特許 6644255 トラクタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6644255

(24)【登録日】2020年1月10日

(45)【発行日】2020年2月12日

(54)【発明の名称】トラクタ

(51)【国際特許分類】

   A01B 63/111 20060101AFI20200130BHJP

   A01B 33/12 20060101ALI20200130BHJP

   A01B 71/02 20060101ALI20200130BHJP

【ＦＩ】

   A01B63/111

   A01B33/12 B

   A01B71/02 J

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-249616(P2015-249616)

(22)【出願日】2015年12月22日

(65)【公開番号】特開2017-112866(P2017-112866A)

(43)【公開日】2017年6月29日

【審査請求日】2018年9月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000125

【氏名又は名称】井関農機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000899

【氏名又は名称】特許業務法人新大阪国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】辻 英和

(72)【発明者】

【氏名】谷 良孝

【審査官】 小島 洋志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１５３７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０５７１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５５−０１４４７１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０３−１９５４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２１４６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０３７８１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５４−１１１４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１５３８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１１６２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４３９８６０６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ０１Ｂ３３／００−３３／１６

Ａ０１Ｂ５１／００−６１／０４

Ａ０１Ｂ６３／００−６７／００

Ａ０１Ｂ７１／００−７９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

耕耘爪（２９）の上部と周囲をロータリカバー（３１）で覆ったロータリ作業機（３０）を昇降可能に装着し、
前記ロータリ作業機（３０）の上昇に伴って前記ロータリカバー（３１）が接地状態で下方回動するように設け、前記ロータリ作業機（３０）の上昇操作時に前記ロータリカバー（３１）の回動を検出するカバー回動センサ（３３）で前記ロータリカバー（３１）の下方回動が止まったことを検出すると前記ロータリ作業機（３０）の駆動を停止し、
作業モードを切り替える作業モード切換スイッチ（５２）と、
回動することによりロータリ作業機（３０）を昇降するリフトアーム（２７）と、
リフトアーム（２７）の角度を検出するリフトアームセンサ（２７Ｓ）を備え、
前記ロータリ作業機（３０）の降下に伴って停止している前記ロータリ作業機（３０）の駆動を開始する場合、
前記作業モード切換スイッチ（５２）により代掻きモードを選択している場合、カバー回動センサ（３３）が接地を検出すると前記ロータリ作業機（３０）の駆動を開始し、
代掻きモード以外を選択している場合、リフトアームセンサ（２７Ｓ）が所定の角度を検出すると、前記ロータリ作業機（３０）の駆動を開始することを特徴とするトラクタ。

【請求項2】

前記ロータリ作業機（３０）を昇降するリフトアーム（２７）の回動を前記カバー回動センサ（３３）の検出値で制御して前記耕耘爪（２９）が耕す深さを一定にする耕深制御時には、前記カバー回動センサ（３３）で前記ロータリカバー（３１）が所定角度以上回動した後に下方回動が止まったことを検出すると前記ロータリ作業機（３０）の駆動を停止することを特徴とする請求項１に記載のトラクタ。

【請求項3】

前記リフトアームセンサ（２７Ｓ）が前記リフトアーム（２７）の所定角度以上の回動を検出して前記ロータリ作業機（３０）の駆動を停止する作業機上昇高さを、前記カバー回動センサ（３３）が前記ロータリカバー（３１）の下方回動が止まって浮き上がったことを検出して前記ロータリ作業機の駆動を停止する作業機上昇高さより高く設定したことを特徴とする請求項２に記載のトラクタ。

【請求項4】

前記作業モード切換スイッチ（５２）により土寄せモードを選択して前記耕耘爪（２９）を逆回転する土寄せ制御を行う場合、前記カバー回動センサ（３３）による駆動停止、および前記リフトアームセンサ（２７Ｓ）よる駆動停止よりも高い上昇位置で前記ロータリ作業機（３０）の駆動を停止することを特徴とする請求項３に記載のトラクタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トラクタに装着したロータリ作業機の回転制御に関する。

