(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業装置昇降用のリフトアームの作動を司るポジション制御バルブに連係したポジション調節軸およびフィードバック軸を、人為操作されるポジションレバーおよびリフトアームにそれぞれ連動連結して機械式のポジション制御機構を構成するとともに、前記ポジション調節軸を操作する電動モータを備えたトラクタの昇降制御装置において、
下降作動方向に付勢された前記ポジション調節軸に上方側に向けてポジションアームを取付け、前記電動モータの出力軸を前記ポジションレバーの揺動支点よりも上位に位置する状態で前記ポジションレバーの揺動支点及び電動モータの出力軸を前記ポジション調節軸とこのポジション調節軸よりも後方に配設したリフトアームの揺動支点との間に配置し、側面視で前記電動モータの出力軸と前記ポジションレバーの揺動支点との間の高さ位置において、前記ポジションレバーに連動連結した操作リンクと、前記電動モータの出力軸から下方に向けて取付けたモータアームに連動連結した駆動リンクを、それぞれ前方に向けて配置して前記ポジションアーム部分に設けた２つの長孔による融通をもって連動連結し、操作リンクあるいは駆動リンクの何れかのリンクが対応する前記長孔の融通を越えて上昇作動側へ移動されてもその移動に伴って、ポジションアームが上昇作動方向へ接当変位されるよう構成してあることを特徴とするトラクタの昇降制御装置。
【請求項２】
前記電動モータを、上昇操作スイッチの人為操作に基づいて上昇作動側に作動させるよう構成してある請求項１記載のトラクタの昇降制御装置。
【請求項３】
前記電動モータを、走行用変速レバーが後進域に操作されたことの検知に基づいて上昇作動側に作動させるよう構成してある請求項１または２に記載のトラクタの昇降制御装置。
【請求項４】
前記電動モータによってポジションアームを上昇作動側に作動させた状態で前記ポジションレバーがリフトアームの高さに相当する操作位置まで操作されたことを検知する手段を備え、この検知に基づいて電動モータを下降作動側へ復帰作動させる制御手段を備えてある請求項１〜３のいずれか一項に記載のトラクタの昇降制御装置。
【請求項５】
前記電動モータの上昇作動側および下降作動側への作動限界を接当規制するストッパを設け、このストッパとの接当によるモータ駆動電流の増大に基づいてモータ駆動を自動停止するよう構成してある請求項１〜４のいずれか一項に記載のトラクタの昇降制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業装置昇降用のリフトアームを機械式のポジション制御装置によって昇降制御するよう構成したトラクタの昇降制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機械式のポジション制御装置を備えたトラクタとしては、例えば、特開平８−２５６５１５号公報に示されているように、ポジション制御バルブに連係したポジション調節軸をポジションレバーで任意に手動で回動調節できるとともに、電動モータによってもポジション調節軸を回動調節できるよう構成し、この電動モータを手動上下スイッチや自動バックアップスイッチの操作に基づいて作動させるようにしたものが知られている。
【０００３】
詳しくは、スプールの切替軸（ポジション調節軸に相当）29と電動モータ28で駆動されるモータアーム40との中間にベルクランク状の回動アーム31を配備し、モータアーム40と回動アーム31の一端とをモータロッド46で連動連結するとともに、切替軸29に固着したリンクアーム43と回動アーム31の他端とをロッド30で連動連結した構造が採用されており、かつ、回動アーム31の他端に備えたボス44にロッド30を遊挿するとともに、ロッド30の挿通端にナット45を取付けてロッド30の一定方向変位のみをリンクアーム43に伝えることができるよう構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報で示される従来例においては、リフトレバー19によってリフトアーム9を任意の高さに上げ下げすることができるとともに、手動上下スイッチの上げ操作によってもリフトアーム9を上げ下げすることができ、また、後進操作することによっても自動的にリフトアーム9を最上げ位置に移動させることができ、畦際での機体方向転換などにおける作業装置の上げ下げが簡便に行えるものであるが、モータアーム40と切替軸29のリンクアーム43とを連動連結するのに回動アーム31を介在しているために、構成部品が多くなるとともに、回動アーム31を設置するスペースを必要として構造の大型化を招くものとなっていた。
【０００５】
