(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各前輪と各後輪付きの四輪駆動自動車のための、特に農業または建設機械装置のためのトラクタ、あるいは自己歩進機械装置のための駆動組立体であって、該駆動組立体は、エンジン（１）と、前記各後輪を駆動するための第１の駆動装置（１５）と、前記各前輪を駆動するための第２の駆動装置（２７）と、前記エンジン（１）によって駆動される可調整型油圧ポンプ（５）と、駆動に関して、前記各後輪を駆動するための前記第１の駆動装置（１５）に連結され且つ駆動に関して、前記各前輪を駆動するための前記第２の駆動装置（２７）に第１の切換え可能な軸継手（２０）と第２の切換え可能な軸継手（２４）とによって連結される可調整型第１の油圧モータ（９）と、及び駆動に関して、前記各後輪を駆動するための前記第１の駆動装置（１５）に前記第１の切換え可能な軸継手（２０）によって連結され、前記各前輪を駆動するための前記第２の駆動装置（２７）に前記第２の切換え可能な軸継手（２４）によって連結される第２の油圧モータ（１０）とから成り、
そこにおいて、前記第１の油圧モータ（９）が、前記自動車の第１の駆動速度範囲内で高い効率係数を包含し、そして、
そこにおいて、前記第２の油圧モータ（１０）が前記自動車の前記第２の駆動速度範囲内で高い効率係数を包含し、そして、
そこにおいて、前記第２の駆動速度範囲が前記第１の駆動速度範囲よりも上にあるが、前記第１の駆動速度範囲との重なり部分が存在することを特徴とする四輪駆動自動車のための駆動組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前輪と後輪を有する自動車、特に、農業または建設機械装置のためのトラクタ、あるいは自己歩進機械装置用の駆動組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の完全油圧駆動式自動車の場合には、油圧ポンプがエンジンにより駆動されることが慣例になっている。前記油圧ポンプは順次、各車輪の各駆動車軸における各油圧モータを駆動する。前記油圧ポンプは可調整型ポンプの形態で、及び又は前記各油圧モータはその駆動速度を連続的に可変な可調整型モータの形態で設けられる。しかしながら、一般に、前記油圧ポンプと前記油圧モータの調整範囲は通常、約２５ｋｍ／ｈまでの駆動速度範囲を補償するだけで十分である。より高速の駆動速度を許容するために、従来の各駆動構想は通常、非同期の二段ギヤボックスを設けている。従って、運転者が、２個のギヤ間で低速用と高速用のギヤを選択することを可能にしている。しかしながら、前記ギヤボックスの一般的な非同期性のために、ギヤチェンジ操作が実行される前に、前記自動車は停止されねばならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、油圧駆動システムは、その範囲内で効率係数が他の駆動速度範囲におけるものよりも明らかに高い駆動速度範囲を包含する。通常、前記油圧駆動システムは、平均駆動速度で高い効率係数が得られるよう方法で設計されている。
しかしながら、前記自動車が極めて低速又は高速で駆動される場合、前記効率係数は許容できない程小さい。
【０００４】
更に、従来の油圧駆動装置付きの四輪駆動装置は、前輪車軸と後輪車軸との間にリジッド連結を具備する。カーブでは、このようなリジッド連結は、各前輪のカーブ半径が各後輪のカーブ半径よりも高いので不利であり、このことは各駆動要素、一般に各駆動軸において捻れをもたらす。前記各駆動要素に発生する捻れは反力をもたらし、車輪接触面積に応じて前輪と後輪でスリップを招き、それは順次多大なタイヤ摩耗をもたらすか、あるいは、前記自動車が野原で運転されると、芝生の引き裂きを招くことになる。
【０００５】
