(57)【要約】【課題】構造が簡単でコスト削減を図ることができる操向装置を提供する。【解決手段】エンジン３からの動力を主変速装置１５及び副変速装置１６により変速して左右の差動減速装置８０Ｌ・８０Ｒに伝達し、該左右の差動減速装置８０Ｌ・８０Ｒからそれぞれ左右のクローラ式走行装置２０・２０を駆動可能とするとともに、前記左右の差動減速装置８０Ｌ・８０Ｒには、ステアリングハンドル４の回動に応じて駆動される旋回電動モータ９０からの動力を入力可能とし、該旋回電動モータ９０の出力軸９０ａは左右のベベルギヤ８８・８８を介して互いに逆方向に回転する動力を前記左右の差動減速装置８０Ｌ・８０Ｒに伝えて変速装置１５・１６からの動力と合成し、クローラ式走行装置２０・２０を駆動し旋回する。【選択図】図２
2015105079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの動力を主変速装置及び副変速装置により変速して左右の差動減速装置に伝達し、該左右の差動減速装置からそれぞれ左右のクローラ式走行装置を駆動可能とするとともに、前記左右の差動減速装置には、ステアリングハンドルの回動に応じて駆動される旋回電動モータからの動力を入力可能とし、該旋回電動モータの出力軸は左右のベベルギヤを介して互いに逆方向に回転する動力を前記左右の差動減速装置に伝えて変速装置からの動力と合成し、クローラ式走行装置を駆動し旋回することを特徴とするトラクタの操向装置。
【請求項２】
前記差動減速装置は、変速装置からの動力が伝達される減速入力軸上に固設される差動入力歯車と、走行駆動軸上に固設される出力歯車と、減速入力軸と走行駆動軸に回転自在に支持されるとともに前記旋回電動モータから動力が伝達される歯車部を備える支持回転体と、前記支持回転体に回転自在に支持されるとともに前記差動入力歯車と出力歯車とに歯合する二連歯車とからなることを特徴とする請求項１に記載のトラクタの操向装置。
【請求項３】
前記旋回電動モータは制御装置を介してモード選択手段と接続され、モード選択手段はステアリングハンドルの回転に対する旋回電動モータの出力回転速度を変更することを特徴とする請求項１に記載のトラクタの操向装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フルクローラ式トラクタの操向装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からクローラ式トラクタは、前部にホイール式の操向輪となる前輪と、後部にクローラ式走行装置を有するセミクローラタイプと、前輪を有しないフルクローラタイプがある。フルクローラタイプのトラクタにおいて、進行方向を変更する操向装置は、変速後の動力を走行部へ出力する主駆動軸と左右の走行駆動軸との間に差動装置を配置し、該差動装置対して、互いに逆方向の回転動力を与えるための油圧伝動装置を設けた技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。更に、走行駆動軸にブレーキ機構と直進用クラッチを設けた技術も公知となっている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２６７２５８号公報
【特許文献２】特開２００１−３２２５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の技術では、旋回駆動力を付与するためには、油圧式無段変速装置が必要であり、アクスルケースには油圧ポンプを配置するための空間や配管が必要となって大型化やコストアップが避けられない。また、クラッチを設けると構造も複雑となってコストアップとなっていた。
【０００５】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、構造が簡単でコスト削減を図ることができる操向装置を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
即ち、請求項１においては、エンジンからの動力を主変速装置及び副変速装置により変速して左右の差動減速装置に伝達し、該左右の差動減速装置からそれぞれ左右のクローラ式走行装置を駆動可能とするとともに、前記左右の差動減速装置には、ステアリングハンドルの回動に応じて駆動される旋回電動モータからの動力を入力可能とし、該旋回電動モータの出力軸は左右のベベルギヤを介して互いに逆方向に回転する動力を前記左右の差動減速装置に伝えて変速装置からの動力と合成し、クローラ式走行装置を駆動し旋回するものである。
