JP2007062645A - 作業機のｐｔｏ伝動構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 一方向クラッチの咬合離脱音が異音として伝播されることを抑制することで、一方向クラッチを任意の位置に配備することができるようにする。
【解決手段】 ＰＴＯ伝動系に介在した爪咬合式のジャンプクラッチ３６に、咬合部位を囲繞するカバー体４１を装着する。好ましくは、カバー体４１の内面にゴム材４２を付設する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、農用トラクタや草刈機などの作業機に利用されるＰＴＯ伝動構造に関する。

ＰＴＯ軸にモーアなどの高速駆動型の作業装置を連結した場合、ＰＴＯクラッチを入れた状態でエンジン回転速度を最高速度から低速度に急激に落としたり、エンジンを停止したりすると、作業装置の回転慣性によってＰＴＯ軸が逆駆動され、これが走行伝動系に伝達されて機体が動かされることがある。このような不具合を解消する手段として、ＰＴＯ伝動系に、伝動下手側の先行回転を許容する一方向クラッチを介在することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−２７７０１７号公報

このような一方向クラッチとしては各種のものが知られているが、構造が簡単で安価に実施することができ、かつ、スリップのない確実な動力伝達を行うことができる爪咬合式のジャンプクラッチが多用される。爪咬合式の一方向クラッチは、駆動側のクラッチ片と従動側のクラッチ片を緩く傾斜された伝動爪を介して咬合させることで動力伝達を行い、従動側のクラッチ片が駆動側のクラッチ片よりも高速回転すると、咬合部位で伝動爪の乗り上がりが発生して一方のクラッチ片が付勢バネに抗して後退移動され、咬合が解除された従動側のクラッチ片が先行回転する構造であるので、この先行回転作動が行われている間、咬合部位では伝動爪による咬合と乗り上がり離脱が繰り返し行われる。

一方向クラッチがミッションケースの低位置に配備されていてクラッチ全体あるいは一部がミッションケースに貯留された潤滑油に浸漬されている場合には、一方向クラッチの咬合離脱音がミッションケース内で反響することは少ないのであるが、一方向クラッチが潤滑油面より上方の空間に配備された場合には一方向クラッチの咬合離脱音がミッションケース内で反響して、運転者に耳障りな異音として伝播される。

本発明は、このような点に着目してなされたものであって、爪咬合式のジャンプクラッチの咬合離脱音が異音として伝播されることを抑制することで、ジャンプクラッチを潤滑油面より上方空間などの任意の位置に配備す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、ＰＴＯ伝動系に介在した爪咬合式のジャンプクラッチに、咬合部位を囲繞するカバー体を装着してあることを特徴とする。

上記構成によると、潤滑油面より上方空間に配備したジャンプクラッチが作動して咬合部位で咬合離脱音が発生しても、咬合部位を囲繞するカバー体によってケース内で反響することが抑制される。

従って、ジャンプクラッチの設置位置が、潤滑油に浸漬する位置に制限されることがなくなり、伝動構造の設計の自由度が高いものとなる。ジャンプクラッチを潤滑油面下に設置しなくてもよいことは、潤滑油面を下げることも可能となり、ケース内の潤滑油貯留量を少なくして機体の軽量化を図る上で有効となる。

第２の発明は、上記第１の発明において、
前記ジャンプクラッチを、従動側の先行回転を許容する一方向クラッチに構成してあるものである。

上記構成によると、駆動側の回転速度が急激に低下、あるいは、停止された場合、従動側が駆動側に対して先行回転し、従動側の慣性回転によって駆動側が逆駆動されることを防止することができるとともに、この先行回転に伴って発生する咬合離脱音の伝播が抑制されることで静粛な運転が可能となる。

第３の発明は、上記第１または２の発明において、
前記カバー体の内面にゴム材を付設してあるものである。

上記構成によると、ジャンプクラッチの咬合離脱音がゴム材で吸収されるとともに、カバー体自体の共振が抑制され、防音効果が一層高いものとなる。

第４の発明は、上記第１〜３のいずれか一つの発明において、
前記カバー体を、前記ジャンプクラッチを構成する一対のクラッチ片のいずれか一方と一体回転可能に装着してあるものである。

上記構成によると、ジャンプクラッチの構成部品を伝動軸に組み付ける際に、カバー体を同時に装着することができ、例えば、ジャンプクラッチを囲繞するカバー体を伝動ケースに取付け固定する場合に比べてカバー体の組み付けが容易なものとなる。

第５の発明は、上記第４の発明において、
一方のクラッチ片を伝動軸のスプライン部にスライド可能に支持して、このクラッチ片を前記伝動軸に外嵌装着した付勢バネによって咬合方向にスライド付勢し、前記カバー体を前記スプライン部に一体回転可能に外嵌装着するとともに、前記付勢バネとクラッチ片との間に前記カバー体を挟持してあるものである。

