JP3967167B2 - 変速装置及びトラクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホイールタイプの後輪とセミクローラとを履き替え可能に構成したトラクタ、並びに、主としてこのトラクタに好適に利用される変速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
前輪走行伝動系により駆動可能な前輪を備え、後輪走行伝動系により駆動される後車軸に後輪とセミクローラとを履き替え自在に備え、前輪走行伝動系に、前輪の周速を後輪及びセミクローラの周速とほぼ等速にするように変速する前輪変速装置を備えているトラクタが、特開平１０−４５０５２号公報等により公知である。
【０００３】
かかるトラクタにおいては、通常、後輪に比べてセミクローラの駆動輪は小径となるため、上記変速装置は、セミクローラに履き替えたときに前輪の周速を減速するものとなっっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなトラクタは、後輪及びクローラを履き替え可能に構成しているといっても、この履き替えを行う頻度は極めて少なく、製造時（製品出荷時）に一方を選択するのみでその後全く履き替えない場合もある。
このため、前輪の周速を変更する変速装置についても使用頻度は少なく、費用対効果の観点からコストをかけることは無駄となる。
【０００５】
また、変速装置は、簡単に変速操作できることが当然に望まれるが、不慮に変速操作されると故障の原因となる。例えば、変速装置の操作レバー等を操縦席の近くに設ければ簡単に操作できるが、操作レバーと変速装置とを連動する機構が必要となるためにコストが高騰し、誤って操作レバーに触れて変速操作してしまう恐れもある。
【０００６】
一方、ホイール型の４輪専用のトラクタと、セミクローラ専用のトラクタとの間で前車軸ケースを共用し、セミクローラ専用の場合には前車軸ケースに減速装置を取り付けることができるようにした技術が特開２００１−３２８４４４号公報に開示されている。
しかし、この技術は、前輪走行伝動系の伝動軸の一部を取り替えて減速装置に変更するものであるために部品種が増え、これがコストにも反映されてしまう。
【０００７】
本発明は、簡素な構造によって低コスト化を実現し、容易に変速できるにも関わらず所定の変速状態を確実に維持できるようにした変速装置及びトラクタを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するための以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明は、変速切換を行うシフト部材とこのシフト部材を切換動作させるシフトフォークとを有した変速機構をケース内に備え、
前記シフトフォークは、ケース内外に貫通して形成された一対の孔に両端が支持されることにより軸方向移動自在に支持されたシフトロッドに固定され、該シフトロッドを軸方向に移動させることによりシフトフォークを介してシフト部材の変速切換が可能とされており、
前記一対の孔には、前記シフトロッドの端部に当接して該シフトロッドの軸方向への移動を規制する操作具とストッパ具とがケースの外側からそれぞれ挿入されており、前記操作具及びストッパ具は、互いの位置を入れ替えることによりシフトロッドを軸方向に移動させて前記シフト部材の変速切換を行うべく一方が他方よりも短く形成されていることを特徴としている。
【０００９】
このような構成により、操作具とストッパ具とをケースに対して着脱自在に取り付けるだけ簡単に変速操作が行え、この変速状態で操作具とストッパ具とはケースに固定されるので不慮に変速されることがなくなる。
また、ケースに対して操作具とストッパ具とを着脱自在に取り付ける構成であるため、構造も簡素にすることができ、低コスト化が可能となる。
【００１０】
