JPH04278002A - 車両の牽引力制御システムのための力センサ - Google Patents
車両の牽引力制御システムのための力センサInfo
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- JPH04278002A JPH04278002A JP3294428A JP29442891A JPH04278002A JP H04278002 A JPH04278002 A JP H04278002A JP 3294428 A JP3294428 A JP 3294428A JP 29442891 A JP29442891 A JP 29442891A JP H04278002 A JPH04278002 A JP H04278002A
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
- A01B63/00—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements
- A01B63/02—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors
- A01B63/10—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means
- A01B63/111—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means regulating working depth of implements
- A01B63/112—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means regulating working depth of implements to control draught load, i.e. tractive force
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/13—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the tractive or propulsive power of vehicles
- G01L5/136—Force sensors associated with a vehicle traction coupling
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Handcart (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、農業用トラクタの農具
牽引装置に加わる牽引力のような力を検出する力センサ
に関するものである。
牽引装置に加わる牽引力のような力を検出する力センサ
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】農業用トラクタの牽引力を制御するため
には、この牽引力を測定する手段が必要とされる。トラ
クタの牽引力制御システム用の公知の牽引力測定機構は
、１９５８年にドゥ・シェーン（Ｄｕ Ｓｈａｎｅ）に
付与された米国特許第２，８６４，２９５号、１９６１
年にフレッチャー（Ｆｌｅｔｃｈｅｒ）に付与された米
国特許第２，９７４，７３３号及び１９６２年にヘス（
Ｈｅｓｓ）に付与された米国特許第３，０２２，８３１
号に記載されている。これら公知の設計において、牽引
力は、横方向に離間させた支持体によって支持された曲
げ軸の両端に付与される。連結機構が該軸の中央部分の
撓みをトラクタの取り付け制御システムのサーボ機構に
伝達する。しかし、かかる設計において、曲げ軸が剛性
であり、その結果、該軸の撓み量が僅かであるため、牽
引力の検出感度は、制限される。故に、比較的簡単で低
廉、しかも感度の良い曲げ軸型式の牽引力検出機構が望
まれる。
には、この牽引力を測定する手段が必要とされる。トラ
クタの牽引力制御システム用の公知の牽引力測定機構は
、１９５８年にドゥ・シェーン（Ｄｕ Ｓｈａｎｅ）に
付与された米国特許第２，８６４，２９５号、１９６１
年にフレッチャー（Ｆｌｅｔｃｈｅｒ）に付与された米
国特許第２，９７４，７３３号及び１９６２年にヘス（
Ｈｅｓｓ）に付与された米国特許第３，０２２，８３１
号に記載されている。これら公知の設計において、牽引
力は、横方向に離間させた支持体によって支持された曲
げ軸の両端に付与される。連結機構が該軸の中央部分の
