JP6035131B2 - 作業車両 - Google Patents

Description

本発明は、メインのギヤボックスとサブのギヤボックスを介して車輪を駆動する作業車両に関する。

従来、エンジンの駆動力をメインのギヤボックスとサブのギヤボックスに内装する走行変速装置を介して変速し、走行を行なうように構成したトラクタは既に公知である(例えば特許文献１)。
上記トラクタは、エンジンの駆動力をメインのギヤボックス(後ミッションケース)に内装する走行変速装置を介して後輪を駆動すると共に、メインのギヤボックスにカバーフレームを介して設けられるサブのギヤボックス(前ミッションケース)に前輪伝動機構を内装して前輪を駆動するようにしている。そして、メインのギヤボックスとサブのギヤボックスは、各ギヤボックス内に個別に貯留されているオイルによって、走行変速装置や前輪伝動機構のギヤ及びベアリングの潤滑を行うようにしている。

特許第４９６０９３８号公報

上記特許文献１に示されるトラクタは、前後に配設されるサブのギヤボックスとメインのギヤボックスに、潤滑に用いるオイルを個別に貯留しなければならず、また各ギヤボックスに対するオイル交換等の作業も個別に行わなければならない等の課題がある。
そこで、図３に示すように、サブのギヤボックスをメインのギヤボックスの前方に設けて、メインのギヤボックスに貯留するオイルによってサブのギヤボックスの潤滑を行うことが考えられ、この場合には、サブのギヤボックスの潤滑をスムーズにするため、サブのギヤボックスとメインのギヤボックスとをパイプを介して連通させることにより、パイプ内を流通するオイルによって潤滑を促進させてギヤ室内の油温の上昇を抑制することができる。然しながら、上記パイプを用いた潤滑構造では、パイプをサブのギヤボックスの外側に沿って取付けねばならず、このための部品コスト及び取付部等の加工コストが大きくなると共に、ケース外に露出するパイプに泥土等が付着する等の課題がある。

上記課題を解決するため本発明は、第１に、エンジン（４）の駆動力をメインのギヤボック（３ａ）とサブのギヤボックス（１５）に内装する走行変速装置を介して車輪を電動するように構成した作業車両（１）において、前記メインのギヤボックス（３ａ）と前記サブのギヤボックス（１５）に内装される歯車を、サブのギヤボックス（１５）の軸装部（４７）に内装する伝動軸（２０）を介して連結すると共に、前記軸装部（４７）に前記メインのギヤボックス（３ａ）と前記サブのギヤボックス（１５）に亘る貫通孔（５６）を穿設し、前記メインのギヤボックス（３ａ）に貯留されるオイルと前記サブのギヤボックス（１５）に貯留されるオイルを、前記サブのギヤボックス（１５）の軸装部（４７）と前記伝動軸（２０）との間の隙間、及び前記軸装部（４７）に穿設した前記貫通孔（５６）の両者を介して相互に流通可能に構成し、前記貫通孔（５６）の前記サブのギヤボックス（１５）側の開口を、前記サブのギヤボックス（１５）に内装された複数の歯車（５１）（５２）の噛合位置近傍に設け、前記複数の歯車（５１）（５２）の回転により前記メインのギヤボックス（３ａ）に貯留されるオイルが前記サブのギヤボックス（１５）に流入し、或いは前記サブのギヤボックス（１５）に貯留されるオイルが前記メインのギヤボックス（３ａ）に流入するように構成することを特徴とする

請求項１の発明によれば、メインのギヤボックスとサブのギヤボックスに内装される歯車を、サブのギヤボックスの軸装部に内装する伝動軸を介して連結すると共に、当該軸装部にメインのギヤボックスとサブのギヤボックスに亘る貫通孔を穿設し、メインのギヤボックスに貯留されるオイルとサブのギヤボックスに貯留されるオイルを、サブのギヤボックスの軸装部と伝動軸との間の隙間、及び軸装部に穿設した貫通孔の両者を介して相互に流通可能に構成したことにより、軸装部内の間隙と貫通孔によってサブのギヤ室とメインのギヤ室を結ぶオイルの循環路が形成され、サブのギヤボックス内のギヤ及びベアリング等を確実に潤滑することができると共に、ギヤ室内のオイルの油温の上昇を抑制することができる。また軸装部の側壁内に貫通孔を穿設するので、ギヤボックスの潤滑構造を簡潔で廉価な構成にすることができ、サブのギヤボックス側の貫通孔の開口を、サブのギヤボックスに内装された歯車の噛合位置近傍に設け、当該歯車の回転によりメインのギヤボックスに貯留されるオイルがサブのギヤボックスに流入し、或いはサブのギヤボックスに貯留されるオイルがメインのギヤボックスに流入するように構成することにより、ギヤ室内で噛合回転する歯車のギヤポンプ作用によって、オイルを効率的に循環させて潤滑を確実に行なうことができる。

