特開 2023-162544 作業車輌

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023162544

(43)【公開日】2023-11-09

(54)【発明の名称】作業車輌

(51)【国際特許分類】

   A01B 63/10 20060101AFI20231101BHJP

   A01B 63/00 20060101ALI20231101BHJP

【ＦＩ】

A01B63/10 Z

A01B63/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022072918

(22)【出願日】2022-04-27

(71)【出願人】

【識別番号】000001878

【氏名又は名称】三菱マヒンドラ農機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003133

【氏名又は名称】弁理士法人近島国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木村 重治

(72)【発明者】

【氏名】昌子 巧

【テーマコード（参考）】

2B304

【Ｆターム（参考）】

2B304KA02

2B304KA17

2B304LA02

2B304LB05

2B304MA02

2B304PC08

2B304PD02

2B304PD32

2B304QA15

2B304QA22

2B304QB04

2B304QB13

2B304QC03

2B304QC15

2B304RA14

(57)【要約】

【課題】回転式センサを用いて第２リフトロッドの位置を検知し、センサユニットを小型化する。
【解決手段】第２リフトロッドの長手方向の位置に応じて出力値を変化させるセンサユニットは、前記第２リフトロッドの前記長手方向の移動に連動して移動するセンサロッドと、回転可能なプーリと、一端が前記センサロッドに連結されると共に前記プーリに巻回されるワイヤであって、前記プーリの回転に連動して前記一端が移動するワイヤと、前記プーリの回転に応じて回転する回転部材を有し、前記回転部材の回転量に応じて前記出力値を変化させる回転式センサと、前記プーリ及び前記回転式センサの前記回転部材を内装するケースと、を有する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行装置に支持される走行機体と、
前記走行機体の後部に作業機を連結可能な作業機連結機構と、を備え、
前記作業機連結機構は、
左右方向に並設される第１リフトアーム及び第２リフトアームと、
トップリンク、第１ロアリンク及び第２ロアリンクを含み、前記作業機に連結される３点リンクと、
前記第１リフトアームと前記第１ロアリンクを連結する第１リフトロッドと、
前記第２リフトアームと前記第２ロアリンクを連結する第２リフトロッドと、
前記第２リフトロッドを、前記第２リフトロッドの長手方向に移動させる伸縮シリンダと、
前記第２リフトロッドの前記長手方向の位置に応じて出力値を変化させるセンサユニットと、を有し、
前記センサユニットは、
前記第２リフトロッドの前記長手方向の移動に連動して移動するセンサロッドと、
回転可能なプーリと、
一端が前記センサロッドに連結されると共に前記プーリに巻回されるワイヤであって、前記プーリの回転に連動して前記一端が移動するワイヤと、
前記プーリの回転に応じて回転する回転部材を有し、前記回転部材の回転量に応じて前記出力値を変化させる回転式センサと、
前記プーリ及び前記回転式センサの前記回転部材を内装するケースと、を有する、
ことを特徴とする作業車輌。

【請求項2】

前記ワイヤの少なくとも一部及び前記センサロッドの少なくとも一部は、前記ケースに内装され、
前記センサロッド、前記プーリ、前記ワイヤ及び前記回転式センサは、前記ケースによってアッシー化される、
ことを特徴とする請求項１に記載の作業車輌。

【請求項3】

前記センサユニットは、前記センサロッドの回転角度を所定範囲に規制する規制部を有する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の作業車輌。

【請求項4】

前記センサユニットは、前記ケースの外側に支持され、電圧を変換可能なレギュレータを有する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の作業車輌。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トラクタ等の作業車輌に係り、詳しくは、３点リンクを有する作業機連結機構に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、走行機体の後部に作業機を接続可能な農用トラクタが提案されている（特許文献１参照）。この走行機体の後部には、回動可能に設けられた一対のリフトアームと、一対のリフトアームにそれぞれリフトロッドを介して連結される一対のロアリンクと、一対のロアリンクと共に作業機に連結されるトップリンクと、が設けられている。また、左右一対のリフトロッドの一方には、伸縮シリンダが設けられており、該伸縮シリンダが伸縮することで、走行機体に対する作業機の傾斜制御が行われる。伸縮シリンダの長さ変化は、ストロークセンサによって検知される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開平３－９５７１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載のストロークセンサは、センサロッドの移動方向に長大に構成される必要があり、大型化してしまっていた。