撓みをトラクタの取り付け制御システムのサーボ機構に
伝達する。しかし、かかる設計において、曲げ軸が剛性
であり、その結果、該軸の撓み量が僅かであるため、牽
引力の検出感度は、制限される。故に、比較的簡単で低
廉、しかも感度の良い曲げ軸型式の牽引力検出機構が望
まれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの目的は
、牽引力の電子制御システム用の簡単で低廉、しかも感
度の良い曲げ軸型式の牽引力センサを提供することであ
る。
、牽引力の電子制御システム用の簡単で低廉、しかも感
度の良い曲げ軸型式の牽引力センサを提供することであ
る。
【０００４】本発明の別の目的は、市販の変位変換器を
利用する上記の力センサを提供することである。
利用する上記の力センサを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記及びその他の目的は
、牽引力センサが、一対の離間した支持体を通って横方
向に伸長する曲げ軸を備える本発明によって達成される
。牽引力リンクが該軸の各端部に結合される。可撓性ス
トラップが支持体の間に配置され、該ストラップの両端
は支持体付近の位置で軸に取り付けられる。無負荷状態
のとき、該ストラップは湾曲し、軸に向いた方向に凹状
となっている。直線電位差計、リニア変成器のような変
位変換器、又は変位を感知するその他の電気的装置が軸
とストラップの中央部分との間に取り付けられる。この
変位変換器は、曲げ軸からストラップの「円弧状部分」
までの距離の変化を検出し、曲げ軸に加わる力を表示す
る電気信号を発生させる。牽引力リンクの負荷は、曲げ
軸の両端に付与され、該軸を曲げる一方、ストラップを
反対方向に屈曲させる。このように、軸及びストラップ
は、力増幅装置として機能する。これにより得られる牽
引力センサは、牽引リンクにおける張力及び圧縮力の双
方を検出することが可能となる。
、牽引力センサが、一対の離間した支持体を通って横方
向に伸長する曲げ軸を備える本発明によって達成される
。牽引力リンクが該軸の各端部に結合される。可撓性ス
トラップが支持体の間に配置され、該ストラップの両端
は支持体付近の位置で軸に取り付けられる。無負荷状態
のとき、該ストラップは湾曲し、軸に向いた方向に凹状
となっている。直線電位差計、リニア変成器のような変
位変換器、又は変位を感知するその他の電気的装置が軸
とストラップの中央部分との間に取り付けられる。この
変位変換器は、曲げ軸からストラップの「円弧状部分」
までの距離の変化を検出し、曲げ軸に加わる力を表示す
る電気信号を発生させる。牽引力リンクの負荷は、曲げ
軸の両端に付与され、該軸を曲げる一方、ストラップを
反対方向に屈曲させる。このように、軸及びストラップ
は、力増幅装置として機能する。これにより得られる牽
引力センサは、牽引リンクにおける張力及び圧縮力の双
方を検出することが可能となる。
【０００６】
【実施例】牽引力センサ１０は、牽引力軸、即ち、トラ
クタのフレーム又はハウジング部分によって形成された
支持体１４、１６を通って後車軸ハウジング（図示せず
）の端部まで横方向に伸長する曲げ軸１２を備えている
。牽引力リンク１８、２０の前端は、支持体１４、１６
から横方向に突出する軸の両端に結合される。支持体１
４は、クランプ２３により支持体１４内に保持された球
面軸受け又はブッシュ２２を介して軸１２の大径部分２
１を支持する。この球状ブッシュ２２は、牽引力リンク
１８、２０の引張り力が軸１２を曲げる傾向に作用する
とき、軸１２がその角度位置を変更することを許容する
。
クタのフレーム又はハウジング部分によって形成された
支持体１４、１６を通って後車軸ハウジング（図示せず
）の端部まで横方向に伸長する曲げ軸１２を備えている
。牽引力リンク１８、２０の前端は、支持体１４、１６
から横方向に突出する軸の両端に結合される。支持体１
４は、クランプ２３により支持体１４内に保持された球
面軸受け又はブッシュ２２を介して軸１２の大径部分２
１を支持する。この球状ブッシュ２２は、牽引力リンク
１８、２０の引張り力が軸１２を曲げる傾向に作用する
とき、軸１２がその角度位置を変更することを許容する
。
【０００７】支持体１６は、軸１２の大径部分２４をゆ
るく受け入れかつ支持する。該大径部分２４は、上方及
び下方水平方向に伸長する平坦面２８、２９によって分
離された一対の円形の円筒状表面２６、２７を有してい
る。クロスピン３０が大径部分２４の穴３２を通って垂
直方向に伸長し、該クロスピン３０の端部は、潤滑液無
しで作動し得るように「テフロン」（登録商標）のよう
な低摩擦材料にてライニング被覆したブッシュ３４、３
