JP3641565B2 - 作業機の伝動装置 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンバイン等の作業機の伝動装置に係り、詳しくは、変速用の油圧クラッチを伝動軸に嵌装してミッションケースに内装してあるものにおいて、油圧クラッチを嵌装した伝動軸の配置工夫により、必要な変速機能はそのままにしながらミッションケースをコンパクト化させる技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
油圧クラッチを用いて変速させるようにした伝動装置としては、特開平10−30719号公報等が知られている。これは、2個の油圧クラッチを備えた伝動軸を2本並列に設けてサイドクラッチ・ブレーキ軸に連動させてあり、計4個の油圧クラッチのうちの1個を択一選択することにより、前進3段、後進1段の4段変速を、クラッチ操作を伴うことなく軽快に行えるものである。そして、4個の油圧クラッチによる主変速機構とは別に、高低2段の副変速機構を設けてあり、前進6段で後進2段の多段変速が行えるものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記構造の伝動装置に、油圧クラッチを2個備えた副変速機構を追加し、より多段変速が行える伝動装置とすることが試された。すなわち、図4に示すように、入力軸10に高低2組のギヤを備えた筒軸状の第2伝動軸12を相対回転自在に外嵌し、入力軸10にギヤ連動される第1伝動軸11と第2伝動軸12とに亘って高低2段の手動操作式の第1副変速機構36を構成するとともに、高低一対の油圧クラッチ37,38を嵌装した第3伝動軸13と第2伝動軸12とに亘って高低2段の駆動操作式の第2副変速機構39を構成するのである。
【0004】
つまり、第1及び第2副変速機構36,39と、4個の油圧クラッチC1 〜C4 による主変速機構6との直列配置により、前進12段で後進4段の走行用変速装置を構成するものである。この構造では、第2伝動軸12が入力軸10と同軸心であり、軸心の数としては前述した従来技術のものと同じとしながら、走行用の変速段を倍増できる利点がある。
【0005】
しかしながら、2個の変速用油圧クラッチを備えた第3〜第5伝動軸13〜15の3組が3角形配置されるので、隣合う油圧クラッチの干渉を防止する制限から各伝動軸の軸心間距離が比較的大きいものとなり、ミッションケース全体としての大きさは大型化することになる。本発明の目的は、副変速機構を1組備えたものとほぼ同じ大きさのコンパクトなミッションケースとしながら、走行用の副変速機構を2組備えてより多段変速が行える伝動装置を得る点にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
〔構成〕
第1発明は、作業機の伝動装置において、走行装置への伝動系に、伝動比が互いに異なる複数の伝動経路の夫々に油圧クラッチを介装した駆動操作式の変速機構の3組と、シフト回転体を人力で変速操作する手動操作式の変速機構の1組とを、前記3組の変速機構と前記1組の変速機構とからなる4組の変速機構が装備する伝動軸が互いに平行になる状態で備え、前記3組の駆動操作式の変速機構のうちの並列する状態で配置された2組の駆動操作式の変速機構と前記手動操作式の変速機構を、各伝動軸の軸芯が3角形の頂点位置に位置するように配置し、前記3組の駆動操作式の変速機構のうちの残りの1組となる第3駆動操作式の変速機構を、前記手動操作式の変速機構を挟んで、前記2組の駆動操作式の変速機構の存在側とは反対側の位置に配置してあることを特徴とする。
【0007】
