JP5743727B2 - 歩行型農作業機 - Google Patents

Description

本発明は、耕耘機等の歩行型農作業機に係り、詳しくは、車軸及び耕耘軸へ出力する伝動経路を操作レバーの操作によって切換える動力伝動装置を備えた歩行型農作業機に関する。

従来、耕耘機等の歩行型農作業機には、車軸及び耕耘軸へ出力する伝動経路を切換え得る動力伝動装置を備えたものがある（特許文献１参照）。このものは、伝動軸（入力軸）上で軸方向に摺動可能に配置されたシフトギヤを、シフトアームやシフトロッド等によって連結された操作レバーを操作することで移動させ、エンジンから入力された動力の伝動経路を、車軸のみを駆動する経路と、車軸及び耕耘軸を駆動する経路と、耕耘軸のみを駆動する経路と、車軸及び耕耘軸のどちらも駆動しないニュートラル状態とに切換えることが可能になっている。そして、上記車軸への伝動経路上で、かつ伝動軸よりも伝動経路下流側に配置された中間軸（耕耘駆動軸）と、該中間軸上を軸方向に摺動可能に配置された中間ギヤとを備え、該中間ギヤを移動させることで車軸への伝動経路の断接を切換えるように構成されている。

特開２０１０−２６３８２６号公報

上記特許文献１に示される歩行型農作業機は、例えば格納庫からの出し入れ等を行う際、エンジンを停止させた状態で手押しによる走行移動させる場合に、操作レバーを操作し中間ギヤを中間軸上で軸方向に移動させることで、車軸への伝動経路を１速走行状態から車軸伝動系の伝動上流側において、中間ニュートラル位置（押しニュートラル）に切換えて伝動を切断し、中間ギヤよりも伝動経路上流側のギヤが車軸からの逆入力によって連れ回りすることを防止し、エンジン停止時の押し荷重を軽減することができる。
然し、上記歩行型農作業機は、中間軸に嵌挿し軸方向に摺動可能とされるスリーブに中間ギヤと１速走行用の１速ギヤを形成した動力伝動装置としているので、手押し走行は軽快に行うことができるものの、路上等で長距離にわたり自走による運搬移動を行う際に、耕耘作業に対応する１速走行では速度が遅く非能率になる欠点がある。このため上記動力伝動装置に対し２速ギヤを付設して、２速走行による高速走行を行なうことが望ましいが、この場合に単に２速ギヤをスリーブに増設する手段によっては、軸方向へのギヤ配設スペース及びギヤ変速のための摺動代が大きくなり、ミッションケースを大型化しなければならないと共に伝動構造も複雑化する等の課題がある。

上記課題を解決するための本発明の歩行型農作業機は、動力が入力される伝動軸（５）上で、軸方向に摺動可能に配置されたシフトギヤ（３４）を操作レバー（２０）によって移動させることで車軸（２ａ）及び耕耘軸（４ａ）へ出力する伝動経路を、車軸（２ａ）のみを駆動する経路と、車軸（２ａ）及び耕耘軸（４ａ）を駆動する経路と、耕耘軸（４ａ）のみを駆動する経路と、車軸（２ａ）及び耕耘軸（４ａ）のどちらも駆動しないニュートラル状態とに切換える動力伝動装置を備え、該動力伝動装置は、前記車軸（２ａ）への伝動経路上で、かつ前記伝動軸（５）よりも伝動経路下流側に配置された中間軸（３８）を備え、該中間軸（３８）上を軸方向に摺動可能に配置されたギヤを移動させることで前記車軸（２ａ）への伝動経路の断接を切り換えてなる歩行型農作業機において、前記中間軸上を軸方向に摺動可能に配置したギヤを１速ギヤ（４１ｂ）と２速ギヤ（４１ｃ）とを一体的に備える２段ギヤで構成し、前記１速ギヤ（４１ｂ）のみが噛合する低速伝動状態と、２速ギヤ（４１ｃ）のみが噛合する高速伝動状態と、１速ギヤ（４１ｂ）と２速ギヤ（４１ｃ）が共に噛合しない中立位置状態とに摺動切換え可能に構成したことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、動力が入力される伝動軸上で、軸方向に摺動可能に配置されたシフトギヤを操作レバーによって移動させることで車軸及び耕耘軸へ出力する伝動経路を、車軸のみを駆動する経路と、車軸及び耕耘軸を駆動する経路と、耕耘軸のみを駆動する経路と、車軸及び前記耕耘軸のどちらも駆動しないニュートラル状態とに切換える動力伝達装置を備え、該動力伝達装置は、前記車軸への伝動経路上で、かつ前記伝動軸よりも伝動経路下流側に配置された中間軸を備え、該中間軸上を軸方向に摺動可能に配置されたギヤを移動させることで前記車軸への伝動経路の断接を切り換えてなる歩行型農作業機において、前記中間軸上を軸方向に摺動可能に配置したギヤを１速ギヤと２速ギヤとを一体的に備える２段ギヤで構成し、前記１速ギヤのみが噛合する低速伝動状態と、２速ギヤのみが噛合する高速伝動状態と、１速ギヤと２速ギヤが共に噛合しない中立位置状態とに摺動切換え可能に構成したので、エンジンを停止し機体を手押しによって走行移動させる際に、ギヤよりも伝動経路上流側のギヤが連れ回りすることを防止するので、エンジン停止時の押し荷重を軽減することができる。また歩行型農作業機の路上走行を、２速走行位置を選択して高速走行により能率よく行うことができる。そして、１速と２速の変速機構を簡単な構造となし、ミッションケース内にコンパクトに纏めて設置することができる等の効果がある。

