JP2006168512A - 農作業機の変速操作構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 走行作業途中の走行停止おおよびエンジン停止を的確に行い、次の作業再開を速やかに行えるようにする。
【解決手段】 走行用の変速レバー３２が走行停止状態をもたらす所定の特定位置から外れている状態ではキースイッチ５６の操作を牽制阻止する牽制手段を備えてある。
【選択図】 図５

Description

本発明は、田植機やコンバインなどの農作業機に利用する変速操作構造に関する。

一般に、農作業機に搭載されたエンジンは、セルモータやリコイル始動装置で起動され、キースイッチがオフ位置への操作されて電源が切られると停止されるようになっており、セルモータでエンジン始動を行う機種に備えられたキースイッチは、電源が切られるとともにキーの挿抜が可能となるオフ位置、電源が入れられるオン位置、および、セルモータが起動されるスタート位置に順次切換え回動するよう構成したものが用いられ、運転部のフロントパネルなどに装備される（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−１４９７１８号公報

キースイッチは任意に操作することが可能となっているので、走行用の変速レバーが走行位置にある状態でエンジン始動操作を行うと機体が急発進することになる。そこで、変速レバーが中立位置にある状態、あるいは、主クラッチを切っている状態など、機体が走行できない状態にある時にだけエンジン始動を行えるような牽制をかけることも行われている。そして、キースイッチのオフ操作については特別な牽制は与えられておらず、走行中にキースイッチをオフ操作してエンジンを停止することが可能となっている。

田植機においては、植付け走行の途中で苗植付け装置の苗が消費されると、走行機体の予備苗のせ台に収容しておいた予備苗を苗植付け装置に補給する苗つぎ作業が行われ、また、予備苗のせ台に収容した予備苗が無くなると機体を畦際まで移動させ、畦に準備した予備苗を予備苗のせ台に搬入することになる。これら苗つぎ作業や予備苗の搬入作業の頻度は相当高いので、これらの作業の間の燃料節約のためにエンジンを停止することがある。この場合、変速レバーを中立位置に戻してからキースイッチを操作するのが適切であるが、変速レバーを中立位置に戻すことなくキースイッチをオフ操作してエンジンを止めて走行をも一挙に停止させてしまうような操作が行われることがある。

しかし、このような操作によってエンジンと走行を停止してしまうと、苗つぎ作業や予備苗の搬入作業を終えて走行作業を再開する場合、エンジン始動操作によって急発進することがないように変速レバーを中立位置に戻す操作が必要となり、再始動が煩わしいものとなる。

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、走行作業途中の走行停止おおよびエンジン停止を的確に行い、次の作業再開を速やかに行えるようにすることを主たる目的としている。

第１の発明は、走行用の変速レバーが走行停止状態をもたらす所定の特定位置から外れている状態ではキースイッチの操作を牽制阻止する牽制手段を備えてあることを特徴とする。

上記構成によると、走行途中で機体を停止するとともにエンジンを止める場合、変速レバーを特定位置に操作して走行を停止しないとエンジンを停止することができなくなる。また、次にエンジンを始動操作する際には変速レバーは走行停止をもたらす特定位置に在るので、エンジン始動によって機体が発進することはない。

従って、第１の発明によると、走行作業途中などでのエンジン停止が必ず適正に行われることになって、次にエンジンをかけての作業再開も急発進なく適正に行うことができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、
前記変速レバーが前記特定位置にある状態でキースイッチの操作が許容されるよう構成してあるものである。

上記構成によると、変速レバーを特定位置に操作して走行を停止させた後、キースイッチをオフ操作してはじめてキーをキースイッチから抜き出すことが可能となり、変速レバーを変速位置に残したままでキーを抜き出してしまうような状態の発生が未然に回避される。

第３の発明は、上記第１または２の発明において、
前記キースイッチが回動操作されるのを阻止する牽制部材を牽制位置と牽制解除位置とに切換え操作可能に配備するとともに、この牽制部材と前記変速レバーとを機械的に連動連結して前記牽制手段を構成してあるものである。

