JPS6320225A

JPS6320225A - 四輪駆動装置

Info

Publication number: JPS6320225A
Application number: JP16399086A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Kitao; 裕一北尾; Akio Inamori; 稲森　秋男
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1986-07-11
Filing date: 1986-07-11
Publication date: 1988-01-27
Also published as: JPH054247B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、トラクタ等の車両における四輪駆動装置に関
する。

（従来の技術）前輪及び後輪を同時に駆動する四輪駆動車両は周知であ
る。四輪駆動の場合、直進走行時は、前後輪の車速が等
しいのが望ましい。しかし、旋回時は、第１２図に示す
ように、前輪５０の旋回半径Ｒが後輪５１の旋回半径ｒ
より大きくなる為、前輪の車速を後輪の車速よりも速く
しないと旋回半径が大きくなる。

このように、四輪駆動では、直進時と旋回時において、
前後輪の車速を変えてやる必要がある。

しかし、エンジン動力を前輪と後輪に分配する四輪駆動
装置は、通常、ギヤ伝動装置から構成されている為、そ
の都度、前後輪の車速を最適なものに変更することは極
めて困難であった。

そこで、従来は、前輪の車速を後輪の車速よりも速く設
定し、直進走行時は、いずれか一方の車輪（トラクタに
おいては前輪〉と地面間でスリップを起こさせつつ走行
し、旋回時は前輪の高速回転で小さな旋回半径で旋回で
きるようにしたものが既に提案されている。

また、前／後輪車速比を略１として後輪動力伝達軸途中
に、エンジン側からのみ動力を伝達するワンウェイクラ
ッチを介在し、直進走行時は、四輪駆動とし、旋回時は
ワンウェイクラッチで動力伝達を切断して前輪を遊転状
態として旋回半径を小さくしたものも既に提案されてい
る。

また、直進走行時は後輪駆動のみとし、旋回時や、後輪
スリップ時に四輪駆動とずべく、四輪駆動装置を入・切
操作するものも既に提案されている。

（発明が解決しようとする問題点）前記、前／後軸車速比を１以上にしたものは、直進走行
時、前輪と地面間でスリップが生し、タイヤ摩耗が生し
ると云う問題があり、またワンウェイクラッチを介在さ
せたものは、エンジンブレーキが効かないと云う問題が
あり、また、二／四輪駆動を入・切操作するものでは、
操作が面倒であり運転性が悪い等の問題があった。

そこで、本発明は、必要な時に二輪駆動と四輪駆動を自
動的に切換え、運転者のレバー操作の煩わしさをなくす
ばかりでなく、旋回時の土押し、直進時のタイヤ摩耗等
の問題もなく、かつ通常は二輪駆動として経済的な燃費
を実現でき、更に、前輪のエンジンブレーキも効くよう
にした四輪駆動装置を提供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処は、環状体の両側面に
クラッチ歯を周方向に沿って並設したセンタクラッチ部
と、環状体の両側面にカム歯を周方向に沿って並設した
センタカム部とを同心に内外２Ｍに且つ相対回動自在に
設けたセンタ部と、前記センタ部の両側に配置され、該
センタ部の各側面のクラッチ歯に周方向に所定遊隙をも
って噛合するクラッチ歯と、同カム歯に周方向に密に噛
合するカム歯とを同心状に有する左右一対のサイド部と
、該サイド部をセンタ部側に押圧する付勢手段とを備え
、センタ部とサイド部の周方向相対移動でカム歯同志が
乗り上げてクラッチ歯の噛合が解除されるよう構成され
たノースピンデフ装置の前記センタ部にエンジン動力伝
達軸を連動連結し、一方のサイド部に後輪動力伝達軸を
接続し、他方のサイド部に後輪動力伝達軸を接続すると
共に、前／後軸車速比を１以下にした点にある。

（作　　用）本発明によれば、エンジン動力は、エンジン動力伝達軸
を介してセンタ部に伝達され、該センタ部から左右両側
のサイド部にクラッチ歯の噛合を介して伝達され、各サ
イド部から後輪動力伝達軸を介して前輪に、及び、後輪
動力伝達軸を介して後輪に伝達される。

