四輪駆動型作業車

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【発明の名称】	四輪駆動型作業車
【発明者】	【氏名】中村正
【要約】	【課題】増速状態を現出する付勢バネの取付構造をスペース効率よく配置構成して、前輪変速装置に対する操作構造を簡素化できるものを提供することを目的とする。【解決手段】前輪を後輪よりも高速に回転させる増速状態を現出する前輪変速装置を設けるとともに、操向装置に連動して作動する連係ロッド３２を、前輪変速装置を増速状態に切換える変速切換レバー２８に接当させて、変速切換レバー２８を標準操作位置に維持するとともに操向装置の作動に連動して変速切換レバー２８の増速操作位置への移動を許容し、変速切換レバー２８を増速操作位置方向に向けて付勢する付勢バネ３３を設け、付勢バネ３３を連係ロッド３２における操向装置と変速切換レバー２８との間に位置する部分に外嵌させて設けてある。

【特許請求の範囲】
【請求項１】前後輪の回転速度を同速度に設定する標準状態と、前輪を後輪よりも高速に回転させる増速状態とを現出する前輪変速装置を設けるとともに、機体進行方向を切換える操向装置の左右方向への操向作動に連動して作動する連係ロッドを、前記前輪変速装置を前記標準状態と増速状態とに切換える変速切換レバーに接当させて、前記変速切換レバーを標準操作位置に維持するとともに前記操向装置の操向作動に連動して作動し前記変速切換レバーの前記増速操作位置への移動を許容し、前記変速切換レバーを前記増速操作位置方向に向けて付勢する付勢バネを設け、前記付勢バネを前記連係ロッドにおける操向装置と変速切換レバーとの間に位置する部分に外嵌させて設けてある四輪駆動型作業車。
【請求項２】前輪変速装置に増速状態を現出する摩擦多板式クラッチを設け、変速切換レバーを増速状態に切換えると前記摩擦多板を押圧すべく構成するとともに、付勢バネの一端を前記変速切換レバーに係止し、前記付勢バネの他端を機体の固定部材に取付けてある請求項１記載の四輪駆動型作業車。
【請求項３】前輪変速装置に増速状態を現出する摩擦多板式クラッチを設け、変速切換レバーを増速状態に切換えると前記摩擦多板を押圧すべく構成するとともに、付勢バネの一端を前記変速切換レバーに係止し、前記付勢バネの他端を前記連係ロッドにおける操向装置と変速切換レバーとの間に位置する部分に取り付けてある請求項１記載の四輪駆動型作業車。
【請求項４】付勢バネの張設長さを調節する機構を設けてある請求項１～３のうちのいずれか一つに記載の四輪駆動型作業車。
【請求項５】付勢バネを引張りコイルバネで構成してある請求項１～４のうちのいずれか一つに記載の四輪駆動型作業車。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、前後輪の回転速度を同速度に設定する標準状態と、前輪を後輪よりも高速に回転させる増速状態とを現出する前輪変速装置を設けるとともに、機体進行方向を切換える操向装置の左右方向への操向作動に連動して作動する連係ロッドを、前記前輪変速装置を前記標準状態と増速状態とに切換える変速切換レバーに接当させて、前記変速切換レバーを標準操作位置に維持するとともに前記操向装置の操向作動に連動して作動し前記変速切換レバーの前記増速操作位置への移動を許容し、前記変速切換レバーを前記増速操作位置方向に向けて付勢する付勢バネを設け、前記付勢バネを前記連係ロッドに外嵌させて設けてある四輪駆動型作業車に関する。
【０００２】
【従来の技術】変速切換レバーを前記増速操作位置方向に向けて付勢する付勢バネを設けるに、操向装置に連係されている連係ロッドを変速切換レバーの下端部に設けた孔を貫通させた状態で、変速切換レバーの下端部を貫通した連係ロッドの延出部分に圧縮コイルバネを外嵌していた。そして、操向装置が左右に操向作動すると連係ロッドが引張り操作されて圧縮コイルバネを圧縮すると同時に変速切換レバーを増速操作位置に切り換えるとともに、変速切換レバーを増速位置に切換えた後は、操向装置が最大切れ角になるまでの間においては、変速切換レバーの位置に変動はないが、圧縮コイルバネが最短長まで徐々に圧縮されていく構成を採っていた（例えば、特開平８－３００９６２号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来構成においては、連係ロッドの変速切換レバーより突出した部分に圧縮コイルバネを装着しているので、装着部分が大きく突出した状態となり、大きなスペースを占有するために、配置状態を再構築する必要があった。