JP2022101186A - 収穫機 - Google Patents

Abstract

【課題】無段階変速を行えるという静油圧式無段変速装置の利点を生かしながらも、メンテナンス等の手間を少なくしてコスト低減を図れるようにすることが要望されていた。
【解決手段】エンジン９の動力を変速する静油圧式無段変速装置２６と、静油圧式無段変速装置２６の変速出力を減速して走行装置に伝達するギア式の走行伝動機構と、が備えられ、静油圧式無段変速装置２６の可変容量型油圧ポンプ４３がエンジン９の動力によって回転する駆動軸に連動連結され、静油圧式無段変速装置２６の可変容量型油圧モータ４９が走行伝動機構の入力軸に連動連結され、可変容量型油圧ポンプ４３と可変容量型油圧モータ４９とが油圧配管５６を介して接続されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、コンバイン、サトウキビ収穫機等の収穫機に関する。

この種の収穫機では、車体の走行用変速装置として静油圧式無段変速装置（Ｈｙｄｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）（以下の説明において、ＨＳＴと略称する場合がある）が用いられる。このＨＳＴは無段階の変速操作が行えるので、圃場等の不整地を走行する収穫機において操縦操作し易い利点がある。ＨＳＴは、可変容量型の油圧ポンプと可変容量型の油圧モータとを備えているが、ＨＳＴを収穫機に採用する場合、従来では、油圧ポンプと油圧モータとが一体的に組み付けられた状態で用いられていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４－２１０５２６号公報

上記従来構成では、油圧ポンプと油圧モータとが一体的に組み付けられているために、ＨＳＴを、例えば、左右の走行装置に動力を伝達するためのギア式の走行伝動機構の近傍に配置して、エンジンの動力を、離間した伝動軸同士での動力伝達が可能なベルト伝動機構等を介してＨＳＴの入力軸に伝達させる必要がある。

しかし、エンジンと走行伝動機構とは離間する状態で設置されるので、長い距離にわたって動力伝達を行わなければならず、ベルト伝動機構が複数必要であり、しかも、中継用の伝動軸及び複数のギア噛み合い機構等も必要となるなど、複雑な機械式の動力伝達機構が必要であり、コスト増を招く不利な面があった。例えば、伝動ベルトの交換作業等のメンテナンス作業が必要となり、また、修理交換のためのランニングコストも必要であり、コスト増を招くものとなっていた。

そこで、無段階変速を行えるという静油圧式無段変速装置の利点を生かしながらも、メンテナンス等の手間を少なくしてコスト低減を図れるようにすることが要望されていた。

本発明に係る収穫機の特徴構成は、エンジンと、前記エンジンの動力を変速する静油圧式無段変速装置と、前記静油圧式無段変速装置の変速出力を減速して走行装置に伝達するギア式の走行伝動機構と、が備えられ、前記静油圧式無段変速装置の可変容量型油圧ポンプが前記エンジンの動力によって回転する駆動軸に連動連結され、前記静油圧式無段変速装置の可変容量型油圧モータが前記走行伝動機構の入力軸に連動連結され、前記可変容量型油圧ポンプと前記可変容量型油圧モータとが油圧配管を介して接続されている点にある。

本発明によれば、可変容量型油圧ポンプはエンジンの近傍に配置され、エンジンの動力によって直接駆動される。一方、可変容量型油圧モータは走行伝動機構の近傍に配置され、走行伝動機構の入力軸を直接駆動する。可変容量型油圧ポンプと可変容量型油圧モータとの間は、自由に配索することが可能な油圧配管によって接続される。その結果、可変容量型油圧ポンプと可変容量型油圧モータとが離間する状態で配置される場合のようにメンテナンス作業の手間を掛ける不利を回避できる。

従って、無段階変速を行えるという静油圧式無段変速装置の利点を生かしながらも、メンテナンス等の手間を少なくしてコスト低減を図れるようにすることが可能となった。

本発明においては、前記エンジンの出力軸から前記駆動軸を含む複数の分岐伝動軸に動力を分岐伝達するギア噛み合い式の動力分岐機構が備えられていると好適である。

本構成によれば、エンジンの動力をギア噛み合い式の動力分岐機構によって分岐させるので、伝動ベルトのすべり等の動力のロスが少ない状態で複数の分岐伝動軸に動力を伝達することができる。そして、このようにして分岐された動力によって効率よく可変容量型油圧ポンプを駆動することができる。

