JP4106252B2 - 二輪・四輪駆動切換機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラクタ等の走行車両において、二輪駆動と四輪駆動を切り換えるクラッチの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、二輪輪駆動（２ＷＤ）と四輪駆動（４ＷＤ）を油圧クラッチにより切り換えるトラクタ等の走行車両において、エンジンが停止すると油圧ポンプも停止されて油圧クラッチに圧油が供給されないため、該油圧クラッチがオフ状態となり、前輪の駆動経路が絶たれるため、駐車ブレーキを制動状態としても後輪のみ制動されて前輪は制動されない状態となっている。そこで、油圧クラッチに付勢部材を設けて、圧油が送油されていないときは該付勢部材の付勢力により摩擦板を押圧することで、該クラッチをオン状態として後輪伝動系と前輪とを接続した四輪駆動とし、二輪駆動とするときは油圧クラッチを作動させてクラッチをオフ状態としていた。こうしてエンジン停止時には付勢部材の付勢力により四輪駆動として前輪にも制動力を伝達可能に構成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の如く、油圧クラッチに付勢部材を設けて、該付勢部材により摩擦板を押圧することで該クラッチをオン状態とする構成では、付勢部材、例えばバネによりクラッチをオンとし、この付勢力により、前輪へ制動力を伝達し、また、四輪駆動には後輪からの駆動力をクラッチを介して前輪に伝達しなければならないために、クラッチ容量を大きくしなければならず、ミッションケースが大きくなり、重量等も増加していた。また、ミッションケースの大きさを従来のものと略同じにして構成した場合、十分な付勢力を有する付勢部材を用いることができず、クラッチ容量が不足気味となっていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
請求項１においては、前輪（１）への駆動出力軸である前輪駆動出力軸（３０）への動力伝達状態を、前輪（１）を後輪（２）の周速と略同速に駆動する四輪駆動状態と、前輪（１）を後輪（２）の周速よりも増速して駆動する前輪増速駆動状態と、後輪（２）のみを駆動する二輪駆動状態に切換可能とした走行車両において、前記前輪駆動出力軸（３０）上に二輪駆動・四輪駆動切換機構（７９）を設け、該二輪駆動・四輪駆動切換機構（７９）は、油圧アクチュエータにより断接されるように構成し、該油圧アクチュエータは、前輪駆動出力軸（３０）上に遊嵌した標準駆動入力歯車（５０）と増速駆動入力歯車（６０）の間に位置する前輪駆動出力軸（３０）に固設したシリンダ（８０）と、該シリンダ（８０）に内装された標準駆動入力歯車（５０）側に摺動可能な四駆クラッチピストン（８１）と、増速駆動入力歯車（６０）側に摺動可能な増速クラッチピストン（８２）とで構成し、該シリンダ（８０）には、標準駆動入力歯車（５０）側に四駆クラッチピストン（８１）を嵌装する四駆側シリンダ室（Ｈａ）を、増速駆動入力歯車（６０）の側に増速クラッチピストン（８２）を摺動する増速側シリンダ室（Ｈｂ）を形成し、該標準駆動入力歯車（５０）と前記四駆クラッチピストン（８１）の間には爪式クラッチ（９７）を配置し、増速駆動入力歯車（６０）と増速クラッチピストン（８２）の間には、摩擦式クラッチ（９５）を配置し、前記四駆クラッチピストン（８１）及び増速クラッチピストン（８２）と、シリンダ（８０）のバネ受けとの間には、バネ（８３・８４）を介装し、両ピストン（８１・８２）を該シリンダ（８０）の仕切壁（８０ｅ）側へ押圧付勢し、該四駆側シリンダ室（Ｈａ）と増速側シリンダ室（Ｈｂ）の両方に圧油が供給されない場合には、前記バネ（８３・８４）にて該爪式クラッチ（９７）が咬合状態で、摩擦式クラッチ（９５）が非接合状態の、四輪駆動状態とし、該四駆側シリンダ室（Ｈａ）と増速側シリンダ室（Ｈｂ）の両方に圧油が供給される場合には、爪式クラッチ（９７）が非咬合状態で、摩擦式クラッチ（９５）が接合状態の、前輪増速駆動状態とし、該四駆側シリンダ室（Ｈａ）側にのみ圧油が供給され、増速側シリンダ室（Ｈｂ）には圧油が供給されない場合には、爪式クラッチ（９７）が非咬合状態で、摩擦式クラッチ（９５）も非接合状態の、二輪駆動状態としたものである。
【０００６】
