(57)【要約】【課題】作業車両に連結された対地作業機の牽引負荷が大きくなった場合の安全対策が取り得る牽引負荷制御機能を備えた作業車両を提供することである。【解決手段】トラクタ車両Ｔが作業機８４の牽引荷重が大きくなって行く過程で、牽引荷重が所定の第一しきい荷重値を越えて作業機８４を上昇させる昇降シリンダ７０の上昇出力を行っているにもかかわらず前記牽引荷重が大きくなると、走行車両Ｔに機械的な損壊が発生してしまう可能性がある。そこで作業機８４の上昇出力が大きくなっていても所定の第一しきい荷重値を越えて牽引荷重が大きくなっていく場合は、変速装置Ｋの変速位置を例えば１段減速する。この減速が不可能な変速位置の場合はエンジン回転数を低下させる。【選択図】図７
2010213604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機（８４）と、該作業機（８４）を牽引する昇降リンク機構（Ｒ）と作業機（８４）を昇降させる昇降装置（７０）と変速装置（Ｋ）により走行速度を変更する走行車両（Ｔ）からなる作業車両において、
作業機（８４）を牽引する前後方向の荷重を検出する荷重センサ（２１１）を昇降リンク機構（Ｒ）に設け、
前記荷重センサ（２１１）により検出される作業機（８４）を牽引する荷重が所定の第一しきい荷重値を越えると昇降装置（７０）を作動させて作業機（８４）を上昇出力する構成とし、作業機（８４）の上昇出力を行っているにもかかわらず前記牽引荷重が大きくなっていく場合は、変速装置（Ｋ）の変速位置を減速側に変更するか、変速装置（Ｋ）の変速位置を減速側に変更することが不可能な変速位置にある場合はエンジン回転数を低下させる制御装置（１００）を設けたことを特徴とする作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農業用、建築用、運搬用等の作業機を連結した作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
農業用、建築用、運搬用等のトラクタなどの作業車両は、対地作業機をリンクアームで昇降自在に連結しているが、作業機の牽引負荷を検出して過大な負荷が掛かると作業機を上昇させる昇降制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１の構成で、作業機の牽引負荷が大きくなると作業機の上昇出力させることにより、牽引負荷（荷重）が抜ける場合と逆に作業機の上昇出力によりタイヤ（セミクロ）の接地荷重が大きくなり、さらに牽引力が出てどんどん作業機の牽引負荷（荷重）が大きくなる場合とがある。そのまま作業機の牽引負荷（荷重）が大きいままだと機械的な損壊が発生してしまう可能性がある。  
本発明の課題は、作業車両に連結された対地作業機の牽引負荷が大きくなった場合の安全対策が取り得る牽引負荷制御機能を備えた作業車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の課題は、次の解決手段により解決される。  
請求項１記載の発明は、作業機（８４）と、該作業機（８４）を牽引する昇降リンク機構（Ｒ）と作業機（８４）を昇降させる昇降装置（７０）と変速装置（Ｋ）により走行速度を変更する走行車両（Ｔ）からなる作業車両において、作業機（８４）を牽引する前後方向の荷重を検出する荷重センサ（２１１）を昇降リンク機構（Ｒ）に設け、前記荷重センサ（２１１）により検出される作業機（８４）を牽引する荷重が所定の第一しきい荷重値を越えると昇降装置（７０）を作動させて作業機（８４）を上昇出力する構成とし、作業機（８４）の上昇出力を行っているにもかかわらず前記牽引荷重が大きくなっていく場合は、変速装置（Ｋ）の変速位置を減速側に変更するか、変速装置（Ｋ）の変速位置を減速側に変更することが不可能な変速位置にある場合はエンジン回転数を低下させる制御装置（１００）を設けた作業車両である。
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、作業機８４を駆動し、走行車両Ｔで作業機８４を牽引しながら走行させての作業走行中において、前記牽引荷重が所定の第一しきい荷重値を越えると作業機８４を上昇させる出力を行うが、この上昇出力を行っているにもかかわらず牽引荷重が減らないばかりか増加していく場合においては、走行車両Ｔに機械的な損壊が発生してしまう可能性がある。そこで図７に示す制御のように、牽引負荷が所定の第一しきい荷重値を越えると昇降装置７０に対して作業機８４の上昇出力を行なうが、この上昇出力を行なっているにもかかわらず牽引荷重が大きくなっていく場合は、変速装置Ｋの変速位置を例えば１段減速する。この減速が不可能な変速位置の場合はエンジン回転数を低下させる。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、作業機８４を下げて作業走行中において、牽引荷重が所定の第一しきい荷重値を越えると作業機８４を上昇させる出力を行うが、この上昇出力を行っているにもかかわらず牽引荷重が減らないばかりか増加していく場合においては、変速装置Ｋの変速位置を減速側の変速位置に下げる。また、前記減速が不可能な変速位置の場合はエンジン回転数を低下させる。こうして作業車両の破損を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施形態のトラクタの左側面図である。図１（ｂ）は、ミッションケースと前輪、後輪の関係を示した簡略平面図である。
【図２】図１のトラクタのステアリングハンドル右側付近の要部斜視図である。
【図３】昇降用スイッチとした場合のステアリングハンドル右側付近の要部斜視図である。
