JP2012116229A - 作業車の前輪増速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明では、増速機構を作動する増速切換モータに土塊や泥水等が付着し難くすることで、泥水による増速切換モータの作動不良を防ぎ、さらに、例え増速機構が泥で作動不良になっても破損しないようにすることを課題とする。
【解決手段】フロントアクスルハウジング６０を左右に設ける帯鉄状の左右サイドフレーム８０Ｌ，８０Ｒで支持し、このフロントアクスルハウジング６０の前側であって左右のサイドフレーム８０Ｌ，８０Ｒに挟まれた支持台８１上に増速切換モータ８２を配置すると共に、左右前輪６，６を増速する増速機構１０５を作動させる増速切換軸７０と前記増速切換モータ８２の出力軸を引張バネ９９で連結し、クラッチ切位置に付勢保持した増速切換軸７０を増速切換モータ８２の駆動で引張バネ９９を引いて増速切換軸７０を前輪増速に切換えるようにしたことを特徴とする作業車の前輪増速装置とした。
【選択図】図７

Description

本発明は、トラクタや芝刈り機等の作業車の前輪増速装置に関する。

左右前輪と左右後輪の四輪で走行装置を構成した作業車では、旋回時に前輪の周速を後輪の周速より速く駆動して急旋回するために前輪増速装置を設けている。
例えば、特開２００７−４５１７７号公報に記載の作業車の前輪増速装置では、前輪と後輪の間に車体を構成するミッションケースが配置され、このミッションケースの側面に前輪増速装置を配置し、この前輪増速装置の前輪増速率を電動モータで変更制御するようにしている。

特開２００７−４５１７７号公報

前記従来の作業車の前輪増速装置は、後輪近くに配置されているために機体後部に装着する耕耘装置等から土塊や泥水等が飛来して付着し易く、電動モータや増速作動機構が作動不良になることがある。

このために、本発明では、増速機構を作動する増速切換モータに土塊や泥水等が付着し難くすることで、泥水による増速切換モータの作動不良を防ぎ、さらに、例え増速機構が泥で作動不良になっても破損しないようにすることを課題とする。

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、フロントアクスルハウジング６０を左右に設ける帯鉄状の左右サイドフレーム８０Ｌ，８０Ｒで支持し、このフロントアクスルハウジング６０の前側であって左右のサイドフレーム８０Ｌ，８０Ｒに挟まれた支持台８１上に増速切換モータ８２を配置すると共に、左右前輪６，６を増速する増速機構１０５を作動させる増速切換軸７０と前記増速切換モータ８２の出力軸を引張バネ９９で連結し、クラッチ切位置に付勢保持した増速切換軸７０を増速切換モータ８２の駆動で引張バネ９９を引いて増速切換軸７０を前輪増速に切換えるようにしたことを特徴とする作業車の前輪増速装置とした。

この構成で、増速切換モータ８２に対して後方の後輪や作業機から飛びかかる泥水をフロントアクスルハウジング６０で防ぎ、左右や下から飛びかかる泥水を左右サイドフレーム８０Ｒ，８０Ｌと支持台８１で防ぐと共に、前輪６の増速を増速切換モータ８２の回転駆動力で引張バネ９９を引いて増速切換軸７０を増速に切換えるので、例え増速切換軸７０が泥で固着することが有っても引張バネ９９が伸びて増速切換モータ８２や連結構成が破損することを防ぐ。

請求項２に記載の発明は、増速切換モータ８２の作動を検出するモータストップセンサ１０４を増速切換軸７０と増速切換モータ８２の出力軸の連結部に設けたことを特徴とする請求項１に記載の作業車の前輪増速装置とした。

この構成で、請求項１の作用に加えて、増速切換作動を増速切換軸７０の近くに設けるモータストップセンサ１０４で増速切換軸７０の回動を確実に検出する。
請求項３に記載の発明は、増速切換軸７０と増速切換モータ８２の出力軸の連結部をピポットケース６２の揺動軸１１に接近して設けたことを特徴とする請求項２に記載の作業車の前輪増速装置とした。

この構成で、請求項１の作用に加えて、フロントアクスルハウジング６０が左右に揺動しても増速切換軸７０と増速切換モータ８２の出力軸の相対的位置変化が少なく、増速切換が支障なく作動する。

