作业车辆
技术领域
本发明涉及例如具有载秧台以及插秧爪、进行连续插秧作业的插秧机或拖拉机或联合收割机或土木建筑机械等的作业车辆。
背景技术
例如,有下述的技术,即通过行星齿轮机构的差速作用,合成输出液压变速机构的输出和齿轮传动输出,使发动机的输出变速传递,并进行速度设定,使来自行星齿轮机构的合成输出间隔着停止位(零位)正反旋转,以获得高动力传递效率以及可零位前进的无级变速,但是在来自行星齿轮机构的合成输出位于反转侧的情况下,来自行星齿轮的液压传递动力返回到泵轴,液压泵旋转,使液压变速机构的变速操作力减轻,但输出效率不良。另外,在来自行星齿轮的液压传递动力为0的中速时,在使动力从液压变速机构传递到行星齿轮的高速时,虽然输出效率良好,但变速操作力增大。再有,在将液压变速操作臂从0操作到+1的情况下的操作力,与从-1操作到0的情况相比要重,越到高速,越需要大的操作力。
发明内容
本发明是一种作业车辆,设置有传递发动机2的驱动力的液压变速机构57和传递齿轮74,将液压变速机构57和传递齿轮74的各个输出合成、形成变速输出,其中,通过液压变速机构57的正转或反转的各个输出,使合成输出轴84单方向旋转,该合成输出轴84合成液压变速机构57和传递齿轮74的各个输出,进行变速输出,因此可以容易地确保零位前进时的输出扭矩,可以容易地提高微速行驶性能,而且以作业速度,可以有效地利用传递齿轮74的很高动力传递效率的输出,可以容易地谋求在泥土路面上的作业能力的提高等。
另外,由于设有复合变速机构115,该复合变速机构115形成传递发动机2的驱动力的液压变速机构57与行星齿轮机构83的合成输出,同时,通过液压变速机构57的反转输出,使复合变速机构115的合成输出轴84单方向旋转,所以在变速操作臂109的操作力较轻的范围中,使其成为使动力从合成部侧向液压变速机构57的液压泵85传递的状态,与液压变速机构57的负载无关,以较轻的操作力,使液压变速机构57容易地变速操作,可以容易地确保可以零位前进的无级变速和高传递效率。
另外,由于在合成输出轴84的最高旋转状态下,使液压变速机构57的输出轴转数大致为0,所以在合成输出轴84的最高旋转状态时,能够以最大效率,将来自发动机2的驱动力传递到变速器箱4,提高行驶通过性等,使作业性提高。
另外,由于在设有复合变速机构115和合成输出变速机构4a的同时,在复合以及合成输出变速机构115·4a之间设置离合器116,该复合变速机构115形成传递发动机2的驱动力的液压变速机构57与行星齿轮机构83的合成输出;该合成输出变速机构4a使合成输出多级变速,所以在变速操作时,通过切断离合器116,使枢轴支撑变速齿轮87·88的轴84为自由旋转的状态,可平顺地进行变速,同时,无论变速状态(前进·中立·后退)如何,都可以切实地进行传递驱动力的遮断,提高变速精度。
附图说明
图1是插秧机的整体侧视图。
图2是插秧机的整体俯视图。
图3是行驶车体的侧视图。
图4是行驶车体的俯视图。
图5是车体框架的侧视图。
图6是驱动部的侧视说明图。
图7是驱动部的俯视说明图。
图8是侧离合器操作系统的侧视说明图。
图9是侧离合器操作系统的俯视说明图。
图10是车体的立体说明图。
图11是变速器箱的剖视图。
图12是同样的行驶驱动部的说明图。
图13是行星齿轮机构的说明图。
图14是变速器箱的局部图。
图15是行星齿轮机构的剖视图。
图16是变速器箱的齿轮配列说明图。
图17是液压变速操作臂部的侧视图。
图18是发动机的输出说明图。
图19是行星齿轮机构的旋转说明图。
图20是低速行驶的发动机的输出说明图。
图21是高速行驶的发动机的输出说明图。
