JPH05164226A - 動力農機の自動ギヤシフト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動力農機のギヤシフトを自動化し、クラッ
チ操作を為さずして、円滑にギヤシフトを行えるように
する。 【構成】 主変速ギヤ機構２９を油圧のパワーシフト
形とし、副変速ギヤ機構３１及びリバースギヤ機構２８
をシンクロメッシュギヤ形にする。主変速ギヤ機構２９
のシフト操作をＣＰＵにて制御し、主変速軸３５にディ
スクブレーキ３６を設けて、主変速軸３５の回転を停止
できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トラクタ等動力農機
のギヤシフト装置に関するものであり、特に、クラッチ
操作を行わないでギヤをシフトする自動ギヤシフト装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の此種動力農機のギヤシフト装置
は、主変速ギヤ機構とは別に副変速ギヤ機構を備えてお
り、そのほかにリバースギヤ機構を設けたものも多く知
られている。主変速ギヤ機構に油圧式多板クラッチのパ
ワーシフト形を使用し、クラッチ操作を行わないで主変
速のギヤシフトが可能なものもあるが、副変速ギヤ機構
やリバースギヤ機構等には機械式のクラッチが設けられ
ており、ギヤシフトの都度クラッチ操作が必要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の動力農機のギヤ
シフト装置は、前述したように主変速ギヤ機構以外は機
械式のクラッチで入力操作を行わなければならず、ギヤ
シフト操作が煩雑となっている。又、機体を前進・後進
と連続的にリバースギヤ機構をシフトする場合、シフト
すべき回転方向とは反対に主変速軸が回転しているた
め、リバースギヤ機構のシンクロメッシュギヤが入りに
くいという問題点があった。

【０００４】そこで、動力農機のギヤシフトを自動化す
るとともに、リバースギヤ機構のシフト操作を円滑に行
えるようにするために解決すべき技術的課題が生じてく
るのであり、本発明はこの課題を解決することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するために提案されたものであり、主変速ギヤ機構及
び副変速ギヤ機構を備え、且つ、リバースギヤ機構を設
けた動力農機に於いて、主変速ギヤ機構は油圧式多板ク
ラッチのパワーシフト形としてＣＰＵにて制御し、副変
速ギヤ機構及びリバースギヤ機構はシンクロメッシュギ
ヤ形にするとともに、主変速軸にディスクブレーキを設
け、該ディスクブレーキを作動させて主変速軸の回転を
停止できるように形成したことを特徴とする動力農機の
自動ギヤシフト装置を提供するものである。

【０００６】

【作用】主変速ギヤ機構はＣＰＵの制御により、油圧式
多板クラッチのパワーシフト形でギヤシフトされる。そ
して、リバースギヤ機構を操作するときは、主変速軸に
設けたディスクブレーキを作動させる。従って、それま
で主変速軸がシフトすべき回転方向とは反対に回転して
いたものを強制的に停止させ、リバースギヤ機構のシン
クロメッシュギヤが極めて円滑にシフトされ、所望の前
進又は後退モードにシフトできる。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に従って詳述
する。図１はトラクタ等の動力農機を示したものであ
り、機体１１の略中央部に運転席１２が設置されてい
る。ステアリング１３の前方にインストルメンタルパネ
ル１４を装着し、シートＳの右側に主変速シフトレバー
１５を設けるとともにシートＳの左側に副変速シフトレ
バー１６を設ける。

【０００８】図２は前記インストルメンタルパネル１４
を示し、中央より左側にエンジン回転計１７を設け、中
央より右側にＰＴＯの回転表示部１８及び車速表示部１
９を設ける。インストルメンタルパネル１４の下部に
は、主変速シフトレバー１５のシフト位置を表示するメ
インパイロットランプ２０と、副変速シフトレバー１６
のシフト位置を表示するサブパイロットランプ２１が設
けられている。

