JP2005238864A

JP2005238864A - 走行車両の差動機構

Info

Publication number: JP2005238864A
Application number: JP2004047452A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Komatsu; 正和小松
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2004-02-24
Filing date: 2004-02-24
Publication date: 2005-09-08

Abstract

【課題】従来、クローラトラクタなどの走行車両において、ステアリングハンドルの操作量に応じて旋回用ＨＳＴの出力を調整するように構成していたので、該旋回用ＨＳＴの出力を最大限に活用できず、出力ロスが大きくなっていた。また、旋回用ＨＳＴの油圧ポンプとステアリングハンドルとを連係するリンク機構が複雑な構造となり、部品点数が多く組立がとても面倒な作業となっていた。
【解決手段】走行車両の前部に備えられた差動機構に、フロントアクスルケース２５に支持した左右の出力軸１１５・１１５を一対の遊星歯車機構１１０・１１０にて連結する差動装置１００と、該遊星歯車機構１１０・１１０を介して出力軸１１５・１１５に回転数差を与えて操向を行う旋回用ＨＳＴと、該旋回用ＨＳＴからの動力を変速した後に差動装置１００に伝達する機械式の旋回用変速装置１４０とを備えた。
【選択図】図６

Description

本発明は、クローラトラクタなどの走行車両に備えられた差動機構に関する。

従来、クローラ式走行装置により走行する車両において、エンジンからの動力をトランスミッションにおいて変速した後、差動装置に入力し、左右出力軸に伝達して直進走行を行うとともに、ステアリングハンドルの操作により旋回用ＨＳＴを駆動させ、該旋回用ＨＳＴからの動力を該差動装置に伝達して左右の出力軸に回転数差を生じさせて旋回走行をさせる差動機構が公知となっている。このような差動機構では、ステアリングハンドルの操作量に応じて旋回用ＨＳＴから出力される動力を調節することにより、左右の出力軸に与える回転数差を変更して、旋回時における車両の旋回半径を調整可能としていた（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００３−２２２８号公報

前述のように、従来の差動機構ではステアリングハンドルの操作量に応じて旋回用ＨＳＴの出力を調整するように構成していたのであるが、低速走行時には小さな操作量で大きく旋回するようにし、高速走行時には大きく操作しても小さく旋回できるように、あるいは、旋回時には速度を低下させるように、ステアリングハンドルと旋回用ＨＳＴの変速軸又は主変速レバーとの間に、複雑なリンク機構を設けていた。よって、部品点数が多く組立がとても面倒な作業となっていた。また、旋回用ＨＳＴから出力される動力は出力ロスが大きいため、動力を最大限に活用できなかった。

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。

即ち、請求項１においては、走行車両の前部に備えられた走行車両の差動機構において、フロントアクスルケースに支持した左右の出力軸を一対の遊星歯車機構にて連結する差動装置と、該遊星歯車機構を介して出力軸に回転数差を与えて操向を行う旋回用ＨＳＴと、該旋回用ＨＳＴからの動力を変速した後に差動装置に伝達する機械式の旋回用変速装置とを備えたものである。

請求項２においては、前記機械式の旋回用変速装置を油圧式の旋回用変速装置としたものである。

請求項３においては、前記旋回用変速装置と、ミッションケース内に配設された副変速装置とを連動連結したものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、旋回用ＨＳＴからの動力を機械式の旋回用変速装置により変速した後、差動装置に入力して遊星歯車機構により左右の出力軸に回転数差を与えることができるので、操縦者が変速装置の変速を行うと旋回用変速装置も変速されて、ステアリングハンドルの左右旋回操作時において、出力軸の回転数差も変更して、車速に応じた最適な旋回半径を得ることができる。また、旋回用ＨＳＴからの出力は高速走行時においても低速走行時においても略同じパターンの出力でよいので、最適出力パターンに設定しておくことで動力を最大限に活用して出力ロスを低減することができる。また、旋回用ＨＳＴと変速レバーを連係する必要がないため、旋回用ＨＳＴとステアリングハンドルとを連係するリンク機構を簡単な構造にできる。加えて、フロントアクスルケースに差動装置を備えた車両の場合、車両前部の重量が重くなるので、機体の前後のバランスが良くなる。

請求項２においては、ステアリングハンドルの左右旋回操作時でも、変速手段を操作して油圧式変速装置の変速を行うことにより、旋回用ＨＳＴから出力される動力を調節して車両の旋回半径を変更することができる。また、油圧式変速装置とその変速手段を連係するロッドなどからなるリンク機構が不要となるため、油圧式変速装置とその変速手段とを簡単な構造で連係できる。

