JP3784325B2 - 移動農機の操向制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動農機の操向制御装置に関し、特に、左右の後輪に対応して設けられたブレーキ用油圧アクチュエータ及び前輪増速用油圧アクチュエータを備えた移動農機の操向制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラクタ等の移動農機において、例えば畦際での機体回行を小さな旋回半径で行うために、前輪のステアリング切れ角が所定値以上となった場合に、前輪増速装置により前輪の回転周速度を後輪の回転周速度よりも速くし、かつブレーキ装置により旋回内側の後輪に自動的に制動作用を付与することにより急旋回を可能とした技術が公知である。
【０００３】
例えば、図３に示すように、従来のトラクタでは、リフト用油圧回路１８０とブレーキ装置１４６等に圧油を供給する油圧ポンプ１５６と、パワーステアリングユニット１５２の油圧シリンダ１３０に圧油を供給する油圧ポンプ１５６’とを有していて、ステアリングホイール１２２を操作して、前輪のステアリング切れ角が所定値以上になると、前記油圧ポンプ１５６から分流弁１３４を介して前輪増速装置１２６に圧油が供給されて該前輪増速装置１２６が作動すると共に、方向制御弁１７０を介してブレーキ装置１４６にも圧油が供給され、旋回内側のブレーキシリンダ（１５０Ｒ又は１５０Ｌ）が自動的に作動するようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来例によると、油圧ポンプ１５６からの圧油を、前輪増速装置１２６とブレーキ装置１４６、及びリフト用油圧回路１８０等に供給するために、前述した高価な分流弁１３４や方向制御弁１７０等を設ける必要があった。
【０００５】
そして、特に分流弁１３４は、外部からの電気信号により油圧ポンプ１５６からの流量を各ポートに分流させるための弁であり、その構造は、主回路圧力をピストン側圧力に減圧する減圧弁１６０と、ピストン側圧力の断続切換えを行うソレノイド式切換え弁１３６と、主回路がアンロードしたときにピストン側圧力を確保するシーケンス弁１６４とにより構成されていて、この分流弁１３４と前記方向制御弁１７０等により、油圧回路が複雑になると共に製造コストが高価になるという課題があった。
【０００６】
本発明は、斯かる課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、簡単な油圧回路構成にてブレーキ装置と前輪増速装置とを作動可能とすると共に、製造コストの低減等を図り得る移動農機の操向制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、前輪（１２）のステアリング切れ角が所定値以上となったことに基づき、旋回内側の後輪（１４）にブレーキ作用を付与すべく左右の後輪（１４Ｒ，１４Ｌ）に対応して設けられた左右１対のブレーキ用油圧アクチュエータ（５０Ｒ，５０Ｌ）、及び前輪（１２）の回転速度を後輪（１４）の回転速度よりも増速する前輪増速用油圧アクチュエータ（２８）を備えた移動農機（１０）の操向制御装置において、
前記左右１対のブレーキ用油圧アクチュエータ（５０Ｒ，５０Ｌ）に圧油を給排する左右１対の油路（１０３Ｒ，１０３Ｌ）に配置され、該左右１対の油路（１０３Ｒ，１０３Ｌ）を切換え制御する切換え弁（４０）と、
該切換え弁（４０）と前記ブレーキ用油圧アクチュエータ（５０Ｒ，５０Ｌ）との間において、前記左右１対の油路（１０３Ｒ，１０３Ｌ）に対し並列接続された高圧選択弁（４２）と、を備え、
該高圧選択弁（４２）を介して前記前輪増速用油圧アクチュエータ（２８）に圧油を供給する。
【０００８】
更に、前記左右１対の油路（１０３Ｒ，１０３Ｌ）における前記高圧選択弁（４２）の分岐部（ｃ，ｄ）と前記ブレーキ用油圧アクチュエータ（５０Ｒ，５０Ｌ）との間に、連通及び遮断に切換える入切弁（５２Ｒ，５２Ｌ）を設けたことを特徴とする。
