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発明の名称 移動農機制動旋回時の作業機吊り上げ装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平9−47106
公開日 平成9年(1997)2月18日
出願番号 特願平7−204721
出願日 平成7年(1995)8月10日
代理人
発明者 池田 光彦
要約 目的
圃場端の旋回を行なう移動農機で、旋回操作時に自動的に作業装置を上昇させながら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、この作業装置の上昇直前の作業深さに応じて上昇速度を変更し、深いときは早く上げることにより、旋回時に作業装置の一部が土中でねじられて破損するのを防止する。

構成
機体端部に第一の油圧アクチュエータ1を介して昇降自在に作業機2を吊持し、機体左右の駆動車輪3,3部に夫れ夫れ独立したブレーキ具4,4とブレーキ具4,4を制動作動する第二の油圧アクチュエータ5,5を取り付け、操舵車輪7の一定以上の操舵を検出する操舵検出具8を設け、操舵検出具8の一定以上の操舵検出により、内輪側の駆動車輪3を制動すると共に作業機2を上昇させ旋回する移動農機において、検出具8の操舵検出時の作業機2の作業深さを耕深検出具6で検出し、耕深検出具6の検出値により作業機2の上昇速度を変更することを特徴とした移動農機制動旋回時の作業機吊り上げ装置とする。
特許請求の範囲
【請求項1】機体端部に第一の油圧アクチュエータ1を介して昇降自在に作業機2を吊持し、機体左右の駆動車輪3,3部に夫れ夫れ独立したブレーキ具4,4とブレーキ具4,4を制動作動する第二の油圧アクチュエータ5,5を取り付け、操舵車輪7の一定以上の操舵を検出する操舵検出具8を設け、操舵検出具8の一定以上の操舵検出により、内輪側の駆動車輪3を制動すると共に作業機2を上昇させ旋回する移動農機において、検出具8の操舵検出時の作業機2の作業深さを耕深検出具6で検出し、耕深検出具6の検出値により作業機2の上昇速度を変更することを特徴とした移動農機制動旋回時の作業機吊り上げ装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、移動農機制動旋回時の作業機吊り上げ装置に関するものである。この発明は、圃場内で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う時に、作業時の耕深検出具6の検出値に応じ、作業機を吊り上げる上昇速度を、変更しようとするものである。
【0002】
【従来の技術】従来のものは、特開平4−252734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共に作業機の上昇が検出されると、前輪増速装置を作動して旋回内側の後輪ブレーキを制動して旋回するものや、実開平6−73349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、エンジンの回転を低速にしながら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】まず、特開平4−252734号公報で示す従来のものは、運転者が作業機を上昇操作して作業機上昇検出装置が設定値以上の検出をしないと、自動の旋回制御が作動しない欠点があった。次の、実開平6−73349号公報で示すものは、旋回時にエンジンを低速回転に自動的に変更するから、車速が遅くなってしまい旋回の完了も同時に遅れることになるし、旋回を早く完了しようとするあまり、作業機が地面下方に位置しているとき旋回を開始すると、作業機にねじり力が作用して作業機が破損する場合があった。
【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、機体端部に第一の油圧アクチュエータ1を介して昇降自在に作業機2を吊持し、機体左右の駆動車輪3,3部に夫れ夫れ独立したブレーキ具4,4とブレーキ具4,4を制動作動する第二の油圧アクチュエータ5,5を取り付け、操舵車輪7の一定以上の操舵を検出する操舵検出具8を設け、操舵検出具8の一定以上の操舵検出により、内輪側の駆動車輪3を制動すると共に作業機2を上昇させ旋回する移動農機において、検出具8の操舵検出時の作業機2の作業深さを耕深検出具6で検出し、耕深検出具6の検出値により作業機2の上昇速度を変更することを特徴とした移動農機制動旋回時の作業機吊り上げ装置の構成とする。
【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の機体後部に昇降自在に取り付けた作業機2の耕深検出具6の検出値に伴って、後車輪である駆動車輪3,3の内輪側駆動車輪3を制動し旋回する際に、作業機2の上昇速度を変更しようとするものであり、詳しくは後述するが、作業機2の作業時耕深が深いときは、作業機2の上昇速度を速くして旋回完了時間の短縮化を重点考慮し、作業機の作業時耕深が浅いときは、旋回完了時間の短縮は保ちつつ上昇速度を緩やかに変更して耕耘または掘削泥土の飛散を押さえて、耕耘または掘削の仕上がり精度向上を重点考慮しようとする。
【0006】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操舵検出具8で、その回転の方向や角度や操作速度等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13近傍に配設されている。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11等を取り付けている。
