JPH10100928A - 作業機の走行用伝動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操向輪切れ角に応じて制動力調節が可能な自
動制動装置を提供すること、及びシステムとしての構造
の簡素化を図る。 【解決手段】 ピッマンアーム２７の角度を計る操向ポ
テンショメータ３０と、左右一対のサイドブレーキ９
Ｌ，９Ｒと、左右後輪夫々の回転速度を検出する一対の
ピックアップ１１ｂ，１１ｂを備え、前輪切れ角が設定
値以上になると旋回内側の後輪に制動力を生じさせると
ともに、その制動力が前輪切れ角の大小に同調して強弱
に調節されるように、かつ、そのときの前輪切れ角によ
って定まる正規の制動力が現出されるように、左右後輪
の速度差検出に基づいて、旋回内側サイドブレーキ９Ｌ
又は９Ｒの操作力が自動補正される自動制動手段を設け
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、トラクタ等の作業
機における走行用伝動装置に係り、詳しくは、操向輪が
大きく操舵されたときには旋回内側非操向輪を制動させ
て小回りし易くする技術の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来では、特開平６‐１４４０４７号公
報に示されるように、操向輪の切れ角が設定値よりも大
きくなると自動的に旋回内側の非操向輪を制動させるこ
とにより、小回り性能を向上させるようにした自動制動
装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、ピ
ットマンアームに連結されたワイヤーによってサイドブ
レーキを作動させる機械式構造であるが、その構造では
操作系のガタによって微細な動きや操作力変化を伝達し
難く、操向輪切れ角が大きくなるほど制動力も強めるよ
うにして実情に即した制御状態を得ることが困難であり
る。従って、サイドブレーキの制動力は、実質的に、効
く（制動ロック状態）か効かないかというＯＮ−ＯＦＦ
制御的で大雑把な制御となっていた。

【０００４】又、制動作動が生じる自動ブレーキモード
と、移動走行等の高速走行時においてはその制動作動が
生じないように牽制する自動ブレーキ解除モードとの選
択が可能であり、高速走行では旋回内側非操向輪の制動
が不必要であって寧ろ操縦し難くなることに対処してい
る点は好ましいのであるが、そのための牽制機構も機械
式であるために、装置全体として複雑になり過ぎる傾向
にあった。本発明は、操向輪切れ角に応じて制動力調節
が可能な自動制動装置を提供すること、及びシステムと
しての構造の簡素化を図ることを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

〔構成〕第１発明は、操向輪の切れ角を検出する操舵角
検出手段と、左右の非操向輪夫々に独立して制動可能な
一対のサイドブレーキと、左右非操向輪夫々の回転速度
を検出する一対の速度検出手段とを備え、操向輪の切れ
角が設定値以上になると旋回内側の非操向輪に制動力を
生じさせるとともに、その制動力が設定値以上における
切れ角の大小に同調して強弱に調節されるように、か
つ、そのときの操向輪切れ角によって定まる正規の制動
力が現出されるように、両速度検出手段による検出結果
に基づいて、旋回内側のサイドブレーキの操作力が自動
的に補正されるように電気的に制御する自動制動手段を
設けてあることを特徴とする。

【０００６】第２発明は、第１発明において、機体の走
行速度が設定以上の速度になると、自動制動手段による
旋回内側非操向輪の制動が行われないように電気的に牽
制制御する高速牽制手段を備えてあることを特徴とす
る。

【０００７】〔作用〕請求項１の構成によれば、自動制
動手段を電気的に制御させるものであるから、例えば、
操舵角検出手段をポテンショメータで、左右非操向輪の
速度検出手段をピックアップで、サイドブレーキの駆動
操作源を電磁比例弁で制御される油圧シリンダで夫々構
成するのである。すると、操向輪切れ角が設定値以上で
あるか否か、及び設定値からの切れ角を随時ポテンショ
メータで検出できるととに、比例電磁弁の開度調節によ
って微妙なサイドブレーキの制動力調節が行えるから、
操向輪切れ角が大きくなればなるほど制動力を強める制
御が可能になる。

【０００８】又、電気制御であるから、操向輪切れ角の
大小に応じた旋回内側非操向輪の最適制動力データを正
規の制動力として制御装置に予め入力しておき、実際に
現出されている制動力がその目標制動力値であるかどう
かを比較し、違う場合には目標値に合致するように比例
電磁弁の開度調節を行わせることが容易である。すなわ
ち、非操向輪内側が制動されるようになるときの操向輪
切れ角状態では、当然に左右非操向輪の速度差も一義的
に決まるから、実際の左右非操向輪の回転速度差を検出
して比較することによって正規の制動力であるか否か、
及び正規の制動力からのズレ加減を求めることができ
る。故に、左右非操向輪の回転速度の検出結果とそのと
きの操向輪切れ角検出により、実際の制動力をそのとき
の正規の制動力に合致するように補正を加えるフィード
バック制御が行われるのである。

