JP2004276813A

JP2004276813A - 作業車

Info

Publication number: JP2004276813A
Application number: JP2003073019A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Niifuku; 勇一新福; Shigemi Hidaka; 茂實日高
Original assignee: Yanmar Agricultural Equipment Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】直進側動力から旋回側動力を取出すことによって逆ハンドルを防止でき、かつ走行クローラ２の旋回駆動を機械伝達によって高効率で行うことができ、運転操作性の向上などを図ることができるものである。
【解決手段】左右の走行クローラ２を駆動して移動する作業車において、直進用の走行クローラ２駆動力を出力させる油圧変速走行機構４０と、旋回用の走行クローラ２駆動力を走行機構４０の出力側から取出す機械式旋回機構６６とを設けることを特徴とする。
【選択図】図９

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば左右一対の走行クローラを装設して移動するコンバインまたはトラクタまたは建設車輌などの作業車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧変速走行機構と、油圧変速旋回機構を設け、左右の走行クローラを駆動し、直進、ブレーキターン、スピンターンを行わせる技術がある。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１３８９４３
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術は、直進動力と旋回動力の両方を油圧変速によって伝達させ、また走行と旋回の各機構にエンジンから動力を伝えるから、油圧による伝達損失に応じてエンジン出力を大きくする必要があると共に、操向ハンドルの左右旋回操作が前進と後進とで逆になる逆ハンドルを防ぐ機構が必要である等の問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
然るに、本発明は、請求項１の如く、左右の走行クローラを駆動して移動する作業車において、直進用の走行クローラ駆動力を出力させる油圧変速走行機構と、旋回用の走行クローラ駆動力を走行機構の出力側から取出す機械式旋回機構とを設けるもので、直進側動力から旋回側動力を取出すことによって逆ハンドルを防止し得、かつ走行クローラの旋回駆動を機械伝達によって高効率で行い得、運転操作性の向上などを図り得るものである。
【０００６】
また、請求項２の如く、旋回半径を小さくすることによって旋回機構の出力を零に近づけ、かつ旋回機構の出力が略零のときに左右の走行クローラがスピンターン動作する減速比に設定するもので、旋回内側の走行クローラの反力を旋回外側の走行クローラの推進力に変換し得、旋回時の走行クローラの駆動を効率良く行い得、例えば直進のときに旋回機構を最高回転させ、かつ旋回半径を小さくすることによって旋回機構の回転を零に近づける構成とし、操向ハンドル切れ角に応じたストロークを荷重に変換して旋回機構のトルクを増大させ、旋回機構の回転を最高回転から零に近づけることを行い得るものである。
【０００７】
また、請求項３の如く、操向ハンドルの切り角に比例して旋回機構の伝達トルクを制御して旋回出力を変更させるもので、転がりと滑りの複合トルク制御によって設定トルクに対して安定した旋回出力を得られ、設定トルクの変更によって旋回機構の伝達トルクをスムーズに制御し得、例えば直進のときに旋回機構を最高回転させ、旋回半径を小さくすることによって旋回機構の回転を零に近づけ、零のときにスピンターンになる減速比に設定した遊星ギヤ機構を用いることにより、走行機構の動力を旋回側駆動系に伝達し得、滑らかな旋回で全車速域で旋回半径を略一定に保って車速を変更し得るものである。
