JP2013170588A

JP2013170588A - トランスアクスル及びホイール式作業車輌

Info

Publication number: JP2013170588A
Application number: JP2012032821A
Authority: JP
Inventors: Atsuo Yoshina; 敦生吉名
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2013-09-02

Abstract

【課題】駆動源から作動的に伝達される回転動力を左右一対の第１及び第２駆動輪に伝達するトランスアクスルにおいて、前記第１及び第２駆動輪の駆動回転数差がとり得る範囲を拡大させる。
【解決手段】駆動源２から作動的に入力される回転動力を第１及び第２出力軸２２（１），２２（２）へ差動伝達可能な差動装置２３と、前記駆動源から作動的に入力される回転動力を前記第１及び第２出力軸に増速伝達可能な増速装置２４を備え、前記差動装置はデフロック位置及びデフ位置をとり得るデフロック部材６１を有し、前記増速装置は前記駆動源から作動的に回転動力を入力する前記差動装置の入力ギヤ４１の回転動力を前記第１及び第２出力軸に同期状態で増速伝達可能な第１及び第２増速伝動経路５０（１），５０（２）を有し、前記第１及び第２増速伝動経路にはそれぞれ第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）が介挿される。
【選択図】図３

Description

本発明は、駆動源から作動的に伝達される回転動力を左右一対の第１及び第２駆動輪に伝達するトランスアクスル、及び、前記トランスアクスルを備えたホイール式作業車輌に関する。

駆動源から、一般的には変速装置を介して、作動的に伝達される回転動力を差動装置を介して左右一対の第１及び第２駆動輪に差動伝達するトランスアクスルが広く利用されている（例えば、特許文献１参照）。

前記従来のトランスアクスルは、デフロック部材をデフ位置及びデフロック位置に位置させることによって、入力される回転動力を前記一対の第１及び第２駆動輪の走行負荷に応じて差動伝達するデフ状態と前記回転動力を前記一対の第１及び第２駆動輪に強制的に同期伝達するデフロック状態とを現出させることができる。

しかしながら、従来のトランスアクスルにおいては、デフ状態での前記第１及び第２駆動輪の駆動回転数差は前記第１及び第２駆動輪の走行負荷に依存しており、さらに、前記駆動回転数差は最大でも入力される回転動力の回転数の範囲内に限定されるものであった。
即ち、前記従来のトランスアクスルにおけるデフ状態においては、入力される回転動力の回転数をＮとした場合に、前記第１及び第２駆動輪の回転数差は最大でもＮに過ぎなかった。

特開２００３−１８５０００号公報

本発明は、斯かる従来技術に鑑みなされたものであり、駆動源から作動的に伝達される回転動力を左右一対の第１及び第２駆動輪に伝達するトランスアクスルにおいて、前記第１及び第２駆動輪の駆動回転数差がとり得る範囲を入力される回転動力の回転数の範囲よりも拡大し得るトランスアクスルの提供を一の目的とする。

また、本発明は、駆動源から作動的に伝達される回転動力を左右一対の第１及び第２駆動輪に伝達するトランスアクスルを備えたホイール式作業車輌において、前記第１及び第２駆動輪の駆動回転数差がとり得る範囲を前記トランスアクスルに入力される回転動力の回転数の範囲よりも拡大し得るホイール式作業車輌の提供を他の目的とする。

本発明は、前記一の目的を達成するために、駆動源から作動的に伝達される回転動力を左右一対の第１及び第２駆動輪に伝達するトランスアクスルであって、前記第１及び第２駆動輪にそれぞれ作動連結された状態で同軸上に配設された第１及び第２出力軸と、前記駆動源から作動的に入力される回転動力を前記第１及び第２出力軸へ差動伝達可能な差動装置と、前記駆動源から作動的に入力される回転動力を前記第１及び第２出力軸に増速伝達可能な増速装置とを備え、前記差動装置は、回転軸線が前記第１及び第２出力軸と同軸上に位置され且つ前記駆動源から作動的に回転動力を入力する入力ギヤと、前記入力ギヤの回転に伴って公転し且つ前記回転軸線を基準にして径方向に延びる枢支軸線回り自転可能とされたベベルピニオンと、前記ベベルピニオンに噛合された状態で前記第１及び第２出力軸にそれぞれ相対回転不能に支持された第１及び第２サイドベベルギヤと、前記第１及び第２サイドベベルギヤの少なくとも一方を前記入力ギヤに対して前記回転軸線回り相対回転不能とするデフロック位置及び前記サイドベベルギヤを前記入力ギヤに対して前記回転軸線回り相対回転自在とするデフ位置をとり得るデフロック部材とを含み、前記増速装置は、前記入力ギヤの回転動力を前記第１及び第２出力軸に同期状態で増速伝達可能な第１及び第２増速伝動経路を有し、前記第１及び第２増速伝動経路にはそれぞれ第１及び第２クラッチが介挿されているトランスアクスルを提供する。

好ましくは、前記第１及び第２クラッチは多板式クラッチとされる。

好ましくは、前記第１及び第２出力軸を支持し且つ前記差動装置を収容するアクスルケースを備えている。前記増速装置は、前記入力ギヤに噛合する駆動ギヤと、前記駆動ギヤに対して相対回転不能とされた増速駆動軸と、前記増速駆動軸に相対回転自在に支持された第１及び第２中間ギヤと、前記第１中間ギヤに噛合され且つ前記第１出力軸に相対回転不能とされた第１従動ギヤと、前記第２中間ギヤに噛合され且つ前記第２出力軸に相対回転不能とされた第２従動ギヤと、前記増速駆動軸及び前記第１中間ギヤの間に介挿された前記第１クラッチと、前記増速駆動軸及び前記第２中間ギヤの間に介挿された前記第２クラッチとを含み、前記アクスルケースは、前記入力ギヤ、前記第１従動ギヤ及び前記第２従動ギヤへの外部からのアクセスを可能とする開口を有している。前記駆動ギヤ、前記増速駆動軸、前記第１及び第２クラッチ並びに前記第１及び第２中間ギヤがユニットを形成しており、前記ユニットは、前記開口を介して、前記駆動ギヤ、前記第１中間ギヤ及び前記第２中間ギヤがそれぞれ前記入力ギヤ、前記第１従動ギヤ及び前記第２従動ギヤに噛合するように前記アクスルケースに着脱可能に連結される。

