JP4732782B2

JP4732782B2 - 作業機連結体

Info

Publication number: JP4732782B2
Application number: JP2005116304A
Authority: JP
Inventors: 毅涌田
Original assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 2005-04-13
Filing date: 2005-04-13
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2025-04-13
Also published as: JP2006288326A

Description

本発明は、トラクタ等の作業車両にロータリ作業機等の作業機を連結する作業機連結体に関する。

従来作業機の上方側の連結部と係合する上部受け部と、作業機の下方側の連結部と係合する下部受け部と、作業車両側に連結される連結体と、作業車両側の昇降アームに連結されるアーム連結体とを取り付け、作業車両側に設けられた駆動力の出力軸と作業機側に設けられた駆動力の入力軸とを連結する伝動軸を上下揺動自在に支持して設け、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作業機連結用の作業機連結体が公知となっている（例えば特許文献１及び２参照）。
特開２００１−１４６１８１号公報特開２００２−１９１２０４号公報

上記作業機連結体は、略逆Ｕ字状をなすパイプがフレームとして設けられている。パイプフレームは重く、作業機連結体の重量増加となるという欠点があった。また作業機連結体全体の後方側に上下方向に設けられるため、各部を設けるためにステー等を取り付ける必要があり、フレーム構造が複雑になるという欠点もあった。

上記課題を解決するための本発明の作業機連結体は、作業機２の上方側の連結部２９と係合する上部受け部７と、作業機２の下方側の連結部３１と係合する下部受け部１８と、作業車両１側に連結される連結体１１と、作業車両１側の昇降アーム２７に連結されるアーム連結体１２とを取り付け、作業車両１側に設けられた駆動力の出力軸４９と作業機２側に設けられた駆動力の入力軸４２とを連結する伝動軸３９を上下揺動自在に支持して設け、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３において、作業機連結体３のフレーム６を、左右に並設された一対のプレート４Ｌ，４Ｒから構成し、両プレート４Ｌ，４Ｒの上端部分に、上部受け部７を固定して設け、プレート４Ｌ，４Ｒの前方側下方に連結体１１を左右方向に突出させて設け、プレート４Ｌ，４Ｒにおける連結体１１の後方位置にアーム連結体１２を左右方向に突出させて設け、プレート４Ｌ，４Ｒにおけるアーム連結体１２の後方左右に下部受け部１８を設け、プレート４Ｌ，４Ｒの後端部分には、上方側が開いて側面視Ｕ字状をなす伝動軸３９の支持部３２が、該後端部分と一体的に形成され、両プレート４Ｌ，４Ｒ間の上方側の距離が下方側に比較して短くなるように、該両プレート４Ｌ，４Ｒを、前端から後端に亘って階段状に屈曲させてフレーム６を形成したことを特徴としている。

以上のように構成される本発明の構造によると、作業機連結体のフレームを板材によって軽量化することができる。これにより作業機連結機構の取り扱いが容易となる等の効果がある。また部品点数を少なくしてフレーム構造を簡単にすることができるという利点もある。

一方両プレートの上方側をそれぞれ内側に向けて湾曲又は屈曲させ、フレームの上方側の左右両側を窪ませることによって、プレートの湾曲又は屈曲によりフレームの強度が向上する他、昇降アームによって作業機連結体を上昇させた場合の昇降アームとフレームとの干渉を、昇降アームをフレーム上方側の左右窪みを通過させるように構成することによって容易に避けることができ、昇降アームとフレームとの干渉により作業機連結体の上昇高さが規制されるような不都合が防止される。

図１は作業車両であるトラクタ１の後方側及び作業機であるロータリ作業機２の左側面図である。本発明の作業機連結体であるオートヒッチ３は、トラクタ１の後方にロータリ作業機２等の作業機を連結するための装置である。本オートヒッチ３は、トラクタ１の後方に２点で上下揺動自在に連結されて取り付けられる。

