JP6494477B2 - 農作業機 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源と、左右一対の走行装置と、前記駆動源の駆動力を前記左右一対の走行装置に伝達する動力伝達装置とを備えた農作業機に関する。

特許文献１に記載のように、従来の農作業機の一例であるコンバイン等の収穫機は、エンジン等の駆動源と、ＨＳＴ等の無段変速装置及び機械的な減速機により構成された動力伝達装置と、収穫機の機体の左右に備えられた一対の無限軌道式の走行装置等とを備えている。
駆動源や動力伝達装置は機体フレームの中央に配設されており、駆動源から出力された駆動力は動力伝達装置により左右に分配され、左右一対の走行装置のそれぞれに伝達される。

このような、動力伝達装置は、エンジンから出力された駆動力の変速をするための主変速装置に加えて、変速レンジを広げる目的で副変速装置を備えている場合がある。

特開２０１２−２１１６７２号公報

コンバインの大型化・高出力化に伴って、動力伝達装置にかかる牽引力やトルク等の負荷が増大する。この増大した負荷に耐えるために、動力伝達装置と走行装置とを連結する部分や走行装置の軸受に構造的な強化が必要となる。
しかし、構造的な強化は部品の大型化を招きやすく、上記のような左右分配式の動力伝達装置を採用するコンバインは機体下部中央に上記部品が大きく張り出すため、機体の最低地上高が低くなってしまうという点で改良の余地があった。

そこで、左右分配式の動力伝達装置を機体フレームの中央に一つだけ備える構成に換えて、単一のエンジンから出力された駆動力がそれぞれ入力される二つの動力伝達装置を機体フレームの左右に備えて、左右の動力伝達装置により左右一対の走行装置を独立して駆動させる構成の採用が考えられる。

このような構成であっても、主変速装置に加えて副変速装置を備えることがある。左右独立した動力伝達装置のそれぞれに備えられた副変速装置は、同時に変速比の切り替え制御がなされるが、実際には左右の副変速装置の個体差や、左右の副変速装置を構成する機構が備えるクラッチのすべりやギヤの噛み合いタイミング等のずれに起因して、左右の副変速装置の変速比の切替には時間的なずれが生じることがある。

左右の副変速装置の変速比の切替タイミングのずれは、左右一対の走行装置の速度差となって現れる。左右一対の走行装置に速度差が生じると、当該コンバインには操縦者が意図しない旋回動作が生じてしまう虞があった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、左右独立した副変速装置の変速比の切替時に、直進性を確保することができる農作業機を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するための、本発明に係る農作業機の特徴は、駆動源と、左右一対の走行装置と、前記駆動源の駆動力を前記左右一対の走行装置に伝達する動力伝達装置とを備えた農作業機であって、前記動力伝達装置は、可変容量型の油圧ポンプで構成され前記駆動源の駆動力が入力される第一油圧ポンプと、第一油圧回路により前記第一油圧ポンプと連結され前記第一油圧ポンプに入力された駆動力を前記左右一対の走行装置のうちの一方の走行装置へ出力する第一出力軸を有する第一油圧モータとを備えた静油圧式の第一無段変速装置と、前記第一油圧ポンプと前記一方の走行装置との間に配設された第一副変速装置と、可変容量型の油圧ポンプで構成され前記駆動源の駆動力が入力される第二油圧ポンプと、第二油圧回路により前記第二油圧ポンプと連結され前記第二油圧ポンプに入力された駆動力を前記左右一対の走行装置のうちの他方の走行装置へ出力する第二出力軸を有する第二油圧モータとを備えた静油圧式の第二無段変速装置と、前記第二油圧ポンプと前記他方の走行装置との間に配設された第二副変速装置と、前記第一副変速装置及び前記第二副変速装置による変速を禁止又は許可する変速制御機構と、前記第一出力軸の回転と前記第二出力軸の回転とを一致させる同調駆動状態と、前記第一出力軸の回転と前記第二出力軸の回転とを一致させない非同調駆動状態とに切り替え可能な状態切替機構と、を備え、前記変速制御機構は、当該農作業機の旋回操作時には前記第一副変速装置及び前記第二副変速装置による変速を禁止し、前記状態切替機構が前記同調駆動状態であるときのみ前記第一副変速装置及び前記第二副変速装置による変速を許可する点にある。

第一副変速装置及び第二副変速装置を左右独立に配設しながらも、当該農作業機の旋回操作時には、変速制御装置が前記第一副変速装置及び前記第二副変速装置による変速を禁止に制御するため、当該農作業機に操縦者が意図しない旋回動作が生じる虞はない。

第一副変速装置及び第二副変速装置として、油圧モータとして可変容量型の油圧モータを採用する構成や、油圧モータと走行装置との間に多板クラッチによるギヤ比切り替え可能な遊星歯車機構を採用する構成等が好ましい。

特に、前記第一出力軸の回転と前記第二出力軸の回転とを一致させる同調駆動状態と、前記第一出力軸の回転と前記第二出力軸の回転とを一致させない非同調駆動状態とに切り替え可能な状態切替機構を備え、前記変速制御機構は、前記状態切替機構が前記同調駆動状態であるときのみ前記第一副変速装置及び前記第二副変速装置による変速を許可することから以下の作用効果を奏することができる。

