JPH09109909A

JPH09109909A - 作業車の転舵装置

Info

Publication number: JPH09109909A
Application number: JP7273127A
Authority: JP
Inventors: Kuniroku Momose; 瀬晋六百; Yasuhiko Miyamoto; 本康彦宮
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1997-04-28
Anticipated expiration: 2015-10-20
Also published as: CA2164153A1; CA2164153C; US5769180A; JP3464325B2

Abstract

(57)【要約】【課題】最小の旋回半径で迅速にＵターンすることが
でき、かつＵターン時に車輪が芝を傷めることがない作
業車の転舵装置を提供する。【解決手段】芝刈り作業車１がＵターンする際には、
まず、左右の後輪１１Ｒ、１１Ｌを転舵しない状態でリ
ヤアクスルケース揺動用油圧シリンダ４０を伸縮させ、
リヤアクスルケース１０を転舵方向に揺動させる。これ
により後輪１１Ｒ、１１Ｌに横滑りを生じさせることな
くリヤアクスルケース１０を揺動させることができるの
で、芝を傷めることがないばかりでなく、リヤアクスル
ケース１０を迅速に揺動させることができる。次いで、
後輪転舵用油圧シリンダ２３を伸縮させると、アッカー
マン転舵機構の作用により左右の後輪１１Ｒ、１１Ｌが
横滑りを生じることなく転舵されて左右の後輪１１Ｒ、
１１Ｌの舵角が大きくなるから、作業車１の旋回半径を
最小とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、芝刈り作業や農作
業、建設作業等に使用される作業車の車輪を転舵する転
舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、芝刈り作業や農作業、建設作業等
に種々の作業車が用いられているが、これらの作業車に
おいては、一般的に旋回半径がより小さい方が好まし
い。

【０００３】そこで、例えば特開昭５９−６１７０号公
報には、ステアリングホイールを回動させるとアクスル
ケースが転舵方向に揺動されるとともに、このアクスル
ケースの揺動に伴ってアクスルケース両端の車輪が転舵
されるリンク機構を備えた「車両の舵取り装置」が記載
されている。

【０００４】また、特開昭６３−２０３４７３号公報に
は、ステアリングホイールを回動させると、前輪が所定
の角度だけ転舵された後、アクスルケースが転舵方向に
揺動して車輪の舵角をさらに増加させるように構成され
た「前輪舵取り車両における旋回機構」が記載されてい
る。

【０００５】また、特開昭６１−１８５６７号公報に
は、ステアリングホイールを回動させると前輪が転舵さ
れるとともに、車体が中折れして前輪の舵角をより一層
増加させる構成とされた「トラクターの操向装置」が記
載されている。

【０００６】また、特開平１−１０８９０９号公報に
は、前輪と後輪とを逆相方向に転舵することにより旋回
半径を減少させることができる、いわゆる４輪操舵機構
を備えた「自動走行式芝刈り作業車の操向制御装置」が
記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ゴル
フ場の芝刈り作業を無人で行う自律走行型の芝刈り作業
車が提案されているが、ゴルフ場の芝刈り作業において
は、順目に芝を刈った刈り条と逆目に芝を刈った刈り条
とが交互に、かつ正確に並ぶように芝刈り作業を行う必
要がある。したがって、このような自律走行型芝刈り作
業車には、最小の旋回半径で迅速に次の刈り条に移動す
ることができる優れた旋回性能と、次の刈り条に正確に
移動することができる優れた制御性とを有するととも
に、Ｕターン旋回時に車輪が芝を傷めることがなく、か
つ構造が簡単で軽量な転舵装置が求められる。

【０００８】しかしながら、上述した「特開昭５９−６
１７０号公報」および「特開昭６３−２０３４７３号公
報」、「特開昭６１−１８５６７号公報」に記載された
転舵装置は、旋回半径を最小とすることはできるが、い
ずれも車輪が点舵された後にアクスルケースを転舵方向
に揺動させるので、車輪の横滑り成分が大きく、芝を傷
めてしまう。また、車輪の全舵角をステアリングホイー
ルの回動によって生じさせるので迅速な旋回動作が困難
である。また、「特開平１−１０８９０９号公報」に記
載された転舵装置は、いわゆる４輪操舵を行うものであ
るから、前後輪の舵角の制御に高度な技術が必要で製造
コストが上昇するばかりでなく、車体の重量が増して車
輪の接地圧が高くなり芝を傷めてしまう。

