JPH11168907A - トラクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンチングの発生を抑制し、応答性を
良好とさせた対地作業機の水平制御を可能とさせる。 【解決手段】 対地作業機（１４）を左右傾斜調節自
在に水平制御部材（４７）を介して装設させるトラクタ
（１）において、左右傾斜動作を検出する角速度センサ
（５９）と傾斜センサ（６０）を本機の略中央に設け、
これら角速度センサ（５９）及び傾斜センサ（６０）の
検出出力に基づいて水平制御部材（４７）を動作させて
対地作業機（１４）を水平維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は耕耘作業を行う耕耘
ロータリ作業機またはプラウなどの対地作業機を牽引す
るトラクタに関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来、耕耘ロータリ作
業機またはプラウなどの対地作業機を昇降自在に装設し
て耕耘作業を行うとき、左右傾斜動作を傾斜センサによ
って検出し、対地作業機を略水平に保つが、実際の傾斜
動作に対して水平制御動作が遅れ易い不具合がある。ま
た水平制御動作の応答性を高めるため、制御速度（シリ
ンダ速度）を速めた場合などには、ハンチングが発生し
易く制御が不安定なものとなる欠点があった。

【０００３】

【課題を解決するための手段】然るに、本発明は、対地
作業機を左右傾斜調節自在に水平制御部材を介して装設
させるトラクタにおいて、左右傾斜動作を検出する角速
度センサと傾斜センサを本機の略中央に設け、これら角
速度センサ及び傾斜センサの検出出力に基づいて水平制
御部材を動作させて対地作業機を水平維持するもので、
例えば本機の緩慢な傾斜動作時には傾斜センサの検出出
力に応じた遅い制御速度で水平制御部材を動作させ、ま
た本機の急激な傾斜動作時には角速度センサの検出出力
に応じた速い制御速度で水平制御部材を動作させて、ハ
ンチングの発生を抑制し且つ応答性を良好とさせた高精
度な水平制御を可能とさせるものである。

【０００４】また、水平制御部材として油圧式ストロー
クシリンダを用いて、ストロークシリンダを目標値に伸
縮制御するもので、本機と作業機間のリンク機構などに
容易且つコンパクトにストロークシリンダの組込みが行
えると共に、例えばその駆動にオンオフ弁（パルス制
御）を用いることによって多段階に、また電磁比例弁を
用いることによって無段階にストロークシリンダを動作
させて、傾斜センサ及び角速度センサなど各種条件に適
した速度での制御を可能とさせて、制御の一層の高精度
化を図るものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて詳述する。図１は耕耘制御回路図、図２は全体の
側面図、図３は同平面図、図４は耕耘ロータリ作業機部
の側面図、図５は同背面説明図である。図中（１）は走
行車であるトラクタであり、エンジン（２）を内設させ
るボンネット（３）両側に左右の前走行輪（４）（４）
を装設させ、前記ボンネット（３）後部に操向ハンドル
（５）を設け、該ハンドル（５）後方に運転席（６）を
設置させ、運転席（６）両側外方に左右の後走行輪
（７）（７）を装設させると共に、運転席（６）前側の
ステップ（８）に左右ブレーキペダル（９）（９）及び
クラッチペダル（１０）を配設させ、作業者が運転席
（６）に座乗して走行移動するように構成している。

【０００６】また、前記走行輪（４）（７）を駆動する
ミッションケース（１１）にロワリンク（１２）及びト
ップリンク（１３）を介して耕耘ロータリ作業機（１
４）を取付け、該作業機（１４）をトラクタ（１）後側
に昇降自在に装設させるもので、走行主変速レバー（１
５）と、前記作業機（１４）を手動操作で昇降させるポ
ジションコントロールレバー（１６）と、前記作業機
（１４）を非作業上昇位置及び耕耘作業下降位置にワン
タッチ動作で昇降させる昇降スイッチ（１７）を、運転
席（６）の右側に配置させると共に、走行副変速レバー
（１８）と、前記作業機（１４）への出力を変更させる
ＰＴＯ変速レバー（１９）を、運転席（６）の左側に配
置させる。

