JP2006130972A - Traveling power transmission for tractor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トラクタの走行動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a traveling power transmission device for a tractor.
近年、トラクタでは、畦際での枕地を少なくするために走行動力伝達装置に前輪増速装置を備えて、機体の旋回時に前輪を後輪より約2倍程度増速させて小回り旋回ができるようにしたものが知られている。
しかし、この前輪増速装置は、ハンドルを切り操作した際に旋回半径や車輪の負荷に関わらず油圧クラッチにより変速ギヤを切り換えて、一定の前後輪速度比(周速比)のもとに前輪を増速させているため、車輪の負荷が大きく、また前輪を増速するために車速が上がり、圃場を荒しながら旋回するものとなっていた。
In recent years, tractors are equipped with a front wheel speed increasing device in the driving power transmission device to reduce headland at the shore, and when turning the body, the front wheel can be turned about twice as fast as the rear wheel, and a small turn can be made. This is known.
However, this front wheel speed increasing device switches the transmission gear by a hydraulic clutch regardless of the turning radius or wheel load when the steering wheel is turned, so that the front wheel is kept at a constant front and rear wheel speed ratio (circumferential speed ratio). Since the speed of the vehicle is increased, the load on the wheels is large, and the vehicle speed is increased to increase the speed of the front wheels.
また、前輪増速装置は、前後輪速度比が断続切り換えであるため、その切り換え時にショックが発生してオペレータに不快感を与えると共に、電気・油圧制御であるため部品点数が多くなり、装置自体が高価なものとなっていた。
そこで走行動力伝達装置の前輪駆動系と後輪駆動系の動力分岐部にセンターデファレンシャルを設け、このセンターデファレンシャルによって前後輪に連続的にトルクを分配し、旋回時に生ずるスリップや横滑りを軽減しながら連続的に前後輪比を制御して、それにより車速の変化が少なく、旋回時に変速ショックが少ない理想的な旋回を可能とする試みが行われている。
In addition, the front wheel speed increasing device has a front / rear wheel speed ratio that is switched intermittently, so that a shock is generated at the time of switching, and the operator feels uncomfortable, and the electric / hydraulic control increases the number of parts. Was expensive.
Therefore, a center differential is provided in the power branching part of the front wheel drive system and rear wheel drive system of the traveling power transmission device, and torque is continuously distributed to the front and rear wheels by this center differential, continuously reducing the slip and side slip that occur during turning. Attempts have been made to control the front-rear wheel ratio, thereby enabling ideal turning with less change in vehicle speed and less shift shock during turning.
さらに、このセンターデファレンシャルを採用した場合において、前輪の空転に伴う車輛のスリップを防止するために、ワンウェイクラッチを用いたノンスリップ装置をセンターデファレンシャルに併設しようとするものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
上記特許文献1に記載のノンスリップ装置は、車輛の前進時に前輪の一方、又は両方が空転した場合に、ワンウェイクラッチの作用によりセンターデフロックを行って車輛のスリップを防止することができる点で、車輛の走破性を高めることができる。
しかし、このものでは車輛の後進時には、センターデフロックが実質的に作動せず、また前進時であっても、後輪が空転した場合には同様にセンターデフロックが作動せず、結果として車輛はスリップしてしまう不具合がある。
The non-slip device described in Patent Document 1 is a vehicle that can prevent the vehicle from slipping by performing a center differential lock by the action of a one-way clutch when one or both of the front wheels idles when the vehicle moves forward. Can improve the running performance.
However, in this case, the center differential lock is not substantially activated when the vehicle is moving backward, and even when the vehicle is moving forward, the center differential lock is not activated when the rear wheel is idling. As a result, the vehicle slips. There is a problem that will be.
また、センターデファレンシャルにワンウェイクラッチを用いたノンスリップ装置を併設すると、これらの装置を大型化してしまい、作業車輛のトランスミッションを軽量、コンパクトに纏めることが困難となり、コストの低減も困難となる。 In addition, if a non-slip device using a one-way clutch is added to the center differential, these devices will be increased in size, making it difficult to reduce the weight of the work vehicle transmission and make it difficult to reduce the cost.