上記構成によると、カバー体を位置固定するボルトや止め輪などの専用部品が不要であり、構造簡単にカバー体を所望の位置に装着することができる。

第６の発明は、上記第１〜５のいずれか一つの発明において、
前記ジャンプクラッチを構成する一対のクラッチ片のうちの固定側となるクラッチ片を、バネ付勢された他方のクラッチ片に咬合するクラッチ入り位置と、他方のクラッチ片との咬合から離脱したクラッチ切り位置とに切換え保持可能に構成してあるものである。

上記構成によると、ジャンプクラッチにＰＴＯクラッチの機能を持たせることができ、専用のＰＴＯクラッチが不要となって、ＰＴＯ伝動系の構造簡素化に有効となる。

図１に、本発明を適用した作業機の一例であるトラクタが示されている。このトラクタは、エンジン１、クラッチハウジング２、主変速ケース３、ミッションケース４、および、デフケース５を直列に連結してなるモノボディ型の車体構造の前後に前輪６および後輪７を装備した４輪駆動式に構成されている。

図２の伝動系統図に示されるように、エンジン１からの動力は乾式の主クラッチ８を介して主軸９に伝達された後、ギヤ伝動機構１０で主変速ケース３の入力軸１１に伝達される。主変速ケース３には、アキシャルプランジャ式に構成された可変容量型の油圧ポンプＰと定容量型の油圧モータＭとを上下に配備してなる静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）１２が装備されており、そのポンプ軸である前記入力軸１１がエンジン動力で駆動され、油圧ポンプＰから送出される圧油の吐出量および吐出方向に応じて油圧モータＭの出力軸１３が正転あるいは逆転で無段に変速駆動されるようになっている。

出力軸１３から取り出された変速動力は、これと同芯に突合せ連結された第１軸１５に伝達された後、ギヤ式の副変速装置１６で３段に変速されて第２軸１７に伝達される。第２軸１７の後端にはベベルピニオン軸１８が同芯に突合せ連結されており、第２軸１７から取り出された最終変速動力はベベルピニオン軸１８を介してデフ機構１９に伝達されて左右の差動軸２０に分岐され、各差動軸２０の動力がデフケース５の左右に連結された減速ケース２１を介して左右の後輪７にそれぞれ伝達される。

デフケース５の下方には出力ケース２２を介して前輪駆動軸２３が装備され、この前輪駆動軸２３とベベルピニオン軸１８とがギヤ伝動機構２４を介して連動連結され、ベベルピニオン軸１８から分岐された走行系動力が前輪駆動軸２３に伝達される。エンジン１から延出された前フレーム２５には前車軸ケース２６がローリング自在に連結されており、前輪駆動軸２３から取り出された動力は車体下方に配備された伝動軸２７を介して前車軸ケース２６に伝達される。前車軸ケース２６に伝達された動力はデフ機構２８を介して左右の差動軸２９に分岐出力され、各差動軸２９からの動力で左右の前輪６が後輪７と同調した周速度で駆動されるようになっている。前輪駆動軸２３にはギヤ伝動機構２４からの動力を受けるシフトギヤ３０が備えられており、このシフトギヤ３０を後方にシフトしてギヤ伝動機構２４との連動を断つことで、前輪６への動力伝達を解除して後輪７のみを駆動しての２輪駆動走行が行われるようになっており、この２輪駆動走行は主として路上走行などの高速低負荷走行に利用される。

静油圧式無段変速装置１２はペダル操作によって油圧ポンプＰの斜板角度を変化させて油圧ポンプＰからの吐出量および吐出方向を変更するよう構成されるとともに、副変速装置１６はレバー操作によって変速操作されるようになっている。前記主軸９の後端には、静油圧式無段変速装置１２にチャージ油を供給するトロコイド型のチャージポンプＣＰが連結されている。

前記油圧ポンプＰの入力軸１１は後方に延長されて、ミッションケース４内の上部に配備されたＰＴＯ系の第１伝動軸３１に同芯に突き合わせ連結され、第１伝動軸３１に伝達された動力が、その後端に同芯に突き合わせ連結された第２伝動軸３２に伝達される。第２伝動軸３２に伝達された動力は、ベベルピニオン軸１８を中間支軸として利用したギヤ伝動機構３４を介して第３伝動軸３３に伝達される。第３伝動軸３３はデフケース５内の最下部に配備されており、この第３伝動軸３３の後端に同芯に突合せ連結されたＰＴＯ軸３５がデフケース５の後端下部から機体後方に突設されている。

