作業車の伝動装置
【課題】静油圧式無段変速装置による動力伝達の断続、及びＰＴＯクラッチの入り切り操作を互いに連係作動させて、残耕部分の発生も少なく、かつ任意の操作タイミングで、軽快に行えるようにする。
【解決手段】静油圧式無段変速装置２３の油圧ポンプ２３Ｐから油圧モータ２３Ｍへの駆動回路における高圧作動油を油タンクへ導く停止操作ペダル６０を設け、停止操作ペダル６０の踏み込み操作で、静油圧式無段変速装置２３を中立位置に操作し、ＰＴＯクラッチ２４を切り操作し、踏み込み解除側への操作で、ＰＴＯクラッチ２４の入り操作が行われるように連係させ、踏み込み側への操作で静油圧式無段変速装置２３が中立位置に復帰した後にＰＴＯクラッチ２４が切られ、踏み込み解除側への操作では走行が開始される前にＰＴＯクラッチ２４の入り操作が行われるように操作タイミングを設定してある。
【解決手段】静油圧式無段変速装置２３の油圧ポンプ２３Ｐから油圧モータ２３Ｍへの駆動回路における高圧作動油を油タンクへ導く停止操作ペダル６０を設け、停止操作ペダル６０の踏み込み操作で、静油圧式無段変速装置２３を中立位置に操作し、ＰＴＯクラッチ２４を切り操作し、踏み込み解除側への操作で、ＰＴＯクラッチ２４の入り操作が行われるように連係させ、踏み込み側への操作で静油圧式無段変速装置２３が中立位置に復帰した後にＰＴＯクラッチ２４が切られ、踏み込み解除側への操作では走行が開始される前にＰＴＯクラッチ２４の入り操作が行われるように操作タイミングを設定してある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン動力を走行装置に伝達する走行駆動系と、エンジン動力を外部動力取り出し軸に伝達する作業装置駆動系とを備え、前記走行駆動系に走行装置への動力を変速して伝達する静油圧式無段変速装置を備えるとともに、前記作業装置駆動系に外部動力取り出し軸への動力伝達を断続する油圧操作式のＰＴＯクラッチを備えた作業車の伝動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の作業車の伝動装置としては、下記［１］及び［２］に記載の構造のものが従来より知られている。
［１］両サイドブレーキペダルを踏み込み操作すると、走行用の変速装置を停止状態にするとともに、ＰＴＯクラッチを切り操作するよう構成したもの（例えば、特許文献１参照）。
［２］静油圧式無段変速装置の油圧ポンプから油圧モータへの駆動回路における高圧作動油を、バイパス回路に送り込む状態と、そのバイパス回路への送り込みを解除する状態とに択一切換操作自在な操作手段を設けたもの（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１３７４３６号公報（段落番号００２８、００２９、００３５、００３７、図３、図４）
【特許文献２】特開昭６３−３８０３０号公報（公報明細書の第２頁右上欄、及び、同頁右下欄、並びに、公報図面の図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記［１］に示す従来構造のものでは、例えば、トラクタ本機の後部にロータリ耕耘装置を連結してＰＴＯ軸で駆動する耕耘作業において、耕耘作業中に走行停止を行う場合、両サイドブレーキペダルを踏み込み操作して走行停止を行うことで自動的にＰＴＯクラッチが切られるので、回転駆動されるロータリ耕耘装置によってトラクタ本機が押されて停止距離が長くなることを回避することができる点で有用なものである。
しかしながら、この構造のものでは、両サイドブレーキペダルを操作するものであるため、その操作力としては比較的大きな踏力を要するものであり、また、片方のサイドブレーキペダルを踏んで機体旋回を行っているときには停止操作を行えないという不便さがある。
【０００５】
また、上記［２］に示す従来構造のものでは、サイドブレーキペダルではなく、変速レバーの中立位置、もしくは操縦席の位置を検出するスイッチを設けて、そのスイッチの検出信号に基づいて、油圧ポンプから油圧モータへの駆動回路における高圧作動油を、バイパス回路に送り込む状態と、そのバイパス回路への送り込みを解除する状態とに切り換えられるようにしている。この構造によれば、静油圧式無段変速装置による駆動状態を動力伝達がなされない状態に切り換えることはできるものであるが、その操作に連動してＰＴＯクラッチの操作を行うことはできず、また、静油圧式無段変速装置の斜板を中立位置に戻し操作することもできない。
【０００６】
本発明の目的は、静油圧式無段変速装置による動力伝達の断続、及びＰＴＯクラッチの入り切り操作を互いに連係作動させて、残耕部分の発生も少なく、かつ任意の操作タイミングで、軽快に行えるようにした作業車の伝動装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔解決手段１〕
上記課題を解決するために講じた本発明の技術手段は、エンジン動力を走行装置に伝達する走行駆動系と、エンジン動力を外部動力取り出し軸に伝達する作業装置駆動系とを備え、前記走行駆動系に走行装置への動力を変速して伝達する静油圧式無段変速装置を備えるとともに、前記作業装置駆動系に外部動力取り出し軸への動力伝達を断続する油圧操作式のＰＴＯクラッチを備え、
前記静油圧式無段変速装置の油圧ポンプから油圧モータへの駆動回路における高圧作動油を油タンクへ導く動力遮断状態と、その動力遮断状態を解除して油圧モータを駆動する状態とに択一切換操作自在な停止操作ペダルを設けるとともに、前記停止操作ペダルによる停止操作に伴って前記静油圧式無段変速装置の斜板を中立位置に戻し操作する斜板角度制御手段を設け、
前記停止操作ペダルに対して前記静油圧式無段変速装置とＰＴＯクラッチとは、停止操作ペダルの踏み込み操作に伴って、静油圧式無段変速装置を中立位置に操作するとともにＰＴＯクラッチを切り操作し、停止操作ペダルの踏み込み解除側への操作に伴って、ＰＴＯクラッチの入り操作が行われるように連係させてあり、かつ、前記停止操作ペダルの踏み込み側への操作では、前記静油圧式無段変速装置が中立位置に復帰した後にＰＴＯクラッチが切り操作され、前記停止操作ペダルの踏み込み解除側への操作では、前記静油圧式無段変速装置による走行が開始される前にＰＴＯクラッチの入り操作が行われるように操作タイミングを設定してあることを特徴とする。
【０００８】
〔作用及び効果〕
上記のように、解決手段１にかかる本発明の作業車の伝動装置では、停止操作ペダルに対して静油圧式無段変速装置とＰＴＯクラッチとを連係させて、停止操作ペダルの操作を行うだけで自動的に静油圧式無段変速装置における高圧作動油の給排による動力断続と、ＰＴＯクラッチの入り切り操作とを行えるようにしてある。
そして、停止操作ペダルの踏み込み側への操作では、静油圧式無段変速装置が中立位置に復帰した後にＰＴＯクラッチが切り操作され、前記停止操作ペダルの踏み込み解除側への操作では、前記静油圧式無段変速装置による走行が開始される前にＰＴＯクラッチの入り操作が行われるように操作タイミングを設定してある。したがって、静油圧式無段変速装置が中立位置に復帰しないうちにＰＴＯクラッチが切り操作されたり、ＰＴＯクラッチの入り操作が行われる前に静油圧式無段変速装置による走行が開始される場合に比べて、圃場に残耕部分が残る可能性を少なくすることができる。
【０００９】
したがって、停止操作ペダルの操作を行うだけで、静油圧式無段変速装置による動力伝達の断続、及びＰＴＯクラッチの入り切り操作を互いに連係作動させて操作性の良い操作を行うことができる。
また、その連係作動も、停止操作ペダルの踏み込み側への操作では、静油圧式無段変速装置が中立位置に復帰した後にＰＴＯクラッチが切り操作され、停止操作ペダルの踏み込み解除側への操作では、静油圧式無段変速装置による走行が開始される前にＰＴＯクラッチの入り操作が行われるように操作タイミングを設定して、圃場に残耕部分が残る可能性を少なくした操作を行える利点がある。
【００１０】
〔解決手段２〕
本発明の作業車の伝動装置における第２の解決手段は、請求項２の記載のように、静油圧式無段変速装置の斜板角度を変更して目標速度を設定する目標速度設定手段を備え、斜板角度制御手段は、静油圧式無段変速装置の中立位置から前記目標速度に対応する斜板角度に達するまでの斜板角度変更速度を、予め設定された増速率で緩やかに変化させるように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
〔作用及び効果〕
