JP3155738B2 - 前輪舵取り車両の旋回機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００４】 【発明の属する技術分野】本発明は、前輪舵取り車両の
旋回機構に関するものである。 【０００５】 【従来の技術】従来より、トラクタ−等の圃場内での作
業性を向上し、特に旋回時の旋回半径を小さくすること
を目的として、各種形態の前輪舵取り車両における旋回
機構が開発されている。そして、かかる旋回機構は、一
般に、四輪操舵式のものと前輪内外輪作動軸式（倍速タ
−ン式）とに大別される。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の四輪操
舵式のものは、一般に構造が複雑であるため製作コスト
が高くなるという問題点があり、一方、前輪内外輪作動
駆動式は、圃場が固い場合はスリップしたり、また、差
動機構がミッション内に内蔵されているため、余計な伝
動軸を必要として煩雑な構造になり、同様に製作コスト
が高くなるとともに、メンテナンスも煩わしいものとな
っていた。本発明は、上記問題点を解決することがで
き、さらに、倍速タ−ン式の旋回機構を備えながら堅牢
で機体の地上高を充分に確保することができる前輪舵取
り車両の旋回機構を提供することを目的とする。 【０００７】本発明は、機体にフロントアクスルケ−ス
の中央部を揺動支持部にて支持すると共に、機体の後方
にミッションケ−スを配設し、ミッションケ−スから前
輪に動力を伝達する為の前輪駆動軸をフロントアクスル
ケ−スの後方まで延出し、前輪駆動軸と前記フロントア
クスルケ−ス側のピニオン軸との間に、等速・増速の切
り換えが自在な増速切換機構を介設し、この増速切換機
構に操舵機構を連動連結して、操舵機構の旋回操作時に
増速切り換えがなされるべく構成する前輪舵取り車両の
旋回機構において、上記フロントアクスルケ−スから後
方に向けて筒状ケ−シングを延設してその延出中途部
を、機体に固定した軸受によって支持させ、該筒状ケ−
シングの内部に、前記フロントアクスルケ−ス側のピニ
オン軸と、後端を自在継手によって前輪駆動軸と連動連
結した増速切換機構入力軸とを直列に配設するととも
に、前記ピニオン軸の略全長にわたって同心円的にかつ
相対回転自在に中間回転筒を嵌装して、この中間回転筒
を、操舵機構に連動して接離作動されるドッグクラッチ
によってピニオン軸に接離自在に連動させ、また、中間
回転筒と筒状ケ−シングとの間に、前記ドッグクラッチ
が離脱されたときに中間回転筒を筒状ケ−シングに固定
する多板クラッチを設け、さらに、ピニオン軸の後端廻
りに同心円的に取付ける回転ハウジングの内面にピニオ
ン軸の軸線と直交する方向に軸線を有するベベルギヤを
取付けて、該ベベルギヤの前面と中間回転筒の後端に一
体的に形成したベベルギヤとを噛合させるとともに、前
記ベベルギヤの後面とピニオン軸の後端に固着したベベ
ルギヤとを噛合させ、かつ、回転ハウジングの後端を増
速切換機構入力軸の前端にスプライン結合した増速用デ
フ機構を設けて前記増速切換機構を構成してある前輪舵
取り車両の旋回機構に係るものである。 【０００８】 【発明の効果】上記した構成により、本発明は、以下の
作用及び効果を奏する。標準仕様の前輪駆動車両に比
べ、増速切換機構をフロントアクスルケ−スと前輪駆動
軸との間に介設するのみで小旋回可能な旋回機構を構成
でき、後付け（オプション）が容易になり、安価に製作
・取付けすることができる。また、メンテナンスも容易
になる。 【０００９】前輪駆動軸を機体後方に設けたミッション
ケ−スから機体前方に延出させることによって、フロン
トアクスルケ−ス後方に増速切換機構を配設可能とした
のでミッションケ−ス内部及びミッションケ−スと前輪
駆動軸との間に余計な伝動部を装備しなくてもよくな
り、かかる伝動部によるトラクタ−等の走行障害を無く
することができる。 【００１０】機体前方に増速切換機構を有するため、前
輪舵取り車両の機体前後バランスが良好となり、同車両
の旋回中心が従来より機体の長手方向軸線側にくるた
め、旋回半径を小さくすることができる。また、機体の
