車軸駆動装置
【課題】作業車両の駆動源からの動力を摩擦変速装置から車軸に伝達する車軸駆動装置では、駆動側回転ディスクと従動側回転ディスクとの間は加圧されており、前後進切換時に回転方向が急に反転すると摩擦係合部の発熱等が大きくなる、という問題があった。
【解決手段】摩擦変速装置２２は、入力軸３８と、入力軸に支持する駆動側回転ディスク４４と、入力軸３８に直交配置の出力軸３９と、出力軸３９に支持しつつ駆動側回転ディスク４４に周縁部４５ａ・４６ａを摩擦係合する従動側回転ディスクを備え、従動側回転ディスクは、回転軸心３８ａを挟んで左側の前進ディスク４５と、右側で前進ディスク４５と反対方向に回転する後進ディスク４６とから構成し、該後進ディスク４６と前記前進ディスク４５は出力軸３９上に遊転配置すると共に、出力軸３９を前進ディスク４５と後進ディスク４６の一方に係合させるディスク切換変速機構２３を備えた。
【解決手段】摩擦変速装置２２は、入力軸３８と、入力軸に支持する駆動側回転ディスク４４と、入力軸３８に直交配置の出力軸３９と、出力軸３９に支持しつつ駆動側回転ディスク４４に周縁部４５ａ・４６ａを摩擦係合する従動側回転ディスクを備え、従動側回転ディスクは、回転軸心３８ａを挟んで左側の前進ディスク４５と、右側で前進ディスク４５と反対方向に回転する後進ディスク４６とから構成し、該後進ディスク４６と前記前進ディスク４５は出力軸３９上に遊転配置すると共に、出力軸３９を前進ディスク４５と後進ディスク４６の一方に係合させるディスク切換変速機構２３を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両に備えた駆動源からの動力を摩擦変速装置を介して車軸に伝達する車軸駆動装置に関し、特に、該車軸駆動装置の耐久性向上技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジン等の駆動源からの動力を無段に変速して左右の車軸に伝達する摩擦式の変速装置（以下、「摩擦変速装置」とする）が知られている。
該摩擦変速装置とは、前記駆動源に連動連結される入力軸と、該入力軸に支持される駆動側回転ディスクと、前記入力軸と直交するように配設される出力軸と、該出力軸に支持される従動側回転ディスクとを備えており、前記駆動側回転ディスクと従動側回転ディスクのうちの一方のディスク面を他方の周縁部に摩擦係合させると共に、該摩擦係合部の相対位置を変化させることにより、前記出力軸から、変速と正逆切換が可能な出力が得られるようにしたものである。
このような摩擦変速装置を使って、乗用の除雪機や芝刈機等の作業車両の駆動輪に、前後進切換可能な変速動力を伝達する車軸駆動装置が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
該車軸駆動装置の摩擦変速装置では、駆動側回転ディスクのディスク面に従動側回転ディスクの周縁部が摩擦係合され、該摩擦係合部が駆動側回転ディスクの回転中心にある場合は、駆動側回転ディスクから従動側回転ディスクに回転動力が伝達されない中立状態となり、摩擦係合部が前記回転中心を挟んで径方向一側または径方向他側にある場合は、互いに回転方向が反対の回転動力が、駆動側回転ディスクから各側にある従動側回転ディスクに対して伝達される。例えば、径方向一側にある従動側回転ディスクに、車両前進方向の回転動力が伝達されると、該径方向一側から他側に移動した従動側回転ディスクには、車両後進方向の回転動力が伝達され、これにより、前進速度段・中立・後進速度段の間での変速操作が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３６８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、動力伝達時に適切な摩擦係合状態を得る目的から、駆動側回転ディスクと従動側回転ディスクとの間は常時加圧されているため、車両の前後進切換の際に従動側回転ディスクを前記径方向一側から径方向他側に短時間で移動させると、移動途中での回転方向の急な反転にともなって摩擦係合部の発熱や損傷が激しくなり、両ディスク、特に従動側回転ディスクの耐久性が悪化する、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
すなわち、請求項１においては、作業車両に備えた駆動源からの動力を摩擦変速装置を介して車軸に伝達する車軸駆動装置において、前記摩擦変速装置は、前記動力によって回転駆動する入力軸と、該入力軸に支持する駆動側回転ディスクと、前記入力軸に直交配置する出力軸と、該出力軸に支持しつつ前記駆動側回転ディスクのディスク面に周縁部を摩擦係合する従動側回転ディスクとを備え、該従動側回転ディスクは、前記駆動側回転ディスクの回転中心を挟んで、該駆動側回転ディスクの径方向一側に配置する正転ディスクと、径方向他側に配置して前記正転ディスクと反対方向に回転する逆転ディスクとから構成し、該逆転ディスクと前記正転ディスクとは前記出力軸上に遊転配置すると共に、該出力軸を前記正転ディスクと逆転ディスクの一方に係合させるディスク切換変速機構を備えたものである。
請求項２においては、前記出力軸を固定フレームに支持し、前記入力軸を可動フレームに支持し、該可動フレームは、前記固定フレームに対して、前記出力軸を中心に傾倒可能に連結すると共に、前記入力軸は、ベルト伝動装置のベルトを介して前記駆動源に連動連結しており、前記可動フレームに接続したクラッチ操作部材によって、クラッチ切時には、前記可動フレームを前記ベルトの弛緩方向に傾倒させて、駆動源から入力軸への動力伝達を遮断し、クラッチ入時には、前記可動フレームを、前記固定フレーム・可動フレーム間に張設する弾性部材により、前記ベルトの緊張方向に傾倒させて、駆動源から入力軸への動力伝達を行うクラッチ入切機構を設け、該クラッチ入切機構により、前記ディスク切換変速機構による係脱操作を可能とするものである。
請求項３においては、前記ディスク切換変速機構において、前記正転ディスクと逆転ディスクとの間の出力軸上に、該出力軸に対して相対回転不能かつ軸方向摺動可能な切換部材を備えると共に、前記正転ディスクと逆転ディスクのうちで軸方向位置を変更可能な可変ディスクには、弾性部材を付設しており、増速時には、前記切換部材を可変ディスクに係合させて軸方向外側に向かって押し出し、減速時には、前記弾性部材の弾性力により可変ディスクを切換部材と押圧一体化し、軸方向内側に向かって移動する切換部材と一緒に可変ディスクを引き戻すディスク押し引き構造を設け、該ディスク押し引き構造により、前記ディスク切換変速機構による変速操作を可能とするものである。
請求項４においては、前記ディスク切換変速機構において、前記正転ディスクと逆転ディスクとの間の出力軸上に、該出力軸に対して相対回転不能かつ軸方向摺動可能な切換部材を備えると共に、該切換部材の外周に設けた外周爪の間には、前記出力軸の径方向外側に向かって外周面から突出／退避自在な係止体を配置する一方、前記正転ディスクと逆転ディスクの内周には内周爪を設け、更に、両ディスクのうちで軸方向位置を変更可能な可変ディスクの内周爪には、前記係止体が嵌合可能な係止溝を形成しており、増速時には、前記外周爪と内周爪が嵌合した状態で、前記切換部材の外側面が可変ディスクを軸方向外側に向かって押し出し、減速時には、遠心力によって突出した前記係止体が係止溝に嵌合した状態で、該係止体の内側面が可変ディスクを軸方向内側に向かって引き戻すディスク押し引き構造を設け、該ディスク押し引き構造により、前記ディスク切換変速機構による変速操作を可能とするものである。
請求項５により、前記正転ディスクと逆転ディスクには、表面積増加のための凹凸部、ディスク前後に冷却風を導く貫通孔、及びフィンのうちの少なくとも一つを設けるものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示す効果を奏する。
すなわち、請求項１により、前記従動側回転ディスクを構成する正転ディスクと逆転ディスクのいずれも、回転方向が変わることなく駆動側回転ディスクのディスク面に摩擦係合させると共に、前記ディスク切換変速機構によって、駆動源からの動力を駆動側回転ディスクから正転ディスクと逆転ディスクの一方を介して出力軸に伝達させることができ、従動側回転ディスクが単体の場合のように、車両の前後進切換等の際に摩擦係合部を加圧状態で径方向一側から径方向他側に短時間で移動させて回転方向が急に反転する、ということがなく、摩擦係合部の発熱や損傷を抑制することができ、両ディスク、特に従動側回転ディスクの耐久性を向上できる。
請求項２により、前記クラッチ入切機構によって、前記出力軸を正転ディスクと逆転ディスクの一方に係合させる際には、駆動源から入力軸への動力伝達を遮断して正転ディスクと逆転ディスクのいずれも無駆動状態にすることができ、正転ディスクと逆転ディスクの一方への出力軸の係合が可能となる。これにより、従来のように、駆動側回転ディスクのディスク面に対して従動側回転ディスクである正転ディスク・逆転ディスクを接触／離間させてクラッチ入切を行う場合と比べ、摩擦係合部の発熱や損傷を一層抑制し、両ディスクの耐久性を更に向上できる。
請求項３により、前記弾性部材を付設するだけの簡単な構造で、軸方向外側に向かって移動中にのみ可変ディスクと係合可能な切換部材に対し、該切換部材が軸方向内側に移動中であっても、可変ディスクを常に追従させることができ、部品点数の削減による部品コストの低減を図ることができる。
請求項４により、前記切換部材に係止体を組み込んだコンパクトな構造により、可変ディスクを、該可変ディスクと係合状態にある切換部材の移動に追従して軸方向内側に移動させることができ、弾性部材等の設置空間の省略による車軸駆動装置の小型化を図ることができる。
請求項５により、前記正転ディスクと逆転ディスクの冷却効率を高めることができ、摩擦係合部の発熱を一層抑制することができ、正転ディスクと逆転ディスクの耐久性を更に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係わる車軸駆動装置を備えた乗用芝刈機の全体構成を示す側面図である。
【図２】車軸駆動装置の背面一部断面図である。
【図３】同じく側面図であって、図３（ａ）は「クラッチ入」時の車軸駆動装置の側面図、図３（ｂ）は「クラッチ切」時の車軸駆動装置の側面図である。
【図４】後進ディスクの斜視図である。
【図５】別形態の車軸駆動装置の背面一部断面図である。
【図６】中間速状態における別形態の車軸駆動装置の背面一部断面図である。
【図７】図５のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図８】切換ギア部の係合・移動プロセスを示す説明図であって、図８（ａ）は切換ギア部係合前の係合凹部近傍の側面断面図、図８（ｂ）は切換ギア部の一部係合時の係合凹部近傍の側面断面図、図８（ｃ）は係止体のカムボールが内周爪に乗り上げた時の係合凹部近傍の側面断面図、図８（ｄ）は係止体のカムボールが係止溝に落ち込んだ時の係合凹部近傍の側面断面図である。
【図９】切換ギア部の移動・抜脱プロセスを示す説明図であって、図９（ａ）は係止体のカムボールが係止溝に落ち込んだ後に切換ギア部を減速側に摺動する時の係合凹部近傍の側面断面図、図９（ｂ）は係止体のカムボールが内周爪に乗り上げ始めた時の係合凹部近傍の側面断面図、図９（ｃ）は係止体のカムボールが内周爪に乗り上げた時の係合凹部近傍の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
まず、本発明に係わる車軸駆動装置２を備えた作業車両である乗用芝刈機１について、図１、図２により説明する。なお、該図１中の矢印Ｆで示す方向を乗用芝刈機１の前進方向とし、以下で述べる各部材の位置や方向等はこの前進方向を基準とするものである。
【０００９】
該乗用芝刈機１は、平面視矩形状の車体フレーム４を有し、該車体フレーム４における左右の側板部４ａ・４ｂの後部外側に、駆動輪としての左右の後輪５・５が配置される。該後輪５・５間には、本発明に係わる車軸駆動装置２が配置されて前記側板部４ａ・４ｂに支持されており、該車軸駆動装置２から左右の車軸３６Ｌ・３６Ｒを介して前記後輪５・５に走行動力が伝達されて、乗用芝刈機１を後輪駆動で走行できるようにしている。
【００１０】
更に、前記車体フレーム４上には、前から順に、ステアリングカバー６、該ステアリングカバー６から上方に突出するステアリングコラム１３、該ステアリングコラム１３上端に回動可能に支持される操向ハンドル７、プラットフォーム８、運転席９、及びエンジン３が支持されており、該エンジン３の後部下方に、前記車軸駆動装置２が配置されている。
【００１１】
加えて、前記運転席９の右側方には、変速レバー１０が配置され、該変速レバー１０は、前記車軸駆動装置２内で摩擦変速装置２２に備えたディスク切換変速機構２３に対し、図示せぬワイヤケーブル・ベルクランク等のリンク機構・シフトフォーク２７を介して連係されており、該変速レバー１０の傾倒操作を行うことにより、前記ディスク切換変速機構２３が作動し、前記後輪５・５に無段の前進動力と一段の後進動力が伝達できるようにしている。
【００１２】
そして、前記運転席９の前下方には、クラッチペダル５６が配置され、該クラッチペダル５６は、前記車軸駆動装置２に備えたクラッチ入切機構２４に連係されており、該クラッチペダル５６を踏み戻し操作することにより、前記摩擦変速装置２２への動力伝達の断接が行えるようにしている。
【００１３】
また、前記車体フレーム４の前端部の左右各端には、操向輪としての左右の前輪１２・１２が水平回動可能に支持される。そして、該左右の前輪１２・１２間を連結するリンク部中央に設けた図示せぬ枢支軸の上端は、ステアリングシャフト１４の下端に連結され、該ステアリングシャフト１４は、前記ステアリングコラム１３内を通って、前記操向ハンドル７に連動連結されており、該操向ハンドル７の回動量および回動方向に基づいて、前記ステアリングシャフト１４を介して、左右の前輪１２・１２の左右方向の向きを制御し、乗用芝刈機１の旋回操作が行えるようにしている。
【００１４】
