JP2001322443A - 作業車両の自動四駆切換え装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全油圧式操向装置を備えた作業車両に於い
て、ステアリングハンドルの回転操作を機械式の構成に
より検出して四駆切換え装置に伝達し、前輪へ伝達する
回転動力を「等速」若しくは「増速」に自動切換えでき
るようにする。 【解決手段】 四駆切換え装置２１は２組の常時噛み合
い式ギヤ２４，２５及び２６，２７と、出力軸２３にス
ライド自在に設けた爪クラッチ２８等から構成される。
操向シリンダ２０の伸縮動作はワイヤ３７によって揺動
装置３１のカム板３３に伝達され、揺動アーム３４の揺
動動作をワイヤ３８にて四駆切換え装置２１のシフタ２
９に伝達する。ステアリングハンドルの回転操作により
操向シリンダ２０が駆動されると、揺動装置３１を介し
てワイヤ３８が引かれ、爪クラッチ２８がスライドして
四駆切換え装置２１が「等速」かに「増速」に自動的に
切換わる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は作業車両の自動四駆
切換え装置に関するものであり、特に、全油圧式操向装
置のステアリングハンドル操作を機械的伝動手段にて四
駆切換え装置に伝動するように構成したものである。

【０００２】

【従来の技術】操向シリンダをエンジン取付けフレーム
に設け、ステアリングハンドルの回転操作により該操向
シリンダを駆動して操向輪を回向させる全油圧式操向装
置を備えた作業車両が知られている。また、此種作業車
両には前輪へ伝達する回転動力を「等速」若しくは「増
速」で伝達する２組の常時噛み合い式ギヤを設け、油圧
多板クラッチの入切り操作にて「等速」若しくは「増
速」の何れかを選択する四駆切換え装置を搭載したもの
もある。

【０００３】そして、前記ステアリングハンドルの切れ
角を電気的なセンサにて検出し、車体の直進時は前記四
駆切換え装置を「等速」にして通常四駆走行し、ステア
リングハンドルの切れ角が一定以上になったときは、前
記四駆切換え装置を自動的に「増速」に切換えて車体の
小回り旋回を可能にしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の自動四駆切換え
装置は、ステアリングハンドルの回転操作を電気的なセ
ンサで検出する方法が一般的である。ここで、ステアリ
ングハンドルの回転操作を機械式の構成によって検出す
る場合、ギヤボックス付の操向装置であれば比較的簡単
に検出可能であるが、全油圧式操向装置では油圧のリー
クによってステアリングハンドルの位置が変化するため
極めて困難である。

