JP4812388B2 - 移植機 - Google Patents

Description

本発明は、乗用田植え機等の移植機に係り、詳しくはその動力伝達装置に関する。

一般に、移植機では、機体前部に搭載されるエンジンの発生動力を無段変速装置を介してトランスミッションに入力して所定の軸回転数へ変換した後、駆動輪や機体後部に位置する植付作業機の動力として使用され植付作業が行われる。移植機に搭載されるトランスミッションは、トランスミッションケースと複数の軸と変速ギヤを組み合わせることにより構成され、入力される動力を適正な出力へ変換する装置として広く移植機に用いられている（例えば特許文献１）。

特開２０００−２０３２９１号公報（図１０、図１１）

前記移植機では、限られた車両搭載スペースに必要な機材を収容することが求められると共に、エンジン動力の伝達損失を如何に低減するかが課題となるところである。

係る場合に、動力を伝達するトランスミッションでは、複数の回転軸と変速ギヤを組み合わせることにより構成されることから、トランスミッションケースが大型化して機材搭載スペースを占有する傾向にある。また、トランスミッション軸受け部の摩擦抵抗、変速ギヤの歯面接触抵抗やイナーシャ等により動力の伝達損失を生ずる場合も有り得ている。

本発明は、トランスミッションを構成する軸数と変速ギヤの削減を図ることによりトランスミッション構造を簡素化してトランスミッションケースの小型化を図ることを目的とするものである。

前記目的を達成するため、請求項１に係る本発明は、エンジンの動力をトランスミッション（５）を介して前輪（１４）、後輪（１５）、植付作業部（２０）及び他の作業用ＰＴＯ軸（８２）に伝達してなる移植機（１）において、
前記トランスミッション（５）は、互に平行に配置された、前記エンジンからの動力が伝達される主軸（５２）と、走行用出力軸（５３）と、植付作業部出力軸（５４）と、を有し、
前記主軸（５２）の複数のギヤ（６１）と前記走行用出力軸（５３）の複数のギヤ（６６）により副変速部（６７）を構成し、
前記走行用出力軸（５３）に連動して前記トランスミッション（５）から後方に延びている後輪用ＰＴＯ軸（５８）と後輪駆動軸との間に第１の減速装置（８０）を介在し、
前記走行用出力軸のギヤ（６６）と前記植付作業部出力軸（５４）に回転自在に支持したアイドルギヤ（６４）とにより第２の減速装置（６８）を構成し、
前記トランスミッション（５）の走行用出力軸（５３）から、前記第１の減速装置（８０）を介して前記後輪（１５）に動力伝達すると共に前記第２の減速装置（６８）を介して前記前輪（１４）に動力伝達し、
前記副変速部（６７）がいずれの変速段にあっても、該変速段の伝動下流側の回転が前記第１の減速装置（８０）を介して前記後輪（１５）に伝達されると共に前記第２の減速装置（６８）を介して前記前輪（１４）に伝達されてなる、
ことを特徴とする移植機にある。

請求項２に係る本発明は、前記第１の減速装置（８０）は、前記後輪用ＰＴＯ軸（５８）から、前記後輪駆動軸に動力伝達すると共に前記他の作業用ＰＴＯ軸（８２）に動力伝達する分岐ケース（８１）に配置されてなる、
請求項１記載の移植機にある。

尚、前記した括弧内の符号等は図面を参照するためのものであって、本発明を何ら限定するものではない。

請求項１に係る本発明によると、後輪駆動系は、トランスミッションから延びている後輪用ＰＴＯ軸と後進駆動軸との間に減速装置を介在し、前輪駆動系は、植付作業部用出力軸にアイドルギヤを支持することにより減速装置を構成したので、従来必要であったトランスミッション内の減速ギヤ用軸を省くことが可能となり、トランスミッションの小型化を図ることができると共に、動力伝達損失を最少に抑えることができる。

請求項２に係る本発明によると、後輪駆動系の第１の減速装置は、従来の他の作業用ＰＴＯ軸の分岐ケースを利用することができるので、上記トランスミッションの変更に伴う他の動力伝達系の変更を最小限に抑えることができる。

