(57)【要約】【課題】コンバイン等の農業機械に設けられるトランスミッションにおいて、変速ギヤの半噛合に起因して、変速ギヤが破損したり、変速ギヤの噛み合いが意に反して外れる等の不都合を解消する。【解決手段】高速ギヤ１７の選択的な噛み合い操作に基づいて走行動力を変速するトランスミッション７を備えたコンバイン１等の農業機械において、高速ギヤ１７の噛合状態を検出する磁気型近接スイッチ等の位置センサ２８と、該位置センサ２８の検出に基づいて、高速ギヤ１７の半噛合状態を音等で報知する噛合状態報知装置３１とを設ける。【選択図】　　　　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速ギヤの選択的な噛み合い操作に基づいて動力を変速するトランスミッションを備える農業機械であって、該農業機械は、前記変速ギヤの噛合状態を検出する噛合状態検出手段と、該噛合状態検出手段の検出に基づいて、前記変速ギヤの噛合状態を報知する噛合状態報知手段とを備えることを特徴とする農業機械。
【請求項２】
請求項１において、前記噛合状態検出手段は、前記変速ギヤの適正噛合状態と半噛合状態とを識別可能に検出し、前記噛合状態報知手段は、前記変速ギヤの適正噛合状態もしくは半噛合状態を報知することを特徴とする農業機械。
【請求項３】
請求項１乃至２において、前記噛合状態検出手段は、変速ギヤもしくは変速操作系の動作位置を磁気的に検出する位置センサであることを特徴とする農業機械。
【請求項４】
請求項１乃至３において、前記位置センサは、トランスミッションの外部でシフトアーム位置を検出することを特徴とする農業機械。
【請求項５】
請求項１乃至３において、前記位置センサは、トランスミッションの内部でシフタ位置を検出することを特徴とする農業機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランスミッションを備えるコンバイン等の農業機械の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、コンバイン等の農業機械は、走行動力等の変速を行うために、トランスミッションを備えている。この種のトランスミッションは、通常、変速ギヤの選択的な噛み合い操作に基づいて動力を変速するように構成されており、変速時には、変速ギヤを適正な噛み合い位置に操作することが要求される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の農業機械では、変速ギヤが半噛合状態であっても、オペレータがそれに気付かず、動力伝動状態を維持することがある。そのため、変速ギヤの半噛合面に大きな荷重が作用して、変速ギヤが破損したり、変速ギヤの噛み合いが意に反して外れる等の不都合が生じる可能性がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、変速ギヤの選択的な噛み合い操作に基づいて動力を変速するトランスミッションを備える農業機械であって、該農業機械は、前記変速ギヤの噛合状態を検出する噛合状態検出手段と、該噛合状態検出手段の検出に基づいて、前記変速ギヤの噛合状態を報知する噛合状態報知手段とを備えることを特徴とする。つまり、噛合状態報知手段の報知（ランプ表示、ブザー警報等を含む）に基づき、オペレータが変速ギヤの噛合状態を認識することができるため、変速ギヤが半噛合状態のまま動力伝動が行われることを防止でき、その結果、変速ギヤの半噛合に起因して、変速ギヤが破損したり、変速ギヤの噛み合いが意に反して外れる等の不都合を回避することができる。
また、前記噛合状態検出手段は、前記変速ギヤの適正噛合状態と半噛合状態とを識別可能に検出し、前記噛合状態報知手段は、前記変速ギヤの適正噛合状態もしくは半噛合状態を報知することを特徴とする。つまり、噛合状態報知手段が変速ギヤの適正噛合状態を報知するようにした場合は、変速ギヤの半噛合状態を、噛合状態報知手段の非報知に基づいて間接的に認識できる一方、噛合状態報知手段が変速ギヤの半噛合状態を報知するようにした場合は、変速ギヤの半噛合状態を直接的に認識することが可能になる。また、第１の噛合状態報知手段で一方の噛合状態を報知し、第２の噛合状態報知手段で他方の噛合状態を報知するようにしても良く、この場合は、噛合状態の認識がさらに容易になる。
