JPH09242867A - 作業機の伝動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気制御式の変速装置を採用しながら、駐車
ブレーキ時には走行できないように牽制制御する技術を
有機的に組み合わせた伝動装置を提供する。 【解決手段】 主変速レバー２６からの変速指令に基づ
いて主変速機構及び第１副変速機構を操作する油圧シリ
ンダを備えた駆動操作式の変速装置Ｈｅを構成し、駐車
ブレーキが非作動状態であり、かつ、主変速レバー２６
が中立位置にある状態から、駐車ブレーキレバー２３を
解除位置にしたままで主変速レバー２６を変速位置へ切
換え操作した場合にのみ、車輪に動力を伝達するべく変
速機構が伝動状態となるように制御する発進ロック手段
Ｆを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トラクタやホイー
ルローダ等の作業機の伝動装置に係り、詳しくは、駐車
ブレーキ時の走行変速操作との連係制御に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】トラクタは強力な牽引力を発揮するもの
であるために、駐車ブレーキを作動させた状態で誤って
発進操作してもそれほど違和感なく走り出す傾向があ
り、気が付かずにそのまま走って駐車ブレーキを損傷さ
せるおそれがある。そこで、特開平２‐１７５４４０号
公報に示されたもののように、油圧クラッチへの圧油供
給を絶つ弁機構を、駐車ブレーキの作動に連動して圧供
給不能側に切換える連係手段を備えたものが知られてい
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来例のものは、
駐車ブレーキ作動時には油圧クラッチへの圧油供給を不
能にするというメカ的手段であった。すなわち、圧供給
を断続可能な専用の弁機構とその配管設備、及び駐車ブ
レーキレバーと弁機構とを連動するロッド等のメカ連係
手段とを備えるものであって、複数の部品類、及びその
ための比較的大なる配設スペースが必要となっていた。

【０００４】又、特開平７‐２３６１０号公報で示され
るもののように、変速レバーの操作量を電気的に検出す
る手段と、変速機構を駆動操作するアクチュエータとを
設け、人為操作としては変速指令を出すだけの軽い操作
で変速が行える電気制御式の変速装置が、近年では主流
になりつつある。そこで本発明は、前記後者の電気制御
式の変速装置を採用しながら、駐車ブレーキ時には走行
できないように牽制制御する前記前者の技術を有機的に
組み合わせた総合的に優れる伝動装置を提供する点にあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

〔構成〕上記目的達成のための第１発明は、変速操作具
からの変速指令に基づいて走行用の変速機構をアクチュ
エータで変速操作する電気制御式の変速装置を備え、駐
車ブレーキが制動作動しているときには変速機構が伝動
状態にならないように、変速操作具が操作されても変速
指令が出ていない状態に制御する信号ロック手段を備え
てあることを特徴とする。

【０００６】第２発明は、変速操作具からの変速指令に
基づいて走行用の変速機構をアクチュエータで変速操作
する駆動操作式の変速装置を備え、駐車ブレーキが非作
動状態であり、かつ、変速操作具が中立位置にある状態
から、駐車ブレーキを非作動状態としたままで変速操作
具を変速位置へ切換え操作した場合にのみ、変速機構が
伝動状態となるように制御する発進ロック手段を備えて
ある点にある。

【０００７】第３発明は、走行用の変速機構と、走行用
の油圧クラッチと、該油圧クラッチを断続可能な油圧操
作機構とを備え、駐車ブレーキが作動状態であり、か
つ、変速機構を変速位置に操作する指令が出されている
ときに油圧操作機構をクラッチ接続側に作動させると、
油圧クラッチへの供給圧をクラッチミート圧までしか昇
圧させないように制御する油圧牽制手段を備えてあるこ
とにある。

【０００８】〔作用〕請求項１の構成では、信号ロック
手段により、変速操作具が操作されても変速指令が出て
いない状態に制御されて、変速機構が伝動状態にならな
いから、駐車ブレーキが作動したままで走行してしまう
ことが未然に防止されるようになる。そして変速装置は
電気制御式であるから、変速指令の信号をカットする
等、ソフト上の処理を行うことで済み、従来のような新
たな部品やその配設スペースが不要になる。

