JP6533455B2

JP6533455B2 - 管理機

Info

Publication number: JP6533455B2
Application number: JP2015236745A
Authority: JP
Inventors: 中野　将憲; 将憲中野; 忠義中村
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2015-12-03
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2019-06-19
Anticipated expiration: 2035-12-03
Also published as: JP2017099350A

Description

本発明は、管理機の耕耘装置の作業入り切りを行う作業クラッチと、左右の走行輪を支持する車軸の左右連結解除を行うデフロック機構とを連動するための技術に関する。

従来、管理機の前部にエンジンを搭載し、該エンジンからの動力を、ベルト伝動機構を介してミッションケースの入力軸に伝達し、該入力軸からミッションケース内に収納された変速装置、デフロック機構を介して車輪を固定した車軸に動力を伝えるとともに、入力軸から作業クラッチを介して耕耘軸に動力を伝達可能に構成している。そして、前記作業クラッチはＰＴＯ軸上の摺動体を摺動させることにより入り切り可能とし、該摺動体はシフターにより摺動される。デフロック機構は、デフケースに係合爪を形成し、一側の車軸上に摺動体をスプライン支持し、摺動体に形成した被係合爪を前記デフケースの係合爪と係合させることにより左右の車軸を一体的に回動できるようにした技術が公知となっている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１４−１０３９４１号公報

従来の作業クラッチとデフロック機構はミッションケースの側部に配置した操作レバーの操作により入り切り可能とされ、操作レバーとシフター及び摺動体はそれぞれ操作ワイヤを介して連係される構成であった。即ち、ミッションケースから後方に延出したハンドルの後部に操作レバーを設け、該操作レバーに操作ワイヤの一端が連結され、該操作ワイヤの他端は二股用金具を介して二本の副操作ワイヤと連結され、二本の副操作ワイヤのうち一本は作業クラッチに連係され、他方はデフロック機構に連係されていた。

そして、デフ機構のデフロックアームはバネにより解除側に付勢され、作業クラッチもバネより「切」側に付勢されて、デフロック及び作業クラッチ「入」に操作するときにはバネ力に抗して操作レバーを操作していた。このような構成であると、デフロック状態で作業しているときに、機体が傾斜して走行及び作業を停止したいときに、操作レバーを「切」側に操作したときに、負荷が大きくクラッチが噛み込んだ状態で「入」位置及びデフ機構を解除できないことがあった。また、作業クラッチとデフ機構の連動機構を有し、解除方向に付勢するバネを設けない構成であっても、異常が生じて操作レバーを「切」操作する時に、車輪及び耕耘装置に大きな負荷がかかった状態では、大きな操作力が必要となり、即座に停止できないことがあった。本発明は、以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、一本のワイヤで作業クラッチとデフロック機構を操作できるようにし、負荷が大きな状態であっても作業クラッチレバーを「切」側に操作すると、作業クラッチが「切」となった後にデフロック解除と順に操作できるようにして、操作力の軽減が図れる操作装置を提供しようとする。

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。
即ち、請求項１においては、ミッションケース内に作業クラッチ機構とデフロック機構を備えた管理機であって、作業レバーを介して前記作業クラッチ機構を入状態と切状態に操作する作業クラッチ操作機構と、前記デフロック機構を作動状態と解除状態に操作するデフロック操作機構とを備え、前記ミッションケース内において、前記作業クラッチ操作機構と、前記デフロック操作機構とは、連係機構を介して連係され、前記連係機構は、前記作業クラッチ操作機構と前記デフロック操作機構とを連結するリンク機構で構成され、前記リンク機構には、前記作業クラッチ機構が切状態となった後に、前記デフロック機構を解除状態にするタイミング調整機構が構成されているものである。

本発明は、上記構成とすることにより、デフロックを作動状態としながら作業をしているときに、大きな負荷がかかった状態で異常となり、作業を停止させるために作業レバーを「切」側に操作するときの操作力が従来よりも軽減され、「切」操作時に作業クラッチ、デフ機構と順番に解除することができ、機体の「切」操作に対する衝撃も和らげることができる。

管理機の側面図。ミッションケースの側面図。ミッションケースの内部を示す側面図。ミッションケース走行部の正面断面図。ミッションケースの耕耘部の正面断面図。連係機構を示す斜視図。タイミング調整機構の拡大図。タイミング調整機構の他の実施形態を示す斜視図。

以下では、本発明に係る作業クラッチとデフロック機構の連係機構を備える管理機１の一実施形態について説明する。なお、以下では図中の矢印Ｆの方向を前方向と定義して説明を行う。

