JP2002205564A - 作業車の旋回制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 前輪増速装着を装備した作業車において、旋
回時に４輪駆動から前輪増速に瞬時に切り換わり、機体
が急激に旋回して振り回される。 【解決手段】 ステアリングハンドル１７の回動を検知
部１３で検知し、該検知部からの信号により作業機を上
昇させ、前輪８の駆動を切り換えるようにする構成であ
って、ステアリングハンドルを、直進位置から第一の設
定角α１までは４輪駆動とし、第一の設定角α１から第
二の設定角α２までは後輪の２輪駆動として作業機を上
昇し、第二の設定角以上切ると前輪を増速駆動するよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トラクタ等の作業
車により作業を行なう時に、ステアリングハンドルを直
進位置から設定角度以上切ると、作業機を上昇させ、前
輪の駆動を４輪駆動から２輪駆動を経て前輪増速に切り
換える技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】トラクタ等による耕耘作業中において、
圃場端に至り次の条に移るときに、作業機の昇降操作を
容易にし、圃場を荒らさないようにするために、直進状
態から圃場端でステアリングハンドルを回動して旋回動
作とすると、作業機を上昇させ（旋回アップ）、前輪の
駆動速度を増加させる（前輪増速）技術は公知となって
いる。また、ステアリングハンドルの回動は、ステアリ
ングロッドに連結したコントロールバルブを切り換え
て、パワステシリンダを伸縮させて、前輪を回動するよ
うにしている。また、ステアリングハンドルを設定角度
以上切ると４輪駆動状態から前輪増速に切り換えるよう
にした技術も公知となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来技術
においては、旋回アップと前輪増速を行なうタイミング
が同じとなっていたので、作業時に圃場端に至ると、ス
テアリングハンドルを設定角度以上回動すると、作業機
の上昇と同時に、４輪駆動状態から瞬時に前輪増速状態
となり、作業機が地表から離れる前に、前輪増速に切り
換わり急旋回して、車体後部に装着した作業機が急激に
振り回され、耕耘の終点が斜めに耕耘されて終了するよ
うになる。しかも、作業機は駆動されながら上昇するこ
とになるため、作業機の後方が開放された状態で耕耘し
ながら上昇して、土が斜め後方へ跳ね飛ばされる。この
ため、枕地の処理がやり難く、その処理のための作業時
間が増加し、作業精度も悪くなるという問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するた
めの手段を説明する。

【０００５】即ち、請求項１においては、ステアリング
ハンドルの回動を検知部で検知し、該検知部からの信号
により作業機を上昇させ、前輪の駆動を切り換えるよう
にする構成であって、ステアリングハンドルを、直進位
置から第一の設定角までは４輪駆動とし、第一の設定角
から第二の設定角までは後輪の２輪駆動として作業機を
上昇し、第二の設定角度以上切ると前輪を増速駆動する
ようにした。

【０００６】請求項２においては、前記検知部を、ステ
アリングハンドルの回動に応じて移動するセンサーシャ
フトと、第一の設定角を検出する第一スイッチと、第二
の設定角を検知する第二スイッチより構成し、該検知部
をフロントアクスルケース近傍に設けたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の解決すべき課題及び手段
は以上の如くであり、次に添付の図面に示した本発明の
一実施例を説明する。図１は本発明の前輪駆動切換装置
を装備した作業車の側面図、図２はミッションケース側
面図、図３は前輪駆動切換部の側面図断面図、図４は旋
回制御の油圧回路図、図５はフロントユニット平面図、
図６はフロントユニット側面図、図７は前輪切角検出装
置の拡大断面図、図８は検知部の拡大断面図である。

【０００８】まず、本発明に係る前輪駆動切換装置を具
備した一実施例であるトラクタの概略構成について説明
する。図１、図２において、前部のボンネット１内にエ
ンジン２を搭載して、ボンネット１後方にはオペレータ
ーが搭乗する運転席やステアリングハンドル１７等を収
納したキャビン３が設けられ、後方には作業機昇降装置
４を配置している。エンジン２の後方にはミッションケ
ース５を連設し、該ミッションケース５の後部両側にリ
アアクスルケース１８を介して後輪６を支承している。

