(57)【要約】  【課題】  圃場の硬さに応じて耕耘爪の回転を一様に一軸正回転あるいは内側、外側で一軸正逆回転させる。  【解決手段】  中央伝動ケース１内に、ＰＴＯ入力軸２とカウンター軸３と耕耘中軸４とを平行に配置し、耕耘中軸４の両側外周部に耕耘外筒軸５を遊嵌しておく。耕耘中軸４はＰＴＯ入力軸２の歯車１２とカウンター軸３に遊嵌された歯車１３を介して耕耘中軸４に嵌着した歯車１４に伝達して正転駆動される。耕耘外筒軸５はＰＴＯ入力軸２の歯車１５と耕耘中軸４に遊嵌された歯車１６とカウンター軸３に遊嵌された歯車１７とスライダー１８と歯車２５を介して逆転駆動される。さらに、スライダー１８に設けられたドッグクラッチを切り換えることで、歯車１３の回転をスライダー１８と歯車２５を介して歯車２５に伝達することで耕耘外筒軸５は正転駆動される。  【選択図】  図２
2006211941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央伝動ケースと、
該中央伝動ケースに両端が支持されたＰＴＯ入力軸と、
該ＰＴＯ入力軸と平行に前記中央伝動ケースに両端が支持されたカウンター軸と、
該カウンター軸および前記ＰＴＯ入力軸と平行に前記中央伝動ケースを貫通して左右２箇所で支持されるとともに両端部に耕耘爪が取り付けられた耕耘中軸と、
該耕耘中軸が前記中央伝動ケースを貫通する部分で耕耘中軸の外側に遊嵌されるとともに軸受けを介して前記中央伝動ケースに支承されかつ両外端部に耕耘爪が取り付けられた１対の耕耘外筒軸と、
前記ＰＴＯ入力軸に嵌着された中軸駆動用第１歯車と、
前記カウンター軸に遊嵌されて前記中軸駆動用第１歯車と噛合するとともにカウンター軸の中央寄りの端部にドッグクラッチの爪を形成した中軸駆動用第２歯車と、
前記耕耘中軸の略中央部分に嵌着されて前記中軸駆動用第２歯車と噛合する中軸駆動用第３歯車と、
前記ＰＴＯ入力軸に嵌着された外筒軸駆動用第１歯車と、
前記耕耘中軸の略中央部分に遊嵌されて前記外筒軸駆動用第１歯車と噛合する外筒軸駆動用第２歯車と、
前記カウンター軸に遊嵌されて前記外筒軸駆動用第２歯車と噛合するとともにカウンー軸の中央寄りの端部にドッグクラッチの爪を形成した外筒軸駆動用第３歯車と、
前記カウンター軸の中央部分にスプライン嵌合されて一端側面に中軸駆動用第２歯車の爪と係合可能なドッグクラッチの爪を形成し他端側面に外筒軸駆動用第３歯車の爪と係合可能なドッグクラッチの爪を形成したスライダーと、
該スライダーをその端部の爪が一端側の中軸駆動用第２歯車の爪と係合する位置と他端側の外筒軸駆動用第３歯車の爪と係合する位置とに選択的に移動させるスライダー移動機構と、
前記カウンター軸の中軸駆動用第２歯車の軸方向外側および外筒軸駆動用第３歯車の軸方向外側にそれぞれ嵌着された１対の外筒軸駆動用第４歯車と、
前記耕耘外筒軸の内側の端部に嵌着されて前記外筒軸駆動用第４歯車と噛合する１対の外筒軸駆動用第５歯車と、
を備えたことを特徴とする一軸正転並びに正逆転切換ロータリ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の一軸正転並びに正逆転切換ロータリ装置において、
前記外筒軸駆動用第２歯車は、外筒軸駆動用第１歯車と噛合する歯車と外筒軸駆動用第３歯車と噛合する歯車とを組み合わせて構成し、外筒軸駆動用第３歯車と噛合する歯車の歯数を外筒軸駆動用第１歯車と噛合する歯車の歯数よりも小さくしたことを特徴とする一軸正転並びに正逆転切換ロータリ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の一軸正転並びに正逆転切換ロータリ装置において、
前記中軸駆動用第２歯車と前記スライダーとの間にそれぞれ対応して形成されるドッグクラッチの爪の凹凸配列は、互いの係合が１回転中に１箇所のみとしたことを特徴とする一軸正転並びに正逆転切換ロータリ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の一軸正転並びに正逆転切換ロータリ装置を備えたことを特徴とするロータリ専用機。
