JP4371359B2 - 走行作業機における作業機への動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、農作業に使用されるトラクター又は土木作業に使用されるホィルローダ等の走行作業機において、その後部に連結される耕うん機等の各種作業機に動力伝達するための装置に関するものである。

一般に、前記したトラクター又はホィルローダ等の走行作業機において、その後部に連結される耕うん機等の各種作業機に動力伝達するに際しては、前記走行作業機における走行機体の前部に搭載したエンジンから動力伝達されるＰＴＯ軸を、当該走行作業機における後端面より後ろ向きに突出して、このＰＴＯ軸から各種作業機に対して出力するように構成している。

この場合、従来の走行作業機においては、例えば、特許文献１等に記載されているように、その走行機体の後部にミッションケースを配設し、このミッションケースの内部に、前記走行変速機構と左右両後車輪に対する差動歯車機構を設けて、前記ミッションケースの前端面に前記エンジンからの動力の入力軸を設ける一方、前記ミッションケースの後端面に、前記ＰＴＯ軸を後向きに突出するように設けて、前記入力軸から前記走行変速機構及び差動歯車機構を介して両後車輪に動力伝達するとともに、前記ＰＴＯ軸に動力伝達するという構成にしている。
特開平７−１１７５００号公報

このような構成の場合、前記ミッションケースにおける入力軸の動力を前記ＰＴＯ軸に動力伝達することのために前記ミッションケース内に走行方向に延びるように設けられるＰＴＯ軸用動力伝達軸は、同じく前記ミッションケース内に設けられている後車輪用差動歯車機構を避けるように構成することが必要であるが、前記後車輪用差動歯車機構には、比較的大きい直径のデフ用リング歯車を備えていることにより、前記ＰＴＯ軸用動力伝達軸は、この大きい直径のデフ用リング歯車に干渉しないように、後車輪の車軸よりも可成り高い部位又は可成り低い部位に配設するようにしなければならない。

しかし、前記ＰＴＯ軸用動力伝達軸を、前者のように、後車輪の車軸よりも可成り高い部位に配設することは、前記ＰＴＯ軸の地面からの高さが高くなり過ぎるから、このＰＴＯ軸と、走行作業機の後部に連結されている耕うん機等の作業機との間を屈曲自在な動力伝達軸にて連結する場合に、前記ＰＴＯ軸に対する動力伝達軸の折れ角度が大きくなるという問題がある。

また、前記ＰＴＯ軸用動力伝達軸を、後者のように、後車輪の車軸よりも可成り低い部位に配設することは、前記ＰＴＯ軸の地面からの高さが低くなり過ぎるから、この場合においても、前記ＰＴＯ軸に対する屈曲自在な動力伝達軸の折れ角度が大きくなるという問題がある。

本発明は、この問題を解消することを技術的課題とするものである。

この技術的課題を達成するため本発明の請求項１は、
「走行機体の後部にミッションケースを配設し、このミッションケースの内部に、油圧・機械式変速機構と左右両後車輪に対する差動歯車機構とを設けて、前記ミッションケースの前端面に、前記走行機体に搭載したエンジンからの動力の入力軸を設ける一方、前記ミッションケースの後端面に、前記ＰＴＯ軸を後向きに突出するように設けて、前記入力軸からの動力を、前記油圧・機械式変速機構及び前記差動歯車機構を介して左右両後車輪に伝達するとともに、前記ミッションケース内に走行方向に延びるように配設したＰＴＯ軸用動力伝達軸を介して前記ＰＴＯ軸に伝達するように構成して成る走行作業機において、
前記ミッションケース内に後車輪の車軸に被嵌するように設けられて、前記差動歯車機構におけるデフ用リング歯車を回転自在に支持する筒型のブラケット部材には、当該ブラケット部材のうち前記車軸から偏芯した部位に、走行方向に延びる貫通孔を穿設する一方、
前記ミッションケースにおける後側面に、前記差動歯車機構にのぞむ開口部を設けるとともに、前記開口部を塞ぐ後側面板を着脱可能に装着し、この後側面板に前記ＰＴＯ軸を、当該後側面板を貫通するように軸支し、
前記後側面板の内側には内蓋板を設け、この内蓋板と前記後側面板との間に、前記ＰＴＯ軸に対するクラッチ機構付き歯車式変速機構を設け、前記クラッチ付き歯車式変速機構に、前記ＰＴＯ軸用動力伝達軸の後端を、前記ＰＴＯ軸用動力伝達軸と前記ＰＴＯ軸とが同一軸線上に位置するように連結し、
前記ＰＴＯ軸用動力伝達軸を前記ブラケット部材の前記貫通孔内に通し、前記ミッションケース内のうち前記ブラケット部材より前方において、前記ＰＴＯ軸用動力伝達軸の前端を、前記入力軸の後端に、着脱自在な軸継ぎ手を介して着脱自在に連結した。」
ことを特徴としている。

