JPH061B2 - 対地作業機の前後姿勢制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はトラクタに連結されているロータリプラウの
如き対地作業機の前後姿勢制御装置に関するもので、対
地作業機の作業部を回転したままで吊上げる時、或いは
耕耘作業中の飛土性能や耕起性能を向上させるために対
地作業機の前後傾斜を制御すべく、トップリンクを縮小
し、又は、伸長操作する夫々において、トラクタと対地
作業機間の動力伝達のための自在接手軸の回転が安全に
行われるように、対地作業機の昇降位置に伴うトップリ
ンクの伸縮制御を行うように構成している前後姿勢制御
装置に関するもので、トップリンクの種別が異なる場合
におけるモード切替のミスを、確実、容易に防止できる
ように工夫したものである。

〔従来の技術〕

対地作業機の中央上部をトラクタに連結しているトップ
リンクは、従来トラクタのトップリンクヒツチの上部で
前位に枢着される長い標準型トップリンク及び、トップ
リンクヒツチの下部で後位に枢着される短かい特殊型ト
ップリンクの２種類があって、対地作業機を充分に高く
吊上げできるようにするためには、特殊型トップリンク
が使用され、一般には標準型トップリンクが用いられて
いるのであり、対地作業機の或る上下位置に対するその
前後方向姿勢は、上記夫々のトップリンク毎に異なるも
のである。

したがって、このトップリンクを伸縮制御することによ
って、自在接手軸の円滑な回転を維持しながら対地作業
機の前後姿勢を所望に制御する場合、トップリンクの上
記型式に応じて、姿勢制御部のモード切替を間違い無く
行う必要があるが、トップリンクの型式を定して判別
し、そのうえ、間違い無くこのモード切替えを行うに
は、手動操作によるスイッチ切替では操作ミスがあり、
この結果、自在接手軸の接手部が損傷すると云う危険が
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明はトップリンク型式に対応して行われるべきモ
ード切替操作のミスを防止し、あわせてこの操作を省力
化しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するためにこの発明は次の技術手段を
講じた。

即ち、後下部に枢着している左右のロワーリンク(5)，
(5)と、後中央上部のトップリンクヒツチ(12)へ枢着し
ている伸縮可能なトップリンク(6)とを介して対地作業
機(2)をトラクタ(1)に昇降保持自在に連結し、トラクタ
(1)のＰＴＯ軸(15)に連結された自在接手軸(17)によっ
て対地作業機(2)を駆動するように設け、自在接手軸(1
7)が円滑に回転できるように、対地作業機(2)の夫々の
昇降位置に対応してトップリンク長さが伸縮制御される
ように構成された姿勢制御部(18)を有している対地作業
機の前後姿勢制御装置において、トップリンク(6)のト
ップリンクヒツチ(12)への枢着位置が、上部で前位とな
っている標準型トップリンク(Ts)と、上記枢着位置より
も下方で、かつ、後位となっている特殊型トップリンク
(Ts)の夫々の取付けの有無を判別するための判別センサ
(S₁)を設け、この判別センサ(S₁)による判別情報にもと
づいて、上記姿勢制御部(18)の制御モードを切替えでき
るようにしたことを特徴とする対地作業機の前後姿勢制
御装置である。

〔実施例と作用〕

次にこの発明の１実施例を図に基づいて説明する。第１
図に示すようにトラクタ(1)の後部に、対地作業機(2)の
１例としてロータリ耕耘装置を左右１対のリフトアーム
(3)，(3)へ、左右のリフトロツド(4)，(4)を介して上下
に揺動する左右のロワーリンク(5)，(5)及び、中央上部
のトップリンク(6)からなる三点リンク機構(7)によつて
連結し、この三点リンク機構(7)は、そのリフトアーム
(3)，(3)を、油圧を用いたリフトシリンダ(8)によって
昇降回動させる油圧昇降機構によって昇降動作をするも
のである。

