JP2000211389A - 作業車両の旋回装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 旋回操作に連動して前輪を増速するトラクタ
等が走行する圃場では、旋回スペースに広狭の差があ
り、更に土壌も硬軟の差があってスリップ具合に差が生
じるものであるから、予め設定された前輪増速率に基づ
く前輪の駆動では、その場所に適した旋回走行ができな
いという課題があった。 【解決手段】 油圧式無段変速装置により駆動する前輪
を備え、旋回時に前記前輪を増速するトラクタ等の作業
車両において、この車両のステアリングハンドル１０の
中心位置に前記前輪の増速率を調整する前輪増速スイッ
チ９、及び前輪減速スイッチ９’を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トラクタやコン
バイン等の農業用、あるいはブルトーザ等の建設、運搬
用等の作業車両の旋回装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トラクタ等の農業用作業車両は、
エンジンの回転動力を走行ミッション装置を経由して前
輪、またはクローラ装置へ伝達する構成となっており、
この回転速度を旋回時に増速、或いは減速して湿田等で
の旋回を容易にしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した公知の作業車
両は、操舵操作、例えばステアリングハンドルの切角度
に関連して、予め設定している増速率に基づく回転速度
が前輪、またはクローラに伝達されて、旋回時間を短縮
することができるものである。しかしながら、これら車
両が走行する圃場等は、場所によって旋回スペースに広
狭の差があり、更に土壌も硬軟の差があってスリップ具
合に差が生じるものであるから、最初に設定した増速率
に基づく前輪の駆動だけでは、その場所に適した旋回走
行ができないという課題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するために、次の如き技術手段を講ずるものであ
る。即ち、無段式変速装置７により駆動する左右一対の
走行装置３，３を備え、車両の旋回操作時に前記無段式
変速装置７の伝動率を変更する作業車両において、この
車両の操舵操作部材１０（１１）、或いはこの近傍には
前記旋回時の走行装置３，３の駆動速度を変更する操作
具９，９’を備えたことを特徴とする作業車両の旋回装
置としたのである。

【０００５】また、請求項２の発明は、操舵操作部材は
ステアリングホイール１０、或いはステアリングレバー
１１式に構成し、走行装置３，３の駆動速度を変更する
操作具９，９’は増速用、及び減速用の一対のスイッチ
から構成したことを特徴とする請求項１に記載の作業車
両の旋回装置としたのである。

【０００６】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るから、請求項１の発明は、実際に操舵操作を行なって
いるオペレータの即座の判断で伝動率の増減調整がで
き、旋回場所の周囲条件に適した旋回走行ができる特徴
がある。更に、請求項１の発明の操作具９，９’は、前
輪増速用、及び減速用の一対のスイッチで構成するもの
であるから、例えばダイヤル式に構成した場合と比較し
て、操舵操作を行いながら迅速に調整操作ができる効果
がある。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を農
業用トラクタに備えた場合を説明する。トラクタＴは、
図３に示すように、車体前部に操舵操作部であるステア
リングホイール１０により操舵される左右一対の前輪３
を設け、車体後部に左右一対の後輪４を設けている。そ
して、エンジン１は、車体前部のエンジンフレームに取
り付けられ、ボンネットカバー１５によって覆われてお
り、ミッションケース２内の各変速装置へ回転動力を伝
動する構成としている。

【０００８】キャビン１４は、室内に操縦座席１２を設
け、その側方に前輪増速率を予め設定する前輪増速ダイ
ヤル８や、ホイール／クローラモード切替スイッチ４
１、作業機昇降用レバー３１等を集中させて配置し、こ
れら設定器を車両の制御手段であるコントローラＣへ接
続している。そして、前記ミッションケース２内の伝動
機構は、図２に示すように、伝動上手側から主クラッチ
装置１６、前後進切換装置１７、主変速装置１８、副変
速装置１９の順に配置して設け、エンジン１から入力さ
れる回転動力を変速レバーに合わせた回転に変換する構
成としている。そして、後輪４は、前記副変速装置１９
から出力した回転を、順に後輪差動装置２０、ホイール
ギヤ、ホイールシャフトを経て伝動しトラクタＴを推進
する構成としている。また、左右夫れ夫れのホイールシ
ャフトには油圧シリンダのピストン伸縮により圧着する
ブレーキデイスク２１…を備えている。

