JP4897744B2 - コンバイン - Google Patents

Description

本発明は、コンバインに関する。

コンバインにおいて、従来、たとえば特許文献１に示されるように、エンジンＥからの動力を静油圧式の無段変速装置１０を介してミッションケースＭの走行伝動系に伝達するように構成し、無段変速装置１０の出力軸１３からの動力が第１軸Ｓ１の高速伝動ギヤ１８とシフトギヤ１９、第２軸Ｓ２の高速入力ギヤ２０と中速入力ギヤ２１と低速入力ギヤ２２によって変速されるように副変速装置を構成し、無段変速装置１０を変速操作する主変速レバー６、副変速装置を変速操作する副変速レバー７を備えたものがあった。
すなわち主変速装置としての無段変速装置１０を主変速レバー６によって変速操作し、副変速装置を副変速レバー７によって変速操作するように走行用変速操作装置を構成したものがあった。

特開２０００−９４９８８号公報（〔００１７〕−〔００２０〕、図２，３）

特開平１０−３０７２１号公報（〔００１０〕−〔００１４〕、図１，２，３，６）

本発明の目的は、作業走行の際も移動走行の際もそれに応じた適切な変速走行を操作面などで有利に行なうことができるコンバインを提供することにある。

本第１発明にあっては、油圧ポンプと油圧モータとを備えた静油圧式無段変速装置を備え、油圧ポンプを、前進伝動状態及び後進伝動状態に無段階に変速自在な可変容量形に構成し、油圧モータを、移動走行用の高速、標準用の中速、及び倒伏が激しい穀稈を刈り取る倒伏用の低速に操作自在な可変容量形に構成して、油圧ポンプを操作するもので人為的に操作される変速レバーと、油圧モータを操作するアクチュエータと、アクチュエータを操作するもので人為的に操作される変速スイッチとを備えて、変速スイッチを変速レバーに備える。

本第２発明にあっては、本第１発明の構成において、エンジンから刈取り前処理部に駆動力を伝達する作業用伝動系に油圧ポンプと、油圧モータと、ミッションケースとを直列に配置して、油圧モータの出力軸の駆動力をミッションケースの作業用出力軸に伝達し、作業用出力軸の駆動力を刈取り前処理部の入力軸に伝達するように構成している。

以下、本発明を明確にする為の参考形態を図１〜図９に基づいて説明しており、図１０に基づいて本発明の実施形態を説明している。
（参考形態）
図１に示すように、左右一対のクローラ式の走行装置１、運転座席２を有した搭乗型の運転部などを備えた自走機体の機体フレーム３の前部に、刈取り前処理部４の前処理部フレーム４ａの基部を機体横向きの軸芯まわりで回動自在に連結するとともに、前記前処理部フレーム４ａにリフトシリンダ５を連動させ、前記機体フレーム３に脱穀装置６、穀粒タンク７を設けてコンバインを構成してある。

このコンバインは、稲・麦などの穀粒を収穫するものであり、前記リフトシリンダ５を操作すると、このリフトシリンダ５が前処理部フレーム４ａを機体フレーム３に対して上下に揺動操作して刈取り前処理部４を引起し装置４ｂの下部が地面上近くに位置した下降作業状態と、引起し装置４ｂが地面から高く浮上した上昇非作業状態とに昇降操作する。刈取り前処理部４を下降作業状態にして自走機体を走行させると、刈取り前処理部４は、植立穀稈を引起し装置４ｂによって引起し処理しながらバリカン型の刈取装置４ｃに供給して刈取り処理し、刈取穀稈を搬送装置４ｄによって機体後方向きに搬送して脱穀装置６の脱穀フィードチェーン６ａの始端部に供給する。脱穀装置６は、脱穀フィードチェーン６ａによって刈取穀稈の株元側を機体後方側に搬送しながらその穂先側を扱き室（図示せず）に供給して脱穀処理する。穀粒タンク７は、脱穀装置６からの脱穀粒を回収して貯留していく。

