JPH1030719A - 作業車の走行伝動構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シフト部材の切換操作で変速を行うギヤ式の
変速機構を作業者に煩わしさを感じさせずに確実に変速
操作し得るよう構成する。 【解決手段】 クラッチスリーブのシフト位置の変更で
変速される副変速機構と、複数個の油圧クラッチの選択
的な入り操作で変速される主変速機構とをエンジンＥと
走行装置ＣＲとの間に直列に配置し、副変速装置のクラ
ッチスリーブのシフト位置を変更する油圧シリンダＤに
対する作動油の制御と複数の油圧クラッチへの作動油の
制御とを行うロータリバルブＶを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シフト部材のシフ
ト位置の変更で変速される第１変速機構と、複数個の油
圧クラッチの選択的な入り操作で変速される第２変速機
構とをエンジンと走行装置との間に直列に配置した作業
車の走行伝動構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のように構成された作業車と
してコンバインを例に挙げると特開昭６０‐６９３５１
号公報に示されるものが存在し、この従来例では、エン
ジンからの動力を、摺動操作される変速ギヤを有した副
変速装置（第１変速機構）を介して複数の変速用の油圧
クラッチを有した主変速装置（第２変速機構）に伝え、
更に、走行クラッチを介して左右のクローラ走行装置に
伝えるよう走行伝動構造が構成されている。又、この従
来例では副変速装置がミッションケースの外部からの操
作力（通常は人為操作力）で操作されるよう構成されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来例の走行伝動構造
では、副変速装置を人為操作力で操作する場合には、作
業者が副変速レバー等を握り、必要とする操作位置まで
確実に操作する必要があることから、操作を煩わしく感
ずる面もある。特に部材を摺動操作する変速形態のもの
では比較的強い操作力も必要とするので改善の余地があ
る。

【０００４】又、従来例の走行伝動構造では、副変速装
置と主変速装置とが別個に変速操作されるので、例え
ば、走行途中に副変速装置を増速側に操作して走行速度
の増速を図りたい場合にも、人為操作の場合には操作タ
イミングが遅れる傾向にあるので、変速開始から変速終
了までの時間経過によって車速が低下した状態で伝動状
態に達し、ショックを発生させることも考えられ改善の
余地がある。特に、副変速装置と主変速装置とを共に操
作して変速を行う場合には夫々を操作する際のタイムラ
グも大きくなり易くショックを一層発生させやすいもの
となる。

【０００５】本発明の目的は、シフト部材をシフト作動
させる構造の第１変速機構と複数個の油圧クラッチの選
択的な操作で変速を行う構造の第２変速機構とを備えた
作業車の走行伝動構造において、作業者に煩わしさを感
じさせずに第１変速機構を確実に変速操作し得る走行伝
動構造を合理的に構成し、又、第１変速機構を適切なタ
イミングで操作して円滑な変速を行い得る走行伝動構造
を合理的に構成する点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴（請
求項１）は冒頭に記したように、シフト部材のシフト位
置の変更で変速される第１変速機構と、複数個の油圧ク
ラッチの選択的な入り操作で変速される第２変速機構と
をエンジンと走行装置との間に直列に配置した作業車の
走行伝動構造において、前記第１変速装置のシフト部材
のシフト位置を変更する油圧アクチュエータを備えると
共に、この油圧アクチュエータに対する作動油の制御と
前記複数の油圧クラッチへの作動油の制御とを行う油圧
制御機構を備えている点にあり、その作用は次の通りで
ある。

【０００７】本発明の第２の特徴（請求項２）は、前記
第１変速機構が高速伝動状態と低速伝動状態との２変速
状態に切換自在に構成されると共に、前記油圧アクチュ
エータが前記シフト部材を高速伝動位置と低速伝動位置
とに切換自在な油圧シリンダで構成されている点にあ
り、その作用は次の通りである。

【０００８】本発明の第３の特徴（請求項３）は、前記
第１変速機構と第２変速機構とを単一の伝動ケースに収
納すると共に、前記油圧制御機構を該伝動ケースに収納
される単一のロータリバルブで構成してある点にあり、
その作用は次の通りである。

