特開 2024-90686 走行車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024090686

(43)【公開日】2024-07-04

(54)【発明の名称】走行車両

(51)【国際特許分類】

   B60K 17/356 20060101AFI20240627BHJP

   B62D 11/04 20060101ALI20240627BHJP

   B60K 23/08 20060101ALI20240627BHJP

   B60K 17/04 20060101ALI20240627BHJP

   B60W 10/02 20060101ALI20240627BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20240627BHJP

   B60W 10/20 20060101ALI20240627BHJP

   B60W 10/04 20060101ALI20240627BHJP

   A01B 51/02 20060101ALI20240627BHJP

【ＦＩ】

B60K17/356 B

B62D11/04 D

B60K23/08 B

B60K17/04 G

B60W10/02

B60W10/08

B60W10/20

B60W10/00 102

B60W10/00 134

A01B51/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022206734

(22)【出願日】2022-12-23

(71)【出願人】

【識別番号】000125853

【氏名又は名称】株式会社 神崎高級工機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100134751

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 隆一

(72)【発明者】

【氏名】岩木 浩二

(72)【発明者】

【氏名】本岡 亮

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 輝延

【テーマコード（参考）】

2B041

3D036

3D039

3D043

3D052

3D241

【Ｆターム（参考）】

2B041AA02

2B041AA06

2B041AA13

2B041AA20

2B041AB05

2B041HA02

2B041HA28

3D036GA14

3D036GB05

3D036GB09

3D036GD01

3D036GJ13

3D036GJ17

3D036GJ20

3D039AA03

3D039AA15

3D039AA18

3D039AB12

3D039AB21

3D039AB27

3D043AA06

3D043AB07

3D043AB12

3D043EA02

3D043EA05

3D043EA17

3D043EA42

3D043EB02

3D043EB12

3D052AA03

3D052BB08

3D052DD03

3D052EE02

3D052FF03

3D052GG03

3D052HH03

3D241AA03

3D241AA09

3D241AE02

3D241AE14

3D241CA06

3D241CC03

3D241CC15

3D241CC17

(57)【要約】

【課題】ハイブリッド式の走行車両１において、電動モータ５１のダウンサイジングを簡単に行え、製造コストを抑制して、走行車両１への搭載性を向上させる。
【解決手段】本発明の走行車両１は、走行機体２に内燃機関５、主駆動輪４、副駆動輪３を支持し、内燃機関５が走行伝動機構１０を介して主駆動輪４を駆動するように構成される。副駆動輪３を支持する車軸ケース２０の内部に、電動モータ５１と、遊星ギヤ機構５２とを備える。遊星ギヤ機構５２の３要素のうち第１要素は、電動モータ５１に連動連結され、第２要素は副駆動輪３に連動連結され、第３要素は、走行伝動機構１０の出力側に連動連結される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行機体に内燃機関、主駆動輪、副駆動輪を支持し、前記内燃機関が走行伝動機構を介して主駆動輪を駆動するように構成されている走行車両であって、
副駆動輪を支持する車軸ケースの内部に、電動モータと、遊星ギヤ機構とを備えており、
前記遊星ギヤ機構の３要素のうち第１要素は、前記電動モータに連動連結されており、第２要素は前記副駆動輪に連動連結されており、第３要素は、前記走行伝動機構の出力側に連動連結されている、
走行車両。

【請求項2】

前記走行機体に、前記車軸ケースを、車両幅方向中間部に配置したセンターピンを中心に揺動自在に支持して、前記副駆動輪を上下可能に取り付けており、
前記車軸ケースの内部には、前記電動モータの対が、前記センターピンを挟んだ左右両側に振り分けて収容されている、
請求項１に記載した走行車両。

【請求項3】

前記センターピンの内部には、前記車軸ケースの内外に通じる貫通穴が形成されており、前記各電動モータに対する配線ケーブルを、前記貫通穴を介して前記車軸ケース外に引き出している、
請求項２に記載した走行車両。

【請求項4】

前記車軸ケースには油が貯留されると共に、前記走行機体に搭載したオイルクーラに対し、前記センターピンの前記貫通穴を介して前記貯留油が流通自在に接続されている、
請求項３に記載した走行車両。

【請求項5】

前記走行伝動機構の出力側には、前記副駆動輪に対する動力取出部を備え、前記動力取出部には、前記主・副駆動輪の駆動形式を「副駆動輪のみ駆動」と「全輪駆動」と」主駆動輪のみ駆動」とに切り換える切換機構が含まれており、
前記切換機構が「副駆動輪のみ駆動」に切り換わると、前記走行伝動機構から前記遊星ギヤ機構の前記第３要素への動力伝達が制動状態で遮断され、前記電動モータの駆動によって前記副駆動輪が回転駆動するように構成されている、
請求項１に記載した走行車両。

【請求項6】

前記副駆動輪の一対はオペレータの操作によって操舵自在に構成されるとともに、前記電動モータの制御装置はその操舵信号に基づき前記副駆動輪を差動的に駆動させる、
請求項２に記載した走行車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、農作業用のトラクタや土木作業用のホイルローダといった走行車両に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、走行車両の一例である農作業用のトラクタにおいて、エンジンの動力と電動モータの動力とを併用して駆動の効率化を図った、いわゆるハイブリッド式のものが知られている（例えば特許文献１および２参照）。特許文献１のトラクタでは、電動モータの回転動力で左右後輪や前後四輪を駆動させる構成が採用されている。電動モータのトルク不足の場合は、エンジンの回転動力が補填される。特許文献２のトラクタでは、四輪駆動形式の際に、電動モータの回転動力で左右前輪を駆動させる構成が採用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－９６０７号公報

【特許文献2】特開２００４－３５０４７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、従来の構成では、電動モータ単独で左右前輪、左右後輪または前後四輪を駆動させる場合があるから、各種作業や走行の際に十分な出力を有する大型の電動モータが必要になる。このため、電動モータのダウンサイジングが難しく、製造コストが嵩むし、走行車両への搭載性が悪いという問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、上記のような現状を検討して改善を施した走行車両を提供することを技術的課題としている。

