JP4505887B2 - 作業車両 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トラクタやコンバインといった農業用作業車両や建築、運搬用の作業車両の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
従来、トラクタ等では、車体に設けた作業機と、この作業機を昇降操作する作業機昇降用油圧シリンダとを備えると共に、作業機近傍のフェンダー部にはスイッチ式の操作具を設け、この操作具により前記作業機昇降用油圧シリンダを駆動し作業機を昇降するものが知られている。
【０００３】
しかしながら、前記車両の作業部を各種作業に応じて取り替えたり、ホース等を使って洗浄する場合は、作業部の高さ、または姿勢を変更すると同時に、取付位置や洗浄位置を変えるべく車両の前後位置を移動する必要が生じる為、作業者は何度も操縦席側（車内）と作業部側（車外）とを往復する煩わしさが有った。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を鑑みて、作業車両を以下のように構成した。即ち、請求項１の発明では、エンジン１の回転動力を正転若しくは逆転に切り替えて走行装置２へ伝達する前後進切替装置３と、この前後進切替装置３を切替え操作する前後進切替用アクチュエータ４Ｆ，４Ｒと、車体に設けた作業部５と、この作業部５を昇降操作する作業機昇降用アクチュエータ６とを備えると共に、車両外部の作業部近傍には操作具７Ａ，７Ｂを設け、この操作具７Ａ，７Ｂにより同操作具７Ａ，７Ｂの操作対象を、前記前後進切替用アクチュエータ４Ｆ，４Ｒ若しくは作業機昇降用アクチュエータ６とし、該前後進切替用アクチュエータ４Ｆ，４Ｒと作業機昇降用アクチュエータ６を適宜切り替えて作動させる切替手段を設けたことを特徴とする作業車両とした。
【０００５】
また、請求項２の発明では、前記操作具７Ａ，７Ｂは、上下または左右一対に配置したスイッチにより構成し、両スイッチが同時に押込み操作されたことを検出することで、両操作具７Ａ，７Ｂの操作対象を、少なくとも前後進切替用アクチュエータ４Ｆ，４Ｒと作業機昇降用アクチュエータ６を含む車両に搭載しているアクチュエータを順に切り替える構成としたことを特徴とする請求項１に記載の作業車両とした。
【０００６】
また、請求項３の発明では、前記操作具（７Ａ，７Ｂ）により前後進切替用アクチュエータ（４Ｆ，４Ｒ）を作動させる時には、車両の高速走行を牽制する牽制手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の作業車両とした。
【０００７】
削除
【０００８】
【発明の効果】
以上のように構成した請求項１の作業車両では、車両外部の作業部近傍に設けた操作具７Ａ，７Ｂにより、車両の前後進操作を行えることができるので、作業部５の着脱作業や洗浄を行う時に、車上とこの作業部５との間を往復する煩わしさがなくなる。
【０００９】
また、共通の操作具７Ａ，７Ｂによって車両の前後進操作と作業部５の昇降操作を行えるので、夫れ夫れのアクチュエータ４Ｆ，４Ｒ，６を操作する操作具を設ける構成と比較して、部品点数が削減され、安価な構成とすることができる。
また、請求項２の作業車両では、前記操作具７Ａ，７Ｂを上下若しくは左右に配置したスイッチにより構成し、両スイッチを同時に押込み操作したときに、このスイッチの操作対象を前後進切替用アクチュエータ４Ｆ，４Ｒ、作業機昇降用アクチュエータ６、または車両に搭載した他のアクチュエータに切り替える構成としたので、別途アクチュエータ切替用の操作具を設ける構成と比較して、部品点数が削減され、安価な構成とすることができる。
【００１０】
