JPH0645307B2 - 車輌の走行駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車輌の走行駆動装置に関するものである。

（従来の技術） 大径車輪の前輪を主駆動輪とし、小径車輪の後輪を副駆
動輪とし、かつ後輪をハンドルに連動して操舵可能にし
た車輌は、車体の前方側にモアー等の作業機を装着する
前装型のものに広く利用されている。

この種の車輌では、旋回時に前輪と後輪との旋回半径が
異なるため、前後輪とも駆動状態であれば、後輪側が前
輪に対してブレーキとなって、後輪操舵式であるにも拘
らず旋回半径を小さくすることができなかった。また後
輪側がブレーキとなるため、後輪が地面に対して滑り、
芝生地等であれば、芝生を損傷する欠点があった。

そこで、後輪の動力伝達系中に手動操作式のクラッチを
介装し、旋回時にクラッチの手動操作で後輪への動力を
断つもの、或いは後輪の動力伝達系に一方向クラッチを
介装し、旋回時に一方向クラッチが自動的に切れるよう
にしたもの等が提供されている。

（発明が解決しようとする問題点） 前者の手動操作式クラッチを採用したものでは、旋回す
る都度、オペレータがクラッチ操作を行なう必要があ
り、操作が非常に煩雑になる欠点があった。

また後者の一方向クラッチを採用したものでは、前進走
行での旋回時には支障がないが、後進走行時には一方向
クラッチが機能せず、前後輪を駆動した状態のままで旋
回することになるため、旋回半径が大きく、しかも芝生
等を傷める欠点があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、前後進時と
も円滑に旋回動作できるようにすると共に、常に主駆動
輪の駆動力で走行でき、主駆動輪に若干の滑りが発生し
た時には主駆動輪と副駆動輪との駆動力で走行できるよ
うにすることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明は、次の手段を講じ
た。即ち、本発明の特徴とするところは、主駆動輪と副
駆動輪とが車体の前後に備えられると共に、前記副駆動
輪をハンドルに連動して操舵可能にした車輌において、
前記主駆動輪側の周速が大となるように各駆動輪に動力
を伝達する主動力伝達系と副動力伝達系とが夫々設けら
れ、これら動力伝達系がノースピンデフを介して駆動源
側に連動連結され、前記副駆動輪の操舵角が所定値以上
になると、前記主駆動輪への動力伝達を切るクラッチが
主動力伝達系に設けられ、このクラッチの切断時に副駆
動輪を増速させるための増速機構が副動力伝達系に設け
られた点にある。

（作用） 本発明によれば、主動力伝達系と副動力伝達系とが、主
駆動輪側の周速が副駆動輪側よりも大となるよう各駆動
輪に動力を伝達するので、直進走行時には、駆動源から
の動力はノースピンデフ、主動力伝達系を介して主駆動
輪を駆動し、副駆動輪はノースピンデフによって遊転状
態とされる。

そして、この直進走行時において主駆動輪に滑りが生じ
れば、ノースピンデフ、副動力伝達系を介して副駆動輪
を駆動し、主駆動輪及び副駆動輪の駆動力により走行す
る。

旋回に際して、副駆動輪を所定操舵角以上操作すると、
主動力伝達系のクラッチが切断され、主駆動輪への動力
が切断され、副駆動輪が駆動される。それと同時に、副
動力伝達系においては増速機構が作動して、副駆動輪が
増速されるので、増速した副駆動輪により旋回走行が行
われる。

（実施例） 以下、図示の実施例について本発明を詳述すると、第１
図乃至第３図において、１は車体で、角筒材等の部材2
を矩形枠状に組立て成る。この車体1 には、前後中央部
にエンジン（駆動源）3 と静油圧式の変速装置4 とが左
右に並設されると共に、前部に前車輪5 を介して左右一
対の大径の前輪（主駆動輪）6 が懸架され、また後部に
後輪駆動装置7 の後輪軸8 を介して左右一対の小径の後
輪（副駆動輪）9 が懸架されている。エンジン3 は防振
材を介して車体1 に支持されており、またエンジン3 か
ら前方に突出するクランク軸10には走行プーリ11とＰＴ
Ｏプーリ12とが設けられている。なお、エンジン3 の後
方には、ラジエータ13、冷却ファン14、油クーラ15が配
置されている。

変速装置4 は防振材を介して車体1 に支持され、またこ
の変速装置4 から前方に突出する入力軸16には、ベルト
17を介してクランク軸10の走行プーリ11に連動するプー
リ18と、変速装置4 に送風する冷却ファン19とが設けら
れている。変速装置4 の後側には、内部に動力伝達装置
20を組込んだ伝動ケース21が下方側に突出するように上
下方向に装着されている。