【０００９】そこで、本発明の目的は、上述した従来技
術が有する問題点を解消し、最小の旋回半径で迅速にＵ
ターン旋回することができる優れた旋回性能と、Ｕター
ン旋回動作を正確に行うことができる優れた制御性とを
有するとともに、Ｕターン旋回時に車輪が芝を傷めるこ
とがなく、かつ構造が簡単で軽量な転舵装置を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の作業車の転舵装
置は、転舵方向に揺動可能に車体に支持されたアクスル
ケースと、このアクスルケースを揺動させるアクスルケ
ース揺動用油圧シリンダと、前記アクスルケースの両端
にそれぞれ転舵可能に取り付けられた車輪を転舵するア
ッカーマン転舵機構と、このアッカーマン転舵機構およ
び前記アクスルケース揺動用油圧シリンダの作動を制御
する制御手段とを備える。前記アクスルケース揺動用油
圧シリンダは、一方のロッドの先端が前記アクスルケー
スに接続されるとともに他方のロッドの先端が前記車体
に接続され、かつシリンダ同士が一体とされた一対の油
圧シリンダを有している。前記制御手段は、前記アクス
ルケース揺動用油圧シリンダが、その一対のロッドが共
に伸張した最大伸張状態と、その一対のロッドが共に短
縮した最大短縮状態と、一方のロッドが伸張するととも
に他方のロッドが短縮した中間状態のいずれかの状態を
取るように前記アクスルケース揺動用油圧シリンダを制
御する。また、Ｕターン転舵の場合には、前記制御手段
は、前記アクスルケース揺動用油圧シリンダを前記最大
伸張状態若しくは前記最大短縮状態とした後に、前記ア
ッカーマン転舵機構により前記車輪を転舵する。

【００１１】すなわち、本発明の転舵装置は、アクスル
ケースの転舵方向の揺動とアッカーマン転舵機構による
車輪の転舵とを組み合わせたものであるから、車輪の舵
角を大きく取ることができ、旋回半径を最小とすること
ができる。また、アクスルケースの揺動をアクスルケー
ス転舵用油圧シリンダのロッドの伸縮により行うので、
転舵動作を迅速に行うことができる。また、アクスルケ
ース転舵用油圧シリンダは、一対の油圧シリンダを組み
合わせた構造とされ、その全長を最伸張状態、最短縮状
態、中間状態の３つの状態に確実に固定することができ
るから、転舵動作を正確に制御することができる。ま
た、Ｕターンの際には、アッカーマン転舵機構が車輪を
転舵する前にアクスルケースを揺動させるので、アクス
ルケースを揺動させても車輪が横滑りせず、芝を傷める
ことが無い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による一実施形態の
作業車の転舵装置を、図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】まず、図１を参照して本実施形態の転舵装
置を備えた作業車について概説すると、この作業車１は
ゴルフ場の芝を刈る自律走行型芝刈り作業車で、ＧＰＳ
航法と地磁気センサ、および車輪の回転数を測定するエ
ンコーダ等を用いた位置認識と、刈り跡センサによる倣
い走行、および走行プログラムによる経路選択等の組み
合わせにより、無人で、かつ自動的にゴルフ場の各ホー
ルの芝を刈ることができるようにされている。シャシフ
レーム２の後部に搭載されたエンジン３が発生する駆動
力は、プロペラシャフト４を介してＨＳＴ型変速機５に
伝達されて変速された後、フロントアクスルケース６に
内蔵された差動歯車を介して左右の前輪７を駆動する。
同時に、前記フロントアクスルケース６に一体に設けら
れたギヤボックス８を介して後方に取り出された駆動力
は、プロペラシャフト９を介してリヤアクスルケース１
０に内蔵された差動歯車に伝達され、左右の後輪１１を
駆動する。すなわち、この作業車１は一対の前輪６およ
び一対の後輪１１を駆動して走行する、４輪駆動型の芝
刈り作業車である。そして、前記シャシフレーム２の前
方には、図示されない懸架機構を介して懸架された芝刈
り作業機１２が取り付けられている。

【００１４】前記リヤアクスルケース１０の左右両端部
には、図２に示したように、キングピン軸１３の廻りに
揺動可能とされた、左右一対のベベルナックル１４Ｒ、
１４Ｌが支持されている。そして、これらのベベルナッ
クル１４Ｒ、１４Ｌに内蔵された歯車駆動機構により駆
動される左右のハブ１５に、それぞれ後輪１１Ｒ、１１
Ｌが取り付けられている。また、図３および図４に示し
たように、リヤアクスルケース１０の下部に取り付けら
れたロワープレート１７には、支軸１８により軸支され
て水平面内で車体の幅方向に揺動自在とされたコントロ
ールプレート１９が取り付けられている。そして、この
コントロールプレート１９の先端には、左右一対のタイ
ロッド２０の一端が接続されている。また、これらのタ
イロッド２０の他端は、それぞれ左右のベベルナックル
１４Ｒ、１４Ｌに接続され、もってアッカーマン転舵機
構が構成されている。

