以下図示する例に基づき本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の作業車両を適用したトラクタの全体側面図である。本トラクタは、左右一対の前輪1,1及び後輪2,2を有する走行機体3と、走行機体3後方に配置されて昇降リンク4によって走行機体3に昇降駆動可能に連結された作業機であるロータリ耕耘装置5とを備えている。
走行機体3の前半部にはエンジン6(図3参照)を収容するボンネット7が設置され、走行機体3におけるボンネット7後方にはキャビン8が立設されている。このキャビン8内に乗り込んだオペレータの操作によって、本トラクタは、圃場を走行しながらロータリ耕耘装置5によって耕耘作業等の作業を行う。
次に、本トラクタの動力伝動構成について説明する。
図2は、本トラクタの動力伝動構造を示すミッションケース内の展開図である。エンジン6の動力は、ミッションケース9内のトランスミッション11を介して、前後輪1,2及びロータリ耕耘装置5に変速伝動される。
トランスミッション11は、走行伝動系への動力を断続させる主クラッチ12と、複数段(図示する例では4段)の走行変速切換を行う第1主変速装置(走行変速機構)13と、前後進切換装置(走行変速機構)14と、複数段(図示する例では低速、中速、高速の3段)の走行変速切換を行う副変速装置(走行変速機構)16と、複数段(図示する例では2段)の走行変速切換を行う第2主変速装置(走行変速機構)17と、前輪1への動力の断続及び変速を行う前輪伝動装置18と、ロータリ耕耘装置5に動力を出力するPTO軸19への動力を断続させる油圧クラッチである作業クラッチ21とを備えている。
エンジン6の動力は、第1主変速装置13→前後進切換装置14→副変速装置16→第2主変速装置17の順に伝動される。第2主変速装置17に入力された動力は変速されて前後方向の走行駆動軸22に伝動される。この走行駆動軸22の動力は、後輪2に伝動される他、前輪伝動装置18を介して前輪1に伝動される。
すなわち、第1主変速装置13と前後進切換装置14と副変速装置16と第2主変速装置17とは、エンジン6から前後進1,2への動力伝動経路で、直列的に配置されて4×3×2で計24段の走行変速切換を行うように構成されている。
上記主クラッチ12は、エンジン6動力によって駆動されて作業クラッチ21側(作業伝動系)に動力を伝動する前後方向の伝動軸23の外周に軸回りに回転自在に軸支された筒状の走行伝動軸24へのエンジン6からの動力伝動を断続するように構成されている。オペレータは、キャビン8内の床面側に設置されたクラッチペダル26(図1参照)の踏込みによって主クラッチ12を切断操作する一方で、クラッチペダル26の踏込み解除によって主クラッチ12を接続操作する。
上記第1主変速装置13は、走行伝動軸24に一体的に取付固定されて走行伝動軸24と一体回転する第1主変速装置13の変速段と同数の入力ギヤ27A,27B,27C,27Dと、対応する入力ギヤ27A,27B,27C,27Dと常時噛合う第1主変速装置13の変速段と同数の出力ギヤ28A,28B,28C,28Dと、出力ギヤ28A,28B,28C,28Dのうちで最低速段ギヤ及び最高速段ギヤである1速出力ギヤ28A及4速出力ギヤ28Dを遊転状態で(回転自在に)支持する変速軸である第1変速軸29と、最高速段と最低速段との間の中間速段ギヤである2速出力ギヤ28B及び3速出力ギヤ28C遊転状態で支持する変速軸である第2変速軸31と、1速出力ギヤ28Aの動力を第1変速軸29に断続伝動する油圧作動式の変速クラッチである1速クラッチ32Aと、2速出力ギヤ28Bの動力を第2変速軸31に断続伝動する油圧作動式の変速クラッチである2速クラッチ32Bと、3速出力ギヤ28Cの動力を第2変速軸31に断続伝動する油圧作動式の変速クラッチである3速クラッチ32Cと、4速出力ギヤ28Dの動力を第1変速軸29に断続伝動する油圧作動式の変速クラッチである4速クラッチ32Dと、を備えている。ちなみに、第1変速軸29と第2変速軸31は左右に並列配置されている。
本トラクタは、上記4つの変速クラッチ32A,32B,32C,32D内の何れか1つを入作動させて他の3つを切作動させることにより第1主変速装置13を1速から4速の何れかの変速段に切換える一方で、上記4つの変速クラッチ32A,32B,32C,32D全てを切作動させることによりエンジン動力の第1主変速装置13下流側への伝動を切断するように構成されている。ちなみに、変速段数が増加する程、第1主変速装置13下流側に高速で動力が伝動される。
上記前後進切換装置14は、第1変速軸29と一体回転する第1前進入力ギヤ33及び後進入力ギヤ34と、第2変速軸31と一体回転する第2前進入力ギヤ36と、前後方向の前後進切換軸37と、前後進切換軸37に遊転状態で支持されて上記2つの前進入力ギヤ33,36と常時噛合う前進出力ギヤ38Aと、前後進切換軸37に遊転状態で支持された後進出力ギヤ38Bと、後進入力ギヤ34及び後進出力ギヤ38Bと常時噛合い後進入力ギヤ34から後進出力ギヤ38Bに逆転動力を伝動する反転ギヤ(図示しない)と、前進出力ギヤ38Aの動力を前後進切換軸37に断続伝動する油圧作動式の変速クラッチである前進クラッチ41Aと、後進出力ギヤ38Bの動力を前後進切換軸37に断続伝動する油圧作動式の変速クラッチである後進クラッチ41Bと、を備えている。
本トラクタは、前進クラッチ41Aを接続作動させるとともに後進クラッチ41Bを切断作動させることにより前後進切換装置14(走行機体3)の「前進走行状態」への切換を行う一方で、前進クラッチ41Aを切断作動させるとともに後進クラッチ32を接続作動させることにより前後進切換装置14(走行機体3)の「後進走行状態」への切換を行う他、前進クラッチ41Aと後進クラッチ41Bを共に切作動させることによりエンジン動力の前後進切換装置14下流側への伝動を切断する「ニュートラル状態」への切換を行うように構成されている。
すなわち、上記構成から、本トラクタは、上記第1主変速装置13によって前進走行時には1速と2速と3速と4速の計4段の変速切換を行う一方で、後進走行時には1速と4速の計2段の変速切換を行う。
