JP4133034B2 - 自走式作業機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は動力によって走行する自走式作業機の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
動力源の動力によって走行する自走式作業機としては、例えば運搬車、除雪機、耕耘機等がある。このような自走式作業機の中には、動力源の動力を外部へ取り出すことで、外部の負荷を駆動するようにしたものがある。
この種の自走式作業機としては、例えば実公平６−４６７４５号公報「移動農機の動力取出装置」（以下、「従来の技術」と言う）が知られている。以下、上記従来の技術の概要を説明する。
【０００３】
図７（ａ），（ｂ）は従来の自走式作業機の概要図であり、実公平６−４６７４５号公報の第１図及び第２図を再掲する。なお、符号は振り直した。（ａ）は従来の自走式作業機１００の側面構造を示し、（ｂ）は（ａ）のｂ矢視方向の構造を示す。
【０００４】
従来の自走式作業機１００は、フレーム１０１の上部後部にエンジン１０２を備え、フレーム１０１の上部前部にベベルギヤボックス１０３を備え、フレーム１０１の下部に走行用ミッションケース１０４及び車輪１０５，１０５を備えた移動農機である。
【０００５】
ベベルギヤボックス１０３は、エンジン１０２から前方へ延びる出力軸１０２ａに設けた駆動ベベルギヤ１１１と、駆動ベベルギヤ１１１に噛合う第１従動ベベルギヤ１１２を設けて下方へ延びた第１動力取出軸１１３と、駆動ベベルギヤ１１１に噛合う第２従動ベベルギヤ１１４を設けて側方へ延びた第２動力取出軸１１５と、駆動ベベルギヤ１１１から前方へ延びた第３動力取出軸１１６と、第１従動ベベルギヤ１１２から上方へ延びた第４動力取出軸１１７とを備える。
【０００６】
エンジン１０２の動力は、駆動ベベルギヤ１１１→第１従動ベベルギヤ１１２→第１動力取出軸１１３→ベルト１１８→走行用ミッションケース１０４の経路で車輪１０５，１０５に伝わる。
一方、エンジン１０２の動力を第２・第３・第４動力取出軸１１５〜１１７から外部へ取り出すことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の自走式作業機１００は、フレーム１０１や走行用ミッションケース１０４の上で、エンジン１０２及びベベルギヤボックス１０３を単に前後に並べ、このベベルギヤボックス１０３の周囲へ複数の動力取出軸１１３，１１５〜１１７を延ばしたものである。しかも自走式作業機１００は、エンジン１０２の動力によって走行する車両なので、エンジン１０２から車輪１０５へ伝達する動力を入り切りするクラッチ（図示せず）が必要となる。
【０００８】
このようなクラッチ、ベベルギヤボックス１０３並びに複数の動力取出軸１１３，１１５〜１１７を設けるための平面的な設置スペースが大きく、自走式作業機１００全体が大型にならざるを得ない。
【０００９】
さらに従来の自走式作業機１００は、単にフレーム１０１の上部前部にベベルギヤボックス１０３を備え、このベベルギヤボックス１０３の周囲へ複数の動力取出軸１１３，１１５〜１１７を延ばしたものである。このため、自走式作業機１００を走行中に、動力取出軸１１３，１１５〜１１７を周囲の草木・異物から保護する何らかの配慮が必要であり、改良の余地がある。さらにまた、車輪１０５，１０５で跳ね上げた土砂や小石等の異物から、動力取出軸１１３，１１５〜１１７を保護する、何らかの配慮も必要である。
【００１０】