後方にミッションケ−スを配設し、ミッションケ−スか
ら前輪に動力を伝達する為の前輪駆動軸をフロントアク
スルケ−スの後方まで延出し、その部分で等速・増速切
換が可能な構造としたので、増速モ−ド時においても、
前輪駆動軸を増速させる必要がなく、また、前輪駆動軸
の前後長も短縮されるのでベアリングの振れ等を確実に
防止でき、前輪駆動軸や自在継手等の寿命を長じること
ができる。 【００１１】そして、殊に、増速切換機構を、フロント
アクスルケ−スから後方に延設する筒状ケ−シングに内
装支持したピンオン軸及び同軸に回転自在に外嵌される
中間回転筒と、ベベルギヤで組成された増速用デフ機構
と、多板クラッチ、摺動カム体及びドッグクラッチから
なる伝動切換機構とで構成したので、増速切換機構部分
が縮径コンパクト化され、これを機体底部に至近に配置
できることとなって同部分の地上高を高く確保すること
ができ、畝立圃場などにおいても増速切換機構部分がス
タックするようなことがなくなり、各種の作業に対する
適応性が向上される。また、前記増速用デフ機構の入力
軸を筒状ケ−シングの後方に形設した細筒部に突出させ
て自在継手を介して前輪駆動軸に連動結合し、フロント
アクスルケ−スから後延する筒状ケ−シングの中途部
を、機体に固装した軸受によって支持させたので、増速
切換機構の全体が堅牢強固に支持され、前輪駆動軸との
連動結合も容易になる。 【００１２】増速切換機構を内蔵した筒状ケ−シング
が、フロントアクスルケ−スに近く位置するので、機体
前部に作用するフロントウエイトとしても機能し、別個
にフロントウエイトを取付けなくても、機体の前後重量
バランスを良好にして、操向操作性を向上させることが
できる。 【００１３】 【発明の実施の形態】以下、添付図に示す実施例に基づ
いて、本発明を具体的に説明する。図１において、トラ
クタ−は、その前後部にそれぞれ前輪(１)と後輪(２)と
を取付けており、その前輪(１)及び後輪(２)は、共に、
以下に説明する駆動機構によって駆動される。 【００１４】すなわち、図２に示す駆動系統図におい
て、(３)はエンジン、(４)は主クラッチ、(５)は主変速
装置、(６)は副変速装置、(７)は後輪デフ装置であり、
デフ装置(７)のデフヨ−ク軸(８)は最終減速装置(９)を
介して各後輪(２)に連動連結される。なお、(１０)は各
デフヨ−ク軸(８)の外端部に設けられた後輪ブレ−キで
ある。また、上記構成において、主変速装置(５)、副変
速装置(６)は、ミッションケ−ス内に内蔵されている。 【００１５】また、(１１)は前輪駆動系を示し、該前輪
駆動系(１１)は、副変速装置(６)に歯車(１２)及び自在
継手(１３)を介して連結した前輪駆動軸(１４)と、前輪
駆動軸(１４)と連結した前輪デフ装置(１５)とからな
り、前輪デフ装置(１５)の各々のヨ−ク軸(１６)は、歯
車列(１７)を介して前輪(１)に連結され、又、前輪(１)
は、キングピン廻りに操向動作可能となっている。 【００１６】本発明は、上記前輪駆動系(１１)におい
て、前輪駆動軸(１４)と前輪デフ装置(１５)との間に、
増速切換機構を設けたことを特徴とする。図３を参照し
て、増速切換機構の構成を詳細に説明する。図中、(２
１)は前輪デフ装置(１５)を内蔵し、かつ、ケ−ス揺動
支持部(２１ａ)によって左右に揺動自在に支持されたフ
ロントアクスルケ−スであり、そのフロントアクスルケ
−ス(２１)は、その後部に、後方に向けて延出した全体
が略同径の筒状ケ−シング(２０)の基端を突設してお
り、同筒状ケ−シング(２０)は、その中途部を、上端を
機体(２２)に固定した軸受(２４)によって支持されてい
る。 【００１７】なお、(２５)及び(２６)は機体(２２)の底
部に設けたオイルパンとクラッチハウジングであり、筒
状ケ−シング(２０)は、これらに接触しないように近接
させて、前輪デフ装置(１５)の下端面よりも上方に配設
される。 【００１８】また、筒状ケ−シング(２０)は、その内部
に、前輪デフ装置(１５)から前輪駆動軸(１４)に向け
て、前輪デフ装置(１５)の歯車列と噛合するベベルギヤ
(２７)を前端に具備するピニオン軸(２９)と、後端を自
