JP5160277B2

JP5160277B2 - トラクタ

Info

Publication number: JP5160277B2
Application number: JP2008078244A
Authority: JP
Inventors: 博行有田
Original assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 2008-03-25
Filing date: 2008-03-25
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2028-03-25
Also published as: JP2009228875A

Description

本発明は、油圧クラッチを用いて構成される主変速装置と副変速装置とを直列に結合して多段の走行変速を行うトラクタに関する。

油圧クラッチを用いて構成される主変速装置と副変速装置とを直列に結合して多段の走行変速を行うトラクタが知られている。例えば、特許文献１に示されるトラクタは、３つの油圧クラッチで３段の変速を行う主変速装置（第一主変速機構）と、２つの油圧クラッチで２段の変速を行う副変速装置（第二主変速装置）とを備え、これらの油圧クラッチをそれぞれ電磁比例弁の昇圧制御にもとづいて作動制御することにより、６段の走行変速が可能となっている。また、特許文献２に示されるトラクタは、４つの油圧クラッチで４段の変速を行う主変速装置と、２つの油圧クラッチで２段の変速を行う副変速装置とを備え、主変速装置を構成する４つの油圧クラッチをそれぞれ電磁方向切換弁の切換え制御にもとづいて作動制御すると共に、副変速装置を構成する２つの油圧クラッチをそれぞれ電磁比例弁の昇圧制御にもとづいて作動制御することにより、８段の走行変速が可能となっている。
特開２０００−２０５３９１号公報特開２０００−６２５００号公報

電磁比例弁の昇圧制御にもとづく油圧クラッチの作動制御によれば、変速ショックの少ない円滑な走行変速が可能となるが、特許文献１のように、主変速装置及び副変速装置の各油圧クラッチをすべて電磁比例弁で制御するものでは、電磁比例弁の必要個数が多くなり、高価な走行変速装置となってしまうという問題がある。一方、特許文献１に示されるものでは、副変速装置の各油圧クラッチを電磁比例弁で制御するものの、主変速装置の各油圧クラッチは電磁方向切換え弁で制御するので、安価な走行変速装置とすることが可能であるが、電磁比例弁の昇圧制御にもとづいて円滑な走行変速を行うには、変速の度に副変速装置の油圧クラッチを断続しなければならないため、副変速装置に設けられる油圧クラッチの耐久性を向上させる必要があり、また、主変速装置と副変速装置の同時変速によって変速時間が長くなったり、両変速装置の変速タイミングよって変速ショックが生じる可能性があった。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、油圧クラッチを用いて構成される主変速装置と副変速装置とを直列に結合して多段の走行変速を行うトラクタであって、前記主変速装置を構成する複数の油圧クラッチは、それぞれ電磁比例弁の昇圧制御にもとづいて択一的な作動制御が行われ、副変速装置を構成する油圧クラッチは、電磁方向切換弁の切換え制御にもとづいて作動制御が行われるものであり、前記副変速装置の切換えを必要とする走行変速にあっては、主変速装置の油圧クラッチを切ってから、副変速装置に係る電磁方向切換弁を切換えて副変速装置の油圧クラッチを入りとし、しかる後、主変速装置に係る電磁比例弁の昇圧制御に基づいて主変速装置の油圧クラッチを入りとし、副変速装置の切換えを必要としない走行変速にあっては、副変速装置に係る電磁方向切換弁を入り状態にしたまま主変速装置に係る電磁比例制御弁の昇圧制御が行われることを特徴とするトラクタである。このようにすると、主変速装置及び副変速装置の各油圧クラッチをすべて電磁比例弁で制御するものに比べ、走行変速装置を安価に構成することができる。また、変速の度に副変速装置の油圧クラッチを断続する必要がないので、副変速装置に設けられる油圧クラッチの耐久性を向上させるためのコストアップが回避されると共に、副変速装置の切換えを必要とする走行変速においても、電磁比例弁の昇圧制御にもとづいて円滑な走行変速を行うことができる。
請求項２の発明は、前記主変速装置は、副変速装置の伝動上手側に結合されていることを特徴とする請求項１記載のトラクタである。このようにすると、主変速装置を伝動上手側に配置し、その油圧クラッチを昇圧制御するので、油圧クラッチの負荷を軽減し、円滑な走行変速を行うことができる。

