JP2003080968A - 作業車両の走行伝達構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業車両の目的あるいは状況に応じて、駆動
モード（２輪駆動又は４輪駆動）が適切かつ自動的に選
択される作業車両を提供する。 【解決手段】 エンジン２と、エンジン２からの動力に
よって駆動される後輪６・６と、ステアリング手段１５
の回動操作により操舵可能な前輪１２・１２と、前記前
輪１２に駆動力を伝える状態及び伝えない状態との間で
切換可能なドライブトレーン９と、を具備した作業車両
に備えられる走行伝達構造において、前記ステアリング
手段１５の回動角が設定値を上回る場合であって、前記
後輪６がスリップしたときには、前記前輪１２にエンジ
ン２からの動力を伝える状態に前記ドライブトレーン９
を切り換える制御手段２７を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業車両において
エンジン動力を車輪に伝達させるための走行伝達構造の
構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、二輪駆動と四輪駆動との切り
換えを自在に構成した作業車両の技術は公知となってい
る。この作業車両は駆動モード切換のための操作手段、
例えば操作レバーを運転座席に備え、該操作手段は、エ
ンジンから前輪に至るドライブトレーンの中途に介設さ
れたクラッチに連係されてある。この構成により、前記
操作レバーを操作することでクラッチを切り換え、前輪
に対してエンジン動力が伝達される状態（四輪駆動）、
あるいは伝達しない状態（二輪駆動）とに切り換えるこ
とができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の構成は、駆動モードを切り換えるために操作レバーを
切換操作することをオペレータに強いることとなり、車
両の操作が複雑となる不具合があった。特に、二輪駆動
状態において後輪がスリップした場合、オペレータは該
スリップ状態から脱出するために操作レバーを四輪駆動
側へ切り換えなければならず、オペレータは煩雑な操作
に苦しめられることとなっていた。特に二輪駆動状態で
旋回中に後輪がスリップしたような場合は、オペレータ
は片手でステアリング手段の操作位置を保持しながら、
反対側の手で駆動モードの切換えを行わなければなら
ず、オペレータは困難な操作を強いられていたのであ
る。一方、常に車両を四輪駆動状態におくのでは、駆動
効率が悪く、燃費（経済性）が悪化することになる。

【０００４】本発明は以上の事情に鑑みてされたもので
あり、その目的は、作業車両の目的あるいは状況に応じ
て自動的かつ適切に駆動モードを切り換えることができ
る作業車両を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するた
めの手段を説明する。

【０００６】即ち、請求項１においては、エンジンと、
エンジンからの動力によって駆動される後輪と、ステア
リング手段の回動操作により操舵可能な前輪と、前記前
輪にエンジンからの動力を伝える状態及び伝えない状態
との間で切換可能なドライブトレーンと、を具備した作
業車両に備えられる走行伝達構造において、前記ステア
リング手段の回動角が設定値を上回る場合であって、前
記後輪がスリップしたときには、前記前輪にエンジンか
らの動力を伝える状態に前記ドライブトレーンを切り換
える制御手段を備えたものである。

【０００７】請求項２においては、前記ステアリング手
段の回動角が設定値を上回る場合であって、前記後輪が
スリップしたときには、前記制御手段は、前輪が後輪よ
りも増速されて駆動されるように前記ドライブトレーン
を制御するものである。

【０００８】請求項３においては、前記ステアリング手
段の回動角が設定値以下である場合には、前記制御手段
は、前記前輪にエンジンからの動力を伝えない状態とな
るように前記ドライブトレーンを制御するものである。

【０００９】請求項４においては、前記ステアリング手
段の回動角が設定値以下である場合であって、前記後輪
がスリップ状態に移行したときは、前記制御手段は前記
前輪にエンジンからの動力を伝える状態にドライブトレ
ーンを切り換えるものである。

【００１０】請求項５においては、前記後輪がスリップ
状態から回復したときは、前記制御手段は前記前輪にエ
ンジンからの動力を伝えない状態にドライブトレーンを
切り換えるものである。

【００１１】請求項６においては、エンジンと前輪との
間の走行伝達経路に逆入力遮断クラッチを介在させたも
のである。

【００１２】請求項７においては、前記ステアリング手
段の回動角が設定値以下である場合は、前記制御手段
は、前記前輪にエンジンからの動力を伝える状態となる
ように前記ドライブトレーンを制御するものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、発明の実施の形態を説明す
る。図１は本発明の一実施例としての作業車両の概略図
である。

【００１４】〔作業車両の構成〕本発明の伝達構造を農
用の作業車両（例えば、農用トラクタや運搬車等）に適
用した一実施例の概略図が図１に示される。この作業車
両１は、エンジン２からの動力をトランスミッション３
に入力させて変速するように構成し、トランスミッショ
ン３は油圧式無段変速装置（以下ＨＳＴ）３ａを有して
おり、その変速比は車両の操作部に設けられる図示せぬ
変速ペダルにて無段的に変更できるようになっている。
車両を駆動するために、トランスミッション３は二つの
出力軸、即ち後輪出力軸４及び前輪出力軸５を備えてい
る。ＨＳＴ３ａで変速された後の動力は、トランスミッ
ション３に配置される図略のクラッチ機構や副変速機構
や前後進切換機構や減速歯車列等を介して、両出力軸４
・５に伝達される。車両の操作部には前後進切換レバー
１４が配置され、トランスミッション３内の前記前後進
切換機構に連係されている。

【００１５】後輪６をそれぞれ取り付ける左右一対の後
車軸７・７はベベルギア式のデフ装置８にて差動的に連
結され、このデフ装置８が後輪出力軸４からの動力を左
右後車軸７・７にトルク分配して、左右後輪６・６を駆
動する。

【００１６】トランスミッション３の前輪出力軸５の回
転は変速機９に入力され、ここで変速あるいは動力の接
続／遮断が行われる。変速機９の出力軸１０は車両前方
へ延出され、ベベルギア式のデフ装置１１に連結され
る。このデフ装置１１は、前輪１２をそれぞれ取り付け
る左右一対の前車軸１３・１３を差動的に結合するもの
である。前輪１２は、車両の操作部に設けられるステア
リングハンドル（ステアリング手段）１５によって操舵
可能とされている。変速機９はその内部にクラッチ機構
を後述する如く配設しており、前輪１２に前記エンジン
２からの動力を伝達する状態及び伝達しない状態とに切
り換えることができる。

