JP2005287342A

JP2005287342A - 乗用型草刈り機

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Publication number: JP2005287342A
Application number: JP2004104105A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Nagai; 宏樹永井; Hiroyuki Ogasawara; 博之小笠原; Kazuaki Kurohara; 一明黒原; Katsuhiko Kamimura; 勝彦上村; Hiroyuki Tada; 浩之多田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: FR2868246A1; JP4508698B2; US20050229568A1; FR2868246B1; US7162853B2

Abstract

【課題】機体前部にエンジンおよび前輪を配備するとともに機体後部に後輪を備えた伝動ケースを配備し、エンジンからの動力を、伝動ケースに連結した油圧式の無段変速装置に軸伝達し、無段変速装置の出力を伝動ケース内で分岐して、一方の分岐動力を後輪に伝達するとともに他方の分岐動力を前輪に軸伝達するよう構成し、前輪と後輪との間にモーアを昇降自在に装着した乗用型草刈り機において、前輪駆動軸を極力高い位置に配備することができるものでありながら、無段変速装置および伝動ケースの小型化を可能にする。
【解決手段】無段変速装置１６を伝動ケース１１の後面に連結するとともに、伝動ケース１１の装備した前輪駆動軸２０を、側面視において無段変速装置１６の上下幅内に位置させて伝動ケース１１の前面に突設してある。
【選択図】図５

Description

本発明は、走行変速に油圧式の無段変速装置を利用したミッドマウント型の乗用型草刈り機に関する。

ミッドマウント型の乗用型草刈り機としては、例えば、特許文献１に示されるように、エンジン４および左右の前輪２を機体前部に配備するとともに左右の後輪３を備えたミッションケース（伝動ケース）６を機体後部に配備し、エンジン４からの動力をミッションケース６の前面に連結した油圧式の無段変速装置７に軸伝達し、この無段変速装置７の変速出力をミッションケース内で分岐して、一方の分岐動力を後輪３に伝達するとともに他方の分岐動力を前輪２に軸伝達するよう構成し、かつ、前輪２と後輪３との間にモーア１を昇降自在に装着した構造のものがある。
特開２００３−１０６４１２号公報

上記記乗用型草刈り機においては、ミッションケース６から機体前方に向けて動力を伝達する前輪駆動軸９を、モーア１の上昇を邪魔しないように高い位置に配置することになるが、ミッションケース６の前面に無段変速装置７が連結されているので、前輪駆動軸９を無段変速装置７に貫通させるか、あるいは、無段変速装置７を横側方に避けた位置に配置する必要がある。しかし、前者の場合には、前輪駆動軸を貫通させるために無段変速装置７を変速構造を収容するに足る大きさ以上に大型化する必要があり、また、後者の場合には、前輪駆動軸９を無段変速装置７を避けた横側方位置に配置するためにミッションケース６を横幅の大きいものにする必要があった。

本発明は、このような点に着目してなされたものであって、前輪駆動軸を極力高い位置に配備することができるものでありながら、無段変速装置および伝動ケースを小型化できる乗用型草刈り機を提供することを主たる目的としている。

第１の発明は、エンジンおよび左右の前輪を機体前部に配備するとともに左右の後輪を備えた伝動ケースを機体後部に配備し、前記エンジンからの動力を伝動ケースに連結した油圧式の無段変速装置に軸伝達し、前記無段変速装置の出力を伝動ケース内で分岐して、一方の分岐動力を前記後輪に伝達するとともに他方の分岐動力を前記前輪に軸伝達するよう構成し、前記前輪と後輪との間にモーアを昇降自在に装着した乗用型草刈り機において、
前記無段変速装置を前記伝動ケースの後面に連結するとともに、伝動ケースに装備した前輪駆動軸を、側面視において無段変速装置の上下幅内に位置させて伝動ケースの前面に突設してあることを特徴とする。

この構成によると、伝動ケースの前面には他装置が存在しないので、前輪駆動軸を配置する制約が少ないものとなる。また、伝動ケースの後面に連結される無段変速装置には前輪駆動軸が挿通されないので、変速構造を収容するに足る大きさのもでよい。

