JPH0440408Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はトラクタに連結されるロータリ、プラ
ウ、排土板、或いは走行車両に連結される田植機
等の作業機の角度制御装置に関する。

近時、作業機の自動角度制御装置の開発が進ん
でいる。これは基準面（例えば水平面）に対する
作業機の左右方向傾倒角度を検出し、作業機が基
準面に対して常に一定の傾倒角度となるように制
御して作業を行わせるようにしたものである。

このような自動角度制御装置においては本機に
対して作業機が比較的上方の高い位置にある場合
に作業機が本機に対して左右方向に大きく傾倒し
た状態になると、動力伝達のためのドライブシヤ
フト、連結のためのリンク機構等に無理な力が加
わり、ドライブシヤフト等の破損、異音の発生、
機体の転倒等を起こす虞れがあつた、特にトレン
チヤ、心土破砕機等のように本機に対して比較的
高い位置で作業する必要のある作業機においては
このような虞れが大である。

また、左右方向に長い作業機においては作業機
を本機に対して左右方向に傾倒した状態で上方へ
移動させると作業機が本機に接触する虞れがあ
り、回行時等には周囲に危険を及ぼす虞れがあつ
た。

本考案は斯かる事情に鑑みてなされたものであ
り、作業機が本機に対して左右方向に傾倒制御さ
れる範囲を制限するように構成し、この制限範囲
を変更する操作部材を、作業機を昇降させる操作
部材との同時操作可能に配設して、ドライブシヤ
フト、連結リンク等に無理な力が加わらず、また
操作性の向上を図つた作業機の角度制御装置の提
供を目的とする。以下本考案をその実施例を示す
図面に基づいて詳述する。

第１図は本考案に係る作業機の角度制御装置を
装備し、作業機としてロータリをその後部に装着
したトラクタの一部破断左側面図、第２図はその
要部平面図である。図において１はトラクタ本
体、２はその後部に装着されたロータリであり、
該ロータリ２は１本のトツプリンク２０及びその
左、右下方の２本のロワリンク２１，２１を介し
てトラクタ１後側に昇降自在に取付けられてい
る。即ち、トツプリンク２０の前端は油圧リフト
１０後側にトツプリンクヒンジ２２を介して連結
支持されており、ロータリ２前端の中央上方部に
トツプリンク２０後端を連結し、ミツシヨンケー
ス５両側の下部隅部にロワリンクピン２３，２３
を介して左右一対のロワリンク２１，２１前端を
連結支持し、ロータリ２の前端両側に各ロワリン
ク２１，２１後端を連結している。

油圧リフト１０には左右一対のリフトアーム１
１，１１の基端は連動連結されており、左側のリ
フトアーム１１の先端には連結ロツド２４の上端
を連結している。連結ロツド２４はターンバツク
ルにて伸縮可能となつており、その下端を左側の
ロワリンク２１の中程に連結している。右側のリ
フトアーム１１の先端にはリフトロツド２５の上
端を連結し、その下端に油圧シリンダ２６を一体
連設し、該油圧シリンダ２６のピストンロツド２
８を右側のロワリンク２１の中程に連結してあ
り、油圧リフト１０の駆動によりリフトアーム１
１，１１が共動してロータリ２全体を昇降させ、
また油圧シリンダ２６のピストンロツド２８の進
退駆動によりロータリ２の左右方向傾倒角度を変
化させるようになつている。即ち第５図に示すよ
うに、油圧シリンダ２６と油圧ポンプ６６との間
に介装された電磁弁６５のソレノイド６３又は６
４が励磁されると電磁弁６５は（又は）の位
置となつて油圧ポンプ６６からの圧油は油圧シリ
ンダ２６のピストンロツド退入側（又は進出側）
油室に送給され、他方の油室の圧油はタンクに還
流されて油圧シリンダ２６のピストンロツド２８
が退入（又は進出）し、ロータリ２の右側が上昇
（又は下降）する。

ロータリ２の昇降を行う油圧リフト１０の制御
は、運転席１３の右方に設けられたリフトコント
ロールレバ１５によつて行われる。第３図はリフ
トコントロールレバ１５周辺の正面図である。リ
フトコントロールレバ１５は、前方に回動操作さ
れた場合には、ロータリ２は下降し、反対に後方
に回動操作された場合にはロータリ２は上昇する
ように油圧リフト１０が駆動される。

