(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵ハンドル（９）の操作方向に応じて圧油供給源（１０）から操舵用油圧アクチュエータ（１６）への圧油の流れを制御するパワーステアリングユニット（１２）を備えた移動農機の操舵装置において、前記移動農機の車速を検出する車速センサ（２７）と、前記操舵ハンドル（９）の操作速度を検出するセンサ（２８）を設け、前記パワーステアリングユニット（１２）と操舵用油圧アクチュエータ（１６）との油路間に、同油路内の油量全部を通過させる状態とその一部を通過させる状態に切り替える開閉手段（２５）を設け、前記両センサ（２７，２８）により車速が設定速度以下で且つハンドル速度が設定速度以上の状態が検出される機体の旋回操作には、前記開放手段（２５）を前記油路間の油量を全部連通させる状態として操向輪（２，２）の操舵速度を速くする制御手段（２９）を設けたことを特徴とする移動農機の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋回時等に機体を素早く方向転換できるようにした移動農機の操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばトラクタ等の移動農機の場合、操舵ハンドルを中立位置から右もしくは左に約２回転させると、操舵輪の操舵角が最大となるよう設定されている。トラクタは圃場の端で機体を急旋回させることが多いが、その度に一気に操舵ハンドルを２回転させて方向転換するのは容易ではない。そこで、操舵ハンドルの少ない操作量でも急旋回させられるようにした提案がなされている（特開平８−２６１２６号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載の操舵装置（旋回装置）は、操舵ハンドル（ステアリングホイール）の操作方向に応じて圧油供給源（油圧供給手段）から操舵用油圧アクチュエータ（パワーステアリングシリンダ）への圧油の流れを制御すると共に、操舵ハンドルの操作量に応じて通過する圧油の流量を調節するパワーステアリングユニットを備え、操舵ハンドルの操舵状態に対応して、操舵用油圧アクチュエータへの圧油の供給を、前記パワーステアリングユニットを経由して供給される流れと、直接供給される流れとに切り替える構成となっている。
【０００４】
つまり、通常は油圧供給源から操舵用油圧アクチュエータへパワーステアリングユニットを経由して圧油が供給されるが、所定の条件下で操舵ハンドルを操作すると、油圧供給源から操舵用油圧アクチュエータへ直接圧油が供給されるようになるのである。したがって、前記所定の条件下での旋回時には操舵ハンドルの操作が操舵輪の操舵になんら関与しない状態となり、この時、機体の進路に障害物等があってもこれを回避できないという問題を有していた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は次のように構成した。すなわち、本発明にかかる移動農機の操舵装置は、操舵ハンドル（９）の操作方向に応じて圧油供給源（１０）から操舵用油圧アクチュエータ（１６）への圧油の流れを制御するパワーステアリングユニット（１２）を備えた移動農機の操舵装置において、前記移動農機の車速を検出する車速センサ（２７）と、前記操舵ハンドル（９）の操作速度を検出するセンサ（２８）を設け、前記パワーステアリングユニット（１２）と操舵用油圧アクチュエータ（１６）との油路間に、同油路内の油量全部を通過させる状態とその一部を通過させる状態に切り替える開閉手段（２５）を設け、前記両センサ（２７，２８）により車速が設定速度以下で且つハンドル速度が設定速度以上の状態が検出される機体の旋回操作には、前記開放手段（２５）を前記油路間の油量を全部連通させる状態として操向輪（２，２）の操舵速度を速くする制御手段（２９）を設けたことを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の操舵装置を設けたトラクタの概要について説明する。図１に示すトラクタ１は、前後四輪駆動車両であって、機体の四隅部に前輪２，２と後輪３，３を備えている。