【００１５】図３および図４に示したように、リヤアク
スルケース１０の上部に取り付けられたアッパープレー
ト２１と、右側のベベルナックル１４Ｒの上部に固着さ
れたアーム２２との間には、後輪転舵用油圧シリンダ２
３が介装されている。これにより、この後輪転舵用油圧
シリンダ２３を伸張させると左右の後輪１１Ｒ、１１Ｌ
はリヤアクスルケース１０に対して右側に相対的に転舵
され、反対に後輪転舵用油圧シリンダ２３を短縮させる
と左右の後輪１１Ｒ、１１Ｌはリヤアクスルケース１０
に対して左側に相対的に転舵される。なお、この作業車
１は後輪１１を転舵し操向する構成とされているので、
後輪１１を右側に転舵すると作業車１は左旋回し、後輪
１１を左側に転舵すると作業車１は右旋回する。

【００１６】さらに、図３に示したように、リヤアクス
ルケース１０の左端に取り付けられた舵角センサ２５を
作動させる揺動レバー２６と、左側のベベルナックル１
４Ｌの上部に固着されたレバー２７とが、ロッド２８に
より接続されている。これにより、左側の後輪１１Ｌの
リヤアクスルケース１０に対する相対舵角、すなわちリ
ヤアクスルケース１０の長手方向の軸線ＲＣと左側の後
輪１１Ｌの回転軸線ＷＬとがなす角度を、舵角センサ２
５により検出することができる。

【００１７】また、図４に示したように、リヤアクスル
ケース１０の上部は、シャシフレーム２の後部に固着さ
れたリヤクロスメンバ３１に、アッパーボールジョイン
ト３２により枢支されている。一方、シャシフレーム２
の後端３３には、リヤアクスルケース１０の下部に向か
って斜め下前方に延びるトレーリングロッド３４の基端
が、一対のゴム製ブッシュ３５を介して螺着されてい
る。そして、このトレーリングロッド３４の先端に取り
付けられたロワーボールジョイント３６が、リヤアクス
ルケース１０の下部に取り付けられている前記ロワープ
レート１７に螺着されている。これにより、リヤアクス
ルケース１０は前記アッパーボールジョイント３２と前
記ロワーボールジョイント３６との中心を結ぶ略鉛直方
向に延びる揺動軸３７の廻りに、転舵方向（ヨー方向）
に揺動可能とされている。また、リヤアクスルケース１
０は前記アッパーボールジョイント３２を支点としてロ
ール方向に揺動可能とされ、走行路面の不整に追従でき
るようになっている。なお、リヤアクスルケース１０が
ロール方向に揺動するときには、前記トレーリングロッ
ド３４の先端が車体の幅方向に往復変位するが、これに
伴うトレーリングロッド３４の揺動は、前記ブッシュ３
５の撓みにより吸収可能である。

【００１８】一方、図２および図３に示したように、リ
ヤアクスルケース１０の上部に取り付けられた前記アッ
パープレート２１と車体側ブラケット２９との間には、
リヤアクスルケース揺動用油圧シリンダ４０が介装され
ている。このリヤアクスルケース揺動用油圧シリンダ４
０は、図５に示したように、隔壁４１を介して同軸に接
続された左右一対のシリンダ４２、４３と、これらのシ
リンダ４２、４３の先端開口を閉塞する一対のストッパ
４４、４５と、シリンダ４２、４３内に形成された油圧
室４６、４７内にスライド自在に挿入された一対のピス
トン４８、４９と、これらのピストン４８、４９にそれ
ぞれ基端が固着された左右一対のピストンロッド５０、
５１とを備えている。そして、一方のピストンロッド５
０の先端は前記アッパープレート２１にボールジョイン
ト５２を介して接続され、かつ他方のピストンロッド５
１の先端は、ボールジョイント５３を介して車体側ブラ
ケット２９に接続されている。すなわち、このリヤアク
スルケース揺動用油圧シリンダ４０は、ストロークの等
しい一対の油圧シリンダのシリンダ同士を、同軸に一体
とした構造とされている。

