JP4639307B2

JP4639307B2 - 作業車両の動力伝達制御装置

Info

Publication number: JP4639307B2
Application number: JP2001165127A
Authority: JP
Inventors: 広志北川原; 泰男瀬野; 晃司清岡
Original assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2021-05-31
Also published as: JP2002349600A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は左右の車軸を同方向に駆動する走行駆動系と左右の車軸を、該左右の車軸に相対回転差を生じさせるように駆動する旋回駆動系とを備え、走行駆動系に中立位置を有するギヤ式変速装置を設ける一方、旋回駆動系にクラッチを設けてある作業車両において、ギヤ式変速装置の中立位置で、上記クラッチを非作動状態とする動力伝達制御装置に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
上述のような作業車両において、走行駆動系中のギヤ式変速装置を中立位置とし、車両を停止させている状態でも、作業者が不測にステアリング操作具に手をかけて、旋回駆動系を作動させ車両の旋回を行わせる事態を防ぐことは、特開２０００−７１８１８号公報に開示されているように公知である。本公報のものでは、走行駆動系中のギヤ式変速装置が、中立位置と２つの変速作用位置とを有するものであることに対応して旋回駆動系中のクラッチを、２組の歯車列を有するものに構成し、ギヤ式変速装置のシフト部材とクラッチのシフト部材とを互いに連動させて、ギヤ式変速装置の一の変速作用位置及び他の変速作用位置でクラッチの一の歯車列及び他の歯車列を作動させる一方、ギヤ式変速装置の中立位置でクラッチを非作動状態とするように、構成している。
【０００３】
したがって上記公報のものは、旋回駆動系中のクラッチの構造を複雑とする。また走行駆動系中のギヤ式変速装置が３つ以上の変速作用位置を有するものである場合には、本公報のものの構造では対処できない。
【０００４】
そこでこの発明は旋回駆動系中のクラッチの構造を単純化でき、また走行駆動系中のギヤ式変速装置が３つ以上の変速作用位置を有するものであっても対処可能である、作業車両の新規な動力伝達制御装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【発明の要約】
本発明の請求項１においては、左右の車軸（１７Ｌ，１７Ｒ）を同方向に駆動する走行駆動系と、左右の車軸を、該左右の車軸に相対回転差を生じさせるように駆動する旋回駆動系とを備え、走行駆動系に中立位置を有するギヤ式変速装置（２６）を設ける一方、旋回駆動系にクラッチ（５０）を設けてある作業車両において、前記クラッチ（５０）をスプリング（４８）によって、作動状態又は非作動状態に切り替えられるものに構成し、該スプリング（４８）に抗してクラッチ（５０）を操作する操作部材である操作軸（７４）とシフトフォーク（７５）とクラッチアーム（７７）とを設け、該操作軸（７４）にカム手段であるカム金物（７８）を固定し、またギヤ式変速装置（２６）の変速用の操作軸（６７）にはアーム（７９）を固定し、該アーム（７９）の先端にローラ（７９ａ）を軸支し、該操作軸（７４）とアーム（７９）とを、上記スプリング（４８）により係合を維持されるカム金物（７８）とローラ（７９ａ）を介して係合させ、該カム金物（７８