JP4685533B2 - Traveling clutch mechanism for self-propelled agricultural machinery - Google Patents
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Description
本発明は、走行クラッチ機構の技術に関する。より詳しくは、自走式動力噴霧機など小型の自走式機械の走行動力伝達装置に用いる走行クラッチ機構の技術に関する。 The present invention relates to a technology of a traveling clutch mechanism. More specifically, the present invention relates to a technology of a traveling clutch mechanism used for a traveling power transmission device of a small self-propelled machine such as a self-propelled power sprayer.
従来、自走式動力噴霧機などの小型の自走式農業機械において、動力機関と動力伝達装置との断続を司る走行クラッチ機構として、テンションプーリや爪式クラッチなどが公知となっている。従来技術の例として、自走式動力噴霧機において走行クラッチ機構にテンションプーリを使用したものがある(特許文献1参照)。エンジンの出力軸より取り出した駆動力はプーリとプーリの間に設けられたアーム、支持ステー、回動軸、バネ、ブレーキパッド、テンションプーリなどから構成される走行クラッチ機構によって駆動力の断続を行っている。
しかし、従来のテンションプーリを用いた走行クラッチ機構では、ベルトの滑りが多くまたベルトの損耗が甚だしいため、頻繁にベルトの交換を行わなければならない。また、自走式動力噴霧機のような小型の農業機械ではできるだけ、軽量かつコンパクトな動力伝達装置が必要である。一方、爪式クラッチを用いた走行クラッチ機構では、狭いスペースに設ける場合、動力を伝える際にかみ合わせる爪部分が必然的に小さくなり、大きなトルクをかけると破損する恐れがある。 However, in the traveling clutch mechanism using the conventional tension pulley, the belt is frequently slipped and the belt is very worn, so the belt must be frequently replaced. Further, a small agricultural machine such as a self-propelled power sprayer requires a light and compact power transmission device as much as possible. On the other hand, in a travel clutch mechanism using a pawl type clutch, when it is provided in a narrow space, the pawl portion to be engaged when transmitting power is inevitably small, and there is a risk of breakage when a large torque is applied.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
請求項1においては、自走式農業機械(1)のエンジン(13)側の走行伝達軸(82)と、走行装置側の従動軸(93)の間に配置する走行クラッチ(83)において、該走行伝達軸(82)の端部先端を、カップリング(94)を介して従動軸(93)に連結すべく、該カップリング(94)は中空に構成し、該中空の走行伝達軸(82)側に多角形孔(94a)を、中央部に走行伝達軸(82)を軸支するための円形孔(94b)を、最も従動軸(93)側に、該従動軸(93)に嵌設するための大きい円形孔(94c)を穿設し、該端部の多角形孔(94a)は内周を断面視多角形状に構成し、該中途部の円形孔(94b)は走行伝達軸(82)の他端を回転自在に支持し、該走行伝達軸(82)と従動軸(93)の軸心を支持し、該走行伝達軸(82)の端部と円形孔(94c)の間には抜け止めリングを外嵌し、該カップリング(94)の他端の円形孔(94c)には従動軸(93)の先端を挿入して両者を固定し、該走行伝達軸(82)の