【０００７】さらに、前記作業機（１４）の中央にギア
ボックス（２０）を配置し、トラクタ（１）のＰＴＯ軸
（２１）から動力を伝えると共に、前記ギアボックス
（２０）側面より両側方にビーム（２２）を突出し、該
ビーム（２２）のそれぞれの中途部に支持プレート（２
３）を固設し、該支持プレート（２３）の前端にはロワ
リンク（１２）を連結させ、支持プレート（２３）後端
にはデプスフレーム（２４）の前端を枢支し、該デプス
フレーム（２４）後端側に左右尾輪（２５）（２５）を
設けている。

【０００８】前記ビーム（２２）の外側端にチェーンケ
ース（２６）上部とサイドサポート（２７）上部が固設
され、該チェーンケース（２６）下部とサイドサポート
（２７）下部の間に耕耘爪軸（２８）が横架され、該耕
耘爪軸（２８）上にナタ爪よりなる多数のロータリ爪
（２９）…が側面視で放射状に植設されると共に、該ロ
ータリ爪（２９）の回転軌跡上方がロータリカバー（３
０）によって覆われ、両側はサイドカバー（３１）によ
って覆われている。そして、該耕耘爪軸（２８）はギア
ボックス（２０）内のギア、ビーム（２２）内の伝動
軸、チェーンケース（２６）内のスプロケット及びチェ
ーンを介して駆動され、ロータリ爪（２９）…が回転さ
れることによって耕耘ができると共に、ハンドル（３
２）の回転操作によって耕耘爪軸（２８）軸芯を中心に
ロータリカバー（３０）を前後に回転させることができ
るようにしている。

【０００９】そして、前記ビーム（２２）に固定するプ
レート（３３）を前方に突設させ、該プレート（３３）
前端に支持杆（３４）が横架され、該支持杆（３４）に
取付プレート（３５）が固定され、該取付プレート（３
５）に切断刃（３６）の上部が固定されている。なお、
切断刃（３６）を左右幅方向でロワーリンク（１２）よ
り機外側方に４本装着すると共に、切断刃（３６）の中
間部は後方に湾曲させ、前後に傾斜させる切断刃（３
６）の直線形下部を前記ロータリ爪（２９）の回転軌跡
の前部内に後傾形に臨ませている。つまり、側面視にお
いて切断刃（３６）の下部がロータリ爪（２９）の回転
軌跡の前部でオーバーラップするように配置させると共
に、切断刃（３６）とこれに隣り合うロータリ爪（２
９）の左右方向間隔は狭くして残耕ができないようにし
ている。但し、外側２本の切断刃（３６）（３６）はロ
ータリ爪（２９）と偏心爪（３７）の間に設ける。ま
た、切断刃（３６）の後面とロータリカバー（３０）の
間には仕切板（３８）が配設されている。即ち、該仕切
板（３８）は切断刃（３６）の背面に固設されており、
仕切板（３８）をロータリカバー（３０）に接近させ
て、藁や雑草等が入り込み絡み付かないようにしてい
る。また、仕切板（３８）は三角形状に構成されて、上
部の辺はロータリカバー（３０）の内側の形状に合わ
せ、前部の辺は切断刃（３６）の後面の形状に合わせて
密着して固定できるようにし、後部の辺は円弧状として
藁等を下方へ導く形状としている。そして、仕切板（３
８）の幅（板厚）は切断刃（３６）の幅より狭くして、
藁や雑草等が絡みつかないようにしている。

