JP2979632B2 - 動力車両の前輪駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は農用トラクター等の動力車両の前輪駆動装
置に関する。

［従来技術］ 圃場内で農用トラクターを旋回させるとき、作業能率
を向上させ、しかも圃場を荒らさないで小半径で機体を
旋回させることが望ましい。

また、地盤が軟弱な圃場内で大きな推力を得るために
は二輪駆動よりも四輪駆動で機体を走行させる方が良
い。このため、従来は四輪駆動型の農用トラクターにお
いて、前輪駆動系に前輪増速装置を設け、直進時には前
輪増速装置を低速側に切換え、旋回時には高速側に切換
えて前輪の周速を上げ、旋回時間と旋回半径を小さくす
るように構成した所謂倍速機構付のトラクターが出現し
た。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、前記した従来装置にあっては、旋回時に前
輪の回転速度が増速されて機体の旋回半径が小さくなる
ものの、前輪増速装置が切換わるときにショックが発生
する不具合や増速された前輪が後輪を引きずるようにし
て走行するため、前輪が地面を引っ掻いて荒らすという
問題点を有していた。

［課題を解決するための手段］ この発明は、前記した問題点に鑑みて提案するもので
あって、次のような技術的手段を講じた。

即ち、後輪３、３を駆動するドライブピニオン28と同
期して回転する駆動体62と、駆動体62からの回転駆動力
を受けて回転する従動体67との間に、駆動体62側から従
動体67側へのみ回転動力を伝えるクラッチ機構90を設
け、さらに機体の旋回操作に伴って前輪２、２の周速が
後輪３、３の周速とほぼ同一の状態から前輪２、２の周
速が後輪３、３の周速よりも大となる状態に移行させる
前輪増速機構95を設け、これらを前輪駆動系の中にクラ
ッチ機構90,前輪増速機構95の順に動力伝達すべく直列
に設けたことを特徴とする動力車両の前輪駆動装置の構
成とする。

［実施例］ 以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。
まず、構成から説明すると、１はトラクターで走行装置
として機体の前後部に夫々前輪２、２と後輪３、３を有
し、機体前部にはエンジン４を搭載し、その後部にクラ
ッチハウジング５を連結している。クラッチハウジング
５内のクラッチ６はクラッチペダル７を踏み込むことに
より切り離され、後述する変速装置側への動力伝達を阻
止する。

クラッチハウジング５の後面部には前後進切換機構10
が収容されており、図示外の前後進切換レバーを前側に
倒すと機体は前進し、逆に後側に倒すと後進する。即
ち、変速軸12上にはシンクロメッシュタイプの前後進切
換変速機13が設けられ、シフトフォークを操作してスリ
ーブ14を前側に移動させると、正転側のギヤ16が変速軸
12と直結され、クラッチ軸８端部に形成したギヤ17、変
速軸12上のギヤ16を介して変速軸12に正転方向の動力が
伝達される。

前記スリーブ14を後側に移動操作すると、ギヤ16の回
転は、変速軸12下部に軸架されたカウンターシャフト18
の大径ギヤ20、カウンターシャフト18後部の小径ギヤ2
1、バックカウンターギヤ（図示省略）を順次介して変
速軸12上のギヤ22に伝達され、このギヤ22は変速軸12に
直結されて逆転方向の動力が伝達される。

そして、変速軸12は筒状のカップラー24を介してフロ
ントミッションケース25から突設された入力軸26と連動
連結される。

入力軸26の後方には、ドライブピニオン28が同芯状に
軸架され、このドライブピニオン28の前部には大径ギヤ
29a、中径ギヤ29b、小径ギヤ29c、爪部29dからなる主変
速カウンターギヤ29が回転自在に遊嵌されている。

33はその後方にあってドライブピニオン28とスプライ
ン嵌合された円筒状のボスであり、このボス33上には摺
動ギヤ35が前後移動可能にスプライン嵌合されている。
36はドライブピニオン28に遊嵌された副変速用のギヤで
あって、最前部に爪部36aを有する。

