JP5017799B2 - トラクタ - Google Patents

Description

この発明は、トラクタに関するものである。

従来からトラクタ等の動力車両には油圧クラッチを用いた変速装置が用いられている。一般的には、機体の前後進操作を行なうリバーサ機構に油圧クラッチを用いたり、主変速装置に油圧クラッチを用いることが多い。特に大型のトラクタでは操作性の向上を図る目的と、クラッチ接続時のショックを軽減する目的から主変速装置のみならず副変速装置まで油圧クラッチを用いることが多い。例えば、特許文献１には、エンジンの後方に油圧式リバーサ機構を設け、その伝動後位に４段変速が可能な油圧式主変速装置と副変速装置を設けたものが記載されている。
特開平8-338525号公報（図１）

ところで、前記のような農業用トラクタでは、各種作業や走行状態に対応して、変速スイッチや変速レバーで電気的に前記変速装置を適宜アップダウン操作するものであるが、牽引負荷が大きい時に前記クラッチの昇圧操作が遅いと車両が急減速され、下り坂では急加速してしまいトラクタの操作性が悪いという課題が有った。

また同クラッチを常に急速に昇圧すると、ショックが生じ変速フィーリングが悪いという課題が有った。
この発明が解決しようとする課題は、前記湿式多板形態の油圧クラッチで構成された変速装置を、走行状態に応じた昇圧とし、車両の操作性及び変速フィーリングを損なわない車両の変速制御装置を提供することにある。
また、故障により複数の変速装置に油圧が作動しなくなる状態や、故障により複数の変速装置に油圧が作用し続ける状態においても、複数の変速装置は所定速で動力を伝達できるようにして油圧が故障しても走行可能にする。

このため、請求項１の発明は、次のような構成を採用した。
即ち、エンジン（５）の回転を、主クラッチ装置と、湿式多板形態の高低切替クラッチを有する複数の変速装置（９ａ，９ｂ，９ｃ）とを介して走行装置（２，３）へ伝達するトラクタであって、
前記主クラッチ装置は、湿式多板形態の前進クラッチ（Ａ）及び後進クラッチ（Ｂ）からなる前後進切替装置（８）で構成し、
前記主クラッチ装置に、比例制御弁（１２１）への通電操作でクラッチディスクの圧着状態を調整するアクチュエータ（４６）を備え、
前記各変速装置（９ａ，９ｂ，９ｃ）に、比例制御弁（１２３，１２４，１２５）への通電操作でクラッチディスクの圧着状態を調整するアクチュエータ（６３，２６３，２６４）を備え、
第一主変速装置（９ａ）の第一高低切替クラッチ（Ｃ，Ｄ）と前後進クラッチ（Ａ，Ｂ）は、固定ドラム（５０）に対して中央の仕切壁（５５）を挟んで前側に前後進クラッチ（Ａ，Ｂ）を設け、仕切壁（５５）の後側に第一高低切替クラッチ（Ｃ，Ｄ）を設ける構成とし、
前進クラッチ（Ａ）は後進クラッチ（Ｂ）よりも半径方向内側に配置して前進クラッチ（Ａ）と後進クラッチ（Ｂ）は前後方向で重なる構成とし、第一主変速装置（９ａ）の低速クラッチ（Ｃ）は高速クラッチ（Ｄ）よりも半径方向内側に配置して低速クラッチ（Ｃ）と高速クラッチ（Ｄ）は前後方向で重なる構成とし、
第一主変速装置（９ａ）の後方に第二主変速装置（９ｂ）と第三主変速装置（９ｃ）を備え、
第二主変速装置（９ｂ）の高低クラッチ（Ｅ，Ｆ）と第三主変速装置（９ｃ）の高低クラッチ（Ｇ，Ｈ）は、固定ドラム（２５０）に対して中央の仕切壁（２５５）を挟んで前側に第二主変速装置（９ｂ）の高低クラッチ（Ｅ，Ｆ）を設け、仕切壁（２５５）の後側に第三主変速装置（９ｃ）の高低クラッチ（Ｇ，Ｈ）を設ける構成とし、
第二主変速装置（９ｂ）の低速クラッチ（Ｆ）は高速クラッチ（Ｅ）に対して半径方向外側に配置して低速クラッチ（Ｆ）と高速クラッチ（Ｅ）は前後方向で重なる構成とし、第三主変速装置（９ｃ）の低速クラッチ（Ｈ）は高速クラッチ（Ｇ）に対して半径方向外側に配置して低速クラッチ（Ｈ）と高速クラッチ（Ｇ）は前後方向で重なる構成とし、
前記第一主変速装置（９ａ）、第二主変速装置（９ｂ）及び第三主変速装置（９ｃ）に油圧が作用しない状態でも第一主変速装置（９ａ）、第二主変速装置（９ｂ）及び第三主変速装置（９ｃ）は所定速で動力伝達するように構成したことを特徴とするトラクタとした。

（請求項１の作用）
以上のように構成した請求項１の発明では、油圧が故障して油圧が作用しない状態でも第一主変速装置（９ａ）、第二主変速装置（９ｂ）及び第三主変速装置（９ｃ）は所定速で動力伝達する。