更に、前記車体フレーム４の下方で、前輪１２・１２と後輪５・５との間には、刈取作業を行うモア装置１５が配置される。該モア装置１５においては、モアデッキ１６が、前記車体フレーム４の前部に、吊り下げリンク１７を介して上下高さ調整可能に支持されると共に、該モアデッキ１６内には、ブレード１８、その駆動軸１９、及び該駆動軸１９上端に固設される従動プーリ２０が内装されている。
【００１５】
ここで、前記エンジン３とモア装置１５・車軸駆動装置２との間には、ベルト伝動装置４３が介設されている。該ベルト伝動装置４３においては、前記エンジン３より垂設されたエンジン出力軸３ａの下部に、上下の駆動プーリ２８ａ・２８ｂから成る２連プーリ２８が固設され、このうちの下駆動プーリ２８ｂと前記従動プーリ２０とは、略同一水平面上に配置されると共に、該両プーリ２０・２８ｂとの間には、ベルト２１が緊張状態で巻回されている。
【００１６】
これにより、作業時には、エンジン３からのエンジン動力が、前記エンジン出力軸３ａ、下駆動プーリ２８ｂ、ベルト２１、従動プーリ２０、及び駆動軸１９を介して、前記ブレード１８に伝達され、該ブレード１８を回転させて芝刈作業が行えるようにしている。
【００１７】
更に、前記上駆動プーリ２８ａよりも後方で略同一平面上に、前記車軸駆動装置２にエンジン動力を入力する入力プーリ３０が配置されると共に、該両プーリ３０・２８ａとの間には、ベルト２９が緊張状態で巻回されている。
【００１８】
これにより、走行時には、エンジン３からのエンジン動力が、前記エンジン出力軸３ａ、上駆動プーリ２８ａ、ベルト２９、及び入力プーリ３０を介して、前記車軸駆動装置２に伝達され、該車軸駆動装置２内の前記摩擦変速装置２２により、前後進切換と変速が行えるようにしている。
【００１９】
次に、前記車軸駆動装置２について、図１乃至図４により説明する。
該車軸駆動装置２においては、前記車体フレーム４の左右側板部４ａ・４ｂ間に、背面視Ｕ字状の固定フレーム３１が固設され、該固定フレーム３１の左右の側板部３１ａ・３１ｂの上下略中央には、それぞれボス部材５０ａ・５０ｂが固設されている。そして、該ボス部材５０ａ・５０ｂに、前記車軸３６Ｌ・３６Ｒが、いずれもベアリング３７を介して、それぞれ回動可能に支持される。
【００２０】
更に、前記左の側板部３１ａの前端には、一対の半割部５１ａ・５１ｂから成るボス部材５１が固設され、前記右の側板部３１ｂの前端にも、一対の半割部５２ａ・５２ｂから成るボス部材５２が固設されており、これら左右のボス部材５１・５２は、左右方向同一軸心上に配置される。そして、該ボス部材５１・５２に、前記摩擦変速装置２２からの出力軸３９が、前記車軸３６Ｌ・３６Ｒと略平行に、ブッシュ４０を介して回動可能に支持されている。
【００２１】
加えて、該出力軸３９上で前記ボス部材５１・５２の内側には、ベアリング４１を介して、ボス部材５４ａ・５４ｂが回動可能に配置され、該ボス部材５４ａ・５４ｂは、可動フレーム３２の左右の側板部３２ａ・３２ｂの下端に固設されており、該可動フレーム３２が、その下端の前記出力軸３９を中心に、前記固定フレーム３１に対して前後傾倒可能に構成されている。
【００２２】
該可動フレーム３２は、下方に開いた背面視Ｕ字状であって、左右の側板部３２ａ・３２ｂの上端間を連結する天板部３２ｃには、平面視略中央位置にボス部材５５が固設され、該ボス部材５５に、前記摩擦変速装置２２への入力軸３８が、前記出力軸３９と直交するように、ベアリング４２を介して回動可能に支持されている。
【００２３】
このような構成により、前記エンジン３から入力軸３８までのベルト伝動装置４３を操作する前記クラッチ入切機構２４が形成され、該入力軸３８から前記出力軸３９にかけて、前記ディスク切換変速機構２３を備えた摩擦変速装置２２が配置され、更に、該出力軸３９から車軸３６Ｌ・３６Ｒにかけて、減速ギア列３３・減速装置３４・差動装置３５が順に配置されている。
【００２４】
このうちのクラッチ入切機構２４について説明する。
該クラッチ入切機構２４において、前記ベルト伝動装置４３の入力プーリ３０が入力軸３８の上端に固設されると共に、該入力軸３８を軸支するボス部材５５を固設した前記可動フレーム３２は、前述の如く、出力軸３９を中心に、前記固定フレーム３１に対して前後傾倒可能に構成される。
【００２５】
そして、該固定フレーム３１の左の側板部３１ａには下係止片５７が固設され、前記可動フレーム３２の左の側板部３２ａにも上係止片５８が固設され、これら上下の係止片５７・５８間には、クラッチバネ５９が、前記出力軸３９よりも後方位置において、緊張状態で介装されている。
【００２６】
更に、前記可動フレーム３２の側板部３２ａでボス部材５４ａの近傍には、規制ピン６０が外方に突設される。前記可動フレーム３２が後方に傾倒して入力軸３８の回転軸心３８ａが鉛直になると、この規制ピン６０が、前記固定フレーム３１の側板部３１ａの上縁３１ａ１に当接し、それ以上は可動フレーム３２が後方に傾倒できないようにしている。
【００２７】
これにより、常に、可動フレーム３２が、クラッチバネ５９の弾性力によって後方に付勢され、入力軸３８が鉛直状態となる位置に保持されると共に、該入力軸３８の入力プーリ３０と前記エンジン出力軸３ａの上駆動プーリ２８ａとの間に巻回された前記ベルト２９を、緊張状態に保持することができる。
【００２８】
ここで、前記クラッチペダル５６は、前記車体フレーム４から延設した支軸４ｃに下端を前後回動可能に支持した側面視Ｌ字状のペダル本体部５６ａと、該ペダル本体部５６ａの下端より後斜め上方に突設したステー部５６ｂとから構成される一方、前記可動フレーム３２の天板部３２ｃの前端からも、ステー部３２ｄが前方に突設され、該両ステー部５６ｃ・３２ｄ間は、ワイヤケーブル６１によって連動連結されている。
【００２９】
このような構成において、前記クラッチペダル５６の踏み操作を行うと、図３（ｂ）に示すように、前記ステー部５６ｂが前方に回動してワイヤケーブル６１が前方に牽引され、前記クラッチバネ５９の弾性力に抗して、前記可動フレーム３２が、前記出力軸３９を中心にして前方に傾倒する。すると、前記入力軸３８の回転軸心３８ａも、位置６２から位置６３まで前方に傾倒し、前記エンジン出力軸３ａの上駆動プーリ２８ａと入力軸３８の入力プーリ３０との間隔が短縮されてベルト２９が弛緩状態となり、両プーリ２８ａ・３０間の動力伝達が行われなくなって「クラッチ切」となる。
【００３０】
引き続き、前記クラッチペダル５６の戻し操作を行うと、図３（ａ）に示すように、前記ワイヤケーブル６１による前方への牽引力がなくなり、前記可動フレーム３２が、前記クラッチバネ５９の弾性力によって、前記出力軸３９を中心にして後方に傾倒される。すると、前記入力軸３８の回転軸心３８ａも、位置６３から位置６２まで後方に傾倒して元の位置に復帰し、両プーリ２８ａ・３０間の間隔が伸張されてベルト２９が緊張状態となり、両プーリ２８ａ・３０間の動力伝達が再び可能となって「クラッチ入」となる。
【００３１】
また、前記摩擦変速装置２２について説明する。
該摩擦変速装置２２は、前記入力軸３８と、該入力軸３８の下端に相対回転不能かつ軸心方向摺動可能にスプライン結合される駆動側回転ディスク４４と、前記入力軸３８に直交配置する前記出力軸３９と、該出力軸３９上に遊嵌される前進ディスク４５・後進ディスク４６と、該前進ディスク４５・後進ディスク４６の一方に出力軸３９を係合するディスク切換変速機構２３とを備える。
【００３２】
そして、前記前進ディスク４５・後進ディスク４６は、出力軸３９上に、前記駆動側回転ディスク４４の回転中心となる前記回転軸心３８ａを挟んで左右に配置されると共に、その周縁部４５ａ・４６ａは、前記駆動側回転ディスク４４のディスク下面４４ａに常時当接されている。
【００３３】
ここで、前記ボス部材５５の下端面近傍の入力軸３８上には、止め輪４７が外嵌固定されると共に、前記駆動側回転ディスク４４の上面には、入力軸３８の周囲に凹部４４ｃが形成され、該凹部４４ｃ内のバネ受け６４と前記止め輪４７との間には、入力軸３８に巻回された付勢バネ４９が、圧縮状態で介装されている。
【００３４】
更に、前記駆動側回転ディスク４４のディスク下面４４ａ近傍の入力軸３８上には、駆動側回転ディスク４４抜け止め防止用の止め輪４８が外嵌固定されると共に、該止め輪４７は、前記ディスク下面４４ａに形成した凹部４４ｄ内に嵌入されている。
【００３５】
これにより、前記入力軸３８からの駆動側回転ディスク４４の脱落を防止しつつ、該駆動側回転ディスク４４のディスク下面４４ａを、従動側回転ディスクである前進ディスク４５・後進ディスク４６の各周縁部４５ａ・４６ａに向けて常時付勢することができ、ディスク下面４４ａと各周縁部４５ａ・４６ａとの接触部分（以下、「摩擦係合部」とする）における摩擦力を増加させて、摩擦変速装置２２における動力伝達ロスを軽減させている。
【００３６】
そして、前記ディスク切換変速機構２３においては、出力軸３９の右半部に、相対回転不能かつ軸心方向摺動可能に、摺動部材８９がスプライン結合され、該摺動部材８９は、左右の前進ディスク４５・後進ディスク４６間に配置される切換ギア部９０と、該切換ギア部９０から右方に延設されると共に前記後進ディスク４６を周りに遊嵌した筒状の本体部９１と、該本体部９１の右端に拡径された係合部９２とから構成される。
【００３７】
該係合部９２には、その外周に溝状のシフト凹部９２ａが形成され、該シフト凹部９２ａには、前記シフトフォーク２７のフォーク状の先部２７ａが係合されると共に、該シフトフォーク２７の基部２７ｂは、シフト軸１１に外嵌固定される。該シフト軸１１は、前記固定フレーム３１の左右の側板部３１ａ・３１ｂ間に、前記出力軸３９の軸心方向と同方向に摺動可能に横架されると共に、該シフト軸１１の一端には、図示せぬベルクランクの一端が連結される。
【００３８】
該ベルクランクの他端は、ワイヤケーブル等を介して前記変速レバー１０に連係されており、該変速レバー１０の傾倒操作を行うと、前記ベルクランクの一端が図示せぬ回転軸を中心に揺動してシフト軸１１が左右動し、シフトフォーク２７を介して摺動部材８９が出力軸３９上を摺動する。
【００３９】
更に、前記後進ディスク４６の外側面４６ｂと該係合部９２との間には、本体部９１に巻回された保持バネ６６が圧縮状態で介装されると共に、後進ディスク４６の内側面４６ｃの上端部は、前記入力軸３８の下端より垂設した規制突部３８ｂの右側面に当接されており、該規制突部３８ｂと前記保持バネ６６によって、後進ディスク４６は、常に位置６８に保持されている。
【００４０】
一方、前記前進ディスク４５の外側面４５ｂで出力軸３９の周囲には、凹部４５ｄが形成され、該凹部４５ｄ内にバネ受け６９が配置されると共に、前記出力軸３９上で減速ギア列３３の内側近傍にも、バネ受け７０が相対回転可能かつ軸心方向摺動不能に遊嵌され、両バネ受け６９・７０間に、前記出力軸３９に巻回された変速バネ６７が、圧縮状態で介装されている。そして、前進ディスク４５の内側面４５ｃの上端部も、前記規制突部３８ｂの左側面に当接されており、該規制突部３８ｂと前記変速バネ６７によって、前進ディスク４５は、右方に向かって付勢された状態で、位置７１から位置７２まで移動できるようにしている。
【００４１】
これにより、前進ディスク４５を回転軸心３８ａの左側に位置させ、後進ディスク４６を回転軸心３８ａの右側に位置させることができ、各回転ディスク４５・４６の回転方向は常に変化しない。
【００４２】
加えて、前進ディスク４５・後進ディスク４６の各内側面４５ｃ・４６ｃで出力軸３９の周囲には、それぞれ係合凹部４５ｅ・４６ｅが形成されている。該係合凹部４５ｅ・４６ｅに前記摺動部材８９の切換ギア部９０が嵌入すると、該切換ギア部９０の外周爪９０ｂは、係合凹部４５ｅ・４６ｅの内周に形成された各内周爪４５ｅ１・４６ｅ１に嵌合される。これにより、切換ギア部９０を、前進ディスク４５・後進ディスク４６の一方に係合させることができ、前進ディスク４５・後進ディスク４６の回転動力が、切換ギア部９０を備える摺動部材８９を介して、前記出力軸３９に伝達されるようにしている。
【００４３】
以上のような構成において、前記摺動部材８９の切換ギア部９０が、前記入力軸３８の回転軸心３８ａに相当する位置７９にある場合は、切換ギア部９０は前進ディスク４５・後進ディスク４６のいずれにも係合せず、該前進ディスク４５・後進ディスク４６は出力軸３９上を遊転するだけであり、該出力軸３９に動力が伝達されない中立状態Ｎとなる。
【００４４】
この際、前進ディスク４５は、位置７９よりも左側の前記位置７１にあって、前進方向の回転力が、駆動側回転ディスク４４からこの前進ディスク４５に伝達される一方、後進ディスク４６は、位置７９よりも右側の位置６８にあって、後進方向の回転力が、駆動側回転ディスク４４からこの後進ディスク４６に伝達され、該後進ディスク４６は前記前進ディスク４５とは反対方向に回転する。
【００４５】
そこで、前記クラッチペダル５６の踏み操作を行い、可動フレーム３２を前方に傾倒してベルト２９を弛緩させると、「クラッチ切」となって入力軸３８への動力伝達が遮断され、前進ディスク４５・後進ディスク４６のいずれの回転も停止して無駆動状態となる。そして、該無駆動状態中に、前記変速レバー１０の傾倒操作を行い、前記切換ギア部９０を左方に摺動させて前進ディスク４５に係合させる。
【００４６】
続いて、前記クラッチペダル５６の戻し操作を行い、可動フレーム３２を後方に傾倒してベルト２９を緊張させると、「クラッチ入」となって入力軸３８への動力伝達が再開され、前進ディスク４５・後進ディスク４６のいずれも回転を開始して駆動状態となるが、前進ディスク４５の回転動力のみが、該前進ディスク４５に係合済みの摺動部材８９を介して、前記出力軸３９に伝達される。この際、回転軸心３８ａから摩擦係合部までの半径方向距離（以下、「係合半径」とする）が最も短いため、該摩擦係合部における周速は最も遅くなり、前進ディスク４５が駆動側回転ディスク４４から受ける前進方向の回転力が最小となって、位置７１では前進の最低速状態Ｆｍｉｎとなる。
【００４７】
