(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押土作業を行うブレードを、昇降動作およびチルト動作自在に連結した作業用走行車であって、該作業用走行車に、前記ブレードの非作業状態を判断する非作業状態判断手段と、前記ブレードが非作業状態であると判断したとき、前記ブレードのチルト動作を制限するチルト動作制限手段とを設けるにあたり、前記非作業状態判断手段は、前記ブレードの左右傾斜角を検出するブレード傾斜センサの検出信号と、走行機体の左右傾斜角を検出する傾斜センサの検出信号とに基づいて前記ブレードの非作業状態を判断することを特徴とする作業用走行車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農業機械、建設機械等の作業用走行車の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、農業機械、建設機械等の作業用走行車においては、押土作業を行うブレードを機体に装着し、整地、均平等の作業を行う場合がある。この種の作業を行う場合には、通常、機体と同等の幅寸法を有するブレードを用いるが、圃場整地作業の如く作業負荷が比較的小さい作業においては、幅広なブレードを用いて作業効率を向上させることが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、幅広なブレードを機体に装着した場合、ブレード動作に伴って機体バランスが変化し、特に上昇状態でブレードをチルト動作させると、機体バランスが大きく変化し、走行安定性が低下する不都合があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、押土作業を行うブレードを、昇降動作およびチルト動作自在に連結した作業用走行車であって、該作業用走行車に、前記ブレードの非作業状態を判断する非作業状態判断手段と、前記ブレードが非作業状態であると判断したとき、前記ブレードのチルト動作を制限するチルト動作制限手段とを設けるにあたり、前記非作業状態判断手段は、前記ブレードの左右傾斜角を検出するブレード傾斜センサの検出信号と、走行機体の左右傾斜角を検出する傾斜センサの検出信号とに基づいて前記ブレードの非作業状態を判断することを特徴とする作業用走行車である。つまり、非作業時におけるブレードのチルト動作によって機体バランスが大きく変化する不都合を回避し、走行安定性を向上させることができる。しかも複数のセンサ信号に基づいてブレードの非作業状態を判断することにより、判断精度を高めることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態の一つを図面に基づいて説明する。図面において、１は履帯式トラクタの走行機体であって、該走行機体１の後部には、耕耘作業アタッチメントであるロータリ作業機（後側作業機）２が昇降リンク機構３を介して装着されている。昇降リンク機構３には、リフトアームシリンダ４およびリフトロッドシリンダ５が設けられており、ロータリ作業機２は、リフトアームシリンダ４の伸縮に応じて昇降すると共に、リフトロッドシリンダ５の伸縮に応じて左右傾斜する。
【０００６】
一方、走行機体１の前部には、押土作業アタッチメントであるブレード作業機（前側作業機）６が装着されている。ブレード作業機６は、機体前部に上下回動自在に連結されるリフトフレーム７と、該リフトフレーム７の前端部に前後回動自在に連結されるアングルフレーム８と、該アングルフレーム８に上下回動自在に連結されるブレード９と、上記アングルフレーム８の左右両端部をガイドするガイドレール１０と、走行機体１とリフトフレーム７との間に介設される左右一対のリフトシリンダ１１と、リフトフレーム７とアングルフレーム８との間に介設される左右一対のアングルシリンダ１２と、アングルフレーム８とブレード９との間に介設されるチルトシリンダ１３とを備えて構成される。押土部材であるブレード９は、リフトシリンダ１１の伸縮に応じてリフト動作（昇降）すると共に、アングルシリンダ１２の伸縮に応じてアングル動作（前後傾斜）し、さらに、チルトシリンダ１３の伸縮に応じてチルト動作する。
【０００７】