請求項２においては、請求項１に記載の二輪・四輪駆動切換機構において、前記爪式クラッチ（９７）を、前記標準駆動入力歯車（５０）に設けたクラッチ爪（５０ａ）と、前記四駆クラッチピストン（８１）の内周部に設けたクラッチ爪（８１ａ）により構成し、該クラッチ爪（５０ａ）とクラッチ爪（８１ａ）の咬合時に、回転方向において両クラッチ爪の間に、所定の隙間が出来るように構成したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【０００８】
図１は本発明の実施例に係るトラクタの全体的な構成を示した側面図、図２は動力伝達構成を示したスケルトン図、図３は動力伝達構成を示すミッションケースの断面展開図、図４は油圧回路図、図５は本発明の二輪・四輪駆動切換機構を示すミッションケース下部の側面断面図、図６は四輪駆動時における二輪・四輪駆動切換機構の拡大図、図７は図５におけるＡ−Ａ矢視断面図、図８は二輪駆動時の二輪・四輪駆動切換機構の拡大図、図９は前輪増速駆動時の二輪・四輪駆動切換機構の拡大図、図１０は二輪・四輪駆動切換機構の制御を示すフローチャート図である。
【０００９】
図１に示す如く、この走行車両はトラクタを実施例としており、本機の前後に前輪１・１及び後輪２・２が支承され、前部のボンネット６内部にはエンジン５が配置され、該ボンネット６の後方にはステアリングハンドル１０が配設されている。前記ステアリングハンドル１０の後方には座席１１が配設され、該座席１１の側部には主変速レバーや副変速レバー等の操作レバーが配設されている。これらステアリングハンドル１０や座席１１やレバー類等はキャビン１２内の運転部に配置されている。
【００１０】
また、エンジン５の後部にクラッチハウジングが配置され、該クラッチハウジングの後部にミッションケース９が配設され、エンジン５からの動力を後輪２に伝達して駆動し、後述する本発明の二輪・四輪駆動切換機構７９を介して前輪１にも同時に駆動力を伝達することを可能としている。
【００１１】
前記エンジン５の駆動力はミッションケース９後端から突出したＰＴＯ軸１５に伝達されて、該ＰＴＯ軸１５から図示しないユニバーサルジョイント等を介して車両後端に作業機装着装置を介して装着した作業機１００を駆動するように構成している。そして、前記座席１１前下方のステップ上にはクラッチを断接操作するためのクラッチペダルとブレーキペダル等が配設されている。
【００１２】
次に、動力伝動系の構成について図２より説明する。前記クラッチハウジング７内には多板式の主クラッチ２１が収納され、前記クラッチペダル１６に連係されている。そして、前記エンジン５の出力軸（クランク軸）２２の回転が主クラッチ２１に入力され、該主クラッチ２１の出力軸２３は車両後方に延出され、ＰＴＯクラッチ軸２９と同一軸心に配設されている。
【００１３】
前記出力軸２３の後端上に伝動歯車６４とＰＴＯ三速爪６４ａが配置され、ＰＴＯクラッチ軸２９上には三枚のＰＴＯ変速歯車、すなわち、ＰＴＯ一速歯車６１、ＰＴＯ二速歯車６２、ＰＴＯ逆転歯車６３、が遊嵌される。該ＰＴＯ変速歯車６１・６２と伝動歯車６４は、主軸２５に固設あるいは形設した三枚の前記伝達歯車４１・４２・４４に噛合しており、ＰＴＯ逆転歯車６３はカウンタ歯車３７を介して伝達歯車４３と噛合し、後述するＰＴＯクラッチスライダ９３・９４の摺動により、伝達歯車４１・４２・４３・ＰＴＯ三速爪６４ａからＰＴＯクラッチ軸２９に回転駆動力が伝達される。
【００１４】
また、ＰＴＯクラッチ軸２９には二つのＰＴＯクラッチスライダ９３・９４が軸方向摺動可能にスプライン嵌合されており、該ＰＴＯクラッチスライダ９３・９４は、図略のＰＴＯ変速レバーに連係されている。そして、ＰＴＯ変速レバーの操作によりＰＴＯクラッチスライダ９３・９４とＰＴＯ一速歯車６１、ＰＴＯ二速歯車６２、ＰＴＯ逆転歯車６３に形成した爪とＰＴＯ三速爪６４ａとの咬合を選択しＰＴＯクラッチ軸２９に回動力が伝達される。前記ＰＴＯクラッチ軸２９の回転動力は減速歯車９１を介してＰＴＯ軸１５伝達され、該ＰＴＯ軸１５は後方に延出され、作業車後端に接続された作業機１００を駆動する。
【００１５】
