JP2008114646A - コンバインのトランスミッション - Google Patents

Abstract

【課題】走行用の動力を変速する走行用ＨＳＴと、旋回用の動力を変速する旋回用ＨＳＴとを備え、直進走行時には、走行用ＨＳＴの出力回転を左右のクローラ走行装置に伝達し、旋回走行時には、走行用ＨＳＴ及び旋回用ＨＳＴの出力回転を合成して旋回内側のクローラ走行装置に伝達するコンバインのトランスミッションにおいて、複雑な構造の逆ステア防止機構を不要にしてコンパクトなトランスミッションを構成する。
【解決手段】走行用ＨＳＴ１６と旋回用ＨＳＴ１７を、各々油圧ポンプと油圧モータとを一体に形成した一体型とし、平面視におけるトランスミッション１４の右側に走行用ＨＳＴ１６を、左側に旋回用ＨＳＴ１７を分けて配置すると共に、走行用ＨＳＴ１６の油圧モータ１６ｂの出力回転を旋回用ＨＳＴ１７の油圧ポンプ１７ａに伝達するように構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、走行用の動力をＨＳＴ（静油圧式無段変速装置）によって変速するコンバインのトランスミッションに関する。

従来、走行用の動力を変速するポンプ・モータ一体型の走行用ＨＳＴと、旋回用の動力を変速するポンプ・モータ一体型の旋回用ＨＳＴとをトランスミッションケースの左右両側に分けて配置し、直進走行時には、走行用ＨＳＴの出力回転を左右のクローラ走行装置に伝達すると共に、旋回時には、走行用ＨＳＴの出力回転自体を低下させながら、走行用ＨＳＴと旋回用ＨＳＴの出力回転を合成して旋回内側のクローラ走行装置に伝達するコンバインのトランスミッションが知られている。
（例えば、特許文献１参照）
特開平９−２０２２５９号公報（第５頁、図６−図７）

ところが、上述した特許文献１のものでは、エンジンからの動力を走行用ＨＳＴの油圧ポンプの入力軸に伝達した後、この走行用ＨＳＴの油圧ポンプの入力軸からチェンの巻掛け伝動により旋回用ＨＳＴの油圧ポンプの入力軸に直接動力が伝達される構成になっており、例えば、旋回時に前進から後進に切り換えた場合や、後進時に旋回操作を行った場合は、操向操作具の操作方向側のクローラ走行装置が旋回用ＨＳＴの動力により増速され、機体が逆方向に旋回する所謂逆ステア現象を起してしまうことから、この種のトランスミッションでは、前記逆ステア現象が起こることを回避すべく複雑な構造の逆ステア防止機構を別途に設けなければならず、当該トランスミッションが大型化するといった不具合を有していた。

本発明は、上記課題を解決することを目的としたものであって、走行用の動力を変速する走行用ＨＳＴと、旋回用の動力を変速する旋回用ＨＳＴとを備え、直進走行時には、走行用ＨＳＴの出力回転を左右のクローラ走行装置に伝達し、旋回走行時には、走行用ＨＳＴ及び旋回用ＨＳＴの出力回転を合成して旋回内側のクローラ走行装置に伝達するコンバインのトランスミッションにおいて、前記走行用ＨＳＴと旋回用ＨＳＴを、各々油圧ポンプと油圧モータとを一体に形成した一体型とし、平面視におけるトランスミッションの右側に走行用ＨＳＴを、左側に旋回用ＨＳＴを分けて配置すると共に、走行用ＨＳＴの油圧モータの出力回転を旋回用ＨＳＴの油圧ポンプに伝達するように構成したことを第１の特徴としている。
そして、走行用ＨＳＴの入出力軸を上下に配置すると共に、旋回用ＨＳＴの入出力軸を前後に配置したことを第２の特徴としている。

請求項１の発明によれば、走行用ＨＳＴと旋回用ＨＳＴを、各々油圧ポンプと油圧モータとを一体に形成した一体型とし、平面視におけるトランスミッションの右側に走行用ＨＳＴを、左側に旋回用ＨＳＴを分けて配置すると共に、走行用ＨＳＴの油圧モータの出力回転を旋回用ＨＳＴの油圧ポンプに伝達するように構成したことによって、前記走行用ＨＳＴと旋回用ＨＳＴの出力回転（回転速度及び回転方向）を同調（同期）させることができるので、コンバインの旋回時における前後進の切り換えや、後進時の旋回操作により従来のような逆ステア現象が起こることがなく、複雑な構造の逆ステア防止機構を別途に設けなくて済む。また、メンテナンス頻度の高い走行用ＨＳＴを平面視におけるトランスミッションの右側に配置することによって、例えば当該走行用ＨＳＴを変速操作する主変速レバーや、その連係リンク機構等を操縦部側からメンテナンスすることができるので作業性が向上する。
そして、請求項２の発明によれば、走行用ＨＳＴの入出力軸を上下に配置すると共に、旋回用ＨＳＴの入出力軸を前後に配置したことによって、トランスミッションの伝動構成のコンパクト化が図れる。