また、本発明は、前記他の目的を達成するために、駆動源と、左右一対の第１及び第２駆動輪と、旋回操作部材と、前記駆動源から作動的に入力される回転動力を前記第１及び第２駆動輪へ向けて伝達するトランスアクスルと、制御装置と、モード切替部材とを備えたホイール式作業車輌であって、前記トランスアクスルは、前記第１及び第２駆動輪にそれぞれ作動連結された状態で同軸上に配設された第１及び第２出力軸と、前記駆動源から作動的に入力される回転動力を前記第１及び第２出力軸へ差動伝達可能な差動装置と、前記駆動源から作動的に入力される回転動力を前記第１及び第２出力軸に増速伝達可能な増速装置とを備え、前記差動装置は、回転軸線が前記第１及び第２出力軸と同軸上に位置され且つ前記駆動源から作動的に回転動力を入力する入力ギヤと、前記入力ギヤの回転に伴って公転し且つ前記回転軸線を基準にして径方向に延びる枢支軸線回り自転可能とされたベベルピニオンと、前記ベベルピニオンに噛合された状態で前記第１及び第２出力軸にそれぞれ相対回転不能に支持された第１及び第２サイドベベルギヤと、前記第１及び第２サイドベベルギヤの少なくとも一方を前記入力ギヤに対して前記回転軸線回り相対回転不能とするデフロック位置及び前記少なくとも一方のサイドベベルギヤを前記入力ギヤに対して前記回転軸線回り相対回転自在とするデフ位置をとり得るデフロック部材とを含み、前記増速装置は、前記入力ギヤの回転動力を前記第１及び第２出力軸に同期状態で増速伝達可能な第１及び第２増速伝動経路を有し、前記第１及び第２増速伝動経路にはそれぞれ第１及び第２クラッチが介挿されており、前記デフロック部材は電気信号によって作動制御されるアクチュエータによって作動され、前記第１及び第２クラッチは電気信号によって係合状態が変化するものとされ、前記制御装置は、前記モード切替部材への人為操作に応じて、前記第１及び第２クラッチを解除状態とし且つ前記デフロック部材をデフ位置に位置させるノーマルデフモードと、前記第１及び第２クラッチを解除状態とし且つ前記デフロック部材をデフロック位置に位置させるデフロックモードと、強制デフモードとを選択的に現出させ、前記強制デフモードにおいては、前記制御装置は、前記デフロック部材をデフ位置に位置させつつ、前記旋回操作部材の操作状態を検出する旋回センサからの信号に基づき、直進時には前記両クラッチを解除状態とし、旋回時には旋回内側に位置する一方のクラッチを解除状態とし且つ旋回外側に位置する他方のクラッチを前記旋回操作部材の操作量に応じた強度の係合状態とするホイール式作業車輌を提供する。

好ましくは、前記第１及び第２増速伝動経路は、前記入力ギヤの回転数をＮとした場合に前記第１及び第２出力軸の回転数が２×Ｎとなるように構成される。

本発明に係るトランスアクスルは、一対の第１及び第２出力軸と、駆動源から作動的に入力される回転動力を前記第１及び第２出力軸へ差動伝達可能な状態及び強制的に同期駆動する状態をデフロック部材によって切替可能な差動装置とに加えて、前記駆動源から作動的に入力される回転動力を前記第１及び第２出力軸に増速伝達可能な増速装置を有しており、前記増速装置は、前記入力ギヤの回転動力を前記第１及び第２出力軸に同期状態で増速伝達可能な第１及び第２増速伝動経路を有し、前記第１及び第２増速伝動経路にはそれぞれ第１及び第２クラッチが介挿されている。

本発明に係るトランスアクスルによれば、前記第１及び第２クラッチを解除状態とし且つ前記デフロック部材をデフロック位置に位置させることによりデフロック状態を現出させ、前記第１及び第２クラッチを解除状態とし且つ前記デフロック部材をデフ位置に位置させることによりデフ状態を現出させることができ、さらに、前記第１及び第２クラッチの何れか一方を係合状態とし且つ前記デフロック部材をデフ位置に位置させることにより、係合されたクラッチの側の駆動輪が増速伝動経路の増速比に応じて増速駆動され、他方のクラッチの側の駆動輪が入力される回転動力から前記増速された速度分だけ減速駆動される強制差動状態を現出させることができる。

また、本発明に係るホイール式作業車輌は、一対の第１及び第２出力軸と、駆動源から作動的に入力される回転動力を前記第１及び第２出力軸へ差動伝達可能な状態及び強制的に同期駆動する状態をデフロック部材によって切替可能な差動装置とに加えて、前記駆動源から作動的に入力される回転動力を前記第１及び第２出力軸に増速伝達可能な増速装置を有するトランスアクスルを備えており、前記トランスアクスルの増速装置は、前記入力ギヤの回転動力を前記第１及び第２出力軸に同期状態で増速伝達可能な第１及び第２増速伝動経路を有し、前記第１及び第２増速伝動経路にはそれぞれ第１及び第２クラッチが介挿されている。