【００１７】〔伝達構造の第一構成例〕次に、変速機９
の内部の第一構成例を説明する。図２は変速機内部の第
一構成例を示した図、図３はクラッチスライダを制御す
るための制御装置を示す電気回路図及び油圧回路図であ
る。図４は制御装置の作用をフローチャート的に表した
図である。尚、図５は第一構成例の変形例において、前
輪又は後輪のスリップを検出するための構成を示した図
である。

【００１８】図２に示すように、トランスミッション３
の前輪出力軸５には、伝動ギア１６が相対回転不能に設
置されている。変速機９のハウジングには図示しない支
壁を形成して、前記前輪出力軸５と平行に配置される中
間軸１７を回転自在に支持している。該中間軸１７には
中間ギア１８がスプライン嵌合されて、該中間ギア１８
は前記伝動ギア１６と常時噛合させている。

【００１９】中間軸１７の前端にはスプラインを刻設し
て、第一クラッチスライダ３１を相対回転不能かつ軸方
向摺動自在に設置している。また、前記中間軸１７と同
心させて等速伝動軸２０が回転自在に支持され、その後
端にスプラインを刻設して、中間軸１７と一体的に回転
する第一クラッチスライダ３１が等速伝動軸２０に対し
て係脱自在となるように構成している。第一クラッチス
ライダ３１を摺動操作するためにクラッチフォーク２１
が該第一クラッチスライダ３１に嵌合され、このクラッ
チフォーク２１が図示せぬクラッチフォークシャフト等
を介して、後述する第一油圧シリンダ５１の可動部に連
係されている。この構成により、第一油圧シリンダ５１
に圧油を供給することで第一クラッチスライダ３１を
「係合解除」位置Ｂにおくことができ、また、第一油圧
シリンダ５１から圧油をドレンすることで第一クラッチ
スライダ３１を「係合」位置Ａにおくことができる。等
速伝動軸２０上には伝達ギア２２が相対回転不能に固定
され、後述する等速入力ギア２３と噛合されている。

【００２０】一方、前記中間軸１７と平行させて前述の
出力軸１０が回転自在に支持され、該出力軸１０上には
増速入力ギア２４が遊嵌設置されて、前記中間軸１７上
の中間ギア１８に常時噛合させている。増速入力ギア２
４の一側側面（前面）には歯部２４ａが形成される。出
力軸１０の中途部にはスプラインが刻設され、該スプラ
イン上に第二クラッチスライダ３２が相対回転不能かつ
軸方向摺動自在に設置される。第二クラッチスライダ３
２の前記増速入力ギア２４と対向する端面には、該増速
入力ギア２４の歯部２４ａと係合し得る歯部３２ａが形
成され、該第二クラッチスライダ３２が増速入力ギア２
４に対し係脱自在とされている。第二クラッチスライダ
３２を摺動操作するためにクラッチフォーク２６が該第
二クラッチスライダ３２に嵌合され、このクラッチフォ
ーク２６が図示せぬクラッチフォークシャフト等を介し
て、後述する第二油圧シリンダ５２の可動部に連係され
ている。この構成により、第二油圧シリンダ５２に圧油
を供給することで第一クラッチスライダ３１を「係合」
位置Ｄにおくことができ、また、第一油圧シリンダ５１
から圧油をドレンすることで第一クラッチスライダ３１
を「係合解除」位置Ｃにおくことができる。出力軸１０
の軸方向中央近傍部位には等速入力ギア２３が固定され
ている。

【００２１】次に、前述した二つのクラッチスライダ３
１・３２を制御するための、制御装置２７の構成を説明
する。図３に示すように、前記制御装置２７は、主に、
前記二つの油圧シリンダ５１・５２に対する圧油の供給
／遮断を行う二つの電磁バルブ４１・４２を主とする油
圧回路と、それぞれの電磁バルブ４１・４２のソレノイ
ド４１ａ・４２ａに対する励磁回路からなる。

【００２２】油圧回路を説明する。油溜め４３からフィ
ルタ３４を介して油圧ポンプ３５により吸い上げられた
油は、第一電磁バルブ４１に導かれる。第一電磁バルブ
４１は二位置切替型のソレノイドバルブとしており、ソ
レノイド４１ａに電流が供給されたときには第一油圧シ
リンダ５１及び第二電磁バルブ４２へ油圧ポンプ３５か
らの圧油を供給する一方、電流が供給されないときには
圧油の供給を遮断するとともに第一油圧シリンダ５１の
油をドレンするようになっている。第二電磁バルブ４２
も二位置切替型のソレノイドバルブとしており、ソレノ
イド４２ａに電流が供給されたときには第二油圧シリン
ダ５２へ圧油を供給する一方、電流が供給されないとき
には圧油の供給を遮断するように構成している。第一電
磁バルブ４１と油圧ポンプ３５の間にはリリーフバルブ
３６が接続され、両油圧シリンダ５１・５２の作動油圧
を規定している。

【００２３】励磁回路を説明する。前記前後進切換レバ
ー１４にはリミットスイッチ２８が設けられ、このリミ
ットスイッチ２８は、前後進切換レバー１４が「前進」
位置にあるときは閉じ、「後進」位置にあるときは開く
ように構成している。また、前記ステアリングハンドル
１５にもスイッチ２９が設けられて、該ステアリングハ
ンドル１５の回動操作角が所定の角度未満（直進近傍）
であるときは開き、該所定の角度以上ステアリングハン
ドル１５が操作されたときは閉じるように構成してい
る。このスイッチ２９は例えば、ステアリングハンドル
１５の回動軸に設けたカム機構とリミットスイッチとを
組み合わせることにより構成することができるが、それ
に限るものでもない。