そこで本発明の目的は、動力源からクラッチ付き伝動装置の伝動機構へ動力を伝達し、この伝動機構から走行装置へ動力を伝達するとともに、動力源の動力を動力取出装置によって外部へ取り出すようにした自走式作業機において、自走式作業機の小型化を図ることができるとともに、自走式作業機を走行中に、動力取出装置を周囲の草木や異物から保護することができる、技術を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、動力源からクラッチ付き伝動装置の伝動機構へ動力を伝達し、この伝動機構からクローラや車輪等の走行装置へ動力を伝達するようにした自走式作業機において、動力源の真下にクラッチ付き伝動装置を配置し、このクラッチ付き伝動装置が、走行装置の少なくとも一部を覆うフェンダを備え、このフェンダより高位で且つ動力源とクラッチとの間に動力取出装置を介在させたことを特徴とする。
【００１２】
動力源と、この動力源の真下に配置したクラッチ付き伝動装置のクラッチと、の間に動力取出装置を介在させることで、動力源と動力取出装置とクラッチ付き伝動装置とを、上下に集約することができる。このため、動力取出装置を設けるための平面的な設置スペースを削減し、自走式作業機の小型化を図ることができる。
【００１３】
さらには、フェンダより高位で且つ動力源とクラッチとの間に、動力取出装置を介在させたので、自走式作業機を走行中に、動力取出装置をこれより低位のフェンダや高位の動力源によって、周囲の草木・異物から保護することができる。
しかも、走行装置で跳ね上げた土砂や小石等の異物をフェンダによって遮るので、動力取出装置に異物が当たったり堆積する心配がない。この結果、動力取出装置の取り扱い性を高めることができる。
【００１５】
さらに、請求項１は、動力取出装置が、動力源から下方へ延びた出力軸に設けた駆動ベベルギヤと、この駆動ベベルギヤに噛合う従動ベベルギヤと、この従動ベベルギヤを設けた動力取出軸と、この動力取出軸を支持するとともに動力源並びに伝動装置に対して出力軸を中心に取付け位置を変更可能にボルト止めした軸支持部材と、からなることを特徴とする。
【００１６】
動力源から下方へ延びた出力軸に駆動ベベルギヤを設け、この駆動ベベルギヤに噛合う従動ベベルギヤを動力取出軸に設けることで、動力源の出力軸に対して横方向から外部に動力を取り出すことができる。
そして、動力取出軸を軸支持部材にて支持し、この軸支持部材を動力源並びに伝動装置に対して、出力軸を中心に取付け位置を変更可能にボルト止めしたので、ボルトを外して取付け位置を変更することにより、軸支持部材を平面視で任意の位置に向けることができる。この結果、動力取出軸を平面視で任意の位置に設定することができる。
このようにして、動力取出軸の配置の自由度を高めることができる。従って、外部負荷の配置に応じて、動力取出軸の向きを自由に設定できるので、設定の自由度が増す。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は自走式作業機を操縦する作業者から見た方向に従う。また、図面は符号の向きに見るものとする。
【００１８】
図１は本発明に係る自走式作業機の左側面図であり、この自走式作業機１０は、機体フレーム１１の左右に取付けた２組のクローラベルト装置１２，１２（一方のみ図示）と、機体フレーム１１の上部に取付けた荷台１３と、機体フレーム１１の後部に取付けたエンジン１４、クラッチ付き伝動装置１５並びに動力取出装置１６と、伝動装置１５から後斜め上に延びた操作ハンドル１７と、からなるクローラ式運搬車である。
このような自走式作業機１０は、エンジン１４を駆動源として左右のクローラベルト装置１２，１２が自力走行するとともに、図示せぬ作業者が歩行しつつ操作ハンドル１７を操縦するようにした形式の、自力走行式歩行型作業機である。
【００１９】
