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【発明の名称】 トラクタ
【発明者】 【氏名】村上 達三

【氏名】渡部 智明

【氏名】都築 洋久

【要約】 【課題】デフロック自動モードと手動モード切替の容易化を図る。

【解決手段】対地作業機(2R,2P)の昇降操作に連動してデフロック機構(85,89)のアクチュエータ(86,90)を作動させてデフロック状態とデフ機構(85,89)による連動状態とに切替える自動モードと、手動の選択操作によってデフロック状態とデフ機構(85,89)による連動状態とに切替える手動モードとを、作業機(2R,2P)下降中にデフロック設定手段(30)によってデフロック状態を選択するときは作業機(2R,2P)昇降に基づく自動モードに切り替え、作業機(2R,2P)上昇中にデフロック設定手段(30)によってデフロック状態を選択するときは手動モードに設定する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対地作業機(2R,2P)をリンク機構を介して昇降可能に連結し、走行伝動部にはデフ機構(75,82)を挟んで左右車輪(12,12、13,13)を駆動すべく左右車軸(75L,75R、83L,83R)を設けるとともにこの左右車軸(75L,75R、83L,83R)を連結一体化するデフロック機構(85,89)を備えるトラクタにおいて、対地作業機(2R,2P)の昇降操作に連動してデフロック機構(85,89)のアクチュエータ(86,90)を作動させてデフロック状態とデフ機構(85,89)による連動状態とに切替える自動モードと、手動の選択操作によってデフロック状態とデフ機構(85,89)による連動状態とに切替える手動モードとを、作業機(2R,2P)下降中にデフロック設定手段(30)によってデフロック状態を選択するときは作業機(2R,2P)昇降に基づく自動モードに切り替え、作業機(2R,2P)上昇中にデフロック設定手段(30)によってデフロック状態を選択するときは手動モードに設定するよう構成したトラクタ。
【請求項2】
自動モード中において作業機(2R,2P)上昇中のデフロック解除状態と作業機(2R,2P)下降中のデフロック状態とを異なる表示形態で表示する表示手段(32)を設けてなる請求項1に記載のトラクタ。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
この発明は、デフロック機構を備えるトラクタに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、中央のデフ機構を挟んで左右に車軸を設け、これら車軸を連動するいわゆるデフロック機構を設ける構成がある。圃場作業時のトラクタの直進性確保のためである。そしてこのデフロック機構をデフロッククラッチの作動によってデフロック状態と、このクラッチを解除してデフ機構による連動とする標準状態への切替を行う構成とし、トラクタの旋回時に作業機を上昇するとデフロックを解除し、作業機を下降すると再びデフロック状態にする自動モードを備えるトラクタがある(特許文献1)。
【特許文献1】特開平5−137405号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、前記デフロック機構を自動モードとして走行すると旋回前後のロック解除操作が不要となる点で有利であるが、反面ハンドル操作による方向修正を行いながらの作業形態が有利であったり、オペレータの操縦感覚によるために自動モードを解除する状態を得たい場合があり、改善を要する。
【課題を解決するための手段】
【0004】
この発明は上記に鑑み、次の技術的手段を講じたものである。