上記ブレード９は、前後方向を向くチルト支軸（チルト動作支点）１４を介してアングルフレーム８に支持され、アングルフレーム８は、上下方向を向くアングル支軸（アングル動作支点）１５を介してリフトフレーム７に支持されている。チルト支軸１４は、アングル支軸１５の下方近傍に設けられており、少なくとも正面視においては、チルト支軸１４がアングル支軸１５の延長線上に位置する。これにより、チルト動作に伴う負荷や、アングル動作に伴う負荷を可及的に小さくして、チルト動作およびアングル動作の安定性を向上させることができ、しかも、チルト動作におけるアングル動作の影響や、アングル動作におけるチルト動作の影響を小さくし、チルト動作とアングル動作との同時動作を円滑に行うことが可能になる。
【０００８】
次に、２種類のブレード作業機６Ａ、６Ｂを図３〜図６に沿って説明する。図３および図４に示すブレード作業機６Ａは、ブレード９の左右両端部に、上下回動自在な延長ブレード１６を備えている。ブレード９と延長ブレード１６との間には、折り畳みリンク機構１７が介設されており、さらに、折り畳みリンク機構１７の枢軸１８とブレード９の上部との間には、折り畳みシリンダ１９が介設されている。つまり、折り畳みシリンダ１９が伸長すると、延長ブレード１６が作業姿勢となり、ブレード作業機６Ａの作業幅が拡張される一方、折り畳みシリンダ１９が縮小すると、延長ブレード１６が上方に回動してブレード９の上方に折畳み状に格納される。これにより、非作業走行時や機体格納時においては、延長ブレード１６を折畳み状に格納して走行性や格納性を向上させることができ、また、作業時においては、作業条件に応じて作業幅を任意に切換えることが可能になる。
【０００９】
図５および図６に示すブレード作業機６Ｂは、ブレード９の左右両端部に、前後回動自在な延長ブレード２０を備えている。ブレード９と延長ブレード２０との間には、折り畳みシリンダ（図示せず）が介設されており、該折り畳みシリンダが伸長すると、延長ブレード２０が作業姿勢となり、ブレード作業機６Ｂの作業幅が拡張される一方、折り畳みシリンダが縮小すると、延長ブレード２０が後方に略９０゜回動し、機体前部の左右両側に沿うように格納される。これにより、ブレード作業機６Ａと同等の効果を得ることができる許りでなく、折り畳み時においても良好な前方視界を確保することが可能になる。
【００１０】
ロータリ作業機２およびブレード作業機６には、それぞれマスト２１Ｆ、２１Ｒが立設されており、各マスト２１Ｆ、２１Ｒの上端側には、上下方向に所定の受光幅を有するレーザ受光器２２Ｆ、２２Ｒが取付けられている。作業現場や圃場の所定箇所には、水平方向もしくは任意の傾斜方向にレーザ光を回転投光するレーザ投光器（図示せず）が設置されており、該レーザ投光器から投光されたレーザ光が上記レーザ受光器２２Ｆ、２２Ｒによって受光される。これにより、レーザ光を基準とするロータリ作業機２およびブレード作業機６の作業高さを検出することが可能になる。また、マスト２１Ｆ、２１Ｒは、伸縮自在に構成されると共に、マスト伸縮動作用のマストシリンダ２３Ｆ、２３Ｒ（電動シリンダ）を備えており、該マストシリンダ２３Ｆ、２３Ｒによるマスト２１Ｆ、２１Ｒの伸縮動作によって、後述するレーザ制御における作業機２、６の基準高さが設定される。
【００１１】
走行機体１上には、操作部２４が構成されている。操作部２４は、キャブ２５で覆われており、その内部には、オペレータが座る運転席２６と、機体を操向するステアリングホイール２７と、走行変速レバー２８等の既存の操作具が設けられるサイドパネル２９と、後述するアタッチメント用操作具が設けられるアタッチメント操作パネル３０と、前記レーザ受光器２２Ｆ、２２Ｒの受光レベルを表示する受光レベル表示器３１とを備えている。運転席２６は、左右両側に肘掛部２６ａを備えて構成され、前後位置調整機構（図示せず）および上下位置調整機構（図示せず）を介して操作部２４の中央部に設置される。サイドパネル２９は、前後位置調整自在に構成されており、オペレータの体格や好みに応じて運転席２６を位置調整した後、運転席２６の側方に配置されるサイドパネル２９の前後位置を調整することにより、サイドパネル２９の位置が最適化される。
【００１２】
