JP5809039B2

JP5809039B2 - 作業機

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Publication number: JP5809039B2
Application number: JP2011269241A
Authority: JP
Inventors: 土井　邦夫; 邦夫土井; 竹山　智洋; 智洋竹山
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2015-11-10
Anticipated expiration: 2031-12-08
Also published as: JP2013119356A

Description

本発明は、無段変速装置を備える作業機に関する。

従来、操向ハンドルの操作量に応じて、旋回方向側の後車輪が適切な回転速度となるように減速させて、圃場を荒らすことなくスムーズに旋回を行うことができるように構成された作業機が公知である（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に記載の作業機は、無段変速装置から左右の後車輪までの駆動力伝達経路の間に、車体の左右で対をなすように差動装置が設けられ、左側の差動装置に左後車輪と左側の電動モータが接続され、右側の差動装置に右後車輪と右側の電動モータが接続される。そして、操向ハンドルの操作量に応じて左右の電動モータを駆動して、該電動モータで無段変速装置の出力を打ち消すことで、後車輪を減速するように構成されている。

特開２０１０―２０８４４６号公報

特許文献１に記載の作業機は、左右の後車輪に対応する左右の電動モータによって旋回方向側の後車輪を減速する構成であるので、アクチュエータである電動モータが二つ必要であった。

本発明は、上記の如き課題を鑑みてなされたものであり、一つのアクチュエータで旋回方向側の後車輪を減速して旋回性の向上を図ることができる作業機を提供することを目的とする。

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。

請求項１においては、サンギヤと、プラネタリギヤを回転自在に支持するプラネタリキャリアと、リングギヤと、の三つの要素を備える遊星歯車機構からなる左右の差動装置と、前記遊星歯車機構の左右の第一の要素にエンジンからの動力を伝達する入力軸と、前記遊星歯車機構の左右の第二の要素に連結され、左右の後車輪に動力を伝達する左右の後輪伝動軸と、前記遊星歯車機構の左右の第三の要素に動力を伝達、または、回転の停止を切り換える左右のクラッチと、前記左右のクラッチに変更可能な回転動力を伝達可能なアクチュエータと、操向操作具の操作に応じて前記アクチュエータを制御する制御部とを備えた作業機において、前記左右のクラッチは、前記左右の差動装置の間に配置され、前記左右のクラッチは、左右のクラッチ軸と、左右の摺動体と、センターギヤと、前記摺動体とセンターギヤの間に介装された左右のバネとを具備し、前記クラッチ軸は、前記後輪伝動軸と同一軸心上に配置され、前記クラッチ軸には、前記クラッチを構成する摺動体が軸心方向に摺動自在で、かつ、相対回転不能にスプライン嵌合され、前記クラッチ軸の左右方向の内側には、前記センターギヤの軸心が回転自在に支持されているものである。

請求項２においては、前記左右のクラッチは、操向装置と連動連結され、前記操向装置を構成する前記操向操作具の操作に連動して、旋回方向側のクラッチが切り換えられるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、一つのアクチュエータで旋回方向側の後車輪を減速して旋回性の向上を図ることができる。

また、左右のクラッチを差動装置の外側に配置する構成に比べて、左右のクラッチを構成する摺動体、センターギヤ、バネなどの部品を、差動装置の間の後輪伝動軸と同じ軸心上に配置することにより、コンパクトな構成とすることができ、小さなスペース内に配置することができる。

請求項２においては、操向操作具が直進位置に位置する時は、第三の要素の回転を停止させる状態に左右のクラッチを切り換えることで、直進性の向上を図ることができ、操向操作具が直進位置から左右旋回操作が行われると、第三の要素に動力を伝達可能な状態に旋回方向側のクラッチを切り換えることで、旋回性の向上を図ることができる。