本発明においては、前記動力分岐機構は、１つの伝動ケースに収納される状態で、前記エンジンの出力軸に接続された入力軸の動力をギアの咬み合いにより複数の分岐伝動軸に分岐させるように構成され、前記複数の分岐伝動軸のうちのいずれか一つが前記駆動軸として前記可変容量型油圧ポンプに連動連結され、前記複数の分岐伝動軸のうちの他の分岐伝動軸が、他の油圧機器に作動油を供給する作業用油圧ポンプに連動連結されていると好適である。

本構成によれば、１つの伝動ケースにコンパクトに収納されたギア噛み合い式の動力分岐機構を介して、可変容量型油圧ポンプの駆動軸、及び、他の作業用油圧ポンプの駆動用の分岐伝動軸等に対して、動力のロスが少ない状態で良好に動力伝達することができる。

本発明においては、前記エンジン及び前記走行伝動機構は、左右中心部が機体の左右方向略中央に位置する状態で備えられ、前記作業用油圧ポンプにより供給される作動油を貯留する作動油タンク、前記伝動ケース、前記可変容量型油圧ポンプ、及び、前記可変容量型油圧モータが、機体の左右方向一方側に寄った位置に配備されていると好適である。

本構成によれば、機体の左右方向一方側に片寄った状態で、油圧配管が必要となる油圧機器類をまとめて配置させるようにしたので、油圧配管をできるだけ短い経路で効率よく配策することができる。

サトウキビ収穫機の全体側面図である。 サトウキビ収穫機の全体平面図である。 エンジン、走行伝動部、及び、油圧操作系の配置を示す側面図である。 エンジン、走行伝動部、及び、油圧操作系の配置を示す平面図である。 動力分岐機構を示す縦断側面図である。 油圧回路図である。

以下、本発明に係る収穫機の実施形態を収穫機の一例であるサトウキビ収穫機に適用した場合について図面に基づいて説明する。

〔全体構成〕
図１、図２は、サトウキビ収穫機の全体を示す図であり、図１は側面図、図２は平面図である。この実施形態では、図１，２に符号（Ｆ）で示す方向が機体前側、符号（Ｂ）で示す方向が機体後側である。図２に符号（Ｌ）で示す方向が機体左側、図２に符号（Ｒ）で示す方向が機体右側である。

サトウキビ収穫機は、操向操作可能な左右の前部走行装置としての前車輪１と、操向不能で且つ回転駆動される左右の後部走行装置としての後車輪２とを備えて、後車輪２を駆動することで走行可能な車輪走行式に構成されている。

機体には、運転部３と、植立している作物を刈り取る刈取部４と、サトウキビの上部の葉部分を切断するトッパ５と、刈取部４にて刈り取られた作物を後上方に搬送する搬送装置としてのフィーダ６と、フィーダ６によって搬送される作物（サトウキビ）と夾雑物とを分離する分離装置７と、夾雑物と分離された作物（収穫物）を機体外方側に斜め上方に向けて搬送して排出する排出コンベア８と、機体各部に動力を供給するエンジン９と、が備えられている。

運転部３は、機体前部の高い位置に備えられ、キャビン１０によって周囲が覆われている。図示はしていないが、キャビン１０の内部には、運転座席、ステアリングハンドル、操作パネル等が備えられている。キャビン１０の左右両側の側面部には開閉可能なドア部が備えられている。図示はしないが、左右の前車輪１は、ステアリングハンドルの操作に伴って、油圧シリンダを有するステアリング装置５１（図６参照）により操向操作可能に構成されている。

刈取部４は、機体の前下部に備えられている。刈取部４には、植立作物のうち収穫対象を分草して案内する左右の分草装置１１と、圃場に植立する作物を刈り取って後方に送り込む刈取ヘッダ１２と、が備えられている。

左右の分草装置１１は、油圧モータにより回転駆動される縦向き姿勢の分草回転体１３が備えられている。左右の分草装置１１は、リンク機構１４を介して機体フレーム１５に昇降可能に支持されている。

刈取ヘッダ１２は、左右の分草装置１１の後方に連なるように設けられた左右の側壁１７（図２参照）と、その左右の側壁１７にて挟まれた領域内に作物を前倒れ姿勢になるように押し倒しながら後方に掻き込むローラ、作物の株元を切断する切断装置１８等、が備えられている。切断装置１８は、左右の分草装置１１の後方に位置して、油圧モータの駆動により上下軸芯周りで回転する左右一対の回転式カッターを備えている。

