JPH08268321A - 移動農機の旋回時制動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】圃場端の旋回を行なう移動農機で、左右の駆動
車輪の内輪側を制動し外輪側を駆動して旋回を行なうも
のにおいて、駆動内外輪を左右独立した油圧アクチュエ
ータを利用して夫れ夫れ制動可能とすると共に、該油圧
アクチュエータへの高圧油切替弁を短い油路で剛体取り
付けして、制御作動に遅れを生じさせなくする。 【構成】左右の駆動車輪１，１部に夫れ夫れ独立したブ
レーキ具２，２とブレーキ具２，２を制動作動する油圧
アクチュエータ３，３を取り付け、高圧油を送油する油
圧回路４に高圧油を油圧アクチュエータ３またはタンク
５側へ切り換える切替弁６，６を設けると共に、操舵車
輪７の一定以上の操舵を検出する検出具８を設け、検出
具８の操舵検出により内輪側の駆動車輪１を制動し旋回
する移動農機において、油圧アクチュエータ３と切替弁
６を直接組み合わせたことを特徴とする移動農機の旋回
時制動装置とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、移動農機の旋回時制
動装置に関するものである。この発明は、圃場内で作業
機を吊り上げた旋回時に、旋回内輪側の駆動輪を制動し
ながら小さな旋回半径で短時間に自動旋回を行なおうと
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のものは、特開平２−１７５３３１
号公報で示すように、ステアリングハンドルを廻してこ
れが所定角度以上に操作されると、前輪増速装置を作動
しその余剰油で旋回内側の後輪ブレーキを制動して旋回
するものや、特開平６−１６１４９号公報で示すよう
に、ステアリングハンドルを廻してこれが所定角度以上
に操作されると、前輪を高速側に変速作動しながら旋回
内側の後輪ブレーキを制動して旋回するもの等が公知で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のもの
は、後輪ブレーキ部に取り付けた油圧アクチュエータを
作動する高圧油の切替弁とアクチュエータが、遠く離れ
ておりさらにパイプ状の油圧配管や弾性配管等で接続さ
れているので、アクチュエータの作動までに時間的な遅
れや内圧上昇が安定しない欠点を有していた。また、ブ
レーキ制御操作を油圧アクチュエータで行なう手段が、
三室の切替弁を介して一方の車輪制動のみを行なってい
るため左右車輪を同時に制御する操作にできず、全制動
時は運転者の足のペタルを押す力でのみ停止する等他へ
の利用が行なえなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、従来装置の
このような不具合を解消しようとするものであって、次
のような技術的手段を講じた。即ち、左右の駆動車輪
１，１部に夫れ夫れ独立したブレーキ具２，２とブレー
キ具２，２を制動作動する油圧アクチュエータ３，３を
取り付け、高圧油を送油する油圧回路４に高圧油を油圧
アクチュエータ３またはタンク５側へ切り換える切替弁
６，６を設けると共に、操舵車輪７の一定以上の操舵を
検出する検出具８を設け、検出具８の操舵検出により内
輪側の駆動車輪１を制動し旋回する移動農機において、
油圧アクチュエータ３と切替弁６を直接組み合わせたこ
とを特徴とする移動農機の旋回時制動装置の構成とす
る。

【０００５】

【実施例】図例は、農用トラクターである移動農機９で
あって、この移動農機９の後車輪である駆動車輪１，１
部に、この発明の片ブレーキ装置を折り込んで旋回時に
内輪側駆動車輪１を制動し旋回するものである。機体の
前方には操舵車輪７が設けられ、運転者がハンドル１０
を左または右に操舵するのをステアリング軸１１途中に
設けた回転式ポテンショメーター等の検出具８で、その
回転の方向や角度や操作速度を検出しコントローラーで
あるＣＰＵ１２に伝える。ＣＰＵ１２は、機体の座席１
３近傍に配設されている。

【０００６】前車輪である操舵車輪７，７間上方の前フ
レーム１４部にはエンジン１５が搭載されており、その
上方をボンネット１６で、前方をフロントグリル１７
で、側方をサイドカバー１８，１８で夫れ夫れ覆ってい
る。１９は計器盤部を上方に有したリヤーカバーであ
り、その後部に前述のハンドル１０やステアリング軸１
１等を取り付けている。

【０００７】また、左右の駆動車輪１，１は、アクスル
ハウジング２０，２０から左右に夫れ夫れ突出してい
る。エンジン１５から駆動車輪１間は、クラッチハウジ
ング２１や前伝動ケース２２や後伝動ケース２３等から
成る主フレームで連結されている。前述のアクスルハウ
ジング２０は、後伝動ケース２３の側方壁面に取り付け
られ、このアクスルハウジング２０外側方に後述する要
部の油圧アクチュエータ３がボルト２４，２４等の締付
具で取り付けられる。

