(57)【要約】【課題】路面の状況や走行状態に合った適正な動力伝達形態での走行を可能にする。【解決手段】左右の走行推進体へ伝動する左右の伝動軸５７Ｌ，５７Ｒをそれぞれの駆動負荷に応じて差動させる差動装置５６と、前記左右の伝動軸５７Ｌ，５７Ｒの相対的な回転速度差を制限する差動制限装置６１と、該差動制限装置の差動制限領域を変更する変更手段６２とを設ける。そして、機体の旋回操作に連動して差動制限領域が広くなるようにする。また、走行推進体の路面への沈み込み量が大きくなると差動制限領域が広くなるようにする。また、機体の操向角が大きくなるほど差動制限領域が広くなるようにする。また、車速が大きくなると差動制限領域が狭くなるようにする。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の走行推進体へ伝動する左右の伝動軸をそれぞれの駆動負荷に応じて差動させる差動装置と、前記左右の伝動軸の相対的な回転速度差を制限する差動制限装置と、該差動制限装置の差動制限領域を変更する変更手段とを具備することを特徴とする走行車両。
【請求項２】
機体の旋回操作に連動して差動制限領域が広くなるように構成した請求項１に記載の走行車両。
【請求項３】
走行推進体の路面への沈み込み量が大きくなると差動制限領域が広くなるように構成した請求項１又は２のいずれかに記載の走行車両。
【請求項４】
機体の操向角が大きくなるほど差動制限領域が広くなるように構成した請求項１乃至３のいずれかに記載の走行車両。
【請求項５】
車速が大きくなると差動制限領域が狭くなるように構成した請求項１乃至４のいずれかに記載の走行車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農用走行車両等における動力伝達機構の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
田植機等の農用走行車両において、旋回時や一方の前輪が畦に乗り上げた時に前輪がスリップするのを防止するために、前輪駆動系にクラッチ付きの差動装置を設けて、左右両前輪が接地している時は該左右両前輪に回転動力を伝え、左右一方の前輪が地面から浮き上っている時は接地している側の前輪に全回転動力を伝えることにより、常に十分な前輪の推進力を確保できるようにした技術が知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１３５２５６号公報（図８〜１４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような差動装置を備えた従来の走行車両は、通常の差動機能がはたらく状態と、クラッチが効いて左右一方の前輪にだけ回転動力を伝達する状態とに二者択一的に切り替わるだけであった。農用走行車両の場合、圃場での作業時と路上走行時とでは路面の状況や走行速度、運転形態が大きく異なるうえ、作業時についても圃場ごとに土質や耕盤深さ等の条件に違いがある。このため、従来の走行車両は常に適正な動力伝達形態での走行が可能であるとは限らなかった。そこで、常に路面の状況や走行状態に応じた適正な動力伝達形態での走行を可能にすることが本発明の課題である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題に対し、本発明は以下の技術的手段を講じた。まず、請求項１に記載の走行車両は、左右の走行推進体へ伝動する左右の伝動軸をそれぞれの駆動負荷に応じて差動させる差動装置と、前記左右の伝動軸の相対的な回転速度差を制限する差動制限装置と、該差動制限装置の差動制限領域を変更する変更手段とを具備することを特徴としている。
【０００６】
原動機からの動力は、差動装置を介して左右の伝動軸へそれぞれ伝達される。その際、差動制限装置により、左右の伝動軸の相対的な回転速度差が制限される。この差動制限装置による差動制限領域は変更手段により変更可能である。
【０００７】
請求項２に記載の走行車両は、請求項１の内容に加えて、機体の旋回操作に連動して差動制限領域が広くなるように構成した。これにより、機体を旋回させると自動的に差動制限領域が広くなり、旋回内側の伝動軸と外側の伝動軸とに動力を適正に分配して伝達することが可能となるので、旋回が安定する。
【０００８】
請求項３に記載の走行車両は、請求項１又は２の内容に加えて、走行推進体の路面への沈み込み量が大きくなると差動制限領域が広くなるように構成した。これにより、路面が軟弱な場合に自動的に差動制限領域が広くなり、駆動負荷に応じ左右の伝動軸に動力が適正に分配して伝達されるので、走行推進体のスリップが生じない安定した走行が可能となる。
【０００９】
