(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体フレーム（１）の前下部に操向駆動輪となる一輪の前輪（２）を配し、後部には駆動輪となる二輪の後輪（３・３）を配した乗用管理機において、前記機体フレーム（１）前部に一輪の前輪（２）を左右回動可能に支持し、ステアリングハンドル（１４）の操作により左右回動される、該前輪（２）の左右回動軸上にカム部（１８４ａ）を設け、該カム部（１８４ａ）の外周部の後部には、外周半径を小さくした短径当接部（１８４ｂ）を略１８０度の範囲で形成し、前部には外周半径が前記短径当接部（１８４ｂ）よりも大きな長径当接部（１８４ｃ）を形成し、該カム部（１８４ａ）の外周部に、左右のカムフォロア（１０６・１０６）を当接して配置し、該左右のカムフォロア（１０６・１０６）を後二輪の各サイドクラッチと連動連結するサイドクラッチ制御機構を形成し、該短径当接部（１８４ｂ）に左右のカムフォロア（１０６・１０６）が当接された状態では、サイドクラッチ機構は「接」状態であり、左右の後輪（３・３）ともに駆動力が伝達され、左右のカムフォロア（１０６・１０６）のいずれかが長径当接部（１８４ｃ）に乗り上げると、左右いずれかのサイドクラッチ操作アーム（９０・９０）が操作され、いずれかのサイドクラッチ機構を「断」として動力伝達を断ち、機体を旋回操作し、前後進変速可能な主変速装置（１０２）又は副変速装置の出力軸と、前輪動力伝達軸（７３）との間に、「低速」と「高速」の切替えが可能な前輪高低速切替え手段（１８０）を設け、該前輪高低速切替え手段（１８０）を、前記左右のカムフォロア（１０６・１０６）と連動連結した前輪変速機構を形成し、前記前輪（２）の左右回動が、略１８０度の短径当接部（１８４ｂ）の範囲を越えると、旋回側のサイドクラッチが「断」になると同時に、前輪動力伝達軸（７３）が「高速」に切替わるべく構成したことを特徴とする乗用管理機。
【請求項２】
請求項１記載の乗用管理機において、前記機体フレーム（１）後部に前記主変速装置（１０２）を設け、該主変速装置（１０２）の入力軸（６０）または出力軸（６３）の、いずれか一方の動力を選択して取り出し、ＰＴＯ軸（３５）に伝達可能なＰＴＯ軸変速機構を設けたことを特徴とする乗用管理機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三輪型乗用管理機のＰＴＯ軸または前輪の変速機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、前後方向に機体フレームを配置し、該機体フレームの前部には操向及び駆動が可能な前輪を一輪配し、後部には駆動可能な後輪を二輪配して三輪駆動式とし、更に、該前輪と後輪との間の腹部には作業機を作業機装着装置を用いて吊設し、機体フレーム後部に載置した運転席に搭乗して管理作業を行うようにした乗用管理機は公知となっている。この乗用管理機において、従来のＰＴＯ軸は、ロータリー耕耘のような定回転作業用としてエンジンの動力をそのまま伝達する定回転ＰＴＯ軸と、播種、施肥のような車速同調作業用として変速後の動力を伝達する車速同調ＰＴＯ軸の２本から構成され、ミッションケースから突出されていた。また、この乗用管理機では、前記機体フレームの前部に固設したフロントケースの下部に、前輪を支持する支持部材を回動可能に設け、旋回時にはハンドル操作で操向輪である前輪を左右方向に回動させると同時に、後二輪のうちの旋回内側車輪のサイドクラッチを切り、旋回外側車輪を駆動して旋回を行っていた。すなわち、前記支持部材にカムを固設して前輪と一緒に回動するようにし、該カムの回動軌跡上にはカムフォロアを配置し、該カムフォロアは後二輪にそれぞれ設けたサイドクラッチにワイヤを介して連動連結しており、ハンドルの回動によりカムが回動され、カムフォロアを回動し、その回動によってワイヤを牽引してサイドクラッチを切るように構成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ミッドマウント作業では、地上高さを高く取り、かつ運転席から作業部のある前下方の視野を広くして死角を少なくするために、前輪駆動軸や前記複数のＰＴＯ軸等が狭いスペースに交錯して配置されており、性能の安定性や製造ラインでの組立性の面で好ましくない、という問題があった。さらに、前記ＰＴＯ軸は作業機の種類により変える必要があるため、作業機毎に取り出し位置が異なり、作業機の着脱作業が煩雑になる、という問題もあった。また、従来のサイドクラッチ機構では、サイドクラッチの切れた後二輪の旋回内側車輪を中心にして機体が旋回するが、この際、前輪は後二輪の旋回外側車輪よりも旋回半径が大きくなるため周速が増し、タイヤがスリップしながら外方に横滑りする形で旋回して土寄せが発生し圃場を荒らす、という問題があった。本発明は、前記の点に鑑み、機体の組立性、性能の安定性、及び作業機の着脱性に優れ、圃場の荒れも防止可能な乗用管理機を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