次に、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。図１において、Ｔは農用のトラクタであって、該トラクタＴには、トランスミッションケース１が搭載されている。図２に示すように、トランスミッションケース１は、主クラッチ機構２を介してエンジンＥの動力を入力すると共に、入力した動力を走行動力伝動経路３とＰＴＯ動力伝動経路４とに分岐させる。走行動力伝動経路３には、走行動力を多段に変速するために、複数の変速装置が設けられている。走行動力伝動経路３に設けられる変速装置には、摩擦多板式の油圧クラッチを用いて構成され、変速操作に際して伝動上手側の主クラッチ機構２を切る必要がない油圧クラッチ式変速装置と、常時噛合式の歯車変速装置を用いて構成され、変速操作に際して主クラッチ機構２を切る必要がある噛み合い式変速装置とが含まれており、油圧クラッチ式変速装置と噛み合い式変速装置の組み合せにより走行動力の多段変速を行うようになっている。

具体的に説明すると、走行動力伝動経路３には、摩擦多板式の油圧クラッチＣ１〜Ｃ４を用いて構成され、４段の変速を行う主変速装置５と、摩擦多板式の油圧クラッチＣＦ、ＣＲを用いて構成され、走行動力の正逆転変速を行う前後進変速装置６と、常時噛合式の歯車変速装置を用いて構成され、３段の変速を行う高中低変速装置７と、摩擦多板式の油圧クラッチＣＬ、ＣＨを用いて構成され、高低２段の変速を行う副変速装置８とが設けられており、通常の作業においては、図３に示すように、主変速装置５と副変速装置８による変速の組み合せによって８段の走行変速が可能になると共に、前後進変速装置６による前後進切換えが可能となっている。尚、本実施形態では、さらに、高中低変速装置７の変速を組み合せることにより、２４段の走行変速が可能であるが、高中低変速装置７は、本発明の要部ではないので、詳細な説明は省略する。

主変速装置５、高中低変速装置７及び副変速装置８で変速された走行動力は、前車軸及び後車軸に伝動される。前車軸への動力伝動経路には、前車軸に伝達する動力を高低に変速又は切断する倍速伝動装置９が設けられており、該倍速伝動装置９による動力の変速又は切断によって、旋回時における前輪倍速駆動や４駆、２駆の切換えが行われるようになっている。そして、倍速伝動装置９は、摩擦多板式の油圧クラッチを用いて構成されることにより、円滑な変速や切断が可能となっている。

ＰＴＯ動力伝動経路４には、摩擦多板式の油圧クラッチを用いて構成されるＰＴＯクラッチ１０と、常時噛合式の歯車変速装置を用いて構成されるＰＴＯ変速装置１１とが設けられており、走行状態に影響されない独立したＰＴＯ動力伝動系、すなわち、インディペンデントＰＴＯ仕様のＰＴＯ動力伝動経路４を構成している。

本実施形態のトラクタＴには、図４に示すような油圧回路が構成されている。この油圧回路は、２つの油圧ポンプＰ１、Ｐ２を備え、一方の油圧ポンプＰ１から供給される油圧で、倍速伝動装置９、リフトシリンダ１２及びリフトロッドシリンダ１３を動作させ、他方の油圧ポンプＰ２から供給される油圧で、ステアリングユニット１４、主変速装置５、前後進変速装置６、副変速装置８、ＰＴＯクラッチ１０及び自動ブレーキ旋回装置１５を動作させるように構成されている。