【０００８】
請求項２においては、前記差動減速装置は、変速装置からの動力が伝達される減速入力軸上に固設される差動入力歯車と、走行駆動軸上に固設される出力歯車と、減速入力軸と走行駆動軸に回転自在に支持されるとともに前記旋回電動モータから動力が伝達される歯車部を備える支持回転体と、前記支持回転体に回転自在に支持されるとともに前記差動入力歯車と出力歯車とに歯合する二連歯車とからなるものである。
【０００９】
請求項３においては、前記旋回電動モータは制御装置を介してモード選択手段と接続され、モード選択手段はステアリングハンドルの回転に対する旋回電動モータの出力回転速度を変更するものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上のような手段を用いることにより、旋回駆動が旋回電動モータにより行われて馬力ロスが小さい操向装置が得られる。また、油圧式の操向装置に比べて部品点数が少なく、油漏れ等がなく扱いやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】トラクタの概略側面図。
【図２】駆動系の概略を示す図。
【図３】他の実施形態の制御ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず、図１よりクローラトラクタ１の全体構成について説明する。
ボンネット２内にエンジン３が内設され、該エンジン３は機体フレーム７の前部上に防振部材を介して載置固定され、前記ボンネット２の後部にステアリングハンドル４が設けられ、該ステアリングハンドル４後方に運転席５が配設され、運転席５近傍に主変速レバーや副変速レバーや前後進切換レバーやＰＴＯ変速レバー等が配置され、これら操縦部はキャビン９により覆われている。
【００１３】
前記エンジン３の後部にはクラッチハウジングを介してミッションケース６と連設され、該ミッションケース６の両側にリアアクスルケースが連設される。該リアアクスルケースには走行駆動軸８を介して駆動スプロケット２１・２１が固設される。
【００１４】
また、トラクタ１の後部には、作業機装着装置１２が配置され、該作業機装着装置１２に作業機１１を装着して作業を可能としている。作業機装着装置１２は本実施形態では３点リンク式とし、作業機１１はロータリ耕耘装置としておりその種類は限定するものではない。
【００１５】
機体の下方に配置して機体を支持して走行するクローラ式走行装置２０について説明する。クローラ式走行装置２０は左右対称に構成されるため、左右一側について説明する。クローラ式走行装置２０は、前記駆動スプロケット２１と、機体フレーム７の左右両側下方で前後方向に延設されるトラックフレーム２２と、前記駆動スプロケット２１の後下方でトラックフレーム２２の後部に回転自在に支持される従動輪２３と、トラックフレーム２２の前部に回転自在に支持されるテンション輪２４と、前記従動輪２３とテンション輪２４との間でトラックフレーム２２に回転自在に支持される複数の転輪２５・２５・・・と、駆動スプロケット２１と従動輪２３とテンション輪２４と転輪２５に巻回されるクローラ２６からなる。
【００１６】
次に、前記エンジン３から駆動スプロケット２１及びＰＴＯ軸５９への動力伝達構成を図２より説明する。
エンジン３の出力軸３１から主クラッチ３２を介してミッションケース６の入力軸３３に動力が伝達される。ミッションケース６には入力軸３３と主変速軸３５と副変速軸３６とＰＴＯ変速軸３４と出力軸３７とカウンタ軸３８が平行に前後方向に回転自在に支持されている。
【００１７】
前記入力軸３３上には１速歯車４１と２速歯車４２と３速歯車４３と４速歯車４４が固設され、１速歯車４１と２速歯車４２と３速歯車４３と４速歯車４４は、それぞれ主変速軸３５上に遊嵌された１速従動歯車４５と２速従動歯車４６と３速従動歯車４７と４速従動歯車４８と歯合されている。主変速軸３５上の１速従動歯車４５と４速従動歯車４８との間にはスライダー４９が軸方向に摺動自在にスプライン嵌合され、２速従動歯車４６と３速従動歯車４７との間にはスライダー５０が軸方向に摺動自在にスプライン嵌合されている。
【００１８】