次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、コンバイン１の側面図であって、コンバイン１は、左右一対のクローラ走行装置２で機体フレーム３を支持すると共に、機体フレーム３の前方には穀稈を刈取りながら図示しない脱穀部まで搬送する前処理部４を備えている。

また、前処理部４の後方には、オペレータが着座する座席５や走行操作具であるマルチステアリングレバー６、主変速レバー７、及びクラッチペダル８等の各種操作具を備える操縦部９を配設すると共に、座席５後部の一側には穀粒タンク１０、他側には図示しない脱穀部を設けている。そして、脱穀部において脱穀／選別処理した穀粒を穀粒タンク１０内に一時的に貯留すると共に、穀粒タンク１０内に一時的に貯留された穀粒は、縦搬送パイプ１１を経て起伏動作可能な穀粒排出オーガ１２の排出口１２ａから機外に排出できるようになっている。

そして、コンバイン１は、図２に示すように、エンジンＥの動力を変速して、左右のドライブ軸１３Ｌ，１３Ｒに伝動するトランスミッション１４を備えている。左右のドライブ軸１３Ｌ，１３Ｒには、クローラ走行装置２の駆動スプロケット１５Ｌ，１５Ｒが一体的に設けてあり、その駆動に応じて、コンバイン１の前後進や旋回が行われる。

また、トランスミッション１４には、走行用動力を無段変速する走行用ＨＳＴ１６と、旋回用動力を無段変速する旋回用ＨＳＴ１７が設けられている。両ＨＳＴ１６，１７は、可変容量油圧ポンプ１６ａ，１７ａ（以下、油圧ポンプとする）と、その吐出油で駆動する固定容量油圧モータ１６ｂ，１７ｂ（以下、油圧モータとする）とを組み合せた静油圧無段変速装置であり、油圧ポンプ１６ａ，１７ａの斜板角に応じて、油圧モータ１６ｂ，１７ｂの出力回転を無段階に変速（正逆転を含む）することができる。尚、ＨＳＴには、油圧ポンプと油圧モータを一体に形成した一体型と、油圧ポンプと油圧モータを分離した分離型とがあるが、本発明の実施形態では、走行用ＨＳＴ１６及び旋回用ＨＳＴ１７とも一体型のＨＳＴを採用している。

そして、走行用ＨＳＴ１６と旋回用ＨＳＴ１７の各油圧ポンプ１６ａ，１７ａは、斜板角を変更操作するための図示しないトラニオン軸を備えており、直進用ＨＳＴ１６のトラニオン軸は、主変速レバー７の操作に応じて動作し、旋回用ＨＳＴ１７のトラニオン軸は、マルチステアリングレバー６の操作に応じて動作するようになっている。尚、既述した両トラニオン軸は、それぞれ主変速レバー７、マルチステアリングレバー６の操作力により直接動作させるか、アクチュエータを介して動作させてもよい。

更に詳しくは、走行用ＨＳＴ１６は、平面視（図２に示す状態）におけるトランスミッション１４の右側に配置してあり、該走行用ＨＳＴ１６は、ベルト伝動機構１８を介してエンジンＥから入力した動力を変速し、この変速した動力をトランスミッション１４の直進動力入力軸１９に伝達する。一方、旋回用ＨＳＴ１７は、トランスミッション１４の左側に配置してあり、該旋回用ＨＳＴ１７は、伝動軸２０，２１を介して直進動力入力軸１９から入力した動力を変速し、この変速した動力をトランスミッション１４の旋回動力入力軸２２に伝達する。

