JP3763756B2 - 作業機の操作構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行装置に伝動する静油圧式無段変速装置と、操向操作具とを備えるとともに、前記操向操作具を、その操作量を検出するセンサと、前記静油圧式無段変速装置を変速操作する操作機構と、前記センサの検出に基づいて前記操作機構の作動を制御する制御装置とを介して、前記静油圧式無段変速装置に連係してある作業機の操作構造に関する。
【０００２】
【課題を解決するための手段】
〔構成〕
本発明のうちの請求項１記載の発明では、左右一対の走行装置に個別に伝動する一対の静油圧式無段変速装置と、変速操作具と、操向操作具とを備えるとともに、前記変速操作具及び前記操向操作具を、それらの操作量を各別に検出するセンサと、前記静油圧式無段変速装置を変速操作する操作機構と、前記各センサの検出に基づいて対応する前記操作機構の作動を制御する制御装置とを介して、前記静油圧式無段変速装置に連係してある作業機の操作構造において、前記操作機構を、前記静油圧式無段変速装置のポンプに連係された中立復帰形で複動式の油圧シリンダと、前記制御装置からの指令に基づいて前記油圧シリンダに対する作動油の流動状態を切り換える複数の電磁切換弁とから油圧式に構成するとともに、前記電磁切換弁は前記油圧シリンダに対して作動油を供給する供給油路に接続した作動油供給用の電磁切換弁と前記油圧シリンダ内の作動油をタンクに排出するドレン油路に接続した作動油排出用の常開形の電磁切換弁を備え、非通電状態では、前記作動油排出用の常開形の電磁切換弁が開状態となって前記油圧シリンダに連通接続された各給排油路を前記開状態となった作動油排出用の電磁切換弁を介してドレン油路に接続するように構成してある。
【０００３】
〔作用〕
上記請求項１記載の発明によると、万が一走行中に制御装置や操作機構に対する電源が落ちてしまうと、作動油排出用の常開形の電磁切換弁が、油圧シリンダに対する各給排油路をドレン油路に接続して油圧シリンダから作動油を排出させるようになり、この排出作動に伴って油圧シリンダが中立位置に自動復帰するようになり、この復帰作動に連動して静油圧式無段変速装置が中立位置に操作されるようになる。
【０００４】
〔効果〕
従って、走行中に制御装置や操作機構に対する電源が落ちた場合には、電源ダウンに伴って機体の走行を直ちに停止させることができるようになった。
【０００５】
〔構成〕
本発明のうちの請求項２記載の発明では、上記請求項１記載の発明において、前記油圧シリンダに対する供給油路における前記電磁切換弁の上手側に安全弁を装備した。
【０００６】
〔作用〕
上記請求項２記載の発明によると、中立復帰形の油圧シリンダの反力などで各電磁切換弁に設定圧以上の圧力が掛かることを回避できるようになる。
【０００７】
〔効果〕
従って、設定圧以上の圧力が掛かることに起因した各電磁切換弁の破損を防止できる信頼性の高いものにすることができるようになった。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１には作業機の一例である自脱形コンバインの全体側面が示されており、このコンバインは、走行装置の一例である左右一対のクローラ式走行装置１の駆動で走行する走行機体２の前部に、植立穀稈を刈り取って後方に向けて搬送する刈取搬送装置３を昇降可能に連結し、走行機体２に、刈取搬送装置３からの刈取穀稈を受け取って脱穀・選別処理を施す脱穀装置４と、脱穀装置４からの穀粒を貯留する穀粒タンク５とを搭載するとともに、穀粒タンク５の前方箇所に搭乗運転部６を形成することによって構成されている。
【０００９】
図２〜４に示すように、このコンバインは、エンジン７からの動力を、ベルトテンショ
