JP5065935B2 - 作業車のｐｔｏクラッチ操作構造 - Google Patents

Description

本発明は、機体に連結された作業装置に動力を伝動及び遮断自在なＰＴＯクラッチを備えた作業車において、ＰＴＯクラッチの操作構造に関する。

作業車の一例である農用トラクタでは、特許文献１に開示されているように、機体に備えられた作業装置に動力を伝動及び遮断自在なＰＴＯクラッチ（特許文献１の図３及び図４のＣ３）を備えて、ＰＴＯクラッチを油圧多板式に構成し、ＰＴＯクラッチに作動油を供給する切換弁（特許文献１の図７のＶ４）、切換弁を操作するＰＴＯクラッチレバー（クラッチ操作具に相当）（特許文献１の図７の４３）を備えているものがある。
これにより、運転者がＰＴＯクラッチレバーを操作し切換弁を操作して、ＰＴＯクラッチに作動油を供給すると、ＰＴＯクラッチが伝動状態に操作されるのであり、ＰＴＯクラッチから作動油が排出されると、ＰＴＯクラッチが遮断状態に操作される。

特開２００６−１１８４３号公報

農用トラクタでは、小型の作業装置から大型の作業装置まで、機体に各種の作業装置を連結して作業を行う。
小型の作業装置は駆動される部分の重量が比較的小さく、起動トルクが比較的小さいので、ＰＴＯクラッチが伝動状態に操作され、小型の作業装置に動力が伝達された場合、小型の作業装置が駆動される際のショックは比較的小さなものである。
これに対して、大型の作業装置（例えば牧草用の大型モーア等）は駆動される部分の重量が比較的大きく、起動トルクが比較的大きいので、ＰＴＯクラッチが伝動状態に操作され、大型の作業装置に動力が伝達された場合、大型の作業装置が駆動される際のショックは比較的大きなものとなる。

本発明は作業車のＰＴＯクラッチ操作構造において、機体に各種の作業装置を連結して作業を行う場合、ＰＴＯクラッチが伝動状態に操作され、作業装置に動力が伝達されて、作業装置が駆動される際のショックを抑えることができるように構成することを目的としている。

（構成）
本発明の特徴は、作業車のＰＴＯクラッチ操作構造において次のように構成することにある。
機体に連結された作業装置に動力を伝動及び遮断自在なＰＴＯクラッチを備えて、ＰＴＯクラッチを作動油が供給又は排出されることで伝動状態に操作される油圧多板式に構成する。ＰＴＯクラッチに作動油を供給又は排出可能で圧力制御が可能な制御弁と、制御弁を操作する制御装置と、人為的に操作されるもので操作指令を出すクラッチ操作具とを備える。［Ｉ］（第１特徴）クラッチ操作具の操作指令により、事前に設定された複数の所定昇圧特性のうちの一つに基づいて制御弁により作動油が供給又は排出されて、ＰＴＯクラッチが伝動状態に操作されるように、制御装置を構成する。［ＩＩ］（第２特徴）前記複数の所定昇圧特性のうちの一つを選択する変更手段を備える。さらに、前記複数の所定昇圧特性は、前記クラッチ操作具による操作指令が遮断から伝動に切り替わった時点から前記ＰＴＯクラッチの作動圧が伝動状態の作動圧に達するまでの時間が同じであり、前記複数の所定昇圧特性のうちの一つである早期昇圧特性はその昇圧特性の前半領域において一定の昇圧時間変化率を示すとともにその昇圧特性の後半領域において漸次減少する昇圧時間変化率を示し、前記複数の所定昇圧特性のうちの他の一つである遅延昇圧特性はその昇圧特性の前半領域において前記早期昇圧特性より低い一定の昇圧時間変化率を示すとともにその昇圧特性の後半領域において漸次増大する昇圧時間変化率を示す。

（作用）
本発明の第１特徴によると、クラッチ操作具の操作指令により、制御弁から所定特性に基づいて作動油が供給（排出）されて、ＰＴＯクラッチが伝動状態に操作される場合、所定特性を変更することができる。

