JPH11180174A - 四輪駆動車両の前輪変速装置 - Google Patents

四輪駆動車両の前輪変速装置

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JPH11180174A
JPH11180174A JP35153297A JP35153297A JPH11180174A JP H11180174 A JPH11180174 A JP H11180174A JP 35153297 A JP35153297 A JP 35153297A JP 35153297 A JP35153297 A JP 35153297A JP H11180174 A JPH11180174 A JP H11180174A
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瑞哉 松藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 前輪駆動系に、前輪を後輪駆動速度と略等し
い速度で駆動可能な第一油圧クラッチと、前輪を後輪駆
動速度より大なる速度で駆動可能な第二油圧クラッチを
設けた前輪変速装置において、前記両油圧クラッチは油
圧力により「入」操作され、バネによる付勢力で「切」
操作されるものであったので、油圧系のトラブルがある
と、二輪駆動状態となり、牽引性能が落ちる。 【解決手段】 第一油圧クラッチ16の「入」操作をそ
の一方の油圧室内へ供給される油圧力とバネ47による
付勢力とによって行わせしめる一方、第一油圧クラッチ
の「切」操作を他方の油圧室内へ供給される油圧力によ
って行うように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、四輪駆動車両にお
いて、前輪の駆動を増速駆動するか、前輪と後輪が略同
速となる標準駆動にするかを切り換えるための前輪変速
装置の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から四輪駆動の農用トラクタによっ
て耕耘作業を行う場合、圃場端で回行するときに、前輪
と後輪が略同じ速度で急旋回すると、旋回方向内側の後
輪を中心に旋回するために、前輪の回転が機体の回転に
追随できず回転が遅れて圃場を傷めてしまう。そこで、
近年、作業時において、旋回する場合には前輪の回転数
を上げて機体の旋回に追随させて圃場を傷めないように
なってきた。この前輪増速機構は運転席のハンドルを設
定角度以上回動すると、機械的にハンドルの回転力によ
って増速クラッチをONする構成としたり、或いは、ハ
ンドルまたは前輪までの操向駆動経路途中にセンサーを
設けて、その角度を検知してアクチュエーターを作動し
て、設定角度以上回転すると増速クラッチをONする構
成としていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、機械的に前輪
増速と同速駆動を切り換える構成であると、ハンドル操
作は大きな操作力を必要とし、旋回時に労力が必要とな
る。また、センサーで旋回角度を検知してクラッチを
「入」操作する場合、このクラッチは制御が容易な油圧
クラッチが二個用いられ、油圧クラッチを「入」操作す
るときには、油圧力により、また、「切」操作するとき
には圧油をドレンしてバネによる付勢力により行うもの
であった。しかしながら、電気系や油圧系にトラブルが
生じたときには、両油圧クラッチが切れるために二輪駆
動状態となり、牽引性能が落ちる欠点があった。また、
前輪に駆動力を伝えるためにある程度のクラッチ容量は
必要であり、その油圧クラッチは比較的大きく、その設
置スペースも大きくなる傾向となっていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
する為に次の如く構成したものである。即ち、前輪駆動
系に、前輪を後輪駆動速度と略等しい速度で駆動可能な
第一油圧クラッチと、前輪を後輪駆動速度より大なる速
度で駆動可能な第二油圧クラッチを設けた前輪変速装置