前記主軸２５に固設あるいは形設した四枚の前記伝達歯車４１・４２・４３・４４は、主変速軸２４にそれぞれ遊嵌された主変速歯車、すなわち、主変速一速歯車３１、主変速二速歯車３２、主変速三速歯車３３、主変速四速歯車３４と噛合している。主変速軸２４には二つの主変速クラッチスライダ５１・５２が軸方向摺動可能にスプライン嵌合されており、該主変速クラッチスライダ５１・５２は、主変速レバー７７に連係されている。そして、主変速レバー７７の操作により主変速クラッチスライダ５１・５２と主変速一速歯車３１、主変速二速歯車３２、主変速三速歯車３３、主変速四速歯車３４に形成した爪との咬合を選択し、選択されたいずれか一つの主変速歯車３１・３２・３３・３４を介して主軸２５から主変速軸２４へ動力が伝達される。このようにして、四段階の変速を可能とした主変速装置を構成し、主軸２５からの変速後の回転が主変速軸２４に伝達される。
【００１６】
そして、主変速軸２４は前方に延長されて、該延長部分には正逆転機構が構成されて正転側歯車２６及び逆転側歯車２７がそれぞれ同一軸心上に遊嵌されている。そして、リバーサレバー７１（図２）の操作によりリバーサクラッチ５７が前進側又は後進側いずれかが選択されて接続され、主変速軸２４の回転は正転側歯車２６又は逆転側歯車２７のいずれかに伝達される。但し、リバーサレバー７１がニュートラル位置の場合は、回転は両歯車２６・２７のいずれにも伝達されない。
【００１７】
正転側歯車２６は伝達軸４８に嵌合又は固設された歯車４５に噛合しており、また、逆転側歯車２７は、カウンタ軸３８に嵌合又は固設されたカウンタ歯車３９に噛合しており、該カウンタ歯車３９は伝達軸４８に嵌合又は固設された歯車４７と噛合している。したがって、リバーサクラッチ５７が前進側に接続されたときには、主変速軸２４の回転動力が正転側歯車２６を介して伝達軸４８に伝達され、リバーサクラッチ５７が後進側に接続されたときには、主変速軸２４の回転動力が、逆転側歯車２７から、カウンタ軸３８を介して伝達軸４８を逆転方向に回転するよう伝達される。
【００１８】
伝達軸４８に嵌合又は固設された歯車４５は、前記正転側歯車２６と噛合するとともに、副変速軸３５に遊嵌した歯車５９に噛合している。副変速軸３５には副変速シフタ９２がスプライン嵌合しており、該副変速シフタ９２は副変速レバー７３によって操作され、副変速シフタ９２の前部に形成された副変速二速歯９２ａと、前記歯車５９の後部に形成された歯５９ａが噛合する状態と、副変速シフタ９２に設けられた副変速一速歯９２ｂと、伝達軸４８に形成された歯車４６が噛合する状態と、副変速シフタ９２に回転動力が伝達されない状態に、切換可能とした副変速装置が構成されている。そして、副変速シフタ９２の摺動に基づく選択により、伝達軸４８の回転が二段の変速を経て出力され、副変速軸３５に入力される。
【００１９】
上述の如く副変速装置によって変速されて伝達軸４８より副変速軸３５に伝達された回転動力は、該副変速軸３５上の三つの歯車４９・１９・２０によって、後輪駆動系と前輪駆動系の二方向に出力される。前記ミッションケース９後部には後輪デフ装置６６ｂが配置され、前記副変速軸３５の回転が、その後端に形設した傘歯車２０を介して該後輪デフ装置６６ｂに入力され、リアアクスルケース内の車軸、伝達歯車等を経由して後輪２が駆動される。９６はブレーキ装置である。また、本発明の二輪・四輪駆動切換機構７９によって、副変速軸３５上に固設した歯車１９より前輪駆動出力軸３０上に遊嵌した標準駆動入力歯車５０を介して、又は、副変速軸３５上に固設した歯車４９より前輪駆動出力軸３０上に遊嵌した増速駆動入力歯車６０を介して、前輪駆動出力軸３０に入力された動力が、前輪駆動出力軸３０の前端に連結する前輪伝達軸１４に伝えられて、ユニバーサルジョイント等を介して前輪側のデフ装置６６ａに入力され、フロントアクスルケース内の車軸、伝達歯車等を介して前輪１が駆動される。
【００２０】
次に、油圧回路について図４より説明する。エンジン５の駆動により油圧ポンプ８６・９０が駆動され、油圧ポンプ８６からパワーステアリング装置７４に圧油が送油されて、ステアリングハンドル１０の回動に連動した方向切換バルブ７５の切り換えにより、パワーステアリング装置７４のパワーステアリングシリンダ７６が伸縮されて前輪１を回動する。そして、パワーステアリング装置７４を経た作動油は後述する切換バルブ８５を経て、二輪・四輪駆動切換機構７９に送油され、該二輪・四輪駆動切換機構７９を作動させて、前輪増速又は二輪・四輪駆動の切換が行われる。
【００２１】