本発明は、前述した従来技術の問題点を解消し、可能な限り広範な駆動速度範囲と、可能な限り高い効率係数を包含し、そこにおいて、カーブを通り抜けるときに、前記各駆動要素の捻れが回避される駆動組立体を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のかかる目的は、各前輪と各後輪付きの四輪駆動自動車のための、特に農業または建設機械装置のためのトラクタ、あるいは自己歩進機械装置のための駆動組立体によって達成され、該駆動組立体は、エンジンと、各後輪を駆動するための第１の駆動装置と、各前輪を駆動するための第２の駆動装置と、前記エンジンによって駆動される可調整油圧ポンプと、駆動に関して、前記各後輪を駆動するための前記第１の駆動装置に連結され且つ駆動に関して、前記各前輪を駆動するための前記第２の駆動装置に第１の切換え可能な軸継手と第２の切換え可能な軸継手とによって連結される可調整型第１の油圧モータと、及び駆動に関して、前記各後輪を駆動するための前記第１の駆動装置に前記第１の切換え可能な軸継手によって連結され、前記各前輪を駆動するための前記第２の駆動装置に前記第２の切換え可能な軸継手によって連結される第２の油圧モータとから成り、そこにおいて、前記第１の油圧モータが、前記自動車の第１の駆動速度範囲内で高い効率係数を包含し、そして、そこにおいて、前記第２の油圧モータが前記自動車の前記第２の駆動速度範囲内で高い効率係数を包含し、そして、そこにおいて、前記第２の駆動速度範囲が前記第１の駆動速度範囲よりも上にあるが、前記第１の駆動速度範囲との重なり部分が存在することを特徴とする四輪駆動自動車のための駆動組立体によって達成される。
【０００７】
【作用】
上述した駆動組立体によって３種類の異なった駆動段階を達成することが可能である。第１の段階では、前記第１の駆動装置の前記第１の油圧モータが前記各後輪を駆動し、また前記第２の油圧モータが、駆動に関して、前記各前輪を駆動するための前記第２の駆動装置に連結される。前記第１の駆動装置と前記第２の駆動装置は、互いに機械的に連結されていない。このことは前記第１の段階において、前記第１の駆動装置と前記第２の駆動装置が互いに独立してトルクを伝達するので、カーブで前記各駆動要素の如何なる捻れも回避されることを意味している。
【０００８】
前記第１の油圧モータは、前記自動車の前記第１の駆動速度範囲内、通常主たる駆動速度範囲内に高い効率係数を包含する。トラクタの場合、この範囲は、好ましくは５〜１２ｋｍ／ｈである。一方、前記第２の油圧モータは、その上にある前記第２のより速い駆動速度の範囲内に高い効率係数を包含する。このことは、前記主たる駆動速度範囲において、前記第１の油圧モータが全駆動トルクを前記第２の油圧モータよりも明らかに高い割合で占めることを意味している。このことは、前記第１の段階において、前記各後輪が前記各前輪よりも高い駆動トルクを伝達することを意味している。好ましくは、前記全駆動トルクの７０％が前記各後輪によって伝達され、そして前記全駆動トルクの３０％が前記各前輪によって伝達される。前記自動車の前記駆動速度が上昇すると直ちに、前記駆動速度の関数としての前記各油圧モータの各効率係数が変化する結果、前記比率が変化する。前記第１の駆動速度範囲の上にある前記第２の駆動速度範囲では、前記全駆動トルクの最高の割合が前記各前輪によって伝達される。従って、それは高い効率係数を以て高いトルク値が広い駆動速度範囲にわたって伝達されることを保証する。
【０００９】
第２の段階において、前記第１の油圧モータは、前記各後輪を駆動するための前記第１の駆動装置と前記各前輪を駆動する前記第２の駆動装置との両方に連結される。このことは、前記各前輪と前記各後輪との間にリジッド連結が存在し、即ち、同一のトルクが全ての車輪に伝達されて、極めて広い駆動速度範囲にわたって、高い効率係数が得られることを意味している。加えて、前記第１の段階において、前記両油圧モータが結合圧力源、即ち油圧ポンプによって駆動されることにより前記駆動組立体が油圧中心差動装置を構成するので、第２の段階は重要である。前記各前輪と前記各後輪の間のトルクの配分はピボット角を介して影響を受ける。例えば、前記各前輪がスピンすると、前記各後輪は最早駆動されない。従って、前記第１の駆動装置を前記第２の駆動装置に連結する機械式ロックを設けることが必要である。これは前記第１の油圧モータが前記第１の駆動装置と前記第２の駆動装置に連結されるという点で達成される。