しかして、上記状態においては、前輪も後輪も駆動され
、四輪駆動とされている。この状態において、前／後輪
車速比が１以下に設定されているので、直進走行時、前
輪は後輪に押されて設定値よりも速く回転しようとする
。即ち、前輪は地面側から駆動力を受けて高速回転する
為、サイド部の回転数がセンタ部の回転数より高くなろ
うとする。このような状態において、前輪側のサイド部
はクラッチ歯の周方向の遊隙内で相対移動し、カム歯同
志が乗り上げクラッチ歯の噛合が解除され、前輪側のサ
イド部とセンタ部間の動力伝達が切断される。

しかして、前輪は地面に追従して後輪車速と同じ車速で
回転し、地面間にスリップが生じない。

即ち、この場合、後輪駆動のみとなる。

また、上記条件で旋回した場合も、前輪回転は設定値よ
り高速になる為、前輪側のサイド部とセンタ部間の動力
は切断され、後輪駆動となる。

一方、何らかの原因で後輪がスリップして車速か低下す
ると、前輪回転数も低下し、ついに、サイド部とセンタ
部の回転数が同一になり、カム歯が噛合すると共にクラ
ッチ歯が噛合して、サイド部とセンタ部間に動力伝達が
生じ、前輪はエンジン動力によって駆動され、四輪駆動
となり、後輪スリップを脱出することができる。

また、エンジンブレーキを効かず場合は、前・後輪は地
面より駆動力を受ける。この時、前／後輪車速比が１以
下に設定されている為、後輪が設定値で回転すれば、前
輪は設定値よりも速く回転する。

即ち、前輪側のサイド部は後輪側のサイド部よりも速く
回転しようとして、後輪側のサイド部とセンタ部間に相
対速度差が生じ、これにより、後輪側のカム歯とセンタ
部のカム歯が乗り上げ、同クラッチ歯の噛合が解除され
て後輪は空転状態になる。しかし、この後輪側のサイド
部のカム乗り上げを禁止ずべく、付勢手段を設ければ、
後輪側のサイド部とセンタ部の動力伝達は切断されるこ
となく、前後輪ともエンジンブレーキが作用する。

また、何らかの原因で前輪が地面から制動力を受けずに
スリップした場合は、前輪回転数が後輪回転数より低下
する為、前輪側のサイド部とセン夕部間の動力伝達が切
断されて後輪のみにエンジンブレーキが作用する。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基き説明する。

第１図に示すものは、トラクタのミッションケース１内
に設けられた四輪駆動装置２である。同図において、３
はエンジン動力伝達軸であり、該伝達軸３は、図示省略
の変速装置やクラッチを介してエンジンに連動連結され
ている。

４は後輪動力伝達軸であり、該伝達軸４は図示省略の前
輪デフ装置等を介して前輪に連動連結されている。

５は後輪動力伝達軸であり、該伝達軸５は、後輪デフピ
ニオン軸６にギヤ７．８を介乙て連動連結され、該ピニ
オン軸６は後輪デフ装置９を介して図示省略の後輪に連
動連結されている。

上記エンジン動力伝達軸３と後輪動力伝達軸４と後輪動
力伝達軸５の三者は、ノースピンデフ装置１０を介して
連動連結されている。

前記ノースピンデフ装置１０は、左右一対のケースｌＬ
１２を有し、側ケース１１．，１２間に環状体から成る
センタクラッチ部１３が挟持され、ポルト１４で一体的
に固定されている。この各ケースＩＬ　１２の両端部は
ヘアリング１５．１６を介してミッションケース１の隔
壁１７．１８に可回動に支持されている。

一方のケース１１の回転中心部に、前記後輪動力伝達軸
４の端部が相対回動自在に挿入され、他方のケース１２
の回転中心部に、前記後輪動力伝達軸５の端部が相対回
動自在に挿入されている。即ち、前・後輪動力伝達軸４
，５は同一軸心」二に配置され、その各端部はノースピ
ンデフ装置１０のケース１１，１２内において対面して
いる。