即ち、請求項1に記載の発明は、対地作業機(2R,2P)をリンク機構を介して昇降可能に連結し、走行伝動部にはデフ機構(75,82)を挟んで左右車輪(12,12、13,13)を駆動すべく左右車軸(75L,75R、83L,83R)を設けるとともにこの左右車軸(75L,75R、83L,83R)を連結一体化するデフロック機構(85,89)を備えるトラクタにおいて、対地作業機(2R,2P)の昇降操作に連動してデフロック機構(85,89)のアクチュエータ(86,90)を作動させてデフロック状態とデフ機構(85,89)による連動状態とに切替える自動モードと、手動の選択操作によってデフロック状態とデフ機構(85,89)による連動状態とに切替える手動モードとを、作業機(2R,2P)下降中にデフロック設定手段(30)によってデフロック状態を選択するときは作業機(2R,2P)昇降に基づく自動モードに切り替え、作業機(2R,2P)上昇中にデフロック設定手段(30)によってデフロック状態を選択するときは手動モードに設定するよう構成したトラクタの構成とする。
【0005】
このように構成することによって、作業中デフロックを選択するタイミングが作業機(2R,2P)上昇中であるときは手動モードが選択され、作業機(2R,2P)下降中であるときは自動モードが選択される。
【0006】
また、請求項2に記載の発明は、自動モード中において作業機(2R,2P)上昇中のデフロック解除状態と作業機(2R,2P)下降中のデフロック状態とを異なる表示形態で表示する表示手段(32)を設けてなる請求項1に記載のトラクタの構成とする。このため、自動モードにあって、デフロック状態とデフロック解除状態との見極めが容易に行える。
【発明の効果】
【0007】
請求項1に記載の発明によると、対地作業機の昇降位置とデフロック作動させるタイミングとの兼ね合いでデフロック自動モードあるいは手動モードが選択されることとなるから、オペレータの意図に応じたモードが選択できる。即ち作業機上昇中におけるデフロック設定は次回の作業機上昇の際にもデフロック解除を予定するとは限らないため手動モードでオペレータの操作に委ね、作業機下降状態でのデフロック設定は作業機上昇時のデフロック解除を予定するものであるからこれを省略できる自動モードにおくことで、旋回操作を容易化できる。
【0008】
また、請求項2に記載の発明は、自動モードにあって、デフロック状態とデフロック解除状態との見極めが容易に行えるから、誤操作、誤認のない作業が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。最初にトラクタの全体構成に付いて説明する。トラクタ10は、図1に示すように、ボンネット11内部にエンジン1を備え、このエンジン1の回転動力を、ミッションケース14内の主変速装置、及び副変速装置などの動力伝導機構を介して後輪12、および前輪13,13へ伝達して機体を走行する構成となっている。
【0010】
操縦席15の前方には、ステアリングハンドル16を突出するハンドルポスト17を設け、この同ポスト17のハンドル16下方には、作業機昇降用ワンタッチレバー19や、前記エンジン1のアクセル位置を設定保持するアクセルレバー20、前後進切替レバー23を突出して設け、フロア上にはアクセルペダル22を設けている。前記作業機昇降ワンタッチレバー19の回動基部にはリミットスイッチ21を設け、同スイッチ21のON毎に作業機を作業位置から非作業位置まで連続的に昇降する構成となっている。また、前後進切替レバー23の回動基部にもリミットスイッチ24を設け、同レバー23が後進位置へ操作されるとONする構成となっている。
【0011】
前記アクセルレバー20は、図4及び図5に示すように、ハンドルポスト17内の水平プレート25にブレーキ部材26を介在させて支持すると共に、両部材間にはボール部材27、およびこれを付勢するスプリング28等からなる位置決め機構29を構成している。
【0012】
