(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪の周速度と後輪の周速度とが略等しくなるように、前輪に動力を伝達する標準状態、及び前輪の周速度が後輪の周速度よりも高速になるように、前輪に動力を伝達する増速状態に切換操作自在な前輪変速装置を、後輪への伝動系から分岐した動力を前輪に伝達する前輪伝動系に備えて、
後車軸に後輪を取り付けた車輪走行状態、及び前記後車軸にクローラ走行装置を取り付けたクローラ走行状態に設定自在に構成すると共に、
後輪への伝動系から分岐した動力を前記前輪変速装置を迂回させ、且つ、前輪の周速度と前記クローラ走行装置の周速度とが略等しくなるように減速して、前輪に伝達可能な減速伝動機構を備え、
後輪への伝動系から分岐した動力を前記前輪変速装置に伝達する車輪走行状態、及び後輪への伝動系から分岐した動力を前記減速伝動機構に伝達するクローラ走行状態に切換操作自在な切換手段を備えてある農用トラクタ。
【請求項２】
前記切換手段がクローラ走行状態に切換操作されていると、前記前輪変速装置を動力が伝達されない中立状態に保持する中立保持手段を備えてある請求項１に記載の農用トラクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、四輪駆動型の農用トラクタにおける前輪への伝動構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
四輪駆動型の農用トラクタでは、前輪の周速度と後輪の周速度とが略等しくなるように前輪に動力を伝達する標準状態、及び前輪の周速度が後輪の周速度よりも高速になるように前輪に動力を伝達する増速状態に切換操作自在な前輪変速装置を備えたものがある。
これにより、直進時には前輪変速装置を標準状態に切換操作して、前輪の周速度と後輪の周速度とを略等しくしておき、旋回操作時に前輪変速装置を標準状態から増速状態に切換操作し、前輪の周速度を後輪の周速度よりも高速にして、小回り旋回が円滑に行われるようにする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
四輪駆動型の農用トラクタにおいて近年では、後車軸から後輪を取り外し、後車軸にクローラ走行装置を取り付けて（前輪はそのまま取り付けた状態としておく）、特に軟弱な圃場等での走行性能及び牽引力を高めるように構成することが提案されている。
本発明は前輪変速装置を備えた農用トラクタにおいて、後車軸に後輪を取り付けた車輪走行状態及び後車軸にクローラ走行装置を取り付けたクローラ走行状態の両方において、前輪への動力の伝達が適切に行われるように構成することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
［Ｉ］
請求項１の特徴によると、後車軸に後輪を取り付けた車輪走行状態に設定した場合、切換手段を車輪走行状態に切換操作して、後輪への伝動系から分岐した動力が前輪変速装置に伝達されるようにしておく。これにより、直進時には前輪変速装置の標準状態により、前輪の周速度と後輪の周速度とが略等しい状態となっており、旋回操作時に前輪変速装置を標準状態から増速状態に切換操作することによって、前輪の周速度が後輪の周速度よりも高速になり小回り旋回が円滑に行われる。
【０００５】
農用トラクタにおいては一般に前輪の外径よりも後輪の外径の方が大きいので、直進時での前輪変速装置の標準状態において、後輪の回転数を前輪の回転数よりも低いものに設定して、前輪の周速度と後輪の周速度とが略等しい状態になるように構成されている。
