(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪を駆動するための動力を、左右の出力軸を差動させるデファレンシャル装置を介して左右の前輪に伝動する乗用作業機であって、該乗用作業機に、旋回用変速ギヤにクラッチ体を選択的に接続することで、機体旋回時に左右の出力軸間に強制的に回転差を生じさせる旋回用デフロック機構と、前記クラッチ体に設けたギヤ部を直進用変速ギヤに噛合させることで、機体直進時に左右の出力軸を強制的に等速回転させる直進用デフロック機構とを設けると共に、前記クラッチ体に設けたギヤ部と直進用変速ギヤとの噛合は、旋回用変速ギヤにクラッチ体が選択的に接続されないクラッチ体の中立位置で行われるように構成してある乗用作業機。
【請求項２】
請求項１において、デファレンシャル装置の一方の出力軸を強制的に変速して旋回時および直進時のデフロックを行うにあたり、一方の出力軸上にクラッチ体を設け、該クラッチ体を一対の旋回用変速ギヤに選択的に接続して旋回時のデフロックを行う一方、前記クラッチ体にギヤ部を設け、該ギヤ部をクラッチ体の中立位置で直進用変速ギヤに噛合させて直進時のデフロックを行う乗用作業機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用田植機等の乗用作業機の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種乗用作業機のなかには、前輪を駆動するための動力を、左右の出力軸を差動させるデファレンシャル装置を介して左右の前輪に伝動するようにしたものがある。つまり、前記デファレンシャル装置は、左右の前輪が受ける負荷に応じて左右の出力軸間に回転差を生じ、該回転差に基づいてスムーズな旋回を可能にすべく設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、機体旋回時においては、旋回中心に対して内側に位置する前輪の回転数と外側に位置する前輪との回転数とが旋回中心からの距離に比例するのが理想的であるが、圃場では左右の前輪が受ける負荷が一様ではないため、左右の前輪が上記の様に理想的に回転しないのが実状であり、その結果、機体旋回時に圃場が荒れたり、前輪自身が抵抗になって走行性が低下する可能性があった。一方、機体直進時においては、左右の前輪が略等速で回転するのが理想的であるが、耕盤の凹凸が激しい圃場では、直進時であっても左右の前輪負荷に差が生じるため、デファレンシャル装置の差動作用が働いて直進性が低下する可能性があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することができる乗用作業機を提供することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、前輪を駆動するための動力を、左右の出力軸を差動させるデファレンシャル装置を介して左右の前輪に伝動する乗用作業機であって、該乗用作業機に、旋回用変速ギヤ部にクラッチ体を選択的に接続することで、機体旋回時に左右の出力軸間に強制的に回転差を生じさせる旋回用デフロック機構と、前記クラッチ体に設けたギヤ部を直進用変速ギヤに噛合させることで、機体直進時に左右の出力軸を強制的に等速回転させる直進用デフロック機構とを設けると共に、前記クラッチ体に設けたギヤ部と直進用変速ギヤとの噛合は、旋回用変速ギヤにクラッチ体が選択的に接続されないクラッチ体の中立位置で行われるように構成してある乗用作業機である。
つまり、走行状態（旋回もしくは直進）に応じて左右の前輪回転を強制的に変速することができるため、圃場全域をデフロック状態で走行することが可能になり、その結果、仮令耕盤の凹凸が激しい圃場であっても、スムーズに旋回することができる許りでなく、直進時には良好な直進性を発揮することができる。
【０００５】
また、請求項２の発明は、上記のものにおいて、デファレンシャル装置の一方の出力軸を強制的に変速して旋回時および直進時のデフロックを行うにあたり、一方の出力軸上にクラッチ体を設け、該クラッチ体を一対の旋回用変速ギヤに選択的に接続して旋回時のデフロックを行う一方、前記クラッチ体にギヤ部を設け、該ギヤ部をクラッチ体の中立位置で直進用変速ギヤに噛合させて直進時のデフロックを行うものである。つまり、旋回用デフロック機構を切換えるクラッチ体の中立状態を利用して直進時のデフロックを行うため、旋回用デフロック機構と直進用デフロック機構とが同時に働くことを防止できる許りでなく、クラッチ体の兼用化に基づいて部品点数の削減や構造の簡略化も計ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態の一つを図面に基づいて説明する。図面において、１は乗用田植機の走行機体であって、該走行機体１の前部に搭載されるエンジン２の動力は、無段変速機構３を介してトランスミッションケース４に入力された後、フロントアクスルケース５の左右両端部に設けられる前輪６、リヤアクスルケース７の左右両端部に設けられる後輪８、走行機体１の後部に連結される植付作業部９等に分配状に伝動されることになるが、これらの基本的な構成は従来通りである。
