トラクタの変速機構
【課題】歯車の工具費及び段取り工数の低減を図り製造コストを下げることができるトラクタの変速機構を提供する。
【解決手段】前後進変速機構と主変速機構Ｂと副変速機構に伝達して走行変速を行うと共に、該主変速機構Ｂを入力軸２１に設けられる複数の変速駆動歯車２７,２８,３０,３１と、出力軸２２に設けられる複数の変速従動歯車３２,３３,３４,３５とを常時噛合させ、主変速レバーの操作に基づき、変速クラッチ２５,２６を作動させて多段の走行変速を行うように構成したトラクタの変速機構であって、前記主変速機構Ｂの低速段側と高速段側の対となる変速駆動歯車２７,３１,２８,３０と従動歯車３５,３２,３４,３３の歯数の組み合わせを同じにして、２種類の歯切工具により低速段側と高速段側の４枚の歯車を製作することができるように構成する。
【解決手段】前後進変速機構と主変速機構Ｂと副変速機構に伝達して走行変速を行うと共に、該主変速機構Ｂを入力軸２１に設けられる複数の変速駆動歯車２７,２８,３０,３１と、出力軸２２に設けられる複数の変速従動歯車３２,３３,３４,３５とを常時噛合させ、主変速レバーの操作に基づき、変速クラッチ２５,２６を作動させて多段の走行変速を行うように構成したトラクタの変速機構であって、前記主変速機構Ｂの低速段側と高速段側の対となる変速駆動歯車２７,３１,２８,３０と従動歯車３５,３２,３４,３３の歯数の組み合わせを同じにして、２種類の歯切工具により低速段側と高速段側の４枚の歯車を製作することができるように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスミッションケース内に設けた主変速機構により複数段の走行変速を行うトラクタの変速機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、農業用のトラクタは、エンジンの動力をトランスミッションケース内に設けた前後進変速機構と主変速機構と副変速機構に伝達して走行変速を行うように構成されている（例えば特許文献１）。
このトラクタの変速機構は、変速軸（入力軸）に設けられる複数の変速駆動歯車と、出力軸に設けられる複数の変速従動歯車とを各対をなすように噛合させており、主変速レバーの操作に基づき、出力軸に設ける変速クラッチを択一的に選択することにより、例えば１速から４速の走行変速を行うように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８７５５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のトラクタの主変速機構における変速歯車の製作にあたっては、初めに歯車のモジュールと中心距離と速度比が決められ、これによって駆動歯車と従動歯車の歯数を計算し、歯数が整数とならない時、或いはアンダーカットを防ぐために歯車を転位するように設計することが行われている。
そのため、各歯車はその歯数並びに歯型を異にするため全ての歯車を製作するためには、各歯車毎に専用の歯切工具を用意する必要があると共に、歯切工具の歯切盤への取付け、並びに歯切りプログラムの変更等の段取り工数が増大して製造コストが高くなる欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は係る課題を解決するために、エンジン４からの動力をトランスミッションケース７内に設けた前後進変速機構Ａと主変速機構Ｂと副変速機構Ｃに伝達して走行変速を行うと共に、該主変速機構Ｂを入力軸２１に設けられる複数の変速駆動歯車２７,２８,３０,３１と、出力軸２２に設けられる複数の変速従動歯車３２,３３,３４,３５とを常時噛合させ、主変速レバーの操作に基づき、変速クラッチ２５,２６を作動させて多段の走行変速を行うように構成したトラクタの変速機構において、前記主変速機構Ｂの低速段側と高速段側の対となる変速駆動歯車２７,３１,２８,３０と従動歯車３５,３２,３４,３３の歯数の組み合わせを同じにして、２種類の歯切工具により低速段側と高速段側の４枚の歯車を製作することができるように構成することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明によれば、入力軸に設けられる複数の変速駆動歯車と、出力軸に設けられる複数の変速従動歯車とを常時噛合させ、変速クラッチにより多段の走行変速を行うようにした主変速機構において、低速段側と高速段側の対となる変速駆動歯車と従動歯車の歯数の組み合わせを同じにして、２種類の歯切工具により低速段側と高速段側の４枚の歯車を製作することができるように構成したことにより、高価な歯切工具の種類を半減して歯車を製作することができる。また歯切工具を歯切盤に取付ける手間や、歯切プログラムの変更等の段取り工数を低減して製造コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】トラクタの側面図である。
【図２】トランスミッションの展開図である。