端部上には、バネ(92)とシフター(91)を外嵌し、該バネ(92)の端部はバネ受け部分(82a)で係止され、該バネ(92)の側部にシフター(91)を配置して、該シフター(91)をカップリング(94)に嵌合するように付勢し、該シフター(91)は円板状のバネ受けを兼ねる操作部(91a)と外形を多角形柱状とした動力伝達部(91b)とを一体的に構成し、該操作部(91a)の外周部分にシフトアーム(90)の一端を嵌合し、該シフター(91)を走行伝達軸(82)上で、軸心方向に摺動可能かつ相対回転不能に外嵌し、前記動力伝達部(91b)を前記多角形孔(94a)の内形と略一致させて嵌合可能とし、該シフトアーム(90)の他端を、ワイヤーまたはリンクを介して走行クラッチレバーと連結したものである。
In
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項1においては、自走式農業機械(1)のエンジン(13)側の走行伝達軸(82)と、走行装置側の従動軸(93)の間に配置する走行クラッチ(83)において、該走行伝達軸(82)の端部先端を、カップリング(94)を介して従動軸(93)に連結すべく、該カップリング(94)は中空に構成し、該中空の走行伝達軸(82)側に多角形孔(94a)を、中央部に走行伝達軸(82)を軸支するための円形孔(94b)を、最も従動軸(93)側に、該従動軸(93)に嵌設するための大きい円形孔(94c)を穿設し、該端部の多角形孔(94a)は内周を断面視多角形状に構成し、該中途部の円形孔(94b)は走行伝達軸(82)の他端を回転自在に支持し、該走行伝達軸(82)と従動軸(93)の軸心を支持し、該走行伝達軸(82)の端部と円形孔(94c)の間には抜け止めリングを外嵌し、該カップリング(94)の他端の円形孔(94c)には従動軸(93)の先端を挿入して両者を固定し、該走行伝達軸(82)の端部上には、バネ(92)とシフター(91)を外嵌し、該バネ(92)の端部はバネ受け部分(82a)で係止され、該バネ(92)の側部にシフター(91)を配置して、該シフター(91)をカップリング(94)に嵌合するように付勢し、該シフター(91)は円板状のバネ受けを兼ねる操作部(91a)と外形を多角形柱状とした動力伝達部(91b)とを一体的に構成し、該操作部(91a)の外周部分にシフトアーム(90)の一端を嵌合し、該シフター(91)を走行伝達軸(82)上で、軸心方向に摺動可能かつ相対回転不能に外嵌し、前記動力伝達部(91b)を前記多角形孔(94a)の内形と略一致させて嵌合可能とし、該シフトアーム(90)の他端を、ワイヤーまたはリンクを介して走行クラッチレバーと連結したので、駆動軸に嵌設した多角形のシフター部分が多角形のカップリングに挿入された場合、それぞれの側面同士で接触することになり、駆動時に大きなトルクを伝導することができる。また、テンションプーリに比べ大きなスペースを取ることなく設けることができる。
In
次に、発明の実施の形態を説明する。図1は本実施例の自走式動力噴霧機の左側面図、図2は本実施例の自走式動力噴霧機の前面図、図3は本実施例の自走式動力噴霧機の平面図、図4は本実施例の自走式動力噴霧機の動力伝達機構を示す図、図5はホースリールの一部断面図、図6は走行クラッチ部分の一部断面図、図7は走行クラッチ部分の斜視図である。 Next, embodiments of the invention will be described. 1 is a left side view of the self-propelled power sprayer according to the present embodiment, FIG. 2 is a front view of the self-propelled power sprayer according to the present embodiment, and FIG. 3 is a plan view of the self-propelled power sprayer according to the present embodiment. 4 is a diagram showing a power transmission mechanism of the self-propelled power sprayer of this embodiment, FIG. 5 is a partial sectional view of a hose reel, FIG. 6 is a partial sectional view of a traveling clutch portion, and FIG. It is a perspective view of a clutch part.
