JP2009264521A

JP2009264521A - 作業車両の走行速度変速装置

Info

Publication number: JP2009264521A
Application number: JP2008116489A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Fujita; 靖藤田; Yoshitaka Ueji; 嘉隆上路
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2008-04-26
Filing date: 2008-04-26
Publication date: 2009-11-12

Abstract

【課題】走行しながらの変速操作が容易で迅速に行え、変速操作のための複雑なリンク機構を省略して保守点検のメンテナンスを容易に行えるものとする。
【解決手段】走行装置（９）への動力伝動系に設ける高・低二段の可変油圧モータ（７）と無段変速可能な可変油圧ポンプ（５）とを、電気信号で作動するアクチュエータ（４，６）でそれぞれ変速操作可能に構成し、操縦席の近傍に設けた第１変速レバー（２）の低速から高速に向けての操作で、前記可変油圧ポンプ（５）の変速による最大変速域設定を低速から高速に切換え続いて可変油圧モータ（７）を低速から高速に切換えるようにアクチュエータ（４，６）を制御すると共に、第１変速レバー（２）とは別の第２変速レバー（１）で可変油圧ポンプ（５）を前記第１変速レバー（２）で設定した最大変速域設定内で無段に変速すべくアクチュエータ（４，６）を制御する。
【選択図】図３

Description

この発明は、油圧変速モータと油圧変速ポンプを備えたトランスミッションを走行装置の動力伝動系に設けたコンバインやトラクタ等の作業車両の走行速度変速装置に関するものである。

コンバインやトラクタ及びブルドーザ等の作業車両においては、エンジンから走行装置への走行駆動力伝動経路に油圧無段変速装置を組み込み、無段で変速出来るようにした構成がある。

例えば、特開２００３−２０２０６７号公報には、油圧吐出量を変更する可変油圧ポンプとこの可変油圧ポンプの吐出油圧をうけて回転数を二段に変速して出力する可変油圧モータを設け、第１変速レバーの操作で可変油圧ポンプの吐出量を任意に変更し変速ボタンの操作で可変油圧モータを二段に変速する走行速度変速装置が設けられている。また、特開２００６−２５６５５５号公報には、可変容積型の第一油圧ポンプと可変容積型の第一油圧モータと固定容量型の第二油圧モータを油圧閉回路で連結した走行用ＨＳＴ式変速装置の構成で、第一油圧ポンプを変速操作する主変速レバーとその主変速レバーのグリップ部に設けた第一油圧モータを変速する副変速スイッチで走行速度を変速する作業機の変速装置が記載されている。
特開２００３−２０２０６７号公報特開２００６−２５６５５５号公報

前記の如く、従来の作業車両においては、所望の走行速度で走行するためには、第１変速レバーと副変速レバー或いは主変速レバーと副変速スイッチなどの複数の変速操作具を共に操作しなければならない。

そこで、本発明では、エンジンから走行装置への動力伝動系に可変油圧ポンプと可変油圧モータを設けた作業車両に置いて、単一の変速操作具を操作して可変油圧ポンプと可変油圧モータの変速域を設定し、その後別の変速操作具のみを操作する単純な変速操作で走行速度を変速出来るようにして、変速操作を単純化すると共に変速機構のメンテナンスを容易にすることを課題とする。

この発明は、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。
即ち、走行装置（９）への動力伝動系に設ける高・低二段の可変油圧モータ（７）と無段変速可能な可変油圧ポンプ（５）とを、電気信号で作動するアクチュエータ（４，６）でそれぞれ変速操作可能に構成し、操縦席の近傍に設けた第１変速レバー（２）の低速から高速に向けての操作で、前記可変油圧ポンプ（５）の変速による最大変速域設定を低速から高速に切換え続いて可変油圧モータ（７）を低速から高速に切換えるようにアクチュエータ（４，６）を制御すると共に、第１変速レバー（２）とは別の第２変速レバー（１）で可変油圧ポンプ（５）を前記第１変速レバー（２）で設定した最大変速域設定内で無段に変速すべくアクチュエータ（４，６）を制御する構成としたことを特徴とする作業車両の走行速度変速装置とした。