上記構成によると、キースイッチが回動操作することができない牽制状態、つまり、エンジン停止操作を行うに不適切な変速操作状態にあることを、キーの操作抵抗として容易に認識することができ、走行停止をもたらす適切な変速操作状態でのエンジン停止を的確に行うことができる。

第４の発明は、上記第１または２の発明において、
前記キースイッチが操作されるのを阻止する牽制部材を電動アクチュエータで牽制位置と牽制解除位置とに切換え操作可能に構成するとともに、前記変速レバーが前記特定位置にあるか否かを検知する検知手段と前記電動アクチュエータとを電気的に連係して前記牽制手段を構成してあるものである。

上記構成によると、牽制部材を操作する電動アクチュエータへの配線は自由に配置することができるので、牽制部材をワイヤやリンク機構を利用して機械的に変速レバーに連係する構造に比べて位置的な制約を受けること少なく連係構造を構成することができる。

第５の発明は、上記第１〜４のいずれか一つの発明において、
前記キースイッチがオン操作された状態で始動されたエンジンが安定運転状態に至るまでの間は、連結した作業装置に係わる自動制御系の作動を阻止するよう構成してあるものである。

上記構成によると、エンジン出力が安定するまでは作業装置の高さ位置の制御や傾斜姿勢の制御などが行われることはなく、エンジン出力が不安定なままで自動制御系の負荷が作用してエンジンストップがもたらされるようなことが未然に回避される。

第６の発明は、上記第１〜５のいずれか一つの発明において、
前記キースイッチをオン位置とオフ位置とにのみ切換え操作可能に構成してあるものである。

上記構成によると、オン位置、オフ位置、および、エンジン始動位置に切換え回動操作する一般的なキースイッチに比べて接点の少ない単純なものですますことができ、コスト低減に有効となる。

第７の発明は、上記第１〜６のいずれか一つの発明において、
エンジン始動操作およびエンジン停止操作を変速レバーで行うよう構成してあるものである。

上記構成によると、変速レバーで走行停止操作を行った後、そのまま、エンジン停止操作を行うことができ、また、エンジン始動操作を行った後、そのまま変速操作を行って走行を開始することができ、走行停止からエンジン停止、および、エンジン始動から走行開始を操作具の持ち替えなく速やかに行うことができる。

第８の発明は、上記第７の発明において、
前記変速レバーの操作径路における前記特定位置とは異なる位置に走行停止状態をもたらす第２特定位置を設け、変速レバーを前記第２特定位置に操作したことの検知に基づいてエンジン始動手段が起動されるよう構成してあるものである。

上記構成によると、変速レバーの操作位置の選択によって急発進のないエンジン始動をおこなうことができ、上記第７の発明を好適に実施することができる。

第９の発明は、上記第１〜８のいずれか一つの発明において、
前記変速レバーの握り部にエンジン始動用のスタートスイッチを備えてあるものである。

上記構成によると、変速レバーを握った手指でエンジン始動操作を行い、そのまま変速操作を行うことが可能となり、第１〜８のいずれか一つの発明の上記効果をもたらすとともに、取扱い性に優れたものとなる。

図１および図２に、農作業機の一例として乗用型の田植機が示されている。この田植機は、操向自在な左右一対の前輪１と操向不能な左右一対の後輪２とを備えた乗用型の走行機体３の後部に、苗植付け装置４が油圧シリンダ５によって駆動される平行四連式のリンク機構６を介して昇降自在に連結されるとともに、機体後部に施肥装置７が装備された構造となっている。

前記走行機体３における機体フレーム８の前部には、前輪１を軸支したミッションケース９が連結固定されるとともに、機体フレーム８の後部には、後輪２を軸支した後部伝動ケース１０がローリング自在に支持されている。また、ミッションケース９から前方に延出された前フレーム１１にエンジン１２が横向きに搭載されてボンネット１３で覆われているとともに、エンジン１２の後方に位置する搭乗運転部には、前輪１を操向操作するためのステアリングハンドル１４、運転座席１５、ステップ１６などが備えられ、また、機体前部の左右には、予備苗を複数段に載置収容する予備苗のせ台１７が設けられている。