クローラベルト装置（クローラ）１２は、機体フレーム１１の後部に取付けた駆動輪２１と、機体フレーム１１の前部に取付けた遊転輪２２と、これら駆動輪２１と遊転輪２２とに掛け渡したクローラベルト２３とからなる、走行装置である。なお、２４・・・は転輪、ＢＵは荷台１３に積んだ荷物である。
【００２０】
伝動装置１５はフェンダ１８を備える。フェンダ１８は、走行装置としてのクローラベルト装置１２のうち、少なくとも一部（例えば図に示すように後部上部の一部）を覆うカバーである。
【００２１】
図２は本発明に係るクローラベルト装置、エンジン、クラッチ付き伝動装置並びに動力取出装置周りの模式図である。
上述のように自走式作業機１０は、エンジン１４からクラッチ付き伝動装置１５の伝動機構３０へ動力を伝達し、この伝動機構３０からクローラベルト装置１２へ動力を伝達するようにしたものである。
【００２２】
伝動装置１５は、伝動機構３０並びにクラッチ６０を伝動ケース５１に内蔵した装置である。伝動機構３０は、エンジン１４から下方へ延びた出力軸１４ａに遊星歯車機構３１の入力側を連結し、遊星歯車機構３１から下方へ延びた連結軸３７にベベルギヤ機構４１を連結し、このベベルギヤ機構４１に図示せぬ歯車伝動機構（変速機構を含む）を介して、車軸２５を連結した機構である。
車軸２５は、駆動輪２１に連結した回転軸である。
【００２３】
本発明は、エンジン１４と伝動機構３０との間にクラッチ６０を介在させることにより、エンジン１４の動力でクラッチ６０及び伝動機構３０を介して車軸２５を回転させるようにしたことを特徴とする。
クラッチ６０は、遊星歯車機構３１の内歯歯車３４の回転をオン・オフさせるものであり、操作ハンドル１７に取付けたクラッチレバー６１によって切換えることができる。クラッチレバー６１は、ワイヤケーブル６２を介してクラッチ６０の作動レバー７６に連結したクラッチ操作部材である。
【００２４】
図３は本発明に係るクラッチ付き伝動装置の上部の断面図であり、遊星歯車機構３１及びクラッチ６０周りを断面して表したものである。
伝動ケース５１は、上ケース５２と下ケース５３とをボルト結合した収納部である。
【００２５】
遊星歯車機構３１は、エンジン１４の出力軸１４ａに取付けた太陽歯車３２と、太陽歯車３２に噛み合う複数個（例えば３個）の遊星歯車３３・・・と、これらの遊星歯車３３・・・に噛み合う内歯歯車３４と、複数の遊星歯車３３・・・を支持ピン３５・・・を介して回転可能に支持するキャリア３６と、キャリア３６のハブ３６ａにスプライン結合した連結軸３７とからなる。
【００２６】
内歯歯車３４は、太陽歯車３２と同心の円筒部３４ａと、円筒部３４ａの下端に一体に形成した環状の平底部３４ｂ、平底部３４ｂの内周面に形成した内歯３４ｃとからなる、リングギヤである。円筒部３４ａの外周面を上ケース５２の内壁で支持するとともに、平底部３４ｂの下面を上ケース５２の底で支持することにより、内歯歯車３４を上ケース５２に回転可能に支持することができる。なお、上ケース５２は、ハブ３６ａをも回転可能に支持したものである。
【００２７】
図４は本発明に係る遊星歯車機構並びにクラッチ周りの平面図であり、遊星歯車機構３１において、出力軸１４ａと太陽歯車３２と複数個の遊星歯車３３・・・と内歯歯車３４と支持ピン３５・・・とキャリア３６との連結関係を示すとともに、クラッチ６０が拡径式ドラムブレーキであることを示す。
【００２８】
クラッチ６０は、後述する軸支持部材８４（図３参照）に取付けたアンカピン７１と、アンカピン７１に連結したブレーキパッド７２，７２付きブレーキシュー７３，７３と、ブレーキシュー７３，７３を拡径するように配置した偏平状のカム７４と、カム７４と一体のブレーキ作動軸７５と、ブレーキ作動軸７５に連結した作動レバー７６と、ブレーキシュー７３，７３を縮径させるようにブレーキシュー７３，７３間に連結したリターンスプリング７７，７７と、ブレーキシュー７３，７３を囲った円筒部３４ａとからなる。内歯歯車３４の円筒部３４ａはブレーキドラムの役割を果たす。
