JPH09222166A - 駆動形態切替装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラクタ等の移動農機において四輪の駆動形
態を切り替える装置として使用するに適した駆動形態切
替装置を安価に提供する。 【解決手段】 入力軸１８ａから出力軸１８ｂへ互いに
異なる伝動比で伝動する第一伝動経路及び第二伝動経路
を設けると共に、それぞれの伝動経路にボールのくさび
作用によって動力を伝達するボールクラッチ３７Ａ，３
７Ｂを設け、第一伝動経路のボールクラッチ３７Ａが入
で第二伝動経路のボールクラッチ３７Ｂが切となる状態
と、第一伝動経路のボールクラッチ３７Ａが切で第二伝
動経路のボールクラッチ３７Ｂが入となる状態と、いず
れの伝動経路のボールクラッチ３７Ａ，３７Ｂも切とな
る状態とに一つの操作具３６で切替可能に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トラクタ等の移動
農機において四輪の駆動形態を切り替える装置として使
用するに適した駆動形態切替装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】四輪駆動車両であるトラクタ等の移動農
機は、通常の作業時には前輪及び後輪の平均回転速度が
ほぼ等速である「前後輪等速四駆」の駆動形態で走行す
るが、旋回時には圃場条件に応じて、後輪だけを駆動す
る「後輪二駆」の駆動形態や前輪を後輪よりも増速させ
る「前輪増速四駆」の駆動形態とすると、圃場を荒らさ
ず円滑な旋回を行える。そこで、これらの駆動形態を選
択的に切り替えられるようにしたトラクタが開発されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】駆動形態を切り替える
替装置としては種々のものが考えられているが、例えば
油圧クラッチを用いた装置は、電磁バルブ、油圧配管等
を必要とするため、高価で構造が複雑であるという問題
があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記事情に鑑み
なされたもので、次のように構成した。すなわち、本発
明にかかる駆動形態切替装置は、入力軸から出力軸へ互
いに異なる伝動比で伝動する第一伝動経路及び第二伝動
経路を設けると共に、それぞれの伝動経路にボールのく
さび作用によって動力を伝達するボールクラッチを設
け、第一伝動経路のボールクラッチが入で第二伝動経路
のボールクラッチが切となる状態と、第一伝動経路のボ
ールクラッチが切で第二伝動経路のボールクラッチが入
となる状態と、いずれの伝動経路のボールクラッチも切
となる状態とに一つの操作具で切替可能に構成したこと
を特徴としている。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、図面に例示されているトラ
クタの駆動形態切替装置について説明する。

【０００６】図１に示すトラクタ１は、前後四輪駆動車
両であって、機体の四隅部に前輪２，２と後輪３，３を
備えている。前輪２，２の車軸は、前フレーム４の下側
に設けた前車軸ケース５に支持されている。前車軸ケー
ス５はその左右方向中央部で前フレーム４に固定の前後
方向に向く軸心回りに左右揺動自在に軸着され、地面の
凹凸により前輪２，２が上下動するようになっている。
前フレーム４の後端部に固着してクラッチハウジング６
が設けられ、そのクラッチハウジング６の後方にミッシ
ョンケース７が設けられている。そして、ミッションケ
ース７の後部側面に取り付けた後車軸ケース８，８に後
輪３，３の車軸がそれぞれ支持されている。

【０００７】前フレーム４の中央上側には、エンジン１
０が着脱自在に搭載されている。１１はラジエター、１
２は冷却ファン、１３はファンベルトであって、これら
はエンジン１０の前方に配設されている。１４はボンネ
ットであって、エンジン１０や補器類（図示省略）の前
方や側方を覆っている。

【０００８】１６はハンドルであって、該ハンドルを左
右回転させると、前輪２，２が左右に舵取り揺動するよ
うになっている。左右の後輪３，３の前方から上方にか
けてフェンダー２１，２１が取り付けられ、この左右フ
ェンダー２１，２１の間に座席２２が設けられている。
座席２２の下部の運転者足元部は、略平板状のフロア２
３となっている。

【０００９】機体の後部には昇降油圧シリンダ２６で上
下回動させるリフトアーム２７，２７が設けられてい
る。このリフトアーム２７，２７の先端部と作業機装着
用のロワリンク２７ａ，２７ａの中間部とがリフトロッ
ド２７ｂ，２７ｂで連結されており、リフトアーム２
７，２７を上げ作動及び下げ作動させることにより、ロ
ワリンク２７ａ，２７ａの後端部に装着したロータリ耕
耘装置等の作業機が昇降する。また、片方のリフトロッ
ド２７ｂ（図示例では右側）は左右傾動用の油圧シリン
ダになっており、該油圧シリンダを伸縮させることによ
り、作業機の左右傾斜が調整される。なお、ロワリンク
２７ａ，２７ａの上方かつ左右中央部にトップリンク２
７ｃを取り付け、ロワリンク２７ａ，２７ａとトップリ
ンク２７ｃで構成される三点リンク機構により作業機を
支持する。

