(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチハウジング（１３）とこのクラッチハウジング（１３）の後方に設けたミッションケース（１４）との間に動力伝達軸（１５）を配置してエンジン（１２）の回転動力をミッションケース（１４）内の変速装置へ伝達するとともに、前記変速装置で減速された回転動力を前輪変速装置（４０）を介してミッションケース（１４）前方の前輪（２０）へ伝達する作業車両であって、前記前輪変速装置（４０）をミッションケース（１４）の前面に取り付けたギヤケース（１８）内に構成するにあたり、該ギヤケース（１８）に対する入力軸（４１）と出力軸（４７）との間に、前輪（２０）へ伝達する回転動力を「等速」若しくは「増速」で伝達する２組の常時噛み合い式ギヤを設け、前記入力軸（４１）内に該入力軸（４１）に外周方向に向けて付勢したスライドキー（４６）を設け、該スライドキー（４６）の係合部を前記常時噛み合い式ギヤの枢着部に設けた被係合部に係合することにより、前記常時噛み合い式ギヤの何れか一方のギヤを介して前記入力軸（４１）の回転動力を前記出力軸（４７）へ伝達するキーシフト式の変速機構にて構成した作業車両の変速装置に於いて、
上記ギヤケース（１８）前方部に変速操作部であるシフタ（５５）を前後回動可能に設け、該シフタ（５５）の下端部に前記スライドキー（４６）をスライドさせるために前記入力軸（４１）内部に挿入されたシフタ操作軸（４５）の前端部を連結し、
そして、ステアリングハンドル（２２）の回転操作で一体に回転するステアリングシャフト（２３）の下端部に設けられた操向ギヤ装置（２４）を通じてピットマンアーム（６０）に連結されたステアリングロッド（６４）が、上記クラッチハウジング（１３）の下方左右方向に枢着されたドラッグアームボス（６１）の車体中心側に固設されたドラッグアーム（６２）の先端と連結され、一方、前記ドラッグアームボス（６１）の下部位置にアームボス（６６）を左右方向に枢着し、該アームボス（６６）の車体中心側にアーム（６７）を上向きに突設するとともに、該アームボス（６６）の車体側部側にアーム（６８）を後向きに突設し、且つ、前記ドラッグアームボス（６１）の車体側部側の下面に、ディテント用の凹部（７０ａ）を中央に設けた円弧状のカム（７０）を固設し、前記アーム（６８）の先端部に設けたボス（７１）を該カム（７０）の円周面に当接し、他方、前記ドラッグアームボス（６１）は、車体側部側にドラッグアーム（６３）を固設し、該ドラッグアーム（６３）の先端部にはドラッグロッド（６５）を前向きに連結してナックルアームに接続し、
更に、上記シフタ（５５）の上端部と前記アーム（６７）の先端部とをロッド（７２）によって連結し、前記ステアリングハンドル（２２）の操作に連動して前記スライドキー（４６）を「増速」ギヤ側に切り換えるように構成するとともに上記ギヤケース（１８）は上記ミッションケース（１４）の前面に対して着脱可能に装着され、且つ、該ミッションケース（１４）から前輪変速装置（４０）へ動力を取り出すための軸である後輪伝動軸（２８）と該前輪変速装置（４０）の入力軸（４１）との減速ギヤを設けてなり、その際、該ミッションケース（１４）から前記前輪変速装置（４０）へ動力を取り出すための前記後輪伝動軸（２８）と上記入力軸（４１）との間に枢着された減速ギヤ軸（５２）に大径のギヤ（５３）を固設し該ギヤ（５３）に、前記後輪伝動軸（２８）の前端部が上記ミッションケース（１４）前方に突出形成した出力ギヤ（４９）を噛合させるとともに、前記減速ギヤ軸（５２）に小径のギヤ（５４）を固設し該ギヤ（５４）に、上記入力軸（４１）の後端部に固設された入力ギヤ（４８）を噛合させてなることを特徴とする作業車両の前輪変速装置。
【請求項２】