６内に収容される。クロスピン３０の各端部のブッシュ
３４、３６は、支持体１６の穴内に押し込められる。リ
ングシール３８が両ブッシュ３４、３６の両側に取り付
けられ、これらブッシュを汚染から保護する。
るく受け入れかつ支持する。該大径部分２４は、上方及
び下方水平方向に伸長する平坦面２８、２９によって分
離された一対の円形の円筒状表面２６、２７を有してい
る。クロスピン３０が大径部分２４の穴３２を通って垂
直方向に伸長し、該クロスピン３０の端部は、潤滑液無
しで作動し得るように「テフロン」（登録商標）のよう
な低摩擦材料にてライニング被覆したブッシュ３４、３
６内に収容される。クロスピン３０の各端部のブッシュ
３４、３６は、支持体１６の穴内に押し込められる。リ
ングシール３８が両ブッシュ３４、３６の両側に取り付
けられ、これらブッシュを汚染から保護する。
【０００８】ストラップ４０の両端は、支持体１４、１
６に隣接しかつこれら支持体内部にて軸１２に取り付け
られる支持ブラケット４２により固定される。該ストラ
ップ４０は、軸１２よりも著しく薄い厚さであり、従っ
て、より可撓性である。ストラップ４０に力が加えられ
ないとき、該ストラップ４０は湾曲した形状であり、軸
１２に向かって凹状となっている。
６に隣接しかつこれら支持体内部にて軸１２に取り付け
られる支持ブラケット４２により固定される。該ストラ
ップ４０は、軸１２よりも著しく薄い厚さであり、従っ
て、より可撓性である。ストラップ４０に力が加えられ
ないとき、該ストラップ４０は湾曲した形状であり、軸
１２に向かって凹状となっている。
【０００９】支持ブラケット４２の各々は、ストラップ
４０の一端が挿入されるスロット４６を有する本体４５
を備えている。一対の脚部５０が各本体４５から伸長し
、軸１２を把持する。図１及び図３に最も良く図示する
ように、脚部５０は、軸１２を貫通する取り付け穴５６
を通って伸長するボルト又はピン５５により軸１２に結
合された穴付き端部分５４を備えることが出来る。図４
に最も良く図示するように、別の支持ブラケット４２′
は、軸１２の浅い取り付け凹所５６′内に受け入れられ
た曲げ端部分、即ち、足部５４′を有する脚部５０′を
備えている。これら両ストラップ支持体の設計において
、ねじ穴５８が脚部５０の中心線を含む面に対して小さ
い角度にて各本体４５を通って伸長する。調節ボルト又
はキャップねじ６０は、一端部が軸１２に係合する状態
にて各穴５８内に取り付けられており、その結果、本体
４５、従ってストラップ４０の両端の位置はキャップね
じ６０を回転させることによって調節することが出来る
。
４０の一端が挿入されるスロット４６を有する本体４５
を備えている。一対の脚部５０が各本体４５から伸長し
、軸１２を把持する。図１及び図３に最も良く図示する
ように、脚部５０は、軸１２を貫通する取り付け穴５６
を通って伸長するボルト又はピン５５により軸１２に結
合された穴付き端部分５４を備えることが出来る。図４
に最も良く図示するように、別の支持ブラケット４２′
は、軸１２の浅い取り付け凹所５６′内に受け入れられ
た曲げ端部分、即ち、足部５４′を有する脚部５０′を
備えている。これら両ストラップ支持体の設計において
、ねじ穴５８が脚部５０の中心線を含む面に対して小さ
い角度にて各本体４５を通って伸長する。調節ボルト又
はキャップねじ６０は、一端部が軸１２に係合する状態
にて各穴５８内に取り付けられており、その結果、本体
４５、従ってストラップ４０の両端の位置はキャップね
じ６０を回転させることによって調節することが出来る
。
【００１０】低廉な市販の変位変換器７０を軸１２とス
トラップ４０の中央部分との間に配置する。該変換器７
０は、直線電位差計、リニア可変変成器又は変位を感知
するその他の電気的装置とすることが出来る。リンク１
８、２０により軸１２の両端に伝達された牽引力は、軸
１２を屈曲させ、その結果、可撓性ストラップ４０は力
増幅装置として機能する。製造公差の結果、牽引力が零
の場合、正しい電圧を示さない変換器となる可能性があ
る。故に、変換器７０を取り付けた後、キャップねじ６
０を調節し、該変換器７０が「零」の電気的出力を示す
ようにする。
トラップ４０の中央部分との間に配置する。該変換器７
０は、直線電位差計、リニア可変変成器又は変位を感知
するその他の電気的装置とすることが出来る。リンク１
８、２０により軸１２の両端に伝達された牽引力は、軸
１２を屈曲させ、その結果、可撓性ストラップ４０は力
増幅装置として機能する。製造公差の結果、牽引力が零
の場合、正しい電圧を示さない変換器となる可能性があ
る。故に、変換器７０を取り付けた後、キャップねじ６
