JP4341399B2

JP4341399B2 - トラクタ

Info

Publication number: JP4341399B2
Application number: JP2003423110A
Authority: JP
Inventors: 智之石田; 楫野　　豊; 光彦池田
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2023-12-19
Also published as: JP2005176731A

Description

この発明は、農業用トラクタに関する。

従来、農業用トラクタには、機体後部に装着した対地作業機を下降着地させる際に、衝撃が本機側に加わらないように地面近くでその下降速度を遅くする所謂デセラ制御を装備したものが知られている（例えば、特許文献１）。
特開平7-289012号

ところで、このような従来のデセラ制御を有するトラクタでは、リフトアームと作業機昇降用油圧回路を機械的に連係させたものが多く、トラクタに対し作業機が一定高さとなると下降速度を減速するものであったので、トラクタの作業形態や作業機の種類によっては、減速位置が高すぎて下降に時間を要したり、低すぎて着地時にショックを生じるという課題が有った。また、リヤカバーオート（デプス制御）時の減速位置を記憶する構成はできなかったので、精度のよいデセラ制御を実行できない課題があった。
また、従来において対地作業機のＰＴＯ油圧クラッチの接続は、ＯＮ・ＯＦＦスイッチにより行い、一定の昇圧カーブで昇圧を行う構成であるので、接続ショックが大きくなるという課題があった。

この発明は、上記課題を解決すべく次のような技術的手段を講じた。

すなわち、請求項１記載の発明は、機体に対し昇降自在に装着した対地作業機（Ｒ）を上昇位置から地面近くに下降させるとき、その地面近くで下降速度を減速させるトラクタにおいて、前記対地作業機（Ｒ）の機体に対する高さを検出するセンサ（６４）と、前記センサ（６４）の検出値に対し減速位置を記憶する記憶装置（６７）と、前記記憶された減速位置を上下変更する設定具（５９，６０）とを設け、前記対地作業機（Ｒ）の減速位置を上下変更する設定具（５９，６０）は、対地作業機の左右一側を上げ下げ操作する一対の手動スイッチを兼用し、同手動スイッチ近傍に備えられ且つＯＦＦ状態に自己復帰する設定スイッチ（４９）をＯＮ状態に操作している間だけ変更操作が可能となるよう構成し、前記機体の作業形態を指定する設定具（７１）を設け、前記対地作業機（Ｒ）の減速位置を記憶する記憶装置（６７）は、同車両の作業形態毎に記憶可能に構成し、前記設定スイッチ（４９）がＯＮされて対地作業機（Ｒ）の減速位置の変更時において、負荷オートスイッチ（７２）入り状態であれば、負荷オート制御時の減速位置が記憶可能な構成とし、負荷オートスイッチ（７２）が切り状態であれば、リヤカバー(２３)を用いた耕深制御時の減速位置を変更可能に構成し、さらに、前記対地作業機（Ｒ）の動力を入切するＰＴＯ油圧クラッチ（３５ａ）と、このＰＴＯ油圧クラッチ（３５ａ）へ油圧力を供給するＰＴＯ油圧バルブ（８１）を設け、ボリュームタイプのＰＴＯスイッチ（８３）により前記ＰＴＯ油圧クラッチ（３５ａ）を手動で全圧まで昇圧可能に構成し、設定時間経過後は前記ＰＴＯスイッチ（８３）の操作位置にかかわらず自動的にＰＴＯ油圧クラッチ（３５ａ）を最大圧力となるように構成したことを特徴とするトラクタとしたものである。

対地作業機（Ｒ）が上昇位置から地面近くまで下降すると、その下降速度が地面近くで減速制御される。この際、記憶装置（６７）に記憶された減速位置を境として減速がなされるが、この減速位置を設定具（５６，６０）により調整することができる。

減速位置を調整する場合には、設定スイッチ（４９）を押してＯＮ状態にする。そして、水平手動スイッチ（５９，６０）の一方のスイッチをＯＮ操作すると、減速位置が少し高くなる位置で記憶値が更新される。また、逆に他方のスイッチをＯＮ操作した場合には、減速位置が少し低くなる位置で記憶値が更新される。