【０００９】
〔作用〕
本発明に係る移動農機の操向制御装置によれば、左右１対のブレーキ用油圧アクチュエータ（５０Ｒ，５０Ｌ）に圧油を給排する左右１対の油路（１０３Ｒ，１０３Ｌ）に、該左右１対の油路（１０３Ｒ，１０３Ｌ）を切換え制御する切換え弁（４０）を配置すると共に、前記切換え弁（４０）と前記ブレーキ用油圧アクチュエータ（５０Ｒ，５０Ｌ）との間には、前記左右１対の油路（１０３Ｒ，１０３Ｌ）に対し並列接続された高圧選択弁（４２）を設け、この高圧選択弁（４２）を介して前輪増速用油圧アクチュエータ（２８）に圧油を供給するようにしたので、簡単な油圧回路構成にてブレーキ用油圧アクチュエータ（５０Ｒ，５０Ｌ）と前輪増速用油圧アクチュエータ（２８）の双方を作動させることが可能となる。
【００１０】
なお、括弧内の符号は、図面を参照するためのもので、本発明を何ら限定するものではない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は、本発明が適用された移動農機としてのトラクタの操向制御装置の概要を示す図である。同図において、トラクタ１０は、左右１対の前輪１２Ｒ，１２Ｌ及び後輪１４Ｒ，１４Ｌにて支持された走行機体の前部にエンジン１８、その後部にミッションケース２０、機体中央の上部の運転席にステアリングホイール２２等を備えている。エンジン１８の動力は、ミッションケース２０内の主変速及び副変速装置（図示せず）を介して左右の後輪１４Ｒ，１４Ｌに伝達され、また、図示しない後輪デフ機構の前段から分岐した動力が、伝動軸１６を介して左右の前輪１２Ｒ，１２Ｌに伝達される。
【００１３】
図２は、本実施の形態におけるトラクタの操向制御装置を示している。この操向制御装置は、油圧力にて前輪１２に操舵力を付与するパワーステアリングシリンダ３０とパワーステアリング用油圧回路６０とを備え、このパワーステアリング用油圧回路６０は、油圧ポンプ５６に接続された配管１００の油路を切換える切換えバルブ５４と、該切換えバルブ５４と一体のサーボフィードバック付きのメータリングポンプ５３と、配管１００からの圧油を切換えバルブ５４を介してパワーステアリングシリンダ３０に供給する配管１０１Ｒ，１０１Ｌとを有している。メータリングポンプ５３は、ステアリングホイール２２の回転角が変化する際に、油圧ポンプ５６の吐出し圧がパイロット圧となって、切換えバルブ５４が作動するようになっている。
【００１４】
すなわち、ステアリングホイール２２を左右いずれかに旋回操作すると、該ステアリングホイール２２の回転で前記切換えバルブ５４が切換わり、タンク５７内の圧油が油圧ポンプ５６により、配管１００から配管１０１Ｒ（又は１０１Ｌ）を介して、複動式のパワーステアリングシリンダ３０の一方側の油室に供給され、これにより、フロントアクスルのタイロッド（図示せず）が油圧により操舵される。また、このとき、パワーステアリングシリンダ３０の他方側の油室から排出された圧油（及び余剰油）が配管１０２側に供給される。
【００１５】
なお、本実施の形態のパワーステアリング装置では、エンジン１８が停止した状態においても、パワーステアリング用油圧回路６０内でチェック弁５５を介して圧油が巡回され、パワーステアリングシリンダ３０に向け圧油が供給されて、油圧によりステアリングホイール２２を操舵することのできる全油圧式のパワーステアリング装置が採用されている。
【００１６】
ここで、本実施の形態では、左右１対のブレーキ用油圧アクチュエータ５０Ｒ，５０Ｌに圧油を給排する左右１対の油路１０３Ｒ，１０３Ｌに配置され、該左右１対の油路を切換え制御する切換え弁４０と、該切換え弁４０とブレーキ用油圧アクチュエータ５０Ｒ，５０Ｌとの間において、左右１対の油路に対し並列接続された高圧選択弁４２とを備えている。
【００１７】