【0005】

そこで、本発明は、回転式センサを用いて第２リフトロッドの位置を検知し、もって上述した課題を解決した作業車輌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】

本発明は、走行装置（２，３）に支持される走行機体（５）と、
前記走行機体（５）の後部に作業機を連結可能な作業機連結機構（２０）と、を備え、
前記作業機連結機構（２０）は、
左右方向に並設される第１リフトアーム（２１）及び第２リフトアーム（２１）と、
トップリンク、第１ロアリンク（２３）及び第２ロアリンク（２３）を含み、前記作業機に連結される３点リンク（２８）と、
前記第１リフトアーム（２１）と前記第１ロアリンク（２３）を連結する第１リフトロッド（２２）と、
前記第２リフトアーム（２１）と前記第２ロアリンク（２３）を連結する第２リフトロッド（２２）と、
前記第２リフトロッド（２２）を、前記第２リフトロッド（２２）の長手方向に移動させる伸縮シリンダ（２５）と、
前記第２リフトロッド（２２）の前記長手方向の位置に応じて出力値を変化させるセンサユニット（３０）と、を有し、
前記センサユニット（３０）は、
前記第２リフトロッド（２２）の前記長手方向の移動に連動して移動するセンサロッド（３２）と、
回転可能なプーリ（３５）と、
一端（３６ａ）が前記センサロッド（３２）に連結されると共に前記プーリ（３５）に巻回されるワイヤ（３６）であって、前記プーリ（３５）の回転に連動して前記一端（３６ａ）が移動するワイヤ（３６）と、
前記プーリ（３５）の回転に応じて回転する回転部材（３３ａ）を有し、前記回転部材（３３ａ）の回転量に応じて前記出力値を変化させる回転式センサ（３３）と、
前記プーリ（３５）及び前記回転式センサ（３３）の前記回転部材（３３ａ）を内装するケース（３１）と、を有する、
ことを特徴とする作業車輌にある。

【0007】

なお、上述カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、何ら本発明の構成を限定するものではない。

【発明の効果】

【0008】

本発明によると、回転式センサを用いて第２リフトロッドの位置を検知するので、センサユニットを小型化することができる。また、ケースにプーリ及び回転式センサの回転部材を内装したので、これらプーリ及び回転部材を保護することができ、外乱を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施の形態に係るトラクタを示す側面図。

【図2】作業機連結機構を示す斜視図。

【図3】センサユニットを示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は側面図。

【図4】（ａ）は上方から視たセンサユニットを示す分解斜視図、（ｂ）は下方から視たから視たセンサユニットを示す分解斜視図。

【図5】蓋部を外した状態のセンサユニットを示す斜視図。

【図6】センサユニットを示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る作業車輌としてのトラクタ１は、図１に示すように、前輪２及び後輪３により支持される走行機体５と、該走行機体５の後部にロータリ耕耘装置等の作業機（不図示）を連結可能な作業機連結機構２０と、を備え、走行機体５を前進走行させながら、作業機によって耕耘作業等の各種作業を行なう。

【0011】

走行機体５は、前後方向に延びる金属製の車台６を備えており、該車台６の前部には、ディーゼルエンジンからなるエンジン７が載置されている。エンジン７、不図示のラジエータ及びラジエータファン等を内装するエンジンルーム９は、ボンネット１０によって覆われており、ボンネット１０の後方には、運転操作部１１が配設されている。上記ボンネット１０と上記運転操作部１１との間には、上記車台６から立接される機枠１２が配置されており、該機枠１２は、インテークカバー１３によって覆われている。上記運転操作部１１には、操向用の操向ハンドル１５と、後輪３を覆う左右のフェンダーフレーム１６，１６の間に配設された座席１７と、が設けられており、座席１７の後方には、安全フレーム１９が取り付けられている。なお、以下では、座席１７に着座した作業者の視点から視て、前後方向、左右方向及び上下方向を規定している。

【0012】

図２に示すように、作業機連結機構２０は、走行機体５に対して回動可能に支持される左右一対のリフトアーム２１，２１と、リフトアーム２１，２１に対してそれぞれ第１リフトロッド及び第２リフトロッドとしてのリフトロッド２２，２２を介して連結される左右一対のロアリンク２３，２３と、不図示のトップリンクと、を有している。リフトアーム２１，２１は、左右方向に並設されている。第１ロアリンク及び第２ロアリンクとしての左右一対のロアリンク２３，２３と、トップリンクと、から構成される３点リンク２８には、ロータリ耕耘装置等の不図示の作業機が接続される。

