(57)【要約】【課題】小型化した動力伝達機構を提供する。【解決手段】伝動軸４５に伝動歯車４７を備え、伝動歯車４７より後輪２４へ動力を伝達するとともに、伝動軸４５の後端にＰＴＯクラッチＰＣを介してＰＴＯ軸４６を設け、ＰＴＯ軸４６によって作業機Ｓへ動力を伝達する動力伝達機構であって、ＰＴＯクラッチＰＣがボールクラッチである。【選択図】図２
2013241125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前部のボンネット内に配置されたエンジンと、
該エンジンからの動力を後方に伝達するエンジン出力軸と、
該エンジン出力軸の動力を駆動輪および後部作業機へと伝達する動力伝達機構において、
前記エンジン出力軸に伝動歯車を備え、該伝動歯車より前記駆動輪へ動力を伝達するとともに、
前記エンジン出力軸の後端にＰＴＯクラッチを介してＰＴＯ軸を設け、該ＰＴＯ軸によって前記後部作業機へ動力を伝達する動力伝達機構であって、
前記ＰＴＯクラッチがボールクラッチであることを特徴とする、動力伝達機構。
【請求項２】
前記ボールクラッチが、
前記エンジン出力軸の後端に固設されたクラッチ前側部と、
前記ＰＴＯ軸の前端に固設されたクラッチ後側部と、
前記クラッチ前側部と前記クラッチ後側部とを連結可能とするボールとを備え、
前記クラッチ後側部に備える摺動部材が前方位置にあるときに、前記ボールを介して前記クラッチ前側部と前記クラッチ後側部とが連結されて前記エンジン出力軸の動力が前記ＰＴＯ軸へと伝達される一方、
前記摺動部材が後方位置にあるときに、前記クラッチ前側部と前記クラッチ後側部とが切断されて前記エンジン出力軸の動力が前記ＰＴＯ軸へと伝達されない動力伝達機構であって、
前記摺動部材が後方位置にあるときに前記摺動部材に当接するブレーキ部材を備え、
該ブレーキ部材によって前記ＰＴＯ軸の惰性回転を停止させることを特徴とする、請求項１に記載の動力伝達機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン出力軸に伝動歯車を備え、伝動歯車より駆動輪へ動力を伝達するとともに、エンジン出力軸の後端にＰＴＯクラッチを介してＰＴＯ軸を設け、ＰＴＯ軸によって後部作業機へ動力を伝達する動力伝達機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＴＯ軸を有するトラクタのトランスミッション（動力伝達機構）では、例えば、特許文献１に示すように、エンジン出力軸をＰＴＯクラッチを介してＰＴＯ軸で連結している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２８０３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このようなトランスミッションでは、ＰＴＯクラッチに多板式クラッチを用いているため、構造が複雑で動力伝達機構が大型化してしまうという問題があった。そこでこの発明の目的は、小型化した動力伝達機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため請求項１に記載の発明は、前部のボンネット内に配置されたエンジンと、
該エンジンからの動力を後方に伝達するエンジン出力軸と、
該エンジン出力軸の動力を駆動輪および後部作業機へと伝達する動力伝達機構において、
前記エンジン出力軸に伝動歯車を備え、該伝動歯車より前記駆動輪へ動力を伝達するとともに、
前記エンジン出力軸の後端にＰＴＯクラッチを介してＰＴＯ軸を設け、該ＰＴＯ軸によって前記後部作業機へ動力を伝達する動力伝達機構であって、
前記ＰＴＯクラッチがボールクラッチであることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の動力伝達機構において、前記ボールクラッチが、
前記エンジン出力軸の後端に固設されたクラッチ前側部と、
前記ＰＴＯ軸の前端に固設されたクラッチ後側部と、
前記クラッチ前側部と前記クラッチ後側部とを連結可能とするボールとを備え、
前記クラッチ後側部に備える摺動部材が前方位置にあるときに、前記ボールを介して前記クラッチ前側部と前記クラッチ後側部とが連結されて前記エンジン出力軸の動力が前記ＰＴＯ軸へと伝達される一方、