【００１０】
第３の段階では、前記第２の油圧モータが前記各後輪を駆動するための前記第１の駆動装置に連結される。従って、純粋な後輪駆動が実施される。前記各後輪を駆動するための前記第１の駆動装置に前記第２の油圧モータを連結するために、切換え可能な軸継手を備えることができる。また、前記第２の油圧モータを前記各前輪を駆動するための前記第２の駆動装置に連結するための第２の切換え可能な軸継手を備えることもできる。
【００１１】
好ましい一実施態様において、可調整型油圧ポンプが斜板型または斜軸型アキシャルピストン・ポンプの形態で設けられる。前記第２の油圧モータは可調整型油圧モータの形態で設けられ、その結果、前記各後輪を駆動するための前記第１の駆動装置と、前記各前輪を駆動するための前記第２の駆動装置との間のトルクの自由な配分を提供することが可能となる。前記第１の油圧モータは、好ましくは斜板型または斜軸型アキシャルピストン・モータの形態で設けられる。
同様に、前記第２の油圧モータも、好ましくは前記斜板型または前記斜軸型アキシャルピストン・モータの形態で設けられる。前記各油圧モータの高効率範囲を拡大するために、前記第１の油圧モータと前記第２の油圧モータは、４５度までの任意の値のピボット角を許容する前記斜板型または前記斜軸型アキシャルピストン・モータの形態で設けられる。なお、ピボット角とはピストン軸に対する斜板の傾斜角あるいは傾斜軸の傾斜角を言う。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明による駆動組立体の一実施態様について添付した図面に基づき以下に詳述する。図１（ａ）は、振動減衰装置２によって主駆動軸３に連結される自動車エンジン１を示す。ギヤボックス組立体４を介しピストンの行程容積に関して可調整型油圧ポンプ５が、前記主駆動軸３によって駆動可能である。前記油圧ポンプ５は、斜軸型アキシャルピストン・ポンプの形態で設けられる。更に、前記主駆動軸３は、切換え可能な軸継手６によって二段ギヤボックス７に連結される。前記二段ギヤボックス７は、それによって機械装置が駆動可能である出力軸８を具備する。前記エンジン１は一定の回転速度で駆動される。前記二段ギヤボックス７は、そのギヤ選択が前記出力軸８、例えば農作機械を駆動するための動力取出軸において、５４０ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍの間で行われるように設計されている。
【００１３】
一方の前記油圧ポンプ５と、図１（ｂ）に示されるように、他方の前記第１の油圧モータ９及び前記第２の油圧モータ１０との間に油圧配管連結部がある。前記両油圧モータ９、１０は前記斜軸型アキシャルピストン・モータの形態で設けられる。
出力軸１２と２個のギヤ１３、１４を介して前記第１の油圧モータ９は、更なる各ギヤボックス部材を介して前記自動車の前記各後輪を駆動するように作用する第１の駆動軸１１を駆動する。これらは、共に第１の駆動装置１５を形成する。
【００１４】
第２の軸１６と各ギヤ１７、１８を介して前記第２の油圧モータ１０は、第１の切換え可能な軸継手２０の外側部分１９を駆動する。前記第１の切換え可能な軸継手２０の内側部分２１は、前記各後輪を駆動するための前記第１の駆動装置１５の前記第１の軸１１に連結される。
更に、ギヤ２２と同様に前記第２の軸１６と前記各ギヤ１７、１８も介して、第２の油圧モータ１０が、第２の切換え可能な軸継手２４の外側部分２３に連結される。前記第２の切換え可能な軸継手２４の内側部分２５は、前記各前輪を駆動する軸２６に連結される。これらは、共に前記自動車の前記各前輪を駆動するための第２の駆動装置２７を形成する。
【００１５】
