JP6384290B2 - Work vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、前後輪を駆動して走行する土木作業機やトラクター等の作業車両に関する。 The present invention relates to a work vehicle such as a civil engineering machine or a tractor that travels by driving front and rear wheels.
作業車両は、機体の前部に搭載したエンジンの動力を機体の前後中央に設けるミッションケース内の動力伝動装置で変速して前輪と後輪及びPTO出力軸を駆動するようにしている。 The work vehicle shifts the power of an engine mounted on the front of the airframe with a power transmission device in a transmission case provided in the front and rear center of the airframe to drive the front wheels, the rear wheels, and the PTO output shaft.
この作業車両の動力伝動装置は、例えば、特開2004−69028号公報に記載の如く、ミッションケースに内蔵した遊星ギヤ式油圧変速装置や油圧式リバーサ機構でエンジンの動力を変速して後輪に伝動し、さらに前輪増速機構を介して前輪に伝動する。 For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-69028, the power transmission device of the work vehicle shifts the engine power with a planetary gear type hydraulic transmission device or a hydraulic reverser mechanism built in a transmission case to the rear wheel. It is transmitted to the front wheels via the front wheel speed increasing mechanism.
作業車両がトラクタの場合は、機体の後部にロータリ作業機を装着して耕耘作業を行うので、作業時にロータリ作業機の駆動反力で機体の前部が浮き上がらないように機体の前部を重くするためのバランスウエイトを機体前部に装着するが、バランスウエイトの装着は走行負荷を増大して、燃料消費率が悪くなる。 When the work vehicle is a tractor, a rotary work machine is attached to the rear part of the machine to perform tillage work, so the front part of the machine is heavy so that the front part of the machine does not lift up due to the reaction force of the rotary work machine during work. The balance weight is attached to the front part of the fuselage, but the attachment of the balance weight increases the running load and the fuel consumption rate is deteriorated.
そこで、本発明では、作業車両の中心部に設けるミッションケース内の各種動力伝動機構の配置を考慮して、ミッションケースの前側が重くなるようにして機体の前後バランスを前寄りにすることで、機体の前部に設けているバランスウエイトを無くしたり小さくしたりしてもロータリ作業等の作業が行えるようにすることを課題とする。 Therefore, in the present invention, in consideration of the arrangement of various power transmission mechanisms in the transmission case provided in the center of the work vehicle, the front side of the transmission case is made heavy so that the front and rear balance of the aircraft is closer to the front, It is an object of the present invention to enable a work such as a rotary work even if the balance weight provided at the front part of the machine body is eliminated or reduced.
上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。
請求項1に記載の発明は、機体後部に作業機を装着し、ミッションケース8から後方へ突出するPTO出力軸10で作業機を駆動する作業車両において、ミッションケース8を構成する複数のケースのうち、最前部に構成される第1ケース8a内の前側に設けるメインクラッチ105でエンジン出力軸4に連結するミッション入力軸12の下方に、前後進クラッチ17を挟んで正転伝動筒11と逆転伝動筒18を遊嵌した第一伝動軸14と、前記正転伝動筒11の回転を入力ギヤ24で受けて出力ギヤ27で逆転伝動筒18に逆回転を伝動するアイドル伝動筒23を遊嵌した第二伝動軸25を設け、アイドル伝動筒23の入力ギヤ24と出力ギヤ27の間隔内の下方に一部が入り込む状態で前輪2の四輪駆動クラッチ82aと前輪増速クラッチ82bを配置し、四輪駆動クラッチ82aと前輪増速クラッチ82bを第1ケース8aに内装したことを特徴とする作業車両の構成とする。
The problems of the present invention are solved by the following technical means.
