JP4090458B2 - 伝動装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンバインなどの作業機に適用される伝動装置で、詳しくは、左右の走行装置へ伝動する走行伝動系などの左右の軸の連結部に適用される伝動ギヤと一体化したクラッチに関する。

従来、左右の走行装置へ伝動する走行伝動系の左右の軸の連結部に適用される伝動ギヤと一体化したクラッチとして、伝動ギヤの側部においてクラッチと一体化したものが知られている。（例えば、特開平２−５３６７４号公報）

しかし、上記従来の技術によるときは、入力側の伝動ギヤとクラッチとが左右に偏っていた。

本発明の目的は、伝動ギヤによる動力入力部と多板式のクラッチが接続される動力出力部が左右に偏らないようにする点にある。

請求項１に係る本発明による伝動装置の特徴・作用・効果は次の通りである。

〔特徴〕
Ａ エンジンの動力が伝動系を介して伝達された出力ギヤと噛み合い連動するセンターギヤを一体回転状態に装着した軸と、それぞれ動力伝達用のギヤを備えた同軸上で相対回転自在な左右の軸とを備え、前記センターギヤの左右に前記動力伝達用のギヤが位置する状態で、前記センターギヤを装着した軸と前記相対回転自在な左右の軸とを配置し、前記センターギヤを装着した軸から動力伝達用のギヤを介して前記相対回転自在な左右の軸に動力を伝達する当該相対回転自在な左右の軸の連結部において、一方の軸に嵌合する動力伝達用のギヤの径方向中心側に当該動力伝達用のギヤと一体にクラッチハウジングを形成し、このクラッチハウジングの内部に他方の軸と嵌合するクラッチ体を備えるとともに一方の軸の軸端に他方の軸の軸端を差込み嵌合して前記左右の軸同士を連動連結させるクラッチ入り状態と連動を断つクラッチ切り状態とに切り換え自在な多板式のクラッチを設け、前記クラッチハウジングをこれと一体形成される前記動力伝達用のギヤがクラッチハウジングの回転軸芯方向中間部に位置するように形成するとともに、前記センターギヤの外径をその外周の歯部が前記クラッチハウジングよりも当該クラッチハウジングを支持する前記一方の軸の軸芯側に位置するように大径に形成してある点にある。

〔作用〕
同軸上の相対回転自在な左右の軸の連結部において、動力伝達用のギヤの内部にこれと一体にクラッチを設けて、クラッチを連動状態から連動解除状態に徐々に切り換えることにより、同時駆動していた左右一方の軸の伝動が断たれる。

動力伝達用のギヤの内部にこれと一体にクラッチを設けてあるから、クラッチを設けながらも、コンパクトに設置することができるとともに、伝動ギヤによる動力入力部と多板式のクラッチが接続される動力出力部が左右に偏らないようになった。

〔効果〕
従って、全体が大型化することを抑制できるようになった。又、同軸上の動力伝達用のギヤの入力部と多板式のクラッチが接続される動力出力部が左右に偏りのない状態で動力伝達できるようになった。

請求項２に係る本発明による伝動装置の特徴・作用・効果は次の通りである。

〔特徴〕
請求項２に係る本発明は上記請求項１に係る本発明による伝動装置において、左右の軸は、左右の走行装置へ伝動する走行伝動系の軸である。

〔作用〕
請求項２に係る本発明には請求項１に係る発明による作用と同じ作用を奏する。

〔効果〕
請求項２に係る本発明には請求項１に係る発明による効果と同じ効果を奏する。

作業機の一例であるコンバインは、図１に示すように、左右一対のクローラ式の走行装置１を備えた機体フレームに、搭乗運転部２と脱穀装置３と穀物タンク４とを搭載し、機体フレームの前部に、植立穀稈を刈り取って前記脱穀装置２に供給する刈取部５を揺動昇降自在に連結し、圧油供給に伴い刈取部５を上昇させるとともに排油に伴い刈取部５を自重で下降させるリフトシリンダ６を設けて構成されている。

