JP2022180874A

JP2022180874A - 作業車両

Info

Publication number: JP2022180874A
Application number: JP2021087609A
Authority: JP
Inventors: 直樹内田; Naoki Uchida; 謙太郎安次; Kentaro Yasutsugu; 武二田中; Takeji Tanaka; 智典須山; Tomonori Suyama; 八州仁辻; Yasuhito Tsuji
Original assignee: Mitsubishi Mahindra Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Mahindra Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 2021-05-25
Filing date: 2021-05-25
Publication date: 2022-12-07

Abstract

【課題】前後進切換クラッチの連れ回りを抑制する。【解決手段】走行系伝動経路１７に設けられ、走行動力を変速する主変速装置２１と、走行系伝動経路１７において主変速装置２１の下流側に設けられ、前後進を切り換える前後進切換装置２２と、を備えるトラクタであって、走行系伝動経路１７において前後進切換装置２２の下流側に設けられる前輪倍速装置２５と、前輪倍速装置２５の油圧クラッチＡ、Ｂを制御する制御部と、を更に備え、制御部は、所定条件下で前輪倍速装置２５のいずれかの油圧クラッチＡ、Ｂを作動させる。【選択図】図３

Description

本発明は、トラクタなどの作業車両に関する。

特許文献１には、走行駆動系の動力伝達経路に設けられ、走行動力を変速する変速機構（主変速機構Ａ）と、動力伝達経路において変速機構の下流側に設けられ、前後進を切り換える前後進切換クラッチ（前後進切換機構Ｃ）と、を備える作業車両が記載されている。

特開平１０－３７９７７号公報

しかしながら、変速機構の下流側に前後進切換クラッチを設けると、前後進切換クラッチの伝達トルクが大きくなるため、前後進切換クラッチが切り状態（前後進切換操作具が中立位置）であっても、連れ回りが発生する可能性があった。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、走行駆動系の動力伝達経路に設けられ、走行動力を変速する変速機構と、前記動力伝達経路において前記変速機構の下流側に設けられ、前後進を切り換える前後進切換クラッチと、を備える作業車両であって、前記動力伝達経路において前記前後進切換クラッチの下流側に設けられる油圧クラッチと、前記油圧クラッチを制御する制御部と、を更に備え、前記制御部は、所定条件下で前記油圧クラッチを作動させることを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の作業車両であって、前記油圧クラッチは、後輪のみを駆動させる２輪駆動状態と前輪及び後輪を駆動させる４輪駆動状態との切り換えを行う２駆・４駆切換クラッチ、又は前輪の動力を増速させる前輪増速クラッチであることを特徴とする。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の作業車両であって、前記所定条件は、前後進切換操作具が中立位置、又は機体の走行速度が所定速度以下という条件を含むことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、動力伝達経路において前後進切換クラッチの下流側に設けられる油圧クラッチと、油圧クラッチを制御する制御部と、を更に備え、制御部は、所定条件下で油圧クラッチを作動させるので、前後進切換クラッチが連れ回りを起こしやすい条件下で油圧クラッチを作動させることで、前後進切換クラッチの連れ回りを抑制できる。
また、請求項２の発明によれば、油圧クラッチは、後輪のみを駆動させる２輪駆動状態と前輪及び後輪を駆動させる４輪駆動状態との切り換えを行う２駆・４駆切換クラッチ、又は前輪の動力を増速させる前輪増速クラッチなので、２駆・４駆切換クラッチ又は前輪増速クラッチを備える作業車両では、油圧クラッチの追加を不要とし、部品点数の増加や構造の複雑化を回避できる。
また、請求項３の発明によれば、所定条件は、前後進切換操作具が中立位置、又は機体の走行速度が所定速度以下という条件を含むので、機体停止時又は停止直前に油圧クラッチを作動させて機体を確実に停止させることができる。

本発明の一実施形態に係るトラクタの側面図である。トラクタの操縦部を後方から視た斜視図である。トラクタのトランスミッション構成を示す展開側面図である。トラクタの油圧構成を示す油圧回路図である。トラクタの制御構成を示すブロック図である。トラクタの制御手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１は作業車両としてのトラクタであって、該トラクタ１は、エンジンＥ（図４参照）が搭載されるエンジン搭載部２と、エンジンＥから出力される動力を変速するトランスミッションケース３と、トランスミッションケース３から出力される走行系動力で回転駆動される前輪４及び後輪５と、各種の作業機（図示せず）を装着可能な作業機装着部６と、エンジン搭載部２の後方に構成される操縦部７と、を備える。

