JPH04370467A - 作業車の走行変速構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行用としてシフトギ
ヤをスライド操作して変速操作を行うギヤ変速装置を装
備した作業車の走行変速構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】前述のようなギヤ変速装置を装備した作
業車の一例である農用トラクタにおいては、例えば特開
昭６１−６０２８号公報に開示されているように、ギヤ
変速装置のシフトギヤをスライド操作する油圧シリンダ
（アクチュエータに相当）と、走行変速用の油圧クラッ
チ（前記公報の図１のＣ）を備えているものがある。

【０００３】これにより油圧シリンダにより変速操作を
開始すると、油圧クラッチ用の制御弁（前記公報の図１
のＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）が自動的に排油側に操作さ
れ、油圧クラッチから入り操作用の作動油が抜かれてこ
の油圧クラッチが切り操作される。そして、油圧シリン
ダによる変速操作が終了すると、制御弁が自動的に作動
油の供給側に操作されて油圧クラッチが入り操作される
。以上のように、油圧シリンダ操作用の制御弁（前記公
報の図１のＶ１）を操作するだけで、特に人為的に操作
しなくても自動的に油圧クラッチが入り切り操作されて
変速操作が行えるように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記構造において、油
圧シリンダによるシフトギヤのスライド操作を円滑に行
うには、油圧クラッチを完全に切り操作（つまり、走行
伝動系の何れかの位置で伝動を完全に断つ）する必要が
ある為に、前記構造では油圧シリンダによる変速操作開
始時に制御弁を排油側に操作して、油圧クラッチから入
り操作用の作動油を略完全に抜いている。

【０００５】従って、油圧シリンダによる変速操作終了
後において油圧クラッチに作動油を供給して行く場合、
作動圧なしの状態から油圧クラッチが入り操作されるに
必要な作動油を供給するまでにある程度の時間が必要に
なってしまう。これにより、油圧シリンダ及び油圧クラ
ッチによる変速操作の全体としての時間が長いものとな
ってしまう。そこで、変速操作終了後において油圧クラ
ッチに作動油を急速に供給することも考えられるが、こ
れでは油圧クラッチがつながる際のショックが大きなも
のとなってしまう。本発明は以上のような作業車の走行
変速構造において、ショックを抑えながら変速操作の全
体としての時間を短くすることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、以上の
ように走行用のギヤ変速装置における変速用のシフトギ
ヤを、操作指令に基づいてスライド操作するアクチュエ
ータを備えた作業車の走行変速構造において、次のよう
に構成することにある。つまり、 〔イ〕油圧操作式の第１クラッチと、急速なクラッチの
入切操作が可能な第２クラッチとを走行伝動系に直列に
備える。 〔ロ〕アクチュエータによる変速操作開始に連動して第
２クラッチを急速切り操作し、且つ、第１クラッチの作
動圧を所定低圧まで減圧操作する第１制御手段を備える
。 〔ハ〕アクチュエータによる変速操作終了に連動して第
２クラッチを急速入り操作し、且つ、第１クラッチの作
動圧を漸次的に上昇して入り操作する第２制御手段を備
える。 〔ニ〕この作業車の牽引負荷を検出する負荷センサーを
設けて、検出された牽引負荷が大であれば第２制御手段
による第１クラッチの作動圧上昇操作を急速に行わせ、
牽引負荷が小であれば緩慢に行わせる第３制御手段を備
える。

