JP2021166488A - 可動式バランスウエイト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上下揺動可能に作業装置を連結し、当該作業装置を牽引しながら圃場に対して所定の作業を施す作業車両に備えられる可動式バランスウエイト装置であって、作業装置の機種や、作業車両に対する作業装置の相対位置ごとに、バランスウエイトの枚数を調整する必要が無く、また少ない枚数のバランスウエイトによって、車両全体としての前後重量配分が略均等になるように十分に調整可能な可動式バランスウエイト装置を提供する。【解決手段】圃場に対して所定の作業を施す作業装置２が上下揺動可能に連結される作業車両１の作業装置１側とは反対側に備えられる可動式バランスウエイト装置１００であって、作業装置２との重量バランスをとるためのウエイト部１１０と、作業装置２に対する近接方向、及び離間方向にウエイト部１１０を変位させるウエイト変位機構部１２０とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、作業車両に備えられる可動式バランスウエイト装置の技術に関する。

従来より、例えばロータリ耕耘機等の作業装置を車体後部に連結し、当該作業装置を牽引しながら、圃場に対して所定の作業を施す作業車両が知られている。
前記作業車両においては、車体後部に連結される作業装置によって前後重量配分が後方側に偏ることから、所定枚数のバランスエイトからなる重量物を車体前部に予め配置しておくことにより、車両全体としての前後重量配分が所定の配分となるように重量バランスを調整し、作業車両の安定した走行を実現することとしている（例えば、「特許文献１」を参照）。
なお、作業車両における上記の前後重量配分の「所定の配分」としては、一般的に、車体前部：車体後部≒３：７程度に設定されることが望ましい。

実開平１−１７００２６号公報

ところで、作業装置は一般的に、上下揺動可能に作業車両に連結されており、当該作業車両の使用状況に応じて、作業車両との相対位置が変位する構成となっている。
例えば、圃場内において所定の作業を施す場合、作業装置は所定の下限位置まで揺動させた状態で保持され、また、農道等を走行する場合、作業装置は所定の上限位置まで揺動させた状態で保持され、さらに圃場内において作業場所を移動する際の旋回時等には、作業装置は上限位置と下限位置との間の任意の位置まで揺動させた状態で保持される。
そして、作業車両に対する作業装置の相対位置が変位すると、これに追従して車両全体としての前後重量配分も変化することから、例えば圃場内や農道を走行する際に路面の凹凸や傾斜等によって車体前部が浮き上がり易くなり、特に、圃場の出入場所等では坂道となっている場合が多いため、車体前部が浮き上がる可能性が高くなる。
このようなことから、作業車両の車体前部に配置されるバランスウエイトの枚数は、上述した作業車両の使用状況に応じて、その都度設定しなおす必要があった。

また、作業車両の車体後部に連結される作業装置は、ロータリ耕耘機に限定されるものではなく、畝立機、草刈機、播種機、または施肥機等、様々な機種の装置が適用可能である。
従って、作業車両における車両全体としての前後重量配分は、各機種の作業装置の重量や長さの違いに応じて異なることから、作業車両の車体前部に配置されるバランスウエイトの枚数は、作業装置の機種に応じて設定する必要があった。

このように、従来のような、所定枚数のバランスウエイトからなる重量物を作業車両の車体前部に配置することによって、車両全体としての前後重量配分が略均等になるように重量バランスをとる構成においては、作業車両の使用状況が変更される度に、また作業車両に連結される作業装置の機種が変更される度に、その都度バランスウエイトの枚数を変更する必要がある。
しかしながら、バランスウエイトは重量が嵩むことから、枚数の変更作業はオペレータにとって重労働であり、作業負担を軽減するための改善策が望まれていた。

また、各バランスウエイトは、十分な重量を確保するために厚肉に形成されているところ、作業車両の車体前部における、バランスウエイトの配置スペースは限られているため、作業車両に配置可能なバランスウエイトの枚数には限界がある。
従って、作業装置の機種や作業車両の使用状況によっては、車両全体としての前後重量配分が略均等になるように重量バランスをとる際に、十分な枚数のバランスウエイトを配置できない虞もあった。

本発明は、以上に示した現状の問題点に鑑みてなされたものであり、上下揺動可能に作業装置を連結し、当該作業装置を牽引しながら圃場に対して所定の作業を施す作業車両に備えられる可動式バランスウエイト装置であって、作業装置の機種や、作業車両に対する作業装置の相対位置ごとに、バランスウエイトの枚数を調整する必要が無く、また少ない枚数のバランスウエイトによって、車両全体としての前後重量配分が所定の配分になるように十分に調整可能な可動式バランスウエイト装置を提供することを課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、本発明に係る可動式バランスウエイト装置は、圃場に対して所定の作業を施す作業装置が上下揺動可能に連結される作業車両の、前記作業装置側とは反対側に備えられる可動式バランスウエイト装置であって、前記作業装置との重量バランスをとるためのウエイト部と、前記作業装置に対する近接方向及び離間方向に前記ウエイト部を変位させるウエイト変位機構部とを有することを特徴とする。
このような構成を有することにより、例えば、作業装置の機種や、作業車両に対する作業装置の相対位置が変更された場合には、従来のようなオペレータによるバランスウエイトの枚数の変更作業を行うことなく、車両全体としての前後重量配分が所定の配分になるように、直ちに重量バランスを調整することができる。
また、比較的少ない枚数のバランスウエイトによって、車両全体としての前後重量配分が所定の配分になるように、十分に重量バランスを調整することができる。

また、本発明に係る可動式バランスウエイト装置においては、前記作業装置の揺動角度を検出する角度センサをさらに有し、前記角度センサの検出結果に応じて、前記ウエイト変位機構部は、前記ウエイト部を変位させることが好ましい。
本発明に係る可動式バランスウエイト装置によれば、作業装置が上下方向に揺動することにより変化する、車両全体としての前後重量配分に対して、所定の配分になるように確実に重量バランスを調整することができる。

