(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング（Ｓ）の切角（α）が一定の基準値（Ｍ）に達することによって、このステアリング切角（α）に対する前車輪（１）の操向速度（ｖ）を増速して操向連動し、ステアリング（Ｓ）の操向切角（α）に対する前車輪（１）の操向量（β）の比を切替変更して操向するパワステアリング（３７）の操向速度制御を有するトラクタの操行装置において、該基準値（Ｍ）を変更調節する設定器（５０）を設け、前記操向速度制御の停止後は、一定時間（ｔ）に亘って操向速度制御の停止を維持する構成にすると共に、通常の操向速度で操向する構成としたことを特徴とするトラクタの操向装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トラクタの操向装置に関し、ステアリングハンドルを操作して一定の基準値以上に操向すると操向旋回速度が増速して、操作性を向上させるものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
トラクタによる作業では、畦際での操向旋回を行うとき、ステアリングハンドルの操作切角を一定の基準値以上にすることによって、前車輪の切角を増速して、操作性を良くするパワステアリング形態があるが、圃場の乾湿や傾斜面、更には作業条件等によってその基準値が一定であると操作し難いことがある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ステアリングＳの切角αが一定の基準値Ｍに達することによって、このステアリング切角αに対する前車輪１の操向速度ｖを増速して操向連動し、ステアリングＳの操向切角αに対する前車輪１の操向量βの比を切替変更して操向するパワステアリング３７の操向速度制御を有するトラクタの操行装置において、該基準値Ｍを変更調節する設定器５０を設け、前記操向速度制御の停止後は、一定時間ｔに亘って操向速度制御の停止を維持する構成にすると共に、通常の操向速度で操向する構成としたことを特徴とするトラクタの操向装置の構成とする。
【０００４】
【発明の効果】
トラクタ走行の直進行程で、ステアリングハンドル７の切角αが予め設定器５０により設定された基準値Ｍに達しない領域での操向では、パワステアリング３７による前車輪１の操向速度ｖは、該ステアリングＳの操向速度ｖに応じたものとなって操向連動される。直進行程の終りから操向旋回行程に入るときは、ステアリングＳの切角αが設定器５０による基準値Ｍに達することによってパワステアリング３７による前車輪１の操向速度ｖが増速されて、速かに旋回される。
【０００５】
作業条件や走行条件等が異なることによって、前記基準値Ｍを変更するときは、設定器５０を操作して大小に調節する。この設定器５０による基準値Ｍを大きくすると、ステアリングＳの基準値Ｍに達する切角αは大きくなり、ステアリングＳの切角度を大きく操作したとき通常の操向速度ｖから増速される。又、逆に設定器５０により基準値Ｍを小さくするときは、このステアリングＳの切角αは小さくても前車輪１の操向は増速されて、操向も敏感となる。
【０００６】
このように設定器５０によってステアリングＳによる前車輪１の操向速度変速位置である基準値Ｍを変更調節できるものであるから、作業条件や走行条件等に応じて速やかに変更調節することができ、的確な操向操作で安全な旋回を行うことができる。
また、旋回操向が中立位置に戻るか、終了することによって、操向速度制御が一旦停止すると、この操向速度制御の停止は、一定時間ｔに亘って継続維持される。従って、この一定時間ｔ内に旋回操向が行われても操向速度の高速変更は行われず、通常の操向速度に戻った状態を維持される。これにより、急激な操向はなく、次の直進行程への折返走行、乃至条合せを円滑に行わせることができるようになる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
