JP4519503B2

JP4519503B2 - 四輪駆動・前輪増速駆動切換機構

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Publication number: JP4519503B2
Application number: JP2004108728A
Authority: JP
Inventors: 卓治川上
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2004-04-01
Filing date: 2004-04-01
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2024-04-01
Also published as: JP2005289245A

Description

本発明は、トラクタなどの走行車両において、四輪駆動と前輪増速駆動を切り換える四輪駆動・前輪増速駆動切換機構に関する。

従来、トラクタ等の走行車両において、ステアリングハンドルの操作量や、前輪の切れ角の変化等により、車体の旋回操作を検出し、車体の旋回時には後輪の周速度よりも前輪の周速度を増速するように駆動を切り換える四輪駆動・前輪増速駆動切換機構を備えたものが知られている。このような四輪駆動・前輪増速駆動切換機構は、四輪駆動用の爪式クラッチと前輪増速駆動用の摩擦式クラッチとからなり、各クラッチに備えた油圧式アクチュエータや弾性体を利用して、爪式クラッチと摩擦式クラッチの「入」「切」を操作して、四輪駆動状態と前輪増速駆動状態とを切り換えるよう構成されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００３−３２６９９９号公報

しかし、上述の従来技術においては、爪式クラッチと油圧式クラッチの両方に弾性体を設け、爪式クラッチの弾性体により該爪式クラッチを接続して四輪駆動状態となるように構成していたため、四輪駆動・前輪増速駆動切換機構の構成が複雑となり、加工作業が煩雑となって、高コスト化を招く原因となっていた。

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。

変速後の動力を前輪（４）へ伝える前輪駆動出力軸（３０）上に、前輪（４）を後輪（７）の周速と略同速に駆動する四輪駆動状態に切換可能とする第一クラッチとなる爪式クラッチ（８１）と、該前輪（４）を後輪（７）の周速よりも増速して駆動する前輪増速駆動状態とに切換可能とする第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）を設けた走行車両において、該第一クラッチとなる爪式クラッチ（８１）、及び第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）のアクチュエータを油圧式として、該アクチュエータであるピストン（８５・８６）の摺動により、クラッチの「入」「切」を可能に構成し、該第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）を「切」方向に、弾性体であるバネ（８８）で付勢し、前記第一クラッチとなる爪式クラッチ（８１）のアクチュエータであるピストン（８５）に押体であるピン（８７）を設けて、該ピン（８７）の先端は、第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）のシリンダ（８４）の後部である、第一クラッチとなる爪式クラッチ（８１）の側の面を貫通してシリンダ室（Ｈｂ）内に挿入し、該第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）のピストン（８６）に当接させ、各アクチュエータのシリンダ（８３・８４）内に形成したシリンダ室（Ｈａ・Ｈｂ）に圧油を供給しない場合には、該バネ（８８）とピン（８７）により、第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）を「切」側に付勢し、第一クラッチとなる爪式クラッチ（８１）を「入」側に付勢し、前輪（４）を後輪（７）の周速と略同速に駆動し、各アクチュエータのシリンダ（８３・８４）内に形成したシリンダ室（Ｈａ・Ｈｂ）に圧油を同時に供給した場合には、該第一クラッチとなる爪式クラッチ（８１）をバネ（８８）に抗して「切」側に作動し、第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）を「入」側に作動し、該前輪（４）を後輪（７）の周速よりも増速して駆動する前輪増速駆動状態としたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

