JP2008030688A - 農業用トラクタの伝動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】前後進切替機構から主変速機構への構成を合理化し、前後進切替機構の有無に関わらず主変速への伝動構成の共用化を図りコストダウンを図る。
【解決手段】主変速機構２１，１２１の主変速軸と主変速出力軸との間に複数の変速ギヤ群を配設しこれら変速ギヤ群の選択操作することによって主変速軸４０，１４０から変速出力軸４１，１４１に変速伝動する伝動装置において、前記主変速機構２１，１２１の前側に前後進切替機構２０を設け入力軸２９からの動力を正逆に切り替え出力する出力軸３２を前記主変速軸４１の延長軸芯線上に配置しこれら両軸３２，４１を連動連結してなる第１の仕様と、主変速軸１４１と同芯に設ける筒軸状の中間軸１５２を設けこの中間軸１５２に入力軸１２９からの動力をギヤ伝動する構成とし、かつ主変速機構１２１に後進速度段を組み込むよう構成してなる第２の仕様とを組み換える構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は農業用トラクタの伝動装置に関し、特に前後進切替装置、及び変速装置を備えるミッションケース内伝動装置に関する。

エンジン動力を受けてトランスミッション内主・副変速装置を経て車輪に該動力を伝達する構成とするが、前後進切り替えを司る前後進切替変速装置を主変速装置の前段に配置する構成としたり、主変速機構に後進連動機構を組む込む構成がある。これらは、夫々独立したミッションケースの構成を必要とするものであり、主変速装置の変速ギヤ群が共通であっても、前後進切替装置仕様と主変速装置組み込み仕様のミッションケース双方を準備する必要がある。また、ミッションケースを共用化してギヤ変速部と油圧式無段変速部を選択装備でき多仕様の伝動構造を得るものがある（特許文献１）。
特開２００５−２６３１７１号公報

上記のように、ギヤ変速装置と無段変速装置とをそっくり組み替える場合には機能的に同じ構成部材の取替えに相当してその他周辺構成部材への影響が少なくミッションケースの共用化が容易であるが、前後進切替機構を組み込むか否かによって主変速装置の構成変更を行なわねばならない場合にはミッションケースの共用化が図れない。そこでこの発明は、前後進切替機構から主変速機構への構成を合理化し、前後進切替機構の有無に関わらず主変速への伝動構成の共用化を図りコストダウンを図る。

前記に鑑み、請求項１に記載の発明は、主変速機構（２１，１２１）の主変速軸と主変速出力軸との間に複数の変速ギヤ群を配設しこれら変速ギヤ群の選択操作することによって主変速軸（４０，１４０）から変速出力軸（４１，１４１）に変速伝動する伝動装置において、前記主変速機構（２１，１２１）の前側に前後進切替機構（２０）を設け入力軸（２９）からの動力を正逆に切り替え出力する出力軸（３２）を前記主変速軸（４１）の延長軸芯線上に配置しこれら両軸（３２，４１）を連動連結してなる第１の仕様と、主変速軸（１４１）と同芯に設ける筒軸状の中間軸（１５２）を設けこの中間軸（１５２）に入力軸（１２９）からの動力をギヤ伝動する構成とし、かつ主変速機構（１２１）に後進速度段を組み込むよう構成してなる第２の仕様とを組み換える構成とした農業用トラクタの伝動装置とする。

上記のように構成すると、前後進切替機構を備える仕様と、この前後進切替機構を備えず代わりに主変速機構（１２１）に後進速を設ける仕様とが組み換えられ、ミッションケースを共用化する一方、主変速機構（２１，１２１）の主変速軸（４０，１４０）も共用化する。

請求項２に記載の発明は、第１の仕様において前後進切替機構（２０）の出力軸を前進接続用クラッチ（２０Ｆ）と後進接続用クラッチ（２０Ｒ）とを備えたクラッチ軸（３２）に構成し、クラッチ軸（３２）と主変速軸（４０）とをカップリング（３８）部材で接続し、クラッチ軸（３２）をミッションケース（３）内の軸支持メタル（５６，５７）に支持させ、主変速軸（４０）を軸支持メタル（５８，５９）に支持させ、
一方第２の仕様において入力軸（１２９）の後端に設ける連動ギヤ（１３０）は、筒軸形態の中間軸（１５２）のギヤ（１５２ａ）を連動し、該中間軸（１５２）はその略全長が主変速軸（１４０）に重合し、前端は軸支持メタル（５７）の所定孔部に軸受され、後端側は軸受によってスラスト方向の荷重を支持させる構成とした請求項１に記載の農業用トラクタの伝動装置とする。