また、油圧ポンプ９０の吐出油路には分流弁１２３を介して、一方は作業機１００の傾斜角度調節用の制御弁１０４から角度変更油圧シリンダ１０５に送油可能とし、他方の油路からは作業機制御用装置１０６を介して昇降シリンダ１２７に送油可能としている。
【００２２】
次に、本発明の二輪・四輪駆動切換機構７９について説明する。二輪・四輪駆動切換機構７９により、四輪駆動状態での走行時に、自動切換モードとしたときには、前輪１の切れ角より車体の旋回操作が検出され、設定角度以上前輪１がきられると、後輪２の周速度よりも前輪１の周速度を増速する前輪増速駆動状態に自動的に切り換えられて、車体が速やかに旋回できるように制御される。
【００２３】
前記前輪駆動出力軸３０は前記ミッションケース９の前下部に、出力軸２３や主変速軸２４やＰＴＯ軸１５等と平行に前後方向にベアリングを介して回転自在に支持され、前輪駆動出力軸３０の前端はミッションケース９より前方に突出されている。
【００２４】
図５及び図６に示す如く、前輪駆動出力軸３０上には標準駆動入力歯車５０及び増速駆動入力歯車６０がそれぞれベアリングを介して遊嵌され、該標準駆動入力歯車５０及び増速駆動入力歯車６０と、前輪駆動出力軸３０との間にはそれぞれ爪式クラッチ９７と摩擦式クラッチ９５が配置され、該爪式クラッチ９７と摩擦式クラッチ９５はそれぞれ油圧アクチュエータにより断接されるように構成されている。つまり、これらの歯車５０・６０の間にクラッチケースとなるシリンダ８０が前輪駆動出力軸３０に固設され、該シリンダ８０には、標準駆動入力歯車５０側及び増速駆動入力歯車６０側に四駆クラッチピストン８１及び増速クラッチピストン８２の二個のシリンダピストンが摺動可能に内挿されて油圧アクチュエータが形成されている。
【００２５】
前記四駆クラッチピストン８１及び増速クラッチピストン８２と、シリンダ８０に設けられたバネ受けの間には、弾性係数の異なる弾性体して、バネ荷重特性の異なるバネ８３・８４がそれぞれ介装されてピストンを縮小する方向に付勢している。本実施例では径の異なるバネ８３・８４を採用して、四駆クラッチピストン８１及び増速クラッチピストン８２はいずれも、シリンダ８０の前後略中央に形成された仕切壁８０ｅ側へ押圧されるよう付勢されるが、四駆クラッチピストン８１より、増速クラッチピストン８２がより強く仕切壁８０ｅへ押圧されるようにしている。なお、増速クラッチピストン８２にはシリンダ室内と摩擦板側を連通する油路とその先端にオリフィス８２ａが設けられて押圧時のショックを和らげるようにしている。
【００２６】
また、前記標準駆動入力歯車５０に咬合体となるクラッチ爪５０ａが設けられ、四駆クラッチピストン８１の内周部に咬合体となるクラッチ爪８１ａが形成され、該クラッチ爪５０ａ・８１ａが対向するように配設されて爪式クラッチ９７が設けられ、前記バネ８３の付勢力によりクラッチ爪５０ａ・８１ａが咬合するように構成している。即ち、図７に示す如く、標準駆動入力歯車５０の外周部に複数（本実施例では３個）のクラッチ爪５０ａ・５０ａ・５０ａが、等間隔に外側に向かって放射状に突出して固設されている。また、四駆クラッチピストン８１のシリンダ室外側において内側に向かって前記クラッチ爪５０ａ・５０ａ・５０ａに対応してクラッチ爪８１ａ・８１ａ・８１ａが、等間隔に内側に向かって放射状に突出して固設されている。そして、前記四駆クラッチピストン８１がバネ８３の付勢力により仕切壁８０ｅ側へ付勢された非作動時において、該クラッチ爪８１ａとクラッチ爪８１ａとの間にクラッチ爪５０ａが回転方向で重なり合うように配置され、クラッチ爪８１ａとクラッチ爪５０ａが咬合するように構成されているのである。そして、該クラッチ爪８１ａとクラッチ爪８１ａとの間の爪部以外の内周部の長さＬ１は、クラッチ爪５０ａの外周部の長さ（回転方向の爪幅）Ｌ２より長くして、或いは、クラッチ爪５０ａとクラッチ爪５０ａとの間の爪部以外の内周部の長さＬ３は、クラッチ爪８１ａの外周部の長さ（回転方向の爪幅）Ｌ４より長くして、両爪の咬合時に回転方向においてクラッチ爪８１ａの爪部とクラッチ爪５０ａの爪部との間に所定の隙間Ｌ５を設けて遊びを形成し、この隙間Ｌ５はクラッチ爪５０ａまたは８１ａの回転方向の爪幅Ｌ２またはＬ４より大きくしている。こうして、二輪駆動状態で後輪２がスリップした場合等のようにクラッチ爪５０ａとクラッチ爪８１ａとの周速差が大きいときにも切換動作しやすいようにしている。さらに、四駆クラッチピストン８１の外周部に形成されたクラッチ爪８１ｂと、シリンダ８０に形成されたクラッチ爪８０ａが咬合している。したがって、四駆駆動状態では、副変速軸３５上の歯車１９から標準駆動入力歯車５０に入力された動力は、標準駆動入力歯車５０→四駆クラッチピストン８１→シリンダ８０→前輪駆動出力軸３０という経路によって前輪駆動系へ伝達され、前輪１は後輪２の周速と略同速となるよう回転駆動される。
