| 【発明の名称】 |
田植機の油圧装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】咲川 薫徳
【氏名】大橋 良太
【氏名】坂倉 信也
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| 【要約】 |
【課題】従来の田植機において、静油圧式無段変速装置に対する作動油補給及び油圧式昇降装置に対する作動油供給が各々専用の油圧ポンプにより行われていたために高コストについていた。また、油圧ポンプをエンジンの近傍に配置した構成であると、配管が長くなり、効率も悪くなっていた。
【解決手段】エンジン９の動力を車軸７９・９９へ伝動する走行伝動系に静油圧式無段変速装置３１を介在させると共に、植付部２が油圧式昇降装置を介し機体に連結された田植機において、前記油圧式昇降装置の戻り油を前記静油圧式無段変速装置の作動油補給に導入させ、また、前記油圧式昇降装置に備わる油圧ポンプ４６を前記静油圧式無段変速装置のハウジングに取り付けてその入力軸２６により駆動させるようにした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 エンジン動力を車軸へ伝動する走行伝動系に静油圧式無段変速装置を介在させると共に、植付部が油圧式昇降装置を介し機体に連結された田植機において、前記油圧式昇降装置の戻り油を前記静油圧式無段変速装置の作動油補給ポートに導入させたことを特徴とする田植機の油圧装置。
【請求項２】 請求項１記載の油圧式昇降装置に備わる油圧ポンプを前記静油圧式無段変速装置のハウジングに取り付けてその入力軸により駆動させるようにしたことを特徴とする田植機の油圧装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、歩行型または乗用型の田植機を静油圧式無段変速装置によって変速走行し、更に、油圧によって植付部を昇降できるようにした田植機の油圧構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の田植機の主変速装置は正確な植付作業と微妙な走行変速ができて、所望の走行速度に合わせられるようにするために静油圧式無段変速装置が多く用いられるようになってきている。このような静油圧式無段変速装置は可変容積型の油圧ポンプと固定容積型の油圧モータより構成されて、油圧ポンプと油圧モータは流体接続されて閉回路が構成されている。この閉回路への作動油の補給は、植付部を昇降させるための油圧式昇降装置の油圧ポンプとは別のチャージポンプから供給されていたのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記のように静油圧式無段変速装置及び油圧式昇降装置に対して別々の油圧ポンプによって圧油を供給する構成であったために、高コストになっていた。また、油圧ポンプをエンジンの近傍に配置した構成であると、静油圧式無段変速装置や油圧式昇降装置に対する配管が長くなり、効率も悪くなっていたのである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。即ち、請求項１においては、エンジン動力を車軸へ伝動する走行伝動系に静油圧式無段変速装置を介在させると共に、植付部が油圧式昇降装置を介し機体に連結された田植機において、前記油圧式昇降装置の戻り油を前記静油圧式無段変速装置の作動油補給ポートに導入させたものである。
【０００５】請求項２においては、前記油圧式昇降装置に備わる油圧ポンプを前記静油圧式無段変速装置のハウジングに取り付けてその入力軸により駆動させるようにしたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】次に、本発明を小型乗用田植機に適用した実施の形態を説明する。図１は本発明の油圧装置を装備した乗用田植機の全体側面図、図２はトランスミッションの平面図、図３は片側のケース半部を外した側面図、図４はミッションケースの平面展開断面図、図５はミッションケース前部の平面展開断面図、図６は第一変速装置の平面断面図、図７は一側のフロントスアクスルケースの後面断面図、図８はミッションケース後部の平面展開断面図、図９はミッションケース前部の側面断面図、図１０は本発明の油圧回路図である。
