JP2019080514A

JP2019080514A - 作業機

Info

Publication number: JP2019080514A
Application number: JP2017209334A
Authority: JP
Inventors: 柴田　隆史; Takashi Shibata; 隆史柴田; 高岡　将樹; Masaki Takaoka; 将樹高岡; 樹籠; Tatsuki Kago
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2019-05-30
Anticipated expiration: 2037-10-30
Also published as: EP3476643B1; JP6925237B2; EP3476643A1

Abstract

【課題】作業クラッチの配置による動力ロスの発生を回避するとともに、動力伝達機構で用いられる伝動ベルトの損耗を低減させて耐久性の向上を図れる作業機を提供する。【解決手段】機体フレーム１０の前部に原動部が備えられ、その原動部の前端側に、出力軸部２４，６０を機体前方に向けたエンジン２０が設けられ、出力軸部２４，６０と、ＰＴＯ軸２５の入力部と、にわたって伝動ベルト６３を巻回してある作業機であって、出力軸部２４，６０に、伝動ベルト６３を巻回した出力プーリ６０への動力伝達を断続する電磁クラッチ７が設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、機体フレームの前部に原動部が備えられ、その原動部の前端側から外部出力用の動力を取り出して、機体後方側へ導くようにＰＴＯ軸を備えた作業機に関する。

従来、原動部の前端側から外部出力用の動力を取り出して、機体後方側へ導くようにした作業車としては、次のような技術がある。
機体フレームの前部に原動部が備えられ、その原動部に備えたエンジンの前側の出力プーリと、下方位置に備えたＰＴＯ軸の入力プーリとにわたって伝動ベルトを巻回し、エンジン動力が伝動ベルトを介してＰＴＯ軸に伝達されるように構成したもの（例えば特許文献１参照。）。

特開２０１０−２８４１１２号公報（段落番号「００１９」、「００２０」、図４、５参照）

上記の特許文献１に記載の作業機においては、機体前部の原動部よりも前方側からＰＴＯ軸への動力を導出できるので、簡単な伝動構造で、かつメンテナンス作業も行い易いところの、ＰＴＯ軸への動力伝達構造を得やすい点で有用である。
しかしながら、この構造のものでは、ＰＴＯ軸の入力プーリからＰＴＯ軸への伝動箇所に、ＰＴＯ軸への動力の断続を行うための油圧操作式の作業クラッチが設けられていたので、次のような問題があった。つまり、ＰＴＯ軸への動力伝達構造を機体前部に設けた場合、油圧操作式の作業クラッチが機体後方側の圧油の供給源から遠くに離れて位置することになり、圧損が増大することによる動力ロスを招く傾向がある。また、ＰＴＯ軸への伝動が不要である場合に、作業クラッチが切り操作されても、出力プーリとＰＴＯ軸の入力プーリとにわたって掛け渡された伝動ベルト自体は回転され続けるので、ベルトの損耗による耐久性低下を避けられない、という点で改善の余地がある。
また、上記のような油圧操作式の作業クラッチに限らず、テンションプーリを用いた手動操作式のクラッチ体を備えた構造のものにおいても、エンジン側の出力プーリからＰＴＯ軸の入力プーリへの伝動ベルトと、駆動回転する前記出力プーリ又は従動側の入力プーリと、の間での相対回転が生じるので、同様にベルトの損耗による耐久性低下は避けられない。

本発明は、作業クラッチの配置による動力ロスの発生を回避するとともに、動力伝達機構で用いられる伝動ベルトの損耗を低減させて耐久性の向上を図るものである。

本発明における作業機は、機体フレームの前部に原動部が備えられ、その原動部の前端側に、出力軸部を機体前方に向けたエンジンが設けられ、前記出力軸部と、ＰＴＯ軸の入力部と、にわたって伝動ベルトを巻回してある作業機であって、前記出力軸部に、前記伝動ベルトを巻回した出力プーリへの動力伝達を断続する電磁クラッチが設けられている、という特徴構成を有している。

本発明によれば、機体前部に設ける動力伝達機構の作業クラッチとして、電磁クラッチを採用したものであるから、圧油供給源の存在位置に関係なく機体前部に配設してメンテナンス等の作業性を向上させながらも、作業クラッチとして油圧操作式のクラッチを採用した場合のような圧損による動力ロスを生じさせる虞少なく、効率の良い作業を行うことができる。
そして、その作業クラッチの存在位置がエンジンの出力軸部であるため、ＰＴＯ軸への動力伝達が不要である場合に、作業クラッチを切り操作すると、出力プーリの回転も止められる。このため、出力プーリやＰＴＯ軸の入力部に対する伝動ベルトの相対回転をなくして、伝動ベルトの摩耗が発生することを回避でき、耐久性の向上を図り得るものである。

