JP5255550B2 - 刈取収穫機の走行変速装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの動力を走行装置に伝達する伝動系に、複数段に変速可能な第１変速装置と、複数段に変速可能な第２変速装置とを直列に備えた刈取収穫機の走行変速装置に関するものである。

倒伏した作物の刈取作業から畦道などでの移動走行等、状況に応じて適切な走行速度を得られるように、低速位置、中速位置及び高速位置の複数段に変速可能に構成された刈取収穫機の走行変速装置が特許文献１に記載されている。この走行変速装置においては、副変速装置が低速用、中速用及び高速用の３つの伝動系を有し、各伝動系を択一的に選択して使用することにより、変速可能に構成されている。

ここで、中速位置は通常の刈取作業状態に適した刈取作業速度が得られるものであり、高速位置は畦道等での走行のように非作業状態で使用される場合の移動速度が得られるものである。また、低速位置は刈取作業速度よりもさらに低速で、作物が倒伏している場合の刈取作業が可能である低速刈取作業速度が得られるものである。

このように変速可能な刈取収穫機においては、刈取作業中か非刈取作業中か、あるいは、刈取対象作物が倒伏状態であるか非倒伏状態であるか等の条件の違いによって、オペレータは条件に適した速度に変速する必要がある。この変速操作が頻繁に必要な場合にはオペレータはこれを煩わしく感じ、また、変速操作を怠った場合には条件に適した速度とならず、作業効率が低下するおそれがある。

上記問題を解決するために、特許文献１に記載の走行変速装置は、刈取作業の状態を判別する刈取作業状態判別手段を備え、この刈取作業状態判別手段の判別情報に基づいて、副変速装置を自動変速できるように構成されている。この構成により、作業条件に応じて従来オペレータが行っていた変速操作が自動化され、作業効率の向上が期待できる。

特開２０００−１０４８１２号公報

刈取収穫機の走行変速装置には、オペレータに違和感を与えない仕様であることも求められるところ、上記走行変速装置のように自動変速可能に構成した場合は、オペレータが変速位置を認識し難くなるおそれがある。このため、刈取収穫機のキーオフ操作を行った後に再びキーオン操作してエンジンを始動した場合に、オペレータが想定していなかった変速位置で刈取収穫機が作動を開始すると、オペレータが違和感を覚えたり、作業効率が低下したりするおそれがある。また、作業中にオペレータが変速操作をした場合に、その操作後にオペレータが意図した速度が得られない場合にも、同様に違和感の発生や作業効率の低下を招くおそれがある。

本発明は以上の課題を鑑みてなされたものであり、特許文献１とは異なる変速構造を採用して作業効率の向上を図りながら、エンジンの始動時や作業中の変速時に、オペレータが違和感を覚えず、作業効率を低下させることのない刈取収穫機の走行用変速装置を提供することにある。

本発明に係る刈取収穫機の走行変速装置の第１特徴構成は、エンジンの動力を走行装置に伝達する伝動系に、複数段に変速可能な第１変速装置と、複数段に変速可能な第２変速装置とを直列に備え、前記第１変速装置が低速位置で且つ前記第２変速装置が高速位置の場合の伝動比と、前記第１変速装置が高速位置で且つ前記第２変速装置が低速位置の場合の伝動比とが同じであり、前記第１変速装置が高速位置で且つ前記第２変速装置が高速位置の場合は移動速度が得られ、前記第１変速装置が高速位置で且つ前記第２変速装置が低速位置の場合、及び前記第１変速装置が低速位置で且つ前記第２変速装置が高速位置の場合は刈取作業速度が得られ、前記第１変速装置が低速位置で且つ前記第２変速装置が低速位置の場合は低速刈取作業速度が得られ、前記エンジンの始動時に、前記第１変速装置が低速位置にあれば前記第２変速装置を高速位置に操作し、前記第１変速装置が高速位置にあれば前記第２変速装置を低速位置に操作する制御装置を備えた点にある。

一般的に、刈取収穫機の走行変速装置は、圃場での刈取作業に適した「刈取作業速度（中速）」、倒伏状態の刈取対象作物を刈り取るのに適した「低速刈取作業速度（低速）」、及び非刈取作業中に移動するのに適した「移動速度（高速）」の少なくとも３段階の変速状態が実現可能に構成されていることが望ましい。

第１特徴構成によれば、この３段階の変速状態を第１変速装置の変速位置と第２変速装置の変速位置との組み合わせによって実現できる。すなわち、第１変速装置が高速位置で且つ第２変速装置が高速位置の場合は移動速度が得られ、第１変速装置が高速位置で且つ第２変速装置が低速位置の場合、及び第１変速装置が低速位置で且つ第２変速装置が高速位置の場合は刈取作業速度が得られ、第１変速装置が低速位置で且つ第２変速装置が低速位置の場合は低速刈取作業速度が得られる。なお、第１変速装置が低速位置で且つ第２変速装置が高速位置の場合の伝動比と、第１変速装置が高速位置で且つ第２変速装置が低速位置の場合の伝動比とが同じになるよう構成されているので、これらの状態において得られる刈取作業速度は同速度となる。

このように構成すると、第１変速装置を低速位置に維持しておけば、通常の刈取作業時には第２変速装置を高速位置にして刈取作業速度とし、刈取対象作物が倒伏状態の時には第２変速装置を低速位置に変速するだけで低速刈取作業速度が得られる。したがって、刈取作業途中に、部分的に存在している倒伏状態の刈取対象作物を一時的に低速刈取作業速度で刈り取って、すぐに元の刈取作業速度に復帰させるような一連の変速操作を容易に行うことが可能となり、作業効率が向上する。

また、第１変速装置を高速位置に維持しておけば、第２変速装置を操作するだけで、移動速度と刈取作業速度とに変速可能となる。したがって、圃場から畦へ出てすぐに高速で移動したい場合や、特許文献１の図８に示すように、刈取作業と枕地での高速の移動とを繰り返すような場合に、機体を停止させずに第２変速装置を操作して容易に移動速度と刈取作業速度とを得ることができ、作業効率が向上する。