上記入力軸（４１）の回転動力を「等速」若しくは「増速」で伝達する２組の常時噛み合い式のギヤの間に、動力伝達を切とするニュートラル部を設けた請求項１記載の作業車両の前輪変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は作業車両の前輪変速装置に関するものであり、特に、農業用トラクタや乗用管理機等の作業車両に於ける前輪変速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、小型トラクタや乗用管理機等の作業車両は、クラッチハウジングとこのクラッチハウジングの後方に設けたミッションケースとの間に動力伝達軸を配置してエンジンの回転動力をミッションケース内の変速装置へ伝達している。また、前記変速装置で減速された回転動力を前輪変速装置を介してミッションケース前方の前輪へ伝達するように形成してある。
【０００３】
而して、前記前輪変速装置は、湿式多板クラッチと変速ギヤとを組合せたものが多く、該湿式多板クラッチの入切によって等速四駆と前輪増速四駆とを切り換えて前輪へ伝達する。しかし、湿式多板クラッチは高価であり、また、該湿式多板クラッチと変速ギヤとを組合せてあるため小型化に限界があった。更に、等速四駆と前輪増速四駆の切換えを手動で行うと操作が煩雑であり、操作遅れが生じ易い。
【０００４】
そこで、作業車両の前輪変速装置を安価且つコンパクトな構成にするとともに切換え操作を自動化して操作性を向上させるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、クラッチハウジング（１３）とこのクラッチハウジング（１３）の後方に設けたミッションケース（１４）との間に動力伝達軸（１５）を配置してエンジン（１２）の回転動力をミッションケース（１４）内の変速装置へ伝達するとともに、前記変速装置で減速された回転動力を前輪変速装置（４０）を介してミッションケース（１４）前方の前輪（２０）へ伝達する作業車両であって、前記前輪変速装置（４０）をミッションケース（１４）の前面に取り付けたギヤケース（１８）内に構成するにあたり、該ギヤケース（１８）に対する入力軸（４１）と出力軸（４７）との間に、前輪（２０）へ伝達する回転動力を「等速」若しくは「増速」で伝達する２組の常時噛み合い式ギヤを設け、前記入力軸（４１）内に該入力軸（４１）に外周方向に向けて付勢したスライドキー（４６）を設け、該スライドキー（４６）の係合部を前記常時噛み合い式ギヤの枢着部に設けた被係合部に係合することにより、前記常時噛み合い式ギヤの何れか一方のギヤを介して前記入力軸（４１）の回転動力を前記出力軸（４７）へ伝達するキーシフト式の変速機構にて構成した作業車両の変速装置に於いて、
上記ギヤケース（１８）前方部に変速操作部であるシフタ（５５）を前後回動可能に設け、該シフタ（５５）の下端部に前記スライドキー（４６）をスライドさせるために前記入力軸（４１）内部に挿入されたシフタ操作軸（４５）の前端部を連結し、
そして、ステアリングハンドル（２２）の回転操作で一体に回転するステアリングシャフト（２３）の下端部に設けられた操向ギヤ装置（２４）を通じてピットマンアーム（６０）に連結されたステアリングロッド（６４）が、上記クラッチハウジング（１３）の下方左右方向に枢着されたドラッグアームボス（６１）の車体中心側に固設されたドラッグアーム（６２）の先端と連結され、一方、前記ドラッグアームボス（６１）の下部位置にアームボス（６６）を左右方向に枢着し、該アームボス（６６）の車体中心側にアーム（６７）を上向きに突設するとともに、該アームボス（６６）の車体側部側にアーム（６８）を後向きに突設し、且つ、前記ドラッグアームボス（６１）の車体側部側の下面に、ディテント用の凹部（７０ａ）を中央に設けた円弧状のカム（７０）を固設し、前記アーム（６８）の先端部に設けたボス（７１）を該カム（７０）の円周面に当接し、他方、前記ドラッグアームボス（６１）は、車体側部側にドラッグアーム（６３）を固設し、該ドラッグアーム（６３）の先端部にはドラッグロッド（６５）を前向きに連結してナックルアームに接続し、
