JP3999082B2 - トラクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農作業用・土木作業等に用いられる四輪駆動式のトラクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、四輪駆動式の農作業用トラクタとしては、走行機体の前進旋回操作時（前進中の走行機体が所定方向に旋回するように丸ハンドル等の操向手段を操作したとき）に左右両前輪の回転速度を増速させる前輪増速機構と、この前輪増速機構の作動中に旋回内側の後輪に対してブレーキを掛けるオートブレーキ機構（選択式制動機構）を備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２−１７５３３１号公報（第２〜３頁、第１図及び第４図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来のオートブレーキ機構では、旋回内側の後輪に対するブレーキの制動力を加減できないから、この制動力が大きいと旋回内側の後輪がロック制動のような状態になる。この場合、左右の後輪の回転数差が極端に開くため、走行機体が操向手段の操作量に対応せずに予想外の急旋回をする、すなわち走行機体の旋回半径が安定しないという問題があった。また、ほとんど回転しない旋回内側の後輪は前輪でひきずられるため、圃場を荒らすという問題もあった。
【０００５】
さらに、前記旋回内側の後輪に対するブレーキの制動力を加減できないことにより、操向手段の操作量（あるいは前記左右両前輪のかじ取り角）に応じて左右の後輪の回転数差を調節することが困難であるため、走行機体の速度変化が激しくて直進と旋回との間で円滑な移行ができず、旋回時の乗り心地が悪いという問題もあった。
【０００６】
そこで本発明は、走行機体の旋回半径を左右両前輪のかじ取り角度に対応するように安定させ、確実に旋回できるようにした四輪駆動式の作業用車両を提供することを技術的課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を解決するため、請求項１の発明は、走行機体に搭載したエンジンの動力を、フロントアクスル機構を介して前記走行機体の前後四輪のうち左右の前輪に伝達するとともに、左右一対の遊星歯車機構を介して左右の後輪に伝達するように構成し、前記フロントアクスル機構よりも動力伝達の上流側に、前記走行機体の前進旋回操作時に前記両前輪のかじ取り角が所定角度以上になると前記両前輪の回転速度を増速させる前輪増速機構が設けられている四輪駆動式のトラクタであって、前記エンジンと前記両遊星歯車機構との間には、可変型の走行用油圧駆動手段及び旋回用油圧駆動手段を、それぞれ別系統で前記両遊星歯車機構に動力伝達するように配設し、前記走行機体の旋回操作時には、前記旋回用油圧駆動手段の出力を前記各遊星歯車機構に互いに逆方向の回転を付与するように伝達するとともに、前記両前輪のかじ取り角に応じて調節した前記走行用油圧駆動手段の出力を前記両遊星歯車機構に伝達して、前記左右の後輪がそれぞれ回転速度を変更調節するように構成されており、更に、前記エンジンと前記前輪増速機構との間には、前記走行機体の直進操作時に、前記両前輪の回転方向及び回転速度を前記両後輪のそれらと一致させるための前輪変速機構が設けられているというものである。
【０００８】
【０００９】
さらに、請求項２の発明は、請求項１に記載した作業用車両において、前記旋回用油圧駆動手段と前記両遊星変速機構との間には、前記旋回用油圧駆動手段からの動力伝達を継断するパワークラッチ・パワーブレーキ機構が設けられているというものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図４は本発明を農作業用トラクタに適用した第１実施形態であり、まず、図１〜図２を参照してトラクタの概要を説明する。図１はトラクタの側面図、図２はトラクタの平面図である。
【００１１】
図１及び図２に示すように、第１実施形態におけるトラクタの走行機体１は、その左右両側の前後に配置した走行部としての前後四輪２，２，３，３で支持されており、走行機体１の前部を覆うボンネット４内には、エンジン５とミッションケース６とが配置されている。
【００１２】
ボンネット４の後方は、操向手段としての丸ハンドル７や、オペレータが座る操縦席８等を有する操縦部となっており、操縦席８に座ったオペレータが丸ハンドル７を回動操作することにより、その操作量（回動量）に応じて左右両前輪２，２のかじ取り角（操向角度）が変わるように構成されている。
【００１３】
そして、丸ハンドル７の操作量に応じて回転する操縦軸９の中途部には、この操縦軸９の回転角度を検出するロータリエンコーダ等のかじ取り角センサ１１が取付けられており（図４参照）、このかじ取り角センサ１１の検出結果から左右両前輪２，２のかじ取り角を検出するようになっている。なお、かじ取り角センサ１１は、操縦軸９の回転角度を検出する構成のものに限らず、後述するフロントアクスル機構１５のキングピンの回動角を検出する構成のものでもよい。
【００１４】
走行機体１の後部には、作業部としてのスクレーパやレーキ、耕耘機等（図示せず）を装着できる三点リンク機構１４が設けられている。
【００１５】
次に、図３を参照しながら、トラクタの動力伝達系統の構成を説明する。図３はトラクタの動力伝達系統を示す機能ブロック図である。
【００１６】
