(57)【要約】【課題】フルクローラ形態のトラクタ等の操向旋回において、急切り角による操向旋回操作を安全に行わせる。【解決手段】旋回モードスイッチ１によって、操向側クローラの回転比を小さくしてループ状に旋回するループモードＬと、操向側クローラを駆動しなで旋回すいるブレーキモードＢと、操向側クローラを逆転させて旋回するスピンモードＳとに切替え選定可能のフルクローラにおいて、各旋回モードをハンドル２の切り角の順に切替可能に設定しておき、このハンドル２の切り角によって、該旋回モードスイッチ１による選定モード以下の小さい切り角域の旋回モードへの切替えは自由であるが、この選定モードよりも上の旋回モードへの切替えを牽制することを特徴とする操向旋回制御装置の構成。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回モードスイッチ１によって、操向側クローラの回転比を小さくしてループ状に旋回するループモードＬと、操向側クローラを駆動しないで旋回するブレーキモードＢと、操向側クローラを逆転させて旋回するスピンモードＳとに切替え選定可能のフルクローラにおいて、各旋回モードをハンドル２の切り角の順に切替可能に設定しておき、このハンドル２の切り角によって、該旋回モードスイッチ１による選定モード以下の小さい切り角域の旋回モードへの切替えは自由であるが、この選定モードよりも上の旋回モードへの切替えを牽制することを特徴とする操向旋回制御装置。
【請求項２】
前記旋回モードを切替える操向油圧回路３には、前記旋回モードスイッチ１で切替えられると共に、ハンドル２の切り角に応じて昇圧される比例制御弁４を設けたことを特徴とする請求項１に記載のフルクローラの操向旋回制御装置。
【請求項３】
旋回モードスイッチ１によって、操向側クローラの回転比を小さくしてループ状に旋回するループモードＬと、操向側のクローラを駆動しないで旋回するブレーキモードＢと、操向側クローラを逆転させて旋回するスピンモードＳとに切替え可能のフルクローラにおいて、このスピンモードＳで後進駆動し、又は左右両クローラをスピンモードＳで同時駆動して後進走行可能とし、又は、これら後進駆動、乃至後進走行のための反転スイッチ５を設けたことを特徴とするフルクローラの操向旋回制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フルクローラの操向旋回制御装置に関し、クローラ走行装置を有するトラクタやコンバイン等の作業機に利用できる。
【０００２】
【従来の技術】
油圧力によるクラッチやブレーキを作動させて、左右のクローラを駆動走行ささせるフルクローラにおいて、旋回モードスイッチにより、操向側クローラの回転比を小さくしてループ状に旋回するループモードと、操向側クローラの回転を制動停止させて旋回するブレーキ（又はピボット）モードと、操向側クローラを逆転させて旋回するスピンモードとを切替選択して操向旋回する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８ー１７２８７１号公報（第１頁、図４）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記油圧操作によって左右クローラの走行伝動を入り（継）、切り（断）しながら操向旋回をおこなわせる形態のフルクローラ形態のトラクタでは、操作性が煩雑で、作業の安全性を維持し難いことが多い。作業場所の狭い例えば温室ハウス内での作業等では、操向旋回時に機体の尻振りによってハウスへの衝突や接触が行われ易い。又、急ハンドルの切り時には、クローラの操向旋回にロックが発生し易く、特にレンコン水田地等でクローラが沈下した状態の走行では操向旋回が効き易いためロック現象が生じ易い。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、旋回モードスイッチ１によって、操向側クローラの回転比を小さくしてループ状に旋回するループモードＬと、操向側クローラを駆動しないで旋回するブレーキモードＢと、操向側クローラを逆転させて旋回するスピンモードＳとに切替え選定可能のフルクローラにおいて、各旋回モードをハンドル２の切り角の順に切替可能に設定しておき、このハンドル２の切り角によって、該旋回モードスイッチ１による選定モード以下の小さい切り角域の旋回モードへの切替えは自由であるが、この選定モードよりも上の旋回モードへの切替えを牽制することを特徴とする操向旋回制御装置の構成とする。これらループモードＬ、ブレーキモードＢ、スピンモードＳは、旋回モードスイッチ１の操作で切替選定されると共に、ハンドル２の切り角によっても切替えられる。