これに対しクローラ走行装置は駆動輪、従動輪、転輪及びこれらに巻回されるクローラ等により構成されているので、後車軸にクローラ走行装置を取り付けることができるように構成すると、後輪の外径よりも駆動輪の外径が小さなものとなる（後車軸にクローラ走行装置を取り付けても、機体の高さが変化しないようにする為）。従って、後車軸にクローラ走行装置を取り付けたクローラ走行状態に設定した場合、前述のように直進時での前輪変速装置の標準状態において、後輪の回転数が前輪の回転数よりも低いものになると、前輪の周速度よりもクローラ走行装置の周速度が低いものとなってしまう。
【０００６】
請求項１の特徴によると、後車軸にクローラ走行装置を取り付けたクローラ走行状態に設定した場合、切換手段をクローラ走行状態に切換操作して、後輪への伝動系から分岐した動力が減速伝動機構に伝達されるようにしておく。これにより、後輪への伝動系から分岐した動力が、前輪変速装置を通らずに迂回して減速伝動機構を通り、減速伝動機構において前輪の周速度とクローラ走行装置の周速度とが略等しくなるように減速されて前輪に伝達される。
従って、後車軸にクローラ走行装置を取り付けたクローラ走行状態において、前輪変速装置に関係なく、前輪の周速度とクローラ走行装置の周速度とが略等しくなる状態に維持されて支障なく走行できる。又、後車軸にクローラ走行装置を取り付けたクローラ走行状態では、減速伝動機構により前輪に伝達される動力が減速されるので、機体の走行速度を比較した場合、後車軸に後輪を取り付けた車輪走行状態よりも、後車軸にクローラ走行装置を取り付けたクローラ走行状態の方が、機体の走行速度が全体的に低いものとなる。
【０００７】
［ＩＩ］
請求項２の特徴によると、請求項１の場合と同様に前項［Ｉ］に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。
請求項２の特徴によると、切換手段がクローラ走行状態に切換操作されて、後輪への伝動系から分岐した動力が減速伝動機構に伝達される状態において、動力が伝達されない中立状態に前輪変速装置が保持される。これにより、後輪への伝動系から分岐した動力が、減速伝動機構に加えて前輪変速装置でも伝達されて、二重伝動状態になると言うような状態は生じない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に示すように、操向操作自在な左右一対の前輪１９及び左右一対の後輪１４（図１の二点鎖線参照）で支持された機体の前部にエンジン１、機体の後部に操縦部を覆うキャビン９を備えて、四輪駆動型の農用トラクタが構成されている。
【０００９】
図２はミッションケース８内を示しており、エンジン１からの動力が伝動軸２及び油圧多板式のＰＴＯクラッチ３を介してＰＴＯ軸４に伝達される。エンジン１からの動力が、油圧多板式の前進クラッチ５（又は油圧多板式の後進クラッチ６及び伝動軸２０）、円筒軸７、第１主変速装置１０、第２主変速装置１１、副変速装置１２、及び後輪デフ装置１３を介して左右の後輪１４に伝達される。後輪デフ装置１３の直前から分岐した動力が伝動軸１５、油圧クラッチ型式の前輪変速装置１６、伝動軸１７及び前輪デフ装置１８を介して左右の前輪１９に伝達される。
【００１０】
第１主変速装置１０は、４個の油圧多板式の１速クラッチ２１、２速クラッチ２２、３速クラッチ２３及び４速クラッチ２４を並列的に配置した油圧クラッチ型式に構成されて４段に変速可能であり、１速〜４速クラッチ２１〜２４のうちの一つを伝動側に操作することにより、円筒軸７からの動力が４段に変速操作されて下手側の伝動軸２５に伝達される。
【００１１】
第２主変速装置１１は、２個の油圧多板式の低速クラッチ２６及び高速クラッチ２７を並列的に配置した油圧クラッチ型式に構成されており、低速及び高速クラッチ２６，２７の一方を伝動側に操作することにより、伝動軸２５からの動力が、２段に変速操作されて下手側の副変速装置１２に伝達される。副変速装置１２はシフト部材５３をスライド操作するシンクロメッシュ型式に構成されて、２段に変速可能である。