上記構成において、前記電磁クラッチが、前記伝動ベルトよりも機体前側の前記出力軸部の軸端部に設けられ、前記電磁クラッチに対する導電用のハーネスが、前記伝動ベルトよりも機体後方側の電力供給部から、前記伝動ベルトの巻回範囲の外側を迂回して、前記電磁クラッチの機体前方側から挿抜可能に接続されていると好適である。

本構成によれば、各種伝動関連機器が錯綜する伝動ベルトの巻回範囲から外れた位置であるところの、伝動ベルトの巻回範囲の外側を迂回して、機体前方側から挿抜可能であり、動力伝達機構のメンテナンス作業に関連した導電用のハーネスの脱着作業等をも簡便に行い易い。

乗用型草刈機の全体側面図である。動力取り出し機構を示す正面図である。動力取り出し機構の一部を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面の記載に基づいて説明する。
尚、本実施形態での説明における前後方向及び左右方向は、特段の説明がない限り、次のように記載している。つまり、本発明を適用した作業機の作業走行時における前進側の進行方向（図１における矢印Ｆ参照）が「前」、後進側への進行方向（図１における矢印Ｂ参照）が「後」、その前後方向での前向き姿勢を基準としての右側に相当する方向が「右」、同様に左側に相当する方向が「左」である。

〔乗用型草刈機の全体構成〕
図１には作業機の一例である乗用型草刈機の全体側面が示されている。この乗用型草刈機は、走行機体１における機体フレーム１０の前側に左右一対の操向操作自在な前輪１１，１１を備え、後側に左右一対の駆動自在な後輪１２，１２を備えて自走するよう構成されている。
機体フレーム１０の下方で、前後方向における前輪１１と後輪１２の間に、リヤディスチャージ型式のモアー装置４が昇降操作可能に吊り下げ装着されている。その走行機体１の後方側に、モアー装置４で刈り取られた刈草を収容する集草装置５が設けられている。

図１及び２に示すように、走行機体１の機体フレーム１０上には、その前部に原動部２が設けられ、原動部２の後部側に搭乗運転部３が設けられている。
原動部２では、エンジン２０が、エンジンボンネット２１に内装された状態で機体フレーム１０に搭載されている。エンジン２０の後方側から取り出された動力が主伝動軸２２を介して後方位置のミッションケース２３に入力され、ミッションケース２３内で変速された動力が後輪１２の駆動系等へ出力される。

エンジン２０の前方側からは、作業用の動力が取り出し可能に構成されている。つまり、エンジン２０の前側に、ベルト伝動機構によって構成された動力取り出し機構６が設けられ、この動力取り出し機構６に備えたＰＴＯ軸２５を介して、エンジン２０の動力がモアー装置４に伝達されている。

原動部２の後方側における搭乗運転部３には、エンジンボンネット２１の後方側に連なる操縦パネル３０、及びステアリングホイール３１等を備えた操縦部３Ａが設けられている。そして、操縦部３Ａの後方側には、足元に位置する搭乗ステップ３２の上側に運転座席３３が設置され、その運転座席３３の後部箇所にロプス３４が立設されている。

ロプス３４は正面視で門形に形成され、機体フレーム１０の後端部に一体に備えた左右一対のロプスベース（図示せず）に対して、左右両側における柱状脚部３４ａ，３４ａの下端側が連結固定されている。左右の柱状脚部３４ａ，３４ａの上端部側は門形の上部枠３４ｂで連結され、運転座席３３の上方側を覆う状態に設けられている。

機体フレーム１０の前部には、機体前部の保護部材となるガードフレーム１０Ａが設けられている。
このガードフレーム１０Ａには、複数個のバランスウェイトを装着可能な、バランスウェイト取付部１４が、設けられている。

〔モアー装置〕
モアー装置４は、前リンク１３ａ及び後リンク１３ｂの対を左右両側に備えたリンク機構１３を介して、機体フレーム１０に対して昇降可能に吊り下げ支持されたハウジング４０を備えている。
リンク機構１３のうち、前リンク１３ａの上端部には、モアー昇降シリンダ４３が連結されている。このモアー昇降シリンダ４３の伸縮作動に伴ってハウジング４０の機体フレーム１０に対する上下高さ位置を変更することができる。