第１実施形態のトラクタは、フロントアクスル機構１５に左右外向きに突設した前輪出力軸１６，１６からの出力により、左右の前輪２，２を回転駆動させるとともに、ミッションケース６に左右外向きに突設した後輪出力軸１７，１７からの出力により、左右の後輪３，３を回転駆動させるように構成した四輪駆動式のものである。このトラクタは、前輪２側と後輪３側との二つの動力伝達系統を備えており、これら各動力伝達系統には、エンジン５からの動力を直接伝達するように構成されている。
【００１７】
まず、前輪２側の動力伝達系統について説明する。
【００１８】
エンジン５からの動力の一部は、このエンジン５の出力軸１８に設けた三連プーリ１９のうちエンジン５寄りのもの及びベルト３０を介して、中途部に前輪変速機構２８を有する伝動軸２７に分岐する。ここで、前輪変速機構２８は、伝動軸２７の回転方向及び回転数を、後述する第１油圧モータ８５の出力軸８６の回転方向及び回転数と同期させるためのものである。すなわち、この前輪変速機構２８の作動により、通常は、左右両前輪２，２の回転方向及び回転速度が左右両後輪３，３のそれらと一致するようになっている。
【００１９】
伝動軸２７に伝わった分岐動力は、前後両端に自在継手３４，３４を有する推進軸３３、前輪増速機構３５及びフロントアクスル機構１５を介して、左右両前輪出力軸１６，１６に動力伝達される。
【００２０】
前輪増速機構３５は、走行機体１の前進旋回操作時に左右両前輪２，２の回転速度を増速させるというものであり、推進軸３３に連動連結した増速入力軸３６の中途部に設けたドッグクラッチ３７（ジョークラッチ）と、増速入力軸３６の軸周を相対回転可能に覆う回転筒３８の中途部に設けた多板クラッチ３９と、増速デフ装置４０とにより構成されている。
【００２１】
増速デフ装置４０は、増速入力軸３６周りに回転可能なデフケース４１と、このデフケース４１と一体回転するピニオン軸４２に設けた一対のピニオンギヤ４３，４３と、これら両ピニオンギヤ４３，４３に噛合う前後のベベルギヤ４４，４５とを備えている。後ろ側のベベルギア４４の軸心は回転筒３８の一端に固定されており、前側のベベルギア４５の軸心はフロントアクスル機構１５への増速出力軸４６の一端に固定されている。
【００２２】
ドッグクラッチ３７が入り状態のときは増速入力軸３６と回転筒３８とが一体回転するように連結され、切り状態のときは両者３６，３８の連結が解除される。多板クラッチ３９が入り状態のときは回転筒３８が回転不能にロックされ、切り状態のときは回転筒３８が回転可能に保持される。
【００２３】
したがって、ドッグクラッチ３７が入り状態で、かつ多板クラッチ３９が切り状態であると、推進軸３３の回転動力が増速入力軸３６、デフケース４１及び回転筒３８に伝達される。その結果、前側のベベルギヤ４５とともに増速出力軸４６は推進軸３３と同一速度で回転し、この回転動力がフロントアクスル機構１５に伝達される。
【００２４】
また、ドッグクラッチ３７が切り状態で、かつ多板クラッチ３９が入り状態であると、推進軸３３の回転動力は増速入力軸３６及びデフケース４１だけに伝達され、一対のピニオンギヤ４３，４３の作用により、前側のベベルギヤ４５とともに増速出力軸４６は、推進軸３３の約２倍の速度で回転することになる。この約２倍の速度の回転動力がフロントアクスル機構１５に伝達される。
【００２５】
次に、後輪３側の動力伝達系統について説明する。
【００２６】
エンジン５からの動力は、三連プーリ１９のうち中央のものとベルト２０とを介し、容量可変型の第１油圧ポンプ８２の入力軸８３にも伝達される。この入力軸８３に伝わった動力により、第１油圧ポンプ８２からの圧油は、圧油送給路８４を介して正逆回転可能な第１油圧モータ８５に適宜送られる。これら第１油圧ポンプ８２及び第１油圧モータ８５により可変型の走行用油圧駆動手段８１が構成されている。
【００２７】
走行用油圧駆動手段８１は、ミッションケース６に隣接して設けられ、若しくはミッションケース６に外付けされており、操縦部に設けた副変速レバー（図示せず）の操作位置や丸ハンドル７の回動操作量に応じて、第１油圧ポンプ８２の回転斜板（図示せず）の傾斜角度を変更調節して、第１油圧モータ８５への圧油の吐出方向及び吐出量を変更することにより、第１油圧モータ８５における出力軸８６の回転方向及び回転数を調節できるようになっている。
【００２８】
なお、操縦部に設けた副変速レバーを操作すると、前輪変速機構２８が、伝動軸２７の回転方向及び回転速度を出力軸８６のそれらと同期させるように作動することはいうまでもない。
【００２９】
第１油圧モータ８５の出力軸８６からの回転動力は、出力軸８６の端部に固着した出力ギヤ８７から、左右一対の遊星歯車機構５１，５１を介して左右両後輪出力軸１７，１７に動力伝達される。
【００３０】
左右一対の遊星歯車機構５１，５１は左右対称状であって、同一半径上に複数個の遊星ギヤ５２を各々回転可能に軸支した左右一対の腕輪５３，５３が同一軸線上で適宜隔てて相対向するように配置されている。各遊星ギヤ５２に噛合う左右一対の太陽ギヤ５４，５４を固着した太陽軸５５の左右両端は、両腕輪５３，５３の内側であってその回転中心部に位置する軸受（図示せず）に回転可能に軸支されている。
【００３１】
内周面の内歯と外周面の外歯とを有するリングギヤ５６は、その内歯が複数個の遊星ギヤ５２に各々噛合うように、太陽軸５５と同心状に配置されている。このリングギヤ５６は、太陽軸５５上または各腕輪５３の外側面から外向きに突出した中心軸５７上に、軸受（図示せず）を介して回転可能に軸支されている。
【００３２】
したがって、出力軸８６の出力ギヤ８７からの回転動力は、太陽軸５５に固定したセンターギヤ５８を介して左右両遊星歯車機構５１，５１に伝達される。次いで、左遊星歯車機構５１に伝わった回転動力は、左腕輪５３の中心軸５７に固着した伝動ギヤ５９から左後輪出力軸１７に固着した伝動ギヤ６０を経て、左後輪出力軸１７に出力される。同様にして、右遊星歯車機構５１に伝わった回転動力は、右腕輪５３の中心軸５７に固着した伝動ギヤ５９から右後輪出力軸１７に固着した伝動ギヤ６０を経て、右後輪出力軸１７に出力される。
