JP2010064558A - 乗用型作業車 - Google Patents

Abstract

【課題】後ミッションケースから前輪への伝動系に、ユニバーサルジョントを利用しない伝動形態に変更することによって、大小機種間においても部品の兼用化が可能な伝動構造を備えた乗用型作業車を提供する。
【解決手段】エンジン動力を受ける前ミッションケース３と前ミッションケース３の後方に位置する後ミッションケース６とに亘って動力伝達可能に構成するとともに、後ミッションケース６に導入されたエンジン動力を前ミッションケース３に戻すべく、前輪駆動用の伝動軸２２，２４を後ミッションケース６から前ミッションケース３に向けて、ユニバーサルジョイントを備えない状態で架設してある。
【選択図】図２

Description

本発明は、後部に配置したミッションケースに後輪駆動機構を設け、後輪駆動機構から分岐した動力を前輪出力部に出力すべく構成してある乗用型作業車に関する。

乗用型作業車では例えば特許文献１に開示されているように、エンジン（公報内番号：１）の後方に主クラッチケース（公報内番号：１０）と前輪増速ケース（公報内番号：１１）とを配置し、前輪増速ケース（公報内番号：１１）と後方に配置したミッションケース（公報内番号：５）とに亘って、伝動機構を設けていた。

つまり、前輪増速ケース内に、エンジン動力を受けて減速する第１伝動機構を設け、前輪増速ケースとミッションケースとに亘って設けた第１伝動軸によって、前記第１伝動機構をミッションケース内の後輪駆動機構に連係してある。
一方、後輪駆動機構から分岐された動力は、ミッションケースと前輪増速ケースとに亘って架設されている第２伝動軸によって前輪増速ケース内の前輪増速機構に連係されている。

特公平８−２９６８０号公報（公報第３頁第５欄の第３行〜第２０行、図１，２）

上記した構成においては、ミッションケースと前輪増速ケースとに亘って架設された第１伝動軸、及び、第２伝動軸として、ユニバーサルジョイントが使用されており、水平方向に対して傾斜した姿勢で伝動軸を配置する構成を採っていた。
そうすると、ユニバーサルジョイントでは使用可能な曲がり角度に一定の制限があるので、このようにユニバーサルジョインを使用した伝動構造を、ホイールベースが短い小型の機種に適応することはできなかった。

本発明の目的は、後ミッションケースから前輪への伝動系にユニバーサルジョントを利用した形態に変更を加えることによって、大小機種間においても適用可能な伝動構造を備えた乗用型作業車を提供する点にある。

（構成）
請求項１に係る本発明の特徴構成は、エンジン動力を受ける前ミッションケースと、前記前ミッションケースの後方に配置される後ミッションケースと、前記後ミッションケースの前面に装着される静油圧式無段変速装置とを設け、
前記前ミッションケース内に、エンジン動力を後輪出力部に伝達する第１伝動機構と、前記後ミッションケースから戻される動力を受けて前輪出力部へ伝達する第２伝動機構とを設け、
前記後ミッションケース内に、前記静油圧式無段変速装置の油圧モータ軸からの動力伝達を受けて後輪駆動軸に動力伝達する第３伝動機構と、前記第３伝動機構に伝達された動力を前記前ミッションケースへ戻す第４伝動機構とを設け、
前記後輪出力部から前記静油圧式無段変速装置の油圧ポンプ軸に動力伝達する第1伝動軸と、前記第４伝動機構の動力を前記第２伝動機構に伝達する第２伝動軸とを、前記前後ミッションケースに亘って架設し、
前記後輪出力部の出力軸芯と、前記油圧ポンプ軸の入力軸芯と、前記第１伝動軸とを同一軸芯位置に配置し、前記第４伝動機構の出力軸芯と、前記第２伝動機構の入力軸芯と、前記第２伝動軸を同一軸芯位置に配置し、
エンジン動力を、前記第１伝動機構、前記後輪出力部、前記第１伝動軸を介して前記静油圧式無段変速装置の油圧モータ軸に伝達し、前記静油圧式無段変速装置の油圧モータに伝達された動力を、前記第３伝動機構を介して前記後輪駆動軸に伝達し、前記第３伝動機構に伝達された動力を、前記第２伝動軸を介して前記前輪出力部に伝達する点にあり、その作用効果は次の通りである。

