JP4090450B2 - 作業機の走行伝動構造 - Google Patents

Description

本発明は、左右のクローラ式走行装置の作動で走行する作業機の走行伝動構造に関する。

従来、上記のような作業機の走行伝動構造としては、走行用の動力を左右のクローラ式走行装置に左右のクラッチ・ブレーキを介して伝達するように構成されたものがあり、この構成のものにおいては、左右の両クラッチ・ブレーキを伝動状態とすることで、左右のクローラ式走行装置を等速駆動させる直進状態を現出し、一方のクラッチ・ブレーキを伝動状態とし他方のクラッチ・ブレーキを非伝動状態とすることで、一方のクローラ式走行装置のみを駆動し他方のクローラ式走行装置を従動させる緩旋回状態を現出し、一方のクラッチ・ブレーキを伝動状態とし他方のクラッチ・ブレーキを制動状態とすることで、一方のクローラ式走行装置のみを駆動し他方のクローラ式走行装置を制動させる急旋回状態を現出するようになっていた（例えば特許文献１参照）。
特開平１０−３７９０３号公報

しかしながら、上記の従来技術によると、クローラ式走行装置は接地面積が広く地面との付着力（摩擦力）が大きいものであることから、作業地が走行抵抗の大きい例えば地盤の軟弱な圃場などであると、左右のクローラ式走行装置を等速駆動させた直進状態から一方のクローラ式走行装置を従動させる緩旋回状態を現出するために一方のクラッチ・ブレーキを伝動状態から非伝動状態に切り換えた直後に、いきなり、その一方のクラッチ・ブレーキに対応するクローラ式走行装置が、その付着力や走行抵抗などによってブレーキで制動停止されたような殆ど従動しない状態、つまり、急旋回状態が現出された状態となって大きなショックを発生させる場合があった。

又逆に、旋回状態から直進状態を現出するために一方のクラッチ・ブレーキを非伝動状態から伝動状態に切り換えると、その一方のクラッチ・ブレーキに対応するクローラ式走行装置が、その付着力や走行抵抗などによってブレーキで制動停止されたような状態からいきなり高速駆動されるようになる場合があることから、旋回走行から直進走行に移行する際においても大きなショックを発生させる場合があった。

本発明の目的は、直進走行から旋回走行への移行及び旋回走行から直進走行への移行を大きなショックを発生させることなく円滑に行えるようにすることにある。

上記の課題を解決するために、本発明における作業機の走行伝動構造では、次の手段を採用した。
走行用の動力を左右のクローラ式走行装置に差動装置を介して伝達し、該差動装置を、前記左右のクローラ式走行装置の差動を阻止して機体を直進させる非差動状態と、前記左右のクローラ式走行装置の差動を許容して機体の旋回を可能にする差動状態とに切り換える差動切換装置を設け、
前記差動切換装置に、前記差動装置の差動状態における前記左右のクローラ式走行装置の差動抑制を可能にする摩擦クラッチを備えるとともに、左右のクローラ式走行装置の相対回動を許容する状態と相対回動を不能にする状態とに切換操作可能な爪クラッチを備え、
前記摩擦クラッチの接合力が強くて滑りが発生し難くなることで左右のクローラ式走行装置に対する差動抑制力を強くした差動抑制状態と、摩擦クラッチの接合力が低下して滑りが発生し易くなることで左右のクローラ式走行装置に対する差動抑制力を低下させた差動抑制低減状態とに、前記摩擦クラッチの差動抑制力を調節可能に構成してあるとともに、
前記爪クラッチと摩擦クラッチとを、摩擦クラッチの接合状態で前記爪クラッチが噛合し、前記爪クラッチの噛合が解除されてから摩擦クラッチの接合力が低下するように連係させてある。

この構成によると、差動切換装置により差動装置を非差動状態に切り換えると、左右のクローラ式走行装置の差動が阻止されることから、左右のクローラ式走行装置を等速駆動させる直進状態を現出することができ、差動切換装置により差動装置を差動状態に切り換えると、左右のクローラ式走行装置をその差動を許容する状態で駆動させる旋回可能状態を現出することができる。

