(57)【要約】【課題】  メンテナンス作業の容易な作業機の動力伝達構造を提供する。【解決手段】  ミッションケース２５内の動力伝達経路の一部を構成する一対の伝動軸８１，９０をミッションケース２５の外部６８に突出させ、ミッションケース２５から外部６８に突出した伝動軸８１，９０の部分に亘って伝動部材８３，８４を取り付けて、一対の伝動軸８１，９０及び伝動部材８３，８４を介して動力が伝達されるように構成する。また、ミッションケース２５から外部６８に突出した伝動軸８１，９０及び伝動部材８３，８４を覆う蓋部６９を備えるとともに、蓋部６９を開閉自在に構成し、伝動部材８３，８４に脆弱部６７を設けて構成する。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミッションケース内の動力伝達経路の一部を構成する一対の伝動軸を前記ミッションケースの外部に突出させ、
前記ミッションケースから外部に突出した伝動軸の部分に亘って伝動部材を取り付けて、一対の伝動軸及び伝動部材を介して動力が伝達されるように構成された作業機の動力伝達構造であって、
前記ミッションケースから外部に突出した伝動軸及び伝動部材を覆う蓋部を備えるとともに、前記蓋部を開閉自在に構成し、
前記伝動部材に脆弱部を設けたことを特徴とする作業機の動力伝達構造。
【請求項２】
前記伝動部材を歯車としたことを特徴とする請求項１記載の作業機の動力伝達構造。
【請求項３】
肉抜き部により前記脆弱部を構成してあることを特徴とする請求項１又は２記載の作業機の動力伝達構造。
【請求項４】
前記蓋部を閉じた位置で固定するボルトと、前記ボルトにより蓋部を閉じ側に押す弾性部材とを備えたことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１つに記載の作業機の動力伝達構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミッションケースを備える作業機の動力伝達構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の作業機の動力伝達構造は、例えば特許文献１に開示されるように、ミッションケース内に伝動軸及び伝動部材を備え、伝動経路の一部の過負荷による破損防止のためのトルクリミッターを備えたものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−４８４４０号公報（図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の作業機の動力伝達構造において、伝動軸及び伝動部材はミッションケース内に配置されており、例えば、伝動軸又は伝動部材の一部が過負荷等によって破損した場合には、ミッションケースを分解して破損した伝動軸又は伝動部材を交換する必要があった。
通常、作業機のミッションケースは、コンパクト化するため伝動軸及び伝動部材が複雑に配置されている。そのため、前述した破損した伝動軸又は伝動部材を交換する場合に限らず、通常の点検作業においても、複雑なミッションケースを分解する必要があり、非常にメンテナンス作業が困難なものであった。
【０００５】
伝動軸及び伝動部材に加えて、伝動経路の一部にトルクリミッター等を配置することにより、前述した過負荷等が作用した場合であっても伝動軸や伝動部材が破損しないように構成してある作業機の動力伝達機構も見受けられる。
しかし、上述したミッションケース内の構造の複雑さにより、すべての伝動部材を過負荷等により破損しないようにトルクリミッター等を配置することは難しく、過負荷等を防止できない伝動軸や伝動部材が存在する場合が多い。そのような場合には、伝動軸や伝動部材の過負荷等による破損を防止するための措置及び破損後の交換等のメンテナンス作業を容易にするための措置を講ずる必要がある。
