JP3907831B2 - 農用車両の作業機昇降装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農用車両に油圧昇降装置を介して作業機を装着し、作業機の姿勢を制御しつつ昇降させるようにした農用車両の作業機昇降装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トラクタ（農用車両）の作業機昇降装置として、トラクタの後部に設けられ、車体下部において油圧機構により上下回動可能の左右一対の下部リンク、及び車体上部において上下回動自在の上部リンクの各作業機取付点、計３点で作業機の前部を支持し、作業機の昇降を行う，いわゆる３点リンク機構が知られている。そして、上記下部リンクの作業機取付点においては、下部リンクのトラクタ側への取付点を中心に円弧状の運動をする。上部リンクにおいても同様に上部リンクの作業機取付点が、上部リンクのトラクタ側への取付点を中心に円弧状の運動をする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
即ち、トラクタに３点リンク機構を介して作業機を装着し、作業機を昇降させた場合、各リンクの作業機取付点は円弧状の運動をするため、昇降中の作業機の姿勢は定められた状態で移動し、その前後姿勢を変えることができずに姿勢に制限がある、という問題点があった。本発明は、左右の下部リンク及び上部リンク自体、左右の下部リンクを上下動させるリフトロッドにそれぞれ油圧シリンダを介装して、下部リンク、上部リンク及びリフトロッドのそれぞれの長さが変えられるようにして、上記の問題点を解決することを目的になされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、農用車両に油圧昇降装置を介して作業機を昇降可能に装着する作業機昇降装置において、油圧昇降装置の油圧駆動軸に、左右一対のリフトアームの基端部を上下回動可能に軸支し、この両リフトアームの先端部にそれぞれ油圧シリンダを装備したリフトロッドの上端部を取付け、該両リフトロッドの下端部に左右の下部リンクの中間部を枢支すると共に、この両下部リンクに、油圧シリンダにより前後方向に伸縮可能の作業機取付けアームを設け、該作業機取付けアームの先端部と油圧シリンダを装備した上部リンクの先端部に作業機を連結し、少なくとも前記作業機取付けアームを設けた両下部リンクの各油圧シリンダを独立に伸縮作動させることにより作業機の姿勢を制御しつつ昇降させるようにしたことを特徴としている。
【０００５】
【作用】
上記の構成により本発明の農用車両の作業機昇降装置は、農用車両に３点リンク機構を介して作業機を装着し、作業機を昇降させる場合に、必要に応じて各油圧シリンダを伸縮作動させ、少なくとも前記作業機取付けアームを設けた両下部リンクの各油圧シリンダを独立に伸縮作動させることにより、作業機の左右姿勢を所望の状態に変更できるように制御する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を、添付の図面を参照して具体的に説明する。
図において、符号１は図示しないトラクタ（農用車両）の後部に作業機を昇降可能に装着する油圧昇降装置（３点リンク機構）で、この油圧昇降装置１の油圧駆動軸２に、左右一対のリフトアーム３，３の基端部３ａ，３ａを固設して上下回動可能に軸支している。この両リフトアーム３，３の先端部３ｂ，３ｂに、それぞれ油圧シリンダ５を装備したリフトロッド４の上端部４ａを取付け、該両リフトロッド４，４の下端部４ｂ，４ｂに、基端部６ａ，６ａをトラクタに軸支した左右の下部リンク６，６の中間部を枢支すると共に、この両下部リンク６，６に形成した前後方向の嵌挿溝６ｂ，６ｂに、油圧シリンダ７，７により前後方向に摺動（伸縮）可能の作業機取付けアーム６ｃ，６ｃを嵌挿している。
【０００７】