【０００７】まず、乗用田植機の全体構成を図１より説明する。田植機は前部の走行部１と後部に配置した植付部２よりなり、走行部１は機体フレーム１０の前部上にエンジン９が載置され、該エンジン９はボンネット３により覆われ、該ボンネット３の後部上面に配したハンドルポスト５より上方に操向ハンドル４を配置している。機体フレーム１を車体カバー６で覆い、その上に座席７を配置し、前記車体カバー６と前記ボンネット３両側及び座席７前部のステップ８は合成樹脂にて一体的に構成されている。
【０００８】そして、本発明のミッションケース１１は機体フレーム１０の前後中央下部より機体フレーム１０の後下方まで延出され、側面視において前高後低に配されて、前後方向に長く形成されている。該ミッションケース１１の前部左右両側にフロントアクスルケース１２を介して前輪１３が支持され、前記ミッションケース１１の後部より左右両側に後車軸９９を突出して後輪１５を支持している。
【０００９】また、前記植付部２は走行部１の後部に油圧式昇降装置１７を介して対地昇降自在に装着されており、機体フレーム１０後部とミッションケース１１後部の間に連結した支持フレーム１６に油圧式昇降装置１７が支持され、該油圧式昇降装置１７の前部と機体フレーム１０の間には油圧シリンダー１９が介装されて、該油圧シリンダー１９を伸縮させることで植付部２を昇降可能としている。
【００１０】前記油圧式昇降装置１７の後部に装着された植付部２は通例の如く、植付ケース２０上に苗載台２１を左右往復動可能に配置し、下方にフロート２２を吊設し、後部には伝動ケース２３を突出して、該伝動ケース２３にクランク機構を介して植付爪２４を装着している。
【００１１】そして、前記ミッションケース１１前部上より後方にへ突出したＰＴＯ軸２５にユニバーサルジョイントや伝動軸等を介して前記植付ケース２０に動力を伝えて、苗載台２１や植付爪２４を駆動し、走行しながら苗載台２１から苗を植付爪２４によって取り出し、走行中に連続的に苗植え作業を行うように構成している。
【００１２】次に、本発明のトランスミッションの構成を図２〜図９より説明する。該トランスミッションを収容するミッションケース１１は左右分離可能な左右半割り型のケース半部１１Ｌ・１１Ｒから構成されている。該ミッションケース１１内の前部に原動軸３４、ミッション入力軸３５、ファイナル軸６０が平行に横架され、該原動軸３４はミッションケース１１の左側面より貫通して外方へ突出し、その端部上に入力プーリー３０が固設されている。該入力プーリー３０にはベルト３３を介して前記エンジン９から動力が入力される。ミッションケース１１の右側面前部には主変速装置となる第一変速装置３１が付設され、該第一変速装置３１は、ミッションケース１１の左側面に露出させた前記原動軸３４の端面に入力軸２６が連結され、また、同様にミッションケース１１の左側面に露出させた前記ミッション入力軸３５の端面に出力軸２７が連結され、それぞれ変速ケース３６内に機体左右方向に沿わせて互いに平行に横架されている。
【００１３】前記第一変速装置３１は図５、図６に示すように、可変容積型の油圧ポンプ４０と固定容量型の油圧モータ４１からなる静油圧式無段変速装置であって、変速ケース３６とセンタセクション３７によって区画された空間内に収納され、該センタセクション３７内側面にはポンプ付設面とモータ付設面が形成されている。このポンプ付設面とモータ付設面と反対側のセンタセクション３７は前記ミッションケース１１の右ケース半部１１Ｒの前外側面に固定されている。