請求項１に係る本発明によると、主軸と走行用出力軸との間に副変速部を介在し、該変速部による変速段がいずれの状態にあっても、その伝動下流側に第２の減速装置が介在するので、走行時及び作業時にそれぞれ適正な走行変速を得ることができる。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。図１乃至図５は、本発明の実施の形態を示すもので、図１は移植機の側面図、図２は作業状態にあるトランスミッション変速機構の展開図、図３は走行状態にあるトランスミッション変速機構の展開図、図４は第１の減速装置の展開図、図５は従来例を示すトランスミッション変速機構の展開図である。

図１に示すように、移植機１は、走行機体１０と、該走行機体１０の後方に連結された植付作業機２０とからなり、走行機体１０は、機体フレーム１２と、該機体フレーム１２の前方に配置された左右一対のフロントアクスルケースを介してそれぞれ支持された左右一対の前輪１４と、該機体フレーム１２の後方に配置された左右一対のリアアクスルケース１６にそれぞれ支持された後輪１５とを有している。

機体フレーム１２の前部にはエンジンとトランスミッション５が搭載され、機体カバー１３により覆われている。また、機体フレーム１２の中央部には運転席１７が配置され、該運転席１７には座席シート１８、ステアリングハンドル１９の他、運転に必要なレバー、ペダル、スイッチ、表示機器等が配置されている。

植付作業機２０は機体フレーム１２の後部に昇降リンク機構２１を介して連結されており、昇降リンク機構２１にローリング自在に連結される作業部フレーム２２と、作業フレーム２２の上方に左右往復自在に支持された苗のせ台２３と、苗を移植する植付機構２４と、植付機構２４の下部で上下方向に揺動自在に配置されたフロート２５を備えている。

植付機構２４では、トランスミッション５より出力される植付ＰＴＯ軸５７、１０７により動力が伝達され、苗のせ台２３に搭載されたマット状の苗から１株分の苗を掻き取って、圃場に植え付けるように構成されている。

移植機１はエンジンを動力源として、トランスミッション５により適宜に動力変換を行いながら前後輪１４、１５と植付機構２４を駆動するための動力として伝達され、苗植え作業が行われる。その他に、トランスミッション５からは植付ＰＴＯ軸５７，１０７と後輪を駆動するための走行ＰＴＯ軸とは別に、整地作業機等の汎用作業に用いるための作業用ＰＴＯ８２、１２１を有している。

図５を用いて従来例によるトランスミッション構造を説明すると、トランスミッション１００のミッションケース１０１には、エンジンからの動力が無段変速機（図示せず）を介して入力される主軸１０２と、該主軸１０２と所定の間隔で平行に並ぶ中間伝達軸１０３、植付作業部出力軸１０４、走行出力軸１０５とが回転自在に支持されると共に、植付ＰＴＯ軸１０７及び後輪用ＰＴＯ軸１０８の一端がこれら主軸１０２、中間伝達軸１０３、植付作業部出力軸１０４、走行出力軸１０５と略垂直方向に回転自在に支持されている。

主軸１０２には、植付作業機２０へ動力を伝達するための作業機側出力ギヤ１１０と、前後輪１４、１５へ動力を伝達するための走行側ギヤ１１１がスプライン嵌合により軸方向へ摺動自在に配置され、動力の分配が成される。

作業機側出力ギヤ１１０には、植付作業部出力軸１０４へスプライン嵌合により摺動自在に嵌合された作業部１次ギヤ１２２が噛合しており、入力された動力は作業部１次ギヤ１２２を介して植付作業部出力軸１０４へ伝達される。

植付作業部出力軸１０４の端部には、植付作業機２０に一定以上の負荷が加わった場合に動力の伝達を遮断することができるトルクリミッタ１１３と、植付ＰＴＯ軸１０７へ動力を伝達するための作業部２次ギヤ１２４を有しており、これらトルクリミッタ１１３、作業部２次ギヤ１２４を介して植付ＰＴＯ軸１０７へ動力が伝達される。また、作業部１次ギヤ１２２はセレクトレバー１０６を操作することによりシフトされ、作業機側出力ギヤ１１０と作業部１次ギヤ１２２の組み合わせを変更することにより適宜のギヤ比が選択され、植付ＰＴＯ軸１０７へ適当な動力を伝達することが可能となっている。

