JP3658853B2 - 走行車体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、田植機のような路上走行速とこれよりも著しく遅い作業速を有する作業機の走行車体に用いるものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の走行車体は、エンジンと車輪の間に主変速機と副変速機が直列に設けられ、主変速機で早い路上走行速と遅い作業速を選択し、副変速機でそれぞれの速度を状況に応じてさらに変速して用いるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
主変速機と副変速機は、それぞれ独立した１対の操作杆で操作され、２本の操作杆を必要としていた。この発明は、単１の操作杆で２つの変速機の出力が選択できるようにして、誤操作の防止を図ろうとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するため、エンジン８の動力が前進から後進まで無段階に変速する油圧式変速機１０及び高速と低速とに切り替えて変速する機械式変速機１５を介して前輪６及び後輪７へ伝達される構成の走行車体において、油圧式変速機１０と機械式変速機１５とを変速操作する操作杆２６を備え、前記操作杆２６が案内板２９に形成された高速案内溝３０ａ、低速案内溝３０ｂ及び後進案内溝３０ｃで案内されて前後に移動すると油圧式変速機１０が変速操作されるように設けられ、前記高速案内溝３０ａ及び低速案内溝３０ｂを上から見てＵ字型になるよう連結し、低速案内溝３０ｂの右に前記後進案内溝３０ｃが形成され、前記高速案内溝３０ａ、低速案内溝３０ｂ及び後進案内溝３０ｃを連絡する連絡部で操作杆２６が左右に移動できるように案内され、検出スイッチ３１が前記案内板２９の左に設けられ、操作杆２６が高速案内溝３０ａで案内されるときは前記検出スイッチ３１が押されてＯＮになって電動シリンダ３３が作動して機械式変速機１５が高速状態に切り替わり、低速案内溝３０ｂ及び後進案内溝３０ｃで操作杆２６が案内されるときは検出スイッチ３１がＯＦＦになって機械式変速機１５が低速状態に切り替わる構成とすると共に、ステアリングハンドル２１の操作によりトルクジェネレ−タ３５を介して前輪６が操舵される構成とし、ポンプ３６から吐出した油が前記トルクジェネレ−タ３５へ供給され、該トルクジェネレ−タ３５からの油が油圧式変速機１０に補給される油圧回路を構成し、ポンプ３６が吐出した油の一部をタンク３８に戻す逃し弁３７をポンプ３６とトルクジェネレ−タ３５との間に設け、エンジン８の回転数と操作杆２６の操作角とから車速を演算し、車速が速くなるとタンク３８へ戻る油量が増加するよう前記逃し弁３７へ出力する制御装置３９を設けた走行車体とした。
【０００５】
【作用】
上記の走行車体１は、路上で速い速度で運転したいようなとき、操作杆２６を連絡部を介して高速案内溝３０ａで案内されるように操作すると、検出スイッチ３１が押されてＯＮになり電動シリンダ３３が作動し、機械式変速機１５が高速状態になる。そののち、操作杆２６をたとえば前に押すと、油圧式変速機１０が出力を開始して走行車体１が前進を開始する。そして、操作杆２６をさらに前に押すと、その位置に対応して油圧式変速機１０の出力の回転数が増加し、走行車体１の車速が増加する。
【０００６】
圃場で苗植作業を行うために遅い速度で運転するようなときは、操作杆２６を連絡部を介して低速案内溝３０ｂで案内されるように操作すると、検出スイッチ３１がＯＦＦになって機械式変速機１５が低速状態になる。そののち、操作杆２６を前に押すと、油圧式変速機１０が出力を開始して走行車体１が前進を始める。そして、操作杆２６をさらに前に押すと、その位置に対応して走行車体１の車速が増加する。
【０００７】
