| 【発明の名称】 |
コンバイン等の油圧制御弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】大塚 浩司
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| 【要約】 |
【課題】コンバインの各制御用の油圧回路において、方向制御部，刈取制御部，アンロード部等の各切替弁の切替応答速度を通常より高速応答可能にさせる。
【解決手段】油圧ポンプ１からの送油により作用させる油圧回路Ｍにおいて、無負荷時に自動的に作用圧油を逃がすアンロード部Ｕと、機体２を自動的に左右操向して直進制御可能な操向制御部Ｃと、刈取装置３を自動的に上下調節して刈高さ制御可能な刈取制御部Ｂとに、各々高速応答可能な圧力切替弁４，方向切替弁５，上下切替弁６を用いたことを特徴とするコンバイン等の油圧制御弁の構成とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】油圧ポンプ１からの送油により作用させる油圧回路Ｍにおいて、無負荷時に自動的に作用圧油を逃がすアンロード部Ｕと、機体２を自動的に左右操向して直進制御可能な操向制御部Ｃと、刈取装置３を自動的に上下調節して刈高さ制御可能な刈取制御部Ｂとに、各々高速応答可能な圧力切替弁４，方向切替弁５，上下切替弁６を用いたことを特徴とするコンバイン等の油圧制御弁。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、コンバイン等の油圧制御弁に関し、油圧回路における各アクチュエータ駆動用やアンロード用に高速応答可能な切替弁を用いたもの等の分野に属する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】従来、コンバイン等の油圧回路において、各作業用のアクチュエータを駆動させる切替弁やアンロード用の切替弁、例えば、機体の進行方向を自動的に左右操向させる方向切替弁や、刈取装置の刈高さを自動的に上下調節させる上下切替弁や、無負荷時に自動的に作業圧油を逃がす圧力切替弁等の切替応答性が遅いときは、刈取直進時における機体の蛇行や、刈高さの不揃い等により作業性能を阻害されることに加え、圧力立ち上がりの遅れによる圧力切替弁と方向切替弁又は上下切替弁との作動ずれにより、更に不具合が増大する恐れがある。
【０００３】そこでこの発明は、これらの各切替弁の切替応答性を高速応答可能とすることにより作業性能の向上を図る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、油圧ポンプ１からの送油により作用させる油圧回路Ｍにおいて、無負荷時に自動的に作用圧油を逃がすアンロード部Ｕと、機体２を自動的に左右操向して直進制御可能な操向制御部Ｃと、刈取装置３を自動的に上下調節して刈高さ制御可能な刈取制御部Ｂとに、各々高速応答可能な圧力切替弁４，方向切替弁５，上下切替弁６を用いたことを特徴とするコンバイン等の油圧制御弁の構成とする。
【０００５】
【作用】上記の構成により、コンバイン等の油圧回路Ｍにおいて、操向制御部Ｃでは左右各別に、例えば３ポート２位置切替えによる通常よりも高速応答可能な方向切替弁５を配置することにより、この方向切替弁５の作用により左右の走行クラッチを切り走行ブレーキを制動して機体２の進行方向を安定して直進制御させることができると共に、刈取制御部Ｂでは刈取装置３の上げ及び下げを各別に、例えば２ポート２位置切替えによる通常よりも高速応答可能な上下切替弁６を配置することにより、この上下切替弁６の作用により一定の刈高さを保持制御させることができる。なお、アンロード部Ｕに、例えば２ポート２位置切替えにより通常よりも高速応答可能な圧力切替弁４を配置することにより、この圧力切替弁４による該方向切替弁５又は上下切替弁６の作用に応じた圧力の立ち上がりを敏速に行わせることができる。
【０００６】