トラクタの全体側面図である。 トラクタの伝動装置を示すギヤボックスの概略構成図である。 ＨＳＴケースとセンタケースとサブのギヤボックスの構造及び伝動装置を示す図４におけるＡ−Ａ線断面図である。 センタケースとサブのギヤボックスの構造を示す正面図である。 図４におけるＢ−Ｂ線断面図である。 図４におけるＣ−Ｃ線断面図である。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１において符号１は農業用のトラクタ(作業車両)であり、トラクタ１は前輪２と後輪２ａとを前後左右に有する車体３に、前側からエンジン４を配設してボンネット５で覆い、その後方にハンドル及び座席等からなる操縦部６をキャビン７で覆い、機体後部に耕耘装置等の作業機を装着して耕耘作業等を行なう。このトラクタ１は図２に示すように、車体３の本体部を、エンジン４に連結するクラッチハウジング９とＨＳＴケース１０とセンタケース１１とベアリングホルダ１２とトランスミッションケース１３とで構成し、これらを一連に連結して構成している。

また、上記センタケース１１とベアリングホルダ１２とトランスミッションケース１３とで本発明のメインのギヤボックス３ａを構成し、これらのケース内に走行変速装置Ａ及びＰＴＯ伝動装置Ｂを内装している。またクラッチハウジング９とＨＳＴケース１０とセンタケース１１の上部には操縦部６を設置している。そして、後部のトランスミッションケース１３にリヤアクスルケースを介して軸架される左右の後輪２ａは走行変速装置Ａによって駆動され、エンジン４の下部に固設される前部フレーム３ｂにフロントアクスルケースを介して軸架される左右の前輪２は、ギヤボックス３ａの前部に連結されるサブのギヤボックス１５内に設けた前輪伝動機構Ｃを介して駆動するようにしている。

上記サブのギヤボックス１５は、内部に後述する前輪入力軸２０をカップリング２１を介してセンタケース１１側の走行駆動軸２２と接続可能に軸支した状態で、ＨＳＴケース１０の下方において、センタケース１１の前壁１１ａに取付けられている。そして、前輪伝動機構Ｃへの潤滑は、センタケース１１側に貯留されるオイルで行うようにしている。尚、オイルはメインのギヤボックス３ａ内において図３に２点鎖線で示すように、サブのギヤボックス１５より高い油面レベルＬを形成するようにメインギヤ室３ｃに貯留されている。

次に、図２〜図４を参照しトラクタ１の走行伝動装置について説明する。先ず、クラッチハウジング９内には、エンジン出力軸４ａから主クラッチ４ｂを介して回転駆動されるクラッチ軸１６を軸支しており、該クラッチ軸１６は軸後端を、ＨＳＴケース１０の内部に設置される油圧式無段変速装置(ＨＳＴ)１７の入力軸１８に接続している。油圧式無段変速装置１７は、入力軸１８を後方に向け貫通させた状態で有する可変容量型の油圧ポンプ１７ａと、変速した回転を出力するモータ軸１９を有する油圧モータ１７ｂとによって構成している。

またセンタケース１１内には、前記入力軸１８に一方向クラッチ１８ａを介して接続されるＰＴＯ伝動装置Ｂの作業伝動軸２５を、ホルダ１２及びミッションケース１３に軸支していると共に、その下方に走行伝動用の第１ギヤ２６を有する第１軸２７をモータ軸１９に係合軸支している。また第１軸２７の下方には、第２軸(前記走行駆動軸)２２をベアリングホルダ１２とによって軸支している。この第２軸２２には、一体化された径大な第２ギヤ２８と径小の第３ギヤ２９とを遊転自在に軸支していると共に、後部に前輪クラッチギヤ３０を前後方向に移動自在に係合軸支している。上記第２ギヤ２８は第１ギヤ２６と噛合させている。

