(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右駆動輪１，１をそれぞれ独立して制動するブレーキペダル２，２と、ステアリングハンドル３の操作量に対する操向輪４，４の作動量を変更可能な操向装置５とを有する作業車両において、前記ブレーキペダル２，２の踏み込み操作を検出する検出手段６と、作業機２０の高さを検出する手段１９ｓ（２３ｓ）を設け、このブレーキペダル２の踏み込み操作が検出され且つ作業機２０の高さが一定以上である時に、前記操向装置５によりステアリングハンドル３の操作量に対する操向輪４，４の操向量を増大可能に構成すると共に、前記操向量を増大させている状態を前記作業機２０の下降操作に連動して解除する構成としたことを特徴とする作業車両の操向装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トラクタや田植機の作業車両の操向装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術、及び課題】
従来、作業車両には、特開平８−１５６８１２号公報に示されているトラクタのように、耕耘作業での枕時旋回にステアリング操作を軽減するため、ステアリングハンドルの操作量に対して前輪の切れ角度を変更可能な操向装置を設けたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報に示されたものは、この操向装置の作動量をモード切替スイッチで切り替える構成であるので、圃場の形状によって小回り旋回と、大回り旋回とが繰り返し必要とされる場合は、旋回のたびにモード切替スイッチを切り替えて、前輪の操向量を大きくするか、或いは通常通りとするかを切り替える必要があった。このためトラクタの操作性を損なうものであった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、以上のような課題を解消するために、次のような技術的手段を講じた。即ち、左右駆動輪１，１をそれぞれ独立して制動するブレーキペダル２，２と、ステアリングハンドル３の操作量に対する操向輪４，４の作動量を変更可能な操向装置５とを有する作業車両において、前記ブレーキペダル２，２の踏み込み操作を検出する検出手段６と、作業機２０の高さを検出する手段１９ｓ（２３ｓ）を設け、このブレーキペダル２の踏み込み操作が検出され且つ作業機２０の高さが一定以上である時に、前記操向装置５によりステアリングハンドル３の操作量に対する操向輪４，４の操向量を増大可能に構成すると共に、前記操向量を増大させている状態を前記作業機２０の下降操作に連動して解除する構成としたことを特徴とする作業車両の操向装置とした。
【０００５】
【発明の効果】
これにより、オペレータが小回り旋回を行うことをブレーキペダル２，２の踏み込み操作にて判別し、この踏み込み操作が検出され且つ作業機２０の高さが一定以上であるときにだけステアリングハンドル３の操作量に対して操向輪４，４の切れ角度を増大可能にしたので、大回り旋回時や旋回終了後の条合わせなど操向輪４，４の操向量が増大すると具合の悪いときには、通常の操向操作が可能になり作業車両の操作性が向上する。
また、この操向量を増大させている状態を作業機２０の下降操作を検出して解除する構成としているので、例えばトラクタ等で旋回後に作業機２０を上昇したまま畦際まで後進して、この畦際まで操向する時でも操向輪４、４を少ないステアリング操作で操向することができ、同装置を圃場作業に適した状態で作動することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を作業車両である農用トラクタ（以下、トラクタ１０）について説明する。トラクタ１０の全体構成について説明する。
トラクタ１０には、機体前部のボンネット１１の内部にエンジン１２を設け、このエンジン１２からクラッチハウジング、ミッションケース１３、及びリアミッションケース１４等を一体に連結して設け車体の主枠を構成している。また、エンジン１２の下方左右には操向輪である前輪４，４を設け、リヤミッションケース１３の左右側方には駆動輪である後輪１，１を設けている。前輪１，１には、この操向角度を検出する前輪切角センサ９を設け、このトラクタ１０の操向を検出する構成となっている。
【０００７】
前記ボンネット１１の後面には、ハンドルポスト１５を設け、この側方に前後進切替レバー１６を設け、同ポスト１５の上部にステアリングハンドル３を突出して設けている。そして、このステアリングハンドル３の回転操作により後述する操向装置であるパワーステアリング装置５を介して前記前輪４，４を操向する構成となっている。この前後進切替レバー１６の回動基部には、前方へ押し込んだときにオンして後述する切替制御弁５１を切り替える前進スイッチ１６Ｆと、後方へ引き込んだときにオンして同制御弁５１を切り替える後進スイッチ１６Ｒとを設けている。また、ハンドルポスト１５の下方には、左右夫々の後輪１，１を制動するブレーキペダル２，２を設けている。ブレーキペダル２，２の左右夫々の回動基部には、この踏み込み操作を検出する手段であるブレーキスイッチ６，６を設け、この踏み込み時にオンする構成となっている。