【００１２】
次に、油圧クラッチ型式の前輪変速装置１６について説明する。
図３及び図２に示すように、伝動軸１７に連結される伝動軸２８と伝動軸１５とが同芯状に配置されており、伝動軸２８に固定された第１伝動ギヤ２９と伝動軸１５との間に、油圧多板式の標準クラッチ４５が設けられている。ミッションケース８に開口部３３が形成されて、開口部３３に伝動ケース３４が連結されており、伝動ケース３４に第１迂回伝動軸３５が支持されている。
伝動軸１５に第３伝動ギヤ３０が相対回転自在に外嵌され、伝動軸１５と第３伝動ギヤ３０との間に、油圧多板式の増速クラッチ４６が設けられている。第１迂回伝動軸３５に固定された第１増速ギヤ３１及び第２増速ギヤ３２が、第１伝動ギヤ２９及び第２伝動ギヤ３０に咬合している。
【００１３】
図５に示すように、ポンプ３６からの作動油を標準及び増速クラッチ４５，４６に給排操作する制御弁３７が備えられており、制御弁３７は作動油を標準クラッチ４５に供給して標準クラッチ４５を伝動側に操作し、増速クラッチ４６を排油状態として伝動遮断側に操作する標準位置３７Ａ、作動油を増速クラッチ４６に供給して増速クラッチ４６を伝動側に操作し、標準クラッチ４５を排油状態として伝動遮断側に操作する増速位置３７Ｂ、標準及び増速クラッチ４５，４６を排油状態として伝動遮断側に操作する中立位置３７Ｎを備えた電磁操作式に構成されており、バネによって中立位置３７Ｎに付勢されている。直進位置Ａからの前輪１９の操向角度を検出する角度センサー３８が備えられており、角度センサー３８の検出値が制御装置３９に入力されている。
【００１４】
以上の構造により、後述するように伝動ケース３４に取り付けられた検出スイッチ５７にアーム５６ａが接触して、検出スイッチ５７のＯＮ信号が制御装置３９に入力されている状態において、前輪１９の操向角度が直進位置Ａから右及び左の設定角度Ｂの範囲内であると、制御装置３９からの操作信号により制御弁３７が標準位置３７Ａに操作されており、標準クラッチ４５が伝動側に操作され、増速クラッチ４６が伝動遮断側に操作されている。これによって、図２及び図３に示すように伝動軸１５の動力が標準クラッチ４５、第１伝動ギヤ２９及び伝動軸２８，１７を介して前輪１９に伝達され、前輪１９の周速度と後輪１４の周速度とが略等しくなる標準状態となる。
【００１５】
次に畦際での旋回時等のように、前輪１９の操向角度が直進位置Ａから右及び左の設定角度Ｂの範囲を越えると、制御装置３９からの操作信号により制御弁３７が標準位置３７Ａから増速位置３７Ｂに操作されて、増速クラッチ４６が伝動側に操作され、標準クラッチ４５が伝動遮断側に操作される。これによって、図２及び図３に示すように伝動軸１５の動力が増速クラッチ４６、第２伝動ギヤ３０、第１迂回伝動軸３５、第１伝動ギヤ２９及び伝動軸２８，１７を介して前輪１９に伝達され、前輪１９の周速度が後輪１４の周速度よりも高速になる増速状態となる。
【００１６】
図２及び図１の二点鎖線に示す状態は、ミッションケース８の後車軸４０に後輪１４を取り付けた車輪走行状態であり、この農用トラクタでは図１の実線に示すように後車軸４０から後輪２を取り外し、後車軸４０に左右一対のクローラ走行装置４１を取り付けたクローラ走行状態を設定することができるように構成されている。クローラ走行装置４１は駆動スプロケット４２、従動輪４３、転輪４４、従動輪４３及び転輪４４を支持するトラックフレーム４７、クローラ４８等により構成されている。
【００１７】
後車軸４０にクローラ走行装置４１を取り付けたクローラ走行状態の場合、機体の下部から後車軸４０の付近にまで延出された支持フレーム（図示せず）の横軸芯Ｐ１周りに、トラックフレーム４７の支持ブラケット４７ａを介して、トラックフレーム４７を前後に揺動自在に支持し、駆動スプロケット４２を後車軸４０に直接に取り付ける。このように後車軸４０にクローラ走行装置４１を取り付けたクローラ走行状態において、転輪４４の接地位置が後輪１４の接地位置と同じになるように設定されており、後車軸４０に後輪１４を取り付けてもクローラ走行装置４１を取り付けても、機体の高さは一定である。
