JP4420318B2 - 走行作業機 - 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は、その走行機体の前部にエンジンを、その出力軸を後向きにして搭載する一方、前記走行機体の後部に、当該走行機体に対する走行変速機構を備えたミッションケースを搭載し、前記エンジンの動力を、その後向きの出力軸から動力伝達軸を介して前記ミッションケースに伝達して、このミッションケースからの動力伝達にて左右両後車輪を回転駆動するという構成にしている。

従来、この種の走行作業機において、その走行機体にエンジンを搭載するに際しては、例えば、特許文献１等に記載されているように、前記エンジンを、そのクランク軸の軸線を平面視において走行方向に平行で、且つ、そのクランク軸の軸線方向の一端部に取付けられているフライホイールケースを後ろ向きにした姿勢にし、この姿勢で、前記走行機体に、当該エンジンの左右両側及び前記フライホイールケースの左右両側にクランク軸の軸線方向から見て下方に向かって斜め外向きに傾斜するように配設した防振ゴム体を介して弾性的に支持するという構成にしている。
特開昭６３−２７５４２６号公報

しかし、従来は、前記エンジンを走行機体に対して弾性的に支持する各防振ゴム体のうちフライホイールケースの左右両側を支持する両後部防振ゴム体を、前記エンジンにおけるクランク軸の軸線方向から見て、前記フライホイールケースの後面から後向きに突出している出力軸（前記したミッションケースへの出力軸）と略同じ高さに位置するという構成にしているから、以下に述べるような問題があった。

すなわち、前記四つの防振ゴム体にて弾性的に支持されるエンジンには、当該エンジンにて駆動走行するときにおける駆動トルクに対する反力、つまり、駆動反力が、当該エンジンをその出力軸を中心として当該出力軸における回転方向と反対方向に回転するという偶力となって作用し、この駆動反力の偶力を、前記したようにクランク軸の軸線方向から見て下方に向かって外向きに傾斜した四つの防振ゴム体にて支持するという形態であることにより、前記各防振ゴム体のうち前記駆動反力の偶力における回転方向と反対側における防振ゴム体には、前記駆動反力の偶力に起因して、引張力と剪断力とが同時に作用する一方、前記各防振ゴム体のうち前記駆動反力の偶力における回転方向における防振ゴム体には、前記駆動反力の偶力に起因して、圧縮力と剪断力とが同時に作用する。

この場合において、前記従来のように、前記各防振ゴム体のうちフライホイールケースの左右両側を支持する両後部防振ゴム体、つまり、前記出力軸の近くを支持する両後部防振ゴム体が、前記出力軸と略同じ高さ位置にするという構成にした場合には、前記駆動反力の偶力が前記両後部防振ゴム体に対して作用する方向と、当該両後部防振ゴム体における軸線との傾き角度が大きくなり、ひいては、前記駆動反力の偶力に起因して同時に作用する引張力又は圧縮力及び剪断力のうち剪断力の成分が大きくなるから、エンジンの全体が前記駆動反力の偶力における回転方向に傾くという振れが大きくなる。

この振れを小さくするように抑制するために、前記両後部防振ゴム体としては、大きい剪断力に耐えるものを使用しなければならないから、この両後部防振ゴム体が大型化し、ひいては、走行作業機の全体の大型化及び重量のアップを招来するばかりか、価格のアップを招来するのであった。

