JP3719256B2 - コンバインにおける走行装置の伝動機構 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンバインにおける走行装置の伝動機構に係る技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来のコンバインにおける走行装置の伝動機構として、例えば特開平4−103472号公報に開示されたものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特開平4−103472号公報に開示された走行装置の伝動機構には、旋回用の変速装置としてベルト式の変速装置を用いているために、操向操作具の操作量に応じてベルト変速装置の変速比率を変更せねばならないが、走行状態でベルト変速装置が回転駆動されている状態でなければ、この割プ−リから成るベルト変速装置を変速作動させることができず、微速走行状態ではこのベルト変速装置の変速作動が円滑に行われず、旋回を適確に行えない欠点がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の如き課題を解決するために、以下のような技術的手段を講じる。
【0005】
即ち、走行用油圧変速装置(16)から受動歯車(30)を介してミッションケ−ス(1)に内蔵する差動機構(50)の軸(45)へ回転駆動力を入力し、旋回用油圧変速装置(61)から制御軸(56)を介して前記差動機構(50)外周の受動歯車(55)へ回転駆動力を入力し、該走行用油圧変速装置(16)及び旋回用油圧変速装置(61)からの回転駆動力の入力を差動機構(50)で合成して出力して左右の車軸(37,37’)を差動させて旋回できるように構成し、前記制御軸(56)を旋回用油圧変速装置(61)の駆動力によって回転させることができる状態と回転させない状態とに切り換える装置(65)を設け、旋回操作に基づく該装置(65)の切り換え作動によって前記旋回用油圧変速装置(61)から制御軸(56)を回転駆動して前記差動機構(50)外周の受動歯車(55)へ回転駆動力を入力し、該差動機構(50)からの合成出力によって左右の車軸(37,37’)を差動させて旋回するように構成し、前記差動機構(50)の軸(45)へ回転駆動力を入力させる走行用油圧変速装置(16)をミッションケ−ス(1)の一側に配置して該ミッションケ−ス(1)の一側から走行用の駆動力を入力させると共に、前記差動機構(50)外周の受動歯車(55)に回転駆動力を入力させる旋回用油圧変速装置(61)をミッションケ−ス(1)の他側に配置して該ミッションケ−ス(1)の他側から旋回用の駆動力を入力させるように構成したことを特徴とするコンバインにおける走行装置の伝動機構としたものである。
【0006】
【発明の効果】
本発明によると、ベルト変速装置に代えて油圧式の旋回用油圧変速装置61を用いることで、微速走行状態であっても差動機構50の回転調節を良好に行うことができ、旋回を円滑に行うことができる。
【0007】
また、ミッションケ−ス1と走行用油圧変速装置16及び旋回用油圧変速装置61とからなるコンバインの走行伝動機構の左右重量バランスを良くすることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面により説明すると、1はコンバイン等の作業機の走行装置のミッションケースで、上部位置に入力軸2を横設し、入力軸2にはエンジンからの回転が伝達される入力プーリー3を設け、ミッションケース1内の入力軸2には大歯車4と小歯車5とを遊嵌し、大歯車4および小歯車5と入力軸2との間に増速クラッチ6を設ける。増速クラッチ6は入力軸2に回転ドラム8を固定し、回転ドラム8内の中央部には該回転ドラム8と一体回転する仕切部材9を設け、仕切部材9の左右両側にシリンダ室10、11をそれぞれ形成し、前記シリンダ室10、11内にはピストン12、13を設け、回転ドラム8の内周に設けたクラッチディスクと大歯車4および小歯車5側に設けたクラッチディスクを接離させるようにして構成する。