JP2005160445A - 農作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンから油圧式無段変速装置を介してミッションケース内の伝動装置に動力を伝達すると共に、当該動力を走行伝動装置と作業機伝動装置とに分岐して伝達する農作業機において、後進時の作業機伝動装置の逆転を防止すべく油圧式無段変速装置の伝動下手側に設けられているワンウェイクラッチを廃止し、伝動装置のコストダウンを図る。
【解決手段】油圧式無段変速装置１５を操作する変速操作具７の中立操作領域９５ｍにおける後進変速操作領域９５ｂ側への操作によって、作業機クラッチ３０が機械的連繋機構Ｊを介して直接的に切られるように構成した。
【選択図】図１２

Description

本発明は、エンジンから油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）を介してミッションケース内の伝動機構に動力を伝達すると共に、当該動力を走行伝動系と作業機伝動系とに分岐して伝達するように構成した乗用型田植機等の農作業機に関する。

従来、上述したような乗用型田植機の伝動構造は、エンジンからの動力を、主変速装置である油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）を介して正逆回転切換えした後にミッションケースに伝達すると共に、前記油圧式無段変速装置及びミッションケース内の副変速装置により変速された動力が、ミッションケースから後車軸ケース介して左右の後輪に、また、前車軸ケースを介して左右の前輪に、更に、伝動軸を介して植付部に夫々伝達されるようになっている。

即ち、エンジンからの動力を前輪及び後輪に伝達する走行伝動系と、該走行伝動系で変
速された後の動力を分岐し、ワンウェイクラッチ、植付クラッチ、株間変速装置等を介して植付部に伝達する植付伝動系が構成されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、運転席の前部に配置した表示パネルに、植付作業時にオン操作して各種モニタ及
び警報装置を作動可能状態にする作業機スイッチ（植付スイッチ）を設け、この作業機ス
イッチがオン作動状態にある場合にのみ、変速操作レバーの後進側への切換え操作によって植付伝動系への動力伝達を断つと共に、植付部を自動上昇させるバックアップ機能を備えたものがある（例えば、特許文献２参照。）。

特開平１０−３２７６２５号公報（第３頁、図２） 特開２０００−１３９１４０号公報（第４頁、図６）

しかし、例えば上述した特許文献１の乗用型田植機のように、通常逆転しての使用がなされない苗植付装置のような作業機を備えた農作業機で、且つ主変速装置である油圧式無段変速装置によって機体の前後進速度を無段階に変速するものでは、後進時の作業機伝動装置の連れ回りによるプランタの逆転を回避して、作業機伝動装置、及び作業機の破損を防止するために、当該油圧式無段変速装置の伝動下手側において、作業機伝動装置にワンウェイクラッチを設けなければならずコスト高となっていた。

また、植付伝動機構の逆転を防止するために、特許文献２のようなバックアップ機能を用いて後進操作時に植付クラッチを切ることもできるが、前記バックアップ機能は、植付部を自動植付作業中に機体を後進操作した際、植付部の引きずりによる破損を防止するために植付部を上昇させると共に、苗の空中植えを防止するために植付部の上昇に伴って植付クラッチを切るものであって、不必要な時に植付部が上昇しないように、植付作業を行わない場合には変速操作レバーを後進側へ切換え操作したとしても、当該バックアップ機能が作動しない構成になっており、常時変速操作レバーの後進側への切換え操作によって
植付装置への動力伝達が断たれるものではなく、例えばメンテナンス時等において、植付作業時以外に植付クラッチを入りにした際に誤って変速操作レバーが後進側に操作されると、植付伝動機構が逆転してしまうものであった。更に、斯かるバックアップ機能は、マイコンユニットを含む多くの電装部品を用いて複雑な制御がなされており、水田内で植付作業を行う乗用型田植機においては故障の発生が懸念される。また、前記バックアップ機能をリンク機構等によって機械的に構成することも可能であるが、複雑な構成となるので信頼性に欠ける他、コストの観点から低下価格の農作業機に採用することができなかった
。