（作用）
後輪への駆動力は、エンジンから前ミッションケース内の第１伝動機構を通って前輪出力部に伝達され、その前輪出力部から第１伝動軸を介して静油圧式無段変速装置の油圧ポンプに導入される。油圧ポンプに導入された後輪駆動力は油圧モータで変速され、第３伝動機構を介して、後輪伝動機構及び後輪に伝動される。
一方、後輪伝動機構に伝動される駆動力は、第４伝動機構によって分岐されて第２伝動軸を介して前ミッションケース内の第２伝動機構に導入され、第２伝動機構から前輪出力部に伝達され、前輪出力部より前輪に伝達されて前輪駆動に利用される。

上記した構成において、前ミッションケースから静油圧式無段変速装置の油圧ポンプ軸に動力伝達するに、前記後輪出力部の出力軸芯と、前記油圧ポンプ軸の入力軸芯と、前記第１伝動軸とを同一軸芯位置に配置して、前ミッションケースから静油圧式無段変速装置への動力伝達は、同一軸芯上に配置した第２伝動軸等で行いつつ、エンジン動力の前ミッションケースへの入力部と後輪出力部との偏芯状態は、前ミッションケース内に配置された第１伝動機構内の動力伝達経路によって行っている。
後ミッションケースから前輪出力部に動力伝達するに、前記第４伝動機構の出力軸芯と、前記第２伝動機構の入力軸芯と、前記第２伝動軸を同一軸芯位置に配置して、後ミッションケースから前ミッションケースへの動力伝達は、同一軸芯上に配置した第２伝動軸等で行いつつ、第２伝動機構の入力軸芯と前輪出力部との偏芯状態は、前ミッションケース内に配置された第２伝動機構内の動力伝達経路によって行っている。

以上のように、前後輪の駆動に寄与すべく、前ミッションケースと後ミッションケースとに亘って掛け渡される第１、第２伝動軸が、前ミッションケースと後ミッションケースに形成された入力部と出力部との同一軸芯位置に配置する構成によって、ユニバーサジョイントを使用しない構成を採ることができ、曲がり角度に一定の制限があるユニバーサルジョイントのような設置上の制約がない。

（発明の効果）
したがって、ホイールベース間の異なる機種に変更する場合には、第１、第２伝動軸として長さの異なるものに変更するだけでよく、ユニバーサルジョイントを使用した場合のように、ホイールベースが短い機種には適用できないということはない。

（構成）
請求項２に係る本発明の特徴構成は、前記後輪出力部と前記前輪出力部を前記前ミッションケース内の下部に配置し、前記静油圧式無段変速装置の油圧ポンプ軸を油圧モータ軸より下方に配置し、
前記後輪出力部から前記油圧ポンプ軸に動力伝達する第１伝動軸と、前記第４伝動機構の動力を前記第２伝動機構に伝達する第２伝動軸とを、前記第２伝動軸が前記第１伝動軸よりも上方に位置する状態で前記前後ミッションケースに亘って架設してある点にあり、その作用効果は次の通りである。

（作用効果）
請求項１に係る発明の作用効果に加えて、次のような作用効果を奏する。
つまり、静油圧式無段変速装置における油圧ポンプを油圧モータより下方に位置させる設置形態を採っている。したがって、前ミッションケースでは、上部から取り入れたエンジン駆動力を、一旦第１伝動機構を介して前ミッションケースの下部に導き、第１伝動軸を前ミッションケースの下部より静油圧式無段変速装置の油圧ポンプ軸に向けて延出して、後ミッションケースに導入している。
そして、前輪を駆動する前輪出力部も前ミッションケースの下部に位置するので、第１伝動軸の上方が空き空間となっている。
そこで、第１伝動軸の上方が空き空間となっている点に着目して、第２伝動軸を配置することとした。これによって、第２伝動軸を配置するために専用のスペースを見出す必要は少ない。