左右の下部リンク６，６の上側でトラクタの上部中央位置に、上部リンク８の基端部８ａを上下回動自在に軸支し、この上部リンク８にも油圧シリンダ９を介装している。そして、下部リンク６，６の両先端部（作業機取付点）６ｄ，６ｄと上部リンク８の先端部８ｂに作業機を連結し、油圧駆動軸２の回動によりリフトアーム３，３をその基端部３ａ，３ａを中心に上下回動させて作業機を昇降させるようにしている。この作業機昇降時に、上記各油圧シリンダ５，５、７，７、９を伸縮作動させることにより、リフトロッド４，４、下部リンク６，６、上部リンク８の長さを変化させて、作業機の前後姿勢を変更できるようにしている。
【０００８】
上記各油圧シリンダ５，５、７，７、９を制御する方法は、「手動」と「自動」があり、「手動」では各油圧シリンダ５，５、７，７、９を操作することで、作業機の前後姿勢を自在に変更したり、油圧昇降装置１による作業機の揚程を変えたりすることが可能である。例えば、トラクタから作業機に動力伝達するジョイントを外し、油圧シリンダ９を収縮させて上部リンク８の長さを短くすると共に油圧シリンダ７，７を伸長させて下部リンク６，６の長さを長くすることにより、作業機が前側に回動した姿勢になり、作業機の作業後の土落し作業や整備作業がし易くなる。また、トラクタに作業機を装着する際に、下部リンク６，６の長さ及び角度がそれぞれ独立して微調整できることから、装着作業能率を向上させることができる。
【０００９】
一方、各油圧シリンダ５，５、７，７、９の制御を「自動」により行うモードでは、電気的に制御される。例えば、作業機の姿勢を水平に保ったまま昇降させることができる。また、トラクタから作業機に動力伝達するユニバーサルジョイントになるべく前後の角度がつかないように昇降させることができるなど、下部リンク６，６及び上部リンク８の長さを変えて、作業の内容に合わせて自在な制御をさせることが可能となる。なお、トラクタから作業機への動力伝達は、トラクタのＰＴＯ軸から作業機の入力軸へユニバーサルジョイント−伝動伝達軸−ユニバーサルジョイントを介して行われる。また、下部リンク６，６の先端部６ｄ，６ｄは作業機の下部リンク連結部に、上部リンク８の先端部８ｂは作業機のトップマストにそれぞれ連結される。
【００１０】
次に、上記構成の油圧昇降装置１により作業機の前後姿勢を制御する際の動作原理について説明する。
【００１１】
［１）鉛直動作について］
下部リンク６の水平時の長さをＬＯ、下部リンク６の角度をα（−９０＜α＜９０）ｄｅｇとすれば、鉛直動作中の必要とする下部リンク６の長さＬは、
Ｌ＝ＬＯ／ｃｏｓα
となる。下部リンク６の支点６ａの座標を（Ｏ，Ｏ）とすると、作業機取付点（ヒッチ点）６ｄは、（ＬＯ，ＬＯｔａｎα）、上部リンク８の支点８ａの座標を（Ａｘ，Ａｙ）とすれば、上部リンク８の作業機取付点８ｂの座標は、（ＬＯ，ＬＯｔａｎα＋Ｍａｓｔ）で表される。ここでＭａｓｔは作業機のトップマストの高さで、カテゴリにより規定される数値となる。上部リンク８の長さＴは、
Ｔ＝√（（ＬＯ−Ａｘ）²＋（ＬＯｔａｎα＋Ｍａｓｔ−Ａｙ）²）
となり、下部リンク６の角度αの関数として制御可能となる。
【００１２】
［２）ユニバーサルジョイントの切れ角制限］
作業機昇降時の動力伝達軸とＰＴＯ軸間の角度θ（ユニバーサルジョイントの切れ角）をできるだけ小さくすればよい。角度θを小さくするような昇降の方法はいくつか考えられるが、ここでは以下の条件を満たすような動きをさせる。
・作業機の動力伝達軸地上高がトラクタのそれより高くなる位置においてこのモードが作動する。即ち、動力伝達軸水平時より作業機が高くなる位置において作動する。これよりも下の位置では、１）のモードをとることとする。
・このモードの作動範囲内において、動力伝達軸の長さ（トラクタのＰＴＯ軸と作業機の入力軸の軸間距離）は一定とする。
・作業機の入力軸と動力伝達軸の角度がつかないような動きをさせる。このモードの作動範囲における下部リンク６及び上部リンク８のそれぞれの作業機側のヒッチ点６ｄ，６ｄ、８ｂの動きは、半径一定の円弧を描く。
【００１３】