また、これにより、一対の孔に対してケースの外側から操作具とストッパ具とをそれぞれ挿入すると、ケース内でシフトロッドが軸方向に押動され、シフトフォークが操作される。
また、前記操作具とストッパ具とは、前記一対の孔の何れに操作具とストッパ具の何れを挿入しているかを判別可能とすべくケースから露出している部分が異なる形状に形成されていることが好ましい。
【００１１】
また、ケースに対して操作具とストッパ具とを固定する方法としては、操作具とストッパ具とを孔に挿入した状態でケースに連結する手段を備えればよい。
例えば、操作具とストッパ具とに抜け止めピン等を取り付けてケースに固定したり、各孔に雌ねじ部を形成し、前記操作具とストッパ具とを前記雌ねじ部に螺合するボルトとして構成することができる。
【００１２】
後者の場合、雌ねじ部にボルトを螺合するだけで、シフトロッドを押動すると同時にケースに固定することができ、操作性が著しく向上するのでより有利である。
上記のような変速装置は、後輪とセミクローラとを履き替え可能に構成したトラクタに採用するのが好適とされる。
【００１３】
すなわち、前輪走行伝動系により駆動可能な前輪を備え、後輪走行伝動系により駆動される後車軸に後輪とセミクローラとを履き替え自在に備え、前輪走行伝動系に、前輪の周速を後輪及びセミクローラの周速に対応させるように変速する変速装置を備えているトラクタにおいて、この変速装置として前述した変速装置を用いるのが好適とされる。
【００１４】
かかるトラクタは、後輪とセミクローラとを履き替える頻度がほとんどなく、一旦前輪変速装置を一方の態様に応じて変速すると、これを切り換えることはほとんどない。
このため、上記変速装置のように操作具とストッパ具とをケースに取り付けるだけで簡単に変速でき、且つ変速した状態を確実に維持でき、更に、構造も簡素とすることができるので、費用対効果の面でも非常に有利である。
【００１５】
前記前輪走行伝動系は、前記ケースに回転自在に支持されていて後輪走行伝動系から分岐した動力が伝達される入力軸と、該入力軸と同軸芯状に前記ケースに回転自在に支持された出力軸とを前後方向に備え、前記変速装置は、前記入出力軸と平行に配置されたカウンタ軸と、入出力軸及びカウンタ軸に設けられていて入力軸からカウンタ軸を介して出力軸へと動力を伝達するギヤ群とを有し、前記カウンタ軸を入出力軸の側方で略同じ高さに配設し、前記シフトロッドをカウンタ軸と入出力軸との間でこれよりも下位に配設していることが推奨される。
【００１６】
これによれば、カウンタ軸が入出力軸と略同じ高さとなって車高を可及的に確保できるとともに、シフトロッドはカウンタ軸及び入出力軸よりも下位でこれらの間に配設されるので、ケースに対する操作具とストッパ具との着脱、すなわち、変速の操作がトラクタ車体の下面側から容易に行える。
前記前輪走行伝動系は、前記ケースに回転自在に支持されていて後輪走行伝動系から分岐した動力が伝達される入力軸と、該入力軸と同軸芯状に前記ケースに回転自在に支持された出力軸とをトラクタ車体の幅方向略中央位置に前後方向に備え、前記変速装置は、そのシフトロッドを入出力軸と平行で且つトラクタ車体の幅方向略中央よりも左右外側に備えていることが好ましい。
【００１７】
これによって、ケースに対する操作具とストッパ具との着脱、すなわち変速の操作がトラクタ車体の幅方向外側から容易に行えるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図６及び図７において、１はホイールの後輪１８をセミクローラ１９に履き替えたセミクローラ仕様の四輪駆動トラクタを示しており、エンジン２、ミッションケース１３及び前車軸フレーム３等でトラクタ車体１４を構成し、前車軸フレーム３に駆動可能な操舵輪としての前輪２１を縣架している。エンジン２はボンネット２６で被われている。
【００１９】