フィーダ６は、図２に示すように、刈取ヘッダ１２の左右の側壁１７の間隔と略同じ搬送幅を有し、搬送始端部が切断装置１８の後方に連なる低い位置に設けられている。フィーダ６は、機体後上方に向けて作物を搬送するように、後上がり傾斜姿勢に設けられている。フィーダ６は、全体として、略矩形筒状の搬送経路を形成する剛性の高い構造体が形成されている。

フィーダ６の内部には、図６に示すように、左右両側の側壁の間において、搬送方向に沿って適宜間隔をあけて掻き出し回転体が作物の移送経路の上下両側に備えられ、上下両側の掻き出し回転体が、互いに逆方向に回転駆動され、それらの間に収穫物を挟み込んで後方に搬送するように構成されている。

フィーダ６は搬送終端部において、搬送されてくる長尺状の作物を運搬トラックへ積載して搬送するときに取扱いが容易な長さになるように細断するように構成されている。

分離装置７は、図示はしないが、油圧モータによって上下軸芯周りで回転駆動されるファンが内装され、ファンの通風作用によって、フィーダ６の搬送終端部から排出される作物に含まれる細かな茎稈屑や葉切れ等の夾雑物を分離して外方に排出する。すなわち、フィーダ６の後端部から排出される作物は、排出される途中でファンによる吸引作用を受けて、細かな茎稈屑や葉切れ等の比較的軽い夾雑物が上方に吸引され、外方に排出される。夾雑物に比べて重い作物（サトウキビ）は、ファンにより吸引されることなく、そのまま下方に落下する。

分離装置７の直下方側であって且つフィーダ６の後端部よりも後下方側に、フィーダ６から下方に排出された作物を受止め回収する受止めホッパー１９が備えられている。受止めホッパー１９にて受止められた作物は排出コンベア８の搬送始端部に排出される。

排出コンベア８は、機体フレーム１５の後部に設けられたコンベア支持フレーム２０によって全体が支持されており、機体の後下部から機体外方上方に向けて延びている。排出コンベア８は、図示しない油圧モータにより駆動され、作物を係止搬送して搬送終端部から運搬用トラックの荷台に落下排出する。

（伝動構造）
次に、伝動構造について説明する。
図３に示すように、運転部３の後側でかつフィーダ６の前部上方に位置する状態でエンジン９が備えられている。エンジン９はエンジン支持フレーム２１に支持されている。エンジン９の出力軸９ａがエンジン９の左側に突出する状態で設けられている。

左右の後車輪２の間であってかつフィーダ６の後部下方に位置する状態で、エンジン９の動力を左右の後車輪２に伝達する走行伝動部２２が備えられている。走行伝動部２２は、機体フレーム１５に支持されている。走行伝動部２２は、図４に示すように、エンジン９の動力を左右の後車輪２に伝達するギア式の伝動機構等（図示せず）をケース内に収容する走行伝動機構としてのミッションケース２３が左右中央位置に備えられ、ミッションケース２３の左右両側に車軸ケース２４を介してギア式の減速機構を内装した左右の減速ケース２５が備えられている。

エンジン９の動力を無段階に変速して、変速後の動力をミッションケース２３に伝達する静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）２６が備えられている。

エンジン９の左側には、エンジン９の出力軸９ａから複数の分岐伝動軸２７～３１に動力を分岐伝達するギア噛み合い式の動力分岐機構３２が備えられている。図５に示すように、動力分岐機構３２は、エンジン９の側壁に連結された１つの伝動ケース３３に収納されている。動力分岐機構３２は、エンジン９の出力軸９ａに接続された入力軸３４の動力を、ギアの咬み合いにより、複数（５つ）の分岐伝動軸２７～３１に分岐させるように構成されている。

入力軸３４が、伝動ケース３３から右側（エンジン９側）に突出して、エンジン９の出力軸９ａと同一軸芯状に配置されている。エンジン９の動力が入力軸３４に伝達される。５つの分岐伝動軸、すなわち、第１～第５の分岐伝動軸２７～３１が、伝動ケース３３から左側（エンジン９の反対側）に突出しており、伝動ケース３３に回転可能に支持されている。

図６に示すように、入力軸３４が延長されて、第１分岐伝動軸２７が入力軸３４と一体的に形成されている。第２分岐伝動軸２８が、第１分岐伝動軸２７に対して後側に配置されている。第３分岐伝動軸２９が、第１分岐伝動軸２７に対して前側に配置されている。第４分岐伝動軸３０が、第１分岐伝動軸２７に対して上側に配置されている。第５分岐伝動軸３１が、第３分岐伝動軸２９に対して上側に配置されている。