変速後の動力を前輪（４）へ伝える前輪駆動出力軸（３０）上に、前輪（４）を後輪（７）の周速と略同速に駆動する四輪駆動状態に切換可能とする第一クラッチとなる爪式クラッチ（８１）と、該前輪（４）を後輪（７）の周速よりも増速して駆動する前輪増速駆動状態とに切換可能とする第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）を設けた走行車両において、該第一クラッチとなる爪式クラッチ（８１）、及び第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）のアクチュエータを油圧式として、該アクチュエータであるピストン（８５・８６）の摺動により、クラッチの「入」「切」を可能に構成し、該第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）を「切」方向に、弾性体であるバネ（８８）で付勢し、前記第一クラッチとなる爪式クラッチ（８１）のアクチュエータであるピストン（８５）に押体であるピン（８７）を設けて、該ピン（８７）の先端は、第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）のシリンダ（８４）の後部である、第一クラッチとなる爪式クラッチ（８１）の側の面を貫通してシリンダ室（Ｈｂ）内に挿入し、該第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）のピストン（８６）に当接させ、各アクチュエータのシリンダ（８３・８４）内に形成したシリンダ室（Ｈａ・Ｈｂ）に圧油を供給しない場合には、該バネ（８８）とピン（８７）により、第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）を「切」側に付勢し、第一クラッチとなる爪式クラッチ（８１）を「入」側に付勢し、前輪（４）を後輪（７）の周速と略同速に駆動し、各アクチュエータのシリンダ（８３・８４）内に形成したシリンダ室（Ｈａ・Ｈｂ）に圧油を同時に供給した場合には、該第一クラッチとなる爪式クラッチ（８１）をバネ（８８）に抗して「切」側に作動し、第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）を「入」側に作動し、該前輪（４）を後輪（７）の周速よりも増速して駆動する前輪増速駆動状態としたことから、従来第一クラッチ及び第二クラッチの両方に備えていたバネの一つを省くことができ、四輪駆動・前輪増速駆動切換機構を簡単な構造で構成できる。よって、加工作業も容易なものとなり、低コスト化を図ることができる。

また、前記第一クラッチと第二クラッチのアクチュエータを油圧式として、各アクチュエータのシリンダ内に形成したシリンダ室に圧油を同時に供給可能に構成したことから、第一クラッチと第二クラッチの「入」「切」を切り換えるバルブの制御回路をＯＮ／ＯＦＦの一回路で構成でき、コストを低減させることができる。

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側面図、図２は動力伝達構成を示したスケルトン図、図３は四輪駆動・前輪増速駆動切換機構を示すミッションケース下部の側面断面図、図４は四輪駆動状態における四輪駆動・前輪増速駆動切換機構を示す図、図５は前輪増速駆動状態における四輪駆動・前輪増速駆動切換機構を示す図、図６は四輪駆動・前輪増速駆動切換機構の制御を示すフローチャート図である。

まず、本発明の一実施例に係る四輪駆動・前輪増速駆動切換機構８０を採用した走行車両をトラクタとして、その概略構成について説明する。

図１に示すように、機体フレーム２の前下部にはフロントアクスルが揺動自在に配設され、該フロントアクスルに軸支された前車軸３の両端に前輪４が取り付けられている。また、機体フレーム２の後部にはミッションケース５が固設され、該ミッションケース５の後部の左右両側面にリアクスルケースが取り付けられて、該リアクスルケースに軸支された後車軸６の両端に後輪７が取り付けられている。

機体フレーム２の前後中途部上にはエンジン８が載置されている。該エンジン８の前方にはラジエータ９やバッテリ１０が配置され、これらがボンネット１１により覆われている。ボンネット１１の後部内には燃料タンク１２が配設され、該燃料タンク１２の後方にダッシュボード１３が配設されている。ダッシュボード１３内にはハンドルコラムが配設され、ハンドルコラムに支持されたハンドル軸の上端にハンドル１４が設けられている。そして、ハンドル１４の後方に座席１５が配置され、該座席１５とダッシュボート１３との間の下方にステップ１６が配置されて、運転部が構成されている。

エンジン８の後部にクラッチハウジングが配置され、該クラッチハウジングの後部に前記ミッションケース５が配設されている。そして、エンジン８からの駆動力がトランスミッションを経て後輪７に伝達されると同時に、後述する本発明の四輪駆動・前輪増速駆動切換機構８０を介して前輪４に伝達されるように構成されている。また、前記エンジン８の駆動力は、ミッションケース５後端から突出したＰＴＯ軸２８にも伝達されるように構成されており、該ＰＴＯ軸２８からユニバーサルジョイントや伝動軸などを介して車両後端の作業機装着装置に装着した作業機１００に駆動力が伝達可能とされている。