【０００８】後伝動ケース２３の上方には油圧シリンダ
ーケース２５が取り付けられ、ケース内に内装された油
圧シリンダー２６内のピストン２７の圧油による移動に
よりリフトアーム２８が昇降移動する。２９は二点リン
クヒッチであって、ロータリ作業機３１の取付アーム３
２部をヒッチ軸３０に軸着し、この取付アーム３２とリ
フトアーム２８間をリフトロッド３３で連結する。リフ
トアーム２８の昇降移動により、ロータリ作業機３１は
上下動する。３４はポジションレバーであって、ポジシ
ョンレバー３４の前後方向揺動に比例してリフトアーム
２８が上下するものであり、図例のものはポジションレ
バー３４の下端に回転式のポテンショメーター３６を取
り付けて、レバーの揺動角度を検出しＣＰＵ１２に伝え
る。そして、この揺動方向と角度の大小の検出により、
油圧シリンダー２６への高圧油圧回路３７途中のソレノ
イドバルブ３８を上げ，中立，下げのいずれかに変更し
操作する。また、ポジションレバー３４の最上昇部には
上限スイッチ３５が設けられ、このスイッチの作動を検
出しＣＰＵに伝える。安価型の移動農機９におけるポジ
ションレバー３４ｃを図６で示すが、安価型ではレバー
下部のポテンショメーター３６の代わりに機械式のリン
ク５７を介して、高圧油圧回路３７ｃに設けたスプール
式の油路切換弁５８のスプール５８ａを直接手動操作し
て、リフトアーム２８を昇降制御するものとしている。
図４で示す３９は簡易昇降レバーであって、図例ではハ
ンドル１０下部に設けられ側方に突出したスイッチ的な
レバーであるが、運転者の近傍であれば座席１３やフェ
ンダー４０部に配設していてもよい。この簡易昇降レバ
ー３９は、レバー操作のスイッチＯＮまたはＯＦＦ信号
をＣＰＵ１２に伝え、リフトアーム２８を昇降操作する
ものでありポジションレバー３４と同様の昇降制御の働
きをするが、ポジションレバー３４がそのレバー操作後
のレバー角度位置と比例した位置にリフトアーム２８を
無段階位置に移動制御するのに対し、この簡易昇降レバ
ー３９は単に操作信号をＣＰＵ１２に伝えて作業装置が
下降している場合上まで上昇し、作業装置が上に上がっ
ている場合下まで下降する指令を発して、リフトアーム
２８を上または下の二段階位置に昇降制御するものであ
る。

【０００９】４１はブレーキペタルであって、機体右下
方のフロア４２から上方に突設された二個のペタルであ
って、運転者が片方踏むと踏んだ方向の片側の駆動車輪
１が制動され、両方のブレーキペタル４１を踏むと両方
の駆動車輪１，１が制動される。運転者操作用のペタル
としては、図示しないがこの他に主クラッチ操作用のク
ラッチペタルやエンジン１５回転制御用のアクセルペタ
ル等が、フロア４２の前方に配設されている。

【００１０】５６は主変速レバーである。前後の伝動ケ
ース２２，２３内には、主変速や副変速等の変速装置４
３が設けられ、主変速レバー５６や他の副変速レバー
（図示せず。）等の変速操作により進行速度や前進後進
等を調整し、デファレンシャル機構４４に伝達する。こ
のデファレンシャル機構４４に伝達した駆動力は、デフ
ァレンシャル機構４４部で左右に分割され、夫々左右の
駆動車輪１，１に伝達される。このデファレンシャル機
構４４から突出する出力軸４５，４５の外方端部は前述
したアクスルハウジング２０で覆われており、軸外端側
にブレーキ具２が取り付けられている。４６は出力ギヤ
であって、駆動車輪１を取り付ける車軸１ａ側への減速
伝動歯車である。ブレーキ具２はドラムブレーキでもデ
ィスクブレーキでも良く、アクスルハウジング２０外部
に設けたブレーキアーム２ａを前後方向に揺動操作する
ことにより制動と非制動を、前述したブレーキペタル４
１の足動による「人による制御」や、以下詳述する油圧
機構利用の「自動の制御」で行なえれば良い。