田植機の基本的な構造を示す右側面図。田植機の駆動力伝達機構を示す模式図。リヤアクスルケース内の構成を示す模式図。電動モータの制御構成を示すブロック図。左旋回操作時におけるデフロッククラッチの動作を示す模式図。右旋回操作時におけるデフロッククラッチの動作を示す模式図。別実施形態のリヤアクスルケース内の構成を示す模式図。別実施形態のリヤアクスルケース内の構成を示す模式図。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１に示すように、本実施形態の作業機としての田植機１は、エンジン２と、運転座席３と、操向ハンドル１０と、変速ペダル１１と、前車輪２０Ｌ・Ｒと、後車輪２１Ｌ・２１Ｒと、植付部６と、を備えた車体を有している。

エンジン２は、一般的なガソリンエンジンとして構成されているが、例えばディーゼルエンジンとして構成されていても良い。このエンジン２から図略のＰＴＯ軸（動力取出し軸）によって駆動力が取り出され、図略の植付変速部によって変速された後、植付部６に伝達されることにより、当該植付部６を駆動することができる。また、エンジン２からの駆動力が後述の駆動力伝達機構を介して左右の前車輪２０Ｌ・２０Ｒ及び後車輪２１Ｌ・２１Ｒに伝達されることにより、田植機１の車体を走行させることができる。

植付部６は、左右に往復摺動可能な苗載台７と、上下昇降可能に構成された植付爪８を有する植付機構と、を備えている。植付部６は、苗載台７に苗マットを載置して田植機１が圃場を走行することにより、苗マットから植付爪８によって苗を１株ずつ取り出して植え付ける植付動作を連続的に行うことができるように構成されている。

走行装置としての前車輪２０Ｌ・２０Ｒ及び後車輪２１Ｌ・２１Ｒは、それぞれ車体の左右に対になって設けられている（従って、田植機１は計４つの車輪を有する）。また、田植機１は四輪駆動式とされ、駆動力が各車輪に伝えられるように構成されている。

操作部４は、操向操作具となる操向ハンドル１０と、変速操作具となる変速ペダル１１と、を備える。

操向ハンドル１０は、ステアリングホイール式の操向操作具として構成され、左右に回転させることができるように構成されている。田植機１のオペレータは、この操向ハンドル１０を回転操作することにより、前車輪２０Ｌ・２０Ｒの切れ角を変更して田植機１を旋回させることができる。なお、操向操作具を操向ハンドル１０ではなくジョイスティックで構成することも可能である。

変速ペダル１１は踏み込み可能に構成され、当該変速ペダル１１の操作量に応じて車体の走行速度を変更可能に構成されている。例えば変速ペダル１１を最も踏み込むと田植機１が最高速で走行し、変速ペダル１１の踏み込みを停止すると田植機１の走行が停止する。変速ペダル１１は操作位置を無段階に調整できるように構成されており、田植機１のオペレータは、変速ペダル１１の操作に応じて、田植機１の走行速度を無段階に調整することができる。

次に、図２を参照して、エンジン２からの駆動力を変速して各車輪に伝達するための構成について説明する。なお、植付部６は省略されている。

図２に示すように、田植機１は、電動モータ４０と、ジェネレータ（発電機）２２と、ＨＳＴ（静油圧式無段変速装置）９と、を備えている。電動モータ４０は、図略のバッテリから電力の供給を受けて回転することができる。一方、ジェネレータ２２はエンジン２の回転軸に接続されており、当該回転軸の回転によって発電して、前記バッテリを充電するように構成されている。

ＨＳＴ９には、エンジン出力軸を介してエンジン２からの出力が入力されている。このＨＳＴ９は、可動斜板式のアキシャルピストンポンプとして構成された油圧ポンプ９ａと、固定斜板式のアキシャルピストンモータとして構成された油圧モータ９ｂと、を有し、油圧ポンプ９ａと油圧モータ９ｂとが油圧回路によって接続された構成である。ＨＳＴ９によって入力を無段階に変速して出力する構成は公知であるので詳細な説明は省略するが、このＨＳＴ９は、エンジン出力軸によって油圧ポンプ９ａを駆動するとともに、油圧モータ９ｂによってＨＳＴ出力軸を回転駆動するように構成されている。