図１に示す管理機１は、本機前後中央に配置されるミッションケース１０、本機前部上に配置されるエンジン２０、ミッションケース１０下部に支持される車輪３０・３０、本機後部に配置され耕耘作業を可能とするロータリ耕耘装置４、本機後部のロータリ耕耘装置４上方に配置される操縦部６０等を具備する。

エンジン２０は、駆動源となるものである。エンジン２０は、ミッションケース１０の前部に固定されたエンジンフレーム２１上に固定される。エンジン２０からの動力は、ベルト伝動機構２を介してミッションケース１０に動力が伝達される。ベルト伝動機構２はエンジン２０の出力軸上に固設した出力プーリ２６と、前記ミッションケース１１の上側部より突出した入力軸１３上に固設した入力プーリ２７と、該入力プーリ２７と前記出力プーリ２６との間に巻回したベルト２８と、該ベルト２８を緊張または弛緩するテンションプーリ２９からなり、テンションプーリ２９は主クラッチレバー６３と連動連結されて、主クラッチレバー６３の「入」操作によりベルト２８を緊張させてエンジン２０からミッションケース１０に動力を伝達できるようにし、主クラッチレバー６３の「切」操作によりベルト２８を弛緩させて動力伝達を絶つようにしている。

前記ミッションケース１０は、側面視「へ」字状に構成されて管理機１の左右略中央に配置され、前下方に延びる走行ケース１１（図２）の前下部に車軸３１（３１Ｌ・３１Ｒ）が支持され、該車軸３１Ｌ・３１Ｒの両側に車輪３０・３０が固定される。ミッションケース１０の後部にはロータリ耕耘装置４が設けられており、ロータリ耕耘装置４はミッションケース１０の後下方に延びる耕耘ケース１２（図２）の後下部に耕耘軸４１が横架され、該耕耘軸４１上に耕耘爪４２・４２・・・が適宜間隔をあけて固定される。該耕耘爪４２・４２・・・の回転軌跡の上方は耕耘カバー４３により覆われる。該耕耘カバー４３の後部には抵抗棒４４と尾輪４５が設けられている。ミッションケース１０の上部内には、後述する変速装置やクラッチ等を収納し、エンジン２０からの動力を変速して車輪３０やロータリ耕耘装置４に伝達する。

操縦部６０は、管理機１を走行及び作業させるための種々の操作を行うためのものである。操縦部６０は、ミッションケース１０の上部から上後方にハンドル６１と変速レバー６２が突出される。ハンドル６１の後部が操縦部６０とされ、ハンドル６１後部に主クラッチレバー６３や作業レバー６４やアクセルレバー等が配置される。

次に、ミッションケース１０内の構成について、図２乃至図６より説明する。ミッションケース１０には入力軸１３、変速軸１４、中間軸１５、走行出力軸１６、ＰＴＯ軸１７、シフター軸１８、デフロックシフター軸１９、車軸３１、耕耘軸４１等が横架され、軸受を介して回転自在に支持される。

前記入力軸１３の一端は側方（左方）に突出され、ベルト伝動機構を構成する入力プーリ２７が固設される。ミッションケース１０内の入力軸１３上には入力ギヤ７０が摺動自在にスプライン嵌合され、入力ギヤ７０は後述する第一変速ギヤ７１と第二変速ギヤ７２及び伝動ギヤ７３とカウンタギヤ７４に歯合可能に配設している。

変速軸１４上には第一変速ギヤ７１と第二変速ギヤ７２が摺動自在にスプライン嵌合される。前記入力ギヤ７０と第一変速ギヤ７１と第二変速ギヤ７２にはそれぞれシフターフォークが嵌合され、シフターフォークはそれぞれ図示しないシフター軸に固定され、シフター軸は前記変速レバー６２の操作により摺動される。第一変速ギヤ７１は前記入力ギヤ７０と伝動ギヤ７３と後述する走行入力ギヤ７５とに歯合可能に配設され、第二変速ギヤ７２は入力ギヤ７０と後述するカウンタギヤ７４に歯合可能に配設されている。

前記中間軸１５上には伝動ギヤ７３とカウンタギヤ７４と歯部１５ａが配置され、伝動ギヤ７３は中間軸１５上に固設され、カウンタギヤ７４は軸受を介して回転自在に支持され、歯部１５ａは中間軸１５に形成される。伝動ギヤ７３は前記入力ギヤ７０と第一変速ギヤ７１と歯合可能に配設されている。カウンタギヤ７４は入力ギヤ７０と後述するＰＴＯ入力ギヤ７７と常時歯合されている。歯部１５ａは走行入力ギヤ７５と常時歯合されている。こうして変速装置が構成される。