リフトコントロールレバ１５の基端部は軸１７
に回動自在に支持されており、該軸１７には、後
述するロータリ２のトラクタ本体１に対する左右
方向傾倒角度の制御範囲を制限する制限レバ１９
が固着されていて、軸１７の一端に回転型のポテ
ンシヨメータ１８が装着されており、軸１７の回
転量、換言すれば制限レバ１９の回動量に対応し
た電位V18を出力する。即ち制限レバ１９を前方
に回動操作するとポテンシヨメータ１８の出力電
位V18は高くなり、反対に後方に回動操作すると
低くなる。

油圧シリンダ２６にはポテンシヨメータを利用
したシリンダセンサ２９が設けられており、ピス
トンロツド２８の進退量に対応した電位V29が出
力されるようになつている。

ロータリ２のロータリカバ１６の上面中央に
は、円筒上をした傾倒角センサ４０が設けられて
いる。

第４図は傾倒角センサ４０のハウジング内部の
構造を示す斜視図であり、図中４１はLEDより
なる発光素子、４２はフオトトランジスタよりな
る受光素子であつて、機体の前後方向に対向する
ように円筒型ケースの内面に固定されている。こ
の発、受光素子対向間隙間には遮光板４３が左右
方向への揺動自在にその上端にて枢支されてい
る。遮光板４３の枢支軸４６にはオイルダンパ４
４が装着されており、傾倒角センサ４０、即ちロ
ータリ２の傾倒角度が変化した場合に遮光板４３
が鉛直になつて直ちに停止するように遮光板４３
の揺動を抑制している。

遮光板４３の発光素子４１、受光素子４２の対
向する高さ位置には、スリツト４３ａが開設され
ている。該スリツト４３ａは、その開口面積が、
左側が大となり、右側になるほど連続的に小さく
なつた横向き扇形状をなし、そのスリツト４３ａ
の揺動方向中心線は上端の枢支部を中心とした円
弧状となつている。従つて発光素子４１が発して
受光素子４２が捉える受光量は、ロータリ２の右
側がその左側よりも下方に位置する状態（右傾状
態）では大となり、反対に左側がその右側よりも
下方に位置する状態（左傾状態）では小となつ
て、その間では連続的に変化する。なお遮光板４
３は所定量以上は揺動しないようになつており、
発光素子４１が発する光がスリツトを通過しない
状態になると、それ以上の揺動はなされない。

第５図はロータリ２の角度制御装置の制御電子
回路を、その油圧回路と共に示したものである。

第５図に基づいて本考案の要旨を概説する。上
述した発光素子４１、遮光板４３及び受光素子４
２の働きによつて、ロータリ２の左右方向の傾倒
角度が検出されることになる。具体的には受光素
子４２（フオトトランジスタ）のエミツタ端子電
圧V42がこの傾倒角度を表し、ウインドコンパレ
ータ３０に入力される。

一方、つまみ１２によつて調整される可変抵抗
３４の出力電圧V34は、ロータリ２の左右方向の
傾倒角度の制御目標値の中心値としてウインドコ
ンパレータ３０に入力される。更に抵抗３６，３
７によつて定まる電位V₉がウインドコンパレー
タ３０に与えられる。

ウインドコンパレータ３０は、基本的には第６
図に示すように電圧V42がV34±V₉の範囲にある
ようにその出力V₂，V14を制御してバルブ６５
の位置切換を行う。これにより油圧シリンダ２６
のピストンロツド２８が進出、退入してロータリ
２の左右傾倒角度が電圧V34±V₉の範囲相当の
値となるように制御されるのである。これがロー
タリの左右方向の傾倒角度制御の基本であるが、
本願考案では、このような制御に制限を加えてい
る。即ち制限レバ１９の操作位置によつて定まる
電圧V18と、左右傾倒角度をピストンロツド２８
の進退差から間接的に検出してなる電圧V29とを
論理判断回路６０へ入力し、V29がV18によつて
規定される範囲を超える場合は、その出力b₁によ
つてウインドコンパレータ３０の出力を無効果と
すると共に、出力b₂又はb₃によつてバルブ６５の
位置切換を行い、V29が前記範囲に収まるように
ロータリ２の傾倒角度を変更させるのである。以
下、詳細に説明する。

