JP4110262B2 - トラクタの前輪変速装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトラクタの前輪変速装置に関するものであり、特に、農業用トラクタの作業車両に於ける前輪変速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、小型トラクタや乗用管理機等の作業車両は、クラッチハウジングとこのクラッチハウジングの後方に設けたミッションケースとの間に動力伝達軸を配置してエンジンの回転動力をミッションケース内の変速装置へ伝達している。また、前記変速装置で減速された回転動力を前輪変速装置を介してミッションケース前方の前輪へ伝達するように形成してある。
【０００３】
而して、前記前輪変速装置は、湿式多板クラッチと変速ギヤとを組合せたものが多く、該湿式多板クラッチの入切によって等速四駆と前輪増速四駆とを切り換えて前輪へ伝達する。しかし、湿式多板クラッチは高価であり、また、該湿式多板クラッチと変速ギヤとを組合せてあるため小型化に限界があった。
【０００４】
そこで、安価且つコンパクトな構成の前輪変速装置を提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００５】
【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に提案されたものであり、クラッチハウジング（１３）とこのクラッチハウジング（１３）の後方に設けたミッションケース（１４）との間に動力伝達軸（１５）を配置してエンジン（１２）の回転動力をミッションケース（１４）内の変速装置に伝達するとともに、前記変速装置で減速された回転動力を前輪変速装置（４０）を介してミッションケース（１４）前方の前輪（２０）へ伝達するトラクタ（１０）の前輪変速装置（４０）に於いて、
前輪変速装置（４０）をミッションケース（１４）の前面に取り付けたギヤケース（１８）内に構成するにあたり、該ギヤケース（１８）に対する入力軸（４１）と出力軸（４７）との間に、前輪（２０）へ伝達する回転動力を伝達する２組の常時噛み合い式ギヤを設け、該２組の常時噛み合い式ギヤの１組は直進時等速走行する等速四駆走行ギヤ（４２）で、他の１組は旋回時前輪増速する前輪増速四駆走行ギヤ（４３）であり、
前記入力軸（４１）内に該入力軸（４１）に外周方向に向けて付勢したスライドキー（４６）を設け、該スライドキー（４６）の係合部を前記常時噛み合い式ギヤの枢着部に設けた被係合部に係合することにより、前記常時噛み合い式ギヤの何れか一方のギヤを介して前記入力軸（４１）の回転動力を前記出力軸（４７）へ伝達するキーシフト式の変速機構にて構成し、
ギヤケース（１８）内にシフタ（５５）を前後回動可能に設け、前記スライドキー（４６）をスライドさせるために入力軸（４１）内部に挿入されたシフタ操作軸（４５）の前端部を前記シフタ（５５）に連結し、該シフタ操作軸（４５）よりも下方位置に前記出力軸（４７）を突出して前輪伝達軸（１９）と接続する構成とし、且つ、前記２組の常時噛み合い式ギヤの間に動力を伝達しないカラー（５７）を設けて、等速四駆走行ギヤ（４２）と前輪増速四駆走行ギヤ（４３）との間に中立域を構成するとともに、前輪増速四駆走行ギヤ（４３）のギヤ幅Ｗ１及び前記スライドキーの先端部幅Ｗ２に対して、等速四駆走行ギヤ（４２）のギヤ幅及び係止溝幅Ｗ３並びに前輪増速四駆走行ギヤ（４３）の係止溝幅Ｗ４を幅広に形成し、
後輪伝動軸（２８）の前端部に設けた出力ギヤ（４９）をシフタ（５５）とは別のシフタによりスライドさせて入力ギヤ（４８）と噛合を外した場合は、後輪伝動軸（２８）の回転動力が前輪変速装置（４０）に伝達されず、前輪（２０）は駆動されない後輪（１６）のみの二駆走行となる構成としたトラクタの前輪変速装置を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図に於いて、符号１０は作業車両の一例として小型のトラクタを示し、車体１１の前方部位にエンジン１２を載置し、その後部にクラッチハウジング１３が取り付けられている。車体１１の後方下部にはミッションケース１４を固設し、前記クラッチハウジング１３とミッションケース１４との間に動力伝達軸１５を配設してエンジン１２の回転動力をミッションケース１４へ伝動する。