又、クラッチ・ブレーキを採用した前述の従来技術においては、非伝動状態に切り換えられた他方のクローラ式走行装置に対する制動力の変化にかかわらず、伝動状態が維持される一方のクローラ式走行装置の駆動速度が一定であるのに対し、本発明では差動装置を採用しているので、一方のクローラ式走行装置が減速すると他方のクローラ式走行装置が増速されるものであり、クラッチ・ブレーキを採用する場合に比較して、左右のクローラ式走行装置の速度差をより大きくすることができて、より小さい旋回半径で機体を旋回させることができる。

従って、直進走行から旋回走行への移行及び旋回走行から直進走行への移行を大きなショックを発生させることなく円滑に行える上に、旋回性能の向上及びミッションケースや機体の小型化を図れるようになった。

又、摩擦クラッチの接合力を大きくするほど、摩擦クラッチに滑りが発生し難くなることから左右のクローラ式走行装置の差動抑制力を大きくすることができて旋回性を低下させることができ、逆に、摩擦クラッチの接合力を小さくするほど、摩擦クラッチに滑りが発生し易くなることから左右のクローラ式走行装置の差動抑制力を小さくすることができて旋回性を向上させることができるので、差動装置を差動状態に切り換えた際に現出される摩擦クラッチの接合力を設定変更して、旋回操作時の旋回特性を変更することができる。

つまり、作業の種類や作業地の状態に応じた好適な旋回特性の設定を可能にすることができるので、作業性の向上を図れるようになる。

図１には作業機の一例であるコンバインの走行伝動構造が示されており、エンジン１からの動力が、ベルトテンション式の走行クラッチ２を介して、高低２段の変速が可能となるように構成された油圧クラッチ式の第１副変速装置３に伝達され、第１副変速装置３からの動力が、高低２段の変速が可能となるように構成された噛合式の第２副変速装置４に伝達され、第２副変速装置４からの動力が、前後進の切り換えと前進３段の変速が可能となるように構成された油圧クラッチ式の主変速装置５に伝達され、主変速装置５からの動力が、差動装置６及び左右の車軸７を介して左右のクローラ式走行装置８に伝達されるように構成されている。

尚、第１副変速装置３からの動力は、噛合式の刈取変速装置９及びベルト式伝動装置１０を介して刈取搬送部１１に作業用動力として伝達されるようになっている。

図１及び図２に示すように、差動装置６は、主変速装置５の第１出力ギヤ５ａと第２出力ギヤ５ｂとに噛合する入力ギヤ１２ａを備えた差動ケース１２、差動ケース１２に横軸芯Ｐ１周りに一体回転するとともに横軸芯Ｐ１と直交する軸芯Ｐ２周りに相対回転可能に支持された一対の差動ピニオン１３、及び、一対の差動ピニオン１３に亘って噛合する左右一対のサイドギヤ１４、などによって構成されており、左右の各サイドギヤ１４に対応する車軸７が連動連結され、各車軸７に操向用の摩擦ブレーキ１５が装備されている。

差動ケース１２と右側の車軸７との間には、差動装置６を、左右のクローラ式走行装置８の差動を阻止して機体を直進させる非差動状態と、左右のクローラ式走行装置８の差動を許容して機体の旋回を可能にする差動状態とに切り換える差動切換装置１６が介装されており、差動切換装置１６は、爪クラッチ１６Ａの噛合で差動装置６の非差動状態を現出し、爪クラッチ１６Ａの噛合解除で差動装置６の差動状態を現出し、その差動状態では摩擦クラッチ１６Ｂの接合による左右のクローラ式走行装置８の差動抑制が可能となるように、爪クラッチ１６Ａと油圧式の摩擦クラッチ１６Ｂとを並列装備して構成されている。