自走機体の前記運転座席２の下方にエンジン８を設け、このエンジン８の駆動力を左右の走行装置１，１に伝達する走行用伝動系、前記エンジン８の駆動力を刈取り前処理部４に伝達する作業用伝動系を、図２に示す如く構成してある。
すなわち、走行用伝動系は、エンジン８の出力軸８ａの駆動力を伝動ベルト９を利用して主変速装置１０の入力軸１１に伝達し、この主変速装置１０の出力軸１２の駆動力をミッションケース２０に伝達してこのミッションケース２０の内部でギヤ式減速機構（図示せず）を介して左右一対の操向クラッチ２１に伝達し、左側の操向クラッチ２１の回転出力をミッションケース２０の左横側から出力して左側の走行装置１のクローラ駆動スプロケット１ａに伝達し、右側の操向クラッチ２１の回転出力をミッションケース２０の右横側から出力して右側の走行装置１のクローラ駆動スプロケット１ａに伝達するように構成してある。
作業用伝動系は、前記主変速装置１０の前記出力軸１２の駆動力をミッションケース２０の作業用出力軸２２に伝達し、この作業用出力軸２２の駆動力を伝動ベルト２３を利用して刈取り前処理部４の入力軸４ｅに伝達するように構成してある。

前記主変速装置１０は、前記入力軸１１によってシリンダブロック（図示せず）が駆動されるように構成したアキシャルプランジャ形で、かつ可変容量形の油圧ポンプ１３と、この油圧ポンプ１３からの圧油によって駆動されて前記出力軸１２から出力するアキシャルプランジャ形の油圧モータ１４とを備えて構成してあり、静油圧式無段変速装置になっている。
すなわち、油圧ポンプ１３の斜板角の変更操作が行なわれることにより、エンジン８からの駆動力を前進駆動力に変換して左右の走行装置１，１に伝達する前進伝動状態と、エンジン８からの駆動力を後進駆動力に変換して左右の走行装置１，１に伝達する後進伝動状態と、油圧モータ１４の駆動を停止して左右の走行装置１，１に対する伝動を絶つ中立状態とに切り換わるようになっている。また、前進伝動状態においても後進伝動状態においてもエンジン８からの駆動力を無段階に変速して左右の走行装置１，１に伝達するようになっている。

主変速装置１０を構成する前記油圧モータ１４は、前記油圧ポンプ１３の容量の１倍以上の容量を有する可変容量形の油圧モータに構成してある。これにより、油圧モータ１４は、主変速装置１０と直列に並び合った状態で走行用伝動系に設けられた副変速装置になっており、この油圧モータ１４の斜板角の変更操作が行なわれることにより、エンジン８からの駆動力を副変速して左右の走行装置１，１に伝達するようになっている。

図２に示すように、主変速装置１０の油圧ポンプ１３の斜板操作軸（図示せず）に電動式の主変速モータ２５を連動させて、この主変速モータ２５によって主変速装置１０を変速操作するように構成し、前記油圧モータ１４の斜板操作軸（図示せず）に電動式の副変速モータ２６を連動させて、この副変速モータ２６によって油圧モータ１４を変速操作するように構成してある。図４に示すように、主変速モータ２５及び副変速モータ２６を変速制御手段２７に連係させてある。

図３に示すように、運転部の運転座席２の横側方に、レバーガイド３０のガイド溝３１に案内されて機体前後方向に揺動操作するように構成した主変速レバー３２、この主変速レバー３２の横側近くに位置させて前記レバーガイド３０に設置した複数個の副変速手段３３，３４，３５及び１個の主副変速モード選択手段３６を設けてある。図４に示すように、前記主変速レバー３２に検出作用するレバー位置検出手段３７、前記各副変速手段３３，３４，３５、前記主副変速モード選択手段３６も、前記変速制御手段２７に連係させてある。油圧ポンプ１３の斜板操作軸の操作位置に基いて主変速装置１０の変速状態を検出する主変速センサ３８、及び、油圧モータ１４の斜板操作軸の操作位置に基いて油圧モータ１４の変速状態を検出する副変速センサ３９も変速制御手段２７に連係させてある。前記エンジン８の出力回転数を検出するエンジン回転センサ４０も、走行装置１の駆動速度を検出する速度センサ４１も前記変速制御手段２７に連係させてある。