また請求項２の発明では、エンジン（５）の回転を、主クラッチ装置と、湿式多板形態の高低切替クラッチを有する複数の変速装置（９ａ，９ｂ，９ｃ）とを介して走行装置（２，３）へ伝達するトラクタであって、
前記主クラッチ装置は、湿式多板形態の前進クラッチ（Ａ）及び後進クラッチ（Ｂ）からなる前後進切替装置（８）で構成し、
前記主クラッチ装置に、比例制御弁（１２１）への通電操作でクラッチディスクの圧着状態を調整するアクチュエータ（４６）を備え、
前記各変速装置（９ａ，９ｂ，９ｃ）に、比例制御弁（１２３，１２４，１２５）への通電操作でクラッチディスクの圧着状態を調整するアクチュエータ（６３，２６３，２６４）を備え、
第一主変速装置（９ａ）の第一高低切替クラッチ（Ｃ，Ｄ）と前後進クラッチ（Ａ，Ｂ）は、固定ドラム（５０）に対して中央の仕切壁（５５）を挟んで前側に前後進クラッチ（Ａ，Ｂ）を設け、仕切壁（５５）の後側に第一高低切替クラッチ（Ｃ，Ｄ）を設ける構成とし、
前進クラッチ（Ａ）は後進クラッチ（Ｂ）よりも半径方向内側に配置して前進クラッチ（Ａ）と後進クラッチ（Ｂ）は前後方向で重なる構成とし、第一主変速装置（９ａ）の低速クラッチ（Ｃ）は高速クラッチ（Ｄ）よりも半径方向内側に配置して低速クラッチ（Ｃ）と高速クラッチ（Ｄ）は前後方向で重なる構成とし、
第一主変速装置（９ａ）の後方に第二主変速装置（９ｂ）と第三主変速装置（９ｃ）を備え、
第二主変速装置（９ｂ）の高低クラッチ（Ｅ，Ｆ）と第三主変速装置（９ｃ）の高低クラッチ（Ｇ，Ｈ）は、固定ドラム（２５０）に対して中央の仕切壁（２５５）を挟んで前側に第二主変速装置（９ｂ）の高低クラッチ（Ｅ，Ｆ）を設け、仕切壁（２５５）の後側に第三主変速装置（９ｃ）の高低クラッチ（Ｇ，Ｈ）を設ける構成とし、
第二主変速装置（９ｂ）の低速クラッチ（Ｆ）は高速クラッチ（Ｅ）に対して半径方向外側に配置して低速クラッチ（Ｆ）と高速クラッチ（Ｅ）は前後方向で重なる構成とし、第三主変速装置（９ｃ）の低速クラッチ（Ｈ）は高速クラッチ（Ｇ）に対して半径方向外側に配置して低速クラッチ（Ｈ）と高速クラッチ（Ｇ）は前後方向で重なる構成とし、
前記第一主変速装置（９ａ）、第二主変速装置（９ｂ）及び第三主変速装置（９ｃ）に油圧が作動し続ける状態でも第一主変速装置（９ａ）、第二主変速装置（９ｂ）及び第三主変速装置（９ｃ）は所定速で動力伝達する構成としたことを特徴とするトラクタとした。
（請求項２の作用）
以上のように構成した請求項２の発明では、油圧が故障して油圧が作用し続ける状態でも第一主変速装置（９ａ）、第二主変速装置（９ｂ）及び第三主変速装置（９ｃ）は所定速で動力伝達する。

これにより、請求項１の発明では、油圧が故障して油圧が作用しない状態でも第一主変速装置（９ａ）、第二主変速装置（９ｂ）及び第三主変速装置（９ｃ）は所定速で動力伝達するので、トラクタを適切な場所に移動できる。

また請求項２の発明では、油圧が故障して油圧が作用し続ける状態でも第一主変速装置（９ａ）、第二主変速装置（９ｂ）及び第三主変速装置（９ｃ）は所定速で動力伝達するので、トラクタを適切な場所に移動できる。

以下、図面に基づいてこの発明を備えた農業用トラクタを説明する。
図１はトラクタ１の側面図である。このトラクタ１は、走行装置として左右前輪２，２と左右後輪３，３を備え、ボンネット４内に搭載したエンジン５の回転動力をミッションケース６内の変速装置によって適宜減速し、その回転動力を前記前輪２，２と後輪３，３に伝達するように構成している。

なお、動力伝達経路については後述するが、前記ミッションケース６内には機体の進行方向を切替える前後進切替装置８と車速を変更する主変速装置９及び副変速装置８６が設けられている。そして、ステアリングハンドル１１の下方に設けた前後進切替レバー１０を前後方向に動かすことによって機体が前進若しくは後進するようになっている。また、前記ミッションケース６の後上部には油圧シリンダケース１４が設けられ、この油圧シリンダケース１４の左右両側にはリフトアーム１５，１５が回動自在に枢着されている。リフトアーム１５，１５とロワーリンク１６，１６との間にはリフトロッド１７，１７が介装連結され、ロワーリンク１６，１６の後部には作業機であるロータリ耕耘装置１８が連結されている。

そして操縦席１２の側方に設けた油圧操作レバー２０を上昇側に操作して油圧シリンダケース１４内に収容されている油圧シリンダ（図示省略）に作動油を供給するとリフトアーム１５，１５が上昇側に回動され、リフトロッド１７、ロワーリンク１６等を介してロータリ耕耘装置１８が上昇する。反対にこの油圧操作レバー２０を下降側に操作すると油圧シリンダ内の作動油は油圧タンクを兼ねる前記ミッションケース６内に排出され、リフトアーム１５，１５を下降回動させる。

また前記ロータリ耕耘装置１８は、耕耘部２１と耕耘部２１上方を覆うロータリカバー２２とロータリカバー２２後部に枢着されたリヤカバー２３等を有する構成となっている。

次に図２、図３、図４に基づいて動力伝達経路について説明する。
前記エンジン５の後部には、前面にフライホイール２５を収納し且つ後面にベアリング取付穴を備えたフライホイールケース２６を連結し、更にこのケース２６後部に、前記フライホイール１５と一体の出力軸２７端部のサンギヤ２７ａ、及び同ギヤ２７ａにより駆動される遊星ギヤ機構２８等を内装するミッションケース６を連結する構成となっている。

前記遊星ギヤ機構２８は、前記サンギヤ２７ａとキャリヤ３０と複数個のプラネタリギヤ３２…と出力側のサンギヤ３４等からなり、プラネタリギヤ３２…はキャリヤ３０に固着された３本のピン３５…に夫々回転自在に支持されている。１つのプラネタリギヤ３２は大小の２段ギヤ３２ａ，３２ｂを備え、前記出力軸２７の端部に形成した出力軸２７のサンギヤ２７ａがプラネタリギヤ３２の大径ギヤ３２ａに噛み合い、このプラネタリギヤ３２の小径ギヤ３２ｂはキャリヤ３０にピン３７にて支持されたギヤ３９に噛み合い、このギヤ３９が前記出力側サンギヤ３４に直接噛み合うように構成している。