【0013】

第１リフトアーム及び第２リフトアームとしての左右一対のリフトアーム２１，２１は、不図示の昇降シリンダによって昇降可能に構成されており、リフトアーム２１，２１が昇降することで、作業機連結機構２０に接続された作業機が昇降される。右側のリフトロッド２２とリフトアーム２１との間には、伸縮シリンダ２５が介在しており、伸縮シリンダ２５の左側には、センサユニット３０が配置されている。右側のリフトロッド２２は、伸縮シリンダ２５によって、長手方向に移動可能に構成されている。すなわち、伸縮シリンダ２５及びリフトロッド２２を合わせた長さは、油圧によって可変である。右側のリフトロッド２２及びセンサユニット３０のセンサロッド３２は、Ｕ字ブラケット２６を介して右側のロアリンク２３に連結されている。よって、伸縮シリンダ２５が伸縮することで、左側のロアリンク２３に対する右側のロアリンク２３の鉛直方向の位置を調整することができる。

【0014】

作業機連結機構２０に接続された作業機は、前後方向に延びる軸（例えばＰＴＯ軸）を中心にロール方向に回転できるように支持されている。そして、油圧によって伸縮操作される伸縮シリンダ２５が伸縮することで、作業機はロール方向に回転可能に構成されている。伸縮シリンダ２５は、走行機体５に設けられた不図示の傾斜センサと、後述するセンサユニット３０と、の検知結果に基づいて作動し、作業機が水平制御される。

【0015】

センサユニット３０は、図３（ａ）乃至図４（ｂ）に示すように、センサケース３１と、センサロッド３２と、ポテンショメータ３３と、電圧を変換可能なレギュレータ３４と、を有している。センサケース３１は、本体部３１ａと、蓋部３１ｂと、を有しており、蓋部３１ｂが本体部３１ａにビスによって固定されることで、箱状に形成される。

【0016】

ケースとしてのセンサケース３１の内部には、図４（ａ）（ｂ）に示すように、プーリ３５と、プーリ３５に巻回されるワイヤ３６と、ワイヤ３６にテンションを付与するための戻りスプリング３７と、プーリ３５をセンサケース３１の本体部３１ａとの間で軸方向の移動規制をする押さえプレート３８と、本体部３１ａに固定されるガイドプレート３９と、を有している。

【0017】

センサケース３１の本体部３１ａには、回転式センサとしてのポテンショメータ３３が固定されており、ポテンショメータ３３の出力軸３３ａは、センサケース３１内に収容されている。なお、ポテンショメータ３３の一部は、センサケース３１の外方に露出しているが、回転部材としての出力軸３３ａはセンサケース３１によって覆われているので、雨や塵埃等から出力軸３３ａを保護することができ、ポテンショメータ３３の外乱を低減できる。

【0018】

プーリ３５は、ポテンショメータ３３の出力軸３３ａに連結されており、プーリ３５が回転すると、出力軸３３ａも回転するように構成されている。プーリ３５に巻回されるワイヤ３６は、一端３６ａがセンサロッド３２に設けられた止めネジ３２ａに連結され、他端がプーリ３５に固定されている。すなわち、プーリ３５の回転に連動して、ワイヤ３６の一端３６ａが移動する。センサロッド３２の止めネジ３２ａとは反対側の端部３２ｂは、右側のロアリンク２３に固定されたＵ字ブラケット２６（図２参照）に連結される。

【0019】

このため、伸縮シリンダ２５が油圧によって伸縮して、右側のリフトロッド２２が移動することで、Ｕ字ブラケット２６に連結されたセンサロッド３２も長手方向に移動する。すなわち、センサロッド３２は、センサケース３１から進退するように移動する。

【0020】

センサロッド３２が例えばセンサケース３１から突出する方向に移動すると、ワイヤ３６も送り出され、プーリ３５が回転する。プーリ３５が回転することで、プーリ３５に固定されたポテンショメータ３３の出力軸３３ａも回転する。出力軸３３ａが回転すると、ポテンショメータ３３の抵抗値が変化し、プーリ３５の回転量、すなわちセンサロッド３２の移動量を検知できる。センサロッド３２の位置に応じて変化するポテンショメータ３３の出力値は、例えば電圧である。センサロッド３２が例えばセンサケース３１に進入する方向に移動した場合も、プーリ３５の回転方向が異なるのみで、上述と同様にセンサロッド３２の移動量を検知できる。このように、ポテンショメータ３３は、センサロッド３２の移動量をリニアに検知することができる。