【背景技術】

【0002】

トラクタの後部にロータリ作業機を装着した構成で、耕耘作業中に旋回や移動のためにロータリ作業機を上昇させると耕耘爪の駆動を停止させて耕耘爪に付着した泥土を周りに飛散させないようにした技術が特開２００４−５７１５１号公報（特許文献１）に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−５７１５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記の公知技術では、ロータリ作業機を昇降するリフトアームの上下回動角度を検出するリフトアーム角センサの検出角度が所定以上になると、ロータリ作業機の耕耘爪が圃場面から浮き上がったと判定して、ロータリ作業機の駆動軸であるＰＴＯ駆動軸の駆動を切って耕耘爪の回転を止めるようにしているが、圃場が柔らかく前後走行輪が圃場に沈み込んでいるとリフトアームが所定角度まで回動しても耕耘爪が圃場内に残った状態で、耕耘爪の回転を停止して走行すると耕耘爪を土中に残した状態で引きずることになり、圃場が固いとリフトアームが所定角度まで回動すると耕耘爪が圃場面から大きく浮き上がり、耕耘爪の回転が停止するまでに浮き上がった耕耘爪に付着する泥土を周囲に撒き散らすことになっていた。

【0005】

そこで、本発明は、上記従来の装置の課題に鑑みて、耕耘爪が圃場面から浮き上がると直ちに耕耘爪の駆動を停止して泥土の飛散を抑制することが出来るトラクタを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。

【0007】

第１の本発明は、
耕耘爪（２９）の上部と周囲をロータリカバー（３１）で覆ったロータリ作業機（３０）を昇降可能に装着し、
前記ロータリ作業機（３０）の上昇に伴って前記ロータリカバー（３１）が接地状態で下方回動するように設け、前記ロータリ作業機（３０）の上昇操作時に前記ロータリカバー（３１）の回動を検出するカバー回動センサ（３３）で前記ロータリカバー（３１）の下方回動が止まったことを検出すると前記ロータリ作業機（３０）の駆動を停止し、
作業モードを切り替える作業モード切換スイッチ（５２）と、
回動することによりロータリ作業機（３０）を昇降するリフトアーム（２７）と、
リフトアーム（２７）の角度を検出するリフトアームセンサ（２７Ｓ）を備え、
前記ロータリ作業機（３０）の降下に伴って停止している前記ロータリ作業機（３０）の駆動を開始する場合、
前記作業モード切換スイッチ（５２）により代掻きモードを選択している場合、カバー回動センサ（３３）が接地を検出すると前記ロータリ作業機（３０）の駆動を開始し、
代掻きモード以外を選択している場合、リフトアームセンサ（２７Ｓ）が所定の角度を検出すると、前記ロータリ作業機（３０）の駆動を開始することを特徴とするトラクタである。
第２の本発明は、
前記ロータリ作業機（３０）を昇降するリフトアーム（２７）の回動を前記カバー回動センサ（３３）の検出値で制御して前記耕耘爪（２９）が耕す深さを一定にする耕深制御時には、前記カバー回動センサ（３３）で前記ロータリカバー（３１）が所定角度以上回動した後に下方回動が止まったことを検出すると前記ロータリ作業機（３０）の駆動を停止することを特徴とする第１の本発明のトラクタである。
第３の本発明は、
前記リフトアームセンサ（２７Ｓ）が前記リフトアーム（２７）の所定角度以上の回動を検出して前記ロータリ作業機（３０）の駆動を停止する作業機上昇高さを、前記カバー回動センサ（３３）が前記ロータリカバー（３１）の下方回動が止まって浮き上がったことを検出して前記ロータリ作業機の駆動を停止する作業機上昇高さより高く設定したことを特徴とする第２の本発明のトラクタである。
第４の本発明は、
前記作業モード切換スイッチ（５２）により土寄せモードを選択して前記耕耘爪（２９）を逆回転する土寄せ制御を行う場合、前記カバー回動センサ（３３）による駆動停止、および前記リフトアームセンサ（２７Ｓ）よる駆動停止よりも高い上昇位置で前記ロータリ作業機（３０）の駆動を停止することを特徴とする第３の本発明のトラクタである。
本発明に関連する第１の発明は、耕耘爪２９の上部と周囲をロータリカバー３１で覆ったロータリ作業機３０を昇降可能に装着したトラクタにおいて、ロータリ作業機３０の上昇に伴ってロータリカバー３１が接地状態で下方回動するように設け、ロータリ作業機３０の上昇操作時に前記ロータリカバー３１の回動を検出するカバー回動センサ３３でロータリカバー３１の下方回動が止まって浮き上がったことを検出するとロータリ作業機３０の駆動を停止することを特徴とするトラクタとする。