減速位置を各種作業毎に記憶できるため、トラクタにおいてはロータリ耕耘作業、代掻き作業、ドラフト作業等の各種作業において、常に最適な減速位置が設定可能となる。

リヤカバーオート（デプス制御）時の減速位置を記憶できる。

ボリュームタイプのＰＴＯスイッチ（８６）を操作して、ＰＴＯ油圧クラッチ（３５ａ）を手動で任意に全圧まで昇圧する。設定時間経過後は、ＰＴＯスイッチ（８６）の操作位置にかかわらず自動的にＰＴＯ油圧クラッチ（３５ａ）を最大圧力にする。

以上要するに、請求項１の発明によれば、トラクタの作業形態、対地作業機（Ｒ）の種類、更には圃場の硬軟度合や畦の高さに応じて減速位置を調整し、下降にかかる時間を極力少なくしたり、下降時のショックを無くして、作業能率が向上するものとなる。また、車両を調整状態に設定する設定スイッチをＯＮ状態にし、対地作業機（Ｒ）の一側を上げ下げ操作する一対のスイッチで調整可能となるようにしたので、別途部材を備える必要が無く、部品、生産コストを低減できる上、減速位置の設定操作が同一個所で行い易い。車両の各種作業毎に前記減速位置を設定記憶できる構成としたので、ロータリ耕耘作業、代掻き作業、ドラフト作業等の各種作業において、車両の沈下量や対地作業機の重さが異なっても個別に最適な減速位置が設定可能となり、作業効率を向上することができる。

リヤカバーオート（デプス制御）時の減速位置を記憶できるので、デセラ制御の汎用性が向上する。

ＰＴＯ油圧クラッチ（３５ａ）を接続するにあたり、ボリュームタイプのＰＴＯスイッチ（８６）を操作することで半クラッチの調整を行うことができるようになり、接続ショックを防止できるようになる。
設定時間経過後は、ＰＴＯスイッチ（８６）の操作位置にかかわらず自動的にＰＴＯ油圧クラッチ（３５ａ）が最大圧力になるので、長時間の半クラッチ状態を防止できてクラッチ板の磨耗、耐久性低下を防止できるようになる。

以下、この発明を図面に基づき説明する。

図１は、農業用トラクターを示すものであり、このトラクター１の前部にエンジン２を搭載し、このエンジン２の回転動力をミッションケース３内の変速装置４に伝え、この変速装置４で減速された回転動力を左右前輪５，５と後輪６，６とに伝えるようにしている。また前記ミッションケース３の上部にはシリンダケース７が設けられ、このシリンダケース７の左右両側にリフトアーム８，８を回動自在に枢着している。そして、シリンダケース７内の作業機昇降用油圧シリンダ９内に作動油を供給すると左右リフトアーム８，８が上昇回動し、排出するとリフトアーム８，８は下降回動する構成となっている。また前記リフトアーム８の回動基部には、リフトアーム角センサ６３が設けられ、同センサ６３の検出値により作業機Ｒの高さを検出する構成となっている。

また前記リフトアーム８，８と左右のロワーリンク１０，１０とはリフトロッド１２，１２ａで相互に連結され、この内、片側（右側）リフトロッド１２ａは複動式の水平制御用油圧シリンダで構成され、同シリンダ１２ａのピストン伸縮により作業機Ｒの左右片側が上げ下げ操作される。またこの水平制御用油圧シリンダ１２ａの横側にはシリンダ長さを検出するストロークセンサ１３が装備されている。またトラクタ１の操縦席４７近傍には、傾斜センサ１４が備えられている。

これにより、前記トラクタ１では、別途備えた傾斜設定器１５により傾斜角を設定し、前記傾斜センサ１４の検出値と前記ストロークセンサ１３の検出値との比較から対地作業機Ｒの傾斜制御量が算出され、コントローラＣ２からの指示により前記水平制御用油圧シリンダ１２ａが駆動されて作業機Ｒの左右傾斜角を維持する構成としている。