動力伝達装置20は、第４図に示すように前輪動力伝達系
（主動力伝達系）22、後輪動力伝達系（副動力伝達系）
23、ノースピンデフ24、前輪クラッチ25、後輪クラッチ
26、増速機構27等から構成されている。ノースピンデフ
24はギヤー28付きのデフケース29を有し、そのデフケー
ス29は前後の軸受30,31 で伝動ケース21に回転自在に支
持され、またギヤー28は変速装置4 の出力軸32に固設さ
れたギヤー33に咬合する。

ノースピンデフ24は、第５図に示すようにデフケース29
内に一対のデフ出力軸34,35 、駆動リング36、カムリン
グ37、一対のクラッチリング38,39 、一対の作動ハブ4
0,41 、及び一対のバネ42,43 を組込んで成る。駆動リ
ング36はデフケース29に固定されており、この駆動リン
グ36と一対のクラッチリング38,39 との間には、第６図
に示すように角歯咬合部44,45 が形成されている。カム
リング37は駆動リング36に内周に固定されており、この
カムリング37と一対のクラッチリング38,39 との間に
は、第７図に示すようにカム歯部46,47 が形成されてい
る。クラッチリング38,39 は差動ハブ40,41 に、差動ハ
ブ40,41 はデフ出力軸34,35 に夫々摺動自在にスプライ
ン嵌合され、またクラッチリング38,39 はバネ42,43 で
カムリング37側に付勢されている。

前輪動力伝達系22はノースピンデフ24の下方に順次平行
に支架された中間軸48及び前輪駆動軸49、デフ出力軸34
に固定のギヤー50、ギヤー50に咬合しかつ中間軸48に遊
転自在なギヤー51、中間軸48及び前輪駆動軸49に固定さ
れかつ互いに咬合するギヤー51a,52等から成る。前輪駆
動軸49は変速装置4 の下方を通って前方へと延びてお
り、その前端は前輪デフ装置53に連動する。ギヤー51は
中間軸48に遊転自在であって、前輪クラッチ25により中
間軸48に対して断接自在である。前輪クラッチ25は多数
のディスク54を有する摩擦式であって、シフタ55により
断接可能である。

後輪動力伝達系23はデフ出力軸35に軸継手を介して連結
された伝動軸56を有する。増速機構27は中間軸48に回転
自在に套嵌された筒軸58両端のギヤー59,60 を、ノース
ピンデフ24に固定のギヤー28及びデフ出力軸35に遊嵌の
ギヤー61に咬合させて成り、ギヤー28,59 、及びギヤー
60,61 で夫々増速するようになっている。ギヤー61は後
輪クラッチ26のシフタ57によりデフ出力軸35に断接自在
である。

前輪デフ装置53は第１図及び第３図に示すように変速装
置4 の前方で車体1 の下部側に装着されており、車体1
の左右中央部から一方側に大きく偏位して設けられてい
る。この前輪デフ装置53は、前輪駆動軸49からの動力を
左右一対の前車軸5 を介して前輪6 を駆動するためのも
のである。なお、前輪デフ装置53が左右に偏位している
ため、長軸側の前車軸5 は軸受62を介して車体1 に支持
されている。前輪デフ装置53のケースにはＰＴＯ軸63が
前後方向に挿支され、そのＰＴＯ軸63の後端にはベルト
64を介してＰＴＯプーリ12に連動するプーリ65が固設さ
れている。

後輪駆動装置7 は車体1 後端から後方に突出する枠状の
後部枠66に支持されている。後輪駆動装置7 は第８図及
び第９図に示すように上部ケース67、内筒68、外筒69及
び下部ケース70内にギヤー伝動機構を組込んで成る。上
部ケース67は左右一対の取付部71を介して後部枠66に取
付けられており、この上部ケース67には入力軸72、ベベ
ルピニオン軸73、及びこれらを連動させるベベルギヤー
74,75 が組付けられている。入力軸72は上部ケース67か
ら左右方向の斜め前方に向かって突出せしめられ、前端
の自在継手76を介して伝動軸56に連結されている。前輪
デフ装置53を含む前輪動力伝達系22と、後輪駆動装置7
を含む後輪動力伝達系23とは、前輪6 と後輪9 との周速
比が１対０．９程度となるように夫々動力を伝達すべく
構成されている。