【０００５】そこで、全油圧式操向装置Ｓを備えた作業
車両に於いて、ステアリングハンドルの回転操作を機械
式の構成により検出して四駆切換え装置に伝達し、前輪
へ伝達する回転動力を「等速」若しくは「増速」に自動
切換えできるようにするために解決すべき技術的課題が
生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、ステアリングハンド
ル１８の回転操作によって駆動される操向シリンダ２０
をエンジン取付けフレーム１１に設けた全油圧式操向装
置Ｓと、前輪１６へ伝達する動力を「等速」若しくは
「増速」の何れかに選択可能な四駆切換え装置２１とを
備えた作業車両１０に於いて、前記四駆切換え装置２１
は前輪１６へ伝達する回転動力を「等速」若しくは「増
速」で伝達する２組の常時噛み合い式ギヤ２４，２５，
２６，２７と、該常時噛み合い式ギヤ２４，２６の何れ
か一方に係合するスライド自在な爪クラッチ２８と、該
爪クラッチ２８を動かすシフタ２９とからなり、前記エ
ンジン取付けフレーム１１に操向シリンダ２０の伸縮動
作に連動する揺動装置３１を設け、該揺動装置３１の揺
動動作を機械的伝動手段３８にて前記四駆切換え装置２
１のシフタ２９に伝達し、前記ステアリングハンドル１
８の回転操作に連動して前記四駆切換え装置２１を「等
速」若しくは「増速」に切換える作業車両の自動四駆切
換え装置、及び、上記揺動装置３１は支点３２を中心に
回動可能なカム板３３と、該カム板３３のカム面３３ａ
に圧接して揺動する揺動アーム３４とからなり、前記操
向シリンダ２０のロッド２０ａとカム板３３とをワイヤ
３７で接続し、操向シリンダ２０の伸縮動作をカム板３
３の回動動作に変換して伝え、更に、前記揺動アーム３
４と前記四駆切換え装置２１のシフタ２９とをワイヤ３
８にて連結した作業車両の自動四駆切換え装置を提供す
るものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に従って詳述する。図１は作業車両の一例としてトラ
クタ１０を示し、車体前部に設けられているエンジン取
付けフレーム１１にエンジン１２を搭載し、車体後部に
リンク装置１３を介して作業機１４が連結されている。
エンジン１２の回転動力はミッションケース１５にて変
速された後、前輪１６，１６及び後輪１７，１７に伝達
される。ステアリングハンドル１８の回転操作により、
パワーステアリングユニット１９が作動し、操向シリン
ダ２０が伸縮して操向輪である前輪１６，１６が回向す
る。これらパワーステアリングユニット１９及び操向シ
リンダ２０等から全油圧式操向装置Ｓが構成されてい
る。また、ミッションケース１５の前部に四駆切換え装
置２１が設けられ、前輪１６，１６へ伝達する動力が
「等速」若しくは「増速」の何れかに選択可能となって
いる。

【０００８】図２は自動四駆切換え装置の一例を示し、
前記四駆切換え装置２１には、ミッションケース１５内
で変速された回転動力を受ける入力軸２２と、この入力
軸２２の前方に同一軸芯上に枢着された出力軸２３と、
前記入力軸２２と一体に回転する爪付の入力ギヤ２４及
びこの入力ギヤ２４に噛合するカウンタギヤ２５と、前
記出力軸２３上を遊転する爪付の出力ギヤ２６及びこの
出力ギヤ２６に噛合し且つ前記カウンタギヤ２５と一体
に回転するカウンタギヤ２７とを配置してある。更に、
上記２組の常時噛み合い式ギヤ２４，２５並びに２６，
２７間に、前記出力軸２３と一体に回転し且つ出力軸２
３上をスライド自在な爪クラッチ２８と、この爪クラッ
チ２８を動かすシフタ２９とを設け、スプリング３０に
より爪クラッチ２８を入力ギヤ２４側へ付勢している。

【０００９】尚、シフタ２９を動かすシフタ軸２９ａの
先端部はミッションケース１４から前方に突出されてお
り、シフタ２９の動く方向とシフタ軸２９ａの動く方向
が同じであるので、シフタ２９を動かすためのアームを
保持するメタル等が不要であり、且つ、ミッションケー
ス１５の側面にアームを取り出す窓部を設ける必要もな
い。

【００１０】従って、通常時は前記スプリング３０に押
圧されて爪クラッチ２８が入力ギヤ２４と係合し、該入
力ギヤ２４と爪クラッチ２８が一体に回転して、入力軸
２２の回転は「等速」で出力軸２３に伝達される。この
とき、入力ギヤ２４の回転はカウンタギヤ２５及び２７
を経て増速されて出力ギヤ２６に伝達され、出力ギヤ２
６は出力軸２３上を入力軸２２の略２倍の速度で遊転す
る。これに対して、該シフタ２９を出力ギヤ２６側に移
動すれば、爪クラッチ２８が出力軸２３上をスライドし
て前記出力ギヤ２６と係合し、該出力ギヤ２６と爪クラ
ッチ２８が一体に回転して、入力軸２２の回転は略２倍
の「増速」で出力軸２３に伝達される。

