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技術 作業機の旋回装置

出願人 株式会社クボタ
発明者 平岡実中田昌義
出願日 1997年8月1日 (23年4ヶ月経過) 出願番号 1997-207628
公開日 1999年2月23日 (21年10ヶ月経過) 公開番号 1999-049023
状態 拒絶査定
技術分野 非転向輪,付随車の操向,その他の操向
主要キーワード 遊星枠 逆方向走行 一括操作 関連操作 操作姿勢 旋回レバー 車軸回転数 逆作動
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年2月23日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

前進時、後進時のいずれにおいても優れた旋回操作性を得る。

解決手段

エンジン7から左右の走行装置1L,1Rへの伝動系前後進切り換え機構9を介装し、最終伝動軸12に車軸13L,13Rのそれぞれを遊星ギヤ機構14L,14Rを介して連動させ、これら遊星ギヤ機構14L,14Rの回転要素L,Rを回転させることにより車軸13L,13Rの回転数を変更する無段変速装置15を設け、前後進切り換え機構9が前進状態にあるとき旋回操作具16の旋回操作に伴う無段変速装置15の増速側への作動により旋回操作方向側の回転要素L又はRの車軸回転数減少方向への回転数を増加させるとともに前後進切り換え機構9が後進状態にあるとき旋回操作具16の旋回操作に伴う無段変速装置15の増速側への作動により旋回操作方向側の回転要素L又はRの車軸回転数減少方向への回転数を増加させるように構成する。

概要

背景

本発明者は、作業機旋回装置として、伝動系の最終伝動軸走行装置車軸のそれぞれを遊星ギヤ機構を介して連動させ、これら遊星ギヤ機構を構成する回転要素のうち入出力に使用されない回転要素のそれぞれを回転させることにより車軸の回転数を変更する正逆切り換え自在な旋回用アクチュエータとしての無段変速装置を設け、旋回操作具旋回操作に連動して走行装置のうち旋回操作方向側のものに対応する回転要素が車軸回転数減少方向に回転するように旋回用の無段変速装置を作動させる手段を設けて、旋回操作方向側の走行装置の速度を反対側の走行装置の速度よりも遅くしての緩旋回、旋回操作方向側の走行装置を停止させての信地旋回、旋回操作方向側の走行装置を逆方向に走行させての超信地旋回を行えるものを先に開発した。

概要

前進時、後進時のいずれにおいても優れた旋回操作性を得る。

エンジン7から左右の走行装置1L,1Rへの伝動系に前後進切り換え機構9を介装し、最終伝動軸12に車軸13L,13Rのそれぞれを遊星ギヤ機構14L,14Rを介して連動させ、これら遊星ギヤ機構14L,14Rの回転要素L,Rを回転させることにより車軸13L,13Rの回転数を変更する無段変速装置15を設け、前後進切り換え機構9が前進状態にあるとき旋回操作具16の旋回操作に伴う無段変速装置15の増速側への作動により旋回操作方向側の回転要素L又はRの車軸回転数減少方向への回転数を増加させるとともに前後進切り換え機構9が後進状態にあるとき旋回操作具16の旋回操作に伴う無段変速装置15の増速側への作動により旋回操作方向側の回転要素L又はRの車軸回転数減少方向への回転数を増加させるように構成する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

エンジンから左右の走行装置への伝動系前後進切り換え機構介装してある作業機において、前記伝動系の最終伝動軸に走行装置の車軸のそれぞれを遊星ギヤ機構を介して連動させ、これら遊星ギヤ機構を構成する回転要素のうち入出力に使用されない回転要素を回転させることにより車軸の回転数を変更する正逆切り換え自在な旋回用アクチュエータを設け、旋回操作具旋回操作に連動して前記アクチュエータを増速側に作動させる連動手段を設け、前記前後進切り換え機構が前進状態にあるとき旋回操作具の旋回操作に伴う前記アクチュエータの増速側への作動により旋回操作方向側の車軸に対応する回転要素の車軸回転数減少方向への回転数を増加させるとともに前後進切り換え機構が後進状態にあるとき旋回操作具の旋回操作に伴う前記アクチュエータの増速側への作動により旋回操作方向側の車軸に対応する回転要素の車軸回転数減少方向への回転数を増加させるように構成してある作業機の旋回装置