この副変速用のギヤ36の後部には前輪動力取出用のギ
ヤ38がドライブピニオン28にスプライン嵌合されてい
る。

一方、このドライブピニオン28の下方にあって前後方
向に沿わせて配設されたPTOカウンターシャフト40は２
つの筒状カップリング41、42等を介して前記カウンター
シャフト18と連動連結される。

リヤーミッションケース44内に位置するPTOカウンタ
ーシャフト40の前部には、ボス45を回転自在に遊嵌し、
このボス45の前部にはギヤ47をスプライン嵌合してい
る。

そして、このギヤ47は前記入力軸26の後端に形成した
ギヤ49と常時噛み合っている。また、前記ボス45上の前
後には、２枚のギヤ50、51が回転自在に遊嵌され、各ギ
ヤ50、51の後部には夫々爪部50a,51aが形成されると共
に、前側のギヤ50は主変速カウンターギヤ29の大径ギヤ
29aに常時噛み合い、後側のギヤ51は中径ギヤ29bに常時
噛み合うように構成している。

前記ボス45の後部におけるPTOカウンターシャフト40
上には、大小２枚のギヤ52、53を備えるカウンターギヤ
54を遊嵌し、大径ギヤ52を主変速カウンターギヤ29の小
径ギヤ29cに噛み合わせ、後側の小径ギヤ53を副変速用
のギヤ36に常時噛み合わせている。

そして、前記のボス45上のシフター56を第３図の状態
から前側に移動させてボス45とギヤ50とを連結すると、
主変速の「１速」が得られ、シフター57を同図の状態か
ら前側に移動させると、ボス45とギヤ51が連結されて主
変速の「２速」が得られ、シフター57を逆に後方へ移動
させてボス45と大径ギヤ52とを連結すると、「第３速」
が得られるように構成している。なお、このとき、摺動
ギヤ35を前側に移動させて主変速カウンターギヤ29の爪
部29とボス33とを連結しておくと、副変速装置は「高
速」となり、この摺動ギヤ35を後側に移動させてボス33
と副変速用のギヤ36の爪部36aとを連結しておくと、副
変速の「低速」が得られる。

この実施例では、主変速装置と副変速装置との組合せ
により、前後進共、６段の変速が可能であり、ここで減
速された回転動力が後輪３、３の差動装置（図示省略）
に伝達され、後輪３、３を回転駆動する。

次に前輪駆動系について説明する。

PTOカウンターシャフト40上に遊嵌されたカウンター
ギヤ54の後端部にはギヤ60が回転自在に遊嵌され、この
ギヤ60は前輪動力取出用ギヤ38と噛み合うように構成さ
れると共に、リヤーミッションケース44下部に軸架され
た前輪駆動ギヤ62にも噛み合うように構成されている。

63、64は前輪駆動ギヤ62を支えるベアリングである。
駆動体である前輪駆動ギヤ62の前部には、これと一体的
に駆動リング体65を設け、その前面外周部位には複数個
の凹凸部からなる山型状のカム部65aを設けている。

67は前記前輪駆動ギヤ62と同心上にあってその前方に
配設された従動側の第１駆動軸であり、この第１駆動軸
67の後側軸端は前輪駆動ギヤ62に形成された軸孔68に遊
嵌されている。70は前輪駆動ギヤ62と第１駆動軸67との
重号部分を覆うように設けられた筒状の回転体であっ
て、前記駆動リング体65により回転駆動される。

72はこの回転体70の中にあって、駆動リング体65によ
って回転される従動リング体であり、後面外周部位には
複数個の凹凸部からなる山型状のカム面からなるカム部
72aを設けている。

このカム部72aと前記駆動リング体65のカム部65aと
は、軸心方向と回転方向には僅かに移動できる間隙を持
って両者噛み合いながら動力を伝達する。

そして、この従動リング体72の前側外周にはクラッチ
爪72bを設けている。

75は第１駆動軸67の軸端部にスプライン嵌合された従
動片であり、その後面外周にはクラッチ爪75bが形成さ
れている。従動リング体72のクラッチ爪72bと従動片75
のクラッチ爪75bが噛み合っているときには、前輪駆動
ギヤ62側の回転動力が従動片75を介して第１駆動軸67に
伝達されるが、この噛み合いが外れたときには、駆動軸
67は自由回転状態となって、駆動側である前輪駆動ギヤ
62の動力は伝達されない。

