JP3099490B2 - コンバイン等の操向制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コンバイン等の操向
制御装置に関し、操向旋回時の操向クラッチ及び操向ブ
レ−キの油圧制御を行って、円滑な操向旋回を行うもの
で、トラクタ、苗植機等に利用できる。

【０００２】

【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】コン
バインの操向制御を油圧制御によって行う形態にあって
は、操向旋回終了時に、操向ブレ−キを解除して、操向
クラッチを接続して直進に移行するとき、操向クラッチ
の入りが早過ぎると、走行ブレ−キが働いているときに
操向クラッチが入りになり、衝撃力を生ずることがあ
る。この発明は、このような操向ブレ−キの解除と操向
クラッチの入りとのタイミングや、油圧制御を行わせ
て、衝撃力等を小さくしようとするものである。

【０００３】

【課題を解決するための手段】この発明は、操向制御装
置の油圧回路４１の切換制御弁４２，４５による操向ク
ラッチ８切りから操向ブレ−キ９の効きへの切換と、こ
れら操向クラッチ８及び操向ブレ−キ９の比例減圧弁４
３，４６による油圧力制御とで操向旋回可能に設けると
共に、旋回後の操向ブレ−キ９から操向クラッチ８入り
への切換時に、該操向ブレ−キ９の比例減圧弁４３，４
６による圧力を零または零近くまで下げた後ちに、該操
向クラッチ８のクラッチ接続圧を上げることを特徴とす
るコンバイン等の操向制御装置の構成とする。

【０００４】

【作用、及び発明の効果】操向旋回は、操向クラッチ８
及び操向ブレ−キ９等の油圧制御によって行われる。左
右の各操向クラッチ８と操向ブレ−キ９との切換が切換
制御弁４２，４５で行われ、これらの油圧力制御は、比
例減圧弁４３，４６によって行われる。

【０００５】車体の直進走行時は、操向クラッチ８は左
右共に接続状態にあるが、操向旋回時は、操向操作によ
って、操向側の比例減圧弁４３の出力作動によって、同
じ側の操向クラッチ８が切りになり、この操向クラッチ
８の切りに続いて同じ側の操向ブレ−キ９が制動され
る。この操向ブレ−キ９の制動によって操向側の走行装
置の付回りが停止されて、旋回走行を行わせる。

【０００６】操向旋回が終って直進操向に移るときは、
操向ブレ−キ９の制動解除が、比例減圧弁４３の出力作
動によって行われ、操向ブレ−キ９の油圧力は一旦零に
なる。又、操向クラッチ８は、この操向ブレ−キ９の油
圧力が零または零位近くでの切換制御弁４３の切換によ
って、切りから入りになり、この操向クラッチ８の入り
の油圧力も比例減圧弁４３によって制御される。

【０００７】このように、操向旋回後に直進走行に戻す
ときは、比例制御弁４３，４６等によって操向ブレ−キ
９の操作油圧力を下げて一旦零または零近くにしなが
ら、切換制御弁４３による操向クラッチ８，９への切換
制御で、操向クラッチ８及び操向ブレ−キ９における圧
力変化による操向クラッチ入り時の駆動抵抗を小さくし
て、衝撃や振動等が生じ難く、的確な操向操作を行うこ
とができる。

【０００８】

【実施例】走行伝動ケ−ス１１には、上側の入力軸１４
から下側の走行駆動軸２の間に亘って、変速軸１５、操
向クラッチ軸３、スピンタ−ンクラッチ軸４、及び操向
軸１６等を軸支し、これら入力軸１４には、伝動ケ−ス
１１の外側において、油圧無段変速装置ＨＳＴを取付
け、入力軸１４方向にシフト自在の変速ギヤ１７を、該
変速軸１５上のギヤ１８と選択噛合することによって、
副変速を行う構成としている。該油圧無段変速装置ＨＳ
Ｔは、エンジン側からの駆動回転によって、入力軸１４
と連結する出力軸１９を、中立位置から前進方向高速、
及び後進方向高速に無段変速伝動するもので、主変速を
行う構成とする。変速装置１は、これら主変速及び副変
速の両者を行いうる。

