JP2622107B2 - 四輪駆動形農用トラクタの前輪駆動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、四輪駆動形農用ト
ラクタの前輪駆動制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、四輪駆動形農用トラクタの圃
場端において回行する場合、前輪の周速を早くする技術
は例えば特開昭５４−１２０１３８号公報の如く公知で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし前記従来の前輪
駆動制御装置は、ステアリングハンドルが例えば４０度
以上の切り角で操作された場合に、自動的に前輪が後輪
に対して増速切換えされるものであり、走行速度が低速
であろうと高速であろうと、走行速度に関係なく増速へ
の切換操作が行われていた。

【０００４】故に圃場内で耕耘や代掻き等の作業を行っ
ている場合には、必ず低速であるので、前輪が増速駆動
されても問題はなく、逆に小回り旋回することにより作
業性が向上するのである。しかし路上走行中（高速走行
中）に、急なカーブに至ってステアリングハンドルを所
定角以上操作したとき、前輪が増速に切換わると突然前
輪が急旋回を開始して、操縦安定性が損なわれ、また、
ミッション、デフ、ドライブシャフト等に過負荷が生じ
るだけでなく、タイヤが早期に磨耗するという課題があ
った。

【０００５】また、農用トラクタにおいては、前輪は、
操向輪であること及び前方視界性の確保等にためにフェ
ンダによって覆われておらず、高速走行時に前輪が増速
駆動されるとかなり多量の泥土が跳ね上げられてしまう
ことがあった。即ち、湿田等において高速走行状態で前
輪増速による小回り旋回が行われると、かかる前輪によ
り多量の泥土が後方及び左右側方に跳ね上げられ、車体
やキャビン、運転席上のオペレータ（キャビンなしの場
合）が泥塗れとなるとともに、枕地から外に泥土が飛散
されて圃場の周辺の路地等を汚してしまうことがあっ
た。

【０００６】そこで本発明においては、圃場等で作業中
で走行速度が低速時において真に旋回半径を小さくする
必要がある場合を判断し、その時にのみ自動的に前輪が
後輪に対して増速となるようにするとともに、高速走行
時に前輪が増速に切換わることを防止し、湿田での旋回
操向時の泥土の跳ね上げを少なくし、さらに、小回り旋
回時における動力損失を少なくすることを目的とするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ステアリング
ハンドル８により操向可能であるとともに前輪走行伝動
系２５により駆動可能な左右の前輪５，５と、高低複数
段に走行速度を変速操作可能な走行変速装置１６と後輪
デフ装置１７とを備えている後輪走行伝動系Ｍにより駆
動される左右の後輪６，６と、を有する四輪駆動形農用
トラクタにおいて、前述の目的を達成するために、次の
技術的手段を講じている。

【０００８】すなわち、本発明は、前記前輪走行伝動系
２５は前記走行変速装置１６と前記後輪デフ装置１７と
の間の後輪走行伝動系Ｍより分岐して備えられ、該前輪
走行伝動系２５には前輪５，５への駆動回転を後輪６，
６に対して増速又は略同速に切換可能な前輪増速切換装
置３０と、該前輪増速切換装置３０を介して駆動される
前輪デフ装置３２と、前輪５，５の駆動回転を断接する
クラッチ手段２８と、が設けられ、前記前輪増速切換装
置３０は左右の前輪５，５の操向角が設定角以上でかつ
走行速度が低速時にのみ前記の略同速から増速に切換え
て旋回走行するように構成していることを特徴とするも
のであり、このような構成を採用したことにより、移動
の為路上走行等を高速走行状態で進行している場合にお
いて急カーブにさしかかってステアリングハンドル８を
旋回操向したときに前輪５が増速駆動されることを防止
できて、高速操向時に前輪５が増速切換による急旋回操
向することなく、操縦安定性を確保することができる。