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、
「走行機体の前部にエンジンを後部にミッションケースをそれぞれ搭載し、前記エンジンのクランク軸を平面視において走行方向と平行に配置し、前記エンジンのクランク軸方向の一端部に取付けたフライホイールケースを介して前記エンジンからの出力軸を、前記ミッションケースの走行変速機構に向けて後向きに設け、
前記エンジンの左右両側を支持する両前部防振ゴム体と、前記フライホイールケースの左右両側を支持する両後部防振ゴム体とを、その軸線下方側が斜め外向きに傾斜するように配設した走行作業機において、
前記出力軸の高さ位置を前記前後防振ゴム体の高さ位置よりも低くした構造であって、前記クランク軸と前記出力軸との間に、前記エンジンの回転を前記出力軸に伝達する動力伝達機構を備え、前記フライホイールケースの後側面に、前記動力伝達機構を内蔵する密閉ケースを設け、前記密閉ケースにおける前記前後防振ゴム体よりも低い高さ位置に前記出力軸を後向きに突出し、前記ミッションケースから前向きに突出する入力軸と前記出力軸との間に、自在軸継ぎ手を備えた動力伝達軸を設け、
前記密閉ケースの後側面に、前記クランク軸に直結する油圧ポンプを設け、前記油圧ポンプの下方において、前記出力軸と前記入力軸とを前記動力伝達軸を介して連結するように構成した。」
ことを特徴としている。

前記請求項１に記載したように、エンジンからミッションケースへの出力軸を、各防振ゴム体のうち前記フライホイールケースの左右両側を支持する両後部防振ゴム体、及び前記各防振ゴム体のうち前記エンジンの左右両側を支持する両前部防振ゴム体よりも低い高さの位置に設けることにより、前記エンジンをその出力軸を中心にして回転しようとする駆動反力の偶力が、前記両後部防振ゴム体に対して作用する方向は、当該両後部防振ゴム体における軸線の方向に近づくことになり、換言すると、前記駆動反力の偶力が前記両後部防振ゴム体に対して作用する方向と当該両後部防振ゴム体における軸線との間における傾き角度が小さくなり、これにより、前記両後部防振ゴム体に作用する剪断力が、前記従来の構成による場合よりも小さくなる。

従って、本発明によると、前記両後部防振ゴム体に負荷する剪断力を低減できて、両後部防振ゴム体を、これだけ低い剪断力仕様のものにすることができるから、この両後部防振ゴム体の小型・軽量化、ひいては、走行作業機の小型・軽量化を図ることができるとともに、低価格化を達成できる。

また、前記出力軸を低い位置にすることを利用して、エンジンの回転数を、動力伝達機構によって減速又は増速するように適宜変速することができるから、前記出力軸の回転数をエンジンの回転数に対して適宜変速する場合におけるスペースの有効利用及び構造の簡単化等を図ることができて、走行作業機の小型・軽量化に多大に寄与できる。

更にまた、フライホイールケースに設けた密閉ケースにて、前記出力軸を軸支するとともに、前記動力伝達機構を収容するから、前記した効果を更に助長できる。

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のうち少なくとも両後車輪４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いる。

一方、前記エンジン５のうちそのクランク軸５ａの軸線方向の一端面には、前記クランク軸５ａ上のフライホイール１１を覆うフライホイールケース１２が取付けられ、このエンジン５は、そのクランク軸５ａを平面視において走行方向と平行にし且つ前記フライホイールケース１２を後向きにして搭載され、更に、このエンジン５は、前記走行機体２における左右一対の車体フレーム２ａに対して、エンジン５の左右両側にクランク軸５ａの方向から見て軸線１３ａを下方に向かって斜め外向きに傾斜するように配設した一対の前部防振ゴム体１３、及び、前記フライホイールケース１２の左右両側にクランク軸５ａの方向から見て軸線１４ａを下方に向かって斜め外向きに傾斜するように配設した一対の後部防振ゴム体１４を介して弾性的に支持されている。

なお、前記両前部防振ゴム体１３における軸線１３ａと、前記両後部防振ゴム体１４における軸線１４ａは、図４に示すように、クランク軸５ａの方向からみて、エンジン５における重心Ｇに向かうに傾斜している。なお、この重心Ｇは、前記クランク軸５ａよりも高い部位に位置している。

そして、前記エンジン５のフライホイールケース１２における後側面には、密閉ケース１５を一体的に設けて、この密閉ケース１５のうち前記両後部防振ゴム体１４よりも低い高さ位置に、出力軸１６を、当該出力軸１６が後向きに突出するように軸支する一方、前記密閉ケース１５の内部に、前記エンジン５におけるクランク軸５ａの回転数を、適宜増速又は減速して前記出力軸１６に伝達するか、或いは、同じ回転数のままで前記出力軸１６に伝達するようにした複数個の歯車による動力伝達機構１７を設ける。

