JP4419349B2 - 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】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、サイドクラッチ軸（３）に備えた第１センターギヤ（１６）の左右両側に、左右の走行装置への動力断続を行う左右のサイドクラッチ（１７Ｌ，１７Ｒ）を設け、該サイドクラッチ軸（３）の伝動下手側の差動軸（４）に固定された第２センターギヤ（１９）の左右両側に左右一対の遊星ギヤ機構を設け、前記第１センターギヤ（１６）を第２センターギヤ（１９）に噛み合わせ、前記差動軸（４）に遊星ギヤ機構の左右のサンギヤ（Ｚ１Ｌ，Ｚ１Ｒ）を固定し、前記左右のサイドクラッチ（１７Ｌ，１７Ｒ）が接続状態のときにサイドクラッチ軸（３）の駆動力が伝達される左右のサイドクラッチギヤ（１８Ｌ，１８Ｒ）を、前記遊星ギヤ機構の左右のキャリア（２０Ｌ，２０Ｒ）と夫々噛み合わせ、該左右のキャリア（２０Ｌ，２０Ｒ）の回転を制御する左右のブレーキ（７１Ｌ，７１Ｒ）を設けたことを特徴とする走行装置とした。
請求項２記載の発明は、前記サイドクラッチギヤ（１８Ｌ，１８Ｒ）又は前記遊星ギヤ機構のギヤの回転を検出するセンサを設け、その検出値を前記遊星ギヤ機構の回転調節にフィードバックする構成としたことを特徴とする請求項１記載の走行装置とした。
【０００５】
【０００６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、円滑な旋回を行うことができ、しかも、ミッションの幅方向をコンパクトに構成できる。
【０００７】
請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加え、より精度の高い遊星ギヤ機構の回転調節が可能となる。
【０００８】
【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。
【０００９】
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。
【００１０】
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断面図、図４はその側面図、図５はその伝動線図、図６は遊星ギヤ機構の外観斜視図、図７はその側断面図である。
エンジンの出力軸に取り付けられたエンジンプーリとベルトで巻回された入力プーリ８を介してＨＳＴ９の入力軸７にエンジンからの動力が伝達される。そして、ＨＳＴ９の出力軸１０の駆動により、該出力軸１０に設けられたギヤ１１と噛合する副変速軸１のギヤ１２を介して該副変速軸１が駆動する。該副変速軸１には上記ギヤ１２の他にギヤ１４ａとギヤ１４ｂとギヤ１４ｃとが設けられ、該副変速ギヤ１４ａ、１４ｂ、１４ｃと噛合するカウンタ軸２のギヤ１５ａ、１５ｂ、１５ｃを介して該カウンタ軸２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１４ａ、１４ｂ、１４ｃとカウンタ軸２のギヤ１５ａ、１５ｂ、１５ｃとの噛合位置が切り換わり、これによりカウンタ軸２は高速・中速・低速に変速されて駆動する。また、上記副変速軸１の一端には刈取出力プーリ１３が取り付けられ、刈取部を駆動する刈取入力プーリ３２（図３参照）とベルトで巻回されている。副変速軸１と刈取出力プーリ１３との間にはワンウェイクラッチが介装されている。
【００１１】
上記カウンタ軸２の駆動により、同じカウンタ軸２に設けられた上記ギヤ１５ｂと噛合するサイドクラッチ軸３のセンターギヤ１６を介して該サイドクラッチ軸３が駆動する。
【００１２】