【０００７】
後述するように、前記ミッションケース１４内の変速装置によって変速された動力は後輪１６に伝達されるとともに、前記ミッションケース１４の後方に突出したＰＴＯ取出軸１７に伝達される。また、前記ミッションケース１４の前面にギヤケース１８を装着し、前記ミッションケース１４に入力された動力は、該ギヤケース１８内の変速装置によって変速され、前輪伝動軸１９から前輪２０へ伝達される。そして、前記クラッチハウジング１３とミッションケース１４との間に、下面が開放された略コ字形の板金製の伝動ケース２１を架設し、該伝動ケース２１にて前記動力伝達軸１５、ギヤケース１８、前輪伝動軸１９等を被蔽する。
【０００８】
エンジン１２の回転動力は、前記クラッチハウジング１３内に設けた主クラッチ２５を介して動力伝達軸１５からミッションケース１４内の入力軸２６へ伝動される。該入力軸２６の後部には、該入力軸２６と同一軸心に変速軸２７が枢着され、該入力軸２６の下部には、該入力軸２６並びに変速軸２７と平行に後輪伝動軸２８、ＰＴＯ伝動軸２９及びカウンタ軸３０が枢着されている。前記入力軸２６に入力された動力は、ギヤ３１，３２の噛合を介して後輪伝動軸２８上を遊転する筒状ギヤ３３に伝達され、主変速装置３４及び副変速装置３５にて変速された後に、後輪伝動軸２８からリヤデファレンシャル装置３６を経て後輪１６，１６に伝達されるとともに、前記筒状ギヤ３３からＰＴＯ変速装置３７にて変速された後に、ＰＴＯ伝動軸２９からＰＴＯ取出軸１７に伝達される。
【０００９】
ここで、前記ギヤケース１８の内部には前輪変速装置４０が設けられており、該前輪変速装置４０の入力軸４１に等速四駆ギヤ４２、前輪増速四駆ギヤ４３を遊転自在に枢着し、これらのギヤ４２，４３の枢着部には半径方向に窪んだ複数個の係止溝４４，４４…が設けられ、後述するスライドキー４６の先端が係合する被係合部が形成されている。また、該入力軸４１の後端部に入力ギヤ４８を固設し、前記後輪伝動軸２８の前端部に設けた出力ギヤ４９に噛合させて、後輪伝動軸２８の回転動力を前輪変速装置４０に取り込むように構成してある。一方、該前輪変速装置４０の出力軸４７に前記等速四駆ギヤ４２と略同径のギヤ５０を固設して等速四駆ギヤ４２に常時噛合させるとともに、前記前輪増速四駆ギヤ４３よりも小径のギヤ５１を固設して前輪増速四駆ギヤ４３に常時噛合させ、該出力軸４７の前端に前記前輪伝動軸１９が連結されている。
【００１０】
前記入力軸４１の内部には、中実状の棒からなるシフタ操作軸４５が前後方向へスライド自在に挿入されており、このシフタ操作軸４５の後端部をスリット状に切欠いて２枚のスライドキー４６，４６を枢着している。この一対のスライドキー４６，４６の先端部間にはスプリングＳが介装されており、該スプリングＳによりスライドキー４６，４６の先端部が入力軸４１の外周方向に向けて拡開するように付勢され、前記シフタ操作軸４５が前後にスライドしてスライドキー４６，４６が前記等速四駆ギヤ４２または前輪増速四駆ギヤ４３の何れかの係止溝４４に入り込むと、等速四駆ギヤ４２または前輪増速四駆ギヤ４３の何れか一方が入力軸４１と一体に回転し、前記入力軸４１の回転動力を「等速」若しくは「増速」で出力軸４７へ伝達するキーシフト式の変速機構が構成されている。
【００１１】
而して、ギヤケース１８内の前方部に変速操作部であるシフタ５５を前後回動可能に設け、該シフタ５５を前記シフタ操作軸４５の前端部に連結する。操作レバー等の切換え操作手段（図示せず）の動きをリンク機構によりシフタ５５へ伝達し、前記シフタ操作軸４５をスライドさせてスライドキー４６，４６の先端が何れか一方のギヤ４２または４３の係止溝４４に入り込んだときは、該当するギヤの組合せにて変速される。
【００１２】
