(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミッションケース（３）の下面に装着される上端開放のケーシング（１２）内に前輪駆動軸（１８）を、該ケーシング（１２）に回転可能に支持させて設け、この前輪駆動軸（１８）上に、ミッションケース（３）内から伝動を受ける少なくとも２個の歯車（１６，１７）を遊嵌すると共に、該歯車（１６，１７）を該前輪駆動軸（１８）に対し選択的に結合するためのクラッチ（２１，２２）を設け、前記ケーシング（１２）の前壁又は後壁に、前記した歯車（１６，１７）及びクラッチ（２１，２２）を挿通可能とする開口（３４）を設け、該開口（３４）を、前記前輪駆動軸（１８）の一端部を支持する軸受板（３５）により閉鎖し、前記ミッションケース（３）内に位置し、該ミッションケース（３）内から伝動を受けて回転駆動されるカウンタ軸（１５）を、前記ケーシング（１２）の両側内面に設けた取付けボス（１２ｄ）に固定した支持部材（４１）により支持させ、該支持部材（４１）は、左右１対の取付け座部（４１ｂ）と、前後１対の軸受け部（４１ｃ）と、各取付け座部（４１ｂ）の内端で、前記両軸受け部（４１ｃ）間を連ねる左右１対のリブ（４１ｄ）により構成したことを特徴とする作業車両の前輪駆動力取出し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はトラクタ等の作業車両において、ミッションケース内から前輪駆動力を取出すための前輪駆動力取出し装置に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
ミッションケースの下面に装着される上端開放のケーシング内に前輪駆動軸を、該ケーシングに回転可能に支持させて設け、この前輪駆動軸上に、ミッションケース内から伝動を受ける少なくとも１個の歯車を遊嵌すると共に該歯車を前輪駆動軸に対し選択的に結合するためのクラッチを設けてある作業車両の前輪駆動力取出し装置は、例えば特開平１−２０２５２７号公報に示されているように既に周知である。
【０００３】
上記公報のものは前輪駆動軸上に２個の歯車を設けている。そのうちの１個は同調用歯車で、ミッションケース内のプロペラ軸上に固定設置された前輪駆動力取出し用の歯車と噛合わせてある。他の１個は増速用歯車で、前輪駆動軸の下方でカウンタ軸を上記ケーシングに回転可能に支持させ、このカウンタ軸上に、上記した同調用歯車及び増速用歯車に対しそれぞれ噛合わされた２個の歯車を固定設置して、同調用歯車よりも高い回転数で回転されることとしている。クラッチとしては摩擦多板式の２個の油圧クラッチが設けられ、前輪駆動軸に対し同調用歯車が結合されると前輪が後輪と同調した周速度で回転駆動され、増速用歯車が結合されると前輪が後輪よりも高い周速度で回転駆動される。
【０００４】
ところで従来の作業車両の前輪駆動力取出し装置は一般に、上端開放のケーシングの上端開口から該ケーシング内に歯車及びクラッチを挿入し所定位置に保持した状態で、ケーシング前壁又は後壁の開口から前輪駆動軸を該ケーシング内に挿入して組立てることとされているため、組立てが極めて面倒であった。特に上記公報のもののように歯車が２個ないしそれより多い場合、そしてクラッチが係合時のショックの小さい摩擦多板式のものとされて部品点数の多い場合に、この不都合が大きかった。また上記公報のもののようにケーシング内にカウンタ軸を配置すると、ケーシングが大型化する不具合があった。
【０００５】
そこでこの発明は、ケーシング外で前輪駆動軸上に歯車及びクラッチを予め装備させ、この前輪駆動軸をケーシング内にそのまま組込んで組立てできるように、前輪駆動力取出し装置を構成して組立てを容易にしようとするものである。
【０００６】
付随する目的は、前輪駆動力取出し用のケーシングを小型化してある前輪駆動力取出し装置を提供することにある。
【０００７】
【発明の要約】