14はピストン12とピストン13を連結する連結ロッドである。しかして、ミッションケース1の側部には油圧式主変速装置(ハイドロスタチックトランスミッション(走行用油圧変速装置))16を設ける。油圧式主変速装置16はHSTポンプ17の入力軸となる伝達軸15をミッションケース1に軸装し、伝達軸15には前記大歯車4と常時噛合う入力歯車18を固定する。19は前記油圧式主変速装置16のHSTモータであり、前記HSTポンプ17と油路20により接続する。油圧式主変速装置16は、伝達軸15の回転によりHSTポンプ17を作動させ、HSTポンプ17が無段階に送油量を増減させながらHSTモータ19に送油して回転を伝達する。23は前記HSTモータ19と出力伝達軸22の間に設けた主変速入切クラッチ、24は出力伝達軸22に設けた前記小歯車5に常時噛合う伝達歯車、25は伝達駆動歯車である。
【0009】
26は副変速軸であり、副変速軸26には一体的に形成した小歯車27と大歯車28を摺動のみ可能に取付け、小歯車27と伝達駆動歯車25または大歯車28と伝達歯車24との一方の噛合いを選択する(これが副変速機構Sである)。29は副変速軸26に固定の駆動歯車、30はサイドクラッチ軸31に固定の受動歯車であり、前記駆動歯車29と常時噛合っている。受動歯車30の左右両側には左右内歯(図示省略)を形成し、サイドクラッチ軸31には左右内歯に対して継脱自在の爪部(図示省略)を形成したサイドクラッチ歯車32、32’を摺動自在に取付け、前記受動歯車30の左右内歯とサイドクラッチ歯車32、32’の爪部により左右サイドクラッチ33、33’を形成する。34、34’はシフター、35、35’はシリンダー、36、36’はシリンダー35、35’のソレノイド、37、37’は車軸、38、38’はサイドクラッチ歯車32、32’と常時噛合いの歯車である。しかして、サイドクラッチ軸31の近傍には、左右に分割された左右出力軸45、45’をそれぞれ軸装し、左出力軸45には左歯車46を固定し、右出力軸45’には右歯車46’を固定し、左歯車46は前記サイドクラッチ歯車32と一体回転する歯車48に常時噛合わせ、右歯車46’は前記サイドクラッチ歯車32’と一体回転する歯車48’に常時噛合わせる。前記左歯車46と右歯車46’の間の出力軸45、45’には該出力軸45、45’相互の回転数を変更させる差動機構50を設ける。差動機構50は、ミッションケース1内に回転自在にケース51を設け、ケース51内には前記出力軸45、45’の先端を臨ませ、出力軸45、45’の先端には左右傘歯車52、52’を相対峙するように設け、左右傘歯車52、52’にはそれぞれケース51に固定の軸53、53’に回転自在に取付けた中間傘歯車54、54’を噛合わせ、前記ケース51の外周には受動歯車55を設け、受動歯車55には制御軸56に固定の駆動伝達歯車57を常時噛合わせて構成している。
【0010】
前記差動機構50は、左出力軸45をXとし、右出力軸45’をYとし、前記ケース51をZとすると、2Z=X+Yとなるように構成する。即ち、ケース51が左出力軸45および右出力軸45’に対して停止すると、Zは0となり、0=X+Yとなり、ゆえに、X=−Yとなり、XとYは互いに逆転し、また、Yの回転はY=2Z−Xとなり、例えば、Xを100とし、Zを150とすると、Yは200となり、Xに対してYを倍速く回転させる(XとYの関係は逆も可)。そこで、ミッションケース1の側部にパワステレバー(操向操作具)60の傾倒操作により作動するパワステ用油圧式変速装置(旋回用油圧変速装置)61を設け、パワステ用油圧式変速装置61により前記制御軸56を回転および停止させるように構成する。パワステ用油圧式変速装置61はHSTポンプ62とHSTモータ63とにより構成され、前記出力伝達軸22がHSTポンプ62の入力軸となり、制御軸56がHSTモータ63からの出力軸となり、この前記出力伝達軸22とHSTポンプ62との間および制御軸56とHSTモータ63の間にそれぞれパワステ用クラッチ(装置)64、65を設ける。したがって、差動機構50は、パワステ用油圧式変速装置61によりケース51の回転を停止させると、所謂左右の車軸37、37’を互いに逆転させるスピンターンを行なえ、ケース51をパワステ用油圧式変速装置61により所定回転させると、旋回外側となる車軸を旋回内側の車軸よりも速く駆動回転させて行なう倍速ターンを行なえる。