【００３３】
エンジン５からの残りの動力は、三連プーリ１９のうちエンジン５から遠いもの及びベルト２１を介して、容量可変型の第２油圧ポンプ６２の入力軸６３に伝達される。この入力軸６３に伝わった動力により、第２油圧ポンプ６２から圧油送給路６４を介して正逆回転可能な第２油圧モータ６５に、圧油が適宜送られる。これら第２油圧ポンプ６２及び第２油圧モータ６５により可変型の旋回用油圧駆動手段６１が構成されている。
【００３４】
この旋回用油圧駆動手段６１も、ミッションケース６に隣接して設けられ、若しくはミッションケース６に外付けされており、走行用油圧駆動手段８１の出力量（第１油圧モータ８５の出力回転数）に応じて第２油圧ポンプ６２の回転斜板（図示せず）の傾斜角度を変更調節して、第２油圧モータ６５への圧油の吐出方向及び吐出量を変更することにより、第２油圧モータ６５における出力軸６６の回転方向及び回転数を調節できるようになっている。
【００３５】
第２油圧モータ６５の出力軸６６からの回転動力は、ミッションケース６内のパワークラッチ・パワーブレーキ機構６７を介して左右の遊星歯車機構５１，５１に伝達される。なお、ミッションケース６内には、パワークラッチ・パワーブレーキ機構６７以外にも、前述した左右両遊星歯車機構５１，５１が収容されている。
【００３６】
パワークラッチ・パワーブレーキ機構６７は、パワークラッチ６９を内装した回転外筒６８と、この回転外筒６８の右側に配置したパワーブレーキ７０と、パワークラッチ６９及びパワーブレーキ７０に跨るように配置した回転内筒７１と、この回転内筒７１に固着した伝動ギヤ７２とにより構成されている。
【００３７】
回転外筒６８は、回転内筒７１内に回転可能に挿通した出力軸６６に連結されており、この出力軸６６の正逆回転に連動して正逆回転するように構成されている。伝動ギヤ７２は、左右一対の回転ギヤ７５，７６を有する回転軸７３に固着した中央ギヤ７４と噛合っている。左回転ギア７５は左リングギヤ５６の外歯に直接噛合っており、右回転ギヤ７６は逆転ギヤ７７を介して右リングギヤ５６の外歯に噛合っている。
【００３８】
この場合、パワークラッチ６９が切り状態で、かつパワーブレーキ７０が入り状態であると、第２油圧モータ６５の駆動により強制的に回転させられている回転外筒６８に対して回転内筒７１が自由回転可能となる一方、パワーブレーキ７０で回転内筒７１は回転不能にロックされて、中央ギヤ７４、左右両回転ギヤ７５，７６及び逆転ギヤ７７が固定状態となる。その結果、これらに噛合う左右両リングギヤ５６，５６は固定状態となる。
【００３９】
そうすると、出力軸８６の出力ギヤ８７からセンターギヤ５８に伝わった回転動力は、左右両太陽ギヤ５４，５４に同一回転数で伝達されて、左右両側の遊星ギヤ５２，５２及び腕輪５３，５３を介して左右両後輪出力軸１７，１７に同一方向及び同一回転数で出力される。すなわち、左右両遊星歯車機構５１，５１にはセンターギヤ５８からの回転動力のみが伝達され、旋回用油圧駆動手段６１からの動力（第２油圧モータ６５からの回転動力）は伝達されないので、左右両後輪３，３は同一方向及び同一回転数で回転駆動することになる。
【００４０】
他方、パワークラッチ６９が入り状態で、かつパワーブレーキ７０が切り状態であると、第２油圧モータ６５の正方向または逆方向の駆動により回転外筒６８が正（逆）回転して、回転内筒７１とともに伝動ギヤ７２が回転外筒６８と同一方向及び同一回転数で回転する。この伝動ギヤ７２に伝わった回転動力は、中央ギヤ７４及び左回転ギヤ７５を介して左リングギヤ５６を所定回転数で正（逆）回転させる一方、中央ギヤ７４、右回転ギヤ７６及び逆転ギヤ７７を介して、右リングギヤ５６を左リングギヤ５６と同一回転数で逆（正）回転させる。
【００４１】
すなわち、第２油圧モータ６５からパワークラッチ・パワーブレーキ機構６７を介しての回転動力は、左右の遊星歯車機構５１，５１に互いに逆方向の回転力を付与するように伝達される。
【００４２】
したがって、出力軸８６の出力ギヤ８７からセンターギヤ５８を経て左右両太陽ギヤ５４，５４に伝わった回転動力は、左右両側の遊星ギヤ５２，５２及び腕輪５３，５３に伝達されるが、左リングギヤ５６により左側の各遊星ギヤ５２及び腕輪５３には正（逆）方向の回転力が付与される一方、右リングギヤ５６により右側の各遊星ギヤ５２及び腕輪５３には逆（正）方向の回転力が付与されるので、一方の後輪出力軸１７は増速し、他方の後輪出力軸１７は減速する。すなわち左右の後輪出力軸１７，１７の回転数に強制的に差がつくので、左右の後輪３，３は回転数に差がある状態で回転駆動することになる。
【００４３】
次に、図４を参照しながら、トラクタの操向制御を実行する制御装置について説明する。図４は制御装置１０の機能ブロック図である。
【００４４】
詳細は図示していないが、制御装置１０は、各種演算処理や制御を実行するＣＰＵ、制御プログラムやデータ等を記憶させるＲＯＭ、制御プログラムやデータ等を一時的に記憶させるＲＡＭ、センサやアクチュエータ等に接続してデータを伝送する入出力インターフェイス等を備えている。
【００４５】
制御装置１０の入力インターフェイスには、操縦軸９の回転角度を検出するかじ取り角センサ１１、操作量に応じてエンジン５の動力を変速させる主変速レバーやアクセルペダル等のアクセル手段１２、前輪増速機構３５を作動可能にするための増速スイッチ１３等がそれぞれ接続されている。なお、詳細は図示していないが、増速スイッチ１３は、オペレータが丸ハンドル７を操作しながら手の届く位置（例えば操縦軸９の周囲を覆う操向コラムの上部等）に設けている。