この発明は、ミッションケース（３）の下面に装着される上端開放のケーシング（１２）内に前輪駆動軸（１８）を、該ケーシング（１２）に回転可能に支持させて設け、この前輪駆動軸（１８）上に、ミッションケース（３）内から伝動を受ける少なくとも２個の歯車（１６，１７）を遊嵌すると共に、該歯車（１６，１７）を該前輪駆動軸（１８）に対し選択的に結合するためのクラッチ（２１，２２）を設け、前記ケーシング（１２）の前壁又は後壁に、前記した歯車（１６，１７）及びクラッチ（２１，２２）を挿通可能とする開口（３４）を設け、該開口（３４）を、前記前輪駆動軸（１８）の一端部を支持する軸受板（３５）により閉鎖し、前記ミッションケース（３）内に位置し、該ミッションケース（３）内から伝動を受けて回転駆動されるカウンタ軸（１５）を、前記ケーシング（１２）の両側内面に設けた取付けボス（１２ｄ）に固定した支持部材（４１）により支持させ、該支持部材（４１）は、左右１対の取付け座部（４１ｂ）と、前後１対の軸受け部（４１ｃ）と、各取付け座部（４１ｂ）の内端で、前記両軸受け部（４１ｃ）間を連ねる左右１対のリブ（４１ｄ）により構成したものである。
【０００８】
【発明の効果】
この発明の前輪駆動力取出し装置は、ミッションケース（３）の下面に装着される上端開放のケーシング（１２）内に前輪駆動軸（１８）を、該ケーシング（１２）に回転可能に支持させて設け、この前輪駆動軸（１８）上に、ミッションケース（３）内から伝動を受ける少なくとも２個の歯車（１６，１７）を遊嵌すると共に、該歯車（１６，１７）を該前輪駆動軸（１８）に対し選択的に結合するためのクラッチ（２１，２２）を設け、前記ケーシング（１２）の前壁又は後壁に、前記した歯車（１６，１７）及びクラッチ（２１，２２）を挿通可能とする開口（３４）を設け、該開口（３４）を、前記前輪駆動軸（１８）の一端部を支持する軸受板（３５）により閉鎖し、前記ミッションケース（３）内に位置し、該ミッションケース（３）内から伝動を受けて回転駆動されるカウンタ軸（１５）を、前記ケーシング（１２）の両側内面に設けた取付けボス（１２ｄ）に固定した支持部材（４１）により支持させ、該支持部材（４１）は、左右１対の取付け座部（４１ｂ）と、前後１対の軸受け部（４１ｃ）と、各取付け座部（４１ｂ）の内端で、前記両軸受け部（４１ｃ）間を連ねる左右１対のリブ（４１ｄ）により構成したので、該ケーシング外において予め、前輪駆動軸上に歯車１６，１７及びクラッチ２１，２２を装備させると共に前輪駆動軸の一端部を軸受板３５に支持させ、この前輪駆動軸を歯車及びクラッチごと開口３４からケーシング内に組込み、軸受板をケーシングの前壁又は後壁に装着して前輪駆動力取出し装置を組立てできることになり、組立てが極めて容易となる。
【０００９】
また、上記構成に加えて、ミッションケース３内に位置し該ミッションケース内から伝動を受けて回転駆動されるカウンタ軸１５を、前記ケーシング１２に装着した支持部材４１に支持させ、前記歯車１６，１７を、上記カウンタ軸上に固定設置した歯車１９，２０と噛合わせてあるものに、構成される。本構造はカウンタ軸１５を、ケーシング１２に装着した支持部材４１に支持させミッションケース３内に配置するものであるから、ケーシング内に前輪駆動軸を組込んだ上で該ケーシングに支持部材を取付けることで、組立て上の問題はなく、且つ、カウンタ軸をミッションケース内に配置することから、カウンタ軸を設けるといってもケーシングはコンパクトですむ。
【００１０】
また、前輪駆動軸は前輪を、後輪と同調した周速度で駆動する他、後輪よりも高い周速度で駆動できるように、異なった回転数で駆動できるものにするのが好ましい。したがってこの発明はまた、前記前輪駆動軸１８上の前記歯車１６，１７及び前記カウンタ軸１５上の前記歯車１９，２０をそれぞれ、少なくとも２個設けるものである。
【００１１】
この発明はさらに、前記支持部材４１を前記クラッチ２１，２２の上方で、前記カウンタ軸１５上の２個の前記歯車１９，２０間に配置する。本構造によればクラッチ上方のデッドスペース内に支持部材が配置されることとなり、支持部材の前後幅が歯車１９，２０間の間隔内におさめられて、ケーシングの前後幅も圧縮される。
【００１２】
前記クラッチ２１，２２は、係合時のショックが小さい摩擦多板式のものとするのが好ましい。摩擦多板式のクラッチは部品点数が多く組立てに時間がかかるが、同クラッチは前述したようにケーシング１２外で前輪駆動軸１８上に予め装備させることから、摩擦多板式のものを採用しても問題を生じない。