また、本発明に係る可動式バランスウエイト装置においては、手動操作によって、前記ウエイト変位機構部の動作を制御する操作スイッチをさらに有することが好ましい。
このような構成を有することにより、例えば、路面上の泥濘に前輪または後輪が嵌まり込んだ場合、或いは急傾斜の上り坂や下り坂を走行する場合などにおいては、手動操作によってウエイト部を変位させて、車両全体としての前後重量配分を、前方側または後方側に故意的に偏らせることで、より安定した状態で作業車両を走行させることができる。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明に係る可動式バランスウエイト装置によれば、作業装置の機種や、作業車両に対する作業装置の相対位置ごとに、バランスウエイトの枚数を調整する必要が無く、また少ない枚数のバランスウエイトによって、車両全体としての前後重量配分が所定の配分になるように十分に調整することができる。

本発明の一実施形態に係る可動式バランスウエイト装置を備えた作業車両の全体的な構成を示した図であって、（ａ）はウエイト部が後方に移動された状態を示した側面図であり、（ｂ）はウエイト部が前方に移動された状態を示した側面図である。 本発明の一実施形態に係る可動式バランスウエイト装置の全体構成、及び制御装置を示したブロック図である。 本発明の別実施形態に係る可動式バランスウエイト装置の全体構成、及び制御装置を示したブロック図である。

次に、本発明の一実施形態に係る可動式バランスウエイト装置１００・２００の構成について、図１〜図３を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図１〜図３中に示した矢印の方向によって、可動式バランスウエイト装置１００・２００、及び当該可動式バランスウエイト装置１００・２００を備えた作業車両１の上下方向、前後方向、及び左右方向を規定して記述する。

［作業車両１の全体構成］
先ず、本発明を具現化する可動式バランスウエイト装置１００を備えた作業車両１の全体構成について、図１を用いて説明する。
本実施形態における作業車両１は、例えばトラクタに代表されるような農作業用の車両であって、圃場に対して所定の作業を施す作業装置２（例えば、本実施形態においてはロータリ耕耘機）を備え、当該作業装置２を牽引することにより、所定の農作業を実施する。

作業車両１は、主に前後方向に延びる走行基体３を備え、走行基体３の前部及び後部には、一対の前輪４・４及び後輪５・５が、それぞれ左右両側に軸支されている。
また、走行基体３の前部にはエンジン６が搭載されており、エンジン６は、走行基体３の前部上方に配置されるボンネット７によって覆われている。

ここで、走行基体３は、前車軸ケース３１を有するエンジンフレーム３２、ボルト等の締結部品を介してエンジンフレーム３２の後部に着脱自在に固定される左右一対の基体フレーム３３・３３、及び基体フレーム３３・３３の後部に連結されるミッションケース３４などにより構成されている。

そして、エンジン６の出力軸は、図示せぬフライホイールやドライブシャフト等を介してミッションケース３４と連結される。
また、ミッションケース３４の内部には、油圧式の無段変速装置（図示せず）が配置されており、当該無段変速装置の出力軸は、図示せぬ駆動伝達シャフト等を介して、前輪４及び後輪５と各々連結される。
このような構成において、エンジン６の回転駆動力がミッションケース３４に入力され、その後、前輪４及び後輪５に各々伝達されることにより、作業車両１は、前進方向または後退方向に走行する。

走行基体３の後部において、ミッションケース３４の上面には、作業装置２を上下揺動させるための、油圧式の作業機用昇降機構２０が着脱可能に配置されている。
一方、作業装置２は、左右一対のロワーリンク２１・２１及びトップリンク２２からなる３点リンク機構を介して、ミッションケース３４の後部に連結されている。

そして、作業機用昇降機構２０は、上下方向に回動可能なリフトアーム２０Ａを有し、リフトアーム２０Ａは、リンクバー２３を介して、左右一対のロワーリンク２１・２１と各々連結されている。
このような構成において、作業機用昇降機構２０のリフトアーム２０Ａが上下方向に回動することにより、上記３点リンク機構（ロワーリンク２１・２１及びトップリンク２２）を介して、作業装置２は上下方向に揺動される。
つまり、作業装置２は、作業車両１の後部において、上記３点リンク機構を介して上下揺動可能に連結されている。

走行基体３の上方において、ボンネット７の後方には、キャビン８が配置されている。
キャビン８の側方下部には、オペレータが乗降するためのステップ９が垂設されている。
また、キャビン８の下方、且つステップ９に対して車体内側には、エンジン６に燃料を供給するための燃料タンク１０が配置されている。

キャビン８の内部には、運転座席８１、及び前輪４の操向方向を操作するためのステアリング８２等が設けられている。
ステアリング８２は、運転座席８１の前方に位置する前側コラム８３上に配置されており、前側コラム８３の右側部には、エンジン６の回転速度を調節するためのスロットルレバー（図示せず）、及び走行基体３を制動操作するための左右ブレーキペダル（図示せず）などが設けられている。
また、前側コラム８３の左側部には、クラッチペダル８４等が設けられている。

一方、運転座席８１の右側コラム上には、作業装置２の運転を操作するための各種操作機器（例えば、作業装置２の高さ位置を手動で変更調節するための作業機昇降レバー、作業装置２の目標左右傾斜角（左右傾斜角の基準）を予め設定するための傾斜設定器、作業装置２の目標耕耘深さを予め設定するための耕深設定器、及びＰＴＯ変速レバー（図示せず）など）が設けられている。
また、運転座席８１の左側コラム上には、作業車両１の走行速度を変速させるための走行変速レバー８５が設けられ、運転座席８１の左側コラムの前方にはデフロックペダル８６が設けられている。