【００２４】第一電磁バルブ４１のソノイド４１ａに
は、前述したリミットスイッチ２８及びスイッチ２９の
二者が直列接続される。一方、第二電磁バルブ４２のソ
レノイド４２ａには、前述の二者２８・２９のほかに、
以下に説明するスリップ判定回路３７の出力側を構成す
るスイッチ３８を含めた三者が直列接続される。

【００２５】スリップ判定回路３７は、前記後輪出力軸
４の回転数を検出する後輪回転センサ３９（図１）から
入力される回転数信号と、前記変速機９の出力軸１０の
回転数を検出する前輪回転センサ４０から入力される回
転数信号をもとに、出力軸１０の後輪出力軸４に対する
回転速度比を演算する。そしてスリップ判定回路３７
は、前記演算によって得られた回転速度比が所定の値を
下回った場合は前記スイッチ３８を閉じる一方、所定の
値以上である場合は前記スイッチ３８を開く。即ち、後
輪６がスリップすると、空転する後輪出力軸４の回転速
度が前記変速機９の出力軸１０のそれよりも大きくなっ
て、前記回転速度比は減少する。スリップ判定回路３７
は、その回転速度比が所定の値を下回ったことをもって
後輪６がスリップしたと判定し、前記スイッチ３８を閉
じるのである。ただし、前輪回転センサ４０の代わり
に、車両の実際の対地走行速度を検出する対地速度セン
サを車両に設けるようにしても良い。この場合は例え
ば、スリップ判定回路３７を、後輪回転センサ３９及び
該対地速度センサの各検出値に基づいて後輪６のスリッ
プ率を算出し、該スリップ率が所定値を上回ったことを
もって後輪６がスリップしたものと判定して前記スイッ
チ３８を閉じるように構成する。

【００２６】以上の構成の作用を説明する。前後進切換
レバー１４が「後進」位置に操作されているとき（後進
時）、あるいは該レバー１４が「前進」位置に操作され
ていてもステアリングハンドル１５の回動操作角が前記
所定の角度未満であるとき（前方直進時）は、スイッチ
２８・２９の少なくともいずれかが開かれているので、
第一電磁バルブ４１のソレノイド４１ａにも第二電磁バ
ルブ４２のソレノイド４２ａにも電流が供給されない。
この場合第一電磁バルブ４１は図３に示すノーマル位置
とされ、油圧ポンプ３５からの圧油をブロックして、該
圧油の全量をリリーフバルブ３６を通過させて油溜め４
３へドレンさせる。また、この状態では、第一油圧シリ
ンダ５１の圧油は第一電磁バルブ４１を通過して油溜め
４３へドレンされるとともに、第二油圧シリンダ５２の
圧油は、第二電磁バルブ４２を迂回して設けられる逆止
弁３７及び前記第一電磁バルブ４１を通過して、油溜め
４３へドレンされる。この結果、縮退する第一油圧シリ
ンダ５１に連係される第一クラッチスライダ３１は「係
合」位置Ａとされて、中間軸１７と等速伝動軸２０とを
一体的に結合する。また、同様に縮退する第二油圧シリ
ンダ５２に連係される第二クラッチスライダ３２は「係
合解除」位置Ｃとされて、増速入力ギア２４と出力軸１
０との結合を解除する。従って、前輪出力軸５からの動
力は中間軸１７から等速伝動軸２０へ伝達され、伝達ギ
ア２２に噛合する等速入力ギア２３が回転し、出力軸１
０が回転される。このとき、前輪１２の回転速度は後輪
６のそれと略等しくなるよう、各ギアの歯数が設定され
ている。従って、前輪１２及び後輪６の『等速４輪駆
動』状態が現出されることになる。

【００２７】前後進切換レバー１４が「前進」位置に操
作され、かつ、ステアリングハンドル１５が前記所定の
角度をこえて回動操作されているとき（即ち、前進旋回
時）は、両スイッチ２８・２９がともに閉じられるので
第一の電磁バルブ４１のソレノイド４１ａに電流が流
れ、第一電磁バルブ４１は図３のノーマル位置から切り
換わって、油圧ポンプ３５からの圧油を第一油圧シリン
ダ５１及び第二電磁バルブ４２へ送る。この結果、第一
油圧シリンダ５１に連係される第一クラッチスライダ３
１は「係合解除」位置Ｂとされる。ここで、後輪６がス
リップせず駆動力を地面に伝えている場合には、前記ス
リップ判定回路３７がスイッチ３８を開くので、第二の
電磁バルブ４２のソレノイド４２ａには電流が流れな
い。この結果、第二の電磁バルブ４２は図３のノーマル
位置に保持され、第二油圧シリンダ５２に対する圧油の
供給をブロックする。結局、該第二油圧シリンダ５２に
連係される第二クラッチスライダ３２は「係合解除」位
置Ｃのままである。第一クラッチスライダ３１も第二ク
ラッチスライダも「係合解除」位置におかれるから、前
輪出力軸５からの動力は出力軸１０へ伝達されず、前輪
１２は駆動されないことになる。こうして、後輪６のみ
が駆動される『２輪駆動』状態が現出される。

【００２８】前述の場合は前進旋回時であって後輪６が
スリップせず駆動力を地面に伝えている場合であるが、
前進旋回時に後輪６がスリップして空転した場合は、前
記スリップ判定回路３７がそのスリップを検出してスイ
ッチ３８を閉じるので、第二の電磁バルブ４２のソレノ
イド４２ａに電流が流れる。この結果、第二の電磁バル
ブ４２は図３のノーマル位置から切り換わって開かれ、
第二油圧シリンダ５２には圧油が供給されて伸張し、第
二油圧シリンダ５２に連係される第二クラッチスライダ
３２が「係合」位置Ｄにおかれる。なお、第一油圧シリ
ンダ５１には圧油が供給された状態のままであるから、
第一クラッチスライダ３１は「係合解除」位置Ｂに保持
されている。従って、前輪出力軸５からの動力は中間ギ
ア１８を介して増速入力ギア２４へ伝達され、該増速入
力ギア２４に第二クラッチスライダ３２を介して結合さ
れる出力軸１０が回転されることになる。中間ギア１８
と増速入力ギア２４とにより構成される歯車列の減速比
は、前記伝達ギア２２と前記等速入力ギア２３とにより
構成される歯車列の減速比よりも、小さく構成してあ
る。従って前記出力軸１０には、前述の『等速４輪駆
動』の場合よりも高速の回転が得られ、前輪１２は後輪
６に比して大きな速度（例えば、二倍の速度）にて駆動
されることになる。こうして、前輪１２が後輪６よりも
増速されて駆動される『増速４輪駆動』状態が現出され
るのである。