ハウジング４０内には、左右一対の回転ブレード４１，４１が配設されている。各回転ブレード４１は、上下軸心回りに回転し、その回転軌跡の一部が互いに重複した状態で、等速回転駆動されることにより、草類の刈り取りを行うとともに、その回転運動で生起される搬送風によって、ハウジング４０の後部に形成された排出口から刈草を後方へ向けて排出するように構成されている。

〔集草装置〕
図１及び図２に示されるように集草装置５は、刈草を収容する集草容器５０と、その集草容器５０を走行機体に対して昇降作動及び刈草排出作動が可能であるように操作する昇降駆動機構５１とを備えている。
集草容器５０は、モアー装置４側から搬送ダクト４２を介して供給される刈草を受け入れる受入口（図示せず）を前端側に備え、後端側に排出用の排出口５０ａと、その排出口５０ａを覆う開閉蓋５０ｂとを備えている。

昇降駆動機構５１は、走行機体１の後方側に設けられたロプス３４に対して集草容器５０を連結する昇降リンク５２と、その昇降リンク５２をロプス３４に対して昇降作動させるリフトシリンダ５３（油圧アクチュエータに相当する）と、昇降リンク５２に対する集草容器５０の姿勢を、水平に近い回収姿勢の状態から後下がりの後傾姿勢に変更して、集草容器５０の開閉蓋５０ｂを開閉作動させるためのダンプシリンダ５４（油圧アクチュエータに相当する）とを備えている。
昇降リンク５２は、左右一対のアッパーリンク５２ａと、左右一対のロアーリンク５２ｂとを備え、各アッパーリンク５２ａとロアーリンク５２ｂの前端側がロプス３４の上部に着脱可能に連結され、後部側が集草容器５０の後端側近くの下部に連結されている。そして、油圧シリンダで構成されているリフトシリンダ５３の上端部はロアーリンク５２ｂに対して連結され、リフトシリンダ５３の伸縮作動によって、昇降リンク５２が揺動し、集草容器５０の昇降作動が行われる。

油圧シリンダで構成されたダンプシリンダ５４は、集草容器５０の後端側の下方に配置されている。このダンプシリンダ５４の伸縮作動によって、集草容器５０をひっくり返すように後傾させた排出姿勢と、水平に近い状態の回収姿勢と、に切り換え操作することが可能であるように、ダンプシリンダ５４の一端部を周知のダンプ操作機構（図示せず）に連結させている。
上記のリフトシリンダ５３及びダンプシリンダ５４も左右一対備えられていて、左右で同時作動するように油圧回路に配備されている。

〔動力取り出し機構〕
動力取り出し機構６は次のように構成されている。
図１及び図２に示されるように、動力取り出し機構６は、エンジン２０の前側から前向きに延出された前出力軸２４（出力軸部に相当する）に外嵌する出力プーリ６０（出力軸部に相当する）と、機体フレーム１０よりも低い位置に設けたＰＴＯ軸２５と一体に回転する入力プーリ６１と、アイドラー６２と、前記出力プーリ６０、入力プーリ６１、及びアイドラー６２に亘って巻回された伝動ベルト６３と、前記前出力軸２４の前端部を支持する電磁クラッチ７と、を備えている。

出力プーリ６０は、前出力軸２４にボールベアリング２４ａを介して相対回転自在に枢支されている。入力プーリ６１は、機体固定部に軸受支持されたＰＴＯ軸２５の軸端側に支持されている。
アイドラー６２は、機体固定部に揺動可能に取り付けられた揺動アーム６４の端部で、支軸６５に支持されている。揺動アーム６４は、前後軸心ｐ１回りで左右揺動可能に、かつ調節ロッド６６により、揺動角度位置を変更調節可能に構成されている。この揺動アーム６４の揺動角度が変更されることにより、アイドラ−６２の位置が変更され、伝動ベルト６３の張り状態を変更することができる。

図３に示すように、電磁クラッチ７は、外部ケースを兼ねるフィールド７０と、フィールド７０に内装されたコイル７１と、前出力軸２４と一体に回動するロータ７２と、アーマチュア７３と、を備え、アーマチュア７３が入力プーリ６１に回転動力を伝達可能に連係されている。
フィールド７０は、機体フレーム１０側から連設された固定ブラケット１５によって回り止め状態で支持されている。また、フィールド７０の下部に入力端子７０ａが設けられ、この入力端子７０ａに、導電用のハーネス７４の接続端子７４ａが挿抜可能に接続されている。このハーネス７４は、伝動ベルト６３よりも機体後方側のバッテリ(図示せず；電力供給部に相当する）から、伝動ベルト６３の巻回範囲の外側を迂回し、その接続端子７４ａが、機体前方側の下方から入力端子７０ａに挿抜可能であるように配設されている。