スライダー４９・５０の前面および後面にはそれぞれ歯部が形成され、１速従動歯車４５と２速従動歯車４６と３速従動歯車４７と４速従動歯車４８のボス部にもそれぞれ歯部が形成され、スライダー４９・５０の歯部と歯合可能とし、スライダー４９・５０は主変速レバーの操作によりスライダー４９またはスライダー５０を選択して摺動させて４速の変速を可能としている。こうして、主変速装置１５を構成している。
【００１９】
また、前記２速歯車４２はＰＴＯ変速軸３４上に遊嵌したＰＴＯ１速歯車５１と歯合され、３速歯車４３はＰＴＯ変速軸３４上に遊嵌したＰＴＯ２速歯車５２と歯合され、４速歯車４４はＰＴＯ変速軸３４上に遊嵌したＰＴＯ３速歯車５３と歯合され、前記１速従動歯車４５がＰＴＯ逆転歯車５４と歯合されている。
【００２０】
前記ＰＴＯ１速歯車５１とＰＴＯ２速歯車５２との間のＰＴＯ変速軸３４上にはスライダー５５が軸方向に摺動自在にスプライン嵌合され、スライダー５５はＰＴＯ変速レバーの操作によりスライドされる。スライダー５５の前面および後面には歯部が形成され、ＰＴＯ１速歯車５１及びＰＴＯ２速歯車５２のボス部にも歯部が形成されスライダー５５の歯部と歯合可能としている。
【００２１】
また、ＰＴＯ３速歯車５３とＰＴＯ逆転歯車５４との間のＰＴＯ変速軸３４上にはスライダー５６が軸方向に摺動自在にスプライン嵌合され、スライダー５６はＰＴＯ変速レバーの操作により摺動される。スライダー５６とＰＴＯ３速歯車５３およびＰＴＯ逆転歯車５４のボス部には歯部がそれぞれ形成され、ＰＴＯ変速レバーの操作によりそれぞれ歯合可能としている。こうしてＰＴＯ変速装置１７が構成されている。
【００２２】
前記ＰＴＯ変速軸３４の後部には歯車５７が固設されて、ＰＴＯ軸５９上に固設した歯車５８と歯合され、エンジン３からの動力がＰＴＯ変速装置１７を介してＰＴＯ軸５９に伝達可能としている。
【００２３】
前記主変速軸３５の前部には、前進歯車６１と後進歯車６２が回転自在に支持され,
前進歯車６１は副変速軸３６上に固設した高速歯車６３と歯合されている。また、後進歯車６２はカウンタ軸４０上に遊嵌したカウンタ歯車６４を介して副変速軸３６上に固設した従動逆転歯車６５と歯合されている。そして、主変速軸３５上の前進歯車６１と後進歯車６２との間にはスライダー６６が軸方向に摺動自在にスプライン嵌合され、前後進切換レバー１８の操作によりスライダー６６が前後摺動されて、前進歯車６１と後進歯車６２のボス部に設けた歯部と歯合可能とされ、前後進切換可能としている。こうして、前後進切換装置を構成している。
【００２４】
前記副変速軸３６上にはさらに低速歯車６７が固設され、該低速歯車６７はカウンタ軸３８上に固設した伝動歯車６８と常時歯合され、低速歯車６７は出力軸３７上に軸方向に摺動自在にスプライン嵌合した低速従動歯車７１と歯合可能としている。低速従動歯車７１は摺動させることにより、カウンタ軸３８上に固設した伝動歯車６９と歯合する中間歯車７０とも歯合可能としている。さらに、低速従動歯車７１のボス部には歯部が形成され、摺動させることにより出力軸３７上に回転自在に遊嵌した高速従動歯車７２の歯部とも歯合可能としている。高速従動歯車７２は前記高速歯車６３と常時歯合されている。副変速レバーを操作することにより、低速従動歯車７１が摺動されて、中間歯車７０と歯合させることにより低速が得られ、低速従動歯車７１と低速歯車６７とを歯合させることにより中速が得られ、低速従動歯車７１を高速従動歯車７２の歯部と歯合させることにより高速が得られる。こうして副変速装置１６が構成されている。
【００２５】
前記出力軸３７の後端には、ピニオン７３が形成され、該ピニオン７３は伝動軸７４上に固設したベベルギヤ７５と歯合され、伝動軸７４の左右両側には減速歯車７６・７６が固設され、伝動軸７４の一端にはブレーキ装置７７が配置されている。そして、減速歯車７６・７６から操向装置を構成する左右の差動減速装置８０Ｌ・８０Ｒに動力が伝達される。
【００２６】
差動減速装置８０Ｌ・８０Ｒは左右対称に構成されるので、左右一側について説明する。
差動減速装置８０は、減速入力軸８１と減速従動歯車８２と差動入力歯車８３と支持回転体８４と二連歯車８５と旋回駆動軸８６と旋回駆動歯車８７と伝動ベベルギヤ８８と出力ベベルギヤ８９と旋回電動モータ９０と出力歯車９１からなる。
【００２７】