【0006】

本発明は、走行機体に内燃機関、主駆動輪、副駆動輪を支持し、前記内燃機関が走行伝動機構を介して主駆動輪を駆動するように構成されている走行車両であって、副駆動輪を支持する車軸ケースの内部に、電動モータと、遊星ギヤ機構とを備えており、前記遊星ギヤ機構の３要素のうち第１要素は、前記電動モータに連動連結されており、第２要素は前記副駆動輪に連動連結されており、第３要素は、前記走行伝動機構の出力側に連動連結されているというものである。

【0007】

本発明の走行車両において、前記走行機体に、前記車軸ケースを、車両幅方向中間部に配置したセンターピンを中心に揺動自在に支持して、前記副駆動輪を上下可能に取り付けており、前記車軸ケースの内部には、前記電動モータの対が、前記センターピンを挟んだ左右両側に振り分けて収容されていてもよい。

【0008】

本発明の走行車両において、前記センターピンの内部には、前記車軸ケースの内外に通じる貫通穴が形成されており、前記各電動モータに対する配線ケーブルを、前記貫通穴を介して前記車軸ケース外に引き出しているようにしてもよい。

【0009】

本発明の走行車両において、前記車軸ケースには油が貯留されると共に、前記走行機体に搭載したオイルクーラに対し、前記センターピンの前記貫通穴を介して前記貯留油が流通自在に接続されているようにしてもよい。

【0010】

本発明の走行車両において、前記走行伝動機構の出力側には、前記副駆動輪に対する動力取出部を備え、前記動力取出部には、前記主・副駆動輪の駆動形式を「副駆動輪のみ駆動」と「全輪駆動」と」主駆動輪のみ駆動」とに切り換える切換機構が含まれており、
前記切換機構が「副駆動輪のみ駆動」に切り換わると、前記走行伝動機構から前記遊星ギヤ機構の前記第３要素への動力伝達が制動状態で遮断され、前記電動モータの駆動によって前記副駆動輪が回転駆動するように構成されていてもよい。

【0011】

本発明の走行車両において、前記副駆動輪の一対はオペレータの操作によって操舵自在に構成されるとともに、前記電動モータの制御装置はその操舵信号に基づき前記副駆動輪を差動的に駆動させるようにしてもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によると、副駆動輪の対を回転駆動させるにあたり、内燃機関の動力の一部を充てて電動モータとで駆動負担を分担できるため、電動モータをダウンサイジングして小型軽量化を図れる。更にそれぞれの電動モータは副駆動輪の対を各別に駆動できるだけの容量でよい。したがって車軸ケースの内部に無理なく収容できるようになり電動モータを泥水等から保護してその耐久性も向上できる。また、これに伴い、内燃機関のダウンサイジングも実現でき、環境に配慮した走行車両の提供が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態における走行車両の一例である農作業用トラクタの概略側面図である。

【図2】トラクタの動力伝達系統を示すスケルトン図である。

【図3】前車軸ケース内の動力伝達系統を示すスケルトン図である。

【図4】前車軸ケースおよび前輪周辺の構造を示す断面展開図である。

【図5】前車軸ケースの拡大平面断面図である。

【図6】前車軸ケースの拡大側面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に、本発明を具体化した実施形態を図面（図１～図６）に基づき説明する。実施形態は、走行車両としてのトラクタ１に本発明を適用したものである。以下の説明では、方向を特定するために「前後」「左右」等の文言を使用するが、トラクタ１の進行方向を前後として、方向を特定する基準にしている。もちろん、これらの文言は、説明の便宜上用いたものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0015】

まず始めに、図１～図３を参照しながら、トラクタ１の概要を説明する。実施形態のトラクタ１は、左右一対の副駆動輪３と左右一対の主駆動輪４とで支持された走行機体２を備えている。主駆動輪とは、車両重量配分の大きい側を支える操舵不能な車輪であり、本実施例では後輪４を指す。同様に、副駆動輪とは、車両重量配分の小さい側を支える操舵可能な車輪であり、本実施例では前輪３を指す。走行機体２の前部側には、内燃機関５と、操向ハンドル７を有する操縦コラム６とが設けられている。内燃機関５はボンネット８で覆われている。内燃機関５の能力は、前記重量配分の大きい側の後輪４を回転させる程度を有し、後述する電動モータ５１の能力は前記重量配分の小さい側の前輪３を回転させる程度を有する。

【0016】

操向ハンドル７の後方には、オペレータが着座する操縦座席９が配置されている。操縦座席９に座ったオペレータが操向ハンドル７を回動操作することにより、回動操作量に応じて左右両前輪３のかじ取り角（操向角度）を変更するように構成されている。走行機体２の後部には、内燃機関５の動力を適宜変速して前後輪３、４を駆動する走行伝動機構１０および作業機を駆動する作業伝動機構１２を内蔵したミッションケース１１が搭載されている。ミッションケース１１の後部上面には、スクレーパやレーキ、耕耘機といった作業機（図示省略）を昇降動させる油圧式昇降機構１３が配置されている。牽引作業機は、リンク機構を介してミッションケース１１の後部に連結される。

【0017】

操縦コラム６の側方には、走行機体２の進行方向を前進と後進とに切換操作する前後進切換レバー１４や、内燃機関５から走行伝動機構１０への出力を継断操作するクラッチペダル１５が配置されている。操縦コラム６の側方には、左右両後輪４を各別に制動操作するブレーキペダルの対（図示省略）や、内燃機関回転数を設定するアクセルペダル（図示省略）等も配置されている。操縦座席９の周囲には、前後四輪３，４の駆動形式を切換操作する四輪駆動切換レバー１６や、後述するＰＴＯ軸３２の出力を複数段および中立に切換操作するＰＴＯ変速レバー１７が配置されている。四輪駆動切換レバー１６の前方には、左右両後輪４を制動状態に維持操作する駐車ブレーキレバー１８が配置されている。図示は省略するが、操縦座席９の周囲には、走行伝動機構１０において走行機体２の停止およびその車速を無段階に変更操作する主変速ペダル、走行伝動機構１０の出力および回転数を作業状態に応じて所定範囲に設定保持する副変速レバー、走行機体２の後方に連結される作業機の高さ位置を手動にて変更調節する作業機調節レバー等も配置されている。