ン式の主クラッチ８を介してミッションケース９の入力軸１０に伝達し、この入力軸１０から無段変速装置１１の一例である走行用の一対の静油圧式無段変速装置１１と作業用の静油圧式無段変速装置１２とに分配伝達し、走行用の一方の静油圧式無段変速装置１１による変速後の動力を、左側のギヤ式変速装置１３を介して左側のクローラ式走行装置１に伝達し、走行用の他方の静油圧式無段変速装置１１による変速後の動力を、右側のギヤ式変速装置１３を介して右側のクローラ式走行装置１に伝達し、作業用の静油圧式無段変速装置１２による変速後の動力を、ベルトテンション式の刈取クラッチ１４を介して刈取搬送装置３に伝達するように構成されている。つまり、左右のクローラ式走行装置１は、対応する走行用の静油圧式無段変速装置１１を介して伝達されるエンジン７からの動力で個別に駆動されるようになっている。
【００１０】
左右のギヤ式変速装置１３の間には、それらの伝動軸１５同士を断続させることで、左右のクローラ式走行装置１を等速駆動する状態と左右のクローラ式走行装置１の作動を許容する状態とに切り換える多板式の油圧クラッチ１６が介装されている。
【００１１】
図４に示すように、ミッションケース９は、左右に分離可能な２分割構造で、左右のギヤ式変速装置１３や油圧クラッチ１６などを内装するとともに、その左側の側壁１７の一部が外方に向けて膨出することによって、走行用の各静油圧式無段変速装置１１と作業用の静油圧式無段変速装置１２とを収納する凹部１８を有するように形成されている。走行用の各静油圧式無段変速装置１１及び作業用の静油圧式無段変速装置１２は、ミッションケース９の凹部１８に、走行用としてのアキシャル形のピストンポンプ１９とピストンモータ２０とを２基ずつ収容し、作業用としてのアキシャル形のピストンポンプ２１とピストンモータ２２とを１基ずつ収容し、それらの対応するピストンポンプ１９，２１とピストンモータ２０，２２とを接続する油路が形成されたポートブロック２３を左側の側壁１７に連結して凹部１８を閉塞することによって構成されている。
【００１２】
つまり、ミッションケース９の側壁１７を各静油圧式無段変速装置１１，１２のケーシングに有効利用することから、部品点数や製造コストの削減を図れるようになり、又、側壁１７の凹部１８を利用して各静油圧式無段変速装置１１，１２を構成することで、各静油圧式無段変速装置１１，１２がミッションケース９の内方に大きく入り込むようになって、それらの配設に要する空間が小さくなることから、コンバイン全体としての小型化を図れるようになっている。
【００１３】
図１に示すように、搭乗運転部６には、変速操作具２４の一例である前後方向に揺動操作可能な単一の主変速レバー２４、前後方向に揺動操作可能な単一の副変速レバー２５、及び、操向操作具２６の一例である左右方向に揺動操作可能な単一の操向レバー２６、などが装備されている。
【００１４】
図５〜８に示すように、主変速レバー２４及び操向レバー２６は、それらの操作量を各別に検出する回転式のポテンショメータからなる主変速用と操向用の各センサ２７，２８、走行用の各静油圧式無段変速装置１１のトラニオン軸２９を操作する主変速・操向兼用の操作機構３０、及び、２つのセンサ２７，２８の検出に基づいて操作機構３０の作動を制御する制御装置３１を介して、走行用の各静油圧式無段変速装置１１に連係されている。又、制御装置３１は、直進・旋回切り換え用の操作機構３２を介して油圧クラッチ１６に連係されている。
【００１５】
主変速・操向兼用の操作機構３０は、対応するトラニオン軸２９に連動連結された２基の中立（零速位置）復帰形で複動式の油圧シリンダ（油圧アクチュエータの一例）３３と、制御装置３１からの指令に基づいて対応する油圧シリンダ３３に対する作動油の流動状態を切り換える複数の電磁切換弁としての８基の２ポート電磁切換弁３４とから油圧式に