図２において、前記パワーステアリングシリンダ３０のロッドの移動量は、切れ角センサ（図示せず）によって検出されるようになっていて、このときの検出値、すなわち前輪１２のステアリング切れ角が一定値に達すると該切れ角センサからオン信号が出力され、このオン信号に基き、電磁切換え弁４０が切換え作動する。これにより、配管１０２から電磁切換え弁４０を介して左右１対の配管１０３Ｒ又は１０３Ｌ側に圧油が供給される。
【００１８】
この左右１対の配管１０３Ｒ又は１０３Ｌは、左右の後輪１４Ｒ，１４Ｌに対応して設けられた左右１対のブレーキシリンダ（ブレーキ用油圧アクチュエータ）５０Ｒ，５０Ｌに圧油を給排すべく配置されている。また、ミッションケース２０には、圧油により作動する前輪増速装置２６が装着されている。この前輪増速装置２６は、ＱＴピストン（前輪増速用油圧アクチュエータ）２８とＱＴクラッチ２７とを有し、圧油によりＱＴピストン２８が移動することによりＱＴクラッチ２７が接続されて、前輪１２が増速される。
【００１９】
すなわち、前輪１２のステアリング切れ角が所定値以上になると、電磁切換え弁４０が切換えられ、これにより、配管１０２から該電磁切換え弁４０を介して配管１０３Ｒ又は１０３Ｌ側に圧油が供給される。そして、この圧油により、旋回内側の後輪１４Ｒ（又は１４Ｌ）に対応して配置されたブレーキシリンダ５０Ｒ（又は５０Ｌ）が圧油で作動して、旋回内側の後輪１４Ｒ（又は１４Ｌ）にブレーキ力が付与される。また、これと略々同時に、前輪増速装置２６が作動して、前輪１２の回転周速度が後輪１４の回転周速度よりも略々２倍に増速される。
【００２０】
しかして、図１に示したように、左右の後輪１４Ｒ，１４Ｌには、これらに対応してかつ独立に作動可能に左右一対のブレーキ４６Ｒ，４６Ｌが設けられている。そして、操作ペダル４８Ｒ，４８Ｌを踏込み操作すると、ブレーキロッド４９Ｒ，４９Ｌを介して機械的に連結された前記ブレーキ４６Ｒ，４６Ｌにより、左右の後輪１４Ｒ，１４Ｌにブレーキ力が付与される。
【００２１】
更に、このブレーキ４６Ｒ，４６Ｌは、油圧によっても作動するようになっていて、ステアリングホイール２２の旋回操作による前記切れ角センサからのオン信号に基き、パワーステアリングシリンダ３０側から排出された圧油が旋回内側の後輪１４Ｒ（又は１４Ｌ）に対応して設けられたブレーキシリンダ５０Ｒ（又は５０Ｌ）に供給されて、前記ブレーキ４６Ｒ（又は４６Ｌ）が自動的に作動するようになっている。
【００２２】
以上により、前輪１２がステアリングされると、パワーステアリング用油圧回路６０からパワーステアリングシリンダ３０に圧油が供給され、該パワーステアリングシリンダ３０から排出された圧油が配管１０２側に供給される。更に、前輪１２のステアリング切れ角が所定値以上になると、切れ角センサからオン信号により、旋回内側の後輪１４Ｒ（又は１４Ｌ）に対応する側の電磁切換え弁４０のソレノイドが励磁されて切換えられる。
【００２３】
こうして、パワーステアリングシリンダ３０から配管１０２側に排出された圧油が、配管１０２と電磁切換え弁４０を介して旋回内側の後輪１４Ｒ（又は１４Ｌ）に対応して設けられたブレーキシリンダ５０Ｒ（又は５０Ｌ）側の配管１０３Ｒ（又は１０３Ｌ）に供給される。そして、この配管１０３Ｒ（又は１０３Ｌ）からブレーキシリンダ５０Ｒ（又は５０Ｌ）に圧油が供給され、後輪１４Ｒ（又は１４Ｌ）が制動されるようになっている。
【００２４】
一方、電磁切換え弁４０とブレーキシリンダ５０Ｒ，５０Ｌとの間には、左右１対の配管１０３Ｒ，１０３Ｌに対して並列接続された高圧優先形シャトル弁４２が設けられている。この高圧優先形シャトル弁４２は、左右１対の配管１０３Ｒ，１０３Ｌから供給される圧油のうち、高圧側の圧油を受け入れる弁である。そして、この高圧優先形シャトル弁４２から前輪増速装置２６に向け圧油が供給され、ＱＴピストン２８が作動するようになっている。
【００２５】
このため、前輪１２のステアリング切れ角が所定値以上になると、旋回内側の後輪１４Ｒ（又は１４Ｌ）に対応して設けられたブレーキシリンダ５０Ｒ（又は５０Ｌ）に圧油が供給されると共に、高圧優先形シャトル弁４２を介して前輪増速装置２６にも圧油が供給される。
