JP2016097929A

JP2016097929A - 作業車両

Info

Publication number: JP2016097929A
Application number: JP2014238994A
Authority: JP
Inventors: 小山　浩二; Koji Koyama; 浩二小山
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: 2014-11-26
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2016-05-30

Abstract

【課題】本発明では、ミッションケースが長くならず、コンパクトに構成することを課題とする。
【解決手段】ミッションケース８の前側に設けるメインクラッチ１０５でエンジン出力軸４に連結するミッション入力軸１２の下方に、前後進クラッチ１７とＰＴＯ正逆クラッチ２６を構成する第一伝動軸１４と第二伝動軸２５を設け、前後進クラッチ１７で伝動する第一伝動軸１４の回転を後部の主変速機構３４と副変速機構７３で後輪伝動軸５０に伝動し、ＰＴＯ正逆クラッチ２６で伝動する第二伝動軸２５にＰＴＯクラッチ３１を設けてＰＴＯ出力軸１０に伝動し、後輪伝動軸５０から前に伝動する前輪伝動軸７９を第二伝動軸２５の下方に設け、この前輪伝動軸８１の四輪駆動クラッチ８２ａと前輪増速クラッチ８２ｂをＰＴＯ正逆クラッチ２６ｖとＰＴＯクラッチ３１ｖ間の下方に配置する作業車両の構成とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、前後輪を駆動して走行する土木作業機やトラクター等の作業車両に関する。

作業車両は、機体の前部に搭載したエンジンの動力を機体の前後中央に設けるミッションケース内の動力伝動装置で変速して前輪と後輪及びＰＴＯ出力軸を駆動するようにしている。

例えば、特開２００４−６９０２８号公報に記載の作業車両のミッションケース内動力伝動装置は、ミッションケースの前から後部にかけて主クラッチ、遊星ギヤ式油圧変速装置、油圧式リバーサ機構、主変速装置、副変速装置を設けて、エンジンの動力を変速して後輪を駆動する。

特開２００４−６９０２８号公報

前記従来の作業車両は、ミッションケース内で前から後にかけて各種の動力変速装置が配設されているので、ミッションケースが前後に長くなりこのミッションケースを組み付けた機体の前後長さが長くなる。また、作業車両では前輪と後輪を駆動して四輪駆動にするが、前輪駆動の変速クラッチをミッションケース内に設けると、さらにミッションケースが長くなる傾向となる。

そこで、本発明では、作業車両のミッションケース内に前輪の変速クラッチを設けるにあたって、ミッションケースが長くならず、コンパクトに構成出来るようにすることを課題とする。

上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。
請求項１に記載の発明は、ミッションケース８の前側に設けるメインクラッチ１０５でエンジン出力軸４に連結するミッション入力軸１２の下方に、前後進クラッチ１７とＰＴＯ正逆クラッチ２６を構成する第一伝動軸１４と第二伝動軸２５を設け、前後進クラッチ１７で伝動する第一伝動軸１４の回転を後部の主変速機構３４と副変速機構７３で後輪伝動軸５０に伝動し、ＰＴＯ正逆クラッチ２６で伝動する第二伝動軸２５にＰＴＯクラッチ３１を設けてＰＴＯ出力軸１０に伝動し、前記後輪伝動軸５０から前に伝動する前輪伝動軸７９を前記第二伝動軸２５の下方に設け、この前輪伝動軸８１の四輪駆動クラッチ８２ａと前輪増速クラッチ８２ｂを前記ＰＴＯ正逆クラッチ２６とＰＴＯクラッチ３１間の下方に配置したことを特徴とする作業車両とする。

請求項２に記載の発明は、メインクラッチ１０５と前後進クラッチ１７とＰＴＯ正逆クラッチ２６とＰＴＯクラッチ３１と四輪駆動クラッチ８２ａと前輪増速クラッチ８２ｂをミッションケース８の最前部を構成する第１ケース８ａに内装したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両とする。

請求項３に記載の発明は、第１ケース８ａの後部に第一伝動軸１４と第二伝動軸２５を軸支する第２ケース８ｂを設け、さらに第２ケース８ｂの後部に主変速機構３４と副変速機構７３を内装する第３ケース８ｃを設けたことを特徴とする請求項２に記載の作業車両とする。