また、伝動経路を構成するすべての伝動軸や伝動部材の過負荷等による破損を防止するようにトルクリミッターを配置している場合においても、トルクリミッターは比較的高額で、また、比較的重量が重い。そのため、ミッションケースの低コスト化及び重量削減の観点から改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、メンテナンス作業の容易な動力伝達構造を低コストで実現することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［Ｉ］
（構成）
本発明の第１特徴は、作業機の動力伝達構造において、次のように構成することにある。
ミッションケース内の動力伝達経路の一部を構成する一対の伝動軸をミッションケースの外部に突出させ、ミッションケースから外部に突出した伝動軸の部分に亘って伝動部材を取り付けて、一対の伝動軸及び伝動部材を介して動力が伝達されるように構成する。
前記ミッションケースから外部に突出した伝動軸及び伝動部材を覆う蓋部を設け、前記蓋部を開閉自在に構成するとともに、前記伝動部材に脆弱部を設ける。
【０００８】
（作用）
本発明の第１特徴によると、伝動部材に脆弱部を設けることにより、伝動経路に過負荷等が生じた場合には、脆弱部を設けた伝動部材が破損し易くなり、ミッションケースの他の伝動軸や伝動部材などが破損し難くなる。また、ミッションケースの外部に脆弱部を設けた伝動部材を備えることにより、脆弱部を設けた伝動部材が破損した場合でも、破損した伝動部材の一部がミッションケース内に飛散することがない。そのため、伝動経路に過負荷等が発生して伝動部材が破損したとしても、ミッションケースを分解して破損した伝動部材などを交換する場合が少なくなり、逆に、取り外し容易な蓋部を開閉して、ミッションケースの外部の脆弱部を設けた伝動部材を交換すればよい場合が多くなる。
【０００９】
また、伝動経路に過負荷等が生じた場合に脆弱部を設けた伝動部材が破損し易くなることに伴い、当該伝動部材がトルクリミッターの機能を果たす。そのため、従来、ミッションケース内の伝達経路にトルクリミッターを設けていた場合においては、伝動経路にトルクリミッターを設ける必要がなくなる。
【００１０】
（発明の効果）
本発明の第１特徴によると、ミッションケースを分解して破損した伝動部材などを交換する場合が少なくなりミッションケースの外部に取り付けた伝動部材を交換すればよい場合が多くなるため、伝動軸や伝動部材のメンテナンス作業の作業性が向上する。
また、従来、ミッションケース内の伝達経路にトルクリミッターを設けていた場合においては、伝動経路にトルクリミッターを設ける必要がなくなるため、作業機の動力伝達構造の部品点数を削減することができ、低コスト化を実現することができる。
【００１１】
［ＩＩ］
（構成）
本発明の第２特徴は、本発明の第１特徴の作業機の動力伝達構造において次のように構成することにある。
前記伝動部材を歯車とする。
【００１２】
（作用）
本発明の第２特徴によると、本発明の第１特徴と同様に前項［Ｉ］に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。
一般に伝動部材としては、伝動ベルト、伝動チェーン、カップリングなどが考えられるが、伝動部材を歯車とすることにより、コンパクトに高トルクで高減速比の伝動を実現できる。また、他の伝動部材に比べ、伝動部材への加工が比較的容易なため、例えば、本発明の第１特徴に挙げた脆弱部を歯車に加工することも比較的容易である。
【００１３】
（発明の効果）
本発明の第２特徴によると、伝動部材として歯車を用いることにより、コンパクトに高トルクで高減速比の伝動を実現できるとともに、比較的安価な伝達構造を実現できる。
【００１４】
［ＩＩＩ］
（構成）
本発明の第３特徴は、本発明の第１特徴又は第２特徴の作業機の動力伝達構造において次のように構成することにある。
肉抜き部により前記脆弱部を構成する。
【００１５】
（作用）
本発明の第３特徴によると、本発明の第１特徴又は第２特徴と同様に前項［Ｉ］［ＩＩ］に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。
