JP2003285658A - ギヤ変速機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数備えたギヤと伝動軸との間に介在して一
体回転させる伝動部材と、この伝動部材を操作するシフ
ト軸との摩擦を抑えて、シフト軸の操作による伝動部材
の係合凹部への係入量を十分な量を確保し、長期にわた
って確実に変速操作することができるギヤ変速機構を得
る。 【解決手段】 常時噛合い状態のギヤ対における一方の
ギヤ８３が一体回転する状態で第１伝動軸４４に備え、
他方のギヤ８４を回転自在に第２伝動軸６９に備え、他
方のギヤ８４に形成した係合凹部９１に係入可能な伝動
部材７０を第２伝動軸６９に形成した開孔９２に第２伝
動軸６９と一体回転する状態に嵌装し、伝動部材７０を
択一的に係合凹部９１に係合させて他方のギヤ８４の一
つと第２伝動軸６９とを連動連結させるシフト軸を回動
自在に備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、伝動比が互いに異
なる常時噛合い状態のギヤ対を複数組備え、複数のギヤ
対における一方のギヤすべてが一体回転する状態で第１
伝動軸に備え、複数のギヤ対における他方のギヤを回転
自在に第２伝動軸に備え、他方のギヤ対の１つを選択し
て第２伝動軸と一体回転させて変速させるギヤ変速機構
に関する。

【０００２】

【従来の技術】第２伝動軸に回転自在に備えた複数のギ
ヤの一つを選択して、第２伝動軸と選択した１つのギヤ
とを一体回転させる構造として、従来では、第２伝動軸
を筒状に形成して、第２伝動軸の軸芯方向にスライド操
作自在なシフト軸と第２伝動軸との２重軸構造とし、ギ
ヤそれぞれに凹部を設けるとともに、第２伝動軸に形成
した開孔に凹部に係入可能な伝動ボールを備えたものが
あり、シフト軸をスライド操作することで第２伝動軸の
内方から所定の伝動ボールを押出しことによって、押出
された伝動ボールがキーとして作用し、第２伝動軸と１
つのギヤとを一体回転させるように構成しているものが
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の技術の
ものであると、シフト軸に対して、伝動ボールは第２伝
動軸とともに第２伝動軸芯周りに回転するものであり、
伝動ボールとシフト軸との摩擦が大きく、シフト軸の伝
動ボールに作用する部分や伝動バールが摩耗して、伝動
ボールを押出し量が少なくなって伝動ボールが凹部と十
分に係合できずにキーとして働くことができなくなる場
合が考えられる。

【０００４】本発明の目的は、複数備えたギヤと伝動軸
との間に介在して一体回転させる伝動部材と、この伝動
部材を操作するシフト軸との摩擦を抑えて、シフト軸の
操作による伝動部材の係合凹部への係入量を十分な量を
確保し、長期にわたって確実に変速操作することができ
るギヤ変速機構を得る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】〔構成〕本発明の請求項
１にかかる特徴構成は、伝動比が互いに異なる常時噛合
い状態のギヤ対を複数組備え、複数のギヤ対における一
方のギヤすべてが一体回転する状態で第１伝動軸に備
え、複数のギヤ対における他方のギヤを回転自在に第２
伝動軸に備え、前記他方のギヤの中心孔から径方向に形
成した係合凹部に係入可能な伝動部材を筒状の第２伝動
軸に形成した開孔に第２伝動軸と一体回転する状態に嵌
装するとともに、前記第２伝動軸の軸芯方向にスライド
操作することにより前記伝動部材を択一的に前記係合凹
部に係合させて前記他方のギヤの一つと第２伝動軸とを
連動連結させるシフト軸と、このシフト軸をスライド操
作する操作部材とを設け、前記シフト軸を前記操作部材
にシフト横軸芯周りに回動自在に連結した点にある。

【０００６】〔作用〕上記構成によれば、シフト軸が操
作部材に対して回転自在に連結されているため、伝動部
材が第２伝動軸と一体に第２伝動軸の軸芯周りに回転す
ると、シフト軸は伝動部材との接触摩擦によって連れ回
ることが可能である。

