JP2008137436A

JP2008137436A - トラクタのｐｔｏ構造

Info

Publication number: JP2008137436A
Application number: JP2006324007A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kato; 賢治加藤; Susumu Umemoto; 享梅本; Norio Obata; 法夫尾畠; Hisao Mukai; 寿生向井
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2026-11-30
Also published as: JP4901438B2

Abstract

【課題】ブレーキペダルの踏み込みに連動してＰＴＯクラッチを切り操作する構造において、ロータリ耕耘作業においても耕耘開始位置から所望の耕深での作業を容易に行うことができるＰＴＯ構造を提供する。
【解決手段】ＰＴＯクラッチと走行変速用の制御手段とを走行停止操作用のブレーキペダル４１に連係し、ブレーキペダル４１の踏み込み量増大に連れて走行速度を減速するよう制御手段を作動させ、ブレーキペダル４１を踏み込み解除された復帰位置から所定量踏み込み操作することに連動して走行停止状態をもたらし、ブレーキペダル４１を走行停止状態をもたらす踏み込み位置から更に所定量踏み込み操作することに連動してＰＴＯクラッチを切り状態にするよう構成してある。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＰＴＯ軸への伝動系に介在したＰＴＯクラッチを走行停止操作用のブレーキペダルに連係したトラクタのＰＴＯ構造に関する。

上記ＰＴＯ構造としては、ブレーキペダルを最大踏み込み位置まで踏み込み操作すると、走行用の変速装置を停止状態にするとともに、ＰＴＯクラッチを切り操作するよう構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１８５００６号公報（段落〔００３７〕，〔００３９〕，〔００４６〕）

上記した従来のＰＴＯ構造においては、例えば、トラクタ本機の後部にロータリ耕耘装置を連結してＰＴＯ軸で駆動するロータリ耕耘作業において、耕耘作業中に走行停止を行う場合、ブレーキペダルを踏み込み操作して走行停止を行うことで自動的にＰＴＯクラッチが切られるので、回転駆動されるロータリ耕耘装置によってトラクタ本機が押されて停止距離が長くなることを回避することができるものである。

しかし、ロータリ耕耘作業においては以下のような場合に、取扱い操作性において改良の余地があった。
例えば、圃場の隅部から耕耘を開始する場合、初期から深い耕耘を行うためには、トラクタ本機の走行を停止した状態で、ロータリ耕耘装置を駆動回転させながら下降させて圃場に突入させ、その後にトラクタ本機を発進させて耕耘走行を行うことになるが、上記従来構造では、ブレーキペダルを踏み込むことなく走行用の変速装置を人為的に中立停止状態に切換えることでＰＴＯクラッチを入れた状態で走行を停止し、駆動回転するロータリ耕耘装置を所望深さまで地中に突入させ、その後、変速装置を操作して前進走行に移行することになる。この場合、土質が硬くて耕耘反力が大きい圃場においては、ダウンカット方向に駆動回転するロータリ耕耘装置を地中に突入させることで、耕耘反力による大きい推進力がもたらされ、ブレーキをかけていないトラクタ本機が前方に押し動かされてしまい、初期の耕深が浅くなってしまうおそれがあった。

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、ブレーキペダルの踏み込みに連動してＰＴＯクラッチを切り操作する構造において、ロータリ耕耘作業においても耕耘開始位置から所望の耕深での作業を容易に行うことができるＰＴＯ構造を提供することを目的としている。

第１の発明は、ＰＴＯ軸への伝動系に介在したＰＴＯクラッチと走行変速用の制御手段とを走行停止操作用のブレーキペダルに連係し、
ブレーキペダルの踏み込み量増大に連れて走行速度を減速するよう前記制御手段を作動させ、ブレーキペダルを踏み込み解除された復帰位置から所定量踏み込み操作することに連動して走行停止状態をもたらし、ブレーキペダルを走行停止状態をもたらす踏み込み位置から更に所定量踏み込み操作することに連動して前記ＰＴＯクラッチを切り状態にするよう構成してあることを特徴とする。