图22是输出说明图。
图23是合成输出轴的输出说明图。
图24是离合器部的说明图。
图25是离合器部的说明图。
图26是花键部的说明图。
图27是变速轴部的说明图。
图28是前盖部的说明图。
图29是通气孔部的配置说明图。
具体实施方式
下面,根据附图,详细叙述本发明的实施例。图1是整体的侧视图,图2是同样的俯视图,图3是车体框架的侧视图,图4表示同样的俯视图,图中1是作业者搭乘的行驶车辆,使发动机2搭载于车体框架3,使水田行驶用前轮6通过前桥壳5,支撑在变速器箱4的侧方,同时,使水田行驶用后轮8支撑在上述变速器箱4后方的后桥壳7上。这样,在覆盖上述发动机2等的机罩9的两侧,安装预备载秧台10,同时,通过作业者搭乘的车体罩11,覆盖上述变速器箱4等,将驾驶席13通过座椅框架12,安装在上述车体罩11的后侧上方,在其驾驶席13的前方,将方向盘14设置在上述机罩9的后部。
另外,图中15是具备有5条插秧用载秧台16以及多个插秧爪17等的插秧部,前高后低的合成树脂制的前倾式载秧台16通过下部轨道18以及引导轨道19,可左右自由往复滑动地支撑在插秧箱20上,同时,使单方向等速旋转的转子箱21支撑在上述插秧箱20上,在以该箱21的旋转轴心为中心的对称位置上,配设一对爪箱22·22,在该爪箱22·22的前端,安装插秧爪17·17。
另外,其构成为,使上述插秧箱20前侧的挂钩托架23通过包括顶连杆24以及下连杆25的升降连杆机构26,连结在行驶车辆1的后侧,通过上述连杆机构26,使液压升降缸27连结在下连杆25上,该液压升降缸27使插秧部15升降,在行驶驱动上述前后轮6·8,进行移动的同时,通过插秧爪17,从在左右往复滑动的载秧台16中取出一棵量的秧苗,进行连续插秧的插秧作业。
另外,图中28是主变速杆,29是插秧操作杆,该插秧操作杆进行插秧部15的升降·插秧离合器的离合·指示操作,30是制动踏板,31是变速踏板,32是差速器锁踏板,33是感度调节杆,34是停止杆,该停止杆用于使插秧部15停止在任意高度位置上,35是组合离合器杆35,在方向盘14的位置附近,配设变速以及升降杆28·29或制动以及变速踏板30·31,同时,在驾驶席13的位置附近,配设感度调节以及停止及组合离合器的各杆33·34·35。
再有,图中36是1垄量平地用中央拖板,37是2垄量平地用侧拖板,38是5垄用侧垄施肥机,该5垄用侧垄施肥机用送风机40的送风力,通过柔性运送软管41,将肥料料斗39内的肥料排出到拖板36·37的侧垄掘沟器42中。
如图3至图5所示,上述车体框架3被三分为前部框架43和中间框架44及后部框架45,在左右一对前部框架43上设置有发动机2,在左右一对中间框架44上设置有前桥箱5,在左右一对后部框架45上设置有后桥箱7以及向发动机2供给燃料的燃料箱46等,在前部框架43的前侧和中间,使前框架47和基础框架48连结,形成俯视为4角框状,通过防振橡胶,在固定托架49和基础框架48上搭载发动机2。
另外,也如图10所示,在上述后部框架45的中间立起部50之间,用管框架51和门形框架52大致平行地连结,同时,固定设置左右下端的门形框架53的后端一体连结在后桥箱7上,在上述左右的立起部50之间,配设燃料箱46。
再有,通过螺栓54,使左右中间框架44的前后端可自由拆卸地固定在前部框架43的后端和后部框架45的前端,同时,通过螺栓55,使左右前桥箱5可自由拆卸地固定在左右中间框架44的下面,使左右前桥箱5连接固定在上述变速器箱4上。