そして、第２軸２２の上方(伝動下流側)には、上記第３ギヤ２９と噛合する第４ギヤ３１を固設した筒軸状の第３軸３２をセンタケース１１とホルダ１２とで軸支しており、該第３軸３２には、前記前輪クラッチギヤ３０と噛合自在な前輪伝動ギヤ３３と、後述する第５軸(後輪駆動軸)４２に軸支される前輪駆動ギヤ(図示せず)と噛合する第５ギヤ３５とを一体化させて遊転自在に軸支している。また第３軸３２の後部内には、低速ギヤ３６と中速ギヤ３７と高速ギヤ３９とを固設する第４軸４０を係合軸支し、該第４軸４０の後端をトランスミッションケース１３の軸支壁１３ａに軸支している。
そして、第４軸４０の上方には、図示しない複数の変速ギヤ及び前輪駆動ギヤを有する第５軸４２を軸支しており、トランスミッションケース１３の後部に設置されるデフ装置４１にピニオンギヤを介して伝動し左右の後輪２ａを駆動するようにしている。

上記のように構成される走行変速装置Ａは、油圧式無段変速装置１７の出力軸１９から出力される正転及び逆転動力を、第１ギヤ２６から第２ギヤ２８を回転し同時回転する第３ギヤ２９から、第４ギヤ３１を回転し同時に第３軸３２と第４軸４０を介し低速ギヤ３６と中速ギヤ３７と高速ギヤ３９とを回転し、これら各ギヤに択一的に噛合する第５軸の変速ギヤの回転によりピニオンギヤを介してデフ装置４１に伝動し、後輪２ａを低速回転(１速)又は中速回転(２速)又は高速回転(３速)させることができる。

このとき第５軸４２に固設される前輪駆動ギヤは前記第５ギヤ３５を常時噛合によって回転させており、同時回転している前輪伝動ギヤ３３に前輪クラッチギヤ３０が噛合操作されるとき、第２軸２２から前輪伝動機構Ｃの前輪入力軸２０に伝動する。
これにより前輪入力軸２０は前輪出力軸２０ａを回転させて、該前輪出力軸２０ａからプロペラシャフト２ｂを介して、前輪２は駆動されトラクタ１は４輪駆動状態になる。
一方、入力軸１８から一方向クラッチ１８ａを介して伝動される作業伝動軸２５の回転動力はＰＴＯ伝動装置Ｂに伝動されて、ミッションケース１３の後部に突設されるＰＴＯ軸２５ａに伝動される。

次に、図４〜図６を参照しサブのギヤボックス１５及びその潤滑構造について説明する。このサブのギヤボックス１５は、センタケース１１の前側壁１１ａに取付自在なフランジ部４６と、前記軸装空間部１５ａを形成する筒状の軸装部４７と、該軸装部４７の前端でギヤ室４８を形成するギヤボックス部４９とを一体化させて、内部に前輪伝動機構Ｃを内装している。

上記軸装部４７の軸装空間部１５ａ内には、前輪入力軸２０と第２軸(前輪出力軸)２２とをカップリング２１で接続した状態で挿入することにより、軸周りにオイルを流通させる隙間(上方貫通孔)１５ｂを前後方向に形成している。またギヤボックス部４９の開口は、前輪出力軸２０ａを軸支して突出させるケース蓋５０によって覆うことにより、ギヤ室４８を液密構造にしている。これにより前輪出力軸２０ａは、ケース蓋５０から突出する軸端にプロペラシャフト２ｂが着脱自在に接続される。

この構成において、前輪入力軸２０と前輪出力軸２０ａとは、それぞれ軸端側に入力ギヤ５１と出力ギヤ５２を一体的に設けており、各ギヤ５１，５２の前後にベアリング５３を軸装している。そして、前輪入力軸２０と前輪出力軸２０ａは、後側のベアリング５３をギヤ室４８内に嵌合させた状態で、前部側のベアリング５３をケース蓋５０に嵌合させて、図５で示すように入力ギヤ５１と出力ギヤ５２を噛合せて軸支することにより前輪伝動機構Ｃを構成している。