【０００７】

【作用】前述のように構成すると例えば図１及び図３に
示すように、アクチュエータによる変速操作が開始され
ると第２クラッチ１９が急速に切り操作されると共に、
第１クラッチ６内の入り操作用の作動圧が所定低圧Ｐ２
まで抜かれる。この場合第１クラッチ６は完全には切り
状態とはならないが、第２クラッチ１９が完全な切り状
態となるので、走行系全体として伝動切り状態となる。 従って、アクチュエータによる変速操作が支障なく行わ
れる。そして、アクチュエータによる変速操作が終了す
ると第２クラッチ１９が急速に入り操作されるが、第１
クラッチ６はまだ前述のような完全ではない切り状態に
在るので動力伝達は行われない。その後、第１クラッチ
６の作動圧を上昇させてこの第１クラッチ６を入り操作
するのであるが、この場合、作動圧がある程度残ってい
る状態から漸次的に作動圧を上昇させて行くので、作動
圧を零の状態から漸次的に上昇させる従来構造に比べて
、第１クラッチ６が完全に入り状態になるまでに要する
時間は短くなる。

【０００８】そして、例えば機体後部にプラウを連結し
て土を堀り返すプラウ作業を行ったり台車等を牽引した
りする場合には、機体に対して大きな牽引負荷、つまり
大きな走行抵抗が掛かることになる。従って、図３に示
す時点Ａ１から時点Ａ２の間においては、第２クラッチ
１９が切り操作されており走行系に動力が伝達されてい
ないので、前述のように大きな走行抵抗が掛かるとこの
間において機体の走行速度が大きく低下する。

【０００９】そこで、このような場合には牽引負荷を検
出する負荷センサーの検出値の基づき図３の時点Ａ４に
示すように、アクチュエータによる変速操作が完了して
第２クラッチ１９が入り操作された場合に、第１クラッ
チ６の作動圧の上昇操作を急速に行う。これにより、第
１クラッチ６の作動圧の上昇操作を開始した時点Ａ４か
ら圧力Ｐ１に達する時点Ａ５までの時間Ｂ２が、前述の
状態での時間Ｂ１（時点Ａ２から時点Ａ３）よりも短く
なるようにして、動力が走行系に早く伝達されるように
するのである。従って、機体の走行速度が極端に落ちる
までに第１クラッチがつながり、機体の走行速度が極端
に落ちてから第１クラッチをつなげてショックを生じさ
せるような事態を防止できるのである。

【００１０】

【発明の効果】以上のように、アクチュエータにより変
速操作を行う型式において、変速操作の全体としての時
間を短くすることができて、作業車の変速性能の向上を
図ることができた。又、牽引負荷を検出して第２クラッ
チを切り操作した後に行う第１クラッチの昇圧特性を変
更することにより、牽引時においてもショック少なく滑
らかに変速操作を終了することができるようになり、乗
り心地のよいものとなった。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は作業車の一例である四輪駆動型の農用トラ
クタのミッションケース８内を示しており、エンジン１
からの動力が第１伝動軸２、クラッチ機構３及び第２伝
動軸４を介してＰＴＯ軸５に伝達されてＰＴＯ系が構成
されると共に、エンジン１からの動力が第１クラッチ６
、主変速装置Ａ（ギヤ変速装置に相当）、第２クラッチ
１９、前後進切換装置Ｃ、第１副変速装置Ｂ（ギヤ変速
装置に相当）、第２副変速装置Ｄ及び後輪デフ装置７ａ
を介して後輪７に伝達されて走行系が構成されている。 後輪デフ装置７ａの直前から分岐した動力をギヤ伝動機
構９、第１中間軸１１、油圧クラッチ型式の前輪変速装
置Ｅ、第２中間軸１２及び前輪デフ装置１０ａを介して
前輪１０に伝達するように構成している。

【００１２】主変速装置Ａは２組のシフトギヤＳ１をス
ライド操作するシンクロメッシュ型式に構成されて４段
に変速可能であり、前後進切換装置Ｃ及び第１副変速装
置Ｂも各シフトギヤＳ２，Ｓ３をスライド操作するシン
クロメッシュ型式に構成されている。そして、主変速装
置Ａの両シフトギヤＳ１をスライド操作する油圧シリン
ダＴ１，Ｔ２（アクチュエータに相当）が備えられると
共に、第１副変速装置ＢのシフトギヤＳ２をスライド操
作する油圧シリンダＴ３（アクチュエータに相当）が備
えられている。