減速入力軸８１は、前記走行駆動軸８と同一軸心延長上の機体内側に配置されてリアアクスルケースに回転自在に支持される。該減速入力軸８１の機体内側上に前記減速歯車７６と歯合する減速従動歯車８２が固設され、減速入力軸８１の外側端部上に差動入力歯車８３が固設される。
【００２８】
支持回転体８４は、内側端が前記減速入力軸８１に軸受を介して回転自在に支持され、支持回転体８４の外側端が走行駆動軸８に軸受を介して回転自在に支持されてその外周に歯車部８４ａが形成されている。つまり、支持回転体８４は減速入力軸８１と走行駆動軸８に跨って回転自在に支持されている。歯車部８４ａの側面と減速入力軸８１の軸受部との間に減速入力軸８１（走行駆動軸８）と平行に支持軸８４ｂが横架され、該支持軸８４ｂ上に二連歯車８５が回転自在に支持される。
【００２９】
二連歯車８５は、大径歯車８５ａと小径歯車８５ｂを備え、大径歯車８５ａは差動入力歯車８３と歯合され、小径歯車８５ｂは走行駆動軸８の内側端に固設した出力歯車９１と歯合される。こうして減速機構を構成している。
【００３０】
また、前記支持回転体８４の歯車部８４ａは旋回駆動歯車８７と歯合され、該旋回駆動歯車８７は減速入力軸８１（走行駆動軸８）と平行に支持された旋回駆動軸８６上に固設されている。旋回駆動軸８６の機体左右内側には伝動ベベルギヤ８８が固設され、伝動ベベルギヤ８８は出力ベベルギヤ８９と歯合されている。該出力ベベルギヤ８９は旋回電動モータ９０の出力軸９０ａ上に固設され、左右の伝動ベベルギヤ８８・８８と歯合されて、出力ベベルギヤ８９を回動すると伝動ベベルギヤ８８・８８が互いに逆方向に回転するようにしている。旋回電動モータ９０の出力軸９０ａは旋回駆動軸８６に対して直交して配置され、前後方向または上下方向を向くように配置される。つまり、旋回電動モータ９０はミッションケース６の前面または上面に配置される。
【００３１】
旋回電動モータ９０は制御装置１０と接続されて回転制御される。該制御装置１０にはステアリングハンドル４の回動基部に配置される舵角センサ１３とキャビン９内の操縦部に配置される前後進切換レバー１８の操作方向を検知する前後進検知センサ１４とモード選択手段１９と接続されている。舵角センサ１３はステアリングハンドル４の切れ角を検知し制御装置１０に入力され、制御装置１０はステアリングハンドル４の回動方向及び回動量及び進行方向に応じて旋回電動モータ９０を回転駆動制御する。
【００３２】
モード選択手段１９はステアリングハンドル４の近傍に配置されて、旋回操作モードを選択できるようにしている。旋回操作モードは、作業者が手動操作で選択できるものであり、旋回フィーリングを好みや作業等に合わせられるようにしている。例えば、微小旋回モードと急旋回モードと通常旋回モードを設け、条に合わせて走行する場合には、微小旋回モードとして、ステアリングハンドル４の回転操作に対して旋回電動モータ９０の回転数の上昇を抑えて微小旋回を可能として方向の修正を正確にできるようにする。旋回の多い作業や枕地等では、急旋回モードとして、ステアリングハンドル４の回転操作に対して旋回電動モータ９０の回転数の上昇を大きくしてキビキビとした旋回を可能するのである。なお、モード選択手段１９は切換スイッチで構成しても、切換スイッチの代わりに可変抵抗で旋回電動モータ９０の回転数の増加率を任意に変更するように構成することもでき限定するものではない。
【００３３】
操向装置は、変速後の出力軸３７からの動力と旋回電動モータ９０からの動力を前記左右の差動減速装置８０Ｌ・８０Ｒで合成してクローラ式走行装置２０・２０を駆動することにより操向する。つまり、ステアリングハンドル４が操作されていない直進状態においては、旋回電動モータ９０が駆動されず出力軸９０ａは固定状態となっている。そして、エンジン３から変速後の動力が出力軸３７に伝達されると、ピニオン７３からベベルギヤ７５に伝えられ、伝動軸７４より左右の減速歯車７６・７６に伝えられる。
【００３４】
減速歯車７６から減速従動歯車８２に減速して動力が伝達され、さらに、差動入力歯車８３から二連歯車８５、出力歯車９１へと減速して動力が伝達され、駆動スプロケット２１を介してクローラ２６が回転駆動される。こうして、左右のクローラ式走行装置２０・２０が同速で駆動され直進走行となる。
【００３５】
