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公開番号2020199934
公報種別公開特許公報(A)
公開日20201217
出願番号2019109104
出願日20190611
発明の名称作業車両
出願人株式会社クボタ
代理人個人
主分類B60K 17/28 20060101AFI20201120BHJP(車両一般)
要約【課題】作業装置の種類に応じて適正にPTO軸の制動を行うことができるようにする。
【解決手段】作業車両は、原動機の動力が伝達される推進軸の動力を作業装置に伝達可能なPTO軸と、推進軸からの動力によって回転する第1回転部材と、PTO軸へ動力を伝達する第2回転部材と、第1回転部材と第2回転部材とを圧接させる接続側と第1回転部材と第2回転部材とを離反させる切断側とに作動油の圧力によって移動可能な押圧部材と、押圧部材が切断側である場合にPTO軸を制動するPTOブレーキと、を有するPTOクラッチ装置と、PTOクラッチ装置への作動油の圧力を制御する制御弁と、制御弁によって作動油の圧力を低下させる低下速度を設定する速度設定部と、速度設定部によって設定された低下速度に基づいて、制御弁を制御する制御装置と、を備えている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
原動機の動力が伝達される推進軸の動力を作業装置に伝達可能なPTO軸と、
前記推進軸からの動力によって回転する第1回転部材と、前記PTO軸へ動力を伝達する第2回転部材と、前記第1回転部材と前記第2回転部材とを圧接させる接続側と前記第1回転部材と前記第2回転部材とを離反させる切断側とに作動油の圧力によって移動可能な押圧部材と、前記押圧部材が前記切断側である場合に前記PTO軸を制動するPTOブレーキと、を有するPTOクラッチ装置と、
前記PTOクラッチ装置への作動油の圧力を制御する制御弁と、
前記制御弁によって前記作動油の圧力を低下させる低下速度を設定する速度設定部と、
前記速度設定部によって設定された前記低下速度に基づいて、前記制御弁を制御する制御装置と、
を備えている作業車両。
続きを表示(約 510 文字)【請求項2】
前記速度設定部は、運転者が手動で前記低下速度を設定可能な速度設定スイッチである請求項1に記載の作業車両。
【請求項3】
前記PTO軸の回転数を検出する回転検出装置を備え、
前記速度設定部は、前記押圧部材を接続側に移動した場合の前記回転検出装置で検出された前記PTO軸の回転数に基づいて、前記低下速度を設定する請求項1に記載の作業車両。
【請求項4】
前記速度設定部は、前記押圧部材を接続側に移動させる場合の前記制御弁に出力した制御信号と前記PTO軸の回転数との関係に基づいて、前記低下速度を設定する請求項3に記載の作業車両。
【請求項5】
前記速度設定部は、前記制御信号として前記制御弁に出力した電流値に対して、前記PTO軸の回転数の増加速度が予め定められた基準速度よりも小さい場合は、前記低下速度を小さくし、前記基準速度よりも大きい場合は、前記低下速度を大きくする請求項4に記載の作業車両。
【請求項6】
前記速度設定部が前記低下速度を行う感度を設定可能な表示装置を備えている請求項1〜請求項5のいずれかに記載の作業車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、作業車両に関する。
続きを表示(約 8,300 文字)【背景技術】
【0002】
従来、トラクタ等の作業車両において、PTO軸に制動を行う技術として、特許文献1に示すものが知られている。特許文献1に開示された作業車両では、PTOクラッチに連動してPTO軸の回転に対して制動をするPTOブレーキを備えており、PTOブレーキは摩擦板と制動板とを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2007−269061号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1の作業車両において、PTOクラッチを切断状態にした場合に、PTOブレーキの摩擦板と制動板とが圧接することによって、PTOクラッチの切断状態と同時にPTO軸の回転を制動することができる。PTOブレーキの摩擦板は、PTOクラッチのピストンと連動して動くため、ピストンを動かすためにPTOクラッチ内の作動油の圧力を急激に抜くと、PTOブレーキの摩擦板と制動板とに大きな負荷がかかる場合がある。