前記苗植付け装置４は、６条分の苗を載置して左右方向に設定ストロークで往復移動される苗のせ台２１、苗のせ台２１下端から１株分づつ苗を切り出して圃場に植付けてゆく６組の回転式の植付け機構２２、植付け箇所を整地する３個の整地フロート２３、等を備えて構成されている。また、前記施肥装置７は、運転座席１５と苗植付け装置４との間において走行機体３に搭載されており、粉粒状の肥料を貯留する肥料ホッパー２４、この肥料ホッパー２４内の肥料を設定量づつ繰り出す繰出し機構２５、繰り出された肥料を供給ホース２６を介して各整地フロート２３に備えた作溝器２７に風力搬送する電動ブロア２８、などを備えており、作溝器２７によって田面Ｔに形成した溝に肥料を送り込んで埋設してゆくよう構成されている。

前記ミッションケース９の側面には静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）からなる主変速装置３１が連結されてエンジン１２にベルト連動され、その変速出力がミッションケース９に入力されて走行系と作業系とに分岐されるようになっている。

前記主変速装置３１は、ステアリングハンドル１４の左脇に配備された変速レバー３２で変速操作されるようになっており、次に、この主変速装置４１の変速操作構造について説明する。

図３，４に示すように、ステアリングハンドル１４を支持するよう立設されたハンドルポスト３３には支持ブラケット３４が固着され、この支持ブラケット３４の左側端部には、支軸３５を介してデテント板３６が横向き支点ａ周りに前後揺動可能に支持され、このデテント板３６に前記変速レバー３２が前後向き支点ｂ周りに左右揺動可能に支持されている。ハンドルポスト３３を立設支持する支持枠３７に、横向き支点ｃ周りに回動可能に中継回動部材３８が支持されており、この中継回動部材３８とデテント板３６とが連係ロッド３９を介して連係され、さらに、この中継回動部材３８と、主変速装置３１の変速操作軸４０に連結された変速アーム４１とが操作ロッド４２を介して連係されている。

図５に示すように、前記支持ブラケット３４には変速案内用のガイド板４３が固着されるとともに、このガイド板４３に形成された段違い状の案内溝４４に変速レバー３２の基部から下向きに延出された案内ロッド３２ａが貫通されており、案内溝４４と案内ロッド３２ａとの係合案内作用によって変速レバー３２を所定の段違い操作径路に沿って前後に揺動操作することで、デテント板３６を正逆に回動させて主変速装置３１を前進域から後進域までの範囲で変速操作することが可能となっている。

そして、段違い操作径路の段違い部位が主変速装置３１の中立位置Ｎに相当し、その前方に前進変速操作径路Ｆが、また、後方に後進変操作径路Ｒがそれぞれ形成されるとともに、デテント板３６の外周に並列形成した９つの凹部４５に、片持ちバネレバー４６の遊端に支持したデテントローラ４７を弾性係入させることで、変速レバー４６を前進５段、中立位置Ｎ、および、後進３段の各変速位置に保持することができるようになっている。

また、変速レバー３２の横操作中心となる支点ｂにはねじりバネ４８が装備されており、変速レバー３２が常に支点ｂ周りに揺動付勢されている。従って、変速レバー３２を中立位置Ｎに操作すると、前進変速操作径路Ｆに臨む前進側中立Ｎｆ側に向けて付勢移動される。

前記変速レバー３２は主変速装置３１を操作するのみならず、エンジン１２の起動・停止、エンジン回転速度の調整、および、電源入り切り用のキースイッチ５６の操作牽制に関わっており、以下そのための構成について説明する。

図４に示すように、変速レバー３２を前後揺動可能に支持する支持ブラケット３４には、前記支軸３５の回動位置から変速レバー３２の前後操作位置を連続的に検知するポテンショメータ５０が取り付けられており、このポテンショメータ５０からの検出情報に基づいてエンジン１２の調速制御が行われる。