前記機体フレームに搭載したエンジン７から前記走行装置１への伝動系には、図２に示すように、伝動上手側から順に、ベルトテンション式の主クラッチ８と、高低２段変速の第１副変速機構９と、高低２段変速の第２副変速機構１０と、前進３段・後進１段の変速装置１１と、走行装置１の車軸１Ａのそれぞれに格別に伝動する左右の操向クラッチ１２と旋回補助クラッチＣＣとが介装されている。

前記第１副変速機構９と第２副変速機構１０と変速装置１１と操向クラッチ１２とは、二つの割ケース１３ａを合わせてボルトで連結したミッションケース１３に内装されており、前記車軸１Ａはミッションケース１３に軸支されている。

前記主クラッチ８は、エンジン７の出力軸１ａと前記ミッションケース１３に軸支させた第１軸Ｓ１とのあいだに介装されている。

前記第１副変速機構９は、ギヤ１４，１５を介して前記第１軸Ｓ１に連動する第２軸Ｓ２に、この第２軸Ｓ２に油圧操作式の高速クラッチ１６Ｈを介して連動する大径の高速伝動ギヤ１７Ｈと、第２軸Ｓ２に油圧操作式の低速クラッチ１６Ｌを介して連動する小径の低速伝動ギヤ１７Ｌとを装着することにより、圧油供給で高速クラッチ１６Ｈを付勢に抗して入り作動させることで高速伝動ギヤ１７Ｈを介して高速回転を出力し、圧油供給で低速クラッチ１６Ｌを付勢に抗して入り作動させることで低速伝動ギヤ１７Ｌを介して低速回転を出力するように構成されている。

前記第２副変速機構１０は、手動シフト式のものであって、前記第１軸Ｓ１に、前記高速伝動ギヤ１７Ｈに常時噛み合い連動する小径の高速受動ギヤ１８Ｈと前記低速伝動ギヤ１７Ｌに常時噛み合い連動する大径の低速受動ギヤ１８Ｌとを備えた筒状の中間伝動軸１９を回転自在に嵌合させ、第３軸Ｓ３に、前記高速受動ギヤ１８Ｈに常時噛み合う中間伝動ギヤ２０ａを回転のみ自在に装着するとともに、第１シフト位置に位置することにより爪クラッチ２１を介して前記中間伝動ギヤ２０ａに連動する一方第２シフト位置に位置することによりギヤ２０ｂを介して前記低速受動ギヤ１８Ｌに噛み合い連動するシフタ２２を一体回転状態に装着し、かつ、低速用の第１出力ギヤ２３ａ及び高速用の第２出力ギヤ２３ｂを一体回転状態に装着して、シフタ２２を第１シフト位置に操作することにより第１出力ギヤ２３ａから低速回転を出力する一方第２出力ギヤ２３ｂから高速回転を出力し、シフタ２２を第２シフト位置に操作することにより第１出力ギヤ２３ａから低速回転を出力する一方第２出力ギヤ２３ｂから高速回転を出力するように構成されている。