【００２６】
そして、ブレーキシリンダ５０Ｒ（又は５０Ｌ）に供給された圧油により、旋回内側の後輪１４Ｒ（又は１４Ｌ）にブレーキ力が付与されると共に、前輪増速装置２６に供給された圧油により、ＱＴピストン２８が作動してＱＴクラッチ２７が接続され、前輪１２の回転周速度が後輪１４の回転周速度よりも約２倍速で回転する。こうして、前輪１２は後輪１４よりも増速回転され、かつ機体は旋回内側の後輪１４を中心として回転するので、機体は小さい回転半径で旋回を行うことができる。
【００２７】
また、本実施の形態によれば、ブレーキシリンダ５０Ｒ，５０Ｌに圧油を給排する左右１対の配管１０３Ｒ，１０３Ｌに、１個の電磁切換え弁４０を設けたことにより、簡単な油圧回路構成でブレーキシリンダ５０Ｒ，５０ＬとＱＴピストン２８との双方を作動させることができる。
【００２８】
次に、本実施の形態では、左右１対の配管１０３Ｒ，１０３Ｌにおける高圧選択弁４２の分岐部ｃ，ｄとブレーキ用油圧アクチュエータ５０との間に、連通及び遮断に切換える入切弁５２を設けている。
【００２９】
すなわち、左右１対の配管１０３Ｒ，１０３Ｌは、分岐部ｃ，ｄを介してブレーキシリンダ５０Ｒ，５０Ｌと高圧優先形シャトル弁４２とに接続されているが、この分岐部ｃ，ｄとブレーキシリンダ５０Ｒ，５０Ｌとの間に、手動切換え弁５２Ｒ，５２Ｌが設けられている。そして、この手動切換え弁５２Ｒ，５２Ｌを手動操作することにより、ブレーキシリンダ５０Ｒ，５０Ｌへの圧油の供給を連通又は遮断することができる。
【００３０】
このため、予め手動切換え弁５２Ｒ，５２Ｌを遮断側に切換えておくと、前輪１２のステアリング切れ角が所定値以上になった場合に、前輪増速装置２６のみが作動可能となり、また、手動切換え弁５２Ｒ，５２Ｌを連通側に切換えておくと、前輪１２のステアリング切れ角が所定値以上になった場合に、旋回内側の後輪１４に対応する側のブレーキ４６Ｒ（又は４６Ｌ）と前輪増速装置２６の双方が作動可能となる。これにより、オペレータは圃場の路面状態等に応じて任意に機体の旋回性能を調整することができる。
【００３１】
なお、配管１０２にはリリーフ弁４４が連通されていて、このリリーフ弁４４は、該配管１０２内の圧力を略々一定に保持する役目をなしている。
【００３２】
次いで、本実施の形態の作用を説明する。
【００３３】
図２において、例えば,ステアリングホイール２２を右側に切ると、パワーステアリング用油圧回路６０内の切換えバルブ５４がｐ側に切換わり、油圧ポンプ５６に接続された配管１００内の圧油は、メータリングポンプ５３及び配管１０１Ｒを通って、パワーステアリングシリンダ３０の右側の油室に供給されて、該シリンダ内のロッドが移動し、ステアリングホイール２２に油圧による操舵力が付与される。
【００３４】
また、この旋回操作時に、パワーステアリングシリンダ３０の左側の油室から排出された圧油（及び余剰油）は、配管１０２側へ供給されることとなるが、前輪１２の切れ角が所定値（例えば角度４０度）以上になると、切れ角センサからの電気信号により、電磁切換え弁４０のソレノイドｂに通電され、弁が切換えられる。これにより、配管１０２からの圧油が電磁切換え弁４０を介して配管１０３Ｒに供給され、更に手動切換え弁５２Ｒを通って右側の後輪１４Ｒのブレーキシリンダ５０Ｒに供給されてブレーキが作動する。なお、配管１０２，１０３Ｒ，１０３Ｌを流れる圧油の圧力制御は、リリーフ弁４４により行われる。
【００３５】
更に、配管１０３Ｒに供給された圧油は、高圧優先形シャトル弁４２を介して前輪増速装置２６のＱＴピストン２８が移動してＱＴクラッチ２７が接続され、これにより、前輪１２の周速度は後輪１４の周速度に対し略々２倍の速度で回転する。こうして、前輪１２は増速された状態で回転すると共に、旋回内側の後輪１４Ｒにはブレーキ力が作用するので、機体は旋回内側の後輪１４Ｒを略々中心として小半径で旋回することができる。