尚、図１例では、対地作業機としてロータリ耕耘装置Ｒを例に挙げている。このロータリ耕耘装置Ｒは、耕耘爪２０と、この耕耘爪２０の上方を覆うロータリカバー２２と、ロータリカバー２２の後部に枢着されたリヤカバー２３等を備え、トラクタ１側のＰＴＯ軸１９から動力を受けて複数の耕耘爪２０…を回転させ、この回転する耕耘爪２０によって土壌を耕起する構成である。また、ロータリ耕耘装置Ｒのロータリカバー２２の上部には、耕深を検出するポテンション式のデプスセンサ６４が設けられ、トラクタ１の操縦席側に設けられたダイヤル調整式の耕深設定器２５によって設定された耕深となるように前記リフトアーム８，８が回動操作されてロータリ耕耘装置Ｒ全体が昇降し、設定耕深を維持する構成としている。

また図２は、トラクタの走行系の動力伝達経路図を示すものであり、エンジン２の回転動力は主クラッチ２６を介して高低２段の変速が可能な油圧式高低変速装置２７に伝達され、更に油圧式リバーサ機構２８に伝達される。リバーサ機構２８は機体の進行方向を変更するもので、リバーサ機構２８を構成する油圧クラッチ２８Ｆ，２８Ｒを適宜切り替えることにより機体を前進若しくは後進させることができる。

油圧式リバーサ機構２８の後部には４段変速が可能な主変速装置３０と３段変速が可能な副変速装置３２が設けられ、これら主変速装置３０と副変速装置３２とで減速された回転動力がその伝動後位に設けられた後輪デフ装置３４に伝達される。後輪デフ装置３４から左右に分岐した回転動力は最終減速ギヤ機構３３を介して後車軸３６に伝達され後車軸３６の端部に取り付けられた後輪６を駆動する構成となっている。

また前記後輪デフ装置３４の前部に設けたギヤ機構３８から分岐された回転動力は、前輪増速装置３９を介して前輪デフ装置４０に伝達される。

尚、前輪増速装置３９は、前輪５を等速四駆状態と倍速四駆状態に切り替えるために設けられた周知の構造であり、通常作業時の直線走行中は等速四駆クラッチ３９ａが繋がって前輪５と後輪６が略同速で回転し、旋回時にステアリングハンドル１７を所定角度回動操作すると操向角検出器４１がそれを感知して増速クラッチ３９ｂを繋ぎ、前輪５の回転速度を後輪５の速度よりも２倍近く速く回転させる構成としている。何れの場合にあっても前輪デフ装置４０に伝えられた動力は最終減速ギヤ機構４３，４４を介して前輪５に伝達される。

また前記主クラッチ２６からはリバーサ機構２８とは別のＰＴＯクラッチ３５ａを有するＰＴＯ伝動装置３５に分岐してＰＴＯ軸１９を伝動する構成としている。

次に、図３に基づいて、各種制御設定器やスイッチを備えるコントロールパネルについて説明する。

コントロールパネル４６は操縦席４７の右側に設けられており、昇降制御と水平制御等の各種設定を行う。平面から見て左半分には作業機の昇降制御系、右半分には水平制御系の各種設定器が配設される。この発明の車両を、作業機の下降時の減速位置を変更できる状態に設定するデセラ設定スイッチ４９は、自己復帰型スイッチにて構成され、接点回路を常時ＯＦＦに付勢されている構成となっている。またバックアップスイッチ５０は油圧式リバーサ機構２８を切り替えて機体を後進させたときに機体後部に連結された作業機Ｒを上昇させるスイッチであり、このスイッチ５０が入りであれば作業機が上昇し、切りであれば、上昇しない。また図３中符号５１はオート感度スイッチであり、デプス制御（リヤカバー２３を用いた耕深制御）時の感度を標準、鈍の２段階に切り替え可能に構成されている。尚、前記デプス制御とはロータリカバー２２近くに設けられたデプスセンサ６４により、リヤカバー２３のロータリカバー２２に対する回動角度を検出し、耕深調整ダイヤル２５で定めた深さにロータリ耕耘装置Ｒが位置するよう制御する構成である。