更に、上記シフタ（５５）の上端部と前記アーム（６７）の先端部とをロッド（７２）によって連結し、前記ステアリングハンドル（２２）の操作に連動して前記スライドキー（４６）を「増速」ギヤ側に切り換えるように構成するとともに上記ギヤケース（１８）は上記ミッションケース（１４）の前面に対して着脱可能に装着され、且つ、該ミッションケース（１４）から前輪変速装置（４０）へ動力を取り出すための軸である後輪伝動軸（２８）と該前輪変速装置（４０）の入力軸（４１）との減速ギヤを設けてなり、その際、該ミッションケース（１４）から前記前輪変速装置（４０）へ動力を取り出すための前記後輪伝動軸（２８）と上記入力軸（４１）との間に枢着された減速ギヤ軸（５２）に大径のギヤ（５３）を固設し該ギヤ（５３）に、前記後輪伝動軸（２８）の前端部が上記ミッションケース（１４）前方に突出形成した出力ギヤ（４９）を噛合させるとともに、前記減速ギヤ軸（５２）に小径のギヤ（５４）を固設し該ギヤ（５４）に、上記入力軸（４１）の後端部に固設された入力ギヤ（４８）を噛合させてなる作業車両の前輪変速装置、
及び、請求項２記載の発明は、上記入力軸（４１）の回転動力を「等速」若しくは「増速」で伝達する２組の常時噛み合い式のギヤの間に、動力伝達を切とするニュートラル部を設けた請求項１記載の作業車両の前輪変速装置を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図に於いて、符号１０は作業車両の一例として小型のトラクタを示し、車体１１の前方部位にエンジン１２を載置し、その後部にクラッチハウジング１３が取り付けられている。車体１１の後方下部にはミッションケース１４を固設し、前記クラッチハウジング１３とミッションケース１４との間に動力伝達軸１５を配設してエンジン１２の回転動力をミッションケース１４へ伝動する。
【０００７】
後述するように、前記ミッションケース１４内の変速装置によって変速された動力は後輪１６に伝達されるとともに、前記ミッションケース１４の後方に突出したＰＴＯ取出軸１７に伝達される。また、前記ミッションケース１４の前面にギヤケース１８を装着し、前記ミッションケース１４に入力された動力は、該ギヤケース１８内の変速装置によって変速され、前輪伝動軸１９から前輪２０へ伝達される。そして、前記クラッチハウジング１３とミッションケース１４との間に、下面が開放された略コ字形の板金製の伝動ケース２１を架設し、該伝動ケース２１にて前記動力伝達軸１５、ギヤケース１８、前輪伝動軸１９等を被蔽する。尚、２２は操向操作部であるステアリングハンドルであり、該ステアリングハンドル２２と一体に回転するステアリングシャフト２３の下端部に操向ギヤ装置２４が設けられている。
【０００８】
エンジン１２の回転動力は、前記クラッチハウジング１３内に設けた主クラッチ２５を介して動力伝達軸１５からミッションケース１４内の入力軸２６へ伝動される。該入力軸２６の後部には、該入力軸２６と同一軸心に変速軸２７が枢着され、該入力軸２６の下部には、該入力軸２６並びに変速軸２７と平行に後輪伝動軸２８、ＰＴＯ伝動軸２９及びカウンタ軸３０が枢着されている。前記入力軸２６に入力された動力は、ギヤ３１，３２の噛合を介して後輪伝動軸２８上を遊転する筒状ギヤ３３に伝達され、主変速装置３４及び副変速装置３５にて変速された後に、後輪伝動軸２８からリヤデファレンシャル装置３６を経て後輪１６，１６に伝達されるとともに、前記筒状ギヤ３３からＰＴＯ変速装置３７にて変速された後に、ＰＴＯ伝動軸２９からＰＴＯ取出軸１７に伝達される。
【０００９】