図において３１は負極をボデイアースしたバツ
テリであり、その正極はキースイツチ３２を介し
て後述するウインドコンパレータ３０の電源端子
に接続されている。ウインドコンパレータ３０
は変化する入力電圧を、自由に設定できる２つの
比較基準電圧と比較して弁別する半導体装置であ
つて、この実施例ではシーメンス社製TCA965を
用いている。

バツテリ３１の給電ラインとボデイアースとの
間には、抵抗５２と、LEDを用いた傾倒角セン
サ４０の発光素子４１との直列回路が介装されて
おり、該発光素子４１より発せられた光は、給電
ラインと抵抗５３との間に介装された、フオトト
ランジスタを用いた受光素子４２にて捉えられ、
その受光量に対応した電位V42をウインドコンパ
レータ３０の比較識別の対象とする信号を与える
べき入力端子，に与えている。

ウインドコンパレータ３０の端子は第６図に
示すようにウインドの中点を規定する電圧を与え
るべき入力端子であつて、可変抵抗３４の出力電
圧V34が入力されている。可変抵抗３４はロータ
リ２の傾倒角度設定用に設けられたものであり、
バツテリ３１の正極に連なるキースイツチ３２と
は抵抗３３を介して接続され、また抵抗３５を介
してボデイアースされている。可変抵抗３４の抵
抗値設定用のつまみ１２は運転席１３の前方の操
作パネル１４に設けられている。つまり抵抗３
３、可変抵抗３４、抵抗３５にて構成される分圧
回路の出力電圧V34をつまみ１２の左右への回転
により設定して、これをウインドコンパレータ３
０の端子へ与えている。

ウインドコンパレータ３０の端子への入力電
圧V₉は第６図に示すようにウインドの1/2幅を規
定するものであり、バツテリ３１の正極ラインと
ボデイアースとの間に介装された抵抗３６と抵抗
３７との直列回路の各抵抗の接続点の電位V₉が
与えられている。

端子，はウインドコンパレータ３０の出力
端子であつて、夫々２個のトランジスタを接続し
てなる駆動回路６１，６２に接続され、夫々の出
力V₂，V14がローレベルになつた場合にソレノ
イド６３，６４を各励磁するようにしてあり、前
述の如くソレノイド６３（又は６４）の励磁によ
り前記油圧シリンダ２６のピストンロツド２８が
退入（又は進出）するようになつている。

端子，は、これを接地電位にした場合にウ
インドコンパレータ３０の出力動作を禁じる端子
であつて、夫々ダイオード７１，７２を介して一
括され、後述する電磁リレ５６の常開接点５６ａ
を介してボデイアースされている。従つて電磁リ
レ５６の常開接点５６ａが閉路するとウインドコ
ンパレータ３０は出力動作を禁じ、傾倒角センサ
４０による作業機の左右方向傾倒角度制御は行わ
れない。

一方、前述した油圧シリンダ２６に設けられ、
ピストンロツド２８の進退量に対応した電圧を出
力するシリンダセンサ２９の出力電圧V29は論理
判断回路６０の一方の入力端子a₁に与えられてい
る。シリンダセンサ２９はピストンロツド２８の
進出量がピストンロツド２８の全長の1/2である
場合に、バツテリ３１の電圧の1/2となるように
してありロータリ２の右側を上昇させるべくピス
トンロツド２８が退入すれば電圧V29は低下し、
右側を下降させるべくピストンロツド２８が進出
すれば電圧V29が上昇するようになつている。

論理判断回路６０の他方の入力端子には、前述
した制限レバ１９の基端部に設けられ、その回動
量に対応した電圧を出力するポテンシヨンメータ
１８の出力電圧V18が与えられており、制限レバ
１９を前方に回動操作するとポテンシヨメータ１
８の出力電圧V18は高くなり、反対に後方に回動
すると低くなる。

