(57)【要約】【課題】ロータリ作業機等では、カバー内で土を攪拌させながら耕耘している為、粘度の高い土を耕耘する場合、作業機を上昇と同時にトラクタを走行すると、前記攪拌中の土が大きな塊となって耕耘個所とは別の場所に落下し、圃場に凹凸を生じるという課題が有った。【解決手段】トラクタでは、比例圧力制御弁にて作業機Ｒの昇降速度を変速する構成とする。またトラクタに作業機Ｒの高さを検出するリフトアーム角センサ６を設ける。前記作業機Ｒを上昇する際には、リフトアーム角センサ６の検出値に基づいて、少なくとも前記作業機Ｒが地表から浮上する間は前記ＰＴＯ軸３へ伝達される回転動力を「切」操作すると共に、作業機Ｒの上昇速度を減速させる。またポジション制御で作業機を上昇する場合は、前記減速操作を牽制する。【選択図】　　　　　図１
2004057151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（Ｅ）の回転動力をＰＴＯ軸（３）を介して昇降自在に連結した作業機（Ｒ）へ伝達すると共に、前記作業機（Ｒ）の上昇時にクラッチ手段（４）により前記伝達動力を「切」としてＰＴＯ軸（３）の回転を停止させるトラクタのＰＴＯ回転制御装置において、
前記トラクタには、
作業機（Ｒ）の昇降速度を変速する作業機昇降速度変更手段（５ｕ）と、
作業機（Ｒ）の高さを検出する作業機高さセンサ（６）と、
前記作業機（Ｒ）を上昇する際に作業機高さセンサ（６）の検出値に基づいて、少なくとも前記作業機（Ｒ）が地表から浮上する間は前記ＰＴＯ軸（３）へ伝達される回転動力を「切」操作すると共に、作業機（Ｒ）の上昇速度を減速させる制御手段（１０）とを設けたことを特徴とするトラクタのＰＴＯ回転制御装置。
【請求項２】
前記トラクタには、作業機（Ｒ）を、
手動操作で上昇する手段（１７ｓ，２８）と、
後進操作で上昇する手段（１６ｓ）と、
旋回操作で上昇する手段（２９）とを設け、
前記制御手段（１０）では、少なくとも前記手動操作で作業機（Ｒ）を上昇したときには、前記作業機（Ｒ）の上昇時の減速を牽制する構成としたことを特徴とするトラクタのＰＴＯ回転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トラクタのＰＴＯ回転制御装置の構成に関し、特にロータリ耘作業時に利用できる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、農業用トラクタ等では、エンジンの回転動力をＰＴＯ軸を介して昇降自在に連結した作業機へ伝達すると共に、前記作業機の上昇時にＰＴＯクラッチにより前記伝達動力を「切」として同軸の回転を停止させるＰＴＯ回転制御装置が知られている。
【０００３】
上記従来の装置は、トラクタでのロータリ作業において、枕地等でロータリ作業機を上昇する時に、耕耘爪の回転により同作業機の上げ位置に凹部が生じ、更にこの後方にも土が溜まることで凸部が生じて、均平作業を損なわないよう図られたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ロータリ作業機等では、カバー内で土を攪拌させながら耕耘している為、特に粘度の高い土を耕耘している場合、作業機を上昇と同時にトラクタを走行すると、前記攪拌中の土が大きな塊となって耕耘個所、即ち作業機の上げ位置とは別の場所に落下し、尚圃場に凹凸を生じるという課題が有った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題に鑑みて、トラクタの作業機昇降装置を以下のように構成した。