請求項４に記載の発明は、第３ケース８ｃの後部にＰＴＯ出力軸１０を変速するＰＴＯ変速機構１１３を内装する第４ケース８ｄを連結したことを特徴とする請求項３に記載の作業車両とする。

請求項１に記載の発明で、前輪２と後輪３を駆動変速する前後進クラッチ１７と主変速機構３４と副変速機構７３及び前輪２のみに伝動する四輪駆動クラッチ８２ａと前輪増速クラッチ８２ｂをミッションケース８に組み込みながら、四輪駆動クラッチ８２ａと前輪増速クラッチ８２ｂがＰＴＯ正逆クラッチ２６とＰＴＯクラッチ３１間の下方空間に収まることで、前後が短くコンパクトなミッションケース８が構成出来る。

請求項２に記載の発明で、請求項１の効果に加えて、複数のクラッチがミッションケース８の第１ケース８ａ内に収納されて各クラッチを個別のケースで覆う場合よりも部品点数が減り、廉価な構成となる。

請求項３に記載の発明で、請求項２の効果に加えて、第３ケース８ｃに主変速機構３４と副変速機構７３を集中配置して、コンパクトな構成となって組立工数を削減できる。
請求項４に記載の発明で、請求項３の効果に加えて、第１ケース８ａや第３ケース８ｃにＰＴＯ変速機構１１３を内装することなく第４ケース８ｄに内装したので、該第１ケース８ａや第３ケース８ｃが大きくならない。

本発明の作業車両として示すトラクターの全体側面図である。ミッションケース内の動力伝動線図である。ミッションケースの前部側断面図である。ミッションケースの背断面図である。ＰＴＯ変速クラッチの側面図である。

作業車両の一例としてトラクターにおける実施例を以下に説明する。
なお、本明細書において作業車両の前進方向に向かって左右方向をそれぞれ左、右といい、前進方向を前、後進方向を後という。

トラクター１は、図１に示す如く、機体の前後部に左右一対の前輪２，２と左右一対の後輪３，３を備え、機体の前部に搭載したエンジン５のエンジン出力軸４の回転をミッションケース８内の変速装置によって作業に適した回転速度に減速して、これら前輪２，２と後輪３，３及びＰＴＯ出力軸１０に伝えるように構成し、機体の後輪３上に設ける操縦席６に作業者が座ってステアリングハンドル７等の操縦装置を操作して走行するようにしている。

トラクター１の機体後部には、ロータリ作業機１１５等を装着するヒッチ９を設け、ミッションケース８から後方へ突出するＰＴＯ出力軸１０でロータリ作業１１５機等の各種作業機を駆動するようにしている。機体の前部にはバランスウエイト１９を取り付けて、作業中に機体の前側が浮き上がらないようにする。

図２は、ミッションケース８内の動力伝動線図で、エンジン出力軸４に装着するメインクラッチ１０５を介してミッション入力軸１２にエンジン５の駆動力を伝動する。
ミッション入力軸１２の下方に第一伝動軸１４を軸支し、この第一伝動軸１４には、固着したクラッチギヤ１６に係合する前後進クラッチ１７を前後に挟んで正転伝動筒１１と逆転伝動筒１８を遊嵌し、正転伝動筒１１に固着の第１ギヤ１５がミッション入力軸１２に固着の入力ギヤ１３と噛み合って伝動している。

第一伝動軸１４の真下側に平行して第二伝動軸２５を設け、この第二伝動軸２５にアイドル伝動筒２３が遊嵌し、アイドル伝動筒２３に固着の第３ギヤ２４が正転伝動筒１１に固着の第２ギヤ２０に噛み合い、アイドル伝動筒２３を回転し、アイドル伝動筒２３に固着の第４ギヤ２７が第一アイドル軸２８に固着のアイドルギヤ２９を介して逆転伝動筒１８に固着の第５ギヤ２１と噛み合うことで逆転伝動筒１８を正転伝動筒１１とは逆に回転駆動している。従って、前後進クラッチ１７を正転伝動筒１１に係合するとクラッチギヤ１６を介して第一伝動軸１４が正転し、前後進クラッチ１７を逆転伝動筒１８に係合するとクラッチギヤ１６を介して第一伝動軸１４が逆転する。

