JP2022012009A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した制動力を回転体に付与できる、作業車両を提供する。【解決手段】左側ＨＳＴ３１Ｌでは、油圧ポンプ４１Ｌと油圧モータ４２Ｌとの間で作動油が循環するように、油圧ポンプ４１Ｌと油圧モータ４２Ｌとが第１油路４３Ｌおよび第２油路４４Ｌで接続されており、その閉回路は、チャージポンプ２１から油圧が供給されるチャージ油路２３に接続されている。右側ＨＳＴ３１Ｒについても、同様である。駐車ブレーキ７１は、ネガティブブレーキであり、走行時に回転する回転体をブレーキばね７２の付勢力により制動し、その制動をブレーキ油路７４から供給される油圧により解除する構成である。ブレーキ油路７４には、チャージ油路２３から油圧が供給される。【選択図】図３

Description

本発明は、作業車両に関する。

コンバインなどの作業車両には、作業車両の停止状態を維持するための駐車ブレーキが設けられている。駐車ブレーキは、手動により作動する。たとえば、駐車ブレーキペダルが設けられ、ロッドやワイヤを介して、駐車ブレーキペダルと駐車ブレーキとが機械的に接続されている。駐車ブレーキペダルが踏み込まれると、その踏力が駐車ブレーキに伝達され、駐車ブレーキで踏力が制動力に変換されて、制動力が走行装置に作用し、作業車両の停止状態が維持される。

特開２０１４－８００４号公報

ところが、従来の駐車ブレーキは、駐車ブレーキペダルに入力される踏力により制動力が変化するので、性能が安定しない。

本発明の目的は、安定した制動力を回転体に付与できる、作業車両を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る作業車両は、チャージ油路に油圧を供給するチャージポンプと、チャージ油路から油圧が供給される閉回路によりポンプとポンプから送出される油によって駆動されるモータとが接続されて、モータの動力を出力する静油圧式無段変速機と、静油圧式無段変速機が出力する動力により回転する回転体をばねの付勢力により制動し、その制動をブレーキ油路から供給される油圧により解除する駐車ブレーキとを含み、ブレーキ油路は、チャージ油路に接続されている。

この構成によれば、静油圧式無段変速機では、ポンプとポンプから送出される油によって駆動されるモータとが閉回路で接続されており、その閉回路は、チャージポンプから油圧が供給されるチャージ油路に接続されている。駐車ブレーキは、ネガティブブレーキであり、静油圧式無段変速機のモータが出力する動力で回転する回転体をばねの付勢力により制動し、その制動をブレーキ油路から供給される油圧により解除する構成である。したがって、駐車ブレーキの作動により、ばねによる安定した制動力を回転体に付与することができる。

しかも、ブレーキ油路には、チャージ油路から油圧が供給される。そのため、駐車ブレーキにネガティブブレーキを採用した構成において、ブレーキ油路に油圧を供給する専用のポンプやオイルタンクなどを設ける必要がないので、構成が簡素で済み、省スペース化および低コスト化が可能である。

また、ポンプの故障などにより油路から油圧がなくなると、駐車ブレーキが作動するので、その故障が坂道で発生しても、作業車両の停止および停止状態の維持を確保できる。

作業車両は、ブレーキ油路に介装されて、通電／非通電の切り替えにより、駐車ブレーキへの油圧の供給を許容する状態と駐車ブレーキへの油圧の供給を阻止する状態とに切り替わる電磁弁をさらに含む構成であってもよい。

この構成では、電磁弁の通電／非通電の切り替えにより、駐車ブレーキの作動／非作動を切り替えることができる。

作業車両は、ブレーキ油路に介装されて、手動により、駐車ブレーキへの油圧の供給を許容する状態と駐車ブレーキへの油圧の供給を阻止する状態とに切り替わる手動弁をさらに含む構成であってもよい。

この構成では、簡素な構成で、駐車ブレーキを手動で作動させることができる。

また、作業車両は、左右に設けられる走行装置をさらに含む構成であって、静油圧式無段変速機は、駆動源からの駆動力を走行装置に伝達する動力伝達経路上に設けられていてもよい。

その場合、静油圧式無段変速機は、左右の前記走行装置のそれぞれに対応して設けられていてもよい。

本発明によれば、駐車ブレーキの作動により、ばねによる安定した制動力を回転体に付与することができる。また、駐車ブレーキの作動を解除する油圧がチャージ油路から供給されるので、専用のポンプやオイルタンクなどを設ける必要がなく、構成が簡素で済み、省スペース化および低コスト化が可能である。