また、前進走行駆動の状態において、ステアリングハンドル４を回動すると、旋回電動モータ９０がステアリングハンドル４の回動量に比例した回転速度で駆動される。旋回電動モータ９０の駆動により、出力軸９０ａに固定した出力ベベルギヤ８９から左右の伝動ベベルギヤ８８・８８に伝えられて左右の旋回駆動軸８６・８６を互いに逆方向に回転させる。旋回内側の旋回駆動軸８６上の旋回駆動歯車８７が逆回転されることにより支持回転体８４の回転を介して出力歯車９１を減速駆動する。他方、旋回外側の旋回駆動軸８６上の旋回駆動歯車８７の正回転により支持回転体８４を介して出力歯車９１を増速駆動する。こうして、旋回内側のクローラ２６の回転数が減少し、旋回外側のクローラ２６の回転数が増加して旋回することが可能となる。ステアリングハンドル４を大きく回動して旋回電動モータ９０の回転数を増加するほど左右の出力歯車９１・９１の回転数差が大きくなり旋回半径を小さくすることができる。なお、後進の場合は、旋回電動モータ９０の回転方向は前進時と逆方向に回転され、旋回方向が逆にならないようにしている。
【００３６】
以上のように、エンジン３からの動力を主変速装置１５及び副変速装置１６により変速して左右の差動減速装置８０Ｌ・８０Ｒに伝達し、該左右の差動減速装置８０Ｌ・８０Ｒからそれぞれ左右のクローラ式走行装置２０・２０を駆動可能とするとともに、前記左右の差動減速装置８０Ｌ・８０Ｒには、ステアリングハンドル４の回動に応じて駆動される旋回電動モータ９０からの動力を入力可能とし、該旋回電動モータ９０の出力軸９０ａは左右のベベルギヤ８８・８８を介して互いに逆方向に回転する動力を前記左右の差動減速装置８０Ｌ・８０Ｒに伝えて変速装置１５・１６からの動力と合成し、クローラ式走行装置２０・２０を駆動し旋回するので、旋回駆動が旋回電動モータ９０により行われて馬力ロスが小さい操向装置が得られる。また、油圧式の操向装置に比べて部品点数が少なく、油漏れ等がなく扱いやすくなる。
【００３７】
また、差動減速装置８０Ｌ・８０Ｒは、変速装置１５・１６からの動力が伝達される減速入力軸８１上に固設される差動入力歯車８３と、走行駆動軸８上に固設される出力歯車９１と、減速入力軸８１と走行駆動軸８に回転自在に支持されるとともに前記旋回電動モータ９０から動力が伝達される歯車部８４ａを備える支持回転体８４と、前記支持回転体８４に回転自在に支持されるとともに前記差動入力歯車８３と出力歯車９１とに歯合する二連歯車８５とからなるので、差動減速装置８０Ｌ・８０Ｒは径方向にコンパクト化が図れて大きな減速比が得られる。また、旋回電動モータ９０と組み合わせることでフィーリングの良い旋回を実現できる。
【００３８】
また、前記旋回電動モータ９０は制御装置１０を介してモード選択手段１９と接続され、モード選択手段１９はステアリングハンドル４の回転に対する旋回電動モータ９０の回転速度を変更するので、作業者の好みに合わせて旋回フィーリングを変更でき、圃場条件や走行速度等に合わせてステアリングハンドル４の回転に対して急旋回したり緩旋回したりして作業効率を向上させることができる。
【００３９】
また、クローラトラクタにおいて、図３に示すように、ＰＴＯ軸５９の駆動はエンジン３により行い、クローラ式走行装置２０は左右それぞれ電動モータ２９・２９で駆動する構成とすることも可能である。この場合、電動モータ２９の出力軸には減速装置を収納したギヤボックスが一体的に設けられ、電動モータ２９は左右のトラックフレーム２２・２２にそれぞれ取り付けられ、所謂ホイルインモータ型とすることができる。
【００４０】
以上のように構成することで、従来のＨＳＴによる操向駆動装置をなくすことでエンジンの馬力は作業装置の駆動のみ使用され、ロス馬力を低減できるようになる。また、左右の電動モータ２９・２９の回転速度を変更することで旋回できるため、機械式の操向装置をなくすことができ、また。変速用のミッションケースをなくすことができ、リンクや油圧配管等をなくすことができ、部品点数の削減及びコスト低減化が図れる。さらに、走行用ミッションケースをなくし、電動モータ２９をクローラ式走行装置２０の前部に配置することで、前後重量バランスを改善することができる。
【符号の説明】
【００４１】
３    エンジン
４    ステアリングハンドル
１５  主変速装置
１６  副変速装置
２０  クローラ式走行装置
８０Ｌ・８０Ｒ  差動減速装置
８８  ベベルギヤ
９０  旋回電動モータ
９０ａ  出力軸
【図１】
2015105079.tif 000003
【図２】
2015105079.tif 000004
【図３】
2015105079.tif 000005