【図４】ロータリ耕耘装置の昇降用レバーと昇降用スイッチの操作状態とロータリ耕耘装置の作動を説明するための制御ブロック図である。
【図５】本実施形態の昇降用レバー又は昇降用スイッチを設けたトラクタの動力伝動系統図である。
【図６】本実施形態の昇降用レバー又は昇降用スイッチを設けたトラクタの油圧回路図である。
【図７】作業機の牽引荷重が大きくなって行く過程で所定の第一しきい荷重値を越えた時に変速装置の変速位置を減速するかエンジン回転数を低下させるための制御のフローチャートである。
【図８】作業機の牽引荷重が大きくなって行く過程で所定の第一しきい荷重値と第二のしきい荷重値を越えた時にエンジン回転数を低下させるための制御のフローチャートである。
【図９】作業機の牽引荷重が大きくなって行く過程で所定の第一しきい荷重値と第二のしきい荷重値を越えた時にブザーをならす制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施の形態について以下図面と共に説明する。なお、本明細書では車両の前進方向に向かって左右をそれぞれ左、右といい、前後をそれぞれ前、後ということにする。ここで、本明細書において左右の走行車軸とは、作業車両の進行方向を向いて左右方向の走行車軸をいう。そして、本発明の実施の形態によれば、作業車両の一例であるトラクタに作業機の一例としてロータリ耕耘装置を連結した場合を例として以下に説明する。
【００１０】
図１（ａ）には本発明の実施形態のトラクタの左側面図を示し、図１（ｂ）には、ミッションケースと前輪、後輪の関係を示した簡略平面図を示す。図２には、図１のトラクタのステアリングハンドル右側付近の要部斜視図を示し、図３には、昇降用レバーではなく昇降用スイッチとした場合の操縦席の右側のアームレスト付近の要部斜視図を示す。更に図４には、ロータリ耕耘装置の昇降用レバー及び昇降用スイッチの操作状態とロータリ耕耘装置の作動を説明するための制御ブロック図を示す。
【００１１】
乗用四輪駆動の走行形態を有する走行車両Ｔは、ステアリングハンドル７３で前輪６１を操向しながら走行運転する。車両Ｔの後部にはロータリ耕耘装置８４等の作業機を３点リンク機構からなる昇降リンク装置Ｒにより昇降可能に装着して対地作業を行うことができる。またロータリ耕耘装置８４の水平位置の維持は水平シリンダ２１０で行う。この車両Ｔは、前端部にフロントアクスルハウジング７２に支架させるエンジンブラケットを介してエンジン６２を搭載し、このエンジン６２の後側にクラッチハウジングや、ミッションケース６５等を一体的に連結し、このミッションケース６５の最後部にリヤアクスルハウジング７５を設けて、左右両側部に後輪６３を軸装する。
【００１２】
エンジン６２からの動力はミッションケース６５内の変速装置により変速して前輪６１及び後輪６３に伝達されて走行する。なお、エンジン６２からの動力伝達機構については後で詳しく説明する。また、トラクタ車両Ｔの後方にはステアリングハンドル７３周辺にロータリ耕耘装置８４の昇降用レバー１３０やアクセルレバー１１６、レバー１１８（ウインカーとライト用のレバー）などの各種レバーや駐車ブレーキ警告灯１２３、自動変速表示灯１２４やトラクタのエンジン回転計１２５などの計器類等が設けられている。
【００１３】
そして、本実施形態のトラクタの昇降用レバー１３０は、当該昇降用レバー１３０一本で、すなわちワンタッチで昇降操作側、下降操作側ともに２段階（２クリック感がある）に操作可能であり、第１段階目の操作ではロータリ耕耘装置８４の動力の入り又は切りができる構成であることを特徴としている。そして、図２に示す例では、昇降用レバー１３０の上昇操作側の第１段階目の操作ではロータリ耕耘装置８４の動力の切りができ、下降操作側の第１段階目の操作ではロータリ耕耘装置８４の動力の入りができる構成である。
【００１４】
本構成を採用することにより、一本の昇降用レバー１３０を操作することで、すなわちワンタッチで昇降のみならずロータリ耕耘装置８４などの作業機の動力の操作ができ、操作スペースを増やすことがない。したがって、煩雑な操作がなくなり、作業機の操作性が良好になり、作業効率が上がる。そして、昇降用レバー１３０がステアリングハンドル７３の近傍にあると、右手（もしくは左手）でステアリングハンドル７３を操作しながら昇降用レバー１３０の操作が可能であり操作性に優れる。
【００１５】
また、図４に示すように、昇降用レバー１３０を中立位置から第１段階目に上げると、当該電気信号がコントローラ１００に送信されて、コントローラ１００はＰＴＯカウンタ軸９（図５）上のＰＴＯクラッチパック６６を切りにしてＰＴＯ軸１４の回転は停止する。したがって、ロータリ耕耘装置８４の動力が切り状態となり、ロータリ耕耘装置８４は停止状態となる。なお、昇降用レバー１３０が中立位置にある状態ではロータリ耕耘装置８４は停止しており、昇降用レバー１３０を中立位置から第１段階目に上げた場合も、そのまま停止状態を保つことになる。
【００１６】
そして、更に昇降用レバー１３０を第２段階目に上げると、コントローラ１００に当該電気信号が送信されて、コントローラ１００は上昇ソレノイド１３６を作動させてロータリ耕耘装置８４は上昇する。更に、昇降用レバー１３０を中立位置に戻した後に第１段階目に下げると、コントローラ１００はＰＴＯクラッチパック６６を入りにしてＰＴＯ軸１４を回転駆動する。したがって、ロータリ耕耘装置８４の動力が入り状態となり、ロータリ耕耘装置８４は作動する。更に昇降用レバー１３０を第２段階目に下げると、同様にコントローラ１００により下降ソレノイド１３７が作動してロータリ耕耘装置８４が下降する。
【００１７】