前記可動斜板は、図略のトラニオン軸を揺動軸として、その傾斜角を無段階に変更可能に構成されている。この傾斜角を変更することで、油圧ポンプ９ａからの圧油の吐出量が変更され、油圧モータ９ｂから取り出される回転駆動力を変更することができる。また、前記可動斜板の傾斜角は、変速ペダル１１の操作量に連動して変更されるように構成されている。ただし、変速ペダル１１の操作と連動して、可動斜板の傾斜角とともにエンジン２の回転数が変更される構成とすることも可能である。以上の構成で、オペレータが変速ペダル１１を操作することにより、エンジン２の出力をＨＳＴ９によって無段階に変速し、ＨＳＴ出力軸から出力することができる。

そして、ＨＳＴ９の出力とエンジン２からの出力が、ミッションケース２４に内装された遊星歯車機構２４ａにより合成された後に、主変速装置２４ｂにより変速される。変速後の動力は、二方向に分岐されて、一方の動力はミッションケース２４内の差動装置２４ｃを介して、左右の前車輪２０Ｌ・２０Ｒに伝達され、他方の動力は、リヤアクスルケース２５内の左右の差動装置６０Ｌ・６０Ｒ及び左右の最終減速装置７０Ｌ・７０Ｒを介して左右の後車輪２１Ｌ・２１Ｒに伝達される。こうして、左右の前車輪２０Ｌ・２０Ｒ及び後車輪２１Ｌ・２１Ｒが回転して、田植機１の走行が行われる。

次に、図２から図６を参照して、リヤアクスルケース２５の内部の構成について詳細に説明する。

図２及び図３に示すように、リヤアクスルケース２５の内部には、後輪走行入力軸３１と、分配軸３４と、左右の後輪伝動軸３６Ｌ・３６Ｒと、デフロッククラッチ５０と、クラッチアーム５５と、左右の差動装置６０Ｌ・６０Ｒと、左右の最終減速装置７０Ｌ・７０Ｒと、アクチュエータとしての電動モータ４０と、が設けられる。

ここで、左右の後輪伝動軸３６Ｌ・３６Ｒと、左右の差動装置６０Ｌ・６０Ｒと、最終減速装置７０Ｌ・７０Ｒと、がそれぞれ左右略対称であり、その構成は略同じであることから、以下の説明では、左側の後輪伝動軸３６Ｌと、左側の差動装置６０Ｌと、左側の最終減速装置７０Ｌと、の構成を中心に説明する。

後輪走行入力軸３１は、リヤアクスルケース２５の前部で、長手方向を前後方向として配置される。後輪走行入力軸３１は、リヤアクスルケース２５の前面から突出されて、該突出部からエンジン２からの動力を入力するように構成される。後輪走行入力軸３１の後端部には、ベベルギヤ３２が固設される。

分配軸３４は、左右の差動装置６０Ｌ・６０Ｒ（詳細には、左右のリングギヤ６４・６４）にエンジン２からの動力を入力する入力軸である。分配軸３４は、後輪走行入力軸３１の後方で、長手方向を左右方向として配置される。分配軸３４の左右中途部には、前記ベベルギヤ３２と歯合するベベルギヤ３３が固設される。分配軸３４の左右両端部には、左右の入力ギヤ３５Ｌ・３５Ｒが固設される。

前記分配軸３４の近傍には、回転数センサ８２が配設される。回転数センサ８２は、変速後のエンジン２の出力回転数（回転速度）を検出するものである。但し、回転数センサ８２は、変速後のエンジン２の出力回転数を検出できるものであればよく、例えば、後輪走行入力軸３１の回転数を検出する構成とすることも可能である。

差動装置６０Ｌは、分配軸３４からの動力と、デフロッククラッチ５０（詳細には、右側のクラッチ５０Ｒ）からの動力と、の差動動力を後輪伝動軸３６Ｌに伝達するものである。差動装置６０Ｌは、分配軸３４の左側に配置される。差動装置６０Ｌは、サンギヤ６１と、プラネタリギヤ６２を回転自在に支持するプラネタリキャリア６３と、リングギヤ６４と、の三つの要素を備える遊星歯車機構で構成される。