例えば小さい作業装置を機体に連結すると、所定特性を作動圧が比較的早く昇圧操作（減圧操作）されるものに設定すればよい。これにより、運転者がクラッチ操作具を操作すると、ＰＴＯクラッチの作動圧が比較的早く昇圧操作（減圧操作）され、動力が速く伝達されて、遅れることなく小型の作業装置が駆動される。
例えば大型の作業装置を機体に連結すると、所定特性を作動圧が比較的ゆっくりと昇圧操作（減圧操作）されるものに設定すればよい。これにより、運転者がクラッチ操作具を操作すると、ＰＴＯクラッチの作動圧が比較的ゆっくり昇圧操作（減圧操作）され、動力がゆっくりと伝達されて、ショックが抑えられながら大型の作業装置が駆動される。

（発明の効果）
本発明の第１特徴によると、作業車のＰＴＯクラッチ操作構造において、機体に各種の作業装置を連結して作業を行う場合、機体に連結された作業装置に応じて所定特性を変更することができ、特に大型の作業装置が駆動される際のショックを抑えることができるようになって、作業車のＰＴＯクラッチの操作性を向上させることができた。

［ＩＩ］
（構成）
本発明の第２特徴は、本発明の第１特徴の作業車のＰＴＯクラッチ操作構造において次のように構成することにある。
異なる複数の特性を備えて、複数の特性のうちの一つを所定特性として選択するように変更手段を構成する。

（作用）
本発明の第２特徴によると、本発明の第１特徴と同様に前項［Ｉ］に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。
本発明の第２特徴によれば、前項［Ｉ］に記載のように所定特性を変更する場合に、異なる複数の特性が備えられており、運転者が複数の特性のうちの一つを選択すると、選択された特性が所定特性として設定される。
異なる複数の特性が備える場合に、例えば一つの作業装置にとって標準的な特性を設定し、標準的な特性を各種の作業装置に応じて備えておくように構成すればよい。このように構成すると、機体に連結された作業装置に適した所定特性について、十分な知識を運転者が備えていなくても、機体に連結された作業装置に適した特性を運転者が迷うことなく選択し、所定特性とすることができる。

（発明の効果）
本発明の第２特徴によると、本発明の第１特徴と同様に前項［Ｉ］に記載の「発明の効果」を備えており、これに加えて以下のような「発明の効果」を備えている。
本発明の第２特徴によると、機体に連結された作業装置に適した特性を運転者が迷うことなく選択し所定特性とすることができるようになって、作業車のＰＴＯクラッチの操作性を向上させることができた。
さらに、本発明の１つの実施形態では、前記制御装置は、前記ＰＴＯクラッチを遮断状態から伝動状態に操作する場合に、前記ＰＴＯクラッチの作動圧が半伝動状態の作動圧に達した際、前記ＰＴＯクラッチの伝動下手側の回転数が設定値以上であると、前記ＰＴＯクラッチの作動圧の昇圧操作を続行し、前記ＰＴＯクラッチの伝動下手側の回転数が設定値未満であると、前記ＰＴＯクラッチの作動圧を減圧操作するように構成されている。

［１］
図１に示すように、左右に操向操作自在な右及び左の前輪１、右及び左の後輪２で支持された機体に、エンジン３及びミッションケース４が備えられ、運転部５が備えられて、作業車の一例である農用トラクタが構成されている。

図１及び図２に示すように、エンジン３の動力が、ミッションケース４に備えられた静油圧式の無段変速装置（図示せず）及びギヤ変速式の副変速装置（図示せず）を介して、前輪１及び後輪２に伝達される。エンジン３の動力が、ミッションケース４に備えられたＰＴＯ変速装置 (図示せず）及びＰＴＯクラッチ６を介して、ミッションケース４の後部に備えられたＰＴＯ軸７に伝達される。

