(57)【要約】【課題】畦際での機体の旋回時にハンドル操作による旋回半径に基づいてある程度、連続的に周速比が変更されることにより、旋回時に変速ショックを生じたり圃場を荒らすことなくスムーズな旋回を可能とするトラクタの走行動力伝達装置を提供する。【解決手段】走行動力伝達装置の前輪駆動系１０と後輪駆動系１１の動力分岐部にセンターデファレンシャル５を設け、このセンターデファレンシャル５によって、エンジンＥからの駆動力を前輪デファレンシャル３０及び後輪デファレンシャル３８に伝達し、当該前後のデファレンシャルに３０，３８よって左右の前輪８、及び後輪９を駆動するトラクタにおいて、前記センターデファレンシャル５を差動制限機能を有するリミテッドスリップデファレンシャルで構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行動力伝達装置の前輪駆動系（１０）と後輪駆動系（１１）の動力分岐部にセンターデファレンシャル（５）を設け、このセンターデファレンシャル（５）によって、エンジン（Ｅ）からの駆動力を前輪デファレンシャル（３０）及び後輪デファレンシャル（３８）に伝達し、当該前後のデファレンシャル（３０），（３８）によって左右の前輪（８）、及び後輪（９）を駆動するトラクタにおいて、前記センターデファレンシャル（５）を差動制限機能を有するリミテッドスリップデファレンシャルで構成するトラクタの走行動力伝達装置。
【請求項２】
リミテッドスリップデファレンシャルを、後輪（９）側の差動制限力より前輪（８）の差動制限力を緩和するように構成する請求項１記載のトラクタの走行動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラクタの走行動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、トラクタでは、畦際での枕地を少なくするために走行動力伝達装置に前輪増速装置を備えて、機体の旋回時に前輪を後輪より約２倍程度増速させて小回り旋回ができるようにしたものが知られている。
しかし、この前輪増速装置は、ハンドルを切り操作した際に旋回半径や車輪の負荷に関わらず油圧クラッチにより変速ギヤを切り換えて、一定の前後輪速度比（周速比）のもとに前輪を増速させているため、車輪の負荷が大きく、また前輪を増速するために車速が上がり、圃場を荒しながら旋回するものとなっていた。
【０００３】
また、前輪増速装置は、前後輪速度比が断続切り換えであるため、その切り換え時にショックが発生してオペレータに不快感を与えると共に、電気・油圧制御であるため部品点数が多くなり、装置自体が高価なものとなっていた。
そこで走行動力伝達装置の前輪駆動系と後輪駆動系の動力分岐部にセンターデファレンシャルを設け、このセンターデファレンシャルによって前後輪に連続的にトルクを分配し、旋回時に生ずるスリップや横滑りを軽減しながら連続的に前後輪比を制御して、それにより車速の変化が少なく、旋回時に変速ショックが少ない理想的な旋回を可能とする試みが行われている。
【０００４】
さらに、このセンターデファレンシャルを採用した場合において、前輪の空転に伴う車輛のスリップを防止するために、ワンウェイクラッチを用いたノンスリップ装置をセンターデファレンシャルに併設しようとするものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平５−８５２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載のノンスリップ装置は、車輛の前進時に前輪の一方、又は両方が空転した場合に、ワンウェイクラッチの作用によりセンターデフロックを行って車輛のスリップを防止することができる点で、車輛の走破性を高めることができる。
しかし、このものでは車輛の後進時には、センターデフロックが実質的に作動せず、また前進時であっても、後輪が空転した場合には同様にセンターデフロックが作動せず、結果として車輛はスリップしてしまう不具合がある。
【０００６】