【0008】

本発明に関連する第２の発明は、ロータリ作業機３０を昇降するリフトアーム２７の回動をカバー回動センサ３３の検出値で制御して耕耘爪２９が耕す深さを一定にする耕深制御時には、カバー回動センサ３３でロータリカバー３１が所定角度以上回動した後に下方回動が止まって浮き上がったことを検出するとロータリ作業機３０の駆動を停止することを特徴とする本発明に関連する第１の発明のトラクタとする。

【0009】

本発明に関連する第３の発明は、リフトアーム２７の所定角度以上の回動でロータリ作業機３０の駆動を停止する作業機上昇高さを、カバー回動センサ３３がロータリカバー３１の下方回動が止まって浮き上がったことを検出してロータリ作業機の駆動を停止する作業機上昇高さより高く設定したことを特徴とする本発明に関連する第２の発明のトラクタとする。

【0010】

本発明に関連する第４の発明は、耕耘爪２９を逆回転する土寄せ制御時にはカバー回動センサ３３による駆動停止やリフトアーム２７の回動による駆動停止よりも高い上昇位置でロータリ作業機３０の駆動を停止することを特徴とする本発明に関連する第１から３のいずれかの発明のトラクタとする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によって、代掻きにおいてカバーによる接地の検知を作業機の駆動開始の条件とすることで、泥はねを少なくすることができる。
本発明に関連する第１の発明で、耕耘爪２９が圃場面から浮き上がるとロータリカバー３１の下方回動が止まって浮き上がるように設定することで、ロータリ作業機３０を上昇する際にカバー回動センサ３３で耕耘爪２９が圃場面から浮き上ったことを確実に検出出来て、ロータリ作業機３０の駆動を停止するので、トラクタの走行輪が圃場にどの程度沈み込んでいるかに関わらず耕耘爪２９が圃場面から浮き上がると直ちに耕耘爪２９の駆動を停止して泥土を飛散しない。

【0012】

本発明に関連する第２の発明で、ロータリカバー３１の回動を検出して耕耘爪２９の耕す深さを制御する耕深制御時には、カバー回動センサ３３でロータリカバー３１が所定角度以上回動した後に下方回動が止まって浮き上がったことを検出するとロータリ作業機３０の駆動を停止するので、耕深制御を行いながらロータリ作業機３０を故意に上昇すると耕耘爪２９が圃場面より上昇したことを確実に検出して、ロータリ作業機３０の駆動を停止して泥土を飛散しない。

【0013】

本発明に関連する第３の発明で、本発明に関連する第２の発明の効果に加えて、耕深制御を行っている場合にカバー回動センサ３３が故障したりロータリカバー３１が固定されたりしてもリフトアーム２７の回動でロータリ作業機３０が所定高さ以上に上昇すると耕耘爪２９の駆動が停止して安全である。