さらに、第１特徴構成によれば、エンジンの始動時に、第１変速装置が低速位置にあれば第２変速装置を高速位置に操作し、第１変速装置が高速位置にあれば第２変速装置を低速位置に操作するよう制御されるため、エンジン始動時には常に中速に相当する刈取作業速度が得られる。このため、オペレータが遅すぎると感じたり、速すぎると感じたりすることによる違和感の発生を回避することができる。また、エンジン始動時には必ず刈取作業速度が得られるので、オペレータの予測しない速度で刈取収穫機が作動開始するという事態を防止でき、作業効率の低下を回避することができる。

第２特徴構成は、前記第２変速装置は、人為的に操作される操作具の操作により制御弁が切り換えられ、前記制御弁からの作動油により変速操作されるように構成してある点にある。

第２特徴構成によると、第２変速装置の変速を制御弁の切り換えで行うことになるので、例えば電磁切換弁等を用いることにより、前述の第１特徴構成において行われる第２変速装置の操作を、電気的な制御によって容易に行うことができる。

コンバインの全体を示す側面図である。 伝動系を示す線図である。 走行伝動装置の縦断正面図である。 走行伝動装置の縦断側面図である。 走行伝動装置の上部を示す縦断正面図である。 走行伝動装置の下部を示す縦断正面図である。 第２変速装置の作動形態を示す縦断正面図である。 操向機構の縦断正面図である。 油圧操作系統を示す回路図である。 制御装置と入出力装置とを示すブロック図である。 走行副変速部の変速位置と速度との関係を示す図である。 始動時速度制御を示すフローチャートである。 作業時速度制御を示すフローチャートである。

以下、本発明をコンバインに適用した実施形態について、図面に基づいて説明する。
〔コンバインの全体構成〕
図１はコンバインの全体側面図である。このコンバインは、稲、麦などの収穫作業を行うものであり、左右一対のクローラ式の走行装置１と、運転座席２を有した走行機体と、この走行機体の機体フレーム３の前部に連結された刈取り前処理部１０とを備える。機体フレーム３の後部側には、走行機体横方向に並べて脱穀装置４と穀粒タンク５とが設けられている。

走行機体は、運転座席２の下方に設けたエンジン６（図２参照）と、機体フレーム３の前端部に設けた走行伝動装置２０とを備え、エンジン６から出力された駆動力を走行伝動装置２０によって変速して走行装置１に伝達する。走行装置１に伝達された駆動力は、左右一対の走行装置１を駆動し、コンバインを走行させる。

図１に示すように、刈取り前処理部１０は、油圧シリンダ１２によって機体フレーム３に対して上下に揺動操作される前処理部フレーム１１を備える。この前処理部フレーム１１の揺動操作により、刈取り前処理部１０は、前端部に位置する分草具１３が地面近くに下降した下降作業状態と、分草具１３が地面から高く上昇した上昇非作業状態とに昇降可能に構成されている。

刈取り前処理部１０を下降作業状態にして走行機体を走行させると、刈取り前処理部１０は、分草具１３によって植立穀稈を引起し装置１４に導入し、引起し装置１４によって植立穀稈を引起し処理する。引起し処理された植立穀稈は、バリカン形の刈取り装置１５によって刈取り処理され、搬送装置１６によって機体後方側に搬送される。

刈取り穀稈が脱穀装置４の脱穀フィードチェーン４ａの始端部に到達すると、脱穀フィードチェーン４ａは刈取り穀稈の株元側を挟持して走行機体後方に搬送し、刈取り穀稈の穂先側を扱室に供給して脱穀処理する。穀粒タンク５は、脱穀装置４からの脱穀粒を回収して貯留する。

〔伝動系の構成〕
図２は、エンジン６から出力された動力を、走行装置１及び刈取り前処理部１０へ導く伝動系を示す線図である。図３は走行伝動装置２０の縦断正面図、図４は走行伝動装置２０の縦断側面図、図５は走行伝動装置２０の上部を示す縦断正面図、図６は走行伝動装置２０の下部を示す縦断正面図である。

これらの図に示すように、走行伝動装置２０は、ミッションケース２２と、ミッションケース２２の上端部に収容された走行主変速部としての静油圧式無段変速装置２３（以下、ＨＳＴ２３と呼称する）と、このＨＳＴ２３よりも走行機体下方側に位置させてミッションケース２２に収容された走行ミッション部３０とを備えている。ミッションケース２２は、その上端部に入力軸であるポンプ軸２１を回転自在に備え、その下端部に左右一対の走行駆動軸１ａを回転自在に備えている。

ＨＳＴ２３は、アキシャルプランジャ形で且つ可変容量形の油圧ポンプ２４と、この油圧ポンプ２４からの圧油によって駆動されるアキシャルプランジャ形の油圧モータ２５とを備えている。油圧ポンプ２４は、ポンプ軸２１がエンジン６からの動力により回転することによって駆動される。走行ミッション部３０は、入力ギヤ３１及び出力ギヤ３３を備える走行副変速部３２と、センタギヤ５０と走行駆動軸１ａとにわたって設けた操向機構５１とを備えている。センタギヤ５０は出力ギヤ３３と噛み合っている。

エンジン６の出力軸６ａの駆動力が、ベルト伝動機構７によってベルトプーリ７６に伝達され、ポンプ軸２１が回転する。ポンプ軸２１を介してミッションケース２２に入力されたエンジン６の駆動力は、ＨＳＴ２３に入力され、ＨＳＴ２３によって前進駆動力又は後進駆動力に変換され、且つ前進側においても後進側においても無段階に変速し得るように構成されている。

ＨＳＴ２３のモータ軸２６からの出力は、モータ軸２６に一体回転自在に設けたモータ軸ギヤ２７から、走行ミッション部３０の入力ギヤ３１へと伝達される。入力ギヤ３１の駆動力を、走行副変速部３２によって変速して出力ギヤ３３からセンタギヤ５０に伝達し、センタギヤ５０の駆動力を操向機構５１によって走行駆動軸１ａに伝達することによって走行装置１が駆動される。