上記副変速装置16は、前後方向の副変速軸42と、副変速軸42に遊転状態で支持された変速ギヤである低速ギヤ43A及び中速ギヤ43Bと、前後進切換軸37に遊転状態で支持された変速ギヤである高速ギヤ43Cと、副変速軸42に軸方向に往復スライド可能に支持された常時噛合い式(コンスタントメッシュ)の変速クラッチである低中速クラッチ44と、前後進切換軸37に軸方向に往復スライド可能に支持されて前後進切換軸37から高速ギヤ43Cに動力を断続伝動する常時噛合い式の変速クラッチである高速クラッチ46と、前後進切換軸37と一体回転して中速ギヤ43Bと常時噛合うことにより前後進切換軸37から中速ギヤ43Bに動力を伝動する伝動ギヤ47と、複数のギヤの噛合いにより中速ギヤ43Bから低速ギヤ43Aに動力を伝動する伝動機構48と、副変速軸42と一体回転して高速ギヤ43Cと常時噛合うことにより高速ギヤ43Cの動力を副変速軸42に伝動する伝動ギヤ49と、を備えている。
低中速クラッチ44は、低速ギヤ43A側位置である「低速位置」に微動スライド作動することにより、低速ギヤ43Aから副変速軸42への動力伝動を接続状態且つ中速ギヤ43Bから副変速軸42への動力伝動を切断状態にし、中速ギヤ43B側位置である「中速位置」に微動スライド作動することにより、低速ギヤ43Aから副変速軸42への動力伝動を切断状態且つ中速ギヤ43Bから副変速軸42への動力伝動を接続状態にし、低速ギヤ43Aと中速ギヤ43Bの中間位置である「ニュートラル位置」に微動スライド作動することにより、低速ギヤ43Aから副変速軸42への動力伝動及び中速ギヤ43Bから副変速軸42への動力伝動を共に切断状態にするように構成されている。
高速クラッチ46は、高速ギヤ43C側位置である「高速位置」に微動スライド作動することにより、前後進切換軸37から高速ギヤ43Cへの動力伝動を接続状態にする一方で、高速ギヤ43Cから離間する側である「ニュートラル位置」に微動スライド作動することにより、前後進切換軸37から高速ギヤ43Cへの動力伝動を切断状態にするように構成されている。
上述の2つの常時噛合い式の変速クラッチ44,46は、キャビン8内に設置された前後及び左右揺動操作(変速切換操作)可能な副変速レバー(変速レバー)51(図3参照)の基端部と、リンクよりなる連動機構52(図5参照)を介して機械的に連結されている。そして、変速レバー51による変速切換操作によって、この2つの変速クラッチ44,46のスライド位置が切換えられる。
すなわち、低中速クラッチ44を「低速位置」に変位させ高速クラッチ46を「ニュートラル位置」に変位させることにより、低速ギヤ43Aを介して副変速軸42に動力を低速伝動する「低速」に副変速装置16が切換えられ、低中速クラッチ44を「中速位置」に変位させ高速クラッチ46を「ニュートラル位置」に変位させることにより、中速ギヤ43Bを介して副変速軸42に動力を中速伝動する「中速」に副変速装置16が切換えられ、低中速クラッチ44を「ニュートラル位置」に変位させ高速クラッチ46を「高速位置」に変位させることにより、高速ギヤ43Cを介して副変速軸42に動力を高速伝動する「高速」に副変速装置16が切換えられ、2つの変速クラッチ44,46を共に「ニュートラル位置」に切換えることによりエンジン動力の副変速装置16下流側への伝動を切断する「ニュートラル」に副変速装置16が切換えられる。
上記第2主変速装置17は、副変速軸42と一体回転する低速入力ギヤ53A及び高速入力ギヤ53Bと、走行駆動軸22に遊転状態で支持されて低速入力ギヤ53Aと常時噛合う低速出力ギヤ54Aと、走行駆動軸22に遊転状態で支持されて高速入力ギヤ53Bと常時噛合う高速出力ギヤ54Bと、低速出力ギヤ54Aから走行駆動軸22に動力を断続伝動させる油圧作動式の変速クラッチである低速クラッチ56Aと、高速出力ギヤ54Bから走行駆動軸22に動力を断続伝動させる油圧作動式の変速クラッチである高速クラッチ56Bと、を備えている。
本トラクタでは、低速クラッチ56Aを接続作動させるとともに高速クラッチ56Bを切断作動させることにより、走行駆動軸22に低速動力を伝動する一方で、低速クラッチ56Aを切断作動させるとともに高速クラッチ56Bを接続作動させることにより、走行駆動軸22に高速動力を伝動する他、低速クラッチ56A及び高速クラッチ56Bを共に切断作動させることにより、エンジン動力の副変速装置17下流側への動力伝動を切断するように構成されている。
以上、第1主変速装置13及び第2主変速装置17よりなる主変速装置の計8段の走行変速切換は、上述した6つの油圧作動式の変速クラッチ32A,32B,32C,32D,56A,56Bの断続によって行われ、これらの変速クラッチ32A,32B,32C,32D,56A,56Bの断続は油圧装置(図4参照)57による圧油の排出・供給によって制御される。くわえて、前後進切換装置14の前後進切換も、上述の2つの油圧作動式の変速クラッチ41A,41Bの断続によって行われ、これらの変速クラッチ41A,41Bの断続も油圧装置57による圧油の排出・供給によって制御される。
次に、図1及び3に基づき、キャビン8内の構成について説明する。
図3は、キャビン内の構成を示す要部平面図である。キャビン8内の後部にはオペレータが着座する座席58が設置され、座席58の進行方向右(右)側方の右サイドパネル59Rにはロータリ耕耘装置5の昇降操作を行う昇降レバー61が前後揺動自在に支持され、座席58の左側方の左サイドパネル59Lには上述の副変速レバー51が前後及び左右揺動操作可能に設けられ、座席58の前方には操向操作を行うステアリングハンドル62が設置されている。
また、ステアリングハンドル62の側方には前後揺動操作可能に前後進レバー63が支持され、座席58前方の床面には上述のクラッチペダル26が設置されている。前後進レバー63の前後揺動によって、油圧装置57を介した前後進切換装置14による上述の前後進切換操作が行われる。
次に、図2及び4に基づき、油圧装置57の構成について説明する。
図4は、本コンバインが搭載した油圧装置の油圧回路図である。この油圧装置57は、ミッションケース9内に形成された油圧タンク64内の圧油を圧送する油圧ポンプ66を備えている。この油圧ポンプ66はエンジン動力よって駆動される。