【図３】主変速機構の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１において符号１は農業用のトラクタを示し、このトラクタ１は前輪２と後輪２ａとを有する走行機体３に、前側からエンジン４を配設してボンネット５で覆い、その後方にステアリングハンドル６ａ及び座席６ｂ等からなる操縦部６を配設し、機体後部に耕耘装置等の作業機を装着する連結部を備えている。これにより、トラクタ１は走行しながら作業機を圃場に接地させて圃場の耕耘作業等を行う。操縦部６には後述する前後進変速機構Ａを変速操作する前後進変速レバー、主変速機構Ｂを変速操作する主変速レバー、第１副変速機構Ｃを変速操作する副変速レバー、第２副変速機構Ｄを変速操作する副変速レバー、及びＰＴＯ変速機構Ｅを変速操作するＰＴＯ変速レバー等を配設し、ステアリングハンドル６ａの下部には主クラッチ１０を入り切り操作するクラッチペダルを設置している。
【０００９】
走行機体３を構成するトランスミッションケース７は、図２に示すように、前部がエンジン４に連結され、内部に主クラッチ８、前後進変速機構Ａ、主変速機構Ｂ、第１副変速機構Ｃ、第２副変速機構Ｄ、ＰＴＯ変速機構Ｅ、前輪変速装置Ｆ、並びに後輪差動装置Ｇを内装している。
【００１０】
次に、上記各伝動機構について図２を参照し説明する。先ずトランスミッションケース７内には、駆動歯車９を一体的に形成した主軸１０（伝動軸）を軸支している。この主軸１０は乾式単板クラッチ式の主クラッチ８に連結しており、該主クラッチ８は操縦部６の足元側に配置されるクラッチペダルの操作により動力を入り切りされる。そして、エンジン４の動力は主クラッチ８と主軸１０を介して前後進変速機構Ａへ伝達されると共に、継手及びＰＴＯ伝動軸１２を介してＰＴＯ変速機構Ｅへ伝達される。
【００１１】
前後進変速機構Ａは、入力軸１３と前後進軸１４とバック軸１４ｂとを備えている。入力軸１３には駆動歯車９と噛合する入力歯車１５と、前後に配置される前進駆動歯車１６と後進駆動歯車１７を固設している。前後進軸１４には前進駆動歯車１６に噛合する前進従動歯車１８と、後進駆動歯車１７にバック歯車１４ａを介して噛合する後進従動歯車１９を遊転軸支し、両歯車間に油圧作動型の多板式の前後進クラッチ２０を設けている。
【００１２】
これにより前後進変速レバーの操作に基づき前後進クラッチ２０の前進クラッチ２０ａが入り作動すると、前後進軸１４を正転（前進回転）させ前進変速状態になる。また後進クラッチ２０ｂが入り作動すると、前後進軸１４を逆転（後進回転）させ後進変速状態になる。
【００１３】
次に、主変速機構Ｂについて図２,図３を参照し説明する。この主変速機構Ｂは、各接続端にスプラインを形成した中空軸からなる入力軸２１と出力軸２２を備えている。
入力軸２１は前後進軸１４とスプライン接続されて動力が伝達される。また出力軸２２は後端にスプライン接続している第１副変速機構Ｃの副変速入力軸２３に出力し、１速から４速の４段変速を行う。即ち、入力軸２１には、シンクロメッシュ式の１・２速用の変速クラッチ２５と３・４速用の変速クラッチ２６を軸装しており、１・２速用変速クラッチ２５の後側と前側に１速用の変速駆動歯車２７と２速用の変速駆動歯車２８を遊転自在に軸支し、且つ３・４速用変速クラッチ２６の後側と前側に３速用の変速駆動歯車３０と４速用の変速駆動歯車３１を遊転自在に軸支している。
【００１４】
一方、出力軸２２には、上記１・２・３・４速用の変速駆動歯車２７,２８,３０,３１に噛合する、１・２・３・４速用の変速従動歯車３２,３３,３４,３５をスプライン嵌合により固設している。これにより主変速機構Ｂは、主変速レバーを変速ガイド溝に沿って１速位置に操作すると、１・２速用変速クラッチ２５が後方シフトし変速駆動歯車２７と、変速従動歯車３２を介して出力軸２２に動力を伝達し１速の変速状態になる。
【００１５】
また主変速レバーを２速位置に操作すると、１・２速用変速クラッチ２５が前方シフトし変速駆動歯車２８と変速従動歯車３３を介して出力軸２２に動力を伝達し２速の変速状態になる。また同様に主変速レバーを３速又は４速位置に操作すると、３・４速用変速クラッチ２６が後、前にシフトされ、３速又は４速の変速従動歯車３４,３５を介して出力軸２２に動力を伝達し３速又は４速の変速状態を得ることができる。
【００１６】
そして、上記構成において主変速機構Ｂは、入力軸２１に設けた変速駆動歯車２７,２８,３０,３１の各歯数を、それぞれ２３枚,２７枚,３１枚,３５枚にしていると共に、出力軸２２に設けた変速従動歯車３２,３３,３４,３５の各歯数を、それぞれ３５枚, ３１枚, ２７枚,２３枚にしている。これにより主変速機構Ｂは、各対をなして常時噛合する歯車の変速比により４段の変速を行う。
即ち、主変速機構Ｂは、入力軸２１と出力軸２２に設ける各歯車を、１速と４速において変速駆動歯車２７と変速従動歯車３５との歯数を同じにし、且つ変速駆動歯車３１と変速従動歯車３２との歯数を同じにしている。また２速と３速において、変速駆動歯車２８と変速従動歯車３４との歯数を同じにし、且つ変速駆動歯車３０と変速従動歯車３３との歯数を同じにしている。これにより主変速機構Ｂは後述するように、製造コストを低減することができる。
【００１７】
次に、第１副変速機構Ｃについて説明する。この第１副変速機構Ｃは、出力軸２２にスプライン接続される副変速入力軸２３と、後端に第２副変速機構Ｄの第２副変速入力軸３６をスプライン接続する副変速出力軸（変速従動軸）３７を備え、主変速機構Ｂから出力される動力を高速と低速の２段に変速し第２副変速機構Ｄに出力する。