ベベルピニオン軸73は第９図に示すように上下方向に設
けられており、上部ケース67の下側にはベベルピニオン
軸73と同心状で下方に突出するように内筒68がボルト77
により取付けられている。内筒68は大径部78と小径部79
とを上下に有し、大径部78の上端にベベルギヤー75が軸
受80を介して回転自在に支持されている。外筒69は内筒
68にブッシュ81、軸受82等を介して回転自在に套嵌さ
れ、かつ内筒68下端の止め輪83により下方へ抜出し不能
に抜止めされている。下部ケース70は後輪デフ装置84を
内蔵するものであって、外筒69の下端にボルト85で取付
けられており、この下部ケース70の左右両側に軸受ケー
ス86がボルトにより装着されている。後輪デフ装置84は
軸受87を介して軸受ケース86により支持され、またその
ベベルギヤー88はベベルピニオン軸73下端のベベルピニ
オン89に咬合されている。後輪デフ装置84から左右に突
出する後車軸8 は、軸受89を介して軸受ケース86により
支持され、この後車軸8 の外端に後輪9 が取付けられて
いる。なお、後輪9 は軸受ケース86がタイヤリム90内に
略収まるように下部ケース70に近接して設けらており、
この左右の後輪9 間のトレッドは、左右の前輪6 間のト
レッドの約1/3程度である。

外筒69の上端部には、第８図及び第９図に示すように、
後輪9 の上方近傍で外方に張出すフランジ部91を介して
操舵用のスプロケット92が設けられている。なお、スプ
ロケット92はボルト93でフランジ部91に着脱自在に取付
けられる。

94は操舵用の油圧シリンダで、第１、２図に示すように
後部枠66の下後に取付けられており、この油圧シリンダ
94から左右に突出するピストンロッド95の両端には、ス
プロケット92に巻掛けられたチェーン96の両端が連結さ
れている。従って、油圧シリンダ94のピストンロッド95
の左右方向の往復動により、チェーン96、スプロケット
92を介して外筒69が内筒68廻りに回動し、後輪9 を略±
90度の範囲内で操舵可能である。なお、97は案内スプロ
ケットで、スプロケット92に対するチェーン96の巻掛を
確保するように、スプロケット92の後部両側で後部枠66
に支持されている。

スプロケット92には、第８図及び第９図に示すようにベ
ベルピニオン軸73を中心とする長孔97が形成され、この
長孔97に、検出ロッド98の一端のピン99が摺動自在に挿
入されている。検出ロッド98の他端は、車体1 に枢軸10
0 で枢支されたレバー101 に連結されている。なお、こ
の長孔97、検出ロッド98、ピン99、レバー101 等によ
り、後輪9 の操舵角を検出する検出手段102 が構成され
ている。検出手段102 は後輪9 の操舵角α（≒60度）以
上となった時に連動手段103 を介して前輪クラッチ25を
切り、後輪クラッチ26を接続するようになっている。即
ち、連動手段103 は第８図及び第10図に示すように枢軸
100 に固定のレバー104 からロッド105 、レバー106 、
レバー軸107 、リンク108 、ロッド109,110 を介して各
クラッチ25,26 のシフトフオーク111,112 に連結されて
おり、このシフトフオーク111,112 を介してシフタ55,5
7 を操作するようになっている。レバー106 とリンク10
8 はレバー軸107 に固設され、またシフトフオーク111,
112 はレバー軸113,114 により支持されている。操舵角
αは第15図に示すように旋回中心０が前輪6 の一側外方
の近傍に位置する時の角度に設定されている。

115 は車体1 から前方に突出するステップ支持枠、116
はこのステップ支持枠115 に装着されたステップ板、11
7 はハンドルポスト、118 は操舵用のハンドルである。
119 は操舵用のコントロールユニットで、ハンドル118
に連動して油圧シリンダ94を制御するようになってい
る。120 は車体1 に装着された床カバーで、プーリ11,1
2 等をおおうようになっている、121 は運転席、122 は
前輪フェンダー、123 は安全フレームである。

124 はフロントモアーで、モアーデッキ125 の下側に、
縦軸126 廻りに回転する３個のディスク127 を備え、そ
の各ディスク127 にカッタ128 を揺動自在に枢着し、デ
ィスク127 の回転によりカッタ128 で草を刈取るように
なっている。モアーデッキ125 は刈高さ調整用のゲージ
輪129 、その他のリミッドゲージ130 を有し、かつ車体
1 から前方に張出す２本のリンク131 により車体1 に装
着され、油圧シリンダ132 の伸縮により昇降自在であ
る。なお、各ディスク127 はＰＴＯ軸63から自在継手軸
133 を経て伝達される動力により回転駆動される。

