JP6820828B2 - トラクタ - Google Patents

Description

本発明は、衛星測位情報を受信するアンテナユニットを備えたトラクタに関する。

上記トラクタは、ＧＰＳ衛星から送信される衛星測位情報をアンテナユニットにより受信して、自車の位置と方位等を演算にて求めることができるようにしたものである。この種のトラクタのうち、運転キャビンを備えていない形式のトラクタにおいて、従来では、アンテナユニットが、車体の操縦パネル部の内部に収納される状態で備えられたものがあった（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７−１６５６２号公報

上記従来構成では、アンテナユニットが、車体の低い位置であって且つボンネット等によって覆われた領域に設けられるので、ＧＰＳ衛星等から送信される衛星測位情報が、ボンネットや車体のケース等の障害物によって阻害されるおそれがあった。又、上記従来構成では、アンテナユニットがエンジンに近い位置に設けられるので、エンジンが発生する振動によって悪影響を受けて測位データに誤差が生じるおそれがあった。

そこで、ＧＰＳ衛星等から送信される衛星測位情報を良好に精度よく受信できるようにすることが望まれていた。

本発明に係るトラクタの特徴構成は、操縦者が着座可能な運転座席と、転倒保護用のロプスと、衛星測位情報を受信するアンテナユニットと、が備えられ、前記ロプスが、左右の縦フレーム部と、左右の前記縦フレーム部の上端どうしを繋いで横方向に沿って延びる横フレーム部と、を有し、前記アンテナユニットが、前記ロプスの上端位置よりも下方かつ左右の前記縦フレーム部よりも左右方向内方に位置する状態で設けられている点にある。

トラクタは、圃場や荒れ地等の不整地を走行する場合が多く、地面の凹凸に起因して車体が転倒することが考えられる。そこで、車体が転倒した場合等において、搭乗している操縦者を保護するために、従来より、トラクタには転倒保護用のロプスが設けられている。

本発明においては、前記アンテナユニットが、前記ロプスに支持されていると好適である。
ロプスは、転倒時に操縦者を保護するために、運転部の上方を迂回するように背高に設けられる。このようなロプスにアンテナユニットを支持することにより、ボンネットや車体のケース等の障害物による悪影響を受け難く、ＧＰＳ衛星等から送信される衛星測位情報を良好に受信し易いものになる。

しかも、ロプスは、剛性が高く、振動や撓み等が生じ難いものであり、車体にて発生する振動が伝わり難く、振動に起因して車体の位置や方位の測位結果に誤差が生じるおそれが少ないものになる。

従って、ＧＰＳ衛星等から送信される衛星測位情報を良好に精度よく受信できるようにすることが可能となった。

本発明においては、前記ロプスから延出されるステーが備えられ、前記アンテナユニットが、前記ステーに取り付けられていると好適である。

本構成によれば、アンテナユニットがステーに取り付けられる構成とすることで、例えば、ロプスの表面においてＧＰＳ衛星からの信号が反射して、その反射した信号をアンテナユニットが受信して測定に誤差が生じたりすることを回避できる。

本発明においては、前記ステーが、前記ロプスから後方に向けて延出されていると好適である。

本構成によれば、車体が前進走行しているときに、ロプスに対して障害物が接触するようなことがあっても、アンテナユニットが損傷を受けるおそれが少ない。

トラクタの側面図である。 トラクタの平面図である。 トラクタの正面図である。 調節機構を示す底面図である。 トラクタの背面図である。 配線の支持構造を示す縦断正面図である。 トラクタの側面図である。 トラクタの平面図である。 トラクタの正面図である。 トラクタの側面図である。 トラクタの平面図である。 トラクタの正面図である。 トラクタの側面図である。 トラクタの平面図である。 トラクタの側面図である。 トラクタの平面図である。 トラクタの側面図である。 トラクタの側面図である。 トラクタの側面図である。 トラクタの平面図である。 トラクタの側面図である。 トラクタの正面図である。 トラクタの側面図である。 トラクタの側面図である。 トラクタの背面図である。 トラクタの側面図である。 トラクタの側面図である。 トラクタの正面図である。 トラクタの側面図である。

以下、本発明に係るトラクタの参考実施形態を図面に基づいて説明する。

図１，２，３，５に、本発明に係るトラクタが示されている。この実施形態では、図１に記載した符号Ｆで示す方向がトラクタの前側であり、符号Ｂで示す方向がトラクタの後側である。又、図２に記載した符号Ｒで示す方向がトラクタの右側であり、符号Ｌで示す方向がトラクタの左側である。