アタッチメント操作パネル３０は、運転席２６とサイドパネル２９との間に配置されている。これにより、最も操作し易い運転席２６の側方位置にアタッチメント用操作具を配置することが可能になり、しかも、アタッチメント用操作具および既存操作具を集中配置して操作性の向上を図ることが可能になる。また、アタッチメント操作パネル３０は、サイドパネル２９の内側部に取付ボス３２を介して一体的に取付けられている。そのため、サイドパネル２９の前後位置調整機能を利用してアタッチメント用操作具の前後位置を調整することが可能になる。また、アタッチメント操作パネル３０は、運転席２６の右側に設けられる肘掛部２６ａの前方延長線上に配置されている。これにより、肘掛部２６ａに肘を載せた状態でアタッチメント用操作具を操作でき、その結果、安定した操作ができると共に、オペレータの疲労を軽減することが可能になる。さらに、アタッチメント操作パネル３０は、平面視で逆Ｌ字状に曲折するように形成されており、曲折部の内側コーナー部が、サイドパネル２９のコーナー部に沿うようにサイドパネル２９に取付けられている。そのため、アタッチメント操作パネル３０を直線的に構成する場合に比べ、その占有スペースを小さくすることができ、しかも、既存のサイドパネル２９と後付のアタッチメント操作パネル３０との一体感を高めることが可能になる。
【００１３】
アタッチメント操作パネル３０には、前方作業機用操作具として、ブレード９をリフト操作するためのジョイスティックレバー３３と、チルト自動制御（ブレード傾斜自動制御）をＯＮ／ＯＦＦするためのチルト自動スイッチ３４と、後述するレーザ自動制御をＯＮ／ＯＦＦするためのレーザ自動スイッチ３５と、延長ブレード１６、２０を開閉操作するためのドーザ開閉スイッチ３６と、前側マスト２１Ｆを伸縮操作するためのマストシリンダスイッチ３７とが設けられると共に、後方作業機用操作具として、後述するレーザ自動制御をＯＮ／ＯＦＦするためのレーザ自動スイッチ３８と、後側マスト２１Ｒを伸縮操作するためのマストシリンダスイッチ３９と、油圧動作するアタッチメントを装着した場合に使用される油圧操作スイッチ４０と、レーザ制御と深さ自動制御とを切換えるための制御切換スイッチ４１と、ロータリ作業機２を昇降操作するためのクイックアップスイッチ４２と、ロータリ作業機２の上げ高さを設定するための上げ高さ設定ボリューム４３と、装着する作業機に応じて制御を切換えるための作業機切換ボリューム４４と、深さ自動制御をＯＮ／ＯＦＦするための深さ自動スイッチ４５と、深さ自動制御の目標深さを設定するための深さ設定ボリューム４６と、傾き自動制御をＯＮ／ＯＦＦするための傾き自動スイッチ４７と、傾き自動制御の目標傾斜を設定するための傾斜設定ボリューム４８とが設けられており、さらに、前方作業機用操作具と後方作業機用操作具との間には、受光レベル表示器３１の表示を切換えるための表示切換スイッチ４９が設けられている。
【００１４】
上記の前方作業機用操作具３３〜３７は、アタッチメント操作パネル３０の前側に配置され、後方作業機用操作具３８〜４８は、アタッチメント操作パネル３０の後側に配置されている。そのため、前後の作業機２、６に対応する操作具の認識が容易になり、アタッチメント用操作具の操作性が向上する。また、後方作業機用操作具３８〜４８が設けられるアタッチメント操作パネル３０の後側が平坦であるのに対し、前方作業機用操作具３３〜３７が設けられるアタッチメント操作パネル３０の前側は、前高高低状に傾斜している。これにより、前後の作業機２、６に対応する操作具を明確に区別することが可能になる。
【００１５】
受光レベル表示器３１は、レーザ受光器２２Ｆ、２２Ｒの受光レベルを発光表示するように構成されている。本実施形態では、キャブ２５内の右前方コーナー部に受光レベル表示器３１が配置されており、そのため、キャブ２５の室外（ボンネット等）に配置した場合に比べ、受光レベル表示器３１の視認性が向上すると共に、受光レベル表示器３１の外的障害物による破損等を防止することが可能になる。
【００１６】
走行機体１は、前方作業機を制御するための第一制御部５０と、後方作業機を制御するための第二制御部５１とを備えている。第一制御部５０には、前述したレーザ受光器２２Ｆ、マストシリンダ２３Ｆ、受光レベル表示器３１、前方作業機用操作具３４〜３７、表示切換スイッチ４９および第二制御部５１が接続され、さらには、ブレード９のリフト角を検出するリフト角センサ５２と、ブレード９のアングル角を検出するアングル角センサ５３と、ブレード９のチルト角を検出するチルト角センサ５４と、ジョイスティックレバー３３の操作角を検出するレバー角センサ５５と、ジョイスティックレバー３３の握り部に設けられるアングル操作スイッチ５６およびチルト操作スイッチ５７と、ブレード９の左右傾斜角を検出するブレード傾斜センサ５８（静電容量式傾斜センサ）と、リフトシリンダ用電磁バルブの伸長ソレノイド５９および縮小ソレノイド６０と、アングルシリンダ用電磁バルブの伸長ソレノイド６１および縮小ソレノイド６２と、チルトシリンダ用電磁バルブの伸長ソレノイド６３および縮小ソレノイド６４と、折り畳みシリンダ用電磁バルブの伸長ソレノイド６５および縮小ソレノイド６６とが接続されている。