トラクタ１はキャビン２７を搭載して操縦部２８及び運転席２９を被っており、トラクタ車体１４の後部に油圧装置及び３点リンク機構３０を介してロータリ耕耘機等の後部作業機２５を牽引装着している。キャビン２７の代わりにロプスを装着することもある。
セミクローラ１９は、トラックフレーム３３にテンション調整用調整輪３４と、遊転の従動輪３５とそれらの中間の複数の転動輪３６とを前後方向に配列支持し、前記転動輪３６の上方にスプロケットで形成された回転駆動体２２を配置し、これら全輪にクローラ３７を巻き掛け、前記トラックフレーム３３を回転駆動体２２の軸芯と平行でかつその下方に位置する軸芯回りに揺動自在に構成している。
【００２０】
前記セミクローラ１９は、回転駆動体２２が後車軸１７に取り付けられており、この回転駆動体２２を外すと共にトラックフレーム３３をトラクタ車体１４から分離することにより、トラクタ車体１４から離脱でき、後車軸１７に後輪１８を装着することにより、ホイール仕様のトラクタに仕様変更できる。
図６に示すように、前記ミッションケース１３内には、メインクラッチ４０、変速装置１５、後輪デフ装置１６等の後輪走行伝動系の装置と、後輪デフ装置１６のベベルピニオン軸４１から分岐された前輪走行伝動系の倍速切換装置４２と、ＰＴＯ伝動系の装置（図示せず）等が内蔵されている。
【００２１】
前記変速装置１５は、走行速度を複数段に変速可能な主変速装置４３、レバー４４によって走行速度を高低に変速可能な副変速装置４５、超減速装置及び前後進切換装置（共に図示せず）等を備えており、エンジン２の動力はメインクラッチ４０、変速装置１５、後輪デフ装置１６等を経て、終減速装置４６から後車軸１７に伝達され、後輪１８又はセミクローラ１９の回転駆動体２２を駆動するようになっている。
【００２２】
前記前輪走行伝動系は、倍速切換装置４２、前輪変速装置９、前輪デフ装置５、終減速装置４８等を備えている。
後輪デフ装置１６のベベルピニオン軸４１からギヤ体４９を介して伝動軸５０に伝達された動力は、倍速切換装置４２によって中継軸５１に伝達されており、倍速切換装置４２は等速を伝達する態様と、増速（例えば１．５〜２倍速）にする態様と、切断態様とを切換可能になっている。倍速切換装置４２は、操舵時に前輪２１を等速から１．５〜２倍速に増速して、安定姿勢で急旋回等可能にしたものである。
【００２３】
前輪変速装置９は、後車軸１７に後輪１８とセミクローラ１９とを履き替えさせたときに使用されるもので、後輪１８を装着した場合には、中継軸５１をベベルピニオン軸８に直結して等速を伝達するようにし、セミクローラ１９を装着した場合には、例えば、後輪１８と回転駆動体２２の直径比が２対１のときには中継軸５１の回転を２分の１に減速してベベルピニオン軸８に伝達し、前輪２１の周速をセミクローラ１９の周速と略等しくする。
【００２４】
前輪デフ装置５は前車軸ケース６に内蔵されており、前輪変速装置９から伝達される動力を左右終減速装置４８を介して左右前輪２１に伝達する。
前記前車軸ケース６は、図５及び図７に示すように、左右方向中央に前後に突出したセンタピン部７が一体成形されており、前側は前支持体５２により、後側は支持体４によってそれぞれ枢支されており、前後軸回りに左右方向揺動自在となっている。
【００２５】
前記前車軸ケース６は、図２に示すように、後側センタピン部７が筒軸形状で、その内部にベベルピニオン軸８が回転自在に支持されており、一般的なものと略同一形状であり、従来品をそのまま適用できる。
前記前輪変速装置９は、ベベルピニオン軸（出力軸）８と同芯に配置された入力軸２３と、この入力軸２３と平行なカウンタ軸２４と、入力軸２３からカウンタ軸２４を経てベベルピニオン軸８に減速動力を伝達するギヤ群とを有し、これらをケース１０でベアリングを介して支持しかつ包囲している。
【００２６】
入力軸２３は、前記中継軸５１と継手筒軸５６を介して直結されており、その外周部に第１ギヤ５５を有している。また、継手筒軸５６の外側部分は筒カバー６２により保護されている。