【0014】

本発明に関連する第４の発明で、本発明に関連する第１から３のいずれかの発明の効果に加えて、圃場に盛り上がった土を均すために耕耘爪２９を逆回転して行う土寄せ作業は耕耘爪２９を高く上昇させた状態で行うことがあるが、その場合にはロータリ作業機３０を通常より高く上昇すると停止するので、土寄せ作業を支障なく行える。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】トラクタの右側面図である。

【図2】トラクタの平面図である。

【図3】動力伝動経路図である。

【図4】制御ブロック図である。

【図5】作業モード切換スイッチの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態を図面に示す実施例を参照しながら説明する。なお、本明細書において作業車両の前進方向に向かって左右方向をそれぞれ左、右といい、前進方向を前、後進方向を後という。

【実施例】

【0017】

図１、図２に示すトラクタは走行車体１の前後部に前輪２，２と後輪３，３を備え、車体１前部のボンネット２２内に搭載したエンジン５の回転動力を静圧式無段変速装置（ＨＳＴ）３４とミッションケース４内の変速装置によって適宜減速して、これらの前輪２，２と後輪３，３に伝えるように構成している。

【0018】

車体１の中央のハンドルポスト６にはステアリングハンドル７が支持され、その後方には座席９が設けられている。

【0019】

また、ステアリングハンドル７の下方には車体１の進行方向を前後方向に切り換える前後進レバー１０が設けられている。この前後進レバー１０を前側に移動させると車体１は前進し、後方へ移動させると後進する。またハンドルポスト６を挟んで前後進レバー１０の反対側にはエンジン回転数を変更するスロットルレバー１１が設けられ、またステップフロア１３の右コーナー部にはアクセルペダル１５と左右のブレーキペダル１６，１７が、フロア１３の左コーナー部にはクラッチペダル１４がそれぞれ配置されている。前後進レバー１０の前側には緊急停止スイッチ１２を設ける。

【0020】

前記アクセルペダル１５は、基本的には路上走行時に使用し、その踏み込み量に応じてエンジン回転数が上昇すると共に、アクセルペダル１５の踏み込み量をアクセルペダルポテンショが検出し、このアクセルペダルポテンショの検出値に応じてＨＳＴ３４のトラニオン軸の回動角度を変更させることができる。該トラニオン軸の回動角度により斜板の傾斜角度を変化させてＨＳＴの出力回転を無段状に変更させることができる。

【0021】

前記スロットルレバー１１はエンジン回転数を変更するもので、作業走行時に使用し、操作した位置で手を離してもその位置が保持される構成である。

【0022】

また、操縦席９の左側にＨＳＴ３４の変速を行う主変速レバー２０とミッションケース４内の変速位置を低速、中速、高速及び中立のいずれかの位置に選択できる副変速レバー２１が配置され、その側部に機体後部に装着した作業機（モーア、ロータリ、除雪機等）のＰＴＯ軸１９の入り切りと変速を行うＰＴＯ変速レバー２３が設けられている。また、車体１の後方には作業機３０を連結する作業機リンク１８が設けられている。

【0023】

操縦席９の右側には作業機３０の昇降を行うポジションレバー２４と耕深調整レバー２５等を配置する。

【0024】

機体後部の作業機リンク１８にはロータリ作業機３０の機枠フレーム２６を枢着し、ミッションケース４の上部に設ける作業機昇降シリンダ４８（図４）で上下に回動するリフトアーム２７と機枠フレーム２６を連結リンク２８で連結する。リフトアーム２７の回動角度をリフトアークセンサ２７Ｓで検出する。

【0025】

ロータリ作業機３０は、ＰＴＯ軸１９の駆動回転で耕耘爪２９を回転して圃場を耕起するもので、耕耘軸に横配列した複数の耕耘爪２９の上部を上カバー３５で覆い、左右側部のサイドカバー３１ａと後側のバックカバー３１ｂからなるロータリカバー３１を上カバー３５に枢支軸３２で枢支している。バックカバー３１ｂの下端は圃場面に接地して後方への土飛散を防いでいる。また、ロータリカバー３１の上下回動を枢支軸３２の近くに設けるカバー回動角センサ３３で検出する。３４はロータリカバー３１の回動速度を緩やかにするダンパである。