【００１０】さらに、ロータリ爪（２９）上側のロータ
リカバー（３０）後端に第１支点軸（３９）を介して鋼
板製第１リヤカバー（４０）を上下方向に揺動自在に連
結させ、第１リヤカバー（４０）後端にゴム製第２リヤ
カバー（４１）前端を固定させ、下方に均し空間（４
２）を形成する第２リヤカバー（４１）後端に鋼板製第
３リヤカバー（４３）前端を固定させるもので、ロータ
リ爪（２９）の回転軌跡上端と略同じ高さまたはそれ以
上に高い位置に第１支点軸（３９）を取付け、耕耘作業
時に第１支点軸（３９）を中心にリヤカバー（４０）
（４１）（４３）が上昇することにより、ロータリ爪
（２９）の回転軌跡後方でリヤカバー（４０）（４１）
（４３）下方に大きな面積の均し空間（４２）が形成さ
れ、リヤカバー（４０）（４１）（４３）によって前方
に押す土がロータリ爪（２９）の土跳ね上げ部に至るの
を防止し、高速走行での耕耘作業によるロータリ爪（２
９）の耕耘負荷増加を防止するもので、耕耘作業時、ロ
ータリ爪（２９）が地上に抜出する地点（Ａ）を中心と
する半径の円弧線上に、リヤカバー（４０）（４１）
（４３）が耕土によって持上げられて配置され、ロータ
リ爪（２９）の回転軌跡の面積の約５０パーセント以上
の大きさの均し空間（４２）をロータリ爪（２９）回転
軌跡後側とリヤカバー（４０）（４１）（４３）の間に
形成させ、細かい土塊または軽い土塊など小形物がロー
タリ爪（２９）によってロータリカバー（４０）（４
１）下面の高位置に飛散され、大きい土塊または重い土
塊または切り株（稲株）など大形物がロータリ爪（２
９）によって低い位置に飛散され、ロータリ爪（２９）
の飛散による比重分離作用によって小形物が上層とな
り、また大形物が下層となり、上層の小形物がリヤカバ
ー（４１）（４３）によって均平にされる。従って、大
形物によって培土内部の通気性及び通水性が良好に保た
れると共に、播種または苗移植に適した状態に培土表層
部が小形物によって形成される。

【００１１】さらに、前記耕耘爪軸（２８）を中心に同
一円周上に９０度の間隔で４本のロータリ爪（２９）…
を取付け、各ロータリ爪（２９）先端側を交互に左右方
向に向けて湾曲させ、耕耘爪軸（２８）の直交平面上で
４本１列のロータリ爪（２９）…を耕耘爪軸（２８）軸
芯線方向に複数列設けるもので、左右方向で対向させる
ロータリ爪（２９）（２９）の先端軌跡間に間隙を設
け、ロータリ爪（２９）の左右側方湾曲幅を先端軌跡間
隙の約２倍の大きさとし、左右方向のロータリ爪（２
９）（２９）基端間隔が先端軌跡間隙の約５倍の大きさ
になるようにロータリ爪（２９）を形成している。ま
た、前記ロータリ爪（２９）は土を切取った後に掬取る
形状に湾曲させ、ロータリ爪（２９）の先端湾曲部の水
平分力により土を横方向に押移動させる力並びにロータ
リ爪（２９）の弾力変形の横方向の反撥力により掬取り
土を耕耘爪軸（２８）軸芯と略平行な横方向に押出し、
左右ロータリ爪（２９）（２９）先端軌跡間隙の残耕と
なる部位の土を破砕させ、残耕が形成されるのを防ぐ構
造としたもので、従来のロータリ爪取付け本数の約７０
パーセントの本数のロータリ爪（２９）…を取付け、ロ
ータリ爪（２９）の回転速度を従来の回転速度（１分間
に約２００〜４００回転）と略同一とし、トラクタ
（１）の走行速度を従来の走行速度（１秒間に約０．５
メートル）の約２倍とし、従来に比べて耕耘負荷を増大
させることなく、作業能率を約２倍にして耕耘作業を行
えるように構成している。また、前記ロータリ爪（２
９）の土中突入地点に対し側面視で重複する位置で前記
切断刃（３６）を土中に突入させ、切断刃（３６）の土
中突入部を後方傾斜支持させ、かつ切断刃（３６）の左
右両面を幅を有する偏平面で形成し、牽引により切断刃
（３６）が土中に進入する下向きの力と、切開される土
が復元力によって切断刃（３６）側面に圧接する力が、
切断刃（３６）の抜出し抵抗力として発生し、ロータリ
爪（２９）の土中突入抵抗の反力と略等しいか若干大き
い切断刃（３６）の抜出し抵抗力により、土中突入抵抗
の反力によって耕耘ロータリ作業機（１４）全体が上方
に持上げられるのを防ぎ、ロータリ爪（２９）が土中突
入によって発生する衝撃を緩和させるように構成してい
る。なお、耕耘爪軸（２８）後方側では、リヤカバー
（４０）（４１）（４３）の均平力の反力（持上げ力）
に対向してロータリ爪（２９）抜出し力の反力が発生
し、各反力の均衡によって耕耘姿勢を安定させる。