走行伝動装置２０は、左右一対の走行駆動軸１ａに対する伝動を、操向機構５１によって左右各別に切ったり変速したりして、左右一対の走行装置１を直進状態と旋回状態とに切り換えられるように構成されている。また、走行伝動装置２０は、入力ギヤ３１を一体回転自在に有した入力軸３４を備え、ミッションケース２２から横外側に突出した入力軸３４の端部に一体回転自在に設けた出力プーリ７０を備え、入力軸３４の駆動力を出力プーリ７０から刈取り前処理部１０に伝達する。

〔走行副変速部〕
図２〜図５に示すように、走行副変速部３２は、複数段に変速可能な第１変速装置Ａと、複数段に変速可能な第２変速装置Ｂとを直列に備えて構成されている。

第１変速装置Ａは、図１０に示す副変速レバー８１によって変速可能に構成されている。この副変速レバー８１は運転座席２を有した搭乗運転部に設けられており、オペレータが副変速レバー８１を揺動操作することにより、第１変速装置Ａの変速ギヤの噛合状態を切り換えて変速できるように構成されている。すなわち、入力ギヤ３１を一体回転自在に有した入力軸３４に一体回転及びシフト操作自在に設けたシフトギヤ３５が、副変速レバー８１の揺動操作に伴ってシフト操作されて、高速ギヤ３６と低速ギヤ３７とに択一的に噛合対象を変更するように構成したギヤ伝動機構によって構成されている。

以下、第１変速装置Ａにおいて、副変速レバー８１を高速側に操作し、シフトギヤ３５が高速ギヤ３６と噛み合っている状態を「高速位置」、副変速レバー８１を低速側に操作し、シフトギヤ３５が低速ギヤ３７と噛み合っている状態を「低速位置」と称する。第1変速装置Ａが高速位置の時は、高速ギヤ３６と噛み合う中間軸第２ギヤ４３を介して、中間伝動軸３８に動力が伝達される。一方、第1変速装置Ａが低速位置の時は、低速ギヤ３７と噛み合う中間軸第１ギヤ４０を介して、中間伝動軸３８に動力が伝達される。

第２変速装置Ｂは、変速操作に伴って伝動上手側と伝動下手側との間に生じた速度差を自動的に漸減させて動力伝達を行うための速度差緩和手段Ｃを備えた変速装置によって構成されている。第２変速装置Ｂは、中間伝動軸３８に相対回転及び摺動自在に支持されたクラッチギヤ式のクラッチギヤ３９と、中間伝動軸３８の一端部に相対回転自在に支持された高速ギヤ４１とを備えている。

以下、第２変速装置Ｂにおいて、高速ギヤ４１が動力を伝達している状態を「高速位置」、クラッチギヤ３９が動力を伝達している状態を「低速位置」と称する。第２変速装置Ｂが高速位置の時は、高速ギヤ４１と噛み合う出力軸第２ギヤ４６を介して、出力軸４５に動力が伝達される。一方、第２変速装置Ｂが低速位置の時は、クラッチギヤ３９と噛み合う出力軸第１ギヤ４４を介して、出力軸４５に動力が伝達される。

速度差緩和手段Ｃは、中間伝動軸３８上のクラッチギヤ３９と高速ギヤ４１との中間位置に設けられている。この速度差緩和手段Ｃには、変速操作に伴って伝動上手側と伝動下手側との間に生じた速度差を自動的に漸減させて動力伝達を行うため、多数の摩擦板を備えた油圧操作式の摩擦クラッチ４２が設けられている。

図１０に示すように、走行変速用のＨＳＴ２３は、搭乗運転部でオペレータが変速操作するための変速レバー８０を揺動操作することによって無段変速可能に構成されている。第２変速装置Ｂは、この変速レバー８０の握り部８０ａに設けた押しボタン型式の操作ボタン８０ｂのプッシュオン・プッシュオフ操作で、高速位置又は低速位置の何れか一方へ交互に切り換えられるように構成してある。つまり、操作ボタン８０ｂの操作により、後述する副変速用電磁弁Ｖ１が切り状態となり、クラッチギヤ３９が中間軸第１ギヤ４０の横側部と噛み合って動力を伝達する低速位置と、副変速用電磁弁Ｖ１が入り状態となり、摩擦クラッチ４２を介して高速ギヤ４１が動力を伝達する高速位置とに切り換えることができる。

図５及び図７に示されるように、クラッチギヤ３９は、外周側にギヤ部分が一体形成されたシリンダ部３９ａを備え、シリンダ部３９ａに油圧ピストン３９ｂを内装してある。油圧ピストン３９ｂは、中間軸第１ギヤ４０の横側部側へ向けて押圧バネ３９ｃで押し付け付勢されている。また、クラッチギヤ３９は、そのギヤ部分が、高速位置及び低速位置の何れの側に変速されても、出力軸４５側の出力軸第１ギヤ４４との噛合状態を維持し得る歯幅に設定されている。

図７（ａ）に示すように、シリンダ部３９ａ及び油圧ピストン３９ｂが中間軸第１ギヤ４０の横側部に押し当てられた状態では、シリンダ部３９ａの外周側のギヤ部分が、中間軸第１ギヤ４０の横側部に形成された内歯状ギヤ部４０ａと噛み合う。この時、摩擦クラッチ４２はクラッチ切り状態にあり、中間伝動軸３８の回転は高速ギヤ４１に伝わらないように構成されている。

図７（ａ）の状態でシリンダ部３９ａに圧油が供給されると、図７（ｂ）に示すように、押圧バネ３９ｃの付勢力に抗して、シリンダ部３９ａが中間軸第１ギヤ４０の横側部から離れる側へ移動し、中間軸第１ギヤ４０の内歯状ギヤ部４０ａとの噛み合いが解除される。同時的に、摩擦クラッチ４２が、油圧ピストン４２ｂによって切り状態から入り状態に切り換えられ、中間伝動軸３８の回転を高速ギヤ４１に伝えられるように構成してある。

