JP3984700B2 - 四輪駆動車両 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、制動装置を有する第一駆動輪(後輪)の伝動系より分岐させて第二駆動輪(前輪)への伝動系を構成したトラクタなどの四輪駆動車両に関する。
【0002】
【従来の技術】
以上の如き四輪駆動式では、二輪駆動式に比して大きな推進力を得やすく、上り坂走行時や湿田などの馬力を要する作業走行時に威力を発揮する。しかしながら、路面抵抗の少ないアスファルトなどの平坦路上走行時に、前輪を駆動し続けるのは無駄であり、前後輪の周速度差によって前輪が後輪に押されて前輪のタイヤがスリップし磨耗する欠点が有る。そのため、路上走行する際には、オペレータは前輪の伝動系を切断操作して後輪のみの駆動による二輪駆動状態で走行するのが一般的とされる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、二輪駆動状態で路上走行している際に、後輪を制動したときには、路面に対する摩擦抵抗は後輪にのみしか生じない。一方、前後輪の四輪駆動状態で後輪を制動すると後輪の制動力が前輪にも及んで四輪全てに摩擦抵抗が生じるようになる。この場合に比べ、二輪駆動状態の車両が完全停止するまでの空走距離は四輪駆動状態の車両よりも長くなる不具合が有る。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上のような課題を解決すべく、次のような手段を用いる。
請求項1においては、原動機より変速装置を介して、第一駆動輪である後輪へ動力を伝 える伝動系より、分岐させて第二駆動輪である前輪へ動力を伝える四輪駆動車両において、作業走行時の旋回性を良くする為に、第一駆動輪である後輪に対して、第二駆動輪である前輪の周速を若干速くすべく設定し、該第二駆動輪である前輪へ動力を伝える伝動系に、平坦路面を四輪駆動走行時に、アスファルト路面と第二駆動輪である前輪との間に生じる摩擦トルクよりも、小さな摩擦トルクに設定された摩擦伝動経路と、該経路を迂回する直結伝動経路とを、択一切換可能に設けると共に、該第一駆動輪である後輪を制動可能とし、変速装置が変速レバーにより高速側へ変速操作されたときには、摩擦伝動経路を選択し、低速側へ操作されたときには、直結伝動経路を選択する自動切換機構を設けたものである。
【0005】
請求項2においては、原動機より変速装置を介して、第一駆動輪である後輪へ動力を伝える伝動系より、分岐させて第二駆動輪である前輪へ動力を伝える四輪駆動車両において、作業走行時の旋回性を良くする為に、第一駆動輪である後輪に対して、第二駆動輪である前輪の周速を若干速くすべく設定し、該第二駆動輪である前輪へ動力を伝える伝動系に、平坦路面を四輪駆動走行時に、アスファルト路面と第二駆動輪である前輪との間に生じる摩擦トルクよりも、小さな摩擦トルクに設定された摩擦伝動経路と、該経路を迂回する直結伝動経路とを、択一切換可能に設けると共に、該第二駆動輪である前輪をハンドルにて操舵可能とし、該第二駆動輪である前輪が所定角度以上にハンドルにて操舵されたときには、摩擦伝動経路を選択し、所定角度以下に操舵されたときには、直結伝動経路を選択する自動切換機構を設けたものである。
【0006】
請求項3においては、請求項1または請求項2記載の四輪駆動車両において、前記第二駆動輪である前輪へ動力を伝える伝動系を、断接自在に構成したものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付の図面をもとに説明する。図1は本発明を採用する四輪駆動車両であるトラクタの側面図、図2は四輪駆動車両における前輪用動力取出部の側面断面図、図3は図2におけるX−X矢視断面図、図4は制御ブロック図、図5は四輪駆動車両における前輪用動力取出部の他の実施例を示す側面断面図である。
【0008】