【００２７】
なお、図８に示す如く、前記爪クラッチ８０ａがバネ８３の付勢力に抗して標準駆動入力歯車５０側へ移動して、爪クラッチ８０ａと爪クラッチ５０ａの咬合が解除されると、副変速軸３５から前輪駆動出力軸３０への動力伝達が断絶され、二輪駆動状態となる。
【００２８】
また、増速駆動入力歯車６０のボス部と、シリンダ８０の内周部との間にはそれぞれ摩擦板６０ａ・８０ｂが交互に設けられ、増速クラッチピストン８２の増速駆動入力歯車６０と対向する面には皿バネ９８が設けられて、摩擦式クラッチ９５が形成されている。そして、前記バネ８４の付勢力によって増速クラッチピストン８２を縮小側に付勢して摩擦板６０ａ・８０ｂを押圧しないようにしている。
【００２９】
そして、前輪増速駆動状態では、図９に示す如く、四駆クラッチピストン８１が押されてクラッチ爪８１ａと爪クラッチ５０ａの咬合が解除されると同時に、増速クラッチピストン８２が増速駆動入力歯車６０側へ移動して、摩擦板６０ａ・８０ｂを押圧し、増速駆動入力歯車６０とシリンダ８０が連結されて、一体となって回転する。従って、副変速軸３５上の歯車４９から増速駆動入力歯車６０に入力された動力は、増速駆動入力歯車６０→シリンダ８０→前輪駆動出力軸３０という経路によって前輪駆動系へ伝達され、前輪１は後輪２よりも増速して回転駆動される。
【００３０】
次に、上述の如く構成した二輪・四輪駆動切換機構７９の四駆クラッチピストン８１と増速クラッチピストン８２の制御について説明する。図５、図８、図９に示す如く、前記前輪駆動出力軸３０内には、油圧ポンプ８６からの圧油が送られる油路３０ａ・３０ｂ・３０ｃ・３０ｄが形成され、さらに、前記シリンダ８０に形成された仕切壁８０ｅには油路８０ｃ・８０ｄが形成されている。これらの油路３０ａ・３０ｃ・８０ｃを介して、油圧ポンプ８６からの作動油を四駆クラッチピストン８１の配設された四駆側シリンダ室Ｈａに圧送できるようにする一方、油路３０ｂ・３０ｄ・８０ｄを介して油圧ポンプ８６からの作動油を増速クラッチピストン８２の配設された増速側シリンダ室Ｈｂに圧送できるようにしている。
【００３１】
また、前輪駆動出力軸３０の軸心部に穿設した油路３０ａ・３０ｂはミッションケース９上またはその前部に連設したクラッチハウジングに付設した前記切換バルブ８５と接続され、該切換バルブ８５は油圧ポンプ８６と接続されている。該切換バルブ８５は電磁バルブより構成され、該切換バルブ８５を構成するソレノイド８５ｄ・８５ｅは制御装置１０１と接続されている。制御装置１０１よりソレノイド８５ｄ・８５ｅに信号が送信されないと、つまり、摩擦式クラッチ９５と爪式クラッチ９７の油圧アクチュエータは非作動状態となり、中立位置を保持して四輪駆動位置８５ａとなる。制御装置１０１よりソレノイド８５ｄに駆動信号が送信されると、切換バルブ８５は二輪駆動位置８５ｃにスプールが移動し、爪式クラッチ９７の油圧アクチュエータが作動される。また、ソレノイド８５ｅに駆動信号が送信されると、切換バルブ８５は増速駆動位置８５ｂスプールが移動して切り換えられ、摩擦式クラッチ９５と爪式クラッチ９７の油圧アクチュエータは作動状態となる。
【００３２】
また、前記制御装置１０１には、前輪１のステアリング切れ角を検出するための切れ角センサ８９が電気的に接続されている。該切れ角センサ８９は、前輪１に設けられたキングピン８８に設けられている。なお、切れ角センサ８９はステアリングハンドル１０や、ステアリング軸等に設けることもできる。
【００３３】
そして、制御装置１０１には、自動切換モードのＯＮ／ＯＦＦを切り換える切換スイッチ１０２が接続されている。自動切換スイッチ１０２と二輪駆動モードに切換える切換スイッチ１０３は前記ステアリングハンドル１０または座席１１近傍に配置されて、走行時や作業時等において操縦者が容易に操作できるようにしている。前記自動切換モードがＯＮのときには、前輪１の切れ角に基づいて、四輪駆動状態から自動的に前輪増速駆動状態に、すなわち、切換バルブ８５がステアリングハンドル１０の切れ角によって四輪駆動位置８５ａから増速駆動位置８５ｂに切換制御される。つまり、前輪１の切れ角に基づいて、前輪増速駆動状態から自動的に四輪駆動状態に、すなわち、切換バルブ８５が増速駆動位置８５ｂから四輪駆動位置８５ａに自動的に切換制御される。そして、自動切換モードがＯＦＦのときには、四輪駆動状態が保持され、切換バルブ８５は四輪駆動位置８５ａに固定される。