ところで、上述したように、作業車両１の後部には、重量物である作業装置２が上下揺動可能に連結されており、車両全体としての前後重量配分が後方側に偏ることから、作業車両１の前後方向における作業装置２側とは反対側、即ち作業車両１の前部には、当該前後重量配分が所定の配分（例えば、前述したように、作業車両１における前後重量配分の「所定の配分」としては、一般的に、車体前部：車体後部≒３：７程度に設定されることが望ましい。）になるように重量バランスを調整するための可動式バランスウエイト装置１００が備えられている。
なお、可動式バランスウエイト機構１００の構成の詳細については、後述する。

ここで、本実施形態においては、作業装置２の適用例としてロータリ耕耘機を備えることとしているが、これに限定されることはなく、例えば、畝立機、草刈機、播種機、または施肥機等、様々な機種の装置が、作業装置２として適用可能である。

従って、作業車両１における車両全体としての前後重量配分は、各機種の作業装置２の重量や長さの違いに応じて異なることから、上記の重量バランスの調整は、作業装置２の機種が変更される度に、その都度行われることが好ましい。

また、作業装置２は、作業車両１の後部において、上下揺動可能に連結されており、当該作業車両１の使用状況に応じて、作業車両１との相対位置が変位する構成となっている。
例えば図１（ａ）に示すように、目的地である圃場に向かって農道を走行するような場合、作業装置２は、所定の上限位置Ｐ１まで上方に揺動させた状態で保持される。また、例えば図１（ｂ）に示すように、圃場内において所定の作業を施すような場合、作業装置２は、所定の下限位置Ｐ２まで下方に揺動させた状態で保持される。さらに、例えば圃場内において、作業場所を移動する際の旋回時等においては、作業装置２は、これらの上限位置Ｐ１と下限位置Ｐ２との間の任意の位置に揺動させた状態で保持される。

そして、作業装置２が上方に揺動して上限位置Ｐ１に位置した場合（図１（ａ）を参照）、作業車両１の重心Ｇと、作業装置２の重心ｇ１との前後方向における離間距離Ｘ１は最短となり、また作業装置２が下方に揺動して下限位置Ｐ２に位置した場合（図１（ｂ）を参照）、作業車両１の重心Ｇと、作業装置２の重心ｇ１との前後方向における離間距離Ｘ２は最長となる（Ｘ１＜Ｘ２）。従って、作業装置２の重量の変化が見られない限り、上記の重量バランスの調整は、作業車両１に対する作業装置２の相対位置が変更される度に行うことが好ましい。

そこで、本実施形態における可動式バランスウエイト装置１００においては、作業装置２の機種や、作業車両１に対する作業装置２の相対位置が変更された場合、従来のようなオペレータによるバランスウエイトＷの枚数の変更作業のみによって対応するのではなく、ウエイト変位機構部１２０（図２を参照）によって、作業装置２に対する近接方向（本実施形態においては、後方向）、または離間方向（本実施形態においては、前方向）に向かってウエイト部１１０を移動させ、車両全体としての前後重量配分が所定の配分となるように、直ちに重量バランスを調整する構成となっている。

なお、作業車両１の構成については、本実施形態に示されるような、一対の前輪４及び後輪５が、それぞれ左右両側に軸支されるトラクタに限定されるものではなく、例えば、走行基体３の左右両側に、一対のクローラ型走行部が設けられたトラクタ等であってもよい。

［可動式バランスウエイト装置１００の構成］
次に、可動式バランスウエイト装置１００の構成について、図１及び図２を用いて詳細に説明する。
図２に示すように、可動式バランスウエイト装置１００は、主に、ウエイト部１１０、ウエイト変位機構部１２０、及び可動式バランスウエイト装置１００の動作を制御する制御装置１３０などを有する。

ウエイト部１１０は、作業車両１の前後重量配分が所定の配分となるように、重量物である作業装置２（図１を参照）との重量バランスをとるためのものである。
ウエイト部１１０は、前後方向に移動可能なウエイトハンガー１１１、及びウエイトハンガー１１１によって着脱可能に掛止される複数枚のバランスウエイトＷ・Ｗ・・・などにより構成される。

なお、ウエイト部１１０の構成については、以下に示す本実施形態に限定されるものではなく、例えば、ウエイトハンガー１１１の重量のみによって、作業車両１の前後重量配分が略均等になるように、重量バランスを調整することが可能であれば、バランスウエイトＷを省略することも可能である。

ウエイトハンガー１１１は、移動方向との直交方向（本実施形態においては、左右方向）に延びる移動フレーム１１１ａ、及び移動フレーム１１１ａの前側において当該移動フレーム１１１ａより支持され、且つバランスウエイトＷの厚み方向（本実施形態においては、左右方向）に延びる掛止部１１１ｂなどにより構成される。
ここで、本実施形態においては、後方に開口する平面視「コ」字状に屈曲形成された帯板部材によって掛止部１１１ｂが構成されるが、これに限定されることはなく、例えば、左右方向に延びる丸棒部材などのように、複数枚のバランスウエイトＷ・Ｗ・・・を、厚み方向に重畳させた状態で掛止させることが可能な構造であれば、何れのような構成であってもよい。

移動フレーム１１１ａの左右両端部には、前後方向に貫通する貫通孔１１１ａ１・１１１ａ１が設けられている。
一方、上述した走行基体３のエンジンフレーム３２において、前端の左右両端部には、前方に延びる一対のガイドシャフト１１２・１１２が設けられている。

そして、移動フレーム１１１ａの各貫通孔１１１ａ１には、ガイドシャフト１１２が、それぞれブッシング等を介して摺動可能に嵌挿されている。
これにより、ウエイトハンガー１１１は、ガイドシャフト１１２を介して、エンジンフレーム３２の前部に片持ち梁の状態で支持されるとともに、ガイドシャフト１１２によって移動方向を案内されつつ、前後方向に移動可能な構成となっている。

バランスウエイトＷは、所定の厚みを有した略矩形状の板状部材からなり、例えば図１に示すように、ウエイトハンガー１１１の掛止部１１１ｂに対して掛合可能な略「Ｌ」字状の掛合部Ｗａが、所定の角部に設けられている。