前記レバー位置検出手段３７は、主変速レバー３２に操作部が連動されたポテンショメータによって構成してあり、主変速レバー３２が主変速装置１０を中立状態に操作する中立位置Ｎ、主変速装置１０を前進伝動状態に操作する前進域Ｆ、主変速装置１０を後進伝動状態に操作する後進域Ｒのいずれの操作位置や操作域に操作されたかを検出し、さらに主変速レバー３２が前進域Ｆや後進域Ｒにおけるいずれの操作位置に操作されたかを検出し、この検出結果を電気信号にして変速制御手段２７に出力する。

主副変速モード選択手段３６は、押しボタン式のモード選択スイッチで成り、押し操作されることによって主副変速モード指令を変速制御手段２７に出力する。

前記複数個の副変速手段３３，３４，３５は、押しボタン式の副変速スイッチで成り、各副変速手段３３，３４，３５は、押し操作されることによって副変速モード指令を変速制御手段２７に出力する。また、複数個の副変速手段３３，３４，３５のうちの高速用の副変速手段３３は、押し操作されると、副変速モード指令の他に、油圧モータ１４を高速の副変速状態に切り換え操作させるべく高速副変速指令も変速制御手段２７に出力する。複数個の副変速手段３３，３４，３５のうちの標準用の副変速手段２４は、押し操作されると、副変速モード指令の他に、油圧モータ１４を中速の副変速状態に切り換え操作させるべき中速副変速指令も変速制御手段２７に出力する。複数個の副変速手段３３，３４，３５のうちの倒伏用の副変速手段３５は、押し操作されると、副変速モード指令の他に、油圧モータ１４を低速の副変速状態に切り換え操作させるべき低速副変速指令も変速制御手段２７に出力する。

変速制御手段２７は、マイクロコンピュータを利用して成り、前記主副変速モード選択手段３６、前記各副変速手段３３，３４，３５、前記レバー位置検出手段３７からの情報を基に、図５〜８に示す如く作動する。

すなわち、図５に示すように、変速制御手段２７は、主副変速モード選択手段３６から主副変速モード指令を入力すると、主副変速制御モードに切り換わって主副変速制御を実行する。図７に示すように、レバー位置検出手段３７による検出情報を基に主変速レバー３２が操作されたか否かを判断し、主変速レバー３２が操作されたと判断すると、レバー位置検出手段３７による検出情報を基に、主変速センサ３８による検出情報に基いて主変速装置１０が制御目標変速状態になったと判断するまで主変速モータ２５を駆動操作し、主変速装置１０を主変速レバー３２の操作位置に対応する変速状態に変速操作する。さらに、レバー位置検出手段３７による検出情報を基に、副変速センサ３９による検出情報に基いて油圧モータ１４が制御目標副変速状態になったと判断するまで副変速モータ２６を駆動操作し、油圧モータ１４を主変速レバー３２の操作位置に対応する副変速状態に変速操作する。油圧モータ１４の変速操作についてさらに詳述すると、図９に示すように、主変速レバー３２が前進域Ｆや後進域Ｒの低速部に操作された場合には、油圧モータ１４を低速の副変速状態に変速操作し、主変速レバー３２が前進域Ｆや後進域Ｒの中速部に操作された場合には、油圧モータ１４を中速の副変速状態に変速操作し、主変速レバー３２が前進域Ｆや後進域Ｒの高速部に操作された場合には、油圧モータ１４を高速の副変速状態に変速操作する。