前記変速装置１１は、伝動比が互いに異なる複数の伝動径路のそれぞれに介装した油圧操作式のクラッチＣを択一的に入り作動させることにより複数段の変速を行うものである。
具体的には、第４軸Ｓ４に、前記第１出力ギヤ２３ａに常時噛み合い連動する低速入力ギヤ２４Ｌと、前記第２出力ギヤ２３ｂに常時噛み合い連動する高速入力ギヤ２４Ｈとを回転のみ自在に装着するとともに、主変速第１出力ギヤ２５ａを一体回転状態に装着し、第５軸Ｓ５に、前記低速入力ギヤ２４Ｌに常時噛み合い連動する、つまり、第１出力ギヤ２３ａに逆転連動する後進入力ギヤ２４Ｒと、前記第２出力ギヤ２３ｂに常時噛み合い連動する中速入力ギヤ２４Ｍとを回転のみ自在に装着するとともに、主変速第２出力ギヤ２５ｂを一体回転状態に装着し、圧油供給に伴い付勢に抗して入り作動することにより前記低速入力ギヤ２４Ｌを第４軸Ｓ４に連動させる１速クラッチＣ１と、圧油供給に伴い付勢に抗して入り作動することにより高速入力ギヤ２４Ｈを第４軸Ｓ４に連動させる３速クラッチＣ３と、圧油供給に伴い付勢に抗して入り作動することにより後進入力ギヤ２４Ｒを第５軸Ｓ５に連動させる後進クラッチＣＲと、圧油供給に伴い付勢に抗して入り作動することにより中速入力ギヤ２４Ｍを第５軸Ｓ５に連動させる２速クラッチＣ２とを設けて構成されている。
すなわち、１速クラッチＣ１のみを入り作動させることにより、主変速第１出力ギヤ２５ａを介して１速回転を出力し、２速クラッチＣ２のみを入り作動させることにより、主変速第２出力ギヤ２５ｂを介して２速回転を出力し、３速クラッチＣ３のみを入り作動させることにより、主変速第１出力ギヤ２５ａを介して３速回転を出力し、後進クラッチＣＲのみを入り作動させることにより、主変速第２出力ギヤ２５ｂを介して後進回転を出力するようになっている。

そして、第１副変速機構９との組み合わせにより、前進６段、後進２段の変速を行うのであって、低速クラッチ１６Ｌを入り作動させるとともに１速クラッチＣ１を入り作動させることにより前進１速状態を現出し、低速クラッチ１６Ｌを入り作動させるとともに２速クラッチＣ２を入り作動させることにより前進２速状態を現出し、低速クラッチ１６Ｌを入り作動させるとともに３速クラッチＣ３を入り作動させることにより前進３速状態を現出し、高速クラッチ１６Ｈを入り作動させるとともに１速クラッチＣ１を入り作動させることにより前進４速状態を現出し、高速クラッチ１６Ｈを入り作動させるとともに２速クラッチＣ２を入り作動させることにより前進５速状態を現出し、高速クラッチ１６Ｈを入り作動させるとともに３速クラッチＣ３を入り作動させることにより前進６速状態を現出し、低速クラッチ１６Ｌを入り作動させるとともに後進クラッチＣＲを入り作動させることにより後進１速状態を現出し、高速クラッチ１６Ｈを入り作動させるとともに後進クラッチＣＲを入り作動させることにより後進２速状態を現出するようになっている。

前記操向クラッチ１２は、伝動を断続する爪クラッチ利用のクラッチ部１２Ｃとその伝動下手側に位置して走行装置１を制動する多板式のブレーキ部１２Ｂとを備えた油圧操作式の操向クラッチ・ブレーキであって、前記ミッションケース１３をシリンダチューブとしてミッションケース１３内にピストン２６を組み込んで構成した油圧シリンダをアクチュエータとして作動するものである。
具体的には、図３にも示すように、前記変速装置１１の主変速第１出力ギヤ２５ａ及び主変速第２出力ギヤ２５ｂに常時噛み合い連動するセンターギヤ２７を一体回転状態に装着した第６軸Ｓ６から、前記車軸１Ａそれぞれにスプラインを介して一体回転状態で軸心方向位置決め状態に装着した最終ギヤ２８に連動する筒状ギヤ２９への伝動を断続するとともに、クラッチ切り状態で筒状ギヤ２９を制動するものであって、シリンダ室３０への圧油供給に伴い筒状ギヤ２９をシフトすることにより、クラッチ部１２Ｃを入り状態から切り状態に切り換えて第６軸Ｓ６から筒状ギヤ２９への伝動を断ち、引き続く圧油供給に伴い伝動を断った状態でブレーキ部１２Ｂを制動作動させて筒状ギヤ２９を制動するように構成されている。そして、シリンダ室３０からの排油に伴い復帰バネ３１による弾性力でクラッチ入り状態に復帰するように構成されている。