上記構成によると、トラクタ本機の後部にロータリ耕耘装置を連結してＰＴＯ軸で駆動するロータリ耕耘作業において、圃場の隅部から耕耘を開始する場合、先ず、トラクタ本機を所望の位置に移動させ、ブレーキペダルを十分踏み込んで走行を停止する。この時、制動が十分利いているとともに、走行変速用の制御手段によって走行系は動力伝達がなされていない停止状態にあり、かつ、ＰＴＯクラッチは切られている。

次に、ブレーキペダルを戻してゆくと、ブレーキが利いて走行が停止している状態のままでＰＴＯクラッチが自動的に入れられてロータリ耕耘装置が回転を開始することになり、ブレーキペダルをこの踏み込み位置に維持したままで、回転するロータリ耕耘装置を下降させて圃場に突入させる。
ロータリ耕耘装置を圃場に突入させることで耕耘反力による推進力が発生するが、ブレーキペダルはまだ踏み込み状態にあってトラクタ本機を制動しているので、ロータリ耕耘装置によってもたらされた推進力でトラクタ本機が押し動かされることはない。

ロータリ耕耘装置が所望の耕深まで下降したら、ブレーキペダルをさらに戻してゆくことで、制動が解除されるとともに、走行変速用の制御手段によって走行系が動力伝達状態に復帰され、変速レバーや変速ペダルで設定された速度での走行が可能な状態となり、所望の耕深状態を維持したままで前進走行に移行することができる。
ロータリ耕耘作業中にブレーキペダルを踏み込むに連れて走行速度が減速され、所定位置まで踏み込むと走行系の伝動が断たれて停止状態がもたらされる。この踏み込み位置から更に所定量踏み込むと、自動的にＰＴＯクラッチが切られてロータリ耕耘装置が停止する。

従って、第１の発明によると、ブレーキペダルの踏み込みに連動してＰＴＯクラッチを切り操作する構造において、ロータリ耕耘作業においてもペダル操作だけで耕耘開始位置から所望の耕深での作業を容易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ＰＴＯクラッチを摩擦クラッチで構成し、前記ブレーキペダルの踏み込み量の増大に連れてＰＴＯクラッチの摩擦力が減少されるよう構成してあるものである。

上記構成によると、大きく踏み込んだブレーキペダルをゆっくり戻すことで、切られていたＰＴＯクラッチを徐々につないで、半クラッチ伝動によってＰＴＯ軸をゆっくり回転開始することができ、ロータリ耕耘作業を開始する際に、硬い土質の圃場においてもロータリ耕耘装置を打ち込み反力で跳ね上げられるようなことなく円滑に突入させてゆくことができる。

第３の発明は、上記第１または２の発明において、
走行変速用の制御手段を、無段変速装置を人為操作される変速操作具の操作位置に応じた変速位置に油圧サーボ手段を介して操作するよう構成するとともに、油圧サーボ手段におけるシステム圧の減少によって無段変速装置が中立停止状態になるよう構成し、前記ブレーキペダルを、ＰＴＯクラッチ切り状態をもたらす踏み込み位置を越えた最大踏み込み位置まで踏み込み操作することに連動して前記油圧サーボ手段におけるシステム圧を強制減少させるよう構成してあるものである。

上記構成によると、無段変速装置を油圧サーボ手段を介して強い力で操作することができるので、変速操作具による変速操作を軽快なものにすることができる。
変速制御系に故障が発生しても、ブレーキペダルを大きく踏み込み操作することで無段変速装置を強制的に中立停止状態にして、所望の位置で走行を停止することができる。