例えば、歯車を伝動部材として採用した場合、歯車に肉抜き部を加工することは、歯車の歯幅やピッチ等を変更して脆弱部を構成することに比べて比較的容易である。他の伝動部材を採用した場合も同様に、肉抜き部により脆弱部を構成することは他の方法により脆弱部を構成することに比べ比較的容易である。また、肉抜き部の形状や大きさを変更することによって、比較的容易に伝動部材を破損させるトルクを変更できる。
【００１６】
（発明の効果）
本発明の第３特徴によると、本発明の第１特徴又は第２特徴と同様に前項［Ｉ］［ＩＩ］に記載の「効果」を備えており、これに加えて以下のような「効果」を備えている。
脆弱部を構成することが比較的容易であるため、脆弱部を低コストで実現できる。また、比較的容易に歯車の破損する強度を変更できるため、脆弱部の設計変更等が容易になる。
【００１７】
［ＩＶ］
（構成）
本発明の第４特徴は、本発明の第１特徴、第２特徴又は第３特徴の作業機の動力伝達構造において次のように構成することにある。
前記蓋部を閉じた位置で固定するボルトと、前記ボルトにより蓋部を閉じ側に押す弾性部材とを備える。
【００１８】
（作用）
本発明の第４特徴によると、本発明の第１特徴、第２特徴又は第３特徴と同様に前項［Ｉ］［ＩＩ］［ＩＩＩ］に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。
一般に蓋部を開閉自在に構成するには、着脱による開閉やヒンジ式による開閉などが考えられるが、低コストで蓋部を構成するためには、なるべく部品点数が少なくシンプルな蓋部の構造を採用する必要がある。例えば、ボルト一本で蓋部を固定した場合には、蓋部の取り付けが不十分となり易く、伝動軸や伝動部材を十分に覆うことができない場合が多い。そのため、伝動部材の潤滑油などが漏れ易くなる。また、複数のボルトで蓋部を固定するためには、蓋部やミッションケースへの穴加工等が必要となり製造コストアップの要因ともなり兼ねない。
【００１９】
蓋部を閉じた位置で固定するボルトと、前記ボルトにより蓋部を閉じ側に押す弾性部材とで蓋部を固定することにより、ボルト一本で蓋部の複数箇所を同じ側に押圧することができて、蓋部のシール性がアップするとともに、前記蓋部を低コストで構成することができる。また、ボルト一本で着脱可能であるため、着脱作業の作業性が向上する。
【００２０】
（発明の効果）
本発明の第４特徴によると、本発明の第１特徴、第２特徴又は第３特徴と同様に前項［Ｉ］［ＩＩ］［ＩＩＩ］に記載の「効果」を備えており、これに加えて以下のような「効果」を備えている。
上記作用により、蓋部のシール性がアップするため、信頼性の高い蓋部を備えた動力伝達機構を実現できる。また、低コストで作業性のよい蓋部を備えた動力伝達構造を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１に、本発明に係る作業機の一例である田植機の全体側面が、また、図２に、その全体平面がそれぞれ示されている。この田植機は、操向自在な前車輪１と操向不能な後車輪２を備えた四輪駆動型の走行機体３の後部に、油圧シリンダ４で駆動される平行四連リンク構造の昇降リンク機構５を介して苗植付け装置６が連結され、また、走行機体３の後部に設けた運転座席７の後方箇所に施肥装置８が配備されるとともに、走行機体３の前部にエンジンボンネット９、フロントパネル１０、ステアリングハンドル１１、等が備えられ、更に、エンジンボンネット９の左右に予備苗のせ台１２が立設装備された構造となっている。
【００２２】
前記苗植付け装置６は４条植え仕様に構成されており、苗を載置して一定ストロークで往復横移動する苗のせ台１５、この苗のせ台１５の下端から１株分づつ苗を切り出して田面に植付けてゆく４組の回転式の植付け機構１６、田面の植付け箇所を均平整地する３個の整地フロート１７、等を備えて構成されている。
【００２３】