構成されている。直進・旋回切り換え用の操作機構３２は、制御装置３１からの指令に基づいて油圧クラッチ１６に対する作動油の流動状態を切り換える単一の電磁切換弁３２によって油圧式に構成されている。
【００１６】
制御装置３１は、主変速用のセンサ２７により主変速レバー２４の操作量が検出されると、その操作量に基づいて、走行用の各静油圧式無段変速装置１１のトラニオン軸２９が主変速レバー２４の操作位置に対応する操作位置に位置する状態となるように、各操作機構３０の作動を制御するように構成されており、この主変速レバー２４の操作量に基づく制御装置３１の制御作動で、前後進の切り換えと無段階の変速操作とを行うことができ、もって、所望の速度での前方直進状態や後方直進状態を容易に現出できるようになっている。
【００１７】
又、操向用のセンサ２８により操向レバー２６の操作量が検出されると、その検出に基づいて、操向レバー２６の操作領域に対応する側の走行用の静油圧式無段変速装置１１のトラニオン軸２９が、主変速レバー２４の操作位置に基づく操作位置から低速側の操作領域内での操向レバー２６の操作位置に対応する操作位置に位置する状態となるように、操向レバー２６の操作領域に対応する側の操作機構３０の作動を制御するように、又、操向レバー２６が中立位置に位置する状態では、油圧クラッチ１６に作動油が供給されて左右のギヤ式変速装置１３の伝動軸１５同士が接続される状態となり、操向レバー２６が中立位置に位置しない状態では、油圧クラッチ１６から作動油が排出されて左右のギヤ式変速装置１３の伝動軸１５同士が遮断される状態となるように、電磁切換弁３２の作動を制御するように構成されており、この操向レバー２６の操作量に基づく制御装置３１の制御作動で、直進状態から所望の旋回状態を容易に現出できるようになっている。
【００１８】
走行用の各静油圧式無段変速装置１１には、それらの出力回転速度を検出して制御装置３１に出力するポテンショメータからなる走行用のフィードバックセンサ３５が装備されている。一方、制御装置３１は、主変速用と操向用の各センサ２７，２８からの検出に基づいて算出した走行用の各静油圧式無段変速装置１１の目標出力回転速度と、各フィードバックセンサ３５により検出された走行用の各静油圧式無段変速装置１１の出力回転速度とが合致するように、各操作機構３０の作動を補正するフィードバック制御を行うように構成されている。
【００１９】
尚、走行用のフィードバックセンサ３５としては、対応する静油圧式無段変速装置１１のトラニオン軸２９の操作角を検出して制御装置３１に出力するものであってもよく、又、静油圧式無段変速装置１１の出力回転速度を検出するものと、トラニオン軸２９の操作角を検出するものとの双方を装備するようにしてもよい。
【００２０】
制御装置３１は、作業用の操作機構３６を介して作業用の静油圧式無段変速装置１２のトラニオン軸３７に連係されるとともに、主変速用のセンサ２７からの検出に基づいて、主変速レバー２４が中立位置から前進側の操作領域に操作されている状態では、作業用の静油圧式無段変速装置１２のトラニオン軸３７が主変速レバー２４の操作位置に対応する中立位置から正転（刈取搬送装置３が脱穀装置４に向けて穀稈を搬送する方向）側の操作位置に位置し、主変速レバー２４が中立位置から後進側の操作領域に操作されている状態では、作業用の静油圧式無段変速装置１２のトラニオン軸３７が主変速レバー２４の操作位置にかかわらず中立位置に位置する状態となるように、作業用の操作機構３６の作動を制御するように構成されており、この主変速レバー２４の操作量に基づく制御装置３１の制御作動で、前進作業走行時には、走行用の各静油圧式無段変速装置１１により変速される走行速度に同調して、刈取搬送装置３による穀稈の刈り取り搬送速度を変速することができ、もって、走行速度にかかわらず収穫する作物を好適な状態で刈り取り搬送することができるようになっている。