【０００９】請求項１の構成を採る作業機において発進
させるには、駐車ブレーキを解除することが必要である
が、変速機構が伝動状態のままで駐車ブレーキを解除す
ると、その途端に発進することになり、場合によっては
都合が悪い。例えば、高速段に入っていると急発進する
とか、発進を意識していない状態で発進すると驚く等で
ある。そこで、請求項２の構成では、駐車ブレーキが解
除され、かつ、変速機構が中立である状態から変速操作
具を変速入り操作した場合にのみ発進できるように制御
されるから、変速操作具を中立操作してからでないと、
換言すれば操縦者が意図的に中立操作しないと発進でき
ないことになる。従って、前述したように駐車ブレーキ
を解除した途端に発進することがなくなり、発進すると
きには必ず操縦者に発進の意図がある状態となる。

【００１０】請求項２の構成では、一時的にせよ駐車ブ
レーキが解除され、かつ、走行中立となる状態を現出さ
せることが発進の必要条件となるが、これでは坂道発進
の場合には、自動車のように駐車ブレーキを緩めながら
クラッチを接続させるという複合操作（例えば、駐車ブ
レーキを解除しながら変速レバーを中立から１速に操作
する）ができないことになり、フートブレーキ操作を併
用する等、操縦し難い不都合がある。

【００１１】そこで、請求項３の構成では、油圧牽制手
段の機能により、駐車ブレーキが作動し、かつ、変速入
りの指令が出ているときにクラッチを入れると、クラッ
チミート状態（動力伝達は行われない程度にクラッチが
接続される状態）にするものであるから、駐車ブレーキ
作動状態で走行することが回避されるとともに、そのミ
ート時の変速ショック（クラッチショック）によって操
縦者に変速入り状態になったことを知らしめる作用が生
じるので、その後に駐車ブレーキを解除してその途端に
発進しても、意図した発進となって好都合である。加え
て、一般的な傾斜の坂道において変速入りで態で駐車ブ
レーキを解除すると、クラッチ圧が昇圧されて迅速にク
ラッチ入りとなるが、クラッチミート状態によって機体
のずり下がり移動が阻止又は抑制されるようになるか
ら、機体のずり下がりなく又は殆どなく坂道発進が行え
るようになる。

【００１２】〔効果〕請求項１に記載の伝動装置では、
電気制御式変速装置の特徴を利用することにより、走行
操作が軽快に行える状態であるとともに、専用の部品や
その配設スペースを不要としながら駐車ブレーキ作動状
態での走行が回避される合理的なものとして提供するこ
とができた。

【００１３】請求項２に記載の伝動装置では、駐車ブレ
ーキ作動状態での走行が回避されるとともに、不測の急
発進が無く、必ず操縦者が意図した状態での円滑な発進
が得られる利点がある。

【００１４】請求項３に記載の伝動装置では、駐車ブレ
ーキ作動状態での走行が回避され、かつ、必ず操縦者が
意図した状態での円滑な発進が行えるとともに、ずり下
がりなく良好に坂道発進も行える利点がある。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
作業機の一例であるトラクタの場合について図面に基づ
いて説明する。図１に伝動系が示され、１はエンジン、
２は主クラッチ、３は変速用（走行用）の油圧クラッ
チ、４は後輪、４ａは後輪用デフ機構、５は前輪、５ａ
は前輪用デフ機構、６はＰＴＯ変速機構、７はＰＴＯ用
の油圧クラッチ、８はＰＴＯ軸、Ａは走行用の主変速機
構、Ｂは走行用の第１副変速機構、Ｃは前後進切換機
構、Ｄは走行用の第２副変速機構である。

【００１６】主変速機構Ａは、２組のシフトギヤ９，１
０を備えたシンクロメッシュ形式に構成されて４段変速
が可能である。そして、高低２段の第１、第２副変速機
構Ｂ，Ｄ及び前後進切換機構Ｃも同様に、１個のシフト
ギヤ３０，３１，３２を備えたシンクロメッシュ形式に
構成されている。主変速機構Ａには、２組のシフトギヤ
９，１０をスライド操作する油圧変速シリンダ１１，１
２が、そして、第１、第２副変速機構Ｂ，Ｄには、各シ
フトギヤ３０，３２をスライド操作する油圧変速シリン
ダ１３，１４が夫々備えられている。