請求項３においては、車両の旋回時において、速度域に応じた旋回フィーリングを得ることができる。

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に係るトラクタの全体的な構成を示した斜視図、図２は同じく側面図、図３は駆動伝達経路を示すスケルトン図、図４はクラッチハウジングの側面断面図、図５はミッションケースの側面断面図、図６はフロントアクスルケースの平面断面図、図７は機械式の旋回用変速装置と主変速レバーとを連係するリンク機構を示す図、図８は別実施例の駆動伝達経路を示すスケルトン図、図９は油圧式変速装置の油圧回路の構成を示す図である。

まず、本発明の一実施例に係る動力伝達機構を採用したクローラトラクタの概略構成について、図１及び図２を用いて説明する。
クローラ式走行装置１の前部上方にエンジン３が配置され、後部上にミッションケース２３が配置されている。エンジン３は左右下方のメインフレーム６・６間に固設され、ボンネット４で覆われている。該ボンネット４の後方にはダッシュボード２が設けられており、該ダッシュボード２内にステアリングコラムが設けられ、該ステアリングコラムに支持されたハンドル軸の上端に操向操作を行う丸型のステアリングハンドル７が配置されている。また、該ダッシュボード２には、機体の前後進を切り換えるためのリバーサレバー１２１が側方から突出するように配設されている。ステアリングハンドル７の後方にはシート８が配設され、該シート８の近傍に主変速レバー１２２や副変速レバー１２３、ＰＴＯ変速レバー１２４などが配設されている。そして、ダッシュボード２とシート８との間の下方にステップ１８が配置されて、運転部が構成されている。また、機体後端部には、各種作業機を装着するための三点リンク式の装着装置１０が設けられている。

前記クローラ式走行装置１においては、トラックフレーム１５の前端部にフロントアクスルケース２５が固設され、該フロントアクスルケース２５に支持された駆動軸１１８に駆動スプロケット１１が支持されている。一方、トラックフレーム１５の後端部にはアイドラ（従動スプロケット）１２が回転自在に支持されている。そして、前記駆動スプロケット１１とアイドラ１２との間においてトラックフレームに転輪１３・１３・・・が回転自在に支持され、駆動スプロケット１１とアイドラ１２と転輪１３・１３・・・の周囲がクローラベルト１４で巻回されている。

次に、クローラトラクタの駆動伝達系について、図３から図６を用いて説明する。
前記エンジン３の後方にはフライホイールケース２１を介して前後進切換装置３０や主変速装置５０などを収納したクラッチハウジング２２が配設され、該クラッチハウジング２２の後方に副変速装置７０やＰＴＯ変速装置４０などを収納したミッションケース２３が配置され、該ミッションケース２３の後面はリアケース２４により閉じられている。そして、エンジン３からの動力が、主変速装置５０で変速された後に副変速装置７０で変速され、駆動スプロケット１１に伝達可能とされるとともに、ＰＴＯ伝達軸４２からＰＴＯ変速装置４０を介してＰＴＯ軸動力伝達可能に構成されている。

また、エンジン３の下方には差動装置１００を収納したフロントアクスルケース２５が配置され、トラックフレーム１５の前端部に支持されている。該フロントアクスルケース２５の前面には後述する機械式の旋回用変速装置１４０を介して固定容量型の油圧モータ６８が付設されており、該油圧モータ６８とクラッチハウジング２２側面に付設された可変容量型の油圧ポンプ６７とからなる旋回用油圧式無段変速装置（以下、旋回用ＨＳＴ）が構成されている。該旋回用ＨＳＴにおいては、油圧ポンプ６７の可動斜板が変速アームを介してステアリングハンドル７にリンク機構を介して連係されて、ステアリングハンドル７の操作により油圧ポンプ６７から油圧モータ６８に圧油が吐出され、該油圧モータ６８が駆動されるようになっている。そして、該旋回用ＨＳＴの出力と前記副変速装置７０からの出力とが差動装置１００で合成されて、左右の駆動軸１１８を介して駆動スプロケット１１に伝えられ、旋回用ＨＳＴの出力が停止状態では直進状態となり、旋回用ＨＳＴの出力が左右の駆動軸１１８に伝えられると旋回するようになっている。こうして、駆動スプロケット１１が回転駆動されると、クローラベルト１４が回転され、クローラ式走行装置１が駆動するように構成されている。

続いて、動力伝達機構の具体的構成を説明する。
前記エンジン３の出力軸３ａは後方に突出され、該出力軸３ａにクラッチハウジング２２に軸支された主軸３１がフライホイール２７及びダンパー２８を介して連結され、該主軸３１上に正転側ギア３２と逆転側ギア３３が遊嵌されている。該正転側ギア３２と主軸３１との間には前進側の油圧クラッチ３４が、逆転側ギア３３と主軸３１との間に後進側の油圧クラッチ３５がそれぞれ配設されている。この二つの油圧クラッチ３４・３５は前記リバーサレバー１２１と連係された油圧制御弁の切換によって断接されるように構成されており、リバーサレバー１２１の操作により油圧制御弁が切り換えられると、前進側の油圧クラッチ３４又は後進側の油圧クラッチ３５のいずれか一方が接続され、正転側ギア３２又は逆転側ギア３３のいずれか一方に主軸３１から動力が伝達されるようになっている。ただし、リバーサレバー１２１がニュートラル位置の場合は、主軸３１からの動力は正転側ギア３２及び逆転側ギア３３には伝達されない。