【０００８】
また、請求項４の如く、直進状態で旋回機構の伝達トルクを略零にするもので、直進状態から旋回状態に移行させる際、一定の不感帯を設けることにより、急激な旋回を防止し得、安全性を確保し得、例えば操向ハンドルの切れ角に応じて旋回機構の伝達トルクを増加させることにより、操向ハンドルの切れ角に応じて緩旋回及びブレーキターン及びスピンターンの順に旋回挙動を変化させ得、四輪構造の自動車感覚の操舵を可能にし得るものである。
【０００９】
また、請求項５の如く、直進状態で旋回機構の伝達トルクを高い値に保つもので、操向ハンドルを左右に切換えて直進状態から旋回状態に移行させる際、フィットステアリングを行うことが可能になり、コンバインの刈取作業での条合せ等を容易に行い得るものである。
【００１０】
また、請求項６の如く、旋回機構をコントロールする操向ハンドルを左右に切り始めたときに旋回出力用の差動回転方向を切換えるもので、旋回機構の動力伝達を絶つのではなく、差動回転方向を切換えることにより、旋回時、旋回内側の走行クローラの動力が絶たれず、湿田走破性を向上し得、旋回内側の走行クローラの反力を旋回外側の走行クローラの推進力に変換し得、旋回効率を確保し得、例えば操向ハンドルのストロークを荷重に変換するのに、関数で表される式を満足するようにストロークと荷重を関係させ、旋回時の走行反力が大きくなっても、滑らかな旋回を可能にし得るものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。図１はコンバインの全体の斜視図、図２は同右側面図、図３は平面説明図であり、図中１は左右一対の走行クローラ２を装設する左右一対のトラックフレーム、３は前記の左右トラックフレーム１に架設する機台、４はフィードチェン５を左側に張架し扱胴６及び処理胴を内蔵している脱穀機である脱穀部、７は引起機構８及び刈刃９及び穀稈搬送機構１０などを備える刈取部、１１は刈取フレーム１２を介して刈取部７を昇降させる油圧昇降シリンダ、１３は排藁チェン１４終端を臨ませる排藁処理部、１５は脱穀部４からの穀粒を揚穀筒を介して搬入する穀物タンク、１６・１７は前記タンク１５の穀粒を機外に搬出する排出オーガ、１８は運転操作ハンドル１９及び運転席２０を備える運転キャビン、２１は運転キャビン１８下方に設けるエンジンであり、連続的に穀稈を刈取って脱穀するように構成している。
【００１２】
さらに、図４乃至図８に示す如く、機台３前側で左右の走行クローラ２の間にミッションケース２２を配設させ、ミッションケース２２とエンジン２１を略直列に前後に設け、ミッションケース２２を介して走行クローラ２にエンジン２１の駆動力を伝えると共に、脱穀部４前側の機台３上面に左右の支持台２３・２４を立設させ、支持台２３・２４に刈取フレーム１２を介して刈取部７を昇降自在及び横移動可能に設ける。また、支持台２３・２４後側の機台３上面にカウンタケース２５を設け、脱穀部４及び刈取部７にカウンタケース２５を介してエンジン２１の駆動力を伝える。
【００１３】
さらに、ミッションケース２２側方の機台３にキャビン前フレーム２６を立設させ、キャビン１８のステップフレーム２７前部を前フレーム２６上部に回動支点軸２８を介して設け、支点軸２８回りにキャビン１８を前方に回動自在に支持させると共に、右の支持台２４に左のキャビン後フレーム２９を立設させ、機台３に立設させる右のキャビン後フレーム３０との間の機台３上面にエンジン２１を設け、エンジン２１をエンジンルームカバー３１で覆う。また、前記カバー３１の上方で左右の後フレーム２９・３０上部をキャビン横フレーム３２によって連結させ、キャビン横フレーム３２にフックレバー３３を設け、キャビン１８のステップフレーム２７後部を横フレーム３２に上載させてフックレバー３３により係脱自在に固定させると共に、右の支持台２４と前フレーム２６の間に水平連結フレーム３４を固定させ、水平連結フレーム３４中間と横フレーム３２中間に傾斜連結フレーム３５を固定させ、連結フレーム３４・３５によってフレーム剛性を確保する。また、左の後フレーム２９にオーガ支柱３６を連結させて上側にオーガレスト３７を設け、昇降及び旋回自在に設ける排出オーガ１７をオーガレスト３７の本機収納位置に支持させる。