【０００９】該変速軸１５のギヤ１８には、操向クラッ
チ軸３に一体のギヤ２０を噛合すると共に、スピンタ−
ンクラッチ軸４上の逆転ギヤ２１を噛合する。又、該ギ
ヤ２０の左右両側部には、クラッチパック６を介して一
体回転したり、回転連動の断たれる操向ギヤ２２を回転
自在に軸支し、該クラッチパック６の駆動側の駆動体２
３と、操向ギヤ２２との間を一体とし、又は、爪クラッ
チによって、軸方向の移動によって相互に回転方向に一
体回転しうる構成としている。これによってクラッチパ
ック６を操向クラッチ軸３方向に嵌脱することにより、
該駆動体２３を操向ギヤ２２と一体として、又は、分離
して外方へ外すことができる構成である。

【００１０】スピンタ−ンクラッチ軸４中央部のギヤ２
１の左右両側部には、該操向クラッチ軸３上の操向ギヤ
２２と操向軸１６上のギヤ２４との間に噛合するギヤ２
５を設け、後記操向クラッチ８の入りによって、操向ギ
ヤ２２から、ギヤ２５，２４へ伝動し、この操向クラッ
チ８の切り時に、同じ側のスピンタ−ンクラッチ１０を
入りにすると、逆転ギヤ２１から一体回転のスピンタ−
ンクラッチ軸４、ギヤ２５を経てギヤ２４へ噛合伝動
し、反対側のギヤ２４と逆回転に伝動する回転である。
各操向軸１６からは、ギヤ２６，２７を介して駆動軸２
を連動し、走行クロ−ラ４０のスプロケット２８を連動
して走行しうる。

【００１１】クラッチパック６は、操向クラッチ軸３に
挿通自在のボス部と外周のケ−ス部とを有し、軸方向の
中央部には仕切壁部を形成して、ド−ナツ形態の油圧シ
リンダを形成し、この各油圧シリンダにはピストン２
９，３０を嵌合し、ピストン２９，３０の軸方向端は操
向クラッチ８，操向ブレ−キ９を押圧させるようにして
いる。クラッチパック６の外周に位置する連動部材５８
は、ピストン２９で押される操向クラッチ８のプレッシ
ャプレ−ト５９と、ピストン３０で押される操向ブレ−
キ９のプレッシャプレ−ト６０とを係合させて、このピ
ストン３０を移動させて操向ブレ−キ９を効かせるとき
は、ピストン２９をばね３１に抗して移動させることに
より、操向クラッチ８を切りにするように連動してい
る。これらピストン２９，３０と中間の仕切壁との間に
形成されるエリアＡ，Ｂに油圧を給排することによっ
て、該操向クラッチ８や操向ブレ−キ９の入り切りを行
う。このうち操向クラッチ８側のエリアＡ内には操向ク
ラッチ８を常時圧接するばね３１が設けられて、操向油
圧回路における油圧負荷を軽減しうる程度の適宜の弾発
力に設定している。又、操向クラッチ８、及び操向ブレ
−キ９共に湿式多板形態の摩擦クラッチによって構成さ
れる。

【００１２】操向ブレ−キ９の外側部には、操向ブレ−
キを効かせるための軸受メタル３２を、伝動ケ−ス１１
左右両側部のスペ−サケ−ス３３，３４及び蓋１２等を
介在させて取付け、この軸受メタル３２には、前記操向
クラッチ軸３内部等を経てエリアＡ，Ｂに油圧を給排す
るオイル路を形成している。この軸受メタル３２を蓋１
２乃至スペ−サケ−ス３３と共に、スペ−サケ−ス３３
乃至伝動ケ−ス１１から外せば、該クラッチパック６を
も一体的に軸方向へ取外すことができる。

【００１３】又、スピンタ−ンクラッチ１０のクラッチ
パック７は、該操向クラッチ８等のクラッチパック６と
ほゞ同様の構成であるが、ピストン３５とシリンダ部と
の間に形成されるエリアＣに操作油圧を給排することに
より、スピンタ−ンクラッチ１０を入り切りできるもの
で、このスピンタ−ンクラッチ１０を圧接する入りによ
って、スピンタ−ンクラッチ軸４とギヤ２５とを一体回
転し、逆回転伝動する構成である。クラッチパックは、
軸方向へ移動させることによって、この被動体３６とギ
ヤ２５との間を一体とし、又は、軸方向嵌合の爪クラッ
チによって、一体的に回転すべく接合したり分離できる
もので、スペ−サケ−ス３３を伝動ケ−ス１１から外す
ことによって、このクラッチパック７をギヤ２５と共
に、又は単独で外側へ取外すことができる。

【００１４】スペ−サケ−ス３３の該スピンタ−ンクラ
ッチ軸４方向端には開閉自在の蓋１３を設け、この蓋１
３には、該エリアＣへの油圧を給排するためのオイルポ
−トを設けている。