また、前記密閉ケース１５の後側面には、前記ミッションケース８の後部上面における作業機用昇降機構１８及び後述する作業用油圧モータ５４等に対して油圧を供給するための作業用の油圧ポンプ１９が、前記クランク軸５ａに直結するようにして取付けられている。

前記密閉ケース１５から後向きに突出する出力軸１６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２０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２１を介して連結して、前記エンジン５の回転を、そのクランク軸５ａから前記密閉ケース１５内の動力伝達機構１７、出力軸１６及び動力伝達軸２１を介して前記ミッションケース８における入力軸２０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に伝達して、走行機体２を走行駆動する。

前記油圧・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２２及びこの油圧ポンプ２２にて作動する変速用油圧モータ２３による油圧式無段変速機構（ＨＳＴ）２４と、クラッチ２５にて変速操作される歯車式変速機構２６とを遊星歯車機構２７にて併用して成る構成である。

すなわち、図５に示すように、前記変速用油圧ポンプ２２及び前記変速用油圧モータ２３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２８及び油圧出力軸２９に連結するように取付ける一方、前記入力軸２０上に固着した歯車３０を、前記遊星歯車機構２７におけるサンギャ軸３１上に回転自在に被嵌した入力用歯車３２に噛合する。この入力用歯車３２に固着したキャリア３３には、複数個の遊星歯車３４を支持軸３５を介して回転自在に軸支し、この各遊星歯車３４を、前記サンギャ軸３１上に固着した太陽歯車３６と、前記サンギャ軸３１上に回転自在に被嵌した内周リング歯車３７との両方に噛合している。

次に、前記内周リング歯車３７に固着した歯車３８を、前記油圧入力軸２８上に固着した歯車３９に噛合することにより、前記変速用油圧ポンプ２２を回転駆動する一方、前記油圧出力軸２９上に固着した歯車４０を、前記サンギャ軸３１上に固着した歯車４１に噛合することにより、前記変速用油圧モータ２３の回転を、前記サンギャ軸３１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４２を軸支して、この推進軸４２の後端を、前記両後車輪４に対する差動歯車機構４３に連結することにより、この後車輪用推進軸４２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４２上に固着した歯車４４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４５上に回転自在に被嵌した歯車４６に噛合し、前記前車輪用推進軸４５と、前記両前車輪３に対する差動歯車機構４７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４８を介して連結し、更に、前記前車輪用推進軸４５上には、クラッチ４９を設けて、このクラッチ４９を、前記歯車４６を推進軸４５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４２にて前記両前車輪３を回転駆動し、前記クラッチ４９を、前記歯車４６を推進軸４５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２６において、前記後車輪用推進軸４２上に回転自在に被嵌した二つの変速歯車５０，５１のうち一方の小径変速歯車５０を、前記サンギャ軸３１上に固着した歯車４１に、他方の大径変速歯車５１を、前記サンギャ軸３１上に固着した歯車５２に各々噛合し、前記歯車式変速機構２６におけるクラッチ２５を、当該クラッチ２５にて一方の小径変速歯車５０を推進軸４２に対して固定するように操作したとき、前記推進軸４２を高速回転し、前記クラッチ２５を、当該クラッチ２５にて他方の大径変速歯車５１を推進軸４２に対して固定するように操作したとき、前記推進軸４２を低速回転し、そして、前記クラッチ２５を、前記の中間、つまり、両変速歯車５０，５１のいずれも推進軸４２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４２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５０による高速回転と、前記他方の大径変速歯車５１による低速回転との間を、前記油圧式無段変速機構（ＨＳＴ）２４にて、無段に変速するように構成している。

また、前記ミッションケース８の後端面には、ＰＴＯ軸５３を備えた油圧モータ５４が取付けられ、この油圧モータ５４は、前記作業用油圧ポンプ１９からの油圧の供給にて駆動される。