【００１８】
図３及び図２に示すように、第１迂回伝動軸３５と同芯状に第２迂回伝動軸４９が伝動ケース３４に支持されて、伝動軸１５の伝動ギヤ５０と第２迂回伝動軸４９の伝動ギヤ５１とが咬合しており、第２迂回伝動軸４９のスプライン部に円筒状の連結部材５２がスライド自在に外嵌されている。伝動ケース３４に固定された支持軸５４に、デテント機構５５ａを内装したシフトフォーク５５がスライド自在に外嵌されて、シフトフォーク５５が連結部材５２に係合している。
【００１９】
図３及び図４に示すように、伝動ケース３４に貫通するように操作軸５６が支持されており、伝動ケース３４の内側において操作軸５６に固定されたアーム５６ａが、シフトフォーク５５の基部に係合し、伝動ケース３４の外側においても操作軸５６にアーム５６ｂが固定されている。これにより、伝動ケース３４の外側からアーム５６ｂを上方及び下方に操作することによって、シフトフォーク５５をスライド操作し、連結部材５２をスライド操作することができる。
【００２０】
以上の構造によって図２及び図１の二点鎖線に示すように、後車軸４０に後輪１４を取り付けた車輪走行状態では、図４の二点鎖線に示すようにアーム５６ｂを上方に操作し、シフトフォーク５５により連結部材５２を紙面右方にスライド操作して、図２及び図５に示すように連結部材５２を第１迂回伝動軸３５から離しておき、アーム５６ｂを上方に操作した状態でボルト５８で固定する。
これにより、伝動軸１５の動力が前輪変速装置１６の標準及び増速クラッチ４５，４６を介して、伝動軸２８に伝達される状態となるのであり、この状態においてアーム５６ａが、伝動ケース３４に取り付けられた検出スイッチ５７に接触して、検出スイッチ５７のＯＮ信号が制御装置３９に入力されている。
【００２１】
このように、検出スイッチ５７のＯＮ信号が制御装置３９に入力されている状態において、前述のように前輪１９の操向角度が直進位置Ａから右及び左の設定角度Ｂの範囲内であると、制御装置３９により制御弁３７が標準位置３７Ａに操作されて、標準クラッチ４５が伝動側に操作され、増速クラッチ４６が伝動遮断側に操作されて、前輪１９の周速度と後輪１４の周速度とが略等しくなる標準状態で、動力が前輪１９に伝達される。
【００２２】
そして、検出スイッチ５７のＯＮ信号が制御装置３９に入力されている状態において、前輪１９の操向角度が直進位置Ａから右及び左の設定角度Ｂの範囲を越えると、制御装置３９により制御弁３７が標準位置３７Ａから増速位置３７Ｂに操作されて、増速クラッチ４６が伝動側に操作され、標準クラッチ４５が伝動遮断側に操作されて、前輪１９の周速度が後輪１４の周速度よりも高速になる増速状態で、動力が前輪１９に伝達される。
【００２３】
次に図１の実線に示すように、後車軸４０にクローラ走行装置４１を取り付けたクローラ走行状態では、図３及び図４の実線に示すようにアーム５６ｂを下方に操作し、シフトフォーク５５により連結部材５２を紙面左方にスライド操作して、連結部材５２を第１及び第２迂回伝動軸３５，４９に亘って連結し、アーム５６ｂを下方に操作した状態でボルト５８で固定する。
これによって、伝動軸１５の動力が第２迂回伝動軸４９及び第１迂回伝動軸３５を介して、伝動軸２８に伝達される状態となるのであり、この状態においてアーム５６ａが検出スイッチ５７から離れて、検出スイッチ５７のＯＮ信号が制御装置３９に入力されていない。
【００２４】
このように検出スイッチ５７のＯＮ信号が制御装置３９に入力されていない状態では、どのような状態になっても制御装置３９から制御弁３７に操作信号は発信されることはなく、制御弁３７はバネの付勢力により中立位置３７Ｎに常に保持されて、前輪変速装置１６の標準及び増速クラッチ４５，４６の両方共に伝動遮断側に操作されている。