【００３６】
次いで、ステアリングホイール２２を元の中立位置側に戻すと、電磁切換え弁４０のソレノイドｂの励磁が切られて、該電磁切換え弁４０は中立位置に復帰し、配管１０３Ｒ内の圧油は、タンク５７’に戻される。
【００３７】
以上のように、本実施の形態によれば、ブレーキシリンダ５０Ｒ，５０Ｌに圧油を給排する左右１対の配管１０３Ｒ，１０３Ｌに電磁切換え弁４０を配置し、この電磁切換え弁４０とブレーキシリンダ５０Ｒ，５０Ｌとの間において、左右１対の配管１０３Ｒ，１０３Ｌに対し高圧優先形シャトル弁４２を並列接続したので、左右１対の配管１０３Ｒ，１０３Ｌに１個の電磁切換え弁４０を設けたことにより、簡単な油圧回路構成でブレーキシリンダ５０Ｒ，５０ＬとＱＴピストン２８との双方を作動させることができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、ブレーキ用油圧アクチュエータに圧油を給排する左右１対の油路に配置された切換え弁と、この切換え弁とブレーキ用油圧アクチュエータとの間において、左右１対の油路に対し並列接続された高圧選択弁とを備え、この高圧選択弁を介して前輪増速用油圧アクチュエータに圧油を供給するようにしたので、簡単な油圧回路構成にてブレーキ用油圧アクチュエータ及び前輪増速用油圧アクチュエータを作動させることができると共に、高価な切換え弁を１個で済むので、製造コストの低減と取付スペースの削減を図ることができる。
【００３９】
更に、左右１対の油路における高圧選択弁の分岐部とブレーキ用油圧アクチュエータとの間に入切弁を設けたので、この入切弁を操作することで、前輪増速用油圧アクチュエータのみを作動させたり、又は前輪増速用油圧アクチュエータ及びブレーキ用油圧アクチュエータの双方を作動させたりすることができ、このため、オペレータは圃場の路面状態等に応じて任意に機体の旋回性能を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る移動農機の操向制御装置を模式的に示す図である。
【図２】同上の油圧回路の実施の形態を示す図である。
【図３】従来の油圧回路の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
１０ トラクタ
１２ 前輪
１４ 後輪
２２ ステアリングホイール
２６ 前輪増速装置
２７ ＱＴクラッチ
２８ ＱＴピストン（前輪増速用油圧アクチュエータ）
３０ パワーステアリングシリンダ
４０ 電磁切換え弁（切換え弁）
４２ 高圧優先形シャトル弁（高圧選択弁）
４６Ｒ，４６Ｌ ブレーキ
５０Ｒ，５０Ｌ ブレーキシリンダ（ブレーキ用油圧アクチュエータ）
５２Ｒ，５２Ｌ 手動切換え弁（入切弁）
５６ 油圧ポンプ
５７，５７’ タンク
６０ パワーステアリング用油圧回路
１０３Ｒ，１０３Ｌ 配管（油路）

Claims (1)

1. 前輪のステアリング切れ角が所定値以上となったことに基づき、旋回内側の後輪にブレーキ作用を付与すべく左右の後輪に対応して設けられた左右１対のブレーキ用油圧アクチュエータ、及び前輪の回転速度を後輪の回転速度よりも増速する前輪増速用油圧アクチュエータを備えた移動農機の操向制御装置において、
   前記左右１対のブレーキ用油圧アクチュエータに圧油を給排する左右１対の油路に配置され、該左右１対の油路を切換え制御する切換え弁と、
   該切換え弁と前記ブレーキ用油圧アクチュエータとの間において、前記左右１対の油路に対し並列接続された高圧選択弁と、を備え、
   該高圧選択弁を介して前記前輪増速用油圧アクチュエータに圧油を供給し、
   更に、前記左右１対の油路における前記高圧選択弁の分岐部と前記ブレーキ用油圧アクチュエータとの間に、連通及び遮断に切換える入切弁を設けた、
   ことを特徴とする移動農機の操向制御装置。

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