【０００９】また、ミッションケース５の下部に前輪動
力取出ケース７が設けられ、該前輪動力取出ケース７よ
り前方に伝動軸９を介してフロントアクスルケース１１
に動力を伝え、該フロントアクスルケース１１に支持し
た前輪８を駆動可能に構成している。ミッションケース
５上面にはシリンダを内蔵した油圧ケース４１と油圧制
御装置４２が設けられ、油圧ケース４１内にはピストン
を収納して、該油圧ケース４１側面より突出したリフト
アーム４０を回動駆動できるようにしている。また、油
圧制御装置４２には昇降用モータ３２が配置され、該昇
降用モータ３２の駆動によりリンク等を回動して後述す
る昇降制御バルブ４３を切り換えるようにしている。

【００１０】前記前輪動力取出ケース７内には前輪駆動
切換装置が収納され、図３に示すように、前輪駆動出力
軸５０が軸受を介して回転自在に支持され、該前輪駆動
出力軸５０上に４輪駆動クラッチ５１と前輪増速クラッ
チ５２が配置されている。該４輪駆動クラッチ５１と前
輪増速クラッチ５２の各入力歯車５３・５４はそれぞれ
２連に構成したカウンター歯車５５と噛合され、該カウ
ンター歯車５５はドライブ軸５６上に固設した前輪駆動
歯車５７と噛合されている。こうして、エンジン２から
の動力を変速した後に後輪デフ装置を介して後輪６を駆
動し、前輪駆動歯車５７、カウンター歯車５５より前輪
駆動切換装置を介して前輪８に動力を伝達可能としてい
る。

【００１１】そして、前記４輪駆動クラッチ５１と前輪
増速クラッチ５２は湿式多板油圧クラッチにて構成さ
れ、前記前輪動力取出ケース７側面には電磁方向切換弁
３１が付設され、該電磁方向切換弁３１が後述する制御
により切り換えられて、４輪駆動クラッチ５１、或い
は、前輪増速クラッチ５２をＯＮ／ＯＦＦするようにし
ている。

【００１２】即ち、図４に示すように、該電磁方向切換
弁３１は４ポート３位置切換の電磁弁で構成され、該電
磁方向切換弁３１のソレノイド３１ａ・３１ｂは制御回
路４４と接続され、該制御回路４４には後述する検知部
１３の第一の設定角α１を検出する第一スイッチ２５
と、第二の設定角α２を検知する第二スイッチ２６と接
続されている。この第一の設定角α１は第二の設定角α
２よりも小さく（α１＜α２）、直進方向に対して左右
対称となるように設定されている。

【００１３】このような構成において、ステアリングハ
ンドル１７が直進位置から第一の設定角α１までの間
（０＜α≦α１）での操作では、ソレノイド３１ａが作
動されて４輪駆動クラッチ５１がＯＮとなり、ドライブ
軸５６より前輪駆動歯車５７→カウンター歯車５５→入
力歯車５３→４輪駆動クラッチ５１→前輪駆動出力軸５
０と伝えられて、前輪８と後輪６が同速で駆動（４輪駆
動：４ＷＤ）される。

【００１４】そして更にステアリングハンドル１７を切
って、第一の設定角α１越えて第二の設定角α２までの
角度では（α１＜α≦α２）、ソレノイド３１ａ・３１
ｂは作動されず、４輪駆動クラッチ５１と前輪増速クラ
ッチ５２はＯＦＦとなって前輪８に動力が伝達されず前
輪８はフリーとなり、後輪６のみの駆動（２輪駆動：２
ＷＤ）となる。

【００１５】更にステアリングハンドル１７を切って、
第二の設定角α２以上（α２＜α）となると、ソレノイ
ド３１ｂが作動されて前輪増速クラッチ５２がＯＮとな
り、ドライブ軸５６より前輪駆動歯車５７→カウンター
歯車５５→入力歯車５４→前輪増速クラッチ５２→前輪
駆動出力軸５０と伝えられて、前輪８が後輪６よりも高
速で駆動（前輪増速）される。

【００１６】図４において、油圧回路について説明す
る。エンジン２の駆動により油圧ポンプ６０が駆動さ
れ、該油圧ポンプ６０から吐出された圧油は分流弁６１
により分流されて、一方は水平制御バルブ６２を介して
前記電磁方向切換弁３１に送油され、他方は昇降制御バ
ルブ４３に送油される。但し、水平制御バルブ６２側を
優先流量側６１ａとし、水平制御バルブ６２のドレン油
路に電磁方向切換弁３１を接続した直列接続としてい
る。該電磁方向切換弁３１のソレノイド３１ａ・３１ｂ
は前述のように制御回路４４と接続されて、検知部１３
の信号により制御回路４４を介してソレノイド３１ａ・
３１ｂに駆動信号が送信されて、電磁方向切換弁３１を
切り換えて４輪駆動クラッチ５１をＯＮ／ＯＦＦ、前輪
増速クラッチ５２をＯＮ／ＯＦＦできるようにしてい
る。