第2発明は、走行装置への伝動系に、伝動比が互いに異なる複数の伝動経路の夫々に介装した油圧クラッチを択一的に入り作動させることで複数段の変速が可能な駆動操作式の変速機構の2組と、シフト回転体を人力で変速操作する手動操作式の変速機構の1組とを備え、動力伝達方向において手動操作式の変速機構が2組の駆動操作式の変速機構の間に位置するように、これら3組の変速機構を伝動系に対して直列状態に配置し、エンジン動力を受ける入力軸に筒軸状の中継軸を相対回転自在に嵌装し、入力軸で駆動される第1伝動軸と中継軸とに亘って2組の駆動操作式の変速機構のうちの一方を、かつ、中継軸とシフト回転体を嵌装した伝動軸とに亘って手動操作式の変速機構を夫々構成するとともに、
一方の駆動操作式の変速機構を構成する2組の油圧クラッチを、第1伝動軸の軸中央部において背中合わせ状態に配備し、これら油圧クラッチの軸方向両側に、低速側と高速側のギヤ咬合部を振分けて配置してあることを特徴とする。
【0008】
〔作用〕
請求項1の構成によれば、複数の油圧クラッチを備えた駆動操作式の変速機構の組の動力伝達方向の間に、手動操作式の変速機構を配置したものであり、前述した比較例のもの(図4のもの)における第1、第2変速機溝の位置を互いに置き換えたものに相当する。つまり、径の大きくなる油圧クラッチを備えた第2副変速機構としての第3駆動操作式の変速機構を駆動操作式の変速機構でもある主変速機構から遠ざけて、代わりに手動操作式の変速機構を主変速機構に隣合わせたので、手動操作式の変速機構の軸と主変速機構における油圧クラッチを嵌装した伝動軸との軸心間距離を小さくすることができる。
【0009】
そして、動力伝達方向で上手側の駆動操作式変速機構の油圧クラッチを備えた第1伝動軸の近くには第2伝動軸が配置されるが、該第2伝動軸には複数の変速用ギヤが装備される程度であって、径の嵩張る変速用の油圧クラッチは存在しないから、第1伝動軸と第2伝動軸との軸心間距離も比較的短いものとすることが可能になる。
【0010】
請求項2の構成によれば、背中合わせ配置された2組の油圧クラッチの両側に高低のギヤ咬合部を振分けることで、油圧クラッチの径に制限されずに第1伝動軸と中継軸とを近づけて相対配置できるとともに、ギヤ咬合部と油圧クラッチとを軸方向でも近接配置できるようになる。又、入力軸に相対回転自在に中継軸を嵌装し、この中継軸が動力伝達方向の下手側となる状態で第1伝動軸とに亘る変速機構を構成したので、入力軸と中継軸との異なる機構を同一軸心上に構成することが可能である。
【0011】
〔効果〕
請求項1及び2に記載の伝動装置では、油圧クラッチを備えた駆動操作式の変速機構の2組が動力伝達方向で直接に直列配置されないよう、それらの間に手動操作式の変速機構を介装させることにより、大部分の変速操作を油圧クラッチによって軽快に多段変速が行えるようにしながら、隣合う伝動軸どうしの軸心間距離を縮めることができ、必要な機能を維持しながらミッションケースのコンパクト化が図れた。
【0012】
請求項2に記載の伝動装置では、変速用の伝動軸数を増やすさずに、動力伝達上手側に配備される駆動操作式の変速機構部分をもコンパクト化でき、上記効果をより強化することができた。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1に示すように、運転部108、脱穀装置109、グレンタンク110等を備えた機体を左右のクローラ走行装置4,4で走行可能に支持するとともに、機体の前部に昇降シリンダ57で昇降自在に刈取部111を支持してコンバインを構成してある。
【0014】
図2にコンバインの伝動装置が示され、1はエンジン動力を受ける入力プーリ、2は刈取部111を駆動するためのPTO出力プーリ、3はクローラ走行装置4を駆動する車軸、5は走行用のサイドクラッチ・ブレーキ、6は第1、第2駆動操作式の変速機構としての走行用の主変速機構、7は第3駆動操作式の変速機構としての走行用の第1副変速機構、8は手動操作式の変速機構としての走行用の第2副変速機構、9はPTO変速機構である。
【0015】
第2副変速機構8とPTO変速機構9とはクラッチ操作が必要であるが、第1副変速機構7と主変速機構6とはクラッチ操作が不要である。一対のサイドクラッチ・ブレーキ5,5は、クラッチ部5Aとブレーキ部5Bとを備えた周知のものである。
【0016】