【０００９】本発明の第４の特徴（請求項４）は、前記
油圧操作機構が、単一の操作具の所定方向への操作で前
記第２変速機構の油圧クラッチの制御で増速を行い、こ
の増速で第２変速機構が最高速に達した状態で該操作具
を更に前記所定方向に操作した際には、前記第１変速機
構の油圧アクチュエータの作動で前記シフト部材を、よ
り高速位置に作動させ、かつ、第２変速機構を最低速に
切換えるよう制御特性を設定してある点にあり、その作
用は次の通りである。

【００１０】〔作用〕上記第１の特徴によると、変速時
には油圧制御機構が第１変速機構の油圧アクチュエータ
と第２変速機構の油圧クラッチとを共に制御することに
なるので、作業者が外部から人為的に操作するものと比
較して第１変速機構のシフト部材を強い力で確実に操作
できるものとなる。

【００１１】上記第２の特徴によると、油圧シリンダの
直線的な作動をシフト部材に直接伝えて高速伝動状態と
低速伝動状態とを得るので、第１変速機構の変速操作系
が単純化するものとなる。

【００１２】上記第３の特徴によると、単一のロータリ
バルブを回転操作するだけで第１変速機構の油圧アクチ
ュエータと第２変速機構の油圧クラッチとを制御して変
速を行えるのものとなり、夫々を同時に作動させること
も可能となり、直線的にスプールを操作する構造のバル
ブを比較して小型に構成すると共に、単純な回転操作で
変速操作を行い得るものとなる。

【００１３】上記第４の特徴によると、単一の操作具を
所定の方向に操作した場合には、油圧操作機構が第２変
速機構の油圧クラッチを制御して増速を行い、この増速
で第２変速機構が最高速に達した後には、油圧操作機構
が第２変速機構をより高速位置に作動させ、かつ、第１
変速機構を最低速に切換えるものとなり、第２変速機構
が低速から高速へ切換られた際の走行速度差を小さくし
て、単一の操作具を決まった方向に操作するだけで円滑
な増速を可能にするものとなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に示すように、作業車の一例
としてのコンバインにおいてエンジンＥからクローラ走
行装置ＣＲに変速動力を伝える伝動ケースとしてのミッ
ションケースＭが構成されている。このミッションケー
スＭは上部にエンジンＥからの動力が入力される入力プ
ーリ１と、このミッションケースＭからの走行速度と同
期した駆動力が伝えられる出力プーリ２とを備え、内部
には図２に示すように、入力プーリ２と連結する入力軸
３からの動力を高速伝動状態と低速伝動状態との２変速
状態に切換自在な副変速装置第Ａ（１変速機構の一例）
と、この副変速装置Ａからの動力を前進３段及び後進１
段に切換自在な主変速装置Ｂ（第２変速機構の一例）
と、この主変速装置Ｂからの動力を左右のクローラ走行
装置ＣＲ、ＣＲに対して伝える左右の操向クラッチ４，
４と、左右の走行伝動系に対して選択して制動力を作用
させる左右一対のブレーキ機構５，５とを内装して成
り、この操向クラッチ４からの動力を、左右の駆動軸
６，６を介して左右のクローラ走行装置ＣＲ，ＣＲを駆
動するスプロケット７，７に伝えるように構成され、更
に、入力軸３からの動力をギヤ変速機構８、出力軸９夫
々を介して前記出力プーリ２に伝る伝動系が形成され、
この出力プーリ２からの動力は引起し装置、刈取装置、
穀稈搬送装置等を備えた刈取前処理部（図示せず）に伝
えられるよう構成されている。

