JPH0627043Y2 - トラクタにおけるリフトア−ムの下降回動速度制御機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本考案は、トラクタにおけるリフトアームの下降回動速
度制御機構に関する。

（ロ）従来の技術 従来、トラクタ後部の油圧ケースにはリフトアームを上
下回動自在に突設して、同リフトアームによりトラクタ
後方に連結したロータリ装置を上下昇降させることがで
きるようにしている。

そして、かかるリフトアームの作動操作は、トラクタの
座席側方に配したリフトレバーを上昇回動作動させるこ
とにより、油圧バルブを介してリフトシリンダーを伸張
作動させて、リフトアームを上昇回動させるべく構成
し、また、リフトレバーを下降回動作動させることによ
り、油圧バルブを介してリフトシリンダー内の作動油を
戻し可能状態として、ロータリ装置自体の自重により下
降すべく構成している。

（ハ）考案が解決しようとする問題点 ところが、かかる構造の場合、ロータリ装置の下降が同
装置の自重によりなされるために、耕面に同装置が着地
する際には、下降速度が加速度的に増大して耕面に激突
する状態となり、土壌条件によっては、その反動でトラ
クタ後部が押し上げられたり、トラクタのエンジンがス
トップする等の不具合があった。

また、かかる不具合を防止するために、ロータり装置の
下降速度を遅くすると、耕耘作業への対応に時間がかか
りすぎ、作業能率に影響する等の問題がある。

そこで、実開昭56-12912(5)公報に見られるように、油
圧シリンダの昇降作動を制御する切換バルブのスプール
のリフトアーム上げ方向は昇降レバーで直接作動させ、
下げ方向作動はスプリングの付勢で作動させるようにし
て、リフトアームが降下して所定位置に達すると、油圧
による減速作用が働き、それ以後のスプールの作動を制
御して、作業機の接地直前の降下速度を遅くすることに
よって、上記の問題を解決しようとするものが考案され
ている。

ところが、上記の油圧による減速作用は、上記所定位置
から作業機が接地するまでの区間一定であり、そのた
め、作業能率を高めるために、上記区間の下降速度を速
くすれば作業機の接地速度が速すぎ、作業機接地の衝撃
を避けるために上記区間の下降速度を遅くすると作業能
率が低下するというジレンマがある。

更に、作業機が所定位置まで下降して、油圧によるスプ
ールの減速作用が開始する時点で、作業機の降下速度が
急激に遅くなるので、その反作用で機体に衝撃が発生し
たり、前車輪荷重が減少して操向が不安定になったりす
るなどの問題が生ずる。

（ニ）問題点を解決するための手段 本考案では、トラクタ後部の油圧ケースに取付けたリフ
トアームの昇降作動を、油圧ケースに接続したバルブ開
閉作動軸の作動により制御すべく構成し、バルブ開閉作
動軸とアーム昇降用のリフトレバーとの間に昇降連動機
構を介設して、リフトレバー操作に呼応してリフトアー
ムの昇降作動がなされるように構成すると共に、上記昇
降連動機構中に、流体式クッション装置を設けて、リフ
トアームの所定位置から下方への下降回動速度を制御す
るように構成し、流体式クッション装置は、流体通路孔
を有するピストンをシリンダ中に摺動自在に嵌入し、同
ピストンにバルブ開閉作動軸と運動したロッドを連設し
て、シリンダーの前後側を前後壁により閉塞すると共
に、シリンダーの後壁とピストン間に、圧力壁を摺動自
在に嵌入し、シリンダーと前壁と圧力壁とにより形成さ
れる作動室には作動流体を充填し、シリンダーと圧力壁
と後壁とにより形成される圧宿室に圧縮流体を充填し、
バルブ開閉作動軸のリフトアーム下げ方向の作動によっ
てロッドを介しピストンを後壁方向に押圧して圧縮室中
に圧力を発生させるように構成して、リフトアームが所
定位置を越えて下方に降下した際には、上記バルブ開閉
作動軸のリフトアーム下げ方向の作動を、上記圧力によ
って抑制することにより、リフトアーム降下速度を低下
させることを特徴とするトラクタにおけるリフトアーム
の下降回動速度制御機構を提供せんとするものである。

