(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラクタに装着して農作業を行う農作業機において、
前記トラクタからの回転動力を受けてミッションケース内に伝達する入力軸と、前記入力軸の途中に有する伝達部から動力の一部を得て回転を増速する第１の増速手段と、前記第１の増速手段で増速した回転をさらに増速する第２の増速手段と、前記第２の増速手段で増速した回転を受ける出力装置とを有し、
前記第１の増速手段は前記ミッションケースより前方に設けられ、前記第２の増速手段は前記第１の増速手段よりも前方側に設けられ、前記出力装置は前記第２の増速手段より後方側に設けられていることを特徴とする農作業機。
【請求項２】
請求項１に記載の農作業機において、
前記第１の増速手段、前記第２の増速手段及び前記出力装置は、前記ミッションケースの両側に設けられる２つのヒッチアーム取付用プレートの間に設けられていることを特徴とする農作業機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の農作業機において、
前記第１の増速手段は、前記入力軸に取り付けられて前記入力軸と一緒に回転する第１の平歯車と、前記第１の平歯車と噛み合う第２の平歯車により構成されることを特徴とする農作業機。
【請求項４】
請求項３に記載の農作業機において、
前記第１の平歯車と前記第２の平歯車の中心距離は、１００〜２００ｍｍであることを特徴とする農作業機。
【請求項５】
請求項３に記載の農作業機において、
前記第１の平歯車は、直径が２５０ｍｍ以下であることを特徴とする農作業機。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の農作業機において、
前記第１の増速手段は、前記ミッションケースの前方に固定されて前記入力軸を保持するギアケースの内部に設けられていることを特徴とする農作業機。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の農作業機において、
前記第２の増速手段は、２つのプーリーとベルトにより構成されていることを特徴とする農作業機。
【請求項８】
請求項７に記載の農作業機において、
前記プーリーの１つは、前記第２の平歯車が取り付けられる伝動軸に固定されることを特徴とする農作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農作業機に関し、特に、トラクタからの回転動力の一部を得て増速する手段を設け、トラクタに装着して農作業を行う農作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トラクタに装着する農作業機では、アクチュエータ等を有して様々な農作業に対応していた。アクチュエータ等は電気で動くものも数多くあり、このときの電源は、トラクタのバッテリーを使用し、トラクタ側からハーネス（配線）を介して接続されていた。
【０００３】
一方、図６は、従来の農作業機における入力軸近辺の一例を示す拡大図である。図６では、下側が前側となり、トラクタに装着される。トラクタ側からの動力を入力軸１０１で受けて回転し、動力は、入力軸１０１に接続された第１ベベルギア１０２、第２ベベルギア１０４、駆動軸１０６へと伝達されて、農作業に必要な動力となる。ベベルケース１１１は、入力軸１０１をベアリング１２１、１２２を介して前側のボス部１１１ａで保持する。さらに、第２ベベルギア１０４をベアリング１２３を介して後ろ側のベベル保持部１１１ｂで保持する。ベベルケース１１１は外周に複数の孔１１１ｃを有するフランジ部１１１ｄを有し、ここにボルトなどを外側から通し、ミッションケース１１４の前方の開口した取付部１１４ａ（の雌ねじ部）に固定する。このとき、ベベルギア１０２、１０４は、ミッションケース１１４内に配置される。ベベルケース１１１より前方には、固定部材１１２が取り付けてある。また、ミッションケース１１４の両側には、フレームパイプ１１５、１１６に固定されたヒッチアーム取付用プレート１１７、１１８を有している。
【０００４】
一方、特許文献１には、ギアケースの後方から突出した出力軸を有するロータリ耕耘装置が記載されている。さらに、特許文献２には、入力軸から平歯車を１段介してミッションケース内部に設けられた油圧ポンプを作動させる農作業機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２１０００２号公報