【００１５】図２及び図３に示すように、前記副変速機
構Ａは前記入力軸３と、この入力軸３と平行姿勢の中間
軸１０とに対して常時咬合する状態で設けた一対の高速
伝動ギヤ１１，１２と、一対の低速伝動ギヤ１３，１４
と、入力軸３の側の高速伝動ギヤ１１及び低速伝動ギヤ
１３夫々の咬合爪１１Ａ，１３Ａに対して係脱自在とな
るよう両端に咬合爪１５Ａ，１５Ａを有すると共に入力
軸３にスプライン嵌合部を介して軸芯方向に摺動自在に
備えられたシフト部材としてのクラッチスリーブ１５と
を備え、入力軸３の側のギヤ１１，１３は該入力軸３に
遊転支承され、中間軸１０の側のギヤ１２，１４は該中
間軸１０に固設されクラッチスリーブ１５の操作で夫々
の咬合爪が咬合状態に達することで入力軸３からの動力
を変速して中間軸１０に伝えるよう構成されている。
又、この副変速装置Ａは、ミッションケースＭに内蔵し
たアクチュエータとしての油圧シリンダＤで切換操作さ
れるよう構成されている。

【００１６】つまり、図３に示すように、前記油圧シリ
ンダＤはシリンダケース１６に内装したピストン１７か
ら作動方向に沿う一方の側にピストンロッド１７Ａを形
成した複動型に構成され、このピストンロッド１７Ａに
備えたシフタ１８を前記クラッチスリーブ１５に係合さ
せることで、該副変速装置Ａを同図に示す中立位置Ｎか
ら高速伝動位置Ｈと低速伝動位置Ｌとに切換自在に構成
され、又、シリンダケース１６にはピストン１７を往復
作動させる一対の油路１９，１９の他に該ピストン１７
の作動によってクラッチスリーブ１５の咬合爪１５Ａが
何れか一方のギヤの咬合爪に咬合して副変速装置Ａが伝
動状態に達した後にシリンダケース１６内の作動油を送
り出す制御油路２０が形成されている。又、この３つの
油路１９，１９，２０はミッションケースＭの外面に取
付けられた油路プレート２１の内部に形成された油路
（図示せず）を介して後記するロータリバルブＶ（図
１、図６を参照）のポートと連通している。

【００１７】図２に示すように、前記主変速機構Ｂは中
間軸１０からの動力を前進方向への３種の速度に変速し
て前進変速用の湿式多板型の第１、第２、第３油圧クラ
ッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３に対して伝える常時咬合型のギヤ
伝動系と、中間軸１０からの動力を後進方向へ変速して
後進用の湿式多板型の第４油圧クラッチＣ４に伝えるギ
ヤ伝動系とを備えて構成され、前記左右の操向クラッチ
４，４は、第１、第２、第３、第４油圧クラッチＣ１，
Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の入り操作時に伝えらえる伝動ギヤ２
４からの動力を左右の駆動軸６、６夫々に対して伝える
状態と遮断する状態とに切換えるよう伝動ギヤ２４と一
体回転する伝動軸２４Ａに対してスライド移動自在に構
成された一対のクラッチ部材４Ａ，４Ａを備えて構成さ
れ、前記ブレーキ機構５，５はクラッチ部材４Ａを切り
操作した状態で同方向に向けて更に操作することで、こ
の切り側の駆動軸６，６に制動力を作用させるよう伝動
軸２４Ａと同軸芯上で操向クラッチ４，４に隣接して配
置されている。又、図１に示すように、ミッションケー
スＭの前面には左右の操向クラッチ４，４を独立して操
作するようラムシリンダ２５，２５で操作されるアーム
２６，２６を備えている。

【００１８】この走行伝動構造では、ミッションケース
Ｍに内蔵した油圧制御機構としてのロータリバルブＶで
副変速装置Ａと主変速装置Ｂを制御して連続した変速を
行い得るよう構成されている。

