JP3747810B2 - 走行装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンバイン、トラクタ等の走行装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンバイン等における左右一対のクローラ走行装置を有する車両において、走行用と旋回用の各油圧無段変速機構（以下「ＨＳＴ」と称する）ならびに左右のサイドクラッチ機構、差動伝動機構、逆転カウンタギヤ機構等を備え、旋回用ＨＳＴによる前記差動伝動機構の駆動によって旋回内側の車軸を正逆に無段変速する走行装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の走行装置は、旋回用ＨＳＴによって差動伝動機構を回転駆動し、左右の車軸を差動させて旋回する構成であるが、上記旋回用ＨＳＴはその出力回転を微速制御することが困難であるため、極低速走行時に旋回できなくなる等の問題があった。また、直進時には上記差動伝動機構のデフケース内の差動ギヤが常に回転するため、該デフケースの耐久性が低下する問題があった。
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、円滑な旋回を行うことができ、しかも構成を簡素化した走行装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
かかる目的は、請求項１の発明によれば、左右に走行装置への動力断続を行うサイドクラッチを設けるとともに、左右のサイドクラッチギヤ間に亘って差動伝動機構を設け、油圧無段変速機構による駆動を２つのクラッチ機構の切換えによって前記差動伝動機構に伝達し、前記２つのクラッチ機構は同軸上に設け、左右一側のサイドクラッチの切り作動と前記差動伝動機構の駆動によって旋回内側の車軸を正逆に無段変速可能に構成し、さらに、前記２つのクラッチ機構のうちの１つは機体直進走行時の駆動を伝達するとともに、他の１つは機体旋回時の駆動を伝達し、機体旋回時の駆動を伝達するクラッチの伝達可能トルクを機体直進走行時の駆動を伝達するクラッチの伝達可能トルクより大きくなるように設定する構成によって達成される。
【０００５】
【発明の効果】
本発明の走行装置によれば、左右に走行装置への動力断続を行うサイドクラッチを設けるとともに、左右のサイドクラッチギヤ間に亘って差動伝動機構を設け、ＨＳＴによる駆動を２つのクラッチ機構の切換えによって前記差動伝動機構に伝達し、左右一側のサイドクラッチの切り作動と前記差動伝動機構の駆動によって旋回内側の車軸を正逆に無段変速可能に構成したので、極低速走行時であっても円滑な旋回を行うことができるとともに、単一のＨＳＴによるため構成を簡素化することができる。そして、上記２つのクラッチ機構を同軸に設けることにより、スペースのコンパクト化が図れる。
さらに、上記２つのクラッチ機構の伝達可能トルクを旋回時の方が大きくなるように設定することにより、直進から旋回へと確実に移行させることができる。
【０００６】
【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。
図１は本発明に関わるコンバインの一例を示す全体図である。
図示するコンバインは、クローラａと、クローラの駆動軸（車軸あるいはホイル軸とも呼ぶ）ｂと、刈取部ｃと、刈り取った穀稈を搬送しながら脱穀機に供給するフィードチェーンｄと、脱穀機ｅと、脱穀した穀物を貯留する穀物タンクｆと、貯留した穀物を機外へ排出するオーガｇとを有している。
【０００７】
図２はコンバインの運転席のスイッチ配置図である。
ＨＳＴレバー４１は、前後に傾動して車速を増減するもので、図の中立（ニュートラル）位置から前方に倒すと前進方向に増速し、後方に倒すと後進方向に増速する。そして、前進あるいは後進位置から中立位置方向に戻すと減速し、中立位置で機体は停止する。
アクセルレバー４２は、前後に傾動してスロットルを開閉することによりエンジン回転数を上げ下げするもので、後方に倒すとスロットルが開いてエンジン回転数を上げ、前方に倒すとスロットルが閉じてエンジン回転数を下げる。