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、電動モータとポジション調節軸（従来例におけるスプールの切替軸）とを連動連結する構造に工夫を加えることで、構成部品少なく、かつ、コンパクトに所期の機能を発揮させることができる昇降制御装置を提供することを主たる目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１に係る発明の構成、作用、および効果〕
【０００７】
請求項１に係る発明は、作業装置昇降用のリフトアームの作動を司るポジション制御バルブに連係したポジション調節軸およびフィードバック軸を、人為操作されるポジションレバーおよびリフトアームにそれぞれ連動連結して機械式のポジション制御機構を構成するとともに、前記ポジション調節軸を操作する電動モータを備えたトラクタの昇降制御装置において、
下降作動方向に付勢された前記ポジション調節軸に上方側に向けてポジションアームを取付け、前記電動モータの出力軸を前記ポジションレバーの揺動支点よりも上位に位置する状態で前記ポジションレバーの揺動支点及び電動モータの出力軸を前記ポジション調節軸とこのポジション調節軸よりも後方に配設したリフトアームの揺動支点との間に配置し、側面視で前記電動モータの出力軸と前記ポジションレバーの揺動支点との間の高さ位置において、前記ポジションレバーに連動連結した操作リンクと、前記電動モータの出力軸から下方に向けて取付けたモータアームに連動連結した駆動リンクを、それぞれ前方に向けて配置して前記ポジションアーム部分に設けた２つの長孔による融通をもって連動連結し、操作リンクあるいは駆動リンクの何れかのリンクが対応する前記長孔の融通を越えて上昇作動側へ移動されてもその移動に伴って、ポジションアームが上昇作動方向へ接当変位されるよう構成してあることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によると、通常のポジション制御状態では、操作リンクは長孔融通の上昇作動側の端部に位置しており、ポジションレバーを上昇方向へ操作すると、ポジションアームが操作リンクを介して上昇作動方向に回動され、リフトアームはポジションレバーの操作位置に対応した高さまで上昇作動する。また、ポジションレバーを下降方向へ操作すると、下降作動方向に付勢されているポジションアームは操作リンクに追従して下降作方向に付勢回動され、リフトアームはポジションレバーの操作位置に対応した高さまで下降作動する。この作動において、駆動リンクとポジションアームとの相対移動は長孔融通によって吸収される。
【０００９】
また、ポジションレバーが任意の操作位置にある状態で、電動モータがスイッチ操作などによって上昇作動方向に駆動されると、駆動リンクが長孔融通を越えて上昇作動側へ移動され、ポジションアームが駆動リンクを介して上昇作動方向に回動され、リフトアームが電動モータの作動限界として設定された高さまで大きく上昇作動する。この作動において、操作リンクとポジションアームとの相対移動は長孔融通によって吸収される。
【００１０】
ここで、ポジションアームと操作リンクおよび駆動リンクを融通をもって連動連結する長孔は、ポジションアームに形成する。
【００１１】
従って、請求項１の発明によると、ポジションレバーおよび電動モータの出力軸から下方に向けて取付けたモータアームを操作リンクおよび駆動リンクを介してこれら両リンクに対応してポジションアームに設けた長孔の融通を介して連動連結するだけの、部品点数が少なくかつコンパクトな構成で、ポジションレバーと電動モータの作動が干渉することを回避して所期の機能を発揮させることができる昇降制御装置を構成することが可能となった。
【００１２】
〔請求項２に係る発明の構成、作用、および効果〕
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、前記電動モータを、上昇操作スイッチの人為操作に基づいて上昇側に作動させるよう構成してある。
【００１４】
上記構成によると、ポジションレバーによってリフトアームを作業用の低位置に保持して作業走行を行う場合、上昇操作スイッチをワンタッチ操作することで、電動モータによってポジションアームを上昇作動方向に回動させて、リフトアームを優先的に大きく上昇させることができる。
【００１５】
従って、請求項２の発明によると、作業高さの作業装置を軽いスイッチ操作だけで速やかに上昇させることができ、請求項１の発明の上記効果をもたらすとともに、畦際などでの機体方向転換を軽快に行うことができる。
【００１６】
〔請求項３に係る発明の構成、作用、および効果〕
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項１または２の発明において、前記電動モータを、走行用変速レバーが後進域に操作されたことの検知に基づいて上昇側に作動させるよう構成してある。
【００１８】
上記構成によると、走行用変速レバーが後進域に操作すると、電動モータによってポジションアームが上昇作動方向に回動されて、リフトアームが自動的に大きく上昇されることになる。
【００１９】