前記施肥装置８は、肥料ホッパ１８に貯留した粉粒状の肥料をホッパ下端部に備えられた繰出し機構１９によって設定量づつ繰出し、繰出された肥料を電動ブロワ２０からの搬送風によって４本の供給ホース２１に送り出し、前記整地フロート１７に取り付けた４個の作溝器２２にまで風力搬送し、作溝器２２によって植付け苗の横側近傍の田面に引っかき形成した施肥溝に肥料を送込んで埋設するように構成されている。
【００２４】
前記走行機体３の前部にはミッションケース２５が配備され、このミッションケース２５の前部左右から横向きに突設した前車軸ケース２５ａの端部に、前車輪１を軸支した回動ケース２６が縦心Ｐ周りに操向回動可能に装備されるとともに、ミッションケース２５の後部には、サスペンション機構２７で弾性支持された左右一対のスイングケース２８が支点ａ周りに独立上下揺動可能に装着され、この左右スイングケース２８の後端に左右の後車輪２がそれぞれ軸支され、さらに、前記エンジンボンネット９内に収容されたエンジン２９がミッションケース２５から前方に突設された前フレーム３０に搭載されている。
【００２５】
図３は、この田植機における伝動構造を示す。前記ミッションケース２５の左側面には主変速装置として油圧式の無段変速装置（ＨＳＴ）３５が連結されており、前記エンジン２９の出力軸３１と無段変速装置３５の入力軸（ポンプ軸）３６とがベルト３７を介して巻き掛け連動されるとともに、無段変速装置３５の出力軸（モータ軸）３８から取り出された変速出力がミッションケース２５の入力軸３９に伝達され、この動力が第２軸４０にギヤ伝達された後、走行系と植付け系に分岐されて以下のように伝動される。
【００２６】
まず、走行系について説明する。ミッションケース２５には前車輪１に対するデフ装置４１が装備されるとともに、このデフ装置４１から差動駆動可能に左右に延出された車輪駆動用の伝動軸４２が、ミッションケース２５の前車軸ケース２５ａに挿通支架されている（図４参照）。一方（この例では右側）の伝動軸４２にはデフ装置４１の入力筒軸４３が遊嵌されており、この入力筒軸４３と前記第２軸４０とが走行用の副ギヤ変速装置４４を介して連動連結され、入力筒軸４３にスプライン装着したシフトギヤ４５を左右にシフト操作してその大小のギヤ４５ａ，４５ｂを第２軸４０に備えたギヤ４６ａ，４６ｂに選択咬合することで、高低２段に変速された走行系動力が入力筒軸４３に伝達されるようになっている。
【００２７】
図３及び図４に示すように、前車軸ケース２５ａの外方端部に縦軸心Ｐ周りに回動自在に装着した回動ケース２６には、前記縦軸心Ｐに沿って縦伝動軸４７が挿通支持されており、この縦伝動軸４７の上端と前記伝動軸４２とがベベルギヤ伝動機構４８を介して連動連結されるとともに、回動ケース２６の下部に支承した前車軸４９と縦伝動軸４７の下端とがベベルギヤ減速伝動機構５０を介して連動連結されている。
【００２８】
図４に示すように、伝動軸４２は複数のベアリング６０によって回動自在に支持されており、ミッションケース２５の車軸ケース２５ａ側の両側部にオイルシール６１を備える。オイルシール６１はミッションケース２５に内嵌されており、田植機の振動等によって抜けないように抜け止め金具６２によって、押さえ付けられている。図５の（イ）及び（ロ）に示すように、抜け止め金具６２は、帯板バネ状の鋼板からなり、ミッションケース２５内の壁面６３に内嵌されている。抜け止め金具６２として、帯板バネ状の鋼板を用いることにより、板バネの反力によって抜け止め金具６２自体がずれにくくなるとともに、オイルシール６１を確実に押さえることができる。そのため、信頼性の高い抜け止め金具６２を実現できる。また、抜け止め金具６２を取り付けるための加工をミッションケース２５側に施す必要がなく、抜け止め金具６２が比較的安価に製作できるため、低コストのオイルシール６１の抜け止め金具６２を実現できる。
【００２９】
図３に示すように、前記デフ装置４１の入力筒軸４３に固着された出力用スプロケット５２と、前記両横向き伝動軸５１の突合せ端部に遊嵌した入力用スプロケット５３に亘ってチェーン５４が巻回されるとともに、入力用スプロケット５３と左右の横向き伝動軸５１とがサイドクラッチ５５を介してそれぞれ連動連結されている。なお、本図の例では、左側のサイドクラッチ５５にブレーキ９４が装備されている。