【００３４】
次に、自動切換モード時の制御を図１０に示すフローチャートを用いて説明する。制御装置１０１は、自動切換スイッチ１０２がＯＮとされる（１５１）と自動モードとなり、切れ角センサ８９からの情報による前輪１の切れ角θと、予め設定した切換角度βとを比較する（１５２）。この切れ角θが切換角度β以上であれば、制御装置１０１から、切換バルブ８５のソレノイド８５ｅに駆動信号を送信して（１５３）増速駆動位置８５ｂに切り換えて前輪増速駆動状態とする（１５４）。
【００３５】
切換バルブ８５が、増速駆動位置８５ｂに切り換われば、油圧ポンプ８６から、油圧ポンプ８６→油路３０ａ→油路３０ｃ→油路８０ｄ→四駆側シリンダ室Ｈａ、という経路により作動油が四駆側シリンダ室Ｈａに圧送されると同時に、油圧ポンプ→油路３０ｂ→油路３０ｄ→増速側シリンダ室Ｈｂ、という経路により作動油が増速側シリンダ室Ｈｂに圧送される。これにより、図８に示す如く、四駆クラッチピストン８１は、標準駆動入力歯車５０側へ摺動して、クラッチ爪５０ａ・８１ａの咬合が解除され、四駆クラッチピストン８１と標準駆動入力歯車５０を介する副変速軸３５から前輪駆動出力軸３０への動力の伝達が断絶される。そして、図９に示す如く、増速側シリンダ室Ｈｂに送油された作動油の圧力により増速クラッチピストン８２が皿バネ９８を介して摩擦板８０ｂ・６０ａを押圧して、摩擦板８０ｂ・６０ａ間での摩擦力が発生し、増速駆動入力歯車６０とシリンダ８０が一体的に回動するようになる。従って、歯車４９→増速駆動入力歯車６０→摩擦板６０ａ・８０ｂ→シリンダ８０→前輪駆動出力軸３０→前輪伝達軸１４等を介して前輪１に動力が伝達されて、前輪増速駆動状態となる（１５４）。
【００３６】
また、切れ角センサ８９からの情報による、前輪１の切れ角θと、予め設定した切換角度βとを比較して（１５２）、切れ角θが切換角度βより小さい値となれば、制御装置１０１から、切換バルブ８５への信号は送信されず、切換バルブ８５は中立位置を保持して四輪駆動状態を維持する（１５５）。
【００３７】
前記切換バルブ８５が、前輪増速駆動状態の増速駆動位置８５ｂから四輪駆動位置８５ａに切り換われば、ドレンタンク８７に繋がる油路が開かれて油路全体の圧が低くなることによって、四駆側シリンダ室Ｈａ及び増速側シリンダ室Ｈｂの圧が低くなり、増速クラッチピストン８２による摩擦板８０ｂ・６０ａの押圧が解除され摩擦式クラッチ９５は非作動状態となるとともに、バネ８３による付勢により四駆クラッチピストン８１が摺動して、四輪クラッチピストン８１と標準駆動入力歯車５０のクラッチ爪８１ａ・５０ａが咬合し（爪式クラッチ９７が作動状態となり）、四輪駆動状態となる（１５５）。
【００３８】
また、前記自動切換モードがＯＦＦのとき（１５１）には、四輪駆動状態から二輪駆動状態に切り換えることが可能であり、四輪駆動状態と二輪駆動状態を切り換えるための二輪・四輪駆動切換スイッチ１０３が制御装置１０１に接続されている。自動切換モードがＯＦＦのときに（１５１）、二輪・四輪駆動切換スイッチ１０３をＯＮとすると（１５６）、制御装置１０１からの信号により切換バルブ８５のソレノイド８５ｄが作動され（１５７）、四輪駆動位置８５ａから二輪駆動位置８５ｃに切り換得られて、四輪駆動状態から二輪駆動状態になる（１５８）。切換バルブ８５が、二輪駆動位置８５ｃに切り換われば、油圧ポンプ８６から、油圧ポンプ８６→油路３０ａ→油路３０ｃ→油路８０ｄ→四駆側シリンダ室Ｈａ、という経路により作動油が四駆側シリンダ室Ｈａに圧送される。これにより、図８に示す如く、四駆クラッチピストン８１は、標準駆動入力歯車５０側へ摺動して、爪式クラッチ９７のクラッチ爪５０ａ・８１ａの咬合が解除され、四駆クラッチピストン８１と標準駆動入力歯車５０を介する副変速軸３５から前輪駆動出力軸３０への動力の伝達が断絶され、二輪駆動状態となる。また、二輪・四輪駆動切換スイッチ１０３がＯＦＦの場合（１５６）四輪駆動状態を維持する（１５５）。
【００３９】