【００１１】前後の伝動ケース２２，２３側方に突設し
たアクスルハウジング２０の蓋体４７近傍外方には、制
動ケース４８がボルト２４，２４．．で主フレーム側に
一体的に取り付けられる。制動ケース４８の上部には油
圧アクチュエータ３が設けられ、ピストン３ａが前後方
向移動自在に内挿されている。この制動ケース４８は、
左右の駆動車輪１，１用として独立作動する一対が、ア
クスルハウジング２０側方に夫々取り付けられている。
ピストン３ａの突出端は、ブレーキアーム２ａを前後方
向揺動可能な位置に突出しており、図例ではブレーキア
ーム２ａの後面に接当状態に設けられている。制動ケー
ス４８の下部には電気式のソレノイドである切換弁６が
取り付けられており、電気指令により油圧回路４内の高
圧油を、タンク５側またはピストン３ａ背部のシリンダ
ー室３ｂ側に切り替える二室切換弁としている。

【００１２】４９は減圧弁であって、タンク５内の油を
油圧ポンプ５０で例えば１平方センチ当たり２５Ｋｇの
圧力に加圧し、減圧弁４９の下流側の油圧回路４内の内
圧を例えば２２Ｋｇに常に一定圧に保持するものであ
る。５１は圧力制御弁、５２は安全弁である。５３は逃
げ孔であって、出力軸４５の外端側の蓋体４７に開口し
ており、制動ケース４８からタンク５側に逃げる油が通
過する際各部の適所（軸，湿式ディスクブレーキ，歯車
等）を潤滑する。図例では、制動ケース４８の油圧アク
チュエータ３と切換弁３を一体としているが、この要部
はパイプを使用せずに、剛体の油路同士を連結すること
を特徴とするのであるから、両ケースの油路を突き合わ
せ状態で、上下二分割したケースをボルト等で一体化し
ても良い。

【００１３】ブレーキペタル４１とブレーキアーム２ａ
間はロッド５４で連動連結されており、ブレーキペタル
４１を踏むとブレーキアーム２ａが矢印「イ」方向に移
動し、ブレーキ具２を制動操作し駆動車輪１を停止させ
る。また、ハンドル１０を左または右に一定以上操舵す
ると、ステアリング軸１１部の検出具８によりその操舵
方向内輪側の駆動車輪１を制動するために、制動側の制
動ケース４８内のピストン３ａを突出させ、ブレーキア
ーム２ａを矢印「イ」方向に強制的に自動移動する。ブ
レーキアーム２ａとロッド５４間は、長孔５５を介して
連結されておりピストン３ａの突出時にロッド５４が動
かない。ピストン３ａの背部のシリンダー室３ｂ内の圧
油がタンク５側に逃げると、ブレーキ具２またはロッド
５４部等に設けた図示しない戻し機構や戻しバネによ
り、ブレーキアーム２ａは元の非制動位置に戻る。

【００１４】ここで、ブレーキペタル４１の足動による
「人による制御」での旋回の場合は運転者がペタルをふ
んでいるから、作業機の上昇操作を忘れて地中に残した
まま旋回する誤操作や、旋回時に作業機が他物に接当す
る運転ミス等の、旋回姿勢の変更時に異状が発生した時
は、運転者の足裏への反力と姿勢変化を比較し、異状の
有無は容易にわかる。しかし、単にハンドル１０の操舵
に伴う、油圧機構利用の「自動の制御」で旋回すると、
移動農機９の反応がよくわからず素人では、作業機を壊
す運転をする場合が発生する。このような場合は、ポジ
ションレバー３４の上限方向上げ操作時に感知する上限
スイッチ３５の検出があったときのみ、油圧アクチュエ
ータ３を作動するようにプログラムを組んでおけば、こ
のような失敗を少なくできる。図例では、上限スイッチ
３５をポジションレバー３４の上昇操作で検出している
が、他にリフトアーム２８の上昇角度や位置等を検出し
規制しても良い。

【００１５】図５は、ポジションレバー３４の別実施例
であって、握り３４ａ部に昇降スイッチ３９ａを設け、
このスイッチの押圧操作をＣＰＵ１２で検出し、この検
出により作業装置が下降している場合上まで上昇し、作
業装置が上に上がっている場合下まで下降する指令を発
して、リフトアーム２８を上または下の二段階位置に昇
降制御する。このポジションレバー３４ｂも第一図例の
ポジションレバー３４と同じで、レバー操作後のレバー
角度位置と比例した位置にリフトアーム２８を無段階位
置に移動制御するようにしている。

【００１６】主変速レバー５６近傍にはバック位置検出
スイッチ５９が設けられ、主変速レバー５６が後進側に
変速操作されるとこのスイッチにより信号をＣＰＵ１２
に伝え、電動モーター６０を回転し、スプール５８ａを
作業機上昇側に作動する。この機構を「後進操作時作業
機上昇装置」略して、以後「バックアップ」機構と呼
ぶ。