（構成）
請求項３に係る本発明の特徴構成は、請求項１又は２記載に係る発明において、前記第３伝動機構が副変速機構であり、前記第３伝動機構が、上方に位置する前記油圧モータ軸から下方に位置する前記後輪出力軸に動力伝達すべく構成してある点にあり、その作用効果は次の通りである。

（作用効果）
請求項１又は２に係る発明の作用効果に加えて、次のような作用効果を奏する。
第３伝動機構が副変速機構に兼用されており、この副変速機構を利用して第４伝動機構が構成されているので、機器構成の簡素化が達成できる。また、第３伝動機構での動力伝達の流れが上下方向となっているので、第４伝動機構への動力分岐点を上下方向での何れの高さの位置にも設定でき、前ミッションケースへ動力伝達する上下方向での位置が限定されないものとなる。

農用トラクタの伝動構造について説明する。図１に示すように、農用トラクタＡは、機体前部にエンジン１、主クラッチケース２、前ミッションケース３を装備し、主クラッチケース２と前ミッションケース３との上面に跨ってパワーステアリング装置用の取付座４を装備し、前ミッションケース３の後方に、静油圧式無段変速装置５、後ミッションケース６を装備して、構成されている。
前ミッションケース３と後ミッションケース６とに亘って運転ステップ兼用のカバーフレーム７が設けてある。パワーステアリング装置用の取付座４を設けて、静油圧式無段変速装置５を使用しないギヤ式変速機構を採用する機種にも兼用できるように構成する。

前ミッションケース内の伝動構造について説明する。図２から図４に示すように、主クラッチケース２より前ミッションケース３の内部にエンジン動力を導入する入力軸８が回転自在に架設してある。入力軸８の下方に中継軸９が架設され、さらに下方に静油圧式無段変速装置５に向かう後輪出力部としての出力軸１０がその後端部１０Ａを前ミッションケース３より突出する状態で設けてある。この出力軸１０の軸芯を、後輪出力部の出力軸芯という。

入力軸８に第１伝動ギヤ１１を一体回転状態に取付け、中継軸９に第２伝動ギヤ１２をその中継軸９と一体形成し、出力軸１０に第３伝動ギヤ１３を一体回転状態に取付け、これら第１伝動ギヤ１１、第２伝動ギヤ１２、第３伝動ギヤ１３を順番に咬合させて、出力軸１０からエンジン動力を静油圧式無段変速装置５に伝動する、第１伝動機構Ｂを構成している。

図２、図３及び図５に示すように、後ミッションケース６の前面に静油圧式無段変速装置５が装着してあり、静油圧式無段変速装置５の油圧ケース５Ｃの下部には、可変容量型の油圧ポンプ５Ａと、上部には容量固定型の油圧モータ５Ｂとが配置して構成されている。油圧ポンプ５Ａから前ミッションケース３に向けてポンプ軸５ａを延出し、ポンプ軸５ａの前端部と出力軸１０の後端部とをカップリング１４で連結して、第１伝動機構Ｂから静油圧式無段変速装置５の油圧ポンプ５Ａに動力伝達可能に構成してある。
ここに、出力軸１０の前ミッションケース３から突出する後端部１０Ａとカップリング１４とで、後輪出力部から静油圧式無段変速装置５のポンプ軸５ａに動力伝達する第１伝動軸を構成する。

つぎに、後ミッションケース６内の伝動構造について説明する。油圧ケース５Ｃの後端には静油圧式無段変速装置用の油圧ブロック５Ｄが取り付けてあり、油圧ケース５Ｃより油圧ブロック５Ｄを貫通して後ミッションケース６内に臨む油圧モータ出力軸５ｂが延出してある。
後ミッションケース６内には油圧モータ出力軸５ｂの軸芯延長線上に走行入力軸１６が架設されており、油圧モータ出力軸５ｂの突出端部と走行入力軸１６の前端部とがカップリング１５によって連動連結されている。