本発明は、上記課題を解決することを目的として創案したものであって、走行機体に作業機を昇降自在に連結すると共に、エンジンから油圧式無段変速装置を介して伝達した動力を走行伝動装置と作業機伝動装置に分岐して伝達し、作業機の昇降と作業機クラッチの入・切とを単一の作業機操作具で行うように構成した農作業機において、前記作業機伝動装置は、ワンウェイクラッチを具備することなく作業機クラッチを備え、また、前記油圧式無段変速装置を操作する変速操作具は、前進変速操作領域と、後進変速操作領域とを中立操作領域を挟んで左右に偏移させた操作ガイドに沿って操作可能に構成されると共に、当該変速操作具の中立操作領域における後進変速操作領域側への操作によって、前記作業機クラッチが機械的連繋機構を介して直接的に切られるように構成したことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、油圧式無段変速装置の後進変速操作がなされる前の変速操作具が、後進変速操作領域側に操作された時点で、当該操作に連繋して自動的に作業機クラッチの操作機構を切側に操作するので、逆転駆動可能に構成されていない作業機を備えた農作業機においても、後進時の作業機伝動装置の連れ回りによる逆転を確実に回避することができるので、油圧式無段変速装置の伝動下手側に、従来の如くワンウェイクラッチを設けず伝動装置のコストダウンを図りながら、作業機伝動装置、及び作業機の破損を防止することができる。
また、前記変速操作具の操作により作業機クラッチが機械的連繋機構を介して直接的に操作されるので、安価、且つ故障が少ない構成で作業機伝動装置への動力伝達のみを確実に断つことができ、作業機伝動装置の逆転による作業機伝動装置、及び作業機の破損を作業機操作レバーの操作、その他の作業機制御の状態に拘らず確実に防止できる。

次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１及び図２に示すように、１は農作業機として例示した乗用型田植機であって、該乗用型田植機１は、前輪２及び後輪３に支持される走行機体４を有しており、該走行機体４にはボンネット５で覆われたエンジンＥ（図３参照）を搭載すると共に、ボンネット５の後方にはステアリングハンドル６や主変速レバー７等を備えた操縦部８、及び運転席９を配設してある。

そして、前記走行機体４の後方には、昇降リンク機構１０を介して作業機である植付部１１を昇降自在に連結している。この植付部１１は、前方に傾斜して設けられた苗載台１２と、該苗載台１２から苗を掻取って植え付ける複数のプランタ１３を備え、該プランタ１３の下方には植付け田面を整地するフロート１４を設けているが、これらの基本的な構成は何れも従来通りであり詳細な説明を省略する。

図３に示すように、走行機体４の前部に搭載されたエンジンＥの動力は、油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）１５を介して正逆回転切換え変速された後、ミッションケース１６に入力される。そして、ミッションケース１６内の変速装置は、油圧式無段変速装置１５から入力された動力を変速して、フロントアクスルケース１７、リヤアクスルケース５１（図６参照）及び植付ＰＴＯ軸３１（図４参照）に伝動するように構成されている。尚、前記フロントアクスルケース１７には、左右の前輪２、２がステアリングハンドル６の操作によって操舵可能に支持されている。

更に詳しくは、油圧式無段変速装置１５からミッションケース１６に入力された動力は
、図４に示すように、入力軸２０に回転自在に支持された筒軸２１と、該筒軸２１に並列する植付第１軸２２と、該植付第１軸２２に並列する植付第２軸２３とを経由すると共に
、植付クラッチ（作業機クラッチ）３０等を介して植付ＰＴＯ軸３１に伝動される。

また、前記入力軸２０と筒軸２１との間には、主クラッチ機構２４が設けてあり、その入り切り動作によって走行動力と植付動力は断接される。主クラッチ機構２４の伝動下手側となる筒軸２１には、走行動力及び植付動力を取り出すギヤ２５と、植付動力のみを取り出すギヤ２６とが一体的に設けられており、前記走行動力は、伝動ギヤ２５と常時噛合するギヤ２７を介して駆動される走行第１軸２８と、該走行第１軸２８に並列する走行第２軸２９等を経由して走行ＰＴＯ軸３２に伝動される。

そして、前記植付第１軸２２と植付第２軸２３の伝動上手側には、複数の変速ギヤの選択的に噛み合いにより構成される株間変速機構３５を設けている。尚、前記植付第２軸２３の伝動下手側端部には、トルクリミッタ３６を設けている。