同一延長軸芯線上に配置されるクラッチ軸（３２）と主変速軸（４０）とをカップリング（３８）部材で連結し各軸の支持は前後の軸支持メタル（５６，５７）（５８，５９）をもって行ない、一方筒軸構成の中間軸（１５２）はその略全長が主変速軸（１４０）に重合し、前端は軸支持メタル（５７）の所定孔部に軸受され、後端側は軸受によってスラスト方向の荷重を支持させることにより、主変速軸（１４０）との共同によって軸支持できる構成であるため、第１の仕様と第２の仕様とで軸支持メタル（５７，５８）の構成を共通にできる。

請求項１に記載の発明は、ミッションケースを共用化する一方、主変速機構（２１，１２１）の主変速軸（４０，１４０）も共用化でき、部品管理を容易化しコストダウンできる。

請求項２に記載の発明は、第１の仕様と第２の仕様とで軸支持メタルの構成を共通にできるため、部品管理を容易化しコストダウンできる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。まず、構成から説明すると、図１に示すトラクタは、機体の前部にエンジン１を搭載してボンネット２にて被蔽し、機体の後部にミッションケース３を取り付けるとともにその上部に運転席５を設ける。ミッションケース３内の変速装置を介して後輪６及び前輪７に変速した回転動力が伝達される。

ミッションケース３の後上部には内部に油圧シリンダ８を有する油圧シリンダケース９が固着され、この油圧シリンダケース９にはリフトアーム１０，１０が回動自由に取付けられる。油圧シリンダ８内に作動圧油が供給されるとリフトアーム１０，１０が上方に回動し、逆に作動圧油を抜くとリフトアーム１０，１０が下降する。同図において符号１１はトップリンクヒッチ、１２はトップリンク、１３はロワーリンク、１４はリフトロッドである。トップリンク１２、ロワーリンク１３からなる３点リンクには作業機１５が着脱自在に取付けられている。

図２、図３は第１の仕様の伝動構成を示す。図２において、前記ミッションケース３は、前部ミッションケース３Ａと後部ミッションケース３Ｂとからなり、前部ミッションケース３Ａには、主クラッチ部１９、前後進切替機構２０、主変速機構２１の順に配置され、後部ミッションケース３Ｂには、副変速機構２２、後輪デフ機構２３が設けられる。なお前後部ミッションケース３Ａ、３Ｂに渡りＰＴＯ伝動軸２４部、前輪伝動軸２５部が配置されている。

上記前部ミッションケース３Ａの前部側はクラッチ収容ケース３ｓに形成され、クラッチ部１９を収容し、前記エンジン１の出力軸２８、この出力軸２８と同軸芯で２重軸形態の入力軸２９ａ，２９ｂを備え、主クラッチ部１９を介して外側の入力軸２９ａを入切連動すべく構成している。なお、内側の入力軸２９ｂは、後部に延長して前記ＰＴＯ伝動軸２４を連動するギヤ３０を備えている。

前後進切替機構２０は、出力軸としての機能を備えるクラッチ軸３２（出力軸）とこれに平行の中間連動軸３４を備え、前記入力軸２９ａの後端のギヤ３１は、中間連動軸３４の中間連動ギヤ３４ａに噛合う。そして該中間連動ギヤ３４ａは、クラッチ軸３２に遊嵌する第１入力ギヤ３３を連動し前進クラッチ２０Ｆの入り作動に伴い該クラッチ軸３２を正転連動する。また、上記中間連動軸３４に設ける中間連動ギヤ３４ａ，３４ｂのうち、中間連動軸３４ｂに噛合する逆転カウンタギヤ３５ａを設けるカウンタ軸３５を配置し、この逆転カウンタギヤ３５ａに噛合しクラッチ軸３２に遊嵌する第２入力ギヤ３６を連動し、後進クラッチ２０Ｒの入り作動に伴い前記クラッチ軸３２を逆転連動する構成である。