また、前記アクセルペダル22は、同ペダル22の踏み込み時に、アクセルレバー20の保持位置から一時的に増速側に調整する構成となっている。前記操縦席15の側方には、前記作業機2の高さを変更する作業機昇降レバー35を設け、この昇降レバー35の回動基部に操作位置を検出するポテンショメータ36を設けている。また、同レバー35のガイド近傍には、後述するエンジン回転制御装置の作動を入り切りするエンジン回転制御入切スイッチ37、ドラフト制御装置の作動を入切する手段であるドラフト/デプス制御モード切替スイッチ4、耕深設定器46等の各種設定器を設けている。そして、前記各種検出器や設定器は操縦席15下方の制御手段である制御部5A,5Bに接続する構成となっている。
【0013】
図5は伝動機構を示す。エンジン1出力軸61からの動力は前後進クラッチ機構62を経由して主変速機構の変速軸62に伝達される。変速軸62には4個の油圧クラッチ63a〜63dと変速ギヤ64a〜64dとを備え、平行する変速カウンタ軸65上のカウンタギヤ66a〜66dに噛合せ、該クラッチ63a〜63dの選択的なオン作動によって主変速の第1速〜第4速が得られる構成である。
【0014】
変速軸62の後方には同軸状に高低クラッチ軸67を設け高低油圧クラッチ68a,68bと高・低ギヤ69a,69bとを備え、高低カウンタ軸70上の高低カウンタギヤ71a,71bと噛合せ、高低2段の変速が得られる。
【0015】
主変速と高低2段の変速によって都合8段の油圧クラッチによる変速が可能に構成されるもので、その動力は変速軸62、変速カウンタ軸65、高低カウンタ軸70、高低クラッチ軸67の順に伝達され、この高低クラッチ軸67の回転は次段の副変速機構に伝達される。
【0016】
副変速機構は、前記高低クラッチ軸67と同軸芯のドライブ軸72にメカ式のスライドメッシュ機構と変速ギヤ群とを備え、PTO連動軸73上に遊転状態に設けたカウンタギヤ群との噛合いによってドライブ軸72を高中低の3段に変速する構成としている。
【0017】
上記ドライブ軸72の後端にはドライブピニオン74を設け、後輪デフ機構75のベベルギヤ76を回転連動する公知の構成である。該後輪デフ機構75から左右に車軸75L,75Rが設けられ、最終減速の遊星ギヤ機構77を経て後輪13を駆動する構成としている。
【0018】
前記ドライブ軸72の回転はギヤ群78を経て中間軸79に伝達され、油圧クラッチ機構80にて標準速及び前輪増速状態に切り替えられ前輪駆動軸81に伝達される構成である。この変速された駆動力は前輪デフ機構82に伝達され、左右前車軸83L,83Rを駆動する構成である。
【0019】
上記後車軸75Rにはベベルギヤ76に形成するクラッチ爪76aに噛合可能なクラッチ爪84によるデフロック機構85を構成する。該クラッチ爪76aはソレノイド86の通電によってクラッチ爪76aに噛み合って左右車軸75L,75Rが一体回転するデフロック状態となし、非通電によって図外復帰スプリングの作用でクラッチが切れデフ機構75の差動を伴う車軸駆動状態となる構成である。
【0020】
なお、前車軸83Lに前輪ベベルギヤ87のクラッチ爪87aに噛合うクラッチ爪88を備えてデフロック機構89を構成し、ソレノイド90の通電によって左右前車軸83L,83Rがデフロック状態となり、通電を解除すると両クラッチの係合が外れ前輪デフ機構82の差動を伴う前車軸駆動状態となる。
【0021】
トラクタ10のミッションケース14後部には、作業機昇降用アクチュエータである油圧シリンダ40を内装するシリンダケース41を備え、前記シリンダ40のピストン伸縮によりケース左右に支持するリフトアーム42を上下回動する構成となっている。また、車体後部には、トップリンク39と左右のロワーリンク38からなる3点リンク機構43を設け、同リンク機構43にロータリ作業機2Rやプラウ作業機2P等、各種対地作業機を連結する構成となっている。そしてリフトアーム42の片側には、この回動基部にリフトアーム角センサ44を設けている。
【0022】
前記三点リンク機構43にロータリ作業機2Rを連結する時には、図1に示すように、ロータリカバー40上部にポテンショメータ式のデプスセンサ47を設け、リヤカバー41の回動角度を検出することで耕深を検出する構成となっている。また、前記三点リンク機構43にプラウ作業機2Pを連結する時には、図2に示すように、前記ロアリンク38の基部に歪みゲージ式のドラフトセンサ45を設け、プラウ作業機2Pの牽引負荷を検出する構成となっている。
