JP4450599B2 - 作業機の伝動ケース構造 - Google Patents

Description

本発明は、乗用型草刈機や農用トラクタなどの作業機に装備される伝動ケースの構造に関する。

作業機の伝動ケースにおいて貯留される潤滑油は、軽量化や噴出しの回避のために、ケース高さの中間程度に油面が位置するように設定されることが多く、ケース内の上部に位置するギヤや軸受けなどに潤滑油が十分供給され難い状態にある。

作業機においては、伝動ケース内に貯留した潤滑油を油圧装置の作動油に利用する事が多く、農用トラクタでは、伝動ケースの上端部に油圧装置の制御バルブを配備してその戻り油を伝動ケースに直接還元流下することで、ケース内の上部に位置するギヤなどに潤滑油を供給できる構造が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−９２９１２号公報、段落（００３５）４〜６行、図８

しかし、伝動ケースの上端部に油圧装置の制御バルブを配備しない構造のものでは、ケース内の上部に位置する潤滑必要箇所に潤滑油を供給するためには（ａ）油圧装置の戻り油などを外部配管を用いてケース内の上部にまで供給する手段、（ｂ）伝動ケースの縦壁内に油路を形成する手段、あるいは、貯留された潤滑油をギヤの回転を利用した跳ね上げによってケース内の上部にまで供給する手段、などが採用されてはいるが、（ａ）および（ｂ）の手段ではコスト高になり、また、（ｃ）の手段では潤滑油供給の確実性に欠ける問題があった。

本発明は、このような点に着目してなされたものであって、安価な構成でケース内の上部への潤滑油供給を確実に行うことができる作業機の伝動ケース構造を提供することを主たる目的としている。

第１の発明に係る作業機の伝動ケース構造は、伝動ギヤ群を軸支収容した縦長形状の伝動ケースを、分割ケース部分を接合連結した二つ割り構造に構成し、前記分割ケース部分の接合面の少なくとも一方に溝を形成して、接合連結された分割ケース部分の接合面間に潤滑油供給用の油路を形成し、前記伝動ケースの上部でかつ前記伝動ケース内の潤滑油面より上方に、前記伝動ケース内に開口した吐出口を設け、前記吐出口に、前記伝動ケースの下部から前記潤滑油供給用の油路を介して、潤滑油を圧送により強制供給するよう構成してあることを特徴とする。

この構成によると、分割ケース部分の接合面に形成する油路形成用の溝は、分割ケース部分の成型時に、任意の上下位置間に亘って一体形成することができ、その溝の下部に潤滑油を供給することで、ケース上部に潤滑油を強制供給することが可能となる。

従って、この発明によると、油路を形成するドリル加工を必要とすることなく、かつ、油路構成用の外部配管を用いることのない簡単かつ安価に実施できるものでありながら、伝動ケース上部の潤滑必要箇所へ確実に潤滑油を供給することができるようになった。

第２の発明に係る作業機の伝動ケース構造は、第１の発明において、
油圧式無段変速装置からの出力を前記伝動ケースに入力するよう構成し、前記油圧式無段変速装置に供給されるチャージ油の余剰油を前記油路の下部に導くよう構成してあることを特徴とする。

この構成によると、油圧式無段変速装置へチャージ油を強制供給する構成を利用して伝動ケース上部の潤滑必要箇所へ確実に潤滑油を供給することができるので、潤滑油供給のために専用のポンプなどを要することなく安価に実施することができ、第１の発明の上記効果を助長する。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１に、本発明に係る作業機の一例である乗用草刈機の全体側面が、又、図２にその全体平面が示されている。この乗用草刈機は、キャスタ輪からなる左右一対の前輪１と左右独立駆動される後輪２を備えた乗用走行機体３の前後輪間にモーア４が駆動昇降自在に吊り下げ支持された構造となっており、乗用走行機体１の最後部にはエンジン５が搭載されるとともに、機体上の前後中間部位には運転座席６が配備されている。

また、運転座席６の後部に立設された門形の支柱７に、油圧シリンダ８によって駆動昇降される平行四連リンク構造のリンク機構９を介して集草容器１０が装備されている。この集草容器１０は、リンク機構９を介して大きく平行に昇降されるのみならず、任意の高さ位置においてダンプシリンダ１１によって支点ａ周りに開放ダンプ可能に構成されており、図示した集草用の下降位置では、モーア４から機体下腹部を通して後方に延出されたダクト１２に集草容器１０が連通接続されるようになっている。

図２に、前記後輪３およびモーア４を駆動するための伝動系の概略が示されている。

前記エンジン５は、前方に向けて出力する水冷エンジンが利用されており、その出力がエンジン前方に配備された縦長形状の伝動ケース１５の入力軸１６に等速ジョイント１７を介して伝達されるとともに、入力軸１６に伝達された動力が、第２軸１８を介して第３軸１９にギヤ伝達された後、この第３軸１９において走行系と作業系とに分岐される。