図２に示すように、左右の各摩擦ブレーキ１５は、３位置切り換え式の第１制御弁１７と第１圧力調整弁１８の作動で、シーケンス弁１９を介した第１油圧ポンプ２０からの作動油が対応する操向用の第１油圧シリンダ２１に供給されることで対応するクローラ式走行装置８に付与する制動力が大きくなり、対応する第１油圧シリンダ２１から作動油が排出されることで対応するクローラ式走行装置８に付与する制動力が小さくなるように構成されている。爪クラッチ１６Ａは、２位置切り換え式の第２制御弁２２の作動で、第２油圧ポンプ２３からの作動油が第２油圧シリンダ２４に供給されることで噛合し、第２油圧シリンダ２４から作動油が排出されることで噛合を解除するように構成されている。摩擦クラッチ１６Ｂは、第２圧力調整弁２５の作動で、第２油圧ポンプ２３からの作動油が供給されることで接合力が大きくなり、作動油が排出されることで接合力が小さくなるように構成されている。尚、図２に示す符号２６は高圧リリーフ弁である。

第１制御弁１７は、搭乗運転部に配備された操向レバー２７が中立位置Ｎに操作されると左右の第１油圧シリンダ２１から作動油を排出する状態に切り換えられ、操向レバー２７が左旋回操作域Ｌに操作されると左側の第１油圧シリンダ２１に作動油を供給する状態に切り換えられ、操向レバー２７が右旋回操作域Ｒに操作されると右側の第１油圧シリンダ２１に作動油を供給する状態に切り換えられるように、操向レバー２７に連係されている。

第１圧力調整弁１８は、操向レバー２７が中立位置Ｎに操作されている状態ではリリーフ設定圧が最小となり、操向レバー２７が左右いずれかの旋回操作域Ｌ，Ｒに操作されている状態では、操向レバー２７が中立位置Ｎから離れる側に位置するほどリリーフ設定圧が大きくなるように、操向レバー２７に連係されている。

第２制御弁２２は、操向レバー２７が中立位置Ｎに操作されると第２油圧シリンダ２４及び摩擦クラッチ１６Ｂに作動油を供給する状態に切り換えられ、操向レバー２７が左右いずれかの旋回操作域Ｌ，Ｒに操作されると第２油圧シリンダ２４から作動油を排出し、かつ、摩擦クラッチ１６Ｂに作動油を供給する状態に切り換えられるように、操向レバー２７に連係されている。

第２圧力調整弁２５は、操向レバー２７が、摩擦ブレーキ１５の制動力が所定値ａ以下になる中立位置Ｎから左右の各旋回操作域Ｌ，Ｒの所定位置Ｌａ，Ｒａに亘る操作域に位置する状態ではリリーフ設定圧が最大となり、操向レバー２７が左右いずれかの旋回操作域Ｌ，Ｒにおいて所定位置Ｌａ，Ｒａ以上に中立位置Ｎから離れる側に操作されるほどリリーフ設定圧が小さくなるように、操向レバー２７に連係されている。

つまり、図３に示すように、左右の摩擦ブレーキ１５と差動切換装置１６とは、操向レバー２７の操作に基づいて、左右いずれか一方の摩擦ブレーキ１５の制動開始に伴って爪クラッチ１６Ａが噛合解除し、摩擦ブレーキ１５の制動力が所定値ａ以下である場合には摩擦クラッチ１６Ｂが接合状態となり、摩擦ブレーキ１５の制動力が所定値ａを超える場合にはその制動力が大きくなるほど摩擦クラッチ１６の接合力が低下し、摩擦ブレーキ１５の制動解除に伴って爪クラッチ１６Ａが噛合するように連係されている。