従って、第１の発明によると、前輪駆動軸をモーアの昇降の邪魔にならない高い位置に配備することができるものでありながら、無段変速装置および伝動ケースを必要最小限度の大きさに構成することができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、
前記伝動ケースの前面にモーア駆動用のＰＴＯ軸を突設するとともに、このＰＴＯ軸よりも高く位置させて前記前輪駆動軸を配備してあることを特徴とする。

この構成によると、ＰＴＯ軸の地上高を低く配置でき、第１の発明の上記効果をもたらすとともに、ＰＴＯ軸とモーアとを連動連結する軸伝動機構に装備されるジョイントの屈折角度を極力小さくしてモーアを昇降することができ、モーア駆動構造の耐久性の向上および駆動騒音の低減にも有効となる。

第３の発明は、上記第１または２の発明において、
前記無段変速装置の出力軸に作用する走行ブレーキを無段変速装置の後部に備えてあることを特徴とする。

この構成によると、走行ブレーキを伝動ケースに装備する場合に比べて伝動ケースの小型化を図ることができ、第１または第２の発明の上記効果を助長する。

第４の発明は、上記第１〜３のいずれか一つの発明において、
前記伝動ケースを左右後輪の間において横一側方に偏位させて配備し、この伝動ケースと横他側方の後輪との間の空間に、前記モーアからの刈草を機体後部に配備した集草容器に導くダクトを前後に挿通配備してあることを特徴とする。

この構成によると、伝動ケースおよびこれの後面に連結された無段変速装置の小型化が図られることで、一方の後輪側に偏位された伝動ケースと他方の後輪との間に形成される空間んお左右幅を大きくすることができ、刈草案内用のダクトの挿通が容易となる。

図１に、本発明に係る乗用型草刈り機の全体側面図が示されている。この乗用型草刈り機は、操向される前輪１および向き固定の後輪２がそれぞれ駆動される四輪駆動型に構成された乗用型の走行機体３の下部に、油圧シリンダ４で駆動昇降される四連リンク機構５を介してモーアＭが昇降操作可能に吊り下げ連結されるとともに、車体後部にモーアＭで刈取った刈草を集める集草容器６が連結された構造となっている。

走行車体３に備えられた左右一対の主フレーム７の前部には、左右に前輪１を操向可能に装備した前車軸ケース８がローリング可能に装備されるとともに、ボンネット９で覆われたエンジン１０が搭載され、主フレーム７の後部には、左右に後輪２を装着した伝動ケース１１が連結固定されている。また、主フレーム７の上部には、ステップ１２が搭載連結されるとともに、このステップ１２の後部に連設された左右フェンダ部１２ａの間に運転座席１３が配備されている。

図３の伝動系統図に示すように、エンジン１０から出力された前後軸心の回転動力は伝動軸１４を介して伝動ケース１１の入力軸１５に前方から伝達されて、ケース内で走行系と作業系に分岐される。

図３〜図５に示すように、前記入力軸１５は、伝動ケース１１の後面に連結された前後進切換え可能な油圧式の無段変速装置（ＨＳＴ）１６の入力用ポンプ軸１６ａに突合せ連結されており、この無段変速装置１６に入力された動力は、前進用あるいは後進用に無段変速されて出力用モータ軸１６ｂから出力され、出力ギヤＧ１、ギヤＧ２、ベベルギヤＧ３，Ｇ４、および、ギヤＧ５，Ｇ６によって横向き軸心の回転動力に変換されて横長伝動軸１７に伝達され、その後、横長伝動軸１７から左右のサイドクラッチ１８および減速ギヤＧ７，Ｇ８を経て左右の車軸１９に振り分け伝達されるようになっている。また、無段変速装置１６の出力用モータ軸１６ｂから取り出された変速動力は出力ギヤＧ９およびギヤＧ１０を介して前輪駆動軸２０に伝達され、この前輪駆動軸２０からケース前方に取り出された動力が、車体下部に沿って前方に延出配備された伝動軸２１，２２を介して前車軸ケース８のデフ機構２３に伝達され、前輪１が後輪２とが同調した速度で駆動される。
ここで、前記前輪駆動軸２０は側面視で無段変速装置１６の上下幅内に位置して配備されている。

