JP2011031661A

JP2011031661A - 作業車両

Info

Publication number: JP2011031661A
Application number: JP2009177638A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Watabe; 勉渡部; Teruki Matsukawa; 輝樹松川
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2011-02-17

Abstract

【課題】作業車両の前輪増速装置において、コンパクトでコストを低減しながら高速伝動での接続衝撃を抑制する。
【解決手段】前側前輪伝動軸と後側前輪伝動軸の間に前輪等速増速切替装置を介装し、該前輪等速増速切替装置を、ケースに取り付けているリングギヤ、前側前輪伝動軸に軸支している複数の遊星ギヤ、該遊星ギヤと噛み合うサンギヤを備えた遊星ギヤ伝動部と、前記後側前輪伝動軸と一体回転する切り替えハブと、前記サンギヤの軸と切り替えハブを断接する爪クラッチと、切り替えハブと遊星ギヤの軸部とを断接する湿式多板クラッチと、前記爪クラッチ及び湿式多板クラッチを作動するフォークと、これらを被覆するケースとで構成し、ステアリングハンドルの所定角度以上の操舵に関連してアクチュエータ、フォークを介して湿式多板クラッチを切り替えハブと遊星ギヤの軸部とを接続するコントローラを設けたことを特徴とする作業車両の構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、前後輪を備え、エンジンの動力を前後輪に伝達して走行する乗用型作業車両の前輪増速制御装置に関する。

エンジンからの動力を変速装置により変速した後に出力軸を介して後輪に伝達し、この出力軸から分岐した動力を変速して前輪に伝達する前輪増速制御装置において、動力の断接を切り替えるクラッチと、モータと、このモータとエンジンからの動力を合成して変速する遊星歯車機構を備えたものは、公知である（特許文献１）。

特開２００７−４５１７７号公報

背景技術のものは、エンジン動力の伝達されるリングギヤ、モータで駆動される第二出力軸に取り付けたサンギヤ、プラネタリギヤで、遊星歯車機構を構成しているので、構成が複雑となりコスト高になるという不具合があった。そこで、本発明はこのような不具合を解消しようとするものである。

請求項１の発明は、エンジン（Ｅ）の動力をミッションケース（２）内の変速装置で変速して後輪（４）、及び、ミッションケース（２）の下方に配設した前輪伝動軸（２２）へ伝達する作業車両において、前記前輪伝動軸（２２）を前側前輪伝動軸（２２ａ）と後側前輪伝動軸（２２ｂ）とに分割構成してその間に前輪等速増速切替装置（２３）を介装し、該前輪等速増速切替装置（２３）を、ケース（３１）に取り付けているリングギヤ（２６ｃ）、前側前輪伝動軸（２２ａ）に軸支している複数の遊星ギヤ（２６ｂ，…）、該遊星ギヤ（２６ｂ，…）と噛み合うサンギヤ（２６ａ）を備えた遊星ギヤ伝動部（２６）と、前記後側前輪伝動軸（２２ｂ）と一体回転する切り替えハブ（３０）と、前記サンギヤ（２６ａ）の軸と切り替えハブ（３０）を断接する爪クラッチ（２７）と、切り替えハブ（３０）と遊星ギヤ（２６ｂ，…）の軸部とを断接する湿式多板クラッチ（２８）と、前記爪クラッチ（２７）及び湿式多板クラッチ（２８）を作動するフォーク（２９）と、これらを被覆するケース（３１）とで構成し、ステアリングハンドル（１２）の所定角度以上の操舵に関連してアクチュエータ（３３）、フォーク（２９）を介して湿式多板クラッチ（２８）を切り替えハブ（３０）と遊星ギヤ（２６ｂ，…）の軸部とを接続するコントローラを設けたことを特徴とする作業車両としたものである。

請求項１の発明は、前輪等速増速切替装置（２３）の後輪前輪等速伝動状態では、爪クラッチ（２７）により切り替えハブ（３０）とサンギヤ（２６ａ）の軸部とを接続し、前輪増速伝動状態では湿式多板クラッチ（２８）により切り替えハブ（３０）と遊星ギヤ（２６ｂ，…）の軸部とを接続するので、コンパクトでコストを低減しながら、前輪増速伝動状態での接続衝撃を抑制することができる。