【0005】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、作業装置の種類に応じて適正にPTO軸の制動を行うことができる作業車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。
作業車両は、原動機の動力が伝達される推進軸の動力を作業装置に伝達可能なPTO軸と、前記推進軸からの動力によって回転する第1回転部材と、前記PTO軸へ動力を伝達する第2回転部材と、前記第1回転部材と前記第2回転部材とを圧接させる接続側と前記第1回転部材と前記第2回転部材とを離反させる切断側とに作動油の圧力によって移動可能な押圧部材と、前記押圧部材が前記切断側である場合に前記PTO軸を制動するPTOブレーキと、を有するPTOクラッチ装置と、前記PTOクラッチ装置への作動油の圧力を制御する制御弁と、前記制御弁によって前記作動油の圧力を低下させる低下速度を設定する速度設定部と、前記速度設定部によって設定された前記低下速度に基づいて、前記制御弁を制御する制御装置と、を備えている。
【0007】
前記速度設定部は、運転者が手動で前記低下速度を設定可能な速度設定スイッチである。
作業車両は、前記PTO軸の回転数を検出する回転検出装置を備え、前記速度設定部は、前記押圧部材を接続側に移動した場合の前記回転検出装置で検出された前記PTO軸の回転数に基づいて、前記低下速度を設定する。
【0008】
前記速度設定部は、前記押圧部材を接続側に移動させる場合の前記制御弁に出力した制御信号と前記PTO軸の回転数との関係に基づいて、前記低下速度を設定する。
前記速度設定部は、前記制御信号として前記制御弁に出力した電流値に対して、前記PTO軸の回転数の増加速度が予め定められた基準速度よりも小さい場合は、前記低下速度を小さくし、前記基準速度よりも大きい場合は、前記低下速度を大きくする。
【0009】
作業車両は、前記低下速度の感度を設定可能な表示装置を備えている。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、作業装置の種類に応じて適正にPTO軸の制動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
第1実施形態における変速装置の構成図である。
第1実施形態における昇降装置の構成図である。
第1実施形態におけるPTOクラッチ装置及び制御装置を示した図である。
速度設定スイッチの操作量と低下速度との関係を示す図である。
第2実施形態におけるPTOクラッチ装置及び制御装置を示した図である。
制御弁に対して出力した電流(制御信号)と、PTO軸の増加速度との関係を示す図である。
設定画面M17の一例を示す図である。
クタの全体図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
図8は作業車両1の実施形態を示す側面図であり、図8は作業車両1の実施形態を示す平面図である。本実施形態の場合、作業車両1はトラクタである。但し、作業車両1は、トラクタに限定されず、コンバインや移植機等の農業機械(農業車両)であってもよい。
【0013】
以下、トラクタ(作業車両)1の運転席10に着座した運転者の前側を前方、運転者の後側を後方、運転者の左側を左方、運転者の右側を右方として説明する。また、作業車両1の前後方向に直交する方向である水平方向を車体幅方向として説明する。
図8に示すように、トラクタ1は、走行装置7を有する車体3と、原動機4と、変速装置5と、操舵装置11とを備えている。走行装置7は、前輪7F及び後輪7Rを有する装置である。前輪7Fは、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。また、後輪7Rも、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。原動機4は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関、電動モータ等である。この実施形態では、原動機4は、ディーゼルエンジンである。
【0014】
変速装置5は、変速によって走行装置7の推進力を切換可能であると共に、走行装置7の前進、後進の切換が可能である。車体3にはキャビン9が設けられ、当該キャビン9内には運転席10が設けられている。