において、前記第一油圧クラッチの「入」操作をその一
方の油室内へ供給される油圧力とバネ手段による付勢力
とによって行わせしめる一方、第一油圧クラッチの
「切」操作を他方の油室内へ供給される油圧力によって
行わせるように構成したものである。
【0005】
【発明の実施の形態】次に四輪駆動車両としてトラクタ
に本発明の前輪変速装置を適用した実施例の構成を説明
する。図1は本発明の前輪変速装置を搭載したトラクタ
の全体側面図、図2はミッションケース内の動力伝達機
構を示すスケルトン図、図3は前輪変速装置の側面断面
図、図4は同じく正面断面図、図5は前輪変速装置と電
磁バルブとの間の配管構成を示す正面断面図、図6は電
磁バルブを配置を示すミッションケース上部の斜視図、
図7は前輪変速装置の油圧回路図、図8は同じく他の実
施例を示す油圧回路図、図9は前輪変速装置の電気回路
図である。
【0006】図1において、本発明の前輪変速装置を有
するトラクタの全体構成から説明する。機体前部上のボ
ンネット1内にエンジン2を収納し、該エンジン2より
クラッチハウジング3内のダンパー継手付のフライホィ
ール4(図2)を介してミッションケース5内の入力軸
20に動力を入力している。また、ボンネット1後部に
はダッシュボード6を設けて、該ダッシュボード6上に
ハンドル7を配置している。該ハンドル7後部のミッシ
ョンケース5上に座席8を配置し、該座席8側部に主変
速レバー9や作業機装着装置の昇降レバー等が配置され
ている。前記エンジン2を支持するフロントフレーム1
0にフロントアクスルケース11を介して前輪12が支
持され、前記ミッションケース5両側に突設したリアア
クスルケース13を介して後輪14が支持されている。
前記ミッションケース5の後部上面には作業機装着装置
15の油圧リフトケース15aが配置されている。
【0007】次に、前記ミッションケース5内の構成を
図2より説明する。前記ミッションケース5に支持した
入力軸20の後部にはPTO伝動軸21、PTOクラッ
チ22、PTO変速装置23を介して、ミッションケー
ス5後面より後方に突出したリアPTO軸24に動力を
伝えている。
【0008】また、前記入力軸20には中空状の走行入
力軸25が外嵌されて、エンジンからの動力が前記ダン
パー継手を会して伝達されるように連結され、該走行入
力軸25の後部上にはパワーリバーサ26が配置され、
逆転駆動の場合はパワーリバーサ26の逆転クラッチ2
6Rから歯車27に動力が伝えられ、カウンター軸2
8、逆転軸29上のそれぞれの歯車を介して中空状の変
速伝動軸30に伝えられる。正転駆動の場合は正転クラ
ッチ26Fより変速伝動軸30に直接伝えられる。該変
速伝動軸30上には複数の固定歯車が設けられ、該複数
の固定歯車は主変速軸31上に遊嵌した複数の遊嵌歯車
とそれぞれ噛合され、該主変速軸31上にはシンクロメ
ッシュ式の主変速装置19が構成されて、4段の変速を
可能としている。そして、前記主変速軸31に伝えられ
た動力は、その後部に配置した副変速装置32により変
速して出力軸35に動力を伝え、該出力軸35後端のピ
ニオン33よりデフ装置34を介して後輪14が駆動さ
れる。
【0009】また、前記出力軸35上に固設した動力取
出歯車36より中間軸37上に遊嵌した歯車38を介し
て本発明の前輪変速装置39に動力が伝えられる。該前
輪変速装置39によって後輪14のみを駆動する二輪駆
動、または、前輪12と後輪14の駆動速度が略等しい
速度で駆動する四輪同速駆動、または、前輪12を後輪
14の駆動速度よりも大なる速度で駆動する前輪増速駆
動に切り換えられるようにしている。そして、四輪同速
駆動及び前輪増速駆動の場合には、前輪出力軸40より
ユニバーサルジョイントを介して前記フロントアクスル
ケース11から前輪12に動力が伝えられるのである。
【0010】本発明の前輪変速装置39の構成は図3、
図4に示すように、ミッションケース5の下面に変速ケ
ース41が固設され、該変速ケース41の上部に中間軸
37が枢支されてミッションケース5内に臨むように配