図１に、ロータリ耕耘機仕様に構成されたトラクタが示されている。このトラクタは、前輪２および後輪３を備えた四輪駆動型のトラクタ本機１の後部にロータリ耕耘装置４を昇降自在に連結して構成されている。トラクタ本機１の車体は、エンジン５、主クラッチハウジング６、主変速ケース７、ミッドケース８、および、ミッションケース９を直列に直結したモノボディ型に構成されている。エンジン５に連結された前フレーム１０に前車軸ケース１１がローリング可能に支持され、この前車軸ケース１１の左右に前輪２が操向操作可能に支持されるとともに、ミッションケース９の左右に後輪３が軸支されている。ミッションケース９の後部に、リフトアーム１２によって駆動昇降されるリンク機構１３が装備され、このリンク機構１３にロータリ耕耘装置４が連結されている。

図２に、トラクタ本機１における伝動系が示されている。エンジン５の出力は、主クラッチ１５を経て主変速ケース７に備えられた入力軸１６に伝達され、主変速ケース７に備えられた出力軸１７から取り出された変速動力が、ギヤ式の副変速装置１８で３段に変速された後、後部デフ装置１９およびサイドブレーキ２２を介して左右の後輪３に伝達される。副変速装置１８で変速された走行系動力の一部がミッションケース９の下部から取り出されて、伝動軸２０を介して前車軸ケース１１に伝達され、前部デフ装置２１を介して左右の前輪２に伝達される。

主変速ケース７には静油圧式の無段変速装置（ＨＳＴ）２３が内装されている。無段変速装置２３は、アキシャルプランジャ式に構成された可変容量型の油圧ポンプ２３Ｐと油圧モータ２３Ｍとからなり、前記入力軸１６によって定速で回転駆動される油圧ポンプ２３Ｐにおける斜板角度を変更して、吐出される圧油の吐出方向および吐出量を変更することで、その圧油を受ける油圧モータ２３Ｍの前記出力軸１７を、正転あるいは逆転で無段階に回転作動させるよう構成されている。

前記入力軸１６は油圧ポンプ２３Ｐを貫通して後方に延出され、この入力軸１６に伝達された定速回転動力の一部が、ミッドケース８に内装されたＰＴＯクラッチ２４を経て更に後方に伝達され、ミッションケース９の後部に突設したＰＴＯ軸２５から取り出されて、走行変速に関係なく定速のＰＴＯ動力でロータリ耕耘装置４が駆動される。

前記無段変速装置（ＨＳＴ）２３は、油圧サーボ手段によって変速制御されており、その構成が図３に示されている。

無段変速装置２３における油圧ポンプ２３Ｐの斜板角度は、復動式のサーボシリンダ３０によって正逆に変更操作可能に構成されるとともに、斜板角度がポテンショメータを利用した斜板角センサ３１で検出されて制御装置３２に入力される。サーボシリンダ３０は、斜板角度を零にする中立位置に一対の復帰バネ３３によって復帰付勢されるとともに、制御装置３２に接続された前進用の比例制御弁３４と後進用の比例制御弁３５を介した油圧制御によってサーボシリンダ３０が伸縮作動するようになっている。前記比例制御弁３４，３５は、通電制御されない状態においてサーボシリンダ３０をタンクに連通する復帰位置に付勢されており、両比例制御弁３４，３５が共に復帰位置にある時、サーボシリンダ３０が自由状態となって、無段変速装置２３が中立に復帰するようになっている。ポンプ３６から比例制御弁３４，３５への圧油供給径路にはリリーフ弁３７が備えられ、油圧サーボ手段におけるシステム圧の最高圧が制限されている。

トラクタ本機１には変速操作具として変速ペダル３８と変速レバー３９が装備されている。変速ペダル３８は運転座席１４の足元右側に配備されるとともに、変速レバー３９は運転座席１４の左横側に配備されている。変速ペダル３８は、前後に踏み分け可能、かつ、図示されていないカム機構によって機械的に中立位置に復帰付勢されている。変速ペダル３８の踏み込み位置がポテンショメータ４０で検出されて制御装置３２に入力されており、ポテンショメータ４０で検出された変速ペダル３８の踏み込み位置情報と、前記斜板角センサ３１からのフィードバック情報に基づいて比例制御弁３４，３５が作動制御される。つまり、変速ペダル３８の踏み込み方向および踏み込み量に応じてサーボシリンダ３０が伸縮作動して、変速ペダル３８の踏み込みに対応した斜板角度がもたらされ、無段階の前進変速および後進変速が行われ、踏み込みを解除すると変速ペダル３８が中立位置に自動復帰して、走行推進力の出力が断たれて走行が停止されるのである。