【００４６】
他方、制御装置１０の出力インターフェイスには、前輪増速機構３５のドッグクラッチ３７を駆動させる電磁ソレノイド等の駆動回路２２、同じく前輪増速機構３５の多板クラッチ３９を駆動させる電磁ソレノイド等の駆動回路２３、第１油圧ポンプ８２と第１油圧モータ８５とからなる走行用油圧駆動手段８１の駆動回路２７、第２油圧ポンプ６２と第２油圧モータ６５とからなる旋回用油圧駆動手段６１の駆動回路２４、パワークラッチ６９を駆動させる電磁ソレノイド等の駆動回路２５、パワーブレーキ７０を駆動させる電磁ソレノイド等の駆動回路２６等がそれぞれ接続されている。
【００４７】
次に、トラクタの操向制御の態様について説明する。
【００４８】
この実施形態のトラクタでは、エンジン５からの動力は、伝動軸２７、推進軸３３、前輪増速機構３５及びフロントアクスル機構１５を介して左右両前輪出力軸１６，１６に伝達される一方、走行用油圧駆動手段８１及び左右両遊星歯車機構５１，５１を介して左右両後輪出力軸１７，１７に伝達される。
【００４９】
まず、走行機体１を直進走行させるには、操縦部の副変速レバーを低速、中速、高速及び逆転のうちいずれかの位置に操作し、アクセル手段１２を所定量操作した状態で、丸ハンドル７を中立位置（左右両前輪２，２が直進方向に沿って平行状となるときのハンドル位置）に保持する。
【００５０】
そうすると、前輪２側ではドッグクラッチ３７が入り作動するとともに多板クラッチ３９が切り作動して、フロントアクスル機構１５に、推進軸３３と同一速度の回転動力が伝達される。後輪３側ではパワークラッチ６９が切り作動するとともにパワーブレーキ７０が入り作動して、左右両遊星歯車機構５１，５１に、出力軸８６の出力ギヤ８７からセンターギヤ５８に伝わった回転動力のみが伝達され、旋回用油圧駆動手段６１からの動力は伝達されない。
【００５１】
したがって、前後四輪２，２，３，３はアクセル手段１２の操作量に応じた同一回転速度で同一方向に回転駆動し、走行機体１が直進走行することになる。
【００５２】
この直進状態では、パワーブレーキ７０の入り作動により、左右両リングギヤ５６，５６が固定状態となるので、左右の後輪３に圃場面の走行抵抗が作用したとしても、左右の太陽ギヤ５４の回転に対して各遊星ギヤ５２及び腕輪５３の回転数が低下することはない。これにより、走行機体１は畝、石、泥濘等の路面状況に左右されずに直進走行できる。
【００５３】
次に、旋回操向について説明する。
【００５４】
走行機体１を例えば右に前進旋回させるには、操縦部の副変速レバーを低速、中速及び高速のうちいずれかの位置に操作し、アクセル手段１２を所定量操作した状態で、丸ハンドル７を右に回動操作する。
【００５５】
そうすると、予め増速スイッチ１３を入り操作しておけば、左右両前輪２，２のかじ取り角が所定角度（実施形態では４０度）以上となった時点で、前輪２側ではドッグクラッチ３７が切り作動するとともに多板クラッチ３９が入り作動する。これにより、フロントアクスル機構１５に、推進軸３３の約２倍の速度の回転動力が伝達され、左右両前輪２，２の回転（前転）速度が増速する。
【００５６】
後輪３側では、左右両前輪２，２のかじ取り角に応じて走行用油圧駆動手段８１からの動力（第１油圧モータ８５の出力回転数）が適宜減速され、この減速状態の回転動力がセンターギヤ５８に伝達される。そして、パワークラッチ６９が入り作動するとともにパワーブレーキ７０が切り作動する。
【００５７】
これにより、左遊星歯車機構５１には、センターギヤ５８からの減速回転動力と旋回用油圧駆動手段６１からの回転動力とが双方とも同じ向きの回転力を与えるように伝達される一方、右遊星歯車機構５１には、センターギヤ５８からの回転動力と旋回用油圧駆動手段６１からの回転動力とが互いに逆向きの回転力を与えるように伝達される。
【００５８】
ここで、旋回用油圧駆動手段６１からの回転動力（第２油圧モータ６５の出力回転数）は、走行用油圧駆動手段８１の出力量（第１油圧モータ８５の出力回転数）に応じて減速した状態で、左右の遊星歯車機構５１，５１にそれぞれ伝達される。
【００５９】
その結果、左右の後輪３，３は、左後輪３が増速し右後輪３が減速するというように、回転数に差をもたせた状態で回転（前転）駆動する。この場合、走行用油圧駆動手段８１の作用により、左右両後輪３，３の平均回転数は左右両前輪２，２のかじ取り角に応じて直進走行時よりも低下することになる。
【００６０】
したがって、左右両前輪２，２が増速することと、左右の後輪３，３の回転数に強制的に差をつけることと、左右両後輪３，３の平均回転数を低下させることとが相俟って、走行機体１は適正な旋回半径で右方向に前進旋回できる。
【００６１】
なお、丸ハンドル７を例えば左に回動操作した場合は、前述の説明中の左右が入替わるだけであり、同様にして、走行機体１は適正な旋回半径で左方向に前進旋回できる。
【００６２】
以上のことから分かるように、旋回用油圧駆動手段６１からの回転動力は、第１油圧モータ８５の出力回転数に応じて減速した状態で、左右の遊星歯車機構５１，５１にそれぞれ伝達されるので、増速される旋回外側の後輪３の回転速度と、減速される旋回内側の後輪３の回転速度との差（絶対値）の増加傾向を抑制できる。換言すると、左右の後輪３，３の回転数差を調節できる。
【００６３】
これにより、走行機体１の旋回半径は、常に丸ハンドル７の回動操作量、ひいては左右両前輪２，２のかじ取り角に対応した半径となり、走行機体１の前進旋回動作が安定化する。
【００６４】