論理判断回路６０の出力端子b₁には前述した電
磁リレ５６の励磁コイル５６Ｃとボデイアースと
の間に介装されたスイツチ回路５５の入力端子が
接続されており、出力端子b₁の出力がハイレベル
になるとスイツチ回路５５がオンして励磁コイル
５６Ｃが励磁され、その常開接点５６ａが閉路し
てウインドコンパレータ３０の出力動作は禁じら
れ、傾倒角センサ４０によるロータリ２の左右方
向傾倒角度制御は禁じられる。論理判断回路６０
の出力端子b₂，b₃は、前述した駆動回路６１，６
２に夫々接続されており、出力端子b₂又はb₃のロ
ーレベル出力により駆動回路６１又は６２がオン
して、ソレノイド６３又は６４が励磁され、油圧
シリンダ２６のピストンロツド２８が退入又は進
出することになり、ロータリ２の右側が上昇又は
下降する。

論理判断回路６０は、ポテンシヨメータ１８の
出力電圧V18からトラクタ本体１に対するロータ
リ２の左右方向傾倒限界角度を得、シリンダセン
サ２９の出力電圧V29からトラクタ本体１に対す
るロータリ２の実際の左右方向傾倒角度を得て、
前記ロータリ２の傾倒限界角度と比較し、トラク
タ本体１に対するロータリ２の左右方向傾倒角度
が適正（傾倒限界角度内）であるか否かを判断す
るものであり、適正である場合には、論理判断回
路６０はその出力端子b₁の出力をローレベル、出
力端子b₂，b₃の出力をハイレベルとして、ウイン
ドコンパレータ３０を出力動作可能状態とし、傾
倒角センサ４０によるロータリ２の左右方向傾倒
角度制御を行わせ、適正でない場合、即ち制限レ
バ１９の回動操作位置に対して、ロータリ２の右
側が大きく下降若しくは上昇した状態である場合
には、論理判断回路６０はその出力端子b₁の出力
をハイレベルとしてスイツチ回路５５をオンし、
電磁リレ５６の励磁コイル５６Ｃを励磁してその
常開接点５６ａを閉路し、ウインドコンパレータ
３０の出力動作を禁止状態として傾倒角センサ４
０によるロータリ２の左右方向傾倒角度制御を禁
じると共に、出力端子b₂若しくはb₃の出力をロー
レベルとして駆動回路６１若しくは６２をオンし
てソレノイド６３若しくは６４を励磁して油圧シ
リンダ２６のピストンロツドを退入若しくは進出
させ、ロータリ２の右側を上昇若しくは下降さ
せ、ロータリ２の左右方向傾倒角度を、制限レバ
１９の回動操作位置に対応した状態とし、斯かる
状態にて傾倒角センサ４０の検出結果に応じたロ
ータリ２の傾倒角度制御を行われる。この場合制
限レバ１９が後方に回動操作されていればトラク
タ本体１に対するロータリ２の左右傾倒限界角度
範囲を小さくするようにしており、反対に制限レ
バ１９が前方に回動操作されていればトラクタ本
体１に対するロータリ２の左右傾倒限界角度範囲
を大きくしている。

次に第６図に基づきウインドコンパレータ３０
の動作につき簡単に説明する。第６図イ，ロはウ
インドコンパレータ３０の端子，〓の２値出力
V₂，V14を、横軸に傾倒角センサ４２の出力V42
をとつて示したものである。V14はV42＜V34−
V₉でローレベル、V42＞V34−V₉でハイレベル
となり、またV₂はV42＜V34＋V₉でハイレベル、
V42＞Ｖ３４＋V₉でローレベルとなる。そして
V34−V₉〜V34＋V₉の範囲をウインドと称し、
V34が中点を、またV₉がその幅の1/2を規定し、
中点を規定するV34はつまみ１２にて適宜に設定
され、1/2幅を規定するV₉は一定の値で固定され
ている。V42は傾倒角センサ４０の状態に応じて
変化し、傾倒角センサ４０の傾倒状態、即ちロー
タリ２の傾倒状態によつてV₂又はV14がローレ
ベルになり、ソレノイド６３又は６４が励磁され
る結果、ロータリ２の左右方向傾倒角度の制御が
行われ、V42がウインド内にある場合は制御の不
感帯としてロータリ２の左右方向傾倒角度の制御
は行われない。