以上の構成から、操向レバー２７を中立位置Ｎから左右いずれかの旋回操作域Ｌ，Ｒに操作すると、その操作方向に対応する一方の摩擦ブレーキ１５が制動を開始し、それに伴って爪クラッチ１６Ａが噛合解除されることから、操向レバー２７の操作方向に応じた旋回走行を開始させることができ、その旋回開始状態では、操向レバー２７が左右いずれかの旋回操作域Ｌ，Ｒにおいて所定位置Ｌａ，Ｒａよりも中立位置Ｎ側に位置することによって、一方の摩擦ブレーキ１５の制動力が所定値ａ以下となる一方のクローラ式走行装置８に対する制動力が低い状態となり、かつ、摩擦クラッチ１６Ｂが完全に接合されていることで左右のクローラ式走行装置８に対する差動抑制力が最大になることから、左右のクローラ式走行装置８が等速に近い状態で不等速駆動される緩旋回状態を現出することができるようになっている。

そして、その左右いずれかの旋回操作域Ｌ，Ｒにおいて操向レバー２７を所定位置Ｌａ，Ｒａよりも中立位置Ｎから離れる側に操作すると、操向レバー２７が中立位置Ｎから離れるほど、一方の摩擦ブレーキ１５の対応するクローラ式走行装置８に対する制動力が大きくなり、かつ、摩擦クラッチ１６Ｂの接合力が低下して滑りが発生し易くなることで左右のクローラ式走行装置８に対する差動抑制力が低下するようになることから、一方の摩擦ブレーキ１５の操作量に応じて一方のクローラ式走行装置８が制動減速され、かつ、他方のクローラ式走行装置８が増速される旋回状態を現出することができ、操向レバー２７の中立位置Ｎからの操作量を最大にすると、一方の摩擦ブレーキ１５の対応するクローラ式走行装置８に対する制動力が最大となり、かつ、摩擦クラッチ１６Ｂが接合解除されて左右のクローラ式走行装置８の差動を抑制しなくなることから、一方のクローラ式走行装置８を制動停止させ、かつ、他方のクローラ式走行装置８の駆動速度を２倍に増速させた急旋回状態を現出することができるようになっている。

逆に、操向レバー２７を中立位置Ｎからの操作量を最大にした状態から中立位置Ｎ側に操作すると、操向レバー２７が所定位置Ｌａ，Ｒａに近づくほど、一方の摩擦ブレーキ１５の対応するクローラ式走行装置８に対する制動力が小さくなり、かつ、摩擦クラッチ１６Ｂの接合力が大きくなって滑りが発生し難くなることで左右のクローラ式走行装置８に対する差動抑制力が大きくなることから、一方の摩擦ブレーキ１５の操作量に応じて一方のクローラ式走行装置８が増速され、かつ、他方のクローラ式走行装置８が減速される旋回状態を現出することができ、操向レバー２７が所定位置Ｌａ，Ｒａに到達すると、一方の摩擦ブレーキ１５の制動力が所定値ａ以下となる一方のクローラ式走行装置８に対する制動力が低い状態となり、かつ、摩擦クラッチ１６Ｂが完全に接合されることで左右のクローラ式走行装置８に対する差動抑制力が最大になることから、左右のクローラ式走行装置８が等速に近い状態で不等速駆動される緩旋回状態を現出することができるようになっている。

そして、操向レバー２７を左右いずれかの旋回操作域Ｌ，Ｒから中立位置Ｎに操作すると、一方の摩擦ブレーキ１５が制動解除され、それに伴って爪クラッチ１６Ａが噛合されて左右のクローラ式走行装置８の差動を阻止することから、左右のクローラ式走行装置８がそれぞれの走行抵抗に差が生じて差動することに起因した機体の蛇行を回避できる好適な直進状態を現出することができるようになっている。