【０００９】また、湿田等において旋回操向する際に、
走行速度が低速時にのみ前輪増速切換装置３０を略同速
から増速に切換えるように構成しているので、高速走行
時には前輪５の増速による小回り旋回が行われることが
なく、前輪による泥土の跳ね上げを許容範囲に抑えるこ
とができる。更に、走行速度が低速時にのみ前輪５が増
速駆動されるので、旋回操向時の動力損失を小さく抑え
ることができるとともに、タイヤの摩耗を防止すること
ができる。

【００１０】また、前輪走行伝動系２５には、前輪５の
駆動回転を断接するクラッチ手段２８を備えることによ
って、作業状況に応じて高速牽制しながらの四輪駆動、
後輪駆動に切換えることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図示の実施例について本発
明を詳述すると、図１は四輪駆動形農用トラクタを例示
し、同図において、１はトラクタ車体で、エンジン２、
クラッチハウジング３、ミッションケース４等から成
り、ともに駆動回転可能な左右の前輪５及び左右の後輪
６を有する。７はボンネット、８はステアリングハンド
ルで、図３の如くトラクタ車体１上の操向ギヤボックス
９からセクター軸１０、ピットマンアーム１１、ドラグ
リング１２等を介して左右の前輪５を操向可能である。
１３は運転席、１４は作業機昇降用の油圧装置である。

【００１２】ミッションケース４内には、図２に示すよ
うにクラッチ１５を介してエンジン２に連動する走行変
速装置１６、後輪デフ装置１７等の後輪走行伝動系Ｍが
内蔵され、その後輪デフ装置１７は終減速装置１８を介
して各後輪６に連動する。各後輪６は後輪ブレーキ１９
により制御可能であり、また各後輪ブレーキ１９はトラ
クタ車体１の一側に並設された左右一対のブレーキペダ
ル２０の連動・独立操作により、同時は勿論のこと独立
しても作動可能とされている。

【００１３】走行変速装置１６は主変速部２１と副変速
部２２とを有し、その主変速部２１は図外の主変速レバ
ーにより走行速度を多段変速可能であり、また副変速部
２２は副変速レバー２３により高低速Ｈ，Ｌに変速可能
である。副変速部２２には、副変速レバー２３の低速
側、即ち車速の低速を検出するリミットスイッチ等の低
速検出器２４が設けられている。

【００１４】走行変速装置１６の下側には、これに連動
する前輪走行伝動系２５の伝動軸２６，２７が平行に軸
架され、その伝動軸２６，２７間に手動操作可能なクラ
ッチ手段２８が設けられている。ここに、前輪走行伝動
系２５は、走行変速装置１６と後輪デフ装置１７との間
の後輪走行伝動系より分岐して備えられている。すなわ
ち、後輪デフ装置１７の駆動ピニオン軸１７Ａに設けた
シフトギヤ１７Ｂを、伝動軸２６に設けたギヤ２６Ａに
段接することで分岐されている。

【００１５】更に伝動軸２７はギヤ２７Ａを有し、ミッ
ションケース４の下腹部に装着された動力取出ケース２
９内の前輪増速切換装置３０から推進軸３１を経て前車
軸ケース内の前輪デフ装置３２に連動し、この前輪デフ
装置３２から終減速装置３３を介して各前輪５に連動し
て前輪５への駆動回転を後輪６に対して増速又は略同速
に切換可能である。

【００１６】前輪５を増速又は略同速に切換可能な前輪
増速切換装置３０はギヤ２７Ａに咬合している遊星減速
機３４と同速用油圧クラッチ３５と増速用油圧クラッチ
３６とを備え、同速用油圧クラッチ３５の接続時に前輪
５の周速が後輪６の１．０５倍程度となり、増速用油圧
クラッチ３６の接続時に前輪５の周速が低速時の略２倍
程度となるように構成されていて、両クラッチ３５，３
６をともに切ることにより前輪５を断接可能とされてい
る。