また、センターデファレンシャルにワンウェイクラッチを用いたノンスリップ装置を併設すると、これらの装置を大型化してしまい、作業車輛のトランスミッションを軽量、コンパクトに纏めることが困難となり、コストの低減も困難となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するために、走行動力伝達装置の前輪駆動系１０と後輪駆動系１１の動力分岐部にセンターデファレンシャル５を設け、このセンターデファレンシャル５によって、エンジンＥからの駆動力を前輪デファレンシャル３０及び後輪デファレンシャル３８に伝達し、当該前後のデファレンシャル３０，３８によって左右の前輪８、及び後輪９を駆動するトラクタにおいて、前記センターデファレンシャル５を差動制限機能を有するリミテッドスリップデファレンシャルで構成することを特徴としている。
【０００８】
また、前記リミテッドスリップデファレンシャルを、後輪９側の差動制限力より前輪８の差動制限力を緩和するように構成することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように構成する本発明によると、畦際での機体の旋回時に前輪と後輪はリミテッドスリップデファレンシャルによって、ハンドル操作による旋回半径に基づいてある程度、連続的に周速比が変更されるので、従来の前輪変速装置を備えるもののように旋回時に変速ショックを生ずることなく、また圃場を荒らすことなく、スムーズな旋回が可能となる。
【００１０】
また、前後輪の１輪又は前後いずれかの両輪が空転し、又はスリップした場合でも、低速側となる前輪又は後輪にリミテッドスリップデファレンシャルはトルクを加算して増大させることができるので、圃場での走破性を高めることができる。
さらに、リミテッドスリップデファレンシャルを、後輪側の差動制限力より前輪側の差動制限力を緩和するように構成すると、後輪に対して前輪が略２倍程度の速度比を無理なく得易くなり、機体の小回り旋回を行う場合も、車速を増速させることなく安全に旋回することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は農業用のトラクタの走行動力伝達装置を示す。このトラクタは公知のもの同様に走行駆動系を、エンジンＥから主クラッチ１を介して入力駆動される走行変速系２と、該走行変速系２のファイナルギア３から駆動されるセンターデファレンシャル５と、該センターデファレンシャル５から動力分岐される前側伝動軸６と後側伝動軸７とから、左右の前輪８と後輪９を各駆動する前輪駆動系１０と後輪駆動系１１とからなる。
【００１２】
また耕耘装置等の作業機を駆動するＰＴＯ軸１２ａを有するＰＴＯ伝動系１２を、主クラッチ１に直結されて走行変速系２から後方に延出させたドライブ軸１３によって駆動するようにしている。
走行変速系２はドライブ軸１３と変速軸１５に設けた主変速ギヤ群からなる主変速部１６によって４段の高低変速を行い、且つ変速軸１５と第１中間軸２０に設けた前後進変速部１９によって前後進変速を行う。尚、１７はバック軸である。
【００１３】
また、第２中間軸２１と第４中間軸２３には、噛合クラッチ機構からなる超低速クラッチ部２６設け、第２中間軸２１の回転を直接、第４中間軸２３に伝える標準位置と、第３中間軸２２を介して第４中間軸２３に伝える超低速位置に択一的に選択可能に伝動する。  さらに、第４中間軸２３と副変速軸２５には、副変ギヤ群からなる副変速部２７を設け、第４中間軸２３からの回転を高低の２段階に変速し、副変速軸２５のファイナルギア３からセンターデファレンシャル５のデフリングギヤ５ａに伝動する。
【００１４】
前輪駆動系１０は前側伝動軸６から動力伝達され、前輪デファレンシャル３０が左右に有する前輪伝動軸３１，３１から、ピニオン軸３２及び車軸３３をギヤ伝動によって最終減速し前輪８を駆動する。
上記車軸３３は、ピニオン軸３２を中心に回動可能に構成され、操舵アーム３５を一体的に有する図示しない支持ケース部に軸支される。
【００１５】
これにより左右の前輪８は、ハンドル操作に基づく各操舵アーム３５の回動により、ピニオン軸３２を中心とし回動され、機体を操舵することができる。
そして、この実施形態において操舵アーム３５とセンターデファレンシャル５との間には、操舵量の増大に基づき、センターデファレンシャル５のデフロックを自動的に解除することができるデフロック解除機構５０を後述する構成によって設置している。
【００１６】
後輪駆動系１１は、センターデファレンシャル５が有する後側伝動軸７によって動力伝達される後輪デファレンシャル３８の左右のデフ軸３９，３９から、ギヤ噛合によって車軸４０を最終減速し後輪９を駆動する。
また左右のデフ軸３９は軸端にブレーキ機構４１が設けられており、操縦部のブレーキペダルから該ブレーキ機構４１を操作することにより、左右の後輪９，９を同時又は択一的に制動することができる。