【００１４】前記センタセクション３７と変速ケース３６とに回転自在に支持された入力軸２６上にシリンダブロック４２の回転軸心部が相対回転不能に係止され、前記ポンプ付設面に回転摺動自在に配置されている。該シリンダブロック４２の複数のシリンダ孔内に、付勢バネを介してピストン４３・４３・・・が往復動自在に嵌合され、該ピストン４３・４３・・・の頭部は可動斜板４４のスラストベアリング４４ａに当接され、該可動斜板４４の中央開口に入力軸２６が貫通されている。このようにしてアキシャルピストンタイプの油圧ポンプ４０が構成されている。
【００１５】前記可動斜板４４のピストン接当面をシリンダブロック４２の回転軸芯に対して傾動操作することで、油圧ポンプ４０の油の吐出量及び吐出方向を変更できるようにしており、この可動斜板４４は通例の如く左右のトラニオン軸３９に連結されて、ケース外に延びる一方のトラニオン軸３９に固定した図示しない変速アームを回動することにより、可動斜板４４の傾動操作ができるようにしている。
【００１６】また、前記センタセクション３７と変速ケース３６との間に回転自在に横架された出力軸２７上にシリンダブロック５２の回転軸心部が相対回転不能に係止され、前記モータ付設面に回転摺動自在に配置されている。該シリンダブロック５２の複数のシリンダ孔内に、付勢バネを介してピストン５３・５３・・・が往復動自在に嵌合され、該ピストン５３・５３・・・の頭部は固定斜板５４のスラストベアリング５４ａに当接され、該固定斜板５４の中央開口に出力軸２７が貫通されている。このようにしてアキシャルピストンタイプの油圧モータ４１が構成されている。
【００１７】そして、前記油圧ポンプ４０と油圧モータ４１の各々の吸入部と吐出部は図示しないセンタセクション３７に設けた油路によって流体接続されて閉回路を構成し、原動軸３４に動力が伝えられると、入力軸２６が回転されて油圧ポンプ４０が駆動され、このとき可動斜板４４を傾動操作して、圧油を油圧モータ４１へ送ることによって出力軸２７、ミッション入力軸３５を無段に回転駆動し、その回転方向及び回転数は可動斜板４４の傾動操作によって変更できるものである。このようにして静油圧式無段変速装置が構成されるのである。
【００１８】また、図６に示すように、前記入力軸２６の右端は変速ケース３６の右側面を貫通してバルブケース４５内に延伸して、該バルブケース４５内に配設した油圧ポンプ４６を駆動し、該バルブケース４５には更に昇降切換バルブ４７、リリーフバルブ４８、可変絞り４９、チェックバルブ５０等が配設されている。但し、変速ケース３６とバルブケース４５は一つのハウジングで構成することも可能であり、油圧ポンプ４６は変速ケース３６に内装することも可能である。
【００１９】次に、図４、図５、図７を用いて、前記ミッションケース１１内の走行伝動系における前輪の動力伝達構成について説明する。前記第一変速装置３１を設置した右ケース半部１１Ｒとは反対側の左ケース半部１１Ｌの前部には左側方（伝動軸３４及びミッション入力軸３５の軸方向）へ膨らんだ膨出部１１ａが形成され、該膨出部１１ａ内に第二変速装置３２が収納されている。即ち、前記ミッション入力軸３５上に大径の歯車６７と幅広の小径歯車６８とが固設され、また、前記ミッション入力軸３５と平行でその下方にファイナル軸６０がミッションケース１１内に横架され、該ファイナル軸６０上には前記歯車６７・６８に噛合可能な二連の変速歯車６３が軸方向摺動自在にスプライン嵌合され、更に、出力スプロケット６５と出力歯車６６が固設されている。
【００２０】前記変速歯車６３は座席７の側部に設けた副変速レバーの操作でファイナル軸６０上を軸方向に摺動して、前記大径歯車６７と小径歯車６８の何れか一方と噛合させて高低２段の変速回転をファイナル軸６０に得ることができるのである。そして、前記出力歯車６６は、ファイナル軸６０の前方に配置したデフギア装置６９の入力ギア７０と常時噛合し、該フロントデフギア装置６９は左右両側の前輪駆動軸７１Ｌ・７１Ｒを差動的に結合している。７２はデフロック装置である。