従って、請求項３の発明によると、請求項１または２の発明の上記効果をもたらすとともに、電動モータを利用したバックアップ制御を行うことができ、畦際における後進時の作業装置損傷を未然に回避することができる。
【００２０】
〔請求項４に係る発明の構成、作用、および効果〕
【００２１】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項の発明において、前記電動モータによってポジションアームを上昇作動側に作動させた状態で前記ポジションレバーがリフトアームの高さに相当する操作位置まで操作されたことを検知する手段を備え、この検知に基づいて電動モータを下降作動側へ復帰作動させる制御手段を備えてある。
【００２２】
上記構成によると、前記上昇操作スイッチあるいは後進スイッチが操作されて電動モータによってポジションアームが上昇作動側に作動された後、ポジションレバーをリフトアームの高さに相当する操作位置まで操作すると、これが検知されて電動モータが下降作動側へ復帰作動する。この場合、ポジションアームはポジションレバーに対応した回動位置において操作リンクで支持されてその位置に保持され、通常の機械式ポジション制御状態に復元する。つまり、これ以降は、リフトアームをポジションレバーの操作位置に対応した高さに任意に昇降させることができる。
【００２３】
従って、請求項４の発明によると、電気的な指令によって電動モータを作動させてリフトアームを優先的に上昇作動させた後に、ポジションレバーの操作で簡単に元の機械式ポジション制御状態に復元することができ、請求項１〜３のいずれか一項の発明の上記効果をもたらすとともに、取扱い性にも優れたものとなる。
【００２４】
〔請求項５に係る発明の構成、作用、および効果〕
【００２５】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか一項の発明において、前記電動モータの上昇作動側および下降作動側への作動限界を接当規制するストッパを設け、このストッパとの接当によるモータ駆動電流の増大に基づいてモータ駆動を自動停止するよう構成してある。
【００２６】
上記構成によると、電動モータの上昇作動側および下降作動側への作動限界を、リミットスイッチやポテンショメータなどのセンサ類を用いて電気的に検出しなくても、電動モータを所定の限界まで作動させて的確に通電駆動を停止することができ、請求項１〜４のいずれか一項の発明の上記効果をもたらすとともに、作動限界でのモータ自動停止構造を安価に構成することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１に、ロータリ耕耘仕様に構成されたトラクタの後部右側面が示されている。このトラクタは、トラクタ本機１の後部に備えた３点リンク機構２に作業装置の一例であるロータリ耕耘装置３が連結され、油圧駆動によって上下揺動される左右一対のリフトアーム４で前記３点リンク機構２が駆動昇降されるようになっており、左右のリフトアーム４を一体に揺動駆動する単動型のリフトシリンダ５（図５参照）が、トラクタ本機１におけるミッションケース６の上部に連結されたシリンダケース７に内装されている。
【００２８】
図８の制御用油圧回路に示されるように、前記リフトシリンダ５はポジション制御バルブ１０よって作動制御されるものであり、このポジション制御バルブ１０には、主スプール１１、下降用バルブ１２、リリーフバルブ１３、アンロードバルブ１４、等が含まれており、リフトシリンダ５とポジション制御バルブ１０とは落下速度調整バルブ１５を介して接続されている。
【００２９】
前記ポジション制御バルブ１０はシリンダケース７の下面に連結支持されており、主スプール１１の端部に天秤揺動可能に連結リンク１６が枢支連結されるとともに、この連結リンク１６の左右両端に連動連結されたポジション調節軸１７とフィードバック軸１８とがシリンダケース７の右側面および左側面にそれぞれ左右水平に貫通装備されている。
【００３０】
ポジション調節軸１７の外端部にはポジションアーム１９が固着されるとともに、フィードバック軸１８の外端部と左側のリフトアーム４とがフィードバックリンク２０を介して連動連結されており、ポジションアーム１９が回動されて連結リンク１６がフィードバック側の端部を中心にして揺動して、主スプール１１が上昇側Ｕあるいは下降側Ｄにシフトされ、リフトシリンダ５を介してリフトアーム４が駆動上昇作動あるいは自重下降作動する。このリフトアーム４が作動すると、その作動がフィードバックリンク２０を介してフィードバック軸１８の回動に変換され、主スプール１１は連結リンク１６を介して逆方向にシフトされ、ポジション調節軸１７の回動操作位置に対応した所定の回動位置までフィードバック軸１８が回動されると主スプール１１は中立に復帰して昇降作動が停止する。つまり、ポジションアーム１９を任意に回動操作することで、リフトアーム４をポジションアーム１９に対応した位置にまで昇降させるポジション制御機構が構成されている。