置している。該変速ケース41の前面は蓋体59によっ
て閉じられて、該蓋体59と変速ケース41の間に前輪
出力軸40とカウンター軸56が平行に、かつ、前後方
向に回転自在に支持されている。前記中間軸37上に二
連歯車38が軸受を介して回転自在に支持され、該二連
歯車38の一方の歯車38aが前記出力軸35上に固設
した動力取出歯車36と噛合され、他方の歯車38bが
前輪出力軸40上に遊嵌した歯車42と噛合されてい
る。該歯車42のボス部42aの外周には摩擦板43・
43・・・が係止され、一方、前輪出力軸40上にはク
ラッチケース45が固設され、該クラッチケース45の
筒部には、前記摩擦板43と重合するように摩擦板44
・44・・・が係止されている。
【0011】そして、前記クラッチケース45内には摩
擦板43・44を押圧するためのピストン46が設けら
れ、複動型のシリンダーに収められている。このシリン
ダーはピストン46の前方に第一油室C1を形成し、ま
た、後方に第二油室C2を形成してなり、ピストン46
を摩擦板43・44へ圧接作用する第一油室C1内にピ
ストン46を圧接方向へ付勢するバネ47が収納され、
ピストン46の前後の油室C1・C2内と前輪出力軸4
0内に穿設した油路48・49とがそれぞれ連通されて
いる。このようにして第一油圧クラッチ16を構成し、
第二油室C2に給油すると第一油圧クラッチ16が
「切」操作され、第一油室C1に給油すると第一油圧ク
ラッチ16がが「入」操作されて、歯車42を前輪出力
軸40に係合する。
【0012】また、前記クラッチケース45の前側の前
輪出力軸40上に歯車50が遊嵌され、該歯車50のボ
ス部50a上には摩擦板51・51・・・が係止され、
また、前記クラッチケース45の筒部には、前記摩擦板
51と重合するように摩擦板52・52・・・が係止さ
れている。また、クラッチケース45内には摩擦板51
・52を押圧するためのピストン53が設けられ、単動
型のシリンダーに収納され、該ピストン53はシリンダ
ー外に配置したバネ54によって摩擦板51・52を圧
接しない側に付勢されている。前記シリンダーの油室C
3は前輪出力軸40の軸心部分に穿設した油路55と連
通されている。このようにして前輪増速クラッチとなる
第二油圧クラッチ17を構成し、油室C3に給油すると
該第二油圧クラッチ17が「入」操作され、油室C3か
ら圧油を抜くと第二油圧クラッチ17が「切」操作され
る。また、前記前輪出力軸40と平行に配置したカウン
ター軸56上の前後に歯車57・58が固設され、それ
ぞれ前記歯車42・50と噛合されている。この歯車比
は前輪12の周速比が後輪14のそれよりも約2倍程度
大きくなるように設定してある。
【0013】このような構成において、前記油路49に
圧油を送油すると、バネ47の付勢力と合わせてピスト
ン46が、摩擦板43・44を圧接する向きに摺動し
て、前記出力軸35から中間軸37や歯車38a・38
b・42を介して伝達された動力を第一油圧クラッチ1
6が「入」操作されることで、前輪出力軸40に伝え
て、前輪12と後輪14が略同速で駆動する四輪同速駆
動状態となる。また、油路48に圧油を送油すると、バ
ネ47に抗してピストン46が摩擦板43・44の圧接
を解除しする向きに摺動して、第一油圧クラッチ16が
「切」操作され、後輪14だけが駆動される二輪駆動状
態となる。
【0014】この第一油圧クラッチ16の「切」状態
で、油路55に圧油を送油すると、バネ54の付勢力に
抗してピストン53が摺動されて摩擦板51・52を圧
接して第二油圧クラッチ17が係合し、前記歯車42に
伝えられた動力は、歯車57、カウンター軸56、歯車
58、歯車50、前輪出力軸40に伝わり、前輪12を
増速して駆動する前輪増速状態となるのである。
【0015】前記前輪出力軸40の後端部に形成した前
記油路48・49・55に対するロータリジョイント部
の各々は図4〜図7に示すように、変速ケース41の外
側に配置した油路60・61・62と連通され、該油路
60・61・62は前記油圧リフトケース15aの上部