図５に示すように、変速制御手段２７は、副変速手段３３，３４，３５から副変速モード指令を入力すると、副変速制御モードに切り換わり、主変速制御と副変速制御を実行する。図６に示すように、レバー位置検出手段３７による検出情報を基に主変速レバー３２が操作されたか否かを判断し、主変速レバー３２が操作されたと判断すると、レバー位置検出手段３７による検出情報を基に、主変速センサ３８による検出情報に基いて主変速装置１０が制御目標変速状態になったと判断するまで主変速モータ２５を駆動操作し、主変速装置１０を主変速レバー３２の操作位置に対応する変速状態に変速操作する。さらに、図８のステップ１〜４に示すように、高速用の副変速手段３３から高速副変速指令を入力すると、この高速副変速指令を基に、副変速センサ３９による検出情報に基いて油圧モータ１４が制御目標副変速状態になったと判断するまで副変速モータ２６を駆動し、油圧モータ１４を高速副変速指令に対応する高速の変速状態に変速操作する。図８のステップ５〜７に示すように、標準用の副変速手段３４から中速副変速指令を入力すると、この中速副変速指令を基に、副変速センサ３９による検出情報に基いて油圧モータ１４が制御目標副変速状態になったと判断するまで副変速モータ２６を駆動し、油圧モータ１４を中速副変速指令に対応する中速の副変速状態に変速操作する。図８のステップ８〜１０に示すように、倒伏用の副変速手段３５から低速副変速指令を入力すると、この低速副変速指令を基に、副変速センサ３９による検出情報に基いて油圧モータ１４が制御目標副変速状態になったと判断するまで副変速モータ２６を駆動し、油圧モータ１４を低速副変速指令に対応する低速の副変速状態に変速操作する。

変速制御手段２７は、エンジン回転センサ４０による検出エンジン回転数と、速度センサ４１による検出速度を基に、走行装置１の駆動負荷を演算し、この演算駆動負荷が設定値以上の負荷になったか否かを判断し、演算駆動負荷が設定値以上になったと判断した場合、副変速モータ２６をレバー位置検出手段３７からの検出情報や各副変速手段３３，３５からの副変速指令に優先して駆動操作し、主変速レバー３２が操作されている操作位置にかかわらず、かつ高速や中速用の副変速指令にかかわらず、油圧モータ１４を低速の副変速状態に変速操作する。

つまり、倒伏が激しくない穀稈を刈り取るなど、通常の作業走行を行なうに当たり、主副変速モード選択手段３６を押し操作する。すると、この主副変速モード選択手段３６が出力する主副変速モード指令のために変速制御手段２７が主副変速制御モードに切り換わり、変速制御手段２７は、レバー位置検出手段３７による検出情報を基に主変速モータ２５及び副変速モータ２６を操作して主変速装置１０及び油圧モータ１４を主変速レバー３２の操作位置に対応する変速状態に切り換え操作するのであり、主変速レバー３２を操作するだけで、主変速装置１０を無段階に変速操作することによって走行装置１の駆動速度を変更する主変速と、油圧モータ１４を低、中、高速の３段階の副変速状態に切り換えることによって走行装置１の駆動速度を変更する副変速とを一挙に行ないながら走行することができる。

移動走行の際や、倒伏が激しい穀稈を刈り取るなどの作業走行の際、複数個の副変速手段３３，３４，３５から所定の副変速手段３３，３４，３５を選択して押し操作する。すると、押し操作された副変速手段３３，３４，３５が出力する副変速指令のために変速制御手段２７が副変速制御モードに切り換わり、変速制御手段２７は、レバー位置検出手段３７による検出情報を基に主変速モータ２５を操作して主変速装置１０を主変速レバー３２の操作位置に対応する変速状態に切り換え操作する。これとともに、変速制御手段２７は、副変速手段３３，３４，３５からの副変速指令を基に副変速モータ２６をレバー位置検出手段３７による検出情報に優先して操作して油圧モータ１４を副変速指令に対応する副変速状態に切り換え操作するのであり、高速用の副変速手段３３を操作した場合には、油圧モータ１４を高速の副変速状態に固定しながら、標準用の副変速手段３４を操作した場合には、油圧モータ１４を中速の副変速状態に固定しながら、倒伏用の副変速手段３５を操作した場合には、油圧モータ１４を低速の副変速状態に固定しながら、いずれの場合も、主変速レバー３２によって主変速装置１０を無段階に変速操作して走行装置１の駆動速度を変更しながら走行することができる。