まず、図1に図示のトラクタの全体の概略構成を説明する。エンジンフレーム1上にエンジンEやバッテリー等を搭載し、これらをボンネット2にて覆い、ボンネット2後端にはダッシュボード3を配設して、ダッシュボード3より上方にハンドル4を配置している。エンジンEの後方にクラッチハウジング5、ミッションケース6を連結している。ミッションケース6には、後輪差動機構が内装され、左右両側にリアアクスル7を延設して、その左右各外端に後輪8・8を取り付けている。この後輪8・8を第一駆動輪とし、リアアクスル7上には通例の如く制動装置が備えられ、運転部のステップ上に配したブレーキペダルをオペレータが踏み込み操作することで、後輪8・8に制動力を付与するべく構成している。
【0009】
クラッチハウジング5からミッションケース6にかけて、その内部に、エンジンEの出力軸と後輪差動機構とを連結するための主変速装置及び副変速装置が直列接続して内装されており、ミッションケース6の下端には前輪動力取出ケース9を付設して、後輪8への動力伝達経路途中から分岐して前輪駆動用としての後輪8と同期した回転動力を取り出す伝動機構を内設している。前輪動力取出ケース9より前方に出力軸18を突出し、その前端はユニバーサルジョイント、伝動軸10を介して、エンジンフレーム1の下部に配設したフロントアクスルケース11内の前輪差動機構に連結される。そのフロントアクスルケース11の左右各外方にフロントアクスル11a・11aを突設し、その各外端に第一駆動輪として前記ハンドル4にて操舵輪自在な前輪12・12を配設している。
【0010】
図4に示すように、該ハンドル4からハンドル軸やピットマンアーム等を介して、前輪12へ至る操舵機構の途中、例えば、ハンドル軸の基部に前輪12の操舵角度を検知するセンサー25が配置され、該センサー25はコントローラ26と接続されている。また、ダッシュボード3や座席近傍等には、前記主変速装置及び副変速装置を切換操作するための主変速レバー30や副変速レバー31が配設され、副変速レバー31周辺には高速変速位置を検知するセンサー32が配置され、コントローラ26と接続されている。
【0011】
以上のような四輪駆動車両において、前輪動力取出ケース9内の伝動機構の第一実施例を図2、図3より説明する。ミッションケース6内において、後輪駆動用の伝動軸(図示しない後輪差動機構に接続する変速軸)上に前輪動力取出ギア14が配設されており、前輪動力取出ギア14は、前輪動力取出ケース9内の上部に横設したカウンタ軸15上に回転自在に外嵌される二連のカウンタギア16の大径ギア16aに噛合している。前輪動力取出ケース9に出力軸18が機体前後方向に軸支され、その前端は前輪動力取出ケース9より前方に突出して、前記ユニバーサルジョイント、伝動軸10を介して前輪12に連結される。前記出力軸18には伝動ギア17が回転自在に遊嵌されており、前記二連のカウンタギア16の小径ギア16bと噛合している。
【0012】
前記伝動ギア17の一側面にボス部17aが延設され、該ボス部17a上にクラッチケース33が固設され、該クラッチケース33内にバネ34を収納し、更に摩擦板19a・19a・・・が相対回転不能に係止されている。一方、出力軸18上に回転体35が固設され、該回転体35外周上に摩擦板19b・19b・・・が相対回転不能に係止され、前記摩擦板19a・19a・・・と重合配置して、出力軸18と伝動ギア17との間に摩擦伝動装置19が介装されている。この実施例において前記複数の摩擦板19a・19bはバネ34によって所定の付勢力をもって圧接されている。
【0013】
ここで、トラクタなどの四輪駆動車両は作業走行時の旋回性を考慮して、後輪8に対し前輪12の周速が若干速くなるように設定されているので、四輪駆動状態で平坦路面を走行した際には周速度差により路面と前輪12との間に摩擦トルクが生じる。本発明による摩擦伝動装置19の摩擦トルクは、バネ34の付勢力選定により設定されるが、この摩擦トルクは、四輪駆動走行時にアスファルト路面と前輪12との間で発生する摩擦トルクよりも小さくなるように設定される。
【0014】