第１変速装置Ａが高速位置か低速位置か、及び第２変速装置Ｂが高速位置か低速位置かによって、走行副変速部３２の変速位置は図１１に示す４パターンが得られる。本実施形態においては、第１変速装置Ａが低速位置で且つ第２変速装置Ｂが高速位置の場合の伝動比と、第１変速装置Ａが高速位置で且つ第２変速装置Ｂが低速位置の場合の伝動比とが同じになるように設定している。したがって、走行副変速部３２で得られる速度は、移動速度（高速）、刈取作業速度（中速）及び低速刈取作業速度（低速）の３段階である。

以上の構成により、シフトギヤ３５が高速ギヤ３６に噛合操作され（第１変速装置Ａが高速位置）、クラッチギヤ３９が中間軸第１ギヤ４０の横側部に噛合操作され、摩擦クラッチ４２が切り状態に切り換えられると（第２変速装置Ｂが低速位置）、走行副変速部３２において通常の刈取作業に適した刈取作業速度が得られる。この時、図２から明らかなように、入力ギヤ３１の駆動力は、入力軸３４、シフトギヤ３５、高速ギヤ３６、中間軸第２ギヤ４３、中間伝動軸３８、中間軸第１ギヤ４０、クラッチギヤ３９、出力軸第１ギヤ４４、出力軸４５を介して出力ギヤ３３に伝達される。

シフトギヤ３５が高速ギヤ３６に噛合操作され（第１変速装置Ａが高速位置）、クラッチギヤ３９が中間軸第１ギヤ４０の横側部から離脱操作され、摩擦クラッチ４２が入り状態に切り換えられると（第２変速装置Ｂが高速位置）、走行副変速部３２において畦などの移動に適した移動速度が得られる。この時、入力ギヤ３１の駆動力は、入力軸３４、シフトギヤ３５、高速ギヤ３６、中間軸第２ギヤ４３、中間伝動軸３８、摩擦クラッチ４２、高速ギヤ４１、出力軸第２ギヤ４６、出力軸４５を介して出力ギヤ３３に伝達される。

シフトギヤ３５が低速ギヤ３７に噛合操作され（第１変速装置Ａが低速位置）、クラッチギヤ３９が中間軸第１ギヤ４０の横側部に噛合操作され、摩擦クラッチ４２が切り状態に切り換えられると（第２変速装置Ｂが低速位置）、走行副変速部３２において倒伏茎稈の刈取などに適した低速刈取作業速度が得られる。この時、入力ギヤ３１の駆動力は、入力軸３４、シフトギヤ３５、低速ギヤ３７、中間軸第１ギヤ４０、クラッチギヤ３９、出力軸第１ギヤ４４、出力軸４５を介して出力ギヤ３３に伝達される。

シフトギヤ３５が低速ギヤ３７に噛合操作され（第１変速装置Ａが低速位置）、クラッチギヤ３９が中間軸第１ギヤ４０の横側部から離脱操作され、摩擦クラッチ４２が入り状態に切り換えられると（第２変速装置Ｂが高速位置）、走行副変速部３２において通常の刈取作業に適した刈取作業速度が得られる。この時、入力ギヤ３１の駆動力は、入力軸３４、シフトギヤ３５、低速ギヤ３７、中間軸第１ギヤ４０、中間伝動軸３８、摩擦クラッチ４２、高速ギヤ４１、出力軸第２ギヤ４６、出力軸４５を介して出力ギヤ３３に伝達される。

〔速度差緩和手段〕
第２変速装置Ｂにおいて、変速操作に伴って伝動上手側と伝動下手側との間に生じた速度差を自動的に漸減させて動力伝達を行うために速度差緩和手段Ｃが設けられている。図７に示すように、速度差緩和手段Ｃは、中間伝動軸３８上のクラッチギヤ３９と高速ギヤ４１との中間位置に配置された油圧操作式の摩擦クラッチ４２によって構成されている。

摩擦クラッチ４２は、中間伝動軸３８に外嵌して固定されたケース部４２ａと、中間伝動軸３８に対して相対回転のみ自在で軸線方向移動を阻止した状態に支持された高速ギヤ４１と、ケース部４２ａと高速ギヤ４１との間で支持された多数の摩擦板と、その摩擦板を高速ギヤ４１との間で挟持するように高速ギヤ４１側へ押し付け可能な油圧ピストン４２ｂとで構成されている。

第２変速装置Ｂにおいて、高速位置への変速操作を行うと、クラッチギヤ３９が中間軸第１ギヤ４０の横側部から離脱操作され、供給された圧油によって油圧ピストン４２ｂが、高速ギヤ４１との間で支持された摩擦板を押圧してクラッチ入り状態とする。この時、摩擦板同士のスリップにより、伝動上手側と伝動下手側との間に生じた速度差を自動的に漸減させて動力伝達を行うことが可能となる。

また、第２変速装置Ｂにおいて、低速位置へ変速操作を行う場合には、摩擦板のスリップによる速度差の漸減は期待できない。しかし、クラッチギヤ３９は常時出力軸第１ギヤ４４と噛合状態を維持するように構成されているので、クラッチギヤ３９と中間軸第１ギヤ４０とは同方向に回転をしている。このため、クラッチギヤ３９と中間軸第１ギヤ４０との相対速度差が小さく、比較的変速ショックの少ない変速操作が行われ易い。

〔操向機構〕
操向機構５１は、図２、図３、図６及び図８に示すように、左右一対の走行装置１を直進状態と大半径旋回状態と小半径旋回状態とに切換操作するためのものである。操向機構５１は、左右一対の操向クラッチギヤ５２、これに一体成形された油圧ピストン５２ａ、操向クラッチギヤ５２と噛み合う内歯部を備えたセンタギヤ５０、センタギヤ５０の小径ギヤ部に噛み合った減速ギヤ５７と中間伝動軸５８とにわたって設けた減速伝動クラッチ５９、中間伝動軸５８からの動力を左右の操向クラッチギヤ５２に対して断続切り操作する左右の伝動クラッチ５４，５６を備えて構成されている。

