JPH1030721A - 作業車の走行伝動構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 副変速装置のシフト部材を増速位置に駆動操
作した後の伝動開始時のショックを抑制し得る伝動構造
を合理的に構成する。 【解決手段】 スリーブ１５を高速位置Ｈと低速位置Ｌ
とに切換ることで高低２段に変速される副変速装置Ａ
と、複数個の油圧クラッチの選択的な入り操作で変速さ
れる主変速装置とをエンジンと、クローラ走行装置との
間に直列に配置し、スリーブ１５を高速位置Ｈと低速位
置Ｌとに切換える複動型の油圧シリンダＤを備え、スリ
ーブ１５を低速位置Ｌから高速位置Ｈへ切換える際の速
度が、この逆の方向への作動速度より高速になるよう構
成した。

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】従来例のように構成さ
れた伝動構造では主変速機構の変速操作と別個の操作で
副変速機構を操作する形態になることから、例えば、走
行途中に主変速装置の変速操作と同時に副変速装置を操
作して走行速度を変速したい場合にも、主変速機構を変
速操作する操作具の操作と副変速機構を変速操作する操
作具とを持ち換える必要から、操作が煩わしくなるばか
りでなく変速を終了まで時間を要するものとなり改善の
余地がある。

【０００４】そこで、変速機構を駆動力で変速操作する
油圧アクチュエータを備え、又、この油圧アクチュエー
タと主変速装置の油圧クラッチとを制御する単一の変速
レバー等の操作具を備えることで、増速を行う際には操
作レバーの操作で複数の油圧クラッチを選択的な入り操
作で走行速度を増大し、この油圧クラッチによる変速段
が最高に達した状態で更に増速を行う際には、副変速装
置を増速作動させ、これと同時に主変速機構を適切な変
速段に設定することも考えられる。しかし、車体の増速
時には、変速操作時における伝動の遮断時に走行装置に
作用する抵抗によって走行速度が低下するものであり、
又、シフト部材の位置を変更する操作は油圧クラッチの
入り切り操作より時間が掛かるものであることから、こ
の変速操作時には変速が終了して変速された動力が走行
系に伝えられる際には車体の現実の走行速度と、走行装
置に伝えられる伝動速度との差が大きくなってショック
を発生させることも考えられ改善の余地がある。

【０００５】本発明の目的は、シフト部材の位置変更で
変速を行う第１変速機構と複数個の油圧クラッチで変速
を行う第２変速機構とを備えた伝動構造において、作業
者に煩わしさを感じさせること無く、第１変速機構のシ
フト部材の操作による増速を可能にすると共に、この増
速時のショックの発生を抑制し得る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変速機構を高速伝動状
態と低速伝動状態との２状態に切換自在に構成すると共
に、前記シフト部材のシフト位置を高速伝動位置と低速
伝動位置とに切換えるアクチュエータを備え、このアク
チュエータの作動速度を前記シフト部材を低速伝動位置
から高速伝動位置へ切換える速度を、この逆の方向への
作動速度より高速に設定してある点にあり、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
アクチュエータが、シリンダに内装したピストンから該
ピストンの作動方向に沿う一方の側にピストンロッドを
形成した複動型の油圧シリンダで構成されると共に、ピ
ストンロッドが配置された側の油圧シリンダへの作動油
の供給で前記シフト部材を高速伝動位置に操作するよう
該油圧シリンダとシフト部材との連係を設定してある点
にあり、その作用は次の通りである。

【０００８】〔作用〕上記第１の特徴によると、アクチ
ュエータによる第１変速機構の変速を可能にすると共
に、第１変速機構を高速伝動状態に切換る際にはアクチ
ュエータが高速に作動するので、変速開始から変速終了
までの時間を短縮するものとなり、例えば、第２変速機
構が最高速に達して次の変速段に切換える際に第１変速
機構を低速伝動状態から高速伝動状態に切換える場合に
は、走行装置に対して動力が伝動されない時間を短縮し
て変速以前と車体の走行速度と変速動力との速度差を小
さくし得るものとなる。