前記第１伝動軸３１と第２伝動軸３２の突合せ部位には、第１伝動軸３１に対して第２伝動軸３２の先行回転を許容する一方向クラッチ３６が装備されており、その詳細な構造が図３，４に示されている。

一方向クラッチ３６は、駆動側伝動軸である第１伝動軸３１のスプライン部３１ａにスライド自在に外嵌装着されたクラッチ片３７と、従動側伝動軸である第２伝動軸３２のスプライン部３２ａにスライド自在に外嵌装着されたクラッチ片３８とを、その対向端面において咬合させた爪係合式のジャンプクラッチに構成されており、駆動側のクラッチ片３７が第１伝動軸３１に外嵌装着した付勢バネ３９によって係合方向にスライド付勢されて、軸端に備えられた座金４０で受け止め支持されている。

両クラッチ片３７，３８の対向端面には緩やかに傾斜した係合３７ａ，３８ａが備えられており、従動側のクラッチ片３８に負荷が掛かっている通常の伝動状態では、図３，４に示すように、駆動側の係合爪３７ａの端面が従動側の係合爪３８ａの端面に接当係合して駆動側から従動側への動力伝達が行われるが、エンジン１が急激に回転低下、あるいは、停止された場合、従動側の第２伝動軸３２が慣性回転によって駆動側の第１伝動軸３１よりも高速になると、従動側の係合爪３８ａの傾斜面が駆動側の係合爪３７ａの傾斜面に乗り上がり、駆動側のクラッチ片３７が付勢バネ３９に抗して前方へ後退変位されることで、第２伝動軸３２が第１伝動軸３１に先行して回転するようになっている。

第１伝動軸３１には一方向クラッチ３６を外周から囲繞するカバー体４１が装着されている。このカバー体４１は、金属板材を椀形に打ち抜きプレス加工したものであり、その中心のスプライン孔４１ａを介して第１伝動軸３１のスプライン部３１ａに外嵌されるとともに、付勢バネ３９の後端とクラッチ片３７の前端との間にカバー体４１の中心部が挟持されて、カバー体４１がクラッチ片３７と一体に回転および前後スライドするよう支持されている。

このカバー体４１は、一方向クラッチ３６が先行回転作動した際に両クラッチ片３７，３８の咬合部位で発生した咬合離脱音がミッションケー４内で反響するのを抑制するためのものであり、クラッチ片３７が前方に押し出し移動された状態でも係合爪３７ａ，３８ａがカバー体４１で囲繞されるように、カバー体４１の後端位置が設定されている。カバー４１の内面にはクラッチ片３７の外面に近接あるいは接触するようにゴム材４２が焼き付け装備されており、このゴム材４２によって咬合離脱音が吸収されるとともに、カバー体４１自体の共振が抑制されるようになっている。

一方向クラッチ３６を構成する従動側のクラッチ片３８には、図示されないＰＴＯクラッチレバーによって操作されるシフトフォーク４３が係合されており、クラッチ片３８が、図示されるように、前方にシフトされて駆動側のクラッチ片３７に咬合するクラッチ「入り」位置と、後方にシフトされてクラッチ片３７から離脱されたクラッチ「切り」位置とに切換え保持可能に構成されている。つまり、この一方向クラッチ３６は、ＰＴＯ軸３５への動力伝達を断続するＰＴＯクラッチとしても機能している。

上記伝動構造には以下のような構造が付加されている。

前記主クラッチは８、運転部の左側足元に配備された主クラッチペダル４５の踏み込みによってクラッチ切り操作されるものであり、図６に示すように、支点ａ周りに揺動自在なペダルアーム４５ａの基部から延出された操作アーム４５ｂと、クラッチハウジング２の左側面に支点ｂ周りに揺動自在軸支されたクラッチ操作レバー４６とが連係ロッド４７で連動連結されている。

踏み込んだ主クラッチペダル４５が急速に戻されて負荷につながるとエンジンストップをもたらすおそれがあるので、必要に応じて主クラッチペダル４５の戻りを緩慢にするダンパ４８を装着することが可能となっている。

図７に示すように、前記操作アーム４５ｂを左右から挟持するように補助アーム４９と当て板５０がボルトを介して締結されて、補助アーム４９が操作アーム４５ｂに一体揺動可能に連結されている。他方、ミッションケース４の左側面には板材を逆Ｌ形に屈折してなるブラケット５１が突設され、このブラケット５１にＵ形連結部５２ａを備えた支点金具５２が機体前方から差し込み装着されてボルト連結されており、前記補助アーム４９と支点金具５２とに亘ってダンパ４８が架設されている。このように、補助アーム４９および支点金具５２は、操作アーム４５ｂおよびブラケット５１に後付け可能に構成されているので、ダンパ４８が不要であれば簡単に取外すことができる。

