JP2005145230A - トラクタのｐｔｏ軸駆動構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 グランドＰＴＯ入り切りが可能なトラクタのＰＴＯ軸駆動構造において、ＰＴＯ軸の慣性回転阻止機能を合理的に発揮させることができるようにする。
【解決手段】 「グランドＰＴＯ入り」モードと「グランドＰＴＯ切り」モードとを選択するＰＴ０モード切換え手段よりも伝動上手にＰＴＯクラッチとＰＴＯブレーキとを配備するとともに、ＰＴＯブレーキとＰＴ０モード切換え手段との間にＰＴＯ変速機構を介在し、グランドＰＴＯレバー５５が「グランドＰＴＯ入り」位置に操作されている状態ではＰＴＯ変速レバー４８が変速位置に操作されることを牽制阻止し、ＰＴＯ変速レバー４８が変速位置に操作されている状態ではグランドＰＴＯレバー５５が「グランドＰＴＯ入り」位置に切換え操作されることを牽制阻止する相互牽制手段を備えてある。
【選択図】 図６

Description

本発明は、機体後部のミッションケース後端に後部ＰＴＯ軸を備えたトラクタのＰＴＯ軸駆動構造に関する。

後部ＰＴＯ軸は一般には走行伝動系とは独立したＰＴＯ伝動系から動力伝達を受けるよう構成されているのであるが、後部ＰＴＯ軸を走行速度と同調した速度で駆動する、いわゆるグランドＰＴＯモードに切換え可能に構成されたものもある。後部ＰＴＯ軸の駆動モードを切換え選択可能なトラクタでは、例えば、機体後部に連結した移植装置を走行速度と同調した速度で駆動することができるので、走行速度が変化しても走行方向での植付けピッチ（株間）を設定値に維持することができるものであり、また、機体後部に連結した駆動型トレーラの車輪をトラクタ本機の走行速度と同調した速度で駆動することがき、確実な推進力を発揮させての運搬作を行うことが可能となる。

後部ＰＴＯ軸を走行系とは関係無く駆動する「グランドＰＴＯ切り」モードと、走行速度と同調した速度で駆動する「グランドＰＴＯ入り」モードとに切換え可能とする手段としては、走行伝動系と並列に配備されたＰＴＯ伝動系の途中に、コンスタントメッシュ形式の伝動切換え機構を設け、ＰＯＴ軸に常時連動されたシフトスリーブを正方向にシフト操作してＰＴＯ伝動系の伝動部材に咬合させることで、「グランドＰＴＯ切り」モードをもたらし、また、前記シフトスリーブを逆方向シフト操作して走行伝動系に連動された伝動部材に咬合させるとともにＰＴＯ伝動系の伝動部材から離脱させることで、「グランドＰＴＯ入り」モードをもたらすように構成した構造のものが知られている（例えば特許文献１参照）。
特開平５−１６２５５０号公報（段落０００９，図１〜図４）

「グランドＰＴＯ切り」モードにして後部ＰＴＯ軸を本来のＰＴＯ伝動系で駆動する場合には、後部ＰＴＯ軸に連動連結した作業装置を高速で駆動することが多く、後部ＰＴＯ軸への伝動を遮断しても作業装置が慣性で回転し続けることになり、作業装置がロータリ耕耘装置の場合、地上に持上げてその駆動を断っても慣性回転して耕耘爪に付着した土を周囲に撒き散らす。また、作業装置が草刈装置の場合には、刈取らない草までも慣性回転によって切断してしまうおそれがある。

一般に、ＰＴＯ軸の慣性回転を阻止する手段としては、ＰＴＯ伝動系にＰＴＯクラッチとＰＴＯブレーキを導入して、ＰＴＯクラッチに切り作動に連動してＰＴＯブレーキを制動作動させる構成が採用されるのであるが、グランドＰＴＯ入り切りが可能な上記ＰＴＯ伝動構造においては作業装置の慣性回転については未だ考慮されておらず、実用性を高めるためには作業装置の慣性回転を阻止する機能を備えることが望ましい。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、グランドＰＴＯ入り切りが可能なＰＴＯ軸駆動構造において、後部ＰＴＯ軸に連動連結された作業装置の慣性回転阻止機能を合理的に発揮させることができるようにすることを主たる目的としている。