即ち、請求項１の発明では、エンジン（Ｅ）の回転動力をＰＴＯ軸（３）を介して昇降自在に連結した作業機（Ｒ）へ伝達すると共に、前記作業機（Ｒ）の上昇時にクラッチ手段（４）により前記伝達動力を「切」としてＰＴＯ軸（３）の回転を停止させるトラクタのＰＴＯ回転制御装置において、
前記トラクタには、
作業機（Ｒ）の昇降速度を変速する作業機昇降速度変更手段（５ｕ）と、
作業機（Ｒ）の高さを検出する作業機高さセンサ（６）と、
前記作業機（Ｒ）を上昇する際に作業機高さセンサ（６）の検出値に基づいて、少なくとも前記作業機（Ｒ）が地表から浮上する間は前記ＰＴＯ軸（３）へ伝達される回転動力を「切」操作すると共に、作業機（Ｒ）の上昇速度を減速させる制御手段（１０）とを設けたことを特徴とするトラクタのＰＴＯ回転制御装置とした。
【０００６】
（請求項１の作用）
以上のように構成した請求項１の発明では、作業機高さセンサ（６）によって作業機（Ｒ）地表から上昇したことが検出されるまで作業機（Ｒ）の上昇速度が減速される。
【０００７】
また請求項２の発明では、前記トラクタには、作業機（Ｒ）を、
手動操作で上昇する手段（１７ｓ，２８）と、
後進操作で上昇する手段（１６ｓ）と、
旋回操作で上昇する手段（２９）とを設け、
前記制御手段（１０）では、少なくとも前記手動操作で作業機（Ｒ）を上昇したときには、前記作業機（Ｒ）の上昇時の減速を牽制する構成としたことを特徴とするトラクタのＰＴＯ回転制御装置とした。
【０００８】
（請求項２の作用）
以上のように構成した請求項２の発明では、オペレータが手動で作業機（Ｒ）を上昇するときには、ＰＴＯ軸（３）へ伝達される回転動力を「切」操作するものの、作業機（Ｒ）は高速で上昇される。
【０００９】
【発明の効果】
以上のように構成した請求項１の発明では、作業機（Ｒ）の上昇時に、ＰＴＯ軸（３）の回転が停止することで、この上げ位置にて耕耘した土を後方へ移動させることが無くなるので、耕耘跡を極力均平に仕上げることができると共に、作業機（Ｒ）の上昇速度を緩く抑えることで、耕耘中の土を前記上げ位置に的確に落下させて凹部を埋めて、前述同様、耕耘跡を極力均平に仕上げることができる。
【００１０】
また請求項２の発明では、オペレータが手動で作業機（Ｒ）を上昇するときには、前記作業機（Ｒ）の上昇速度と比較して、より高速で上昇させるので、負荷を迅速に回避したり、迅速に移動することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施を図面に基づいて説明する。
トラクタ１は、図２に示すように、ボンネット１１内部にディーゼルエンジンＥを備え、このエンジンＥ下方に左右前輪１２Ｆ，１２Ｆを支持するフロントアクスルケースを設けると共に、エンジンＥ後部に、走行系及びＰＴＯ系の動力伝達機構を内装するミッションケース１３を接続し、更にこのケース１３後部左右に後輪１２Ｒ，１２Ｒを支持するリヤアクスルケースを接続する構成となっている。
【００１２】
また前記エンジンＥのガバナ機構Ｇには、図３に示すように、アクセル操作用アクチュエータとして回転ギヤ１４を備えた電動モータ９を設け、前記ガバナ機構Ｇの燃料噴射量を調整する所謂ガバナアームＧａに半月ギヤ１９を設け、回転ギヤ１７と半月ギヤ１９を噛み合わせて前記電動モータ９の駆動によりエンジンＥの燃料噴射量、即ちエンジン回転数を強制的に増減操作する構成となっている。
【００１３】
また、操縦席１５の側方には、変速レバー１６や作業機昇降レバー１７等を突設し、各レバー１６，１７の回動基部に操作位置を検出するレバー位置センサ１６ｓ、１７ｓを設けている。