【０００９】そして、前輪３は、前記副変速装置１９に
て減速された回転動力を前輪伝動軸２２、前輪差動装置
２３を経由して伝動して駆動する構成としている。この
ようにして、トラクタＴは、前輪３と後輪４とがギヤ式
変速装置１７、１８、１９から出力される回転動力で後
輪３、または前後輪３，４を駆動する四輪駆動式に構成
されている。

【００１０】また、前記前輪３は、上記ギヤ式変速装置
に接続した前輪伝動軸２２とは別の伝動経路６、即ち前
輪差動装置２３部に接続する無段式変速装置である油圧
変速装置７からも伝動可能に構成されている。そして、
油圧変速装置７は、図６に示すように、従来から公知の
可変式油圧ポンプ２４と油圧モータ２５等から構成し、
このポンプ２４内の斜板の角度を調整するアクチュエー
タである電動モータ３４により油吐出量を変更し、高速
から低速まで無段階に変速した回転動力を前輪差動装置
２３に伝達する構成としている。

【００１１】そして、油圧変速装置７は、予め設定した
速度、または調整した速度の回転動力を、前輪の操舵操
作に関連して前輪３側に伝動する構成であるが、この点
についてはコントローラＣの説明に合わせて後述する。
尚、図２中の符号２６はワンウェイクラッチを示し、油
圧変速装置７から伝動経路６を経て伝動される回転速度
が、ギヤ式変速装置側から前輪伝動装置２２を経て伝動
される回転速度をオーバーしたときにこの動力伝達を断
つ構成としている。また、図６中の符号３９は前記油圧
モータ２５の作動を入切する切替制御弁を示す。

【００１２】次に、トラクタＴの作業機昇降装置につい
て図３に基づき説明する。作業機昇降装置の油圧シリン
ダ２８は、上記ミッションケース２の後上部内に設け、
このピストン伸縮によりケース外部に突出させたリフト
アーム２９を上下回動操作する構成としている。そし
て、リフトアーム２９には、この回動基部にリフトアー
ム角センサ３０が設けられ、リンク機構を介して作業機
２７（図例では耕耘装置）を吊持して連結し、前記油圧
シリンダ２８の伸縮摺動に基づいて昇降回動する構成と
している。

【００１３】そして、前記作業機昇降レバー３１は、前
記キャビン１４内に操作可能に枢着して設け、その回動
基部には操作位置を検出するポテンショメータ３２を設
け、このポテンショメータ３２の検出角と前記リフトア
ーム２９の設定角が一致するように油圧シリンダ２８を
駆動する構成としている。ここで、作業機２７の昇降装
置とその安全機構について説明する。

【００１４】コントローラＣは、図１に示すように、入
力側にポジションメータ３２と、リフトアーム角センサ
３０と、上げ位置設定ダイヤル３６とが接続され、出力
側には上昇用圧力比例制御弁のソレノイド３７と下降用
圧力比例制御弁のソレノイド３８とをそれぞれ接続して
設けている。そして、コントローラＣは、作業機２７
を、予め上げ位置設定ダイヤル３６で設定した位置まで
上昇することができるが、安全機構として、エンジン回
転センサ３５からエンジン１の再スタート情報が入力さ
れているときには、上記設定値より低い安全高さまでし
か上昇できない構成にして安全を確保することとしてい
る。この場合、上げ位置設定ダイヤル３６は、一度
「０」に戻し、再設定することになる。