前記クラッチ軸３２の後部には同軸芯に主変速機構２１の主変速軸４０を接続構成している。主変速機構２１は、主変速軸４０には並行に配置する主変速出力軸４１との間に配設する常時噛合ギヤ群４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ、及びシンクロメッシュ機構の切替によって１〜４速の変速段を選択できる構成である。なお、主変速出力軸４１には各ギヤ群の組合せにより、前側から第４速、第3速、第２速及び第１速を得られる構成としている。

上記主変速出力軸４１と同軸芯にドライブ軸４３を配置構成する。ドライブ軸４３と並行に、該主変速出力軸４１の後端に設ける出力ギヤ４１ｓに連動する第１副変速カウンタ軸４４、及び第２副変速カウンタ軸４５を設け、これら軸４３，４４，４５の間に変速ギヤ群を配置し、ドライブ軸４３の選択摺動ギヤ４６の前・中・後３位置選択によって低・中・高３段に変速する副変速機構２２を構成する。

ドライブ軸４３の後部のピニオン４３ａは後輪デフ機構２３のリングギヤ２３ａを連動する構成である。なお、ドライブ軸４３には出力ギヤ４３ｂを備え、前記ＰＴＯ伝動軸２４に遊嵌支持させた中間伝動ギヤ４７、入力ギヤ４８を介して前輪伝動軸２５を連動する構成としている。この前輪伝動軸２５は、図外前輪デフ機構を経て前輪７を駆動する構成である。

後部ミッションケース３Ｂの後壁から後方に突出するＰＴＯ軸５０への伝動構成について、前記ギヤ３０から第１、第２中間軸５１，５２のギヤ５１ａ，５２ａを介してＰＴＯ伝動軸２４の前端側に設けた入力ギヤ２４ａを連動する構成としている。この入力ギヤ２４ａはＰＴＯクラッチ５３を連動し、このクラッチ５３を入り作動するに伴い、入力ギヤ２４ａの回転駆動力はＰＴＯ伝動軸２４に伝達する構成となっている。

ＰＴＯ伝動軸２４の後部にはＰＴＯ軸５０との間にギヤ切替機構５５を設け、必要に応じてＰＴＯ変速機構を構成できる構成としている。図２の例では複数変速段を備えず、摺動ギヤ５５ａを入り切りしてＰＴＯ軸５０を入り切り連動する構成としている。

前記前部ミッションケース３Ａの中間に中間壁３ａ，３ｂ，３ｃを設け、前記クラッチ軸３２、中間連動軸３４、カウンタ軸３５は、中間壁３ａ，３ｂに夫々軸毎に乃至は複数軸をまとめて支持する軸支持メタル５６ａ，５６ｂ，５６ｃ、５７を介して支持構成される。特に各軸後部側を支持するメタル５７は複数軸をまとめて支持する構成であるから、前後進切替機構２０の組み立てが容易となる。

中間壁３ｂと中間壁３ｃとの間は、主変速軸４０の前半部、ＰＴＯ用第１，第２中間軸５１，５２及びＰＴＯクラッチ５３を支持する。中間壁３ｃには複数の軸をまとめて支持するメタル５８を備える。

主変速機構２１の各軸は、上記メタル５８と、前後ミッションケース３Ａ，３Ｂの境界部にあって後部ミッションケース３Ｂ側に膨出するメタル５９とに渡って配設されている。

後部ミッションケース３Ｂには後輪デフ機構２３の前後に中間壁３ｄ，３ｅを形成し、メタル５９と中間壁３ｄとの間には、主として副変速機構２２の各軸を支持し、中間壁３ｅとケース３Ｂ後部壁との間にはＰＴＯ軸５０を軸受支持する。

上記のように構成されたトラクタの伝動機構は、前後進切替機構２０の前・後進クラッチ２０Ｆ，２０Ｒを油圧クラッチ形態とし、圧力比例制御弁によってクラッチ圧を調整制御することによって主クラッチ操作を不要とした主変速切替を行なうことができ、変速操作が円滑に行なえる。