叙上の如き構成の本案装置を搭載したトラクタ
は次のように使用され動作する。作業を開始する
にあたりロータリ２の左右方向傾倒角度を例えば
水平状態とすべくつまみ１２にて設定する。これ
により可変抵抗３４の抵抗値は変化してウインド
コンパレータ３０の端子へは設定角度に対応し
た電圧V34が入力される。

一方、制限レバ１９を回動操作すると、ポテン
シヨメータ１８の出力電圧V18はその回動位置に
対応した値となる。従つて、トラクタ本体１に対
するロータリ２の左右方向傾倒角度の範囲を、制
限レバ１９の回動操作により任意に設定でき、例
えばロータリ２の耕深位置（高さ位置）に対応さ
せて設定できる。

このような状態にて耕耘作業を開始すると、ロ
ータリ２は水平面に対してつまみ１２にて設定さ
れた角度だけ左右方向に傾倒した状態で耕耘を行
う。そして圃場の凹凸等によりトラクタ本体１の
右側（又は左側）が低くなつて右方（又は左方）
に傾くと、この傾きに伴つてロータリ２も右方
（又は左方）に傾き、傾倒角センサ４０はこの状
態を検出し、その出力V42は上昇（又は下降）す
る。そしてV42が、つまみ１２にて設定されたウ
インドの中点を規定するV34とウインドの1/2幅
を規定するV₉との和V34＋V₉（又は差V34−V₉）
よりも大（又は小）となると端子（又は）の
出力V₂（又はV14）がローレベルとなつてソレノ
イド６３（又は６４）が励磁され、油圧シリンダ
２６のピストンロツド２８が退入（又は進出）す
る結果、ロータリ２の右側が上昇（又は下降）し
てロータリ２は左方（又は右方）へ回動する。そ
してこの回動は傾倒角センサ４０の出力V42が
V34＋V₉（又はV34−V₉）よりも小（又は大）と
なるまで、即ちV42がウインド内となるまで行わ
れ、ロータリ２は略々つまみ１２にて設定された
略一定の傾倒角度にて耕耘されることになる。

この場合、論理判断回路６０はポテンシヨメー
タ１８の出力電圧V18及びシリンダセンサ２９の
出力電圧V29を監視しており、ポテンシヨメータ
１８の出力電圧V18により、制限レバ１９の回動
操作位置に応じたロータリ２のトラクタ本体１に
対する左右方向傾倒限界角度を得て、ロータリ２
の左右方向傾倒角度が、この限界角度内となるよ
うに、ウインドコンパレータ３０による制御に優
先してロータリ２を制御する。即ち、ロータリ２
の右側が大きく下降（又は上昇）しており、制限
レバ１９の回動位置に対応したロータリ２の左右
方向傾倒限界角度範囲以上となつている場合に
は、論理判断回路６０は、その出力端子b₁及びb₃
（又はb₂）の出力をハイレベル、b₂（又はb₃）の出
力をローレベルとし、ウインドコンパレータ３０
の出力動作を禁じてロータリ２の右側を上昇（又
は下降）させ、ロータリ２の傾倒角度を、制限レ
バ１９の回動位置に対応した限界角度範囲内とす
る。そして、ロータリ２の傾倒角度が、限界角度
範囲内になると論理判断回路６０は、その出力端
子b₁の出力をローレベル、出力端子b₂，b₃の出力
ハイレベルとし、傾倒角センサ４０の検出結果に
基づく傾倒角度制御を行う。

このように、制限レバ１９の回動量に対応し
て、シリンダ２６のピストンロツド２８の進退
量、即ちトラクタ本体１に対するロータリ２の左
右方向傾倒角度に制限が生じ、傾倒角センサ４０
によるロータリ２の左右方向傾倒角度制御に優先
してトラクタ本体１に対するロータリ２の左右方
向傾倒角度が一定範囲となるように制御される。