そして、図２に示すように、バランスウエイトＷ・Ｗ・・・は、作業車両１の前後重量配分の状態に応じて所定の枚数分設けられ、左右方向に厚み方向を向けつつ重畳させた状態で、掛合部Ｗａ・Ｗａ・・・（図１を参照）を介して、ウエイトハンガー１１１の掛止部１１１ｂに掛止される。

ウエイト変位機構部１２０は、作業装置２（図１を参照）の機種や、作業車両１に対する作業装置２の相対位置に応じて、当該作業装置２に対する近接方向（後方向）及び離間方向（前方向）に、ウエイト部１１０を変位させるものである。
ウエイト変位機構部１２０は、駆動源である油圧式のアクチュエータ１２１、及びアクチュエータ１２１の動作を制御する油圧回路１２２などにより構成される。

アクチュエータ１２１は、所謂、片ロッド複動形の油圧シリンダであって、進退移動可能なピストンロッド１２１ａを有し、当該ピストンロッド１２１ａが、前方に向かって進出し、且つ後方に向かって後退するように、エンジンフレーム３２の前部に固定されている。
また、ピストンロッド１２１ａの先端部（即ち、前端部）には、ウエイトハンガー１１１の移動フレーム１１１ａが連結されている。

そして、ピストンロッド１２１ａが進出することにより、ウエイトハンガー１１１は当該ピストンロッド１２１ａによって押出され、ウエイト部１１０が前方へと移動される。
また、ピストンロッド１２１ａが後退することにより、ウエイトハンガー１１１は当該ピストンロッド１２１ａによって引戻され、ウエイト部１１０が後方へと移動される。

油圧回路１２２は、例えば、作動油が貯溜された油圧タンク１２２ａ、エンジン６の回転駆動力によって作動され、且つストレーナ１２２ｂを介して油圧タンク１２２ａ内の作動油を吸引する油圧ポンプ１２２ｃ、配管部材等を介して油圧ポンプ１２２ｃと連通し、且つ油圧ポンプ１２２ｃから吐出された作動油によって作業装置２の上下揺動動作を制御する油圧ユニット１２２ｄ、及び配管部材等を介して油圧ユニット１２２ｄと連通し、且つ油圧ユニット１２２ｄから供給された作動油によってアクチュエータ１２１におけるピストンロッド１２１ａの進退移動動作を制御する進退制御電磁弁１２２ｅなどにより構成される。
また、進退制御電磁弁１２２ｅは、配管部材等を介して、アクチュエータ１２１の出限側ポート１２１ｂ及び戻限側ポート１２１ｃと各々連通されている。

なお、詳細は図示しないが、油圧ポンプ１２２ｃから吐出された作動油が、油圧ユニット１２２ｄを介して作業装置２に供給されることにより、リフトアーム２０Ａ（図１を参照）が作動して、左右一対のロワーリンク２１・２１及びトップリンク２２とともに、作業装置２は上下方向に揺動される。

進退制御電磁弁１２２ｅは、後述する制御装置１３０のコントローラ１３１と電気的に接続されており、当該コントローラ１３１から送信される電気信号に基づき、進退制御電磁弁１２２ｅに内装された切替弁（図示せず）の切替動作が制御される。

そして、コントローラ１３１からの電気信号によって上記切替弁が切替わり、油圧ポンプ１２２ｃから吐出された作動油が、進退制御電磁弁１２２ｅを介して、アクチュエータ１２１の出限側ポート１２１ｂに供給されることにより、当該アクチュエータ１２１のピストンロッド１２１ａは前方に進出し、ウエイト部１１０が前方へと移動される。
また、コントローラ１３１からの電気信号によって上記切替弁が切替わり、油圧ポンプ１２２ｃから吐出された作動油が、進退制御電磁弁１２２ｅを介して、アクチュエータ１２１の戻限側ポート１２１ｃに供給されることにより、当該アクチュエータ１２１のピストンロッド１２１ａは後方に後退し、ウエイト部１１０が後方へと移動される。

制御装置１３０は、主に、ウエイト変位機構部１２０の動作を制御するコントローラ１３１、コントローラ１３１に対して、可動式バランスウエイト装置１００が所定の動作を実行するように指令信号を送る各種の操作スイッチ群１３２、及び作業車両１に対する作業装置２の相対位置を検知するための位置検出センサ群１３３などにより構成される。

コントローラ１３１は、記憶部を構成するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１３１ａやＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３１ｂ、及び演算処理部を構成するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１３１ｃなどを有する。

ＲＯＭ１３１ａは、例えば、読出し専用の不揮発性メモリであって、可動式バランスウエイト装置１００の動作を制御するためのプログラム１３１ａ１や、ウエイト部１１０の移動量に関するマップ情報１３１ａ２などが予め格納されている。
ここで、マップ情報１３１ａ２は、作業装置２の機種、及び作業車両１に対する作業装置２の相対位置に応じて予め設定された、ウエイト部１１０の移動量に関する電子情報によって構成されている。
具体的には、マップ情報１３１ａ２は、作業装置２の機種毎に予め設定された電子情報であって、当該作業装置２の上下揺動動作における到達位置（揺動角度）に応じた、ウエイト部１１０の前後方向における移動量についての電子情報によって構成されている。

なお、プログラム１３１ａ１やマップ情報１３１ａ２を格納する記憶媒体の適用例としては、本実施形態のようなＲＯＭ１３１ａに限定されることはなく、例えば、オペレータによる書換え及び書込みが可能な不揮発性メモリであるフラッシュメモリ等であってもよい。
このようなフラッシュメモリを適用することにより、例えば、マップ情報１３１ａ２の内容を適宜書換え、可動式バランスウエイト装置１００の動作を、より精度よく制御することができる。

ＲＡＭ１３１ｂは、例えば、読出し及び書込みが可能な不揮発性メモリであって、後述する操作スイッチ群１３２や位置検出センサ群１３３からの入力信号を一時的に記憶するとともに、ＣＰＵ１３１ａによる演算結果を一時的に記憶する。