そして、前輪変速装置の構造として増速状態を現出する為に、摩擦多板式のクラッチ機構を設け、圧縮コイルバネの付勢力が大きくなると摩擦多板の圧縮力も大きくなる特性があるが、この摩擦多板の圧縮力が走行駆動力となる為に、増速状態への切り換わり直後では、走行駆動力は小さく圧縮力が大きくなるに連れて走行駆動力が大きくなる特性を示していた。したがって、増速状態への切り換わり直後においては、湿田作業時では、駆動力が不足する場合もあった。
【０００４】本発明の目的は、付勢手段のスペース効率のよい設置と、増速状態での走行駆動力の確保ができるものを提供する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】（構成）請求項１に係る発明は、前後輪の回転速度を同速度に設定する標準状態と、前輪を後輪よりも高速に回転させる増速状態とを現出する前輪変速装置を設けるとともに、機体進行方向を切換える操向装置の左右方向への操向作動に連動して作動する連係ロッドを、前記前輪変速装置を前記標準状態と増速状態とに切換える変速切換レバーに接当させて、前記変速切換レバーを標準操作位置に維持するとともに前記操向装置の操向作動に連動して作動し前記変速切換レバーの前記増速操作位置への移動を許容し、前記変速切換レバーを前記増速操作位置方向に向けて付勢する付勢バネを設け、前記付勢バネを前記連係ロッドの操向装置と変速切換レバーとの間に位置する部分に外嵌させて設けてある点にあり、その作用効果は次の通りである。
【０００６】（作用効果）つまり、付勢バネを設ける方法として、従来は変速切換レバーをわざわざ貫通させてその貫通して臨いた連係ロッドの延長部分にコイルバネを外嵌していたが、本発明においてはその部分に改良を施して、連係ロッドの操向装置と変速切換レバーとの間に掛け渡された部分に外嵌させて設けたので、いわば、操向装置と変速切換レバーとを連係する部分として必要な部分であり、かつ、空きスペースと考えてよい部分に設けることになり、スペース効率のよい配置構成を採ることができた。
【０００７】（構成）請求項２に係る発明は、前輪変速装置に増速状態を現出する摩擦多板式クラッチを設け、変速切換レバーを増速状態に切換えると前記摩擦多板を押圧すべく構成するとともに、付勢バネの一端を前記変速切換レバーに係止し、前記付勢バネの他端を機体の固定部材に取付けてある点にあり、その作用効果は次の通りである。
【０００８】（作用効果）つまり、連係ロッドに外嵌させて設けている付勢バネを変速切換レバーと固定部材との間に掛け渡しているので、変速レバーが増速状態に切り換わった状態で摩擦多板に対する必要な所期圧を現出できるものに構成することが可能であり、そのような圧力を設定することで増速状態に切り換わっても走行駆動力が不足するといったことはない。具体的には、付勢バネに増速状態を現出できるだけの初期張力を与えて変速切換レバーと固定部材との間に掛け渡して設けても、変速切換レバーは連係ロッドに接当して移動せず標準状態を維持する。操向装置が作動して連係ロッドが変速切換レバーの増速操作位置への移動を許容する状態に移動すると、変速切換レバーは付勢バネのバネ力によって駆動されて増速操作位置に切り換わる。この場合に、変速切換レバーの標準操作位置から増速操作位置までのストロークは連係ロッドの移動ストロークに比べれば僅かであるので、初期設定状態で増速状態を現出するに必要な付勢力として作用させた初期張力は余り変化なく摩擦多板に作用する。
【０００９】（構成）請求項３に係る発明は、前輪変速装置に増速状態を現出する摩擦多板式クラッチを設け、変速切換レバーを増速状態に切換えると前記摩擦多板を押圧すべく構成するとともに、付勢バネの一端を前記変速切換レバーに係止し、前記付勢バネの他端を前記連係ロッドにおける操向装置と変速切換レバーとの間に位置する部分に取り付けてある点にあり、その作用効果は次の通りである。
