JP2021000878A - 作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】構成の簡素化を図ることが可能になるとともに、作動油を良好な状態で補給することが可能となる作業機が要望されていた。【解決手段】駆動対象装置に向けて動力を出力する静油圧式の作業用無段変速装置２９と、作業用無段変速装置２９のチャージポート４４にチャージ用油路４５を介して作動油を補給する走行用無段変速装置２２とが備えられ、走行用無段変速装置２２のドレンポート４３が底部に備えられ、チャージ用油路４５が、ドレンポート４３よりも下側に位置する状態で備えられ、チャージポート４４が、ドレンポート４３に対して、それよりも下側あるいはそれと同等の上下位置に位置する状態で備えられている。【選択図】図４

Description

本発明は、静油圧式の無段変速装置を備えている作業機に関する。

従来の作業機では、無段変速装置に作動油を補給するチャージポンプ（補給専用の油圧ポンプ）が備えられ、チャージポンプからチャージ回路を介して無段変速装置に作動油を補給するように構成されていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−１４１２４９号公報

この種の作動機では、上記したような静油圧式の無段変速装置以外にも、種々の油圧機器を備える場合があり、それらの油圧機器に作動油を供給するための油圧ポンプや油圧回路が必要となる。しかし、上記従来構成によれば、静油圧式の無段変速装置に作動油を補給する専用の油圧ポンプ及びチャージ回路を備える必要があり、必要な油圧ポンプの個数が多くなるなど、コスト高を招く不利があった。

このような不利を解消するために、静油圧式の無段変速装置とは異なる他の油圧機器に使用され且つ貯留部にて貯留されている作動油を利用して、静油圧式の無段変速装置に作動油を補給する構成とすることが考えられる。そして、そのように作動油を有効利用する場合、貯留部からの作動油の取り出し位置は通常、低い位置にあることが多く、取り出し位置よりも高い位置を経由して静油圧式の無段変速装置に作動油を補給することがある。

しかし、このような構成では、作動油が取り出し位置よりも高い位置を通過すると、作動油に気泡が混入するおそれがある。特に、作動油の温度が上昇している場合には、気泡が混入し易いものとなっていた。このような気泡が混入した状態であれば、静油圧式無段変速装置が回転ムラを起こして動作が不安定になる等の不利な面がある。

そこで、構成の簡素化を図ることが可能になるとともに、作動油を良好な状態で補給することが可能となる作業機が要望されていた。

本発明に係る作業機の特徴構成は、駆動対象装置に向けて動力を出力する静油圧式の無段変速装置と、前記無段変速装置のチャージポートにチャージ用油路を介して作動油を補給する作動油貯留部とが備えられ、前記作動油貯留部の給油ポートが前記作動油貯留部の底部に備えられ、前記チャージ用油路が、前記給油ポートよりも下側に位置する状態で備えられ、
前記チャージポートが、前記給油ポートに対して、それよりも下側あるいはそれと同等の上下位置に位置する状態で備えられている点にある。

本発明によれば、作動油貯留部として、例えば、静油圧式の無段変速装置とは異なる他の油圧機器に使用された作動油を貯留するものを使用することで、専用のチャージ用油圧ポンプを用いることなく、無段変速装置のチャージポートに作動油を補給することができる。つまり、無段変速装置に対する専用のチャージ用油圧ポンプが不要であり、構成を簡素化できる。そして、チャージ用油路は、給油ポートやチャージポートよりも下側に位置するので、チャージ用油路内を供給される作動油は、途中で貯留部の油面よりも高い位置を通過することがなく、作動油に気泡が混入するおそれが少ない。

従って、構成の簡素化を図ることが可能になるとともに、作動油を良好な状態で補給することが可能となる作業機を提供できるに至った。

本発明においては、走行装置によって自走可能な走行機体と、前記走行機体の走行に伴って農用資材を圃場に供給する前記駆動対象装置としての作業装置とが備えられ、前記無段変速装置として、前記作業装置に向けて動力を出力する静油圧式の作業用無段変速装置が備えられ、前記作動油貯留部として、前記走行装置に向けて動力を出力する静油圧式の走行用無段変速装置が備えられ、前記チャージ用油路が、前記給油ポートとしての前記走行用無段変速装置のドレンポートと前記作業用無段変速装置のチャージポートとにわたって接続されていると好適である。