According to the first aspect of the present invention, in the work vehicle in which the work machine is mounted on the rear part of the machine body and the work machine is driven by the
請求項2に記載の発明は、第二伝動軸25の後部にPTO正逆クラッチ26とPTOクラッチ31を設け、前後進クラッチ17とPTO正逆クラッチ26とPTOクラッチ31を第1ケース8aに内装したことを特徴とする請求項1に記載の作業車両の構成とする。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、第1ケース8aの後部に伝動軸を軸支する第2ケース8bを設け、さらに第2ケース8bの後部に主変速機構34と副変速機構73を内装する第3ケース8cを設けたことを特徴とする請求項2に記載の作業車両の構成とする。
According to the third aspect of the present invention, a second case 8b that pivotally supports the transmission shaft is provided at the rear part of the
請求項4に記載の発明は、第3ケース8cの後部にPTO出力軸10を変速するPTO変速機構113を内装する第4ケース8dを連結したことを特徴とする請求項3に記載の作業車両の構成とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the work vehicle according to the third aspect, wherein a
請求項1に記載の発明で、第一伝動軸14と第二伝動軸25の下部でアイドル伝動筒23の入力ギヤ24と出力ギヤ27の間隔内であって、ミッションケース8の最前部に構成される第1ケース8a内に重量の重い四輪駆動クラッチ82aと前輪増速クラッチ82bを配置するので、伝動機構を内装するミッションケースの前側が重くなって、このミッションケース8を装着する作業車両の前側が重くなって、従来の機体前部に取り付けるバランスウエイトが不要になったり、軽く出来たりするようになる。
According to the first aspect of the present invention, the
また、四輪駆動クラッチ82aと前輪増速クラッチ82bを前後進クラッチ17の下方に集めることで、動力伝動機構を内装するミッションケースの前後長を短く出来る。
請求項2に記載の発明で、請求項1の効果に加えて、前後進クラッチ17とPTO正逆クラッチ26とPTOクラッチ31を第1ケース8aに内装したので、複数のクラッチが伝動機構の前に集中して、伝動機構を内装するミッションケース8の前側がより重くなり、各クラッチを個別のケースで覆う場合よりも部品点数が減り、廉価な構成となる。
Further, by collecting the four-
In the invention according to
請求項3に記載の発明で、請求項2の効果に加えて、第3ケース8cに主変速機構34と副変速機構73を集中配置して、コンパクトな構成となって組立工数を削減できる。
請求項4に記載の発明で、請求項3の効果に加えて、第1ケース8aや第3ケース8cにPTO変速機構113を内装することなく第4ケース8dに内装したので、該第1ケース8aや第3ケース8cが大きくならない。
In the invention according to
In the invention according to claim 4, in addition to the effect of
作業車両の一例としてトラクターにおける実施例を以下に説明する。
なお、本明細書において作業車両の前進方向に向かって左右方向をそれぞれ左、右といい、前進方向を前、後進方向を後という。
An example of a tractor will be described below as an example of a work vehicle.
In the present specification, the left and right directions in the forward direction of the work vehicle are referred to as left and right, respectively, the forward direction is referred to as front, and the reverse direction is referred to as rear.