【００１５】前記操向クラッチ軸３の一側端には、ブレ
−キア−ム３７によって押圧固定される摩擦板形態の駐
車ブレ−キ３８を設け、この駐車ブレ−キ３８を効かせ
ることによって、被動体３９、クラッチパック６、駆動
体２３、左右の操向ギヤ２２、更には、反対側の駆動体
２３、クラッチパック６等の回動を固定して、これに操
向ギヤ２２に噛合連動する操向軸１６やスプロケット２
８等を回転させないように駐車状態に維持する。操向ク
ラッチ８はばね３１よる圧接のみであり、操向ブレ−キ
９も油圧が働かない状態でも、駐車を有効に行いうる。

【００１６】操向制御装置の油圧回路４１は、左側の操
向クラッチ８と操向ブレ−キ９とが同じ回路で、ソレノ
イド切換制御弁４２によって、左側のクラッチシリンダ
のエリアＡとブレ−キシリンダのエリアＢとに切換制御
される。又、右側の操向クラッチ８と操向ブレ−キ９と
が同じ回路で、ソレノイド切換制御弁４５によって、右
側のクラッチシリンダのエリアＡとブレ−キシリンダＢ
とに切換制御される。左右のスピンタ−ンクラッチ１０
のシリンダエリアＣに連結せる回路には、ソレノイドス
ピンタ−ン切換制御弁４８を設け、この制御弁４８の切
換えで、操向ブレ−キ９を効かせた側のスピンタ−ン伝
動を行わせるように切換える。

【００１７】油圧回路４１には、油圧ポンプＰ、タンク
ポ−トＴ，リリ−フバルブ５１等を有し、各切換制御弁
４２，４５，４８に至る回路には、コントロ−ラＣＰＵ
のプログラムで設定した圧力に対応するオンタイムでパ
ルス出力される電磁比例減圧弁４３，４６，４９を設
け、これらの減圧弁４３，４６，４９によって調節制御
された油圧を検出する圧力センサ４４，４７，５０が設
けられている。

【００１８】操向制御装置は、マイクロコンピュ−タ内
蔵のコントロ−ラＣＰＵの入力側に、上記各圧力センサ
４４，４７，５０を設ける。又、該クラッチ制御弁４
２、ブレ−キ制御弁４５、スピンタ−ン切換制御弁４８
を単一の操作レバ−であるパワステレバ−の傾斜作動角
によって作動するため、この作動角をパワステポジショ
ン電圧として検出するパワステポジションセンサ５２を
設ける。更には、左右各ギヤ２４の回転数を検出する回
転センサ５３、変速軸１５の回転数を検出するフォトカ
プラ形態の車速センサ５４、スピンタ−ンを行わせるた
めのスピンタ−ン自動スイッチ５５等を有する、５６は
エンジンのオイルプレッシャセンサである。

【００１９】図２、図３において、パワステレバ−の作
動角に対するパワステポジションセンサ５２による検出
電圧、各切換制御弁４２，４５，４８の出力作動、及び
減圧弁４３，４６，４９による油圧回路の制御油圧等の
関係が示される。例えば、パワステレバ−の作動角がニ
ュ−トラル位置にあるときは、左右減圧弁４３，４６に
よる制御油圧は共に１０ｋｇｆ／ｃｍ²（以下単に１０
ｋｇのように記載する）に維持されて、左右の操向クラ
ッチ８は共に接続されて直進走行状態にある。このパワ
ステレバ−をニュ−トラル域から一定角度左側へ傾斜さ
せると、これをパワステポジションセンサ５２の検出に
よって、左側の切換制御弁４２が左クラッチのエリアＡ
（このとき、左クラッチ８のエリアＡの油圧力は低下し
て、ばね３１の圧力５ｋｇに近い７ｋｇになる）から左
ブレ−キのエリアＢへ切換えられると共に、右側の切換
制御弁４５は、右クラッチのエリアＡに接続したまゝの
状態にあるが、この右側の減圧弁４６が作動される。こ
のため、左ブレ−キエリアＢへの油圧は、左減圧弁４３
によって最高圧の２０ｋｇまで上昇されて、この左側の
操向ブレ−キ９が効きになり、左側走行クロ−ラ４０の
付回りが固定される。このとき、この左側の操向ブレ−
キ９の効き方向の作動と共に連動部材５８によって左側
の操向クラッチ８がばね３１に抗して強制的に切りに作
動される。しかも、右減圧弁４６による右側の操向クラ
ッチ８の油圧力は１０ｋｇから２０ｋｇまで上昇して、
操向旋回時のスリップを少なくする（図２）。これら減
圧弁４３，４６等による油圧は圧力センサ４４，４７で
検出される。