図３におけるトラクタの伝動構成は第１の仕様の別例を示し、図２の前後進切替機構２０の前・後進クラッチ２０Ｆ，２０Ｒを油圧クラッチ形態からシンクロメッシュ機構形態の前・後進クラッチ２０ＳＦ，２０ＳＲに変更したものである。ミッションケース３Ａは共通の構成で、内部に構成する伝動機構のうち、上記前・後進クラッチ２０ＳＦ，２０ＳＲ及びこれらを支持するクラッチ軸３２Ｓを変更している。前記クラッチ軸３２は、前・後進クラッチ２０Ｆ，２０Ｒが油圧クラッチ形態に構成されているため油路を形成して、前部には圧油導入のために所定長さの導入部を形成し、前記軸支持メタル５６ｂと軸支持メタル５７に支持されている。一方図３のクラッチ軸３２Ｓは、油路が不要であるため短く加工した軸体をこれら軸支持メタル５６ｂ，５７に軸受けさせて、部材の共用化を図っている。なお、前・後進クラッチ以外は伝動構成を共通に構成している。

上記のように、前後進切替機構２０を油圧クラッチ形態からシンクロメッシュ形態に仕様変更するとき、クラッチ軸とこれに支持するクラッチ機構を前後の軸支持メタル５６ｂ，５７に交代取付することで他は共通の構成とするため部材の共用化が図れ、コストダウンが図れる。

次いで図４に示す伝動構成について説明する。図２及び図３の第１の仕様に係る伝動構成のうち、前後進切替機構２０を廃止し、併せてＰＴＯクラッチ５３を廃止し、主変速機構の伝動構成の合理化、共用化をはかりながら、構成の簡素化、コストダウンを図るものである。

エンジン出力軸１２８に主クラッチ部１１９を介して連動する入力軸１２９を設け、この軸１２９の後端に設ける連動ギヤ１３０は、第１中間軸１５１のギヤ１５１ａを介して筒軸形態の第２中間軸１５２のギヤ１５２ａを連動すると共に、第１中間軸１５１のギヤ１５１ａはＰＴＯ伝動軸１２４の入力ギヤ１２４ａを連動すべく噛合している。

上記第２中間軸１５２は、主変速軸１４０にスプライン嵌合して一体回転するようになし、該主変速軸１４０、並行に配置する主変速出力軸１４１、常時噛合ギヤ群１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ、及びシンクロメッシュ機構の切替によって１〜３速の前進変速段および１速の後進変速段を選択できる構成とし、主変速機構１２１を構成する。即ち前記図２における主変速機構２１の第１速に相当する噛合ギヤ１４１ｄには、別途配置構成する後進カウンタギヤ１４１ｅを経由して主変速軸１４０のギヤを連動するようになし逆回転を得られる構成としている。したがって、主変速出力軸１４１には各ギヤ群の組合せにより、前側から前進第３速、第２速、第１速及び後進第１速を得られるものとなる。

副変速機構、後輪デフ機構、前輪伝動軸については、第１仕様における構成と同一構成となっている。また、ＰＴＯ伝動軸１２４には入力ギヤ１２４ａによって直接駆動される構成であり、後部のＰＴＯ軸１５０との間にはギヤ切替機構１５５によって高低2段の変速が得られる構成としている。

第２仕様における伝動構成においては、図外クラッチペダルの操作によって主クラッチ部１１９を入切り操作すると、走行変速部とＰＴＯ伝動部とを共に伝動状態又は非伝動状態におくことができる。

また、主変速機構１２１への動力は、筒軸に構成した第２中間軸１５２からスプライン嵌合の主変速軸１４０に伝達されるよう構成されているため、前記図２，図３の前後進切替機構２０のクラッチ軸３２からカップリング３８を介して動力を受ける構成の主変速軸４０とは共通の仕様となって、多機種構成に容易に対応できる。すなわち、主変速軸４０，１４０を共通として管理の容易化やコストダウンを可能にするほか、筒軸構成の第２中間軸１５２はその略全長が主変速軸１４０に重合し、前端は軸支持メタル５７の所定孔部に軸受され、後端側は軸受によってスラスト方向の荷重を支持させることにより、主変速軸１４０との共同によって軸支持し、図２、図３の伝動構成（第１の仕様）における軸支持メタル５７，５８の共通化が図れて同様に部品管理を容易化しコストダウンとなる。