本発明に係るホイール式作業車輌によれば、前記第１及び第２クラッチを解除状態とし且つ前記デフロック部材をデフロック位置に位置させることによりデフロック状態を現出させ、前記第１及び第２クラッチを解除状態とし且つ前記デフロック部材をデフ位置に位置させることによりデフ状態を現出させることができ、さらに、前記第１及び第２クラッチの何れか一方を係合状態とし且つ前記デフロック部材をデフ位置に位置させることにより、係合されたクラッチの側の駆動輪が増速伝動経路の増速比に応じて増速駆動され、他方のクラッチの側の駆動輪が入力される回転動力から前記増速された速度分だけ減速駆動される強制差動状態を現出させることができる。

本実施形態に係るトランスアクスル備えたホイール式作業車輌の左側面図である。前記ホイール式作業車輌の伝動模式図である。前記トランスアクスルにおける差動装置及び増速装置近傍の断面図である。前記ホイール式作業車輌の制御ブロック図である。

以下、本発明の好ましい一実施の形態について添付図面を参照しつつ説明する。
図１に、本実施の形態に係るトランスアクスル６が適用されたホイール式作業車輌１の左側面図を示す。
また、図２に、前記ホイール式作業車輌１の伝動模式図を示す。

図１及び図２に示すように、前記ホイール式作業車輌１は、駆動源２と、左右一対の第１及び第２駆動輪３（１），３（２）と、旋回操作部材５と、前記駆動源２から作動的に入力される回転動力を前記第１及び第２駆動輪３（１），３（２）へ向けて伝達する前記トランスアクスル６とを備えている。

本実施の形態に係る前記ホイール式作業車輌１は、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを選択的に切り替え可能なトラクタとされている。
従って、図１に示すように、前記ホイール式作業車輌１は、前記構成部材に加えて、本機フレーム１１と、前記本機フレーム１１に支持され且つ丸形ハンドル等の前記旋回操作部材５の近傍に配設された運転席１２と、前記駆動源２によって作動的に駆動され、前記駆動源２からの回転動力を変速する変速装置として作用するベルト式伝動装置１４と、メイン駆動輪である前記第１及び第２駆動輪３（１），３（２）とは車輌前後方向に関し反対側（本実施の形態においては前方側）に配設された左右一対の第１及び第２サブ駆動輪１５（１），１５（２）とを有している。

本実施の形態においては、前記第１及び第２サブ駆動輪１５（１），１５（２）が前記旋回操作部材５の操作に応じて操舵される操舵輪とされ、且つ、前記第１及び第２駆動輪３（１），３（２）が非操舵輪とされている。

さらに、図２に示すように、前記ホイール式作業車輌１は、前記第１及び第２サブ駆動輪１５（１），１５（２）にそれぞれ作動連結された状態で同軸上に配設された第１及び第２出力軸１６（１），１６（２）、前記トランスアクスル６から作動的に入力される回転動力を前記第１及び第２出力軸１６（１），１６（２）へ差動伝達可能な差動装置１７、及び、前記トランスアクスル６から前記差動装置１７へ至る伝動経路に介挿されたクラッチ機構１８を含むアクスルユニット１９を有している。
前記クラッチ機構１８は選択的に係脱可能に構成されており、前記クラッチ機構１８が係合状態とされると四輪駆動状態が現出され、前記クラッチ機構１８が解除状態とされると二輪駆動状態が現出される。

次に、本実施の形態に係る前記トランスアクスル６について説明する。
図３に、前記トランスアクスル６における差動装置２３及び増速装置２４近傍の拡大断面図を示す。

図２及び図３に示すように、前記トランスアクスル６は、前記第１及び第２駆動輪３（１），３（２）にそれぞれ作動連結された状態で同軸上に配設された第１及び第２出力軸２２（１），２２（２）と、前記駆動源２から作動的に入力される回転動力を前記第１及び第２出力軸２２（１），２２（２）へ差動伝達可能な前記差動装置２３と、前記駆動源２から作動的に入力される回転動力を前記第１及び第２出力軸２２（１），２２（２）に増速伝達可能な前記増速装置２４とを備えている。

本実施の形態において、前記トランスアクスル６は、前記第１及び第２出力軸２２（１），２２（２）を支持し且つ前記差動装置２３を収容するアクスルケース２５を備えている。
より詳しくは、前記トランスアクスル６は、前記ベルト式伝動装置１４から作動的に伝達される回転動力を前進方向の回転動力及び後進方向の回転動力として前記メイン駆動輪である前記第１及び第２駆動輪３（１），３（２）（及び前記第１及び第２サブ駆動輪１５（１），１５（２））へ向けて出力可能な前後進切替装置２７と、前記第１及び第２駆動輪３（１），３（２）に制動力を付与するための摩擦式の第１及び第２ブレーキ装置２８（１），２８（２）とを有している。

前記第１及び第２出力軸２２（１），２２（２）は、対応する前記第１及び第２駆動輪３（１）・３（２）に近接する側の第１端部２２１（１），２２１（２）が前記アクスルケース２５外方へ延在され、前記差動装置２３に近接する側の第２端部２２２（１），２２２（２）が前記差動装置２３を挟んだ状態で前記アクスルケース２５に回転自在に支持されている。

前記差動装置２３は、回転軸線が前記第１及び第２出力軸２２（１），２２（２）と同軸上に位置され且つ前記駆動源２から作動的に回転動力を入力する入力ギヤ４１と、前記入力ギヤ４１の回転に伴って公転し且つ前記回転軸線を基準にして径方向に延びる枢支軸４２の軸線回り自転可能とされたベベルピニオン４３，４３と、前記ベベルピニオン４３，４３に噛合された状態で前記第１及び第２出力軸２２（１），２２（２）にそれぞれ相対回転不能に支持された第１及び第２サイドベベルギヤ４４（１），４４（２）と、前記第１及び第２サイドベベルギヤ４４（１），４４（２）の少なくとも一方を前記入力ギヤ４１に対して前記回転軸線回り相対回転不能とするデフロック位置及び前記少なくとも一方のサイドベベルギヤ４４（１）（４４（２））を前記入力ギヤ４１に対して前記回転軸線回り相対回転自在とするデフ位置をとり得るデフロック部材６１とを有している。