トラクター1は、図1に示す如く、機体の前後部に左右一対の前輪2,2と左右一対の後輪3,3を備え、機体の前部に搭載したエンジン5のエンジン出力軸4の回転をミッションケース8内の変速装置によって作業に適した回転速度に減速して、これら前輪2,2と後輪3,3及びPTO出力軸10に伝えるように構成し、機体の後輪3上に設ける操縦席6に作業者が座ってステアリングハンドル7等の操縦装置を操作して走行するようにしている。
As shown in FIG. 1, the
トラクター1の機体後部には、ロータリ作業機115等を装着するヒッチ9を設け、ミッションケース8から後方へ突出するPTO出力軸10でロータリ作業115機等の各種作業機を駆動するようにしている。機体の前部にはバランスウエイト19を取り付けて、作業中に機体の前側が浮き上がらないようにする。
A hitch 9 for mounting the
図2は、ミッションケース8内の動力伝動線図で、エンジン出力軸4に装着するメインクラッチ105を介してミッション入力軸12にエンジン5の駆動力を伝動する。
ミッション入力軸12の下方に第一伝動軸14を軸支し、この第一伝動軸14には、固着したクラッチギヤ16に係合する前後進クラッチ17を前後に挟んで正転伝動筒11と逆転伝動筒18を遊嵌し、正転伝動筒11に固着の第1ギヤ15がミッション入力軸12に固着の入力ギヤ13と噛み合って伝動している。
FIG. 2 is a power transmission diagram in the mission case 8 and transmits the driving force of the
A
第一伝動軸14の真下側に並設して第二伝動軸25を設け、この第二伝動軸25にアイドル伝動筒23が遊嵌し、アイドル伝動筒23に固着の第3ギヤ(入力ギヤ)24が正転伝動筒11に固着の第2ギヤ20に噛み合い、アイドル伝動筒23を回転し、アイドル伝動筒23に固着の第4ギヤ(出力ギヤ)27が第一アイドル軸28に固着のアイドルギヤ29を介して逆転伝動筒18に固着の第5ギヤ21と噛み合うことで逆転伝動筒18を正転伝動筒11とは逆に回転駆動している。従って、前後進クラッチ17を正転伝動筒11に係合するとクラッチギヤ16を介して第一伝動軸14が正転し、前後進クラッチ17を逆転伝動筒18に係合するとクラッチギヤ16を介して第一伝動軸14が逆転する。
A
第二伝動軸25の後部には正逆クラッチギヤ25aを固着し、この正逆クラッチギヤ25aに噛み合う正逆クラッチ26を設けると共に、前記逆転伝動筒18の第6ギヤ22と噛み合う逆転ギヤ30を有する逆転ギヤ筒30aを第二伝動軸25に遊嵌し、正逆クラッチ26をアイドル伝動筒23に係合すると第二伝動軸25が正転し、逆転ギヤ筒30aに係合すると第二伝動軸25が逆転する。第二伝動軸25の後端には第一PTO軸36を係脱するPTOクラッチ31を装着している。このPTOクラッチ31は、操縦席6の近傍に設けるPTOスイッチのオンで駆動接続してPTO出力軸10を駆動し、ヒッチ9のリフトアームを上方回動してロータリ作業機115等を上昇すると駆動を切ってPTO出力軸10の駆動を停止する。
A forward /
前記第一伝動軸14の後端には第1連結スリーブ32を介して第三伝動軸33を連結する。この第三伝動軸33の後端に固着する第7ギヤ35を、第三伝動軸33に並設して第二伝動軸25の軸後方に軸支する第一PTO軸36に遊嵌した第一主伝動筒37の変速第一ギヤ38と噛み合わせて伝動している。
A
第一主伝動筒37には第二主伝動筒39を遊嵌し、さらに第二主伝動筒39に第三主伝動筒42を遊嵌し、第一主伝動筒37の後端に主クラッチギヤ44を固着して主クラッチ45を噛み合わせている。
The first main transmission cylinder 37 is loosely fitted with the second
第二主伝動筒39には第8ギヤ40と第9ギヤ41、第三主伝動筒42には第10ギヤ43と第11ギヤ46を固着し、第三伝動軸33の第7ギヤ35へ軸支する第四伝動軸50に遊嵌したギヤ伝動筒47の第12ギヤ48と第8ギヤ40、第13ギヤ49と第10ギヤ43を噛み合わせている。
An eighth gear 40 and a