この構成で、操縦席に座るオペレータが第１変速レバー２を操作することで、可変油圧ポンプ５と可変油圧モータ７による最大変速域を変更して第２変速レバー１で無段に変速して所望の速度で走行出来る。

前記の発明によると、第１変速レバー２を操作することで機体を走行させたままで可変油圧ポンプ５と可変油圧モータ７による最大変速域設定を行え、第２変速レバー１で走行速度を無段に変更出来るので、走行しながらの変速操作が容易で迅速に行え、第１変速レバー２と第２変速レバー１の動きが電気信号で可変油圧ポンプ５と可変油圧モータ７のアクチュエータ４，６に伝えられるので、複雑なリンク機構が無くなって保守点検のメンテナンスが容易になる。

次に、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
本明細書では、左側及び右側とはコンバインが前進する方向に向いたときの方向を言う。

図１と図２に示すように、コンバインの車体１０の下部側に土壌面を走行する左右一対の走行クローラ１１を有するクローラ走行装置９を配設し、車体１０の前端側に分草杆１２を備えた刈取部１３が設けられている。刈取部１３の後方には操縦席１４を備えた操縦部１６があり、また車体１０の上方には刈取部１３から搬送されてくる穀桿を引き継いで搬送して脱穀・選別する脱穀装置（図示せず）が操縦部１６の左後方に設けられ、該脱穀装置で脱穀選別された穀粒を一時貯溜するグレンタンク１７が脱穀装置の右側に配置されている。グレンタンク１７の後部にオーガ１８を起伏可能に連接して、グレンタンク１７内の穀粒をコンバインの外部に排出する構成としている。

図３は、操縦席１４を左側から見た側面図で、前側に第１変速レバー２を前後に回動するようサイドパネル３に枢支軸２０で支持し、この第１変速レバー２の基部に固着したカム２１の複数凹部にローラ２２を弾発係合し、第１変速レバー２を低作業速Ａ、中立Ｂ、標準作業速Ｃ、走行速Ｄの四段階に保持するようにしている。また、第１変速レバー２の取付基部には各段階への切換を検出するＨＳＴポテンショメータ２３を設けている。

第１変速レバー２の低作業速Ａ、中立Ｂ、標準作業速Ｃの切り換えは、可変油圧モータ７を低速にしたままで可変油圧ポンプ５側を低吐出と停止と高吐出に切換える。第１変速レバー２が中立では可変油圧ポンプ５から可変油圧モータ７にオイルが送られないので、走行が停止される。なお、低作業速Ａと標準作業速Ｃすなわち低吐出と高吐出の程度を別の調整具で調整して最大変速域を変更可能にしても良い。また、第１変速レバー２の標準作業速Ｃ位置の係止位置を変更出来るようにして、標準作業速Ｃの最大変速域を変更するようにしても良い。

そして、図４に示す如く、第１変速レバー２が低作業速Ａでは後述する第２変速レバー１を増速して行くと、ゆっくりした増速率Ｓａで目的速度に達し、標準作業速Ｃでは中程度の増速率Ｓｃで目的速度に達する。

第１変速レバー２の標準作業速Ｃから走行速Ｄへの切り換えは、可変油圧ポンプ５側を高吐出にしたままで可変油圧モータ７を低吐出から高吐出に切換える。そのため、走行速Ｄでは後述する第２変速レバー１を増速して行くと、図５の増速率Ｓｄに示す如く、速い増速率で目的速度に達する。

上記コンバインはオペレータが操縦席１４に着座して左側のサイドパネル３に立設する第２変速レバー１と第１変速レバー２を前記の如く操作し、エンジン４０の動力をミッションケース４１に付設の走行用ＨＳＴ４２（可変油圧ポンプ５と可変油圧モータ７で構成）で変速し、左右の走行クローラ１１，１１に動力を伝動して任意の速度で走行する。

第１変速レバー２の後側に第２変速レバー１をサイドパネル３に枢支軸２４で支持し、基部にこの第２変速レバー１の回動角度を検出する主変速ポテンショメータ２５を設けている。

第２変速レバー１の後側には、刈取・脱穀レバー３０をサイドパネル３に枢支軸３４で支持し、後側のクラッチ切位置から前側のクラッチ入位置に回動するのを基部に固着するカム３１のピン３６で刈取・脱穀ポテンショメータ３３に伝える。