また、車体3の後部には、昇降装置8が設けられている。昇降装置8には、作業装置2が着脱可能である。また、昇降装置8は、装着された作業装置2を昇降可能である。作業装置2は、耕耘する耕耘装置、肥料を散布する肥料散布装置、農薬を散布する農薬散布装置、収穫を行う収穫装置、牧草等の刈取を行う刈取装置、牧草等の拡散を行う拡散装置、牧草等の集草を行う集草装置、牧草等の成形を行う成形装置等である。なお、図8では、作業装置2として耕耘装置を取り付けた例を示している。
【0015】
図1に示すように、変速装置5は、主軸(推進軸)5aと、シャトル部5bと、主変速部5cと、副変速部5dと、PTOクラッチ装置5eと、前変速部5fと、を備えている。推進軸5aは、変速装置5のハウジングケースに回転自在に支持され、当該推進軸5aには、原動機4のクランク軸からの動力が伝達される。
シャトル部5bは、シャトル軸5b1と、前後進切換部5b2とを有している。シャトル軸5b1には、推進軸5aからの動力が伝達される。前後切換部5b2は、例えば、油圧クラッチ等で構成され、油圧クラッチの入切によってシャトル軸5b1の回転方向、即ち、トラクタ1の前進及び後進を切り換える。
【0016】
主変速部5cは、入力された動力を無段に変更する無段変速機構である。無段変速機構は、油圧ポンプ5c1と、油圧モータ5c2と、遊星歯車機構5c3とを有している。油圧ポンプ5c1は、シャトル部5bの出力軸5b3からの動力により回転する。油圧ポンプ5c1は、例えば、斜板12を有する可変容量ポンプであって、斜板12の角度(斜板角)を変更することにより、当該油圧ポンプ5c1から吐出する作動油の流量を変更することができる。油圧モータ5c2は、配管等の油路回路を介して油圧ポンプ5c1から吐出された作動油によって回転するモータである。油圧ポンプ5c1の斜板角を変更したり、油圧ポンプ5c1へ入力する動力を変更することによって、油圧モータ5c2の回転数を変更することができる。
【0017】
遊星歯車機構5c3は、複数のギア(歯車)と、入力軸及び出力軸等の動力伝達軸とで構成された機構であって、油圧ポンプ5c1の動力が入力される入力軸13と、油圧モータ5c2の動力が入力される入力軸14と、動力を出力する出力軸15とを含んでいる。遊星歯車機構5c3は、油圧ポンプ5c1の動力と、油圧モータ5c2の動力とを合成して合成した動力を出力軸15に伝達する。
【0018】
したがって、主変速部5cによれば、油圧ポンプ5c1の斜板12の斜板角、原動機4の回転数等を変更することによって、副変速部5dに出力する動力を変更することができる。なお、主変速部5cは、無段変速機構で構成しているが、ギアによって変速を行う有段変速機構であってもよい。
副変速部5dは、動力を変速する有段の複数のギア(歯車)を有する変速機構であって、複数のギアの接続(噛合)を適宜変更することによって、遊星歯車機構5c3の出力軸15から当該副変速部5dに入力された動力を変更して出力する(変速する)。副変速部5dは、入力軸5d1と、第1変速クラッチ5d2と、第2変速クラッチ5d3と、出力軸5d4とを含んでいる。入力軸5d1は、遊星歯車機構5c3の出力軸15の動力が入力される軸であり、入力された動力を、ギア等を介して第1変速クラッチ5d2及び第2変速クラッチ5d3に入力する。第1変速クラッチ5d2及び第2変速クラッチ5d3のそれぞれの接合及び切断を切り換えることにより、入力された動力は変更され、出力軸5d4に出力される。出力軸5d4に出力された動力は、後輪デフ装置20Rに伝達される。後輪デフ装置20Rは、後輪7Rが取り付けられた後車軸21Rを回転自在に支持している。
【0019】
PTOクラッチ装置5eは、例えば、油圧クラッチ等で構成され、油圧クラッチの入切によって、推進軸5aの動力をPTO推進軸5e2に伝達する状態(接続状態)と、推進軸5aの動力をPTO推進軸5e2に伝達しない状態(切断状態)とに切り換わる。PTO推進軸5e2の動力は、ギア等を介してPTO軸16に伝達される。
前変速部5fは、第1前変速クラッチ5f1と、第2前変速クラッチ5f2とを有している。第1前変速クラッチ5f1及び第2前変速クラッチ5f2は、副変速部5dからの動力が伝達可能であって、例えば、出力軸5d4の動力が、ギア及び伝動軸を介して伝達される。第1前変速クラッチ5f1及び第2前変速クラッチ5f2からの動力は、前伝動軸を介して前車軸21Fに伝達可能である。具体的には、前伝動軸は、前輪デフ装置20Fに接続され、前輪デフ装置20Fは、前輪7Fが取り付けられた前車軸21Fを回転自在に支持している。
【0020】
