JP7022781B2 - トラクタ - Google Patents

Description

本発明は、トラクタに関し、特にエンジンを始動する際に作業機の作動を確実に防止する技術に関する。

特許文献１には、運転席に着座していることを検出するシートスイッチがオンであることと、昇降レバーが下げ位置に操作されていることを検出する下降検出スイッチがオンであることを油圧制御回路への通電条件にすることで、エンジン始動時に油圧システムが作動しないようにする構成が開示されている。

実開昭６３－１８６２０８号公報

特許文献１の構成では、エンジンの始動を許可した後に、昇降レバーを一旦下げ位置に操作する必要があった。また、作業機を昇降する油圧回路と昇降レバーを機械的に連係している場合では、エンジン始動時に作業機は低い位置にあるにも関わらず昇降レバーが上げ位置に操作されていると、エンジン始動時に作業機の昇降が作動してしまい、改善の余地があった。

本発明は、エンジンの始動に際して所定の条件を満たさない場合にエンジンの始動を許可しない構成とすることで、エンジンを始動する際に作業機の作動を確実に防止する技術を提供することを課題とする。

請求項１においては、作業機の昇降油圧システムの昇降バルブと、油圧昇降レバーとが連係されているトラクタにおいて、前記油圧昇降レバーが下げ位置にあることをエンジン始動の条件とするとともに、前記作業機の昇降高さを表す表記が設けられ、前記表記の側方位置で、かつ、前記油圧昇降レバーの下げ位置に対応する箇所に、エンジン始動許可位置である旨を示す表示を設けた。

請求項２においては、前記油圧昇降レバーのレバーガイドが設けられ、前記レバーガイドに、前記作業機の高さを順に段階的に上昇させていくように、前記表記が付設されるとともに、前記表記の前記油圧昇降レバーの下げ位置に対応する位置の側方に、エンジン始動許可位置である旨を示す前記表示を設けた。
請求項３においては、前記昇降レバーが下げ位置にあることを非接触で検出するスイッチが設けられた。

本発明によれば、エンジンを始動する際に作業機の作動を確実に防止できる。

トラクタの側面図。 作業機の昇降リンクを示す図。 キャビン内を示す図。 作業機の昇降油圧システムの油圧回路図。 エンジン始動に係る制御構成を示す図。 昇降レバーのセンサユニットの構成を示す図。 昇降レバーの銘板を示す図であり、図３の部分拡大図。 ＰＴＯ外部作業に係る制御構成を示す図。 パーキングブレーキを掛けないまま運転席を離席した場合に警報を発する制御構成を示す図。 キースイッチがオフの状態でも警報ユニットに電源を供給することが可能な制御構成の一例を示す図。

図１は、トラクタ１の概略構成を示す。フレーム２にエンジン３、フロントアクスルケース４、ミッションケース５、キャビン６、リアアクスルケース７等が支持されている。エンジン２は、キャビン６の前方に設けられるボンネット８に内装される。エンジン３の動力は、ミッションケース５内の変速装置を介してフロントアクスルケース４及びリアアクスルケース７に伝達されて、車輪が駆動される。

トラクタ１の後部には、作業機装着装置１０を介して作業機１１が装着される。エンジン３の動力は、ミッションケース５内のＰＴＯ変速装置及びＰＴＯクラッチを介してＰＴＯ駆動軸に伝達され、ＰＴＯ駆動軸に連結された作業機１１が駆動される。作業機装着装置１０は、トップリンク１２及びロワリンク１３を含む昇降リンク、昇降シリンダ１４を備え、昇降シリンダ１４を作動させて昇降リンクを駆動することで、作業機１１を昇降可能である（図２参照）。

図３に示すように、キャビン６内には、運転席２１や、前後進を切り替えるリバーサレバー２２、ＰＴＯ駆動軸への動力伝達を入切するＰＴＯクラッチを操作するためのＰＴＯスイッチ２３、作業機１１を昇降操作する昇降レバー２４等の操作具が設けられている。リバーサレバー２２は、前進、中立、後進の三つのポジションを切り替えて、トラクタ１の進行方向を変更するための操作具である。ＰＴＯスイッチ２３は、オンとオフを切り替えて、作業機１１を駆動する／駆動しない、の何れかを選択するための操作具である。昇降レバー２４は、作業機装着装置１０の昇降シリンダ１４を伸縮させて作業機１１の高さを変更するための操作具である。

キャビン６内には、上述の操作具の他、トラクタ１を操向操作するステアリングハンドル２５、トラクタ１の走行状態等を表示するフロントメータパネル２６、ステップ２７に設けられる変速ペダル２８、運転席２１の右側方に配置され、ＰＴＯスイッチ２３や昇降レバー２４、フロントローダ操作レバー２９等が設けられるレバーガイドパネル３０、運転席２１の左側方に設けられる副変速レバー３１、運転席２１の下方に設けられる油圧調整ノブ３２が設けられている。