また、図４及び図５（ａ），（ｂ）に示すように、前記走行第２軸２９には、シフトギヤ３１がスプライン嵌合されており、該シフトギヤ３１はステアリングハンドル６の右側に設けられた副変速レバーＦ（図２参照）の操作により、走行第１軸２８の伝動下手側のギヤ３３、ギヤ３４と噛合または離脱し、それによって路上走行、中立（ニュートラル）、及び作業走行位置への副変速がなされる。

上述した副変速レバー３２は、前後揺動操作可能にその基端部を支点軸Ｐに軸支すると共に、当該基端部に連繋するロッド４１、回動アーム４２、回動アーム４３、及び副変速シフタ軸４４を介して、シフトギヤ３１を作動（摺動）させるように構成してあり、図５（ａ），（ｂ）には、前記シフトギヤ３１がギヤ３３及びギヤ３４の何れとも噛合していない中立（ニュートラル）の状態が実線で示されている。尚、前記ロッド４１、回動アーム４２、回動アーム４３、及び副変速シフタ軸４４は図中に示す矢印方向に往復作動するように構成してある。

また、走行機体４の後部には、図６に示すようなリヤアクスルケース５１が設けられており、該リヤアクスルケース５１に左右の後輪３，３への動力伝達機構を内装すると共に
、この後輪３，３への動力伝達機構にサイドクラッチＡ及びサイドブレーキＢを介装してある。

即ち、前記リヤアクスルケース５１に内装した後車軸５２に左右のサイドクラッチＡ及びサイドブレーキＢを配設すると共に、後車軸５２の両端に伝動機構を介して連結した支持軸５３，５３に左右の後輪３，３を装着している。尚、５４は、ベベルギヤ５５を介してミッションケース１６からの動力を後車軸５２に伝達するプロペラシャフトである。

前記サイドクラッチＡは、後車軸５２の従動側５２ａにクラッチケース５６がスプライン嵌合されており、このクラッチケース５６と後車軸５２の駆動側５２ｂとの間に介装した複数の摩擦板５７を介して従動側５２ａに動力を伝達するように構成してある。そして
、前記クラッチケース５６のボス部には２個のボールべアリング５８を内装した作動ボス５９が嵌装してあり、該作動ボス５９によりクラッチケース５６を摺動させて動力を入り切りする構成になっている。

また、６１はサイドブレーキＢを構成するブレーキ板であり、前記作動ボス５９でクラッチケース５６を押圧摺動させて動力を断った後、当該ブレーキ板６１をリヤアクスルケース５１に固定された固定板（不図示）に押圧することによって、後車軸５２の従動側５２ａの回転が制止されるようになっている。そして、前記作動ボス５９の外側には、後述する単一の操作具であるクラッチ・ブレーキ兼用ペダル８１の踏み込み操作によって、直接左右のブレーキ板６１，６１のみを押圧して機体停止用のブレーキ（左右のサイドブレーキＢ，Ｂ）を掛ける摺動体６２が設けてある。

符号６３は、前記作動ボス５９を押圧摺動させるシフタであって、該シフタ６３を回動させることにより作動ボス５９を押圧摺動させてサイドクラッチＡを切断し、更にシフタ６３を回動させることによってサイドブレーキＢも作動する構成になっている。そして、ステアリングハンドル６により前輪２を所定角度以上操舵することによって旋回内側のシフタ６３が作動するように構成してあり、それによって乗用型田植機１の円滑な小回り旋回が可能となる。

また、図７に示すように、ステアリングハンドル６の近傍には、後述する作業機（植付部１１）の昇降操作を行う昇降操作機構と、作業機クラッチ３０の入・切操作を行う作業機クラッチ操作機構とを操作する上下及び前後揺動可能なクイックアップレバー７１が設けてあり、該クイックアップレバー７１の上下方向の操作により植付部１１の昇降及び植付クラッチ３０の入・切がなされる一方、前後方向の操作によって図示しない左右の線引きマーカの作動開始順序が選択できるようになっている。