ここで、前記ギヤケース１８の内部には前輪変速装置４０が設けられており、該前輪変速装置４０の入力軸４１に等速四駆ギヤ４２、前輪増速四駆ギヤ４３を遊転自在に枢着し、これらのギヤ４２，４３の枢着部には半径方向に窪んだ複数個の係止溝４４，４４…が設けられ、後述するスライドキー４６の先端が係合する被係合部が形成されている。また、該入力軸４１の後端部に入力ギヤ４８を固設し、前記後輪伝動軸２８の前端部に設けた出力ギヤ４９に噛合させて、後輪伝動軸２８の回転動力を前輪変速装置４０に取り込むように構成してある。一方、該前輪変速装置４０の出力軸４７に前記等速四駆ギヤ４２と略同径のギヤ５０を固設して等速四駆ギヤ４２に常時噛合させるとともに、前記前輪増速四駆ギヤ４３よりも小径のギヤ５１を固設して前輪増速四駆ギヤ４３に常時噛合させ、該出力軸４７の前端に前記前輪伝動軸１９が連結されている。
【００１０】
前記入力軸４１の内部には、中実状の棒からなるシフタ操作軸４５が前後方向へスライド自在に挿入されており、このシフタ操作軸４５の後端部をスリット状に切欠いて２枚のスライドキー４６，４６を枢着している。この一対のスライドキー４６，４６の先端部間にはスプリングＳが介装されており、該スプリングＳによりスライドキー４６，４６の先端部が入力軸４１の外周方向に向けて拡開するように付勢され、前記シフタ操作軸４５が前後にスライドしてスライドキー４６，４６が前記等速四駆ギヤ４２または前輪増速四駆ギヤ４３の何れかの係止溝４４に入り込むと、等速四駆ギヤ４２または前輪増速四駆ギヤ４３の何れか一方が入力軸４１と一体に回転し、前記入力軸４１の回転動力を「等速」若しくは「増速」で出力軸４７へ伝達するキーシフト式の変速機構が構成されている。
【００１１】
ここで、前記後輪伝動軸２８の前端部はミッションケース１４の前方へ突出しており、この突出部分に出力ギヤ４９を設けるとともに、前輪変速装置４０の入力軸４１の後端部に入力ギヤ４８を固設する。そして、ミッションケース１４から前輪変速装置４０へ動力を取り出すための軸である後輪前記伝動軸２８と前記入力軸４１との間に減速ギヤ５２を枢着し、該減速ギヤ５２に大径の５３を固設して前記出力ギヤ４９に噛合させるとともに、該減速ギヤ５２に小径のギヤ５４を固設して前記入力ギヤ４８に噛合させる。即ち、前記後輪伝動軸２８の回転力は、減速ギヤ軸５２のギヤ５３，５４によって減速された後に前輪変速装置４０の入力軸４１に取り込まれるように構成してある。また、ギヤケース１８内の前方部に変速操作部であるシフタ５５を前後回動可能に設け、該シフタ５５を前記シフタ操作軸４５の前端部に連結する。
【００１２】
一方、前記操向ギヤ装置２４はクラッチハウジング１３の上部に固設され、ステアリングシャフト２３の回転を受けてピットマンアーム６０が回動する。クラッチハウジング１３の下方には左右方向にドラッグアームボス６１を枢着し、該ドラッグアームボス６１の車体中心部側にドラッグアーム６２を固設するとともに、該ドラッグアームボス６１の車体側部側にドラッグアーム６３を固設する。そして、一方のドラッグアーム６２の先端部と前記ピットマンアーム６０の先端部とをステアリングロッド６４にて連結し、他方のドラッグアーム６３の先端部にドラッグロッド６５を連結してナックルアーム（図示せず）に接続する。これら操向ギヤ装置２４、ステアリングロッド６４、ドラッグアームボス６１、ドラッグアーム６２，６３、ドラッグロッド６５等から、ステアリングハンドル２２の回転操作に連動する回転部材が構成される。
【００１３】
また、クラッチハウジング１３の下方には、前記ドラッグアームボス６１の下部位置にアームボス６６を左右方向に枢着し、該アームボス６６の車体中心側にアーム６７を上向きに突設するとともに、該アームボス６６の車体側部側にアーム６８を後向きに突設する。そして、前記ドラッグアームボス６１の車体側部側の下面に円弧状のカム７０を固設する。該カム７０は円弧の中央部にディテント用の凹部７０ａを設けてあり、前記アーム６８の先端部に設けたボス７１（またはローラ）を該カム７０の円周面に当接する。更に、前記シフタ５５の上端部と前記アーム６７の先端部とをロッド７２にて連結する。