請求項１においては、機体フレーム（１）の前下部に操向駆動輪となる一輪の前輪（２）を配し、後部には駆動輪となる二輪の後輪（３・３）を配した乗用管理機において、前記機体フレーム（１）前部に一輪の前輪（２）を左右回動可能に支持し、ステアリングハンドル（１４）の操作により左右回動される、該前輪（２）の左右回動軸上にカム部（１８４ａ）を設け、該カム部（１８４ａ）の外周部の後部には、外周半径を小さくした短径当接部（１８４ｂ）を略１８０度の範囲で形成し、前部には外周半径が前記短径当接部（１８４ｂ）よりも大きな長径当接部（１８４ｃ）を形成し、該カム部（１８４ａ）の外周部に、左右のカムフォロア（１０６・１０６）を当接して配置し、該左右のカムフォロア（１０６・１０６）を後二輪の各サイドクラッチと連動連結するサイドクラッチ制御機構を形成し、該短径当接部（１８４ｂ）に左右のカムフォロア（１０６・１０６）が当接された状態では、サイドクラッチ機構は「接」状態であり、左右の後輪（３・３）ともに駆動力が伝達され、左右のカムフォロア（１０６・１０６）のいずれかが長径当接部（１８４ｃ）に乗り上げると、左右いずれかのサイドクラッチ操作アーム（９０・９０）が操作され、いずれかのサイドクラッチ機構を「断」として動力伝達を断ち、機体を旋回操作し、前後進変速可能な主変速装置（１０２）又は副変速装置の出力軸と、前輪動力伝達軸（７３）との間に、「低速」と「高速」の切替えが可能な前輪高低速切替え手段（１８０）を設け、該前輪高低速切替え手段（１８０）を、前記左右のカムフォロア（１０６・１０６）と連動連結した前輪変速機構を形成し、前記前輪（２）の左右回動が、略１８０度の短径当接部（１８４ｂ）の範囲を越えると、旋回側のサイドクラッチが「断」になると同時に、前輪動力伝達軸（７３）が「高速」に切替わるべく構成したものである。
【０００５】
請求項２においては、請求項１記載の乗用管理機において、前記機体フレーム（１）後部に前記主変速装置（１０２）を設け、該主変速装置（１０２）の入力軸（６０）または出力軸（６３）の、いずれか一方の動力を選択して取り出し、ＰＴＯ軸（３５）に伝達可能なＰＴＯ軸変速機構を設けたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を説明する。図１は腹部に中耕ロータリを装着し下降させた状態の乗用管理機の全体側面図、図２は同じく全体平面図、図３は本発明の機体フレームを有する乗用管理機の部分側面図、図４は同じく乗用管理機の機体フレームの側面断面図、図５は同じく乗用管理機の機体フレームの平面断面図、図６はフロントケースの平面断面図、図７はフロントケースおよびフロントアクスルケースの側面断面図、図８はフロントケースおよびフロントアクスルケースの正面断面図、図９はミッションケースにおけるＰＴＯ軸変速機構及び前後輪駆動系のスケルトン図、図１０は後輪サイドクラッチ及び前輪高低速切替え手段を作動させるための前輪回動検知手段を示す平面断面図、図１１は前輪高低速切替え手段のスケルトン図である。
【０００７】
まず、本発明に係わる乗用管理機の全体構成を図１乃至図４により説明する。三輪型乗用管理機において、前後方向に延びた機体フレーム１の後部に運転部Ｂが配され、該機体フレーム１の後端部にはエンジン６が搭載され、ミッションケース５１によって走行変速し、該ミッションケース５１の下部に配するリアアクスルケース４より後輪駆動ケース５を介して後輪３・３が駆動される。
【０００８】
前記ミッションケース５１からは、図４のように機体フレーム１内に配置した動力伝達軸を介して前輪２に動力を伝達する構成とし、該機体フレーム１の前部にはフロントケース７を設け、該フロントケース７下部に鉛直方向を軸芯として左右回動可能にフロントアクスルケース８を装着し、該フロントアクスルケース８に一輪の前輪２を支持して駆動できるようにして、三輪駆動車を構成している。尚、前記フロントケース７上部はカバー３０で被装されている。
【０００９】
また、前記エンジン６はボンネット１０によって被装され、該ボンネット１０の前方には、ミッションケース５１及び後輪３を被装する車体カバー１１が配され、該車体カバー１１上には運転席１２が載置され、該運転席１２前方の機体フレーム１上にはステアリングコラム１３が立設されている。該ステアリングコラム１３の上部より上方にはステアリングハンドル１４が突出され、該ステアリングコラム１３の右側部には図示せぬアクセルレバーが突出されるとともに、ステアリングコラム１３下部側方にサイドクラッチペダル１６が配置されている。