まず本実施例の自走式動力噴霧機1の全体構成ついて、図1から図3を用いて説明する。なお以下の記述では便宜上図1中の矢印Aの方向を「前方」とする。
First, the overall configuration of the self-propelled
本実施例の自走式動力噴霧機1の機体フレーム2は、側面視L字形かつ平面視長方形に構成されたパイプの枠組みであり、機体フレーム2後部は直角に立設されており、ハンドル3が取り付けられる。機体フレーム2の前後から下方に左右一対の前輪ステー4・4および左右一対の後輪ステー5・5が突設され、前輪ステー4・4間で前輪軸6が回転自在に軸支されるとともに、後輪ステー5・5で後輪軸7・7がそれぞれ回転自在に軸支される。前輪軸6の左右両端には前輪8・8が設けられ、後輪軸7・7にはそれぞれ後輪9・9が設けられる。
The
機体フレーム2の後方には、ホース10を巻き取るホースリール11、およびホースリール11にホース10を均一に巻き取るためのホース整列装置12が配置される。一方、機体フレーム2の前方右側には駆動源となるエンジン13、前方左側には噴霧機14が配置され、エンジン13と噴霧機14の間にはベルトケース15が配設される。エンジン13の動力はベルトケース15内に収納されたベルトやプーリによる動力伝達機構を介して分岐され、噴霧機14、およびホース整列装置12等を駆動する。なお、ベルトケース15内に収納されたベルトやプーリによる動力伝動機構については後で詳述する。また本実施例ではエンジン13が右側、噴霧機14が左側に配設される構成としたがこれに限定されず、左右が逆になっても構わない。また、エンジン13の代わりにバッテリーにより電力が供給されて駆動するモータとすることもできる。
A
次に、噴霧機の全体構成について図1から図3を用いて説明する。噴霧機14は噴霧機入力軸21、クランクケース22、エアチャンバ23、圧力調整ダイヤル24、給水口25、吐水口26、余水口27、クランク軸28、噴霧機出力軸29などで構成される。クランク軸28はクランクケース22内に横架・軸支され、その一端には噴霧機入力軸21、他端には噴霧機出力軸29が連結され、噴霧機入力軸21、クランク軸28及び噴霧機出力軸29は同軸で一体となって回転可能に構成される。クランクケース22内には複数のプランジャー(図示せず)が収納され、その一端がクランク軸28に枢着されており、クランク軸28の回転によりプランジャーが往復運動する。通常、噴霧機14を使用するときには、薬液や液肥などの被噴霧液が充填された薬液タンク38(図3に図示)を自走式噴霧機の近傍に配置し吸水ホース39(図3に図示)の一端を前記薬液タンク38に内の被噴霧液に浸漬されるとともに、他端を給水口25に連結する。この状態でプランジャーが往復運動すると給水口25より被噴霧液が噴霧機14内に吸水され、被噴霧液は吐水口26より圧力調整ダイヤル24で選択した所定値を超えない圧力で吐出される。なお、被噴霧液の吐出圧力を一定に保持するために、空気が充填されたエアチャンバ23が備えられるとともに、吐出圧力が圧力調整ダイヤル24で選択した所定値を超えたときに被噴霧液を前記薬液タンク内に戻すための余水口27を備えている。余水口27には戻しホース37(図3に図示)の一端が連結され、他端側は薬液タンクに挿入されている。また吐水口26は噴霧機14の前面に二箇所設けられ、それぞれにボールコック26aが備えられるとともに口径の異なるプラグが装着されており、口径の異なるホースを使用する際にもプラグ交換作業を行わずに連結可能に構成される。
Next, the overall configuration of the sprayer will be described with reference to FIGS. 1 to 3. The
続いてホースリール11の構成について図5を用いて説明する。ホースリール11はリール芯部30、リール縁部31a、31b、中空軸32、リール入力軸33、ワンタッチ継手34、エルボー35などで構成されている。リール芯部30は上下面が閉塞された中空の円筒状部材であり、その両端部にリール縁部31a、31bがそれぞれ溶接などの方法で嵌設される。またリール縁部31a側のリール芯部30円柱平面の略中央に中空軸32が貫設され、リール縁部31b側のリール芯部30円柱平面の略中央にリール入力軸33が貫設される。中空軸32は一端がホース30b等でエルボー35に連通され、他端がワンタッチ継手34に取り付けられる。ワンタッチ継手は複数の筒状部材が着脱可能、かつ、回転自在に構成されて、軸中心に回転しても結合部にて漏水せず、かつ連結されたホース30bがねじれることがない。リール芯部30の外周面には連通孔30aが穿設され、該連通孔にホース30bを貫通してエルボー35と接続される。