【００１３】
この発明の他の特徴と長所は、添付図面を参照して行う以下の説明から明瞭に理解できる。
【００１４】
【実施例】
図１は、この発明の一実施例を装備したトラクタを示している。駆動源を構成するエンジン１は機体前部に搭載され、このエンジン１に引き続いて前部ハウジング２、ミッションケース３及び後部ハウジング４を前後に連設してある。車両の走行は後部ハウジング４内から左右に延出させた後輪車軸５ａの回転駆動によって左右の後輪５を駆動する他、必要に応じミッションケース３内から前輪アクスルケース６内に伝動を行って、該アクスルケース６内から左右に延出させた前輪車軸７ａを回転駆動し左右の前輪７を駆動して、四輪駆動によっても行えることとしてある。
【００１５】
ミッションケース３の上方には座席８を設置してあり、その前方にステアリング・ホィール９を設けて、左右の前輪７を旋回させて車両の操行を行うこととしてある。後部ハウジング４の上面には左右のリフトアーム１０ａを装備する油圧リフト装置１０を設置し、後部ハウジング４の背後に設けた左右の油圧リフトシリンダ１１により左右のリフトアーム１０ａを昇降させ、機体後部に連結する作業機（図示せず）の昇降を行えることとしてある。
【００１６】
ミッションケース３内から前輪駆動力を取出すためにこの発明に係る前輪駆動力取出し装置が設けられており、この前輪駆動力取出し装置は、ミッションケース３の下面に装着されたケーシング１２を備えている。ケーシング１２と前輪アクスルケース６間には外筒１３を架け渡してあり、ケーシング１２から前輪アクスルケース６内に伝動する伝動軸（図示せず）をこの外筒１３内に設けてある。
【００１７】
前輪駆動力取出し装置の構成を図２−６について説明すると、図３，５において１４は、ミッションケース３内に設けられ後輪５に対し伝動を行うプロペラ軸（図示せず）上に固定設置した前輪駆動力取出し用の歯車であって、この歯車１４からカウンタ軸１５を介し伝動をうける２個の歯車１６，１７を遊嵌した前輪駆動軸１８を、ケーシング１２に支持させて設けてある。すなわちカウンタ軸１５上には２個の歯車１９，２０を固定設置してあり、このうちの大径側の歯車１９を歯車１４に対し噛合わせてカウンタ軸１５の回転駆動を得るようにすると共に、前輪駆動軸１８上の小径側の歯車１６及び大径側の歯車１７をそれぞれ、カウンタ軸１５上の大径側の歯車１９及び小径側の歯車２０に対し噛合わせてある。前輪駆動軸１８はケーシング１２から前方に突出させてあり、図１に図示の前記外筒１３内を介し前輪アクスルケース６内へ伝動を行うものとされている。歯車２０，１７のギア比は歯車１７を前輪駆動軸１８に対し結合すると前輪７が後輪５とほぼ同調した周速度で駆動されるように設定され、一方、歯車１９，１６のギア比は歯車１６を前輪駆動軸１８に対し結合すると前輪７が後輪５よりも適当量だけ高い周速度で駆動されるように設定されている。
【００１８】
前輪駆動軸１８に対し歯車１６，１７を選択的に結合するため、前輪駆動軸１８上には２個の摩擦多板式油圧クラッチ２１，２２が設けられている。これらの油圧クラッチ２１，２２は、ケーシング１２内の前後端に配置された歯車１６，１７間でクラッチシリンダ２３を共通させて設けられ、クラッチシリンダ２３と各歯車１６，１７のボス部１６ａ，１７ａとに複数枚宛の摩擦エレメントを摺動のみ自在に支持させ、クラッチシリンダ２３内に設けたピストン２１ａ，２２ａを摩擦エレメント群方向に移動させ摩擦エレメント間の係合によりクラッチ係合を得るものに、構成されている。図３に示すように油圧クラッチ２１は、ピストン２１ａを摩擦エレメント群反対方向に移動付勢する戻しばね２１ｂを設けて、クラッチシリンダ２３内の油室２１ｃに対する油圧の作用でクラッチ係合を得、この油室２１ｃからの油圧の排除により戻しばね２１ｂの作用でクラッチ切りを得るものに、構成されている。これに対し油圧クラッチ２２は、クラッチシリンダ２３内の油室２２ｂに摩擦エレメント群方向にピストン２２ａを移動付勢する皿ばね２２ｃを設けると共に該皿ばね２２ｃを圧縮させる方向へとピストン２２ａを移動させるための他の油室２２ｄを、ピストン２２ａ内周側でクラッチシリンダ２３内に設けたピストン部材２４によって形成し、油室２２ｂに作用させる油圧と皿ばね２２ｃの力とによってクラッチ係合を得、油室２２ｂからの油圧の排除時に他の油室２２ｄに油圧を作用させてクラッチ切りを得るものに、構成されている。