【００２１】
又、制御装置３１は、作業用の逆転スイッチ３８の操作に基づいて、逆転スイッチ３８が逆転位置に操作されている間、作業用の静油圧式無段変速装置１２のトラニオン軸３７が逆転側の低速位置に位置する状態となるように、作業用の操作機構３６の作動を制御するように構成されており、この逆転スイッチ３８の操作に基づく制御装置３１の制御作動で、刈取搬送装置３において搬送詰まりが発生した場合には、刈取搬送装置３を低速で逆転駆動させることができて詰まり穀稈の除去を容易にすることができるようになっている。
【００２２】
作業用の静油圧式無段変速装置１２には、その出力回転速度を検出して制御装置３１に出力するポテンショメータからなる作業用のフィードバックセンサ３９が装備されている。一方、制御装置３１は、主変速用のセンサ２７からの検出に基づいて算出した作業用の静油圧式無段変速装置１２の目標出力回転速度と、フィードバックセンサ３９により検出された作業用の静油圧式無段変速装置１２の出力回転速度とが合致するように、操作機構３６の作動を補正するフィードバック制御を行うように構成されている。
【００２３】
尚、作業用のフィードバックセンサ３９としては、静油圧式無段変速装置１２のトラニオン軸３７の操作角を検出して制御装置３１に出力するものであってもよく、又、静油圧式無段変速装置１２の出力回転速度を検出するものと、トラニオン軸３７の操作角を検出するものとの双方を装備するようにしてもよい。
【００２４】
作業用の操作機構３６は、トラニオン軸３７に連動連結された中立復帰形で複動式の油圧シリンダ４０と、制御装置３１からの指令に基づいて油圧シリンダ４０に対する作動油の流動状態を切り換える４基の電磁切換弁４１とから油圧式に構成されている。
【００２５】
制御装置３１は、旋回モード切り換え用の３接点式のスイッチ４２からの検出に基づいて、操向レバー２６の操作量と主変速・操向用の操作機構３０の作動量との割合を調節することで、操向レバー２６の操作量と走行用の各静油圧式無段変速装置１１のトラニオン軸２９の操作量との関係を変更して、旋回モードを切り換えるように構成されている。
【００２６】
詳述すると、制御装置３１は、図６に示すように、スイッチ４２が第１操作位置に設定されている場合には、操向レバー２６の操作量に基づいて、操作機構３０が、操向レバー２６の操作領域に対応する側のトラニオン軸２９を、主変速レバー２４の操作量に応じた操作位置ａとその操作位置ａから中立位置ｎに至るまでの途中の操作位置ｂ（＝１／３ａ）との間で操作する状態となるように、操向レバー２６の操作量と操作機構３０の作動量との割合を調節することによって、旋回モードを、旋回外側のクローラ式走行装置１の駆動速度Ｖｉに対して旋回内側のクローラ式走行装置１の駆動速度Ｖｏを小さく減速させる緩旋回状態（旋回外側のクローラ式走行装置１の駆動速度Ｖｉに対して旋回内側のクローラ式走行装置１の駆動速度ＶｏがＶｉ＞Ｖｏ≧１／３Ｖｉとなる旋回状態）の現出のみが可能な第１旋回モードに切り換え、又、図７に示すように、スイッチ４２が第２操作位置に設定されている場合には、操向レバー２６の操作量に基づいて、操作機構３０が、操向レバー２６の操作領域に対応する側のトラニオン軸２９を、主変速レバー２４の操作量に応じた操作位置ａと中立位置ｎとの間で操作する状態となるように、操向レバー２６の操作量と操作機構３０の作動量との割合を調節することによって、旋回モードを、上述した緩旋回状態に加えて、旋回外側のクローラ式走行装置１の駆動速度Ｖｏに対して旋回内側のクローラ式走行装置１の駆動速度Ｖｉを大きく減速させる急旋回状態（旋回外側のクローラ式走行装置１の駆動速度Ｖｉに対して旋回内側のクローラ式走行装置１の駆動速度Ｖｏが１／３Ｖｉ＞Ｖｏ≧０となる旋回状態）の現出が可能な第２旋回モードに切り換え、更に、図８に示すように、スイッチ４２が第３操作位置に設定されている場合には、操向レバー２６の操作量に基づいて、操作機構３０が、操向レバー２６の操作領域に対応する
