JPS61146679A - 乗用作業機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は全車輪の操舵装置を装備した乗用作業機に間す
る。

（従来の技術） 車体の前後左右に車輪を備えた農耕用トラクタ等の乗用
作業機において、例えば車体後側にオーバーハングさせ
てロータリ一作業機等の接地作業機を装着し、農耕作業
を行う。

斯かる乗用作業機にハンドルの操舵操作により前輪とと
もに後輪も転舵するようにした前後輪の操舵装置を装備
することが行われる。その操舵方式の一つとして、ハン
ドルと連動して揺動するレバーを車体前部に配設すると
ともに、左右の後輪用タイロッドを連結支持するアーム
を中間部で枢支し、このアームの一半部とレバーとをリ
ンクで連結したものが知られている。これによれば、ハ
ンドルの操舵操作で後輪を前輪と逆方向へ転舵すること
が可能となり、小さな旋回半径が得られて車両のとりま
わし性が良好になる。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、ハンドルの小操舵角操作でも後輪が前輪と逆
方向に転舵されてしまう、いわゆる線形特性をもった操
舵方式のため、一般の走行、特に直進付近におけるハン
ドル応答がシャープであるがために、直進維持操作が難
しくなり、畔際や段差のきつい箇所で幅寄せしながらの
直進耕諷が行えず、直進耕耘作業は相当難しいものとな
る。

本発明は乗用作業機における前記問題点を解決すべく成
されたもので、その目的とする処は、例えば接地作業機
を作業車両の後側に装着した場合には、後輪転舵特性の
非線形化を実現した前後輪の操舵装置を装備することに
よって、ハンドルの小操舵角操作では通常の前輪操舵車
両と同等に後輪を殆ど転舵しないかまたは前輪と同方向
へ若干転舵することを可能にする。これによりハンドル
の大操舵角操作では後輪を前輪と逆方向へ比較的大きく
転舵させて小さな旋回半径を得ることができるとともに
、直進性能を維持すること、更には作業車両並びに接地
作業機斜めを左右方向へ移動させて幅寄せを容易に行う
ことも可能となり、耕耘作業の円滑化をも併せて達成す
るようにした乗用作業機を提供する。

尚、接地作業機を作業車両の前部に装着して作業を行う
場合には前輪の転舵角を後輪の転舵角より小さくして同
様の効果を得ることができる。

（問題点を解決するための手段） 従って本発明は、車体の前後左右に車輪を備え、且つ車
体の前部または後側にオーバーハングさせて接地作業機
を装着した乗用作業機に、ハンドルの小操舵角操作では
接地作業機を装着した側の車輪を殆ど転舵しないかまた
は接地作業機とは反対側の車輪と同方向へしかも相対的
に小さく転舵するとともに、大操舵角操作では接地作業
機を装着した側の車輪を反対側の車輪と逆方向へ転舵す
る全車輪の操舵装置を装備したことを特徴とする。

（実施例） 以下に添付図面を基に実施例を詳述する。

ｗ４１図は乗用作業機の破断側面図、第２図は操舵系の
平面図で、乗用作業機（１）は、フレーム（２）の前部
にクランク軸（０を縦置としたエンジン（３）・を搭載
し、フレーム（２）の後側にはミッションケース（５）
を配置し、ミッション出力軸（６）とクランク軸（０と
を推進軸（８）で連結し、車体後側上にはシート（８）
を載置し、車体の前後左右には同径なる前輪（１１）、
（１１）と後側（１２）　。

（１２）を備え、斯かる作業車両はハンドル（３１）の
操作で前後輪操舵が行え、且つ４輪駆動が可能である。

即ちミッションケース（５）の両側方にはりダクション
ケース（１３）、（１３）が配設され、その入力軸とミ
ッションケース（５）内に設けられたデフの出力軸とを
連動連結し、リダクション出力軸（１０゜（１４）に後
輪（１２）、（１２）を装着する。そしてエンジン（３
）下方にはデフケース（１５）が配設され、デフ入力軸
（１８）とミッション出力軸（７）とを推進軸（１７）
で連結し、更にデフケース（１５）の両側方にはりダク
ションケース（１８）、（１８）が配設され、その入力
軸とデフ出力軸とを連動連結し、リダクション出力軸（
１９）　、（１９）に前輪（１１）、（１１）を装着す
る。斯くして４輪駆動系が構成される。