【００１９】
前輪駆動軸１８には、油室２１ｃ，２２ｂ，２２ｄに対し作動油を給排するための油通路２５，２６，２７を形成してある。これらの各油通路２５，２６，２７は、前輪駆動軸１８の後端部外周面の環状溝をケーシング１２後端部の筒状部１２ａ内周面によって閉鎖してなる環状油室２５Ａ，２７Ａ或いは筒状部１２ａ内端面側の油室２６Ａに連通させてあり、環状油室２５Ａ，２７Ａ及び油室２６Ａによって、回転する前輪駆動軸１８内の油通路２５，２６，２７をケーシング１２内の油通路２８，２９，３０に対し連通させるための油路のロータリジョイント部が形成されている。
【００２０】
上端開放のケーシング１２の上面には図２に示すように取付けフランジ面１２ｂが形成され、この取付けフランジ面１２ｂに開口する複数個の貫通穴３１を、上下方向に沿わせてケーシング１２に形成してある。ケーシング１２はミッションケース３の下面に対し、貫通穴３１を挿通させミッションケース３のねじ穴３ａに螺合する、図４，５に図示の長尺のボルト３２及び図３に図示の短尺のボルト３３によって装着することとされている。図２，３に示すようにケーシング１２の前壁１２ｃには開口３４を設けてあり、前輪駆動軸１８は、該開口３４を閉鎖する軸受板３５に保持させたボールベアリング３６及び前記筒状部１２ａ前端に保持させたボールベアリング３７によって、ケーシング１２に回転可能に支持されている。上記した開口３４は特に、前輪駆動軸１８上の歯車１６，１７及び油圧クラッチ２１，２２を挿通可能である寸法のものに形成されている。したがって図２に示すように歯車１６，１７及びクラッチシリンダ２３を備える油圧クラッチ２１，２２をケーシング１２外で予め前輪駆動軸１８に装備させ、その状態で前輪駆動軸１８を開口３４からケーシング１２内に挿入することによって、ケーシング１２内への前輪駆動軸１８、歯車１６，１７及びクラッチ２１，２２の組込みを行える。軸受板３５はケーシング１２の前壁１２ｃに対し、該軸受板３５の穴３５ａを通し前壁１２ｃのねじ穴３８に螺合する、図２−４に図示の複数本のボルト３９によって取付けることとされている。
【００２１】
図３，５に明瞭に示すようにカウンタ軸１５はミッションケース３内に位置させてあり、特にケーシング１２に支持させてある。すなわち図２，５に示すようにケーシング１２の取付けフランジ面１２ｂの両側内面に連ねて取付けボス１２ｄを設けてあり、油圧クラッチ２１，２２の上方側におき歯車１９，２０間でカウンタ軸１５を支持する支持部材４１を、該取付けボス１２ｄの穴４１ａに通し取付けボス１２ｄのねじ穴４２に螺合するボルト４３によってケーシング１２に支持させている。
支持部材４１には左右１対の取付け座部４１ｂ、１対のボールベアリング４４を介しカウンタ軸１５を支持する前後１対の軸受け部４１ｃ、及び各取付け座部４１ｂの内端で両軸受け部４１ｃ間を連ねる左右１対のリブ４１ｄを、備えている。
【００２２】
このように支持部材４１を介してカウンタ軸１５をケーシング１２に支持させていることから、前述したように歯車１６，１７及びクラッチ２１，２２ごと前輪駆動軸１８をケーシング１２内に組込み、軸受板３５をケーシング１２の前壁１２ｃに装着した上で、カウンタ軸１５を支持する支持部材４１をケーシング１２に対し取付け、歯車１９，２０をカウンタ軸１５に装着して、前輪駆動力取出し装置の組立てを完了できることになる。後は図２に示す状態でカウンタ軸１５をミッションケース３内に挿入し、ミッションケース３の下面に対しケーシング１２を取付ければよい。
【００２３】
図６に示すようにケーシング１２内の前記油通路２８，２９，３０はケーシング１２後端部の一側外面に開口させてあり、開口部に管接手２８Ａ，２９Ａ，３０Ａを装着してある。管接手２８Ａ，２９Ａ，３０Ａにはパイプ２８Ｂ，２９Ｂ，３０Ｂを接続してある。
【００２４】
図２，３に示すようにケーシング１２外に突出させた前輪駆動軸１８の前端部１８ａには、軸継ぎ手用のスプラインを形成してある。図３−５において４６はケーシング１２の底壁に装備させた油栓、図５において４７は前輪駆動軸１８に対しクラッチシリンダ２３を固定するキーである。