【００１２】さらに、前記ミッションケース（１１）上
面に設ける油圧リフトの左リフトアーム（４４）にリフ
トロッド（４５）を介して左ロワーリンク（１２）を連
結させると共に、右リフトアーム（４６）に右ロワーリ
ンク（１２）を油圧式ローリングシリンダ（４７）によ
って連結させ、右リフトアーム（４６）を定位置に固定
させた状態でローリングシリンダ（４７）のピストン
（４８）出入により右ロワーリンク（１２）を上下に揺
動させ、圃場耕盤と略平行になるようにロータリ作業機
（１４）を左右に傾斜調節するもので、前記ピストン
（４８）の出入量を検出するストロークセンサ（４９）
を設け、トラクタ（１）に対する作業機（１４）の左右
傾斜状態並びに傾斜調節量などを検出させるように構成
している。

【００１３】さらに、図１に示す如く、マイクロコンピ
ュータで形成する耕耘コントローラ（５０）にエンジン
（２）の負荷検出手段である電子ガバナコントローラ
（５１）を接続させるもので、エンジン（２）の回転数
を変更するラックアクチュエータ（図示省略）などを有
する電子ガバナ（５２）と、作業者が操作するアクセル
レバーまたはペダル（図示省略）の操作量を検出するポ
テンショメータ型アクセルセンサ（５３）と、エンジン
（２）の回転数を検出するピックアップ型回転センサ
（５４）を、前記電子ガバナコントローラ（５１）に接
続させ、電子ガバナ（５２）制御によってエンジン
（２）の回転数を変化させて走行速度を略一定に維持す
ると共に、エンジン（２）の負荷基準値を設定する負荷
設定器（５５）を前記耕耘コントローラ（５０）に入力
接続させ、ロワリンク（１２）を介し作業機（１４）を
昇降させる油圧昇降シリンダ（５６）の電磁式昇降バル
ブ（５７）に前記コントローラ（５０）を出力接続さ
せ、電子ガバナコントローラ（５１）のエンジン（２）
負荷検出によって昇降バルブ（５７）を自動制御して作
業機（１４）のトラクタ（１）に対する支持高さを可変
させ、作業機（１４）の耕耘深さを調節制御するように
構成している。

【００１４】さらに、前記コントロールレバー（１６）
の作業機（１４）下降操作によってオンになるポジショ
ンスイッチ（５８）と、トラクタ（１）の左右傾斜動作
の回転速度（角速度）を検出する振動或いは光ファイバ
ー型ジャイロなど角速度センサ（５９）と、トラクタ
（１）の左右傾斜動作（傾斜角度）を検出する本機傾斜
センサ（６０）と、前記作業機（１４）の左右傾斜動作
（傾斜角度）の基準値を設定する傾斜設定ボリウム（６
１）と、前記ストロークセンサ（４９）と、ローリング
シリンダ（４７）を作動させる電磁式油圧ローリングバ
ルブ（６２）を、耕耘コントローラ（５０）に接続さ
せ、前記各センサ（５９）（６０）の検出結果に基づ
き、コントローラ（５０）からの左上げまたは右上げロ
ーリング駆動パルス信号出力などによりローリングバル
ブ（６２）を作動させ、ローリングシリンダ（４７）を
パルス駆動などによって作動させ作業機（１４）の左右
傾斜を修正するもので、トラクタ（１）が左右に傾動し
たとき、作業機（１４）の左右傾斜角度を傾斜センサ
（６０）〜（６３）によって検出させると共に、トラク
タ（１）の左右傾斜速度を角速度センサ（５９）によっ
て検出させ、作業機（１４）の水平制御を自動的に行わ
せるように構成している。