増速時に、前記変速レバー１０の傾倒操作を行い、前記切換ギア部９０を左方に摺動させると、前記変速バネ６７の弾性力に抗して、前進ディスク４５の係合凹部４５ｅが、前記切換ギア部９０のギア側面９０ａによって左方に押動され、前進ディスク４５が、前記位置７１からディスク下面４４ａの最左端に相当する位置７２まで移動する。その間、前記係合半径が増加し、摩擦係合部における周速も上昇していく。すると、前進ディスク４５が駆動側回転ディスク４４から受ける前進方向の回転力が無段で増加し、位置７２では前進の最高速状態Ｆｍａｘとなる。
【００４８】
減速時に、前記切換ギア部９０を右方に摺動させても、前進ディスク４５が前記変速バネ６７の弾性力により右方に向かって付勢した状態にあるため、前進ディスク４５と切換ギア部９０とは押圧一体化されており、前進ディスク４５の係合凹部４５ｅから切換ギア部９０が脱落することがなく、前進ディスク４５は、切換ギア部９０に常に追従するようにして、前記位置７２から右方に移動する。そして、位置７１に達すると、前述の如く、前進ディスク４５の内側面４５ｃの上端部が前記規制突部３８ｂの左側面に当接し、それ以上は右方に移動できないようにしている。その間は、係合半径が減少し、摩擦係合部における周速も遅くなっていく。
【００４９】
このように前記変速バネ６７の弾性力を利用したディスク押し引き構造２５によって、エンジン３からの回転動力は、前進の最高速状態Ｆｍａｘから最低速状態Ｆｍｉｎの間で無段変速される。
【００５０】
一方、前後進を切り換える場合は、まず、前記クラッチペダル５６の踏み操作を行って「クラッチ切」とし、前進ディスク４５・後進ディスク４６のいずれの回転も停止させ、その後、前記変速レバー１０の傾倒操作を行って前記切換ギア部９０を右方に摺動させ、前進ディスク４５の係合凹部４５ｅから抜脱する。そして、該切換ギア部９０は、そのまま後進ディスク４６の係合凹部４６ｅに嵌入して、後進ディスク４６と係合させる。
【００５１】
続いて、前記クラッチペダル５６の戻し操作を行って「クラッチ入」とすると、後進ディスク４６の回転動力のみが、係合済みの摺動部材８９を介して出力軸３９に伝達される。この際、係合半径は前記位置７１と略同じで、かつ回転方向が前進ディスク４５と反対方向となって、位置６８では後進速状態Ｒとなる。
【００５２】
つまり、このようにクラッチペダル５６の踏み戻し操作と変速レバー１０の傾倒操作を組み合わせることにより、前進走行時には、切換ギア部９０を前進ディスク４５に係合させて前進に切り換えた後、更に、切換ギア部９０を左右に摺動して係合半径を変化させ、前進ディスク４５の回転力を変化させる。これにより、摺動部材８９を介して、出力軸３９から出力される変速動力の回転速度を、無段で変更することができる。一方、後進走行時には、切換ギア部９０を後進ディスク４６に係合させて後進に切り換えることにより、該後進ディスク４６には、前記前進ディスク４５と反対方向の回転力を発生させ、摺動部材８９を介して、出力軸３９から後進方向の変速動力を出力させることができる。
【００５３】
しかも、クラッチペダル５６の踏み戻し操作によるクラッチ入切は、ベルト２９の緊張／弛緩によって行うので、従来のように、駆動側回転ディスク４４のディスク下面４４ａに前進ディスク４５・後進ディスク４６の周縁部４５ａ・４６ａを接触／離間させてクラッチ入切を行う場合と比べ、摩擦係合部の発熱や損傷を軽減することができる。
【００５４】
なお、このような摩擦係合部等から発生する熱に対しては、前記前進ディスク４５の内側面４５ｃに、複数の空冷凹部４５ｇが設けられている。これにより、該空冷凹部４５ｇの分だけ前進ディスク４５の表面積が増加して、回転中の前進ディスク４５自体の冷却性が向上すると共に、前記空冷凹部４５ｇが空気抵抗となって風が発生し、その風の一部が、前記後進ディスク４６に向かって冷却風として供給される。
【００５５】
更に、前記後進ディスク４６には、図４に示すように、円周上略等間隔に４個の冷却孔４６ｇが軸心方向に穿孔されると共に、該各冷却孔４６ｇ内には、円周方向同方向に傾斜したフィン４６ｈが内設されている。これにより、後進ディスク４６回転中には、外側面４６ｂ・内側面４６ｃのうちの一方から他方に向かって強い冷却風を流すことができ、このディスク前後に導かれる冷却風によって、摩擦変速装置２２全体を冷却するようにしている。特に、この後進ディスク４６の係合半径は一定なため、その回転力も一定となり、後進ディスク４６によって発生する冷却風の風力変動が小さく、安定した冷却風を供給することができる。なお、本実施例では、フィン４６ｈを冷却孔４６ｇ内に設けているが、後進ディスク４６の外側面４６ｂ・内側面４６ｃ等に設けてもよく、後進ディスク４６回転中に周辺部との干渉を回避できれば、フィン４６ｈの設置位置は、特に限定されるものではない。
【００５６】
また、前記減速ギア列３３・減速装置３４・差動装置３５について説明する。
前記車軸３６Ｌには２連ギア７４が遊嵌され、該２連ギア７４の左端の大径の入力ギア部７４ａが、前記出力軸３９上で前記バネ受け７０・ボス部材５４ａ間に固設される小径の出力ギア７５と常時噛合されており、該出力ギア７５と前記入力ギア部７４ａとから減速ギア列３３が構成される。
【００５７】
ここで、前記固定フレーム３１において、その左右の側板部３１ａ・３１ｂの下端間を連結する底板部３１ｃの上面には、支持ステー７６が立設され、該支持ステー７６の上部には、ボルト７８により、リングギアであるインターナルギア７７の下端が締結固定されている。該インターナルギア７７の軸心には、基部孔７７ｂが開口され、該基部孔７７ｂに、前記２連ギア７４の軸部７４ｃが、軸受け２６を介して内挿支持されており、該２連ギア７４が、前記車軸３６Ｌとインターナルギア７７とにより、内外から、回転可能に支持されている。
【００５８】
そして、この２連ギア７４の右端外周には、サンギア部７４ｂが刻設されると共に、前記インターナルギア７７の内周には、ギア部７７ａが刻設され、両ギア部７４ｂ・７７ａのいずれにも、遊星ギア８３が常時噛合されている。該遊星ギア８３は、遊星ギア軸８２上に相対回転可能に外嵌され、該遊星ギア軸８２は、前記差動装置３５のデフケース８０に相対回転不能に外嵌された遊星ギアキャリア８１から、前記車軸３６Ｌと平行に、左方に向かって延設されている。これにより、遊星ギア機構から成る減速装置３４が構成される。
【００５９】
前記デフケース８０は、前記車軸３６Ｌ・３６Ｒと同一軸心を有するように、前記ボス部材５０ｂに軸受け８４を介して回動可能に支持されると共に、該デフケース４５内には、前記車軸３６Ｌ・３６Ｒと直交するように、ピニオン軸８５・８５が配置され、該ピニオン軸８５・８５が、デフケース８０と一体的に回転するようにしている。そして、ピニオン軸８５・８５の内端部には、ピニオン８６・８６が回動自在に配置され、該ピニオン８６・８６には、前記車軸３６Ｌ・３６Ｒの内端側に固定されたデフサイドギア８７・８７に噛合されている。これにより、左右の車軸３６Ｌ・３６Ｒ間を差動連結する差動装置３５が構成される。
【００６０】
以上のような構成により、前記摩擦変速装置２２によって出力軸３９から出力される変速動力は、前記減速ギア列３３・減速装置３４により減速された後、差動装置３５に入力され、差動回転可能に左右の車軸３６Ｌ・３６Ｒに伝達される。
【００６１】
すなわち、作業車両である乗用芝刈機１に備えた駆動源であるエンジン３からの動力を摩擦変速装置２２を介して車軸３６Ｌ・３６Ｒに伝達する車軸駆動装置２において、前記摩擦変速装置２２は、前記動力によって回転駆動する入力軸３８と、該入力軸３８に支持する駆動側回転ディスク４４と、前記入力軸３８に直交配置する出力軸３９と、該出力軸３９に支持しつつ前記駆動側回転ディスク４４のディスク面であるディスク下面４４ａに周縁部４５ａ・４６ａを摩擦係合する従動側回転ディスクを備え、該従動側回転ディスクは、前記駆動側回転ディスク４４の回転中心である回転軸心３８ａを挟んで、該駆動側回転ディスク４４の径方向一側である左側に配置する正転ディスクである前進ディスク４５と、径方向他側である右側に配置して前記前進ディスク４５と反対方向に回転する逆転ディスクである後進ディスク４６とから構成し、該後進ディスク４６と前記前進ディスク４５とは前記出力軸３９上に遊転配置すると共に、該出力軸３９を前記前進ディスク４５と後進ディスク４６の一方に係合させるディスク切換変速機構２３を備えたので、前記従動側回転ディスクを構成する前進ディスク４５と後進ディスク４６のいずれも、回転方向が変わることなく駆動側回転ディスク４４のディスク下面４４ａに摩擦係合させると共に、前記ディスク切換変速機構２３によって、エンジン３からの動力を駆動側回転ディスク４４から前進ディスク４５と後進ディスク４６の一方を介して出力軸３９に伝達させることができ、従動側回転ディスクが単体の場合のように、乗用芝刈機１の前後進切換等の際に摩擦係合部を加圧状態で左側から右側、または右側から左側に短時間で移動させて回転方向が急に反転する、ということがなく、摩擦係合部の発熱や損傷を抑制することができ、両ディスク、特に従動側回転ディスクである前進ディスク４５・後進ディスク４６の耐久性を向上できる。
【００６２】
更に、前記出力軸３９を固定フレーム３１に支持し、前記入力軸３８を可動フレーム３２に支持し、該可動フレーム３２は、前記固定フレーム３１に対して、前記出力軸３９を中心に傾倒可能に連結すると共に、前記入力軸３８は、ベルト伝動装置４３のベルト２９を介して前記駆動源であるエンジン３に連動連結しており、前記可動フレーム３２に接続したクラッチ操作部材であるクラッチペダル５６によって、クラッチ切時には、前記可動フレーム３２を前記ベルト２９の弛緩方向である前方に傾倒させて、エンジン３から入力軸３８への動力伝達を遮断し、クラッチ入時には、前記可動フレーム３２を、前記固定フレーム３１・可動フレーム３２間に張設する弾性部材であるクラッチバネ５９により、前記ベルト２９の緊張方向である後方に傾倒させて、エンジン３から入力軸３８への動力伝達を行うクラッチ入切機構２４を設け、該クラッチ入切機構２４により、前記ディスク切換変速機構２３による係脱操作を可能とするので、前記クラッチ入切機構２４によって、前記出力軸３９を正転ディスクである前進ディスク４５と逆転ディスクである後進ディスク４６の一方に係合させる際には、エンジン３から入力軸３８への動力伝達を遮断して前進ディスク４５と後進ディスク４６のいずれも無駆動状態にすることができ、前進ディスク４５と後進ディスク４６の一方への出力軸３９の係合が可能となる。これにより、従来のように、駆動側回転ディスク４４のディスク下面４４ａに対して従動側回転ディスクである前進ディスク４５・後進ディスク４６を接触／離間させることによりクラッチ入切を行う場合と比べ、摩擦係合部の発熱や損傷を一層抑制し、両ディスクの耐久性を更に向上できる。
【００６３】
加えて、前記ディスク切換変速機構２３において、前記正転ディスクである前進ディスク４５と逆転ディスクである後進ディスク４６との間の出力軸３９上に、該出力軸３９に対して相対回転不能かつ軸方向摺動可能な切換部材である切換ギア部９０を備えると共に、前記前進ディスク４５と後進ディスク４６のうちで軸方向位置を変更可能な可変ディスクである前進ディスク４５には、弾性部材である変速バネ６７を付設しており、増速時には、前記切換ギア部９０を前進ディスク４５に係合させて軸方向外側である左側に向かって押し出し、減速時には、前記変速バネ６７の弾性力により前進ディスク４５を切換ギア部９０と押圧一体化し、軸方向内側に向かって移動する切換ギア部９０と一緒に前進ディスク４５を引き戻すディスク押し引き構造２５を設け、該ディスク押し引き構造２５により、前記ディスク切換変速機構２３による変速操作を可能とするので、前記変速バネ６７を付設するだけの簡単な構造で、左側に向かって移動中にのみ前進ディスク４５と係合可能な切換ギア部９０に対し、該切換ギア部９０が右側に移動中であっても、前進ディスク４５を常に追従させることができ、部品点数の削減による部品コストの低減を図ることができる。
【００６４】
更に、前記正転ディスクである前進ディスク４５と逆転ディスクである後進ディスク４６には、表面積増加のための凹凸部である空冷凹部４５ｇ、後進ディスク４６前後に冷却風を導く貫通孔である冷却孔４６ｇ、及びフィン４６ｈのうちの少なくとも一つを設けるので、前記前進ディスク４５と後進ディスク４６の冷却効率を高めることができ、摩擦係合部の発熱を一層抑制することができ、前進ディスク４５と後進ディスク４６の耐久性を更に向上できる。
【００６５】
なお、以下では、前記車軸駆動装置２の別形態について説明するが、前記車軸駆動装置２と異なる点を中心に説明すると共に、各要素に用いた符号と同じ符号は、同一または同等の機能を有する要素を指すものであり、同じ符号を付した要素については、特に必要としない限り、その説明は省略する。
【００６６】
次に、前記車軸駆動装置２の別形態である車軸駆動装置２Ａについて、図５乃至図９により説明する。
該車軸駆動装置２Ａは、前述の変速バネ６７を使ったディスク押し引き構造２５の代わりに、係止体８８を使ったディスク押し引き構造２５Ａを用いることにより、車軸駆動装置２の小型化を図ったものである。
【００６７】
該車軸駆動装置２Ａの摩擦変速装置２２Ａに備えたディスク切換変速機構２３Ａにおいては、前記ディスク切換変速機構２３と同様に、前記出力軸３９Ａ上に摺動部材９３が相対回転不能かつ軸心方向摺動可能にスプライン結合される。そして、該摺動部材９３は、左右の前進ディスク６５・後進ディスク４６間に配置される切換ギア部９４と、該切換ギア部９４から右方に延設されると共に前記後進ディスク４６を周りに遊嵌した筒状の本体部９５と、該本体部９５の右端に拡径された係合部９６とから構成される。
【００６８】
このうちの切換ギア部９４には、図７に示すように、その外周に外周爪９４ｂが等間隔に形成され、隣接する該外周爪９４ｂの間には、外周溝９４ｃが等間隔に形成されている。更に、該外周溝９４ｃのうち、外周で互いに離れた位置に略等間隔に設けたもの、本実施例では略１２０度離れた３箇所の外周溝９４ｃに、案内孔９４ｄが形成されている。
【００６９】
該案内孔９４ｄは、前記外周溝９４ｃ近傍に設けた浅い外孔部９４ｅと、該外孔部９４ｅよりも大径であって前記出力軸３９Ａまで貫通する深い内孔部９４ｆとから成る二段孔であり、これら外孔部９４ｅ、内孔部９４ｆは同一半径心上に配置される。そして、このような案内孔９４ｄに、前記係止体８８が挿入されている。
【００７０】