【００１０】（作用効果）つまり、連係ロッドに外嵌させて設けている付勢バネを変速切換レバーとその連係ロッドとの間に掛け渡しているので、変速切換レバーが標準操作位置にある状態で摩擦多板に必要な所期圧を現出できるものに構成することが可能であり、そのような圧力を設定することで増速状態に切り換わっても走行駆動力が不足するといったことはない。具体的には、付勢バネに増速状態を現出できるだけの初期張力を与えて変速切換レバーと連係ロッドとの間に掛け渡して設けても、変速切換レバーは連係ロッドに接当して移動せず標準状態を維持する。操向装置が作動して連係ロッドが変速切換レバーの増速操作位置への移動を許容する状態に移動すると、変速切換レバーは付勢バネのバネ力によって連係ロッドとともに駆動されて増速操作位置に切り換わる。この場合に、変速切換レバーの標準操作位置から増速操作位置までの移動ストロークの間は、付勢バネの張設長さは変化しないので初期付勢力がそのまま変速切換レバーに作用し、増速状態に必要な圧縮力を現出する。変速切換レバーが増速操作位置に切り換わった後は、操向装置が操向限度に至るまでは、変速切換レバーが増速操作位置に維持された状態で、連係ロッドのみが変速切換レバーに対して相対移動する。したがって，この間においては変速切換レバーと連係ロッドとが相対移動し、わずかに付勢力が増大するが、相対移動する距離が短いので、付勢力の変化を従来に比べて小さくできる。
【００１１】（構成）請求項４に係る発明は、付勢バネの張設長さを調節する機構を設けてある点にあり、その作用効果は次の通りである。
【００１２】（作用効果）つまり、付勢バネの張設長さを調節する機構を設けてあるので、付勢バネの両端を止めつける位置を大まかな位置に設定し、付勢バネを取り付けた状態で調節することができるので、機器組み立て時に有効である。
【００１３】（構成）請求項５に係る発明は、付勢バネを引張りコイルバネで構成してある点にあり、その作用効果は次の通りである。
【００１４】（作用効果）つまり、引張りコイルバネのコイル部分を連係ロッドに外嵌するだけであるので、連係ロッドに付勢バネを外嵌させるのに何ら他の機構を必要とせず、かつ、引張りコイルバネであるので、両端を係止するだけの止め付け機構を設けるだけでよく、止め構造も簡単である。
【００１５】
【発明の実施の形態】四輪駆動型作業車としての農用トラクタについて説明する。図１及び図３に示すように、操向操作自在な前輪１及び後輪２で支持された機体の中央に操縦部３を備え、機体前部に設けたエンジン４から主クラッチ５、出力軸６、第１伝動ギヤ７、第２伝動キ゛ヤ８及び第１伝動軸９を介して、機体後部のミッションケース１０に動力を伝達するとともに、前輪１の後側において主クラッチ５の下部に前輪変速装置１１を配置し、ミッションケース１０からの動力を、第２伝動軸１２を介して前輪変速装置１１に伝達するとともにその前輪変速装置１１からの動力を、前輪出力軸１３を介して前車軸ケース１４より前輪１に伝達する。
【００１６】前輪変速装置１１について説明する。図３に示すように、主クラッチ５の下側において入力軸１５及び出力軸１６を上下に配置し、ミッションケース１０からの第２伝動軸１２を入力軸１５に接続してある。入力軸１５に標準入力ギヤ１７及び増速入力ギヤ１８を形成し、出力軸１６に相対回転自在に外嵌された標準出力ギヤ１９に標準入力ギヤ１７を咬合させ、出力軸１６に備えられた多板式の摩擦クラッチ２０のギヤ２０ａに増速入力ギヤ１８を咬合させている。出力軸１６にシフト部材２１をスプライン外嵌し、バネ２２によりシフト部材２１を標準出力ギヤ１９側に付勢している。
【００１７】図３に示すように、これにより、通常の状態ではバネ２２の付勢力でシフト部材２１を標準入力ギヤ１９に咬合させており、入力軸１５に伝達される動力を、標準入力ギヤ１９、出力軸１６及び出力ギヤ２３を介して、前輪１及び後輪２を略同じ速度で駆動する標準状態で前輪出力軸１３に伝達する。シフト部材２１を図３の紙面右方向にスライド操作して摩擦クラッチ２０を押圧入り操作すると、入力軸１５に伝達される動力を、摩擦クラッチ２０、出力軸１６及び出力ギヤ２３を介して、前輪１及び後輪２よりも高速で駆動される増速状態で前輪出力軸１３に伝達する。
【００１８】前輪変速装置１１のシフト部材２１のスライド操作構造について説明する。図３及び図４に示すように、前輪変速装置１１を覆うケース２７の下部に、第１操作軸２４及び第２操作軸２５を回転自在に支持し、第２操作軸２５に固定されたシフトフォーク２５ｂを前輪変速装置１１のシフト部材２１に係合させている。図６に示すように、第１操作軸２４にボス部材２６を一体回転及びスライド自在に外嵌してあり、ボス部材２６に固定された操作アーム２６ａを第２操作軸２５に固定された操作アーム２５ａに上側から接当させている。第１操作軸２４をケース２７から横外方に突出させて、図４に示すようにその突出端に、変速切換レバー２８を固定してある。