第1前変速クラッチ5f1及び第2前変速クラッチ5f2は、油圧クラッチ等で構成されている。第1前変速クラッチ5f1には油路が接続され、当該油路には油圧ポンプから吐出した作動油が供給される制御弁23に接続されている。第1前変速クラッチ5f1は、制御弁23の開度によって接続状態と切断状態とに切り換わる。第2前変速クラッチ5f2には油路が接続され、当該油路には制御弁24に接続されている。第2前変速クラッチ5f2は、制御弁24の開度によって接続状態と切断状態とに切り換わる。制御弁23及び制御弁24は、例えば、電磁弁付き二位置切換弁であって、電磁弁のソレノイドを励磁又は消磁することにより、接続状態又は切断状態に切り換わる。
【0021】
第1前変速クラッチ5f1が切断状態で且つ第2前変速クラッチ5f2が接続状態である場合、第2前変速クラッチ5f2を通じて副変速部5dの動力が前輪7Fに伝達される。これにより、前輪及び後輪が動力によって駆動する四輪駆動(4WD)で且つ前輪と後輪との回転速度が略同じとなる(4WD等速状態)。一方、第1前変速クラッチ5f1が接続状態で且つ第2前変速クラッチ5f2が切断状態である場合、四輪駆動になり且つ前輪の回転速度が後輪の回転速度に比べて速くなる(4WD増速状態)。また、第1前変速クラッチ5f1及び第2前変速クラッチ5f2が接続状態である場合、副変速部5dの動力が前輪7Fされないため、後輪が動力によって駆動する二輪駆動(2WD)となる。
【0022】
図2に示すように、昇降装置8は、リフトアーム8a、ロアリンク8b、トップリンク8c、リフトロッド8d、リフトシリンダ8eを有している。リフトアーム8aの前端部は、変速装置5を収容するケース(ミッションケース)の後上部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。リフトアーム8aは、リフトシリンダ8eの駆動によって揺動(昇降)する。リフトシリンダ8eは、油圧シリンダから構成されている。リフトシリンダ8eは、制御弁34を介して油圧ポンプと接続されている。
【0023】
ロアリンク8bの前端部は、変速装置5の後下部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。トップリンク8cの前端部は、ロアリンク8bよりも上方において、変速装置5の後部に上方又は下方に揺動可能に支持されている。リフトロッド8dは、リフトアーム8aとロアリンク8bとを連結している。ロアリンク8bの後部及びトップリンク8cの後部には、作業装置2が連結される。リフトシリンダ8eが駆動(伸縮)すると、リフトアーム8aが昇降するとともに、リフトロッド8dを介してリフトアーム8aと連結されたロアリンク8bが昇降する。これにより、作業装置2がロアリンク8bの前部を支点として、上方又は下方に揺動(昇降)する。
【0024】
図3に示すように、PTOクラッチ装置5eは、第1回転部材151と、第2回転部材152と、押圧部材153とを備えている。第1回転部材151は、推進軸5aに固定されていて推進軸5aの回転と共に回転する。第2回転部材152は、PTO軸16へ動力を伝達する部材であって、例えば、円形状のディスクにより構成されている。押圧部材153は、第1回転部材151と第2回転部材152とを圧接させる接続側と第1回転部材151と第2回転部材152とを離反させる切断側とに作動油の圧力によって移動可能なピストンである。押圧部材153は、ハウジング154内に移動自在に設けられていて、バネ155の付勢力に抗して押圧側(接続側)G1側に移動することで、第1回転部材151と第2回転部材152とを圧接させ、バネ155の付勢力によって解除側(切断側)G2側に移動することで、第1回転部材151と第2回転部材152とを離反させる。即ち、押圧部材153を押圧側G1に移動させることで、推進軸5aの動力がPTO推進軸5e2に伝達する接続状態となり、押圧部材153を切断側G2に移動させることで、推進軸5aの動力がPTO推進軸5e2に伝達しない切断状態となる。
【0025】
