JPS6320223A

JPS6320223A - 四輪駆動装置

Info

Publication number: JPS6320223A
Application number: JP16398886A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Kitao; 裕一北尾
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1986-07-11
Filing date: 1986-07-11
Publication date: 1988-01-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、トラクタ等の車両における四輪駆動装置に関
する。

（従来の技術）前輪及び後輪を同時に駆動する四輪駆動車両は周知であ
る。四輪駆動の場合、直進走行時は、前後輪の車速が等
しいのが望ましい。しかし、旋回時は、第１３図に示す
ように、前輪５０の旋回半径Ｒが後輪５１の旋回半径ｒ
より大きくなる為、１１１輪の車速を後輪の車速よりも
速くしないと旋回半径が大きくなる。

このように、四輪駆動では、直進時と旋回時において、
前後輪の車速を変えてやる必要がある。

しかし、エンジン動力をｎ１１輪と後輪に分配する四輪
駆動装置は、通常、ギヤ伝動装置から構成されている為
、その都度、前後輪の車速を最適なものに変更すること
は極めて困難であった。

そこで、従来は、前輪の車速を後輪の車速よりも速く設
定し、直進走行時は、いずれか一方の車輪（トラクタに
おいては前輪）と地面間でスリップを起こさせつつ走行
し、旋回時は前輪の高速回転で小さな旋回半径で旋回で
きるようにしたものが既に提案されている。

また、前／後輪車速比を略１として前輪動力伝達軸途中
に、エンジン側からのみ動力を伝達するワンウェイクラ
ッチを介在し、直進走行時は、四輪駆動とし、旋回時は
ワンウェイクラッチで動力伝達を切断して前輪を遊転状
態として旋回半径を小さくしたものも既に提案されてい
る。

また、直進走行時は後輪駆動のみとし、旋回時や、後輪
スリップ時に四輪駆動とすべく、四輪駆動装置を入・切
操作するものも既に提案されている。

（発明が解決しようとする問題点）前記、前／後輪車速比を１以上にしたものは、直進走行
時、前輪と地面間でスリップが生じ、タイヤ摩耗が生じ
ると云う問題があり、またワンウェイクラッチを介在さ
せたものは、エンジンブレーキが効かないと云う問題が
あり、また、二／四輪駆動を入・切操作するものでは、
操作が面倒であり運転性が悪い等の問題があった。

そこで、本発明は、必要な時に二輪駆動と四輪駆動を自
動的に切換え、運転者のレバー操作の煩わしさをなくす
るばかりでなく、旋回時の土押し、直進時のタイヤ摩耗
等の問題もなく、かつ通常は二輪駆動として経済的な燃
費を実現でき、更に、前輪のエンジンブレーキも効くよ
うにした四輪駆動装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じ
た。即ち、本発明の特徴とする処は、回動自在に支持さ
れた入力部に、エンジン動力伝達軸と後輪動力伝達軸が
連動連結され、回前自在に支持された出力部に前輪動力
伝達軸が連動連結され、前記入力部と出力部は、エンジ
ンドライブ時、入力部から出力部に回転動力を伝達する
と共に、人力部よりも出力部が高速回転になると動力伝
達が切断され、エンジンブレーキ時、出力部から入力部
に回転動力を伝達すると共に、出力部よりも入力部が高
速回転になると動力伝達が切断されるクラッチ部を介し
て連動連結され、がっ、前輪車速を後輪車速より低く設
定している点にある。

（作　用）本発明によれば、エンジンの動力は、エンジン動力伝達
軸を介して入力部に伝達されると共に、後輪動力伝達軸
を介して後輪に伝達される。即ち、後輪は、エンジンに
より常時駆動される。（勿論、エンジンと後輪間にはク
ラッチや変速装置が介在されて必要に応じてエンジン動
力は切断されることは云うまでもない。）前記入力部に伝達されたエンジン動力は、クラッチ部を
介して出力部に伝達されると共に、該出力部から前輪動
力伝達軸を介して前輪に伝達される。

しかして、上記状態においては、前輪も後輪も駆動され
、四輪駆動とされている。この状態において、前／後輪
車速比が１以下に設定されているので、直進走行時、前
輪は後輪に押されて設定値よりも速（回転しようとする
。即ち、前輪は地面側から駆動力を受けて高速回転する
為、出力部の回転数が入力部の回転数より高くなろうと
する。