請求項４に記載の走行車両は、請求項１乃至３のいずれかの内容に加えて、機体の操向角が大きくなるほど差動制限領域が広くなるように構成した。これにより、旋回半径が小さい場合には差動制限領域が広く、旋回半径が大きい場合には差動制限領域が狭くなるように、差動制限領域が自動的に変更されるので、旋回半径に合った適正な旋回が可能となる。
【００１０】
請求項５に記載の走行車両は、請求項１乃至４のいずれかの内容に加えて、車速が大きくなると差動制限領域が狭くなるように構成した。これにより、車速が大きい場合には差動制限領域が狭く、車速が小さい場合には差動制限領域が広くなるように、差動制限領域を自動的に変更するので、車速に合った安定した走行が可能になる。
【００１１】
【発明の効果】
したがって、請求項１〜５の構成とすれば、差動装置を介して左右の伝動軸へそれぞれ伝達される動力の相対的な回転速度差を差動制限装置によって制限することにより、走行推進体の十分な推進力を確保して、旋回時や一方の走行推進体が畦に乗り上げた時に走行推進体がスリップすることを防止でき、しかも路面の状況や走行状態に応じて前記差動制限装置による差動制限領域を変更することにより、常に路面の状況や走行状態に合った適正な動力伝達形態とすることができる。
【００１２】
特に請求項２の場合は、機体旋回時の差動制限領域が広くなるので、旋回が安定するという効果が得られる。また、請求項３の場合は、軟弱な路面で差動制限領域が広くなるので、路面の状況に合った走行が可能になるという効果が得られる。さらに、請求項４の場合は、旋回半径に応じて差動制限領域を変更するので、旋回半径に合った適正な旋回が可能になるという効果が得られる。さらに、請求項５の場合は、車速に応じて差動制限領域を変更するので、車速に合った安定した走行が可能になるという効果が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に表された実施の形態について説明する。
図１及び図２は本発明による走行車両を備えた施肥田植機の全体側面図及び平面図である。この施肥田植機１は、走行車両２の後方に昇降リンク装置３を介して５条植の苗植付部４が昇降可能に設けられ、さらに、走行車両２の後部上側に施肥装置５の本体部が設けられている。また、走行車両２の前部左右両端部には、左右各２段づつ予備苗枠６，…が設けられている。苗植付部４及び施肥装置５は公知の構成であるので、説明を省略する。
【００１４】
走行車両２は、走行推進体である各左右一対の前輪７，７及び後輪８，８を備えた四輪駆動車両であって、図３に示すように、機体の前部に配設されたミッションケース１０の左右側面部から前輪アクスルケース１１，１１が側方に延設され、その先端部に変向可能に設けた前輪ファイナルケース１２，１２に前輪７，７が回転自在に支承され、また、ミッションケース１０の背面部に左右一対のメインフレーム１３，１３の前端部が固着され、該メインフレームの後端部から左右側方に延びるリヤフレーム１４の先端部に固定して設けた後輪ファイナルケース１５，１５に後輪８，８が回転自在に支承されている。
【００１５】
メインフレーム１３，１３の前後中央部の上方に原動機であるエンジン２０が搭載され、該エンジンの上側を覆うエンジンカバー２１の上に座席２２が設置されている。座席２２の前方は各種操作機構が内蔵されたボンネット２３で、その上方に操向輪である前輪７，７を操向するための操向ハンドル２４が設けられている。エンジンカバー２１及びボンネット２３の周囲は、人が移動したり作業を行ったりするためのステップ２５になっている。図中符号３０は変速レバー、３１は副変速レバー、３２は植付昇降レバー、３３は四輪ブレーキペダル、３４は四輪ブレーキレバー、３５Ｌ，３５Ｒは左右の後輪ブレーキペダル、３６は差動ロックレバー、３７は差動制限荷重調節レバーである。
【００１６】
次に、走行車両２の動力伝達機構について説明する。
エンジン２０の左側面部にエンジン出力軸４０が突出し、そのエンジン出力軸４０の回転動力が、ベルト式変速装置４１と主クラッチ機能付きのベルト伝動装置４２とを介して、ミッションケース１０の左側面部に突出するミッション入力軸４３へ伝達される。また、エンジン出力軸４０の延長線上でベルト式変速装置４１よりも外側に油圧ポンプ４５が設けられ、エンジン出力軸４０の回転動力でこの油圧ポンプ４５が直接駆動される。なお、ベルト式変速装置４１の変速作動は、変速レバー３０の前後方向の操作により行う。
【００１７】