更に、図１のトラクタには、ロータリ耕耘装置８４の昇降位置をコントロールするためのポジションコントロールレバー１９０とロータリ耕耘装置８４の昇降位置を感知するリフトアームセンサ１３４を設けている。リフトアームセンサ１３４からは、センサー信号が常時ロータリ耕耘装置８４のコントローラ１００に送信されており、ロータリ耕耘装置８４の位置を把握することができる。そして、ポジションコントロールレバー１９０を操作すると、当該電気信号がコントローラ１００に送信されて、コントローラ１００はリフトアームセンサ１３４からのセンサー信号に基づいてロータリ耕耘装置８４の位置がポジションコントロールレバー１９０の操作通りになるように、上昇ソレノイド１３６や下降ソレノイド１３７を作動させてロータリ耕耘装置８４の位置がコントロールできる。
【００１８】
このように、昇降用レバー１３０を上昇操作側の第１段階目まで操作するとロータリ耕耘装置８４の動力が切れ、下降操作側の第１段階目まで操作するとロータリ耕耘装置８４の動力が入りになるようにすれば、昇降用レバー１３０を上昇操作側の第２段階目まで操作してロータリ耕耘装置８４を上昇させた後、昇降用レバー１３０を下降操作すれば該下降操作に連動してロータリ耕耘装置８４の動力を入りにすることができ、昇降用レバー１３０で昇降操作と動力の入り切りの種々の使い方が可能になる。
【００１９】
そして、ロータリ耕耘装置８４を上昇させる前にＰＴＯカウンタ軸９の回転を停止できるため、ロータリ耕耘装置８４が土中にもぐったままの停止操作が可能となり、ロータリ耕耘後の穴を塞ぐ操作（穴は自然に塞がれる）もできる。なお、ＰＴＯカウンタ軸９の回転を停止せずにロータリ耕耘装置８４を上昇させた場合はロータリ耕耘後の穴（凹部）が生じてしまうが、本構成により、このような不都合を防止できる。また、緊急で停止したい場合の操作が、昇降用レバー１３０を上昇操作側の第１段階目まで操作するだけで簡単にできる。
【００２０】
更に、ＰＴＯカウンタ軸９の回転を停止させてロータリ耕耘装置８４の動力を切る操作（上昇操作側の第１段階目への操作）が、ロータリ耕耘装置８４の上昇操作位置（上昇操作側の第２段階目への操作）よりも早いタイミングでできるので、操作性に優れる。例えば、ロータリ耕耘装置８４を下げた状態でＰＴＯカウンタ軸９の回転を停止させるためには、ステアリングハンドル７３から手を離して図示しないＰＴＯ入り切りスイッチを操作しなければならないが、その手間を省くことができる。
【００２１】
また、昇降用レバー１３０を第１段階目に下げるとロータリ耕耘装置８４の動力が入り、更に昇降用レバー１３０を第２段階目に下げるとロータリ耕耘装置８４が下降する構成とする。このようにＰＴＯカウンタ軸９を回転させてロータリ耕耘装置８４の動力を入りにする操作を下降操作側の第１段階目に配置し、ロータリ耕耘装置８４が下降する操作を下降操作側の第２段階目に配置すると、ロータリ耕耘装置８４が下降したときにはすでにロータリ耕耘装置８４は作動していることになる。したがって、ロータリ耕耘装置８４が土中に入る前にロータリ耕耘装置８４を回転させる事ができるため、一旦下降させてから作動させる場合に比べてすぐに耕耘作業が行えるので、操作性が良く、作業性に優れる。
【００２２】
また、図３には、昇降用レバー１３０ではなく、昇降用スイッチ１９１とした場合の例を示している。昇降用スイッチ１９１は操縦席１６の右側のアームレスト３０に設けると、右手をアームレスト３０に置いている場合にスイッチ操作が可能となり、操作性に優れる。図３に示すように、昇降用スイッチ１９１はシーソー式の２段階スイッチであり、中立位置から後側（上昇操作側）を第１段階目まで押すと、図２の場合と同様にコントローラ１００はＰＴＯカウンタ軸９（図５）上のＰＴＯクラッチパック６６を切りにしてＰＴＯ軸１４の回転は停止する。
【００２３】
したがって、ロータリ耕耘装置８４の動力が切り状態となり、ロータリ耕耘装置８４は停止状態となる。更に昇降用スイッチ１９１を第２段階目まで押すと、上述のようにコントローラ１００により上昇ソレノイド１３６が作動してロータリ耕耘装置８４は上昇する。
【００２４】
そして、昇降用スイッチ１９１を中立位置に戻して前側（下降操作側）を第１段階目まで押すと、コントローラ１００はＰＴＯクラッチパック６６を入りにしてＰＴＯ軸１４を回転駆動する。
【００２５】
したがって、ロータリ耕耘装置８４の動力が入り状態となり、ロータリ耕耘装置８４は作動する。更に昇降用スイッチ１９１を第２段階目まで押すと、上述のようにコントローラ１００により下降ソレノイド１３７が作動してロータリ耕耘装置８４が下降する。
【００２６】
こうして、昇降用レバー１３０の場合と同様の効果を奏することができる。また、昇降用スイッチ１９１が操縦席１６の近傍にあるため、操縦席１６で作業車両の操縦をしながら昇降用スイッチ１９１の操作もでき、操作性に優れる。
【００２７】
ポジションコントロールレバー１９０を後側に倒すとロータリ耕耘装置８４は上昇し、前側に倒すとロータリ耕耘装置８４は下降する。また、作業機昇降スイッチ１９１はシーソースイッチであり、後側をワンプッシュするとロータリ耕耘装置８４は最大位置まで上昇し、前側をワンプッシュするとポジションコントロールレバー１９０の設定位置まで下降する。最大位置とは、上げ調整ダイヤル１８３で調整した位置のことである。
【００２８】
更に、走行変速スイッチ１９２ａは、変速段のシフトアップ用のスイッチであり、一回押すごとに変速段がシフトアップし、低速８段、中速８段、高速８段、路上走行速４段に変速可能である。一方、走行変速スイッチ１９２ｂは、変速段のシフトダウン用のスイッチであり、一回押すごとに変速段がシフトダウンし、低速８段、中速８段、高速８段、路上走行速４段に変速可能である。
【００２９】