【請求項５】
請求項４に記載のロータリ専用機は、エンジンを前方に配置し、ハンドル操作部および前記一軸正転並びに正逆転切換ロータリ装置を後方に配置し、エンジンのやや後方にタイヤを配置したことを特徴とするロータリ専用機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一軸上位置に配置された中軸と外筒軸とからなる二重構造の駆動軸に耕耘爪を取り付けて、両方を正転させる場合と、一方を正転させ他方を逆転させる場合とを切り換え可能にした一軸正転並びに正逆転切換ロータリ装置、およびそのロータリ装置を備えたロータリ専用機に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転する爪により圃場を耕耘するロータリ専用機は、エンジンを前方に配置し、ハンドルおよび耕転ロータリを後方に配置し、エンジンのやや後方であって全体の中間部にタイヤを配置している。このロータリ専用機の耕耘ロータリは、圃場の堅さや耕耘深さに応じて、前進方向でのタイヤ回転と同じ方向に正回転させるものや、その逆のタイヤ回転と反対方向の逆回転させるもの、また、爪軸を二重軸構造にして一軸上で分割された爪軸を互いに逆方向に回転させる一軸正逆転方式のものとがある。
【０００３】
このうちの一軸正逆転のロータリを備えたロータリ専用機は、圃場が堅い場合にロータリを正回転させたときに発生するダッシングを抑える効果がある。つまり、同軸の一軸上で分割された爪軸が互いに逆方向に回転してダッシングを抑え安定した耕耘作業を可能にするものである。しかしこの一軸正逆転ロータリの問題点として固い圃場での耕転に対してはダッシングを抑え安定耕耘を可能にするが、逆にやわらかい圃場での耕転では一軸上の逆転部が抵抗となり前進のための推進力を妨げる作用が顕著になる。
【０００４】
そこで、本出願人は、逆転部の回転方向を正転側に切り換え可能な構造にしておき、やわらかい圃場での耕転では、一軸上の逆転部も正転させて全ての爪を正転方向に駆動することを可能にしたロータリ装置を、特許文献１に記載の「一軸正転並びに正逆転切換ロータリ装置」として提案した。このロータリ装置は、固い圃場では、一方の爪を正転方向に他方の爪を逆転方向にそれぞれ回転駆動してダッシングを防止し、やわらかい圃場では、両方の爪を正転方向に回転駆動して、推進力の低下を防止することが可能となった。
【特許文献１】特許第３５８７７６７号（特開2001-340003号公報）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ロータリ専用機は狭い畝間で耕耘作業をするため、爪の正転と逆転を切り換える機構を収納している中央伝動ケースについても、軸方向の幅が可能な限り小さいことが求められている。しかしながら、上述した特許文献１に記載のロータリ装置は、中央伝動ケース内に軸方向に２個のドッグクラッチを並設しているため、その分、幅が大きくなる構造である。また、動力伝達手段として主にスプロケットとチェーンを用いているため、同一幅の歯車に比べて伝達動力が小さく、その分、幅が大きくなる構造である。
【０００６】
また、中軸と外筒軸を同一方向に回転駆動する場合は、カウンター軸と耕耘外筒軸が歯車により噛み合い連結されているため、互いの位相の組み合わせがランダムとなり、中軸と外筒軸を同一回転数にすると、組み合わせによっては、中軸の爪と外筒軸の爪が一直線に並ぶ場合があり、ロータリ装置に加わる負荷が周期的となり、好ましいものではなかった。そこで、本発明は、中央伝動ケースの軸方向の幅をより小さくするとともに、中軸と外筒軸を同一方向に回転駆動する場合に、それぞれの爪が同一直線上に並ばないようにした一軸正転並びに正逆転切換ロータリ装置およびそのロータリ装置を備えたロータリ専用機を提案することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、