78は回転体70の中にあってその内壁と従動リング体72
との間に配設されたスプリングであり、従動リング体72
を常時後方に向けて付勢している。

80は回転体70の小径部に外嵌された受部で、その一端
はリヤーミッションケース44の壁44aに回り止めのため
に係止されている。

82は回転体70の壁を前後方向に貫通してその後端部が
従動リング体72と一体的に固着された制動片で、この制
動片82が貫通している回転体70の壁内には、この制動片
82が円周方向において僅かに移動できる隙間70aが設け
てあり、また、その制動片82の前端外周部はブレーキシ
ュー85aを介してリング状のスプリング85が巻きつけら
れている。

そして、前輪駆動ギヤ62が正転側（機体前進方向）に
回転しているときであって、駆動側の前輪駆動ギヤ62と
従動側である第１駆動軸67との間に回転差が生じていな
いときには、前輪駆動ギヤ62の回転動力は、駆動リング
体65のカム部65a、従動リング体72のカム部72a、従動リ
ング体72のクラッチ爪72b、従動片75のクラッチ爪75bを
順次経て、第１駆動軸67に伝達されるが、機体旋回時や
下り坂時等に、駆動軸67側の回転が前輪駆動ギヤ62側の
回転速度よりも速くなったときには、駆動リング体65の
カム部65aと従動リング体72のカム部72aとの間に回転方
向において隙間が生じ、このため、従動リング体72はス
プリング78によって後方へ押され、従動リング体72のク
ラッチ爪72bと従動片75のクラッチ爪75bとの係合が外れ
て動力の伝達が一次停止される。

即ち、前輪駆動ギヤ62側から従動側である第１駆動軸
67側に動力が伝達されることはない。

機体が後退する場合も同様であり、第１駆動軸67の回
転が、前輪駆動ギヤ62側よりも速くなると、第１駆動軸
67側には動力が伝達されず、したがって、一時的に後輪
駆動の状態となる。

なお、この実施例では、駆動リング体65、回転体70、
従動リング体72、従動体75等をまとめてクラッチ機構90
と総称する。

次にフロントミッションケース25に収容されている前
輪増速機構95について説明する。

96は入力ギヤで、ベアリング97、98にて壁100に軸支
されている。

101は第１駆動軸67の前部に設けられた第２駆動軸で
あり、その後端はベアリング102を介して入力ギヤ96に
軸支され、前端はベアリング103によりフロントミッシ
ョンケース25の前壁に軸支されている。

105は第２駆動軸101に固着された筒状の回転ドラムで
あり、中央部の壁を挟んで前後に摩擦クラッチ部106、1
07が設けられている。

108は後側の摩擦クラッチ部107を押圧するための皿バ
ネ、109は前側の摩擦クラッチ部106を押圧するピストン
である。

110は第２駆動軸101に平行に軸架されたカウンターシ
ャフトであり、このカウンターシャフト110の前後には
ギヤ111、112が固着されている。後側のギヤ111は入力
ギヤ96と噛み合い、前側のギヤ112は第２駆動軸101に遊
嵌されたギヤ113に噛み合う。

機体が直進しているときには、後側の摩擦クラッチ部
107が常時押圧され、このため、第１駆動軸67の回転動
力は、入力ギヤ96、摩擦クラッチ部107、回転ドラム105
を介して第２駆動軸101に伝達される。この場合の前輪
２、２の周速と後輪３、３の周速は略同一となるように
各伝動ギヤのギヤ比を設定する。

機体を旋回させるべくステアリングハンドル118を回
動して前輪２、２を所定角度以上操作すると、ピストン
109が前方に押し出されて前側の摩擦クラッチ部106が接
続され、後側の摩擦クラッチ部107はフリーとなる。

この場合の前輪増速機構95による増速の割合は、前輪
２、２の周速が後輪３、３の周速よりも大、具体的に
は、周速比で1.4倍程度に増速されるようなギヤ比を設
定することが望ましい。