前記正転側ギア３２は、主軸３１と平行に配設された伝達軸３６に固設されたギア３７と噛合されるとともに、後方に延出される主軸３１に遊転可能に外嵌されたパイプ状の主変速入力軸５５に相対回転不能に連結されている。逆転側ギア３３は、カウンタ軸に固設されたカウンタギア３９に噛合され、該カウンタギア３９が伝達軸３６に固設されたギア３８に噛合されている。こうして、前後進切換装置３０が構成され、前進側の油圧クラッチ３４が接続されたときには、主軸３１からの動力が正転側ギア３２を介して主変速入力軸５５に伝達されて、主変速軸が正転方向に回転される。逆に、後進側の油圧クラッチ３５が接続されたときには、主軸３１からの動力が逆転側ギア３３からカウンタギア３９及びギア３８を介して伝達軸３６に伝達され、該伝達軸３６からギア３７及び正転側ギア３２を介して主変速入力軸５５に動力が伝達されて、主変速入力軸５５が逆転方向に回転される。

前記主軸３１は機体後方へと延設されており、該主軸３１の後端にＰＴＯクラッチ４１を介してミッションケース２３に支持されたＰＴＯ伝達軸４２が同心軸上に連結されている。そして、該ＰＴＯ伝達軸４２の後端にＰＴＯ入力軸４３が同心軸上に相対回転不能に連結され、ＰＴＯクラッチ４１の出力がＰＴＯ伝達軸４２を介してＰＴＯ入力軸４３に伝えられるようになっている。該ＰＴＯ入力軸４３には第一入力ギア４４と第二入力ギア４５とが固設され、この二つのギア４４・４５にＰＴＯ軸４６に遊嵌された第一出力ギア４７と第二出力ギア４８にそれぞれ噛合されている。ＰＴＯ軸４６はミッションケース２３に及びリアケース２４に支持され、リアケース２４から機体後方に突出されている。

そして、前記第一出力ギア４７と前記第二出力ギア４８とに挟まれた位置において、ＰＴＯ軸４６にクラッチハブを介してクラッチスライダ４９が該ＰＴＯ軸４６に対して相対回転不能かつ軸方向摺動自在に嵌合されている。該クラッチスライダ４９は適宜のリンク機構を介して、ＰＴＯ変速レバー１２４に連係されている。

さらに、前記第一出力ギア４７及び前記第二出力ギア４８に、クラッチスライダ４９に係合可能な爪部が形成されて、前記ＰＴＯ変速レバー１２４を操作することによりクラッチスライダ４９が軸方向に摺動して、二つの出力ギア４７・４８のいずれか一方に係合するように構成されている。こうして、二段階の変速を可能としたＰＴＯ変速装置４０が構成され、ＰＴＯ入力軸４３の動力がＰＴＯ軸４６上の出力ギア４７・４８のうちのいずれか一方の出力ギアに出力されて、該出力ギア４７又は出力ギア４８から主変速入力軸５５の変速後の動力がＰＴＯ軸４６に出力されるようになっている。

また、前記主変速入力軸５５には第一入力ギア５１と第二入力ギア５２、第三入力ギア５３、第四入力ギア５４が固設又は形設され、これらの入力ギア５１・５２・５３・５４に主変速軸６０に遊嵌された第一出力ギア５６、第二出力ギア５７、第三出力ギア５８、第四出力ギア５９がそれぞれ噛合されている。そして、第一出力ギア５６と第二出力ギア５７とに挟まれた位置及び第三出力ギア５８と第四出力ギア５９とに挟まれた位置において、主変速軸６０上にクラッチハブを介してそれぞれクラッチスライダ６１・６２が該主変速軸６０に対して相対回転不能かつ軸方向摺動自在に嵌合されている。クラッチスライダ６１・６２は適宜のリンク機構を介して主変速レバー１２２に連係されている。