また上げ位置設定ダイヤル５２は機体後部に連結した作業機Ｒの最大上昇位置を設定するダイヤルであり、作業機Ｒを任意の高さに操作するポジションレバー５４やステアリングハンドル１７の側部に設けた作業機昇降スイッチ５５とは別に設けられている。ポジションレバー５４や昇降スイッチ５５を操作してリフトアーム８を上昇側に操作してもこの上げ位置設定ダイヤル５２で設定した高さまでしか作業機Ｒは上昇しない。

またパネル４６の中央部に設けた水平モード切替スイッチ５７は、作業機Ｒの左右傾き調整モードを自動モードや手動モードに切り替えるためのものであり、その側方には自動モードで作動するダイヤル式の傾斜設定器１５を設けている。また、この発明の一対のスイッチとなる作業機の右上げスイッチ５９と、右下げスイッチ６０は、前記手動モードの時に前記水平制御用油圧シリンダ１２ａを伸縮操作するスイッチであり、前記パネル４６右側部に配置されている。

これにより、デセラ制御の減速位置調整用の別途一対のスイッチ部材を備える必要が無く、部品、生産コストを低減することができる。また減速位置の設定がパネル上の部材、詳しくはデセラ設定スイッチ４９と作業機の右上げスイッチ５９と右下げスイッチ６０で操作でき、オペレータの右肘部で集中して行うことができるので操作性が良い。

尚、図３中の符号５８は水平感度スイッチを示す。

またトラクタ１の制御手段Ｃは、前記コントロールパネル６４上のスイッチ類の設定を制御するコントロールパネル用コントローラＣ１や、作業機制御用コントローラＣ２等、複数のコントローラを通信回線で接続した構成となっている。

そして、図４に示すように、前記コントロールパネル用コントローラＣ１の入力側には、水平制御の感度を鈍敏切り替える水平感度スイッチ５８と、水平モード例えば車体平行モード、水平モード、手動モードを切り替える水平モード切替スイッチ５７と、前記水平モード設定時に傾きを変更する傾き調整ダイヤル１５と、この発明のスイッチ手段となる水平手動用右上げスイッチ５９及び水平手動用右下げスイッチ６０と、前記デセラ設定スイッチ４９等が接続されている。また同コントローラＣ１は、後述する作業機制御用コントローラ等の他のコントローラへの通信回路を備える構成となっている。

前記作業機制御用コントローラＣ２は、入力側にリフトアーム角センサ６３、デプスセンサ６４、ストロークセンサ１３、ドラフトセンサ５９、耕深調整ダイヤル２５、スロープセンサ１４等を接続して設け、出力側にはリフトアーム８，８を上昇回動させて作業機Ｒを上昇させる上昇用制御弁のソレノイド６５と、リフトアーム８，８を下降回動させて作業機Ｒを下降させる下降用制御弁のソレノイド６６、水平制御用油圧シリンダ１２ａを伸長させる制御弁のソレノイド６１と水平制御用油圧シリンダ１２ａを伸長させる制御弁のソレノイド６２を接続して設けている。また同コントローラＣ２にも、他のコントローラとの通信回路を設けている。

また前記作業機制御用コントローラＣ２内の記憶装置６７には、この発明の作業機下降速度減速制御となるデセラ制御の制御プログラムや減速位置等の各種設定値変更プログラム及びこの設定値を記憶する構成となっている。

前記減速位置の調整手順は次ぎのように行われる。

デセラ制御においては、リフトアーム８を下降させて作業機Ｒが着地する直前でその下降速度が遅くなるように制御されるが、この時の減速位置（下降速度ガ遅くなる地点）は、リフトアーム角センサ６３によるリフトアーム角検出結果として記憶装置６７に記憶されている。