図１に示すように、トラクタは、車体の骨組みを形成する車体フレーム１によって全体が支持され、向き変更操作可能で駆動可能な左右の前輪２と、向き固定で駆動可能な左右の後輪３とを備えて走行車体４が構成されている。車体前部のボンネット５内にエンジン６が搭載され、車体の後部側に運転部７が備えられている。

図１，２に示すように、走行車体４は、その後部に、車体後部への耕耘装置などの作業装置（図示せず）の着脱が可能で且つ作業装置を連結した状態で昇降操作可能なリンク機構８が備えられている。運転部７の下部に、エンジン６の動力が伝達される動力を後車軸９を介して左右の後輪３に伝達するミッションケース１０が備えられている。ミッションケース１０内には、左右の後車軸９の駆動速度に速度差を与えることが可能な差動装置１１が備えられ、エンジン６からの動力が差動装置１１を介して左右の後輪３に振り分けて伝達される。ミッションケース１０は後車軸９を回動自在に支持している。

この実施形態では、車体前部に位置するエンジン６、エンジン６の後方に連結されるクラッチハウジング１２、中間フレーム１３、車体後部に位置するミッションケース１０等が一体的に連結されて剛性の高い車体フレーム１が形成されている。

ミッションケース１０の上部には、リンク機構８を介して作業装置を昇降駆動する油圧式の昇降シリンダ１４が備えられている。昇降シリンダ１４はシリンダケース１５に収容されている。シリンダケース１５内に、昇降シリンダ１４の伸縮操作にて揺動操作される揺動アーム１６が備えられ、揺動アーム１６と一体的に揺動するリフトアーム１７と、リンク機構８とが、リフトロッド１８を介して枢支連結されている。

運転部７は、操縦者が着座可能な運転座席１９と、その運転座席１９の前側に位置して運転部７の床面を形成する搭乗ステップ２０、運転座席１９の前方に位置する前輪操舵用のステアリングホイール２１及びその他の操作具２２を備えた操縦パネル部２３が備えられている。運転座席１９の左右両側には、左右の後輪３の上方を覆う後輪フェンダー２４が備えられ、後輪フェンダー２４にも複数の作業用の操作具２５が設けられている。

運転部７の後側には、左右両側が車体フレーム１の後端部、すなわち、ミッションケース１０の後端部に連結されるとともに、運転座席１９の後側上方を囲うように上方に延びる転倒保護用のロプス２６が備えられている。すなわち、ロプス２６は、左右一対の縦方向に沿って延びる縦フレーム部２６ａと、左右の縦フレーム部２６ａの上端同士を繋いで横方向に沿って延びる横フレーム部２６ｂとを有して、機体正面視で略門型に形成されている。ロプス２６は、中空状の角パイプ材にて構成され、角パイプ材を正面視で略門型に屈曲させた形状となっている。

ロプス２６は、下部に設けられた横向き揺動支点Ｘ周りで折れ曲がり可能に構成されている。このように構成することで、車体の運搬時等においてロプス２６を前記揺動支点Ｘ周りで機体前方側に揺動させることにより、上方への突出量を少なくして輸送の邪魔になることを回避できる。

走行車体４には、走行制御用のコントローラ３０と、前輪２を操向操作可能なステアリングモータ（図示せず）と、ＧＮＳＳ（全地球航法衛星システム）の一例である周知のＧＰＳ（Global Positioning System）（全地球測位システム）を利用して走行車体４の位置及び方位を測定する測位ユニット３１等が備えられている。

測位ユニット３１は、ＧＰＳ衛星（図示せず）から送信された電波と、既知位置に設置された基準局（図示せず）から送信されたデータとを受信する衛星航法用のアンテナユニット３２、及び、測位ユニット３１の測位データに基づいて、走行車体４の位置及び方位を測定する衛星航法装置３３を備えている。ＧＰＳを利用した測位方法として、本実施形態においては、ＧＰＳの測位データと、地上側に予め位置が判明している基準局から送信される誤差補正情報とを用いて車体の位置を計測することができるＤ−ＧＰＳ（Differential GPS）が採用されている。基準局は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して得た誤差補正情報を無線通信により送信する。衛星航法装置３３は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して得た測位データと、基準局からの情報とに基づいて、走行車体４の位置及び方位を求める。