また更に、請求項３の作業車両では、車両を前進若しくは後進させる時には、高速走行を牽制するので、前述のような作業部の着脱作業や洗浄時の安全性を損なうことがない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を作業車両である農業用トラクタ（以下、トラクタ１０）について説明する。
トラクタ１０は、図１に示すように、車体前部のボンネット１１内にエンジン１を設け、このエンジン１の後部に主クラッチ１２を内装するクラッチハウジング、前後進切替装置３及びギヤ式変速装置１３，１４を内装するミッションケース１５を一体的に連結して設けている。そして、エンジン１の回転動力を、前記主クラッチ１２や前後進切替装置３及びギヤ式変速装置１３，１４等を介して、トラクタ１０の走行装置である前輪２Ｆ、または前後輪２Ｆ，２Ｒへ伝達して走行する構成となっている。
【００１２】
トラクタ１０の操縦席１２周辺に付いて説明する。
前記エンジン１の後方には、各種計器を備えたハンドルポスト１８を設け、このメータパネル後方に前記前輪２Ｆを操向するステアリングハンドル１６を突出して設けている。そしてこのステアリング１６を支持するシャフトには、車体の旋回操作を検出する手段であるハンドル切角センサ１７を設けている。また、ハンドルポスト１８の側方には、作業機昇降用ワンタッチレバー２０を設け、このレバー２０の回動基部に上下操作を検出するリミットスイッチ２１を設け、同スイッチ２１をＯＮする毎に、後述する作業部となるロータリ作業機５を作業位置から非作業位置まで、若しくは非作業位置から作業位置まで連続的に昇降する構成となっている。
【００１３】
また更に、前記ハンドルポスト１８の上面からは、車体の進行方向を前後進切り替える前後進切替レバー２２を突出して設け、このレバー２２回動基部に前進用リミットスイッチ２３Ｆ、及び後進用リミットスイッチ２３Ｒを設けている。これにより、前後進切替レバー２２が前方へ操作されると前進用リミットスイッチ２３ＦがＯＮされ、コントローラ８の通電指令を介して前進用クラッチ４Ｆが入となり車両が前進可能な状態となる。一方、前後進切替レバー２２が後方へ操作されると後進用リミットスイッチ２３ＲがＯＮされ、コントローラ８の通電指令を介して後進用クラッチ４Ｒが入となり車両が後進可能な状態となる。
【００１４】
操縦席２５の側方には、作業機昇降用レバー２６や前記変速装置１３，１４を切り替える変速レバー２７等を突出して設け、前記作業機昇降用レバー２６の回動基部には、この操作位置を検出するポテンショメータ２８を設けている。また、変速レバー２７は、この回動操作をリンク機構を介して前記副変速装置１４のシフタへ伝達して変速位置を切替えると共に、レバー把持部には、前記主変速装置１３の変速位置を１ずつアップ若しくはダウン操作する上下一対の変速スイッチ（変速アップスイッチ２９Ａ，変速ダウンスイッチ２９Ｂ）を設け、これらスイッチ２９Ａ（２９Ｂ）の押し操作によりコントローラ８の通電指令を介して前記主変速装置１３の変速位置を切り替える構成となっている。
【００１５】
そして、これらレバーガイド近傍には、旋回制御スイッチ３０やローリング制御入切スイッチ３１等の各種設定器を設け、これらの設定信号を前記操縦席１７下方の制御手段であるコントローラ８へ送信する構成となっている。
前記ミッションケース３５の上部には、作業機昇降用アクチュエータである作業機昇降用油圧シリンダ６を内装したシリンダーケース１５を設け、前記シリンダ６のピストンを伸縮することにより同ケース１５の左右に支持したリフトアーム３７を上下回動し、これに連結した各種作業機（図中、ロータリ作業機５）を昇降する構成となっている。また、前記リフトアーム３７の一方には、ロータリ作業機５の高さを検出するリフトアーム角センサ３８を設け、前記作業機昇降用レバー２６のポテンショメータ２８の検出位置と、リフトアーム３７の設定角度とが一致するように、前記コントローラ８により油圧回路内の作業機上昇用、若しくは下降用の比例圧力制御弁が開放される構成となっている。
【００１６】