また、前記噛合状態検出手段は、変速ギヤもしくは変速操作系の動作位置を磁気的に検出する位置センサであることを特徴とする。この場合においては、変速ギヤもしくは変速操作系の動作位置を非接触で検出でき、しかも、光学センサの如く汚れによって検出不良が生じる不都合も回避することができる。
また、前記位置センサは、トランスミッションの外部でシフトアーム位置を検出することを特徴とする。この場合においては、位置センサの取付けやメンテナンスが容易になる。
また、前記位置センサは、トランスミッションの内部でシフタ位置を検出することを特徴とする。この場合においては、変速ギヤに近いシフタの位置を検出することにより、変速操作系のガタに起因する検出誤差を可及的に小さくすることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図面において、１はコンバインであって、該コンバイン１は、茎稈を刈り取る前処理部２と、刈り取った茎稈から穀粒を脱穀し、これを選別する脱穀部（図示せず）と、選別した穀粒を貯溜する穀粒タンク３と、脱穀済みの排稈を排出処理する後処理部４と、各種の操作具が配置される操作部５と、クローラ式の走行部６とを備えて構成されている。
【０００６】
前記操作部５の下側には、エンジン（図示せず）が搭載され、その動力が図示しない油圧式無段変速機構（ＨＳＴ）を介してトランスミッション７に入力される。油圧式無段変速機構は、操作部５の主変速レバー８に連繋されており、該主変速レバー８の操作に応じてエンジン動力を無段変速するように構成されている。
【０００７】
トランスミッション７は、走行動力を変速する副変速機構９と、機体旋回モード（スピンターンモードと減速ターンモード）の切り換えを行うスピン・減速ターン切換機構１０と、左右のクローラに対する動力伝動を選択的に断続するサイドクラッチ機構１１とを備えている。副変速機構９は、トランスミッション７の第３シャフトＳ３と第４シャフトＳ４との間に構成されており、３段階（低速Ｌ、中速Ｍ、高速Ｈ）の走行副変速を行う。つまり、副変速機構９は、第３シャフトＳ３に一体的に設けられ、かつ、第２シャフトＳ２の伝動ギヤ（図示せず）に常時噛合する伝動ギヤ１２と、第３シャフトＳ３に回転自在に設けられ、かつ、第４シャフトＳ４の伝動ギヤ１３Ｍに常時噛合する中速ギヤ１４と、第３シャフトＳ３に回転自在に設けられ、かつ、第４シャフトＳ４の伝動ギヤ１３Ｌに常時噛合する低速ギヤ１５と、中速ギヤ１４と低速ギヤ１５との間で第３シャフトＳ３にスプライン結合され、第４シャフトＳ４の伝動ギヤ１３Ｈに選択噛合する高速ギヤ１７とを備え、さらに、高速ギヤ１７の左右両側部には、中速ギヤ１４または低速ギヤ１５に選択噛合する内歯ギヤ（ドグギヤ）１７ａ、１７ｂが設けられている。
【０００８】
高速ギヤ１７は、図３の左側から順に、５つのポジション（中速位置Ｍ、中立位置Ｎ１、高速位置Ｈ、中立位置Ｎ２、低速位置Ｌ）を有する。高速ギヤ１７を中速位置Ｍに操作すると、高速ギヤ１７の内歯ギヤ１７ａが中速ギヤ１４に噛合し、第４シャフトＳ４に中速動力が伝動される。また、高速ギヤ１７を中立位置Ｎ１に操作すると、高速ギヤ１７は何れのギヤにも噛み合わず、第４シャフトＳ４への動力伝動が断たれる。また、高速ギヤ１７を高速位置Ｈに操作すると、高速ギヤ１７が伝動ギヤ１３Ｈに噛合し、第４シャフトＳ４に高速動力が伝動される。また、高速ギヤ１７を中立位置Ｎ２に操作すると、高速ギヤ１７は何れのギヤにも噛み合わず、第４シャフトＳ４への動力伝動が断たれる。さらに、高速ギヤ１７を低速位置Ｌに操作すると、高速ギヤ１７の内歯ギヤ１７ｂが低速ギヤ１５に噛合し、第４シャフトＳ４に低速動力が伝動される。そして、上記の各噛み合いにおいては、半噛合状態を避けることが要求されるが、特に、平ギヤ同士の噛み合いである高速ギヤ１７と伝動ギヤ１３Ｈとの噛み合い部においては、ギヤ歯の破損をまねくことがあるため、半噛合状態を確実に回避したいという要望がある。
【０００９】
第３シャフトＳ３の近傍には、シフタ１８をスライド自在に支持するシフトシャフト１９が並設されている。シフタ１８には、高速ギヤ１７に係合するシフトフォーク２０が設けられると共に、内部シフトアーム２１が係合されている。つまり、シフタ１８は、内部シフトアーム２１と高速ギヤ１７との間に介在し、内部シフトアーム２１の回動に応じて高速ギヤ１７を変速動作させる。