Next, the configuration of the
このように構成することにより、リール芯部30、リール縁部31a、31b、中空軸32、リール入力軸33はその中心軸が同軸となるように構成され、その軸を中心に回転させることによりエルボー35に連結されるホース10(図1に図示)はリール芯部30に巻き取られる。このときリール芯部30に巻き取られたホース10は中空軸32やリール入力軸33の方にずれて絡まることがない。
With this configuration, the
次に、ホース整列装置12について、図1から図3を用いて説明する。ホース整列装置12はブラケット40a、基部40b、前部ガイド41、後部ガイド42、前部ガイドレール43、後部ガイドレール44、溝係合部45、左右送り軸46、ホースローラー47、ガイドローラー48、ガイドバー49、ガイドフレーム50、リアカバー51などからなる。ガイドフレーム50はパイプ部材を曲げて製せられ、側面視で前方に屈曲しており、正面視門形の形状を有するとともに、機体フレーム2中途部より上方に突設される。該ガイドフレーム50は、巻き取り作業中などにおいて該ホース10が弛んで下方に垂れ下がっても、エンジン13などの高温部にホース10が接触して変形・損傷しないようにするとともに、リアカバー51の支持部材として利用される。リアカバー51はガイドフレーム50と機体フレーム2後部との間に固設され、該リアカバー51内にホース整列装置12を構成する他の部材などが収納される。ブラケット40aは側面視で前方に屈曲し、正面視でコの字形の部材であり、基部40bに対して旋回・係止可能に構成される。またブラケット40aの左右に対向する壁面部分に挟まれる形でホースローラー47およびガイドローラー48が回転可能に枢着されるとともに、正面視門形のガイドバー49の左右下端部が固設される。前部ガイド41および後部ガイド42は筒形状を有し、前部ガイド41は基部40bの前部に、後部ガイド42は基部40bの後部に固設される。このとき前部ガイド41および後部ガイド42の軸方向は水平かつ自走式動力噴霧機1の左右方向を向いている。そして前部ガイド41に摺動可能に内嵌された前部ガイドレール43の左右両端部、および後部ガイド42に摺動可能に内嵌された後部ガイドレール44の左右両端部はリアカバー51に固設される。
Next, the
また、前部ガイドレール43と後部ガイドレール44との間において、基部40bの側面を左右送り軸46が回転可能に貫通しており、左右送り軸46の左右端部はリアカバー51に軸支される。また左右送り軸46の一端(本実施例では左端)は延出され、先端には第四スプロケット70が嵌設されて、後述する動力伝達機構に連結される。左右送り軸46の外周面には右ネジおよび左ネジの螺旋溝が設けられる。また前記右ネジの螺旋溝および左ネジの螺旋溝の両端は互いに滑らかに繋がっている。基部40bに固設された溝係合部45は左右送り軸46に摺動可能に係合しており、その係合部は左右に傾斜可能に構成される。左右送り軸46が図3において前方に回転(図1において反時計回りに回転)すると、溝係合部45が右ネジの螺旋溝に係合しているとき、基部40bは自走式動力噴霧機1の左側面に向かって移動する。そして溝係合部45は左ネジの螺旋溝に入り、今度は基部40bが自走式動力噴霧機1の右側面に向かって移動する。すなわち、同じ方向(図1において反時計回り)に左右送り軸46を回転させているにもかかわらず、ホース整列装置12のホース10を案内する部分は左右に揺動する。従って、ホース10を巻き取る際にホースリール11の回転と連動して左右送り軸46も回転するように構成することにより、ホース10はホースローラー47、ガイドローラー48およびガイドバー49に案内されてホースリール11に均一に(左右交互の螺旋を描くように)巻き取られる。
Further, between the
