JPH06189609A

JPH06189609A - トラクタの作業機制御装置

Info

Publication number: JPH06189609A
Application number: JP34707892A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Imamura; 剛今村; Nobuyuki Okabe; 伸行岡部; Satoshi Iida; 聡飯田; Taro Saito; 太郎齋藤
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1992-12-25
Filing date: 1992-12-25
Publication date: 1994-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】測定データの直線性にすぐれたトラクタの作
業機制御装置を提供する。【構成】ロワーリンク取付ピン２９をクランク状に構
成し、該ピン２９に作業負荷Ｆが作用したときねじりモ
ーメントＭが発生するようにロワーリンク取付ピン２９
の一端をトラクタ車体２１に固着し、該ピン２９の固着
端部３７とクランク部３８との間に磁歪部４０を設け、
該磁歪部４０の外周に励磁・検出コイル４１を有する検
出手段４２を配置してロワーリンク取付ピン２９に作用
する作業負荷Ｆの変化を該ピン２９に発生するねじりモ
ーメントＭによる電気信号として検出している。また、
トラクタ車体２１の左右側部にロワーリンク取付ピン２
９を固着し、該取付ピン２９の夫々に検出手段４２を設
けるとともに、左右夫々の出力信号の和を作業負荷Ｆの
大きさとして演算する回路手段４８を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トラクタの作業機制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トラクタに三点リンク等のリンク装着装
置を介してプラウ等の作業機を昇降自在に装着してプラ
ウ作業等を実施するとき、作業負荷に応じて作業機を油
圧装置で制御、例えば、ドラフト制御しており、例え
ば、特公平３−６５１２１号公報で開示されている。

【０００３】当該制御装置の一環として作業負荷を検出
しなければならず、その検出方式としてトップリンク感
知方式とロワーリンク感知方式がある。トップリンク感
知方式はトップリンク取付台に荷重バネを介在したもの
であり、作業負荷が軽いときは検出し難く、また、ロー
タリ耕耘機とプラウでは作業負荷の方が異なることか
ら、専ら牽引制御に適用され、ロータリ等には共用する
のが困難であった。

【０００４】このため、ロワーリンク感知方式が採用さ
れ、例えば図４（Ａ）（Ｂ）及び図５に示す構成であっ
た。図４（Ａ）（Ｂ）において、トラクタ車体１の後部
上面には左右一対のリフトアーム２を有する油圧装置
（シリンダとピストンロッドは省略し、ハウジングのみ
を図示している）３が搭載され、制御弁４を操作するこ
とでリフトアーム２を昇降する。

【０００５】トラクタ車体１の下部には左右（車幅）に
貫通して弾性変形可能なロワーリンク取付ロッド５が左
右一対のボール（球面）軸受体６を介して架設され、ロ
ッド５の左右突出部５Ａにボールジョイント７を介して
左右のロワーリンク８が連結されている。トップリンク
９とトラクタ車体１に備えたトップリンク取付台１０に
ピン１１を介して枢支され、リフトアーム２と左右ロワ
ーリンク８はリフトロッド１２により連結されている。

【０００６】トップリンク９とロワーリンク８等からな
るリンク装着装置１３を介して例えば図外のプラウ等の
作業機を装着して作業しているときの作業負荷Ｆ１はロ
ッド５に対して弾性曲げ力Ｆ２による変位を、リンク機
構１４によるフィードバック手段によって図４（Ａ）の
矢示のように、制御弁４に伝え、ドラフト制御等がなさ
れる。

【０００７】図５に示す従来例では弾性曲げ力Ｆ２を歪
ゲージ１５で検出し、この信号を電気（電子）的手段で
制御弁にフィードバックさせている（その他は、図４
（Ｂ）と共通するので共通部分は共通符号で示してい
る）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図４（Ａ）（Ｂ）に示
した従来技術では、ロッド５の変位量をリンク機構１４
で増幅して制御バルブ４（実質的にスプール）の切換に
伝えているが、リンク機構１４であるが故にガタ、遊び
等が不可避となり、このため応答性（ヒステリシス）の
点で課題があった。