【００１４】
さらに、図９に示す如く、前記走行クローラ２を駆動するミッションケース２２は、１対の油圧走行ポンプ３８及び油圧走行モータ３９を設けて走行主変速用の油圧式無段変速機構を形成する油圧変速走行機構４０を備え、前記エンジン２１の出力軸４４に連結させて前記ポンプ３８を駆動すると共に、前記走行モータ３９のモータ軸４６に、ブレーキ軸４７及び差動機構４８を介して左右走行クローラ２の各駆動輪４９を連動連結させるもので、前記差動機構４８は左右対称の１対の遊星ギヤ機構５０を有し、各遊星ギヤ機構５０は１つのサンギヤ５１と、該サンギヤ５１の外周で噛合う３つのプラネタリギヤ５２と、これらプラネタリギヤ５２に噛合うリングギヤ５３などで形成している。
【００１５】
前記プラネタリギヤ５２は、サンギヤ５１の遊転軸５４と同軸線上の車軸５５のキャリヤ５６にそれぞれ回転自在に軸支させ、左右のサンギヤ５１を挾んで左右のキャリヤ５６を対向配置させると共に、前記リングギヤ５３は各プラネタリギヤ５２に噛み合う内歯を有して車軸５５に回転自在に軸支させ、車軸５５を延設して駆動輪４９を軸支させている。
【００１６】
また、走行変速部材４０は、主変速レバー５９の変速操作により走行ポンプ３８の斜板角度を変更して走行モータ３９の正逆回転と回転数の制御を行うもので、走行モータ３９の回転を、ギヤ５７連結させるモータ軸４６とブレーキ軸４７と直進ギヤ５８を介して、左右のサンギヤ５１に伝達させるように構成している。また前記ブレーキ軸４７に駐車ブレーキ６１を設けると共に、サンギヤ５１に伝達された走行モータ３９の駆動力を、左右の遊星ギヤ機構５０を介して左右キャリヤ５６に伝達させて左右の駆動輪４９にそれぞれ伝え、左右走行クローラ２を同一方向に同一速度で駆動するように構成している。
【００１７】
さらに、転がりと滑りの複合トルクを発生するトルクリミッタ６３と、旋回出力用遊星ギヤ６４と、左右旋回切換機構６５とを備える機械式旋回機構６６を設けるもので、トルクリミッタ６３のトルク制御軸６７に設けるサンギヤ６８と、サンギヤ６８に噛合させるプラネタリギヤ６９と、プラネタリギヤ６９に噛合させるリングギヤ７０とを遊星ギヤ６４に設けると共に、プラネタリギヤ６９を軸支させるキャリヤ７１をクラッチ軸７２に設け、トルク制御軸６７にリングギヤ７０を遊転軸支させ、リングギヤ７０にカウンタ軸７３を介してモータ軸４６をギヤ７４・７５連結させ、走行モータ３９の正逆転（前後進）によってリングギヤ７０を正逆転させる。
【００１８】
また、前記切換機構６５の左右旋回クラッチ７６・７７をクラッチ軸７２上に設けると共に、前記の左右リングギヤ５３に逆転ギヤ７８を介して連結させる逆転軸７９を設け、右旋回クラッチ７７を逆転軸７９に逆転用切換ギヤ８０を介して連結させ、左旋回クラッチ７６を介してクラッチ軸７２を逆転軸７９に正転連結させる一方、右旋回クラッチ７７を介してクラッチ軸７２を逆転軸７９に逆転連結させるもので、操向ハンドル１９を左右いずれか一方に切り始めたときに対応する側の左右いずれか一方の旋回クラッチ７６・７７を切にすると共に、ハンドル１９切り角に比例してトルクリミッタ６３の伝達トルクを増減させる。そして、トルクリミッタ６３の伝達トルクを最大にした状態でサンギヤ６８の回転が伝達トルク以下でロックされ、リングギヤ７０の回転駆動によってリングギヤ７０と略等速でキャリヤ７１を介してクラッチ軸７２を回転させる一方、トルクリミッタ６３の伝達トルクを略零にした状態でサンギヤ６８をフリー回転の状態にすると、リングギヤ７０の回転駆動によってサンギヤ６８が回転し、クラッチ軸７２の回転が略零になる。