即ち、副変速入力軸２３は、前後に低速駆動歯車３８と高速駆動歯車３９とを固設している。副変速出力軸３７は、前後に上記低速駆動歯車３８と高速駆動歯車３９とにそれぞれ常時噛合する低速従動歯車４０と高速従動歯車４１とを遊転自在に軸支し、且つ両従動歯車４０,４１間にダブルコーンシンクロメッシュ式の副変速クラッチ４２を介装している。
【００１８】
これにより第１副変速機構Ｃは、副変速レバーを低速位置に操作すると、副変速クラッチ４２のスリーブが前移動し低速従動歯車４０の回転を副変速出力軸３７に伝え低速の副変速状態になる。また副変速レバーを高速位置に操作すると、副変速クラッチ４２のスリーブが後移動し高速従動歯車４１の回転を副変速出力軸３７に伝え高速の副変速状態になる。
【００１９】
次に、第２副変速機構Ｄについて説明する。この第２副変速機構Ｄは、第２副変速入力軸３６と後輪差動装置Ｇに出力するピニオン軸４３と、第２副変速入力軸３６の下部にカウンタ軸４５を備えており、第２副変速入力軸３６の回転を高速と中速と低速との３段の副変速を行い、ピニオン軸４３から後輪差動装置Ｇと前輪変速装置Ｆに出力する。
即ち、第２副変速入力軸３６は、前側から後側に向けて低速駆動歯車４６と中速駆動歯車４７と高速駆動歯車４８を固設していると共に、中速駆動歯車４７と高速駆動歯車４８との間に小径歯車４９と大径歯車５０とからなる高速駆動カウンタ歯車を遊転自在に軸支している。
【００２０】
そして、ピニオン軸４３の前側に前輪変速装置Ｆに出力する前輪駆動歯車５２を固設し、後側に低速駆動歯車４６と常時噛合する低速従動歯車５３を遊転自在に軸支し、且つ変速シフタ部を有する低中速従動歯車５４と高速従動歯車５５とからなる第２副変速クラッチ歯車を軸方向にスライド移動自在にスプライン嵌合している。この低中速従動歯車５４と高速従動歯車５５とは図示の中立位置から前側に移動すると、低中速従動歯車５４が中速駆動歯車４７に噛合して作業速となり、さらに前側に移動すると低中速従動歯車５４は低速従動歯車５３の側面に形成される内歯に係合して超低速になる。また中立位置から後側に移動すると、高速従動歯車５５が前記高速駆動カウンタ歯車の大径歯車５０に噛合し路上走行速になる。尚、上記小径歯車４９に噛合するカウンタ大径歯車５６と、高速駆動歯車４８に噛合するカウンタ小径歯車５７とは、一体的に形成した状態でカウンタ軸４５に遊転自在に軸支している。
【００２１】
これにより第２副変速機構Ｄは、第２副変速レバーを低速位置に操作すると、第２副変速クラッチ歯車の低中速従動歯車５４が低速従動歯車５３の内歯に係合してピニオン軸４３を超低速で回転させる。また第２副変速レバーを中速位置に操作すると、低中速従動歯車５４を中速駆動歯車４７に噛合させてピニオン軸４３を作業速で回転させる。さらに第２副変速レバーを高速位置に操作すると、高速従動歯車５５を高速駆動カウンタ歯車の大径歯車５０に噛合させてピニオン軸４３を路上走行速で回転させる。つまり第２副変速機構Ｄは、主変速機構Ｂと第１副変速機構Ｃによって８段に変速した動力を、超低速と作業速と路上走行速の３段に変速をすることができ、ピニオン軸４３から後輪差動装置Ｇと前輪変速装置Ｆに出力する。
【００２２】
次に、前輪変速装置Ｆについて説明する。この前輪変速装置Ｆは、前輪駆動入力軸６０と前輪出力軸６１とを備えており、前輪出力軸６１から図示しない伝動軸を介し前輪２の差動装置に動力を伝達している。
前輪駆動入力軸６０は前後に、標準駆動歯車６２と、前記前輪駆動歯車５２に噛合する前輪入力歯車６３及び前輪増速駆動歯車６４を固設している。前輪出力軸６１は前後に、標準従動歯車６５と増速従動歯車６６とを遊転自在に軸支し、且つ両歯車間に油圧多板式の前輪標準クラッチ６７と前輪増速クラッチ６８を設けている。
【００２３】
これにより前輪変速装置Ｆは、前輪駆動歯車５２に噛合する前輪入力歯車６３が前輪駆動入力軸６０を回転し、標準駆動歯車６２と前輪増速駆動歯車６４とが、それぞれ標準従動歯車６５と前輪増速従動歯車６６とを従動回転させる。そして、前輪標準クラッチ６７が入り作動すると、標準従動歯車６５と前輪出力軸６１とが接続し前輪２が後輪２ａと略同速で駆動される。また前輪増速クラッチ６８が入り作動すると、前輪増速従動歯車６６と前輪出力軸６１が接続し、前輪２が後輪２ａに対して略２倍の速度で駆動される。即ち、前輪変速装置Ｆは、前輪標準クラッチ６７と前輪増速クラッチ６８が共に切りであると、後輪２ａのみによる２輪駆動状態となり、前輪標準クラッチ６７が入りとなると標準４輪駆動状態となり、前輪増速クラッチ６８が入りとなると前輪増速状態となる。
【００２４】
次に、ＰＴＯ変速機構Ｅについて説明する。このＰＴＯ変速機構Ｅは、ＰＴＯ伝動軸１２に接続されるＰＴＯ入力軸７０を備えており、該ＰＴＯ入力軸７０の上部に逆転軸７１を備え、且つ下部にＰＴＯ軸７２を備えている。そして、ＰＴＯ入力軸７０には前側から高速駆動歯車７３と逆転駆動歯車７５と中速駆動歯車７６とを固設し、後側に低速駆動歯車７７を一体に形成している。逆転軸７１には逆転駆動歯車７５に噛合する逆転歯車７８を遊転自在に軸支している。
【００２５】