【００１０】
また、前記前輪２と後輪３との間の腹部には作業機装着装置２９が配される。該作業機装着装置２９は図３、図４に示すように、前記機体フレーム１の前下部（フロントケース７の後方位置）に、左右一対のブラケット１８・１８が下方に突出され、該ブラケット１８・１８の上下に支持軸１４９・１５０が横架されている。上方の支持軸１４９の両端部に上リンク１９・１９の前部が枢支され、下方の支持軸１５０両端部に下リンク２０・２０前部が枢支されている。前記上リンク１９・１９は機体フレーム１の左右幅に略等しい間隔に設けられている。該上リンク１９は機体フレーム１の側方に位置するまで上昇回動させることができ、作業機２６を持ち上げられるようにしている。更に、上リンク１９と下リンク２０の途中部には連結アーム１６０によって連結され、平行リンクが構成されている。
【００１１】
また、前記ブラケット１８・１８に昇降シリンダ２２の基部が枢支され、該昇降シリンダ２２のロッド先端は前記下リンク２０・２０の途中部と前記連結アーム１６０下端を連結した連結ピン１６４に枢支され、該昇降シリンダ２２が平行リンクの左右方向の中央位置に介装されるようにしている。
【００１２】
前記上リンク１９の後端と下リンク２０の後端に装着部材であるヒッチ２１が枢支され、該ヒッチ２１に作業機２６が係止される。図１に示すように、該ヒッチ２１からは棒状のツールバー２３が左右方向に延出され、該ツールバー２３の中央部と左右側部に、取付け位置を変更可能に複数の作業機２６を装着できるようにし、複数条の管理作業を行えるようにしている。
【００１３】
また、前記ツールバー２３の左右方向中央位置には動力入力ケース３６が固設されており、該動力入力ケース３６の入力軸には、前記ミッションケース５１下部より前方に突出されたＰＴＯ軸３５から後述するユニバーサルジョイント８１やＰＴＯ伝動軸３７を介して動力が伝達される。前記動力入力ケース３６から、側方に動力軸３８・３８が突出され、該動力軸３８が作業機２６としての各ロータリ耕耘機のチェーンケース２５上部内に挿入され、ロータリ耕耘機に動力が伝達されるのである。
【００１４】
更に、図３に示すように、前記ヒッチ２１の後面には機体フレーム１側に係止するための係止体４４が固設され、また、前記ステアリングコラム１３直前方の機体フレーム１の下部にステー１４０・１４０を下方に突出し、該ステー１４０・１４０下端部に回動アーム１４２・１４２の上端部が枢支され、回動アーム１４２・１４２の他端部に係止ピン１４１が外側方に突出して軸支されている。該係止ピン１４１の一側端部に操作杆１４３の前端部が枢支され、操作杆１４３の後端が前記ステアリングコラム１３下部の側方に略前後に摺動自在に支持されている。
【００１５】
そして、作業機２６を最上位置まで上昇させて、前記操作杆１４３を前方に摺動操作して、回動アーム１４２が下方へ回動され、係止ピン１４１が係止体４４の下方に移動し、係止体４４と係止ピン１４１とが係合され、作業機２６を腹部に配した状態で移動する場合に、作業機２６を最上昇位置に確実に保持することができるようにしているのである。
【００１６】
次に、以上のような全体構成から成る乗用管理機において、本発明のＰＴＯ軸変速機構を図９により説明する。前記エンジン６からの出力軸６４上にはポンプ用プーリー６５が固定され、該ポンプ用プーリー６５に巻回されたベルト６７により、ポンプ軸６９上のポンプ駆動プーリー７０が回動され、前記作業機の昇降などに用いる油圧ポンプ６８へ動力が伝達される。また、前記出力軸６４上には駆動用プーリー６６も固定されており、該駆動用プーリー６６と入力プーリー６１との間にベルト６２が巻回され、該入力プーリー６１を介してＨＳＴ入力軸６０にエンジン６からの動力が伝達される構成となっている。
【００１７】
ＨＳＴ入力軸６０に伝達された動力はＨＳＴ変速装置１０２で主変速後にＨＳＴ出力軸６３に出力され、該ＨＳＴ出力軸６３上にはスプライン嵌合状態で左右に摺動可能に副変速摺動ギヤ７１が配置され、該副変速摺動ギヤ７１の後方には、副変速軸７２、該副変速軸７２上の高速固設ギヤ７４及び低速固設ギヤ７５が配置され、この高速固設ギヤ７４と低速固設ギヤ７５のいずれかに前記副変速摺動ギア７１が噛合することにより、副変速が行われる。すなわち、前記副変速摺動ギヤ７１が左方向に摺動し、前記低速固設ギヤ７５と噛合すると低速回転が副変速軸７２に伝達され、前記副変速摺動ギヤ７１が右方向に摺動し、前記高速固設ギヤ７４と噛合すると、副変速軸７２には高速回転が伝達されるのである。