上記のように、解決手段２にかかる本発明の作業車の伝動装置では、斜板角度制御手段が、静油圧式無段変速装置の中立位置から前記目標速度に対応する斜板角度に達するまでの斜板角度変更速度を、予め設定された増速率で緩やかに変化させるように構成されているので、停止操作ペダルでの静油圧式無段変速装置の停止後、再び機体を発進させる際に、予め設定された増速率で緩やかに斜板角度を変化させて、ゆっくりと機体を発進させることができる。
【００１２】
したがって、単なる停止操作ペダルでの、静油圧式無段変速装置による動力伝達の断続やＰＴＯクラッチの入り切り操作を行うだけで、機体の急発進をも回避した走行制御をも行うことができる利点がある。
【００１３】
〔解決手段３〕
本発明の作業車の伝動装置における第３の解決手段は、請求項３の記載のように、停止操作ペダルは、左右一対のサイドブレーキペダルとは別に設けたペダルによって構成してあることを特徴とする。
【００１４】
〔作用及び効果〕
上記のように、解決手段３にかかる本発明の作業車の伝動装置では、停止操作ペダルが、左右一対のサイドブレーキペダルとは別に設けたペダルによって構成してあるので、停止操作ペダルとして、大きな踏力の必要がない軽い操作で行える構造のものを採用し易い。
また、サイドブレーキペダルの片方を操作している旋回作業中においても、そのサイドブレーキペダルを一旦戻し操作する必要なく、ただちに停止操作ペダルの操作を行うことができる。
【００１５】
したがって、軽快な操作を行えるペダルを、任意のタイミングで操作し得るところの、操作性の良い停止操作ペダルで得られる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】耕耘機仕様に構成されたトラクタを示す全体側面図である。
【図２】伝動系を示す線図である。
【図３】制御系を示すブロック図である。
【図４】サイドブレーキペダルの動作説明図である。
【図５】サイドブレーキペダルと停止操作ペダルとの配置状態を示す平面図である。
【図６】静油圧式の無段変速装置の油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
〔作業車の全体構成〕
図１に、本発明における伝動装置を備える作業車の一例であるところの、ロータリ耕耘機仕様に構成されたトラクタが示されている。
このトラクタは、前輪２および後輪３を備えた四輪駆動型のトラクタ本機１の後部にロータリ耕耘装置４を昇降自在に連結して構成されている。トラクタ本機１の車体は、エンジン５、主クラッチハウジング６、主変速ケース７、ミッドケース８、および、ミッションケース９を直列に直結したモノボディ型に構成されている。エンジン５に連結された前フレーム１０に前車軸ケース１１がローリング可能に支持され、この前車軸ケース１１の左右に前輪２が操向操作可能に支持されるとともに、ミッションケース９の左右に後輪３が軸支されている。ミッションケース９の後部に、リフトアーム１２によって駆動昇降されるリンク機構１３が装備され、このリンク機構１３にロータリ耕耘装置４が連結されている。
【００１８】
〔伝動系の構成〕
図２に、トラクタ本機１における伝動系が示されている。エンジン５の出力は、主クラッチ１５を経て主変速ケース７に備えられた入力軸１６に伝達され、主変速ケース７に備えられた出力軸１７から取り出された変速動力が、ギヤ式の副変速装置１８で３段に変速された後、後部デフ装置１９およびサイドブレーキ２２を介して左右の後輪３に伝達される。副変速装置１８で変速された走行系動力の一部がミッションケース９の下部から取り出されて、伝動軸２０を介して前車軸ケース１１に伝達され、前部デフ装置２１を介して左右の前輪２に伝達される。
【００１９】
主変速ケース７には静油圧式の無段変速装置（ＨＳＴ）２３が内装されている。無段変速装置２３は、アキシャルプランジャ式に構成された可変容量型の油圧ポンプ２３Ｐと油圧モータ２３Ｍとからなり、前記入力軸１６によって定速で回転駆動される油圧ポンプ２３Ｐにおける斜板角度を変更して、吐出される圧油の吐出方向および吐出量を変更することで、その圧油を受ける油圧モータ２３Ｍの前記出力軸１７を、正転あるいは逆転で無段階に回転作動させるよう構成されている。
【００２０】
前記入力軸１６は油圧ポンプ２３Ｐを貫通して後方に延出され、この入力軸１６に伝達された定速回転動力の一部が、ミッドケース８に内装されたＰＴＯクラッチ２４を経て更に後方に伝達され、ミッションケース９の後部に突設したＰＴＯ軸２５から取り出されて、走行変速に関係なく定速のＰＴＯ動力でロータリ耕耘装置４が駆動される。
【００２１】
前記無段変速装置２３（ＨＳＴ）は、油圧サーボ手段によって変速制御されており、その構成が図３及び図６に示されている。
無段変速装置２３における油圧ポンプ２３Ｐの斜板角度は、復動式のサーボシリンダ３０によって正逆に変更操作可能に構成されるとともに、斜板角度がポテンショメータを利用した斜板角センサ３１で検出されて制御装置３２に入力される。サーボシリンダ３０は、斜板角度を零にする中立位置に一対の復帰バネ３３によって復帰付勢されるとともに、制御装置３２に接続された前進用の比例制御弁３４と後進用の比例制御弁３５を介した油圧制御によってサーボシリンダ３０が伸縮作動するようになっている。
【００２２】
前記比例制御弁３４，３５は、通電制御されない状態においてサーボシリンダ３０をタンクに連通する復帰位置に付勢されており、両比例制御弁３４，３５が共に復帰位置にある時、サーボシリンダ３０が自由状態となって、無段変速装置２３が中立に復帰するようになっている。ポンプ３６から比例制御弁３４，３５への圧油供給径路にはリリーフ弁３７が備えられ、油圧サーボ手段におけるシステム圧の最高圧が制限されている。
【００２３】
〔変速操作系の構成〕
トラクタ本機１には変速操作具として変速ペダル３８と変速レバー３９が装備されている。変速ペダル３８は図５に示すように運転座席１４の足元右側に配備され、変速レバー３９は運転座席１４の左横側に配備されている。
変速ペダル３８は、前後に踏み分け可能に構成され、かつ、図示されていないカム機構によって機械的に中立位置に復帰付勢されている。
この変速ペダル３８の踏み込み位置がポテンショメータ４０で検出されて制御装置３２に入力されており、ポテンショメータ４０で検出された変速ペダル３８の踏み込み位置情報と、前記斜板角センサ３１からのフィードバック情報、及び後述する停止操作ペダル６０の作動を検出する停止操作検出スイッチ６１の検出情報に基づいて、制御装置３２に備えられたサーボ制御手段１００により、比例制御弁３４，３５が作動制御される。
つまり、前記サーボ制御手段１００では、ポテンショメータ４０で検出された変速ペダル３８の踏み込み方向および踏み込み量に応じてサーボシリンダ３０を伸縮作動させるように比例制御弁３４，３５の作動を制御し、変速ペダル３８の踏み込みに対応した斜板角度とすることにより、無段階の前進変速および後進変速を行なう。
そして、ポテンショメータ４０が変速ペダル３８の踏み込み解除を検出すると、比例制御弁３４，３５の作動を制御して変速ペダル３８を中立位置に自動復帰させ、走行推進力の出力を断ち、走行を停止するように制御する。
【００２４】
前記変速レバー３９は、図示しないが変速ペダル３８を前進変速方向にのみ操作可能であるように、片当たり状態で機械連係されるとともに、任意の操作位置に摩擦保持可能に支持されており、その変速レバー３９の操作位置は、前記変速ペダル３８の操作位置を検出するポテンショメータ４０で検出される。変速レバー３９を連係解除位置ｎに保持した状態では、変速レバー３９と変速ペダル３８との連係が解除され、変速ペダル３８は前進域から後進域までの全域において踏み込み操作可能となる。
変速レバー３９を図３に示す連係解除位置ｎから前方に操作するに連れて変速ペダル３８が前方踏み込み方向（前進増速方向）に接当操作され、変速レバー３９を前進変速域の任意の操作位置に摩擦保持することで、中立位置へ復帰付勢されている変速ペダル３８の中立復帰が阻止されて任意の前進変速域に保持され、変速レバー３９の操作位置に対応した任意の速度による定速前進走行が行われる。つまり、この変速レバー３９が、静油圧式無段変速装置の目標速度を設定するための目標速度設定手段を構成している。
なお、変速レバー３９によって変速ペダル３８が前進変速域の中間位置に保持されている状態では、変速ペダル３８をそれ以上の前進増速方向へ踏み込み操作することが許容され、踏み込みを解除すれば変速レバー３９で設定した速度まで復帰するようになっている。
【００２５】
〔サイドブレーキペダルに対する連係構成〕
