JP3686602B2

JP3686602B2 - 作業車

Info

Publication number: JP3686602B2
Application number: JP2001349631A
Authority: JP
Inventors: 功前田; 正文辻田; 栄一田村; 好一広重; 勝美藤木; 隆夫鬼木
Original assignee: セイレイ工業株式会社
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2018-08-21
Also published as: JP2002225747A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、左右走行装置の走行駆動速度を異ならせて、機体を旋回走行せしめるようにした作業車があり、走行速度変更のために、変速レバ−等により変速比を正逆無段階に変更できる直進用無段変速機を用い、旋回走行のために、ステアリングホイル等により変速比を正逆無段階に変更できる旋回用無段変速機を用い、これらの無段変速機の出力を左右遊星歯車機構で合成して、左右走行部を個別に駆動するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、高価な無段変速機を２個も用いるので製造コストが高額になるという問題がある。
【０００４】
また、後進時には、ステアリングホイル等の操作方向と機体の旋回方向との関係が、前進時とは逆の関係になってホイルタイプの作業車と異なるため、旋回走行時の操作が難しかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、左右走行装置の走行速度を異ならせて機体を旋回走行せしめる作業車において、エンジンに前後進クラッチと直進動力伝達系を介して左右遊星歯車機構を連結する一方、エンジンに連動連結し、かつ、ステアリングホイルの操作により出力回転速度を変更可能とした旋回用無段変速機と、旋回用無段変速機の出力回転速度を、絶対値が等しい正逆二方向の回転速度に分割して出力する正逆回転分割機構よりなる旋回動力伝達系を介して左右遊星歯車機構に連動連結し、左右遊星歯車機構において直進動力伝達系と旋回動力伝達系からの回転速度とをそれぞれ合成し、これらの合成回転速度で左右走行装置を個別に駆動すべく構成し、エンジンからの動力は、前後進クラッチにより排他的に選択されて、その下手側に配置した旋回動力伝達系の旋回用無段変速機と、歯車式変速機構よりなる直進動力伝達系の主変速部とに分岐して伝達されるようにすると共に、旋回動力伝達系の旋回用無段変速機はミッションケ−ス外部に装設して、その入力軸及び出力軸をミッションケ−ス内部の歯車式変速機構よりなる直進動力伝達系に連動連結したことを特徴とする作業車を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態は次の通りである。
【０００７】
すなわち、本発明に係る作業車は、エンジンに前後進クラッチの入力側を連動連結し、同前後進クラッチの出力側を歯車式変速機構に連動連結して直進動力伝達系を構成し、同直進動力伝達系の出力側を左右遊星歯車機構の左右のサンギヤに連動連結する一方、エンジンに旋回用無段変速機を連動連結し、同旋回用無段変速機に正逆回転分割機構を連動連結して旋回動力伝達系を構成し、上記正逆回転分割機構が出力する絶対値が等しい正逆二方向の回転速度の動力を、それぞれ前記左右遊星歯車機構の左右リングギヤに入力して、左右遊星歯車機構により直進動力伝達系と旋回動力伝達系からの回転速度をそれぞれ合成すべく構成して、ステアリングホイルの操作により旋回用無段変速機の出力回転速度を変更することにより、左右走行部の走行駆動速度を相違させて旋回走行を行うように構成している。