左右独立式の動力伝達装置は、二つの動力伝達装置の伝達効率の差や左右一対の走行装置にかかる負荷に起因する作動油の漏れ（オイルリーク）等に起因して左右一対の走行装置の回転に差が生じる虞があった。左右一対の走行装置の回転数の差は、当該農作業機の旋回動作として現れる。

本発明によると、状態切替機構を第一出力軸の回転と第二出力軸の回転とを一致させる同調駆動状態にすると、左右一対の走行装置の独立駆動が不可能となるため、直進性を確保することができる。また、状態切替機構を第一出力軸の回転と第二出力軸の回転とを一致させない非同調駆動状態にすると、左右一対の走行装置が独立駆動するため、滑らかな旋回動作が可能となる。

当該農作業機の直進操作時には、状態切替機構は同調駆動状態となっている。この状態であるときは、変速制御装置が前記第一副変速装置及び前記第二副変速装置による変速を許可する。仮に第一副変速装置及び第二副変速装置に変速タイミングのずれが生じたとしても、状態切替機構によって第一出力軸の回転と第二出力軸の回転とが一致させられているため、当該農作業機に操縦者が意図しない旋回動作が生じる虞はない。

当該農作業機の旋回操作時には、状態切替機構は非同調駆動状態となっている。本発明であれば、この状態であるときは、前記第一副変速装置及び前記第二副変速装置による変速が禁止されるため、当該農作業機に操縦者が意図しない旋回動作が生じる虞はない。

本発明においては、前記変速制御機構は、前記第一副変速装置及び前記第二副変速装置の変速が完了するまでは前記状態切替機構を前記同調駆動状態に維持すると好適である。

前記第一副変速装置及び前記第二副変速装置による変速の完了は、変速の開始から所定時間の経過や、前記第一副変速装置及び前記第二副変速装置の切替完了を検知する検知機構から送信された変速完了信号等によって検知することが可能である。第一副変速装置及び第二副変速装置に変速タイミングのずれがあったとしても、第一副変速装置及び第二副変速装置の変速が完了するまでは、前記状態切替機構を前記同調駆動状態にするため、当該農作業機に操縦者が意図しない旋回動作が生じる虞はない。

本発明においては、前記第一油圧モータ及び前記第二油圧モータは可変容量型の油圧モータで構成され、当該第一油圧モータが前記第一副変速装置を構成し、当該第二油圧モータが前記第二副変速装置を構成すると好適である。

第一副変速装置及び第二副変速装置は、第一油圧モータの斜板の角度及び第二油圧モータの斜板の角度を変更する構成であるため、スムーズな変速が可能である。

コンバインの全体図 動力伝達装置の概略説明図 コンバインが直進操作されたときの動力伝達装置の要部説明図 コンバインが旋回操作されたときの動力伝達装置の要部説明図 別実施形態による状態切替機構の要部説明図 別実施形態による状態切替機構の要部説明図

以下、本発明に係る農作業機の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、農作業機の一例である自脱型コンバイン１（以下、コンバイン１という。）が示されている。以下の説明において、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」等の相対的な方向を伴う文言は基本的にコンバイン１の前進方向を基準とする。

コンバイン１は、圃場を自走しながら稲や麦の刈取り脱穀をする収穫機であって、機体フレーム９の前部右領域に運転部３を備え、前部左領域に刈取部４を備え、後部左領域に脱穀装置５を備え、後部右領域に穀粒タンク６を備え、下部に左右一対の走行装置の一例である無限軌道式の走行装置２，２を備えている。

運転部３には、コンバイン１の進行方向を操作するための操向操作具（操向レバー３ａやハンドル，図３参照）や、コンバイン１の走行方向及び速度を無段階に操作するための変速操作具（主変速レバー３ｃ及び副変速レバー３ｄ，図３参照）や、操縦者の運転席等が備えられている。運転席に搭乗した操縦者が操向レバー３ａや変速操作具を操作することで、コンバイン１は直進（前進、後進）、右旋回、左旋回、停止等の各動作をする。

本実施形態では、刈取部４は六条刈りができるように構成されている。従って、コンバイン１は圃場を前進しながら一度に六条の稲や麦を刈取ることができる。往復刈りを行うときは圃場の端で旋回して未刈り地の反対側へ移動して次の六条の稲や麦を刈取ること繰り返す。

図２に示すように、コンバイン１の動力源であるエンジン７は、機体フレーム９のうち運転部３（図示せず）の操縦部の支持フレームの下方であって、左右一対の走行装置２，２の車軸より高い位置にあるエンジン支持フレーム９ａに支持されている。

エンジン７の出力軸７ａの駆動力は作業伝動装置（図示せず）が備える伝動ベルト等の伝動機構を介して刈取部４や脱穀装置５等に伝動される。

また、エンジン７の出力軸７ａの駆動力は、出力軸７ａに直結された動力伝達装置１０に伝達される。動力伝達装置１０は、エンジン７の駆動力を左右一対の走行装置２，２に伝達するための装置であり、左右一対の静油圧式の第一無段変速装置２０及び第二無段変速装置３０等を備えている。

第一無段変速装置２０は、第一油圧ポンプ２１と、第一油圧モータ２２と、第一油圧ポンプ２１と第一油圧モータ２２とを連結する第一油圧回路とを備えている。
第一油圧回路は、可撓性の油圧ホース２３，２４により構成されている。作動油は油圧ホース２３，２４を通って第一油圧ポンプ２１と第一油圧モータ２２との間を往来する。