第1副変速機構7は、低速油圧クラッチ7aと高速油圧クラッチ7bとを備えた2段変速であり、入力軸10に相対回転自在に外嵌された筒軸状の第2伝動軸12(中継軸の一例)と第1伝動軸11とに亘って構成されている。すなわち、低速油圧クラッチ7aと高速油圧クラッチ7bとを、夫々のアウタクラッチボディ7ao,7boが一体となる背中合わせ状態で第1伝動軸11の軸中央部に配置するとともに、軸方向の両外側に、インナクラッチボディ7ai,7biに一体化された低速及び高速の駆動ギヤ40,41を配備してある。
【0017】
低速駆動ギヤ40に咬合する低速従動ギヤ42と、高速駆動ギヤ41に咬合する高速従動ギヤ43とは、共に第2伝動軸12に一体回転状態に装備されるとともに、高速従動ギヤ43を、第3伝動軸13に相対回転自在に嵌装される中間ギヤ44に咬合させてある。
【0018】
第2副変速機構8は、前述した中間ギヤ44の噛合部44aに横側方から咬合可能な噛合部45aと、低速従動ギヤ42咬合するギヤ部45bとを備えたシフト回転体45を、一体回転状態で、かつ、軸方向にシフト自在に第3伝動軸13に嵌装して構成されており、図外の変速レバーでシフト回転体45を人力でシフト操作する手動操作式の変速機構である。
【0019】
主変速機構6は、第1速油圧クラッチ6aと第2速油圧クラッチ6bと第3速油圧クラッチ6c、及び後進油圧クラッチ6rとを備えた4段変速である。第1速油圧クラッチ6aと第3速油圧クラッチ6cとを嵌装した第4伝動軸14の駆動小径ギヤ14gと、第2速油圧クラッチ6bと後進油圧クラッチ6rとを嵌装した第5伝動軸15の駆動小径ギヤ15gとは、共にサイドクラッチ・ブレーキの支軸である第6伝動軸16の大径従動ギヤ16gに咬合している。そして、各駆動小径ギヤ14g,15gどうしは咬合していない。
【0020】
動力伝動系の構造を述べると、入力プーリ1を備えた入力軸10の回転を、第1ギヤ10gを用いて先ず第1伝動軸11に伝動し、低速油圧クラッチ7aと高速油圧クラッチ7bとのいずれかを経た動力が、入力軸10に相対回転自在に外嵌された筒軸状の第2伝動軸12に伝動される。そして、第2副変速機構8を経た動力は、小径ギヤSgと、大径ギヤDgを備えた第3伝動軸13に伝動される。尚、小径ギヤSgと第1ギヤ10gとは咬合していない。
【0021】
小径ギヤSgは、第1速油圧クラッチ6aの第1ギヤ6agにのみ咬合し、第1ギヤ6agは後進油圧クラッチ6rの後進ギヤ6rgに咬合している。大径ギヤDgは、第2速油圧クラッチ6bの第2ギヤ6bgと第3速油圧クラッチ6cの第3ギヤ6cgの双方に咬合しており、第2ギヤ6bgと第3ギヤ6cgとは咬合していない。
【0022】
第1副変速機構7、及び第2副変速機構8は、共に高低2段変速であるので、前進3段で後進1段の主変速機構6との組合わせにより、走行用としては、前進12段で後進4段の変速段を有している。図3に、各軸の配置関係を示す。次に、主変速機構6の各変速段の動力流れを説明する。
【0023】
−主変速の前進第1速−
4個の変速用油圧クラッチ6a〜6c,6rのうちの第1速油圧クラッチ6aのみを入り操作し、第3伝動軸13の小径ギヤSg→第1ギヤ6ag→第4伝動軸14→駆動小径ギヤ14g→大径従動ギヤ16gとなる。
【0024】
−主変速の前進第2速−
4個の変速用油圧クラッチ6a〜6c,6rのうちの第2速油圧クラッチ6bのみを入り操作し、第3伝動軸13の大径ギヤDg→第2ギヤ6bg→第5伝動軸15→駆動小径ギヤ15g→大径従動ギヤ16gとなる。
【0025】
−主変速の前進第3速−
4個の変速用油圧クラッチ6a〜6c,6rのうちの第3速油圧クラッチ6cのみを入り操作し、第3伝動軸13の大径ギヤDg→第3ギヤ6cg→第4伝動軸14→駆動小径ギヤ14g→大径従動ギヤ16gとなる。
【0026】
−主変速の後進−
4個の変速用油圧クラッチ6a〜6c,6rのうちの後進油圧クラッチ6rのみを入り操作し、第3伝動軸13の小径ギヤSg→第1ギヤ6ag→後進ギヤ6rg→第5伝動軸15→駆動小径ギヤ15g→大径従動ギヤ16gとなる。