トラクタ車体４は、前部にエンジンＥを搭載し、この後側にクラッチハウジング５、ミッションケース６等を連結している。エンジンＥの前部にはステアリングハンドル７によってパワステを介して操向自在の前車輪１を有し、ミッションケース６の後部にはリヤアクスル８に後車輪９を軸装して、エンジンＥの駆動で各々伝動して走行しうる四ＷＤ形態の走行装置としている。
【０００８】
車体４の後側には、リフトアーム１０によって上下動される三点リンク機構１１を介して、耕耘爪１２を有するロータリ耕耘装置１３が連結される。この耕耘爪１２は車体４後部のＰＴＯ軸１４の連動によって回転される。１５はフェンダー、１６は操縦席、１７はポジションレバー、１８はコントローラ１９を収容するコントロールボックスである。
【０００９】
なお、前記前車輪１、後車輪９、及びＰＴＯ軸１４への伝動機構は、エンジンＥのクランク軸２０から主クラッチ２１を経て前進切替クラッチ２２、主変速装置２３、副変速装置２４、及びリヤデフ２５等を連動し、この左右のデフ軸２６からリヤアクスル２７の後車輪９を伝動しうる。左右の各デフ軸２６には操向ブレーキ２８が設けられる。
【００１０】
又、該副変速装置２４からは、前車輪伝動軸２９が連動されて、四ＷＤ変速装置３０を経てフロントデフ３１を連動し、このフロントデフ３１の左右のデフ軸３２から左右の前車輪１を連動する。該四ＷＤ変速装置３０は、四ＷＤクラッチ３３を有して前車輪１への伝動を入り（四ＷＤ）、切り（二ＷＤ）しうる。又倍速クラッチ３４を有して前車輪１の伝動を後車輪９のほぼ２倍の速度となるように変速（倍速四ＷＤ）できる。
【００１１】
又、前記ＰＴＯ軸１４は、前後進切替装置２２部からＰＴＯクラッチ３５、及びＰＴＯ変速装置３６等を介して伝動される。
前記ステアリングハンドル７によるパワステアリング３７を介する前車輪１の操向連動構成は、ステアリングハンドル７の回転により油圧力によるパワステアリング３７によるパワステ油圧回路３８の切替えによってステアリングシリンダ３９のステアリングピストン４０を左、右へ移動させてナックルアーム４１を操向連動する構成である。
【００１２】
前記パワステアリング３７からなるパワステ油圧回路３８は、この回路３８への供給油量を切替変更しうる切替制御弁４２を設けて、油圧ポンプＰからのバイパス４３を切替連通させる。４４は絞りで、バイパス４３からこの油圧回路３８への供給油量を少く制限する絞りエリアＡに設けられる。他方の全開エリアＢは、油量を制限しないで全開で供給する。４５はこの切替制御弁４２を戻しばね４６に抗して切替える電磁ソレノイドである。４７はパワステアリング３７への油圧回路、Ｒはリリーフバルブ、Ｔはタンクポートである。５３は前車輪１の操向量（切角）βと操向速度ｖとを検出する前輪操向センサで、ナックルアーム４１部に設けられている。
【００１３】
前記ステアリングＳの切角αを操向速度として変更しうる操向速度制御装置２を構成するコントローラ１９は、入力側に、制御入切スイッチ４９、ステアリング操作によって制御を開始させるための基準値Ｍを設定し変更調節する制御開始角度設定ダイヤルからなる設定器５０、ＰＴＯクラッチ３５によるＰＴＯ入切スイッチ５１、主変速装置２３や副変速装置２４等による変速位置を選定操作する変速位置スイッチ５２、ステアリングハンドル７等によりパワステアリング３７を経て前車輪１の操向量（切角）と操向速度ｖとを検出する前輪操向センサ５３、ポジションレバー１７の操作角を検出してリフトアーム１０を操作角対応位置に上下回動させるポジションレバーのポテンショメータ５４、そのリフトアーム１０の回動角を検出するリフトアーム角センサ５５、左右の前車輪１の回転数を検出する前輪回転センサ５６、及び、ステアリングハンドル７の切角αと切角速度とを検出するステアリングセンサ４８等を有する。
【００１４】