【０００８】
ここで、上記旋回用無段変速機は、前後進クラッチの下手側に配置し、同前後進クラッチの切替操作に連動させて、旋回用無段変速機の入力軸の回転方向を切替動作させるようにようにしている。
【０００９】
【実施例】
本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は本発明に係る作業車を示しており、同トラクタＡは、クロ−ラ式の左右走行装置１ａ、１ｂを装備した走行部２の上方に、運転部３及び原動機部４等を搭載した車体フレ−ム５を載設し、同車体フレ−ム５の後端部に農作業機としてのロ−タリ耕耘機６を連結している。
【００１１】
走行部２は、図１〜図３で示すように、左右一対の左右縦フレ−ム７ａ、７ｂを前後方向に伸延させて配置し、同左右縦フレ−ム７ａ、７ｂの前後部を、下方開口部を拡開した前後門型フレ−ム８ａ、８ｂにより連結して走行部フレ−ム９を構成しており、上記左右縦フレ−ム７ａ、７ｂの前端にそれぞれテンショナ１０を介して左右前遊動輪１１ａ、１１ｂを軸支し、同左右縦フレ−ム７ａ、７ｂの後端にそれぞれ左右後遊動輪１２ａ、１２ｂを軸支し、同左右縦フレ−ム７ａ、７ｂの下面にそれぞれ複数の転動輪１３を軸支し、更に、左右縦フレ−ム７ａ、７ｂの上方位置にそれぞれ左右スプロケット１４ａ、１４ｂを軸支し、前後遊動輪１１、１２と、複数の転動輪１３と、左右スプロケット１４ａ、１４ｂとの外周にそれぞれ左右クロ−ラ１５ａ、１５ｂを巻回して左右走行装置１ａ、１ｂを構成している。
【００１２】
特に、本実施例では、左右縦フレ−ム７ａ、７ｂを連結するのに、前後門型フレ−ム８ａ、８ｂを用い、最低地上高を大きくして圃場での走行性を高めており、更に、作業車Ａの後方に作業機を連結するようにしているので、上記前遊動輪１１を最前方の転輪１３よりも高位置に取付けて、左右クロ−ラ１５ａ、１５ｂの前端部に約２１度の迎え角αを形成して、畦等の段差越えの際の走行性能を高めている。
【００１３】
車体フレ−ム５は、図１〜図３で示すように、前後門型フレ−ム８ａ、８ｂの上面に左右サイドメンバ１６ａ、１６ｂを前後方向に伸延させて架設し、左右サイドメンバ１６ａ、１６ｂの前後端部にそれぞれ前後支柱１７ａ、１７ｂを立設する一方、丸パイプを屈折して、平面視において後方開口略コ字状、側面視において全体的に前低後高に傾斜した上部フレ−ム１８を形成し、同上部フレ−ム１８を上記前後支柱１７ａ、１７ｂの上端に架設して、枠状の車体フレ−ム５を形成している。
【００１４】
車体フレ−ム５の前端部には、ステアリングホイル２１を立設しており、同ステアリングホイル２１の後方に所定間隔を設けて座席２２を配置して運転部３を構成し、座席２２の後方にエンジン２３を配置し、同エンジン２３の下方にトランスミッション２４を配置して原動機部４を構成しており、前記左右スプロケット１４ａ、１４ｂはトランスミッション２４から左右側方に突出した左右駆動軸２５ａ、２５ｂの外側端にそれぞれ嵌着されている。図中、２６は車体カバ−、２７はバッテリ、２８は燃料タンク、２９は変速レバ−である。
【００１５】
特に、運転者が着座して重量が大幅に増加する座席２２や、重量が大きいエンジン２３及びトランスミッション２４を、接地面ＷＢの内側上方、即ち、走行部２の最前方の転輪１３と後遊動輪１２との間の上方に配設して、作業車Ａの前後重量バランスを良好にし、車体の前後傾斜に対する安定性を高めている。
【００１６】
また、２７バッテリや燃料タンク２８等の重量物も、最前方の転輪１３と後遊動輪１２との間の上方に配設して、車体の前後傾斜に対する安定性を高めている。
【００１７】