）には、前記ギヤ式変速装置（２６）の中立位置（Ｎ）に対応するアーム（７９）の姿勢で、該アーム（７９）端のローラ（７９ａ）に対し係合し、前記クラッチ（５０）を切り位置とするカム面（７８ｂ）と、前記ギヤ式変速装置（２６）の高速位置（Ｈ）に対応する該アーム（７９）の姿勢で、該アーム（７９）端のローラ（７９ａ）に対し係合し、前記クラッチ（５０）を入り位置とするカム面（７８ｃ）と、前記ギヤ式変速装置（２６）の低速位置（Ｌ）に対応するアーム（７９）の姿勢で、該アーム（７９）端のローラ（７９ａ）に対し係合し、前記クラッチ（５０）を入り位置とするカム面（７８ｄ）を設け、前記ギヤ式変速装置（２６）の中立位置で、前記クラッチ（５０）を非作動状態とすべく構成したものである。
【０００６】
【発明の効果】
この発明は旋回駆動系のクラッチを、スプリングによって作動状態又は非作動状態に切り替えられるものとし、このクラッチの操作部材とギヤ式変速装置の操作に連動する可動部材とを、上記スプリングにより係合を維持され、ギヤ式変速装置の中立位置でクラッチを非作動状態とするカム手段を介し係合させたものであるから、前述した特開２０００−７１８１８号公報のもののようにクラッチを、ギヤ式変速装置の２つの変速作用位置に対応した２組の歯車列を有するものに構成する必要がなく、クラッチは通常通り単一部材のシフトによって作動状態及び非作動状態に切り替えられるものとでき、クラッチの構造を単純とする。カム手段を、クラッチを作動或いは非作動状態とするスプリングによって係合を維持されるものとしたから、余分のスプリングを設ける必要はない。またギヤ式変速装置が３つ以上の変速作用位置を有するものである場合にも、カム手段を対応して構成することによって難なく対処できる。
【０００７】
この発明の他の特徴と長所とするところは、図面を参照して行う以下の説明から明瞭に理解できる。
【０００８】
【実施例】
図示の実施例はこの発明をコンバインにおいて実施した例に係り、図１，２において１は、コンバインの伝動ケースを示す。エンジン２は伝動ケース１外に設置してあり、伝動ケース１の入力軸３は該エンジン２によりベルト伝動機構４を介して駆動される。伝動ケース１の上部外面上には駆動ケース５を装着してあり、この駆動ケース５内には走行駆動系の油圧伝動装置を構成する油圧ポンプ６及び油圧モータ７と、旋回駆動系の油圧伝動装置を構成する油圧ポンプ８及び油圧モータ９が設けられている。油圧ポンプ６，８のポンプ軸１０，１１は伝動ケース１内に突入させてあり、該ポンプ軸１０，１１上の歯車１２，１３を、入力軸３上の共通の歯車１４に対し噛合わせてある。油圧モータ７，９のモータ軸１５，１６も伝動ケース１内に突入させてある。
【０００９】
図示のコンバインは、左右の車軸１７Ｌ，１７Ｒ端に装備させた左右のクローラ駆動輪１８Ｌ，１８Ｒを同方向に駆動して車両の走行を行わせると共に、該左右のクローラ駆動輪１８Ｌ，１８Ｒに相対回転差を与えて車両を旋回させるものに構成されている。左右の車軸１７Ｌ，１７Ｒに左右のキャリア１９Ｌ，１９Ｒを固定してなる左右の遊星歯車機構２０Ｌ，２０Ｒを設けてあり、各遊星歯車機構２０Ｌ，２０Ｒは通例のように中心のサンギヤ２１Ｌ，２１Ｒ、該サンギヤ２１Ｌ，２１Ｒの放射方向外方に配置したインターナルギヤ２２Ｌ，２２Ｒ、及びキャリア１９Ｌ，１９Ｒに遊転自在に支持させてあってサンギヤ２１Ｌ，２１Ｒ及びインターナルギヤ２２Ｌ，２２Ｒに対し噛合わせてある複数個の遊星ギヤ２３Ｌ，２３Ｒを備えている。そしてモータ軸１５から左右の遊星歯車機構２０Ｌ，２０Ｒに至る走行駆動系のトランスミッションＳと、モータ軸１６から左右の遊星歯車機構２０Ｌ，２０Ｒに至る旋回駆動系のトランスミッションＴとが、伝動ケース１内に設置されている。