カウンタ軸２４上の第２ギヤ５７は第１ギヤ５５と噛合し、第３ギヤ５８は第４ギヤ部材５９と噛合し、この第４ギヤ５９はベベルピニオン軸８にスプライン嵌合している。
【００２７】
第１ギヤ５５に比べて第２ギヤ５７は大径であり、第３ギヤ５８に比べて第４ギヤ５９は大径であるため、入力軸２３の回転動力は、各ギヤ５５，５７，５８，５９を経たときに減速された状態でベベルピニオン軸８に伝達される。
上記第１ギヤ５５は、入力軸２３に対してスプライン嵌合等により一体回転自在でかつ軸方向摺動自在に取り付けられており、摺動することにより第２ギヤ５７と噛合する位置と、第４ギヤ５９に一体に形成された小ギヤ５９ａに噛合して入力軸２３とベベルピニオン軸８とを直結する位置とに変更自在になっている。
【００２８】
したがって、上記第１ギヤ５５は、中継軸５１（入力軸２３）の回転をベベルピニオン軸８に減速して伝達する態様と等速で伝達する態様とに変速切換を行うシフト部材を構成している。
図１に示すように、上記第１ギヤ（シフト部材）５５にはシフトフォーク６６が係合されており、このシフトフォーク６６は入出力軸２３，８及びカウンタ軸２４と平行に配置されたシフトロッド（支持軸）６７に連結されている。具体的には、シフトフォーク６６の基端部に筒部６６Ａを備え、この筒部６６Ａをシフトロッド６７に套嵌してピン６８により固定している。
【００２９】
前記シフトロッド６７は、該シフトロッド６７と同軸芯状にケース１０の前壁及び後壁を前後に貫通して形成された孔６９Ａ，６９Ｂに対して前後（軸方向）摺動自在に挿入され、当該ケース１０によって支持されている。
そして、シフトロッド６７を軸方向に移動することでシフトフォーク６６が第１ギヤ（シフト部材）５５を入力軸２３の軸方向に移動し、上記の変速切換動作が行われる。
【００３０】
ケース１０の２つの孔６９Ａ，６９Ｂの前後外端部分には雌ねじ部７０Ａ，７０Ｂが形成されている。前後一方の雌ねじ部７０Ａにはボルトよりなる操作具７１が螺合され、他方の雌ねじ部７０Ｂにはボルトよりなるストッパ具７２が螺合されている。
前後の雌ねじ部７０Ａ，７０Ｂは同形状であり、いずれの雌ねじ部７０Ａ，７０Ｂにも操作具７１とストッパ具７２とを螺合できるようになっている。
【００３１】
操作具７１を構成するボルトは、雌ねじ部７０Ａ，７０Ｂに螺合する基端部７１Ａのみにネジが形成され、先端部７１Ｂにはネジが形成されておらず、この先端部７１Ｂはネジ部７１Ａの外形よりもやや小径となっている。
小径とされた操作具７１の先端部７１Ｂは、シフトロッド６７の支持孔６９Ａ，６９Ｂ部分に挿入され、先端面がシフトロッド６７の端面に当接している。
【００３２】
ストッパ具７２は、操作具７１よりも短く形成されており、雌ねじ部７０Ａ，７０Ｂと略同じか又はやや短いネジ部７２Ａを有しており、操作具７１が取り付けられていない方の孔６９Ａ，６９Ｂを塞いでいる。また、このストッパ具７２と操作具７１とによってシフトロッド６７の軸方向への移動が両側から規制されている。
【００３３】
図１の状態からシフトフォーク６６を操作してシフト部材５５を移動するには、操作具７１及びストッパ具７２をそれぞれ雌ねじ部７０Ａ，７０Ｂから取り外し、操作具７１を反対側の雌ねじ部７０Ｂに螺合する。
すると、操作具７１の先端面がシフトロッド６７の他方の端面に当接し、雌ねじ部７０Ｂへの螺合によってシフトロッド６７を図１の左方向へ押動する。この押動によってシフトフォーク６６が操作され、シフト部材５５を切換動作させる。
【００３４】
反対側の雌ねじ部７０Ａにはストッパ具７２を螺合することで、当該孔７０Ａを塞ぐとともにシフトロッド６７の左方向への移動を規制するようになっている。
したがって、第１ギヤ５５の切換動作は、ケース１０に対して操作具７１を取り付けるだけで簡単に行うことができ、この際、操作具７１はケース１０に螺合して固定されるため、変速した状態を確実に維持できるようになっている。