また、伝動ギア17の他側面には歯部17bが形成され、この歯部17bと隣接して、出力軸18上には相対回転不能で、且つ、軸方向に摺動自在にスプライン係合したスリーブ20が配設されており、該スリーブ20の環状溝にシフター21が係合されている。該シフター21の基部は前輪動力取出ケース9の側壁部に回転自在に支持した操作軸36のケース内端部に固設され、操作軸36のケース外端部上にはシフトアーム22が固設されている。該シフトアーム22の他端は図4に示すようにシリンダーやソレノイド等からなるスライドアクチュエーター37と連結されて、該アクチュエーター37はコントローラ26によって制御される。
【0015】
図2に図示する前記スリーブ20を後方(紙面下側に図示)に摺動することによって、該スリーブ20と歯部17bが噛合されて、伝動ギア17と出力軸18が直結されて直結伝動モードとなる。また、スリーブ20を前方へ摺動することによってスリーブ20と歯部17bの噛合が解除され、伝動ギア17から摩擦伝動装置19を介して出力軸18に動力が伝達されて摩擦伝動モードとなる。
【0016】
こうしてスリーブ20を前後に摺動することによって、前輪12に対する駆動モードが選択切換可能となっている。なお、出力軸18の内部には、スリーブ20のモード位置決め用のデテントバネ23a及びデテント球23bが内嵌されている。スリーブ20が直結連動モードの時には、伝動ギア17を出力軸18に直結させ、出力軸18は伝動軸13の回転と同期回転して、四輪駆動状態となる。
【0017】
スリーブ20は前記副変速レバー31を高速側に切り換えた時やハンドル4を設定角度以上回動したときに摺動されて摩擦伝動モードとされる。つまり、副変速レバー31を高速H側に切り換えると、センサー32がONとなり、コントローラ26からアクチュエーター37を作動させて、シフトアーム22が回動され、スリーブ20を前方へ摺動して摩擦伝動モードとされる。また、ハンドル4の回動角はセンサー25で検知され、その信号をコントローラ26に入力して、例えば25°などの設定角度以上回動したかを判断して、設定角度以上回動されると、アクチュエーター37を作動させて、シフトアーム22が回動され、スリーブ20を前方へ摺動して摩擦伝動モードとされる。
【0018】
アスファルトなどの平坦路面上を走行する時に、車両が四輪駆動状態である場合、前後輪の周速度差によって前輪12と路面との間で摩擦トルクが発生する。摩擦伝動モードでは、この摩擦トルクよりも小さい摩擦トルクに設定された摩擦伝動装置19にスベリが生じるので、前輪12を上記のように引きずることはなく、見かけ上は、二輪駆動状態で走行しているときと変わらない。車両が旋回するときも同様に前輪12を引きずらないので、小回りの利いた旋回が可能となる。しかも本発明では、前輪12への動力は切断されることなく、摩擦伝動装置19を介して常に伝動され続けているため、後輪8を制動するとその制動力は前輪12にまで及ぶこととなって四輪全てに摩擦抵抗を生じさせることができ、ブレーキペダルを踏み込んでから、車両が完全停止するまでの空走距離を、二輪駆動状態で後輪を制動した場合に比べ短縮できる。
【0019】
図5は同じく四輪駆動車両における前輪動力取出用伝動機構の他の実施例であって、前記出力軸18を前後に分割して、その他の構成は前記と同じ構成としている。即ち、前出力軸18Fと後出力軸18Rとを同一軸線上に配置して両者を互いに相対回転自在に支持し、前出力軸18Fの後部外周と、後出力軸18Rの前部外周にスプライン18a・18bをそれぞれ形成して、該スプライン18a・18bと前記歯部17b上にまたがるようにスリーブ20が相対回転不能で、かつ、軸方向摺動可能に配置されている。
【0020】
スリーブ20を前出力軸18F上のスプライン18aと、伝動ギア17の歯部17bとに噛合させると、出力軸18と伝動ギア17が直結した直結伝動モードなり、歯部17bとの噛合を解除し、前出力軸18Fのスプライン18aと後出力軸18R上のスプライン18bとに噛合させることにより摩擦伝動モードとなり、伝動ギア17と出力軸18との間が摩擦伝動装置19を介し所定の摩擦トルクで連結されている状態となる。そして、スリーブ20を更に前方へ摺動してスプライン18bとの噛合も解除すると、前出力軸18Fへ動力が伝達されず、二輪駆動モードとなるのである。
【0021】