【発明の効果】上記作用の如く、コンバイン等の油圧回路Ｍにおいて、機体２を左右操向して直進制御させる操向制御部Ｃの方向切替弁５と、刈取装置３の刈高さを一定に保持制御させる刈取制御部Ｂの上下切替弁６と、該方向切替弁５又は上下切替弁６の作用時に圧力を立ち上げるアンロード部Ｕの圧力切替弁４とを、通常よりも高速応答可能な切替弁とすることにより、該方向切替弁５の作用時には機体２の刈取直進時における蛇行や条外れ等の防止と、該上下切替弁６の作用時には刈取装置３の刈高さの不揃いによって生じる脱穀性能の不良等を防止すると共に、該方向切替弁５又は上下切替弁６の作用時に圧力切替弁４の圧力立ち上がりの遅れによって生じる不具合等を防止することができるから、切替応答性及び作動の円滑性を向上させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施例を図面に基づき説明する。図１２はコンバインの全体構成を示すもので、機体２の走行フレーム７下部側に土壌面を走行する左右一対の走行クロ−ラ８を張設した走行装置９を配設すると共に、該走行フレーム７上にフィ−ドチェン１０に挟持搬送して供給される刈取り穀稈を脱穀し、この脱穀された穀粒を選別回収して一時貯留するグレンタンク１１と、この貯留した穀粒を機外へ排出する排穀オーガ１２とを備えた脱穀装置１３を載置構成している。
【０００８】該脱穀装置１３の前方に、その前端側から植立穀稈を分草する分草体１４と、分草された穀稈を引き起こす引起部１５と、引き起こされた穀稈を刈り取る刈刃部１６と、この刈り取られた穀稈を後方側へ搬送しながら横倒れ姿勢に変更して該フィ−ドチェン１０へ受渡しする穀稈搬送部１７等を有する刈取装置３を、油圧駆動による昇降シリンダ１８により土壌面に対し昇降自在に作用するよう配置構成している。
【０００９】該刈取装置３の一側にコンバインの操作制御を行う操作装置１９と、この操作のための操作席２０とを設け、この操作席２０の下方側にはエンジン２１を搭載し、後方側には前記グレンタンク１１を配置すると共に、操作装置１９と操作席２０とを覆うキャビン２２を設けて構成している。これらの走行装置９，脱穀装置１３，刈取装置３，操作装置１９，エンジン２１等によってコンバインの機体２を構成させている。
【００１０】前記左端側の分草体１４の後側に、未刈稈への接当により機体２の進行方向を検出する前後回動自在の検出杆２３ａを、各々左右側へ突出させた方向センサ２３を配設すると共に、同じくこの分草体１４の後側に、超音波を発射しその反射波を受けて刈取り穀稈の刈高さを検出する刈高センサ２４を土壌面に向けて配設し、機体２の前後及び左右傾斜を検出する静電容量形式の前後傾斜センサ２５ａと左右傾斜センサ２５ｂとを前記走行フレーム７の適宜位置に各々配設して構成させている。
【００１１】該走行フレーム７の前端側に装架した走行用ミッションケース２６のギヤ伝動機構を２系統に分けて説明する。まず最初に、図２（ａ）及び図３に示す如く、油圧式無段変速モータ２７から入力する第１軸の入力軸２８に軸止した入力ギヤ２９と、第２軸の変速軸３０の左端部に軸止する入力伝動ギヤ３１とを噛合連動させ、この変速軸３０に横並びに二連の変速駆動ギヤ３２を軸回転摺動させると共に、この変速駆動ギヤ３２側面のクラッチ爪３２ａと噛合接続する高速駆動ギヤ３２ｂを変速軸３０の右端部に遊転軸承し、この高速駆動ギヤ３２ｂと、第３軸のカウンタ軸３３の右端部に軸止する高速ギヤ３４ａとを噛合連動させ、この高速ギヤ３４ａの左側に適宜間隔に軸止した中速ギヤ３４ｂ及び低速ギヤ３４ｃと、該変速駆動ギヤ３２とを各々切り替え噛合連動させて３速の副変速を構成させる。
【００１２】該低速ギヤ３４ｂと第４軸の操向軸３５に軸止する操向センタギヤ３６とを噛合連動させると共に、この操向センタギヤ３６の両側面に各々噛合接続する左右の操向クラッチ３７を操向軸３５に遊転摺動可能に軸承し、この左右の操向クラッチ３７に、操向センタギヤ３６側からギヤ部３７ａとシフタ溝部３７ｂとボス部３７ｃとを設け、左右のシフタ溝部３７ｂに、操向クラッチ３７を油圧駆動の左右の操向シリンダ３８により左右摺動させる左右の操向シフタ３９を係合し、左右のボス部３７ｃに、油圧駆動の左右のブレーキシリンダ４０により制動させる左右の走行ブレーキ４１の回転ディスク側を軸止し、停止ディスク側を内壁に固定させた構成とする。
【００１３】該操向クラッチ３７の左右のギヤ部３７ａと、第５軸の減速軸４２に遊転軸承した左右の二連の操向伝動ギヤ４３とを各々噛合連動させ、この操向伝動ギヤ４３の他方の小径ギヤ４３ａと、第６軸の左右のホイル軸４４の一端部に軸止した左右のホイルギヤ４５とを各々噛合連動させ、該ホイル軸４４の他端部に前記走行クローラ８を駆動する左右の駆動輪４６を各々軸止して構成させる。