符号４０は軸長手方向に沿うボス部４０ａを中心部に有する断面形状が椀状の回転体であり、進行方向前側が開口されており、この回転体４０は前記キャリヤ３０に図示外のボルトによって一体的に固着されている。従ってキャリヤ３０が回転するとこの回転体４０も一緒に回転する。これらキャリヤ３０と回転体４０が一体になったものは前後２箇所のベアリング４１，４２によって支持されている。

また前記出力側サンギヤ３４は、この後部に断面形状をクランク状とし、且つ半径方向外側に向けて径が大きく拡がった円筒部３４ｂが形成され、この円筒部３４ｂには前後方向に沿うスリット３４ｃが設けられ、このスリット３４ｃにドーナツ状のクラッチディスク４４…が複数枚、前後に移動はできるが回転はできない状態で嵌合装着されている。通常の状態ではこれらクラッチディスク４４同士の間隔は開いていて動力を伝達する状態にはなっていない。

そして前記回転体４０の内側に嵌合されたピストン４６がシリンダ室４７内に流入した作動油によって前側に移動させられると前記クラッチディスク４４…は圧着されて前記キャリヤ３０とサンギヤ３４を一体化する。この状態ではサンギヤ３４とスプライン嵌合している伝動軸４８が正転方向に回転させられて機体は前進する。

なお、このトラクタ１では、前記ピストン４６とクラッチディスク４４とで前後進切替装置８の前進クラッチを構成するものであり、以下前進用のクラッチを前進クラッチＡと呼ぶ。またこの前進クラッチＡの半径方向外側には後述する後進クラッチＢが設けられ、全体で主クラッチ装置を兼ねる構成となっている。

また前進クラッチＡと後進クラッチＢを収容する固定ドラム５０は円筒状をなし、中央部には前後の空間部を仕切る仕切壁５５が設けられている。前記固定ドラム５０は、外周部に突部５０ｂが一体的に設けられ、この突部５０ｂをミッションケース６内の適当箇所に設けた内壁に固定して固定ドラム５０を支持する構成となっている。

また前記前進クラッチＡと後進クラッチＢとの間を仕切るように介装された回転体４０のスリット部４０ａと、固定ドラム５０の外周縁前端部のスリット部５０ａとの間にもドーナツ状に形成された複数のクラッチディスク５２…が介装され、このクラッチディスク５２…をシリンダ室５８内に収容された後進用のピストン５３が押圧するとキャリヤ３０が固定されて回転を停止し、前記出力側サンギヤ３４のみが回転させられ、その結果、伝動軸４８が逆向きに回転し、機体を後進させるようにしている。上記説明から明らかなように、後進クラッチＢは、ピストン５３とクラッチディスク５２とで構成されている。

また前記固定ドラム５０の仕切壁５５には油路５７が形成されており、この油路５７と前進用のシリンダ室４７、後進用のシリンダ室５８が夫々接続され、作動油が各シリンダ室に流入する構成となっている。

一方、仕切壁５５の後側空間部には、前側と同じように半径方向に２室が設けられ、半径方向の内側の室には皿バネ（付勢手段）６０が設けられ、外側の室にはシリンダ室６２とピストン６３（アクチュエータ）が設けられている。符号６５は前側空間部に配設された回転体４０に相当する第２の回転体であり、固定ドラム５０に設けたベアリング６６により回転自在に支持されている。また前記回転体６５の外周には前後方向に沿うスリット６８が複数箇所設けられ、このスリット６８…と伝動軸４８の大径部４８ａとの間には軸長手方向には移動できるが回転はできない状態で複数個のクラッチディスク７０…が介装されている。この回転体６５のスリット６８…と固定ドラム５０の後部外周に設けた前後方向に沿うスリット７２…との間にも軸長手方向には移動できるが回転はできない状態で複数個のクラッチディスク７４…が介装されている。

また更に前記両クラッチディスク７０，７４の間には、これを仕切る１枚のセパレータプレート７５が設けられ、このセパレータプレート７５を前記皿バネ６０で常時前側に向けて押圧すべく構成している。この皿バネ６０によりセパレータプレート７５は前記ピストン６３を非作動側に押し戻される。

即ち、このセパレータプレート７５は前後方向に移動可能な状態でクラッチディスク７０とクラッチディスク７４との間に設けられており、常態では半径方向内側のクラッチディスク７０同士を圧着して外側のクラッチディスク７４間には隙間がある状態としている。反対にシリンダ室６２内に作動圧油を流入させてピストン６３を後方へ移動させると半径方向外側のクラッチディスク７４同士は圧着されるが半径方向内側のクラッチディスク７０同士には隙間が生じるように構成している。

なお、このトラクタ１では内側の皿バネ６０とクラッチディスク７０を低速クラッチＣと呼び、その外側のピストン６３とクラッチディスク７４を高速クラッチＤと呼び、全体を第一高低切替クラッチ（Ｃ，Ｄ）と呼ぶものとする。

更に前記の第２回転体６５の後部には、遊星ギヤ機構２８、詳しくは前側キャリヤ３０と同じようにキャリヤ７７が一体的に固着され、このキャリヤ７７にもピン７８によってプラネタリギヤ７９が回転自在に支持されている。

前記プラネタリギヤ７９は大径ギヤ７９ａと小径のギヤ７９ｂからなり、大径ギヤ７９ａは前記伝動軸４８側のサンギヤ８２に噛み合い、小径のギヤ７９ｂは出力軸８０側のサンギヤ８０ａに噛み合っている。

このような構成において、皿バネ６０によってセパレータプレート７５がクラッチディスク７０…を押圧しているときは伝動軸４８と回転体６５とが一体となり、従って後キャリヤ７７も回転体６５と一体となってベアリング６６の周りを回転し、出力軸８０から低速の回転が取り出されるように構成している。