【００２９】
クラッチレバー６１（図２参照）を握ってワイヤケーブル６２を引き、作動レバー７６を図時計回りにスイングさせることで、ブレーキ作動軸７５を図時計回りに回すことができる。この結果、ブレーキ作動軸７５と一体で平面視偏平状のカム７４がブレーキシュー７３，７３を拡径させるので、ブレーキパッド７２，７２と円筒部３４ａの内周面３４ｄとの摩擦力でブレーキが働く。このため、内歯歯車３４の回転はオフする（停止する）。
【００３０】
次に、上記構成のクラッチ６０付き伝動装置１５の作用を図２に基づき説明する。
クラッチレバー６１を操作しないときには、クラッチ６０は内歯歯車３４の回転をオンさせた状態（回転可能状態）、すなわちクラッチオフ状態にある。エンジン１４の動力は出力軸１４ａ→太陽歯車３２→遊星歯車３３・・・→内歯歯車３４の経路で伝わる。内歯歯車３４が回転するので、エンジン１４の動力がキャリア３６に伝わることはなく、この結果、車軸２５は停止した状態にある。
【００３１】
その後、クラッチレバー６１をリターンスプリング７７の弾発力に抗して操作する。すなわちクラッチレバー６１をグリップ１７ａ側に引き寄せ、ワイヤケーブル６２を介して作動レバー７６をスイングさせる。従って、クラッチ６０は内歯歯車３４の回転をオフさせた状態（制動して回転不能にした状態）、すなわちクラッチオン状態に切り換る。
内歯歯車３４が停止状態にあるので、エンジン１４の動力は出力軸１４ａ→太陽歯車３２の経路で遊星歯車３３・・・に伝わり、遊星歯車３３・・・が自転しつつ公転する。この結果、エンジン１４の動力がキャリア３６→連結軸３７→ベベルギヤ機構４１を介して車軸２５に伝わる。
【００３２】
その後、クラッチレバー６１から手を離すと、クラッチレバー６１はリターンスプリング（図示せず）の弾発力にて元の状態に自動復帰する。この結果、クラッチ６０は元のクラッチオフ状態に復帰する。
【００３３】
ここで図３に戻って説明を続ける。図３は、クラッチ６０の内歯歯車３４が上ケース５２の上端面よりも下位にあることを示す。
本発明は、動力源としてのエンジン１４の真下にクラッチ６０付き伝動装置１５を配置し、フェンダ１８より高位で且つエンジン１４とクラッチ６０との間に動力取出装置１６を介在させたことを特徴とする。
【００３４】
動力取出装置１６は、エンジン１４から下方へ延びた出力軸１４ａに設けた駆動ベベルギヤ８１と、この駆動ベベルギヤ８１に噛合う従動ベベルギヤ８２と、この従動ベベルギヤ８２を設けた動力取出軸８３と、この動力取出軸８３を支持するとともにエンジン１４並びに伝動装置１５に対して出力軸１４ａを中心に取付け位置を変更可能にボルト止めした軸支持部材８４と、からなる。
【００３５】
駆動ベベルギヤ８１は、遊星歯車機構３１の太陽歯車３２と一体に形成した部材である。鉛直方向に延びた出力軸１４ａに駆動ベベルギヤ８１を設け、この駆動ベベルギヤ８１に噛合う従動ベベルギヤ８２を動力取出軸８３に取付けたので、動力取出軸８３は水平方向に延びる。動力取出軸８３は、軸支持部材８４から外方へ水平に延びる。このようなことから、出力軸１４ａに対して横方向から外部に動力を取り出すことになる。
【００３６】
軸支持部材８４は、エンジン１４におけるエンジンケース１４ｂと、伝動ケース５１との間に介在させたものである。
詳しくは、エンジンケース１４ｂの下端のフランジ１４ｃに、軸支持部材８４の上端面を重ねて複数の第１のボルト９１・・・（この図では１個のみ示す。）にて取付けるとともに、軸支持部材８４の下端面に、上ケース５２の上端のフランジ５２ａを複数の第２のボルト９２・・・（この図では１個のみ示す。）にて取付けた。８５，８５は軸受である。