【００１８】
該高速固設ギヤ７４の右方の副変速軸７２上には同調スプロケット７６が固定され、該同調スプロケット７６に巻回されたチェーン７７により、ＨＳＴ入力軸６０前方のＰＴＯ駆動軸８０上に遊嵌された同調駆動スプロケット８２に副変速された動力が伝達される。一方、該同調駆動スプロケット８２は右側にクラッチ爪を有し、更に右方のＰＴＯ駆動軸８０上には左右両側にクラッチ爪を有するＰＴＯ軸変速用摺動ギヤ８３がスプライン嵌合状態で左右に摺動可能に配置され、該ＰＴＯ軸変速用摺動ギヤ８３の更に右方には左側にクラッチ爪を有する定回転駆動ギヤ８４が遊嵌され、該定回転駆動ギヤ８４は前記ＨＳＴ入力軸６０上の定回転ギヤ８５と噛合されている。
【００１９】
従って、前記ＰＴＯ軸変速用摺動ギヤ８３が左方向に摺動され、前記同調駆動スプロケット８２とクラッチ爪で噛合することにより、同調スプロケット７６、同調駆動スプロケット８２、及びＰＴＯ軸変速用摺動ギヤ８３を介してＰＴＯ駆動軸８０に車速と同調した動力が伝達される。一方、ＰＴＯ軸変速用摺動ギヤ８３が右方向に摺動され、前記定回転駆動ギヤ８４にクラッチ爪で噛合することにより、定回転ギヤ８５、定回転駆動ギヤ８４、及びＰＴＯ軸変速用摺動ギヤ８３を介して、ＰＴＯ駆動軸８０に変速前のエンジンからの一定回転の動力がそのまま伝達されるのである。このように異なる動力が伝達されるＰＴＯ駆動軸８０の右端には、ベベルギヤ８６が固設され、該ベベルギヤ８６は前記ＰＴＯ軸３５後端部に固設したベベルギヤ８７と噛合されている。すなわち、ＰＴＯ軸変速用摺動ギヤ８３の摺動による選択操作により、ＰＴＯ軸クラッチの中立位置からの離脱と復帰に対応した「入」「切」、並びに、ＰＴＯ軸回転の「定回転」「車速同調」の切替えが可能となり、しかも、ロータリー耕耘装置のような定回転作業と、播種、施肥のような車速同調作業が同じ一本のＰＴＯ軸３５を使って行うことができる構成となっている。
【００２０】
この場合の前輪の駆動については、前記同調駆動スプロケット８２の左端に固設したベベルギヤ８８が前輪出力軸７３の後端に固設したベベルギヤ８９と噛合され、該前輪出力軸７３はユニバーサルジョイント８１を介して前記第一動力伝達軸９ａの後端に接続されており、前輪へは副変速後の動力が伝達される構成となっている。なお、後述する前輪変速機構により、副変速後の動力を前輪の左右回動と連動させて「高速」と「低速」に切替え可能な構成としてもよい。
【００２１】
後輪の駆動についても、前記副変速軸７２からは、副変速軸７２の右端に固設した第一伝動ギヤ１０８、第一伝動軸１１１上の第二伝動ギヤ１０９、第三伝動ギヤ１１０を介して、第二伝動軸１１３上に固設した係合ギヤ１１２に、副変速された動力が伝達される構成となっている。
【００２２】
また、旋回時の後輪のサイドクラッチ機構については、以下の構成となっている。すなわち、前記係合ギヤ１１２は左右両側にクラッチ爪を有し、該係合ギヤ１１２の左右側部には内側にクラッチ爪を有する動力断接用摺動ギヤ１１４・１１４が配され、該動力断接用摺動ギヤ１１４・１１４は第二伝動軸１１３上に摺動自在に遊嵌され、ミッションケース５１との間に設けたバネ１１５により前記係合ギヤ１１２側に付勢されている。さらに、前記動力断接用摺動ギヤ１１４は後方の駆動ギヤ１１６に噛合され、該駆動ギヤ１１６を固設した後輪駆動軸１１７の外側端部にはベベルギヤ１１８を設け、該ベベルギヤ１１８は後輪出力軸１２０の前端部に設けたベベルギヤ１１９と噛合している。従って、通常は、前記バネ１１５により、前記動力断接用摺動ギヤ１１４・１１４が前記係合ギヤ１１２とクラッチ爪により噛合され、第二伝動軸１１３の副変速された動力は、ベベルギヤ１１８、１１９を介して後輪出力軸１２０まで伝達され、前記後輪３・３が駆動されているが、旋回時には、前記サイドクラッチペダル１６と連結連動した図示せぬサイドクラッチ用ホークにより、各々の前記動力断接用摺動ギヤ１１４・１１４が外側に摺動して係合ギヤ１１２との噛合を外し、動力が伝達されなくなり、この時、他方の後輪３は駆動状態にあるため旋回できる構成となっている。なお、前記サイドクラッチ用ホークの作動は、前記サイドクラッチペダル１６の踏み込みによる以外に、後述する前輪回動検知手段によって前輪の回動と連動させる構成としてもよい。
【００２３】
ここで、前記前輪出力軸７３から伝達される動力を用いた前輪駆動機構の構成について、図１、図４、図５乃至図８により説明する。前記機体フレーム１は、図１、図４に示すように、前下がりの傾斜状に前後方向に長く筒状に形成され、ステアリングコラム１３を立設した前後方向略中央位置において、前部フレーム１ａと後部フレーム１ｂとを連結し、この連結部下方に前記作業機２６を位置させ、更に後部フレーム１ｂの後端部にはエンジン６を載置するエンジンフレーム１ｃが固定されている。