【0018】

図１に示すように、走行機体２は、前バンパ２１を有する前部フレーム１９に、後部フレームとして機能する前述したミッションケース１１を連結して構成される。前部フレーム１９の後端側は内燃機関５の左右外側面に連結されている。内燃機関５の前面側には、冷却ファン２２が回転可能に設けられている。図示は省略するが、内燃機関５には、冷却水ポンプも装備されている。内燃機関５の側方には、内燃機関５の動力で発電するオルタネータ２３（発電機）が設けられている。内燃機関５が稼働するとエンジン出力軸２４（クランク軸、図２参照）の前端側から伝動ベルト２５を介して、冷却ファン２２および冷却水ポンプに回転動力が伝達されるとともに、オルタネータ２３に回転動力が伝達される。

【0019】

前部フレーム１９の前部には、内燃機関５水冷用のラジエータ２６が内燃機関５の前面側に位置するように立設されている。冷却水ポンプの駆動によって、ラジエータ２６内の冷却水は、内燃機関５に供給されて内燃機関５を冷却する。前部フレーム１９の前部には、油冷却用のオイルクーラ２７と電力供給用のバッテリ２８とが、ラジエータ２６の前面側に位置するようにするように設けられている。ボンネット８外から導入される冷却風は、冷却ファン２２の回転によって、オイルクーラ２７およびラジエータ２６に吹き当たってから、内燃機関５に向けて流れる。ラジエータ２６，オイルクーラ２７およびバッテリ２８は、内燃機関５とともに、ボンネット８で覆われている。

【0020】

内燃機関５の後面側には、フライホイル２９（図２参照）を収容するフライホイルハウジング３０が取り付けられている。フライホイルハウジング３０の後面側には、ミッションケース１１の前面側が連結されている。ミッションケース１１の後部には、後車軸ケース３１が左右外向きに突出するように装着されている。左右の後輪４は、後車軸ケース３１の左右先端側に回転可能に配置されている。ミッションケース１１の後面には、作業機にＰＴＯ駆動力を伝達するＰＴＯ軸３２が後ろ向きに突設されている。

【0021】

次に、主に図２を参照しながら、トラクタ１の動力伝達系統を説明する。実施形態のトラクタ１は、内燃機関５の動力をミッションケース１１内の走行伝動機構１０と作業伝動機構１２に伝達して、前輪３、後輪４およびＰＴＯ軸３２を駆動するように構成されている。内燃機関５の後面に後ろ向き突設されたエンジン出力軸２４には、フライホイル２９が直結されている。フライホイル２９とミッション入力軸３３とが、動力継断用の主クラッチ（図示省略）を介して連結されている。ミッション入力軸３３は機体前後方向に沿い、ミッションケース１１に回転可能に軸支されている。ミッション入力軸３３は、作業伝動機構１２に直結すると共に伝動ギヤ３４から変速入力ギヤ３５に分岐して、走行伝動機構１０の変速入力軸３６に固着されている。

【0022】

走行伝動機構１０には無段または有段の変速装置(図示せず)を含み、前記変速装置を経由して後ろ向きに突出した変速出力軸３７には、ピニオン３８が固着されている。走行伝動機構１０の後方には、左右の後輪４に回転動力を伝達する終減速機構３９が配置されている。終減速機構３９は、変速出力軸３７のピニオン３８に噛み合うデフ入力ギヤ４０と、該デフ入力ギヤ４０に固着された差動ギヤケース４１と、左右方向に延びる一対の後輪用差動出力軸４２とを備えている。左右の後輪用差動出力軸４２は、ファイナルギヤ４３等を介して、後車軸４４に連結されている。後車軸４４の先端部に、後輪４が取り付けられている。左右の後輪用差動出力軸４２には、ブレーキ機構４５が設けられている。ブレーキ機構４５は、駐車ブレーキレバー１８（図１参照）やブレーキペダルの対の同時操作によって、左右両後輪４にブレーキを掛けるものである。なお、旋回時に、旋回内側のブレーキペダルだけを操作して、その踏み力に応じた制動力を旋回内側の後輪に付与すればさらに旋回半径を小さくして旋回することができる。

【0023】

ミッションケース１１内には、走行伝動機構１０の出力側から前向きに突出して変速入力軸３６と平行状に延びる前輪出力軸４６も回転可能に軸支されている。前輪出力軸４６には、前後四輪３，４の駆動形式を「前輪のみ駆動（ＦＷＤ）」と「全(四)輪駆動（４ＷＤ）」と「後輪のみ駆動（ＲＷＤ）」とに切り換える切換機構４７を介して、前輪出力軸４６と同軸状に延びる前輪推進軸４８が連結されている。前述した四輪駆動切換レバー１６はオペレータによって操作され、図示した「四輪駆動（４ＷＤ）位置」、「前輪駆動（ＦＷＤ）位置」、「後輪駆動（ＲＷＤ）位置」のいずれかに選択されることで切換機構４７が、それらの駆動状態を現出させるように作動する。