【００１５】以上のように、作業機２７の昇降装置は、
上記安全対策を施すことによって、作業機を付け替えた
とき等に過度に上昇してキャビン１４の後部外側からリ
ヤウインドウを突き破る状態に破損する等の事故を未然
に防止することができる。つぎに、前輪３は、本項「発
明の実施の形態」の冒頭に述べたとおり、操舵装置５を
構成するキャビン１４内に装備したステアリングホイー
ル１０の回転操作することにより、図示しないパワース
テアリング機構を介して前輪３を操作する構成としてい
る。そして、ステアリングホイール１０と連動する部位
（図中ステアリングシャフト）には、旋回を検出する手
段としてステアリング切角センサ３３を設けている。

【００１６】つぎに、コントローラＣについて説明す
る。まず、前輪増速操舵制御に関する構成から説明す
る。コントローラＣは、図１に示すように、内部にＣＰ
Ｕ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を設け、入力側に、前輪増速ダイ
ヤル８、前記前輪３，３の駆動速度を旋回時に適宜変更
する前輪増速率アップスイッチ、及び前輪増速率ダウン
スイッチ９’と、ステアリング切角センサ３３等を接続
している。そして、出力側に電動モータ３４、液晶モニ
タ４２等を接続している。この電動モータ３４は、コン
トローラＣから出力される制御信号、即ち出力電圧に応
じて作動し、既に述べた油圧変速装置７を構成している
可変式油圧ポンプ２４の油吐出量を調整する構成として
いる。

【００１７】また、コントローラＣのＲＯＭには、予め
設定した制御モードや基準とする各種のデータ、または
制御プログラム等を記憶している。前記前輪増速ダイヤ
ル８は、旋回時の前輪３の増速率（後輪４の周速度
「１」に対比して前輪３の周速度比）を予め設定してコ
ントローラＣに入力、記憶させる設定器である。そし
て、前輪増速率アップスイッチ９と前輪増速率ダウンス
イッチ９’とは、上記前輪増速ダイヤル設定器８で、予
め設定している旋回時の前輪３の増速率を適宜増減調整
するスイッチであって、一回押すごとに増率を一定の割
合、例えばプラスマイナス０．１毎に変更できる構成と
している。

【００１８】そして、上記前輪増速率アップスイッチ９
と前輪増速率ダウンスイッチ９’とは、図４に示すよう
に、ステアリングホイール１０の中心位置に配置してい
る。尚、車両の操舵部材をレバー１１式に構成する場合
には、図５に示すようにレバー把持部の上部にスイッチ
９，９’を設け、操舵操作時に指による押し操作が行い
易い位置に配置する。

【００１９】次に、ステアリング切角センサ３３は、ス
テアリングホイール１０の操舵角を検出してコントロー
ラＣに入力する構成としている。そして、コントローラ
Ｃは、ステアリング切角センサ３３から入力された情報
を、予め記憶している基準情報と比較して、旋回操作を
想定できる程度の角度であるか否かを判断して制御信号
を出力するように構成している。

【００２０】尚、この旋回操作を検出する方法として
は、トラクタＴの前輪操舵量を検出する構成としても良
いし、また角速度を検出する構成としても良い。以上の
ように構成したトラクタＴは、旋回が開始されると、後
述するように予め設定されている増速率、または、その
後、調整された増速率に基づいて、電動モータ３４を介
して油圧変速装置７を駆動し、前輪３を増速して伝動す
る前輪増速操舵制御装置を構成している。

【００２１】ここで、上述の前輪増速制御装置を安全に
制御作動するために必要な安全装置について説明する。
まず、コントローラＣは、図１に示すように、入力側に
エンジン回転センサ３５を接続して、エンジン１の始
動、停止を検出情報として入力する構成としている。そ
して、コントローラＣは、エンジン１が一度停止し、再
始動したときには、前輪増速ダイヤル８によって設定さ
れていた前輪３の増速率を、必ず０に戻す構成としてい
る。そして、改めて前記ダイヤル８が操作されたとき、
即ち検出値が変動したときに旋回時の前輪増速制御が作
動する構成としている。

