昇降装置

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【発明の名称】	昇降装置
【発明者】	【氏名】松藤瑞哉
【要約】	【課題】小型化、省エネ化及び油脂類の削減を実現し、ミッションケースから着脱可能としたトラクタの昇降装置を提供する。【構成】ミッションケース１１上にリフトアーム１９・１９を上下回動自在に支持する昇降装置ケース１０を設け、該昇降装置ケース１０に駆動モータ１４を配設するとともに、該駆動モータ１４の駆動軸１５とリフトアーム１９・１９の間にウォームギヤを有する歯車式伝動機構を配置し、該駆動モータ１４によりリフトアーム１９・１９を上下回動可能に構成した。また、前記駆動モータ１４、リフトアーム１９・１９及びウォームギヤを、前記昇降装置ケース１０内に一体として配置し、該昇降装置ケース１０を前記ミッションケース１１から着脱可能とした。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミッションケース上にリフトアームを上下回動自在に支持する昇降装置ケースを設け、該昇降装置ケースに駆動モータを配設するとともに、該駆動モータの駆動軸とリフトアームの間にウォームギヤを有する歯車式伝動機構を配置し、該駆動モータによりリフトアームを上下回動可能に構成したことを特徴とする昇降装置。
【請求項２】
前記駆動モータ、リフトアーム及びウォームギヤを、前記昇降装置ケースに取り付けて、該昇降装置ケースを前記ミッションケースに対して一体的に着脱可能とした、請求項１に記載の昇降装置。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明はトラクタの昇降装置に関し、詳しくは、昇降装置として電動モータを採用する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来トラクタにおける作業機昇降装置として、油圧シリンダを内装した油圧シリンダケースをミッションケース後部上に載置し、該油圧シリンダを伸縮させることにより作業機昇降用のリフトアームを回動駆動させる技術が公知となっている(例えば、「特許文献１」、「特許文献２」参照)。
【特許文献１】特開２００３－３号公報
【特許文献２】特開２００４－８９１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし前記の従来技術等のように油圧ソースにより昇降駆動する構造では、油圧ポンプ、配管、制御バルブ、油圧シリンダ等を組み合わせるため、昇降装置の小型化が困難であり、コストも高くなっていた。またミッションケースと連繋されているため、昇降装置をミッションケースから着脱してメンテナンスすることが出来なかった。さらに、エンジンの回転数変化にともなう油圧ポンプの流量変化及び油温・粘度の変化により応答速度が変化し、作業機のドラフトコントロールやポジションコントロールが複雑になるという問題があった。
本発明は上記の課題を解決するために、小型化及びコストダウンを実現し、ミッションケースから着脱可能としたトラクタの昇降装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
即ち、請求項１においては、ミッションケース上にリフトアームを上下回動自在に支持する昇降装置ケースを設け、該昇降装置ケースに駆動モータを配設するとともに、該駆動モータの駆動軸とリフトアームの間にウォームギヤを有する歯車式伝動機構を配置し、該駆動モータによりリフトアームを上下回動可能に構成したものである。
【０００６】
請求項２においては、前記駆動モータ、リフトアーム及びウォームギヤを、前記昇降装置ケースに取り付けて、該昇降装置ケースを前記ミッションケースに対して一体的に着脱可能としたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【０００８】