【０００９】上記第２の特徴によると、ピストンロッド
を備えた側のピストンの受圧面は、ピストンの他方の受
圧面より小さいものであるため、例えば、所定の油圧ポ
ンプ等の供給系からの作動油を供給するだけで、受圧面
積の大きい側に供給した場合と比較して、受圧面積の小
さい側に供給した場合の方が高速で作動する結果、シフ
ト部材の高速伝動位置への操作を高速で行えるものとな
る。

【００１０】

【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に伝えるられるように構成さ
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に伝える伝動系が形
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。

【００１１】図２及び３に示すように、前記副変速装置
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。

【００１２】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。

【００１３】図２に示すように、前記主変速装置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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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走行装置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での
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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】そして、変速レバー３０の操作で車速の増
大時に前進３速Ｆ３から前進４速Ｆ４への切換時には副
変速装置Ａの油圧シリンダＤの作動開始に先だって伝動
状態の第３油圧クラッチＣ３の切り操作が開始され、エ
ンジンＥからクローラ走行装置ＣＲに対する伝動が遮断
された状態での油圧シリンダＤが作動すると共に、油圧
シリンダＤの作動開始後に第１油圧クラッチＣ１の入り
操作が開始されるので、エンジンＥからクローラ走行装
置ＣＲに対する伝動が遮断された状態での油圧シリンダ
Ｄを作動させ、副変速装置Ａが伝動状態に達した後に主
変速装置Ｂが伝動状態に切換え得る結果、軽い操作力で
円滑な変速を可能にするものとなっている。特に、この
変速時には油圧シリンダＤのシリンダケース１６のうち
ピストンロッド１７Ａが備えられた側に作動油を供給す
るので、逆側に作動油を供給する場合と比較して、ピス
トン１７を高速で作動させて変速時間の短縮を可能にし
ており、例えば、水分を多く含んだ泥土面を走行する場
合にように車速を低下させやすい環境での変速時にも、
走行速度が大きく低下しないうちに変速を完了して走行
系に伝えられる動力の駆動速度と、車体の動慣性に起因
するクローラ走行装置ＣＲの作動速度との差をできるだ
け小さくしてショックの発生を抑制し得るものとなって
いる。又、走行速度を前進４速Ｆ４から前進３速Ｆ３に
変速する場合には車速を減速する方向にあるので、副変
速装置Ａを増速時より低速で切換操作してもショックを
発生させないものとなっている。

【００２６】〔別実施の形態〕本発明は上記実施の形態
以外に、例えば、請求項１に対応してアクチュエータを
電動モータ、油圧モータで構成することも可能である。

【００２７】

【発明の効果】従って、作業者に煩わしさを感じさせる
こと無く、第１変速機構のシフト部材の操作による増速
を可能にすると共に、この増速時のショックの発生を抑
制し得る伝動構造が合理的に構成されたのである（請求
項１）。又、複動型の油圧シリンダの構造を利用するこ
とで油圧ポンプ等の作動油を供給する系の作動油量を変
更せずとも第１変速機構の高速伝動位置への切換を迅速
に行えるようになったのである（請求項２）。

【図面の簡単な説明】

【図１】ミッションケースの側面図

【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 １６ シリンダ １７ ピストン １７Ａ ピストンロッド Ａ 第１変速機構 Ｂ 第２変速機構 ＣＲ 走行装置 Ｄ アクチュエータ Ｅ エンジン Ｈ 高速伝動位置 Ｌ 低速伝動位置

Claims (2)

【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変速機構を高速伝動状態と低速伝動状態との２
   状態に切換自在に構成すると共に、前記シフト部材のシ
   フト位置を高速伝動位置と低速伝動位置とに切換えるア
   クチュエータを備え、このアクチュエータの作動速度を
   前記シフト部材を低速伝動位置から高速伝動位置へ切換
   える速度を、この逆の方向への作動速度より高速に設定
   してある作業車の走行伝動構造。
2. 【請求項２】 前記アクチュエータが、シリンダに内装
   したピストンから該ピストンの作動方向に沿う一方の側
   にピストンロッドを形成した複動型の油圧シリンダで構
   成されると共に、ピストンロッドが配置された側の油圧
   シリンダへの作動油の供給で前記シフト部材を高速伝動
   位置に操作するよう該油圧シリンダとシフト部材との連
   係を設定してある請求項１記載の作業車の走行伝動構
   造。