パワステレバー４３は、前後左右に傾動して刈取部の上げ下げと機体の旋回を操作するもので、中立位置から後方に倒すと刈取部が上昇し、前方に倒すと刈取部が下降する。また、左側に倒すと機体は左旋回し、右側に倒すと右旋回する。
【０００８】
次に、伝動装置の構成について説明する。
図３は本発明に係る走行装置の伝動線図である。
エンジン１３の出力軸に取り付けられたエンジンプーリ１４とベルトで巻回された入力プーリ１５を介してＨＳＴ１７の入力軸１６にエンジンからの動力が伝達される。そして、ＨＳＴ１７の出力軸１８の駆動により、該出力軸１８に設けられたギヤ１９と噛合する副変速軸２０のギヤ２２を介して該副変速軸２０が駆動する。該副変速軸２０には上記ギヤ２２の他にギヤ２３ａとギヤ２３ｂとが設けられ、該副変速ギヤ２２、２３ａ、２３ｂと噛合するカウンタ軸２４のギヤ９、２５、２６を介して該カウンタ軸２４が駆動する。図示しないシフタの切換えによって、副変速ギヤ２２、２３ａ、２３ｂとカウンタ軸２４のギヤ９、２５、２６との噛合位置が切り換わり、これによりカウンタ軸２４は高速・中速・低速に変速されて駆動する。また、副変速軸２０の一端には刈取出力プーリ２１が取り付けられ、刈取部を駆動する刈取入力プーリ５７（図５参照）とベルトで巻回されている。副変速軸２０と刈取出力プーリ２１との間にはワンウェイクラッチが介装されている。
【０００９】
上記カウンタ軸２４の駆動により、同じカウンタ軸２４の一端側に設けられたギヤ２７と噛合するサイドクラッチ軸３のギヤ２を介して該サイドクラッチ軸３が駆動する。
【００１０】
一方、前記カウンタ軸２４に対する伝動下手側の軸３６には、クラッチ３０とクラッチ３１の２つの摩擦多板式クラッチが介装されており、前記パワステレバー４３の傾動操作により、その傾動操作角度（図示しないポテンショメータにより検出）に応じて油圧シリンダ２８を作動し、クラッチ３０とクラッチ３１をそれぞれ接続状態と非接続状態とに制御する。クラッチ３０は機体の直進時に圧縮バネ６１により常時接続状態となって駆動力を伝達し、またクラッチ３１は機体の旋回時に接続状態となって駆動力を伝達する。そして、機体直進時の駆動力を伝達するクラッチ３０が接続状態のときは機体旋回時の駆動力を伝達するクラッチ３１が非接続状態となり、機体旋回時の駆動力を伝達するクラッチ３１が接続状態のときは機体直進時の駆動力を伝達するクラッチ３０が非接続状態となるように構成している。
なお、上記クラッチ３０とクラッチ３１とが同軸上に設けられているため、これら両クラッチを別軸に設ける場合に比較して設置スペースをコンパクトにできる。さらに、両クラッチをクラッチ及びブレーキ形態として一体的構成とすることも可能であり、このように構成すれば両クラッチの制御がより簡素化できる。
【００１１】
また、前記カウンタ軸２４のギヤ９は上記クラッチ３０に設けたギヤ１０と噛合し、カウンタ軸２４の他端側に設けたギヤ１１は上記クラッチ３１に設けたギヤ１２と噛合するように構成している。
また、上記軸３６に設けたセンターギヤ２９は差動伝動機構のデフケース３３に固定された差動入力ギヤＱと噛合する。図中の３４と３５はそれぞれベベルギヤで、差動出力ギヤＰとＲはベベルギヤ３５と一緒に回転する。図中の３２はデフ差動軸で、上記差動出力ギヤＰとＲはそれぞれ左右のサイドクラッチギヤ４Ｌ，４Ｒと噛合する。
【００１２】
そして、左右のサイドクラッチが入り、つまり左右の爪クラッチ１Ｌ，１Ｒが接続状態のときは、サイドクラッチ軸３の駆動力は、サイドクラッチギヤ４Ｌ，４Ｒへ伝達され、さらに互いに噛合関係にあるギヤ５Ｌ，５Ｒ，ギヤ６Ｌ，６Ｒ，ギヤ７Ｌ，７Ｒへと順に伝達され、左右の車軸ｂ、ｂを駆動する。なお、図中の８Ｌ，８Ｒは左右の車軸ｂ、ｂにそれぞれ取り付けたスプロケットを示している。
【００１３】
以上の構成において、エンジン１３が始動し、機体の直進走行時には、ＨＳＴ１７の出力軸１８より副変速軸２０及びカウンタ軸２４へと動力が伝達される。そして、カウンタ軸２４のギヤ２７と噛合するサイドクラッチ軸３のギヤ２を介して該サイドクラッチ軸３が駆動する。直進時は左右のサイドクラッチが入りになっていて、爪クラッチ１Ｌ，１Ｒが共に接続状態である（図３では爪クラッチ１Ｒが離れているが、直進時は該爪クラッチ１Ｒも接続状態にある）。したがって、サイドクラッチ軸３の駆動力は左右のサイドクラッチギヤ４Ｌ，４Ｒに伝達され、該サイドクラッチギヤ４Ｌ，４Ｒがともに回転駆動する。