請求項１の発明或いは請求項２の発明或いは請求項３の発明で、増速切換モータ８２に機体後部から飛散する泥水が当たるのを防ぎ、増速切換モータ８２が漏電によって故障することを効果的に防止でき、増速切換軸７０や該増速切換軸７０と増速切換モータ８２の連結部が泥で固着するようなことが有っても増速切換モータ８２が強制的に駆動する駆動力を引張バネ９９が吸収することで連結部や増速切換軸７０が破損することを防止する。

実施例作業車（トラクタ）の全体側面図である。 実施例作業車の全体平面図である。 実施例作業車のミッションケースの側断面図である。 増速ケースの平断面図である。 増速ケースの一部拡大側面図である。 増速切換軸の作動第一実施例を示すフロントアクスルハウジングの拡大平面図である。 増速切換軸の作動第二実施例を示すフロントアクスルハウジングの平面図である。 フロントアクスルハウジングの背面図である。 フロントアクスルハウジングの側面図である。 増速切換軸の作動第二実施例を示すフロントアクスルハウジングの平面図である。 増速切換モータと増速切換軸の連動部の一部を示す側断面図である。 ミッションケースのミッドケース内一部の拡大側断面図である。 エンジン側ケースの拡大側断面図である。 増速切換モータに取り付けたガイド体の拡大斜視図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）ガイド体の作動状態を示す平面図である。 増速切換モータの支持台を示す側面図である。 ラジエータの支持構成を示す側断面図である。 排気マフラーの取付を示す側面図である。 排気マフラーの取付を示す正面図である。 排気マフラーの断面を示す正面図である。 燃料ポリタンクの載置支持台を設けた実施例の正面図である。 載置支持台の別実施例の正面図である。

以下、図面に示す実施例に基づいて、本発明の実施例を説明する。
図１と図２は、本発明でいう作業車の一例として示すトラクタの全体図で、機体の前部のボンネット１内に搭載したエンジン２の動力をミッションケース３内で適宜に変速して前輪軸４と後輪軸５に伝動して前輪６と後輪７の両方或は後輪７のみを駆動し、機体上に設ける座席１０に座った作業者が中央に立設するステアリングハンドル８で前輪６を操向しながら走行する。機体の後方へ突出するヒッチ９には、ロータリ耕運機などの作業機を装着し、ミッションケース３から後方へ向かって突出するリアＰＴＯ軸１１でヒッチ９に装着する作業機を駆動し、ミッションケース３の後部から前方へ向かって突出するミッドＰＴＯ軸１２で前輪６と後輪７の間に装着する芝刈り機などの作業機を駆動する。

図３は、動力伝動機構の断面図で、エンジン側ケース１３から後方へ突出するメイン出力軸１８とミッションケース３から前方へ突出する入力軸２０をジョイント１９で連結し、繋ぎカバー２１で上側を覆っている。

エンジン側ケース１３の内部では、エンジン２の動力をメインクラッチ１４で断続可能に第一出力軸１５へ伝動し、第一ギヤ１６と第二ギヤ１７でやや減速してメイン出力軸１８に伝動している。

図１３は、エンジン側ケース１３の別実施例を示し、メイン出力軸１８の第二ギヤ１７の隣にオイル跳ね上げギヤ１４２を軸支し、その上部のエンジン側ケース１３内にオイルガイド突起１４０を形成し、オイル跳ね上げギヤ１４２が跳ね上げるオイルを第一ギヤ１６の中心に設けたオイル孔１６ａに導き、オイルシール１４１を通して第二ギヤ１７へ流すようにして潤滑している。

ミッションケース３は、前からフロントケース３６とミッドケース３７とリアケース４５の三つの中空ケースを一体に連結して構成している。
フロントケース３６内では、入力軸２０の回転が第三ギヤ２２と第四ギヤ２３で第一伝動軸２５に伝動する。