そして、図６に示すように、その減速位置をオペレータが望む減速位置に調整したい場合には、まず、前記デセラ設定スイッチ４９を押してＯＮ状態にする。そして、水平手動用右上げスイッチ５９をＯＮ操作する毎に、所定量α毎、例えば１ｃｍ毎に減速位置が少し高くなりこの位置が記憶される。また、逆に右下げスイッチ６０をＯＮ操作する毎に、前記同様、例えば１ｃｍ毎に減速位置が少し低くなりこの位置が記憶される。即ち、その調整後のリフトアーム８の位置が新たな減速位置として記憶装置６７に書き換えられ、以後はこの減速位置を境として減速制御がなされるものである。

尚、前記コントローラＣ２では、デセラ設定スイッチ４９がＯＮ操作された状態にある場合には、水平手動用右上げスイッチ５９又は右下げスイッチ６０を操作しても、前記水平制御用油圧シリンダ１２ａが伸縮作動しないように車両が設定される。
また図７に示すコントローラＣ２’は、請求項３に係るトラクタの制御手段Ｃを示し、操縦席４７近傍に、車両の状態を指定する作業切替スイッチ７１を設け、例えばロータリ耕耘作業（ロータリ耕耘装置）、代掻き作業（代掻きロータ）、ドラフト作業等の各種作業形態を指定する構成となっている。そして、このトラクタ１では、この各種の作業形態毎に前記減速位置を記憶できる構成としたものである。

例えば、作業形態がロータリ耕耘作業の場合には、作業切替スイッチ７１をロータリ耕耘作業に切り替えておき、更に、デセラ設定スイッチ４９を押してＯＮ状態にする。そして、前記ポジションレバー５４で大まかにリフトアーム８を下降回動させ、オペレータが望む減速位置でリフトアーム８を停止させ、その後前記水平制御用右上げスイッチ５９または右下げスイッチ６０で微調整する。このときのリフトアーム角がリフトアームセンサ６３によって検出され、このリフトアーム８の回動角検出位置が減速位置として記憶装置６７に記憶される。これによって、ロータリ耕耘作業に適した減速位置に設定することができる。

また、作業形態が代掻き作業の場合には、作業切替スイッチ７１を代掻き作業に切り替えておき、上記同様に、デセラ設定スイッチ４９を押してＯＮ状態とし、トラクタ１のリフトアーム８を大まかに下降回動させ、オペレータが望む減速位置でリフトアームを停止させ、その後前記水平制御用右上げスイッチ５９または右下げスイッチ６０で微調整する。このときのリフトアーム角が検出されて記憶される。これによって、代掻き作業に適した減速位置に設定することができる。

尚、上記形態では、各作業形態毎に減速位置を記憶できる構成としたが、各制御の作動をセンサや設定スイッチより検出して減速位置を個別に記憶できる構成としても良い。例えば、デセラ設定スイッチがＯＮされて減速位置の変更時に、負荷オートスイッチ７２が「入り」であれば、負荷オート制御時の減速位置を記憶する構成にし、負荷オートスイッチ「切り」であれば、リヤカバーオート（デプス制御）時の減速位置を変更する構成とする。

これにより、車両の沈下量や対地作業機の重さ異なっても個別に最適な減速位置が設定可能となり、作業効率を向上することができる。
次に、前記トラクタ１の細部構成について説明する。

図８は、前記トラクタ１の油圧回路の一部を示し、この内、図中右下部に示す回路は、ＰＴＯ油圧クラッチ３５ａを作動させる油圧回路図を示す。そして、前記トラクタ１では、図９と図１０に示すように、前記ＰＴＯ軸１９の動力を入切するＰＴＯ油圧クラッチ３５ａと、ＰＴＯ油圧クラッチ３５ａヘ油圧力を供給する切替弁タイプのＰＴＯ油圧バルブ８１と、ＰＴＯ油圧バルブ８１へ切替指令を出力するコントローラＣ３を備えると共に、前記ＰＴＯ油圧バルブ８１の切替操作、具体的には前記クラッチ３５ａを全圧まで昇圧するパターンをボリュームタイプのスイッチ８３により変更する構成としている。