【００３７】
図５は本発明に係る動力取出装置の平面図であり、動力取出軸８３と軸支持部材８４との関係について示す。
この図は、軸支持部材８４に、上記図３に示すエンジンケース１４ｂのフランジ１４ｃをボルト止めする複数のボルト止め孔８４ａ・・・と、上記図３に示す上ケース５２のフランジ５２ａをボルト止めする複数のボルト止め孔８４ｂ・・・と、を設けたことを示す。
【００３８】
エンジンケース１４ｂを止める複数のボルト止め孔８４ａ・・・（以下、第１ボルト止め孔８４ａ・・・と言う。）は、エンジン１４の出力軸１４ａを中心とした第１のボルトピッチ円Ｃ１上に等間隔に配列した、雌ねじである。この第１ボルト止め孔８４ａ・・・は、第１のボルト９１・・・（図３参照）を止めるものである。
【００３９】
上ケース５２を止める複数のボルト止め孔８４ｂ・・・（以下、第２ボルト止め孔８４ｂ・・・と言う。）は、エンジン１４の出力軸１４ａを中心とした第２のボルトピッチ円Ｃ２上に等間隔に配列した、上下貫通孔である。この第２ボルト止め孔８４ｂ・・・は、第２のボルト９２・・・（図３参照）を止めるものである。
【００４０】
第１のボルトピッチ円Ｃ１のピッチ径Ｄ１は、第２のボルトピッチ円Ｃ２の径Ｄ２よりも小さい。第１ボルト止め孔８４ａ・・・の個数と第２ボルト止め孔８４ｂ・・・の個数とは同数（例えば８個ずつ）である。従って、ボルトピッチ角は同一である（３６０°／８個＝４５°）。
【００４１】
図６は本発明に係るエンジン、伝動装置及び動力取出装置の分解図である。
エンジン１４から下方へ延びた出力軸１４ａに駆動ベベルギヤ８１を設け、この駆動ベベルギヤ８１に噛合う従動ベベルギヤ８２を動力取出軸８３に設けることで、出力軸１４ａに対して横方向から外部に動力を取り出すことができる。
【００４２】
そして、動力取出軸８３を軸支持部材８４にて支持し、この軸支持部材８４をエンジン１４並びに伝動装置１５に対して、出力軸１４ａを中心に取付け位置を変更可能にボルト止めしたので、第１・第２のボルト９１・・・，９２・・・を外して取付け位置を変更することにより、軸支持部材８４を平面視で任意の位置に向けることができる。この結果、動力取出軸８３を平面視で任意の位置（例えば、図５で想像線にて示す符号８３・・・の位置）に設定することができる。
【００４３】
このようにして、動力取出軸８３の配置の自由度を高めることができる。従って、外部負荷（図示せず）の配置に応じて、動力取出軸８３の向きを自由に設定できるので、設定の自由度が増す。
【００４４】
上記構成の自走式作業機１０の作用について上記図２に基づき説明する。
エンジン１４と、このエンジン１４の真下に配置したクラッチ付き伝動装置１５のクラッチ６０と、の間に動力取出装置１６を介在させることで、エンジン１４と動力取出装置１６とクラッチ付き伝動装置１５とを、上下に集約することができる。このため、動力取出装置１６を設けるための平面的な設置スペースを削減し、自走式作業機１０の小型化を図ることができる。
【００４５】
さらには、フェンダ１８より高位で且つエンジン１４とクラッチ６０との間に、動力取出装置１６を介在させたので、自走式作業機１０を走行中に、動力取出装置１６をこれより低位のフェンダ１８や高位のエンジン１４によって、周囲の草木・異物から保護することができる。
しかも、クローラベルト装置１２で跳ね上げた土砂や小石等の異物をフェンダ１８によって遮るので、動力取出装置１６に異物が当たったり堆積する心配がない。この結果、動力取出装置１６の取り扱い性を高めることができる。
【００４７】
なお、上記本発明の実施の形態において、自走式作業機１０は、運搬車に限定されるものではなく、各種の作業機として採用でき、例えば除雪機や耕耘機でああってもよい。