本構成によれば、走行用無段変速装置から排出される排油が走行用無段変速装置の排油圧により、走行用無段変速装置のドレンポートから作業用無段変速装置のチャージポートに作動油として補給される。その結果、作業用無段変速装置のための補給専用の油圧ポンプを設ける必要がない。

従って、複数の静油圧式の無段変速装置を備えるものでありながら、構成の簡素化を図ることが可能となる。

本発明においては、前記走行用無段変速装置の変速動力を前記走行装置に伝達する伝動機構が車軸ケースに内装される状態で備えられ、前記作業用無段変速装置のドレンポートが前記車軸ケースの一端部に接続され、前記作業用無段変速装置のチャージポートが前記車軸ケースの他端部に接続されていると好適である。

本構成によれば、大型の車軸ケースを有効に利用して、作業用無段変速装置から排出される排油を冷却することができる。

本発明においては、動力源からの動力が前記走行用無段変速装置にて変速され、前記走行用無段変速装置の変速動力が走行用動力と作業用動力とに分岐され、分岐された走行用動力が前記走行装置に伝達され、分岐された作業用動力が前記作業用無段変速装置を介して前記作業装置に伝達されると好適である。

本構成によれば、走行用無段変速装置を変速操作して走行速度を変更しても、作業用無段変速装置を変速操作することにより、走行速度と無関係に作業装置の駆動速度が変化するので、走行速度と無関係に作業装置の作業状況を変更できる。

本発明においては、前記作業装置は、農用資材としての苗を圃場に供給する苗植付装置であると好適である。

本構成によれば、走行速度と無関係に苗の植付状況を変更して苗植え付け作業を行うことが可能となる。

本発明においては、前記作業装置は、農用資材としての種を圃場に供給する播種装置であると好適である。

本構成によれば、走行速度と無関係に種の供給状況を変更して播種作業を行うことが可能となる。

乗用型田植機の全体側面図である。 動力伝達装置を示すブロック図である。 油圧回路図である。 チャージ用油路の接続状態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を作業機の一例としての乗用型田植機に適用した場合について、図面に基づいて説明する。

〔乗用型田植機の全体の構成について〕
以下の説明では、乗用型田植機の走行機体１に関し、図１に示される矢印Ｆの方向を「機体前方」、矢印Ｂの方向を「機体後方」、図４に示される矢印Ｕの方向を「機体上方」、矢印Ｄの方向を「機体下方」とする。

図１，２に示されるように、乗用型田植機は、走行装置としての右及び左の前車輪２が操向可能かつ駆動可能に装備され、走行装置としての右及び左の後車輪３が駆動可能に装備された走行機体１を備えている。走行機体１の前部に、動力原としてのエンジン４を有する原動部５が形成されている。走行機体１の後部に、運転座席６、及び、前車輪２を操向操作するステアリングハンドル７を備える搭乗型の運転部８が形成されている。ステアリングハンドル７による前車輪２の操向操作は、油圧駆動式のパワーステアリング装置９（図３参照）を介して行われる。

走行機体１の前部の左右両横側に支柱１０によって支持される予備苗載台１１が備えられている。左右の支柱１０に亘って衛星航法用のアンテナユニット１２が支持されている。走行機体１の後部に施肥装置１３が設けられている。施肥装置１３は、苗植付け作業に伴って植付苗の近くに肥料を供給する。

走行機体１の後部にリンク機構１４を介して作業装置としての苗植付装置１５（駆動対象装置の一例）が連結されている。苗植付装置１５は、リンク機構１４の走行機体1に対する上下揺動作動によって下降作業状態と上昇非作業状態とに亘って昇降操作される。リンク機構１４の走行機体１に対する揺動操作は、油圧式の昇降シリンダ１６の伸縮作動によって行われる。

苗植付装置１５は、図１に示されるように、走行機体１の横幅方向に間隔を開けて並ぶ複数の植付駆動ケース１７が備えられ、植付駆動ケース１７のそれぞれの後部の両横側に苗植付機構１８が設けられている。