アンテナユニット３２を含む測位ユニット３１は、ＧＰＳ衛星からの電波の受信感度が高くなるように、機体外方に臨む状態で高い位置に配備されている。具体的には、図１に示すように、測位ユニット３１は、ロプス２６における頂部（最も高い位置）にある横フレーム部２６ｂに備えられている。測位ユニット３１は、横フレーム部２６ｂにおける横方向中央部付近において、取付ブラケット３４を介して取付られている。つまり、アンテナユニット３２が、運転座席１９の上端よりも高い位置であり、且つ、ロプス２６の揺動支点Ｘよりも上側に位置する状態で備えられている。

ロプス２６に対する測位ユニット３１の左右方向の取付位置を調節可能な調節機構３５が備えられている。説明を加えると、図４に示すように、測位ユニット３１は取付ブラケット３４を介してロプス２６に取り付けられている。測位ユニット３１は、下向きに突出して取付ブラケット３４に形成された挿通孔３６を挿通する４本のボルト３７と、取付ブラケット３４の下側からボルト３７に装着されるナット３８との締結により、取付ブラケット３４に連結固定される。そして、各ボルト３７が挿通する挿通孔３６は、横方向に長い長孔に形成されている。この長孔の範囲内で測位ユニット３１を横方向に任意の位置に変更させてボルト３７・ナット３８の締結により固定することができる。

上記したようにアンテナユニット３２が、走行車体４から上方側に離れた箇所に設けられるので、ＧＰＳを利用して測定した走行車体４の位置及び方位には、走行車体４のヨーイング、ピッチング、又は、ローリングに伴うアンテナユニット３２の位置ズレに起因した測位誤差が含まれている。つまり、測位ユニット３１にて計測された位置と、作業装置による作業位置との間の位置ずれに起因した誤差である。

そこで、走行車体４には、上記したような測位誤差を取り除く補正を可能にするために、３軸のジャイロスコープ（図示せず）と３方向の加速度センサ（図示せず）とを有して走行車体４のヨー角、ピッチ角、ロール角、などを計測する慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）３９が備えられている。測位ユニット３１により測定した走行車体４の位置及び方位の情報が、慣性計測装置３９にて計測された走行車体４のヨーイング、ピッチング、又は、ローリングに伴うアンテナユニット３２の位置ズレの情報により補正するようになっている。

図２に示すように、慣性計測装置３９は、平面視で、ミッションケース１０と重複する箇所に配置されている。説明を加えると、慣性計測装置３９は、運転座席１９の下側において、後車軸９の駆動軸心よりも上方に位置する箇所であって、且つ、ミッションケース１０の上側に備えられるシリンダケース１５の上側に配置されている。さらに説明すると、慣性計測装置３９は、側面視で、後輪３と重複する箇所に配置されている。この箇所は、剛性が高く撓み変形等が生じ難い箇所であり、さらに、エンジン６からも離れているので、エンジン６の振動による影響を受け難いものとなり、誤差の少ない状態で計測することができる。

図１に示すように、コントローラ３０は、操縦パネル部２３の内部に収納する状態で備えられている。そして、コントローラ３０は、事前に設定された圃場内での走行経路の情報と、測位ユニット３１の測位結果とに基づいて、作業用の走行経路に沿って走行車体４が走行するようにステアリングモータ等を制御する自動操向制御を実行するように構成されている。

アンテナユニット３２を含む測位ユニット３１とコントローラ３０とを接続する配線４０が備えられている。説明を加えると、配線４０が、縦フレーム部２６ａに沿って配索されている。具体的には、配線４０が、中空状の角パイプ材からなるロプス２６の縦フレーム部２６ａのうち揺動支点Ｘよりも上側の可動部分の内部を通るように配索されている。

すなわち、図６に示すように、測位ユニット３１からの配線４０は、横フレーム部２６ｂに形成された挿通孔５０を通して、横フレーム部２６ｂの内部に案内され、横フレーム部２６ｂ及び縦フレーム部２６ａの内部を通り、縦フレーム部２６ａのうち揺動支点Ｘよりも上側に形成された挿通孔５１を通り、ミッションケース１０の上側に位置する慣性計測装置３９にまで延びている。そして、配線４０は、慣性計測装置３９を経由して、後輪フェンダー２４の下側を通って操縦パネル部２３に備えられたコントローラ３０にまで延びている。
〔本発明の実施形態〕
次に本発明の実施形態を説明する。
図２１，２２，２３に示すように、運転部７に後部に設けられる転倒防止用のロプス２６とは別に、ボンネット５の上方を跨ぐ状態で、専用の支持部材４７を設け、この支持部材４７にアンテナユニット３２が取付けられる構成としてもよい。支持部材４７における縦向き延設部４７ａが、直線状に延びる形状でもよく、Ｌ字状に曲がる形状でもよい。
〔本発明の別実施形態〕
図２４〜２９に示すように、運転部７の後部に設けられる転倒防止用のロプス２６から延出されるステー４８が備えられ、アンテナユニット３２が、ステー４８に取り付けられる構成としてもよい。例えば、図２４，２５に示すように、上下方向に真っ直ぐに延びるロプス２６に対して、機体後部側又は機体前部側に延設されるステー４８が設けられ、そのステー４８にアンテナユニット３２が取付けられる構成としてもよい。又、図２６に示すように、ロプス２６の上部側箇所が機体前部側に折れ曲がる形状に設けられ、そのロプス２６の折れ曲がり箇所から後部上方に延設されるステー４８が設けられ、そのステー４８にアンテナユニット３２が取付けられる構成としてもよい。さらに、図２７，２８，２９に示すように、上下方向に真っ直ぐに延びるロプス２６、又は、機体前部側に折れ曲がる形状のロプス２６に対して、左右の縦フレーム部２６ａ同士に亘って延びる状態で、且つ、側面視で縦フレーム部２６ａと重複する状態で、ステー４８が設けられ、このステー４８にアンテナユニット３２が取付けられる構成としてもよい。