【００１４】
そして、上記左右のサイドクラッチギヤ４Ｌ，４Ｒとそれぞれ噛合するギヤ５Ｌ，５Ｒ，さらにギヤ６Ｌ，６Ｒ及びギヤ７Ｌ，７Ｒへと順に動力が伝達され、左右の車軸ｂ、ｂが同方向へ同速で回転駆動する。なお、この時、前記差動出力ギヤＰはサイドクラッチギヤ４Ｌと、差動出力ギヤＲはサイドクラッチギヤ４Ｒとそれぞれ噛合しているので、差動出力ギヤＰとＲはともに回転している。したがって、デフケース３３と差動入力ギヤＱも差動出力ギヤＰ，Ｒと同方向に回転している。
【００１５】
ところで、機体の直進時は、前述の軸３６に介装されたクラッチ３０のディスク板が圧縮バネ６１で内方に押し付けられて接続状態になっている。ゆえに、カウンタ軸２４の駆動力は、該カウンタ軸２４のギヤ９とクラッチ３０のギヤ１０との噛合により軸３６へ伝達され、これにより軸３６のセンターギヤ２９が回転する。もちろん、該センターギヤ２９は前記差動入力ギヤＱと噛合しているので、カウンタ軸２４のギヤ９とクラッチ３０のギヤ１０とのギヤ変速比によって直進時の差動入力ギヤＱの回転数とセンターギヤ２９の回転数とが一致するように構成している。
【００１６】
たとえば、直進走行中から旋回方向内側のサイドクラッチを切った時（つまり爪クラッチ１Ｌ又は１Ｒが切断された時）に瞬間的に切った側に「ガクン」というようなショックが生じるが、上述の構成のように直進時にクラッチ３０を接続状態としてセンターギヤ２９を介してデフケース３３を回転させておくことにより、サイドクラッチを切ってもこのようなショックを防止することができる。
【００１７】
次に、機体の旋回時について説明する。
前記パワステレバー４３を例えば右側に倒して機体を右旋回させる場合、パワステレバー４３を傾動操作すると、図３に示したように、まずこの傾動操作側の爪クラッチ１Ｒが切断される。これとともに、パワステレバー４３の傾動操作角に応じて油圧によりクラッチ３１のディスク板の圧接力が増してクラッチ３１が接続状態となる一方、クラッチ３０は非接続状態となる。これにより、カウンタ軸２４のギヤ１１とクラッチ３１のギヤ１２とのギヤ変速比によって旋回時の差動入力ギヤＱの回転数が変わる。
【００１８】
図４は上記差動ギヤＰ，Ｑ，Ｒの回転数の関係を示す線図である。
右側旋回時は、前記差動出力ギヤＰは、直進時と同様にサイドクラッチギヤ４Ｌとの噛合により一定の回転数で回転している。そして、パワステレバー４３の傾動操作角度に応じて差動入力ギヤＱの回転数が減速していくと、差動出力ギヤＲの回転数も減速していく。このように、旋回外側と内側とが同方向回転で且つ旋回内側が外側より低回転している間は緩やかな旋回角度での旋回（ここでは「マイルドターン」と称する）となる。そして、ギヤＱの回転数がギヤＰの回転数の１／２となると図示するようにギヤＲは零回転となり、旋回内側の車軸ｂが回転停止した時はブレーキターンとなる。さらに、ギヤＱの回転数が減速していくと、ギヤＲは逆転状態となり、旋回外側と内側とが逆方向回転してスピンターンとなる。
【００１９】
そして、上記クラッチ３１が完全に繋がると、カウンタ軸２４のギヤ１１とクラッチ３１のギヤ１２とのギヤ変速比による一定の回転数でギヤＱが回転するため、例えばこのギヤ変速比をギヤＱがギヤＰの１／２となるように設定すれば、上述のマイルドターン及びブレーキターンが可能となる。なお、上記クラッチ３１は、ディスク板を用いた摩擦式により構成されているため、油圧シリンダ２８を制御してクラッチ３１を無段階に作動させると、無段変速のマイルドターンが可能となる。
【００２０】
また、上記ギヤ変速比を例えばギヤＲがギヤＰと逆方向の１／３となるように（図４参照）設定すれば、上述のマイルドターン及びブレーキターン並びに１／３スピンターンが可能となる。そして、上述したようにクラッチ３１を無段階に作動させると、１／３スピンターンまで無段階に変速が可能となる。なお、いずれかの伝動軸の回転数を回転センサで検出して油圧シリンダへフィードバック制御することにより、より正確な旋回制御が行える。
【００２１】