【００１１】一方、前記エンジン取付けフレーム１１の
前部に操向シリンダ２０が取付けられ、エンジン取付け
フレーム１１の中間部には操向シリンダ２０の伸縮動作
に連動する揺動装置３１が設けられている。該揺動装置
３１は、エンジン取付けフレーム１１に固設したピン３
２を支点に左右方向に回動可能なカム板３３と、該カム
板３３のカム面３３ａに圧接して揺動する揺動アーム３
４とからなり、揺動アーム３４の基端部はピン３５にて
エンジン取付けフレーム１１に枢着されている。更に、
前記カム面３３ａの略中央位置に凹部３３ｂを設けると
ともに、揺動アーム３４の略中間部にピン３６を固設し
て前記凹部３３ｂに係合できるように形成してある。

【００１２】ここで、前記操向シリンダ２０のロッドの
先端部２０ａ，２０ａと、カム板３３の回動支点である
ピン３２の両側部３３ｃ，３３ｃとを、夫々機械的伝動
手段であるワイヤ３７，３７にて接続し、また、前記揺
動アーム３４の先端部と四駆切換え装置２１のシフタ軸
２９ａの先端部とを機械的伝動手段であるワイヤ３８で
接続する。前記スプリング３０により爪クラッチ２８及
びシフタ２９が入力ギヤ２４側に押されているため、ス
テアリングハンドル１３が中立位置にあるときは、該ワ
イヤ３８が四駆切換え装置２１側に引かれて、前記揺動
アーム３４はカム板３３方向へ回動するように付勢さ
れ、該揺動アーム３４のピン３６が前記カム板３３の凹
部３３ｂに係合した状態となる。前述したように、シフ
タ２９の動く方向とシフタ軸２９ａの動く方向が同じで
あり、シフタ軸２９ａのスライド方向とワイヤ３８の引
張方向も同じであるため、シフタ２９等の動きが円滑で
作動効率が良好である。

【００１３】而して、前記ステアリングハンドル１８の
回転操作によって操向シリンダ２０が駆動されると、該
操向シリンダ２０の伸縮動作によりワイヤ３７，３７が
押し引きされ、カム板３３がピン３２を中心に回動す
る。従って、揺動アーム３４のピン３６が凹部３３ｂか
ら外れてカム面３３ａに押され、該揺動アーム３４がカ
ム板３３のピン３２から離反する方向に回動してワイヤ
３８が引かれる。然るときは、該ワイヤ３８の引張りに
よってシフタ軸２９ａ及びシフタ２９が移動し、爪クラ
ッチ２８が入力ギヤ２４から離反して出力ギヤ２６に係
合する。斯くして、前記四駆切換え装置２１は「等速」
から「増速」に切換わり、出力軸２３は入力軸２２の略
２倍の速度で回転する。

【００１４】車体の旋回が終了して直進走行にすべくス
テアリングハンドル１８を中立位置に戻せば、操向シリ
ンダ２０が中立位置に駆動されて揺動装置３１のカム板
３３が元の姿勢に復帰する。従って、揺動アーム３４の
ピン３６が再びカム板３３の凹部３３ｂに係合し、該揺
動アーム３４がカム板３３のピン３２に接近する方向に
回動してワイヤ３８が押し戻される。然るときは、該ワ
イヤ３８が弛緩してシフタ軸２９ａの引きが解除され、
スプリング３０により爪クラッチ２８が出力ギヤ２６か
ら離反して入力ギヤ２４に係合する。斯くして、前記四
駆切換え装置２１は「増速」から「等速」に切換わり、
出力軸２３は入力軸２２と同一の速度で回転する。

【００１５】このように、ステアリングハンドル１８の
回転操作により操向シリンダ２０が駆動されて前輪１
６，１６が旋回方向に回向するとともに、操向シリンダ
２０の伸縮動作が揺動装置３１のカム板３３の回動動作
に変換され、揺動アーム３４の揺動動作が四駆切換え装
置２１のシフタ２９に伝達されて「等速」から「増速」
に自動的に切換わり、前輪１６，１６へ伝達される動力
が増速されて車体が小回り旋回する。そして、ステアリ
ングハンドル１８を中立位置に戻したときは、操向シリ
ンダ２０の駆動により前輪１６，１６が直進状態に回向
するとともに、揺動装置３１のカム板３３が中立位置に
回動して四駆切換え装置２１が「増速」から「等速」に
自動的に切換わる。即ち、操向シリンダ２０の動きを機
械的伝動手段によって四駆切換え装置２１のシフタ２９
に伝達し、ステアリングハンドル１８の回転操作に連動
して前記四駆切換え装置２１を「等速」若しくは「増
速」に自動切換えすることができる。