また、車体後部には、作業部の高さ及び左右傾斜姿勢を変更可能な連結機構として、トップリンク４０と左右ロワーリンク４１からなる三点リンク機構を設け、前記左側のリフトアーム３７先端部とロワーリンク４１をロッド４２にて連結し、右側のリフトアーム３７先端部とロアーリンク４１とを作業機の左右傾斜姿勢を変更する手段であるローリング用油圧シリンダ４３を介して連結し、ロータリ作業機５の右側を上下することで全体の左右傾斜姿勢を変更する構成となっている。
【００１７】
そして、前記ローリング用油圧シリンダ４３にはこのピストン伸縮量を検出するストロークセンサ４４を併設して設け、前記ローリング制御入切スイッチ３１が「入」のときに、車体に設けた水平センサ４５の検出値に応じて作業機５が水平に、または任意の角度を維持するように前記コントローラ８の通電指令を介し油圧回路内の切替制御弁を切り替える構成となっている。
【００１８】
次にトラクタ１０の車外から操作する操作具について説明する。
操作具は、左右一対のスイッチ式操作具（第一スイッチ７Ａと第二スイッチ７Ｂ）から成り、前記作業機５の近傍、凡そ作業機５の昇降状態を確認できるような左右後輪フェンダー４６後部に設けている。またこの両スイッチ７Ａ，７Ｂの側方には、これらスイッチ７Ａ，７Ｂの操作対象が、現在作業機昇降用油圧シリンダ６である場合に点灯する「（作業機）昇降モード」用ランプ４７、前記ローリング用油圧シリンダ４３であることを示す「（作業機）ローリングモード」用ランプ４８、前記前後進切替装置の各クラッチ４Ｆ，４Ｒであることを示す「前後進モード」用ランプ４９を設けている。
【００１９】
トラクタ１０の動力伝達構成について図３に基づき説明する。
前記エンジン１の回転動力は、主クラッチ１２にて断続操作され、動力上手側から順に、前後進切替装置３、主変速装置１３、副変速装置１４と伝達されて後輪デフ機構５０を介して後輪２Ｒへ伝達する構成となっている。
前後進切替装置３は、前後進切替用アクチュエータである前進用クラッチ４Ｆと後進用クラッチ４Ｒを有するパワーシフト式切替装置であり、主クラッチ１２から伝達された回転駆動力を、入力軸５１から出力軸５２へ主変速装置１３へ正転、若しくは逆回転で伝達する切替装置である。そして、前記前後進切替レバー２２が前方へ操作され前記前進用リミットスイッチ２３ＦがＯＮすると、コントローラ８を介して切替制御弁が切り替えられ、前進用クラッチ４Ｆのピストン部に圧油が入り、ディスクが圧着する。また、前後進切替レバー２２が後方へ操作され、後進用リミットスイッチ２３ＲがＯＮすると、前記切替制御弁が切替えられ、後進用クラッチ４Ｒのピストン部に圧油が入り、ディスクが圧着する。尚、前記両スイッチ２３Ｆ，２３Ｒ共にＯＦＦ時には、両クラッチ４Ｆ，４Ｒが「切」となり回転動力は伝達されない状態となる。
【００２０】
主変速装置１３は、変速用アクチュエータとなる２つの複動式油圧シリンダー（以下、「３−４速」変速用油圧シリンダ５３，「１−２速」変速用油圧シリンダ５４を有するシンクロメッシュギア式の変速装置である。そして、前記変速レバー２７の変速アップスイッチ２９Ａ、変速ダウンスイッチ２９Ｂを押込むと、この操作をコントローラ８が検出し、現変速位置から１段ずつアップ、若しくはダウンするよう切替制御弁を切り替えて、２つの油圧シリンダ５３，５４のいずれか一方のピストンを伸長、若しくは短縮する。これにより入力された回転動力を１速から４速までの噛合いギヤを通じ副変速装置１４へ動力を伝達する構成となっている。
【００２１】
副変速装置１４は、前記変速レバー２７をＨ型ガイドに沿って操作する「Ｈ速」から「Ｍ速」「Ｌ速」「ＬＬ速」までの４段変速可能な変速装置であり、リンク機構を介してシフタを動かすスライディングメッシュギヤ式の変速装置となっている。そして、前記主変速装置１３から伝達された回転動力を後輪デフ機構５０へ伝達する構成となっている。また、前記変速レバー２７の回動基部には、トラクタの車速を検出する手段である変速位置センサを設け、ここでは「ＬＬ速」を検出する構成となっている。
