| 【発明の名称】 |
作業車両における作業機連結機構 |
| 【発明者】 |
【氏名】涌田 毅
【住所又は居所】島根県八束郡東出雲町大字揖屋町６０５番地 菱農エンジニアリング株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】伝動軸の回転に伴う異音や機構破損等を防止する作業車両における作業機連結機構を提供することを課題としている。
【解決手段】左右の２点によって作業車両１側に上下揺動自在に連結される作業機連結用の作業機連結体２による作業車両１と作業機３との連結時に、作業機３側に設けられた駆動力の入力軸１３と自動的に連結される、前端側が作業車両１側に設けられた駆動力の出力軸にヨークジョイント４１を介して連結された伝動軸３４におけるヨークジョイント４１との連結側を、上向きに持ち上げて支持する付勢手段５３を設けた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の２点によって作業車両（１）側に上下揺動自在に連結される作業機連結用の作業機連結体（２）と、作業車両（１）側に設けられた駆動力の出力軸（１０）と作業機（３）側に設けられた駆動力の入力軸（１３）とを連結する伝動軸（３４）とを設け、該伝動軸（３４）が、前端側がヨークジョイント（４１）を介して出力軸（１０）に連結され、且つ作業機連結体（２）による作業車両（１）と作業機（３）との連結時に、入力軸（１３）と伝動軸（３４）とが自動接続されるように、上記入力軸（１３）に連結される後端側が作業機連結体（２）側に回動自在に支持された作業機連結機構において、伝動軸（３４）と作業機連結体（２）との間に、伝動軸（３４）におけるヨークジョイント（４１）との連結側を上方側に付勢する付勢手段（５３）を設け、伝動軸（３４）のヨークジョイント（４１）側を上向きに持ち上げて支持した作業車両における作業機連結機構。
【請求項２】
伝動軸（３４）のヨークジョイント（４１）側の持ち上げ上限位置を規制し、入力軸（１３）が連結されていない状態の伝動軸（３４）の傾斜角度を所定の角度に維持する上限ストッパ（５４）を作業機連結体（２）側に設けた請求項１の作業車両における作業機連結機構。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラクタ等の作業車両における作業機連結機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来左右の２点によって作業車両側に上下揺動自在に連結される２Ｐタイプの作業機ヒッチを備え、トラクタ等の作業車両に設けられた駆動力の出力軸（ＰＴＯ軸）にヨークジョイントを介して接続される屈折可能な伝動軸によって作業機の入力軸とトラクタのＰＴＯ軸とを接続する作業機連結機構が公知となっている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１９１２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記伝動軸の後端側は作業機ヒッチ側に回動自在に軸支されている。このため作業機が未連結の状態（入力軸も未接続）で作業機ヒッチを上昇させ、誤ってＰＴＯ軸を回転させると、ヨークジョイントの傾斜角度異常等により、伝動軸の回転異常や異音、ベアリングの破損等が発生する場合があるという欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するための本発明の作業車両における作業機連結機構は、左右の２点によって作業車両１側に上下揺動自在に連結される作業機連結用の作業機連結体２と、作業車両１側に設けられた駆動力の出力軸１０と作業機３側に設けられた駆動力の入力軸１３とを連結する伝動軸３４とを設け、該伝動軸３４が、前端側がヨークジョイント４１を介して出力軸に連結され、且つ作業機連結体２による作業車両１と作業機３との連結時に、入力軸１３と伝動軸３４とが自動接続されるように、上記入力軸１３に連結される後端側が作業機連結体２側に回動自在に支持された作業機連結機構において、伝動軸３４と作業機連結体２との間に、伝動軸３４におけるヨークジョイント４１との連結側を上方側に付勢する付勢手段５３を設け、伝動軸３４のヨークジョイント４１側を上向きに持ち上げて支持したことを第１の特徴としている。