また図４，図５で示すように前輪出力軸２０ａは、前輪入力軸２０の下方で一側に偏寄させた前輪伝動位置に配設されて、前端部をケース蓋５０から突出させている。尚、上記前輪出力軸２０ａの突出位置は、ギヤボックス部４９がＨＳＴケース１０等に接当しない範囲において、必要により前輪入力軸２０の軸周りの所望位置に配設して構成することができる。

一方、軸装部４７は、その外周の下部側に厚肉の突条をなして突出する突起部５５を前後方向に設けて、該突起部５５とフランジ部４６とギヤボックス部４９とを一体的に接続形成している。そして、軸装部４７の突起部５５内には、ギヤ室４８とセンタケース１１内とを連通させる貫通孔５６を、前記軸装空間部１５ａと略平行状をなすように穿設している。これによりサブのギヤボックス１５は油面レベルＬの下方で、内部に間隙１５ｂとギヤ室４８と貫通孔５６とメインギヤ室３ｃとによるループ状の循環路を形成し、メインのギヤボックス３ａ内のオイルをギヤ室４８に流通させるようにしている。
尚、軸装部４７の側壁が厚肉である場合には、貫通孔５６は突起部５５を設けることなく側壁内に形成することができる。

また貫通孔５６は図４，図５に示すように、サブのギヤボックス１５側の開口をギヤ室４８に内装される歯車(入力ギヤ５１又は出力ギヤ５２)の歯先近傍に設け、且つ後開口部を前輪入力軸２０を軸支するベアリング５７の下方でセンタケース１１内に臨ませている。これにより両ギヤ５１，５２の回転によりメインのギヤボックス３ａに貯留されるオイルがサブのギヤボックス１５に流入し、或いはサブのギヤボックス１５に貯留されるオイルがメインのギヤボックス３ａに流入するようにしている。

即ち、上記潤滑構造によれば図４に矢印で示すように、前輪入力軸２０が左回転(前進回転)し且つ入力ギヤ５１と噛合する出力ギヤ５２が右回転するとき、両ギヤ５１，５２は液密のギヤ室４８内でギヤポンプ作用を行い、ギヤ室４８内のオイルを歯先近傍に開口する貫通孔５６からセンタケース１１内に送り込み、同時にセンタケース１１内のオイルを間隙１５ｂを介してギヤ室４８内に吸込む。

また前輪入力軸２０が反矢印方向に右回転(後進回転)するときは、入力ギヤ５１と噛合する出力ギヤ５２が左回転することに基づき、上記とは逆向きのギヤポンプ作用を行い、貫通孔５６からセンタケース１１内のオイルをギヤ室４８内に吸込むと共に、ギヤ室４８内のオイルを間隙１５ｂを介してセンタケース１１内に送り出す。従って、上記潤滑構造を備えるサブのギヤボックス１５は、前輪入力軸２０の前後進回転時にメインのギヤボックス３ａ内のオイルをギヤ室４８に強制循環させることができる。

以上のように構成されるトラクタ１は、エンジン４の駆動力を油圧式無段変速装置１７のモータ軸１９ｂから出力される前進回転を、メインのギヤボックス３ａ内の走行変速装置Ａを介して選択された変速回転によってデフ装置４１を介して後輪２ａを駆動する。このとき図示する前輪２の伝動切り状態から、前輪クラッチギヤ３０を前輪伝動ギヤ３３に噛合操作することにより、サブのギヤボックス１５内で第５軸４２の変速回転を第２軸２２から前輪入力軸２０に伝動し、入力ギヤ５１と出力ギヤ５２の噛合を介して、前輪出力軸２０ａを前進回転させ前輪２を駆動して後輪２ａと共に４輪駆動状態にすることができる。

そして、上記サブのギヤボックス１５は、軸装部４７にメインのギヤボックス３ａとサブのギヤボックス１５に亘る貫通孔５６を隙間１５ａとは別に穿設しループ状の循環路を形成するため、メインのギヤボックス３ａ内のオイルをギヤ室４８に流通させて潤滑することができると共に、オイルの供給や交換等の作業をメインのギヤボックス３ａ側から行うことができる。また貫通孔５６のサブのギヤボックス１５側の開口を、内装する入力ギヤ５１又は出力ギヤ５２の歯先近傍に設けているため、当該ギヤ５１，５２の前進回転時には、メインのギヤボックス３ａに貯留されるオイルをサブのギヤボックス１５に流入させ、且つギヤ５１，５２の後進回転時には、サブのギヤボックス１５に貯留されるオイルをメインのギヤボックス３ａに流入させる。