そして、前記シリンダ室６２に作動油が供給されると皿バネ６０に抗してピストン６３が後方へ向けて移動し、回転体６５及びキャリヤ７７を固定ドラム５０に押し付け、これらを固定する。このため、伝動軸４８の回転は伝動軸４８の後方寄り部位に設けられたサンギヤ８２、プラネタリギヤ７９等を順次介して出力軸８０側に取り出される。この場合、先の場合よりも比較的増速された回転が出力軸８０から取り出されることになる。言い換えると、低速クラッチＣが繋がった状態では低速状態となり、高速クラッチＤが接続されると高速状態に切り替るように構成している。なお、これら遊星ギヤ機構２８と前記第一高低切替クラッチ（Ｃ，Ｄ）を合わせて第一主変速装置９ａと呼ぶこととする。

以上のように、固定ドラム５０に対して中央の仕切壁５５を挟んで前側に前進クラッチＡと後進クラッチＢが設けられ、仕切壁５５の後側には低速クラッチＣと高速クラッチＤが設けられ、前記前進クラッチＡは後進クラッチＢよりも半径方向内側にあり、低速クラッチＣは高速クラッチＤよりも内側に設けられているのである。しかも、前進クラッチＡと後進クラッチＢとは前後方向において重なり、低速クラッチＣと高速クラッチＤも前後方向に一部重なるように構成したので、４つのクラッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有するものでありながら変速装置の前後方向の長さを大幅に短縮することができるのである。

またこの発明では、固定ドラム５０の前側において、半径方向内側に前進クラッチＡを設け、その外側に後進クラッチＢを設け、キャリヤ３０とサンギヤ３４を一体化して直接伝達する側を前進とし、後進側をプラネタリギヤ３２を介したギヤ伝達としたので、使用頻度が高い前進側の動力伝達効率が良く馬力の損失なども少なくなるものである。

また前記第一主変速９ａの後方には、前記出力軸８０から取り出された回転動力を更に４段に変速する第二主変速装置９ｂと第三主変速装置９ｃを備える構成となっている。
詳しくは、前記前後進切替装置８及び第一主変速装置９ａを収容する前側の変速ユニット８３に対して４段変速が可能な後側の変速ユニット８４が設けられ、この変速ユニット８４は、前記前側の変速ユニット８３のうち、第一主変速装置９ａの部分だけを取り出してこれを前後対称に設けて、第二主変速装置９ｂと第三主変速装置９ｃを構成している。そして、前側の変速ユニット８３における第一高低切替クラッチ（Ｃ，Ｄ）に相当する第二高低切替クラッチ（Ｅ，Ｆ）で２段の変速が行ない、後側の変速ユニット８４の第三高低切替クラッチ（Ｆ，Ｈ）で更に４段の変速が行なって、走行変速段数は全部で８段の変速が可能となっている。

図３と図４に基づいて、前記後側の変速ユニット８４の構成について概略説明すると、固定ドラム２５０の前後中央部には仕切壁２５５が設けられ、この仕切壁２５５を挟んで前側の空間部に第二主変速装置９ｂの高速クラッチＥと低速クラッチＦが収容され、後側の空間部に第三主変速装置９ｃの高速クラッチＧと低速クラッチＨが収容されている。前記第二主変速装置９ｂの高速クラッチＥは皿バネ２６０とクラッチディスク２７０で構成され、低速クラッチＦはピストン２６３とクラッチディスク２７４で構成され、この低速クラッチＦは高速クラッチＥに対して半径方向外側に設けられ、両クラッチＥ，Ｆは前後方向において一部重なるように設けられている。

また仕切壁２５５の後側には第三主変速装置９ｃの高速クラッチＧと低速クラッチＨが収容され、第３クラッチＧは皿バネ２６１とクラッチディスク２７１で構成され、低速クラッチＨはピストン２６４とクラッチディスク２６２で構成されている。また前記低速クラッチＨは高速クラッチＧに対して半径方向外側に設けられ、前後方向においては一部クラッチ同士が重なるように配置される。

また前記第二主変速装置９ｂの２組のクラッチディスク２７０，２７４を前後方向に移動自在に嵌合支持している前側の回転体３００はベアリング３０２によって固定ドラム２５０に回転自在に支持され、この回転体３００の前端部はプラネタリギヤ３０４を支持するキャリヤ３０６と一体的に構成されている。プラネタリギヤ３０６は２段ギヤで構成され、大径のギヤ３０４ａは出力軸８０後端のサンギヤ３１０に噛み合い、小径ギヤ３０４ｂは第２伝動軸３２０にスプライン嵌合されたサンギヤ３１６に噛み合う。皿バネ２６０によってセパレータプレート２７５は常時後側へ向けて押圧され、高速クラッチＥの入り状態を保つ。即ち、サンギヤ３１６とキャリヤ３０６は一体となって高速で回転する。

一方、ピストン２６３が前側へ移動され、セパレータプレート２７５を介して皿バネ２６０を前側へ移動させると、外側のクラッチディスク２７４同士が圧着されて低速クラッチＦが入りとなりキャリヤ３０６及び回転体３００を固定ドラム２５０に押し付ける。

この結果、前側の変速ユニット８３側の出力軸８０の回転は遊星ギヤ機構２８のプラネタリギヤ３０４を経由してサンギヤ３１６及びこれにスプライン嵌合された第２伝動軸３２０に動力が伝達される。この場合、前記高速クラッチＥが接続されているときよりも減速比が大きく、回転速度はやや遅くなるようにギヤ比が設定される。

また仕切壁２５５を挟んだ後側空間部、即ち第三主変速装置９ｃにおいても同様であり、常態においては皿バネ２６１によりセパレータプレート３２２を介して小径ドーナツ状のクラッチディスク２７１が押圧され、高速クラッチＧが入り状態となる。

一方、ピストン２６４が後方へ向けて押圧されると半径方向外側のクラッチディスク２６２同士が圧着され、低速クラッチＨが入り状態となる。高速クラッチＧが入り状態となるか、低速クラッチＨが入り状態となるかによって第３出力軸３５０の回転速度が変わる。即ち、高速クラッチＧが入りになると第２伝動軸３２０後端のサンギヤ３３０とキャリヤ３２８は一体となって回転し、低速クラッチＨが入り状態になると回転体３２４とキャリヤ３２８は停止され、第２伝動軸３２０の回転は比較的低速回転でサンギヤ３３０、プラネタリギヤ３３２を順次介して第３出力軸３５０に伝達される。