上記サイドクラッチ軸３には、そのセンターギヤ１６に対して左右対称にクラッチ１７Ｒとクラッチ１７Ｌ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を作動し、クラッチ１７Ｒとクラッチ１７Ｌをそれぞれ接続状態と非接続状態とに制御する。機体の直進時は、左右のクラッチ１７Ｒとクラッチ１７Ｌは共に圧縮バネ（図示せず）と油圧により常時接続状態となって駆動力を伝達する。
【００１３】
また、上記サイドクラッチ軸３に設けたセンターギヤ（第１センターギヤ）１６は差動伝動機構の差動軸４に固定されたセンターギヤ（第２センターギヤ）１９と噛合する。
ここで、上記差動伝動機構について説明する。
本実施形態では、上記差動伝動機構は遊星ギヤ機構によって構成している。図３、図５乃至図７を参照して説明すると、この差動伝動機構は上記差動軸４のセンターギヤ１９に対して左右対称に設けている。右側の差動伝動機構は浅い円筒形を横にした形状のキャリヤ２０Ｒ内周面側に、ギヤ径の異なる２つのギヤＺ２（Ｒ）及びＺ３（Ｒ）からなる遊星ギヤ２１Ｒと、遊星ギヤ２３Ｒとを３個づつ交互に配設し、一方の遊星ギヤ２１Ｒはその中心軸のピン３５によって上記キャリヤ２０Ｒに回転自在に軸支され、またもう一方の遊星ギヤ２３Ｒはその中心軸３６によって上記キャリヤ２０Ｒに回転自在に軸支される。また、上記キャリヤ２０Ｒの周面には２種類の開口孔３７と３８が穿設され、一方の開口孔３７からは遊星ギヤ２１ＲのギヤＺ２（Ｒ）の一部外周が露出し、もう一方の開口孔３８からは遊星ギヤ２３Ｒの一部外周が露出する。
【００１４】
また、前記差動軸４に固定されたサンギヤＺ１Ｒは前記キャリヤ２０Ｒの中心に配設され、キャリヤ２０Ｒが差動軸４側に軸受けされて差動軸４の回りを回転自在に構成している。さらに、ギヤ径の異なる２つのギヤＺ４（Ｒ）と２４Ｒを有する回転ギヤ２２Ｒは上記キャリヤ２０Ｒの内方に装填されると共にサンギヤＺ１Ｒに軸受けされて差動軸４の回りを回転自在に構成している。
【００１５】
ここで、図５を参照してわかるように、上記サンギヤＺ１Ｒは遊星ギヤ２１ＲのギヤＺ２（Ｒ）と噛合し、遊星ギヤ２１ＲのギヤＺ３（Ｒ）は遊星ギヤ２３Ｒと噛合し、さらに該遊星ギヤ２３Ｒは回転ギヤ２２ＲのギヤＺ４（Ｒ）と噛合する。また、前記サイドクラッチ軸３に介装されたサイドクラッチギヤ１８Ｒは上記キャリヤ２０Ｒと噛合する。
なお、以上は右側の差動伝動機構について説明したが、左側の差動伝動機構についても構成は同じである。
【００１６】
そして、左右のサイドクラッチ１７Ｒ，１７Ｌが入り、つまり接続状態のときは、サイドクラッチ軸３の駆動力は、サイドクラッチギヤ１８Ｒ，１８Ｌへ伝達されると同時に、差動軸４のセンターギヤ１９を介して該差動軸４へも伝達され、さらに互いに噛合関係にあるギヤ２４Ｒ，２４Ｌ，ギヤ２６Ｒ，２６Ｌ、ギヤ２７Ｒ，２７Ｌ，ギヤ２８Ｒ，２８Ｌ，ギヤ２９Ｒ，２９Ｌ，ギヤ３０Ｒ，３０Ｌ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３１Ｒ，３１Ｌ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。
【００１７】
以上の構成において、エンジンが始動し、機体の直進走行時には、ＨＳＴ９の出力軸１０より副変速軸１及びカウンタ軸２へと動力が伝達される。そして、カウンタ軸２のギヤ１５ｂと噛合するサイドクラッチ軸３のセンターギヤ１６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１７Ｒ，１７Ｌが共に入りになっていて接続状態である。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１８Ｒ，１８Ｌに伝達され、該サイドクラッチギヤ１８Ｒ，１８Ｌがともに回転駆動する。
【００１８】