【００１７】
第二制御部５１には、前述したレーザ受光器２２Ｒ、マストシリンダ２３Ｒ、後方作業機用操作具３８〜４８および第一制御部５０が接続され、さらには、既存の操作具であるポジションレバー６７（後方作業機昇降レバー）のレバー操作角を検出するポジションセンサ６８と、ロータリ作業機２の耕耘深さを検出する耕深センサ６９と、リフトアーム角を検出するリフトアームセンサ７０と、リフトロッド長を検出するリフトロッドセンサ７１と、走行機体１の左右傾斜角を検出する機体傾斜センサ７２（静電容量式傾斜センサ）と、リフトアームシリンダ用電磁バルブの伸長ソレノイド７３および縮小ソレノイド７４と、リフトロッドシリンダ用電磁バルブの伸長ソレノイド７５および縮小ソレノイド７６とが接続されている。
【００１８】
第一制御部５０は、レーザ受光器２２Ｆのレーザ受光レベルに応じてブレード作業機６を自動的に昇降制御する前方作業機用のレーザ制御手段（レーザ制御ルーチン）を備え、また、第二制御部５１は、レーザ受光器２２Ｒのレーザ受光レベルに応じてロータリ作業機２を自動的に昇降制御する後方作業機用のレーザ自動制御手段を備えている。これにより、一台のレーザ投光器から投光されるレーザ光を基準とし、ブレード作業機６およびロータリ作業機２の作業高さを独立的に同時制御することができ、その結果、前後の作業機高さにバラツキが生じる不都合を解消し、作業精度および作業効率を向上させることが可能になる。
【００１９】
次に、第一制御部５０の制御手順をフローチャートに沿って説明する。第一制御部５０のメインルーチンにおいては、所定の初期設定ルーチンが実行された後、手動制御ルーチンと、レーザ自動制御ルーチンと、チルト自動制御ルーチンと、表示制御ルーチンとが繰返し実行される。表示制御ルーチンでは、まず、表示切換スイッチ４９の切換位置が判断される。切換位置が前側である場合には、前側レーザ受光器２２Ｆの受光レベルデータを受光レベル表示器３１に送信する一方、切換位置が後側である場合には、後側レーザ受光器２２Ｒの受光レベルデータを受光レベル表示器３１に送信することにより、表示切換スイッチ４９の切換位置に対応したレーザ受光器２２Ｆ、２２Ｒの受光レベルを受光レベル表示器３１に表示させる。つまり、複数のレーザ受光器２２Ｆ、２２Ｒを備えるものでありながら、受光レベル表示器３１を単一とし、必要に応じて表示対象のレーザ受光器２２Ｆ、２２Ｒを切り換えるように構成される。これにより、レーザ受光器２２Ｆ、２２Ｒの数だけ受光レベル表示部３１を設ける場合に比して部品点数の削減およびコストダウンを図ることが可能になる。
【００２０】
手動制御ルーチンでは、まず、レバー角センサ５５、アングル操作スイッチ５６およびチルト操作スイッチ５７の信号変化を判断し、該信号変化に応じて対応するバルブデータ（ブレード上昇データを除く）をセットするデータセットルーチンが実行される。その後、レバー角センサ５５の検出信号に基づいてブレード上昇操作を判断し、該判断がＹＥＳの場合は、ブレード上昇データをセットすると共に、バルブデータセットフラグおよび上限値確認タイマをセットする。バルブデータフラグをセットした後は、上限値確認タイマの計時終了を判断し、該判断がＹＥＳになった場合には、チルトシリンダ１３を水平位置にセットし、チルト自動制御によるブレード９のチルト動作を制限する。つまり、ブレード９が所定時間以上に亘って上昇動作した場合には、ブレード９が非作業状態であると判断してブレード９のチルト動作を制限するため、機体旋回等の非作業時におけるブレード９のチルト動作により、機体バランスが大きく変化する不都合を回避し、走行安定性を向上させることが可能になる。
【００２１】