【００２９】旋回が終了しオペレータがステアリングハ
ンドル１５を「直進」位置近傍へ戻して、車両を旋回前
進から前方直進へ移行させたときは、前記スイッチ２９
が開かれるので、両電磁バルブ４１・４２のソレノイド
４１ａ・４２ａに対する電流が断たれる。従って、両油
圧シリンダ５１・５２の圧油がドレンされ、第一クラッ
チスライダ３１が「係合」位置Ａに、第二クラッチスラ
イダ３２が「係合解除」位置Ｃにおかれる。こうして、
車両は『等速４輪駆動』状態へ戻る。

【００３０】上述の作用の概略をフローチャート的に表
したものが図４に示され、この図に示すように、後進時
および前進直進時には『等速４輪駆動』状態として動力
を確実に地面に伝え、前進旋回時には、原則『２輪駆
動』状態として旋回による圃場の傷みを低減する一方
で、該旋回時に後輪６がスリップした場合には『増速４
輪駆動』状態として該スリップ状態から確実にかつ素早
く脱出することができる。このように、状況に応じて適
切な駆動モードが自動的に選択されるので、オペレータ
は駆動モードの切換のために手動操作を行う必要がなく
便宜である。

【００３１】なお、作業車両１の目的によっては、後進
時および前進直進時には『２輪駆動』状態として動力効
率（燃費）を向上させ、前進旋回時には、原則『等速４
輪駆動』状態としてスリップのおそれを低減させるとと
もに、それにもかかわらず該旋回時に前後輪６・１２の
いずれかがスリップしたときには『増速４輪駆動』状態
として該スリップから素早く脱出させるように作用させ
ることも可能である。これは、前述の第一構成例（図２
・図３）において、前記第一油圧シリンダ５１を取り付
ける向きを逆にすることで単純に達成できる。即ちこの
変形例では、前記第一構成例と逆に、第一油圧シリンダ
５１の圧油がドレンされているときには第一クラッチス
ライダ３１が「係合解除」位置Ｂにあり、圧油が供給さ
れているときには第一クラッチスライダ３１が「係合」
位置Ａにあることとなるように構成すればよいのであ
る。

【００３２】前記変形例において前後輪６・１２のいず
れかがスリップしたことを検出するための構成として
は、例えば以下に説明する構成を適用することができ
る。図５には前記ＨＳＴ３ａの油圧回路図が示され、可
変容積型の油圧ポンプ４５と固定容積型の油圧モータ４
６とが一対の作動油循環回路４７・４７によって流体接
続されている。作動油循環回路４７・４７間はシャトル
弁４８を介して接続され、その出力側が圧力検出シリン
ダ４９に接続されている。圧力検出シリンダ４９の可動
部は、車両の適宜位置に枢支された回動アーム５４に連
結され、該回動アーム５４の回動基部にはポテンショメ
ータ５５が設置されて、圧力検出シリンダ４９の伸張量
に応じた抵抗値をスリップ判定回路３７’へ送るように
なっている。スリップ判定回路３７’は該ポテンショメ
ータ５５の抵抗値を読み取って所定のしきい値とを比較
し、しきい値よりも該抵抗値が大きい場合には出力側の
スイッチ３８を開き、小さい場合には該スイッチ３８を
閉じるように構成する。

【００３３】以上の構成の作用を具体的に説明する。前
進旋回時に『等速４ＷＤ』状態とされる上記構成におい
ては、ＨＳＴ３ａに連結される前輪１２及び後輪６のそ
れぞれには抵抗（摩擦抵抗や加速抵抗等）が発生し、該
抵抗を四輪すべてについて加算したものがＨＳＴ３ａに
負荷として入力される。前記作動油循環回路４７・４７
にはその負荷に応じた圧力差が発生し、この圧力差がシ
ャトル弁４８の出力側から圧力検出シリンダ４９へ出力
され、圧力検出シリンダ４９は該圧力差（負荷）に応じ
た量だけ伸張し、前記スリップ判定回路３７’は、この
伸張量をポテンショメータ５５の抵抗値として検出して
得ることになる。ここで、前後輪１２・６の四輪のうち
いずれか一つがスリップして空転した場合、そのスリッ
プした車輪の抵抗は急激に低下するので、ＨＳＴ３ａに
入力される負荷も減少して、作動油循環回路４７・４７
の圧力差も小さくなる。この結果、圧力検出シリンダ４
９の伸張量も小さくなって、ポテンショメータ５５の抵
抗値も小さくなる。ここで、スリップ判定回路３７’に
おける前記しきい値は、四輪のうちいずれか一つでもス
リップしたときの抵抗値よりも大きくなるよう、その値
を予め設定しておくこととする。この結果、作業車両１
の四輪すべてがスリップせずその駆動力を地面に伝えて
いる場合は、出力側のスイッチ３８を開き、一方で、四
輪のうちいずれか一つでもスリップした場合は、出力側
のスイッチ３８を閉じる、スリップ判定回路３７’の構
成が達成される。

【００３４】〔伝達構造の第二構成例〕次に、変速機９
内部の第二構成例を説明する。図６は変速機内部の第二
構成例を示した図、図７は第二構成例における制御装置
を示す電気回路図及び油圧回路図である。図８は第二構
成例における制御装置の作用をフローチャート的に表し
た図である。