トラクタの全体側面図。前輪等速増速切替装置の切断側面図。前輪等速増速切替装置の切断側面図、切断正面図。前輪等速増速切替装置の側面図。ミッションケースの切断側面図。ミッションケースの切断側面図。トラクタ前側部の側面図、平面図。パワーステアリング装置の切断平面図、切断側面図。パワーステアリング装置の切断平面図、切断側面図。トラクタ前側部の切断側面図。トラクタ前側部の切断側面図。トラクタ後側部の斜視図。トラクタ後側部の平面図。シートの側面図。シートの側面図。トラクタの後側部の斜視図。シートの斜視図。

以下、図面に基づいて、この発明を農業用トラクタに適用した実施例について説明する。
トラクタＴは、図１に示すように、車体前側部のボンネット１内にエンジンＥを設け、エンジンＥの回転動力をミッションケース２内の変速装置を経由して左右前輪３，３及び左右後輪４，４へ伝達している。

また、前記ミッションケース２の後側上部には、作業機昇降用の油圧シリンダ５を内装しているシリンダケース６を設け、シリンダケース６の後部にリフトアーム７，７を上下回動自在に軸架し、油圧シリンダ５のピストンの伸縮作動により、リフトアーム７，７を上下回動するように構成している。また、前記ミッションケース２の後側部には、上部リンクと左右下部リンクとからなる三点リンク機構（図示省略）を設けて、各種作業機を連結するように構成している。

また、エンジンＥの後方には、ハンドルコラム１１を立設し、ハンドルコラム１１の上部にステアリングハンドル１２を軸支している。ミッションケース２の上側にはフロア１３を設け、フロア１３上には前進ペダル、後進ペダル、左右ブレーキペダル、クラッチペダル、アクセルペダルを設けている。

次に、図１及び図２に基づき前輪３の増速伝動構成について説明する。
エンジンＥの動力をクラッチハウジング２１内の主クラッチ（図示省略）を経てミッションケース２に伝達し、ミッションケース２内の主変速装置及び副変速装置で変速した動力を出力軸から後輪４へ伝達している。ミッションケース２の下方には前輪伝動軸２２を前後方向に沿うように軸架し、前記出力軸から前輪駆動用の動力を分岐し、前輪伝動軸２２に伝達している。

前輪伝動軸２２を前側前輪伝動軸２２ａと後側前輪伝動軸２２ｂとに分割構成し、前側前輪伝動軸２２ａと後側前輪伝動軸２２ｂの間に前輪等速増速切替装置２３を介装している。前側前輪伝動軸２２ａの前側端部にドライブピニオン２４を設け、ドライブピニオン２４から前輪アクスルケース２５内の前輪デフ機構、前輪伝動装置を経由して左右前輪３，３に動力を伝達している。

この前輪等速増速切替装置２３は、遊星ギヤ伝動部２６（サンギヤ２６ａと、前側前輪伝動軸２２ａのフランジ部に軸支している複数の遊星ギヤ２６ｂ，…と、ケース３１に取り付けているリングギヤ２６ｃで構成し、ギヤ２６ａ，２６ｂ，２６ｃを噛み合わせて構成している。）と、サンギヤ２６ａの軸部と前記後側前輪伝動軸２２ｂと一体の切り替えハブ３０とを断接する爪クラッチ２７と、切り替えハブ３０と遊星ギヤ２６ｂ，…の軸部とを断接する湿式多板クラッチ２８と、爪クラッチ２７及び湿式多板クラッチ２８を作動するフォーク２９と、これらの構成部材を被覆するケース３１とで構成している。

前記構成によると、後側前輪伝動軸２２ｂの回転動力は切り替えハブ３０に伝達され、フォーク２９の切り替え操作により、切り替えハブ３０と爪クラッチ２７を接続する。すると、爪クラッチ２７、サンギヤ２６ａ、遊星ギヤ２６ｂ、前側前輪伝動軸２２ａ、ドライブピニオン２４を経て、後輪４と等速の動力が前輪３に伝達される。