【０００７】
１０は前記トランスミッションケース４の入力軸であって、該入力軸１０に入力された動力は、入力軸１０上に構成されるクラッチ機構１１を経た後、植付変速機構１２等を経由して植付出力軸（図示せず）に伝動される一方、走行変速機構１３を介して伝動連結される第一および第二走行伝動軸１４、１５、後述するデファレンシャル差動装置１６のリングギヤ１６ａを介して伝動連結される第三走行伝動軸１７等を経由して後輪出力軸１８に伝動されるが、前記デファレンシャル装置１６のリングギヤ１６ａに入力された動力は、さらにデファレンシャル装置１６の左右出力軸１９Ｌ、１９Ｒから分配状に出力されて左右前輪６に伝動されるようになっている。
【０００８】
前記デファレンシャル装置１６は、外周面に前記リングギヤ１６ａが一体的に固設される円筒ケース１６ｂ、該円筒ケース１６ｂに径方向を向いて軸承されるピニオン軸１６ｃ、該ピニオン軸１６ｃに回転自在に支持される一対のピニオンギヤ（ベベルギヤ）１６ｄ、該一対のピニオンギヤ１６ｄにそれぞれ同時噛合する左右一対のサイドギヤ（ベベルギヤ）１６ｅ等で構成されている。そして、機体直進時には、左右サイドギヤ１６ｅにそれぞれ一体回転自在に連結される左右の出力軸１９Ｌ、１９Ｒを略等速で回転せしめる一方、機体旋回時には、左右前輪６に作用する負荷に応じて左右の出力軸１９Ｌ、１９Ｒ間に回転差を生じさせるようになっている。
【０００９】
２０は前記第二走行伝動軸１５とデファレンシャル装置１６の一方（本実施例では右側）の出力軸１９Ｒとの間に構成される旋回用デフロック機構であって、該旋回用デフロック機構２０は、右側出力軸１９Ｒに所定間隔を存して自由回転自在に支持され、かつ第二走行伝動軸１５側の伝動ギヤ２１、２２にそれぞれ常時噛合する一対の旋回用変速ギヤ２３、２４と、該旋回用変速ギヤ２３、２４間で右側出力軸１９Ｒにスプライン嵌合し、かつ左右両側部には旋回用変速ギヤ２３、２４の噛合爪２３ａ、２４ａに選択的に噛合可能な噛合爪２５ａを備えるクラッチ体２５とを用いて構成されるものであるが、一方の旋回用変速ギヤ２３に伝動される回転数は、前記リングギヤ１６ａの回転数よりも多く設定される一方、他方の旋回用変速ギヤ２４に伝動される回転数は、リングギヤ１６ａの回転数よりも少なく設定されている。即ち、旋回用デフロック機構２０は、一対の旋回用変速ギヤ２３、２４に対するクラッチ体２５の選択的な噛合操作に基づいて右側出力軸１９Ｒの回転数を強制的に増減すべく構成されている。そして、右側出力軸１９Ｒを増速した場合には、デファレンシャル装置１６の作用に基づいて左側出力軸１９Ｌが減速されるため、左右出力軸１９Ｌ、１９Ｒ間に左旋回に対応した一定の回転差を強制的に生じさせる一方、右側出力軸１９Ｒを減速した場合には、デファレンシャル装置１６の作用に基づいて左側出力軸１９Ｌが増速されるため、左右出力軸１９Ｌ、１９Ｒ間に右旋回に対応した一定の回転差を強制的に生じさせることができるようになっている。
【００１０】
２６は前記クラッチ体２５に連動連結されるシフタであって、該シフタ２６は、クラッチ体２５の溝部２５ｂに嵌合するシフタフォーク２７と、トランスミッションケース４の側壁に左右摺動自在に支持されるシフタ軸２８とを一体的に連結して構成されるものであるが、シフタ軸２８には、クラッチ体２５の作動位置（左旋回変速位置、中立位置、右旋回変速位置）に対応する三本の位置決め溝２８ａが並列状に刻設される一方、トランスミッションケース４の底部には、位置決め用弾機２９の付勢力を受けて前記３本の位置決め溝２８ａに択一的に嵌入する位置決めボール３０が内装されている。このためクラッチ体２５は、位置決め用弾機２９の付勢力によって各作動位置に位置保持される一方、位置決め用弾機２９の付勢力に勝る操作力を受けた場合には、位置決めボール３０が位置決め溝２８ａ間の山部を乗り越えて隣接の作動位置に移動するようになっている。
【００１１】
また、３１は前記シフタ軸２８の先端側を覆うシフタケースであって、該シフタケース３１の中間部には、上下を向く変速作動軸３２が回動自在に軸支されるが、シフタケース３１から突出する変速作動軸３２の下端部には、作動アーム３２ａが一体的に設けられる一方、シフタケース３１内に位置する変速作動軸３２の上端部には、シフタ軸２８に連繋される作動フォーク（図示せず）が一体的に設けられており、このため作動アーム３２ａの前後回動に伴ってシフタ軸２８が左右に移動し、延てはクラッチ体２５が切換作動せしめられるようになっている。
【００１２】
３３はトランスミッションケース４の底部に左右回動自在に設けられるピットマンアームであって、該ピットマンアーム３３は、ハンドル３４の操作に伴う左右回動で左右前輪６を操舵せしめるが、ピットマンアーム３３の後端部には、連結ロッド３５を介して前記作動アーム３２ａが連動連結されている。即ち、ハンドル３４を旋回操作した場合には、前記シフタ軸２８が左右に移動して旋回用デフロック機構２０を自動的に切換えるように構成されている。尚、３６は前記シフタケース３３に内装される一対の緩衝用弾機である。