【００２２】
これによりトラクタ１０は、第１速（主変速「１速」、副変速「ＬＬ速」）から第１６速（主変速「４速」、副変速「Ｈ速」）までの変速位置を得ることができる構成となっている。
そして、後輪デフ機構５０から出力された駆動軸の左右夫れ夫れにはブレーキディスク５５を設け、ブレーキペダルの踏込み操作により圧着して後輪ブレーキを制動すると共に、別途設けたブレーキ用油圧シリンダ５６のピストン伸縮によっても後輪ブレーキを制動する構成となっている。
【００２３】
また、前記前後切替装置３からは、コントローラ８の通電指令によって圧着するＰＴＯ入切クラッチ５７を設けている。
前記トラクタ１０のコントローラ８は、詳しくは図４のように、作業機昇降用コントローラ８ａと走行用コントローラ８ｂとからなり、夫れ夫れ内部に各種信号を処理するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＥＥＰＲＯＭ、前記信号や設定値を検出するＲＡＭ等を備え、通信ラインを介して必要な情報を互いに送受信する構成となっている。
【００２４】
そして、作業機昇降用コントローラ８ａの入力部には、作業機昇降用レバー２６のポテンショメータ２８、作業機昇降用ワンタッチレバー２０のリミットスイッチ２１、リフトアーム角センサ３８、ローリング制御入切スイッチ３１、車体水平センサ４５、ローリング用油圧シリンダ４３のストロークセンサ４４、そして後輪フェンダー４６後端部の第一スイッチ７Ａ、第二スイッチ７Ｂ等を接続して設けている。
【００２５】
また、作業機昇降用コントローラ８ａの出力部には、前記作業機昇降用油圧シリンダ６へ圧油を送油する作業機上昇用、及び下降用の比例圧力制御弁のソレノイド６０ａ，６０ｂと、ローリング用油圧シリンダ４３へ圧油を送油する作業機右上げ用、及び右下げ用の切替制御弁のソレノイド６１ａ，６１ｂと、ＰＴＯ入切用の切替制御弁のソレノイド６２ａ，６２ｂ、そして前記フェンダー４６部のモード表示ランプ４７，４８，４９を接続して設けている。
【００２６】
走行用コントローラ８ｂの入力部には、前後進切替レバー２２のリミットスイッチ２３Ｆ，２３Ｒと、変速アップ及びダウンスイッチ２９Ａ，２９Ｂ、変速位置センサ３２、旋回制御スイッチ３０、ステアリング切角センサ１７等を接続して設けている。
また、走行用コントローラ８ｂの出力部には、前進用及び後進用クラッチ４Ｆ，４Ｒを圧着操作する切替制御弁のソレノイド６３Ｆ，６３Ｒと、主変速装置１３の２つのシリンダ５３，５４を伸縮操作する切替制御弁のソレノイド６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄと、左右夫れ夫れの後輪２Ｒのブレーキ用油圧シリンダ５６（５６）へ圧油を送る比例圧力制御弁のソレノイド６５（６５）を接続して設けている。
【００２７】
以上のように構成したトラクタ１０では、前記フェンダー４６部に設けた第一スイッチ７Ａ及び第二スイッチ７Ｂによりトラクタ１０、若しくは作業機５を以下のように駆動する。
最初に、トラクタ１０のエンジンキースイッチをＯＮして電源を「入」とすると、前記作業機昇降用コントローラ８ａでは、前記各種センサ、設定器の接続状態や設定状態を読み込む。そして、順に車外スイッチ制御、ポジション制御、耕深制御、ローリング制御等を実行してリターンとなる。
【００２８】
この発明の車外スイッチ制御では、図６から図９に示すように、最初にＳＴＥＰ１にて、第一スイッチ７Ａと第二スイッチ７Ｂが同時に押されているかどうか、即ち、操作対象を作業機昇降用油圧シリンダ６かローリング用油圧シリンダ４３か、或いは前後進切替用クラッチ４Ｆ，４Ｒかの選択操作があるかどうかを判定し、これがＮＯであればまず初期モードとして「作業機昇降モード」に設定し、ＳＴＥＰ４へ進む。