【００３５】
なお、前記ケース１０の上部には、第４ギヤ５９の回転センサ７３が設けられており、かかる位置に回転センサ７３を設けることで、等速の場合と減速の場合との両方の回転数が検出できる。
上記孔６９Ａ，６９Ｂは、雌ねじ部７０Ａ，７０Ｂの部分をシフトロッド６７よりも細経とし、シフトロッド６７の支持孔部分をこれよりも太径とすることにより、太径部と細経部との段差部にてシフトロッド６７の摺動範囲を設定することができ、この場合、ストッパ具７２は、単に孔６９Ａ，６９Ｂを塞ぐための蓋体７２として利用できる。
【００３６】
図３及び図４に示すように、前記入力軸２３及びデフピニオン軸（出力軸）８は、トラクタ車体１４の幅方向略中央部に前後方向に配設されており、これに対してカウンタ軸２４は、入出力軸２３、８の側方位置でこれらと略同じ高さに配設されている。
他方、シフトロッド６７は、入出力軸２３，８とカウンタ軸２４との左右間で且つこれらよりも下側に配設されている。
【００３７】
したがって、シフトロッド６７は最も下位に配設され、これによって操作具７１をトラクタ車体１４の下面側から容易に着脱することができるようになっている。
また、シフトロッド６７は、トラクタ車体１４の幅方向中央よりも左右外側位置に配設されることとなるために、操作具７１の着脱がより行いやすくなっている。
【００３８】
前記ケース１０は前後に分割されており、前ケース１０Ｆは支持体４の後部と一体形成（別個に形成して固着してもよい）されており、この前ケース１０Ｆに対して後ケース１０Ｒを着脱自在にボルト固定している。シフトロッド６７は、前端が前ケース１０Ｆに支持され、後端が後ケース１０Ｒに支持されており、前後のケース１０Ｆ，１０Ｒを分解することで容易にシフトロッド６７の脱着が行える。
【００３９】
支持体４はその上部に前車軸フレーム３に取り付けるための取り付け部４ａを有している。
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形することがでる。
例えば、上記実施形態では、第１ギヤ５５をシフト部材として構成しているが、第４ギヤ５９をシフト部材として構成してもよい。
【００４０】
また、第１，第４ギヤ５５，５９の一方を入力軸２３又は出力軸８に対して遊転自在に備え、この軸２３又は８に対して第１，第４ギヤ５５，５９とは別にシフタ部材を軸方向摺動自在に設け、該シフト部材を遊転自在とされたギヤに結合する位置と、入出力軸２３，８を直結する位置とに移動させる構成としても良い。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、操作具をケースに対して着脱自在に取り付けるだけで簡単に変速操作が行え、この変速状態で操作具はケースに固定されるので不慮に変速されることがなく、構造も簡素なものとできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態にかかる変速装置の要部の側断面図である。
【図２】 同変速装置の平面断面図である。
【図３】 同変速装置の正面図である。
【図４】 （ａ）は変速装置の平面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】 同変速装置の分解斜視図である。
【図６】 トラクタ全体の走行動力伝達系を示す概略図である。
【図７】 セミクローラ仕様のトラクタの側面図である。
【符号の説明】
１ トラクタ
９ 変速装置
１０ ケース
１４ トラクタ車体
１７ 後車軸
１８ 後輪
１９ セミクローラ
２１ 前輪
２３ 入力軸
２４ カウンタ軸
５５ 第１ギヤ（シフト部材）
５７ 第２ギヤ
５８ 第３ギヤ
５９ 第４ギヤ
６６ シフトフォーク
６７ シフトロッド
６９Ａ 孔
６９Ｂ 孔
７０Ａ 雌ねじ部
７０Ｂ 雌ねじ部
７１ 操作具