以上のように、前記トラクタ１の主変速装置９では、最も動力上手側に設定された第一高低切替クラッチ（Ｃ，Ｄ）による動力の減速比（入力軸に対する出力時の回転）を、１以上、即ち増速となる設定とし、第二高低切替クラッチ（Ｅ，Ｆ）と第三高低切替クラッチ（Ｇ，Ｈ）による動力の減速比を１以下、即ち減速となる設定としている（図７参照）。

よって、例えば、主変速における最低速位置となる第１速は、第一高低切替クラッチのピストン６３が非作動、即ちコントローラ（制御手段）７による通電が「切（ＯＦＦ）」で、第二高低切替クラッチのピストン２６３が作動、即ちコントローラ７による通電が「入（ＯＮ）」で、第三高低切替クラッチのピストン２６４が作動、即ちコントローラ７による通電が「入（ＯＮ）」の組合わせとなっている。

また主変速における最高速位置となる第８速では、第一高低切替クラッチのピストン６３が作動、即ちコントローラ７による通電が「入（ＯＮ）」で、第二高低切替クラッチのピストン２６３が非作動、即ちコントローラ７による通電が「切（ＯＦＦ）」で、第三高低切替クラッチのピストン２６３非作動、即ちコントローラ７による通電が「切（ＯＦＦ）」の組合わせとなっている。

また３つの高低切替クラッチのピストンが作動、即ちコントローラ７の通電が全て「入（ＯＮ）」となった場合には、第２速となり、３つの高低切替クラッチのピストンが非作動、即ちコントローラ７の通電が全て「切（ＯＦＦ）」となった場合には、中速位置、詳しくは第７速となる設定となっている。

これにより、トラクタ１の主変速装置９では、油圧系または電気系にトラブルが生じて、前記３つの高低切替クラッチのピストン全てに油圧がかからない状態に陥っても、主変速装置９は中速位置、詳しくは第７速に設定され、反対に３つの高低切替クラッチのピストンに油圧がかかり続ける状態に陥っても、第２速に設定されるので、適度な速度で車両を迅速且つ安全に、修理場等へ移動することができる。

更に図４の動力伝達線図に基づいてこの主変速装置９の下手側に構成された副変速装置８６について説明する。
副変速装置８６は、前記主変速装置９にて適宜変速された回転を第三出力軸３５０から、各減速ギヤまたはクラッチを介して同軸上の副変速軸８７へ伝える変速装置である。

副伝動軸８７上に設けられた前側の副変速第一シフタ８８を前方に移動させると副変速の「高速Ｈ」が得られ、この副変速第一シフタ８８を後側に移動させると副変速の「中速Ｍ」が得られ、後側の副変速第二シフタ８９を後方へ移動させると副変速の「低速Ｌ」が得られ、これらの変速された回転動力がドライブピニオン軸９１に伝達される。ドライブピニオン軸９１の動力は更に後輪デフ装置９２、後輪最終減速機構９３を介して後車軸９４に伝達される。

一方、ドライブピニオン軸９１から分岐した前輪駆動用の動力は、等速四駆クラッチ９５と増速クラッチ９６からなる前輪増速装置９７に伝達され、等速四駆クラッチ９５が接続されると後輪３と前輪２の周速度が略等しい状態で前後輪２，３が駆動され、増速クラッチ９６が接続されると前輪駆動軸９８は増速回転され、前輪２は後輪３よりもその周速度が倍になって回転するように構成されている。なお、図４において符号９９は前輪デフ装置、１００は前輪ファイナルケース部の減速機構、１０１は前輪最終減速機構である。

以上のように構成したトラクタ１の走行系の動力伝達機構では、図７に示すように、８段の主変速と３段の副変速で前後各２４段の変速位置を得ることができる。
次に同図に基づいてＰＴＯ系の動力伝達機構を説明する。

前記エンジン５の回転動力は、ギヤ機構１０４を介してＰＴＯクラッチ１０６へ伝達され、同クラッチ１０６にて入切された回転動力は、高低２段の切替が可能なＰＴＯ変速装置１０９にて適宜変速され、ＰＴＯ伝動軸１０５を介して更にこの後方に備えた正逆転切替装置１０８に伝達される構成となっている。そして、この正逆転切替装置１０８で正逆切り替えられた回転がＰＴＯ軸１１０から取り出される構成となっている。従って、この実施例では正転、逆転とも２段の回転がとれるようになっている。

次に図５に示す油圧回路について説明する。
油圧ポンプ１１５から送り出された作動油は、比例減圧弁１２０に入って一定の圧力に保持され、回路上手から順に、前記前進クラッチＡと後進クラッチＢのピストン４６，５３と、第一主変速装置９ａの高速クラッチＤを作動させるピストン６３と、第二主変速装置９ｂの低速クラッチＦを作動させるピストン２６３と、第三主変速装置９ｃの低速クラッチＨを作動させるピストン２６４を夫々制御する比例制御弁１２１，１２２，１２３，１２４，１２５に送られる。これらの比例制御弁は、前記コントローラ７からの通電指令によって弁の開口量が制御される。例えば、前記前進クラッチＡと後進クラッチＢは、クラッチペダル１２９の回動基部に設けられたポテンショメータ１２８からの信号を受けて比例制御がなされる。

したがって、従来の機械式クラッチを有するトラクタや自動車のようにクラッチペダル１２９の踏込量に応じて、またエンジンの負荷状態応じて、半クラッチ状態を作り出し、車速を無段階に得ることができる。また前記クラッチペダル１２９が最大ストロークで踏み込まれた場合、若しくは前後進切替レバー１０が中立位置に設定された場合、若しくは変速レバー１３が中立位置に設定された場合は、前記前後進切替装置８に係るクラッチＡ，Ｂを切位置に保持すると共に、主変速装置９に係るクラッチもすべて切位置、即ち出力回転が無回転になる位置に設定する構成となっている。