図８に示すように、上述した植付クラッチ３０の入・切を制御する制御部７５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えて構成されており、その入力部には、クイックアップレバー７１の操作位置を検出するレバースイッチ７１ａ〜７７ｄ、植付作業時にＯＮ操作される植付スイッチ（警報入切スイッチ）７６、後述するリフタカム８１のポジションを検出するリフタカムセンサ（ポテンショメータ）８２、昇降リンク機構１０の昇降ポジションを検出するリフト角センサ（ポテンショメータ）８３等が入力インタフェース回路を介して接続される一方、出力部には、後述するリフタカムモータ８４及びモニタランプ８５、警報ブザー８６等が所定の出力インタフェース回路を介して接続されている。つまり、制御部７５は、前記クイックアップレバー７１の操作に応じて、図９及び図１０に示すリフタカム８１のポジションを制御する油圧昇降制御や、各種の検出信号に応じてモニタランプ８５を点灯する制御を実行するためのプログラムを備えている。

次に、作業機（植付部１１）の昇降操作を行う昇降操作機構について説明する。符号８７は、作業機昇降シリンダ（不図示）の伸縮動作を制御する作業機昇降制御バルブであって、該作業機昇降制御バルブ８７の近傍には、クイックアップレバー７１の操作に応じて駆動するリフタカムモータ８４が配設されており、このリフタカムモータ８４に設けられたピニオンギヤ８４ａと、リフタカム８１のセクタギヤ８１ａとを歯合させると共に、図示しないバルブ操作板の係合ピンと係合する第１カム部８１ｂをリフタカム８１に設け、前記第１カム部８１ｂがバルブ操作板の係合ピンに係合した状態で、当該リフタカム８１が回動軸Ｐを中心として回動するように構成し、それによって作業機昇降制御バルブ８７がリフタカムモータ８４の駆動に応じて、上げ・固定・下げ・植付の４ポジションに移動制御されるようになっている。

そして、前記リフタカム８１には、植付クラッチ（作業機クラッチ）３０を入・切するためのカム部８１ｃが形成してあり、このカム部８１ｃに当接するボールベアリング８８を一端に取着して回動軸Ｐ１を中心に回動する回動アーム８９と、該回動アーム８９の他端に連結したロッド９０を介してクラッチシフタ９１を作動させる作業機クラッチ操作機構を構成することによって、当該植付クラッチ３０の入・切がなされるようになっている
。尚、図１１（ａ）は、植付クラッチ３０が入状態におけるリフタカム８１の回動位置を示したものであり、この時、リフタカム８１に押圧されて回動軸Ｐ１を中心に回動する回動アーム８９と、ロッド９０を介して植付クラッチ３０が入側に付勢されている。一方、図１１（ｂ）は、植付クラッチ３０が切状態におけるリフタカム８１の回動位置を示したものである。

また、操縦部８の左前側部に設けられている主変速レバー７は、図１２及び図１３に示すように、操作ガイド９５である溝に沿って前後方向に回動操作可能に構成されており、当該主変速レバー７を中立位置（Ｎ）９５ｍから前方向へ回動操作することによって前進の低速から高速への無段変速と、中立位置（Ｎ）から後方向へ回動操作することによって後進の低速から高速への無段変速が行えるようになっている。尚、前記操作ガイド（溝）９５は、中立操作領域９５ｍを挟んで前進変速操作領域９５ａと後進変速操作領域９５ｂが左右に偏移して形成されている。

更に詳しくは、主変速レバー７の基端部は、回動軸Ｐ２を中心に左右方向にも回動可能に構成されており、常時は引張スプリング９６を介して機体内側（前進変速操作領域９５ａ側）に向けて付勢されている。即ち、主変速レバー７が中立位置（Ｎ）にある時は、図中に示すＲ側に付勢されている。

また、主変速レバー７の基端部には、アーム７ａが一体形成されており、このアーム７ａと、ステアリングコラム９７の基部に設けた回動軸Ｐ３を中心に回動するアーム９８とをプレート９９で連結すると共に、前記アーム９８の一端に連結してなるワイヤ１０１の他端を、引張スプリング１０２を介して植付クラッチ３０を入・切させるクラッチシフタ９１の回動アーム９１ａの先端と連結し、それによって走行伝動装置の変速操作具である主変速レバー７と、植付クラッチ３０を入・切する前記作業機クラッチ操作機構との間に機械的連繋機構Ｊを構成している。