４輪操舵系は以下の如く構成する。

先ず前輪（１１）、（１１）を軸承したりダクションケ
ース（１８）、（１８）をキングピン（２１）　、（２
１）回りに揺動可能とし、後方へ延びるナックルアーム
（２２）　、（２２）を設け、ナックルアーム（２２）
　、（２２）にタイロッド（２３）　、（２３）を玉継
手（２４）、（２４）にて連結する。また後輪（１２）
、（１２）を軸承したりダクションケース（１３）、（
１３）もキングピン（２Ｂ）　、　（２Ｇ）回りに揺動
可能とし、内側方へ延びるナックルアーム（２７）　、
（２７）を設け、ナックルアーム（２７）　。

（２７）にタイロッド（２８）　、（２Ｂ）を玉継手（
２１）、（２９）にて連結する。

そしてハンドル（３１）のステアリング軸（３２）が縦
通ずるハンドルコラム（３３）の下部にギヤボックス（
３４）を設け、このギヤボックス（３０をエンジン（３
）後方に配設する。ギヤボックス（３４）内の前部には
ステアリング軸（３２）と連動して回転するピニオン（
３５）を配置し、このピニオン（３５）と噛合するセク
タギヤ（３８）を設け、セクタギヤ（３８）と一体化し
た支軸（３７）をギヤボックス（３０下方に垂下突出さ
せる。この支軸（３７）の突出部にレバー（４１）を−
体化して設ける。

このレバー（４１）は平面はぼベルクランク型を成し、
中間部の角部で支軸（３７）に固着され、横方へ延びる
一半部（４２）の先部左右に前輪用タイロッド（２３）
、（２３）の内端部を玉継手（４５）、（４５）にて連
結支持する。またレバー（４１）の側部後方へ延びる他
半部（４３）の先部には側面コ字形部（４０を起設する
。

一方、ミツシロンケース（５）の前方のフレーム（２）
上に支軸（４６）を起設し、この支軸（４６）に平面は
ぼベルクランク型のアーム（４７）を中間部の角部で揺
動自在に枢支し、このアーム（４７）の両測部前方へ延
びる先部に後輪用タイロッド（２８）　、（２８）の内
端部を玉継手Ｃ４９）　、（４１３）にて連結支持する
。

以上において、レバー（４１）の支軸（３７）及び７−
ム（４７）の支軸（４Ｂ）をともに車体の車重中心線上
に配置し、アーム（４７）の右半部の先部には突出部（
４８）を設ける。

そしてこのアーム突出部（４８）にリンケージリンク（
５１）をピン（５２）にて枢着連結する。

更に第３図及び第４図にも示すようにレバー（４１）の
コ字形部（４４）とリンク（５１）前端部とをクランク
軸（５３）にて連結する。即ちクランク軸（５３）は軸
心を偏心（ｅ）させた上下のクランクピン（５０゜（５
５）を一体形成して成り、下部のクランクピン（５５）
でリンク（５１）前端部を枢支し、斯くしてリンク（５
１）を車体の車重中心線と交差させる一方、上部のクラ
ンクピン（５４）をコ字形部（４０に縦通支承し、この
コ字形部（４４）内に臨むクランクピン（５４）の中間
部にはピニオン（５６）を一体に備える。

斯かるピニオン（５６）が噛合するエキスターナルギヤ
（５７）をギヤボックス（３４）下面に固定する。この
エキスターナルギヤ（５７）は軸心を支軸（３７）の軸
心と一致させたセクタギヤ型のサンギヤを成し。

このサンギヤ（５７）をギヤボックス（３０下面にポル
）　（５８）・・・にて固定する。従ってピ・ニオン（
５６）はサンギヤ（５７）外周を回転するプラネタリピ
ニオンを成す。

以上の遊星歯車機構（５Ｂ）、（５７）とクランク軸（
５３）の初期設定を以下の如く行う。

先ず操舵中立状態におけるサンギヤ（５７）の中心点（
０１）とプラネタリビニオン（５６）の中心点（ｏ２）
とを結ぶ直線上にリンク（５１）とのジヨイントピン（
５５）の中心点（Ｐ）を一致させる。即ち線図的に示し
た第５図の如く初期設定する０図中（Ｒθはサンギヤ（
５７）の基準ピー２千円半径、（Ｒｔ）はピニオン（５
Ｂ）の基準ピッチ円半径で、（Ｒ３）はピニオン（５Ｂ
）に対するジヨイントピン（５５）の偏心量であり、（
α）は中立位置からのレバー（４１）の回動角である。