【０００７】〔効果〕従って、シフト軸が伝動部材と一
緒に連れ回ることによって、摩擦が減少し、互いの摩耗
も抑制されるため、伝動部材のギヤに形成した凹部への
入り込み量を十分に確保することができ、変速操作を長
期にわたって確実なものとすることができる。

【０００８】〔構成〕本発明の請求項２にかかる特徴構
成は、伝動比が互いに異なる常時噛合い状態のギヤ対を
複数組備え、複数のギヤ対における一方のギヤすべてが
一体回転する状態で第１伝動軸に備え、複数のギヤ対に
おける他方のギヤを回転自在に第２伝動軸に備え、前記
他方のギヤの中心孔から径方向に形成した係合凹部に係
入可能な伝動部材を筒状の第２伝動軸に形成した開孔に
第２伝動軸と一体回転する状態に嵌装するとともに、前
記第２伝動軸の軸芯方向にスライド操作することにより
前記伝動部材を択一的に前記係合凹部に係合させて前記
他方のギヤの一つと第２伝動軸とを連動連結させるシフ
ト軸を備え、前記伝動部材に作用して前記係合凹部に係
合させる前記シフト軸の作用部を前記シフト軸の軸本体
に回転自在に備えた点にある。

【０００９】〔作用〕上記構成によれば、シフト軸の伝
動部材に作用する作用部を、シフト軸に対して回転自在
に備えられているため、伝動部材の回転に伴うシフト軸
の連れ回りによって、シフト軸の作用部を回転させるこ
とが可能である。

【００１０】〔効果〕従って、伝動部材と一緒に連れ回
るものとして、シフト軸の作用部がのみであるため軽い
力で回転させることができるため、シフト軸全体が連れ
回るものに比べてされに摩擦を減少させることができ、
互いの摩耗も抑制され、長期にわたって、伝動部材のギ
ヤに形成した凹部への入り込み量を十分に確保すること
ができ、変速操作を確実なものとすることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】［１］図１に示すように、右及び
左に操向操作自在な前輪１及び後輪２で支持された機体
に、運転席１９を備えた運転部４が配置され、運転部４
の後部に施肥装置１６が備えられており、機体の後部に
平行４連式のリンク機構５を介して６条植型式の苗植付
装置６が昇降自在に連結され、リンク機構５を昇降駆動
する油圧シリンダ７が備えられて、乗用型田植機が構成
されている。

【００１２】図１に示すように、苗植付装置６は、所定
のストロークで往復横送り駆動される苗のせ台８、植付
伝動ケース９、植付伝動ケース９の後部で回転駆動され
る回転ケース１０、回転ケース１０に支持された一対の
植付爪１１、及び複数のフロート１２等を備えて構成さ
れており、回転ケース１０の回転によって、植付爪１１
が苗のせ台８の下部から交互に苗を取り出して田面Ｇに
植え付けるように構成されている。

【００１３】図１に示すように、施肥装置１６は、横長
の肥料貯留ホッパー１７、肥料貯留ホッパー１７の下部
に連結された繰り出し部１８を備えて構成され、フロー
ト１２に支持された作溝器２０と繰り出し部１８とが、
ホース２１によって接続されている。これにより、苗の
植え付けに伴って作溝器２０によって田面Ｇに溝が形成
され、肥料貯留ホッパー１７から繰り出し部１８を介し
て繰り出された肥料が、ホース２１及び作溝器２０を介
して田面Ｇの溝に供給される。

【００１４】図１及び図２に示すように、運転席１９の
前側、運転席１９の右側及び左側に亘ってフロア３１が
形成されて、フロア３１の前部にボンネット１３に覆わ
れたエンジン３が配置されている。ボンネット１３の上
部に上部パネル１５が備えられており、前輪１を右及び
左に操向操作する操縦ハンドル２２が上部パネル１５に
配置されている。また、ボンネット１３の右側部及び左
側部にステップ部３０が配置されて、フロア３１に右側
及び左側のステップ部３０につながるように構成されて
おり、右側及び左側のステップ部３０とフロア３１の右
側部及び左側部に、補助ステップ部３６が配置されてい
る