第二無段変速装置３０は、第二油圧ポンプ３１と、第二油圧モータ３２と、第二油圧ポンプ３１と第二油圧モータ３２とを連結する第二油圧回路とを備えている。
第二油圧回路は、可撓性の油圧ホース３３，３４により構成されている。作動油は油圧ホース３３，３４を通って第二油圧ポンプ３１と第二油圧モータ３２との間を往来する。

第一油圧回路及び第二油圧回路を可撓性の油圧ホース２３，２４，３３，３４で構成することで、第一油圧ポンプ２１及び第二油圧ポンプ３１を、機体フレーム９のうちエンジン７に近い位置にそれぞれ独立して支持し、第一油圧モータ２２及び第二油圧モータ３２を、機体フレーム９のうち走行装置２に近い位置にそれぞれ独立して支持することができる。
つまり、第一油圧ポンプ２１及び第二油圧ポンプ３１、並びに第一油圧モータ２２及び第二油圧モータ３２を、機体フレーム９を構成する複数のフレームに分散して配設することができるため、各フレームは独立した強度を有していればよく、全てのポンプ及びモータを単一の屈強なフレームで支持する構成に比べて、安価に構成することができる。

第一油圧ポンプ２１及び第二油圧ポンプ３１は、それぞれエンジン７から入力された駆動力により駆動する可変容量型のポンプである。

第一油圧ポンプ２１の斜板の角度及び第二油圧ポンプ３１の斜板の角度は、運転部３の操向レバー３ａや変速操作具（主変速レバー３ｃ）に連係された操向装置及び油圧機構（図示せず）によって、それぞれ独立して斜板の角度が中立停止位置、前進側又は後進側に無段階に変更操作され、一定回転あたりの作動油の吐出量が変化される。
なお、当該斜板の角度が、当該斜板が備えられているポンプ軸心に垂直な面に対して大きく傾くほど作動油の吐出量が多くなり、前記ポンプ軸心に垂直な面に対して小さく傾くほど作動油の吐出量が少なくなる。
つまり、第一油圧ポンプ２１は第一主変速装置を構成し、第二油圧ポンプ３１は第二主変速装置を構成する。

第一油圧モータ２２及び第二油圧モータ３２は、それぞれ第一油圧ポンプ２１及び第二油圧ポンプ３１から供給される作動油により駆動する可変容量型のモータである。
本実施形態では、第一油圧モータ２２が、本発明における「第一副変速装置」に相当し、第一油圧ポンプ２１と一方の走行装置２との間に配設されている。また、第二油圧モータ３２が、本発明における「第二副変速装置」に相当し、第二油圧ポンプ３１と他方の走行装置２との間に配設されている。

第一油圧モータ２２の斜板の角度及び第二油圧モータ３２の斜板の角度は、運転部３の操向レバー３ａや変速操作具（副変速レバー３ｄ）に連係された操向装置及び図示しない油圧機構により、両者が同角度を維持したまま、最小傾斜状態から最大傾斜状態に無段階に変更操作される。つまり、第一油圧モータ２２及び第二油圧モータ３２は、第一油圧ポンプ２１及び第二油圧ポンプ３１から供給された作動油の一定量あたりの第一出力軸２５及び第二出力軸３５の回転数を変化させる機構である。

第一油圧モータ２２の斜板の角度及び第二油圧モータ３２の斜板の角度が、当該斜板が備えられているモータ軸心に垂直な面に対して大きく傾くほど第一出力軸２５及び第二出力軸３５を一定回転させるのに必要な作動油の供給量が多くなるため、第一出力軸２５及び第二出力軸３５の回転数は小さくなり、第一油圧モータ２２の斜板の角度及び第二油圧モータ３２の斜板の角度が、前記モータ軸心に垂直な面に対して小さく傾くほど、第一出力軸２５及び第二出力軸３５を一定回転させるのに必要な作動油の供給量が少なくなるため、第一出力軸２５及び第二出力軸３５の回転数は大きくなる。

上述の構成により、第一無段変速装置２０は、エンジン７から入力された駆動力を第一油圧ポンプ２１の斜板の角度に応じて無段階に変更し、第一油圧モータ２２の斜板の角度に応じて第一出力軸２５から出力する。
同様に、第二無段変速装置３０は、エンジン７から入力された駆動力を第二油圧ポンプ３１の斜板の角度に応じて無段階に変更し、第二油圧モータ３２の斜板の角度に応じて第二出力軸３５から出力する。

第一出力軸２５は、第一油圧モータ２２のモータケースを貫通してコンバイン１の外側及び内側に向けて突出している。
第一出力軸２５のうちコンバイン１の外側に向けて突出した部分２５ａには、減速伝動機構８ａを介して走行装置２の起動輪２ａが接続されている。
減速伝動機構８ａは所定の変速比を有する複数のギヤが組み合わされた例えば遊星歯車機構で構成されており、第一出力軸２５の回転は所定の変速比で減速されて走行装置２の起動輪２ａに伝達される。