操向機構５１では、図６及び図８に示すように、左右一対の操向クラッチギヤ５２が、これに一体成形された油圧ピストン５２ａによって摺動操作されてセンタギヤ５０の内歯部に噛合操作される。左側の操向クラッチギヤ５２と左側の伝動ギヤ５３とにわたって設けた左側の伝動クラッチ５４が、油圧ピストン５４ａによって入り状態と切り状態とに切換操作される。同様に、右側の操向クラッチギヤ５２と右側の伝動ギヤ５５とにわたって設けた右側の伝動クラッチ５６が、油圧ピストン５６ａによって入り状態と切り状態とに切換操作される。また、センタギヤ５０の小径ギヤ部に噛み合った減速ギヤ５７と中間伝動軸５８とにわたって設けた減速伝動クラッチ５９が、油圧ピストン５９ａによって入り状態と切り状態とに切換操作される。以上の構成によって、左右一対の走行装置１を直進状態と大半径旋回状態と小半径旋回状態とに切り換えられる。

直進状態を得るためには、左右一対の操向クラッチギヤ５２の両方をセンタギヤ５０の内歯部に噛み合せた状態に切換操作し、左側の伝動クラッチ５４及び右側の伝動クラッチ５６を切り状態に切換操作する。すると、センタギヤ５０の駆動力を左側の操向クラッチギヤ５２と左走行駆動ギヤ６０とを介して左側の走行駆動軸１ａに伝達するとともに、センタギヤ５０の駆動力を右側の操向クラッチギヤ５２と右走行駆動ギヤ６１とを介して右側の走行駆動軸１ａに伝達する。その結果、操向機構５１は左右の走行装置１を同じ駆動方向に同じ駆動速度で駆動して走行機体を直進走行させる。

大半径旋回状態を得るためには、左右一対の操向クラッチギヤ５２の一方をセンタギヤ５０の内歯部に噛み合った状態に切換操作し、他方の操向クラッチギヤ５２をセンタギヤ５０の内歯部から離脱した状態に切換操作する。すると、センタギヤ５０の駆動力をこれの内歯部に噛み合った操向クラッチギヤ５２を介してこの操向クラッチギヤ５２に対応した走行駆動軸１ａに伝達し、センタギヤ５０の内歯部から離脱した操向クラッチギヤ５２に対応した走行駆動軸１ａを遊転状態にする。その結果、操向機構５１は、左右一対の走行駆動軸１ａの一方を駆動し、他方の走行駆動軸１ａを遊転状態にし、一方の走行装置１のみを駆動して走行機体を大旋回半径で旋回走行させる。

小半径旋回状態を得るためには、左右一対の操向クラッチギヤ５２の一方をセンタギヤ５０の内歯部に噛み合った状態に切換操作し、他方の操向クラッチギヤ５２をセンタギヤ５０の内歯部から離脱した状態に切換操作し、減速伝動クラッチ５９を入り状態に切換操作する（操向クラッチギヤ５２がセンタギヤ５０から離脱した側の左側又は右側の伝動クラッチ５４，５６は入り状態となっている）。

すると、センタギヤ５０の駆動力をこれの内歯部に噛み合った操向クラッチギヤ５２を介してこの操向クラッチギヤ５２に対応した走行駆動軸１ａに伝達する。また、センタギヤ５０の内歯部から離脱したクラッチギヤ５２に対応する走行駆動軸１ａへは、センタギヤ５０の駆動力が減速ギヤ５７、減速伝動クラッチ５９、中間伝動軸５８、左中間軸ギヤ６２又は右中間軸ギヤ６３、左側の伝動ギヤ５３又は右側の伝動ギヤ５５、左側の伝動クラッチ５４又は右側の伝動クラッチ５６、左走行駆動ギヤ６０又は右走行駆動ギヤ６１を介して伝達される。その結果、操向機構５１は、左右一対の走行駆動軸１ａの一方を直進走行時と同じ駆動速度で駆動し、他方の走行駆動軸１ａを直進走行時よりも低速で駆動し、左右の走行装置１を同じ駆動方向に異なる駆動速度で駆動して走行機体を小旋回半径で旋回走行させる。

図２、図３、図５及び図６に示すように、操向機構５１は、中間伝動軸５８の一端部に設けた油圧操作式の操向ブレーキ６４を備えている。操向ブレーキ６４によって中間伝動軸５８に摩擦ブレーキを掛けることにより、センタギヤ５０から離脱操作された操向クラッチギヤ５２に対応する走行装置１（旋回内側の走行装置）にブレーキを掛け、走行機体の旋回半径を、旋回内側の走行装置１を減速駆動した場合の旋回半径よりも小にする。

〔制御形態〕
図５に示すように、走行伝動装置２０は、ミッションケース２２の上端部に組み付けた油圧ポンプ７１を備えている。油圧ポンプ７１は、ポンプ軸２１に付設されたポンプ歯車を備えたトロコイドポンプによって構成してある。

この油圧ポンプ７１は、ミッションケース２２の上端部に設けたサクションフィルタ７３（図４参照）と、ミッションケース２２に穿設された吸い込み油路と有した油圧回路によって、ミッションケース２２の内部の油貯留部、及び走行ミッション部３０が備える各油圧ピストン３９ｂ，４２ｂ，５２ａ，５４ａ，５６ａ，５９ａの操作弁に接続されている。つまり、油圧ポンプ７１は、ポンプ軸２１によって駆動され、ミッションケース２２の内部に貯留されている潤滑油を吸引して圧油を吐出し、吐出した圧油を各油圧ピストン３９ｂ，４２ｂ，５２ａ，５４ａ，５６ａ，５９ａに供給して走行ミッション部３０の切換操作を行わせる。