苗植付装置１５の前部の上方に苗載せ台１９が設けられている。苗載せ台１９に、複数の苗植付機構１８のそれぞれに１つずつ対応させて設けられた複数の苗載置部が形成されている。すなわち、複数の苗植付機構１８に供給する苗を苗載せ台１９に機体横幅方向に並べて載置して貯留しておくようになっている。

苗植付装置１５が下降作業状態に下降されると共に駆動状態に操作されると、フィードケース２０（図１参照）にエンジン４から動力が伝達され、フィードケース２０から複数の植付駆動ケース１７を介して苗植付機構１８が駆動されて、苗載せ台１９の下端側と田面との間で苗植付けのための回転運動を行い、苗載せ台１９の苗から植付用苗を取り出し、取り出した植付用苗を下降搬送して田面に植え付ける。

各苗植付機構１８のそれぞれによる１条分の苗植付けは、一対の植付爪１８ａの交互の苗植付けによって、機体進行方向に所定の植付け間隔（株間Ｋ）（図２参照）をあけた状態で行われる。

〔動力伝達の構成について〕
図１に示されるように、エンジン４の後方にミッションケース２１が設けられている。
図２に示すように、ミッションケース２１の近傍に位置する状態で、走行用無段変速装置としての静油圧式の第１無段変速装置２２（作動油貯留部）が備えられている。図３に示すように、エンジン４の出力軸と第１無段変速装置２２の入力軸２２ａとが動力伝達ベルト２３によって連動連結されている。第１無段変速装置２２の入力軸２２ａは、第１無段変速装置２２を構成する油圧ポンプ２４に備えられたポンプ軸である。

周知の構成であるから詳述はしないが、第１無段変速装置２２は、ハウジング２５に収納される状態で、アーキシャルプランジャ型の油圧ポンプ２４と油圧モータ２６とが備えられている。そして、油圧ポンプ２４の斜板角が変更されることにより、油圧モータ２６の出力速度が、中立の変速状態、前進側の変速状態、及び、後進側の変速状態に変速される。前進側の変速状態、及び、後進側の変速状態では、無段階に増減速させることができる。

ミッションケース２１の内部に、第１無段変速装置２２によって変速された変速動力を走行用動力と作業用動力とに分岐する分岐部２７と、分岐部２７にて分岐された走行用動力を変速可能なギア式の副変速装置２８とが備えられている。副変速装置２８にて変速された走行用動力は、図示しない前輪用伝動機構を介して前車輪２に伝動され、図示しない後輪用伝動機構を介して後車輪３に伝動される。従って、第１無段変速装置２２によって走行機体１の走行速度を変速することができる。尚、前輪用伝動機構は前車軸ケースの内部に備えられ、後輪用伝動機構は後車軸ケース４８（図３参照）の内部に備えられている。

図２，３に示すように、第１無段変速装置２２とは別に、作業用無段変速装置としての静油圧式の第２無段変速装置２９が備えられている。第２無段変速装置２９は、第１無段変速装置２２と同様に、ハウジング３０に収納される状態で、アーキシャルプランジャ型の油圧ポンプ３１と油圧モータ３２とが備えられている。そして、油圧ポンプ３１の斜板角が変更されることにより、油圧モータ３２の出力速度が、中立の変速状態、前進側の変速状態、及び、後進側の変速状態に変速される。前進側の変速状態、及び、後進側の変速状態では、無段階に増減速させることができる。

分岐部２７にて分岐された作業用動力は、第２無段変速装置２９の入力軸２９ａに伝達される。第２無段変速装置２９の入力軸２９ａは、第２無段変速装置２９を構成する油圧ポンプ３１に備えられたポンプ軸である。第２無段変速装置２９によって変速された変速動力が、減速機構３３、作業部変速装置３４、作業部クラッチ３５を介して、苗植付装置１５の苗植付機構１８などに向けて出力される。従って、第２無段変速装置２９によって、機体走行速度に対して苗植付機構１８による植付け作動速度を変更して、植付け間隔（株間Ｋ）を変更調節することが可能となる。

第２無段変速装置２９を電動モータや油圧シリンダ等のアクチュエータを用いて自動的に変速制御可能な構成として、次のような自動制御を行うことが可能である。つまり、走行機体に後車輪３のスリップ率を求める構成を備えて、そのスリップ率の計測結果に応じて、第２無段変速装置２９を変速制御して、苗の植え付け間隔が一定に保つようにしたり、あるいは、状況に応じて苗の植え付け間隔を変更させる等、所望の苗植付け状態を得られるようにすることができる。

