JPH0628346Y2 - トラクタの前輪変速装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、前輪の周変速を変化させる変速機構を備え
たトラクタの前輪変速装置に関するものである。

従来の技術 従来、四輪駆動のトラクタにおける通常の走行時には、
前輪の周変速と後輪の周速度とが略等しく設定されてい
る。一方、旋回時において旋回半径を小さくするために
は、前輪の周速度を後輪の周速度よりも大きく設定する
必要がある。そこで、前輪の周速度と後輪の周速度とが
略一定になる標準速伝動状態と、前輪の周速度が後輪の
周速度より大きくなる増速伝動状態とに切換える前輪変
速装置を前輪への動力伝達経路中に設け、旋回時にはこ
の前輪変速装置を増速伝動状態に切り換えて旋回半径を
小さくすることが行われている。

ここで、標準速伝動状態と増速伝動状態とに切換えるこ
とができる前輪変速装置としては、エンジンから後輪に
動力伝達を行う伝動軸と操向自在な前輪に連結された前
輪動力取出軸との間に標準速用伝動ギヤと増速用伝動ギ
ヤとを設け、これらの各ギヤと前輪動力取出軸とをクラ
ツチを介して選択的に断続するものが一般的である。そ
して、このような前輪変速装置に用いられているクラツ
チ機構としては、特開昭５８−１２２２３０号公報、実
開昭６２−９７０３３号公報、特公昭６２−３５９２９
号公報、実開昭６０−１０２１３３号公報、実開昭６２
−１３７２２６号公報に記載されたものがある。

考案が解決しようとする問題点 まず、特開昭５８−１２２２３０号公報及び実開昭６２
−９７０３３号公報に記載されたクラツチは、標準速用
伝動ギヤ側と増速用伝動ギヤ側との双方に噛み合い式ク
ラツチを用いたものであり、クラツチの切換え性能に関
して迅速性及び確実性に欠けるという欠点がある。

つぎに、特公昭６２−３５９２９号公報及び実開昭６０
−１０２１３３号公報に記載されたクラツチは、標準速
用伝動ギヤ側と増速用伝動ギヤ側との双方に摩擦式多板
クラツチを用いたものであり、一般的にコストが高くな
り、油圧供給管路や油圧ポンプや油圧バルブ等の各種部
材を必要とし、前輪変速装置全体が複雑化及び大型化す
るという欠点がある。

また、実開昭６２−１３７２２６号公報等に記載された
クラツチは、標準速用伝動ギヤ側に噛み合い式クラツチ
を用い、増速用伝動ギヤ側に摩擦式多板クラツチを用い
たものであり、噛み合い式クラツチを用いた標準速用伝
動ギヤ側において、クラツチの切換え性能に関して迅速
性及び確実性に欠けるという欠点がある。

問題点を解決するための手段 操向自在な前輪に連結されるとともにエンジンからの動
力を前輪に伝達する回転軸上に、前輪を、後輪の周速度
と略等しい周速度で回転させる動力伝達を行う標準速用
伝動ギヤと前輪を後輪の周速度より大きな周速度で回転
させる動力伝達を行う増速用伝動ギヤとを設け、さら
に、増速用伝動ギヤと回転軸とを選択的に連結する摩擦
式多板クラツチを設ける。前進時において標準速用伝動
ギヤから回転軸への動力伝達を行うワンウエイクラツチ
と、標準速用伝動ギヤと回転軸とを選択的に連結するボ
ーク機構とを標準速用伝動ギヤと回転軸との間に設け、
旋回時において摩擦式多板クラツチを動力伝達状態に切
換える制御部と、旋回時において前記ボーク機構による
連結状態を解除する連結解除機構とを設ける。

作用 直進状態での前進時においては、エンジンからの動力は
ワンウエイクラツチを介して標準速用伝動ギヤから回転
軸に伝達され、前輪は後輪と略等しい周速度で回転す
る。さらに、ボーク機構によりトラクタのダツシングが
防止される。また、直進状態での後進時においては、ボ
ーク機構により標準速用伝動ギヤから回転軸に動力が伝
達されるため、トラクタは四輪駆動状態で後進する。直
進状態での走行時に旋回操作を行うと、制御部により摩
擦式多板クラツチが動力伝達状態に切換えられ、及び、
ボーク機構による標準速用伝動ギヤと回転軸との連結状
態が連結解除機構によつて解除され、エンジンからの動
力は増速用伝動ギヤから回転軸に伝達され、前輪は後輪
の周速度より大きな周速度で回転する。