【0011】
図5は油圧回路を示し、前記油圧式主変速装置16の操作する主変速レバー66に前記差動機構50を作動させる差動スイッチ68を設け、差動スイッチ68はリレー69により前記ソレノイド36、36’の作動を反対にする(図6)。即ち、通常右旋回のときはソレノイド36’により右サイドクラッチ33’を切にするが、倍速ターンでは、ソレノイド36により左サイドクラッチ33を切にし、旋回内側の右車軸37’を定速回転させ、旋回外側となる左車軸37を旋回内側の右車軸37’よりも速く駆動回転させるので、前記ソレノイド36、36’の作動を反対にさせる。また、70はロックアップスイッチであり、ロックアップスイッチ70を操作すると、主変速入切クラッチ23を切にし、入力軸2の回転を増速クラッチ6→小歯車5→伝達歯車24→出力伝達軸22→伝達駆動歯車25→小歯車27→副変速軸26→駆動歯車29と、油圧式主変速装置16を介さずに直接回転を伝達する。図7は前記パワステレバー60の操作機構に係る実施例であり、パワステレバー60と前記パワステ用油圧式変速装置61とを接続し、図8のように、パワステレバー60を溝71内を左右に傾倒させると前記左右サイドクラッチ33、33’を切にして旋回し、この状態から前側に倒すと倍速旋回し、後側に倒すとスピンターンを行なう(なお、傾倒方向と旋回方向の組合せは任意である)。72は走行装置の左右のクローラーを示す。また、パワステ用油圧式変速装置61は倍速ターンを行うように操作したとき作動するように、前記差動スイッチ68の操作およびサイドクラッチ33、33’の入り切りに起因させて行うように構成すると、パワステ用油圧式変速装置61を作動させるための馬力損失を回避できる。
【0012】
図10に示す参考例は、前記差動機構50のケース51を停止させるブレーキ機構73とケース51を左右出力軸45、45’に対して回転させる回転機構77を設けた構成であり、制御軸56の一端側にはブレーキケース74を設け、該ブレーキケース74と制御軸56とにそれぞれ接離するディスクを設けて前記ブレーキ機構73を構成し、また、前記駆動伝達歯車57には前記副変速軸26に設けた倍速ターン用クラッチ75を介して設けた伝達歯車76に常時噛合わせ、副変速軸26の駆動歯車29と受動歯車30とにより伝達されたサイドクラッチ軸31の回転数に対して、伝達歯車76と駆動伝達歯車57と受動歯車55の噛合いにより差動機構50は速く回転するようにして前記回転機構77を形成する。したがって、差動機構50は、ブレーキ機構73によりケース51の回転を停止させると、所謂左右の車軸37、37’を互いに逆転させるスピンターンを行なえ、ケース51を回転機構77により所定回転させると、旋回外側となる車軸37’を旋回内側の車軸37より速く駆動回転させて行なう倍速ターンを行なえる。図11はこの参考例の油圧回路図を示し、78は主変速レバー66に設けた緊急停止スイッチであり、左右サイドクラッチ33、33’を切にしてブレーキケース74を作動させる。また、前記ロックアップスイッチ70は、これを操作すると、ロックアップさせるだけでなく、走行速度を設定し、設定した走行速度より速度が低下したときは、スロットルを自動的に開いて設定走行速度で走行する速度自動制御するようにしたものにおいて、エンジンの最大出力状態または設定走行速度が設定時間続くと、そのときの車速で自動的にロックアップするように構成することもある。79はスロットルセンサー、80はエンジン回転数検知センサー、81はスピードセンサーである(図12)。また、図11で、82は油圧調整バルブであり、油圧回路の作動初期の油圧を設定するが、この油圧調整バルブ82により初期の油圧の設定を高くすると、各シリンダ等の作動を速くすることができる。そして、図示は省略するが、走行装置には機体を圃場の傾斜に対して水平にするローリング機構を設けており、該機構を作動させるローリング用シリンダの油圧を検出する左右水平センサー83を設け、重量が重いと前記油圧調整バルブ82により圧力を上げ、軽いと下げる。