JPH08116719A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 前後左右の十字方向へ操作可能な入力手段を
備えたトラクタに於いて、オペーレータの操作感と機体
の旋回動作とを一致させ、作業性及び安全性を向上す
る。 【構成】 運転席の近傍に十字方向へ操作可能なコント
ロールレバー１４を設ける。該コントロールレバー１４
を左右方向（矢印ＬまたはＲ方向）へ操作したときは、
軸２６を回動中心にコントロールレバー１４が傾倒し、
左右方向の操作量がポテンショメータ２９によって検出
される。該コントロールレバーの基端部１４ａには捩り
バネ２７を係止してあり、該コントロールレバー１４の
傾倒操作量が増加するのに伴い、捩りバネ２７の反発力
によって傾倒操作力が増大する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はステアリング装置に関す
るものであり、特にトラクタに装着されるステアリング
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の此種トラクタは、オペレータが手
動操作によりステアリングホイールを回転している。ま
た、作業機の昇降もコントロールレバーの手動操作によ
って行う。依って、作業機の昇降と機体の旋回とを並行
して行う場合は、オペレータがコントロールレバーを操
作しながらステアリングホイールを回転しなければなら
ず、同時操作が困難であった。

【０００３】この不具合を克服するために、運転席の近
傍に前後左右の十字方向へ操作可能なレバー等の入力手
段を設け、該入力手段を前後方向へ操作したときに作業
機を昇降させるとともに、該入力手段を左右方向へ操作
したときは機体を旋回させるような手段を備えたトラク
タも提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した十字方向へ操
作可能な入力手段を備えたトラクタは、作業機の昇降と
機体の旋回を同時に行うことができるが、該入力手段の
操作量が適切でない場合はオペーレータの予測を外れて
急激な作動を起こす虞がある。特に、機体の走行速度が
高いときや作業機がまだ地面から離反しない状態で急旋
回したときには、圃場を荒らすとともに転倒等の危険が
発生することになる。

【０００５】そこで、十字方向へ操作可能な入力手段を
備えたトラクタに於いて、オペーレータの操作感と機体
の旋回動作とを一致させ、作業性及び安全性を向上する
ために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本
発明はこの課題を解決することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、前後左右の十字方向
へ操作可能な入力手段と、該入力手段を前後方向へ操作
したときに作業機を昇降させる手段と、該入力手段を左
右方向へ操作したときに機体を旋回させる手段とを備え
たトラクタに於いて、前記入力手段は左右方向への操作
量を増加するのに伴って操作力が増大するように形成さ
れたステアリング装置を提供するものである。

【０００７】

【作用】本発明は前後左右の十字方向へ操作可能な入力
手段を有している。該入力手段を左右方向へ操作したと
きは、例えば電動モータや油圧モータ等の機体を旋回さ
せる手段が作動し、前輪が左右何れかの方向へ回向す
る。

【０００８】そして、該入力手段の左右方向への操作量
を増加するのに伴って操作力が増大していくので、オペ
ーレータは操作力に応じて機体の旋回量が大になってい
くことを確実に把握できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従って詳述
する。図１はトラクタ１１を示したものであり、該トラ
クタ１１の後方にロータリ等の作業機１２を連結してあ
る。トラクタ１１の後部位置に運転席１３が設置され、
該運転席１３の右側部にコントロールレバー１４をはじ
めとする操作部１５を設ける。

【００１０】一方、該運転席１３の前方にステアリング
コラム１６を立設し、その内部に挿通されたステアリン
グシャフト１７の上端にステアリングホイール１８を取
り付ける。図示は省略するが、ステアリングシャフト１
７の下端にはボールネジユニットが設けられており、ピ
ットマンアームを介してドラッグリンクへ接続されてい
る。従って、オペレータが手動操作にて前記ステアリン
グホイール１８を回転すれば、前輪１９，１９が左右何
れかへ回向するように形成されている。