走行系の動力は第３軸１９の後部から分岐され、伝動ケース１５の左右に連結された油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）２０の横向き入力軸２１にベベルギヤ機構２２を介して伝達される。各油圧式無段変速装置２０の横外側面には減速ケース２３が下方に向けて延出連結され、油圧式無段変速装置２０の出力軸２４から取り出された変速動力が減速ケース２３内でギヤ減速されてケース下部に備えられた後車軸２５に伝達されるようになっている。

ここで、油圧式無段変速装置２０は周知のアキシャルプランジャ型が採用されており、ポンプＰの斜板角度を変更して吐出油量および吐出方向を変更することで、モータＭを無段階に正逆転変速するよう構成されている。そして、図示されていない斜板角操作軸と運転座席６の前方左右に前後揺動操作可能に配備された走行レバー２５とが連動連結されており、走行レバー２５を前後中立位置に保持すると無段変速装置２０が停止状態となり、走行レバー２５を中立位置から前方に操作することで無段階の前進変速が、また、後方に操作することで無段階の後進変速が行えるようになっている。

また、左右の各油圧式無段変速装置２０の出力軸２４は伝動ケース１５内に延出されて突合せ配備されるとともに、各出力軸２４の内方延出部２４ａに多板式のブレーキ２６がそれぞれ備えられている。図８に示すように、前記ブレーキ２６は、押圧プレート２７を共通の回転カム板２８の回動操作によってシフトすることで制動を行うよう構成されたものであり、回転カム２８を回動操作するブレーキ操作軸２９と運転座席前方の足元に配備されたブレーキペダル３０とが連動連結され、ブレーキペダル３０の踏込みによって左右のブレーキ２６が同時に制動操作されるようになっている。また、図示されていないが、ブレーキペダル３０の横側には、ブレーキペダル３０を踏込み制動位置に保持する駐車用のブレーキロックペダルが配備されている。

作業系の動力は前記第３軸１９の前部から分岐され、ＰＴＯクラッチ３５を介して第４軸３６に伝達された後、第５軸３７を介してケース下部の出力軸３８にギヤ伝達されて、伝動ケース１５の下部前方に取り出される。そして、この出力軸３８から取り出された動力が、機体下腹部に沿って配備された伝動軸３９を介して機体前部のＰＴＯケース４０に入力された後、後向きに突出されたＰＴＯ軸４１に伝達される。さらに、このＰＴＯ軸４１から取り出された動力が前記モーア４のデッキ上部に備えられた入力ケース４２に軸伝達された後、デッキ内に軸支された複数の回転ブレード４３にベルト伝達されるようになっている。

前記ＰＴＯクラッチ３５は、駆動側のクラッチボス４５と従動側のクラッチドラム４６との間にそれぞれに係合された摩擦板４７を交互に重合した多板クラッチが採用されており、圧油の供給によってピストン４８を内装したバネ４９に抗してシフトすることで「クラッチ入り」状態がもたらされるとともに、排油によってピストン４８をバネ４９で後退シフトさせることで「クラッチ切り」状態がもたらされるようになっている。

また、クラッチドラム４６にはＰＴＯクラッチ３５の作動と同調して作動するブレーキ５０が装備されている。このブレーキ５０は、クラッチドラム４６内の前記ピストン４８と貫通ピン５１を介して連結された押圧板５２とクラッチドラム４６のボス部にスプライン嵌着した摩擦板５３との間に、ケース内面に回転不能に係合されたブレーキ板５４を挟持するよう構成したものであり、ピストン４８が「クラッチ入り」にある時には押圧板５２と摩擦板５３とによるブレーキ板５４の挟持を解除して「ブレーキオフ」状態をもたらし、ピストン４８が「クラッチ切り」にある時には押圧板５２と摩擦板５３とによってブレーキ板５４を挟持することで「ブレーキオン」状態をもたらすよう構成されている。

図１０に、この乗用草刈機における油圧回路図が示されている。

この図において、６１は、エンジン動力によって駆動される圧油供給用の油圧ポンプ、６２は、モーア昇降用の油圧シリンダ６３を作動制御するための３位置切換え式の制御弁、６４は、集草容器昇降用の油圧シリンダ８を作動制御するための３位置切換え式の制御弁、６５は、集草容器開閉用のダンプシリンダ１１を作動制御するための３位置切換え式の制御弁であり、各制御弁６２，６４，６５は人為式に切換え操作されるようになっている。また、６６は、前記ＰＴＯクラッチ３５への圧油給排を行う２位置切換え式の制御弁である。そして、シリンダ操作用の制御弁６２，６４，６５からの戻り油路ｄにＰＴＯクラッチ用の制御弁６６が接続されるとともに、この戻り油路ｄが伝動ケース１５に装着したフィルタ６７を介して浄化された後、一対の内部油路ｂを介して各油圧式無段変速装置２０におけるチャージ油路ｃに供給されるようになっている。