【0007】また、左右の駆動車輪3,3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3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外側方に図4で示すようにブレーキシリンダーである第二の油圧アクチュエータ5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とピストン27から成る第一の油圧アクチュエータ1内への高圧油の流入によりリフトアーム28が上昇し、第一の油圧アクチュエータ1内から高圧油を抜くと、作業機2の自重により作業機2は下降する。図6で示す29は二点リンクヒッチであって、ロータリ耕耘具である作業機2の取付アーム32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で連結している。
【0009】リフトアーム28の揺動軸31には、回転式のポテンショメーター39である第二の耕深検出具6aが取り付けられ、リフトアーム28の揺動角度を必要時に必要範囲CPU12で読み取っている。即ち、作業機2の下端が駆動車輪3の下端と一致した時点の第二の耕深検出具6aの角度を0度とし、(舗装路等の平坦地で作業機2を最下降する。)圃場で作業機2を表土より下方に下げた角度を検出し、計算すると実際の耕深が測定できる。
【0010】35は耕深設定ダイヤルであって第一の耕深検出具6であって、計器盤近傍に設けられており、この耕深設定ダイヤル35は「深い」と「標準」と「浅い」の三通りの設定位置を有しており、この設定位置に応じ単純に作業機2の耕深を「深い」,「標準」,「浅い」と決めてやるものであり、この第一の耕深検出具6は実測した耕深と近くはなるが正確ではない。しかし、制御の反応速度は計算しないぶん早くなる。
【0011】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に伝えている。そして、このポジションレバー34の揺動方向と角度の検出により、リフトアーム28の揺動軸31に設けたポテンショメーター39の揺動角度を、油圧シリンダー26への高圧油圧回路37途中の比例ソレノイドバルブ38を上げ,中立,下げのいずれかに開度変更し、比例した位置に移動操作する。
【0012】この、比例ソレノイドバルブ38を開閉作動して、主リフトである第一の油圧アクチュエータ1を上昇する出力は、図2で示すようにパターンA,B,Cと三通りの出力を有しており、図3のチャート図で詳しくは後述するが、第一または第二の耕深検出具6,6aで検出する耕深検出値が深くなるほど上昇の出力を速くする。
【0013】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3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3,3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の前方左右に配設されている。
【0014】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43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3,3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4が取り付けられている。46は出力ギヤであって、駆動車輪3を取り付ける車軸3a側への減速伝動歯車である。ブレーキ具4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4a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41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。
【0015】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上部には第二の油圧アクチュエータ5が設けられ、ピストン5a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3,3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5aの突出端は、ブレーキアーム4a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4a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57が取り付けられており、電気指令により油圧回路58内の高圧油を、タンク59側またはピストン5a背部のシリンダー室5b側に切り替える二室切換弁としている。
【0016】49は減圧弁であって、タンク59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58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59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。
【0017】ブレーキペタル41とブレーキアーム4a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4aが矢印「イ」方向に移動し、ブレーキ具4を制動操作し駆動車輪3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部の操舵検出具8によりその操舵方向内輪側の駆動車輪3を制動するために、制動側の制動ケース48内のピストン5aを突出させ、ブレーキアーム4aを矢印「イ」方向に強制的に自動移動する。ブレーキアーム4a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5aの突出時にロッド54が動かない。ピストン5aの背部のシリンダー室5b内の圧油がタンク59側に逃げると、ブレーキ具4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4aは元の非制動位置に戻る。