図９に示すように、油圧ポンプ７１からの吐出油路Ｌは、途中で第１油路Ｌ１と第２油路Ｌ２とに分岐する。第１油路Ｌ１には、減圧弁Ｖ１１、走行副変速部３２を操作するための副変速用電磁弁Ｖ１、旋回制動状態を制御するための制動制御用電磁弁Ｖ２、左右一対の操向クラッチギヤ５２及び左右の伝動クラッチ５４，５６を操作するための操向用電磁弁Ｖ３，Ｖ４を配設してある。図１０に示すように、副変速用電磁弁Ｖ１、制動制御用電磁弁Ｖ２、操向用電磁弁Ｖ３，Ｖ４、及び後述する圧力調節用の比例電磁制御弁Ｖ９は、それぞれ制御装置１００からの制御信号を受けて制御されるように構成されている。

第２油路Ｌ２には、シーケンス弁Ｖ１２を経て、一対のパイロット操作弁Ｖ７，Ｖ８が並列に接続してあり、パイロット操作弁Ｖ７，Ｖ８を通過した圧油を、それぞれ後続の第７油路Ｌ７、第８油路Ｌ８に供給されるように構成してある。パイロット操作弁Ｖ７は、左側の伝動クラッチ５４を操作する操向用電磁弁Ｖ４から供給されるパイロット圧で作動するように構成してある。同様に、パイロット操作弁Ｖ８は、右側の伝動クラッチ５６を操作する操向用電磁弁Ｖ３から供給されるパイロット圧で作動するように構成してある。

パイロット操作弁Ｖ７に接続される第７油路Ｌ７は、左側の操向クラッチギヤ５２と左側の伝動クラッチ５４との双方に対して圧油を供給するように接続してあり、且つ、伝動クラッチ５４に対しては、絞りＳ２を介して伝動クラッチ５４が操向クラッチギヤ５２よりも緩やかに作動するように構成してある。同様に、パイロット操作弁Ｖ８に接続される第８油路Ｌ８は、右側の操向クラッチギヤ５２と右側の伝動クラッチ５６との双方に対して圧油を供給するように接続してあり、且つ、伝動クラッチ５６に対しては、絞りＳ３を介して伝動クラッチ５６が操向クラッチギヤ５２よりも緩やかに作動するように構成してある。

左右一対の操向クラッチギヤ５２の何れか一方を通過した圧油は、後続の第９油路Ｌ９に供給され、さらに圧力調節用の比例電磁制御弁Ｖ９を経て第１０油路Ｌ１０へ供給される。この第１０油路Ｌ１０へ供給された圧油は、旋回制動状態を制御するための制動制御用電磁弁Ｖ２のパイロット圧で制御される制動切換弁Ｖ１０によって、減速伝動クラッチ５９又は操向ブレーキ６４の何れか一方へ選択的に供給される。第９油路Ｌ９の途中にはリリーフ弁Ｖ１３が接続されている。

第１油路Ｌ１に設けられた副変速用電磁弁Ｖ１は、図１０に示す変速レバー８０の握り部８０ａに設けた操作ボタン８０ｂの操作により、第１油路Ｌ１から供給される圧油を後続の第３油路に供給する状態と、ミッションケース２２内に戻す状態とに、交互に択一切り換え自在に構成してある。

第３油路Ｌ３には開閉弁Ｖ５が接続されている。この開閉弁Ｖ５は、一次側圧が所定値以上に上昇するとクラッチギヤ３９のシリンダ部３９ａへ圧油を供給する状態に切り替わり、一次側圧が所定値未満に低下すると復帰バネでシリンダ部３９ａ及び摩擦クラッチ４２から圧油をドレン側に開放する状態に切り替わるように構成されている。

第３油路Ｌ３の途中から、摩擦クラッチ４２のケース部４２ａと油圧ピストン４２ｂとの間の油室に対して圧油を供給するための第４油路Ｌ４が分岐されている。この第４油路Ｌ４は、油路途中にアキュムレータ７７を設けてあって、摩擦クラッチ４２における油圧ピストン４２ｂに対してはアキュムレータ７７で設定された圧の圧油が供給される。アキュムレータ７７を介して圧油が供給されるので、副変速用電磁弁Ｖ１の切換操作に伴って急速に圧油が供給された場合にも、アキュムレータ７７の緩衝効果で、摩擦クラッチ４２の摩擦板が急激に圧接されることを回避できる。

第４油路Ｌ４のアキュムレータ７７を設けた箇所と摩擦クラッチ４２との間の箇所には、第４油路Ｌ４の圧をアンロード可能な第６油路Ｌ６が接続されている。図７に示すように、第６油路Ｌ６は絞りＳ１を備えるとともに、第６油路Ｌ６を閉塞することのできる弁機構Ｖ６が設けられている。弁機構Ｖ６では、クラッチギヤ３９に圧油が供給されてシリンダ部３９ａが中間第１ギヤ４０から離れる側へ移行すると、絞りＳ１がシリンダ部３９ｂで閉塞されて第６油路Ｌ６の開放状態を阻止した状態に切り替わり、アキュムレータ７７側から供給される圧で摩擦クラッチ４２をクラッチ入り側へ操作するように構成してある。この時、第５油路Ｌ５も開閉弁Ｖ５で閉じられている。

第１油路Ｌ１に設けられた制動制御用電磁弁Ｖ２は、図１０に示すように、搭乗運転部に設けた旋回モード切換スイッチ８４で切換操作されるように構成されている。つまり、旋回モード切換スイッチ８４が「緩」の位置に操作されていると、制動制御用電磁弁Ｖ２は図９に図示されるように、第１油路Ｌ１からのパイロット圧が制動切換弁Ｖ１０側に作用しない状態となり、減速伝動クラッチ５９が作用する状態となる。旋回モード切換スイッチ８４が「信地」の位置に操作されていると、制動制御用電磁弁Ｖ２は図９に図示される状態から切り換えられて、第１油路Ｌ１からのパイロット圧が制動切換弁Ｖ１０側に作用する状態となり、制動切換弁Ｖ１０が操向ブレーキ６４を操作する側に切り換えられる。