そして（００点で交わる直交座標系をとれば第６図の如
くで、外転サイクロイドの条件よりＲ１α＝Ｒ２θ 、゛、　　θ＝（Ｒ１／Ｒ２）α　　　　　・・・（１
）従って（０２）点の座標は Ｘ＋　＝　（Ｒ１＋Ｒ２）ｃｏａａ　　　　−−−（１
１）Ｙ　＋　＝　　（Ｒ＋　＋Ｒｔ　）ｓｉｎａ　　　
　＝　（ｍ）次に（０２）点に対する（Ｐ）点の相対座
標を求める。

先ずＲ３＝Ｒ，、即ちピニオン（５Ｂ）の基準ピッチ円
上に（Ｐ）点を一致させた場合は、第７図から明らかな
如く Ｘ＝　　−Ｒ２ｃｏｓ（α　十　〇　）　　　　　　　
　　　　・、（菖Ｖ）Ｙ　＝　−Ｒ２５ｉｎ（ａ十〇）
　　　　　　・・・　（ｖ）そして（００点に対する（
Ｐ）点の座標はＸ＝Ｘｌ　＋Ｘ、ｙ”ｙｌ　＋ｙで表さ
れるからｘ＝　（Ｒ１＋１２　）ｃｏｓａ−Ｒ２ｃｏｓ
（ａ＋θ）Ｖ　＝　（Ｒ＋　＋Ｉ１２　）ｓｉｎａ−Ｒ
２５ｉｎ（ａ十〇）これに（１）式を代入して 以上ニより　（ｖｌ）式のｙの値がほぼレバー（４１）
の回動角（α）におけるジヨイントピン（５５）のコン
トロールストロークとなる。

尚、ピニオン（５６）の基準ピッチ円上に（Ｐ）点を一
致させない場合、即ちジヨイントピン（５５）の中心点
を（Ｐｏ）点とした場合は、前記の（Ｉｖ）、（ｖ）。

（ｖｆ）、　（ｖｉ）式は下記の如くなる。

Ｘ＝　−Ｒ３ｃｏｓ（ａ十〇）　　　　　−（ｘｉｖ）
Ｙ　＝　−Ｒ３５ｉｎ（ａ＋　０）　　　　　　　・”
　　（ＸＶ）そしてジヨイントピン（５５）の中心点（
Ｐ）若しくは（Ｐｏ）の軌跡を表せば第８図の如くであ
る。ここでＲ，＝７８．５、Ｒ２＝１２であり、Ｒ３＝
１７の場合は軌跡（Ａ）　、　Ｒ，＝１２の場合は軌跡
（Ｂ）、Ｒ２＝８の場合は軌跡（Ｃ）を描く。

更に各軌跡に対応する後輪（１２）、（１２）の転舵特
性を表せば第９図の如くである。ここでレバー（４１）
の使用角度は±３８．５°とし、線形特性（Ｌ）は従来
の特性を示し、また領域（イ）、（ロ）は前後輪の逆位
相操舵を、領域（ハ）、　Ｃ二）は同位相操舵を表す。

斯かる特性図から明らかなようにＲ３＞Ｒ２、即ちジヨ
イントピン（５５）の中心をピニオン（５Ｂ）の基準ピ
ッチ円の外方に設定した場合、つまり中心点（Ｐｏ）の
場合は、ハンドル（３１）の小操舵角範囲で後輪（１２
）、（１２）を前輪（１１）、（１１）と同方向へ若干
転舵することが可能となり、作用車両並びに接地作業機
で直進作業をする場合に進行方向の修正をした場合にも
作業機は蛇行することなく直線に近い仕−ヒがりをする
ことができる。

モしてＲ３≦Ｒ２、即ちジヨイントピン（５５）の中心
をピニオン（５６）の基準ピッチ円を含みその内方に設
定した場合、つまり中心点（Ｐ）の場合は、ハンドル（
３１）の小操舵角範囲では後輪（’１２）　、　（１２
）を殆ど転舵することがなく、通常の前輪操舵車両と同
等の直進維持が行える。