【００３０】
スイングケース２８に挿通した前後向き伝動軸５６の前端部と横向き伝動軸５１とがベベルギヤ伝動機構５７を介して連動連結されるとともに、スイングケース２８の後端部に備えた後車軸５８と前後向き伝動軸５６の後端部とがベベルギヤ減速伝動機構５９を介して連動連結され、もって、左右の後車輪２が前車輪１と同調して駆動されるとともに、独立して上下動できるようになっている。
【００３１】
また、ミッションケース２５の後部寄り箇所には中間ＰＴＯ軸９１が横架支承され、中間ＰＴＯ軸９１に遊嵌したスプロケット９２が、後車輪２への伝動系に配備されたチェーン５４の中間部位に咬合されている。また、中間ＰＴＯ軸９１には、スプロケット９２に側面から係脱可能なクラッチボス９３がシフト可能にスプライン装着されており、クラッチボス９３をシフトしてスプロケット９２に咬合させることで中間ＰＴＯ軸９１から走行速度に同調した動力を取り出すことができ、また、クラッチボス９３を後退シフトしてスプロケット９２から離脱させることで、動力の取り出しを遮断することができるようになっている。そして、この中間ＰＴＯ軸９１のケース外端部と施肥装置８における前記繰出し機構１９とがクランク式の伝動機構９５によって連動連結されている。
【００３２】
次に、植付け系について説明する。図３及び図６に示すように、ミッションケース２５の前記入力軸３９には同心状に伝動軸８１が遊嵌されており、この伝動軸８１と前記第２軸４０が３段の変速を行う株間変速装置８２によって連動連結されている。そして、伝動軸８１から取り出された動力が、ミッションケース２５の外部６８に配備された一対の歯車８３，８４および伝動軸９０を備えたベベルギヤ伝動機構８５を介して前後向き動力に変換された後、植付けクラッチ８７を介してＰＴＯ軸８８に伝達されるようになっている。ＰＴＯ軸８８はミッションケース２５の上部において後方に向けて突出配備されており、このＰＴＯ軸８８から取り出された植付け系の動力は、伸縮および上下に屈折可能な軸伝動機構８９を介して上下動する前記苗植付け装置６に伝達される（図１参照）。なお、ミッションケース２５の外部６８に配備された一対の歯車８３，８４を入れ替え、あるいは交換することによって株間を全体的に変更することが可能となっている。
【００３３】
図６に示すように、上述したミッションケース２５内の伝動経路の一部を構成する一対の伝動軸８１，９０が、ミッションケース２５内の内壁７５に内嵌したベアリング６５及びオイルシール６６を介して、ミッションケース２５の外部６８に突出されている。外部６８に突出した一対の伝動軸８１，９０には、伝動部材の一例である一対の歯車８３，８４が固定されている。図７（イ）に示すように、伝動軸９０に固定した歯車８４には、肉抜き部により構成した脆弱部６７が設けられており、歯車８４に一定以上のトルク（以下許容トルクという。）が作用した場合には、前記脆弱部６７近辺で歯車８４が破損するように構成してある。
【００３４】
脆弱部６７を設けた歯車８４の許容トルクは、ミッションケース２５内の苗植付け装置６への歯車８４以外の伝達経路（伝動軸３９，株間変速装置８２，ベベルギヤ伝動機構８５など）の許容トルクより低く設定されており、ミッションケース２５内の伝達経路が破損する前に歯車８４が破損するように構成されている。なお、歯数の多い歯車８３に脆弱部６７を設けず、歯数の少ない歯車８４のみに脆弱部６７を設けたのは、歯車８４への肉抜き加工が少なくて済み、低コストに脆弱部６７を構成できるためである。
【００３５】
なお、この例では、トルクリミッター（図示せず）を備えていない植付け系の動力伝達構造について示す。すなわち、トルクリミッターの替わりに脆弱部６７を設けた伝動部材の一例である歯車８４を備えることで、トルクリミッターの機能を実現するように構成した場合を示す。ただし、トルクリミッターを備える動力伝達構造においても、トルクリミッターでは過負荷等を防止できない伝動軸や伝動部材が存在する場合などに上述した歯車８４に脆弱部６７を設けて破損させる構造を採用できる。