例えば、前記スライドキー４６が等速四駆ギヤ４２の係止溝４４に入り込んだときは、入力軸４１の回転が等速四駆ギヤ４２とギヤ５０との噛合によって出力軸４７から前輪伝動軸１９に伝達され、前輪２０は後輪１６と略等速の周速度で回転駆動される。一方、前記スライドキー４６が前輪増速四駆ギヤ４３の係止溝４４に入り込んだときは、入力軸４１の回転が前輪増速四駆ギヤ４３とギヤ５１との噛合によって出力軸４７から前輪伝達軸１９に伝達され、前輪２０は後輪１６の略２倍の周速度で回転駆動される。即ち、当該トラクタ１０の直進時は上記ギヤ４２，５０の組合せにて等速四駆走行となり、当該トラクタ１０の旋回時は上記ギヤ４３，５１の組合せにて前輪増速走行となって車体１１を小回り旋回させる。尚、後輪伝動軸２８の前端部に設けた出力ギヤ４９をシフタ（図示せず）によりスライドさせて前記入力ギヤ４８との噛合を外した場合は、後輪伝動軸２８の回転動力が前輪変速装置４０に伝達されず、前輪２０は駆動されない。即ち、当該トラクタ１０は後輪１６，１６のみの二駆走行となる。
【００１３】
また、図４に示すように、前輪増速四駆ギヤ４３のギヤ幅Ｗ１及び前記スライドキー４６の先端部幅Ｗ２に対して、等速四駆ギヤ４２のギヤ幅及び係止溝幅Ｗ３並びに前輪増速四駆ギヤ４３の係止溝幅Ｗ４を幅広に形成し、且つ、双方のギヤ４２，４３間にカラー５７を設けておくことにより、等速四駆ギヤ４２とスライドキー４６の係合並びに前輪増速四駆ギヤ４３とスライドキー４６の係合が容易且つ確実に行なわれる。従って、車体１１の旋回時にステアリング操作に連動して等速四駆から前輪増速四駆に切換える構成にした場合に、直進走行時及びステアリングの末切り時でのギヤの噛合が極めて円滑に切換わる。また、等速四駆と前輪増速四駆との切換えの途中でカラー５７部分にて動力伝達が切となり、一旦二駆状態になるため、変速ショックが軽減されて操作性及び耐久性を向上できる。
【００１４】
このように、前輪変速装置４０はキーシフト式の変速機構にて構成してあるので、従来の湿式多板クラッチを組合せた構成と比較して安価であり、且つ、コンパクトに構成できる。また、変速操作部であるシフタ５５をシフタ操作軸４５の前方部位に設けてあるので、クラッチハウジング１３とミッションケース１４との間のスペースを有効利用できる。そして、該シフタ操作軸４５よりも下方位置に前輪伝動軸１９を配置したことにより、ミッションケース１４側の軸位置と前輪２０側の軸位置を略同じ高さに一致させることができ、ユニバーサルジョイント等を使用せずしてシャフト駆動にて動力を伝動することができる。
【００１５】
尚、この発明は、この発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、この発明が該改変せられたものに及ぶことは当然である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は上記一実施の形態に詳述したように、ミッションケースの前面に設けられている前輪変速装置がキーシフト式の変速機構にて構成されているため、コンパクト且つ安価に形成できる。また、シフタ操作軸をスライドさせるためのシフタをギヤケース内に前後回動可能に設け、前記スライドキーをスライドさせるために入力軸内部に挿入されたシフタ操作軸の前端部を前記シフタに連結したので、クラッチハウジングとミッションケースとの間のスペースを有効利用できる。
そして、シフタ操作軸（４５）よりも下方位置に前記出力軸（４７）を突出して前輪伝達軸（１９）と接続する構成としたので、ミッションケース側の軸位置と前輪側の軸位置を略同じ高さに一致させることができ、ユニバーサルジョイント等の使用を回避してシャフト駆動にて動力を伝動することができる。
【００１７】