第二出力軸３５は、第二油圧モータ３２のモータケースを貫通してコンバイン１の外側に向けて及び内側に向けて突出している。
第二出力軸３５のうちコンバイン１の外側に向けて突出した部分３５ａには、減速伝動機構８ｂを介して走行装置２の起動輪２ｂが接続されている。
減速伝動機構８ｂは所定の変速比を有する複数のギヤが組み合わされた例えば遊星歯車機構で構成されており、第二出力軸３５の回転は所定の変速比で減速されて走行装置２の起動輪２ｂに伝達される。

第一出力軸２５のうちコンバイン１の内側に向けて突出した部分２５ｂと、第二出力軸３５のうちコンバイン１の内側に向けて突出した部分３５ｂとの間には状態切替機構５０が配設されている。

図３に示すように、状態切替機構５０は噛合クラッチで構成されている。
噛合クラッチは、ケーシングの内部に、第一入力軸５１の端部に軸心方向に相対移動可能かつ周方向に相対回転不可なように備えられた第一噛合部５３と、第二入力軸５２の端部に備えられると共に第一噛合部５３と噛み合い可能な第二噛合部５５と、第一噛合部５３と第二噛合部５５とが噛み合うように第一噛合部５３を第二噛合部５５の方向へ付勢する弾性力を発生する弾性体としての圧縮コイルばね５４と、第一噛合部５３と第二噛合部５５とが噛み合わないように第一噛合部５３を第二噛合部５５から離間する方向へ移動させるための操作ロッド５７とを備えている。

状態切替機構５０は、第一噛合部５３と第二噛合部５５とが噛み合うことで、第一連結機構４０を介して第一出力軸２５の駆動力が入力される第一入力軸５１の回転と、第二連結機構４１を介して第二出力軸３５の駆動力が入力される第二入力軸５２の回転とを一致させる、つまり第一出力軸２５の回転と第二出力軸３５の回転とを一致させる同調駆動状態となる。また、状態切替機構５０は、第一噛合部５３と第二噛合部５５とが噛み合わないことで、第一入力軸５１の回転と第二入力軸５２の回転とを一致させない、つまり第一出力軸２５の回転と第二出力軸３５の回転とを一致させない非同調駆動状態となる。

操作ロッド５７は、運転部３の操向レバー３ａの操作に連動して作動する油圧機構７０により操作される。

油圧機構７０は、エンジン７の駆動力により駆動する油圧ポンプ７１と、複動型の油圧シリンダ７２と、油圧シリンダ７２の各シリンダ室につながる油路７３と、油路７３に備えられ油圧ポンプ７１から供給される圧油の方向を切り替える方向制御弁７４と、方向制御弁７４を制御する弁切替機構７５と、弁切替機構７５を制御する電気制御ユニット７６等とを備えて構成されている。電気制御ユニット７６は操向装置を構成する。

方向制御弁７４としては、４ポート単動式の弁機構が用いられている。後述する弁切替機構７５の操作レバー７８の揺動によって、方向制御弁７４のスプールが押し込み操作されると、油圧ポンプ７１の圧油が油圧シリンダ７２のピストンロッド７７の引退側に供給される。操作レバー７８によるスプールの押し込みが操作が終了すると、方向制御弁７４のスプールがスプリングの弾性力によって自動的に元の位置へ復帰して、油圧ポンプ７１の圧油が油圧シリンダ７２のピストンロッド７７の進出側に供給される。

弁切替機構７５は、電気制御ユニット７６により制御されるアクチュエータ７９と、アクチュエータ７９の操作ロッド８０の進退により直立又は傾倒させられる操作レバー７８とを備えて構成されている。

アクチュエータ７９は電気制御ユニット７６と電気的に連結されている。また、アクチュエータ７９は操作ロッド８０を備えている。電気制御ユニット７６から送信される制御信号により、操作ロッド８０の進退が制御される。
アクチュエータ７９の操作ロッド８０が進出すると、操作ロッド８０の先端部が操作レバー７８を傾倒させ、スプールが押し込まれる。
アクチュエータ７９の操作ロッド８０が引退すると、スプールはスプリングの弾性力で元の位置へ復帰する。このとき操作レバー７８は直立に復帰する。
このように、電気制御ユニット７６がアクチュエータ７９を制御することで、方向制御弁７４が制御され、油圧シリンダ７２のピストンロッド７７が進退制御される。

油圧シリンダ７２のピストンロッド７７は操作ロッド５７に当接可能に配設してある。
油圧シリンダ７２のピストンロッド７７が進出したときには、操作ロッド５７を押圧し、操作ロッド５７が傾倒することにより第一噛合部５３が第二噛合部５５から離間する。逆に、油圧シリンダ７２のピストンロッド７７が引退したときには、操作ロッド５７から離間して、圧縮コイルばね５４の弾性力により第一噛合部５３と第二噛合部５５とが噛み合う。このとき操作ロッド５７は直立する。

図３に示すように、運転部３の操向レバー３ａには、ポテンショメータ８１が連結されている。
ポテンショメータ８１は電気制御ユニット７６と電気的に接続されている。
操向レバー３ａを左又は右に旋回操作すると、ポテンショメータ８１は電気信号を電気制御ユニット７６に送信する。
電気制御ユニット７６は、ポテンショメータ８１から送信された電気信号を受信すると、操向レバー３ａの旋回操作の変位レベルが所定の閾値Ｔｈ以上であるか否かを識別する。