【０００９】図３（イ）は主変速シフトレバー１５の取
付部位を示し、シフトパネル２２に設けた溝２３内を主
変速シフトレバー１５が前後動自在になっている。図示
した位置はニュートラル位置であるが、主変速シフトレ
バー１５をニュートラルから前方へ移動するのに伴っ
て、後述する主変速ギヤ機構が高速位置へシフトアップ
し、ニュートラルから後方へ移動するのに伴って主変速
ギヤ機構が低速位置へシフトダウンする。尚、ニュート
ラル位置の右側にある凹部２４は主変速シフトレバー１
５のロック位置であり、二点鎖線で示すようにシフトレ
バーがロックされる。又、２５は表示部であり、いま主
変速ギヤ機構と副変速ギヤ機構がどのような組み合わせ
状態であるかを表示する。

【００１０】一方、図３（ロ）は副変速シフトレバー１
６の取付部位を示し、シフトパネル２６にＨ形の溝２７
が設けられ、二点鎖線で示した位置がニュートラル位置
である。そして、副変速シフトレバー１６を溝２７をス
ライドしながら移動させ、左上の位置へシフトすれば後
述する副変速ギヤ機構が低速（Ｌ）位置となる。同様に
して、左下は超低速（ＬＬ）位置、右上は高速（Ｈ）位
置、右下は中速（Ｍ）位置である。

【００１１】図４は、当該動力農機の変速ギヤの組み合
わせを示し、エンジンＥの動力はリバースギヤ機構２８
を介して主変速ギヤ機構２９に伝動される。リバースギ
ヤ機構２８はシフター３０の動きによって、前進モード
と後退モードを切り替える。主変速ギヤ機構２９は後述
するようにＣＰＵの制御によって操作され、その後段に
は副変速ギヤ機構３１及びクリープギヤ機構３２を設
け、夫々シフター３３及び３４の操作によって任意のギ
ヤ位置へシフトするように構成してある。

【００１２】そして、主変速軸３５に湿式のディスクブ
レーキ３６を設け、油圧式或いはリンク式のアクチュエ
ータ（図示せず）によってこのディスクブレーキ３６を
作動させたときには、主変速軸３５の回転が停止するよ
うに構成する。符号３７は二輪駆動と四輪駆動との切り
替え装置であり、この切り替え装置３７を入にすれば前
輪デフ３８へ動力が伝動され、四輪駆動モードとなる。
尚、この切り替え装置３７と前輪デフ３８との間にスー
パーフルターン機構３９を設けてある。一方、副変速ギ
ヤ機構３１の後段に後輪デフ４０を設け、更に、ＰＴＯ
軸４１の後部にリヤＰＴＯ取出部４２を設ける。

【００１３】図５は主変速ギヤ機構２９を制御するＣＰ
Ｕ４３の接続構成を示し、主変速シフトレバー１５のシ
フト位置はこのＣＰＵ４３へ入力される。そして、ＣＰ
Ｕ４３の指令により、主変速ギヤ機構２９の１、２速用
油圧バルブ４４及び３、４速用油圧バルブ４５を入切し
て、何れか任意のギヤ位置へパワーシフトする。このほ
か、副変速ギヤ機構３１のシフター３３の位置はサブシ
フターセンサ４６の検出値によりＣＰＵ４３へ入力さ
れ、クリープギヤ機構３２のシフター３４の位置はクリ
ープシフターセンサ４７の検出値によりＣＰＵ４３へ入
力され、更に、リバースギヤ機構２８のシフター３０の
位置はリバースシフターセンサ４８の検出値によりＣＰ
Ｕ４３へ入力される。