【００１７】図２に示すように、４個の油圧シリンダ１
１〜１４は、６個の２位置切換構造の電磁弁１７〜２２
のうちのいずれかを介して油圧ポンプ１５からの圧油が
供給されることで作動し、６個の電磁弁１７〜２２の組
合せによって１６段変速が可能である。そして、前後進
切換機構Ｃのシフトギヤ３１は、揺動式のシャトルレバ
ー１６に機械的に連動されており、人力によって切換操
作するように構成されている。尚、図２においてＰＳ
は、パワーステアリング装置のことである。

【００１８】図１、図３に示すように、駐車ブレーキＥ
とその作動を司る駐車ブレーキレバー２３が備えてあ
り、駐車ブレーキレバー２３がブレーキ作動側であるＯ
Ｎ位置に操作されると作動するパーキングブレーキスイ
ッチ（以下、ＰＢスイッチと略称する）２４が制御装置
２５に接続されている。駐車ブレーキＥは、一対のサイ
ドブレーキ３３，３３を同時操作可能な単一の駐車ブレ
ーキレバー２３を、一対のフートペダル（図示せず）と
は別に設けることで構成されている。又、主変速レバー
２６の操作位置を検出するポテンショメータ２７、第２
副変速機構Ｄ操作用の高低レバー２８の変速位置検出用
の高低スイッチ２９、及び６個の電磁弁１７〜２２、及
び後述する昇圧弁３５が制御装置２５に接続されてい
る。

【００１９】主変速レバー２６は、主変速機構Ａと第１
副変速機構Ｂとを操作するものであり、第１〜第５電磁
弁１７〜２１への通電を、図４に示すように組み合わす
ことで８段変速が可能である。つまり、１速位置では第
１及び第５電磁弁１７，２１をＯＮ（通電）とし、２速
位置では第１及び第４電磁弁１７，２０をＯＮとすると
いった具合である。これにより、主変速レバー（変速操
作具の一例）２６からの変速指令に基づいて走行用の変
速機構である主変速機構Ａ及び第１副変速機構Ｂを３個
の油圧シリンダ（アクチュエータの一例）１１，１２，
１３で変速操作する電気制御式の変速装置Ｈｅを構成し
ている。尚、中立位置Ｎでは、第１電磁弁１７のみＯＮ
である。又、高低レバー２８は第６切換弁２２のみのＯ
Ｎ，ＯＦＦ操作を行う。

【００２０】図２に示す油圧回路は、変速に伴う油圧ク
ラッチ３の切り及び入り操作が自動的に行われるもので
あり、基本的には公知技術（特開平５‐１０４３９号
等）であり、概略説明のみ行う。すなわち、主変速機構
Ａのみ２個で、その他の変速機構Ｂ，Ｃ，Ｄは各１個の
バネ付きチェック弁３７〜４１が設けてあり、各チェッ
ク弁３７〜４１は、いずれも変速位置ではチェック作用
状態となり、中立位置又は変速切換途中位置ではバネが
押されて開通状態となるものである。

【００２１】これにより、例えば、第１副変速機構Ｂを
操作するべく第３油圧シリンダ１３を低速位置から高速
位置に切換え操作すると、先ず、低速位置からの離脱に
よってそのチェック弁３７が開通してパイロット圧が無
くなり、断続弁３４が排出位置ｂに切換わって油圧クラ
ッチ３が切りになり、それから高速位置に切換わるとチ
ェック弁３７が閉塞されてパイロット圧が立ち、断続弁
３４が圧供給位置ａに切換わって油圧クラッチ３が入り
となって伝動状態になるのであり、この変速に伴う一連
のクラッチ操作が自動的に行われるのである。

【００２２】このトラクタでは、駐車ブレーキＥを作動
させたまま走行する不都合を未然に防止する信号ロック
手段Ｇと発進ロック手段Ｆとが備えてある。信号ロック
手段Ｇは、駐車ブレーキＥが制動作動しているときには
各車輪４，５に動力が伝わる伝動状態にならないよう
に、主変速レバー２６が中立位置Ｎ以外の位置に操作さ
れても変速指令が出ていない状態に制御するものであ
る。