第一主伝動筒37の後部に第四主伝動筒51を第一PTO軸36に遊嵌している。この第四主伝動筒51には第14ギヤ52と第15ギヤ53と第16ギヤ54を固着し、第五主伝動筒55を遊嵌している。第五主伝動筒55には第17ギヤ56と第18ギヤ57を形成し、第18ギヤ57をギヤ伝動筒47の第19ギヤ58と噛み合わせ、第15ギヤ53をギヤ伝動筒47の第20ギヤ59と噛み合わせている。
A fourth
第一主伝動筒37と第二主伝動筒39と第三主伝動筒42と第五主伝動筒55の各ギヤとギヤ伝動筒47の各ギヤの組み合わせで、1速から4速までの主変速機構34を構成し、主クラッチ45を第11ギヤ46に係合すると1速、第9ギヤ41に係合すると2速、第14ギヤ52に係合すると3速、第17ギヤ56に係合すると4速となる。
A combination of the gears of the first main transmission cylinder 37, the second
変速されて伝動される第四主伝動筒51の回転は、第16ギヤ54から第四伝動軸50に遊嵌した第六伝動筒60の第21ギヤ61に伝動する。第六伝動筒60に固着の第22ギヤ62はアイドル軸72に遊嵌したアイドル伝動筒64の第23ギヤ63に噛み合い、アイドル伝動筒64に第24ギヤ65を固着している。
The rotation of the fourth
第六伝動筒60と前記ギヤ伝動筒47との間にサブクラッチ66を第四伝動軸50に係合して設け、このサブクラッチ66をギヤ伝動筒47に係合すると高速、第六伝動筒60に係合すると低速、サブクラッチ66の第25ギヤ67をアイドル伝動筒64の第24ギヤ65と係合すると極低速の三段に変速して副変速機構73を構成する。
A sub-clutch 66 is provided between the
副変速機構73で変速された第四伝動軸50の回転は、軸後端の小べベルギヤ69から後横軸71の大べベルギヤ70に伝動され、後横軸71の第27ギヤ74から第28ギヤ75を経て後輪3を装着する後輪軸76を駆動する。
The rotation of the
さらに、第四伝動軸50の回転は、第26ギヤ68から第四主伝動筒51に遊嵌した第29ギヤ77を経て第一前輪駆動軸79の第30ギヤ78に伝動する。
第一前輪駆動軸79が四輪駆動クラッチ82aと前輪増速クラッチ82bを装着する第二前輪駆動軸81に第2連結スリーブ80で連結し、四輪駆動クラッチ82aと前輪増速クラッチ82bから第2連結スリーブ88で第三前駆動軸89に連結する。
Further, the rotation of the
The first front
四輪駆動クラッチ82aと前輪増速クラッチ82bは、アイドル軸83との間に増速ギヤ84,85と微減速ギヤ86,87を噛み合せ、挟まれた状態で、前記アイドル伝動筒23の入力ギヤ(第3ギヤ)24と出力ギヤ(第4ギヤ)27の間に入り込んだ状態にしている。
The four-wheel drive clutch 82a and the front wheel speed-up clutch 82b are engaged with the speed-up gears 84 and 85 and the fine speed-
第三前駆動軸89の回転は、前横軸92と前縦軸93を経て、前輪2を装着する前輪軸94に伝動する。
前記第一PTO軸36は、第3連結スリーブ95で第二PTO軸96に連結し、第二PTO軸96に固着の第1PTOギヤ99とPTO出力軸10に遊嵌した第2PTOギヤ101に噛み合っている。図6に示す如く、PTO出力軸10にはPTO変速クラッチ100をスライド可能にスプライン嵌合し、シフトロッド106に設けるシフトアーム107をスライドしてPTO変速クラッチ100を移動して変速する。シフトアーム107をシフトロッド106の変速溝106aに位置決めするボール108は圧縮バネ109で押圧しているが、二か所の変速溝106aにそれぞれ弱い圧縮バネ109でボール108が係合するようにすると、変速し易くチェンジ抜けし難くすることが出来る。
The rotation of the third
The
第2PTOギヤ101は、ニードル110とカラー112と二個の座金111でPTO出力軸10に回転可能に支持している。図6(a)はPTO1速、図6(b)はPTO2速、図6(c)はPTO3速を示している。