この場合、図５及び図４の二点鎖線に示すように、アーム５６ｂを上方に操作しシフトフォーク５５により連結部材５２を紙面右方にスライド操作して、アーム５６ａが検出スイッチ５７に接触している状態でも、断線等の異常により検出スイッチ５７のＯＮ信号が制御装置３９に入力されていないと、制御弁３７は中立位置３７Ｎに保持される。
【００２５】
図１に示すように後輪１４の外径よりも、クローラ走行装置４１の駆動スプロケット４２の外径の方が小さなものとなっているので、前輪変速装置１６の標準状態において、前輪１９の周速度（後輪１４の周速度）よりも、クローラ走行装置４１の周速度（クローラ４８の速度）の方が低いものとなってしまう。
この場合、伝動軸１５からの動力が図２及び図３に示す伝動ギヤ５０，５１で減速されて、第１迂回伝動軸３５及び前輪１９に伝達され、前輪１９の周速度とクローラ走行装置４１の周速度（クローラ４８の速度）とが略等しくなるように構成されている。
【００２６】
従って、第１及び第２主変速装置１０，１１、副変速装置１２の各変速位置での機体の走行速度を比較した場合、後車軸４０に後輪１４を取り付けた車輪走行状態よりも、後車軸４０にクローラ走行装置４１を取り付けたクローラ走行状態の方が、機体の走行速度が全体的に低いものとなる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１の特徴によると、前輪変速装置を備えた農用トラクタにおいて後車軸に後輪を取り付けた車輪走行状態、及び後車軸にクローラ走行装置を取り付けたクローラ走行状態の両方を設定できるように構成した場合、車輪走行状態において前輪変速装置を支障なく作動させることができるようにしながら、前輪の周速度と後輪の周速度、及び前輪の周速度とクローラ走行装置の周速度を略等しいものに設定して、車輪走行状態及びクローラ走行状態の両方において支障なく走行できるようになり、農用トラクタの走行性能を向上させることができた。
請求項１の特徴によると、車輪走行状態よりもクローラ走行状態の方が、機体の走行速度が全体的に低いものとなるので、この点においてクローラ走行状態による特に軟弱な圃場等での走行性能及び牽引力を高めると言う面で、さらに有利なものとなった。
【００２８】
請求項２の特徴によると、請求項１の場合と同様に前述の請求項１の「発明の効果」を備えており、この「発明の効果」に加えて以下のような「発明の効果」を備えている。
請求項２の特徴によると、クローラ走行状態において前輪変速装置が、動力が伝達されない中立状態に保持されるので、どのような場合でも二重伝動状態が生じることはなく、二重伝動状態による破損を未然に防止することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】  クローラ走行状態での農用トラクタの全体側面図
【図２】  車輪走行状態でのミッションケース内の伝動系を示す概略図
【図３】  クローラ走行状態での前輪変速装置付近の縦断側面図
【図４】  クローラ走行状態での伝動ケースの外側の側面図
【図５】  車輪走行状態での前輪変速装置及び制御弁の操作系を示す図
【符号の説明】
１４        後輪
１５        前輪伝動系
１６        前輪変速装置
１９        前輪
４０        後車軸
４１        クローラ走行装置
４９，５１  減速伝動機構
５２        切換手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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