また、前記第一出力ギア５６、第二出力ギア５７、第三出力ギア５８、第四出力ギア５９にはそれぞれクラッチスライダ６１・６２に係合可能な爪部が形成され、主変速レバー１２２の操作によりクラッチスライダ６１・６２が軸方向に摺動して、第一出力ギア５６、第二出力ギア５７、第三出力ギア５８、第四出力ギア５９のうち、いずれか一つの出力ギアの爪部と係合するように構成されている。こうして、四段階の変速を可能とした主変速装置５０が構成され、主変速入力軸５５の動力が主変速軸６０上の出力ギア５６・５７・５８・５９のうち、いずれか一つの出力ギアに出力されて、該出力ギアより主変速入力軸５５の変速後の動力が主変速軸６０に出力されるようになっている。

前記主変速軸６０の前端にはギア６３が固設され、該ギア６３にカウンタ軸６４のギア６５が噛合されている。そして、該ギア６５に前記旋回用ＨＳＴの油圧ポンプ６７の入力軸６７ａに固設されたギア６６が噛合されて、主変速軸６０の動力が油圧ポンプ６７の入力軸６７ａに入力されるようになっている。こうして、主変速後回転数に比例して油圧ポンプ６７が駆動されるようになっている。

一方、前記主変速軸６０の後端部には、ミッションケース２３に支持された副変速入力軸７４が同心軸上に相対回転不能に連結されている。該副変速入力軸７４には第一入力ギア７１、第二入力ギア７２、第三入力ギア７３が固設又は形設され、これらの入力ギア７１・７２・７３に副変速入力軸７４と平行に支持された副変速軸７５に遊嵌した第一出力ギア７６、第二出力ギア７７、第三出力ギア７８がそれぞれ噛合されている。そして、第一出力ギア７６と第二出力ギア７７とに挟まれた位置及び第二出力ギア７７と第三出力ギア７８とに挟まれた位置において、副変速軸７５にクラッチハブを介してそれぞれクラッチスライダ７９・８０が該副変速軸７５に対して相対回転不能かつ軸方向摺動自在に嵌合されている。クラッチスライダ７９・８０は適宜のリンク機構を介して副変速レバー１２３に連係されている。

また、前記第一出力ギア７６、第二出力ギア７７、第三出力ギア７８にはクラッチスライダ７９・８０に係合可能な爪部が形成され、副変速レバー１２３の操作によりクラッチスライダ７９・８０が軸方向に摺動して、第一出力ギア７６、第二出力ギア７７、第三出力ギア７８のうち、いずれか一つの出力ギアの爪部と係合するように構成されている。こうして、三段階の変速を可能とした副変速装置７０が構成され、副変速入力軸７４の動力が副変速軸７５上の出力ギア７６・７７・７８のうち、いずれか一つの出力ギアに出力されて、該出力ギアより副変速入力軸７４の変速後の動力が副変速軸７５に出力されるようになっている。

前記副変速軸７５の後端にはベベルギア８１が固設され、該ベベルギア８１に出力軸８２に固設されたベベルギア８３が噛合されている。そして、該出力軸８２にブレーキ装置８４が配設されている。

一方、前記副変速軸７５の前端にはギア８５が固設され、該ギア８５に出力軸８６に固設されたギア８７が噛合されている。該出力軸８６はミッションケース２３下部に形成された動力取出部２３ａから機体前方に突出され、ミッションケース２３前方に配置されたギアケース９０に支持された入力軸９１に同心軸上に相対回転不能に連結されている。そして、ギアケース９０内において、入力軸９１に形設された入力ギア９２にカウンタ軸９３上のギア９４が噛合され、該ギア９４に出力軸９５に形設された出力ギア９６が噛合されている。該出力軸９５はギアケース９０前面下部から機体前方に突出されて、動力伝達軸９７と同心軸上に相対回転不能に連結され、該動力伝達軸９７の他端がフロントアクスルケース２５から後方に突出された入力軸１０１に同心軸上で相対回転不能に連結されている。

前記動力伝達軸９７を介してミッションケース２３の出力軸８６に連結された入力軸１０１の他端には、図３に示すように、フロントアクスルケース２５内においてベベルギア１０２が固設され、該ベベルギア１０２に左右一対の遊星歯車機構１１０を備える差動装置１００のサンギア軸１０３に固設されたベベルギア１０４が噛合されている。なお、図３において略左右対称に構成されるため進行方向右側は省略している。

また、図３と図６に示すように、前記フロントアクスルケース２５の前方には旋回用ＨＳＴの油圧モータ６８が配設され、該油圧モータ６８とフロントアクスルケース２５との間に機械式の旋回用変速装置１４０を備えるギアケース１２９が配置されている。ギアケース１２９と油圧モータ６８とはボルト等で固定されており、該油圧モータ６８の出力軸６８ａが後方に延設されて、ギアケース１２９内に突出されている。該ギアケース１２９内において、出力軸６８ａの後端にギアケース１２９に支持された入力軸１３０が同心軸上に連結され、該入力軸１３０に第一入力ギア１３１、第二入力ギア１３２、第三入力ギア１３３が固設又は形設されている。また、入力軸１３０と平行に出力軸１３５がギアケース１２９に支持されており、該出力軸１３５に第一出力ギア１３６、第二出力ギア１３７、第三出力ギア１３８が遊嵌されている。そして、これらの第一出力ギア１３６、第二出力ギア１３７、第三出力ギア１３８に入力軸１３０上の第一入力ギア１３１、第二入力ギア１３２、第三入力ギア１３３がそれぞれ噛合されている。