134 は集草容器で、後部枠66上に配置されており、この
集草容器134 は車体1 の後部に立設された支柱135 に取
付けられている。なお、集草容器134 はパンチングメタ
ル等により構成されている。136 はダクトであって、モ
アー124 で刈取った刈草を集草容器134 に送り込むため
のものである。ダクト136 はモアーデッキ125 の後部中
央に接続されており、前車軸5 の下方から一方の前輪6
の後方を経て集草容器134 に接続されている。137 は燃
料タンクである。

上記構成において、草刈作業時には、エンジン3 のクラ
ンク軸10からの動力により、ＰＴＯプーリ12、ベルト6
4、ＰＴＯ軸63、自在継手軸133 を介してモアー124 の
各ディスク127 を回転駆動し、カッタ128 により草を刈
取る。そして、刈草はダクト136 を経て集草容器134 に
送込み、集草容器134 に回収する。

直進走行時には、エンジン3 からの動力を変速装置4 で
適当な速度に変速した後、ノースピンデフ24、デフ出力
軸34、ギヤー50,51 、前輪クラッチ25、中間軸48、ギヤ
ー51a,52、前輪駆動軸49、前輪デフ装置53を経て左右の
前輪6 に動力を伝達し、第13図に矢印で示すように大径
車輪である前輪6 の駆動力によって走行する。この時、
後輪9 は遊転状態である。即ち、後輪動力伝達系23によ
って後輪9 が駆動される周速は、前輪6 の約０．９程度
であるため、後輪9 は地面との摩擦によって前輪6 と同
調した周速で逆駆動されており、従って、ノースピンデ
フ24のデフ出力軸35の回転速度が速くなるため、カムリ
ング37とクラッチリング39との間のカム歯45によってク
ラッチリング39が第12図に示すように外れるので、第11
図に示す如く駆動リング36からクラッチリング39が外
れ、デフ出力軸35側へは動力は伝達されない。

直進走行中に前輪6 に滑りが発生すれば、走行速度が下
がるため、後輪9 の周速が低下する。そして、後輪9 の
周速が０．９程度になると、クラッチリング39がバネ43
で押圧されて駆動リング36側に摺動し角歯咬合部45が咬
合い、デフ出力軸35側にも動力が伝達される。従って、
前輪6 及び後輪9 の駆動力によって走行でき、前輪6 の
滑り状態を早期に解消できる。前輪6 の滑りがなくなれ
ば、再度、前輪6 のみの駆動による走行に戻る。なお、
後輪駆動装置7 では、入力軸72、ベベルギヤー74,75，
ベベルピニオン軸73，ベベルピニオン89、ベベルギヤー
88を経て後輪デフ装置84へと動力を伝達し、後車軸8 を
介して後輪9 を駆動する。

操舵時にはハンドル118 を操作すると、コントロールユ
ニット119 を介して油圧シリンダ94が左右方向に作動
し、そのピストンロッド95からチェーン96、スプロケッ
ト92を介して外筒69側が内筒68廻りに回動し、後輪9 が
遊転状態のままで操舵方向に回動する。従って、第14図
に示すように旋回中心Ｏからの前輪6 及び後輪9 の旋回
半径（ｒ＜Ｒ）に差があるにも拘らず速やかに旋回でき
る。

後輪9 が所定操舵角α以内の時には、スプロケット92の
長孔97内でピン99が摺動するだけであり、検出ロッド98
等は検出動作をしない。後輪9 が所定操舵角α以上にな
り、第15図に示すように旋回中心Ｏが前輪6 の一側外方
近傍になれば、ピン99が長孔97の一端に係合し、検出ロ
ッド98が引張られるので、ロッド105 を介してレバー10
6 、リンク108 がレバー軸107 廻りに時計方向（第10図
のａ矢示）に回動する。これによって、ロッド109 を介
してシフトフオーク111 がレバー軸113 廻りに反時計方
向（第10図のｂ矢示）に回動し、前輪クラッチ25が切れ
ると共に、ロッド110 を介してシフトフオーク112 がレ
バー軸114 廻りに時計方向（第10図のｃ矢示）に回動
し、後輪クラッチ26が接続する。従って、前輪6 への動
力が断たれ、前輪6 が遊転状態となる。一方、後輪クラ
ッチ26が接続するので、ギヤー28,59 、筒軸58、ギヤー
60,61 の増速機構27を経て伝動軸56へと動力が伝達さ
れ、後輪9 の駆動力によって旋回する。増速機構27の増
速比は、後輪クラッチ26の接続の前後で後輪9 の周速が
差程変わらない程度に設定されており、約２倍程度であ
る。この時には、旋回中心Ｏが前輪6 の一側外方近傍で
あるので、小半径で旋回できる。