ＣＰＵ１３１ｃは、ＲＯＭ１３１ａに格納されたプログラム１３１ａ１及びマップ情報１３１ａ２の該当箇所を一時的に読出して、後述する操作スイッチ群１３２または位置検出センサ群１３３からの入力信号に基づき演算処理を実行し、当該演算処理による演算結果に基づき、進退制御電磁弁１２２ｅに出力信号を送信することにより、ウエイト変位機構部１２０によるウエイト部１１０の前後方向への移動動作を実行する。

操作スイッチ群１３２は、主に、作業機種選択スイッチ１３２ａ、運転モード切替スイッチ１３２ｂ、及び手動操作スイッチ１３２ｃ等により構成される。

作業機種選択スイッチ１３２ａは、作業車両１に連結される作業装置２の機種についての情報を、電気信号としてコントローラ１３１に送信するためのスイッチである。
作業機種選択スイッチ１３２ａは、例えば、複数の接点部を有するカムスイッチ等により構成され、コントローラ１３１と電気的に接続されている。

運転モード切替スイッチ１３２ｂは、作業装置２の上下揺動動作に応じてウエイト部１１０の前後方向への移動を自動で行う「自動運転モード」、及び後述する手動操作スイッチ１３２ｃによる手動操作によってウエイト部１１０の前後方向への移動を行う「手動運転モード」の何れかを選択し、選択されたモードについての情報を、電気信号としてコントローラ１３１に送信するためのスイッチである。
運転モード切替スイッチ１３２ｂは、例えば、２ノッチ式のセレクトスイッチ等により構成され、コントローラ１３１と電気的に接続されている。

手動操作スイッチ１３２ｃは、操作スイッチの一例であって、手動操作によってウエイト変位機構部１２０の動作を制御し、ウエイト部１１０を前後方向に移動させる場合に、当該ウエイト部１１０の前方向または後方向への移動指令を、電気信号としてコントローラ１３１に送信するためのスイッチである。
手動操作スイッチ１３２ｃは、例えば、前進、停止、後退の３つの指令を割当てることが可能な、３ノッチ式のセレクトスイッチや、或いは、前進用、及び後退用として各々設けられる２個の押圧スイッチなどにより構成され、コントローラ１３１と電気的に接続されている。

位置検出センサ群１３３は、主に、第一位置検出センサ１３３ａ、及び第二位置検出センサ１３３ｂ等により構成される。

第一位置検出センサ１３３ａは、角度センサの一例であって、上下方向に揺動する作業装置２の揺動角度を検出することにより、作業車両１に対する作業装置２の相対位置を把握して、当該相対位置（揺動角度）についての情報を、電気信号としてコントローラ１３１に送信するためのセンサである。
第一位置検出センサ１３３ａは、例えば、リフトアーム２０Ａの揺動角度を検出するエンコーダ等により構成され、コントローラ１３１と電気的に接続されている。

第二位置検出センサ１３３ｂは、作業車両１に対するウエイト部１１０の相対位置を検出し、当該相対位置についての情報を、電気信号としてコントローラ１３１に送信するためのセンサである。
第二位置検出センサ１３３ｂは、例えば、アクチュエータ１２１によるウエイトハンガー１１１の移動距離を検出するリニアセンサ等により構成され、コントローラ１３１と電気的に接続されている。

このような構成からなる制御装置１３０によってウエイト変位機構部１２０の動作を制御し、ウエイト部１１０の前後方向の位置を調整することにより、作業車両１の前後重量配分が所定の配分となるように、当該作業車両１の重量バランスが調整される。

具体的には、例えば図１（ａ）に示すように、作業車両１の後部においてロータリ耕耘機が作業装置２として連結されており、当該作業装置２が上限位置Ｐ１にて保持された状態となっている場合、オペレータは、作業機種選択スイッチ１３２ａによって、作業装置２の機種をロータリ耕耘機に選択し、且つ運転モード切替スイッチ１３２ｂを「自動運転モード」に切替える。
すると、コントローラ１３１は、作業機種選択スイッチ１３２ａ及び運転モード切替スイッチ１３２ｂから入力された電気信号に基づき、ＲＯＭ１３１ａに格納されているプログラム１３１ａ１の該当箇所、及びロータリ耕耘機に関するマップ情報１３１ａ２を一時的に読出し、ＣＰＵ１３１ｃにおいて演算処理を開始する。

ＣＰＵ１３１ｃによる演算処理が開始されると、第一位置検出センサ１３３ａは、直ちに作業装置２の揺動角度を検出し、電気信号としてコントローラ１３１に送信する。
また、第二位置検出センサ１３３ｂは、直ちに作業車両１に対するウエイト部１１０の相対位置を検出し、電気信号としてコントローラ１３１に送信する。

第一位置検出センサ１３３ａ及び第二位置検出センサ１３３ｂからの電気信号をそれぞれ受信したコントローラ１３１は、ＣＰＵ１３１ｃによって、先ず、第一位置検出センサ１３３ａからの電気信号に対応するウエイト部１１０の位置情報（以下、適宜「目標位置情報」と記載する）を、マップ情報１３１ａ２から算出し、次に、当該算出結果と、第二位置検出センサ１３３ｂからの電気信号に基づくウエイト部１１０の位置情報（以下、適宜「実測位置情報」と記載する）との減算処理を実行する。

その後、コントローラ１３１は、ＣＰＵ１３１ｃによる上記減算処理の結果に基づき、ウエイト変位機構部１２０（より具体的には、進退制御電磁弁１２２ｅ）に対して電気信号を送信し、進退制御電磁弁１２２ｅに内装された切替弁の切替動作を行うことで、アクチュエータ１２１を介してウエイト部１１０を所定の位置まで移動させる。