【0024】

実施形態の切換機構４７は、前輪推進軸４８ひいては左右の前輪３に対して、内燃機関５から走行伝動機構１０を経由した回転動力の伝達を選択的に継断するクラッチ式のものである。実施形態の切換機構４７は、前輪出力軸４６および前輪推進軸４８に対して相対回転不能で且つ軸方向にスライド可能に被嵌されたクラッチシフタ４７ａを有している。クラッチシフタ４７ａは、クラッチアクチュエータ４７ｂの駆動によって所定の３位置にスライドし、前輪推進軸４８を、前輪出力軸４６に係合する(四輪駆動位置)か、前輪出力軸４６との係合を解除するとともに前輪推進軸４８を回転不能に固定する(前輪駆動位置)か、前輪出力軸４６との係合を解除するとともに前輪推進軸４８をフリー回転自在とする(後輪駆動位置)か、を選択するように構成されている。クラッチアクチュエータ４７ｂは、プッシュプル型でクラッチシフタ４７ａに、上記３位置を選択させるように駆動することが可能である。実施形態では、四輪駆動切換レバー１６の切換操作に応じて、クラッチアクチュエータ４７ｂがクラッチシフタ４７ａを切換作動させる。なお、クラッチアクチュエータ４７ｂは、電気を駆動源とするものであるのが好ましいが、必ずしも電気に限定しなくてもよい。例えばリニアソレノイドを用いたり、または電動ポンプに油圧ピストンや空圧ピストンを組み合わせたりしたものであってもよい。

【0025】

図２に示すように、切換機構４７の実施形態では、クラッチシフタ４７ａの前端側にシフタ爪部４７ｃが設けられている。フライホイルハウジング３０の前部内面側には、ハウジング爪部３０ａがシフタ爪部４７ｃに対峙するように固着されている。四輪駆動切換レバー１６を前輪駆動位置に切換操作して、クラッチアクチュエータ４７ｂでクラッチシフタ４７ａを前輪駆動位置に切換作動させると、クラッチシフタ４７ａが前輪出力軸４６から切り離され、シフタ爪部４７ｃがハウジング爪部３０ａに係合する。その結果、前輪推進軸４８が回転不能に保持される。四輪駆動切換レバー１６を四輪駆動位置に切換操作して、クラッチアクチュエータ４７ｂでクラッチシフタ４７ａを四輪駆動位置に切換作動させると、シフタ爪部４７ｃとハウジング爪部３０ａとの係合が解除され、前輪出力軸４６と前輪推進軸４８とがクラッチシフタ４７ａで一体回転可能に連結される。その結果、前輪推進軸４８に前輪出力軸４６の回転動力が伝達される。四輪駆動切換レバー１６を後輪駆動位置に切換操作して、クラッチアクチュエータ４７ｂでクラッチシフタ４７ａを後輪駆動位置に切換作動させると、クラッチシフタ４７ａが前輪推進軸４８から切り離され、前輪推進軸４８がフリー回転可能になる。

【0026】

前輪推進軸４８の前端側は、走行機体２の前部下面側に配置された前車軸ケース２０の左右中間の入力軸４９に連結されている。図４及び図５に示すように、前記入力軸４９は、前車軸ケース２０の後面開口を閉鎖するカバー２００の外側面に設けた筒部２００ａにおいて、その軸方向を機体前後方向に沿わせて回転自在に軸受支持される。

【0027】

前記車軸ケース２０内において、後述するように、区画したモータ収容室９４ａ以外の空間はギヤ収容室９４ｂとしている。即ち、前記カバー２００の裏側には、前記入力軸４９からベベルギヤ機構４９ａを介して動力伝達されるカウンタ軸５０を、左右方向に沿わせるように回転自在に軸受支持させてあり、前記前車軸ケース２０の後面開口から挿入させて前車軸ケース２０内に位置させてある。カウンタ軸５０の左右両端部には、後述する遊星ギヤ機構５２の各リングギヤ５７・５７に動力伝達するための動力分配ギヤ５３・５３が固着されている。

【0028】

前記前車軸ケース２０内の前中央部に区画形成したモータ収容室９４ａには、左右両前輪３を各別に駆動させる左右一対の電動モータ５１を収容し、モータ収容室９４ａの左右外側で前車軸ケース２０内には、前記電動モータ５１を、対応する左右の前輪用差動出力軸５９に駆動的に連結するための遊星ギヤ機構５２が収容される。前記前車軸ケース２０の両外端には、その内部に前記前輪用差動出力軸５９を回転自在に支持したアクスルケース２０１が固定される。

【0029】

左右の電動モータ５１は、前輪推進軸４８の仮想延長線Ａ(車両幅方向の中央位置)に対して左右両側に振り分けるよう前車軸ケース２０の中央部に横並び状上に区画した２つのスペースに各々収納されている。左右の電動モータ５１から左右外向きに突出したモータ軸５４は、互いに同一軸線上（後述する左右の前輪用差動出力軸５９の軸線上）に位置している。各モータ軸５４・５４の左右外側に、それぞれ対応する遊星ギヤ機構５２が配置されている。従って、左右の電動モータ５１および遊星ギヤ機構５２の組合せは、前輪推進軸４８の仮想延長線Ａ(車両幅方向の中央位置)を挟んだ左右両側に振り分けて配置されている。換言すると、左右の電動モータ５１および遊星ギヤ機構５２の組合せは、前輪推進軸４８の仮想延長線Ａ上である前車軸ケース２０の左右中間部を基準にして左右対称状に配置されている。

【0030】

前車軸ケース２０内の左右中間部の前部側に形成した仕切壁２０ａより、内側が円筒面をした周壁２０ｂを左右外方向に延伸させることによって左右両モータ収容室９４ａは、仕切壁２０ａを基準にして左右対称状に設けられている。電動モータ５１は油によって発熱箇所の冷却を行う形式とされ、前車軸ケース２０のギヤ収容室９４ｂ内に溜められた潤滑油をモータ収容室９４ａ内に導入させて冷却用に用いることができるように構成している。即ち、左右のモータ収容室９４ａは両方とも、仕切壁２０ａの貫通穴を経由して前車軸ケース２０の左右中間部の前面に形成された共通開口８６に連通している。左右円筒周壁２０ｂの中央部には、両方のモータ収容室９４ａに連通する後部連通口９５が形成されている。左右円筒周壁２０ｂの外側開口を覆ってモータ収容室９４ａを区画するモータカバー２０ｃには、対応するモータ収容室９４ａに連通する側部連通口９６が形成されている。