請求項１においては、駆動モータを用いることにより油圧が不要となり、昇降装置の小型化、省エネ化及び油脂類の削減が可能となる。また、シリンダや制御バルブや配管等をなくすことができて昇降装置ケースをコンパクトに構成することができる。また、ウォームギヤの採用で逆転防止が図れ、作業機の自重によるリフトアームの自然降下等を防止できる。さらに、エンジンを作動させることなく昇降操作が可能となり、エンジンの回転変動に影響されず、昇降速度を一定とすることができる。
【０００９】
請求項２においては、駆動モータ、リフトアーム及びウォームギヤを昇降装置ケースに一体として配置したことにより、ミッションケースと該昇降装置ケースを分離することが可能となり、メンテナンスの際に容易に着脱して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、発明の実施の形態を説明する。なお、本発明の技術的範囲は実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
図１はトラクタ１の全体的な構成を示した左側面図である。
図２は本実施例１に係る昇降装置の左側面図である。
図３はウォームギヤの左後方からの斜視図である。
図４は本実施例２に係る昇降装置及びミッションケース後部のスケルトン図である。
図５は本実施例３に係る昇降装置内のスケルトン図である。
【００１１】
まず、本発明に係る作業車両の一実施の形態としてのトラクタ１の全体構成について説明する。
トラクタ１は、図１に示すように、機体の前後に前輪２・２および後輪３・３を支承し、前部のボンネット４内部にはエンジン５を配置し、ボンネット４の後方にはステアリングハンドル６を設けており、ステアリングハンドル６の後方には座席シート７を配設している。また、座席シート７の側部には図示しない主変速レバー、作業機昇降レバー等が配設されている。
【００１２】
エンジン５は、機体フレーム８上に防振支持されており、エンジン５の後部にはドライブシャフト９や、ミッションケース１１等が配設されている。エンジン５の駆動力は、ドライブシャフト９によってミッションケース１１へ伝達され、ミッションケース１１によって変速されて図示しないリアアクスルを介して後輪３・３を駆動し、さらにミッションケース１１から前輪駆動軸を介して前輪２・２にも駆動力を伝達できるようにしている。
【００１３】
また、エンジン５の駆動力は、ミッションケース１１後端から突出した図示しないＰＴＯ軸に伝達されて、ＰＴＯ軸からユニバーサルジョイント等を介して、機体後端に配置した作業機装着装置１３を介して装着される図示しない作業機を駆動するように構成されている。また、ミッションケース１１上部には本発明である昇降装置ケース１０が載置され、該昇降装置ケース１０内で駆動モータ１４とリフトアーム１９・１９をウォームギヤを介して連結し、該リフトアーム１９・１９を上下回動可能としている。
【００１４】
作業機装着装置１３は、トップリンク２０とロアリンク２１・２１によって３点リンク構造の昇降リンク装置に構成されており、リフトアーム１９・１９の回動を、リフトロッド１６・１６を介してロアリンク２１・２１に伝え、作業機装着装置１３に装着される各種作業機を昇降可能としている。
【００１５】
ボンネット４の後部には、ダッシュボート２３が設けられ、ダッシュボード２３は図示しないパワステバルブや燃料タンク等を覆ってカバーし、ダッシュボード２３上には計器パネルやキースイッチ、前後進切換レバー２２等が配置されている。ダッシュボード２３の後下部には側下部に至って、ステップカバーが配設されてステップ２５が形成され、ステップ２５はステー等を介して機体フレーム８に固設されている。
【００１６】
図２、図３を用いて、本発明の実施例１に係る昇降装置に関して説明する。
本発明はミッションケース１１上にリフトアーム１９・１９を上下回動自在に支持する昇降装置ケース１０を設け、該昇降装置ケース１０に駆動モータ１４を配設するとともに、該駆動モータ１４の駆動軸１５とリフトアーム１９・１９の間に歯車式伝動機構を配置し、該駆動モータ１４によりリフトアーム１９・１９を上下回動可能に構成している。