【００３５】図６に示す第二構成例においては、クラッ
チスライダは単一のものとし（３１）、第二クラッチス
ライダ３２は省略されている。更に、前記等速入力ギア
２３と増速入力ギア２４の配設位置が第一構成例の場合
と入れ替わって配置されている。増速入力ギア２４は出
力軸１０に対し相対回転不能とされている。増速入力ギ
ア２４には、増速伝動軸２０’上に相対回転不能に固定
された伝達ギア２２が噛合される。増速伝動軸２０’は
中間軸１７と同心配置され、前記クラッチスライダ３１
はその摺動操作により、中間軸１７に対し増速伝動軸２
０’を一体的に結合する状態と、該結合を解除する状態
とに、切換可能である。クラッチスライダ３１に対して
第一油圧シリンダ５１は第一構成例（図２・図３）と逆
の向きに配置されており、第一油圧シリンダ５１に圧油
が供給されたときはクラッチスライダ３１が「係合」位
置Ａにおかれ、該シリンダ５１から圧油がドレンされた
ときはクラッチスライダ３１が「係合解除」位置Ｂにお
かれるように構成している。中間ギア１８に常時噛合さ
れる等速入力ギア２３と、出力軸１０との間には、逆入
力遮断クラッチ４４が介在されている。この逆入力遮断
クラッチ４４は、入力側から出力側へのトルク伝達を許
容する一方で、出力側から入力側へのトルク伝達を阻止
する機械要素であり、本構成においては、等速入力ギア
２３から出力軸１０への方向にはトルクが伝達される一
方、出力軸１０から等速入力ギア２３への方向にはトル
ク伝達が遮断されるようになっている。その他の機械的
構成は、前記第一構成例と同様である。

【００３６】この第二構成例におけるクラッチスライダ
３１を摺動操作するための制御装置２７の構成が図７に
示される。第二構成例では第二クラッチスライダ３２を
省略するのに伴い、第一構成例における第二油圧シリン
ダ５２や、それに接続される第二電磁バルブ４２や逆止
弁３７が省略されている。そして、電磁バルブ４１のソ
レノイド４１ａには、前後進切換レバー１４に連係する
スイッチ２８、ステアリングハンドル１５が所定角度以
上回動されると閉じるスイッチ２９、スリップ判定回路
３７の出力側を構成するスイッチ３８、の三者が直列接
続される。その他の構成は、前記第一構成例における制
御装置と同様である。

【００３７】この第二構成例の作用を説明する。前後進
切換レバー１４が「後進」位置に操作されているとき
（後進時）、あるいは該レバー１４が「前進」位置に操
作されていてもステアリングハンドル１５の回動操作角
が前記所定の角度未満であるとき（前方直進時）は、ス
イッチ２８・２９のうち少なくともいずれかが開かれる
ので、第一電磁バルブ４１のソレノイド４１ａに電流は
供給されない。また、前進旋回時であっても後輪６がス
リップせず駆動力を地面に伝えている場合は、スイッチ
３８が開かれるので、同様にソレノイド４１ａには電流
は流れない。この場合は第一油圧シリンダ５１の圧油が
油溜め４３にドレンされるので、第一油圧シリンダ５１
に連係されるクラッチスライダ３１は「係合解除」位置
Ｂにおかれ、中間軸１７と増速伝動軸２０’との結合を
切り離す。一方、後輪６には駆動力が常時伝達されてお
り、走行する車両の前輪１２は地面との摩擦により回転
されて、その回転トルクが前輪側差動装置１１から出力
軸１０へと逆流する。しかし、この逆流トルクによって
回転される出力軸１０の回転数は、前輪出力軸５からの
駆動トルクによって回転される等速入力ギア２３の回転
数に比して、若干大きくなるように、前輪１２・後輪６
の径の大きさ、あるいは、各歯車（例えば中間ギア１８
・等速入力ギア２３）の歯数を設定してある。これは、
出力軸１０が等速入力ギア２３を相対的に駆動しようと
することを意味する。しかし、出力軸１０と等速入力ギ
ア２３との間に介在される逆入力遮断クラッチ４４がそ
の向きの駆動トルクの伝達を遮断するので、出力軸１０
から等速入力ギア２３へトルクが伝達されることはな
く、出力軸１０は等速入力ギア２３に対して空回りする
ことになる（この状態では勿論、等速入力ギア２３から
出力軸１０に対しても駆動力は伝達されない）。こうし
て、前輪１２は駆動されず後輪６のみが駆動される『２
輪駆動』状態が現出される。

【００３８】車両がこの『２輪駆動』状態で進行中（後
進中または前方直進中）に後輪６がスリップして空転し
た場合は、車両は推力を失ってその進行速度を低下させ
る。地面との摩擦により回転される前輪１２の回転速度
もそれに伴って低下し、該前輪１２に差動装置１１を介
して連結される出力軸１０の回転数も低下する。出力軸
１０の回転数が、前輪出力軸５からの駆動トルクによっ
て回転される等速入力ギア２３の回転数よりも下回った
場合、相対的にみれば、等速入力ギア２３が出力軸１０
を駆動しようとすることになる。逆入力遮断クラッチ４
４はその向きのトルクを伝達するので、等速入力ギア２
３が出力軸１０を駆動し、前輪１２にエンジン２からの
動力（トランスミッション３からの動力）が伝えられ
る。即ち、後輪６がスリップしたときには、後輪６に加
えて前輪１２が駆動される『等速４輪駆動』状態に切り
換わるのである。なお、後輪６がスリップした場合は、
スリップ判定回路３７のスイッチ３８が閉じられること
となるが、後進時や前進直進時にはスイッチ２８・２９
の少なくともいずれかが開かれているから、第一電磁バ
ルブ４１のソレノイド４１ａには電流は結局供給され
ず、クラッチスライダ３１は「係合解除」位置Ｂのまま
である。

【００３９】前述の如く『等速４輪駆動』状態とされ
て、前輪１２に動力が伝達されて車両が推力を再び得る
ことで、後輪６がぬかるみ等から脱してスリップ状態か
ら回復し、車両は速度を増大させて通常の走行速度に復
帰する。車両が後輪スリップ状態が回復するに従い、地
面との摩擦により回転される前輪１２は、後輪６に対す
る相対的な回転速度を増大させ、最終的には、出力軸１
０が前記等速入力ギア２３を駆動させようとするほど、
その回転速度を増大させることになる。しかし、出力軸
１０から等速入力ギア２３へ至る向きの駆動トルクの伝
達は、前記逆入力遮断クラッチ４４によって遮断される
ので、出力軸１０から等速入力ギア２３へトルクが伝達
されることはなく、出力軸１０は等速入力ギア２３に対
して空回りすることになる（この状態では勿論、等速入
力ギア２３から出力軸１０に対しても駆動力は伝達され
ない）。こうして、後輪６がスリップ状態から回復した
ときは、前輪１２は駆動されず後輪６のみが駆動される
『２輪駆動』状態へと戻るのである。