なお、前記第１変速レバー２と刈取・脱穀レバー３０は、連動機構３５で第１変速レバー２を走行速にすると刈取・脱穀レバー３０をクラッチ切にするようにしている。
図５は、エンジン４０からの動力伝動図で、エンジン４０の一方の出力軸３９から走行用ＨＳＴ４２の入力軸４３へベルト伝動によって動力が伝動され、走行用ＨＳＴ４２からミッションケース４１へ伝動され、クローラ走行装置９を駆動する。さらに、出力軸３９から第一脱穀・刈取ケース４５の入力軸４４にベルト伝動で動力が伝動される。

第一脱穀・刈取ケース４５から脱穀装置の扱胴５２等へ伝動する出力軸４６が駆動され、第二脱穀・刈取ケース４７へ伝動される。
第二脱穀・刈取ケース４７からは直接脱穀カウンタ軸４８が駆動され、刈取変速用ＨＳＴ４９を介して刈取駆動軸５０が駆動される。刈取駆動軸５０は刈取入力軸５１へ伝動する。この刈取変速用ＨＳＴ４９は、例えば、走行用ＨＳＴ４２が低速にされて低速で刈取り作業を行う場合に、高速で刈取駆動軸５０を駆動するようにして、倒伏した穀稈の刈取に適した状態に自動で変速するようにする。

エンジン４０の他方の出力軸５３からカウンタケース５４の入力軸５５へ伝動され、入力軸５５から直接コンプレッサー５６が駆動され、カウンタケース５４の出力軸５７からグレンタンク１７の底部に設ける螺旋軸５８を駆動する。

図６は、自動制御の制御信号の流れを説明する制御ブロック図である。
マイクロコンピュータからなるコントローラは、本機コントローラ６０とエンジンコントローラ８９とＨＳＴコントローラ８７である。

まず、本機コントローラ６０に入力するデータは、主変速ポテンショメータ２５からの第２変速レバー１の回動角度信号と、刈取（入）スイッチ６１からのオン信号と、スピン旋回スイッチ６２からのオン・オフ信号と、脱穀（入）スイッチ６３からのオン信号と、湿田スイッチ６４からのオン・オフ信号と、ＨＳＴポテンショメータ２３からの第１変速レバー２の回動角度信号と、車速センサ６６からの走行速度信号と、オーガ排出スイッチ６７からのオン・オフ信号と、ＨＳＴポンプ斜板角センサ６８からの変速信号と、刈取変速スイッチ６９の刈取速度信号と、掻込スイッチ７０からのオン・オフ信号と、駐車ブレーキスイッチ７１のからのオン・オフ信号と、刈取用ＨＳＴ出力回転センサ６５からの回転数と、走行用ＨＳＴ出力回転センサ７２からの回転数と、作業上限速設定ダイヤル７３からの設定速度である。なお、作業上限速設定ダイヤル７３は、前記第１変速レバー２を低作業速或いは標準作業速にした場合の速度を設定するダイヤルで、これらの設定速度は、エンジンコントローラ８９がエンジン回転センサ９２からの回転低下によって判断する過負荷の状態になると、適宜に低下してエンジン停止になるのを防ぐ。また、前記第１変速レバー２で設定する低作業速Ａと標準作業速Ｃは、エンジン４０が過負荷になるとその最大変速域を低下させてエンジン４０が停止しないようにする。

本機コントローラ６０から出力される制御信号は、サイドクラッチ（左）ソレノイド７４への動作信号と、サイドクラッチ（右）ソレノイド７５への動作信号と、ブレーキ（右）比例弁７６への動作信号と、ブレーキ（左）比例弁７７への動作信号と、脱穀クラッチモータ７８への動作信号と、刈取クラッチモータ７９への動作信号と、オーガクラッチモータ８０への動作信号と、ローリング（右）ソレノイド８１への動作信号と、ローリング（左）ソレノイド８２への動作信号と、ピッチングソレノイド８３への動作信号と、ＨＳＴモータ２段変速ソレノイド８４への動作信号と、ドライブユニット８５への増減速信号とである。ドライブユニット８５は刈取用ＨＳＴ変速モータ８６を制御する。