また何れの場合にもハンドル（３１）の大操舵角範囲で
は後輪（１２）、（１２）を前輪（１１）、（１１）と
逆方向へ大きく転舵することができるので、小さな旋回
半径が得られ、車両のとりまわし性は良好なものとなる
。

以上は外転サイクロイドを説明したが、次に内転サイク
ロイドを説明する。

本実施例では第１θ図及び第１１図に示すようにピニオ
ン（５Ｂ）が噛合するインターナルギヤ（１５７）をギ
ヤボックス（３０下面に固定する。このインターナルギ
ヤ（１５７）は軸心を支軸（３７）の軸心と一致させた
円彊状のリングギヤを成し、このインターナルギヤ（１
５７）をギヤボックス（３０下面にボルト（１５８）・
・・にて固定する。従ってピニオン（５６）はインター
ナルギヤ（１５７）内周を回転するプラネタリピニオン
を成す。

以上の遊星歯車機構（５Ｂ）　、　（１５７）とクラン
ク軸（５３）の初期設定は、操舵中立状態におけるイン
ターナルギヤ（１５７）の中心点（０１）とリンク（５
１）のジヨイントピン（５５）の中心点（Ｐ）とを結ぶ
直線上にプラネタリピニオン（５Ｂ）の中心点（０２）
を一致させて行う。

また第１２図にも示す如くインターナルギヤ（１５７）
の基準ピッチ円半径を（Ｒθとする以外は前記と同様で
あり、斯かる内転サイクロイド方式によっても前記の各
条件式が成立する。

そしてジヨイントビン（５５）の中心点の軌跡を第１３
図、その各軌跡に対応する後輪（１２）、（１２）の転
舵特性を第１４図に示す、ここでＲ１＝８８．５であり
、軌跡及び特性の（Ａ）はＲ２＝１２、Ｒｚ＝１７の場
合、（Ｂ）はＲ２＝ｌ１３　＝１２（７）場合、（Ｃ）
　４＊Ｒ２＝１２、Ｒ３冨８の場合で、また（Ｄ）はＲ
２＝＝Ｒ３＝８の場合である。

このように内転サイクロイド方式によっても前述の外転
サイクロイド方式と同様の効果が得られることが判る。

ところで、以上の実施例ではレバー（４１）とリンク（
５１）との連結部にクランク軸（５３）と遊星歯車機構
（５Ｂ）、（５７）　、　（１５７）を構成したが、リ
ンク（５１）とアーム（４７）との連結部に同様に構成
しても良い、その場合においては、クランク軸の操舵入
力側、即ちリンク（５１）とのクランクピンと車体側と
に遊星歯車機構を構成する。

以−ヒのように後輪転舵特性の非線形化を実現する前後
輪の操舵装置を装備した乗用作業機（１）、の後側に第
１５図に示す如く接地作業機（７１）をオーバーハング
させて装着する。

接地作業機は、実施例ではロータリ一作業機（７１）で
あり、ロータリー爪（７２）の上方はフェンダ（７０で
覆われ、フェンダ（７４）上のセンタ二から前方へはピ
ッチボックス（７５）が延出し、後方にはブラケット（
７１１１）を延出してその後端からアーム（７７）を垂
下し、アーム（７７）下端に尾輪（７８）−を備える。

一方、乗用作業機（１）の後側にはヒツチボックス（６
１）がリフト装置（Ｂ２）にて揺動自在に備えられ、ヒ
ツチボックス（８１）はミッシ璽ンケース（５）に支承
された動力取出軸（８５）と同芯的に枢支されている。

斯かるピッチボックス（６１）に前記ピッチボックス（
７５）を結合してロータリ一作業１１（７１）を乗用作
業１！（１）後方へオーバーハングさせて連結し、動力
取出軸（８５）とロータリー軸（７３）とに伝動ケース
（８１３）、（６７）を架設する。

以上の作業車両により農耕作業を行う場合、ハンドル（
３１）の大操舵角範囲では後輪（１２）、（１２）を前
輪（１１）、（１１）と逆方向へ大きく転舵して小さな
旋回半径が得られるので、後輪（１２）、（１２）のタ
イヤスリップを防止しつつ急旋回をスムーズに行うこと
ができる。