技術分野

0001

本発明は、エンジンから左右の走行装置への伝動系前後進切り換え機構介装してあるコンバインなど作業機旋回装置に関する。

背景技術

0002

本発明者は、作業機の旋回装置として、伝動系の最終伝動軸に走行装置の車軸のそれぞれを遊星ギヤ機構を介して連動させ、これら遊星ギヤ機構を構成する回転要素のうち入出力に使用されない回転要素のそれぞれを回転させることにより車軸の回転数を変更する正逆切り換え自在な旋回用アクチュエータとしての無段変速装置を設け、旋回操作具旋回操作に連動して走行装置のうち旋回操作方向側のものに対応する回転要素が車軸回転数減少方向に回転するように旋回用の無段変速装置を作動させる手段を設けて、旋回操作方向側の走行装置の速度を反対側の走行装置の速度よりも遅くしての緩旋回、旋回操作方向側の走行装置を停止させての信地旋回、旋回操作方向側の走行装置を逆方向に走行させての超信地旋回を行えるものを先に開発した。

発明が解決しようとする課題

0003

上記旋回装置によるときは、旋回操作方向側の走行装置の減速及び逆方向走行増速を無段階に行えるから、旋回半径を自由に選択でき、緩旋回、信地旋回、超信地旋回といった多様な旋回形態を採用できることとの相乗により、旋回性能に優れるといった利点がある。

0004

ところが、上記旋回装置は未だ開発途上にあって、実用化するためには種種の問題を解消する必要がある。その問題の一つに、前後進切り換えとの関係がある。すなわち、旋回内側の走行装置を減速・停止、逆作動させて旋回するという基本的な概念確立しているものの、未だ、前後進切り換えと組み合わせて旋回を行うという思想がなく、一般に前進時の旋回のみが考えられていた。従って、例えば、旋回操作具の「左」への旋回操作により無段変速装置を正転増速、或いは、逆転増速させて左の回転要素の車軸回転数減少方向への回転数を増加させ、旋回操作具の「右」への旋回操作により無段変速装置を逆転増速、或いは、正転増速させて右の回転要素の車軸回転数減少方向への回転数を増加させるという構成が採られていた。しかし、上記の構成によるときは、後進時の旋回が全く無視されており、後進時には、最終伝動軸が前進時とは逆方向に回転している関係上、旋回操作具を「左」に操作すると、それに伴う無段変速装置の正転増速、或いは、逆転増速が、右の回転要素の車軸回転数減少方向への回転数を増加させる無段変速装置の逆転増速、或いは、正転増速となり、反対に、旋回操作具を「右」に操作すると、それに伴う無段変速装置の逆転増速、或いは、正転増速が、左の回転要素を車軸回転数減少方向への回転数を増加させる無段変速装置の正転増速、或いは、逆転増速となり、その結果、旋回操作具を「左」に旋回操作すると右の走行装置の後進速度が低下して右旋回が行われる一方、旋回操作具を「右」に操作すると左の走行装置の後進速度が低下して左旋回が行われるといった具合に、旋回操作具の操作方向と旋回方向とが一致しないという違和感が発生し、後進時における旋回操作性が悪い。

0005

本発明の目的は、前進時、後進時のいずれにおいても優れた旋回操作性を得ることができるようにする点にある。

課題を解決するための手段

0006

請求項1に係る本第1発明の特徴、作用、効果は次の通りである。

0007

〔特徴〕エンジンから左右の走行装置への伝動系に前後進切り換え機構を介装してある作業機において、前記伝動系の最終伝動軸に走行装置の車軸のそれぞれを遊星ギヤ機構を介して連動させ、これら遊星ギヤ機構を構成する回転要素のうち入出力に使用されない回転要素を回転させることにより車軸の回転数を変更する正逆切り換え自在な旋回用のアクチュエータを設け、旋回操作具の旋回操作に連動して前記アクチュエータを増速側に作動させる連動手段を設け、前記前後進切り換え機構が前進状態にあるとき旋回操作具の旋回操作に伴う前記アクチュエータの増速側への作動により旋回操作方向側の車軸に対応する回転要素の車軸回転数減少方向への回転数を増加させるとともに前後進切り換え機構が後進状態にあるとき旋回操作具の旋回操作に伴う前記アクチュエータの増速側への作動により旋回操作方向側の車軸に対応する回転要素の車軸回転数減少方向への回転数を増加させるように構成してある点にある。

0008

〔作用〕本第1発明によるときは、前進時には、旋回操作具の旋回操作に伴うアクチュエータの増速側への作動により旋回操作方向側の回転要素の車軸回転数減少方向への回転数を増加させて旋回操作方向側の走行装置の前進減速・前進停止・後進増速を行わせ、後進時には、旋回操作具の旋回操作に伴うアクチュエータの増速側への作動により旋回操作方向側の走行装置の後進減速・後進停止・前進増速を行わせるようにしてあるから、前進時、後進時のいずれにおいても、旋回操作具の操作方向の走行装置を減速・停止・逆方向走行させて操作方向に旋回させることができる。