本発明の一実施形態に係るコンバインの右側面図である。 コンバインの駆動伝達ユニットの左側面図である。 駆動伝達ユニットの油圧回路図である。 駆動伝達ユニットの油圧回路図であり、図３とは別の構成を示す。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜コンバインの全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るコンバイン１の右側面図である。

コンバイン１は、圃場を走行しながら穀稈の刈り取りおよび穀稈からの脱穀を行う収穫機の一例である。コンバイン１は、圃場などの不整地を走破する能力を有する走行装置として、左右一対のクローラ２を採用しており、その左右一対のクローラ２に支持される機体３には、キャビン４およびグレンタンク５が設けられている。

キャビン４は、クローラ２の前端部上に配置されている。キャビン４は、その内部に運転者が搭乗する空間を提供し、その空間内には、たとえば、運転者が着座する運転席や操作レバーおよび操作ペダルなどの操作部材が配置されている。キャビン４の右側面には、開閉可能なドア６が設けられており、運転者は、ドア６を開いて、キャビン４内に乗り込むことができる。

グレンタンク５は、クローラ２上でキャビン４の後方に配置されている。

また、コンバイン１の機体３には、刈取装置７および脱穀装置（図示せず）が設けられている。刈取装置７は、クローラ２の前側に配置されており、コンバイン１の前進に伴って、圃場に植立されている穀稈を刈り取る。脱穀装置は、グレンタンク５の左側に配置されており、刈取装置７に刈り取られた穀稈の株元側を脱穀フィードチェーンによって後側に搬送し、穀稈の穂先側を扱室に供給して脱穀する。そして、穀稈から外れた穀粒が脱穀装置からグレンタンク５に搬送されて、グレンタンク５に穀粒が貯留される。グレンタンク５には、アンローダ８が接続されており、グレンタンク５に貯留された穀粒は、アンローダ８により搬出して機外に排出することができる。

＜駆動伝達ユニット＞
図２は、コンバイン１の駆動伝達ユニット１３の左側面図である。図３は、駆動伝達ユニット１３の油圧回路図である。

コンバイン１は、エンジン１１の動力をクローラ２のスプロケット１２に伝達する駆動伝達ユニット１３を備えている。

駆動伝達ユニット１３には、ユニットプーリ１４が設けられている。ユニットプーリ１４には、図３に示されるように、無端状のベルト１５が巻き掛けられている。ベルト１５は、エンジン１１の出力軸１６に固定されたエンジンプーリ１７にも巻き掛けられている。これにより、エンジン１１の動力は、エンジンプーリ１７およびベルト１５を介してユニットプーリ１４に伝達され、ユニットプーリ１４およびユニットプーリ１４を相対回転不能に支持する入力軸１８を回転させる。

入力軸１８の回転は、チャージポンプ２１のポンプ軸２２に伝達される。チャージポンプ２１は、固定容量型の油圧ポンプであり、ポンプ軸２２の回転により、チャージ油路２３にオイルを送出する。

チャージ油路２３には、フィルタ２４が介装されている。チャージポンプ２１からチャージ油路２３に送出されるオイルは、フィルタ２４を通過して濾過された後、駆動伝達ユニット１３の各部に供給される。また、チャージ油路２３には、チャージリリーフバルブ２５が接続されている。チャージリリーフバルブ２５の機能により、チャージ油路２３の油圧が所定のチャージ圧に維持される。

駆動伝達ユニット１３には、左側ＨＳＴ（Hydro Static Transmission：静油圧式変速機）３１Ｌおよび右側ＨＳＴ３１Ｒを備えている。

左側ＨＳＴ３１Ｌは、油圧ポンプ４１Ｌと油圧モータ４２Ｌとの間で作動油が循環するように、油圧ポンプ４１Ｌと油圧モータ４２Ｌとを第１油路４３Ｌおよび第２油路４４Ｌで接続した閉回路の構成を有している。第１油路４３Ｌは、油圧ポンプ４１Ｌの第１ポート４５Ｌと油圧モータ４２Ｌの第１ポート４６Ｌとに接続されている。第２油路４４Ｌは、油圧ポンプ４１Ｌの第２ポート４７Ｌと油圧モータ４２Ｌの第２ポート４８Ｌとに接続されている。