【０００８】
トラクタ１０の操縦席１７の近傍について説明すると、この操縦席１７の側方には、旋回時の前輪４，４の作動量を変更する制御を入り切りする制御スイッチ８と、走行用変速レバー１８と、作業機２０の操作部であるポジションレバー１９を設けている。また、後述する作業機２０を駆動するＰＴＯ軸２１の回転を入り切りするＰＴＯ入切スイッチ２２と設けている。前記変速レバー１８の回動基部には、ポテンショメータ１８ｓを設け、オペレータのレバー操作を操縦席１７の下方に設けた制御部であるコントローラ７へ入力し、この変速操作に応じてミッションケース１３，１４内の変速装置３３を切り替える構成となっている。また、前記ポジションレバー１９の回動基部にも、ポテンショメータ１９ｓを設け、コントローラ７は、同レバー１９の操作角度を検出し、これに応じて後述するリフトアーム角センサ２３ｓの設定角度が一致するように作業機昇降用の比例圧力制御弁のソレノイド６６ｓ、６７ｓを励磁して後述するシリンダ２４を駆動する構成となっている。
【０００９】
トラクタ１０の後部の構成について説明する。前記リヤミッションケース１３の後上部にはシリンダーケース２５を設けている。このシリンダーケース２５には作業機昇降シリンダ２４を内蔵し、この昇降シリンダ２４のピストン伸縮によりケース２５の左右に支持したリフトアーム２６，２６を上下回動する構成となっている。そして、このリフトアーム２６の回動基部には、作業機位置検出手段であるリフトアーム角センサ２３ｓを設け、作業機２０の昇降位置を間接的に検出する構成となっている。また、リヤミッションケース１４の後部にはトップリンク２７と左右ロアリンク２８，２８とからなる３点リンク機構を設け，この後端部に作業機２０を連結可能に構成している。
【００１０】
図例の作業機２０は、ロータリ作業機であって、トラクタ１０のエンジン１１の回転動力をリヤミッションケース１４背面のＰＴＯ軸２１より取り出し、伝達軸２９を介して作業機２０側へ伝達し、この作業機２０側の伝導機構を介して複数の耕耘爪３３…を有する耕耘軸３１を回転し、圃場を耕起する構成となっている。
【００１１】
トラクタ１０の後輪１，１を制動するブレーキ装置について図３に基づいて説明する。前記リヤミッションケース１４内部に設けた後輪１，１を駆動する駆動軸３６には、左右ぞれぞれブレーキディスク３７…を設けている。このブレーキディスク３７…は、前記ブレーキペダル２とリンク機構を介して左右独立して接続され、このブレーキペダル２の踏み込み操作によりディスク同士が圧着する構成となっている。これにより、圃場での作業では、トラクタ１０の後輪を片側だけ制動可能になり隣接旋回を容易にしている。尚、トラクタ１０のエンジン１２の回転動力は、主クラッチ３２、前後進切替装置３４、主変速装置３３Ａ、副変速装置３３Ｂと伝達し、この副変速装置３３Ｂで出力された回転動力を、後輪デフ装置３９と、前輪駆動伝達装置６０へと分岐している。
【００１２】
トラクタ１０のパワーステアリング装置５について図４に基づいて説明する。パワーステアリング装置５は、ステアリングハンドル３の回転操作をステアリング軸４０等を介して操舵ユニット４１に入力している。そして、このステアリング軸４０の回転に応じてジロータ４２が回転され、ポンプ４３の油圧力が操舵ユニット４１から出力される構成となっている。この操舵ユニット４１と前輪操向用の油圧シリンダ４４間の油路には、この圧油の一部をタンク４５へ逃がす絞り４６，４６を有する切替制御弁４７と、この切替制御弁４７の送り出した圧油の逆流を止めるチェック弁４８を設けている。この切替制御弁４７は、通常時には前記絞り４６，４６を有する油室４９側に位置し、コントローラ７からの切替指令により絞り４６，４６を設けない油室５０へ切り替わり、全流量を前記シリンダ４４へ送り込む構成となっている。即ち、切替制御弁４７が絞り４６，４６の設けてない油圧室５０に切り替わっているときには、通常時と比較してステアリングハンドル３の操作量に対して前輪４，４の操向量を増大することができる。
【００１３】
前記コントローラ７は、図５に示されるように各種センサやスイッチの情報を処理するＣＰＵや、この情報を一時記憶するＲＡＭや、この制御プログラムを設定しているＲＯＭ等を有する構成となっている。そして、入力部には、前記制御スイッチ８と、前記前進スイッチ１６Ｆ、後進スイッチ１６Ｒと、前輪切角センサ９と、左右ブレーキスイッチ６，６と、変速レバー１８のポテンショメータ１８ｓと、ポジションレバー１９のポテンショメータ１９ｓと、ＰＴＯ入切スイッチ２２と、リフトアーム角センサ２３とを接続して設けている。また、出力部には、前進用油圧クラッチ５２Ｆ，５２Ｒの前進、及び後進用のソレノイド５１Ｆ，５１Ｒと、前記ＰＴＯ入切スイッチ２２に応じて油路を段階的に開放する切替制御弁５９のソレノイド５９ａ、及び５９ｂ、昇降シリンダ２４のピストンを伸縮する比例圧力制御弁のソレノイド６６ｓ，６７ｓと、前記操向用シリンダ４４への圧油量を切り替える切替制御弁４７のソレノイド４７ｓを接続して設けている。