Claims (6)

1. 変速切換を行うシフト部材（５５）とこのシフト部材（５５）を切換動作させるシフトフォーク（６６）とを有した変速機構をケース（１０）内に備え、
   前記シフトフォーク（６６）は、ケース（１０）内外に貫通して形成された一対の孔（６９Ａ，６９Ｂ）に両端が支持されることにより軸方向移動自在に支持されたシフトロッド（６７）に固定され、該シフトロッド（６７）を軸方向に移動させることによりシフトフォーク（６６）を介してシフト部材（５５）の変速切換が可能とされており、
   前記一対の孔（６９Ａ，６９Ｂ）には、前記シフトロッド（６７）の端部に当接して該シフトロッド（６７）の軸方向への移動を規制する操作具（７１）とストッパ具（７２）とがケース（１０）の外側からそれぞれ挿入されており、前記操作具（７１）及びストッパ具（７２）は、互いの位置を入れ替えることによりシフトロッド（６７）を軸方向に移動させて前記シフト部材（５５）の変速切換を行うべく一方が他方よりも短く形成されていることを特徴とする変速装置。
2. 前記操作具（７１）とストッパ具（７２）とは、前記一対の孔（６９Ａ，６９Ｂ）の何れに操作具（７１）とストッパ具（７２）の何れを挿入しているかを判別可能とすべくケース（１０）から露出している部分が異なる形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の変速装置。
3. 前記孔（６９Ａ，６９Ｂ）は雌ねじ部（７０Ａ，７０Ｂ）を有し、前記操作具（７１）が前記雌ねじ部（７０Ａ，７０Ｂ）に螺合するボルトにより構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の変速装置。
4. 前輪走行伝動系により駆動可能な前輪（２１）を備え、後輪走行伝動系により駆動される後車軸（１７）に後輪（１８）とセミクローラ（１９）とを履き替え自在に備え、前輪走行伝動系に、前輪（２１）の周速を後輪（１８）及びセミクローラ（１９）の周速に対応させるように変速する変速装置（９）を備えているトラクタにおいて、この変速装置（９）として請求項１〜３のいずれかに記載の変速装置を用いていることを特徴とするトラクタ。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載の変速装置を具備した請求項４記載のトラクタにおいて、前記前輪走行伝動系は、前記ケース（１０）に回転自在に支持されていて後輪走行伝動系から分岐した動力が伝達される入力軸（２３）と、該入力軸（２３）と同軸芯状に前記ケース（１０）に回転自在に支持された出力軸（８）とを前後方向に備え、前記変速装置（９）は、前記入出力軸（２３，８）と平行に配置されたカウンタ軸（２４）と、入出力軸（２３，８）及びカウンタ軸（２４）に設けられていて入力軸（２３）からカウンタ軸（２４）を介して出力軸（８）へと動力を伝達するギヤ群（５５，５７，５８，５９）とを有し、前記カウンタ軸（２４）を入出力軸（２３，８）の側方で略同じ高さに配設し、前記シフトロッド（６７）をカウンタ軸（２４）と入出力軸（２３，８）との間でこれよりも下位に配設していることを特徴とするトラクタ。
6. 請求項１〜３のいずれかに記載の変速装置（９）を具備した請求項４記載のトラクタにおいて、前記前輪走行伝動系は、前記ケース（１０）に回転自在に支持されていて後輪走行伝動系から分岐した動力が伝達される入力軸（２３）と、該入力軸（２３）と同軸芯状に前記ケース（１０）に回転自在に支持された出力軸（８）とをトラクタ車体（１４）の幅方向略中央位置に前後方向に備え、前記変速装置（９）は、そのシフトロッド（６７）を入出力軸（２３，８）と平行で且つトラクタ車体（１４）の幅方向略中央よりも左右外側に備えていることを特徴とするトラクタ。

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