前記摺動部材が後方位置にあるときに、前記クラッチ前側部と前記クラッチ後側部とが切断されて前記エンジン出力軸の動力が前記ＰＴＯ軸へと伝達されない動力伝達機構であって、
前記摺動部材が後方位置にあるときに前記摺動部材に当接するブレーキ部材を備え、
該ブレーキ部材によって前記ＰＴＯ軸の惰性回転を停止させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、前部のボンネット内に配置されたエンジンと、該エンジンからの動力を後方に伝達するエンジン出力軸と、該エンジン出力軸の動力を駆動輪および後部作業機へと伝達する動力伝達機構において、前記エンジン出力軸に伝動歯車を備え、該伝動歯車より前記駆動輪へ動力を伝達するとともに、前記エンジン出力軸の後端にＰＴＯクラッチを介してＰＴＯ軸を設け、該ＰＴＯ軸によって前記後部作業機へ動力を伝達する動力伝達機構であって、前記ＰＴＯクラッチがボールクラッチであることを特徴とする。
【０００８】
これにより、ＰＴＯクラッチに多板式クラッチを用いているのに比べて、動力伝達機構の構造を簡単にし、小型化することができる。加えて、多板式クラッチに比べて、ＰＴＯクラッチを入れる際に、ボールが回転しながらエンジン出力軸とＰＴＯ軸が連結されるので、回転の止まっているＰＴＯ軸に与える衝撃を低減しながら、エンジン出力軸とＰＴＯ軸を連結することができる。したがって、ＰＴＯ軸、エンジン出力軸の双方にかかる負担を低減することができ、耐久性を向上させた動力伝達機構を提供することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、前記ボールクラッチが、前記エンジン出力軸の後端に固設されたクラッチ前側部と、前記ＰＴＯ軸の前端に固設されたクラッチ後側部と、前記クラッチ前側部と前記クラッチ後側部とを連結可能とするボールとを備え、前記クラッチ後側部に備える摺動部材が前方位置にあるときに、前記ボールを介して前記クラッチ前側部と前記クラッチ後側部とが連結されて前記エンジン出力軸の動力が前記ＰＴＯ軸へと伝達される一方、前記摺動部材が後方位置にあるときに、前記クラッチ前側部と前記クラッチ後側部とが切断されて前記エンジン出力軸の動力が前記ＰＴＯ軸へと伝達されない動力伝達機構であって、前記摺動部材が後方位置にあるときに前記摺動部材に当接するブレーキ部材を備え、該ブレーキ部材によって前記ＰＴＯ軸の惰性回転を停止させる。
【００１０】
これにより、ＰＴＯクラッチを切ってからＰＴＯ軸が停止するまでの時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の動力伝達機構の一例のスケルトン図である。
【図２】その動力伝達機構（トランスミッション）内の断面図ある。
【図３】ＰＴＯクラッチの構成と作用を説明するための縦断面図であり、（ａ）はクラッチがつながった状態、（ｂ）はクラッチが切れた状態を示す。
【図４】ＰＴＯクラッチに備えるボールの動作を説明するためのクラッチ前側部の後端における横断面図であり、（ａ）はクラッチがつながった状態、（ｂ）はクラッチが切れた状態を示す。
【図５】ＰＴＯクラッチに備えるボールの動作を説明するためのクラッチ後側部の前端における横断面図であり、（ａ）はクラッチがつながった状態、（ｂ）はクラッチが切れた状態を示す。
【図６】この発明の動力伝達機構に備えるＰＴＯクラッチの別の例の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態について詳述する。図１にはトラクタに備える動力伝達機構のスケルトン図、図２には動力伝達機構（トランスミッション）内の断面図を示す。エンジン４０の出力軸（エンジン出力軸）４４はクラッチハウジング内の主クラッチ４３（多板式）に連結されている。一方、運転席近傍に配置されたクラッチペダルは主クラッチ４３と連結され、クラッチペダルを踏み込むことで主クラッチ４３を切ることができる。主クラッチ４３の出力側の伝動軸（エンジン出力軸）４５は、ＰＴＯクラッチＰＣに連結されている。ＰＴＯクラッチＰＣの出力側にはＰＴＯ軸４６を取り付け、伝動歯車５９，６０を介して、作業機Ｓ側の入力軸に連結させる。ＰＴＯクラッチＰＣは、運転席近傍に配置されたＰＴＯクラッチレバーによって操作することができる。