【００１７】また、水平制御バルブ６２の二次側には作
業機水平制御用シリンダ６３と接続され、該水平制御バ
ルブ６２のソレノイド６２ａ・６２ｂは制御回路４４と
接続され、該制御回路４４は傾斜センサー６４からの検
出信号及び設定器６５の値を入力して、設定角度になる
ようにソレノイド６２ａ・６２ｂに信号を送信して水平
制御バルブ６２を切り換えて作業機水平制御用シリンダ
６３を作動させ、設定角度となるようにしている。

【００１８】前記昇降制御バルブ４３の二次側は油圧ケ
ース４１内の油圧シリンダと接続され、該昇降制御バル
ブ４３のスプールは昇降用モータ３２の出力軸に連結さ
れたリンク、及び、座席側部に配置した昇降レバー等と
連結され、該昇降モータ３２は制御回４４と接続され、
後述する第一スイッチ２５の信号や後進に変速した時等
に作動するようにして、旋回時や後進変速時に昇降制御
バルブ４３を切り換えて上昇するようにしている。ま
た、運転部に設けた昇降レバーの操作によっても昇降制
御バルブ４３を切り換えられるようにしている。

【００１９】次に、フロントユニット３０について、図
５〜図８を用いて説明する。フロントユニット３０はフ
ロントアクスルケース１１と、パワーステアリング装置
の油圧シリンダ１２と、タイロッド１４と、前輪８を回
動自在に支持する回動ケース３３等より構成される。前
記フロントアクスルケース１１は左右のケース１１Ｒ・
１１Ｌと、その間に配置されるセンターケース１１Ｍか
らなり、左右のケース１１Ｒ・１１Ｌの両外側に回動ケ
ース３３・３３が取り付けられる。センターケース１１
Ｍの後面より、入力軸３４が後方に突出され、図示しな
いユニバーサルジョイント等を介して前記伝動軸９と連
結されて、入力軸３４に伝えられた動力はフロントアク
スルケース１１内のデフ装置等を介して前輪８に伝えて
駆動できるようにしている。該フロントアクスルケース
１１の左右中央より前方にセンターピン３５が突出され
てフロントフレームに左右揺動自在に支持されている。

【００２０】前記センターケース１１Ｍ前面にはパワー
ステアリング用油圧シリンダ１２が左右水平方向に横設
されている。該油圧シリンダ１２はピストンロッド１２
ａ・１２ａを両側に突出した両ロッド式とし、該ピスト
ンロッド１２ａの先端には球形ジョイント１５を介して
タイロッド１４と連結され、該タイロッド１４の他端は
ナックルアーム１６に連結されている。該ナックルアー
ム１６は前記回動ケース３３の前輪８を支持する側に固
定され、該ナックルアーム１６を回動することによって
キングピンを中心に前輪８を回動できるようにしてい
る。

【００２１】前記センターケース１１Ｍ前面に検知部１
３が取り付けられている。該検知部１３は支持ケース３
６と、該支持ケース３６に収納されるセンサーシャフト
２３と、センサーとなる第一スイッチ２５と第二スイッ
チ２６から構成されている。前記センサーシャフト２３
の両端には取付プレート２９・２９が固定され、該取付
プレート２９・２９の他端は油圧シリンダ１２のピスト
ンロッド１２ａ・１２ａに固定され、センサーシャフト
２３が左右水平方向に横設され、該センサーシャフト２
３と油圧シリンダ１２が平行となるように構成されてい
る。こうして、ステアリングハンドル１７の回動角では
なく、前輪８の旋回方向の角度を直接的に検知できるよ
うにしている。