【００２２】また、安全装置の別の形態として、エンジ
ン始動に関連して安全回路が働いて上述の前輪増速制御
装置がＯＦＦとなる構成にしてもよい。いずれにして
も、オペレータは、再スタート（停止したエンジン１を
再始動すること）にあたり、前輪増速ダイヤル８によっ
て、前輪３の増速率を再度設定し直して走行を開始する
ことになる。

【００２３】このように、安全装置は、前輪３を増速し
て旋回走行する制御装置を装備したトラクタにおいて、
オペレータによるスイッチの切忘れ、その他の誤操作に
よる暴走を未然に防止するために不可欠である。つぎ
に、前記後輪４を、通常のホイール式からクローラ式に
仕様変更する場合について説明する。

【００２４】通常、後輪４をホイール式からクローラ４
０に仕様変更する場合は、変更に伴って前輪３を大幅に
減速走行する必要が生じるから、走行ミッション装置２
の前輪３側への伝動機構を低速伝動用のミッション機構
に変更しなければならない。そこで、この実施の形態で
は、前記前輪増速装置を利用して、前輪３をギヤ式変速
装置とは別の伝動経路６、即ち油圧変速装置７によって
低速で伝動する簡便な構成にしたものである。

【００２５】コントローラＣは、図１に示すように、そ
の入力側に、ホイール／クローラモード切替スイッチ４
１を接続し、モードの切り替えを可能に構成している。
そして、トラクタＴは、図７に示すように、後輪４を外
してクローラ４０を装着する仕様変更をしたとき、上述
したホイール／クローラモード切替スイッチ４１をクロ
ーラモード側に切り替えて走行することができる構成に
している。

【００２６】従って、トラクタＴは、コントローラＣか
ら制御信号が電動モータ３４に出力されて、クローラ走
行に適する低速（例えば直進時、前輪増速率をホイール
時よりも０．７倍）で油圧変速装置７から伝動経路６を
介して前輪３に伝動されることになる。このように、ト
ラクタＴは、後輪４をクローラ４０に仕様変更すること
によってクローラ特有の機能が発揮されて、湿田等で沈
下が防止され、充分な推進力が発揮されて効率的に作業
を行なうことができる。

【００２７】つぎにその作用について説明する。まず、
圃場の耕耘作業を行なう場合、エンジン１を始動した
後、コントローラＣが立ち上げられて作動状態に準備す
る。そして、トラクタＴは、作業機２７を所定の耕耘高
さまで下降させて回転駆動しながら前進して耕耘作業を
開始する。このとき、トラクタＴは、エンジン１の回転
動力が、ミッションケース２内に達し、主クラッチ１６
を経て前後進切換装置１７、主変速装置１８、副変速装
置１９から後輪差動装置２０を経由して後輪４を駆動
し、一方、前輪伝動装置２２に達した回転動力は、前輪
差動装置２３を経由して前輪３を駆動する。

【００２８】このように、トラクタＴは、四輪駆動によ
って圃場内を推進されながら、作業を行なうものであ
る。さて、つぎに、前輪増速制御装置の制御作動を、図
１の制御機構のブロック図と、図８の制御作動のフロー
チャートを参照しながら説明する。コントローラＣは、
エンジンが始動されて電源系が立ち上げられると、最初
にセンサ、スイッチ類から読み込みを行なう。そして、
ホイール／クローラモード切替スイッチ４１の状態を判
定する。そしてスイッチ状態が「クローラモード」であ
る場合は、予め直進時の前輪増速率を０、７倍にとして
記憶させているから、その増速率に基づいて電動モータ
３４に制御信号を出力する。このようにして、トラクタ
Ｔは、クローラ仕様の走行速度が、油圧変速装置７から
伝動経路６を介して前輪３に伝達されてクローラ４０に
よって強力に走行する。尚前記ワンウェイクラッチ２６
は、アクチュエータ（図示省略）により強制的に動力伝
達状態を「切」状態に保つ。