【００１７】このバックアップ機構を有する安価型の移
動農機９における、ポジションレバー３４ｃの別変更例
を図６で説明する。ポジションレバー３４ｃは、運転者
の手動操作により、油路切換弁５８内のスプール５８ａ
を上げまたは下げ方向に操作しリフトアーム２８を昇降
制御する。さらに、別の自動操作として、ポジションレ
バー３４ｃの握り６１部に電気スイッチである上げスイ
ッチ６２と下げスイッチ６３を取り付ける。この上げス
イッチ６２と下げスイッチ６３は、レバーの揺動操作の
必要が無く単にスイッチを押すだけで、電動モーター６
０を回転駆動しスプール５８ａを上下切り替える。

【００１８】６４はモード設定ダイヤルであって、図例
ではハンドル１０近傍の計器盤部に設けているが、座席
１３やフレーム４０近傍に取り付けても良い。このモー
ド設定ダイヤル６４は旋回時の内輪ブレーキ機構の自動
作動をＯＮ，ＯＦＦするスイッチであり、圃場内ではス
イッチＯＮしてハンドル１０の操舵と連動して自動旋回
を行なっており、圃場から道路上に出て路上を高速走行
する際には安全上の理由からＯＦＦとしており、ハンド
ル１０を所定角度以上操舵しても旋回時にブレーキの自
動作動はさせないようにしている。

【００１９】圃場内では操作容易化のため、手動操作す
るポジションレバー３４を操作しなくても、スイッチ的
な簡易昇降レバー３９や昇降スイッチ３９ａや上げスイ
ッチ６２や下げスイッチ６３等を軽く作動させて作業機
の昇降を行なっている。このような機構は運転者の疲労
軽減のためには必要であるが、路上走行中にスイッチに
間違って触れると作業機が昇降し、道路上の歩行者や自
動車等他に危険を及ぼす欠点があった。ここで、モード
設定ダイヤル６４を路上走行のためＯＦＦとした時は、
各種の、スイッチ的な簡易昇降レバー３９や昇降スイッ
チ３９ａや上げスイッチ６２や下げスイッチ６３等によ
る簡易昇降を規制し、ポジションレバー３４による手動
の揺動操作に伴う、比例した作業機昇降位置制御のみ働
かせる。このようにすると、間違ってポジションレバー
３４に運転者の服の一部や身体の一部が接当して昇降動
作したとしても、作業機が上限や地面まで一気に動く恐
れが無くより安全性を向上できる。

【００２０】また、独立した左右のブレーキペタル４
１，４１は、圃場内では運転者の足動による急旋回のた
めに左右分離している必要があるが、道路上の走行時に
は片ブレーキを作動させると移動農機９の姿勢が変わり
過ぎて危険なため、左右のブレーキペタル４１，４１を
機械的に固定する固定具（図示せず。）を設けて危険防
止としている。しかし、短距離の道路移動では両ペタル
を踏めば良いとの安易な考えで固定具を使用せずに道路
を走行して、道路側方の溝や川に転落する事故が繰り返
されている。ここで、この発明の自動旋回機構である油
圧アクチュエータ３作動部を、モード設定ダイヤル６４
を路上走行のためＯＦＦとした時は、検出具８の操舵角
度検出に関わらず、ブレーキペタル４１の一方が踏まれ
たとき、両方の油圧アクチュエータ３，３に切換弁６，
６を介して圧油を流し、左右の駆動車輪１，１を同時制
動する。このようにすると、路上走行時の安全性がより
向上できると共に、足に力の無い老人や婦女子でも移動
農機９の停止動作を軽い力で行なえる。