【００１０】
図１−４について走行系トランスミッションＳの構成を説明すると、モータ軸１５と同心配置して該モータ軸１５に連結した駆動軸２４とその下方に配置した変速軸２５間には、ギヤ式変速装置２６を配設してある。また変速軸２５の下方に配置し該変速軸２５に歯車２７，２８でもって接続したブレーキ軸２９の一端には、駐車ブレーキ３０を配置してある。さらにブレーキ軸２９の下方に配置し、該ブレーキ軸２９に歯車３１，３２でもって減速接続した伝動軸３３を設けて、この伝動軸３３に固定した左右１対の小径の歯車３４Ｌ，３４Ｒを、左右のキャリア１９Ｌ，１９Ｒのボス部に遊嵌してある前記左右のインターナルギヤ２２Ｌ，２２Ｒの外周面に形成した大径の歯車３５Ｌ，３５Ｒに対し噛合わせて、走行駆動力を左右のインターナルギヤ２２Ｌ，２２Ｒに対し入力することとしている。
【００１１】
なお上記ギヤ式変速装置２６は、駆動軸２４に固定した２個の歯車３６，３７に対し変速軸２５に遊嵌した２個の歯車３８，３９を噛合わせ、変速軸２５上に、図示の中立位置から一側に摺動変位されると高速用の歯車３８を、また他側に摺動変位されると低速用の歯車３９を、それぞれ変速軸２５に対し結合するクラッチスライダ４０を設けて、２段の変速を行うものに構成されている。
【００１２】
次に図１，２及び図５，６について旋回駆動系トランスミッションＴの構成を説明すると、モータ軸１６と同心配置して、該モータ軸１６に連結したトルク検出軸４１上には、歯車４２を固定設置すると共に、図示省略のカム機構によって検出される伝達トルクの大小に応じ、トルク検出軸４１に対する制動力を小さくしたり大きくしたりするブレーキ４３を設置してある。このブレーキ４３は、図示省略のステアリング操作具によって油圧ポンプ８が中立位置におかれている状態で作業者が、該ステアリング操作具に不測に手を触れる等してモータ軸１６に若干の出力が行われた場合、トルク検出軸４１を制動し伝動下流側に旋回駆動力が伝達されないこととし、それによって車両の直進性を維持するためのものである。なお該ブレーキ４３は本発明とは無関係であり、より詳細な説明は省略する。
【００１３】
上記歯車４２はトルク検出軸４１の下方に配置された中間軸４４上の歯車４５と噛合わされており、さらに中間軸４４の下方にクラッチ軸４６を配置して歯車４５を、クラッチ軸４６上に遊嵌設置したクラッチ歯車４７に対し噛合わせてある。クラッチ軸４６上にはスプリング４８によってクラッチ歯車４７方向に移動付勢されたクラッチスライダ４９を設けてあり、これによって旋回駆動系トランスミッションを入り切りするためのクラッチ５０が構成されている。クラッチ軸４６の下方には伝動軸５１を配置してあり、クラッチ軸４６と伝動軸５１間は歯車５２，５３の噛合わせによって減速接続されている。伝動軸５１上にはさらに、歯車５３の一側と他側で左右の歯車５４Ｌ，５４Ｒを固定設置してある。
【００１４】
図６に明瞭に示すように左右のキャリア１９Ｌ，１９Ｒ間で左右の大径の歯車５５Ｌ，５５Ｒ設けてあり、伝動軸５１は該歯車５５Ｌ，５５Ｒに対し、伝動軸５１上の左側の歯車５４Ｌは図１，２，６に示す中間軸５６上の中間歯車５７を介して左側の歯車５５Ｌに対し噛合わせ、伝動軸５１上の右側の歯車５４Ｒは右側の歯車５５Ｒに対し直接に噛合わせることによって、左右の歯車５５Ｌ，５５Ｒに対し互いに等速で逆方向の回転を与えるように接続されている。そして上記した左右の歯車５５Ｌ，５５Ｒのボス部内周面にはそれぞれ内歯５５ａを形成してあって、該内歯５５ａを、左右のサンギヤ２１Ｌ，２１Ｒに形成した小径の歯部に対し噛合わせてある。すなわち旋回駆動力は左右の遊星歯車機構２０Ｌ，２０Ｒにおける左右のサンギヤ２１Ｌ，２１Ｒに対し、互いに等速で逆方向から入力されることとされているのである。