本発明は上記課題を解決するために、走行動力伝達装置の前輪駆動系10と後輪駆動系11の動力分岐部にセンターデファレンシャル5を設け、このセンターデファレンシャル5によって、エンジンEからの駆動力を前輪デファレンシャル30及び後輪デファレンシャル38に伝達し、当該前後のデファレンシャル30,38によって左右の前輪8、及び後輪9を駆動するトラクタにおいて、前記センターデファレンシャル5を差動制限機能を有するリミテッドスリップデファレンシャルで構成することを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention provides a center differential 5 at the power branching portion of the front
また、前記リミテッドスリップデファレンシャルを、後輪9側の差動制限力より前輪8の差動制限力を緩和するように構成することを特徴としている。
Further, the limited slip differential is characterized in that the differential limiting force of the
以上のように構成する本発明によると、畦際での機体の旋回時に前輪と後輪はリミテッドスリップデファレンシャルによって、ハンドル操作による旋回半径に基づいてある程度、連続的に周速比が変更されるので、従来の前輪変速装置を備えるもののように旋回時に変速ショックを生ずることなく、また圃場を荒らすことなく、スムーズな旋回が可能となる。 According to the present invention configured as described above, the peripheral speed ratio of the front wheels and the rear wheels is continuously changed to some extent based on the turning radius by the steering wheel operation by the limited slip differential during the turning of the aircraft at the shore. Thus, smooth turning is possible without causing a shift shock at the time of turning, and without damaging the field, as is the case with a conventional front wheel transmission.
また、前後輪の1輪又は前後いずれかの両輪が空転し、又はスリップした場合でも、低速側となる前輪又は後輪にリミテッドスリップデファレンシャルはトルクを加算して増大させることができるので、圃場での走破性を高めることができる。
さらに、リミテッドスリップデファレンシャルを、後輪側の差動制限力より前輪側の差動制限力を緩和するように構成すると、後輪に対して前輪が略2倍程度の速度比を無理なく得易くなり、機体の小回り旋回を行う場合も、車速を増速させることなく安全に旋回することができる。
In addition, even if one of the front and rear wheels or both front and rear wheels slip or slip, the limited slip differential can be increased by adding torque to the front or rear wheels on the low speed side. Can improve the running performance.
Further, if the limited slip differential is configured so that the differential limiting force on the front wheel side is less than the differential limiting force on the rear wheel side, the front wheel can easily obtain a speed ratio approximately twice as large as that of the rear wheel. Thus, even when the aircraft is turned slightly, it can be safely turned without increasing the vehicle speed.
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は農業用のトラクタの走行動力伝達装置を示す。このトラクタは公知のもの同様に走行駆動系を、エンジンEから主クラッチ1を介して入力駆動される走行変速系2と、該走行変速系2のファイナルギア3から駆動されるセンターデファレンシャル5と、該センターデファレンシャル5から動力分岐される前側伝動軸6と後側伝動軸7とから、左右の前輪8と後輪9を各駆動する前輪駆動系10と後輪駆動系11とからなる。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a traveling power transmission device for an agricultural tractor. This tractor has a traveling drive system similar to a known one, a traveling transmission system 2 that is input from the engine E via the main clutch 1, a center differential 5 that is driven from the final gear 3 of the traveling transmission system 2, and A front-