【００２１】そして、図７に示すように、左右ケース半部１１Ｌ・１１Ｒの外側面に装着されて前記前輪駆動軸７１Ｌ・７１Ｒを収容するフロントアクスルケース１２Ｌ・１２Ｒ内にはベベルギア７３が支持されて、前輪駆動軸７１Ｌ・７１Ｒの端部に結合している。また、該フロントアクスルケース１２Ｌ・１２Ｒ内には略上下方向に沿わせるようにキングピン軸７５が支持されて下方へ突出し、該キングピン軸７５の下部は回動ケース７６内に延伸して回動自在に軸支され、該キングピン軸７５の上端にはベベルギア７４が固設されて前記ベベルギア７３と噛合され、キングピン軸７５の下端にはベベルギア７７が固設されて、回動ケース７６下部に水平に横架した前車軸７９Ｌ・７９Ｒに固設したベベルギア７８と噛合している。該前車軸７９Ｌ・７９Ｒの外端に前輪１３・１３が固定される。
【００２２】また、前記回動ケース７６の上面には図２に示すように、ナックルアーム５９が固設され、該ナックルアーム５９は図外のタイロッドを介し前記操向ハンドル４と連動連結されて、操向ハンドル４の回動によって前輪１３・１３を左右に操舵できるようにしている。
【００２３】次に、作業伝動系の動力伝達構成を説明する。前記ファイナル軸６０上で変速歯車６３とスプロケット６５との間には、２連のＰＴＯ伝動歯車６４ａ・６４ｂが軸方向移動不能に遊嵌設置されている。また、前記膨出部１１ａの後部上には、図５、図９に示すように、第一カウンター軸６１と第二カウンター６２が左ケース半部１１Ｌの左内側面に回転自在に支持され、該第一カウンター軸６１上には一方向クラッチ８０を介して歯車８１が外嵌され、該歯車８１は前記ファイナル軸６０上に固設したＰＴＯ伝動歯車６４ａと常時噛合している。該ＰＴＯ伝動歯車６４ｂは前記ミッション入力軸３５上の小径歯車６８と常時噛合している。前記一方向クラッチ８０は、ミッション入力軸３５が機体前進方向に回転するときにのみ前記歯車８１を第一カウンター軸６１に係合させるよう作動してミッション入力軸３５の動力を第一カウンター軸６１、即ち、植付部２側へ伝える。そして、前記第一カウンター軸６１は左ケース半部１１Ｌの左側面より外側に突出して株間変速用の歯車８２が着脱自在に固設され、該歯車８２は同様に左ケース半部１１Ｌの左側面より外側に突出した第二カウンター軸６２上に着脱自在に固設した歯車８３と噛合し、歯車８２・８３は左ケース半部１１Ｌの左側面に着脱自在に装着したカバーによって覆われている。前記第二カウンター軸６２のミッションケース１１内にはベベルギア８４が固設され、ＰＴＯクラッチ軸８６上に固設したベベルギア８５と噛合させている。
【００２４】該ＰＴＯクラッチ軸８６は左右ケース半部１１Ｌ・１１Ｒの合わせ面の箇所で前後方向に横架されて、ＰＴＯクラッチ軸８６後端で同一軸心上に前記ＰＴＯ軸２５を回転自在に配置している。該ＰＴＯクラッチ軸８６とＰＴＯ軸２５との間にはＰＴＯクラッチ９０とトルクリミッター９１が配置されている。ＰＴＯクラッチ９０は、ＰＴＯクラッチ軸８６上の前部にクラッチ爪９２を固設し、後部に中空軸９３を回転自在に外嵌し、該中空軸９３上に摺動爪９４を軸方向に摺動自在にスプライン嵌合し、前記クラッチ爪９２と係脱可能に配置している。該摺動爪９４は右ケース半部１１Ｒの右側面に軸支したＰＴＯ操作軸９５を回動することによって摺動され、該ＰＴＯ操作軸９５にはリンクやワイヤー等を介して座席７側部の植付操作レバーと接続され、該植付操作レバーを「入」位置とすることによってクラッチ爪９２に摺動爪９４が係合して植付部２を駆動することができる。
【００２５】そして、中空軸９３の後部とＰＴＯ軸２５との間に爪クラッチ式のトルクリミッター９１が配置され、該トルクリミッター９１を介してＰＴＯ軸２５に動力を伝え、植付部２側に過負荷がかかると、トルクリミッター９１でＰＴＯ軸２５が空回りするように構成して、作業伝動系の伝動部品の破損を防止している。９１ａは設定トルクを規定するスプリングである。前記ＰＴＯ軸２５は前記ミッションケース１１の前上部の膨出部１１ａより後方へ突出されており、ユニバーサルジョイントや伝動軸を介して植付部２に動力を伝える構成としている。