また、フォーク２９の切り替え操作により、湿式多板クラッチ２８を切り替えハブ３０と遊星ギヤ２６ｂ，…の軸部とを接続する。すると、切り替えハブ３０から湿式多板クラッチ２８、遊星ギヤ２６ｂの軸部に伝達され、遊星ギヤ２６ｂがサンギヤ２６ａ，リングギヤ２６ｃと噛み合い回転しながら前側前輪伝動軸２２ａを増速回転させ、ドライブピニオン２４を経て後輪４より増速された動力が前輪３に伝達される。

前後輪等速伝動状態では、前輪３と後輪４の回転差がないため、前側前輪伝動軸２２ａと後側前輪伝動軸２２ｂとの接続手段に爪クラッチ２７を採用することにより、構成を簡単化しコストの低減を図りながら、断接を無理なく円滑に行なうことができる。

また、前輪増速伝動状態では、切り替えハブ３０と遊星ギヤ部２６ｂ，…の軸部とを湿式多板クラッチ２８で接続するので、接続衝撃を抑制しながら円滑に動力を伝達することができる。

次に、図３及び図４に基づき爪クラッチ２７、湿式多板クラッチ２８の断接構成について説明する。
前輪伝動軸２２を覆うケース３１に軸２９ａを介してフォーク２９を軸支し、軸２９ａに操作アーム３２を取り付け、この操作アーム３２をモータ３３で操作するようにしている。モータ３３の回転軸３３ａにカムアーム３４を取り付け、カムアーム３４と操作アーム３２とをワイヤ３５により連結している。

軸３３ａにカムアーム３４を外周側に突出するように取り付け、カムアーム３４の基部側に小径のカム面３４ａを形成し、先端側に大径のカム面３４ｂを形成している。しかして、図４に示すように、モータ３３の軸３３ａを例えば３／４回転するように構成し、カムアーム３４を図４（Ａ）の状態から例えば時計方向に１／４回転させると、ワイヤ３５はカムアーム３４の外周に接触しながら引っ張られ、中立位置にあるフォーク２９を同方向に回動させ、爪クラッチ２７をクラッチ入り位置に移動させる。このときには、移動距離が大きく移動速度が速い状態で、ワイヤ３５は引っ張られ、爪クラッチ２７を断接する。

また、カムアーム３４を図４（Ａ）の状態から例えば反時計方向に１／２回転させると、ワイヤ３５はカムアーム３４の外周に接触しながら引っ張られ、湿式多板クラッチ２８が断切から接合状態となる。このときには移動距離が順次小さくなり速度が遅くなりながらワイヤ３５が引っ張られ、接合トルクが順次上がり、接合衝撃を抑制する。

また、ステアリングハンドル１２には切れ角検出用のハンドル検出手段（図示省略）を設け、ハンドル検出手段の検出情報をコントローラ（図示省略）に入力している。モータ３３のカムアーム３４の回動状態を検出する検出手段（図示省略）を設け、コントローラに接続している。また、湿式多板クラッチ２８を油圧シリンダで断接するように構成し、油圧シリンダの伸縮状態を検出する検出手段を設けてもよい。

ハンドル検出手段の検出操舵角度が所定角度以上になると、コントローラからモータ３３に増速伝動制御指令が出され、モータ３３を作動し、湿式多板クラッチ２８が断切状態から接合状態となる。また、検出操舵角度が所定角度以下になると、コントローラからモータ３３に等速伝動制御指令が出され、爪クラッチ２７が断切状態から接合状態になる。

前記前輪等速増速切替装置２３の遊星ギヤ伝動部２６を前側前輪伝動軸２２ａと後側前輪伝動軸２２ｂとの間に介装し、爪クラッチ２７及び湿式多板クラッチ２８の断接で後輪等速伝動あるいは前輪増速速伝動に切り替えるので、構成を簡単化し、スペースをコンパクトにし、コストの低減をすることができる。また、前輪等速増速切替装置２３における遊星ギヤ伝動部２６の遊星サンギヤ２６ａ及び遊星ギヤ２６ｂ，…の歯数を変えることにより、増速率を自由に変更できるメリットがある。