次に、動力伝動系の構成について、図２を用いて説明する。前記エンジン８から出力軸２２が機体後方に突出され、該出力軸２２にクラッチハウジングに軸支された出力軸２３が多板式の主クラッチ２１を介して同心軸上に連結されている。出力軸２３は主クラッチ２１から後方に延出され、その更に後方にＰＴＯクラッチ軸２９が同心軸上に配設されている。

そして、前記出力軸２３の後端上に伝動歯車６４が配置され、ＰＴＯクラッチ軸２９前端上にＰＴＯ一速歯車６１、ＰＴＯ二速歯車６２、ＰＴＯ逆転歯車６３の三枚のＰＴＯ変速歯車が遊嵌されている。これらの歯車６１・６２・６３のうち、ＰＴＯ変速歯車６１・６２と伝動歯車６４は、主軸２５に固設或いは形設された三枚の伝達歯車４１・４２・４４に噛合され、ＰＴＯ逆転歯車６３がカウンタ歯車３７を介して伝達歯車４３に噛合されている。

前記ＰＴＯ一速歯車６１とＰＴＯ二速歯車６２とに挟まれた位置及びＰＴＯ逆転歯車６３と伝動歯車６４とに挟まれた位置において、ＰＴＯクラッチ軸２９にクラッチハブを介してクラッチスライダ９３・９４が該ＰＴＯクラッチ軸２９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９３・９４は適宜のリンク機構を介して、運転部に配設されたＰＴＯ変速レバーに連係されている。

また、前記ＰＴＯ一速歯車６１、ＰＴＯ二速歯車６２、ＰＴＯ逆転歯車６３、伝動歯車６４にはそれぞれクラッチスライダ９３・９４に係合可能な爪部が形成され、ＰＴＯ変速レバーの操作によりクラッチスライダ９３・９４が軸方向に摺動して、ＰＴＯ一速歯車６１、ＰＴＯ二速歯車６２、ＰＴＯ逆転歯車６３、伝動歯車６４のうち、いずれか一つの歯車の爪部と係合可能とされている。こうして、出力軸２３の駆動力が該出力軸２３上の伝動歯車から、又はＰＴＯクラッチ軸２９上の歯車６１・６２・６３のうちのいずれか一つの歯車からＰＴＯクラッチ軸２９に出力されるように構成されている。なお、ＰＴＯ変速レバーがニュートラル位置の場合には、ＰＴＯクラッチ軸２９に動力は伝達されない。

ＰＴＯクラッチ軸２９の後端には歯車６７が固設され、該歯車６７にＰＴＯ軸２８の前端に固設された歯車６８が噛合されている。そして、該ＰＴＯ軸２８の後端がミッションケース５から後方に突出され、ユニバーサルジョイントや伝動軸を介して機体後端に接続された作業機１００の入力軸に連結されている。

前記主軸２５上の四枚の伝達歯車４１・４２・４３・４４は、主変速軸２４に遊嵌された主変速一速歯車３１、主変速二速歯車３２、主変速三速歯車３３、主変速四速歯車３４の主変速歯車にそれぞれ噛合されている。そして、主変速一速歯車３１と主変速二速歯車３２とに挟まれた位置及び主変速三速歯車３３と主変速四速歯車３４とに挟まれた位置において、主変速軸２４上にクラッチハブを介してそれぞれクラッチスライダ５１・５２が該主変速軸２４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５１・５２は適宜のリンク機構を介して運転部に配設された主変速レバーに連係されている。

また、前記主変速一速歯車３１、主変速二速歯車３２、主変速三速歯車３３、主変速四速歯車３４にはそれぞれクラッチスライダ５１・５２に係合可能な爪部が形成され、主変速レバーの操作によりクラッチスライダ５１・５２が軸方向に摺動して、前記主変速一速歯車３１、主変速二速歯車３２、主変速三速歯車３３、主変速四速歯車３４のうち、いずれか一つの歯車の爪部と係合するように構成されている。こうして、主軸２５の駆動力が主変速軸上の歯車３１・３２・３３・３４のうち、いずれか一つの歯車に出力されて、該歯車より主軸２５の変速後の動力が主変速軸２４に出力されるように構成されている。