本実施の形態において、前記入力ギヤ４１は環状のギヤとされており、前記第１及び第２出力軸２２（１），２２（２）の第２端部２２２（１），２２２（２）を囲繞するように、前記駆動源２からの回転動力が伝達されるギヤ３５と噛合されている。前記入力ギヤ４１の内方側には、前記枢支軸４２が該入力ギヤ４１の径方向に延びるように設けられている。

より詳しくは、前記差動装置２３は、回転軸線が前記第１及び第２出力軸２２（１），２２（２）と同軸上に位置され且つ前記入力ギヤ４１と共に前記第１及び第２出力軸２２（１），２２（２）の回転軸線回りに一体的に回転するデフケース４５を有している。

前記デフケース４５は、前記枢支軸４２、前記ベベルピニオン４３，４３及び前記第１及び第２サイドベベルギヤ４４（１），４４（２）を収容するように前記入力ギヤ４１の内方に配置された状態で該入力ギヤ４１に固定されつつ、前記第１及び第２出力軸２２（１），２２（２）の第２端部２２２（１），２２２（２）に相対回転自在に支持されている。

前記デフロック部材６１は、前記第１及び第２出力軸２２（１），２２（２）の一方（図示の形態においては前記第２出力軸２２（２））に相対回転不能且つ回転軸線方向移動可能に支持されている。

前記デフロック部材６１は、前記入力ギヤ４１との対向面に凹部又は凸部の一方とされた係合部６１ａを有している。また、前記入力ギヤ４１に固定された前記デフケース４５は、前記デフロック部材６１の係合部６１ａとの対向面に凹部又は凸部の他方とされた被係合部４５ａを有している。

そして、前記デフロック部材６１の係合部６１ａが、前記デフケース４５の被係合部４５ａに前記デフロック部材６１の前記回転軸線方向位置に応じて選択的に係脱するようになっている。これにより、前記デフロック部材６１は、前記回転軸線方向位置に応じて前記デフケース４５、即ち前記入力ギヤ４１に相対回転不能に連結され得るようになっている。

前記デフロック部材６１が図３に示されるように前記回転軸線方向に関し前記入力ギヤ４１と係合する位置であるデフロック位置に位置されると、前記デフロック部材６１が前記入力ギヤ４１と共に前記第１及び第２出力軸２２（１），２２（２）の回転軸線回りに回転するようになる。従って、入力される回転動力を前記第１及び第２駆動輪３（１），３（２）に強制的に同期伝達するデフロック状態が現出される。

一方、前記デフロック部材６１が前記回転軸線方向に関し前記入力ギヤ４１と係合しない位置であるデフ位置に位置されると、前記デフロック部材６１は前記入力ギヤ４１に対し相対回転自在となって、該入力ギヤ４１と共に前記第１及び第２出力軸２２（１），２２（２）の回転軸線回りに回転しなくなる。従って、入力される回転動力を前記第１及び第２駆動輪３（１），３（２）の走行負荷に応じて差動伝達するデフ状態が現出される。

好ましくは、前記デフロック部材６１は、電気信号によって作動制御されるアクチュエータ６５（図４参照）により作動されるように構成される。
本実施の形態においては、前記アクチュエータ６５は電動モータ等の電動アクチュエータとされており、前記デフロック部材６１に作動連結されている。ただし、前記アクチュエータ６５は、電気信号によって作動制御できるものであればよく、例えば電磁弁と油圧シリンダとを組み合わせて構成することも可能である。

なお、本実施の形態においては、前記デフロック部材６１は、詳細は後述するように前記旋回操作部材５の操作に応じて前記アクチュエータ６５により作動させられ、デフ位置又はデフロック位置へ移動するように構成されているが、本発明は斯かる形態に限定されるものではない。即ち、前記デフロック部材６１は、前記旋回操作部材５と機械的に作動連結されてもよいし、前記運転席１２の近傍に配設されたデフロック操作部材の操作に応じてデフ位置又はデフロック位置へ移動するように構成してもよい。

前記増速装置２４は、前記入力ギヤ４１の回転動力を前記第１及び第２出力軸２２（１），２２（２）に同期状態で増速伝達可能な第１及び第２増速伝動経路５０（１），５０（２）を有している。前記第１及び第２増速伝動経路５０（１），５０（２）にはそれぞれ第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）が介挿されている。

前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）は、本実施の形態においては周知の摩擦多板式クラッチとされている。ただし、前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）は、多板式クラッチに限定されるものではなく、ドッグクラッチ及びコーンクラッチなど種々のクラッチを用いることが可能である。

好ましくは、前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）は、前記旋回操作部材５に電気的に作動連結され、その係合状態が電気信号によって変化し得るように構成される。
本実施の形態においては、前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）はそれぞれ電磁クラッチとされている。ただし、前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）は、電気信号によって係合状態を変化させることができるものであればよく、例えば電磁弁と油圧クラッチとを組み合わせて構成することも可能である。

そして、前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）は、係合状態が完全に係合された完全係合状態と解除された解除状態の一方に、又は、完全係合状態と解除状態との間で複数段または無段階に変化し得るように構成されている。
本実施の形態においては、前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）は、係合状態が複数段、即ち４／４（完全係合状態）、３／４、２／４及び１／４のいずれかの強度をとり得るように構成されている。

なお、本実施の形態においては、前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）は、詳細は後述するように前記旋回操作部材５の操作に応じて電気的に作動制御するように構成されているが、本発明は斯かる形態に限定されるものではない。即ち、前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）は、前記旋回操作部材５と機械的に作動連結され、この旋回操作部材５の操作に応じて機械的に係合状態が変化するように構成され得る。