【００２３】つまり、ＰＢスイッチ２４がＯＮである
と、ポテンショメータ２７の出力信号が中立位置以外の
値となっても、第２〜第５電磁弁１８〜２１には通電し
ないのである。従って、駐車ブレーキレバー２３をＯＮ
位置にしたままで、誤って主変速レバー２６を中立位置
Ｎ以外のポジションに操作しても、機体は停止したまま
となるのである。このとき、警報ブザーが鳴る等の操作
間違いを知らせる手段を設けておけば好都合である。
又、ポテンショメータ２７と制御装置２５との接続を入
切りするスイッチを設け、このスイッチがＰＢスイッチ
２４を作動位置に操作するに伴って切られるように連係
する構成でも良い。つまり、請求項１に言う「変速操作
具２６が操作されても変速指令が出ていない状態に制御
する」は、変速指令が制御装置２５に入力されない場合
と、変速指令が制御装置２５に入力されても電磁弁１７
〜２２には出力しない場合とのいずれでも良いのであ
る。

【００２４】発進ロック手段Ｆは、駐車ブレーキＥが非
作動状態であり、かつ、主変速レバー２６が中立位置Ｎ
にある状態から、駐車ブレーキＥを非作動状態としたま
まで主変速レバー２６を１速〜８速の変速位置へ切換え
操作した場合にのみ、第１〜第５電磁弁１７〜２１のＯ
Ｎ操作を許容して車輪４，５への伝動状態が可能となる
ように制御するものであり、信号ロック手段ではカバー
できない不都合現象を阻止するものである。

【００２５】つまり、駐車ブレーキＥが制動作動したま
ま主変速レバー２６をいずれかの変速位置に操作して
も、前述したように信号ロック手段Ｇで走行しないよう
に牽制できるが、その状態から駐車ブレーキレバー２３
を解除位置に操作した場合には即座に伝動状態となり、
操縦者の意図しない発進となるおそれがある。主変速レ
バー２６が７速といった高速段に操作されている場合で
は不測の急発進となるおそれがある。そこで、発進ロッ
ク手段Ｆは、主変速レバー２６を一度中立位置Ｎに戻し
てからでないと、ポテンショメータ２７の変速操作指令
が無効となるように機能するものであり、これによって
必ず操縦者が意識して走行操作をする状態が現出される
のである。参考として、信号ロック手段Ｇと発進ロック
手段Ｆによる変速手順のフローチャートを図５に示す。

【００２６】〔別実施形態〕図２に示すように、油圧ク
ラッチ３を断続可能な油圧操作機構３４を備え、駐車ブ
レーキＥが作動状態であり、かつ、主、第１副、第２副
の各変速機構Ａ，Ｂ，Ｄを変速位置に操作する指令が出
されているときに油圧操作機構３４をクラッチ接続側に
作動させると、油圧クラッチ３への供給圧をクラッチミ
ート圧までしか昇圧させないように制御する油圧牽制手
段３６を備えた伝動装置でも良い。

【００２７】図２、及び図６において、油圧変速シリン
ダ１１〜１４のうちの少なくとも１つが変速位置以外に
あると排出位置ｂから圧供給位置ａにパイロット操作さ
れる断続弁（油圧操作機構の一例）３４と、この断続弁
３４が圧供給位置ａにあるときの供給流量の調節が可能
な電磁比例制御弁である昇圧弁３５とを設けるととも
に、昇圧弁３５の開度を調節するべく通電量を可変設定
可能なクラッチ圧調節手段から成る油圧牽制手段３６を
制御装置２５に備えてある。

【００２８】各変速機構Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが全て変速位置
にあるとパイロット圧が立って断続弁３４を圧供給位置
ａに切換え、油圧クラッチ３を接続させて伝動状態と
し、いずれかの変速機構が中立位置又は変速位置以外の
位置に操作されるとパイロット圧が立たなくなり、断続
弁３４が排出位置ｂに切換えられるのであり、断続弁３
４が圧供給位置ａにある状態で昇圧弁３５への通電調節
を行うことにより、半クラッチ状態やクラッチミート状
態といった具合の油圧クラッチ３の接続状態を調節する
ことが可能である。

【００２９】しかして、ＰＢスイッチ２４がＯＮである
ときに主変速レバー２６を変速操作すると油圧牽制手段
３６が作動して、油圧クラッチ３への供給圧がミート圧
相当に設定され、動力は伝達されない伝動状態が現出さ
れるように制御されるのであり、駐車ブレーキ状態での
走行を牽制しながらも、クラッチミートによる接続ショ
ックによって操縦者に伝動状態であること知らしめるこ
とができる。