【特許文献２】特開平１０−１４３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のトラクタのバッテリーを電源とする方式では、トラクタと農作業機の間をつなぐ配線が必要であり、農作業に応じて農作業機を付け替えるごとに配線を脱着する必要がある。さらに、配線を接続したままトラクタから農作業機を取り外すと断線のおそれもあった。
【０００７】
また、特許文献１に記載の発明は、ギアケースの後方にスペースを有する必要があり、さらに、図６に示した従来例と比べれば、入力軸周りの機構をすべて取り替える必要があり重量バランスも悪くなる。特許文献２に記載の発明は、平歯車を一段介してミッションケース内部の油圧ポンプを作動させる構成であり、定められた油圧ポンプのみに適用可能であり、増速比も限られる。さらに、従来例と比べれば、入力軸周りの機構をすべて取り替える必要がある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みて、トラクタからの回転動力の一部を得て回転を増速する手段が、コンパクトで重量バランスに優れ、かつ、増速比を高くすることができるトラクタに装着して農作業を行う農作業機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の農作業機は、トラクタに装着して農作業を行う農作業機において、前記トラクタからの回転動力を受けてミッションケース内に伝達する入力軸と、前記入力軸の途中に有する伝達部から動力の一部を得て回転を増速する第１の増速手段と、前記第１の増速手段で増速した回転をさらに増速する第２の増速手段と、前記第２の増速手段で増速した回転を受ける出力装置とを有し、前記第１の増速手段は前記ミッションケースより前方に設けられ、前記第２の増速手段は前記第１の増速手段よりも前方側に設けられ、前記出力装置は前記第２の増速手段より後方側に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
さらに本発明の農作業機は、前記第１の増速手段、前記第２の増速手段及び前記出力装置は、前記ミッションケースの両側に設けられる２つのヒッチアーム取付用プレートの間に設けられていることを特徴とする。
さらに本発明の農作業機は、前記第１の増速手段は、前記入力軸に取り付けられて前記入力軸と一緒に回転する第１の平歯車と、前記第１の平歯車と噛み合う第２の平歯車により構成されることを特徴とする。
さらに本発明の農作業機は、前記第１の平歯車と前記第２の平歯車の中心距離は、１００〜２００ｍｍであることを特徴とする。
さらに本発明の農作業機は、前記第１の平歯車は、直径が２５０ｍｍ以下であることを特徴とする。
さらに本発明の農作業機は、前記第１の増速手段は、前記ミッションケースの前方に固定されて前記入力軸を保持するギアケースの内部に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
さらに本発明の農作業機は、前記第２の増速手段は、２つのプーリーとベルトにより構成されていることを特徴とする。
さらに本発明の農作業機は、前記プーリーの１つは、前記第２の平歯車が取り付けられる伝動軸に固定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、トラクタに装着して農作業を行う農作業機において、トラクタからの回転動力の一部を得て回転を増速する手段が、コンパクトで重量バランスに優れ、かつ、増速比を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の農作業機における一実施形態を示す入力軸近辺の平面断面拡大図である。
【図２】本発明の農作業機における一実施形態を示す入力軸近辺の正面拡大図である。
【図３】本発明の農作業機における入力軸近辺の取り付け例を示す拡大正面図である。
【図４】本発明の農作業機とトラクタを含む構成例を示す全体構成図である。
【図５】本発明の農作業機の一例を示す正面図である。
【図６】従来の農作業機における一例を示す入力軸近辺の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の農作業機における一実施形態を示す入力軸近辺の平面断面拡大図であり、図２は、正面拡大図である。図１では、機構を分かりやすくするため出力装置である発電装置２０の位置を外側へずらして記載されている。なお、図６の従来例と同じ部分は同じ符号を付してある。
【００１６】