【００３１】
図２に示すように、シリンダケース７の上方には運転座席８が配備され、この運転座席８の右横側に、人為的に作業高さを設定するポジションレバー２２が、ポジション調節軸１７とリフトアーム支点との間に相当する位置において、支点ａ周りに前後揺動可能かつ任意の操作位置で摩擦保持可能に配備されるとともに、このポジションレバー２２から前方に枢支延出された操作リンク２３の前端が、ポジションアーム１９に形成した長孔２４に融通をもって係合連結されている。
【００３２】
前記ポジション制御バルブ１０の主スプール１１はバネ２５によって常に下降側Ｄに付勢されており、これに伴ってポジションアーム１９は、図２，図８において常に時計方向に回動付勢されて、前記長孔２４の後端が操作リンク２３の前端に接当している。従って、ポジションレバー２２を後方（図２中、反時計方向）に向けて揺動するに連れて、操作リンク２３に係合支持されたポジションアーム１９は付勢力に抗して後方（図２中、反時計方向）に回動され、リフトアーム４はポジションアーム１９の操作位置に対応した位置まで上昇される。逆に、ポジションレバー２２を前方（図２中、時計方向）に向けて揺動するに連れて、回動付勢されているポジションアーム１９はポジションレバー２２に追従して前方に回動し、リフトアーム４はポジションアーム１９の操作位置に対応した位置まで下降する。なお、ポジションレバー２２を、最前方位置に操作した状態では、リフトアーム４の下降に伴うフィードバックにかかわらず、ポジション制御バルブ１０は中立復帰されることなく下降状態のまま維持されるようになっており、リフトアーム４が機械的な下限まで自重下降可能な状態、いわゆるフローティング状態がもたらされる。
【００３３】
上記ポジション制御機構は従来と特に変わるとこはなく、本発明では、更に次のような構成が付加されている。
【００３４】
つまり、図６に示すように、前記シリンダケース７の右側面には、ブラケット３１を介して減速機付きの電動モータ３２が配備されており、この電動モータ３２の減速出力軸３２ａにモータアーム３３が連結固定されるとともに、このモータアーム３３の遊端部から枢支延出された駆動リンク３４の前端部が、ポジションアーム１９に形成した長孔３５に融通をもって係合連結されている。
【００３５】
図９に示すように、前記電動モータ３２を作動制御する制御装置３６には、運転座席８の右横側部あるいはフロントパネルなどの適所に配備された上昇操作スイッチ３７、下降操作スイッチ３８、運転座席８の左横側に配備された走行用変速レバー３９が後進域に操作されたことを検知する後進スイッチ４０、および、ポジションレバー２２が最上昇位置にまで操作されると押圧操作される上限検知スイッチ４１がそれぞれ接続されており、これらのスイッチの操作に応じて電動モータ３２が以下のように正逆作動制御される。なお、モータアーム３３は、ブラケット３１に取付けた一対のストッパ４２，４３との接当によってその回動限界が規制されるようになっている。また、図７に示すように、上限検知スイッチ４１は後輪フェンダ４４の側面にブラケット４５を介して装備されており、ポジションレバー２２に取付けた操作片４６によって押圧操作されるようになっている。
【００３６】
通常、モータアーム３３は、反時計方向の回動限界を規制するストッパ４２に接当支持された位置にあり、この時、駆動リンク３４が前方に移動されているために、ポジションアーム１９は駆動リンク３４によってその回動が制限されることがなく、ポジションレバー２２の操作に追従して揺動変位する。
【００３７】
図２は、ポジションレバー２２が低位置に操作されてポジション制御が中立に安定維持されている状態を示し、この状態で上昇操作スイッチ３７を操作すると、電動モータ３２が通電駆動されてモータアーム３３が時計方向に回動して駆動リンク３４が後方に引かれる。駆動リンク３４の前端部は長孔３５に沿って後方に移動し、長孔３５の後端に到着した後の更なる駆動リンク３４の後方移動によってポジションアーム１９が上昇方向Ｕである反時計方向に回動され、これによってリフトアーム４が上昇駆動される。
【００３８】
そして、図３に示すように、モータアーム３３がストッパ４３に接当してそれ以上の時計方向への回動が阻止されると、電動モータ３２には過大な電流が流れ、これが制御装置内で検知されて電動モータ３２への通電が自動的に遮断される。このようにモータアーム３３が上限まで回動されることで、リフトアーム４が最上昇位置、あるいはそれに近い高位置にまで駆動され、ロータリ耕耘装置３が大きく上昇される。
【００３９】
また、走行用変速レバー３９を前進域あるいは中立位置から後進域に操作すると、これが後進スイッチ４０によって検知されて、上記と同様に、電動モータ３２が時計方向に回動されてロータリ耕耘装置３が大きく上昇される制御、いわゆるバックアップ制御が実行される。
【００４０】
