JP2007143509A - トラクタ - Google Patents

Abstract

【課題】デフロック自動モードと手動モード切替の容易化を図る。
【解決手段】対地作業機（２Ｒ，２Ｐ）の昇降操作に連動してデフロック機構（８５，８９）のアクチュエータ（８６，９０）を作動させてデフロック状態とデフ機構（８５，８９）による連動状態とに切替える自動モードと、手動の選択操作によってデフロック状態とデフ機構（８５，８９）による連動状態とに切替える手動モードとを、作業機（２Ｒ，２Ｐ）下降中にデフロック設定手段（３０）によってデフロック状態を選択するときは作業機（２Ｒ，２Ｐ）昇降に基づく自動モードに切り替え、作業機（２Ｒ，２Ｐ）上昇中にデフロック設定手段（３０）によってデフロック状態を選択するときは手動モードに設定する。
【選択図】図１０

Description

この発明は、デフロック機構を備えるトラクタに関する。

従来、中央のデフ機構を挟んで左右に車軸を設け、これら車軸を連動するいわゆるデフロック機構を設ける構成がある。圃場作業時のトラクタの直進性確保のためである。そしてこのデフロック機構をデフロッククラッチの作動によってデフロック状態と、このクラッチを解除してデフ機構による連動とする標準状態への切替を行う構成とし、トラクタの旋回時に作業機を上昇するとデフロックを解除し、作業機を下降すると再びデフロック状態にする自動モードを備えるトラクタがある（特許文献１）。
特開平５−１３７４０５号公報

しかしながら、前記デフロック機構を自動モードとして走行すると旋回前後のロック解除操作が不要となる点で有利であるが、反面ハンドル操作による方向修正を行いながらの作業形態が有利であったり、オペレータの操縦感覚によるために自動モードを解除する状態を得たい場合があり、改善を要する。

この発明は上記に鑑み、次の技術的手段を講じたものである。
即ち、請求項１に記載の発明は、対地作業機(２Ｒ，２Ｐ）をリンク機構を介して昇降可能に連結し、走行伝動部にはデフ機構（７５，８２）を挟んで左右車輪（１２,１２、１３，１３）を駆動すべく左右車軸（７５Ｌ，７５Ｒ、８３Ｌ，８３Ｒ）を設けるとともにこの左右車軸（７５Ｌ，７５Ｒ、８３Ｌ，８３Ｒ）を連結一体化するデフロック機構（８５，８９）を備えるトラクタにおいて、対地作業機（２Ｒ，２Ｐ）の昇降操作に連動してデフロック機構（８５，８９）のアクチュエータ（８６,９０）を作動させてデフロック状態とデフ機構（８５，８９）による連動状態とに切替える自動モードと、手動の選択操作によってデフロック状態とデフ機構（８５，８９）による連動状態とに切替える手動モードとを、作業機（２Ｒ，２Ｐ）下降中にデフロック設定手段（３０）によってデフロック状態を選択するときは作業機（２Ｒ，２Ｐ）昇降に基づく自動モードに切り替え、作業機（２Ｒ，２Ｐ）上昇中にデフロック設定手段（３０）によってデフロック状態を選択するときは手動モードに設定するよう構成したトラクタの構成とする。

このように構成することによって、作業中デフロックを選択するタイミングが作業機（２Ｒ，２Ｐ）上昇中であるときは手動モードが選択され、作業機（２Ｒ，２Ｐ）下降中であるときは自動モードが選択される。

また、請求項２に記載の発明は、自動モード中において作業機（２Ｒ，２Ｐ）上昇中のデフロック解除状態と作業機（２Ｒ，２Ｐ）下降中のデフロック状態とを異なる表示形態で表示する表示手段（３２）を設けてなる請求項1に記載のトラクタの構成とする。このため、自動モードにあって、デフロック状態とデフロック解除状態との見極めが容易に行える。