【００１０】
シフタ１８とシフトシャフト１９との間には、デテント溝１９ａ〜１９ｄに対するデテントボール２２Ａ、２２Ｂの落ち込みにより、高速ギヤ１７を各ポジションで抜止めする抜止めデテント機構２３が構成されている。デテントボール２２Ａ、２２Ｂは、シフタ１８の内周部に出没自在に組み込まれ、図示しないバネによってシフトシャフト１９の外周部に向けて付勢されている。つまり、高速ギヤ１７を中速位置Ｍに操作すると、デテント溝１９ａにデテントボール２２Ａが落ち込み、高速ギヤ１７の抜けが規制される。また、高速ギヤ１７を中立位置Ｎ１に操作すると、デテント溝１９ｃにデテントボール２２Ｂが落ち込み、高速ギヤ１７の移動が規制される。また、高速ギヤ１７を高速位置Ｈに操作すると、デテント溝１９ｂにデテントボール２２Ａが落ち込み、高速ギヤ１７の抜けが規制される。また、高速ギヤ１７を中立位置Ｎ２に操作すると、デテント溝１９ｃにデテントボール２２Ａが落ち込み、高速ギヤ１７の移動が規制される。さらに、高速ギヤ１７を低速位置Ｌに操作すると、デテント溝１９ｄにデテントボール２２Ｂが落ち込み、高速ギヤ１７の抜けが規制される。
【００１１】
前記内部シフトアーム２１は、アームシャフト２４を介してトランスミッション７のケース部に支持されている。アームシャフト２４は、トランスミッション７のケース部を回転自在に貫通しており、その内端部に内部シフトアーム２１が設けられる一方、外端部には外部シフトアーム２５が設けられている。そして、この外部シフトアーム２５が、副変速操作リンク機構（変速操作系の一部）２６を介して操作部５の副変速レバー２７に連繋されることで、副変速レバー２７による前記高速ギヤ１７の変速操作が可能になる。尚、特許請求の範囲に記載される変速操作系は、高速ギヤ１７から副変速レバー２７に至る変速操作経路全体を指し、副変速操作リンク機構２６のみを指すものではない。
【００１２】
図５及び図６に示すように、トランスミッション７のケース外面部には、外部シフトアーム２５の先端部と対向するように位置センサ（噛合状態検出手段）２８が設けられる。位置センサ２８は、金属の近接・離間に応じて、ＯＮ・ＯＦＦ状態が切換わる磁気型近接スイッチを用いて構成される。外部シフトアーム２５の先端部には、アーム回動方向に所定間隔を存して並ぶ２つの凸部２５ａが形成されており、この凸部２５ａが近接したとき、位置センサ２８がＯＮ側に切換わる。そして、２つの凸部２５ａは、前記高速ギヤ１７が伝動ギヤ１３Ｈに対して半噛合状態となるアーム角度（ＨとＮ１の中間域及びＨとＮ２の中間域）で位置センサ２８に近接するように形成されるので、位置センサ２８のＯＮにより、高速ギヤ１７の半噛合状態を間接的に検出することが可能になる。
【００１３】
図７に示すように、位置センサ２８は、マイコンなどを用いて構成される制御部２９に接続される。制御部２９の入力側には、位置センサ２８の他、機体走行を検出する走行センサ３０などが接続される一方、出力側には、噛合状態報知装置（噛合状態報知手段）３１などが接続されている。ここで、走行センサ３０は、例えば、主変速レバー８の走行領域への操作を検出するレバー位置センサ、走行動力伝動系の回転を検出する回転センサなどである。また、噛合状態報知装置３１は、例えば、噛合状態を音で報知するブザー又はホーン、噛合状態を光で報知するランプなどであるが、本実施形態では、音の大小を変化させることができる電子ホーンを用いるものとする。
【００１４】
次に、制御部２９における噛合状態報知処理の手順を図８のフローチャートに沿って説明する。噛合状態報知処理では、まず、位置センサ２８のＯＮ／ＯＦＦを判断し、その判断結果がＯＦＦの場合は、噛合状態報知装置３１の報知動作を停止させる。一方、位置センサ２８がＯＮであると判断した場合は、遅延タイマをセットした後、遅延タイマの終了を判断する。そして、位置センサ２８が遅延タイマ時間を越えてＯＮ状態を維持した場合は、噛合状態報知装置３１を動作させ、前記高速ギヤ１７が半噛合状態であることを音で警報する。これにより、オペレータが半噛合状態であることを認識でき、高速ギヤ１７が半噛合状態のまま機体走行（動力伝動）が行われることを防止できる。しかも、本実施形態では、位置センサ２８のＯＮに応じて、直ちに噛合状態報知装置３１を動作させることなく、所定時間だけ遅延させて噛合状態報知装置３１を動作させるので、通常の変速操作中に発生する瞬間的な半噛合状態に応じて頻繁に警報が発せられる不都合も回避される。