【００１７】すなわち、増速用油圧クラッチ３６をステ
アリングハンドル８の旋回走行操作に連動して接続する
と、前輪５が増速駆動され、該クラッチ３６を切り、ク
ラッチ３５を入れると、前輪５がほぼ同速駆動するもの
とされている。図３は制御系を示し、３７は油圧ポン
プ、３８は分流弁、３９はリリーフ弁である。４０は同
速用油圧クラッチ３５および増速用油圧クラッチ３６の
切換手段を構成する３位置切換用の電磁弁で、ソレノイ
ド４１，４２を有し、制御回路４３により制御される。

【００１８】４４は旋回検出器で、ハンドル８の操向角
度が一定以上になった時、セクター軸１０に連動してそ
れを検出する。４５は片ブレーキ検出器で、左右のブレ
ーキペダル２０の連動を解除してそれを操作した時に、
後輪ブレーキ１９の片側動作として検出するように構成
される。４６はスイッチである。４７は車速の高速を検
出する高速検出器で、副変速部２２の高速を検出するよ
うにしても良いし、主変速部２１の多段変速の内の高速
側を検出するようにしても良い。

【００１９】本実施例における制御回路４３は低速検出
器２４および旋回検出器４４並びに片ブレーキ検出器４
５の全ての検出時に電磁弁４０のソレノイド４２に増速
指令を与えると共に、その何れかが欠けた時にソレノイ
ド４１に同速指令を与え、更に路上を高速で走行中では
高速検出器４７の検出時にソレノイド４１，４２に切断
指令を与えるよう構成されている。

【００２０】すなわち、ステアリングハンドル８の旋回
操作と連動して走行速度が低速時にのみ略同速から増速
に切換えて前輪５を油圧クラッチ３６を介して増速駆動
にして旋回走行するとともに、走行速度の高速時には前
輪５を駆動しないで旋回走行するか、前輪５を同速駆動
するようにしている。次に上記実施例の作用を説明す
る。トラクタ車体１の後方にロータリ装置を装着して圃
場の耕耘作業を行う場合には、例えば副変速部２２を低
速にして低速走行する。この時、高速検出器４７は働か
ず低速検出器２４が働いて電磁弁４０のドレノイド４１
が励磁し、同速用油圧クラッチ３５が接続し、前輪５は
後輪６の１．０５倍程度の周速で回転している。

【００２１】圃場の端部で旋回する場合には、ハンドル
８を旋回方向に大きく操作すると共に、旋回方向側のブ
レーキペダル２０、例えば図４の旋回であれば、左側の
ブレーキペダル２０を操作し、左側の後輪ブレーキ１９
によって左側の後輪６を制動し、これを支点として一点
旋回する。この時、本実施例では旋回検出器４４およ
び、片ブレーキ検出器４５が働き、既に低速検出器２４
が働いているので、制御回路４３から増速指令が出力
し、ソレノイド４２が励磁して電磁弁４０が切換わり、
増速用油圧クラッチ３６が接続する。従って、前輪５は
同速時の略２倍程度の周速で増速駆動することになるた
め、前輪５が後輪６に対して抵抗となることはなく、左
側の後輪６を支点として小半径で速やかに旋回できる。
旋回後、ハンドル８を元に戻すか、又はブレーキペダル
２０の踏込みを解除すれば、再度、同速用油圧クラッチ
３５が接続する。すなわち、ハンドル８の操向角度が一
定以上で走行速度が低速時にのみ前輪５を略同速から後
輪６に対して増速駆動に切換えて旋回走行し得るように
しているのである。

【００２２】すなわち、走行速度が低速時にのみ前輪５
が増速駆動されるので、以下に説明するように、旋回操
向時の動力損失を小さく抑えることができるとともに、
タイヤの摩耗を防止することができる。かかる特有の効
果の理解のため、まず、小回り旋回時における前輪と後
輪の周速度の関係について、図５を参照しつつ説明す
る。