実施例 この考案の第一の実施例を第１図乃至第８図に基づいて
説明する。まず、トラクタ１の腹部には前方から順にエ
ンジン２、クラツチケース３、ミツシヨンケース４、デ
フケース５が配置され、デフケース５の下部には前輪動
力取出ケース６が固定されている。そして、クラツチケ
ース３内にはメインクラツチ７が収納され、ミツシヨン
ケース４内には前後進切換装置８と主変速装置９と副変
速装置１０とが収納され、デフケース５内にはクリープ
装置１１と前輪動力取出装置１２と後輪差動装置１３と
ＰＴＯ変速装置１４とが収納され、前輪動力取出ケース
６内には前輪変速装置１５が収納されている。

前記デフケース５内にはドライブピニオン軸１６が軸支
されており、このドライブピニオン軸１６の一端にはド
ライブピニオン１７が固定され、ドライブピニオン軸１
６の他端は前記クリープ装置１１に連結されている。ま
た、前記ドライブピニオン１７は前記後輪差動装置１３
のベベルギヤ１８と噛み合つており、さらに、後輪差動
装置１３には最終減速装置１９を介して後輪２０が連結
されている。

前記前輪動力取出ケース６は上部ケース２１と下部ケー
ス２２とからなり、この前輪動力取出ケース６内には回
転軸である前輪動力軸２３が軸支され、この前輪動力取
出軸２３の外周にはギヤ２４がスプライン嵌合されてい
る。さらに、前記前輪動力取出軸２３の外周には軸受２
５，２６を介して標準速用伝動ギヤ２７が軸支され、前
輪動力取出軸２３と標準速用伝動ギヤ２７との間には、
前記トラクタ１の前進時において標準速用伝動ギヤ２７
から前輪動力取出軸２３に動力伝達を行うワンウエイク
ラツチ２８が介装されている。

また、前輪標準速用伝動ギヤ２７に形成された筒状突起
部２９の外周上には増速用伝動ギヤ３０が保持されてい
る。そして、この増速用伝動ギヤ３０は摩擦式多板クラ
ツチである電磁クラツチ３１を介して前記前輪動力取出
軸２３に連結されている。また、前記標準速用伝動ギヤ
２７にはクラツチギヤ３２が一体的に形成され、このク
ラツチギヤ３２に噛み合うことにより標準速用伝動ギヤ
２７と前記ギヤ２４とを連結するスライドギヤ３３が設
けられている。

つぎに、前記前輪動力取出軸２３にはこれらの軸心と直
交する貫通穴３４が形成され、これらの貫通穴３４には
ボークピン３５が摺動自在に設置されている。また、前
記標準速用伝動ギヤ２７の内周面における前記貫通穴３
４に対向する部分には前記ボークピン３５の一端が係脱
自在に係合する複数個の凹部３６が形成されている。一
方、前記前輪動力取出軸２３の中心部には軸心方向にそ
つた挿入穴３７が形成されており、この挿入穴３７には
軸心方向摺動自在に軸３８が挿入され、この軸３８には
前記ボークピン３５の他端が係脱自在に係合する小径部
３９が形成されている。また、前記挿入穴３７の奥部に
は前記軸３８を外方に向けて付勢するスプリング４０が
挿入され、前記前輪動力取出ケース６における前記挿入
穴３７に臨む位置には軸心回りに回動自在にカム軸４１
が設けられている。そして、これらのボークピン３５と
軸３８と貫通穴３４と凹部３６とにより、前記標準速用
伝動ギヤ２７と前記前輪動力取出軸２３とを選択的に連
結するボーク機構４２が構成されている。

前記カム軸４１の一端には断面形状が略Ｄ字形となる切
欠部４３が形成され、前記前輪動力取出ケース６の外部
に突出したカム軸４１の他端にはレバー４４，４５が固
定されている。一方のレバー４４の先端部にはスプリン
グ４６の一端が張設されており、他方のレバー４５の先
端部にはワイヤ４７の一端が連結されている。なお、こ
のワイヤ４７の他端には、後述する前輪が所定角度以上
に操向されたこと、又は、いずれか一方の後輪２０のブ
レーキが作動されたことに基づいて連動する作動レバー
（図示せず）に連結されている。そして、前記作動レバ
ーとワイヤ４７とレバー４４，４５とカム軸４１とスプ
リング４６とにより前記ボーク機構４２による前記標準
速用伝動ギヤ２７と前記回転軸２３との連結状態を解除
する連結解除機構４８が構成されている。