【００１５】［２］次に、前輪１及び後輪２への動力の
伝動系の構成について説明する。図１及び図３に示すよ
うに、ボンネット１３の後側の下側にミッションケース
２３が配置され、ミッションケース２３から左右に前車
軸ケース２４が延出されて、右側及び左側の前車軸ケー
ス２４の端部に右側及び左側の前輪１が操向自在に支持
されている。前進側及び後進側に無段階に変速自在な静
油圧式無段変速装置２５がミッションケース２３の上部
の左側面に連結され、エンジン３の動力が伝動ベルト２
６を介して静油圧式無段変速装置２５に伝達されてい
る。

【００１６】図４に示すように、静油圧式無段変速装置
２５の出力軸２７がミッションケース２３のミッション
入力軸２８に連結されており、ミッション入力軸２８に
湿式多板型の主クラッチ２９が備えられている。主クラ
ッチ２９からの動力が出力ギヤ２９ｂから、高速ギヤ４
１を介して副変速入力軸４２に伝達されており、副変速
入力軸４２に低速ギヤ４３が固定されている。大径ギヤ
及び小径ギヤを備えたシフトギヤ４５が、副変速出力軸
（第１伝動軸に相当）４４にスプライン構造にて一体回
転及びスライド自在に外嵌されており、シフトギヤ４５
を低速ギヤ４３に咬合させる植付走行位置（低速）、高
速ギヤ４１に咬合させる路上走行位置（高速）、及び中
立位置にスライド操作する。図１及び図２に示すよう
に、運転席１９の左横側に副変速レバー５１が備えられ
て、シフトギヤ４５と副変速レバー５１とが機械的に連
係されており、副変速レバー５１によりシフトギヤ４５
を植付走行位置（低速）、路上走行位置（高速）及び中
立位置にスライド操作する。

【００１７】図４に示すように、副変速出力軸４４の動
力が伝動ギヤ５３を介して前輪デフ機構５２に伝達さ
れ、この前輪デフ機構５２に備えた右側及び左側の車軸
５４から前輪１に伝達される。前輪デフ機構５２の出力
ギヤ５２ｅに出力軸５５のベベルギヤ５５ａが咬合し、
ミッションケース２３から後向きに出力軸５５が突出し
ており、出力軸５５に連結された走行伝動軸５６を介し
て、後車軸ケース３９に動力が伝達される。後車軸ケー
ス３９に伝達された動力はベベルギヤ機構（図示せず）
（後輪デフ機構は備えられていない）を介して、右側及
び左側の後輪２に伝達されるように構成されており、湿
式多板型のサイドクラッチ（図示せず）が、ベベルギヤ
機構と右側の後輪２との間、及びベベルギヤ機構と左側
の後輪２との間に備えられている。

【００１８】［４］次に、苗植付装置６への動力の伝動
系について説明する。図４及び図５に示すように、前進
の動力のみを伝達し後進の動力を伝達しないワンウェイ
クラッチ６４を介して、出力ギヤ６５が副変速入力軸４
２に外嵌されており、出力ギヤ６５の動力が株間変更装
置６６（ギヤ変速機構に相当）から、植付クラッチ６７
及びＰＴＯ軸６８（図１参照）を介して苗植付装置６に
伝達される。

