JP3663698B2 - クローラ式移動農機における走行制御装置 - Google Patents

クローラ式移動農機における走行制御装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クローラにより走行するコンバインやハーベスタのような移動農機の走行制御装置に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
クローラ式の移動農機の進路を変更するには、左右いれか一方のクローラを制動するピボットターンの他に、左右のクローラを互いに逆方向に回転するスピンターンと、左右のクローラの一方を他方より低速で同一方向に回転するマイルドターン(出願人の登録商標、以下緩速旋回という)の3通りの方法がある。
【0003】
本出願人は、基本のピボットターンの他に、スピンターンと緩速旋回の3通りの旋回モードを自在に選択できる走行伝動装置の改良を研究開発し、これを特願平6−261937号として出願した。
この走行伝動装置は、ピボットターンはクラッチ・ブレーキ軸と切換クラッチ軸を組合せて行い、スピンターンと緩速旋回はクラッチ・ブレーキ軸、スピン・マイルド軸および切換クラッチ軸を組合せて行うのであるが、それぞれの機能を分散して必要な伝動軸を設けていたため、ミッションを小型化するのが困難で重量が増大してコストが上昇した。
【0004】
また、これらの3通りの進路変更をする際は、軸に掛かる負荷が大きいため、クラッチ・ブレーキ軸とスピン・マイルド軸を太くする必要があった。
【0005】
本発明は、基本のピボットターンのみ可能な、あるいは、ピボットターン、スピンターンおよび緩速旋回の3通りの旋回が可能なクローラ式の移動農機の走行制御装置を共用できるようにすることを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は以下のように構成した。
【0007】
すなわち、エンジンの出力を機体左右のクローラに独立して伝達するミッションを設け、このミッションを覆うミッションケースを有し、
左右いずれか一方のクローラに制動を掛けるピボットターン、左右のクローラを互いに逆方向に回転するスピンターン、及び一方のクローラを他方のクローラと同じ方向で低速に駆動する緩旋回のうち、任意のターンモードを選択するクローラ式移動農機において、
制御軸(38)には、左右両旋回を実行するブレーキ(39)と左右一対の切換クラッチ(40,41)を取付け、さらに当該ブレーキ(39)を取付けた側とは反対側の端部にスピン・マイルド制御軸(61)を取外し可能に配設し、
このスピン・マイルド制御軸(61)にスピンターンと緩速旋回の両方を実行するとともに左右両旋回を実行するクラッチ(62)を配設し、
さらに、制御軸(38)の上流に配設する第2中間軸(35)に取外し可能に配設するスピン・マイルド軸(56)、及びこのスピン・マイルド軸(56)の下流に取外し可能に配設するマイルド中間軸(58)を、前記スピン・マイルド制御軸(61)と同じ側に設け、
しかして前記スピン・マイルド制御軸(61)、スピン・マイルド軸(56)、マイルド中間軸(58)を覆うケース(86,87)をミッションケースの側面に取外し可能に取付け、
また、ミッションケースに覗き孔(77)を設け、制御軸(38)に配設した切換クラッチ(40,41)を目視可能にする。
また、ブレーキ(39)は左右両旋回を実行し、クラッチ(62)はスピンターンと緩速旋回及び左右両旋回を実行するので、ブレーキ(39),クラッチ(62)は各々1個ずつ設けるのみでよい。従って、ミッションをより軽量・コンパクトに構成可能になる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0009】
図1に、本発明を実施したコンバインの走行制御装置のギア接続縦断面図を示す。
本発明の走行制御装置は図示しないエンジンの動力を入力プーリ15を介して静油圧式無段変速装置(HST)のポンプ16に入力し、併設のHSTモータ17を駆動する。
18は、走行制御装置の入力軸で、HSTモータ17の出力側に接続して第1伝動ギア19を固着する。