トップリンク(6)は、トップリンクシリンダ(9)とピスト
ン(9a)とによって伸縮可能に形成され、電磁切替弁の如
きものからなる伸縮駆動部(10)の動作によつて油ポンプ
の圧力油のトップリンクシリンダ(9)への給排制御を行
うことによって対地作業機(2)が、ロワーリンク(5)，
(5)の後部の連結ピン(11)，(11)を支点として前後方向
に回動するものであり、そしてトップリンク(6)には、
トラクタ(1)の後上部中央に設けてあるトップリンクヒ
ッチ(12)の上部前位取付孔(a₁)(a₂)…の１つにピン(13)
によって枢着される標準型トップリンク(Ts)（第１図及
びその要部拡大図である第２図）及び、トップリンクヒ
ッチ(12)の下部後位取付孔(b)にピン(13)にて枢着され
ることになる特殊型トップリンク(T_P)（第３図）の夫々
があり、特殊型トップリンク(T_P)は、標準型トップリン
ク(Ts)よりも短かいものとなっている。

対地作業機(2)の耕耘体の如き作業部(14)を駆動するた
めに、トラクタ(1)のＰＴＯ軸(15)と、対地作業機(2)の
入力軸(16)とを、自在接手軸(17)によって連結している
が、ＰＴＯ軸(15)に対する自在接手軸(17)の折れ角
（α）及び、自在接手軸(17)の入力軸(16)に対する折れ
角（β）は、第４図に例示したように、トラクタ(1)に
対する対地作業機(2)の吊上高さ及び前後方向姿勢に応
じて変動するものであるが、油圧昇降機構によって対地
作業機(2)を昇降させると共に、トップリンク(6)を伸縮
制御して対地作業機(2)の前後方向姿勢を制御する夫々
の状態において、自在接手軸(17)の接手部分に無理な力
がかかること無く円滑に回転できるように、この自在接
手軸(17)の折れ角がチェックされて安全な範囲内でトッ
プリンク(6)の伸縮制御が可能であるように構成されて
いる姿勢制御装置の場合について、例示的に本願発明を
適用した実施例を説明する。

即ち、自在接手軸(17)が、その接手部分に無理な力を生
ずることが最も少なくて最も円滑に回転できる条件とし
て、α＝βであるべきことが判明しており、これを最も
望ましい標準曲線(As)及び(Ap)として第５図(イ)に標準
型トップリンク(Ts)の場合を、又、第５図(ロ)に特殊型
トップリンク(Tp)の場合を夫々示し、そして、充分に安
全に回転できる条件としてα＋β＜40゜及び、α−β＜5
゜であるべきことが判明しており、前者を安全曲線
(A₁)，(A₂)として、又、後者を安全曲線(A₃)，(A₄)とし
て、夫々示している。

そして、対地作業機(2)のトラクタ(1)に対する前後方向
の傾斜角としての例えばリフトアーム角（θ）を検出す
るための例えば回動型ポテンショメータの如きものから
なる傾斜角センサ(S_θ)を設け、トップリンク(6)の長さ
を検出するための例えば直線移動型ポテンショメータの
如きものからなるトップリンクセンサ(Sl)を設けて、傾
斜角センサ(So)から入力されるリフトアーム角（θ）に
もとづいて、第６図に制御ブロック図で示している例え
ばマイクロコンピュータの如きものからなる姿勢制御部
(18)の算出手段(19)において、夫々のリフトアーム角
（θ）に対する標準トップリンク長さ(Ls)、安全トップ
リンク長さ(Lmin)、及び(Lmax)が算出されるようにす
る。

即ち、算出手段(19)には第５図(イ)，(ロ)の標準曲線(A
s)，(Ap)、安全曲線(A₁)，(A₂)，(A₃)，(A₄)が夫々記憶
してあって、トップリンクヒッチ(12)の側部に取付けて
いる例えばリミットスイッチの如き判別センサ(S₁)を、
第３図の如くピン(13)がその作動子(S_1c)の押動によっ
て常開接点(S_1a)を閉じたときは、特殊型トップリンク
(Tp)使用中と云う情報を、又、第２図の如く、作動子(S
_1c)が押動されないので常開接点(S_1a)が開いたままとな
って標準型トップリンク(Ts)使用中と云う情報を、夫
々、算出手段(19)に入力するようにし、検出されたリフ
トアーム角（θ）に対応する前記標準トップリンク長さ
(Ls)等が算出手段(19)から出力することになり、次段の
補正手段(20)に入力される。