請求項１に記載の発明によると、対地作業機の昇降位置とデフロック作動させるタイミングとの兼ね合いでデフロック自動モードあるいは手動モードが選択されることとなるから、オペレータの意図に応じたモードが選択できる。即ち作業機上昇中におけるデフロック設定は次回の作業機上昇の際にもデフロック解除を予定するとは限らないため手動モードでオペレータの操作に委ね、作業機下降状態でのデフロック設定は作業機上昇時のデフロック解除を予定するものであるからこれを省略できる自動モードにおくことで、旋回操作を容易化できる。

また、請求項２に記載の発明は、自動モードにあって、デフロック状態とデフロック解除状態との見極めが容易に行えるから、誤操作、誤認のない作業が可能となる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。最初にトラクタの全体構成に付いて説明する。トラクタ１０は、図１に示すように、ボンネット１１内部にエンジン１を備え、このエンジン１の回転動力を、ミッションケース１４内の主変速装置、及び副変速装置などの動力伝導機構を介して後輪１２、および前輪１３，１３へ伝達して機体を走行する構成となっている。

操縦席１５の前方には、ステアリングハンドル１６を突出するハンドルポスト１７を設け、この同ポスト１７のハンドル１６下方には、作業機昇降用ワンタッチレバー１９や、前記エンジン１のアクセル位置を設定保持するアクセルレバー２０、前後進切替レバー２３を突出して設け、フロア上にはアクセルペダル２２を設けている。前記作業機昇降ワンタッチレバー１９の回動基部にはリミットスイッチ２１を設け、同スイッチ２１のＯＮ毎に作業機を作業位置から非作業位置まで連続的に昇降する構成となっている。また、前後進切替レバー２３の回動基部にもリミットスイッチ２４を設け、同レバー２３が後進位置へ操作されるとＯＮする構成となっている。

前記アクセルレバー２０は、図４及び図５に示すように、ハンドルポスト１７内の水平プレート２５にブレーキ部材２６を介在させて支持すると共に、両部材間にはボール部材２７、およびこれを付勢するスプリング２８等からなる位置決め機構２９を構成している。

また、前記アクセルペダル２２は、同ペダル２２の踏み込み時に、アクセルレバー２０の保持位置から一時的に増速側に調整する構成となっている。前記操縦席１５の側方には、前記作業機２の高さを変更する作業機昇降レバー３５を設け、この昇降レバー３５の回動基部に操作位置を検出するポテンショメータ３６を設けている。また、同レバー３５のガイド近傍には、後述するエンジン回転制御装置の作動を入り切りするエンジン回転制御入切スイッチ３７、ドラフト制御装置の作動を入切する手段であるドラフト／デプス制御モード切替スイッチ４、耕深設定器４６等の各種設定器を設けている。そして、前記各種検出器や設定器は操縦席１５下方の制御手段である制御部５Ａ，５Ｂに接続する構成となっている。

図５は伝動機構を示す。エンジン１出力軸６１からの動力は前後進クラッチ機構６２を経由して主変速機構の変速軸６２に伝達される。変速軸６２には４個の油圧クラッチ６３ａ〜６３ｄと変速ギヤ６４ａ〜６４ｄとを備え、平行する変速カウンタ軸６５上のカウンタギヤ６６ａ〜６６ｄに噛合せ、該クラッチ６３ａ〜６３ｄの選択的なオン作動によって主変速の第１速〜第4速が得られる構成である。

変速軸６２の後方には同軸状に高低クラッチ軸６７を設け高低油圧クラッチ６８ａ，６８ｂと高・低ギヤ６９ａ，６９ｂとを備え、高低カウンタ軸７０上の高低カウンタギヤ７１ａ，７１ｂと噛合せ、高低２段の変速が得られる。

主変速と高低２段の変速によって都合８段の油圧クラッチによる変速が可能に構成されるもので、その動力は変速軸６２、変速カウンタ軸６５、高低カウンタ軸７０、高低クラッチ軸６７の順に伝達され、この高低クラッチ軸６７の回転は次段の副変速機構に伝達される。

副変速機構は、前記高低クラッチ軸６７と同軸芯のドライブ軸７２にメカ式のスライドメッシュ機構と変速ギヤ群とを備え、ＰＴＯ連動軸７３上に遊転状態に設けたカウンタギヤ群との噛合いによってドライブ軸７２を高中低の３段に変速する構成としている。