走行出力軸１６上には、走行入力ギヤ７５と走行出力スプロケット７６が固設されている。走行入力ギヤ７５は前記第一変速ギヤ７１と歯合可能とされ、前記歯部１５ａと常時歯合される。走行出力スプロケット７６は走行伝動チェーン８０の一側が巻回される。走行伝動チェーン８０の他側は、車軸３１Ｌ・３１Ｒ上に設けたデフ装置３２のデフケース３２ａ外周に形成したスプロケット３３に巻回される。

図５に示すように、ＰＴＯ軸１７上には、ＰＴＯ入力ギヤ７７が回転自在に支持され、ＰＴＯ出力スプロケット７８が固設され、更に作業クラッチ７９が設けられている。作業クラッチ７９はＰＴＯ軸１７を摺動可能にスプライン嵌合された摺動体に係合爪が設けられ、係合爪はＰＴＯ入力ギヤ７７に形成された係合爪と係合可能に構成されている。ＰＴＯ入力ギヤ７７はカウンタギヤ７４と常時歯合される。ＰＴＯ出力スプロケット７８は耕耘伝動チェーン８１が巻回される。耕耘伝動チェーン８１の他側は耕耘軸４１上に固設したスプロケット４６に巻回される。

このような構成において変速レバー６２の操作により、高速段、低速段、後進段、作業段時に変速される。高速段では、入力軸１３に伝えられた動力は、入力ギヤ７０→第一変速ギヤ７１→走行入力ギヤ７５→走行出力軸１６→走行出力スプロケット７６→走行伝動チェーン８０→スプロケット３３→デフ装置３２→車軸３１Ｌ・３１Ｒと伝えられる。低速段では、入力ギヤ７０→伝動ギヤ７３→中間軸１５→歯部１５ａ→走行入力ギヤ７５→走行入力ギヤ７５→走行出力軸１６→走行出力スプロケット７６→走行伝動チェーン８０→スプロケット３３→デフ装置３２→車軸３１Ｌ・３１Ｒと伝えられる。後進段では、入力ギヤ７０→第一変速ギヤ７１→伝動ギヤ７３→中間軸１５→歯部１５ａ→走行入力ギヤ７５→走行出力軸１６→走行出力スプロケット７６→走行伝動チェーン８０→スプロケット３３→デフ装置３２→車軸３１Ｌ・３１Ｒと伝えられる。作業段では、入力ギヤ７０→カウンタギヤ７４→ＰＴＯ入力ギヤ７７→ＰＴＯ軸１７→ＰＴＯ出力スプロケット７８→耕耘伝動チェーン８１→スプロケット４６→耕耘軸４１と伝えられる。

次に、作業クラッチ機構９とデフロック機構９０の連動構成について、図３乃至図７より説明する。作業クラッチ機構９は、作業クラッチ７９を「入」「切」する作業シフター５と、作業シフター５と作業レバー６４との連結部材からなる。作業シフター５は前記ミッションケース１０内のシフター軸１８上に設けられる。該シフター軸１８は中間軸１５の下方であって、走行出力軸１６とＰＴＯ軸１７との間のミッションケース１０の前後上下のほぼ中央に配置されている。前記作業シフター５はシフター軸１８とシフトフォーク８２とカム８３とバネ８４とピン８５からなり、連係機構５０を構成する第一リンク５１の一端がシフター軸１８上に固定される。カム８３はシフター軸１８上に摺動自在に外嵌され、カム８３の一端（左側）にカムプロフィルが形成されてシフター軸１８の直径方向に挿入固定したピン８５に当接さる。前記カム８３の他側上にシフトフォーク８２が外嵌固定され、バネ８４によってピン８５側へ摺動するように付勢されている。前記シフトフォーク８２の先端は前記作業クラッチ７９のフォーク溝に嵌合され、前記バネ８４の付勢力によりクラッチ「入」側に付勢されている。

前記シフター軸１８は一側（右側）がミッションケース１０から側方に突出されて、シフター軸１８の一端（右端）上に操作アーム６７の一端が固定される。操作アーム６７の他端にワイヤ６８が連結され、該ワイヤ６８の他端は操縦部６０の前記作業レバー６４と連結されて連結部材を構成している。こうして、作業クラッチ操作機構９が構成され、作業レバー６４を操作することにより、ワイヤ６８、操作アーム６７、シフター軸１８、ピン８５、カム８３、シフトフォーク８２を介して作業クラッチ７９を「入」「切」操作可能としている。