【0010】
20は、入力軸18の下流に配設する変速軸で、変速軸20の外周に外周筒21を回転自在に嵌合し、外周筒21には、低速ギア22、中速ギア23および高速ギア24をスプライン結合する。
低速ギア22、中速ギア23および高速ギア24は一体に回転し、図示しないフォーク部材により外周筒21上を横移動し、高速ギア24は、第1伝動ギア19に常時噛合する。
【0011】
外周筒21には、環状の凹溝を外周に形成したシフタ25をスプライン結合すると共に、シフタ25に対向して変速軸20の右端部に刈取クラッチ26を配設する。
刈取クラッチ26の入力側とシフタ25の間に爪クラッチを形成し、刈取クラッチ26の出力側は変速軸20に連結する。
なお、28はシフタ25を移動するシフタフォークである。
【0012】
変速軸20の右端には刈取プーリ30を固定し、刈取クラッチ26を経てこの刈取プーリ30より刈取部(図示しない)へ動力を伝達する。
【0013】
31は第1中間軸で、変速軸20の下流に配設し、第2伝動ギア32、第3伝動ギア33および第4伝動ギア34をそれぞれ固着する。
第2伝動ギア32は低速ギア22に、第3伝動ギア33は中速ギア23に、第4伝動ギア34は高速ギア24にそれぞれ噛合する。
【0014】
35は第2中間軸で、第1中間軸31の下流に配設し、中央に第5伝動ギア36を、右端に第6伝動ギア37をそれぞれ固着する。
第6伝動ギア37は第1中間軸31の第4伝動ギア34に常時噛合する。
【0015】
38は制御軸で、第2中間軸35の下流に配設し、左端にブレーキ39、中央部に左右の切換クラッチ40、41をそれぞれ配設する。
左右の切換クラッチ40、41の原動側は制御軸38に固着し、受動側を遊嵌して切換ギア42と切換ギア43を固着する。
左右の切換クラッチ40、41の原動側と受動側の向かい合う面には、両者を結合する係合歯40a、41aを形成する。
切換ギア42と切換ギア43は左右の切換クラッチ40、41の受動側と一体に回転して、かつ軸方向に一体的に移動する。
【0016】
ブレーキ39は、図2に示すように、ブレーキ本体44側のディスク44aと、ブレーキケース45側のディスク45aを交互に配置したディスククラッチを形成し、ブレーキ本体44は制御軸38に固着し、ブレーキケース45はミッションケースに固着する。
ブレーキケース45内部にはピストン39aを配置し、ピストン39aとブレーキケース45の接触面に、ピストン39aの回転に従って少しずつ浅くなる環状溝を設けて、カムボール39bをその最深部に嵌合する。
ピストン39aの外周には凹部を設けてこれにカム39cを嵌合し、カム39cの軸には駐車レバー39dを連結する。
【0017】
46はサイドクラッチ軸で、制御軸38の下流に配設し、中央部に直進ギア47を固着し、左サイドギア48と右サイドギアを遊嵌する。
左サイドギア48と右サイドギア49には直進ギア47と向かい合う面に係合歯48a、49aを形成し、ばねにより付勢して左サイドギア48と右サイドギア49を直進ギア47に係合させて左右のサイドクラッチを構成する。
【0018】
左サイドギア48には第10伝動ギア50を固着して、左サイドギア48と切換ギア42を常時噛合する。そして、左サイドギア48と第10伝動ギア50は一体的に軸方向に移動する。
同様に、右サイドギア49には第11伝動ギア51を固着して、右サイドギア49と切換ギア43を常時噛合する。そして、右サイドギア49と第11伝動ギア51は一体的に軸方向に移動する。
【0019】
第10伝動ギア50と第11伝動ギア51には溝部を形成して、この溝部に係合するサイドクラッチシフトフォーク52L、52Rを配設する。
第10伝動ギア50と第12伝動ギア53を常時噛合し、第11伝動ギア51と第13伝動ギア54を常時噛合する。
第12伝動ギア53は左クローラ駆動軸12Lに固定し、第13伝動ギア54は右クローラ駆動軸12Rに固定する。
【0020】
56はスピン・マイルド軸で、第2中間軸35と同軸線上にスプライン結合で連結して両軸を一体に回転すると共に、スピン・マイルド入力ギア57をスピン・マイルド軸56にスプライン結合する。