また、トラクタの操縦席１６の右側には、アクセルペダル１７５やスロットルレバー１７６（一番前に倒すとアイドリング回転数、一番手前にすると最大回転数になる）、エンジン回転数記憶スイッチ１７７ａなどがある。エンジン回転数記憶スイッチ１７７ａは、いわゆるシーソースイッチであり、指を離すと中立に自動で戻る構成である。また、コントローラ１００には２通りのエンジン回転数を記憶できるので、その切換スイッチである。例えば、エンジン回転数記憶スイッチ１７７ａの上側を押すとエンジン回転数がＡ回転数になり、下側を押すとＢ回転数となる。
【００３０】
また、エンジン回転数記憶スイッチ１７７ａ後方のエンジン回転数記憶スイッチ１７７ｂもシーソースイッチであり、指で離すと自動で中立に戻る。そして、エンジン回転数記憶スイッチ１７７ｂの上側を押すとエンジン回転数が上昇して、下側を押すとエンジン回転数が下降する。エンジン回転数記憶スイッチ１７７ａでＡ回転数又はＢ回転数（Ａ、Ｂは任意の回転数である）を選んだ後、エンジン回転数記憶スイッチ１７７ｂにより上側（＋側）を押すと回転数が上昇し、下側（−側）を押すと回転数が下降する。そして、エンジン回転数記憶スイッチ１７７ｂを離したところの回転数がメモリ１０２に記憶される。
【００３１】
図５には本実施形態の昇降用レバー１３０又は昇降用スイッチ１９１を設けたトラクタの動力伝動系統図を示す。  
エンジン６２は後側に突出のエンジン軸１を有し、このエンジン軸１をクラッチハウジング部の入力軸２に連結する。ミッションケース６５内の伝動機構を介して後端部の出力軸３及びＰＴＯ軸１４を連動すると共に、ミッションケース６５の下部に設けた前輪出力軸５を連動する構成としている。この出力軸３はミッションケース６５内の後部の略中央部において前後方向に沿うように軸受されて後端にドライブピニオンギヤ５３を有し、リヤデフ４５のデフリングギヤ４６に噛合し、リヤアクスルハウジング７５（図１（ｂ））に沿って軸装されたリヤデフ軸１０と後輪軸１１を遊星減速機構を介して連動する。また、前輪出力軸５はミッションケース６５の下部からエンジン６２の下部を経て、フロントアクスルハウジング７２（図１（ｂ））の中央部に設けられるフロントデフ４７の入力軸２６に連結され、このフロントアクスルハウジング７２に沿って軸装されるフロントデフ軸１２及び遊星減速機構等を介して前輪軸１３へ連動する構成としている。なお、入力軸２から油圧ポンプ８０（図６）への動力取り出し用のギヤ駆動軸１５，１７が入力軸２に並列配置されている。
【００３２】
図５に示すトランスミッションの噛合式変速装置Ｋは、エンジン軸１によって駆動される入力軸２から入力ギヤ３１に連動されるＰＴＯ変速カウンタギヤ４４を有するＰＴＯカウンタ軸９上にＰＴＯクラッチパック６６を設けている。ＰＴＯクラッチパック６６や入力ギヤ３１などからなるＰＴＯの動力伝達部の構成をＰＴＯクラッチＥということにする。
【００３３】
また入力軸２には前後進切替用の前後進切替ギア４２、４２が遊転状態に設けられ、一方の後進側の前後進切替ギア４２には入力軸２と並列配置されたバックカウンタ軸８に設けられたバックカウンタギア４３が噛合し、他方の前進側の前後進切替ギア４２には主変速軸１９上に固定した入力ギヤ４８と該主変速軸１９上に遊転自在に設けた有効径の異なる４つの主変速ギヤ３３を設ける。これら４つの主変速ギヤ３３は、四段変速に構成され、クラッチパック７６によって切替シフトされ、４つの主変速ギヤ３３から構成される変速装置を主変速油圧クラッチＡということにする。
【００３４】
前記主変速軸１９上には、前記主変速油圧クラッチＡの４つの主変速ギヤ３３のうち、最も有効径の小さい主変速ギヤ３３（第１速用）と３番目に有効径の小さい主変速ギヤ３３（第３速用）との間にクラッチパック７６を固定して設け、２番目に有効径の小さい主変速ギヤ３３（第２速用）と最も有効径の大きい主変速ギヤ３３（第４速用）との間にクラッチパック７６を固定して設ける。前記２つのクラッチパック７６には、各主変速ギヤ３３を主変速軸１９と一体回転するように連結する摩擦クラッチが各々設けられている。
【００３５】
また、前後進切替ギヤ４２の前進側のギヤと噛合可能な入力ギヤ４８は、前後進切替ギヤ４２の後進側のギヤともバックカウンタ軸８上のバックカウンタギヤ４３と噛合っており、該前後進切替ギヤ４２のうちの前進側のギヤ４２と後進側のギヤ４２とを、前後独立した摩擦クラッチから成る２つの前後進切替クラッチパック６０の切替によって択一的に入力軸２と一体化して、前進走行と後進走行とに切替えられる構成である。後述する油圧シリンダ８５（図６）を含めこれらギヤ４２とクラッチパック６０などからなる構成を前後進油圧クラッチＤということにする。
【００３６】
また、前後進油圧クラッチＤの切替を手動で行う前後進切替レバー１１５（図１）をステアリングハンドル７３のポスト部分に設け、クラッチペダル１１９（図１）はハンドルポストの足下に設けている。
【００３７】
主変速軸１９と同軸芯位置に設けられた副変速軸２０にはクラッチパック７６によって切替シフトされる有効径の異なる２つの高低速切替ギヤ３４が設けられており、主変速後の駆動力を更に減速して高速と低速とに切り替えることができる。この高速と低速とに切り替え可能なギア構成をハイ・ロー変速クラッチＢということにする。
【００３８】
さらに副変速軸２０と同軸上には有効径の異なる３つの副変速ギヤ３５を有する出力軸３が配置されている。出力軸３は副変速ギヤ３５により三段変速する構成としている。この三段変速可能なギヤ３５の構成を副変速ギア伝動機構Ｃということにする。
【００３９】