【００１６】図３及び図４は他の実施の形態を示し、説
明の都合上、前述の図１及び図２に示した構成と同一構
成部分には同一符号を付してその説明を省略するものと
する。図３及び図４に於いて、四駆切換え装置２１のシ
フタ３９は爪クラッチ２８の移動方向とは直角の方向に
設けられ、該シフタ３９の先端は半月形状部３９ａを残
して切欠されており、この半月形状部３９ａが爪クラッ
チ２８の溝部２８ａに挿入されている。該シフタ３９の
他端にはシフタアーム４０を固設してあり、後述するよ
うに、該シフタアーム４０を回動してシフタ３９が該シ
フタ３９の軸周りに回転すれば、前記溝部２８ａに接触
する半月形状部３９ａの接触位置が変わって、爪クラッ
チ２８が移動する。

【００１７】前記爪クラッチ２８はスプリング３０によ
り入力ギヤ２４側に付勢されており、図３の実線及び図
４（ａ）に示すように、前記シフタ３９の半月形状部３
９ａが図中縦位置に回転しているときは、該半月形状部
３９ａの平坦面に爪クラッチの溝部２８ａが密着状態と
なり、爪クラッチ２８が入力ギヤ２４と係合して該爪ク
ラッチ２８が入力ギヤ２４と一体に回転し、入力軸２２
の回転は「等速」で出力軸２３に伝達される。これに対
して、図４（ｂ）に示すように、前記シフタ３９の半月
形状部３９ａが図中横位置に回転しているときは、該半
月形状部３９ａの平坦面が爪クラッチの溝部２８ａから
離反して半月形状部３９ａの角部が爪クラッチの溝部２
８ａを押圧した状態となり、爪クラッチ２８が出力ギヤ
２６と係合して該爪クラッチ２８が出力ギヤ２６と一体
に回転し、入力軸２２の回転は略２倍の「増速」で出力
軸２３に伝達される。

【００１８】一方、揺動装置４１は、ピットマンアーム
４２（或いはピットマンアームに取付けたブラケット）
と同一の回動支点を有するカム板４３と、該カム板４３
のカム面４３ａに圧接して揺動する揺動アーム４４とか
らなり、カム面４３ａの略中央位置に凹部４３ｂを設け
るとともに、揺動アーム４４の略中間部にピン４６を固
設して前記凹部４３ｂに係合できるように形成してあ
る。そして、前記揺動装置４１の揺動動作を機械的伝動
手段であるワイヤ４７，４８及び増速アーム４９等を介
して四駆切換え装置２１のシフタ３９に伝達する。

【００１９】増幅アーム４９はワイヤ４７の動きを増幅
してワイヤ４８に伝えるものであり、前記エンジン取付
けフレーム１１或いはシャーシ等に下部アーム５０を枢
着し、該下部アーム５０の上方部に上部アーム５１を枢
着するとともに、下部アーム５０の先端部と上部アーム
５１の中間部とをピン５２にて連結する。即ち、下部ア
ーム５０の回動支点と上部アーム５１の回動支点をずら
して、下部アーム５０に対する上部アーム５１の移動を
大きくするように形成してある。更に、該ピン５２と前
記揺動アーム４４の先端部とをワイヤ４７にて連結し、
上部アーム５１の先端部と前記四駆切換え装置２１のシ
フタアーム４０とをワイヤ４８にて連結する。