【００４０】前記第一電磁バルブ４１のソレノイド４１
ａに電流が流れるのは、前進旋回時であって、後輪６が
スリップした場合のみである。このときは、第一油圧シ
リンダ５１に圧油が供給され、クラッチスライダ３１は
「係合」位置Ａにおかれて中間軸１７と増速伝動軸２
０’とを一体的に結合する。この結果、前輪出力軸５か
らの動力は中間ギア１８・中間軸１７を介して増速伝動
軸２０’に伝達され、該増速伝動軸２０’上の増速伝動
ギア２２から増速入力ギア２４を経て出力軸１０が回転
される。伝達ギア２２と増速入力ギア２４とにより構成
される歯車列の減速比は、前記中間ギア１８と前記等速
入力ギア２３とにより構成される歯車列の減速比より
も、小さく構成してある。このようにして、前輪１２が
後輪６よりも増速されて駆動される『増速４輪駆動』状
態が現出される。なお、このとき出力軸１０は、等速入
力ギア２３の回転数を上回る回転数で駆動されるので、
これは相対的にみると、出力軸１０が等速入力ギア２３
を駆動しようとすることを意味する。しかし、逆入力遮
断クラッチ４４がその向きのトルクの伝達を遮断するの
で、出力軸１０は等速入力ギア２３に対して空転し、二
重動力伝達状態となることはない。

【００４１】上述の作用の概略をフローチャート的に表
したものが図８に示され、この図に示すように、後進時
および前進直進時には、原則『２輪駆動』状態として動
力効率（燃費）の向上を図る一方で、後輪６がスリップ
した場合には『等速４輪駆動』状態として該スリップ状
態からの確実な脱出を図るようにする。そして前進旋回
時には、『増速４輪駆動』状態として旋回半径を小さく
するといった機能が提供されているのである。

【００４２】〔伝達構造の第三構成例〕次に、変速機９
内部の第三構成例を説明する。図９は変速機内部の第三
構成例を示した図、図１０は第三構成例における制御装
置を示す電気回路図及び油圧回路図である。

【００４３】図９に示すように、前輪出力軸５と平行し
て中間軸１７が配置され、該中間軸１７の一端には中間
ギア１８が相対回転不能に固定される。該中間ギア１８
は、前輪出力軸５上に嵌合設置した伝動ギア１６に常時
噛合されている。また、中間軸１７の他端には伝達ギア
２２が相対回転不能に設置される。中間軸１７に平行し
て出力軸１０が回転自在に支持され、この出力軸１０上
には二つのギア、即ち、等速入力ギア２３及び増速入力
ギア２４が遊嵌設置される。両ギア２３・２４の設置部
位の間の位置において、出力軸１０の周面にはスプライ
ンが刻設され、該スプライン上に、クラッチスライダ３
３が相対回転不能かつ軸方向摺動自在に設けられる。

【００４４】クラッチスライダ３３は両ギア２３・２４
に挟まれるようにして配置され、ギア２３・２４のそれ
ぞれクラッチスライダ３３側を向く側面には、歯部２３
ａ・２４ａが形成されている。これに対応して、クラッ
チスライダ３３の軸方向両端面には、前記歯部２３ａ・
２４ａに噛合可能な歯部３３ａ・３３ａが形成される。
クラッチスライダ３３にはクラッチフォーク２６が嵌合
され、油圧シリンダ５１に連係されている。従って、油
圧シリンダ５１に圧油を給排することによって、クラッ
チスライダ３３を、その歯部３３ａを等速入力ギア２３
の歯部２３ａへ噛合させる「等速４ＷＤ」位置Ｘ、反対
側の歯部３３ａを増速入力ギア２４の歯部２４ａへ噛合
させる「増速４ＷＤ」位置Ｚ、いずれの歯部２３ａ・２
４ａへも噛合させない「２ＷＤ」位置Ｙ、の計三位置に
摺動操作することができる。

【００４５】この第三構成例におけるクラッチスライダ
３１を摺動操作するための制御装置２７の構成が、図１
０に示される。この構成例では、油圧シリンダ５１に接
続される電磁バルブ４１’は三位置切替型のものとさ
れ、そのスプールには二つのソレノイド４１ａ・４１ｂ
が設置されている。このバルブ４１’はＰ・Ｔ・Ａ・Ｂ
・Ｃの五つのポートを有するように構成しており、ポン
プポートＰは油圧ポンプ３５へ接続し、タンクポートＴ
はドレン回路を介し油溜め４３へ接続している。残りの
ポートＡ・Ｂ・Ｃは油圧シリンダ５１に接続している。
ポートＡはシリンダ収容室の端部に設けた油給排孔Ｈに
接続され、ポートＢ・Ｃはシリンダ収容室の側壁に設け
た油逃がし孔Ｉ・Ｊに、それぞれ接続されている。油逃
がし孔Ｉは逃がし孔Ｊよりも、シリンダ収容室の端部寄
りの位置（油給排孔Ｈに近い位置）に設けられている。

【００４６】電磁バルブ４１の第一ソレノイド４１ａに
は、前後進切換レバー１４に連係するスイッチ２８、ス
テアリングハンドル１５が所定角度以上回動されると閉
じるスイッチ２９、スリップ判定回路３７の出力側を構
成するスイッチ３８、の三者が直列接続される。第二ソ
レノイド４１ｂには、前記スイッチ２８・２９の二者に
リレースイッチ６１を加えた三者が直列接続される。こ
のリレースイッチ６１は通常時は閉じているが、コイル
６０が励磁されるとその磁界によって開かれるように構
成される。該コイル６０には前記第一ソレノイド４１ａ
と同様に、前後進切換レバー１４に連係するスイッチ２
８、ステアリングハンドル１５が所定角度以上回動され
ると閉じるスイッチ２９、スリップ判定回路３７の出力
側を構成するスイッチ３８、の三者が直列接続される。