図２に示すように、走行入力軸１６の後端部に平行に後輪駆動軸１７が設けてあり、後輪駆動軸１７の後端に後輪デフ機構が設けてある。走行入力軸１６には大小二段ギヤ１６Ａが一体形成してあり、この大小二段ギヤ１６Ａに咬合可能なクラッチギヤ１７Ａが後輪駆動軸１７にスプライン嵌合してある。
以上のような構成によって、高低二段に変速可能な第３伝動機構としての副変速機構Ｃを構成する。尚、この第３伝動機構、後輪デフ機構においては、静油圧式無段変速装置５を使用せず通常のギヤ式主変速機構を使用する機種にも兼用することができる。ただし、ギヤ歯数等の細かい修正は必要である。

図２及び図３に示すように、後輪駆動軸１７の軸芯を延長した前方側に中継軸１８が延出されるとともに、中継軸１８の横側方に前輪への前輪用伝動軸２１が架設され、中継軸１８の下方にＰＴＯ出力軸２０が架設されている。
一方、静油圧式無段変速装置５のポンプ軸５ａを、油圧ブロック５Ｄを貫通させて後ミッションケース６内に延出するとともに、中継軸１８の前端を油圧ブロック５Ｄに支承し、ポンプ軸５ａの延出端に取り付けた出力ギヤ５ｃと中継軸１８の前端に取り付けた入力ギヤ１８ｃとを常咬式に咬合させて、ポンプ軸５ａから中継軸１８への動力伝達を可能に構成してある。

次に、ＰＴＯ変速機構Ｄについて説明する。図２に示すように、中継軸１８に大小二段ギヤ１８Ａを一体形成し、ＰＴＯ出力軸２０に大小二段のクラッチギヤ２０Ａをスプライン外嵌し、クラッチギヤ２０Ａより前端側に入力ギヤ２０Ｂを遊転支承してある。
一方、中継軸１８の横側方に後記する前輪用伝動軸２１が架設され、この前輪用伝動軸２１に逆転ギヤ２１Ａが遊転支承されている。
逆転ギヤ２１Ａは大小二段ギヤであり、大小二段ギヤのうちの小径ギヤ部２１ａを、中継軸１８に取り付けてある大小二段ギヤ１８Ａの小径ギヤ部１８ａに咬合させるとともに、大径ギヤ部２１ｂをＰＴＯ出力軸２０に装着した入力ギヤ２０Ｂに咬合させている。
ここで、入力ギヤ２０Ｂはクラッチギヤ２０Ａの存在側にスプライン嵌合部を設けてあり、クラッチギヤ２０Ａを入力ギヤ２０Ｂのスプライン嵌合部に嵌合させることによって、逆転ギヤ２１Ａを介した逆転動力をＰＴＯ出力軸２０に導入することが可能である。

なお、油圧ブロック５Ｄの後方側にＰＴＯ用の支持ケース１９が設けてあり、この支持ケース１９に、前記した中継軸１８の前端、及び、ＰＴＯ出力軸２０の前端がベアリングを介して支持されている。

以上の構成より、ＰＴＯ変速構造を纏めると、次のようになる。
（イ） クラッチギヤ２０Ａの小径部２０ａを中継軸１８の大小二段ギヤ１８Ａにおける大径ギヤ部１８ｂに咬合させると、高速駆動状態を現出できる。
（ロ） クラッチギヤ２０Ａの大径部２０ａを中継軸１８の大小二段ギヤ１８Ａにおける小径ギヤ部１８ａに咬合させると、低速駆動状態を現出できる。
（ハ） クラッチギヤ２０Ａを入力ギヤ２０Ｂに咬合させると、逆転駆動状態を現出できる。この場合の逆転動力は、中継軸１８より逆転ギヤ２１Ａを中継して、クラッチギヤ２０Ａを通してＰＴＯ出力軸２０に伝達される。
以上のような構成によって、ＰＴＯ変速構造は、静油圧式無段変速装置５を使用せず通常のギヤ式主変速機構を使用する機種にも兼用することができる。