【００１１】また、ステアリングシャフト１７には減速
ギヤユニット２０を装着してあり、該減速ギヤユニット
２０に電磁クラッチ２１を介して電動モータ２２を連結
する。之等減速ギヤユニット２０、電磁クラッチ２１、
電動モータ２２にて機体を旋回させる手段が構成され
る。

【００１２】従って、電動モータ２２を駆動するととも
に電磁クラッチ２１をオンにすれば、該電動モータ２２
の駆動力が減速ギヤユニット２０を介して前記ステアリ
ングシャフト１７へ伝達され、ステアリングホイール１
８を操作せずして前記ステアリングシャフト１７が回転
する。尚、減速ギヤユニット２０にポテンショメータ２
３を装着し、ステアリングシャフト１７の回転量を検出
して後述するコントローラへ検出信号を送るようにして
ある。

【００１３】図２は運転席１３を示し、前述したよう
に、運転席１３の右側部にコントロールレバー１４をは
じめとする操作部１５が設けられている。該コントロー
ルレバー１４は前後左右の十字方向へ操作自在に形成さ
れ、該コントロールレバー１４の基端部はスライドガイ
ド２４，２４にて被蔽されている。

【００１４】図３は前記コントロールレバー１４の構成
を示し、コントロールレバーの基端部１４ａはボス２５
に枢着されて軸２６を中心に回動自在であり、且つ、捩
りバネ２７により左右方向（矢印ＬまたはＲ方向）の中
立位置を保持するように付勢されている。前記ボス２５
に枢着された軸２６には略Ｕ字形のプレート２８を固着
してあり、該プレート２８にポテンショメータ２９のセ
ンサアーム２９ａを係止する。

【００１５】また、前記ボス２５の下部にはアーム３０
が垂設され、該アーム３０の下端は軸３１に枢着したボ
ス３２に固設されている。更に、該アーム３０の側面に
ピン３３を突設し、このピン３３にポテンショメータ３
４のセンサアーム３４ａを係止する。

【００１６】図４は制御系のブロック図であり、前記コ
ントロールレバー１４のポテンショメータ２９は、コン
トローラを介して電磁クラッチ２１と電動モータ２２の
左回転リレー並びに右回転リレーに接続されており、ポ
テンショメータ３４はコントローラを介して上昇比例弁
と下降比例弁に接続されている。また、ステアリングコ
ラム１６のポテンショメータ２３は、ステアリングシャ
フト１７の回転量を検出してコントローラへ送り、該検
出値に基づきコントローラにて前輪１９，１９の操舵角
を演算する。

【００１７】而して、図３に於てオペレータが前記コン
トロールレバー１４を前後方向へ操作した場合は、軸３
１を回動中心として前記コントロールレバー１４及びア
ーム３０が回動する。このとき、ピン３３に係合したセ
ンサアーム３４ａが回動し、前記コントロールレバー１
４の前後方向の操作量がポテンショメータ３４により検
出されて、昇降用比例弁やリフトシリンダ等の作業機を
昇降させる手段が作動する。

【００１８】例えば、前記コントロールレバー１４を前
下方（矢印Ｄ方向）へ操作したときは、コントローラか
ら下降用比例弁へ信号が出力され、リフトシリンダが収
縮してリフトアーム３５が下方へ回動し、前記コントロ
ールレバー１４の操作量に応じて作業機１２が下降す
る。

【００１９】一方、前記コントロールレバー１４を後上
方（矢印Ｕ方向）へ操作したときは、コントローラから
上昇用比例弁へ信号が出力され、リフトシリンダが伸長
してリフトアーム３５が上方へ回動し、コントロールレ
バー１４の操作量に応じて作業機１２が上昇するように
制御される。

【００２０】そして、作業機の高さはリフトアームセン
サ３６によって検出する。尚、前記ポテンショメータ３
４に代えてスイッチ（図示せず）を設け、コントロール
レバー１４の前後方向の操作を該スイッチにより検出し
て作業機１２を昇降させるようにしてもよい。然るとき
は、前記操作部１５にポジションダイヤルを設けてお
き、該ポジションダイヤルにて作業機１２の昇降位置を
設定する。