図１では、下側が前側（トラクタ側）となり、トラクタの後部に装着される。トラクタへの装着は、ミッションケース１１４の両側のフレームパイプ１１５、１１６に固定されたヒッチアーム取付用プレート１１７、１１８にヒッチアーム（トラクタとの連結させるための部材）を取り付ける等してトラクタの後部に有する連結装置等に取り付ける。
【００１７】
入力軸１１は、前方に受け部１１ａを有し、途中には、スプラインやキー溝などで構成される伝達部１１ｂを有する。さらに後端には、第１ベベルギア１０２が一体に形成されている。受け部１１ａは、ジョイント（ユニバーサルジョイントを含む）等を取り付け可能となっていてトラクタからの回転動力が伝達される。入力軸１１は、第１ベアリング２１と第２ベアリング２２を介してギアケース３０に回転可能に保持される。
【００１８】
第１ギア１３は、中央に円筒部１３ａを有し、その外周は平歯車による歯車部１３ｂとなっている。入力軸１１の伝達部１１ｂには、第１ギア１３の円筒部１３ａが挿入されて、第１ギア１３が入力軸１１と同芯で一緒に回転するように取り付けられる。円筒部１３ａの内周は、スプラインで構成される。そして、円筒部１３ａの両側は第１ベアリング２１と第２ベアリング２２と当接しており、歯車部１３ｂは、円筒部１３ａの後方に形成されている。
【００１９】
伝動軸１６は、途中に、平歯車である第２ギア１５が、伝動軸１６と同芯で一緒に回転するように取り付けられる。第２ギア１５は、第１ギア１３と噛み合う平歯車であり、第１ギア１３よりも歯数が少なく、直径が小さいものとなっている。伝動軸１６は、第２ギア１５の両側に配置される第３ベアリング２３と第４ベアリング２４を介してギアケース３０に回転可能に保持される。また、伝動軸１６の前方端には、第１プーリー１７が固定されている。
【００２０】
これら、第１ギア１３と第２ギア１５により、第１の増速手段となっている。ここで、第１ギア１３と第２ギア１５の中心距離は、例えば、１００ｍｍ〜２００ｍｍとすることができ、第１ギア１３の直径を２５０ｍｍ以下とすることができる。なお、本実施例では、第１の増速手段により２倍以上増速している。
【００２１】
出力装置である発電装置２０は軸部２０ａに第２プーリー１９が取り付けられ、第２プーリー１９が回転するとその動力を元に発電を行う装置である。第１プーリー１７と第２プーリー１９の間にはベルト１８が架け渡され動力を伝達する。第１プーリー１７の直径は、第２プーリー１９の直径より大きく、ベルト１８を含めて第２の増速手段となっている。発電装置２０の例として、オルタネータやダイナモが挙げられる。特に、オルタネータは、発電量も多く、整流機能や充電制御の機能を有しており後述する蓄電装置４４と直接接続可能となる。発電装置２０の位置は、第２プーリー１９の後方にあり、フレームパイプ１１５を避けて、フレームパイプ１１５の上側に取り付けられる。このため、第２プーリー１９の位置は、第１プーリー１７の位置より上に配置されている。なお、第２の増速手段としては、汎用のオルタネータで使用されているプーリーとするとコストが抑えられるが、これだけでなく、チェーン（とスプロケット）やギアによる構成とすることもできる。また、出力装置は、発電装置２０の他に、ポンプ等の他の出力装置でも適用可能である。
【００２２】
ギアケース３０は、入力軸１１を保持する入力軸保持部３０ａをミッションケース１１４の前方に有し、伝動軸１６を保持する伝動軸保持部３０ｂを入力軸保持部３０ａの横側（真横でなくてもよい）に有している。伝動軸保持部３０ｂの厚みは、入力軸保持部３０ａより薄くなっており、前側の端部は、入力軸保持部３０ａより後方に位置しており、第２の増速手段であるプーリー１７、１９のスペースを確保している。さらに、後方には、ベベル保持部３０ｃを有しておりこの形状は、基本的に図６の従来例のベベル保持部１１１ｂと同様である。ベベル保持部３０ｃには、第３ベアリング１２３を介して、第２ベベルギア１０４が取り付けられる。
【００２３】
また、ギアケース３０は、組み付けを考慮してギアケース後部材３１とギアケース前部材３２に分割できる。ギアケース後部材３１は、例えば、後方側の第２ベアリング２２と第４ベアリング２４を取り付ける取付部を有し、ギアケース前部材３２は、前方側の第１ベアリング２１や第３ベアリング２３を取り付ける取付部を有することができる。さらに、ギアケース後部材３１は、ベベル保持部３０ｃも有している。
【００２４】
ベース３５は、ギアケース３０の伝動軸保持部３０ｂの前側に取り付けられ、第１プーリー１７と第２プーリー１９と発電装置２０を支持する。さらに、プーリーケース３６は、ベース３５に取り付けられ第１プーリー１７と第２プーリー１９の前側と側面をカバーする。また、ベース３５には、調節溝３５ａを有している。