ＰＴＯ軸７２には、前側から高速駆動歯車７３と逆転駆動歯車７５に択一的に噛合するように中立位置から、前後方向に移動自在にスプライン嵌合させる高速逆転変速歯車７９と、中速駆動歯車７６に常時噛合する中速変速歯車８０と、低速駆動歯車７７に常時噛合する低速変速歯車８１とを遊転自在に軸支し、且つ両者間に中速低速クラッチ８２を軸支している。
【００２６】
これによりＰＴＯ変速機構ＥはＰＴＯ変速レバーの操作に基づき、高速逆転変速歯車７９が前方シフトされ高速駆動歯車７３に噛合すると、ＰＴＯ軸７２に高速回転を出力する。また高速逆転変速歯車７９が後方シフトされ逆転歯車７８に噛合すると、ＰＴＯ軸７２に逆回転を出力する。そして、中速低速クラッチ８２のスリーブが中速変速歯車８０に噛合するとＰＴＯ軸７２に中速回転を出力する。また中速低速クラッチ８２のスリーブが低速変速歯車８１に噛合すると、ＰＴＯ軸７２に低速回転を出力する。従って、ＰＴＯ変速機構Ｅは正転３速段と逆転１速段の変速状態を得ることができる。
【００２７】
以上のように構成されるトラクタ１は、前後進変速レバーと主変速レバー及び副変速レバー並びに第２副変速レバーによって、各種作業毎に必要な走行変速を行うことができる。即ち、オペレーターは圃場において耕耘作業等を行う場合は、第２副変速レバーを予め低速側に位置させ、第２副変速機構Ｄを低速状態に変速する。また、路上走行等を行う場合は、第２副変速機構Ｄを高速状態に変速しておく。
【００２８】
そして、主変速レバーを操作して１速から４速のうち必要とする走行速度を選択し、また第１副変速機構Ｃを高速か低速に選択し、前後進変速レバーを中立から前進位置に操作すると、機体は主変速機構Ｂによる４段の変速と、第１副変速機構Ｃによる２段の変速と、第２副変速機構Ｄによる３段の変速とを組み合わせた多数段の変速の内、何れか１つの変速状態のもとに前進走行することができる。また前後進変速レバーを中立から後進位置に操作すると、それまでの前進走行と略等しい速度のもとに後進走行を行うことができる。
また前輪変速装置Ｆによって２輪駆動と４輪駆動とを選択でき、また機体の旋回時に前輪２を後輪２ａに対して増速させて小回り旋回を行うことができる。
【００２９】
そして、このトラクタ１による主変速機構Ｂは、入力軸２１の変速駆動歯車２７,２８,３０,３１の各歯数をそれぞれ２３枚,２７枚,３１枚,３５枚にし、且つ出力軸２２の変速従動歯車３２,３３,３４,３５の各歯数をそれぞれ３５枚, ３１枚, ２７枚,２３枚とし、対向する歯車を常時噛合させている。また１速（低速段）と４速（高速段）において、変速駆動歯車２７と変速従動歯車３５とを２３枚の同歯数とし、且つ変速駆動歯車３１と変速従動歯車３２とを３５枚の同歯数とし、また２速（低速段）と３速（高速段）において、変速駆動歯車２８と変速従動歯車３４とを２７枚の同歯数とし、且つ変速駆動歯車３０と変速従動歯車３３とを３１枚の同歯数にしている。これにより主変速機構Ｂは次のような特徴を有する。
【００３０】
即ち、入力軸２１に軸装される変速駆動歯車２７,２８,３０,３１と出力軸２２に軸装される変速従動歯車３２,３３,３４,３５とは、低速段と高速段の変速を行うように対をなして噛合される低速段の歯車と高速段の歯車との歯数の組み合わせを同じにしている。また低速段と高速段において各２個の歯車が、モジュールと歯数及び転位係数を共に同一にしているので、２種類の歯切工具やシェイビングカッタ等の歯面仕上工具を共用し４枚の歯車を製作することができる。
【００３１】
従って、主変速機構Ｂは、高価な歯切工具の種類を半減して歯車を製作することができると共に、歯切工具を歯切盤に取付ける手間や、歯切プログラムの変更等の段取り工数の低減を図ることができ製造コストを下げることができる。また同じ歯型及び直径の歯車が増えることから、歯車製造用の円柱状鋼材（素材）の種類も少なくすることができる等の特徴がある。
【００３２】
尚、実施形態の主変速機構Ｂでは、１速から４速の４段走行変速を行う全ての歯車を低速段の歯車と高速段の歯車との歯数の組み合わせを同じにしたが、例えば１速と４速又は２速と３速だけについて歯数の組み合わせを同じにしてもよく、或いは主変速機構Ｂは４段変速に変えて６段等の多段の走行変速を行うようにしてもよい。また歯車の転位係数は同一の歯切工具で製作できる範囲であれば、必ずしも同一でなくともよい。
【符号の説明】
【００３３】
１ トラクタ
４ エンジン
７ トランスミッションケース
２１ 入力軸
２３ 副変速入力軸
２５,２６ 変速クラッチ
２７,２８,３０,３１ 変速駆動歯車
３２,３３,３４,３５ 変速従動歯車
Ａ 前後進変速機構
Ｂ 主変速機構
Ｃ 第１副変速機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスミッションケース内に設けた主変速機構により複数段の走行変速を行うトラクタの変速機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、農業用のトラクタは、エンジンの動力をトランスミッションケース内に設けた前後進変速機構と主変速機構と副変速機構に伝達して走行変速を行うように構成されている（例えば特許文献１）。