伝動ケース３３の内部において、第１分岐伝動軸２７に一体で回転可能に取り付けられた第１伝動ギヤ３５と、第２分岐伝動軸２８に一体で回転可能に取り付けられた第２伝動ギヤ３６と、第３分岐伝動軸２９に一体で回転可能に取り付けられた第３伝動ギヤ３７と、第４分岐伝動軸３０に一体で回転可能に取り付けられた第４伝動ギヤ３８、第５分岐伝動軸３１に一体で回転可能に取り付けられた第５伝動ギヤ３９と、第１伝動ギヤ３５と第２伝動ギヤ３６との間に配置された中継伝動ギヤ４０と、が設けられている。

中継伝動ギヤ４０と第１伝動ギヤ３５とが咬み合い、中継伝動ギヤ４０と第２伝動ギヤ３６とが咬み合っている。第１伝動ギヤ３５と第３伝動ギヤ３７とが咬み合い、第１伝動ギヤ３５と第４伝動ギヤ３８とが咬み合っている。第３伝動ギヤ３７と第５伝動ギヤ３９とが咬み合っている。

入力軸３４の動力が、上記各ギアを介して、第１分岐伝動軸２７、第２分岐伝動軸２８、第３分岐伝動軸２９、第４分岐伝動軸３０、及び、第５分岐伝動軸３１に分岐伝達される。

図４に示すように伝動ケース３３の左側に複数の油圧ポンプが備えられ、上記各分岐伝動軸２７～３１により駆動される状態で油圧ポンプが連動連結されている。図６に示すように、第１分岐伝動軸２７に、同一軸芯にて連動駆動される連動型の第１油圧ポンプ４１及び第２油圧ポンプ４２が連結されている。第２分岐伝動軸２８に第３油圧ポンプ４３が連結され、第３分岐伝動軸２９に第４油圧ポンプ４４が連結されている。第４分岐伝動軸３０に、同一軸芯にて連動駆動される連動型の第５油圧ポンプ４５及び第６油圧ポンプ４６が連結されている。第５分岐伝動軸３１に第７油圧ポンプ４７が連結されている。

機体前後中間部の左側下部に位置する状態で、作動油を貯留する作動油タンク４８が備えられている。上記各油圧ポンプは、作動油タンク４８に貯留されている作動油を自己が対応する油圧機器に作動油を供給する。

第１油圧ポンプ４１は、刈取部４に備えられている他の油圧機器としての複数の油圧モータ（分草用油圧モータ等）に供給する。第２油圧ポンプ４２は、他の油圧機器としてのフィーダ６に備えられている搬送駆動用の油圧モータに作動油を供給する。第３油圧ポンプ４３は、可変容量型の油圧ポンプであり、ミッションケース２３の横側に取り付けられている可変容量型油圧モータ４９に作動油を供給する。

従って、第３油圧ポンプ４３を駆動する第２分岐伝動軸２８が、エンジン９の動力によって回転する駆動軸に対応する。

可変容量型油圧モータ４９の出力軸４９ａは、ミッションケース２３の入力軸５０に同一軸芯状に配置され、出力軸４９ａの変速後の動力がミッションケース２３の入力軸５０に伝達される。ミッションケース２３内のギア式の伝動機構を介して左右の後車輪２に動力伝達される。

第４油圧ポンプ４４は、他の油圧機器としての分離装置７のファンを駆動する分離用油圧モータ等に作動油を供給する。第５油圧ポンプ４５は、他の油圧機器としての油圧式のステアリング装置５１に作動油を供給する。第６油圧ポンプ４６は、他の油圧機器としての排出コンベア８に備えられるコンベア用油圧モータに作動油を供給する。第７油圧ポンプ４７は、他の油圧機器としてのラジエータ５２を冷却するためのファン５３を駆動する冷却用油圧モータ５４に作動油を供給する。この冷却用油圧モータ５４は方向切換弁５５の作動により回転方向を切り換えることができる。

従って、第１油圧ポンプ４１、第２油圧ポンプ４２、第４油圧ポンプ４４～第７油圧ポンプ４７が、作業用油圧ポンプＳＰに対応している。

図３に示すように、エンジン９の左横側に備えられた可変容量型の第３油圧ポンプ４３と、ミッションケース２３の左横側に備えられた可変容量型の油圧モータ５４とが、油圧配管５６を介して接続されている。この可変容量型の第３油圧ポンプ４３と、可変容量型の油圧モータ５４と、それらを接続する油圧配管５６とにより、エンジン９の動力を無段階に変速して左右の後車輪２に伝達可能な静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）２６が構成されている。