また耕耘装置等の作業機を駆動するPTO軸12aを有するPTO伝動系12を、主クラッチ1に直結されて走行変速系2から後方に延出させたドライブ軸13によって駆動するようにしている。
走行変速系2はドライブ軸13と変速軸15に設けた主変速ギヤ群からなる主変速部16によって4段の高低変速を行い、且つ変速軸15と第1中間軸20に設けた前後進変速部19によって前後進変速を行う。尚、17はバック軸である。
Further, a
In the traveling transmission system 2, a
また、第2中間軸21と第4中間軸23には、噛合クラッチ機構からなる超低速クラッチ部26設け、第2中間軸21の回転を直接、第4中間軸23に伝える標準位置と、第3中間軸22を介して第4中間軸23に伝える超低速位置に択一的に選択可能に伝動する。 さらに、第4中間軸23と副変速軸25には、副変ギヤ群からなる副変速部27を設け、第4中間軸23からの回転を高低の2段階に変速し、副変速軸25のファイナルギア3からセンターデファレンシャル5のデフリングギヤ5aに伝動する。
Also, the second
前輪駆動系10は前側伝動軸6から動力伝達され、前輪デファレンシャル30が左右に有する前輪伝動軸31,31から、ピニオン軸32及び車軸33をギヤ伝動によって最終減速し前輪8を駆動する。
上記車軸33は、ピニオン軸32を中心に回動可能に構成され、操舵アーム35を一体的に有する図示しない支持ケース部に軸支される。
The front
The
これにより左右の前輪8は、ハンドル操作に基づく各操舵アーム35の回動により、ピニオン軸32を中心とし回動され、機体を操舵することができる。
そして、この実施形態において操舵アーム35とセンターデファレンシャル5との間には、操舵量の増大に基づき、センターデファレンシャル5のデフロックを自動的に解除することができるデフロック解除機構50を後述する構成によって設置している。
As a result, the left and right
In this embodiment, a differential
後輪駆動系11は、センターデファレンシャル5が有する後側伝動軸7によって動力伝達される後輪デファレンシャル38の左右のデフ軸39,39から、ギヤ噛合によって車軸40を最終減速し後輪9を駆動する。
また左右のデフ軸39は軸端にブレーキ機構41が設けられており、操縦部のブレーキペダルから該ブレーキ機構41を操作することにより、左右の後輪9,9を同時又は択一的に制動することができる。
The rear
The left and right
次に、前輪駆動系10と後輪駆動系11の間に設置されるセンターデファレンシャル5について説明する。この実施形態におけるセンターデファレンシャル5は、差動制限機能を有するリミテッドスリップデファレンシャル(差動制限装置)を採用している。
即ち、リミテッドスリップデファレンシャルは、例えば特開平7−293665号公報で示されるような公知のメカニカルリミテッドスリップデファレンシャルによって構成しており、前輪8及び後輪9に回転差が生じたとき、デファレンシャルケース内で車軸の回転差を無くそうとする力を発生させることができ、前輪8及び後輪9の回転差を制限し伝達トルクの低下を防止できると言う特徴がある。
Next, the center differential 5 installed between the front
That is, the limited slip differential is constituted by a known mechanical limited slip differential as shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-293665. It is possible to generate a force to eliminate the rotation difference of the axle, and to limit the rotation difference between the
さらに、実施形態のセンターデファレンシャル5はリミテッドスリップデファレンシャル機構に構成される、前輪伝動軸31側の制動部(前制動部)36と後側伝動軸7側の制動部(後制動部)37の、多板クラッチ機構をそれぞれ構成する摩擦板の数を異ならせ、前制動部36を後制動部37より少なくして設けている。これにより前輪伝動軸31の制動容量を後側伝動軸7側の制動容量より小さく設定することができ、前輪8と後輪9との周速比を、小半径の旋回を行う場合に、前輪8が後輪9に対して約2倍程度の速度比なってもこれを許容するように制動力を前輪8側に対し緩和している。
Further, the center differential 5 of the embodiment includes a braking portion (front braking portion) 36 on the front
また上記リミテッドスリップデファレンシャル方式のセンターデファレンシャル5を構成するに当たり、トラクタはセンターデファレンシャル5と前輪駆動系10の操舵アーム35との間に、ハンドルの操作によって左右の前輪8が所定の操舵角度(前輪切れ角と言う)以上に回動されるとき、センターデファレンシャル5をデフロック状態からデフロック解除状態へと、自動的に切り換えることができるデフロック解除操作機構50を設けている。
In constructing the limited slip differential type center differential 5, the tractor is operated between the center differential 5 and the
デフロック解除操作機構50は、センターデファレンシャル5に設けるデフロック部材51と操舵アーム35を、作動杆52及び作動片53によってリンク機構を構成し接続している。