【0021】

プーリ３５は、戻りスプリング３７によって、ワイヤ３６を巻き込む方向に付勢されており、プーリ３５に巻回されるワイヤ３６には、常にテンションが掛かっている。これにより、ワイヤ３６がセンサロッド３２の動きに連動して進退しても、ワイヤ３６のテンションは維持される。このため、センサロッド３２の動きに対してプーリ３５の応答の遅延を低減することができ、センサロッド３２の動きに対するポテンショメータ３３の応答性を向上することができる。また、ワイヤ３６がプーリ３５の溝から脱落するのを低減できる。

【0022】

ポテンショメータ３３は、レギュレータ３４に接続されており、レギュレータ３４の入力電圧は、５Ｖと１２Ｖの２通りである。すなわち、ポテンショメータ３３には、レギュレータ３４を介して、５Ｖと１２Ｖのいずれの電源電圧も供給することができ、いずれの電源電圧の場合でも、同じ出力信号を得ることができる。例えば、５Ｖ電源入力のポテンショメータ３３に対して、レギュレータ３４に１２Ｖの入力電圧が接続された場合には、レギュレータ３４によって１２Ｖを５Ｖに降圧して、ポテンショメータ３３に５Ｖ電圧が供給される。

【0023】

５Ｖと１２Ｖは、トラクタの一般的な電源電圧であり、センサユニット３０の取付自由度を向上することができる。また、レギュレータ３４は、図３（ａ）（ｂ）及び図４（ａ）（ｂ）に示すように、センサケース３１の外側に支持され、センサケース３１の上面３１ｃ及び側面３１ｄから突出しないように配置されている。このため、レギュレータ３４がセンサケース３１の周辺部品と干渉せず、センサユニット３０を小型化できる。

【0024】

図５は、蓋部３１ｂを取り外した状態のセンサユニット３０を示す斜視図である。図６は、止めネジ３２ａを通る断面におけるセンサユニット３０の断面図である。センサケース３１の本体部３１ａには、ガイドプレート３９が固定されており、本体部３１ａには、ガイドプレート３９と空隙を開けて対向するように設けられたガイド面４０が設けられている。ガイドプレート３９とガイド面４０との間の空間ＳＰには、センサロッド３２の止めネジ３２ａが配置されている。

【0025】

空間ＳＰは、ガイドプレート３９の移動方向に沿ってセンサケース３１の長手方向に延びており、止めネジ３２ａが通過可能となっている。センサロッド３２は、回転可能に構成されており、センサロッド３２が自由に回転すると、センサロッド３２に止めネジ３２ａを介して連結されたワイヤ３６がねじれてしまう。

【0026】

このため、本実施の形態では、ガイドプレート３９とガイド面４０とで挟まれる空間ＳＰに止めネジ３２ａを配置し、止めネジ３２ａがガイドプレート３９又はガイド面４０に突き当たることで、センサロッド３２の回転角を規制している。言い換えれば、ガイドプレート３９及びガイド面４０は、センサロッド３２の回転角度を所定範囲に規制する規制部５０を構成している。なお、ガイドプレート３９のガイド面４０に対する取付け距離を変更することで、センサロッド３２の回転角を調整することができる。

【0027】

このように、センサロッド３２の回転角を規制することで、ワイヤ３６のねじれを低減し、ワイヤ３６へのダメージを低減することができる。また、センサロッド３２は、止めネジ３２ａが空間ＳＰ内で揺動可能な範囲で、ある程度回転可能に構成されているので、Ｕ字ブラケット２６への取付性を向上できる。

【0028】

以上のような構成により、本実施の形態のセンサユニット３０には、回転式センサであるポテンショメータ３３が適用されているので、センサロッド３２の移動方向（長手方向）に対してセンサユニット３０を比較的小型化することができる。