【００１９】図６に示すように、ロータリバルブＶは中
立位置Ｎ、及び、前進１速Ｆ１〜前進６速Ｆ６、後進１
速Ｒ１、後進２速Ｒ２の９ポジションに操作自在に構成
され、図１、図４、図５に示すように、このロータリバ
ルブＶの回転スプールＶＳのミッションケース外の端部
にはピニオンギヤ２７を備え、このピニオンギヤ２７と
咬合するセクタギヤ２８をミッションケースＭの上部に
横向き支軸２９周りで揺動自在に備え、この支軸２９に
対して操作具としての変速レバー３０を備えている。
又、セクタギヤ２８と一体的に形成したプレート部に９
個の凹部２９Ａ…を形成し、この凹部２９Ａに係脱する
ローラ３１をミッションケースＭの後面に横向きの軸体
３２周りで揺動自在に支持したアーム３３に対して回転
自在に支持し、凹部２６Ａに対してローラ３１が係合す
る側にアーム３３を付勢するバネ３４を備えることで、
変速レバー３０の前後方向への揺動操作で変速操作を行
えるよう構成されている。

【００２０】図４、図６に示すように、ロータリバルブ
Ｖの回転スプールＶＳの内部にはアキュムレータ３５が
内装され、このロータリバルブＶで制御される油はミッ
ションケースＭの上部に配置された前記油路プレート２
１を介して前記油圧シリンダＤに送られ、又、図１に示
すように、ミッションケースＭの側面に形成した油路プ
レート３６の内部に形成された油路（図示せず）を介し
て前記４つの油圧クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４に送
られるものとなっている。又、図６に示すように、ロー
タリバルブＶで制御される油圧系が構成され、以下に変
速動作を説明する。つまり、中立位置Ｎからロータリバ
ルブＶを前進１速Ｆ１に操作した場合には、油圧ポンプ
Ｐからの圧油が油圧シリンダＤの低速操作側の油路に送
られ、ピストン１７の作動でクラッチスリーブ１５が伝
動状態に達したタイミングでピストン１７で遮断されて
いた制御油路２０を介して圧油がロータリバルブＶに戻
されると共にアキュムレータ３５で圧力上昇を図り乍ら
第１油圧クラッチＣ１に供給され、この結果、該第１油
圧クラッチＣ１の滑らかな入り操作で前進１速Ｆ１の変
速状態を得るものとなる。

【００２１】尚、同図にはロータリバルブＶが中立位置
Ｎにある状態で副変速装置Ａが中立位置Ｎに維持された
状態を示しているが、ロータリバルブＶを中立位置Ｎか
ら前進１速Ｆ１に操作する時点で通常は油圧シリンダＤ
のピストン１７が低速伝動側（副変速装置が低速伝動状
態）にあるのが普通であり、例えば、前進４速Ｆ４以上
で走行している際にエンジンストップし、この後に、こ
の変速を行う場合のように特殊な状況を除いてピストン
１７は作動しない。

【００２２】次に、ロータリバルブＶを前進２速Ｆ２に
操作した場合には、ロータリバルブＶを介して第１油圧
クラッチＣ１からの排油が行われて第１油圧クラッチＣ
１が切り操作されると共に、油圧シリンダＤのピストン
１７は既に低速伝動側にあるので制御油路２０を介して
スプール１７に戻された圧油はアキュムレータ３５で圧
力上昇を図り乍ら第２油圧クラッチ２に供給され、この
結果、第２油圧クラッチ２の滑らかな入り操作で前進２
速Ｆ２の変速状態を得るものとなっている。又、ロータ
リバルブを前進３速Ｆ３に操作した場合にもこれと同様
の変速操作が行われるものとなっている。

【００２３】次に、ロータリバルブＶを前進３速Ｆ３か
ら前進４速Ｆ４に操作する場合には、ロータリバルブＶ
を介して第３油圧クラッチＣ３からの排油が行われて第
３油圧クラッチＣ３が切り操作されると共に、油圧ポン
プＰからの圧油が油圧シリンダＤの高速操作側の油路に
送られ、ピストン１７の作動でクラッチスリーブ１５が
伝動状態に達するものとなり、このように伝動状態に達
したタイミングでピストン１７で遮断されていた圧油が
制御油路を介してロータリバルブＶに戻され、この圧油
がアキュムレータ３５で圧力上昇を図り乍ら第１油圧ク
ラッチＣ１に供給されるので該第１油圧クラッチＣ１の
滑らかな入り操作で前進４速Ｆ４の変速状態を得るもの
となっている。