図２に示すように、操縦部７には、オペレータが座るシート８と、オペレータが操作する各種の操作具が配置されている。各種の操作具には、前輪４を操舵するステアリングハンドル９と、前輪４及び後輪５を制動操作するブレーキペダル１０と、走行系及び作業系の動力を断接操作するクラッチペダル１１と、走行系動力を変速操作する主変速レバー１２及び副変速レバー１３と、前後進を切り換え操作する前後進切換レバー１４と、エンジン回転数を操作するフートアクセルペダル１５及びエンジンコントロールレバー１６と、が含まれる。

図３に示すように、トランスミッションケース３の内部には、エンジン動力を変速して前輪４及び後輪５に伝動する走行系伝動経路１７と、エンジン動力を変速してＰＴＯ軸１８に伝動する作業系伝動経路１９と、が構成される。なお、本発明は、走行系伝動経路１７に関するものであるため、作業系伝動経路１９の説明は省略する。

走行系伝動経路１７は、伝動上流側から順番に、主クラッチ２０と、主変速装置２１（主変速機構）と、前後進切換装置２２（前後進切換クラッチ）と、超低速変速装置２３と、副変速装置２４と、前輪倍速装置２５（２駆・４駆切換クラッチ、前輪増速クラッチ）と、を備える。

主クラッチ２０は、乾式単板クラッチで構成されており、クラッチペダル１１によって断接操作される。主クラッチ２０の接続状態では、エンジン動力が第１ドライブシャフト２６に伝動される。

主変速装置２１は、並列に配置される第１ドライブシャフト２６と第１セレクトシャフト２７との間に構成される。第１ドライブシャフト２６及び第１セレクトシャフト２７には、常時噛み合う４つの歯車列２８ａ，２９ａ、２８ｂ，２９ｂ、２８ｃ，２９ｃ、２８ｄ，２９ｄが設けられる。また、従動側の対となる歯車２９ａ，２９ｂの間、及び歯車２９ｃ，２９ｄの間には、それぞれ、主変速レバー１２の操作に応じて前後にスライドし、歯車２９ａ～２９ｄに選択的に噛み合うシンクロメッシュ式のスリーブ３０ａ、３０ｂが設けられる。つまり、主変速装置２１は、エンジン動力を４段に変速して第１セレクトシャフト２７に伝動する機械的な歯車変速装置を構成している。

前後進切換装置２２は、油圧クラッチ式であり、第１セレクトシャフト２７の後部に連なる第２ドライブシャフト３１に前進駆動歯車３２と後進駆動歯車３３を備える。また、第２ドライブシャフト３１と並列するバックシャフト３４には、後進駆動歯車３３に噛み合うアイドル歯車３５が遊転自在に設けられる。さらに、前後進切換装置２２は、前進油圧クラッチＦ及び後進油圧クラッチＲが設けられたシャトルシャフト３６を備える。

前進油圧クラッチＦ及び後進油圧クラッチＲは、２パック式の湿式多板クラッチで構成されており、一対のクラッチハブ３７を１つのクラッチドラム３８に選択的に断接させる。一対のクラッチハブ３７は、前進従動歯車３９と後進従動歯車４０を一体に備え、シャトルシャフト３６にベアリングを介して支持される。前進従動歯車３９は、前述の前進駆動歯車３２と常時噛み合い、後進従動歯車４０はアイドル歯車３５と噛み合うことで、一対のクラッチハブ３７が互いに逆方向に回転する。

そして、前進油圧クラッチＦに作動油を供給すると、シャトルシャフト３６に正回転が伝達され、後進油圧クラッチＲに作動油を供給すると、シャトルシャフト３６に逆回転が伝達され、また、前進油圧クラッチＦ及び後進油圧クラッチＲに対する作動油の供給を断つと、シャトルシャフト３６への伝動が断たれる。ただし、前後進切換装置２２は、主変速装置２１の下流側に設けられており、伝達するトルクが大きいため、前進油圧クラッチＦ及び後進油圧クラッチＲが切り状態（前後進切換レバー１４が中立位置）であっても、連れ回りが発生する可能性がある。特に、作動油の粘性が高い低温時に連れ回りが発生しやすい。

超低速変速装置２３は、常時噛み合い式の歯車変速装置で構成されており、シャトルシャフト３６から動力が伝達される第３ドライブシャフト４１と、第３ドライブシャフト４１と並列に配置される第２セレクトシャフト４２と、シャフト４１、４２間で常時噛み合う２つの歯車列４３ａ～４３ｆ、４４ａ，４４ｂと、第２セレクトシャフト４２上で歯車４３ｆ、４４ｂ間に配置され、副変速レバー１３の操作に応じて歯車４３ｆ、４４ｂに選択的に噛み合うスリーブ４５と、を備える。このような超低速変速装２３によれば、シャトルシャフト３６から伝達される動力を超低速と標準速の２段に変速して第２セレクトシャフト４２に伝達することができる。