また、前記レバー１６，１７近傍のフェンダーには、図５の符号２に示すように、各種旋回制御を単一の操作部にて設定するダイヤル式の旋回制御入切スイッチ２を設け、直進時及び旋回時の前輪駆動（２ＷＤ−４ＷＤ−前輪増速４ＷＤ）状態、旋回時の旋回内側後輪１２Ｒのブレーキの有無及びブレーキ圧、そして旋回に作業機Ｒを上昇させる制御（オートリフト制御）の入切を設定する構成となっている。
【００１４】
詳しくは、ダイヤル上の指定位置２ａを「２ＷＤ」の位置に設定するとトラクタを常時２ＷＤに維持し、「４ＷＤ」の位置に設定すると常時４ＷＤに維持し、更に「前輪増速」の位置に設定するとトラクタ１を直進時には「４ＷＤ」で旋回時には前輪１２Ｆの周速を後輪１２Ｒの周速に比して増速させる構成となっている。また前記ダイヤル上の指定位置２ａを前記「前輪増速」位置を超えてオートブレーキの範囲に設定すると、前記「前輪増速」状態を維持しつつ且つ旋回内側の後輪１２Ｒにダイヤル位置に応じたブレーキ圧をかける構成となっている。また前記ブレーキ圧を「弱」位置を超えて設定している場合は、前記オートリフト制御を「入」とする構成となっている。
【００１５】
尚、前記入切スイッチ２の回転範囲は、前記「２ＷＤ」の位置から前記ブレーキ圧が後輪１２Ｒをロックする程度の圧に設定する「強」位置までの範囲となっている。
また、前記旋回制御入切スイッチ２の近傍には、隠しカバー６０に覆われた車両の後進操作に連動して作業機Ｒを上昇させる後進時作業機上昇制御（以下、バックアップ制御）の入切スイッチ２０、この発明の作業機Ｒを上昇させるときにＰＴＯ軸３の回転を停止させるＰＴＯアップストップ制御の入切スイッチ２１、作業機Ｒの上昇または後進時に前記電動モータ９によってエンジンＥの回転数を一定量だけ減速させるエンジン回転数制御（以下、アクセル制御）の入切スイッチ２２を設け、更にカバー６０外に前記作業機Ｒの上げ位置を任意に設定する上げ位置設定器２３等の各種設定器を設けている。
【００１６】
そして、上記スイッチや設定器２，２３，２４等は、操縦席１５下方に設置した制御手段となるコントローラ１０へと接続する構成となっている。
また前記操縦席１５の前方には、メータパネル２５を設け、前記各種制御のパイロットランプや液晶モニタ、警報ブザー等、各種報知装置を設ける構成となっている。また更に前記メータパネル２５の後方には、ステアリングハンドル２４を突設するハンドルポスト２６を立設し、同ポスト２６の側面に、ポスト内部の昇降スイッチ２７をＯＮ操作する作業機昇降用ワンタッチレバー２８を突設する構成となっている。また、前記ステアリングハンドル２４の回動基部には、車体の旋回操作を検出する手段としてハンドル切角センサ２９を設けている。
【００１７】
また、前記ハンドルポスト２６の一側面には、回動支持部に摩擦材を備え前記エンジンＥの出力回転数を設定保持するスロットルレバー３５等を設け、同レバーを前後に押し引き操作することで、ワイヤー等機械式連動機構を介して前記ガバナ機構のガバナアームＧａの角度を調整する構成となっている。
【００１８】
また、前記操縦席１５前方のフロア３６には、アクセルペダル３７や左右後輪２Ｒ，２Ｒを夫れ夫れ制動する左右ブレーキペダル３８，３８等を設けている。また、前記ブレーキペダルには、図４に示すように、両ペダルを一体化するブレーキ連結片３９及び両ペダルが一体化した状態を検出する手段としてブレーキペダル連結スイッチ３９ｓを設けている。
【００１９】
これにより、前記ブレーキ３８，３８が一体化されている状態では、トラクタ１が路上走行やローダ作業等を行っている状態と想定し、前記各種旋回制御やバックアップ制御等、主に圃場作業に利用される制御の作動を牽制する構成となっている。