ミッドケース３７内では、第一伝動軸２５の回転がそのまま第二ジョイント４０でＰＴＯ伝動軸４１に伝動され、さらに、第一伝動軸２５に固着の第一変速ギヤ２７と第二変速ギヤ２９と第三変速ギヤ３１が噛み合う走行軸２４に嵌合した第四変速ギヤ２６と第五変速ギヤ２８と第六変速ギヤ３０と逆転ギヤ５０（この逆転ギヤ５０が図示省略のギヤで第一変速ギヤ２７と噛み合っている）がキーシフトクラッチ４６で適宜に軸に固定されて一速から三速及び逆回転まで変速して走行軸２４に伝動される。

キーシフトクラッチ４６は、図１２に示す如く、二個のシフトキー１２９，１３０を走行軸２４に形成するキー溝に枢支し、このシフトキー１２９，１３０の開き側の内部に大小圧縮バネ１３３，１３４を介在させている。小圧縮バネ１３３は大圧縮バネ１３４よりも小径で短く、ギヤのキー溝をスライドする際にまず大圧縮バネ１３４が軽くキーシフトクラッチ４６を開いてスライドし易く、やがて小圧縮バネ１３３が作用してキー溝から外れないようにしている。

走行軸２４の回転は、第十四ギヤ５７で第一伝動軸２５に遊嵌したギヤ筒６９の大ギヤ部５９へ伝動され、ベベルギヤ軸１２１にスプライン嵌合した高低クラッチギヤ３２が第十四ギヤ５７に噛み合ったりギヤ筒６９の小ギヤ部６８と噛み合ったりすることでベベルギヤ軸１２１が高低に変速して伝動され、ベベルギヤ軸１２１の回転がベベルギヤ３８と車軸ベベルギヤ３９で後輪軸５に伝動され、さらに、ベベルギヤ軸１２１にスプライン嵌合する第十五ギヤ１２２と第五ギヤ３３とクラッチギヤ３４で前輪駆動軸３５に伝動され、この前輪駆動軸３５の回転が図４に示すフロントアクスルハウジング６０の第二前輪駆動軸１０１に伝動する。

前記のＰＴＯ伝動軸４１の回転は、後輪軸５よりも後側に設けるリアＰＴＯ軸１１とミッドＰＴＯ軸１２の伝動部に伝動される。
ＰＴＯ伝動軸４１には第十ギヤ５５がスプライン嵌合し第一カウンタギヤ４２が遊嵌し、リアＰＴＯ軸１１には第十一ギヤ４８がスプライン嵌合し第一クラッチギヤ５６が遊嵌し、この第一クラッチギヤ５６にＰＴＯクラッチギヤ４３が遊嵌し第十二ギヤ５８がスプライン嵌合している。そして、第十一ギヤ４８に常時に噛み合い第一クラッチギヤ５６とＰＴＯクラッチギヤ４３に適宜噛み合うコンスタントメッシュ方式のクラッチ切換ギヤ４７が外嵌している。第二クラッチギヤ４３と第十一ギヤ４８とクラッチ切換ギヤ４７でＰＴＯクラッチ１５０を構成し、このＰＴＯクラッチ１５０のシフト操作は、座席１０の近傍に設ける一本のＰＴＯ切換レバー１４９で行う。

第一カウンタギヤ４２の回転は、第一カウンタ軸５０の第二カウンタギヤ４９と第二カウンタ軸５１の第三カウンタギヤ４４と第三カウンタ軸５３の第四カウンタギヤ５２を介してミッドＰＴＯ軸１２に形成した第十三ギヤ５４に伝動されてミッドＰＴＯ軸１２を駆動する。

図４は、フロントアクスルハウジング６０の断面図で、フロントアクスルハウジング６０の後側に増速ケース６１をボルト７７で取り付け、フロントアクスルハウジング６０と増速ケース６１を一体として前ピポットケース９６と後ピポットケース６２で支持し、左右揺動可能にしている。フロントアクスルハウジング６０と増速ケース６１を一体化することで、軽量化出来て、トラクタ全体の前後バランスを良くしている。

増速ケース６１の後ピポットケース６２側に軸支した第二前輪駆動軸１０１に、図３で説明した前輪駆動軸３５からの動力が入力する構成である。増速ケース６１内に第一増速ギヤ６３を形成し、この第一増速ギヤ６３の端面に形成したクラッチ爪６３ａに前輪ベベル軸７８にスプライン嵌合した第一クラッチ６６がクラッチばね６７で押圧されて係合して第二前輪駆動軸１０１の回転を前輪ベベル軸７８に伝動する（等速４輪駆動）。