該係止体８８は、球状のカムボール８８ａと、該カムボール８８ａに一端が連結される支持ピン８８ｂと、該支持ピン８８ｂの他端が垂直に固設される円盤状の摺動ディスク８８ｃとから構成され、該カムボール８８ａ、支持ピン８８ｂ、摺動ディスク８８ｃは、前記案内孔９４ｄ内に、該摺動ディスク８８ｃの側面が摺動可能に挿入されている。
【００７１】
そして、このうちのカムボール８８ａの外径は、該カムボール８８ａが前記外孔部９４ｅ内を摺動できるように設定されると共に、摺動ディスク８８ｃの外径は、該摺動ディスク８８ｃが前記内孔部９４ｆ内を摺動できるように設定されており、案内孔９４ｄ内における係止体８８の円滑な移動を可能としている。
【００７２】
更に、前記摺動ディスク８８ｃの外径は、前記外孔部９４ｅの内径よりも小さく設定されており、該外孔部９４ｅから前記内孔部９４ｆにかけて形成される段差部９４ｇによって、摺動ディスク８８ｃのそれ以上の外方への摺動が規制され、案内孔９４ｄからの係止体８８の抜け落ちを防止している。
【００７３】
そして、このような切換ギア部９４を嵌入する前進ディスク６５よりも左方の出力軸３９Ａ上には、前記変速バネ６７は巻回されていない。このため、変速バネ６７に適切な弾性力を付与するための伸縮スペースが不要となり、出力軸３９Ａは前記出力軸３よりも短縮することができ、更に、前進ディスク６５の外側面６５ｂには、前記変速バネ６７を受けるための凹部も不要となっている。
【００７４】
一方、該前進ディスク６５の内側面６５ｃには、前記前進ディスク４５とは同様、前記切換ギア部９４を嵌入するための係合凹部６５ｅが形成される。該係合凹部６５ｅには、図８（ａ）に示すように、内周に等間隔に形成される内周爪６５ｅ１と、隣接する該内周爪６５ｅ１の間に設けた内周溝６５ｅ２とから構成され、前記内周爪６５ｅ１には、その左右略中央部に、前記係止体８８のカムボール８８ａが嵌合可能な大きさの係止溝６５ｅ３が形成されている。
【００７５】
以上のような構成において、図５に示すように、前記切換ギア部９４が位置７９にある場合は、該切換ギア部９４は前進ディスク６５・後進ディスク４６のいずれにも係合せず、該前進ディスク６５・後進ディスク４６は出力軸３９Ａ上を遊転するだけであり、該出力軸３９Ａに動力が伝達されない中立状態Ｎとなっている。
【００７６】
この際、前進ディスク６５の摩擦係合部は、位置７９よりも左側の位置７１にあって、前進方向の回転力が前進ディスク６５に伝達される一方、後進ディスク４６の摩擦係合部は、位置７９よりも右側の位置６８にあって、後進方向の回転力が後進ディスク４６に伝達され、該後進ディスク４６は前記前進ディスク６５と反対方向に回転する。
【００７７】
続いて、前記クラッチペダル５６の踏み操作を行うと、前述したようにして「クラッチ切」となって入力軸３８への動力伝達が遮断され、前進ディスク６５・後進ディスク４６のいずれの回転も停止して無駆動状態となる。そして、該無駆動状態中に、前記変速レバー１０の傾倒操作を行い、前記切換ギア部９４を左方に摺動させて前進ディスク６５に係合させる。
【００７８】
この際の切換ギア部９４の係脱・移動プロセスについて図８、図９により説明する。
まず、切換ギア部９４を、図８（ａ）に示す中立状態Ｎの位置７９から図８（ｂ）に示す位置９８まで移動させると、切換ギア部９４の外周爪９４ｂの一部が、係合凹部６５ｅの内周溝６５ｅ２に嵌合すると共に、切換ギア部９４の外周溝９４ｃに設けた係止体８８のカムボール８８ａが、係合凹部６５ｅの内周爪６５ｅ１に当接した後、外孔部９４ｅ内に待避しながら、乗り上げを開始する。
【００７９】
それから、切換ギア部９４を、図８（ｂ）に示す位置９８から図８（ｃ）に示す位置９９まで移動させると、カムボール８８ａは、外孔部９４ｅ内に更に待避しながら、内周爪６５ｅ１の先端上に乗り上げ、更に、図８（ｄ）に示す前記位置１００まで移動させると、カムボール８８ａは、外孔部９４ｅから突出しながら、係止溝６５ｅ３内に落ち込み、これにより、前進ディスク６５に対する切換ギア部９４の係合が完了する。
【００８０】
続いて、前記クラッチペダル５６の戻し操作を行うと、前述したように「クラッチ入」となって入力軸３８への動力伝達が再開され、前進ディスク６５・後進ディスク４６のいずれも回転を開始して駆動状態となるが、前進ディスク６５の回転動力のみが、該前進ディスク６５に係合済みの摺動部材９３を介して、前記出力軸３９Ａに伝達される。
【００８１】
そして、増速時に、前記変速レバー１０の傾倒操作を行い、前記切換ギア部９４を左方に摺動させると、図８（ｄ）に示すように、前進ディスク６５の係合凹部６５ｅが、前記切換ギア部９４のギア側面９４ａによって、矢印１０１に示すように左方に押動される。すると、摩擦係合部は、図５、図６に示すように、前記位置７１から位置９７を通って位置７２まで移動する。その間、前進ディスク６５の前進方向の回転力が無段で増加し、位置９７の中間速状態Ｆ１を通って位置７２に達すると、前進の最高速状態Ｆｍａｘとなる。
【００８２】
該最高速状態Ｆｍａｘでは、前進ディスク６５と一体となって高速回転する切換ギア部９４のカムボール８８ａが、遠心力によって外孔部９４ｅから突出され、該突出力により、前進ディスク６５の係止溝６５ｅ３内に強く押し込まれて嵌合する。
【００８３】
このため、減速時に、前記切換ギア部９４を右方に摺動させると、図９（ａ）に示すように、突出したままの前記カムボール８８ａにより、前記係止溝６５ｅ３が、矢印１０２に示すように右方に向かって押動されるため、前進ディスク６５は切換ギア部９４に追従して移動する。
【００８４】
更に、前記切換ギア部９４を右方に摺動させると、係合半径が小さくなって前進ディスク６５の回転が減速され、図９（ｂ）に示すように、位置９７の中間速状態Ｆ１では、カムボール８８ａの突出力が減少する。このため、該カムボール８８ａは、外孔部９４ｅ内に待避しながら、係止溝６５ｅ３から内周爪６５ｅ１にかけて乗り上げを開始するが、該係止溝６５ｅ３・内周爪６５ｅ１は、依然として、前記カムボール８８ａにより、右方に向かって押動されるため、依然として、前進ディスク６５は切換ギア部９４に追従して移動する。
【００８５】
続けて、前記切換ギア部９４を右方に摺動させると、係合半径が更に小さくなって前進ディスク６５の回転が減速され、位置７１の前進の最低速状態Ｆｍｉｎでは、カムボール８８ａの突出力が非常に小さくなる。この際、前述の如く、前進ディスク６５は、その内側面６５ｃの上端部が前記規制突部３８ｂの側面に当接し、それ以上は右方に移動できないようにされているため、前記切換ギア部９４を更に右方に摺動させると、図９（ｃ）に示すように、切換ギア部９４が係合凹部６５ｅから抜け出ようとし、カムボール８８ａは、外孔部９４ｅ内を更に待避しながら、内周爪６５ｅ１の先端上に乗り上げる。
【００８６】
更に、前記切換ギア部９４を右方に摺動させると、カムボール８８ａは、内周爪６５ｅ１を乗り越え、その結果、位置７９の中立状態Ｎでは、切換ギア部９４と前進ディスク６５との係合が外れることとなる。
【００８７】
このように切換ギア部９４に設けた係止体８８を利用したディスク押し引き構造２５Ａによって、エンジン３からの回転動力は、前進の最高速状態Ｆｍａｘから最低速状態Ｆｍｉｎの間で無段変速されるのである。なお、前後進の切り換え、前記減速ギア列３３・減速装置３４・差動装置３５、及び前進ディスク６５・後進ディスク４６の空冷構造については、前記車軸駆動装置２と同様である。
【００８８】
すなわち、前記ディスク切換変速機構２３Ａにおいて、前記正転ディスクである前進ディスク６５と逆転ディスクである後進ディスク４６との間の出力軸３９Ａ上に、該出力軸３９Ａに対して相対回転不能かつ軸方向摺動可能な切換部材である切換ギア部９４を備えると共に、該切換ギア部９４の外周に設けた外周爪９４ｂの間には、前記出力軸３９Ａの径方向外側に向かって外周面である外周溝９４ｃから突出／退避自在な係止体８８を配置する一方、前記前進ディスク６５と後進ディスク４６の内周には内周爪６５ｅ１・４６ｅ１を設け、更に、両ディスクのうちで軸方向位置を変更可能な可変ディスクである前進ディスク６５の内周爪６５ｅ１には、前記係止体８８が嵌合可能な係止溝６５ｅ３を形成しており、増速時には、前記外周爪９４ｂと内周爪６５ｅ１が嵌合した状態で、前記切換ギア部９４の外側面が前進ディスク６５を軸方向外側に向かって押し出し、減速時には、遠心力によって突出した前記係止体８８が係止溝６５ｅ３に嵌合した状態で、該係止体８８の内側面が前進ディスク６５を軸方向内側に向かって引き戻すディスク押し引き構造２５Ａを設け、該ディスク押し引き構造２５Ａにより、前記ディスク切換変速機構２３Ａによる変速操作を可能とするので、前記切換ギア部９４に係止体８８を組み込んだコンパクトな構造により、前進ディスク６５を、該前進ディスク６５と係合状態にある切換ギア部９４の移動に追従して軸方向内側に移動させることができ、弾性部材等の設置空間の省略による車軸駆動装置２Ａの小型化を図ることができる。
【００８９】
なお、該車軸駆動装置２Ａの前進ディスク６５にも、前記前進ディスク４５と同様に、その内側面６５ｃに、複数の空冷凹部６５ｇが設けられており、該空冷凹部６５ｇの分だけ前進ディスク６５の表面積が増加して、前進ディスク６５自体の冷却性が向上すると共に、その際に発生する風の一部が、前記後進ディスク４６に向かって冷却風として供給される。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、作業車両に備えた駆動源からの動力を摩擦変速装置を介して車軸に伝達する、全ての車軸駆動装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１ 乗用芝刈機（作業車両）
２・２Ａ 車軸駆動装置
３ エンジン（駆動源）
２２・２２Ａ 摩擦変速装置
２３・２３Ａ ディスク切換変速機構
２４ クラッチ入切機構
２５・２５Ａ ディスク押し引き構造
２９ ベルト
３１ 固定フレーム
３２ 可動フレーム
３６Ｌ・３６Ｒ 車軸
３８ 入力軸
３８ａ 回転軸心
３９・３９Ａ 出力軸
４３ ベルト伝動装置
４４ 駆動側回転ディスク
４４ａ ディスク下面（ディスク面）
４５・６５ 前進ディスク（正転ディスク・可変ディスク）
４５ａ・４６ａ 周縁部
４５ｇ・６５ｇ 空冷凹部（凹凸部）
４６ 後進ディスク（逆転ディスク）
４６ｂ フィン
４６ｅ１・６５ｅ１ 内周爪
４６ｇ 冷却孔（貫通孔）
５６ クラッチペダル（クラッチ操作部材）
５９ クラッチバネ（弾性部材）
６５ｅ３ 係止溝
６７ 変速バネ（弾性部材）
８８ 係止体
９０・９４ 切換ギア部（切換部材）
９４ｂ 外周爪
９４ｃ 外周溝（外周面）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両に備えた駆動源からの動力を摩擦変速装置を介して車軸に伝達する車軸駆動装置に関し、特に、該車軸駆動装置の耐久性向上技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジン等の駆動源からの動力を無段に変速して左右の車軸に伝達する摩擦式の変速装置（以下、「摩擦変速装置」とする）が知られている。
該摩擦変速装置とは、前記駆動源に連動連結される入力軸と、該入力軸に支持される駆動側回転ディスクと、前記入力軸と直交するように配設される出力軸と、該出力軸に支持される従動側回転ディスクとを備えており、前記駆動側回転ディスクと従動側回転ディスクのうちの一方のディスク面を他方の周縁部に摩擦係合させると共に、該摩擦係合部の相対位置を変化させることにより、前記出力軸から、変速と正逆切換が可能な出力が得られるようにしたものである。
このような摩擦変速装置を使って、乗用の除雪機や芝刈機等の作業車両の駆動輪に、前後進切換可能な変速動力を伝達する車軸駆動装置が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
該車軸駆動装置の摩擦変速装置では、駆動側回転ディスクのディスク面に従動側回転ディスクの周縁部が摩擦係合され、該摩擦係合部が駆動側回転ディスクの回転中心にある場合は、駆動側回転ディスクから従動側回転ディスクに回転動力が伝達されない中立状態となり、摩擦係合部が前記回転中心を挟んで径方向一側または径方向他側にある場合は、互いに回転方向が反対の回転動力が、駆動側回転ディスクから各側にある従動側回転ディスクに対して伝達される。例えば、径方向一側にある従動側回転ディスクに、車両前進方向の回転動力が伝達されると、該径方向一側から他側に移動した従動側回転ディスクには、車両後進方向の回転動力が伝達され、これにより、前進速度段・中立・後進速度段の間での変速操作が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３６８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、動力伝達時に適切な摩擦係合状態を得る目的から、駆動側回転ディスクと従動側回転ディスクとの間は常時加圧されているため、車両の前後進切換の際に従動側回転ディスクを前記径方向一側から径方向他側に短時間で移動させると、移動途中での回転方向の急な反転にともなって摩擦係合部の発熱や損傷が激しくなり、両ディスク、特に従動側回転ディスクの耐久性が悪化する、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
すなわち、請求項１においては、作業車両に備えた駆動源からの動力を摩擦変速装置を介して車軸に伝達する車軸駆動装置において、前記摩擦変速装置は、前記動力によって回転駆動する入力軸と、該入力軸に支持する駆動側回転ディスクと、前記入力軸に直交配置する出力軸と、該出力軸に支持しつつ前記駆動側回転ディスクのディスク面に周縁部を摩擦係合する従動側回転ディスクとを備え、該従動側回転ディスクは、前記駆動側回転ディスクの回転中心を挟んで、該駆動側回転ディスクの径方向一側に配置する正転ディスクと、径方向他側に配置して前記正転ディスクと反対方向に回転する逆転ディスクとから構成し、該逆転ディスクと前記正転ディスクとは前記出力軸上に遊転配置すると共に、該出力軸を前記正転ディスクと逆転ディスクの一方に係合させるディスク切換変速機構を備えたものである。