【００１３】各油圧シリンダＴ１，Ｔ２，Ｔ３により変
速操作を行う際において、その開始に連動して第１及び
第２クラッチ６，１９を切り操作し、変速操作終了に連
動して第１及び第２クラッチ６，１９を入り操作する油
圧制御系が備えられており、油圧により変速操作が行え
るように構成されている。又、前後進切換装置Ｃ及び第
２副変速装置Ｄは手動で操作を行い、この場合も同様に
第１及び第２クラッチ６，１９の自動的な入り切り操作
が行われる。

【００１４】次に、この油圧制御系について説明する。 図２に示すように、油圧ポンプ１３からの作動油をロー
タリ弁１５を介して３組の油圧シリンダＴ１，Ｔ２，Ｔ
３に供給する系と、これら３組の油圧シリンダＴ１，Ｔ
２，Ｔ３の作動時、並びに、前後進切換装置Ｃの操作時
において圧力が増減するパイロット油路１６とが備えら
れており、油圧ポンプ１３からの作動油が第１油路１７
を介してロータリ弁１５に、又、第２油路１８を介して
第１及び第２クラッチ６，１９に供給される。主変速装
置Ａ用の油圧シリンダＴ１，Ｔ２及び前後進切換装置Ｃ
用の前後進レバー２８に対して、パイロット油路１６の
圧力を制御する制御弁２０，２１，２２が設けられてい
る。

【００１５】図２は主変速装置Ａ、前後進切換装置Ｃ及
び第１副変速装置Ｂが中立状態に在る場合を示しており
、各制御弁２０，２１，２２が排油位置となっている。 しかし、通常の走行時には主変速装置Ａの油圧シリンダ
Ｔ１，Ｔ２の一方からのパイロット作動油が、パイロッ
ト油路２３又は２４から制御弁２１又は２２に供給され
て、制御弁２１又は２２が連通位置に操作されている。 そして、前後進レバー２８の制御弁２０が前進側又は後
進側の連通位置に在り、第１副変速装置Ｂの油圧シリン
ダＴ３からのパイロット作動油がパイロット油路２５、
制御弁２０，２１，２２及びパイロット油路１６を介し
て、第２クラッチ１９用の操作弁２６に供給されている
。

【００１６】これにより、操作弁２６が連通位置に操作
されて第２油路１８からの作動油により、第２クラッチ
１９が入り状態に在り、第１クラッチ６も第２油路１８
及び電磁比例圧力弁２７からの作動油により入り状態に
在る。第１クラッチ６及び第２クラッチ１９は通常の湿
式クラッチと同様に摩擦板（図示せず）とピストン（図
示せず）により構成されており、作動油をピストンに供
給して摩擦板を押圧することによって入り操作される。 又、第２クラッチ１９は急速な入り切り操作が可能に構
成されている。

【００１７】以上の構成により、前述のような通常の走
行時（制御弁２１又は２２と制御弁２０が連通位置に在
り、油圧シリンダＴ３からのパイロット作動油が操作弁
２６に供給されて、操作弁２６が連通位置に操作されて
いる状態）　において、変速レバー１４でロータリ弁１
５を、又は前後進レバー２８を操作したとする。

【００１８】この場合、ロータリ弁１５からの作動油に
より油圧シリンダＴ１，Ｔ２，Ｔ３の何れかが作動し始
めるか、前後進レバー２８により制御弁２０が操作され
始めると、制御弁２０又は２１又は２２が排油位置に操
作されるか、又はパイロット油路２５が油圧シリンダＴ
３により排油状態となる。これにより、パイロット油路
１６の圧力が低下し操作弁２６が排油位置に操作されて
第２クラッチ１９が急速に切り操作される（図３の時点
Ａ１）。