第１の発明は、機体後部のミッションケース後端に後部ＰＴＯ軸を備えたトラクタのＰＴＯ軸駆動構造において、
走行用変速機構を経た変速動力を前記後部ＰＴＯ軸に伝達する「グランドＰＴＯ入り」モードと、走行用変速機構と並列に配備されたＰＴＯ伝動系の動力を前記後部ＰＴＯ軸に伝達する「グランドＰＴＯ切り」モードとを選択するＰＴ０モード切換え手段を備え、このＰＴ０モード切換え手段より伝動上手において前記ＰＴＯ伝動系を断続するＰＴＯクラッチ、および、該ＰＴＯクラッチのクラッチ切り作動に連動してその伝動下手側に制動をかけるＰＴＯブレーキとを備えるとともに、前記ＰＴＯブレーキとＰＴ０モード切換え手段との間のＰＴ０伝動系にＰＴＯ変速機構を介在し、
ＰＴ０モード切換え手段を切換え操作するグランドＰＴＯレバーが「グランドＰＴＯ入り」位置に操作されている状態では前記ＰＴＯ変速機構を切換え操作するＰＴＯ変速レバーが中立位置から変速位置に操作されることを牽制阻止し、前記ＰＴＯ変速レバーが変速位置に操作されている状態ではグランドＰＴＯレバーが「グランドＰＴＯ切り」位置から「グランドＰＴＯ入り」位置に切換え操作されることを牽制阻止する相互牽制手段を備えてあることを特徴とする。

上記構成によると、後部ＰＴＯ軸でロータリ耕耘装置や草刈装置などの通常の作業装置を駆動する時にはグランドＰＴＯレバーを「グランドＰＴＯ切り」位置に操作しておくことになり、この「グランドＰＴＯ切り」モードではＰＴＯ変速レバーを用いてＰＴＯ変速機構を任意に変速操作することができる。また、「グランドＰＴＯ切り」モードではＰＴＯクラッチを切り操作することで後部ＰＴＯ軸への動力伝達を随時遮断することができるとともに、動力伝達が断たれた後部ＰＴ０軸はによって直ちに制動され、作業装置の回転慣性で後部ＰＴ０軸が回転されることが阻止される。

ここで、ＰＴＯ変速機構はＰＴＯクラッチおよびＰＴＯブレーキの伝動下手側に位置しているので、ＰＴＯクラッチを切ってＰＴＯブレーキが制動作動している状態でも、ＰＴＯ変速機構を中立にすることで後部ＰＴＯ軸を外力で自由に回転操作することができ、作業装置の入力軸と後部ＰＴＯ軸を連動連結する際のスプライン合わせなどの回転位相合わせを容易に行うことができる。

また、後部ＰＴＯ軸で移植装置や駆動型トレーラを駆動するときにはＰＴＯ変速レバーを中立に位置させた状態でグランドＰＴＯレバーを「グランドＰＴＯ入り」位置に操作する。これによってＰＴＯクラッチの入り切りに関係なくＰＴＯ伝動系から後部ＰＴＯ軸への動力伝達がＰＴＯ変速機構において遮断され、走行系の動力が後部ＰＴＯ軸に伝達される。

この場合、走行を停止すると後部ＰＴＯ軸も駆動停止状態となるので、後部ＰＴＯ軸制動用のブレーキは不要である。また、走行を停止して上記のように後部ＰＴＯ軸を手回しで回動操作したい場合には、ＰＴ０モード切換え手段を中立に保持して、ＰＴＯ伝動系および走行系のいずれに対しても後部ＰＴＯ軸が絶縁される状態を現出すればよい。