【0023】
これにより、後述する作業機昇降用制御部5Aは、作業機昇降レバー35による設定角度とリフトアーム角センサ44の検出角度とを一致させるように、作業機上昇用制御弁のソレノイド60A、或いは作業機下降用制御弁のソレノイド60Bへ通電し、また、前記作業機昇降用ワンタッチレバー19のON操作の度にリフトアーム角度を、作業機昇降レバー35位置とは別に設定した上昇位置との間を連続的に昇降するポジション制御を行う構成となっている。
【0024】
また、ロータリ作業2Rを連結し、ドラフト/デプス制御モード切替スイッチ4がデプス制御モードに切替えられている時には、前記耕深設定器46で設定された耕深値とデプスセンサ47の検出値とが一致、または不感帯に入るように作業機を昇降するデプス制御を行う構成となっている。また更に、プラウ作業2Pを連結し、前記スイッチ4が「ドラフト制御モード」に設定されている時には、ドラフトセンサ45より検出される牽引負荷が一定以上となるとリフトアーム42を一定量だけ上昇し、その後再度元の作業位置に下降するドラフト制御を行う構成となっている。
【0025】
次に、トラクタ10のアクセル調整機構91について説明する。アクセル調整機構91は、図6、図7に示すように、エンジン1のガバナ機構(図示せず)の近傍に設けるもので、同ガバナ機構内のコントロールラック位置を入力軸92の回転によって、エンジン燃焼室への燃料供給量を調整しエンジン1の出力回転数を変更する構成となっている。そして前記入力軸92には、制御アーム93を該軸92と一体構成する。また、この制御アーム93と前記アクセルレバー20やアクセルペダル22との間には連動部材94を構成している。
【0026】
即ち、連動部材94の取付ベース95に揺動アーム96の支点部96aを固定し、揺動アーム96には前記制御アーム93に一端を連結したロッド97の他端を連結している。さらにこの揺動アーム96には2本の係止ピン部材96b,96cを固定して、このうち一方96bには上下にスプリング98a,98bの各端部を係止すると共に、他方の係止ピン部材96cには、支点部96aと軸心を一致させてアクチュエータ99が連結され、揺動アーム96の回動角度がポテンショメータ形態のアクセル開度検出手段(アクセル位置センサ)100にて検出しうるよう設けている。
【0027】
上記スプリング98a,98bの各端部には、一方がアクセルペダル22に連結されたワイヤ101aと、他方がアクセルレバー20と連結されたワイヤ101bに夫々連動連結された構成となっている。
【0028】
前記制御アーム93の先端部には前記ロッド97の一端を連結すると共に、該ロッド97の先端部にはプレート部材97aが設けられ、このプレート部材97aにワイヤ102を介してエンジン回転調整用アクチュエータであるステッピング式の電動モータ54を接続している。なお、電動モータ54は、ラジエータ57の前方に配置するラジエータネット取付枠57上部に取り付けた構成となっている。これにより、電動モータ54をエンジン下方などへ配置する構成と比較して、土泥、塵埃の付着を防止しモータ54の耐久性を向上することができ、モータ54を連続使用したときに発せられる熱を冷却しやくなっている。符号59はエンジン1のエアクリーナを示す。
【0029】
これにより、エンジン回転制御は、エンジン回転制御入切スイッチ37が「入」となっている時に、作業機2を非作業位置に上昇操作すると、これを前記作業機昇降レバー35のポテンショメータ36により検出し、電動モータ54を駆動し制御アーム93の回動位置を前記アクセルレバー20の設定位置よりもエンジン回転減速側に変更してトラクタ10の走行速度を減速する構成となっている。また、前記前後進切替レバー23が後進位置に操作され、リミットスイッチ24がONされると電動モータ54を駆動し更に制御アーム93を減速側に回転させてトラクタ10の走行速度を減速する構成となっている。
【0030】