【００１４】
而して、前記ステアリングハンドル２２を回転操作すれば、操向ギヤ装置２４のピットマンアーム６０が回動し、ステアリングロッド６４を介して一方のドラッグアーム６２が押し引きされ、ドラッグアームボス６１及び他方のドラッグアーム６３が回転する。従って、ドラッグロッド６５が押し引きされて、操向輪である前輪２０，２０が左右何れかへ回向する。また、前記ドラッグアームボス６１と一体にカム７０が回動するため、該カム７０に当接するボス７１が押されて前記ディテント用の凹部７０ａから移動し、前記アーム６７，６８及びアームボス６６が一体に回動して、ロッド７２が押し引きされて前記シフタ５５が回動する。
【００１５】
斯くして、ステアリング操作により前輪２０，２０が回向するとともに、前輪変速装置４０のシフタ操作軸４５がスライドして、スライドキー４６，４６の先端が何れか一方のギヤ４２または４３の係止溝４４に入り込んだときは、該当するギヤの組合せにて変速される。即ち、ステアリング操作に連動して前輪変速装置４０の切換え操作を自動化することができる。
【００１６】
例えば、前記スライドキー４６が等速四駆ギヤ４２の係止溝４４に入り込んだときは、入力軸４１の回転が等速四駆ギヤ４２とギヤ５０との噛合によって出力軸４７から前輪伝動軸１９に伝達され、前輪２０は後輪１６と略等速の周速度で回転駆動される。一方、前記スライドキー４６が前輪増速四駆ギヤ４３の係止溝４４に入り込んだときは、入力軸４１の回転が前輪増速四駆ギヤ４３とギヤ５１との噛合によって出力軸４７から前輪伝動軸１９に伝達され、前輪２０は後輪１６の略２倍の周速度で回転駆動される。即ち、当該トラクタ１０の直進時は上記ギヤ４２，５０の組合せにて等速四駆走行となり、当該トラクタ１０の旋回時は上記ギヤ４３，５１の組合せにて前輪増速走行となって車体１１を小回り旋回させる。尚、後輪伝動軸２８の前端部に設けた出力ギヤ４９をシフタ（図示せず）によりスライドさせて前記入力ギヤ４８との噛合を外した場合は、後輪伝動軸２８の回転動力が前輪変速装置４０に伝達されず、前輪２０は駆動されない。即ち、当該トラクタ１０は後輪１６，１６のみの二駆走行となる。
【００１７】
このように、前輪変速装置４０はキーシフト式の変速機構にて構成してあるので、従来の湿式多板クラッチを組合せた構成と比較して安価であり、且つ、コンパクトに構成できる。また、変速操作部であるシフタ５５をシフタ操作軸４５の前方部位に設けてあるので、クラッチハウジング１３とミッションケース１４との間のスペースを有効利用できる。そして、該シフタ操作軸４５よりも下方位置に前輪伝動軸１９を配置したことにより、ミッションケース１４側の軸位置と前輪２０側の軸位置を略同じ高さに一致させることができ、ユニバーサルジョイント等を使用せずしてシャフト駆動にて動力を伝動することができる。更に、ステアリング操作系のアームやロッド等のリンク機構を伝動ケース２１の内部に収容したので、現在のスペースの中でコンパクトに構成することができる。
【００１８】
尚、この発明は、この発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、この発明が該改変せられたものに及ぶことは当然である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は上記一実施の形態に詳述したように、ミッションケースの前面に着脱自在に設けられた前輪変速装置がキーシフト式の変速機構にて構成されているため、コンパクト且つ安価に形成できる。また、変速機構のシフタ操作軸をスライドさせるためのシフタと、ステアリングハンドルの回転操作に連動して前輪変速装置を自動的に切換えることができ、操作遅れを生じることがない。