図２はオートヒッチ３の斜視図、図３〜図５はオートヒッチ３の平面図，側面図，背面図である。オートヒッチ３は、左右一対のプレート４Ｌ，４Ｒからなるヒッチフレーム６を備えている。ヒッチフレーム３を構成する両プレート４Ｌ，４Ｒは左右対称であり、対向して配置されている。

両プレート４Ｌ，４Ｒは側面視で略Ｌ字状をなす。各プレート４Ｌ，４Ｒは、背面視で、両プレート４Ｌ，４Ｒ間の上方側の距離が、下方側に比較して短くなるように、階段状に１段屈曲している。両プレート４Ｌ，４Ｒの下方側は略平行となっている。両プレート４Ｌ，４Ｒの後方側の上方への延出部分における上方側も略平行となっている。両プレート４Ｌ，４Ｒの中間部分は傾斜している。

両プレート４Ｌ，４Ｒの上記上方への延出部分の上端には上部連結ブラケット７が溶接によって一体固定されている。上部連結ブラケット７は上方に向かって開口する凹部７ａが設けられている。両プレート４Ｌ，４Ｒの後方下方はパイプフレーム８によって連結されている。両プレート４Ｌ，４Ｒの前方間にはプレート９が、両プレート４Ｌ，４Ｒに一体的に固定されている。両プレート４Ｌ，４Ｒは上部連結ブラケット７，パイプフレーム８，プレート９によって一体化している。

各フレーム６を構成するプレート４Ｌ，４Ｒの前端には外側方に突出する丸ピン１１が取り付けられている。各プレート４Ｌ，４Ｒの前後の中間位置には、外側方に突出するシャフト１２が取り付けられている。両プレート４Ｌ，４Ｒにおける上記パイプフレーム８の前方には、外側方に突出する丸パイプ１３が取り付けられている。

パイプフレーム８の左右両端は両プレート４Ｌ，４Ｒを貫通して左右に延びている。丸パイプ１３とシャフト１２と丸ピン１１は、補強板１４，１６，１７によって連結されている。

パイプフレーム８の端部と丸パイプ１３の端部に下部連結ブラケット１８が固定されている。下部連結ブラケット１８は左右両側に設けられる。下部連結ブラケット１８には、後方に向かって開口するＵ字状開口部１８ａが設けられている。下部連結ブラケット１８には、Ｕ字状開口部１８ａの開口端側を閉じることができるフックプレート１９が上下回動自在に軸支されている。

フレーム６を構成する両プレート４Ｌ，４Ｒにおける上部連結ブラケット７の下方位置には、鍵状孔２１が設けられている。該鍵状孔２１には、略逆Ｕ字状をなす操作レバー２２が挿通されている。

操作レバー２２の左右両端はそれぞれ左右のフックプレート１９に連結されている。操作レバー２２の端部に遊嵌されたねじりバネ２３によってフックプレート１９は下方（Ｕ字状開口部１８ａの開口端側を閉じる方向）に付勢されている。操作レバー２２の上部とフレーム６側とには、ロック用のスプリング２５が張設されている。

図１，図３に示されるように、前述のトラクタ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２４が左右２箇所に設けられている。前述のオートヒッチ３における丸ピン１１を、トラクタ１の左右ブラケット２４にそれぞれ挿入し、ブラケット２４に丸ピン１１の抜け止めのピン２６を挿入することによって、オートヒッチ３がトラクタ１に丸ピン１１を中心に上下揺動可能に２点で連結される。

トラクタ１側には、左右一対のリフトアーム２７が上下揺動駆動自在に設けられている。トラクタ１の左右リフトアーム２７とオートヒッチ３の左右のシャフト１２とが連結具２０を介して連結されている。上記のようにトラクタ１に連結されたオートヒッチ３は、リフトアーム２７の上下揺動駆動によって、丸ピン１１を中心として上下揺動駆動され昇降される。

オートヒッチ３によるロータリ作業機２の自動連結は、ロータリ作業機２のトップマスト２８に設けられるピン２９を上部連結ブラケット７の凹部７ａの上方に位置させてオートヒッチ３を上昇させることによって行われる。上記状態からのオートヒッチ３の上昇によって、上部連結ブラケット７の凹部７ａとピン２９とが係合し、ロータリ作業機３はピン９を中心に時計回り（左側面視における）に回転する。