如图6至图10所示,在上述变速器箱4的前面左侧,设置有动力转向箱56,且在箱4的右侧,设置有无级液压变速机构57,使液压变速机构57的变速输入用泵轴58向车体前方向突出,在发动机2的下侧,使泵轴58连结在前后方向的传递轴59上,同时通过传递皮带61,使上述传递轴59连结在发动机2的输出轴60上,将发动机2的输出传递到液压变速机构57。
另外,通过管状的连结框架62,使上述变速器箱4和后桥箱7在车体的前后方向的中心线上一体连结,使后输出轴63以及PTO输出轴64向变速器箱4的后方突出,通过后传递轴66,使上述后输出轴63连结在向后桥箱7的前方突出的后输入轴65上,将动力从行驶输出轴63传递到左右的后轮8。另外,通过自由接头轴69,使上述PTO输出轴64连结到中间轴68上,该中间轴68设置在后桥箱7上部的轴承67上,通过自由接头轴,使中间轴68连结到上述插秧箱20的输入轴上,将动力从PTO输出轴64传递到插秧部15。
再有,如图11至图16所示,上述变速器箱4具有主体腔部70、前盖部71和后盖部72,使各盖部71·72可自由拆装地螺栓固定在上述腔部70的前后,形成密封箱形,同时,设置将上述腔部70的内部前后分割的分割壁部73。另外,在前盖部71的前面安装上述液压变速机构57,使小径的传递齿轮74卡合轴支承在向变速器箱4内突出的泵轴58上,传递齿轮74轴承支承在前盖部71上,通过管轴76,将传递齿轮74的动力传递到固定在后盖部72的后面的供给泵75上。
另外,使太阳轮78卡合轴支承到向上述变速器箱4内突出的液压变速机构57的马达轴77上,使太阳轮78轴承支承在前盖部71上,同时,使大径的行星架齿轮(キヤリヤギヤ)79总是啮合在上述的小径的传递齿轮74上,使行星架齿轮79空转轴支承在太阳轮78的凸缘部上,通过轴81,将3个行星齿轮80可自由旋转地设置在行星架齿轮79上,使行星齿轮80与太阳轮78啮合,同时,设置与行星齿轮80啮合的环形齿轮82,通过各齿轮78·80·82,形成行星齿轮机构83。
另外,使合成输出轴84的前后可自由旋转地轴支承在上述太阳轮78和后盖部72上,使上述环形齿轮82与合成输出轴84卡合轴支承,通过行星齿轮机构83的差速作用,合成正反旋转输出和传递齿轮74以及行星架齿轮79的减速旋转输出(单向的一定旋转),作为零至最大速度的单向旋转力,传递到合成输出轴84,该正反旋转输出作为液压变速机构57的液压泵85以及液压马达86的无级液压变速输出。
再有,使前进齿轮87和后退齿轮88空转轴支承在上述合成输出轴84上,通过滑块89,有选择地使各齿轮87·88与合成输出轴84卡合,进行前进或中立或后退的输出的转换,同时,将上述后输出轴63轴承支承在分割壁部73和后盖部72上。另外,设置有通过差动齿轮90,向左右的前车轴91传递动力的前输出轴92,和卡合轴支承PTO变速齿轮93的中间轴94,通过输出齿轮95·96,将后退齿轮88的后退动力传递到上述的后以及前输出轴63·92上,后退驱动前后轮6·8,同时,使移动齿轮97以及插秧齿轮98空转轴支承在后输出轴63上,通过副变速滑块99,有选择地使各齿轮97·98卡合到后输出轴63上。
另外,通过中间轴94的高速用齿轮100a·100b,使移动齿轮97总是啮合前进齿轮87,同时,使插秧齿轮98总是啮合中间轴94的低速用的PTO变速齿轮93,通过各齿轮100a·93·98,将前进齿轮87的动力传递到上述各输出轴63·92上,以插秧的作业速度,前进驱动前后轮6·8。另外,移动齿轮97和插秧齿轮98这两方呈空转状态,使PTO输出轴64可手动旋转,以便作业者用手旋转插秧爪17等,进行塞在一起的秧苗的清除等,同时,通过各齿轮100a·100b,将前进齿轮87的动力传递到各输出轴63·92上,以在田间的路上移动等的高速的移动速度,前进驱动前后轮6·8。