前記エンジン１は一定の回転速度で作動する。前記可調整型油圧ポンプ５とピストンの行程容積に関して可調整型である少なくとも前記第１の油圧モータ９及び前記油圧モータ１０によって、前記自動車の駆動速度を連続的に変えることができる。前記第１の切換え可能な軸継手２０が開放している、即ち、如何なるトルクも伝達されない段階で且つ前記第２の切換え可能な軸継手２４が閉止されている、即ちそれがトルクを伝達する段階では、前記各前輪は前記第２の油圧モータ１０により完全に駆動され、また前記各後輪は前記第１の油圧モータ９により完全に駆動される。従って、この段階は、前記両油圧モータ９、１０が前記油圧ポンプ５に連結されるので、前記油圧中心差動を構成することになる。
【００１６】
前記各前輪または前記各後輪に伝達される各トルク値は自由に選択できる。しかし、原理的には、そこで前記第２の油圧モータ１０が定容積型モータの形態で設けられる解決策を選ぶこともできる。前記第１及び第２の切換え可能な軸継手２０、２４が閉止されると、前記第１の駆動装置１５の前記第１の軸１１と、前記第２の駆動装置２７の前記軸２６との間に機械的なリジッド連結が存在し、従って、この段階は同一のトルク値が全ての車輪に加えられるこのような場合に差動ロックを構成する。
【００１７】
第３の段階では、前記第１の切換え可能な軸継手２０が閉止されて、前記第２の切換え可能な軸継手２４が開放し、前記第１の油圧モータ９と前記第２の油圧モータ１０が前記第１の駆動装置１５の前記第１の軸１１を駆動し、従って前記各後輪を駆動する。この段階では、前記各前輪は自由に回転して駆動されることがない。
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態を要約して列挙する。
【００１９】
＜１＞ 各前輪と各後輪付きの四輪駆動自動車のための、特に農業または建設機械装置のためのトラクタ、あるいは自己歩進機械装置のための駆動組立体であって、該駆動組立体は、エンジン（１）と、前記各後輪を駆動するための第１の駆動装置（１５）と、前記各前輪を駆動するための第２の駆動装置（２７）と、前記エンジン（１）によって駆動される可調整型油圧ポンプ（５）と、駆動に関して、前記各後輪を駆動するための前記第１の駆動装置（１５）に連結され且つ駆動に関して、前記各前輪を駆動するための前記第２の駆動装置（２７）に第１の切換え可能な軸継手（２０）と第２の切換え可能な軸継手（２４）とによってに連結される可調整型第１の油圧モータ（９）と、及び駆動に関して、前記各前輪を駆動するための前記第２の駆動装置（２７）に連結される前記第２の油圧モータ（１０）とから成り、そこにおいて、前記第１の油圧モータ（９）が、前記自動車の第１の駆動速度範囲内で高い効率係数を包含し、そして、そこにおいて、前記第２の油圧モータ（１０）が前記自動車の前記第２の駆動速度範囲内で高い効率係数を包含し、そして、そこにおいて、前記第２の駆動速度範囲が前記第１の駆動速度範囲よりも上にあるが、前記第１の駆動速度範囲との重なり部分が存在することである四輪駆動自動車のための駆動組立体。
【００２０】
＜２＞  前記第２の油圧モータ（１０）が、第１の切換え可能な軸継手（２０）によって、前記各後輪を駆動するために前記第１の駆動装置（１５）に連結されることである上記＜１＞記載の四輪駆動自動車のための駆動組立体。
【００２１】
＜３＞  前記第２の油圧モータ（１０）が、第２の切換え可能な軸継手（２４）によって、前記各前輪を駆動するために前記第２の駆動装置（２７）に連結されることである上記＜１＞または＜２＞の何れか1つに記載の四輪駆動自動車のための駆動組立体。
【００２２】
＜４＞  前記可調整型油圧ポンプ（５）が、斜板型または斜軸型アキシャルピストン・ポンプの形態で設けられることである上記＜１＞乃至＜３＞の何れか1つに記載の四輪駆動自動車のための駆動組立体。
【００２３】
＜５＞  前記第２の油圧モータ（１０）が可調整型である上記＜１＞乃至＜４＞の何れか1つに記載の四輪駆動自動車のための駆動組立体。
【００２４】
＜６＞  前記第２の油圧モータ（１０）が、斜板型または斜軸型アキシャルピストン・モータの形態で設けられることである上記＜１＞乃至＜５＞の何れか1つに記載の四輪駆動自動車のための駆動組立体。