【００１９】そして、このパイロット油路１６の圧力低
下が圧力センサー２９により検出されると、制御装置３
０により電磁比例圧力弁２７が操作されて、第１クラッ
チ６の作動圧が完全な入り状態に相当する圧力Ｐ１から
圧力Ｐ２（所定低圧に相当）に減圧される。この圧力Ｐ
２は第１クラッチ６のピストンが摩擦板に触れるか触れ
ないか程度に摩擦板から離れる値である（第１制御手段
に相当）。

【００２０】そして、図３に示す時点Ａ１から時点Ａ２
の間で、油圧シリンダＴ１，Ｔ２，Ｔ３によるシフトギ
ヤＳ１，Ｓ２のスライド操作及び前後進レバー２８によ
るシフトギヤＳ３のスライド操作が完了する。この時点
Ａ２になると油圧シリンダＴ１又はＴ２からのパイロッ
ト作動油により、排油位置に在った制御弁２１又は２２
が連通位置に戻されるか、油圧シリンダＴ３からパイロ
ット作動油がパイロット油路２５，１６に供給されるか
、又は制御弁２０が連通位置に戻される。これにより、
時点Ａ２において操作弁２６が連通位置に操作されて、
第２クラッチ１９が急速に入り操作される。

【００２１】時点Ａ２において圧力センサー２９により
パイロット油路１６の圧力上昇が検出されると、制御装
置３０及び電磁比例圧力弁２７により第１クラッチ６の
作動圧が、時点Ａ２から漸次的に上昇操作される。これ
により、摩擦板に触れるか触れないかの状態にある第１
クラッチ６のピストンが摩擦板を徐々に押して行き、時
点Ａ３において第１クラッチ６が完全に入り状態となる
圧力Ｐ１に達するのである（第２制御手段に相当）。

【００２２】この状態は特に大きな台車等を牽引してい
ない路上での走行時、つまり走行抵抗のあまり大きくな
い状態を想定している。これにより、図３の時点Ａ２に
おいて第１クラッチ６の作動圧の上昇操作を開始してか
ら、圧力Ｐ１に達する時点Ａ３までの時間Ｂ１が比較的
長いものに設定されている。

【００２３】次に、大きな台車を牽引する場合やプラウ
作業を行う場合等のように、大きな走行抵抗が機体に掛
かる場合について説明する。図４に示すように、機体の
後部に１組のトップリンク３１及び左右一対のロアリン
ク３２が備えられて、３点リンク機構が構成されている
。そして、左右のロアリンク３２と機体の連結部に、ロ
アリンク３２に掛かる牽引負荷を検出する負荷センサー
３３を設けており、この負荷センサー３３からの信号を
制御装置３０に入力している。又、上下に揺動駆動可能
な左右一対のリフトアーム３５と左右のロアリンク３２
とに亘りロッド３６が架設連結されて、リフトアーム３
５にて３点リンク機構を昇降操作できるように構成して
いる。そして、リフトアーム３５の基部にリフトアーム
３５の上下角度を検出する角度センサー３７を設けてい
る。

【００２４】図４に示すように、３点リンク機構にプラ
ウ３４を連結してこのプラウ３４により圃場の土を堀り
返すプラウ作業を行う場合には、機体に対して大きな牽
引負荷、つまり大きな走行抵抗が掛かることになる。図
３に示す時点Ａ１から時点Ａ２の間においては、第２ク
ラッチ１９が切り操作されており走行系に動力が伝達さ
れていないので、前述のように大きな走行抵抗が掛かる
とこの間において機体の走行速度が大きく低下する。

【００２５】そこで、このような場合には図３の時点Ａ
４に示すように、油圧シリンダＴ１，Ｔ２，Ｔ３等によ
る変速操作が完了して第２クラッチ１９が入り操作され
た場合に、第１クラッチ６の作動圧の上昇操作を急速に
行う。これにより、第１クラッチ６の作動圧の上昇操作
を開始した時点Ａ４から圧力Ｐ１に達する時点Ａ５まで
の時間Ｂ２が、前述の走行状態での時間Ｂ１よりも短く
なるようにして、動力が前輪１０及び後輪７に早く伝達
されるようにするのである。そして、負荷センサー３３
の検出値に応じて時点Ａ４から時点Ａ５までの時間Ｂ２
が変更操作されるように構成されており、牽引負荷が大
きいほど時間Ｂ２が短くなるように設定されている。