電気制御ユニット７６は、変位レベルが所定の閾値Ｔｈ未満であると識別した場合には、操向レバー３ａは旋回操作されていないと判断する。

このとき、アクチュエータ７９の操作ロッド８０は進出側に制御され、方向制御弁７４は油圧ポンプ７１の圧油を油圧シリンダ７２のピストンロッド７７の引退側のシリンダ室に供給させる。
これにより操作ロッド５７は直立状態となり、圧縮コイルばね５４の弾性力により第一噛合部５３と第二噛合部５５とが噛み合い、状態切替機構５０は同調駆動状態となる。

電気制御ユニット７６は、変位レベルが所定の閾値Ｔｈ以上であると識別した場合には、操向レバー３ａが旋回操作されたと判断する。
このとき、アクチュエータ７９の操作ロッド８０は引退側に制御され、方向制御弁７４は油圧ポンプ７１の圧油を、油圧シリンダ７２のピストンロッド７７の進出側のシリンダ室に供給させる。
これにより操作ロッド５７は傾倒状態となり、第一噛合部５３が第二噛合部５５から離間する方向へ移動させられ、状態切替機構５０は非同調駆動状態となる。

上述のように、状態切替機構５０は、運転部３の操向レバー３ａの操作に連動し、自動で同調駆動状態と非同調駆動状態とがスムーズに切り替えられるため、操縦者が切り替える手間を省略することができる。

運転部３に備えられた変速操作具（主変速レバー３ｃ及び副変速レバー３ｄ）には、ポテンショメータ８６，８７が連結されている。
ポテンショメータ８６，８７は電気制御ユニット７６と電気的に接続されている。
変速操作具（主変速レバー３ｃ及び副変速レバー３ｄ）を操作すると、ポテンショメータ８６，８７は電気信号を電気制御ユニット７６に送信する。
電気制御ユニット７６は、ポテンショメータ８６，８７から送信された電気信号を受信すると、図示しない油圧機構を制御して第一油圧ポンプ２１の斜板の角度及び第二油圧ポンプ３１の斜板の角度、並びに第一油圧モータ２２の斜板の角度及び第二油圧モータ３２の斜板の角度を変更する。

運転部３に備えられた主変速レバー３ｃを増速側に切り替えると、第一油圧ポンプ２１の斜板及び第二油圧ポンプ３１の斜板の角度は前記ポンプ軸心に垂直な面に対して大きく傾く方に変更される。
運転部３に備えられた主変速レバー３ｃを減速側に切り替えると、第一油圧ポンプ２１の斜板及び第二油圧ポンプ３１の斜板の角度は前記ポンプ軸心に垂直な面に対して小さく傾く方に変更される。

運転部３に備えられた副変速レバー３ｄを増速側に切り替えると、第一油圧モータ２２の斜板及び第二油圧モータ３２の斜板の角度は前記モータ軸心に垂直な面に対して小さく変更される。
運転部３に備えられた副変速レバー３ｄを減速側に切り替えると、第一油圧モータ２２の斜板及び第二油圧モータ３２の斜板の角度は前記モータ軸心に垂直な面に対して大きく変更される。
本実施形態では、電気制御ユニット７６が本発明における「変速制御機構」に相当し、第一副変速装置である第一油圧モータ２２及び第二副変速装置である第二油圧モータ３２による変速を禁止又は許可する。

電気制御ユニット７６には、操向レバー３ａの操作情報、主変速レバー３ｃ及び副変速レバー３ｄの操作情報、エンジン７の出力情報、第一無段変速装置２０及び第二無段変速装置３０の出力情報及び状態切替機構５０の状態情報等が入力される。

電気制御ユニット７６は、ポテンショメータ８１から送信された電気信号に基づき、操向レバー３ａが左又は右に旋回操作されていると判断すると、つまり状態切替機構５０が非同調駆動状態であるときは、副変速レバー３ｄが切り替え操作されたとしても操作の受付処理をせず、図示しない油圧機構による第一油圧モータ２２の斜板の角度及び第二油圧モータ３２の斜板の角度の変更を行わない。
つまり、電気制御ユニット７６は、コンバイン１の旋回操作時には第一油圧モータ２２及び第二油圧モータ３２による変速を禁止する。

電気制御ユニット７６は、ポテンショメータ８１から送信された電気信号に基づき、操向レバー３ａが直進操作されていると判断した場合のみ、つまり状態切替機構５０が同調駆動状態であるときのみ、副変速レバー３ｄの切り替え操作を受け付け、図示しない油圧機構による第一油圧モータ２２の斜板の角度及び第二油圧モータ３２の斜板の角度の変更を行なう。
つまり、電気制御ユニット７６は、コンバイン１の直進操作時には第一油圧モータ２２及び第二油圧モータ３２による変速を許可する。
仮に第一油圧モータ２２及び第二油圧モータ３２に変速タイミングのずれが生じたとしても、状態切替機構５０によって第一出力軸２５の回転と第二出力軸３５の回転とが一致させられるため、当該コンバイン１に操縦者が意図しない旋回動作が生じる虞はない。