従って、本第１発明によると、「グランドＰＴＯ入り」モードと「グランドＰＴＯ切り」モードを選択使用することができる機能を備えるものでありながら、「グランドＰＴＯ切り」モードにおいてのみＰＴＯクラッチおよびＰＴＯブレーキが機能する状態をもたらして、後部ＰＴＯ軸に連動連結された作業装置の慣性回転阻止機能を合理的に発揮させることができるとともに、必要に応じて後部ＰＴＯ軸の回転位相合わせを容易に行うこともでき、実用上の利便性に優れたものとなった。

第２の発明は、上記第１の発明において、前記相互牽制手段をミッションケースの横外側に配備してあるものである。

上記構成によると、相互牽制手段はミッションケース外に配備されているので、牽制作動具合を外部から目視確認できるとともに、組立て後の点検や部品交換などのメンテナンスが容易に行える。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１に、本発明に係るＰＴＯ軸駆動構造を備えたキャビン付きトラクタの全体側面が示されている。このトラクタは、エンジン１、クラッチハウジング２、および、ミッションケース３を直結してなるモノボディ型の車体の前後に、操向自在な前輪４と、向き固定の主推進車輪としての後輪５とを軸支装着した４輪駆動型に構成されており、ミッションケース後部に備えた３点リンク機構６に各種作業装置を駆動昇降可能に連結することができるとともに、図示されない後部ヒッチにトレーラなどを連結できるように構成され、かつ、運転部を覆うキャビン７が立設されている。

図１０，１１に示すように、前記キャビン７におけるフロントガラス７ａの左右下部には前輪４等を見通すための足元窓７ｂが配備されている。この足元窓７ｂは、その下端のヒンジ３８を介して小角度だけ前方に揺動開放可能に構成されるとともに、その上部に備えられた屈折リンク式のロックレバー３９によって閉じロックされるようになっており、走行中に足元窓７ｂを開けることで外気をキャビン内に導入することができるようになっている。従って、足元窓７ｂを開けるとともにキャビン背面に備えられたハッチバック式の後部窓７ｃを開くと、キャビン内の換気を効率良く行うことができ、エアコンが装備されないキャビンを搭載したトラクタにおいても、良好に換気しながら快適に夏場での走行を行うことができる。

図３に、伝動系統の概略が示されている。前記エンジン１の出力は、主クラッチ８を介して主軸９に伝達され、この主軸９に伝達された動力がミッションケース３において走行系とＰＴＯ系とに分岐される。

走行系に分岐された動力は、４段の変速を行う主ギヤ変速機構１０、前後進切換え機構１１、および、副ギヤ変速機構１２を含んだ走行用変速機構を経て最終変速軸であるベベルピニオンギヤ軸１３に伝達され、デフ機構１４を介して左右の後輪５に伝達される。

なお、主ギヤ変速機構１０としては、２つのシフトスリーブ１５，１６を前後に選択シフトして４段の変速を行うシンクロメッシュ式変速機構が採用され、また、前後進切換え機構１１もシフトスリーブ１７を前後にシフトして正逆転切換えを行うシンクロメッシュ式変速機構が採用され、また、副ギヤ変速機構１２はシフトスリーブ１８を前後にシフトして高低２段の変速を行うコンスタントメッシュ式変速機構が採用されており、主ギヤ変速機構１０を操作する主変速レバー１９、および、副ギヤ変速機構１２を操作する副変速レバー２０が運転座席２１の左脇に配備されているとともに、前後進切換え機構１１を操作する前後進切換えレバー２２はステアリングハンドル２３の左脇に配備されている。