サンギヤ６１は、後述するクラッチ軸５１の左端に固設される。プラネタリキャリア６３は、後輪伝動軸３６Ｌの右端に固設される。リングギヤ６４は内歯６４ａと外歯６４ｂを有し、リングギヤ６４の内歯６４ａはプラネタリギヤ６２と歯合され、リングギヤ６４の外歯６４ｂは入力ギヤ３５Ｌと歯合される。つまり、プラネタリギヤ６２はサンギヤ６１とリングギヤ６４の内歯６４ａと歯合される。

後輪伝動軸３６Ｌは、後車輪２１Ｌに差動装置６０Ｌからの動力を伝達させるものである。後輪伝動軸３６Ｌは、差動装置６０Ｌの左側で、長手方向を左右方向として配置される。前述のように、後輪伝動軸３６Ｌの右端には、差動装置６０Ｌのプラネタリキャリア６３が固設される。後輪伝動軸３６Ｌの左端には、複数の平歯車で構成された最終減速装置７０Ｌが設けられ、後輪伝動軸３６Ｌに伝達された動力は、最終減速装置７０Ｌで減速された後に、後車輪２１Ｌに伝達される（図２参照）。

デフロッククラッチ５０は、デフロックの作動及び解除と、電動モータ４０から左右の差動装置６０Ｌ・６０Ｒへの動力の伝達及び遮断を行うものである。ここでいうデフロックは、左側の後輪伝動軸３６Ｌ及び右側の後輪伝動軸３６Ｒが同じ回転数となる状態とされる。デフロッククラッチ５０は、左右の差動装置６０Ｌ・６０Ｒの間に配置される。デフロッククラッチ５０は、左右のクラッチ軸５１・５１と、左右の摺動体５２・５２と、センターギヤ５３と、左右のバネ５４・５４と、を備える。

デフロッククラッチ５０自体はセンターギヤ５３を中心に略左右対称であり、その構成は略同じであることから、以下の説明ではデフロッククラッチ５０の左側の構成を中心に説明する。

クラッチ軸５１は、後輪伝動軸３６Ｌと同一軸心上に配置され、クラッチ軸５１の左側はリングギヤ６４の軸心部を回転自在に支持され、中央部上には摺動体５２がスプライン嵌合され、軸心方向に摺動自在、かつ、相対回転不能の支持されている。クラッチ軸５１の右側はセンターギヤ５３の軸心が回転自在に支持されている。

摺動体５２は、円盤状に構成され、左側面の外周に外クラッチ爪５２ａが形成され、右側面の外周に内クラッチ爪５２ｂが形成されている。外クラッチ爪５２ａは、リヤアクスルケース２５の内壁２５ａに形成したクラッチ爪２５ｂと咬合可能に構成されている。また、摺動体５２はクラッチアーム５５先端に設けた当接部と当接可能とされ、旋回時にクラッチアーム５５の回動により摺動体５２と当接されて、摺動体５２は機体中心側（右側）へ摺動される構成としている。

センターギヤ５３は、円盤状に構成され、両側面の外周にクラッチ爪５３ａ・５３ａが形成され、クラッチ爪５３ａ・５３ａは前記左右の内クラッチ爪５２ｂ・５２ｂと咬合可能に構成されている。センターギヤ５３の軸心部は軸受を介してクラッチ軸５１の機体内側端（右端）に回転自在に支持されている。また、センターギヤ５３は後述するモータ出力ギヤ４２と歯合されている。センターギヤ５３は、モータ出力ギヤ４２の径より大きい径とされる。つまり、電動モータ４０からの出力がモータ出力ギヤ４２及びセンターギヤ５３により減速される構成とされ、小型の電動モータ４０で減速できるようにしている。

バネ５４は、センターギヤ５３と摺動体５２の間に配設され、摺動体５２を機体外側（左側）へ摺動するように付勢している。この付勢力により直進時は摺動体５２の外クラッチ爪５２ａとリヤアクスルケース２５のクラッチ爪２５ｂとが咬合されている。