【００２２】そして、図５、図７に示すように、センサ
ーシャフト２３の中央部が支持ケース３６に摺動自在に
収納され、支持ケース３６内において、センサーシャフ
ト２３上に止輪３７・３７を係止して、スプリング２８
・２８を外嵌して、センサーシャフト２３が略中央に位
置するようにスプリング２８・２８で付勢している。ま
た、該センサーシャフト２３の中央部の外周には旋回ア
ップ（旋回上昇）用の第一の設定角α１を検知するため
の第一切欠２１と、前輪増速用の第二の設定角α２を検
知するための第二切欠２２がそれぞれ設けてあり、該第
一切欠２１と第二切欠２２は図８に示すように、接線と
平行となるように削られた検知面とし、第一切欠２１の
面と第二切欠２２の面は略Ｖ字状となるようにしてい
る。そして、図７に示すように、第一切欠２１の軸心方
向の長さＬ１は、第二切欠２２の軸心方向（長手方向）
の長さＬ２よりも短く（Ｌ１＜Ｌ２）なるように構成さ
れ、機体中心に対して左右対称となるように構成してい
る。

【００２３】そして、図８に示すように、前記支持ケー
ス３６の外側から該第一切欠２１と第二切欠２２の左右
中央部へ向かって、即ち、センサーシャフト２３の略軸
心に向かって、取付孔３６ａ・３６ｂが穿設され、支持
ケース３６内部と連通され、該取付孔３６ａの中心線と
取付孔３６ｂの中心線で形成する面はセンサーシャフト
２３の軸心方向に対して直角方向となるようにしてい
る。こうして、第一スイッチ２５と第二スイッチ２６が
コンパクトに集中して配置されるようにしている。該取
付孔３６ａ・３６ｂにとそれぞれ一つまたは複数のボー
ル２７・２７を挿入してから第一スイッチ２５と第二ス
イッチ２６が取り付けられ、第一切欠２１と第二切欠２
２にそれぞれボール２７・２７が当接し、第一スイッチ
２５と第二スイッチ２６の検知部がボール２７・２７に
それぞれ当接するように配設する。但し、ボール２７を
設けずにスイッチの検知部を延長したりして直接検知す
る構成とすることも可能である。

【００２４】このような構成において、第一切欠２１内
にボール２７が入り込んでいる時第一スイッチ２５はＯ
ＦＦとなり、第一切欠２１からボールが押し出される
と、第一スイッチ２５の検知部が押されてＯＮとなる。
第二スイッチ２６も同様に第二切欠２２内にボールが入
っているときはＯＦＦ、第二切欠２２からボールが押し
出されるとＯＮとなっている。

【００２５】以上のような構成において、直進作業中に
おいては、ステアリングハンドル１７は切られていない
（α＝０）ために、ボール２７・２７は第一切欠２１と
第二切欠２２に嵌まり込んだままとなり、第一スイッチ
２５と第二スイッチ２６はＯＦＦとなっている。このと
き、電磁方向切換弁３１はソレノイド３１が作動されて
４輪駆動クラッチ５１がＯＮとされ、４輪駆動状態とな
っている。

【００２６】圃場端に至り回行する時に、ステアリング
ハンドル１７を回動して油圧シリンダ１２を作動させ、
その切れ角が第一の設定角α１以上になると、ピストン
ロッド１２の伸縮とともにセンサープレート２９を介し
てセンサーシャフト２３が摺動され、先に、長さの短い
第一切欠２１からボール２７が押し出され、第一スイッ
チ２５がＯＮとなり、昇降用モータ３２を駆動して昇降
制御バルブ４３を切り換えて作業機昇降装置４を上昇さ
せる。このとき、ステアリングハンドル１７は切られて
も前輪８の切角は小さく、機体はまだ略直進状態となっ
ている。そして同時に、該第一スイッチ２５のＯＮによ
って電磁方向切換弁３１のソレノイド３１ａがＯＦＦと
なり電磁方向切換弁３１は中立となって、４輪駆動クラ
ッチ５１がＯＦＦとなり、後輪６のみの駆動となる。

【００２７】つまり、後輪６の２輪駆動となり、前輪８
はフリーの状態となって、後輪６により押されて機体が
自然増速される。また、ステアリングハンドル１７を切
ってからパワーステアリング装置の油圧シリンダ１２の
作動時間は高速で作動せず、また、タイムラグもあるた
め、作業機が地中より地表へ出るまでの時間を稼ぐこと
ができるのである。なお、この第一切欠２１端の位置
は、ステアリングハンドル１７が第一の設定角α１回動
した時と一致し、上昇作動開始角度となる。