本発明では、上記クラッチ３０とクラッチ３１とが共に半クラッチ状態となり得るように連繋作動する構成としており、走行中に一方のサイドクラッチを切り、クラッチ３０を徐々に切りながら切れた時点でクラッチ３１を徐々に入り動作させることによってデフケース３３の回転を変速させている。これにより、クラッチ３０とクラッチ３１とが共に切れる状態をなくし、直進状態から旋回状態への移行途中にデフケース３３がフリーとなる不安定な状態をなくすことができる。
また、図３にも示すように、上記クラッチ３１の伝達可能トルクは、ディスク板の枚数を増やすことによってクラッチ３０の伝達可能トルクより大きくなるように設定している。これにより、直進から旋回へ確実に移行させることができるようにしている。
【００２２】
なお、以上は右旋回時について説明したが、左旋回の場合は、前記爪クラッチ１Ｌが切りとなり、あとは上述した右旋回の場合の動作と同様である。
また、上記左右のサイドクラッチギヤに夫々ブレーキ６０Ｌ，６０Ｒを設けることができる（図３参照）。このブレーキ６０Ｌ，６０Ｒは、例えば操縦席にブレーキペダルを設け、該ブレーキペダルを踏込操作すると、これに連動してディスク板６０ａが接続するように構成する。このようなブレーキを設けることにより、旋回時に前記クラッチ３１を徐々に入り作動させ、更に上記ブレーキを入り作動させることによって、一方の車軸を停止させるブレーキターン状態を確実に実現させることができる。また、これにより、機体の一方側のクローラを持ち上げて行うクローラの着脱作業を安全に行うことが出来る。
【００２３】
ここで、図５に示した油圧配置図について説明すると、エンジン１３を始動すると、オイルタンク５２のオイルはギヤポンプ５０を介して吸入され、またレデュースバルブ５１を介してソレノイドバルブ５６へ送られ、ここで左右に分かれてそれぞれ左右のサイドクラッチに送られる。油圧により左右のサイドクラッチは接続状態（入りの状態）になる。そして、図示していないが、前述のクラッチ３０及びクラッチ３１を作動する油圧シリンダ２８へも送られる。また、オイルタンク５２よりＨＳＴ１７へ送られる。ＨＳＴ１７を使用しないときは、マニホールド５５を介して一部がオイルタンク５２へ返却される。さらに、オイルタンク５２よりコントロールバルブ５３を介して刈取上下用シリンダ５８とオーガ上下用シリンダ５９へ送られる。
【００２４】
本発明の走行装置は、旋回時にデフケース３３が副変速後の軸２４からクラッチ３１を介して回転駆動されるため、極低速走行時であってもデフケース３３を確実に回転駆動して円滑な旋回を行うことが出来る。また、車速に応じてデフケース３３の回転速度が自ずと増減するため、車速が変化しても旋回半径を一定に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるコンバインの一例を示す全体側面図である。
【図２】コンバインの運転席のスイッチ配置図である。
【図３】伝動装置の伝動線図である。
【図４】差動ギヤＰ，Ｑ，Ｒの回転数の関係を示す線図である。
【図５】走行装置の油圧配置図である。
【符号の説明】
ａ クローラ
ｂ クローラ駆動軸
ｃ 刈取部
ｄ フィードチェーン
ｅ 脱穀機
ｆ 穀物タンク
ｇ オーガ
Ｐ，Ｑ，Ｒ 差動入出力ギヤ
１Ｌ，１Ｒ 爪クラッチ
３ サイドクラッチ軸
４Ｌ，４Ｒ サイドクラッチギヤ
１３ エンジン
１７ ＨＳＴ
２０ 副変速軸
２９ センターギヤ
３０ クラッチ
３１ クラッチ
３３ デフケース
３４、３５ ベベルギヤ
４１ ＨＳＴレバー
４２ アクセルレバー
４３ パワステレバー

Claims (1)

1. 左右に走行装置への動力断続を行うサイドクラッチを設けるとともに、左右のサイドクラッチギヤ（４Ｌ，４Ｒ）間に亘って差動伝動機構を設け、油圧無段変速機構による駆動を２つのクラッチ機構（３０と３１）の切換えによって前記差動伝動機構に伝達し、前記２つのクラッチ機構（３０と３１）は同軸（３６）上に設け、左右一側のサイドクラッチの切り作動と前記差動伝動機構の駆動によって旋回内側の車軸（ｂ）を正逆に無段変速可能に構成し、
   さらに、前記２つのクラッチ機構のうちの１つ（３０）は機体直進走行時の駆動を伝達するとともに、他の１つ（３１）は機体旋回時の駆動を伝達し、機体旋回時の駆動を伝達するクラッチ（３１）の伝達可能トルクを機体直進走行時の駆動を伝達するクラッチ（３０）の伝達可能トルクより大きくなるように設定したことを特徴とする走行装置。

Images