【００２３】図５に示すように、小回り旋回（急旋回）
するためには機体の旋回中心は後輪の側方近傍に位置し
なければならない。このとき、前輪平均周速度ベクトル
の旋回中心からの距離は、後輪平均周速度ベクトルの旋
回中心からの距離よりも大きくなるため、前輪平均周速
度を後輪平均周速度よりも大きく設定する必要性が生じ
る。

【００２４】かかる周速度の関係を図６に示すが、理想
的には、図６に理想的比率として示すように、ステアリ
ング操向角が大きくなるにつれて徐々に前輪平均周速度
を増速するのが好ましいのであるが、装置の構造上の制
約等のために、ステアリングを設定角以上に操向したと
きに略同速から増速に切換える二段切換式となされてい
る。

【００２５】図６に示した例では、ステアリングを３０
°以上操向したときに前輪平均周速度を後輪平均周速度
の略２倍となすように設定しているが、設定角近傍にお
いては理想的比率と実比率とが大きくずれているため
に、仮に高速走行状態で前輪増速切換装置が増速切換さ
れると、極端な動力損失が生じるとともに、前輪及び後
輪の接地面に多大な負荷が生じてタイヤの摩耗が極端に
激しくなる。

【００２６】さらに付言すれば、路上を高速走行時に急
カーブ等でステアリングを設定角以上に操向したときに
前輪が増速駆動されると、駆動機構を構成するミッショ
ンやデフ、ドライブシャフト等に過負荷が生じたり、か
かる高速時の小回り旋回によりタイヤが早期に偏摩耗し
て交換が必要となる場合も生じる。本発明は、低速時に
のみ前輪を増速駆動するよう構成したものであるから、
前輪平均周速と後輪平均周速の実比率が理想的比率とず
れていても、小回り旋回時に前輪を増速駆動することに
よる動力損失やタイヤ摩耗を許容範囲内に抑えることが
できるものである。

【００２７】また、湿田等において旋回操向する際に、
走行速度が低速時にのみ前輪増速切換装置３０を略同速
から増速に切換えるように構成しているので、高速走行
時には前輪５の増速による小回り旋回が行われることが
なく、前輪による泥土の跳ね上げを許容範囲に抑えるこ
とができる。即ち、湿田等において高速走行状態で前輪
増速による小回り旋回が行われると、かかる前輪により
多量の泥土が後方及び左右側方に跳ね上げられ、車体や
キャビン、運転席上のオペレータ（キャビンなしの場
合）が泥塗れとなるとともに、枕地から外に泥土が飛散
されて圃場の周辺の路地等を汚してしまうが、本発明に
よればこれらを防止し得るものである。

【００２８】圃場内でのプラウ作業の際には、例えば副
変速部２２を高速にしてロータリ作業時よりも高速で走
行するが、旋回時には前述同様に小半径で急旋回する必
要がある。従って、この時には低速検出器２４が働かな
いので、スイッチ４６を操作して低速検出に代わる信号
を制御回路４３に与えておけば良い。路上走行時には軽
負荷での高速走行であるため、高速検出器４７の働きに
よって電磁弁４０を中立にし、同速用油圧クラッチ３５
および増速用油圧クラッチ３６を共に切断しておくこと
により、後輪６のみの単独駆動での高速走行となり、前
輪５のタイヤの摩耗を防止できると共に、エンジン２の
無駄な燃料消費も防止でき、この高速走行中に急カーブ
に差しかかってハンドル８の操向角度が一定以上である
前輪５を駆動しないで旋回走行するように構成している
のである。

【００２９】なお、実施例の各検出器２４，４４，４
５，４７は接触型、無接触型等の何れを使用しても良
い。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、圃場
での小回り旋回走行を確保し、高速牽制しながらの四輪
駆動と後輪駆動が作業状況に応じて選択できるし、高速
走行時に前輪が増速に切換わることを防止し、圃場での
旋回操向時の泥土の跳ね上げを少なくし、さらに、小回
り旋回時における動力損失を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタの側面図である。