請求項２においては、前記出力軸を固定フレームに支持し、前記入力軸を可動フレームに支持し、該可動フレームは、前記固定フレームに対して、前記出力軸を中心に傾倒可能に連結すると共に、前記入力軸は、ベルト伝動装置のベルトを介して前記駆動源に連動連結しており、前記可動フレームに接続したクラッチ操作部材によって、クラッチ切時には、前記可動フレームを前記ベルトの弛緩方向に傾倒させて、駆動源から入力軸への動力伝達を遮断し、クラッチ入時には、前記可動フレームを、前記固定フレーム・可動フレーム間に張設する弾性部材により、前記ベルトの緊張方向に傾倒させて、駆動源から入力軸への動力伝達を行うクラッチ入切機構を設け、該クラッチ入切機構により、前記ディスク切換変速機構による係脱操作を可能とするものである。
請求項３においては、前記ディスク切換変速機構において、前記正転ディスクと逆転ディスクとの間の出力軸上に、該出力軸に対して相対回転不能かつ軸方向摺動可能な切換部材を備えると共に、前記正転ディスクと逆転ディスクのうちで軸方向位置を変更可能な可変ディスクには、弾性部材を付設しており、増速時には、前記切換部材を可変ディスクに係合させて軸方向外側に向かって押し出し、減速時には、前記弾性部材の弾性力により可変ディスクを切換部材と押圧一体化し、軸方向内側に向かって移動する切換部材と一緒に可変ディスクを引き戻すディスク押し引き構造を設け、該ディスク押し引き構造により、前記ディスク切換変速機構による変速操作を可能とするものである。
請求項４においては、前記ディスク切換変速機構において、前記正転ディスクと逆転ディスクとの間の出力軸上に、該出力軸に対して相対回転不能かつ軸方向摺動可能な切換部材を備えると共に、該切換部材の外周に設けた外周爪の間には、前記出力軸の径方向外側に向かって外周面から突出／退避自在な係止体を配置する一方、前記正転ディスクと逆転ディスクの内周には内周爪を設け、更に、両ディスクのうちで軸方向位置を変更可能な可変ディスクの内周爪には、前記係止体が嵌合可能な係止溝を形成しており、増速時には、前記外周爪と内周爪が嵌合した状態で、前記切換部材の外側面が可変ディスクを軸方向外側に向かって押し出し、減速時には、遠心力によって突出した前記係止体が係止溝に嵌合した状態で、該係止体の内側面が可変ディスクを軸方向内側に向かって引き戻すディスク押し引き構造を設け、該ディスク押し引き構造により、前記ディスク切換変速機構による変速操作を可能とするものである。
請求項５により、前記正転ディスクと逆転ディスクには、表面積増加のための凹凸部、ディスク前後に冷却風を導く貫通孔、及びフィンのうちの少なくとも一つを設けるものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示す効果を奏する。
すなわち、請求項１により、前記従動側回転ディスクを構成する正転ディスクと逆転ディスクのいずれも、回転方向が変わることなく駆動側回転ディスクのディスク面に摩擦係合させると共に、前記ディスク切換変速機構によって、駆動源からの動力を駆動側回転ディスクから正転ディスクと逆転ディスクの一方を介して出力軸に伝達させることができ、従動側回転ディスクが単体の場合のように、車両の前後進切換等の際に摩擦係合部を加圧状態で径方向一側から径方向他側に短時間で移動させて回転方向が急に反転する、ということがなく、摩擦係合部の発熱や損傷を抑制することができ、両ディスク、特に従動側回転ディスクの耐久性を向上できる。
請求項２により、前記クラッチ入切機構によって、前記出力軸を正転ディスクと逆転ディスクの一方に係合させる際には、駆動源から入力軸への動力伝達を遮断して正転ディスクと逆転ディスクのいずれも無駆動状態にすることができ、正転ディスクと逆転ディスクの一方への出力軸の係合が可能となる。これにより、従来のように、駆動側回転ディスクのディスク面に対して従動側回転ディスクである正転ディスク・逆転ディスクを接触／離間させてクラッチ入切を行う場合と比べ、摩擦係合部の発熱や損傷を一層抑制し、両ディスクの耐久性を更に向上できる。
請求項３により、前記弾性部材を付設するだけの簡単な構造で、軸方向外側に向かって移動中にのみ可変ディスクと係合可能な切換部材に対し、該切換部材が軸方向内側に移動中であっても、可変ディスクを常に追従させることができ、部品点数の削減による部品コストの低減を図ることができる。
請求項４により、前記切換部材に係止体を組み込んだコンパクトな構造により、可変ディスクを、該可変ディスクと係合状態にある切換部材の移動に追従して軸方向内側に移動させることができ、弾性部材等の設置空間の省略による車軸駆動装置の小型化を図ることができる。
請求項５により、前記正転ディスクと逆転ディスクの冷却効率を高めることができ、摩擦係合部の発熱を一層抑制することができ、正転ディスクと逆転ディスクの耐久性を更に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係わる車軸駆動装置を備えた乗用芝刈機の全体構成を示す側面図である。
【図２】車軸駆動装置の背面一部断面図である。
【図３】同じく側面図であって、図３（ａ）は「クラッチ入」時の車軸駆動装置の側面図、図３（ｂ）は「クラッチ切」時の車軸駆動装置の側面図である。
【図４】後進ディスクの斜視図である。
【図５】別形態の車軸駆動装置の背面一部断面図である。
【図６】中間速状態における別形態の車軸駆動装置の背面一部断面図である。
【図７】図５のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図８】切換ギア部の係合・移動プロセスを示す説明図であって、図８（ａ）は切換ギア部係合前の係合凹部近傍の側面断面図、図８（ｂ）は切換ギア部の一部係合時の係合凹部近傍の側面断面図、図８（ｃ）は係止体のカムボールが内周爪に乗り上げた時の係合凹部近傍の側面断面図、図８（ｄ）は係止体のカムボールが係止溝に落ち込んだ時の係合凹部近傍の側面断面図である。
【図９】切換ギア部の移動・抜脱プロセスを示す説明図であって、図９（ａ）は係止体のカムボールが係止溝に落ち込んだ後に切換ギア部を減速側に摺動する時の係合凹部近傍の側面断面図、図９（ｂ）は係止体のカムボールが内周爪に乗り上げ始めた時の係合凹部近傍の側面断面図、図９（ｃ）は係止体のカムボールが内周爪に乗り上げた時の係合凹部近傍の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
まず、本発明に係わる車軸駆動装置２を備えた作業車両である乗用芝刈機１について、図１、図２により説明する。なお、該図１中の矢印Ｆで示す方向を乗用芝刈機１の前進方向とし、以下で述べる各部材の位置や方向等はこの前進方向を基準とするものである。
【０００９】
該乗用芝刈機１は、平面視矩形状の車体フレーム４を有し、該車体フレーム４における左右の側板部４ａ・４ｂの後部外側に、駆動輪としての左右の後輪５・５が配置される。該後輪５・５間には、本発明に係わる車軸駆動装置２が配置されて前記側板部４ａ・４ｂに支持されており、該車軸駆動装置２から左右の車軸３６Ｌ・３６Ｒを介して前記後輪５・５に走行動力が伝達されて、乗用芝刈機１を後輪駆動で走行できるようにしている。
【００１０】
更に、前記車体フレーム４上には、前から順に、ステアリングカバー６、該ステアリングカバー６から上方に突出するステアリングコラム１３、該ステアリングコラム１３上端に回動可能に支持される操向ハンドル７、プラットフォーム８、運転席９、及びエンジン３が支持されており、該エンジン３の後部下方に、前記車軸駆動装置２が配置されている。
【００１１】
加えて、前記運転席９の右側方には、変速レバー１０が配置され、該変速レバー１０は、前記車軸駆動装置２内で摩擦変速装置２２に備えたディスク切換変速機構２３に対し、図示せぬワイヤケーブル・ベルクランク等のリンク機構・シフトフォーク２７を介して連係されており、該変速レバー１０の傾倒操作を行うことにより、前記ディスク切換変速機構２３が作動し、前記後輪５・５に無段の前進動力と一段の後進動力が伝達できるようにしている。
【００１２】
そして、前記運転席９の前下方には、クラッチペダル５６が配置され、該クラッチペダル５６は、前記車軸駆動装置２に備えたクラッチ入切機構２４に連係されており、該クラッチペダル５６を踏み戻し操作することにより、前記摩擦変速装置２２への動力伝達の断接が行えるようにしている。
【００１３】
また、前記車体フレーム４の前端部の左右各端には、操向輪としての左右の前輪１２・１２が水平回動可能に支持される。そして、該左右の前輪１２・１２間を連結するリンク部中央に設けた図示せぬ枢支軸の上端は、ステアリングシャフト１４の下端に連結され、該ステアリングシャフト１４は、前記ステアリングコラム１３内を通って、前記操向ハンドル７に連動連結されており、該操向ハンドル７の回動量および回動方向に基づいて、前記ステアリングシャフト１４を介して、左右の前輪１２・１２の左右方向の向きを制御し、乗用芝刈機１の旋回操作が行えるようにしている。
【００１４】
更に、前記車体フレーム４の下方で、前輪１２・１２と後輪５・５との間には、刈取作業を行うモア装置１５が配置される。該モア装置１５においては、モアデッキ１６が、前記車体フレーム４の前部に、吊り下げリンク１７を介して上下高さ調整可能に支持されると共に、該モアデッキ１６内には、ブレード１８、その駆動軸１９、及び該駆動軸１９上端に固設される従動プーリ２０が内装されている。
【００１５】
ここで、前記エンジン３とモア装置１５・車軸駆動装置２との間には、ベルト伝動装置４３が介設されている。該ベルト伝動装置４３においては、前記エンジン３より垂設されたエンジン出力軸３ａの下部に、上下の駆動プーリ２８ａ・２８ｂから成る２連プーリ２８が固設され、このうちの下駆動プーリ２８ｂと前記従動プーリ２０とは、略同一水平面上に配置されると共に、該両プーリ２０・２８ｂとの間には、ベルト２１が緊張状態で巻回されている。
【００１６】
これにより、作業時には、エンジン３からのエンジン動力が、前記エンジン出力軸３ａ、下駆動プーリ２８ｂ、ベルト２１、従動プーリ２０、及び駆動軸１９を介して、前記ブレード１８に伝達され、該ブレード１８を回転させて芝刈作業が行えるようにしている。
【００１７】
更に、前記上駆動プーリ２８ａよりも後方で略同一平面上に、前記車軸駆動装置２にエンジン動力を入力する入力プーリ３０が配置されると共に、該両プーリ３０・２８ａとの間には、ベルト２９が緊張状態で巻回されている。
【００１８】
これにより、走行時には、エンジン３からのエンジン動力が、前記エンジン出力軸３ａ、上駆動プーリ２８ａ、ベルト２９、及び入力プーリ３０を介して、前記車軸駆動装置２に伝達され、該車軸駆動装置２内の前記摩擦変速装置２２により、前後進切換と変速が行えるようにしている。
【００１９】
次に、前記車軸駆動装置２について、図１乃至図４により説明する。
該車軸駆動装置２においては、前記車体フレーム４の左右側板部４ａ・４ｂ間に、背面視Ｕ字状の固定フレーム３１が固設され、該固定フレーム３１の左右の側板部３１ａ・３１ｂの上下略中央には、それぞれボス部材５０ａ・５０ｂが固設されている。そして、該ボス部材５０ａ・５０ｂに、前記車軸３６Ｌ・３６Ｒが、いずれもベアリング３７を介して、それぞれ回動可能に支持される。
【００２０】
更に、前記左の側板部３１ａの前端には、一対の半割部５１ａ・５１ｂから成るボス部材５１が固設され、前記右の側板部３１ｂの前端にも、一対の半割部５２ａ・５２ｂから成るボス部材５２が固設されており、これら左右のボス部材５１・５２は、左右方向同一軸心上に配置される。そして、該ボス部材５１・５２に、前記摩擦変速装置２２からの出力軸３９が、前記車軸３６Ｌ・３６Ｒと略平行に、ブッシュ４０を介して回動可能に支持されている。
【００２１】
加えて、該出力軸３９上で前記ボス部材５１・５２の内側には、ベアリング４１を介して、ボス部材５４ａ・５４ｂが回動可能に配置され、該ボス部材５４ａ・５４ｂは、可動フレーム３２の左右の側板部３２ａ・３２ｂの下端に固設されており、該可動フレーム３２が、その下端の前記出力軸３９を中心に、前記固定フレーム３１に対して前後傾倒可能に構成されている。
【００２２】
該可動フレーム３２は、下方に開いた背面視Ｕ字状であって、左右の側板部３２ａ・３２ｂの上端間を連結する天板部３２ｃには、平面視略中央位置にボス部材５５が固設され、該ボス部材５５に、前記摩擦変速装置２２への入力軸３８が、前記出力軸３９と直交するように、ベアリング４２を介して回動可能に支持されている。
【００２３】
このような構成により、前記エンジン３から入力軸３８までのベルト伝動装置４３を操作する前記クラッチ入切機構２４が形成され、該入力軸３８から前記出力軸３９にかけて、前記ディスク切換変速機構２３を備えた摩擦変速装置２２が配置され、更に、該出力軸３９から車軸３６Ｌ・３６Ｒにかけて、減速ギア列３３・減速装置３４・差動装置３５が順に配置されている。
【００２４】
このうちのクラッチ入切機構２４について説明する。
該クラッチ入切機構２４において、前記ベルト伝動装置４３の入力プーリ３０が入力軸３８の上端に固設されると共に、該入力軸３８を軸支するボス部材５５を固設した前記可動フレーム３２は、前述の如く、出力軸３９を中心に、前記固定フレーム３１に対して前後傾倒可能に構成される。
【００２５】
そして、該固定フレーム３１の左の側板部３１ａには下係止片５７が固設され、前記可動フレーム３２の左の側板部３２ａにも上係止片５８が固設され、これら上下の係止片５７・５８間には、クラッチバネ５９が、前記出力軸３９よりも後方位置において、緊張状態で介装されている。
【００２６】
更に、前記可動フレーム３２の側板部３２ａでボス部材５４ａの近傍には、規制ピン６０が外方に突設される。前記可動フレーム３２が後方に傾倒して入力軸３８の回転軸心３８ａが鉛直になると、この規制ピン６０が、前記固定フレーム３１の側板部３１ａの上縁３１ａ１に当接し、それ以上は可動フレーム３２が後方に傾倒できないようにしている。
【００２７】
これにより、常に、可動フレーム３２が、クラッチバネ５９の弾性力によって後方に付勢され、入力軸３８が鉛直状態となる位置に保持されると共に、該入力軸３８の入力プーリ３０と前記エンジン出力軸３ａの上駆動プーリ２８ａとの間に巻回された前記ベルト２９を、緊張状態に保持することができる。