従って、ギヤ室４８と貫通孔５６及び間隙１５ｂとメインのギヤボックス３ａとを循環するオイルは、入力ギヤ５１と出力ギヤ５２及び各ベアリング５３に常時強制的に供給されるため、サブのギヤボックス１５内に多量のオイルを貯留させる無駄を無くしながら、前輪入力軸２０及び前輪出力軸２０ａのスムーズな回転を促進すると共に、ギヤ室４８内のオイルの昇温を抑制し前輪２を駆動することができる。

また上記貫通孔５６は軸装部４７の側壁内に穿設しているため、サブのギヤボックス１５の潤滑構造を簡潔で廉価な構成にすることができる。即ち、ギヤ室４８とセンタケース１１とを連通させてオイルを流通させる油路形成手段としては、上記貫通孔５６の代わりにパイプを軸装部４７の外側に取付ける手段によっても行うことができるが、この場合にはパイプ油路を構成するための、パイプと取付け用の部品数が多くなると共に、取付加工及び取付作業コストが増大すると共に、軸装部４７の外側に突出するパイプに、耕耘作業時等に飛散する泥土が付着し易い等の欠点を生ずる。

これに対し実施形態の潤滑構造は、サブのギヤボックス１５の鋳造時に貫通孔５６の形成も同時的に行なうことができるので、油路構成コストを低くすることができると共に、サブのギヤボックス１５をシンプルな形状にすることができる。また上記のようにギヤ室４８内への潤滑を確実に行なうことができるサブのギヤボックス１５は、軸装部４７の長さ或いはギヤ室４８の形状等の変更が容易であるため、各種大きさ等の異なるトラクタ１に対しメインのギヤボックス３ａ側の兼用化を図りながら、サブのギヤボックス１５を下方に大きく突出させることなく取付けることができる。また前輪２とサブのギヤボックス１５の間の機体腹部のスペースを十分に確保することもできるので、モアー等の作業機の設置を行い易くすることができる等の特長がある。

１ トラクタ(作業車両)
２ 前輪
２ａ 後輪
３ 車体
３ａ メインのギヤボックス
４ エンジン
１１ センタケース
１５ サブのギヤボックス
１５ａ 軸装空間部
１５ｂ 間隙
２０ 前輪入力軸
４７ 軸装部
４８ ギヤ室
５１ 入力ギヤ
５２ 出力ギヤ
５６ 貫通孔
Ａ 走行変速装置

Claims (1)

1. エンジン（４）の駆動力をメインのギヤボックス（３ａ）とサブのギヤボックス（１５）に内装する走行変速装置を介して車輪を伝動するように構成した作業車両（１）において、前記メインのギヤボックス（３ａ）と前記サブのギヤボックス（１５）に内装される歯車を、サブのギヤボックス（１５）の軸装部（４７）に内装する伝動軸（２０）を介して連結すると共に、前記軸装部（４７）に前記メインのギヤボックス（３ａ）と前記サブのギヤボックス（１５）に亘る貫通孔（５６）を穿設し、前記メインのギヤボックス（３ａ）に貯留されるオイルと前記サブのギヤボックス（１５）に貯留されるオイルを、前記サブのギヤボックス（１５）の軸装部（４７）と前記伝動軸（２０）との間の隙間、及び前記軸装部（４７）に穿設した前記貫通孔（５６）の両者を介して相互に流通可能に構成し、前記貫通孔（５６）の前記サブのギヤボックス（１５）側の開口を、前記サブのギヤボックス（１５）に内装された複数の歯車（５１）（５２）の噛合位置近傍に設け、前記複数の歯車（５１）（５２）の回転により前記メインのギヤボックス（３ａ）に貯留されるオイルが前記サブのギヤボックス（１５）に流入し、或いは前記サブのギヤボックス（１５）に貯留されるオイルが前記メインのギヤボックス（３ａ）に流入するように構成することを特徴とする
   作業車両。

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