さらに、前後進切替機構を備えない代わりに主変速機構１２１に後進変速段を備えて簡素化するが、この後進段を構成するにあたり、第１の仕様の伝動構成における第１速部に代替して後進速を得るもので、シンクロメッシュ機構部を共通にでき、ひいては操作系、シフトパターン（例えばＨパターン）も変更の必要がない。なお、後進速を得るために後進カウンタギヤ１４１ｅを設けるが、このカウンタギヤ１４１ｅ及びそれを支持するカウンタ軸１４１´部は、主変速軸１４０と主変速出力軸１４１とで形成される三角形の一頂点部であって、ミッションケース上側一側の主変速空間部に配置させ、連動ギヤ１４１ｅをシンクロメッシュ用シフタ１４２ａ，１４２ｂとは避けて設けることにより、死空間を有効に利用できる。

次いで図６に示す第２の仕様の変形とした第３の仕様の伝動構成について説明する。第１の仕様の伝動構成における前後進切替機構２０を廃止して主変速軸２４０に走行系出力を伝達する構成に特徴を持たせたもので、エンジン出力軸２２８に連動し主クラッチ部２１９を経て入り切り連動する入力軸２２９ａの後端に設けるギヤ２３１は、中間連動軸２３４のギヤ２３４ａに噛合い、さらにクラッチ軸３２に代替する走行系出力軸２３２のギヤ２３２ａに噛合い、該軸２３２を正転連動する構成としている。

上記走行系出力軸２３２の後端側は、カップリング２３８を介して主変速軸２４０に伝達される構成である。主変速機構２２１の構成は、前記図４の第２仕様の伝動構成と共通である。即ち、前進３速、後進１速をシンクロメッシュ機構の切替操作によって得る構成で、前後進切替機構２０の廃止に対応する。

また、ＰＴＯ系伝動構成は、第１の仕様における伝動構成と共通である。主クラッチ部２１９を介さず常時回転する入力軸２２９ｂ側からの伝動はＰＴＯクラッチ２５３を介してＰＴＯ伝動軸２２４に伝達される構成である。

図６の構成によると、前後進切替機構２０のクラッチ軸に代替して走行系出力軸２３２を配置すると共に、主変速機構２２１を前進３速、後進１速に構成し、前後進を可能としたものであり、前記同様に主変速軸及びその周辺構成の共用化が図れ、部品管理を容易化し、コストダウンとなる。

図７は、主変速レバー６１への連繋機構を示し、第１の仕様における３速−４速用シフタ４２ａ、１速−２速用シフタ４２ｂをミッションケース３内上部に長手方向に摺動自在に配設したシフタステー６２ａ，６２ｂに夫々固着し、端部の係合体６３ａ，６３ｂを選択的に変速レバー６１下端に係合させて上記摺動させるよう変速レバー６１をＨ型レバーガイドに沿わせて操作することにより、１速〜４速の変速段が得られる。

なお、第２の仕様における場合には、第１の仕様における３速−４速用シフタは前進３速−前進２速用シフタ１４２ａに、１速−２速用シフタ４２ｂは前進１速−後進用シフタ１４２ｂに代替されるが、構成自体は同一構成にでき共用化する。

図８〜図１０は運転席部周辺の参考例を示す。左右フェンダ７０，７０間にシート７１を設けている。該シート７１は、シート支持枠７２に前側支持ブラケット７３と後側支持ブラケット７４を設け、このうち、前側支持ブラケット７３には水平横軸周りに回動支点を備えた回動支持部７３ａを設けている。一方後側支持ブラケット７４には左右一対のコイルスプリングからなるクッションばね７５，７５を設ける。前後側ブラケット７３，７４は一組にて高さの異なる部品を設定することができ、例えば体格が標準のオペレータ向きには図１０（Ａ）の構成で、大きいオペレータ向きには図１０（Ｂ）のように前後ブラケット７３ｈ，７４ｈの構成とするなど体格に合ったブラケットの組を選択設定して組み立てることができる。

また左右フェンダ７０，７０間は断面矩形の連結補強部材７６で連結され、ミッションケース３の上面に設けるブリーザ孔に接続した通気筒部７７に連結するホース７８の上端を、上記連結補強部材７６の内壁に固着してなる。なお、符号７９はホース７８先端に接続するフィルタである。このように高さを高くしかつフィルタ７９を備える構成であるから、高さを高く維持でき、塵埃の多い場所での作業においても、ブリーザ孔から塵埃類の侵入を少なくできる。８０は背面板、８１はその中央に重合して設けた補強板である。