【００１９】また、前記隔壁４１および前記シリンダ４
２、４３には、圧油を供給する配管がそれぞれ接続され
るＡ〜Ｄの各ポートが形成されている。Ａポートおよび
Ｂポートに圧油を供給すると、各ピストン４８、４９は
シリンダ４２、４３内を変位して隔壁４１に当接する。
これに伴い、ロッド５０、５１はシリンダ４２、４３内
に入り込み、このリヤアクスルケース揺動用油圧シリン
ダ４０の全長Ｌは最短状態となる。（最大短縮状態）ＣポートおよびＤポートに圧油を供給すると、各ピスト
ン４８、４９はシリンダ４２、４３内を変位してそれぞ
れストッパ４４、４５に当接する。これに伴いロッド５
０、５１はシリンダ４２、４３から突出し、このリヤア
クスルケース揺動用油圧シリンダ４０の全長は最長状態
となる。（最大伸張状態）一方、ＡポートおよびＣポートに圧油を供給してロッド
５０をシリンダ４２内に入り込ませるとともにロッド５
１をシリンダ４３から突出させた状態、若しくはＤポー
トおよびＢポートに圧油を供給して、ロッド５０をシリ
ンダ４２から突出させるとともにロッド５１をシリンダ
４３内に入り込ませた状態においては、リヤアクスルケ
ース揺動用油圧シリンダ４０の全長は、前記最短状態と
前記最長状態における全長の平均値とされる。（中間状
態）したがって、各ピストン４８、４９が隔壁４１若しくは
一対のストッパ４４、４５にそれぞれ密着するように圧
油をＡ〜Ｄの各ポートに供給することにより、このリヤ
アクスルケース揺動用油圧シリンダ４０を、前記最大短
縮状態、前記最大伸張状態、前記中間状態のいずれかの
状態に確実に固定することができる。

【００２０】リヤアクスルケース揺動用油圧シリンダ４
０が最大短縮状態に固定された時には、リヤアクスルケ
ース１０は前記揺動軸３７の廻りに平面視で時計回りに
所定角度（本実施形態においては１５度）だけ揺動した
状態で固定される。また、リヤアクスルケース揺動用油
圧シリンダが最大伸張状態に固定された時には、リヤア
クスルケース１０は前記揺動軸３７の廻りに平面視で反
時計回りに前記所定角度（１５度）だけ揺動した状態で
固定される。これに対して、リヤアクスルケース揺動用
油圧シリンダ４０が中間状態に固定された時には、リヤ
アクスルケース１０は、前記揺動軸３７の廻りに揺動し
ない状態、すなわちリヤアクスルケース１０の長手方向
に延びる軸線ＲＣが車体の進行方向に対して直角に延び
るように固定される。

【００２１】また、リヤアクスルケース揺動用油圧シリ
ンダ４０のシリンダ４２、４３には、それぞれ帯板をＬ
字形に折り曲げたブラケット５４が取付られている。ま
た、ロッド５０、５１には、ストッププレート５５がそ
れぞれ取り付けられている。そして、シリンダ４２側の
ブラケット５４には、前記ストッププレート５５と当接
してロッド５０が最も伸張した状態および最も短縮した
状態をそれぞれ検出する、リミットスイッチ５６、５７
が取り付けられている。また、シリンダ４３側のブラケ
ット５４には、ストッププレート５５と当接してロッド
５１が最も伸張した状態および最も短縮した状態をそれ
ぞれ検出する、リミットスイッチ５８、５９が取り付け
られている。

【００２２】次に、上述した後輪転舵用油圧シリンダ２
３とリヤアクスルケース揺動用油圧シリンダ４０の作動
を制御する油圧回路について、図６を参照して説明す
る。図６に示したように、前記後輪転舵用油圧シリンダ
２３の作動は、４ポート３位置型の電磁切換弁６１によ
って制御される。また、前記リヤアクスルケース揺動用
油圧シリンダ４０の作動は、一対の４ポート３位置型の
電磁切換弁６２、６３によって制御される。そして、こ
れらの電磁切換弁６１、６２、６３には、エンジン３に
よって駆動されるオイルポンプ６４から圧油が供給され
る。

【００２３】一方、図７に示したように、これらの電磁
切換弁６１、６２、６３の作動を制御する油圧制御コン
トローラ６５には、前記舵角センサ２５、前記リミット
スイッチ５６、５７、５８、５９がそれぞれ接続されて
いる。また、前記油圧制御コントローラ６５には、この
作業車１の自律走行を制御する自律走行コントローラ６
６から転舵指令が送られる。そして、油圧制御コントロ
ーラ６５は、この転舵指令に基づいて電磁切換弁６１、
６２、６３を切り換え、後輪転舵用油圧シリンダ２３と
リヤアクスルケース揺動用油圧シリンダ４０の作動を制
御することにより後輪１１を転舵し、この作業車１の走
行方向を制御する。