前記主変速軸２４は前方に延長されており、該延長部分に正転側歯車２６と逆転側歯車２７とが遊嵌されている。これらの歯車２６・２７のうち、正転側歯車２６は伝達軸４８に嵌合又は固設された歯車４５に噛合され、逆転側歯車２７はカウンタ軸３８に固設されたカウンタ歯車３９に噛合されて、該カウンタ歯車３９が伝達軸４８に嵌合又は固設された歯車４７と噛合されている。正転側歯車２６と逆転側歯車２７とに挟まれた位置にはリバーサクラッチ５７が設けられており、該リバーサクラッチ５７とリバーサレバーとが連係され、該リバーサレバーの操作によりリバーサクラッチ５７が前進側又は後進側のいずれかに接続可能とされている。このようにして、主変速軸２４の駆動力が正転側歯車２６又は逆転側歯車２７のいずれか一方の歯車に出力され、該歯車より主変速軸２４の変速後の駆動力が伝達軸４８に出力されるように構成されている。つまり、主変速軸２４の駆動力は、リバーサクラッチ５７が前進側に接続されたときには、正転側歯車２６に出力されて、該正転側歯車２６より伝達軸４８に出力され、逆に、リバーサクラッチ５７が後進側に接されたときには、逆転側歯車２７に出力されて、該逆転側歯車２７よりカウンタ軸３８を介して伝達軸４８に出力され、伝達軸４８が逆転方向に回転するように構成されている。但し、リバーサレバーがニュートラル位置の場合は、駆動力は両歯車２６・２７のいずれにも伝達されない。

伝達軸４８には前記歯車４５・４７が固設され、該歯車４５に前記正転側歯車２６が噛合されるとともに、副変速軸３５に遊嵌された歯車５９が噛合されている。また、副変速軸３５には副変速シフタ３６が相対回転不能かつ軸方向摺動自在に嵌合され、副変速シフタ３６に副変速レバーが適宜のリンク機構を介して連係されている。

前記副変速シフタ３６においては、その前部に前記歯車５９後部に形成された爪部と係合可能な爪部が形成される一方、後部に伝達軸４８上の歯車４６と噛合可能な副変速一速歯車３６ａが設けられ、副変速レバーの操作により副変速シフタ３６が軸方向に摺動して、爪部が歯車５９の爪部と係合する、又は副変速一速歯車３６ａが歯車４６と噛合するように構成されている。こうして、伝達軸４８の駆動力が副変速軸３５上の歯車５９・３６ａのいずれか一方の歯車に出力されて、該歯車より伝達軸４８の変速後の動力が副変速軸３５に出力されるように構成されている。

さらに、前記副変速軸３５には歯車４９・１９・２０が固設され、これらの歯車４９・１９・２０のうち、副変速軸３５後端に配置された歯車２０に後輪７側のデフ装置６６ｂの歯車７０が噛合されている。デフ装置６６ｂの出力軸７１には歯車７２・７３を介して後車軸６が連結されるとともに、ブレーキ装置７４が配設されている。こうして、副変速軸３５の駆動力がデフ装置６６ｂに入力されて、その出力軸から出力される駆動力により後輪７が駆動されるように構成されている。

また、前記歯車４９・１９・２０のうち、歯車１９・４９は前輪駆動出力軸３０に遊嵌された歯車５０・６０にそれぞれ噛合され、本発明の四輪駆動・前輪増速駆動切換機構８０によって、副変速軸３５の動力が歯車５０・６０のうちの一方の歯車を介して前輪駆動出力軸３０に入力される。そして、該前輪駆動出力軸３０からの駆動力が、前輪伝達軸６９やユニバーサルジョイントなどを介して前輪側のデフ装置６６ａに入力されて、その出力軸から出力される駆動力により前輪４が駆動されるように構成されている。