前記デフケース５内には前記前輪動力取出ケース６から
上方に突出した支持部４９によつて支軸５０が保持さ
れ、この支軸５０には大小のギヤ５１，５２を有する中
間ギヤ５３が軸支され、さらに、支軸５０の端部には前
記スライドギヤ３３をスライドさせれるシフター５４が
保持されている。なお、前記ギヤ５１は前記増速用伝動
ギヤ３０と常時噛み合い、前記ギヤ５２は前記標準速用
伝動ギヤ２７と常時噛み合つている。また、前記ドライ
ブピニオン軸１６上には前記ギヤ５２に選択的に噛み合
う前輪動力取出ギヤ５５がスライド自在にスプライン嵌
合されている。

前記前輪動力取出軸２３の先端部は伝動軸カバー５６に
被覆された前輪動力伝動軸５７の一端に連結され、前輪
動力伝動軸５７の他端は前輪差動装置５８に連結されて
いる。さらに、前輪差動装置５８には、装向減速装置５
９を介して前輪６０が連結されている。

つぎに、前記電磁クラツチ３１は、第７図に示すよう
に、前記前輪６０が所定角度以上に操向されたこと、又
は、左右いずれか一方の後輪２０のブレーキが作動され
たことを検出して閉路する旋回検出スイツチ６１と、前
記副変速装置１０が高速変速状態以外の変速位置に操作
されているときに閉路する副変速検出スイツチ６２と、
前記前後進切換装置８が前進状態時のみ閉路する前進検
出スイツチ６３と、前記スライドギヤ３３が前記クラツ
チギヤ３２と噛み合つていない時のみ閉路する前輪自動
変速切換スイツチ６４とからなる制御部６５を介してバ
ツテリ６６に電気的に接続されている。

このような構成において、まず、エンジン２からの動力
は、メインクラツチ７から前後進切換装置８に伝達さ
れ、前後進切換装置８から主変速装置９と副変速装置１
０とクリープ装置１１とを介してドライブピニオン軸１
６に伝達され、さらに、後輪差動装置１３と最終減速装
置１９とを介して後輪２０に伝達され、後輪２０が駆動
される。

また、前輪動力取出ギヤ５５をスライドさせてギヤ５２
に噛み合わせると、ドライブピニオン軸１６の回転は中
間ギヤ５３に伝達され、増速用伝達ギヤ３０と標準速用
伝動ギヤ２７とが回転する。ここで、スライドギヤ３３
をスライドさせてクラツチギヤ３２に噛み合わせると、
標準速用伝動ギヤ２７の回転はスライドギヤ３３からギ
ヤ２４に伝達され、さらに、ギヤ２４から前輪動力取出
軸２３に伝達される。そして、前輪動力取出軸２３から
の動力伝動により前輪６０が駆動され、トラクタ１は四
輪駆動状態で走行する。なお、標準速用伝動ギヤ２７を
介しての動力伝達により駆動される前輪６０の周速度と
後輪２０の周速度とは略等しく設定されている。また、
このとき、スライドギヤ３３をクラツチギヤ３２に噛み
合わせることにより前輪自動変速切換スイツチ６４が開
路して電磁クラツチ３１は非通電状態に維持され、電磁
クラツチ３１を介しての動力伝達は行われない。