少なくとも、主変速装置５及び副変速装置８の油圧クラッチＣ１〜Ｃ４、ＣＬ、ＣＨは、電磁弁の制御にもとづいて作動される。電磁比例弁の昇圧制御にもとづく油圧クラッチの作動制御によれば、変速ショックの少ない円滑な走行変速が可能となるが、主変速装置５及び副変速装置８の各油圧クラッチＣ１〜Ｃ４、ＣＬ、ＣＨをすべて電磁比例弁で制御するものでは、電磁比例弁の必要個数が多くなり、高価な走行変速装置となってしまうという問題がある。また、副変速装置８の各油圧クラッチＣＬ、ＣＨを電磁比例弁で制御し、主変速装置５の各油圧クラッチＣ１〜Ｃ４を電磁方向切換え弁で制御するようにした場合、安価な走行変速装置とすることが可能であるが、電磁比例弁の昇圧制御にもとづいて円滑な走行変速を行うには、変速の度に副変速装置８の油圧クラッチＣＬ、ＣＨを断続しなければならないため、副変速装置８に設けられる油圧クラッチＣＬ、ＣＨの耐久性を向上させなければならない。

そこで、本実施形態のトラクタＴでは、図４に示すように、主変速装置５の各油圧クラッチＣ１〜Ｃ４を、それぞれ電磁比例弁１６ａ〜１６ｄの昇圧制御にもとづいて択一的に作動制御し、副変速装置８の各油圧クラッチＣＬ、ＣＨを、電磁方向切換弁１７の切換え制御にもとづいて作動制御する。このようにすると、主変速装置５及び副変速装置８の各油圧クラッチＣ１〜Ｃ４、ＣＬ、ＣＨをすべて電磁比例弁で制御するものに比べ、走行変速装置を安価に構成することができる。また、変速の度に副変速装置８の油圧クラッチＣＬ、ＣＨを断続する必要がないので、副変速装置８に設けられる油圧クラッチＣＬ、ＣＨの耐久性を向上させるためのコストアップが回避される。

また、副変速装置８の切換えを必要とする走行変速（４速→５速、５速→４速）にあっては、副変速装置８に係る電磁方向切換弁１７の切換え制御後に、主変速装置５に係る電磁比例弁１６ａ〜１６ｄの昇圧制御が行われることが好ましい。例えば、図５に示すように、４速から５速へ変速する場合は、主変速装置５の４速用油圧クラッチＣ４を切ってから、副変速装置８の低速用油圧クラッチＣＬを切ると共に、高速用油圧クラッチＣＨを入りとし、その後に電磁比例弁１６ａの昇圧制御にもとづいて主変速装置５の１速用油圧クラッチＣ１を入りとする。このようにすると、副変速装置８の切換えを必要とする走行変速においても、電磁比例弁１６ａ〜１６ｄの昇圧制御にもとづいて円滑な走行変速を行うことができる。しかも、本実施形態では、主変速装置５を副変速装置８の伝動上手側に配置し、その油圧クラッチＣ１〜Ｃ４を昇圧制御するので、油圧クラッチＣ１〜Ｃ４の負荷を軽減し、円滑な走行変速を行うことができる。尚、本実施形態では、電磁比例弁１６ａ〜１６ｄの緩やかな昇圧制御に先立ち、瞬間的に急激な圧力上昇状態を現出させるが、これは、油圧クラッチＣ１〜Ｃ４をクラッチミート位置まで迅速に移動させるための処理であり、単純な昇圧制御による油圧クラッチＣ１〜Ｃ４の動作遅れを防止するためのものである。

また、本実施形態のトラクタＴでは、主変速装置５及び副変速装置８の各油圧クラッチＣ１〜Ｃ４、ＣＬ、ＣＨを、それぞれ電磁弁（電磁比例弁１６ａ〜１６ｄ又は電磁方向切換え弁１７）で制御するものの、前後進変速装置６を構成する油圧クラッチＣＦ、ＣＲは、手動方向切換弁１８の作動に応じて前後進変速装置６の変速状態を切換えるように構成されている。例えば、図６〜図８に示すように、ステアリングハンドル１９の近傍に設けられる前後進変速レバー２０にワイヤ２１を介して手動方向切換弁１８を連繋し、該手動方向切換弁１８の切換え作動に応じて前後進変速装置６の各油圧クラッチＣＦ、ＣＲを入り切りさせる。このようにすると、電気的なトラブルが発生しても、少なくとも、手動方向切換弁１８の操作にもとづいて前後進変速装置６は切換えることができるので、走行不能状態に陥る可能性を低減することができる。