【００２０】ここで、ステアリングハンドル１８が中立
位置にあるときは、図３の実線及び図４（ａ）に示すよ
うに、前記カム板４３の凹部４３ｂに揺動アーム４４の
ピン４６が係合し、ワイヤ４７，４８が四駆切換え装置
２１側に引かれてシフタ３９の半月形状部３９ａが図中
縦位置となり、前記スプリング３０により爪クラッチの
溝部２８ａがシフタ３９の半月形状部３９ａの平坦面に
密着する状態まで移動する。従って、爪クラッチ２８が
入力ギヤ２４と係合し、該入力ギヤ２４と爪クラッチ２
８が一体に回転して、入力軸２２の回転は「等速」で出
力軸２３に伝達される。

【００２１】而して、ステアリングハンドル１３の回転
操作によってピットマンアーム４２が回動すれば、図３
の二点鎖線で示すように、カム板４３が回動して揺動ア
ーム４４のピン４６が凹部４３ｂから外れ、該ピン４６
がカム面４３ａに押されてワイヤ４７が引かれる。そし
て、増幅アーム４９の下部アーム５０がワイヤ４７に引
かれて回動するが、前記ピン５２を介して上部アーム５
１も回動するため、下部アーム５０の先端部の移動距離
よりも上部アーム５１の先端部の移動距離が大きくな
り、ワイヤ４８が引かれる距離がワイヤ４７よりも増幅
される。このワイヤ４８の引張りによってシフタアーム
４０が反対側に回動し、図４（ｂ）に示すように、前記
シフタ３９の半月形状部３９ａが図中横位置となり、爪
クラッチ２８が入力ギヤ２４から離反して出力ギヤ２６
に係合する。斯くして、前記四駆切換え装置２１は「等
速」から「増速」に切換わり、出力軸２３は入力軸２２
の略２倍の速度で回転する。

【００２２】このように、ピットマンアーム４２を有し
た操向装置であっても、簡単な機械的伝達手段にて四駆
切換え装置２１を「等速」若しくは「増速」に自動切換
えできる。また、揺動装置４１と四駆切換え装置２１と
の間に増幅アーム４９を設けてカム板４３の動きを増幅
するため、爪クラッチ２８の半噛み状態がなくなって破
損を防止できる。

【００２３】図５及び図６はサイドクラッチの構成を示
し、ミッションケース１５の後部中央にリヤデファレン
シャルギヤ６０を設け、その左右両側にサイドクラッチ
６１，６１を介して減速ギヤ６２，６２を配設し、シフ
タ６３，６３によりサイドクラッチ６１，６１の噛み合
いを操作して、後輪１７，１７への動力伝達を入切りし
ている。また、減速ギヤ６２，６２の外側に夫々ブレー
キ装置６４，６４を設けてリヤアクスルハウジング６
５，６５の内側に収容し、ブレーキアーム６６，６６を
リヤアクスルハウジング６５，６５の外側へ突出してあ
る。そして、運転席の足下に設けた左右のブレーキペダ
ル６７，６７と前記ブレーキアーム６６，６６とをリン
クによって連結するが、前記シフタ６３を作動させるア
ーム６８とブレーキアーム６６を長孔６９付きのロッド
７０にて連結し、該アーム６８と一体に回動するアーム
７１の先端部と前記ブレーキペダル６７の回動アーム７
２とをブレーキロッド７３にて連結する。

【００２４】このように、ブレーキペダル６７のリンク
の中にサイドクラッチ６１のアーム６８，７１を設けた
ことにより、片側のブレーキペダル６７を踏み込んだと
きに、片側のサイドクラッチ６１の切り操作と片側のブ
レーキ装置６４の制動操作を同時に行うことができる。
そのとき、前記ロッド７０に長孔６９を設けてあるので
ブレーキアーム６６の回動がやや遅延し、サイドクラッ
チ６１が切れた後にブレーキ装置６４が作動することに
なる。斯くして、タイヤ式の後輪１７に代えてクローラ
（図示せず）を装着した場合であっても、旋回操作時の
片ブレーキ動作に連動してクローラの駆動を停止するこ
とができ、旋回操作が簡単となる。尚、本発明は、本発
明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことがで
き、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当
然である。