クラッチアーム５５は、略Ｖ字状に構成され、先端に当接部が形成され、基部が回動軸５６に固定され、該回動軸５６はリヤアクスルケース２５に回動自在に支持されている。回動軸５６の他端は、リヤアクスルケース２５より外側に突出され、回動軸５６の他端に操作アーム５７の一端が固設されている。操作アーム５７の他端は、リンク５８等を介して操向装置と連動連結されている。但し、操向装置は操向ハンドル１０、タイロッド、ナックルアーム、パワーステアリング装置の場合では油圧シリンダ等で構成されるものであり、前記リンク５８はこれらいずれかと連動連結され、本実施例では操向ハンドル１０と連動連結されている。

こうして、デフロッククラッチ５０の左側において、クラッチ軸５１と、摺動体５２と、センターギヤ５３と、バネ５４と、により、サンギヤ６１に電動モータ４０からの動力を伝達可能なクラッチが形成され、また、クラッチ軸５１と、摺動体５２と、内壁２５ａと、バネ５４と、により、サンギヤ６１の回転を停止させることが可能なクラッチが形成され、これら二つのクラッチを一体的にして成る左側のクラッチ５０Ｌにより、差動装置６０Ｌにおけるサンギヤ６１に動力を伝達、または、サンギヤ６１の回転の停止を切り換えることが可能に構成される。右側のクラッチ５０Ｒも同様にして形成される。これら左右のクラッチ５０Ｌ・５０Ｒは、クラッチアーム５５、回動軸５６、操作アーム５７、リンク５８等を介して操向装置と連動連結され、該操向装置を構成する前記操向ハンドル１０の操作に連動して、旋回方向側のクラッチが切り換えられるように構成される。

電動モータ４０は、左右の差動装置６０Ｌ・６０Ｒに伝達された変速後のエンジン２の動力を打ち消すものである。電動モータ４０のモータ出力軸４１にはモータ出力ギヤ４２が固設され、該モータ出力ギヤ４２がセンターギヤ５３と歯合されて、左右のクラッチ５０Ｌ・５０Ｒに動力を伝達可能としている。

電動モータ４０は、図４に示す制御部８０と接続される。制御部８０は、操向ハンドル１０の操作量に応じて電動モータ３０の回転速度を制御する。制御部８０には、ハンドルセンサ８１と、回転数センサ８２と、前後進検出センサ８３と、が接続されている。ハンドルセンサ８１は、操向ハンドル１０の回動基部に設けられて回転角度を検出する。但し、ハンドルセンサ８１の配置位置は限定するものではなく、切れ角を検知できるものであれば、回動軸５６等に設けることも可能である。前後進検出センサ８３は、主変速レバーまたは前後進切り換えレバーの変速位置を検知する。

制御部８０は、ハンドルセンサ８１及び回転数センサ８２の検出値に応じて、電動モータ３０の回転速度を制御する。制御部８０は、ハンドルセンサ８１の検出値と回転数センサ８２の検出値との関係を示す制御マップを有しており、この制御マップから、電動モータ３０の目標回転速度を算出し、この目標回転速度となるように電動モータ３０の回転速度を制御する。なお、制御部８０は、前後進検出センサ８３により田植機１が後進時と判断されると、電動モータ４０を逆転駆動するように制御している。つまり、後進時の旋回では、電動モータ４０は前記と逆方向に回転される。