【０００５】
第２に、伝動軸３４のヨークジョイント４１側の持ち上げ上限位置を規制し、入力軸１３が連結されていない状態の伝動軸３４の傾斜角度を所定の角度に維持する上限ストッパ５４を作業機連結体２側に設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
以上のように構成される本発明の構造によると、伝動軸のヨークジョイント側が付勢手段によって上方側に付勢されているため、作業機が連結されておらず、伝動軸と入力軸とが連結されていない状態で、作業機連結体を上昇させた場合でも伝動軸前端側の下方への落下が規制され、伝動軸の傾斜角度が所定の範囲で維持される。
【０００７】
これによりヨークジョイントの傾斜角度が維持され、上記のように作業機連結体を上昇させている状態で出力軸を回転させた場合であっても伝動軸の回転異常や異音、ベアリングの破損等が防止される。またヨークジョイントが伝動軸から抜け落ちること等も防止される。
【０００８】
特に伝動軸のジョイント側の持ち上げ上限位置を規制し、入力軸が連結されていない状態の伝動軸の傾斜角度を所定の角度に維持する上限ストッパを作業機連結体側に設けることによって、伝動軸の傾斜角度を、入力軸の挿入開始を許容し、且つ上記のように作業機連結体を上昇させた場合に伝動軸の回転異常や異音等が発生しない角度に維持することができ、騒音や伝動軸と入力軸との自動接続不良等を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本発明の作業機連結機構を採用したトラクタ１の後方側及び作業機の側面図である。トラクタ１には、後方にロータリ作業機３等の作業機を連結するための作業機連結体であるオートヒッチ２が上下揺動自在に取り付けられている。該オートヒッチ２は、２Ｐタイプであり、トラクタ１側に上下揺動駆動自在に設けられた左右一対のリフトアーム４と連結具６を介して連結されている。
【００１０】
オートヒッチ２は、リフトアーム４の上下揺動駆動によって連結具６を介して上下昇降駆動される。これにより上記オートヒッチ２の上方側に位置する上部連結ブラケット７とロータリ作業機３のトップマスト８のピン９とを連結させながら、オートヒッチ２を上昇させることによって図２に示されるように、トラクタ１にロータリ作業機３が自動的に（オートで）連結される。
【００１１】
なおオートヒッチ２とロータリ作業機３とは、オートヒッチ２の上部連結ブラケット７にピン９が係合し、オートヒッチ２の下方側に位置する下部連結ブラケット１１とロータリ作業機３の下部連結ピン１２とが係合されることによって連結される。またトラクタ１の後方からは、ロータリ作業機３への駆動力を出力するＰＴＯ軸１０が突設されており、上記のようにトラクタ１にロータリ作業機３が自動的に装着されると、ロータリ作業機３側の駆動力の入力軸１３とＰＴＯ軸１０とが後述するように連結される。
【００１２】
次にオートヒッチ２の詳細構造について説明する。図３はオートヒッチ２の斜視図、図４はオートヒッチ２の平面図である。オートヒッチ２のフレーム（ヒッチフレーム）１４は、逆Ｕ字状をなすパイプフレーム１６を備えている。該パイプフレーム１６の左右両端に、前述の下部連結ブラケット１１が設けられ、パイプフレーム１６の上部に上記上部連結ブラケット７が設けられている。
【００１３】
上記下部連結ブラケット１１には、後方に向かって開口するＵ字状開口部１１ａが設けられている。下部連結ブラケット１１には、Ｕ字状開口部１１ａの開口端側を閉じることができるフックプレート１７が上下回動自在に軸支されている。
【００１４】
上部連結ブラケット７には、鍵状の孔７ａが設けられている。孔７ａには、略逆Ｕ字状をなす操作レバー２６が挿通されている。操作レバー２６の左右両端はそれぞれ左右のフックプレート１７に連結されている。操作レバー２６の端部に遊嵌されたねじりバネ２７によってフックプレート１７は下方（Ｕ字状開口部１１ａの開口端側を閉じる方向）に付勢されている。