図６に示すように、変速ペダル３８の近傍には、左右のサイドブレーキ２２に各別にリンク連動された一対の制動操作具としてのサイドブレーキペダル４１が左右に並列して配備されるとともに、左右のサイドブレーキペダル４１はリンク機構４２を介して作動アーム４３に連動連結されている。
このリンク機構４２は、片方のサイドブレーキペダル４１を走行停止方向である踏み込み方向に操作しただけでは作動アーム４３が回動されることはなく、両サイドブレーキペダル４１を同時に踏み込み操作した時だけ、その踏み込み量に応じた角度で作動アーム４３が回動されるよう構成されており、この作動アーム４３の回動角度がポテンショメータ４４によって検出されて前記制御装置３２に入力される。
【００２６】
前記ＰＴＯクラッチ２４は、油圧が印加されるとクラッチ入り作動し、油圧の印加が解除されるとバネ付勢力で切り操作される多板式の摩擦クラッチで構成されており、印加される油圧が前記制御装置３２に接続された電磁式の比例制御弁４５を介して制御されるようになっている。
運転座席１４の右横側にはＰＴＯクラッチレバー４６が配備されており、このＰＴＯクラッチレバー４６の操作位置がＰＴＯ入切スイッチ４７で検知されて、その検知情報が制御装置３２に入力されている。また、制御装置３２に対しては、ＰＴＯクラッチ２４と左右のサイドブレーキ２２とが連係作動する状態と、その連係作動を解除して、ＰＴＯクラッチ２４と左右のサイドブレーキ２２とが各々独立して作動する状態とに切換操作するための連係状態切換スイッチ４８も接続されている。
制御装置３２には、前記作動アーム４３の回動角度を検出するポテンショメータ４４と、ＰＴＯ入切スイッチ４７と、連係状態切換スイッチ４８との検出情報に基づいて、電磁式の比例制御弁４５に制御信号を出力する第１ＰＴＯ圧制御手段１０１が備えられている。
【００２７】
したがって、ＰＴＯクラッチレバー４６が「切」位置に操作されると、油圧の印加が解除されるように比例制御弁４５が制御されて、ＰＴＯクラッチ２４がクラッチ切り状態となり、ＰＴＯクラッチレバー４６が「入」位置に操作されると、所定の高い油圧が印加されるように、制御装置３２から比例制御弁４５へ制御信号が出力されて、ＰＴＯクラッチ２４がクラッチ入り状態となる。
そして、前記連係状態切換スイッチ４８が「切」状態であると、制御装置３２は、上記のＰＴＯクラッチレバー４６の操作位置に応じて、左右のサイドブレーキペダル４１の操作とは関係なく、ＰＴＯクラッチ２４を「切」、又は「入り」の状態に維持する。
前記連係状態切換スイッチ４８が「入」に操作されていて、かつ、上記ＰＴＯクラッチレバー４６の操作位置が「入」であるときに限って、左右のサイドブレーキペダル４１の操作に連係させてＰＴＯクラッチ２４を次のように制御する。
【００２８】
左右のサイドブレーキペダル４１が同時踏み状態で操作された場合、そのサイドブレーキペダル４１の踏み込み量が大きくなるに連れて各サイドブレーキ２２の制動力が増大するとともに、変速操作用の油圧サーボ手段であるサーボシリンダ３０とＰＴＯクラッチ２４入り切り用の比例制御弁４５が以下のように制御される。
【００２９】
変速レバー３９を任意の前進位置に保持して前進速度を設定するとともに、ＰＴＯクラッチレバー４６を「入」位置に操作している状態で、図４に実線で示すように、左右のサイドブレーキペダル４１を踏み込み解除して復帰位置（ａ）に戻すと、両サイドブレーキ２２が制動解除状態にあるとともに、前進用の比例制御弁３４が通電制御されてサーボシリンダ３０が所定位置まで作動され、無段変速装置２３は変速レバー３９の操作位置に対応した前進変速状態に保持される。かつ、ＰＴＯクラッチ２４には、第１ＰＴＯ圧制御手段１０１が比例制御弁４５に制御信号を出力し、ＰＴＯクラッチ２４に高い油圧が供給されてクラッチ入り状態がもたらされるように制御する。
【００３０】
この状態から両サイドブレーキペダル４１を同時に踏み込み操作すると、その踏み込み量の増加に伴って左右のサイドブレーキ２２が制動作用を発揮するとともに、前記作動アーム４３の回動角度に基づいてサーボシリンダ３０が減速方向に作動制御され、走行速度が変速レバー３９で設定された前進速度から次第に低下してゆく。
【００３１】
両サイドブレーキペダル４１を、予め設定された第１踏込み位置（ｂ）まで同時に踏み込み操作すると、変速レバー３９が前進変速域に保持されているにかかわらず、サーボ制御手段１００により両比例制御弁３４，３５への通電が遮断された状態がもたらされ、サーボシリンダ３０が中立位置に復帰されて無段変速装置２３は中立状態となり、無段変速装置２３による走行駆動が停止される。
【００３２】
両サイドブレーキペダル４１を前記第１踏込み位置（ｂ）を越えて更に踏み込み操作するに連れて、両サイドブレーキペダル４１の踏み込み操作量は増え、制動力も次第に増大するが、ＰＴＯクラッチ２４のクラッチ圧は、図５に示すように、前記復帰位置（ａ）に位置していた状態からほとんど変化しないままで一定の圧に保たれて入り状態に維持されている。しかし、両サイドブレーキペダル４１が、各サイドブレーキ２２の最大制動力を得られる程度の操作位置として予め設定された第２踏込み位置（ｃ）まで踏み込まれると、そのことを検出したポテンショメータ４４からの検出信号に伴って、第１ＰＴＯ圧制御手段１０１が比例制御弁４５を油路開放側へ作動させるように制御信号を出力し、前記ＰＴＯクラッチ２４のクラッチ圧を急速に低下させ、ＰＴＯクラッチ２４は摩擦力が消滅して完全にクラッチ切り状態となる。
【００３３】
なお、前輪２を操向しながら旋回内側となる一方のサイドブレーキペダル４１だけを踏み込んで小回り旋回する際には、作動アーム４３が回動しないので、上記した減速制御やＰＴＯクラッチ２４の切り制御が行われることはない。
【００３４】
両サイドブレーキペダル４１を前記第２踏込み位置（ｃ）を越えた踏み込み限界位置にある第３踏込み位置（ｄ）まで踏み込むと、作動アーム４３の回動に基づいて油圧サーボ手段の前記リリーフ弁３７が機械的に強制開放され、油圧サーボ手段のシステム圧が零まで低下され、走行変速用の比例制御弁３４，３５がどのような制御作動状態にあっても、サーボシリンダ３０への圧油供給が解除され、無段変速装置２３が中立復帰される。
【００３５】
このように、両サイドブレーキペダル４１を第３踏込み位置（ｄ）まで大きく踏み込むと、サーボシリンダ３０への圧油供給を強制解除して無段変速装置２３を中立復帰させるので、万一、走行中に電気系の故障によって比例制御弁３４，３５が復帰位置に戻らないような事態が発生しても、両サイドブレーキペダル４１を踏み込み限界まで踏み込みさえすれば、無段変速装置２３を中立復帰させて走行停止することができる。
【００３６】
上記両サイドブレーキペダル４１とＰＴＯクラッチ２４、及びサーボシリンダ３０の連動関係は、両サイドブレーキペダル４１の踏み込み方向及び踏み込み解除方向の何れの方向でも同様に作用する。
【００３７】
〔停止操作ペダルに対する連係構成〕
図６に示すように、前進時に高圧側となる第1油路Ａ等と前進時に低圧側となる第２油路Ｂとを備える静油圧式の無段変速装置２３には、その無段変速装置２３の駆動用回路である第1油路Ａの油圧を開放して、走行装置への動力伝達を遮断するための停止操作ペダル６０が設けられている。
すなわち、無段変速装置２３における前進走行時に高圧となる第1油路Ａと油タンクＴとに亘って戻り油路６３を設け、戻り油路６３にアンロード弁６４を設け、戻り油路６３におけるアンロード弁６４と油タンクＴとの間に絞り弁６５を設けてある。前記停止操作ペダル６０は、アンロード弁６４によって、無段変速装置２３の第1油路Ａの油圧を開放して、走行装置への動力伝達を遮断するように構成されている。
【００３８】
そして、上記停止操作ペダル６０の踏み込みによる動力伝達遮断状態を検出する停止操作検出スイッチ６１を備え、この停止操作検出スイッチ６１の検出信号が制御装置３２に伝達される。
制御装置３２では、停止操作検出スイッチ６１によって検出された停止操作ペダル６０の踏み込み状態の有無に基づいて、前記比例制御弁４５を操作する第２ＰＴＯ圧制御手段１０２が備えられ、また、前記サーボシリンダ３０への圧油供給を行う比例制御弁３４，３５を操作するサーボ制御手段１００も、前記停止操作検出スイッチ６１によって検出された停止操作ペダル６０の踏み込み状態の有無に基づいて制御される。
【００３９】
前記第２ＰＴＯ圧制御手段１０２では、入り又は切りの２状態を択一検出する停止操作検出スイッチ６１が入り状態であるときに、停止操作ペダル６０の踏み込みであると判断し、停止操作検出スイッチ６１が切り状態であるときに、停止操作ペダル６０の踏み込み解除状態であると判断する。