また、第１油路４３Ｌは、第１チェックバルブ５１Ｌを介してチャージ油路２３に接続されている。第２油路４４Ｌは、第２チェックバルブ５２Ｌを介してチャージ油路２３に接続されている。第１油路４３Ｌの油圧がチャージ油路２３の油圧、つまりチャージ圧よりも低くなると、第１チェックバルブ５１Ｌが開成して、チャージ油路２３から第１チェックバルブ５１Ｌを介して第１油路４３Ｌに作動油が供給される。また、第２油路４４Ｌの油圧がチャージ圧よりも低くなると、第２チェックバルブ５２Ｌが開成して、チャージ油路２３から第２チェックバルブ５２Ｌを介して第２油路４４Ｌに作動油が供給される。これにより、第１油路４３Ｌおよび第２油路４４Ｌの油圧がチャージ圧以上に維持される。

油圧ポンプ４１Ｌは、可変容量型の斜板式ピストンポンプであり、シリンダブロック、シリンダブロック内に放射状に配置された複数のピストンおよびピストンが摺動するポンプ斜板などを備えている。油圧ポンプ４１Ｌには、入力軸１８からの動力が伝達され、シリンダブロックは、その動力により回転する。

油圧ポンプ４１Ｌのポンプ斜板の傾斜角度を変更するため、電子制御式のサーボピストン５３Ｌが設けられている。サーボピストン５３Ｌは、前進側の圧力制御弁５４Ｌから油圧が供給される第１圧力室５５Ｌと、後進側の圧力制御弁５６Ｌから油圧が供給される第２圧力室５７Ｌとを有している。また、サーボピストン５３Ｌは、第１圧力室５５Ｌと第２圧力室５７Ｌとの差圧により直動するロッド５８Ｌを有しており、このロッド５８Ｌの直動により、ポンプ斜板の傾斜角度が変更される。

油圧ポンプ４１Ｌの回転軸線（シリンダブロックの回転軸線）に対するポンプ斜板の傾斜角度が大きいほど、油圧ポンプ４１Ｌからの作動油の吐出量が少なくなり、ポンプ斜板の傾斜角度が９０°であるとき、油圧ポンプ４１Ｌからの作動油の吐出が停止する。また、ポンプ斜板の傾斜角度が９０°を超えると（傾きが逆転すると）、傾斜角度が９０°未満のときと油圧ポンプ４１Ｌからの作動油の吐出方向が逆転する。

油圧モータ４２Ｌは、可変容量型の斜板式ピストンモータであり、モータ回転軸６１Ｌ、モータ回転軸６１Ｌと一体に回転するシリンダブロック、シリンダブロック内に放射状に配置された複数のピストンおよびピストンが押しつけられるモータ斜板などを備えている。油圧モータ４２Ｌのモータ回転軸６１Ｌの軸線に対するモータ斜板の傾斜角度が一定である場合、油圧モータ４２Ｌに供給される作動油の量、つまり油圧ポンプ４１Ｌから吐出される作動油の量が多いほど、モータ回転軸６１Ｌの回転数が増加する。

また、油圧モータ４２Ｌに供給される作動油の量が一定である場合、モータ斜板の傾斜角度が大きいほど、モータ回転軸６１Ｌの回転数が低下する。油圧モータ４２Ｌのモータ斜板の傾斜角度を変更するため、副変速ピストン６２Ｌが設けられている。副変速ピストン６２Ｌには、低速切替弁６３および高速切替弁６４が接続されている。低速切替弁６３がオンにされ、高速切替弁６４がオフにされて、低速切替弁６３から副変速ピストン６２Ｌに油圧が供給されることにより、副変速ピストン６２Ｌのロッド６５Ｌが低速位置に位置し、モータ斜板の傾斜角度が相対的に大きくなる。一方、低速切替弁６３がオフにされ、高速切替弁６４がオンにされて、高速切替弁６４から副変速ピストン６２Ｌに油圧が供給されることにより、副変速ピストン６２Ｌのロッド６５Ｌが高速位置に位置し、モータ斜板の傾斜角度が相対的に小さくなる。したがって、低速切替弁６３および高速切替弁６４のオン／オフの切り替えにより、モータ回転軸６１Ｌの回転数が相対的に大きくなる高速段と、モータ回転軸６１Ｌの回転数が相対的に小さくなる低速段との２段に切り替えることができる。

右側ＨＳＴ３１Ｒは、左側ＨＳＴ３１Ｌと同様の構成であるから、右側ＨＳＴ３１Ｒについて、左側ＨＳＴ３１Ｌの各部に相当する部分に、それらの各部に付されている参照符号の末尾「Ｌ」を「Ｒ」に変更した参照符号を付して、その説明を省略する。なお、低速切替弁６３および高速切替弁６４については、左側ＨＳＴ３１Ｌの副変速ピストン６２Ｌと右側ＨＳＴ３１Ｒの副変速ピストン６２Ｒとに共用されている。