つまり、操向レバー２７の操作による爪クラッチ１６Ａの切り換え操作で、左右のクローラ式走行装置８の差動を阻止して等速駆動させた直進状態から、左右のクローラ式走行装置８の差動を許容して不等速駆動させる旋回状態を現出することができ、又、旋回状態においては、操向レバー２７の操作による摩擦ブレーキ１５の制動力の調節及び摩擦クラッチ１６の差動抑制力の調節で、左右のクローラ式走行装置８を等速に近い状態で不等速駆動させる緩旋回状態から、一方のクローラ式走行装置８を制動停止させ、かつ、他方のクローラ式走行装置８の駆動速度を２倍に増速させた急旋回状態までを無段階で現出させることができるようになっており、もって、簡単な操向レバー２７の操作で、直進走行から緩旋回走行への移行、緩旋回走行から急旋回走行への移行、急旋回走行から緩旋回走行への移行、及び、緩旋回走行から直進走行への移行を、円滑に一連で行えるようになっている。

〔別実施例〕
以下、本発明の別実施例を列記する。
〔１〕作業機としては、左右一対のクローラ式走行装置８で走行する構成のものであれば、バックホーやトラクタなどであってもよい。

〔２〕操向用の左右の摩擦ブレーキ１５を走行ブレーキに兼用できるように構成してもよい。

〔３〕操向用の左右の摩擦ブレーキ１５に、第１ポンプ２０からの作動油が対応する第１油圧シリンダ２１に供給されることで対応するクローラ式走行装置８に対する制動力が小さくなり、対応する第１シリンダ２１から作動油が排出されることで対応するクローラ式走行装置８に対する制動力が大きくなるネガティブ形式のものを採用して、左右の摩擦ブレーキ１５を駐車ブレーキに利用できるように構成してもよい。

〔４〕左右の摩擦ブレーキ１５と差動切換装置１６とを、左右いずれか一方の摩擦ブレーキ１５の制動開始に伴って爪クラッチ１６Ａが噛合解除し、摩擦ブレーキ１５の制動力が大きくなるほど摩擦クラッチ１６Ｂの接合力が低下し、摩擦ブレーキ１５の制動解除に伴って爪クラッチ１６Ａが噛合するとともに摩擦クラッチ１６Ｂが完全接合するように連係してもよい。

コンバインの走行伝動構造を示す断面図 操向用の油圧回路図 差動切換装置と摩擦ブレーキとの関係をグラフ化した図

符号の説明

６ 差動装置
８ クローラ式走行装置
１５ 摩擦ブレーキ
１６ 差動切換装置
１６Ｂ 摩擦クラッチ

Claims (1)

1. 走行用の動力を左右のクローラ式走行装置（８）に差動装置（６）を介して伝達し、該差動装置（６）を、前記左右のクローラ式走行装置（８）の差動を阻止して機体を直進させる非差動状態と、前記左右のクローラ式走行装置（８）の差動を許容して機体の旋回を可能にする差動状態とに切り換える差動切換装置（１６）を設け、
   前記差動切換装置（１６）に、前記差動装置（６）の差動状態における前記左右のクローラ式走行装置（８）の差動抑制を可能にする摩擦クラッチ（１６Ｂ）を備えるとともに、左右のクローラ式走行装置（８）の相対回動を許容する状態と相対回動を不能にする状態とに切換操作可能な爪クラッチ（１６Ａ）を備え、
   前記摩擦クラッチ（１６Ｂ）の接合力が強くて滑りが発生し難くなることで左右のクローラ式走行装置（８）に対する差動抑制力を強くした差動抑制状態と、摩擦クラッチ（１６Ｂ）の接合力が低下して滑りが発生し易くなることで左右のクローラ式走行装置（８）に対する差動抑制力を低下させた差動抑制低減状態とに、前記摩擦クラッチ（１６Ｂ）の差動抑制力を調節可能に構成してあるとともに、
   前記爪クラッチ（１６Ａ）と摩擦クラッチ（１６Ｂ）とを、摩擦クラッチ（１６Ｂ）の接合状態で前記爪クラッチ（１６Ａ）が噛合し、前記爪クラッチ（１６Ａ）の噛合が解除されてから摩擦クラッチ（１６Ｂ）の接合力が低下するように連係させてある作業機の走行伝動構造。

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