この実施例の場合、直結伝動モードと摩擦伝動モードとの切り換えは、前記同様に副変速レバーを高速側に切り換えた時やハンドルを設定角度以上回動したときにアクチュエーターで切り換えられるように構成して、二輪駆動モードは手動で切り換えるように構成している。また、直結伝動モードと摩擦伝動モードと二輪駆動モードを全て機械的に切り換えるように構成することもできる。
【0022】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、次のような効果を奏する。
請求項1の如く、原動機より変速装置を介して、第一駆動輪である後輪へ動力を伝える伝動系より、分岐させて第二駆動輪である前輪へ動力を伝える四輪駆動車両において、作業走行時の旋回性を良くする為に、第一駆動輪である後輪に対して、第二駆動輪である前輪の周速を若干速くすべく設定し、該第二駆動輪である前輪へ動力を伝える伝動系に、平 坦路面を四輪駆動走行時に、アスファルト路面と第二駆動輪である前輪との間に生じる摩擦トルクよりも、小さな摩擦トルクに設定された摩擦伝動経路と、該経路を迂回する直結伝動経路とを、択一切換可能に設けると共に、該第一駆動輪である後輪を制動可能とし、変速装置が変速レバーにより高速側へ変速操作されたときには、摩擦伝動経路を選択し、低速側へ操作されたときには、直結伝動経路を選択する自動切換機構を設けたので、高速で路上を走行する時には第二駆動輪が路面抵抗を受けて路面との間で摩擦トルクが発生したときにその摩擦トルクよりも小さな摩擦トルクに設定された摩擦伝動経路にスベリが生じるため、二輪駆動走行時と同じように第二駆動輪を引きずることなく、タイヤの異常磨耗を極力低減させることができる。しかも、第二駆動輪への動力は摩擦伝動経路を介して常に伝達され続けているため、第一駆動輪を制動するとその制動力は第二駆動輪にまで及ぶこととなって、四輪全てに摩擦抵抗を生じさせることができ、車両が完全停止するまでの空走距離を、二輪駆動状態で後輪を制動した場合に比べ短縮させることができる。また、作業走行時には四輪駆動状態となり強大な推進力で走行することができる。
【0023】
請求項2の如く、原動機より変速装置を介して、第一駆動輪である後輪へ動力を伝える伝動系より、分岐させて第二駆動輪である前輪へ動力を伝える四輪駆動車両において、作業走行時の旋回性を良くする為に、第一駆動輪である後輪に対して、第二駆動輪である前輪の周速を若干速くすべく設定し、該第二駆動輪である前輪へ動力を伝える伝動系に、平坦路面を四輪駆動走行時に、アスファルト路面と第二駆動輪である前輪との間に生じる摩擦トルクよりも、小さな摩擦トルクに設定された摩擦伝動経路と、該経路を迂回する直結伝動経路とを、択一切換可能に設けると共に、該第二駆動輪である前輪をハンドルにて操舵可能とし、該第二駆動輪である前輪が所定角度以上にハンドルにて操舵されたときには、摩擦伝動経路を選択し、所定角度以下に操舵されたときには、直結伝動経路を選択する自動切換機構を設けたので、車両が旋回するときに、第二駆動輪を引きずることがないので、路上を荒らさず小回りの利いた旋回が可能となる。また、旋回中に第一駆動輪を制動したときの空走距離を短縮化することができるのである。
【0024】
請求項3の如く、前記第二駆動輪である前輪へ動力を伝える伝動系を、断接自在に構成したので、完全に第二駆動輪への動力伝達を断って二輪駆動状態でも走行させることができ、路上走行等でエネルギーのロスを低減することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を採用する四輪駆動車両であるトラクタの側面図である。
【図2】 四輪駆動車両における前輪用動力取出部の側面断面図である。
【図3】 図2におけるX−X矢視断面図である。
【図4】 制御ブロック図である。
【図5】 四輪駆動車両における前輪用動力取出部の他の実施例を示す側面断面図である。
【符号の説明】
8 後輪(第一駆動輪)
9 前輪取出ケース
12 前輪(第二駆動輪・操舵輪)
17 伝動ギア
18 出力軸
19 摩擦伝動装置
20 スリーブ
21 シフター
37 アクチュエーター
Claims (3)