図４は、作業機１１の昇降油圧システムを示す図であり、昇降シリンダ１４の周囲の油圧回路を示している。昇降レバー２４への操作は、適宜のリンク機構を介して昇降バルブ３３のロッドに伝達され、昇降バルブ３３のポジションが変更される。つまり、昇降バルブ３３は、メカ式切換弁として構成されている。昇降バルブ３３を通過した作動油は、チェックバルブ３４とスローリターンバルブ３５を通じて昇降シリンダ１４に送られる。このように、トラクタ１では、昇降レバー２４を操作して、昇降バルブ３３を機械的に駆動し、昇降シリンダ１４を伸縮させることで、作業機１１を昇降する構成を採用している（いわゆる、油圧メカオート）。油圧調整ノブ３２を回すことでスローリターンバルブ３５を操作し、昇降シリンダ１４の作動速度を調整することができ、スローリターンバルブ３５を完全に閉じることで油圧をストップすることができる。

次に、図５を参照して、トラクタ１のエンジン始動に係る制御構成について説明する。

リバーサレバー２２には、レバーポジションが中立位置であることを検出するスイッチ４１が付設されている。スイッチ４１は、リバーサレバー２２が中立位置に操作されている状態でオンとなり、その他の状態ではオフとなるように設定される。

ＰＴＯスイッチ２３には、ＰＴＯスイッチ２３がオフであることを検出するスイッチ４２が付設されている。スイッチ４２は、ＰＴＯスイッチ２３がオフの状態でオンとなり、ＰＴＯスイッチ２３がオンの状態でオフとなるように設定される。つまり、スイッチ４２は、ＰＴＯクラッチが切の状態であることを検出するものである。

運転席２１には、作業者の着座を検出するためのシートスイッチ４３が設けられている。シートスイッチ４３は、運転席２１に掛かる荷重を検出することで作業者の着座の有無を判定する。シートスイッチ４３は、運転席２１に所定値以上の荷重が掛けられるとオンとなり、それよりも小さい荷重の場合はオフとなるように設定される。

昇降レバー２４には、レバーポジションが最下げ位置に操作されていることを非接触で検出するセンサユニット４４が付設される。センサユニット４４は、昇降レバー２４が最下げ位置、つまり、昇降レバー２４が最下端部まで操作されている状態を検出するように構成される。センサユニット４４は、昇降レバー２４が最下げ位置にある状態でオンとなり、その他の位置にある状態でオフとなるように設定されるスイッチ４５を有する。

また、昇降レバー２４の操作位置を検出するセンサユニット４４のスイッチ４５と直列に接続されるキースイッチ４６が設けられている。キースイッチ４６は、スイッチ４５よりもバッテリ側に配置される。キースイッチ４６は、イグニッションキーをエンジン始動位置まで回した際にオンとなり、イグニッションキーを停止位置まで回した際にオフとなるように設定される。

これらのスイッチ４１・４２・４３・４５・４６はそれぞれバッテリ及びリレーユニット４７に接続されている。リレーユニット４７は、エンジン３の制御装置であるＥＣＵ４８と接続されており、これらのスイッチ４１・４２・４３・４５・４６が全てオンとなった状態で、ＥＣＵ４８にエンジン始動の制御信号を送信するように構成されている。

以上のように、本実施形態では、イグニッションキーを回してエンジン３を始動する際に、（１）リバーサレバー２２が中立位置であり、トラクタ１が前進も後進もしないように操作されていること、（２）ＰＴＯスイッチ２３がオフの状態であり、ＰＴＯクラッチが切れて作業機１１が作動しないように操作されていること、（３）運転席２１に着座していること、（４）昇降レバー２４が最下げ位置であり、エンジン３の始動時に作業機１１が上昇しないように操作されていることを条件としている。

このように構成することで、エンジン３を始動する際に、トラクタ１の走行系と作業機１１の駆動系、及び、作業機１１の昇降系が確実に作動しないように制限することが可能である。言い換えれば、エンジン３を始動する際に、トラクタ１における一切の油圧系統の作動が行われないように制限することができる。

また、運転席２１への着座をエンジン３の始動条件に加えることで、運転席２１に作業者が不在の状況でのエンジン３の始動を許可しない構成としている。

次に、図６を参照して、昇降レバー２４の最下げ位置を非接触で検出するセンサユニット４４の具体的な構成について説明する。

センサユニット４４は、昇降レバー２４の回動方向と直交する側面となるレバー側面に設けられるマグネット５０と、マグネット５０の接近によって作動するスイッチ４５を備える。スイッチ４５は、昇降レバー２４がレバー受け５１に当接する位置、つまり、昇降レバー２４が最下げ位置まで回動された状態において、昇降レバー２４の側面に配置されたマグネット５０と対向する位置に設けられている。