前記請求項１に記載したように、ミッションケース内におけるＰＴＯ軸用動力伝達軸を、差動歯車機構におけるデフ用リング歯車を回転自在に支持する筒型のブラケット部材のうち車軸から偏芯した部位に穿設の貫通孔内に通すことにより、このＰＴＯ軸用動力伝達軸を、前記車軸に近い高さ位置にできるから、このＰＴＯ軸用動力伝達軸から動力伝達されるＰＴＯ軸における地面からの高さ位置を、作業機との間を連結する屈曲自在な動力伝達軸における折れ角度を小さくするように最適にすることが、前記差動歯車機構にて妨げられることが少ない状態のもとで、至極簡単に、且つ、的確にできるのである。

また、前記請求項１のように構成することにより、後側面板を、ミッションケースから至極容易に取り外すことができ、そして、この後側面板を取り外すことで、前記ミッションケースの後面における開口部が開放され、この開口部から、両後車輪に対する差動歯車機構の点検等のメンテナンスを行うことができるから、前記差動歯車機構の点検等のメンテナンスに要する手数を大幅に低減できる。

更にまた、前記請求項１に記載した構成によると、前記後側面板を、前記ＰＴＯ軸に対するクラッチ機構付き歯車式変速機構を設けることに利用できるから、その構造の簡単化及び小型化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を、走行作業機としてのトラクターに適用した場合の図面について説明する。

図１及び図２は、トラクター１を示し、このトラクター１は、走行機体２を左右一対の前車輪３と同じく左右一対の後車輪４とで支持し、前記走行機体２の前部に搭載したエンジン５にて前記両後車輪４及び両前車輪３を駆動することにより、前進走行するように構成され、前記走行機体２の上面には、操縦座席６と、前記両前車輪３を左右に動かすことによってかじ取りするようにした操縦ハンドル７とが設けられ、また、前記走行機体２の後部には、前記エンジン５の回転を適宜変速して前記両後車輪４及び両前車輪３に伝達するためのミッションケース８が搭載されている。

この場合、前記両後車輪４は、前記ミッションケース８に対して、当該ミッションケース８の外側面から外向きに突出するように着脱可能に装着される車軸ケース９、及びこの車軸ケース９の外側端に後方に延びるように装着されるギャーケース１０を介して取付けられており、前記両車軸ケース９内には、前記両後車輪４に対する車軸４ａが挿入されている。

前記エンジン５の後側面には、当該エンジン５側における駆動軸５ａを覆う歯車ケース１１を取付け、この歯車ケース１１の下部には、前記駆動軸５ａから歯車ケース１１内の歯車列機構１２を介して動力伝達される主動軸１３が後ろ向きに突出するように設けられ、更に、前記歯車ケース１１の後側面には、以下に述べる作業機用昇降機構１５及び作業機用油圧モータ等に対して油圧を供給するための作業用の油圧ポンプ１４が、前記駆動軸５ａに直結するように取付けられている。