機体前部に搭載したエンジン５の回転動力を、該エンジンの後方に設けたミッションケース６内の変速装置により適宜変速し、その動力を前輪２，２及び後輪３，３に伝達している。図示しない４ＷＤ切替装置により、後輪のみを駆動する後輪２駆状態と、前輪及び後輪を等速度で駆動する４ＷＤ状態と、前輪の方が後輪よりも速い速度で駆動する前輪増速状態とに切り替えられるようになっている。左右の後輪３，３の前方から上方にかけてフェンダー７，７が取り付けられ、この左右フェンダーの間に座席８が設けられている。そして、座席８の前方に、操舵輪である前輪２，２を操舵する操舵ハンドル９が設けられている。
【０００７】
図２は操舵装置の第一例の油圧回路を表している。この操舵装置は、圧油供給源である油圧ポンプ１０から送り出される圧油の一部が、油路１１を通ってパワーステアリングユニット（以下、「パワステユニット」とする）１２に供給される。パワステユニット１２は、操舵ハンドル９に接続するステアリングシャフト９ａにてそれぞれ操作される方向制御弁１２ａ及びポンプ１２ｂを備えており、操舵ハンドル９が中立位置にある時は油路１１と油路１３とがつながり圧油がそのまま油タンク１４へ戻され、操舵ハンドル９を中立位置から右に回すと、油路１１と油路１５とがつながり操舵ハンドルの回動量に相当する流量の圧油が操舵用油圧アクチュエータであるパワステシリンダ１６の右側シリンダ室１６ａへ送られると共に、油路１７と油路１３とがつながり該シリンダの左側シリンダ室１６ｂ内の油が油タンク１４へ戻され、操舵ハンドル９を中立位置から左に回すと、油路１１と油路１７とがつながり操舵ハンドルの回動量に相当する流量の圧油がパワステシリンダ１６の左側シリンダ室１６ｂへ送られると共に、油路１５と油路１３とがつながり該シリンダの右側シリンダ室１６ｂ内の油が油タンク１４へ戻されるように構成されている。なお、油タンク１４へ戻される油の一部はメインクラッチ１８へ潤滑油として供給される。符号２０，２１，２２はそれぞれリリーフ弁である。
【０００８】
また、前記油路１５，１７と前記油路１３とを結ぶ戻し油路２４が設けられている。この戻し油路２４は、該回路を開閉する開閉手段としてのパワステ流量調整弁２５によって油路１５，１７と接続されている。戻し回路２４が開いた状態では、パワステユニット１２を通過した圧油の一部（約１／２）が戻し油路２４を通って油タンク１４へ戻され、残りがパワステシリンダ１６へ供給される。パワステ流量調整弁２５を駆動して戻し回路２４を閉じると、パワステユニット１２を通過した圧油の全量がパワステシリンダ１６へ供給されるようになる。
【０００９】
パワステ流量調整弁２５はソレノイド弁であって、図３に示すように、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ２６、車速を検出する車速センサ２７、及び操舵ハンドル９の操作速度するステアリングセンサ２８の検出結果に基づき、マイコン２９からパワステ流量調整弁２５のソレノイド２５ａへ駆動出力が出される。図４はその制御のフローチャートで、車速が設定速度（例えば６ｋｍ／ｈ）以下、且つエンジン回転数が設定回転数（例えば１５００ｒｐｍ）以上、且つハンドル操作速度が設定速度（例えば６０ｒｐｍ）以上である場合にソレノイド２５ａに出力して戻し油路２４を閉じ、上記条件の少なくとも一つを満たさない場合はソレノイド２５ａに出力せず戻し油路２４を開いたままとするように制御している。
【００１０】
油路１５，１７におけるパワステ流量調整弁２５とパワステシリンダ１６の間にはパイロットチェック弁３１，３１がそれぞれ設けられ、操舵ハンドル９が中立位置にある時に戻し油路２４から油が漏れるのを防止し、直進性を維持するようにしている。
【００１１】
