JPH03504113A - 全輪駆動農業トラクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 全幅駆動農業トラクタ 本発明は、前輪用及び後輪用の出力軸を有するギヤ切換変速機を備え、前輪用出 力軸は前輪軸差動ギヤに結合でき、また後輪用出力軸は、カップリング、ピニオ ン軸、及び傘歯車を含む駆動連鎖を介して後輪軸差動ギヤを駆動できるようにな っている、全幅駆動の農業トラクタに関するものである。

上記のような種類の全輪差動車両は、ＤＥ−ＰＳ　２９３３２６７から公知であ る。この農業トラクタのギヤ切換変速機は、農業トラクタは一般的に前輪駆動で 運転されるので、輸送速度のための増速用付属装置を持っている。出力軸とピニ オン軸との間に設けられた減速機の歯車は、野外運転では、形状結合カップリン グを介してピニオン軸に結合される。同時に増速機構の作動によって、この形状 結合カップリングは結合ロッドを介して外される。

野外における農業トラクタの重い牽引作業に対する好適な牽引値は、恒久的な全 輪駆動によってのみ得られるものであり、この場合、前輪軸と後輪軸との間の剛 性結合は、農業ｌ・ラクタの曲線走行に対して不利に作用する。

その問題点は、牽引を真直に保持するための比較的大きな曲線半径によって、前 輪が後輪よりも速く回転しなければならないということである。従って、同じ軸 回転数のために、曲線走行時には前輪がスラストを受け、このためスリップが増 大して農業トラクタの牽引力が（−分に利用できず、さらに地面に大きな変形を 与えたり、農業トラクタの回転半径の増大を招く。

従って本発明の課題は、上述の問題点を回避し、これによって、ａ業トテクタの 永久的に連結された全輪駆動における曲線走行時の＃輪軸と後輪軸間の緊張を防 止すると共に、ｍ単な構造の用品を用い、かつ少いスペースで農業トラクタに搭 載できる装置を提供することである。

請求の範囲第１項の特定部に挙げた種類の全幅駆動農業トラクタのこの課題は、 カップリングを傘歯車と、後輪軸差動ギヤのギヤケージとの間に設けると共に、 これを制御可能な滑りカップリングとして構成し、その滑り状態を、農業トラク タで押し通るべき軸道円半径、もしくは所要牽引力の値に応じて制御することに よって解決される。この場合、中央ユニットに、軸道円半径に関係する所定のパ ラメータ群を制Ｗ量として送ることができる。後輪軸への駆動連鎖内のスリップ をｆｆＡ御することによって後輪軸の回転数を低下でき、これによって曲線走行 時にも前輪軸に良好な牽引力が保持される０例えば、鋤や回転し７ゲを用いて、 畦や畑の端の狭い場所で農耕作業が行われ、作業装置が地面に入り込めないよう な場合、パラメータとしての所要牽引力を変えることによって、カップリングの スリップ状態を変えることができる。本発明のように、カップリングを傘歯車と ギヤケージとの間に設けると、一方では、カップリングの半径寸法によって大き な回転モーメントが伝達されると共に、他方では、制御つきの滑りカップリング を装着するのに、農業トラクタには何らの構造面の変更を前提とする必要がなく 、これは通常、後輪軸ケースには滑りカップリングを装着するための十分なスペ ースが得られるからである。なお、ギヤ切換変速機は変更なく、そのまま用いら れる。

ＤＥ−Ｏ３３４２７７２，５から、動力車の後輪軸の駆動連鎖の中に制御された 滑りカップリングを設けることは確かに公知であるが、これは前輪駆動の自動車 に関するものであり、この場合は、後輪軸の追加して駆動される車輪のスリップ が前輪軸の車輪のスリップに対して制御可能な一定の関係になるようにしている 。さらに、制御つきの滑りカップリングは後輪軸につながる駆動軸の内部に設け られている。

ＤＥ−ＯＳ　３４３４３８５からも同時に、前輪駆動の自動車が公知であり、こ の場合は１分配ギヤ内に配置されたカップリングが、車両の操縦機構の操縦角に 応じて、同時に生ずる限界速度以下への減速によって外されるようになっている 。カップリングを分配ギヤ内に配置するという公知の構成は、分配ギヤの構造上 の寸法を大きくするという不都合がある。これに反して農業トラクタは別個の分 配ギヤは備えておらず、共通の減速機あるいはギヤ切換変速機の主軸から、前輪 用出力軸及び後輪用出力軸の両方の駆動が行われる。