また、副変速ギヤ３５に噛合するクリープカウンタギヤ４９を備えたクリープカウンタ軸２１が出力軸３に並列位置に設けられている。また主変速ギヤ３３や高低速切替ギヤ３４等と噛合する主変速カウンタギヤ３９と高低速切替ギヤ４０を有する走行カウンタ軸６が主変速軸１９や副変速軸２０と並列位置に配置されており、主変速軸１９から伝動される回転が主変速ギヤ３３で変速されて、その回転が主変速カウンタギヤ３９と高低速切替ギア４０を順次経由して副変速軸２０に設けられた高低速切替ギヤ３４に伝達される。高低速切替ギヤ３４に伝達された動力はクラッチパック７６を介して副変速軸２０上に設けた副変速ギヤ３５による変速機構を介して出力軸３に伝達される。  
この走行動力伝達系では、ＰＴＯ正逆切替ギヤ３７機構を備えたＰＴＯ連動軸４を回転する伝動形態である正逆転ＰＴＯを設けている。
【００４０】
また、前記副変速ギヤ３５と噛み合う副変速カウンタギヤ３８の副変速カウンタ軸２７を回転自在に支持すると共に、出力軸３から前輪取出ギヤ３６を介して連動される前輪連動ギヤ５１を有する前輪連動軸２８を設け、この前輪連動軸２８の前方延長軸芯上にはＰＴＯ減速ギヤ５０を有するＰＴＯ減速軸２３を設けている。さらに、前輪連動軸２８の並行位置にＰＴＯ連動軸４を設け、該ＰＴＯ連動軸４と同軸芯上前端部にＰＴＯ連動軸４を正転と逆転に切替えるＰＴＯ正逆切替ギヤ３７のＰＴＯ正逆切替軸２２と、ＰＴＯ変速ギヤ３２のＰＴＯ変速軸１８を配置している。
【００４１】
また、ＰＴＯ正逆切替ギヤ３７と噛合するＰＴＯ逆回転カウンタギヤ５２を有するＰＴＯ逆回転カウンタ軸２４が前記ＰＴＯ正逆切替軸２２の側部に設けられ、ＰＴＯクラッチパック６６の入りによって、入力軸２からＰＴＯ変速ギヤ３２、ＰＴＯ変速カウンタギヤ４４及びＰＴＯ正逆切替ギヤ３７等を介してＰＴＯ正逆切替軸２２へ動力が伝動するように構成している。前記正逆切替ギヤ３７は前記ＰＴＯ変速ギヤ３２と同形態のクラッチリングを用いる形態としている。このＰＴＯ正逆切替軸２２の側方にはＰＴＯ逆回転カウンタギヤ５２を有する逆回転カウンタ軸２４を設け、ＰＴＯ逆回転カウンタギヤ５２は、ＰＴＯ減速ギヤ５０からの連動を受けてＰＴＯ正逆切替ギヤ３７を逆回転することができる。なお、前記ＰＴＯカウンタ軸９の後方に減速軸２３が配置される。
【００４２】
更に、ミッションケース６５内の下段部に配置された前輪出力軸５は、ミッションケース６５の後部底部に軸装されて、前輪連動軸２５やカップリング等を介して前記フロントデフ４７の入力軸２６へ連結する。この前輪出力軸５の横側には前輪駆動軸７が配置されている。前輪駆動軸７の後端には前輪ギヤ５５が設けられている。また、前記出力軸３の後端部の前輪取出ギヤ３６に前輪連動軸２８上の第１の前輪連動ギヤ５１が噛合し、該第１の前輪連動ギヤ５１を介して前輪連動軸２８に伝達される出力軸３の駆動力は、前輪連動軸２８と一体回転する第２の前輪連動ギア５４に伝達されて、該前輪連動ギア５４から前輪駆動軸７に伝達される。
【００４３】
また前輪駆動クラッチパック６７を前輪駆動軸７上に設け、この駆動軸７の前端部から前輪出力軸５へギヤ連動する。また、有効径の異なる２つの前輪駆動切替ギヤ４１が前輪駆動クラッチパック６７の左右に配置されており、該２つの前輪駆動切替ギヤ４１は、カウンタ軸５９に設けた有効径の異なる２つの切替駆動カウンタギヤ５６に各々噛み合わされ、前輪駆動クラッチパック６７を択一的に接続することにより、２つの減速比のうちのいずれか一方の減速比で前輪駆動軸７を駆動することができる。
【００４４】
前輪駆動クラッチパック６７を中立位置にシフトするときは前輪６１を駆動させない後輪駆動の二駆形態とし、この前輪駆動クラッチパック６７を油圧操作によって切り換えて低速位置にシフトするときは前輪６１を後輪６３に対して約１倍の等速駆動させる四駆形態とし、また、この前輪駆動クラッチパック６７を油圧操作によって切り換えて高速位置にシフトするときは前輪６１を後輪６３に対して約２倍に増速駆動させる四駆形態とすることによって走行することができる。
【００４５】
上記構成からなる噛合式変速装置により、エンジン６２の回転動力は主クラッチを構成する前後進油圧クラッチＤを経由して４段の変速段からなる主変速油圧クラッチＡと２段の変速段からなるハイ・ロー変速クラッチＢ及び３段の変速段からなる副変速ギア伝動機構Ｃで合計２４段のうちのいずれかの変速段に変速され、得られた回転動力はリヤデフ４５を経て後輪６３が駆動される。また、前記副変速ギア伝動機構Ｃで変速された回転動力は前輪駆動クラッチパック（二駆四駆切替クラッチ）６７にも伝達され、該クラッチパック６７により前輪６１が「等速」もしくは「増速」に切り換えられた後、フロントデフ４７を経て前輪６１が駆動される。
【００４６】
また、ＰＴＯ変速ギヤ３２、走行系の主変速ギヤ３３、高低速切替ギヤ３４及び副変速ギヤ３５等を、ドライブピニオンギヤ５３を有する出力軸３の軸芯上に沿って配置する構成とする。走行系の伝動は、入力軸２から出力軸３の軸芯上に配置される主変速ギヤ３３、高低速切替ギヤ３４及び複変速ギヤ３５等を介してドライブピニオンギヤ５３へ多段変速連動される。また、ＰＴＯ系の変速は、この出力軸３の軸芯上の前端部に設けられるＰＴＯ変速ギヤ３２を介して連動される。
【００４７】
次に図６には本実施形態の昇降用レバー１３０又は昇降用スイッチ１９１を設けたトラクタの油圧回路図を示す。  
図６の油圧回路図では左右の後輪６３を独立して制動する左右のブレーキシリンダ８３、前輪６１へ伝達する動力を「等速」もしくは「増速」に切り換える四駆切換クラッチシリンダ９９、ステアリングハンドル７３の回転操作により作動するパワーステアリング装置１０３、ＰＴＯクラッチシリンダ１０４、ＰＴＯクラッチ切替換弁１５０、ＰＴＯクラッチ比例圧力制御弁１０６などが設けられている。なお、一点鎖線部分の回路１０１はメイン油圧回路（作業機昇降・作業機水平や外部油圧取出しなど）となり、サブ回路（走行・ブレーキ・デフロック・ＰＴＯ側回路）とあまり関係がないため、回路図の図示を省略している。