前記旋回補助クラッチＣＣは、前記両車軸１Ａ同士を連動させるクラッチ入り状態と連動を解除したクラッチ切り状態とに切り換え自在な油圧操作式の多板クラッチであって、一方の最終ギヤ２８をシリンダ室形成用のクラッチハウジングと一体に形成し、他方の車軸１Ａに装着したクラッチ体ｃとクラッチハウジング２８とのあいだに多板摩擦連動部３５を介装し、この多板摩擦連動部３５を連動解除状態に付勢するスプリング３２を設け、シリンダ室３３への圧油供給に伴いシフトして付勢に抗して多板摩擦連動部３５を摩擦伝動状態に切り換えるピストン３４を設けて構成されている。
つまり、この旋回補助クラッチＣＣは、前記最終ギヤ、つまり、減速伝動用のギヤ２８内に組み込まれており、かつ、一方の操向クラッチ・ブレーキ１２の外側に軸心方向で一部は入り込む状態に配置されている。
また、旋回補助クラッチＣＣは、図４に示すように、一方の割ケース１３ａを外すことで形成される他方の割ケース１３ａの開口からその他方の割ケース１３ａに構成部材を順に組み付け可能なものであり、一方の割ケース１３ａに軸支される車軸１Ａは、前記旋回補助クラッチＣＣのクラッチ体ｃに回転伝動状態に差込嵌合されている。

油圧操作系のうち変速操作系は、図５に示すように、油圧ポンプ３６から低速クラッチ１６Ｌ・高速クラッチ１６Ｈ・１速クラッチＣ１・２速クラッチＣ２・３速クラッチＣ３・後進クラッチＣＲへの圧油供給路に、前記搭乗運転部２に配置した変速レバー３７で操作されるローターリーバルブ利用の変速バルブ３８を介装して構成されている。前記変速バルブ３８は、いずれのクラッチにも圧油を供給しない中立位置Ｎと、低速クラッチ１６Ｌと１速クラッチＣ１とに圧油を供給して前進１速状態を現出する前進１速位置Ｆ１と、低速クラッチ１６Ｌと２速クラッチＣ２とに圧油を供給して前進２速状態を現出する前進２速位置Ｆ２と、低速クラッチ１６Ｌと３速クラッチＣ３とに圧油を供給して前進３速状態を現出する前進３速位置Ｆ３と、低速クラッチ１６Ｌと後進クラッチＣＲとに圧油を供給して後進１速状態を現出する後進１速位置Ｒ１と、高速クラッチ１６Ｈと１速クラッチＣ１とに圧油を供給して前進４速状態を現出する前進４速位置Ｆ４と、高速クラッチ１６Ｈと２速クラッチＣ２とに圧油を供給して前進５速状態を現出する前進５速位置Ｆ５と、高速クラッチ１６Ｈと３速クラッチＣ３とに圧油を供給して前進６速状態を現出する前進６速位置Ｆ６と、高速クラッチ１６Ｈと後進クラッチＣＲとに圧油を供給して後進２速状態を現出する後進２速位置Ｒ２とを備えている。

油圧操作系のうち操向操作系は、図５に示すように、前記搭乗運転部２に配置した操向操作具３９の直進（中立）位置Ｎから左旋回第１位置Ｌ１への操作に基づいて左側の操向クラッチ・ブレーキ１２を切り作動させ、より左の左旋回第２位置Ｌ２への操作に基づいて左側の操向クラッチ・ブレーキ１２を徐々に制動力が増大するように作動させるとともに補助旋回クラッチＣＣを徐々にクラッチ圧が減少するように作動させ、より左の左旋回第３位置Ｌ３への操作に基づいて左側の操向クラッチ・ブレーキ１２を最大制動状態に作動させるとともに補助旋回クラッチＣＣを切り作動させる一方、操向操作具３９の直進（中立）位置Ｎから右旋回第１位置Ｒ１への操作に基づいて右側の操向クラッチ・ブレーキ１２を切り作動させ、より右の右旋回第２位置Ｒ２への操作に基づいて右側の操向クラッチ・ブレーキ１２を徐々に制動力が増大するように作動させるとともに補助旋回クラッチＣＣを徐々にクラッチ圧が減少するように作動させ、より右の右旋回第３位置Ｒ３への操作に基づいて右側の操向クラッチ・ブレーキ１２を最大制動状態に作動させるとともに補助旋回クラッチＣＣを切り作動させるように構成されている。