又、コントローラ１９の出力側には、前記前輪切角増大用の切替制御弁４２を作動する切角増大用のソレノイド４５の他に、ＰＴＯクラッチ３５入力用の切替制御弁のＰＴＯソレノイド５７、及び、リフトアーム１０による作業機昇降用の比例圧力制御弁の昇降ソレノイド５８等を設ける。
前記ステアリングハンドル７のハンドル切角α、又は前輪操向速度ｖを、ステアリングセンサ４８等でコントローラ１９に入力していて、この切角αが基準値Ｍ未満のときは、切角ソレノイド４５がＯＦＦで、切替制御弁４２の絞りエリアＡが油圧回路３８に切替連通されて、ステアリングハンドル７の切角度αと前車輪１の操向量βとの関係である操向速度制御線を低操向速度線Ｌ１に従って作動させる。
【００１５】
又、切角αが基準値Ｍ以上のときは、切角増大ソレノイド４５がＯＮ出力されて、切替制御弁４２は全開エリアＢを油圧回路３８に位置させて、高操向速度線Ｌ２に従って作動させる。このとき、前車輪１の操向量βは、前記低操向速度線Ｌ１の場合よりも大きくなり、ステアリングの感度は敏感域にある。即ち、小さなステアリング切角で前車輪１の操向量を大きくすることができる。
【００１６】
前記の操向速度制御装置２は、ステアリングセンサ４８により前輪切角αが設定の基準値Ｍ以上に達したことを検出し、制御入切スイッチ４９がＯＮのもとで、リフトアーム角センサ５５が設定値以上の上昇角度を検出し、変速位置センサ５２が低速位置を検出し、ＰＴＯ入切スイッチ５１によるＰＴＯクラッチ３５が入りになっていること、及び、前輪回転センサ５６の検出により左右の前車輪１の回転差が一定以上ある等の旋回操向条件が揃うことによって（図１）、切替制御弁４２の切角増大用のソレノイド４５が出力されて、全開エリアＢに切替えられ、操向速度が高速となる。
【００１７】
操向速度制御牽制装置３は、上記のような旋回操向の終了行程において、前輪操向センサ５３が中立位置に戻ったことを検出したり、ステアリングセンサ４８の切角αが基準値Ｍ以下になる等、旋回操向条件が欠けたときに、前記切角増大用のソレノイド４５への出力が停止されて、切替制御弁４２は戻しばね４６で絞りエリアＡに戻される。このため操向操作は低速操向速度のもとに行われる。
【００１８】
この切角増大用のソレノイド４５への出力停止は、コントローラ１９内臓のタイマーによって予め設定のｔ時間（例えば１０秒間）継続維持される。このｔ時間内においては、前記旋回条件が全て揃っても、切角増大ソレノイド４５の出力は行われない。低い操向速度を維持する。このため、旋回終了行程においては、旋回操向操作がｔ時間以上の長時間に亘って継続しない限り、旋回は行われないため、車体４の操向蛇行を少くすることができる。
【００１９】
前記制御開始角度の基準値Ｍ設定の設定器５０は、前記ステアリングハンドル７の切角αが基準値Ｍに達することによってパワステアリング３による前車輪１の切角度βを増す制御にあって、この基準値Ｍを変更調節する設定ダイヤルからなる。この設定ダイヤルによる調節量はポテンショメータ等でコントローラ１９に入力されて更新され、基準値Ｍとなる。このため、基準値Ｍは設定器５０で簡単に設定操作でき、作業条件や走行条件等に応じて的確、迅速な設定を行うことができる。
【００２０】
又、この基準値Ｍはステアリングセンサ４８によるステアリングハンドル７の切角を検出して比較演算されるものであるが、これに代えて前輪操向センサ５３自体による前輪操向角度の検出による構成としてもよい。
又、前記左右の前車輪回転センサ５６の検出により、これら左右両前車輪１の回転差が一定以下に少くなると切替制御弁４２が全開エリアＢから絞りエリアＡに切替えられて、前記高操向速度制御が停止されて、通常のステアリングハンドル７操作による低操向速度に切替る。旋回行程を終って隣接地の耕耘に入るとき、高操向速度制御から低操向速度への切替を、該左右の前車輪１の回転差検出によって自動的に行わせることにより、走行条件によって異なるハンドリング状態に対応させて、操向性を向上できる。
【００２１】