つまり、図７の制御ブロック図に示すように、エンジン１２に備えられた調速機構５１は、ソレノイドやサーボモータなどのサーボ制御される電動アクチュエータ５２でアクセルセット操作されるようになっており、この電動アクチュエータ５２が変速レバー３２の操作位置に対応して調速機構５１を操作制御するように構成されている。そして、変速レバー３２が中立位置Ｎにあると調速機構５１が所定のアイドリング回転速度にセットされるとともに、変速レバー３２が前進変速操作径路Ｆおよび後進変操作径路Ｒにおいて高速側に操作されるほどエンジン回転速度が高くなるように、予め入力設定された特性でアクセルセットされるようになっている。

また、前記案内溝４４における前進側中立Ｎｆの横外側には特定位置Ｐ１が設定されるとともに、変速レバー３２の案内ロッド３２ａがこの特定位置Ｐ１に操作されたことを検知するスイッチ５３がガイド板４３に装備されている。

前記スイッチ５３は制御装置５４に接続されており、変速レバー３２（案内ロッド３２ａ）が特定位置Ｐ１に設定時間（例えば数秒）連続して操作されると、エンジン停止回路５５が作動してエンジン１２が停止されるようにプログラムされている。

なお、前記エンジン停止回路５５は、エンジン１２がガソリンエンジンの場合は、エンジン点火回路をアースしてエンジン停止作動するものが利用され、また、エンジン１２がディーゼルエンジンの場合には、燃料供給の遮断によってエンジン停止作動するものが利用される。

また、運転部の適所には電源回路を入り切りするキースイッチ５６が配備されており、このキースイッチ５６の操作が変速レバー３２によって牽制されるようになている。つまり、図５に示すように、前記ガイド板４３の上面には支点ｄ周りに回動可能に操作アーム５７が枢支連結されるとともに、キースイッチ５６の近傍には牽制部材５８が支点ｅ周りに揺動自在に支持され配備され、前記操作アーム５７の揺動に連動して牽制部材５８が揺動されるように両者が操作ワイヤ５９で連動連結されている。

この牽制部材５８はキースイッチ５６の上に重複する牽制位置とキースイッチ５６から外れた牽制解除位置とに切換え揺動可能に支持されるとともに、バネ６０によって牽制位置に向けて付勢されてストッパ６１で受け止め支持されている。牽制部材５８には、前記牽制位置にある時にキースイッチ５６の直上に位置するスリット６２が形成されており、このスリット６２は、キースイッチ５６が「ＯＮ」位置にあるときにキー溝５６ａに沿った姿勢となり、ＯＦＦ位置にある時のキー溝５６ａと交差重複する姿勢となるように形成されている。

上記構成によると、変速レバー３２が特定位置Ｐ１に操作されると、操作アーム５７が接当揺動作されて操作ワイヤ５９が引き操作され、牽制部材５８がバネ６０に抗して牽制解除位置に操作され、この状態でのみキースイッチ５６へのキー５６ｂの挿抜および回動が可能となる。従って、エンジン１２が停止している機体を起動させるには、先ず、変速レバー３２を特定位置Ｐ１に操作してＯＦＦ位置にあるキースイッチ５６のキー溝５６ａにキー５６ｂを挿入してＯＮ位置に回動操作する。その後、変速レバー３２を特定位置Ｐ１から外れた位置、例えば前進側中立Ｎｆや後進側中立Ｎｒに操作するとエンジン始動回路６３が作動してセルモータ６４が起動され、エンジン始動が行われる。

ここで、変速レバー３２を特定位置Ｐ１に操作してキー溝５６ａにキー５６ｂを挿入した状態のままではキースイッチ５６は電源を切ったＯＦＦ位置にあるので、この状態から変速レバー３２を特定位置Ｐ１から外れた位置に操作してもエンジン始動が行われることはない。

また、植付け作業走行を行っている途中で、苗つぎ作業や畦からの苗補充作業のために変速レバー３２を特定位置Ｐ１に操作して走行を停止すると、上記のようにエンジン１２が自動的に停止されて、苗つぎ作業や苗補充作業の間の燃料消費が節約される。また、苗つぎ作業や苗補充作業を終えて変速レバー３２を特定位置Ｐ１から外れた位置に操作すると、エンジン１２が自動的に再始動されて作業走行に復帰することができるのである。