即ち、本発明の実施形態では、油圧ポンプと油圧モータを一体に形成した走行用ＨＳＴ１６と旋回用ＨＳＴ１７を、トランスミッション１４の左右に分けて配置すると共に、走行用ＨＳＴ１６の油圧モータ１６ｂの出力回転を旋回用ＨＳＴ１７の油圧ポンプ１７ａに伝達するように構成しており、それによって直進用ＨＳＴ１６と旋回用ＨＳＴ１７の出力回転（回転速度及び回転方向）を同調（同期）させることができるので、コンバイン１の旋回時における前後進の切り換えや、後進時の旋回操作により従来のような逆ステア現象が起こることがなく、複雑な構造の逆ステア防止機構を別途に設けなくて済む。また、メンテナンス頻度の高い走行用ＨＳＴ１６を平面視におけるトランスミッション１４の右側、即ち操縦部９側に配置することによって、例えば当該走行用ＨＳＴ１６を変速操作する主変速レバー７や、その連係リンク機構（不図示）等を操縦部９側からメンテナンスすることができるので作業性が向上する。更に、トランスミッション１４の左右の重量バランスが向上する利点もある。

そして、図３は、トランスミッション１４に対する走行用ＨＳＴ１６と旋回用ＨＳＴ１７の側面配置を示したものであり、走行用ＨＳＴ１６は、その入出力軸Ｓａ，Ｓｂを上下に配置すると共に、旋回用ＨＳＴ１７の入出力軸Ｓｃ，Ｓｄを前後に配置することによって、トランスミッション１４の伝動構成のコンパクト化を図っている。

また、トランスミッション１４は、上述した直進動力入力軸１９、伝動軸２０，２１、旋回動力入力軸２２の他に、第一〜第五の伝動軸Ｓ１〜Ｓ５を備えている。直進動力入力軸１９に入力された走行用ＨＳＴ１６の出力回転は、伝動軸２０を介して第一伝動軸Ｓ１に伝達され、次いで第一伝動軸Ｓ１の回転は、図示しない副変速レバーの操作に応じて直進用動力を段階的に変速する走行副変速機構２４を介して第二伝動軸Ｓ２に伝達される。尚、この第二伝動軸Ｓ２の軸端には、駐車ブレーキ機構Ｂを設けている。

本実施形態の走行副変速機構２４では、第一伝動軸Ｓ１と第二伝動軸Ｓ２との間に、伝動比の異なる三つのギヤ伝動経路２５〜２７を構成してあり、第一伝動軸Ｓ１にスプライン嵌合する三つの爪クラッチ２８ａ，２８ｂ，２８ｃを、前記三つのギヤ伝動経路２５〜２７に対して選択的に噛合させることによって、三段階（Ｈ速、Ｍ速、Ｌ速）の直進用動力の変速を行えるようにしている。ここで、Ｈ速は、高速走行に適した路上走行ポジションであり、Ｍ速は、中速走行に適した標準刈取ポジションであり、Ｌ速は、低速走行に適した倒伏刈取ポジションである。

そして、第二伝動軸Ｓ２まで伝達された直進用動力は、第三伝動軸Ｓ３に伝達されると共に、第五伝動軸Ｓ５のセンタギヤ３０に伝達される。第五伝動軸Ｓ５には、サイドクラッチ機構３３が設けてあり、このサイドクラッチ機構３３は、第五伝動軸Ｓ５に対して回転自在な前述のセンタギヤ３０と、該センタギヤ３０の爪部に選択的に噛み合う左右一対のサイドギヤ３４Ｌ，３４Ｒと、図示しないシフタ機構を介してサイドギヤ３４Ｌ，３４Ｒを動作させる図示しないサイドクラッチシリンダとを備えている。サイドギヤ３４Ｌ，３４Ｒは、第五伝動軸Ｓ５を構成する左右の旋回軸３５Ｌ，３５Ｒに対してスプライン嵌合すると共に、ギヤ３６Ｌ，３６Ｒを介して、それぞれドライブ軸１３Ｌ，１３Ｒに連動連結している。

また、左側の旋回軸３５Ｌは、ギヤ４０Ｌ及び左側旋回クラッチ機構４１Ｌを介して第四伝動軸Ｓ４に連動連結すると共に、右側の旋回軸３５Ｒは、ギヤ４０Ｒ及び右側旋回クラッチ機構４１Ｒを介して第四伝動軸Ｓ４に連動連結している。尚、旋回クラッチ機構４１Ｌ、４１Ｒは、油圧により動作する湿式摩擦クラッチである。

そして、第三伝動軸Ｓ３には、遊星減速機構４２が設けてあり、この遊星減速機構４２は、第三伝動軸Ｓ３と一体回転するサンギヤ４３と、第三伝動軸Ｓ３に対して回転自在なリングギヤ４４と、サンギヤ４３及びリングギヤ４４（内周歯）に噛み合う複数のプラネタリギヤ４５と、これらのプラネタリギヤ４５を支持するキャリア４６とを備えている。キャリア４６は、第三伝動軸Ｓ３に対して回転自在に支持してあり、ギヤ４７，４８を介して第四伝動軸Ｓ４に連動連結している。尚、リングギヤ４４の外周歯は、旋回動力入力軸２２と一体のギヤ４９に常時噛合している。