上記ドライブ軸７２の後端にはドライブピニオン７４を設け、後輪デフ機構７５のベベルギヤ７６を回転連動する公知の構成である。該後輪デフ機構７５から左右に車軸７５Ｌ，７５Ｒが設けられ、最終減速の遊星ギヤ機構７７を経て後輪１３を駆動する構成としている。

前記ドライブ軸７２の回転はギヤ群７８を経て中間軸７９に伝達され、油圧クラッチ機構８０にて標準速及び前輪増速状態に切り替えられ前輪駆動軸８１に伝達される構成である。この変速された駆動力は前輪デフ機構８２に伝達され、左右前車軸８３Ｌ，８３Ｒを駆動する構成である。

上記後車軸７５Ｒにはベベルギヤ７６に形成するクラッチ爪７６ａに噛合可能なクラッチ爪８４によるデフロック機構８５を構成する。該クラッチ爪７６ａはソレノイド８６の通電によってクラッチ爪７６ａに噛み合って左右車軸７５Ｌ，７５Ｒが一体回転するデフロック状態となし、非通電によって図外復帰スプリングの作用でクラッチが切れデフ機構７５の差動を伴う車軸駆動状態となる構成である。

なお、前車軸８３Ｌに前輪ベベルギヤ８７のクラッチ爪８７ａに噛合うクラッチ爪８８を備えてデフロック機構８９を構成し、ソレノイド９０の通電によって左右前車軸８３Ｌ，８３Ｒがデフロック状態となり、通電を解除すると両クラッチの係合が外れ前輪デフ機構８２の差動を伴う前車軸駆動状態となる。

トラクタ１０のミッションケース１４後部には、作業機昇降用アクチュエータである油圧シリンダ４０を内装するシリンダケース４１を備え、前記シリンダ４０のピストン伸縮によりケース左右に支持するリフトアーム４２を上下回動する構成となっている。また、車体後部には、トップリンク３９と左右のロワーリンク３８からなる３点リンク機構４３を設け、同リンク機構４３にロータリ作業機２Ｒやプラウ作業機２Ｐ等、各種対地作業機を連結する構成となっている。そしてリフトアーム４２の片側には、この回動基部にリフトアーム角センサ４４を設けている。

前記三点リンク機構４３にロータリ作業機２Ｒを連結する時には、図１に示すように、ロータリカバー４０上部にポテンショメータ式のデプスセンサ４７を設け、リヤカバー４１の回動角度を検出することで耕深を検出する構成となっている。また、前記三点リンク機構４３にプラウ作業機２Ｐを連結する時には、図２に示すように、前記ロアリンク３８の基部に歪みゲージ式のドラフトセンサ４５を設け、プラウ作業機２Ｐの牽引負荷を検出する構成となっている。

これにより、後述する作業機昇降用制御部５Ａは、作業機昇降レバー３５による設定角度とリフトアーム角センサ４４の検出角度とを一致させるように、作業機上昇用制御弁のソレノイド６０Ａ、或いは作業機下降用制御弁のソレノイド６０Ｂへ通電し、また、前記作業機昇降用ワンタッチレバー１９のＯＮ操作の度にリフトアーム角度を、作業機昇降レバー３５位置とは別に設定した上昇位置との間を連続的に昇降するポジション制御を行う構成となっている。

また、ロータリ作業２Ｒを連結し、ドラフト／デプス制御モード切替スイッチ４がデプス制御モードに切替えられている時には、前記耕深設定器４６で設定された耕深値とデプスセンサ４７の検出値とが一致、または不感帯に入るように作業機を昇降するデプス制御を行う構成となっている。また更に、プラウ作業２Ｐを連結し、前記スイッチ４が「ドラフト制御モード」に設定されている時には、ドラフトセンサ４５より検出される牽引負荷が一定以上となるとリフトアーム４２を一定量だけ上昇し、その後再度元の作業位置に下降するドラフト制御を行う構成となっている。