【0027】
PTO伝動系については、PTO出力軸35に嵌装された高低の従動ギヤ17,18のうちのいずれかをシフト回転体21で選択して咬合させることにより、高低2段の変速が行えるPTO変速機構9を備えている。高速従動ギヤ17に咬合する高速駆動ギヤ19と、低速従動ギヤ18に咬合する低速駆動ギヤ20とは第1伝動軸11の左右端に備えてあり、高速駆動ギヤ19と第1ギヤ10gとを介して動力入力する。高速駆動ギヤ19と低速駆動ギヤ20とは、第1副変速機構7における低速及び高速の駆動ギヤ40,41(ギヤ咬合部に相当)の横外側に位置しており、第1伝動軸11とPTO出力軸35とを近づけることに寄与している。
【0028】
図3に示すように、共に第6伝動軸16に咬合連動する第4及び第5伝動軸14,15の間における上側に第3伝動軸13が位置しており、その上側に入力軸10が配置されるとともに、第1伝動軸11は、入力軸10と第3伝動軸13との上下方向の間で、かつ、第4伝動軸14側の横位置に配置されている。従って、油圧クラッチ7a,7bを備えた第1伝動軸11は、油圧クラッチを備えた第4及び第5伝動軸14,15のいずれの軸にも隣合っていない。
【0029】
そして、第1副変速機構7のギヤ咬合部と、PTO変速機構9のギヤ咬合部とが共に、油圧クラッチ7a,7bの横外側に位置していて、軸心間方向で互いに入り込み配置させてあるので、入力軸10(第2伝動軸12)と第1伝動軸11との軸心間距離、及び第1伝動軸11とPTO出力軸35との軸心間距離を狭くすることに成功している。
【図面の簡単な説明】
【図1】コンバインの側面図
【図2】コンバインの走行伝動系を示す線図
【図3】各軸の配置関係を示す側面図
【図4】比較例のコンバインの走行伝動系を示す線図
【符号の説明】
6,7 駆動操作式の変速機構
6a,6b,6c,6r,7a,7b 変速用の油圧クラッチ
8 手動操作式の変速機構
10 入力軸
11 第1伝動軸
12 中継軸
13 伝動軸
40,41 ギヤ咬合部
45 シフト回転体

Claims (2)

  1. 走行装置への伝動系に、伝動比が互いに異なる複数の伝動経路の夫々に油圧クラッチを介装した駆動操作式の変速機構の3組と、シフト回転体を人力で変速操作する手動操作式の変速機構の1組とを、前記3組の変速機構と前記1組の変速機構とからなる4組の変速機構が装備する伝動軸が互いに平行になる状態で備え、前記3組の駆動操作式の変速機構のうちの並列する状態で配置された2組の駆動操作式の変速機構と前記手動操作式の変速機構を、各伝動軸の軸芯が3角形の頂点位置に位置するように配置し、前記3組の駆動操作式の変速機構のうちの残りの1組となる第3駆動操作式の変速機構を、前記手動操作式の変速機構を挟んで、前記2組の駆動操作式の変速機構の存在側とは反対側の位置に配置してある作業機の伝動装置。
  2. 走行装置への伝動系に、伝動比が互いに異なる複数の伝動経路の夫々に介装した油圧クラッチを択一的に入り作動させることで複数段の変速が可能な駆動操作式の変速機構の2組と、シフト回転体を人力で変速操作する手動操作式の変速機構の1組とを備え、動力伝達方向において前記手動操作式の変速機構が2組の前記駆動操作式の変速機構の間に位置するように、これら3組の変速機構を前記伝動系に対して直列状態に配置し、エンジン動力を受ける入力軸に筒軸状の中継軸を相対回転自在に嵌装し、前記入力軸で駆動される第1伝動軸と前記中継軸とに亘って前記2組の駆動操作式の変速機構のうちの一方を、かつ、前記中継軸とシフト回転体を嵌装した伝動軸とに亘って手動操作式の変速機構を夫々構成するとともに、
    前記一方の駆動操作式の変速機構を構成する2組の油圧クラッチを、前記第1伝動軸の軸中央部において背中合わせ状態に配備し、これら油圧クラッチの軸方向両側に、低速側と高速側のギヤ咬合部を振分けて配置してある作業機の伝動装置。
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