図１に示すように、ミッションケース４の後部にトップリンク８、右及び左のロアリンク９が昇降自在に支持され、油圧シリンダ１０により揺動駆動されるリフトアーム１１が備えられて、リフトアーム１１と右及び左のロアリンク９とに亘って連係ロッド１２が接続されている。油圧シリンダ１０及びリフトアーム１１により、トップリンク８、右及び左のロアリンク９が昇降駆動されるのであり、トップリンク８、右及び左のロアリンク９に各種の作業装置を連結する。

図１に示す状態はトップリンク８、右及び左のロアリンク９に、ロータリ耕耘装置１３（作業装置に相当）が連結された状態であり、ＰＴＯ軸７とロータリ耕耘装置１３とに亘って伝動軸１４が接続された状態である。これにより、エンジン３の動力がＰＴＯ変速装置、ＰＴＯクラッチ６、ＰＴＯ軸７及び伝動軸１４を介して、ロータリ耕耘装置１３に伝達される。

［２］
図２に示すように、ＰＴＯクラッチ６は油圧多板式に構成されており、作動油が供給されることで伝動状態に操作され、バネ（図示せず）により遮断状態に付勢されており、作動油が排出されることで遮断状態に操作される。ＰＴＯクラッチ６に作動油を給排操作する電磁比例弁式の制御弁１５が備えられており、制御装置１９により制御弁１５が操作される。図１及び図２に示すように、運転部５の運転座席１６の右横側に、ＰＴＯレバー１７（クラッチ操作具に相当）、及び設定スイッチ１８ (変更手段に相当）が備えられている。

図２に示すように、ＰＴＯレバー１７は伝動位置及び遮断位置に人為的に操作自在に構成されており、ＰＴＯレバー１７の操作位置が制御装置１９に入力されている。設定スイッチ１８はダイヤル式に構成され人為的に操作自在に構成されて、設定スイッチ１８の操作位置が制御装置１９に入力されている。図３に示すように、３つの昇圧特性Ａ１，Ａ２，Ａ３（異なる複数の特性に相当）が制御装置１９に設定されており、設定スイッチ１８により昇圧特性Ａ１，Ａ２，Ａ３うちの一つを選択することができる。

図３及び後述する［３］に記載のように、ＰＴＯレバー１７を伝動位置に操作すると、昇圧特性Ａ１，Ａ２，Ａ３に基づいて、制御弁１５が操作され、ＰＴＯクラッチ６に作動油が供給されて、ＰＴＯクラッチ６の作動圧Ｐが昇圧操作される。図３において、横軸はＰＴＯレバー１７を伝動位置に操作した後の時間を示しており、縦軸はＰＴＯクラッチ６の作動圧Ｐ (制御弁１５の操作位置）を示している。

図３に示すように、標準的な昇圧特性Ａ１に対して、昇圧特性Ａ２は時間の経過の割りに、ＰＴＯクラッチ６の作動圧Ｐが比較的早く昇圧操作されるのであり、比較的小型の作業装置に適している。標準的な昇圧特性Ａ１に対して、昇圧特性Ａ３は時間の経過の割りに、ＰＴＯクラッチ６の作動圧Ｐが比較的ゆっくり昇圧操作されるのであり、比較的大型の作業装置に適している。

［３］
次に、ＰＴＯレバー１７を伝動位置に操作した場合の制御の流れについて、図４に基づいて説明する。
ＰＴＯレバー１７が遮断位置に操作されて、ＰＴＯクラッチ６が遮断状態に操作された状態（ＰＴＯクラッチ６の作動圧Ｐが零圧）において、ＰＴＯレバー１７を伝動位置に操作すると（ステップＳ１）、設定スイッチ１８の操作位置に基づいて（ステップＳ２）、昇圧特性Ａ１，Ａ２，Ａ３のうちの一つが選択されて、所定昇圧特性（Ａ１，Ａ２，Ａ３）（所定特性に相当）として設定される（ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５）。