また、84は穀稈センサーであり、刈取部の作業の有無を感知し、作業中は前記油圧調整バルブ82により油圧を零にしてスピンターンをさせない。また、85は傾斜センサーであり、所定角度以上機体が傾斜しているときはスピンターンさせない。86は機体沈下センサーであり、機体が沈下すると旋回トルクがアップするので前記油圧調整バルブ82により圧力アップさせる。87は前後バランスセンサーであり、前側が重いと旋回が容易でないので圧力アップさせ、後が重いときは圧力をダウンさせる。また、88は左右バランスセンサーであり、機体の左右のいずれか重い側が旋回時の旋回外側となるときは、油圧調整バルブ82の圧力アップさせる。
【0013】
次に、前述の本発明の実施例の作用を述べる。エンジンからの回転が入力プーリー3に伝達され、入力プーリー3により回転する入力軸2の回転が増速クラッチ6を介して大歯車4に伝達され、大歯車4は常時噛合いしている入力歯車18を回転させ、入力歯車18は伝達軸15を回転させ、伝達軸15は油圧式主変速装置16のHSTポンプ17を作動させてHSTモータ19に送油して回転を伝達し、HSTモータ19の回転が、主変速入切クラッチ23→出力伝達軸22→伝達駆動歯車25→小歯車27→副変速軸26→駆動歯車29→受動歯車30を介してサイドクラッチ軸31に伝達される。通常の走行では、左右サイドクラッチ33、33’を入にし、サイドクラッチ軸31の回転が、サイドクラッチ歯車32、32’に伝達され、サイドクラッチ歯車32、32’は常時噛合いの歯車38、38’を回転させ、歯車38、38’は車軸37、37’に回転を伝達して走行装置を駆動させて、走行させる。そして、左右サイドクラッチ33、33’の一方を切にすると、切にした方を旋回内側として旋回する。
【0014】
しかして、左右サイドクラッチ33、33’の一方の例えば、右サイドクラッチ33’を切にすると、サイドクラッチ歯車32’はフリー状態となり、歯車48’と噛合う右歯車46’を設けた右出力軸45’も差動機構50のケース51に対してフリーとなる。そして、パワステ用油圧式変速装置61を倍速旋回用に操作すると、これに対応してパワステ用クラッチ64とパワステ用クラッチ65が入となり、制御軸56の回転が駆動伝達歯車57と受動歯車55を介して差動機構50のケース51に伝達させて回転させる。前記差動機構50は、左出力軸45をXとし、右出力軸45’をYとし、前記ケース51をZとすると、2Z=X+Yとなるように構成しているから、例えば、Xを100とし、Zを150とすると、Yは200となり、Xに対してYを倍速く回転させる。このように、パワステレバー60の傾倒操作によりパワステ用油圧式変速装置61を介してケース51の回転を無段階に変更することで、旋回外側となる車軸を旋回内側の車軸より速く駆動回転させて行なう倍速ターンを行なえる。即ち、左旋回のときは、右クローラが旋回外側になるので、これに対応する右サイドクラッチ33’を切にし、サイドクラッチ歯車32’と歯車48’と右歯車46’と右出力軸45’とをケース51に対してフリー状態にすると、ケース51の回転により右出力軸45’(Y側)は左出力軸45(X側)よりも速く回転して倍速ターンを行なえる。
【0015】
また、パワステ用油圧式変速装置61によりケース51を左出力軸45および右出力軸45’に対して停止させると、Zは0となり、0=X+Yとなり、ゆえに、X=−Yとなり、XとYは互いに逆転するので、左右サイドクラッチ33、33’の一方である例えば右サイドクラッチ33’を切にすると、これに対応する右出力軸45’はケース51に対してフリーとなって、左出力軸45の回転が差動機構50により逆回転となって右出力軸45’に伝達され、右出力軸45’の回転が右歯車46’と歯車48’とサイドクラッチ歯車32’と歯車38’を介して伝達され、左車軸37と右車軸37’とが互いに逆回転となってその場で旋回する所謂スピンターンを行なえる。しかして、前記パワステ用油圧式変速装置61はパワステレバー60により前記制御軸56の回転停止および変速を操作できるので、前記したように、左右の旋回、倍速ターン、スピンターンを一本のパワステレバー60により行なえる。