【００２６】さらに、図３の時点Ａ１から時点Ａ３の通
常の走行状態であるか、時点Ａ４，Ａ５等の牽引状態で
あるかの判別は図４に示すリフトアーム３５の角度セン
サー３７の検出値に基づいて行う。つまり、リフトアー
ム３５の角度が設定値以下であれば３点リンク機構にプ
ラウ３４や台車等を牽引している状態であると判断して
、前述の図４に示すように時間Ｂ２の変更操作が行われ
る。逆に、リフトアーム３５の角度が設定値以上であれ
ば３点リンク機構に何も牽引していない状態であると判
断して、図３の時点Ａ１から時点Ａ３の一定のパターン
で第１及び第２クラッチ６，１９の操作が行われる。

【００２７】〔別実施例〕前述の実施例では第２クラッ
チ１９は第１クラッチと同様に摩擦板をピストンにて押
圧する一般的な型式であるが、これを例えばテーパーロ
ーラーを用いた一対のワンウェイクラッチをその伝動特
性を逆にして連結して、テーパーローラーのアウターリ
ングを軸心方向に僅かにスライド操作することでクラッ
チの入り切り操作を行うような型式に構成してもよい。

【００２８】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、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】農用トラクタのミッションケース内の伝動系を
示す概略図

【図２】変速用の油圧シリンダ、第１及び第２クラッチ
の油圧回路図

【図３】変速操作時の第１及び第２油圧クラッチ、牽引
負荷の状態を示すタイムチャート

【図４】農用トラクタの後部にプラウを連結している状
態の側面図

【符号の説明】

６　　　　　　　　　　　　　　　　第１クラッチ１９
　　　　　　　　　　　　　　第２クラッチ３３　　　
　　　　　　　　　　　負荷センサーＡ，Ｂ　　　　　
　　　　　　　走行用のギヤ変速装置Ｓ１，Ｓ２　　　
　　　　　ギヤ変速装置のシフトギヤＴ１，Ｔ２，Ｔ３
　　アクチュエータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　走行用のギヤ変速装置（Ａ），（Ｂ）
   における変速用のシフトギヤ（Ｓ１），（Ｓ２）を、操
   作指令に基づいてスライド操作するアクチュエータ（Ｔ
   １），（Ｔ２），（Ｔ３）を備えると共に、下記の〔イ
   〕〜〔ニ〕に記載の構成を備えている作業車の走行変速
   構造。 〔イ〕油圧操作式の第１クラッチ（６）と、急速なクラ
   ッチの入切操作が可能な第２クラッチ（１９）とを走行
   伝動系に直列に備える。 〔ロ〕前記アクチュエータ（Ｔ１），（Ｔ２），（Ｔ３
   ）による変速操作開始に連動して前記第２クラッチ（１
   ９）を急速切り操作し、且つ、前記第１クラッチ（６）
   の作動圧を所定低圧（Ｐ２）まで減圧操作する第１制御
   手段を備える。 〔ハ〕前記アクチュエータ（Ｔ１），（Ｔ２），（Ｔ３
   ）による変速操作終了に連動して前記第２クラッチ（１
   ９）を急速入り操作し、且つ、前記第１クラッチ（６）
   の作動圧を漸次的に上昇して入り操作する第２制御手段
   を備える。 〔ニ〕この作業車の牽引負荷を検出する負荷センサー（
   ３３）を設けて、検出された牽引負荷が大であれば前記
   第２制御手段による第１クラッチ（６）の作動圧上昇操
   作を急速に行わせ、牽引負荷が小であれば緩慢に行わせ
   る第３制御手段を備える。