JP3897779B2 - 作業車 - Google Patents

Description

本発明は、作業車に関する。

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、変速レバー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（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−２１６５７０号公報

上記した作業車では、高価な無段変速機を２個も用いているので製造コストが高額になるという課題がある。

そこで本発明では、エンジンに直進動力伝達系と旋回動力伝達系とを介して左右遊星歯車機構を連動連結して、同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の回転速度を合成して、合成回転速度にて左右走行装置(を個別に駆動すべく構成し、直進動力伝達系は歯車式変速機構により構成する一方、旋回動力伝達系には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を設けた作業車において、上記直進動力伝達系と旋回動力伝達系は旋回用無段変速機を除いてミッションケースの内部に収容すると共に、同旋回用無段変速機はミッションケースの横一側の外壁部に集中装着して、その入力軸をミッションケース内部の前後進クラッチの出力側に連動連結するとともに、出力軸は正逆回転分割機構を介して前記左右遊星歯車機構に連動連結して構成したことを特徴とする作業車を提供するものである。

本発明では、直進動力伝達系は歯車式変速機構により構成する一方、旋回動力伝達系には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を設けているため、高価な無段変速機が１個ですみ、製造コストの低減に貢献することができる。

しかも、直進動力伝達系と旋回動力伝達系は、旋回用無段変速機を除いてミッションケ
ースの内部に収容すると共に、同旋回用無段変速機はミッションケースの横一側の外壁部に集中装着して、その入力軸をミッションケース内部の前後進クラッチの出力側に連動連結するとともに、出力軸は正逆回転分割機構を介して前記左右遊星歯車機構に連動連結して構成したため、ミッションケース内の伝動系をコンパクトにかつ合理的にまとめて収容することができ、直進動力伝達系の無段変速機を省略したことと相俟って、伝動系を簡素化することができて、大幅な製造コストの低減を達成することができ、また、ステアリングホイルを操作しなくても、前後進クラッチの切換と同時に旋回用無段変速機の出力回転方向が切り換わり、ステアリングホイルの操作方向と作業車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。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る作業車Ａを示しており、同トラクタＡは、クロー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ーム５を載設し、同車体フレーム５の後端部に農作業機としてのロータリ耕耘機６を連結している。

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ーム7a,7b を前後方向に伸延させて配置し、同左右縦フレーム7a,7b の前後部を、下方開口部を拡開した前後門型フレーム8a,8b により連結して走行部フレーム９を構成しており、上記左右縦フレーム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、同左右縦フレーム7a,7b の後端にそれぞれ左右後遊動輪12a,12b を軸支し、同左右縦フレーム7a,7b の下面にそれぞれ複数の転動輪13を軸支し、更に、左右縦フレーム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ーラ15a,15b を巻回して左右走行装置1a,1bを構成している。

特に、本実施例では、左右縦フレーム7a,7b を連結するのに、前後門型フレーム8a,8b を用い、最低地上高を大きくして圃場での走行性能を高めており、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を最前方の転動輪13よりも高位置に取付けて、左右クローラ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。

車体フレーム５は、図１〜図３で示すように、前後門型フレーム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ーム18を形成し、同上部フレーム18を上記前後支柱17a,17b の上端に架設して、枠状の車体フレーム５を形成している。

車体フレーム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は車体カバー、27はバッテリ、28は燃料タンク、29は変速レバーである。

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の最前方の転動輪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。

また、バッテリ27や燃料タンク28等の重量物も、最前方の転動輪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更に高めている。

ロータリ耕耘機６は、車体フレーム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、車体フレーム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によりロータリ耕耘機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とを介してロータリ耕耘部35に、エンジン23からの動力を伝達するようにしている。

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を左右縦フレーム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。

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。

図５〜６と、図８〜９は、トランスミッション24の第１実施例を示しており、ミッションケース40の内部に第１〜第９軸41〜4 9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。

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。

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とを一体に形成したスライダ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に摺動噛合式の第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。

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。

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。

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 に連結した左右ケージ70a,70b と、同左右ケージ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 とで左右遊星歯車機構74a,74b を構成し、同左右遊星歯車機構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 と左右ケージ7 0a,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。

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7 8a 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。

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ース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７参照）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はロータリ軸、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、86は主変速部57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。

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。

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わり、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。

図１０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。

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９軸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。

図１１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、下から一方のクローラ式走行装置の第１速〜第６速時の駆動速度を示し、各破線は、下から他方のクローラ式走行装置の第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ー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。

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とが同一であって、ピボットターンやスピンターンを行えず、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ーラ式走行装置がゼロになって、ピボットタンーンは可能であるがスピンターンは行えず、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、ピボットタンーンやスピンターンが可能であり、ステアリングホイル21を最大操作角度θ1 の約1 /2 の角度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ーラ式走行装置がゼロになって、ピボットタンーンは可能であるが、スピンターンは行えないようにしている。

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、ピボットターンやスピンターンを行って作業能率を向上させることができる。

図７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のチャー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 はリリーフバルブ、102,103 はＨＳＴ54内部の油圧ポンプと油圧モータ、104 は変速作動部、105 はチエックバルブ、106 は絞り弁である。

本発明に係る作業車の側面図。 走行部の平面図。 走行部の正面図。 他実施例作業車の側面図。 動力伝達系統図（第１実施例）。 トランスミッションの断面側面図（第１実施例）。 油圧回路図。 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）。 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）。 動力伝達系統図（第２実施例）。 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。

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 (1)

1. エンジン(23)に直進動力伝達系(Ｍ)と旋回動力伝達系(Ｈ)とを介して左右遊星歯車機構(74a,74b)を連動連結して、同左右遊星歯車機構(74a,74b)により直進動力伝達系(Ｍ)と旋回動力伝達系(Ｈ)の回転速度を合成して、合成回転速度にて左右走行装置(1a,1b)を個別に駆動すべく構成し、直進動力伝達系(Ｍ)は歯車式変速機構により構成する一方、旋回動力伝達系(Ｈ)には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)を設けた作業車において、上記直進動力伝達系(Ｍ)と旋回動力伝達系(Ｈ)は旋回用無段変速機(54)を除いてミッションケース(40)の内部に収容すると共に、同旋回用無段変速機(54)はミッションケース(40)の横一側の外壁部に集中装着して、その入力軸(55)をミッションケース(40)内部の前後進クラッチ(50a,50b)の出力側に連動連結するとともに、出力軸(72)は正逆回転分割機構(75)を介して前記左右遊星歯車機構(74a,74b)に連動連結して構成したことを特徴とする作業車。
   

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