デフロック部材51に係合する作動杆52と操舵アーム35に係合する作動片53は、連結ピン55で連結し、且つ作動片53の中途部は前輪伝動軸31を内装する図示しない伝動軸ケースに突設した支持ピン56によって回動可能に支持している。
The differential lock
An
操舵アーム35は上記伝動軸ケースのピニオン軸32を中心に回動可能に支持される前記前輪支持ケースに一体的に設けられ、操舵アーム35の上部に長さの異なる接当片57,59を形成し、該接当片57,59が作動片52の両端側に択一的に接当する構成となっている。
The
この構成によりハンドル操作によって操舵アーム35を介し前輪8が所定の前輪切れ角以上に左又は右に回動されると、接当片57又は接当片59は作動片53の両端側に択一的に接当し、作動片53を支持ピン56を中心に回動させる。これにより作動片53は作動杆52を引き作動し、デフロック部材51を矢印方向に移動させ、センターデファレンシャル5のデフロック状態を解除することができる。
With this configuration, when the
これによりハンドル操作が大きく行われない直進走行時には、センターデファレンシャル5はデフロック状態を維持し前側伝動軸6と後側伝動軸7とを固定し一体回転させ、前輪8と後輪9の周速比を一定とした走行を行い、機体直進時の安定した牽引力を得ることができる。
またハンドル操作を大きくし旋回走行を行うときは、センターデファレンシャル5のデフロック状態を自動的に解除することができるので、前記センターデファレンシャル5を使用した差動制限旋回をスムーズに行うことができる。
As a result, during straight traveling where the steering wheel operation is not greatly performed, the center differential 5 maintains the differential lock state, and the
Further, when turning the steering wheel with a large handle operation, the differential lock state of the center differential 5 can be automatically released, so that the differential limited turning using the center differential 5 can be smoothly performed.
以上のようにリミテッドスリップデファレンシャルからなるセンターデファレンシャル5を、走行変速系2から前輪駆動系10と後輪駆動系11に分岐する箇所に設置構成したトラクタは、差動制限旋回を行う際に、前輪8と後輪9の周速比を次のように制御することができる。
即ち、センターデファレンシャル5は前輪8が所定の前輪切れ角以上に操舵されると、前輪切れ角に伴う所要の回転数の変化に応じて、前側伝動軸6と後側伝動軸7に連続的にトルクを配分し前輪8と後輪9を駆動するので、機体の旋回時に生じ易い前輪8のスリップや横滑りを抑制することができる。
As described above, the tractor in which the center differential 5 composed of the limited slip differential is installed at a location where the traveling transmission system 2 branches to the front
That is, when the
また従来の一般的なデファレンシャル機構によるセンターデファレンシャルとは異なり、リミテッドスリップデファレンシャル方式のセンターデファレンシャル5は、前輪切れ角に伴う前輪8と後輪9の所要回転数の変化に対応して、前後輪の周速比を旋回中に変化させることができるので、機体が小さな旋回半径で旋回する際にも、車速の変化を少なくした旋回ショックの少ないスムーズな旋回を可能にする。従って、旋回時に前輪8が泥押しすることによる深溝の形成を防止し圃場を荒すことなく、またオペレータの運転操作の負担も軽減することができる。
Further, unlike the center differential with the conventional general differential mechanism, the center differential 5 of the limited slip differential system is adapted to change the required rotational speeds of the
さらに、圃場の状況により左右の前輪8或いは一方の前輪8が地面の凹凸によって空中に臨んだり、ぬかるみ等の非抵抗地(空転状況箇所)に入った場合に、当該前輪8が接地抵抗の減少により空転すると前輪伝動軸31も空転し、後輪9の駆動力を失わせ走行バランスを悪化させようとする。
Furthermore, when the left and right
このとき上記前輪伝動軸31が設定周速比以上に回転しようとすると、センターデファレンシャル5内の差動制限機構が自動的に働き、前輪伝動軸31を設定周速比内で制動回転させるように制御するので、後側伝動軸7も設定周速比内に回転が維持され、後輪9を駆動し非抵抗地を脱出し走破することができる。
また後輪9が非抵抗地に臨んだ際にもセンターデファレンシャル5は同様に作用するから、この場合は後輪9及び後側伝動軸7の空転が防止され前輪8の駆動力によって非抵抗地を走破することができる。
At this time, if the front