なお、図中符号120は第２駆動軸101に接続されて前輪
差動装置（図示省略）を駆動する第３駆動軸、122はシ
ャフトカバーである。

上例において、圃場内でトラクター１を走行させると
き、直進走行状態であれば、前輪増速機構90は標準四駆
状態、即ち、前後輪２、３の周速比が略一定の状態とな
って機体は走行する。

そして、畦際で機体を旋回させるべくステアリングハ
ンドル118を回して所定角度以上前輪２、２を舵取操作
すると、標準四駆の状態から増速状態に切り換えられ、
前輪２、２の周速が後輪３、３の周速よりも1.4倍程度
に増速される。

前後輪２、３の周速が略同速の状態から略1.4倍に変
わる際に、従来装置の場合では、所定の前輪操舵角度を
境にして前輪２、２の周速が一気に変化し、このため、
前後輪共に駆動する形態のトラクターでは後輪３、３に
対する前輪２、２の周速が約1.0倍か、あるいは1.4倍の
状態しか作り出し得なかったが、この実施例に示す装置
では、前輪増速機構95の手前にクラッチ機構90が設けら
れているので、前輪２、２の周速が1.0倍から1.4倍に移
る間であって前輪２、２が地面からの反力を受けて増速
されようとしたときには、前輪２、２の駆動が解かれて
後輪３、３のみが駆動される状態が生じ、この結果、前
輪２、２の周速が略1.0倍〜1.4倍以下の範囲で徐々に上
昇させられる区間が作り出され、前輪２、２の増速切換
をショックなくスムーズに行なうことができるのであ
る。

また、このとき、前輪２、２の周速は徐々に上昇して
滑らかに動力が伝えられるので前輪２、２が地面を掻い
て圃場を荒らすこともなく、このため旋回も容易とな
る。

さらに、片ブレーキを踏んで心地旋回をしたときに
は、地面からの接地抵抗を受けて前輪２、２は、その周
速が1.4倍以上の速さで回転しようとするが、このよう
な場合には、前輪増速機構95の手前に設けたクラッチ機
構90が作動して前輪２、２側には回転動力が伝えられ
ず、後輪３、３のみの駆動で機体を旋回させることにな
るので、所謂前輪２、２の土押し作用がなくなり、前輪
２、２は単に転動するだけで圃場を荒らすことがない。

［発明の効果］ この発明は前記の如く構成したので次のような技術的
効果を奏する。即ち、旋回時に前輪増増速装置95が標準
四駆の状態から一気に前輪増速状態に切り換わるのでは
なく、前輪２、２は動力が伝達されないフリー回転の状
態を伴いながら徐々にその周速を高め、ついで、前輪増
速機構95によって強制的に前輪２、２が増速されながら
動力が伝達されるので、その切り換わりが従来装置に比
して円滑であり、また、前輪２、２の増速後も前輪２、
２が地面からの抵抗で速く回されようとするとクラッチ
機構90が働いて、前輪２、２への回転駆動力が一時的に
遮断されるから圃場を荒らすことが少なくなるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示し、第１図は全体側面図、第
２図、第３図はミッション内の伝動系を示す断面図であ
る。 符号の説明 １……トラクター ２、２……前輪 ３、３……後輪 ４……エンジン 10……前後進切換機構 25……フロントミッションケース 28……ドライブピニオン 38……前輪動力取出用ギヤ 44……リヤーミッションケース 62……駆動体（前輪駆動ギヤ） 65……駆動リング体 67……従動体（第１駆動軸） 90……前輪速度制御機構 95……前輪増速機構

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】後輪３、３を駆動するドライブピニオン28
   と同期して回転する駆動体62と、駆動体62からの回転駆
   動力を受けて回転する従動体67との間に、駆動体62側か
   ら従動体67側へのみ回転動力を伝えるクラッチ機構90を
   設け、さらに機体の旋回操作に伴って前輪２、２の周速
   が後輪３、３の周速とほぼ同一の状態から前輪２、２の
   周速が後輪３、３の周速よりも大となる状態に移行させ
   る前輪増速機構95を設け、これらを前輪駆動系の中にク
   ラッチ機構90,前輪増速機構95の順に動力伝達すべく直
   列に設けたことを特徴とする動力車両の前輪駆動装置。