在継手(１３)によって前輪駆動軸(１４)と連動連結した
増速切換機構入力軸(３０)とを直列に配設している。 【００１９】また、(３１)はピニオン軸(２９)の略全長
にわたって同心円的にかつ相対回転自在に取付けた中間
回転筒であり、この中間回転筒(３１)は、その前端に、
軸線方向に摺動自在だがスプラインによって中間回転軸
筒(３１)と一体回転する摺動カム体(３２)を取付けてお
り、摺動カム体(３２)は、ドッグクラッチ(３３)を介し
て、ピニオン軸(２９)の中途に固着したフランジ(３４)
と接合離脱自在に係合している。 【００２０】なお、摺動カム体(３２)は、枢軸(３５)に
よって揺動自在に枢支した揺動ホ−ク(３６)によって軸
線方向に移動されるものであり、かかる揺動ホ−ク(３
６)は、図示しない操舵機構と連動連結され、ドッグク
ラッチ(３３)の係合離脱を行うことができる。 【００２１】また、(３７)は中間回転筒(３１)の中途で
あって、揺動カム体(３２)に隣接した位置に取付けた多
板クラッチであり、その多板クラッチ(３７)は、摺動カ
ム体(３２)の軸線方向移動によりスプリング(３８)を圧
縮することによって、中間回転筒(３１)を筒状ケ−シン
グ(２０)に固定しその回転を停止することができる。 【００２２】また、(４０)はピニオン軸(２９)の後端に
設けた増速用デフ機構であり、この増速用デフ機構(４
０)は、ピニオン軸(２９)の後端廻りに同心円的に回転
ハウジング(４１)を取付け、回転ハウジング(４１)の内
面にピニオン軸(２９)の軸線と直交する方向に軸線を有
するベベルギヤ(４２)を取付けて、該ベベルギヤ(４２)
の前面と中間回転筒(３１)の後端に一体的に形成したベ
ベルギヤ(４４)とを噛合させるとともに、前記ベベルギ
ヤ(４２)の後面とピニオン軸(２９)の後端に固着したベ
ベルギヤ(４３)とを噛合させ、さらに、回転ハウジング
(４１)の後端に設けたスプライン部(４１−1)を増速切
換機構入力軸(３０)の前端に形成したスプライン部(３
０−1)と噛合させることによって構成している。なお、
前出の多板クラッチ(３７)と摺動カム体(３２)及びドッ
グクラッチ(３６)を、伝動切換機構と総称する。 【００２３】ついで、上記構成を有する増速切換機構の
作用について説明する。エンジン(３)を始動し、主クラ
ッチ(４)を接続すると、エンジン(３)の動力は、主クラ
ッチ(４)、主変速装置(５)、副変速装置(６)、後輪デフ
装置(７)及び最終減速装置(９)を介して各後輪(２)へと
伝達される。 【００２４】一方、副変速装置(６)から前輪駆動軸(１
４)、増速切換機構、前輪デフ装置(１５)を介して各前
輪(１)へ伝達されるので、トラクタ−は、前輪(１)と後
輪(２)の四輪を駆動輪として走行することになる。 【００２５】しかして、直進走行時には、前輪(１)と後
輪(２)とが同じ速度で駆動されることになるが、これを
駆動系統説明図を参照して説明すると、以下の如くな
る。すなわち、操舵機構は揺動ホ−ク(３６)を作動する
程度には操舵されていないので、多板クラッチ(３７)は
作動しておらず、中間回転筒(３１)は筒状ケ−シング
(２０)に固定されておらず、一方、ドッグクラッチ(３
３)によって中間回転筒(３１)はピニオン軸(２９)に一
体的に連結された状態にある。 【００２６】そのため、前輪駆動軸(１４)の回転は、増
速切換機構入力軸(３０)から回転ハウジング(４１)に伝
達されるが、ベベルギヤ(４２)、ベベルギヤ(４３)、ピ
ニオン軸(２９)、ベベルギヤ(４４)、中間回転筒(３１)
は、前輪駆動軸(１４)と同一速度で回転し、その後、前
輪デフ装置(１５)及び前輪ヨ−ク軸(１６)を介して前輪
(１)に伝達されることになる。 【００２７】一方、操舵機構が揺動ホ−ク(３６)を作動
する程度に操舵されると、多板クラッチ(３７)が作動
し、中間回転筒(３１)は筒状ケ−シング(２０)に固定さ
れることになるとともに、ドッグクラッチ(３３)の離脱
によって、ピニオン軸(２９)と中間回転筒(３１)との連
結は解除されることになる。 【００２８】そのため、前輪駆動軸(１４)の回転は、増
速切換機構入力軸(３０)から回転ハウジング(４１)に伝