本発明のさらに他の有利な実施態様は請求項２〜１１に述べられている。

請求項２によれば、カップリングのスリップ状態の制御に、農業トラクタの操縦 機構の操縦角が用いられる。

この場合、各時点の操縦角はセンサを用いて検出され、中央ユニットに送られる 。操縦角に応じて、カップリングのスリップ状態の固定した目標値カーブが制御 できる。しかしながら、中央ユニットへの干渉によって、カップリングのスリッ プ状態に対する＊ａの可変目標値カーブを制御することも可能である。

さらに請求の範囲第３項によれば、カップリングのスリップ状態を制御するため の入力信号として、各側車輪ブレーキの作動圧力が用いられる。狭いカーブを走 行するために各ｍ車輪ブレーキをかけると、この場合も、前輪軸と後輪軸との間 の剛性結合は、滑りカップリングによって中断され、これによって農業トラクタ の前輪はスリップすることなく、狭い曲線半径を走行することが可能となる。

請求の範囲第４項によれば１位Ｒ７１ｌ整を有する油圧式三点押上装置を備えた 全輪駆動の農業トラクタにおいて、位置調整の“押上”位置に基づいて、カシプ リングを所定のスリップ状態に設定することが可能である。このプログラム制御 は、大重量の地面作業機構１例えば。

三点押上機構による鋤、回転レッグ、あるいは播種用複合機械などを、畦の端や 作業耕地端部などの狭いスペースで転回させる場合、特に有利である。農業トラ クタの転回の前には、三点押上装置の位置調整はその“押上”位置に設定される ので、この信号を同時に、カップリングの設定に用いることができる。

請求の範囲第５項によれば、上述したカー７ブリングのスリップ状態に対する作 用のすべての可能性について、傘歯車と差動ケージに現在値検出器が設けられ、 これが回転数差△ｎに基づいてカップリングのスリップ状態を常時、検出してい る。

請求の範囲第６項によれば、本発明のさらに他の形態として、カップリングを油 圧作動の湿式の成層カップリングとして構成することが提案されており、この場 合、傘歯車から軸方向に延びたフランジが外側成層を収納し、差動ギヤケージが 外周刻み歯を用いて内側成層を収納している。対応して構成されたカップリング はその位置で大きな回転モーメントを伝達でき、さらに問題なしに、農業トラク タの後輪軸ケース内に集積できる。後輪軸差動ギヤとカップリングから成るユニ ットの構造寸法が、通常の後輪軸差動ギヤに比べて大きくなることは殆んど無い ので、同じ構造系列の農業トラクタは、同じ後輪軸ケースを用いて、滑り制御の カップリングの有り、無しを選択して装備することが可能である。

さらに請求の範囲第７項によれば、カップリングはビニオン軸の長手中心軸に関 して、傘歯車の反対側に配置され、一方で、フランジは差動ギヤケージ上に回転 可能に支持されている。この方法によって、フランジの極めて広い支持が可能と なり、傘歯車の駆動によって生ずる半径方向の力はカップリングに伝達されない 、フランジを差動ギヤケージの個々に支持するには、複数の平軸受または球軸受 を用いることができる。

請求の範囲第８項によれば、ケースに固定されると共に差動ギヤケージの外周を スライドするリングを設け、これを介してカップリングの作動シリンダに圧力媒 体を送ると共に、その内側及び外側の成層に潤滑媒体を送るようにすることが提 案されている。

請求の範囲第９項によれば、請求項６〜８によるカップリングのａ成と異り、傘 歯車は、差動ギヤケージを全周で囲んでいる外側ケージの外周に設けられており 、かつこの外側ケージはその両側が円錐ローラ軸受を介して後輪軸ケース内に軸 支されると共に、油圧作動の湿式の成層カップリングとして形成されたカップリ ングの外側ＩＩｔ層及びその作ｌｈ機構を収納している。この方法によってギヤ 噛合力は、外側ケージを介して直接に円錐ローラ軸に伝達される。従って、円錐 ビニオンと傘歯車から成る円錐ギヤの遊び調整は、外側ケージの軸受において簡 単に行うことができる。外側ケージ内の差動ギヤケージの軸受は、理論的には力 がかからず、従って平軸受を用いた簡単な接触軸受として実施することができる 。