そして、上記左右のサイドクラッチギヤ１８Ｒ，１８Ｌとそれぞれ噛合する差動伝動機構のキャリヤ２０Ｒ，２０Ｌに動力が伝達されると同時に，上記サイドクラッチ軸３のセンターギヤ１６と噛合する差動軸４のセンターギヤ１９に動力が伝達され該差動軸４が回転駆動する。該差動軸４の回転により、サンギヤＺ１Ｒ，Ｚ１Ｌが回転し、さらに互いに噛合関係にある遊星ギヤ２１Ｒ，２１ＬのギヤＺ２（Ｒ，Ｌ）、ギヤＺ３（Ｒ，Ｌ）、遊星ギヤ２３Ｒ，２３Ｌ、回転ギヤ２２Ｒ，２２ＬのギヤＺ４（Ｒ，Ｌ）、ギヤ２４Ｒ，２４Ｌへと順に駆動力が伝達される。直進時は差動軸４のセンターギヤ１９と上記キャリヤ２０Ｒ，２０Ｌの回転が一致する。図７では上記ギヤＺ４（Ｒ，Ｌ）が反時計方向に回転する場合の他のギヤの回転方向を矢印で示している。
そして、左右の車軸ｂ、ｂが同方向へ同速で回転駆動する。
【００１９】
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、まずこの傾動操作側のサイドクラッチ１７Ｒ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、サンギヤＺ１Ｒ、遊星ギヤ２１ＲのギヤＺ２（Ｒ）、ギヤＺ３（Ｒ）、回転ギヤ２２ＲのギヤＺ４（Ｒ）のギヤ変速比によって旋回時の回転ギヤ２４Ｒの回転数が変わる。
【００２０】
図８は上記キャリヤ２０（Ｒ）、サンギヤＺ１Ｒ、回転ギヤＺ４（Ｒ）の回転数の関係を示す線図である。
右側旋回時は、前記サンギヤＺ１Ｒは、直進時と同様に差動軸４との一体化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前記キャリヤ２０Ｒの回転数が減速していくと、前記回転ギヤＺ４（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、遊星ギヤ機構のギヤ比を１／３に設定しておくと、キャリヤ２０Ｒの回転数がサンギヤＺ１（Ｒ）の回転数の１／３となると図示するようにギヤＺ４（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、キャリヤ２０Ｒの回転数が減速していくと、ギヤＺ４（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。
【００２１】
このように、ギヤ変速比を設定すれば、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、サイドクラッチ１７Ｒ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。
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、前記サイドクラッチ１７Ｌ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。ところで、前述のように遊星ギヤのギヤ比によりサンギヤＺ１Ｒ，Ｚ１Ｌの入力回転数に対しブレーキ旋回時のキャリヤ２０Ｒ，Ｌの回転数が決まる。したがって、車速検出とキャリヤ２０Ｒ，Ｌの回転検出により旋回状態（緩旋回、ブレーキ、スピン）の判定が可能になる。本実施形態では、キャリヤ２０Ｒ，Ｌとキャリヤの入力ギヤ２０（Ｇ）Ｒ，Ｌ（図１０参照）またはサイドクラッチギヤ１８Ｒ，Ｌが同回転又は比例回転するため、キャリヤの入力ギヤ２０（Ｇ）Ｒ，Ｌまたはサイドクラッチギヤ１８Ｒ，Ｌに回転センサを左右一対設けてこれらのギヤの回転を検出することにより、旋回状態の判定が可能になるとともに、遊星ギヤ機構の回転調節にフィードバックして利用できる。
【００２２】