【００４８】
油圧ポンプ８０から吐出した作動油は、減圧弁８１ａを介して主変速油圧クラッチＡの第４速用と第２速用の各ギア３３をクラッチパック７６を介してそれぞれ作動させる油圧クラッチシリンダ８７と油圧クラッチシリンダ８８を切り替える主変速（２−４）クラッチ比例圧力制御弁８９に供給され、さらに主変速油圧クラッチＡの第１速用と第３速用の各ギア３３をそれぞれ作動させる油圧クラッチシリンダ９１と油圧クラッチシリンダ９２を切り替える主変速（１−３）クラッチ比例圧力制御弁９３に供給される。
【００４９】
減圧弁８１ａを経由する作動油は、前後進クラッチシリンダ８５のオン・オフ制御弁１２９を介して前後進クラッチシリンダ８５の前進側と後進側の油圧クラッチＤを切り替える切替弁８６に供給される。該前後進クラッチシリンダ８５の前進側と後進側の油圧クラッチＤのいずれに作動油が供給されているかは図示しない前進側クラッチ圧力センサと後進側クラッチ圧力センサで検出できる。
【００５０】
同様に、上記及び下記油圧クラッチシリンダに供給される作動油はそれぞれの油圧クラッチシリンダへの入口側の油路に設けた圧力センサ（例えば油圧クラッチＡの第１速用から第４速用までの圧力センサ（図示せず）やＰＴＯクラッチＥの圧力センサ（図示せず）で検知できる構成になっている。
【００５１】
また、油圧ポンプ８０から吐出した作動油は、減圧弁８１ｂを介してブレーキバルブ８２ａを経由して左右のブレーキシリンダ８３に分岐供給される。前記ブレーキバルブ８２ａは後輪６３を選択する切替制御弁であり、該ブレーキバルブ８２ａはブレーキ力を調整する圧力制御弁８２ｂと一体構成となっている。
【００５２】
さらに、減圧弁８１ｂを経由する作動油は、前記第１速〜第４速用の各ギア３３で変速された速度を「高速」と「低速」の二つのギヤ４０のいずれかにクラッチパック７６を介して作動させるハイ・ロー油圧クラッチシリンダ９５を切り替えるための制御弁９６ａ，９６ｂに供給される。
【００５３】
また、減圧弁８１ｂを経由する作動油は、デフロック制御弁９７を経てフロントデフ４７用の前輪デフロックシリンダ９８ａ及びリアデフ４５用の後輪デフロックシリンダ９８ｂに分岐される。  
さらに、前輪駆動クラッチパック６７のギア４１の切替用の油圧シリンダ９９には切替制御弁９４を経て前記減圧弁８１ｂを経由する作動油が供給される。
【００５４】
同様に、減圧弁８１ｂを経由する作動油は、ＰＴＯ用バルブ１０５，１０６を介してＰＴＯクラッチシリンダ１０４に供給され、ＰＴＯクラッチＥの圧力を調整する。  
また図６に示す油圧ポンプ８０からの油圧は、パワステアリングハンドル７３の操作で作動される操舵油圧分配器１０７に作動油を供給する構成である。
【００５５】
また、作業機（スキ作業機やロータリー耕耘装置など）８４を昇降シリンダ７０により昇降するが、本機側と作業機８４を連結している昇降リンク装置Ｒの左右ロワリンクにかかる前後方向の負荷（荷重）を検出する荷重センサ２１１をそれぞれのロワリンクに装備しておき、左右ロワリンクの荷重（ロワリンク引き方向）の合計値（牽引荷重値）を測定する。
【００５６】
作業機８４の牽引荷重が大きくなって行く過程で、牽引荷重が所定の第一しきい荷重値を越えると昇降シリンダ７０に対して作業機８４の上昇出力を行う。通常であればこの上昇出力により牽引荷重は減少していくが、スキやロータリの爪が圃場に噛み込む現象により牽引荷重が上昇していく場合がある。特に、トラクタの後輪６３の代わりにクローラを装着している場合はこのような牽引荷重の上昇頻度は高くなる。これは、クローラの接地荷重が大きくなることで作業機が上昇しないように踏ん張るためである。
【００５７】
前述のように、作業機８４の上昇出力を行っているにもかかわらず、牽引荷重が上昇するような場合においては、変速装置Ｋの変速位置を強制的に例えば１段減速する。この１段減速で牽引荷重が減少しない場合はさらに１段ずつ減速していってもよい。この減速が不可能な変速位置の場合はエンジン回転数を低下させる。そのための制御を示したフローチャートを図７に示す。
【００５８】
また、図７のフローチャートで前記所定の第一しきい荷重値を越えて昇降シリンダ７０により作業機８４の上昇出力を行う場合、昇降シリンダ７０のロワリンクによる作業機８４の牽引荷重が大きくなっていく場合は、変速装置Ｋの変速位置を減速することをしないで、エンジン回転数を低下させることでも良い。そのための制御をフローチャートを図８に示す。  
これは、図７における制御で牽引荷重が大きくなっていく場合は、変速装置Ｋの変速位置を強制的に減速側に変更していては機械的な損壊が発生してしまう可能性があるので、それを防ぐ制御方法である。
【００５９】
また図８のフローチャートで前記所定の第一しきい荷重値を越えて、昇降シリンダ７０により作業機８４の上昇出力を行う場合、さらに第一しきい荷重値より大きな第二しきい荷重値を越えて昇降シリンダ７０により作業機８４の上昇出力を行っているときは警報（ブザー２１５等）を出力して注意喚起する制御を行っても良い。この場合の制御を図９のフローチャートに示す。
【００６０】
次に副変速レバー１７９の手動操作に対応して機械的では無く、電気的に副変速装置（副変速ギア伝動機構）Ｂを変速する制御の実施例について説明する。  
主変速装置は複数の湿式多板クラッチ（４段の主変速クラッチＡとＨｉ−ＬｏクラッチＢ）での８段変速の構成とし、副変速装置Ｃはシンクロメッシュを油圧ピストンで作動させるパワーシンクロで構成し、３段変速（高、中、低）とし、合計２４段のノークラッチ変速とすることができる。
【００６１】