【００２０】図２，図８を参照して、操向旋回を終了時
から直進走行へ戻るときは、前記パワステレバ−のニュ
−トラル位置への戻し操作によって、該左ブレ−キエリ
アＢの油圧力も２０ｋｇから順次下降される。この圧力
下降はニュ−トラル位置において一旦０（零）ｋｇに達
する。このとき操向側の操向ブレ−キ９は制動を完全に
解除した状態にあり、切換制御弁４２が切換えられて、
左クラッチのエリアＡに油圧を供給するように切換えら
れると共に、比例減圧弁４３による油圧力が０ｋｇから
１０ｋｇまで上昇（このとき一気に上昇してグラフ上で
垂直状に戻すもよい。）されて、左側の操向クラッチ８
が接続されて、直進走行となる。

【００２１】スピンタ−ン制御を行うときは、スピンタ
−ンモ−ドを選択操作しておくことによって、パワステ
レバ−を傾斜操作することにより、スピン自動スイッチ
５５がＯＮされてスピン旋回を行うことができる（図
３）。このとき、上記図２の場合と異なる点は、例え
ば、左側旋回時では、左側の走行ブレ−キ９の油圧力が
一旦最高圧２０ｋｇまで上昇したのち、この油圧力を零
に下降させて、ばね３１の設定張圧力である５ｋｇに
し、左側の操向ブレ−キ９を解放状態とする。このと
き、左側の操向ギヤ２２以下の伝動は、左側の操向クラ
ッチ８が切りのまゝであるから行われないが、回転自在
の状態にあり、左スピン切換制御弁４８の切換と、スピ
ン減圧弁４９による油圧力上昇によって、左側のスピン
タ−ンクラッチ１０が接続される。このスピンタ−ンク
ラッチ１０の接続によって、該回転自在となった操向ギ
ヤ２２以下の伝動系は、左側のギヤ２５の逆回転によっ
て伝動されて、左側旋回内側の走行クロ−ラ４０を逆転
駆動し、右側のクロ−ラ４０の正転伝動駆動とによっ
て、左側へ急速旋回する。

【００２２】図３、図９、図１０を参照して、このよう
なスピンタ−ン制御による操向旋回においても、上記単
なる操向ブレ−キ９を効かせる場合と同様の作用で、操
向ブレ−キ９の油圧力は、ブレ−キ解除のとき一旦０ｋ
ｇまで下降される。このとき図９、図１０で示すよう
に、パワステレバ−の操作による油圧変化は、制動行程
の圧力線を経ないものとしてもよい。

【００２３】前記のように、操向クラッチ８のエリアＡ
に内装のばね３１の張圧力５ｋｇと、ブレ−キ時には、
このばね３１の張圧力５ｋｇに相当するブレ−キ油圧力
を与えることによって、操向ブレ−キ時の作動タイムラ
グを防止している。一般的に、操向ブレ−キ９のブレ−
キ圧を零から設定すると、クラッチのばね圧に打ち勝つ
圧力までブレ−キ圧が上るまでの間のタイムラグを生ず
る。又、急激に圧力を上げると操向ブレ−キがロック状
態になり易く、旋回操作が円滑に行われ難い。従って、
上記のように、クラッチばね３１の張圧力に相当する圧
力位置を初期として、ブレ−キ圧を上昇することによっ
て、きめ細かな旋回制御を行わせることができ、作動タ
イムラグを少なくしうる。

【００２４】又、操向ブレ−キ９を効かせていない時の
操向クラッチ８の接続を、減圧弁４３，４６による油圧
力により補助する。パワステ作動角がニュ−トラル位置
にあるとき、左右操向クラッチ８はクラッチ圧１０ｋｇ
で接続されるように、減圧弁４３，４６が制御される。
このような形態では、コントロ−ラＣＰＵによる制御に
よって行うものであるから、操向クラッチ８が軽量化、
小型化でき、トランスミッション内蔵を容易にし、組立
が容易である。又、ばね３１を一部として使用している
ために、油圧系の故障も少なくできる。

【００２５】図１１、図１２において、上例と異なる点
は、前記比例減圧弁４３，４６，４９を用いて操向旋回
する構成において、車速に応じた、油圧力上昇乃至油圧
力上限を変化させる構成とすることによって、操作性を
向上し、安全性を高める。