副変速装置２４は、常時噛み合い式の歯車変速装置であり、第２セレクトシャフト４２に連結されるサブシャフト４６と、サブシャフト４６と並列に配置されるピニオンシャフト４７と、サブシャフト４６とピニオンシャフト４７との間で常時噛み合う２つの歯車列４８ａ，４８ｂ、４９ａ，４９ｂと、ピニオンシャフト４７上で従動側の歯車４８ｂ、４９ｂ間に配置され、副変速レバー１３の操作に応じて歯車４８ｂ、４９ｂに選択的に噛み合うスリーブ５０と、を備える。このような副変速装置２４によれば、第２セレクトシャフト４２から伝達された動力を低速と高速の２段に変速してピニオンシャフト４７に伝達することができる。

そして、ピニオンシャフト４７は、その後端に設けるベベル歯車４７ａによって後輪５の差動装置（図示せず）を作動させる。また、ピニオンシャフト４７の前端に設けられる歯車５１は、前輪倍速装置２５に動力を伝達する。

前輪倍速装置２５は、第４ドライブシャフト５２と、第４ドライブシャフト５２に設けられ、歯車５１と噛み合う従動歯車５３と、第４ドライブシャフト５２に設けられる一対の駆動歯車５４、５５と、第４ドライブシャフト５２と並列に配置されるＱＴシャフト５６と、ＱＴシャフト５６に回転自在に支持され、駆動歯車５４、５５の夫々と常時噛み合う一対の従動歯車５７、５８と、前後進切換装置２２に設ける油圧クラッチと同様な２パック式の湿式多板クラッチ５９と、を備える。

そして、湿式多板クラッチ５９の前後２つの油圧クラッチＡ、Ｂに共に作動油を供給しない状態では、ＱＴシャフト５６が駆動されず、トラクタ１は後輪５のみを駆動する２輪駆動状態となる。また、後方側の油圧クラッチＢに作動油を供給すると、ＱＴシャフト５６は標準速で駆動され、ＱＴシャフト５６に連結される４ＷＤシャフト６０などを介して、前輪４を後輪５の周速と略同じ周速で駆動する４輪駆動状態となる。

一方、前方側の油圧クラッチＡに作動油を供給すると、ＱＴシャフト５６は倍速で駆動され、ＱＴシャフト５６に連結される４ＷＤシャフト６０などを介して、前輪４を後輪５の周速の略２倍となる周速で駆動する倍速駆動状態となる。なお、上記倍速駆動状態は、例えば、前輪４を所定の切れ角以上に操舵した場合に、４輪駆動状態から自動的に切換えるものであり、これによりトラクタ１は小回り旋回が可能となる。

つぎに、トラクタ１の油圧構成について、図４を参照して説明する。図４に示すように、トラクタ１は、エンジンＥの動力で駆動される油圧ポンプＰ１、Ｐ２と、油圧ポンプＰ１、Ｐ２から供給される作動油で作動する各種の油圧機器と、を備える。各種の油圧機器には、前述した前後進切換装置２２の一対の油圧クラッチＦ、Ｒや前輪倍速装置２５の一対の油圧クラッチＡ、Ｂに加え、前輪操舵力をアシストするパワステシリンダ６１と、作業機装着部６に装着された作業機を昇降させるリフトシリンダ６２と、作業機装着部６に装着された作業機を左右に傾斜させるリフトロッドシリンダ６３と、機体旋回時に旋回内側の後輪５を自動的に制動する一対のオートブレーキシリンダ６４Ｌ、６４Ｒと、が含まれる。

前輪倍速装置２５の一対の油圧クラッチＡ、Ｂは、電磁方向切換バルブである２ＷＤバルブ６５及び倍速バルブ６６の選択的な切り換えに基づいて断接され、２駆状態、４駆状態及び前輪倍速状態を現出させる。

図５に示すように、トラクタ１は、少なくとも２ＷＤバルブ６５及び倍速バルブ６６を制御可能な制御部７０を備える。制御部７０の入力側には、トラクタ１の車速を検出する車速センサ７１と、副変速レバー１３の操作位置を検出する副変速レバーＳＷ７２と、前後進切換レバー１４の操作位置を検出する前後進切換レバーＳＷ７３と、が接続されており、制御部７０の出力側には、２ＷＤバルブ６５及び倍速バルブ６６が接続されている。

制御部７０は、前後進切換装置２２が連れ回りを起こしやすい条件下で、前輪倍速装置２５のいずれかの油圧クラッチＡ、Ｂを接続させる連れ回り防止制御を実行する。このような連れ回り防止制御によれば、前輪倍速装置２５の接続に応じて、前輪４から走行系伝動経路１７に大きな制動力が入力されるので、前後進切換装置２２の連れ回りを効果的に抑制することができる。