また、電気制御ユニット７６は計時手段を有し、副変速レバー３ｄの切り替え操作を受け付けてから所定時間が経過するまでは、状態切替機構５０を同調駆動状態に維持するように構成されている。なお所定時間は、第一油圧モータ２２の斜板の角度及び第二油圧モータ３２の斜板の角度が変更を完了するまでに十分な時間が設定される。
この構成により、第一油圧モータ２２の斜板の角度及び第二油圧モータ３２の斜板の角度が変更途中であるにもかかわらずコンバイン１を旋回操作し、状態切替機構５０が非同調駆動状態となったことにより生じる、操縦者が意図しないコンバイン１の旋回動作が回避される。

なお、第一油圧モータ２２及び第二油圧モータ３２による変速の完了は、変速の開始から所定時間の経過を待つ構成に限られない。例えば、第一油圧モータ２２及び第二油圧モータ３２に、斜板の角度を検知する検知機構を備え、当該検知機構が変速完了信号を電気制御ユニット７６に送信するように構成し、さらに電気制御ユニット７６は当該信号を受信するまでは旋回操作を実行しない構成であってもよい。

図２に示すように、第一連結機構４０は、第一出力軸２５と第一伝達軸４３ａとを軸心方向に相対移動可能かつ周方向に相対回転不可なように連結する第一連結部４２と、第一伝達軸４３ａに備えられ第一伝達軸４３ａと共に回転する第一傘歯車４３ｂと、第一傘歯車４３ｂと噛み合って第二伝達軸４４ａに駆動力を伝達する第二傘歯車４４ｂと、第二伝達軸４４ａと第三伝達軸４６ａとを軸心方向に相対移動可能かつ周方向に相対回転不可なように連結する第二連結部４５と、第三伝達軸４６ａに備えられ第三伝達軸４６ａと共に回転する第三傘歯車４６ｂと、第三傘歯車４６ｂと噛み合って第四伝達軸４７ａに駆動力を伝達する第四傘歯車４７ｂと、第四伝達軸４７ａと第一入力軸５１とを軸心方向に相対移動可能かつ周方向に相対回転不可なように連結する第三連結部４８とを備えている。
第一連結機構４０が備える第一連結部４２と第二連結部４５と第三連結部４８とにより、第一油圧モータ２２と状態切替機構５０との相対的な移動が許容される。

また、第一傘歯車４３ｂと第二傘歯車４４ｂと第三伝達軸４６ａと第四傘歯車４７ｂとはそれぞれの歯数が第一出力軸２５の回転を増速して第一入力軸５１に伝達可能に設定されている。第一連結機構４０は、第一増速機構として構成され、第一連結機構４０により第一出力軸２５の回転数は増加され、すなわちトルクは減少されて第一入力軸５１に伝達される。

なお、第二連結機構４１も第一連結機構４０と同様に構成されており、第二油圧モータ３２と状態切替機構５０との相対的な移動が許容される。また、第二連結機構４１は、第二増速機構として構成され、第一連結機構４０と同様に第二出力軸３５の回転を増速して第二入力軸５２に伝達する。第二連結機構４１を構成する各部について、第一連結機構４０を構成する各部と対応するものに同じ符号を付して説明を省略する。

第一入力軸５１及び第二入力軸５２のトルクは、第一増速機構である第一連結機構４０の増速作用と、第二増速機構である第二連結機構４１の増速作用により、第一出力軸２５及び第二出力軸３５のトルクより低トルクとなる。

例えば、第一出力軸２５に第一噛合部５３を直接的に備え、第二出力軸３５に第二噛合部５５を直接的に備え、第一出力軸２５の回転と第二出力軸３５の回転とを、第一噛合部５３と第二噛合部５５とで直接同調させる場合は、第一噛合部５３及び第二噛合部５５は高トルクに耐え得る高価な材料で構成する必要がある。これに対して、第一出力軸２５及び第二出力軸３５のトルクより低トルクの第一入力軸５１と第二入力軸５２の回転とを同調させる構成としたことで、第一噛合部５３及び第二噛合部５５は安価な材料で構成することができる。

なお、第一出力軸２５及び第二出力軸３５の回転数差は、第一無段変速装置２０と第二無段変速装置３０の伝達効率の差や、左右一対の走行装置２，２にかかる負荷に応じた作動油の漏れ（オイルリーク）等に起因する。
上述したように、第一無段変速装置２０及び第二無段変速装置３０や、左右一対の走行装置２，２を同一の構成とすることで、第一出力軸２５及び第二出力軸３５の回転数差を極力小さくすることができる。

また、図２に示すように、状態切替機構５０は、第一油圧モータ２２及び第二油圧モータ３２が支持されている位置よりも高い位置であって、機体フレーム９のうち状態切替機構５０が支持されている箇所と、機体フレーム９のうち第一油圧モータ２２と第二油圧モータ３２が支持されている箇所とは剛連結されていない箇所に支持されている。

従来のような左右分配式の動力伝達装置を採用するコンバインは、当該動力伝達装置が機体下部中央に張り出し、機体の最低地上高を高くすることが困難であるのに対して、当該コンバイン１は動力伝達装置１０を構成する第一油圧ポンプ２１と第二油圧ポンプ３１と状態切替機構５０とを、機体フレーム９のうち比較的高い位置に配設することができるため、その分機体下部中央の最低地上高を高くすることができる。

上述した実施形態は、いずれも本発明の一例であり上記の記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能である。