【００１５】
パイプフレーム１６における左右の下部連結プレート１１の上方には内側に向かってブラケット１８が溶着されている。両ブラケット１８はパイプ１９によって連結されている。各ブラケット１８とパイプ１９とに亘ってプレート２０が溶着されている。左右のプレート２０にそれぞれ角パイプ２１の基端部が溶着されている。
【００１６】
各角パイプ２１は前方に向かって突出している。左側の角パイプ２１と左側の下部連結ブラケット１１及び右側の角パイプ２１と右側の下部連結ブラケット１１とがそれぞれ補強バー２３によって連結されている。左右の角パイプ２１における補強バー２３の連結部の後方において、両角パイプ２１がシャフト２４によって連結されている。
【００１７】
上記各角パイプ２１の先端には、平面視でＵ字状をなす受けプレート２２が固定されている。各受けプレート２２には、Ｕ字間を繋ぐようにピン２５が設けられている。これに対してトラクタ１の後部には、後方に向かって開口するＵ字状のブラケット３１が左右２箇所に設けられている。
【００１８】
左右の上記各受けプレート２２のピン２５を左右のブラケット３１に挿入し、ブラケット３１にピン２５の抜け止めのピン３１Ｐを挿入することによって、ブラケット３１に角パイプ２１の先端側が連結される。そして上記シャフト２４の左右両端部と左右のリフトアーム４とが連結具６によって連結され、オートヒッチ３がトラクタ１に上下揺動自在に取り付け支持される。
【００１９】
上記左右の両ブラケット１８の先端間には、上下回動自在にベアリングホルダ３３が軸支されている。図５に示されるように、ベアリングホルダ３３内にはベアリング３０が収容されている。該ベアリング３０には前後方向に伝動軸３４が挿入されている。ベアリングホルダ３３には、伝動軸３４の外周側を覆うカバー３５が取り付けられている。伝動軸３４及びカバー３５は、ベアリングホルダ３３と一体的に上下揺動する。
【００２０】
左右の角パイプ２１の間には、ロッド５１が取り付けられている。ロッド５１の左右方向の略中央には、フック５２が取り付けられている。フック５２とカバー３５の先端（前端）側との間には引張りバネ５３が設けられている。これによりカバー３５の先端側は弾力的に上向きに持ち上げられて支持されている。ただしカバー３５の持上げ上限位置は、前述の左右の角パイプ２１の間に設けられた杆状の上限ストッパ５４とカバー３５とが当接する位置で規制される。
【００２１】
カバー３５がベアリングホルダ３３に取り付けられ、ベアリングホルダ３３内のベアリング３０に伝動軸３４が挿入されているため、上記のようにカバー３５の先端側が上向きに持ち上げられて支持されることによって、伝動軸３４も先端側が引張りバネ５３によって上向きに持ち上げられて支持され、伝動軸３４の持ち上げ上限位置が上限ストッパ５４によって規制されている。
【００２２】
伝動軸３４の前端部分３４Ｆにはスプライン３９が形成されている。伝動軸３４の後端部分３４Ｒには、ロータリ作業機の入力軸１３が挿入されるメススプライン部４６が形成されている。該メススプライン部４６の入り口にはテーパ状の案内部４７が形成されている。
【００２３】
一方前述のトラクタ１のＰＴＯ軸１０にはヨークジョイント４１が取り付けられている。該ヨークジョイント４１は前部ヨーク４２と後部ヨーク４３とがジョイント４４によって連結された２軸による２つの折れ点を持つジョイントとなっている。前部ヨーク４２に上記ＰＴＯ軸１０が連結され、後部ヨーク４３に伝動軸３４のスプライン３９が前後スライド自在に挿入されている。
【００２４】
上記のようにトラクタ１のＰＴＯ軸１０から伝動軸３４にヨークジョイント４１を介して駆動力が伝動されている。これによりメススプライン部４６にロータリ作業機３の入力軸１３が挿入されると伝動軸３４を介してＰＴＯ軸１０と入力軸１３が連結されて入力軸１３に駆動力が伝動される。なお伝動軸３４はオートヒッチ２の昇降揺動に伴って後部ヨーク４３に対してスプライン３９部分がスライドするが、カバー３５によってカバーされているためスプライン３９部分に下方から泥水等がかかることは無く、スプライン３９のスライドは円滑に行なわれる。