なお、エンジン始動回路６３が作動している間だけ、調速機構５１がアイドリング回転速度より少し高い始動用回転速度になるようにアクセルアップ制御が行われ、エンジン回転が安定すると変速操作位置に対応したアクセルセット制御が実行されるようにプログラムされており、これによってエンジン始動が確実なものとなる。

また、走行時に変速レバー３２を中立位置Ｎに戻して走行を停止し、特定位置Ｐ１でない中立位置Ｎでキースイッチ５６をＯＦＦ位置に回動しようとしても、牽制位置にある牽制部材５８におけるスリット６２の中でキー５６ｂは回動不能であり、キースイッチ５６をＯＦＦ位置に回動してキーを抜き出すことはできないものとなる。

また、前記制御装置５４には、苗植付け装置４に上下揺動可能に備えられた整地フロート２３のうちの中央の整地フロート２３の上下変位から苗植付け装置４の田面Ｔに対する高さを検知するをポテンショメータ６７、昇降用の前記油圧シリンダ５の作動を司る電磁制御弁６８、苗植付け装置４の左右傾斜を検知するローリングセンサ６９、苗植付け装置４を左右ローリング駆動する電動モータ７０、エンジン１２によって駆動される発電機の起電力からエンジン回転速度を計測するエンジン回転計測回路７１、等が接続されており、ポテンショメータ６７からの情報に基づいて油圧シリンダ５を作動制御して苗植付け装置４を田面Ｔから設定された高さに安定維持する自動昇降制御が行われるとともに、ローリングセンサ６９からの情報に基づいて電動モータ７０を作動制御して苗植付け装置４を常に水平に維持するローリング制御が行われるようになっている。また、変速レバー３２の後進への切換えを検知して苗植付け装置４を上昇させるバックアップ制御も行われる。

そして、キースイッチ５６がＯＮ位置にあって電源が入れられただけの状態では上記した各種制御は未だ実行されず、エンジン１２が起動されて安定運転状態になったことがエンジン回転計測回路７１からの情報で確認されてはじめて上記制御が実行されるようになっている。

〔他の実施例〕

（１）図８に示すように、前記牽制部材５８をバネ７３と電磁ソレノイドなどの電動アクチュエータ７４で切換え作動させるよう構成し、前記変速レバー３２（３２ａ）が特定位置Ｐ１に操作されてスイッチ５３が操作されると電動アクチュエータ７４が非通電状態となって、牽制部材５８がバネ７３によって牽制解除位置に移動され、変速レバー３２が特定位置Ｐ１から外れると電動アクチュエータ７４が通電駆動されて牽制部材５８が牽制位置に切換え移動されるような形態で実施することもできる。

（２）図９に示すように、前記案内溝４４における前進側中立Ｎｆの横外側に前記特定位置Ｐ１、また、後進側中立Ｎｒの外側に第２特定位置をそれぞれ設け、変速レバー３２がこれら特定位置Ｐ１および第２特定位置Ｐ２に操作されたことを検知するスイッチ５３，７６を設け、スイッチ５３の操作によって電源が切られるとともに、スイッチ７６の操作によって電源が入れられてエンジン始動回路６３が起動され、かつ、一旦エンジン１２が始動すると、その後リレー回路等を用いて電源入り状態が維持されるように構成して、キースイッチ５６を省略した形態で実施することもできる。

この構成によると、作業走行中に変速レバー３２を中立Ｎに戻して自由にすれば変速レバー３２は特定位置Ｐ１に付勢移動して電源回路６５が切れ、エンジン１２が停止する。また、変速レバー３２を第２特定位置Ｐ２に操作することでエンジン１２を始動することができ、エンジン始動は必ず走行停止状態で行うことになる。

（３）図１０に示すように、前記案内溝４４における前進側中立Ｎｆの横外側に前記特定位置Ｐ１、また、後進側中立Ｎｒの外側に第２特定位置Ｐ２をそれぞれ設け、変速レバー３２（３２ａ）がこれら特定位置Ｐ１および第２特定位置Ｐ２に操作されたことを検知するスイッチ５３，７６を設け、スイッチ５３の操作によって電源が切られるとともに、スイッチ７６の操作によって電源が入れられ、かつ、変速レバー３２の握り部３２ａに押しボタン式のスタートスイッチ７７を装備して、キーススイッチ５６を省略した形態で実施することもできる。