〔第１無段変速装置及び第２無段変速装置に給油する構成について〕
図３に示すように、ミッションケース２１と、第１無段変速装置２２のチャージポート４２とが給油回路３６を介して接続されている。ミッションケース２１に貯留されている潤滑油が給油回路３６によって第１無段変速装置２２に作動油として供給される。

具体的には、給油回路３６は、ミッションケース２１から油圧ポンプ３７に至る吸引油路３６ａ、油圧ポンプ３７の吐出部からパワーステアリング装置９に至る第１給油路３６ｂ、パワーステアリング装置９の排出部から昇降シリンダ１６の油圧制御ユニット３８に至る第２給油路３６ｃ、油圧制御ユニット３８から第１無段変速装置２２のチャージポートに至る第３給油路３６ｄを備えている。

給油回路３６においては、ミッションケース２１の潤滑油が油圧ポンプ３７によって取り出される。取り出された潤滑油が油圧ポンプ３７によって第１給油路３６ｂを介してパワーステアリング装置９に供給され、パワーステアリング装置９から第２給油路３６ｃ、油圧制御ユニット３８、及び、第３給油路３６ｄを介して、第１無段変速装置２２に作動油として供給される。

油圧ポンプ３７は、サーボモータ３９によって回転駆動される。サーボモータ３９は、制御装置４０によって運転制御される。制御装置４０は、予め設定されている動作条件に従って油圧ポンプ３７を回転駆動する。第３給油路３６ｄに圧力センサ４１が備えられ、圧力センサ４１の検出結果が制御装置４０に入力されている。

エンジン４が回転して第１無段変速装置２２が作動しているときに、ステアリングハンドル７の操作、あるいは、昇降シリンダ１６による昇降操作が行われたな場合に、パワーステアリング装置９や昇降シリンダ１６にて消費される作動油の量が多くなると、第１無段変速装置２２に補給する作動油が不足することがある。その場合、第３給油路３６ｄの内部圧力が低下して第１無段変速装置２２のチャージポート４２に充分な作動油が補給されないおそれがある。

そこで、圧力センサ４１により第３給油路３６ｄの内部圧力が計測され、その計測結果が制御装置４０に入力される。制御装置４０は、圧力センサ４１の検出値に基づいて、チャージポート４２に充分な作動油が補給されるようにサーボモータ３９の回転速度を変更調節する。

第１無段変速装置２２のドレンポート４３と第２無段変速装置２９のチャージポート４４とにわたってチャージ用油路４５が接続されている。
前車輪２及び後車輪３が第１無段変速装置２２の駆動対象であり、苗植付装置１５が第２無段変速装置２９の駆動対象であるから、第２無段変速装置２９に掛かる駆動負荷よりも第１無段変速装置２２に掛かる駆動負荷の方が大きい。そこで、第１無段変速装置２２の設定チャージ圧は、第２無段変速装置２９の設定チャージ圧よりも高圧に設定される。第１無段変速装置２２から排出される排油がチャージ用油路４５によって第１無段変速装置２２の排出圧を搬送力にして第２無段変速装置２９に補給される。

図４に示すように、ドレンポート４３が第１無段変速装置２２のハウジング２５の底部に備えられ、チャージ用油路４５が、第１無段変速装置２２のドレンポート４３の上下位置Ｗよりも下側に位置する状態で備えられている。又、第２無段変速装置２９のチャージポート４４が、ドレンポート４３の上下位置Ｗに対して、それよりも下側あるいはそれと同等の上下位置に位置する状態で備えられている。

このように構成することで、チャージ用油路４５を通って第２無段変速装置２９のチャージポート４４に供給される途中で作動油に気泡が混入するおそれが少なくなり、第２無段変速装置２９の作動が不安定になることを回避させることができる。