つまり、遊星減速機構４２は、サンギヤ４３から入力される直進用動力と、リングギヤ４４から入力される旋回用動力を合成し、この合成動力を、キャリア４６を介して第四伝動軸Ｓ４に出力するように構成している。そして、第四伝動軸Ｓ４に伝動された合成動力は、旋回クラッチ機構４１Ｌ，４１Ｒの選択的な入り動作により、左右いずれかの旋回軸３５Ｌ，３５Ｒに伝達されるようになっている。

以上説明したトランスミッション１４の伝動構成によれば、コンバイン１の旋回時に、走行用ＨＳＴ１６の出力回転により、旋回外側のドライブ軸１３Ｌ，１３Ｒを駆動させることはもちろんのこと、マルチステアリングレバー６の操作量に応じて旋回内側のドライブ軸１３Ｌ，１３Ｒの駆動を可変させる旋回用ＨＳＴ１７への駆動力の入力、及び遊星減速機構４２のサンギヤ４３への駆動力の入力を簡潔な構造により具現化することができ、当該トランスミッション１４のコンパクト化が図れる。

次に、トランスミッション１４の動作について説明する。但し、旋回用ＨＳＴ１７、サイドクラッチ機構３３、及び旋回クラッチ機構４１Ｌ，４１Ｒは、マルチステアリングレバー６の操作に応じて、図４に示すパターンで動作されるものとする。尚、マルチステアリングレバー６と前記旋回用ＨＳＴ１７、サイドクラッチ機構３３、及び旋回クラッチ機構４１Ｌ，４１Ｒは、機械的に連係されていてもよいし、マルチステアリングレバー６の操作位置検出センサやマイコン等を介して電気的に接続されていてもよい。また、以下の説明において、θはマルチステアリングレバー６の傾倒角を示し、θ１とθ２の関係は、θ１＜θ２とする。

図４に示すように、マルチステアリングレバー６がニュートラル領域（θ＜θ１）にある場合は、旋回用ＨＳＴ１７がニュートラル、サイドクラッチ機構３３が左右共入り、旋回クラッチ機構４１Ｌ，４１Ｒが左右共切りとなっている。この状態では、第二伝動軸Ｓ２の回転が、サイドクラッチ機構３３を介して左右のドライブ軸１３Ｌ，１３Ｒに伝達され、機体が直進する。

そして、マルチステアリングレバー６が左右何れかのサイドクラッチターン領域（θ１≦θ＜θ２）に傾倒操作された場合は、当該レバー６の倒し操作側のサイドギヤ３４Ｌ，３４Ｒとセンタギヤ３０の爪部との歯合が解除される。この状態では、マルチステアリングレバー６の倒し操作側のドライブ軸１３Ｌ，１３Ｒに対する動力の伝達が断たれ、機体が当該レバー６の倒し操作側に旋回するサイドクラッチターンがなされる。

また、マルチステアリングレバー６が上述したサイドクラッチターン領域を超える領域（θ≧θ２）まで傾倒操作された場合は、当該レバー６の倒し操作側のサイドギヤ３４Ｌ，３４Ｒとセンタギヤ３０の爪部との歯合が解除されると共に、マルチステアリングレバー６の倒し操作側の旋回クラッチ機構４１Ｌ，４１Ｒを入り状態とし、更に旋回用ＨＳＴ１７の出力回転を当該レバー６の傾倒角に比例させる。この状態では、旋回用ＨＳＴ１７から出力される旋回用動力が、遊星減速機構４２により直進用動力と合成されると共に、この合成動力が、マルチステアリングレバー６の倒し操作側の旋回クラッチ機構４１Ｌ，４１Ｒ、旋回軸３５Ｌ，３５Ｒ、サイドギヤ３４Ｌ，３４Ｒ等を介して、当該レバー６の倒し操作側（旋回内側）のドライブ軸１３Ｌ，１３Ｒに伝達されるようになっており、旋回用ＨＳＴ１７の出力回転に応じて、様々な旋回パターンを現出させることができる。

即ち、旋回用ＨＳＴ１７が中立の状態では、遊星減速機構４２のリングギヤ４４が停止ロックされるので、遊星減速機構４２のキャリア４６は、直進用動力と同方向で、且つ直進用動力と比べてあまり減速されない動力を出力するが、旋回用ＨＳＴ１７が旋回用動力を出力すると、遊星減速機構４２のリングギヤ４４がサンギヤ４３と逆方向に回転するため、キャリア４６からの出力回転が減速される。これによって旋回内側のドライブ軸１３Ｌ，１３Ｒが減速されて機体が旋回する減速ターンがなされる。