【０００９】一方、図５に示した従来技術においては、
既述のリンク機構の課題を一応解決しているものの左右
一対のボール（球面）軸受体６にロッド５が架設されて
いてロッド５の長手方向中央部に歪ゲージ１５を設けて
負荷を検出して油圧制御（ドラフト制御）後に、負荷が
除去（消去）したにも拘らず弯曲（弓）状に撓んだロッ
ド５が完全に直線状に復帰するのが困難であった。

【００１０】特に、軸受体６の部分は対地近くにあるた
め泥土類の付着硬化、石礫等の咬込み機会が多いことか
らロッド５の復帰が完全でなかった。そこで本発明は、
作業負荷をロワーリンク取付ピンで感知するものにおい
て、該ピンに発生するねじりモーメントによる電気信号
として検出することで測定データの直線性にすぐれたも
のを提供することが目的である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の目的を達
成するために、次の技術的手段を講じている。すなわ
ち、請求項１に係る本発明では、ロワーリンク取付ピン
２９をクランク状に構成し、該ピン２９に作業負荷Ｆが
作用したときねじりモーメントＭが発生するようにロワ
ーリンク取付ピン２９の一端をトラクタ車体２１に固着
し、該ピン２９の固着端部３７とクランク部３８との間
に磁歪部４０を設け、該磁歪部４０の外周に励磁・検出
コイル４１を有する検出手段４２を配置してロワーリン
ク取付ピン２９に作用する作業負荷Ｆの変化を該ピン２
９に発生するねじりモーメントＭによる電気信号として
検出するようにしたことを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項２に係る本発明では、トラク
タ車体２１の左右側部にロワーリンク取付ピン２９を固
着し、該取付ピン２９の夫々に検出手段４２を設けると
ともに、左右夫々の出力信号の和を作業負荷Ｆの大きさ
として演算する回路手段４８を設けていることを特徴と
するものである。

【００１３】

【作用】作業負荷Ｆがロワーリンク取付ピン２９に作用
すると、該ピン２９のクランク部３８を有することから
ねじりモーメントＭが発生し、これが磁歪部４０に印加
され検出コイル４１によって電気信号として検出するこ
とで作用した作業負荷Ｆの大きさが求められ、この出力
信号を回路手段４８に伝え、制御弁４９を励磁・消磁し
て負荷に応じて作業機２７を持上げる。

【００１４】磁歪部４０と検出コイル４１による測定デ
ータはヒステリシス特性もすぐれたものとなる。また、
左右の取付ピン２９に作用する負荷Ｆが異なるときは、
左右夫々の出力信号の和として演算することで作業機２
７を前述同様に制御する。

【００１５】

【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例を詳述す
ると、図３において、２軸４車輪形のトラクタ２０にお
ける車体２１の後部上面には左右一対のリフトアーム２
２を有する油圧装置２３が搭載されている。この油圧装
置２３はシリンダにピストンを嵌合したもので、電磁制
御弁をドラフトレバー、ポジションレバー等で操作して
リフトアーム２２を昇降するものである。

【００１６】トラクタ車体２１にはトップリンク２４と
左右のロワーリンク２５とを備えたリンク式装着装置２
６が設けられ、図ではプラウで示す作業機２７が装着さ
れていて、該作業機２７は左右のリフトアーム２２と左
右ロワーリンク２５とをロッド等の連結部材２８で連結
することで油圧力によって昇降制御される。図１および
図２を参照すると、左右のロワーリンク取付ピン２９を
クランク状に構成し、該ピン２９に作業負荷Ｆが作用し
たときねじりモーメントＭが発生するようにロワーリン
ク取付ピン２９の一端をトラクタ車体２１に固着してい
る。

【００１７】具体的には、トラクタ車体２１に段付凹部
３０を形成し、この凹部３０にインロー嵌合するホルダ
３１のフランジ３２をボルト３３で車体２１に止着する
とともに、ホルダ３１にスプライン嵌合３４した取付ピ
ン２９をカラー３５とボルト３６で抜止めして固着端部
３７としている。取付ピン２９は固着端部３７の軸心Ｏ
−Ｏと符号Ｌから偏心したクランク部３８を有し、この
クランクピン３９にロワーリンク２５がボールジョイン
ト２５Ａを介して連結され、かつ、ナット２５Ｂ等で抜
止めされている。