達されるが、ベベルギヤ(４２)→ベベルギヤ(４３)→ピ
ニオン軸(２９)→フロントアクスルケ−ス(２１)の伝達
経路のみが活きており、この伝達経路の差動作用により
ピニオン軸(２９)は前輪駆動軸(１４)の２倍の速度で回
転し、その後、前輪デフ装置(１５)及び前輪ヨ−ク軸
(１６)を介して前輪(１)に伝達されることとなる。従っ
て、トラクタ−は小旋回半径でスリップを生じることな
く、旋回することができる。 【００２９】また、上記構成において、増速切換機構を
除いて他の構成要素は標準仕様であるため、小旋回可能
な旋回機構を容易かつ安価に構成でき、後付け（オプシ
ョン）も容易となる。また、フロントアクスルケ−ス
(２１)後方に増速切換機構を配設したため、余計な伝動
部を不用とすることができ、走行障害とならない。さら
に、前方に増速切換機構を有するため、前後重量バラン
スが良好となり旋回中心が従来より前方にくるため、旋
回半径を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の旋回機構を具備した前輪舵取り車両
（トラクタ−）の側面図である。 【図２】前輪舵取り車両の駆動系統図である。 【図３】本発明に係る旋回機構の拡大構造説明図であ
る。 【符号の説明】 １３ 自在継手 １４ 前輪駆動軸 １５ 前輪デフ装置 ２０ 筒状ケ−シング ２１ フロントアクスルケ−ス ２１ａ 揺動支持部 ２２ 機体 ２４ 軸受 ２９ ピニオン軸 ３０ 増速切換機構入力軸 ３１ 中間回転筒 ３２ 摺動カム体 ３６ ドッグクラッチ ３７ 多板クラッチ

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．機体(２２)にフロントアクスルケ−ス(２１)の中央
   部を揺動支持部(２１ａ)にて支持すると共に、機体(２
   ２)の後方にミッションケ−スを配設し、ミッションケ
   −スから前輪(１)に動力を伝達する為の前輪駆動軸(１
   ４)をフロントアクスルケ−ス(２１)の後方まで延出
   し、前輪駆動軸(１４)と前記フロントアクスルケ−ス
   (２１)側のピニオン軸(２９)との間に、等速・増速の切
   り換えが自在な増速切換機構を介設し、この増速切換機
   構に操舵機構を連動連結して、操舵機構の旋回操作時に
   増速切り換えがなされるべく構成する前輪舵取り車両の
   旋回機構において、上記フロントアクスルケ−ス(２１)
   から後方に向けて筒状ケ−シング(２０)を延設してその
   延出中途部を、機体(２２)に固定した軸受(２４)によっ
   て支持させ、該筒状ケ−シング(２０)の内部に、前記フ
   ロントアクスルケ−ス(２１)側のピニオン軸(２９)と、
   後端を自在継手(１３)によって前輪駆動軸(１４)と連動
   連結した増速切換機構入力軸(３０)とを直列に配設する
   とともに、前記ピニオン軸(２９)の略全長にわたって同
   心円的にかつ相対回転自在に中間回転筒(３１)を嵌装し
   て、この中間回転筒(３１)を、操舵機構に連動して接離
   作動されるドッグクラッチ(３３)によってピニオン軸
   (２９)に接離自在に連動させ、また、中間回転筒(３１)
   と筒状ケ−シング(２０)との間に、前記ドッグクラッチ
   (３３)が離脱されたときに中間回転筒(３１)を筒状ケ−
   シング(２０)に固定する多板クラッチ(３７)を設け、さ
   らに、ピニオン軸(２９)の後端廻りに同心円的に取付け
   る回転ハウジング(４１)の内面にピニオン軸(２９)の軸
   線と直交する方向に軸線を有するベベルギヤ(４２)を取
   付けて、該ベベルギヤ(４２)の前面と中間回転筒(３１)
   の後端に一体的に形成したベベルギヤ(４４)とを噛合さ
   せるとともに、前記ベベルギヤ(４２)の後面とピニオン
   軸(２９)の後端に固着したベベルギヤ(４３)とを噛合さ
   せ、かつ、回転ハウジング(４１)の後端を増速切換機構
   入力軸(３０)の前端にスプライン結合した増速用デフ機
   構(４０)を設けて前記増速切換機構を構成してある前輪
   舵取り車両の旋回機構。