従来は、ＯＮ・ＯＦＦスイッチにより、コントローラＣ３が持つ一定の昇圧カーブのみでＰＴＯ油圧クラッチへの昇圧を行なっている。ロータリ方式の場合でショックのない昇圧カーブとした場合、同じ昇圧カーブでも軽い負荷で慣性の大きい作業機によると、接続時のショックが大きくなる問題がある。上記のように手動で圧力をコントロールできれば、各種作業に応じて半クラッチの調整行え、接続ショックもなくなる。

また、上記例においては、ＰＴＯ油圧クラッチ３５ａへ至る回路の圧を検出して前記ＰＴＯ油圧バルブ８１への通電量をフィードバック制御すると共に、この半クラッチ状態が可能な時間を規制する構成となっている。つまり、図１１に示すように、昇圧に係る最大時間を予め設定することで、設定時間経過後は前記ＰＴＯスイッチ８３の操作位置に拘らず最大圧力となり、半クラッチによるクラッチの滑りを防止する構成となっている。手動で半クラッチ可能とすれば、ショックの出ない接続が可能であるが、反面、長時間の半クラッチ状態が続くとクラッチ板に滑りが発生するが、この点、上記構成によって解消することができる。

トラクタの側面図動力伝達経路図操作ボックス部の平面図制御ブロック図制御ブロック図フローチャート他形態のトラクタの制御ブロック図油圧回路図ＰＴＯ作動スイッチ（ボリューム式）の平面図ＰＴＯクラッチ昇圧パターンを示すグラフ昇圧中のクラッチ圧を示すグラフ

符号の説明

１トラクタ
２エンジン
３ミッションケース
４変速装置
５前輪
６後輪
８リフトアーム
１２ａ油圧シリンダ
１３ストロークセンサ
Ｒロータリ耕耘装置
２３リヤカバー
３５ａＰＴＯ油圧クラッチ
４９デセラ設定スイッチ
５４ポジションレバー
５５昇降スイッチ
５９水平手動右上げスイッチ
６０水平手動右下げスイッチ
６１水平伸長用ソレノイド
６２水平短縮用ソレノイド
６３リフトアームセンサ
６５上昇ソレノイド
６６下降ソレノイド
６７記憶装置
７１作業切替スイッチ
８１ＰＴＯ油圧バルブ
８３ＰＴＯスイッチ

Claims

機体に対し昇降自在に装着した対地作業機（Ｒ）を上昇位置から地面近くに下降させるとき、その地面近くで下降速度を減速させるトラクタにおいて、前記対地作業機（Ｒ）の機体に対する高さを検出するセンサ（６４）と、前記センサ（６４）の検出値に対し減速位置を記憶する記憶装置（６７）と、前記記憶された減速位置を上下変更する設定具（５９，６０）とを設け、前記対地作業機（Ｒ）の減速位置を上下変更する設定具（５９，６０）は、対地作業機（Ｒ）の左右一側を上げ下げ操作する一対の手動スイッチを兼用し、同手動スイッチ近傍に備えられ且つＯＦＦ状態に自己復帰する設定スイッチ（４９）をＯＮ状態に操作している間だけ変更操作が可能となるよう構成し、機体の作業形態を指定する作業切替スイッチ（７１）を設け、前記対地作業機（Ｒ）の減速位置を記憶する記憶装置（６７）は、機体の作業形態毎に記憶可能に構成し、前記設定スイッチ（４９）がＯＮされて対地作業機（Ｒ）の減速位置の変更時において、リヤカバー(２３)を用いた耕深制御時の減速位置を変更可能に構成し、さらに、前記対地作業機（Ｒ）の動力を入切するＰＴＯ油圧クラッチ（３５ａ）と、このＰＴＯ油圧クラッチ（３５ａ）へ油圧力を供給するＰＴＯ油圧バルブ（８１）を設け、ボリュームタイプのＰＴＯスイッチ（８３）により前記ＰＴＯ油圧クラッチ（３５ａ）を手動で全圧まで昇圧可能に構成し、設定時間経過後は前記ＰＴＯスイッチ（８３）の操作位置にかかわらず自動的にＰＴＯ油圧クラッチ（３５ａ）を最大圧力となるように構成したことを特徴とするトラクタ。