【００２４】
前記後部フレーム１ｂは、正面断面視で下方が開放された「コ」字状に形成され、後部フレーム１ｂの後端部はミッションケース５１の直前方まで延出している。該後部フレーム１ｂ内では、ミッションケース５１の上部より前方に突出される前記前輪出力軸７３は、前述のように、ユニバーサルジョイント８１を介して前高後低に配置された第一動力伝達軸９ａの後部と連結され、該第一伝達軸９ａの前部は後ユニバーサルジョイント５７を介して第二伝達軸９ｃの後部に連結され、該第二伝達軸９ｃの前部は前ユニバーサルジョイント５６を介して第三伝達軸９ｂの後部に連結されている。
【００２５】
一方、前記機体フレーム１の前部に固設したフロントケース７後部側面には、図６に示すように、前輪第一伝動軸１６１が前後方向に配設され、該フロントケース７にベアリングを介して回動自在に支持されている。該前輪第一伝動軸１６１の後端には、図５に示すように、前記第三伝達軸９ｂの前端がユニバーサルジョイント７８を介して接続され、前輪第一伝動軸１６１の前部は、フロントケース７内に突出し、該前輪第一伝動軸１６１の前端には前輪第一伝動ギヤ１６２が挿嵌固定されている。
【００２６】
図７に示すように、該前輪第一伝動ギヤ１６２の上方には前輪第二伝動ギヤ１６３が配設されており、該前輪第二伝動ギヤ１６３は前記前輪第一伝動ギヤ１６２に噛合され、該前輪第二伝動ギヤ１６３はフロントケース７上部で前輪第二伝動軸１６６に挿嵌固定されている。尚、前輪第一伝動ギヤ１６２及び前輪第二伝動ギヤ１６３はベベルギアで構成されている。このようにして、ミッションケース５１からの動力が、前記第三伝達軸９ｂを介して前輪第一伝動軸１６１を回動すると、前輪第一伝動ギヤ１６２が回動され、続いて、該前輪第一伝動ギヤ１６２に噛合した前輪第二伝動ギヤ１６３が回動されて、前輪第二伝動軸１６６に駆動力が伝達される構成としている。
【００２７】
該前輪第二伝動軸１６６は、図８に示すように、フロントケース７内において上下方向に配設され、その上端は、前記フロントケース７に回動自在に支持されている。該前輪第二伝動軸１６６の上部には前記前輪第二伝動ギヤ１６３が挿嵌固定されており、該前輪第二伝動軸１６６の下端はフロントケース７の下方に配設されたフロントアクスルケース８内の上部に突出している。該前輪第二伝動軸１６６の下端には前輪第三伝動ギヤ１６７が挿嵌固定され、該前輪第三伝動ギヤ１６７の下方には前輪第四伝動ギヤ１６８が配置され、該前輪第四伝動ギヤ１６８は前記第三伝動ギヤ１６７と噛合している。
【００２８】
該前輪第四伝動ギヤ１６８は、フロントアクスルケース８の上部において左右方向に横設した第三伝動軸１６９の一端に挿嵌固定されており、該第三伝動軸１６９の一端は、前記フロントアクスルケース８の側部に回動自在に支持され、該第三伝動軸１６９の他端は、該フロントアクスルケース８の側部に固設されたチェーンケース１８３内に突出している。該チェーンケース１８３内において、前記第三伝動軸１６９の一端にはスプロケット１８１が挿嵌固定され、該スプロケット１８１にはチェーン１８２が懸架されており、該チェーン１８２を介して前記前輪２に動力を伝達可能に構成されている。
【００２９】
以上の構成により、ミッションケース５１の前記前輪出力軸７３からの動力が前輪第二伝動軸１６６に伝達されると、前輪第三伝動ギヤ１６７が駆動されると共に前輪第三伝動軸１６９が回動され、スプロケット１８１によりチェーン１８２を介して前輪２が駆動されるのである。
【００３０】
最後に、この前輪の駆動を、機体の旋回に連動させて「高低速」に切替え可能とする本発明の前輪変速機構について説明する。まず、機体旋回のための前輪の操舵機構の構成について、図１、図４、図５乃至図８により説明する。図４、図５に示すように、前記前部フレーム１ａ内には、操向用の回動軸４３が支持され、該回動軸４３後部は、中間軸４６、ユニバーサルジョイント７９・７９を介してステアリングハンドル１４のステアリングシャフト４５下部に連動連結されている。一方、前記回動軸４３前部は、ユニバーサルジョイントを介して、前記フロントケース７上部に前後方向に配設した第一前輪操向軸１７１の後端に連結されており、該第一前輪操向軸１７１は、図６に示すように、該フロントケース７に回動自在に固定されている。
【００３１】