０を調節し、該変換器７０が「零」の電気的出力を示す
ようにする。
【００１１】牽引力リンク１８、２０に張力が加わり、
軸１２の両端が図１の下方に引張られる傾向となるとき
、軸１２の中央部分は上方に屈曲する。ストラップの支
持ブラケット４２及びストラップ４０の両端は動いて分
離し、その結果、ストラップ４０の中心が軸１２の中心
に接近する。これにより、変換器７０からの電圧信号が
変化する。この電圧信号は牽引装置、又は農具の電気的
制御システムの出力に付与することが出来る。
軸１２の両端が図１の下方に引張られる傾向となるとき
、軸１２の中央部分は上方に屈曲する。ストラップの支
持ブラケット４２及びストラップ４０の両端は動いて分
離し、その結果、ストラップ４０の中心が軸１２の中心
に接近する。これにより、変換器７０からの電圧信号が
変化する。この電圧信号は牽引装置、又は農具の電気的
制御システムの出力に付与することが出来る。
【００１２】ピン３０は垂直方向に延びているため、該
ピン３０は、軸１２が水平面内で枢動可能に屈曲するの
を許容する。該ピン３０は、牽引力リンク１８、２０が
昇降するとき、軸１２がその軸線を中心として回転する
のを阻止し、及び軸１２が軸方向に動きかつ支持体１４
、１６から端の方向に出るのを阻止する。又、該ピン３
０は、牽引力リンクが側方向荷重を吸収するとき、軸１
２に加えられた横荷重を吸収する。
ピン３０は、軸１２が水平面内で枢動可能に屈曲するの
を許容する。該ピン３０は、牽引力リンク１８、２０が
昇降するとき、軸１２がその軸線を中心として回転する
のを阻止し、及び軸１２が軸方向に動きかつ支持体１４
、１６から端の方向に出るのを阻止する。又、該ピン３
０は、牽引力リンクが側方向荷重を吸収するとき、軸１
２に加えられた横荷重を吸収する。
【００１３】ピン３０は、穴３２内にゆるく嵌まってい
る。軸１２が屈曲すると、ピン３０はブッシュ３４、３
６内で回転する。この回転は、ピン３０の両端における
ブッシュ３４、３６の荷重面間の摩擦が、穴３２の内面
に接触するピン３０の鋼表面における鋼と鋼との間の摩
擦よりはるかに小さいことに起因する。このピン３０の
回転を許容するゆるい嵌まり状態は、又、大きい屈曲力
が作用するまで、ピンが底に達することなく、垂直荷重
に起因して屈曲するのを許容する。
る。軸１２が屈曲すると、ピン３０はブッシュ３４、３
６内で回転する。この回転は、ピン３０の両端における
ブッシュ３４、３６の荷重面間の摩擦が、穴３２の内面
に接触するピン３０の鋼表面における鋼と鋼との間の摩
擦よりはるかに小さいことに起因する。このピン３０の
回転を許容するゆるい嵌まり状態は、又、大きい屈曲力
が作用するまで、ピンが底に達することなく、垂直荷重
に起因して屈曲するのを許容する。
【００１４】本発明は特定の実施例に関して説明したが
、当業者には、上記の説明を基に多くの選択例、応用例
及び変形例が明らかであることを理解すべきである。 従って、本発明は特許請求の精神及び範囲に包含される
かかる選択例、応用例及び変形例の全てを含むことを意
図するものである。
、当業者には、上記の説明を基に多くの選択例、応用例
及び変形例が明らかであることを理解すべきである。 従って、本発明は特許請求の精神及び範囲に包含される
かかる選択例、応用例及び変形例の全てを含むことを意
図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従い構成されたトラクタの曲げ軸の牽
引力センサを示す図である。
引力センサを示す図である。
【図２】図１の線２−２に沿った断面図である。
【図３】本発明の可撓性ストラップの支持ブラケットの
一実施例の等角図である。
一実施例の等角図である。
【図４】本発明の可撓性ストラップの支持ブラケットの
別の実施例の等角図である。
別の実施例の等角図である。
１０ 牽引力センサ
１２ 曲げ軸１４ 支持体
１６ 支持体１８ 牽引
力リンク ２０ 牽
引力リンク ２１ 径部分
２２ ブッシュ２３ クランプ
２４ 径部分２６
円筒状表面 ２
７ 円筒状表面２８ 平坦面
２９ 平坦面３０ クロ
スピン ３２
穴３４ ブッシュ
３６ ブッシュ３８ リングシール
４０ ストラップ４２
支持ブラケット ４２′
支持ブラケット
１２ 曲げ軸１４ 支持体
１６ 支持体１８ 牽引
力リンク ２０ 牽
引力リンク ２１ 径部分
２２ ブッシュ２３ クランプ
２４ 径部分２６
円筒状表面 ２
７ 円筒状表面２８ 平坦面
２９ 平坦面３０ クロ
スピン ３２
穴３４ ブッシュ
３６ ブッシュ３８ リングシール
４０ ストラップ４２
支持ブラケット ４２′
支持ブラケット
Claims (7)
- 【請求項１】 車両の牽引力制御システムにおいて前