【００２０】
次にトラクタ１の車体後部について説明する。
前記ミッションケース１３の後部には、作業機昇降用油圧シリンダ４０を内装するシリンダケース４１を備え、前記シリンダ４０のピストン伸縮によりケース左右に支持するリフトアーム４を上下回動する構成となっている。そして前記リフトアーム４の片側基部に作業機高さセンサとしてのリフトアーム角センサ６を設けている。
【００２１】
また、車体後部には、トップリンク４５ｕと左右のロワーリンク４５ｌから成る３点リンク機構４５を設け、同リンク機構４５に対地作業機としてロータリ作業機Ｒを連結する構成となっている。
これにより、前記コントローラ１０では、作業機上昇用比例流量制御弁のソレノイド５ｕ、或いは作業機下降用比例流量制御弁のソレノイド５ｄへ通電して、前記作業機昇降用レバー１７の操作角度とリフトアーム４の設定角度を一致させるように、或いは作業機昇降用ワンタッチレバー２８のスイッチ操作毎に、作業機Ｒを作業位置から前記上げ位置若しくは上げ位置から作業位置まで昇降する制御（ポジション制御）を行なう構成となっている。
【００２２】
また前記変速レバー１６基部のポテンショメータ１６ｓが「後進」位置を検出したときは、前記設定された上げ位置まで上昇させるバックアップ制御を実行し、また前記ハンドル切角センサ２９が旋回と想定される旋回角を検出したときには、同じく前記上げ位置まで上昇させるオートリフト制御を行なう構成となっている。
【００２３】
また前記ロータリ作業機Ｒの構成について説明すると、ロータリ作業機Ｒは、図１に示すように、耕耘軸４７の上方をロータリカバー４８にて覆い、同軸４７の後方を前記ロータリカバー４８に対し上下回動自在に枢支されたリヤバー４９にて覆う構成となっている。そして、トラクタ１のミッションケース後部に突設するＰＴＯ軸３の回転をユニバーサルジョイント４６を介して入力軸に伝達し、前記耕耘軸４７に伝達してロータリ爪５０…を回転駆動する構成となっている。
【００２４】
次に、トラクタ１の動力伝達構造について説明する。
前記エンジンＥから出力された回転動力は、まず主クラッチ５５へ伝達され、クラッチペダルの踏み込みにて断続操作する構成となっている。また主クラッチ５５にて伝達された回転動力は、走行系動力伝達系Ｌ１とＰＴＯ系動力伝達系Ｌ２に分岐され、この内、走行系動力伝達系Ｌ１の回転動力は、主変速装置５６、副変速装置５７を介して後輪デフ機構または前輪デフ機構に伝達する構成となっている。一方、前記ＰＴＯ系動力伝達系Ｌ２の回転動力は、前記コントローラ１０により圧着操作されるＰＴＯ入切操作用クラッチ手段となるＰＴＯクラッチ４にて入切操作され、同クラッチ４にて伝達された回転動力は、ＰＴＯ変速装置５９を介して前記ミッションケース１３背面から突設するＰＴＯ軸３へ伝達する構成となっている。
【００２５】
次に図５に基づきトラクタ１の制御系について説明する。
前記トラクタ１のコントローラ１０は、内部にＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭ等の各種記憶装置を内装し、この入力部には、前記旋回制御入切スイッチ２をコネクタを介して接続し、またバックアップ制御入切スイッチ２０、ＰＴＯアップストップ制御入切スイッチ２１、アクセル制御入切スイッチ２２、変速レバー基部のポテンショメータ１６ｓ、ハンドル切角センサ２９、作業機昇降レバー基部のポテンショメータ１７ｓ、昇降スイッチ２７、リフトアーム角センサ６、上げ位置設定器２３、ブレーキペダル連結スイッチ３９等を接続して設けている。