更に前進クラッチＡと後進クラッチＢに対しては２組の比例制御弁１２１，１２２だけでなく２位置４ポート式の１個の切替制御弁１３５が並列に設けられており、この切替弁１３５は、通常は両クラッチＡ，Ｂとミッションケース６との間を遮断するが、前記クラッチペダル１２９基部に備えた最大踏込操作検出スイッチ１３０がＯＮするとこの切替弁１３５が開口側に移動して前進クラッチＡあるいは後進クラッチＢ室内の作動油が油圧タンク６側に戻るようにしているのである。

即ち、クラッチペダル１２９を終端まで踏み込むとシリンダ室内に流入していた作動油がミッションケース６に戻るために走行系動力は中立状態になって機体が停止するのである。

次に図８に基づいて、前記変速装置９，８６の操作系について説明する。
前記操縦席１２の側方には、変速レバー１３を設け、このレバーグリップに変速スイッチ（増速スイッチ１３Ａ，減速スイッチ１３Ｂ）を備え、この増速スイッチ１３Ａを押し込む毎に、前記主変速位置９を１段ずつアップし、減速スイッチ１３Ｂ押し込む毎に主変速位置を１段ずつダウンする構成となっている。また同変速レバー１３を、略「ｈ」型のレバーガイド１３Ｇに沿って前後左右にシフト操作することで、前記の通り、副変速の変速位置を「低速Ｌ」，「中速Ｍ」，「高速Ｈ」の三段階に切り替える構成となっている。
また同変速レバー１３は、前記副変速「高速Ｈ」の位置、詳しくは最前方位置で左右外側に傾倒可能して「路上走行ＨＨ」位置に操作可能に構成され、同レバー１３を傾倒したときには、副変速位置を「高速Ｈ」に維持したまま、車両を路上走行状態であることを指定する構成となっている。

またこれら変速レバー１３の基部には、同レバー位置の操作位置検出する変速レバー位置検出スイッチ１３Ｌ，１３Ｍ，１３Ｈ，１３ＨＨが設けられ、前記変速スイッチ１３Ａ，１３Ｂと共にコントローラ７へ信号を送信する構成となっている。

これにより、コントローラ７では、同レバー１３が通常の副変速「低速Ｌ」，「中速Ｍ」，「高速Ｈ」位置にあるときには、トラクタ１は作業状態と判定して前記主変速装置９を１〜８段まで使用可能とし、同レバー１３が「路上走行ＨＨ」位置に傾倒した場合には、前記主変速装置を４段に制限、詳しくは図７例の通り、第一主変速装置９ａを「高」の状態を維持して、第二主変速装置９ｂと第三主変速装置９ｃの切替にて全４段の変速位置を使用可能としている。

次に、前記コントローラ７の構成について、図６に基づいて説明する。
前記コントローラ７は、内部に各種情報を処理するＣＰＵと、制御プログラムを格納するＥＥＰＲＯＭと、これら情報を一時的に記憶するＲＡＭと、他のコントローラ７と通信を行う通信器を備える構成となっている。

そしてコントローラ７の入力部には、前後進切替レバー１０基部に備えた前進操作検出スイッチ１０ｆと後進操作検出スイッチ１０ｒと、変速レバー１３に備えた増速スイッチ１０Ａ、減速スイッチ１０Ｂ、変速制御入切スイッチ１３Ｃ、変速モード手動設定器１９、同レバーの操作位置を検出する変速レバー位置検出スイッチ１３Ｌ，１３Ｍ，１３Ｈ，１３ＨＨ、エンジンのスロットル位置を検出するスロットル位置センサ５ａ、エンジン回転センサ５ｂ、クラッチペダル踏込位置センサ１２８、クラッチペダル最大踏込操検出スイッチ１３０等を接続する構成となっている。

またコントローラ７の出力部には、前記前進クラッチＡを「入」とする比例制御弁１２１のソレノイド１２１ｓ、後進クラッチＢを「入」とする比例制御弁１２２のソレノイド１２２ｓ、前後進クラッチを共に「切」とする切替制御弁１３５のソレノイド、第一主変速装置９ａの高速クラッチを「入」とする比例制御弁１２３のソレノイド１２３ｓ、第二主変速装置９ｂの低速クラッチを「入」とする比例制御弁１２４のソレノイド１２４ｓ、第三主変速装置９ｃの低速クラッチを「入」とする比例制御弁１２５のソレノイド１２５ｓ等を接続する構成となっている。

また前記コントローラ７は、他のコントローラや携帯用チェッカー１３３と通信接続できる通信器を備える構成となっている。
そして、以上のように構成したトラクタ１のコントローラ７では、前記変速レバー１３に備えた変速制御入切スイッチ１３Ｃの入切設定により、図１０と図１１に示す変速制御が行われる。

前記変速制御では、前記変速制御入切スイッチ１３Ｃが入（ＯＮ）であるかどうかを判定し、これが切（ＯＦＦ）であれば、前記変速レバー１３の切替操作や変速スイッチ１３Ａ，１３Ｂの押込み操作に応じた主変速の切替が行なわれる。詳しくは変速レバー１３を操作し、副変速位置を切り替えた場合は、主変速位置を車速の変動が極力少なくなる最低速位置若しくは最高速位置に切り替える。また変速スイッチ１３Ａ，１３Ｂの押込み操作毎に主変速位置を１段ずつアップダウンさせる。

一方、前記変速制御入切スイッチ１３Ｃが入であるときには続けて、同レバー１３が「路上走行ＨＨ」位置に設定されているか、前記前後進切替レバー１０は前進位置であるか、スロットル位置は所定回転以上の位置に設定されているかどうかを判定し、これらが全てＹＥＳの判定であれば、アクセル操作とエンジン負荷条件による変速処理と、前記変速レバー１３の切替操作や変速スイッチ１３Ａ，１３Ｂの押込み操作に応じた主変速の切替処理が行なわれる。
この前記アクセル操作とエンジン負荷条件による変速制御は、前記主変速装置を４段に制限された状態で行なわれる切替制御であって、図１１に示すように、前記エンジン５のスロットル位置センサ５ａに応じた設定エンジン回転数と、エンジン回転センサ５ｂによる実エンジン回転数の差により、トラクタ１の走行負荷状態を検出し、この差が所定値を超えた状態が一定時間継続すると、主変速位置９を現位置から１段アップする一方、前記エンジン回転センサ９ｂによる実エンジン回転数が下がるに従い現位置からダウンする構成となっている。