他方、走行側ギヤ１１１は、減速ギヤ用軸１０３へスプライン嵌合により摺動可能に嵌合する減速ギヤ用１次ギヤ１１２と噛合されている。走行側ギヤ１１１は２枚のギヤ１１１ａ、１１１ｂを有しており、減速ギヤ用１次ギヤ１１２が有する２枚のギヤ１１２ａ、１１２ｂと選択的に噛合することが可能となっている。このようにして減速ギヤ用１次ギヤ１１２へ伝達された動力は、減速ギヤ用軸１０３と該軸の中央部に位置する減速ギヤ用２次ギヤ１１４を介して走行出力軸１０５へと動力が伝達されることとなる。

走行出力軸１０５では、減速ギヤ用２次ギヤ１１４より入力された動力は、該減速ギヤ用２次ギヤ１１４と常時噛合する走行出力１次ギヤ１１５を介して、前輪へ動力を伝達する前輪駆動ギヤ１１６と、後輪へ動力を伝達する後輪駆動ギヤ１１７により前後車軸へ分配される。

走行出力軸１０５の端部に形成された後輪駆動ギヤ１１７へは、後輪用走行ＰＴＯ軸１０８の後輪用走行ＰＴＯギヤ１１８がベベルギヤ構造により噛合しており、更に、後輪用走行ＰＴＯ軸１０８の後端部へはリヤアクスルへ動力を伝える後輪用ＰＴＯ出力ギヤ１１９が位置している［図５−（ｂ）］。この後輪用ＰＴＯ出力ギヤ１１９は分岐ケース１２０に収められており、分岐ケース１２０の一端からは減速ギヤを介して他の作業用ＰＴＯ軸１２１が延出され、適宜の作業機械動力源として使用することができる。

このように、従来例によるトランスミッションでは主軸１０２、植付作業部出力軸１０４、減速ギヤ用軸１０３、走行出力軸１０５の４本の軸を平行に配置した上で、複数のギヤを介在させることにより動力の分配と必要な減速比を得るものであったため、ミッションケース１０１が大型化する傾向にあり、また、各軸と複数のギヤを回転させるために動力伝達損失が生じる場合があった。

以上の従来例に対して、本発明の好ましい実施の形態を図２に示す作業状態にあるトランスミッション変速機構の展開図に基づき説明すると、トランスミッション５のミッションケース５１には、エンジンからの動力が無段変速機（図示せず）を介して入力される主軸５２と、該主軸５２と所定の間隔で平行に並ぶ走行用出力軸５３、植付作業部出力軸５４とが回転自在に支持されると共に、植付ＰＴＯ軸５７及び後輪用ＰＴＯ軸５８の一端がこれら主軸５２、走行用出力軸５３、植付作業部出力軸５４と略垂直方向に回転自在に支持されている。

主軸５２には、植付作業機２０へ動力を伝達するための作業機側出力ギヤ６０と、前後輪１４、１５へ動力を伝達するための走行側ギヤ６１がスプライン嵌合により摺動自在に配置され、動力の分配が成される。

作業機側出力ギヤ６０は、植付作業部出力軸５４へスプライン嵌合により摺動自在に嵌合された作業部１次ギヤ６２と噛合しており、入力された動力は作業部１次ギヤ６２を介して植付作業部出力軸５４へ伝達される。該植付作業部出力軸５４の中央部には、後述する前輪側へ駆動力を伝達するためのアイドルギヤ６４が筒軸６４ａにより回転自在に被嵌されると共に、植付作業部出力軸５４の端部には、植付作業機２０側に一定以上の負荷が加わった場合に動力の伝達を遮断することができるトルクリミッタ６３と、植付ＰＴＯ軸５７へ動力を伝達するための作業部２次ギヤ６５を有しており、これらトルクリミッタ６３、作業部２次ギヤ６５を介して植付ＰＴＯ軸５７へ動力が伝達される。作業部１次ギヤ６２では、セレクトレバー５６の操作によりリンク５６ａを介して作業部１次ギヤ６２をシフトすることができ、作業部１次ギヤ６２のギヤと作業機側出力ギヤ６０のギヤ組み合わせを変更することが可能であり、適宜のギヤ比を選択して植付ＰＴＯ軸５７へ動力を伝達することができる。