歩行型農作業機を示す側面図。 ミッションケース内の伝動経路を示す展開図であり、（ａ）は前部ミッションケース、（ｂ）は後部ミッションケースを示す。 後部ミッションケースの要部の構成を示す拡大図である。 レバーガイドを示す平面図。

本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。歩行型農作業機としての作業機１は、左右一対の車輪２を有して走行機体を構成するミッションケース３と、該ミッションケース３の後部に設置されるロータリ装置４等からなる。ミッションケース３は従来のものと同様に、車軸側伝動経路を内装する前部側ミッションケース３ａと耕耘軸側伝動経路を内装する後部側ミッションケース３ｂとを、側面視でヘ字状に形成してなり、その頂部に軸装される伝動軸（入力軸）５から、エンジン動力を車輪２の車軸２ａ及びロータリ装置４の耕耘軸４ａに伝達する動力伝動装置（トランスミッション）を内装している。

即ち、ミッションケース３は、前部側ミッションケース３ａの下部に左右の車軸２ａを軸支しており、後部側ミッションケース３ｂの下部左右に複数の耕耘爪４ｂを突設した耕耘軸４ａを軸支している。さらに、前部側ミッションケース３ａの前部には、前方に向けて固設したエンジンフレーム６にエンジンＥを搭載し、後部側ミッションケース３ｂの上側後部には、ハンドル７の基部を取付けるハンドルフレーム８を後方上方に向けて固設している。またエンジンＥの動力は、伝動カバー９で覆われるベルト式クラッチを有するベルト伝動機構１０を介して、伝動軸５に入力するようにしている。

またエンジンＥとハンドルフレーム８との間にはミッションケース３の頂部上方を覆うカバー１１を取付けている。このカバー１１には、前記動力伝動装置の操作レバー１２をガイドするレバーガイド１３を設けている。またハンドル７の把持部側には、ベルト伝動機構１０の入り切り操作を司る主クラッチレバー１５と、エンジンＥのアクセルレバー１６等を配設している。
上記レバーガイド１３は図４に示すように、操作レバー１２の変速位置を設定案内するガイド溝１７を、横溝１７ａと縦溝１７ｂとにより逆Ｌ字状に形成した変速パターンにしている。

即ち、操作レバー１２の横方向への移動をガイドする横溝１７ａには、右側から左側に向けて、後進Ｒと、中立Ｎと、１移動Ｆ１と、耕すＦ１Ｋと、その場で耕すＮＫとを設定して表示している。また上記中立Ｎに通じ操作レバー１２の縦方向への移動を可能とする縦溝１７ｂには、上方に向けて中立手押しＮ０と２移動Ｆ２とを設定して表示している。これにより操作レバー１２は、ガイド溝１７の変速位置（表示位置）に合わせ操作すると、ミッションケース３に横向きに軸支しているメインシフタ軸２０及びサブシフタ軸２１を左右方向に選択移動し、メインシフタ軸２０のアーム２２及びサブシフタ軸２１のアーム２３を介し、前記動力伝動装置の伝動系統を切換えるように構成されている。