【００１５】また、図２，図３から明らかなように、ト
ラクタ（１）の前後方向機体中心線上で後走行輪（７）
の車軸軸芯線の略直上にセンサ台（６３）を介して前記
角速度センサ（５９）と本機傾斜センサ（６０）を固定
させるもので、対地作業機である耕耘ロータリ作業機
（１４）を左右傾斜調節自在に水平制御部材であるロー
リングシリンダ（４７）を介して装設させるトラクタ
（１）において、左右傾斜動作を検出する角速度センサ
（５９）と傾斜センサ（６０）を本機の略中央に設け、
傾斜センサ（６０）によって左右傾斜動作を左右均等に
検出させると共に、角速度センサ（５９）と傾斜センサ
（６０）を同一部位に取付け、自動制御の簡略化並びに
取付け構造のコンパクト化及びコスト低下などを図れる
ように構成している。

【００１６】また前記ローリングバルブ（６２）として
は、駆動パルス信号により多段階的にシリンダ（４７）
を駆動するオン・オフ弁や、電磁信号により無段階的に
シリンダ（４７）を駆動する電磁比例弁などを用いて、
パルス信号の駆動デューティや電磁量制御によって制御
速度（シリンダ（４７）速度）を任意に変更可能とさせ
るものである。

【００１７】本実施例は上記の如く構成するもので、図
６のフローチャートに示す如く、ポジションコントロー
ルレバー（１６）の作業機（１４）下げ操作によってポ
ジションスイッチ（５８）がオンになり、昇降バルブ
（５７）制御によって昇降シリンダ（５６）が下降動作
し、作業機（１４）を着地させるもので、従来、例えば
爪軸（２８）１回転当りの爪本数を１本で、爪軸回転数
略１７０ｒｐｍ、車速０．５ｍ／ｓの作業条件で行われ
る作業を、爪軸（２８）１回転当りの爪本数を２本とし
て、爪軸回転数略１７０ｒｐｍ、車速１〜１．５ｍ／ｓ
の作業条件で行うことにより、走行速度を従来の略２倍
以上に高速にし、作業能率を大巾に向上させるものであ
る。

【００１８】また、角速度センサ（５９）で検出される
本機の左右方向に傾く速度の一定以上となる本機が急速
に傾くとき、一定以下の本機が緩慢に傾くときには、こ
れに対応した速度でローリングシリンダ（４７）を動作
させて水平制御を行うもので、角速度が一定以下のとき
には傾斜センサ（６０）とストロークセンサ（４９）の
関係に基づいて、また角速度が一定以上のときには角速
度センサ（５９）とストロークセンサ（４９）の関係に
基づいてシリンダ（４７）の駆動制御が行われる。

【００１９】而して、図７にも示す如く、角速度が一定
以下となる緩慢に本機が傾く場合には、傾斜センサ（６
０）の出力変化に応じたストローク目標値に、ストロー
クセンサ（４９）の出力が一致するようにシリンダ（４
７）の駆動制御が行われて、遅い制御速度で作業機（１
４）の左右水平が保たれる一方、図８にも示す如く角速
度が一定以上となる急激に本機が傾く場合には、角速度
センサ（５９）の出力変化に応じたストローク変化率の
目標値に、ストロークセンサ（４９）の出力変化率（ｖ
ｓ／ｔ）が一致するようにシリンダ（４７）の駆動制御
が行われて、速い制御速度で作業機（１４）の左右水平
が保たれる。

【００２０】このように本機の緩慢な傾斜動作には遅い
制御速度で、また本機の急激な傾斜動作には速い制御速
度で水平制御を行って、ハンチングの発生を抑制し、且
つ応答性を良好させた高精度な水平制御を可能とさせる
ものである。また油圧式のローリングシリンダ（４７）
の駆動をオン・オフ弁（パルス制御）或いは電磁比例弁
を用いて多段階或いは無段階に行うことによって、ロー
リングシリンダ（４７）のシリンダ速度の任意調整も容
易に可能とさせて、この制御の一層の高精度化が図れ
る。