ＰＴＯ系に分岐された動力は、ブレーキ付きのＰＴＯクラッ２５、および、ＰＴＯ変速機構２７を介してミッションケース後端に突設された後部ＰＴＯ軸２７に伝達される。

ＰＴＯクラッチ２５は、図５に示すように、駆動側のクラッチボス２８、従動側のクラッチドラム２９、クラッチボス２８およびクラッチドラム２９にそれぞれ係合され交互に重合された摩擦板３０、クラッチドラム２９に内嵌装着したピストン部材３１、復帰用バネ３２、等から構成された油圧操作式の多板クラッチが採用されており、圧油の供給によってピストン部材３１を復帰用バネ３２に抗して進出変位させることで摩擦板３０群が圧接されて「クラッチ入り」状態がもたらされ、圧油が排出されると内装バネ３２によってピストン部材３１が押し戻されることで摩擦板３０群の圧接が解除されて「クラッチ切り」状態がもたらされるようになっている。そして、このＰＴＯクラッチ２５への圧油給排を司るロータリ式の切換え弁３３がミッションケース３の右外側面に取付けられるとともに、この切換え弁３１を操作するＰＴＯクラッチレバー３４が運転座席２１の右側後方箇所に前後揺動可能に配備されている。なお、図６に示すように、切換え弁３３の回転スプール３３ａに連結した操作アーム３５とＰＴＯクラッチレバー３４とがレリーズワイヤ３６で連動連結されている。

また、ＰＴＯクラッチ２５には、従動側部材であるクラッチドラム２９に作用するＰＴＯブレーキ４０が装備されている。このＰＴＯブレーキ４０は、前記ピストン部材３１に貫通ピン４１を介して一体変位可能に連結された摩擦板４２と、クラッチドラム２９に遊嵌されるとともにミッションケース側に回転不能に支持された制動板４３とから構成されており、ＰＴＯクラッチ２５に圧油が供給されてピストン部材３１が図中右方に進出移動する「クラッチ入り」状態では、図５に示すように、摩擦板４２がピストン部材３１と一体に後退移動して制動板４３から離反することで「ブレーキ解除」状態がもたらされ、ＰＴＯクラッチ２５から圧油が抜かれてピストン部材３１が図中左方に後退移動する「クラッチ切り」状態では、摩擦板４２がバネ付勢されて後退移動するピストン部材３１と一体に移動して制動板４３に弾性圧接されて「ブレーキ作動」状態がもたらされるようになっており、ＰＴＯクラッチ２５が切られると直ちにクラッチドラム２９に制動がかけられ、クラッチドラム２９に連動連結された後部ＰＴＯ軸２７が回転しつづけることが阻止されるようになっている。従って、ＰＴＯ軸２７に高速回転する作業装置が連動連結された場合、ＰＴＯクラッチ２５が切り操作された際に、ＰＴＯ軸２７が作業装置の回転慣性によって回転し続けることが未然に回避される。

なお、摩擦板４２とクラッチドラム２９との間には補助バネ４４が介在されており、ＰＴＯクラッチ２５に内装された復帰用バネ３２と補助バネ４４との弾性付勢力で摩擦板４２が制動板４３に強力に圧接されて所望の制動力がもたらされるようになっている。

図９に示すように、前記ＰＴＯ変速機構２６は、シフトスリーブ４５をシフトフォーク４６によって前後にシフトして高低２段の変速を行うコンスタントメッシュ式変速機構が採用されており、そのシフトフォーク４６をシフト操作するようミッションケース３の右側壁に貫通装着された回動操作軸４７と、運転座席２１の右脇に支点ａ周りに揺動可能に配備されたＰＴＯ変速レバー４８とが操作ロッド４９で連動連結されている。

ＰＴＯ変速機構２６の出力側伝動軸５１は、走行系伝動軸であるベベルピニオン軸１３の近くにおいて平行に配備されて後部ＰＴＯ軸２７と同芯状に突合せ連結されており、この出力側伝動軸５１に遊嵌装着したギヤＧ１がベベルピニオン軸１３に固着した動力取出しギヤＧ２に咬合されるとともに前記ギヤＧ１のボスに咬合離脱可能なシフトスリーブ５２が前記出力側伝動軸５１にスプライン嵌合装着されている。