また前記のようなコントローラ７により主変速位置を切り替える際には、まず図１２に示すように、目的の変速クラッチを１つずつ、１ステップないし２ステップで切り替える変速パターンをセットする。そしてこのパターンに従って前記各制御弁１２１〜１２５のソレノイドへ通電を行なって変速を開始する。

そして、各変速モードでは、図１３と図１４示す通り、前記変速モード設定器１９の設定状態に応じてクラッチが昇圧される。
変速モード設定処理では、まず前記変速モード手動設定器１９のＯＮ／ＯＦＦ状態が判定され、同スイッチ１９がＯＦＦであれば無条件に「第二変速モード」が設定される。また同スイッチ１９がＯＮであっても前記変速レバー１３が路上走行位置ＨＨであれば「第二変速モード」が設定される。その他の判定では前記「第一変速モード」が設定される。

前記「第一変速モード」では、図１４の（Ａ）の実線で示すように、主変速切替時まず前後進切替クラッチＡ，Ｂが共に切とされ、待機時間ｔ１、即ち前記主変速装置９を構成する高低切替クラッチの切り替えが完了する時間を経た後、元の前進クラッチＡ若しくは後進クラッチＢを経過時間ごとに設定された昇圧カーブに沿って全圧まで徐々に復帰させる。

また「第二変速モード」では、図１４の（Ａ）の二点鎖線と、（Ｂ）に示すように、前記前後進クラッチＡ，Ｂは共に入（全圧）状態に保持され、主変速装置９にかかる高低切替クラッチが昇圧制御される。詳しくは、当該変速元のクラッチが切操作されると共に、目的の変速クラッチが経過時間ごと設定された昇圧カーブに沿って徐々に昇圧される。

尚、図１４の（Ａ）と（Ｂ）では、図１２に示す主変速装置９の変速パターンが１ステップで完了するパターンと時間スケールを合わせて示したものであり、２ステップで主変速装置を切替える場合は、（Ｂ）の各経過時間ｔ２〜ｔ５の時間を半減して昇圧する構成となっている。また前記図１４の（Ａ）のクラッチを低圧で保持する時間ｔ３の長さは、別途備えた感度調整ダイヤルや携帯用チェッカーにより、適宜調整可能な構成となっている。

これにより、オペレータが車両の走行状態、即ち路上走行時には変速モード設定器１９を「第一変速モード」に設定することで、常に同じ位置、即ち前後進切替装置８で安定した昇圧制御を行うことができ、ショックの少ない変速を行うことができる。また負荷の係る作業時には、変速モード設定器１９を「第二変速モード」に設定することで、極力迅速に変速を完了できて、急減速や急加速を防止し、トラクタ１の操作性を損なわない。

また前記第一、第二変速モードの設定をコントローラ７の自動判断によって切替える構成としても良い。
具体的には、前記トラクタ１のリフトアーム１５若しくは油圧昇降レバー２０の基部に位置センサを備え、この位置が作業機１８を非作業位置へ上昇していると想定される上昇位置を検出しているときには、「第一変速モード」に設定し、作業状態と想定される角度を検出しているときには「第二変速モード」を設定する。若しくは、前記前後輪２，３のスリップ状態を検出するセンサを備え、一定時間ごとに前記四駆クラッチ９５及び増速クラッチ９６を共に切操作し、このスリップ率が小さいときには、走行状態とし「第一変速モード」を設定し、スリップ率が大きいときには、作業状態とし「第二変速モード」を設定する。

これにより、オペレータの負担を軽減し、また運転に不慣れなオペレータでも前記同様トラクタ１の操作性を損なわず、また変速フィーリングの良い運転ができる。

トラクタの全体側面図。 変速装置の要部の断面図（１）。 変速装置の要部の断面図（２）。 動力伝達線図。 トラクタの一部油圧回路図。 コントローラの接続状態を示すブロック図。 変速段数とクラッチの作動の関係を説明する図。 操縦席側方の斜視図。 メータパネルの正面図。 変速制御の概要を示す制御フローチャート（１）。 変速制御の概要を示す制御フローチャート（２）。 主変速切替時のクラッチ通電パターンを示す図。 変速モード設定処理 （Ａ）前後進クラッチの昇圧特性を示すタイムチャート。（Ｂ）変速装置の高低切替クラッチの昇圧特性を示すタイムチャート。

Ａ 前進クラッチ
Ｂ 後進クラッチ
Ｃ 第一主変速装置の低速クラッチ
Ｄ 第一主変速装置の高速クラッチ
Ｅ 第二主変速装置の高速クラッチ
Ｆ 第二主変速装置の低速クラッチ
Ｇ 第三主変速装置の高速クラッチ
Ｈ 第三主変速装置の低速クラッチ
１ トラクタ
２ 前輪
３ 後輪
７ コントローラ
８ 前後進切替装置
９ 主変速装置
９ａ 第一主変速装置
９ｂ 第二主変速装置
９ｃ 第三主変速装置
１０ 前後進レバー
１３ 変速レバー
１９ 変速モード設定器（手動スイッチ）
２８ 遊星ギヤ機構
５０ 固定ドラム
５５ 中央の仕切壁
６３ クラッチピストン（アクチュエータ）
８６ 副変速装置
２５０ 固定ドラム
２５５ 仕切壁
２６３ クラッチピストン（アクチュエータ）
２６４ クラッチピストン（アクチュエータ）

Claims (2)