【００２１】なお、角速度センサ（５９）に基づく水平
制御と傾斜センサ（６０）に基づく水平制御の移行間
に、角速度センサ（５９）及び傾斜センサ（６０）の両
方の検出値に基づくファジイ推論などによる制御を介在
させても良く、またこれら角速度センサ（５９）及び傾
斜センサ（６０）の両方によるファジイ推論などの制御
のみで作業機（１４）の水平維持を図っても良い。

【００２２】さらに、角速度センサ（５９）に換え加速
度センサを用いて、その積分値（加算値）に基づいて水
平制御を行う構成でも良い。

【００２３】また、前記負荷設定器（５５）値入力と、
ガバナコントローラ（５１）のエンジン（２）負荷入力
により、エンジン（２）の負荷が適正になるように、作
業機（１４）を昇降させて耕深を変更する昇降バルブ
（５７）制御と、エンジン（２）の出力を増減させる電
子ガバナ（５２）制御が自動的に行われるもので、エン
ジン（２）を適正負荷で運転し乍ら、作業機（１４）を
水平に保って高速走行による耕耘作業を行わせるもので
ある。

【００２４】

【発明の効果】以上実施例から明らかなように本発明
は、対地作業機（１４）を左右傾斜調節自在に水平制御
部材（４７）を介して装設させるトラクタ（１）におい
て、左右傾斜動作を検出する角速度センサ（５９）と傾
斜センサ（６０）を本機の略中央に設け、これら角速度
センサ（５９）及び傾斜センサ（６０）の検出出力に基
づいて水平制御部材（４７）を動作させて対地作業機
（１４）を水平維持するものであるから、例えば本機の
緩慢な傾斜動作時には傾斜センサ（６０）の検出出力に
応じた遅い制御速度で水平制御部材（４７）を動作さ
せ、また本機の急激な傾斜動作時には角速度センサ（５
９）の検出出力に応じた速い制御速度で水平制御部材
（４７）を動作させて、ハンチングの発生を抑制、且つ
応答性を良好とさせた高精度な水平制御を可能とさせる
ことができるものである。

【００２５】また、水平制御部材（４７）として油圧式
ストロークシリンダ（４７）を用いて、ストロークシリ
ンダ（４７）を目標値に伸縮制御するものであるから、
本機と作業機（１４）間のリンク機構などに容易且つコ
ンパクトにストロークシリンダ（４７）の組込みが行え
ると共に、例えばその駆動にオンオフ弁（パルス制御）
を用いることによって多段階に、また電磁比例弁を用い
ることによって無段階にストロークシリンダを動作させ
るなどして、傾斜センサ（６０）及び角速度センサ（５
９）や各種条件に適した速度での制御を可能とさせて、
制御の一層の高精度化を図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】耕耘制御回路図である。

【図２】全体の側面図である。

【図３】全体の平面図である。

【図４】耕耘ロータリ作業機の側面図である。

【図５】耕耘ロータリ作業機の背面図である。

【図６】フローチャートである。

【図７】センサの出力説明図である。

【図８】センサの出力説明図である。

【符号の説明】

（４７） ローリングシリンダ（水平制御部材） （５９） 角速度センサ （６０） 傾斜センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対地作業機を左右傾斜調節自在に水平制
   御部材を介して装設させるトラクタにおいて、左右傾斜
   動作を検出する角速度センサと傾斜センサを本機の略中
   央に設け、これら角速度センサ及び傾斜センサの検出出
   力に基づいて水平制御部材を動作させて対地作業機を水
   平維持するように構成したことを特徴とするトラクタ。
2. 【請求項２】 水平制御部材として油圧式ストロークシ
   リンダを用いて、ストロークシリンダを目標値に伸縮制
   御するように構成したことを特徴とする請求項１記載の
   トラクタ。