【００２４】前記油圧制御コントローラ６５による転舵
制御は、図８に示したＵターン制御ルーチンに従って行
われる。すなわち、作業車１が刈り条の端部に達したこ
とを自律走行コントローラ６６が認識し、Ｕターン動作
が必要と判断されると、自律走行コントローラ６６の右
側Ｕターン指令スイッチ６７若しくは左側Ｕターン指令
スイッチ６８のいずれかがオンとされる。そこで、油圧
制御コントローラ６５は、まずステップ（以下、Ｓと表
す）７１でＵターン指令スイッチの状態が変化したか否
かを判別する。そして、判別結果がＹＥＳの場合には、
Ｓ７２で右側Ｕターン指令スイッチ６７がオンとなって
いるか否かを判別する。次いで、右側Ｕターン指令スイ
ッチ６７がオンとなっている場合には、Ｓ７３に進んで
右側Ｕターン動作を実行する。これに対して右側Ｕター
ン指令スイッチ６７がオフの場合にはＳ７４に進み、左
側Ｕターン指令スイッチ６８がオンとなっているか否か
を判別する。そして、左側Ｕターン指令スイッチ６８が
オンとなっている場合には、Ｓ７５に進んで左側Ｕター
ン動作を実行する。Ｓ７３における右側Ｕターン動作、
若しくはＳ７５における左側Ｕターン動作が完了する
と、再びＳ７１でＵターン指令スイッチの状態が変化し
たか否かを判別する。そして、判別結果がＮＯの場合に
は、Ｕターン指令スイッチの状態が変化するまで、所定
時間ごとにＳ７１を繰り返す。一方、Ｕターン指令スイ
ッチの状態が変化し、右側Ｕターン指令スイッチ６７お
よび左側Ｕターン指令スイッチ６８の両方がオフとなっ
ていることがＳ７６で判別されると、Ｓ７７に進み、直
進戻し動作を開始する。

【００２５】次に、上述した右側Ｕターン動作につい
て、図９および図１０に分割して示した右側Ｕターン動
作ルーチンを参照して説明する。右側Ｕターン動作が開
始されると、油圧制御コントローラ６５は、まずＳ８１
で舵角センサ２５のデータを読み込み、後輪１１Ｌのリ
ヤアクスルケース１０に対する相対舵角を検出する。そ
の結果、後輪１１Ｌが中立位置よりも右側に振れている
ことがＳ８２で検出された場合には、油圧制御コントロ
ーラ６５はＳ８３において電磁切換弁６１のａ端側ソレ
ノイドに通電し、後輪転舵用油圧シリンダ２３を短縮さ
せて左右の後輪１１Ｒ、１１Ｌを左側に転舵し、その相
対舵角を修正する。これとは反対に、後輪１１Ｌが中立
位置よりも左側に振れていることがＳ８４で検出された
場合は、油圧制御コントローラ６５はＳ８５において電
磁切換弁６１のｂ端側ソレノイドに通電し、後輪転舵用
油圧シリンダ２３を伸張させて左右の後輪１１Ｒ、１１
Ｌの舵角を修正する。そして、再びＳ８２およびＳ８４
でリヤアクスルケース１０に対する後輪１１Ｌの相対舵
角がゼロとなったこと、すなわちリヤアクスルケース１
０の長手方向の軸線ＲＣと後輪１１Ｌの回転軸線ＷＬと
が平行となったことが確認されると、Ｓ８６で電磁切換
弁６１を中立位置とする。これにより、後輪転舵用油圧
シリンダ２３は、その全長が変化しないように固定され
るので、左右の後輪１１Ｒ、１１Ｌのリヤアクスルケー
ス１０に対する相対舵角は変化しないように固定され
る。

【００２６】次いで、Ｓ８７でリヤアクスルケース揺動
用油圧シリンダ４０の作動を制御する電磁切換弁６２の
ａ端側、および電磁切換弁６３のｂ端側に通電すると、
リヤアクスルケース揺動用油圧シリンダ４０の一対のロ
ッド５０、５１は共に徐々にシリンダ４２、４３から突
出し、リヤアクスルケース１０をその揺動軸３７の廻り
に平面視で反時計方向に揺動させる。そして、Ｓ８９お
よびＳ９０でそれぞれリミットスイッチ５６、５９の作
動が検出され、リヤアクスルケース揺動用油圧シリンダ
４０が最大伸張状態となったことが確認されると、Ｓ９
１、９２で電磁切換弁６２、６３は共に中立位置とさ
れ、リヤアクスルケース揺動用油圧シリンダ４０は最大
伸張状態に固定される。これにより、リヤアクスルケー
ス１０は、図１０に示したように、揺動軸３７の廻り
に、平面視で反時計方向にθ°（本実施形態ではθ＝１
５度）だけ揺動した状態で固定される。