【0031】

各モータ収容室９４ａ内の電動モータ５１は、円筒周壁２０ｂの内面に固定したリング状のステータ９８と、該ステータ９８内部に配置され中心部にモータ軸５４が挿通されたロータ９７とを備えている。各モータ軸５４の内端は前記仕切壁２０ａにそれぞれ回転自在に軸受支持する一方、その外端側は前記モータカバー２０ｃで軸受支持する。モータ軸５４がモータカバー２０ｃから左右外向きに突出する姿勢でモータ収容室９４ａ内に電動モータ５１が収容されている。前記ステータ９８には通例の如く複数のコイルを備える。モータ軸５４の回転数センサ(図示せず)も備えられる。左右の電動モータ５１に備わる前記コイルやセンサに電気的に接続される配線ケーブル９３はそれぞれ、前記仕切壁２０ａに設けた集線ポケット部９９を介して前記共通開口８６に集められている。

【0032】

左右の遊星ギヤ機構５２は、対応する電動モータ５１のモータ軸５４にて駆動されるサンギヤ５５と、サンギヤ５５に噛み合う複数の遊星ギヤ５６と、遊星ギヤ５６群に噛み合うリングギヤ５７と、前記遊星ギヤ５６群を同一円周上で回転可能に支持して前記前輪用差動出力軸５９を駆動するキャリア５８によって構成されている。

【0033】

前記サンギヤ５５の両側面の回転中心部にはサンギヤ軸５５ａ・５５ｂが一体形成される。ケース内向きのサンギヤ軸５５ａは中空状でその内周部分に前記モータ軸５４に対するカップリングを備える。前記モータカバー２０ｃは、モータ軸５４の支持部と同芯状に前記サンギヤ軸５５ａの支持部を備え、サンギヤ軸５５ａにモータ軸５４を連結した際に該サンギヤ軸５５ａの外周端部を前記モータカバー２０ｃが支持するようになっている。サンギヤ５５は、キャリア５８に配置された遊星ギヤ５６群と噛み合っている。左右のリングギヤ５７は、その内周面に形成された内歯を遊星ギヤ５６群に半径外側から噛み合わせた状態で、サンギヤ軸５５ａに相対回転可能に支持されている。

【0034】

前記左右のキャリア５８の回転中心部分には、対応するモータ軸５４の先端部を回転可能に軸受支持し、その隣には、前輪用差動出力軸５９を相対回転不能に連結するカップリングが設けられている。

【0035】

前記左右リングギヤ５７の外周面に形成された外歯を、カウンタ軸５０の両端部に配した前記動力分配ギヤ５３・５３に常時噛み合せて入力軸４９からの内燃機関側の動力も入力している。

【0036】

切換機構４７を「前輪のみ駆動」位置に切換操作している間は、前輪出力軸４６と前輪推進軸４８との連結が切り離されて、入力軸４９が回転不能に保持されるため、動力分配ギヤ５３と噛み合う左右の遊星ギヤ機構５２のリングギヤ５７も回転不能に拘束された状態が維持される。従って、この状態で電動モータ５１・５１を駆動すると、各サンギヤ５５を経由して左右の遊星ギヤ機構５２には、対応する電動モータ５１の回転動力だけが伝達され、当該回転動力だけで左右の前輪３を駆動させる。この場合、内燃機関５を駆動させなくても、左右両電動モータ５１だけでトラクタ１を移動させることが可能である。ただし、電動モータ５１の能力はトラクタ１の前輪３を回転させる程度しかないので、「前輪のみ駆動」位置では電動モータ５１へのダメージを回避するため、短時間および短距離での走行、例えば、屋内で駐車場所を変更するときなどで有効である。なお、「前輪のみ駆動」位置にしたとき走行時間や走行距離が計測され、その値が閾値を超えるとき、後述するコントローラ７０がアラームを発したり、電動モータ５１への給電停止を行ったりするように制御するとよい。

【0037】

切換機構４７が「四輪駆動」位置のときは、内燃機関５からの回転動力が前輪出力軸４６から入力軸４９を経由して前車軸ケース２０内のカウンタ軸５０に伝達され、左右遊星ギヤ機構５２の各リングギヤ５７を一定回転で同時駆動する。この状態で左右の電動モータ５１が各サンギヤ５５を駆動すると、両ギヤ４０・５５の回転動力が各々の遊星ギヤ機構５２で合成され当該合成動力がキャリア５８から出力され左右の前輪３を駆動させる。後輪４は内燃機関５によって駆動される。

【0038】

切換機構４７が「後輪のみ駆動」位置のとき、内燃機関５からの回転動力を前車軸ケース２０内のカウンタ軸５０に伝えず、かつ、カウンタ軸５０やリングギヤ５７を回転不能に拘束することもしない。この場合、リングギヤ５７がフリーになると、電動モータ５１のコギングトルクに拘わらず、遊星ギヤ機構５２による伝動機能は失われる。ひいては左右の前輪３が空転する。左右の後輪４は、内燃機関５からの回転動力だけで駆動する。

【0039】

実施形態において左右の遊星ギヤ機構５２は、内燃機関５からの回転動力と左右の電動モータ５１の回転動力とを合成して、左右の前輪３を回転駆動させることが可能な構成になっている。すなわち、実施形態の各遊星ギヤ機構５２は、出力結合型（入力分割型）のものである。各遊星ギヤ機構５２において、電動モータ５１のモータ軸５４に固着されたサンギヤ５５は第１要素に相当する。左右の前輪３に回転動力を伝達する前輪用差動出力軸５９に連結されたキャリア５８は第２要素に相当する。内燃機関５の動力が伝達されるリングギヤ５７は第３要素に相当する。左右の遊星ギヤ機構５２の各要素(サンギヤ５５、キャリア５８およびリングギヤ５７)に対して、内燃機関５、電動モータ５１、および前輪３のどれを組み合わるかは、実施形態のものに限定されるものではなく種々の組み合わせ方を採用してよい。