次に、トラクタ１０のアクセル調整機構９１について説明する。アクセル調整機構９１は、図６、図７に示すように、エンジン１のガバナ機構（図示せず）の近傍に設けるもので、同ガバナ機構内のコントロールラック位置を入力軸９２の回転によって、エンジン燃焼室への燃料供給量を調整しエンジン１の出力回転数を変更する構成となっている。そして前記入力軸９２には、制御アーム９３を該軸９２と一体構成する。また、この制御アーム９３と前記アクセルレバー２０やアクセルペダル２２との間には連動部材９４を構成している。

即ち、連動部材９４の取付ベース９５に揺動アーム９６の支点部９６ａを固定し、揺動アーム９６には前記制御アーム９３に一端を連結したロッド９７の他端を連結している。さらにこの揺動アーム９６には２本の係止ピン部材９６ｂ，９６ｃを固定して、このうち一方９６ｂには上下にスプリング９８ａ，９８ｂの各端部を係止すると共に、他方の係止ピン部材９６ｃには、支点部９６ａと軸心を一致させてアクチュエータ９９が連結され、揺動アーム９６の回動角度がポテンショメータ形態のアクセル開度検出手段（アクセル位置センサ）１００にて検出しうるよう設けている。

上記スプリング９８ａ，９８ｂの各端部には、一方がアクセルペダル２２に連結されたワイヤ１０１ａと、他方がアクセルレバー２０と連結されたワイヤ１０１ｂに夫々連動連結された構成となっている。

前記制御アーム９３の先端部には前記ロッド９７の一端を連結すると共に、該ロッド９７の先端部にはプレート部材９７ａが設けられ、このプレート部材９７ａにワイヤ１０２を介してエンジン回転調整用アクチュエータであるステッピング式の電動モータ５４を接続している。なお、電動モータ５４は、ラジエータ５７の前方に配置するラジエータネット取付枠５７上部に取り付けた構成となっている。これにより、電動モータ５４をエンジン下方などへ配置する構成と比較して、土泥、塵埃の付着を防止しモータ５４の耐久性を向上することができ、モータ５４を連続使用したときに発せられる熱を冷却しやくなっている。符号５９はエンジン１のエアクリーナを示す。

これにより、エンジン回転制御は、エンジン回転制御入切スイッチ３７が「入」となっている時に、作業機２を非作業位置に上昇操作すると、これを前記作業機昇降レバー３５のポテンショメータ３６により検出し、電動モータ５４を駆動し制御アーム９３の回動位置を前記アクセルレバー２０の設定位置よりもエンジン回転減速側に変更してトラクタ１０の走行速度を減速する構成となっている。また、前記前後進切替レバー２３が後進位置に操作され、リミットスイッチ２４がＯＮされると電動モータ５４を駆動し更に制御アーム９３を減速側に回転させてトラクタ１０の走行速度を減速する構成となっている。

尚、前記作業機上昇操作と後進操作による減速操作は、トラクタ１０の機種仕様に応じて、どちらか一方だけを実行しても良いし、両操作を実行する際もどちらか一方が実作動中、即ちエンジン回転減速中であれば他方の操作による更なる減速をキャンセルする構成としても良い。

従来、制御アーム５２の先端に直接スプリング９８ａ，９８ｂを接続構成していたため、然もスプリングの接続構成が前記係止ピン部材９６ａ形態であるためねじり作用が発生して制御アームの支点ピン部分が不良となっていた（特開２０００−１７０５６４号）。これに対し、上記のように連動部材９４を中間に介在させることにより、制御アーム９３先端のロッド９７とワイヤ１０２による引っ張り力はプレート部材９７ａに作用するため上記従来例のようなねじり作用が発生せず長期にわたり円滑な回転作動を得ることができる。

また、上記従来例では、アクセル位置センサは制御アームから長いロッドを介して別位置に構成されていたが、上記の構成によれば、連動部材９４を構成して揺動アーム９６を構成するからこの揺動アーム９３の動きを捉えて制御アーム９３の回動量に変換でき、このため連動部材９４と一体的にポテンショメータを配置することでアクセル位置センサを構成できることとなり、全体をコンパクトに収めることができる。