【0029】

また、ポテンショメータ３３の出力軸３３ａ、プーリ３５、ワイヤ３６の少なくとも一部及びセンサロッド３２の少なくとも一部がセンサケース３１に内装され、センサロッド３２、プーリ３５、ワイヤ３６及びポテンショメータ３３は、センサケース３１によってアッシー化される。このため、センサユニット３０の取付性及びメンテナンス性を向上することができる。

【0030】

なお、本実施の形態では、センサユニット３０に、出力軸３３ａの回転量に応じて抵抗値が変化するポテンショメータ３３を適用したが、これに限定されない。例えば、ポテンショメータ３３の代わりに、ロータリーエンコーダ等の他の回転式センサを適用してもよい。

【0031】

また、本実施の形態では、プーリ３５にワイヤ３６が連結され、戻りスプリング３７によってプーリ３５が付勢されていたが、これに限定されない。例えば、ワイヤ３６の端部を直接スプリングに連結し、該スプリングによってワイヤ３６を付勢してもよい。

【0032】

なお、本実施の形態では、本体部３１ａに設けられたガイド面４０と、ガイドプレート３９と、によってセンサロッド３２の回転角度を規制していたが、これに限定されない。例えば、ガイドプレート３９を省き、ガイド面４０と蓋部３１ｂとによってセンサロッド３２の回転角度を規制してもよい。

【0033】

また、本実施の形態では、走行装置としての前輪２及び後輪３によって走行機体５が支持されていたが、これに限定されない。例えば、前輪２及び後輪３のいずれか一方又は両方をクローラ等の他の走行装置に代えてもよい。また、本発明はトラクタに限らず、田植機等の他の作業車輌に対しても適応可能である。

【0034】

また、本実施の形態の開示は、以下の構成及び方法を含む。
（構成１）
走行装置に支持される走行機体と、
前記走行機体の後部に作業機を連結可能な作業機連結機構と、を備え、
前記作業機連結機構は、
左右方向に並設される第１リフトアーム及び第２リフトアームと、
トップリンク、第１ロアリンク及び第２ロアリンクを含み、前記作業機に連結される３点リンクと、
前記第１リフトアームと前記第１ロアリンクを連結する第１リフトロッドと、
前記第２リフトアームと前記第２ロアリンクを連結する第２リフトロッドと、
前記第２リフトロッドを、前記第２リフトロッドの長手方向に移動させる伸縮シリンダと、
前記第２リフトロッドの前記長手方向の位置に応じて出力値を変化させるセンサユニットと、を有し、
前記センサユニットは、
前記第２リフトロッドの前記長手方向の移動に連動して移動するセンサロッドと、
回転可能なプーリと、
一端が前記センサロッドに連結されると共に前記プーリに巻回されるワイヤであって、前記プーリの回転に連動して前記一端が移動するワイヤと、
前記プーリの回転に応じて回転する回転部材を有し、前記回転部材の回転量に応じて前記出力値を変化させる回転式センサと、
前記プーリ及び前記回転式センサの前記回転部材を内装するケースと、を有する、
ことを特徴とする作業車輌。
（構成２）
前記ワイヤの少なくとも一部及び前記センサロッドの少なくとも一部は、前記ケースに内装され、
前記センサロッド、前記プーリ、前記ワイヤ及び前記回転式センサは、前記ケースによってアッシー化される、
ことを特徴とする構成１に記載の作業車輌。
（構成３）
前記センサユニットは、前記センサロッドの回転角度を所定範囲に規制する規制部を有する、
ことを特徴とする構成１又は２に記載の作業車輌。
（構成４）
前記センサユニットは、前記ケースの外側に支持され、電圧を変換可能なレギュレータを有する、
ことを特徴とする構成１乃至３のいずれか１つに記載の作業車輌。

【符号の説明】

【0035】

１ 作業車輌（トラクタ）
２，３ 走行装置（前輪、後輪）
５ 走行機体
２０ 作業機連結機構
２１ 第１リフトアーム、第２リフトアーム（リフトアーム）
２２ 第１リフトロッド、第２リフトロッド（リフトロッド）
２３ 第１ロアリンク、第２ロアリンク（ロアリンク）
２５ 伸縮シリンダ
２８ ３点リンク
３０ センサユニット
３１ センサケース（ケース）
３２ センサロッド
３３ 回転式センサ（ポテンショメータ）
３３ａ 回転部材（出力軸）
３４ レギュレータ
３５ プーリ
３６ ワイヤ
３６ａ 一端
５０ 規制部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】