【００１４】図６はリバースギヤ機構２８をシフトする
ときの、ＣＰＵ４３の作動を示すフローチャートであ
る。例えば、リバースギヤ機構２８が前進モードＦで、
且つ、主変速ギヤ機構２９が１速の状態（ステップ１０
１）から、リバースギヤ機構２８のみを後退モードＲへ
シフトする場合について説明する。ステップ１０１では
主変速ギヤ機構２９の油圧式パワーシフト（油圧パッ
ク）が入となっているが、リバースギヤ機構２８のシフ
ター３０を操作して、前進モードＦから一旦ニュートラ
ルＮへ移動させると、ＣＰＵ４３の制御によって油圧パ
ックが切れる（ステップ１０２〜１０３）。

【００１５】然し、図４に示した主変速軸３５はまだ回
転しており、ここで、ディスクブレーキ３６を作動させ
て主変速軸３５の回転を停止させる（ステップ１０
４）。従って、リバースギヤ機構２８のシンクロメッシ
ュギヤが極めて円滑に作動し、ニュートラルＮから後退
モードＲにシフトされる（ステップ１０５）。そして、
前記ディスクブレーキ３６の作動を解除すれば（ステッ
プ１０６）、油圧パックが入となって、主変速ギヤ機構
２９が１速の状態の後退モードＲとなる（ステップ１０
７）。

【００１６】図７は高速モードでリバースギヤ機構２８
をシフトするときの、ＣＰＵ４３の作動を示すフローチ
ャートである。例えば、リバースギヤ機構２８が前進モ
ードＦで、且つ、主変速ギヤ機構２９が４速、副変速ギ
ヤ機構３１が高速Ｈ位置にある状態（ステップ２０１）
から、リバースギヤ機構２８のシフター３０を操作して
前進モードＦからニュートラルＮへ移動させる（ステッ
プ２０２）。このときは、ＣＰＵ４３の制御により油圧
パックが切れ（ステップ２０３）、主変速ギヤ機構２９
の１速と４速とが同時に一瞬接続されるように油圧パッ
クが入る（ステップ２０４）。このため、主変速軸３５
の回転が停止され、然る後に、油圧パックを切って（ス
テップ２０５）、リバースギヤ機構２８をニュートラル
Ｎから後退モードＲへシフトする（ステップ２０６）。

【００１７】この油圧パックの入切のタイミングを誤る
と、機体の異常停止やギヤの破損を引き起こすため、Ｃ
ＰＵ４３の制御によって円滑に油圧パックの入切作動を
行う。そして、副変速ギヤ機構３１は高速Ｈ位置のま
ま、油圧パックが入って主変速ギヤ機構２９が４速にシ
フトされる（ステップ２０７）。

【００１８】図８はリバースギヤ機構２８にリバース切
り替え用の油圧バルブ（油圧パック）４９を使用したと
きのＣＰＵ４３の接続構成を示し、斯かる構成の場合
も、前述と同様にしてディスクブレーキ３６を作動させ
て主変速軸３５を一旦停止させるか、或いは、図６又は
図７のフローチャートのようにＣＰＵ４３を制御させて
リバースギヤ機構２８を前進モードＦから後退モードＲ
へシフトさせることができる。

【００１９】図９は前進モードＦで主変速ギヤ機構２９
が４速且つ副変速ギヤ機構３１が低速Ｌ位置にあるとき
に、副変速ギヤ機構３１のみを高速Ｈへシフトアップす
るときのＣＰＵ４３の作動を示してある。先ず、ステッ
プ３０１から３０２で副変速のみを低速Ｌからニュート
ラルＮへシフトする。次に、この状態でリバースギヤ機
構２８を一瞬前進モードＦから後退モードＲへ逆回転で
接続させて主変速軸３５の慣性力を弱め（ステップ３０
３）、然る後に主変速の油圧パックを切る（ステップ３
０４）。

【００２０】従って、主変速軸３５の回転が低下し、副
変速ギヤ機構３７のシンクロメッシュギヤの作動が容易
となって、副変速をニュートラルＮから高速Ｈヘシフト
し（ステップ３０５）、油圧パックを再び入にすれば、
前進モードＦで主変速ギヤ機構２９が４速の状態のま
ま、副変速ギヤ機構３１のみ高速Ｈにシフトアップされ
る（ステップ３０６）。