0009

〔効果〕従って、本第1発明によれば、前進時、後進時のいずれにおいても、旋回操作具の操作方向に旋回でき、旋回操作性を優れたものにできるようになった。

発明を実施するための最良の形態

0010

作業機の一例であるコンバインは、図1に示すように、クローラ式左右一対の走行装置1L,1Rを備えた自走機体2の前部に、植立穀稈を刈り取って後方に搬送する刈取部3を昇降操作自在に連結し、自走機体2に、刈取部3からの刈取穀稈脱穀処理する脱穀装置4と脱穀穀粒貯留するタンク5と搭乗運転部6とを搭載して構成されている。

0011

前記自走機体2が備えるエンジン7から左右の走行装置1L,1Rへの伝動系には、図2に示すように、ベルト式の無段変速装置8と前後進切り換え機構9と副変速装置10とがその記載順に直列接続する状態で介装されている。

0012

前記前後進切り換え機構9は、油圧クラッチ利用の前進クラッチ9Fのみを付勢に抗して入り作動させることにより無段変速装置8の出力を前進動力として副変速装置10に伝達し、同様に、油圧クラッチ利用の後進クラッチ9Rのみを付勢に抗して入り作動させることにより無段変速装置8の出力を後進動力として副変速装置10に伝達し、前進クラッチ9F及び後進クラッチ9Rをともに切り作動させることにより動力を伝達しない中立状態現出するものである。つまり、この前後進切り換え機構9は走行クラッチを兼用しており、前記前進クラッチ9Fは、無段変速装置8に対する変速レバー11の前進域への操作により入り操作されるとともに、変速レバー11の中立位置への操作により切り操作され、後進クラッチ9Rは、変速レバー11の後進域への操作により入り操作されるとともに、変速レバー11の中立位置への操作により切り操作されるものである。

0013

前記副変速装置10は、前後進切り換え機構9を介して伝達された動力を高低三段に切り換えて最終伝動軸12に伝えるギヤ式のものである。

0014

そして、左右の走行装置1の走行速度に差を与えて自走機体2を旋回させる旋回装置は、前記最終伝動軸12に左右の走行装置1L,1Rの車軸13L,13Rのそれぞれを各別に連動させる左右の遊星歯車装置14L,14Rを設け、これら遊星歯車装置14L,14Rを関連操作する正逆切り換え自在な旋回用のアクチュエータとしての無段変速装置15を設け、旋回操作具の一例であるステアリングハンドル16の旋回操作に基づいて前記無段変速装置15を作動させる連動手段を設けて構成されている。

0015

前記遊星歯車装置14L,14Rのそれぞれは、最終伝動軸12に一体回転する状態に取り付けた内歯歯車17L,17Rと、車軸13L,13Rのそれぞれに一体回転する状態で取り付けられるとともに前記内歯歯車17L,17Rに噛み合う遊星歯車18L,18Rを支持する遊星枠19L,19Rと、車軸13L,13Rのそれぞれに回転自在に取り付けられるとともに前記遊星歯車18L,18Rに噛み合う太陽歯車20L,20Rとから構成されている。前記内歯歯車17L,17R、遊星枠19L,19R、太陽歯車20L,20Rが遊星歯車装置14L,14Rを構成する回転要素であり、そのうち太陽歯車20L,20Rが入出力に使用されない回転要素L,Rである。そして、太陽歯車20L,20Rの停止状態から最終伝動軸12と同方向への回転数を増大させることにより車軸13L,13Rの回転数を増加させ、太陽歯車20L,20Rの停止状態から最終伝動軸12とは逆方向への回転数を増大させることにより車軸13L,13Rの回転数をまで減少させかつ零まで減少させたのちは逆方向への回転数を増加させるようになっている。

0016

前記旋回用の無段変速装置15は、エンジン7で駆動されるアキシャルプランジャー可変容量型油圧ポンプとそれによる圧油でそれぞれ駆動されるアキシャルプランジャー式の油圧モータとからなる静油圧式の無段変速装置であって、作動することにより太陽歯車20L,20Rを互いに反対方向に等速度で回転させるように太陽歯車20L,20Rに連動しており、中立状態において太陽歯車20L,20Rを停止状態に保持し、正転増速作動することにより、前進状態においては左の太陽歯車20Lの最終伝動軸12と同方向への回転数を増加させるとともに右の太陽歯車20Rの最終伝動軸12とは逆方向への回転数を増加させる一方、後進状態においては左の太陽歯車20Lの最終伝動軸12とは逆方向への回転数を増加させるとともに右の太陽歯車20Rの最終伝動軸12と同方向への回転数を増大させ、逆転増速作動することにより、前進状態においては左の太陽歯車20Lの最終伝動軸12とは逆方向への回転数を増加させるとともに右の太陽歯車20Rの最終伝動軸12と同方向への回転数を増加させる一方、後進状態においては左の太陽歯車20Lの最終伝動軸12と同方向の回転数を増加させるとともに右の太陽歯車20Rの最終伝動軸12とは逆方向への回転数を増加させるものである。