即ち、前記ミッションケース１１上に昇降装置ケース１０がボルト等により載置固定され、該昇降装置ケース１０の前面に駆動モータ１４が着脱可能にボルト等により固定されている。該駆動モータ１４の駆動軸１５は後方に突出して昇降装置ケース１０内に挿入され、該昇降装置ケース１０内の駆動軸１５上にウォーム５０が固設される。また、前記昇降装置ケース１０にアーム軸１９ａが貫通して左右方向に横架され、昇降装置ケース１０外側の該アーム軸１９ａの両側にリフトアーム１９・１９が固設され、昇降装置ケース１０内のアーム軸１９ａ上にウォームホイール５１が固設され、該ウォームホイール５１がウォーム５０と噛合される。そして、駆動モータ１４、ウォームギヤ（ウォーム５０及びウォームホイール５１）が左右中央に配置している。
【００１７】
このように、昇降装置ケース１０内にはウォーム５０とウォームホイール５１を収納するだけなので、シリンダや油路や制御バルブ等が不要となり、ピストンを摺動させるストロークも不要であるため、前後左右方向において短く構成できてコンパクトに構成することが可能となる。そして、機体左右中央に配置されるため、バランスも良い。更に、昇降装置ケース１０はミッションケース１１上にボルト等の固定部材で着脱可能に結合されているため、メンテナンスも容易に行うことができる。
【００１８】
前記駆動モータ１４は制御回路５５に接続されており、該制御回路５５には作業機昇降レバー（ポジションレバー）５２の回動基部に設けた設定高さ検知手段５３と接続してその回動位置を検出し、駆動モータ１４を作動させて作業機の高さを制御する。つまり、作業機の設定高さを検知する設定高さ検知手段５３や作業機の作業深さをダイヤル等で設定する耕深設定手段５４やリフトアーム１９・１９の回動位置を検知する手段５６やロータリ耕耘装置のリヤカバーの回動量を検知する手段５７、駆動モータ１４等が制御回路５５と接続されている。なお、前記設定高さ検知手段５３や耕深設定手段５４やリフトアーム回動位置検知手段５６やリヤカバー回動角検知手段５７はポテンショメータやロータリエンコーダ等の角度センサーで構成することができる。
【００１９】
以上のような構成において、前記作業機昇降レバー５２を「上昇」側に回動すると、駆動モータ１４が作動されてウォーム５０は図３中Ａ方向に回動し、ウォームホイール５１及びアーム軸１９ａが図３中Ｃ方向に回動する。よってリフトアーム１９・１９が上方に回動し、リフトロッド１６・１６を介してロアリンク２１・２１を上昇回動して作業機が上昇する。そして、この作業機昇降レバー５２の回動位置は設定高さ検知手段５３により検知され、リフトアーム１９・１９の回動位置はリフトアーム回動位置検知手段５６により検知され、作業機昇降レバー５２を回動した「上昇」位置まで作業機が上昇すると、駆動モータ１４の駆動を停止させる。
【００２０】
また、昇降レバー５２を「下降」側に回動すると、駆動モータ１４が前記と逆方向に回転駆動されて、ウォーム５０は図３中Ｂ方向に回動し、ウォームホイール５１及びアーム軸１９ａが図３中Ｄ方向に回動する。よってリフトアーム１９・１９が下方に回動し、該回動をリフトロッド１６・１６を介してロアリンク２１・２１に伝えることで作業機が降下する。そして、前記作業機昇降レバー５２で設定した高さ、または、耕深設定手段５４で設定した深さ位置まで下降すると、駆動モータ１４の回動が停止される。また、耕耘作業時においては、リヤカバーの回動角を検知して、耕深設定手段５４で設定した設定深さとなるように、駆動モータ１４が正転または逆転駆動されるのである。但し、作業機の昇降スイッチ（レバースイッチ）をハンドルコラム等に設けて制御回路５５と接続し、該昇降スイッチを操作して、最上昇位置に上昇させたり、設定深さ位置に下降させたりすることも可能である。
【００２１】