このような状態においてクラッチ部は入力部と出力部間
の動力伝達を切断するよう構成されているので、入力部
と出力部は相対回転可能になり、前輪は地面に追従して
後輪車速と同じ車速で回転し、地面間にスリップが生じ
ない。即ち、この場合、後輪駆動のみとなる。

また、上記条件で旋回した場合も、前輪回転は設定値よ
り高速になる為、入・出力部間のクラッチ部で動力伝達
が切断され、後輪駆動となる。

一方、何らかの原因で後輪がスリップして車速か低下す
ると、前輪回転数も低下し、ついに、入力部と出力部の
回転数が同一になると、クラッチ部が作動して入・出力
部間に動力伝達が生じ、前輪はエンジン動力によって駆
動され、四輪駆動となり、後輪スリップを脱出すること
ができる。

また、エンジンブレーキを効かず場合は、前・後輪は地
面より駆動力を受ける。この時、前／後輪車速比が１以
下に設定されている為、後輪が設定値で回転すれば、前
輪は設定値よりも速く回転する。即ち、出力部は入力部
よりも速く回転しようとする。この場合、クラッチ部は
入・出力部間に動力を伝達するので、前輪にエンジンブ
レーキが作用する。

また、何らかの原因で前輪が地面から制動力を受けずに
スリップした場合は、前輪回転数が後輪回転数より低下
する為、クラッチ部が切断されて後輪のみにエンジンブ
レーキが作用する。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基き説明する。

第１図に示すものは、トラクタのミッションケース１内
に設けられた四輪駆動装置２である。同図において、３
はエンジン動力伝達軸であり、該伝達軸３は、図示省略
の変速装置やクラッチを介してエンジンに連動連結され
ている。

４は前輪動力伝達軸であり、該伝達軸４は図示省略の前
輪デフ装置等を介して前輪に連動連結されている。

５は後輪動力伝達軸であり、該伝達軸５は、後輪デフピ
ニオン軸６にギヤ７．８を介して連動連結され、該ピニ
オン軸６は後輪デフ装置９を介して図示省略の後輪に連
動連結されている。

上記エンジン動力伝達軸３と前輪動力伝達軸４と後輪動
力伝達軸５の三者は、ノースピンデフ装ｗ１０を介して
連動連結されている。

前記ノースピンデフ装置１０は、左右一対のケースＩＬ
　１２を有し、両ケースＬＬ　１２間に環状体から成る
センタクラッチ部１３が挟持され、ボルト１４で一体的
に固定されている。この各ケース１１．１２の両端部は
ヘアリング１５．１６を介してミッションケース１の隔
壁１７．１８に可回動に支持されている。

一方のケース１１の回転中心部に、前記前輪動力伝達軸
４の端部が相対回動自在に挿入され、他方のケース１２
の回転中心部に、前記後輪動力伝達軸５の端部が相対回
動自在に挿入されている。即ち、前・後輪動力伝達軸４
，５は同一軸心トに配置され、その各端部はノースピン
デフ装置１０のケース１１゜１２内において対面してい
る。

前輪動力伝達軸４及び後輪動力伝達軸５の各端部にはス
プラインが形成され、該スプラインにフランジ付スプラ
インスリーブ１９．２０がスプライン嵌合している。こ
のスプラインスリーブ１９□２０の各フランジ２１．２
２は、各ケース１１．１２の内面に当接し、軸方向外方
への移動が規制されている。

前記環状体から成るセンタクラッチ部１３の両端面に矩
形のクラッチ歯２３が周方向に等間隔をおいて形成され
ている（第３図参照）。

このセンタクラッチ部１３の内周面側に、環状体から成
るセンタカム部２４がセンタクラッチ部１３と同心状に
配置され、センタクラッチ部１３とセンタカム部２４は
スナップリング２５を介して周方向所定量だけ相対回動
自在に連結されている。

このセンタカム部２４の両端面に、台形状のカム歯２６
が前記クラッチ歯２３に対応して周方向等間隔をおいて
形成されている（第４図参照）。

■１記センタクラッチ部１３とセンタカム部２４とでセ
ンタ部２７が形成され、このセンタ部２７の両側にサイ
ド部２８．２９が設けられている。

各サイド部２８．２９のセンタ部２７に対面する端面に
は、前記クラッチ歯２３に周方向所定の間隙Ｓ（第３図
参照）をもって噛合するクラッチ歯３０が形成されると
共に、前記カム歯２６に周方開田に噛合するカム歯３１
が形成されている。