再有,如图11所示,通过PTO变速轴101以及PTO变速机构102,将PTO变速齿轮93的动力传递到PTO输出轴64上,在每棵秧间可自由变速地驱动插秧部15,同时,通过内设于变速器箱4内的链103,使施肥输出轴104连结到PTO输出轴64上,与插秧部15同步,驱动施肥机38。另外,如图13那样,在变速器箱4中设置机油尺105,同时如图14那样,使上述各滑块89·99卡定在同一个拨叉106上,通过变速杆28的5挡转换,进行前进,后退以及副变速(高低速)的转换。另外,如图16、图17所示,通过控制轴108,使液压变速操作臂109连结到液压泵85的斜板107上,通过连杆110,使变速踏板31连结到该臂109上,同时,使上述臂109连结到弹簧111上,使液压减振器112连结到上述臂109上,该弹簧111通过解除对踏板31的踩踏,使踏板31自动进行回复到停止(速度为零)位置的动作,在脚离开被踩踏的踏板31时,通过液压减振器112的阻力以及弹簧111的回复力,踏板31以大致一定的缓慢速度返回,进行逐渐降低速度的动作。另外,代替液压减振器112,也可以通过气体弹簧等,形成定速动作部件。
再有,如图19所示,在脚离开上述踏板31的状态下,在通过弹簧111,使踏板31返回到停止(速度为零)位置时,太阳轮78以最高转速顺时针反转,进行使行星齿轮80逆时针旋转的自转动作,同时,还通过利用传递齿轮74,使行星架齿轮79旋转,使行星齿轮80进行顺时针方向公转,逆时针旋转自转的动作,使环状齿轮82的旋转为零,保持合成输出轴84停止。另外,在用脚踏踏板31,抵抗弹簧111时,太阳轮78停止,通过传递齿轮74,使行星架齿轮79旋转,使行星齿轮80一面进行顺时针方向的自转,一面进行顺时针方向的公转,通过传递齿轮74的齿轮动力,使合成输出轴84旋转,如图18所示,将发动机2的动力传递到传递齿轮74和液压变速机构57,通过行星齿轮机构83合成输出,通过变速器箱4进行前进、后退转换和PT0变速,进行后退、低速前进(田间插秧行驶)、高速前进(路上移动行驶)的各种动作。
这样,例如,相对于在以往的液压变速机构57中,输出动力P2为输入动力P1的大致70%,如图20所示,在低速行驶时,将齿轮传递动力P3的一部分作为液压传递动力P4,返回到泵轴58,将输出动力P2提高到输入动力P1的大致80%。另外,如图21所示,在使上述液压变速机构57的液压传递动力为零(P4=0),高速行驶时,可以进行没有液压损失、使输出动力P2提高到输入动力P1的大致95%以上的高效旋转,象下述这样组成齿轮74·79以及行星齿轮机构83,例如,如图22(1)所示,通过使液压变速操作臂109的角度变化为-1至0,而使马达轴77旋转为-1000至0,如图22(2)所示,与上述臂109的角度无关,在使齿轮74侧旋转1000的情况下,如图23所示,使合成输出轴84相对于上述臂109的角度,旋转为0至1000。
另外,在上述臂109的全控制范围为-1至0时,如图17所示,上述臂109的低速(零速度)侧以及高速侧的控制动作,由螺栓型低速以及高速限制器113·114进行限制。
从上述即可明白,设置有传递发动机2的驱动力的液压变速机构57和传递齿轮74,将液压变速机构57和传递齿轮74的各个输出合成、形成变速输出,使用上述传递齿轮74,得到很高的动力传递效率的输出,使用上述液压变速机构57,得到可零位前进的无级变速的输出,以简单的变速操作,根据情况,进行速度调节,谋求变速功能的提高以及使用操作性的提高等,同时,通过液压变速机构57的正转或反转的各个输出,使合成输出轴84单方向旋转,该合成输出轴84合成液压变速机构57和传递齿轮74的各个输出,进行变速输出,容易地确保零位前进时的输出扭矩,容易提高微速行驶性能,而且,以作业速度,有效利用传递齿轮74的很高的动力传递效率的输出,谋求提高在泥土路面的作业能力等。