また、入力軸１５に伝達された動力の一部はギヤＧ１１で作業系の動力として取り出され、ギヤＧ１２，Ｇ１３を介してＰＴＯクラッチ２４に伝達された後、ケース前面に突設したＰＴＯ軸２５から取り出され、伝動軸２６を介してモーアＭのデッキ上面に搭載連結された入力ケース２７に伝達されるようになっている。ここで、図４中に示すように、入力軸１５から作業系動力を分岐する前記ギヤＧ１１は、入力軸１５と入力用ポンプ軸１６ａとを連結する軸継ぎ手としても機能している。

前記無段変速装置１６は、前記入力用モータ軸１６ａで駆動されるアキシャルプランジャ型の可変容量ポンプＰ１６と、前記出力用モータ軸１６ｂを駆動するアキシャルプランジャ型の固定容量モータＭ１６とを上下に組み込んだケーシング１６ｃの前面に厚板ブロック状のポートブロック１６ｄを連結して構成されたものであり、常時駆動される入力用モータ軸１６ａがケーシング１６ｃを貫通して後方に突出され、その突出端に無段変速装置１６に対する冷却ファン３２が取付けられるとともに、出力用モータ軸１６ｂの後端に作用する走行ブレーキ３３が備えられて、運転部の右側足元に配備されたブレーキペダル２８にリンク連係されている。

また、可変容量ポンプＰ１６の斜板角度を変更して出力用モータ軸１６ｂの回転速度およびその回転方向を任意に変更するための変速操作軸（トラニオン軸）３４がケーシング１６ｃの左側面に備えられ、この変速操作軸３４が運転部の右側足元に配備された変速ペダル２９にリンク連係されており、変速ペダル２９を前方に踏み込むことで前進増速が、また、後方に踏み込むことで後進増速が行えるとともに、踏み込みを解除すれば変速ペダル２９が中立位置に自動復帰するように構成されている。

前記伝動ケース１１は、無段変速装置１６を後面に連結した縦長の主ケース部１１ａの下部に、左側の車軸１９を備えた左減速ケース部１１ｂと、前記横長伝動軸１７を挿通する横長ケース部１１ｃを一体連設するとともに、横長ケース部１１ｃの右端に右側の車軸１９を備えた右減速ケース部１１ｄを一体連設したアルミダイキャストケースとして構成されるとともに、伝動ケース１１全体が前後の分割ケース部分１１Ｆ，１１Ｒに分割されてその全周でボルト締め連結されている。

なお、図４の正面図に示すように、伝動ケース１１の主ケース部１１ａは、走行車体３に対して左横側方（図４では右側）に偏って配備されており、その偏在によって空けられた車体下方空間に、モーア５から放出された草を集草容器６に導くダクト３５が配備されている。

図５，７に示すように、伝動ケース１１における前記主ケース部１１ａの後面は、無段変速装置１６におけるポートブロック１６ｄの前面に接合連結される周辺部以外の部分が前方に凹入されて、主ケース部１１ａの後面とポートブロック１６ｄの前面との間に前後に狭い空隙ｓが形成され、この空隙ｓに、無段変速装置１６の出用モータ軸１６ｂに取付けた後車輪駆動用の出力ギヤＧ１と前車輪駆動用の出力ギヤＧ９、出力ギヤＧ１に咬合するギヤＧ２、出力ギヤＧ９に咬合するギヤＧ１０、が収容されるとともに、この空隙ｓにおける潤滑油レベルを監視する検油ゲージ３６がケース上面に差込み装着されている。

図６に示すように、前記サイドクラッチ１８は、横長伝動軸１７にシフト可能にスプライン装着されたクラッチボス４１、横長伝動軸１７に対して遊転するギヤＧ７と一体化したクラッチドラム４２、クラッチボス４１とクラッチドラム４２にそれぞれ係合されて交互に積層された多数のクラッチディスク４３、クラッチボス４１をスライド付勢してクラッチディスク４３を圧接するバネ４４、等を備えた多板式クラッチに構成されている。