前記連係機構５０は、第一リンク５１と第二リンク５２と第三リンク５３からなるリンク機構により構成され、該リンク機構にはタイミング調整機構７が設けられる。該タイミング調整機構７は本実施形態では長孔により構成している。前記第一リンク５１は走行出力軸１６とＰＴＯ軸１７との間から下方に延設されて、先端には長孔５１ａが形成される。該長孔５１ａに第二リンク５２の一端に固設した枢支軸５４が挿入されて枢支される。該第二リンク５２の他端は前方に延設されて先端には第三リンク５３の一端が枢支軸５５を介して連結される。第三リンク５３の他端は下方に延設されてデフロックシフター軸１９に固定される。こうして、連係機構５０は、ミッションケース１０の上部から走行ケース１１と耕耘ケース１２に分かれる空間内に配設され、該連係機構５０にタイミング調整機構７が備えられる。但し、タイミング調整機構７を構成する長孔の配置は、第一リンク５１に限定するものではなく、第二リンク５２または第三リンク５３の軸との連結部に設ける構成とすることも可能である。

前記ミッションケース１０内の前記デフロックシフター軸１９上には、デフロックシフター６が設けられる。デフロックシフター６はカム８６とシフトフォーク８７とバネ８８とピン８９とデフロックシフター軸１９からなり、デフロックシフター軸１９上に前記第三リンク５３が固定される。カム８６はデフロックシフター軸１９上に摺動自在に外嵌され、カム８６の一端（左側）にカムプロフィル８６ａが形成されてデフロックシフター軸１９の直径方向に挿入固定したピン８９に当接さる。前記カム８６の他側上にシフトフォーク８７が外嵌され、バネ８８によってピン８９側へ摺動するように付勢されている。第三リンク５３とシフトフォーク８７は走行伝動チェーン８０を挟んで互いに左右反対側に配設される。

前記シフトフォーク８７の先端は、車軸３１Ｌ・３１Ｒ上に設けたデフロック機構９０の摺動体３４に嵌合されている。デフロック機構９０は、デフ装置（差動装置）３２を固定（差動させないように）して左右の車軸３１Ｌ・３１Ｒを一体的に回転させるものであり、本実施形態では、摺動体３４によりデフケース３２ａ内のピニオン３５を車軸３１Ｒに固定するようにしている。デフ装置３２は、デフケース３２ａ内に左右の車軸３１Ｌ・３１Ｒの内側を挿入し、車軸３１Ｌ・３１Ｒの内側端にピニオン３５・３５を固定し、該左右のピニオン３５・３５にデフケース３２ａに回転自在に枢支したピニオン３６・３６を歯合させている。そして、右側のピニオン３５の係止部に、車軸３１Ｒ上にスプライン嵌合した摺動体３４の係止部を係合可能に配置しているのである。なお、前記シフトフォーク８７及び摺動体３４は前記バネ８８によりデフロック方向に付勢されている。但し、作業シフター５とデフロックシフター６の構成は限定するものではなく、軸とシフトフォークを摺動させる構成であってもよい。また、デフロック機構９０の構成も限定するものではない。

上記構成において、作業クラッチ操作機構９を「入」操作する場合、作業レバー６４を「入」方向に回動することで、ワイヤ６８を介して操作アーム６７が下方へ回動され、シフター軸１８も回動される。この回動により、カム８３が回動されてシフトフォーク８２がバネ８４の付勢力により左方へ移動され、作業クラッチ７９が「入」とされて、エンジン２０の動力がロータリ耕耘装置４に伝えられる。

そして、前記シフター軸１８の回動と同時に連係機構５０（第一リンク５１、第二リンク５２、第三リンク５３）を介してデフロックシフター軸１９が回動され、この回動によりカム８６が回動されてシフトフォーク８７がバネ８８の付勢力により左方へ移動され、デフロック機構９０の摺動体３４が移動されてピニオン３５と係合しデフロックされる。このデフロックにより、車軸３１Ｌ・３１Ｒが同時に同回転で駆動され、耕耘作業時の直進性が向上される。

そして逆に、作業レバー６４を「切」方向に回動すると、ワイヤ６８を介して操作アーム６７、シフター軸１８が前記と逆方向に回動され、この回動により、カム８３が回動されてシフトフォーク８２が右方へ移動され、作業クラッチ７９が「切」とされて、エンジン２０からの動力が断状態となり、ロータリ耕耘装置４の駆動は停止される。