この第２ＰＴＯ圧制御手段１０２では、停止操作検出スイッチ６１が切り状態から入り状態に切り換えられると、前記比例制御弁４５に対してＰＴＯクラッチ２４を切り操作するように制御指令を出力する。
逆に、停止操作検出スイッチ６１が入り状態から切り状態に切り換えられると、前記比例制御弁４５に対してＰＴＯクラッチ２４を入り操作するように制御指令を出力する。
【００４０】
前記サーボ制御手段１００でも、前記停止操作検出スイッチ６１が入り状態であるときに、停止操作ペダル６０の踏み込みであると判断し、停止操作検出スイッチ６１が切り状態であるときに、停止操作ペダル６０の踏み込み解除状態であると判断する。
そして、前記停止操作検出スイッチ６１が入り状態であるときに、前記サーボシリンダ３０への圧油供給を行う比例制御弁３４，３５への通電を断ち、図６に示すように比例制御弁３４，３５を圧油排出側へ切り換えて、サーボシリンダ３０の圧力室を油タンクに連通させ、復帰バネ３３，３３の作用でサーボシリンダ３０を中立位置に復帰させることにより、油圧ポンプ２３Ｐを中立位置へ復帰操作する。
逆に、停止操作検出スイッチ６１が切り状態に操作されると、前記サーボシリンダ３０への圧油供給を行う比例制御弁３４，３５へ通電して、図６に示す状態から前進用の比例制御弁３４を圧油供給側へ切り換えて、サーボシリンダ３０の前進用圧力室に圧油を供給し、油圧ポンプ２３Ｐを前進側へ操作する。
【００４１】
前記油圧ポンプ２３Ｐの斜板が前進側へ操作される斜板操作量は、前記変速ペダル３８及び変速レバー３９の操作位置を検出するポテンショメータ４０の検出信号に基づいて設定される。
つまり、前記サーボ制御手段１００が、前記ポテンショメータ４０の検出信号に基づいて検出された変速レバー３９の操作位置に対応する静油圧式の無段変速装置２３の斜板角度を、静油圧式の無段変速装置２３の目標速度に対応する斜板角度として設定し、この目標速度に達するように前記油圧ポンプ２３Ｐの斜板角度を変更する。
また、このとき、サーボシリンダ３０が油圧ポンプ２３Ｐの斜板角度を変更する速度は、サーボ制御手段１００によって予め記憶設定されている増速率にしたがって、比較的緩やかに行われ、機体の急発進を生じないように設定されている。このように、変速レバー３９の操作位置を検出するポテンショメータ４０が静油圧式の無段変速装置２３の目標速度を設定する目標速度設定手段として働き、前記サーボ制御手段１００、及び比例制御弁３４，３５、ならびに前記サーボシリンダ３０が斜板角度制御手段を構成している。
【００４２】
そして、前記停止操作検出スイッチ６１の検出信号が入力される前記第２ＰＴＯ圧制御手段１０２、及びサーボ制御手段１００は、前記停止操作ペダル６０の踏み込み側への操作、つまり停止操作検出スイッチ６１の入りが検出されると、前記無段変速装置２３が中立位置に復帰した後にＰＴＯクラッチ２４が切り操作される。逆に、前記停止操作ペダル６０の踏み込み解除側への操作、つまり停止操作検出スイッチ６１の切りが検出されると、前記無段変速装置２３による走行が開始される前にＰＴＯクラッチ２４の入り操作が行われるように、相互の操作タイミングを設定してある。
この操作タイミングは、前記比例制御弁３４，３５を圧油排出側へ切り換えてから、サーボシリンダ３０が中立位置に復帰するまでに要すると予測される程度のタイムラグによって、及び、前記ＰＴＯクラッチ２４へ圧油を供給する比例制御弁４５が圧油供給側に切り換えられてから、ＰＴＯクラッチ２４のクラッチ圧が所定圧に達すると予測される程度のタイムラグによって設定してある。
【００４３】
前記第２ＰＴＯ圧制御手段１０２と前記第１ＰＴＯ圧制御手段１０１とは、その何れか一方が選択されて前記比例制御弁４５を制御するように構成されているものであり、かつ、前記両サイドブレーキペダル４１が操作されて作動アーム４３の回動角度をポテンショメータ４４が検出した状態では、前記第１ＰＴＯ圧制御手段１０１によって前記比例制御弁４５を制御するように構成されている。
したがって、このように第１ＰＴＯ圧制御手段１０１によって前記比例制御弁４５を制御している状態では、前記停止操作ペダル６０が踏み込まれたことを停止操作検出スイッチ６１が検出しても、これに優先して前記第１ＰＴＯ圧制御手段１０１によるＰＴＯクラッチ圧の制御が行われる。また、先に、前記停止操作ペダル６０が踏み込まれたことを停止操作検出スイッチ６１が検出して前記第２ＰＴＯ圧制御手段１０２によるＰＴＯクラッチ圧の制御が行われていても、前記両サイドブレーキペダル４１が操作されて、ポテンショメータ４４による検出信号が前記第１ＰＴＯ圧制御手段１０１に送られると、前記第２ＰＴＯ圧制御手段１０２による制御を停止して、前記第１ＰＴＯ圧制御手段１０１による制御が優先して行われる。
【００４４】
〔別実施形態の１〕
上記実施形態では、静油圧式の無段変速装置２３の前進走行側の駆動回路である第１油路Ａにのみ連通する状態で、油タンクＴへの戻り油路６３及びアンロード弁６４を設けて、これを停止操作ペダル６０で操作するように構成したものを例示したが、これに限らず、前記油タンクＴへの戻り油路６３及びアンロード弁６４を、後進走行側の第２油路Ｂにも連通する状態で設けて、これらの両方のアンロード弁６４，６４を停止操作ペダル６０で同時に操作して、前進側、後進側の何れにおいても停止操作を行えるように構成してもよい。
この場合、停止操作ペダル６０を踏み込む前に走行機体が前進側と後進側の何れの側に走行していたかを、前記変速レバー３９の操作位置を検出するポテンショメータ４０からの検出信号によってサーボ制御手段１００のメモリで記憶しておき、停止操作ペダル６０が踏み込み解除側へ操作されたときの機体発進方向を前記メモリから呼び出して、停止前の走行方向と同方向に進行するように制御すればよい。
【００４５】
〔別実施形態の２〕
上記実施形態では、停止操作ペダル６０の操作に対する静油圧式の無段変速装置２３とＰＴＯクラッチ２４との操作タイミングを、前述したタイムラグを設けることによって設定していたが、これに限らず、例えば走行伝動系に車速センサーを設け、ＰＴＯ伝動系にＰＴＯ軸の回転を検出するセンサーを設けるなどして、実際に走行が開始された、あるいは、実際にＰＴＯ軸が回転し始めたことを検出して動作タイミングを設定してもよい。
【００４６】
〔別実施形態の３〕
停止操作ペダル６０で操作される停止操作機構としては、静油圧式の無段変速装置２３に限らず、ギヤ式変速装置や、走行クラッチであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明が適用される作業車の伝動装置としては、田植機やコンバインの伝動装置、あるいは草刈機や除雪車の伝動装置などであってもよい。
【符号の説明】
【００４８】
２３ 静油圧式無段変速装置
２３Ｐ 油圧ポンプ
２３Ｍ 油圧モータ
２４ ＰＴＯクラッチ
２５ 外部動力取り出し軸
３２ 制御手段
４１ サイドブレーキペダル
６０ 停止操作ペダル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン動力を走行装置に伝達する走行駆動系と、エンジン動力を外部動力取り出し軸に伝達する作業装置駆動系とを備え、前記走行駆動系に走行装置への動力を変速して伝達する静油圧式無段変速装置を備えるとともに、前記作業装置駆動系に外部動力取り出し軸への動力伝達を断続する油圧操作式のＰＴＯクラッチを備えた作業車の伝動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の作業車の伝動装置としては、下記［１］及び［２］に記載の構造のものが従来より知られている。
［１］両サイドブレーキペダルを踏み込み操作すると、走行用の変速装置を停止状態にするとともに、ＰＴＯクラッチを切り操作するよう構成したもの（例えば、特許文献１参照）。
［２］静油圧式無段変速装置の油圧ポンプから油圧モータへの駆動回路における高圧作動油を、バイパス回路に送り込む状態と、そのバイパス回路への送り込みを解除する状態とに択一切換操作自在な操作手段を設けたもの（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１３７４３６号公報（段落番号００２８、００２９、００３５、００３７、図３、図４）