また、走行用油圧駆動手段８１からの回転動力は、左右両前輪２，２のかじ取り角に応じて適宜減速した状態で、左右両遊星歯車機構５１，５１に伝達されるので、左右両後輪３，３の平均回転速度を、左右両前輪２，２のかじ取り角が大きい（走行機体１をＵターンまたはこれに近い状態（小さい旋回半径）で前進旋回させる場合）ほど大きく減速させることができる。
【００６５】
したがって、左右の後輪３，３の回転数に強制的に差をつけることと、左右両後輪３，３の平均回転数を低下させることとの相乗効果により、走行機体１の前進旋回動作の安定性がさらに向上するのであり、走行機体１は安全かつスムーズに前進旋回できるのである。
【００６６】
しかも、左右の後輪３，３の回転数差を調節することにより、走行機体１の速度変化を小さくして前進旋回時のショックをやわらげることができるので、前進旋回時の乗り心地がよくなる。
【００６７】
前進旋回時には前後四輪２，２，３，３全てが回転力を発揮できる（前輪２が後輪３をひきずったりしない）ことから、走行機体１は圃場内を荒らさずに滑らかに前進旋回できるばかりか、例えば泥濘の多い圃場等の劣悪な走行路面でも滑らかに前進旋回でき、高い旋回性能を発揮できる。
【００６８】
また、丸ハンドル７を回動操作して左右両前輪２，２のかじ取り角が所定角度以上になると前輪増速機構３５が作動するので、走行機体１をＵターンまたはこれに近い状態で前進旋回させる場合、すなわち走行機体１に作用する旋回外向きの遠心力がある程度大きい場合に、左右両前輪２，２が増速することになり、走行機体１はアンダーステアの発生を効果的に抑制した状態でスムーズに前進旋回できる。
【００６９】
第１実施形態のように、油圧式駆動手段６１と左右両遊星歯車機構５１，５１との間にパワークラッチ・パワーブレーキ機構６７を介設すると、油圧式駆動手段６１から左右両遊星歯車機構５１，５１への動力継断動作（動力を伝達したり遮断したりする動作）を確実に実行できるので、旋回用油圧駆動手段６１からの動力伝達を効率よく行えるのである。
【００７０】
他方、走行機体１を左または右に後退旋回させるには、操縦部の副変速レバーを逆転位置に操作し、アクセル手段１２を所定量操作した状態で、丸ハンドル７を左または右に回動操作する。
【００７１】
そうすると、前輪２側では、増速スイッチ１３の入り切り操作に拘らず、ドッグクラッチ３７が入り作動するとともに多板クラッチ３９が切り作動して、推進軸３３と同一速度の回転動力がフロントアクスル機構１５に伝達される。これにより、左右両前輪２，２はアクセル手段１２の操作量に応じて回転（後転）駆動する。
【００７２】
後輪３側ではパワークラッチ６９が入り作動するとともにパワーブレーキ７０が切り作動して、左右の遊星歯車機構５１，５１に、センターギヤ５８に伝わった回転動力と旋回用油圧駆動手段６１からの回転動力とが伝達される。その結果、左右の後輪３，３は、一方の後輪３が増速し他方の後輪３が減速するというように、強制的に差をもたせた状態で回転（後転）駆動する。
【００７３】
したがって、左右両前輪２，２の向き（操舵）と左右の後輪３，３の回転数差とにより、走行機体１は後退旋回するのである（左右の後輪３，３だけでも確実に後退旋回できる）。
【００７４】
なお、動力伝達系統の構成としては、前述のものに限らず、エンジン５から走行用油圧駆動手段８１に伝わった動力を、前輪２側と後輪３側とに分岐して伝達するように構成してもよい。
【００７５】
また、旋回用油圧駆動手段６１と左右両遊星歯車機構５１，５１との間に設けたパワークラッチ・パワーブレーキ機構６７を省略して、第２油圧モータ６５の出力軸６６からの回転動力を左右の遊星歯車機構５１，５１に直接伝達できるように構成してもよい。この構成によっても、前述した第１実施形態のトラクタと同様の直進・旋回性能を発揮できる。この場合は、第２油圧モータ６５の出力軸６６に、例えば湿式多板ディスク等のブレーキ手段を設けるのが好ましい。
【００７６】
第１実施形態の動力伝達系統（図３参照）に代えて、次のように構成してもよい。すなわち、出力軸８６の出力ギヤ３２からの動力を、左右両リングギヤ５６，５６に同一方向及び同一回転数で伝達する一方、センターギヤ５８を省略し、左右の太陽ギヤ５４，５４が互いに独立的に回転するように太陽軸５５を左右に分割する。
【００７７】
そして、旋回用油圧駆動手段６１の第２油圧モータ６５の回転力を、パワークラッチ・パワーブレーキ機構６７の伝動ギヤ７２から歯車機構（図示せず）を介して一対の回転ギヤ（図示せず）に伝達し、一方の回転ギヤを左（または右）太陽ギヤ５４に入力する一方、他方の回転ギヤを逆転ギヤ（図示せず）を介して右（または左）太陽ギヤ５４に入力するように構成するのである。
【００７８】
この場合、左右両太陽ギヤ５４，５４の機能と左右両リングギヤ５６，５６の機能とは第１実施形態のものと逆になるだけであるから、トラクタの直進・旋回性能は同等であると考えられる。
【００７９】
さらに、第２油圧モータ６５の出力回転数は、第１油圧モータ８５の出力回転数に比例して変更調節するに限らず、副変速レバーの操作位置または丸ハンドル７の回動操作量に応じて駆動回路２４への制御信号を変更することにより変更調節するようにしてもよい。
【００８０】
走行用油圧駆動手段８１と旋回用油圧駆動手段６１との配置を変更して、第１油圧ポンプ８２の入力軸８３と、旋回用油圧駆動手段６１における第２油圧ポンプ６２の入力軸６３とを共通の軸にしてもよい。この場合、２つの油圧駆動手段８１，６１を１つの共通軸で駆動させるので、エンジン５からミッションケース６に至る動力伝達系統のコンパクト化に寄与できる。
【００８１】
図５に示す第２実施形態はパワークラッチ・パワーブレーキ機構の構成の別例である。ここで、第２実施形態において、構成及び作用が第１実施形態と変わらないものは、第１実施形態のものと同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００８２】