次に、本発明の四輪駆動・前輪増速駆動切換機構８０について説明する。前記前輪駆動出力軸３０は、前記ミッションケース５の前下部に出力軸２３や主変速軸２４やＰＴＯ軸２８などと平行に前後方向にベアリングを介して回転自在に支持されており、その前端がミッションケース５より前方に突出されている。

図３乃至図５に示すように、前輪駆動出力軸３０上には標準駆動入力歯車５０及び増速駆動入力歯車６０がそれぞれベアリングを介して遊嵌され、該標準駆動入力歯車５０と前輪駆動出力軸３０との間に第一クラッチとなる爪式クラッチ８１が配置され、増速駆動入力歯車６０と前輪駆動出力軸３０との間に第二クラッチとなる摩擦式クラッチ８２が配置されている。

また、標準駆動入力歯車５０の内側（軸心側）の前輪駆動出力軸３０上にシリンダ８３が嵌合固定され、その内部に形成されたシリンダ室Ｈａに四駆クラッチピストン８５が摺動可能に内挿されている。また、標準駆動入力歯車５０と増速駆動入力歯車６０の間の前輪駆動出力軸３０上にクラッチケースを兼ねるシリンダ８４が相対回転不能に嵌合固定され、その内部に形成されたシリンダ室Ｈｂ内に増速クラッチピストン８６が摺動可能に内挿されている。

そして、前記四駆クラッチピストン８５の増速駆動入力歯車６０側の端面には押体としてピン８７が増速駆動入力歯車６０側に突出して溶接などで固定され前輪駆動出力軸３０と平行に配置されている。該ピン８７の先端はシリンダ８４の後部（標準駆動入力歯車５０側の面）を貫通してシリンダ室Ｈｂに挿入され、増速クラッチピストン８６に当接可能とされている。このように油圧式アクチュエータが形成され、各アクチュエータにより前記爪式クラッチ８１と摩擦式クラッチ８２とがそれぞれ「入」「切」可能に構成されている。

さらに、前記増速クラッチピストン８６の前面と、シリンダ８４内側の増速駆動入力歯車６０側に設けられたバネ受けとの間に、弾性体としてバネ８８が介装され、該バネ８８の付勢力により増速クラッチピストン８６が標準駆動入力歯車５０側、つまり摩擦式クラッチ８２が「切」側に付勢されている。このとき、バネ８８の付勢力により増速クラッチピストン８６が後方に押されることにより、ピン８７を介して四駆クラッチピストン８５も後方へ押されて、爪式クラッチ８１が「入」側に付勢される。

そして、前記四駆クラッチピストン８５の前部の外周部にはクラッチ爪８５ａが形成され、標準駆動入力歯車５０の前部の内周部にクラッチ爪５０ａが形成されて、該クラッチ爪８５ａとクラッチ爪５０ａが係合可能として爪式クラッチ８１が構成されている。したがって、ピストン８５・８６が駆動されない状態では上述のごとくバネ８８により四駆クラッチピストン８５が標準駆動入力歯車５０側へ付勢されて、クラッチ爪８５ａが標準駆動入力歯車５０のクラッチ爪５０ａに係合される。また、四駆クラッチピストン８５のクラッチ爪８５ａは、シリンダ８４の後面から後方（標準駆動入力歯車５０側）に突出した爪８４ｂに係合されている。

このように、標準駆動入力歯車５０のクラッチ爪５０ａに四駆クラッチピストン８５のクラッチ爪８５ａが係合されると、爪式クラッチ８１が「入」となって四輪駆動状態となり、副変速軸３５上の歯車１９から標準駆動入力歯車５０に入力された動力が、標準駆動入力歯車５０→四駆クラッチピストン８５→爪８４ｂ→シリンダ８４→前輪駆動出力軸３０という経路によって前輪駆動系へ伝達され、前輪４は後輪７の周速と略同速となるよう回転駆動される。