Further, since the center differential 5 acts in the same manner when the rear wheel 9 faces the non-resistance ground, in this case, the rear wheels 9 and the
この際、リミテッドスリップデファレンシャル機構で構成されるセンターデファレンシャル5は、前側伝動軸6側の前制動部36と後側伝動軸7側の後制動部37で、摩擦板の数を異ならせ前輪8と後輪9との周速比が約2対1程度に設定された制動分配構造となっているため、前後輪8,9の1輪又は前後いずれかの両輪が空転し、又はスリップした場合でも、低速側となる前輪8又は後輪9にリミテッドスリップデファレンシャルはトルクを加算して増大させることができ、圃場での走破性を高めることができる。
At this time, the center differential 5 constituted by a limited slip differential mechanism is different from the
またリミテッドスリップデファレンシャルは、後輪9側の差動制限力より前輪8側の差動制限力を緩和するので、後輪9に対して前輪8が略2倍程度の速度比を無理なく得易くなるから、小旋回を行う場合にも、車速を増速させることなく安全に旋回することができる。
Further, the limited slip differential relaxes the differential limiting force on the
尚、リミテッドスリップデフに構成される前輪伝動軸31と後側伝動軸7の制動分配構造は、前記摩擦板の数を異ならせたものに限ることなく、例えば前制動部36と後制動部37が単板型の制動板或いは帯ブレーキ型のブレーキシューからなる場合には、これらの制動量を摩擦面積や制動圧力等を変更する等の手段によって設定周速比を定めることができる。
Incidentally, the brake distribution structure of the front
また上記のように走行動力伝達装置を備えて旋回制御を行うトラクタは、図1に点線で示すように、前輪駆動系10側に前輪駆動調整装置60、並びに後輪駆動系11側にブレーキ機構61を設けることもできる。
この場合前輪駆動調整装置60は、操縦部側から回転調整可能に操作される調整モーター62の駆動ギヤ65を、前側伝動軸6に設けたギヤ63に噛合させる構成とする。
Further, as described above, the tractor including the traveling power transmission device and performing the turning control includes a front wheel
In this case, the front wheel
これにより前記設定周速比によって前輪8が後輪9の周速に対し略2倍速で牽引しようとするとき、機体旋回時に操縦部側から前輪駆動調整装置60を操作し、前側伝動軸6を増速又は減速回転させることができるので、圃場の状況により又はオペレータの好みにより前輪8の周速を選択して任意な旋回速度で旋回することができる。
As a result, when the
またブレーキ機構61は、操縦部側から制動調整可能に操作される制動部66を後側伝動軸7の中途部に設けた構成とされる。
これにより前記設定周速比によって前輪8と後輪9が回転し牽引するとき、ブレーキ機構61を操作し後側伝動軸7に任意な制動力を付与し、後輪9を減速回転させる程に前輪8を増速回転することができるので、圃場の状況により又はオペレータの好みの前輪8と後輪9の周速を選択し、任意な速度で直進並びに旋回をすることができる。
Further, the
As a result, when the
2 走行変速系
3 ファイナルギア
5 センターデファレンシャル
6 前側伝動軸
7 後側伝動軸
8 前輪
9 後輪
10 前輪駆動系
11 後輪駆動系
30 前輪デファレンシャル
36 制動部(前制動部)
37 制動部(後制動部)
38 後輪デファレンシャル
E エンジン
2 Traveling transmission system 3 Final gear 5
37 Braking part (rear braking part)
38 Rear wheel differential E engine
Claims (2)
The traveling power transmission device for a tractor according to claim 1, wherein the limited slip differential is configured so that the differential limiting force of the front wheel (8) is less than the differential limiting force of the rear wheel (9).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
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JP2008279866A (en) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Yanmar Co Ltd | Mobile agricultural machine |
JP2008279867A (en) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Yanmar Co Ltd | Mobile agricultural machine |
-
2004
- 2004-11-02 JP JP2004319432A patent/JP2006130972A/en active Pending
Cited By (2)
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