この構造によれば、コイル７１が励磁されることにより、アーマチュア７３が磁気によってロータ７２に吸着され、ロータ７２と一体に回転駆動される。アーマチュア７３の回転は、板バネ７５及び連結部材７６を介して、その連結部材７６と一体の入力プーリ６１に伝達される。これにより、エンジン２０の動力が、動力取り出し機構６を介してＰＴＯ軸２５に伝達されるクラッチ入り状態となり、モアー装置４が駆動される。
コイル７１への励磁が解除されると、アーマチュア７３は板バネ７５によってロータ７２から離れる側に操作され、前出力軸２４から入力プーリ６１への動力伝達が断たれたクラッチ切り状態となる。このとき、入力プーリ６１が回転を停止した状態となるので、伝動ベルト６３も回動されず、伝動ベルト６３が常時回転を継続するような場合に比べて摩耗の進行を抑制できる。

〔別実施形態の１〕
実施の形態では、電磁クラッチ７を、エンジン２０から機体前方側へ突出する前出力軸２４に対して、出力プーリ６０よりも機体前方側へ配設した構造のものを例示したが、この構造に限られるものではなく、例えば、出力プーリ６０よりも機体前方側へ配設した構造のものであってもよい。
その他の構成は、前述した実施形態と同様の構成を採用すればよい。

〔別実施形態の２〕
実施の形態では、出力軸部として、エンジン２０から機体前方側へ突出する前出力軸２４と、前出力軸２４に外嵌させた出力プーリ６０との組み合わせで構成された構造のものを例示したが、必ずしもこの構造に限られるものではない。
例えば、図示はしないが、エンジン２０から機体前方側へ突出する前出力軸２４とは別の回転軸に出力プーリ６０を嵌合させ、前出力軸２４と回転軸とをギヤ連動など、適宜の連動手段で連動させるようにしてもよい。
その他の構成は、前述した実施形態と同様の構成を採用すればよい。

〔別実施形態の３〕
実施の形態では、動力取り出し機構６の伝動ベルト６３を、出力プーリ６０と、入力プーリ６１と、アイドラー６２と、の三者を巻回する状態で設けたものであるが、必ずしもこの構造に限定されるものではない。例えば、伝動ベルト６３を、出力プーリ６０と、入力プーリ６１とに掛張し、伝動ベルト６３の巻回範囲の外側から、別途テンションプーリを設けるなど、適宜の構造を採用することができる。
その他の構成は、前述した実施形態と同様の構成を採用すればよい。

〔別実施形態の４〕
実施の形態では、導電用のハーネス７４を、伝動ベルト６３の巻回範囲の外側を迂回して設けた構造のものを示したが、必ずしもこの構造に限定されるものではなく、例えば、伝動ベルト６３の巻回範囲の内側を通して電磁クラッチ７に挿抜できるようにしてもよい。
また、導電用のハーネス７４は、それ自身がある程度の保形性を有していて、伝動ベルト６３との干渉を避けられるようにしているものであるが、より確実性を増すために、ハーネス７４の内部に形状を維持し易い何らかの補強部材を挿入するなどして、位置保持し易く構成したものであってもよい。
その他の構成は、前述した実施形態と同様の構成を採用すればよい。

本発明は、作業機として例示した乗用型草刈機に限らず、トラクタや運搬車など、動力取り出し機構を機体前部に配置可能な各種のものに適用可能である。

１走行機体
２原動部
６動力取り出し機構
７電磁クラッチ
１０機体フレーム
２０エンジン
２４，６０出力軸部
２５ＰＴＯ軸
６３伝動ベルト

Claims

機体フレームの前部に原動部が備えられ、
その原動部の前端側に、出力軸部を機体前方に向けたエンジンが設けられ、
前記出力軸部と、ＰＴＯ軸の入力部と、にわたって伝動ベルトを巻回してある作業機であって、
前記出力軸部に、前記伝動ベルトを巻回した出力プーリへの動力伝達を断続する電磁クラッチが設けられている作業機。
前記電磁クラッチが、前記伝動ベルトよりも機体前側の前記出力軸部の軸端部に設けられ、
前記電磁クラッチに対する導電用のハーネスが、前記伝動ベルトよりも機体後方側の電力供給部から、前記伝動ベルトの巻回範囲の外側を迂回して、前記電磁クラッチの機体前方側から挿抜可能に接続されている請求項１記載の作業機。