この回転途中でロータリ作業機３の下部連結ピン３１が、下方に付勢されているフックプレート１９に当接し、付勢力に抗してフックプレート１９を上方に回動させ、下部連結ブラケット１８のＵ字状開口部１８ａに嵌る。

下部連結ピン３１が下部連結ブラケット１８のＵ字状開口部１８ａに嵌ると、フックプレート１９がねじりバネ２３によって下方に弾性的に揺動され、Ｕ字状開口部１８ａを閉じ、下部連結ピン３１の下部連結ブラケット１８からの抜けが規制され、図６に示されるように、ロータリ作業機３がトラクタ１（オートヒッチ３）に自動的に連結される。

上記のようにオートヒッチ３を上昇させるようにリフトアーム２７を上方に揺動駆動させると、図６に示されるように、ヒッチフレーム６、特にヒッチフレーム６を構成する両プレート４Ｌ，４Ｒの上方への延出部分とリフトアーム２７とが近接する。この際両プレート４Ｌ，４Ｒの上方への延出部分は、前述のように上方部分が内側に屈曲しており、ヒッチフレーム６全体としては上方側の左右両側が絞られて窪んだ段状をなしている。

このためオートヒッチ３の上昇によって、仮にリフトアーム２７とヒッチフレーム６（プレート４Ｌ，４Ｒ）とが側面視において重複しても、リフトアーム２７はヒッチフレーム６の左右の窪み部分を通過し、リフトアーム２７とヒッチフレーム６とが干渉することはない。

これによりロータリ作業機３の上昇高さがリフトアーム２７とヒッチフレーム６との干渉によって規制されるという不都合はない。ただしリフトアーム２７は、ヒッチフレーム６を構成するプレート４Ｌ，４Ｒとできる限り側面視において重複しないように先端が上方を向くように屈曲形成されている。

上記のようにヒッチフレーム６がプレート４Ｌ，４Ｒからなるため、従来のパイプフレームに比較して軽量となり、オートヒッチ３を容易に取り扱うこともできる。またヒッチフレーム６を構成するプレート４Ｌ，４Ｒが側面視において略Ｌ字状をなすため、ヒッチフレーム６が前後及び後方においては上下に延出した形状となり、ヒッチフレーム６自体の強度が向上する。

特にプレート４Ｌ，４Ｒは屈曲されているため、プレート４Ｌ，４Ｒ自体も高強度となっている。また本実施形態においては丸パイプ１３とシャフト１２と丸ピン１１とが、補強板１４，１６，１７によって連結され、ヒッチフレーム６が補強されているため、ヒッチフレーム６の強度は極めて高い。なお外観のデザイン性も高い。またプレート４Ｌ，４Ｒに軽量化のために孔を設けることもできる。この孔を利用してメンテナンス等を行うこともできる。

一方ヒッチフレーム６を構成する両プレート４Ｌ，４Ｒの後端部分には、上方側が開いた側面視でＵ字状をなす受け部３２が一体的に形成されている。該受け部３２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７に示されるように、ベアリングホルダ３３は、ベアリング３４が収容される丸鋼管３６からなり、該丸鋼管３６は、平面視でコの字状をなすプレート３７に固定されている。該プレート３７の左右両側にピン３８が突設されている。該ピン３８が受け部３２に挿入されることによって、ベアリングホルダ３３が受け部３２に支持されている。

ベアリング３４には、前後方向に伝動軸３９が挿入されている。該伝動軸３９は、前端部分にスプライン４１が形成され、後端部分にロータリ作業機３の入力軸４２が挿入される六角のメススプライン部４３が形成されている。該メススプライン部４３の入り口にはテーパ状の案内部４４が形成されている。伝動軸３９は、上記後端部分においてベアリング３４に支持されている。