このサイドクラッチ１８は、通常は、クラッチボス４１をバネ４４でシフトしてクラッチディスク４３群を圧接することで、クラッチボス４１からクラッチドラム４２へ動力を伝達するクラッチ入り状態に保持されており、伝動ケース１１に軸支装着したシフトフォーク４５を回動操作して、クラッチボス４１をバネ４４に抗して後退変位させることでクラッチディスク４３の圧接を解除してクラッチボス４１からクラッチドラム４２への動力伝達を断つくクラッチ切り状態が得られるように構成されている。

図４，１１に示すように、前記シフトフォーク４５の操作軸４６は伝動ケース１１の前面に突設され、操作軸４６の突出端に連結されたカム板４７が、伝動ケース１１の前面に前後向きの支点ｘ周りに揺動自在に装着された操作アーム４８によって接当操作されるようになっている。つまり、操作アーム４８に連結されたレリーズワイヤ４９を引き操作して操作アーム４９を復帰バネ５０に抗して揺動させると、操作アーム４８の先端ローラ４８ａがカム板４７の外周に形成されたカム面Ｓを押圧して操作アーム４８が回動され、もって、サイドクラッチ１８が切り操作されるようになっている。

左右のサイドクラッチ１８を操作する前記レリーズワイヤ４９は、図１２に示すように、前輪１のステアリング機構９０に連動連結されており、前輪１の操向作動に連動して自動的に操作されるようになっている。つまり、前輪１のステアリング機構９０は、前車軸ケースに沿って横架装着した両ロッド式のステアリングシリンダ９１によって左右の前輪１を操向操作する全油圧式パワーステアリング機構に構成されており、左側のナックルアーム９２に左側のサイドクラッチ１８を操作するレリーズワイヤ４９の前端が、また、右側のナックルアーム９２に右側のサイドクラッチ１８を操作するレリーズワイヤ４９の前端がそれぞれ連結されている。そして、直進時および緩やかな旋回時には操作アーム４８の揺動変位がカム面Ｓによって吸収されて左右のサイドクラッチ１８は入り状態に維持されて四輪駆動が行われ、例えば図１３に示すように、ステアリングハンドル３０を右に大きく回して前輪１を直進状態から設定角度（例えば２０°）以上に操向すると、その操向操作に連動して旋回内側となる右側の後輪２のサイドクラッチ１８だけが自動的に切り操作されて、左右前輪１と旋回外側に位置する左側の後輪２による三輪駆動で旋回が行われ、旋回内側となる右側の後輪２が自由回状態になることで芝を傷めることなく小回り旋回することができるようになっている。

図８に示すように、前記ＰＴＯクラッチ２４は、油圧操作式の多板クラッチに構成されており、伝動ケース１１の前記入力軸１５からの動力を受けるギヤＧ１３がＰＴＯ軸２５に遊嵌装着され、このギヤＧ１３のボス部に咬合連結されたクラッチドラム５１と、ＰＴＯ軸２５にシフト可能にスプライン装着したクラッチボス５２との間に、それぞれに係合されたクラッチディスク５３が交互に重合されている。

クラッチボス５２の内部空間には、このクラッチボス５２を図中左方にスライド付勢してクラッチディスク群５３を圧接するバネ５４が組み込まれ、常態ではＰＴＯクラッチ２４がクラッチ入り状態に保持され、クラッチボス５２がバネ６４に抗し図中右方に後退変位されることでクラッチディスク５３の圧接が解除されてクラッチ切り状態がもたらされるようになっている。

また、伝動ケース１１内の前部には、横向きの操作軸５５を介して揺動操作される操作フォーク５６が配備されるとともに、この操作フォーク５６によって後方へ押圧操作される押圧板５７がクラッチボス５２に遊嵌装着されている。この押圧板５７は、クラッチボス５２の外周に段差状に形成された受け面ｗに後方から受け止め支持されており、操作フォーク５６の後方への操作力が押圧板５７および受け面ｗを介してクラッチボス５２に伝えられ、クラッチボス５２がバネ５４に抗して後方（クラッチ切り方向）に押圧変位されるようになっている。ここで、図９に示すように、前記押圧板５７の外周部適所が伝動ケース１１の内面に係合されて、押圧板５７がクラッチ軸心方向には変位可能に、かつ、クラッチ軸心回りには回動不能に支持されている。