（ホ）作用 例えば、耕耘作業を行なう際には、トラクタ後方にロー
タリ装置を連結すると共に、同ロータリ装置とリフトア
ーム先端とを連結しておけば、アーム昇降操作レバー操
作にてバルブ開閉作動軸を操作し、リフトアームを介し
てロータリ装置の昇降作動が適宜容易に行えるものであ
り、アーム昇降操作レバーの上げ操作をすばやく行なえ
ば、それに呼応してリフトアーム、延いてはロータリ装
置の上昇回動作動もすばやくなされるものであり、ま
た、アーム昇降操作レバーの下げ操作をすばやく行なえ
ば、それに呼応してロータリ装置の下降も耕面近傍の所
定位置まですばやくなされるものであるが、その後は、
昇降連動機構中に設けた流体式クッション装置によっ
て、バルブ開閉作動軸の下げ方向作動が抑制され、その
結果、リフトアームの下降回動速度が抑制されれるの
で、ロータリ装置が耕面に緩やかに接地することにな
る。

特に、流体式クッション装置には、圧縮流体を充填した
圧縮室が設けられており、ピストンには圧縮室中の圧縮
流体の圧力が反力として作用するのであるが、圧縮室の
圧力は圧縮室の内容積に略反比例するので上記反力が非
線形となり、バルブ開閉作動軸の下げ方向作動の抑制
は、初期は緩やかに、後期では強力に作用することにな
る。

したがって、作業機降下速度の減速は、初期は緩やか
に、後期は強力におこなわれることになり、機体への衝
撃を伴わずに、しかも、短時間かつ短い降下ストローク
中で、必要かつ十分な作業機降下速度の減速を達成する
ことができる。

また、摺動自在の圧力壁によって、作動流体と圧縮流体
とを分離しているので、これらが混合して作動流体の特
性（粘度等）が変化せず、長期間に渉って一定の作動特
性を維持することができる。

（ヘ）効果 上記構成によって、リフトアームの下降回動速度を、所
定下降位置からのみ緩かにすることができるために、同
リフトアームに連結したロータリ装置等の各種作業機の
上下昇降作動を可及的に短時間に行なわせることができ
ると共に、着地時の作業機への衝撃発生を回避すること
ができて、作業能率の向上を図ることができるという効
果がある。

特に、バルブ開閉作動軸の下げ方向作動の抑制作用を非
線形にしたことで、作業機接地時の降下速度を充分に低
速にしながら、短時間で降下作動を終了させることがで
き、しかも、降下作動抑制初期に機体に発生する衝撃を
緩和するという効果がある。

また、構造が簡易であるために、誤動作や故障等の心配
がないという効果もある。

（ト）実施例 本考案の実施例を図面にもとづき詳説すれば、第１図に
示す(A)はトラクタであり、同トラクタ(A)は、機体フレ
ーム(1)の前部に原動機部(2)、後部にミッションケース
(3)を設け、これらの間に運転部(4)を設けて、同機体フ
レーム(1)下方には前後車輪(5)(6)を連設している。

ミッションケース(3)上側には油圧ケース(7)を載設し
て、同ケース(7)後部左右側からは左右リフトアーム(8)
(8)を上下回動自在に突設しており、同アーム(8)(8)
は、油圧ケース(7)内に設けたリフトシリンダーの伸縮
作動により上下回動すべく構成して、トラクタ(A)後方
に連結したロータリ装置等の各種作業機を、同リフトア
ーム(8)(8)により上下昇降させることができるようにし
ている。

なお、リフトシリンダーは、単動シリンダーであり、作
動油供給と共にシリンダーロッドが伸張作動して、リフ
トアーム(8)(8)を上昇回動させ、また、作動油戻しと共
にシリンダーロッドが収縮作動して、リフトアーム(8)
(8)の下降が自由になるものである。(9)はＰＴＯ軸であ
る。

運転部(4)は前部にハンドル(10)を設け、その後方で油
圧ケース(7)上方に座席(11)を配して、同座席(11)の左
右側方には左右後車輪フェンダー(12)(12′)を設けてお
り、左後車輪フェンダー(12′）からは変速レバー(13)
を突出させ、また、右後車輪フェンダー(12)からはアー
ム昇降操作レバー(14)、油圧レバー(15)、及び、自動耕
深位置決めレバー(16)を突出させて、着座状態で各種レ
バーが操作できるようにしている。

リフトレバー(14)は、前記した左右リフトアーム(8)(8)
を上下回動操作するためのアーム昇降操作レバーであ
り、第２図に示すように、同レバー(14)基端はミッショ
ンケース(3)の前上側に回動自在に軸支(14a)して、同レ
バー(14)基端と、リフトシリンダーの油圧バルブを開閉
作動させるべく油圧ケース(7)右側壁より突出させたバ
ルブ開閉作動軸(18)との間に昇降連動機構(19)を介設し
て、同昇降連動機構(19)によりリフトレバー(14)に左右
リフトアーム(8)(8)が連動すべく構成しているものであ
る。