スイッチ４５は、昇降レバー２４が最下げ位置まで下げられ、レバー側面のマグネット５０が近接することでオンとなる。スイッチ４５は、フレーム５２に固定されるステー５３に配置される。このように、マグネット５０は、ステー５３に固定されたスイッチ４５に対して昇降レバー２４の回動に応じて近接／離間するとともに、スイッチ４５に近接した際にスイッチ４５を駆動するスイッチ駆動部として機能する。

ステー５３は、フレーム５２への固定箇所に昇降レバー２４の回動方向に沿って形成される長穴５４を有する。このように、ステー５３の長穴５４を利用してフレーム５２に取り付けることで、スイッチ４５と昇降レバー２４（マグネット５０）とを正確に位置決めすることが可能となっている。

スイッチ４５は、昇降レバー２４に取り付けられたマグネット５０が対向位置にあるときに反応してオンとなる。つまり、センサユニット４４は、従来のような接触式の検出方式ではなく、非接触式の検出方式を採用するものである。これにより、昇降レバー２４を最下げ位置に操作した際に、スイッチからの反力を受けることがなく、確実に昇降レバー２４が最下げ位置まで下げられている状態を維持することが可能となっている。また、回動する昇降レバー２４のレバー側面にマグネット５０を貼り付け、マグネット５０に反応するスイッチ４５を設ける簡単な構成で確実に昇降レバー２４が最下げ位置にあることを検出することが可能である。

また、図７に示すように、昇降レバー２４の最下げ位置に対応する箇所に、「エンジン始動許可位置」を示す銘板Ｐを付すことで、エンジン３を始動する際の目印となり、昇降レバー２４の位置を合わせやすくなる。例えば、昇降レバー２４のレバーガイドに、最も下降させるポジションを「０」として、「１」、「２」、「３」…と順に段階的に上昇させていくような表記が付設される場合、最下げ位置となる「０」の側方に銘板Ｐを設ける等である。

次に、図８を参照して、ＰＴＯ外部作業に係る制御構成について説明する。

キャビン６内には上述の操作具に加えて、トラクタ１の車体を制動操作するパーキングブレーキを操作するためのパーキングレバー６０が設けられている。パーキングレバー６０には、レバーポジションがオンの状態であることを検出するスイッチ６１が付設されている。スイッチ６１は、パーキングレバー６０がオンの位置に操作されている状態でオンとなり、その他の状態ではオフとなるように設定される。

リレーユニット６２には、リバーサレバー２２が中立位置にあることを検出するスイッチ４１、ＰＴＯスイッチ２３がオフであることを検出するスイッチ４２、運転席２１に作業者が着座していることを検出するシートスイッチ４３、パーキングレバー６０がオンであることを検出するスイッチ６１、及び、各スイッチ４１・４２・４３・６１を介してバッテリが接続されている。

リレーユニット６２は、基本的には、これらのスイッチ４１・４２・４３・６１のオン／オフの状態に応じて、ＥＣＵ４８にエンジン停止の制御信号を出力する。具体的には、（１）ＰＴＯスイッチ２３がオンである状態（スイッチ４２がオフ）で、（２）シートスイッチ４３がオフになると、エンジン３を停止するべく、ＥＣＵ４８に制御信号を送信する。

しかし、（１）リバーサレバー２２が中立位置（スイッチ４１がオン）であり、（２）ＰＴＯスイッチ２３がオフ（スイッチ４２がオン）であり、かつ、（３）パーキングレバー６０が引かれている（スイッチ６１がオン）場合は、シートスイッチ４３がオフになっても、つまり、作業者が運転席２１を離れてもエンジン３の駆動を維持するべく、ＥＣＵ４８に制御信号を送信する。

以上のように、所定の条件下で、作業者が運転席２１を意図的に離れた場合、エンジン３を停止せずに駆動を維持するようにＥＣＵ４８を制御している。このような状況で、ＰＴＯスイッチ２３をオンとすること（ＰＴＯクラッチを入れること）を許可することで、作業者が運転席２１を離れて作業機１１に対して外部作業を実施することが可能である。

次に、図９及び図１０を参照して、パーキングブレーキがオフの状態で運転席２１を退座する場合の制御構成について説明する。

制御ユニット７０には、運転席２１に作業者が着座していることを検出するシートスイッチ４３、イグニッションキーの位置を検出するキースイッチ４６、パーキングレバー６０がオンであることを検出するスイッチ６１、及び、各スイッチ４３・４５・６１を介してバッテリが接続されている。