このハンドル２の切り角による旋回モードの切替えは、旋回モードスイッチ１により切替選定される旋回モードを上限として、ハンドル２の切り角を小さくすることによりこの上限の旋回モードよりも下位の旋回モードへ切替えできるが、この上限の旋回モードを越えた上位の旋回モードへの切替えは牽制されて行われない。このハンドル２切り角による旋回モードの切替は、車輪の切り角乃至操向旋回径の緩形態から急形態にわたる順序等に設定することができる。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記旋回モードを切替える操向油圧回路３には、前記旋回モードスイッチ１で切替えられると共に、ハンドル２の切り角に応じて昇圧される比例制御弁４を設けたことを特徴とするものである。旋回モードスイッチ１によって操向油圧回路３の比例制御弁４が油圧作動されて、操向旋回伝動機構が各旋回モードＬ，Ｂ，又はＳに切替え選定されると共に、この比例制御弁４はハンドル２の切り角によって各対応の旋回モードに切替えられ、この切り角に応じた油圧力によって操向旋回伝動機構を切替える。即ち、ハンドル２の切り角とこれに応じた油圧力によって各旋回モードＬ，Ｂ，Ｓが順番に切替えられる。そして、旋回モードスイッチ１により選定された旋回モードを上限として、この上限旋回モード以下のいずれかの旋回モードへの切替えができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、旋回モードスイッチ１によって、操向側クローラの回転比を小さくしてループ状に旋回するループモードＬと、操向側のクローラを駆動しないで旋回するブレーキモードＢと、操向側クローラを逆転させて旋回するスピンモードＳとに切替え選定可能のフルクローラにおいて、このスピンモードＳで後進駆動し、又は左右両クローラをスピンモードＳで同時駆動して後進走行可能とし、又は、これら後進駆動、乃至後進走行のための反転スイッチ５を設けたことを特徴とするフルクローラの操向旋回制御装置の構成とする。旋回モードスイッチ１の切替操作でフルクローラの操向旋回モードを、ループモードＬ、ブレーキモードＢ、又はスピンモードＳに選定できる。操向側のクローラをスピンモードＳで駆動するときは、この操向側のクローラが逆転伝動されて、正回転側に駆動のクローラとの関係によって、スピンの急旋回が行われる。後進走行するときは、このようなスピンモードＳで後進走行させると前進時と前後対称状形態に後進旋回され、左右両クローラにおいて行わせるときは、左右両クローラが共にスピンモードＳの比較的低い駆動速で逆転されて直後進走行される。このような後進走行の切替えは反転スイッチ５を設けて操作することによって簡単に行うこともできる。
【０００８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、旋回モードスイッチ１によって適当とされる旋回モードを選定するが、ハンドル２の切り角による旋回モードの切替は、旋回の安全な緩い側に行われても、急切り角側へのモード切替は牽制されて、安全な操向旋回を行わせることができると共に、旋回モードをハンドル２の切り角に応じて自動的に切替えて操作性を容易化することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、比例制御弁４は、旋回モードスイッチ１によって切替選定されると共に、ハンドル２の切り角によって油圧力調節されて、旋回モードが切替られるため、左右の各クローラ毎に単一の制御弁構成として簡単化するとができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、スピンモードＳを反転することによって前後対称形態に後進旋回させることができる。又、左右両側のクローラを共に同時にスピンモードＳで反転させることによって低速直後進走行に切替えることができて、これらの伝動機構を操向旋回モードの反転によって行わせるために簡単化することができる。又、これらの反転操作を反転スイッチ５の操作によって行わせるときは操作をも簡単化できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。フルクローラ形態のトラクタは、クラッチハウジングやミッションケース等からなる車体６の後部に左右一対のクローラ７を三角形態に巻回して駆動スプロケット８を車軸９に軸装する。１０はそのクローラフレーム、１１は該スプロケット８との間にクローラ７を巻回して駆動案内する転輪である。車体６の前部には、ダッシュボード１２上にステアリングハンドル２を有し、ボンネット１３下にエンジン１４を搭載している。後部のフェンダ１５間に運転席１６を有する。１７は安全フレーム、１８は車体６の後方に２Ｐリンク２０形態に連結される耕耘装置であって、リフトアーム１９の上下回動によって昇降される。エンジン１４の駆動によって車体６部の伝動機構を介して左右のクローラ７を駆動走行し、ＰＴＯ軸から耕耘装置１８を伝動して耕耘作業しうる構成である。