【００１５】
また、噛合状態報知処理では、噛合状態報知装置３１の動作中、機体走行の有無を判断している。そして、この判断結果がＹＥＳになった場合は、噛合状態報知装置３１の発生音量を上げるなど、より厳しい警報を行うようになっている。これにより、オペレータが警報に気付かず、機体を走行させてしまう可能性を低下させることができる。
【００１６】
叙述の如く構成されたものにおいて、高速ギヤ１７の選択的な噛み合い操作に基づいて走行動力を変速するトランスミッション７を備えるコンバイン１であって、高速ギヤ１７の噛合状態を検出する位置センサ２８と、位置センサ２８の検出に基づいて、高速ギヤ１７の半噛合状態を報知する噛合状態報知装置３１とを備えるため、噛合状態報知装置３１の報知に基づき、オペレータが高速ギヤ１７の半噛合状態を認識することが可能になる。これにより、高速ギヤ１７が半噛合状態のまま動力伝動が行われることを防止でき、その結果、高速ギヤ１７の半噛合に起因して、高速ギヤ１７が破損したり、高速ギヤ１７の噛み合いが意に反して外れる等の不都合を回避することができる。
【００１７】
また、前記位置センサ２８は、検出対象の位置を磁気的に検出するため、非接触状態での検出が可能になる許りでなく、光学センサの如く汚れによって検出不良が生じる不都合も回避することができる。
【００１８】
また、前記位置センサ２８は、トランスミッション７の外部にて、外部シフトアーム２８の位置に基づいて高速ギヤ１７の半噛合状態を検出するため、トランスミッション７の内部に位置センサ２８を設ける場合に比べ、位置センサ２８の取付けやメンテナンスが容易になる。
【００１９】
次に、本発明の第２実施形態を図９〜図１３に基づいて説明する。但し、第１実施形態と共通する構成については、図面において第１実施形態と同じ符号を使用し、第１実施形態の説明を援用する。図９において、５０は第１実施形態のシフタ１８に代えて設けられるシフタであって、該シフタ５０には、スライド方向に所定間隔を存して並ぶ４つの凸部５０ａ〜５０ｄが形成されている。一方、トランスミッション７のケース内面部には、シフタ５０の凸部５０ａ〜５０ｄと対向し、かつ、シフタ５０のスライド方向に所定間隔を存して並ぶ４つの位置センサ（噛合状態検出手段）Ｓ１〜Ｓ４が設けられている。これらの位置センサＳ１〜Ｓ４は、第１実施形態の位置センサ２８と同一構造のものであり、凸部５０ａ〜５０ｄの近接・離間に応じて、ＯＮ・ＯＦＦ状態が切換わる。従って、シフタ５０のスライド位置に応じて、各位置センサＳ１〜Ｓ４のＯＮ／ＯＦＦパターンが変化し、そのパターン認識によって、シフタ５０のスライド位置、高速ギヤ１７のポジション及び噛合状態を判断することが可能になる。
【００２０】
次に、第２実施形態の作用について、図１０及び図１１を参照して説明する。図１１に示すように、高速ギヤ１７が中速位置Ｍにあるときは、第２凸部５０ｂにより第１位置センサＳ１がＯＮし、第４凸部５０ｄにより第３位置センサＳ３がＯＮする。また、高速ギヤ１７が中立位置Ｎ１にあるときは、第２凸部５０ｂにより第１位置センサＳ１だけがＯＮする。また、高速ギヤ１７が中立位置Ｎ１と高速位置Ｈとの間の半噛合位置ＮＧ１にあるときは、第２凸部５０ｂにより第２位置センサＳ２だけがＯＮする。また、高速ギヤ１７が高速位置Ｈにあるときは、第１凸部５０ａにより第１位置センサＳ１がＯＮし、第２凸部５０ｂにより第２位置センサＳ２がＯＮし、さらに第３凸部５０ｃにより第３位置センサＳ３がＯＮする。また、高速ギヤ１７が高速位置Ｈと中立位置Ｎ２との間の半噛合位置ＮＧ２にあるときは、第２凸部５０ｂにより第２位置センサＳ２がＯＮし、第３凸部５０ｃにより第３位置センサＳ３がＯＮし、さらに第４凸部５０ｄにより第４位置センサＳ４がＯＮする。また、高速ギヤ１７が中立位置Ｎ２にあるときは、第２凸部５０ｂにより第２位置センサＳ２がＯＮし、第４凸部５０ｄにより第４位置センサＳ４がＯＮする。また、高速ギヤ１７が低速位置Ｌにあるときは、第４凸部５０ｄにより第４位置センサＳ４だけがＯＮする。これにより、各位置センサＳ１〜Ｓ４のＯＮ／ＯＦＦパターンに基づき、高速ギヤ１７のポジション及び噛合状態を判断することが可能になる。