次に、トラクタ１０の制御系統について図９のブロック図に基づいて説明する。トラクタ１０には、作業機昇降制御を司る作業機昇降用制御部５Ａと走行関連の制御を司る走行用制御部５Ｂとを備えている。そして両制御部５Ａ，５Ｂは、内部に各種信号を処理するＣＰＵと、これら信号情報を一時記憶するＲＡＭと、各種制御プログラム等を格納するＥＥＰＲＯＭ等を有する構成となっている。また両制御部５Ａ，５Ｂは、必要なセンサ情報や出力情報を通信可能に通信ラインにより接続した構成となっている。

作業機昇降用制御部５Ａは、この入力部に、作業機昇降レバー３５のポテンショメータ３６、作業機昇降用ワンタッチレバー１９のリミットスイッチ２１、リフトアーム角センサ４２、デプス／ドラフト制御モード切替スイッチ４と、耕深設定器４６を接続して設けると共に、プラウ作業機の接続状態に検出する手段としてのドラフトセンサ４５、若しくはデプスセンサ４７のカプラ３Ａ，３Ｂを択一的に接続するカプラ３Ｃを接続する構成となっている。そして出力部には、リフトアーム４２を上昇、或いは下降する比例制御弁のソレノイド６０Ａ，６０Ｂを接続して設けている。

また、走行用制御部５Ｂは、入力部に、アクセル位置センサ１００と、エンジン回転制御装置の作動を入切するエンジン回転制御入切スイッチ３７と、前後進切替レバー２３基部のリミットスイッチ２４とを接続して設けている。また、この出力部には、電動モータ５４と、前記主変速装置や副変速装置を切り替える制御弁のソレノイド６１Ａ…，６１Ｂ…等を接続して設けている。

デフロック制御装置は図１０に示すフローチャートにしたがって実行される。ステップ１０１〜ステップ１０３ではデフロック機構を作業機昇降に連動してオン、オフさせる自動モードとするか手動のスイッチ操作によってオン、オフさせるかを判定するモード判定を行なう。即ち、オペレータによってデフロック入スイッチ（デフロック設定手段）３０がオンされると、デフロックソレノイド（アクチュエータ）８６，９０に通電してデフロック機構を作動させるとともにそのときのリフトアーム角度を読み込み、この角度によって作業機が所定以上に上昇された状態であるときは手動モードに判定され、作業機が下降状態にあるときは自動モードに判定される。なお、デフロック機構８５，８９は本実施例では前輪、後輪共に備えているが、これらは前輪側、後輪側のみに設けてもよく、また本実施例では両者同一の実行を行うものとし、前輪、後輪の区別を省略して説明する。

以後は自動モードであるときには作業機の昇降に応じてデフロック機構８５，８９を自動的にオン又はオフして操作の容易化が図れる（ステップ１０４〜ステップ１１０）。一方作業機が上昇中にデフロック入りスイッチ３０をオンしたときは手動モードと判定され、以後のデフロック入り、解除操作は手動のスイッチ３０，３１操作に委ねられる（ステップ１１１〜ステップ１１３）。ここで、デフロック解除スイッチ３１をオンするとソレノイド８６，９０はオフしてデフロック解除されるようになっている。

なお、ステップ１０８及びステップ１１０で自動モードにおけるデフロックオン又はオフの状態をパイロットランプ（表示手段）３２の異なる点灯形態、例えば「点灯」状態と「点滅」状態とすることによって、オペレータはデフロック機構８５，８９が自動モードであること、及びその状況を直ちに判断できる。

図１１は、所定の条件下において、デフロック機構を自動モード（オートデフロック）とし、操作性の向上を図ったものである。プラウによる作業では特に直進性確保のためデフロック状態の作業を行う。また、圃場端で折り返し作業を伴うものであり、四輪駆動状態直進から後輪２輪駆動旋回（２駆ターン）への変更操作の上、デフロックの解除を行い機体を方向変更しなければならない煩わしさがある。そこで、２駆ターン、ドラフト制御の有無によってデフロックを自動モードに設定させ、以後の作業の容易化を図っている。ここで、四輪駆動旋回、２輪駆動旋回の選択は図１２に示す設定ダイヤル３３操作に基づく。