第９油路Ｌ９に設けられた圧力調節用の比例電磁制御弁Ｖ９は、図１０に示す操向レバー８３の左右何れかへの操作量をポテンショメータ８３ａで検出し、その操作量に基づいて操向ブレーキ６４又は減速伝動クラッチ５９に対する第１０油路Ｌ１０からの供給圧を変化させるように、制御装置１００からの制御信号に基づいて制御される。

第１油路Ｌ１に設けられた操向用電磁弁Ｖ３，Ｖ４は、図１０に示すように、搭乗運転部に設けた操向レバー８３によって切換操作されるように構成してある。すなわち、操向レバー８３が中立位置Ｎに位置している状態では、操向用電磁弁Ｖ３，Ｖ４の何れもが作用しない機体直進状態となっている。

操向レバー８３が右側の旋回位置Ｒ１に操作されると、右用の操向用電磁弁Ｖ３が入り側に操作されて、右側の操向クラッチギヤ５２と右側の伝動クラッチ５６との双方を操作する右用のパイロット弁Ｖ８に圧油が供給される。この時、比例電磁制御弁Ｖ９は閉じ側の状態にあり、第１０油路Ｌ１０には圧油が供給されないので、旋回モード切換スイッチ８４の位置に関わらず右の走行装置１が遊転状態となる。

操向レバー８３が右側の旋回位置Ｒ２に操作されると、比例電磁制御弁Ｖ９は入り側の状態となり、第１０油路Ｌ１０には圧油が供給される。この時、旋回モード切換スイッチ８４が「緩」の位置に操作されていると、制動制御用電磁弁Ｖ２は図９に図示されるように、第１油路Ｌ１からのパイロット圧が制動切換弁Ｖ１０側に作用しない状態となる。よって、減速伝動クラッチ５９に圧油が供給され、右の走行装置１が直進走行時よりも低速で駆動される。一方、旋回モード切換スイッチ８４が「信地」の位置に操作されていると、制動制御用電磁弁Ｖ２は図９に図示される状態から切り換えられて、第１油路Ｌ１からのパイロット圧が制動切換弁Ｖ１０側に作用する状態となる。よって、操向ブレーキ６４に圧油が供給され、右の走行装置１にブレーキが掛かる。

操向レバー８３が左側の旋回位置Ｌ１に操作されると、左用の操向用電磁弁Ｖ４が入り側に操作されて、左側の操向クラッチギヤ５２と左側の伝動クラッチ５４との双方を操作する左用のパイロット弁Ｖ７に圧油が供給される。この時、比例電磁制御弁Ｖ９は閉じ側の状態にあり、第１０油路Ｌ１０には圧油が供給されないので、旋回モード切換スイッチ８４の位置に関わらず右の走行装置１が遊転状態となる。

操向レバー８３が左側の旋回位置Ｌ２に操作されると、比例電磁制御弁Ｖ９は入り側の状態となり、第１０油路Ｌ１０には圧油が供給される。この時、旋回モード切換スイッチ８４が「緩」の位置に操作されていると、制動制御用電磁弁Ｖ２は図９に図示されるように、第１油路Ｌ１からのパイロット圧が制動切換弁Ｖ１０側に作用しない状態となる。よって、減速伝動クラッチ５９に圧油が供給され、左の走行装置１が直進走行時よりも低速で駆動される。一方、旋回モード切換スイッチ８４が「信地」の位置に操作されていると、制動制御用電磁弁Ｖ２は図９に図示される状態から切り換えられて、第１油路Ｌ１からのパイロット圧が制動切換弁Ｖ１０側に作用する状態となる。よって、操向ブレーキ６４に圧油が供給され、左の走行装置１にブレーキが掛かる。

油圧ポンプ７１とは別に設けたチャージポンプ７２からの供給油路ＬＬがＨＳＴ２３のチャージ油供給回路に接続されている。この供給油路ＬＬにリリーフ弁Ｖ１４が設けられている。

〔始動時速度制御〕
エンジン６の始動時に制御装置１００で実行される始動時速度制御について、図１２のフローチャートに基づいて説明する。エンジン６が始動されると（＃１０）、第１変速装置Ａの変速位置を、副変速レバー８１に取り付けられた位置センサ８１ａによって検出する。制御装置１００は、位置センサ８１ａの検出信号の立ち上がりエッジの検出時に第１変速装置Ａが高速位置、立ち下がりエッジの検出時に第１変速装置Ａが低速位置と認識して記憶する。

位置センサ８１ａにより検出した第１変速装置Ａの変速位置が低速位置か高速位置かを判定し（＃１１）、第１変速装置Ａが高速位置であると判定されれば、第２変速装置Ｂを低速位置に操作する（＃１２）。すなわち、制御装置１００は副変速用電磁弁Ｖ１を切り状態とすることによって、クラッチギヤ３９を中間軸第１ギヤ４０の横側部と噛み合っている状態とし、且つ摩擦クラッチ４２を切り状態とする。一方、第１変速装置Ａが低速位置であると判定されれば、第２変速装置Ｂを高速位置に操作する（＃１３）。すなわち、制御装置１００は副変速用電磁弁Ｖ１を入り状態とすることによって、クラッチギヤ３９を中間軸第１ギヤ４０の横側部と離脱している状態とし、且つ摩擦クラッチ４２を入り状態とする。以上で始動時速度制御が終了する。

上記始動時速度制御が実行されることにより、エンジン６の始動時に走行副変速部３２で得られる速度は、必ず中速の刈取作業速度となる。したがって、オペレータが遅すぎると感じたり、速すぎると感じたりすることによる違和感の発生を回避することができる。また、オペレータがエンジン６の始動時に必ず刈取作業速度が得られることを認識していれば、オペレータはそれを踏まえて作業をすぐに開始できるため、作業効率の低下を回避することができる。