該第一前輪操向軸１７１は、前部においてウォームギヤ１７２に挿嵌固定されており、第一前輪操向軸１７１の回動に伴い該ウォームギヤ１７２が回動する構成をとっている。該ウォームギヤ１７２の側方には、該フロントケース７内において上下方向に配設した枢軸１７５に回動自在に挿嵌されたウォームホイール１７３が配設されている。該枢軸１７５の両端部は、図７に示すように、フロントケース７に固設されており、該枢軸１７５に挿嵌した前記ウォームホイール１７３および、該ウォームホイール１７３の下面に固設したギヤ１７４を回動自在に枢支している。
【００３２】
該ギヤ１７４の側方には操舵ギヤ１８５が配設されており、該操舵ギヤ１８５はステアリングパイプ１８４の上部に挿嵌固定され、前記ギヤ１７４に噛合する構成になっている。ステアリングパイプ１８４の軸心部には、前記前輪第二伝動軸１６６が挿嵌しており、該ステアリングパイプ１８４はベアリングを介してフロントケース７に回動自在に支持されている。また、ステアリングパイプ１８４の下端はフロントアクスルケース８の上部に固設しており、操舵ギヤ１８５の回動に伴いステアリングパイプ１８４が回動可能に構成されている。即ち、該ステアリングパイプ１８４を介して、前記フロントアクスルケース８がフロントケース７に接続される構成になっている。
【００３３】
従って、ステリングハンドル１４を回動し、前記回動軸４３を介して第一前輪操向軸１７１を回動し、ウォームギヤ１７２およびウォームホイール１７３を回動させ、ステアリングパイプ１８４が回動し、フロントアクスルケース８が回動することにより、前輪２の操舵を可能に構成しているのである。
【００３４】
次に、このような操舵機構による前輪の左右回動を、前輪回動検出手段１９０により検出し、後輪のサイドクラッチの「断接」に連動させるサイドクラッチ制御機構について、図９、図１０により説明する。前記ステアリングパイプ１８４下部に形設したカム部１８４ａの外周部において、図１０に示すように、その後部には外周半径を小さくした短径当接部１８４ｂが略１８０度の範囲で形成され、前部には外周半径が前記短径当接部１８４ｂよりも大きな長径当接部１８４ｃが形成されている。一方、前記カム部１８４ａの左右側方にはフロントケース７に固設された枢支軸１０５が配置され、該枢支軸１０５には平面視「く」字状のアーム体１０４の中央部が枢支され、該アーム体１０４の一端は前記枢支軸１０５より前方内側に突出され、前端下部にはカムフォロア１０６が設けられている。アーム体１０４の他端は後方内側に突出され、その端部１０７には後方からのワイヤー４９が締結され、該アーム体１０４の内側端部は後方に付勢されているため、前記カムフォロア１０６・１０６が内側に回動されてカム部１８４ａの外周部に当接される構成となっている。
【００３５】
また、ミッションケース５１の上部には、前記動力断接用摺動ギヤ１１４・１１４を摺動操作する図示せぬホークと連動した連動軸９１・９１を上方に突出し、該連動軸９１・９１には平面視略長方形のサイドクラッチ操作アーム９０・９０の中央部が固設され、該サイドクラッチ操作アーム９０・９０の外側端部には、前記ワイヤー４９・４９が締結されている。一方、サイドクラッチ操作アーム９０・９０の内側端部にはカム部９７・９７が形成され、該カム部９７・９７は後述するアーム体９６により前方に付勢されているため、通常、連動軸９１・９１は特定角度に維持されている。尚、該ワイヤー４９・４９はサイドクラッチ操作アーム９０・９０よりも前方に固設したアウターケース９３・９３の内部に摺動可能に支持されている。
【００３６】
このような前輪回動検出手段１９０において、機体を右側に旋回する場合、ステアリングハンドル１４を回動すると、前輪２の回動とともにステアリングパイプ１８４と一体的にカム部１８４ａが回動され、右側のカムフォロア１０６が長径当接部１８４ｃに乗り上げて、アーム体１０４が回動されワイヤー４９を前方に牽引する。該ワイヤー４９により左側のサイドクラッチ操作アーム９０が回動され、連動軸９１に連動した図示せぬ前記サイドクラッチ用ホークを回動させ、右側のサイドクラッチ機構を「断」として動力伝達を断ち、機体は右旋回するのである。機体を左側に旋回する場合にも、ステアリングハンドル１４を回動すると、前輪２の回動とともにステアリングパイプ１８４と一体的にカム部１８４ａが回動され、左側のカムフォロア１０６が長径当接部１８４ｃに乗り上げて、アーム体１０４が回動されワイヤー４９を前方に牽引する。該ワイヤー４９により右側のサイドクラッチ操作アーム９０が回動され、連動軸９１に連動した図示せぬ前記サイドクラッチ用ホークを回動させ、左側のサイドクラッチ機構を「断」として動力伝達を断ち、機体は左旋回するのである。なお、前輪２を回動させない直進時には、前記短径当接部１８４ｂに左右のカムフォロア１０６・１０６が当接されており、この状態では、サイドクラッチ機構は「接」であり、左右の後輪３・３とも駆動力が伝えられている。
【００３７】