中央伝動ケースと、該中央伝動ケースに両端が支持されたＰＴＯ入力軸と、該ＰＴＯ入力軸と平行に前記中央伝動ケースに両端が支持されたカウンター軸と、該カウンター軸および前記ＰＴＯ入力軸と平行に前記中央伝動ケースを貫通して左右２箇所で支持されるとともに両端部に耕耘爪が取り付けられた耕耘中軸と、該耕耘中軸が前記中央伝動ケースを貫通する部分で耕耘中軸の外側に遊嵌されるとともに軸受けを介して前記中央伝動ケースに支承されかつ両外端部に耕耘爪が取り付けられた１対の耕耘外筒軸と、前記ＰＴＯ入力軸に嵌着された中軸駆動用第１歯車と、前記カウンター軸に遊嵌されて前記中軸駆動用第１歯車と噛合するとともにカウンター軸の中央寄りの端部にドッグクラッチの爪を形成した中軸駆動用第２歯車と、前記耕耘中軸の略中央部分に嵌着されて前記中軸駆動用第２歯車と噛合する中軸駆動用第３歯車と、前記ＰＴＯ入力軸に嵌着された外筒軸駆動用第１歯車と、前記耕耘中軸の略中央部分に遊嵌されて前記外筒軸駆動用第１歯車と噛合する外筒軸駆動用第２歯車と、前記カウンター軸に遊嵌されて前記外筒軸駆動用第２歯車と噛合するとともにカウンー軸の中央寄りの端部にドッグクラッチの爪を形成した外筒軸駆動用第３歯車と、前記カウンター軸の中央部分にスプライン嵌合されて一端側面に中軸駆動用第２歯車の爪と係合可能なドッグクラッチの爪を形成し他端側面に外筒軸駆動用第３歯車の爪と係合可能なドッグクラッチの爪を形成したスライダーと、該スライダーをその端部の爪が一端側の中軸駆動用第２歯車の爪と係合する位置と他端側の外筒軸駆動用第３歯車の爪と係合する位置とに選択的に移動させるスライダー移動機構と、前記カウンター軸の中軸駆動用第２歯車の軸方向外側および外筒軸駆動用第３歯車の軸方向外側にそれぞれ嵌着された１対の外筒軸駆動用第４歯車と、前記耕耘外筒軸の内側の端部に嵌着されて前記外筒軸駆動用第４歯車と噛合する１対の外筒軸駆動用第５歯車とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
なお、前記外筒軸駆動用第２歯車は、外筒軸駆動用第１歯車と噛合する歯車と外筒軸駆動用第３歯車と噛合する歯車とを組み合わせて構成し、外筒軸駆動用第３歯車と噛合する歯車の歯数を外筒軸駆動用第１歯車と噛合する歯車の歯数よりも小さくすることが好ましい。
【０００９】
また、前記中軸駆動用第２歯車と前記スライダーとの間にそれぞれ対応して形成されるドッグクラッチの爪の凹凸配列は、互いの係合が１回転中に１箇所のみとすることが好ましい。
【００１０】
さらに、前記一軸正転並びに正逆転切換ロータリ装置を備えたロータリ専用機は、エンジンを前方に配置し、ハンドル操作部および前記一軸正転並びに正逆転切換ロータリ装置を後方に配置し、エンジンのやや後方にタイヤを配置することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
以上述べたように本発明によれば、外筒軸の正転と逆転を切り換えるドッグクラッチの一方のデスクを駆動するスライダーを２個兼用とした構造であるため、その分、軸方向の寸法が小さくなり、また、中央伝動ケース内の動力伝達部材を歯車としたため、スプロケットを使用した場合に比較して、軸方向の寸法が小さくなることで装置の小型化が可能となる。また、中軸駆動用第２歯車とスライダーとの間にそれぞれ対応して形成されるドッグクラッチの爪の配列を、互いの係合が１回転中に１箇所としたことで、外筒軸を正転させる際に、中軸の爪と外筒軸の爪の配列が不定になることが回避されて、安定した耕耘が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の一軸正転並びに正逆転切換ロータリ装置の中央伝動ケースを分解して示した横断面図であり、図２は図１の縦断面図であり、図３は図２の側面における耕耘爪の配置を示す側面図であり、図４は図２の右側面における軸の配列を示す右側面図であり、図５はドッグクラッチの爪の配列の一例を示す平面図であり、図６および図７は動作状態を示す要部の縦断面図である。