【００２６】高速走行時に旋回すると、運転者が操縦席
から振り落され易くなったり、車体が旋回外周へ振り回
されるようになって旋回径が大きくなり、危険性を増
す。また、高速時と低速時では、クロ−ラの付回りを停
止固定する圧力も異なる。

【００２７】従って、車速が高くなれば、比例減圧弁４
３，４６、乃至４９等の油圧力を急上昇させて、操向ブ
レ−キ９を効き易くすると共に、この上限位置を下げ
て、クロ−ラが完全に停止固定することを防止してい
る。

【００２８】又、図示では、低速モ−ドと高速モ−ドと
の二段に切換制御する構成であるが、これらの間を無段
階に選択するように制御構成するもよい。図１３におい
て、上例と異なる点は、パワステレバ−を傾斜操作する
操作速度に応じて、比例制御弁４３，４６，４９による
油圧力上昇のタイムラグを変化させるもので、操作速度
が速くなるほど、油圧力の設定圧力に達するまでのタイ
ムラグが大きくなるように設定される。急制動による衝
撃を防止できる。

【００２９】図１４において、上例と異なる点は、パワ
ステレバ−の操作角度に応じて、比例制御弁４３，４６
によるブレ−キ圧を制御するとき、制動側のクロ−ラの
停止固定時（ロック時）の油圧力値により、圧力制御モ
−ドを変更し、クロ−ラのロック位置と、そのときのパ
ワステレバ−の操作角とを常に一定にするように構成す
る。

【００３０】一般的には、クロ−ラ制動側のロック圧力
値は、路面状態が乾田、湿田、進路面等によって異な
る。このためパワステレバ−の操作角度とこれによる油
圧力制御値とが一定であれば、クロ−ラがロックされる
位置は一定しない。このため運転者は、どの位置までパ
ワステレバ−を倒せば、クロ−ラがロックするかが一定
しないため、操作フィ−リングが悪くなる。

【００３１】しかしながら、この発明によるときは、パ
ワステレバ−の倒す位置と、クロ−ラがロックする位置
とが一定であるため操作性が良い。このため、前記比例
減圧弁４３，４６による最高圧力値２０ｋｇを、現実の
操向ブレ−キ９がロックされたときの圧力値に変更する
ように、図１４のフロ−チャ−トのようにしてフィ−ド
バック制御する。

【図面の簡単な説明】図はこの発明の実施例を示す。

【図１】操向制御装置のブロック図。

【図２】その制御作動グラフ。

【図３】その制御作動グラフ。

【図４】油圧回路図。

【図５】走行伝動装置の正面図。

【図６】その一部の拡大正面図。

【図７】その側面図。

【図８】図２の一部拡大を示す油圧力作動グラフ。

【図９】図３の一部拡大を示す油圧力作動グラフ。

【図１０】図９における制動側の回転センサの変化を示
すグラフ。

【図１１】一部別実施例による減圧弁の制御モ−ドを示
すグラフ。

【図１２】その制動側の回転センサの変化を示すグラ
フ。

【図１３】一部別実施例を示すパワステレバ−の傾斜角
速度−油圧力上昇のタイムラグの関係のグラフ。

【図１４】一部別実施例を示すパワステレバ−操作によ
る制御フロ−チャ−ト。

【符号の説明】

８ 操向クラッチ ９ 操向ブレ−キ １０ スピンタ−ンクラッチ ４１ 油圧回路 ４２，４５ クラッチブレ−キ切換制御弁 ４８ スピンタ−ン切換制御弁 ４３，４６，４９ 電磁比例減圧弁 ４４，４７，５０ 油圧センサ ５２ パワステポジションセンサ ５５ スピンタ−ン自動スイッチ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操向制御装置の油圧回路４１の切換制御
   弁４２，４５による操向クラッチ８切りから操向ブレ−
   キ９の効きへの切換と、これら操向クラッチ８及び操向
   ブレ−キ９の比例減圧弁４３，４６による油圧力制御と
   で操向旋回可能に設けると共に、旋回後の操向ブレ−キ
   ９から操向クラッチ８入りへの切換時に、該操向ブレ−
   キ９の比例減圧弁４３，４６による圧力を零または零近
   くまで下げた後ちに、該操向クラッチ８のクラッチ接続
   圧を上げることを特徴とするコンバイン等の操向制御装
   置。