リフトアーム４が上昇された図３の状態から下降操作スイッチ３８を操作すると、電動モータ３２が逆方向に通電駆動されてモータアーム３３がストッパ４２に接当するまで反時計方向に回動し、モータアーム３３の回動が阻止されて電動モータ３２に過電流が流れると、これが検知されて上記と同様に電動モータ３２への通電が自動的に遮断される。このようにモータアーム３３が反時計方向に回動して駆動リンク３４が前方に押されると、揺動付勢されているポジションアーム１９は駆動リンク３４の前方移動に追従して下降方向Ｄに揺動し、リフトアーム４が下降する。そして、ポジションアーム１９の長孔２４の後端が操作リンク２３の前端部で受止められると、ポジションアーム１９はそれ以上には下降方向Ｄに揺動できなくなり、駆動リンク３４のみが長孔３５に沿って前方に移動する。つまり、上昇操作スイッチ３７でロータリ耕耘装置３を上昇させた後に下降操作スイッチ３８を操作することで、ロータリ耕耘装置３をポジションレバー２２で設定した元の高さまで下降させることができるのである。
【００４１】
従って、一行程の耕耘走行を終えて畦際で機体の方向転換を行う場合、上昇操作スイッチ３７を軽くワンショット操作するだけで、ロータリ耕耘装置３を大きく上昇させることができ、機体方向転換のための操縦に専念することができ、方向転換を終えた後に下降操作スイッチ３８を軽くワンショット操作するだけで、ロータリ耕耘装置３を元の高さまで下降させることができるのである。
【００４２】
また、畦際で機体を操縦する場合に、スイッチターン等を行うために後進操作すると、上記したバックアップ制御によってロータリ耕耘装置３は自動的に大きく上昇されることになり、ロータリ耕耘装置３を低く位置させたまま後進して畦にぶつけてしまうようなことが未然に回避される。
【００４３】
また、図４に示すように、上昇操作スイッチ３７を操作してロータリ耕耘装置３を大きく上昇させた状態で、ポジションレバー２２を最上昇位置にまで操作すると、上限検知スイッチ４１が操作されて電動モータ３２が逆転作動され、図５に示すように、モータアーム３３がストッパ４２に接当するまで反時計方向に回動される。この場合、操作リンク２３が長孔２４の後端に係合されているので、ポジションアーム１９は揺動することがなく、駆動リンク３４のみが長孔３５に沿って前方に移動する。
【００４４】
その後、ポジションレバー２２を下降方向に操作すると、操作リンク２３の前方移動に連れてポジションアーム１９も下降方向Ｄに追従揺動し、ポジションレバー２２の操作位置に対応した高さにリフトアーム４が移動する。つまり、上昇操作スイッチ３７を操作してロータリ耕耘装置３を大きく上昇させた後、ポジションレバー２２を最上昇位置にまで操作することで、通常の機械的なポジション制御形態に復元するのである。
【００４５】
〔別実施形態〕
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。
【００４６】
（１）上昇操作スイッチ３７と下降操作スイッチ３８で電動モータ３２を正逆に駆動指令する形態に代えて、単一のスイッチを操作するごとに電動モータ３２を繰り返して正逆に駆動指令する形態を採用することもできる。この場合、ランプ内臓型の押しボタンスイッチを使用して、上昇操作でランプが点灯し、次の下降操作で消灯するようにして、スイッチ操作状態を認識しやすくしておくと便利である。
【００４７】
（２）走行用変速レバー３９が後進域に操作されたことを検知する手段や、ポジションレバー２２が最上昇位置に操作されたことを検知する手段としては、リミットスイッチを利用するほかに、近接スイッチや光センサ、などを利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  トラクタ後部の右側面図
【図２】  バルブ操作部の側面図
【図３】  バルブ操作部の側面図
【図４】  バルブ操作部の側面図
【図５】  バルブ操作部の側面図
【図６】  バルブ操作部の平面図
【図７】  上限検知スイッチ操作構造の平面図
【図８】  油圧回路図
【図９】  制御ブロック図
【符号の説明】
４          リフトアーム
１０          ポジション制御バルブ
１７          ポジション調節軸
１８          フィードバック軸
１９          ポジションアーム
２２          ポジションレバー
２３          操作リンク
２４          長孔
３２          電動モータ
３４          駆動リンク
３５          長孔
３７          上昇操作スイッチ
３９          走行用変速レバー
４２          ストッパ
４３          ストッパ
【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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