【００２８】
ここで、前記クラッチペダル５６は、前記車体フレーム４から延設した支軸４ｃに下端を前後回動可能に支持した側面視Ｌ字状のペダル本体部５６ａと、該ペダル本体部５６ａの下端より後斜め上方に突設したステー部５６ｂとから構成される一方、前記可動フレーム３２の天板部３２ｃの前端からも、ステー部３２ｄが前方に突設され、該両ステー部５６ｃ・３２ｄ間は、ワイヤケーブル６１によって連動連結されている。
【００２９】
このような構成において、前記クラッチペダル５６の踏み操作を行うと、図３（ｂ）に示すように、前記ステー部５６ｂが前方に回動してワイヤケーブル６１が前方に牽引され、前記クラッチバネ５９の弾性力に抗して、前記可動フレーム３２が、前記出力軸３９を中心にして前方に傾倒する。すると、前記入力軸３８の回転軸心３８ａも、位置６２から位置６３まで前方に傾倒し、前記エンジン出力軸３ａの上駆動プーリ２８ａと入力軸３８の入力プーリ３０との間隔が短縮されてベルト２９が弛緩状態となり、両プーリ２８ａ・３０間の動力伝達が行われなくなって「クラッチ切」となる。
【００３０】
引き続き、前記クラッチペダル５６の戻し操作を行うと、図３（ａ）に示すように、前記ワイヤケーブル６１による前方への牽引力がなくなり、前記可動フレーム３２が、前記クラッチバネ５９の弾性力によって、前記出力軸３９を中心にして後方に傾倒される。すると、前記入力軸３８の回転軸心３８ａも、位置６３から位置６２まで後方に傾倒して元の位置に復帰し、両プーリ２８ａ・３０間の間隔が伸張されてベルト２９が緊張状態となり、両プーリ２８ａ・３０間の動力伝達が再び可能となって「クラッチ入」となる。
【００３１】
また、前記摩擦変速装置２２について説明する。
該摩擦変速装置２２は、前記入力軸３８と、該入力軸３８の下端に相対回転不能かつ軸心方向摺動可能にスプライン結合される駆動側回転ディスク４４と、前記入力軸３８に直交配置する前記出力軸３９と、該出力軸３９上に遊嵌される前進ディスク４５・後進ディスク４６と、該前進ディスク４５・後進ディスク４６の一方に出力軸３９を係合するディスク切換変速機構２３とを備える。
【００３２】
そして、前記前進ディスク４５・後進ディスク４６は、出力軸３９上に、前記駆動側回転ディスク４４の回転中心となる前記回転軸心３８ａを挟んで左右に配置されると共に、その周縁部４５ａ・４６ａは、前記駆動側回転ディスク４４のディスク下面４４ａに常時当接されている。
【００３３】
ここで、前記ボス部材５５の下端面近傍の入力軸３８上には、止め輪４７が外嵌固定されると共に、前記駆動側回転ディスク４４の上面には、入力軸３８の周囲に凹部４４ｃが形成され、該凹部４４ｃ内のバネ受け６４と前記止め輪４７との間には、入力軸３８に巻回された付勢バネ４９が、圧縮状態で介装されている。
【００３４】
更に、前記駆動側回転ディスク４４のディスク下面４４ａ近傍の入力軸３８上には、駆動側回転ディスク４４抜け止め防止用の止め輪４８が外嵌固定されると共に、該止め輪４７は、前記ディスク下面４４ａに形成した凹部４４ｄ内に嵌入されている。
【００３５】
これにより、前記入力軸３８からの駆動側回転ディスク４４の脱落を防止しつつ、該駆動側回転ディスク４４のディスク下面４４ａを、従動側回転ディスクである前進ディスク４５・後進ディスク４６の各周縁部４５ａ・４６ａに向けて常時付勢することができ、ディスク下面４４ａと各周縁部４５ａ・４６ａとの接触部分（以下、「摩擦係合部」とする）における摩擦力を増加させて、摩擦変速装置２２における動力伝達ロスを軽減させている。
【００３６】
そして、前記ディスク切換変速機構２３においては、出力軸３９の右半部に、相対回転不能かつ軸心方向摺動可能に、摺動部材８９がスプライン結合され、該摺動部材８９は、左右の前進ディスク４５・後進ディスク４６間に配置される切換ギア部９０と、該切換ギア部９０から右方に延設されると共に前記後進ディスク４６を周りに遊嵌した筒状の本体部９１と、該本体部９１の右端に拡径された係合部９２とから構成される。
【００３７】
該係合部９２には、その外周に溝状のシフト凹部９２ａが形成され、該シフト凹部９２ａには、前記シフトフォーク２７のフォーク状の先部２７ａが係合されると共に、該シフトフォーク２７の基部２７ｂは、シフト軸１１に外嵌固定される。該シフト軸１１は、前記固定フレーム３１の左右の側板部３１ａ・３１ｂ間に、前記出力軸３９の軸心方向と同方向に摺動可能に横架されると共に、該シフト軸１１の一端には、図示せぬベルクランクの一端が連結される。
【００３８】
該ベルクランクの他端は、ワイヤケーブル等を介して前記変速レバー１０に連係されており、該変速レバー１０の傾倒操作を行うと、前記ベルクランクの一端が図示せぬ回転軸を中心に揺動してシフト軸１１が左右動し、シフトフォーク２７を介して摺動部材８９が出力軸３９上を摺動する。
【００３９】
更に、前記後進ディスク４６の外側面４６ｂと該係合部９２との間には、本体部９１に巻回された保持バネ６６が圧縮状態で介装されると共に、後進ディスク４６の内側面４６ｃの上端部は、前記入力軸３８の下端より垂設した規制突部３８ｂの右側面に当接されており、該規制突部３８ｂと前記保持バネ６６によって、後進ディスク４６は、常に位置６８に保持されている。
【００４０】
一方、前記前進ディスク４５の外側面４５ｂで出力軸３９の周囲には、凹部４５ｄが形成され、該凹部４５ｄ内にバネ受け６９が配置されると共に、前記出力軸３９上で減速ギア列３３の内側近傍にも、バネ受け７０が相対回転可能かつ軸心方向摺動不能に遊嵌され、両バネ受け６９・７０間に、前記出力軸３９に巻回された変速バネ６７が、圧縮状態で介装されている。そして、前進ディスク４５の内側面４５ｃの上端部も、前記規制突部３８ｂの左側面に当接されており、該規制突部３８ｂと前記変速バネ６７によって、前進ディスク４５は、右方に向かって付勢された状態で、位置７１から位置７２まで移動できるようにしている。
【００４１】
これにより、前進ディスク４５を回転軸心３８ａの左側に位置させ、後進ディスク４６を回転軸心３８ａの右側に位置させることができ、各回転ディスク４５・４６の回転方向は常に変化しない。
【００４２】
加えて、前進ディスク４５・後進ディスク４６の各内側面４５ｃ・４６ｃで出力軸３９の周囲には、それぞれ係合凹部４５ｅ・４６ｅが形成されている。該係合凹部４５ｅ・４６ｅに前記摺動部材８９の切換ギア部９０が嵌入すると、該切換ギア部９０の外周爪９０ｂは、係合凹部４５ｅ・４６ｅの内周に形成された各内周爪４５ｅ１・４６ｅ１に嵌合される。これにより、切換ギア部９０を、前進ディスク４５・後進ディスク４６の一方に係合させることができ、前進ディスク４５・後進ディスク４６の回転動力が、切換ギア部９０を備える摺動部材８９を介して、前記出力軸３９に伝達されるようにしている。
【００４３】
以上のような構成において、前記摺動部材８９の切換ギア部９０が、前記入力軸３８の回転軸心３８ａに相当する位置７９にある場合は、切換ギア部９０は前進ディスク４５・後進ディスク４６のいずれにも係合せず、該前進ディスク４５・後進ディスク４６は出力軸３９上を遊転するだけであり、該出力軸３９に動力が伝達されない中立状態Ｎとなる。
【００４４】
この際、前進ディスク４５は、位置７９よりも左側の前記位置７１にあって、前進方向の回転力が、駆動側回転ディスク４４からこの前進ディスク４５に伝達される一方、後進ディスク４６は、位置７９よりも右側の位置６８にあって、後進方向の回転力が、駆動側回転ディスク４４からこの後進ディスク４６に伝達され、該後進ディスク４６は前記前進ディスク４５とは反対方向に回転する。
【００４５】
そこで、前記クラッチペダル５６の踏み操作を行い、可動フレーム３２を前方に傾倒してベルト２９を弛緩させると、「クラッチ切」となって入力軸３８への動力伝達が遮断され、前進ディスク４５・後進ディスク４６のいずれの回転も停止して無駆動状態となる。そして、該無駆動状態中に、前記変速レバー１０の傾倒操作を行い、前記切換ギア部９０を左方に摺動させて前進ディスク４５に係合させる。
【００４６】
続いて、前記クラッチペダル５６の戻し操作を行い、可動フレーム３２を後方に傾倒してベルト２９を緊張させると、「クラッチ入」となって入力軸３８への動力伝達が再開され、前進ディスク４５・後進ディスク４６のいずれも回転を開始して駆動状態となるが、前進ディスク４５の回転動力のみが、該前進ディスク４５に係合済みの摺動部材８９を介して、前記出力軸３９に伝達される。この際、回転軸心３８ａから摩擦係合部までの半径方向距離（以下、「係合半径」とする）が最も短いため、該摩擦係合部における周速は最も遅くなり、前進ディスク４５が駆動側回転ディスク４４から受ける前進方向の回転力が最小となって、位置７１では前進の最低速状態Ｆｍｉｎとなる。
【００４７】
増速時に、前記変速レバー１０の傾倒操作を行い、前記切換ギア部９０を左方に摺動させると、前記変速バネ６７の弾性力に抗して、前進ディスク４５の係合凹部４５ｅが、前記切換ギア部９０のギア側面９０ａによって左方に押動され、前進ディスク４５が、前記位置７１からディスク下面４４ａの最左端に相当する位置７２まで移動する。その間、前記係合半径が増加し、摩擦係合部における周速も上昇していく。すると、前進ディスク４５が駆動側回転ディスク４４から受ける前進方向の回転力が無段で増加し、位置７２では前進の最高速状態Ｆｍａｘとなる。
【００４８】
減速時に、前記切換ギア部９０を右方に摺動させても、前進ディスク４５が前記変速バネ６７の弾性力により右方に向かって付勢した状態にあるため、前進ディスク４５と切換ギア部９０とは押圧一体化されており、前進ディスク４５の係合凹部４５ｅから切換ギア部９０が脱落することがなく、前進ディスク４５は、切換ギア部９０に常に追従するようにして、前記位置７２から右方に移動する。そして、位置７１に達すると、前述の如く、前進ディスク４５の内側面４５ｃの上端部が前記規制突部３８ｂの左側面に当接し、それ以上は右方に移動できないようにしている。その間は、係合半径が減少し、摩擦係合部における周速も遅くなっていく。
【００４９】
このように前記変速バネ６７の弾性力を利用したディスク押し引き構造２５によって、エンジン３からの回転動力は、前進の最高速状態Ｆｍａｘから最低速状態Ｆｍｉｎの間で無段変速される。
【００５０】
一方、前後進を切り換える場合は、まず、前記クラッチペダル５６の踏み操作を行って「クラッチ切」とし、前進ディスク４５・後進ディスク４６のいずれの回転も停止させ、その後、前記変速レバー１０の傾倒操作を行って前記切換ギア部９０を右方に摺動させ、前進ディスク４５の係合凹部４５ｅから抜脱する。そして、該切換ギア部９０は、そのまま後進ディスク４６の係合凹部４６ｅに嵌入して、後進ディスク４６と係合させる。
【００５１】
続いて、前記クラッチペダル５６の戻し操作を行って「クラッチ入」とすると、後進ディスク４６の回転動力のみが、係合済みの摺動部材８９を介して出力軸３９に伝達される。この際、係合半径は前記位置７１と略同じで、かつ回転方向が前進ディスク４５と反対方向となって、位置６８では後進速状態Ｒとなる。
【００５２】
つまり、このようにクラッチペダル５６の踏み戻し操作と変速レバー１０の傾倒操作を組み合わせることにより、前進走行時には、切換ギア部９０を前進ディスク４５に係合させて前進に切り換えた後、更に、切換ギア部９０を左右に摺動して係合半径を変化させ、前進ディスク４５の回転力を変化させる。これにより、摺動部材８９を介して、出力軸３９から出力される変速動力の回転速度を、無段で変更することができる。一方、後進走行時には、切換ギア部９０を後進ディスク４６に係合させて後進に切り換えることにより、該後進ディスク４６には、前記前進ディスク４５と反対方向の回転力を発生させ、摺動部材８９を介して、出力軸３９から後進方向の変速動力を出力させることができる。
【００５３】
しかも、クラッチペダル５６の踏み戻し操作によるクラッチ入切は、ベルト２９の緊張／弛緩によって行うので、従来のように、駆動側回転ディスク４４のディスク下面４４ａに前進ディスク４５・後進ディスク４６の周縁部４５ａ・４６ａを接触／離間させてクラッチ入切を行う場合と比べ、摩擦係合部の発熱や損傷を軽減することができる。
【００５４】
なお、このような摩擦係合部等から発生する熱に対しては、前記前進ディスク４５の内側面４５ｃに、複数の空冷凹部４５ｇが設けられている。これにより、該空冷凹部４５ｇの分だけ前進ディスク４５の表面積が増加して、回転中の前進ディスク４５自体の冷却性が向上すると共に、前記空冷凹部４５ｇが空気抵抗となって風が発生し、その風の一部が、前記後進ディスク４６に向かって冷却風として供給される。
【００５５】
更に、前記後進ディスク４６には、図４に示すように、円周上略等間隔に４個の冷却孔４６ｇが軸心方向に穿孔されると共に、該各冷却孔４６ｇ内には、円周方向同方向に傾斜したフィン４６ｈが内設されている。これにより、後進ディスク４６回転中には、外側面４６ｂ・内側面４６ｃのうちの一方から他方に向かって強い冷却風を流すことができ、このディスク前後に導かれる冷却風によって、摩擦変速装置２２全体を冷却するようにしている。特に、この後進ディスク４６の係合半径は一定なため、その回転力も一定となり、後進ディスク４６によって発生する冷却風の風力変動が小さく、安定した冷却風を供給することができる。なお、本実施例では、フィン４６ｈを冷却孔４６ｇ内に設けているが、後進ディスク４６の外側面４６ｂ・内側面４６ｃ等に設けてもよく、後進ディスク４６回転中に周辺部との干渉を回避できれば、フィン４６ｈの設置位置は、特に限定されるものではない。
【００５６】
また、前記減速ギア列３３・減速装置３４・差動装置３５について説明する。
前記車軸３６Ｌには２連ギア７４が遊嵌され、該２連ギア７４の左端の大径の入力ギア部７４ａが、前記出力軸３９上で前記バネ受け７０・ボス部材５４ａ間に固設される小径の出力ギア７５と常時噛合されており、該出力ギア７５と前記入力ギア部７４ａとから減速ギア列３３が構成される。
【００５７】