- 原動機より変速装置を介して、第一駆動輪である後輪へ動力を伝える伝動系より、分岐させて第二駆動輪である前輪へ動力を伝える四輪駆動車両において、作業走行時の旋回性を良くする為に、第一駆動輪である後輪に対して、第二駆動輪である前輪の周速を若干速くすべく設定し、該第二駆動輪である前輪へ動力を伝える伝動系に、平坦路面を四輪駆動走行時に、アスファルト路面と第二駆動輪である前輪との間に生じる摩擦トルクよりも、小さな摩擦トルクに設定された摩擦伝動経路と、該経路を迂回する直結伝動経路とを、択一切換可能に設けると共に、該第一駆動輪である後輪を制動可能とし、変速装置が変速レバーにより高速側へ変速操作されたときには、摩擦伝動経路を選択し、低速側へ操作されたときには、直結伝動経路を選択する自動切換機構を設けたことを特徴とする四輪駆動車両。
- 原動機より変速装置を介して、第一駆動輪である後輪へ動力を伝える伝動系より、分岐させて第二駆動輪である前輪へ動力を伝える四輪駆動車両において、作業走行時の旋回性を良くする為に、第一駆動輪である後輪に対して、第二駆動輪である前輪の周速を若干速くすべく設定し、該第二駆動輪である前輪へ動力を伝える伝動系に、平坦路面を四輪駆動走行時に、アスファルト路面と第二駆動輪である前輪との間に生じる摩擦トルクよりも、小さな摩擦トルクに設定された摩擦伝動経路と、該経路を迂回する直結伝動経路とを、択一切換可能に設けると共に、該第二駆動輪である前輪をハンドルにて操舵可能とし、該第二駆動輪である前輪が所定角度以上にハンドルにて操舵されたときには、摩擦伝動経路を選択し、所定角度以下に操舵されたときには、直結伝動経路を選択する自動切換機構を設けたことを特徴とする四輪駆動車両。
- 請求項1または請求項2記載の四輪駆動車両において、前記第二駆動輪である前輪へ動力を伝える伝動系を、断接自在に構成したことを特徴とする四輪駆動車両。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10247498A JP3984700B2 (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | 四輪駆動車両 |
EP98122690A EP0921027A3 (en) | 1997-12-02 | 1998-11-30 | Transfer clutch control for four-wheel drive vehicle |
US09/203,606 US6125961A (en) | 1997-12-02 | 1998-12-02 | Four-wheel drive vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10247498A JP3984700B2 (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | 四輪駆動車両 |
Publications (2)
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JPH11291780A JPH11291780A (ja) | 1999-10-26 |
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ID=14328463
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP10247498A Expired - Lifetime JP3984700B2 (ja) | 1997-12-02 | 1998-04-14 | 四輪駆動車両 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3984700B2 (ja) |
-
1998
- 1998-04-14 JP JP10247498A patent/JP3984700B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH11291780A (ja) | 1999-10-26 |
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