【００１９】図５に示すように、株間変更装置６６は、
副変速出力軸（第１伝動軸に相当）４４に相対回転自在
に外嵌されたスリーブ８１、スリーブ８１に固定された
１個の入力ギヤ８２（出力ギヤ６５（図４参照）に咬
合）、スリーブ８１に固定された６個の上手側変速ギヤ
（一方のギヤに相当）８３、作業用出力軸（第２伝動軸
に相当）６９に相対回転自在に外嵌されて６個の上手側
変速ギヤ８３に咬合する６個の下手側変速ギヤ（他方の
ギヤに相当）８４等を備えて構成されている。上手側変
速ギヤ８３の一つと下手側変速ギヤ８４の一つとが常時
噛み合っており、伝動比が異なる６組のギヤ対を構成さ
れている。下手側変速ギヤ８４の内径部には径方向に複
数の係合凹部９１が形成されており、作業用出力軸６９
の円筒部６９ａにおける下手側変速ギヤ８４に対応する
部分の各々に、円周方向に向く複数の開孔９２が設けら
れ、開孔９２にボール（伝動部材に相当）７０が配置さ
れている。

【００２０】図５に示すように、ミッションケース２３
の右側面に形成されたボス部２３ｄに、シフト軸７１が
図５の紙面左右方向にスライド自在に支持され、シフト
軸７１の先端に形成された大径でリング状の作用部７１
ａが、ミッションケース２３の内部において作業用出力
軸６９の円筒部６９ａに挿入されている。ボス部２３ｄ
の端部にシール部材７２が取り付けられ、シフト軸７１
を株間変更装置６６の変更位置の各々に保持するデテン
トボール７３及びバネ７４が、ボス部２３ｄに備えられ
て、バネ７４を受け止めるボルト７５がボス部２３ｄに
取り付けられている。

【００２１】例えば図５に示すようにシフト軸７１を最
も紙面左方にスライド操作すると、作用部７１ａにより
最も紙面左側のボール７０が下手側変速ギヤ８４の内径
部の係合凹部９１に押し込まれ、最も紙面左側の下手側
変速ギヤ８４が作業用出力軸６９の円筒部６９ａに連結
された状態となる。これ以外の下手側変速ギヤ８４にお
いては、ボール７０が作業用出力軸６９の円筒部６９ａ
の開孔９２に押し込まれて、下手側変速ギヤ８４が作業
用出力軸６９の円筒部６９ａに相対回転自在な状態とな
る。これにより、出力ギヤ６５（図４参照）の動力が入
力ギヤ８２、最も紙面左側の上手側変速ギヤ８３及び下
手側変速ギヤ８４、作業用出力軸６９に固定されたベベ
ルギヤ６９ｂ、及びベベルギヤ７６ａを介して植付クラ
ッチ６７に伝達される。以上のようにシフト軸７１をス
ライド操作して、作用部７１ａを所望の下手側変速ギヤ
８４の位置に操作して、所望の下手側変速ギヤ８４を作
業用出力軸６９の円筒部６９ａに連結することにより、
苗植付装置６に伝達される動力を６段に変速して苗の植
付間隔を６通りに変更することができる。

【００２２】図５に示すように、ＰＴＯ軸６８（図１参
照）に接続される出力軸７７に、端面に凸部を備えた上
手側咬合部７６が相対回転自在に外嵌されて、ベベルギ
ヤ６９ｂに咬合するベベルギヤ７６ａが上手側咬合部７
６に固定されている。端面に凸部を備えた下手側咬合部
７８が、スプライン構造にて出力軸７７に一体回転且つ
スライド自在に外嵌されており、バネ７９により下手側
咬合部７８が上手側咬合部７６の咬合側（植付クラッチ
６７の伝動側）に付勢されて、植付クラッチ６７が構成
されている。ミッションケース２３の右側面に形成され
たボス部２３ｅに、先端が先細り状のシフト軸８０が図
５の紙面左右方向にスライド自在に支持され、シフト軸
８０をスライド操作するモータ（図示せず）がミッショ
ンケース２３の外部に備えられている。