上述した機械的連繋機構Ｊを設けることによって、主変速レバー７を操作ガイド溝）９５の中立操作領域９５ｍを経由して後進変速操作領域９５ｂまで操作しようとする時、当該主変速レバー７は、先ず操作ガイド９５の中立操作領域９５ｍにおいて、図中Ｒ側からＬ側に回動軸Ｐ２を中心に回動操作される。この時、機械的な連繋機構Ｊを構成するアーム７ａ、プレート９９、アーム９８、ワイヤ１０１、及びクラッチシフタ９１の回動アーム９１ａが、図１２に示す矢印の如く順次応動して植付クラッチ３０が断たれる構成になっている。また、前記作業機クラッチ操作機構には、弾性部材からなる融通機構Ｆを介設してあり、作業機クラッチ操作機構の操作具であるクイックアップレバー７１により植付クラッチ３０が入操作されていても、主変速レバー７の後進変速操作領域９５ｂ側への操作によって植付クラッチ３０を直接的に切ることができる。

即ち、走行伝動装置の変速操作具である主変速レバー７を後進変速操作領域９５ｂ側へ変速操作すると、当該操作に連繋して自動的に作業機クラッチである植付クラッチ３０が断たれ、後進時の作業機伝動装置の連れ回りによる逆転を回避することができるので、油圧式無段変速装置１５の伝動下手側に、従来の如くワンウェイクラッチを設けなくて済むようになってコストダウンが図れる。また、前記主変速レバー７を後進変速操作領域９５ｂ側へ変速操作することにより、作業機昇降操作機構の上昇操作を介することなく作業機伝動装置への動力伝達が完全に断たれ、それによって不測の作業機（植付部１１）の上昇を伴うことなくプランタ１３が作動しなくなるので安全性が向上する。そして、従来のバックアップ機能と併用することによって、更に安全な植付作業が行えるようになる。

そして、主変速レバー７と、植付クラッチ３０を断接するクラッチシフタ９１の回動アーム９１ａとは、互いに近い位置に配設されており、それによって上述した機械的連繋機構Ｊを構成するアーム９８、プレート９９、ワイヤ１０１、及び引張スプリング１０２等を直接連結させることができると共に、当該機械的連繋機構Ｊ自体が、従来のワンウェイクラッチのようにミッションケース１６内に設けられるものではないので、そのメンテナンス作業も容易に行うことができる。

乗用型田植機（農作業機）の側面図。 同上平面図。 エンジン及びミッションケースを示す側面図。 ミッションケースの展開図。 （ａ）副変速装置の側面図。（ｂ）（ａ）図におけるＣ矢視図。 リヤアクスルケースの断面図。 クイックアップレバーを示す斜視図。 制御部を示すブロック図。 作業機昇降制御バルブの切換機構を示す側面図。 （ａ）植付クラッチ機構を示す側面図。 （ｂ）植付クラッチ機構を示す平面図。 （ａ）植付クラッチ入状態におけるリフタカムの回動位置を示側面図。 (ｂ）植付クラッチ切状態におけるリフタカムの回動位置を示側面図。 主変速レバーと作業機操作機構との間に設ける連繋機構を示側面図。 図１２におけるＺ矢視図。

符号の説明

４ 走行機体
７ 変速操作具
１１ 作業機
１５ 油圧式無段変速装置
１６ ミッションケース
７１ 作業機操作系の操作具
３０ 作業機クラッチ
９５ａ 前進変速操作領域
９５ｂ 後進変速操作領域
９５ｃ 中立操作領域
Ｅ エンジン
Ｊ 機械的連繋機構

Claims (1)

1. 走行機体（４）に作業機（１１）を昇降自在に連結すると共に、エンジン（Ｅ）から油圧式無段変速装置（１５）を介して伝達した動力を走行伝動装置と作業機伝動装置に分岐して伝達し、作業機（１１）の昇降と作業機クラッチ（３０）の入・切とを単一の作業機操作具で行うように構成した農作業機において、前記作業機伝動装置は、ワンウェイクラッチを具備することなく作業機クラッチ（３０）を備え、また、前記油圧式無段変速装置（１５）を操作する変速操作具（７）は、前進変速操作領域（９５ａ）と、後進変速操作領域（９５ｂ）とを中立操作領域（９５ｍ）を挟んで左右に偏移させた操作ガイド（９５）に沿って操作可能に構成されると共に、当該変速操作具（７）の中立操作領域（９５ｃ）における後進変速操作領域（９５ｂ）側への操作によって、前記作業機クラッチ（３０）が機械的連繋機構（Ｊ）を介して直接的に切られるように構成したことを特徴とする農作業機。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

Images