また、リフトレバー(14)基端下方近傍のミッションケー
ス(3)には変速軸(20)を横架軸支すると共に、右側端を
右側外方へ突出状に伸延(20a)させて、同伸延部(20a)に
は昇降連動機溝(19)を一部構成する作動アーム(21)基端
をボスを介して遊嵌させており、同ボスには連動突片(2
2)を突設して、同突片(22)先端をリフトレバー(14)基端
に連設した連動筒体(23)に連動嵌合させて、同レバー(1
4)に連動して作動アーム(21)が回動作動すべく構成して
いる。

ここで、上記昇降連動機構(19)の構造について詳述する
と、次の通りである。

すなわち、昇降連動機構(19)は、前記した作動アーム(2
1)と、バルブ開閉作動軸(18)より突設した受動アーム(2
4)との間に連動杆(25)を介設することにより、リフトレ
バー(14)の操作で同作動軸(18)が回動して、油圧バルブ
の開閉作動、延いては左右リフトアーム(8)(8)の上下回
動作動が行なえるように構成したものである。

しかも、連動杆(25)は本体(25a)をターンバックル方式
に伸縮調節自在に構成し、基端部(25b)を作動アーム(2
1)先端に連動連結し、また、先端部(25c)に長手方向に
長い長孔(25d)を穿設して、同先端部(25c)を、受動アー
ム(24)より突設した係合摺動ビン(26)に同長孔(25d)を
介して遊嵌しているものである。

そして、係合摺動ピン(26)先端には、基端が所定箇所に
固定された引張スプリング(27)先端を連結しており、同
スプリング(27)の引張付勢力により、受動アーム(24)を
介してバルブ開閉作動軸(18)が回動して、作動油戻り側
に油圧バルブが作動すべく構成している。

従って、リフトレバー(14)により、左右リフトアーム
(8)(8)を上げ操作すると、作動アーム(21)により連動杆
(25)は、受動アーム(24)を係合摺動ピン(26)を介して押
圧回動させ、バルブ開閉作動軸(18)の回動に伴って油圧
バルブが作動油供給側に作動されて、リフトシリンダー
の伸張作動と共に左右リフトアーム(8)(8)が上昇回動す
るものである。

この際、受動アーム(24)の回動は、引張スプリング(27)
の引張付勢力に抗してなされるものである。

また、リフトレバー(14)により左右リフトアーム(8)(8)
を下げ操作すると、作動アーム(21)により連動杆(25)は
引張移行されるものの、受動アーム(24)は係合摺動ピン
(26)が長孔(25d)中を摺動するために、連動杆(25)と一
体的には回動せず、遅れて、引張スプリング(27)の引張
付勢力により回動されて、油圧バルブが作動油戻し側に
作動され、左右リフトアーム(8)(8)の下降回動が自由に
なるものである。

この際、左右リフトアーム(8)(8)先端にロータリ装置等
の作業機を連結しておくと、同作業機の自重により下降
作動がなされるものである。

かかる構成において、本考案の要旨となるのは、上記昇
降連動機構(19)に流体式クッション装置(28)を配設して
なるリフトアームの下降回動速度制御機構(M)の構造に
あり、次の通りである。

すなわち、流体式クッション装置(28)は、流体通路孔(2
8b)を有するピストン(28c)をシリンダ(28a)中に摺動自
在に嵌入し、同ピストン(28c)にロッド(28d)を連設し
て、シリンダー(28a)の前後側を前後壁(28e)(28f)によ
り閉塞すると共に、シリンダー(28a)の前壁(28e)とピス
トン(28c)間には圧力壁(28g)を摺動自在に嵌入してなる
ものである。

そして、シリンダー(28a)と後壁(28f)と圧力壁(28g)と
により形成される作動室(28h)には作動流体を充填し、
また、シリンダー(28a)と圧力壁(28g)とにより形成され
る圧縮室(28i)には圧縮流体を充填している。

さらに、作動室(28h)はピストン(28c)により前後作動室
(28h-1)(28h-2)とに二分されると共に、同前後作動室(2
8h-1)(28-2)は流体通路孔(28b)により連通されている。

上記構成によって、ロッド(28d)を押圧してピストン(28
c)を圧力壁(28g)方向へ摺動させると、前作動室(28h-1)
内の作動流体は流体通路孔(28b)を介して後作動室(28h-
2)内へ移動し、さらにピストン(28c)を摺動させると圧
力壁(28g)を介して圧縮室(28i)内の圧縮流体による反力
を受け、ピストン(28c)への外力を除去すると、同ピス
トン(28c)は元の状態に復元されるものである。