前記変速レバー３９は変速ペダル３８を前進変速方向にのみ片当たり操作可能に機械連係されるとともに、任意の操作位置に摩擦保持可能に支持されており、変速レバー３９を連係解除位置ｎに保持した状態では、変速レバー３９と変速ペダル３８との連係が解除され、変速ペダル３８は前進域から後進域までの全域において踏み込み操作可能となる。変速レバー３９を連係解除位置ｎから前方に操作するに連れて変速ペダル３８が前方踏み込み方向（前進増速方向）に接当操作され、変速レバー３９を前進変速域の任意の操作位置に摩擦保持することで、変速ペダル３８の中立復帰が阻止されて任意の前進変速域に保持され、変速レバー３９の操作位置に対応した任意の速度による定速前進走行が行われる。なお、変速レバー３９によって変速ペダル３８が前進変速域の中間位置保持されている状態では、変速ペダル３８をそれ以上の前進増速方向へ踏み込み操作することが許容され、踏み込みを解除すれば変速レバー３９で設定した速度まで復帰するようになっている。

変速ペダル３８の近傍には、左右のサイドブレーキ２２に各別にリンク連動された一対のブレーキペダル４１が左右に並列して配備されるとともに、左右のブレーキペダル４１はリンク機構４２を介して作動アーム４３に連動連結されている。このリンク機構４２は、片方のブレーキペダル４１を踏み込み操作しただけでは作動アーム４３が回動されることはなく、両ブレーキペダル４１を同時に踏み込み操作した時だけ、その踏み込み量に応じた角度で作動アーム４３が回動されるよう構成されており、この作動アーム４３の回動角度がポテンショメータ４４によって検出されて前記制御装置３２に入力される。

前記ＰＴＯクラッチ２４は、油圧が印加されるとクラッチ入り作動し、油圧の印加が解除されるとバネ付勢力で切り操作される多板式の摩擦クラッチで構成されており、印加される油圧が前記制御装置３２に接続された電磁式の比例制御弁４５を介して制御されるようになっている。運転座席１４の右横側にはＰＴＯクラッチレバー４６が配備されており、このＰＴＯクラッチレバー４６の操作位置がＰＴＯ入切スイッチ４７で検知されて、その検知情報が制御装置３２に入力されている。ＰＴＯクラッチレバー４６が「切」位置に操作されると、油圧の印加が解除されるように比例制御弁４５が制御されて、ＰＴＯクラッチ２４がクラッチ切り状態となり、ＰＴＯクラッチレバー４６が「入」位置に操作されると、所定の高い油圧が印加されるように比例制御弁４５が制御されて、ＰＴＯクラッチ２４がクラッチ入り状態となる。

左右の前記ブレーキペダル４１が同時に踏み込み操作された場合、その踏み込み量が大きくなるに連れて各サイドブレーキ２２の制動力が増大するとともに、変速操作用の油圧サーボ手段とＰＴＯクラッチ入り切り用の比例制御弁４５が以下のように制御される。

変速レバー３９を任意の前進位置に保持して前進速度を設定するとともに、ＰＴＯクラッチレバー４６を「入」位置に操作している状態で、図４に示すように、左右のブレーキペダル４１を踏み込み解除して復帰位置（ａ）に戻すと、両サイドブレーキ２２が制動解除状態にあるとともに、前進用の比例制御弁３４が通電制御されてサーボシリンダ３０が所定位置まで作動され、無段変速装置２３は変速レバー３９の操作位置に対応した前進変速状態に保持される。かつ、ＰＴＯクラッチ２４には高い油圧が供給されてクラッチ入り状態がもたらされる。