【図２】走行動力系の構成図である。

【図３】制御系のブロック図である。

【図４】旋回動作を示すトラクタの平面図である。

【図５】小回り旋回時の前輪と後輪の周速度の関係を示
す図である。

【図６】ステアリング角と理想的比率および実比率を示
す図である。

【符号の説明】

１ トラクタ車体 ５ 前輪 ６ 後輪 ８ ステアリングハンドル １６ 変速装置 １７ 後輪デフ装置 ２８ クラッチ手段 ３０ 前輪増速切換装置 ３２ 前輪デフ装置

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングハンドル（８）により操向
   可能であるとともに前輪走行伝動系（２５）により駆動
   可能な左右の前輪（５）（５）と、高低複数段に走行速
   度を変速操作可能な走行変速装置（１６）と後輪デフ装
   置（１７）とを備えている後輪走行伝動系（Ｍ）により
   駆動される左右の後輪（６）（６）と、を有する四輪駆
   動形農用トラクタにおいて、 前記前輪走行伝動系（２５）は前記走行変速装置（１
   ６）と前記後輪デフ装置（１７）との間の後輪走行伝動
   系（Ｍ）より分岐して備えられ、該前輪走行伝動系（２
   ５）には前輪（５）（５）への駆動回転を後輪（６）
   （６）に対して増速又は略同速に切換可能な前輪増速切
   換装置（３０）と、該前輪増速切換装置（３０）を介し
   て駆動される前輪デフ装置（３２）と、前輪（５）
   （５）の駆動回転を断接するクラッチ手段（２８）と、
   が設けられ、前記前輪増速切換装置（３０）は左右の前
   輪（５）（５）の操向角が設定角以上でかつ走行速度が
   低速時にのみ前記の略同速から増速に切換えて旋回走行
   するように構成していることを特徴とする四輪駆動形農
   用トラクタの前輪駆動制御装置。
2. 【請求項２】 前輪（５）（５）の駆動回転を断接する
   クラッチ手段（２８）は、前記前輪増速切換装置（３
   ０）の上流側に備えられていることを特徴とする請求項
   １記載の四輪駆動形農用トラクタの前輪駆動制御装置。
3. 【請求項３】 ステアリングハンドル（８）により操向
   可能であるとともに前輪走行伝動系（２５）により駆動
   可能な左右の前輪（５）（５）と、高低複数段に走行速
   度を変速操作可能な走行変速装置（１６）と後輪デフ装
   置（１７）とを備えている後輪走行伝動系（Ｍ）により
   駆動される左右の後輪（６）（６）と、を有する四輪駆
   動形農用トラクタにおいて、 前記前輪走行伝動系（２５）は前記走行変速装置（１
   ６）と前記後輪デフ装置（１７）との間の後輪走行伝動
   系（Ｍ）より分岐して備えられ、該前輪走行伝動系（２
   ５）には前輪（５）（５）への駆動回転を後輪（６）
   （６）に対して増速又は略同速に切換可能な前輪増速切
   換装置（３０）と、該前輪増速切換装置（３０）を介し
   て駆動される前輪デフ装置（３２）と、が設けられ、前
   記前輪増速切換装置（３０）は左右の前輪（５）（５）
   の操向角が設定角以上でかつ走行速度が低速時にのみ前
   記の略同速から増速に切換えて旋回走行するように構成
   され、更に、前記前輪増速切換装置（３０）は、増速用
   油圧クラッチ（３６）と同速用油圧クラッチ（３５）と
   を備えており、該両油圧クラッチ（３５）（３６）を入
   切することで前輪（５）（５）の駆動回転を断接するこ
   とを特徴とする四輪駆動形農用トラクタの前輪駆動制御
   装置。