この際、作動流体の前後作動室(28h-1)(28h-2)間流動
は、流体通路孔(28b)を介してなされるために、ピスト
ン(28c)の移動に緩衝効果が作用して、外力とピストン
(28c)の移動ストロークとの間に、次に述べる特有のク
ッション特性が生じるものである。

すなわち、ピストン(28c)が圧力壁(28g)方向に移動する
と、圧力壁(28g)を介して圧縮室(28i)内の圧縮流体が圧
縮されて、ピストン(28c)を押し戻す方向の圧力が生ず
るが、この圧力は圧縮室(28i)の内部容積に反比例する
ので、ピストン(28c)の移動ストロークと外力との関係
が非線形になり、移動ストロークのある点までは略比例
するものの、その点を越える急激に反力が増加すること
になる。

しかだって、ピストン(28c)は、あるストローク点まで
は急速に移動するものの、それ以上のストロークでは緩
やかに移動するものである。

また圧力壁(28g)で作動流体と圧縮流体とを分離してい
るので、両者が混合して作動流体の特性（粘度等）が変
化するのが防止され、上記クッション特性を長期間にわ
たって確実に維持することができる。

(29)は流体式クッション装置(28)を支持する支持ブラケ
ットであり、同ブラケット(29)は基端取付部(29a)に進
退調節用長孔(29b)を穿設して、同長孔(29b)を介して固
定ボルト(29c)により同装置(28)を油圧ケース(7)に進退
調節自在に固定している。

従って、流体式クッション装置(28)は、上記のように外
装式であるために、同クッション装置(28)の進退位置調
節やメンテナンスが容易に行えるものである。

そして、ロッド(28d)は、先端をバルブ開閉作動軸(18)
より垂設した当接片(30)近傍に位置させて、同ロッド(2
8d)先端には、引張スプリング(27)の引張付勢力により
受動アーム(24)を介して回動されるバルブ開閉作動軸(1
8)と共に回動する当接片(30)の先端部が当接して、シリ
ンダー(28a)内の流体緩衝作用を受けるように構成して
いる。

しかも、当接片(30)先端が流体式クッション装置(28)の
緩衝作用を受けるタイミングは、支持ブラケット(29)を
介した同クッション装置(28)の進退調節により行なえる
ようにしている。

従って、例えば、左右リフトアーム(8)(8)先端にロータ
リ装置を連結した際に、リフトレバー(14)により同リフ
トアーム(8)(8)を下げ操作すれば、前記したように引張
スプリング付勢力によって、すばやく同リフトアーム
(8)(8)を介したロータリ装置の下降作動がなされるもの
であるが、当接片(30)が流体式クッション装置(28)のロ
ッド(28d)に当接して同ロッド(28d)を押圧後退させる
と、同時に同当接片(30)はシリンダー(28a)内の流体緩
衝作用を受けはじめ、ロータリ装置の下降は緩やかにな
るものである。

この際、流体式クッション装置(28)が緩衝機能しはじめ
るタイミングを、ロータリ装置の耕面近接位置にセット
しておけば、同ロータリ装置が耕面に激突して、本機が
エンスト等を起こすという不具合が解消されると共に、
作業の能率も確保できるものである。

なお、本考案において、流体式クッション装置(28)のシ
リンダー(28a)内に充填する流体のうち、作動流体は、
体積弾性率が高く、かつ、適当な粘度を有するものであ
ればよく、一方圧縮流体は体積弾性率が低いものであれ
ばよく、これらを適宜選択することによって、所望のク
ッション特性を得ることができる。

また、油圧レバー(15)は、基端をバルブ開閉作動軸(18)
に遊嵌すると共に、受動アーム(24)に隣接させて配して
おり、同レバー(15)基端分前側には係止片(15a)を受動
アーム(24)前側面方向へ突設して、油圧レバー(15)によ
る左右リフトアーム(8)(8)の上げ操作時にのみ、同係止
片(15a)が受動アーム(24)に係合して、同アーム(24)を
油圧レバー(15)に連動作動させるように構成している。
(17)はストッパー体である。

従って、かかる油圧レバー(15)は、所要回動位置に操作
することにより、受動アーム(24)が同レバー(15)の係止
片(15a)により係止される位置、すなわち、左右リフト
アーム(8)(8)が下降する限界位置を適宜変更することが
できるものであり、しかも、同レバー(15)を操作するこ
とにより左右リフトアーム(8)(8)の上下昇降操作を行な
うことも可能なものである。