次に、図５及び図６に基づきミッションケース２の小型から大型への変更構成について説明する。
図５に示すように、小型のミッションケース２を、主クラッチケース２ａと、フロントケース２ｂと、ミドルケース２ｃと、リヤケース２ｄとを中空ケースに構成し、これらケースを一体的に組み付けて構成している。

主クラッチケース２ａには主クラッチ装置４０を内装し、主クラッチ軸４０ａの後側端部をフロントケース２ｂへ延出している。フロントケース２ｂ及びミドルケース２ｃには、伝動軸４４と前輪伝動軸４５を上下に軸架し、主クラッチ軸４０ａからギヤ群Ｇ１を介して伝動軸４４に動力を伝達している。

ミドルケース２ｃの伝動軸４２の上方に主変速軸４６、副変速軸４７を軸心一致状態で軸架している。伝動軸４４と主変速軸４６との間には、主変速ギヤ群４８を介装し、例えば６段変速をするように構成している。また、伝動軸４４と副変速軸４７との間には副変速ギヤ群４９を介装し、更に副変速ギヤ群４９で例えば高低に変速している。そして、副変速軸４７の後側端部にベベルギヤ５１を設けベベルギヤ５１、後輪デフ機構５２を経由して左右後輪４，４に動力を伝達している。

また、主変速ギヤ群４８及び副変速ギヤ群４９で変速した動力をギヤ群５４を経て前輪伝動軸４５に伝達し、前輪３、３を駆動している。
また、リヤケース２ｄの後側部にＰＴＯ変速装置５０を設け、伝動軸４４からＰＴＯ変速装置５０に動力を伝達し、ＰＴＯ変速装置５０で高低に変速し、ＰＴＯ軸５０ａから出力している。

また、ミッションケース２の最前部に油圧ポンプ（図示省略）を配設し、フロントケース２ｂの下部に配設した油圧サクションフィルタ５８と油圧ポンプとをサクションパイプ５９を介して接続している。

次に、図６に基づき図５の小型のミッションケース２を基にして大型のミッションケース２への変更構成について説明する。
ミッションケース２を、クラッチケース２ａ、フロントケース２ｂ、フロントケース２ｂとミドルケース２ｃとの間に挿入したスペーサケース５６、ミドルケース２ｃ及びリヤケース２ｄで構成している。フロントケース２ｂ、スペーサケース５６及びミドルケース２ｃには、長い伝動軸４４ａ、前輪伝動軸４５ａを軸架し、主クラッチ軸４０ａからギヤ群Ｇ１を介して伝動軸４４に伝達している。

ミドルケース２ｃの伝動軸４４ａの上方には、小型ミッションケース２と同様に、主変速軸４６、副変速軸４７を軸架し、伝動軸４４ａと主変速軸４６との間には同様の主変速ギヤ群４８を介装し、伝動軸４４ａと副変速軸４７との間には同様の副変速ギヤ群４９を介装し、主変速ギヤ群４８で変速した主変速動力を副変速ギヤ群４９で副変速し、ベベルギヤ５１、後輪デフ機構５２を経て左右後輪４，４に伝達している。

前記構成によると、小型のミッションケース２にスペーサケース５６を挿入することにより、大型のミッションケース２に変更し、前輪３と後輪４との間隔を拡げることができる。また、多数の部品を共用とすることができ、コストアップを抑制することができる。また、ミッションケース２の最前部に油圧ポンプ（図示省略）を配設し、フロントケース２ｂの下部に配設した油圧サクションフィルタ５８と油圧ポンプとをサクションパイプ５９を介して接続することにより、油圧部品の共用化を図ることができる。

次に、図７及び図８に基づき左右前輪３，３のパワーステアリング構成について説明する。
この実施例は全油圧式のパワーステアリング装置であって、エンジンＥの前方に位置する前側フレーム６１に、パワステケース６２を左右方向に沿わせて取り付けている。このパワステケース６２の内部にピストン６３を左右方向に移動自在に設け、パワステケース６２の支持穴に上下方向の軸６４を嵌合支持している。また、ピストン６３には溝６３ａが形成されていて、その溝６３ａにスライドプレート６５を嵌合支持し、スライドプレート６５に支持穴６５ａを設けている。