始動時速度制御の終了後は、オペレータが操作ボタン８０ｂ（図１０参照）を操作すれば、移動速度（高速）又は低速刈取作業速度（低速）とすることができる。すなわち、始動時速度制御の終了時の第１変速装置Ａの変速位置が高速位置（第２変速装置Ｂが低速位置）であった場合は、その後に操作ボタン８０ｂを操作することにより、第２変速装置Ｂが高速位置に操作されて移動速度が得られる。始動時速度制御の終了時の第１変速装置Ａの変速位置が低速位置（第２変速装置Ｂが高速位置）であった場合は、その後に操作ボタン８０ｂを操作することにより、第２変速装置Ｂが低速位置に操作されて低速刈取作業速度が得られる。

〔作業時速度制御〕
中速に相当する刈取作業速度の状態で第１変速装置Ａが操作された場合に、制御装置１００で実行される作業時速度制御について、図１３のフローチャートに基づいて説明する。刈取作業速度の時に、副変速レバー８１に取り付けられた位置センサ８１ａの検出信号の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジを検出すると、第１変速装置Ａが操作された判断され（＃２０）、作業時速度制御が開始される。

次に、上記操作後の第１変速装置Ａの変速位置が、高速位置か低速位置かを判定する（＃２１）。その結果、位置センサ８１ａの検出信号の立ち上がりエッジを検出し、第１変速装置Ａが高速位置であると判定されれば、第２変速装置Ｂを低速位置に操作する（＃２２）。すなわち、制御装置１００は副変速用電磁弁Ｖ１を切り状態とすることによって、クラッチギヤ３９を中間軸第１ギヤ４０の横側部と噛み合っている状態とし、且つ摩擦クラッチ４２を切り状態とする。

一方、位置センサ８１ａの検出信号の立ち下がりエッジを検出し、第１変速装置Ａが低速位置であると判定されれば、第２変速装置Ｂを高速位置に操作する（＃２３）。すなわち、制御装置１００は副変速用電磁弁Ｖ１を入り状態とすることによって、クラッチギヤ３９を中間軸第１ギヤ４０の横側部と離脱している状態とし、且つ摩擦クラッチ４２を入り状態とする。以上で始動時速度制御が終了する。

上記作業時速度制御が実行されることにより、刈取作業速度の状態で第１変速装置Ａを操作した場合に、その操作前後において、走行副変速部３２で得られる速度は刈取作業速度で維持されることになる。この後に操作ボタン８０ｂを操作すると、作業時速度制御が終了するのであり、作業時速度制御が終了したときの第１変速装置Ａの変速位置が高速位置（第２変速装置Ｂが低速位置）であった場合には、第２変速装置Ｂが高速装置に操作されて移動速度が得られ、作業時速度制御が終了したときの第１変速装置Ａの変速位置が低速位置（第２変速装置Ｂが高速位置）であった場合には、第２変速装置Ｂが低速位置に操作されて低速刈取作業速度が得られる。

また、上記制御によれば、第１変速装置Ａを変速するための副変速レバー８１（図１０参照）を操作することによっては、走行副変速部３２全体として変速されることはなく、第２変速装置Ｂを変速するための操作ボタン８０ｂ（図１０参照）のプッシュオン・プッシュオフ操作のみによって変速が可能となる。速度差緩和手段Ｃを備えた第２変速装置Ｂでのみ変速されることにより、変速時の衝撃が緩和されるという効果も得られる。

〔別実施形態〕
速度差緩和手段Ｃとしては、上記実施形態で示したように、油圧操作式の摩擦クラッチ４２を採用したものに限らず、例えばシンクロメッシュ式の機械的なギヤ伝動装置や、このギヤ伝動装置を操作する油圧シリンダ等のアクチュエータ、流体を介して伝動する機構を採用するなど、適宜の構造を採用することができる。

また、上記実施形態においては、第１変速装置Ａを副変速レバー８１の操作によってシフトギヤ３５を機械的に動かす構成としたが、シフトギヤ３５を操作する油圧式のアクチュエータと、このアクチュエータに作動油を供給する制御弁を備えた油圧回路で操作するものとしてもよい。また、第１変速装置Ａの全体的な構成を、第２変速装置Ｂと全く同様なものとしてもよい。

本発明は、上記実施形態で示した自脱型コンバインの他、普通型コンバインにも適用することができる。また、コンバイン以外の、玉ねぎ、人参などを各種の作物を収穫対象とするものや、運搬車、トラクタ、土工作業車などの各種作業車でクローラ走行装置を用いるものにも適用することができる。

１ 走行装置
６ エンジン
２０ 走行伝動装置（伝動系）
３２ 走行副変速部
８０ｂ 操作ボタン（操作具）
８１ 副変速レバー
１００ 制御装置
Ａ 第１変速装置
Ｂ 第２変速装置
Ｃ 速度差緩和手段
Ｖ１ 副変速用電磁弁（制御弁）

Claims (2)

1. エンジンの動力を走行装置に伝達する伝動系に、複数段に変速可能な第１変速装置と、複数段に変速可能な第２変速装置とを直列に備え、
   前記第１変速装置が低速位置で且つ前記第２変速装置が高速位置の場合の伝動比と、前記第１変速装置が高速位置で且つ前記第２変速装置が低速位置の場合の伝動比とが同じであり、
   前記第１変速装置が高速位置で且つ前記第２変速装置が高速位置の場合は移動速度が得られ、
   前記第１変速装置が高速位置で且つ前記第２変速装置が低速位置の場合、及び前記第１変速装置が低速位置で且つ前記第２変速装置が高速位置の場合は刈取作業速度が得られ、
   前記第１変速装置が低速位置で且つ前記第２変速装置が低速位置の場合は低速刈取作業速度が得られ、
   前記エンジンの始動時に、前記第１変速装置が低速位置にあれば前記第２変速装置を高速位置に操作し、前記第１変速装置が高速位置にあれば前記第２変速装置を低速位置に操作する制御装置を備えた刈取収穫機の走行変速装置。
2. 前記第２変速装置は、人為的に操作される操作具の操作により制御弁が切り換えられ、前記制御弁からの作動油により変速操作されるように構成してある請求項１に記載の刈取収穫機の走行変速装置。

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