【００１５】
図４，６に示すように左右のキャリア１９Ｌ，１９Ｒ間には、該左右のキャリア１９Ｌ，１９Ｒにベアリング５９を介して支持させてある支軸６０を設けてある。この支軸６０の中央部は伝動ケース１の内面にボルト６１により固定してある支持部材６２に、ベアリング６３を介して支持されている。左右のサンギヤ２１Ｌ，２１Ｒに対し旋回駆動力を入力する左右の歯車５５Ｌ，５５Ｒは、支持部材６２の左右でベアリング６４を介し支軸６０に支持されている。なお６５は、各キャリア１９Ｌ，１９Ｒに支持されて各遊星ギヤ２３Ｌ，２３Ｒを遊転自在に支持する支軸である。
【００１６】
走行駆動系トランスミッションＳ中の前記ギヤ式変速装置２６は図７，８に示すように、伝動ケース１の内外にまたがる回転可能な操作軸６７を設けて該操作軸６７の外端に変速レバー６８を取付けると共に、伝動ケース１内で操作軸６７に固定した変速アーム６９を設け、この変速アーム６９端の操作ピン６９ａを、伝動ケース１に固定支持させてあるフォーク軸７０に摺動可能に支持させたシフトフォーク７１に対し係合させ、シフトフォーク７１を前記クラッチスライダ４０に係合させて、変速レバー６８の回動によってクラッチスライダ４０を前記変速軸２５上で摺動変位させて、中立位置Ｎと高速用歯車を変速軸２５に対し結合する高速位置Ｈと低速用歯車３９を変速軸２５に対し結合する低速位置Ｌとに切り替えられるものに構成されている。
【００１７】
旋回駆動系トランスミッションＴ中の前記クラッチ５０は図７，９に示すように、伝動ケース１と該ケース１にボルト７２により取付けた支持金物７３とに操作軸７４を回転可能に支持させると共に、前記クラッチスライダ４９に対し係合させたシフトフォーク７５を、伝動ケース１に摺動可能に支持させてあるフォーク軸７６に固定して設け、操作軸７４に固定したクラッチアーム７７をシフトフォーク７５に対し、前記スプリング４８の反対側から係合させて、クラッチアーム７７の位置に応じ、図９に実線図示の位置ではシフトフォーク７５がクラッチスライダ４９をクラッチ５０の切り位置に保持し、クラッチアーム７７が図９に鎖線図示の位置に移されるとスプリング４８の力でクラッチスライダ４９が、クラッチ５０の入り位置へと移されるものに、構成されている。
【００１８】
図７，８に示すように操作軸７４に固着の筒部７８ａにカム金物７８を固定してあり、また変速用の操作軸６７にはアーム７９を固定してあって、このアーム７９の先端に軸支させたローラ７９ａに対しカム金物７８のカム面を、前記スプリング４８がシフトフォーク７５、フォーク軸７６、クラッチアーム７７及び操作軸７４を介して及ぼすカム金物７８の回動付勢力によって係合させてある。カム金物７８には、図８に図示のギヤ式変速装置２６の中立位置Ｎに対応するアーム７９の姿勢で該アーム７９端のローラ７９ａに対し係合するカム面７８ｂ、そして図１０に図示のギヤ式変速装置２６の高速位置Ｈに対応するアーム７９の姿勢で該アーム９９端のローラ７９ａに対し係合するカム面７８ｃ、及び図１１に図示のギヤ式変速装置２６の低速位置Ｌに対応するアーム７９の姿勢で該アーム７９端のローラ７９ａに対し係合するカム面７８ｄを、それぞれ設けてある。