図３に示すように、第２無段変速装置２９のドレンポート４６が第１ドレン用油路４７を介して後車軸ケース４８の一端部に接続されている。また、第２無段変速装置２９のチャージポート４４が第２ドレン油路４９を介して後車軸ケース４８の他端部に接続されている。従って、第２無段変速装置２９からの排油が後車軸ケース４８の内部を通って長い流通経路を通過して冷却されつつミッションケース２１の内部に戻るように構成されている。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、エンジン４からの動力が第１無段変速装置２２にて変速され、第１無段変速装置２２の変速動力が走行用動力と作業用動力とに分岐され、分岐された走行用動力が走行装置２，３に伝達され、分岐された作業用動力が第２無段変速装置２９を介して苗植付装置１５に伝達される構成としたが、この構成に代えて、エンジン４の動力が第１無段変速装置２２にて変速されて走行装置２，３に伝達され、エンジン４の動力が第２無段変速装置２９にて変速されて苗植付装置１５に伝達される構成としてもよい。

（２）上記実施形態では、第２無段変速装置２９のドレンポート４６が後車軸ケース４８の一端部に接続され、第２無段変速装置２９のチャージポート４４が後車軸ケース４８の他端部に接続される構成としたが、この構成に代えて、後車軸ケースを介することなく、第２無段変速装置のドレンポートをミッションケースに接続する構成としてもよい。

（３）上記実施形態では、作動油貯留部として第１無段変速装置２２が備えられる構成としたが、この構成に代えて、作動油貯留部として、静油圧式の無段変速装置ではなく、パワーステアリング装置９や昇降シリンダ１６等の異なる油圧機器にて使用された作動油を排出させる装置を用いることができる。

（４）上記実施形態では、作業装置が苗植付装置であるものを示したが、作業装置としては、これに限らず、農用資材として種籾を供給する播種装置、農用資材として薬剤を供給する薬剤散布装置等、異なる種類の作業装置であってもよい。

本発明は、静油圧式の無段変速装置を備えている作業機に適用できる。

１ 走行機体
２，３ 走行装置
１５ 作業装置
２２ 第１無段変速装置（走行用無段変速装置）
２９ 第２無段変速装置（作業用無段変速装置）
４３ ドレンポート（給油ポート）
４４ チャージポート
４５ チャージ用油路
４６ ドレンポート
４８ 車軸ケース

Claims (6)

1. 駆動対象装置に向けて動力を出力する静油圧式の無段変速装置と、前記無段変速装置のチャージポートにチャージ用油路を介して作動油を補給する作動油貯留部とが備えられ、
   前記作動油貯留部の給油ポートが前記作動油貯留部の底部に備えられ、
   前記チャージ用油路が、前記給油ポートよりも下側に位置する状態で備えられ、
   前記チャージポートが、前記給油ポートに対して、それよりも下側あるいはそれと同等の上下位置に位置する状態で備えられている作業機。
2. 走行装置によって自走可能な走行機体と、前記走行機体の走行に伴って農用資材を圃場に供給する前記駆動対象装置としての作業装置とが備えられ、
   前記無段変速装置として、前記作業装置に向けて動力を出力する静油圧式の作業用無段変速装置が備えられ、
   前記作動油貯留部として、前記走行装置に向けて動力を出力する静油圧式の走行用無段変速装置が備えられ、
   前記チャージ用油路が、前記給油ポートとしての前記走行用無段変速装置のドレンポートと前記作業用無段変速装置のチャージポートとにわたって接続されている請求項１に記載の作業機。
3. 前記走行用無段変速装置の変速動力を前記走行装置に伝達する伝動機構が車軸ケースに内装される状態で備えられ、
   前記作業用無段変速装置のドレンポートが前記車軸ケースの一端部に接続され、前記作業用無段変速装置のチャージポートが前記車軸ケースの他端部に接続されている請求項２に記載の作業機。
4. 動力源からの動力が前記走行用無段変速装置にて変速され、
   前記走行用無段変速装置の変速動力が走行用動力と作業用動力とに分岐され、
   分岐された走行用動力が前記走行装置に伝達され、
   分岐された作業用動力が前記作業用無段変速装置を介して前記作業装置に伝達される請求項２又は３に記載の作業機。
5. 前記作業装置は、農用資材としての苗を圃場に供給する苗植付装置である請求項２から４のいずれか１項に記載の作業機。
6. 前記作業装置は、農用資材としての種を圃場に供給する播種装置である請求項２から４のいずれか１項に記載の作業機。

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