前輪ベベル軸７８の前小ベベルギヤ７４とフロントアクスルハウジング６０内の前大ベベルギヤ７５が噛み合ってデフギヤ組７６を回転し、前輪駆動軸４Ｒ，４Ｌを駆動する。
増速ケース６１内の増速機構１０５は、前輪ベベル軸７８と平行に増速軸６４を軸支し、前記第一増速ギヤ６３と噛み合う第二増速ギヤ６５をスプライン嵌合し、湿式クラッチ７１を装着してこの湿式クラッチ７１のクラッチギヤ７２を前輪ベベル軸７８へスプライン嵌合した第三増速ギヤ７３と噛み合わせている。第二増速ギヤ６５と湿式クラッチ７１との間にクラッチ押圧リング１０２を増速軸６４に嵌合し、このクラッチ押圧リング１０２と前記第一クラッチ６６の両方係合するクラッチ切換プレート１０３を設け、クラッチ切換プレート１０３を移動させる増速切換軸７０を設けている。クラッチ切換プレート１０３は、ガイドピン９１に増速軸６４の軸方向へスライド可能に支持している（図５）。即ち、増速切換軸７０が回転するとクラッチ切換プレート１０３を介してクラッチ押圧リング１０２が湿式クラッチ７１方向に移動すると共に、第一クラッチ６６のクラッチ爪６３ａが切り状態となる。その後、クラッチ押圧リング１０２が湿式クラッチ７１に当接して該湿式クラッチ７１を入り状態にする。これにより、等速４輪駆動から前輪が増速する増速４輪駆動となる。

増速機構１０５は、増速切換軸７０を増速切換モータ８２で回動させると、第一クラッチ６６が第一増速ギヤ６３から離れて前輪ベベル軸７８の回転伝動を断ち、クラッチ押圧リング１０２が湿式クラッチ７１を押して増速軸６４の回転をクラッチギヤ７２から第三増速ギヤ７３に伝動して前輪ベベル軸７８を増速駆動し、前輪６，６が増速して駆動される。

前輪ベベル軸７８には、軸中心を通る第一潤滑孔９７を設け、増速軸６４には、湿式クラッチ７１にオイルを供給する第二潤滑孔９８を設けて、増速機構の潤滑性と冷却性を良くしている。

図６に示す如く、増速切換軸７０は増速ケース６１から上方に突出しており、突出した増速切換軸７０の軸端にカム軸アーム９２を固着し、このカム軸アーム９２に増速切換モータ８２に連結する増速入切ワイヤ９５のインナーワイヤを引張バネ９９を介して連結している。この増速入切ワイヤ９５のアウターワイヤは、増速ケース６１のボス部９３に取り付けたワイヤ取付プレート９４に取り付けている。引張バネ９９の引張力でクラッチ押圧リング１０２を湿式クラッチ７１に押しつけることで湿式クラッチ７１が摩耗しても押圧力が持続してクラッチの入り状態として伝動する。

図７に、フロントアクスルハウジング６０のトラクタ機体への装着構成を示している。
トラクタ機体の前後方向に設ける左右サイドフレーム８０Ｌ，８０Ｒにフロントアクスルハウジング６０を取り付け、該フロントアクスルハウジング６０の前上側で左右サイドフレーム８０Ｌ，８０Ｒの間に板状の支持台８１を取り付け、この支持台８１上に増速切換モータ８２を搭載し、この増速切換モータ８２の回転をギヤ減速機構８４とロッド８３や引張バネ９９を介して前記の増速切換軸７０に伝動して前輪増速クラッチの切換を行えるようにしている。前述した図６の増速入切ワイヤ９５については、ロッド８３の替わりに増速入切ワイヤ９５をギヤ減速機構８４に連結する構成である。そして、図７〜図９はロッド８３で増速切換軸７０を回転させる構成である。

次に、ロッド８３と増速切換軸７０の連動構成を詳しく説明する。
前記ギヤ減速機構８４から出力される軸８４ａに第一プレート８４ｂが固着しているので、軸８４ａが回転すると、第一プレート８４ｂも回転する。第一プレート８４ｂには第一ロッド８３が遊嵌しており、第一プレート８４ｂが回転すると第一ロッド８３は前後に動く。これらの部材は支持台８１の下方にあるので、図７では点線で示し、第一ロッド８３の後側は支持台８１の後方まで延びているので実線で示している。