【００２４】このように、車体の走行速度を前進３速Ｆ
３から前進４速Ｆ４に操作する場合には副変速装置Ａを
切換操作するので前進１速Ｆ１から前進３速Ｆ３への変
速の際と比較して変速された動力がクローラ操向装置Ｃ
Ｒに伝わるまでに多少の時間を要するので走行速度が低
下した後に高速の伝動が行われると云う理由から、ショ
ックを発生しやすい傾向にあるものの、図６に示すよう
に、ロータリバルブＶの前進３速Ｆ３と前進４速Ｆ４と
の間に変速ポジションとして形成されない中間位置ＮＦ
においてアキュムレータ３５から排出される油量を抑制
するオリフィス３７を形成して第１油圧クラッチＣ１が
入り状態に達するまでの時間の短縮を図ると同時に、こ
のように副変速装置Ａを低速伝動位置から高速伝動位置
に切換える際には図３に示す如く、ピストンロッド１７
Ａが形成されたことで逆側のピストン１７の受圧面積よ
り小さい受圧面積の側に油圧ポンプＰからの作動油を供
給して迅速に副変速装置Ａを切換操作して変速途中にお
ける走行速度の低下を抑制し得るものとなっている。
尚、ロータリバルブＶを前進４速Ｆ４から前進６速Ｆ６
に操作した際の変速動作は副変速装置Ａが高速伝動位置
Ｈにあることを除いて前進２速Ｆ２から前進４速Ｆ４に
操作した場合と同じ制御が行われるものとなっている。

【００２５】次に、図６に示す中立位置Ｎからロータリ
バルブＶを後進１速Ｒ１に操作した場合には、油圧ポン
プＰからの圧油が油圧シリンダＤの低速操作側の油路に
送られ、制御油路２０を介して圧油がロータリバルブＶ
に戻されると共にアキュムレータ３５で圧力上昇を図り
乍ら第４油圧クラッチＣ４に供給され、この結果、該第
４油圧クラッチＣ４の入り操作で後進１速Ｒ１の変速状
態を得るものとなっている。

【００２６】次に、ロータリバルブを後進１速Ｒ１から
後進２速Ｒ２に操作した場合には、ロータリバルブの変
速ポジションとして形成されていないが、後進１速Ｒ１
と後進２速Ｒ２との中間位置の変速ポジションＮＲにお
いてロータリバルブＶを介して第４油圧クラッチＣ４か
らの排油が行われて第４油圧クラッチＣ４が一旦切り操
作されると共に、ロータリバルブＶを介して油圧ポンプ
Ｐからの圧油が油圧シリンダＤの高速操作側の油路に送
られ、ピストン１７の作動でクラッチスリーブ１５が伝
動状態に達したタイミングでピストン１７で遮断されて
いた制御油路２０を介して圧油がロータリバルブＶに戻
され、この圧油がアキュムレータ３５で圧力上昇を図り
乍ら第４油圧クラッチＣ４に供給されるので該第４油圧
クラッチＣ４の入り操作で後進２速Ｒ２の変速状態を得
るものとなっている。又、この変速を行う場合には第４
油圧クラッチＣ４の入り作動があまり高速で行われない
ように、前述の変速ポジションＮＦとは異なりアキュム
レータ３５からの排油を迅速に行うようオリフィスを形
成しないものとなっている。

【００２７】以上、増速側への変速操作のみを説明した
が、減速方向への変速時にはロータリバルブＶから圧油
が供給される油圧クラッチが高速のものから、より低速
のものに切換わり、副変速装置Ａも高速伝動状態から低
速伝動状態に切換わるだけで基本的な作動は変わりのな
いものとなっている。