スピン・マイルド入力ギア57は図示しないフォーク部材により軸方向に移動する。
【0021】
58はマイルド中間軸で、スピン・マイルド軸56の下流に配設し、第15伝動ギア59と第16伝動ギア60を固着する。
【0022】
61は、スピン・マイルド制御軸で、スピン・マイルド軸56の下流に配設して制御軸38と同軸線上に一体に連結する。
スピン・マイルド制御軸61には、ディスク形式のクラッチ62を配設する。
クラッチ62は、クラッチ本体側に一体のディスクとクラッチケース側に一体のディスクを交互に配置した構造である。
クラッチ本体をスピン・マイルド制御軸61にスプライン結合し、クラッチケースに第17伝動ギア63を連結する。
第17伝動ギア63はスピン・マイルド制御軸61に遊嵌する。
【0023】
ピボットターンのみ可能なクローラ式の移動農機においては、図3に示すように、ボルト88を外してボックスケース86とクラッチケース87を取外し、スピン・マイルド軸56、マイルド中間軸58およびスピン・マイルド制御軸61を取除いてギアボックス55のあった位置のミッションケースの側面を蓋85で覆うようになっている。
【0024】
本発明を実施したコンバインの走行制御装置は以上のような構成で、エンジンの動力をHSTポンプ16とHSTモータ17を介して入力軸18に伝達し、第1伝動ギア19と高速ギア24を回転する。
そして、高速ギア24の回転と一体に低速ギア22と中速ギア23が回転し、図示しないシフタフォークにより低速、中速或いは高速に切換えることにより、第2伝動ギア32または第3伝動ギア33または第4伝動ギア34を介して第1中間軸31を回転する。
【0025】
第1中間軸31の回転が第4伝動ギア34から第6伝動ギア37を介して第2中間軸35を回転し、第5伝動ギア36と第5伝動ギア36に噛合する直進ギア47が回転する。
そして、直進ギア47に左サイドギア48と右サイドギア49が結合して、左サイドギア48から第10伝動ギア50、第12伝動ギア53を介して左側のクローラ軸12Lを回転すると共に、右サイドギア49から第11伝動ギア51および第13伝動ギア54を介して右側のクローラ軸12Rを回転する。
これにより左右クローラ11、11は同一方向、同一速度で回転して機体が直進する。
【0026】
なお、スピン・マイルド軸56が回転するとき、スピン・マイルド入力ギア57は第15伝動ギア59か第17伝動ギア63に噛合し、いずれの場合も第17伝動ギア63が回転するが、クラッチ62は「切」の状態であるため、第17伝動ギア63は空転するだけで、スピン・マイルド軸56の回転はスピン・マイルド制御軸61に伝達しない。
【0027】
ここで、左のクローラ11にブレーキを掛けるときは、左サイドクラッチシフトフォーク52Lを左に移動させて直進ギア47から左サイドギア48を離間し、左側の切換クラッチ40の原動側と受動側を結合して「入」の状態にする。
このとき右側の切換クラッチ41の原動側と受動側は離間して「切」の状態になっている。
そして、油圧によりブレーキ39のピストン39aを圧迫してディスククラッチを接続し、制御軸38を制動する。
制御軸38を制動すると、連動する左切換クラッチ40、切換ギア42、左サイドギア48、第10伝動ギア50、第12伝動ギア53および左側のクローラ軸12Lが停止して左側のクローラ11に制動がかかる。
【0028】
同様に、右のクローラ11にブレーキを掛けるときは、右サイドクラッチシフトフォーク52Rを右に移動させて直進ギア47から右サイドギア49を離間し、右側の切換クラッチ41の原動側と受動側を結合して「入」の状態にする。
このとき左側の切換クラッチ40の原動側と受動側は離間して「切」の状態になっている。
そして、ブレーキ39のディスククラッチを接続して制御軸38を制動する。
制御軸38を制動すると、連動する右切換クラッチ41、切換ギア43、右サイドギア49、第11伝動ギア51、第13伝動ギア54および右側のクローラ軸12Rが停止して右側のクローラ11に制動がかかる。
【0029】
駐車ブレーキを掛けるときは、左右のサイドクラッチシフトフォーク52L、52Rを左右に移動させて直進ギア47から左サイドギア48と右サイドギア49を離間し、左右の切換クラッチ40、41の原動側と受動側を結合して「入」の状態にする。