そしてスプリング４８の付勢力によって図８，１０，１１の矢印Ｐ方向に回動付勢されているカム金物７８のカム面７８ｃ，７８ｄは、該両カム面７８ｃ，７８ｄがローラ７９ａに対し係合するとき図１０，１１に示すように、カム面７８ｂがローラ７９ａに対し係合する状態からカム金物７８が矢印Ｐ方向に等量だけ回動されるように設定されている。このようにカム面７８ｃ，７８ｄがローラ７９ａに対し係合する状態では、前記スプリング４８の付勢力によってクラッチ５０が、クラッチアーム７７を図９に鎖線図示の位置にもたらしつつ入れられる。
【００１９】
図７及び図１２−１４に示すようにフォーク軸７０に形成した環状凹溝７０Ｎ，７０Ｈ，７０Ｌの１つ内に、スプリング８０の付勢力で選択的に臨みシフトフォーク７１を中立位置Ｎ、高速位置Ｈ、低速位置Ｌに拘束するボール８１を備えたデテント手段が設けられており、図１２−１４は同デテント手段と一緒にカム金物７８の姿勢を画いている。図１２に図示のシフトフォーク７１の中立位置Ｎ、したがってギヤ式変速装置２６の中立位置Ｎではカム金物７８がカム面７８ｂでもってローラ７９ａに係合して、クラッチ５０が切り位置に保持される。図１３に図示のシフトフォーク７１及びギヤ式変速装置２６の高速位置Ｈではカム金物７８がカム面７８ｃでもってローラ７９ａに係合し、図１４に図示のシフトフォーク７１及びギヤ式変速装置２６の低速位置Ｌではカム金物７８がカム面７８ｄでもってローラ７９ａに係合して、クラッチ５０がスプリング４８の力で入れられる。
【００２０】
なお図１，５に示すように油圧ポンプ８と同時駆動されるチャージポンプ８３及び作業機ポンプ８３を、駆動ケース５及び伝動ケース１の各外面上に設置してある。図４に示すように各車軸１７Ｌ，１７Ｒの端部上には、前記クローラ駆動輪１８Ｌ，１８Ｒを装着するための輪体８５を固定設置してある。
【００２１】
図示のトランスミッションは以上のように構成されていて、油圧伝動装置を構成する油圧ポンプ６及び油圧モータ７により、図外の変速レバーにより油圧ポンプ６のポンプ斜板の傾角を、逆転方向を含めて制御しながら走行駆動系トランスミッションＳによって左右の遊星歯車機構２０Ｌ，２０Ｒに走行系駆動力を入力し、左右の車軸１７Ｌ，１７Ｒを同方向に回転させて車両を駆動する。なお油圧伝動装置によらずして走行系トランスミッション中に前後進切替え装置を設けることによって、必要な車両の前後進を得ることも可能である。車両を旋回するには油圧伝動装置を構成する油圧ポンプ８及び油圧モータ９により、図外のステアリング操作具により油圧ポンプ８のポンプ斜板の傾角を、車両旋回方向に応じ中立位置の一側又は他側で増減制御し、旋回系トランスミッションＴによって左右の遊星歯車機構２０Ｌ，２０Ｒに互いに逆方向の旋回駆動力を入力し、左右の車軸１７Ｌ，１７Ｒに互いに等速で逆方向の回転を与えて車両の旋回を得る。
【００２２】
旋回駆動力を、左右の遊星歯車機構２０Ｌ，２０Ｒにおける左右のサンギヤ２１Ｌ，２１Ｒに対し入力することとされているから、旋回駆動力についての大幅な減速が得られ、左右のインターナルギヤ２２Ｌ，２２Ｒに対し走行駆動力を入力するのみの車両直進時と比較して車両旋回時における車軸負荷が高められ、車両の円滑な旋回が達成される。
【００２３】
走行駆動系の前記ギヤ式変速装置２６と旋回駆動系の前記クラッチ５０を、ギヤ式変速装置２６が中立位置におかれるとクラッチ５０が切られるように接続しているから、ギヤ式変速装置２６を中立位置として車両を停止させている状態で作業者がステアリング操作具に不測に手を触れる等した場合にもクラッチ５０によって旋回駆動力の伝達が断たれていて、停止状態の車両が不測に旋回することがない。なおギヤ式変速装置が３段以上の変速段を有するものである場合には、対応して前記カム面７８ｃ，７８ｄに対応するカム面の数を増せばよい。またスプリング４８によって入れられるクラッチ５０を示したが、該クラッチは、スプリングによって切られるものであっても差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を実施してあるコンバインのトランスミッションを示す機構図である。