また、後進するようなときは、操作杆２６を連絡部を介して後進案内溝３０ｃで案内されるように操作すると、検出スイッチ３１がＯＦＦになって機械式変速機１５が低速状態になる。そののち、その操作杆２６を後に引くと、走行車体１が後進を開始する。
【０００８】
また、エンジン８の回転数と操作杆２６の操作角とから演算される車速が速くなると、タンク３８へ戻る油量が増加するよう制御装置３９から逃し弁３７へ出力し、ステアリングハンドル２１の操作荷重が重くなる。
【０００９】
【効果】
以上のように、この発明によると、前進から後進まで無段階に変速する油圧式変速機１０と高速と低速とに切り替えて変速する機械式変速機１５とを変速操作する操作杆２６を備え、前記操作杆２６が案内板２９に形成された高速案内溝３０ａ、低速案内溝３０ｂ及び後進案内溝３０ｃで案内されて前後に移動すると油圧式変速機１０が変速操作されるように設けられ、前記高速案内溝３０ａ及び低速案内溝３０ｂを上から見てＵ字型になるよう連結し、低速案内溝３０ｂの右に前記後進案内溝３０ｃが形成され、前記高速案内溝３０ａ、低速案内溝３０ｂ及び後進案内溝３０ｃを連絡する連絡部で操作杆２６が左右に移動できるように案内され、検出スイッチ３１が前記案内板２９の左に設けられ、操作杆２６が高速案内溝３０ａで案内されるときは前記検出スイッチ３１が押されてＯＮになって電動シリンダ３３が作動して機械式変速機１５が高速状態に切り替わり、低速案内溝３０ｂ及び後進案内溝３０ｃで操作杆２６が案内されるときは検出スイッチ３１がＯＦＦになって機械式変速機１５が低速状態に切り替わる構成としたので、操作杆２６の数が低減し、変速操作が容易になると共に誤操作のおそれが軽減される。
【００１０】
また、ポンプ３６から吐出した油が前記トルクジェネレ−タ３５へ供給され、該トルクジェネレ−タ３５からの油が油圧式変速機１０に補給される油圧回路を構成し、ポンプ３６が吐出した油の一部をタンク３８に戻す逃し弁３７をポンプ３６とトルクジェネレ−タ３５との間に設け、エンジン８の回転数と操作杆２６の操作角とから車速を演算し、車速が速くなるとタンク３８へ戻る油量が増加するよう前記逃し弁３７へ出力する制御装置３９を設けたので、エンジン８の回転数と操作杆２６の操作角とから演算される車速が速くなると、ステアリングハンドル２１の操作荷重が重くなり、ステアリングハンドル２１の操作荷重が軽すぎて直進操作が困難になるようなことを回避できる。
【００１１】
【実施例】
つぎに、この発明の実施例を説明する。
図１〜図６のように、走行車体１の後に苗植装置２が装着されて田植機となっている。
走行車体１がつぎのように構成されている。フレーム３の前後に主歯車箱４の後輪歯車箱５，５が設けられ、それぞれの外側に前輪６，６と後輪７，７が配置されている。エンジン８がフレーム３に取付けられ、その動力がベルト９でＨＳＴ１０の入力軸１１に入り、所望の回転数に変速されたのち、出力軸１２からベルト１３で取出されて主歯車箱４の主軸１４に導入されている。主軸１４に伝わった動力は、機械式変速機１５を経由して前輪差動装置１６で左右に分かれて前輪６，６に到達するとともに、後輪差動装置１７で左右に分かれたのち、それぞれの制動装置１８，１８を経由して後輪７，７に達している。
【００１２】
座席１９がエンジン８の上に設けられている。ハンドルフレーム２０が主歯車箱４の前部の上に設けられ、その上のステアリングハンドル２１を操作すると、トルクジェネレータ３５（図７）を介して前輪６，６が操舵され、走行車体１の進路が変更されるようになっている。
【００１３】
ＨＳＴ作動軸２２がハンドルフレーム２０の左の下部に設けられ、アーム２３がこれから下に伸び、ＨＳＴ１０のアーム２４とアーム２３がロッド２５で連結されている。操作杆２６の下部が回動軸２７で左右に揺動できるようにＨＳＴ作動軸２２に取付けられている。案内棒２８が操作杆２６の下部から下に伸び、案内板２９の案内溝３０に入っている。案内溝３０は、上から見てＵ字型に連結した高速案内溝３０ａ、低速案内溝３０ｂおよび低速案内溝３０ｂのやや右から後に伸びた後進案内溝３０ｃで形成されている。