斯かるトランスアクスル６によれば、前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）を解除状態とし且つ前記デフロック部材６１をデフロック位置に位置させることによりデフロック状態を現出させ、前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）を解除状態とし且つ前記デフロック部材６１をデフ位置に位置させることによりデフ状態を現出させることができ、さらに、前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）の何れか一方を係合状態とし且つ前記デフロック部材６１をデフ位置に位置させることにより、係合されたクラッチ５１（１）（５１（２））の側の駆動輪３（１）（３（２））が増速伝動経路５０（１）（５０（２））の増速比に応じて増速駆動され、他方のクラッチ５１（２）（５１（１））の側の駆動輪３（２）（３（１））が入力される回転動力から前記増速された速度分だけ減速駆動される強制差動状態を現出させることができる。

ここで、入力される回転動力の回転数（入力ギヤ４１の回転数）をＮとした場合、前述の通り、従来の構成によれば、一対の第１及び第２駆動輪の回転数差は最大でもＮに過ぎない。これに対し、本実施の形態に係るトランスアクスル６によれば、前記強制差動状態において前記第１及び第２増速伝動経路５０（１），５０（２）の増速比を適宜設定することにより前記第１及び第２駆動輪３（１），３（２）の回転数差を前記Ｎよりも大きい値とし得るため、スピーディな旋回を行うことが可能となる。

次に、本実施の形態に係るトランスアクスル６について詳細に説明する。

本実施の形態において、前記増速装置２４は、前記入力ギヤ４１に噛合する駆動ギヤ５２と、前記駆動ギヤ５２に対して相対回転不能とされた増速駆動軸５３と、前記増速駆動軸５３に相対回転自在に支持された第１及び第２中間ギヤ５４（１），５４（２）と、前記第１中間ギヤ５４（１）に噛合され且つ前記第１出力軸２２（１）に相対回転不能とされた第１従動ギヤ５５（１）と、前記第２中間ギヤ５４（２）に噛合され且つ前記第２出力軸２２（２）に相対回転不能とされた第２従動ギヤ５５（２）と、前記増速駆動軸５３及び前記第１中間ギヤ５４（１）の間に介挿された前記第１クラッチ５１（１）と、前記増速駆動軸５３及び前記第２中間ギヤ５４（２）の間に介挿された前記第２クラッチ５１（２）とを有している。

前記駆動ギヤ５２、前記増速駆動軸５３、前記第１中間ギヤ５４（１）及び前記第１従動ギヤ５５（１）は、前記第１クラッチ５１（１）と共に前記第１増速伝動経路５０（１）を形成している。
前記駆動ギヤ５２、前記増速駆動軸５３、前記第２中間ギヤ５４（２）及び前記第２従動ギヤ５５（２）は、前記第２クラッチ５１（２）と共に前記第２増速伝動経路５０（２）を形成している。

前記入力ギヤ４１と前記駆動ギヤ５２のギヤ比、及び、前記第１中間ギヤ５４（１）と前記第１従動ギヤ５５（１）のギヤ比（前記第２中間ギヤ５４（２）と前記第２従動ギヤ５５（２）のギヤ比）の設定としては、前記入力ギヤ４１の回転速度に対して前記第１従動ギヤ５５（１）（前記第２従動ギヤ５５（２））が増速される限り種々の設定をとり得る。

本実施の形態において、前記第１及び第２増速伝動経路５０（１），５０（２）は、前記第１及び第２中間ギヤ５４（１），５４（２）とそれぞれに対応する前記第１及び第２従動ギヤ５５（１），５５（２）とが同径とされた状態で前記入力ギヤ４１に比べて前記駆動ギヤ５２が小径とされることにより、前記入力ギヤ４１の回転動力を前記第１及び第２出力軸２２（１），２２（２）に増速伝達可能に構成されている。

なお、前記第１及び第２増速伝動経路５０（１），５０（２）は、前記入力ギヤ４１と前記駆動ギヤ５２とを同径とした状態で前記第１及び第２中間ギヤ５４（１），５４（２）に比べてそれぞれ対応する前記第１及び第２従動ギヤ５５（１），５５（２）を小径とすることにより、前記入力ギヤ４１の回転動力を前記第１及び第２出力軸２２（１），２２（２）に増速伝達可能に構成され得る。

また、前記入力ギヤ４１の回転に対する前記第１及び第２出力軸２２（１），２２（２）の増速比率も種々設定可能である。
本実施の形態においては、前記第１及び第２増速伝動経路５０（１），５０（２）は、前記入力ギヤ４１の回転数を前述のようにＮとした場合に前記第１及び第２出力軸の回転数が２×Ｎとなるように構成されている。即ち、前記第１及び第２増速伝動経路５０（１），５０（２）の増速比が２倍に設定されている。ただし、前記増速比は２倍に限定されるものではなく、任意（例えば３倍）に設定され得る。

続いて、前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）及び前記デフロック部材６１を前記旋回操作部材５の操作に応じて作動させるための構成について説明する。
図４に、前記ホイール式作業車輌１の制御ブロック図を示す。

本実施の形態においては、前記ホイール式作業車輌１は、制御装置７０と、前記旋回操作部材５の操作状態を検出する旋回センサ７１と、モード切替部材７３とを備えている。

前記制御装置７０は、前記モード切替部材７３への人為操作に応じて、前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）を解除状態とし且つ前記デフロック部材６１をデフ位置に位置させるノーマルデフモードと、前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）を解除状態とし且つ前記デフロック部材６１をデフロック位置に位置させるデフロックモードと、強制デフモードとを選択的に現出させるように構成されている。