例えば、ウエイト部１１０の目標位置情報Ｌ１と実測位置情報Ｌ２との減算処理の結果が０を超える場合（Ｌ１−Ｌ２＞０）、ＣＰＵ１３１ｃは、ウエイト部１１０が予め設定された所定の位置にまで到達していないと判断し、進退制御電磁弁１２２ｅに電気信号を送信して切替弁を一方側に切替え、ウエイト部１１０を前方に向かって所定の移動距離、即ち目標位置情報Ｌ１と実測位置情報Ｌ２との差分（Ｌ１−Ｌ２）だけ移動させる。
また、ウエイト部１１０の目標位置情報Ｌ１と実測位置情報Ｌ２との減算処理の結果が０未満となる場合（Ｌ１−Ｌ２＜０）、ＣＰＵ１３１ｃは、ウエイト部１１０が予め設定された所定の位置を超えていると判断し、進退制御電磁弁１２２ｅに電気信号を送信して切替弁を他方側に切替え、ウエイト部１１０を後方に向かって所定の移動距離、即ち目標位置情報Ｌ１と実測位置情報Ｌ２との差分（Ｌ１−Ｌ２）だけ移動させる。
さらに、ウエイト部１１０の目標位置情報Ｌ１と実測位置情報Ｌ２との減算処理の結果が０となる場合（Ｌ１−Ｌ２＝０）、ＣＰＵ１３１ｃは、ウエイト部１１０が予め設定された所定の位置に到達していると判断し、進退制御電磁弁１２２ｅに電気信号を送信することなく切替弁を中立位置に復帰させることとなり、ウエイト部１１０の移動は行わない。

このように、第一位置検出センサ１３３ａの検出結果に応じて、ウエイト変位機構部１２０は、ウエイト部１１０を所定の位置に変位させる。
その結果、作業車両１の重心Ｇから作業装置２の重心ｇ１までの前後方向における離間距離Ｘ１と、ウエイト部１１０の重量Ｍ２との積（Ｘ１×Ｍ２）は、当該重心Ｇからウエイト部１１０の重心ｇ２までの前後方向における離間距離Ｙ１と、作業装置２の重量Ｍ１との積（Ｙ１×Ｍ１）と略釣り合う状態となり、作業車両１の前後重量配分が所定の配分（例えば、本実施形態においては、車体前部：車体後部≒３：７）となるように、当該作業車両１の重量バランスが調整される。

また、例えば図１（ｂ）に示すように、作業車両１の後部に連結された作業装置２（ロータリ耕耘機）が下限位置Ｐ２にて保持された状態となっている場合であっても、オペレータが、作業機種選択スイッチ１３２ａによって、作業装置２の機種をロータリ耕耘機に選択し、且つ運転モード切替スイッチ１３２ｂを「自動運転モード」に切替えることにより、上述した手順に従いＣＰＵ１３１ｃによる減算処理が実行され、コントローラ１３１からの電気信号によって、アクチュエータ１２１を介してウエイト部１１０が所定の位置まで移動される。

その結果、作業車両１の重心Ｇから作業装置２の重心ｇ１までの前後方向における離間距離Ｘ２と、ウエイト部１１０の重量Ｍ２との積（Ｘ２×Ｍ２）は、当該重心Ｇからウエイト部１１０の重心ｇ２までの前後方向における離間距離Ｙ２と、作業装置２の重量Ｍ１との積（Ｙ２×Ｍ１）と略釣り合う状態となり、作業車両１の前後重量配分が所定の配分（車体前部：車体後部≒３：７）となるように、当該作業車両１の重量バランスが調整される。

さらに、上限位置Ｐ１にて保持された状態における作業装置２を、下限位置Ｐ２に向かって下方に揺動させる場合、或いは、下限位置Ｐ２にて保持された状態における作業装置２を、上限位置Ｐ１に向かって上方に揺動させる場合には、作業装置２の揺動動作に追従し、所定のタイミング毎に連続して、上述した手順に従いＣＰＵ１３１ｃによる演算処理が実行され、コントローラ１３１からの電気信号によって、アクチュエータ１２１を介してウエイト部１１０が所定の位置まで移動される。

従って、例えば、上限位置Ｐ１と下限位置Ｐ２との間の任意の位置にて作業装置２が保持された場合であっても、作業車両１の前後重量配分が所定の配分（車体前部：車体後部≒３：７）となるように、当該作業車両１の重量バランスは、常に調整される。

一方、オペレータによって、運転モード切替スイッチ１３２ｂが「手動運転モード」に切替えられた場合、コントローラ１３１は、運転モード切替スイッチ１３２ｂから入力された電気信号に基づき、マップ情報１３１ａ２に基づく演算処理の実行を一時的に停止し、手動操作スイッチ１３２ｃから電気信号が入力されるのを待機した状態となる。

そして、オペレータが手動操作スイッチ１３２ｃを操作することにより、ウエイト部１１０の前方向または後方向への移動指令が、電気信号としてコントローラ１３１に送信され、当該コントローラ１３１は、受信した電気信号に基づき、アクチュエータ１２１を介してウエイト部１１０を所定の位置まで移動させる。

［可動式バランスウエイト装置２００（別実施形態）の構成］
次に、別実施形態における可動式バランスウエイト装置２００の構成について、図３を用いて詳細に説明する。
別実施形態における可動式バランスウエイト装置２００は、前述した可動式バランスウエイト装置１００と略同等な構成を有する一方、ウエイト変位機構部２２０の構成について、可動式バランスウエイト装置１００と相違する。
よって、以下の説明においては、主に前述した可動式バランスウエイト装置１００との相違点について記載し、当該可動式バランスウエイト装置１００と同等な構成についての記載は省略する。

図３に示すように、可動式バランスウエイト装置２００は、主に、ウエイト部２１０、ウエイト変位機構部２２０、及び可動式バランスウエイト装置２００の動作を制御する制御装置２３０などを有する。
なお、ウエイト部２１０は、前述した可動式バランスウエイト装置１００におけるウエイト部１１０と同等の構成からなるため、説明は省略する。