【図２】同コンバインにおける軸及び歯車の配置を示す模式的側面図である。
【図３】走行系トランスミッションの上半部を示す縦断正面図である。
【図４】走行系トランスミッションの下半部を示す縦断正面図である。
【図５】旋回系トランスミッションの上半部を示す縦断正面図である。
【図６】旋回系トランスミッションの下半部を示す縦断正面図である。
【図７】ギヤ式変速装置及びクラッチの操作機構を示す縦断側面図である。
【図８】同操作機構の縦断正面図である。
【図９】同操作機構の他の縦断面に沿う縦断正面図である。
【図１０】図８に類似の縦断正面図で、他の状態を示している。
【図１１】図８に類似の縦断正面図で、別の状態を示している。
【図１２】上記操作機構の別の縦断面に沿う縦断正面図である。
【図１３】図１２に類似の縦断正面図で、他の状態を示している。
【図１４】図１２に類似の縦断正面図で、別の状態を示している。
【符号の説明】
１伝動ケース
６油圧ポンプ
７油圧モータ
８油圧ポンプ
９油圧モータ
１７Ｌ，１７Ｒ車軸
２０Ｌ，２０Ｒ遊星歯車機構
２６ギヤ式変速装置
４０クラッチスライダ
４９クラッチスライダ
５０クラッチ
６７操作軸
６８変速レバー
６９変速アーム
７０フォーク軸
７１シフトフォーク
７４操作軸
７５シフトフォーク
７６フォーク軸
７７クラッチアーム
７８カム金物
７８ｂ，７８ｃ，７８ｄカム面
７９アーム
７９ａローラ
Ｓ走行系トランスミッション
Ｔ旋回系トランスミッション

Claims

左右の車軸（１７Ｌ，１７Ｒ）を同方向に駆動する走行駆動系と、左右の車軸を、該左右の車軸に相対回転差を生じさせるように駆動する旋回駆動系とを備え、走行駆動系に中立位置を有するギヤ式変速装置（２６）を設ける一方、旋回駆動系にクラッチ（５０）を設けてある作業車両において、前記クラッチ（５０）をスプリング（４８）によって、作動状態又は非作動状態に切り替えられるものに構成し、該スプリング（４８）に抗してクラッチ（５０）を操作する操作部材である操作軸（７４）とシフトフォーク（７５）とクラッチアーム（７７）とを設け、該操作軸（７４）にカム手段であるカム金物（７８）を固定し、またギヤ式変速装置（２６）の変速用の操作軸（６７）にはアーム（７９）を固定し、該アーム（７９）の先端にローラ（７９ａ）を軸支し、該操作軸（７４）とアーム（７９）とを、上記スプリング（４８）により係合を維持されるカム金物（７８）とローラ（７９ａ）を介して係合させ、該カム金物（７８）には、前記ギヤ式変速装置（２６）の中立位置（Ｎ）に対応するアーム（７９）の姿勢で、該アーム（７９）端のローラ（７９ａ）に対し係合し、前記クラッチ（５０）を切り位置とするカム面（７８ｂ）と、前記ギヤ式変速装置（２６）の高速位置（Ｈ）に対応する該アーム（７９）の姿勢で、該アーム（７９）端のローラ（７９ａ）に対し係合し、前記クラッチ（５０）を入り位置とするカム面（７８ｃ）と、前記ギヤ式変速装置（２６）の低速位置（Ｌ）に対応するアーム（７９）の姿勢で、該アーム（７９）端のローラ（７９ａ）に対し係合し、前記クラッチ（５０）を入り位置とするカム面（７８ｄ）を設け、前記ギヤ式変速装置（２６）の中立位置で、前記クラッチ（５０）を非作動状態とすべく構成したことを特徴とする動力伝達制御装置。