【００２３】これにより、シフト軸８０を図５の紙面右
方にスライド操作していると、バネ７９により下手側咬
合部７８が、図５の紙面上方にスライド操作されて上手
側咬合部７６に咬合し、動力が苗植付装置６に伝達され
る。シフト軸８０を図５の紙面左方にスライド操作し
て、下手側咬合部７８の側面のカム部７８ａに、シフト
軸８０の先端を押し込んでいくと、バネ７９に抗して下
手側咬合部７８が図５の紙面下方にスライド操作されて
上手側咬合部７６から離間し、苗植付装置６への動力が
遮断される。この場合、回転ケース１０（図１参照）が
田面Ｇと略平行な姿勢（両方の植付爪１１が田面Ｇから
上方に位置する姿勢）にならないと、シフト軸８０の先
端が下手側咬合部７８のカム部７８ａに押し込まれない
ように、下手側咬合部７８のカム部７８ａの形状が設定
されている。

【００２４】［５］次に、シフト軸７１とその操作構造
について説明する。図３及び図７に示すように、ミッシ
ョンケース２３に固定されたブラケット８６の縦軸芯Ｐ
１周りに、株間変更レバー（操作部材に相当）８７が揺
動自在に支持され、株間変更レバー８７が横外側に向け
て延出され、株間変更レバー８７の握り部８７ｂが上向
きに設定されている。図２，６，７に示すように、株間
変更レバー８７の握り部８７ｂの操作軌跡（縦軸芯Ｐ１
を中心とした円弧状）に沿った開口部３１ａがフロア３
１に形成されて、株間変更レバー８７の握り部８７ｂが
開口部３１ａよりも少し下側の位置で開口部３１ａに臨
んでおり、フロアマット８８の開閉部８８ａの下側に開
口部３１ａが位置するように設定されている。

【００２５】図５に示すように、シフト軸７１のミッシ
ョンケース２３から突出した外端部分には小径の連結部
７１ｂが形成されており、ミッションケース２３の外部
において、シフト軸７１の連結部７１ｂに株間変更レバ
ー８７の操作アーム８７ａに備えたベアリングホルダ９
４が軸芯Ｘ方向に位置決めした状態で嵌設しており、シ
フト軸７１は、株間変更レバー８７の軸芯Ｐ１周りの操
作により軸芯Ｘ方向にスライド操作可能であり、ベアリ
ングホルダ９４のベアリング９３により軸芯Ｘ周りに回
転自在に接続されている。

【００２６】これにより、株間変更レバー８７を操作し
て、シフト軸７１をスライド操作して株間変更装置６６
を操作し、苗の植付間隔を６通りに変更する。また、エ
ンジン３が駆動することにより、作業用出力軸６９の回
転とともにボール７０がシフト軸７１の作用部７１ａと
接触した状態で軸芯Ｘまわりに回転すると、シフト軸７
１の株間変更レバー８７に対する接続が回転自在な状態
であるため、ボール７０の回転に伴ってシフト軸７１の
作用部７１ａはボール７０との接触摩擦により軸芯Ｘま
わりに連れ回ることができる。よって、ボール７０と作
用部７１ａとの摩擦が減少し、ボール７０並びに作用部
７１ａの摩耗を抑えられる。

【００２７】〔別実施の形態〕上記実施の形態では、株
間変更レバー８７の操作アーム８７ａに対してシフト軸
７１を回転自在に接続し、ボール７０の回転に伴ってシ
フト軸７１全体が一体回転できるように構成したが、図
８に示すように、シフト軸７１の作用部７１ａを別体に
構成してシフト軸７１の内端部分に形成した小径の軸本
体７１ｃに回転自在に備え、ボール７０の回転に伴うシ
フト軸７１の連れ回りが作用部７１ａのみとする構成で
もよい。この構成によると、ボール７０に伴って回転す
る部分がシフト軸７１の作用部７１ｃのみであるため、
シフト軸７１側を軽い摩擦力で回転させることができ、
ボール７０、並びに作用部７１ａの摩耗をさらに抑える
ことができる。

【００２８】〔別実施例〕上記実施の形態では、伝動上
手側の副変速出力軸４４を第１伝動軸とし、伝動下手側
の作業用出力軸６９を第２伝動軸としたが、伝動下手側
の作業用出力軸６９を第１伝動軸とし、伝動上手側の副
変速出力軸４４を第２伝動軸としてもよい。つまり、作
業用出力軸６９に上手側変速ギヤ８３を一体回転する状
態に備え、副変速出力軸４４に下手側変速ギヤ８４、ボ
ール７０等を備えるものでもよい。