他方、走行側ギヤ６１へは、走行用出力軸５３へスプライン嵌合により摺動可能に嵌合された走行用出力ギヤ６６が噛合している。走行側ギヤ６１は２枚のギヤ６１ａ、６１ｂが一体として成型され、また、走行用出力ギヤ６６は３枚のギヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃが一体として成型されており、これらギヤを適宜に組み合わせることにより、ギヤ比を調整する副変速部６７が構成される。

副変速部６７の作用について詳述すると、図２に示す作業時状態によれば、走行側ギヤ６１の小ギヤ６１ａが走行用出力ギヤ６６の大ギヤ６６ａと噛合して、大きな減速比と高い軸トルクを得ることができる。本噛合状態では、走行用出力ギヤ６６のギヤ６６ｃがアイドルギヤ６４を構成するギヤ６４ｂと噛合しており（図中では離間して示す）、大ギヤ６６ａより入力された動力はギヤ６６ｃ、ギヤ６４ｂを介してアイドルギヤ６４へ伝達されることとなる。

次に走行状態にある副変速部６７を説明すると、図３では図２に示す走行用出力ギヤ６６がセレクトレバー５６の操作により走行用出力軸５３の右方へとシフトされ、上述した走行側ギヤ６１の小ギヤ６１ａと走行用出力ギヤ６６の大ギヤ６６ａとの噛合が解除されて、走行側ギヤ６１の大ギヤ６１ｂと走行用出力ギヤ６６のギヤ６６ｃとが噛合されると共に、走行用出力ギヤ６６のギヤ６６ｂがアイドルギヤ６４のギヤ６４ｂと噛合され（図中では離間して示す）、ギヤ６６ｃより入力された動力はギヤ６６ｂを介してギヤ６４ｂへ伝達されることとなる。このように、副変速部６７を構成する走行用出力ギヤ６６が走行側ギヤ６１のいずれのギヤを噛合していても、アイドルギヤ６４のギヤ６４ｂは、ギヤ６６ｂ、またはギヤ６６ｃのいずれかと常時噛合することとなる。本走行状態によれば、減速比が小さく設定され、高回転軸出力を得ることができる。

次に、アイドルギヤ６４は、植付作業部出力軸５４を回転自在に被嵌する筒軸６４ａの一方の端部に支持されるギヤ６４ｂと、筒軸６４ａの他方の端部へは前輪へ動力を伝達するギヤ６４ｃが支持され一体として回動する。アイドルギヤ６４のギヤ６４ｃは前輪駆動軸と繋がるデファレンシャルギヤ７０のリングギヤ７０ａと常時噛合されて（図中では離間して示す）走行動力が伝達される。このように、走行用出力ギヤ６６から入力された動力は、アイドルギヤ６４を第２の減速装置６８として必要な減速比を得て前輪車軸へ伝達されることとなる。

他方、走行用出力ギヤ６６より入力された動力は、走行用出力軸５３を介して該走行用出力軸５３の端部に位置する後輪駆動ギヤ６９まで伝わり、更に伝達下流に繋がる後輪用ＰＴＯ軸５８へと動力が伝達される。後輪駆動ギヤ６９はベベルギヤにより構成され、噛合する後輪用ＰＴＯ軸５８の端部に位置する後輪用ＰＴＯ入力ギヤ７１と共働して、駆動力を略垂直方向に変換されている。

後輪用ＰＴＯ入力ギヤ７１を介して動力伝達がされた後輪用ＰＴＯ軸５８は、ミッションケース５１の後端部から延出して走行機体１０のフロアー下を通過して機体後方まで亘り、動力をリヤアクスルケース１６まで導くことができる。後輪用ＰＴＯ軸５８では、機体長さに応じて離間した位置まで動力が伝達されることから、必要により軸中間にユニバーサルジョイントや支持軸受けを有している。

後輪用ＰＴＯ軸５８の後端部には第１の減速装置８０が繋がれ、該第１の減速装置８０はリヤアクスルケース１６側へ動力を伝達するための減速機構と、汎用作業の動力源として使用することができる作業用ＰＴＯ８２とを有している。