伝動軸３９の前端側のスプライン４１には、ヨークジョイント４６の後部ヨーク４７が前後スライド自在に挿入されている。なお上記ヨークジョイント４６の前部ヨーク４８にはトラクタ１のＰＴＯ軸４９が連結されている（図１，図６参照）。上記ヨークジョイント４６は、前部ヨーク４８と後部ヨーク４７とがジョイント４９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。

上記のようにＰＴＯ軸４９と伝動軸３９とがヨークジョイント４６を介して連結されている。このため伝動軸３９のメススプライン部４３にロータリ作業機３の入力軸４２が挿入され、ＰＴＯ軸４９が回転駆動されると、伝動軸３９を介して入力軸４２に駆動力が伝動される。

上記伝動軸３９は、前方側がヨークジョイント４６に、後方側がベアリング３４によって支持されている。このため伝動軸３９は、ヨークジョイント４６の可動範囲において、ベアリングホルダ３４と一体的にピン３８を支点に上下揺動する。ベアリングホルダ３４のピン３８は、軸心の延長線が伝動軸３９の軸心を通過するように設けられている。

ベアリング３３に支持された伝動軸３９は上記プレート３７の前方に突出する。ただしプレート３７には、伝動軸３９の外周側を覆う円筒形状のカバー５１が取り付けられている。伝動軸３９はヨークジョイント４６との連結部分を覆う位置までカバー５１内に収容されている。カバー５１は伝動軸３９と一体的に上下揺動する。

図８に示されるように、前述のヒッチフレーム６側のプレート９には、Ｕ字状の丸棒からなるストッパ５２が取り付けられている。上記カバー５１はストッパ５２内を通過している。ストッパ５２の前方には引張りバネ５３がＵ字状をなすように上記プレート９に取り付けられている。Ｕ字状の引張りバネ５３はカバー５１の前方側を弾力的に上方に吊り上げている。

ただしカバー５１は上記プレート９におけるストッパ５２と引張りバネ５３との間に配置された位置決めストッパ５４と当接することによって傾斜角度が規制されている。位置決めストッパ５４は先端がゴム製の緩衝体となっている。カバー５１が、Ｕ字状の引張りバネ５３によって前方側が弾力的に上方に吊り上げられ、位置決めストッパ５４に弾力的に押接されることによって、伝動軸３９は振れが防止され、オートヒッチ３の左右中央に概ね位置決めされる。

伝動軸３９とロータリ作業機３の入力軸４２との接続（入力軸４２のメススプライン部４３への挿入）は、上記オートヒッチ３によるロータリ作業機２の自動装着時に自動的に行われる。前述の一連のロータリ作業機２のオートヒッチ３への自動連結動作の中で、ロータリ作業機３のピン２９を中心とした上記時計回りの回転に伴って、ロータリ作業機３の入力軸４２は、伝動軸３９の後端部分に接し、図９に示されるように、テーパ状の案内部４４に案内されて、メススプライン部４３に円滑に挿入され始める。

入力軸４２の上記挿入時には、メススプライン部４３側（伝動軸３９）は、ベアリングホルダ３３の回動（揺動）によって、開口部（挿入部分）の向きが微調節される。ただし伝動軸３９は、入力軸４２のメススプライン部４３への挿入開始時点で、図９に示されるように、いったん前端側が下方に向かうように下向きに揺動する。

ただしカバー５１がストッパ５２に当接する位置において、伝動軸３９の下向き傾斜（下限位置）が規制され、後部ヨーク４７がスプライン４１から抜け落ちるようなことはない。そして入力軸４２のメススプライン部４３への挿入が進行すると、伝動軸３９は徐々に前端側が上方に向かうように上向きに揺動してメススプライン部４３と入力軸４２とが倣いながら、図１０に示されるように、入力軸４２と伝動軸３９との接続が完了し、ＰＴＯ軸４９から入力軸４２への駆動力伝動が可能な状態となる。

入力軸４２と伝動軸３９との接続が完了した時点でカバー５１が引張りバネ５３によって吊り上げられ、カバー５１が位置決めストッパ５４に弾力的に押接され、伝動軸３９の姿勢が維持される。伝動軸３９はＵ字状の引張りバネ５３によって左右方向の中央に寄せられているため、入力軸４２のメススプライン部４３への挿入はスムーズに行われる。