【００２６】
尚、前記旋回制御入切スイッチ２は、トラクタの機種型式に応じて他形態のスイッチ２’を選択してコントローラ１０へ接続する構成となっており、前記コントローラ１０では、電源投入時にスイッチの信号ラインの有無やその数、或いは識別信号に対して入力される電圧から機種型式を識別する構成となっている。
【００２７】
また図中符号６１のスイッチは、前記隠しカバー６０にて覆われた各種制御を、前記旋回制御入切スイッチ２の設定位置に連動させて自動で入切させるか否かを選択するスイッチを示し、ここでは、同スイッチ６１をＯＮ（連動）状態に設定した状態で、且つ前記旋回制御入切スイッチ２を「前輪増速」位置を超えて設定すると、バックアップ制御入切スイッチ２０、ＰＴＯアップストップ制御入切スイッチ２１、アクセル制御入切スイッチ２２の各制御の内、「入」に設定されている制御を共に自動で「入」とする構成となっている。
【００２８】
これにより、従来のように、複数の制御を作業に応じてその都度入切設定する構成と比較して設定操作を簡易化し、非作業時などでの制御の切り忘れも防止することができる。
またコントローラ１０の出力部には、オートリフト制御パイロットランプ６５、オートブレーキ制御パイロットランプ６６、バックアップ制御パイロットランプ６７、ＰＴＯアップストップ制御パイロットランプ６８、アクセル制御パイロットランプ６９、リフト昇降状態表示ランプ７０、２ＷＤ状態表示ランプ７１、４ＷＤ状態表示ランプ７２等の各種表示ランプを接続し、また作業機上昇用及び下降用の比例圧力制御弁のソレノイド５ｕ，５ｄ、ＰＴＯクラッチ４を入切操作する切替制御弁のソレノイド４ｓ、そして旋回時に前輪１２Ｆを増速させる前輪増速用切替制御弁のソレノイド７４、旋回内側の後輪１２Ｒを制動する比例圧力制御弁のソレノイド７５Ｌ，７５Ｒ、アクセル操作用の電動モータ７６等を接続して設けている。
【００２９】
以上のように構成したトラクタ１では、図６と図７に示すフローチャートのように各種制御が実行される。
まず、最初にトラクタ１を、エンジンキーにて電源ＯＮとすると、コントローラ１０では各種スイッチやセンサの接続状態を読み込み、機種型式に対応した制御プログラムを決定し使用状態に設定する（ＳＴＥＰ１〜３）。
【００３０】
またＳＴＥＰ４以降では、コントローラ１０は、前記バックアップ制御、オートリフト制御、オートブレーキ制御、前輪増速制御、アクセル制御、ポジション制御と順に各種制御プログラムを実行しリターンとなる。
また前記ＳＴＥＰ４のバックアップ制御と、ＳＴＥＰ５のオートリフト制御、ＳＴＥＰ８のポジション制御にて、前記作業機Ｒの上昇要求の有無を判別し、これがＹＥＳであれば、作業機Ｒの上昇操作時に、図７に示すＰＴＯアップストップ制御のサブルーチンを実行する。
【００３１】
ＰＴＯアップストップ制御では、まずＳＴＥＰ１で前記切替制御弁のソレノイド４ｓへ通電を行ってＰＴＯクラッチ４を切り操作する。そしてＳＴＥＰ２で作業機上昇用の比例圧力制御弁のソレノイド５ｕへ低電圧Ｖ１で通電を行ない作業機Ｒを低速で上昇させる。
【００３２】
尚、ここでは、前記作業機Ｒの上昇要因が前記バックアップ制御とポジション制御の場合であれば、このＳＴＥＰ２の処理での電圧を高圧Ｖ２に設定し、前記と比して作業機を高速で上昇させる。
その後、ＳＴＥＰ３の処理でリフトアーム角センサ６により、作業機が地表へ浮上するに十分な角度αが検出されたかどうかを判定し、これがＹＥＳであれば、前記ソレノイド５ｕへ高電圧Ｖ２で通電を行ない作業機Ｒを前記と比して高速で上昇させる。