この場合、制限レバ１９の前方への回動操作量
が大きくなればピストンロツド２８の進退量の制
限が小さくなつて、トラクタ本体１に対するロー
タリ２の左右方向傾倒角度範囲が広くなり、反対
に前方への回動操作量が小さくなればピストンロ
ツド２８の進退量の制限が大きくなり、従つてト
ラクタ本体１に対するロータリ２の左右方向傾倒
角度範囲が小さく制限されるようにしてある。従
つて一行程の耕耘作業を終了して機体を回行させ
る場合にはロータリ２を上方の退避位置とすべく
リフトコントロールレバ１５を後方に回動操作す
る必要があるが、この場合にリフトコントロール
レバ１５の側方に設けられている制限レバ１９を
同時に後方に回動操作すれば、ロータリ２のトラ
クタ本体１に対する左右方向傾倒角度範囲は小さ
く制限されることになり、したがつてロータリ２
の昇降操作に伴う簡単な操作によりロータリ２の
トラクタ本体１に対する左右方向傾倒角度は小さ
く制限され、ロータリ２の上昇に伴いドライブシ
ヤフト、連結リンク等には無理な力が加わらな
い。

なお上述の実施例においては作業機としてロー
タリについて説明したがこれに限るものではな
く、トレンチヤ、心土破砕機等についても適用で
きる。特にトレンチヤ、心土破砕機等の作業機
は、トラクタ本体に対して比較的高い位置にて作
業を行う必要があり、このような場合に基準面に
対する作業機の左右方向傾倒角度の自動制御を行
えば、トレンチヤ等の作業機がトラクタ本体に対
して大きく傾倒してしまう虞れがあり、ドライブ
シヤフト、連結リンク等に無理な力が加わり、ま
た転倒する虞れがあるが、本考案によればトラク
タ本体に対する左右方向傾倒角度範囲の制限を、
作業機の昇降とは独立して変更することができ、
作業機の種類、圃場条件に対応した角度制御が可
能となり、本機と作業機の接触等を回避できる。
また傾倒角度範囲を独立的に設定できるので、作
業機の通過域にある障害物を避け得るようにこの
範囲を設定することも可能となる。

以上詳述したように本考案は、本機に対して昇
降自在となつた作業機の基準面に対する左右方向
傾倒角度検出手段を備え、この検出結果に基づき
基準面に対する左右方向傾倒角度を制御する装置
において、作業機が本機に対して左右方向に傾倒
制御される範囲を制限する手段と、この範囲を変
更する操作部材とを備え、該操作部材と作業機を
昇降させる操作部材とを同時操作可能に配設した
ものであるので、ドライブシヤフト、連結リンク
等の破損の虞れ、作業機の破損の虞れがなく、安
全性、作業性は著しく向上し、また作業機、圃場
条件に対応した作業機の角度制御が可能となり、
さらには操作性も向上する等本考案は優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すものであり、第１
図は本案装置を装備し、後部に作業機としてロー
タリを装着したトラクタの一部破断左側面図、第
２図はその要部平面図、第３図はリフトコントロ
ールレバ周辺の正面図、第４図は傾倒角センサ内
部の模式図、第５図は本案装置の電子回路を制御
系の油圧回路と共に示した模式図、第６図はウイ
ンドコンパレータの動作説明図である。 １……トラクタ本体、２……ロータリ、１１…
…リフトアーム、１５……リフトコントロールレ
バ、１８……ポテンシヨメータ、１９……制限レ
バ、２０……トツプリンク、２１……ロワリン
ク、２６……油圧シリンダ、２９……シリンダセ
ンサ、３０……ウインドコンパレータ、４０……
傾倒角センサ、４１……発光素子、４２……受光
素子、６５……電磁弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 本機に対して昇降自在となつた作業機の、基準
   面に対する左右方向傾倒角度検出手段を備え、こ
   の検出結果に基づき基準面に対する左右方向傾倒
   角度を制御する装置において、作業機が本機に対
   して左右方向に傾倒制御される範囲を制限する手
   段と、この範囲を変更する操作部材とを備え、該
   操作部材と作業機を昇降させる操作部材とを同時
   操作可能に配設したことを特徴とする作業機の角
   度制御装置。