この操舵装置は以上のように構成され、通常の圃場内での作業時には次のように動作する。操舵ハンドル９が設定速度以下の操作速度で右もしくは左に回動操作されると、パワステユニット１２を通る圧油の一部（約１／２）だけがパワステシリンダ１６に供給されることとなり、比較的ゆっくりした速度で前輪２，２が操舵される。この時は、操舵ハンドル９を中立位置から右もしくは左へ約２回転させると、前輪２，２の操舵角が最大となる（図５のＡ部分）。また、操舵ハンドル９が設定速度を超える操作速度で右もしくは左に回動操作されると、パワステユニット１２を通る圧油の全量が操舵用パワステシリンダ１６に供給され、前記場合の約２倍の速度で前輪２，２が操舵される。よって、操舵ハンドル９を中立位置から右もしくは左を約１回転させるだけで、前輪２，２の操舵角が最大となり（図５のＢ部分）、迅速な旋回が可能となる。
【００１２】
車速が設定速度を超える場合は、操舵ハンドル９を設定速度を超える操作速度で回しても操舵が速くなることはなく、路上走行時における急旋回を防止している。また、エンジン回転数が設定回転数に満たない場合も、作業時ではないと判断されるので、操舵ハンドル９を設定速度を超える操作速度で回しても操舵が速くなることはない。
【００１３】
なお、この操舵装置においては、図６及び図７に示すように、前記パワステ流量調整弁２５及びパイロットチェック弁３１，３１を含むパワステユニット１２からパワステシリンダ１６への油圧回路ユニット３２を、パワステユニット１２と一体に取り付けることにより、ホース、配管等を簡略化し、コストダウンを図っている。
【００１４】
次に、図８は本発明とは若干相違する参考例として、操舵装置の第二例の油圧回路を表している。この操舵装置は、油圧ポンプ１０から送り出される圧油（パワステ用圧油）が分流弁３５によって二つの流れに分けられ、一方の流れはパワステユニット１２ヘ圧油を送り、他方の流れはパワステ流量増幅弁３６（開閉手段）へ圧油を送るようにしている。パワステ流量増幅弁３６は、送られている圧油を前記パワステユニット１２へ圧油を送るもう一方の流れに合流させる中立位置と、右送り油路３７を介してパワステシリンダ１６の右側シリンダ室１６ａに流す右送り位置と、左送り油路３８を介して左側シリンダ室１６ｂに流す左送り位置とに切り替わるようになっている。パワステユニット１２は第一例のものと同じ構成であるので、説明を省略する。
【００１５】
パワステ流量増幅弁３６はソレノイド弁であって、図９に示すように、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサ２６、車速を検出する車速センサ２７、及び操舵ハンドル９の操作速度を検出するステアリングセンサ２８の検出結果に基づき、マイコン２９からパワステ流量増幅弁３６の右操舵用ソレノイド３６ａ及び左操舵用ソレノイド３６ｂへ駆動出力が出される。図１０はその制御のフローチャートで、車速が設定速度以下、且つエンジン回転数が設定回転数以上、且つハンドル操作速度が設定速度以上である場合、操舵方向側のソレノイド３６ａ（或は３６ｂ）に出力して送り油路３７（或は３８）を開き、上記条件の少なくとも一つを満たさない場合はいずれのソレノイド３６ａ，３６ｂにも出力せず送り油路３７，３８を閉じたままとするように制御している。
【００１６】
この操舵装置は以上のように構成され、通常の圃場内での作業時には次のように動作する。操舵ハンドル９が設定速度以下の操作速度で右もしくは左に回動操作されると、パワステユニット１２を通る圧油だけが操舵用パワステシリンダ１６に供給されることとなり、比較的ゆっくりした速度で前輪２，２が操舵される。この時は、操舵ハンドル９を中立位置から右もしくは左へ約２回転させると、前輪２，２の操舵角が最大となる（図５のＡ部分）。また、操舵ハンドル９が設定速度を超える操作速度で右もしくは左に回動操作されると、パワステユニット１２を通る圧油と送り油路３７（或は３８）を通る圧油の両方が操舵用パワステシリンダ１６に供給され、前記場合の約２倍の速度で前輪２，２が操舵される。よって、操舵ハンドル９を中立位置から右もしくは左を約１回転させるだけで、前輪２，２の操舵角が最大となり（図５のＢ部分）、迅速な旋回が可能となる。
【００１７】
第一例と同様に、車速が設定速度を超える場合やエンジン回転数が設定回転数に満たない場合は、操舵ハンドル９を設定速度を超える操作速度で回しても操舵が速くならないようにしている。
【００１８】