第二伝動軸２５の後部には正逆クラッチギヤ２５ａを固着し、この正逆クラッチギヤ２５ａに噛み合うＰＴＯ正逆クラッチ２６を設けると共に、前記逆転伝動筒１８の第６ギヤ２２と噛み合う逆転ギヤ３０を有する逆転ギヤ筒３０ａを第二伝動軸２５に遊嵌し、ＰＴＯ正逆クラッチ２６をアイドル伝動筒２３に係合すると第二伝動軸２５が正転し、逆転ギヤ筒３０ａに係合すると第二伝動軸２５が逆転する。第二伝動軸２５の後端には第一ＰＴＯ軸３６を係脱するＰＴＯクラッチ３１を装着している。このＰＴＯクラッチ３１は、操縦席６の近傍に設けるＰＴＯスイッチのオンで駆動接続してＰＴＯ出力軸１０を駆動し、ヒッチ９のリフトアームを上方へ回動してロータリ作業機１１５等を上昇すると駆動を切ってＰＴＯ出力軸１０の駆動を停止する。

前記第一伝動軸１４の後端には第１連結スリーブ３２を介して第三伝動軸３３を連結する。この第三伝動軸３３の後端に固着する第７ギヤ３５を、第三伝動軸３３に並行して第二伝動軸２５の軸後方に軸支する第一ＰＴＯ軸３６に遊嵌した第一主伝動筒３７の変速第一ギヤ３８と噛み合わせて伝動している。

第一主伝動筒３７には第二主伝動筒３９を遊嵌し、さらに第二主伝動筒３９に第三主伝動筒４２を遊嵌し、第一主伝動筒３７の後端に主クラッチギヤ４４を固着して主クラッチ４５を噛み合わせている。

第二主伝動筒３９には第８ギヤ４０と第９ギヤ４１、第三主伝動筒４２には第１０ギヤ４３と第１１ギヤ４６を固着し、第三伝動軸３３の第７ギヤ３５へ軸支する第四伝動軸５０に遊嵌したギヤ伝動筒４７の第１２ギヤ４８と第８ギヤ４０、第１３ギヤ４９と第１０ギヤ４３を噛み合わせている。

第一主伝動筒３７の後部に第四主伝動筒５１を第一ＰＴＯ軸３６に遊嵌している。この第四主伝動筒５１には第１４ギヤ５２と第１５ギヤ５３と第１６ギヤ５４を固着し、第五主伝動筒５５を遊嵌している。第五主伝動筒５５には第１７ギヤ５６と第１８ギヤ５７を形成し、第１８ギヤ５７をギヤ伝動筒４７の第１９ギヤ５８と噛み合わせ、第１５ギヤ５３をギヤ伝動筒４７の第２０ギヤ５９と噛み合わせている。

第一主伝動筒３７と第二主伝動筒３９と第三主伝動筒４２と第五主伝動筒５５の各ギヤとギヤ伝動筒４７の各ギヤの組み合わせで、１速から４速までの主変速機構３４を構成し、主クラッチ４５を第１１ギヤ４６に係合すると１速、第９ギヤ４１に係合すると２速、第１４ギヤ５２に係合すると３速、第１７ギヤ５６に係合すると４速となる。

変速されて伝動される第四主伝動筒５１の回転は、第１６ギヤ５４から第四伝動軸５０に遊嵌した第六伝動筒６０の第２１ギヤ６１に伝動する。第六伝動筒６０に固着の第２２ギヤ６２はアイドル軸７２に遊嵌したアイドル伝動筒６４の第２３ギヤ６３に噛み合い、アイドル伝動筒６４に第２４ギヤ６５を固着している。

第六伝動筒６０と前記ギヤ伝動筒４７との間にサブクラッチ６６を第四伝動軸５０に係合して設け、このサブクラッチ６６をギヤ伝動筒４７に係合すると高速、第六伝動筒６０に係合すると低速、サブクラッチ６６の第２５ギヤ６７をアイドル伝動筒６４の第２４ギヤ６５と係合すると極低速の三段に変速して副変速機構７３を構成する。