この実施形態のパワークラッチ・パワーブレーキ機構６７′，６７′は左右対称状に構成されたものであり、左右一対のパワークラッチ６９ａ′，６９ｂ′を内装した回転外筒６８′と、この回転外筒６８′の左右外側に配置したパワーブレーキ７０ａ′，７０ｂ′と、左右両パワークラッチ６９ａ′，６９ｂ′及びパワーブレーキ７０ａ′，７０ｂ′に跨るように配置した回転内筒７１′，７１′と、これら各回転内筒７１′に固着した伝動ギヤ７２′とで構成されている。
【００８３】
回転外筒６８′は、左右両回転内筒７１′，７１′内に回転可能に挿通した出力軸６６に連結されており、この出力軸６６の正逆回転に連動して正逆回転するように構成されている。左伝動ギヤ７２′は左リングギヤ５６の外歯に直接噛合っており、右伝動ギヤ７２′は逆転ギヤ７７′を介して右リングギヤ５６の外歯に噛合っている。
【００８４】
この場合、左右両パワークラッチ６９ａ′，６９ｂ′がともに切り状態で、かつ左右両パワーブレーキ７０ａ′，７０ｂ′がともに入り状態であると、強制的に回転させられている回転外筒６８′に対して左右両回転内筒７１′，７１′が自由回転可能となる一方、各パワーブレーキ７０ａ′（７０ｂ′）で回転内筒７１′は回転不能にロックされ、左右両伝動ギヤ７２′，７２′及び逆転ギヤ７７′が固定状態となる。
【００８５】
その結果、これらに噛合う左右両リングギヤ５６，５６が固定状態となり、左右両遊星歯車機構５１，５１にはセンターギヤ５８からの回転動力のみが伝達され、旋回用油圧駆動手段６１からの動力（第２油圧モータ６５からの回転動力）は伝達されないので、左右両後輪３，３は同一方向及び同一回転数で回転駆動する。
【００８６】
次に、左後輪３に対応した左パワークラッチ６９ａ′が切り状態で、かつ左パワーブレーキ７０ａ′が入り状態であると、前述のように左リングギヤ５６は固定状態となり、左遊星歯車機構５１には、センターギヤ５８からの回転動力のみが伝達されるので、左後輪３は所定の回転速度を保持する。
【００８７】
ここで、右後輪３に対応した右パワークラッチ６９ｂ′及び右パワーブレーキ７０ｂ′がともに切り状態であると、回転外筒６８′からの動力が右回転内筒７１′ひいては右伝動ギヤ７２′及び逆転ギヤ７７′に伝達されず、これらは自由回転可能となる。
【００８８】
この状態で右後輪３に圃場面の走行抵抗が作用すると、右後輪出力軸１７に減速方向の抵抗力が働き、右太陽ギヤ５４からの回転に対して右側の各遊星ギヤ５２、腕輪５３及び右リングギヤ５６の作用により、右後輪３の回転速度が徐々に低下する。
【００８９】
したがって、右遊星歯車機構５１には、センターギヤ５８からの回転動力と右後輪３に作用する走行抵抗とが付与されることになり、結果的に、左右の後輪３，３は、左後輪３が所定速度を保ち右後輪３が徐々に減速するというように、回転数差を緩やかに拡大しつつ回転駆動する。
【００９０】
また、左パワークラッチ６９ａ′が切り状態で、かつ左パワーブレーキ７０ａ′が入り状態であるとともに、右パワークラッチ６９ｂ′が入り状態で、かつ右パワーブレーキ７０ｂ′が切り状態であると、前述のように、左後輪３は所定の回転速度を保持する。
【００９１】
他方、第２油圧モータ６５の逆方向の駆動により回転外筒６８′が逆回転して、右回転内筒７１′とともに右伝動ギヤ７２′は回転外筒６８′と同一方向及び同一回転数で回転する。この右伝動ギヤ７２′から逆転ギヤ７７′を介して右リングギヤ５６のみに、その回転に対して逆方向（減速方向）の回転力が付与される。
【００９２】
これにより、右遊星歯車機構５１には、センターギヤ５８からの回転動力と旋回用油圧駆動手段６１からの回転動力とが互いに逆向きの回転力を与えるように伝達され、その結果、左右の後輪３，３は、左後輪３が所定速度を保ち右後輪３が強制減速するというように、強制的に回転数差をもたせた状態で回転駆動する。
【００９３】
なお、右パワークラッチ６９ｂ′が入り状態で、かつ右パワーブレーキ７０ｂ′が切り状態である場合において、左パワークラッチ６９ａ′及び左パワーブレーキ７０ａ′がともに切り状態であるときや、左パワークラッチ６９ａ′が入り状態で、かつ左パワーブレーキ７０ａ′が切り状態であるときは、前述の説明中の左右が入替わるだけで、同様の動力伝達態様となる。
【００９４】
次に、左右両パワークラッチ６９ａ′，６９ｂ′がともに入り状態で、かつ左右両パワーブレーキ７０ａ′，７０ｂ′がともに切り状態であると、第２油圧モータ６５の正方向または逆方向の駆動により回転外筒６８′が正（逆）回転して、左右両伝動ギヤ７２′，７２′が回転外筒６８′と同一方向及び同一回転数で回転する。左伝動ギヤ７２′に伝わった動力は、左リングギヤ５６を所定回転数で逆（正）回転させる一方、右伝動ギヤ７２′に伝わった動力は、逆転ギヤ７７′を介して右リングギヤ５６を左リングギヤ５６と同一回転数で正（逆）回転させる。
【００９５】
したがって、左右の遊星歯車機構５１，５１には、センターギヤ５８からの回転動力が伝達されるだけでなく、旋回用油圧駆動手段６１からも互いに逆向きの回転力を付与するように動力伝達され、その結果、左右の後輪３，３は、一方の後輪３が増速し他方の後輪３が減速するというように、強制的に回転数差を大きくした状態で回転駆動する。
【００９６】
なお、詳細は図示しないが、第２実施形態の制御装置は、パワークラッチ６９ａ′，６９ｂ′用の駆動回路と、パワーブレーキ７０ａ′，７０ｂ′用の駆動回路とをそれぞれ２つずつ、出力インターフェイスに接続した点が異なるだけで、第１実施形態のものとほぼ同様の構成である。
【００９７】
次に、第２実施形態におけるトラクタの操向態様について説明する。
【００９８】
