特許 6384290 作業車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6384290

(24)【登録日】2018年8月17日

(45)【発行日】2018年9月5日

(54)【発明の名称】作業車両

(51)【国際特許分類】

   B60K 17/348 20060101AFI20180827BHJP

   B60K 17/28 20060101ALI20180827BHJP

【ＦＩ】

   B60K17/348 A

   B60K17/28 C

   B60K17/28 D

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-238997(P2014-238997)

(22)【出願日】2014年11月26日

(65)【公開番号】特開2016-97932(P2016-97932A)

(43)【公開日】2016年5月30日

【審査請求日】2017年9月15日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000000125

【氏名又は名称】井関農機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】小山 浩二

【審査官】 前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】 特開平９−１３２０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２３０６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１１３３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ １７／３４８

Ｂ６０Ｋ １７／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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。

【請求項2】

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。

【請求項3】

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。

【請求項4】

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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４−６９０２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

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。

【0006】

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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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。

【0008】

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。

【0009】

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。

【0010】

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。

【発明の効果】

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の作業車両として示すトラクターの全体側面図である。

【図2】ミッションケース内の動力伝動線図である。

【図3】ミッションケースの側断面図である。

【図4】ミッションケースの前部側断面図である。

【図5】ミッションケースの正断面図である。

【図6】ＰＴＯ変速クラッチの側面図である。

【図7】別実施例のミッションケースの一部側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【符号の説明】

【0038】

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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】