そして、前記シフター軸１８の回動と同時に第一リンク５１が回動されて連係機構５０に操作力が伝えられるが、第一リンク５１と第二リンク５２の間にはタイミング調整機構７が設けられているため、枢支軸５４が長孔５１ａの一端から他端に移動するまで第二リンク５２は作動されない。つまり、作業クラッチ７９が「切」となった後に第二リンク５２が移動され、第三リンク５３、デフロックシフター６を介してシフトフォーク８７が右方へ移動され、デフロックが解除される。

以上のように、ミッションケース１０内に作業クラッチ７９とデフロック機構９０を備え、前記作業クラッチ７９の操作機構と前記デフロック機構９０の操作機構とがミッションケース１０内で連係機構５０により連係されている管理機１において、前記連係機構５０は、作業クラッチ「切」・デフロック解除に操作したとき、作業クラッチ７９が「切」状態となった後にデフロック機構９０が解除される構成としたので、デフロック機構９０を作動状態（デフロック状態）としながら作業をしているときに、大きな負荷がかかった状態で異常となり、作業を停止させるために作業レバー６４を「切」側に操作するときの操作力が軽減される。そして、作業レバー６４の「切」操作時に、作業クラッチ７９、デフロック機構９０と順番に解除されることにより、ロータリ耕耘装置４が停止されて前進方向の駆動力が停止され、その後に、デフロックが解除されて、機体に対する衝撃が和らげられることになる。

また、前記連係機構５０は、作業クラッチ操作機構９とデフロック機構９０とを連結するリンク機構で構成され、該リンク機構には、作業クラッチ７９が「切」状態となった後にデフロックを解除するタイミング調整機構７を有するので、タイミング調整機構７はミッションケース１０内に配置されることとなり、外部から傷つけられることがなく、安定した作動を確保することができる。また、タイミング調整機構７はリンク機構の一部を構成する長孔５１ａで実現することができ、長孔５１ａは構成が簡単で、安価で故障が少ない構成とすることができる。

また、前記タイミング調整機構７をリンク機構に設ける代わりに、デフロック機構９０の操作機構に、作業クラッチ７９が「切」状態となった後にデフロックを解除するタイミング調整機構７を設けることも可能である。即ち、図８に示すように、前記作業クラッチ操作機構９とデフロック機構９０との間には、連係機構５０とデフロックシフター６が介装されており、該デフロックシフター６のカム８６に形成されるカムプロフィル８６ａの形状（傾斜及び周方向の長さ）を変更して、デフロックを解除するタイミングが遅くなるように変更できる。つまり、作業レバー６４を「切」側に操作すると、デフロックシフター軸１９が回動される。このときカム８６ピン８９に押されて摺動し、デフロックが解除されるが、このカムプロフィル８６ａの傾斜をデフロックシフター軸１９の回動初期は緩やかで、回動終期に急角度となるようにすることで、作業レバー６４を「切」側への操作初期は、シフトフォーク８７（カム８６）の摺動量は小さくデフロックの状態が続く、このとき作業クラッチ７９が「切」となる。その後（回動終期）、カムプロフィル８６ａの傾斜が急角度となることで、シフトフォーク８７（カム８６）の摺動量はで大きくなり、デフロックが解除されることになる。

このように、前記デフロック機構９０の操作機構に、作業クラッチ７９が「切」状態となった後にデフロックを解除するタイミング調整機構７を設けることにより、タイミング調整機構７はミッションケース１０内に配置されることとなり、外部から傷つけられることがなく、安定した作動を確保することができる。また、タイミング調整機構７は、カムプロフィル８６の形状を変更することで容易に得られ、このカムプロフィル８６の形状を調整することで、操作フィーリングも調整することが可能となる。

１管理機
６デフロックシフター
７タイミング調整機構
１０ミッションケース
５０連係機構
６４作業レバー
７９作業クラッチ
９０デフロック機構

Claims

ミッションケース内に作業クラッチ機構とデフロック機構を備えた管理機であって、
作業レバーを介して前記作業クラッチ機構を入状態と切状態に操作する作業クラッチ操作機構と、前記デフロック機構を作動状態と解除状態に操作するデフロック操作機構とを備え、
前記ミッションケース内において、前記作業クラッチ操作機構と、前記デフロック操作機構とは、連係機構を介して連係され、
前記連係機構は、前記作業クラッチ操作機構と前記デフロック操作機構とを連結するリンク機構で構成され、
前記リンク機構には、前記作業クラッチ機構が切状態となった後に、前記デフロック機構を解除状態にするタイミング調整機構が構成されている
ことを特徴とする管理機。