【００２５】
＜７＞  前記第２の油圧モータ（１０）のピボット角が、４５度以下の任意の値となる上記＜６＞記載の四輪駆動自動車のための駆動組立体。
【００２６】
＜８＞  前記第１の油圧モータ（９）が、傾斜円板形または斜軸形の形態で設けられることである＜１＞乃至＜７＞の何れか1つに記載の四輪駆動自動車のための駆動組立体。
【００２７】
＜９＞  前記第１の油圧モータ（９）のピボット角が、４５度以下の任意の値になる上記＜８＞に記載の四輪駆動自動車のための駆動組立体。
【００２８】
【発明の効果】
以上、記述した本発明の四輪駆動自動車のための駆動組立体は次に記すような新規な効果を奏するものである。即ち、本発明の四輪駆動自動車のための駆動組立体は、エンジンと、各後輪を駆動するための第１の駆動装置と、各前輪を駆動するための第２の駆動装置と、前記エンジンによって駆動される可調整油圧ポンプと、駆動に関して、前記各後輪を駆動するための前記第１の駆動装置に連結され且つ駆動に関して、前記各前輪を駆動するための前記第２の駆動装置に第１の切換え可能な軸継手と第２の切換え可能な軸継手とによって連結される可調整型第１の油圧モータと、及び駆動に関して、前記各前輪を駆動するための前記第２の駆動装置に連結される前記第２の油圧モータとから成り、そこにおいて、前記第１の油圧モータが、前記自動車の第１の駆動速度範囲内で高い効率係数を包含し、そして、そこにおいて、前記第２の油圧モータが前記自動車の前記第２の駆動速度範囲内で高い効率係数を包含し、そして、そこにおいて、前記第２の駆動速度範囲が前記第１の駆動速度範囲よりも上にあるが、前記第１の駆動速度範囲との重なり部分が存在するので、３種類の異なった駆動段階を達成することが可能となった。
【００２９】
即ち、第１の段階では、前記第１の駆動装置の前記第１の油圧モータが前記各後輪を駆動し、また前記第２の油圧モータが、駆動に関して、前記各前輪を駆動するための前記第２の駆動装置に連結される。前記第１の駆動装置と前記第２の駆動装置は、互いに機械的に連結されていない。このことは前記第１の段階において、前記両油圧モータが結合圧力源、即ち油圧ポンプによって駆動されることにより前記駆動組立体が油圧中心差動装置を構成するので、前記第１の駆動装置と前記第２の駆動装置が互いに独立してトルクを伝達し、カーブで前記各駆動要素の如何なる捻れも回避することが可能になった。
【００３０】
また、第２の段階において、前記第１の油圧モータは、前記各後輪を駆動するための前記第１の駆動装置と前記各前輪を駆動する前記第２の駆動装置との両方に連結され、このことは、前記各前輪と前記各後輪との間にリジッド連結が存在し、即ち、同一のトルクが全ての車輪に伝達されて、極めて広い駆動速度範囲にわたって、高い効率係数を得ることが可能になった。
【００３１】
更に、第３の段階では、前記第２の油圧モータが前記各後輪を駆動するための前記第１の駆動装置に連結される。従って、純粋な後輪駆動を実施することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明による駆動組立体の概要を示す説明図であり、(a)は出力軸を備えた駆動組立体を示しており、(b)は第１駆動装置および第２駆動装置を備えた駆動組立体を示している。
【符号の説明】
１    エンジン
２    振動減衰装置
３    主駆動軸
４    ギヤボックス組立体
５    可調整型油圧ポンプ
６    軸継手
７    ギヤボックス
８    出力軸
９    可調整型第１の油圧モータ
１０  可調整型第２の油圧モータ
１１  第１の軸
１２  出力軸
１３  ギヤ
１４  ギヤ
１５  第１の駆動装置
１６  第２の軸
１７  ギヤ
１８  ギヤ
１９  外側部分
２０  第１の切換え可能な軸継手
２１  内側部分
２２  ギヤ
２３  外側部分
２４  第２の切換え可能な軸継手
２５  内側部分
２６  軸
２７  第２の駆動装置
【図１】
0003795812.tif 000002