また、旋回用ＨＳＴ１７の出力回転を上げると、プラネタリギヤ４５の公転が停止する状態が出現する。この状態では、キャリア４６からの出力回転が停止するため、旋回内側のドライブ軸１３Ｌ，１３Ｒが停止した状態で機体が旋回するピボットターンがなされる。

そして、旋回用ＨＳＴ１７の出力回転を更に上げると、プラネタリギヤ４５の公転方向が逆転するため、キャリア４６からの出力回転が逆転する。これにより、旋回内側のドライブ軸１３Ｌ，１３Ｒが逆転した状態で機体が旋回するスピンターンがなされる。

尚、遊星減速機構４２に入力される直進用動力は、走行副変速機構２４を経由しているので、旋回用ＨＳＴ１７の変速に伴う左右のドライブ軸１３Ｌ，１３Ｒの回転比の変化は、当該走行副変速機構２４の変速ポジション毎に相違する。そして、図４に示すように、旋回用ＨＳＴ１７の変速に伴う旋回側のドライブ軸１３Ｌ，１３Ｒの回転比変化率を、走行副変速機構２４がＬ速（低速）の時は最も大きく、Ｈ速（高速）の時は最も小さくなるように設定することによって、高速走行時における急旋回を規制できるようにしてある。

また、走行副変速機構２４を介して第三伝動軸Ｓ３のサンギヤ４３に伝達される直進用動力は、当該走行副変速機構２４（第二伝動軸Ｓ２）の下流側のギヤ６１から、このギヤ６１に歯合する第三伝動軸Ｓ３のギヤ６２を介してなされると共に、走行副変速機構２４がＨ速のときは、ピボットターンやスピンターンに移行しないようにトランスミッション１４の伝動比を設定することによって、高速走行時にピボットターンやスピンターンを行って、機体の安定性が低下したり、エンジンＥに高負荷が作用するといった不具合が起こることを回避できるようになる。

尚、本実施形態のトランスミッション１４によれば、後進時であっても、マルチステアリングレバー６の傾倒方向に機体を旋回させることができるだけでなく、前進時と同様に様々な旋回パターンを現出させることができる。これは、旋回用ＨＳＴポンプ１７ｂを走行用ＨＳＴモータ１６ａの出力回転で駆動させ、直進用動力及び旋回用動力を同調させているからである。

コンバインの側面図。 トランスミッションの平面展開伝動図。 トランスミッションの側面伝動図。 トランスミッションの動作パターンを示す説明図。

符号の説明

２ クローラ走行装置
１４ トランスミッション
１６ 走行用ＨＳＴ
１６ｂ 油圧モータ（走行用ＨＳＴ）
１７ 旋回用ＨＳＴ
１７ａ 油圧ポンプ（旋回用ＨＳＴ）
Ｓａ 走行用ＨＳＴの入力軸
Ｓｂ 走行用ＨＳＴの出力軸
Ｓｃ 走行用ＨＳＴの入力軸
Ｓｄ 走行用ＨＳＴの出力軸

Claims (2)

1. 走行用の動力を変速する走行用ＨＳＴ（１６）と、旋回用の動力を変速する旋回用ＨＳＴ（１７）とを備え、直進走行時には、走行用ＨＳＴ（１６）の出力回転を左右のクローラ走行装置（２）に伝達し、旋回走行時には、走行用ＨＳＴ（１６）及び旋回用ＨＳＴ（１７）の出力回転を合成して旋回内側のクローラ走行装置（２）に伝達するコンバインのトランスミッションにおいて、前記走行用ＨＳＴ（１６）と旋回用ＨＳＴ（１７）を、各々油圧ポンプと油圧モータとを一体に形成した一体型とし、平面視におけるトランスミッション（１４）の右側に走行用ＨＳＴ（１６）を、左側に旋回用ＨＳＴ（１７）を分けて配置すると共に、走行用ＨＳＴ（１６）の油圧モータ（１６ｂ）の出力回転を旋回用ＨＳＴ（１７）の油圧ポンプ（１７ａ）に伝達するように構成したことを特徴とするコンバインのトランスミッション。
2. 走行用ＨＳＴ（１６）の入出力軸（Ｓａ，Ｓｂ）を上下に配置すると共に、旋回用ＨＳＴ（１７）の入出力軸（Ｓｃ，Ｓｄ）を前後に配置した請求項１に記載のコンバインのトランスミッション。

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