油圧ポンプ66からの圧油は、まず、分流弁67によって、上述のステアリングハンドル62の操作に基づいて操向作動する油圧式操向装置であるステアリングユニット68への圧油と、上述の油圧式の変速クラッチ32A,32B,32C,32D,41A,41B,56A,56B側への圧油とに分流される。
変速クラッチ32A,32B,32C,32D,41A,41B,56A,56B側に送られた圧油は、1速クラッチ32A、2速クラッチ32B、3速クラッチ32C及び4速クラッチ32D側に向う圧油と、前進クラッチ41A及び後進クラッチ41B側に向う圧油と、低速クラッチ56A及び高速クラッチ56B側に向う圧油と、にそれぞれ分流供給される。
上述のようにして第1主変速装置13の4つの変速クラッチ32A,32B,32C,32D側に向う圧油は、開閉作動によって圧油の供給・排出を行うことにより1速クラッチ32Aを断続作動させる開度調整可能な電磁比例弁である1速バルブ(主変速バルブ,変速バルブ)69Aと、開閉作動によって圧油の供給・排出を行うことにより2速クラッチ32Bを断続作動させる開度調整可能な電磁比例弁である2速バルブ(主変速バルブ,変速バルブ)69Bと、開閉作動によって圧油の供給・排出を行うことにより3速クラッチ32Cを断続作動させる開度調整可能な電磁比例弁である3速バルブ(主変速バルブ,変速バルブ)69Cと、開閉作動によって圧油の供給・排出を行うことにより4速クラッチ32Dを断続作動させる開度調整可能な電磁比例弁である4速バルブ(主変速バルブ,変速バルブ)69BD、にそれぞれ供給される。
上記各主変速バルブ69A,69B,69C,69Dは、断続制御対象の変速クラッチ32A,32B,32C,32Dを接続作動させて動力伝動制御対象の出力ギヤ28A,28B,28C,28Dの動力を上述した動力伝動対象の変速軸29,31に伝動するように、該変速クラッチ32A,32B,32C,32Dに圧油を供給する流路を形成する「入位置」と、断続制御対象の変速クラッチ32A,32B,32C,32Dを切断作動させて動力伝動制御対象の出力ギヤ28A,28B,28C,28Dから上述した動力伝動対象の変速軸29,31への動力伝動を切断するように、該変速クラッチ32A,32B,32C,32Dから圧油を排出する流路を形成する「切位置」と、を有している。
この各主変速バルブ69A,69B,69C,69Dは、電気的な制御信号のデューティ比等に基づいて開度調整可能なように構成されているため、対応する変速クラッチ32A,32B,32C,32Dに徐々に圧油を供給して内部の圧力を次第に上昇させて変速切換時の変速ショックを低減させる昇圧制御を行うことができる。
ちなみに、各主変速バルブ69A,69B,69C,69Dから対応する各変速クラッチ32A,32B,32C,32Dへの圧油流路には、変速クラッチ32A,32B,32C,32Dの接続作動側への圧油の流れのみを絞る一方向絞り弁71が設置されており、該4つの一方向絞り弁71によっても、上記各変速クラッチ32A,32B,32C,32Dの瞬時の接続作動が防止される。
上述のようにして前進クラッチ41A及び後進クラッチ41B側に向う圧油は、手動式の油圧バルブである前後進切換弁72に供給される。この前後進切換弁72は、内部への圧油供給により前進クラッチ41Aを接続作動させて前進出力ギヤ38Aの動力を前後進切換軸37に伝動するとともに油圧タンク64への圧油排出により後進クラッチ41Bを切作動させて後進出力ギヤ38Bから前後進切換軸37への動力伝動を切断するように圧油流路を形成する「前進位置」と、油圧タンク64への圧油排出により前進クラッチ41Aを切断作動させて前進出力ギヤ38Aから前後進切換軸37への動力伝動を切断するとともに内部への圧油供給により後進クラッチ41Bを接続作動させて後進出力ギヤ38Bの動力を前後進切換軸37に伝動するように圧油流路を形成する「後進位置」と、油圧タンク64への圧油排出により前進クラッチ41A及び後進クラッチ41Bを切断作動させて前後進切換軸37への動力伝動を切断するように圧油流路を形成する「ニュートラル位置」と、を有している。
上記3位置からなる前後進切換弁72は、上記前後進レバー63と機械的に連結され、この切換レバーの前後揺動操作によって、「前進位置」と「ニュートラル」と「後進位置」との切換が行われる。くわえて、前後進切換弁72は、「前進位置」から「後進位置」への切換及び「後進位置」から「前進位置」への切換を行うにあたり、必ず一旦、「ニュートラル位置」に切換えられるように構成されている。
上述のようにして低速クラッチ56A及び高速クラッチ56B側に向う圧油は、電磁方向切換弁である走行変速バルブ(変速バルブ)73に供給される。この走行変速バルブ73は、内部への圧油供給により低速クラッチ56Aを接続作動させて低速出力ギヤ54Aから走行駆動軸22に動力を伝動するとともに油圧タンク64の圧油排出により高速クラッチ56Bを切断作動させて高速出力ギヤ54Bから走行駆動軸22への動力伝動を切断するように圧油流路を形成する「低速位置」と、内部への圧油供給により高速クラッチ56Bを接続作動させて高速出力ギヤ54Bから走行駆動軸22に動力を伝動するとともに油圧タンク64の圧油排出により低速クラッチ56Aを切断作動させて低速出力ギヤ54Aから走行駆動軸22への動力伝動を切断するように圧油流路を形成する「高速位置」と、低速クラッチ56Aからの圧油の排出路と高速クラッチ56Bからの圧油の排出路とを合流させて油圧タンク64に排油する流路を形成して低速クラッチ56A及び高速クラッチ56Bを切断動させて走行駆動軸22への動力伝動を切断する「ニュートラル位置」と、を有している。
上記3位置からなる走行変速バルブ73は、電気的な制御信号によって作動して「前進位置」と「ニュートラル位置」と「後進位置」との切換が行われる。ちなみに、走行変速バルブ73は、「高速位置」から「低速位置」に切換えられる際及び「低速位置」から「高速位置」に切換えられる際、必ず一旦、「ニュートラル位置」に切換えられるように構成されている。