ここで、前記固定フレーム３１において、その左右の側板部３１ａ・３１ｂの下端間を連結する底板部３１ｃの上面には、支持ステー７６が立設され、該支持ステー７６の上部には、ボルト７８により、リングギアであるインターナルギア７７の下端が締結固定されている。該インターナルギア７７の軸心には、基部孔７７ｂが開口され、該基部孔７７ｂに、前記２連ギア７４の軸部７４ｃが、軸受け２６を介して内挿支持されており、該２連ギア７４が、前記車軸３６Ｌとインターナルギア７７とにより、内外から、回転可能に支持されている。
【００５８】
そして、この２連ギア７４の右端外周には、サンギア部７４ｂが刻設されると共に、前記インターナルギア７７の内周には、ギア部７７ａが刻設され、両ギア部７４ｂ・７７ａのいずれにも、遊星ギア８３が常時噛合されている。該遊星ギア８３は、遊星ギア軸８２上に相対回転可能に外嵌され、該遊星ギア軸８２は、前記差動装置３５のデフケース８０に相対回転不能に外嵌された遊星ギアキャリア８１から、前記車軸３６Ｌと平行に、左方に向かって延設されている。これにより、遊星ギア機構から成る減速装置３４が構成される。
【００５９】
前記デフケース８０は、前記車軸３６Ｌ・３６Ｒと同一軸心を有するように、前記ボス部材５０ｂに軸受け８４を介して回動可能に支持されると共に、該デフケース４５内には、前記車軸３６Ｌ・３６Ｒと直交するように、ピニオン軸８５・８５が配置され、該ピニオン軸８５・８５が、デフケース８０と一体的に回転するようにしている。そして、ピニオン軸８５・８５の内端部には、ピニオン８６・８６が回動自在に配置され、該ピニオン８６・８６には、前記車軸３６Ｌ・３６Ｒの内端側に固定されたデフサイドギア８７・８７に噛合されている。これにより、左右の車軸３６Ｌ・３６Ｒ間を差動連結する差動装置３５が構成される。
【００６０】
以上のような構成により、前記摩擦変速装置２２によって出力軸３９から出力される変速動力は、前記減速ギア列３３・減速装置３４により減速された後、差動装置３５に入力され、差動回転可能に左右の車軸３６Ｌ・３６Ｒに伝達される。
【００６１】
すなわち、作業車両である乗用芝刈機１に備えた駆動源であるエンジン３からの動力を摩擦変速装置２２を介して車軸３６Ｌ・３６Ｒに伝達する車軸駆動装置２において、前記摩擦変速装置２２は、前記動力によって回転駆動する入力軸３８と、該入力軸３８に支持する駆動側回転ディスク４４と、前記入力軸３８に直交配置する出力軸３９と、該出力軸３９に支持しつつ前記駆動側回転ディスク４４のディスク面であるディスク下面４４ａに周縁部４５ａ・４６ａを摩擦係合する従動側回転ディスクを備え、該従動側回転ディスクは、前記駆動側回転ディスク４４の回転中心である回転軸心３８ａを挟んで、該駆動側回転ディスク４４の径方向一側である左側に配置する正転ディスクである前進ディスク４５と、径方向他側である右側に配置して前記前進ディスク４５と反対方向に回転する逆転ディスクである後進ディスク４６とから構成し、該後進ディスク４６と前記前進ディスク４５とは前記出力軸３９上に遊転配置すると共に、該出力軸３９を前記前進ディスク４５と後進ディスク４６の一方に係合させるディスク切換変速機構２３を備えたので、前記従動側回転ディスクを構成する前進ディスク４５と後進ディスク４６のいずれも、回転方向が変わることなく駆動側回転ディスク４４のディスク下面４４ａに摩擦係合させると共に、前記ディスク切換変速機構２３によって、エンジン３からの動力を駆動側回転ディスク４４から前進ディスク４５と後進ディスク４６の一方を介して出力軸３９に伝達させることができ、従動側回転ディスクが単体の場合のように、乗用芝刈機１の前後進切換等の際に摩擦係合部を加圧状態で左側から右側、または右側から左側に短時間で移動させて回転方向が急に反転する、ということがなく、摩擦係合部の発熱や損傷を抑制することができ、両ディスク、特に従動側回転ディスクである前進ディスク４５・後進ディスク４６の耐久性を向上できる。
【００６２】
更に、前記出力軸３９を固定フレーム３１に支持し、前記入力軸３８を可動フレーム３２に支持し、該可動フレーム３２は、前記固定フレーム３１に対して、前記出力軸３９を中心に傾倒可能に連結すると共に、前記入力軸３８は、ベルト伝動装置４３のベルト２９を介して前記駆動源であるエンジン３に連動連結しており、前記可動フレーム３２に接続したクラッチ操作部材であるクラッチペダル５６によって、クラッチ切時には、前記可動フレーム３２を前記ベルト２９の弛緩方向である前方に傾倒させて、エンジン３から入力軸３８への動力伝達を遮断し、クラッチ入時には、前記可動フレーム３２を、前記固定フレーム３１・可動フレーム３２間に張設する弾性部材であるクラッチバネ５９により、前記ベルト２９の緊張方向である後方に傾倒させて、エンジン３から入力軸３８への動力伝達を行うクラッチ入切機構２４を設け、該クラッチ入切機構２４により、前記ディスク切換変速機構２３による係脱操作を可能とするので、前記クラッチ入切機構２４によって、前記出力軸３９を正転ディスクである前進ディスク４５と逆転ディスクである後進ディスク４６の一方に係合させる際には、エンジン３から入力軸３８への動力伝達を遮断して前進ディスク４５と後進ディスク４６のいずれも無駆動状態にすることができ、前進ディスク４５と後進ディスク４６の一方への出力軸３９の係合が可能となる。これにより、従来のように、駆動側回転ディスク４４のディスク下面４４ａに対して従動側回転ディスクである前進ディスク４５・後進ディスク４６を接触／離間させることによりクラッチ入切を行う場合と比べ、摩擦係合部の発熱や損傷を一層抑制し、両ディスクの耐久性を更に向上できる。
【００６３】
加えて、前記ディスク切換変速機構２３において、前記正転ディスクである前進ディスク４５と逆転ディスクである後進ディスク４６との間の出力軸３９上に、該出力軸３９に対して相対回転不能かつ軸方向摺動可能な切換部材である切換ギア部９０を備えると共に、前記前進ディスク４５と後進ディスク４６のうちで軸方向位置を変更可能な可変ディスクである前進ディスク４５には、弾性部材である変速バネ６７を付設しており、増速時には、前記切換ギア部９０を前進ディスク４５に係合させて軸方向外側である左側に向かって押し出し、減速時には、前記変速バネ６７の弾性力により前進ディスク４５を切換ギア部９０と押圧一体化し、軸方向内側に向かって移動する切換ギア部９０と一緒に前進ディスク４５を引き戻すディスク押し引き構造２５を設け、該ディスク押し引き構造２５により、前記ディスク切換変速機構２３による変速操作を可能とするので、前記変速バネ６７を付設するだけの簡単な構造で、左側に向かって移動中にのみ前進ディスク４５と係合可能な切換ギア部９０に対し、該切換ギア部９０が右側に移動中であっても、前進ディスク４５を常に追従させることができ、部品点数の削減による部品コストの低減を図ることができる。
【００６４】
更に、前記正転ディスクである前進ディスク４５と逆転ディスクである後進ディスク４６には、表面積増加のための凹凸部である空冷凹部４５ｇ、後進ディスク４６前後に冷却風を導く貫通孔である冷却孔４６ｇ、及びフィン４６ｈのうちの少なくとも一つを設けるので、前記前進ディスク４５と後進ディスク４６の冷却効率を高めることができ、摩擦係合部の発熱を一層抑制することができ、前進ディスク４５と後進ディスク４６の耐久性を更に向上できる。
【００６５】
なお、以下では、前記車軸駆動装置２の別形態について説明するが、前記車軸駆動装置２と異なる点を中心に説明すると共に、各要素に用いた符号と同じ符号は、同一または同等の機能を有する要素を指すものであり、同じ符号を付した要素については、特に必要としない限り、その説明は省略する。
【００６６】
次に、前記車軸駆動装置２の別形態である車軸駆動装置２Ａについて、図５乃至図９により説明する。
該車軸駆動装置２Ａは、前述の変速バネ６７を使ったディスク押し引き構造２５の代わりに、係止体８８を使ったディスク押し引き構造２５Ａを用いることにより、車軸駆動装置２の小型化を図ったものである。
【００６７】
該車軸駆動装置２Ａの摩擦変速装置２２Ａに備えたディスク切換変速機構２３Ａにおいては、前記ディスク切換変速機構２３と同様に、前記出力軸３９Ａ上に摺動部材９３が相対回転不能かつ軸心方向摺動可能にスプライン結合される。そして、該摺動部材９３は、左右の前進ディスク６５・後進ディスク４６間に配置される切換ギア部９４と、該切換ギア部９４から右方に延設されると共に前記後進ディスク４６を周りに遊嵌した筒状の本体部９５と、該本体部９５の右端に拡径された係合部９６とから構成される。
【００６８】
このうちの切換ギア部９４には、図７に示すように、その外周に外周爪９４ｂが等間隔に形成され、隣接する該外周爪９４ｂの間には、外周溝９４ｃが等間隔に形成されている。更に、該外周溝９４ｃのうち、外周で互いに離れた位置に略等間隔に設けたもの、本実施例では略１２０度離れた３箇所の外周溝９４ｃに、案内孔９４ｄが形成されている。
【００６９】
該案内孔９４ｄは、前記外周溝９４ｃ近傍に設けた浅い外孔部９４ｅと、該外孔部９４ｅよりも大径であって前記出力軸３９Ａまで貫通する深い内孔部９４ｆとから成る二段孔であり、これら外孔部９４ｅ、内孔部９４ｆは同一半径心上に配置される。そして、このような案内孔９４ｄに、前記係止体８８が挿入されている。
【００７０】
該係止体８８は、球状のカムボール８８ａと、該カムボール８８ａに一端が連結される支持ピン８８ｂと、該支持ピン８８ｂの他端が垂直に固設される円盤状の摺動ディスク８８ｃとから構成され、該カムボール８８ａ、支持ピン８８ｂ、摺動ディスク８８ｃは、前記案内孔９４ｄ内に、該摺動ディスク８８ｃの側面が摺動可能に挿入されている。
【００７１】
そして、このうちのカムボール８８ａの外径は、該カムボール８８ａが前記外孔部９４ｅ内を摺動できるように設定されると共に、摺動ディスク８８ｃの外径は、該摺動ディスク８８ｃが前記内孔部９４ｆ内を摺動できるように設定されており、案内孔９４ｄ内における係止体８８の円滑な移動を可能としている。
【００７２】
更に、前記摺動ディスク８８ｃの外径は、前記外孔部９４ｅの内径よりも小さく設定されており、該外孔部９４ｅから前記内孔部９４ｆにかけて形成される段差部９４ｇによって、摺動ディスク８８ｃのそれ以上の外方への摺動が規制され、案内孔９４ｄからの係止体８８の抜け落ちを防止している。
【００７３】
そして、このような切換ギア部９４を嵌入する前進ディスク６５よりも左方の出力軸３９Ａ上には、前記変速バネ６７は巻回されていない。このため、変速バネ６７に適切な弾性力を付与するための伸縮スペースが不要となり、出力軸３９Ａは前記出力軸３よりも短縮することができ、更に、前進ディスク６５の外側面６５ｂには、前記変速バネ６７を受けるための凹部も不要となっている。
【００７４】
一方、該前進ディスク６５の内側面６５ｃには、前記前進ディスク４５とは同様、前記切換ギア部９４を嵌入するための係合凹部６５ｅが形成される。該係合凹部６５ｅには、図８（ａ）に示すように、内周に等間隔に形成される内周爪６５ｅ１と、隣接する該内周爪６５ｅ１の間に設けた内周溝６５ｅ２とから構成され、前記内周爪６５ｅ１には、その左右略中央部に、前記係止体８８のカムボール８８ａが嵌合可能な大きさの係止溝６５ｅ３が形成されている。
【００７５】
以上のような構成において、図５に示すように、前記切換ギア部９４が位置７９にある場合は、該切換ギア部９４は前進ディスク６５・後進ディスク４６のいずれにも係合せず、該前進ディスク６５・後進ディスク４６は出力軸３９Ａ上を遊転するだけであり、該出力軸３９Ａに動力が伝達されない中立状態Ｎとなっている。
【００７６】
この際、前進ディスク６５の摩擦係合部は、位置７９よりも左側の位置７１にあって、前進方向の回転力が前進ディスク６５に伝達される一方、後進ディスク４６の摩擦係合部は、位置７９よりも右側の位置６８にあって、後進方向の回転力が後進ディスク４６に伝達され、該後進ディスク４６は前記前進ディスク６５と反対方向に回転する。
【００７７】
続いて、前記クラッチペダル５６の踏み操作を行うと、前述したようにして「クラッチ切」となって入力軸３８への動力伝達が遮断され、前進ディスク６５・後進ディスク４６のいずれの回転も停止して無駆動状態となる。そして、該無駆動状態中に、前記変速レバー１０の傾倒操作を行い、前記切換ギア部９４を左方に摺動させて前進ディスク６５に係合させる。
【００７８】
この際の切換ギア部９４の係脱・移動プロセスについて図８、図９により説明する。
まず、切換ギア部９４を、図８（ａ）に示す中立状態Ｎの位置７９から図８（ｂ）に示す位置９８まで移動させると、切換ギア部９４の外周爪９４ｂの一部が、係合凹部６５ｅの内周溝６５ｅ２に嵌合すると共に、切換ギア部９４の外周溝９４ｃに設けた係止体８８のカムボール８８ａが、係合凹部６５ｅの内周爪６５ｅ１に当接した後、外孔部９４ｅ内に待避しながら、乗り上げを開始する。
【００７９】
それから、切換ギア部９４を、図８（ｂ）に示す位置９８から図８（ｃ）に示す位置９９まで移動させると、カムボール８８ａは、外孔部９４ｅ内に更に待避しながら、内周爪６５ｅ１の先端上に乗り上げ、更に、図８（ｄ）に示す前記位置１００まで移動させると、カムボール８８ａは、外孔部９４ｅから突出しながら、係止溝６５ｅ３内に落ち込み、これにより、前進ディスク６５に対する切換ギア部９４の係合が完了する。
【００８０】
続いて、前記クラッチペダル５６の戻し操作を行うと、前述したように「クラッチ入」となって入力軸３８への動力伝達が再開され、前進ディスク６５・後進ディスク４６のいずれも回転を開始して駆動状態となるが、前進ディスク６５の回転動力のみが、該前進ディスク６５に係合済みの摺動部材９３を介して、前記出力軸３９Ａに伝達される。
【００８１】
そして、増速時に、前記変速レバー１０の傾倒操作を行い、前記切換ギア部９４を左方に摺動させると、図８（ｄ）に示すように、前進ディスク６５の係合凹部６５ｅが、前記切換ギア部９４のギア側面９４ａによって、矢印１０１に示すように左方に押動される。すると、摩擦係合部は、図５、図６に示すように、前記位置７１から位置９７を通って位置７２まで移動する。その間、前進ディスク６５の前進方向の回転力が無段で増加し、位置９７の中間速状態Ｆ１を通って位置７２に達すると、前進の最高速状態Ｆｍａｘとなる。
【００８２】
該最高速状態Ｆｍａｘでは、前進ディスク６５と一体となって高速回転する切換ギア部９４のカムボール８８ａが、遠心力によって外孔部９４ｅから突出され、該突出力により、前進ディスク６５の係止溝６５ｅ３内に強く押し込まれて嵌合する。