例えば、状態切替機構５０は、図４に示すような多板クラッチで構成してもよい。
多板クラッチは、ケーシングの内部に、第一入力軸５１の端部に、軸心方向に相対移動可能かつ周方向に相対回転不可なように備えられた円筒部の内周に、軸心方向に摺動可能に配設された摩擦プレート５８と、第二入力軸５２の周囲に軸心方向に摺動可能に配設された摩擦プレート５９とが備えられると共に、摩擦プレート５８と摩擦プレート５９とを圧接する方向にピストンを６２進出させる油圧シリンダ６０と、油圧シリンダ６０のピストン６２による圧接を解除する方向へ弾性力を発生する弾性体としての圧縮コイルばね５６とを備えている。

摩擦プレート５８と摩擦プレート５９の接続状態と非接続状態は、油圧シリンダ６０のピストン６２の押圧力の大きさと、圧縮コイルばね５６の弾性力の大きさとの関係により決定される。ピストン６２の押圧力を弾性力より大きくすれば、摩擦プレート５８と摩擦プレート５９とは圧接される。ピストン６２の押圧力を徐々に弱めることで摩擦プレート５８と摩擦プレート５９とに徐々にすべり始め、やがてすべりが大きくなり、最終的に摩擦プレート５８と摩擦プレート５９は接続状態から非接続状態へと移行する。

非接続状態であるときに、ピストン６２の押圧力を徐々に強めると、摩擦プレート５８と摩擦プレート５９は非接続状態から接続状態へと移行し、徐々にすべりが小さくなり、最終的に摩擦プレート５８と摩擦プレート５９はすべらないように圧接される。
このように、摩擦プレート５８と摩擦プレート５９のすべりを利用することで、同調駆動状態と非同調駆動状態との移行を徐々に行うことができる。

多板クラッチは、同調駆動状態の維持時、すなわち直進時に摩擦プレート５８と摩擦プレート５９にすべりが生じないようにするために強い圧接力を必要とする。この強い圧接力を圧縮コイルばねの弾性力により得る構成とした場合、同調駆動状態から非同調駆動状態への移行時及び非同調駆動状態の維持時、すなわち旋回時に、その圧縮コイルばねの強い弾性力に打ち勝つように、強い押圧力を発生可能な油圧機構が必要となってしまう。

多板クラッチを、同調駆動状態の維持時、すなわち直進時に、ピストン６２の押圧力を利用し、同調駆動状態から非同調駆動状態への移行時及び非同調駆動状態の維持時、すなわち旋回時に、圧縮コイルばね５６の弾性力を利用する構成としたことにより、圧縮コイルばね５６は、押圧力が下がっている状態のときに機能する程度の弱い弾性力のものでよく、そして、油圧シリンダ６０もその弱い弾性力に打ち勝つ程度の押圧力を発揮できるものでよい。なお、油圧シリンダ６０は、運転部３の操向レバー３ａの操作に連動して作動する油圧機構により操作される。

また、状態切替機構５０は、図５に示すように、噛合クラッチと多板クラッチを第一出力軸２５と第二出力軸３５の間に並列的に備えた構成であってもよい。

噛合クラッチは、基本的には図３に示した噛合クラッチと同様の構成であり、多板クラッチは、基本的には図４に示した多板クラッチと同様の構成である。
なお本実施形態では、噛合クラッチの第一噛合部５３と、多板クラッチの摩擦プレート５８とが一体的に回転するように接続され、噛合クラッチの第二噛合部５５と、多板クラッチの第二入力軸５２とが一体的に回転するように接続されている。

このような構成によると、噛合クラッチにより第一出力軸２５の回転と第二出力軸３５の回転の確実な一致が実現でき、多板クラッチにより摩擦プレート５８と摩擦プレート５９のすべりを利用することで、同調駆動状態と非同調駆動状態との移行を徐々に行うことができる。

さらに、状態切替機構５０は、図３に示すような噛合クラッチと、図４に示す多板クラッチとを、第一出力軸２５と第二出力軸３５の間に直列的に備えた構成であってもよい。
この構成によると、噛合クラッチによる切り替えか、多板クラッチによる切り替えかを選択することができる。

さらに、状態切替機構５０は、流体クラッチ、遠心クラッチ、電磁クラッチ等の公知のクラッチや自動車等に用いられる差動装置を応用してもよい。

また、第一連結機構４０による第一出力軸２５から第一入力軸５１への駆動力の伝達は、第一傘歯車４３ｂ等の歯車の噛み合いによる構成に限らず、例えば、第一伝達軸４３ａに設けたスプロケットと第四伝達軸４７ａに設けたスプロケットとに配設した動力伝達ベルトや動力伝達チェーンにより第一出力軸２５から第一入力軸５１へ駆動力を伝達するように構成してもよい。第二連結機構４１も同様である。

また、第一無段変速装置２０は、第一油圧ポンプ２１と第一油圧モータ２２とが同一のケーシング内に一体的に備えられ、第一油圧回路として同ケーシングに配設された油路により第一油圧ポンプ２１と第一油圧モータ２２が接続される構成であってもよい。第二無段変速装置３０も同様である。

上述した実施形態では、第一副変速機構が第一油圧モータ２２で構成され、第二副変速機構が第二油圧モータ３２で構成される例について説明した。しかし、このような実施形態に限定されない。第一副変速機構及び第二副変速機構は、減速伝動機構８ａ，８ｂを構成する遊星歯車機構に内蔵され、各歯車の噛み合わせのパターンを切り替える切替クラッチにより構成されていてもよい。この場合は、第一副変速機構及び第二副変速機構は多段式の変速機構となる。