【００２８】このように、本発明では副変速装置Ａのク
ラッチスリーブ１５を駆動操作する油圧シリンダＤをミ
ッションケースＭ内に備え、又、この油圧シリンダＤと
主変速装置Ｂの４つの油圧クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，
Ｃ４を制御するロータリバルブＶをミッションケースＭ
内に備えたので、単純な構造でありながら変速時には伝
動を切換える位置まで副変速装置Ａのクラッチスリーブ
１５を確実にシフト操作できると共に、ミッションケー
スＭに一体形成した油路を介してロータリバルブＶの作
動油を油圧シリンダＤと４つの油圧クラッチＣ１，Ｃ
２，Ｃ３，Ｃ４とに供給できるものとなっている。又、
前進方向への増速時には、前進３速Ｆ３から前進４速Ｆ
４に操作する際の作動として説明したように副変速装置
Ｄの切換後には第１油圧クラッチＣ１を介して伝動を行
うよう変速比を設定しているので３つの油圧クラッチＣ
１，Ｃ２，Ｃ３の変速系の全てを副変速装置Ａの低速伝
動時、高速伝動時の夫々の場合に用いて多段の変速段数
を得て円滑な変速を可能にするものとなっている。

【００２９】〔別実施の形態〕本発明は上記実施の形態
以外に、例えば、副変速装置を３段以上に変速するよう
構成することが可能であり、主変速装置を４種の変速段
を得るもの以外に構成することも可能である。

【００３０】又、請求項１に対応して、油圧アクチュエ
ータを油圧モータで構成することが可能であり、油圧制
御機構を油圧アクチュエータを制御するスプールと油圧
クラッチを制御するスプールとを別個に配置すると共
に、これらを機械的に連係したもので構成することも可
能である。

【００３１】

【発明の効果】従って、作業者に煩わしさを感じさせず
に第１変速機構のシフト部材を強い力で確実に変速操作
し得る走行伝動構造が合理的に構成された（請求項
１）。又、単純で構成で第１変速機構を変速操作し得る
ものとなり（請求項２）、又、第１、第２変速機構の変
速系が小型で操作しやすく構成され（請求項３）、又、
第１、第２変速機構を適切なタイミングで操作して円滑
な増速を行い得るものとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】ミッションケースの正面図

【図２】ミッションケース内の伝動系を示す概略図

【図３】副変速操作系を示す断面図

【図４】ロータリバルブの概略図

【図５】ミッションケースの側面図

【図６】変速用の油圧回路図

【符号の説明】

１５ シフト部材 ３０ 操作具 Ａ 第１変速機構 Ｂ 第２変速機構 ＣＥ 走行装置 Ｄ 油圧アクチュエータ Ｅ エンジン Ｍ 伝動ケース Ｖ 油圧制御機構

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シフト部材のシフト位置の変更で変速さ
   れる第１変速機構と、複数個の油圧クラッチの選択的な
   入り操作で変速される第２変速機構とをエンジンと走行
   装置との間に直列に配置した作業車の走行伝動構造であ
   って、 前記第１変速装置のシフト部材のシフト位置を変更する
   油圧アクチュエータを備えると共に、この油圧アクチュ
   エータに対する作動油の制御と前記複数の油圧クラッチ
   への作動油の制御とを行う油圧制御機構を備えている作
   業車の走行伝動構造。
2. 【請求項２】 前記第１変速機構が高速伝動状態と低速
   伝動状態との２変速状態に切換自在に構成されると共
   に、前記油圧アクチュエータが前記シフト部材を高速伝
   動位置と低速伝動位置とに切換自在な油圧シリンダで構
   成されている請求項１記載の作業車の走行伝動構造。
3. 【請求項３】 前記第１変速機構と第２変速機構とを単
   一の伝動ケースに収納すると共に、前記油圧制御機構を
   該伝動ケースに収納される単一のロータリバルブで構成
   してある請求項１、又は２記載の作業車の走行伝動構
   造。
4. 【請求項４】 前記油圧操作機構が、単一の操作具の所
   定方向への操作で前記第２変速機構の油圧クラッチの制
   御で増速を行い、この増速で第２変速機構が最高速に達
   した状態で該操作具を更に前記所定方向に操作した際に
   は、前記第１変速機構の油圧アクチュエータの作動で前
   記シフト部材を、より高速位置に作動させ、かつ、第２
   変速機構を最低速に切換えるよう制御特性を設定してあ
   る請求項１、２、又は３記載の作業車の走行伝動構造。