The
PTO変速クラッチ100が後部の第2PTOギヤ101のドリル加工による円筒ギヤクラッチ部に係合することで1速、PTO変速クラッチ100の第1変速ギヤ103が第二PTO軸96の前後中間部に形成する第2PTOギヤ98と噛み合うことで2速、PTO変速クラッチ100の第2変速ギヤ102が第二PTO軸96の前部に形成する第3PTOギヤ97と噛み合うことで3速に変速して、PTO出力軸10を駆動する。PTO出力軸10のスプライン部には、所定間隔で周方向の溝を設けてチェンジ抜けし難い。なお、第2PTOギヤ101の円筒ギヤクラッチ部は精密鍛造加工にすると廉価に出来る。なお、PTO変速クラッチ100のスプライン穴は前後中間部を抜いてスプライン部の接触面圧を上げてチェンジ抜けし難くする。
The
図3は、ミッションケース8側断面図で、前から第1ケース8aと、第2ケース8bと、第3ケース8cと、第4ケース8dを一体的に連結して構成している。また、図5に示す如く、ミッション入力軸12の真下に第一伝動軸14、さらにその下に第二前輪駆動軸81を配置し、第二伝動軸25と第一アイドル軸28が第二伝動軸25の下で左右に配置している。
FIG. 3 is a sectional side view of the transmission case 8, and is configured by integrally connecting the
第1ケース8aの前1/3位置にメインクラッチ105を配置し、第1ケース8aの中央に前後進クラッチ17と四輪駆動クラッチ82aと前輪増速クラッチ82bを配置し、第1ケース8aの後1/3位置にPTOクラッチ31を配置して、図4に示す如く、第1ケース8aの前から1/3位置の仕切り壁8eにミッション入力軸12と第一伝動軸14と第二伝動軸25と第一アイドル軸28を軸支し、第2ケース8bに第三伝動軸33と第一PTO軸36を軸支し、第3ケース8cに主変速機構34と副変速機構73を内装し、第4ケース8dに後横軸71とPTO変速機構113を内装しPTO出力軸10を軸支している。第1ケース8aの前後進クラッチ17の上方にはクラッチ切換軸121を軸支している。
The
図7は、前後進クラッチ17を油圧切換えクラッチとした実施例で、前後進クラッチ17を軸支する第一伝動軸14の連結ブラケット117と第1ケース8aの外側に取り付ける給油プラグ119を給油軸118で連結し、これらの内部に給油路120a,120b,120cを連通して、油圧装置の圧油供給路を給油プラグ119に接続して圧油を前後進クラッチ17に供給する構成である。
FIG. 7 shows an embodiment in which the forward / reverse clutch 17 is an oil pressure switching clutch, and a
なお、四輪駆動クラッチ82aと前輪増速クラッチ82bも前後進クラッチ17と同一の油圧クラッチを使って共用化することで、廉価にミッションケースを構成出来る。
Note that the transmission case can be constructed at low cost by sharing the four-wheel drive clutch 82a and the front wheel acceleration clutch 82b by using the same hydraulic clutch as the forward /
4 エンジン出力軸
5 エンジン
8 ミッションケース
8a 第1ケース
8b 第2ケース
8c 第3ケース
8d 第4ケース
10 PTO出力軸
11 前進伝動筒
12 ミッション入力軸
14 第一伝動軸
17 前後進クラッチ
18 逆転伝動筒
24 入力ギヤ(第3ギヤ)
25 第二伝動軸
26 PTO正逆クラッチ
27 出力ギヤ(第4ギヤ)
31 PTOクラッチ
34 主変速機構
50 第四伝動軸
73 副変速機構
79 第一前輪駆動軸
81 第二前輪駆動軸
82a 四輪駆動クラッチ
82b 前輪増速クラッチ
105 メインクラッチ
113 PTO変速機構
4
25
31 PTO clutch 34
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