【００２１】ここで、図３に於いて前記コントロールレ
バー１４を左右方向（矢印ＬまたはＲ方向）へ操作した
場合は、軸２６を回動中心として前記コントロールレバ
ー１４が回動する。このとき、プレート２８に係合した
センサアーム２９ａが回動し、前記コントロールレバー
１４の左右方向の操作量がポテンショメータ２９によっ
て検出される。

【００２２】例えば、前記コントロールレバー１４を左
方（矢印Ｌ方向）へ操作したときは、コントローラから
電動モータ２２の左回転リレーへ信号が出力されるとと
もに電磁クラッチ２１がオンとなり、コントロールレバ
ー１４の操作量に応じて前輪１９，１９が左方向へ回向
し、トラクタ１１が左旋回する。

【００２３】一方、前記コントロールレバー１４を右方
（矢印Ｒ方向）へ操作したときは、コントローラから電
動モータ２２の右回転リレーへ信号が出力されるととも
に電磁クラッチ２１がオンとなり、コントロールレバー
１４の操作量に応じて前輪１９，１９が右方向へ回向
し、トラクタ１１が右旋回する。

【００２４】ここで、前記コントロールレバーの基端部
１４ａには捩りバネ２７を係止してあり、該捩りバネ２
７の付勢により前記コントロールレバー１４を中立位置
に保持するとともに、前記コントロールレバー１４を左
右方向へ傾倒したときには、傾倒操作量が増加するのに
伴い、該捩りバネ２７の反発力によって傾倒操作力が増
大するように形成されている。

【００２５】図５は前記コントロールレバー１４による
ステアリング制御のフローチャートであり、先ずポテン
ショメータ２３，２９，３４をはじめ各センサ類の検出
値をコントローラへ読み込む（ステップ１０１）。次
に、前記ポテンショメータ２９にて検出したコントロー
ルレバー１４の左右方向への操作量を基準に指示操舵角
を演算し、該指示操舵角と前記ポテンショメータ２３に
て検出した前輪１９，１９の実操舵角との差を算出する
（ステップ１０２）。

【００２６】このとき、前記コントロールレバー１４に
て作業機１２を上昇操作中であるときや、既に作業機１
２が上昇している場合には（ステップ１０３）、前記実
操舵角との差に一定の補正値α（α＞１）を乗算して
（ステップ１０４）からステップ１０５へ進み、作業機
１２が上昇していない場合にはステップ１０３から１０
５へジャンプする。

【００２７】即ち、作業機１２を上昇操作中や作業機１
２が既に上昇しているときは、コントロールレバー１４
の左右方向への操作量に対する電動モータの回転時間の
比率を大にしている。

【００２８】そして、ステップ１０５に於いて前記実操
舵角との差或いは補正された差が零であるか否かを判別
する。該差が零であるときは前記コントロールレバー１
４の操作量と前輪１９，１９の操舵角が一致しており、
電動モータ２２の左回転リレー及び右回転リレーへ信号
を出力しない（ステップ１０５→１０６）。

【００２９】一方、前記差が左旋回側に不足していると
きは前記コントロールレバー１４の操作量に対して前輪
１９，１９の操舵角が右方向へ過多となっており、前輪
１９，１９を左方向へ修正すべく電動モータ２２の左回
転リレーをオンする（ステップ１０５→１０７）。

【００３０】また、前記差が右旋回側に不足していると
きは前記コントロールレバー１４の操作量に対して前輪
１９，１９の操舵角が左方向へ過多となっており、前輪
１９，１９を右方向へ修正すべく電動モータ２２の右回
転リレーをオンする（ステップ１０５→１０８）。