前記ミッションケース８の後部における上面には、前記走行機体２の後部に連結される耕うん機等の作業機（図示せず）を昇降動するための油圧式の作業機用昇降機構１５が着脱可能に取付けられている。更に、前記ミッションケース８の後側面８ａに、前記耕うん機等の作業機に対するＰＴＯ軸１６を、当該ＰＴＯ軸１６が後向きに突出するように設けられている。

図示していないが、前記油圧ポンプ１４と、前記作業機用昇降機構１５との間には、油圧ポンプ１４で加圧した作動油を昇降機構１５に供給し、昇降機構１５から排出される作動油を前記油圧ポンプ１４に戻すというように構成した油圧回路を設けており、もちろん、この油圧回路中には、前記昇降機構１５を、上げ、下げ及び昇降停止の三段に切り換えるための油圧切換弁等が設けられていることはいうまでもない。

前記歯車ケース１１から後ろ向きに突出する主動軸１３と、前記ミッションケース８において、その前面から前向きに突出する入力軸１８との間を、両端に自在軸継ぎ手を備えた伸縮式の動力伝達軸１９を介して連結して、前記エンジン５の回転を、その駆動軸５ａから前記歯車ケース１１内の歯車列機構１２、主動軸１３及び動力伝達軸１９を介して前記ミッションケース８における入力軸１８に伝達し、次いで、前記ミッションケース８における油圧・機械式変速機構（ＨＭＴ）にて適宜変速して、前記後車輪４及び両前車輪３に伝達する。

この油圧・機械式変速機構（ＨＭＴ）は、以下に述べるように、変速用油圧ポンプ２０及びこの油圧ポンプ２０にて作動する変速用油圧モータ２１による油圧式無段変速機構（ＨＳＴ）２２と、クラッチ２３にて変速操作される歯車式変速機構２４とを遊星歯車機構２５にて併用して成る構成である。

すなわち、図３に示すように、前記変速用油圧ポンプ２０及び前記変速用油圧モータ２１は、前記ミッションケース８の前面に、当該ミッションケース８内に軸支した油圧入力軸２６及び油圧出力軸２７に連結するように取付ける一方、前記入力軸１８上に固着した歯車２８を、前記遊星歯車機構２５におけるサンギャ軸２９上に回転自在に被嵌した入力用歯車３０に噛合する。この入力用歯車３０に固着したキャリア３１には、複数個の遊星歯車３２を支持軸３３を介して回転自在に軸支し、この各遊星歯車３２を、前記サンギャ軸２９上に固着した太陽歯車３４と、前記サンギャ軸２９上に回転自在に被嵌した内周リング歯車３５との両方に噛合している。

次に、前記内周リング歯車３５に固着した歯車３６を、前記油圧入力軸２６上に固着した歯車３７に噛合することにより、前記変速用油圧ポンプ２０を回転駆動する一方、前記油圧出力軸２７上に固着した歯車３８を、前記サンギャ軸２９上に固着した歯車３９に噛合することにより、前記変速用油圧モータ２１の回転を、前記サンギャ軸２９に伝達する。

一方、前記ミッションケース８内には、後車輪用推進軸４０を軸支して、この推進軸４０の後端を、前記両後車輪４に対する従来周知の差動歯車機構４１に連結することにより、この後車輪用推進軸４０にて前記両後車輪４を回転駆動するように構成する一方、この推進軸４０上に固着した歯車４２を、前記ミッションケース８内に軸支した前車輪用推進軸４３上に回転自在に被嵌した歯車４４に噛合し、前記前車輪用推進軸４３と、前記両前車輪３に対する従来周知の差動歯車機構４５との間を、両端に自在軸継ぎ手を備えた伸縮式の動力伝達軸４６を介して連結し、更に、前記前車輪用推進軸４３上には、クラッチ４７を設けて、このクラッチ４７を、前記歯車４４を推進軸４３に対して固定するように操作したとき、前記後車輪用推進軸４０にて前記両前車輪３を回転駆動し、前記クラッチ４７を、前記歯車４４を推進軸４３に対して固定しないように操作したとき、前記両前車輪３を回転駆動しないように構成する。