ロ−タリ耕耘機６は、車体フレ−ム５の後部に設けた三点リンク機構３０を介して連結されており、車体フレ−ム５とトップリンク３１との間に介設した昇降用油圧シリンダ３２によりロ−タリ耕耘機６を昇降させるようにしており、エンジン２３からの動力を作業機駆動軸３３とベルト伝動機構３４とを介してロ−タリ耕耘部３５に、エンジン２３からの動力を伝達するようにしている。
【００１８】
図４は、運転部３とエンジン２３との配設位置は前記と同一であるが、トランスミッション２４を座席２２の下方に配設した他の実施例を示しており、走行部２のテンショナ１０を左右縦フレ−ム７ａ、７ｂの後方に配設して後遊動輪１２を軸支し、前遊動輪１１をブラケット３６を介して軸支した点が前記実施例と異なっている。
【００１９】
この実施例でも、座席２２、エンジン２３、トランスミッション２４、バッテリ２７及び燃料タンク２８等の重量物を、接地面ＷＢの内側上方に配設して安定性を高めている。
【００２０】
図５〜図８は、トランスミッション２４の第１実施例を示しており、ミッションケ−ス４０の内部に第１〜第９軸４１〜４９を平行に軸支し、第１軸４１の中途部に前進クラッチ５０ａの入力側を嵌着し、同第１軸４１の端部を第１噛合歯車５１を介し、第２軸４２の中途に遊嵌した前後進クラッチ５０ａ、５０ｂの入力側と、昇降用油圧ポンプ５２とに連動連結し、第２噛合歯車５３を介して上記前進クラッチ５０ａの出力側と、後進クラッチ５０ｂの出力側たる第２軸４２とを第３軸４３に連動連結して、前後進クラッチ５０ａ、５０ｂの動力伝達を排他的に選択可能に構成して駆動方向の前後進切換を可能としている。
【００２１】
また、上記第３軸４３は、旋回用無段変速機（以下ＨＳＴという）５４の入力軸５５に連動連結すると共に、第３噛合歯車５６を介して主変速部５７の入力軸たる第４軸４４に連動連結しており、上記旋回用無段変速機５４は、前後進クラッチ５０ａ、５０ｂの下手側に配置して、前後進クラッチ５０ａ、５０ｂの切替操作に連動させて、旋回用無段変速機５４の入力軸の回転方向を切替動作させるようにしている。
【００２２】
そして、上記第４軸４４に、両端のドッグ５８、５８と中央部の第２速原動歯車５９とを一体形成したスライダ６０を軸方向摺動自在・回動不可に嵌合する一方、同第４軸４４と主変速部５７の出力軸たる第５軸４５との間に、常時噛合式の第１、第３速噛合歯車６１、６２を介設し、第５軸４５に摺動式の第２速受動歯車６３を嵌着して、スライダ６０の摺動により主変速部５７の出力回転速度を３段階に切換可能としている。
【００２３】
上記主変速部５７には副変速部６４が直列的に連動連結しており、同副変速部６４は、上記第５軸４５と副変速部６４の出力軸たる第６軸４６との間に高低速噛合歯車６５、６６を介設し、第６軸４６に軸方向摺動自在・回動不可に嵌合したスライダ６７の摺動により、副変速部６４の出力回転速度を中立を挟んで高低速２段階に変速可能としている。
【００２４】
このように、前後進クラッチ５０ａ、５０ｂと、３段変速の主変速部５７と、２段変速の副変速部６４とを直列的に連動連結しているので、最終的には、前後進各６段階の変速操作が可能である。
【００２５】
上記第６軸４６は、チエン連動機構６８を介して第７軸４７に連動連結しており、同第７軸４７の左右端部にそれぞれ嵌着した左右サンギヤ６９ａ、６９ｂと、第７軸４７と軸線を同一にして配置した左右駆動軸２５ａ、２５ｂに連結した左右ケ−ジ７０ａ、７０ｂと、同左右ケ−ジ７０ａ、７０ｂにそれぞれ軸着した複数の左右遊星ギヤ７１ａ、７１ｂと、前記ＨＳＴ５４の出力軸７２に連動連結した左右リングギヤ７３ａ、７３ｂとで左右遊星ギヤ機構７４ａ、７４ｂを構成し、同左右遊星ギヤ機構７４ａ、７４ｂにて、上述した歯車式変速機や噛合歯車等で構成したメカニカルな歯車式変速機構よりなる直進動力伝達系Ｍにより左右サンギヤ６９ａ、６９ｂに伝達された回転動力と、後述する旋回動力伝達系ＨのＨＳＴ５４から左右リングギヤ７３ａ、７３ｂに伝達された回転動力とをそれぞれ合成し、これらの合成回転動力を左右遊星ギヤ７１ａ、７１ｂと左右ケ−ジ７０ａ、７０ｂとを介し、左右駆動軸２５ａ、２５ｂに嵌着した左右スプロケット１４ａ、１４ｂに個別に伝達するようにしている。