最後に、上述のサイドクラッチ制御機構によって前輪の回動にサイドクラッチの「断」「接」を連動させた際に、前輪も「高速」「低速」駆動に切替えが可能な本発明の前輪変速機構について、図１０、図１１により説明する。前記カム部９７・９７の後方に枢支軸９５を上方に突出させ、該枢支軸９５上部には平面視略「く」字上の変速アーム９６の中央部が固設され、該変速アーム９６の一端は前記枢支軸９５より前内側に突出され、その前端下部にはカムフォロア９８が形成され、前記カム部９５・９５の直後に配置されている。一方、変速アーム９６の他端は後内側に突出され、後述する前輪高低速切替え手段１８０に連結したワイヤー９９が端部の連結部１０３に締結されており、該連結部１０３は通常は内側に牽引されているため、前記カムフォロア９８は外側に回動されて前記カム部９７・９７の後部に当接された状態にある。また、前輪２が左右いずれの方向に回動しても、前述のように、ワイヤー４９は常に前方に牽引されるため、前輪２の回動時には、該ワイヤー４９との締結部の他端に形成された前記カム部９７・９７も常に後方に回動される。従って、前輪２が回動し、前述のように旋回内側の後輪のサイドクラッチが「断」にされると、同時にワイヤー４９、カム部９７・９７等を介してカムフォロア９８は後方に押圧され、他端の連結部１０３は前記枢支軸９５を支点として外側に回動され、その結果、前記ワイヤー９９が牽引される。
【００３８】
また、後輪へ変速後の動力を伝達する前記第一伝動軸１１１上には、スプライン嵌合状態で左右に摺動可能に左右にクラッチ爪を有する前輪変速用摺動ギヤ１２１が配置され、該前輪変速用摺動ギヤ１２１の右側には左側にクラッチ爪を有する低速ギヤ１２２が遊嵌され、該低速ギヤ１２２は後方の低速固定ギヤ１２４に噛合し、該低速固定ギヤ１２４は前輪駆動軸１２６の右側に固設されている。該前輪駆動軸１２６の左側には右側にクラッチ爪を有する高速固定ギヤ１２５が固設され、前記第一伝動軸１１１上で前輪変速用摺動ギヤ１２１の左側に遊嵌させた高速ギヤ１２３と噛合している。前輪駆動軸１２６の端部にはベベルギヤ１２７が固設され、該ベベルギヤ１２７は前記前輪出力軸７３の端部に固設したベベルギヤ１２８と噛合している。一方、前記第一伝動軸１１１には、平面視略「Ｔ」字状を呈し交差部分を枢支軸１３０で枢支した前輪変速用ホーク１２９を並設し、該前輪変速用ホーク１２９の一端からは切替えアーム部１２９ａを前記第一伝動軸１１１上の前輪変速用摺動ギヤ１２１の間に突設挿入し、前輪変速用ホーク１２９の他端からは連結アーム部１２９ｄを突出させ、その端部には前記ワイヤー９９がバネ１３５を介して連結されている。また、前記連結アーム部１２９ｄの基部で、該ワイヤー９９との連結部とは逆の辺部は、バネ１３４により牽引固定されている。
【００３９】
従って、通常は、連結アーム部１２９ｄの基部が前記バネ１３４により牽引されているため、切替えアーム部１２９ａにより前記前輪変速用摺動ギヤ１２１は右側に摺動され、クランク爪で低速ギヤ１２２に噛合し、直進時の速度に相当する「低速」が前輪出力軸７３に伝達されている。これが旋回時には、前輪を左右に回動させて前記サイドクラッチ制御機構により旋回内側の後輪のサイドクラッチを「断」にすると、同時に、ワイヤー９９を介し連結アーム部１２９ｄは通常の「低速」時とは逆方向に牽引され、切替えアーム部１２９ａが回動して前記前輪変速用摺動ギヤ１２１を左側に摺動し、クラッチ爪により高速ギヤ１２３に噛合させ、「高速」が前輪出力軸７３に伝動されるのである。
【００４０】
また、前記前輪変速用ホーク１２９には、枢支軸１３０の対向辺部に凹状の高速用係止部１２９ｂと低速用係止部１２９ｃを設け、該高速用係止部１２９ｂと低速用係止部１２９ｃの間で、前記枢支軸１３０よりも連結アーム部１２９ｄ側寄りの位置には、係止体１３１を摺動可能に当接させている。該係止体１３１には押圧バネ１３２の一端が固定され、該押圧バネ１３２の他端はミッションケース５１に固定されており、前記係止体１３１が前記前輪変速用ホーク１２９を常に枢支軸１３０側に押圧している。従って、「低速」時には、前輪変速用ホーク１２９の前記低速用係止部１２９ｃが係止体１３１に係止され、「高速」時には、該前輪変速用ホーク１２９が回動して、高速用係止部１２９ｂが係止体１３１に係止されるようになっており、前輪を回動しワイヤー９９を伸縮させるまでは簡単には前輪変速用ホーク１２９が回動しないようにし、確実に前輪が「高速」又は「低速」駆動に保持される構成となっている。
【００４１】