副変速機構７３で変速された第四伝動軸（後輪伝動軸）５０の回転は、軸後端の小べベルギヤ６９から後横軸７１の大べベルギヤ７０に伝動され、後横軸７１の第２７ギヤ７４から第２８ギヤ７５を経て後輪３を装着する後輪軸７６を駆動する。

さらに、第四伝動軸５０の回転は、第２６ギヤ６８から第四主伝動筒５１に遊嵌した第２９ギヤ７７を経て第一前輪駆動軸（前輪伝動軸）７９の第３０ギヤ７８に伝動する。
第一前輪駆動軸７９に四輪駆動クラッチ８２ａと前輪増速クラッチ８２ｂを装着し、四輪駆動クラッチ８２ａと前輪増速クラッチ８２ｂの第二前輪駆動軸８０から第２連結スリーブ８８で第三前駆動軸８９に連結する。

四輪駆動クラッチ８２ａと前輪増速クラッチ８２ｂは、アイドル軸８３との間に増速ギヤ８４，８５と微減速ギヤ８６，８７を噛み合せ、図３の如く、前記ＰＴＯ正逆クラッチ２６とＰＴＯクラッチ３１の間に入り込んだ状態にしている。

第三前駆動軸８９の回転は、前横軸９２と前縦軸９３を経て、前輪２を装着する前輪軸９４に伝動する。
前記第一ＰＴＯ軸３６は、第３連結スリーブ９５で第二ＰＴＯ軸９６に連結し、第二ＰＴＯ軸９６に固着の第１ＰＴＯギヤ９９とＰＴＯ出力軸１０に遊嵌した第２ＰＴＯギヤ１０１に噛み合っている。図５に示す如く、ＰＴＯ出力軸１０にはＰＴＯ変速クラッチ１００をスライド可能にスプライン嵌合し、シフトロッド１０６に設けるシフトアーム１０７をスライドしてＰＴＯ変速クラッチ１００を移動して変速する。シフトアーム１０７をシフトロッド１０６の変速溝１０６ａに位置決めするボール１０８は圧縮バネ１０９で押圧しているが、二か所の変速溝１０６ａにそれぞれ弱い圧縮バネ１０９でボール１０８が係合するようにすると、変速し易くチェンジ抜けし難くすることが出来る。図５（ａ）はＰＴＯ１速、図５（ｂ）はＰＴＯ２速、図５（ｃ）はＰＴＯ３速である。

第２ＰＴＯギヤ１０１は、ニードル１１０とカラー１１２と二個の座金１１１でＰＴＯ出力軸１０に回転可能に支持している。
ＰＴＯ変速クラッチ１００が後部の第２ＰＴＯギヤ１０１のドリル加工による円筒ギヤクラッチ部に係合することで１速、ＰＴＯ変速クラッチ１００の第１変速ギヤ１０３が第二ＰＴＯ軸９６の前後中間部に形成する第２ＰＴＯギヤ９８と噛み合うことで２速、ＰＴＯ変速クラッチ１００の第２変速ギヤ１０２が第二ＰＴＯ軸９６の前部に形成する第３ＰＴＯギヤ９７と噛み合うことで３速に変速して、ＰＴＯ出力軸１０を駆動する。ＰＴＯ出力軸１０のスプライン部には、所定間隔で周方向の溝を設けてチェンジ抜けし難い。なお、第２ＰＴＯギヤ１０１の円筒ギヤクラッチ部は精密鍛造加工にすると廉価に出来る。なお、ＰＴＯ変速クラッチ１００のスプライン穴は前後中間部を抜いてスプライン部の接触面圧を上げてチェンジ抜けし難くする。

ミッションケース８は、前から第１ケース８ａと、第２ケース８ｂと、第３ケース８ｃと、第４ケース８ｄを一体的に連結して構成している。また、ミッション入力軸１２の真下に第一伝動軸１４、さらにその下に第二前輪駆動軸８１を配置し、第二伝動軸２５と第一アイドル軸２８が第二伝動軸２５の下で左右に配置している。