【特許文献２】特開昭６３−３８０３０号公報（公報明細書の第２頁右上欄、及び、同頁右下欄、並びに、公報図面の図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記［１］に示す従来構造のものでは、例えば、トラクタ本機の後部にロータリ耕耘装置を連結してＰＴＯ軸で駆動する耕耘作業において、耕耘作業中に走行停止を行う場合、両サイドブレーキペダルを踏み込み操作して走行停止を行うことで自動的にＰＴＯクラッチが切られるので、回転駆動されるロータリ耕耘装置によってトラクタ本機が押されて停止距離が長くなることを回避することができる点で有用なものである。
しかしながら、この構造のものでは、両サイドブレーキペダルを操作するものであるため、その操作力としては比較的大きな踏力を要するものであり、また、片方のサイドブレーキペダルを踏んで機体旋回を行っているときには停止操作を行えないという不便さがある。
【０００５】
また、上記［２］に示す従来構造のものでは、サイドブレーキペダルではなく、変速レバーの中立位置、もしくは操縦席の位置を検出するスイッチを設けて、そのスイッチの検出信号に基づいて、油圧ポンプから油圧モータへの駆動回路における高圧作動油を、バイパス回路に送り込む状態と、そのバイパス回路への送り込みを解除する状態とに切り換えられるようにしている。この構造によれば、静油圧式無段変速装置による駆動状態を動力伝達がなされない状態に切り換えることはできるものであるが、その操作に連動してＰＴＯクラッチの操作を行うことはできず、また、静油圧式無段変速装置の斜板を中立位置に戻し操作することもできない。
【０００６】
本発明の目的は、静油圧式無段変速装置による動力伝達の断続、及びＰＴＯクラッチの入り切り操作を互いに連係作動させて、残耕部分の発生も少なく、かつ任意の操作タイミングで、軽快に行えるようにした作業車の伝動装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔解決手段１〕
上記課題を解決するために講じた本発明の技術手段は、エンジン動力を走行装置に伝達する走行駆動系と、エンジン動力を外部動力取り出し軸に伝達する作業装置駆動系とを備え、前記走行駆動系に走行装置への動力を変速して伝達する静油圧式無段変速装置を備えるとともに、前記作業装置駆動系に外部動力取り出し軸への動力伝達を断続する油圧操作式のＰＴＯクラッチを備え、
前記静油圧式無段変速装置の油圧ポンプから油圧モータへの駆動回路における高圧作動油を油タンクへ導く動力遮断状態と、その動力遮断状態を解除して油圧モータを駆動する状態とに択一切換操作自在な停止操作ペダルを設けるとともに、前記停止操作ペダルによる停止操作に伴って前記静油圧式無段変速装置の斜板を中立位置に戻し操作する斜板角度制御手段を設け、
前記停止操作ペダルに対して前記静油圧式無段変速装置とＰＴＯクラッチとは、停止操作ペダルの踏み込み操作に伴って、静油圧式無段変速装置を中立位置に操作するとともにＰＴＯクラッチを切り操作し、停止操作ペダルの踏み込み解除側への操作に伴って、ＰＴＯクラッチの入り操作が行われるように連係させてあり、かつ、前記停止操作ペダルの踏み込み側への操作では、前記静油圧式無段変速装置が中立位置に復帰した後にＰＴＯクラッチが切り操作され、前記停止操作ペダルの踏み込み解除側への操作では、前記静油圧式無段変速装置による走行が開始される前にＰＴＯクラッチの入り操作が行われるように操作タイミングを設定してあることを特徴とする。
【０００８】
〔作用及び効果〕
上記のように、解決手段１にかかる本発明の作業車の伝動装置では、停止操作ペダルに対して静油圧式無段変速装置とＰＴＯクラッチとを連係させて、停止操作ペダルの操作を行うだけで自動的に静油圧式無段変速装置における高圧作動油の給排による動力断続と、ＰＴＯクラッチの入り切り操作とを行えるようにしてある。
そして、停止操作ペダルの踏み込み側への操作では、静油圧式無段変速装置が中立位置に復帰した後にＰＴＯクラッチが切り操作され、前記停止操作ペダルの踏み込み解除側への操作では、前記静油圧式無段変速装置による走行が開始される前にＰＴＯクラッチの入り操作が行われるように操作タイミングを設定してある。したがって、静油圧式無段変速装置が中立位置に復帰しないうちにＰＴＯクラッチが切り操作されたり、ＰＴＯクラッチの入り操作が行われる前に静油圧式無段変速装置による走行が開始される場合に比べて、圃場に残耕部分が残る可能性を少なくすることができる。
【０００９】
したがって、停止操作ペダルの操作を行うだけで、静油圧式無段変速装置による動力伝達の断続、及びＰＴＯクラッチの入り切り操作を互いに連係作動させて操作性の良い操作を行うことができる。
また、その連係作動も、停止操作ペダルの踏み込み側への操作では、静油圧式無段変速装置が中立位置に復帰した後にＰＴＯクラッチが切り操作され、停止操作ペダルの踏み込み解除側への操作では、静油圧式無段変速装置による走行が開始される前にＰＴＯクラッチの入り操作が行われるように操作タイミングを設定して、圃場に残耕部分が残る可能性を少なくした操作を行える利点がある。
【００１０】
〔解決手段２〕
本発明の作業車の伝動装置における第２の解決手段は、請求項２の記載のように、静油圧式無段変速装置の斜板角度を変更して目標速度を設定する目標速度設定手段を備え、斜板角度制御手段は、静油圧式無段変速装置の中立位置から前記目標速度に対応する斜板角度に達するまでの斜板角度変更速度を、予め設定された増速率で緩やかに変化させるように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
〔作用及び効果〕
上記のように、解決手段２にかかる本発明の作業車の伝動装置では、斜板角度制御手段が、静油圧式無段変速装置の中立位置から前記目標速度に対応する斜板角度に達するまでの斜板角度変更速度を、予め設定された増速率で緩やかに変化させるように構成されているので、停止操作ペダルでの静油圧式無段変速装置の停止後、再び機体を発進させる際に、予め設定された増速率で緩やかに斜板角度を変化させて、ゆっくりと機体を発進させることができる。
【００１２】
したがって、単なる停止操作ペダルでの、静油圧式無段変速装置による動力伝達の断続やＰＴＯクラッチの入り切り操作を行うだけで、機体の急発進をも回避した走行制御をも行うことができる利点がある。
【００１３】
〔解決手段３〕
本発明の作業車の伝動装置における第３の解決手段は、請求項３の記載のように、停止操作ペダルは、左右一対のサイドブレーキペダルとは別に設けたペダルによって構成してあることを特徴とする。
【００１４】
〔作用及び効果〕
上記のように、解決手段３にかかる本発明の作業車の伝動装置では、停止操作ペダルが、左右一対のサイドブレーキペダルとは別に設けたペダルによって構成してあるので、停止操作ペダルとして、大きな踏力の必要がない軽い操作で行える構造のものを採用し易い。
また、サイドブレーキペダルの片方を操作している旋回作業中においても、そのサイドブレーキペダルを一旦戻し操作する必要なく、ただちに停止操作ペダルの操作を行うことができる。
【００１５】
したがって、軽快な操作を行えるペダルを、任意のタイミングで操作し得るところの、操作性の良い停止操作ペダルで得られる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】耕耘機仕様に構成されたトラクタを示す全体側面図である。
【図２】伝動系を示す線図である。
【図３】制御系を示すブロック図である。
【図４】サイドブレーキペダルの動作説明図である。
【図５】サイドブレーキペダルと停止操作ペダルとの配置状態を示す平面図である。
【図６】静油圧式の無段変速装置の油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
〔作業車の全体構成〕
図１に、本発明における伝動装置を備える作業車の一例であるところの、ロータリ耕耘機仕様に構成されたトラクタが示されている。
このトラクタは、前輪２および後輪３を備えた四輪駆動型のトラクタ本機１の後部にロータリ耕耘装置４を昇降自在に連結して構成されている。トラクタ本機１の車体は、エンジン５、主クラッチハウジング６、主変速ケース７、ミッドケース８、および、ミッションケース９を直列に直結したモノボディ型に構成されている。エンジン５に連結された前フレーム１０に前車軸ケース１１がローリング可能に支持され、この前車軸ケース１１の左右に前輪２が操向操作可能に支持されるとともに、ミッションケース９の左右に後輪３が軸支されている。ミッションケース９の後部に、リフトアーム１２によって駆動昇降されるリンク機構１３が装備され、このリンク機構１３にロータリ耕耘装置４が連結されている。
【００１８】