ここで、図９に示した油圧配置図について説明すると、エンジン３３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、またコントロールバルブ５３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１７Ｌ，１７Ｒは接続状態（入りの状態）になる。また、オイルタンク５２よりＨＳＴ９へ送られる。ＨＳＴ９を使用しないときは、オイルクーラ５４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５５を介して刈取上下用シリンダ５８、オーガ上下用シリンダ５９、ピッチングシリンダ５７、左右のローリングシリンダ５６へ送られる。
【００２３】
また、上述の伝動装置は、図４の側面図を参照するとわかるように、前記クローラａと乗降用のステップ６１との間にサイドクラッチ及び差動伝動機構を配置しているため、クローラａや運転席が邪魔にならない位置でサイドクラッチ及び差動伝動機構のメンテナンスが行える。
また、サイドクラッチ軸３と差動軸４とを略水平に配置しているため、その分ミッションの高さを低く出来、他の構成要素との干渉も少なく出来る。
また、差動伝動機構を伝動装置の前面側に配置しているため、構成の複雑な遊星ギヤ機構のメンテナンスが容易である。
【００２４】
また、図３を参照すると、左右の車軸ｂ、ｂの上手側の左右駆動軸６Ｒ，６Ｌは、刈取伝動縦フレーム（図示せず）が位置する側の軸６Ｒを短くした構成となっている。このような構成によると、コンバインでは刈取部を脱穀機に近づけることが可能で機体の長さをコンパクトにできる。
また、図３及び図４に示すように、上述のサイドクラッチ部及び差動伝動機構部を外から覆う左右のカバー６２Ｒ，６２Ｌを設けている。これにより、ミッションを分解することなく、サイドクラッチ部及び差動伝動機構部全体の点検整備、交換等が容易に行える。
【００２５】
また、上述の左右一対の遊星ギヤ機構（差動伝動機構）は、前記キャリヤ２０Ｒ，Ｌの回転を左右一対のブレーキ７１Ｒ，Ｌで制御する構成にするとともに、遊星ギヤ機構の差動軸４を停止させる駐車ブレーキ２５を上記ブレーキ機構の一方に内蔵する構成としている。このように、駐車ブレーキ２５を上記ブレーキ機構７１Ｒ，Ｌに内蔵することによりシンプルな構成となり、また比較的大径の遊星ギヤ機構の側面に設けることでスペースの制約が少なく、容量の大きい駐車ブレーキの設置が可能になる。もちろん、上記差動軸４の回転を規制することにより確実に駐車ブレーキが作用する。
【００２６】
また、上述の左右一対のブレーキ機構７１Ｒ，Ｌにおいて、ブレーキ用ピストン６３Ｒ，Ｌをライニングプレート６４Ｒ，Ｌに軽く接触又は微少な隙間をあけて保持する構成としている（図１０参照）。比例減圧弁による圧力制御を行う場合、減圧弁の特性により低圧時は流量が少ないためピストンを動かすのに時間がかかりすぎ、作動の遅れにつながる。逆に作動遅れをなくすため流量を上げると圧力も上がるためショックの発生を招く。そこで上述のようにブレーキ用ピストン６３Ｒ，Ｌをライニングプレート６４Ｒ，Ｌに軽く接触又は微少な隙間をあけて保持する構成とすることにより、低圧からの制御が可能になり、ショックの無いスムースな圧力制御が行える。
【００２７】
また、前述のサイドクラッチ１７Ｒ，Ｌの構成において、該サイドクラッチ１７Ｒ，Ｌをオン・オフするピストン６５Ｒ，Ｌをスラストベアリング６６Ｒ，Ｌを介して設ける構成とすることで、多板式クラッチ部とピストン部を一体で組付けでき組立性が良好になる。さらに、ミッションオイルを使用しないで外部油圧を使用する（ＨＳＴオイル兼用）構成にすると、油圧回路を簡略化でき、ミッションオイル使用時のオイル劣化による油圧回路トラブル等を解消できる。そして、油圧回路が１回路となるため、ギヤポンプ、配管、フィルタ等の構成部品が減り、コストダウン、組立工数の低減が図れる。
【００２８】