そして、駐車レバー39dを回動してカム39cを回転させ、ピストン39aを回転させる。
ピストン39aが回転すると、カムボール39bが環状溝の深部から浅部に移動してピストン39aをディスククラッチ側に押出し、これによりディスククラッチが接続して制御軸38を制動する。
制御軸38を制動すると、連動する左右の切換クラッチ40、41、切換ギア42、切換ギア43、左右のサイドギア48、49、第10伝動ギア50、第11伝動ギア51、第12伝動ギア53、第13伝動ギア54および左右のクローラ軸12L、12Rが停止して左右のクローラ11を制動する。
駐車レバー39dを元に戻すと、ピストン39aが逆回転してカムボール39bが元の位置に戻り、制御軸38の制動が解除される。
【0030】
図4に示すように、サイドクラッチアーム70の一端をワイヤ71を介して図示しない駐車ブレーキペダルに接続し、サイドクラッチアーム70の他端を連結軸72を介してリンクアーム73に連結する。
サイドクラッチアーム70とリンクアーム73には、それぞれ連結孔70aと73aを設け、右サイドクラッチシフトフォーク52Rと一体のサイドクラッチシャフト74Rと左サイドクラッチシフトフォーク52Lと一体のサイドクラッチシャフト74Lをそれぞれ連結孔70a、73aに挿通する。
【0031】
運転席の駐車ブレーキペダルを操作するとワイヤ71が引かれ、サイドクラッチアーム70が連結孔70aを中心に図4の反時計方向に旋回し、連結孔70aに挿通するサイドクラッチシャフト74Rを旋回させる。
サイドクラッチシャフト74Rが旋回すると、サイドクラッチシャフト74Rに一体の右サイドクラッチシフトフォーク52Rが図1の右に移動して直進ギア47から右サイドギア49を離間し、右切換クラッチ41の原動側と受動側を結合してクラッチ「入」の状態にする。
サイドクラッチアーム70が反時計方向に旋回すると、連結軸72が押下げられ、リンクアーム73が連結孔73aを中心に時計方向に旋回して連結孔73aに挿通するサイドクラッチシャフト74Lを旋回させる。
サイドクラッチシャフト74Lが旋回すると、サイドクラッチシャフト74Lに一体の左サイドクラッチシフトフォーク52Lが図1の左に移動して直進ギア47から左サイドギア49を離間し、左切換クラッチ40の原動側と受動側を結合してクラッチ「入」の状態にする。
【0032】
従来、サイドクラッチアーム70とサイドクラッチシャフト74R、また、リンクアーム73とサイドクラッチシャフト74Lは、それぞれ軸とアームが一体となっていたため左右の切換クラッチ40、41の作動時にガチャガチャ音が発生していた。
このサイドクラッチアーム70とサイドクラッチシャフト74R、リンクアーム73とサイドクラッチシャフト74Lは、それぞれ連結孔70aと73aを介して連結し、これらは図5に示すような形状をしているため、サイドクラッチアーム70とリンクアーム73の動きはサイドクラッチシャフト74R、74Lに伝わるが、サイドクラッチシャフト74R、74Lの動きはサイドクラッチアーム70とリンクアーム73には伝わらない。
従って、従来のように、左右の切換クラッチ40、41の作動時にガチャガチャ音が発生することがない。
また、サイドクラッチアーム70とリンクアーム73が連結軸72で連結されているため、サイドクラッチアーム70を旋回させるとリンクアーム73も旋回して左右のブレーキを一度に掛けることができる。
【0033】
図6に示すように、この走行制御装置のサイドクラッチシャフト74L、74Rは片持ち構成とし、軸の抜止め用プレート75をサイドクラッチアーム70とリンクアーム73よりも外側に設ける。
従来のサイドクラッチシャフト74L、74Rは、ミッションケースを貫通するため、必要以上に長く、抜止め用のC形止め輪などを必要とした。
このサイドクラッチシャフト74L、74Rは、サイドクラッチアーム70とリンクアーム73の外側に抜止め用プレート75を設けている。
この抜止め用プレート75はスライド板の役割も兼ねているのでサイドクラッチアーム70とリンクアーム73の作動性がよくなる。