第２伝動機構としての前輪伝動機構Ｅについて説明する。
図２に示すように、中継軸１８の横側方に前輪用伝動軸２１を架設して、その前輪用伝動軸２１に逆転ギヤ２１Ａを遊嵌する。前輪用伝動軸２１の後端部を後輪駆動軸１７と平行に僅かに延出し、延出端に受動ギヤ２１Ｂを嵌着してある。一方、後輪駆動軸１７の前端部に駆動ギヤ１７Ｂが装着固定してあり、後輪駆動軸１７より前輪用伝動軸２１に動力伝達可能に構成してある。この駆動ギヤ１７Ｂと受動ギヤ２１Ｂとで、第３伝動機構Ｃに伝達された動力を前ミッションケース３へ戻す第４伝動機構Ｆを構成する。ここに、前輪用伝動軸２１の軸芯を、第４伝動機構Ｆの出力軸芯と称する。
第４伝動機構Ｆは、静油圧式無段変速装置５を使用しないギヤ式変速機構を採用する機種にも兼用可能である。

前輪用伝動軸２１は、油圧ブロック５Ｄ、油圧ケース５Ｃを貫通して前ミッションケース３に向けて延出されている。一方、前ミッションケース３には、前輪用伝動軸２１の軸芯の前方に向けて延出した延長線上に前輪用中間軸２２が架設されるとともに、前輪用中間軸２２の下方で前記した出力軸１０より更に下方に前輪出力部としての前輪出力軸２３が設けてある。
前輪用中間軸２２に出力ギヤ２２Ａが一体形成してあり、前記した静油圧式無段変速装置５へ動力伝達する出力軸１０に中継ギヤ１０Ｂを遊嵌し、更に、下方の前輪出力軸２３に前輪ギヤ２３Ａが一体形成してある。ここに、前輪用中間軸２２の軸芯を第２伝動機構の入力軸芯と称する。
ここに前輪用中間軸２２、出力ギヤ２２Ａ、中継ギヤ１０Ｂ、前輪出力軸２３、前輪ギヤ２３Ａを第２伝動機構としての前輪伝動機構Ｅと称する。

このような構成によって、出力ギヤ２２Ａから中継ギヤ１０Ｂを介して前輪ギヤ２３Ａに前輪駆動力が伝達される。
一方、前輪用伝動軸２１の前端部と前輪用中間軸２２の後端部とを、繋ぎ軸２４と二つのカップリング２５を介して連動連結している。この伝動軸の構成を、前記第４伝動機構から前記第２伝動機構に動力伝達する第２伝動軸と称する。

以上のように、後輪出力部の出力軸芯としての出力軸１０の軸芯と、静油圧式無段変速装置５の油圧ポンプ軸５ａの軸芯とが同一軸芯上にあり、出力軸１０と油圧ポンプ軸５ａとを連結する第１伝動軸も同一軸芯上にある。このような構成によって、第１伝動軸としてはユニバーサルジョイントを必要としない構成が可能である。
また、第４伝動機構Ｆの出力軸芯としての前輪用伝動軸２１の軸芯と、第２伝動機構Ｅとしての入力軸芯としての前輪用中間軸２２の軸芯とが同一軸芯上にあり、前輪用伝動軸２１と前輪用中間軸２２とを連結する第２伝動軸も同一軸芯上にある。このような構成によって、第２伝動軸としてはユニバーサルジョイントを必要としない構成が可能である。
第１及び第２伝動軸や、成形が容易な板金製のカバーフレーム７等を、長さの異なるものに変更することによって、主クラッチケース２、前ミッションケース３、静油圧式無段変速装置５及び後ミッションケース６等を余り変更せずに、ホイールベースの異なる機種に対応（生産）することができる。

前輪への伝動構造について説明する。図１及び図２に示すように、前輪出力軸２３の前方側に前車軸ケース２６を設け、前車軸ケース２６を前後に配置されたブラケット２７を介してエンジン支持フレーム２９にローリング自在に支持する。前後に配置されたブラケット２７のうちの後方側ブラケット２７に前輪増速装置２８を取り付け、この前輪増速装置２８に前輪出力軸２３を連係している。
尚、前車軸ケース２６と前輪増速装置２８は、静油圧式無段変速装置５を使用しないギヤ式変速機構を採用する機種にも兼用できるように構成する。