【００２７】すなわち、本実施形態の作業車１において
は、Ｓ８１乃至Ｓ８６で、リヤアクスルケース１０の長
手方向の軸線ＲＣと左右の後輪１１Ｒ、１１Ｌの回転軸
線ＷＲ、ＷＬとを平行とした後に、Ｓ８７乃至Ｓ９２に
かけてリヤアクスルケース１０を揺動軸３７の廻りに揺
動させる。これにより、リヤアクスルケース１０を揺動
させる際には、左右の後輪１１Ｒ、１１Ｌのリヤアクス
ルケース１０に対する相対舵角がゼロとされているの
で、左右の後輪１１Ｒ、１１Ｌに横滑りが生じない。ま
た、リヤアクスルケース１０に内蔵された差動歯車によ
り、左右の後輪１１Ｒ、１１Ｌ間の内外輪差が吸収され
るので、車輪の転動方向にも滑りが生じない。したがっ
て、本実施形態の作業車１においては、芝を傷めること
無くリヤアクスルケース１０を揺動させることができ
る。

【００２８】リヤアクスルケース１０の揺動および固定
が完了すると、油圧制御コントローラ６５は、図１０に
示したＳ９３で電磁切換弁６１のａ端側ソレノイドに通
電し、後輪転舵用油圧シリンダ２３を短縮させる。これ
により、アッカーマン転舵機構により左右の後輪１１
Ｒ、１１Ｌは徐々に左側に転舵される。この時、リヤア
クスルケース１０を固定した状態で、アッカーマン転舵
機構により左右の後輪１１Ｒ、１１Ｌを転舵するので、
舵角センサ２５を用いて左右の後輪１１Ｒ、１１Ｌの車
体中心線Ｃに対する舵角（絶対舵角）を正確に知ること
ができる。これにより、左右の後輪１１Ｒ、１１Ｌの転
舵制御を正確に行うことができるから、芝刈り作業にお
いてＵターンする際に、隣の刈り条へ正確に移動するこ
とができる。なお、後輪転舵用油圧シリンダ２３の伸縮
によって左右の後輪１１Ｒ、１１Ｌを転舵する時には、
アッカーマン機構の作用によって左右の後輪１１Ｒ、１
１Ｌには横滑りが生じないから、芝を傷めることが無
い。

【００２９】次いで、Ｓ９４でリヤアクスルケース１０
に対する左後輪１１Ｌの相対舵角を読み込み、Ｓ９５で
左後輪１１Ｌの相対舵角が左一杯となったことが判別さ
れると、油圧制御コントローラ６５はＳ９６で電磁切換
弁６１を中立状態とし、後輪転舵用油圧シリンダ２３の
全長が変化しないように固定する。これにより、左右の
後輪１１Ｒ、１１Ｌは左側一杯に転舵された状態で固定
される。この状態においては、図１３に示したように、
左後輪１１Ｌの相対舵角はα度、右後輪１１Ｒの相対舵
角はβ度とされている。そして、本実施形態の作業車１
においては、図１３に示したように、左後輪１１Ｌの回
転軸線ＷＬおよび右後輪１１Ｒの回転軸線ＷＲは、共に
左右一対の前輪７の回転軸線ＦＣと点Ｐにおいて交差す
る。これにより、この作業車１は前記点Ｐを中心として
旋回する。なお、本実施形態の作業車１においては、旋
回中心Ｐが芝刈り作業機１２による刈り幅の内側に設定
されているので、旋回中心Ｐを中心としてＵターンする
と、Ｕターンの前後において隣り合う刈り条の幅方向の
端部同士が重なり合うこととなり、刈り残しが生じるこ
とがない。

【００３０】次に、上述した右側Ｕターン動作が終了し
た後に行われる直進戻し動作について、図１４に示した
直進戻し動作ルーチンを参照して説明する。この作業車
１の自律走行を制御する自律走行コントローラ６６は、
図１に示したようにマストＭの上端に設けられた磁気方
位センサＤによって、作業車１の進行方向を検出してい
る。そして、作業車１が右側にＵターンし、その進行方
向がほぼ１８０度反転したことを検出すると、自律走行
コントローラ６６は、右転舵指令スイッチをオフとす
る。すると、油圧制御コントローラ６５は、図８に示し
たＵターン転舵制御ルーチンのＳ７６で左右の転舵指令
スイッチ６７、６８が共にオフとなったことを検出し、
Ｓ７７の直進戻し動作を実行する。

【００３１】この直進戻し動作が開始されると、油圧制
御コントローラ６５は、図１４に示したＳ１０１で舵角
センサ２５のデータを読み込む。右側Ｕターン動作から
直進戻し動作を行う際には、後輪１１の舵角は左側に振
れているので、Ｓ１０２でＮＯと判別してＳ１０４に進
んだ後、油圧制御コントローラ６５はＳ１０５で後輪転
舵用油圧シリンダ２３の作動を制御している電磁切換弁
６１のｂ端側ソレノイドに通電する。これにより、油圧
シリンダ６１は徐々に伸張して後輪１１は右側に振ら
れ、その舵角が徐々に減少する。この時、アッカーマン
機構の作用によって左右の後輪１１Ｒ、１１Ｌには横滑
りが生じないから、芝を傷めることが無い。