このシフトスリーブ５２は、シフトスリー５２が後方にシフトされてギヤＧ１のボスに咬合されると、ベベルピニオン軸１３から取り出された走行系の動力がギヤＧ２，Ｇ１、および、シフトスリーブ５２を介して出力側伝動軸５１に伝達されて、後部ＰＴＯ軸２７が走行速度と同調した速度で駆動される状態、つまり「グランドＰＴＯ入り」状態がもたらされ、また、図４に示すように、シフトスリーブ５２が前方にシフトされてギヤＧ１のボスから離脱されていると、後部ＰＴＯ軸２７に走行系の動力が伝達されるのが断たれてＰＴＯ変速機構２６の出力側伝動軸５１から後部ＰＴＯ軸２７にＰＴＯ変速機構２６を経たＰＴＯ系の動力が伝達される状態、つまり、「グランドＰＴＯ切り」状態がもたらされるようになっている。

図８に示すように、前記シフトスリーブ５２をシフト操作するシフトフォーク５３は、ミッションケース３の右側壁に貫通装着した操作軸５４に係合操作されるものであり、かつ、この操作軸５４に連結したグランドＰＴＯレバー５５が運転座席２１の右脇に支点ｂ周りに前後揺動自在に配備されている。

ここで、上記のように後部ＰＴＯ軸２７が走行速度と同調した速度で駆動される「グランドＰＴＯ入り」がもたらされる場合、二重伝動を避けるために後部ＰＴＯ軸２７をＰＴＯ伝動系から遮断しておく必要があり、そこで、グランドＰＴＯレバー５５とＰＴＯ変速レバー４８とがミッションケース外において以下のような相互牽制手段で連係されている。

つまり、図６に示すように、ＰＴＯ変速レバー４８とグランドＰＴＯレバー５５の基部からそれぞれ牽制アーム５６，５７が突設され、グランドＰＴＯレバー５５の牽制アーム５７には牽制溝５８が形成されるとともに、ＰＴＯ変速レバー４８の牽制アーム５６には前記牽制溝５８に係合する牽制ピン５９が設けられている。ここで、前記牽制溝５８は、グランドＰＴＯレバー５５の支点ｂを中心とする部分円弧状の第１長孔５８ａと、これに略直交する第２長孔５８ｂとから構成されており、かつ、この第２長孔５８ｂは、グランドＰＴＯレバー５５が「グランドＰＴＯ切り」位置にある時、ＰＴＯ変速レバー４８の支点ａを中心とする部分円弧状に形成されている。

図６は、ＰＴＯ変速レバー４８が「中立」位置にあるとともに、グランドＰＴＯレバー５５が「グランドＰＴＯ切り」位置にある状態を示しており、この時、前記牽制ピン５９が牽制溝５８の交差部位に位置している。

この状態では牽制ピン５９が牽制溝５８の第１長孔５８ａあるいは第２長孔５８ｂのいずれへも移行可能であるから、図７（イ）に示すように、ＰＴＯ変速レバー４８を「中立」位置に保持した状態でグランドＰＴＯレバー５５を「グランドＰＴＯ入り」位置に切換え操作したり、あるいは、図７（ロ）に示すように、グランドＰＴＯレバー５５を「グランドＰＴＯ切り」位置の保持した状態でＰＴＯ変速レバー４８を「低速」位置あるいは「高速」位置に切換え操作することが可能となる。

そして、図７（イ）に示す「グランドＰＴＯ入り」状態では、牽制ピン５９が第１長孔５８ａの奥端に移行しているので、ＰＴＯ変速レバー４８を「低速」あるいは「高速」位置に操作することが牽制阻止され、逆に、図７（ロ）に示すＰＴＯ変速が「低速」あるいは「高速」にある時には、牽制ピン５９が第２長孔５８ｂの奥端に移行しているので、グランドＰＴＯレバー５５を「グランドＰＴＯ入り」に操作することが牽制阻止される。このようにして、ＰＴＯ系と走行系からの動力伝達が同時に行われる状態が現出されることが、その操作機構において牽制阻止されているのである。