またロータリ装置４には、耕耘軸４ａに突設される耕耘爪４ｂの回転軌跡を上方から覆うロータリカバー２５が後部側ミッションケース３ｂ側に固設されており、該ロータリカバー２５の後部には、接地走行用の尾輪２６が取付部材２７により実線で示す非接地姿勢で取付けられている。この尾輪２６は作業機１を１速又は２速の走行変速状態で路上等を走行する際に、取付部材２７を介して反転姿勢に切換え耕耘爪４ｂを接地させることなくスムーズに走行させることができる。

次に、図２,図３を参照しミッションケース３内に構成される動力伝動装置（トランスミッション）について説明する。この動力伝動装置は、伝動軸（入力軸）５と、メインシフタ軸２０と、サブシフタ軸２１と、逆転軸３６と、走行駆動軸３７と、耕耘駆動軸（中間軸）３８とを有し、車軸２ａ及び耕耘軸４ａにエンジンＥからの動力を伝動するように構成されている。

以下各部の構成について説明する。上記伝動軸５は、ミッションケース３に軸支される軸端に設けたプーリ５ａから、ベルト伝動機構１０を介してエンジンＥの動力が入力され、ミッションケース３の内部において、シフトギヤ３４が軸方向に摺動可能で、かつ伝動軸５と一体回転するように配置されている。シフトギヤ３４は、操作レバー１２に連結されたメインシフタ軸２０を操作することによって、アーム２２を介して軸方向に移動し、後述する各ギヤとの噛合状態を切換えることを可能とし、また各ギヤのいずれにも噛合しないニュートラル状態にも切換え得るように構成されている。

逆転軸３６は、ギヤ３６ａ及びギヤ３６ｂを一体回転するように備えており、ギヤ３６ａは上記シフトギヤ３４と噛合可能で、ギヤ３６ｂは後述するギヤ３７ｃと噛合するように構成されている。

走行駆動軸３７は、該走行駆動軸３７に対して、回転自在に配置されたギヤ３７ａ及びギヤ３７ｂと、一体回転するように配置されたギヤ３７ｃと、回転自在に配置されたギヤ３７ｄ及びギヤ３７ｅと、一体回転するように配置されたギヤ３７ｆとギヤ３７ｇとを備えている。また、上記ギヤ３７ａ及びギヤ３７ｂと、ギヤ３７ｄ及びギヤ３７ｅは、それぞれ一体となるように構成されている。さらに、ギヤ３７ａは、後述するギヤ３８ａと噛合しており、ギヤ３７ｂは、上記シフトギヤ３４に噛合可能となるように構成されている。また、ギヤ３７ｃは、上記ギヤ３６ｂと噛合すると共に、上記シフトギヤ３４に噛合可能となるように構成されている。

さらに、ギヤ３７ｄは、差動歯車装置４５を介して車軸２ａに動力を伝達する出力ギヤ４６と噛合しており、ギヤ３７ｅは、後述するギヤ（中間ギヤ）４１ａと噛合可能となるように構成されている。また、ギヤ３７ｆは、後述する２速ギヤ４１ｃと噛合可能とし、ギヤ３７ｇは、上記２速ギヤ４１ｃと一体回転する１速ギヤ４１ｂと噛合可能となるように構成されている。

耕耘駆動軸３８は、該耕耘駆動軸３８に対して一体回転するように配置されたギヤ３８ａと、チェーン４８を介して耕耘軸４ａの従動スプロケット５０に動力を伝達する駆動スプロケット４０とが備えられている。ギヤ３８ａはギヤ３７ａと噛合している。さらに、耕耘駆動軸３８にはスリーブ４１が回転自在となるように配置されている。このスリーブ４１には、端部に前記ギヤ３７ｅと噛合するギヤ４１ａが形成され、かつ他側の筒部外周に径大な１速ギヤ４１ｂと径小な２速ギヤ４１ｃとが左右移動自在にスプライン嵌合されている。即ち、１速ギヤ４１ｂと２速ギヤ４１ｃは、操作レバー１２に連結されたサブシフタ軸２１を操作すると、アーム２３を介して軸方向に移動し、それぞれ走行駆動軸３７のギヤ３７ｇとギヤ３７ｆとに択一的に噛合する。これにより中立位置から前進１速位置と前進２速位置とに噛合状態を切換えることができる。