【００１３】
また、伝動軸４５の中央部には伝動歯車４７が固設されている。この伝動歯車４７は、主軸５１の一端付近に固設された伝動歯車５４に噛合している。主軸５１の他端付近には伝動歯車５２が固設され、主軸５１の中央部には伝動歯車５６，５３が固設されている。伝動歯車５４，５２，５６，５３はそれぞれ主変速四速歯車６５、主変速一速歯車６２、主変速三速歯車６４、主変速二速歯車６３と噛合している。主変速四速歯車６５、主変速一速歯車６２、主変速三速歯車６４、主変速二速歯車６３は全て主変速軸６１に設けられている。
【００１４】
主変速軸６１には主変速クラッチスライダ６６，６７が主変速軸６１の軸方向に摺動可能にスプライン嵌合されている。主変速クラッチスライダ６６，６７は、トラクタの運転席近傍に配置された主変速レバーに連動している。主変速レバーを操作するによって、主変速クラッチスライダ６６，６７と、主変速一速歯車６２、主変速二速歯車６３、主変速三速歯車６４、主変速四速歯車６５のそれぞれに形成された爪との咬合を選択し、選択されたいずれか１つの上記主変速歯車６２，６３，６４，６５を介して主軸５１から主変速軸６１へ動力が伝達される。
【００１５】
また、主変速軸６１には、正転側歯車６８、逆転側歯車６９、リバーサクラッチ７０が配置されている。運転席近傍に配置されたリバーサレバーを操作することによって、リバーサクラッチ７０が前進側または後進側のいずれかに選択接続され、主変速軸６１の回転は正転側歯車６８または逆転側歯車６９のいずれかに伝達される。なお、リバーサレバーがニュートラル位置の場合は、正転側歯車６８および逆転側歯車６９のいずれにも回転が伝達されない。
【００１６】
正転側歯車６８は伝達軸７１に固設された歯車７２に噛合している。また、逆転側歯車６９はカウンタ軸７３に備えるカウンタ歯車７４に噛合している。そして、カウンタ歯車７４は伝達軸７１に備える歯車７５と噛合される。
【００１７】
このため、リバーサクラッチ７０が前進側に接続されると、主変速軸６１の回転動力が正転側歯車６８を介して伝達軸７１に伝達される。また、リバーサクラッチ７０が後進側に接続されると、主変速軸６１の回転動力が逆転側歯車６９からカウンタ軸７３を介して伝達軸７１を逆転方向に回転させる。
【００１８】
伝達軸７１の歯車７２は、副変速軸７６に設けられる歯車７７とも噛合している。副変速軸７６には副変速シフタ７８が嵌合されており、副変速軸７６の前部と歯車７７の後部との間を摺動可能である。
【００１９】
副変速シフタ７８は、運転席近傍に配置される副変速レバーによって副変速三速（副変速高速段）、副変速二速、副変速一速、ニュートラル、副変速超低速（Ｃ速）に切り替えることが可能である。副変速三速は、副変速シフタ７８の前部に形成された副変速シフタ歯７８ａが歯車７７の後部位置７７ａに位置する状態、副変速二速は、副変速シフタ歯７８ａと歯車７７の後端に設けられた歯７７ｂとが噛合う状態、副変速一速は、副変速シフタ７８の中央上部に形成された歯７８ｂと伝達軸７１の中央近傍に設けられた歯車７９とが噛合う状態、ニュートラルは、副変速シフタ７８に回転動力が伝達されない状態、副変速超低速は、副変速シフタ７８後部の歯７８ｃと不図示の超低速用歯車とが噛合う状態である。
【００２０】
副変速シフタ７８による切り替えで、伝達軸７１の回転速度が三段階に出力可能である。また、副変速軸７６に入力された回転動力は、副変速軸７６に設けられた３つの歯車８０，８１，８２によって、後輪駆動系と前輪駆動系の二方向に出力される。
【００２１】
ミッションケースの後方には、後輪デフ装置８３が配置され、副変速軸７６の回転が、この副変速軸７６の後端に形成された歯車８２を介して後輪デフ装置８３に入力される。そして、リアアクスルケース内の車軸などを介して後輪（駆動輪）２４が駆動される。なお、符号８４はブレーキ装置である。
【００２２】
また、副変速軸７６に設けられた歯車８０または８１により、前輪駆動出力軸８５に遊嵌される標準駆動入力歯車８６または増速駆動入力歯車８７から四輪駆動・前輪増速駆動切換機構８８を介して前輪駆動出力軸８５に入力された回転動力が、この前輪駆動出力軸８５の前端に連結される前輪伝達軸８９を介して前輪側のデフ装置９７に入力され、フロントアクスルケース内の車軸などを介して前輪２３が駆動される。