副変速装置Ｃを低速段から高速段に一気に副変速レバー１７９を手動で変速操作したとき、主変速装置Ａを現在の変速位置から主変速の最高速位置である８速まで自動変速させた後、副変速装置Ｃの変速用油圧シリンダ６８ａ、６８ｂに信号を送って副変速を実際に高速位置に変速する構成とする。このように、主変速装置Ａの位置を最高速位置である８速にすることで、副変速装置Ｃを一気に低速から高速に変速するときのショックを軽減可能となる。また、副変速装置Ｃの変速比は主変速装置Ａの変速比に対して大きいので、前述のような制御が有効となる。また、副変速装置Ｃの低速から中速への変速や、中速から高速への変速時においても同様の制御を行ってもよい。副変速レバー１７９の操作による副変速装置Ｃの低速位置から高速位置までのギア伝動機構の各変速位置へのシフトを、スイッチ２１３の操作による電気的な電磁ソレノイド２１４で図５に示すシフタ６９ａ、６９ｂを変速用の油圧シリンダ６８ａ、６８ｂで動かして変速する。
【００６２】
また、逆に副変速装置Ｃを高速位置から低速位置に一気に変速操作したとき、主変速装置（４段の主変速クラッチＡとＨｉ−ＬｏクラッチＢ）を現在の変速位置から１速まで自動変速させた後、副変速装置Ｃを目的の低速位置に変速指示を出す制御とすることで、副変速装置Ｃの変速ショックを防止できるようになる。また、高速位置から中速位置への変速や、中速位置から低速位置への変速時においても同様の制御をすることで、変速時における変速ショックを軽減できるようになる。
【００６３】
また複数の湿式多板クラッチで構成した主変速装置（４段の主変速クラッチＡとＨｉ−ＬｏクラッチＢ）を電気的に変速可能とし、副変速装置Ｃも前述のように電気的に変速可能にすることで、１速から２４速までノークラッチ変速が可能となる。しかしながら、この１速から２４速までの変速を増減スイッチ１９２ａ，１９２ｂのみで操作しようとするとスイッチでの連続操作のため操作性が悪くなる。そこで、１速から２４速までノークラッチ変速であっても副変速レバー１７９の操作を入れることで操作性が向上するようになる。
【００６４】
クラッチペダル１１９の操作（前進又は後進用のクラッチパック６０の接続状態が解除され、前後進クラッチＤが切断される。）と連動して副変速装置（副変速ギア伝動機構）Ｃを操作したときは主変速装置（４段の主変速クラッチＡとＨｉ−ＬｏクラッチＢ）の自動変速を一旦停止させ、クラッチペダル１１９を戻す過程で半クラッチ状態を主変速装置で作り、徐々に主変速クラッチを完全接続に近づけることにより、マニュアル操作感覚で運転できる制御機能をコントローラ１００に追加する。
【００６５】
また、走行車両Ｔの速度が、例えば１１ｋｍ／ｈ以上の時、前後進切替レバー１１５の切り替え操作を行った場合は、作業車両の走行速度としては高速走行であるので自動的に前後進クラッチＤが「中立」になり、警告ブザーが鳴る構成が知られているが、この方法だと、操縦者は前後進切替レバー１１５を操作した側に走行するものと思っているにもかかわらず、操縦者の知らない間に走行車両が走行停止するので、思わぬ不具合が生じるおそれがある。
【００６６】
そこで走行車両の車速を検知し、ある一定以上の車速で前後進切替レバー１１５の切り替え操作を行った時には、一時的に前後進クラッチＤを「切」にした後、主変速装置（主変速クラッチＡ、Ｈｉ−Ｌｏ変速クラッチＢ）を安全な変速段に自動的に減速させ（例えば、４速から１速にして）、再度前後進クラッチＤを接続（この接続は前後進切替レバー１１５を操作する以前の位置。前進から後進に操作している場合は前進を接続。）して減速を行ない、ある程度減速したところで自動的に最初の変速段（前記例では４速）に戻すと共に、前後進切替レバー１１５で切り替えた側（前進から後進に操作している場合は後進を接続）の前後進クラッチＤを昇圧制御する構成とする。前記安全な変速段に減速（例えば、４速から１速）するときや、元の変速段に戻すときにおいては、途中の変速位置である３速や２速を経由することで急な減速や増速を防止できるようになり、安全に高速時の前後進操作を行うことができるようになる。
【００６７】
副変速レバー１７９により副変速操作をしている時は、クラッチペダル１１９を操作してエンジン６２からの動力を切断した状態で、副変速操作をする。一般に、動力遮断は通常メインクラッチまたはエンジンから一番近いクラッチ（前後進クラッチ）を使う。本実施例の場合は前後進クラッチＤがメインクラッチの機能を備えており、前後進クラッチＤと副変速装置（副変速ギア伝動機構）Ｃの間に主変速装置（４段の主変速（油圧）クラッチＡとＨｉ−ＬｏクラッチＢ）のギアが構成されているため、特に主変速装置に多板クラッチ（クラッチパック７６）を構成しているため、前記多板クラッチの慣性力等で実動力の遮断にタイムラグが生ずる。また、前後進クラッチＤを遮断しても、主変速クラッチＡとＨｉ−ＬｏクラッチＢの慣性力が副変速装置Ｃまで来るために副変速装置Ｃでの変速が速やかに実行されにくい現象も発生することがある。
【００６８】
そこで、副変速装置Ｃの変速段を感知するスイッチ２１３の中立位置と連動して副変速装置Ｃを構成しているギアに同期しやすい、即ち、該ギア伝動機構Ｃに一番近い、エンジン側のＨｉ−ＬｏクラッチＢの動力伝達を、クラッチペダル１１９を操作時に切断する構成とする。具体的には、副変速装置Ｃの変速段のスイッチ２１３とＨｉ−ＬｏクラッチＢの動力切断を連動させることにより、より確実に動力を遮断できて副変速装置Ｃの変速が速やかに行われるようになる。さらに、このようにＨｉ−ＬｏクラッチＢを切り状態として動力を遮断すると同時に、前後進クラッチＤも切り状態（中立）とすることで、確実な動力遮断が可能となる。
【００６９】