【００２９】
またこの判定がＹＥＳであれば、現在の設定モードから次の設定モード、「作業機昇降モード」「作業機ローリングモード」「前後進モード」を順に繰り返して切り替える。そして、ＳＴＥＰ４では設定モードを判定して、各モードに応じた第一スイッチ７Ａ及び第二スイッチ７ＢのＯＮ操作を、各アクチュエータへ反映させる。
【００３０】
即ち、「作業機昇降モード」では、第一スイッチ７ＡがＯＮされている間、前記作業機上昇用の比例圧力制御弁のソレノイド６０ａへ通電を行って作業機５を上昇させ、第二スイッチ７ＢがＯＮされている間、前記作業機下降用の比例圧力制御弁のソレノイド６０ｂへ通電を行う。また、両スイッチ７Ａ，７ＢがＯＦＦの場合はＥＮＤとなる。
【００３１】
また、「作業機ローリングモード」では、第一スイッチ７ＡがＯＮされている間、前記作業機右上げ用の切替制御弁のソレノイド６１ａへ通電を行って、ローリング用油圧シリンダ４３のピストンを短縮し、作業機５の右側を上昇させ、第二スイッチ７ＢがＯＮされている間、前記作業機右下げ用の切替制御弁のソレノイド６１ｂへ通電を行って、ローリング用油圧シリンダ４３のピストンを伸長し、作業機５の右側を下降させる。また、両スイッチ７Ａ，７ＡがＯＦＦの場合はＥＮＤとなる。
【００３２】
また更に、「前後進モード」では、最初に前記変速位置センサ３２と変速スイッチ２９Ａ，２９Ｂの設定により変速位置が最低速位置（第１速）で有るかどうかを判定し、これがＹＥＳであれば、第一スイッチ７ＡがＯＮされている間、前記前進用油圧クラッチ４Ｆを圧着する切替制御弁のソレノイド６３Ｆへ通電を行って、トラクタ１０を微速で前進させ、第二スイッチ７ＢがＯＮされている間、前記後進用油圧クラッチ４Ｒを圧着する切替制御弁のソレノイド６３Ｒへ通電を行って、トラクタ１０を微速で後進させる。また、両スイッチ７Ａ，７ＡがＯＦＦの場合はＥＮＤとなる。
【００３３】
以上のように構成したトラクタ１０では、第一スイッチ７Ａと第二スイッチ７Ｂを各種アクチュエータの切替手段としても兼用し、両スイッチの押込操作によりこの操作対象を、作業機昇降用油圧シリンダ６、作業機ローリング用油圧シリンダ４３、前後進切替クラッチ４Ｆ，４Ｒを適宜切替えるので、作業機５の着脱作業や洗浄を行う時に、ロータリ作業機５と車上、即ち操縦席２５側の間を何度も往復する煩わしさがなくなり、且つ別途アクチュエータの切替用操作具を設ける構成と比較して、部品点数が削減され、安価な構成とすることができる。
【００３４】
また、図９のように、トラクタ１０を前進若しくは後進させる時には、高速走行を牽制する手段として、プログラムを変速位置センサ３２の検出により予め設定した低速位置以外では、前記クラッチ４Ｆ，４Ｒを操作できない構成としたので前記着脱作業や洗浄作業時の安全性を損なうことがない。
尚、この発明の別形態としては、走行装置がクローラやキャタピラを備えたコンバインやブルトーザ等の作業車両でも良いし、作業部は車両の前部または中央部に備えるものでも良い。また、前記変速装置は、ＨＳＴやベルトを利用した無段式変速装置の構成としても良い。また操作具は、前記第一スイッチ７Ａと第二スイッチ７Ｂとを上下に配置しても良い。この時には、上側のスイッチを作業機上昇用、作業機右上げ用、前進用とし、下側のスイッチを作業機下降用、右下げ用、後進用に割り当てると作業者の理解し易いスイッチ構成となる。また更に高速走行を牽制する手段としては、前述のように走行を不能とする構成に替えて、前記変速用アクチュエータ５３，５４を駆動し強制的に低車速位置へ変更する構成としても良い。
【００３５】
次に、前記図５に示すＳＴＥＰ３のポジション制御について説明する。
従来トラクタでは、作業開始や作業終了時に畦畔や傾斜地を走行する状況が生じ、車体の水平検出値が予め設定した転倒角に近づくと変速位置を減速させたり、作業機を着地させて対処するものが有った。