つぎに、スライドギヤ３３をスライドさせてクラツチギ
ヤ３２との噛み合いを解除すると、前輪自動変速切換ス
イツチ６２が閉路するが、トラクタ１が直進状態のとき
は旋回検出スイツチ５９が開路しており、電磁クラツチ
３１は非通電状態となつている。このため、スライドギ
ヤ３３とクラツチギヤ３２との噛み合いを解除してトラ
クタ１を直進状態で前進させる場合は、標準速用伝動ギ
ヤ２７の回転はワンウエイクラツチ２８を介して前輪動
力取出軸２３に伝達され、前輪６０の周変速は後輪２０
の周変速と略等しい標準速用伝動状態に維持される。さ
らに、第５図及び第６図に示すようにワイヤ４７が弛ん
だ状態となり、カム軸４１はスプリング４６の引張力に
よつて回動し、カム軸４１の切欠部４３が軸３８に対向
する。すると、軸３８はスプリング４０の付勢力によつ
て外方に摺動し、ボークピン３５の他端は軸３８におけ
る小径部３９以外の部分に当接し、ボークピン３５は貫
通穴３４にそつて外方に押し出され、ボークピン３５の
一端が標準速用伝動ギヤ２７の内周面に形成された凹部
３６に係合する。従つて、直進状態での前進時において
は、標準速用伝動ギヤ２７から前輪動力取出軸２３への
動力伝達はワンウエイクラツチ２８を介して行われるこ
ととなり、一方、ボークピン３５により標準速用伝動ギ
ヤ２７と前輪動力取出軸２３とが連結されているため、
トラクタ１の後部にロータリ作業機等を連結して耕耘作
業を行つている場合において、ロータリ作業機等により
トラクタ１が急に前方に押し出されるダツシング防止す
ることができる。

ここで、スライドギヤ３３とクラツチギヤ３２との噛み
合いを解除することにより前輪自動変速切換スイツチ６
４を閉路し、前後進切換装置８を前進位置に操作するこ
とにより前進検出スイツチ６３を閉路し、副変速装置１
０を高速位置以外の変速位置に操作することにより副変
速検出スイツチ６２を閉路した状態でトラクタ１を走行
させているときに、トラクタ１を旋回させる。すると、
旋回時において前輪６０が所定角度以上に操向させたこ
と、又は、いずれか一方の後輪２０のブレーキが作動さ
れたことにより、第２図に示すようにワイヤ４７を介し
てレバー４５が引つ張られ、カム軸４１は切欠部４２以
外の円筒状外周面を軸３８の一端に当接する位置に回動
する。そして、軸３８は第１図に示すように挿入穴３７
の奥側に押し込まれ、軸３８の小径部３９にボークピン
３５の他端が係合し、ボークピン３５の一端と凹部３６
との係合が解除される。さらに、旋回検出スイツチ６１
が閉路することにより、全てのスイツチ６１〜６４が閉
路されて制御部６５が作動し、電磁クラツチ３１への通
電が行われて増速用伝動ギヤ３０の回転は電磁クラツチ
３１を介して前輪動力取出軸２３に伝達され、前輪６０
は標準速伝動状態の約２倍の周速度で駆動される。従つ
て、前輪６０の周速度が後輪２０の周速度の約２倍とな
ることにより旋回時における前輪６０の横滑りが防止さ
れ、トラクタ１の旋回半径が小さくなる。

トラクタ１の旋回が終了して前輪６０の操向角が所定の
角度以下になるか又は後輪２０のブレーキの作動が中止
されると、旋回スイツチ６１が開路して電磁クラツチ３
１への通電が遮断される。そして、増速用伝動ギヤ３０
から前輪動力取出軸２３への動力伝達が断たれ、再び、
標準速用伝動ギヤ２７からワンウエイクラツチ２８を介
して前輪動力取出軸２３への動力伝達が行われ、前輪６
０は後輪２０と略等しい周速度で駆動される。一方、ト
ラクタ１の旋回終了とともにワイヤ４７が弛むためにカ
ム軸４１はスプリング４６の引張力により第５図及び第
６図に示す状態に回動し、ボークピン３５の一端が再び
標準速用伝動ギヤ２７の内周面に形成された凹部３６に
係合する（第５図）。これにより、前輪６０は再び後輪
２０の周速度と略等しい周速度で駆動される。

なお、スライドギヤ３３とクラツチギヤ３２との噛み合
いを解除した状態でトラクタ１を後進させる場合は、前
進検出スイツチ６３が開路しているために電磁クラツチ
３１を介しての動力伝達は行われず、また、標準速用伝
動ギヤ２７の回転方向が前進時とは逆向きになるために
ワンウエイクラツチ２８を介しての動力伝達も行われな
い。しかし、ボーク機構４２を介しての動力伝達が行わ
れ、トラクタ１は四輪駆動状態で後進する。

ここで、前後進切換装置８を後進位置に操作している場
合、又は、副変速装置１０を高速位置に操作している場
合は、前進検出スイツチ６３又は副変速検出スイツチ６
２が開路されており、後進時や高速走行時にトラクタ１
を旋回させても前輪６０が電磁クラツチ３１を介して高
速で駆動されることがなく、これらの前進検出スイツチ
６３や副変速検出スイツチ６２は安全機構としての働き
をする。