また、前述のごとく、副変速装置Ｃをシンクロメッシュとして油圧シリンダ６８ａ、６８ｂで変速する場合においても、副変速装置Ｃの変速時にはギア伝動機構Ｃに一番近い、エンジン側のＨｉ−ＬｏクラッチＢの動力伝達を遮断することで、副変速装置Ｃに作用する慣性力が少なくなり、副変速装置Ｃの変速が速やかに行われるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、トラクタなどの作業車両の操作性を良くすることができ、農業用、建築用、運搬用等の様々な作業車両に利用できる。
【符号の説明】
【００７１】
１  エンジン軸          ２  入力軸
３  出力軸              ４  ＰＴＯ連動軸
５  前輪出力軸          ６  走行カウンタ軸
７  前輪駆動軸          ８  バックカウンタ軸
９  ＰＴＯカウンタ軸    １０  リヤデフ軸
１１  後輪軸            １２  フロントデフ軸
１３  前輪軸            １４  ＰＴＯ軸
１５，１７  ギヤ駆動軸  １６  操縦席
１８  ＰＴＯ変速軸      １９  主変速軸
２０  副変速軸          ２１  クリープカウンタ軸
２２  ＰＴＯ正逆切替軸  ２３  ＰＴＯ減速軸
２４  ＰＴＯ逆回転軸    ２５  前輪連動軸
２６  入力軸            ２７  副変速カウンタ軸
２８  前輪連動軸        ３０  アームレスト
３１  入力ギヤ          ３２  ＰＴＯ変速ギヤ
３３  主変速ギヤ        ３４  高低速切替ギヤ
３５  副変速ギヤ        ３６  前輪取出ギヤ
３７  ＰＴＯ正逆切替ギヤ
３８  副変速カウンタギヤ
３９  主変速カウンタギヤ
４０  高低速切替ギヤ    ４１  前輪駆動切換ギヤ
４２  前後進切替ギヤ    ４３  バックカウンタギヤ
４４  ＰＴＯ変速カウンタギヤ
４５  リヤデフ          ４６  デフリングギヤ
４７  フロントデフ      ４８  入力ギヤ
４９  クリープカウンタギヤ
５０  ＰＴＯ減速ギヤ
５１  前輪連動ギヤ      ５２  ＰＴＯ逆回転ギヤ
５３  ドライブピニオンギヤ
５４  前輪連動ギヤ      ５５  前輪ギヤ
５６  切替駆動カウンタギヤ
５９  カウンタ軸
６０  前後進切替クラッチパック
６１  前輪              ６２  エンジン
６３  後輪              ６５  ミッションケース
６６  ＰＴＯクラッチパック
６７  前輪駆動クラッチパック
６８ａ、６８ｂ  油圧シリンダ
６９ａ、６９ｂ  シフタ  ７０  昇降シリンダ
７２  フロントアクスルハウジング
７３  ステアリングハンドル
７５  リヤアクスルハウジング
７６  クラッチパック    ８０  油圧ポンプ
８１ａ，８１ｂ  減圧弁  ８２ａ  ブレーキバルブ
８２ｂ  圧力制御弁      ８３  ブレーキシリンダ
８４  作業機            ８５  前後進クラッチシリンダ
８６  前後進クラッチ比例圧力制御弁（切替弁）
８９  主変速（２−４）クラッチ比例圧力制御弁
８７，８８，９１，９２  油圧クラッチシリンダ
９３  主変速（１−３）クラッチ比例圧力制御弁
９４  切替制御弁
９５  ハイ・ロー油圧クラッチシリンダ
９６ａ，９６ｂ  制御弁  ９７  デフロック制御弁
９８ａ  前輪デフロックシリンダ
９８ｂ  後輪デフロックシリンダ
９９  四駆切替クラッチシリンダ
１００  制御処理装置（コントローラ）
１０１  メイン油圧回路  １０２  メモリ
１０３  パワーステアリング装置
１０４  ＰＴＯクラッチシリンダ
１０５，１０６  ＰＴＯクラッチ比例圧力制御弁
１０７  操舵油圧分配器
１１２  エンジン回転数センサ
１１５  前後進切替レバー
１１６  アクセルレバー  １１８  レバー
１１９  クラッチペダル
１３０  昇降用レバー    １３４  リフトアームセンサ
１３６  上昇ソレノイド  １３７  下降ソレノイド
１３８  ＰＴＯクラッチソレノイド    
１５３  主変速出力軸トルクセンサ
１６５  ＰＴＯ軸回転センサ  
１６７  前後進切替レバー位置センサ
１６８  主変速（２−４）クラッチ切換ソレノイド
１６９  主変速（１−３）クラッチ切換ソレノイド
１７０  車速センサ
１７２  駐車ブレーキ    １７３  ＰＴＯチェンジレバー
１７５  アクセルペダル  １７６  スロットルレバー  
１７７ａ、１７７ｂ  エンジン回転数記憶スイッチ
１７８ａ、１７８ｂ  サブコントロールレバー
１７９  副変速レバー
１９０  ポジションコントロールレバー
１９１  昇降用スイッチ（作業機昇降スイッチ）
１９２ａ、１９２ｂ  走行変速スイッチ
２１０  水平シリンダ    ２１１  荷重センサ
２１３  副変速スイッチ
２１４  電磁ソレノイド  ２１５  ブザー
Ａ  主変速油圧クラッチ      Ｂ  ハイ・ロー変速クラッチ
Ｃ  副変速ギア伝動機構      Ｄ  前後進クラッチ
Ｅ  ＰＴＯクラッチ          Ｔ  走行車両
Ｋ  変速装置                Ｒ  昇降リンク装置
【図１】
2010213604.tif 000003
【図２】
2010213604.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2010213604.tif 000007
【図６】
2010213604.tif 000008
【図７】
2010213604.tif 000009
【図８】
2010213604.tif 000010
【図９】
2010213604.tif 000011