また、増速駆動入力歯車６０の後方へ突出したボス部に摩擦板９１・９１・・が摺動可能に嵌合され、シリンダ８４の前部外周に摩擦板９０・９０・・・が摺動可能に嵌合されて、これらの摩擦板９０・９１がそれぞれ交互に配置され、更に増速クラッチピストン８６の増速駆動入力歯車６０と対向する面に皿バネ９２が設けられて、摩擦式クラッチ８２が構成されている。増速クラッチピストン８６は前記バネ８８により標準駆動入力歯車５０側に付勢されて、ピストン８５・８６が駆動されない状態では摩擦板９０・９１が押圧されないようになっている。

そして、後述する圧油がシリンダ８３内に送油されて、四駆クラッチピストン８５が前方へ摺動されると、クラッチ爪８５ａとクラッチ爪５０ａの係合が解除されて標準駆動入力歯車５０からシリンダ８４への動力伝達が断たれる。そして同時にシリンダ室Ｈｂ内に圧油が送油されることで、増速クラッチピストン８６が前方（増速駆動入力歯車６０側）へ摺動して、摩擦板９０・９１が押圧されると、摩擦式クラッチ８２が「入」となって前輪増速駆動状態となり、増速駆動入力歯車６０とシリンダ８４が連結されて、一体となって回転する。したがって、副変速軸３５上の歯車４９から増速駆動入力歯車６０に入力された動力は、増速駆動入力歯車６０→シリンダ８４→前輪駆動出力軸３０という経路によって前輪駆動系へ伝達され、前輪４は後輪７よりも増速して回転駆動される。

次に、上述の如く構成した四輪駆動・前輪増速駆動切換機構８０の四駆クラッチピストン８５と増速クラッチピストン８６の制御について説明する。図３乃至図５に示す如く、前記前輪駆動出力軸３０内には軸心と平行に油路３０ａが穿設され、該油路３０ａに油圧ポンプ９６からの圧油が送られる。そして、該油路３０ａからシリンダ８３内に向かって油路３０ｂが穿設され、また、油路３０ａからシリンダ８４のシリンダ室Ｈｂ内に向かって油路３０ｃが穿設されている。そして更に、前記シリンダ８４には油路３０ｃに向かって油路８４ａが形成されている。こうして、油圧ポンプ９６からの圧油が、油路３０ａ・３０ｂを介して標準駆動入力歯車５０側の四駆クラッチピストン８５が配設された四駆側シリンダ室Ｈａに送油可能とされ、油路３０ａ・３０ｃ・８４ａを介して増速クラッチピストン８６の配設された増速側シリンダ室Ｈｂに圧送可能とされている。

また、前輪駆動出力軸３０に穿設した油路３０ａは、ミッションケース５上又はその前部に連設したクラッチハウジングに付設した切換バルブ９５と接続され、該切換バルブ９５が油圧ポンプ９６と接続されている。

前記切換バルブ９５は電磁バルブより構成され、該切換バルブ９５を構成するソレノイド９５ｃは制御装置１０１と接続されている。制御装置１０１よりソレノイド９５ｃに送信された信号により、切換バルブ９５は、ＯＦＦ信号のとき四輪駆動側９５ｂに、ＯＮ信号のとき増速駆動側９５ａに切り換えられる。

また、前記制御装置１０１には、前輪４のステアリング切れ角を検出するための切れ角センサ９９が電気的に接続されている。該切れ角センサ９９は、前輪４に設けられたキングピン９８に設けられている。なお、切れ角センサ９９はステアリングハンドル１４や、ステアリング軸等に設けることもできる。

そして、制御装置１０１には、自動切換モードのＯＮ／ＯＦＦを切り換える切換スイッチ１０２が接続されている。切換スイッチ１０２は前記ステアリングハンドル１４又は座席１５近傍に配置されて、走行時や作業時等において操縦者が容易に操作できるようにしている。