設定された所定昇圧特性（Ａ１，Ａ２，Ａ３）に基づいて、制御装置１９により制御弁１５が操作され、ＰＴＯクラッチ６に作動油が供給され始めて、ＰＴＯクラッチ６の作動圧Ｐの昇圧操作が開始される（ステップＳ６）。
この場合に、図３に示すように、所定昇圧特性（Ａ１）が設定されていると、ＰＴＯクラッチ６の作動圧Ｐが標準的な速度で昇圧操作される。所定昇圧特性（Ａ２）が設定されていると、所定昇圧特性（Ａ１）に比べて、ＰＴＯクラッチ６の作動圧Ｐが比較的早く昇圧操作される。所定昇圧特性（Ａ３）が設定されていると、所定昇圧特性（Ａ１）に比べて、ＰＴＯクラッチ６の作動圧Ｐが比較的ゆっくり昇圧操作される。

図２に示すように、ＰＴＯクラッチ６の伝動下手側の回転数を検出する回転数センサー２０が備えられて、回転数センサー２０の検出値Ｎが制御装置１９に入力されており、ＰＴＯクラッチ６が半伝動状態になる作動圧Ｐ１が、制御弁１５の操作位置として事前に把握されている。これにより、ＰＴＯクラッチ６の作動圧Ｐが半伝動状態の作動圧Ｐ１ (制御弁１５の操作位置）に達した際、ＰＴＯ変速装置がどの変速位置であれば、ＰＴＯクラッチ６の伝動下手側の回転数 (回転数センサー２０の検出値Ｎ）がどれだけの数値になると言うことが、ＰＴＯ変速装置の変速位置に応じて設定値Ｎ１として事前に把握されている。

所定昇圧特性（Ａ１，Ａ２，Ａ３）に基づいて、ＰＴＯクラッチ６の作動圧Ｐの昇圧操作が開始されて、ＰＴＯクラッチ６の作動圧Ｐが半伝動状態の作動圧Ｐ１に達した際（ステップＳ７）、回転数センサー２０の検出値Ｎが設定値Ｎ１以上であると（ステップＳ８）、ＰＴＯクラッチ６が滑ることなくエンジン３の動力がＰＴＯ軸７に伝達されていると判断される。
これにより、回転数センサー２０の検出値Ｎが設定値Ｎ１以上であると（ステップＳ８）、ＰＴＯクラッチ６の作動圧Ｐの昇圧操作が続行されて（ステップＳ９）、ＰＴＯクラッチ６の作動圧Ｐが伝動状態の作動圧Ｐ２に達し、ＰＴＯクラッチ６が伝動状態となる（ステップＳ１０）。

ＰＴＯクラッチ６の作動圧Ｐが半伝動状態の作動圧Ｐ１に達した際（ステップＳ７）、回転数センサー２０の検出値Ｎが設定値Ｎ１未満であると（ステップＳ８）、ＰＴＯクラッチ６が滑っており、エンジン３の動力がＰＴＯ軸７に十分に伝達されていないと判断される。この状態であるとＰＴＯクラッチ６が過熱し破損に発展する可能性があるので、ステップＳ８からステップＳ１１に移行し、制御装置１９により制御弁１５が操作されて、ＰＴＯクラッチ６の作動圧Ｐが半伝動状態の作動圧Ｐ１から急速に零圧に減圧操作され、ＰＴＯクラッチ６が遮断状態となる（ステップＳ１２）。

この場合、ＰＴＯレバー１７を伝動位置に操作しているのに、ＰＴＯクラッチ６が遮断状態となるので、ステップＳ８からステップＳ１１，Ｓ１２に移行した場合には、ステップＳ１３からステップＳ１４に移行して、警報ブザー (図示せず）が作動又は警報ランプ (図示せず）が点灯して、運転者に異常が知らせられる。この後にＰＴＯレバー１７を遮断位置に操作すれば初期状態に戻り、警報ブザーが停止し、警報ランプが消灯するのであり、ＰＴＯレバー１７を伝動位置に操作すれば、再びステップＳ２〜Ｓ１４の操作が行われる。