【０００９】例えば、操向輪切れ角が設定値から最大切
れ角までの制動作用角度範囲において制動力が線型に増
加するものとして予め設定しておくとすれば、操向輪の
切れ角によって旋回内側非操向輪に発生させるべき制動
力値が一義的に定まるものとなり、そのときの左右非操
向輪の速度差も決定されることになるのである。そし
て、そのための連係構成としては、操舵角検出手段、電
磁比例弁、制御装置、及び接続用配線で済み、従来のよ
うに、作動スペースをも考慮しなければならないリンク
機構やワイヤの引き回し構造が不要となる。

【００１０】請求項２の構成によれば、機体の走行速度
が設定以上になると、操向輪切れ角が設定値以上になっ
ても旋回内側非操向輪を制動しないように牽制機能する
高速牽制手段を電気的手段として構成するものであるか
ら、速度計等の速度検出手段を自動制動手段の制御装置
に配線で接続させるだけといった簡単なもので済むよう
になり、従来のような複雑な機械構成が不要になる。
又、作業装置の昇降位置を検出可能として、大なる耕耘
負荷に対抗する牽引力を維持するべく、作業装置が下が
っているときには自動制動手段が作動しないようにする
等、走行速度以外の条件によって自動制動手段の作動、
非作動を使い分けることが、従来の機械式構成では困難
であるが、本願の電気的手段ではポテンショメータを１
個追加する程度で簡単に実現できるようになる。

【００１１】〔効果〕請求項１及び２のいずれに記載さ
れた作業機でも、操向輪切れ角が設定値以上になると旋
回内側非操向輪を制動させる自動制動手段を電気的に制
御させることにより、切れ角の大小に同調した制動力の
強弱調節を精度良く行え、操向ハンドルを切るほどにス
ムーズな小回り旋回が実現できるようになった。

【００１２】請求項２に記載の走行用伝動装置では、電
気的に牽制制御を行わせることにより、高速走行時に自
動制動手段が作動させないようにする連係構造を簡素化
できたとともに、その他の条件設定によって自動制動手
段の作動、非作動を使い分ける制御が簡単・廉価に設定
できる利点もある。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
作業機の一例であるトラクタの場合について図面に基づ
いて説明する。図１にトラクタが、かつ、図２にはその
伝動系が夫々示され、１は駆動可能な操向前輪、２は非
操向である駆動後輪、３はエンジン、４はミッションケ
ース、５は操向ハンドルである。ミッションケース４に
は、エンジン動力を受ける主伝動軸７で駆動される後輪
デフ機構６、前輪デフ機構８への動力を高低に切換る前
輪変速機構Ａ、及び前輪１，１を駆動しない２輪駆動状
態と、前輪１，１も駆動する４輪駆動状態とを切換える
ＤＴクラッチ（駆動状態切換手段の一例）Ｂ等が内装さ
れている。

【００１４】左後輪２用の左サイドブレーキ９Ｌ、右後
輪２用の右サイドブレーキ９Ｒ、左後車軸１０Ｌの回転
数を検出可能な左回転検出手段１１Ｌ、及び右後車軸１
０Ｒの回転数を検出可能な右回転検出手段１１Ｒが装備
されている。サイドブレーキ９Ｌ，９Ｒは湿式多板の油
圧ブレーキに構成されており、その油圧室（図示せず）
への圧油給排を司る３位置切換式の電磁比例制御弁１３
Ｒ，１３Ｌを備えている。各、回転検出手段１１Ｌ，１
１Ｒは、後車軸に取付けられた回転体１１ａと、ピック
アップ１１ｂとから構成されている。

【００１５】前輪変速機構Ａは、前輪１の回転周速度と
後輪２の回転周速度とがほぼ同じになる等速４輪駆動状
態を現出可能な低速側ギヤ機構１４と、前輪１の回転周
速度が後輪２の回転周速度のほぼ２倍になる前輪増速４
輪駆動状態を現出可能な高速側ギヤ機構１５と、これら
のいずれか一方を選択して前輪駆動用伝動軸１６に伝え
るシフト回転体１７とから構成されている。シフト回転
体１７は、等速駆動状態用の噛合クラッチ１８か、前輪
増速状態用の多板クラッチ１９かをシフト操作によって
切換えるものであり、その切換作動は前輪１の切れ角に
基づいて行われる。