この構成において、前記走行作業機１の前進走行に際して、前記ミッションケース８に動力伝達する前記出力軸１６が、例えば、図４に実線矢印Ａで示すように、時計方向に回転すると、各防振ゴム体１３，１４にて弾性的に支持されているエンジン５には、当該エンジン５にて走行作業機１を前進駆動走行するときにおける駆動トルクに対する反力、つまり、駆動反力が、図４に点線矢印Ｂで示すように、当該エンジン５をその出力軸１６を中心として当該出力軸１６における回転方向Ａと反対方向に回転するという偶力となって作用する。

そして、この駆動反力の偶力を、各防振ゴム体１３，１４により、前記エンジン５が前記出力軸１６を中心として傾き回転しないように支持するのであるが、この場合において、前記出力軸１６が、例えば、クランク軸５ａと略同じ高さ位置にあるという構成であるときには、前記駆動反力の偶力が前記各防振ゴム体１３，１４のうち両後部防振ゴム体１４に対して作用する方向と、当該両後部防振ゴム体１４における軸線１４ａとの傾き角度が大きくなるから、前記両後部防振ゴム体１４に前記駆動反力の偶力に起因して同時に作用する引張力又は圧縮力及び剪断力のうち剪断力の成分が大きくなる。

これに対して、本発明は、前記出力軸１６を、前記両前部防振ゴム体１３及び前記両後部防振ゴム体１４より低い高さ位置にするという構成にしたもので、これにより、前記エンジン５をその出力軸１６を中心にして回転しようとする駆動反力の偶力が前記両後部防振ゴム体１４に対して作用する方向は、当該両後部防振ゴム体１４における軸線１４ａの方向に近づくことになり、換言すると、前記駆動反力の偶力が前記両後部防振ゴム体１４に対して作用する方向と当該両後部防振ゴム体１４における軸線１４ａとの間における傾き角度が小さくなるから、前記両後部防振ゴム体１４に作用する剪断力が、前記従来の構成による場合よりも小さくなるのである。

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。 前記図１のうちエンジンの搭載した部分を示す拡大図である。 図３のIV−IV視拡大断面図である。 動力伝達のスケルトン図である。

１ トラクター
２ 走行機体
３ 前車輪
４ 後車輪
５ エンジン
５ａ クランク軸
８ ミッションケース
１２ フライホイールケース
１３ 前部防振ゴム体
１３ａ 前部防振ゴム体の軸線
１４ 後部防振ゴム体
１４ａ 後部防振ゴム体の軸線
１５ 密閉ケース
１６ 出力軸
１７ 動力伝達機構

Claims (1)

1. 走行機体の前部にエンジンを後部にミッションケースをそれぞれ搭載し、前記エンジンのクランク軸を平面視において走行方向と平行に配置し、前記エンジンのクランク軸方向の一端部に取付けたフライホイールケースを介して前記エンジンからの出力軸を、前記ミッションケースの走行変速機構に向けて後向きに設け、
   前記エンジンの左右両側を支持する両前部防振ゴム体と、前記フライホイールケースの左右両側を支持する両後部防振ゴム体とを、その軸線下方側が斜め外向きに傾斜するように配設した走行作業機において、
   前記出力軸の高さ位置を前記前後防振ゴム体の高さ位置よりも低くした構造であって、前記クランク軸と前記出力軸との間に、前記エンジンの回転を前記出力軸に伝達する動力伝達機構を備え、前記フライホイールケースの後側面に、前記動力伝達機構を内蔵する密閉ケースを設け、前記密閉ケースにおける前記前後防振ゴム体よりも低い高さ位置に前記出力軸を後向きに突出し、前記ミッションケースから前向きに突出する入力軸と前記出力軸との間に、自在軸継ぎ手を備えた動力伝達軸を設け、
   前記密閉ケースの後側面に、前記クランク軸に直結する油圧ポンプを設け、前記油圧ポンプの下方において、前記出力軸と前記入力軸とを前記動力伝達軸を介して連結するように構成したことを特徴とする走行作業機。

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