補正手段(20)には、トップリンクセンサ(Sl)からのトッ
プリンク長さ(L)及び第７図に例示したように、運転座
席(24)の近くに設けたトップリンク長さ補正スイッチ(S
₂)による補正指示値（ΔＬ）及びトップリンク伸縮ステ
ップスイッチ(S₃)による伸縮指示値（Δｌ）を、夫々入
力してトップリンク(6)の制御されるべき目標トップリ
ンク長さ(La)を算出するものである。

即ち、トップリンク長さ補正スイッチ(S₂)は、トップリ
ンク制御切替スイッチ(S₄)を自動に切替えているときに
限って機能するものであって、操作位置に応じて、その
ときの標準トップリンク長さ(Ls)に対する（±）の補正
指示値（ΔＬ）を補正手段(21)に入力する。

トップリンク伸縮ステップスイッチ(S₃)は、トップリン
ク制御切替スイッチ(S₄)の切替位置が如何に無関係に機
能するものであって、第７図に示す中立位置から矢線×
方向に倒せば(+)を、矢線Ｙ方向では(-)を指示し、倒し
操作を、わずかな間隔で例えば３回、Ｘ方向に繰返して
行えば、１回の操作の３倍である(+)の伸縮指示値（Δ
ｌ）が補正手段(20)に入力されることになる。

又、補正手段(20)では、第８図にフローチャートとして
示したように、トップリンク制御切替スイッチ(S₄)が手
動では、目標トップリンク長さ(La)は、トップリンク伸
縮ステップ(S₃)による伸縮指示値（Δｌ）を、現在のト
ップリンク長さ(L)に加えるのみであって、トップリン
ク伸縮ステップスイッチ(S₃)を操作して、その後に中立
位置にそのまま保持すると、今迄の伸縮指示値（Δｌ）
を(-)として加えるように作用して、目標トップリンク
長さ(La)は、元の値に戻るようにしている。

ＰＴＯ軸(13)が使用されているかどうかをＰＴＯ軸セン
サ(S₅)にて検出して、ＰＴＯ軸(15)が使用されていない
ときは、目標トップリンク長さ(La)＝Ｌ＋ΔＬとする。

ＰＴＯ軸(15)が使用されているときは、トップリンク長
さ補正スイッチ(S₂)とトップリンク伸縮ステップスイッ
チ(S₃)による補正指示値（ΔＬ）、伸縮指示値（Δｌ）
を、標準トップリンク長さ(La)に加えたものが目標トッ
プリンク長さ(La)となるのであり、トップリンク伸縮ス
テップスイッチ(S₃)の中立位置保持により、そのときま
での伸縮指示値（Δｌ）は、キャンセルされることにな
る。

そしてこのようにして求められた目標トップリンク長さ
(La)と、安全トップリンク長さ(Lmin)，(Lmax)及び、ト
ップリンク長さ(L)が、比較指令手段(21)に入力され
て、目標トップリンク長さ(La)が安全トップリンク長さ
(Lmin)から(Lmax)内に入っているかどうかがチェックさ
れて、これから外れた場合には、最も近い安全トップリ
ンク長さに目標トップリンク長さ(La)が補正され、次
に、トップリンク長さ(L)が、安全トップリンク長さ(Lm
in)又は(Lmax)を外れるときは、ＰＴＯ自動切スイッチ
が投入されているときに、ＰＴＯ軸(15)を停止させる指
令を、ＰＴＯ駆動部(22)に出力し、トップリンク長さ
(L)を目標トップリンク長さ(La)に一致させるべく、比
較指令部(21)から伸縮駆動部(10)に指令が与えられるも
のである。