また、低速クラッチ56A及び高速クラッチ56B側に向う圧油は、比例電磁弁である駆動制御切換弁74にも供給される。駆動制御切換弁74は、作業クラッチ21に圧油を供給して作業クラッチ21を接続作動させてPTO軸19を回転駆動させる流路を形成する「駆動位置」と、作業クラッチ21から油圧タンク64に圧油を排出して作業クラッチ21を切断作動させてPTO軸19を駆動停止させる流路を形成する「停止位置」と、を有している。そして、電気的な制御信号によって位置切換制御が行われる。
なお、この油圧装置57は、油圧タンク64内の圧油を、エンジン動力で駆動される油圧ポンプ76によって、ロータリ耕耘装置5を昇降駆動させる油圧シリンダである昇降シリンダ77側にも供給する。
次に、図5乃至11に基づき、連動機構52の構成について説明する。
図5は連動機構の構成を示す全体側面図であり、図6は副変速レバーの構造を示す斜視図であり、図7,8は連動機構の副変速レバー側の構成を示す斜視図及び平面図であり、図9は連動機構のミッションケース下部側の構成を示す側面図である。上記副変速レバー51は、主に、上下方向の支持杆51aと、支持杆51a上部に設置されたグリップ51bとにより構成されている。
支持杆51aの下部が水平板状のガイド体78に穿設されたガイド孔78aに挿通されており、該ガイド孔78aによって副変速レバー51が揺動案内される。支持杆51aの下端は、プレート状の連結体79等を介して、連結杆81に取付固定されている。連結杆81は、上下方向の基端部及び中途部に対して先端部が左右方向を向くように側方に屈曲形成され、全体として背面視逆L字状をなしている。
連結杆81の先端部には、支持杆51aが固定される一方で、連結杆81の基端部には、下方が開放された側面視逆U字状に屈曲形成された板状のジョイント82の上面が取付固定されている。ジョイント82の開放端側は上下方向に長い直方体状のジョイントブロック83の上部に左右揺動自在に支持され、ジョイントブロック83の下部はミッションケース9の左側面に板状の取付体85等を介して取付けられた左右方向の操作軸84に前後揺動可能に支持されている。すなわち、ジョイント82とジョイントブロック83を連結する支点が副変速レバー51の左右揺動支点になり、操作軸84が副変速レバー51の前後揺動支点になり、上述の連結体79、連結杆81、ジョイント82、ジョイントブロック83、操作軸84及び取付体85等が副変速レバー51を支持する支持機構を構成している。
この支持機構は、上述の連動機構52によって上述の低中速クラッチ44及び高速クラッチ46に機械的に連結されている。この連動機構52は、操作軸84に前後揺動自在に支持された左右一対の板状の操作アーム86,87と、ミッションケース9の左側面から外側方に突出した左右方向の中低速シフト軸88と、低中速シフト軸88から前方斜め上方に一体的に突設されて低中速シフト軸88と一体で上下揺動する低中速シフトアーム89と、ミッションケース9の左側面から外側方に突出した左右方向の高速シフト軸91と、高速シフト軸91から後方斜め下方に一体的に突設されて高速シフト軸91と一体で上下揺動する高速シフトアーム92と、左右の一方側(図示する例では左側)の操作アームである低中速操作アーム86と低中速シフトアーム89とを連結して低中速操作アーム86と低中速シフトアーム89とを一体的に揺動せしめる連結ロッド93と、左右の他方側(図示する例では右側)の操作アームである高速操作アーム87と高速シフトアーム92とを連結して高速操作アーム87と高速シフトアーム92とを一体的に揺動せしめる連結ロッド94と、を備えている。
上記左右の操作アーム86,87は、下端がボス部86a,87aを介して操作軸84に前後回動自在に支持され、操作軸84から上方に突出した下端部及び中途部に対して先端部が相互に近接するように左右方向に屈曲形成されている。各操作アーム86,87の対向端には、平面視半円状の凹部86b,87bが切抜形成されており、この凹部86b,87bに連結杆81の外周が着脱自在に嵌合する。
上記低中速シフト軸88を軸回りに回動することにより、低中速シフト軸88と直接的に接続された低中速クラッチ44を、「低速位置」、「中速位置」又は「ニュートラル位置」の何れかの位置に切換える。具体的には、低中速操作アーム86が後方揺動された「低速操作位置」にある際には連結ロッド93を介して低中速シフトアーム89が後方斜め上方に揺動されて低中速シフト軸88が低中速クラッチ44を「低速位置」に変位させる側に回動され、低中速操作アーム86が前方揺動された「中速操作位置」にある際には連結ロッド93を介して低中速シフトアーム89が前方斜め下方に揺動されて低中速シフト軸88が低中速クラッチ44を「中速位置」に変位させる側に回動され、低中速操作アーム86が中立位置に揺動された「ニュートラル操作位置」にある際には、連結ロッド93を介して、低中速シフトアーム89が中立位置に揺動されて低中速シフト軸88が低中速クラッチ44を「ニュートラル位置」に変位させる側に回動される。
上記高速シフト軸91を軸回りに回動することにより、高速シフト軸91と直接的に接続された高速クラッチ46を、「高速位置」又は「ニュートラル位置」の何れかの位置に切換える。具体的には、高速操作アーム87が前方揺動された「高速操作位置」にある際には連結ロッド94を介して高速シフトアーム92が前方斜め下方に揺動されて高速シフト軸91が高速クラッチ46を「高速位置」に変位させる側に回動され、高速操作アーム87が中立位置に揺動された「ニュートラル操作位置」にある際には、連結ロッド94を介して、高速シフトアーム92が中立位置に揺動されて高速シフト軸91が高速クラッチ46を「ニュートラル位置」に変位させる側に回動される。
副変速レバー51がニュートラル位置Nに操作されている際には、ガイド孔78aの作用によって、副変速レバー51の左右揺動操作が許容される。この副変速レバー51の左右揺動操作が許容された状態では、左右の操作アーム86,87が共に「ニュートラル操作位置」にあり、連結杆81が左右の凹部86b,87bの間に位置した状態になる。