【００４７】以上の構成の作用を説明する。前後進切換
レバー１４が「後進」位置に操作されているとき（後進
時）、あるいは該レバー１４が「前進」位置に操作され
ていてもステアリングハンドル１５の回動操作角が前記
所定の角度未満であるとき（前方直進時）は、スイッチ
２８・２９の少なくともいずれかが開かれているから、
前記第一ソレノイド４１ａ及び第二ソレノイド４１ｂの
いずれに対しても電流が供給されない。この場合電磁バ
ルブ４１は図１０に示すノーマル位置とされ、油圧シリ
ンダ５１の圧油は油給排孔ＨからポートＡ・Ｔを介して
油溜め４３へドレンされる。この結果、縮退される油圧
シリンダ５１に連係するクラッチスライダ３３は「等速
４ＷＤ」位置Ｘとされ、等速入力ギア２３とその歯部同
士３３ａ・２３ａを係合させて、等速入力ギア２３と出
力軸１０を一体的に結合し、前輪１２に動力を伝達す
る。こうして、前輪１２及び後輪６の『等速４輪駆動』
状態が現出される。

【００４８】前後進切換レバー１４が「前進」位置に操
作され、かつ、ステアリングハンドル１５が前記所定の
角度をこえて回動操作されているとき（即ち、前進旋回
時）は、両スイッチ２８・２９がいずれも閉じられるの
で、電磁バルブ４１の第二ソレノイド４１ｂに電流が流
れる。電磁バルブ４１は切り換わってポンプポートＰと
ポートＡとを接続し、タンクポートＴとポートＢとを接
続するとともに、ポートＣをブロックする。この結果、
油圧ポンプ３５からの圧油は油圧シリンダ５１の油給排
口Ｈに供給され、該油圧シリンダ５１のシリンダロッド
は伸張駆動される。ただし、油逃がし孔Ｉがバルブ４１
を介して油溜め４３に連通されているので、油圧シリン
ダ５１のシリンダロッドが一定程度伸張駆動されると油
逃がし孔Ｉが開かれて圧油がドレンされ、結局シリンダ
ロッドの伸張量は、油逃がし孔Ｉの位置に対応する伸張
量とされる。この結果、油圧シリンダ５１に連係される
クラッチスライダ３３は、等速入力ギア２３及び増速入
力ギア２４のいずれにも係合しない「２ＷＤ」位置Ｙと
され、出力軸１０は駆動されず、前輪１２に駆動力は伝
達されない。こうして、後輪６のみの『２輪駆動』状態
が現出される。

【００４９】以上の場合は後輪６がスリップせず駆動力
を地面に伝えている場合であるが、前進旋回時に後輪６
がスリップした場合は、前記スリップ判定回路３７がス
イッチ３８を閉じるので、第一ソレノイド４１ａへ電流
が供給されると同時に、コイル６０が励磁されてリレー
スイッチ６１が開かれ、第二ソレノイド４１ｂへの電流
が遮断される。これによって切り換わった電磁バルブ４
１は、ポンプポートＰとポートＡとを接続し、ポートＢ
をブロックするとともに、ポートＣとタンクポートＴと
を接続する。この結果、油圧ポンプ３５からの圧油は油
圧シリンダ５１の油給排口Ｈに供給され、該油圧シリン
ダ５１のシリンダロッドは伸張駆動される。ただし、油
逃がし孔Ｊがバルブ４１を介して油溜め４３に連通され
ているので、油圧シリンダ５１のシリンダロッドが一定
程度伸張駆動されると油逃がし孔Ｊが開かれて圧油がド
レンされ、結局シリンダロッドの伸張量は、油逃がし孔
Ｊの位置に対応する伸張量とされる。この結果、油圧シ
リンダ５１に連係されるクラッチスライダ３３は「増速
４ＷＤ」位置Ｚとされ、等速入力ギア２３とその歯部同
士３３ａ・２３ａを係合させて、等速入力ギア２３と出
力軸１０を一体的に結合する。こうして、前輪１２が後
輪６よりも増速されて駆動される『増速４輪駆動』状態
が現出される。

【００５０】旋回が終了しオペレータがステアリングハ
ンドル１５を「直進」位置近傍へ戻して、車両を旋回前
進から前方直進へ移行させたときは、前記スイッチ２９
が開かれるので、ソレノイド４１ａ（４１ｂ）に対する
電流が断たれる。電磁バルブ４１はノーマル位置に戻さ
れ、油圧シリンダ５１の圧油がドレンされ、クラッチス
ライダ３１が「等速４ＷＤ」位置Ｘに戻される。こうし
て、車両は『等速４輪駆動』状態へ戻る。

【００５１】上述の構成による作用は、第一構成例の作
用（図４に示す作用）とまったく同様である。即ち、後
進時および前進直進時には『等速４輪駆動』状態として
動力を確実に地面に伝え、前進旋回時には、原則『２輪
駆動』状態として旋回による圃場の傷みを低減する一方
で、該旋回時に後輪６がスリップした場合には『増速４
輪駆動』状態として該スリップ状態からの確実な脱出を
図るものである。

【００５２】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したので、
以下に示すような効果を奏する。

【００５３】即ち、請求項１に示す如く、エンジンと、
エンジンからの動力によって駆動される後輪と、ステア
リング手段の回動操作により操舵可能な前輪と、前記前
輪にエンジンからの動力を伝える状態及び伝えない状態
との間で切換可能なドライブトレーンと、を具備した作
業車両に備えられる走行伝達構造において、前記ステア
リング手段の回動角が設定値を上回る場合であって、前
記後輪がスリップしたときには、前記前輪にエンジンか
らの動力を伝える状態に前記ドライブトレーンを切り換
える制御手段を備えたので、旋回時かつ後輪がスリップ
したときには自動的に前輪に動力を伝えて四輪駆動への
移行制御がされるから、旋回時において通常は二輪駆動
として燃費を節減し、スリップしたときのみ四輪駆動と
して旋回を円滑にするといった、適切な駆動モードの自
動切換が可能となる。特に、圃場上で用いる農用作業車
に適用した場合、旋回時において通常は二輪駆動として
圃場が荒れるのを防ぐ一方、後輪がスリップしたときの
み四輪駆動として旋回を円滑にするといった制御が行わ
れるので好適である。