【００１９】
而して、操向ハンドル１９が直進の状態下で、左右旋回クラッチ７６・７７の両方が入に維持され、かつトルクリミッタ６３の伝達トルクを略零に保つもので、モータ軸４６の直進側動力によって遊星ギヤ６４のリングギヤ７０が空転状態で無負荷回転すると同時に、左右遊星ギヤ機構５０の各リングギヤ５３が各クラッチ７６・７７を介して連結されてロックされ、モータ軸４６の直進側動力によって左右車軸５５が略等速で駆動されて直進走行する。また、操向ハンドル１９を左右に操向操作することにより、左右いずれか一方の旋回クラッチ７６または７７が切になり、もう一方の入側のクラッチ７７または７６を介してクラッチ軸７２に逆転軸７９を連結させると共に、ハンドル１９回転操作により切り角に比例してトルクリミッタ６３の伝達トルクが増大し、サンギヤ６８の制動力が大きくなるのに伴ってクラッチ軸７２のトルクも大きくなり、リングギヤ７０の回転力がトルクリミッタ６３のトルク増大に比例して逆転軸７９に伝わり、左のリングギヤ５３が正転（または逆転）し、かつ右のリングギヤ５３が逆転（または正転）し、左右車軸５５を強制的に差動させ、左右走行クローラ２を旋回駆動して機体の進路を左右に変更させる。なお、機体の旋回半径は、トルクリミッタ６３の設定トルクによって決定され、ハンドル１９切り角が最大でトルクリミッタ６３の設定トルクが最大のとき、サンギヤ６８が略零回転となり、左右遊星ギヤ機構５０の差動出力差が最大となり、旋回内側の走行クローラ２を逆転させて旋回するスピンターンを行わせる。
【００２０】
上記のように、左右遊星ギヤ５０を備える差動機構４８をミッションケース２２に内設させて左右走行クローラ２を駆動すると共に、前記差動機構４８に走行ポンプ３８及びモータ３９を介して直進走行力を伝えて左右走行クローラ２を同一方向に同一速度で駆動させる一方、前記差動機構４８に旋回用遊星ギヤ６４及びトルクリミッタ６３を介して旋回走行力を伝えて左右走行クローラ２を逆方向に同一速度で駆動させるもので、遊星ギヤ６４の出力を操向ハンドル１９のトルク制御によって調整し、操向ハンドル１９の操作量（切り角）に応じて走行速度を減速し、かつ左右走行クローラ２の速度差を連続的に変化させてスピンターン動作に移行させる。また、直進走行力伝達用走行ポンプ３８及びモータ３９を出力操作する主変速レバー５９が中立の状態下で、操向ハンドル１９操作による旋回出力をオフ維持すると共に、主変速レバー５９が中立以外に操作されたとき、操向ハンドル１９の旋回出力を走行変速に比例させて変化させる一方、主変速レバー５９の前後進切換によってモータ軸４６が正逆転し、遊星ギヤ６４を正逆転駆動し、操向ハンドル１９の左右旋回操作方向と機体の旋回方向を前後進のいずれも一致させ、前後進の切換によってハンドル１９の操作方向と機体の旋回方向が逆になる逆ハンドルを防止している。
【００２１】
上記から明らかなように、左右の走行クローラ２を駆動して移動する作業車において、直進用の走行クローラ２駆動力を出力させる油圧変速走行機構４０と、旋回用の走行クローラ２駆動力を走行機構４０の出力側から取出す機械式旋回機構６６とを設け、直進側動力から旋回側動力を取出すことによって逆ハンドルを防止し、かつ走行クローラ２の旋回駆動を機械伝達によって高効率で行い、運転操作性の向上などを図る。
【００２２】
また、旋回半径を小さくすることによって旋回機構６６の出力を零に近づけ、かつ旋回機構６６の出力が略零のときに左右の走行クローラ２がスピンターン動作する減速比に設定することにより、旋回内側の走行クローラ２の反力を旋回外側の走行クローラ２の推進力に変換し、旋回時の走行クローラ２の駆動を効率良く行い、例えば直進のときに旋回機構６６を最高回転させ、かつ旋回半径を小さくすることによって旋回機構６６の回転を零に近づける構成とし、操向ハンドル１９切れ角に応じたストロークを荷重に変換して旋回機構６６のトルクを増大させ、旋回機構６６の回転を最高回転から零に近づけることを行える。
【００２３】