ついで、この考案の第二の実施例を第９図に基づいて説
明する。なお、第１図乃至第８図において説明した部分
と同一部分は同一符号で示し、説明も省略する。本実施
例は、ボーク機構４２による標準速用伝動ギヤ２７と前
輪動力取出軸２３との連結状態を解除する連結解除機構
としてソレノイド６７を用いたものである。トラクタ１
の旋回時における操向操作に基づいてソレノイド６７に
通電され、軸３８が引つ張られる。そして、ボークピン
３５の他端が軸３８の小径部３９に落ち込み、ボークピ
ン３５の一端と標準速用伝動ギヤ２７の凹部３６との係
合が解除される。このとき、同時に電磁クラツチ３１へ
の通電が行われ、増速用伝動ギヤ３０から電磁クラツチ
３１を介して前輪動力取出軸２３への動力伝達が行われ
る。そして、前輪６０は後輪２０の周速度の約２倍の周
速度で駆動される。

考案の効果 この考案は、上述のように増速用伝動ギヤと回転軸とを
選択的に連結する摩擦式多板クラツチを設け、標準速用
伝動ギヤと回転軸との間に前進時において標準速用伝動
ギヤから回転軸への動力伝達を行うワンウエイクラツチ
を設けたことにより、標準速用伝動状態から増速伝動状
態への切換え、及び、増速伝動状態から標準速伝動状態
への切換えを、噛み合い式クラツチを用いた場合に比べ
て瞬時にかつ確実に行うことができ、しかも、増速用伝
動ギヤ側と標準速用伝動ギヤとの双方に摩擦式多板クラ
ツチを用いた場合に比べて構造の簡単化及び小型化を図
ることができ、さらに、直進時において標準速用伝動ギ
ヤと回転軸とを連結するボーク機構と旋回時においてこ
のボーク機構による連結状態を解除する連結解除機構と
を設けたことにより、直進時におけるトラクタのダツシ
ングを防止することができるとともに、トラクタを四輪
駆動状態で後進させることができるために後進時におけ
る牽引力の向上を図ることができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図はこの考案の第一実施例を示すもの
で、第１図は旋回時における前輪動力取出部を示す縦断
側面図、第２図は旋回時における連結解除機構の一部を
示す側面図、第３図は旋回時におけるボークピンと凹部
との位置関係を示す縦断正面図、第４図は動力伝達経路
の全体を示す説明図、第５図は直進走行時における前輪
動力取出部を示す縦断側面図、第６図は直進走行時にお
ける連結解除機構の一部を示す側面図、第７図は摩擦式
多板クラツチの制御部を示す説明図、第８図はトラクタ
の全体を示す側面図、第９図はこの考案の第二の実施例
における前輪動力取出部を示す縦断側面図である。 ２……エンジン、２０……後輪、２３……回転軸、２７
……標準速用伝動ギヤ、２８……ワンウエイクラツチ、
３０……増速用伝動ギヤ、３１……摩擦式多板クラツ
チ、４２……ボーク機構、４８……連結解除機構、６０
……前輪、６５……制御部、６７……制御部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】操向自在な前輪に連結されるとともにエン
   ジンからの動力を前記前輪に伝達する回転軸を設け、後
   輪の周速度と略等しい周速度で前記前輪を回転させる動
   力伝達を行う標準速用伝動ギヤと前記後輪の周速度より
   大きな周速度で前記前輪を回転させる動力伝達を行う増
   速用伝動ギヤとを前記回転軸上に設け、前記増速用伝動
   ギヤと前記回転軸とを選択的に連結する摩擦式多板クラ
   ツチを設け、前進時において前記標準速用伝動ギヤから
   前記回転軸への動力伝達を行うワンウエイクラツチと、
   前記標準速用伝動ギヤと回転軸とを選択的に連結するボ
   ーク機構とを前記標準速用伝動ギヤと前記回転軸との間
   に設け、旋回時において前記摩擦式多板クラツチを動力
   伝達状態に切換える制御部と旋回時において前記ボーク
   機構による連結状態を解除する連結解除機構とを設けた
   ことを特徴とするトラクタの前輪変速装置。