【００３１】そして、速度センサの検出値に基づきトラ
クタ１１が高速走行中か否かを判別し（ステップ１０
９）、高速走行中でない場合は電磁クラッチ２１がオン
となり（ステップ１０９→１１０）、前記電動モータ２
２の駆動力を減速ギヤユニット２０へ伝達する。然ると
きは、ステアリングシャフト１７が電動モータ２２の駆
動によって回転し、前記コントロールレバー１４の左右
方向への操作量に応じて前輪１９，１９が左右何かの方
向へ自動的に回向する。

【００３２】一方、高速走行中である場合は電磁クラッ
チ２１がオンとならず（ステップ１０９→１１１）、前
記電動モータ２２の駆動力は減速ギヤユニット２０へ伝
達されない。従って、前記コントロールレバー１４の左
右方向への操作に対して前輪１９，１９は自動的に回向
せず、高速走行時に前記コントロールレバー１４の不慮
操作による急旋回を防止できる。

【００３３】尚、本実施例に於いては機体を旋回させる
手段として、前記電動モータ２２の駆動力を電磁クラッ
チ２１を介してステアリングシャフト１７へ伝達してい
るが、電動モータ２２に代えて油圧モータ（図示せず）
によってステアリングシャフト１７を回転するように構
成してもよい。然るときは、電磁弁を切り替えて油圧モ
ータの回転を制御する。

【００３４】図６は前記コントロールレバー１４による
左右ブレーキ制御のフローチャートであり、前記ポテン
ショメータ２９の検出信号をコントローラを介して左右
ブレーキ比例弁へ送るように構成してある。

【００３５】従って、前記コントロールレバー１４を左
右方向へ操作した場合には、その操作量をポテンショメ
ータ２９によって検出し、その操作量に応じたブレーキ
圧をセットする（ステップ２０７または２０９）。そし
て、該セット値に応じたデューティ比にて左右何れかの
ブレーキ比例弁を駆動し（ステップ２０８または２１
０）、トラクタ１１が旋回する内側後輪を制動して旋回
を容易にする。

【００３６】また、ステアリング制御と同様にして左右
ブレーキ制御の場合にも、作業機１２を上昇操作中や作
業機１２が既に上昇しているときは、コントロールレバ
ー１４の左右方向への操作量に対するブレーキの駆動量
の比率を大にしている（ステップ２０３〜２０４）。

【００３７】このとき、フルターンスイッチが入の状態
であれば、前輪増速ソレノイドをオンにして前輪の回転
速度を増速し、旋回時間を短縮するように制御する（ス
テップ２１１→２１２）。

【００３８】尚、前記コントロールレバー１４を左右方
向へ操作したときは、その操作量に応じて左右ブレーキ
の制動力が変化するように制御される。また、前述した
ステアリング制御と左右ブレーキ制御とを複合作動させ
てもよい。然るときは、旋回性能が著しく向上する。

【００３９】図７は前記コントロールレバー１４のノブ
１４ｂに押ボタンスイッチを設けた例を示し、同図
（ａ）は該ノブ１４ｂの上面部に左ブレーキスイッチ３
７と右ブレーキスイッチ３８を左右方向へ並設してあ
る。従って、コントロールレバー１４を左右方向へ操作
してステアリング制御を行いつつ、左ブレーキスイッチ
３７または右ブレーキスイッチ３８を押下して左右ブレ
ーキ制御を行うことにより、オペレータの感覚に合った
操作を為すことができる。

【００４０】このとき、左ブレーキスイッチ３７及び右
ブレーキスイッチ３８の操作力を検出するセンサを設け
ておけば、夫々のスイッチの操作力に応じて左右ブレー
キの制動力が変化するように制御できる。また、フルタ
ーンスイッチが入の状態であれば、ステアリング操作と
左右ブレーキング操作と前輪増速操作が略同時に行わ
れ、機体の旋回半径及び旋回時間を著しく小にできる。