さらに、前記第一出力ギア１３６と第二出力ギア１３７とに挟まれた位置及び第二出力ギア１３７と第三出力ギア１３８とに挟まれた位置において、出力軸１３５にクラッチハブを介してそれぞれクラッチスライダ１４１・１４２が該出力軸１３５に対して相対回転不能且つ軸方向摺動自在に嵌合されている。これらのクラッチスライダ１４１・１４２はシフターに嵌合され、図７に示すように、該シフターは変速アーム１４３とロッド１４４或いはワイヤなどを備えたリンク機構を介して、運転部に配設された主変速レバー１２２に連係されている。

そして、前記出力軸１３５上の第一出力ギア１３６と第二出力ギア１３７と第三出力ギア１３８とにクラッチスライダ１４１・１４２に係合可能な爪部がそれぞれ形成され、主変速レバー１２２の操作によりクラッチスライダ１４１・１４２が軸方向に摺動して、第一出力ギア１３６、第二出力ギア１３７、第三出力ギア１３８のうち、いずれか一つの出力ギアの爪部と係合するように構成されている。こうして、三段階の変速を可能とした旋回用変速装置１４０が構成され、入力軸１３０の動力が出力軸１３５上の出力ギア１３６・１３７・１３８のうち、いずれか一つの出力ギアに出力されて、該出力ギアより入力軸１３０の変速後の動力が出力軸１３５に伝達されるようになっている。このようにして、歯車摺動式の変速機構が構成されている。

前記出力軸１３５の後端にはギア１４５が固設され、該ギア１４５に軸１４６の前端に形設されたギア１４７が噛合されている。軸１４６はフロントアクスルケース２５前部にて前記入力軸１３０と同心軸上に支持され、その後端がフロントアクスルケース２５内に突出されている。そして、該軸１４６の後端に形設されたベベルギア１４８に左右の旋回逆転軸１０６・１０６に固設されたベベルギア１０７・１０７が噛合されて、左右に互いに逆回転の動力が伝達されるように構成されている。そして、各旋回逆転軸１０６の他端にギア１０８が固設され、該ギア１０８を介してベベルギア１０７からの回転が左右の遊星歯車機構１１０に出力されるようになっている。

前記遊星歯車機構１１０は、サンギア１１１、プラネタリギア１１２、キャリア１１３、出力ギア１１４などから構成されている。サンギア１１１は前記サンギア軸１０３に固設されており、該サンギア１１１にプラネタリギア１１２の二つのギア１１２ａ・１１２ｂのうちの一方のギア１１２ａが噛合され、他方のギア１１２ｂが出力軸１１５に固設された出力ギア１１４に噛合されている。また、サンギア軸１０３（出力軸１１５）の外周上を回転するように、キャリア１１３がサンギア軸１０３に遊嵌され、該キャリア１１３から突設された軸に前記プラネタリギア１１２が回転自在に支持されている。さらに、該キャリア１１３にギア１１６が形設され、該ギア１１６に前記ベベルギア１０７を固設する旋回逆転軸１０６に固設されたギア１０８が噛合されている。

前記遊星歯車機構１１０の出力軸１１５の他側には入力ギア１１７が固設され、該入力ギア１１６に駆動軸１１８の一端に固設された出力ギア１１９が噛合されている。そして、フロントアクスルケース２５から機体左右方向に突出された駆動軸１１８の先端に、ハブを介して前記駆動スプロケット１１が固設されている。

このように構成することにより、エンジン３からの動力は、クラッチハウジングの主変速装置で変速された後、ミッションケース２３の副変速装置７０と、旋回用ＨＳＴ及び旋回用変速装置１４０とを介して、フロントアクスルケース２５の差動装置１００に入力される。該差動装置１００の遊星歯車機構１１０において、前記ステアリングハンドル７による操作が中立位置を維持している場合には、前記旋回用ＨＳＴの油圧モータ６８の出力軸６８ａは回転駆動されないので、該出力軸６８ａに固設されたベベルギア１０５は回転せずに固定される。これにより、旋回逆転軸１０６・１０６上にそれぞれ固設されたベベルギア１０７・１０７及びギア１０８・１０８も回転せずに固定されるので、該ギア１０８・１０８に噛合するギア１１６を固設した左右のキャリア１１３・１１３にブレーキ作用が発生し、キャリア１１３・１１３はサンギア軸１０３上で回転することなく略固定状態に維持される。よって、サンギア１１１の回転のみが固定されたキャリア１１３に回転自在に軸支されるプラネタリギア１１２と出力ギア１１４を介して出力軸１１５に出力されることとなる。つまり、前記ステアリングハンドル７が中立位置を保持している場合には、エンジン３からは副変速装置７０を介した出力のみが遊星歯車機構１１０に入力されるため、左右の出力軸１１５（駆動スプロケット１１・１１）が同方向且つ同回転数で回転駆動されて、機体が直進するようになる。