【００３２】そして、再びＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０
４を通じて後輪１１の舵角がゼロとなったことが確認さ
れると、Ｓ１０６で電磁切換弁６１は中立位置とされ
る。これにより、後輪転舵用油圧シリンダ２３は、その
全長が変化しないように固定され、左右の後輪１１Ｒ、
１１Ｌのリヤアクスルケース１０に対する相対舵角はゼ
ロに維持され、図１１に示した状態となる。

【００３３】後輪１１のリヤアクスルケース１０に対す
る相対舵角がゼロに戻されると、油圧制御コントローラ
６５は、Ｓ１０７で、リヤアクスルケース揺動用油圧シ
リンダ４０の作動を制御している電磁切換弁６２のｂ端
側に通電し、リヤアクスルケース揺動用油圧シリンダ４
０の一方のロッド５０をシリンダ４２内に徐々に引き込
ませる。これにより、リヤアクスルケース１０は前記揺
動軸３７の廻りに揺動させられるが、後輪１１のリヤア
クスルケース１０に対する相対舵角はゼロに維持されて
いるので、後輪１１が横滑りして芝を傷めることが無
い。なお、リヤアクスルケース１０の戻し動作を行う際
には、電磁切換弁６３のａ端側に通電し、リヤアクスル
ケース揺動用油圧シリンダ４０の他方のロッド５１をシ
リンダ４３内に引き込むこととしても良い。

【００３４】そして、Ｓ１０８でリミットスイッチ５７
の作動が確認されると、Ｓ１０９で電磁切換弁６２は中
立位置とされる。これにより、リヤアクスルケース揺動
用油圧シリンダ４０は、一方のロッド５０がシリンダ４
２内に完全に入り込み、かつ他方のロッド５１がシリン
ダ４３から完全に突出している前記中間状態となる。し
たがって、リヤアクスルケース１０は、その長手方向の
軸線ＲＣが車体の進行方向に対して直角方向に延びた状
態に固定され、作業車１は直進走行状態となる。

【００３５】なお、左側Ｕターン動作については、上述
した右側Ｕターン動作の場合と全く同様に行われること
は言うまでもない。また、Ｕターン転舵動作以外の通常
の転舵動作は、油圧制御コントローラ６５が、リヤアク
スルケース揺動用油圧シリンダ４０を前記中間状態に固
定し、リヤアクスルケース１０の長手方向の軸線ＲＣが
車体中心線Ｃに対して直角な方向に延びた状態で後輪転
舵用油圧シリンダ２３のみを動作させ、アッカーマン転
舵機構の作用により左右の後輪１１Ｒ、１１Ｌを転舵す
ることにより行われる。

【００３６】以上、本発明による一実施形態の作業車の
転舵装置について詳しく説明したが、本発明は上述した
実施形態によって限定されるものではなく、種々の変更
が可能であることは言うまでもない。例えば、上述した
実施形態においては、後輪が転舵される構成とされてい
るが、フロントアクスルケースを転舵方向に揺動可能と
するとともに、前輪をアッカーマン転舵機構により転舵
する構成としても良い。また、上述した実施形態におい
ては、リヤアクスルケースを揺動させるリヤアクスルケ
ース揺動用油圧シリンダが、一対の油圧シリンダを同軸
に一体とした構造とされているが、一対の油圧シリンダ
のシリンダ同士を互いに平行に配設して一体とする構成
としても良い。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の作業車の転舵装置は、Ｕターン転舵する際に、まずア
クスルケースを所定角度だけ揺動させた後に、アッカー
マン転舵機構により車輪をさらに転舵する構造とされて
いるので、車輪の絶対転舵角を大きく取ることができ、
旋回半径を極めて小さくすることができる。また、アク
スルケースの揺動をアクスルケース揺動用油圧シリンダ
の伸縮により行うので、アクスルケースを迅速に揺動さ
せることができる。これにより、Ｕターン旋回時の転舵
動作を迅速に行うことができ、迅速にＵターン旋回する
ことができる。また、アクスルケース揺動用油圧シリン
ダは、一対の油圧シリンダを組み合わせた構造とされて
いるので、その全長を最大伸張状態、最大短縮状態、中
間状態の３つの状態に確実に固定することができる。こ
れにより、アッカーマン転舵機構により車輪を転舵する
際に、車輪の絶対舵角を正確に制御することができるか
ら、正確な操向制御を行うことができる。また、Ｕター
ンの際には、アクスルケースに対する車輪の相対舵角を
ゼロとした後にアクスルケースを揺動させるので、アク
スルケースを揺動させる際に車輪が横滑りせず、芝を傷
めることが無い。また、アクスルケースとアッカーマン
転舵機構とを組み合わせた簡単な構造であるから、作業
車の製造コストを低減することができるばかりでなく、
車体重量を軽減して車輪の接地圧を低下させることがで
きるから、芝刈り作業の際に芝を傷めることが無い。し
たがって、本発明によれば、最小の旋回半径で迅速にＵ
ターン旋回することができる優れた旋回性能と、Ｕター
ン旋回動作を正確に行うことができる優れた制御性とを
有するとともに、Ｕターン旋回時に車輪が芝を傷めるこ
とがなく、かつ構造が簡単で軽量な転舵装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による転舵装置を適用する作業車のシャ
シ構造を模式的に示した側面図。