このトラクタの変速機構は、変速軸（入力軸）に設けられる複数の変速駆動歯車と、出力軸に設けられる複数の変速従動歯車とを各対をなすように噛合させており、主変速レバーの操作に基づき、出力軸に設ける変速クラッチを択一的に選択することにより、例えば１速から４速の走行変速を行うように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８７５５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のトラクタの主変速機構における変速歯車の製作にあたっては、初めに歯車のモジュールと中心距離と速度比が決められ、これによって駆動歯車と従動歯車の歯数を計算し、歯数が整数とならない時、或いはアンダーカットを防ぐために歯車を転位するように設計することが行われている。
そのため、各歯車はその歯数並びに歯型を異にするため全ての歯車を製作するためには、各歯車毎に専用の歯切工具を用意する必要があると共に、歯切工具の歯切盤への取付け、並びに歯切りプログラムの変更等の段取り工数が増大して製造コストが高くなる欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は係る課題を解決するために、エンジン４からの動力をトランスミッションケース７内に設けた前後進変速機構Ａと主変速機構Ｂと副変速機構Ｃに伝達して走行変速を行うと共に、該主変速機構Ｂを入力軸２１に設けられる複数の変速駆動歯車２７,２８,３０,３１と、出力軸２２に設けられる複数の変速従動歯車３２,３３,３４,３５とを常時噛合させ、主変速レバーの操作に基づき、変速クラッチ２５,２６を作動させて多段の走行変速を行うように構成したトラクタの変速機構において、前記主変速機構Ｂの低速段側と高速段側の対となる変速駆動歯車２７,３１,２８,３０と従動歯車３５,３２,３４,３３の歯数の組み合わせを同じにして、２種類の歯切工具により低速段側と高速段側の４枚の歯車を製作することができるように構成することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明によれば、入力軸に設けられる複数の変速駆動歯車と、出力軸に設けられる複数の変速従動歯車とを常時噛合させ、変速クラッチにより多段の走行変速を行うようにした主変速機構において、低速段側と高速段側の対となる変速駆動歯車と従動歯車の歯数の組み合わせを同じにして、２種類の歯切工具により低速段側と高速段側の４枚の歯車を製作することができるように構成したことにより、高価な歯切工具の種類を半減して歯車を製作することができる。また歯切工具を歯切盤に取付ける手間や、歯切プログラムの変更等の段取り工数を低減して製造コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】トラクタの側面図である。
【図２】トランスミッションの展開図である。
【図３】主変速機構の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１において符号１は農業用のトラクタを示し、このトラクタ１は前輪２と後輪２ａとを有する走行機体３に、前側からエンジン４を配設してボンネット５で覆い、その後方にステアリングハンドル６ａ及び座席６ｂ等からなる操縦部６を配設し、機体後部に耕耘装置等の作業機を装着する連結部を備えている。これにより、トラクタ１は走行しながら作業機を圃場に接地させて圃場の耕耘作業等を行う。操縦部６には後述する前後進変速機構Ａを変速操作する前後進変速レバー、主変速機構Ｂを変速操作する主変速レバー、第１副変速機構Ｃを変速操作する副変速レバー、第２副変速機構Ｄを変速操作する副変速レバー、及びＰＴＯ変速機構Ｅを変速操作するＰＴＯ変速レバー等を配設し、ステアリングハンドル６ａの下部には主クラッチ１０を入り切り操作するクラッチペダルを設置している。
【０００９】
走行機体３を構成するトランスミッションケース７は、図２に示すように、前部がエンジン４に連結され、内部に主クラッチ８、前後進変速機構Ａ、主変速機構Ｂ、第１副変速機構Ｃ、第２副変速機構Ｄ、ＰＴＯ変速機構Ｅ、前輪変速装置Ｆ、並びに後輪差動装置Ｇを内装している。
【００１０】
次に、上記各伝動機構について図２を参照し説明する。先ずトランスミッションケース７内には、駆動歯車９を一体的に形成した主軸１０（伝動軸）を軸支している。この主軸１０は乾式単板クラッチ式の主クラッチ８に連結しており、該主クラッチ８は操縦部６の足元側に配置されるクラッチペダルの操作により動力を入り切りされる。そして、エンジン４の動力は主クラッチ８と主軸１０を介して前後進変速機構Ａへ伝達されると共に、継手及びＰＴＯ伝動軸１２を介してＰＴＯ変速機構Ｅへ伝達される。
【００１１】
前後進変速機構Ａは、入力軸１３と前後進軸１４とバック軸１４ｂとを備えている。入力軸１３には駆動歯車９と噛合する入力歯車１５と、前後に配置される前進駆動歯車１６と後進駆動歯車１７を固設している。前後進軸１４には前進駆動歯車１６に噛合する前進従動歯車１８と、後進駆動歯車１７にバック歯車１４ａを介して噛合する後進従動歯車１９を遊転軸支し、両歯車間に油圧作動型の多板式の前後進クラッチ２０を設けている。
【００１２】