【００１０】図２はこのトラクタの伝動機構図である。
エンジン１０の回転動力は、クラッチハウジング６内に
設けられている主クラッチ３０に伝達され、該主クラッ
チによって以後の伝動系統への伝動を入り切りするよう
になっている。主クラッチ３０を経た動力は、主クラッ
チ軸１１と該軸にカップラ１２で連結されているミッシ
ョン入力軸１３とを介してミッションケース７内のトラ
ンスミッションに伝達される。

【００１１】トランスミッションは、ミッション入力軸
１３の回転を主変速部１５ａと副変速部１５ｂとからな
る走行変速装置１５を経て後輪駆動軸１６に伝動すると
全６段の前進速となり、また、走行変速装置１５を経由
させずに、ミッション入力軸１３の回転をカウンタ軸１
７を介して後輪駆動軸１６に伝動すると後進速となるよ
うに構成されている。そして、後輪駆動軸１６の回転が
トランスミッションの後方に配した後輪デフ装置（図示
省略）に伝動されて左右の後輪３，３を駆動すると共
に、後輪駆動軸１６の回転が前輪駆動軸１８とＰＴＯ駆
動軸１９へ伝動されて、左右の前輪２，２及び作業機を
駆動する。後輪駆動軸１６からＰＴＯ駆動軸１９へは、
ＰＴＯ変速装置２０によって高速および低速の２段階に
変速可能に伝動するようになっている。

【００１２】前輪駆動軸１８はトランスミッション側の
入力軸１８ａと前輪側の出力軸１８ｂに２分割されてお
り、駆動形態切替装置２１によって入力軸１８ａから出
力軸１８ｂへの伝動を変更することにより、前後輪の駆
動形態を切り替えるようになっている。次に、駆動形態
切替装置２１について詳しく説明する。

【００１３】入力軸１８ａには前後輪等速スプラインハ
ブ２２が一体回転するよう嵌合し、また出力軸１８ｂに
は前輪増速スプラインハブ２３が回転自在に嵌合してい
る。そして、前後輪等速スプラインハブ２２に回転不能
にギヤ２５が取り付けられ、そのギヤ２５と中継軸２６
に取り付けたギヤ２７とが増速伝動状態で噛み合ってい
る。更に、中継軸２６に取り付けた別のギヤ２８が、前
輪増速スプラインハブ２３に回転不能に取り付けたギヤ
２９に増速伝動状態で噛み合っている。よって、前後輪
等速スプラインハブ２２と前輪増速スプラインハブ２３
とは、入力軸１８ａと常時一体回転するようになってい
る。前輪増速スプラインハブ２３の回転数は前後輪等速
スプラインハブ２２の回転数の２倍に設定されている。

【００１４】前後輪等速スプラインハブ２２と前輪増速
スプラインハブ２３の外周部には、出力軸１８ｂとスプ
ライン部３１ａで伝動連結されたスリーブ３１が嵌合し
ている。このスリーブ３１には円周方向に配した２列の
ボール穴３２Ａ，…，３２Ｂ，…が穿設されており、各
ボール穴３２Ａ，…，３２Ｂ，…にボール３３Ａ，…，
３３Ｂ，…が入っている。更に、スリーブ３１の外側に
は、中央部はスリーブ３１との間に一定間隔があり、か
つ両端部３５ａ，３５ｂはスリーブ３１に接触している
ボールハウジング３５が設けられている。このボールハ
ウジング３５はシフタ３６で軸方向に摺動させることが
できるようになっていて、図３（ａ）に示すようにボー
ルハウジング３５が摺動範囲の最前部に位置する時は、
ボールハウジングの端部３５ａによってボール３３Ａ，
…が押し込まれて前後輪等速スプラインハブ２２に係合
し、前後輪等速スプラインハブ２３の回転がスリーブ３
１に伝達されるようになり、また、図３（ａ）に示すよ
うにボールハウジング３５が摺動範囲の最後部に位置す
る時は、ボールハウジングの端部３５ｂによってボール
３３Ｂ，…が押し込まれて前輪増速スプラインハブ２３
に係合し、前輪増速スプラインハブ２３の回転がスリー
ブ３１に伝達されるようになる。

【００１５】すなわち、両スプラインハブ２２，３３と
スリーブ３１とはボールクラッチ３７Ａ，３７Ｂを介し
て伝動入切可能に構成されている。両ボールクラッチ３
７Ａ，３７Ｂは共通の操作具（シフタ）３６で入切操作
するようになっていて、（１）ボールハウジング３５を
摺動範囲の最前部へシフトすると、ボールクラッチ３７
Ａが入でボールクラッチ３７Ｂが切となり、（２）ボー
ルハウジング３５を摺動範囲の最後部へシフトすると、
ボールクラッチ３７Ａが切でボールクラッチ３７Ｂが入
となり、（３）ボールハウジング３５を摺動範囲の最前
部及び最後部以外の中間部にシフトすると、いずれのボ
ールクラッチ３７Ａ，３７Ｂも切となる。