以上のような構成の田植機１において、前進時に操向ハンドル１０が直進位置に位置する場合は、左右の摺動体５２・５２がバネ５４・５４の付勢力により内壁２５ａ・２５ａ側に移動されており、摺動体５２・５２の外クラッチ爪５２ａ・５２ａが、内壁２５ａ・２５ａに形成されたクラッチ爪２５ｂ・２５ｂと咬合される。つまり、左右のクラッチ５０Ｌ・５０Ｒが「切」となる。この場合、クラッチ軸５１・５１が内壁２５ａ・２５ａに対して相対回転不能となるので、左右の差動装置６０Ｌ・６０Ｒにおいて、エンジン２の動力が分配軸３４からリングギヤ６４・６４に伝達されて、該リングギヤ６４・６４が回転するが、サンギヤ６１・６１が制動（ロック）される。つまり、左右の後輪伝動軸３６Ｌ・３６Ｒが同じ回転数となるので、左右の差動装置６０Ｌ・６０Ｒがデフロックされる。これにより、左右の後車輪２１Ｌ・２１Ｒが同じ回転数となるので、田植機１の直進性の向上が図れる。この際、制御部８０は、電動モータ４０を駆動させず、エネルギーロスを低減している。

また、操向ハンドル１０が直進位置から左方に設定角度回動されると、図５に示すように、操向ハンドル１０の操作と連動してリンク５８が後方に移動し（矢印α１方向）、クラッチアーム５５が図５における反時計方向に回動され（矢印β１方向）、このクラッチアーム５５の回動により、クラッチアーム５５先端の左側の当接部が左側の摺動体５２の左側面と当接して、当該摺動体５２がクラッチ軸５１上をバネ５４の付勢力に抗してセンターギヤ５３側に摺動し（矢印γ１方向）、摺動体５２のクラッチ爪５２ｂが、センターギヤ５３に形成されたクラッチ爪５３ａと咬合される。つまり、クラッチ５０Ｌが「入」となる。これにより、電動モータ４０の動力が、モータ出力軸４１、モータ出力ギヤ４２、センターギヤ５３、摺動体５２、及びクラッチ軸５１を介して、左側の差動装置６０Ｌのサンギヤ６１に伝達可能となる。

更に、操向ハンドル１０が左方に回動されると、制御部８０は、ハンドルセンサ８１及び回転数センサ８２の検出値に応じて電動モータ４０を制御して、差動装置６０Ｌのサンギヤ６１Ｌに電動モータ４０の動力が伝達される。この際、差動装置６０Ｌのサンギヤ６１は、エンジン２の動力で回転するリングギヤ６４と反対方向に回転するので、左側の差動装置６０Ｌに伝達されたエンジン２の動力を打ち消すことができ、後車輪２１Ｌを減速させることができる。

また、操向ハンドル１０が直進位置から右方に設定角度回動されると、図６に示すように、操向ハンドル１０の操作と連動してリンク５８が前方に移動し（矢印α２方向）、クラッチアーム５５が図６における時計方向に回動され（矢印β２方向）、このクラッチアーム５５の回動により、クラッチアーム５５先端の右側の当接部が右側の摺動体５２の右側面と当接して、当該摺動体５２がクラッチ軸５１上をバネ５４の付勢力に抗してセンターギヤ５３側に摺動し（矢印γ２方向）、摺動体５２のクラッチ爪５２ｂが、センターギヤ５３に形成されたクラッチ爪５３ａと咬合される。つまり、クラッチ５０Ｒが「入」となる。これにより、電動モータ４０の動力が、モータ出力軸４１、モータ出力ギヤ４２、センターギヤ５３、摺動体５２、及びクラッチ軸５１を介して、右側の差動装置６０Ｒのサンギヤ６１に伝達可能となる。

更に、操向ハンドル１０が右方に回動されると、制御部８０は、ハンドルセンサ８１及び回転数センサ８２の検出値に応じて電動モータ４０を制御して、差動装置６０Ｒのサンギヤ６１に電動モータ４０の動力が伝達される。この際、差動装置６０Ｒのサンギヤ６１は、エンジン２の動力で回転するリングギヤ６４と反対方向に回転するので、右側の差動装置６０Ｒに伝達されたエンジン２の動力を打ち消すことができ、後車輪２１Ｒを減速させることができる。