すなわち、油圧レバー(15)はアーム昇降操作レバーとし
ても機能するものである。

また、自動耕深位置決めレバー(16)は、左右リフトアー
ム(8)(8)の下降位置を制御するためのレバーであり、同
レバー(16)により耕耘深さを初期設定しておけば、同リ
フトアーム(8)(8)の下降回動位置が自動制御されて、同
リフトアーム(8)(8)に連結されたロータリ装置の最降下
位置、換言すれば、耕耘深さが常時一定に確保されるも
のである。

しかも、かかるレバー(16)を具備するトラクタ(A)にお
いて、本考案にかかるリフトアームの下降回動速度制御
機構(M)を装備していることにより、ロータリ装置装着
時には以下のような作用効果が生起されるものである。

すなわち、第３図に示す従来技術におけるロータリ装置
のロータリ部(B)下降回動説明図と、第４図に示す本考
案にかかるロータリ部(B)の下降回動説明図とを対比す
れば明らかなように、従来技術のロータリ部(B)は、自
重により下降回動して耕面に激突するために、慣性によ
って常に初期食込み深さ(d)が、設定耕深(D)よりも大き
くなるという不具合が生じるのに対し、本考案のロータ
リ部(B)の場合は、第４図に示すように、流体式クッシ
ョン装置(28)が機能せずに、自重で下降回動する普通下
降回動速度範囲(L)と、流体式クッション装置(28)が機
能している緩速下降回動範囲(L′)とが形成され、緩速
下降回動によっては慣性の作用が小さいために自動耕深
制御が確実になされるものである。なお、ロータリ部
(B)はロータリ爪の回動軌跡で模式している。(31)はロ
ータリ軸である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案にかかるリフトアームの下降回動速度
制御機構を有するトラクタの側面図。 第２図は、同要部の拡大側断面図。 第３図は、従来技術のロータリ部下降回動説明図。 第４図は、本考案にかかるロータリ部下降回動説明図。 (A)：トラクタ (M)：下降回動速度制御機構 (7)：油圧ケース (8)：リフトアーム (14)：リフトレバー (18)：バルブ開閉作動軸 (19)：昇降連動機構 (28)：流体式クッション装置 (28a)：シリンダ (28b)：流体通路孔 (28c)：ピストン (28d)：ロッド (28e)：前壁 (28g)：圧力壁 (28f)：後壁 (28h)：作動室 (28i)：圧縮室

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】トラクタ(A)後部の油圧ケース(7)に取付け
   たリフトアーム(8)の昇降作動を、油圧ケース(7)に接続
   したバルブ開閉作動軸(18)の作動により制御すべく構成
   し、バルブ開閉作動軸(18)とアーム昇降用のリフトレバ
   ー(14)との間に昇降連動機構(19)を介設して、リフトレ
   バー(14)操作に呼応してリフトアーム(8)の昇降作動が
   なされるように構成すると共に、上記昇降連動機構(19)
   中に、流体式クッション装置(28)を設けて、リフトアー
   ム(8)の所定位置から下方への下降回動速度を抑制する
   ように構成し、流体式クッション装置(28)は、流体通路
   孔(28b)を有するピストン(28c)をシリンダ(28a)中に摺
   動自在に嵌入し、同ピストン(28c)にバルブ開閉作動軸
   (18)と連動したロッド(28d)を連設して、シリンダー(28
   a)の前後側を前後壁(28e)(28f)により閉塞すると共に、
   シリンダー(28a)の後壁(28f)とピストン(28c)との間
   に、圧力壁(28g)を摺動自在に嵌入し、シリンダー(28a)
   と前壁(28e)と圧力壁(28g)とにより形成される作動室(2
   8h)には作動流体を充填し、シリンダー(28a)と圧力壁(2
   8g)と後壁(28f)とにより形成される圧縮室(28i)に圧縮
   流体を充填し、バルブ開閉作動軸(18)のリフトアーム下
   げ方向の作動によってロッド(28d)を介しピストン(28c)
   を後壁(28f)方向に押圧して圧縮室(28i)中に圧力を発生
   させるように構成して、リフトアーム(8)が所定位置を
   越えて下方に降下した際には、上記バルブ開閉作動軸(1
   8)のリフトアーム下げ方向の作動を、上記圧力によって
   抑制することにより、リフトアーム(8)降下速度を低下
   させることを特徴とするトラクタにおけるリフトアーム
   の下降回動速度制御機構。