従って、「グランドＰＴＯ切り」状態で後部ＰＴＯ軸２７を駆動する場合には、後部ＰＴＯ軸２７が「低速」あるいは「高速」に選択されているＰＴＯ変速機構２６を介してＰＴＯクラッチ２５に連動連結されているので、上記のようにＰＴＯクラッチ切り操作に伴って後部ＰＴＯ軸２７に制動が働くことになるが、「グランドＰＴＯ入り」状態で後部ＰＴＯ軸２７を駆動する場合には、後部ＰＴＯ軸２７が「中立」に保持されているＰＴＯ変速機構２６を介してＰＴＯクラッチ２５と隔絶されるので、走行中に後部ＰＴＯ軸２７を停止するにはグランドＰＴＯレバー５５を「グランドＰＴＯ切り」位置に切換え操作すればよい。

なお、上記実施例では後部ＰＴＯ軸２７のみを装備した仕様のトラクタについて説明したが、後部ＰＴＯ軸２７に連動連結されたミッドＰＴＯ軸をミッションケース３の下腹部から前方に向けて突設した仕様で実施することもできる。

トラクタの全体側面図 キャビンを省略した運転部周りの平面図 伝動系の概略側面図 伝動系の要部を示す縦断側面図 ＰＴＯクラッチの縦断側面図 グランドＰＴＯレバーとＰＴＯ変速レバーとの相互牽制手段を示す側面図 相互牽制手段の作動状態を示す側面図 相互牽制手段の正面図 ＰＴＯ変速操作部の縦断正面図 キャビンの正面図 足元窓の開閉構造を示す縦断側面図

符号の説明

３ ミッションケース
１０ 走行用変速機構（主ギヤ変速機構）
１１ 走行用変速機構（前後進切換え機構）
１２ 走行用変速機構（副ギヤ変速機構）
２５ ＰＴＯクラッチ
２６ ＰＴＯ変速機構
２７ 後部ＰＴＯ軸
４０ ＰＴＯブレーキ
４８ ＰＴＯ変速レバー
５５ グランドＰＴＯレバー

Claims (2)

1. 機体後部のミッションケース後端に後部ＰＴＯ軸を備えたトラクタのＰＴＯ軸駆動構造において、
   走行用変速機構を経た変速動力を前記後部ＰＴＯ軸に伝達する「グランドＰＴＯ入り」モードと、走行用変速機構と並列に配備されたＰＴＯ伝動系の動力を前記後部ＰＴＯ軸に伝達する「グランドＰＴＯ切り」モードとを選択するＰＴ０モード切換え手段を備え、このＰＴ０モード切換え手段より伝動上手において前記ＰＴＯ伝動系を断続するＰＴＯクラッチ、および、該ＰＴＯクラッチのクラッチ切り作動に連動してその伝動下手側に制動をかけるＰＴＯブレーキとを備えるとともに、前記ＰＴＯブレーキとＰＴ０モード切換え手段との間のＰＴ０伝動系にＰＴＯ変速機構を介在し、
   ＰＴ０モード切換え手段を切換え操作するグランドＰＴＯレバーが「グランドＰＴＯ入り」位置に操作されている状態では前記ＰＴＯ変速機構を切換え操作するＰＴＯ変速レバーが中立位置から変速位置に操作されることを牽制阻止し、前記ＰＴＯ変速レバーが変速位置に操作されている状態ではグランドＰＴＯレバーが「グランドＰＴＯ切り」位置から「グランドＰＴＯ入り」位置に切換え操作されることを牽制阻止する相互牽制手段を備えてあることを特徴とするトラクタのＰＴＯ軸駆動構造。
2. 前記相互牽制手段をミッションケースの横外側に配備してある請求項１記載のトラクタのＰＴＯ軸駆動構造。

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