側のトラニオン軸２９を、主変速レバー２４の操作量に応じた操作位置ａと中立位置ｎを超えた反対側の操作位置ｃ（＝−１／３ａ）とにわたって操作する状態となるように、操向レバー２６の操作量と操作機構３０の作動量との割合を調節することによって、旋回モードを、上述した緩旋回状態と急旋回状態とに加えて、旋回外側のクローラ式走行装置１に対して旋回内側のクローラ式走行装置１を逆転させる正逆転旋回状態（旋回外側のクローラ式走行装置１の駆動速度Ｖｉに対して旋回内側のクローラ式走行装置１の駆動速度Ｖｏが０＞
Ｖｏ≧−１／３Ｖｉとなる旋回状態）の現出が可能な第３旋回モードに切り換えるように構成されている。
【００２７】
つまり、スイッチ４２の切り換え操作に基づく制御装置３１の制御作動で、旋回モードを、所望の旋回状態の現出が可能な旋回モードに切り換えることができるようになっている。又、いずれの旋回状態においても、旋回外側のクローラ式走行装置１の駆動速度Ｖｉを一定とし、旋回内側のクローラ式走行装置１の駆動速度Ｖｏを減速させるようにしていることから、機体を滑らかに旋回させることができるようになっている。
【００２８】
尚、制御装置３１は、各センサ２７，２８及びスイッチ４２からの検出に基づいて算出される左右のクローラ式走行装置１の駆動速度が所定速度（例えば最高速度の５％）である場合には、そのクローラ式走行装置１の駆動速度が零になるように、対応する操作機構３０の作動を制御するように構成されており、これによって、主変速レバー２４、操向レバー２６、及びスイッチ４２の操作位置に基づいて、対応するクローラ式走行装置１の駆動を停止させる中立位置を確保できるようになっている。
【００２９】
ちなみに、副変速レバー２５は、副変速用の機械式連係機構（図示せず）を介してギヤ式変速機構１３に連係されており、副変速レバー２５の操作によって、走行用の各静油圧式無段変速装置１１による変速後の動力を高低２段に変速できるようになっている。
【００３０】
図５に示すように、主変速・操向用と作業用の各操作機構３０，３６における各電磁切換弁３４，４１のうち、作動油排出用の電磁切換弁３４Ａ，４１Ａには、非通電状態で各油圧シリンダ３３，４０に連通接続された各給排油路４３，４４をドレン油路４５，４６に接続する常開形のものが採用されている。これによって、万が一、走行中に制御装置３１や各操作機構３０，３６に対する電源が落ちてしまった場合には、作動油排出用の各電磁切換弁３４Ａ，４１Ａが、対応する油圧シリンダ３３，４０に対する各給排油路４３，４４をドレン油路４５，４６に接続して各油圧シリンダ３３，４０から作動油を排出させるようになり、この排出作動に伴って各油圧シリンダ３３，４０が中立位置に自動復帰するようになり、この復帰作動に連動して各静油圧式無段変速装置１１，１２のトラニオン軸２９，３７が中立位置ｎに操作されるようになることから、各静油圧式無段変速装置１１，１２による左右のクローラ式走行装置１及び刈取搬送装置３の駆動を直ちに停止させることができるようになっている。
【００３１】
〔別実施形態〕
以下、本発明の別実施形態を列記する。
〔１〕作業機としては、人参収穫機や大根収穫機などであってもよい。
【００３２】
〔２〕操向操作具２６としてはステアリングホイールなどであってもよい。
【００３３】