また、主変速装置５を構成する複数の油圧クラッチＣ１〜Ｃ４は、前述したように、それぞれ電磁比例弁１６ａ〜１６ｄの昇圧制御にもとづいて択一的に作動制御され、前後進変速装置６の変速状態が切換えられた際には、前後進変速装置６の油圧クラッチＣＦ、ＣＲが接続された後に、電磁比例弁１６ａ〜１６ｄの昇圧制御にもとづいて主変速装置５の油圧クラッチＣ１〜Ｃ４を接続して機体の発進が行われることが好ましい。例えば、図９に示すように、前後進変速装置６を構成する油圧クラッチＣＦ、ＣＲの切りに応じて、主変速装置５の油圧クラッチＣ１〜Ｃ４を切りにすると共に、前後進変速装置６の油圧クラッチＣＦ、ＣＲが入りとなった後、電磁比例弁１６ａ〜１６ｄの昇圧制御にもとづいて主変速装置５の油圧クラッチＣ１〜Ｃ４を入りにする。このようにすると、主変速装置５の油圧クラッチＣ１〜Ｃ４を昇圧制御するための電磁比例弁１６ａ〜１６ｄを利用し、前後進切換え後の機体発進をスムーズに行うことができる。

次に、電磁比例弁１６ａ〜１６ｄ及び電磁方向切換え弁１７の具体的な制御例について、図１０を参照して説明する。この図に示すように、トラクタＴには、マイコンなどを用いて構成される制御装置２２が設けられている。制御装置２２の入力側には、走行変速段を１段ずつアップさせるシフトアップスイッチ２３と、走行変速段を１段ずつダウンさせるシフトダウンスイッチ２４と、エンジンの回転を検出するエンジン回転センサ２５と、車軸の回転を検出する車軸回転センサ２６と、油圧回路の油温を検出する油温センサ２７と、前後進変速レバー２０の操作位置を検出する前後進センサ２８と、主クラッチ機構２の入り切りを検出する主クラッチセンサ２９とが接続される一方、制御装置２２の出力側には、前述した電磁比例弁１６ａ〜１６ｄ及び電磁方向切換え弁１７が接続されている。つまり、制御装置２２は、上記のスイッチ２３、２４やセンサ２５〜２９からの入力信号にもとづいて、電磁比例弁１６ａ〜１６ｄ及び電磁方向切換え弁１７を制御するように構成されており、以下、シフトアップスイッチ２３及びシフトダウンスイッチ２４の操作に応じた電磁比例弁１６ａ〜１６ｄ及び電磁方向切換え弁１７の制御手順と、前後進変速レバー２０の操作に応じた電磁比例弁１６ａ〜１６ｄの制御について説明する。

１速の状態では、主変速装置５の１速用油圧クラッチＣ１と、副変速装置８の低速用油圧クラッチＣＬが入りとなっている。シフトアップスイッチ２３の操作に応じて１速から２速へ変速する場合は、副変速装置８の低速用油圧クラッチＣＬを入りとしたまま、主変速装置５の１速用油圧クラッチＣ１を切り、電磁比例弁１６ｂの昇圧制御にもとづいて２速用油圧クラッチＣ２を入りとする。

また、シフトアップスイッチ２３の操作に応じて２速から３速へ変速する場合は、副変速装置８の低速用油圧クラッチＣＬを入りとしたまま、主変速装置５の２速用油圧クラッチＣ２を切り、電磁比例弁１６ｃの昇圧制御にもとづいて３速用油圧クラッチＣ３を入りとする。

また、シフトアップスイッチ２３の操作に応じて３速から４速へ変速する場合は、副変速装置８の低速用油圧クラッチＣＬを入りとしたまま、主変速装置５の３速用油圧クラッチＣ３を切り、電磁比例弁１６ｄの昇圧制御にもとづいて４速用油圧クラッチＣ４を入りとする。