ＰＴＯレバー１７が伝動位置に操作されて、ＰＴＯクラッチ６が伝動状態に操作された状態（ＰＴＯクラッチ６の作動圧Ｐが伝動状態の作動圧Ｐ２）において、ＰＴＯレバー１７を遮断位置に操作すると（ステップＳ１）、制御装置１９により制御弁１５が操作されて、ＰＴＯクラッチ６の作動圧Ｐが伝動状態の作動圧Ｐ２から急速に零圧に減圧操作され（ステップＳ１１）、ＰＴＯクラッチ６が遮断状態となる（ステップＳ１２）。この場合に、ステップＳ１からステップＳ１１，Ｓ１２に移行しているので、ステップＳ１４に移行しない（警報ブザーは作動せず、警報ランプも点灯しない）。

［発明の実施の別形態］
前述の［発明を実施するための最良の形態］において、ＰＴＯクラッチ６をバネ (図示せず）により伝動状態に付勢して、制御弁１５から作動油が供給されることで遮断状態に操作され、作動油が排出されることで伝動状態に操作されるように構成してもよい。
本発明は農用トラクタばかりではなく、乗用型田植機やコンバイン等の他の農作業機、建設機械等にも適用できる。

農用トラクタの全体側面図 ＰＴＯレバー、設定スイッチ、制御弁及びＰＴＯクラッチの連係状態を示す図 ＰＴＯレバーを伝動位置に操作した後の時間と、ＰＴＯクラッチの作動圧 (制御弁の操作位置）との関係を示す図 ＰＴＯレバーを伝動及び遮断位置に操作した場合の制御の流れを示す図

符号の説明

６ ＰＴＯクラッチ
１３ 作業装置
１５ 制御弁
１７ クラッチ操作具
１８ 変更手段
１９ 制御装置
Ａ１，Ａ２，Ａ３ 所定特性、異なる複数の特性

Claims (2)

1. 機体に連結された作業装置に動力を伝動及び遮断自在なＰＴＯクラッチを備えて、前記ＰＴＯクラッチを作動油が供給又は排出されることで伝動状態に操作される油圧多板式に構成し、
   前記ＰＴＯクラッチに作動油を供給又は排出可能で圧力制御が可能な制御弁と、前記制御弁を操作する制御装置と、人為的に操作されるもので操作指令を出すクラッチ操作具とを備えて、
   前記クラッチ操作具の操作指令により、事前に設定された複数の所定昇圧特性のうちの一つに基づいて前記制御弁により作動油が供給又は排出されて、前記ＰＴＯクラッチが伝動状態に操作されるように、前記制御装置を構成し、
   前記複数の所定昇圧特性のうちの一つを選択する変更手段を備え、
   前記複数の所定昇圧特性は、前記クラッチ操作具による操作指令が遮断から伝動に切り替わった時点から前記ＰＴＯクラッチの作動圧が伝動状態の作動圧に達するまでの時間が同じであり、前記複数の所定昇圧特性のうちの一つである早期昇圧特性はその昇圧特性の前半領域において一定の昇圧時間変化率を示すとともにその昇圧特性の後半領域において漸次減少する昇圧時間変化率を示し、前記複数の所定昇圧特性のうちの他の一つである遅延昇圧特性はその昇圧特性の前半領域において前記早期昇圧特性より低い一定の昇圧時間変化率を示すとともにその昇圧特性の後半領域において漸次増大する昇圧時間変化率を示す作業車のＰＴＯクラッチ操作構造。
2. 前記制御装置は、前記ＰＴＯクラッチを遮断状態から伝動状態に操作する場合に、前記ＰＴＯクラッチの作動圧が半伝動状態の作動圧に達した際、前記ＰＴＯクラッチの伝動下手側の回転数が設定値以上であると、前記ＰＴＯクラッチの作動圧の昇圧操作を続行し、前記ＰＴＯクラッチの伝動下手側の回転数が設定値未満であると、前記ＰＴＯクラッチの作動圧を減圧操作するように構成されている請求項１に記載の作業車のＰＴＯクラッチ操作構造。

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