【００２５】
発電装置２０は、ベース３５の後方に、ボルト３７と調節ボルト３８により固定する。ボルト３７と調節ボルト３８は、発電装置２０の両側に位置している。調節ボルト３８は、調節溝３５ａにそってずらして位置を決めて固定できる。これにより、ベルト１８の張りを調節できる。発電装置２０は、外部に設けられており、メンテナンスが容易となっている。
【００２６】
次に、作用について説明する。
【００２７】
トラクタのＰＴＯ（Ｐｏｗｅｒ  ｔａｋｅ  Ｏｆｆ）からの動力は、ジョイント（ユニバーサルジョイントを含む）等を介して入力軸１１に伝達され、入力軸１１は回転する。すると、入力軸１１の後端に固定された第１ベベルギア１０２も回転し、第２ベベルギア１０４と噛み合い、駆動軸１０６へ動力が伝達される。駆動軸１０６以降は農作業に必要な動力のために使用される。
【００２８】
一方、入力軸１１に取り付けられている第１ギア１３も入力軸１１と一緒に回転し、第２ギア１５と噛み合い動力の一部（例えば、１馬力程度）が伝達されて増速される。さらに、第２ギア１５を取り付けている伝動軸１６が一緒に回転し、前方先端に固定されている第１プーリー１７も回転する。第１プーリー１７の回転動力は、ベルト１８を介してさらに増速して第２プーリー１９へ伝達される。第２プーリー１９は、発電装置２０の軸部２０ａに取り付けられているため、発電装置２０は伝達された動力をもとに発電を行う。
【００２９】
このように、第１ギア１３及び第２ギア１５の第１の増速手段と、第１プーリー１７及び第２プーリー１９の第２の増速手段により増速される。トラクタＰＴＯからの定格の回転数は通常５４０ｒｐｍ（ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）である。オルタネータ等の発電機は、２０００ｒｐｍ以上の回転数が好ましく、最低でも１５００ｒｐｍ以上の回転が必要である。そのため、トラクタＰＴＯから入力軸１１に入力された回転数（定格５４０ｒｐｍ）から発電装置２０の第２プーリー１９の回転までに増速する比率は、３倍以上必要となる。本発明では、上記２段階の増速手段により確実に増速される。
【００３０】
図３は、本発明の農作業機における入力軸近辺の取り付け例を示す拡大正面図である。図では、（ａ）から（ｄ）に向かうに従い部品が取り付けられていき完成となっていく。
【００３１】
まず、図３（ａ）のように、ミッションケース１１４に、ギアケース後部材３１を取り付ける。ギアケース後部材３１の底部には底部取付孔３１ａを複数有しており、この孔にボルトを入れ、ミッションケース１１４の取付部１１４ａに有する雌ねじ部に締め付ける等して固定する。底部取付孔３１ａは、側壁部３１ｂより内側に位置している。これにより、ミッションケース１１４の取付部１１４ａは従来のままで、ギアケース３０内部に各ギア１３，１５を設けるスペースを確保することができる。このとき、第２ベベルギア１０４は、ベベル保持部３０ｃに予めセットしておく。
【００３２】
さらに、図３（ｂ）のように、ギアケース後部材３１にギアケース前部材３２を取り付ける。取り付けは、それぞれの側壁部３１ｂ、３２ａの端部をあわせて、ギアケース前部材３２の側部取付孔３２ｂからボルトを入れて、ギアケース後部材３１の側部雌ねじ部３１ｃに螺合させて固定する。このとき、内部には、第１ベベルギア１０２を有する入力軸１１、伝動軸１６、各ギア１３、１５、各ベアリング２１、２２、２３、２４をセットする。
【００３３】
さらに、図３（ｃ）のように、ギアケース前部材３２に、ベース３５を取り付け、各プーリー１７，１９とベルト１８をセットした後、図３（ｄ）のように、ベース３５にプーリーケース３６を取り付けている。
【００３４】
これらの構成により、ミッションケース１１４の構成は従来例と同じままで、増速手段を取り付けることができる。さらに、増速手段を２段とすることで全体をコンパクトにすることができる。さらに、増速手段の動力を入力軸１１からとることで前側に設置でき、トラクタとの重量バランスもよい。
【００３５】