また、左右旋回操作時において、制御部８０は、操向ハンドル１０の直進位置に対する回動角度が大きいほど、電動モータ３０の回転数は増加されて、後車輪２１Ｌ又は後車輪２１Ｒの減速量が大きく、小旋回半径となり、また、操向ハンドル１０の回動角度が一定で、走行速度が変更されたときも同じ旋回半径となるように、その走行速度に合わせて、電動モータ３０の回転数を変更し、左右の後車輪２１Ｌ・２１Ｒの速度比が同じとなるように制御している。これにより、田植機１は、圃場を荒らすことなく最適な旋回ができ旋回性能の向上が図れる。

なお、左右のクラッチ５０Ｌ・５０Ｒをそれぞれ電磁クラッチで構成して、これらを制御部８０と接続し、ハンドルセンサ８１の検出値に応じて切り換える（左旋回操作時は左側の電磁クラッチを「入」、右側の電磁クラッチを「切」とし、右旋回操作時は左側の電磁クラッチを「切」、右側の電磁クラッチを「入」とする）構成とすることも可能である。この場合、操向ハンドル１０と連結される操作アーム５７やリンク５８等の連結機構が不要となり、簡易な構成とすることができる。また、瞬時に切り換え（入り切り）ができるため応答性が向上し、切り換える設定角度も容易に変更、調節ができる。

なお、本実施形態によると、遊星歯車機構の第一の要素となるリングギヤ６４・６４に、分配軸３４を介してエンジン２からの動力を入力し、遊星歯車機構の第二の要素となるプラネタリキャリア６３・６３からは、後輪伝動軸３６Ｌ・３６Ｒを介して後車輪２１Ｌ・２１Ｒを駆動する構成とし、遊星歯車機構の第三の要素となるサンギヤ６１・６１に、左右のクラッチ５０Ｌ・５０Ｒを介して電動モータ４０からの動力を入力する構成としているが、次のような組み合わせとすることも可能である。

つまり、サンギヤ６１・６１、プラネタリキャリア６３・６３、リングギヤ６４・６４の歯数を適宜選択することにより、サンギヤ６１・６１にエンジン２からの動力を入力し、プラネタリキャリア６３・６３から後車輪２１Ｌ・２１Ｒを駆動し、リングギヤ６４・６４に電動モータ４０からの動力を入力する構成としたり（図７参照）、サンギヤ６１・６１にエンジン２からの動力を入力し、リングギヤ６４・６４から後車輪２１Ｌ・２１Ｒを駆動し、プラネタリキャリア６３・６３に電動モータ３０からの動力を入力する構成としたり（図８参照）、することも可能である。

また、図３、図７、及び図８に示す左右のクラッチ５０Ｌ・５０Ｒは、前記左右の差動装置６０Ｌ・６０Ｒの間に配置される。これにより、左右のクラッチ５０Ｌ・５０Ｒを左右の差動装置６０Ｌ・６０Ｒの外側に配置する構成に比べて、コンパクトに構成することができ、小さなスペース内に配置することができる。

なお、左右の差動装置６０Ｌ・６０Ｒは、大きな減速比を有しており、従来の減速装置としての機能を兼ねることができる。さらに、差動装置６０Ｌ・６０Ｒが有する大きな減速比により、電動モータ４０を駆動させるために必要なトルクを低減することができ、電動モータ４０の小型化が可能となる。これにより、電動モータ４０を安価で軽量に構成することができる。

なお、本実施形態の田植機１においては、直進時の左右の前車輪２０Ｌ・２０Ｒの回転速度が左右の後車輪２１Ｌ・２１Ｒよりも僅かに早くなるように構成している。これにより、田植機１の直進性が高くなる。