そしてハンドル（３１）の小操舵角範囲では後輪（１２
）　、（１２）を殆ど転舵しないかまたは前輪（１１）
。

（１１）と同方向へ若干転舵するので、以下の如く耕耘
性を向上する。

即ちハンドル（３１）の小操舵角範囲において、後輪（
１２’）、（１２）を殆ど転舵しなければ１通常の前輪
操舵車両と同等の直進維持が容易に行える。そして前輪
（１１）、（１１）と同方向へ後輪（１２）、（１２）
を若干転舵すれば、畔際や段差のきつい箇所で幅寄せを
行いながらの直進に近い耕耘が行え、ロータリ一作業機
（７１）の蛇行を防Ｗできる。

ところで、前後輪の操舵システムは実施例のものに限ら
ず、接地作業機を装着した側の車輪の転舵特性が弊線形
であれば任意のものを採用し得る。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、前部または後側にオーバ
ーハングさせて接地作業機を装着した乗用作業機におい
て、ハンドルの小操舵角操作では接地作業機を装着した
側の車輪を殆ど転舵しないかまたは接地作業機と反対側
の車輪と同方向へ若干転舵する一方、大操舵角操作では
接地作業機を装着した側の車輪と逆方向へ転舵する全車
輪の操舵装置を装備したため、小さな旋回半径が得られ
て作業車両のとりまわし性が良好になるとともに、直進
維持も容易となり、また作業車両の進路を修正した場合
にも接地作業機の蛇行を防止しつつ耕耘作業を円滑に行
うことができる。また４輪駆動時の４輪操舵であるから
車輪の内輪差を小さくできるためタイトな路面を円滑に
旋回できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は乗用作業機の破断側面図、第２図は操舵系の平
面図、第３図は要部拡大側面図、第４図は同平面図、第
５ｒｌ！Ｊは線図的に示した要部平面図、第６図はエキ
スターナルギヤの中心点に対するジヨイントピンの中心
点の座標を示す線図、第７図はビニオンの中心点に対す
るジヨイントピンの中心点の相対座標を示す線図、第８
図は外転サイクロイドによる軌跡図、第９図はその後輪
転舵特性図、第１０図は第２実施例を示す要部拡大側面
図、第１１図は同平面図、第１２図は線図的に示した要
部平面図、第１３図は内転サイクロイドによる軌跡図、
第１４図はその後輪転舵特性図、第１５図は接地作業機
を装着した乗用作業機の破断側面図である。 尚１図面中（１）は乗用作業機、（１１）は前輪、（１
２）は後輪、（２３）は前輪用タイロッド、（２８）は
後輪用タイロッド、　（３１）はハンドル、（３４）は
ギヤボックス、（３５）はピニオン、（３６）はセクタ
ギヤ、（３７）は支軸、（４１）はレバー、　（４Ｇ）
は支軸、（４７）はアーム、（５１）はリンク（５３）
はクランク軸、（５４）は操舵入力側の軸部、（５５）
はジヨイントピン、（５Ｂ）はプラネタリビニオン、（
５７）はエキスターナルギヤ、（１５７）はインターナ
ルギヤ、　（７１）は接地作業機、（７３）は回転軸で
ある。 特許出願人　　本田技研工業株式会社 代理人　弁理士　　下　　１）　容一部間　　　弁理士
　　　大　　　橋　　　邦　　　音間　　弁理士　　小
　　山　　　　　有第９図 第１４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車体の前後左右に車輪を備え、且つ車体の前部または後
   側にオーバーハングさせて接地作業機を装着した乗用作
   業機において、ハンドルの操舵操作により全車輪を転舵
   することが可能であって、且つハンドルの小操舵角操作
   では接地作業機を装着した側の車輪を殆ど転舵しないか
   または当該車輪を接地作業機と反対側の車輪と同方向へ
   しかも相対的に小さな転舵角をもって転舵するとともに
   、ハンドルの大操舵角操作では接地作業機を装着した側
   の車輪を接地作業機と反対側の車輪と逆方向へ転舵する
   ようにした全車輪の操舵装置を装備したことを特徴とす
   る乗用作業機。