【００１４】
検出スイッチ３１が案内板２９の左に設けられ、案内溝３０内を移動する案内棒２８の下端が左に来ると、ＯＮして信号を制御装置３２に入力するようになっている。制御装置３２は、電動シリンダ３３に出力し、機械式変速機１５のシフターアーム３４を作動するように出来ている。すなわち、検出スイッチ３１がＯＮすると、制御装置３２の出力で電動シリンダ３３が機械式変速機１５の歯車を移動し、その出力が高速（路上走行速）となり、検出スイッチ３１がＯＦＦすると、その出力が低速（作業速）となる。
【００１５】
案内棒２８の下端が高速案内溝３０ａ又は低速案内溝３０ｂ内を後から前に向って移動すると、すなわち、アーム２３の下端が前から後に向って移動すると、ロッド２５で引かれてアーム２４が時計方向（図３）に回動し、その回動が進むに従って出力軸１２の回転数が増加する。案内棒２８の下端が高速案内溝３０ａ、低速案内溝３０ｂの後部或はこれらの連絡部に位置するときは、アーム２４が図３の状態にあってＨＳＴ１０が中立となり、出力軸１２の回転が停止する。案内棒２８の下端が後進案内溝３０ｃ内を前に進むと、アーム２４が図３の状態から反時計方向に回り、出力軸１２が逆転するようになっている。
【００１６】
従って、中立の位置にある操作杆２６の上端を右に寄せると、検出スイッチ３１がＯＮして機械式変速機１５の出力が高速（路上走行速）となる。そののち、操作杆２６の上端を前に押すと、案内棒２８の下端が検出スイッチを押しながら高速案内溝３０ａを後に移動して、ＨＳＴ１０が出力を開始し、走行車体１が前進を始める。そして、操作杆２６が引かれている位置に応じた走行車体１の前進速度が得られる。この操作杆２６の上端を前に押してＨＳＴ１０の出力を停止したのち、右に移動させて案内棒２８を低速案内溝３０ｂ内に位置させる。すると、案内棒２８が検出スイッチ３１から離れてＯＦＦとなり、機械式変速機１５の出力が低速（作業速）となる。そののち、操作杆２６の上端を前に押すと、ＨＳＴ１０が出力を開始し、走行車体１が前進を始め、その引いた位置に応じた速度が得られる。また、中立の位置にある操作杆２６の上端を左端に乗せたのち、後に引くと、機械式変速機１５の出力が低速に保たれた状態で、ＨＳＴ１０が逆転の出力をし、走行車体１が後進する。
【００１７】
トルクジェネレータ３５とＨＳＴ１０の油圧回路が図７のように設けられている。すなわち、ポンプ３６が吐出した油がトルクジェネレータ３５に入り、これから出た油がＨＳＴ１０の油を補給するようになっている。逃し弁３７がポンプ３６とトルクジェネレータ３５の間に設けられ、ポンプ３６が吐出した油の１部がタンク３８に戻っている。この逃し弁３７は、デューティ比制御でＯＮ時間（開放時間）が変化するソレノイドバルブで構成され、制御装置３９の出力で作動する。制御装置３９にＨＳＴ作動軸２２のポテンショメータ４０（図４）から入力され、ＨＳＴ１０の出力（回転数）が高いとタンク３８に戻る油量が増加するように出来ている。すなわち、走行車体１の前進速度が増加すると、トルクジェネレータ３５で作動するパワーステアリングは、ステアリングハンドル２１の操作荷重が軽すぎて直進操作が困難となるが、上記の構成によると、その課題が解消される。なお、エンジン８の回転数（回転センサ４１）と操作杆２６の操作角（ポテンショメータ４０）でポンプ３６が吐出する油の量と走行車体１の車速を演算し、車速が速くなるとステアリングハンドル２１の操作荷重が重くなるように構成することができる。
【００１８】
図１のように、支柱４２がフレーム３の後部から上に伸び、上下で平行な１対のリンク４３，４３の前後の両端がこれと後の縦枠４４に取付けられている。油圧シリンダ４５の前端がフレーム３に取付けられ、ピストンロッド４６が後部から斜後上に突出し、上のリンク４３と一体のアーム４７の下端とその突端が接続している。そして、昇降弁４８（図７）による油路の切り換で、ポンプ４９が吐出した油が油圧シリンダ４５に供給されると、ピストンロッド４６が突出して縦枠４４が上昇し、その油がタンク３８に戻ると、縦枠４４が下降するように出来ている。