另外,在设有复合变速机构115的同时,通过液压变速机构57的反转输出,使复合变速机构115的合成输出轴84单方向旋转,该复合变速机构115形成传递发动机2的驱动力的液压变速机构57与行星齿轮机构83的合成输出,从而在操作力重的变速操作臂109从0至+1侧到操作力轻的-1至0侧的范围内,呈从合成部侧向液压变速机构57的液压泵85传递动力的状态,与液压变速机构57的负荷无关,以轻的操作力,使液压变速机构57容易地进行变速操作,可以容易地确保可零位前进的无级变速和很高的传递效率。
另外,在合成输出轴84的最高旋转状态下,通过使液压变速机构57的输出轴的转数大致为0,在合成输出轴84的最高旋转状态时,以最大的效率,将来自发动机2的驱动力传递到变速器箱4,以提高通过性等,可以提高作业性。
另外,在设有复合变速机构115和合成输出变速机构4a的同时,在复合以及合成输出变速机构115·4a之间设置离合器116,该复合变速机构115形成传递发动机2的驱动力的液压变速机构57与行星齿轮机构83的合成输出;该合成输出变速机构4a使合成输出多级变速,在变速操作时,通过切断离合器116,使枢轴支撑变速齿轮87·88的轴84为自由旋转状态,可进行平顺的变速,同时,无论变速状态(前进·中立·后退)如何,均可切实地进行传递驱动力的切断,以提高变速精度。
如图11、图12、图16、图24、图25所示,其构成为,在上述合成输出轴84的环状齿轮82和前进齿轮87之间,设置球节式主离合器116,可自由旋转地将环状齿轮82支撑在滑套117上,该滑套117花键嵌合于合成输出轴84上,突入滑套117外周的滚珠槽118中的滚珠119埋设在环状齿轮82的轴毂部82a中,如图24所示,在通过离合器体121推压滚珠119、使滚珠119突入滚珠槽118时,使主离合器116接合,将环状齿轮82的旋转传递到合成输出轴84,该离合器体121通过拨叉120在滑套117上滑动,同时,如图25所示,在通过拨叉120,使离合器体121抵抗离合器弹簧122滑动,解除对滚珠119的推压时,由于旋转离心作用,使滚珠119从滚珠槽118脱离,使主离合器116为分离,切断从环状齿轮82到合成输出轴84的动力传递。
如图14、图24、图25所示,其构成为,在由上述拨叉106操作的滑块89·99的后退位置时(图24的最大右位置),分别为滑块89花键嵌合在合成输出轴84和后退齿轮88的各花键84a·88a上,另外,滑块99花键嵌合在插秧齿轮98的花键98a上,同时,在滑块89·99从后退位置转换到中立位置时(图24的实线位置),分别为滑块89花键嵌合在合成输出轴84的花键84a上,另外,滑块99花键嵌合在插秧齿轮98的花键98a上,在滑块99从后退转换到中立位置时,为了避免使后输出轴63的花键63a和滑块99的花键嵌合(啮合),而使花键63a与滑块99干涉的重复部分,形成平滑面的圆周引导部63b,使花键89·99从后退到中立位置的转换容易,该后输出轴63在前进移动时,使滑块99花键嵌合。
另外,如图26所示,其构成为,在前进移动时,使花键嵌合的滑块99和后输出轴63之间存在间隙,与后输出轴63的花键63a的齿厚a相比,形成较大的滑块99的花键孔99a的公法线齿厚宽度b,同时,将花键63a的齿尖端部磨尖,形成消除花键相位位移的倒角部63b,使花键99和后输出轴63花键嵌合时的啮合变得容易。