【００２９】上記実施の形態では、株間変更レバー８７
に対してシフト軸７１を回転自在に構成したもの、或い
は、作用部７１ａをシフト軸７１の軸本体７１ｃに対し
て回転自在に構成したものであったが、これら２箇所の
両方で回転自在に構成してもよい。

【００３０】上記実施の形態では、ギヤ変速機構を株間
変更用の株間変更装置６６としたが、ギヤ変速機構は、
走行速度変更用のものであっても良い。

【００３１】上記実施の形態では、六段変速の変速機構
５４を示したが、変速機構５４の変速段数は、三段、四
段、五段、七段など適宜変更可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】乗用型田植機の全体側面図

【図２】乗用型田植機の前部平面図

【図３】エンジン及びミッションケース付近の平面図

【図４】ミッションケースの横断平面図

【図５】（イ）株間変更装置付近の横断平面図 （ロ）シフト軸と株間変更レバーとの接続部分の拡大図

【図６】フロア及びステップ部付近の斜視図

【図７】フロアにおける株間変更レバー付近の縦断背面
図

【図８】（イ）別実施の形態における株間変更装置付近
の横断平面図 （ロ）別実施の形態におけるシフト軸と株間変更レバー
との接続部分の拡大図

【符号の説明】

４４ 副変速出力軸 ６９ 作業用出力軸 ７０ ボール ７１ シフト軸 ７１ａ 作用部 ７１ｃ 軸本体 ８３ 上手側変速ギヤ ８４ 下手側変速ギヤ ８７ 株間変更レバー ９１ 係合凹部 ９２ 開孔 Ｘ 軸芯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2B062 AA01 AB01 BA06 BA11 BA12 BA18 BA22 3D043 AA05 AA07 AB11 BA06 BA08 BC02 BC05 BC14 BE01 3J028 EA22 EA28 EB04 EB28 EB33 EB62 FA22 FB03 FB15 FC33 FC43 FC64 GA13 HA14

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝動比が互いに異なる常時噛合い状態の
   ギヤ対を複数組備え、複数のギヤ対における一方のギヤ
   すべてが一体回転する状態で第１伝動軸に備え、複数の
   ギヤ対における他方のギヤを回転自在に第２伝動軸に備
   え、前記他方のギヤの中心孔から径方向に形成した係合
   凹部に係入可能な伝動部材を筒状の第２伝動軸に形成し
   た開孔に第２伝動軸と一体回転する状態に嵌装するとと
   もに、前記第２伝動軸の軸芯方向にスライド操作するこ
   とにより前記伝動部材を択一的に前記係合凹部に係合さ
   せて前記他方のギヤの一つと第２伝動軸とを連動連結さ
   せるシフト軸と、このシフト軸をスライド操作する操作
   部材とを設け、前記シフト軸を前記操作部材にシフト横
   軸芯周りに回動自在に連結してあるギヤ変速機構。
2. 【請求項２】 伝動比が互いに異なる常時噛合い状態の
   ギヤ対を複数組備え、複数のギヤ対における一方のギヤ
   すべてが一体回転する状態で第１伝動軸に備え、複数の
   ギヤ対における他方のギヤを回転自在に第２伝動軸に備
   え、前記他方のギヤの中心孔から径方向に形成した係合
   凹部に係入可能な伝動部材を筒状の第２伝動軸に形成し
   た開孔に第２伝動軸と一体回転する状態に嵌装するとと
   もに、前記第２伝動軸の軸芯方向にスライド操作するこ
   とにより前記伝動部材を択一的に前記係合凹部に係合さ
   せて前記他方のギヤの一つと第２伝動軸とを連動連結さ
   せるシフト軸を備え、前記伝動部材に作用して前記係合
   凹部に係合させる前記シフト軸の作用部を前記シフト軸
   の軸本体に回転自在に備えてあるギヤ変速機構。