【００１３】
図１および図２に示されるように、中央伝動ケース１内のエンジン寄りの位置にＰＴＯ入力軸２が両端を軸受けに支持されて横架されている。また、ＰＴＯ入力軸２と平行にカウンター軸３が両端を軸受けに支持されて中央伝動ケース１内に横架されている。さらに、ＰＴＯ入力軸２およびカウンター軸３と平行に、耕耘中軸４が、中央伝動ケース１を貫通して配設されている。これらＰＴＯ入力軸２、カウンター軸３および耕耘中軸４は、横から見ると三角形の頂点の位置となるように配置されている。
【００１４】
耕耘中軸４の中央伝動ケース１を貫通する部分には、それぞれ軸受けを介して耕耘外筒軸５，５が遊嵌されている。耕耘外筒軸５，５は、軸受けを介して、中央伝動ケース１に支持されている。耕耘外筒軸５，５の軸方向外側には、筒状の爪軸６，６が嵌着され、爪軸６，６の外周部に、それぞれ２個の正逆耕耘爪７が１８０度の間隔で取り付けられている。このとき、爪軸６に取り付けられる正逆耕耘爪７は、正逆転どちらの回転方向にも対応する、いわゆる正逆転対応の爪であることが重要である。同様に、耕耘中軸４の軸方向外側には、筒状の爪軸８，８が嵌着され、爪軸８，８の外周部に、それぞれ４個の耕耘爪９が９０度の間隔で取り付けられている。
【００１５】
次に、中央伝動ケース１内の動力伝達機構について説明する。図２に示されるように、ＰＴＯ入力軸２には、動力が入力されるスプロケット１１と一体に形成された中軸駆動用第１歯車１２が嵌着されている。この歯車１２は、カウンター軸３に軸受けを介して遊嵌されている中軸駆動用第２歯車１３と噛合される。この歯車１３は、耕耘中軸４に嵌着されている中軸駆動用第３歯車１４と噛合される。その結果、耕耘中軸４は、ＰＴＯ入力軸２と同一方向すなわち正転方向に回転駆動される。なお、歯車１２，１３，１４は、互いに同一歯数であることが好ましい。
【００１６】
また、ＰＴＯ入力軸２には、歯車１２の反対側の位置に、外筒軸駆動用第１歯車１５が嵌着されている。この歯車１５は、耕耘中軸４に軸受けを介して遊嵌されている外筒軸駆動用第２歯車１６の大歯車と噛合される。歯車１６は、大歯車と小歯車を組み合わせ構成され、小歯車が、カウンター軸３に軸受けを介して遊嵌されている外筒軸駆動用第３歯車１７と噛合される。カウンター軸３の中央部分には、筒状のスライダー１８が軸方向摺動自在にスプライン嵌合されている。スライダー１８の両端面には、それぞれドッグクラッチの爪２１，２２が形成されている。それらの爪２１，２２が対向する歯車１３の左端面および歯車１７の右端面には、それらの爪２１，２２と係合されるドッグクラッチの爪２３，２４がそれぞれ形成されている。
【００１７】
カウンター軸３の両端寄りには、それぞれ外筒軸駆動用第４歯車２５，２５が嵌着されている。これら歯車２５，２５は、耕耘外筒軸５に嵌着されている外筒軸駆動用第５歯車２６と噛合される。外筒軸駆動用の歯車１５，１６，１７，２５，２６が、このように噛合されたことで、スライダー１８を左右に移動すると、耕耘外筒軸５の回転方向を正転と逆転に切り換えることが可能となる。すなわち、図６に示されるように、スライダー１８が左側に移動して、ドッグクラッチの爪２２と爪２４が係合すると、歯車１７の回転がスライダー１８を介してカウンター軸３に伝達されて耕耘外筒軸５が逆転方向に回転駆動される。反対に、図７に示されるように、スライダー１８が右側に移動して、ドッグクラッチの爪２１と爪２３が係合すると、歯車１３の回転がスライダー１８を介してカウンター軸３に伝達されて耕耘外筒軸５が正転方向に回転駆動される。
【００１８】