【００１６】上記（１）の状態は、入力軸１８ａの回転
が前後輪等速スプラインハブ２２、ボール３３Ａ，…、
スリーブ３１を経由する第一伝動経路で出力軸１８ｂに
等速度で伝達される「前後輪等速四駆」の駆動形態とな
る。上記（２）の状態は、入力軸１８ａの回転が前後輪
等速スプラインハブ２２、ギヤ２５、ギヤ２７、中継軸
２６、ギヤ２８、ギヤ２９、前輪増速スプラインハブ２
３、ボール３３Ｂ，…、スリーブ３１を経由する第二伝
動経路で出力軸１８ｂに２倍の回転速度で伝達される
「前輪増速四駆」の駆動形態となる。また、上記（３）
の状態は、入力軸１８ａの回転が出力軸１８ｂに伝達さ
れない「後輪二駆」の駆動形態となる。

【００１７】駆動形態切替装置２１を経て前輪駆動軸１
８の出力軸１８ｂに取り出された回転動力は、前輪伝動
軸３８を介して前車軸ケース５内の前輪デフ装置（図示
せず）に伝えられ、左右の前輪２，２を駆動する。

【００１８】この駆動形態切替装置２１を収納するハウ
ジング４０は、クラッチハウジング６の背面部に一体に
固着されている。そして、クラッチハウジング６の給油
口４１から駆動形態切替装置のハウジング４０へも給油
できるようになっている。このため、メンテナンス性が
よい。

【００１９】また、駆動形態切替装置２１をミッション
ケース７と分離してクラッチハウジング６の後側に設け
ることにより、クラッチハウジング６とミッションケー
ス７の間にできるスペースＳを有効利用することができ
ると共に、伝動機構の各部の配置が融通性に富むように
なる。例えば、図示例のトラクタ１には設けられていな
いが、上記スペースの部分にＰＴＯの正逆転切替装置を
設けることが可能となる。

【００２０】通常の作業時には、「前後輪等速四駆」の
駆動形態として、充分な推進力が得られ安定した走行す
る。地面が固い圃場や路上走行時には、「後輪二駆」の
駆動形態としてもよい。地面の硬い圃場を旋回する時
は、「後輪二駆」の駆動形態にし、前輪の回転が抵抗と
ならない状態で圃場を荒らさずに旋回し、旋回半径の小
さい素早い旋回が行うようにする。また、比較的地面が
軟らかい圃場を旋回する時は、「前輪増速四駆」の駆動
形態にし、旋回内側後輪をある程度回転させながら、か
つ前後輪の回転で適正に推進力を与えた状態で旋回を行
い、圃場の荒れが少なく、かつ比較的旋回半径が小さい
素早い確実な旋回を行うようにする。更に、超湿田等で
推進できず旋回できなくなるような状態の時は、「前後
輪等速四駆」の駆動形態にして大回りの旋回を行い、車
輪が地面にもぐり込んで沈没状態となり自力で脱出でき
なくなる事態を回避しながら旋回を行うようにする。

【００２１】旋回時に「前後輪等速四駆」から「前輪増
速四駆」に切り替える際には、一旦「後輪二駆」にな
る。図３（ａ）から（ｂ）へのボールハウジング３５の
摺動量を大きくし、「後輪二駆」の領域を広く設定して
あるため、「後輪二駆」の状態が若干時間継続する。こ
の「後輪二駆」の駆動形態の間に、前輪７，７が転動す
ることによって出力軸１８ｂの回転が上昇するため、
「前輪増速四駆」に切り替わる時に入力軸１８ａと出力
軸１８ｂの回転差が小さくなっており、円滑な切替が可
能である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明の如く、本発明にかかる駆動形
態切替装置は、ボールクラッチを利用した簡単な機構で
あるので安価に作ることができ、これをトラクタ等の移
動農機に設けることにより、地面条件に合った走行や旋
回を行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタの全体側面図である。

【図２】伝動機構図である。

【図３】駆動形態切替装置の詳細図で、（ａ）は「前後
輪等速四駆」状態、（ｂ）は「前後増速四駆」状態をそ
れぞれ表している。

【符号の説明】

１ トラクタ ２ 前輪 ３ 後輪 ６ クラッチハウジング ７ ミッションケース １０ エンジン １８ 前輪駆動軸 １８ａ 入力軸 １８ｂ 出力軸 ２１ 駆動形態切替装置 ２２ 前後輪等速スプラインハブ ２３ 前輪増速スプラインハブ ３１ スリーブ ３２Ａ，３２Ｂ ボール穴 ３３Ａ，３３Ｂ ボール ３５ ボールハウジング ３６ シフタ（操作具） ３７Ａ，３７Ｂ ボールクラッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸から出力軸へ互いに異なる伝動比
   で伝動する第一伝動経路及び第二伝動経路を設けると共
   に、それぞれの伝動経路にボールのくさび作用によって
   動力を伝達するボールクラッチを設け、第一伝動経路の
   ボールクラッチが入で第二伝動経路のボールクラッチが
   切となる状態と、第一伝動経路のボールクラッチが切で
   第二伝動経路のボールクラッチが入となる状態と、いず
   れの伝動経路のボールクラッチも切となる状態とに一つ
   の操作具で切替可能に構成したことを特徴とする駆動形
   態切替装置。