このように構成されたＰＴＯクラッチ２４は、上記したように、常時はバネ５４によってクラッチ入り状態に付勢されており、前記操作軸５５の外端に連結した操作レバー５８を操作して操作フォーク５６を揺動させると、押圧板５７を介してクラッチボス５２がバネ５４に抗して後退変位されてＰＴＯクラッチ２４がクラッチ切り状態に切換えられ、クラッチドラム５１からクラッチボス５２への動力伝達が断たれるとともに、回転不能な押圧板５７に受け面ｗを介して圧接されているクラッチボス５２に回転摩擦抵抗が付与されてＰＴ０軸２５に回転制動がかけられる。これによって、動力伝達が断たれたモーア５の慣性回転が抑制される。

図１４に、この草刈り機に備えられた油圧系の回路図が示されており、図中のＰは油圧ポンプ、６１は前記モーア昇降用の油圧シリンダ４を作動制御するロータリ式の制御バルブ、６２はステアリングシリンダ９１に配管接続されたパワーステアリング用のコントローラ、６３はカートリッジ型のオイルフィルタであり、伝動ケース１１に貯留した潤滑油がこの油圧系の作動油として利用されている。なお、上記油圧回路の作動油は、鉄パイプからなる管路を介して機体前部に送られて、エンジン冷却用のラジエータ３７の風路に臨設されたオイルクーラ３８に流され、管路およびオイルクーラ３８を流動する間の放熱によって冷却されて機体後部に戻されるようになっている。

図４に示すように、前記油圧ポンプＰは、伝動ケース１１の上端部前面に取付けられ、前記入力軸１５にギヤＧ１４およびギヤＧ１５を介して連動連結されたポンプ駆動軸６４によって駆動されるようになっており、伝動ケース１１の下端部からストレーナ６５を通して取り出した油をパイプ６６を介して吸引し、その吐出油を圧油供給パイプ６７で圧送するように構成されている。油圧ポンプＰからの圧油は、制御バルブ６１、パワーステアリング用コントローラ６２、および、オイルフィルタ６３を経た後、無段変速装置１６のチャージ油路に供給され、余剰油および各部からのドレン油はオイルタンクとしての伝動ケース１１に還元される。

前記制御バルブ６１等を内臓したバルブブロック６８は伝動ケース１１の上部に配備されており、そのポンプポートが前記圧油供給パイプ６７を介して油圧ポンプＰに接続されるとともに、そのシリンダポートに前記油圧シリンダ４が、また、出力ポートに前記パワーステアリング用コントローラ６２がそれぞれ配管接続されている。また、このバルブブロック６８の背面に前記オイルフィルタ６３が脱着自在に装着されている。

無段変速装置１６からのドレン油はポートブロック１６ｄの前面から排出されるようになっており、このドレン油が潤滑油として伝動ケースの潤滑必要箇所に以下のようにして供給されている。

すなわち、図７に示すように、ポートブロック１６ｄの前面に形成されたドレンポートｄｐには案内パイプ７１の上端が差込み接続されるとともに、案内パイプ７１の下端が、伝動ケース１１を構成する後側の分割ケース部分１１Ｒの下部に一体形成した横長伝動軸支承用のボス部７２に差込み接続され、さらに、案内パイプ７１の中間部から分岐した中間パイプ７１ａが後側の分割ケース部分１１Ｒの上部に設けられたボス部７３に差込み接続されている。

図６に示すように、案内パイプ７１の下端部から前記ボス部７２に供給された潤滑油は、軸受けボス内に形成された環状溝７４および横長伝動軸１７の内部に形成された軸内油路７５を介して左右のサイドクラッチ１８におけるクラッチボス４１の内側に供給されるようになっており、クラッチ切り操作された際のクラッチディスク４３間への潤滑油供給が十分行えるようにして、クラッチ切り性能を高めるとともに、摩擦伝動部が局部的に高温になるのを防止している。