図４はミッションケースの内部構造を示す図である。主クラッチとしてのベルト伝動装置４２を介してミッション入力軸４３に入力された回転動力は、「路上走行速」「通常植付速」「超低速」「中立」の各シフト位置を有する副変速装置５０を介して副変速軸５１に伝達される。副変速装置５０は副変速レバー３１でシフトチェンジする。そして、副変速軸５１の回転動力の一部は、走行用動力として前後進切替装置５２を介してブレーキ軸５３に伝達される。前後進切替装置５２は、副変速軸５１からブレーキ軸５３へ逆転方向に動力を伝達する「前進」と、同方向に動力を伝達する「後進」と、動力を伝達しない「ＰＴＯ」とを切り替えるようになっている。この前後進切替装置５２のシフトチェンジは、変速レバー３０の左右方向の操作により行う。ブレーキ軸５３には、四輪ブレーキペダル３３もしくは四輪ブレーキレバー３４の操作により作動させる四輪ブレーキ装置５５が設けられている。
【００１８】
ブレーキ軸５３の回転動力は、差動装置５６によって走行推進体へ伝動する伝動軸である左右の前輪アクスル５７Ｌ，５７Ｒに分配して伝達され、さらに該前輪アクスルによって前輪ファイナルケース１２，１２に伝達されて前輪７，７を駆動するとともに、前輪アクスル５７Ｌ，５７Ｒの外周部に回転自在に嵌合し差動装置５６のケースに噛み合う筒軸５８Ｌ，５８Ｒを経由してミッションケース１０の背面部から取り出され、それが後輪伝動軸５９，５９を介して後輪ファイナルケース１５，１５に伝達されて後輪８，８を駆動する。
【００１９】
左側の前輪アクスル５７Ｌには、差動装置５６の差動機能を停止させる差動ロック装置６０が設けられている。差動ロック装置６０は、前輪アクスル５７Ｌと一体回転かつ軸方向に摺動自在な摺動体６０ａを備え、該摺動体を回転式の差動ロックピン６０ｂで摺動させて筒軸５８Ｌと噛み合わせることにより、差動装置５６の差動機能を停止して（差動ロック装置ＯＮ）、左右の前輪アクスル５７Ｌ，５７Ｒの回転数を同じにする構成となっている。この差動ロック装置６０は差動ロックレバー３６で操作する。
【００２０】
また、右側の前輪アクスル５７Ｒには、差動装置５６による左右の前輪アクスルの相対的な回転速度差を制限する差動制限装置６１が設けられている（図５参照）。差動制限装置６１は、前輪アクスル５７Ｒ側のプレート６１ａに筒軸５８Ｒの延長軸５８ａに取り付けたディスク６１ｂを皿バネ６１ｃの弾発力によって押し付けている。これにより、左右の前輪アクスル５７Ｌ，５７Ｒの回転速度差が一定値を超えるまでは、前輪アクスル５７Ｒと筒軸５８Ｒとが一体回転して、前記差動ロック装置６０をＯＮにしたのと同様に、差動装置５６の機能が停止する。回転速度差が一定値を超えると、皿バネ６１ｃの弾発力に抗してプレート６１ａからディスク６１ｂが押し戻され、前輪アクスル５７Ｒと筒軸５８Ｒとが別々に回転するようになるため、差動装置５６が機能するようになる。
【００２１】
変更手段である回転式の差動制限荷重変更ピン６２によって皿バネ６１ｃのディスク６１ｂと反対側端部の位置をずらすことにより、皿バネ６１ａの弾発力を変更可能である。皿バネ６１ａの弾発力を強くすると、差動制限装置６１による差動制限領域が狭くなる。すなわち、左右の前輪アクスル５７Ｌ，５７Ｒの回転速度差が一定以上大きくならない。逆に、皿バネ６１ａの弾発力を弱くすると、差動制限領域が広くなり、左右の前輪アクスル５７Ｌ，５７Ｒの回転速度差を大きくすることができるようになる。差動制限荷重変更ピン６２は差動制限荷重調節レバー３７で操作する。
【００２２】
左右の筒軸５８Ｌ，５８Ｒには、差動装置５６のケースとの噛み合いを解除して後輪駆動系への伝動を遮断するとともに該後輪駆動系を制動する後輪クラッチ・ブレーキ装置６３Ｌ，６３Ｒが設けられている。後輪クラッチ・ブレーキ装置６３Ｌ，６３Ｒは、後輪ブレーキペダル３５Ｌ，３５Ｒでそれぞれ個別に操作する。
【００２３】
副変速軸３１の回転動力の残りは、作業装置駆動用の回転動力（ＰＴＯ）として、一対の株間副変速ギヤ６５，６６を経由してＰＴＯ出力軸６７に伝達される。ＰＴＯ出力軸６７の後端にはＰＴＯ伝動軸６８が接続され、該軸を介してＰＴＯが植付クラッチケース６９へ伝達される。そして、植付クラッチケース６９から、苗植付部４及び施肥装置５へ伝動される。
【００２４】
この走行車両の動力伝達機構は以上のように構成されているので、路面の状況や走行状態に応じて、差動制限荷重調節レバー３７の操作により差動制限装置６１による差動制限領域を変更することにより、常に路面（圃場面）の状況や走行状態に合った適正な動力伝達形態が得られる。具体的には、機体を旋回させるときに差動制限領域を広くすると、旋回内側の前輪アクスル５７Ｌ（５７Ｒ）と外側の前輪アクスル５７Ｒ（５７Ｌ）とに動力を適正に分配して伝達することが可能となり、旋回が安定する。また、路面が軟弱な場合に差動制限領域を広くすると、駆動負荷に応じて左右の前輪アクスル５７Ｌ，５７Ｒに動力が適正に分配して伝達されるので、前輪７，７のスリップが生じない安定した走行が可能となる。さらに、操向ハンドル２４を大きく切ったときに差動制限領域を広くすると、旋回半径に合った適正な旋回が可能となる。さらに、路上走行時等のように車速が大きい場合に差動制限領域を狭くすると、直進性が増し走行が安定する。