なお、スライダー１８の位置を左右いずれかに切り換える機構は、図１に示されたシフト機構２７が、図２のスライダー１８の中央の溝部分に係合するように構成されている。このように、中央伝動ケース１内で、ＰＴＯ入力軸２から耕耘中軸４および耕耘外筒軸５へ動力を伝達する伝達部材は、歯車により構成したため、伝達部材をスプロケットとチェーンを用いた場合よりも、小型に構成することが可能となる。また、ドッグクラッチを構成するスライダー１８は両側に爪２１，２２を形成して２個のドッグクラッチの係脱を可能にしたことで、その分、部品点数が減るとともに、軸方向の必要長さも小さくなる。その結果、中央伝動ケース１の軸方向の幅が小さくなり、その分、ロータリ装置の小型化が可能となる。
【００１９】
また、スライダー１８の右端の爪２１と歯車１３の爪２３における爪の相互の凹凸配置の組み合わせパターンとして、図５のように、回転対称位置が存在しないように配置する。すなわち、爪２１と爪２３の凹凸配置の組み合わせは、互いが１回転する間に係合する位置を１箇所のみとするパターンとする。その結果、耕耘外筒軸５を正転方向に駆動する場合であって、耕耘外筒軸５が耕耘中軸４と同一回転数に設定する場合は、歯車１２〜１４、歯車２５，２６およびドッククラッチの爪２１，２３を組立てるとき、耕耘爪７と耕耘爪９との位相が図３のように、互いに重ならないようにする。
【００２０】
このようにしたことで、圃場の堅いところでダッシングをおさえるため、耕耘中軸４を正転させ耕耘外筒軸５を逆回転させて耕耘している状態から、圃場のやわらかいところへ進入して、耕耘外筒軸５の逆回転を反転させて正転に切り換えようとして、シフト機構２７を操作して、スライダー１８を右方向に移動させて爪２１と爪２３を係合させようとすると、爪２３が爪２１に対して、回転していき、１回転で１箇所の係合位置で係合される。そのときの正逆耕耘爪７と耕耘爪９との位置は、図３のようになり、互いに重ならないため、正逆耕耘爪７と耕耘爪９とにより発生する負荷が１回転中略一定となり、安定した耕耘が可能となる。
【００２１】
なお、上述した一軸正転並びに正逆転切換ロータリ装置は、図示しないがロータリ専用機に装着することが可能であり、その場合のロータリ専用機の構成は、エンジンを前方に配置し、ハンドル操作部および前記一軸正転並びに正逆転切換ロータリ装置を後方に配置し、エンジンのやや後方にタイヤを配置することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の一軸正転並びに正逆転切換ロータリ装置は、ロータリ専用機に用いる以外に、管理機や耕運機用ロータリにも、またトラクタ用ロータリにも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一軸正転並びに正逆転切換ロータリ装置の中央伝動ケースを分解して示した横断面図である。
【図２】図１の縦断面図である。
【図３】図２の側面における耕耘爪の配置を示す側面図である。
【図４】図２の右側面における軸の配列を示す右側面図である。
【図５】ドッグクラッチの爪の配列を示す平面図である。
【図６】動作状態を示す要部の縦断面図である。
【図７】動作状態を示す要部の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  中央伝動ケース
２  ＰＴＯ入力軸
３  カウンター軸
４  耕耘中軸
５  耕耘外筒軸
６  爪軸
７  正逆耕耘爪
８  爪軸
９  耕耘爪
１１  スプロケット
１２  中軸駆動用第１歯車
１３  中軸駆動用第２歯車
１４  中軸駆動用第３歯車
１５  外筒軸駆動用第１歯車
１６  外筒軸駆動用第２歯車
１７  外筒軸駆動用第３歯車
１８  スライダー
２１〜２４  ドッグクラッチの爪
２５  外筒軸駆動用第４歯車
２６  外筒軸駆動用第５歯車
２７  シフト機構２７  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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