また、図８に示すように、案内パイプ７１の中間パイプ７１ａから上方のボス部７３に供給された潤滑油は、ＰＴＯ軸２５の軸内油路７６を介してＰＴＯクラッチ２４の内部、および、押圧板５７とクラッチボス５２との摺接部位に供給されるようになっており、クラッチ切り操作された際のクラッチディスク４３間へ潤滑油供給を十分行うとともに、クラッチ入り時における押圧板５７とクラッチボス５２との摺動部位への潤滑油供給を十分なものにし、もって、クラッチ切り性能を高めるとともに、摩擦伝動部および摺動部位が局部的に高温になるのを防止している。なお、クラッチボス５２の内周面には軸支方向に幅広の油溜め用の凹部８６が形成されるとともに、この凹部８６の潤滑油を、クラッチボス４１の外周に形成されたスプライン部に供給する複数の油孔８７が形成され、クラッチディスク４３間への潤滑油供給が確実に行われるようにしている。

さらに、上方のボス部７３に供給された潤滑油の一部は、ギヤＧ１２の支軸７７を支承するボス部７８にナイロン製のチューブ７９を介して供給され、ギヤＧ１２を遊転支持するニードル軸受け８０に支軸７７の軸内油路８１を介して供給するよう構成されている。なお、図９に示すように、前記チューブ７９は、前側の分割ケース部分１１Ｆの接合面に形成された溝８２に嵌め込み支持されている。なお、ギヤＧ１２の支軸７７は、前後分割構造の伝動ケース１１およびＰＴＯ軸２５の軸受けケース１１Ｂを接合連結する際の位置決め用ノックピンに兼用されており、これによってノックピンの本数節減が図られている。なお、前記軸受けケース１１Ｂは、ノックピンとして機能する前記支軸７７と専用のノックピン８８によって位置決めされている。

上記のように構成された伝動ケース１１への潤滑油の充填および補給は検油ゲージ３６を抜いて行うことになるが、左右の減速ケース部１１ｂ，１１ｄの上端部と主ケース部１１ａの上端部に装着されたアダプタ８３，８４に亘ってゴムホース８５が装着されて、潤滑油注入時に左右の減速ケース部１１ｂ，１１ｄの上部に溜まった空気をゴムホース８５を介して主ケース部１１ａの上端部に逃がすように構成されている。

乗用型草刈り機の全体側面図乗用型草刈り機の全体平面図伝動系統図伝動ケースの正面図伝動部の一部を切欠いた側面図伝動ケースを縦断した背面図伝動ケースの要部を縦断した側面図ＰＴＯクラッチの縦断側面図ＰＴＯクラッチに装備された制動手段の正面図潤滑油供給用チューブの組付け状態を示す断面図サイドクラッチおよびその操作構造を示す正面図直進走行状態における走行構造の平面図右旋回状態における走行構造の平面図油圧回路図

符号の説明

１前輪
２後輪
６集草容器
１０エンジン
１１伝動ケース
１６無段変速装置
１６ｂ出力用モータ軸
２０前輪駆動軸
２５ＰＴＯ軸
３３走行ブレーキ
３５ダクト
Ｍモーア

Claims

機体前部にエンジンおよび左右の前輪を機体前部に配備するとともに左右の後輪を備えた伝動ケースを機体後部に配備し、前記エンジンからの動力を伝動ケースに連結した油圧式の無段変速装置に軸伝達し、前記無段変速装置の出力を伝動ケース内で分岐して、一方の分岐動力を前記後輪に伝達するとともに他方の分岐動力を前記前輪に軸伝達するよう構成し、前記前輪と後輪との間にモーアを昇降自在に装着した乗用型草刈り機において、
前記無段変速装置を前記伝動ケースの後面に連結するとともに、伝動ケースに装備した前輪駆動軸を、側面視において無段変速装置の上下幅内に位置させて伝動ケースの前面に突設してあることを特徴とする乗用型草刈り機。
前記伝動ケースの前面にモーア駆動用のＰＴＯ軸を突設するとともに、このＰＴＯ軸よりも高く位置させて前記前輪駆動軸を配備してあることを特徴とする請求項１記載の乗用型草刈り機。
前記無段変速装置の出力用モータ軸に作用する走行ブレーキを無段変速装置の後部に備えてあることを特徴とする請求項１または２記載の乗用型草刈り機。
前記伝動ケースを左右後輪の間において横一側方に偏位させて配備し、この伝動ケースと横他側方の後輪との間の空間に、前記モーアからの刈草を機体後部に配備した集草容器に導くダクトを前後に挿通配備してあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の乗用型草刈り機。