【0018】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。
【0019】60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やフェンダー40近傍に取り付けても良い。このモード設定ダイヤル60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。
【0020】図7は、回転式掘削具であるロータリ式または牽引式のプラウ等の作業機2を機体の後部に吊持し、移動農機9の旋回端部で自動昇降しようとする場合の走行説明図である。圃場Fの一側方から走行し耕耘または牽引作業を行なう場合、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操舵検出具8で検出しCPU12に伝え、比例ソレノイドバルブ38を自動的に上げ側に作動指令する。この時同時に、作業機2の作業中の耕深を第一の耕深検出具6である耕深設定ダイヤル35の設定位置により、単純に「深い位置」か「標準位置」か「浅い位置」のどの位置か判断し、リフトアーム28の上昇速度をパターンA,B,Cのいずれかで上昇制御を行なう。この場合の制御のチャート図が、図3で表される。
【0021】この耕深は、第二の耕深検出具6aである、リフトアーム28の揺動軸31部外側方に設けたポテンショメーター39で、実耕深を測定して制御することも可能である。この場合図示しないが、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操舵検出具8で検出しCPU12に伝える時同時に、リフトアーム28の揺動軸31部に設けたポテンショメーター39の角度を検出し、作業機2の下端が駆動車輪3の下端と一致した時点の第二の耕深検出具6aの角度を0度とした位置から、下方に下がった角度を検出し計算して実際の耕深を測定して上昇速度のパターンをA,B,C変更すると、実耕深に応じた上昇制御となるが、計算するだけ制御反応は遅くなるが精度は向上する。
【0022】このようにして、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の根元に設けたポテンショメーター39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3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制御」略してALB(オート、リフト、ブレーキ)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。
【0023】図9で示すロータリ作業機2aは、ゲージ輪61を設けたものであり、ロータリの掘削用回転刃62の高さを、ハンドル63を回して上下調節する。このゲージ輪61を使用した場合、第一の油圧アクチュエータ1内に高圧油が無くなっても、回転刃62の高さはゲージ輪61が支えるから下がらない。このような、ゲージ輪61付きの耕耘作業は、手動式耕深調節により耕耘掘削作業を行なっており、第一実施例のように耕深設定ダイヤル35の設定により、リフトアーム28で常に作業機2を吊った状態で耕深を自動設定して耕耘するものに比し、油圧アクチュエータ1内に高圧油が少なくてもよい分、上昇時に油圧アクチュエータ1に圧油が満杯になるまで動かず、上昇動作が鈍くなる。
【0024】図8のチャート図は、このゲージ輪61付きのロータリ作業機2aにおける、上昇制御を正確に行なおうとするものである。つまり、ステップ1で耕深設定ダイヤル35の設定位置を入力し、ステップ2で操舵検出具8の感知によるALB制御があったかどうかを検出し、ステップ3で耕深設定ダイヤル35か使用されているかどうかを検出して、自動耕深制御中かゲージ輪61による作業か判断し、ゲージ輪61を使用している掘削作業時には、操舵検出具8の感知を少ない角度または時間で検出して、作業機2の上昇反応を早める。
【0025】図10のチャート図は、エンジン15の回転をエンジン回転計15aで測定しCPU12に伝え、エンジン15の回転数が低いときにはリフトアーム28の上昇速度を速くしてやろうとするものである。このようにすると、エンジン低回転時でも、作業機2の上昇速度を速く保つことができる。
【0026】
【発明の作用効果】この発明は、上記のように、機体端部に第一の油圧アクチュエータ1を介して昇降自在に作業機2を吊持し、機体左右の駆動車輪3,3部に夫れ夫れ独立したブレーキ具4,4とブレーキ具4,4を制動作動する第二の油圧アクチュエータ5,5を取り付け、操舵車輪7の一定以上の操舵を検出する操舵検出具8を設け、操舵検出具8の一定以上の操舵検出により、内輪側の駆動車輪3を制動すると共に作業機2を上昇させ旋回する移動農機において、検出具8の操舵検出時の作業機2の作業深さを耕深検出具6で検出し、耕深検出具6の検出値により作業機2の上昇速度を変更するので、耕深が深いとき作業機の上昇速度を速くすると旋回完了時間の短縮が行なえ、作業機の作業時耕深が浅いときは、旋回完了時間の短縮は保ちつつ上昇速度を緩やかに変更できるから、耕耘または掘削泥土の飛散を押さえ易く、耕耘または掘削の仕上がりが悪化しない。




 

 


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