【００２５】
オートヒッチ２は上記のように構成されており、次にロータリ作業機３の自動連結動作について詳細に説明する。上部連結ブラケット７がロータリ作業機３のピン９に下方から係合する位置から、オートヒッチ２を上昇させると、まず上部連結ブラケット７がピン９と係合し、ロータリ作業機３はピン９を中心に時計回りに回転する。
【００２６】
この回転途中でロータリ作業機３の下部連結ピン１２が、下方に付勢されているフックプレート１７に当接し、付勢力に抗してフックプレート１７を上方に回動させ、次に下部連結ブラケット１１のＵ字状開口部１１ａに嵌る。
【００２７】
下部連結ピン１２が下部連結ブラケット１１のＵ字状開口部１１ａに嵌ると、フックプレート１７がねじりバネ２７によって下方に弾性的に揺動され、Ｕ字状開口部１１ａを閉じ、下部連結ピン１２の下部連結ブラケット１１からの抜けを規制し、ロータリ作業機３がトラクタ１（オートヒッチ２）に自動的に連結される。
【００２８】
上記一連の連結動作の中で、下部連結ピン１２が、フックプレート１７を押し上げる直前に、ロータリ作業機３の入力軸１３は、伝動軸３４の後端部分に接し、テーパ状の案内部４７に案内されて、メススプライン部４６に挿入される。入力軸１３の上記挿入時には、メススプライン部４６側（伝動軸３４）は、ベアリングホルダ３３の回動によって、開口部（挿入部分）の向きが微調節される。
【００２９】
この挿入部分の微調節によって入力軸１３が、メススプライン部４６に挿入され始めると、図６に示されるように、案内部４７と接する入力軸１３が、メススプライン部４６が入力軸１３に倣うように伝動軸３４を揺動させる。これにより入力軸１３が伝動軸３４（メススプライン部４６）に円滑に自動接続（挿入）され、図７に示されるように、入力軸１３の伝動軸３４への挿入が完了する。ロータリ作業機３は前述の自動装着時に、駆動力の伝動も上記のように自動接続される。
【００３０】
一方上記構造により入力軸１３が未接続の状態では、伝動軸３４には、前端側を落下させようとする力が自重によって働く。仮に伝動軸３４の前端側が落下状態となると、例えばロータリ作業機３が未連結の状態でオートヒッチ２を上昇させ、誤ってＰＴＯ軸１０を回転させると、ヨークジョイント４１の傾斜角度異常により、伝動軸３４の回転異常や異音、ベアリング３０の破損等が発生する場合がある。
【００３１】
またヨークジョイント４１の後部ヨーク４３が伝動軸３４から抜け落ちる場合もある。あるいはロータリ作業機３の連結のためにオートヒッチ２を上昇させる際、上昇途中で伝動軸３４の傾斜角度が入力軸１３の円滑な挿入が困難な角度となり、伝動系の自動接続ミスが発生する場合もある。上記トラブルは、本件のようにヨークジョイント４１の２つの折れ点（２つの軸）がトラクタ１側に偏位する場合に顕著に発生する。
【００３２】
これに対して本オートヒッチ２は、引張りバネ５３によって、伝動軸３４の先端側、すなわちヨークジョイント４１側が、カバー３５を介して、カバー３５と上限ストッパ５４とが当接するように上向きに持ち上げられている。これにより入力軸１３が未接続の状態でオートヒッチ２を上昇させた場合でも、伝動軸３４の前端側の落下が規制され、伝動軸３４の傾斜角度が所定の角度に維持される。
【００３３】
伝動軸３４の傾斜角度は、図８に示されるように、ロータリ作業機３が未連結の状態でオートヒッチ２を最上昇させた場合に、側面視における伝動軸３４の軸心をＣ１、ＰＴＯ軸１０の軸心をＣ２、前部ヨーク４２とジョイント４４との支点軸の軸心をＣ３、後部ヨーク４３とジョイント４４との支点軸の軸心をＣ４とすると、Ｃ１とＣ５とのなす狭角と、Ｃ２とＣ５とのなす狭角とが略等しくなり、Ｃ１とＣ２とＣ５によって形成される三角形が略二等辺三角形となるように設定されている。なおＣ１とＣ２の交点は、側面視でオートヒッチ２の回動軸となるピン２５の軸心を通過する。
【００３４】
これによりヨークジョイント４１の傾斜角度（折れ角）が概ね理想的な所定の角度に維持され、前述のようにオートヒッチ２を上昇させている状態でＰＴＯ軸１０を回転させた場合であっても、伝動軸３４の回転異常や異音、ベアリング３０の破損等が防止される。またヨークジョイント４１（後部ヨーク４３）が伝動軸３４から抜け落ちること等も防止される。