に配置した電磁バルブ63と接続されている。該電磁バ
ルブ63は油路64を介して油圧ポンプ65と接続さ
れ、該油圧ポンプ65は前記電磁バルブ63の後方の油
圧リフトケース15a上に配置され、図2に示すよう
に、前記PTO伝動軸21から歯車連を介して駆動され
る。66はPTOクラッチ22を作動させるための電磁
バルブである。
【0016】そして、前記第一クラッチ16及び第二ク
ラッチ17を制御するための油圧回路は図7に示すよう
に、油圧ポンプ65の吐出側の油路64を二方向に分岐
して、一方は前記電磁バルブ63と接続され、他方はP
TO駆動装置の給油回路に接続してある。電磁バルブ6
6の各出力ポートにつながる油路60・61・62に択
一的に導入される圧油はリリーフバルブ67によって設
定され、設定圧以上の余剰油はリリーフバルブ67の作
動により前記PTO駆動装置の給油回路へ送油されるよ
うにしている。該電磁バルブ63を切り換えることによ
って前輪変速装置39の第一油圧クラッチ16及び第二
油圧クラッチ17を作動させて、二輪駆動または四輪同
速駆動または四輪駆動の前輪増速駆動を選択できるよう
にしている。
【0017】また、前記電磁バルブ63は3位置切換の
電磁バルブを使用しているが、図8に示すように、電磁
バルブ63の代わりに2位置切換の電磁バルブ70・7
1を直列接続して、電磁バルブ70を切り換えることに
よって四輪同速駆動と四輪駆動の前輪増速駆動を切り換
えられるようにし、電磁バルブ71を切り換えることに
よって、二輪駆動と四輪同速駆動を切り換えられるよう
にすることもできる。
【0018】また、リリーフバルブ67の一次側及び二
次側は電磁バルブ66と接続され、該電磁バルブ66に
備わる二つの出力ポートのうち、一方はPTOクラッチ
22に接続され、他方はPTOブレーキ69に接続され
ている。該PTOクラッチ22の作動圧力はディレイリ
リーフバルブ68によって規定され、該ディレイリリー
フバルブ68の二次側はクラッチ潤滑回路77に接続さ
れている。前記PTOブレーキ69はバネの付勢力によ
ってPTOクラッチ22のハウジングを押圧して制動し
ており、電磁バルブ66をOFF図示の位置としてPT
Oクラッチ22を作動させないときは、リアPTO軸2
4の慣性空転を避けるように制動し、図外のPTOレバ
ーの回動やクラッチペダルの操作等で電磁バルブ66が
図示位置より左方へシフトされると、PTOブレーキ6
9の油室に作動油が送油されて制動を解除した後、ディ
レイリリーフバルブ68の作用により少し遅れてPTO
クラッチ22が「入」となるようにしている。
【0019】次に前記電磁バルブ63の制御回路を図9
より説明する。前記電磁バルブ63の一方のソレノイド
63aを駆動するための給電回路にはハンドル7の操作
による前輪12の回動角が左右それぞれ設定角度以上
(例えば35度)に回動されるとONするスイッチ72
と、旋回しても前輪増速しないように人為的に切り換え
るスイッチ73と、作業走行以外では前輪増速させない
ようにするスイッチ74が直列に接続され、前輪駆動切
換スイッチ75の第一出力端子と接続されている。ま
た、該前輪駆動切換スイッチ75の第二出力端子に電磁
バルブ63の他方のソレノイド63bが接続され、該前
輪駆動切換スイッチ75を切り換えることによってソレ
ノイド63aまたは63bにバッテリー76からの電力
を供給して作動できるようにしている。
【0020】なお、スイッチ72は常時開、スイッチ7
3・74は常時閉のスイッチである。但し、前記スイッ
チ72はハンドル7から前輪12を回動する伝動経路に
配置することができ、その位置は限定するものではな
く、本実施例では図1に示すようにフロントアクスルケ
ース11上部に配置した操向シリンダーに配置してい
る。また、前記スイッチ72の代わりに、センサーで前
輪12自身の旋回角度を検知して、設定角度以上となる
とスイッチをONするようにしても良い。
【0021】このように構成することによって、前輪駆
動切換スイッチ75を二輪駆動位置に切り換えると、ソ
レノイド63bが励磁され、図6の電磁バルブ63が右