本発明は、上記前輪変速装置において、２組の常時噛み合い式ギヤの１組は直進時等速走行する等速四駆走行ギヤ（４２）で、他の１組は旋回時前輪増速する前輪増速四駆走行ギヤ（４３）であり、これ等２組の常時噛み合い式ギヤの間に動力を伝達しないカラー（５７）を設けて、等速四駆走行ギヤ（４２）と前輪増速四駆走行ギヤ（４３）との間に中立域を構成するとともに、前輪増速四駆走行ギヤ（４３）のギヤ幅Ｗ１及び前記スライドキーの先端部幅Ｗ２に対して、等速四駆走行ギヤ（４２）のギヤ幅及び係止溝幅Ｗ３並びに前輪増速四駆走行ギヤ（４３）の係止溝幅Ｗ４を幅広に形成したので、等速四駆走行ギヤとスライドキーの係合並びに前輪増速四駆ギヤとスライドキーの係合が容易確実に行われる。従って、車体の旋回時にステアリング操作に連動して等速四駆から前輪増速四駆に切り換える構成にした場合、直進走行時及びステアリングの末切り時でのギヤの噛合が極めて円滑に切換わる。
更にまた、等速四駆と前輪増速四駆との切換えの途中でカラー部分にて動力伝達が切となり、一旦二駆状態になるため、変動ショックが軽減されて操作性及び耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施の形態を示すものである。
【図１】小型のトラクタの側面図。
【図２】クラッチハウジング及びミッションケース等の伝動系の内部を示す図。
【図３】ミッションケース及びギヤケースの拡大断面図。
【図４】ギヤケースの拡大断面図。
【符号の説明】
１０ トラクタ
１２ エンジン
１３ クラッチハウジング
１４ ミッションケース
１５ 出力軸
１８ ギヤケース
１９ 前輪伝動軸
２０ 前輪
２１ 伝動ケース
４０ 前輪変速装置
４１ 変速軸
４２ 等速四駆ギヤ
４３ 前輪増速四駆ギヤ
４４ 係止溝
４５ シフタ操作軸
４６ スライドキー
５５ シフタ

Claims (1)

1. クラッチハウジング（１３）とこのクラッチハウジング（１３）の後方に設けたミッションケース（１４）との間に動力伝達軸（１５）を配置してエンジン（１２）の回転動力をミッションケース（１４）内の変速装置に伝達するとともに、前記変速装置で減速された回転動力を前輪変速装置（４０）を介してミッションケース（１４）前方の前輪（２０）へ伝達するトラクタ（１０）の前輪変速装置（４０）に於いて、
   前輪変速装置（４０）をミッションケース（１４）の前面に取り付けたギヤケース（１８）内に構成するにあたり、該ギヤケース（１８）に対する入力軸（４１）と出力軸（４７）との間に、前輪（２０）へ伝達する回転動力を伝達する２組の常時噛み合い式ギヤを設け、該２組の常時噛み合い式ギヤの１組は直進時等速走行する等速四駆走行ギヤ（４２）で、他の１組は旋回時前輪増速する前輪増速四駆走行ギヤ（４３）であり、
   前記入力軸（４１）内に該入力軸（４１）に外周方向に向けて付勢したスライドキー（４６）を設け、該スライドキー（４６）の係合部を前記常時噛み合い式ギヤの枢着部に設けた被係合部に係合することにより、前記常時噛み合い式ギヤの何れか一方のギヤを介して前記入力軸（４１）の回転動力を前記出力軸（４７）へ伝達するキーシフト式の変速機構にて構成し、
   ギヤケース（１８）内にシフタ（５５）を前後回動可能に設け、前記スライドキー（４６）をスライドさせるために入力軸（４１）内部に挿入されたシフタ操作軸（４５）の前端部を前記シフタ（５５）に連結し、該シフタ操作軸（４５）よりも下方位置に前記出力軸（４７）を突出して前輪伝達軸（１９）と接続する構成とし、且つ、前記２組の常時噛み合い式ギヤの間に動力を伝達しないカラー（５７）を設けて、等速四駆走行ギヤ（４２）と前輪増速四駆走行ギヤ（４３）との間に中立域を構成するとともに、前輪増速四駆走行ギヤ（４３）のギヤ幅Ｗ１及び前記スライドキーの先端部幅Ｗ２に対して、等速四駆走行ギヤ（４２）のギヤ幅及び係止溝幅Ｗ３並びに前輪増速四駆走行ギヤ（４３）の係止溝幅Ｗ４を幅広に形成し、
   後輪伝動軸（２８）の前端部に設けた出力ギヤ（４９）をシフタ（５５）とは別のシフタによりスライドさせて入力ギヤ（４８）と噛合を外した場合は、後輪伝動軸（２８）の回転動力が前輪変速装置（４０）に伝達されず、前輪（２０）は駆動されない後輪（１６）のみの二駆走行となる構成としたことを特徴とするトラクタの前輪変速装置。

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