0017

前記連動手段は、前記ステアリングハンドル16の旋回操作に連動して走行装置1L,1Rのうち旋回操作方向側のものに対応する太陽歯車20L又は20Rが車軸回転数減少方向に回転するように旋回用の無段変速装置15を作動させる手段である。具体的には、図3図4に示すように、旋回用の無段変速装置15の変速トラニオン軸22を回転操作するレバー23を、一方向に引き操作されることで変速トラニオン軸22を中立位置から正転増速側に回転させるとともに押し操作されることで変速トラニオン軸22を中立位置から逆転増速側に回転させる第1姿勢と一方向に引き操作されることにより変速トラニオン軸22を中立位置から逆転増速側に回転させるとともに押し操作されることで変速トラニオン軸22を中立位置から正転増速側に回転させる第2姿勢とに軸芯周り揺動切り換え自在に設け、前記軸芯P周りに揺動することによりレバー23を第1姿勢にさせる第1操作姿勢とレバー23を第2姿勢にさせる第2操作姿勢とに切り換え自在な操作レバー25を設け、前記変速レバー11の前進域への操作に伴い操作レバー25を第2操作姿勢に切り換えるとともに変速レバー11の後進域への操作に伴い操作レバー25を第1姿勢に切り換える切り換えワイヤWを設け、前記ステアリングハンドル16の左右への回転操作に伴いウォームギヤ機構40を介して揺動操作されるピットマンアーム41を設け、前記レバー23が第2姿勢にある状態でのステアリングハンドル16の「左」への旋回操作に伴うピットマンアーム41の揺動によりレバー23を引き操作するとともにステアリングハンドル16の「右」への旋回操作に伴うピットマンアーム41の揺動によりレバー23を押し操作する一方、レバー23が第1姿勢にある状態でのステアリングハンドル16の「左」への旋回操作に伴うピットマンアーム41の揺動によりレバー23を引き操作するとともにステアリングハンドル16の「右」への旋回操作に伴うピットマンアーム41の揺動によりレバー23を押し操作するプッシュプルワイヤ24を設けて構成されている。なお、前記操作レバー25はプッシュプルワイヤ24に作用してレバー23を切り換えるものである。

0018

なお、走行変速用の無段変速装置8及び旋回用の無段変速装置15は、車軸13L,13Rを備えたミッションケース26に取り付けられており、前後進切り換え機構9及び遊星歯車装置14L,14Rは、ミッションケース26に内装されている。また、27は、走行用の無段変速装置8の出力軸ギヤ対28及びクラッチ29を介して連動する刈取部駆動軸である。

0019

上記の構成によれば、前進及び後進のいずれにおいてもステアリングハンドル16が「直進」の位置に操作されていれば、旋回用の無段変速装置15が中立状態にあって左右の遊星歯車装置14L,14Rにおける太陽歯車20L,20Rが停止状態にあることで左右の車軸13L,13Rが最終伝動軸12により遊星歯車装置14L,14Rを介して同方向に等速駆動されることで左右の走行装置1L,1Rが同方向に等速駆動されて直進状態が現出される。

0020

そして、前進直進状態において、ステアリングハンドル16を「左」に旋回操作すると、変速レバー11の前進域への操作でレバー23が第2姿勢になっていることで変速トラニオン軸22が逆転増速操作されることにより、左の太陽歯車20Lの最終伝動軸12とは逆方向への回転数が増加して左の車軸13L、つまり、左の走行装置1Lの前進速度が低下する一方、右の太陽歯車20Rの最終伝動軸12と同方向への回転数が増加して右の車軸13R、つまり、右の走行装置1Rの前進速度が増加することで左を旋回内側とする緩旋回が行われ、なおもステアリングハンドル16を「左」に旋回操作すると左の走行装置1Lの前進が停止することで信地旋回が行われ、更にステアリングハンドル16を「左」に旋回操作すると、左の走行装置1Lが後進することで超信地旋回が行われる。