なお、通常走行で左右サイドクラッチ33、33’の一方の左クラッチ33を切にすると、他方のY側の駆動力により旋回するが、このとき、X側はクローラの回転が反対に戻ってきて回転させられ、定速駆動のYと接触抵抗により回転するXとにより、2Z=X+Yは、Z≠0となり差動機構50のケース51を回転させようと作用するが、このとき、HSTモータ63を切にしておけば、ケース51は自由回転する。この場合、Z=Y/2とすると、X=0となるので、このように左クラッチ33を切にしパワステ用油圧式変速装置61によりケース51をYに対して回転させると、X側を完全に停止させた状態で旋回する。また、前記パワステ用油圧式変速装置61は、左右サイドクラッチ33、33’の一方の入切操作のとき作動するようにすると、エンジンの出力ロスを防止し、耐久性も向上させる。
【0016】
しかして、前述の参考例では、パワステ用油圧式変速装置61の代わりに、副変速軸26に設けた伝達歯車76と該伝達歯車76に噛合う駆動伝達歯車57と、該駆動伝達歯車57に噛合う受動歯車55の増速比率によりケース51は、XとYとに相当する左右出力軸45、45’よりも速く回転し、倍速ターンを行なえる。また、ブレーキ機構73により制御軸56の回転を停止させることで、ケース51の回転を停止させ、左出力軸45と右出力軸45’とを逆に回転させてスピンターンを行なう。
【0017】
以上のように、差動機構50により左右の車軸37、37’を互いに逆転させてスピンターンできるばかりでなく、旋回外側となる車軸を旋回内側の車軸より速く駆動回転させて行なう倍速ターンを行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ミッションケ−スの展開状態の縦断面略図。
【図2】 同側面図。
【図3】 増速クラッチ断面図。
【図4】 作動機構の略図。
【図5】 油圧回路図。
【図6】 回路図。
【図7】 斜視図。
【図8】 パワステレバ−構成図。
【図9】 作用状態図。
【図10】 参考例の説明図。
【図11】 参考例の油圧回路図。
【図12】 参考例のブロック図。
【符号の説明】
1 ミッションケ−ス
16 走行用油圧変速装置
30 受動歯車
37 車軸
37’車軸
45 軸
50 差動機構
55 受動歯車
56 制御軸
57 駆動伝達歯車
61 旋回用油圧変速装置
65 装置(クラッチ)
Claims (1)
- 走行用油圧変速装置(16)から受動歯車(30)を介してミッションケ−ス(1)に内蔵する差動機構(50)の軸(45)へ回転駆動力を入力し、旋回用油圧変速装置(61)から制御軸(56)を介して前記差動機構(50)外周の受動歯車(55)へ回転駆動力を入力し、該走行用油圧変速装置(16)及び旋回用油圧変速装置(61)からの回転駆動力の入力を差動機構(50)で合成して出力して左右の車軸(37,37’)を差動させて旋回できるように構成し、前記制御軸(56)を旋回用油圧変速装置(61)の駆動力によって回転させることができる状態と回転させない状態とに切り換える装置(65)を設け、旋回操作に基づく該装置(65)の切り換え作動によって前記旋回用油圧変速装置(61)から制御軸(56)を回転駆動して前記差動機構(50)外周の受動歯車(55)へ回転駆動力を入力し、該差動機構(50)からの合成出力によって左右の車軸(37,37’)を差動させて旋回するように構成し、前記差動機構(50)の軸(45)へ回転駆動力を入力させる走行用油圧変速装置(16)をミッションケ−ス(1)の一側に配置して該ミッションケ−ス(1)の一側から走行用の駆動力を入力させると共に、前記差動機構(50)外周の受動歯車(55)に回転駆動力を入力させる旋回用油圧変速装置(61)をミッションケ−ス(1)の他側に配置して該ミッションケ−ス(1)の他側から旋回用の駆動力を入力させるように構成したことを特徴とするコンバインにおける走行装置の伝動機構。
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