記車両に接続された一対の横方向に離間した牽引力リン
クに付与される力を検出する力センサであって、車両の
フレームに固定された一対の横方向に離間した支持部材
と、前記支持部材の間を横方向に伸長する軸であって、
対応する支持体の一つを越えて横方向に伸長する各端部
を有する軸と、前記牽引力リンクの一つを前記軸の各端
部に接続する手段と、前記支持体の間に配置されたスト
ラップであって、支持体の一つに隣接する軸の一部に取
り付けられた第１端、及び支持体の他方に隣接する軸の
一部に取り付けられた第２端を有し、前記軸よりも実質
的により可撓性であり、軸が湾曲するとき軸に近づき及
び遠ざかるように動く中央部分を有し、更に、無負荷状
態にて湾曲しているストラップと、牽引力リンクから前
記軸に伝達される力に応答して、前記軸が湾曲するとき
、前記軸と前記ストラップの中央部分との間の距離の変
化を検出する変位変換器とを備えることを特徴とする牽
引力センサ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の牽引力センサにして
、球状ブッシュが支持体の一つに取り付けられ、軸の第
１の部分を受け入れ、軸が湾曲するとき、前記球状ブッ
シュが、軸の第１の部分が第１の支持体内で枢動するの
を許容し、クロスピンが軸の第２の部分を他方の支持体
に結合し、軸が支持体から引き出されるのを阻止するこ
とを特徴とする牽引力センサ。 - 【請求項３】 請求項２に記載の牽引力センサにして
、前記クロスピンの軸線が前記軸の湾曲面に対して略垂
直に伸長することを特徴とする牽引力センサ。 - 【請求項４】 請求項１に記載の牽引力センサにして
、前記ストラップが軸を向いた方向に凹状であることを
特徴とする牽引力センサ。 - 【請求項５】 請求項１に記載の牽引力センサにして
、前記ストラップの少なくとも一端部が軸に取り付けら
た支持ブラケットに取り付けられ、前記支持ブラケット
が、軸に対するストラップの前記少なくとも一端部の位
置を調節する調節手段を備えることを特徴とする牽引力
センサ。 - 【請求項６】 請求項１に記載の牽引力センサにして
、ストラップの一端部を受け入れるスロットを有する本
体と、前記本体から伸長する一対の脚部とを有する支持
ブラケットと、前記脚部を軸に結合する手段と、軸に対
するストラップの前記一端部の位置を調節する調節手段
とを更に備えることを特徴とする牽引力センサ。 - 【請求項７】 車両の牽引力制御システムにおいて前
記車両に接続された一対の横方向に離間した牽引力リン
クに付与される力を検出する力センサであって、牽引力
リンクに結合された端部を有する横方向に伸長する湾曲
可能な軸と、前記牽引力リンクにより軸に伝達される力
に応答して軸が湾曲するのを検出する手段とを備え、前
記軸に取り付けられた横方向に離間した端部を有するス
トラップであって、前記軸よりも実質的により可撓性で
あり、軸が湾曲するとき軸に対して近づき及び離れるよ
うに動く中央部分を有し、更に、無負荷状態にて湾曲し
ているストラップと、前記軸が牽引力リンクから前記軸
に伝達される力に応答して湾曲するとき、前記軸と前記
ストラップの中央部分との間の距離の変化を検出する変
位変換器とを備えることを特徴とする牽引力センサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US611628 | 1990-11-13 | ||
| US07/611,628 US5101909A (en) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | Bending shaft draft force sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04278002A true JPH04278002A (ja) | 1992-10-02 |
| JP3179155B2 JP3179155B2 (ja) | 2001-06-25 |
Family
ID=24449788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29442891A Expired - Lifetime JP3179155B2 (ja) | 1990-11-13 | 1991-11-11 | 車両の牽引力制御システムのための力センサ |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
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