从上述即可明白,通过在设有复合变速机构115和作为合成输出变速机构的变速器箱4的变速齿轮机构4a,同时,在复合变速机构115和变速齿轮机构4a之间设置离合器116,该复合变速机构115形成传递发动机2的驱动力的液压变速机构57与行星齿轮机构83的合成输出;该合成输出变速机构使合成输出多级变速,在变速操作时,通过切断离合器116,使枢轴支撑变速齿轮87·88的轴为自由旋转状态,可进行平顺的变速,同时,无论变速状态(前进·中立·后退)如何,均可切实地进行传递的驱动力的切断,提高变速精度。
另外,具有变速转换机构,该变速转换机构通过作为一体连结的2个花键嵌合部件的滑套89·99的转换进行变速,通过将圆周引导部63b设置在作为花键部件的后输出轴63的花键63a上,该圆周引导部63b作为避免滑套99的花键啮合的游嵌部,即使是在例如从后退转换到中立等的变速时,滑套99以及与其啮合的花键63a的相位位移的情况下,也可以使与相位无关的平顺的变速转换容易,可以提高变速操作性。
如图11,图27所示,上述中间轴94的PTO变速齿轮93具有50、60、70、80、90株用的株间变速齿轮93a·93b·93c·93d·93e,同时,在PTO变速轴101上,具有通常与各齿轮93a·93b·93c·93d·93e啮合的株间齿轮123a·123b·123c·123d·123e,PTO变速轴101通过引导124,在轴心方向可自由滑动地使变速杆125插通筒轴中心,将分别使各齿轮123a-123e和变速轴101卡合连结的滚珠126(每1个齿轮3个)埋设在变速轴101的滚珠槽127中,在使形成于变速杆125上的大径离合器体128移动,通过离合器体128推压滚珠126,使其卡入各齿轮123a-123e中的1个齿轮的滚珠卡合槽129时,使齿轮123a或123b或123c或123d或123e与变速轴101连结,以规定的株间速度,使变速轴101旋转而构成。
另外,多个定位槽130在上述变速杆125的前延伸端形成,同时,通过压缩弹簧132,使与该槽130卡合的定位滚珠131内设在变速器箱4内,形成定位部133,通过定位槽130和滚珠131的卡合,进行变速杆125的定位,通过将定位部133直接设置在与变速轴124的同轴上,以零件品种少的简单构造,可以谋求变速杆125的切实的位置固定。
再有,其构成为,与上述株间齿轮123a-123e相比,在外侧的变速轴101和变速杆125之间,通过齿轮圈135以及株间传动齿轮136,封入防止超行程用的滚珠134,在变速杆126的移动为超过规定的超行程状态时,使离合器体128与滚珠134接触,防止变速杆126的超行程。在该情况下,专用的超行程防止部件等无需另行设置,可以紧凑地组装到变速轴101上,谋求构造的简单化或低成本化。
如图28所示,其构成为,通过前盖部71的周侧壁71a和从内侧壁竖立设置的加强筋137包围上述变速器箱4前盖部71的行星齿轮机构83的周围,由行星齿轮机构83进行的变速器箱4内的机油的搅拌抑制到很小,抑制机油温度的上升,使热平衡良好。
如图29所示,其构成为,通过可挠性树脂管140,使通气装置139连结到变速器箱4后侧上部的弯管138,该通气装置139配置到驾驶席13的右下方,使通气装置139连结到门形框架52的右纵框架部上,通过将通气装置139配置在与变速器箱4上面相比的上方的、与车体罩11的踏板(脚跟部)11a相比的上方位置,来防止变速器箱4内的机油从通气装置139泄漏,同时,切实地防止踏板11a上的泥水从通气装置139侵入。另外,通气装置139的安装可以装在门形框架52·右后部框架45或其他部件等的任意一处上。