なお、二輪駆動状態から四輪駆動状態に、すなわち、二輪・四輪駆動切換スイッチ１０３がＯＮからＯＦＦに切り換わったときには、切換バルブ８５が二輪駆動位置８５ｃから四輪駆動位置８５ａに切換制御される。切換バルブ８５が、四輪駆動位置８５ａに切り換われば、ドレンタンク８７に繋がる油路が開かれて油路全体の圧が低くなることによって、四駆側シリンダ室Ｈａの圧が低くなり、バネ８３による付勢により四駆クラッチピストン８１が摺動して、四輪クラッチピストン８１と標準駆動入力歯車５０のクラッチ爪８１ａ・５０ａが咬合し、四輪駆動状態となる。
【００４０】
上述の如く構成された、二輪・四輪駆動切換機構７９では、エンジン５が停止して、油圧ポンプ８６から作動油が送られない状態となっても、四駆クラッチピストン８１のクラッチ爪８１ａと、標準駆動入力歯車５０のクラッチ爪５０ａが咬合を保持するため、駐車ブレーキを作動させたときに、後輪デフ装置６６ｂの制動は前輪駆動出力軸３０にも制動力が働き、前輪１が自由に回転するような状態が発生しないため、制動力を保持できる。したがって、ミッションケース９の大きさを変更することなく、クラッチの容量不足を解消できる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００４２】
請求項１に示す如く、前輪（１）への駆動出力軸である前輪駆動出力軸（３０）への動力伝達状態を、前輪（１）を後輪（２）の周速と略同速に駆動する四輪駆動状態と、前輪（１）を後輪（２）の周速よりも増速して駆動する前輪増速駆動状態と、後輪（２）のみを駆動する二輪駆動状態に切換可能とした走行車両において、前記前輪駆動出力軸（３０）上に二輪駆動・四輪駆動切換機構（７９）を設け、該二輪駆動・四輪駆動切換機構（７９）は、油圧アクチュエータにより断接されるように構成し、該油圧アクチュエータは、前輪駆動出力軸（３０）上に遊嵌した標準駆動入力歯車（５０）と増速駆動入力歯車（６０）の間に位置する前輪駆動出力軸（３０）に固設したシリンダ（８０）と、該シリンダ（８０）に内装された標準駆動入力歯車（５０）側に摺動可能な四駆クラッチピストン（８１）と、増速駆動入力歯車（６０）側に摺動可能な増速クラッチピストン（８２）とで構成し、該シリンダ（８０）には、標準駆動入力歯車（５０）側に四駆クラッチピストン（８１）を嵌装する四駆側シリンダ室（Ｈａ）を、増速駆動入力歯車（６０）の側に増速クラッチピストン（８２）を摺動する増速側シリンダ室（Ｈｂ）を形成し、該標準駆動入力歯車（５０）と前記四駆クラッチピストン（８１）の間には爪式クラッチ（９７）を配置し、増速駆動入力歯車（６０）と増速クラッチピストン（８２）の間には、摩擦式クラッチ（９５）を配置し、前記四駆クラッチピストン（８１）及び増速クラッチピストン（８２）と、シリンダ（８０）のバネ受けとの間には、バネ（８３・８４）を介装し、両ピストン（８１・８２）を該シリンダ（８０）の仕切壁（８０ｅ）側へ押圧付勢し、該四駆側シリンダ室（Ｈａ）と増速側シリンダ室（Ｈｂ）の両方に圧油が供給されない場合には、前記バネ（８３・８４）にて該爪式クラッチ（９７）が咬合状態で、摩擦式クラッチ（９５）が非接合状態の、四輪駆動状態とし、該四駆側シリンダ室（Ｈａ）と増速側シリンダ室（Ｈｂ）の両方に圧油が供給される場合には、爪式クラッチ（９７）が非咬合状態で、摩擦式クラッチ（９５）が接合状態の、前輪増速駆動状態とし、該四駆側シリンダ室（Ｈａ）側にのみ圧油が供給され、増速側シリンダ室（Ｈｂ）には圧油が供給されない場合には、爪式クラッチ（９７）が非咬合状態で、摩擦式クラッチ（９５）も非接合状態の、二輪駆動状態としたので、エンジンが停止しても、前輪駆動出力軸への伝動系が途切れることなく前輪への制動力を保持することができる。
したがって、ミッションケースの大きさを変更することなく、クラッチの容量不足を解消できる。
【００４３】
また、前記爪式クラッチはバネ（８３・８４）にて咬合するよう常時付勢されているので、エンジンが停止しても、前輪駆動出力軸への伝動系が途切れることなく前輪への制動力を保持することができる。
【００４４】