【００１９】
苗植装置２が縦枠４４に取付けられている。すなわち、植込歯車箱５０が縦枠４４の下部に取付けられ、前上りに傾斜した苗載台５１がエンジン８の動力でその上で左右に往復駆動されている。３本の植込フレーム５２，５２，５２が植込歯車箱５０から後に伸び、それぞれの後端の両側で回転ケース５３，５３，……が回転している。１対の植込杆５４，５４がそれぞれの回転ケース５３，５３，……に取付けられて上記の回転で同じような姿勢を保って旋回し、下降の初期に苗載台５１から突出しているマット苗の端から１株分の苗を欠ぎ取り、下端で泥土に移植するうに出来ている。フロート５５，５５，５５がそれぞれの植込フレーム５２，５２，５２の下に配置され、走行車体１の前進で泥面を滑走するように出来ている。
【００２０】
昇降弁４８が図８のように設けられている。弁箱５６にスプール５７が左右に移動自在に設けられ、中立において、左右のばねＳＬ，ＳＲがそれぞれの座板５８Ｌ，５８Ｒを介して両横を均等に押し、ポンプ４９が吐出した油がポンプポートＰから左室５９Ｌに入り、油路６０を通ってタンクポートＴに達し、タンク３８に戻っている。ソレノイド６１Ｌ，６１Ｒが左右に配置され、ピン６２Ｌでスプール５７が右に押されると、シリンダーポートＣが油路６３でタンクポートＴに連通して油圧シリンダ４５内の油がタンク３８に戻り、ピン６２Ｒでスプール５７が左に押されると、ポンプポートＰとシリンダポートＣが連通してポンプ４９が吐出した油が油圧シリンダ４５に供給されるようになっている。なお、右室５９Ｒが油路６４でタンクポートＴに通じている。可変絞り弁６５が油路６０に設けられ、レバー６６で回すと、ねじ６５ａのリードで上下に移動して開度が変り、油路６０内の油の流量が変化するようになっている。スロットルレバー６７（図２）がハンドルフレーム２０の右に設けられ、その操作でエンジン８の回転数が変化するようになっている。そして、レバー６６とスロットルレバー６７がワイヤ６８で連結され、エンジン８の回転数を高くすると、可変絞り弁６５による油路の開度が大きくなるように出来ている。なお、ポンプ４９は、エンジン８から主軸１４の間の伝動経路に設けられ、エンジン８の回転に応じて（比例して）回転数が変化する。
【００２１】
すなわち、スプール５７の左の端面に、ばねＳＬと左室５９Ｌ内の油の背圧が右向に働いている。ポンプ４９の回転数が上昇してポンプポートＰからの油の流量が増加すると、前記の背圧が高くなる。従って、ソレノイド６１Ｒにデュティ比制御で電圧を加えると、ピン６２Ｒでスプール５７が左に押され、ポンプポートＰからシリンダポートＣに油が流れるが、スプール５７による流路の開度が上記の背圧の影響を受け、ポンプ４９の吐出量が増大すると、背圧の増大でシリンダポートＣへの流量が低下するおそれがあった。ここに、上記のように構成すると、エンジン８の回転数が増加すると、可変絞り弁６５による油路６０の開度が大きくなって、スプール５７の左端に働く背圧が低下するので、上記のおそれが解消される。また、ばねＳＬ，ＳＲは、図９のように、円錐状に形成すると、初期の押圧力が著しく弱くなって、ソレノイド６１Ｌ，６１Ｒで引かれて作動するスプール５７の初期の移動が円滑になる。
【００２２】
ソレノイド６１Ｌ，６１Ｒが図１０のように設けられている。なお、両者は対称のため、左のみを示している。固定磁極６９が右端に設けられ、コイル７０が励磁すると可動鉄芯７１が右に引かれてピン６２Ｌが押し出されるようになっている。なお、図では可動鉄芯７１がばね７２で右に押されて固定磁極６９に接触しているが、ソレノイド６１Ｌ，６１Ｒがスプール５７を挟んで左右に配置され、中立において離れている。そして、両者の接触部が円錐面６９ａ，７１ａに形成され、片側又は両者の面に複数の細い溝７３が設けられている。ばね７２の左端を受けるプッシュピン７４がねじ７４ａで左右に移動するように後部金具７５に取付けられ、ロックナット７６で回り止めが施されている。