【００１７】
次に、前輪駆動系１０と後輪駆動系１１の間に設置されるセンターデファレンシャル５について説明する。この実施形態におけるセンターデファレンシャル５は、差動制限機能を有するリミテッドスリップデファレンシャル（差動制限装置）を採用している。
即ち、リミテッドスリップデファレンシャルは、例えば特開平７−２９３６６５号公報で示されるような公知のメカニカルリミテッドスリップデファレンシャルによって構成しており、前輪８及び後輪９に回転差が生じたとき、デファレンシャルケース内で車軸の回転差を無くそうとする力を発生させることができ、前輪８及び後輪９の回転差を制限し伝達トルクの低下を防止できると言う特徴がある。
【００１８】
さらに、実施形態のセンターデファレンシャル５はリミテッドスリップデファレンシャル機構に構成される、前輪伝動軸３１側の制動部（前制動部）３６と後側伝動軸７側の制動部（後制動部）３７の、多板クラッチ機構をそれぞれ構成する摩擦板の数を異ならせ、前制動部３６を後制動部３７より少なくして設けている。これにより前輪伝動軸３１の制動容量を後側伝動軸７側の制動容量より小さく設定することができ、前輪８と後輪９との周速比を、小半径の旋回を行う場合に、前輪８が後輪９に対して約２倍程度の速度比なってもこれを許容するように制動力を前輪８側に対し緩和している。
【００１９】
また上記リミテッドスリップデファレンシャル方式のセンターデファレンシャル５を構成するに当たり、トラクタはセンターデファレンシャル５と前輪駆動系１０の操舵アーム３５との間に、ハンドルの操作によって左右の前輪８が所定の操舵角度（前輪切れ角と言う）以上に回動されるとき、センターデファレンシャル５をデフロック状態からデフロック解除状態へと、自動的に切り換えることができるデフロック解除操作機構５０を設けている。
【００２０】
デフロック解除操作機構５０は、センターデファレンシャル５に設けるデフロック部材５１と操舵アーム３５を、作動杆５２及び作動片５３によってリンク機構を構成し接続している。
デフロック部材５１に係合する作動杆５２と操舵アーム３５に係合する作動片５３は、連結ピン５５で連結し、且つ作動片５３の中途部は前輪伝動軸３１を内装する図示しない伝動軸ケースに突設した支持ピン５６によって回動可能に支持している。
【００２１】
操舵アーム３５は上記伝動軸ケースのピニオン軸３２を中心に回動可能に支持される前記前輪支持ケースに一体的に設けられ、操舵アーム３５の上部に長さの異なる接当片５７，５９を形成し、該接当片５７，５９が作動片５２の両端側に択一的に接当する構成となっている。
【００２２】
この構成によりハンドル操作によって操舵アーム３５を介し前輪８が所定の前輪切れ角以上に左又は右に回動されると、接当片５７又は接当片５９は作動片５３の両端側に択一的に接当し、作動片５３を支持ピン５６を中心に回動させる。これにより作動片５３は作動杆５２を引き作動し、デフロック部材５１を矢印方向に移動させ、センターデファレンシャル５のデフロック状態を解除することができる。
【００２３】
これによりハンドル操作が大きく行われない直進走行時には、センターデファレンシャル５はデフロック状態を維持し前側伝動軸６と後側伝動軸７とを固定し一体回転させ、前輪８と後輪９の周速比を一定とした走行を行い、機体直進時の安定した牽引力を得ることができる。
またハンドル操作を大きくし旋回走行を行うときは、センターデファレンシャル５のデフロック状態を自動的に解除することができるので、前記センターデファレンシャル５を使用した差動制限旋回をスムーズに行うことができる。
【００２４】
以上のようにリミテッドスリップデファレンシャルからなるセンターデファレンシャル５を、走行変速系２から前輪駆動系１０と後輪駆動系１１に分岐する箇所に設置構成したトラクタは、差動制限旋回を行う際に、前輪８と後輪９の周速比を次のように制御することができる。
即ち、センターデファレンシャル５は前輪８が所定の前輪切れ角以上に操舵されると、前輪切れ角に伴う所要の回転数の変化に応じて、前側伝動軸６と後側伝動軸７に連続的にトルクを配分し前輪８と後輪９を駆動するので、機体の旋回時に生じ易い前輪８のスリップや横滑りを抑制することができる。
【００２５】