さらに請求の範囲第１０項によれば、カップリングは外側ケージの中の、傘歯車 の噛合と反対側の傘歯車の正面に連続する領域に設けられている。この方法によ り。

カップリングは、スペース的に極めて好都合に後輪軸ケースに装着することがで きる。

最後に、請求の範囲第１１項によれば、カップリングは、傘歯車とほぼ同じ半径 寸法をもった外側ケージのボス状部分と、差動ギヤケージとの間に設けられてい る。

これによって、カップリング成層は比較的に大きな摩擦面積をもって形成でき、 従って成層カップリングを用いて大きな回転モーメントが伝達され、かつ曲線走 行時にスリップする成層が強く加熱されるのを防止できる。

本発明は上記各請求項の特徴の組合せに限定されるものではない、当業者にとっ ては、課題設定に応じて、各請求項の特徴の有意な組合せを行うことは容易なこ とである。

以下、本発明を、２つの実施例を簡単に開示した図面を参照して詳細に説明する 。

第１図は、農業トラクタの駆動ユニットの概要を示す平面図、第２５！Ｊは１本 発明による滑りカップリングを備えた後輪軸差動ギヤの第１の実施例を、第１図 における部分■に対応して示した縦断面図、第３図は、差動ギヤケージが外側ケ ージで囲まれている滑りカップリングを有する後輪軸差動ギヤの第２の実施例を 示す縦断面図である。

第１図には農業トラクタが模式的に示されており、この農業トラクタは１図示し ていない内燃機関で駆動されると共に、前側の出力軸２及び後側の出力軸３を備 えたギヤ切換変速機ｌをもっている。前側の出力軸２により、伝達カップリング ４．及び駆動軸５、ならびに前輪軸差動ギヤ６を介して操縦可能な前輪軸７が駆 動される。前輪軸７の操縦機構は、操縦弁８と調整機構９から構成されている。

ギヤ切換変速機ｌの後側の出力軸３は後輪軸ケースｌＯにつながる延長部におい て円錐ビニオン輌１１として形成され、これが傘歯車１２と噛合っている。傘歯 車１２は軸方向に延びたフランジ１３を有すると共に後輪軸差動ギヤ１５の差動 ギヤケージ１４に回転自由に軸支ごれている。この場合、傘歯車１２はスリーブ 状のフランジ１３を介し、スリップ制御されるカップリング１６を用いて、差動 ギヤケージ１４に結合できるようになっている。後輪軸差動ギヤ１５から差込軸 １７を介して後輪１８が駆動される。

後輪軸ケース１０にはさらに、農業トラクタの作業装置を収容するための油圧式 三点押上装置１９が設けられており、またその押上工程を制御する積載制御機構 ２０が設けられている。農業トラクタの後輪１８には車輪ブレーキ２１が設けら れており、これはブレーキ作動機構２２によって個別に、あるいは共通に制動さ れる。

さらにコントローラ２３が設けられ、操縦機構８．９の操縦角、ブレーキ作動機 構２２の各個ブレーキ時のブレーキ作動圧力、ならびに積載制御機構２０の信号 が入力される。コントローラ２３はこれらの入力信号に対応して、カップリング １６のスリップ状態を、ｎマ／ｎｈ（ｎマー前輪軸回転数、ｎｈ＝後輪軸回転数 ）に制御する。

第２図は、カップリング１６の差動ギヤケージ１４周りの詳細を示している。円 錐ビニオン軸１１は傘歯車１２を駆動し、傘歯車にはスリーブ状のフランジ１３ が固定されている。このフランジ１３は２つの平軸受２４を用いて差動ギヤケー ジ１４の外周に回転自由に軸支されている。カップリング１６は湿式の成層カッ プリングとして形成されており、その外側成層２５はフランジ１３に、またその 内側成層２６は差動ギヤケージ１４の外周にある刻み目２７に固定されている。

カップリング１６は皿ばね２８を介して装着され、かつ作動シリンダ２９を介し て所要のスリップ状態に制御される。このために、作動シリンダ２９に油圧端子 ３０を介して圧力奴体が、ｍ別車輪ブレーキやａｌｌ制御のための押−Ｌ量制御 におけるパラメータとなる操縦角やブレーキ圧力に対応して制御された圧力で供 給される。潤滑油端子３１からは、内側および外側の成層２５．２６ならびに平 軸受２４に冷却ならびに潤滑用のオイルが供給される。油圧端子３０および潤滑 油端子３１は共に、差動ギヤケージ１４の外周を滑動すると共に後輪軸ケースｌ Ｏに固定されたリング３２内に設けられている。傘歯車１２の領域にはさらに差 動ギヤバリヤ３３が設けられ、これによって後輪軸差動ギア１５を介して得られ る平衡作用が阻止されるようになっている。