PTOクラッチ装置5eは、PTOブレーキ157を有している。PTOブレーキ157は、押圧部材153が切断側G2である場合にPTO軸16の回転を低下させる部材である。PTOブレーキ157は、押圧部材153の移動に伴って移動する第1当接部材157aと、ハウジング154等に固定された第2当接部材157bとを含んでいる。第1当接部材157aは、押圧部材153に固定されていて、押圧部材153が接続側G1に移動した場合は、第2当接部材157bから離反する方向に移動し、押圧部材153が切断側G2に移動した場合は、第2当接部材157bに近接する方向に移動する。第1当接部材157a及び第2当接部材157bは、互いに対向する対向面を有している。押圧部材153が切断側G2に移動したことに伴い、第1当接部材157aの対向面と第2当接部材157bの対向面とが圧接した場合には、ブレーキ(制動)が掛かる。押圧部材153が接続側G1に移動したことに伴い、第1当接部材157aの対向面と第2当接部材157bの対向面とが離れると、制動は掛からない。
【0026】
ハウジング154内には作動油を供給する供給室158が形成されていて、供給室158に供給された作動油の圧力によって、押圧部材153は、当該ハウジング154内を移動する。供給室158には、油路160が接続されていて、油路160には制御弁161が接続されている。制御弁161は、PTOクラッチ装置5e、即ち、供給室158の作動油の圧力を制御する弁であって、例えば、第1位置161Aと、第2位置162Bとに切換可能な比例電磁弁である。制御弁161には、油圧ポンプ162からの作動油が供給される。制御弁161が第1位置161Aである場合には、作動油が供給室158に供給され、供給室158の圧力が上昇する。制御弁161が第2位置161Bである場合には、供給室158の作動油が制御弁161を通過して、作動油タンク等の排出部に排出され、供給室158の圧力が下がる。
【0027】
このように、制御弁161を第1位置161A及び第2位置161Bのいずれかに切り換えることにより、PTOクラッチ装置5eを接続状態と切断状態とに切り換えることができる。特に、PTOクラッチ装置5eを切断状態にした場合には、PTOブレーキ157による制動によって同時にPTO軸16の回転を停止することができる。
図3に示すように、トラクタ1は、制御装置40を備えている。制御装置40は、トラクタ1の様々な制御を行う装置であり、例えば、昇降制御、PTO制御等を行う。昇降制御では、制御装置40は、昇降操作具171の操作によって上昇の指令が行われた場合、制御弁34のソレノイドを励磁することによって、当該制御弁34を上昇位置に切り換える。これにより、リフトシリンダ8eは伸長し、リフトアーム8aの後端部(作業装置2側の端部)が上昇する。
【0028】
昇降制御では、制御装置40は、昇降操作具171が下降させる方向(下降側)に操作された場合、制御弁34のソレノイドを励磁することによって、当該制御弁34を下降位置に切り換える。これにより、リフトシリンダ8eは収縮し、リフトアーム8aの後端部(作業装置2側の端部)が下降する。
なお、制御装置40は、昇降装置8によって作業装置2を上昇させている場合に、当該作業装置2の位置、即ち、リフトアーム8aの角度が上限設定ダイヤル172で設定された上限(高さ上限値)に達すると、昇降装置8における上昇動作を停止する。
【0029】
また、制御装置40には、PTO切換部材164が接続されている。PTO切換部材164は、シーソスイッチ、ボタンスイッチ、スライドスイッチ等であって、ON/OFFに切換が可能である。PTO制御では、PTO切換部材164がONになると、制御装置40は、制御弁161のソレノイド161Cを励磁することで、制御弁161を第1位置161Aに切り換える。また、PTO制御では、PTO切換部材164がOFFになると、制御装置40は、制御弁161のソレノイド161Cを消磁することで、制御弁161を第2位置161Bに切り換える。
【0030】
また、制御装置40には、速度設定部165Aが接続されている。速度設定部165Aは、制御弁61を第2位置161Bに切り換えた場合、即ち、PTOクラッチ装置5eの供給室158の作動油を外部に排出することにより供給室158に作用する作動油の圧力(作用圧力)を低下させる場合において、作動油の圧力の低下速度を設定可能である。速度設定部165Aは、例えば、運転者が手動で低下速度を設定する速度設定スイッチである。速度設定スイッチは、ハードウェアスイッチであって、円筒状の摘み部165aが縦軸165bに回動するボリュームスイッチ(回動スイッチ)である。図4に示すように、摘み部165aを一方向に回動させると、設定される低下速度は小さくなり、他方向に回動させると、低下速度は大きくなる。
(【0031】以降は省略されています)

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