これにより前後進変速レバーの操作に基づき前後進クラッチ２０の前進クラッチ２０ａが入り作動すると、前後進軸１４を正転（前進回転）させ前進変速状態になる。また後進クラッチ２０ｂが入り作動すると、前後進軸１４を逆転（後進回転）させ後進変速状態になる。
【００１３】
次に、主変速機構Ｂについて図２,図３を参照し説明する。この主変速機構Ｂは、各接続端にスプラインを形成した中空軸からなる入力軸２１と出力軸２２を備えている。
入力軸２１は前後進軸１４とスプライン接続されて動力が伝達される。また出力軸２２は後端にスプライン接続している第１副変速機構Ｃの副変速入力軸２３に出力し、１速から４速の４段変速を行う。即ち、入力軸２１には、シンクロメッシュ式の１・２速用の変速クラッチ２５と３・４速用の変速クラッチ２６を軸装しており、１・２速用変速クラッチ２５の後側と前側に１速用の変速駆動歯車２７と２速用の変速駆動歯車２８を遊転自在に軸支し、且つ３・４速用変速クラッチ２６の後側と前側に３速用の変速駆動歯車３０と４速用の変速駆動歯車３１を遊転自在に軸支している。
【００１４】
一方、出力軸２２には、上記１・２・３・４速用の変速駆動歯車２７,２８,３０,３１に噛合する、１・２・３・４速用の変速従動歯車３２,３３,３４,３５をスプライン嵌合により固設している。これにより主変速機構Ｂは、主変速レバーを変速ガイド溝に沿って１速位置に操作すると、１・２速用変速クラッチ２５が後方シフトし変速駆動歯車２７と、変速従動歯車３２を介して出力軸２２に動力を伝達し１速の変速状態になる。
【００１５】
また主変速レバーを２速位置に操作すると、１・２速用変速クラッチ２５が前方シフトし変速駆動歯車２８と変速従動歯車３３を介して出力軸２２に動力を伝達し２速の変速状態になる。また同様に主変速レバーを３速又は４速位置に操作すると、３・４速用変速クラッチ２６が後、前にシフトされ、３速又は４速の変速従動歯車３４,３５を介して出力軸２２に動力を伝達し３速又は４速の変速状態を得ることができる。
【００１６】
そして、上記構成において主変速機構Ｂは、入力軸２１に設けた変速駆動歯車２７,２８,３０,３１の各歯数を、それぞれ２３枚,２７枚,３１枚,３５枚にしていると共に、出力軸２２に設けた変速従動歯車３２,３３,３４,３５の各歯数を、それぞれ３５枚, ３１枚, ２７枚,２３枚にしている。これにより主変速機構Ｂは、各対をなして常時噛合する歯車の変速比により４段の変速を行う。
即ち、主変速機構Ｂは、入力軸２１と出力軸２２に設ける各歯車を、１速と４速において変速駆動歯車２７と変速従動歯車３５との歯数を同じにし、且つ変速駆動歯車３１と変速従動歯車３２との歯数を同じにしている。また２速と３速において、変速駆動歯車２８と変速従動歯車３４との歯数を同じにし、且つ変速駆動歯車３０と変速従動歯車３３との歯数を同じにしている。これにより主変速機構Ｂは後述するように、製造コストを低減することができる。
【００１７】
次に、第１副変速機構Ｃについて説明する。この第１副変速機構Ｃは、出力軸２２にスプライン接続される副変速入力軸２３と、後端に第２副変速機構Ｄの第２副変速入力軸３６をスプライン接続する副変速出力軸（変速従動軸）３７を備え、主変速機構Ｂから出力される動力を高速と低速の２段に変速し第２副変速機構Ｄに出力する。
即ち、副変速入力軸２３は、前後に低速駆動歯車３８と高速駆動歯車３９とを固設している。副変速出力軸３７は、前後に上記低速駆動歯車３８と高速駆動歯車３９とにそれぞれ常時噛合する低速従動歯車４０と高速従動歯車４１とを遊転自在に軸支し、且つ両従動歯車４０,４１間にダブルコーンシンクロメッシュ式の副変速クラッチ４２を介装している。
【００１８】
これにより第１副変速機構Ｃは、副変速レバーを低速位置に操作すると、副変速クラッチ４２のスリーブが前移動し低速従動歯車４０の回転を副変速出力軸３７に伝え低速の副変速状態になる。また副変速レバーを高速位置に操作すると、副変速クラッチ４２のスリーブが後移動し高速従動歯車４１の回転を副変速出力軸３７に伝え高速の副変速状態になる。
【００１９】
次に、第２副変速機構Ｄについて説明する。この第２副変速機構Ｄは、第２副変速入力軸３６と後輪差動装置Ｇに出力するピニオン軸４３と、第２副変速入力軸３６の下部にカウンタ軸４５を備えており、第２副変速入力軸３６の回転を高速と中速と低速との３段の副変速を行い、ピニオン軸４３から後輪差動装置Ｇと前輪変速装置Ｆに出力する。
即ち、第２副変速入力軸３６は、前側から後側に向けて低速駆動歯車４６と中速駆動歯車４７と高速駆動歯車４８を固設していると共に、中速駆動歯車４７と高速駆動歯車４８との間に小径歯車４９と大径歯車５０とからなる高速駆動カウンタ歯車を遊転自在に軸支している。
【００２０】
そして、ピニオン軸４３の前側に前輪変速装置Ｆに出力する前輪駆動歯車５２を固設し、後側に低速駆動歯車４６と常時噛合する低速従動歯車５３を遊転自在に軸支し、且つ変速シフタ部を有する低中速従動歯車５４と高速従動歯車５５とからなる第２副変速クラッチ歯車を軸方向にスライド移動自在にスプライン嵌合している。この低中速従動歯車５４と高速従動歯車５５とは図示の中立位置から前側に移動すると、低中速従動歯車５４が中速駆動歯車４７に噛合して作業速となり、さらに前側に移動すると低中速従動歯車５４は低速従動歯車５３の側面に形成される内歯に係合して超低速になる。また中立位置から後側に移動すると、高速従動歯車５５が前記高速駆動カウンタ歯車の大径歯車５０に噛合し路上走行速になる。尚、上記小径歯車４９に噛合するカウンタ大径歯車５６と、高速駆動歯車４８に噛合するカウンタ小径歯車５７とは、一体的に形成した状態でカウンタ軸４５に遊転自在に軸支している。