【００２６】
上記ＨＳＴ５４の出力軸７２には、同出力軸７２の回転速度を、左右リングギヤ７３ａ、７３ｂに相補的に伝達する正逆回転分割機構７５を介設しており、同正逆回転分割機構７５は、ＨＳＴ５４の出力軸７２に減速歯車群７６を介して第８軸４８を連動連結し、同第８軸４８を第１中間噛合歯車７７を介して第９軸４９に連動連結し、第９軸４９の左右端部にそれぞれ左右出力ギヤ７８ａ、７８ｂを嵌着し、左出力ギヤ７８ａと左リングギヤ７３ａとを、直列的に配置した２個のアイドルギヤ７９、７９を介して連動連結し、右出力ギヤ７８ｂと右リングギヤ７３ｂとを、１個のアイドルギヤ７９を介して連動連結して、回転速度の絶対値は等しいが、左リングギヤ７３ａには第９軸４９と同一方向の回転を、右リングギヤ７３ｂには第９軸４９とは反対方向の回転を伝達するようにしている。
【００２７】
そして、トランスミッション２４の入力軸たる第１軸４１の一端を上記ミッションケ−ス４０の側面から突出させ、同突出端とエンジン出力軸８０とを前記ベルト機構３４を介して連動連結する一方、前記ステアリングホイル２１をＨＳＴ５４の変速作動部１０４（図１１参照）に連動連結して、同ステアリングホイル２１の回動操作に応じ、ＨＳＴ５４の変速比を正逆無段階に変更するようにしている。
図５中、８１はロ−タリ軸、８２は耕耘爪、８３、８４はチエン伝動機構であり、図６中、８５ａ、８５ｂは前後進クラッチ５０ａ、５０ｂのシフタ、８７は副変速部６４のシフタ、８８は外部に動力を取出すための噛合傘歯車である。
【００２８】
かかる構成により、エンジン２３からの動力を前後６段階に変速して走行部の左右走行装置１ａ、１ｂに伝達すると共に、ステアリングホイル２１の操作角度に応じてＨＳＴ５４の出力回転速度を変更し、左右走行装置１ａ、１ｂの駆動速度を異ならせて、駆動速度が遅くなった方向に作業車Ａを旋回させることができる。
【００２９】
特に、本実施例では、上記ＨＳＴ５４の入力軸５５を前後進クラッチ５０ｂの出力側に連動連結しているので、ステアリングホイル２１を操作しなくても、前後進クラッチ５０ａ、５０ｂの切換と同時にＨＳＴ５４の出力回転方向が切り換り、ステアリングホイル２１の操作方向と作業車Ａの旋回方向とが一定の関係を保持し、ホイルタイプの車両の操向操作と略同様の感覚で、旋回操作を行うことができる。
【００３０】
図９は、トランスミッション２４の第２実施例を示しており、この実施例では、ＨＳＴ５４の入力軸５５を、前後進クラッチ５０ａ、５０ｂを介さずにエンジン２３に連動連結して、同入力軸５５を常に一定方向に回転させ、そのかわり、第８軸４８と第９軸４９との間に正逆転切換機構９０を設け、同正逆転切換機構９０と前後進クラッチ５０ａ、５０ｂとの切換作動を連動させて、左右リングギヤ７３ａ、７３ｂに伝達する動力の回転方向を切換えることにより、ステアリングホイル２１の操作方向と、作業車Ａの旋回方向とが一定の関係を保持するようにしている。
【００３１】
即ち、第１軸４１とＨＳＴ５４の入力軸５５とを第１噛合ギヤ９１を介して連動連結すると共に、第８軸４８の左右側部にそれぞれ左右原動ギヤ９２ａ、９２ｂを嵌着し、左原動ギヤ９２ａと第９軸４９に遊嵌した左受動ギヤ９３ａとを、直列的に配置した２個のアイドルギヤ７９、７９を介して連動連結し、右原動ギヤ９２ｂと第４９に遊嵌した右受動ギヤ９３ｂとを、１個のアイドルギヤ７９を介して連動連結し、第９軸４９に、左右端部にそれぞれドッグ５８、５８を形成したスライダ９４を、軸方向摺動自在・回動不可に外嵌し、同スライダ９４の摺動により左右サンギヤ６９ａ、６９ｂに伝達する動力の回転方向を切換えるようにしており、他は前記第１実施例と略同一構成である。