ＨＳＴコントローラ８７は本機コントローラ６０とエンジンコントローラ８９との間で信号の交信が行われ、ＨＳＴポンプ比例弁８８へ可変油圧ポンプ５の斜板を動かす油圧シリンダ４の制御信号が出力され、ＨＳＴモータ比例弁９へ可変油圧モータ７の斜板を動かす油圧シリンダ６の制御信号が出力される。

エンジンコントローラ８９に入力するデータは、水温センサ９０からのエンジン冷却水の温度と、吸気温センサ９１からのエンジン吸気温度と、エンジン回転センサ９２からのエンジン回転数と、クランクポジションセンサ９３からのエンジンクランク軸角度と、アクセル開度センサ９４からのアクセルペダル等の開度と、燃料温度センサ９５からの燃料温度と、コモンレール圧力センサ９６からのコモンレール圧力と、吸気流量センサ９７からのエンジン吸気流量と、燃料流量センサ９８からの燃料流量と、大気圧センサ９９からの大気圧である。

エンジンコントローラ８９から出力される制御信号は、サプライポンプ１００に対する燃料供給量と、インジェクタ１０１に対する燃料噴射タイミングと、本機モニタ１０２に対する水温、エンジン負荷、グロータイミング、オイル圧、エンジン回転数等である。

図７、図８は、上述の構成による車速と第１変速レバー開度との関係を示すグラフである。
図９と図１０は、エンジン４０の側部を示す拡大図で、エンジン４０の側部にラジエータ１０６を設け、このラジエータ１０６の側部を開閉可能なラジエータカバー１０７で覆っている。そして、エンジン４０のオイル供給口のアダプタ１０３にホース１０４を繋ぎ、そのホース１０４の供給口１０５を前記ラジエータ１０６の上側に位置させて、ラジエータカバー１０７を開くとホース１０４の供給口１０５へオイルを供給し易くしている。このホース１０４の供給口１０５の下側にはオイル受１１０を設けて、下側のオイルクーラ１１１にオイルが零れ落ちないようにしている。

また、ホース１０４と並んで、エンジン４０内のオイルパンへ通じるパイプ１０８を設けて、このパイプ１０８にオイルレベルゲージ１０９を差し込んで、給油と同時にエンジンのオイル量をチェック出来るようにしている。

図１１は、走行用ＨＳＴ４２のミッションケース４１への取付部拡大図で、走行用ＨＳＴ４２の入力軸４３を取り付けた入力軸ケース１１２をミッションケース４１に取り付けて、入力プーリ１１３を入力軸４３に取り付けたままで走行用ＨＳＴ４２を取り外せるようにして、この走行用ＨＳＴ４２のミッションケース４１への取り付けや保守・点検等のメンテナンスを容易に出来るようにしている。

本実施例のコンバイン全体左側面図である。本実施例のコンバイン全体正面図である。コンバインの一部の拡大左側面図である。変速レバーによる走行速度の変化状態図である。コンバインの動力伝動線図である。自動制御のブロック図である。車速と第１変速レバー開度との関係を示すグラフである。車速と第１変速レバー開度との関係を示すグラフである。コンバインの一部拡大左側面図である。コンバインの一部拡大正断面図である。コンバインの一部拡大正断面図である。

符号の説明

１主変速レバー
２第１変速レバー
４アクチュエータ（油圧シリンダ）
６アクチュエータ（油圧シリンダ）
５可変油圧ポンプ
７可変油圧モータ
９走行装置

Claims

走行装置（９）への動力伝動系に設ける高・低二段の可変油圧モータ（７）と無段変速可能な可変油圧ポンプ（５）とを、電気信号で作動するアクチュエータ（４，６）でそれぞれ変速操作可能に構成し、操縦席の近傍に設けた第１変速レバー（２）の低速から高速に向けての操作で、前記可変油圧ポンプ（５）の変速による最大変速域設定を低速から高速に切換え続いて可変油圧モータ（７）を低速から高速に切換えるようにアクチュエータ（４，６）を制御すると共に、第１変速レバー（２）とは別の第２変速レバー（１）で可変油圧ポンプ（５）を前記第１変速レバー（２）で設定した最大変速域設定内で無段に変速すべくアクチュエータ（４，６）を制御する構成としたことを特徴とする作業車両の走行速度変速装置。