【００２１】
これにより第２副変速機構Ｄは、第２副変速レバーを低速位置に操作すると、第２副変速クラッチ歯車の低中速従動歯車５４が低速従動歯車５３の内歯に係合してピニオン軸４３を超低速で回転させる。また第２副変速レバーを中速位置に操作すると、低中速従動歯車５４を中速駆動歯車４７に噛合させてピニオン軸４３を作業速で回転させる。さらに第２副変速レバーを高速位置に操作すると、高速従動歯車５５を高速駆動カウンタ歯車の大径歯車５０に噛合させてピニオン軸４３を路上走行速で回転させる。つまり第２副変速機構Ｄは、主変速機構Ｂと第１副変速機構Ｃによって８段に変速した動力を、超低速と作業速と路上走行速の３段に変速をすることができ、ピニオン軸４３から後輪差動装置Ｇと前輪変速装置Ｆに出力する。
【００２２】
次に、前輪変速装置Ｆについて説明する。この前輪変速装置Ｆは、前輪駆動入力軸６０と前輪出力軸６１とを備えており、前輪出力軸６１から図示しない伝動軸を介し前輪２の差動装置に動力を伝達している。
前輪駆動入力軸６０は前後に、標準駆動歯車６２と、前記前輪駆動歯車５２に噛合する前輪入力歯車６３及び前輪増速駆動歯車６４を固設している。前輪出力軸６１は前後に、標準従動歯車６５と増速従動歯車６６とを遊転自在に軸支し、且つ両歯車間に油圧多板式の前輪標準クラッチ６７と前輪増速クラッチ６８を設けている。
【００２３】
これにより前輪変速装置Ｆは、前輪駆動歯車５２に噛合する前輪入力歯車６３が前輪駆動入力軸６０を回転し、標準駆動歯車６２と前輪増速駆動歯車６４とが、それぞれ標準従動歯車６５と前輪増速従動歯車６６とを従動回転させる。そして、前輪標準クラッチ６７が入り作動すると、標準従動歯車６５と前輪出力軸６１とが接続し前輪２が後輪２ａと略同速で駆動される。また前輪増速クラッチ６８が入り作動すると、前輪増速従動歯車６６と前輪出力軸６１が接続し、前輪２が後輪２ａに対して略２倍の速度で駆動される。即ち、前輪変速装置Ｆは、前輪標準クラッチ６７と前輪増速クラッチ６８が共に切りであると、後輪２ａのみによる２輪駆動状態となり、前輪標準クラッチ６７が入りとなると標準４輪駆動状態となり、前輪増速クラッチ６８が入りとなると前輪増速状態となる。
【００２４】
次に、ＰＴＯ変速機構Ｅについて説明する。このＰＴＯ変速機構Ｅは、ＰＴＯ伝動軸１２に接続されるＰＴＯ入力軸７０を備えており、該ＰＴＯ入力軸７０の上部に逆転軸７１を備え、且つ下部にＰＴＯ軸７２を備えている。そして、ＰＴＯ入力軸７０には前側から高速駆動歯車７３と逆転駆動歯車７５と中速駆動歯車７６とを固設し、後側に低速駆動歯車７７を一体に形成している。逆転軸７１には逆転駆動歯車７５に噛合する逆転歯車７８を遊転自在に軸支している。
【００２５】
ＰＴＯ軸７２には、前側から高速駆動歯車７３と逆転駆動歯車７５に択一的に噛合するように中立位置から、前後方向に移動自在にスプライン嵌合させる高速逆転変速歯車７９と、中速駆動歯車７６に常時噛合する中速変速歯車８０と、低速駆動歯車７７に常時噛合する低速変速歯車８１とを遊転自在に軸支し、且つ両者間に中速低速クラッチ８２を軸支している。
【００２６】
これによりＰＴＯ変速機構ＥはＰＴＯ変速レバーの操作に基づき、高速逆転変速歯車７９が前方シフトされ高速駆動歯車７３に噛合すると、ＰＴＯ軸７２に高速回転を出力する。また高速逆転変速歯車７９が後方シフトされ逆転歯車７８に噛合すると、ＰＴＯ軸７２に逆回転を出力する。そして、中速低速クラッチ８２のスリーブが中速変速歯車８０に噛合するとＰＴＯ軸７２に中速回転を出力する。また中速低速クラッチ８２のスリーブが低速変速歯車８１に噛合すると、ＰＴＯ軸７２に低速回転を出力する。従って、ＰＴＯ変速機構Ｅは正転３速段と逆転１速段の変速状態を得ることができる。
【００２７】
以上のように構成されるトラクタ１は、前後進変速レバーと主変速レバー及び副変速レバー並びに第２副変速レバーによって、各種作業毎に必要な走行変速を行うことができる。即ち、オペレーターは圃場において耕耘作業等を行う場合は、第２副変速レバーを予め低速側に位置させ、第２副変速機構Ｄを低速状態に変速する。また、路上走行等を行う場合は、第２副変速機構Ｄを高速状態に変速しておく。
【００２８】
そして、主変速レバーを操作して１速から４速のうち必要とする走行速度を選択し、また第１副変速機構Ｃを高速か低速に選択し、前後進変速レバーを中立から前進位置に操作すると、機体は主変速機構Ｂによる４段の変速と、第１副変速機構Ｃによる２段の変速と、第２副変速機構Ｄによる３段の変速とを組み合わせた多数段の変速の内、何れか１つの変速状態のもとに前進走行することができる。また前後進変速レバーを中立から後進位置に操作すると、それまでの前進走行と略等しい速度のもとに後進走行を行うことができる。
また前輪変速装置Ｆによって２輪駆動と４輪駆動とを選択でき、また機体の旋回時に前輪２を後輪２ａに対して増速させて小回り旋回を行うことができる。