この状態から両ブレーキペダル４１を同時に踏み込み操作すると、その踏み込み量に応じて左右のサイドブレーキ２２が制動作用を発揮するとともに、前記作動アーム４３の回動角度に基づいてサーボシリンダ３０が減速方向に作動制御され、走行速度が変速レバー３９で設定された前進速度から次第に低下してゆく。

両ブレーキペダル４１を、予め設定された第１踏込み位置（ｂ）まで同時に踏み込み操作すると、変速レバー３９が前進変速域に保持されているにかかわらず、両比例制御弁３４，３５への通電が遮断された状態がもたらされ、サーボシリンダ３０が中立位置に復帰されて無段変速装置２３は優先的に中立状態となり、走行が停止される。

両ブレーキペダル４１を前記第１踏込み位置（ｂ）を越えて更に踏み込み操作するに連れて、作動アーム４３の回動角度に基づいて比例制御弁４５が制御されて、ＰＴＯクラッチ２４へ印加される油圧が徐々に低下され、摩擦力が次第に減少して半クラッチ状態がもたらされる。両ブレーキペダル４１が予め設定された第２踏込み位置（ｃ）まで踏み込まれると摩擦力が消滅して、ＰＴＯクラッチ２４が完全にクラッチ切り状態となる。

なお、前輪２を操向しながら旋回内側となる一方のブレーキペダル４１だけを踏み込んで小回り旋回する際には、作動アーム４３が回動しないので、上記した減速制御やＰＴＯクラッチ２４の切り制御が行われることはない。

両ブレーキペダル４１を前記第１踏込み位置（ｂ）を越えた踏み込み限界位置にある第３踏込み位置（ｄ）まで踏み込むと、作動アーム４３の回動に基づいて油圧サーボ手段の前記リリーフ弁３７が機械的に強制開放され、油圧サーボ手段のシステム圧が零まで低下され、走行変速用の比例制御弁３４，３５がどのような制御作動状態にあっても、サーボシリンダ３０への圧油供給が解除され、無段変速装置２３が中立復帰される。

このように、両ブレーキペダル４１を第３踏込み位置（ｄ）まで大きく踏み込むと、サーボシリンダ３０への圧油供給を強制解除して無段変速装置２３を中立復帰させるので、万一、走行中に電気系の故障によって比例制御弁３４，３５が復帰位置に戻らないような事態が発生しても、両ブレーキペダル４１を踏み込み限界まで踏み込みさえすれば、無段変速装置２３を中立復帰させて走行停止することができる。

両ブレーキペダル４１の踏み込みに基づく上記制御は、ロータリ耕耘作業において、以下のように有効に活用することができる。

図５に示すように、圃場の隅部から耕耘を開始する場合、先ず、トラクタ本機１を畦際の所望位置に移動させて両ブレーキペダル４１を第２踏み込み位置（ｃ）以上に十分踏み込んで走行を停止する。この時、変速レバー３９を所望の前進速度に保持しておくとともに、ＰＴＯクラッチレバー４６を「入」位置に操作しておく。上記のように、両ブレーキペダル４１を第２踏み込み位置（ｃ）以上に十分踏み込んだ状態では、走行制動が十分かかっているとともに、無段変速装置２３は推進力が出力されない中立復帰状態にあり、かつ、ＰＴＯクラッチ２４はクラッチ切り状態にある。

この状態から両ブレーキペダル４１を戻してゆくと、まだ制動が利いて走行が停止している状態でＰＴＯクラッチ２４が徐々に入れられてロータリ耕耘装置４がゆっくり回転を開始することになり、ロータリ耕耘装置４が低速回転されるペダル踏み込み位置に両ブレーキペダル４１を踏み込み維持したままで、ダウンカット方向に回転するロータリ耕耘装置４を下降させて圃場に突入させる。

この場合、ロータリ耕耘装置４を圃場に突入させることで耕耘反力による推進力が発生するが、両ブレーキペダル４１はまだ踏み込み状態にあってトラクタ本機１を制動しているので、ロータリ耕耘装置４によってもたらされた推進力でトラクタ本機１が前方に押し動かされることはない。