〔伝動系の構成〕
図２に、トラクタ本機１における伝動系が示されている。エンジン５の出力は、主クラッチ１５を経て主変速ケース７に備えられた入力軸１６に伝達され、主変速ケース７に備えられた出力軸１７から取り出された変速動力が、ギヤ式の副変速装置１８で３段に変速された後、後部デフ装置１９およびサイドブレーキ２２を介して左右の後輪３に伝達される。副変速装置１８で変速された走行系動力の一部がミッションケース９の下部から取り出されて、伝動軸２０を介して前車軸ケース１１に伝達され、前部デフ装置２１を介して左右の前輪２に伝達される。
【００１９】
主変速ケース７には静油圧式の無段変速装置（ＨＳＴ）２３が内装されている。無段変速装置２３は、アキシャルプランジャ式に構成された可変容量型の油圧ポンプ２３Ｐと油圧モータ２３Ｍとからなり、前記入力軸１６によって定速で回転駆動される油圧ポンプ２３Ｐにおける斜板角度を変更して、吐出される圧油の吐出方向および吐出量を変更することで、その圧油を受ける油圧モータ２３Ｍの前記出力軸１７を、正転あるいは逆転で無段階に回転作動させるよう構成されている。
【００２０】
前記入力軸１６は油圧ポンプ２３Ｐを貫通して後方に延出され、この入力軸１６に伝達された定速回転動力の一部が、ミッドケース８に内装されたＰＴＯクラッチ２４を経て更に後方に伝達され、ミッションケース９の後部に突設したＰＴＯ軸２５から取り出されて、走行変速に関係なく定速のＰＴＯ動力でロータリ耕耘装置４が駆動される。
【００２１】
前記無段変速装置２３（ＨＳＴ）は、油圧サーボ手段によって変速制御されており、その構成が図３及び図６に示されている。
無段変速装置２３における油圧ポンプ２３Ｐの斜板角度は、復動式のサーボシリンダ３０によって正逆に変更操作可能に構成されるとともに、斜板角度がポテンショメータを利用した斜板角センサ３１で検出されて制御装置３２に入力される。サーボシリンダ３０は、斜板角度を零にする中立位置に一対の復帰バネ３３によって復帰付勢されるとともに、制御装置３２に接続された前進用の比例制御弁３４と後進用の比例制御弁３５を介した油圧制御によってサーボシリンダ３０が伸縮作動するようになっている。
【００２２】
前記比例制御弁３４，３５は、通電制御されない状態においてサーボシリンダ３０をタンクに連通する復帰位置に付勢されており、両比例制御弁３４，３５が共に復帰位置にある時、サーボシリンダ３０が自由状態となって、無段変速装置２３が中立に復帰するようになっている。ポンプ３６から比例制御弁３４，３５への圧油供給径路にはリリーフ弁３７が備えられ、油圧サーボ手段におけるシステム圧の最高圧が制限されている。
【００２３】
〔変速操作系の構成〕
トラクタ本機１には変速操作具として変速ペダル３８と変速レバー３９が装備されている。変速ペダル３８は図５に示すように運転座席１４の足元右側に配備され、変速レバー３９は運転座席１４の左横側に配備されている。
変速ペダル３８は、前後に踏み分け可能に構成され、かつ、図示されていないカム機構によって機械的に中立位置に復帰付勢されている。
この変速ペダル３８の踏み込み位置がポテンショメータ４０で検出されて制御装置３２に入力されており、ポテンショメータ４０で検出された変速ペダル３８の踏み込み位置情報と、前記斜板角センサ３１からのフィードバック情報、及び後述する停止操作ペダル６０の作動を検出する停止操作検出スイッチ６１の検出情報に基づいて、制御装置３２に備えられたサーボ制御手段１００により、比例制御弁３４，３５が作動制御される。
つまり、前記サーボ制御手段１００では、ポテンショメータ４０で検出された変速ペダル３８の踏み込み方向および踏み込み量に応じてサーボシリンダ３０を伸縮作動させるように比例制御弁３４，３５の作動を制御し、変速ペダル３８の踏み込みに対応した斜板角度とすることにより、無段階の前進変速および後進変速を行なう。
そして、ポテンショメータ４０が変速ペダル３８の踏み込み解除を検出すると、比例制御弁３４，３５の作動を制御して変速ペダル３８を中立位置に自動復帰させ、走行推進力の出力を断ち、走行を停止するように制御する。
【００２４】
前記変速レバー３９は、図示しないが変速ペダル３８を前進変速方向にのみ操作可能であるように、片当たり状態で機械連係されるとともに、任意の操作位置に摩擦保持可能に支持されており、その変速レバー３９の操作位置は、前記変速ペダル３８の操作位置を検出するポテンショメータ４０で検出される。変速レバー３９を連係解除位置ｎに保持した状態では、変速レバー３９と変速ペダル３８との連係が解除され、変速ペダル３８は前進域から後進域までの全域において踏み込み操作可能となる。
変速レバー３９を図３に示す連係解除位置ｎから前方に操作するに連れて変速ペダル３８が前方踏み込み方向（前進増速方向）に接当操作され、変速レバー３９を前進変速域の任意の操作位置に摩擦保持することで、中立位置へ復帰付勢されている変速ペダル３８の中立復帰が阻止されて任意の前進変速域に保持され、変速レバー３９の操作位置に対応した任意の速度による定速前進走行が行われる。つまり、この変速レバー３９が、静油圧式無段変速装置の目標速度を設定するための目標速度設定手段を構成している。
なお、変速レバー３９によって変速ペダル３８が前進変速域の中間位置に保持されている状態では、変速ペダル３８をそれ以上の前進増速方向へ踏み込み操作することが許容され、踏み込みを解除すれば変速レバー３９で設定した速度まで復帰するようになっている。
【００２５】
〔サイドブレーキペダルに対する連係構成〕
図６に示すように、変速ペダル３８の近傍には、左右のサイドブレーキ２２に各別にリンク連動された一対の制動操作具としてのサイドブレーキペダル４１が左右に並列して配備されるとともに、左右のサイドブレーキペダル４１はリンク機構４２を介して作動アーム４３に連動連結されている。
このリンク機構４２は、片方のサイドブレーキペダル４１を走行停止方向である踏み込み方向に操作しただけでは作動アーム４３が回動されることはなく、両サイドブレーキペダル４１を同時に踏み込み操作した時だけ、その踏み込み量に応じた角度で作動アーム４３が回動されるよう構成されており、この作動アーム４３の回動角度がポテンショメータ４４によって検出されて前記制御装置３２に入力される。
【００２６】
前記ＰＴＯクラッチ２４は、油圧が印加されるとクラッチ入り作動し、油圧の印加が解除されるとバネ付勢力で切り操作される多板式の摩擦クラッチで構成されており、印加される油圧が前記制御装置３２に接続された電磁式の比例制御弁４５を介して制御されるようになっている。
運転座席１４の右横側にはＰＴＯクラッチレバー４６が配備されており、このＰＴＯクラッチレバー４６の操作位置がＰＴＯ入切スイッチ４７で検知されて、その検知情報が制御装置３２に入力されている。また、制御装置３２に対しては、ＰＴＯクラッチ２４と左右のサイドブレーキ２２とが連係作動する状態と、その連係作動を解除して、ＰＴＯクラッチ２４と左右のサイドブレーキ２２とが各々独立して作動する状態とに切換操作するための連係状態切換スイッチ４８も接続されている。
制御装置３２には、前記作動アーム４３の回動角度を検出するポテンショメータ４４と、ＰＴＯ入切スイッチ４７と、連係状態切換スイッチ４８との検出情報に基づいて、電磁式の比例制御弁４５に制御信号を出力する第１ＰＴＯ圧制御手段１０１が備えられている。
【００２７】
したがって、ＰＴＯクラッチレバー４６が「切」位置に操作されると、油圧の印加が解除されるように比例制御弁４５が制御されて、ＰＴＯクラッチ２４がクラッチ切り状態となり、ＰＴＯクラッチレバー４６が「入」位置に操作されると、所定の高い油圧が印加されるように、制御装置３２から比例制御弁４５へ制御信号が出力されて、ＰＴＯクラッチ２４がクラッチ入り状態となる。
そして、前記連係状態切換スイッチ４８が「切」状態であると、制御装置３２は、上記のＰＴＯクラッチレバー４６の操作位置に応じて、左右のサイドブレーキペダル４１の操作とは関係なく、ＰＴＯクラッチ２４を「切」、又は「入り」の状態に維持する。
前記連係状態切換スイッチ４８が「入」に操作されていて、かつ、上記ＰＴＯクラッチレバー４６の操作位置が「入」であるときに限って、左右のサイドブレーキペダル４１の操作に連係させてＰＴＯクラッチ２４を次のように制御する。
【００２８】
左右のサイドブレーキペダル４１が同時踏み状態で操作された場合、そのサイドブレーキペダル４１の踏み込み量が大きくなるに連れて各サイドブレーキ２２の制動力が増大するとともに、変速操作用の油圧サーボ手段であるサーボシリンダ３０とＰＴＯクラッチ２４入り切り用の比例制御弁４５が以下のように制御される。