また、シフトアップスイッチ２３の操作に応じて４速から５速へ変速する場合は、主変速装置５の４速用油圧クラッチＣ４を切ってから、電磁方向切換弁１７の切換え制御にもとづいて、副変速装置８の低速用油圧クラッチＣＬを切ると共に、高速用油圧クラッチＣＨを入りとし、その後に、電磁比例弁１６ａの昇圧制御にもとづいて主変速装置５の１速用油圧クラッチＣ１を入りとする。

また、シフトアップスイッチ２３の操作に応じて５速から６速へ変速する場合は、副変速装置８の高速用油圧クラッチＣＨを入りとしたまま、主変速装置５の１速用油圧クラッチＣ１を切り、電磁比例弁１６ｂの昇圧制御にもとづいて２速用油圧クラッチＣ２を入りとする。

また、シフトアップスイッチ２３の操作に応じて６速から７速へ変速する場合は、副変速装置８の高速用油圧クラッチＣＨを入りとしたまま、主変速装置５の２速用油圧クラッチＣ２を切り、電磁比例弁１６ｃの昇圧制御にもとづいて３速用油圧クラッチＣ３を入りとする。

また、シフトアップスイッチ２３の操作に応じて７速から８速へ変速する場合は、副変速装置８の高速用油圧クラッチＣＨを入りとしたまま、主変速装置５の３速用油圧クラッチＣ３を切り、電磁比例弁１６ｄの昇圧制御にもとづいて４速用油圧クラッチＣ４を入りとする。

逆に、シフトダウンスイッチ２４の操作に応じて８速から７速へ変速する場合は、副変速装置８の高速用油圧クラッチＣＨを入りとしたまま、主変速装置５の４速用油圧クラッチＣ４を切り、電磁比例弁１６ｃの昇圧制御にもとづいて３速用油圧クラッチＣ３を入りとする。

また、シフトダウンスイッチ２４の操作に応じて７速から６速へ変速する場合は、副変速装置８の高速用油圧クラッチＣＨを入りとしたまま、主変速装置５の３速用油圧クラッチＣ３を切り、電磁比例弁１６ｂの昇圧制御にもとづいて２速用油圧クラッチＣ２を入りとする。

また、シフトダウンスイッチ２４の操作に応じて６速から５速へ変速する場合は、副変速装置８の高速用油圧クラッチＣＨを入りとしたまま、主変速装置５の２速用油圧クラッチＣ２を切り、電磁比例弁１６ａの昇圧制御にもとづいて１速用油圧クラッチＣ１を入りとする。

また、シフトダウンスイッチ２４の操作に応じて５速から４速へ変速する場合は、主変速装置５の１速用油圧クラッチＣ１を切ってから、電磁方向切換弁１７の切換制御にもとづいて副変速装置８の高速用油圧クラッチＣＨを切ると共に、低速用油圧クラッチＣＬを入りとし、その後に、電磁比例弁１６ｄの昇圧制御にもとづいて主変速装置５の４速用油圧クラッチＣ４を入りとする。

また、シフトダウンスイッチ２４の操作に応じて４速から３速へ変速する場合は、副変速装置８の低速用油圧クラッチＣＬを入りとしたまま、主変速装置５の４速用油圧クラッチＣ４を切り、電磁比例弁１６ｃの昇圧制御にもとづいて３速用油圧クラッチＣ３を入りとする。

また、シフトダウンスイッチ２４の操作に応じて３速から２速へ変速する場合は、副変速装置８の低速用油圧クラッチＣＬを入りとしたまま、主変速装置５の３速用油圧クラッチＣ３を切り、電磁比例弁１６ｂの昇圧制御にもとづいて２速用油圧クラッチＣ２を入りとする。

また、シフトダウンスイッチ２４の操作に応じて２速から１速へ変速する場合は、副変速装置８の低速用油圧クラッチＣＬを入りとしたまま、主変速装置５の２速用油圧クラッチＣ２を切り、電磁比例弁１６ａの昇圧制御にもとづいて１速用油圧クラッチＣ１を入りとする。