装置の作用は以下の通りである。すなわり、皿ばね２８は、前輪軸７と後輪軸（ 差込軸１７）との間の剛性−貫駆動に必要な軸方向の力が作動シリンダ２９を介 して、作動シリンダ２９が無圧力の状態で伝達されるようにしている。この状態 で農業トラクタは、直線走行で、かつ三点押上装置１９で作業器具を降して駆動 され、車両としての良好な牽引力が得られる。運転者が農耕器具、例えば鋤、回 転レッグ、あるいは土地処理機械などを三点押上装置によって持ち上げたり、操 縦機構８．９を介して操縦動作を行ったり、あるいはブレーキ作動機構２２を介 して個別車輪のブレーキを行うと、これらの信号はコントローラ２３に送られ、 これによってコントローラは作動シリンダの圧力を高め、外側成層２５と内側成 層２６との間に一定のスリップを、従って傘歯車１２と差動ギヤケージ１４との 間に回転数差ｎを生ずる。このスリップは、操縦工程によって前輪軸７に生ずる 回転数の上昇を補償しており、これは前輪軸と後輪軸との間の回転数差が、カッ プリング１６のスリップによって補償′されることによるものである。

第３図は本発明の他の構成を示すもので、第１図における部分Ｈに相当する。第 ２図に示した構成要素の代任となるものである。第３図の構成は、他の機能につ いては第１図で説明したものと同じである。第３図では、後輪軸ケース１０内に カップリング３４が配置されている１円錐ビニオン軸３５は、円錐ピニオン３５ ａを有し、傘歯車３６を駆動する。この傘歯車３６と外側ケージ３７とは回転固 定に結合されており、外側ケージ３７は２つの円錐ローラ軸受３８および３９を 介して後輪軸ケース１０に軸支されている。差動ギヤケージ４０は軸受ポルト４ １を介して、平衡円錐歯車４２を収納しており、これが左側の軸円錐歯車４３お よび右側の軸円錐歯車４４と噛合っている。左右の軸円錐歯車４３および４４は それぞれ、後輪１８につながる差込軸１７に結合されている。

傘歯車３６は、その噛合い４５と反対側の正面４６およびその内周面で外側ケー ジ３７に結合されている。

カップリング３４は、外側ケージに回転固定に案内された外側成層４７を有する と共に、カップリング３４の内側成層４８は差動ギヤケージ４０に固定されてい る。押えばね５０によってカップリング３４の差込方向に荷重されている作動ピ ストン４９は圧力媒体貫通孔５１を介して圧力媒体を供給され、これによって外 側および内側の成層４７．４８にかかる軸方向圧力が低減され、その結果、カッ プリング３４のスリップ状態の制御が行えるようにしている。右側の軸円錐歯車 ４４と差動ギヤケージ４０との間には、同時に成層カップリングとして形成され た差動ギヤ八リヤ５２が設けられており、その作動ピストン５３は圧力媒体貫通 孔５４を介して圧力を供給されている。カップリング３４は、外側ケージ３７の 、その外径寸法がほぼ傘歯車３６の外径寸法と同じボス状のセクション５５内に 設けられている。

図面の簡単な説明 記号説明 ｌ：ギヤ切換変速＠　　　　２：前側出力軸３：後側出力軸　　　　　４：伝達 カップリング５：駆動軸　　　　　　　６：前輪軸差動ギヤ７：前輪軸　　　　 　　　８：操縦弁 ９コ調整機構　　　　　　ｌＯ：後輪軸ケース１１二円錐ビニオン軸　　１２： 傘歯車１３：フランジ　　　　　１４：差動ギヤケージ１５：後輪軸差動ギア　 　１６：カツプリング１７：差込軸　　　　　　１８：後輪 １９：三点押上袋Ｎ　　　２０：積載制御機構２に車輪ブレーキ　　　２２ニブ レ一キ作動機構２３：コントローラ　　　２４：平軸受２５：外側成層　　　　 　２６：内側成層２７：刻み歯　　　　　　２８二皿ばね２９：作動シリンダ　 　　３０：油圧端子３１：潤滑油端子　　　　３２：リング３３：差動ギヤバリ ヤ　　３４：カップリング３５：円錐ピニオン軸　　３５ａ：円錐ビニオン３６ ：傘歯車　　　　　　３７：外側ケージ３８：円錐ローラ軸受　　３９：円錐ロ ーラ軸受４０：差動ギヤケージ　　４１：軸受ポルト４２：平衡円錐歯車　　　 ４３：左側軸円錐歯車４４：右側軸円錐歯車　　４５：傘歯車３６の噛合４６： ３６の正面　　　　４７二３４の外側成層４８　：　３４の内側成層　　４９： 作動ピストン５０：押えばね　　　　　５１：圧力媒体貫通孔５２：差動ギヤバ リヤ　　５３：作動ピストン５４：圧力媒体貫通孔 ５５　：　３７のボス状セクション 国際調査報告 国際調査報告 ＥＰ　８９００４４８ ＳＡ　　　　２８０１３