【００１４】次に、図２（ｂ）及び図３に示す如く、第１軸の入力軸２８から第２軸の変速軸３０を経て、第３軸のカウンタ軸３３に至るまでは前記の如き伝動経路となるが、このカウンタ軸３３の一端部に軸回転摺動する旋回切替ギヤ４７の一方側のスピン旋回ギヤ４７ａと、第７軸の旋回中間軸４８の一端部に軸止したスピン中間ギヤ４９とを噛合連動させると共に、このスピン中間ギヤ４９の右側に適宜間隔に軸止したスピン駆動ギヤ５０と、第８軸の旋回軸５１に軸止した旋回ギヤ５２とを噛合連動させた構成とする。
【００１５】該第３軸の旋回切替ギヤ４７の他方側のマイルド旋回ギヤ４７ｂと、旋回軸５１の旋回ギヤ５２とを噛合連動させ、旋回軸５１の左右端部に、油圧駆動の左右の旋回シリンダ５３により作動させる左右の旋回クラッチ５４の回転ディスク側を軸止すると共に、停止ディスク側から内側に向けて延長したボス部５４ａに軸止した左右の旋回駆動ギヤ５５と、前記減速軸４２の操向伝動ギヤ４３とを噛合連動させた構成とする。
【００１６】また、図４及び図５に示す如く、前記走行フレーム７の中央左右側に縦方向に固着した、左右の縦フレ−ム５６の前側下部に設けた左右のローリングメタル５７に前部ローリングアーム５８を回動可能に軸支し、この左右の前部ローリングアーム５８の下端部位置と、左右の縦フレ−ム５６の外側下方に各々位置する左右の転輪フレーム５９の前部側位置とを回動可能に連結して構成する。
【００１７】該左右の縦フレ−ム５６の後側下部に各々設けた左右のピッチングメタル６０にピッチング軸６１を回動可能に軸支し、このピッチング軸６１の左右側に各々左右のピッチングアーム６２を軸止する。この左右のピッチングアーム６２と平面視Ｈ字状の連結アーム６３の左右側一端部とを回動可能に連結すると共に、その他端部と左右の後部ローリングアーム６４とを回動可能に連結し、この左右の後部ローリングアーム６４の下端部位置と、該左右の転輪フレーム５９の後部側位置とを回動可能に連結して構成する。
【００１８】該左右の転輪フレーム５９の後端部上側に、各々左右の後部転輪６５を回動可能に軸支すると共に、左右の転輪フレーム５９の外側面下部側に各々所定の間隔にて複数個の接地転輪６６を遊転自在に軸支し、これら左右の後部転輪６５及び複数個の接地転輪６６と、前記走行フレーム７の前端部に装架した走行用ミッションケ−ス２６から動力を伝達する駆動輪４６とに、前記左右の走行クロ−ラ８を各々巻掛け張設した構成とする。
【００１９】該右のピッチングアーム６２の上端部に、油圧駆動によるピッチングシリンダ６７の可動先端部を連結すると共に、該左右の前部ローリングアーム５８と該左右の後部ローリングアーム６４とを各々４点平行リンクを形成可能に左右の連結杆６８によって回動可能に連結し、左右の後部ローリングアーム６４の上部側を連結杆６８の連結位置より更に上方へ延長した上端部に、油圧駆動による左右のローリングシリンダ６９の可動先端部を連結して構成する。
【００２０】このように、該左右の前部及び後部ローリングアーム５８，６４と、左右のローリングシリンダ６９等の作用により、機体２を昇降又は左右傾斜させるローリング制御による左右水平制御手段を構成すると共に、該ピッチングアーム６２とピッチングシリンダ６７等の作用により、機体２を前後傾斜させるピッチング制御による前後水平制御手段を構成する。
【００２１】このようなコンバインにおける刈取作業時に、方向センサ２３による機体２の進行方向の検出と、刈高センサ２４による刈取装置３の刈高さの検出と、前後及び左右傾斜センサ２５ａ，２５ｂによる機体２の水平状態の検出とにより、図１に示す如く、操向制御部Ｃ，刈取制御部Ｂ，水平制御部Ｔ，アンロード部Ｕ等を各々作用させる油圧回路Ｍを構成させる。
【００２２】該油圧回路Ｍにおける操向制御部Ｃは、油圧式無段変則装置Ｈ等の油タンク７０から油圧ポンプ１により供給される圧油を、３ポート２位置切替えによる優先分流弁７１を経由して、スプールのストロークや形状等の変更によって、弁の切替応答速度を通常より高速で応答可能な３ポート２位置を電磁切替えする左右の方向切替弁５を配置し、この左右の方向切替弁５から、左右の操向シフタ３９により操向クラッチ３７を各々入り切りさせる左右の操向シリンダ３８に接続して構成させる。