【００１２】
その伝動機構は、エンジン１４のクランク軸２１から主クラッチ２２を介して入力軸２３へ連動し、この入力軸２３上のギヤに対して主変速軸２４上のギヤを噛合させて主変速を行わせる主変速装置２５を構成し、これら入力軸２３後部の副変速軸２６と主変速軸２４後部の出力軸２７との間でギヤ噛合させて副変速する副変速装置２８を構成し、この出力軸２７から走行軸２９を介して左右の各クローラ７の車軸９へ連動構成する。入力軸２３の後端からＰＴＯ軸３０を連動できる。Ｐは主クラッチ２２の軸から駆動される油圧ポンプである。Ｔはタンクポートで、ミッションケース内の潤滑油を利用している。
【００１３】
前記走行軸２９にはブレーキ３２が設けられ、このブレーキ３２をブレーキペタル３３の踏込によって制動することにより、左右の車軸９を制動できる。この走行軸２９からは、アクスル入力軸３４が連動され、この入力軸３４の左右両端部の逆転クラッチ３５、正転クラッチ３６、及び二段遊星ギヤ３７を介して出力軸３８を連動する正逆転切替装置４０を構成して、更に車軸９へギヤ連動する構成である。これら逆転クラチ３５、正転クラッチ３６は、前記油圧ポンプＰからの油圧を受ける操向油圧回路３を介して入り切りされて、出力軸３８を正転方向へ回転させたり、逆転方向へ回転させることができる。この操向油圧回路３にはコントローラ３１から出力される比例制御弁４や、操向用の油圧シリンダ３９等が設けられて、該正、逆転クラッチ３５，３６を油圧作動できる。
【００１４】
前記正逆転切替装置４０は、車体６後部のミッションケースの左右両側部に張出すリヤアクスルハウジング４１内に入力軸３４、出力軸３８等によって軸装される。入力軸３４の周りには回転自在の油圧シリンダ３９が嵌合され、この外側には二段遊星ギヤ３７のキャリアケース４７が一体として出力軸３８に対して回転自在に軸受けされる。油圧シリンダ３９の内側には、油圧力によって押出されるピストン４２が設けられて、摩擦ディスク形態の逆転クラッチ３５を圧接したときは、この油圧シリンダ３９をアクスルハウジング４１に対して押圧して回転不能に固定することができる。又、油圧シリンダ３９の外側には板バネ４３を有して、摩擦ディスク形態の正転クラッチ３６を圧接させる。入力軸３４の外側端には入力太陽ギヤ４４が一体回転するように設けられ、キャリアケース４７にはこの入力サンギヤ４４と噛合する遊星ギヤ４５が遊星軸４６で軸装される。該正転クラッチ３６の接続によって入力軸３４及び入力サンギヤ４４とキャリヤケース４７とが一体的に回転する状態にある。このような正、逆転クラッチ３６，３５のプレッシャプレート間は、油圧シリンダ３９の外周部に位置する連結ロッド４８で連結されて、正転クラッチ３６の入り位置では逆転クラッチ３５を切り位置にし、正転クラッチ３６の切り位置では逆転クラッチ３５を入り位置にするように連動される。
【００１５】
前記キャリアケース４７には、入力サンギヤ４４と遊星ギヤ４５とからなる遊星ギヤ機構が設けられ、この遊星軸４６の遊星ギヤ４９と出力軸３８に一体の出力太陽ギヤ５０との間にアイドルギヤ５１を噛合介在させる逆転遊星ギヤ機構が設けられて、二段遊星ギヤ３７が構成される。バネ４３により正転クラッチ３６が入りになると、入力軸３４の回転は入力太陽ギヤ４４と共に油圧シリンダ３９及びキャリアケース４７等を一体回転して、二段遊星ギヤ３７と噛合する出力太陽ギヤ５０は一体回転され、入力軸３４から出力軸３８へは１対１の回転比で回転伝動される。油圧シリンダ３９の油圧力を上げてピストン４２で逆転クラッチ３５を入り側へ作動すると、連結ロッド４８を介して該正転クラッチ３６が切り側へ作動される。これによって二段遊星ギヤ３７を介して出力軸３８は減速伝動されて、ついには出力軸３８への伝動が停止される。更に、油圧シリンダ３９の油圧力を上げて逆転クラッチ３５を入りにすると、油圧シリンダ３９及びキャリアケース４７はアクスルハウジング４１に固定される。これによって入力軸３４の回転は、入力太陽ギヤ４４から遊星ギヤ４６へ噛合回転し、この遊星ギヤ４６と一体の遊星ギヤ４９からアイドルギヤ５１を介して出力太陽ギヤ５０へ噛合回転する。この結果入力３４に対して出力軸３８は略１／３減速されて逆回転される。