【００８３】
このため、減速時に、前記切換ギア部９４を右方に摺動させると、図９（ａ）に示すように、突出したままの前記カムボール８８ａにより、前記係止溝６５ｅ３が、矢印１０２に示すように右方に向かって押動されるため、前進ディスク６５は切換ギア部９４に追従して移動する。
【００８４】
更に、前記切換ギア部９４を右方に摺動させると、係合半径が小さくなって前進ディスク６５の回転が減速され、図９（ｂ）に示すように、位置９７の中間速状態Ｆ１では、カムボール８８ａの突出力が減少する。このため、該カムボール８８ａは、外孔部９４ｅ内に待避しながら、係止溝６５ｅ３から内周爪６５ｅ１にかけて乗り上げを開始するが、該係止溝６５ｅ３・内周爪６５ｅ１は、依然として、前記カムボール８８ａにより、右方に向かって押動されるため、依然として、前進ディスク６５は切換ギア部９４に追従して移動する。
【００８５】
続けて、前記切換ギア部９４を右方に摺動させると、係合半径が更に小さくなって前進ディスク６５の回転が減速され、位置７１の前進の最低速状態Ｆｍｉｎでは、カムボール８８ａの突出力が非常に小さくなる。この際、前述の如く、前進ディスク６５は、その内側面６５ｃの上端部が前記規制突部３８ｂの側面に当接し、それ以上は右方に移動できないようにされているため、前記切換ギア部９４を更に右方に摺動させると、図９（ｃ）に示すように、切換ギア部９４が係合凹部６５ｅから抜け出ようとし、カムボール８８ａは、外孔部９４ｅ内を更に待避しながら、内周爪６５ｅ１の先端上に乗り上げる。
【００８６】
更に、前記切換ギア部９４を右方に摺動させると、カムボール８８ａは、内周爪６５ｅ１を乗り越え、その結果、位置７９の中立状態Ｎでは、切換ギア部９４と前進ディスク６５との係合が外れることとなる。
【００８７】
このように切換ギア部９４に設けた係止体８８を利用したディスク押し引き構造２５Ａによって、エンジン３からの回転動力は、前進の最高速状態Ｆｍａｘから最低速状態Ｆｍｉｎの間で無段変速されるのである。なお、前後進の切り換え、前記減速ギア列３３・減速装置３４・差動装置３５、及び前進ディスク６５・後進ディスク４６の空冷構造については、前記車軸駆動装置２と同様である。
【００８８】
すなわち、前記ディスク切換変速機構２３Ａにおいて、前記正転ディスクである前進ディスク６５と逆転ディスクである後進ディスク４６との間の出力軸３９Ａ上に、該出力軸３９Ａに対して相対回転不能かつ軸方向摺動可能な切換部材である切換ギア部９４を備えると共に、該切換ギア部９４の外周に設けた外周爪９４ｂの間には、前記出力軸３９Ａの径方向外側に向かって外周面である外周溝９４ｃから突出／退避自在な係止体８８を配置する一方、前記前進ディスク６５と後進ディスク４６の内周には内周爪６５ｅ１・４６ｅ１を設け、更に、両ディスクのうちで軸方向位置を変更可能な可変ディスクである前進ディスク６５の内周爪６５ｅ１には、前記係止体８８が嵌合可能な係止溝６５ｅ３を形成しており、増速時には、前記外周爪９４ｂと内周爪６５ｅ１が嵌合した状態で、前記切換ギア部９４の外側面が前進ディスク６５を軸方向外側に向かって押し出し、減速時には、遠心力によって突出した前記係止体８８が係止溝６５ｅ３に嵌合した状態で、該係止体８８の内側面が前進ディスク６５を軸方向内側に向かって引き戻すディスク押し引き構造２５Ａを設け、該ディスク押し引き構造２５Ａにより、前記ディスク切換変速機構２３Ａによる変速操作を可能とするので、前記切換ギア部９４に係止体８８を組み込んだコンパクトな構造により、前進ディスク６５を、該前進ディスク６５と係合状態にある切換ギア部９４の移動に追従して軸方向内側に移動させることができ、弾性部材等の設置空間の省略による車軸駆動装置２Ａの小型化を図ることができる。
【００８９】
なお、該車軸駆動装置２Ａの前進ディスク６５にも、前記前進ディスク４５と同様に、その内側面６５ｃに、複数の空冷凹部６５ｇが設けられており、該空冷凹部６５ｇの分だけ前進ディスク６５の表面積が増加して、前進ディスク６５自体の冷却性が向上すると共に、その際に発生する風の一部が、前記後進ディスク４６に向かって冷却風として供給される。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、作業車両に備えた駆動源からの動力を摩擦変速装置を介して車軸に伝達する、全ての車軸駆動装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１ 乗用芝刈機（作業車両）
２・２Ａ 車軸駆動装置
３ エンジン（駆動源）
２２・２２Ａ 摩擦変速装置
２３・２３Ａ ディスク切換変速機構
２４ クラッチ入切機構
２５・２５Ａ ディスク押し引き構造
２９ ベルト
３１ 固定フレーム
３２ 可動フレーム
３６Ｌ・３６Ｒ 車軸
３８ 入力軸
３８ａ 回転軸心
３９・３９Ａ 出力軸
４３ ベルト伝動装置
４４ 駆動側回転ディスク
４４ａ ディスク下面（ディスク面）
４５・６５ 前進ディスク（正転ディスク・可変ディスク）
４５ａ・４６ａ 周縁部
４５ｇ・６５ｇ 空冷凹部（凹凸部）
４６ 後進ディスク（逆転ディスク）
４６ｂ フィン
４６ｅ１・６５ｅ１ 内周爪
４６ｇ 冷却孔（貫通孔）
５６ クラッチペダル（クラッチ操作部材）
５９ クラッチバネ（弾性部材）
６５ｅ３ 係止溝
６７ 変速バネ（弾性部材）
８８ 係止体
９０・９４ 切換ギア部（切換部材）
９４ｂ 外周爪
９４ｃ 外周溝（外周面）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業車両に備えた駆動源からの動力を摩擦変速装置を介して車軸に伝達する車軸駆動装置において、前記摩擦変速装置は、前記動力によって回転駆動する入力軸と、該入力軸に支持する駆動側回転ディスクと、前記入力軸に直交配置する出力軸と、該出力軸に支持しつつ前記駆動側回転ディスクのディスク面に周縁部を摩擦係合する従動側回転ディスクとを備え、該従動側回転ディスクは、前記駆動側回転ディスクの回転中心を挟んで、該駆動側回転ディスクの径方向一側に配置する正転ディスクと、径方向他側に配置して前記正転ディスクと反対方向に回転する逆転ディスクとから構成し、該逆転ディスクと前記正転ディスクとは前記出力軸上に遊転配置すると共に、該出力軸を前記正転ディスクと逆転ディスクの一方に係合させるディスク切換変速機構を備えたことを特徴とする車軸駆動装置。
【請求項２】
前記出力軸を固定フレームに支持し、前記入力軸を可動フレームに支持し、該可動フレームは、前記固定フレームに対して、前記出力軸を中心に傾倒可能に連結すると共に、前記入力軸は、ベルト伝動装置のベルトを介して前記駆動源に連動連結しており、前記可動フレームに接続したクラッチ操作部材によって、クラッチ切時には、前記可動フレームを前記ベルトの弛緩方向に傾倒させて、駆動源から入力軸への動力伝達を遮断し、クラッチ入時には、前記可動フレームを、前記固定フレーム・可動フレーム間に張設する弾性部材により、前記ベルトの緊張方向に傾倒させて、駆動源から入力軸への動力伝達を行うクラッチ入切機構を設け、該クラッチ入切機構により、前記ディスク切換変速機構による係脱操作を可能とすることを特徴とする請求項１に記載の車軸駆動装置。
【請求項３】
前記ディスク切換変速機構において、前記正転ディスクと逆転ディスクとの間の出力軸上に、該出力軸に対して相対回転不能かつ軸方向摺動可能な切換部材を備えると共に、前記正転ディスクと逆転ディスクのうちで軸方向位置を変更可能な可変ディスクには、弾性部材を付設しており、増速時には、前記切換部材を可変ディスクに係合させて軸方向外側に向かって押し出し、減速時には、前記弾性部材の弾性力により可変ディスクを切換部材と押圧一体化し、軸方向内側に向かって移動する切換部材と一緒に可変ディスクを引き戻すディスク押し引き構造を設け、該ディスク押し引き構造により、前記ディスク切換変速機構による変速操作を可能とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車軸駆動装置。
【請求項４】
前記ディスク切換変速機構において、前記正転ディスクと逆転ディスクとの間の出力軸上に、該出力軸に対して相対回転不能かつ軸方向摺動可能な切換部材を備えると共に、該切換部材の外周に設けた外周爪の間には、前記出力軸の径方向外側に向かって外周面から突出／退避自在な係止体を配置する一方、前記正転ディスクと逆転ディスクの内周には内周爪を設け、更に、両ディスクのうちで軸方向位置を変更可能な可変ディスクの内周爪には、前記係止体が嵌合可能な係止溝を形成しており、増速時には、前記外周爪と内周爪が嵌合した状態で、前記切換部材の外側面が可変ディスクを軸方向外側に向かって押し出し、減速時には、遠心力によって突出した前記係止体が係止溝に嵌合した状態で、該係止体の内側面が可変ディスクを軸方向内側に向かって引き戻すディスク押し引き構造を設け、該ディスク押し引き構造により、前記ディスク切換変速機構による変速操作を可能とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車軸駆動装置。
【請求項５】
前記正転ディスクと逆転ディスクには、表面積増加のための凹凸部、ディスク前後に冷却風を導く貫通孔、及びフィンのうちの少なくとも一つを設けることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか一項に記載の車軸駆動装置。
【請求項１】
作業車両に備えた駆動源からの動力を摩擦変速装置を介して車軸に伝達する車軸駆動装置において、前記摩擦変速装置は、前記動力によって回転駆動する入力軸と、該入力軸に支持する駆動側回転ディスクと、前記入力軸に直交配置する出力軸と、該出力軸に支持しつつ前記駆動側回転ディスクのディスク面に周縁部を摩擦係合する従動側回転ディスクとを備え、該従動側回転ディスクは、前記駆動側回転ディスクの回転中心を挟んで、該駆動側回転ディスクの径方向一側に配置する正転ディスクと、径方向他側に配置して前記正転ディスクと反対方向に回転する逆転ディスクとから構成し、該逆転ディスクと前記正転ディスクとは前記出力軸上に遊転配置すると共に、該出力軸を前記正転ディスクと逆転ディスクの一方に係合させるディスク切換変速機構を備えたことを特徴とする車軸駆動装置。
【請求項２】
前記出力軸を固定フレームに支持し、前記入力軸を可動フレームに支持し、該可動フレームは、前記固定フレームに対して、前記出力軸を中心に傾倒可能に連結すると共に、前記入力軸は、ベルト伝動装置のベルトを介して前記駆動源に連動連結しており、前記可動フレームに接続したクラッチ操作部材によって、クラッチ切時には、前記可動フレームを前記ベルトの弛緩方向に傾倒させて、駆動源から入力軸への動力伝達を遮断し、クラッチ入時には、前記可動フレームを、前記固定フレーム・可動フレーム間に張設する弾性部材により、前記ベルトの緊張方向に傾倒させて、駆動源から入力軸への動力伝達を行うクラッチ入切機構を設け、該クラッチ入切機構により、前記ディスク切換変速機構による係脱操作を可能とすることを特徴とする請求項１に記載の車軸駆動装置。
【請求項３】
前記ディスク切換変速機構において、前記正転ディスクと逆転ディスクとの間の出力軸上に、該出力軸に対して相対回転不能かつ軸方向摺動可能な切換部材を備えると共に、前記正転ディスクと逆転ディスクのうちで軸方向位置を変更可能な可変ディスクには、弾性部材を付設しており、増速時には、前記切換部材を可変ディスクに係合させて軸方向外側に向かって押し出し、減速時には、前記弾性部材の弾性力により可変ディスクを切換部材と押圧一体化し、軸方向内側に向かって移動する切換部材と一緒に可変ディスクを引き戻すディスク押し引き構造を設け、該ディスク押し引き構造により、前記ディスク切換変速機構による変速操作を可能とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車軸駆動装置。
【請求項４】
前記ディスク切換変速機構において、前記正転ディスクと逆転ディスクとの間の出力軸上に、該出力軸に対して相対回転不能かつ軸方向摺動可能な切換部材を備えると共に、該切換部材の外周に設けた外周爪の間には、前記出力軸の径方向外側に向かって外周面から突出／退避自在な係止体を配置する一方、前記正転ディスクと逆転ディスクの内周には内周爪を設け、更に、両ディスクのうちで軸方向位置を変更可能な可変ディスクの内周爪には、前記係止体が嵌合可能な係止溝を形成しており、増速時には、前記外周爪と内周爪が嵌合した状態で、前記切換部材の外側面が可変ディスクを軸方向外側に向かって押し出し、減速時には、遠心力によって突出した前記係止体が係止溝に嵌合した状態で、該係止体の内側面が可変ディスクを軸方向内側に向かって引き戻すディスク押し引き構造を設け、該ディスク押し引き構造により、前記ディスク切換変速機構による変速操作を可能とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車軸駆動装置。
【請求項５】
前記正転ディスクと逆転ディスクには、表面積増加のための凹凸部、ディスク前後に冷却風を導く貫通孔、及びフィンのうちの少なくとも一つを設けることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか一項に記載の車軸駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−８７９１３（Ｐ２０１３−８７９１３Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３０８７２（Ｐ２０１１−２３０８７２）
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００１２５８５３）株式会社 神崎高級工機製作所 (210)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００１２５８５３）株式会社 神崎高級工機製作所 (210)
【Ｆターム（参考）】
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