なお図１１のフローチャートには、ミックスコントロールについて記載するが、この制御は作業機の昇降制御に係り、作業機昇降レバー３５による昇降制御において、所定の作業機昇降レバー３５位置Ｍにおけるドラフトセンサに基づく牽引負荷の許容値Ｌを設定ダイヤル３４によって変更調整できるように構成する。図１３（ロ）において、右側から左側に寄せるほど設定許容値（Ｌ）の幅が拡大し、作業機昇降レバー３５による指示値Ｍにおいて設定した設定許容値（Ｌ）の範囲で牽引負荷に対する作業機昇降を可能とさせるものである。したがってこの設定許容値（Ｌ）が０の状態では、実質的にドラフトの昇降制御を受け付けず、許容値１００％では牽引負荷による昇降制御をフルに受け入れて昇降させるものとなって昇降頻度が大となる。そしてこれらの間の適正な位置をダイヤル(図示せず)にて選択し作業機昇降制御を行うものである。

上記のように構成すると、ミックスコントロールで生じやすい耕深の変動をドラフト用許容範囲を広狭に変更調整することによって抑制できる効果がある。

ロータリ作業機を連結したトラクタの全体側面図。 プラウ作業機を連結したトラクタの全体側面図。 ハンドルポストの縦断面図。 アクセルレバーの組み立て構成を示す図。 伝動機構図。 アクセル調整機構を示す斜視図。 アクセル調整機構を示す斜視図。 ボンネット内のアクセル調整機構を示す側面図。 制御部の接続状態を示す図。 制御フローチャート。 制御フローチャート。 調整ダイヤルの平面図。 ミックスコントロールを示すグラフ（イ）、ドラフト許容値一例を示すグラフ（ロ）

符号の説明

１ エンジン
２Ｐ プラウ作業機
２Ｒ ロータリ作業機
４ ドラフト／デプス制御モード切替スイッチ
５Ａ 作業機昇降用制御部
５Ｂ 走行用制御部
１０ トラクタ
３０ デフロック入スイッチ（デフロック設定手段）
３１ デフロック解除スイッチ
３２ パイロットランプ（表示手段）
８５ デフロック機構
８６ デフロックソレノイド（アクチュエータ）
８９ デフロック機構
９０ デフロックソレノイド（アクチュエータ）

Claims (2)

1. 対地作業機(２Ｒ，２Ｐ）をリンク機構を介して昇降可能に連結し、走行伝動部にはデフ機構（７５，８２）を挟んで左右車輪（１２,１２、１３，１３）を駆動すべく左右車軸（７５Ｌ，７５Ｒ、８３Ｌ，８３Ｒ）を設けるとともにこの左右車軸（７５Ｌ，７５Ｒ、８３Ｌ，８３Ｒ）を連結一体化するデフロック機構（８５，８９）を備えるトラクタにおいて、対地作業機（２Ｒ，２Ｐ）の昇降操作に連動してデフロック機構（８５，８９）のアクチュエータ（８６，９０）を作動させてデフロック状態とデフ機構（８５，８９）による連動状態とに切替える自動モードと、手動の選択操作によってデフロック状態とデフ機構（８５，８９）による連動状態とに切替える手動モードとを、作業機（２Ｒ，２Ｐ）下降中にデフロック設定手段（３０）によってデフロック状態を選択するときは作業機（２Ｒ，２Ｐ）昇降に基づく自動モードに切り替え、作業機（２Ｒ，２Ｐ）上昇中にデフロック設定手段（３０）によってデフロック状態を選択するときは手動モードに設定するよう構成したトラクタ。
2. 自動モード中において作業機（２Ｒ，２Ｐ）上昇中のデフロック解除状態と作業機（２Ｒ，２Ｐ）下降中のデフロック状態とを異なる表示形態で表示する表示手段（３２）を設けてなる請求項1に記載のトラクタ。
   

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