【００１６】
このような各左右の油圧シリンダ３９に対する油圧を給排する操向油圧回路３には、電磁比例制御弁４が設けられて、コントローラ３１からの出力によって作動される。このコントローラ３１の入力側には、ハンドル２の切り角を検出するハンドルセンサ５２や、旋回モードスイッチ１、ハンドル２の切り角速度を検出するハンドル切り角速度センサ５３、左右各車軸９の回転数を検出する車軸センサ５４、及び、左側又は右側のスピンモードＳを反転させて後進旋回させたり、左右のスピンモードＳを同時反転させてクリープ速で直後進走行させる反転スイッチ５とを有する。又、これら旋回モードスイッチ１や、反転スイッチ５等はダッシュボード１２上のメータパネル５７に配置される。操向油圧回路３には、リリーフバルブ５７、減圧弁５８等が設けられる。５９はローリング制御弁、６０はリフトアーム１９を昇降させるリフトシリンダである。
【００１７】
前記のように旋回モードスイッチの操作によって旋回モードが、ループモードＬ、ブレーキモードＢ、スピンモードＳに切替選定されるが、これらの各旋回モードはハンドル２の切り角を大きくするに伴って、これらのモードＬ，Ｂ，Ｓの順に切替えることができる。これと共にハンドル２の切り角によって電磁比例制御弁４の電流乃至電圧、及びこの比例制御弁４の作動によって油圧シリンダ３９に働く油圧力が基本圧力線Ａとして制御ソフトに設定されている（図４参照）。
【００１８】
直進走行時は、ハンドル２切り角は中立位置±２０度の領域内にあって、左右両比例制御弁４には出力されないため、左右の逆転クラッチ３５は切りで、正転クラッチ３６はバネ４３力で入り位置に維持される。
旋回操向時は、いずれか目的の旋回モードスイッチ１を切替えてモード選択する。例えば、左回りに操向旋回するときは、ハンドル２を左回りに操作して切り角を大きくすると、左側の比例制御弁４の出力が順次大きくなり、油圧シリンダ３９の油圧力を増して、左側ピストン４２により、正転クラッチ３６を半クラッチ状態を経て切り位置にすることができると共に、逆転クラッチ３５を半クラッチ状態を経て入り位置にする。これによって旋回モードがループモードＬからブレーキモードＢを経てスピンモードＳへ順次に切替えられる。いま、前記旋回モードが旋回モードスイッチ１により、例えばブレーキモードＢに選択されているときは、ハンドル２の切り角を大きくすることによってブレーキモードＢに切替えることができるが、それ以上に切り角を大きくしてもスピンモードＳには切替えられない。しかし、このハンドル２の切り角を小さく戻してループモードＬに切替えることはできる。又、旋回モードスイッチ１をスピンモードＳやループモードＬに切替え指定している場合も同様であり、ハンドル２の切り角が指定された旋回モード以下の領域であるときは、このハンドル２の切り角によって旋回モードが切替えられるが、この指定モードを越えた旋回モードへの切替えは牽制されて切替えられない。
【００１９】
又、反転スイッチ５をＯＮ操作して、スピンモードＳの切替えを利用して左右両クローラ７を共にクリープ速度（超低速度）に減速して後方直進することができる。直前進走行の停止状態において、この反転スイッチ５をＯＮすることによって、左右の比例制御弁４が同時にＯＮされて、左右の油圧シリンダ３９の油圧力を上昇して左右の正転クラッチ３６を切り位置にすると共に逆転クラッチ３５を入り位置にして、左右両クローラ７はスピンモードＳで同時に低速逆回転されて、前方直進時の車速に対して略１／３の減速比（二段遊星ギヤ３７によるクリープ速）で後方直進することができる。
【００２０】
反転スイッチ５をＯＮからＯＦＦへ、又はＯＦＦからＯＮに操作されたときは、図１１のように左右の油圧シリンダ３９の油圧が一定の昇圧、又は降圧線をとる。もし、ハンドル２が直進位置でなく旋回領域の切り角（２０度以上）にあるときは、昇圧線の値と現在圧が一致した時点で圧力変化が開始されて、目標値と一致した時点で圧力変化を終える。従って旋回中に反転スイッチ５をＯＮすると一瞬は直進するが、続く制御は昇圧、及び降圧中は禁止される。この昇圧、降圧操作を終わった後０．５秒後から補正０値で制御スタートする。昇圧線は副変速によって切り替わる。
【００２１】