しかしながら、前述のような複数のコントローラ８ａ，８ｂで、夫れ夫れのセンサやアクチュエータを割り当てて処理するものは、情報の通信や個別のプログラム処理為、前記変速位置の減速や作業機の着地を実行するのに時間が係るという課題が有った。
【００３６】
よってここでは、車体水平センサ４５を接続した前記作業機昇降用コントローラ８ａは、前記トラクタ１０が転倒する恐れのある角度、所謂転倒角に近づくと、まず最初に前記走行用コントローラ８ｂへ通信を行って、主変速位置１３を最低速（第一速）に切り替え（ＳＴＥＰ４）、旋回時の後輪片ブレーキの出力を停止（ＳＴＥＰ５，６）する。これにより前記トラクタ１０の傾斜状態が更に大きくなることを迅速に防止することができる。そしてその次に、車両のダッシングを防止すべく前記切替制御弁のソレノイド６２ｂへ通電してＰＴＯ軸３３の回転を停止し（ＳＴＥＰ７）、更に作業機ローリング状態を水平状態に変更（ＳＴＥＰ８）して後、作業機５を下降着地させる（ＳＴＥＰ９）。
【００３７】
これにより、トラクタ１０に複数のコントローラ８ａ，８ｂを搭載し、各センサの検出値を夫れ夫れに入力し、アクチュエータを夫れ夫れで駆動している状態でも、傾斜地における転倒の危険性に対して迅速に対処しトラクタ１０の安全性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 トラクタの全体側面図。
【図２】 トラクタの全体背面図。
【図３】 トラクタの動力伝達機構を示す図
【図４】 コントローラの接続状態を示すブロック図。
【図５】 制御の概要を示すフローチャート。
【図６】 車外スイッチ制御の概要を示すフローチャート。
【図７】 図６に続くフローチャート（１）。
【図８】 図６に続くフローチャート（２）。
【図９】 図６に続くフローチャート（３）。
【図１０】 ポジション制御の一部を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ エンジン
２Ｆ 前輪
２Ｒ 後輪
３ 前後進切替装置
４Ｆ 前進用クラッチ
４Ｒ 後進用クラッチ
５ ロータリ作業機
６ 作業機昇降用油圧シリンダ
７Ａ 第一スイッチ
７Ｂ 第二スイッチ
８ａ 作業機昇降用コントローラ
８ｂ 走行用コントローラ
３２ 変速位置スイッチ

Claims (3)

1. エンジン（１）の回転動力を正転若しくは逆転に切り替えて走行装置（２）へ伝達する前後進切替装置（３）と、この前後進切替装置（３）を切替え操作する前後進切替用アクチュエータ（４Ｆ，４Ｒ）と、車体に設けた作業部（５）と、この作業部（５）を昇降操作する作業機昇降用アクチュエータ（６）とを備えると共に、車両外部の作業部近傍には操作具（７Ａ，７Ｂ）を設け、この操作具（７Ａ，７Ｂ）により同操作具（７Ａ，７Ｂ）の操作対象を、前記前後進切替用アクチュエータ（４Ｆ，４Ｒ）若しくは作業機昇降用アクチュエータ（６）とし、該前後進切替用アクチュエータ（４Ｆ，４Ｒ）と作業機昇降用アクチュエータ（６）を適宜切り替えて作動させる切替手段を設けたことを特徴とする作業車両。
2. 前記操作具（７Ａ，７Ｂ）は、上下または左右一対に配置したスイッチにより構成し、両スイッチが同時に押込み操作されたことを検出することで、両操作具（７Ａ，７Ｂ）の操作対象を、少なくとも前後進切替用アクチュエータ（４Ｆ，４Ｒ）と作業機昇降用アクチュエータ（６）を含む車両に搭載しているアクチュエータを順に切り替える構成としたことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
3. 前記操作具（７Ａ，７Ｂ）により前後進切替用アクチュエータ（４Ｆ，４Ｒ）を作動させる時には、車両の高速走行を牽制する牽制手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の作業車両。

Images