そして、副変速レバー51を左右の一方側(図示する例では左側)に揺動することにより、「ニュートラル操作位置」にある低中速操作アーム86の凹部86bに連結杆81の外周が嵌合し、副変速レバー51と低中速操作アーム86とが一体的に前後揺動するように係合される。ちなみに、該係合状態ではガイド孔78aの作用によって副変速レバー51の前後揺動が許容された状態になる。
この状態から、副変速レバー51を前方揺動位置である中速位置Mに揺動操作することにより低中速クラッチ44が「中速位置」に切換えられ、副変速レバー51を後方揺動位置である低速位置Lに揺動操作することにより低中速クラッチ44が「低速位置」に切換えられ、副変速レバー51を中立位置であるニュートラル位置Nに揺動操作することにより低中速クラッチ44が「ニュートラル位置」に切換えられる。
また、副変速レバー51を左右の他方側(図示する例では右側)に揺動することにより、「ニュートラル操作位置」にある高速操作アーム87の凹部87bに連結杆81の外周が嵌合し、副変速レバー51と高速操作アーム87とが一体的に前後揺動するように係合される。ちなみに、この係合状態ではガイド孔78aの作用によって副変速レバー51の前後揺動が許容された状態になる。
この状態から、副変速レバー51を前方揺動位置である高速位置Hに揺動操作することにより高速クラッチ46が「高速位置」に切換えられ、副変速レバー51を中立位置であるニュートラル位置Nに揺動操作することにより高速クラッチ46が「ニュートラル位置」に切換えられる。
本トラクタでは、この副変速レバー51のニュートラル位置Nへの揺動操作(副変速機構16のニュートラル切換)を検出する検出スイッチであるニュートラル検出スイッチ96と、この副変速レバー51の低速位置Lへの揺動操作(副変速機構16の低速切換)を検出する検出スイッチである低速検出スイッチ97と、この副変速レバー51の中速位置Mへの揺動操作(副変速機構16の中速切換)を検出する検出スイッチである中速検出スイッチ98と、この副変速レバー51の高速位置Mへの揺動操作(副変速機構16の高速切換)を検出する検出スイッチである高速検出スイッチ99と、が設置されている。
上記ニュートラル検出スイッチ96は、図7及び8に示すように、主に、ホール効果により磁気を検出可能なホール素子を内部に備えて取付ブラケット101によって高速操作アーム87の上端部に取付固定されたスイッチ部96aと、取付ブラケット102によって低中速操作アーム86の上端部に取付固定されたマグネットよりなる作動部96bと、から構成された非接触タイプの検出装置である
左右の操作アーム86,87が共に「ニュートラル操作位置」にある場合には、スイッチ部96aと作動部96aとが非接触で左右方向に隣接された状態になって互いが近接し、ニュートラル検出スイッチ96がON作動して検出状態になる。一方、左右の操作アーム86,87の何れか一方でも「ニュートラル操作位置」以外にある場合には、スイッチ部96aと作動部96aとが離間し、ニュートラル検出スイッチ96がOFF作動して非検出状態になる。
上記高速検出スイッチ99は、接続タイプの押ボタン式の検出装置であり、取付ブラケット103によって、ミッションケース9の左側面に沿うように、取付体85にボルト固定されており、高速操作アーム87に前方突出状態で取付固定された高速検出体104によってON・OFFされる。
具体的には、高速操作アーム87が「高速操作位置」に前方揺動されると、高速検出体104が前側位置に変位して高速検出スイッチ99をON操作し、高速検出スイッチ99が検出状態になる。一方、高速操作アーム87が「ニュートラル操作位置」に後方揺動されると、高速検出体104が後側位置に変位して高速検出スイッチ99の押操作が解除されて高速検出スイッチ99がOFFされた非検出状態になる。
上記低速検出スイッチ97と中速検出スイッチ98は、図9に示すように、低中速シフトアーム89対して前側と後側で対称配置され、ミッションケース9の側面に沿うように、取付けられている。この低速検出スイッチ97及び中速検出スイッチ98は、低中速シフトアーム89の突出端部から低中速シフトアーム89の軸方向の一体的に突出して低中速シフトアーム89と一体で揺動する板状の低中速検出体106によって、それぞれON・OFF操作される接触タイプの押ボタン式の検出装置である。
具体的には、低中速操作アーム86が「低速操作位置」に後方揺動されると、低中速検出体106が低速検出スイッチ97を押操作(ON操作)して検出状態にするとともに、低中速検出体106が中速検出スイッチ98から離間して中速検出スイッチ98がOFFされた非検出状態になる。一方、低中速操作アーム86が「中速操作位置」に前方揺動されると、低中速検出体106が中速検出スイッチ98を押操作(ON操作)して検出状態にするとともに、低中速検出体106が低速検出スイッチ97から離間して低速検出スイッチ97がOFFされた非検出状態になる。また、低中速操作アーム86が「ニュートラル操作位置」に揺動されると、低中速検出体106が上記前後の検出スイッチ97,98の中間に位置して前後の各検出スイッチ97,98から離間し、この各検出スイッチ97,98を非検出状態であるOFF状態にする。
図10は、各検出スイッチのON・OFF状態を示すタイムチャート図である。上記各検出スイッチ96,97,98,99が正常に動作している場合、ガイド孔78aに沿った副変速レバー51の揺動操作時において、4つの検出スイッチ96,97,98,99の少なくとも何れか1つは検出作動するように上記各検出スイッチ96,97,98,99が配置されている。
このため、副変速レバー51による副変速装置16の変速切換時における変速切換前の変速段の検出スイッチ96,97,98,99がまだ検出作動している最中に変速切換後の変速段の検出スイッチ96,97,98,99が検出作動するように各検出スイッチ96,97,98,99の検出作動範囲が一部で重複している。
具体的には、上述の構成によって、副変速装置16の低速→中速、低速→高速、中速→低速、中速→高速、高速→低速又は高速→中速への変速切換では、何れの場合にも、一旦、副変速装置16がニュートラル状態になる。