この構成によると、変速レバー３２を第２特定位置Ｐ２に操作して電源を入れた状態で変速レバー３２を持ったままでスタートスイッチ７７を指操作してエンジン１２を始動することができるとともに、作業走行中に変速レバー３２を特定位置Ｐ１に操作して走行を停止すると、電源が切れてエンジン１２が停止されることになり、この場合も、エンジン始動は必ず走行停止位置である第２特定位置Ｐ２で行うことになるので、エンジン始動と同時に機体が発進してしまうことはない。

（４）図１１に示すように、エンジン自動停止が行われる前記第１特定位置Ｐ１を中立域の中間部位に設定し、この第１特定位置Ｐ１から外れるとエンジン自動始動が行われる形態で実施することもできる。

（５）エンジン１２がリコイル始動装置で始動される場合には、エンジン運転中にエンジン動力でバネ式の蓄力機構を蓄力作動させておき、エンジン始動指令に基づいて蓄力機構を開放作動させ、蓄積したバネ力でリコイル始動装置を操作するようにエンジン始動手段を構成すればよい。

田植機の全体側面図 田植機の全体平面図 変速操作構造の側面図 変速操作構造の正面図 変速案内構造の平面図 キースイッチ牽制構造の平面図 制御ブロック図 キースイッチ牽制構造の他の実施例を示す平面図 変速案内構造の他の実施例を示す平面図 変速案内構造の更に別の実施例を示す平面図と変速レバーの斜視図 変速案内構造の更に別の実施例を示す平面図

符号の説明

４ 作業装置（苗植付け装置）
１２ エンジン
３２ 変速レバー
３２ｂ 握り部
５６ キースイッチ
５８ 牽制部材
７４ 電動アクチュエータ
７７ スタートスイッチ
Ｐ１ 特定位置
Ｐ２ 第２特定位置

Claims (9)

1. 走行用の変速レバーが走行停止状態をもたらす所定の特定位置から外れている状態ではキースイッチの操作を牽制阻止する牽制手段を備えてあることを特徴とする農作業機の変速操作構造。
2. 前記変速レバーが前記特定位置にある状態でキースイッチの操作が許容されるよう構成してある請求項１記載の農作業機の変速操作構造。
3. 前記キースイッチが回動操作されるのを阻止する牽制部材を牽制位置と牽制解除位置とに切換え操作可能に配備するとともに、この牽制部材と前記変速レバーとを機械的に連動連結して前記牽制手段を構成してある請求項１または２記載の農作業機の変速操作構造。
4. 前記キースイッチが回動操作されるのを阻止する牽制部材を電動アクチュエータで牽制位置と牽制解除位置とに切換え操作可能に構成するとともに、前記変速レバーが前記特定位置にあるか否かを検知する検知手段と前記電動アクチュエータとを電気的に連係して前記牽制手段を構成してある請求項１または２記載の農作業機の変速操作構造。
5. 前記キースイッチがオン操作された状態で始動されたエンジンが安定運転状態に至るまでの間は、連結した作業装置に係わる自動制御系の作動を阻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農作業機の変速操作構造。
6. 前記キースイッチをオン位置とオフ位置とにのみ切換え操作可能に構成してある請求項１〜５のいずれか一項に記載の農作業機の変速操作構造。
7. エンジン始動操作およびエンジン停止操作を変速レバーで行うよう構成してある請求項１〜６のいずれか一項に記載の農作業機の変速操作構造。
8. 前記変速レバーの操作径路における前記特定位置とは異なる位置に走行停止状態をもたらす第２特定位置を設け、変速レバーを前記第２特定位置に操作したことの検知に基づいてエンジン始動手段が起動されるよう構成してある請求項７記載の農作業機の変速操作構造。
9. 前記変速レバーの握り部にエンジン始動用のスタートスイッチを備えてある請求項１〜８のいずれか一項に記載の農作業機の変速操作構造。

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