上述のように、昇降装置の動力伝達にウォームギヤ（ウォーム５０とウォームホイール５１）を採用することにより、以下に示す効果がある。まず、歯車の速比を１／１００～１／２００程度に大きく取れることから、リフトアーム１９・１９の微妙な昇降調整が可能となり、作業機のドラフトコントロールやポジションコントロールが容易となる。また、ウォームホイールの回動によってウォームが回動するといった逆転が発生し難いので、作業機の自重によるリフトアーム１９・１９の自然降下等を防止でき、ストップ機構等を設ける必要がない。
【００２２】
また、前記駆動モータ１４、リフトアーム１９・１９及びウォームギヤを昇降装置ケース１０内に一体として配置したことにより、配管等によるミッションケース１１との連繋が解消され、該ミッションケース１１と該昇降装置ケース１０を分離することが可能となり、メンテナンスの際に着脱して行うことができる。また、エンジン５を停止した状態でもモータにより昇降装置を作動させることが可能となり、該駆動モータ１４の取り替えも容易になる。
【００２３】
次に、本発明の実施例２について説明する。図４は昇降装置及びミッションケース１１後部のスケルトン図である。
本実施例では前記昇降装置ケース１０の前部に駆動モータ１４が配置され、該駆動モータ１４の駆動軸１７が後方に突出されて昇降装置ケース１０内に挿入されている。該駆動軸１７後端上には歯車２４が固設されており、前記昇降装置ケース１０内には伝動軸４１とウォーム軸４２が前記駆動軸１７の上方であって前後方向に同一軸心上に前後に横架されている。該伝動軸４１上には昇降歯車２６が固設されて前記歯車２４と噛合されている。該伝動軸４１の後端と前記ウォーム軸４２の間に昇降クラッチ２７が配置され、該ウォーム軸４２上にウォーム５０が固設されている。該ウォーム５０と該ウォーム５０に噛合されるウォームホイール５１、リフトアーム１９・１９の構成は前記実施例１と同様の構成としている。
また、前記昇降装置ケース１０の下部及びミッションケース１１の上部には開口部が形成され、昇降装置ケース１０下方にはＰＴＯ駆動伝動手段が配置されている。該ＰＴＯ駆動伝動手段はＰＴＯ歯車２８とＰＴＯクラッチ２９と減速歯車３１・３３等から構成される。
ミッションケース１１後部内に配置されたＰＴＯ歯車２８は前記駆動軸１７上に設けた歯車２４と噛合され、該ＰＴＯ歯車２８はＰＴＯクラッチ２９のボス側に一体的に固設され、ＰＴＯクラッチ２９のケース側はＰＴＯクラッチ軸３０が同心軸上に固定され、該ＰＴＯクラッチ軸３０が後方に延設されてミッションケース１１に回転自在に支持されて減速歯車３１を固設している。該減速歯車３１はＰＴＯ軸３４上に固設した減速歯車３３と噛合させている。該ＰＴＯ軸３４はミッションケース１１の後端面から後方に突出されている。
【００２４】
また、前記駆動モータ１４は実施例１と同様に制御回路５５と接続され、該制御回路５５には更に、昇降クラッチ２７と、ＰＴＯクラッチ２９を作動させるための電磁バルブ５８のソレノイド５８ａと、ＰＴＯレバー５９の回動位置を検知する手段６０と接続されている。
以上のような構成において、作業機昇降レバー５２が操作されると、ＰＴＯクラッチ２９がＯＦＦとなると同時に、昇降クラッチ２７がＯＮとなり、駆動モータ１４が回動されて、駆動軸１７の回動は歯車２４を介して昇降歯車２６、伝動軸４１、昇降クラッチ２７、ウォーム軸４２、ウォーム５０、ウォームホイール５１と伝えられて前記同様にリフトアーム１９・１９は昇降回動される。耕深制御されているときも同様にリフトアーム１９・１９が昇降回動される。
そして、ＰＴＯレバー５９が回動されると、昇降クラッチ２７がＯＦＦとなると同時にＰＴＯクラッチ２９がＯＮとなり、ＰＴＯレバー５９で設定した回転数まで回転数が増加させられる。そして、駆動軸１７の回転は歯車２４よりＰＴＯ歯車２８に伝えられ、その回動はＰＴＯクラッチ２９を介してＰＴＯクラッチ軸３０、減速歯車３１、歯車３３、ＰＴＯ軸３４へと伝えられて作業機を駆動するようにしている。
【００２５】