また、操向ハンドル１９の切り角に比例して旋回機構６６のトルクリミッタ６３制御により遊星ギヤ６４の伝達トルクを制御して旋回出力を変更させ、トルクリミッタ６３による転がりと滑りの複合トルク制御によって設定トルクに対して安定した旋回出力を得られ、トルクリミッタ６３の設定トルクの変更によって旋回機構６６の遊星ギヤ６４の伝達トルクをスムーズに制御し、例えば直進のときに旋回機構６６を最高回転させ、旋回半径を小さくすることによって旋回機構６６の回転を零に近づけ、零のときにスピンターンになる減速比に設定した遊星ギヤ６４機構を用いることにより、走行機構４０の動力を旋回側駆動系に伝達し、滑らかな旋回で全車速域で旋回半径を略一定に保って車速を変更できる。
【００２４】
また、直進状態で旋回機構６６の遊星ギヤ６４の伝達トルクを略零にし、直進状態から旋回状態に移行させる際、一定の不感帯を設けることにより、急激な旋回を防止し、安全性を確保し、例えば操向ハンドル１９の切れ角に応じて旋回機構６６の伝達トルクを増加させることにより、操向ハンドル１９の切れ角に応じて緩旋回及びブレーキターン及びスピンターンの順に旋回挙動を変化させ、四輪構造の自動車感覚の操舵を可能にしている。また、図１０に示すように、操向ハンドル１９の操作ストロークを荷重に変換する３条のバネ９０・９１・９２を設け、ハンドル１９とトルクリミッタ６３のトルク制御操作系９３に、圧縮作用長さ（バネ定数）の異なる３条のバネ９０・９１・９２を介在させ、ハンドル１９の切り角を大きくするのに比例させてバネ９０・９１・９２の圧力を多段的に高くし、緩旋回で１本のバネ９０を作用させ、ブレーキターンで２本のバネ９０・９１を作用させ、スピンターンで３本のバネ９０・９１・９２を作用させるもので、旋回機構６６をコントロールする操向ハンドル１９の切り荷重に偏曲点を設け、例えば緩旋回またはブレーキターンまたはスピンターンの各ハンドル１９操作に荷重の偏曲点を設けることにより、機体の挙動を作業者に適正に認識させ、運転操作性の向上などを図る。
【００２５】
また、直進状態で旋回機構６６の伝達トルクを高い値に保ち、操向ハンドル１９を左右に切換えて直進状態から旋回状態に移行させる際、フィットステアリングを行うことが可能になり、コンバインの刈取作業での条合せ等を容易に行えると共に、旋回機構６６をコントロールする操向ハンドル１９を左右に切り始めたときに旋回出力用の差動回転方向を切換え、旋回機構６６の動力伝達を絶つのではなく、差動回転方向を切換えることにより、旋回時、旋回内側の走行クローラ２の動力が絶たれず、湿田走破性を向上させ、旋回内側の走行クローラ２の反力を旋回外側の走行クローラ２の推進力に変換させ、旋回効率を確保し得、例えば操向ハンドル１９のストロークを荷重に変換するのに、図１１に示すように、関数で表される式を満足するようにストロークと荷重を関係させ、旋回時の走行反力が大きくなっても、滑らかな旋回を可能にしている。
【００２６】
【発明の効果】
以上実施例から明らかなように本発明は、請求項１の如く、左右の走行クローラ２を駆動して移動する作業車において、直進用の走行クローラ２駆動力を出力させる油圧変速走行機構４０と、旋回用の走行クローラ２駆動力を走行機構４０の出力側から取出す機械式旋回機構６６とを設けるもので、直進側動力から旋回側動力を取出すことによって逆ハンドルを防止でき、かつ走行クローラ２の旋回駆動を機械伝達によって高効率で行うことができ、運転操作性の向上などを図ることができるものである。
【００２７】
また、請求項２の如く、旋回半径を小さくすることによって旋回機構６６の出力を零に近づけ、かつ旋回機構６６の出力が略零のときに左右の走行クローラ２がスピンターン動作する減速比に設定するもので、旋回内側の走行クローラ２の反力を旋回外側の走行クローラ２の推進力に変換でき、旋回時の走行クローラ２の駆動を効率良く行うことができ、例えば直進のときに旋回機構６６を最高回転させ、かつ旋回半径を小さくすることによって旋回機構６６の回転を零に近づける構成とし、操向ハンドル１９切れ角に応じたストロークを荷重に変換して旋回機構６６のトルクを増大させ、旋回機構６６の回転を最高回転から零に近づけることを行うことができるものである。