また、抜止め用プレート75を係止する溝76をサイドクラッチアーム70とリンクアーム73の外側に設けているので、サイドクラッチシャフト74L、74Rの強度を低下させない。
【0034】
図4に示すように、この走行制御装置のサイドクラッチシフトフォーク52Rが第11伝動ギア51の溝部に係合する部分のミッションケースには、左右の切換クラッチ40、41の組立てを容易にするための覗き孔77を設ける。
従来の左右の切換クラッチ40、41は、ケース締付け時でないと組立てられないため、多数の小部品があるにもかかわらず、手探りに近い状態で組立て作業をしていた。
仮に、ブレーキケース45などに孔が明いていても、そこからこの部分を直接見ることはできなかった。
また、ブレーキケース45をセットした後では、この左右の切換クラッチ40、41の作動状態を目視確認することは不可能であった。
【0035】
そこで、ミッションケースにこのような覗き孔77を設けることにより、組立てを容易にし、誤組や組忘れを防止して、作動確認を目視により確認することができる。
また、覗き孔77にはめくら蓋をしてオイル交換時には廃油口として使用することもできる。
この覗き孔77は、本発明の走行制御装置のように、サイドクラッチ軸46とブレーキ39が別になっているミッションケースには必要不可欠な構成である。
【0036】
図7に示すように、この走行制御装置の刈取クラッチ26は、入力側とシフタ25の間に爪クラッチ78を形成している。
刈取クラッチ26の出力側は、変速軸20に連結して変速軸20の右端に刈取プーリ30を固定し、刈取クラッチ26を経て、この刈取プーリ30より刈取部へ動力を伝達するようになっている。
この刈取クラッチ26はワンウエイクラッチで、正転のみを伝え、軸が逆転したときは刈取プーリ30に回転を伝えないようになっている。
この刈取クラッチ26は爪クラッチ78の下手にあるので、刈取停止時に爪クラッチ78が「切」となれば刈取クラッチ26には動力が伝わらなくなる。
このため、刈取クラッチ26は駆動も空転も行わないのでワンウエイクラッチの寿命や耐久性が増す。
また、この刈取クラッチ26は刈取プーリ30より上手にあるので、刈取クラッチ26をミッションケースに内蔵することができ、ワンウエイクラッチの耐久性が増す。
【0037】
この走行制御装置の変速軸20は、刈取クラッチ26軸と刈取プーリ30軸の3重軸で構成し、同一軸上で副変速のチェンジ摺動、刈取出力爪クラッチ駆動、カムクラッチのワンウエイ駆動および刈取プーリ出力駆動を行うので、機構をコンパクトにできる。
【0038】
図8に示すように、この走行制御装置の刈取クラッチ26は、変速軸20の右端部に配設し、クラッチカバー79を外して外部から刈取クラッチ26のクラッチホルダ80を取外せるようになっている。
このため、ミッションケースを分割しなくてもカムクラッチを交換できるのでメンテナンスが容易になる。
また、刈取プーリ30軸もミッションケースを分割せずに、容易に取外して交換メンテナンスができる。
【0039】
刈取部を一定の高さ以上に上昇すると、自動的に刈取を停止させる刈取停止機構が知られているが、従来、刈取プーリ30のベルトクラッチをモータで作動して刈取部への動力の伝達を「入」「切」していた。また、同じモータで刈取クラッチ26の爪クラッチ78を「入」「切」していた。
このため、モータや電気系統にトラブルが発生すると、刈取クラッチ26が作動しなくなるという問題があった。
この走行制御装置の刈取クラッチ26は、刈取出力用クラッチを2系統設け、モータで作動する爪クラッチ78の他に、刈取プーリ30にワイヤで駆動する図示しないベルトクラッチを取付けている。
爪クラッチ78は刈取停止用として、刈取プーリ30のベルトクラッチは刈取メイン用として用いている。
従って、モータや電気系統にトラブルが発生しても、刈取メイン用のベルトクラッチは動くので、刈取作業を継続して行うことができる。
【0040】
従来のカムクラッチは刈取出力プーリ内に設けていたため、埃や水が侵入して寿命が短くクレームが多かった。