本実施の形態において、具体的には、前記制御装置７０は、前記旋回センサ７１等のセンサから入力される信号に基づいて演算処理を実行する制御演算手段を含む演算部（以下ＣＰＵという）と、制御プログラムや制御データ等を記憶するＲＯＭ、設定値等を電源を切っても失われない状態で保存し且つ前記設定値等が書き換え可能とされたＥＥＰＲＯＭ及び前記演算部による演算中に生成されるデータを一時的に保持するＲＡＭ等を含む記憶部とを備えている。

なお、前記旋回センサ７１として回転角センサが用いられる場合には、前記制御装置７０は、前記旋回操作部材５の直進操作位置を初期値として記憶し且つ前記初期値を基準にして前記旋回操作部材５が操作される毎に操作方向及び操作角を累積的に記憶することで、その時点での前記旋回操作部材５の操作位置（操作状態）を認識し得るようになっている。

前記モード切替部材７３は、デフモード位置、デフロックモード位置及び強制デフモード位置を選択的に取り得るように人為操作可能に構成されている。前記モード切替部材７３は、例えば、図１に示されるように前記運転席１２の近傍に配設されたレバーとされる。

本実施の形態においては、前記ホイール式作業車輌１は前記モード切替部材７３の操作位置を検出するモード切替位置検出センサ７５を備え、前記制御装置７０は前記モード切替位置検出センサ７５からのモード選択信号に基づき選択されたモードを現出させるように構成されている。

前記モード切替部材７３によりノーマルデフモードが選択された場合には、前記制御装置７０は、前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）を解除状態とし且つ前記デフロック部材６１がデフ位置に位置するように前記アクチュエータ６５を作動させる。これにより、デフ状態を現出させることができる。

前記モード切替部材７３によりデフロックモードが選択された場合には、前記制御装置７０は、前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）を解除状態とし且つ前記デフロック部材６１がデフロック位置に位置するように前記アクチュエータ６５を作動させる。これにより、デフロック状態を現出させることができる。

前記モード切替部材７３により強制デフモードが選択された場合には、前記制御装置７０は、前記デフロック部材６１がデフ位置に位置するように前記アクチュエータ６５を作動させつつ、前記旋回センサ７１からの信号に基づき、直進時には前記両クラッチ５１（１），５１（２）が解除状態となるように当該両クラッチ５１（１），５１（２）を作動させ、旋回時には旋回内側に位置する一方のクラッチ５１（１）（５１（２））が解除状態となり且つ旋回外側に位置する他方のクラッチ１（２）（５１（１））が係合状態となるように当該両クラッチ５１（１），５１（２）を作動させる。

これにより、強制デフモードの選択時に、係合された前記他方のクラッチ５１（２）（５１（１））の側の駆動輪３（１）（３（２））が増速伝動経路５０（１）（５１（２））の増速比に応じた分だけ増速駆動され、解除状態とされた前記一方のクラッチ５１（１）（５１（２））の側の駆動輪３（２）（３（１））が入力される回転動力から前記増速された速度分だけ減速駆動される強制差動状態を現出させることができる。

詳しくは、本実施の形態においては、前記旋回操作部材５の操作量に応じて前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）の係合状態の強度が複数段をとり得るように構成されており、前記旋回操作部材５が略最大旋回操作位置まで操作されている際には、係合状態の強度が完全係合状態となり、前記旋回操作部材５が直進操作位置及び略最大旋回操作位置の間で操作される際には、前記旋回操作部材５の操作角が略最大旋回操作位置の状態から小さくなるに従って係合状態の強度が段階的に小さくなる。

即ち、前記旋回操作部材５が直進操作位置から第１所定操作量未満の範囲内で操作されると、旋回内側に位置する前記一方のクラッチ５１（１）（５１（２））が解除状態とされつつ、係合状態の強度が例えば１／４となるように旋回外側に位置する前記他方のクラッチ５１（２）（５１（１））が係合される。

前記旋回操作部材５が前記第１所定操作量以上且つ第２所定操作量未満の範囲内で操作されると、前記一方のクラッチ５１（１）（５１（２））が解除状態とされたままで、係合状態の強度が例えば２／４となるように前記他方のクラッチ５１（２）（５１（１））が作動する。こうして、係合状態の強度が１／４から２／４へ強められる。

前記旋回操作部材５が前記第２所定操作量以上且つ第３所定操作量未満の範囲内で操作されると、前記一方のクラッチ５１（１）（５１（２））が解除状態とされたままで、係合状態の強度が例えば３／４となるように前記他方のクラッチ５１（２）（５１（１））が作動する。こうして、係合状態の強度が２／４から３／４へさらに強められる。

前記旋回操作部材５が前記第３所定操作量以上且つ最大操作量以内の範囲内で（略最大旋回操作位置まで）操作されると、前記一方のクラッチ５１（１）（５１（２））が解除状態とされたままで、係合状態の強度が４／４（完全係合状態）となるように前記他方のクラッチ５１（２）（５１（１））が作動する。こうして、係合状態の強度が最大まで強められる。

その結果、前述の通り、本実施の形態においては前記第１及び第２増速伝動経路５０（１），５０（２）の増速比が２倍に設定されていることから、前記旋回操作部材５が直進操作位置から前記第１所定操作量未満の範囲内で操作される場合には、前記入力ギヤ４１の回転数Ｎに対して旋回外側に位置する前記他方の出力軸２２（２）（２２（１））の駆動回転数が５Ｎ／４に増加し且つこれに応じて旋回内側に位置する前記一方の出力軸２２（１）（２２（２））の駆動回転数が３Ｎ／４に減少する。

前記旋回操作部材５が前記第１所定操作量以上且つ前記第２所定操作量未満の範囲内で操作される場合には、前記入力ギヤ４１の回転数Ｎに対して前記他方の出力軸２２（２）（２２（１））の駆動回転数が６Ｎ／４に増加し且つこれに応じて前記一方の出力軸２２（１）（２２（２））の駆動回転数が２Ｎ／４に減少する。