また伝動軸３９は動力伝動時に容易に振動が発生するが、引張りバネ５３はこの振動を弾力的に許容しながら、伝動軸３９を吊り上げ、位置決めストッパ５４が緩衝体によって伝動軸３９（カバー５１）の振動を弾性的にサポートするため、伝動軸３９の振動が軽減される。

そして伝動軸３９の吊り上げ構造が１本の引張りバネ５３によって、位置決め機構が位置決めストッパ５４によって簡単に構成され、コストダウンを図ることもできる。なお位置決めストッパ５４は、プレート９に対する上下位置を調節することができるように取り付けられている。

なお伝動軸３９は、入力軸４２が接続されていないフリーの状態でも、上記のようにカバー５１が引張りバネ５３によって吊り上げられ、カバー５１が位置決めストッパ５４に弾力的に押接されて姿勢維持される。

このため図１１に示されるように、作業機を交換する等の際に、作業機を接続することなくオートヒッチ３を上昇させた場合も、カバー５１が引張りバネ５３によって吊り上げられ、カバー５１が位置決めストッパ５４に弾力的に押接される状態となり、後部ヨーク４７がスプライン４１から抜け落ちるようなことはない。

またヨークジョイント４６の折れ角が略等角となり、作業機を接続することなくオートヒッチ３を上昇させ、ＰＴＯ軸４９を回転させた場合、騒音やヨークジョイント４６の破損等が防止される。

なお伝動軸３９はオートヒッチ３の昇降揺動に伴って後部ヨーク４７に対してスプライン４１がスライドするが、カバー５１によって覆われているためスプライン４１の部分に下方から泥水等がかかることは無く、スプライン４１のスライドは円滑に行なわれる。またカバー５１がベアリングホルダ３３に固定され、丸鋼管３６内にベアリング３３が収容されているため、ベアリング３３に下方から泥水等がかかることも防止される。カバー５１に泥等が溜まることもない。

そして伝動軸３９の前方側の吊り上げ構造が、Ｕ字状に取り付けられた引張りバネ５３によって簡単に構成され、伝動軸３９の揺動範囲の規制機構が位置決めストッパ５４とＵ字状のストッパ５２によって簡単に構成されるため、伝動軸３９の姿勢維持が簡単且つ低コストで行われる。これにより伝動軸３９の位置決めの精度も高い。

なお図１２，図１３に示されるようなタイプのロータリ作業機６１を使用することもできる。該ロータリ作業機６１は、中央部にギヤケース６２が設けられ、該ギヤケース６２から左右にサポートアーム６３が突設されている。左右のサポートアーム６３のギヤケース側のフランジ面には左右２枚一対のトップマスト６４が固定されている。

左側のサポートアーム６３の端部にはチェンケース６６が、右側のサポートアーム６３の端部にはサイドプレート６７が取り付けられている。チェンケース６６とサイドプレート６７との間には、耕耘爪６８が設けられた爪軸６９が回転駆動自在に軸支されている。爪軸６９はチェンケース６６からの駆動力によって回転駆動される。

爪軸６９（耕耘爪６８）を上方側から覆うメインカバー７１がチェンケース６６及びサイドプレート６７側に取り付けられている。メインカバー７１の後部には耕耘爪６８を後方側から覆うリヤカバー７２が上下回動自在に軸支されている。リヤカバー７２はサポートアーム６３側に吊支されている。

トップマスト６４はサポートアーム６３の取付け面から上方に向けて背面視でハ字状に湾曲又は屈曲している。ただし上端部分においては左右平行となっており、前方側にオートヒッチ３の上部連結ブラケット７の凹部７ａに係合するピン７３が設けられている。またトップマスト６４の後方側にはツールバー７４を固定しているサポート７６を吊支する調節装置７７が軸支されている。図１２，図１３においてはツールバー７４に尾輪７８が取り付けられている。