【００２５】
図７は、前輪駆動力取出し装置のための油圧回路を示している。エンジン１により駆動される油ポンプ４９から油圧クラッチ２１，２２方向に導かれた回路５０には、前輪駆動力取出し装置の作動を制御するための電磁方向切換弁５１を設けてある。電磁方向切換弁５１は油圧クラッチ２２の油室２２ｂに対し油圧を供給して該油圧と皿ばね２２ｃ力とによって油圧クラッチ２２を係合させる位置Ｉ、油圧クラッチ２１の油室２１ｃに油圧を供給すると共に油圧クラッチ２２の他の油室２２ｄに対し逆止弁５２を介し油圧を供給して油圧クラッチ２１を係合させる位置ＩＩ、油圧クラッチ２１の油室２１ｃから排油を行わせると共に油圧クラッチ２２の他の油室２２ｄに対し油圧を供給して両油圧クラッチ２１，２２を切る位置ＩＩＩを、備えている。電磁方向切換弁５１の位置Ｉでは前輪７が後輪５と同調して駆動される四輪駆動が得られ、位置ＩＩでは前輪７が後輪５よりも高速で駆動される四輪駆動が得られ、位置ＩＩＩでは後輪５のみが駆動される二輪駆動が得られる。図７において５２はクラッチ作用油圧を設定する高圧リリーフ弁、５３は潤滑油圧設定用の低圧リリーフ弁、５４は両リリーフ弁５２，５３間から導き出してある潤滑回路である。
【００２６】
図示のトラクタは作業機が要求する牽引力等に応じ、電磁方向切換弁５１を位置ＩとＩＩＩ間で切替えて四輪駆動と二輪駆動との何れかを選択して用いられる。油圧系統が故障しても、皿ばね２２ｃにより油圧クラッチ２２を、必要最小限の係合力でもって係合させ得るから、四輪駆動によって車両を走行させることができる。電磁方向切換弁５１を位置ＩＩに移す前輪増速四輪駆動は、例えば車両を迅速に旋回させる車両回行時等に行われる。
【００２７】
以上に説明した実施例では前輪駆動軸１８上に２個の歯車１６，１７を設けたが、この発明は前輪駆動軸上に１個のみの歯車を設ける場合も前輪駆動軸を３段以上に変速回転可能とするよう３個以上の歯車を設ける場合も、含む。前輪駆動軸上に１個のみの歯車を設ける場合には、支持部材４１及びカウンタ軸１５を省略して前輪駆動軸上の１個の同歯車を、ミッションケース３内の前輪駆動力取出し用の歯車（前記歯車１４に対応する歯車）に対し直接噛合わせることもできる。前輪駆動軸上の歯車１６，１７及びクラッチ２１，２２を挿通可能とする開口３４を、ケーシング１２の前壁１２ｃに設けたが、同開口はケーシング１２の後壁に設けても組立て上で支障がない。したがってこの発明は、図示の実施例に示した構成に何ら限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施例を装備したトラクタの一部切欠き概略側面図である。
【図２】  同実施例の分解斜視図である。
【図３】  同実施例の縦断側面図である。
【図４】  同実施例の正面図である。
【図５】  同実施例の横断正面図である。
【図６】  同実施例の一部の横断背面図である。
【図７】  同実施例に設けられた油圧回路を示す回路図である。
【符号の説明】
３  ミッションケース
５  後輪
７  前輪
１２  ケーシング
１２ｃ  前壁
１３  外筒
１４  前輪駆動力取出し用の歯車
１５  カウンタ軸
１６，１７  歯車
１８  前輪駆動軸
１９，２０  歯車
２１，２２  油圧クラッチ
２１ａ，２２ａ  ピストン
２１ｃ，２２ｂ  油室
２２ｃ  皿ばね
２２ｄ  油室
２３  クラッチシリンダ
３２，３３  ボルト
３４  開口
３５  軸受板
３６，３７  ボールベアリング
３９  ボルト
４１  支持部材
４３  ボルト
【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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【図６】
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【図７】
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