【００１６】ＤＴクラッチＢは、例えば、低速側ギヤ機
構１４に咬合する駆動ギヤ２０を主伝動軸７に遊外嵌
し、伝動軸７と駆動ギヤ２０との連動及び非連動を現出
させる多板クラッチ部２１とによって構成するのであ
る。前輪変速機構ＡとＤＴクラッチＢは、共に図示しな
い油圧ピストンを備えた油圧操作式であり、夫々２位置
切換式の電磁弁２４，２５を有している。従って、ＤＴ
用電磁弁２４をクラッチ切り側に切換えての後輪駆動状
態、ＤＴ用電磁弁２４をクラッチ入り側に切換え、か
つ、前輪変速用電磁弁２５を低速側に切換えての等速４
輪駆動状態、及びＤＴ用電磁弁２４をクラッチ入り側に
切換え、かつ、前輪変速用電磁弁２５を高速側に切換え
ての前輪増速４輪駆動状態とを選択自在に構成されてい
る。

【００１７】図２に示すように、操向ハンドル５とピッ
トマンアーム２７軸２７ａとを、パワーステアリング装
置２６を介して連動連結してあるとともに、ピットマン
アーム２７の左右のナックルアーム２８，２８とをタイ
ロッド２９，２９で連結して操向系を構成してある。
又、前輪１の切れ角を検出できるようにするべく、ピッ
トマンアーム軸２７ａの回動角を検出する操向ポテンシ
ョメータ（操舵角検出手段の一例）３０を設けてある。
そして、図３に示すように、図示しない走行用の副変速
機構を高低に切換える副変速レバー３１と、その副変速
レバー３１が低速位置に操作されたことを検出する低速
検出スイッチ３２とを設けてある。以上の構成により、
本トラクタでは、駆動状態切換手段ａと、自動制動手段
ｂと、前輪増速手段ｃと、高速牽制手段ｄとが設けてあ
る。

【００１８】駆動状態切換手段ａは、左右後輪２，２の
回転速度差のそのときの正規の速度差に対する比率が所
定値以上になると自動的に４輪駆動状態に切換わるよう
に、ＤＴクラッチＢと左右の回転検出手段１１Ｌ，１１
Ｒに連係させるものであり、制御装置３３に備えてあ
る。尚、図示しないが、２輪駆動状態と４輪駆動状態と
を人為操作で選択するスイッチが備えてあり、このスイ
ッチが２輪駆動状態に操作されているときにのみ、駆動
状態切換手段ａが機能するものである。

【００１９】実際の制御では、左右後輪の回転数検出か
ら後輪のスリップ率を算出する。ここで、ＮＬ：左後輪
回転数 ＮＲ：右後輪回転数 とすると スリップ率γ≒｜ＮＬ−ＮＲ｜／ＮＬ＋ＮＲ そして、駆動状態切換手段ａの機能により、γの値が所
定値未満ではＤＴクラッチＢが切りに維持されて後輪
２，２による２輪駆動状態が現出され、所定値以上にな
るとＤＴクラッチＢが入り操作されて４輪駆動状態にな
るのである。スリップ率は、走行速度、直進、旋回、硬
い圃場、柔らかい圃場等の種々の走行条件によって適宜
に決めておくと良い。

【００２０】自動制動手段ｂは、前輪１，１の切れ角が
設定値以上になると旋回内側の後輪２に制動力が生じる
とともに、その制動力が設定値以上における切れ角の大
小に同調して強弱に調節されるべく、両速度検出手段１
１Ｌ又は１１Ｒによる回転速度の検出結果に基づいて、
旋回内側のサイドブレーキ９Ｌ又は９Ｒの操作力が自動
的に補正されるように制御するものである。この自動制
動手段ｂにおける速度検出手段は前述した回転検出手段
１１Ｌ，１１Ｒで兼用構成されている。

【００２１】図２に示すように、操向ポテンショメータ
３０の角度検出により、ピットマンアーム２７の揺動角
が直進位置Ｓにあるか、又は第１設定値Ｒ１又はＬ１未
満であるといずれのサイドブレーキ９Ｌ，９Ｒも作動せ
ず、第１設定値Ｒ１又はＬ１以上になると旋回内側後輪
２のサイドブレーキ９Ｌ又は９Ｒが作動し、制動力が発
生する。その制動力は、第１設定値Ｒ１又はＬ１からの
揺動角が小さいと弱く、かつ、揺動角が大きいと強くな
るように電磁比例制御弁１３Ｒ又は１３Ｌの開度が調節
される。つまり、前輪１の切れ角が増せば増すほど制動
力が強くなって旋回半径の縮小化により寄与するように
なるのである。