【００２３】
図３（ａ），（ｂ）には、この発明のトランスミッションに備えるＰＴＯクラッチＰＣを示す。また、図４（ａ）および図５（ａ）には、ＰＴＯクラッチＰＣが接続状態のときのボールＢＬ、摺動部材１０４、クラッチ前側部１０１、クラッチ後側部１０２との位置関係を、図４（ｂ）および図５（ｂ）には、ＰＴＯクラッチＰＣが切断状態のときのボールＢＬ、摺動部材１０４、クラッチ前側部１０１、クラッチ後側部１０２との位置関係を示す。
【００２４】
伝動軸４５の後端にクラッチ前側部１０１を固設する。一方、ＰＴＯ軸４６の前端には、クラッチ後側部１０２を固設する。クラッチ前側部１０１は、伝動軸４５に被せるように取り付けられ、その後端部分には外側に向けて張り出すように円筒状のアゴ部１０１Ａを一体に形成する。アゴ部１０１Ａと伝動軸４５との間にはボールベアリングＢＢを配置する。また、アゴ部１０１Ａの後端には、アゴ部１０１ＡよりボールＢＬが没することが可能な収容孔１０１Ｇが形成されている。この収容孔１０１ＧはボールＢＬの数だけ形成されている（この例では４つとするが、これに限定されるものではない。）。収容孔１０１Ｇは、アゴ部１０１Ａの側面に開口を形成してなり、この開口よりアゴ部１０１Ａの外側に向けてボールＢＬが出没可能である。なお、アゴ部１０１Ａの肉厚はボールＢＬの半径程度である。また、後述するように、アゴ部１０１Ａ内にボールＢＬの上端が没するとき、ボールＢＬの下端はバネ固定部材１０６に形成された溝部１０６Ｇの底面に当接している。
【００２５】
一方、クラッチ後側部１０２は、ＰＴＯ軸４６に被せるように固定された固定部１０７と、固定部１０７の前側に設けられたバネストッパー１０３と、バネストッパー１０３をＰＴＯ軸４６に固定するためのバネ固定部材１０６と、バネ固定部材１０６の外側に設けられた摺動部材１０４と、摺動部材１０４とバネストッパー１０３との間に配置されたコイルバネ１０５などで構成されている。
【００２６】
バネストッパー１０３は、中央にＰＴＯ軸４６を貫通させる貫通孔を備え、円環状に形成される。また、バネ固定部材１０６は、略円筒状に形成され、バネストッパー１０３とＰＴＯ軸４６を外側から覆うようにＰＴＯ軸４６に取り付けられる。さらに、摺動部材１０４は中央に貫通穴を備えて構成され、その貫通穴にバネ固定部材１０６の外側面を当接させる。摺動部材１０４は、バネ固定部材１０６に対して摺動自在である。摺動部材１０４には段差部１０４Ｇが形成されており、その段差部１０４Ｇにコイルバネ１０５の前端を当接させる。摺動部材１０４は、その前部がクラッチ前側部１０１のアゴ部１０１Ａに外側から僅かな隙間をもって嵌合することが可能である。このため、摺動部材１０４の前部は円筒状に形成されている。
【００２７】
また、摺動部材１０４の前部は、やや肉厚の円筒状に形成され、その先端の内側には、ボールＢＬの上半球を収容できる収容部１０４ａが形成されている。収容部１０４ａは、ＰＴＯ軸４６が回転中に、ＰＴＯクラッチＰＣの切り操作が行われて摺動部材１０４が後方に移動したとき（後方位置となったとき）に、ＰＴＯ軸４６の遠心力によってアゴ部１０１Ａの収容溝１０１Ｇから突出するボールＢＬの上半球を収容する。なお、収容部１０４ａの天面を符号１０４Ｙで表す。
【００２８】
バネ固定部材１０６の前部１０６Ａは肉厚に形成され、この前部１０６Ａの側面には溝部１０６ＧがボールＢＬの数だけ形成されている（この例では４つとするが、これに限定されるものではない。）。溝部１０６Ｇは、前部１０６Ａの側面に開口を形成してなり、ＰＴＯ軸４６の軸心方向に延びるように形成される。この溝部１０６Ｇは、ボールＢＬの下半球を収容可能である。
【００２９】
このように構成されているので、運転者がＰＴＯクラッチレバーを入位置に倒すと、摺動部材１０４がコイルバネ１０５に押されながら前方位置（図３（ａ）の位置）に移動し、摺動部材１０４の天面１０４ＸがボールＢＬを押し付けて、ボールＢＬの上半球をクラッチ前側部１０１の収容孔１０１Ｇに、ボールＢＬの下半球をクラッチ後側部１０２の溝部１０６Ｇに収容した状態で保持する。このとき、ボールＢＬの上端はアゴ部１０１Ａ内に没するとともに、ボールＢＬの下端は溝部１０６Ｇの底面１０６ｂに当接する。これによって、クラッチ前側部１０１とクラッチ後側部１０２とが連結され、ＰＴＯクラッチＰＣがつながった状態となる。すなわち、クラッチ前側部１０１とクラッチ後側部１０２とがボールＢＬを介して連結され、伝動軸４５の回転がＰＴＯ軸４６に伝達される。