ここで図１２、図１３を参照して、例えば前進で左旋回中に反転スイッチ５が押されたと仮定する。この反転スイッチ５が押されるときの状態は左側の油圧シリンダ３９の油圧力はＬ１で、右側の油圧シリンダ３９の油圧力はＲ０＝０とする。ここで反転スイッチ５がＯＮされると、右側はこのＲ０から圧力線に沿って昇圧を始める。Ｌ１と同値Ｒ１になった時点で同圧力線に沿って上昇を続ける。このとき前記旋回モードスイッチ１によるスピンモードＳが指定されているときは、やがて反転（クリープ速度の）モードでの目標値Ｌ２，Ｒ２になった時点で左側は圧力変化を完了する。しかし右側はこの目標値Ｒ２を越えて、最終的には最大値Ｒ３まで上昇される。このため左右の油圧シリンダ３９のスピンモードＳにおける油圧力差（Ｌ２＜Ｒ２）を生じて、左右クローラ７間の逆回転差によって低速後進で円弧（ループ）状に左側旋回される。
【００２２】
ハンドル２の操作切り角とこの角速度は、ハンドルセンサ５２とハンドル切り角速度センサ５３によって常時検出されていて、車軸９の回転も車軸センサ５４によって検出されている。このハンドル２の切り角の角速度が通常の緩速であるときは、図２、図４で示すように、操向油圧シリンダ３９の油圧力を基本圧力線Ａに沿わせて出力させるように比例制御弁４を作動させる。ハンドル２の切り角と車軸９の回転数との関係は、操向の直進モードや、各旋回モード毎に前記特定の基本圧力線Ａ等に設定できる。走行条件が、例えば芝生地のようにクローラの操向旋回の行われ難い圃場では車軸９の回転数が高過ぎることがある。このときは、油圧シリンダ３９の油圧力を補正上限圧力線Ｄ以内で増すように比例制御弁４を出力させて圧力補正する。又、レンコン田や、湿田地のようにクローラの旋回が行われ易い圃場では、車軸９の回転数が低過ぎることがある。このときは、油圧シリンダ３９の油圧力を補正下限圧力線Ｃ以内で低減するように比例制御弁４を出力させて圧力補正する。このようにして比例制御弁４による圧力補正によって車軸９の回転数が補正されて、目標の走行速や、操向旋回が行われる。
【００２３】
このようなハンドル２切り角が直進領域を越えて旋回領域に達して、ハンドル切り角速度センサ５３によって急ハンドル切り角として検出されたときは、図３のように遅延制御を行って、前記圧力補正を行う比例制御弁４による油圧増圧変化を遅くするものである。
【００２４】
前記ループモードＬの指定時においての操向旋回制御では、急ハンドル２操作の切り角をハンドル切り角速度センサ５３が検出したときは、以後に続く制御を遅延させる構成とすることができる。又、この検出によって油圧シリンダ３９の油圧力を補正する場合は、この補正幅を制限させるように構成することもできる。例えば、左旋回する場合に左側の油圧シリンダ３９の油圧力は図１３のように変化するが、このときハンドル２の切り角が急角であることを検出されたときは、圧力変化後一定の時間ｔ＝０．５秒は制御を停止させることによって、急ハンドル時の急な圧力変化を抑えて一瞬のクローラのロック現象を回避することができる。
【００２５】
又、急ハンドル時は続く制御の開始を遅らせた後ち、さらに一定の制限を加えながら制御を開始することができる。この制限は時間と共に段階的に緩和することができる。この場合、続く制御の開始と同時に急に大きな補正値が加わることによって再びクローラがロックされることがあるが、この補正の幅に制限を設けて段階的に緩めることによって急な圧力変化を避けて結果的にロックを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】操向油圧回路図と、その制御ブロック図。
【図２】その制御の略フローチャート。
【図３】その制御の略フローチャート。
【図４】その操向用油圧シリンダの油圧力グラフ。
【図５】そのトラクタの側面図。
【図６】その伝動装置部の側面図。
【図７】その正逆転切替装置部の平面図。
【図８】その二段遊星ギヤ部の側面図。
【図９】その伝動装置部の機構線図。
【図１０】そのメータパネル部の平面図。
【図１１】操向油圧シリンダの圧力線図。
【図１２】操向油圧シリンダの圧力線図。
【図１３】操向油圧シリンダの圧力線図。
【符号の説明】
１    旋回モードスイッチ
２    ハンドル
３    操向油圧回路
４    比例制御弁
５    反転スイッチ
３５    逆転クラッチ
３６    正転クラッチ
３７    二段遊星ギヤ
３９    油圧シリンダ
４０    正逆転切替装置
５２    ハンドルセンサ
５３    ハンドル切り角速度センサ
５４    車軸サンサ
Ｂ    ブレーキモード
Ｌ    ループモード
Ｓ    スピンモード
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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