続いて、エンジン13から噴霧機14を経てホースリール11およびホース整列装置12を駆動するための動力伝達機構について図1から図4を用いて説明する。本実施例のエンジン13の左側面(ベルトケース15と対向する面)よりエンジン出力軸16が水平に突出しており、該エンジン出力軸16には第一プーリ17が固設されている。一方噴霧機14の右側面(ベルトケース15と対向する面)より噴霧機入力軸21が水平に突出しており、該噴霧機入力軸21に第二プーリ60と第三プーリ61とが一体となって遊嵌されている。そして駆動クラッチレバー62を操作することにより駆動クラッチ63が作動し、噴霧機入力軸21と、第二プーリ60および第三プーリ61とが連結・解除可能に構成される。第一プーリ17と第二プーリ60との間には二本のVベルト18・18が巻回される。駆動クラッチ63が切れている場合、エンジン13の駆動力により第二プーリ60および第三プーリ61は一体となって回転するが、噴霧機入力軸21には駆動力が伝達されない。駆動クラッチ63を入れると、エンジン13の駆動力は第二プーリ60および第三プーリ61に加えて噴霧機入力軸21にも伝達されるようになる。噴霧機入力軸21にはクランク軸28、さらには噴霧機出力軸29が連結され、これらが同軸で一体となって回転する。噴霧機出力軸29には第五プーリ64が嵌設される。一方リール入力軸33には第六プーリ65が遊嵌され、第五プーリ64と第六プーリ65の間にはVベルト66が巻回される。リール入力軸33には第六プーリ65の外側(図1において紙面手前側)にリールクラッチ67が配置されるとともに、第六プーリ65の内側(図1において紙面奥側)にリールブレーキ68が配置される。さらにリール入力軸33には、リールブレーキ68より内側(図1において紙面奥側)に第三スプロケット69が嵌設される。一方、左右送り軸46の一端には第四スプロケット70が嵌設され、第三スプロケット69と第四スプロケット70との間にはチェーン71が巻回される。
Next, a power transmission mechanism for driving the
以上の様にエンジン13から噴霧機14を経てホースリール11およびホース整列装置12を駆動するための動力伝達機構を構成することにより、駆動クラッチ63、リールクラッチ67、リールブレーキ68のオン・オフの組み合わせで自走式動力噴霧機1に関する種々の作業を円滑に行うことが可能である。
As described above, by configuring the power transmission mechanism for driving the
続いて本発明の要部であるエンジン13から前輪部8・8を駆動するための動力伝達機構について図1から図4を用いて説明する。図4に示すように、エンジン13から第二プーリ60までは前述したホースリール11およびホース整列装置12への動力伝達機構と共通である。駆動クラッチレバー62を操作することにより駆動クラッチ63が作動し、噴霧機入力軸21に第二プーリ60及び第三プーリ61が連結・解除可能となっている。また機体フレーム2に付設された底板80より下方にステー81が突設され、該ステー81下端と一方の前輪ステー(本実施例では左側の前輪ステー4)との間で走行伝達軸82と従動軸93が回転可能に軸支される。該走行伝達軸82と従動軸93の間には走行クラッチ83が設けられている。走行クラッチ83については後で詳述する。走行伝達軸82の一端の、自走式動力噴霧機1の中央寄りの端部には第四プーリ84が固設され、自走式動力噴霧機1の従動軸93の端部には第一スプロケット85が固設される。第三プーリ61と第四プーリ84の間にはV ベルト86が巻回される。前輪軸6には第二スプロケット87が嵌設され、第一スプロケット85と第二スプロケット87の間にはチェーン88が巻回される。以上のように構成することによりエンジン13の駆動力が前輪8・8に伝達される。
Next, a power transmission mechanism for driving the
図6、図7に示すように、走行クラッチ83は走行伝達軸82(駆動側軸)、シフター91、バネ92、従動軸93、カップリング94などから構成される。走行伝達軸82の一端には前記第四プーリ84が固設されている。走行伝達軸82の他端部において、先端はカップリング94を介して従動軸93に連結される。カップリング94は中空に構成され、最も駆動軸側に多角形孔94a、中央部に走行伝達軸82を軸支するための円形孔94b、最も従動軸側に従動軸93に嵌設するための大きい円形孔94cが設けられている。一端の多角形孔94aは内周を断面視多角形状に構成しており、本実施例では六角形に形成している。カップリング94の軸心方向中途部の円形孔94bは走行伝達軸82の他端を回転自在に挿入して支持し、走行伝達軸82と従動軸93の軸心が一致するように支持している。該走行伝達軸82の端部には抜け止め用リングが外嵌されている。