また、連れ回り防止制御で使用する前輪倍速装置２５は、前後進切換装置２２の下流側に設けられる既存の油圧クラッチであるため、油圧クラッチの追加を不要とし、部品点数の増加や構造の複雑化を回避できる。

また、制御部７０は、連れ回り防止制御を実行する所定の条件として、前後進切換レバー１４が中立位置、又は機体走行速度が所定速度以下という条件を含む。このようにすると、機体停止時又は停止直前に前輪倍速装置２５の油圧クラッチＡ、Ｂを作動させて機体を確実に停止させることができる。

つぎに、上記のような制御部７０の機能を実現する処理手順について、図６を参照して説明する。

図６に示すように、制御部７０は、まず、機体が停止中であるか否かを判断し（Ｓ１）、この判断結果がＹＥＳの場合は、前後進切換レバー１４が中立位置であるか否かを判断する（Ｓ２）。制御部７０は、この判断結果がＹＥＳの場合、連れ回り防止制御を開始し（Ｓ３）、判断結果がＮＯの場合、連れ回り防止制御を解除する（Ｓ４）。これにより、前後進切換レバー１４が中立位置である場合に、前後進切換装置２２の連れ回りに起因する機体移動を防止し、機体を停止状態に維持することができる。

制御部７０は、ステップＳ１の判断結果がＮＯの場合、機体が停止移行中であるか否かを判断し（Ｓ５）、この判断結果がＮＯの場合は、連れ回り防止制御を解除し（Ｓ６）、判断結果がＹＥＳの場合は、前輪倍速装置２５が４駆状態であるか否かを判断する（Ｓ７）。そして、制御部７０は、この判断結果がＮＯの場合、直ちに連れ回り防止制御を開始する一方（Ｓ８）、判断結果がＹＥＳの場合は、前輪倍速装置２５を一旦２駆状態に切り換えた後（Ｓ９）、次回のステップＳ７の判断結果に応じて連れ回り防止制御を開始する（Ｓ８）。これにより、機体の停止移行中における前後進切換装置２２の連れ回りを防止し、機体を確実に停止させることができる。

叙述の如く構成された本実施形態によれば、走行系伝動経路１７に設けられ、走行動力を変速する主変速装置２１と、走行系伝動経路１７において主変速装置２１の下流側に設けられ、前後進を切り換える前後進切換装置２２と、を備えるトラクタ１であって、走行系伝動経路１７において前後進切換装置２２の下流側に設けられる前輪倍速装置２５と、前輪倍速装置２５の油圧クラッチＡ、Ｂを制御する制御部７０と、を更に備え、制御部７０は、所定条件下で前輪倍速装置２５のいずれかの油圧クラッチＡ、Ｂを作動させるので、走行系伝動経路１７に制動力を作用させ、前後進切換装置２２の連れ回りを抑制できる。

また、前輪倍速装置２５の油圧クラッチＡ、Ｂを利用して前後進切換装置２２の連れ回りを抑制するので、前輪倍速装置２５を備えるトラクタ１では、専用の油圧クラッチの追加を不要とし、部品点数の増加や構造の複雑化を回避できる。

また、所定条件は、前後進切換レバー１４が中立位置、又は機体の走行速度が所定速度以下（停止移行中）という条件を含むので、機体停止時又は停止直前に前輪倍速装置２５の油圧クラッチＡ、Ｂを作動させて機体を確実に停止させることができる。

１トラクタ
１４前後進切換レバー
１７走行系伝動経路
２１主変速装置
２２前後進切換装置
２５前輪倍速装置
６５２ＷＤバルブ
６６倍速バルブ
７０制御部
７１車速センサ
７３前後進切換レバーＳＷ
Ａ、Ｂ油圧クラッチ

Claims

走行駆動系の動力伝達経路に設けられ、走行動力を変速する変速機構と、
前記動力伝達経路において前記変速機構の下流側に設けられ、前後進を切り換える前後進切換クラッチと、を備える作業車両であって、
前記動力伝達経路において前記前後進切換クラッチの下流側に設けられる油圧クラッチと、
前記油圧クラッチを制御する制御部と、を更に備え、
前記制御部は、所定条件下で前記油圧クラッチを作動させることを特徴とする作業車両。
前記油圧クラッチは、後輪のみを駆動させる２輪駆動状態と前輪及び後輪を駆動させる４輪駆動状態との切り換えを行う２駆・４駆切換クラッチ、又は前輪の動力を増速させる前輪増速クラッチであることを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
前記所定条件は、前後進切換操作具が中立位置、又は機体の走行速度が所定速度以下という条件を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の作業車両。