前記油圧ポンプ６１は伝動ケース１５の上部に位置する第２軸１８によって駆動されるものであり、伝動ケース内に貯留された潤滑油を、ケース下端部からストレーナ６８およびパイプ６９を介して取り出して吸引し、吐出した圧油が前記制御弁６２，６４，６５のバルブブロック７０に送油管７１を介して供給される。また、前記戻り油路ｄの最高圧は低圧のリリーフ弁７２によって制限されており、このリリーフ弁７２からのドレン油が伝動ケース１５の上端部にまで送られてケース内に還元されることで、伝動ケース１５における潤滑油面の上方に位置するギヤ群や軸受け群への潤滑油供給が行われるようになっている。

ここで、リリーフ弁７２からのドレン油を伝動ケース１５の上端部にまで送る油路ｅは、ケース壁内に形成されている。詳述すると、この伝動ケース１５は、前後の分割ケース部分１５ｆ，１５ｒを接合してボルト連結した二つ割り構造に構成されており、後側の分割ケース部分１５ｒの接合面に溝７３を形成して、接合連結された分割ケース部分１５ｆ，１５ｒの接合面間に潤滑油供給用の前記油路ｅが形成されている。

そして、この油路ｅを介して伝動ケース１５の上端部にまで送られてケース内に還元された潤滑油は、入力軸１６のギヤ７４によって飛散されるとともに、一部の潤滑油が入力軸１６、第２軸１８、および、第３軸１９の支持ボス部７５の内部に上下の切欠きｋを介して順次流下し、これらの軸１６，１８，１９を支承する軸受け７６を潤滑するようになっている。

また、図６に示すように、分割ケース部分１５ｒの接合面の全周に亘って、前記溝７３を外側から囲むようにシール用の環状細溝８０が形成されており、接合面に塗布された液状シール材が環状細溝８０に流入することで、接合面の全周に亘って均一なシールが行われるとともに、油路ｅからケース外への潤滑油の漏洩が確実に防止されている。なお、潤滑油揚送用の前記油路ｅを形成する溝７３は、前側の分割ケース部分１５ｆの接合面にのみ、あるいは、前後の分割ケース部分１５ｆ，１５ｒの接合面にそれぞれ形成してもよい。

図９に示すように、各油圧式無段変速装置２０からのドレン油がホース８１を介して伝動ケース１５の上面に戻され、両油圧式無段変速装置２０の壁面に備えられた受け口８２に供給される。この受け口８２は、両油圧式無段変速装置２０の入力軸２１と、両入力軸２１を繋ぐ筒軸８３とのスプライン嵌合部８４を介して筒軸８３の内部に連通されるとともに、筒軸８３には内外を連通する透孔８５が放射状に形成されており、筒軸８３の回転によって内部の潤滑油が透孔８５を介して遠心力によってケース内に流出飛散されて周囲の伝動機構を潤滑するようになっている。なお、入力軸２１と筒軸８３とのスプライン嵌合部８４は、入力軸２１のスプライン歯が一箇所だけ欠除されて、受け口８２に供給された潤滑油が筒軸８３の内部にまで円滑に流動する油路が形成されている。

なお、図３中に示すように、左右の減速ケース２３の下端から導出したホース８６が伝動ケース１５の上面に連通接続されるとともに、伝動ケース１５の上部と左右の減速ケース２３の上部とが息抜き用のホース８７で連通接続されて、潤滑油の上下循環が行われるようになっている。

乗用型芝刈り機の全体側面図 伝動系統図 後輪駆動部の背面図 伝動ケースの縦断側面図 伝動ケース上部のを縦断断側面図 伝動ケースにおける後側の分割ケース部分を示す正面図 図６におけるＡ−Ａ断面図 走行系のブレーキを示す縦断正面図 伝動ケースにおける動力分配部位を示す縦断正面図 油圧回路図

符号の説明

１５ 伝動ケース
１５ｆ 分割ケース部分
１５ｒ 分割ケース部分
２０ 油圧式無段変速装置
７３ 溝
ｅ 油路

Claims (2)

1. 伝動ギヤ群を軸支収容した縦長形状の伝動ケースを、分割ケース部分を接合連結した二つ割り構造に構成し、前記分割ケース部分の接合面の少なくとも一方に溝を形成して、接合連結された分割ケース部分の接合面間に潤滑油供給用の油路を形成し、前記伝動ケースの上部でかつ前記伝動ケース内の潤滑油面より上方に、前記伝動ケース内に開口した吐出口を設け、前記吐出口に、前記伝動ケースの下部から前記潤滑油供給用の油路を介して、潤滑油を圧送により強制供給するよう構成してあることを特徴とする作業機の伝動ケース構造。
   
2. 油圧式無段変速装置からの出力を前記伝動ケースに入力するよう構成し、前記油圧式無段変速装置に供給されるチャージ油の余剰油を前記油路の下部に導くよう構成してあることを特徴とする請求項１記載の作業機の伝動ケース構造。

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