以上のように構成される動力伝動装置は、操作レバー１２がレバーガイド１３の横溝１７ａ上の「中立Ｎ」位置にあるとき、シフトギヤ３４はいずれのギヤにも噛合しないニュートラル状態であるため、例えばベルト伝動機構１０の主クラッチレバー１５が入り操作された状態でエンジンＥが始動されたとしても、エンジンＥから伝動軸５に伝達された動力は車軸２ａ及び耕耘軸４ａのどちらにも伝達されない。
尚、操作レバー１２が、レバーガイド１３の横溝１７ａに沿った「後進Ｒと、中立Ｎと、１移動Ｆ１と、耕すＦ１Ｋと、その場で耕すＮＫ」の位置に操作される場合、メインシフタ軸２０及びアーム２２を介してシフトギヤ３４が伝動軸５上で摺動されるが、サブシフタ軸２１及びアーム２３を介してスリーブ４１のギヤ４１ｂ，４１ｃは摺動されない。

操作レバー１２が「１移動Ｆ１（前進１速）」の位置に操作された場合には、シフトギヤ３４が走行駆動軸３７のギヤ３７ｃに噛合する状態に摺動され、かつ２速ギヤ４１ｃがギヤ３７ｆに噛合する状態に摺動する。このため、エンジンＥからの動力は、走行駆動軸３７に伝達され、該走行駆動軸３７に伝達された動力は、ギヤ３７ｆと該ギヤ３７ｆに噛合する２速ギヤ４１ｃとを介してスリーブ４１に伝達され、該スリーブ４１に伝達された動力は、ギヤ４１ａを介して走行駆動軸３７上で回転自在に配置されたギヤ３７ｅに伝達され、さらに該ギヤ３７ｅと一体に形成されたギヤ３７ｄを介して出力ギヤ４６に伝達されて、差動歯車装置４５を介して車軸２ａに伝達される。

一方、操作レバー１２が「後進Ｒ」の位置に操作された場合には、シフトギヤ３４が逆転軸３６のギヤ３６ａに噛合する状態に摺動される。このため、エンジンＥからの動力は、該ギヤ３６ａと一体に形成されたギヤ３６ｂを介して走行駆動軸３７のギヤ３７ｃに、前進時とは逆回転となって伝達される。そして、逆回転となった動力は、前進１速時と同様の伝動経路によって車軸２ａに伝達される。

操作レバー１２が「耕すＦ１Ｋ」の位置に操作された場合には、シフトギヤ３４が、走行駆動軸３７のギヤ３７ｃとギヤ３７ｂとに噛合する状態に摺動される。このため、エンジンＥからの動力は、前進時と同様に車軸２ａに伝達されると共に、ギヤ３７ｂと一体回転するギヤ３７ａと、該ギヤ３７ａに噛合する耕耘駆動軸３８のギヤ３８ａとを介して耕耘駆動軸３８に伝達される。耕耘駆動軸３８に伝達された動力は、駆動スプロケット４０からチェーン４８を介して従動スプロケット５０に伝達され、左右の耕耘軸４ａ,４ａを回転駆動する。

操作レバー１２が「その場で耕すＮＫ」の位置に操作された場合には、シフトギヤ３４が走行駆動軸３７のギヤ３７ｂに噛合する状態に摺動される。このため、エンジンＥからの動力は、耕耘時と同様の伝動経路によって耕耘軸４ａに伝達されるが、車軸２ａには伝達されない。従って、作業者は例えば、固い圃場での耕耘や局所における集中的な耕深作業を、動力による作業機１の走行を一時的に停止した状態で、その場でハンドル７を人力的に操ることによって所望に行うことを可能にする。

操作レバー１２がレバーガイド１３の縦溝１７ｂに沿って「中立手押しＮ０」の位置に操作された場合には、シフトギヤ３４がいずれのギヤとも噛合しないニュートラル状態にされると共に、サブシフタ軸２１及びアーム２３を介して１速ギヤ４１ｂ，４１ｃが耕耘駆動軸３８上で摺動される。これにより、ギヤ３７ｆと噛合していた２速ギヤ４１ｃ及び後述するようにギヤ３７ｇと噛合していた１速ギヤ４１ｂは、当該ギヤ３７ｆ及びギヤ３７ｇと離間した中立状態となる。従って、動力伝動装置は、車軸２ａへの伝動経路が切断されたニュートラル状態となる。

さらに、操作レバー１２がレバーガイド１３の「中立手押しＮ０」の位置におけるニュートラル状態に操作された場合には、車軸２ａへの伝動経路上であると共に、伝動軸５よりも伝動経路下流側で切断されるので、エンジンＥが停止状態である場合の作業機１を移動させる際の、車軸２ａからの逆入力もギヤ３７ｅまでしか伝達されない。従って、レバーガイド１３の「中立手押しＮ０」の位置におけるニュートラル状態が設けられていない場合の、車軸２ａからの逆入力がギヤ３７ｂまで伝達されるものに比して、連れ回りするギヤを少なくし、ギヤ４１ａよりも伝動経路上流側のギヤが連れ回りすることを防止することができる。