【００２３】該左右の操向シリンダ３８を介して、４ポート２位置を電磁切替えする左右の作用切替弁７２により、左右の走行ブレーキ４１を各々制動する左右のブレーキシリンダ４０と、スピン旋回又はマイルド旋回用の左右の旋回クラッチ５４を作用させる左右の旋回シリンダ５３とを切替え可能に配置すると共に、左右の操向シリンダ３８と左右の作用切替弁７２との中間から、各々チェック弁７３を介してパワステレバー７４ａによる手動制御用のリリーフ弁７４へ接続し、このリリーフ弁７４から該油タンク７０へ返油させるよう接続して構成させる。
【００２４】刈取制御部Ｂは、前記優先分流弁７１を経由し絞り弁７５ａを介して、スプールのストロークや形状等の変更によって、弁の切替応答速度を通常より高速で応答可能な２ポート２位置を電磁切替えして刈取装置３を昇降させる、上下切替弁６の上げ切替弁６ａを前記昇降シリンダ１８へ接続すると共に、この昇降シリンダ１８から下げ切替弁６ｂへ絞り弁７５ｂを介して接続し、この下げ切替弁６ｂから該油タンク７０へ返油させるよう接続して構成させる。
【００２５】アンロード部Ｕは、該優先分流弁７１を経由して、スプールのストロークや形状の変更によって、弁の切替応答速度を通常より高速で応答可能な２ポート２位置を電磁切替えするパイロットの圧力切替弁４を接続した、大流量に対応可能な増幅弁７６を配置し、この増幅弁７６から該油タンク７０へ返油するよう接続して構成させる。
【００２６】水平制御部Ｔは、該優先分流弁７１を経由して、各々４ポート３位置を電磁切替えするピッチング制御用のピッチング切替弁７７と、ローリング制御用の左右のローリング切替弁７８を各々接続し、このピッチング切替弁７７からピッチングシリンダ６７の伸長側へパイロットチェック弁７９ａを、短縮側へチェック弁７９ｂを介して各々接続させると共に、該左右のローリング切替弁７８から各々ローリングシリンダ６９の伸長側へパイロットチェック弁８０ａとチェック弁８０ｂを、短縮側へパイロットチェック弁８１を介して接続した構成とする。
【００２７】前記排穀オーガ１２を上下作用させる４ポート３位置を電磁切替えするオーガ切替弁８２を、パイロットチェック弁８３を介してオーガシリンダ８４へ接続した構成とする。方向センサ２３の検出により自動的に操向制御部Ｃの左又は右の方向切替弁５を作用側に切替えたときは、まず操向シリンダ３８を作動させて操向シフタ３９により操向クラッチ３７を切りとし、この切りに伴い作用切替弁７２をブレーキシリンダ４０側に切替えているときは、走行ブレーキ４１を制動させて機体２の直進時の左右操向又はブレーキ旋回を行わせ、作用切替弁７２を旋回シリンダ５３側に切り替えているときは、旋回クラッチ５４を作用させて旋回切替ギヤ４７の切り替えによりスピン旋回又はマイルド旋回による旋回制御を行わせる。
【００２８】刈高センサ２４の検出により自動的に刈取制御部Ｂの上下切替弁６の上げ切替弁６ａ又は下げ切替弁６ｂを各々作用側に切り替えたときは、各絞り弁７５ａ又は７５ｂにより流量調節を行って昇降シリンダ１８を作動させ、刈取装置３を上昇又は下降させて刈高さ制御を行わせる。これらの操向制御部Ｃにおける方向切替弁５、又は刈取制御部Ｂにおける上下切替弁６を作用側に切り替えたときは、アンロード部Ｕの圧力切替弁４を自動的に圧力を立ち上げる側に切り替え、増幅弁７６による大流量の圧油の逃がしを停止させる作用を行うが、このとき圧力切替弁４，方向切替弁５，上下切替弁６の弁切替の応答速度を通常より高速で応答させることにより、圧力の立ち上がりや切替えを敏速に行わせて、刈取直進時における蛇行や条外れ等を防止できると共に、刈高さの不揃いによる稈長のばらつき等を防止することができる。
【００２９】また、前記水平制御部Ｔにおいて、ローリング制御を行う左右のローリング切替弁７８の切替応答性を向上させるため、図６（ａ）及び（ｂ）に示す如き回路を構成することもできるが、これらの回路では同時制御させる出力（電気）が多いため、コントローラの電気容量を大きくする必要があると共に、コントローラそのものを大きくしなければならないという難点がある。
【００３０】そこで、図７に示す如く、油圧回路Ｍの水平制御部Ｔの左右のローリング切替弁７８を、スプールのストロークや形状等の変更によって、弁の切替応答速度を通常より高速で応答可能な３ポート２位置を電磁切替えするローリング切替弁８５に代えることにより、機体２の左右水平制御の応答性及び作用の円滑性を向上させることができる。