いま、動力伝達軸水平時における下部リンク６のヒッチ点６ｄと作業機の入力軸までの鉛直距離をＬ1 、下部リンク６のヒッチ点６ｄとトラクタのＰＴＯ軸端間での水平距離をＬ2 、トラクタのＰＴＯ軸端の座標を（Ｂｘ，Ｂｙ）とすれば、このモード作動中の下部リンク６のヒッチ点６ｄの座標（Ｘ1 ，Ｙ1 ）は、
（Ｘ1 −Ｂｘ）²＋（Ｙ1 −Ｂｙ）²＝Ｌ1²＋Ｌ2²
Ｙ1 ＝Ｘ1 ｔａｎα
を満足し、下部リンク６の長さＬは、
Ｌ＝√（Ｘ1²＋Ｙ1²）
上部リンク８のヒッチ点８ｂの座標（Ｘｔ，Ｙｔ）は、
（Ｘｔ−Ｂｘ）²＋（Ｙｔ−Ｂｙ）²＝Ｌ2²＋（Ｍａｓｔ−Ｌ1 ）²
及び
（Ｘｔ−Ｘ1 ）²＋（Ｙｔ−Ｘ1 ）²＝Ｍａｓｔ²
の両式を満足する座標で与えられ、上部リンク８の長さＴは
Ｔ＝√（Ｘｔ−Ａｘ）²＋（Ｙｔ−Ａｙ）²
で与えられる。即ち、この場合Ｔもαの関数として表されることになる。
【００１４】
その他、下部リンク６、上部リンク８を、油圧シリンダ７，７、９により伸縮してストロークの拡大（縮小）を図ったり、作業機を反転に近いに姿勢にすることで、作業機の土落し作業や整備作業をし易くしたり、さらに、トラクタに３点リンク機構（下部リンク６，６、上部リンク８）を介して作業機を装着する際のヒッチ点６ｄ，６ｄ、８ｂと作業機のヒッチ点との穴合わせの微調整をすることが可能である。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の農用車両の作業機昇降装置によれば、油圧昇降装置の油圧駆動軸に、左右一対のリフトアームの基端部を上下回動可能に軸支し、この両リフトアームの先端部にそれぞれ油圧シリンダを装備したリフトロッドの上端部を取付け、該両リフトロッドの下端部に左右の下部リンクの中間部を枢支すると共に、この両下部リンクに、油圧シリンダにより前後方向に伸縮可能の作業機取付けアームを設け、該作業機取付けアームの先端部と油圧シリンダを装備した上部リンクの先端部に作業機を連結し、各油圧シリンダを伸縮作動させることにより作業機の姿勢を制御しつつ昇降させるようにしたので、農用車両に３点リンク機構を介して作業機を装着し、作業機を昇降させる場合に、必要に応じて各油圧シリンダを伸縮作動させ、作業機の前後姿勢を所望の状態に変更する制御を行うことができる。そして、作業機の作業後の土落し作業や整備作業がし易くなり、また、農用車両に作業機を装着する際に、下部リンクの長さ及び角度がそれぞれ独立して微調整できて装着作業能率を向上させ、さらに、農用車両から作業機への動力伝達をスムーズに行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による油圧昇降装置の斜視図である。
【符号の説明】
１ 油圧昇降装置（３点リンク機構）
２ 油圧駆動軸
３ リフトアーム ３ａ 基端部 ３ｂ 先端部
４ リフトロッド ４ａ 上端部 ４ｂ 下端部
５，７，９ 油圧シリンダ
６ 下部リンク ６ａ 基端部 ６ｂ 嵌挿溝 ６ｃ 作業機取付けアーム
６ｄ 先端部
８ 上部リンク ８ａ 基端部 ８ｂ 先端部

Claims (1)

1. 農用車両に油圧昇降装置を介して作業機を昇降可能に装着する作業機昇降装置において、
   油圧昇降装置の油圧駆動軸に、左右一対のリフトアームの基端部を上下回動可能に軸支し、この両リフトアームの先端部にそれぞれ油圧シリンダを装備したリフトロッドの上端部を取付け、該両リフトロッドの下端部に左右の下部リンクの中間部を枢支すると共に、この両下部リンクに、油圧シリンダにより前後方向に伸縮可能の作業機取付けアームを設け、該作業機取付けアームの先端部と油圧シリンダを装備した上部リンクの先端部に作業機を連結し、少なくとも前記作業機取付けアームを設けた両下部リンクの各油圧シリンダを独立に伸縮作動させることにより作業機の姿勢を制御しつつ昇降させるようにしたことを特徴とする農用車両の作業機昇降装置。

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