〔３〕図９に示すように、主変速・操向兼用の操作機構３０を、対応するトラニオン軸２９に連動連結された２基の中立復帰形で複動式の油圧シリンダ３３と、制御装置３１からの指令に基づいて対応する油圧シリンダ３３に対する作動油の流動状態を切り換える２基の４ポート電磁切換弁４７と４基の２ポート電磁切換弁４８とから構成して、上述した実施形態における主変速・操向兼用の操作機構３０のように８基の２ポート電磁切換弁３４を装備する場合に比較して、構成の簡素化や製造コストの削減を図れるようにしてもよい。尚、図９には、主変速・操向兼用の操作機構３０における一方のトラニオン軸２９（無段変速装置１１）に対する構成のみが図示されている。
【００３４】
〔４〕主変速・操向兼用の操作機構３０において、図示は省略するが、各油圧シリンダ３３に対する供給油路における電磁切換弁３４の上手側（別実施形態〔３〕では供給油路における電磁切換弁４７の上手側）に安全弁を装備して、油圧シリンダ３３の反力などで各電磁切換弁に設定圧以上の圧力が掛かることを回避できるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 自脱形コンバインの全体側面図
【図２】 伝動構造を示す概略縦断背面図
【図３】 伝動構造を示す概略縦断側面図
【図４】 ミッションケースの縦断背面図
【図５】 操作構造の構成を示す概略図
【図６】 第１旋回モードでの操向レバーの操作量と主変速・操向兼用の操作機構の作動量との割合を示す図
【図７】 第２旋回モードでの操向レバーの操作量と主変速・操向兼用の操作機構の作動量との割合を示す図
【図８】 第３旋回モードでの操向レバーの操作量と主変速・操向兼用の操作機構の作動量との割合を示す図
【図９】 主変速・操向兼用の操作機構に６基の電磁切換弁を装備した別実施形態を示す図
【符号の説明】
１ 走行装置
１１ 静油圧式無段変速装置
２４ 変速操作具
２６ 操向操作具
２７ センサ
２８ センサ
３０ 操作機構
３１ 制御装置
３３ 油圧シリンダ
３４ 電磁切換弁
３４Ａ 電磁切換弁
４３ 給排油路
４５ ドレン油路
４７ 電磁切換弁
４８ 電磁切換弁
４９ 電磁切換弁
５０ 供給油路
５１ 安全弁

Claims (2)

1. 左右一対の走行装置（１）に個別に伝動する一対の静油圧式無段変速装置（１１）（１１）と、操向操作具（２６）とを備えるとともに、前記操向操作具（２６）を、その操作量を検出するセンサ（２８）と、前記静油圧式無段変速装置（１１）（１１）を変速操作する操作機構（３０）と、前記センサ（２８）の検出に基づいて前記操作機構（３０）の作動を制御する制御装置（３１）とを介して、前記静油圧式無段変速装置（１１）（１１）に連係してある作業機の操作構造であって、
   前記操作機構（３０）を、前記静油圧式無段変速装置（１１）（１１）のポンプ（１９）に連係された中立復帰形で複動式の油圧シリンダ（３３）と、前記制御装置（３１）からの指令に基づいて前記油圧シリンダ（３３）に対する作動油の流動状態を切り換える複数の電磁切換弁とから油圧式に構成するとともに、前記電磁切換弁は前記油圧シリンダ（３３）に対して作動油を供給する供給油路に接続した作動油供給用の電磁切換弁と前記油圧シリンダ（３３）内の作動油をタンクに排出するドレン油路（４５）に接続した作動油排出用の常開形の電磁切換弁（３４又は４８）を備え、非通電状態では、前記作動油排出用の常開形電磁切換弁（３４Ａ又は４８）が開状態となって前記油圧シリンダ（３３）に連通接続された各給排油路（４３）を前記開状態となった作動油排出用の電磁切換弁（３４Ａ又は４８）を介してドレン油路（４５）に接続するように構成してある作業機の操作構造。
2. 前記油圧シリンダ（３３）に対する供給油路における前記電磁切換弁（３４）の上手側に安全弁を装備してある請求項１記載の作業機の操作構造。

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