方へ切り換えられて、油圧ポンプ65からの圧油は油路
60より油路48を介して第一油圧クラッチ16の油室
C2に送油されて、ピストン46を図3紙面右方へ摺動
させて、摩擦板43・44の圧接を解除して、歯車42
からは動力が前輪出力軸40に係合せず、後輪14のみ
の駆動となる。
【0022】また、前輪駆動切換スイッチ75を四輪駆
動位置に切り換えて、前輪12が設定角度以上回転され
ると、スイッチ72がONとなり、ソレノイド63aが
励磁されて、電磁バルブ63が左方へ切り換えられて、
油圧ポンプ65からの圧油は油路62より油路55とチ
ェックバルブ76を介して油路48にそれぞれ送油され
て、油路48に送油された圧油は前述のように第一クラ
ッチ16の油室C2に導入されて、ピストン46を摺動
させて摩擦板43・44の圧接を解除すると同時に、油
路55からの圧油は第二油圧クラッチ17の油室C3に
送油されて、ピストン53を図3紙面右方へ摺動させ
て、摩擦板51・52を圧接する。こうして歯車50が
前輪出力軸40に係合して、前輪12を増速駆動するの
である。
【0023】このとき、前述のスイッチ73が押されて
いたり、また、路上走行時でスイッチ74が開かれてい
たりすると、ソレノイド63aは励磁されず、電磁バル
ブ63は図示の中立位置に戻り、圧油は油路61、油路
49を介して第一油圧クラッチ16の油室C1に送油さ
れて、ピストン46を図3紙面左方へ摺動させて、摩擦
板43・44を圧接して歯車42からの動力が前輪出力
軸40に係合して、前輪12と後輪14が略同速で駆動
される。
【0024】
【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。即ち、第一油圧クラッチ
の「入」操作を油圧力とバネの付勢力の合力で行わせし
めるので、クラッチ容量が小さくて済み、前輪変速装置
をコンパクトに構成でき、その配置スペースも小さくす
ることくができる。また、油圧系や電磁バルブにトラブ
ルが生じても、第一油圧クラッチの一方の油室内のバネ
手段の付勢力により、四輪駆動状態が継続しているの
で、牽引性能が落ちることがない。また、二輪駆動位置
を、両油圧クラッチの回路圧をドレンさせずに行うの
で、回路圧は常時設定圧が維持され、油圧クラッチの切
換応答性が良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の前輪変速装置を搭載したトラクタの全
体側面図である。
【図2】ミッションケース内の動力伝達機構を示すスケ
ルトン図である。
【図3】前輪変速装置の側面断面図である。
【図4】同じく正面断面図である。
【図5】前輪変速装置と電磁バルブとの間の油路構成を
示す正面断面図である。
【図6】電磁バルブを配置を示すミッションケース上部
の斜視図である。
【図7】前輪変速装置の油圧回路図である。
【図8】同じく他の実施例を示す油圧回路図である。
【図9】前輪変速装置の電気回路図である。
【符号の説明】
C1 第一油室 C2 第二油室 C3 第三油室 12 前輪 14 後輪 16 第一油圧クラッチ 17 第二油圧クラッチ 39 前輪変速装置 47 バネ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前輪駆動系に、前輪を後輪駆動速度と略
    等しい速度で駆動可能な第一油圧クラッチと、前輪を後
    輪駆動速度より大なる速度で駆動可能な第二油圧クラッ
    チを設けた前輪変速装置において、前記第一油圧クラッ
    チの「入」操作をその一方の油室内へ供給される油圧力
    とバネ手段による付勢力とによって行わせしめる一方、
    第一油圧クラッチの「切」操作を他方の油室内へ供給さ
    れる油圧力によって行わせしめることを特徴とする四輪
    駆動車両の前輪変速装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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