図１１はＰＴＯ軸の耐久性向上の参考例を示すもので、ＰＴＯ軸５０を軸受する軸受８３をミッションケース３の後部壁に装着し、この外側には２連のオイルシール８４，８５をスリーブ８６，８６ａを介してＰＴＯ軸外周とミッションケースに形成する軸挿通孔８７、またはメタル８８の挿通孔８９に装着する。そしてこれらオイルシール８４，８５間にグリスを注入する構成としている。外側のオイルシール８５を支持するスリーブ８６ａは、金属とゴム製の２重層構造をなし、ゴム層ｇ側には内向きに突出する状態の凸条９０を環状に一体形成している。この凸条９０はＰＴＯ軸５０のスプライン形成始端部における切込み部に対応して堰き止めする構成となる。このように構成すると、グリス注入時に内圧によって外方へ作用してもスリーブ８６ａが抜けることを防止できる。

トラクタの側面図。 第１の仕様のミッションケース内伝動軸の配置構成を示す側断面図。 第１の仕様の別例のミッションケース内伝動軸の配置構成を示す側断面図。 第２の仕様のミッションケース内伝動軸の配置構成を示す側断面図。 図４のＡ−Ａ線断面図。 第３の仕様のミッションケース内伝動軸の配置構成を示す側断面図。 変速連動機構部の側面図。 トラクタ運転席部の一部断面した側面図。 トラクタ運転席部の平面図。 （Ａ）（Ｂ）仕様の異なるシートブラケットの正面図。 ＰＴＯ軸部側断面図。

符号の説明

２０ 前後進切替機構
２０Ｆ クラッチ
２０Ｒ クラッチ
２１ 主変速機構
２９ 入力軸
３２ クラッチ軸（出力軸）
３８ カップリング
４０ 主変速軸
４１ 変速出力軸
５６ 軸支持メタル
５７ 軸支持メタル
５８ 軸支持メタル
５９ 軸支持メタル
１２１ 主変速機構
１２９ 入力軸
１４０ 主変速軸
１４１ 変速出力軸
１５２ 第２中間軸（中間軸）

Claims (2)

1. 主変速機構（２１，１２１）の主変速軸と主変速出力軸との間に複数の変速ギヤ群を配設しこれら変速ギヤ群の選択操作することによって主変速軸（４０，１４０）から変速出力軸（４１，１４１）に変速伝動する伝動装置において、前記主変速機構（２１，１２１）の前側に前後進切替機構（２０）を設け入力軸（２９）からの動力を正逆に切り替え出力する出力軸（３２）を前記主変速軸（４１）の延長軸芯線上に配置しこれら両軸（３２，４１）を連動連結してなる第１の仕様と、主変速軸（１４１）と同芯に設ける筒軸状の中間軸（１５２）を設けこの中間軸（１５２）に入力軸（１２９）からの動力をギヤ伝動する構成とし、かつ主変速機構（１２１）に後進速度段を組み込むよう構成してなる第２の仕様とを組み換える構成とした農業用トラクタの伝動装置。
2. 第１の仕様において前後進切替機構（２０）の出力軸を前進接続用クラッチ（２０Ｆ）と後進接続用クラッチ（２０Ｒ）とを備えたクラッチ軸（３２）に構成し、クラッチ軸（３２）と主変速軸（４０）とをカップリング（３８）部材で接続し、クラッチ軸（３２）をミッションケース（３）内の軸支持メタル（５６，５７）に支持させ、主変速軸（４０）を軸支持メタル（５８，５９）に支持させ、一方第２の仕様において入力軸（１２９）の後端に設ける連動ギヤ（１３０）は、筒軸形態の中間軸（１５２）のギヤ（１５２ａ）を連動し、該中間軸（１５２）はその略全長が主変速軸（１４０）に重合し、前端は軸支持メタル（５７）の所定孔部に軸受され、後端側は軸受によってスラスト方向の荷重を支持させる構成とした請求項１に記載の農業用トラクタの伝動装置。

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