前記自動切換モードがＯＮのときには、前輪４の切れ角に基づいて設定角度以上回転されると、四輪駆動状態から自動的に前輪増速駆動状態に、すなわち、切換バルブ９５を四輪駆動側９５ｂから増速駆動側９５ａに切換制御される。また、前輪４の切れ角が小さくなり直進状態となると、前輪増速駆動状態から自動的に四輪駆動状態に、即ち切換バルブ９５を増速駆動側９５ａから四輪駆動側９５ｂに自動的に切換制御される。そして、自動切換モードがＯＦＦのときには、四輪駆動状態が保持され、切換バルブ９５は四輪駆動側９５ｂに固定される。

次に、自動切換モード時の制御を図６に示すフローチャートを用いて説明する。制御装置１０１は、切換スイッチ１０２がＯＮ／ＯＦＦを判断し（１５１）、自動切換モードがＯＮとされると、切れ角センサ９９からの情報による、前輪４の切れ角θと、予め設定した切換角度βとを比較する（１５２）。自動切換モードがＯＮのときには、常に切れ角θと切換角度βの比較が行われるが、切換スイッチ１０２がＯＦＦとなれば、その時点で自動切換制御は終了し、四輪駆動状態を維持する。そして、切れ角θが切換角度β以上であれば、制御装置１０１から、切換バルブ９５を増速駆動側９５ａに切り換えるようソレノイド９５ｃにＯＮ信号が送信される（１５３）。

切換バルブ９５が、増速駆動側９５ａに切り換われば、油圧ポンプ９６から、油圧ポンプ９６→油路３０ａ→油路３０ｂ→四駆側シリンダ室Ｈａ、という経路により作動油が四駆側シリンダ室Ｈａに圧送される。これにより、四駆クラッチピストン８５は前方へ摺動して、クラッチ爪５０ａ・８５ａの係合が解除され、副変速軸３５から前輪駆動出力軸３０への動力伝達が断絶される。

同時に、油圧ポンプ９６から、油圧ポンプ９６→油路３０ａ→油路３０ｃ→油路８４ａ→増速側シリンダ室Ｈｂ、という経路により作動油が増速側シリンダ室Ｈｂに圧送される。これにより、増速クラッチピストン８６が前方へ摺動して、摩擦板９０・９１が押圧されて、摩擦板９０・９１間で摩擦力が発生し、増速駆動入力歯車６０とシリンダ８４が一体的に回動するようになる。したがって、歯車４９→増速駆動入力歯車６０→摩擦板９０・９１→シリンダ８４→前輪駆動出力軸３０→前輪伝達軸６９等を介して前輪４に動力が伝達されて、前輪増速駆動状態となる（１５４）。

また、車両が直進状態の時または旋回を終えて直進側に回動したときには、前輪４の切れ角θと、予め設定した切換角度βより小さい値となり（１５２）、制御装置１０１から、切換バルブ９５を四輪駆動側９５ｂに切り換えるようソレノイド９５ｃにＯＦＦ信号が送信される（１５５）。

切換バルブ９５が、四輪駆動側９５ｂに切り換われば、ドレンタンク９７に繋がる油路が開かれて油路全体の圧が低くなることによって、四駆側シリンダ室Ｈａ及び増速側シリンダ室Ｈｂの油圧が低くなり、バネ８８の付勢力で増速クラッチピストン８６が後方へ摺動されて、摩擦板９０・９１の押圧が解除されるとともに、増速クラッチピストン８６後面に当接したピン８７が後方へ押され、四駆クラッチピストン８５が後方へ摺動されて、四輪クラッチピストン８５のクラッチ爪８５ａが標準駆動入力歯車５０のクラッチ爪５０ａに係合し、四輪駆動状態となる（１５６）。

なお、エンジン８が停止して、油圧ポンプ９６から作動油が送られない状態では、四駆クラッチピストン８５のクラッチ爪８５ａと、標準駆動入力歯車５０のクラッチ爪５０ａが係合状態を保持するため、デフ装置６６ｂから副変速軸３５に作用する制動力により、前輪駆動出力軸３０にも制動力が働き、前輪４が自由に回転するような状態が発生しないため、制動力が保持される。