次いで、操作レバー１２が「２移動Ｆ２」の位置に操作された場合には、シフトギヤ３４が「１移動Ｆ１」のときと同様に、走行駆動軸３７のギヤ３７ｃと噛合する一方、耕耘駆動軸３８の２速ギヤ４１ｃが走行駆動軸３７のギヤ３７ｆに噛合する。このため、エンジンＥからの動力は、既述した前進１速時の伝動経路を前進２速の高速回転動力に切換えられて車軸２ａに伝達される。従って、作業者は、耕耘駆動軸３８を回転させないで行う作業機１の移動を、２移動Ｆ２を選択して高速走行により能率よく行うことができる。

以上のように、本発明に係る作業機１は、１本の操作レバー１２の操作によってシフトギヤ３４及び１速ギヤ４１ｂ,２速ギヤ４１ｃを操作するように構成されているので、後進Ｒと、中立Ｎと、１移動Ｆ１と、耕すＦ１Ｋと、その場で耕すＮＫと、中立手押しＮ０と、２移動Ｆ２等の切換え操作を簡単に行うことができる。また動力伝動装置が、伝動経路を切換える伝動軸５よりも伝動経路下流側に車軸２ａへの伝動経路の１速変速と２速変速の断接を切換える１速ギヤ４１ｂと２速ギヤ４１ｃとを有しているため、エンジンＥを停止し機体を手押しによって移動する際に、ギヤ４１ａよりも伝動経路上流側のギヤが連れ回りすることを防止するので、エンジンＥ停止時の押し荷重を軽減することができる。また作業機１の運搬や移動を、２移動Ｆ２を選択して高速走行により能率よく行うことができる。

さらに、この作業機１によれば、従来の作業機１に用いられる耕耘駆動軸３８等の中間軸に設けられるスリーブ４１に対し、１速ギヤ４１ｂと２速ギヤ４１ｃを軸方向にスライド自在に設けるだけの簡単な構造によって、ミッションケース３内に１速と２速の変速機構をコンパクトに纏めて廉価な構成によって設置することができる。従って、レバーガイド１３に対して中立手押しＮ０位置を介し２移動Ｆ２位置を、ミッションケース３の横幅スペースを大きく占めることなく容易に付設することができる。そして、この場合には、在来のミッションケース３を利用することもでき、かつ当該ミッションケース３を大幅に変更することなく、１速と２速等の高低変速機構を構成することができる等の特徴もある。

１ 歩行型農作業機（作業機）
２ａ 車軸
４ａ 耕耘軸
５ 伝動軸（入力軸）
１３ レバーガイド
２０ 操作レバー
３４ シフトギヤ
３８ 中間軸（耕耘駆動軸）
４１ スリーブ
４１ａ 中間ギヤ
４１ｂ １速ギヤ
４１ｃ ２速ギヤ

Claims (1)

1. 動力が入力される伝動軸（５）上で、軸方向に摺動可能に配置されたシフトギヤ（３４）を操作レバー（２０）によって移動させることにより、車軸（２ａ）及び耕耘軸（４ａ）へ出力する伝動経路を、車軸（２ａ）のみを駆動する経路と、車軸（２ａ）及び耕耘軸（４ａ）を駆動する経路と、耕耘軸（４ａ）のみを駆動する経路と、車軸（２ａ）及び耕耘軸（４ａ）のどちらも駆動しないニュートラル状態とに切換える動力伝動装置を備え、該動力伝動装置は、前記車軸（２ａ）への伝動経路上で、かつ前記伝動軸（５）よりも伝動経路下流側に配置された中間軸（３８）を備え、該中間軸（３８）上を軸方向に摺動可能に配置されたギヤを移動させることで前記車軸（２ａ）への伝動経路の断接を切り換えてなる歩行型農作業機において、前記中間軸上を軸方向に摺動可能に配置したギヤを１速ギヤ（４１ｂ）と２速ギヤ（４１ｃ）とを一体的に備える２段ギヤで構成し、前記１速ギヤ（４１ｂ）のみが噛合する低速伝動状態と、２速ギヤ（４１ｃ）のみが噛合する高速伝動状態と、１速ギヤ（４１ｂ）と２速ギヤ（４１ｃ）が共に噛合しない中立位置状態とに摺動切換え可能に構成したことを特徴とする歩行型農作業機。

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