ウエイト変位機構部２２０は、作業装置２（図１を参照）の機種や、作業車両１に対する作業装置２の相対位置に応じて、当該作業装置２に対する近接方向（後方向）及び離間方向（前方向）に、ウエイト部１１０を変位させるものである。
ウエイト変位機構部２２０は、駆動源である駆動モータ２２１、及びカップリング等を介して駆動モータ２２１の出力軸（図示せず）と連結するボールねじ２２２などにより構成される。
また、ボールねじ２２２は、ウエイト部２１０の移動方向（本実施形態においては前後方向）に沿って延びるねじ軸２２２ａ、及びねじ軸２２２ａと同軸上に配置されるナット（図示せず）などにより構成される。

駆動モータ２２１は、後述する制御装置２３０のコントローラ２３１と電気的に接続されており、当該コントローラ２３１から送信される電気信号に基づき、出力軸の回転動作や回転方向が制御される。
また、ボールねじ２２２において、ねじ軸２２２ａは、ウエイト部２１０のウエイトハンガー２１１に貫通し、上記ナットを介して当該ウエイトハンガー２１１と連結されている。

そして、コントローラ２３１からの電気信号に基づき、駆動モータ２２１の出力軸が正転方向に向かって回転駆動されることにより、ねじ軸２２２ａが軸回り方向に正転し、ウエイト部２１０は、上記ナットを介して前方に向かって移動される。
また、コントローラ２３１からの電気信号に基づき、駆動モータ２２１の出力軸が逆転方向に向かって回転駆動されることにより、ねじ軸２２２ａが軸回り方向に逆転し、ウエイト部２１０は、上記ナットを介して後方に向かって移動される。

制御装置２３０は、主に、ウエイト変位機構部２２０の動作を制御するコントローラ２３１、コントローラ２３１に対して、可動式バランスウエイト装置２００が所定の動作を実行するように指令信号を送る各種の操作スイッチ群２３２、及び作業車両１に対する作業装置２の相対位置を検知するための位置検出センサ群２３３などにより構成される。
なお、コントローラ２３１及び操作スイッチ群２３２は、前述した可動式バランスウエイト装置１００におけるコントローラ１３１及び操作スイッチ群１３２と同等の構成からなるため、説明は省略する。

位置検出センサ群２３３は、主に、第三位置検出センサ２３３ａ、及び第四位置検出センサ２３３ｂ等により構成される。
なお、第三位置検出センサ２３３ａは、前述した可動式バランスウエイト装置１００における第一位置検出センサ１３３ａと同等の構成からなるため、説明は省略する。

第四位置検出センサ２３３ｂは、作業車両１に対するウエイト部２１０の相対位置を検出し、当該相対位置についての情報を、電気信号としてコントローラ２３１に送信するためのセンサである。
第四位置検出センサ２３３ｂは、例えば、駆動モータ２２１によるウエイトハンガー２１１の移動距離を検出するリニアセンサ等により構成され、コントローラ２３１と電気的に接続されている。
なお、第四位置検出センサ２３３ｂの構成については、リニアセンサに限定されることはなく、例えば、駆動モータ２２１の出力軸の回転回数を検出するエンコーダ等であってもよい。

このような構成からなる制御装置２３０によってウエイト変位機構部２２０の動作を制御し、ウエイト部２１０の前後方向の位置を調整することにより、作業車両１の前後重量配分が所定の配分（車体前部：車体後部≒３：７）となるように、当該作業車両１の重量バランスが調整される。

制御装置２３０によるウエイト変位機構部２２０の動作の制御手順については、前述した可動式バランスウエイト装置１００における、制御装置１３０によるウエイト変位機構部１２０の動作の制御手順と略同等である一方、進退制御電磁弁１２２ｅを介してアクチュエータ１２１の動作を制御する替わりに、駆動モータ２２１の動作を直接制御する点において、可動式バランスウエイト装置１００の場合の制御手順と相違する。
よって、以下の説明においては、主に前述した可動式バランスウエイト装置１００における、制御装置１３０によるウエイト変位機構部１２０の動作の制御手順との相違点について記載し、当該可動式バランスウエイト装置１００の場合の制御手順と同等な手順についての記載は省略する。

例えば前述したように、オペレータによって、作業機種選択スイッチ２３２ａの選択が行われ、運転モード切替スイッチ２３２ｂが「自動運転モード」に切替えられた場合、コントローラ２３１は、操作スイッチ群２３２からの電気信号に基づき、直ちに演算処理を開始し、位置検出センサ群２３３からの電気信号に基づき、減算処理を実行する。

その後、コントローラ２３１は、ＣＰＵ２３１ｃによる上記減算処理の結果に基づき、ウエイト変位機構部２２０（より具体的には、駆動モータ２２１）に対して電気信号を送信し、ボールねじ２２２のねじ軸２２２ａを軸回り方向に回転駆動させることとで、ウエイト部２１０を所定の位置まで移動させる。

例えば、ウエイト部２１０の目標位置情報Ｌ１と実測位置情報Ｌ２との減算処理の結果が０を超える場合（Ｌ１−Ｌ２＞０）、ＣＰＵ２３１ｃは、ウエイト部２１０が予め設定された所定の位置にまで到達していないと判断し、駆動モータ２２１に電気信号を送信してねじ軸２２２ａを軸回り方向に正転させ、ウエイト部２１０を前方に向かって所定の移動距離、即ち目標位置情報Ｌ１と実測位置情報Ｌ２との差分（Ｌ１−Ｌ２）だけ移動させる。
また、ウエイト部２１０の目標位置情報Ｌ１と実測位置情報Ｌ２との減算処理の結果が０未満となる場合（Ｌ１−Ｌ２＜０）、ＣＰＵ２３１ｃは、ウエイト部２１０が予め設定された所定の位置を超えていると判断し、駆動モータ２２１に電気信号を送信してねじ軸２２２ａを軸回り方向に逆転させ、ウエイト部２１０を後方に向かって所定の移動距離、即ち目標位置情報Ｌ１と実測位置情報Ｌ２との差分（Ｌ１−Ｌ２）だけ移動させる。
さらに、ウエイト部２１０の目標位置情報Ｌ１と実測位置情報Ｌ２との減算処理の結果が０となる場合（Ｌ１−Ｌ２＝０）、ＣＰＵ２３１ｃは、ウエイト部２１０が予め設定された所定の位置に到達していると判断し、駆動モータ２２１への電気信号の送信を行わず、ウエイト部２１０の移動は行わない。