前記各サイド部２８．２９は、前記スプラインスリーブ
１９．２０に軸方向移動可能にスプライン嵌合している
。

前輪動力伝達軸４の端部に位置するスプラインスリーブ
１９のフランジ２１と、サイド部２８との間に圧縮コイ
ルスプリング３２から成る付勢手段が介在され、該サイ
ド部２８はセンタ部２７側に押圧され、クラッチ歯２３
．３０とカム歯２６．３１の噛合が維持されている。

後輪動力伝達軸５の端部に位置するスプラインスリーブ
２０とサイド部２９間には、ワッシャ３３から成る付勢
手段が介在され、当該サイド部２９を常時センタ部２７
乙こ当接させている。即ち、後輪動力伝達軸５側のサイ
ド部２９とセンタ部２７のクラッチ歯２３、３０及びカ
ム歯２６．３１は常時噛合して外れることがなく、一体
化されている。

前記ケース１１に入力ギヤ３４が固定され、該ギヤ３４
は、前記エンジン動力伝達軸３に設けられたギヤ３５に
常時噛合している。

しかして、エンジン動力は、エンジン動力伝達軸３→ギ
ヤ３５−ギヤ３４→ケース１１→センタ部２７に伝達さ
れ、その後、該動力は２分されて、一方は、センタ部２
７−サイド部２８→スプラインスリーブ１９−前輪動力
伝達軸４に伝達され、他方は、センタ部２７→サイド部
２９−スプラインスリーブ２０→後輪動力伝達軸５に伝
達される。

ここにおいて、ギヤ３４、ケース１１．１２、センタ部
２７及び後輪動力伝達軸５例のサイド部２９は一体的で
あるから入力部３６を構成しており、該入力部３６に後
輪動力伝達軸５が連動連結されていることになる。

一方、前輪動力伝達軸４側のサイド部２８はスプリング
３２により付勢されている為、センタ部２７とサイド部
２８間において動力の伝達を切断することができるから
、センタ部２７とサイド部２８間のクラッチ歯２３．３
０やカム歯２６．３１及びスプリング３２によってクラ
ッチ部３７が構成され、当該サイド部２８は出力部３８
とされる。この出力部３８に前輪動力伝達軸４が結合さ
れている。

上記構成の四輪駆動装置２を有するトラクタにおいて、
その前輪車速と後輪車速の比は、（前輪車速）／（後輪
車速）−１〜０．９とされている。

即ち、前輪動力伝達軸４と後輪動力伝達軸５が１＝１の
等速度で回転する場合、前輪の車速は後輪の車速より遅
くなるよう設定されている。

従って、第３〜４図に示すように、エンジン動力により
センタ部２７が大矢印方向に駆動されると、センタ部２
７の両クラッチ歯２３．２３は、各サイド部２８、２９
のクラッチ歯３０．３０に係合して動力を伝達し、セン
タ部２７の両カム歯２６．２６は、各サイド部２８、２
９のカム歯３１．３１と嵌合状態を維持する。

しかし、前輪車速は後輪車速より遅く設定されている為
、前輪は後輪に押されることになり、地面から駆動力が
付与されて前輪は設定値より速く回転しようとする。そ
うすると、第５〜６図に示すように、前輪動力伝達軸４
側のサイド部２８は、クラッチ歯２３．３０の周方向間
隙Ｓ内において早く回転しようとし、この相対高速回転
によりサイド部２８とセンタ部２７のカム歯２６．３１
同志がスプリング３２に抗して乗り上げてクラッチ歯２
３．３０の噛合が解除され、ここに前輪は遊転状態とな
る。

即ち、エンジンドライブ時の直進走行において、トラク
タは、後輪のみで駆動され、前輪は地面に追従して回動
することになる。この状態は旋回時においても同じであ
る。

しかし、上記状態において、後輪が泥地等に落ち込んで
スリップした場合、車両は進行しなくなるので、前輪は
地面から駆動力を受けなくなるので、前輪動力伝達軸４
の回転数は低下し、後輪動力伝達軸５と同速になると、
クラッチ部３７の係合は第３〜４図の状態になり、前輪
にエンジン動力が伝達される。