第一例は、パワーステアリングユニット１２を通過した圧油の一部を油タンク１４へ戻す戻し油路２４を設け、その戻し油路を操舵ハンドル９の操作速度に応じてパワステ流量調整弁２５で開閉することにより、パワステシリンダ１６に供給される圧油量を調節している。また第二例は、パワーステアリングユニット１２を経由せずパワステシリンダ１６へ圧油を直接送る送り油路３７，３８を設け、その送り油路を操舵ハンドル９の操作速度に応じてパワステ流量増幅弁３６で開閉することにより、パワステシリンダ１６に供給される圧油量を調節している。いずれの例についても、パワステシリンダ１６に多くの圧油量が供給され急旋回が行われる時において、操舵ハンドル９の操作が前輪２，２の操舵に反映されるため、旋回中に機体の進路に障害物等があってもこれを回避することができるのである。図示例では、パワステ流量調整弁２５及びパワステ流量増幅弁３６をソレノイド弁とし、その作動を電気的に制御しているが、これらの弁をメカ的に作動させる構成としてもよい。
【００１９】
更に、図１１は操舵装置の参考例である第三例の油圧回路を表している。この操舵装置は、基本的な回路構成は第二例と同じで、パワステ流量増幅弁３６′が比例ソレノイド弁となっており、操舵ハンドル９の操作速度に応じてパワステ流量増幅弁３６′の開度を調節し、操舵ハンドル９の操作速度が速いほど送り油路３７（或は３８）を通ってパワステシリンダ１６に供給される圧油の流量が多くなるよう制御している。これにより、第一例及び第二例のように、ある一定のハンドル回転速度を境として操舵速度が不連続に変わるのではなく、ハンドル回転速度の低速域から高速域へ操舵速度が連続的に変化する（図５のＣ部分）。操舵速度の変化の度合いは、オペレータの個人差に合わせて設定するとよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明にかかる移動農機の操舵装置は、パワーステアリングユニットと操舵用油圧アクチュエータとの油路間に、同油路内の油量全部を通過させる状態と、その一部を通過させる状態に切り替える開閉手段（２５）を設け、前記両センサ（２７，２８）により車速が設定速度以下で且つハンドル速度が設定速度以上の状態が検出される機体の旋回操作には、前記開放手段（２５）を前記油路間の油量を全部連通させる状態として操向輪（２，２）の操舵速度を速くする制御手段（２９）を設けたので、作業時に迅速な旋回が可能となるとともに、路上走行時等、非作業時における急旋回を防止できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】トラクタの側面図である。
【図２】操舵装置の第一例の油圧回路図である。
【図３】その制御装置のブロック図である。
【図４】その制御のフローチャートである。
【図５】ハンドル回転速度と中立から最大操舵までのハンドル回転数との関係を示すグラフである。
【図６】操舵装置の配置を表す図である。
【図７】油圧回路ユニットの（ａ）平面断面図、及び（ｂ）側面断面図である。
【図８】操舵装置の第二例の油圧回路図である。
【図９】その制御装置のブロック図である。
【図１０】その制御のフローチャートである。
【図１１】操舵装置の第三例の油圧回路図である。
【符号の説明】
１  トラクタ
２  前輪
３  後輪
５  エンジン
９  操舵ハンドル
１０  油圧ポンプ（油圧供給源）
１２  パワーステアリングユニット
１４  油タンク
１６  パワステシリンダ（操舵用油圧アクチュエータ）
２４  戻し油路
２５  パワステ流量調整弁（開閉手段）
３６，３６′  パワステ流量増幅弁（開閉手段）
３７，３８  送り油路
【図１】
0003687257.tif 000002
【図２】
0003687257.tif 000003
【図３】
0003687257.tif 000004
【図４】
0003687257.tif 000005
【図５】
0003687257.tif 000006
【図６】
0003687257.tif 000007
【図７】
0003687257.tif 000008
【図８】
0003687257.tif 000009
【図９】
0003687257.tif 000010
【図１０】
0003687257.tif 000011
【図１１】
0003687257.tif 000012