制御ユニット７０は、これらのスイッチ４３・４５・６１のオン／オフの状態に応じて、警報ユニット７１に警報の制御信号を出力する。具体的には、キースイッチ４６の状態に関わらず、（１）パーキングレバー６０が引かれていない状態（スイッチ６１がオフ）で、（２）作業者が運転席２１を離れる（シートスイッチ４３がオフになる）と、パーキングブレーキによる制動操作が行われていない旨を報知すべく、警報ユニット７１に制御信号を送信する。警報ユニット７１は、例えばランプによる視覚的報知と、ブザーによる聴覚的報知を行うものである。

このように、イグニッションキーの操作に依らずに、パーキングブレーキを掛けずに運転席２１を退座した場合に、警報ユニット７１による報知が行われる。

図１０は、イグニッションキーがオフとなった場合でもバッテリからの電源を供給可能とする構成の一例を示す。図１０に示すように、バッテリからキースイッチ４６及びシートスイッチ４３と並列に接続されるタイマー７２が設けられている。キースイッチ４６がオンになると、制御ユニット７０に電圧が立つとともに、タイマー７２に電源が供給されてタイマー７２が作動される。シートスイッチ４３がオンになると、制御ユニット７０に電圧が立つとともに、タイマー７２に電源が供給されてタイマー６２が作動される。

また、タイマー７２の入力側は、バッテリと直接接続されており、タイマー７２が作動している状態において、バッテリからの電源をタイマー７２の出力側に接続される制御ユニット７０に供給することが可能である。つまり、キースイッチ４６又はシートスイッチ４３がオンとなり、タイマー７２が作動している間は、タイマー７２を介してバッテリから制御ユニット７０に電源を供給可能である。

このように、キースイッチ４６及びシートスイッチ４３の何れか一方がオンの状態であれば、バッテリからタイマー７２を介して制御ユニット７０に電源を供給可能である。

また、タイマー７２を介して制御ユニット７０に電源が供給されると、制御ユニット７０から制御ユニット７０とタイマー７２を閉回路とする自己保持リレーが出力される。つまり、キースイッチ４６及びシートスイッチ４３の何れか一方がオンとなって、タイマー７２が作動して、制御ユニット７０にバッテリからの電源の供給が行われると、一定時間自己保持リレーを作動させることで、タイマー７２が作動し続けた状態を維持する。この自己保持回路の作用により、キースイッチ４６とシートスイッチ４３の両方がオフとなっても、制御ユニット７０に一定時間電源を供給することができ、警報ユニット７１への電源供給が可能となる。

このように、パーキングブレーキを掛けずに、イグニッションキーをオフ位置に回してトラクタ１から下車した場合でも、一定時間制御ユニット７０から警報ユニット７１に電源が供給可能であるため、警報ユニット７１の作動を担保することができる。

また、トラクタ１の使用を終えて、下車した後に、一定時間経過後に自己保持リレーが終了し、タイマー７２の作動が停止することで、制御ユニット７０への電源供給が停止されるため、それ以降の電力の消費は行われず、バッテリが上がってしまうことはない。

図１０に示す実施形態では、制御ユニット７０にタイマー７２を含む自己保持回路を設ける構成としているが、これに限らず、制御ユニット７０の内部に自己保持回路を設けることで、制御ユニット７０から出力を行い、自身への電源供給を可能とし、かつ、一定時間経過後にその出力を停止する構成としても良い。

１：トラクタ、３：エンジン、１４：昇降シリンダ、２１：運転席、２２：リバーサレバー、２３：ＰＴＯスイッチ、２４：昇降レバー、２５：昇降バルブ、４１：スイッチ、４２：スイッチ、４３：シートスイッチ、４４：センサユニット、４５：スイッチ、４７：リレーユニット、４８：ＥＣＵ、Ｐ：銘板

Claims (3)

1. 作業機の昇降油圧システムの昇降バルブと、油圧昇降レバーとが連係されているトラクタにおいて、
   前記油圧昇降レバーが下げ位置にあることをエンジン始動の条件とするとともに、
   前記作業機の昇降高さを表す表記が設けられ、
   前記表記の側方位置で、かつ、前記油圧昇降レバーの下げ位置に対応する箇所に、エンジン始動許可位置である旨を示す表示を設けた
   ことを特徴とするトラクタ。
2. 前記油圧昇降レバーのレバーガイドが設けられ、
   前記レバーガイドに、前記作業機の高さを順に段階的に上昇させていくように、前記表記が付設されるとともに、
   前記表記の前記油圧昇降レバーの下げ位置に対応する位置の側方に、エンジン始動許可位置である旨を示す前記表示を設けた
   ことを特徴とする請求項１に記載のトラクタ。
3. 前記昇降レバーが下げ位置にあることを非接触で検出するスイッチが設けられた
   ことを特徴とする請求項１に記載のトラクタ。

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