尚、前記作業機上昇操作と後進操作による減速操作は、トラクタ10の機種仕様に応じて、どちらか一方だけを実行しても良いし、両操作を実行する際もどちらか一方が実作動中、即ちエンジン回転減速中であれば他方の操作による更なる減速をキャンセルする構成としても良い。
【0031】
従来、制御アーム52の先端に直接スプリング98a,98bを接続構成していたため、然もスプリングの接続構成が前記係止ピン部材96a形態であるためねじり作用が発生して制御アームの支点ピン部分が不良となっていた(特開2000−170564号)。これに対し、上記のように連動部材94を中間に介在させることにより、制御アーム93先端のロッド97とワイヤ102による引っ張り力はプレート部材97aに作用するため上記従来例のようなねじり作用が発生せず長期にわたり円滑な回転作動を得ることができる。
【0032】
また、上記従来例では、アクセル位置センサは制御アームから長いロッドを介して別位置に構成されていたが、上記の構成によれば、連動部材94を構成して揺動アーム96を構成するからこの揺動アーム93の動きを捉えて制御アーム93の回動量に変換でき、このため連動部材94と一体的にポテンショメータを配置することでアクセル位置センサを構成できることとなり、全体をコンパクトに収めることができる。
【0033】
次に、トラクタ10の制御系統について図9のブロック図に基づいて説明する。トラクタ10には、作業機昇降制御を司る作業機昇降用制御部5Aと走行関連の制御を司る走行用制御部5Bとを備えている。そして両制御部5A,5Bは、内部に各種信号を処理するCPUと、これら信号情報を一時記憶するRAMと、各種制御プログラム等を格納するEEPROM等を有する構成となっている。また両制御部5A,5Bは、必要なセンサ情報や出力情報を通信可能に通信ラインにより接続した構成となっている。
【0034】
作業機昇降用制御部5Aは、この入力部に、作業機昇降レバー35のポテンショメータ36、作業機昇降用ワンタッチレバー19のリミットスイッチ21、リフトアーム角センサ42、デプス/ドラフト制御モード切替スイッチ4と、耕深設定器46を接続して設けると共に、プラウ作業機の接続状態に検出する手段としてのドラフトセンサ45、若しくはデプスセンサ47のカプラ3A,3Bを択一的に接続するカプラ3Cを接続する構成となっている。そして出力部には、リフトアーム42を上昇、或いは下降する比例制御弁のソレノイド60A,60Bを接続して設けている。
【0035】
また、走行用制御部5Bは、入力部に、アクセル位置センサ100と、エンジン回転制御装置の作動を入切するエンジン回転制御入切スイッチ37と、前後進切替レバー23基部のリミットスイッチ24とを接続して設けている。また、この出力部には、電動モータ54と、前記主変速装置や副変速装置を切り替える制御弁のソレノイド61A…,61B…等を接続して設けている。
【0036】
デフロック制御装置は図10に示すフローチャートにしたがって実行される。ステップ101〜ステップ103ではデフロック機構を作業機昇降に連動してオン、オフさせる自動モードとするか手動のスイッチ操作によってオン、オフさせるかを判定するモード判定を行なう。即ち、オペレータによってデフロック入スイッチ(デフロック設定手段)30がオンされると、デフロックソレノイド(アクチュエータ)86,90に通電してデフロック機構を作動させるとともにそのときのリフトアーム角度を読み込み、この角度によって作業機が所定以上に上昇された状態であるときは手動モードに判定され、作業機が下降状態にあるときは自動モードに判定される。なお、デフロック機構85,89は本実施例では前輪、後輪共に備えているが、これらは前輪側、後輪側のみに設けてもよく、また本実施例では両者同一の実行を行うものとし、前輪、後輪の区別を省略して説明する。
【0037】