ステアリングＳの操向切角αに対する前車輪１の操向量βの比を切替変更して操向できる操向速度制御装置２を有したトラクタにおいて、該操向速度制御の停止後は、一定時間ｔに亘ってこの操向速度制御の停止を維持する操向速度制御牽制装置３を設けてなるトラクタの旋回操向制御装置の構成とすると、トラクタ走行の旋回操向制御は、旋回操向が基準値Ｍ以上の切角になることによって行われるが、このとき操向速度制御装置２によって、操向切角αに対する前車輪１の操向量βの比が大きくなるように切替制御される。
【００２２】
又、旋回操向が中立位置に戻るか、終了することによって、操向速度制御が一旦停止すると、この操向速度制御の停止は、操向速度制御牽制装置３によって一定時間ｔに亘って継続維持される。従って、この一定時間ｔ内に旋回操向が行われても操向速度制御装置２による操向速度の高速変更は行われず、通常の操向速度に戻った状態を維持するため、急激な操向はなく次の直進行程への折返走行、乃至条合せを円滑に行わせることができる。
【００２３】
図７、図８において、上例と異なる点は、前記パワステアリング３７のステアリングシリンダ３９及びピストン４０と直列に、操向速度制御装置２のコントローラ１９からの出力で切替制御弁６１で伸縮される制御シリンダ５９及び制御ピストン６０を連結して、この切替制御弁６による制御に故障を生じた場合でも、ステアリングシリンダ３９の作動操作で操向しうる。この制御シリンダ５９とピストン６０との間には、ロックフック６１が設けられ、制御ピストン６と共にナックルアーム４１に連結するピン６２回りに回動自在のロックフック６１を制御シリンダ５９のロックピン６３に係合させて、制御シリンダ５９のピストン６０の伸縮を行わせないように固定できる。６４は該制御シリンダ５９と切替制御弁６１との間の油圧回路間に連通する連通バルブで、制御シリンダ５９をロックするときは、この連通バルブ６４を開放状態とする。
【００２４】
前記前輪操向センサ５３が基準値Ｍの切角を検出すると、切替制御弁６１を切替えて、パワステシリンダ３９の伸縮による操向作動に制御シリンダ５９の伸縮による操向作動が加えられて、前車輪１の操向速度を変速制御される。
図９を参照して、前記操向速度制御装置２とリフトアーム１０の上昇角度との関係について、リフトアーム角度上昇率がある一定の比率を越えた時点で、操向角が増速されるように構成するもよい。ここに、（リフトアーム１０角度上昇率）＝（油圧レバーを上げに操作してからリフトアーム１０が上昇する角度）／｛（最上げ状態でのリフトアーム１０角）−（現作業状態でのリフトアーム角）｝で表わされる。
【００２５】
耕深が深い場合は、前記操向角増速の開始基準値Ｍを一定高さに設定したままであると、作業機がロータリ耕耘装置の場合であると、土壌面から完全に上昇抜出さない間に急旋回が行われるために、耕耘爪の回転が横切状態となる。このような欠陥をなくするために、前記リフトアーム角度上昇率を加味することにより、作業機が地面から一定の高さに上昇した状態を検知することができる。
【００２６】
リフトアーム１０の上昇角を、リフトアーム軸６５部に設けられるポテンショメータからなるリフトアーム角センサによって読み取りしながら最上げ位置までの角度を演算する。例えばリフトアーム角度上昇率を１０％とすると、油圧レバーを操作後にリフトアーム１０が５度上昇した時、操向旋回が増速される。ここで最上げ位置までの演算角度（変動値）は５０度となる。
【００２７】
又、前記コントローラ１９には、該リフトアーム角上昇率を変更設定するスイッチダイヤルを設けて、作業機や作業条件等に適合できるように構成することができる。
図１０を参照して、前記操向速度制御装置２において、リフトアーム１０の上昇角度による操向旋回速度の増速切替の作動タイミングを補正するもので、耕耘装置の耕深が深い場合に、油圧レバーを操作後の作業機が地中により抜け出す時間が長くなり、その分だけ操向旋回速度の増速切替のタイミングを遅らせて、耕耘装置による耕耘終端の切上げを短い間隔で行い得る。このような作動タイミング補正の関係を示す特性グラフＧは前記コントローラ１９のソフトに設定登録して、出力制御できるように構成するとよい。