以上のように、本発明の一実施形態に係る作業機となる田植機１においては、サンギヤ６１と、プラネタリギヤ６２を回転自在に支持するプラネタリキャリア６３と、リングギヤ６４と、の三つの要素を備える遊星歯車機構からなる左右の差動装置６０Ｌ・６０Ｒと、前記遊星歯車機構の左右の第一の要素となるリングギヤ６４・６４にエンジン２からの動力を伝達する入力軸となる分配軸３４と、前記遊星歯車機構の左右の第二の要素となるプラネタリキャリア６３・６３に連結され、左右の後車輪２１Ｌ・２１Ｒに動力を伝達する左右の後輪伝動軸３６Ｌ・３６Ｒと、前記遊星歯車機構の第三の要素となるサンギヤ６１・６１に動力を伝達、または、回転の停止を切り換える左右のクラッチ５０Ｌ・５０Ｒと、前記左右のクラッチ５０Ｌ・５０Ｒに動力を伝達可能なアクチュエータである電動モータ４０と、操向操作具となる操向ハンドル１０の操作量に応じて前記電動モータ４０の回転速度を制御する制御部８０と、を備える田植機１であるので、一つの電動モータ４０で旋回方向側の後車輪を減速して旋回性の向上を図ることができる。

また、前記左右のクラッチ５０Ｌ・５０Ｒは、前記左右の差動装置６０Ｌ・６０Ｒの間に配置されるものであるので、左右のクラッチ５０Ｌ・５０Ｒを差動装置６０Ｌ・６０Ｒの外側に配置する構成に比べて、コンパクトな構成とすることができ、小さなスペース内に配置することができる。

また、前記左右のクラッチ５０Ｌ・５０Ｒは、操向装置と連動連結され、該操向装置を構成する前記操向ハンドル１０の操作に連動して、旋回方向側のクラッチが切り換えられるものであるので、操向ハンドル１０が直進位置に位置する時は、サンギヤ６１・６１の回転を停止させる状態に左右のクラッチ５０Ｌ・５０Ｒを切り換えることで、直進性の向上を図ることができ、操向ハンドル１０が直進位置から左右旋回操作が行われると、サンギヤ６１に動力を伝達可能な状態に旋回方向側のクラッチを切り換えることで、旋回性の向上を図ることができる。

１田植機（作業機）
２エンジン
１０操向ハンドル（操向操作具）
２０Ｌ左側の前車輪
２０Ｒ右側の前車輪
２１Ｌ左側の前車輪
２１Ｒ右側の後車輪
３４分配軸（入力軸）
３６Ｌ左側の後輪伝動軸
３６Ｒ右側の後輪伝動軸
４０電動モータ（アクチュエータ）
５０デフロッククラッチ
５０Ｌ左側のクラッチ
５０Ｒ右側のクラッチ
６０Ｌ左側の差動装置
６０Ｒ右側の差動装置
６１サンギヤ（第三の要素）
６３プラネタリキャリア（第二の要素）
６４リングギヤ（第一の要素）
８０制御部

Claims

サンギヤと、プラネタリギヤを回転自在に支持するプラネタリキャリアと、リングギヤと、の三つの要素を備える遊星歯車機構からなる左右の差動装置と、
前記遊星歯車機構の左右の第一の要素にエンジンからの動力を伝達する入力軸と、
前記遊星歯車機構の左右の第二の要素に連結され、左右の後車輪に動力を伝達する左右の後輪伝動軸と、
前記遊星歯車機構の左右の第三の要素に動力を伝達、または、回転の停止を切り換える左右のクラッチと、
前記左右のクラッチに変更可能な回転動力を伝達可能なアクチュエータと、
操向操作具の操作に応じて前記アクチュエータを制御する制御部とを備えた作業機において、
前記左右のクラッチは、前記左右の差動装置の間に配置され、
前記左右のクラッチは、左右のクラッチ軸と、左右の摺動体と、センターギヤと、前記摺動体とセンターギヤの間に介装された左右のバネとを具備し、
前記クラッチ軸は、前記後輪伝動軸と同一軸心上に配置され、
前記クラッチ軸には、前記クラッチを構成する摺動体が軸心方向に摺動自在で、かつ、相対回転不能にスプライン嵌合され、
前記クラッチ軸の左右方向の内側には、前記センターギヤの軸心が回転自在に支持されている
ことを特徴とする作業機。
前記左右のクラッチは、操向装置と連動連結され、前記操向装置を構成する前記操向操作具の操作に連動して、旋回方向側のクラッチが切り換えられることを特徴とする請求項１に記載の作業機。