【００５４】請求項２に示す如く、前記ステアリング手
段の回動角が設定値を上回る場合であって、前記後輪が
スリップしたときには、前記制御手段は、前輪が後輪よ
りも増速されて駆動されるように前記ドライブトレーン
を制御するので、前輪を増速駆動することにより、後輪
スリップ状態から素早く確実に脱出できる構成となる。

【００５５】請求項３に示す如く、前記ステアリング手
段の回動角が設定値以下である場合には、前記制御手段
は、前記前輪にエンジンからの動力を伝えない状態とな
るように前記ドライブトレーンを制御するので、直進時
に後輪のみを駆動する構成となるから、駆動効率を向上
でき、燃費が良好である。

【００５６】請求項４に示す如く、前記ステアリング手
段の回動角が設定値以下である場合であって、前記後輪
がスリップ状態に移行したときは、前記制御手段は前記
前輪にエンジンからの動力を伝える状態にドライブトレ
ーンを切り換えるので、直進時には原則として後輪のみ
を駆動して経済性を向上させるとともに、後輪がスリッ
プしたときは後輪に加えて前輪を駆動してぬかるみ等か
ら素早く脱出できる、燃費及び悪路の走破性を両立させ
得る合理的な構成を提供できる。

【００５７】請求項５に示す如く、前記後輪がスリップ
状態から回復したときは、前記制御手段は前記前輪にエ
ンジンからの動力を伝えない状態にドライブトレーンを
切り換えるので、後輪がスリップ状態から回復したとき
は後輪のみの駆動に戻ることになるから、不必要に前輪
を駆動させない、経済性に優れた構成を提供できる。

【００５８】請求項６に示す如く、エンジンと前輪との
間の走行伝達経路に逆入力遮断クラッチを介在させてあ
るので、通常のドッグクラッチ等を使用する構成に比し
て、クラッチスライダやそれを摺動操作するための構成
を簡略化でき、制御手段の簡素化・小型化に貢献でき
る。

【００５９】請求項７に示す如く、前記ステアリング手
段の回動角が設定値以下である場合は、前記制御手段
は、前記前輪にエンジンからの動力を伝える状態となる
ように前記ドライブトレーンを制御するので、直進時に
前後輪の四輪駆動となるから、駆動力が確実に路面に伝
えられ、悪路の走破性が良好である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての作業車両の概略図。

【図２】変速機内部の第一構成例を示した図。

【図３】クラッチスライダを制御するための制御装置を
示す電気回路図及び油圧回路図。

【図４】制御装置の作用をフローチャート的に表した
図。

【図５】第一構成例の変形例において、前輪又は後輪の
スリップを検出するための構成の一例を示した図。

【図６】変速機内部の第二構成例を示した図。

【図７】第二構成例における制御装置を示す電気回路図
及び油圧回路図。

【図８】第二構成例における制御装置の作用をフローチ
ャート的に表した図。

【図９】変速機内部の第三構成例を示した図。

【図１０】第三構成例における制御装置を示す電気回路
図及び油圧回路図。

【符号の説明】

１ 作業車両 ２ エンジン ３ トランスミッション ３ａ ＨＳＴ ６ 後輪 ９ 変速機（ドライブトレーン） １２ 前輪 ２７ 制御装置（制御手段） ４４ 逆入力遮断クラッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D036 GA14 GB05 GD03 GD04 GE04 GG35 GG42 GH05 GH18 GH26 GJ08 GJ12 3D043 AA03 AB12 EA02 EA17 EA34 EB03 EB06 EB12 EE07 EE12 EF12 EF24

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンと、 エンジンからの動力によって駆動される後輪と、 ステアリング手段の回動操作により操舵可能な前輪と、 前記前輪にエンジンからの動力を伝える状態及び伝えな
   い状態との間で切換可能なドライブトレーンと、を具備
   した作業車両に備えられる走行伝達構造において、 前記ステアリング手段の回動角が設定値を上回る場合で
   あって、前記後輪がスリップしたときには、前記前輪に
   エンジンからの動力を伝える状態に前記ドライブトレー
   ンを切り換える制御手段を備えたことを特徴とする、 作業車両の走行伝達構造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の作業車両の走行伝達構
   造において、 前記ステアリング手段の回動角が設定値を上回る場合で
   あって、前記後輪がスリップしたときには、前記制御手
   段は、前輪が後輪よりも増速されて駆動されるように前
   記ドライブトレーンを制御することを特徴とする、作業
   車両の走行伝達構造。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の作業車両の走行伝達構
   造において、 前記ステアリング手段の回動角が設定値以下である場合
   には、前記制御手段は、前記前輪にエンジンからの動力
   を伝えない状態となるように前記ドライブトレーンを制
   御することを特徴とする、作業車両の走行伝達構造。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の作業車両の走行伝達構
   造において、 前記ステアリング手段の回動角が設定値以下である場合
   であって、前記後輪がスリップ状態に移行したときは、
   前記制御手段は前記前輪にエンジンからの動力を伝える
   状態にドライブトレーンを切り換えることを特徴とす
   る、作業車両の走行伝達構造。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の作業車両の走行伝達構
   造において、 前記後輪がスリップ状態から回復したときは、前記制御
   手段は前記前輪にエンジンからの動力を伝えない状態に
   ドライブトレーンを切り換えることを特徴とする、作業
   車両の走行伝達構造。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の作業車両の走行伝達構
   造において、 エンジンと前輪との間の走行伝達経路に逆入力遮断クラ
   ッチを介在させたことを特徴とする、作業車両の走行伝
   達構造。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の作業車両の走行伝達構
   造において、 前記ステアリング手段の回動角が設定値以下である場合
   は、前記制御手段は、前記前輪にエンジンからの動力を
   伝える状態となるように前記ドライブトレーンを制御す
   ることを特徴とする、作業車両の走行伝達構造。