本実施例においては前記実施例１の効果に加えて、上記のように駆動モータ１４の出力に対して２系統のクラッチ、つまり、昇降クラッチ２７とＰＴＯクラッチ２９が並列に配置されることで、リフトアーム１９・１９とＰＴＯ軸３４を独立して駆動可能となる。言い換えれば、一つの駆動モータ１４により作業機の昇降と作業機の回転駆動を行うことが可能となる。また、エンジン回転数及び油圧ポンプの流量変化の影響を受けずに昇降速度やＰＴＯ出力回転を任意の回転数に容易に設定することが可能となり、さらにエンジン５を停止した状態でＰＴＯ及び昇降装置を作動させることが可能となる。
【００２６】
また、別実施例３について、図５を用いて説明する。実施例３は駆動モータ１４を同一方向に回転させて、リフトアーム１９・１９の昇降は二つのクラッチを切り換えることにより行うようにしている。本実施例は実施例１及び実施例２と同一部品は同一符号を付して説明は省略する。
本実施例では、昇降装置ケース１０内に駆動モータ１４と上昇クラッチ４０ａと下降クラッチ４０ｂとウォームギヤ等が収納されている。駆動モータ１４から突出した駆動軸１７の後端上には前記同様に歯車２４が固設され、該歯車２４に昇降歯車２６が噛合されている。該昇降歯車２６を固設する回動軸３５は前記駆動軸１７と平行に回転自在に支持され、更にウォーム軸４２も平行に配置される。該ウォーム軸４２の中央部に上昇クラッチ４０ａと下降クラッチ４０ｂが設けられ、後端部にウォーム５０が固設されている。
前記昇降歯車２６はウォーム軸４２上に設けた上昇クラッチ４０ａのボス部に設けた伝動歯車３９と噛合している。また、前記回動軸３５の前部上には逆転歯車３６が固設され、該逆転歯車３６はカウンタ歯車３７を介して下降クラッチ４０ｂのボス部に設けた逆転伝動歯車３８と噛合されている。ウォーム５０からウォームホイール５１を介してリフトアーム１９・１９を回動する構成は実施例２と略同様に配置されている。
前記上昇クラッチ４０ａと下降クラッチ４０ｂは制御回路５５と接続されている。駆動モータ１４やその他の電気機器は前記実施例１・２と略同様に構成され、接続されている。
【００２７】
このような構成において、前記作業機昇降レバー５２を「上昇」側に回動すると、上昇クラッチ４０ａがＯＮして駆動モータ１４が作動されて、駆動軸１７の回動は歯車２４から昇降歯車２６を介して伝動歯車３９に伝えられ、上昇クラッチ４０ａからウォーム軸４２に伝えてウォームギヤよりリフトアーム１９・１９を上昇回動する。前記作業機昇降レバー５２を「下降」側に回動すると、下降クラッチ４０ｂがＯＮして、歯車２４から昇降歯車２６を介して逆転歯車３６、カウンタ歯車３７、逆転伝動歯車３８、下降クラッチ４０ｂと伝えて、ウォームギヤからリフトアーム１９・１９を下降回動する。耕深制御を行っている場合も同様に昇降制御される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】トラクタ１の全体的な構成を示した左側面図。
【図２】本実施例１に係る昇降装置の左側面図。
【図３】ウォームギヤの左後方からの斜視図。
【図４】本実施例２に係る昇降装置及びミッションケース後部のスケルトン図。
【図５】本実施例３に係る昇降装置内のスケルトン図。
【符号の説明】
【００２９】
１トラクタ
１０昇降装置ケース
１１ミッションケース
１３作業機装着装置
１４駆動モータ
１５駆動軸
１９リフトアーム
５０ウォーム
５１ウォームホイール

【出願人】	【識別番号】０００００６７８１【氏名又は名称】ヤンマー株式会社
【出願日】	平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【代理人】	【識別番号】１０００８０６２１【弁理士】【氏名又は名称】矢野寿一郎
【公開番号】	特開２００８－４３２０５（Ｐ２００８－４３２０５Ａ）
【公開日】	平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【出願番号】	特願２００６－２１８７５６（Ｐ２００６－２１８７５６）