【００３２】
図１０は、ステアリングホイル２１の操作角度、即ち、ＨＳＴ５４の出力回転速度と、左右走行装置１ａ、１ｂの駆動速度との関係を示しており、縦軸に左右走行装置１ａ、１ｂの駆動速度、横軸にＨＳＴ５４の出力回転速度をとっており、各実線は、下から一方のクロ−ラ式走行装置の第１速〜第６速時の駆動速度を示し、各破線は、下から他方のクロ−ラ式走行装置の第１速〜第６速時の駆動速度を示し、下方のハッチング部分ｈは、遅くなった方のクロ−ラ式走行装置の駆動速度が、ゼロから機体の走行速度の反対方向に遷移するまでの範囲を示し、更に、下方の枠内の矢印の大きさは左右走行装置１ａ、１ｂの駆動速度を示している。
【００３３】
そして、本実施例では、ステアリングホイル２１の操作角度と、ＨＳＴ５４の変速比との関係に制限を加えて、ステアリングホイル２１を最大操作角度θ１まで回動させても、第３速〜第６速走行では、左走行装置１ａの走行駆動速度のベクトルの符号と、右走行装置１ｂの走行駆動速度のベクトルの符号が同一であって、ピボットタ−ンやスピンタ−ンを行えず、通常の旋回のみ可能であり、第２速走行では、遅くなった方のクロ−ラ走行装置がゼロになって、ピボットタ−ンは可能であるがスピンタ−ンは行えず、第１速走行では、左走行装置１ａの走行駆動速度のベクトルの符号と、右走行装置１ｂの走行駆動速度のベクトルの符号とを異ならせて、ピボットタ−ンやスピンタ−ンが可能であり、ステアリングホイル２１を最大操向角度θ１の約１/２のθ２まで回動させた場合は、第２速〜第６速走行では、左走行装置１ａの走行駆動速度のベクトルの符号と、右走行装置１ｂの走行駆動速度のベクトルの符号とが同一であって、通常の旋回のみ可能であり、第１速走行では、遅くなった方のクロ−ラ走行装置がゼロになって、ピボットタ−ンは可能であるがスピンタ−ンは行えないようにしている。
【００３４】
このように、第３速〜第６速での高速走行時には、ステアリングホイル２１を最大限に回動操作した時の左右走行装置１ａ、１ｂに対する旋回動力伝達系Ｈの正・負の旋回走行駆動速度の最大ベクトルよりも、直進動力伝達系Ｍの走行駆動速度のベクトルを大きく設定しているために、急旋回が防止されて、旋回走行時の安全性が確保され、作業等のための第１又は第２速での低速走行時には、ピボットタ−ンやスピンタ−ンを行って作業能率を向上させることができる。
【００３５】
図１１は、油圧回路を示しており、前記昇降用油圧ポンプ５２の吐出側をＨＳＴ５４内部の油圧回路に接続して、昇降用油圧ポンプ５２をＨＳＴ５４のチャ−ジポンプに兼用させている。図中、１００は昇降制御用油圧弁、１０１はリリ−フバルブ、１０２、１０３はＨＳＴ５４内部の油圧ポンプと油圧モ−タ、１０４は変速作動部、１０５はチェックバルブ、１０６は絞り弁である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば次のような効果を得ることができる。
【００３７】
すなわち、本発明では、エンジンに前後進クラッチと直進動力伝達系を介して左右遊星歯車機構を連結する一方、エンジンに連動連結し、かつ、ステアリングホイルの操作により出力回転速度を変更可能とした旋回用無段変速機と、旋回用無段変速機の出力回転速度を、絶対値が等しい正逆二方向の回転速度に分割して出力する正逆回転分割機構よりなる旋回動力伝達系を介して左右遊星歯車機構に連動連結し、左右遊星歯車機構において直進動力伝達系と旋回動力伝達系からの回転速度とをそれぞれ合成し、これらの合成回転速度で左右走行装置を個別に駆動すべく構成し、エンジンからの動力は、前後進クラッチにより排他的に選択されて、その下手側に配置した旋回動力伝達系の旋回用無段変速機と、歯車式変速機構よりなる直進動力伝達系の主変速部とに分岐して伝達されるようにすると共に、旋回動力伝達系の旋回用無段変速機はミッションケ−ス外部に装設して、その入力軸及び出力軸をミッションケ−ス内部の歯車式変速機構よりなる直進動力伝達系に連動連結した作業車にしている。