第一ロッド８３の後端は第二プレート１１０に遊嵌している。第二プレート１１０はフロントアクスルハウジング６０上に立設した回動支点軸１１１を中心に回動する構成としている。そして、第二プレート１１０には第二ロッド１１２が遊嵌しており、第二ロッド１１２の他端には第三プレート１１３が遊嵌している。第三プレート１１３には軸１１４が連結されている。軸１１４はフロントアクスルハウジング６０の中を通過する構成として操向シリンダ１６０と干渉しないようにしている。軸１１４の他端にはプ第四プレート１１５が連結しており、第四プレート１１５には引張バネ９９が設けられており、引張バネ９９の他端は第五プレート１１７に掛けられている。そして、第五プレート１１７に増速切換軸７０が連結している。

これにより、増速切換モータ８２が回転して第一ロッド８３が前後に動くと、第二プレート１１０が回動支点軸１１１を中心にして回動し、第二ロッド１１２が左右方向に動き、第三プレート１１３を介して軸１１４が回動する。軸１１４が回動すると、第四レート１１５が左右方向に動き、引張バネ９９を経由し、第五プレート１１７を介して増速切換軸７０が回転する。

増速切換モータ８２の駆動を停止すると、引張バネ９９により増速切換軸７０は元の位置に戻る。
図１１の如く、第三プレート１１３の先端にセンサピン１０６を設け、このセンサピン１０６の動きでモータストップセンサ１０４のセンサアーム１０５に接触して増速切換モータ８２の回転を止める。モータストップセンサ１０４が増速切換軸７０の近くに設けられているので、増速切換軸７０の回動を正確に検出する。

図示を省略しているが、第一プレート８４ｂにエンジン２のガバナに連結するワイヤを設けて、第一プレート８４ｂの回動時即ち前輪増速時にエンジン２の回転を低下させるようにする。

なお、増速切換モータ８２を接点内蔵式のモータとして、２パルスを検出して１．５回転すると停止するようにしても良い。この場合に、最初の２パルスで正転させ次の２パルスで逆回転させるが、それぞれ正逆回転信号として不揮発メモリに記憶しておき、突然の停電が有っても通電再開時に記憶した正逆回転信号を読み出して回転させることで、正常に増速切換軸７０を回転させる。

図１０は、見易くするために前記点線で示している部材を省略した図である。
図１４の実施例には増速切換モータ８２の出力軸１２４に第一ガイド片１２６と第二ガイド片１２７を設けたガイド体１２５を取り付け、第一ガイド片１２６の第一円弧ガイド孔１２６ａにエンジン２のガバナに連結するスロットルワイヤ１３０を係合し、第二ガイド片１２７の第二円弧ガイド孔１２７ａに前記増速切換モータ８２に連結するロッド８３を係合している。出力軸１２４の回転は第一ガイド片１２６に突設したピン１２８の動きをポテンショメータ１２９で検出する。

図１４の（ａ）は増速切換モータ８２が中立位置で、（ｂ）は左回りしてロッド８３を押して前輪増速にした状態で、（ｃ）は右回りしてスロットルワイヤ１３０を引きエンジン２の回転を低下させた状態である。

また、左右前輪６，６のナックルアーム８６，８６をタイロッド８７で連結して操向シリンダ１６０の作動で左右前輪６，６を操向するが、いずれか片方のナックルアーム８６に取り付けるセンサロッド８８とセンサプレート８９で支持台８１上に取り付けた前輪切れ角センサ９０を回動して前輪切れ角を検出するようにしている。

そして、支持台８１の上には増速切換モータ８２とギヤ減速機構８４と前輪切れ角センサ９０を覆う箱型の防護カバー８５を取り外し可能に取り付けている。
この構成で、支持台８１上に設ける増速切換モータ８２とギヤ減速機構８４と前輪切れ角センサ９０が、支持台８１と左右サイドフレーム８０Ｌ，８０Ｒとフロントアクスルハウジング６０及び防護カバー８５で囲まれて、泥水の付着による作動不良が無くなる。