【００２９】
変速レバー３９を任意の前進位置に保持して前進速度を設定するとともに、ＰＴＯクラッチレバー４６を「入」位置に操作している状態で、図４に実線で示すように、左右のサイドブレーキペダル４１を踏み込み解除して復帰位置（ａ）に戻すと、両サイドブレーキ２２が制動解除状態にあるとともに、前進用の比例制御弁３４が通電制御されてサーボシリンダ３０が所定位置まで作動され、無段変速装置２３は変速レバー３９の操作位置に対応した前進変速状態に保持される。かつ、ＰＴＯクラッチ２４には、第１ＰＴＯ圧制御手段１０１が比例制御弁４５に制御信号を出力し、ＰＴＯクラッチ２４に高い油圧が供給されてクラッチ入り状態がもたらされるように制御する。
【００３０】
この状態から両サイドブレーキペダル４１を同時に踏み込み操作すると、その踏み込み量の増加に伴って左右のサイドブレーキ２２が制動作用を発揮するとともに、前記作動アーム４３の回動角度に基づいてサーボシリンダ３０が減速方向に作動制御され、走行速度が変速レバー３９で設定された前進速度から次第に低下してゆく。
【００３１】
両サイドブレーキペダル４１を、予め設定された第１踏込み位置（ｂ）まで同時に踏み込み操作すると、変速レバー３９が前進変速域に保持されているにかかわらず、サーボ制御手段１００により両比例制御弁３４，３５への通電が遮断された状態がもたらされ、サーボシリンダ３０が中立位置に復帰されて無段変速装置２３は中立状態となり、無段変速装置２３による走行駆動が停止される。
【００３２】
両サイドブレーキペダル４１を前記第１踏込み位置（ｂ）を越えて更に踏み込み操作するに連れて、両サイドブレーキペダル４１の踏み込み操作量は増え、制動力も次第に増大するが、ＰＴＯクラッチ２４のクラッチ圧は、図５に示すように、前記復帰位置（ａ）に位置していた状態からほとんど変化しないままで一定の圧に保たれて入り状態に維持されている。しかし、両サイドブレーキペダル４１が、各サイドブレーキ２２の最大制動力を得られる程度の操作位置として予め設定された第２踏込み位置（ｃ）まで踏み込まれると、そのことを検出したポテンショメータ４４からの検出信号に伴って、第１ＰＴＯ圧制御手段１０１が比例制御弁４５を油路開放側へ作動させるように制御信号を出力し、前記ＰＴＯクラッチ２４のクラッチ圧を急速に低下させ、ＰＴＯクラッチ２４は摩擦力が消滅して完全にクラッチ切り状態となる。
【００３３】
なお、前輪２を操向しながら旋回内側となる一方のサイドブレーキペダル４１だけを踏み込んで小回り旋回する際には、作動アーム４３が回動しないので、上記した減速制御やＰＴＯクラッチ２４の切り制御が行われることはない。
【００３４】
両サイドブレーキペダル４１を前記第２踏込み位置（ｃ）を越えた踏み込み限界位置にある第３踏込み位置（ｄ）まで踏み込むと、作動アーム４３の回動に基づいて油圧サーボ手段の前記リリーフ弁３７が機械的に強制開放され、油圧サーボ手段のシステム圧が零まで低下され、走行変速用の比例制御弁３４，３５がどのような制御作動状態にあっても、サーボシリンダ３０への圧油供給が解除され、無段変速装置２３が中立復帰される。
【００３５】
このように、両サイドブレーキペダル４１を第３踏込み位置（ｄ）まで大きく踏み込むと、サーボシリンダ３０への圧油供給を強制解除して無段変速装置２３を中立復帰させるので、万一、走行中に電気系の故障によって比例制御弁３４，３５が復帰位置に戻らないような事態が発生しても、両サイドブレーキペダル４１を踏み込み限界まで踏み込みさえすれば、無段変速装置２３を中立復帰させて走行停止することができる。
【００３６】
上記両サイドブレーキペダル４１とＰＴＯクラッチ２４、及びサーボシリンダ３０の連動関係は、両サイドブレーキペダル４１の踏み込み方向及び踏み込み解除方向の何れの方向でも同様に作用する。
【００３７】
〔停止操作ペダルに対する連係構成〕
図６に示すように、前進時に高圧側となる第1油路Ａ等と前進時に低圧側となる第２油路Ｂとを備える静油圧式の無段変速装置２３には、その無段変速装置２３の駆動用回路である第1油路Ａの油圧を開放して、走行装置への動力伝達を遮断するための停止操作ペダル６０が設けられている。
すなわち、無段変速装置２３における前進走行時に高圧となる第1油路Ａと油タンクＴとに亘って戻り油路６３を設け、戻り油路６３にアンロード弁６４を設け、戻り油路６３におけるアンロード弁６４と油タンクＴとの間に絞り弁６５を設けてある。前記停止操作ペダル６０は、アンロード弁６４によって、無段変速装置２３の第1油路Ａの油圧を開放して、走行装置への動力伝達を遮断するように構成されている。
【００３８】
そして、上記停止操作ペダル６０の踏み込みによる動力伝達遮断状態を検出する停止操作検出スイッチ６１を備え、この停止操作検出スイッチ６１の検出信号が制御装置３２に伝達される。
制御装置３２では、停止操作検出スイッチ６１によって検出された停止操作ペダル６０の踏み込み状態の有無に基づいて、前記比例制御弁４５を操作する第２ＰＴＯ圧制御手段１０２が備えられ、また、前記サーボシリンダ３０への圧油供給を行う比例制御弁３４，３５を操作するサーボ制御手段１００も、前記停止操作検出スイッチ６１によって検出された停止操作ペダル６０の踏み込み状態の有無に基づいて制御される。
【００３９】
前記第２ＰＴＯ圧制御手段１０２では、入り又は切りの２状態を択一検出する停止操作検出スイッチ６１が入り状態であるときに、停止操作ペダル６０の踏み込みであると判断し、停止操作検出スイッチ６１が切り状態であるときに、停止操作ペダル６０の踏み込み解除状態であると判断する。
この第２ＰＴＯ圧制御手段１０２では、停止操作検出スイッチ６１が切り状態から入り状態に切り換えられると、前記比例制御弁４５に対してＰＴＯクラッチ２４を切り操作するように制御指令を出力する。
逆に、停止操作検出スイッチ６１が入り状態から切り状態に切り換えられると、前記比例制御弁４５に対してＰＴＯクラッチ２４を入り操作するように制御指令を出力する。
【００４０】
前記サーボ制御手段１００でも、前記停止操作検出スイッチ６１が入り状態であるときに、停止操作ペダル６０の踏み込みであると判断し、停止操作検出スイッチ６１が切り状態であるときに、停止操作ペダル６０の踏み込み解除状態であると判断する。
そして、前記停止操作検出スイッチ６１が入り状態であるときに、前記サーボシリンダ３０への圧油供給を行う比例制御弁３４，３５への通電を断ち、図６に示すように比例制御弁３４，３５を圧油排出側へ切り換えて、サーボシリンダ３０の圧力室を油タンクに連通させ、復帰バネ３３，３３の作用でサーボシリンダ３０を中立位置に復帰させることにより、油圧ポンプ２３Ｐを中立位置へ復帰操作する。
逆に、停止操作検出スイッチ６１が切り状態に操作されると、前記サーボシリンダ３０への圧油供給を行う比例制御弁３４，３５へ通電して、図６に示す状態から前進用の比例制御弁３４を圧油供給側へ切り換えて、サーボシリンダ３０の前進用圧力室に圧油を供給し、油圧ポンプ２３Ｐを前進側へ操作する。
【００４１】
前記油圧ポンプ２３Ｐの斜板が前進側へ操作される斜板操作量は、前記変速ペダル３８及び変速レバー３９の操作位置を検出するポテンショメータ４０の検出信号に基づいて設定される。
つまり、前記サーボ制御手段１００が、前記ポテンショメータ４０の検出信号に基づいて検出された変速レバー３９の操作位置に対応する静油圧式の無段変速装置２３の斜板角度を、静油圧式の無段変速装置２３の目標速度に対応する斜板角度として設定し、この目標速度に達するように前記油圧ポンプ２３Ｐの斜板角度を変更する。
また、このとき、サーボシリンダ３０が油圧ポンプ２３Ｐの斜板角度を変更する速度は、サーボ制御手段１００によって予め記憶設定されている増速率にしたがって、比較的緩やかに行われ、機体の急発進を生じないように設定されている。このように、変速レバー３９の操作位置を検出するポテンショメータ４０が静油圧式の無段変速装置２３の目標速度を設定する目標速度設定手段として働き、前記サーボ制御手段１００、及び比例制御弁３４，３５、ならびに前記サーボシリンダ３０が斜板角度制御手段を構成している。
【００４２】
そして、前記停止操作検出スイッチ６１の検出信号が入力される前記第２ＰＴＯ圧制御手段１０２、及びサーボ制御手段１００は、前記停止操作ペダル６０の踏み込み側への操作、つまり停止操作検出スイッチ６１の入りが検出されると、前記無段変速装置２３が中立位置に復帰した後にＰＴＯクラッチ２４が切り操作される。逆に、前記停止操作ペダル６０の踏み込み解除側への操作、つまり停止操作検出スイッチ６１の切りが検出されると、前記無段変速装置２３による走行が開始される前にＰＴＯクラッチ２４の入り操作が行われるように、相互の操作タイミングを設定してある。