【００３０】
ＰＴＯクラッチＰＣがつながった状態から、運転者がＰＴＯクラッチレバーを切位置に倒すと、摺動部材１０４がコイルバネ１０５の付勢力に抗して後方位置（図３（ｂ）の位置）に移動し、摺動部材１０４の収容部１０４ａが溝部１０６Ｇに対応する位置となる。ボールＢＬは、ＰＴＯ軸４６の回転による遠心力でその下半球が溝部１０６Ｇから抜け出る。同時に、ボールＢＬの上半球は天面１０４Ｙに当接した状態で収容部１０４ａに収容されるとともに、ボールＢＬの下半球は収容孔１０１Ｇに位置する。このため、ボールＢＬは、クラッチ前側部１０１とともに回転を継続する一方クラッチ後側部１０２からは離れるので、伝動軸４５の回転はＰＴＯ軸４６には伝達されない。
【００３１】
図６には、この発明の別の例を示す。この例では、摺動部材１０４´に当接するブレーキ部材１１０を備える。摺動部材１０４´では、前述の例の摺動部材１０４の段差部１０４Ｇを長く形成して段差部１０４´Ｇとし、ブレーキ部材１１０に当接する面積を増加させている。ブレーキ部材１１０は、一定の幅と厚みをもった円環状に形成され、ステーなどを介してミッションケースなどに適宜固定されている。段差部１０４´Ｇは金属製で一定の幅と厚みをもった円環状に形成される。また、ブレーキ部材１１０の、段差部１０４´Ｇとの当接面は、耐熱性と耐摩耗性を兼ね備えたブレーキパッドの材料で形成されることが望ましい。上記以外の構成は前述の例と同様である。
【００３２】
この例の動力伝達機構では、運転者がＰＴＯクラッチレバーを入位置に倒すと前述の例のように摺動部材１０４´が前方位置に移動し、ＰＴＯクラッチＰＣがつながった状態となる。すなわち、クラッチ前側部１０１とクラッチ後側部１０２とがボールＢＬを介して連結され、伝動軸４５の回転がＰＴＯ軸４６に伝達される。
【００３３】
一方、ＰＴＯクラッチＰＣがつながった状態から、運転者がＰＴＯクラッチレバーを切位置に倒すと、摺動部材１０４がコイルバネ１０５の付勢力に抗して後方位置に移動し、摺動部材１０４の収容部１０４ａが溝部１０６Ｇに対応する位置となる。ボールＢＬは、ＰＴＯ軸４６の回転による遠心力でその下半球が溝部１０６Ｇから抜け出る。同時に、ボールＢＬの上半球は天面１０４Ｙに当接した状態で収容部１０４ａに収容されるとともに、ボールＢＬの下半球は収容孔１０１Ｇに位置する。このため、ボールＢＬは、クラッチ前側部１０１とともに回転を継続する一方クラッチ後側部１０２からは離れるので、伝動軸４５の回転はＰＴＯ軸４６には伝達されない。
【００３４】
一方、摺動部材１０４´が後方位置となると、摺動部材１０４´の段差部１０４´Ｇがブレーキ部材１１０に当接し、段差部１０４´Ｇとブレーキ部材１１０との間の摩擦抵抗によって、伝動軸４５と切断されたＰＴＯ軸４６の惰性回転を短時間で停止させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
この発明の動力伝達機構は、トラクタに適用することに限定されるものではなく、後部に作業機を取り付けることができる作業車両、たとえば、田植機などにも適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
４０  エンジン
４４  出力軸（エンジン出力軸）
４５  伝動軸（エンジン出力軸）
２４  後輪（駆動輪）
４６  ＰＴＯ軸
４７  （伝動軸４５：エンジン出力軸に備える）伝動歯車
１０１  クラッチ前側部
１０２  クラッチ後側部
１０４，１０４´  摺動部材
１１０  ブレーキ部材
ＢＬ  ボール
ＰＣ  ＰＴＯクラッチ
Ｓ  作業機（後部作業機）
【図１】
2013241125.tif 000003
【図２】
2013241125.tif 000004
【図３】
2013241125.tif 000005
【図４】
2013241125.tif 000006
【図５】
2013241125.tif 000007
【図６】
2013241125.tif 000008