【００２９】次に前記切替スイッチ４１が「ホイールモ
ード」の場合、コントローラＣは、前輪増速ダイヤル８
の設定値を読み込んでＲＡＭに記憶させて走行する。こ
の場合、トラクタＴは、前記ギヤ式変速装置側から伝動
され四輪駆動の状態で前進走行を続けている。そして、
トラクタＴは、圃場の端の旋回場所に達すると、ステア
リングホイール１０を操舵操作して旋回走行に移るが、
そのとき、ステアリング切角センサ３３から操舵角度が
コントローラＣに入力される。

【００３０】すると、コントローラＣは、その入力情報
と、予め記憶している前記旋回角とを比較して「旋回操
作」と判断すると、設定している増速率に基づく制御信
号を電動モータ３４に出力する。このようにして、トラ
クタＴは、制御信号に基づく増速率に変速された油圧変
速装置７からの回転動力が伝動経路６を経由して前輪３
に伝動され、旋回時間が短縮されることになる。尚、ト
ラクタＴは、前記油圧シリンダにより後輪ブレーキデイ
スク２１…を圧着操作して、旋回内側に位置する後輪４
を制動すれば、更に小回りが可能となる。

【００３１】そして、このような旋回走行の途中におい
て、前輪増速率アップスイッチ９、または、前輪増速率
ダウンスイッチ９’のＯＮ信号を入力すると、これに応
じて前記電動モータ３４への通電量が変更され、これと
共に電動モータ３４が前記ポンプ２４の吐出量を変更し
て前輪３の駆動速度を変更する。また、前記液晶モニタ
４２には現在出力中の前輪増速率を表示する。

【００３２】このように、実際に操舵操作を行なってい
るオペレータの即座の判断で前輪の増速率の増減調整が
でき、旋回場所の周囲条件に適した旋回走行ができる。
また、これら増減速スイッチ９，９’をステアリングハ
ンドル１０の回動中心部に配置したので、オペレータが
車両の旋回状態を確認しながら操作することができるの
で、例えば操縦席側方に配置すること比較して操作性が
良い。

【００３３】尚、上記実施の形態では前輪をホイール
式、後輪をクローラ式に構成した所謂セミクローラ型ト
ラクタについて説明したが、走行装置を左右一対のクロ
ーラのみを備えた場合にも利用できる。この場合はＨＳ
Ｔ等の無段変速装置により左右クローラの駆動速度を変
更する。また、前記油圧式変速装置７の伝動率を変更す
る操作具は、前記図４中のステアリングハンドル１０近
傍に設けられるレバー４１を利用し、これを上下方向に
操作する度に伝動率を調整する構成としても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】コントローラの接続状態を示すブロック図であ
る。

【図２】トラクタの伝動機構図である。

【図３】トラクタの全体側面図である。

【図４】ステアリングハンドルの平面図である。

【図５】ステアリングレバーの斜面図である。

【図６】油圧回路図である。

【図７】クローラを装着した時のトラクタの側面図であ
る。

【図８】制御プログラムの概要を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

３ 前輪 ４ 後輪 ７ 油圧変速装置 ９ 前輪増速スイッチ ９’ 前輪減速スイッチ １０ ステアリングホイール １１ ステアリングレバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D043 AA03 AB07 AB12 EA02 EA11 EA19 EA35 EA38 EA41 EA43 EB03 EB06 EB07 EB14 EE02 EE03 EE12 EF02 EF09 EF30

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無段式変速装置７により駆動する左右一
   対の走行装置３，３を備え、車両の旋回操作時に前記無
   段式変速装置７の伝動率を変更する作業車両において、
   この車両の操舵操作部材１０（１１）、或いはこの近傍
   には前記旋回時の走行装置３，３の駆動速度を変更する
   操作具９，９’を備えたことを特徴とする作業車両の旋
   回装置。
2. 【請求項２】 操舵操作部材はステアリングホイール１
   ０、或いはステアリングレバー１１式に構成し、走行装
   置３，３の駆動速度を変更する操作具９，９’は増速
   用、及び減速用の一対のスイッチから構成したことを特
   徴とする請求項１に記載の作業車両の旋回装置。