このため、副変速レバー51におけるニュートラル位置Nから低速位置Lへの揺動操作時、ニュートラル検出スイッチ96と低速検出スイッチ97の両検出スイッチ96,97が正常作動している場合には、変速切換前の変速段の検出スイッチであるニュートラル検出スイッチ96がまだ検出作動している最中に変速切換後の変速段の検出スイッチである低速検出スイッチ97が検出作動するように両検出スイッチ96,97の検出作動範囲が一部で重複している。ちなみに、このように両検出スイッチ96,97を配置することにより、両検出スイッチ96,97が正常作動していれば、副変速レバー51における低速位置Lからニュートラル位置Nへの揺動操作時にも、両検出スイッチ96,97が共に検出作動するタイミングがあり、両検出スイッチ96,97が共に非検出状態になることは無い。
また、副変速レバー51におけるニュートラル位置Nから中速位置Mへの揺動操作時、ニュートラル検出スイッチ96と中速検出スイッチ98の両検出スイッチ96,98が正常作動している場合には、変速切換前の変速段の検出スイッチであるニュートラル検出スイッチ96がまだ検出作動している最中に変速切換後の変速段の検出スイッチである中速検出スイッチ98が検出作動するように両検出スイッチ96,98の検出作動範囲が一部で重複している。ちなみに、このように両検出スイッチ96,98を配置することにより、両検出スイッチ96,98が正常作動していれば、副変速レバー51における中速位置Mからニュートラル位置Nへの揺動操作時にも、両検出スイッチ96,98が共に検出作動するタイミングがあり、両検出スイッチ96,98が共に非検出状態になることは無い。
さらに、副変速レバー51におけるニュートラル位置Nから高速位置Hへの揺動操作時、ニュートラル検出スイッチ96と高速検出スイッチ99の両検出スイッチ96,99が正常作動している場合には、変速切換前の変速段の検出スイッチであるニュートラル検出スイッチ96がまだ検出作動している最中に変速切換後の変速段の検出スイッチである高速検出スイッチ99が検出作動するように両検出スイッチ96,99の検出作動範囲が一部で重複している。ちなみに、このように両検出スイッチ96,99を配置することにより、両検出スイッチ96,99が正常作動していれば、副変速レバー51における高速位置Hからニュートラル位置Nへの揺動操作時にも、両検出スイッチ96,99が共に検出作動するタイミングがあり、両検出スイッチ96,99が共に非検出状態になることは無い。
すなわち、この4つの検出スイッチ96,97,98,99の全てが非作動状態(OFF状態)になる状態は回路の断線等が生じた異常状態である。このため、この4つの検出スイッチ96,97,98,99が正常動作している場合、副変速レバー51をニュートラル位置N→低速位置L→ニュートラル位置N→中速位置M→ニュートラル位置N→高速位置H→ニュートラル位置Nの順に揺動操作すると、検出スイッチ96,97,98,99の作動状態は、図10に示すようになる。
なお、同図に示されるように、ニュートラル検出スイッチ96とその他の上記3つの検出スイッチ97,98,99の何れか1つが同時に検出作動することがあっても、この3つの検出スイッチ97,98,99の2以上が同時に検出作動しないように、該3つの検出スイッチ97,98,99が配置されている。すなわち、低速検出スイッチ97と中速検出スイッチ98と高速検出スイッチ99の3つの検出スイッチ97,98,99の内、2以上の検出スイッチ97,98,99が検出作動する状態は、回路のショート等が生じた異常状態になる。
本トラクタでは、この異常検出手段を用い、制御装置107(図11参照)を介して、本トラクタの走行変速切換制御を行う。
次に、本トラクタに搭載された制御装置107の構成について説明する。
図11は、本トラクタに搭載された制御装置のブロック図である。制御装置107は、主に、マイコン等からなる制御部108と、制御部108の入力側に接続された各種機器と、制御部108の出力側に接続された各種機器とにより構成されている。
制御部108の出力側には、「切位置」に常時弾性的に付勢されている1速バルブ69Aを「入位置」に切換作動させる1速ソレノイド(変速ソレノイド)109Aと、「切位置」に常時弾性的に付勢されている2速バルブ69Bを「入位置」に切換作動させる2速ソレノイド(変速ソレノイド)109Bと、「切位置」に常時弾性的に付勢されている3速バルブ69Cを「入位置」に切換作動させる3速ソレノイド(変速ソレノイド)109Cと、「切位置」に常時弾性的に付勢されている4速バルブ69Dを「入位置」に切換作動させる4速ソレノイド(変速ソレノイド)109Dと、「ニュートラル位置」に常時弾性的に付勢されている走行変速バルブ73を「低速位置」に切換作動させる低速ソレノイド(変速ソレノイド)111Aと、走行変速バルブ73を「高速位置」に切換作動させる高速ソレノイド(変速ソレノイド)111Bと、が接続されている。
制御部108の入力側には、副変速レバー51の操作位置を検出する上述の4つの検出スイッチ96,97,98,99と、前後進レバー63の操作位置を検出等することにより前後進切換装置14の「前進走行状態」への切換を検出するシャトル前進スイッチ(前進走行検出手段)112Aと、前後進切換装置14の「後進走行状態」への切換を検出するシャトル後進スイッチ(後進走行検出手段)112Bと、前後進切換装置14の「ニュートラル状態」への切換を検出するシャトル中立スイッチ(ニュートラル切換検出手段)112Cと、第1主変速装置13及び第2主変速装置17よりなる主変速装置の増速側への変速操作を検出する車速UPスイッチ(増速スイッチ,変速スイッチ)113Aと、該主変速装置の減速側への変速操作を検出する車速DOWNスイッチ(減速スイッチ,変速スイッチ)113Bと、副変速レバー51のグリップ51bの側部に設置された押ボタン式の高速発進スイッチ114と、第2主変速装置17の変速切換状態を検出する変速切換検出手段である圧力スイッチ116と、油圧装置57の圧油の温度を検出する油温センサ117と、が接続されている。