まず、走行機体１を直進走行させるには、操縦部の副変速レバーを低速、中速、高速及び逆転のうちいずれかの位置に操作し、アクセル手段１２を所定量操作した状態で、丸ハンドル７を中立位置に保持する。
【００９９】
そうすると、前輪２側ではドッグクラッチ３７が入り作動するとともに多板クラッチ３９が切り作動して、推進軸３３と同一速度の回転動力がフロントアクスル機構１５に伝達される。後輪３側では左右両パワークラッチ６９ａ′，６９ｂ′がともに切り作動し、かつ左右両パワーブレーキ７０ａ′，７０ｂ′がともに入り作動して、左右両遊星歯車機構５１，５１に、センターギヤ５８からの回転動力のみが伝達され、旋回用油圧駆動手段６１からの動力は伝達されない。
【０１００】
したがって、第１実施形態の場合と同様に、前後四輪２，２，３，３はアクセル手段１２の操作量に応じた同一回転速度で同一方向に回転駆動し、走行機体１が直進走行する。
【０１０１】
次に、走行機体１を例えば右に前進旋回させるに際して、操縦部の副変速レバーを低速、中速及び高速のうちいずれかの位置に操作し、アクセル手段１２を所定量操作した状態で、丸ハンドル７を例えば右に小さく回動操作すると、前輪２側では前輪増速機構３５が作動せずに（ドッグクラッチ３７が入り、多板クラッチ３９が切りとなる）、推進軸３３と同一速度の回転動力がフロントアクスル機構１５に伝達される。
【０１０２】
後輪３側では、左右両前輪２，２のかじ取り角に応じて走行用油圧駆動手段８１からの動力（第１油圧モータ８５の出力回転数）が適宜減速され、この減速状態の回転動力がセンターギヤ５８に伝達される。
【０１０３】
そして、左パワークラッチ６９ａ′が切り作動し、かつ左パワーブレーキ７０ａ′が入り作動して、左後輪３が直進走行時よりも遅い所定の回転（前転）速度を保持する一方、右パワークラッチ６９ｂ′及び右パワーブレーキ７０ｂ′がともに切り作動して、右回転内筒７１′ひいては右伝動ギヤ７２′及び逆転ギヤ７７′が自由回転可能となることにより、圃場面の走行抵抗が右後輪３に作用してその回転（前転）速度が徐々に低下する。
【０１０４】
したがって、左右両前輪２，２の向き（操舵）と、右後輪３の緩やかな速度低下に起因した後輪３，３間の回転数差と、左右両後輪３，３の平均回転数を低下させることとにより、走行機体１は右方向に緩やかに前進旋回できる（スローターンできる）。
【０１０５】
次に、丸ハンドル７を例えば右に中程度回動操作すると、予め増速スイッチ１３を入り操作しておけば、左右両前輪２，２のかじ取り角が所定角度以上となった時点で、前輪２側では前輪増速機構が作動して（ドッグクラッチ３７が切り、多板クラッチ３９が入りとなる）、左右両前輪２，２の回転（前転）速度が増速する。
【０１０６】
後輪３側では、走行用油圧駆動手段８１からの動力が、左右両前輪２，２のかじ取り角に応じて適宜減速した状態でセンターギヤ５８に伝達される。そして、左パワークラッチ６９ａ′が切り作動し、かつ左パワーブレーキ７０ａ′が入り作動して、左後輪３が直進走行時よりも遅い所定の回転（前転）速度を保持する一方、右パワークラッチ６９ｂ′が入り作動し、かつ右パワーブレーキ７０ｂ′が切り作動して、右遊星歯車機構５１に、センターギヤ５８からの減速回転動力と旋回用油圧駆動手段６１からの回転動力とが互いに逆向きの回転力を与えるように伝達される。
【０１０７】
ここで、旋回用油圧駆動手段６１からの回転動力（第２油圧モータ６５の出力回転数）は、走行用油圧駆動手段８１の出力量（第１油圧モータ８５の出力回転数）に応じて減速した状態で、右遊星歯車機構５１のみに伝達される。
【０１０８】
その結果、左後輪３は直進走行時よりも遅い所定速度を保ち右後輪３は強制減速することになり、走行機体１は、左右両前輪２，２の増速作用と、右後輪３の強制減速に起因した後輪３，３間の回転数差と、左右両後輪３，３の平均回転数を低下させることとにより、右方向に中位の旋回半径で前進旋回できる。
【０１０９】
次に、丸ハンドル７を例えば右に大きく回動操作すると、予め増速スイッチ１３を入り操作しておけば、左右両前輪２，２のかじ取り角が所定角度以上となった時点で、前輪２側では前輪増速機構３５が作動して、左右両前輪２，２の回転（前転）速度が増速する。
【０１１０】
後輪３側では、この場合も、走行用油圧駆動手段８１からの動力が、左右両前輪２，２のかじ取り角に応じて適宜減速した状態でセンターギヤ５８に伝達される。そして、左右両パワークラッチ６９ａ′，６９ｂ′がともに入り作動し、かつ左右両パワーブレーキ７０ａ′，７０ｂ′がともに切り作動して、左遊星歯車機構５１に、センターギヤ５８からの減速回転動力と旋回用油圧駆動手段６１からの回転動力が双方とも同じ向きの回転力を与えるように伝達される一方、右遊星歯車機構５１に、センターギヤ５８からの減速回転動力と旋回用油圧駆動手段６１からの回転動力とが互いに逆向きの回転力を与えるように伝達される。
【０１１１】
この場合、旋回用油圧駆動手段６１からの回転動力（第２油圧モータ６５の出力回転数）は、走行用油圧駆動手段８１の出力量（第１油圧モータ８５の出力回転数）に応じて減速した状態で、左右の遊星歯車機構５１，５１に各々伝達される。
【０１１２】
その結果、左後輪３は強制増速し右後輪３は強制減速することになり、走行機体１は、左右両前輪２，２の増速作用と、左右の後輪３，３の強制拡大した回転数差と、左右両後輪３，３の平均回転数を低下させることとにより、右方向に急速前進旋回（スピンターンに近い状態のターン）できるのである。
【０１１３】
なお、丸ハンドル７を例えば左に回動操作した場合は、前述の説明中の左右が入替わるだけであり、前述の場合と同様に、走行機体１は適正な旋回半径で左方向に前進旋回できる。また、操縦部の副変速レバーを逆転位置に操作し、アクセル手段１２を所定量操作した状態で、丸ハンドル７を回動操作すれば、第１実施形態の場合と同様に、走行機体１を後退旋回させることも可能である。