【００２６】次に、後輪の動力伝達構成について説明する。ミッションケース１１の後部には図８に示すように、サイドクラッチ軸９７と減速軸９８と後車軸９９Ｌ・９９Ｒが平行に回転自在に支持されており、前記サイドクラッチ軸９７の左右中央にスプロケット１００が固設され、該スプロケット１００と前記ファイナル軸６０上に固定した出力スプロケット６５との間にチェーン１０１が巻回されて、ファイナル軸６０の動力が後輪１５へ伝達されるようにしている。１００ｂ・１００ｂはチェーン１０１の上部、下部に配したチェーン張りである。
【００２７】前記サイドクラッチ軸９７上のスプロケット１００の両側にはサイドギア１０２Ｌ・１０２Ｒが回転自在かつ軸方向摺動自在に外嵌され、スプロケット１００の両側に設けた内歯１００ａ・１００ａと係脱可能としてサイドクラッチ１１１Ｌ・１１１Ｒが構成されている。また、サイドギア１０２Ｌ・１０２Ｒと各左右ケース半部１１Ｌ・１１Ｒには摩擦板がそれぞれ係止されて重合され、更に、サイドギア１０２Ｌ・１０２Ｒの外周部には鍔状の押圧体を形成して、サイドブレーキ１０３Ｌ・１０３Ｒが構成されている。そして、前記サイドギア１０２Ｌ・１０２Ｒはサイドクラッチアーム１０４Ｌ・１０４Ｒを回動することによって摺動され、該サイドクラッチアーム１０４Ｌ・１０４Ｒはミッションケース１１外に設けたアーム１０６Ｌ・１０６Ｒ（図２）にリンク等を介して運転部のステップ上に設けた左右サイドブレーキペダルの各々と連動連係され、一方のサイドブレーキペダルを踏むことによって、サイドギア１０２を摺動してサイドクラッチ１１１Ｌ又は１１１Ｒを切って旋回内側の後輪の駆動力を断って緩旋回でき、更にサイドブレーキ１０３Ｌ・１０３Ｒを制動させることによって急旋回できるようにしている。
【００２８】また、前記サイドギア１０２Ｌ・１０２Ｒの各々は減速軸９８上に設置した二連の減速歯車１０５Ｌ・１０５Ｒの大径歯車と噛合され、該減速歯車１０５Ｌ・１０５Ｒの小径歯車は後車軸９９Ｌ・９９Ｒの内端部上に固設した歯車１０７Ｌ・１０７Ｒと噛合され、該後車軸９９Ｌ・９９Ｒの外側端上に後輪１５・１５が装着されている。該後輪１５・１５は、ミッションケース１１の後部の両側より突出した後車軸９９Ｌ・９９Ｒに装着されるので、減速装置を収納するリアアクスルケースは不要となり、コンパクトな構成とできるのである。このようにして、第一変速装置３１及び第二変速装置３２で変速された後の動力が、出力スプロケット６５、チェーン１０１、スプロケット１００、サイドクラッチ装置１１１Ｌ・１１１Ｒ、サイドブレーキ１０３Ｌ・１０３Ｒを介して後車軸９９に差動回転が伝えられて、後輪１５が駆動される。
【００２９】次に、本発明の油圧回路構成を、図１０を参照しつつ説明する。油圧ポンプ４６は前述のように、エンジン９からの動力がベルト３３、入力プーリー３０、伝動軸３４を介して入力軸２６に伝えられることで駆動される。該油圧ポンプ４６の吸入ポートには配管５５が接続されてミッションケース１１内の前底部に配した油フィルタＦを介して潤滑油兼作動油を吸入できるようにしている。該油圧ポンプ４６の吐出ポートには昇降切換バルブ４７とロードチェックバルブ５０とリリーフバルブ４８とが並列に接続され、該昇降切換バルブ４７の二次側のＡポートには可変絞り４９、配管５７を介して植付部２を昇降するための油圧シリンダー１９が連通され、また、前記チェックバルブ５０の二次側は可変絞り４９を迂回して配管５７を介し油圧シリンダー１９に連通されている。
【００３０】また、前記昇降切換バルブ４７の二次側のＢポートは一次側のタンクポートＴと共に、前記リリーフバルブ４８の二次側と連通され、更に、配管５６、ラインフィルター５１を介して静油圧式無段変速装置の閉回路の作動油補給ポートＣに連通している。２８・２８は作動油補給ポートＣから閉回路方向への油通過のみを許容するチェック弁である。この閉回路内の油圧はリリーフバルブ５８によって一定圧に設定されている。