【００１４】
以上のように構成されたトラクタ１０の操向装置の作用ついて、図１のフローチャートに基づいて説明する。
【００１５】
最初に、トラクタ１０の電源系統を「入」にしてエンジン１２を始動すると共に（ＳＴＥＰ１）、コントローラ７は、前記制御スイッチ８等のスイッチやセンサの設定状態、接続状態を読み込む（ＳＴＥＰ２）。次に左右どちらか一方のブレーキスイッチ６がオンされたかどうがが判定される（ＳＴＥＰ３）。ここでＹＥＳであれば、続いてリフトアーム角センサ２３ｓにより作業機２０の高さが一定以上かどうかを判定し、つづいて変速位置が低速側で、ＰＴＯ入切スイッチ２２が入であるかどうかを判定し、これらの判定（ＳＴＥＰ４，５，６）がすべてＹＥＳであれば、前記切替制御弁４７のソレノイド４７ｓへ通電指令を出力する。そしてこの出力は、前輪４，４の切れ角度が略中立位置に戻されると通電が停止される（ＳＴＥＰ９）。
【００１６】
これにより、オペレータは、作業時に圃場端へ差し掛かり小回り旋回するときにブレーキペダル２を踏み込むことで、少ないステアリングハンドル操作量で前輪４，４を大きく切ることができるので作業の省力化を図ることができる。また、この旋回時に前輪４，４を大きく操向する制御をブレーキペダル２，２の踏み込みを検知して作動可能とする構成としたので、ブレーキペダル２，２を踏み込まない大回り旋回や旋回終了後の条合わせの蛇行時には、通常時と同様のステアリング操作でトラクタ１０を走行可能であるため安定した操向操作を行うことができる。
【００１７】
ＳＴＥＰ４の作業機２０の位置を検出する手段としては、リフトアーム角度によらずポジションレバー１９の回動角度を検出してこの検出角度が作業機２０を非作業位置へ上昇操作したことを検出しても良い。このようにレバー１９の上昇操作を検出して、コントローラ７より切替指令を出力するようにすれば、昇降シリンダ２４の油圧的な作動遅れを解消することができて迅速な制御作動を可能にすることができる。
【００１８】
また、図６に示されたフローチャートは、この発明を示すフローチャートでありＳＴＥＰ４にて、オペレータの操向速度を検出する条件を加えている。即ち、前記トラクタ１０の前輪切角センサ９より単位時間当たりの切れ角から操向速度を検出して、この速度が小回り旋回と想定される操作速度以上であれば、他の条件の判定と合わせてステアリングハンドル３の操作量に対し前輪４，４の操向量を増大する構成としている。
【００１９】
また、ＳＴＥＰ９では、この操向量を増大している状態をポジションレバー１９のポテンショメータ１９ｓにより作業機２０の「下」操作を検出して切替制御弁４７の通電をオフする構成としている。これにより、前述した前輪４，４の中立復帰時に通電をオフする構成と比較して、旋回後に作業機２０を上昇したまま畦際まで後進して、この畦際まで操向する時でもトラクタ１０の前輪４、４を少ないステアリング操作で操向することができる。
【００２０】
尚、この下げ操作を検出する手段としては前記リフトアーム２６の角度を検出しても良いし、また、操縦席１７近傍に下降位置と上昇位置との間を作業機２０が連続的に昇降するスイッチを設け、このスイッチにより「下」操作を検出しても良い。また、ＳＴＥＰ４にて前輪４，４の作動量を増大する条件に代えて、前輪４，４の切れ角を小回り旋回と想定される角度（約３０度）に達したときを検出する構成としても良い。
【００２１】
【００２２】
【００２３】
尚、特許請求の範囲に実施の形態の構成に対応する部材の符号を付すが、この符号により、この発明をこの実施の形態に限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】トラクタの旋回時の制御作動を示すフローチャート。
【図２】トラクタの全体側面図。
【図３】トラクタの動力伝達を示す図。
【図４】トラクタの一部油圧回路図。
【図５】コントローラの接続状態を示すブロック図。
【図６】この発明の制御作動を示すフローチャート図。
【符号の説明】
１    駆動輪
２    ブレーキペダル
３    ステアリングハンドル
４    前輪
５    パワーステアリング装置
６    ブレーキスイッチ
１９    ポジションレバー
１９ｓ  ポジションレバー基部のポテンショメータ
２０    作業機
２３    リフトアーム
２３ｓ  リフトアーム角センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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