上記2つの変速スイッチ113A,113Bは、副変速レバー51のグリップ51b上端部に設けられた変速操作具118のスイッチ操作によって入切される。具体的には、変速操作具118を前後の一方側に変位させると、車速UPスイッチ113Aが入操作されるとともに車速DOWNスイッチ113Bが切操作される一方で、変速操作具118を前後の他方側に変位させると、車速UPスイッチ113Aが切操作されるとともに車速DOWNスイッチ113Bが入操作される。ちなみに、変速操作具118は両変速スイッチ113A,113Bを共に切状態にする前後中立位置に常時弾性的に付勢されている。
上記圧力スイッチ116は、走行変速バルブ73への圧油供給路に設置されており、該圧油供給路の圧力を検知することにより、副変速装置16の2つの変速クラッチ56A,56Bの何れか一方が接続状態であるか否かを検出可能に構成されている。
この制御装置107は、2つの変速スイッチ113A,113Bの入切を検出し、出力側に接続された6つの変速ソレノイド109A,109B,109B,109B,111A,111Bに電気的な制御信号を出力することにより、主変速装置を1〜8段で変速切換作動させる。
具体的には、第1主変速装置13が、1速クラッチ32Aを接続作動させるとともにその他の変速クラッチ32B,32C,32Dを切断作動させることにより1速に変速切換され、2速クラッチ32Bを接続作動させるとともにその他の変速クラッチ32A,32C,32Dを切断作動させることにより2速に変速切換され、3速クラッチ32Cを接続作動させるとともにその他の変速クラッチ32A,32B,32Dを切断作動させることにより3速に変速切換され、4速クラッチ32Dを接続作動させるとともにその他の変速クラッチ32A,32B,32Cを切断作動させることにより4速に変速切換される。
また、第2主変速装置17が、低速クラッチ56Aを接続作動させるとともに高速クラッチ56Bを切断作動させることにより低速に変速切換され、低速クラッチ56Aを切断作動させるとともに高速クラッチ56Bを接続作動させることにより高速に変速切換される。
主変速装置の1速→2速→3速→4速の切換は、第2主変速装置17を低速に切換えた状態で、第1主変速装置13を1速→2速→3速→4速の順に切換えることにより行う一方で、主変速装置の4速→3速→2速→1速の切換は、第2主変速装置17を低速に切換えた状態で、第1主変速装置13を4速→3速→2速→1速の順に切換えることにより行う。
主変速装置の4速→5速への切換は、第2主変速装置17を低速から高速に切換え且つ第1主変速装置13を4速→1速に切換えることにより行う一方で、主変速装置の5速→4速への切換は、第2主変速装置17を高速から低速に切換え且つ第1主変速装置13を1速→4速に切換えることにより行う。
主変速装置の5速→6速→7速→8速の切換は、第2主変速装置17を高速に切換えた状態で、第1主変速装置13を1速→2速→3速→4の順に切換えることにより行う一方で、主変速装置の8速→7速→6速→5速の切換は、第2主変速装置17を高速に切換えた状態で、第1主変速装置13を4速→3速→2速→1の順に切換えることにより行う。
上記主変速装置の副変速レバー51による副変速装置16の変速切換は、変速クラッチ44,46が常時噛合い式であることから、走行機体3を一旦完全に停止させた状態で、行われる。
図12(A),(B)は、本トラクタの走行変速切換制御の状態をそれぞれ示す一覧表である。同図(A)に示すように、副変速装置16の「低速」切換時における変速操作具118を介した主変速装置の計8段の変速切換によって本トラクタの走行変速段数を1〜8速段の間で切換え、副変速装置16の「中速」切換時における変速操作具118を介した主変速装置の計8段の変速切換によって本トラクタの走行変速段数を9〜16速段の間で切換え、副変速装置16の「高速」切換時における変速操作具118を介した主変速装置の計8段の変速切換によって本トラクタの走行変速段数を17〜24速段の間で切換える。
また、同図(B)に示すように、副変速レバー51により副変速装置16の増速操作が行われると主変速装置が最低速段である1速に減速される一方で、副変速レバー51により副変速装置16の減速操作が行われると、主変速装置の最高速段である8速に増速される変速切換制御が制御装置107によって実行されるため、副変速レバー51による副変速装置16の変速切換時の走行速度差が最小限に抑制される。くわえて、副変速レバー51がニュートラル位置Nを通過して再び元の位置に揺動操作されると、同図(B)に示すように、主変速装置の変速段数は現状の状態で保持される。
なお、上述の高速発進スイッチ114を押操作した状態で副変速レバー51により副変速装置16を増速操作すると、主変速装置が最低速段である1速には変速切換えされずに4速又は5速程度の予め定められた変速段数に切換えられる。これによって、副変速レバー51による副変速装置16の変速切換時の走行速度差は大きくなるが、迅速な増速操作が可能になる。
次に、制御部108を用いた本トラクタの変速切換制御について説明する。
図13は、制御部により行われる本トラクタの変速切換制御のフロー図である。処理が開始されると、制御部108はステップS1に進む。ステップS1では、主変速装置の変速切換操作を検出する上記2つの変速スイッチ113A,113BのON・OFF状態又は副変速レバー51の変速操作を検出する4つの検出スイッチ96,97,98,99の少なくとも何れか1つに変化が生じたか否かを検出し、変化が生じていればステップS2に進み、生じていなければ再びステップS1の処理を繰返す。
ステップS2では、ニュートラル検出スイッチ96と、その他の検出スイッチ97,98,99とが同時にON作動しているか否かを検出し、同時にON作動していれば上述したように副変速レバー51による変速切換操作中であるため、ステップS1に処理を戻し、同時にON作動していなければステップS3に進む。
ステップS3では、副変速装置16の上記4つの各変速スイッチ96,97,98,99の全てが非検出状態であるOFF状態になっているか否かの検出を行い、全てがOFF状態であれば上述のように断線等の異常状態であるため、ステップS4に進み、全てがOFF状態になっていなければステップS5に進む。