一方、ステアリングハンドル７の左右旋回操作時には、ステアリングハンドル７の操作により前記旋回用ＨＳＴの油圧ポンプ６７から油圧モータ６８に圧油が吐出されて、油圧モータ６８の出力軸６８ａが回転駆動される。そして、該出力軸６８ａの動力が旋回用変速装置１４０で変速された後、ベベルギア１４８を介して左右の旋回逆転軸１０６に固設されたベベルギア１０７・１０７に伝達されて、左右の旋回逆転軸１０６・１０６が互いに逆回転且つ同回転数で回転駆動される。これにより、旋回逆転軸１０６・１０６上のギア１０８・１０８に噛合する左右のキャリア１１３・１１３が逆回転且つ同回転数でサンギア軸１０３の外周上を回転され、キャリア１１３・１１３と一体となって前記プラネタリアギア１１２・１１２もサンギア軸１０３の外周上を逆回転且つ同回転数で回転される。ここで、前記プラネタリアギア１１２・１１２のキャリア１１３・１１３に対する回転方向と、該プラネタリアギア１１２・１１２のサンギア軸１０３に対する回転方向が逆方向であれば、出力ギア１１４・１１４の回転数が加算され、同方向であれば出力ギア１１４・１１４の回転数が減算されて、出力ギア１１４・１１４の回転が出力軸１１５に出力される。つまり、ステアリングハンドル７の左右旋回操作時には、エンジン３からの主変速装置５０で変速された後の副変速装置７０を介する出力と、旋回用ＨＳＴを介する出力とが遊星歯車機構１１０で合成されるため、左右の出力軸１１５・１１５（駆動スプロケット１１・１１）が回転数差をもって回転駆動され、車両が左方向又は右方向に旋回する。

以上のようにして車両が旋回する際、該車両の旋回半径は左右の出力軸１１５・１１５の回転数差によって決定される。左右の出力軸１１５・１１５の回転数差は、副変速装置７０からの動力に遊星歯車機構１１０によって合成される旋回用ＨＳＴ（油圧モータ６８の駆動軸６８ａ）からの動力に応じて変更される。従来の差動機構では、ステアリングハンドルと旋回用ＨＳＴの油圧ポンプとをリンク機構で連係し、ステアリングハンドルの操作量に応じて旋回用ＨＳＴの油圧ポンプの吐出量を調整して、該油圧ポンプの吐出量に応じて油圧モータの出力軸の回転数を調節することで、左右の出力軸に与える回転数差を変更可能としていた。つまり、差動装置に入力される旋回用ＨＳＴからの動力を調節することで、左右の出力軸の回転数差を変更して、車両の旋回半径を調整可能としていたのである。この構成は本実施例でも採用している。しかし、高速のまま低速と同様に回転数を変更していると急旋回となってしまい姿勢が不安定となってしまうので、ステアリングハンドルと旋回用ＨＳＴと変速レバーとを連係して、高速変速位置では旋回操作のときに変速レバーを低速側へ回動するようにして、低速で旋回するようにしていた。そのため、この連係するリンク機構が複雑となるとともに、旋回用ＨＳＴから出力される動力を最大限に活用できず、出力ロスが大きくなっていた。

そこで、本発明では、図７に示すように、主変速レバー１２２を機械式の旋回用変速装置１４０の変速アーム１４３とロッド１４４などを介して連結し、主変速装置５０（または副変速装置７０）を変速する変速レバーが高速変速位置では旋回用変速装置１４０を低速側変速位置に変速し、主変速レバー１２２が低速変速位置の場合には、旋回用変速装置１４０を高速側の変速位置に変速するように構成している。

したがって、操縦者が主変速レバー１２２を操作すると旋回用変速装置１４０も変速されて、左右の出力軸１１５の回転数差を変更して、車速に応じた最適な旋回半径を得ることができる。また、旋回用ＨＳＴからの出力は高速時でも低速時でも同じパターンでよいので、最適出力パターンに設定することで、動力を最大限に活用して出力ロスを低減することができるとともに、旋回用ＨＳＴの油圧ポンプとステアリングハンドルとを連係するリンク機構を簡単な構造にできる。さらに、旋回用変速装置１４０に備えられた入力ギア１３１・１３２・１３３及び出力ギア１３６・１３７・１３８のギア比を変更することにより、左右の出力軸１１５に生じる回転数差を設定できる。加えて、フロントアクスルケース２５に差動装置１００を備える車両の場合、車両前部の重量が重くなるので、機体の前後のバランスが良くなる。