さらに、これらの構成により、従来例のミッションケース１１４の取付部１１４ａの前端部から固定部材１１２の前端部間の距離Ａと、本発明のミッションケース１１４の取付部１１４ａの前端部からギアケース３０の前端部間の距離Ａ’は、略同じにすることが可能となっている。さらに、プーリーケース３６の前端部は、ギアケース３０の前端部より前に出ないことにより（Ｂ）、ジョイントや入力軸のカバーとの干渉もなくなる。さらに、発電装置２０をミッションケース１１４の一方の横側に位置させ、さらに、従来のヒッチアーム取付用プレート１１７、１１８より内側に配置することで他の部材との干渉を避けることができる。これらにより、ヒッチアーム（トラクタとの連結させるための部材）等の取り付けは従来通りとすることができ、部品の共通化を図ることができる。
【００３６】
図４は、本発明の農作業機とトラクタを含む構成例を示す全体構成図である。トラクタ１の後部には、農作業機２が装着されており、トラクタ１からの動力は、ジョイント４を介して入力軸１１へ伝達される。農作業機２には、入力軸１１、発電装置２０、無線送受信部４２、制御ボックス（制御部）４３、蓄電装置４４、アクチュエータ４５を有しており、入力軸１１の回転動力の一部が増速されて発電装置２０で発電され蓄電装置４４に電気が蓄えられる。蓄電装置４４は、例えば１２Ｖのバッテリーなどである。一方、蓄電装置４４と制御ボックス４３は接続され、さらに、制御ボックス４３は、無線送受信部４２やアクチュエータ４５とも接続されている。一方、トラクタ１側には、操作部４１を配置可能となっている。
【００３７】
操作部４１には、操作スイッチや無線送受信機能を有しており、作業者は、例えば、トラクタ１の運転席から操作部４１を遠隔で操作する。すると、操作信号は無線で、農作業機２側の無線送受信部４２へ送られる。そしてその操作信号をもとに、制御ボックス４３では、アクチュエータ４５を制御する。このとき農作業機２側で必要な電力は、蓄電装置４４を電源として供給される。なお、制御ボックス４３から必要な情報を無線送受信部４２を介して操作部４１へ送信し操作部４１に表示部を設けて表示させてもよい。
【００３８】
このように無線操作及び発電システムを構成することで、トラクタ１と農作業機２の間の配線を一切必要とせず、作業者は、農作業機２の取り替えをスムーズに行うことができ、さらに、このときの断線のリスクもなくすことができる。
【００３９】
図５は、本発明の農作業機の一例を示す正面図である。図５の農作業機２は折りたたみ機構を備えた代掻き機であり、入力軸１１側をトラクタ１に装着し、入力軸１１からの動力を得てカバー５２の内で代掻き爪が回転することにより代掻き作業を行う。
【００４０】
電動油圧シリンダ５６は、シリンダが伸び縮みすることにより、回動機構５７を作用させサイド作業部５５を（図５の左側のように）上側に折りたたみ、代掻き機の全幅を短くすることができる。延長レーキ開閉装置６０は、内部のモーターが回転することにより、制御バー６２やワイヤ６３を介して延長レーキ６１を左右に回動させ、延長レーキ６１を使用するか否かを選択することができる。土引きユニット６６は、内部のモーターの回転により土引き部６７を介して後方のレーキの上下動を制御して土引きを調整することができる。
【００４１】
これら、電動油圧シリンダ５６や、延長レーキ開閉装置６０（のモーター）、土引きユニット６６（のモーター）をアクチュエータ４５として操作することができ、効率のよい農作業を行うことができる。
【００４２】
図５では、一種類の農作業機を例に示したが、これに限らず、トラクタに装着してトラクタからの動力を受ける入力軸を有し、電動で動くアクチュエータを備えた農作業機全般に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１１、１０１    入力軸
１３    第１ギア
１５    第２ギア
１６    伝動軸
１７    第１プーリー
１８    ベルト
１９    第２プーリー
２０    出力装置である発電装置
３０    ギアケース
３５    ベース
３６    プーリーケース
４１    操作部
４２    無線送受信部
４３    制御ボックス
４４    蓄電装置
４５    アクチュエータ
５６    電動油圧シリンダ
６０    延長レーキ開閉装置
６６    土引きユニット
１０２    第１ベベルギア
１０４    第２ベベルギア
１１１    ベベルケース
１１４    ミッションケース
１１７、１１８  ヒッチアーム取付用プレート
【図１】
0005872156.tif 000002
【図２】
0005872156.tif 000003
【図３】
0005872156.tif 000004
【図４】
0005872156.tif 000005
【図５】
0005872156.tif 000006
【図６】
0005872156.tif 000007