【００２３】
すなわち、固定磁極６９と可動鉄芯７１の間に芥が入ると、これが円錐面６９ａ又は７１ａに付着してコイル７０での吸引力が低下し、昇降弁４８で苗植装置２を上昇させる性能が低下するが、上記の構成によると、その芥が溝７３に入ってコイル７０での吸引力が維持される。また、製作上の誤差により、コイル７０の吸引力にバラツキが発生するが、プッシュピン７４を左右に移動させてばね７２の力を調節すると、上記のバラツキが吸収され、すべてのソレノイド６１Ｌ，６１Ｒ，……の性能が均一化する。そして、このソレノイド６１Ｌ，６１Ｒは、昇降レバー７７（図２）および中央のフロート５５からの入力で制御装置（図示していない）が出力して作動する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を施した田植機の側面図
【図２】その平面図
【図３】その１部の伝動機構図
【図４】その１部の拡大した正面図
【図５】その１部の底面図
【図６】その側面図
【図７】その油圧回路図
【図８】その昇降弁の切断正面図
【図９】その１部の拡大図
【図１０】そのソレノイドの切断正面図
【符号の説明】
１ 走行車体
６ 車輪（前輪）
７ 車輪（後輪）
８ エンジン
１０ ＨＳＴ（油圧式変速機）
１５ 機械式変速機
２１ ステアリングハンドル
２６ 操作杆
２９ 案内板
３０ａ 高速案内溝
３０ｂ 低速案内溝
３０ｃ 後進案内溝
３１ 検出スイッチ
３３ 電動シリンダ
３５ トルクジェネレ−タ
３６ ポンプ
３７ 逃し弁
３８ タンク
３９ 制御装置

Claims (1)

1. エンジン（８）の動力が前進から後進まで無段階に変速する油圧式変速機（１０）及び高速と低速とに切り替えて変速する機械式変速機（１５）を介して前輪（６）及び後輪（７）へ伝達される構成の走行車体において、油圧式変速機（１０）と機械式変速機（１５）とを変速操作する操作杆（２６）を備え、前記操作杆（２６）が案内板（２９）に形成された高速案内溝（３０ａ）、低速案内溝（３０ｂ）及び後進案内溝（３０ｃ）で案内されて前後に移動すると油圧式変速機（１０）が変速操作されるように設けられ、前記高速案内溝（３０ａ）及び低速案内溝（３０ｂ）を上から見てＵ字型になるよう連結し、低速案内溝（３０ｂ）の右に前記後進案内溝（３０ｃ）が形成され、前記高速案内溝（３０ａ）、低速案内溝（３０ｂ）及び後進案内溝（３０ｃ）を連絡する連絡部で操作杆（２６）が左右に移動できるように案内され、検出スイッチ（３１）が前記案内板（２９）の左に設けられ、操作杆（２６）が高速案内溝（３０ａ）で案内されるときは前記検出スイッチ（３１）が押されてＯＮになって電動シリンダ（３３）が作動して機械式変速機（１５）が高速状態に切り替わり、低速案内溝（３０ｂ）及び後進案内溝（３０ｃ）で操作杆（２６）が案内されるときは検出スイッチ（３１）がＯＦＦになって機械式変速機（１５）が低速状態に切り替わる構成とすると共に、ステアリングハンドル（２１）の操作によりトルクジェネレ−タ（３５）を介して前輪（６）が操舵される構成とし、ポンプ（３６）から吐出した油が前記トルクジェネレ−タ（３５）へ供給され、該トルクジェネレ−タ（３５）からの油が油圧式変速機（１０）に補給される油圧回路を構成し、ポンプ（３６）が吐出した油の一部をタンク（３８）に戻す逃し弁（３７）をポンプ（３６）とトルクジェネレ−タ（３５）との間に設け、エンジン（８）の回転数と操作杆（２６）の操作角とから車速を演算し、車速が速くなるとタンク（３８）へ戻る油量が増加するよう前記逃し弁（３７）へ出力する制御装置（３９）を設けた走行車体。

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