また、前記機械式の旋回用変速装置１４０は前述の主変速装置５０と連動する代わりに、副変速装置７０と連動させて変速を行うように構成することもできる。この場合、旋回用変速装置１４０のクラッチスライダ１４１・１４２を摺動させるシフターが副変速装置７０の変速段を切り換える変速手段である前記副変速レバー１２３にロッドやワイヤなどを備えたリンク機構を介して連係される。これにより、副変速レバー１２３が操作されると、副変速装置７０の変速段が切り換えられて副変速が行われるとともに、旋回用変速装置１４０の変速段も前記同様に切り換えられて変速が行われることになる。したがって、車両の旋回時において、速度域に応じた旋回フィーリングを得ることができる。

また、本発明の走行車両の差動機構においては、機械式の旋回用変速装置の代わりに、油圧式の旋回用変速装置を用いることもできる。次に、図８と図９を用いて、差動機構に油圧式の旋回用変速装置１７０を用いた場合の実施例について説明する。

図８に示すように、前記フロントアクスルケース２５の前方に旋回用ＨＳＴの油圧モータ６８が配設され、該油圧モータ６８とフロントアクスルケース２５との間に油圧式の旋回用変速装置１７０を備えるギアケース１５９が配設されている。該ギアケース１５９と油圧モータ６８とはボルトなどで固定されており、該油圧モータ６８の出力軸６８ａが後方に延設されて、ギアケース１５９内に突出されている。該ギアケース１５９内において、油圧モータ６８の出力軸６８ａの後端にギアケース１５９に支持された入力軸１６０が同心軸上に連結され、該入力軸１６０に第一入力ギア１６１と第二入力ギア１６２と第三入力ギア１６３とが固設又は形設されている。また、入力軸１６０と平行に出力軸１６５がギアケース１５９に支持されており、該出力軸１６５に第一出力ギア１６６と第二出力ギア１６７と第三出力ギア１６８とが遊嵌され、さらにブレーキ装置１６９が配置されている。そして、これらの第一出力ギア１６６、第二出力ギア１６７、第三出力ギア１６８に入力軸１６０上の第一入力ギア１６１、第二入力ギア１６２、第三入力ギア１６３がそれぞれ噛合されている。

さらに、前記第一出力ギア１６６と出力軸１６５との間に第一油圧クラッチ１７１が、第二出力ギア１６７と出力軸１６５との間に第二油圧クラッチ１７２が、第三出力ギア１６８と出力軸１６５との間に第三油圧クラッチ１７３が配設され、さらにブレーキ装置１６９と出力軸１６５との間に第四油圧クラッチ１７４が配設されている。

図９に示すように、これらの油圧クラッチ１７１・１７２・１７３・１７４は、それぞれ電磁弁１７６・１７７・１７８・１７９と接続され、各電磁弁１７６・１７７・１７８・１７９を入切して、油圧ポンプ１８０からの作動油の各油圧クラッチ１７１・１７２・１７３・１７４への供給を切り換えることによって、断接されるように構成されている。これらの電磁弁１７６・１７７・１７８・１７９のソレノイド１７６ａ・１７７ａ・１７８ａ・１７９ａは、制御装置１９０に接続されている。

また、前記制御装置１９０には変速手段に設けられ変速位置を検出する変速スイッチ１２６が接続されている。ただし、該変速スイッチ１２６と各電磁弁１７６・１７７・１７８・１７９のソレノイド１７６ａ・１７７ａ・１７８ａ・１７９ａとは制御装置１９０を介さずに直接に接続してもよい。該変速スイッチ１２６は運転部に配置され、主変速レバー１２２やダッシュボード２上の操作パネルなどに設けられている。そして、変速操作が行われて変速スイッチ１２６がＯＮすると、前記電磁弁１７６・１７７・１７８・１７９のソレノイド１７６ａ・１７７ａ・１７８ａ・１７９ａのいずれか一つがＯＮされてその電磁弁が「入」となり、該電磁弁に接続された油圧クラッチが接続される。よって、ステアリングハンドル７の左右旋回操作時には、変速スイッチ１２６の操作により入力軸１６０の動力が出力軸１６５上の出力ギア１６６・１６７・１６８のうち、いずれか一つの出力ギアに出力されて、該出力ギアより入力軸１６０の変速後の動力が出力軸１６５に伝達されることになる。すなわち、旋回用変速装置１７０は主変速装置５０と連動し、主変速レバー１２２が高速段のとき低速側の油圧クラッチが作動され、変速レバーが低速段のとき高速側の油圧クラッチが作動されるのである。