【００２１】
図１２に示すように、位置センサＳ１〜Ｓ４は、マイコンなどを用いて構成される制御部５１に接続される。制御部５１の入力側には、位置センサＳ１〜Ｓ４の他、第一実施形態と同じ走行センサ３０などが接続される一方、出力側には、第１実施形態と同じ噛合状態報知装置（噛合状態報知手段）３１の他、第２の噛合状態報知装置５２などが接続されている。ここで、第２の噛合状態報知装置５２は、例えば、高速ギヤ１７の各ポジション（適正噛合状態又は適正中立状態）をランプ表示するランプ群（Ｍランプ、Ｎ１ランプ、Ｈランプ、Ｎ２ランプ、Ｌランプ）であり、操作部５においてオペレータが目視し易い位置に配置される。
【００２２】
次に、制御部５１における噛合状態報知処理の手順を図１３のフローチャートに沿って説明する。噛合状態報知処理では、まず、位置センサＳ１〜Ｓ４のＯＮ／ＯＦＦパターンに基づいて、高速ギヤ１７のポジション（Ｍ、Ｎ１、ＮＧ１、Ｈ、ＮＧ２、Ｎ２、Ｌ）を判定し、これがＭ、Ｎ１、Ｈ、Ｎ２、Ｌの何れかである場合は、第２噛合状態報知装置５２の対応するランプを点灯させると共に、第１噛合状態報知装置３１の報知動作を停止させる。一方、高速ギヤ１７のポジションがＮＧ１又はＮＧ２であると判断した場合は、遅延タイマをセットした後、遅延タイマの終了を判断する。そして、高速ギヤ１７が遅延タイマ時間を越えてこのポジションを維持した場合は、第１噛合状態報知装置３１を動作させ、高速ギヤ１７が半噛合状態であることを音で警報する。また、第１噛合状態報知装置３１の動作中は、機体走行の有無を判断し、この判断結果がＹＥＳになった場合は、第１噛合状態報知装置３１の発生音量を上げる。
【００２３】
叙述の如く構成された第２実施形態においては、第１実施形態と略同じ効果が得られる。しかも、第２実施形態では、位置センサＳ１〜Ｓ４によって高速ギヤ１７の適正ポジション（適正噛合状態又は適正中立状態）を検出し、これをランプ表示するので、全てのランプの消灯でも、高速ギヤ１７の半噛合状態を認識できるという利点がある。
【００２４】
また、第２実施形態の位置センサＳ１〜Ｓ４は、トランスミッション７の内部でシフタ５０の位置を検出するため、高速ギヤ１７の近くで位置検出を行うことが可能になり、その結果、変速操作系のガタに起因する検出誤差を可及的に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンバインの側面図である。
【図２】トランスミッションの内部概略側面図である。
【図３】副変速機構の正面図である。
【図４】副変速操作リンク機構を示す側面図である。
【図５】適正噛合状態（Ｈ）における位置センサの作用を示す説明図である。
【図６】半噛合状態（ＮＧ１）における位置センサの作用を示す説明図である。
【図７】制御部の入出力を示すブロック図である。
【図８】噛合状態報知処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態を示す副変速機構の正面図である。
【図１０】第２実施形態における位置センサのＯＮ／ＯＦＦパターンを示す表図である。
【図１１】第２実施形態における位置センサの作用を示す説明図である。
【図１２】第２実施形態における制御部の入出力を示すブロック図である。
【図１３】第２実施形態における噛合状態報知処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　　コンバイン
７　　トランスミッション
９　　副変速機構
１７　高速ギヤ
２５　外部シフトアーム
２８　位置センサ
２９　制御部
３１　噛合状態報知装置
５０　シフタ
５１　制御部
５２　第２噛合状態報知装置
Ｓ１〜Ｓ４　位置センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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