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）前輪用出力軸２および後輪用出力軸３を有するギヤ切換変速機１を備え、 前輪用出力軸２は前輪軸差動ギヤ６に結合でき、後輪用出力軸３はカップリング １６，３４、円錐ピニオン軸１１および傘歯車１２，３６を含む駆動連鎖を介し て後輪軸差動ギア１５を駆動できるようになっている。全輪駆動の農業用トラク タにおいて、カップリング１６，３４は傘歯車１２，３６と後輪軸差動ギア１５ の差動ギヤケージ１４，４０の間に配設されると共に、制御される滑層カップリ ングとして構成され、その滑り状態が、農業トラクタが押し通るべき軌道円半径 、あるいはその所要牽引力の値に応じて制御されること、を特徴とする全輪駆動 農業トラクタ。
2. （２）カップリング１６，３４の滑リ状態制御用の入力信号として、農業トラク タの操縦機構（操縦弁８，調整機構９）の操縦角が用いられること、を特徴とす る請求の範囲第１項記載の全輪駆動農業トラクタ。
3. （３）カップリング１６，３４の滑リ状態制御用の入力信号として、個別車輪ブ レーキ（車輪ブレーキ２１．ブレーキ作動機構２２）のブレーキ作動圧力が用い られること、を特徴とする請求の範囲第１項記載の全輪駆動農業トラクタ。
4. （４）積載制御機構２０を有する油圧式三点押上装置１９を備えると共に、カッ プリング１６，３４をある滑リ状態に設定するための入力信号として、積載制御 機構２０の“押上”位置が用いられること、を特徴とする請求の範囲第１項記載 の金輪駆動農業トラクタ。
5. （５）カップリング１６，３４の滑り状態が、傘歯車１２，３６と差動ギヤケー ジ１４，４０との間の回転数差Δｎに基づき、測定値検出器を用いて検出される こと、を特徴とする請求の範囲第１項記載の全輪駆動農業トラクタ。
6. （６）カップリング１６は油圧作動の湿式の成層カップリングとして構成される と共に、傘歯車１２から軸方向に延びたフランジ１３が外側成層２５を保持し差 動ギヤケージ１４がその外周刻み歯によって内側成層を保持していること、を特 徴とする請求の範囲第１項記載の金輪駆動農業トラクタ。
7. （７）カップリング１６は、円錐ピニオン軸１１の長手中心軸に関して傘歯車１ ２の反対側に配置され、かつフランジ１３は差動ギヤケージ１４上に回転可能に 支持されていること、を特徴とする請求の範囲第６項記載の全輪駆動農業トラク タ。
8. （８）ケースに固定されると共に、差動ギヤケージ１４の外周をスライドするリ ング３２が設けられ、これを通ってカップリング１６の作動シリンダ２９に圧力 媒体が送られると共に、その内側および外側成層２５，２６に潤滑油が送られる こと、を特徴とする請求の範囲第６項記載の全輪駆動農業トラクタ。
9. （９）全歯車３６は、差動ギヤケージ４０を全面で囲む外側ケージ３７の外周に 回転固定に配設されると共に、この外何ケーヅ３７は両側が円錐ローラ軸受３８ ，３９を介して後輪軸ケース１０内に軸支され、かつ、油圧作動の湿式の成層カ ップリングとして構成されたカップリング３４の外側成層４７、およびその作動 機構（作動ピストン４９，押えばね５０）を収納していること、を特徴とする請 求の範囲第１項記載の全輪駆動農業トラクタ。
10. （１０）カップリング３４は、外側ケージ３７の中の、傘歯車の噛合４５と反対 側の傘歯車３６の正面４６に連続する領域に設けられていること、を特徴とする 請求の範囲第９項記載の全輪駆動農業トラクタ。
11. （１１）カップリング３４は、傘歯車３６とほぼ同じ半径寸法をもった外側ケー ジ３７のポス状セクション５５と、差動ギヤケージ４０との間に設けられている こと、を特徴とする請求の範囲第１０項記載の全輪駆動農業トラクタ。