なお、前記ステアリングハンドル７による操作が中立（直進）位置を維持している場合には、旋回用変速装置１７０の油圧クラッチ１７４が接続されて、ブレーキ装置１６９が作動し、旋回用ＨＳＴから差動装置１００への動力の伝達が確実に遮断される。こうして、車両の直進性の向上が図られている。

また、前記出力軸１６５の後端にはギア１８１が固設され、軸１８２の前端に形設されたギア１８３が噛合されている。該軸１８２はフロントアクスルケース２５前部にて前記入力軸１３０と同心軸上に支持され、その後端がフロントアクスルケース２５内に突出されている。そして、該軸１８２の後端に形設されたベベルギア１８４に左右の旋回逆転軸１０６・１０６に固設されたベベルギア１０７・１０７が噛合されている。

このようにして旋回用変速装置１７０が構成され、ステアリングハンドル７の左右旋回操作時には、旋回用ＨＳＴからの動力が該旋回用変速装置１７０で変速された後、差動装置１００に伝達され、遊星歯車機構１００により副変速装置７０からの動力と合成されて、左右の出力軸１１５・１１５に回転数差が与えられる。したがって、差動機構に油圧式の旋回用変速装置１７０を用いた場合には、ステアリングハンドル７の左右旋回操作時でも、変速手段を操作して旋回用変速装置１７０の変速を行うことにより、旋回用ＨＳＴから出力される動力を調節して車両の旋回半径を変更することができる。また、旋回用変速装置１７０と変速スイッチ１２６とを連係するロッドなどからなるリンク機構が不要となるため、旋回用変速装置１７０と変速スイッチ１２６とを簡単な構造で連係できる。

また、図９に示すように、前記制御装置１９０に電磁弁１７６・１７７・１７８・１７９のソレノイド１７６ａ・１７７ａ・１７８ａ・１７９ａに加えて、前記副変速レバー１２３の操作位置を検出する副変速レバー位置センサ１２７を接続し、該制御装置１９０により、副変速レバー位置センサ１２７の検出値に応じて各電磁弁１７６・１７７・１７８・１７９を制御して、副変速装置７０に連動して旋回用変速装置１７０の変速を行うように構成すること可能である。この場合、副変速レバー１２３が操作されると、副変速装置７０の変速段が切り換えられて副変速が行われるとともに、旋回用変速装置１７０の変速段も切り換えられて変速が行われることになるので、車両の旋回時において、速度域に応じた旋回フィーリングを得ることができる。なお、副変速装置７０の変速に伴って行われる旋回用変速装置１７０の変速の状態は、制御装置１９０により任意に設定可能である。また、同様に旋回用変速装置１７０を主変速装置５０に連動するように構成することもできる。

あるいは、前記制御装置１９０に電磁弁１７６・１７７・１７８・１７９のソレノイド１７６ａ・１７７ａ・１７８ａ・１７９ａに加えて、車両の走行速度を検出する車速センサ１２８を接続し、該制御装置１９０により、車速センサ１２８の検出値に応じて各電磁弁１７６・１７７・１７８・１７９を制御して、旋回用変速装置１７０の変速を行うように構成してもよい。

本発明の一実施例に係るトラクタの全体的な構成を示した斜視図。同じく側面図。駆動伝達経路を示すスケルトン図。クラッチハウジングの側面断面図。ミッションケースの側面断面図。フロントアクスルケースの平面断面図。機械式の旋回用変速装置と主変速レバーとを連係するリンク機構を示す図。別実施例の駆動伝達経路を示すスケルトン図。油圧式の旋回用変速装置の油圧回路の構成を示す図。

符号の説明

２３ミッションケース
２５フロントアクスルケース
６７油圧ポンプ
６８油圧モータ
７０副変速装置
１００差動装置
１１０遊星歯車機構
１１５出力軸
１４０機械式旋回用変速装置
１５０油圧式旋回用変速装置

Claims

走行車両の前部に備えられた走行車両の差動機構において、フロントアクスルケースに支持した左右の出力軸を一対の遊星歯車機構にて連結する差動装置と、該遊星歯車機構を介して出力軸に回転数差を与えて操向を行う旋回用ＨＳＴと、該旋回用ＨＳＴからの動力を変速した後に差動装置に伝達する機械式の旋回用変速装置とを備えたことを特徴とする走行車両の差動機構。
前記機械式の旋回用変速装置を油圧式の旋回用変速装置としたことを特徴とする請求項１に記載の走行車両の差動機構。
前記旋回用変速装置と、ミッションケース内に配設された副変速装置とを連動連結したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の走行車両の差動機構。