【0026】

図３でエンジン５から前輪２，２と後輪３，３及びＰＴＯ軸１９への動力伝動機構を説明する。

【0027】

エンジン５の回転動力はＨＳＴ入力軸３７からＨＳＴ３４に伝達される。また、ＨＳＴ入力軸３７から導入された動力により油圧ポンプ３４ａを作動させて、油圧ポンプ３４ａに設けられた斜板の傾斜角度に応じた圧油を油圧閉回路３４ｂから油圧モータ３４ｃに供給し、該油圧モータ３４ｃにより走行出力軸３８を駆動させて噛合式の変速装置３９へ動力を伝達し、変速軸４０の回転がデフ装置４１を介して後輪３が駆動される。

【0028】

一方、ＨＳＴ入力軸３７から容量可変式の油圧ポンプ３４ａに入力された動力はポンプ出力軸４２から湿式多板クラッチであるＰＴＯ油圧クラッチ４３を経由してＰＴＯ中間軸４４に連結したＰＴＯ変速装置４５に伝達され、ＰＴＯ軸１９に動力伝達される。

【0029】

また、変速装置３９から分岐して伝動される前輪出力軸４６の回転で前輪増速装置４７を介して前輪２が駆動される。

【0030】

図４には、自動制御のブロック図を示し、制御信号の流れは次の如くする。

【0031】

本実施例のトラクタに内蔵されている制御装置５０の入力側には、リフトアームセンサ２７Ｓからリフトアーム２７の回動角度がロータリ作業機３０の上昇位置として入力し、カバー回動角センサ３３からロータリカバー３１の回動角度が入力し、主変速レバー位置センサ２０Ｓと副変速レバー位置センサ２１ＳとＰＴＯ変速レバー位置センサ２３Ｓからそれぞれの変速位置が入力し、車速センサ４９から走行速度が入力し、ＧＰＳ受信機５４からトラクタの地図上位置が入力し、トラニオン位置検出センサ５５からＨＳＴ３４のトラニオン位置が入力し、耕深制御モード切換スイッチ５１と作業モード切換スイッチ５２とＰＴＯ接続モードスイッチ５３からそれぞれの切換位置が入力する。

【0032】

制御装置５０からの制御信号出力は、ＨＳＴ操作バルブ３４Ｖの前進側ソレノイド３４ＦＳと後進側ソレノイド３４ＢＳに制御信号が出力され、トラニオン軸操作シリンダ３４Ｓが制御される。

【0033】

また、作業機昇降バルブ３０Ｖのメイン上昇ソレノイド３０ＵＳとメイン下降ソレノイド３０ＤＳに制御信号が出力され、作業機昇降シリンダ４８が制御される。

【0034】

さらに、ＰＴＯクラッチソレノイド４３Ｓに制御信号が出力し、ＰＴＯ油圧クラッチ４３がオン・オフ制御される。

【0035】

図５は、作業モード切換スイッチ５２を示し、路上走行と４ＷＤとこだわり作業と耕耘作業と土寄せ作業に切換え出来るようにしている。

【0036】

路上走行では、ロータリ作業機３０を最上昇させて高速で走行するが、４ＷＤやこだわり作業や耕耘作業においては、耕深制御モード切換スイッチ５１を耕深制御モードに切り換えている条件で、ロータリ作業機３０を降下させて耕耘爪２９を回転するが、旋回や短距離移動の際には、ロータリ作業機３０を上昇させる。ロータリ作業機３０が上昇していくと、まず耕耘爪２９が圃場面から浮き上がるので、この浮き上がりをロータリカバー３１の回動を検出するカバー回動角センサ３３で検出して、耕耘爪２９が圃場面から浮き上がる状態になってロータリカバー３１の下方回動が止まるのを検出すると、ＰＴＯクラッチソレノイド４３ＳにＰＴＯ油圧クラッチ４３を切るように制御出力することでＰＴＯ軸１９の駆動を停止し、耕耘爪２９の回転を停止して、耕耘爪２９に付着した泥土を圃場に撒き散らさないようにする。