【0040】

図２に示すように、ミッションケース１１内のミッション入力軸３３には、動力継断用のＰＴＯクラッチ６３を介してＰＴＯ入力軸６４が連結されている。ＰＴＯ入力軸６４と平行状に延びるＰＴＯ軸３２が回転可能に軸支されている。操縦座席９の周囲にあるＰＴＯ変速レバー１７を中立以外に変速操作すると、ＰＴＯクラッチ６３が動力接続状態となり、ミッション入力軸３３とＰＴＯ入力軸６４とが相対回転不能に連結される。

【0041】

ＰＴＯ入力軸６４とＰＴＯ軸３２との間には、低速ギヤトレーン６６・６８と高速ギヤトレーン６５・６７とが並列配置され、変速クラッチ６９をＰＴＯ軸３２に沿ってスライド移動させることによって、低速ギヤトレーン６６・６８または高速ギヤトレーン６５・６７を経由した回転動力がＰＴＯ軸３２に択一的に伝達される。

【0042】

図１および図２に示すように、走行機体２には、前記電動モータ５１およびクラッチアクチュエータ４７ｂの各種制御を司るコントローラ７０（制御装置）が搭載されている。実施形態のコントローラ７０は、ボンネット８内のうち操縦コラム６の近傍に配置されている。コントローラ７０の配置箇所は特に限定されるものではなく、例えば操縦座席９の下方等に配置されていてもよい。なお、詳細は省略するが、コントローラ７０は、各種演算処理や制御を実行するＣＰＵのほか、ＥＰＲＯＭやフラッシュメモリーといった記憶手段、制御プログラムやデータを一時的に記憶させるＲＡＭ、および通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）等を有している。

【0043】

コントローラ７０には、操向ハンドル７の回動操作量（操舵角度）を検出する操舵ポテンショ７１、四輪駆動切換レバー１６の操作位置を検出する切換ポテンショ７２、主変速ペダルの操作位置を検出する変速ポテンショ、走行伝動機構１０の出力側の回転状態を検出するセンサ、前輪用差動出力軸５９の回転状態を検出するセンサ、および切換機構４７のクラッチアクチュエータ４７ｂ、左右電動モータ５１が電気的に接続されている。左右電動モータ５１は、インバータ７３を介してコントローラ７０に電気的に接続されている。インバータ７３は、蓄電手段であるバッテリ２８にも電気的に接続されている。コントローラ７０には、キースイッチ７４を介してバッテリ２８から電力供給される。バッテリ２８には、内燃機関５の稼働中に発電するオルタネータ２３（発電機）がコンバータ７５を介して電気的に接続されている。オルタネータ２３で発電された電力がバッテリ２８に充電される。

【0044】

コントローラ７０は電動モータ５１・５１を以下のように駆動する。
（１）切換ポテンショ７２が「四輪駆動」位置を検出し、かつ、
（１－１）操舵ポテンショ７１が操向ハンドル７の「直進」状態を検出したとき
走行伝動機構１０の出力側回転と同期した回転数で左右電動モータ５１・５１をそれぞれ駆動する。これにより、走行中は前輪３は後輪４に対して引き摺られることなく回転して牽引力を発揮させることができる。
（１－２）操舵ポテンショ７１が操向ハンドル７の「操舵」状態を検出したとき
直前の直進時のモータ回転数を基準とし、その操舵量に応じた比率で、旋回内側の電動モータ５１の回転数を小さくし、旋回外側の電動モータ５１の回転数を大きくして差動的に駆動する。これにより、前輪３の牽引力を維持させつつ、地面を荒らさない理想的な内輪差を現出させることができる。なお、前述したように前記ブレーキペダルが片側だけ操作されたことを感知するとその踏み力に応じて旋回内側の電動モータ５１の回転をより低くし、旋回外側の電動モータ５１の回転をより高くするように制御してもよい。
（２）切換ポテンショ７２が「前輪のみ駆動」位置を検出し、かつ、
（２－１）操舵ポテンショ７１が操向ハンドル７の「直進」状態を検出したとき
左右電動モータ５１・５１を、その上限回転数を低速側に制限した状態下で、変速ポテンショの検出値に応じて同じ回転数で駆動する。
（２－２）操舵ポテンショ７１が操向ハンドル７の「操舵」状態を検出したとき
直前の直進時のモータ回転数を基準とし、その操舵量に応じた比率で、旋回内側の電動モータ５１の回転数を小さくし、旋回外側の電動モータ５１の回転数を大きくして差動的に駆動する。
（３）切換ポテンショ７２が「後輪のみ駆動」位置を検出したとき
左右電動モータ５１・５１への給電を停止する。

【0045】

次に、図４～図６を参照しながら、前車軸ケース２０とその周辺の構造について説明する。前部フレーム１９に締結された前後一対の支持ブラケット７６に対して、前車軸ケース２０は、前後の枢支部材７７，７８を介して、車両幅方向中間部を回動中心に各前輪３を上下揺動可能（ローリング可能）に取り付けられている。左右両前輪３の接地圧に差が生ずると、前車軸ケース２０が左右中間部を回動中心に上下回動して、左右の前輪３が互いに反対方向に昇降する。その結果、左右両前輪３の接地圧が略等しく維持される。

【0046】

前車軸ケース２０は、左右横長で中空状の形態になっている。前車軸ケース２０の内部には前述の通り、カウンタ軸５０、左右一対の電動モータ５１、左右一対の遊星ギヤ機構５２、前輪用差動出力軸５９等が収容されている。前車軸ケース２０の左右両端側にはそれぞれ、上下方向に向けられたキングピン６０の上端を軸受支持する固定ギヤケース７９が装着されている。前記キングピン６０の下端を軸受支持する操舵ギヤケース８０がキングピン６０回りに回動可能になるように前記固定ギヤケース７９の下端に装着されている。左右の操舵ギヤケース８０には、左右横向きの前車軸６２が回転可能に支持されている。前車軸６２のうち操舵ギヤケース８０から左右外向きに突出した部分に、前輪３が取り外し可能に取り付けられている。図示は省略するが、各操舵ギヤケース８０にはナックルアームが取り付けられ前記操向ハンドル７に機械的に連動連係されている。