〔別の参考実施形態〕
（１）上記実施形態では、アンテナユニット３２（測位ユニット３１）がロプス２６における横フレーム部２６ｂに取り付けられる構成としたが、この構成に代えて、図１，３，５，９，１０,１２に仮想線で示すように、アンテナユニット３２が、ロプス２６における縦フレーム部２６ａに取り付けられる構成としてもよい。

（２）上記実施形態では、ロプス２６の縦フレーム部２６ａが上下方向に真っ直ぐに延びる形状としたが、この構成に代えて、図７，８，９に示すように、ロプス２６の縦フレーム部２６ａの上部側箇所が機体前部側に折れ曲がる形状に設けられているものでもよい。

（３）上記実施形態では、ロプス２６が下端部にて揺動支点Ｘを設ける構成としたが、この構成に代えて、図１０，１１，１２に示すように、ロプス２６の上下中間位置にて折れ曲がり用の揺動支点Ｘを有し、ロプス２６の横フレーム部２６ｂにアンテナユニット３２を設ける構成としてもよい。

（４）上記実施形態では、走行車体４の後部に設けられたロプス２６にアンテナユニット３２が取付けられる構成としたが、この構成に代えて、次の（４−１）〜（４−６）に記載する構成としてもよい。
（４−１）
図１３，１４，１５，１６に示すように、走行車体４に前端部を保護するために備えられたフロントガード４１にアンテナユニット３２が取付けられる構成としてもよい。図１５，１６では、フロントガード４１の左右両側を通過する支持アーム４２によりフロントローダ４３を連結する構成を示している。
（４−２）
図１７，１８に示すように、運転部７の上方を覆うキャノピー４４にアンテナユニット３２が取付けられる構成としてもよい。図１８に示すように、機体前部に向けて片持ち状に延びるキャノピー４４の前端部にアンテナユニット３２が取付けられる場合には、キャノピー４４の支柱４５から補助ステー４６を伸ばして支持強度を向上させるようにするとよい。
（４−３）
図１９，２０に示すように、運転部７の前方であって且つボンネット５の後部側に位置する箇所に設けられたロプス２６にアンテナユニット３２が取付けられる構成としてもよい。
（４−４）
図１に仮想線で示すように、ボンネット５の上部にアンテナユニット３２が取付けられる構成としてもよい。

（５）上記実施形態では、配線４０が、ロプス２６の縦フレーム部２６ａの内部を通り、縦フレーム部２６ａの途中から外方に出てコントローラ３０に向けて延びる構成としたが、この構成に代えて、次の（５−１）〜（５−５）に記載する構成としてもよい。
（５−１）
配線４０が、縦フレーム部２６ａの内部を縦フレーム部２６ａの下端の開口を通過する状態で延び、その後、後輪フェンダー２４の内部を通り、コントローラ３０に向けて延びる構成としてもよい。
（５−２）
配線４０が、縦フレーム部２６ａの外周面のうち機体幅方向における内側の内側面を通るように配索される構成でもよい。
（５−３）
配線４０が、縦フレーム部２６ａの外周面のうち機体幅方向における外側の外側面を通るように配索されているものでもよい。
（５−４）
配線４０が、縦フレーム部２６ａの外周面のうち機体前後方向における後側の後面を通るように配索されているものでもよい。
（５−５）
配線４０が、縦フレーム部２６ａaの外周面に配索される場合、配線４０が外方に露出しないように、配線４０の周囲を化粧カバー（図示せず）によって覆う構成としてもよい。
この化粧カバーが、ロプス２６のうち揺動支点Ｘよりも上側の可動部分に取り付けられる構成にするとよい。