請求項２に示す如く、請求項１に記載の二輪・四輪駆動切換機構において、前記爪式クラッチ（９７）を、前記標準駆動入力歯車（５０）に設けたクラッチ爪（５０ａ）と、前記四駆クラッチピストン（８１）の内周部に設けたクラッチ爪（８１ａ）により構成し、該クラッチ爪（５０ａ）とクラッチ爪（８１ａ）の咬合時に、回転方向において両クラッチ爪の間に、所定の隙間が出来るように構成したので、クラッチ爪とクラッチ爪との周速差が大きいときにも切換動作しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例に係るトラクタの全体的な構成を示した側面図。
【図２】 動力伝達構成を示したスケルトン図。
【図３】 動力伝達構成を示すミッションケースの断面展開図。
【図４】 油圧回路図。
【図５】 本発明の二輪・四輪駆動切換機構を示すミッションケース下部の側面断面図。
【図６】 四輪駆動時における二輪・四輪駆動切換機構の拡大図。
【図７】 図５におけるＡ−Ａ矢視断面図。
【図８】 二輪駆動時の二輪・四輪駆動切換機構の拡大図。
【図９】 前輪増速駆動時の二輪・四輪駆動切換機構の拡大図。
【図１０】 二輪・四輪駆動切換機構の制御を示すフローチャート図。
【符号の説明】
１ 前輪
２ 後輪
５ エンジン
３０ 前輪駆動出力軸
５０ 標準駆動入力歯車
５０ａ クラッチ爪
６０ 増速駆動入力歯車
６０ａ 摩擦板
７９ 二輪駆動・四輪駆動切換機構
８０ シリンダ
８０ａ クラッチ爪
８０ｂ 摩擦板
８１ 四駆クラッチピストン
８１ａ クラッチ爪
８１ｂ クラッチ爪
８２ 増速クラッチピストン
８３ バネ
８４ バネ
９５ 摩擦式クラッチ
９７ 爪式クラッチ
９８ 押圧体

Claims (2)

1. 前輪（１）への駆動出力軸である前輪駆動出力軸（３０）への動力伝達状態を、前輪（１）を後輪（２）の周速と略同速に駆動する四輪駆動状態と、前輪（１）を後輪（２）の周速よりも増速して駆動する前輪増速駆動状態と、後輪（２）のみを駆動する二輪駆動状態に切換可能とした走行車両において、前記前輪駆動出力軸（３０）上に二輪駆動・四輪駆動切換機構（７９）を設け、該二輪駆動・四輪駆動切換機構（７９）は、油圧アクチュエータにより断接されるように構成し、該油圧アクチュエータは、前輪駆動出力軸（３０）上に遊嵌した標準駆動入力歯車（５０）と増速駆動入力歯車（６０）の間に位置し、前輪駆動出力軸（３０）に固設したシリンダ（８０）と、該シリンダ（８０）に内装された標準駆動入力歯車（５０）側に摺動可能な四駆クラッチピストン（８１）と、増速駆動入力歯車（６０）側に摺動可能な増速クラッチピストン（８２）とで構成し、該シリンダ（８０）には、標準駆動入力歯車（５０）側に四駆クラッチピストン（８１）を嵌装する四駆側シリンダ室（Ｈａ）を、増速駆動入力歯車（６０）の側に増速クラッチピストン（８２）を摺動する増速側シリンダ室（Ｈｂ）を形成し、該標準駆動入力歯車（５０）と前記四駆クラッチピストン（８１）の間には爪式クラッチ（９７）を配置し、増速駆動入力歯車（６０）と増速クラッチピストン（８２）の間には、摩擦式クラッチ（９５）を配置し、前記四駆クラッチピストン（８１）及び増速クラッチピストン（８２）と、シリンダ（８０）のバネ受けとの間には、バネ（８３・８４）を介装し、両ピストン（８１・８２）を該シリンダ（８０）の仕切壁（８０ｅ）側へ押圧付勢し、該四駆側シリンダ室（Ｈａ）と増速側シリンダ室（Ｈｂ）の両方に圧油が供給されない場合には、前記バネ（８３・８４）にて該爪式クラッチ（９７）が咬合状態で、摩擦式クラッチ（９５）が非接合状態の、四輪駆動状態とし、該四駆側シリンダ室（Ｈａ）と増速側シリンダ室（Ｈｂ）の両方に圧油が供給される場合には、爪式クラッチ（９７）が非咬合状態で、摩擦式クラッチ（９５）が接合状態の、前輪増速駆動状態とし、該四駆側シリンダ室（Ｈａ）側にのみ圧油が供給され、増速側シリンダ室（Ｈｂ）には圧油が供給されない場合には、爪式クラッチ（９７）が非咬合状態で、摩擦式クラッチ（９５）も非接合状態の、二輪駆動状態としたことを特徴とする二輪・四輪駆動切換機構。
2. 請求項１に記載の二輪・四輪駆動切換機構において、前記爪式クラッチ（９７）を、前記標準駆動入力歯車（５０）に設けたクラッチ爪（５０ａ）と、前記四駆クラッチピストン（８１）の内周部に設けたクラッチ爪（８１ａ）により構成し、該クラッチ爪（５０ａ）とクラッチ爪（８１ａ）の咬合時に、回転方向において両クラッチ爪の間に、所定の隙間が出来るように構成したことを特徴とする二輪・四輪駆動切換機構。

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