【００２１】図７，図８は、ロータリ作業機３１等の機
体後部に吊持した作業機を、移動農機９の旋回時に自動
昇降しようとする場合の制御のチャート図と、走行説明
図である。圃場Ｆの一側方から走行し耕耘作業を行なう
場合、作業機の部分が圃場端から一定距離Ｌに達すると
ハンドル１０を操舵する。このハンドル１０の操舵速度
や方向または操舵実角度をポテンショメーターである検
出具８で検出しＣＰＵ１２に伝え、先ずソレノイドバル
ブ３８を自動的に上げ側に作動指令し、油圧シリンダー
２６内に高圧油を流し込み作業機を上昇し、作業機の上
昇がリフトアーム２８の根元に設けた図示しないポテン
ショメーターの変化で、作業機の下端部が地面から上が
ったと検知されると、次に内輪側の駆動車輪１を制動し
符号Ｕで示すようにＵターンを行なう。Ｕターンが完了
してハンドル１０が戻し開始点Ｓから徐々に戻される
と、移動農機９の進行方向は直進方向に修正操舵されて
いき、点Ｐを過ぎると移動農機９もハンドル１０も結果
として直進方向に成っている。そして作業機が圃場端か
ら距離Ｌだけ離れると、作業機を自動下降して再度耕耘
作業を続けるものである。これを、「自動作業機上昇旋
回下降制御」と呼び、車速によって異なるが、圃場内耕
耘作業では時速２〜３Ｋｍ程度と人の歩く速度よりも遅
い速度で作業しているから、３〜４秒程度の略一定時間
の安定した所要時間で、符号Ｕで示すＵターンが圃場端
で連続して行なえる。そこで、作業機の吊り上げ自動操
作開始から５〜６秒後に自動的に降下させて、「自動作
業機上昇旋回下降制御」を行なっている。この所要時間
は運転者近傍に設けた、手動操作式の時間設定ダイヤル
６５で変更可能としている。

【００２２】しかし、圃場の最終端の部分や枕地の耕耘
では圃場の側方の余裕が無いため、移動農機９はターン
の途中で機体を後進（符号Ｒ）する切り返し操作が必要
と成り、符号Ｇで示す切り返しターンでの旋回となって
しまう。移動農機９の圃場内でのこの切り返しターンＧ
では、走行装置を旋回途中で前進から後進に変速するた
め、主クラッチの切り入りや主変速レバー５６の操作を
行なうが操作をゆっくり行なったりすると、旋回途中に
５〜６秒経過し作業機が自動降下してしまうので、時間
設定ダイヤル６５で時間を変更したり、自動降下した作
業機を手動で吊り上げる等の操作が別に必要と成り、便
利な自動制御が逆に使いにくくなる。

【００２３】ここで、切換しターンＧ中の移動農機９の
進行方向を駆動車輪１の駆動回転有無を図示しないセン
サーで検出し、前進中は旋回時の「自動作業機上昇旋回
下降制御」の時間設定ダイヤル６５で設定の所要時間例
えば５〜６秒の時間を減算し、停止時やバック位置検出
スイッチ５９で検出の後進時等は、所要時間の減算を牽
制して作業機の降下位置の変動を少なくする。この制御
プログラムを使用すると、さらに操作性が向上し、素人
向けの使い易いものとなる。

【００２４】

【発明の作用効果】この発明は、説明したように油圧ア
クチュエータ３またはタンク５側へ油圧回路４内の高圧
油を切り換える切替弁６を、夫れ夫れ独立した左右の油
圧アクチュエータ３に直接組み合わせているから、短い
油路により瞬時に内輪側の油圧アクチュエータ３を作動
することができ、左旋回時と右旋回時で作動開始時間に
微妙な差が生じないから、旋回半径が左右で異なること
無く安定して旋回できる。さらに、切替弁６，６を複数
個独立して設けているから、この旋回用の片ブレーキ具
２を同時に作動させることが可能となり、プログラムを
変更して別の制御動作に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】左駆動車輪側の、要部拡大側面図である。

【図２】図１の一部断面した、背面図である。

【図３】制御回路の、説明線図である。

【図４】全体側面図である。

【図５】別図例の、ポジションレバー斜視図である。

【図６】さらに別の、ポジションレバー廻りの、説明線
図である。

【図７】制御説明用のチャート図である。

【図８】圃場作業中の移動農機の走行を示す、説明平面
図である。

【符号の説明】

１ 駆動車輪 ２ ブレーキ具 ３ 油圧アクチュエータ ４ 油圧回路 ５ タンク ６ 切替弁 ７ 操舵車輪 ８ 検出具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 秀明 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 (72)発明者 大竹 伸二 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 (72)発明者 佐川 昇 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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】左右の駆動車輪１，１部に夫れ夫れ独立し
   たブレーキ具２，２とブレーキ具２，２を制動作動する
   油圧アクチュエータ３，３を取り付け、高圧油を送油す
   る油圧回路４に高圧油を油圧アクチュエータ３またはタ
   ンク５側へ切り換える切替弁６，６を設けると共に、操
   舵車輪７の一定以上の操舵を検出する検出具８を設け、
   検出具８の操舵検出により内輪側の駆動車輪１を制動し
   旋回する移動農機において、油圧アクチュエータ３と切
   替弁６を直接組み合わせたことを特徴とする移動農機の
   旋回時制動装置。