一方、前述したように、オペレータによって、運転モード切替スイッチ２３２ｂが「手動運転モード」に切替えられた場合、コントローラ２３１は、操作スイッチ群２３２からの電気信号に基づく演算処理の実行を一時的に停止し、手動操作スイッチ２３２ｃから電気信号が入力されるのを待機した状態となる。

そして、オペレータが手動操作スイッチ２３２ｃを操作することにより、ウエイト部２１０の前方向または後方向への移動指令が、電気信号としてコントローラ２３１に送信され、当該コントローラ２３１は、受信した電気信号に基づき、駆動モータ２２１を介してねじ軸２２２ａを軸回り方向に正転または逆転させて、ウエイト部２１０を所定の位置まで移動させる。

［効果］
以上のように、本実施形態における可動式バランスウエイト装置１００（２００）は、圃場に対して所定の作業を施す作業装置２が上下揺動可能に連結される作業車両１の、作業装置１側（本実施形態においては、後側）とは反対側（本実施形態においては、前側）に備えられる可動式バランスウエイト装置１００（２００）であって、作業装置２との重量バランスをとるためのウエイト部１１０（２１０）と、作業装置２に対する近接方向（本実施形態においては、後方向）、及び離間方向（本実施形態においては、前方向）にウエイト部１１０（２１０）を変位させるウエイト変位機構部１２０（２２０）とを有することを特徴とする。

このような構成を有することにより、例えば、作業装置２の機種や、作業車両１に対する作業装置２の相対位置が変更された場合には、従来のようなオペレータによるバランスウエイトＷの枚数の変更作業を行うことなく、ウエイト変位機構部１２０（２２０）によって、作業装置２との近接方向（後方向）、または離間方向（前方向）に向かってウエイト部１１０（２１０）を移動させ、車両全体としての前後重量配分が所定の配分となるように、直ちに重量バランスを調整することができる。
また、例えば複数枚のバランスウエイトＷ・Ｗ・・・によってウエイト部１１０（２１０）が構成されており、作業車両１に配置可能な最大枚数のバランスウエイトＷ・Ｗ・・・を配置しても、車両全体としての前後重量配分が所定の配分となるように重量バランスを調整することが困難な場合には、ウエイト変位機構部１２０（１２０）によって、作業装置２との離間方向（前方向）に向かってウエイト部１１０（２１０）を移動させることで、容易に重量バランスを調整することができる。つまり、本実施形態における可動式バランスウエイト装置１００（２００）によれば、比較的少ない枚数のバランスウエイトＷ・Ｗ・・・によって、車両全体としての前後重量配分が所定の配分となるように、十分に重量バランスを調整することができる。

また、本実施形態における可動式バランスウエイト装置１００（２００）は、作業装置２の揺動角度を検出する第一位置検出センサ（角度センサ）１３３ａ（第三位置検出センサ（角度センサ）２３３ａ）をさらに有し、第一位置検出センサ（角度センサ）１３３ａ（第三位置検出センサ（角度センサ）２３３ａ）の検出結果に応じて、ウエイト変位機構部１２０（２２０）は、ウエイト部１１０（２１０）を変位させることを特徴とする。

ここで、作業装置２が上下方向に揺動することにより、作業車両１に対する作業装置２の相対位置は変位し、これに追従して車両全体としての前後重量配分も変化する。
本実施形態における可動式バランスウエイト装置１００（２００）によれば、このような作業車両１に対する作業装置２の相対位置の変位に追従して、作業装置２との近接方向（後方向）、または離間方向（前方向）に向かってウエイト部１１０（２１０）を移動させることにより、車両全体としての前後重量配分が所定の配分となるように、確実に重量バランスを調整することができる。

また、本実施形態における可動式バランスウエイト装置１００（２００）は、手動操作によって、ウエイト変位機構部１２０（２２０）の動作を制御する手動操作スイッチ（操作スイッチ）１３２ｃ（２３２ｃ）をさらに有することを特徴とする。

このような構成を有することにより、例えば、路面上の泥濘に前輪または後輪が嵌まり込んだ場合、或いは急傾斜の上り坂や下り坂を走行する場合などにおいては、手動操作によってウエイト部１１０（２１０）を変位させて、車両全体としての前後重量配分を、前方側または後方側に故意的に偏らせることで、より安定した状態で作業車両１を走行させることができる。

１ 作業車両
２ 作業装置
１００、２００ 可動式バランスウエイト装置
１１０、２１０ ウエイト部
１２０、２２０ ウエイト変位機構部
１３２ｃ、２３２ｃ 手動操作スイッチ（操作スイッチ）
１３３ａ 第一位置検出センサ（角度センサ）
２３３ａ 第三位置検出センサ（角度センサ）

Claims (3)

1. 圃場に対して所定の作業を施す作業装置が上下揺動可能に連結される作業車両の、前記作業装置側とは反対側に備えられる可動式バランスウエイト装置であって、
   前記作業装置との重量バランスをとるためのウエイト部と、
   前記作業装置に対する近接方向及び離間方向に前記ウエイト部を変位させるウエイト変位機構部とを有する、
   ことを特徴とする可動式バランスウエイト装置。
2. 前記作業装置の揺動角度を検出する角度センサをさらに有し、
   前記角度センサの検出結果に応じて、
   前記ウエイト変位機構部は、前記ウエイト部を変位させる、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の可動式バランスウエイト装置。
3. 手動操作によって、前記ウエイト変位機構部の動作を制御する操作スイッチをさらに有する、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の可動式バランスウエイト装置。
   

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