後輪動力伝達軸４及び後輪動力伝達軸５の各端部にはス
プラインが形成され、該スプラインにフランジ付スプラ
インスリーブ１９．２０がスプライン嵌合している。こ
のスプラインスリーブ１９．２０の各フランジ２Ｌ２２
は、各ケース１１．１２の内面に当接し、軸方向外方へ
の移動が規制されている。

前記環状体から成るセンタクラッチ部１３の両端面に矩
形のクラッチ歯２３が周方向に等間隔をおいて形成され
ている（第２図参照）。

このセンタクラッチ部１３の内周面側に、環状体から成
るセンタカム部２４がセンタクラッチ部１３と同心状に
配置され、センタクラッチ部１３とセンタカム部２４は
スナップリング２５を介して周方向所定量だけ相対回動
自在に連結されている。

このセンタカム部２４の両端面に、台形状のカム歯２６
が前記クラッチ歯２３に対応して周方向等間隔をおいて
形成されている（第３図参照）。

上記センタクラッチ部１３とセンタカム部２４とでセン
タ部２７が形成され、このセンタ部２７の両側にサイド
部２８．２９が設けられている。

各サイド部２８．２９のセンタ部２７に対面する端面に
は、前記クラッチ歯２３に周方向所定の間隔Ｓ（第２図
参照）をもって噛合するクラッチ歯３０が形成されると
共に、前記カム歯２６に周方開田に噛合するカム歯３１
が形成されている。

前記各サイド部２８．２９は、前記スプラインスリーブ
１９．２０に軸方向移動可能にスプライン嵌合している
。

後輪動力伝達軸４の端部に位置するスプラインスリーブ
１９のフランジ２１と、サイド部２８との間に圧縮コイ
ルスプリング３２から成る付勢手段が介在され、該サイ
ド部２８はセンタ部２７側に押圧され、クラッチ歯２３
．３０とカム歯２６，３１０噛合が維持されている。

後輪動力伝達軸５の端部に位置するスプラインスリーブ
２０とサイド部２９間には、ワッシャ３３から成る付勢
手段が介在され、当該サイド部２９を常時センタ部２７
に当接させている。即ち、後輪動力伝達軸５例のサイド
部２９とセンタ部２７のクラッチ歯２３．３０及びカム
歯２６．３１は常時噛合して外れることがなく、一体化
されている。

前記ケース１１に入力ギヤ３４が固定され、該ギヤ３４
は、前記エンジン動力伝達軸３に設けられたギヤ３５に
常時噛合している。

しかして、エンジン動力は、エンジン動力伝達軸３−ギ
ヤ３５→ギヤ３４→ケース１１−センタ部２７に伝達さ
れ、その後該動力は２分されて、一方は、センタ部２７
−サイド部２ト→スプラインスリーブ１９−後輪動力伝
達軸４に伝達され、他方は、センタ部２７−サイド部２
９−スプラインスリーブ２０→後輪動力伝達軸５に伝達
される。

上記構成の四輪駆動装置２を有するトラクタにおいて、
その前輪車速と後輪車速の比は、（前輪車速）／（後輪
車速）＝１〜０．９とされている。

即ち、後輪動力伝達軸４と後輪動力伝達軸５が１：１の
等速度で回転する場合、前輪の車速は後輪の車速より遅
くなるよう設定されている。

従って、第２〜３図に示すように、エンジン動力により
、センタ部２７が太矢印方向に駆動されると、センタ部
２７の両クラッチ歯２３．２３は、各サイド部２８．２
９のクラッチ歯３０．３０に係合して動力を伝達し、セ
ンタ部２７の両カム歯２６，２ｊ３は、各サイド部２８
．２９のカム歯３Ｌ３１と嵌合状態を維持する。

しかし、前輪車速は後輪車速より遅く設定されている為
、前輪は後輪に押されることになり、地面から駆動力が
付与されて前輪は設定値より速く回転しようとする。そ
うすると、第４〜５図に示すように、後輪動力伝達軸４
例のサイド部２８はりランチ装置２３．３０の周方向間
隙Ｓ内において早く回転しようとし、この相対高速回転
によりサイド部２８とセンタ部２７のカム歯２６．３１
同志がスプリング３２に抗して乗り上げてクラッチ歯２
３，３００噛合が解除され、ここに前輪は遊転状態とな
る。