ステップS5では、低速検出スイッチ97と中速検出スイッチ98と高速検出スイッチ99との内で2以上が同時にONされているか否かの検出を行い、2以上が同時にONされていれば上述のように短絡状態等の異常状態であるためステップS4に進み、2以上が同時にONされていなければ制御装置107を介した走行変速切換の処理を行う。
ステップS4では、異常状態を任意の手段によりオペレータ等に報知し、制御装置107を介した走行変速切換を行わずに、走行変速段数を現状で保持した走行可能な状態で、処理をステップS1に戻す。
制御装置107を介した走行変速切換の処理が開始され、副変速レバー51がニュートラル位置Nにある状態が検出されると、ステップS6に進み、制御部108が、4つの主変速バルブ69A,69B,69C,69Dを「切位置」に切換作動させるとともに、走行変速バルブ73を「ニュートラル位置」に切換作動させ、本トラクタをニュートラル状態に切換えた後、処理をステップS1に戻す。
制御装置107を介した走行変速切換の処理が開始され、上述の変速切換制御(図12参照)により主変速装置が4速→5速又は5速→4速に切換作動される状態になるとステップS7に進む一方で、上述の変速切換制御(図12参照)により主変速装置が1〜4速の範囲で切換作動する状態又は5速〜8速の範囲で切換作動される状態になるとステップS8に進む。
ステップS7では、4つの主変速バルブ69A,69B,69C,69Dを全て「切位置」に切換作動させるとともに、走行変速バルブ73を「ニュートラル位置」に切換作動させ、ステップS9に進む。ステップS9では、主変速装置を4速→5速に切換える場合、走行変速バルブ73を「高速位置」に切換作動させる一方で、主変速装置を5速→4速に切換える場合、走行変速バルブ73を「低速位置」に切換作動させ、ステップS10に進む。
続いて、主変速装置が切換変速予定段になるように、4つの主変速バルブ69A,69B,69C,69Dの内で、所定の1つを「入位置」に切換作動させるが、ステップS10では、該所定の主変速バルブ69A,69B,69C,69Dを、第1主変速装置13の接続作動対象の変速クラッチ32A,32B,32C,32Dへの圧油供給側に全開作動させ、該接続作動対象の変速クラッチ32A,32B,32C,32Dに圧油を充填する作業を行い、ステップS11に進む。
ステップS11では、この接続作動対象の変速クラッチ32A,32B,32C,32Dが接続作動を開始するタイミングで、この接続作動対象の変速クラッチ32A,32B,32C,32Dを作動させる主変速バルブ69A,69B,69C,69Dの開度を一旦絞り、その後、該主変速バルブ69A,69B,69C,69Dを徐々に開作動させることにより、この接続作動対象の変速クラッチ32A,32B,32C,32D内の圧力を徐々に上昇させる昇圧制御を行う。この昇圧制御により、対象の変速クラッチ32A,32B,32C,32Dが徐々に接続作動し、変速切換時の変速ショックが低減される。そして、対象の変速クラッチ32A,32B,32C,32Dが完全に接続状態になると、ステップS1に処理を戻す。
なお、ステップS7→ステップS9→ステップS10→ステップS11の処理手順における接続作動対象の変速クラッチ32A,32B,32C,32Dは、主変速装置を4速→5速に切換える場合には上述したように1速クラッチ32Aになり、主変速装置を5速→4速に切換える場合には上述したように4速クラッチ32Bになる。
ステップS8では、4つの主変速バルブ69A,69B,69C,69Dを全て「切位置」に切換作動させ、処理をステップS10→ステップS11と進めた後、ステップS1に処理を戻す。
なお、ステップS8→ステップS10→ステップS11の処理手順における接続作動対象の変速クラッチ32A,32B,32C,32Dは、主変速装置を1速又は5速に切換える場合には上述したように1速クラッチ32Aになり、主変速装置を2速又は6速に切換える場合には上述したように2速クラッチ32Bになり、主変速装置を3速又は7速に切換える場合には上述したように3速クラッチ32Cになり、主変速装置を4速又は8速に切換える場合には上述したように4速クラッチ32Dになる。
図14は、制御部によって行われる変速切換制御の一例を示すタイムチャート図である。同図では、本トラクタの走行変速段数が6速の場合に、副変速レバー51を低速位置Lから中速位置Mに変速操作した場合の制御手順を示しており、この場合には、上述したように、第1主変速装置13が2速→1速に、第2主変速装置17が高速→低速にそれぞれ切換えられる。この結果、本トラクタの走行変速段数は9速になる。
詳細を説明すると、副変速レバー51を低速位置Lから中速位置Mに変速切換操作する過程では、最初にニュートラル検出スイッチ96がOFFからONに切換わり、その後、低速検出スイッチ97がONからOFFに切換わる。この低速検出スイッチ97のOFF切換を検出すると、制御部108が2速バルブを「切位置」に切換作動させるとともに走行変速バルブ73を「ニュートラル位置」に切換作動させ、その後、圧力スイッチ116がONからOFFに切換わり、第2主変速装置17のニュートラル状態が検出される。
その後、副変速レバー51の上記操作によって、中速検出スイッチ98がOFFからONに切換わり、その後、ニュートラル検出スイッチ96がONからOFFに切換わる。このニュートラル検出スイッチ96のOFF切換が検出されると、制御部108が走行変速バルブ73を「低速位置」に切換作動させる。その後、圧力スイッチ116がOFFからONに切換わる。
この圧力スイッチ116のON切換によって、第2主変速装置17の動力接続状態が検出されると、制御部108は、上述したステップS10及びステップS11の処理により、1速バルブ32Aを昇圧制御によって接続作動させる。
その後、同図に示すように、中速検出スイッチ98がOFF切換されて非検出状態になると、全ての検出スイッチ96,97,98,99が非検出状態となる断線等の異常状態であるため、ステップS3→ステップS4の処理によって異常状態を報知し、走行変速段数を9速に保持して本トラクタの走行を続行させる。同図に一例を示したが、他の走行変速段数への切換においても、図13の処理に基づいて、同様の処理が実行される。