また、動力源はエンジン１４に限定されるものではなく、例えば電動モータであってもよい。
さらにまた、走行装置はクローラベルト装置１２に限定されるものではなく、例えば車輪であってもよい。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、動力源と、この動力源の真下に配置したクラッチ付き伝動装置のクラッチと、の間に動力取出装置を介在させることで、動力源と動力取出装置とクラッチ付き伝動装置とを、上下に集約することができる。このため、動力取出装置を設けるための平面的な設置スペースを削減し、自走式作業機の小型化を図ることができる。
【００４９】
さらには、フェンダより高位で且つ動力源とクラッチとの間に、動力取出装置を介在させたので、自走式作業機を走行中に、動力取出装置をこれより低位のフェンダや高位の動力源によって、周囲の草木・異物から保護することができる。
しかも、走行装置で跳ね上げた土砂や小石等の異物をフェンダによって遮るので、動力取出装置に異物が当たったり堆積する心配がない。この結果、動力取出装置の取り扱い性を高めることができる。
【００５１】
さらに、請求項１は、動力源から下方へ延びた出力軸に駆動ベベルギヤを設け、この駆動ベベルギヤに噛合う従動ベベルギヤを動力取出軸に設けることで、動力源の出力軸に対して横方向から外部に動力を取り出すことができる。
そして、動力取出軸を軸支持部材にて支持し、この軸支持部材を動力源並びに伝動装置に対して、出力軸を中心に取付け位置を変更可能にボルト止めしたので、ボルトを外して取付け位置を変更することにより、軸支持部材を平面視で任意の位置に向けることができる。この結果、動力取出軸を平面視で任意の位置に設定することができる。
このようにして、動力取出軸の配置の自由度を高めることができる。従って、外部負荷の配置に応じて、動力取出軸の向きを自由に設定できるので、設定の自由度が増す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自走式作業機の左側面図
【図２】本発明に係るクローラベルト装置、エンジン、クラッチ付き伝動装置並びに動力取出装置周りの模式図
【図３】本発明に係るクラッチ付き伝動装置の上部の断面図
【図４】本発明に係る遊星歯車機構並びにクラッチ周りの平面図
【図５】本発明に係る動力取出装置の平面図
【図６】本発明に係るエンジン、伝動装置及び動力取出装置の分解図
【図７】従来の自走式作業機の概要図
【符号の説明】
１０…自走式作業機、１２…走行装置（クローラベルト装置）、１４…動力源（エンジン）、１４ａ…出力軸、１５…伝動装置、１６…動力取出装置、１８…フェンダ、３０…伝動機構、６０…クラッチ、８１…駆動ベベルギヤ、８２…従動ベベルギヤ、８３…動力取出軸、８４…軸支持部材、９１，９２…第１・第２のボルト。

Claims (1)

1. 動力源からクラッチ付き伝動装置の伝動機構へ動力を伝達し、この伝動機構からクローラや車輪等の走行装置へ動力を伝達するようにした自走式作業機において、前記動力源の真下に前記クラッチ付き伝動装置を配置し、このクラッチ付き伝動装置は、前記走行装置の少なくとも一部を覆うフェンダを備え、このフェンダより高位で且つ前記動力源と前記クラッチとの間に動力取出装置を介在させ、
   前記動力取出装置は、前記動力源から下方へ延びた出力軸に設けた駆動ベベルギヤと、この駆動ベベルギヤに噛合う従動ベベルギヤと、この従動ベベルギヤを設けた動力取出軸と、この動力取出軸を支持するとともに前記動力源並びに前記伝動装置に対して前記出力軸を中心に取付け位置を変更可能にボルト止めした軸支持部材と、からなることを特徴とする自走式作業機。

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