即ち、エンジンドライブ時の直進走行において、トラク
タは、後輪のみで駆動され、前輪は地面に追従して回動
することになる。この状態は旋回時においても同じであ
る。

しかし、上記状態において、後輪が泥地等に落ち込んで
スリップした場合、車両は進行しなくなるので、前輪は
地面から駆動力を受けなくなるので、後輪動力伝達軸４
の回転数は低下し、後輪動力伝達軸５と同速になると、
クラッチ一部３７の係合は第２〜３図の状態になり、前
輪にエンジン動力が伝達される。

すなわち、後輪がスリップ状態になると、前・後輪とも
エンジン駆動され、四輪駆動となる。

一方、エンジンブレーキを効かず場合は、第６〜７図に
示す如く、両サイド部２８　、２９側がらセンり部２７
に動力が伝達される。このとき、前／後軸車速比が１以
下であるから、後輪動力伝達軸４よりも後輪動力伝達軸
５の回転数が低くなろうとする。もし、後輪動力伝達軸
５側のサイド部２９もスプリングで押圧されていたら、
第８〜９図の如く、センタ部２７とサイド部２９の動力
伝達が切断されるが、本実施例の場合、この側のサイド
部２９は固定されている為、第８〜９図の状態は生ぜず
、いぜんとして、第６〜７図の状態が維持され、前・後
輪ともエンジンブレーキが作用する。

従って、エンジンブレーキ時は、後輪又は前輪と地面と
はスリップを生じることになる。

このエンジンブレーキ時、何らかの原因で、前輪がスリ
ップして、その後輪動力伝達軸４の回転数が、後輪動力
伝達軸５の回転数よりも低下すると、第１０〜１１図に
示すように、センタ部２７とサイド部２８間に相対回転
が生じ、カム歯２６．３１が乗り上げてクラッチ歯２３
．３０の係合を解除し、エンジンブレーキは後輪のみに
作用する。

尚、本発明は、上記実施例に限定されるものではない。

（発明の効果）本発明によれば、必要な時に二／四輪駆動が自動的に切
換えられ、運転者のレバー操作が不要となる。また、旋
回時の土押し、直進時のタイヤ摩耗等の問題も解消され
る。また通常は二輪駆動となるため、経済的な燃費を実
現できる。更に、ワンウェイクラッチを設けたものとは
異なり、エンジンブレーキも使用することが出来るもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図から第１
１図はクラッチ歯とカム歯の係合解除の状態を示す説明
図、第１２図は旋回時における車輪車速の差を説明する
説明図である。３・・・エンジン動力伝達軸、４・・・後輪動力伝達軸
、５・・・後輪動力伝達軸、１０・・・ノースピンデフ
装置、２３・・・クラッチ歯、２４・・・センタカム部
、２６・・・カム歯、２７・・・センタ部、２８．２９
・・・サイド部、３０・・・クラッチ歯、３１・・・カ
ム歯、３２．３３・・・付勢手段。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）環状体の両側面にクラッチ歯を周方向に沿って並
設したセンタクラッチ部と、環状体の両側面にカム歯を
周方向に沿って並設したセンタカム部とを同心に内外２
重に且つ相対回動自在に設けたセンタ部と、前記センタ
部の両側に配置され、該センタ部の各側面のクラッチ歯
に周方向に所定遊隙をもって噛合するクラッチ歯と、同
カム歯に周方向に密に噛合するカム歯とを同心状に有す
る左右一対のサイド部と、該サイド部をセンタ部側に押
圧する付勢手段とを備え、センタ部とサイド部の周方向
相対移動でカム歯同志が乗り上げてクラッチ歯の噛合が
解除されるよう構成されたノースピンデフ装置の前記セ
ンタ部にエンジン動力伝達軸を連動連結し、一方のサイ
ド部に後輪動力伝達軸を接続し、他方のサイド部に後輪
動力伝達軸を接続すると共に、前／後輪車速比を１以下
にしたことを特徴とする四輪駆動装置。