【００２１】図１０に示したフローチャートでは、先
ず、主変速ギヤ機構２９が４速で副変速ギヤ機構３１が
中速Ｍ位置にある状態（ステップ４０１）から、先ず副
変速を中速ＭからニュートラルＮへシフトし（ステップ
４０２）、この移動中に主変速の油圧パックが切れる
（ステップ４０３）。次に、副変速がニュートラルＮの
まま、主変速の油圧パックを入にして主変速ギヤ機構２
９を１速にシフトダウンする（ステップ４０４）。従っ
て、主変速軸３５の回転数が低下し、その後に主変速の
油圧パックを切り（ステップ４０５）、副変速をニュー
トラルＮから低速Ｌへシフトする（ステップ４０６）。
然るときは主変速が１速へシフトダウンされているた
め、主変速軸３５の慣性力が低下しており、副変速ギヤ
機構３１のシンクロメッシュギヤが作動し易い状態とな
っている。而して、主変速ギヤ機構２９が１速で油圧パ
ックが入り、副変速ギヤ機構３１は低速Ｌモードとなる
（ステップ４０７）。

【００２２】尚、各フローチャートで説明したＣＰＵ４
３の制御は、シフトアップ及びシフトダウン並びに前進
モードＦ及び後退モードＲの双方に同様の作用を為す。
更に、この発明は、この発明の精神を逸脱しない限り種
々の改変を為すことができ、そして、この発明が該改変
せられたものに及ぶことは当然である。

【００２３】

【発明の効果】この発明は上記実施例に詳述したよう
に、主変速ギヤ機構の切り替えを油圧パワーシフト形と
してＣＰＵで制御し、副変速及びリバースのギヤ機構は
シンクロメッシュギヤ形であるが、主変速軸に設けたデ
ィスクブレーキを作動させることによって主変速軸の回
転を停止できる。従って、主変速軸が停止したときに副
変速及びリバースのギヤ機構をシフトすればシンクロメ
ッシュギヤが極めて円滑にシフトされる。斯くして、ギ
ヤシフトの操作が自動化され、特に、リバースギヤ機構
の操作性が改善できる等諸種の効果を奏する発明であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示し、トラクタ等の動力農
機の平面図。

【図２】インストルメンタルパネルの拡大正面図。

【図３】図３（イ）は主変速シフトレバーの取付部位を
示した拡大平面図、図３（ロ）は副変速シフトレバーの
取付部位を示した拡大平面図。

【図４】動力農機の変速ギヤの組み合わせを示す概念
図。

【図５】自動ギヤシフト装置のＣＰＵの接続構成を示す
解説図。

【図６】リバースギヤ機構をシフトするときの一実施例
を示すフローチャート。

【図７】高速モードでリバースギヤ機構をシフトすると
きのフローチャート。

【図８】リバース機構に油圧パックを使用した場合のＣ
ＰＵの接続構成を示す解説図。

【図９】主変速を変えずに副変速のみシフトするときの
フローチャート。

【図１０】主変速と副変速との双方をシフトするときの
フローチャート。

【符号の説明】

２８ リバースギヤ機構 ２９ 主変速ギヤ機構 ３１ 副変速ギヤ機構 ３５ 主変速軸 ３６ ディスクブレーキ ４３ ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 尚久 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主変速ギヤ機構及び副変速ギヤ機構を
   備え、且つ、リバースギヤ機構を設けた動力農機に於い
   て、主変速ギヤ機構は油圧式多板クラッチのパワーシフ
   ト形としてＣＰＵにて制御し、副変速ギヤ機構及びリバ
   ースギヤ機構はシンクロメッシュギヤ形にするととも
   に、主変速軸にディスクブレーキを設け、該ディスクブ
   レーキを作動させて主変速軸の回転を停止できるように
   形成したことを特徴とする動力農機の自動ギヤシフト装
   置。