【００１９】図１及び図２に示すように、前車軸ケース１４の後部の縦軸心Ｐ１回りに、機体の前後方向に沿って揺動する天秤アーム２９を支持してあり、前輪１を前車軸ケース１４に対して揺動自在に支持する前輪支持部材３０を設け、この前輪支持部材３０に設けた前輪１と一体で揺動するナックルアーム３０Ａと、天秤アーム２９とに亘り連係ロッド３１を接続している。前車軸ケース１４の前部にステアリングギヤボックス４６及びピットマンアーム４７を配置し、ピットマンアーム４７と左右のナックルアーム３０Ａとをタイロッド４８を介して連結されており、図１に示す、操縦部３の操縦ハンドル４５とステアリングギヤボックス４６とをステアリング軸４９によって接続して、操向装置Ａを構成している。図１，２，４に示すように、前輪１側に連係ロッド３２を配置するとともに、コイル状の引張りバネ３３を連係ロッド３２に外嵌し、連係ロッド３２とバネ３３とで連係機構３４を構成している。連係ロッド３２の端部を天秤アーム２９の端部に接続し、バネ３３の端部を変速切換レバー２８に接続してある。図４，６，７に示すように、貫通孔３５ａを備えた連結軸３５を変速切換レバー２８の下端に形成したブラケット部２８Ａに回転自在に支持するとともに、貫通孔３５ａの入口部分の一方に受止板３６を設けて、受止板３６に形成した孔を貫通孔３５ａに連通させる状態でその受止板３６を連係ロッド３３に装着している。連係ロッド３２の先端細径部３２ａを受止板３６の孔と連結軸３５の貫通孔３５ａとを貫通させるとともに、連係ロッド３２の先端細径部３２ａとその先端細径部３２ａに続く中間大径部３２ｂとの間に形成された段差部３２ｃを受止板３６に接当させる構成を採っている。
【００２０】以上の構造により、連結軸３５に対して連係ロッド３２を図４の紙面左右方向にスライド自在に支持するとともに、図４及び図５に示すように、変速切換レバー２８と固定フレーム３７との間に掛け渡されたバネ３３によって、変速切換レバー２８を増速入り位置に切換えるに必要な所期の付勢力を与える構成を採っている。したがって、バネ３３によって変速切換レバー２８を図４における紙面左方向に移動する付勢力を作用させるとともに、ハンドル操作が行われない状態では固定状態にある連係ロッド３２の段差部３２ｃが受止板３６に接当して連係ロッド３２及び変速切換レバー２８の揺動が規制されている。この状態で、バネ３３は増速状態を現出できるだけの付勢力を発揮する状態の長さに張設されている。
【００２１】図２に示す状態は、操縦ハンドル４５により前輪１を直進位置に操作している状態であり、図３に示すように前輪変速装置１１のシフト部材２１を、バネ２２の付勢力で標準出力ギヤ１９に咬合しており、前輪１と後輪２とを略同じ速度で駆動される標準状態となっている。この直進位置の状態から操縦ハンドル４５により前輪１を右又は左に操向操作していくと、図２において、ナックルアーム３０Ａが右又は左に揺動操作されて、連係ロッド３１を前輪支持部材３０側に引き操作して行く。これにより、天秤アーム２９を図２の紙面反時計方向に揺動し連係ロッド３２を前輪１側に引き操作し、連係ロッド３２が引き操作されることによってその連係ロッド３２によって移動が規制されていた変速切換レバー２８はその規制を外され、バネ３３の付勢力を受けて変速切換レバー２８は図４の紙面時計方向に揺動し、第１操作軸２４のボス部材２６の操作アーム２６ａで、第２操作軸２５の操作アーム２５ａを図４の紙面下方に押し操作し、第２操作軸２５を図３の紙面時計方向に回転させて、シフトフォーク２５ｂにより、前輪変速装置１１のシフト部材２１で摩擦クラッチ２０側（増速状態側）にスライド操作する。