図４に示すように、エンジン９及びミッションケース２３は、左右中心部が機体の左右方向略中央に位置する状態で備えられている。そして、作動油タンク４８、伝動ケース３３、複数の作業用油圧ポンプＳＰ、可変容量型の第３油圧ポンプ４３、及び、可変容量型油圧モータ４９が、機体の左右方向一方側としての左側に寄った位置に配備されている。

このように油圧関連機器を機体の左右方向一方側に配置することで、作動油タンク４８から油圧ポンプＳＰ，４３までの吸引用油圧配管、油圧ポンプＳＰ，４３から油圧モータ４９等の油圧機器までの供給用油圧配管、油圧機器から作動油タンク４８までの戻り用油圧配管等を、できるだけ短い経路で効率よく配策することが可能となる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、複数の分岐伝動軸２７～３１のうちのいずれか一つが可変容量型油圧ポンプ４３に連動連結される構成としたが、この構成に代えて、エンジン９の出力軸９ａに可変容量型油圧ポンプ４３が連動連結される構成としてもよい。

（２）上記実施形態では、エンジン９の出力軸９ａから複数の分岐伝動軸２７～３１に動力を分岐伝達するギア噛み合い式の動力分岐機構３２が備えられる構成としたが、このようなギア噛み合い式の動力分岐機構３２ではなく、エンジン９の出力軸９ａからチェーン式の伝動機構やベルト式伝動機構を介して別の複数の伝動軸に動力を伝達させ、そのうちの１つに可変容量型油圧ポンプに連動連結される構成としてもよい。

（３）上記実施形態では、作動油タンク４８、伝動ケース３３、可変容量型油圧ポンプ４３、及び、可変容量型油圧モータ４９が、機体の左側に寄った位置に配備される構成としたが、この構成に代えて、これらが機体右側に寄った位置に配備される構成としてもよい。また、これらの装置が機体左右方向のいずれか一方に寄せるのではなく、任意の位置に配備するようにしてもよい。

本発明は、サトウキビ収穫機に限らず、コンバイン、トウモロコシ収穫機等の他の種類の収穫機にも適用できる。

２ 走行装置
９ エンジン
９ａ 出力軸
２３ 走行伝動機構
２６ 静油圧式無段変速装置
２７～３１ 分岐伝動軸
２８ 駆動軸
３２ 動力分岐機構
３３ 伝動ケース
４３ 可変容量型油圧ポンプ
４８ 作動油タンク
４９ 可変容量型油圧モータ
５０ 入力軸
５６ 油圧配管
ＳＰ 作業用油圧ポンプ

Claims (4)

1. エンジンと、前記エンジンの動力を変速する静油圧式無段変速装置と、前記静油圧式無段変速装置の変速出力を減速して走行装置に伝達するギア式の走行伝動機構と、が備えられ、
   前記静油圧式無段変速装置の可変容量型油圧ポンプが前記エンジンの動力によって回転する駆動軸に連動連結され、
   前記静油圧式無段変速装置の可変容量型油圧モータが前記走行伝動機構の入力軸に連動連結され、
   前記可変容量型油圧ポンプと前記可変容量型油圧モータとが油圧配管を介して接続されている収穫機。
2. 前記エンジンの出力軸から前記駆動軸を含む複数の分岐伝動軸に動力を分岐伝達するギア噛み合い式の動力分岐機構が備えられている請求項１に記載の収穫機。
3. 前記動力分岐機構は、１つの伝動ケースに収納される状態で、前記エンジンの出力軸に接続された入力軸の動力をギアの咬み合いにより複数の分岐伝動軸に分岐させるように構成され、
   前記複数の分岐伝動軸のうちのいずれか一つが前記駆動軸として前記可変容量型油圧ポンプに連動連結され、
   前記複数の分岐伝動軸のうちの他の分岐伝動軸が、他の油圧機器に作動油を供給する作業用油圧ポンプに連動連結されている請求項２に記載の収穫機。
4. 前記エンジン及び前記走行伝動機構は、左右中心部が機体の左右方向略中央に位置する状態で備えられ、
   前記作業用油圧ポンプにより供給される作動油を貯留する作動油タンク、前記伝動ケース、前記可変容量型油圧ポンプ、及び、前記可変容量型油圧モータが、機体の左右方向一方側に寄った位置に配備されている請求項３に記載の収穫機。

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