【0047】

前車軸ケース２０内にある左右の前輪用差動出力軸５９はそれぞれ、前ベベルギヤ機構８１を介してキングピン６０の上端側に連動連結されている。キングピン６０の下端側は、操舵ギヤケース８０内のファイナルギヤ６１を介して、前車軸６２に連動連結されている。

【0048】

前枢支部材７７は、相対回転可能に嵌合し合った前部センターピン８２と前部センターピン受け体８３とを備えている。前部センターピン８２の基部には、半径外向きに張り出した環状フランジ８４が形成されて前部センターピン８２を、その軸線を機体前後方向に向けて環状フランジ８４が前車軸ケース２０の左右中間部の前面に、前記共通開口８６を塞ぐように締結されている。

【0049】

前部センターピン受け体８３は、前部センターピン８２に相対回転可能に被せ付けられる筒状に形成され、開口を前後方向に向けて前支持ブラケット７６の左右中間部に固着されている。前部センターピン受け体８３に後方から、前部センターピン８２が挿し込まれて軸受支持される。

【0050】

後枢支部材７８は、相対回転可能に嵌合し合った後部センターピン９０と後部センターピン受け体９１とを備えている。後部センターピン９０は、その内部に前記入力軸４９を軸受支持する前記筒部２００ａが兼ねており、前記筒部２００ａの、機体前後方向に沿う軸線に対して前部センターピン８２と後部センターピン９０との芯を一致させている。

【0051】

後部センターピン受け体９１は、後部センターピン９０に相対回転可能に被せて軸受支持する筒状に形成され、開口を前後方向に向けて後支持ブラケット７６の左右中間部に固着されている。後部センターピン受け体９１に前方から、後部センターピン９０が相対回転可能に挿し込まれている。後部センターピン受け体９１に後部センターピン９０を差し込んだ状態で、後部センターピン９０および後部センターピン受け体９１（後枢支部材７８）の後端側には、後カバー体９２が被せ付けられている。後カバー体９２は、後部センターピン９０および後部センターピン受け体９１の後方開口を塞ぐように後支持ブラケット７６の後面に対して着脱可能に装着されて、後部センターピン９０の軸方向移動を制限している。また、後カバー体９２は、筒部２００ａ（後部センターピン９０）の後方開口を塞ぐ部分において前記入力軸４９を軸受支持している。

【0052】

前部および後部センターピン８２，９０は、互いに同心状（同軸状）に位置し、かつ、機体の幅方向中心に位置していて、前車軸ケース２０の回動中心として機能している。入力軸４９も、前部および後部センターピン８２，９０と同心状に位置している。前カバー体８７のケーブル取出口８８、前部センターピン８２の配線穴８５、および前車軸ケース２０の挿通穴８６も、前部および後部センターピン８２，９０と同心状に位置している。

【0053】

前部センターピン８２には、その回転軸線と同芯配置した配線穴８５を備え、該配線穴８５の内端は環状フランジ８４の端面に開口されている。前車軸ケース２０の前面に前部センターピン８２が締結された状態では、前部センターピン８２の配線穴８５が前車軸ケース２０の共通開口８６に連通している。一方、前記配線穴８５の外端は前記前カバー体８７の内部空間８７ａに開口されている。前カバー体８７には配線穴８５と向かい合うようにケーブル取出口８８が開口されている。前記共通開口８６に集められた前記配線ケーブル９３は前部センターピン８２の配線穴８５、前カバー体８７の内部空間８７ａ、ケーブル取出口８８を経由して前車軸ケース２０の外に引き出され、コントローラ７０やインバータ７３に電気的に接続される。８９はシール機能を有する弾性体製のグロメットであり、振動等で配線ケーブル９３の被覆が傷付くのを防止すると共に、前記内部空間８７ａ内部の液密状態を維持する。

【0054】

このため、配線ケーブル９３は前車軸ケース２０の回動中心と同心的に位置することが可能になり、走行中に、前車軸ケース２０が前部センターピン８２まわりに上下揺動（ローリング）しても、前部センターピン８２内の配線ケーブル９３はねじれにくいし曲げ伸ばしが繰り返されるようなことはない。従って、電動モータ５１を内蔵した前車軸ケース２０から引き出された配線ケーブル９３が断線疲労等の損傷を著しく抑制できる。

【0055】

さて、図６に示すように前車軸ケース２０内には、各種ギヤ・軸受などに対する潤滑および電動モータ５１を冷却するための油が貯留されている。前車軸ケース２０内の各種回転体が停止しているときの油面の高さ位置は、左右のモータ軸５４、前輪用差動出力軸５９およびカウンタ軸５０等の下半部が油に接する程度に設定されている。このため、前車軸ケース２０内の各種回転体は、油面下に完全に浸かった状態で回転することがなく、撹拌抵抗の増大（動力損失の増大）が抑制されている。

【0056】

前車軸ケース２０内に溜めた潤滑油で電動モータ５１を冷却するとき、その油温が高くなる傾向にある。モータ各部の温度上昇に伴う電動モータ５１の性能低下を避けるには、その油温上昇を抑制しておく必要がある。そのため、図１、図５および図６に示すように、前車軸ケース２０内の油溜めは、送り配管１００と戻り配管１０１とを介して、前部フレーム１９の前部に配置されたオイルクーラ２７に流体接続されている。オイルクーラ２７の吐出側に接続された送り配管１００末端は、後支持ブラケット７６の後カバー体９２に装着され油溜め室９２ａに連通接続されている。油溜め室９２ａは、後部センターピン９０が、入力軸４９の挿通支持用としても兼用する供給油路１０２を介して前車軸ケース２０内のギヤ収容室９４ｂに連通接続している。オイルクーラ２７の吸入側に接続した戻り配管１０１の末端は、前支持ブラケット７６の前カバー体８７に装着され前記内部空間８７ａに連通接続されている。