【図２】図１中に示したリヤアクスルケースの後方正面
図。

【図３】図２に示したリヤアクスルケースの平面図。

【図４】図３に示したリヤアクスルケースの側面図。

【図５】リヤアクスルケース揺動用油圧シリンダの縦断
面図。

【図６】後輪転舵用油圧シリンダおよびリヤアクスルケ
ース揺動用油圧シリンダの作動を制御する油圧回路図。

【図７】転舵装置の制御系統を示したシステムブロック
図。

【図８】Ｕターン転舵制御ルーチンを示したチャート
図。

【図９】右側Ｕターン動作ルーチンの前半分を示したチ
ャート図。

【図１０】右側Ｕターン動作ルーチンの後半分を示した
チャート図。

【図１１】リヤアクスルケースを揺動させた状態を示し
た平面図。

【図１２】後輪をフル転舵した状態を示した平面図。

【図１３】図１に示した作業車が右側にＵターンする状
態を示した平面図。

【図１４】直進戻し動作ルーチンを示したチャート図。

【符号の説明】

１作業車２シャシフレーム３エンジン４、９プロペラシャフト５ＨＳＴ変速機６フロントアクスルケース７前輪８ギヤボックス１０リヤアクスルケース１１後輪１２芝刈り作業機１３キングピン軸１４ベベルナックル１５ハブ１７ロワープレート１８支軸１９コントロールプレート２０タイロッド２１アッパープレート２３後輪転舵用油圧シリンダ２５舵角センサ３４トレーリングロッド４０リヤアクスル転舵用油圧シリンダ４１隔壁４２、４３シリンダ４４、４５ストッパ４６、４７油圧室４８、４９ピストン５０、５１ロッド５５ストッププレート５６、５７、５８、５９リミットスイッチ６１、６２、６３電磁切換弁６４油圧ポンプ６５油圧制御コントローラ６６自律走行制御コントローラ６７、６８転舵指令スイッチＣ車体中心線ＦＣフロントアクスルケース軸線ＲＣリヤアクスルケース軸線ＷＬ左後輪の回転軸線ＷＲ右後輪の回転軸線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転舵方向に揺動可能に車体に支持されたア
クスルケースと、このアクスルケースと前記車体との間
に介装された、前記アクスルケースを揺動させるアクス
ルケース揺動用油圧シリンダと、前記アクスルケースの
両端にそれぞれ転舵可能に取り付けられた車輪を転舵す
るアッカーマン転舵機構と、このアッカーマン転舵機構
および前記アクスルケース揺動用油圧シリンダの作動を
制御する制御手段とを備え、前記アクスルケース揺動用油圧シリンダは、一方のロッ
ドの先端が前記アクスルケースに接続されるとともに他
方のロッドの先端が前記車体に接続され、かつシリンダ
同士が一体とされた一対の油圧シリンダを有し、かつ前記制御手段は、前記アクスルケース揺動用油圧シ
リンダが、その一対のロッドが共にシリンダから突出し
た最大伸張状態と、その一対のロッドが共にシリンダ内
に入り込んだ最大短縮状態と、一方のロッドがシリンダ
から突出するとともに他方のロッドがシリンダ内に入り
込んだ中間状態のいずれかの状態を取るように前記アク
スルケース揺動用油圧シリンダを制御するようにされて
いることを特徴とする作業車の転舵装置。
【請求項２】前記制御手段が、Ｕターン転舵の場合に
は、前記アクスルケース揺動用油圧シリンダを前記最大
伸張状態若しくは前記最大短縮状態とした後に、前記ア
ッカーマン転舵機構を作動させて前記車輪を転舵するこ
とを特徴とする請求項１に記載の作業車の転舵装置。
【請求項３】前記制御手段が、Ｕターン転舵の以外の場
合には、前記アクスルケース揺動用油圧シリンダを前記
中間状態に保持した状態で、前記アッカーマン転舵機構
を作動させて前記車輪を転舵することを特徴とする請求
項１に記載の作業車の転舵装置。