そして、ギヤケース前方部に変速操作部であるシフタを前後回動可能に設け、該シフタの下端部に前記スライドキーをスライドさせるために前記入力軸内部に挿入されたシフタ操作軸の前端部を連結したので、クラッチハウジングとミッションケースとの間のスペースを有効利用することができる。
さらに、ステアリング操作系のアームやロッド等のリンク機構がクラッチハウジングの下方にあるため、伝動ケース内に収納しやすく現在のスペース中でコンパクトに構成することができる。
加えて、ミッションケースから前記前輪変速装置へ動力を取り出すための前記後輪伝動軸と上記入力軸との間に枢着された減速ギヤ軸に大径のギヤを固設し該ギヤに、前記後輪伝動軸の前端部が上記ミッションケース前方に突出形成した出力ギヤを噛合させるとともに、前記減速ギヤ軸に小径のギヤを固設し該ギヤに、上記入力軸の後端部に固設された入力ギヤを噛合させる構成を採用したので、上記後輪伝動軸の回転動力は、減速ギヤ軸の大径ギヤ、小径ギヤによって確実に減速された後に前輪変速装置の入力軸に取り込まれる。
【００２０】
請求項２記載の発明は、上記前輪変速装置を収容したギヤケースがミッションケースに後付け可能であるため、請求項１記載の発明の効果に加えて、作業車両の仕様に対応して前輪変速装置の追加装備を簡単に行うことができる。また、ミッションケースから取り込まれる動力は、減速ギヤにて減速された後に前輪変速装置に入力されるので、変速時の軸回転が低下して切換えショックが少ない。また、前輪側の軸位置よりも前輪変速装置が高位置となるため、車体の最低地上高を下げることなく、リンク機構の保護もできる。
【００２１】
請求項３記載の発明は、上記前輪変速装置の「等速」若しくは「増速」で伝達する２組のギヤの間にニュートラル部を設けたことにより、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、「等速」「増速」の切換えの途中で動力伝達が一旦切となるので、変速ショックが軽減されて操作性及び耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施の形態を示すものである。
【図１】小型のトラクタの側面図。
【図２】クラッチハウジング及びミッションケース等の伝動系の内部を示す側面図。
【図３】図２の正面図。
【図４】ミッションケース及びギヤケースの拡大断面図。
【符号の説明】
１０        トラクタ
１２        エンジン
１３        クラッチハウジング
１４        ミッションケース
１５        動力伝達軸
１８        ギヤケース
１９        前輪伝動軸
２０        前輪
２１        伝動ケース
２２        ステアリングハンドル
２４        操向ギヤ装置
２８        後輪伝動軸
４０        前輪変速装置
４１        入力軸
４２        等速四駆ギヤ
４３        前輪増速四駆ギヤ
４４        係止溝
４５        シフタ操作軸
４６        スライドキー
５２        減速ギヤ軸
５５        シフタ
６１        ドラッグアームボス
６２，６３  ドラッグアーム
６４        ステアリングロッド
６５        ドラッグロッド
【図１】
0004144155.tif 000002
【図２】
0004144155.tif 000003
【図３】
0004144155.tif 000004
【図４】
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