〔別実施形態〕
（１） 第１伝動機構Ｂから第４伝動機構Ｆまでの構成においては、使用するギヤや伝動軸の数は適宜選択すればよく、かつ、ギヤ伝動機構以外のチェーンやベルトの伝動構造も採用できる。
（２） 第１伝動軸、及び、第２伝動軸は、カップリングを介して複数の軸で構成したが、軸単体で構成してもよい。
（３） 上記した伝動構造は、農用トラクタ以外に田植機等の他の作業車に適用してもよい。

全体側面図 伝動構造を示す概略構成図 前後ミッションケースの内部構造を示す縦断側面図 図３におけるＩＶ−ＩＶ線断面図 図３におけるＶ−Ｖ線断面図

符号の説明

３ 前ミッションケース
５ 静油圧式無段変速装置
５Ａ 油圧ポンプ
５Ｂ 油圧モータ
６ 後ミッションケース
１０ 後輪出力部（出力軸）
１７ 後輪駆動軸
２３ 前輪出力部（前輪用伝動軸）
Ｂ 第１伝動機構
Ｃ 副変速機構（第３伝動機構）
Ｅ 前輪伝動機構（第２伝動機構）
Ｆ 第４伝動機構

Claims (3)

1. エンジン動力を受ける前ミッションケースと、前記前ミッションケースの後方に配置される後ミッションケースと、前記後ミッションケースの前面に装着される静油圧式無段変速装置とを設け、
   前記前ミッションケース内に、エンジン動力を後輪出力部に伝達する第１伝動機構と、前記後ミッションケースから戻される動力を受けて前輪出力部へ伝達する第２伝動機構とを設け、
   前記後ミッションケース内に、前記静油圧式無段変速装置の油圧モータ軸からの動力伝達を受けて後輪駆動軸に動力伝達する第３伝動機構と、前記第３伝動機構に伝達された動力を前記前ミッションケースへ戻す第４伝動機構とを設け、
   前記後輪出力部から前記静油圧式無段変速装置の油圧ポンプ軸に動力伝達する第1伝動軸と、前記第４伝動機構の動力を前記第２伝動機構に伝達する第２伝動軸とを、前記前後ミッションケースに亘って架設し、
   前記後輪出力部の出力軸芯と、前記油圧ポンプ軸の入力軸芯と、前記第１伝動軸とを同一軸芯位置に配置し、前記第４伝動機構の出力軸芯と、前記第２伝動機構の入力軸芯と、前記第２伝動軸を同一軸芯位置に配置し、
   エンジン動力を、前記第１伝動機構、前記後輪出力部、前記第１伝動軸を介して前記静油圧式無段変速装置の油圧モータ軸に伝達し、前記静油圧式無段変速装置の油圧モータに伝達された動力を、前記第３伝動機構を介して前記後輪駆動軸に伝達し、前記第３伝動機構に伝達された動力を、前記第２伝動軸を介して前記前輪出力部に伝達する乗用型作業車。
2. 前記後輪出力部を前記前ミッションケース内の下部に配置し、前記静油圧式無段変速装置の油圧ポンプ軸を油圧モータ軸より下方に配置し、
   前記後輪出力部から前記油圧ポンプ軸に動力伝達する第１伝動軸と、前記第４伝動機構の動力を前記第２伝動機構に伝達する第２伝動軸とを、前記第２伝動軸が前記第１伝動軸よりも上方に位置する状態で前記前後ミッションケースに亘って架設してある請求項１記載の乗用型作業車。
3. 前記第３伝動機構が副変速機構であり、前記第３伝動機構が、上方に位置する前記油圧モータ軸から下方に位置する前記後輪出力軸に動力伝達すべく構成してある請求項１又は２記載の乗用型作業車。

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