以後は自動モードであるときには作業機の昇降に応じてデフロック機構85,89を自動的にオン又はオフして操作の容易化が図れる(ステップ104〜ステップ110)。一方作業機が上昇中にデフロック入りスイッチ30をオンしたときは手動モードと判定され、以後のデフロック入り、解除操作は手動のスイッチ30,31操作に委ねられる(ステップ111〜ステップ113)。ここで、デフロック解除スイッチ31をオンするとソレノイド86,90はオフしてデフロック解除されるようになっている。
【0038】
なお、ステップ108及びステップ110で自動モードにおけるデフロックオン又はオフの状態をパイロットランプ(表示手段)32の異なる点灯形態、例えば「点灯」状態と「点滅」状態とすることによって、オペレータはデフロック機構85,89が自動モードであること、及びその状況を直ちに判断できる。
【0039】
図11は、所定の条件下において、デフロック機構を自動モード(オートデフロック)とし、操作性の向上を図ったものである。プラウによる作業では特に直進性確保のためデフロック状態の作業を行う。また、圃場端で折り返し作業を伴うものであり、四輪駆動状態直進から後輪2輪駆動旋回(2駆ターン)への変更操作の上、デフロックの解除を行い機体を方向変更しなければならない煩わしさがある。そこで、2駆ターン、ドラフト制御の有無によってデフロックを自動モードに設定させ、以後の作業の容易化を図っている。ここで、四輪駆動旋回、2輪駆動旋回の選択は図12に示す設定ダイヤル33操作に基づく。
【0040】
なお図11のフローチャートには、ミックスコントロールについて記載するが、この制御は作業機の昇降制御に係り、作業機昇降レバー35による昇降制御において、所定の作業機昇降レバー35位置Mにおけるドラフトセンサに基づく牽引負荷の許容値Lを設定ダイヤル34によって変更調整できるように構成する。図13(ロ)において、右側から左側に寄せるほど設定許容値(L)の幅が拡大し、作業機昇降レバー35による指示値Mにおいて設定した設定許容値(L)の範囲で牽引負荷に対する作業機昇降を可能とさせるものである。したがってこの設定許容値(L)が0の状態では、実質的にドラフトの昇降制御を受け付けず、許容値100%では牽引負荷による昇降制御をフルに受け入れて昇降させるものとなって昇降頻度が大となる。そしてこれらの間の適正な位置をダイヤル(図示せず)にて選択し作業機昇降制御を行うものである。
【0041】
上記のように構成すると、ミックスコントロールで生じやすい耕深の変動をドラフト用許容範囲を広狭に変更調整することによって抑制できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】ロータリ作業機を連結したトラクタの全体側面図。
【図2】プラウ作業機を連結したトラクタの全体側面図。
【図3】ハンドルポストの縦断面図。
【図4】アクセルレバーの組み立て構成を示す図。
【図5】伝動機構図。
【図6】アクセル調整機構を示す斜視図。
【図7】アクセル調整機構を示す斜視図。
【図8】ボンネット内のアクセル調整機構を示す側面図。
【図9】制御部の接続状態を示す図。
【図10】制御フローチャート。
【図11】制御フローチャート。
【図12】調整ダイヤルの平面図。
【図13】ミックスコントロールを示すグラフ(イ)、ドラフト許容値一例を示すグラフ(ロ)
【符号の説明】
【0043】
1 エンジン
2P プラウ作業機
2R ロータリ作業機
4 ドラフト/デプス制御モード切替スイッチ
5A 作業機昇降用制御部
5B 走行用制御部
10 トラクタ
30 デフロック入スイッチ(デフロック設定手段)
31 デフロック解除スイッチ
32 パイロットランプ(表示手段)
85 デフロック機構
86 デフロックソレノイド(アクチュエータ)
89 デフロック機構
90 デフロックソレノイド(アクチュエータ)
【出願人】 【識別番号】000000125
【氏名又は名称】井関農機株式会社
【出願日】 平成17年11月29日(2005.11.29)
【代理人】
【公開番号】 特開2007−143509(P2007−143509A)
【公開日】 平成19年6月14日(2007.6.14)
【出願番号】 特願2005−344674(P2005−344674)