すなわち、後輪がスリップ状態になると、前・後輪とも
エンジン駆動され、四輪駆動となる。

一方、エンジンブレーキを効かず場合は、第７〜８図に
示す如く、両サイド部２８．２９側からセンタ部２７に
動力が伝達される。このとき、前／後輪車速比が１以下
であるから、前輪動力伝達軸４よりも後輪動力伝達軸５
の回転数が低くなろうとすＺる。もし、後輪動力伝達軸５側のサイド部２９もスプリ
ングで押圧されていたら、第９〜１０図の如（、センタ
部２７とサイド部２９の動力伝達が切断されるが、本発
明の場合、この側のサイド部２９は固定されている為、
第９〜１０図の状態は生ぜず、いぜんとして、第７〜８
図の状態が維持され、前・後輪ともエンジンブレーキが
作用する。

従って、エンジンブレーキ時は、後輪又は前輪と地面と
はスリップを生じることになる。

このエンジンブレーキ時、何らかの原因で、前輪がスリ
ップして、その前輪動力伝達軸４の回転数が、後輪動力
伝達軸５の回転数よりも低下すると、第１１〜１２図に
示すように、センタ部２７とサイド部２８間に相対回転
が生じ、カム歯２６．３１が乗り上げてクラッチ歯２３
．３０の係合を解除し、エンジンブレーキは後輪のみに
作用する。

第２図に示すものも本発明の実施例であり、第１図と相
違する点は、後輪動力伝達軸５が後輪デフピニオン軸と
され、かつ、エンジン動力伝達軸３と一体成形されてい
る点である。

またノー久ピンデフ装置１０において、前輪動力伝達軸
４とは反対側のサイド部２９は、スプリング３９で付勢
され、かつこのサイド部２９にスプラインスリーブ２０
を介して慣性軸４０が連結されている。

この慣性軸４０の端部にプロペラ４１が取付けられ、ミ
ッションケース１内の潤滑油を攪拌して、慣性軸４０に
抵抗を付与している。その他は、前記第１図のものと同
じ構成である。

この第２図においても第１図のものと同じ作用効果を発
揮する。尚、この慣性軸４０は、前輪動力伝達軸４側の
カム歯２６．３Ｌが乗り上げる際、その乗り上げを行な
わせる為にセンタ部２７は連れ回ってはならないので、
この連れ回りを防止する為の抵抗力を付与するものであ
る。従って、この慣性軸４０に、プロペラに代え、摩擦
板等を取付けて抵抗を付与するものであってもよい。

尚、本発明は、上記実施例に限定されるものではない。

（発明の効果）本発明によれば、ａ・要な時に二／四輪駆動が自動的に
切換えられ、運転者のレバー操作が不要となる。また、
旋回時の土押し、直進時のタイヤ摩耗等の問題も解消さ
れる。また通常は二輪駆動となるため、経済的な燃費を
実現できる。更に、ワンウェイクラッチを設けたものと
は異なり、エンジンブレーキも使用することが出来るも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例を示す断面図、第３
図から第１２図はクラッチ歯とカム歯の係合解除の状態
を示す説明図、第１３図は旋回時における車輪車速の差
を説明する説明図である。３・・・エンジン動力伝達軸、４・・・前輪動力伝達軸
、５・・・後輪動力伝達軸、３６・・・入力部、３７・
・・クラッチ部、３Ｂ・・・出力部。特　許　出　願　人　　久保田鉄工株式会社二　　　　
　□　口（←　　３１ ■　　　　　　く−口、ｎ　　　　的　ぐ＝

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回動自在に支持された入力部に、エンジン動力伝
達軸と後輪動力伝達軸が連動連結され、回動自在に支持
された出力部に前輪動力伝達軸が連動連結され、前記入
力部と出力部は、エンジンドライブ時、入力部から出力
部に回転動力を伝達すると共に、入力部よりも出力部が
高速回転になると動力伝達が切断され、エンジンブレー
キ時、出力部から入力部に回転動力を伝達すると共に、
出力部よりも入力部が高速回転になると動力伝達が切断
されるクラッチ部を介して連動連結され、かつ、前輪車
速を後輪車速より低く設定していることを特徴とする四
輪駆動装置。