そして、前記軸６４の上側部に一体的に回動するアーム６６に取り付け、アーム６６の先端に設けたピン６７をスライドプレート６５の穴６５ａに挿入し、ピストン６３と軸６４とを連繋している。軸６４の下端部にピットマンアーム６８を取り付け、ピットマンアーム６８からドラグロッド（図示省略）等を介して、左右前輪３，３を操舵するように構成している。

ステアリングハンドル１２の操作が油圧切替手段６９に伝達され切り替えられると、作動油圧がケース６２内に流入し、ピストン６３を左右に移動させる。すると、ピストン６３の左右の動きはスライドプレート６５からピン６７、アーム６６に伝達され、軸６４及びピットマンアーム６８を回動させ、左右前輪３，３を操舵する。

前記構成によると、コンパクトな構成とし、破損を防止しながら前輪トレッドの狭いトラクタでも切れ角を大きくとることができる。
また、ピストン６３の左右方向への移動を軸６４に伝達するにあたり、図９に示すように、ピストン６３の後側面にラックギヤ７１を左右方向に沿わせて設け、軸６４の上側部にスパーギヤ７２を設け、ギヤバックラッシュ調整用のボルト７３により、パワステケース６２に軸６４を上下調整自在に取り付け、ラックギヤ７１とスパーギヤ７２とを噛み合わせる構成としてもよい。

次に、図１０及び図１１に基づきトラクタの操舵装置において、パワーステアリング型とマニュアルステアリング型との変更構成について説明する。
この実施例は、パワーステアリング型とマニュアルステアリング型とが混在するトラクタにおいて、ミッションケース２の前側上部に後側上方へ突出するように取付ケース７６を設け、取付ケース７６の上部に、外形が略同一のパワーステアリングユニット７７あるいはマニュアルステアリングユニット７８を取り付ける構成である。

パワーステアリング型は、図１０に示すように、取付ケース７６に油圧切替手段７７ａの内蔵されているユニットボックス７７ｂを取り付け、ステアリングハンドル１２支持用のハンドルコラム１１をユニットボックス７７ｂの上部に取り付け、ステアリングハンドル１２の操作により、油圧切替手段７７ａを切り替え、左右前輪３，３を操舵するようにしている。

また、マニュアルテアリング型は、図１１に示すように、取付ケース７６にマニュアルステアリングユニット７８を取り付ける。このマニュアルステアリングユニット７８は、ユニットボックス７８ａと、ユニットボックス７８ａに軸架されている操舵用の扇形ギヤ７８ｂと、扇形ギヤ７８ｂに噛み合い、且つステアリングハンドル軸１２ａで作動されるピニオン７８ｃと、により構成している。

前記構成によると、マニュアルステアリングユニット７８とパワーステアリングユニット７７の外形を略同形に構成したので、一種類の取付ケース７６に両ステアリングユニット７７，７８を取り付けることができ、多くの部品を共用化し、部品点数を少なくし、コストの低減を図ることができる。

次に、図１２及び図１３に基づき副変速レバー８２の取付構成について説明する。
ミッションケース２の上部に取り付けている支持板８１には、左右方向の軸８２ａを介して副変速レバー８２を前後方向に回動自在に軸支し、副変速レバー８２の上部操作部をガイド板８３の副変速溝８３ａに変速操作自在に支持している。副変速レバー８２の側方に配置した調整アーム８５を軸８２ａ回りに回動自在に軸支し、調整アーム８５の前後方向の調整長孔を介して副変速レバー８２に前後調整自在にボルト・ナットで固着している。ミッションケース２から立設している支持アーム８４と前記調整アーム８５とをロッド８６で連結している。

前記構成によると、副変速レバー８２に対して調整アーム８５を前後方向に調整することにより、変速ガイド溝８３ａの変速位置に対する副変速レバー８２の移動位置を簡単に調整し、適正にすることができる。