（６）上記実施形態では、測位ユニット３１（アンテナユニット３２）と走行制御用のコントローラ３０とは配線４０を介して接続される構成としたが、この構成に代えて、測位ユニット３１（アンテナユニット３２）と走行制御用のコントローラ３０とが、図示しない通信装置を経由して無線通信方式にて互いに情報を送信可能に構成されるものでもよい。

（７）上記実施形態では、慣性計測装置３９が、平面視で、ミッションケース１０と重複する箇所に配置されている構成としたが、この構成に代えて、次の（７−１）〜（７−６）に記載する構成としてもよい。
（７−１）
慣性計測装置３９を、車体フレーム１における横側部に配置する構成としてもよい。その場合、車体フレーム１に直接支持させてもよいが、図示しないブラケットを介して車体フレーム１に支持するようにしてもよい。
（７−２）
慣性計測装置３９を、車体フレーム１における下面に配置する構成としてもよい。その場合、正面視で左右の後輪フェンダー２４にて囲まれた領域に配置する構成としてもよい。そして、車体フレーム１に直接支持させてもよいが、図示しないブラケットを介して車体フレーム１に支持するようにしてもよい。
（７−３）
車体フレーム１として、車体の左右両側部において車体前後方向に長く延びる一対のメインフレーム（図示せず）を備え、左右のメインフレームにて、エンジン６やミッションケース１０を支持するようなフレーム構造を備える構成とし、正面視で左右のメインフレームで囲まれる領域に慣性計測装置３９を備える構成としてもよい。その場合、メインフレームに直接支持させてもよいが、ブラケットを介してメインフレームに支持するようにしてもよい。
（７−４）
慣性計測装置３９を、側面視で前車軸４９よりも上方に位置する状態で配置してもよい。その場合、側面視で前輪２と重複する状態で配置するようにしてもよく、重複しない状態で配置してもよい。
（７−５）
慣性計測装置３９を、平面視でボンネット５と重複する状態で、ボンネット５の下側に位置する状態で配置してもよい。この場合、平面視で前車軸４９や車体フレーム１等を重複する位置に設けるとよい。
（７−６）
慣性計測装置３９をロプス２６に設けるようにしてもよい。この場合、アンテナユニット３２の近傍の位置に設ける構成、あるいは、測位ユニット３１に収納される状態で設ける構成でもよく、アンテナユニット３２から離間した位置に設けてもよい。

（８）上記実施形態では、測位ユニット３１をロプス２６に対して位置調節する調節機構３５として、ブラケット３４にボルト３７が挿通する挿通孔３６（長孔）が形成される構成としたが、この構成に代えて、ボルト３７が挿通する丸形の挿通孔を間隔をあけて複数形成して、複数の挿通孔のうちのいずれかを選択してボルトを挿通して締結することで位置調節する構成としてもよい。

（９）上記実施形態では、コントローラ３０がステアリングモータによる自動操向制御を実行する構成としたが、ステアリングモータの制御に加えて、変速装置を操作する変速モータを制御して車速を自動制御する構成としてもよい。

本発明は、衛星測位情報を受信するアンテナユニットを備えたトラクタに適用できる。

１９ 運転座席
２６ ロプス
２６ａ 縦フレーム部
３２ アンテナユニット
４８ ステー

Claims (5)

1. 操縦者が着座可能な運転座席と、
   転倒保護用のロプスと、
   衛星測位情報を受信するアンテナユニットと、が備えられ、
   前記ロプスが、左右の縦フレーム部と、左右の前記縦フレーム部の上端どうしを繋いで横方向に沿って延びる横フレーム部と、を有し、
   前記アンテナユニットが、前記ロプスの上端位置よりも下方かつ左右の前記縦フレーム部よりも左右方向内方に位置する状態で設けられているトラクタ。
2. 前記アンテナユニットが、前記ロプスに支持されている請求項１に記載のトラクタ。
3. 前記ロプスから延出されるステーが備えられ、
   前記アンテナユニットが、前記ステーに取り付けられている請求項２に記載のトラクタ。
4. 前記ステーが、前記ロプスから後方に向けて延出されている請求項３に記載のトラクタ。
5. 前記ロプスが前記運転座席よりも後方に設けられ、
   前記運転座席よりも前方に支持部材が設けられ、
   前記アンテナユニットが、前記支持部材に取り付けられている請求項１に記載のトラクタ。

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