【００３３】
更にＳＴＥＰ５では、作業機Ｒの高さが前記上げ位置設定器２３にて設定された上げ位置に所定角度内に近づく角度βとなったかどうかを判定し、これがＹＥＳとなると再度作業機Ｒを低速で上昇する。
以上のように構成したトラクタ１では、作業機Ｒの上昇前にＰＴＯ軸３の回転を停止し、耕耘爪５０の回転を停止するので、図１に示すＬ１の個所、即ちロータリ作業機Ｒの上昇地点にて、土を後方へ移動させず、従来のように耕耘爪５０を回転させた状態で作業機Ｒを上昇する構成と比較して、耕耘面を極力平坦に維持することができる。また作業機Ｒの上昇速度も、遅く抑えることで、カバー４８，４９内の土を前記作業機Ｒの上昇地点上に的確に落下させて、前記同様、作業機Ｒの上昇時に生じる凹凸を低減することができる。
【００３４】
また前記ポジション制御やバックアップ制御で作業機Ｒを上昇する場合には、前記ＰＴＯ軸３の回転を停止させるものの高速で作業機Ｒを上昇する構成としているので、オペレータが急激な負荷を回避しようとする操作や、迅速に移動する操作を妨げないよう図られている。
【００３５】
尚、この発明の別形態としては、前記ポジション制御の内、作業機昇降レバー１７にて上昇するときには、同レバー角とリフトアーム角の偏差に応じた速度としたり、作業機Ｒを低速で上げる範囲をダイヤル式設定器を設けて任意に設定したり、作業機Ｒの高さを前記リフトアーム角から求める構成に代え、リヤカバー４９に同カバー角度を検出する角度センサ（所謂耕深センサ）を設け、このカバー４９が地表へ浮き上がったと想定される角度まで、ＰＴＯ軸３の回転を停止させ作業機Ｒを低速で上昇する構成としても良い。
【００３６】
また前記作業機Ｒの下降操作では、前記作業機昇降ワンタッチレバー２８をＯＮ操作するか、或いは作業機昇降レバー１７を一旦作業機の停止位置まで操作し、作業機Ｒの停止位置と前記レバー１７の操作位置とを一致させた後、同レバー１７の回動操作に連動させて下降するが、前記バックアップ制御で作業機Ｒを上昇させた場合には、主に圃場端での土寄せ作業を想定される為、まず前記ワンタッチレバー２８にて前記角度αにて一旦停止させ、その後緩やかに下降する構成としている。
【００３７】
これにより、圃場端での土寄せ作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の作用を示す図。
【図２】トラクタの全体側面図。
【図３】エンジンのガバナ機構の一部拡大図。
【図４】左右ブレーキペダルの連結状態を示す図。
【図５】制御ブロック図。
【図６】制御フローチャート（１）。
【図７】制御フローチャート（２）。
【符号の説明】
１　　トラクタ
２　　旋回制御入切スイッチ
３　　ＰＴＯ軸
４　　ＰＴＯクラッチ
５ｕ　作業機上昇用比例圧力制御弁のソレノイド
５ｄ　作業機下降用比例圧力制御弁のソレノイド
６　　リフトアーム角センサ
１０　　コントローラ
１６　　変速レバー
１６ｓ　変速レバー基部のポテンショメータ
１７　　作業機昇降レバー
１７ｓ　作業機昇降レバー基部のポテンショメータ
２７　　昇降スイッチ
２８　　作業機昇降用ワンタッチレバー
２９　　ハンドル切角センサ
Ｌ１　作業機の上昇地点
α　　作業機の浮上想定角度
【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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【図７】
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