【００３０】そして、その状態で駐車ブレーキレバー２
３を解除操作すると、昇圧弁３５への通電量が漸増して
クラッチミート状態から完全な接続状態に昇圧され、発
進を意識した状態での機体の円滑な発進挙動が得られる
ようになる。勿論、主変速レバー２６を一度中立位置に
戻してミート状態にある油圧クラッチ３を切り操作して
から駐車ブレーキＥを解除し、次いで主変速レバー２６
を変速位置に操作する手順でも良い。参考として、図７
に油圧牽制手段３６による変速操作手順のフローチャー
トを示す。

【００３１】〔その他の実施形態〕信号ロック手段Ｇの
み備えた伝動装置や、発進ロック手段Ｆのみ備えた伝動
装置でも良い。発進ロック手段Ｆのみ備えたものでも、
駐車ブレーキ作動状態において主変速レバー２６を変速
位置に操作しても機体発進が牽制される機能（信号ロッ
ク手段Ｇの機能）が発揮できるものである。

【００３２】油圧牽制手段３６を、例えば、昇圧弁３５
を、動力は伝わらない程度に油圧クラッチ３が接続され
るクラッチミート状態を現出させるミート位置を、接続
位置と断絶位置との間に設けた３位置切換弁に構成し、
駐車ブレーキＥ作動状態での変速操作が行われると、そ
れに伴って昇圧弁３５をミート位置に強制切換する機械
的連係構造によって構成するものでも良く、この機械的
な操作力や電気信号を総称して、請求項３の項における
「…変速位置に操作する指令…」と定義するものであ
る。又、駐車ブレーキレバー２３が解除位置にあるとき
にのみ主変速レバー２６の中立位置Ｎからの変速操作を
許容する牽制アームを設ける、という機械連係構造によ
って発進ロック手段Ｆを構成しても良い。

【００３３】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタの伝動系を示す線図

【図２】変速操作用の油圧回路図

【図３】伝動装置の制御ブロック図

【図４】電磁弁の組み合わせによる変速段を示す図表

【図５】発進ロック手段等の作用を示すフローチャート

【図６】伝動装置の別制御ブロック図

【図７】油圧牽制手段の作用を示すフローチャート

【符号の説明】

３ 油圧クラッチ １１，１２ アクチュエータ ２６ 変速操作具 ３４ 油圧操作機構 Ａ 変速機構 Ｅ 駐車ブレーキ Ｈｅ 変速装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変速操作具（２６）からの変速指令に基
   づいて走行用の変速機構（Ａ）をアクチュエータ（１
   １），（１２）で変速操作する電気制御式の変速装置
   （Ｈｅ）を備え、駐車ブレーキ（Ｅ）が制動作動してい
   るときには前記変速機構（Ａ）が伝動状態にならないよ
   うに、前記変速操作具（２６）が操作されても変速指令
   が出ていない状態に制御する信号ロック手段を備えてあ
   る作業機の伝動装置。
2. 【請求項２】 変速操作具（２６）からの変速指令に基
   づいて走行用の変速機構（Ａ）をアクチュエータ（１
   １），（１２）で変速操作する駆動操作式の変速装置
   （Ｈｅ）を備え、駐車ブレーキ（Ｅ）が非作動状態であ
   り、かつ、前記変速操作具（２６）が中立位置にある状
   態から、前記駐車ブレーキ（Ｅ）を非作動状態としたま
   まで前記変速操作具（２６）を変速位置へ切換え操作し
   た場合にのみ、前記変速機構（Ａ）が伝動状態となるよ
   うに制御する発進ロック手段を備えてある作業機の伝動
   装置。
3. 【請求項３】 走行用の変速機構（Ａ）と、走行用の油
   圧クラッチ（３）と、該油圧クラッチ（３）を断続可能
   な油圧操作機構（３４）とを備え、駐車ブレーキ（Ｅ）
   が作動状態であり、かつ、前記変速機構（Ａ）を変速位
   置に操作する指令が出されているときに前記油圧操作機
   構（３４）をクラッチ接続側に作動させると、前記油圧
   クラッチ（３）への供給圧をクラッチミート圧までしか
   昇圧させないように制御する油圧牽制手段を備えてある
   作業機の伝動装置。