【００３１】前記昇降切換バルブ４７は５位置切換のバルブであって、座席７側部に配置した昇降レバーを操作して切り換えることができ、（イ）の位置ではタンクポート及びＢポートを配管５６に連通させ、油圧ポンプ４６からの圧油はタンクポートＴから配管５６へドレンし、油圧シリンダー１９からの戻り油は可変絞り４９、Ａポート、昇降切換バルブ４７、Ｂポートから配管５６へドレンし合流するドレン油を閉回路の作動油補給ポートＣへ導入させる。このとき前記油圧シリンダー１９は縮小して植付部２が急速に下降する。
【００３２】（ロ）の位置は油圧シリンダー１９のドレン油量を制限し植付部２をゆっくり下降させるための過渡位置であり、（ハ）の位置はＡポート及びＢポートをブロックして、ロードチェックバルブ５０を閉じて植付部２を任意の高さの位置で止める中立位置であり、油圧ポンプ４６の吐出油はタンクポートＴを経てアンロードされる。（ニ）の位置は油圧ポンプ４６のドレン油量を制限して植付部２をゆっくり上昇させる過渡位置であり、（ホ）の位置は油圧ポンプ４６及び油圧シリンダー１９のドレンをブロックしてロードチェックバルブ５０を開いて配管５７を介し油圧シリンダー１９に送油して、植付部２を上昇させる位置である。このようにして昇降切換バルブ４７を任意の（イ）から（ホ）位置へ切り換えることによって油圧シリンダー１９を伸縮して植付部２を昇降できるのである。
【００３３】
【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。即ち、請求項１に記載するように、エンジン動力を車軸へ伝動する走行伝動系に静油圧式無段変速装置を介在させると共に、植付部が油圧式昇降装置を介し機体に連結された田植機において、前記油圧式昇降装置の戻り油を前記静油圧式無段変速装置の作動油補給ポートに導入したので、油圧式昇降装置の戻り油を静油圧式無段変速装置の作動油に利用することができて、従来の静油圧式無段変速装置に専用の作動油補給用の油圧ポンプを設けて駆動し、補給する構成に比べてポンプ個数を削減でき、コスト低減化が図れる。
【００３４】また、請求項２記載の如く、前記油圧式昇降装置に備わる油圧ポンプを前記静油圧式無段変速装置のハウジングに取り付けてその入力軸により駆動させるようにしたので、油圧ポンプをエンジン近傍に配置するよりも、両者が近くに配置されて油圧配管を短くでき、部品点数も減少してコスト低減化を図ることができる。また、油圧ポンプは静油圧式無段変速装置の変速入力軸で駆動されるので、駆動系統の簡略化が図れ、動力損失が低減される。そして、油圧系統を集中して配置することができるようになり、配管経路が短くなり、メンテナンスもやりやすくなる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１２５８５３
【氏名又は名称】株式会社 神崎高級工機製作所
【識別番号】０００００６８５１
【氏名又は名称】ヤンマー農機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）１月１６日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】矢野 寿一郎
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２０１２８０ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月２７日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−６５４１ |
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