具体的には、前記低速クラッチ１６Ｌ・高速クラッチ１６Ｈ・１速クラッチＣ１・２速クラッチＣ２・３速クラッチＣ３のクラッチ圧を設定するために前記油圧ポンプ３６から変速バルブ３８への油路に分岐接続させたクラッチ圧設定用のリリーフ弁４０からの圧油を操向クラッチ・ブレーキ１２に供給する油路に、前記操向操作具３９に連動して圧油供給を制御するように作動する操向弁４１を介装し、前記操向操作具３９の操作に基づいてクラッチ切り後の操向クラッチ・ブレーキ１２からのリリーフ圧を調整することにより操向クラッチ・ブレーキ１２を前記のように、つまり、制動力が徐々に増大するように作動させる可変リリーフ弁４２を設け、前記リリーフ圧の増大に伴い前記旋回補助クラッチＣＣへの供給圧を減少させて旋回補助クラッチＣＣを前記のように作動させる減圧弁４３を設けて構成されている。つまり、操向弁４１と可変リリーフ弁４２とから操向弁機構が構成されている。

従って、この操向操作系によれば、操向操作具３９を直進位置Ｎに操作することにより、左右の操向クラッチ・ブレーキ１２がクラッチ入り状態にあって、機体は直進する。そして、操向操作具３９を左旋回第１位置Ｌ１に操作すると、左側の操向クラッチ・ブレーキ１２がクラッチ切り作動し、この場合、走行負荷が旋回補助クラッチＣＣのクラッチ圧よりも小さいと、旋回補助クラッチＣＣを介して右側の車軸１Ａから左側の車軸１Ａに動力がスリップせずに伝達されて、左側の走行装置１が右側の走行装置１と同様に駆動されて直進するが、走行負荷が旋回補助クラッチＣＣのクラッチ圧よりも大きいと、旋回補助クラッチＣＣがスリップして右側の車軸１Ａから左側への走行装置１への伝達駆動力が減少することで左側の走行装置１の走行速度が遅くなって左側に旋回する。次に、操向操作具３９を左旋回第２位置Ｌ２に操作すると、操向クラッチ・ブレーキ１２が制動を開始し、この場合、操向クラッチ・ブレーキ１２の制動力も含めた走行負荷が旋回補助クラッチＣＣのクラッチ圧よりも小さいと、旋回補助クラッチＣＣを介して右側の車軸１Ａから左側の車軸１Ａに動力がスリップせずに伝達されて左側の走行装置１が右側の走行装置１と同様に駆動されて直進するが、走行負荷が旋回補助クラッチＣＣのクラッチ圧よりも大きいと、旋回補助クラッチＣＣがスリップして右側の車軸１Ａから左側への走行装置１への伝達駆動力が減少することで左側の走行装置１の走行速度が遅くなって左側に旋回する。更に、操向操作具３９を左旋回第３位置Ｌ３に操作すると、左側の操向クラッチ・ブレーキ１２が最大制動状態となる一方、旋回補助クラッチＣＣが切り作動して、左側の走行装置１が停止し、今までよりも急な左側への旋回が行われる。

他方、右側への旋回も、左が右に代わるだけで前記と同様に行われる。

４４は、一方の操向クラッチ・ブレーキ１２に作用してこれを駐車ブレーキとして機能させるアクチュエータであって、変速バルブ３８が中立位置に操作されているとき排油してスプリング４４ａで操向クラッチ・ブレーキ１２を制動作動させ、変速バルブ３８が中立以外の位置に操作されているとき圧油が供給されて制動を解除するものである。１００は、前記刈取部５への動力取出し軸であり、２段変速機構１０１を介して第１副変速機構９に連動している。