更に、図４を用いて第１の減速装置８０の構造を説明すると、第１の減速装置８０へは後輪用ＰＴＯ軸５８が分岐ケース８１の前端部へ導かれると共に、該後輪用ＰＴＯ軸５８は分岐ケースを貫通して延出して、汎用作業に使用される作業用ＰＴＯ８２を形成する。分岐ケース８１内の後輪用ＰＴＯ軸５８には後輪用ＰＴＯ出力ギヤ８３が形成されており、該後輪用ＰＴＯ出力ギヤ８３は後輪用ＰＴＯ軸５８と平行に位置する後輪駆動軸８４に繋がる後輪駆動入力ギヤ８５と噛合して後輪駆動軸８４へ動力伝達される。後輪駆動軸８４の後方にはリヤアクスルケース１６へ繋がる後輪駆動出力ギヤ８６を有しており、分岐ケース８１のアタッチメント部８７をリヤアクスルケース１６と当接することにより、後輪駆動軸８４まで伝達された動力は後輪駆動出力ギヤ８６を介して後輪へ伝わることとなる。

本第１の減速装置８０は、図５−（ｂ）の従来例にて説明した後輪側へ動力を伝達するための分岐ケース１２０を流用することが可能であり、従来の分岐ケース構造を大幅に変更することなく転用できる。

以上のように、本発明によるトランスミッション５では、主軸５２、走行用出力軸５３、植付作業部出力軸５４の３軸により構成され、従来例によるトランスミッション１００に必要であった中間伝動軸１０３が不要となるので、トランスミッションケース５１をコンパクトに抑えることができる。また、動力伝達部品数が少なくなることにより動力伝達損失を低く抑えることが可能となる。

更に、第１の減速装置８０は従来例による分岐ケース１２０を転用することができるので、トランスミッション構造の変更に伴う他の動力伝達系の変更を最小に抑えることができる。

最後に、上記に示した本発明による実施例は移植機に使用することができるトランスミッション構造の最良の形態を一実施例として記載したものであり、本発明の思想は広く動力機械に使用されるトランスミッションへ転用可能であることを付記する。

移植機の側面図である。 作業状態にあるトランスミッション変速機構の展開図である。 走行状態にあるトランスミッション変速機構の展開図である。 第１の減速装置の展開図である。 従来例を示すトランスミッション変速機構の展開図である。

符号の説明

１ 移植機
５ トランスミッション
１０ 走行機体
２０ 植付作業機
１４ 前輪
１５ 後輪
５１ トランスミッションケース
５２ 主軸
５３ 走行用出力軸
５４ 植付作業部出力軸
５７ 植付ＰＴＯ軸
５８ 後輪用ＰＴＯ軸
６４ アイドルギヤ
６６ 走行用出力ギヤ
６７ 副変速部
６８ 第２の減速装置
８０ 第１の減速装置
８２ 作業用ＰＴＯ

Claims (2)

1. エンジンの動力をトランスミッションを介して前輪、後輪、植付作業部及び他の作業用ＰＴＯ軸に伝達してなる移植機において、
   前記トランスミッションは、互に平行に配置された、前記エンジンからの動力が伝達される主軸と、走行用出力軸と、植付作業部出力軸と、を有し、
   前記主軸の複数のギヤと前記走行用出力軸の複数のギヤにより副変速部を構成し、
   前記走行用出力軸に連動して前記トランスミッションから後方に延びている後輪用ＰＴＯ軸と後輪駆動軸との間に第１の減速装置を介在し、
   前記走行用出力軸のギヤと前記植付作業部出力軸に回転自在に支持したアイドルギヤとにより第２の減速装置を構成し、
   前記トランスミッションの走行用出力軸から、前記第１の減速装置を介して前記後輪に動力伝達すると共に前記第２の減速装置を介して前記前輪に動力伝達し、
   前記副変速部がいずれの変速段にあっても、該変速段の伝動下流側の回転が前記第１の減速装置を介して前記後輪に伝達されると共に前記第２の減速装置を介して前記前輪に伝達されてなる、
   ことを特徴とする移植機。
2. 前記第１の減速装置は、前記後輪用ＰＴＯ軸から、前記後輪駆動軸に動力伝達すると共に前記他の作業用ＰＴＯ軸に動力伝達する分岐ケースに配置されてなる、
   請求項１記載の移植機。

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