【００３１】また、図８に示す如く、前記油圧回路Ｍの優先分流弁７１により制御流ａと余剰流ｂとに分流するものにおいて、この分流された制御流ａ側で操向制御部Ｃとアンロード部Ｕを作動させ、余剰流ｂ側で刈取制御部Ｂと水平制御部Ｔ等を作動させるようにし、制御流ａ側の操向制御部Ｃの左右の方向切替弁５とアンロード部Ｕの圧力切替弁４とを、各々前記の如く弁の切り替えを高速応答可能とすることにより、切替応答性を向上させることができると共に、切り替え頻度を増加させてパルスやデューティ制御等の高精度制御を可能とすることができる。
【００３２】また、図９に示す如き油圧回路Ｓにおいて、前記油圧回路Ｍにおける操向制御部Ｃの左右の方向切替弁５及び刈取制御部Ｂの上下切替弁６を、４ポート３位置を電磁切替えする方向切替弁８６及び上下切替弁８７に代えると共に、前記油圧ポンプ１から優先分流弁７１を経由して、該方向切替弁８６と上下切替弁８７と排穀オーガ１２のオーガ切替弁８２とアンロードの圧力切替弁８８ａとに各々接続する回路ｐと、別の油圧ポンプ８９からアンロードの圧力切替弁８８ｂを経由して、水平制御部Ｔのピッチング切替弁７７と左右のローリング切替弁７８とに各々接続する回路ｒとに分離して構成させる。
【００３３】このように油圧回路ｐと油圧回路ｒとに分離させることにより、従来の如く、単一の油圧ポンプ１からの送油だけでは、刈高さ制御時に機体２の水平制御ができ難いため水平制御が遅れていたものを、方向制御と刈取上下制御と水平制御とを同時に作動させることが可能となって、刈取り及び脱穀性能を向上できると共に、型式による対応を容易に行わせることができる。
【００３４】また、従来では油圧回路Ｍ等において、各作業用の切替弁としての左右の方向切替弁５や上下切替弁６と、アンロード用の切替弁としての圧力切替弁４とを同時にＯＮ，ＯＦＦしていたため、圧力の立ち上がりが遅れて切替応答性が悪くなると共に、作動にずれを生じていた。そこで、前記の如く、高速応答可能な切替弁によって切替制御を行う際に、図１０に示す如く、該アンロード用の圧力切替弁４を、例えば６０ｍｓ連続ＯＮ状態とし、各作業用の左右の方向切替弁５や上下切替弁６を、例えば１５ｍｓ毎に１０ｍｓ間ＯＮ状態のパルスやデューティ制御を行うことにより、アンロード用の切替弁の連続ＯＮにより各作業用の切替弁を圧力が維持された状態で切り替え作動させることができるから、圧力立ち上がりの遅れにより応答性が悪くなることがないと共に、各切替弁の応答性のばらつき等による作動のずれも考慮する必要がない。
【００３５】また、油圧回路Ｍにおいて刈取時の直進制御を行う際に、一定の作業速（例えば０．８ｍ／ｓ程度）以上の走行速度のときのみ操向制御部Ｃの回路に、図１１に示す如く、前記油圧ポンプ１から優先分流弁７１を経由して左右の方向切替弁５に送油する制御流ａに加え、別の油圧ポンプ、例えば油圧式無段変速装置Ｈ等のチャージポンプ９０から、供給切替弁９１を介して絞り弁９２による流量の調節とチェック弁９３による逆流入の防止を行いながら合流供給させる。
【００３６】このように車速が一定速より早くなるときに圧油を補助することにより、各切替弁の切替えが高速応答可能な場合においても弁の切替時間に規制されて発生する刈取走行時の蛇行や条外れを防止することができる。なお、制御流ａの絶対量を増やすこともできるが、それでは回路全体の流量が増大して切替弁の容量アップが必要となり、コストアップ及び形状の大型化につながる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００１２５
【氏名又は名称】井関農機株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１０月２０日 |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１１３３１７ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）４月２７日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２８７２９９ |
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