また、左右一対の操向クラッチ２１，２１を操作して機体を旋回走行させる際など、走行装置１の駆動負荷が設定値以上になると、このときの主変速レバー３２の操作位置にかかわらず、かつ、副変速手段３３による高速副変速指令や、副変速手段３４による中速副変速指令にかかわらず、変速制御手段２７が油圧モータ１４を低速の副変速状態に切り換え操作するのであり、走行装置１の駆動負荷の増大に起因するエンジン８の負荷増大を抑制しながら走行することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。この場合、本発明の実施形態において前述の参考形態と異なる部分について説明しており、その他の部分は前述の参考形態と同様である。
（本発明の実施形態）
図１０（イ）は操作部構造を備えた走行用変速操作装置を示し、この走行用変速操作装置の操作部構造にあっては、主変速レバー３２の握り部３２ａに１個の副変速手段４２を設けてある。
この副変速手段４２は、押しボタン式の副変速スイッチで成り、押し操作されると、副変速モード指令と副変速指令を変速制御手段２７に出力するようになっている。さらに、この副変速手段４２は、図１０（ロ）に示す如く押し操作される毎に副変速指令を高速副変速指令と中速副変速指令と低速副変速指令とに順次に切り換えて出力するようになっている。

〔別の実施形態〕
上記実施形態の如く主変速レバー３２をレバー位置検出手段３７、変速制御手段２７、主変速モータ２５を介して主変速装置１０の油圧ポンプ１３の斜板操作軸に連係させることにより、主変速レバー３２による主変速装置１０の変速操作を可能に構成する他、図１１に示す如く構成して実施してもよい。すなわち、主変速レバー３２を主変速装置１０の油圧ポンプ１３の斜板操作軸にリンクを利用した機械式連動手段によって連動させることにより、主変速レバー３２による主変速装置１０の変速操作を可能にする構成を採用して実施してよく、この場合も本発明の目的を達成することができる。

副変速モータ２６に替えてシリンダやソレノイドなどを採用し、これらによって油圧モータ１４の副変速状態を切り換えるように構成して実施しても、本発明の目的を達成することができる。従って、これら副変速モータ２６、シリンダ、ソレノイドなどを総称して副変速アクチュエータ２６と呼称する。

コンバインの他、トラクター、芝刈り機など各種の作業を行なう車両に装備される走行用変速操作装置にも本発明は適用できる。従って、これら、コンバイン、トラクター、芝刈り機などを総称して作業車と呼称する。

参考形態のコンバイン全体の側面図 参考形態の伝動系統図 参考形態の主変速レバー、副変速手段の配設部の平面図 参考形態の変速制御のブロック図 参考形態の変速制御のフロー図 参考形態の変速制御のフロー図 参考形態の変速制御のフロー図 参考形態の変速制御のフロー図 参考形態の主変速レバーの操作位置と、変速制御モードと、油圧モータの変速状態との関係を示す説明図 （イ）は、本発明の実施形態の副変速手段の配設部を示す側面図、（ロ）は、副変速手段の副変速指令の出力を示す説明図 別の実施形態を備えた主変速レバー連係構造を示す説明図

４ 刈取り前処理部
４ｅ 入力軸
８ エンジン
１０ 静油圧式無段変速装置
１２ 出力軸
１３ 油圧ポンプ
１４ 油圧モータ
２０ ミッションケース
２２ 作業用出力軸
２６ アクチュエータ
３２ 変速レバー
４２ 変速スイッチ

Claims (2)

1. 油圧ポンプと油圧モータとを備えた静油圧式無段変速装置を備え、
   前記油圧ポンプを、前進伝動状態及び後進伝動状態に無段階に変速自在な可変容量形に構成し、
   前記油圧モータを、移動走行用の高速、標準用の中速、及び倒伏が激しい穀稈を刈り取る倒伏用の低速に操作自在な可変容量形に構成して、
   前記油圧ポンプを操作するもので人為的に操作される変速レバーと、
   前記油圧モータを操作するアクチュエータと、前記アクチュエータを操作するもので人為的に操作される変速スイッチとを備えて、
   前記変速スイッチを前記変速レバーに備えてあるコンバイン。
2. エンジンから刈取り前処理部に駆動力を伝達する作業用伝動系に、前記油圧ポンプと、前記油圧モータと、ミッションケースとを直列に配置して、
   前記油圧モータの出力軸の駆動力を前記ミッションケースの作業用出力軸に伝達し、前記作業用出力軸の駆動力を前記刈取り前処理部の入力軸に伝達するように構成してある請求項１に記載のコンバイン。

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