【００２２】そして、前輪１を右又は左の設定角度にまで操向操作すると、変速切換レバー２８が図４に示す位置まで揺動操作されて、前輪変速装置１１のシフト部材２１が摩擦クラッチ２０を押圧入り操作し、シフト部材２１がそれ以上スライド操作されない状態となり、前輪１が後輪２よりも高速で駆動される増速状態となる。この状態から前輪１をさらに右又は左の設定角度以上に操向操作して、連係ロッド３２が前輪１側に引き操作されていくと、前輪変速装置１１のシフト部材２１及び変速切換レバー２８が、摩擦クラッチ２０を押圧入り操作した位置に残された状態で、連係ロッド３２が変速切換レバー２８の連結軸３５に対し前輪１側にスライド操作されていく。ただしこの状態において摩擦クラッチ２０を押圧するだけの最低付勢力を確保できるように初期設定長さを張設する。図４及び図５に示すように、固定部材３７とそれに連結される引張りバネ３３の一端との間にはそのバネ３３の一端を係止する係止金具３８を設けてあり、係止金具３８をナット３９によって固定部材３７に取付けてある。ナット３９を回転調節することによって係止金具３８のバネ３３の張設方向への出入り量を調節して引張りバネ３３の張設力を調節するように構成してある。
【００２３】この農用トラクタでは、操縦ハンドル４５により前輪１を右又左に操向操作した際に、前輪変速装置１１が標準状態から増速状態に切換操作される状態と、切換操作されない状態とを設定することができるのであり、次にこの構造について説明する。図４，７，８に示すように、前輪変速装置１１のケース２７に縦向きの操作軸４０を回転自在に支持するとともに、操作軸４０の操作アーム４０ａを第１操作軸２４のボス部材２６に係合している。図４及び図７に示すように、ケース２７の外側において横軸心Ｐ２回りにベルクランク状の操作部材４１を揺動自在に支持しており、操作軸４０の操作アーム４０ｂと操作部材４１の一端とを連係ロッド４２で接続している。操縦部３の上部に備えられた切換レバー（図示せず）と操作部材４１とに亘り連係ロッド４４を接続しており、操縦部３の横側に備えられた変速レバー( 図示せず) と操作部材４１とに亘り連係ロッド４３を接続している。
【００２４】図６及び図７に示す状態は切換レバーをＯＮ位置に操作し、変速レバーを低速側に操作している状態である。この状態において、第１操作軸２４のボス部材２６が図面９の紙面上方にスライド操作されて、ボス部材２６の操作アーム２６ａと第２操作軸２５の操作アーム２５ａの位置とが、図６及び図７に示すように、一致している状態である。この状態で前述のようにして操縦ハンドル４５により前輪１が右又左に操向操作されて、第１操作軸２４及びボス部材２６が図４の紙面時計方向に回転操作されると、ボス部材２６の操作アーム２６ａが第２操作軸２５の操作アーム２５ａに接当しこれを押し操作して、前輪変速装置１１を標準状態から増速状態に切換操作する。
【００２５】逆に切換レバーをＯＦＦ位置に操作すると連係ロッド４２を図７の紙面上方に引き操作し、変速レバーを低速側に操作すると連係ロッド４３を図７の紙面右方に引き操作して、操作部材４１を図７の紙面反時計方向に揺動操作する。これにより、第１操作軸２４のボス部材２６を図７の紙面下方にスライド操作し、ボス部材２６の操作アーム２６ａで第２操作軸２５の操作アーム２５ａの位置から図７の紙面下方に外れる。したがって、以上の状態で操縦ハンドル４５により前輪１を右又は左に操向操作しても、第１操作軸２４及びボス部材２６が図４の紙面時計方向に回転操作されても、ボス部材２６の操作アーム２６ａは第２操作軸２５の操作アーム２５ａに接当せず、前輪変速装置１１は増速状態に切換操作されず標準状態に残される。
【００２６】〔別実施形態〕本発明は以下のような形態で実施することもできる。上記実施例においては、付勢バネ３３の一端を固定部材３７に係止する状態について説明したが、ここでは、連係ロッド３２に取付ける構成について説明する。図９に示すように、連係ロッド３２の一部を螺軸に形成するとともに、螺軸に付勢バネ３３の一端を係止する係止輪体４４を外嵌し、係止輪体４４の係止ピン４４Ａに付勢バネ３３の一端を係止している。係止輪体４４の変速切換レバー２８側には、ナット４５が螺着してあり、係止輪体４４の係止位置を調節可能に構成してある。ここに、ナット４５と係止輪体４４とで、付勢バネ３３の張設長さを調節する機構Ｂを構成する。

【出願人】	【識別番号】０００００１０５２【氏名又は名称】株式会社クボタ
【出願日】	平成１２年３月２３日（２０００．３．２３）
【代理人】	【識別番号】１００１０７３０８【弁理士】【氏名又は名称】北村修一郎
【公開番号】	特開２００１－２６０６８２（Ｐ２００１－２６０６８２Ａ）
【公開日】	平成１３年９月２６日（２００１．９．２６）
【出願番号】	特願２０００－８１４３５（Ｐ２０００－８１４３５）