さらに、上述の実施形態では、状態切替機構５０が運転部３の操向レバー３ａの操作に連動して作動する油圧機構７０により操作される構成について説明したがこれに限らない。運転部３に状態切替機構５０を同調駆動状態又は非同調駆動状態に手動で切り替えるための機構を備えてあってもよい。

本発明に係る農作業機は、自脱型のコンバインに限らず普通型のコンバインであってもよい。また、コンバインに限らずその他の収穫機であってもよい。さらに、収穫機に限らず、田植機、トラクタ等のその他の農作業機であってもよい。

１ ：コンバイン
２ ：走行装置
２ａ ：起動輪
２ｂ ：起動輪
３ ：運転部
３ａ ：操向操作具
３ｃ ：主変速レバー
３ｄ ：副変速レバー
４ ：刈取部
５ ：脱穀装置
６ ：穀粒タンク
７ ：エンジン
７ａ ：出力軸
８ａ ：減速伝動機構
８ｂ ：減速伝動機構
９ ：機体フレーム
９ａ ：エンジン支持フレーム部
１０ ：動力伝達装置
２０ ：第一無段変速装置
２１ ：第一油圧ポンプ（第一主変速装置）
２２ ：第一油圧モータ（第一副変速装置）
２３ ：油圧ホース
２４ ：油圧ホース
２５ ：第一出力軸
３０ ：第二無段変速装置
３１ ：第二油圧ポンプ（第一主変速装置）
３２ ：第二油圧モータ（第二副変速装置）
３３ ：油圧ホース
３４ ：油圧ホース
３５ ：第二出力軸
４０ ：第一連結機構
４１ ：第二連結機構
４２ ：第一連結部
４３ａ：第一伝達軸
４３ｂ：第一傘歯車
４４ａ：第二伝達軸
４４ｂ：第二傘歯車
４５ ：第二連結部
４６ａ：第三伝達軸
４６ｂ：第三傘歯車
４７ａ：第四伝達軸
４７ｂ：第四傘歯車
４８ ：第三連結部
５０ ：状態切替機構
５１ ：第一入力軸
５２ ：第二入力軸
５３ ：第一噛合部
５４ ：圧縮コイルばね
５５ ：第二噛合部
５６ ：圧縮コイルばね
５７ ：操作ロッド
５８ ：摩擦プレート
５９ ：摩擦プレート
６０ ：油圧シリンダ
６２ ：ピストン
７０ ：油圧機構
７１ ：油圧ポンプ
７２ ：油圧シリンダ
７３ ：油路
７４ ：方向制御弁
７５ ：弁切替機構
７６ ：電気制御ユニット
７７ ：ピストンロッド
７８ ：操作レバー
７９ ：アクチュエータ
８０ ：操作ロッド
８１ ：ポテンショメータ
８６ ：ポテンショメータ
８７ ：ポテンショメータ
Ｔｈ ：閾値

Claims (3)

1. 駆動源と、左右一対の走行装置と、前記駆動源の駆動力を前記左右一対の走行装置に伝達する動力伝達装置とを備えた農作業機であって、
   前記動力伝達装置は、
   可変容量型の油圧ポンプで構成され前記駆動源の駆動力が入力される第一油圧ポンプと、第一油圧回路により前記第一油圧ポンプと連結され前記第一油圧ポンプに入力された駆動力を前記左右一対の走行装置のうちの一方の走行装置へ出力する第一出力軸を有する第一油圧モータとを備えた静油圧式の第一無段変速装置と、
   前記第一油圧ポンプと前記一方の走行装置との間に配設された第一副変速装置と、
   可変容量型の油圧ポンプで構成され前記駆動源の駆動力が入力される第二油圧ポンプと、第二油圧回路により前記第二油圧ポンプと連結され前記第二油圧ポンプに入力された駆動力を前記左右一対の走行装置のうちの他方の走行装置へ出力する第二出力軸を有する第二油圧モータとを備えた静油圧式の第二無段変速装置と、
   前記第二油圧ポンプと前記他方の走行装置との間に配設された第二副変速装置と、
   前記第一副変速装置及び前記第二副変速装置による変速を禁止又は許可する変速制御機構と、
   前記第一出力軸の回転と前記第二出力軸の回転とを一致させる同調駆動状態と、前記第一出力軸の回転と前記第二出力軸の回転とを一致させない非同調駆動状態とに切り替え可能な状態切替機構と、を備え、
   前記変速制御機構は、当該農作業機の旋回操作時には前記第一副変速装置及び前記第二副変速装置による変速を禁止し、前記状態切替機構が前記同調駆動状態であるときのみ前記第一副変速装置及び前記第二副変速装置による変速を許可する農作業機。
2. 前記変速制御機構は、前記第一副変速装置及び前記第二副変速装置の変速が完了するまでは前記状態切替機構を前記同調駆動状態に維持する請求項１に記載の農作業機。
3. 前記第一油圧モータ及び前記第二油圧モータは可変容量型の油圧モータで構成され、
   当該第一油圧モータが前記第一副変速装置を構成し、当該第二油圧モータが前記第二副変速装置を構成する請求項１又は２に記載の農作業機。

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