【００２８】
また、請求項３の如く、操向ハンドル１９の切り角に比例して旋回機構６６の伝達トルクを制御して旋回出力を変更させるもので、転がりと滑りの複合トルク制御によって設定トルクに対して安定した旋回出力を得ることができ、設定トルクの変更によって旋回機構６６の伝達トルクをスムーズに制御でき、例えば直進のときに旋回機構６６を最高回転させ、旋回半径を小さくすることによって旋回機構６６の回転を零に近づけ、零のときにスピンターンになる減速比に設定した遊星ギヤ６４機構を用いることにより、走行機構４０の動力を旋回側駆動系に伝達でき、滑らかな旋回で全車速域で旋回半径を略一定に保って車速を変更できるものである。
【００２９】
また、請求項４の如く、直進状態で旋回機構６６の伝達トルクを略零にするもので、直進状態から旋回状態に移行させる際、一定の不感帯を設けることにより、急激な旋回を防止し得、安全性を確保でき、例えば操向ハンドル１９の切れ角に応じて旋回機構６６の伝達トルクを増加させることにより、操向ハンドル１９の切れ角に応じて緩旋回及びブレーキターン及びスピンターンの順に旋回挙動を変化させることができ、四輪構造の自動車感覚の操舵を可能にできるものである。
【００３０】
また、請求項５の如く、直進状態で旋回機構６６の伝達トルクを高い値に保つもので、操向ハンドル１９を左右に切換えて直進状態から旋回状態に移行させる際、フィットステアリングを行うことが可能になり、コンバインの刈取作業での条合せ等を容易に行うことができるものである。
【００３１】
また、請求項６の如く、旋回機構６６をコントロールする操向ハンドル１９を左右に切り始めたときに旋回出力用の差動回転方向を切換えるもので、旋回機構６６の動力伝達を絶つのではなく、差動回転方向を切換えることにより、旋回時、旋回内側の走行クローラ２の動力が絶たれず、湿田走破性を向上でき、旋回内側の走行クローラ２の反力を旋回外側の走行クローラ２の推進力に変換でき、旋回効率を確保し得、例えば操向ハンドル１９のストロークを荷重に変換するのに、関数で表される式を満足するようにストロークと荷重を関係させ、旋回時の走行反力が大きくなっても、滑らかな旋回を可能にすることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンバインの斜視図。
【図２】同側面図。
【図３】同平面説明図。
【図４】前部機体の側面説明図。
【図５】同正面説明図。
【図６】駆動部の側面説明図。
【図７】同正面説明図。
【図８】同平面説明図。
【図９】同ミッションケースの駆動系統図。
【図１０】操向ハンドル部の説明図。
【図１１】トルクリミッタのトルク変化を表わす線図。
【符号の説明】
２走行クローラ
１９操向ハンドル
４０走行機構
６６旋回機構

Claims

左右の走行クローラを駆動して移動する作業車において、直進用の走行クローラ駆動力を出力させる油圧変速走行機構と、旋回用の走行クローラ駆動力を走行機構の出力側から取出す機械式旋回機構とを設けることを特徴とするコンバイン。
旋回半径を小さくすることによって旋回機構の出力を零に近づけ、かつ旋回機構の出力が略零のときに左右の走行クローラがスピンターン動作する減速比に設定することを特徴とする請求項１に記載のコンバイン。
操向ハンドルの切り角に比例して旋回機構の伝達トルクを制御して旋回出力を変更させることを特徴とする請求項１に記載のコンバイン。
直進状態で旋回機構の伝達トルクを略零にすることを特徴とする請求項１に記載のコンバイン。
直進状態で旋回機構の伝達トルクを高い値に保つことを特徴とする請求項１に記載のコンバイン。
旋回機構をコントロールする操向ハンドルを左右に切り始めたときに旋回出力用の差動回転方向を切換えることを特徴とする請求項１に記載のコンバイン。