【００２５】
なお、差動制限荷重調節レバー３７の代わりに、図６に示すように、差動制限領域を段階的（図示例は３段階）に変更する差動制限荷重調節スイッチ７０を操向ハンドル２４に設ければ、運転中に操向ハンドル２４から手を離すことなく差動制限領域を変更できるので、安全である。差動制限荷重調節スイッチ７０は、左右いずれの手でも操作できるように左右２箇所設けるのが望ましい。
【００２６】
以上説明した実施の形態では差動制限荷重調節レバー３７や差動制限荷重調節スイッチ７０によりオペレータが手動で差動制限領域を変更する構成としたが、各種状況に応じて差動制限領域を自動的に変更する構成としてもよい。以下に、差動制限領域を自動的に変更する差動制限領域制御装置の具体例を列挙する。
【００２７】
図７に示す第一例は、後輪ブレーキペダル３５Ｌ，３５Ｒの踏圧操作を検出する後輪ブレーキセンサ７１Ｌ，７１Ｒを設け、いずれかの後輪ブレーキセンサがＯＮになると、差動制限荷重変更ピン６２を駆動する差動制限領域変更用アクチュエータ７２に出力して差動制限領域が広くなるようにコントローラ７３で制御する。これにより、機体を旋回させると自動的に差動制限領域が広くなり、旋回内側の前輪アクスル５７Ｌ（５７Ｒ）と外側の前輪アクスル５７Ｒ（５７Ｌ）とに動力を適正に分配して伝達することが可能となるので、旋回が安定する。
【００２８】
図８に示す第二例は、昇降リンク装置３のリンク角を検出するリンク角センサ７４を設け、このリンク角センサの検出値が一定値以下になると、前記アクチュエータ７２に出力して差動制限領域が広くなるようにコントローラ７３で制御する。リンク角センサ７４の検出値が一定値以下であるということは、耕盤が深く前輪７，７の路面（圃場面）への沈み込み量が大きいということであるので、その場合には差動制限領域を広くして、駆動負荷に応じて左右の前輪アクスル５７Ｌ，５７Ｒに動力が適正に分配して伝達されるようにするのである。これにより、前輪７，７のスリップを防止でき、安定した走行が可能となる。
【００２９】
図９に示す第三例は、操向ハンドル２４の操向角を検出する操向角センサ７５を設け、この操向角センサの検出値が大きくなるほど差動制限領域が広くなるようにアクチュエータ７２への出力を制御する。これにより、旋回半径が小さい場合には差動制限領域が広く、旋回半径が大きい場合には差動制限領域が狭くなるように、差動制限領域が自動的に変更されるので、旋回半径に合った適正な旋回が可能となる。
【００３０】
図１０に示す第四例は、副変速レバー３１の操作位置を検出する副変速レバーセンサ７６を設け、副変速装置５０のシフト位置に連動させて、「路上走行速」であるときは差動制限領域が狭く、「通常植付速」及び「超低速」であるときは差動制限領域が広くなるようにアクチュエータ７２への出力を制御する。これにより、路上走行時の直進性が向上して走行が安定するとともに、圃場内作業時の旋回が滑らかになる。また、「路上走行速」であるときには、皿バネ６１ａの弾発力を「０」にし、完全に差動ロック状態となるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】施肥田植機の側面図である。
【図２】施肥田植機の平面図である。
【図３】走行車両の一部を省略した平面図である。
【図４】ミッションケースの展開断面図である。
【図５】図４の部分拡大図である。
【図６】異なる走行車両の操向ハンドルの平面図である。
【図７】差動制限領域制御装置の第一例の構成を示すブロック図である。
【図８】差動制限領域制御装置の第二例の構成を示すブロック図である。
【図９】差動制限領域制御装置の第三例の構成を示すブロック図である。
【図１０】差動制限領域制御装置の第四例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  施肥田植機
２  走行車両
３  昇降リンク装置
４  苗植付部
５  施肥装置
７  前輪（走行推進体）
３７  差動制限荷重調節レバー
５６  差動装置
５７Ｌ，５７Ｒ  前輪アクスル（伝動軸）
６０  差動ロック装置
６１  差動制限装置
６２  差動制限荷重変更ピン（変更手段）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
2004224228.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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