前記歯車式変速機構２４において、前記後車輪用推進軸４０上に回転自在に被嵌した二つの変速歯車４８，４９のうち一方の小径変速歯車４８を、前記サンギャ軸２９上に固着した歯車３９に、他方の大径変速歯車４９を、前記サンギャ軸２９上に固着した歯車５０に各々噛合し、前記歯車式変速機構２４におけるクラッチ２３を、当該クラッチ２３にて一方の小径変速歯車４８を推進軸４０に対して固定するように操作したとき、前記推進軸４０を高速回転し、前記クラッチ２３を、当該クラッチ２３にて他方の大径変速歯車４９を推進軸４０に対して固定するように操作したとき、前記推進軸４０を低速回転し、そして、前記クラッチ２３を、前記の中間、つまり、両変速歯車４８，４９のいずれも推進軸４０に対して固定しないように中立に操作したとき、前記推進軸４０への回転伝達を遮断するようにし、更に、一方の小径変速歯車４８による高速回転と、前記他方の大径変速歯車４９による低速回転との間を、前記油圧式無段変速機構（ＨＳＴ）２２にて、無段に変速するように構成している。

また、前記後車輪用推進軸４０には、当該推進軸４０に対するブレーキ機構５１を設けている。

一方、前記後車輪用差動歯車機構４１には、前記後車輪用推進軸４０におけるピニオン４０ａが噛合する大径のデフ用リング歯車４１ａを備えて、このデフ用リング歯車４１ａは、前記車軸４ａに被嵌するように筒型に構成したブラケット部材４１ｂを介して前記ミッションケース８に回転自在に支持されている。

そして、前記ミッションケース８の後側面８ａに、当該ミッションケース８内に設けられている前記後車輪用差動歯車機構４１をのぞむことができるようにした開口部８ｂを設けるとともに、この開口部８ｂを塞ぐようにした後側面板５２を、その周囲において複数本のボルト５３ａにて締結することによって着脱可能に装着し、この後側面板５２に、前記ＰＴＯ軸１６を、当該後側面板５２を貫通するように軸支し、この後側面板５２の内側には、内蓋板５３を設けて、この内蓋板５３と前記後側面板５２との間に、前記ＰＴＯ軸１６に対するクラッチ機構５４付き歯車式変速機構５５を設けて、この変速機構５５へのＰＴＯ軸用動力伝達軸５６を、走行方向に沿って前方に延長して、その前端を、前記入力軸１８の後端に、着脱自在な軸継ぎ手５７を介して着脱自在に連結する。

つまり、前記ＰＴＯ軸１６を備え且つ内蓋板５３との間にクラッチ機構５４付き歯車式変速機構５５を組み立てて成る後側面板５２を、前記ミッションケース８に対して取り付けると同時に、前記ＰＴＯ軸用動力伝達軸５６を前記入力軸１８の後端に連結するように構成している。この場合において、前記ＰＴＯ軸用動力伝達軸５６を前記入力軸１８に対して着脱不能に連結しておき、このＰＴＯ軸用動力伝達軸５６を、着脱自在な軸継ぎ手を介してクラッチ機構５４付き歯車式変速機構５５に着脱自在に連結するという構成にしても良い。

そして、前記後車輪用差動歯車機構４１における筒型のブラケット部材４１ｂには、当該ブラケット部材４１ｂのうちその内部の車軸４ａの軸線から適宜寸法Ｅだけ偏芯した位置に、貫通孔５８を、当該貫通孔５８が走行方向に延びるように穿設して、この貫通孔５８内に、前記ＰＴＯ軸用動力伝達軸５６を通すように構成する。

