止時やバック位置検出スイッチ５９で検出の後進時等は、所要時間の減算を牽制して作業機の降下位置の変動を少なくする。この制御プログラムを使用すると、さらに操作性が向上し、素人向けの使い易いものとなる。
【００２７】
【発明の効果】
この発明は、説明したように、請求項１の発明では、前記操作アーム２ａを、前記ブレーキペダル４１の踏み操作をロッド５４を介して伝達する第一操作系と、前記第一操作系とは異なり、シリンダ型油圧アクチュエータ３のピストン先端部を前記アーム２ａに接当させて、前記油圧アクチュエータ３をコントローラの電気指令により作動させる第二操作系にて操作可能に構成したので、アクチュエータ２の作動とともに瞬時にブレーキ装置２が作動するので、前記従来のようにパイプ状の油圧配管や弾性配管等で接続する等、油圧的または機械的な構成に因る時間遅れや不安定さといった課題を低減し、安定して旋回することができる。
【００２８】
更に請求項２の発明では、前記アーム２ａとロッド５４とは、前記アクチュエータ３の作動時にロッド５４への動力を逃がす長孔５５を介して連結したので、ブレーキペダル側に過剰な動力が伝わらず、操作性が良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】左後輪側の、要部拡大側面図である。
【図２】図１の一部断面した、背面図である。
【図３】制御回路の、説明線図である。
【図４】全体側面図である。
【図５】別図例の、ポジションレバー斜視図である。
【図６】さらに別の、ポジションレバー廻りの、説明線図である。
【図７】制御説明用のチャート図である。
【図８】圃場作業中の移動農機の走行を示す、説明平面図である。
【符号の説明】
１後輪
２ブレーキ装置
３油圧アクチュエータ
４油圧回路
５タンク
６切替弁
７前輪

Claims

左右駆動輪１を制動するブレーキ装置２を備え、このブレーキ装置２を覆うケース２０の側方に、同ブレーキ装置２の操作アーム２ａを前後揺動自在に支持すると共に、この操作アーム２ａを、左右夫れ夫れのブレーキペダル４１の踏み操作によって操作可能に構成した移動農機において、前記操作アーム２ａを、前記ブレーキペダル４１の踏み操作をロッド５４を介して伝達する第一操作系と、前記第一操作系とは異なり、シリンダ型油圧アクチュエータ３のピストン先端部を前記アーム２ａに接当させて、前記油圧アクチュエータ３をコントローラ１２の電気指令により作動させる第二操作系にて操作可能に構成したことを特徴とする移動農機のブレーキ装置。
前記アーム２ａとロッド５４は、前記油圧アクチュエータ３の作動時にロッド５４への動力を逃がす長孔５５を介して連結したことを特徴とする請求項１に記載の移動農機のブレーキ装置。