前記旋回操作部材５が前記第２所定操作量以上且つ前記第３所定操作量未満の範囲内で操作される場合には、前記入力ギヤ４１の回転数Ｎに対して前記他方の出力軸２２（２）（２２（１））の駆動回転数が７Ｎ／４に増加し且つこれに応じて前記一方の出力軸２２（１）（２２（２））の駆動回転数がＮ／４に減少する。

前記旋回操作部材５が前記第３所定操作量以上且つ最大操作量以内の範囲内で操作される場合には、前記入力ギヤ４１の回転数Ｎに対して前記他方の出力軸２２（２）（２２（１））の駆動回転数が２Ｎに増加し且つ前記一方の出力軸２２（１）（２２（２））の駆動回転数がゼロとなる。

なお、本実施の形態においては、前記制御装置７０は、旋回時には、前記旋回操作部材５の操作量が大きくなるに従って係合したクラッチ５１（２）（５１（１））の係合状態の強度を段階的に強めるように構成されているが、本発明は斯かる形態に限定されるものではない。即ち、前記制御装置７０は、前記旋回操作部材５の操作量が大きくなるに従って係合されたクラッチ５１（２）（５１（１））の係合状態が無段階で強くなるように構成され得る。

なお、本実施の形態に係る前記トランスアクスル６は、車輌前後方向に関し一方側に操舵不能なメイン駆動輪である前記第１及び第２駆動輪３（１），３（２）を有し、車輌前後方向に関し他方側に操舵輪としての前記サブ駆動輪１５（１），１５（２）を有する前記ホイール式作業車輌１に適用されているが、本発明は斯かる構成に限定されるものではない。即ち、車輌前後方向に関し一方側に操舵不能な左右一対の駆動輪を有し、車輌前後方向に関し他方側に非駆動輪で且つ垂直軸回りに回転自在な車輪（キャスタ輪）を有する作業車輌に適用することも可能である。この場合には、前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）の係合状態の強度変化によって旋回半径が決定される。

ここで、前記トランスアクスル６における前記増速装置２４の組付構造について説明する。

本実施の形態において、前記トランスアクスル６のアクスルケース２５は、前述の通り前記第１及び第２出力軸２２（１），２２（２）を支持し且つ前記差動装置２３を収容している。このアクスルケース２５には、前記入力ギヤ４１、前記第１従動ギヤ５５（１）及び前記第２従動ギヤ５５（２）への外部からのアクセスを可能とする開口２５１が形成されている。好ましくは、前記開口２５１は、車輌前後方向を向くように配置される。

一方、前記駆動ギヤ５２、前記増速駆動軸５３、前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）並びに前記第１及び第２中間ギヤ５４（１），５４（２）はアッセンブリ化されたユニット８０を形成している。

前記ユニット８０は、前記開口２５１を介して、前記駆動ギヤ５２、前記第１中間ギヤ及び前記第２中間ギヤ５４（１），５４（２）がそれぞれ前記入力ギヤ４１、前記第１従動ギヤ５５（１）及び前記第２従動ギヤ５５（２）に噛合するように前記アクスルケース２５に着脱可能に連結されている。

斯かる構成によれば、前記トランスアクスル６における前記増速装置２４の組付時に、前記ユニット８０を前記アクスルケース２５に簡単に組み付けることができる。
また、前記ユニット８０の着脱によって容易にトランスアクスルの仕様変更（即ち、前記増速装置２４の機能を省く変更）にも対応できる。前記ユニット８０が前記アクスルケース２５から取り外された状態では、該ユニット８０に代えて、前記開口２５１を覆うように蓋部材が前記アクスルケース２５に着脱可能に連結される。

より詳しくは、本実施の形態においては、前記増速装置２４は、前記駆動ギヤ５２、前記増速駆動軸５３、前記第１及び第２クラッチ５１（１），５１（２）並びに前記第１及び第２中間ギヤ５４（１），５４（２）を覆う増速ケース５７を有している。
前記増速ケース５７は、前記ユニット８０に含まれ、前記駆動ギヤ５２、前記第１及び第２中間ギヤ５４（１），５４（２）が外部に臨む開口５７１を有している。

そして、前記ユニット８０が、前記増速ケース５７の開口５７１が前記アクスルケース２５の開口２５１に重なり、且つ、前記駆動ギヤ５２、前記第１中間ギヤ５４（１）及び前記第２中間ギヤ５４（２）がそれぞれ前記入力ギヤ４１、前記第１従動ギヤ５５（１）及び前記第２従動ギヤ５５（２）に噛合するように、ボルト等の締結部材によって前記アクスルケース２５に着脱可能に連結されている。

１ホイール式作業車輌
２駆動源
３（１）第１駆動輪
３（２）第２駆動輪
５旋回操作部材
６トランスアクスル
２２（１）第１出力軸
２２（２）第２出力軸
２３差動装置
２４増速装置
２５アクスルケース
４１入力ギヤ
４３ベベルピニオン
４４（１）第１サイドベベルギヤ
４４（２）第２サイドベベルギヤ
５０（１）第１増速伝動経路
５０（２）第２増速伝動経路
５１（１）第１多板式クラッチ
５１（２）第２多板式クラッチ
５２駆動ギヤ
５３増速駆動軸
５４（１）第１中間ギヤ
５４（２）第２中間ギヤ
５５（１）第１従動ギヤ
５５（２）第２従動ギヤ
６１デフロック部材
６５アクチュエータ
７０制御装置
７１旋回センサ
７３モード切替部材
８０ユニット
２５１開口