1. エンジン（５）の回転を、主クラッチ装置と、湿式多板形態の高低切替クラッチを有する複数の変速装置（９ａ，９ｂ，９ｃ）とを介して走行装置（２，３）へ伝達するトラクタであって、
   前記主クラッチ装置は、湿式多板形態の前進クラッチ（Ａ）及び後進クラッチ（Ｂ）からなる前後進切替装置（８）で構成し、
   前記主クラッチ装置に、比例制御弁（１２１）への通電操作でクラッチディスクの圧着状態を調整するアクチュエータ（４６）を備え、
   前記各変速装置（９ａ，９ｂ，９ｃ）に、比例制御弁（１２３，１２４，１２５）への通電操作でクラッチディスクの圧着状態を調整するアクチュエータ（６３，２６３，２６４）を備え、
   第一主変速装置（９ａ）の第一高低切替クラッチ（Ｃ，Ｄ）と前後進クラッチ（Ａ，Ｂ）は、固定ドラム（５０）に対して中央の仕切壁（５５）を挟んで前側に前後進クラッチ（Ａ，Ｂ）を設け、仕切壁（５５）の後側に第一高低切替クラッチ（Ｃ，Ｄ）を設ける構成とし、
   前進クラッチ（Ａ）は後進クラッチ（Ｂ）よりも半径方向内側に配置して前進クラッチ（Ａ）と後進クラッチ（Ｂ）は前後方向で重なる構成とし、第一主変速装置（９ａ）の低速クラッチ（Ｃ）は高速クラッチ（Ｄ）よりも半径方向内側に配置して低速クラッチ（Ｃ）と高速クラッチ（Ｄ）は前後方向で重なる構成とし、
   第一主変速装置（９ａ）の後方に第二主変速装置（９ｂ）と第三主変速装置（９ｃ）を備え、
   第二主変速装置（９ｂ）の高低クラッチ（Ｅ，Ｆ）と第三主変速装置（９ｃ）の高低クラッチ（Ｇ，Ｈ）は、固定ドラム（２５０）に対して中央の仕切壁（２５５）を挟んで前側に第二主変速装置（９ｂ）の高低クラッチ（Ｅ，Ｆ）を設け、仕切壁（２５５）の後側に第三主変速装置（９ｃ）の高低クラッチ（Ｇ，Ｈ）を設ける構成とし、
   第二主変速装置（９ｂ）の低速クラッチ（Ｆ）は高速クラッチ（Ｅ）に対して半径方向外側に配置して低速クラッチ（Ｆ）と高速クラッチ（Ｅ）は前後方向で重なる構成とし、第三主変速装置（９ｃ）の低速クラッチ（Ｈ）は高速クラッチ（Ｇ）に対して半径方向外側に配置して低速クラッチ（Ｈ）と高速クラッチ（Ｇ）は前後方向で重なる構成とし、
   前記第一主変速装置（９ａ）、第二主変速装置（９ｂ）及び第三主変速装置（９ｃ）に油圧が作用しない状態でも第一主変速装置（９ａ）、第二主変速装置（９ｂ）及び第三主変速装置（９ｃ）は所定速で動力伝達するように構成したことを特徴とするトラクタ。
2. エンジン（５）の回転を、主クラッチ装置と、湿式多板形態の高低切替クラッチを有する複数の変速装置（９ａ，９ｂ，９ｃ）とを介して走行装置（２，３）へ伝達するトラクタであって、
   前記主クラッチ装置は、湿式多板形態の前進クラッチ（Ａ）及び後進クラッチ（Ｂ）からなる前後進切替装置（８）で構成し、
   前記主クラッチ装置に、比例制御弁（１２１）への通電操作でクラッチディスクの圧着状態を調整するアクチュエータ（４６）を備え、
   前記各変速装置（９ａ，９ｂ，９ｃ）に、比例制御弁（１２３，１２４，１２５）への通電操作でクラッチディスクの圧着状態を調整するアクチュエータ（６３，２６３，２６４）を備え、
   第一主変速装置（９ａ）の第一高低切替クラッチ（Ｃ，Ｄ）と前後進クラッチ（Ａ，Ｂ）は、固定ドラム（５０）に対して中央の仕切壁（５５）を挟んで前側に前後進クラッチ（Ａ，Ｂ）を設け、仕切壁（５５）の後側に第一高低切替クラッチ（Ｃ，Ｄ）を設ける構成とし、
   前進クラッチ（Ａ）は後進クラッチ（Ｂ）よりも半径方向内側に配置して前進クラッチ（Ａ）と後進クラッチ（Ｂ）は前後方向で重なる構成とし、第一主変速装置（９ａ）の低速クラッチ（Ｃ）は高速クラッチ（Ｄ）よりも半径方向内側に配置して低速クラッチ（Ｃ）と高速クラッチ（Ｄ）は前後方向で重なる構成とし、
   第一主変速装置（９ａ）の後方に第二主変速装置（９ｂ）と第三主変速装置（９ｃ）を備え、
   第二主変速装置（９ｂ）の高低クラッチ（Ｅ，Ｆ）と第三主変速装置（９ｃ）の高低クラッチ（Ｇ，Ｈ）は、固定ドラム（２５０）に対して中央の仕切壁（２５５）を挟んで前側に第二主変速装置（９ｂ）の高低クラッチ（Ｅ，Ｆ）を設け、仕切壁（２５５）の後側に第三主変速装置（９ｃ）の高低クラッチ（Ｇ，Ｈ）を設ける構成とし、
   第二主変速装置（９ｂ）の低速クラッチ（Ｆ）は高速クラッチ（Ｅ）に対して半径方向外側に配置して低速クラッチ（Ｆ）と高速クラッチ（Ｅ）は前後方向で重なる構成とし、第三主変速装置（９ｃ）の低速クラッチ（Ｈ）は高速クラッチ（Ｇ）に対して半径方向外側に配置して低速クラッチ（Ｈ）と高速クラッチ（Ｇ）は前後方向で重なる構成とし、
   前記第一主変速装置（９ａ）、第二主変速装置（９ｂ）及び第三主変速装置（９ｃ）に油圧が作動し続ける状態でも第一主変速装置（９ａ）、第二主変速装置（９ｂ）及び第三主変速装置（９ｃ）は所定速で動力伝達する構成としたことを特徴とするトラクタ。

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