【００２９】
そして、このトラクタ１による主変速機構Ｂは、入力軸２１の変速駆動歯車２７,２８,３０,３１の各歯数をそれぞれ２３枚,２７枚,３１枚,３５枚にし、且つ出力軸２２の変速従動歯車３２,３３,３４,３５の各歯数をそれぞれ３５枚, ３１枚, ２７枚,２３枚とし、対向する歯車を常時噛合させている。また１速（低速段）と４速（高速段）において、変速駆動歯車２７と変速従動歯車３５とを２３枚の同歯数とし、且つ変速駆動歯車３１と変速従動歯車３２とを３５枚の同歯数とし、また２速（低速段）と３速（高速段）において、変速駆動歯車２８と変速従動歯車３４とを２７枚の同歯数とし、且つ変速駆動歯車３０と変速従動歯車３３とを３１枚の同歯数にしている。これにより主変速機構Ｂは次のような特徴を有する。
【００３０】
即ち、入力軸２１に軸装される変速駆動歯車２７,２８,３０,３１と出力軸２２に軸装される変速従動歯車３２,３３,３４,３５とは、低速段と高速段の変速を行うように対をなして噛合される低速段の歯車と高速段の歯車との歯数の組み合わせを同じにしている。また低速段と高速段において各２個の歯車が、モジュールと歯数及び転位係数を共に同一にしているので、２種類の歯切工具やシェイビングカッタ等の歯面仕上工具を共用し４枚の歯車を製作することができる。
【００３１】
従って、主変速機構Ｂは、高価な歯切工具の種類を半減して歯車を製作することができると共に、歯切工具を歯切盤に取付ける手間や、歯切プログラムの変更等の段取り工数の低減を図ることができ製造コストを下げることができる。また同じ歯型及び直径の歯車が増えることから、歯車製造用の円柱状鋼材（素材）の種類も少なくすることができる等の特徴がある。
【００３２】
尚、実施形態の主変速機構Ｂでは、１速から４速の４段走行変速を行う全ての歯車を低速段の歯車と高速段の歯車との歯数の組み合わせを同じにしたが、例えば１速と４速又は２速と３速だけについて歯数の組み合わせを同じにしてもよく、或いは主変速機構Ｂは４段変速に変えて６段等の多段の走行変速を行うようにしてもよい。また歯車の転位係数は同一の歯切工具で製作できる範囲であれば、必ずしも同一でなくともよい。
【符号の説明】
【００３３】
１ トラクタ
４ エンジン
７ トランスミッションケース
２１ 入力軸
２３ 副変速入力軸
２５,２６ 変速クラッチ
２７,２８,３０,３１ 変速駆動歯車
３２,３３,３４,３５ 変速従動歯車
Ａ 前後進変速機構
Ｂ 主変速機構
Ｃ 第１副変速機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（４）からの動力をトランスミッションケース（７）内に設けた前後進変速機構（Ａ）と主変速機構（Ｂ）と副変速機構（Ｃ）に伝達して走行変速を行うと共に、該主変速機構（Ｂ）を入力軸（２１）に設けられる複数の変速駆動歯車（２７）,（２８）,（３０）,（３１）と、出力軸（２２）に設けられる複数の変速従動歯車（３２）,（３３）,（３４）,（３５）とを常時噛合させ、主変速レバーの操作に基づき、変速クラッチ（２５）,（２６）を作動させて多段の走行変速を行うように構成したトラクタの変速機構において、前記主変速機構（Ｂ）の低速段側と高速段側の対となる変速駆動歯車（２７）,（３１）,（２８）,（３０）と従動歯車（３５）,（３２）,（３４）,（３３）の歯数の組み合わせを同じにして、２種類の歯切工具により低速段側と高速段側の４枚の歯車を製作することができるように構成することを特徴とするトラクタの変速機構。
【請求項１】
エンジン（４）からの動力をトランスミッションケース（７）内に設けた前後進変速機構（Ａ）と主変速機構（Ｂ）と副変速機構（Ｃ）に伝達して走行変速を行うと共に、該主変速機構（Ｂ）を入力軸（２１）に設けられる複数の変速駆動歯車（２７）,（２８）,（３０）,（３１）と、出力軸（２２）に設けられる複数の変速従動歯車（３２）,（３３）,（３４）,（３５）とを常時噛合させ、主変速レバーの操作に基づき、変速クラッチ（２５）,（２６）を作動させて多段の走行変速を行うように構成したトラクタの変速機構において、前記主変速機構（Ｂ）の低速段側と高速段側の対となる変速駆動歯車（２７）,（３１）,（２８）,（３０）と従動歯車（３５）,（３２）,（３４）,（３３）の歯数の組み合わせを同じにして、２種類の歯切工具により低速段側と高速段側の４枚の歯車を製作することができるように構成することを特徴とするトラクタの変速機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２０７７７１（Ｐ２０１２−２０７７７１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７６０２２（Ｐ２０１１−７６０２２）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００１８７８）三菱農機株式会社 (1,502)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００１８７８）三菱農機株式会社 (1,502)
【Ｆターム（参考）】
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