【0037】

さらに、ロータリ作業機３０を上昇すると、リフトアーム２７の回動をリフトアームセンサ２７Ｓで検出して、所定角度以上に上昇するとＰＴＯクラッチソレノイド４３Ｓに再びＰＴＯ油圧クラッチ４３を切る制御を出力するが、既に切っている場合はそのままで、ロータリカバー３１を固定していたりカバー回動角センサ３３が故障していたりすると、ＰＴＯ油圧クラッチ４３を切る制御が有効になる。

【0038】

作業モード切換スイッチ５２を土寄せに切り換えている場合には、前記のリフトアーム２７の上昇回動でＰＴＯ油圧クラッチ４３を切る角度よりも大きく回動した第二検出位置でＰＴＯ油圧クラッチ４３を切るようにすることで、耕耘爪２９を高い位置で回転させる土寄せ作業を可能にしている。

【0039】

旋回や短距離移動が終わってロータリ作業機３０を降下する場合には、リフトアームセンサ２７Ｓで耕耘爪２９が接地する直前の所定角度を検出すると、ＰＴＯ油圧クラッチ４３を入りに切り換えて耕耘爪２９の駆動を開始することで、耕耘を直ちに開始する。また、耕深制御モード切換スイッチ５１を代掻きモードにしている場合には、カバー回動角センサ３３がロータリカバー３１の接地を検出して耕耘爪２９の駆動を開始することで泥跳ねを少なく出来る。

【0040】

ＰＴＯ油圧クラッチ４３を入りに切り換えるタイミングは、変速レバー位置センサ２０Ｓの変速位置或いは車速センサ４９を見て速い変速位置或いは速い速度であれば早く、遅い変速位置或いは遅い速度であれば遅くする。なお、車速はトラニオン位置検出センサ５５のトラニオン位置で判断するようにしても良い。

【0041】

また、ＰＴＯ変速レバー位置センサ２３Ｓが逆転位置を検出すると、ＰＴＯ油圧クラッチ４３を入りに切り換えるタイミングを通常よりも速くすることで、盛り上がった土を均す土寄せ作業が良好に行える。

【0042】

副変速レバー位置センサ２１Ｓが高速位置で共に／或いは作業モード切換スイッチ５２が路上走行で車速センサ４９が高速走行を示している場合には路上走行を行っているので、リフトアーム２７の角度がどのような角度であってもＰＴＯ油圧クラッチ４３を入りにしない。しかし、この場合でもリフトアーム２７が所定角度以下でＰＴＯ接続モードスイッチ５３をオンすると、ＰＴＯ油圧クラッチ４３を入りに出来るようにする。

【0043】

また、ＰＴＯ接続モードスイッチ５３をオンするとエンジン５を停止するまでＰＴＯ油圧クラッチ４３の入りが保持されるようにする。この場合にエンジン５を再始動してＰＴＯ接続モードスイッチ５３をオンするとＰＴＯ油圧クラッチ４３が入りになるようにする。

【0044】

また、ＧＰＳ受信機５４で検出するトラクタの地図上位置が圃場以外或いはＧＰＳ受信機５４で計測する移動速度が高速では、ＰＴＯ油圧クラッチ４３を入りに出来ないようにしても良い。この場合でも、整備点検のためにＰＴＯ油圧クラッチ４３を入りに出来るスイッチを設けると良い。

【符号の説明】

【0045】

２７ リフトアーム
２９ 耕耘爪
３０ ロータリ作業機
３１ ロータリカバー
３３ カバー回動角センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】