カップリング94の他端の円形孔94cには従動軸93の先端を挿入し、両者をピン95により固定している。但しこの固定構造は限定するものではなくボルト等によっても可能である。 走行伝達軸82の端部上にはバネ92とシフター91が外嵌されている。該バネ92の端部はバネ受け部分82aで係止され、該バネ92の側部にシフター91を配置して、該シフター91をカップリング94に嵌合するように付勢している。該シフター91と走行伝達軸82の間にはキーが介装されて、走行伝達軸82上で軸心方向に摺動可能、かつ、相対回転不能に外嵌されている。シフター91は円板状のバネ受けを兼ねる操作部91aと外形を多角形柱状とした動力伝達部91bから構成され、両者は溶接により一体的に構成している。該操作部91aの外周部分にシフトアーム90の一端が嵌合され、該シフトアーム90の他端がワイヤーまたはリンク等を介して走行クラッチレバーと連結されている。前記動力伝達部91bの外形は前記カップリング94の一側の中空部に形成した多角形孔94aの内形と略一致させて嵌合できるようにしている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
以上のように構成することにより、走行停止時(作業者が走行クラッチレバーを「切」にしたとき)はバネ92の付勢力に抗してシフター91が走行伝達軸82側に摺動し、よってシフター91の動力伝達部91bがカップリング94の多角形孔94aに挿入されない位置に固定されるので、走行伝達軸82は空回りすることになる。一方、図示せぬ走行クラッチレバーを操作することによりバネ92の付勢力を受ける場合(作業者がクラッチ「入」にしたとき)シフター91は従動軸側に摺動し、よってシフター91の動力伝達部91bがカップリングの多角形孔94aに挿入することにより、両者の各側面が接触し、従動軸93に駆動力を伝達し、而して前輪8・8が駆動される。この駆動時において、バネ92によりシフター91は常時嵌合方向に付勢され、走行時にクラッチが断とをなることを防止している。
By configuring as described above, the
このように、自走式動力噴霧機1などの自走式機械の駆動源と走行装置の間に配置する走行クラッチ機構において、走行伝達軸82に多角形のシフター91を軸心方向に摺動自在に嵌接し、該シフター91の側部の従動軸上に多角形のカップリング94を設け、該カップリング94と前記シフター91を嵌合可能に構成したことにより、駆動軸に嵌設した多角形のシフター91が多角形のカップリング94に挿入された場合、それぞれの側面同士で接触することになり、駆動時に大きなトルクを伝導することができる。また、テンションプーリを使用する際に比べ大きなスペースを取ることなく設けることができる。
In this way, in the traveling clutch mechanism arranged between the driving source of the self-propelled machine such as the self-propelled
また、シフター91の動力伝達部91b及びカップリング94の多角形孔94aの形状を本実施例に示すように六角形とすることも可能である。多角形の各側面に係るトルクは多角形の各辺の数に依存し、辺の数が多ければ多いほど各面に係るトルクは分散されるが、辺の数が多くなるに従い次第に円に近づくためすべりを起こす可能性がある。また辺の数を少なくすると各側面に係るトルクが大きくなり破損を起こす可能性が高くなる。
Further, the shape of the
このようにシフター91の動力伝達部91b及びカップリング94の多角形孔94aの形状を六角形としたことにより、多角形の辺の数を多くすることで発生する、それぞれの側面同士での接触面積が小さくなり滑る危険性を回避できる。また多角形の辺の数を少なくすることで発生する過剰なトルク負荷も回避することができる。
Thus, the contact between each side surface generated by increasing the number of sides of the polygon by making the shape of the
1 自走式動力噴霧機
11 ホースリール
13 エンジン
14 噴霧機
82 走行伝達軸
90 シフトアーム
91 シフター
93 従動軸
94 カップリング
1 self-propelled
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