【００４１】図７（ｂ）は前記ノブ１４ｂの上面部に作
業機の昇降スイッチ３９を配設した例を示し、前記コン
トロールレバー１４にて旋回操作する場合に、該昇降ス
イッチ３９を押下すれば作業機１２が最高位置まで上昇
する。また、旋回が終了したときに該昇降スイッチ３９
を押下すれば、作業機１２が下降してポジション設定さ
れた位置で停止する。

【００４２】また、図７（ｃ）は前記ノブ１４ｂの上面
部に左ブレーキスイッチ３７と右ブレーキスイッチ３８
並びに昇降スイッチ３９を配設した例を示し、該ノブ１
４ｂを把持した状態で前述した左右ブレーキ制御と作業
機昇降作動とを行うことができる。更に、図７（ｄ）は
前記ノブ１４ｂの上面部に作業機上昇スイッチ４０と作
業機下降スイッチ４１とを配設した例を示し、これらの
スイッチを押下することにより上昇比例弁或いは下降比
例弁が作動し、作業機１２が上昇または下降する。

【００４３】ここで、図２にて前述したように、前記コ
ントロールレバー１４の基端部はスライドガイド２４，
２４にて被蔽されているが、このスライドガイド２４，
２４のガイド枠４２の左右開口幅は、後上方部に比して
中間部から前下方部になるのに伴って狭小となるように
形成されている。

【００４４】従って、前記コントロールレバー１４が後
上方部に位置しているときは、該コントロールレバー１
４を左右方向に大きく操作でき、図５に於ける電動モー
タの回転時間を長くしてステアリング操作量を大に設定
できるとともに、図６に於けるブレーキ駆動量も大に設
定できる。

【００４５】これに対して、前記コントロールレバー１
４が前下方部に位置しているときは、該コントロールレ
バー１４を左右方向に大きく操作できない。即ち、作業
機１２が地面からあまり浮上していない状態ではステア
リング操作量及びブレーキング駆動量を小に設定し、機
体を急激に旋回できないように規制して作業機１２の引
き擦りを防止している。

【００４６】尚、本実施例に於いては、前後左右の十字
方向へ操作可能な入力手段としてコントロールレバー１
４を使用しているが、このほかに十字型キーやスイッチ
を入力手段として使用することもできる。斯かる場合に
も、前記コントロールレバー１４と同様の作用効果を有
するものである。

【００４７】而して、本発明は、本発明の精神を逸脱し
ない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明
が該改変されたものに及ぶことは当然である。

【００４８】

【発明の効果】本発明は上記一実施例に詳述したよう
に、十字方向へ操作可能な入力手段にて作業機の昇降と
機体の旋回を制御でき、且つ、左右方向への操作量を増
加するのに伴って操作力が増大していく。

【００４９】従って、オペーレータは該入力手段を左右
方向へ操作したときに、その操作力に応じて機体の旋回
量が大となっていくことを確実に把握でき、操作感が著
しく良好となって作業性並びに安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示し、トラクタの側面図。

【図２】運転席の斜視図。

【図３】コントロールレバーの構成を示す斜視図。

【図４】制御系のブロック図。

【図５】ステアリング制御のフローチャート。

【図６】左右ブレーキ制御のフローチャート。

【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、夫々コントロー
ルレバーのノブに押ボタンスイッチを設けた例を示す斜
視図。

【符号の説明】

１４ コントロールレバー １７ ステアリングシャフト ２１ 電磁クラッチ ２２ 電動モータ ２３ ポテンショメータ ２７ 捩りコイルバネ ２９，３４ ポテンショメータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前後左右の十字方向へ操作可能な入力手
   段と、該入力手段を前後方向へ操作したときに作業機を
   昇降させる手段と、該入力手段を左右方向へ操作したと
   きに機体を旋回させる手段とを備えたトラクタに於い
   て、前記入力手段は左右方向への操作量を増加するのに
   伴って操作力が増大するように形成されたことを特徴と
   するステアリング装置。