また従来の一般的なデファレンシャル機構によるセンターデファレンシャルとは異なり、リミテッドスリップデファレンシャル方式のセンターデファレンシャル５は、前輪切れ角に伴う前輪８と後輪９の所要回転数の変化に対応して、前後輪の周速比を旋回中に変化させることができるので、機体が小さな旋回半径で旋回する際にも、車速の変化を少なくした旋回ショックの少ないスムーズな旋回を可能にする。従って、旋回時に前輪８が泥押しすることによる深溝の形成を防止し圃場を荒すことなく、またオペレータの運転操作の負担も軽減することができる。
【００２６】
さらに、圃場の状況により左右の前輪８或いは一方の前輪８が地面の凹凸によって空中に臨んだり、ぬかるみ等の非抵抗地（空転状況箇所）に入った場合に、当該前輪８が接地抵抗の減少により空転すると前輪伝動軸３１も空転し、後輪９の駆動力を失わせ走行バランスを悪化させようとする。
【００２７】
このとき上記前輪伝動軸３１が設定周速比以上に回転しようとすると、センターデファレンシャル５内の差動制限機構が自動的に働き、前輪伝動軸３１を設定周速比内で制動回転させるように制御するので、後側伝動軸７も設定周速比内に回転が維持され、後輪９を駆動し非抵抗地を脱出し走破することができる。
また後輪９が非抵抗地に臨んだ際にもセンターデファレンシャル５は同様に作用するから、この場合は後輪９及び後側伝動軸７の空転が防止され前輪８の駆動力によって非抵抗地を走破することができる。
【００２８】
この際、リミテッドスリップデファレンシャル機構で構成されるセンターデファレンシャル５は、前側伝動軸６側の前制動部３６と後側伝動軸７側の後制動部３７で、摩擦板の数を異ならせ前輪８と後輪９との周速比が約２対１程度に設定された制動分配構造となっているため、前後輪８，９の１輪又は前後いずれかの両輪が空転し、又はスリップした場合でも、低速側となる前輪８又は後輪９にリミテッドスリップデファレンシャルはトルクを加算して増大させることができ、圃場での走破性を高めることができる。
【００２９】
またリミテッドスリップデファレンシャルは、後輪９側の差動制限力より前輪８側の差動制限力を緩和するので、後輪９に対して前輪８が略２倍程度の速度比を無理なく得易くなるから、小旋回を行う場合にも、車速を増速させることなく安全に旋回することができる。
【００３０】
尚、リミテッドスリップデフに構成される前輪伝動軸３１と後側伝動軸７の制動分配構造は、前記摩擦板の数を異ならせたものに限ることなく、例えば前制動部３６と後制動部３７が単板型の制動板或いは帯ブレーキ型のブレーキシューからなる場合には、これらの制動量を摩擦面積や制動圧力等を変更する等の手段によって設定周速比を定めることができる。
【００３１】
また上記のように走行動力伝達装置を備えて旋回制御を行うトラクタは、図１に点線で示すように、前輪駆動系１０側に前輪駆動調整装置６０、並びに後輪駆動系１１側にブレーキ機構６１を設けることもできる。
この場合前輪駆動調整装置６０は、操縦部側から回転調整可能に操作される調整モーター６２の駆動ギヤ６５を、前側伝動軸６に設けたギヤ６３に噛合させる構成とする。
【００３２】
これにより前記設定周速比によって前輪８が後輪９の周速に対し略２倍速で牽引しようとするとき、機体旋回時に操縦部側から前輪駆動調整装置６０を操作し、前側伝動軸６を増速又は減速回転させることができるので、圃場の状況により又はオペレータの好みにより前輪８の周速を選択して任意な旋回速度で旋回することができる。
【００３３】
またブレーキ機構６１は、操縦部側から制動調整可能に操作される制動部６６を後側伝動軸７の中途部に設けた構成とされる。
これにより前記設定周速比によって前輪８と後輪９が回転し牽引するとき、ブレーキ機構６１を操作し後側伝動軸７に任意な制動力を付与し、後輪９を減速回転させる程に前輪８を増速回転することができるので、圃場の状況により又はオペレータの好みの前輪８と後輪９の周速を選択し、任意な速度で直進並びに旋回をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係わるトラクタの走行動力伝達装置の伝動構成図である。
【符号の説明】
【００３５】
２    走行変速系
３    ファイナルギア
５    センターデファレンシャル
６    前側伝動軸
７    後側伝動軸
８    前輪
９    後輪
１０  前輪駆動系
１１  後輪駆動系
３０  前輪デファレンシャル
３６  制動部（前制動部）
３７  制動部（後制動部）
３８  後輪デファレンシャル
Ｅ    エンジン
【図１】
2006130972.tif 000003