そして、前記割ケース１３ａの一方には、図６に示すように、変速装置１１のクラッチＣ、つまり、低速クラッチ１６Ｌ・高速クラッチ１６Ｈ・１速クラッチＣ１・２速クラッチＣ２・３速クラッチＣ３・後進クラッチＣＲ及び、一方の操向クラッチ・ブレーキ１２に対する油路４５が形成されるとともに、図８、図９に示すように、前記操向弁４１と可変リリーフ弁４２とが組み込まれ、それらに対する蓋４９には、図８にも示すように、前記リリーフ弁４０と減圧弁４３とが組み込まれている。また、他方の割ケース１３ａには、図７に示すように、他方の操向クラッチ・ブレーキ１２及び旋回補助クラッチＣＣに対する油路４６が形成され、前記ミッションケース１３の合わせ面４７には、図７、図８に示すように、前記油路４５，４６同士を連通させる連通油路４８が形成されている。

前記操向操作具３９に可変リリーフ弁４２を連動させる手段は、回転することにより可変リリーフ弁４２のリリーフ圧を変更するカム５０を設け、前記操向操作具３９に連動して揺動する揺動アーム５１を設け、前記カム５０のカム軸５２に板バネ製のアーム５３を一体揺動する状態に取り付け、このアーム５３と前記揺動アーム５１とをロッド５４で連動させて構成されている。

コンバインの側面図 伝動系統図 伝動装置要部の縦断面図 伝動装置要部の分解断面図 油圧回路図 ミッションケースの側面図 ミッションケースの側面図 ミッションケース要部の切り欠き正面図 ミッションケース要部の断面図

符号の説明

１ 走行装置
１Ａ 車軸
２８ ギヤ
ＣＣ 旋回補助クラッチ

Claims (2)

1. Ａ エンジンの動力が伝動系を介して伝達された出力ギヤ（２５ａ，２５ｂ）と噛み合い連動するセンターギヤ（２７）を一体回転状態に装着した軸（Ｓ６）と、それぞれ動力伝達用のギヤ（２８）を備えた同軸上で相対回転自在な左右の軸（１Ａ）（１Ａ）とを備え、前記センターギヤ（２７）の左右に前記動力伝達用のギヤ（２８）が位置する状態で、前記センターギヤ（２７）を装着した軸（Ｓ６）と前記相対回転自在な左右の軸（１Ａ）（１Ａ）とを配置し、前記センターギヤ（２７）を装着した軸（Ｓ６）から動力伝達用のギヤ（２８）を介して前記相対回転自在な左右の軸（１Ａ）（１Ａ）に動力を伝達する当該相対回転自在な左右の軸（１Ａ）（１Ａ）の連結部において、一方の軸（１Ａ）に嵌合する動力伝達用のギヤ（２８）の径方向中心側に当該動力伝達用のギヤ（２８）と一体にクラッチハウジングを形成し、このクラッチハウジングの内部に他方の軸（１Ａ）と嵌合するクラッチ体（ｃ）を備えるとともに一方の軸（１Ａ）の軸端に他方の軸（１Ａ）の軸端を差込み嵌合して前記左右の軸（１Ａ）（１Ａ）同士を連動連結させるクラッチ入り状態と連動を断つクラッチ切り状態とに切り換え自在な多板式のクラッチ（ＣＣ）を設け、前記クラッチハウジングをこれと一体形成される前記動力伝達用のギヤ（２８）がクラッチハウジングの回転軸芯方向中間部に位置するように形成するとともに、前記センターギヤ（２７）の外径をその外周の歯部が前記クラッチハウジングよりも当該クラッチハウジングを支持する前記一方の軸（１Ａ）の軸芯側に位置するように大径に形成してある伝動装置。
2. 前記左右の軸（１Ａ）（１Ａ）は、左右の走行装置（１）へ伝動する走行伝動系の軸である請求項１に記載の伝動装置。

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