【００１３】
３７は前記第三走行伝動軸１７と出力軸１９Ｒとの間に構成される直進用デフロック機構であって、該直進用デフロック機構３７は、第三走行伝動軸１７に自由回転自在に支持される直進用変速ギヤ３８、第三走行伝動軸１７にスプライン嵌合するデフロッククラッチ３９、該デフロッククラッチ３９と直進用変速ギヤ３８との間に介装される復帰弾機４０等を備えており、そして、デフロックペダル４１の操作に伴ってデフロッククラッチ３９の噛合爪３９ａが直進用変速ギヤ３８の噛合爪３８ａに噛合した状態では、第三走行伝動軸１７の動力が直進用変速ギヤ３８に伝動させるようになっている。
【００１４】
２５ｃは前記クラッチ体２５に一体的に形成されるギヤ部であって、該ギヤ部２５ｃは、クラッチ体２５が中立に位置するときのみ前記直進用変速ギヤ３８に噛合するようになっている。そして、この状態では、第三走行伝動軸１７の回転が直進用変速ギヤ３８およびクラッチ体２５を介して右側出力軸１９Ｒに伝動されるが、伝動される回転数は、前記リングギヤ１６ａの回転数と同一となるように設定されている。つまり、右側出力軸１９Ｒをリングギヤ１６ａと同一の回転数で回転させた場合には、デファレンシャル装置１６の作用に基づいて左側出力軸１９Ｌもリングギヤ１６ａと同一の回転数で回転するため、左右の出力軸１９Ｌ、１９Ｒを強制的に等速回転させることができるようになっている。因みに、左右の出力軸１９Ｌ、１９Ｒを等速回転させるための歯数比は、下記の式に基づいて設定される。但し、Ｚａはリングギヤ１６ａの歯数、Ｚｂは第二走行伝動軸１５の出力ギヤ１５ａの歯数、Ｚｃは第三走行伝動軸１７の入力ギヤ１７ａの歯数、Ｚｄは直進用変速ギヤ３８の歯数、Ｚｅはギヤ部２５ｃの歯数である。
Ｚａ／Ｚｂ＝（Ｚｃ／Ｚｂ）×（Ｚｅ／Ｚｄ）
【００１５】
叙述の如く構成されたものにおいて、左右の出力軸１９Ｌ、１９Ｒを差動させるデファレンシャル装置１６を介して左右の前輪６に動力を伝動するものであるが、ハンドル３４の旋回操作に伴って左右の出力軸１９Ｌ、１９Ｒ間に旋回方向に応じた回転差を強制的に生じさせる旋回用デフロック機構２０と、機体直進時に左右の出力軸１９Ｌ、１９Ｒを強制的に等速回転させることが可能な直進用デフロック機構３７とを備えている。つまり、前記直進用デフロック機構３７をＯＮ操作した状態では、走行状態（旋回もしくは直進）に拘わらず左右の出力軸１９Ｌ、１９Ｒが強制的に変速されるため、圃場全域をデフロック状態で走行することが可能になり、この結果、耕盤の凹凸が激しい圃場であっても、圃場を荒らすことなくスムーズに旋回することができる許りでなく、直進時には良好な直進性を発揮することができ、また、前輪６が溝に落ちた場合であっても、直進用デフロック機構３７の作用に基づいて容易に脱出できるという利点がある。
【００１６】
しかも、旋回用デフロック機構２０を切換えるクラッチ体２５にギヤ部２５ｃを設け、該ギヤ部２５ｃをクラッチ体２５の中立位置で直進用変速ギヤ３８に噛合させることにより直進時のデフロックを行うべく構成したため、旋回用デフロック機構２０と直進用デフロック機構３７とが同時に働いてギヤ等の破損を生じる不都合を防止できる許りか、クラッチ体２５の兼用化に基づいて部品点数の削減や構造の簡略化も計ることができる。
【００１７】
また、第二走行伝動軸１５と右側出力軸１９Ｒとの間に旋回用デフロック機構２０を構成する一方、第三走行伝動軸１７と右側出力軸１９Ｒとの間に直進用デフロック機構３７を構成しているため、トランスミッションケース４内のスペースを有効利用しつつ両デフロック機構２０、３７を配設することができ、この結果、トランスミッションケース４の大型化を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】乗用田植機の側面図である。
【図２】トランスミッションケースおよびフロントアクスルケースの断面図である。
【図３】トランスミッションケースの要部断面図である。
【図４】旋回デフロック状態を示す同上要部断面図である。
【図５】直進デフロック状態を示す同上要部断面図である。
【符号の説明】
１      走行機体
４      トランスミッションケース
６      前輪
１６    デファレンシャル機構
１９    出力軸
２０    旋回用デフロック機構
２３    旋回用変速ギヤ
２４    旋回用変速ギヤ
２５    クラッチ体
２５ｃ  ギヤ部
３７    直進用デフロック機構
３８    直進用変速ギヤ
３９    デフロッククラッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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