【００３５】
そしてロータリ作業機３の連結のためにオートヒッチ２を上昇させる際に、上昇途中で伝動軸３４の傾斜角度が入力軸１３の円滑な挿入開始が可能となる角度に維持され、入力軸１３の挿入開始が円滑に行われ、伝動系の自動接続ミスが防止される。つまり引張りバネ５３及び上限ストッパ５４は、伝動軸３４の傾斜角度を、入力軸１３の挿入開始を許容し、且つ上記のようにオートヒッチ２を上昇させた場合に伝動軸３４の回転異常や異音等が発生しない角度に維持するように各設定されている。
【００３６】
なお伝動軸３４への入力軸１３の挿入直後には。入力軸１３によって伝動軸３４は、カバー３５と一体的に、前端側（ヨークジョイント２側）が引張りバネ５３の付勢力に抗して下方に向かうように揺動される。この際伝動軸３４がカバー３５と一体に無制限に下方に揺動すると、入力軸１３の挿入の継続が不可能となる場合がある。
【００３７】
これに対して本オートヒッチ２には、上記のように下方に揺動するカバー３５と当接することによってカバー３５の下降を規制して、伝動軸３４の傾斜を所定の角度に維持する杆状の下限ストッパ５６が設けられている。下限ストッパ５６は前述の左右両角パイプ２１に亘って取り付けられている。
【００３８】
上記下限ストッパ５６による伝動軸３４の傾斜角度の維持によって、伝動軸３４への入力軸１３の突入直後も伝動軸３４の傾斜角度が維持され、入力軸１３の伝動軸３４への挿入が円滑に継続され、伝動系の自動接続ミスが防止される。なお上記下限ストッパ５６は、オートヒッチ２をトラクタ１から取り外した際の伝動軸３４のストッパとなり、オートヒッチ２の脱着作業を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】ロータリ作業機が取り外された状態のトラクタの後方側及びロータリ作業機の側面図である。
【図２】ロータリ作業機を連結した状態のトラクタの後方側の側面図である。
【図３】オートヒッチの斜視図である。
【図４】オートヒッチの平面図である。
【図５】ロータリ作業機の連結直前の伝動軸部分の要部側断面図である。
【図６】ロータリ作業機の連結中の伝動軸部分の要部側断面図である。
【図７】ロータリ作業機の連結終了時の伝動軸部分の要部側断面図である。
【図８】ロータリ作業機を連結せずにオートヒッチを上昇させた状態の伝動軸部分の要部側断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ トラクタ（作業車両）
２ オートヒッチ（作業機連結体）
３ ロータリ作業機（作業機）
１０ ＰＴＯ軸（出力軸）
１３ 入力軸
３４ 伝動軸
４１ ヨークジョイント
５３ 引張りバネ（付勢手段）
５４ 上限ストッパ
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８７８
【氏名又は名称】三菱農機株式会社
【住所又は居所】島根県八束郡東出雲町大字揖屋町６６７番地１
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| 【出願日】 |
平成１６年１０月１３日（２００４．１０．１３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８１６７３
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 誠
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| 【公開番号】 |
特開２００６−１０９７３８（Ｐ２００６−１０９７３８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１８年４月２７日（２００６．４．２７） |
| 【出願番号】 |
特願２００４−２９９２８３（Ｐ２００４−２９９２８３） |
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