【００３６】
図６に示すように、一対の歯車８３，８４を設けた外部６８のスペースは蓋部６９により覆われている。図８に示すように、蓋部６９は、蓋本体７０、蓋部６９を閉じた位置で固定するボルト７１及びボルト７１により蓋部６９を閉じ側に押す弾性部材７２により構成されている。弾性部材７２は帯板バネで構成されており、蓋本体７０を弾性部材７２を介してボルト７１でミッションケース２５に設けた固定座７３に締め付けることにより、ボルト７１の締め付け力が弾性部材７２の弾性力により凸部７４に伝わり、凸部７４とボルト７１取付部との２箇所で蓋本体７０をミッションケース２５に押し付けることによって、蓋本体７０をミッションケース２５に固定するようになっている。
【００３７】
［発明の実施の第１別形態］
前述の［発明を実施するための最良の形態］に示した動力伝達構造では、脆弱部６７を歯数の少ない歯車８４のみに設けた例を示しているが、図７の（ロ）に示すように、ミッションケース２５の外部６８に設けた一対の歯車８３、８４の双方に脆弱部６７を設けてもよい。
【００３８】
例えば、脆弱部６７を設けた歯車８３の許容トルクと、脆弱部６７を設けた歯車８４の許容トルクとを異なるトルクに設定し、かつ、他の伝動経路（伝動軸３９，株間変速装置８２，ベベルギヤ伝動機構８５など）の許容トルクより低く設定することにより、段階的に歯車８３又は歯車８４を破損させるようにすれば、より確実にミッションケース２５の外部６８の歯車８３，８４を破損させることができる。
【００３９】
［発明の実施の第２別形態］
前述の［発明を実施するための最良の形態］に示した動力伝達構造では、図７（イ）に示すような形状及び大きさの脆弱部６７を設けた例を示しているが、図９（イ）〜（ハ）に示すように、１つの歯車８４に複数の脆弱部６７を設けたり、異なる形状の脆弱部６７を設けてもよく、図１０に示すように、歯車８４の歯幅方向に脆弱部６７を設けてもよい。また、肉抜き部により構成した脆弱部６７と歯幅方向の脆弱部６７を併用してもよい（図示せず）。複数の脆弱部６７を設ければ、より確実に歯車８４を破損させることができる。また、脆弱部６７の形状を変更することによって、伝達されるトルクの特性（例えば、トルクの強弱やトルク伝達の頻度など）の差異により、適切な脆弱部６７を構成できる。
【００４０】
［発明の実施の第３別形態］
前述の［発明を実施するための最良の形態］に示した動力伝達構造では、伝動部材の一例として一対の歯車８３，８４を用いた例を示したが、伝達部材として、伝動ベルト、伝動チェーン、カップリング等（図示せず）でもよく、例えば、伝動部材として伝動チェーンを用いた場合には、前述した一対の歯車８３，８４の場合と同様に脆弱部６７をスプロケット（図示せず）に設ければよい。また、作業機の一例として田植機の動力伝達構造について示したが、他の作業機にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】田植機の全体側面図
【図２】田植機の全体平面図
【図３】田植機の伝動系統図
【図４】前車輪駆動部を示す正面図
【図５】抜け止め金具取付部の要部詳細図
【図６】ミッションケースの内部構造を示す縦断背面図
【図７】脆弱部を示す縦断側面図
【図８】蓋部を示す要部詳細図
【図９】発明の実施の第２別形態における脆弱部を示す縦断側面図
【図１０】発明の実施の第２別形態における脆弱部を示す縦断背面図
【符号の説明】
【００４２】
２５    ミッションケース
６７    脆弱部
６８    外部
６９    蓋部
７１    ボルト
７２    弾性部材
８１    伝動軸
８３    歯車
８４    歯車
９０    伝動軸
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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