ロータリ耕耘装置４が所望の耕深まで下降したら、両ブレーキペダル４１を更にゆっくり戻してゆくことで、走行制動が徐々に解除されるとともに、無段変速装置２３が変速レバー３９で設定された前進速度に向けて増速制御され、所望の耕深状態を維持したままで前進走行に移行することができる。

ロータリ耕耘作業中に両ブレーキペダル４１を踏み込むと、先ず、両ブレーキペダル４１の踏み込みに連れて走行速度が自動的に減速制御され、走行停止位置（ｂ）まで踏み込むと無段変速装置２３が中立状態になって走行が停止する。この走行停止位置（ｂ）から更に踏み込んでＰＴＯ切り位置（ｃ）にすると、ＰＴＯクラッチレバー４６を操作しなくても自動的にＰＴＯクラッチ２４が切られてロータリ耕耘装置４が停止する。従って、ロータリ耕耘作業中に両ブレーキペダル４１を踏み込むだけで、ロータリ耕耘装置４の耕耘反力によってトラクタ本機１が前進方向に押し動かされるようなことなく、所定の位置で走行停止することができる。

〔他の実施例〕
（１）図６に示すように、走行変速用の比例制御弁３４，３５を外力によって復帰位置に強制操作可能に構成し、両ブレーキペダル４１を前記強制走行停止位置（ｄ）まで踏み込んだ際に、作動アーム４３によって比例制御弁３４，３５を復帰位置に強制操作して、上記と同様の機能を発揮させることもできる。
（２）単一のブレーキペダルで走行に制動を与える仕様のものでは、このブレーキペダルの踏み込み位置をポテンショメータなどで直接に検知して実施することができる。
（３）無段変速装置２３を電気式のサーボ手段で作動制御する場合には、サーボ手段への通電遮断で無段変速装置２３が自由作動可能となって、自らの中立復帰作用で走行停止状態に戻るように構成して実施することもできる。

耕耘機仕様に構成されたトラクタの全体側面図伝動系を示す概略展開図制御ブロック図ブレーキペダルの側面図耕耘作業開始状態の側面図別実施例の制御ブロック図

符号の説明

２３無段変速装置
２４ＰＴＯクラッチ
２５ＰＴＯ軸
３８変速操作具（変速ペダル）
３９変速操作具（変速レバー）
４１ブレーキペダル

Claims

ＰＴＯ軸への伝動系に介在したＰＴＯクラッチと走行変速用の制御手段とを走行停止操作用のブレーキペダルに連係し、
ブレーキペダルの踏み込み量増大に連れて走行速度を減速するよう前記制御手段を作動させ、ブレーキペダルを踏み込み解除された復帰位置から所定量踏み込み操作することに連動して走行停止状態をもたらし、ブレーキペダルを走行停止状態をもたらす踏み込み位置から更に所定量踏み込み操作することに連動して前記ＰＴＯクラッチを切り状態にするよう構成してあることを特徴とするトラクタのＰＴＯ構造。
前記ＰＴＯクラッチを摩擦クラッチで構成し、前記ブレーキペダルの踏み込み量の増大に連れてＰＴＯクラッチの摩擦力が減少されるよう構成してある請求項１記載のトラクタのＰＴＯ構造。
走行変速用の制御手段を、無段変速装置を人為操作される変速操作具の操作位置に応じた変速位置に油圧サーボ手段を介して操作するよう構成するとともに、油圧サーボ手段におけるシステム油圧の減少によって無段変速装置が中立停止状態になるよう構成し、前記ブレーキペダルを、ＰＴＯクラッチ切り状態をもたらす踏み込み位置を越えた最大踏み込み位置まで踏み込み操作することに連動して前記油圧サーボ手段におけるシステム油圧を強制減少させるよう構成してある請求項１または２記載のトラクタのＰＴＯ構造。