【００２８】
図１１において、上例と異なる点は、ステアリングハンドル７とパワステ３７との間の、入力側と出力側とのステアリングシャフト６６，６７との間に遊星ギヤ機を用いて、標準操向速と増速操向速とに切替えて、パワステ操作性を向上するものである。この構成によるときは、圃場での操向旋回において、小さいハンドル７の回転で旋回でき、遊星ギヤ機構を用いて小形化できスペースを小さくできる。上下のステアリングシャフト６６，６７の軸芯合せが容易となる。
【００２９】
前記遊星ギヤ機構は、上下ステアリングシャフト６６と６７との間に、切替レバー６８で上下動して入り切りできる変速クラッチ６９を設ける。変速クラッチ６９には、出力側のステアリングシャフト６７のクラッチ爪７０と咬み合うクラッチ爪７１を有すると共に、ギヤケース７８に対して回転自在のディスクアーム７２の内歯７３と咬み合うクラッチ歯７４を有する。このディスクアーム７２には、ステアリングシャフト６６，６７の軸芯と平行なアーム軸７５と配置して、遊星ギヤ７６を回転自在に軸装し、この各遊星ギヤ７６を、出力側のステアリング６７に一体の太陽ギヤ７７と、ステアリングポストに一体のギヤケース７８に固定されたリングギヤ７９との間に噛合させる。
【００３０】
切替レバー６８の操作で、変速クラッチ６９を下動してクラッチ爪７１を７０に咬み合せると、遊星ギヤ機構は働かないで、ステアリングシャフト６６は直結で６７へ伝動される。通常時の操向伝動操作状態となる。増速時は、切替クラッチ６９を上動させる。このときクラッチ爪７１が７０から外れ、クラッチ歯７４がディスクアーム７２の内歯７３に歯合し、ステアリングシャフト６６の回動で、これら変速クラッチ６９やディスクアーム７２、及びアーム軸７５を回動して、遊星ギヤ７６を回転させてステアリングシャフト６７を増速伝動する。
【００３１】
なお、前記切替レバー６８に代えて、油圧シリンダや、電動シリンダ８０等によって変速クラッチ６９を切替えできる構成とするもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  操向速度制御のフローチャート。
【図２】  操向速度制御装置、及び操向速度制御牽制装置のブロック図。
【図３】  操向速度特性を示すグラフ。
【図４】  パワステ油圧回路図。
【図５】  トラクタの伝動系路図。
【図６】  トラクタの側面図。
【図７】  一部別実施例を示す操向連動機構の平面図。
【図８】  その一部の斜視図。
【図９】  一部別実施例を示すものでリフトアーム部の作用側面図。
【図１０】  制御タイミングの補正特性グラフ。
【図１１】  一部別実施例を示すステアリングの側面図と、その作動を示す側断面図。
【符号の説明】
１    前車輪
７    ステアリングハンドル
３７    パワステアリング
４８    ステアリングセンサ
５０    制御開始角設定器
５１    前輪切角センサ
Ｍ 基準値
Ｓ    ステアリング
α    ステアリング切角
β 操向量
ｔ 一定時間
ｖ    操向速度
【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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【図８】
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【図９】
0003900638.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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