この走行制御装置のカムクラッチはミッションケースに内蔵するため、オイルバスとなり、常時オイルが潤滑して、埃や水の侵入もなく寿命が長くなる。
【0041】
刈取クラッチ26には、機体後退時に刈取部を空転させるため、ワンウエイクラッチを設ける必要があるが、この刈取クラッチ26のクラッチホルダ80には爪クラッチ78を形成して部品を一体化している。
この刈取クラッチ26は、このように部品点数を削減して構成を単純化している。
【0042】
【発明の効果】
本発明の走行制御装置は、スピン・マイルド制御軸、スピン・マイルド軸、マイルド中間軸のいずれもブレーキを取付けた側とは反対側に取外し可能に配設する。よって、基本のピボットターンのみ可能な、あるいは、ピボットターン、スピンターンおよび緩速旋回の3通りの旋回が可能なクローラ式の移動農機の走行制御装置を共用できる。
さらに、ミッションケースに覗き孔を設け、制御軸に配設した切換クラッチを目視可能にするので、切換クラッチの組立てを容易にし、誤組立てや組忘れが防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコンバインの走行制御装置の断面図である。
【図2】本発明の走行制御装置のブレーキ部分の断面図である。
【図3】本発明の走行制御装置のギアボックスの分解断面図である。
【図4】本発明の走行制御装置のサイドクラッチ部分の断面図である。
【図5】サイドクラッチアームとサイドクラッチシャフトの拡大斜視図である。
【図6】サイドクラッチシャフト部の分解斜視図である。
【図7】刈取クラッチの部分断面図である。
【図8】刈取クラッチの分解断面図である。
【符号の説明】
15 入力プーリ
16 HSTポンプ
17 HSTモータ
18 入力軸
20 変速軸
21 外周筒
25 シフタ
26 刈取クラッチ
28 シフタフォーク
30 刈取プーリ
38 制御軸
39 ブレーキ
40、41 切換クラッチ
44 ブレーキ本体
45 ブレーキケース
46 クラッチ軸
47 直進ギア
48 左サイドギア
49 右サイドギア
52 サイドクラッチシフトフォーク
56 スピン・マイルド軸
57 スピン・マイルド入力ギア
61 スピン・マイルド制御軸
70 サイドクラッチアーム
71 ワイヤ
72 連結軸
73 リンクアーム
74 サイドクラッチシャフト
75 抜止め用プレート
76 溝
77 覗き孔
78 爪クラッチ
79 クラッチカバー
80 クラッチホルダ
85 蓋
86 ボックスケース
87 クラッチケース
88 ボルト

Claims (1)

  1. エンジンの出力を機体左右のクローラに独立して伝達するミッションを設け、このミッションを覆うミッションケースを有し、
    左右いずれか一方のクローラに制動を掛けるピボットターン、左右のクローラを互いに逆方向に回転するスピンターン、及び一方のクローラを他方のクローラと同じ方向で低速に駆動する緩旋回のうち、任意のターンモードを選択するクローラ式移動農機において、
    制御軸(38)には、左右両旋回を実行するブレーキ(39)と左右一対の切換クラッチ(40,41)を取付け、さらに当該ブレーキ(39)を取付けた側とは反対側の端部にスピン・マイルド制御軸(61)を取外し可能に配設し、
    このスピン・マイルド制御軸(61)にスピンターンと緩速旋回の両方を実行するとともに左右両旋回を実行するクラッチ(62)を配設し、
    さらに、制御軸(38)の上流に配設する第2中間軸(35)に取外し可能に配設するスピン・マイルド軸(56)、及びこのスピン・マイルド軸(56)の下流に取外し可能に配設するマイルド中間軸(58)を、前記スピン・マイルド制御軸(61)と同じ側に設け、
    しかして前記スピン・マイルド制御軸(61)、スピン・マイルド軸(56)、マイルド中間軸(58)を覆うケース(86,87)をミッションケースの側面に取外し可能に取付け、
    また、ミッションケースに覗き孔(77)を設け、制御軸(38)に配設した切換クラッチ(40,41)を目視可能にすることを特徴とする走行制御装置。
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