なお、上記の実施例では、増速機構１０５を増速クラッチの入・切で説明したが、前輪６の回転速度を変速する増速機構にしても良い。
図１６に示す如く、支持台８１を箱状にして左右サイドフレーム８０Ｒ，Ｌの間に側枠に形成する第一長孔１３１と第二長孔１３２に嵌合するボルト１３３で固定する。前側の第一長孔１３１が後側の第二長孔１３２よりも長く、ボルト１３３を緩めると図示の如く前下り状態になって、蝶ボルト１３４を外すと防護カバー８５が取り外しでき、前側から内部の増速切換モータ８２等のメンテナンスが可能となる。

図１７は、ラジエータ１３５の支持構成で、ラジエータ１３５の下部が左右サイドフレーム８０Ｒ，Ｌにゴムマウント１３７で支持され、上部がエンジン２にステー１３８で連結され、ラジエータ１３５の上部にボンネット１の内面に接着された弾性遮熱部材１３６を設けてエンジンルームを囲うと共にボンネット１の振動止めとしている。

図１８から図２０には、マフラー１４４の取り付け構成を示している。
マフラー１４４のインプットパイプ１４４ａはエキゾーストマニホルド１４６に連結し、エギゾーストパイプ１４４ｂ側をＬ字状のブラケット１４８でスタータブラケット１４５に支持する。ブラケット１４８には大きめの取付孔を設け、スタータブラケット１４５側のボルトに嵌合して左右上下の取付位置を調整可能にしている。

また、インプットパイプ１４４ａは、マフラー１４４内の第一仕切板１４７ａと第二仕切板１４７ｂに溶接し、エギゾーストパイプ１４４ｂは、第二仕切板１４７ｂと第三仕切板１４７ｃに溶接して強固に取り付けている。

図２１は、燃料タンクへの給油を行う燃料ポリタンク１５４を載せ置く載置台１５３をボンネット１の側部に設けた実施例で、車体フレームから立設した支柱１５１の上端ネジ部に載置台ボス部１５２を上下高さを変更可能で水平回動可能に捻じ込んで取り付けている。

また、載置台１５３から側方へカップホルダー１５６を設け、コーヒーカップ１５５等を差し込んで保持出来るようにしている。
図２１は、載置移動台１５３ｂを載置支持台１５３ａに対してボンネット１上にスライド可能にした構成である。なお、載置支持台１５３ａをボンネット１の左右側部に立設する支柱で支持し、載置移動台１５３ｂをボンネット１上で左右全幅を移動可能にすることも出来る。

６ 前輪
１１ 揺動軸
６０ フロントアクスルハウジング
６２ ピポットケース
７０ 増速切換軸
７９ モータセンサ
８０Ｌ 左サイドフレーム
８０Ｒ 右サイドフレーム
８１ 支持台
８２ 増速切換モータ
１０５ 増速機構
１１６ 引張スプリング

Claims (3)

1. フロントアクスルハウジング（６０）を左右に設ける帯鉄状の左右サイドフレーム（８０Ｌ），（８０Ｒ）で支持し、このフロントアクスルハウジング（６０）の前側であって左右のサイドフレーム（８０Ｌ），（８０Ｒ）に挟まれた支持台（８１）上に増速切換モータ（８２）を配置すると共に、左右前輪（６），（６）を増速する増速機構（１０５）を作動させる増速切換軸（７０）と前記増速切換モータ（８２）の出力軸を引張バネ（９９）で連結し、クラッチ切位置に付勢保持した増速切換軸（７０）を増速切換モータ（８２）の駆動で引張バネ（９９）を引いて増速切換軸（７０）を前輪増速に切換えるようにしたことを特徴とする作業車の前輪増速装置。
2. 増速切換モータ（８２）の作動を検出するモータストップセンサ（１０４）を増速切換軸（７０）と増速切換モータ（８２）の出力軸の連結部に設けたことを特徴とする請求項１に記載の作業車の前輪増速装置。
3. 増速切換軸（７０）と増速切換モータ（８２）の出力軸の連結部をピポットケース（６２）の揺動軸（１１）に接近して設けたことを特徴とする請求項２に記載の作業車の前輪増速装置。

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