【００１８】固着端部３７とクランク部３８との間に
は、磁気異方性部、すなわち、磁歪部４０を設け、この
外周に励磁・検出コイル４１を有する検出手段４２が配
置されている。検出コイル４１はシールドヨーク４３内
に収容され、このヨーク４３が磁束の漏れを防止するた
めの絶縁体４４を介してホルダ３１内で支持されてい
て、トルク値を演算するための電子回路４５、その出力
信号を外へ導く電線４６等によるフィードバック手段４
７を介して回路手段４８に伝え、電磁制御弁４９を負荷
に応じて制御するようになっている。

【００１９】回路手段４８は左右夫々の検出手段４２の
出力信号の和を作業負荷Ｆの大きさとして演算するもの
である。上記構成において、作業負荷Ｆがクランクピン
３９に作用するとクランク部３８を介してねじりモーメ
ントＭが発生し、このトルクが印加される。この結果、
磁歪部４０の透磁率が変化し、この変化がコイル４１に
よって検出されることによってそのトルクの大きさ、す
なわち作業負荷Ｆの大きさが求められ、回路手段４８を
介して油圧装置の制御弁４９が応動し、作業機２７を持
上げてドラフト制御するのである。

【００２０】このとき、一般に磁歪式トルクセンサはす
ぐれた直線性を示すので、作業負荷Ｆの測定データも直
線性にすぐれたものとなる。また磁歪式トルクセンサを
利用することで、測定データのヒステリシス特性もすぐ
れたものになる。なお、図では作業機としてプラウを示
しているが、プラウ以外にサブソイラー等の牽引作業機
を初め、ロータリ耕耘機の如く駆動形作業機であっても
よい。但し、ロータリのときは、作業負荷Ｆはロワーリ
ンク２５に図とは逆方向に作用する。

【００２１】また、必要に応じて磁歪部と検出コイル等
は、トップリンク２４の取付ピンに採用することもでき
る場合がある。また、固着手段における回止めは、スプ
ラインではなく、スワリ結合又はキー結合であってもよ
く、取付ピンはホルダにテーパー嵌合するものであって
もよい。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明は、取付ピン
に作用する作業負荷をねじりモーメントとして磁歪部と
コイルによる検出手段でもって検出するので、その検出
は直線性を示すので作業負荷の測定データがすぐれたも
のとなる。また、磁歪による検出であることから測定デ
ータのヒステリシス特性もすぐれたものとできる。

【００２３】従って、本発明はトラクタの作業機制御装
置として有用でトラクタ作業による機械化をより一層向
上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の全体構成を示す断面図である。

【図２】本発明実施例の要部断面図である。

【図３】本発明実施例による作業機装着状態を示す全体
側面図である。

【図４】従来例の１を示し、（Ａ）は側面断面図、
（Ｂ）は平面断面図である。

【図５】従来例の２を示す平面断面図である。

【符号の説明】２１トラクタ車体２７作業機２９ロワーリンク取付ピン３７固着端部３８クランク部４０磁歪部４１検出コイル４２検出手段４８回路手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者齋藤太郎大阪府八尾市神武町２番35号株式会社クボタ久宝寺工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロワーリンク取付ピン（２９）をクラン
ク状に構成し、該ピン（２９）に作業負荷（Ｆ）が作用
したときねじりモーメント（Ｍ）が発生するようにロワ
ーリンク取付ピン（２９）の一端をトラクタ車体（２
１）に固着し、該ピン（２９）の固着端部（３７）とク
ランク部（３８）との間に磁歪部（４０）を設け、該磁
歪部（４０）の外周に励磁・検出コイル（４１）を有す
る検出手段（４２）を配置してロワーリンク取付ピン
（２９）に作用する作業負荷（Ｆ）の変化を該ピン（２
９）に発生するねじりモーメント（Ｍ）による電気信号
として検出するようにしたことを特徴とするトラクタの
作業機制御装置。
【請求項２】トラクタ車体（２１）の左右側部にロワ
ーリンク取付ピン（２９）を固着し、該取付ピン（２
９）の夫々に検出手段（４２）を設けるとともに、左右
夫々の出力信号の和を作業負荷（Ｆ）の大きさとして演
算する回路手段（４８）を設けていることを特徴とする
トラクタの作業機制御装置。