以上のように、本発明の四輪駆動・前輪増速駆動切換機構８０では、変速後の動力を前輪４へ伝える駆動出力軸３０上に、前輪４を後輪７の周速と略同速に駆動する四輪駆動状態に切換可能とする爪式クラッチ８１と、前輪４を後輪７の周速よりも増速して駆動する前輪増速駆動状態とに切換可能とする摩擦式クラッチ８２を設け、爪式クラッチ８１及び摩擦式クラッチ８２をアクチュエータ８５・８６の摺動により「入」「切」可能に構成し、摩擦式クラッチ８２を「切」方向にバネ８８で付勢し、前記爪式クラッチ８１のアクチュエータ８５にピン８７を設けて、該ピン８７を前記摩擦式クラッチ８２のアクチュエータ８６に当接させて爪式クラッチ８１を「入」側に付勢したことから、従来爪式クラッチ８１及び摩擦式クラッチ８２の両方に備えていたバネの一つを省くことができ、四輪駆動・前輪増速駆動切換機構を簡単な構造で構成できる。よって、加工作業も容易なものとなり、低コスト化を図ることができる。

また、前記爪式クラッチ８１と摩擦式クラッチ８２のアクチュエータを油圧式として、各アクチュエータのシリンダ８３・８４内に形成したシリンダ室Ｈａ・Ｈｂに圧油を同時に供給可能に構成したことから、爪式クラッチ８１と摩擦式クラッチ８２の「入」「切」を切り換えるバルブ９５の制御回路をＯＮ／ＯＦＦの一回路で構成でき、コストを低減させることができる。

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側面図。動力伝達構成を示したスケルトン図。四輪駆動・前輪増速駆動切換機構を示すミッションケース下部の側面断面図。四輪駆動状態における四輪駆動・前輪増速駆動切換機構を示す図。前輪増速駆動状態における四輪駆動・前輪増速駆動切換機構を示す図。四輪駆動・前輪増速駆動切換機構の制御を示すフローチャート図。

３０前輪駆動出力軸
８１爪式クラッチ
８２摩擦式クラッチ
８５ピストン
８６ピストン
８７ピン
８８バネ

Claims

変速後の動力を前輪（４）へ伝える前輪駆動出力軸（３０）上に、前輪（４）を後輪（７）の周速と略同速に駆動する四輪駆動状態に切換可能とする第一クラッチとなる爪式クラッチ（８１）と、該前輪（４）を後輪（７）の周速よりも増速して駆動する前輪増速駆動状態とに切換可能とする第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）を設けた走行車両において、該第一クラッチとなる爪式クラッチ（８１）、及び第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）のアクチュエータを油圧式として、該アクチュエータであるピストン（８５・８６）の摺動により、クラッチの「入」「切」を可能に構成し、該第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）を「切」方向に、弾性体であるバネ（８８）で付勢し、前記第一クラッチとなる爪式クラッチ（８１）のアクチュエータであるピストン（８５）に押体であるピン（８７）を設けて、該ピン（８７）の先端は、第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）のシリンダ（８４）の後部である、第一クラッチとなる爪式クラッチ（８１）の側の面を貫通してシリンダ室（Ｈｂ）内に挿入し、該第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）のピストン（８６）に当接させ、各アクチュエータのシリンダ（８３・８４）内に形成したシリンダ室（Ｈａ・Ｈｂ）に圧油を供給しない場合には、該バネ（８８）とピン（８７）により、第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）を「切」側に付勢し、第一クラッチとなる爪式クラッチ（８１）を「入」側に付勢し、前輪（４）を後輪（７）の周速と略同速に駆動し、各アクチュエータのシリンダ（８３・８４）内に形成したシリンダ室（Ｈａ・Ｈｂ）に圧油を同時に供給した場合には、該第一クラッチとなる爪式クラッチ（８１）をバネ（８８）に抗して「切」側に作動し、第二クラッチとなる摩擦式クラッチ（８２）を「入」側に作動し、該前輪（４）を後輪（７）の周速よりも増速して駆動する前輪増速駆動状態としたことを特徴とする四輪駆動・前輪増速駆動切換機構。