次に、図１４乃至図１７に基づきシート８８の取付構成について説明する。
ミッションケース２の後側端部に後側フレーム８９を立設し、ミッションケース２の後部上面にシートフレーム９０を取り付けている。このシートフレーム９０は、上下方向に沿った前側フレーム９０ａと、前側フレーム９０ａの上側端部から水平に後方へ伸びる左右上側フレーム９０ｂ，９０ｂと、左右上側フレーム９０ｂ，９０ｂの後側部を連結する後側フレーム９０ｃとで、側面視Ｌ型に構成している。そして前側フレーム９０ａの下側端部をミッションケース２にボルト・ナットで固定し、左右上側フレーム９０ｂ，９０ｂの後側端部を後側フレーム８９にボルト・ナットで固着支持している。

シート８８の前側下部には前後方向に複数の取付孔８８ａ，…付きの前側取付部８８ｂを設け、シート８８の後側下部にはシートゴム８８ｃを設けている。前側フレーム９０ａの上側端部の取付孔９０ｄと、シート８８の前側取付部８８ｂの取付孔８８ａとを合致させて、左右方向の長いピン９１を挿入し、前後調整自在に支持し、長いピン９１にはスナップピンを挿入し抜け止めをしている。上側フレーム９０ｂの後側フレーム９０ｃでシート８８のシートゴム２ｃを受けている。

なお、図１７のように構成してもよい。前側フレーム９０ａを、左右前側フレーム９０ａ１，９０ａ１と、これらを連結する下側前側フレーム９０ａ２とで構成する。そして、左右前側フレーム９０ａ１，９０ａ１の上部の取付孔と、シート８８の前側取付部２ｂの取付孔２ａ，…とを合わせて、左右方向に長いピン９１を挿通して支持し、スナップピン９２で抜け止めをする。しかして、部品点数を少なくし構成を簡単化しながら、強固なシート８８を構成することができる。

Ｅエンジン
２ミッションケース
４後輪
１２ステアリングハンドル
２２前輪伝動軸
２２ａ前側前輪伝動軸
２２ｂ後側前輪伝動軸
２３前輪等速増速切替装置
２６遊星ギヤ伝動部
２６ａサンギヤ
２６ｂ遊星ギヤ
２６ｃリングギヤ
３０切り替えハブ
２７爪クラッチ
２８湿式多板クラッチ
２９フォーク
３１ケース
３３アクチュエータ（モータ）

Claims

エンジン（Ｅ）の動力をミッションケース（２）内の変速装置で変速して後輪（４）、及び、ミッションケース（２）の下方に配設した前輪伝動軸（２２）へ伝達する作業車両において、前記前輪伝動軸（２２）を前側前輪伝動軸（２２ａ）と後側前輪伝動軸（２２ｂ）とに分割構成してその間に前輪等速増速切替装置（２３）を介装し、該前輪等速増速切替装置（２３）を、ケース（３１）に取り付けているリングギヤ（２６ｃ）、前側前輪伝動軸（２２ａ）に軸支している複数の遊星ギヤ（２６ｂ，…）、該遊星ギヤ（２６ｂ，…）と噛み合うサンギヤ（２６ａ）を備えた遊星ギヤ伝動部（２６）と、前記後側前輪伝動軸（２２ｂ）と一体回転する切り替えハブ（３０）と、前記サンギヤ（２６ａ）の軸と切り替えハブ（３０）を断接する爪クラッチ（２７）と、切り替えハブ（３０）と遊星ギヤ（２６ｂ，…）の軸部とを断接する湿式多板クラッチ（２８）と、前記爪クラッチ（２７）及び湿式多板クラッチ（２８）を作動するフォーク（２９）と、これらを被覆するケース（３１）とで構成し、ステアリングハンドル（１２）の所定角度以上の操舵に関連してアクチュエータ（３３）、フォーク（２９）を介して湿式多板クラッチ（２８）を切り替えハブ（３０）と遊星ギヤ（２６ｂ，…）の軸部とを接続するコントローラを設けたことを特徴とする作業車両。