前記ミッションケース４およびデフケース５に貯留される潤滑油の液面ＯＬは、第２軸１７およびベベルピニオン軸１８の軸心より少し上方に位置するように設定されており、前記一方向クラッチ３６は液面ＯＬより上方の空間に配備されている。デフケース５の上端開口を閉塞するよう連結されたシリンダブロック５ａの上面にはブリーザパイプ５５がねじ込み装着されるとともに、シリンダブロック５ａの後端上部に設けられた注油口５６にキャップ５７がねじ込み装着されている。

なお、一方向クラッチ３６の先行回転作動時に発生する咬合離脱音の伝播を抑制する手段としては、図 に示すように、潤滑油の液面ＯＬを高くして一方向クラッチ３６の一部を潤滑油に浸漬するとよい。このように潤滑油の液面ＯＬを高くする場合には、低い設定液面レベルに設けられた液面チェック用のプラグ孔５８に接ぎ手ボルト５９を介してゲージ筒６０を連通連結し、このゲージ筒６０に挿入装着したオイルゲージ６１の浸漬レベルから潤滑油レベルを管理することができる。また、潤滑油の液面ＯＬを高くする場合には、前記ブリーザパイプ５５をプラグ６２に取り替えるとともに、前記注油口５６に注油筒６３を立設装着する。この注油筒６３の上端には屈曲したブリーザパイプ６４を備えたキャップ６５が備えられており、ケース内空間と機外との連通位置を高くして機体動揺による潤滑油の洩れが防止される。

〔他の実施例〕

（１）上記実施例では、ジャンプクラッチ（一方向クラッチ）３６を構成するクラッチ片３７，３８のうち、固定側のクラッチ片３８を人為操作で咬合位置と咬合解除位置に切換え移動可能にしてＰＴＯクラッチとして利用する構造としたので、カバー体４１をバネ付勢された他方のクラッチ片３７と一体回動するよう装着する構造としているが、ＰＴＯクラッチを別途装備して、固定側のクラッチ片３８を完全に位置固定したものにして実施する場合には、この固定側のクラッチ片３８と一体回転可能にカバー体４１を装着することもできる。

（２）カバー４１を半割り構造にして、後付けで装着できるように構成することもできる。

（３）カバー体４１をミッションケース４の壁面に固定して装着することも可能である。

（４）本発明は、ＰＴＯ伝動系にジャンプクラッチ３６を安全クラッチとして介在する作業機に適用することもできる。

トラクタの側面図 伝動系統図 伝動構造の一部を示す縦断側面図 一方向クラッチの縦断側面図 カバー体の切欠き斜視図 主クラッチ操作構造の側面図 主クラッチ操作構造の一部を示す横断平面図 主クラッチ操作構造の構成部品を示す斜視図 潤滑油液面を高めた仕様の伝動構造の一部を示す縦断側面図 潤滑油液面を高めた仕様における液面検知構造の縦断正面図

符号の説明

３１ 伝動軸
３１ａ スプライン部
３６ ジャンプクラッチ（一方向クラッチ）
３７ クラッチ片
３８ クラッチ片
４１ カバー体
４２ ゴム材

Claims (6)

1. ＰＴＯ伝動系に介在した爪咬合式のジャンプクラッチに、咬合部位を囲繞するカバー体を装着してあることを特徴とする作業機のＰＴＯ伝動構造。
2. 前記ジャンプクラッチを、従動側の先行回転を許容する一方向クラッチに構成してある請求項１記載の作業機のＰＴＯ伝動構造。
3. 前記カバー体の内面にゴム材を付設してある請求項１または２記載の作業機のＰＴＯ伝動構造。
4. 前記カバー体を、前記ジャンプクラッチを構成する一対のクラッチ片のいずれか一方と一体回転可能に装着してある請求項１〜３のいずれか一項に記載の作業機のＰＴＯ伝動構造。
5. 一方のクラッチ片を伝動軸のスプライン部にスライド可能に支持して、このクラッチ片を前記伝動軸に外嵌装着した付勢バネによって咬合方向にスライド付勢し、前記カバー体を前記スプライン部に一体回転可能に外嵌装着するとともに、前記付勢バネとクラッチ片との間に前記カバー体を挟持してある請求項４記載の作業機のＰＴＯ伝動構造。
6. 前記ジャンプクラッチを構成する一対のクラッチ片のうちの固定側となるクラッチ片を、バネ付勢された他方のクラッチ片に咬合するクラッチ入り位置と、他方のクラッチ片との咬合から離脱したクラッチ切り位置とに切換え保持可能に構成してある請求項１〜５のいずれか一項に記載の作業機のＰＴＯ伝動構造。

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