レーザ自動制御ルーチンでは、まず、レーザ自動スイッチ３５のＯＮ／ＯＦＦを判断し、これがＯＮである場合には、さらに、レーザ受光器２２Ｆがレーザ受光範囲内であるか否かが判断される。そして、この判断がＹＥＳの場合は、レーザ受光器２２Ｆのレーザ受光レベルに応じてブレード９を自動的に昇降させるレーザ制御ルーチンが実行される。一方、上記判断がＮＯの場合は、ブレード９が上昇中であるか否かが判断され、該判断がＹＥＳである場合には、チルトシリンダ１３を水平位置にセットし、チルト自動制御によるブレード９のチルト動作を制限する。つまり、ブレード９が上昇動作状態で、且つ、レーザ光がレーザ受光器２２Ｆの受光範囲から外れたときも、ブレード９が非作業状態であると判断し、ブレード９のチルト動作を制限している。
【００２２】
チルト自動制御ルーチンでは、まず、チルト自動スイッチ３４のＯＮ／ＯＦＦを判断し、これがＯＮである場合には、さらに、ブレード傾斜センサ値が通常変化状態か否かが判断される。そして、この判断がＹＥＳの場合は、ブレード傾斜センサ値に応じてブレード９を自動的に水平制御するチルト制御ルーチンが実行される。一方、上記判断がＮＯの場合は、機体傾斜センサ値が通常変化状態か否かが判断され、該判断がＮＯである場合には、チルトシリンダ１３を水平位置にセットし、チルト自動制御によるブレード９のチルト動作を制限する。つまり、傾斜センサ５８、７２の検出値が機体旋回時に急激な変化を示すことに着目し、該検出値変化に基づいてブレード９の非作業状態を判断しており、また、二つの傾斜センサ値を参照することによって誤認を防止している。
【００２３】
叙述の如く構成されたものにおいて、押土作業を行うブレード９を、昇降動作およびチルト動作自在に連結した走行機体１において、前記ブレード９の非作業状態を判断すると共に、前記ブレード９が非作業状態であると判断したとき、前記ブレード９のチルト動作を制限するようにしたため、非作業時におけるブレード９のチルト動作によって機体バランスが大きく変化する不都合を回避し、走行安定性を向上させることができる。
【００２４】
また、前記ブレード９の左右傾斜角を検出するブレード傾斜センサ５８の検出信号と、走行機体１の左右傾斜角を検出する機体傾斜センサ７２の検出信号とに基づいて前記ブレード９の非作業状態を判断するため、単一のセンサ信号に基づいてブレード９の非作業状態を判断する場合に比べ、判断精度を高めることができる。
【００２５】
また、前記ブレード９に、作業高さの基準となるレーザ光を受光するレーザ受光器２２Ｆを設けると共に、該レーザ受光器２２Ｆの受光レベルに応じて前記ブレード９の作業高さを自動制御するにあたり、前記ブレード９が上昇動作状態で、且つ、前記レーザ光が前記レーザ受光器２２Ｆの受光範囲から外れたとき、前記ブレード９が非作業状態であると判断して前記ブレード９のチルト動作を制限するため、単一の条件に基づいてブレード９の非作業状態を判断する場合に比べ、判断精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】履帯式トラクタの側面図である。
【図２】ブレード作業機の正面図である。
【図３】ブレード展開状態を示すブレード作業機の斜視図である。
【図４】ブレード折り畳み状態を示す同上斜視図である。
【図５】ブレード作業機（ブレード展開状態）の他例を示す斜視図である。
【図６】ブレード折り畳み状態を示す同上斜視図である。
【図７】操作部の平面図である。
【図８】アタッチメント操作パネルの平面図である。
【図９】同上側面図である。
【図１０】第一制御部および第二制御部の入出力を示すブロック図である。
【図１１】第一制御部のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】表示制御ルーチンのフローチャートである。
【図１３】手動制御ルーチンのフローチャートである。
【図１４】レーザ自動制御ルーチンのフローチャートである。
【図１５】チルト自動制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１      走行機体
２      ロータリ作業機
６      ブレード作業機
１４    チルト支軸
１５    アングル支軸
２２    レーザ受光器
２４    操作部
２６    運転席
２６ａ  肘掛部
２９    サイドパネル
３０    アタッチメント操作パネル
３１    受光レベル表示器
５０    第一制御部
５１    第二制御部
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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