左側ＨＳＴ３１Ｌのモータ回転軸６１Ｌの動力（回転）は、ギヤ列を介して、左のクローラ２のスプロケット１２に伝達される。これにより、左のクローラ２が駆動される。また、右側ＨＳＴ３１Ｒのモータ回転軸６１Ｒの動力（回転）は、ギヤ列を介して、右のクローラ２のスプロケット１２に伝達される。これにより、右のクローラ２が駆動される。

＜駐車ブレーキ＞
駆動伝達ユニット１３には、コンバイン１の停止状態を維持するための駐車ブレーキ７１が設けられている。駐車ブレーキ７１は、ネガティブブレーキであり、ブレーキばね７２の付勢力により、コンバイン１の走行時に回転する回転体（たとえば、左側ＨＳＴ３１Ｌのモータ回転軸６１Ｌ）を制動し、ブレーキシリンダ７３に供給される油圧により、その制動を解除する。

ブレーキシリンダ７３に油圧を供給するため、ブレーキシリンダ７３にブレーキ油路７４の一端が接続されている。ブレーキ油路７４の他端は、チャージ油路２３に接続されている。ブレーキ油路７４には、チャージ油路２３側から、電磁弁７５および手動弁７６が介装されている。

電磁弁７５は、ノーマルクローズタイプのソレノイドバルブであり、ソレノイド７７の通電／非通電が切り替えられることにより、チャージ油路２３からブレーキシリンダ７３への油圧の供給を許容する開状態と、その供給を阻止する閉状態とに切り替わる。電磁弁７５の閉状態では、ブレーキ油路７４の油圧が電磁弁７５を介して解放される。

手動弁７６は、キャビン４内に配置された駐車ブレーキペダル７８の操作により、チャージ油路２３からブレーキシリンダ７３への油圧の供給を許容する開状態と、その供給を阻止する閉状態とに切り替わる。駐車ブレーキペダル７８が踏み込まれていないとき、手動弁７６が開状態であり、駐車ブレーキペダル７８が踏み込まれると、手動弁７６が閉状態となる。手動弁７６の閉状態では、ブレーキ油路７４の油圧が手動弁７６を介して解放される。

チャージポンプ２１が駆動され、電磁弁７５が開状態であり、駐車ブレーキペダル７８が踏み込まれていないときには、チャージ油路２３のチャージ圧がブレーキ油路７４を経由してブレーキシリンダ７３に供給されて、駐車ブレーキ７１による回転体の制動が解除される。その状態から、電磁弁７５が閉状態に切り替えられると、ブレーキシリンダ７３への油圧の供給が停止し、ブレーキ油路７４の油圧が電磁弁７５を介して抜けることにより、駐車ブレーキ７１が作動し、駐車ブレーキ７１により回転体が制動される。

また、チャージポンプ２１が駆動され、電磁弁７５が開状態であるときに、駐車ブレーキペダル７８が踏み込まれて、手動弁７６が閉状態になると、ブレーキシリンダ７３への油圧の供給が停止し、ブレーキ油路７４の油圧が手動弁７６を介して抜けることにより、駐車ブレーキ７１が作動し、駐車ブレーキ７１により回転体が制動される。その駐車ブレーキペダル７８の踏み込みが解除されて、手動弁７６が開状態になると、チャージ油路２３のチャージ圧がブレーキ油路７４を経由してブレーキシリンダ７３に供給されて、駐車ブレーキ７１による回転体の制動が解除される。

＜作用効果＞
以上のように、左側ＨＳＴ３１Ｌでは、油圧ポンプ４１Ｌと油圧モータ４２Ｌとの間で作動油が循環するように、油圧ポンプ４１Ｌと油圧モータ４２Ｌとが第１油路４３Ｌおよび第２油路４４Ｌで接続されており、その閉回路（第１油路４３Ｌおよび第２油路４４Ｌ）は、チャージポンプ２１から油圧が供給されるチャージ油路２３に接続されている。右側ＨＳＴ３１Ｒについても、同様である。

駐車ブレーキ７１は、ネガティブブレーキであり、走行時に回転する回転体をブレーキばね７２の付勢力により制動し、その制動をブレーキ油路７４から供給される油圧により解除する構成である。したがって、駐車ブレーキ７１の作動により、ブレーキばね７２による安定した制動力を回転体に付与することができる。

しかも、ブレーキ油路７４には、チャージ油路２３から油圧が供給される。そのため、駐車ブレーキ７１にネガティブブレーキを採用した構成において、ブレーキ油路７４に油圧を供給する専用のポンプやオイルタンクなどを設ける必要がないので、構成が簡素で済み、省スペース化および低コスト化が可能である。