Claims

駆動源から作動的に伝達される回転動力を左右一対の第１及び第２駆動輪に伝達するトランスアクスルであって、
前記第１及び第２駆動輪にそれぞれ作動連結された状態で同軸上に配設された第１及び第２出力軸と、前記駆動源から作動的に入力される回転動力を前記第１及び第２出力軸へ差動伝達可能な差動装置と、前記駆動源から作動的に入力される回転動力を前記第１及び第２出力軸に増速伝達可能な増速装置とを備え、
前記差動装置は、回転軸線が前記第１及び第２出力軸と同軸上に位置され且つ前記駆動源から作動的に回転動力を入力する入力ギヤと、前記入力ギヤの回転に伴って公転し且つ前記回転軸線を基準にして径方向に延びる枢支軸線回り自転可能とされたベベルピニオンと、前記ベベルピニオンに噛合された状態で前記第１及び第２出力軸にそれぞれ相対回転不能に支持された第１及び第２サイドベベルギヤと、前記第１及び第２サイドベベルギヤの少なくとも一方を前記入力ギヤに対して前記回転軸線回り相対回転不能とするデフロック位置及び前記サイドベベルギヤを前記入力ギヤに対して前記回転軸線回り相対回転自在とするデフ位置をとり得るデフロック部材とを含み、
前記増速装置は、前記入力ギヤの回転動力を前記第１及び第２出力軸に同期状態で増速伝達可能な第１及び第２増速伝動経路を有し、前記第１及び第２増速伝動経路にはそれぞれ第１及び第２クラッチが介挿されていることを特徴とするトランスアクスル。
前記第１及び第２クラッチは多板式クラッチとされていることを特徴とする請求項１に記載のトランスアクスル。
前記第１及び第２出力軸を支持し且つ前記差動装置を収容するアクスルケースを備え、
前記増速装置は、前記入力ギヤに噛合する駆動ギヤと、前記駆動ギヤに対して相対回転不能とされた増速駆動軸と、前記増速駆動軸に相対回転自在に支持された第１及び第２中間ギヤと、前記第１中間ギヤに噛合され且つ前記第１出力軸に相対回転不能とされた第１従動ギヤと、前記第２中間ギヤに噛合され且つ前記第２出力軸に相対回転不能とされた第２従動ギヤと、前記増速駆動軸及び前記第１中間ギヤの間に介挿された前記第１クラッチと、前記増速駆動軸及び前記第２中間ギヤの間に介挿された前記第２クラッチとを含み、
前記アクスルケースは、前記入力ギヤ、前記第１従動ギヤ及び前記第２従動ギヤへの外部からのアクセスを可能とする開口を有し、
前記駆動ギヤ、前記増速駆動軸、前記第１及び第２クラッチ並びに前記第１及び第２中間ギヤがユニットを形成しており、
前記ユニットは、前記開口を介して、前記駆動ギヤ、前記第１中間ギヤ及び前記第２中間ギヤがそれぞれ前記入力ギヤ、前記第１従動ギヤ及び前記第２従動ギヤに噛合するように前記アクスルケースに着脱可能に連結されることを特徴とする請求項１又は２に記載のトランスアクスル。
駆動源と、左右一対の第１及び第２駆動輪と、旋回操作部材と、前記駆動源から作動的に入力される回転動力を前記第１及び第２駆動輪へ向けて伝達するトランスアクスルと、制御装置と、モード切替部材とを備えたホイール式作業車輌であって、
前記トランスアクスルは、前記第１及び第２駆動輪にそれぞれ作動連結された状態で同軸上に配設された第１及び第２出力軸と、前記駆動源から作動的に入力される回転動力を前記第１及び第２出力軸へ差動伝達可能な差動装置と、前記駆動源から作動的に入力される回転動力を前記第１及び第２出力軸に増速伝達可能な増速装置とを備え、
前記差動装置は、回転軸線が前記第１及び第２出力軸と同軸上に位置され且つ前記駆動源から作動的に回転動力を入力する入力ギヤと、前記入力ギヤの回転に伴って公転し且つ前記回転軸線を基準にして径方向に延びる枢支軸線回り自転可能とされたベベルピニオンと、前記ベベルピニオンに噛合された状態で前記第１及び第２出力軸にそれぞれ相対回転不能に支持された第１及び第２サイドベベルギヤと、前記第１及び第２サイドベベルギヤの少なくとも一方を前記入力ギヤに対して前記回転軸線回り相対回転不能とするデフロック位置及び前記少なくとも一方のサイドベベルギヤを前記入力ギヤに対して前記回転軸線回り相対回転自在とするデフ位置をとり得るデフロック部材とを含み、
前記増速装置は、前記入力ギヤの回転動力を前記第１及び第２出力軸に同期状態で増速伝達可能な第１及び第２増速伝動経路を有し、前記第１及び第２増速伝動経路にはそれぞれ第１及び第２クラッチが介挿されており、
前記デフロック部材は電気信号によって作動制御されるアクチュエータによって作動され、
前記第１及び第２クラッチは電気信号によって係合状態が変化するものとされ、
前記制御装置は、前記モード切替部材への人為操作に応じて、前記第１及び第２クラッチを解除状態とし且つ前記デフロック部材をデフ位置に位置させるノーマルデフモードと、前記第１及び第２クラッチを解除状態とし且つ前記デフロック部材をデフロック位置に位置させるデフロックモードと、強制デフモードとを選択的に現出させ、
前記強制デフモードにおいては、前記制御装置は、前記デフロック部材をデフ位置に位置させつつ、前記旋回操作部材の操作状態を検出する旋回センサからの信号に基づき、直進時には前記両クラッチを解除状態とし、旋回時には旋回内側に位置する一方のクラッチを解除状態とし且つ旋回外側に位置する他方のクラッチを前記旋回操作部材の操作量に応じた強度の係合状態とすることを特徴とするホイール式作業車輌。
前記第１及び第２増速伝動経路は、前記入力ギヤの回転数をＮとした場合に前記第１及び第２出力軸の回転数が２×Ｎとなるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載のホイール式作業車輌。