【００２２】この自動制動手段ｂでは、予め、旋回半
径、即ち前輪１の切れ角に対応した旋回内側後輪２の適
切な制動力を制御装置３３に記憶（例えば、マップデー
タ等）させてあり、実際の旋回走行における左右のピッ
クアップ１１ｂ，１１ｂの検出値から算出される左右後
輪２，２の回転速度差が、記憶された適正データからず
れているときには、適正データ通りになるように補正制
御されるのである。つまり、制動力が弱いときには電磁
弁２４又は２５の開度を大きくし、制動力が強いときに
は電磁弁２４又は２５の開度を小さくするように制御さ
れる。

【００２３】前輪増速手段ｃは、４輪駆動状態において
前輪１，１の切れ角が所定値以上になると等速駆動状態
から増速駆動状態に切換わるように、前輪変速機構Ａと
操向ポテンショメータ３０とを連係させるものである。
実際には、操向ポテンショメータ３０の角度検出によ
り、ピットマンアーム２７の揺動角が前述した第１設定
値Ｒ１又はＬ１より大きい第２設定値（請求項３におけ
る所定値の一例）Ｒ２又はＬ２以下では、前輪変速機構
Ａは低速ギヤ機構１４で伝動される等速４輪駆動状態が
現出されており、第２設定値Ｒ２又はＬ２を越えると前
輪変速機構Ａが高速ギヤ機構１５で伝動される前輪増速
４輪駆動状態が現出されるのである。

【００２４】高速牽制手段ｄは、移動走行状態のときに
は前述した駆動状態切換手段ａ、自動制動手段ｂ、前輪
増速手段ｃのいずれも作動しないように牽制するもので
ある。すなわち、副変速レバー３１が高速位置Ｈに操作
されて低速検出スイッチ３２が作動しない状態になると
それら３種の制御がカットされるように制御装置３３が
機能するのである。

【００２５】又、耕耘装置（作業装置の一例）３４が下
降した作業状態であるときには、自動制動手段ｂが作動
しないように牽制する作業牽制手段ｅを制御装置３３に
設けても良い。例えば、リフトアーム３５の揺動支点に
昇降ポテンショメータ３６を装備して制御装置３３に接
続連係し、昇降ポテンショメータ３６の検出結果による
耕耘装置３４の高さが設定値より低いと耕耘作業状態で
あると見なし、自動制動手段ｂの作動をカットするので
あり、旋回内側後輪の制動による走行抵抗の増加又は変
動により、牽引力不足でエンストするのを未然に防止す
るのである。

【００２６】ところで、自動制動手段ｂによる制動力の
強さが、ピットマンアーム２７の揺動角が第１設定値Ｒ
１又はＬ１から最大揺動角まで増え続ける（最大揺動角
で制動ロック）ようにするとか、第１設定値Ｒ１又はＬ
１から第２設定値Ｒ２又はＬ２までの間で変化させる
（第２設定値Ｒ２又はＬ２で制動ロック）等、適宜に設
定するのである。

【００２７】〔別実施形態〕非操向の駆動前輪と、操向
輪である後輪を備えたフロントマウント型芝刈機に本願
を適用しても良い。又、走行速度検出手段を、操縦パネ
ルに備えた速度計で構成しても良い。駆動状態切換手段
ａのみ備えた作業機や、それに加えて自動制動手段ｂを
備えた作業機でも可である。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタの側面図

【図２】伝動系及び操向系を示す平面図

【図３】制御ブロック図

【符号の説明】

１ 操向輪 ２ 非操向輪 ９Ｌ，９Ｒ サイドブレーキ １１Ｌ，１１Ｒ 回転検出手段、速度検出手段 ３０ 操向角検出手段 ｂ 自動制動手段 ｄ 高速牽制手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操向輪の切れ角を検出する操舵角検出手
   段と、左右の非操向輪夫々に独立して制動可能な一対の
   サイドブレーキと、前記左右非操向輪夫々の回転速度を
   検出する一対の速度検出手段とを備え、前記操向輪の切
   れ角が設定値以上になると旋回内側の非操向輪に制動力
   を生じさせるとともに、その制動力が前記設定値以上に
   おける切れ角の大小に同調して強弱に調節されるよう
   に、かつ、そのときの操向輪切れ角によって定まる正規
   の制動力が現出されるように、前記両速度検出手段によ
   る検出結果に基づいて、旋回内側の前記サイドブレーキ
   の操作力が自動的に補正されるように電気的に制御する
   自動制動手段を設けてある作業機の走行用伝動装置。
2. 【請求項２】 機体の走行速度が設定以上の速度になる
   と、前記自動制動手段による旋回内側非操向輪の制動が
   行われないように電気的に牽制制御する高速牽制手段を
   備えてある請求項１に記載の作業機の走行用伝動装置。