この構成において、ミッションケース８内におけるＰＴＯ軸用動力伝達軸５６を、後車輪用差動歯車機構４１におけるデフ用リング歯車４１ａを回転自在に支持する筒型ブラケット部材４１ｂのうち車軸４ａから適宜寸法Ｅだけ偏芯した部位に穿設した貫通孔５８内に通すことにより、このＰＴＯ軸用動力伝達軸５６を、前記車軸４ａに近い高さ位置にできるから、このＰＴＯ軸用動力伝達軸５６から動力伝達されるＰＴＯ軸１６における地面１７からの高さ位置Ｈを、前記走行機体２の後部に連結される耕うん機等の作業機との間を連結する屈曲自在な動力伝達軸における折れ角度を小さくするように最適にすることが、前記後車輪用差動歯車機構４１にて妨げられることが少ない状態のもとで、至極簡単に、且つ、的確にできる。

また、前記ＰＴＯ軸１６及びこれに対するクラッチ機構５４付き歯車式変速機構５５は、ミッションケース８に対して着脱自在に取付く後側面板５２に装着されているので、この後側面板５２を、ミッションケース８から至極容易に取り外すことで、前記ミッションケース８の後側面８ａにおける開口部８ｂが開放され、この開口部８ｂから、前記後車輪用差動歯車機構４１に対する点検等のメンテナンスを行うことができるとともに、前記クラッチ機構５４付き歯車式変速機構５５に対する点検等のメンテナンスを行うことができる。

本発明の実施の形態を適用したトラクターを示す側面図である。 図１の平面図である。 動力伝達のスケルトン図である。 図１のＩＶ−ＩＶ視拡大平断面図である。 図４のＶ−Ｖ視拡大断面図である。

符号の説明

１ トラクター
２ 走行機体
３ 前車輪
４ 後車輪
４ａ 車軸
５ エンジン
８ ミッションケース
８ａ ミッションケースの後側面
８ｂ 開口部
１６ ＰＴＯ軸
１８ 入力軸
４１ 差動歯車機構
４１ａ デフ用リング歯車
４１ｂ ブラケット部材
５６ ＰＴＯ軸用動力伝達軸
５８ 貫通孔

Claims (1)

1. 走行機体の後部にミッションケースを配設し、このミッションケースの内部に、油圧・機械式変速機構と左右両後車輪に対する差動歯車機構とを設けて、前記ミッションケースの前端面に、前記走行機体に搭載したエンジンからの動力の入力軸を設ける一方、前記ミッションケースの後端面に、前記ＰＴＯ軸を後向きに突出するように設けて、前記入力軸からの動力を、前記油圧・機械式変速機構及び前記差動歯車機構を介して左右両後車輪に伝達するとともに、前記ミッションケース内に走行方向に延びるように配設したＰＴＯ軸用動力伝達軸を介して前記ＰＴＯ軸に伝達するように構成して成る走行作業機において、
   前記ミッションケース内に後車輪の車軸に被嵌するように設けられて、前記差動歯車機構におけるデフ用リング歯車を回転自在に支持する筒型のブラケット部材には、当該ブラケット部材のうち前記車軸から偏芯した部位に、走行方向に延びる貫通孔を穿設する一方、
   前記ミッションケースにおける後側面に、前記差動歯車機構にのぞむ開口部を設けるとともに、前記開口部を塞ぐ後側面板を着脱可能に装着し、この後側面板に前記ＰＴＯ軸を、当該後側面板を貫通するように軸支し、
   前記後側面板の内側には内蓋板を設け、この内蓋板と前記後側面板との間に、前記ＰＴＯ軸に対するクラッチ機構付き歯車式変速機構を設け、前記クラッチ付き歯車式変速機構に、前記ＰＴＯ軸用動力伝達軸の後端を、前記ＰＴＯ軸用動力伝達軸と前記ＰＴＯ軸とが同一軸線上に位置するように連結し、
   前記ＰＴＯ軸用動力伝達軸を前記ブラケット部材の前記貫通孔内に通し、前記ミッションケース内のうち前記ブラケット部材より前方において、前記ＰＴＯ軸用動力伝達軸の前端を、前記入力軸の後端に、着脱自在な軸継ぎ手を介して着脱自在に連結したことを特徴とする走行作業機における作業機への動力伝達装置。

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