【0057】

前記送り配管１００および戻り配管１０１は、前車軸ケース２０の揺動時に曲げ伸ばしされることなく後カバー体９２および前カバー体８７に固定できるから、耐久性のある金属などの堅牢な配管材を用いることができる。

【0058】

オイルクーラ２７から送り配管１００、後カバー体９２および後部センターピン９０の供給油路１０２を経由した油が、前車軸ケース２０内のギヤ収容室９４ｂに送り込まれる。前車軸ケース２０内の作動油のうち後部連通口９５や左右の側部連通口９６から各モータ収容室９４ａ内に入ったものは、左右の電動モータ５１を油冷してから、前車軸ケース２０前部の共通開口８６、配線穴８５、前カバー体８７および戻り配管１０１を介してオイルクーラ２７に戻される。このように前車軸ケース２０内の潤滑油は、左右の電動モータ５１を冷却した後、オイルクーラ２７に移動して冷却された後、再び、前車軸ケース２０内に導入され循環する。したがって、前車軸ケース２０内の潤滑油は、その油量を常に規定量に維持すると共に、その温度を電動モータ５１に対し適温に維持させることができる。

【0059】

以上の構成によると、各遊星ギヤ機構５２の３要素のうち第１要素であるサンギヤ５５は、対応する左右の電動モータ５１に連動連結されており、第２要素であるキャリア５８は、対応する左右の副駆動(前)輪３に連動連結されており、第３要素であるリングギヤ５７は、内燃機関５で主駆動(後)輪４を駆動する走行伝動機構の出力側に連動連結されているから、左右の前輪３を回転駆動させるにあたり、内燃機関５と左右の電動モータ５１とで駆動負担を分担できる。このため、各電動モータ５１をダウンサイジングして小型軽量化を図れる。例えば、車体の前後重量配分に応じて電動モータ５１と内燃機関５との出力の関係を３：７にしたり２：８にしたりするが、その電動モータ５１を一対用いて、左右前輪３・３をそれぞれ独立駆動させることによって、左右両電動モータ５１の各々をダウンサイジング化できる。左右の電動モータ５１を独立して駆動するため、左右の前輪３に対するきめ細やかな回転制御が可能になり、例えば旋回半径を従来よりも小さくしたりできるし、直進性の向上も図れる。

【0060】

走行機体２の前部下面側には、左右中間部にあるセンターピン８２，９０を中心にして揺動可能な前車軸ケース２０が設けられており、前車軸ケース２０の左右両端部には、駆動輪としての前輪３が設けられており、前車軸ケース２０の内部には、電動モータ５１の対が、センターピン８２，９０を挟んだ左右両側に振り分けて収容されているから、小型化が可能な電動モータ５１を前車輪ケース２０内にバランスよく収容できる。悪路走行時などで前車輪ケース２０が円滑に揺動して安定して走行できる。

【0061】

センターピン８２，９０の内部には、前記前車輪ケース２０の内外に通じる配線穴８５が形成されており、各電動モータ５１に対する配線ケーブル９３が前記配線穴８５を介して前車軸ケース２０外に引き出しているから、各電動モータ５１に対する配線ケーブル９３を前車輪ケース２０の揺動中心と同心状に配置できることになる。このため、前車軸ケース２０が上下揺動（ローリング）しても、配線ケーブル９３はねじれにくいし、曲げ伸ばしされることもないので断線等の損傷するおそれを著しく抑制できる。

【0062】

前記前車軸ケースには油が貯留されると共に、前記走行機体２に搭載したオイルクーラ２７に対し、前記センターピンの前記貫通穴を介して前記貯留油が流通自在に接続されているから、前車軸ケース２０の揺動時に接続配管（送りおよび戻り配管１００，１０１）が曲げ伸ばしされないから耐久性のある堅牢な材質の接続配管を用いることができる。

【0063】

左右両前輪３と左右両後輪４とで走行機体２が支持されており、ミッションケース１１内には、前後輪３，４の駆動形式を前輪駆動と四輪駆動と後輪駆動とに切り換える切換機構４７が収容されており、切換機構４７を前輪駆動位置に切り換わると、ミッションケース１１に左右両遊星ギヤ機構５２の第３要素であるリングギヤ５７が固定されて制動状態となり、左右両電動モータ５１の駆動が左右両遊星ギヤ機構５２のサンギヤを経由して左右両前輪３が回転駆動するように構成されているから、切換機構４７の前輪駆動位置への切換操作だけで左右両電動モータ５１による前輪駆動だけでの走行が可能になる。

【0064】

なお、本発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。例えば本発明はトラクタに限らず、田植機やコンバイン等の農作業機や、ホイルローダ等の特殊作業用車両といった各種走行車両にも適用可能である。その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

【符号の説明】

【0065】

１ トラクタ
２ 走行機体
３ 前輪
４ 後輪
５ 内燃機関
１１ ミッションケース
１６ 駆動切換レバー
２０ 前車軸ケース
２３ オルタネータ
２７ オイルクーラ
２８ バッテリ
３０ フライホイルハウジング
３０ａ ハウジング爪部
３１ 後車軸ケース
４６ 前輪出力軸
４７ 切換機構
４７ａ クラッチシフタ
４７ｂ クラッチアクチュエータ
４７ｃ シフタ爪部
４８ 前輪推進軸
５０ カウンタ軸
５１ 電動モータ
５２ 遊星ギヤ機構
５４ モータ軸
５５ サンギヤ
５６ 遊星ギヤ
５７ リングギヤ
５８ キャリア
５９ 前輪用差動出力軸
７６ 支持ブラケット
７７ 前枢支部材
７８ 後枢支部材
８２ 前部センターピン
８３ 前部センターピン受け体
８４ 環状フランジ
８５ 配線穴
８６ 共通開口
９０ 後部センターピン
９１ 後部センターピン受け体
９２ 後カバー体
９３ 配線ケーブル
９４ａ モータ収容室
９４ｂ ギヤ収容室
９５ 後部連通口
９６ 側部連通口
９９ 集線ポケット部
１００ 送り配管
１０１ 戻り配管
１０２ 供給油路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】