【００２８】そして更にステアリングハンドル１７を回
動して第二の設定角度α２に達すると、ボール２７が第
二切欠２２から出て、第二スイッチ２６がＯＮとなる。
該第二スイッチ２６のＯＮによって電磁方向切換弁３１
のソレノイド３１ｂＯＮとなり、前輪増速クラッチ５２
が作動し、前輪８を増速駆動する。このとき機体は急旋
回状態となるが、２輪駆動状態で徐々に増速されており
機体が振り回される程大きな影響はなく、作業機は上昇
されて地面より上方にあり、枕地を荒らすことはないの
である。

【００２９】また、第二切欠２２端の位置は、ステアリ
ングハンドル１７が第二の設定角α２回動した時と一致
し、前輪増速作動開始角度となる。なお、第一の設定角
度及び第二の設定角をハンドル軸に角度センサーを設け
て検知する構成とすることも可能であるが、角度センサ
ーはスイッチよりも高価であり、また、制御回路も必要
となりコストアップとなる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したことに
より、次のような効果が得られる。即ち、請求項１に示
す如く、ステアリングハンドルの回動を検知部で検知
し、該検知部からの信号により作業機を上昇させ、前輪
の駆動を切り換えるようにする構成であって、ステアリ
ングハンドルを、直進位置から第一の設定角までは４輪
駆動とし、第一の設定角から第二の設定角までは後輪の
２輪駆動として作業機を上昇し、第二の設定角度以上切
ると前輪を増速駆動するようにしたので、圃場端で回行
するときに、ステアリングハンドルを切って機体が旋回
動作に入る前に作業機が上昇し、４輪駆動から２輪駆動
となって、前輪側は後輪により押された自然増速での旋
回となり、更にステアリングハンドルを切って、前輪増
速の状態となり、前輪の回転がスムースに移行できるよ
うになり、圃場を荒らすことがなくなるのである。ま
た、４輪駆動から前輪増速に瞬時に切り換わることがな
いので、機体が急激に振り回されることもなくなり、作
業機が地面より上方に出ないうちに旋回して、耕耘の終
点が斜めになることもなく、枕地を荒らすことなくきれ
いに処理でき、ロータリが回転しながら上昇しても斜め
方向に耕耘土を撥ね飛ばすことがない。

【００３１】また、請求項２に示す如く、前記検知部
を、ステアリングハンドルの回動に応じて移動するセン
サーシャフトと、第一の設定角を検出する第一スイッチ
と、第二の設定角を検知する第二スイッチより構成し、
該検知部をフロントアクスルケース近傍に設けたので、
検知部の構造が簡単でコンパクトに構成でき、また、ス
テアリングハンドルの遊びや、リンクとの連結部の誤差
等は関係なくなり、前輪の旋回方向の回転を直接検知す
ることができて、旋回時の作業機上昇や前輪増速の開始
を正確に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作業車の旋回制御装置を装備した作業
車の側面図である。

【図２】ミッションケース側面図である。

【図３】前輪駆動切換部の側面図断面図である。

【図４】旋回制御の油圧回路図である。

【図５】フロントユニット平面図である。

【図６】フロントユニット側面図である。

【図７】前輪切角検出装置の拡大断面図である。

【図８】検知部の拡大断面図である。

【符号の説明】

８ 前輪 １３ 検知部 １７ ステアリングハンドル ２３ センサーシャフト ２５ 第一スイッチ ２６ 第二スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2B043 AA03 AB15 BA02 BB01 DA04 DA15 DB12 3D032 CC50 DA03 DB11 EC27 FF05 GG12 3D043 AA03 AB12 AB17 EA02 EA18 EA33 EB09 EB12 EB14 EE12 EE18 EF12 EF19

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングハンドルの回動を検知部で
   検知し、該検知部からの信号により作業機を上昇させ、
   前輪の駆動を切り換えるようにする構成であって、ステ
   アリングハンドルを、直進位置から第一の設定角までは
   ４輪駆動とし、第一の設定角から第二の設定角までは後
   輪の２輪駆動として作業機を上昇し、第二の設定角度以
   上切ると前輪を増速駆動するようにしたことを特徴とす
   る作業車の旋回制御装置。
2. 【請求項２】 前記検知部を、ステアリングハンドルの
   回動に応じて移動するセンサーシャフトと、第一の設定
   角を検出する第一スイッチと、第二の設定角を検知する
   第二スイッチより構成し、該検知部をフロントアクスル
   ケース近傍に設けたことを特徴とする請求項１記載の作
   業車の旋回制御装置。