トップマスト６４における傾斜面には、ギヤボックス６２への注油用の孔７９が穿設されている。ギヤボックス６２の注油口８１は、ギヤボックス６２の左右いずれか一方に寄って設けられている。本実施形態においては左側に寄って設けられている。

孔７９と注油口８１は、ロータリ作業機６１をトラクタ１から取り外し、スタンド８２によって立たせた状態で、側面視及び背面視において、略垂直に並ぶように配置されている。これにより、ギヤボックス６２へのオイルの注油は、漏斗８３を孔７９に差込み、注油口８１に挿入することによって行うことができる。

この場合漏斗８３から手を離しても、漏斗８３が略垂直に維持され、オイルをこぼすことなく注油することができる。トップマスト６４の孔７９はトップマスト６４の略中央に設けられており、トップマスト６４の強度バランスを崩すことなく、トップマスト６４を軽量化することができる。なお注油口８１に設けられる栓は、トップマスト６４によって保護されるため、洗車時に吹き飛ばされることはなく、また栓が裸出することがないため外観上のデザイン性が向上する。

トラクタの後部とロータリ作業機の左側面図である。オートヒッチの斜視図である。オートヒッチの平面図である。オートヒッチの左側面図である。オートヒッチの背面図である。ロータリ作業機装着状態のトラクタの後部の左側面図である。入力軸の伝動軸への挿入直前の状態を示すオートヒッチの要部側断面図である。オートヒッチにおけるＵ字状のストッパ部分の正面図である。入力軸の伝動軸への挿入中の状態を示すオートヒッチの要部側断面図である。入力軸が伝動軸に挿入された状態を示すオートヒッチの要部側断面図である。入力軸と伝動軸とが接続されない状態でオートヒッチを上昇させた状態を示すオートヒッチの要部側断面図である。他の実施形態のロータリ作業機を示す左側面図である。他の実施形態のロータリ作業機を示す背面図である。

２ロータリ作業機（作業機）
４Ｌプレート
４Ｒプレート
６ヒッチフレーム（フレーム）
７上部連結ブラケット（上部受け部）
１１丸ピン（連結体）
１２シャフト（アーム連結体）
１８下部連結ブラケット（下部受け部）
２７リフトアーム（昇降アーム）
２９ピン（連結部）
３１下部連結ピン（連結部）
３２受け部（支持部）
３９伝動軸
４２入力軸
４９ＰＴＯ軸（出力軸）

Claims

作業機（２）の上方側の連結部（２９）と係合する上部受け部（７）と、作業機（２）の下方側の連結部（３１）と係合する下部受け部（１８）と、作業車両（１）側に連結される連結体（１１）と、作業車両（１）側の昇降アーム（２７）に連結されるアーム連結体（１２）とを取り付け、作業車両（１）側に設けられた駆動力の出力軸（４９）と作業機（２）側に設けられた駆動力の入力軸（４２）とを連結する伝動軸（３９）を上下揺動自在に支持して設け、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（３）において、作業機連結体（３）のフレーム（６）を、左右に並設された一対のプレート（４Ｌ），（４Ｒ）から構成し、両プレート（４Ｌ），（４Ｒ）の上端部分に、上部受け部（７）を固定して設け、プレート（４Ｌ），（４Ｒ）の前方側下方に連結体（１１）を左右方向に突出させて設け、プレート（４Ｌ），（４Ｒ）における連結体（１１）の後方位置にアーム連結体（１２）を左右方向に突出させて設け、プレート（４Ｌ），（４Ｒ）におけるアーム連結体（１２）の後方左右に下部受け部（１８）を設け、プレート（４Ｌ），（４Ｒ）の後端部分には、上方側が開いて側面視Ｕ字状をなす伝動軸（３９）の支持部（３２）が、該後端部分と一体的に形成され、両プレート（４Ｌ），（４Ｒ）間の上方側の距離が下方側に比較して短くなるように、該両プレート（４Ｌ），（４Ｒ）を、前端から後端に亘って階段状に屈曲させてフレーム（６）を形成した作業機連結体。