また、油圧回路についてさらに説明すると、刈取、車体水平、オーガ等の作業用油圧系は高圧を要するが、その高圧でサイドクラッチを作動させると圧力変化が大きく、ショックが発生し、フィーリングの低下を招く。さらに、ミッション内へのオイルリーク発生の危険性が増大する。また、サイドクラッチの油圧を高圧で使用するためにはピストン面積を小さくする必要があるが、ピストンの作動スピードが早くなり、ショック発生の原因となる。
【００２９】
そこで、図１１に示すように、左右のサイドクラッチ１７Ｒ，Ｌ及び左右のブレーキ７１Ｒ，Ｌを作動するシリンダに接続するサイドクラッチ油圧系Ａと、刈取、オーガ、左右のローリング及びピッチング作動用の各シリンダ５８、５９、７２Ｌ，７２Ｒ、７３に接続する作業用油圧系Ｂとを単一の油圧回路で分流する構成とし、サイドクラッチ油圧系Ａの回路圧を作業用油圧系Ｂの回路圧よりも低く設定する構成とする。例えば、ポンプＰによる送り出し流量を１３．９リットル／分とすると、これを分流してサイドクラッチ油圧系Ａへは３リットル／分、作業用油圧系Ｂへは１０．９リットル／分として、サイドクラッチ油圧系Ａの回路圧を作業用油圧系Ｂの回路圧よりも低く設定する。これにより、上述の不具合を解消でき、ショックの無いフィーリングの良好なサイドクラッチ、ブレーキ作動が実現できる。
【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】 伝動装置の断面図である。
【図４】 伝動装置の側面図である。
【図５】 伝動装置の伝動線図である。
【図６】 遊星ギヤ機構の外観斜視図である。
【図７】 遊星ギヤ機構のギヤの配置を示す断面図である。
【図８】 遊星ギヤ機構におけるギヤの回転数の関係を示す線図である。
【図９】 走行装置の油圧配置図である。
【図１０】 サイドクラッチ部及び差動伝動機構の拡大断面図である。
【図１１】 コンバインの油圧回路図である。
【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
１ 副変速軸
３ サイドクラッチ軸
４ 差動軸
９ ＨＳＴ
１３ 刈取出力プーリ
１４ａ 副変速ギヤ
１４ｂ 副変速ギヤ
１４ｃ 副変速ギヤ
１６ センターギヤ（第１センターギヤ）
１７Ｒ サイドクラッチ
１７Ｌ サイドクラッチ
１８Ｒ サイドクラッチギヤ
１８Ｌ サイドクラッチギヤ
１９ センターギヤ（第２センターギヤ）
２０Ｒ キャリア
２０Ｌ キャリヤ
２１Ｒ 遊星ギヤ
２１Ｌ 遊星ギヤ
２２Ｒ 回転ギヤ
２２Ｌ 回転ギヤ
２３Ｒ 遊星ギヤ
２３Ｌ 遊星ギヤ
２５ 駐車ブレーキ
４１ ＨＳＴレバー
４２ アクセルレバー
４３ パワステレバー
Ｚ１Ｌ 左のサンギヤ
Ｚ１Ｒ 右のサンギヤ

Claims (2)

1. サイドクラッチ軸（３）に備えた第１センターギヤ（１６）の左右両側に、左右の走行装置への動力断続を行う左右のサイドクラッチ（１７Ｌ，１７Ｒ）を設け、該サイドクラッチ軸（３）の伝動下手側の差動軸（４）に固定された第２センターギヤ（１９）の左右両側に左右一対の遊星ギヤ機構を設け、前記第１センターギヤ（１６）を第２センターギヤ（１９）に噛み合わせ、前記差動軸（４）に遊星ギヤ機構の左右のサンギヤ（Ｚ１Ｌ，Ｚ１Ｒ）を固定し、前記左右のサイドクラッチ（１７Ｌ，１７Ｒ）が接続状態のときにサイドクラッチ軸（３）の駆動力が伝達される左右のサイドクラッチギヤ（１８Ｌ，１８Ｒ）を、前記遊星ギヤ機構の左右のキャリア（２０Ｌ，２０Ｒ）と夫々噛み合わせ、該左右のキャリア（２０Ｌ，２０Ｒ）の回転を制御する左右のブレーキ（７１Ｌ，７１Ｒ）を設けたことを特徴とする走行装置。
2. 前記サイドクラッチギヤ（１８Ｌ，１８Ｒ）又は前記遊星ギヤ機構のギヤの回転を検出するセンサを設け、その検出値を前記遊星ギヤ機構の回転調節にフィードバックする構成としたことを特徴とする請求項１記載の走行装置。

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