0021

また、前進直進状態において、ステアリングハンドル16を「右」に旋回操作すると、変速レバー11の前進域への操作でレバー23が第2姿勢になっていることで変速トラニオン軸22が正転増速操作されることにより、右の太陽歯車20Rの最終伝動軸12とは逆方向への回転数が増加して右の車軸13R、つまり、右の走行装置1Rの前進速度が低下する一方、左の太陽歯車20Lの最終伝動軸12と同方向への回転数が増加して左の車軸13L、つまり、左の走行装置1Lの前進速度が増加することで右を旋回内側とする緩旋回が行われ、なおもステアリングハンドル16を「右」に旋回操作すると右の走行装置1Rの前進が停止することで信地旋回が行われ、更にステアリングハンドル16を「右」に旋回操作すると、右の走行装置1Rが後進することで超信地旋回が行われる。

0022

他方、後進直進状態において、ステアリングハンドル16を「左」に旋回操作すると、変速レバー11の後進域への操作でレバー23が第1姿勢になっていることで変速トラニオン軸22が正転増速操作されることにより、左の太陽歯車20Lの最終伝動軸12とは逆方向への回転数が増加して左の車軸13L、つまり、左の走行装置1Lの後進速度が低下する一方、右の太陽歯車20Rの最終伝動軸12と同方向への回転数が増加して右の車軸13R、つまり、右の走行装置1Rの後進速度が増加することで左を旋回内側とする緩旋回が行われ、なおもステアリングハンドル16を「左」に旋回操作すると左の走行装置1Lの前進が停止することで信地旋回が行われ、更にステアリングハンドル16を「左」に旋回操作すると、左の走行装置1Lが前進することで超信地旋回が行われる。

0023

また、後進直進状態において、ステアリングハンドル16を「右」に旋回操作すると、変速レバー11の後進域への操作でレバー23が第1姿勢になっていることで変速トラニオン軸22が逆転増速操作されることにより、右の太陽歯車20Rの最終伝動軸12とは逆方向への回転数が増加して右の車軸13R、つまり、右の走行装置1Rの後進速度が低下する一方、左の太陽歯車20Lの最終伝動軸12と同方向への回転数が増加して左の車軸13L、つまり、左の走行装置1Lの後進速度が増加することで右を旋回内側とする緩旋回が行われ、なおもステアリングハンドル16を「右」に旋回操作すると右の走行装置1Rの前進が停止することで信地旋回が行われ、更にステアリングハンドル16を「右」に旋回操作すると、右の走行装置1Rが前進することで超信地旋回が行われる。

0024

〔別実施形態〕上記実施の形態では、変速レバー11にワイヤWを介して操作レバー25を機械的に連動させたが、変速レバー11の操作位置を検出するスイッチやポテンショメータなどのセンサを設け、このセンサの検出結果に基づいて前進検出時には操作レバー25を第2操作姿勢に切り換える、或いは、直接にレバー23を第2姿勢に切り換えるとともに後進検出時には操作レバー25を第1操作姿勢に切り換える、或いは、直接にレバー23を第1姿勢に切り換えるソレノイドなどのアクチュエータを設けて、変速レバー11に操作レバー25やレバー23を連動させて実施しても良い。

0025

上記実施の形態では、アクチュエータ15として無段変速装置を示したが、アクチュエータ15は電動モータであっても良い。

0026

上記実施の形態では、遊星歯車装置14L,14Rとして、太陽歯車20L,20Rを、入出力に使用しない回転要素とするものを示したが、遊星歯車装置14L,14Rとしては、内歯歯車17L,17Rや遊星枠19L,19Rを入出力に使用しない回転要素とするものであっても良い。

0027

上記実施の形態では、アクチュエータ15として、左右の遊星歯車装置14L,14Rを一括操作する一つのものを示したが、左右の遊星歯車装置14L,14Rを各別に操作する二つのアクチュエータ15を設けて実施しても良い。

0028

上記実施の形態では、左右の走行装置1L,1Rとして、クローラ式のものを示したが、走行装置1L,1Rとしては、三つ以上の車輪を備えた多輪式のものであっても良い。

0029

旋回操作具16は、左右に揺動自在な旋回レバーであっても良い。

0030

前後進切り換え機構9の構造形式は適宜変更可能である。

0031

上記実施の形態では、コンバインへの適用例を示したが、作業機としては何でも良い。

図面の簡単な説明

0032

図1コンバインの側面図
図2伝動系を示す概略図
図3レバーの動きを示す切り欠き正面図
図4レバーの動きを示す側面図

--

0033

1L,1R走行装置
7エンジン
9前後進切り換え機構
12 最終伝動軸
13L,13R車軸
14L,14R遊星ギヤ機構
15アクチュエータ
16旋回操作具
L,R 回転要素

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