【００２５】

【発明の効果】本発明は上記一実施の形態に詳述したよ
うに、請求項１記載の発明はステアリングハンドル１８
の回転操作により駆動される操向シリンダ２０の伸縮動
作に連動して揺動装置３１を動かし、該揺動装置３１の
揺動動作を機械的伝動手段３８にて四駆切換え装置２１
のシフタ２９に伝達するように構成したので、全油圧式
操向装置Ｓを備えた作業車両１０であっても、機械式の
構成にて四駆切換え装置２１を旋回動作に連動して「等
速」若しくは「増速」の何れかに自動切換えすることが
できる。

【００２６】請求項２記載の発明は上記揺動装置３１を
カム板３３と揺動アーム３４とから形成し、機械的伝動
手段としてワイヤ３８を使用したので、極めて簡素且つ
安価な構成にて自動四駆切換え装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示し、トラクタの側面
図。

【図２】本発明の一実施の形態を示し、自動四駆切換え
装置の解説図。

【図３】本発明の他の実施の形態を示し、自動四駆切換
え装置の解説図。

【図４】本発明の他の実施の形態を示し、（ａ）は「等
速」状態の自動四駆切換え装置の解説図、（ｂ）は「増
速」状態の自動四駆切換え装置の解説図。

【図５】本発明の他の実施の形態を示し、サイドクラッ
チの構成を示す側面図。

【図６】本発明の他の実施の形態を示し、サイドクラッ
チの構成を示す縦断背面図。

【符号の説明】

１０ トラクタ １１ エンジン取付けフレーム １６ 前輪 １８ ステアリングハンドル ２０ 操向シリンダ ２０ａ ロッドの先端部 ２１ 四駆切換え装置 ２４ 入力ギヤ ２５ カウンタギヤ ２６ 出力ギヤ ２７ カウンタギヤ ２８ 爪クラッチ ２９ シフタ ３１ 揺動装置 ３３ カム板 ３３ａ カム面 ３４ 揺動アーム ３７，３８ ワイヤ Ｓ 全油圧式操向装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D033 GA00 GB00 3D043 AA03 AA05 AB07 AB12 AB17 EA02 EA32 EB09 EB14 EE12 EF16

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングハンドル１８の回転操作に
   よって駆動される操向シリンダ２０をエンジン取付けフ
   レーム１１に設けた全油圧式操向装置Ｓと、前輪１６へ
   伝達する動力を「等速」若しくは「増速」の何れかに選
   択可能な四駆切換え装置２１とを備えた作業車両１０に
   於いて、前記四駆切換え装置２１は前輪１６へ伝達する
   回転動力を「等速」若しくは「増速」で伝達する２組の
   常時噛み合い式ギヤ２４，２５，２６，２７と、該常時
   噛み合い式ギヤ２４，２６の何れか一方に係合するスラ
   イド自在な爪クラッチ２８と、該爪クラッチ２８を動か
   すシフタ２９とからなり、前記エンジン取付けフレーム
   １１に操向シリンダ２０の伸縮動作に連動する揺動装置
   ３１を設け、該揺動装置３１の揺動動作を機械的伝動手
   段３８にて前記四駆切換え装置２１のシフタ２９に伝達
   し、前記ステアリングハンドル１８の回転操作に連動し
   て前記四駆切換え装置２１を「等速」若しくは「増速」
   に切換えることを特徴とする作業車両の自動四駆切換え
   装置。
2. 【請求項２】 上記揺動装置３１は支点３２を中心に回
   動可能なカム板３３と、該カム板３３のカム面３３ａに
   圧接して揺動する揺動アーム３４とからなり、前記操向
   シリンダ２０のロッド２０ａとカム板３３とをワイヤ３
   ７で接続し、操向シリンダ２０の伸縮動作をカム板３３
   の回動動作に変換して伝え、更に、前記揺動アーム３４
   と前記四駆切換え装置２１のシフタ２９とをワイヤ３８
   にて連結した請求項１記載の作業車両の自動四駆切換え
   装置。