操舵角αが90度になるまで操舵すると、第16図に示すよ
うに左右の前輪6 間の中央に旋回中心Ｏが位置し、左右
の前輪6 が前輪デフ装置53を介して逆方向に回転するた
め、この旋回中心Ｏ廻りに急旋回することができる。

後進走行時における直進、旋回の際にも、ノースピンデ
フ24を用いているため、前進走行時と同様に働き、前述
と同様に動作する。

なお、検出手段102 、連動手段103 は、電気的に構成し
ても良く、また前輪クラッチ25のみを連動手段103 に連
動させ、後輪クラッチ26は手動操作で断接するようにし
ても良い。

車輌は、第１図と前後が逆になる関係のものであっても
良い。クラッチ25,26 の形式は、摩擦式、咬合式、油圧
式の何れを採用することも可能である。

なお、操舵機構は、第17図及び第18図に示すように外筒
69の上端部に上下２個のスプロケット138,139 を固定
し、これに２本のチェーン140,141 を巻掛けると共に、
ピストンロッド95と反対側の端部を金具142,143 でスプ
ロケット138,139 に固定したものであっても良い。

（発明の効果） 本発明によれば、主駆動輪6 側の周速を副駆動輪9 の周
速よりも大とすると共に、各駆動輪6,9 の動力伝達系2
2,23 をノースピンデフ24を介して駆動源3 側に連動連
結しているので、前後進ともノースピンデフ24の働きに
よって円滑に旋回できる。また主駆動輪6 と副駆動輪9
との間に周速差を持たせているため、常に主駆動輪6 を
駆動でき、しかも主駆動輪6 に若干の滑りが発生した時
には、ノースピンデフ24を介して副駆動輪9 を駆動し、
主駆動輪6 と副駆動輪9 との駆動力によって走行でき
る。さらに、副駆動輪9 の総舵角が所定値以上になる
と、前記主駆動輪6 への動力伝達を切るクラッチ25が主
動力伝達系22に設けられ、このクラッチ25の切断時に副
駆動輪9 を増速させるための増速機構27が副動力伝達系
23に設けられているので、副駆動輪9 の駆動力によって
小半径で速やかに旋回できる。また主駆動輪6 側のクラ
ッチ25を切った時に、副駆動輪9 の周速を増加する増速
機構27を設けているから、旋回中に主駆動輪6 による駆
動から副駆動輪9 による駆動に切換える時にも、副駆動
輪9 の周速が極端に下がることはなく、短時間で迅速に
旋回できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は全
体の平面図、第２図は同側面図、第３図は同断面正面
図、第４図は動力伝達装置の断面図、第５図はノースピ
ンデフの断面図、第６図は駆動リングとクラッチリング
の咬合部の展開図、第７図はカムリングとクラッチリン
グとの咬合部の展開図、第８図は後輪操舵部の平面図、
第９図は後輪駆動部の断面図、第10図は連動手段の平面
図、第11図及び第12図はノースピンデフの動作説明図、
第13図乃至第16図は動作説明図、第17図は別の操舵機構
の断面側面図、第18図は同概略斜視図である。 １……車体、３……エンジン（駆動源）、６……前輪
（主駆動輪）、９……後輪（副駆動輪）、22……前輪動
力伝達系（主動力伝達系）、23……後輪動力伝達系（副
動力伝達系）、24……ノースピンデフ、25……前輪クラ
ッチ、27……増速機構、102……検出手段、103……連動
手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主駆動輪(6) と副駆動輪(9) とが車体(1)
   の前後に備えられると共に、前記副駆動輪(9) をハンド
   ル(118) に連動して操舵可能にした車輌において、 前記主駆動輪(6) 側の周速が大となるように各駆動輪
   (6)(9)に動力を伝達する主動力伝達系(22)と副動力伝達
   系(23)とが夫々設けられ、 これら動力伝達系(22)(23)がノースピンデフ(24)を介し
   て駆動源(3) 側に連動連結され、 前記副駆動輪(9) の操舵角が所定値以上になると、前記
   主駆動輪(6) への動力伝達を切るクラッチ(25)が主動力
   伝達系(22)に設けられ、 このクラッチ(25)の切断時に副駆動輪(9) を増速させる
   ための増速機構(27)が副動力伝達系(23)に設けられたこ
   とを特徴とする車輌の走行駆動装置。