【００３８】
このようにして、高価な無段変速機が１個ですみ、構造簡易にして、製造コストの低減に貢献することができる。
【００３９】
しかも、エンジンからの動力は、前後進クラッチにより排他的に選択されて、その下手側に配置した旋回動力伝達系の旋回用無段変速機と、歯車式変速機構よりなる直進動力伝達系の主変速部とに分岐して伝達されるようにしているため、構造簡易にして、機体の前後進に拘らずステアリングホイルの操作方向と機体の旋回方向とを一定の関係に保持することができ、ホイルタイプの作業車と同一感覚でステアリングホイルを操作することができて、旋回走行時の操作を容易にすることができると共に、操作上の安全性を良好に確保することができる。
【００４０】
ここで、直進動力伝達系は、歯車式変速機構よりなるものであるため、同直進動力伝達系を安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る作業車の側面図。
【図２】走行部の平面図。
【図３】走行部の正面図。
【図４】他実施例作業車の側面図。
【図５】動力伝達系統図（第１実施例）。
【図６】トランスミッションの断面側面図（第１実施例）。
【図７】直進動力伝達系を示すトランスミッションの断面平面図（第１実施例）
【図８】旋回動力伝達系を示すトランスミッションの断面平面図（第１実施例）
【図９】動力伝達系統図（第２実施例）。
【図１０】左右走行装置の駆動速度とＨＳＴ出力回転速度との関係を示すグラフ。
【図１１】油圧回路。
【符号の説明】
Ａ作業車
Ｈ旋回動力伝達系
Ｍ直進動力伝達系
１ａ、１ｂ左右走行装置
２１ステアリングホイル
２３エンジン
５０ａ、５０ｂ前後進クラッチ
５４旋回用無段変速機
５５入力軸
７４ａ、７４ｂ左右遊星歯車機構
７５正逆回転分割機構

Claims

左右走行装置(１ａ、１ｂ)の走行速度を異ならせて機体を旋回走行せしめる作業車(Ａ)において、エンジン(２３)に前後進クラッチ(５０ａ、５０ｂ)と直進動力伝達系(Ｍ)を介して左右遊星歯車機構(７４ａ、７４ｂ)を連結する一方、エンジン(２３)に連動連結し、かつ、ステアリングホイル(２１)の操作により出力回転速度を変更可能とした旋回用無段変速機(５４)と、旋回用無段変速機(５４)の出力回転速度を、絶対値が等しい正逆二方向の回転速度に分割して出力する正逆回転分割機構(７５)よりなる旋回動力伝達系(Ｈ)を介して左右遊星歯車機構(７４ａ、７４ｂ)に連動連結し、左右遊星歯車機構(７４ａ、７４ｂ)において直進動力伝達系(Ｍ)と旋回動力伝達系(Ｈ)からの回転速度とをそれぞれ合成し、これらの合成回転速度で左右走行装置(１ａ、１ｂ)を個別に駆動すべく構成し、エンジン(２３)からの動力は、前後進クラッチ(５０ａ、５０ｂ)により排他的に選択されて、その下手側に配置した旋回動力伝達系(Ｈ)の旋回用無段変速機(５４)と、歯車式変速機構よりなる直進動力伝達系(Ｍ)の主変速部(５７)とに分岐して伝達されるようにすると共に、旋回動力伝達系 ( Ｈ ) の旋回用無段変速機 ( ５４ ) はミッションケ−ス ( ４０ ) 外部に装設して、その入力軸 ( ５５ ) 及び出力軸 ( ７２ ) をミッションケ−ス ( ４０ ) 内部の歯車式変速機構よりなる直進動力伝達系 ( Ｍ ) に連動連結したことを特徴とする作業車。