そして、対地作業機(2)の昇降指示は、昇降位且設定器
(I₁)によって例えば指示高さに相当する目標リフトアー
ム角として指示されて、リフトアーム角（θ）がこれに
一致するように、比較指令部(21)から昇降駆動部(23)に
指令されるものであるが、この場合、目標リフトアーム
角に対応する標準トップリンク長さ(La)、安全トップリ
ンク長さ(Lmin)，(Lmax)が直ちに示されるのでは無く、
目標リフトアーム角に向って現在のリフトアーム角
（θ）に１目盛角、例えば1゜だけ加算又は減算した中間
目標リフトアーム角が選ばれてこの中間目標リフトアー
ム角に対応する中間標準トップリンク長さ、中間安全ト
ップリンク長さが算出されて、これらにもとづいて、前
述した補正と制御が行われるように構成して、トップリ
ンク(6)の急激な伸縮制御を回避するようにし、さら
に、リフトアーム角（θ）が目標リフトアーム角に一定
値までの値に近づいたときは、比較指令部(21)から例え
ばパルス状の指令が伸縮駆動部(10)の例えば電磁切替弁
に与えられてトップリンク(6)の伸縮動作が減速される
ことになり、自在接手軸(17)の折れ角（α），（β）の
急激な変動を回避している。

第６図の制御ブロック図には、耕耘抵抗自動制御及び耕
深自動制御の基本的な構成も併せて示しているが、その
他、対地作業機(2)の左右姿勢制御等も、同時に使用で
きるものである。

対地作業機(2)のトラクタ(1)に対する前後方向の傾斜角
を検出するのに、上述したリフトアーム(3)のほか、対
地作業機(2)に取付けた重錘或いは、ロワーリンク(5)の
前後方向傾斜を検出する方法等、種々のものを用いるこ
とができる。

姿勢制御部(18)の機能は、上述した実施例のほか、種々
のものであっても良く、例えば、トップリンク伸縮ステ
ップスイッチ(S₃)の無い場合であっても、本願発明は、
充分に適用できるものである。

判別センサ(S₁)は、上述した実施例のほか、光電式スイ
ッチ等も用いることができる。

〔発明の効果〕

この発明に係る対地作業機の前後姿勢制御装置は上述の
ように構成したものであって、現在、取付けられている
トップリンク(6)が標準型トップリンク(Ts)であるか、
又は、特殊型３Ｐリンク(Tp)であるかは、判別センサ(S
₁)によって正確に姿勢制御部(18)に入力されることにな
って、この情報にもとづいてトップリンク(6)の長さ
が、自在接手軸(17)を円滑に回転できるように対地作業
機(2)の夫々の昇降位置において伸縮制御されるので、
トップリンク(6)の上記種別に伴って従来行われていた
モード切替操作を全く不要となし得て、この切替操作に
起因する操作ミスを解消できたのであり、正確で、労力
の少ない姿勢制御作業が達成できることになった。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の１実施例を示し、第１図は作業状態にお
ける側面図、第２図と第３図は、夫々のトップリンクの
取付部分の要部拡大側面図、第４図は自在接手軸の傾き
を示す説明図、第５図(イ)、(ロ)はトップリンクの望まし
い長さを示す特性図、第６図は制御回路ブロック図、第
７図はトラクタの要部斜視図、第８図は制御フローチャ
ートである。 符号の説明 (1)……トラクタ (2)……対地作業機 (5)……ロワーリンク (6)……トップリンク (12)……トップリンクヒッチ (15)……ＰＴＯ軸 (17)……自在接手軸 (18)……姿勢制御部 (S₁)……判別センサ (Ts)……標準型トップリンク (Tp)……特殊型トップリンク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 向井 仲四郎 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内 (56)参考文献 実開 昭60−151307（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】後下部に枢着している左右のロワーリンク
   と、後中央上部のトップリンクヒッチへ枢着している伸
   縮可能なトップリンクとを介して対地作業機をトラクタ
   に昇降保持自在に連結し、トラクタのＰＴＯ軸に連結さ
   れた自在接手軸によって対地作業機を駆動するように設
   け、自在接手軸が円滑に回転できるように、対地作業機
   の夫々の昇降位置に対応してトップリンク長さが伸縮制
   御されるように構成された姿勢制御部を有している対地
   作業機の前後姿勢制御装置において、トップリンクのト
   ップリンクヒッチへの枢着位置が、上部で前位となって
   いる標準型トップリンクと、上記枢着位置よりも下方
   で、かつ、後位となっている特殊型トップリンクの夫々
   の取付けの有無を判別するための判別センサを設け、こ
   の判別センサによる判別情報にもとづいて、上記姿勢制
   御部の制御モードを切替えできるようにしたことを特徴
   とする対地作業機の前後姿勢制御装置。