また、前後進変速レバー２０が操作された場合は、前後進変速装置６を構成する油圧クラッチＣＦ、ＣＲの切りに応じて、主変速装置５の油圧クラッチＣ１〜Ｃ４を切りにすると共に、前後進変速装置６の油圧クラッチＣＦ、ＣＲが入りとなった後、電磁比例弁１６ａ〜１６ｄの昇圧制御にもとづいて主変速装置５の油圧クラッチＣ１〜Ｃ４を入りにする。

叙述の如く構成された本実施形態によれば、油圧クラッチＣ１〜Ｃ４、ＣＬ、ＣＨを用いて構成される主変速装置５と副変速装置８とを直列に結合して多段の走行変速を行うトラクタＴであって、主変速装置５を構成する複数の油圧クラッチＣ１〜Ｃ４は、それぞれ電磁比例弁１６ａ〜１６ｄの昇圧制御にもとづいて択一的な作動制御が行われ、副変速装置８を構成する油圧クラッチＣＬ、ＣＨは、電磁方向切換弁１７の切換え制御にもとづいて作動制御が行われるので、主変速装置５及び副変速装置８の各油圧クラッチＣ１〜Ｃ４、ＣＬ、ＣＨをすべて電磁比例弁で制御するものに比べ、走行変速装置を安価に構成することができる。また、変速の度に副変速装置８の油圧クラッチＣＬ、ＣＨを断続する必要がないので、副変速装置８に設けられる油圧クラッチＣＬ、ＣＨの耐久性を向上させるためのコストアップが回避される。

また、副変速装置８の切換えを必要とする走行変速にあっては、副変速装置８に係る電磁方向切換弁１７の切換え制御後に、主変速装置５に係る電磁比例弁１６ａ〜１６ｄの昇圧制御が行われるので、副変速装置８の切換えを必要とする走行変速においても、電磁比例弁１６ａ〜１６ｄの昇圧制御にもとづいて円滑な走行変速を行うことができる。主変速装置５を副変速装置８の伝動上手側に配置し、その油圧クラッチＣ１〜Ｃ４を昇圧制御するので、油圧クラッチＣ１〜Ｃ４の負荷を軽減し、円滑な走行変速を行うことができる。

トラクタの斜視図である。トランスミッションケースの全体断面図である。走行変速パターンの説明図である。トラクタの油圧構成を示す油圧回路図である。４速から５速へ変速する際の油圧クラッチ圧を示すタイミングチャートである。操作部の平面図である。前後進変速操作系を示す側面図である。前後進変速操作系を示す正面図である。前進１速から後進１速へ変速する際の油圧クラッチ圧を示すタイミングチャートである。制御装置の入出力を示すブロック図である。

符号の説明

１トランスミッションケース
５主変速装置
６前後進変速装置
８副変速装置
１６ａ〜１６ｄ電磁比例弁
１７電磁方向切換弁
１８手動方向切換弁
２０前後進変速レバー
２２制御装置
Ｃ１〜Ｃ４主変速用油圧クラッチ
ＣＦ、ＣＲ前後進変速用油圧クラッチ
ＣＬ、ＣＨ副変速用油圧クラッチ
Ｔトラクタ

Claims

油圧クラッチを用いて構成される主変速装置と副変速装置とを直列に結合して多段の走行変速を行うトラクタであって、
前記主変速装置を構成する複数の油圧クラッチは、それぞれ電磁比例弁の昇圧制御にもとづいて択一的な作動制御が行われ、
副変速装置を構成する油圧クラッチは、電磁方向切換弁の切換え制御にもとづいて作動制御が行われるものであり、
前記副変速装置の切換えを必要とする走行変速にあっては、主変速装置の油圧クラッチを切ってから、副変速装置に係る電磁方向切換弁を切換えて副変速装置の油圧クラッチを入りとし、しかる後、主変速装置に係る電磁比例弁の昇圧制御に基づいて主変速装置の油圧クラッチを入りとし、
副変速装置の切換えを必要としない走行変速にあっては、副変速装置に係る電磁方向切換弁を入り状態にしたまま主変速装置に係る電磁比例制御弁の昇圧制御が行われる
ことを特徴とするトラクタ。
前記主変速装置は、副変速装置の伝動上手側に結合されていることを特徴とする請求項１記載のトラクタ。