第１ケース８ａの前位置にメインクラッチ１０５を配置し、第１ケース８ａの前後中央に前後進クラッチ１７と四輪駆動クラッチ８２ａと前輪増速クラッチ８２ｂを配置し、第１ケース８ａの後位置にＰＴＯクラッチ３１を配置して、第１ケース８ａ内の仕切り壁にミッション入力軸１２と第一伝動軸１４と第二伝動軸２５と第一アイドル軸２８を軸支し、第２ケース８ｂに第三伝動軸３３と第一ＰＴＯ軸３６を軸支し、第３ケース８ｃに主変速機構３４と副変速機構７３を内装し、第４ケース８ｄに後横軸７１とＰＴＯ変速機構１１３を内装しＰＴＯ出力軸１０を軸支している。

図３には、前後進クラッチ１７を油圧切換えクラッチとした実施例を示し、前後進クラッチ１７を軸支する第一伝動軸１４の連結ブラケット１１７と第１ケース８ａの外側に取り付ける給油プラグ１１９を給油軸１１８で連結し、これらの内部に給油路１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃを連通して、油圧装置の圧油供給路を給油プラグ１１９に接続して圧油を前後進クラッチ１７に供給する構成である。

なお、四輪駆動クラッチ８２ａと前輪増速クラッチ８２ｂも前後進クラッチ１７と同一の油圧クラッチを使って共用化することで、廉価にミッションケースを構成出来る。

４エンジン出力軸
５エンジン
８ミッションケース
８ａ第１ケース
８ｂ第２ケース
８ｃ第３ケース
８ｄ第４ケース
１０ＰＴＯ出力軸
１１前進伝動筒
１２ミッション入力軸
１４第一伝動軸
１７前後進クラッチ
１８逆転伝動筒
２４第３ギヤ
２５第二伝動軸
２６ＰＴＯ正逆クラッチ
２７第４ギヤ
３１ＰＴＯクラッチ
３４主変速機構
５０第四伝動軸
７３副変速機構
７９前輪伝動軸（第一前輪駆動軸）
８２ａ四輪駆動クラッチ
８２ｂ前輪増速クラッチ
１０５メインクラッチ
１１３ＰＴＯ変速機構

Claims

ミッションケース（８）の前側に設けるメインクラッチ（１０５）でエンジン出力軸（４）に連結するミッション入力軸（１２）の下方に、前後進クラッチ（１７）とＰＴＯ正逆クラッチ（２６）を構成する第一伝動軸（１４）と第二伝動軸（２５）を設け、前後進クラッチ（１７）で伝動する第一伝動軸（１４）の回転を後部の主変速機構（３４）と副変速機構（７３）で後輪伝動軸（５０）に伝動し、ＰＴＯ正逆クラッチ（２６）で伝動する第二伝動軸（２５）にＰＴＯクラッチ（３１）を設けてＰＴＯ出力軸（１０）に伝動し、前記後輪伝動軸（５０）から前に伝動する前輪伝動軸（７９）を前記第二伝動軸（２５）の下方に設け、この前輪伝動軸（８１）の四輪駆動クラッチ（８２ａ）と前輪増速クラッチ（８２ｂ）を前記ＰＴＯ正逆クラッチ（２６ｖ）とＰＴＯクラッチ（３１ｖ）間の下方に配置したことを特徴とする作業車両。
メインクラッチ（１０５）と前後進クラッチ（１７）とＰＴＯ正逆クラッチ（２６）とＰＴＯクラッチ（３１）と四輪駆動クラッチ（８２ａ）と前輪増速クラッチ（８２ｂ）をミッションケース（８）の最前部を構成する第１ケース（８ａ）に内装したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
第１ケース（８ａ）の後部に第一伝動軸（１４）と第二伝動軸（２５）を軸支する第２ケース（８ｂ）を設け、さらに第２ケース（８ｂ）の後部に主変速機構（３４）と副変速機構（７３）を内装する第３ケース（８ｃ）を設けたことを特徴とする請求項２に記載の作業車両。
第３ケース（８ｃ）の後部にＰＴＯ出力軸（１０）を変速するＰＴＯ変速機構（１１３）を内装する第４ケース（８ｄ）を連結したことを特徴とする請求項３に記載の作業車両。