なお、前輪変速用摺動ギヤ１２１と低速ギヤ１２２、前輪変速用摺動ギヤ１２１と高速ギヤ１２３に設けたクラッチ爪は、ツメが傾斜しており一方向の回転だけを伝達し、反対方向に回動するとクラッチの結合が外れるいわゆるワンウェイクラッチとすることにより、「高低速」切替え時のギヤ抜けの防止を可能とすることができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
請求項１に記載の如く、機体フレーム（１）の前下部に操向駆動輪となる一輪の前輪（２）を配し、後部には駆動輪となる二輪の後輪（３・３）を配した乗用管理機において、前記機体フレーム（１）前部に一輪の前輪（２）を左右回動可能に支持し、ステアリングハンドル（１４）の操作により左右回動される、該前輪（２）の左右回動軸上にカム部（１８４ａ）を設け、該カム部（１８４ａ）の外周部の後部には、外周半径を小さくした短径当接部（１８４ｂ）を略１８０度の範囲で形成し、前部には外周半径が前記短径当接部（１８４ｂ）よりも大きな長径当接部（１８４ｃ）を形成し、該カム部（１８４ａ）の外周部に、左右のカムフォロア（１０６・１０６）を当接して配置し、該左右のカムフォロア（１０６・１０６）を後二輪の各サイドクラッチと連動連結するサイドクラッチ制御機構を形成し、該短径当接部（１８４ｂ）に左右のカムフォロア（１０６・１０６）が当接された状態では、サイドクラッチ機構は「接」状態であり、左右の後輪（３・３）ともに駆動力が伝達され、左右のカムフォロア（１０６・１０６）のいずれかが長径当接部（１８４ｃ）に乗り上げると、左右いずれかのサイドクラッチ操作アーム（９０・９０）が操作され、いずれかのサイドクラッチ機構を「断」として動力伝達を断ち、機体を旋回操作し、前後進変速可能な主変速装置（１０２）又は副変速装置の出力軸と、前輪動力伝達軸（７３）との間に、「低速」と「高速」の切替えが可能な前輪高低速切替え手段（１８０）を設け、該前輪高低速切替え手段（１８０）を、前記左右のカムフォロア（１０６・１０６）と連動連結した前輪変速機構を形成し、前記前輪（２）の左右回動が、略１８０度の短径当接部（１８４ｂ）の範囲を越えると、旋回側のサイドクラッチが「断」になると同時に、前輪動力伝達軸（７３）が「高速」に切替わるべく構成したので、ステアリングハンドルを回動して前輪を回動させるだけで、回動内側後輪のサイドクラッチが「断」となり、同時に前輪が「高速」に切り替わりため、前輪の横滑りによる圃場の荒れが完全に防止でき、しかも、簡単な機構のために、前輪の「高低速」の切替え精度の信頼性が高く、機体重量の増加も防止することができる。
【００４３】
請求項２に記載の如く、請求項１記載の乗用管理機において、前記機体フレーム（１）後部に前記主変速装置（１０２）を設け、該主変速装置（１０２）の入力軸（６０）または出力軸（６３）の、いずれか一方の動力を選択して取り出し、ＰＴＯ軸（３５）に伝達可能なＰＴＯ軸変速機構を設けたので、ロータリー耕耘のような定回転作業と、播種、施肥のような車速同調作業が同じ一本のＰＴＯ軸を使って行うことができ、機体の組立や作業機の組み替えが容易となる。また、前後輪の駆動系とＰＴＯ軸の駆動系がすっきりとまとまり、性能の安定や部品点数減によるコスト低減を図ることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  腹部に中耕ロータリを装着し下降させた状態の乗用管理機の全体側面図である。
【図２】  同じく全体平面図である。
【図３】  本発明の機体フレームを有する乗用管理機の部分側面図である。
【図４】  同じく乗用管理機の機体フレームの側面断面図である。
【図５】  同じく乗用管理機の機体フレームの平面断面図である。
【図６】  フロントケースの平面断面図である。
【図７】  フロントケースおよびフロントアクスルケースの側面断面図である。
【図８】  フロントケースおよびフロントアクスルケースの正面断面図である。
【図９】  ミッションケースにおけるＰＴＯ軸変速機構及び前後輪駆動系のスケルトン図である。
【図１０】  後輪サイドクラッチ及び前輪高低速切替え手段を作動させるための前輪回動検知手段を示す平面断面図である。
【図１１】  前輪高低速切替え手段のスケルトン図である。
【符号の説明】
１  機体フレーム
２  前輪
３  後輪
３５  ＰＴＯ軸
６０  主変速装置の入力軸
６３  主変速装置の出力軸
７３  前輪動力伝達軸
１０２  主変速装置
１０６  カムフォロア
１８４ａ  カム部
【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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【図１１】
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