また、ポンプの故障などにより油路から油圧がなくなると、駐車ブレーキ７１が作動するので、その故障が坂道で発生しても、作業車両の停止および停止状態の維持を確保できる。

ブレーキ油路７４には、油圧の供給を許容する状態と油圧の供給を阻止する状態とに切り替わる電磁弁７５が介装されている。そのため、電磁弁７５の通電／非通電の切り替えにより、駐車ブレーキ７１の作動／非作動を切り替えることができる。

また、ブレーキ油路７４には、手動により油圧の供給を許容する状態と油圧の供給を阻止する状態とに切り替わる手動弁７６が介装されている。そのため、駐車ブレーキ７１の作動／非作動を手動で切り替えることができる。

そして、ブレーキ油路７４に電磁弁７５および手動弁７６が介装されていることにより、簡素な構成で、駐車ブレーキ７１を手動および自動の両方で作動させることができる。

＜変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することも可能である。

たとえば、前述の実施形態では、ブレーキ油路７４に電磁弁７５および手動弁７６が介装されているとしたが、図４に示されるように、電磁弁７５が省略されてもよい。

その構成では、チャージポンプ２１が駆動され、駐車ブレーキペダル７８が踏み込まれていないときには、駐車ブレーキ７１が非作動（制動解除）であり、駐車ブレーキペダル７８が踏み込まれると、駐車ブレーキ７１が作動する。また、コンバイン１の停車時に、ユーザが駐車ブレーキペダル７８を踏み忘れても、エンジン１１が停止されて、チャージポンプ２１の駆動が停止して、チャージ油路２３のチャージ圧が低下すると、これに伴ってブレーキシリンダ７３の油圧が低下し、駐車ブレーキ７１が作動する。

また、ブレーキシリンダ７３に油圧を供給するため、ブレーキ油路７４とは別の油路がブレーキシリンダ７３に接続されて、その別の油路に電磁弁７５が介装されていてもよい。

作業車両の一例として、作業装置としての刈取装置７および脱穀装置を備えるコンバイン１を取り上げたが、本発明は、人参や大根、枝豆、キャベツなどの野菜を収穫して搬送する収穫搬送装置を作業装置として備える収穫機、苗植付装置を作業装置として備える田植機、播種装置を作業装置として備える直播機、プラウを作業装置として備えるトラクタ、バケットを作業装置として備える建設作業車など、種々の作業車両に適用することができる。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１：コンバイン（作業車両）
２：クローラ（走行装置）
１１：エンジン（駆動源）
２１：チャージポンプ
２３：チャージ油路
４１Ｌ，４１Ｒ：油圧ポンプ
４２Ｌ，４２Ｒ：油圧モータ
４３Ｌ，４３Ｒ：第１油路（閉回路）
４４Ｌ，４４Ｒ：第２油路（閉回路）
６１Ｌ：モータ回転軸（回転体）
７１：駐車ブレーキ
７２：ブレーキばね（ばね）
７３：ブレーキシリンダ
７４：ブレーキ油路
７５：電磁弁
７６：手動弁

Claims (5)

1. チャージ油路に油圧を供給するチャージポンプと、
   前記チャージ油路から油圧が供給される閉回路によりポンプと前記ポンプから送出される油によって駆動されるモータとが接続されて、前記モータの動力を出力する静油圧式無段変速機と、
   前記静油圧式無段変速機が出力する動力により回転する回転体をばねの付勢力により制動し、その制動をブレーキ油路から供給される油圧により解除する駐車ブレーキと、を含み、
   前記ブレーキ油路は、前記チャージ油路に接続されている、作業車両。
2. 前記ブレーキ油路に介装されて、通電／非通電の切り替えにより、前記駐車ブレーキへの油圧の供給を許容する状態と前記駐車ブレーキへの油圧の供給を阻止する状態とに切り替わる電磁弁、をさらに含む、請求項１に記載の作業車両。
3. 前記ブレーキ油路に介装されて、手動により、前記駐車ブレーキへの油圧の供給を許容する状態と前記駐車ブレーキへの油圧の供給を阻止する状態とに切り替わる手動弁、をさらに含む、請求項１または２に記載の作業車両。
4. 左右に設けられる走行装置、をさらに含み、
   前記静油圧式無段変速機は、駆動源からの駆動力を前記走行装置に伝達する動力伝達経路上に設けられている、請求項１～３のいずれか一項に記載の作業車両。
5. 前記静油圧式無段変速機は、左右の前記走行装置のそれぞれに対応して設けられている、請求項４に記載の作業車両。

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