【０１１４】
以上の態様においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することはいうまでもない。また、第２実施形態のように、旋回用油圧駆動手段６１と左右両遊星歯車機構５１，５１との間に左右一対のパワークラッチ・パワーブレーキ機構６７′，６７′を介設すると、旋回用油圧駆動手段６１から左右の遊星歯車機構５１，５１に効率よく動力伝達できるのはもちろんのこと、左右の後輪３，３の回転数差を、丸ハンドル７の回動操作量（あるいは左右両前輪２，２のかじ取り角）に応じて調節できるから、走行機体１の旋回半径に応じてその旋回速度を調節でき、走行機体１をスムーズに旋回させることができるのである。
【０１１５】
本発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。例えば作業用車両としては農作業用トラクタに限らず、土木作業用のトラクタや田植機等でもよいことはいうまでもない。
【０１１６】
【発明の効果】
請求項１のように構成すると、走行機体の旋回操作時には、旋回用油圧駆動手段からは、前記左右の遊星歯車機構に互いに逆方向の回転力を付与するように動力伝達することにより、前記左右の後輪の回転速度差を調節できる。
【０１１７】
そして、走行用油圧駆動手段から左右両遊星歯車機構に、左右両前輪のかじ取り角に応じて適宜減速した状態で動力伝達するので、左右両後輪における旋回時の平均回転速度を減速させることができる。
【０１１８】
したがって、前記左右の後輪の回転速度に強制的に差をつけることと、前記左右両後輪の平均回転速度を低下させることとの相乗効果により、前記走行機体の旋回半径を常に前記左右両前輪のかじ取り角に対応した半径とすることができ、前記走行機体の前進旋回動作の安定性が格段に向上するという効果を奏する。
【０１１９】
また、前記左右の後輪の回転速度差を調節することにより、前記走行機体の速度変化を小さくして前進旋回時のショックをやわらげることができるので、前進旋回時の乗り心地がよくなるという効果も奏する。
【０１２０】
さらに、前進旋回時でも前記前後四輪全てが回転力を発揮できるので、圃場内を荒らさずに滑らかに前進旋回できるばかりか、泥濘の多い圃場等のような劣悪な走行路面でも滑らかに前進旋回でき、高い旋回性能を発揮できるという効果も奏する。
【０１２１】
【０１２２】
請求項２のように構成すると、前記油圧式駆動手段と前記両遊星歯車機構との間に介設したパワークラッチ・パワーブレーキ機構により、前記旋回用油圧駆動手段から前記左右両遊星歯車機構への動力継断動作を確実に実行できるので、前記旋回用油圧駆動手段からの動力伝達を効率よく行えるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態の農作業用トラクタの側面図である。
【図２】 農作業用トラクタの平面図である。
【図３】 農作業用トラクタの動力伝達系統を示す機能ブロック図である。
【図４】 制御装置の機能ブロック図である。
【図５】 第２実施形態の農作業用トラクタの動力伝達系統を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
１ 走行機体
２，２ 前輪
３，３ 後輪
５ エンジン
７ 操向手段としての丸ハンドル
１１ かじ取り角センサ
１５ フロントアクスル機構
３１ 副変速機構
３５ 前輪増速機構
３７ ドッグクラッチ
３９ 多板クラッチ
４０ 増速デフ装置
５１ 遊星歯車機構
６１ 旋回用油圧駆動手段
６２ 第２油圧ポンプ
６５ 第２油圧モータ
６７，６７′ パワークラッチ・パワーブレーキ機構
６９，６９ａ′，６９ｂ′ パワークラッチ
７０，７０ａ′，７０ｂ′ パワーブレーキ
８１ 走行用油圧駆動手段
８２ 第１油圧ポンプ
８５ 第１油圧モータ

Claims (2)

1. 走行機体に搭載したエンジンの動力を、フロントアクスル機構を介して前記走行機体の前後四輪のうち左右の前輪に伝達するとともに、左右一対の遊星歯車機構を介して左右の後輪に伝達するように構成し、前記フロントアクスル機構よりも動力伝達の上流側に、前記走行機体の前進旋回操作時に前記両前輪のかじ取り角が所定角度以上になると前記両前輪の回転速度を増速させる前輪増速機構が設けられている四輪駆動式のトラクタであって、
   前記エンジンと前記両遊星歯車機構との間には、可変型の走行用油圧駆動手段及び旋回用油圧駆動手段を、それぞれ別系統で前記両遊星歯車機構に動力伝達するように配設し、
   前記走行機体の旋回操作時には、前記旋回用油圧駆動手段の出力を前記各遊星歯車機構に互いに逆方向の回転を付与するように伝達するとともに、前記両前輪のかじ取り角に応じて調節した前記走行用油圧駆動手段の出力を前記両遊星歯車機構に伝達して、前記左右の後輪がそれぞれ回転速度を変更調節するように構成されており、
   更に、前記エンジンと前記前輪増速機構との間には、前記走行機体の直進操作時に、前記両前輪の回転方向及び回転速度を前記両後輪のそれらと一致させるための前輪変速機構が設けられていることを特徴とするトラクタ。
2. 前記旋回用油圧駆動手段と前記両遊星歯車機構との間には、前記旋回用油圧駆動手段からの動力伝達を継断するパワークラッチ・パワーブレーキ機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載したトラクタ。

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