この操作タイミングは、前記比例制御弁３４，３５を圧油排出側へ切り換えてから、サーボシリンダ３０が中立位置に復帰するまでに要すると予測される程度のタイムラグによって、及び、前記ＰＴＯクラッチ２４へ圧油を供給する比例制御弁４５が圧油供給側に切り換えられてから、ＰＴＯクラッチ２４のクラッチ圧が所定圧に達すると予測される程度のタイムラグによって設定してある。
【００４３】
前記第２ＰＴＯ圧制御手段１０２と前記第１ＰＴＯ圧制御手段１０１とは、その何れか一方が選択されて前記比例制御弁４５を制御するように構成されているものであり、かつ、前記両サイドブレーキペダル４１が操作されて作動アーム４３の回動角度をポテンショメータ４４が検出した状態では、前記第１ＰＴＯ圧制御手段１０１によって前記比例制御弁４５を制御するように構成されている。
したがって、このように第１ＰＴＯ圧制御手段１０１によって前記比例制御弁４５を制御している状態では、前記停止操作ペダル６０が踏み込まれたことを停止操作検出スイッチ６１が検出しても、これに優先して前記第１ＰＴＯ圧制御手段１０１によるＰＴＯクラッチ圧の制御が行われる。また、先に、前記停止操作ペダル６０が踏み込まれたことを停止操作検出スイッチ６１が検出して前記第２ＰＴＯ圧制御手段１０２によるＰＴＯクラッチ圧の制御が行われていても、前記両サイドブレーキペダル４１が操作されて、ポテンショメータ４４による検出信号が前記第１ＰＴＯ圧制御手段１０１に送られると、前記第２ＰＴＯ圧制御手段１０２による制御を停止して、前記第１ＰＴＯ圧制御手段１０１による制御が優先して行われる。
【００４４】
〔別実施形態の１〕
上記実施形態では、静油圧式の無段変速装置２３の前進走行側の駆動回路である第１油路Ａにのみ連通する状態で、油タンクＴへの戻り油路６３及びアンロード弁６４を設けて、これを停止操作ペダル６０で操作するように構成したものを例示したが、これに限らず、前記油タンクＴへの戻り油路６３及びアンロード弁６４を、後進走行側の第２油路Ｂにも連通する状態で設けて、これらの両方のアンロード弁６４，６４を停止操作ペダル６０で同時に操作して、前進側、後進側の何れにおいても停止操作を行えるように構成してもよい。
この場合、停止操作ペダル６０を踏み込む前に走行機体が前進側と後進側の何れの側に走行していたかを、前記変速レバー３９の操作位置を検出するポテンショメータ４０からの検出信号によってサーボ制御手段１００のメモリで記憶しておき、停止操作ペダル６０が踏み込み解除側へ操作されたときの機体発進方向を前記メモリから呼び出して、停止前の走行方向と同方向に進行するように制御すればよい。
【００４５】
〔別実施形態の２〕
上記実施形態では、停止操作ペダル６０の操作に対する静油圧式の無段変速装置２３とＰＴＯクラッチ２４との操作タイミングを、前述したタイムラグを設けることによって設定していたが、これに限らず、例えば走行伝動系に車速センサーを設け、ＰＴＯ伝動系にＰＴＯ軸の回転を検出するセンサーを設けるなどして、実際に走行が開始された、あるいは、実際にＰＴＯ軸が回転し始めたことを検出して動作タイミングを設定してもよい。
【００４６】
〔別実施形態の３〕
停止操作ペダル６０で操作される停止操作機構としては、静油圧式の無段変速装置２３に限らず、ギヤ式変速装置や、走行クラッチであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明が適用される作業車の伝動装置としては、田植機やコンバインの伝動装置、あるいは草刈機や除雪車の伝動装置などであってもよい。
【符号の説明】
【００４８】
２３ 静油圧式無段変速装置
２３Ｐ 油圧ポンプ
２３Ｍ 油圧モータ
２４ ＰＴＯクラッチ
２５ 外部動力取り出し軸
３２ 制御手段
４１ サイドブレーキペダル
６０ 停止操作ペダル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン動力を走行装置に伝達する走行駆動系と、エンジン動力を外部動力取り出し軸に伝達する作業装置駆動系とを備え、前記走行駆動系に走行装置への動力を変速して伝達する静油圧式無段変速装置を備えるとともに、前記作業装置駆動系に外部動力取り出し軸への動力伝達を断続する油圧操作式のＰＴＯクラッチを備え、
前記静油圧式無段変速装置の油圧ポンプから油圧モータへの駆動回路における高圧作動油を油タンクへ導く動力遮断状態と、その動力遮断状態を解除して油圧モータを駆動する状態とに択一切換操作自在な停止操作ペダルを設けるとともに、前記停止操作ペダルによる停止操作に伴って前記静油圧式無段変速装置の斜板を中立位置に戻し操作する斜板角度制御手段を設け、
前記停止操作ペダルに対して前記静油圧式無段変速装置とＰＴＯクラッチとは、停止操作ペダルの踏み込み操作に伴って、静油圧式無段変速装置を中立位置に操作するとともにＰＴＯクラッチを切り操作し、停止操作ペダルの踏み込み解除側への操作に伴って、ＰＴＯクラッチの入り操作が行われるように連係させてあり、かつ、前記停止操作ペダルの踏み込み側への操作では、前記静油圧式無段変速装置が中立位置に復帰した後にＰＴＯクラッチが切り操作され、前記停止操作ペダルの踏み込み解除側への操作では、前記静油圧式無段変速装置による走行が開始される前にＰＴＯクラッチの入り操作が行われるように操作タイミングを設定してあることを特徴とする作業車の伝動装置。
【請求項２】
静油圧式無段変速装置の斜板角度を変更して目標速度を設定する目標速度設定手段を備え、斜板角度制御手段は、静油圧式無段変速装置の中立位置から前記目標速度に対応する斜板角度に達するまでの斜板角度変更速度を、予め設定された増速率で緩やかに変化させるように構成されている請求項１記載の作業車の伝動装置。
【請求項３】
停止操作ペダルは、左右一対のサイドブレーキペダルとは別に設けたペダルによって構成してある請求項１又は２記載の作業車の伝動装置。
【請求項１】
エンジン動力を走行装置に伝達する走行駆動系と、エンジン動力を外部動力取り出し軸に伝達する作業装置駆動系とを備え、前記走行駆動系に走行装置への動力を変速して伝達する静油圧式無段変速装置を備えるとともに、前記作業装置駆動系に外部動力取り出し軸への動力伝達を断続する油圧操作式のＰＴＯクラッチを備え、
前記静油圧式無段変速装置の油圧ポンプから油圧モータへの駆動回路における高圧作動油を油タンクへ導く動力遮断状態と、その動力遮断状態を解除して油圧モータを駆動する状態とに択一切換操作自在な停止操作ペダルを設けるとともに、前記停止操作ペダルによる停止操作に伴って前記静油圧式無段変速装置の斜板を中立位置に戻し操作する斜板角度制御手段を設け、
前記停止操作ペダルに対して前記静油圧式無段変速装置とＰＴＯクラッチとは、停止操作ペダルの踏み込み操作に伴って、静油圧式無段変速装置を中立位置に操作するとともにＰＴＯクラッチを切り操作し、停止操作ペダルの踏み込み解除側への操作に伴って、ＰＴＯクラッチの入り操作が行われるように連係させてあり、かつ、前記停止操作ペダルの踏み込み側への操作では、前記静油圧式無段変速装置が中立位置に復帰した後にＰＴＯクラッチが切り操作され、前記停止操作ペダルの踏み込み解除側への操作では、前記静油圧式無段変速装置による走行が開始される前にＰＴＯクラッチの入り操作が行われるように操作タイミングを設定してあることを特徴とする作業車の伝動装置。
【請求項２】
静油圧式無段変速装置の斜板角度を変更して目標速度を設定する目標速度設定手段を備え、斜板角度制御手段は、静油圧式無段変速装置の中立位置から前記目標速度に対応する斜板角度に達するまでの斜板角度変更速度を、予め設定された増速率で緩やかに変化させるように構成されている請求項１記載の作業車の伝動装置。
【請求項３】
停止操作ペダルは、左右一対のサイドブレーキペダルとは別に設けたペダルによって構成してある請求項１又は２記載の作業車の伝動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２３４８６３（Ｐ２０１０−２３４８６３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８２７５７（Ｐ２００９−８２７５７）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
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