JP2003184990A - 移動農機の伝動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 頻繁に正逆転を含めて速度変更を簡単・迅速
に行えるＨＭＴ式の変速装置を有する移動農機の伝動機
構を提供すること。 【解決手段】 エンジン６の駆動力をＨＳＴ１に入力
し、該ＨＳＴ１の油圧ポンプ４の出力を遊星歯車機構２
に入力して回転軸２５から出力し、ＨＳＴ油圧モータ５
の出力を回転軸１７を経由して前記回転軸２５からの出
力と合成して合成出力軸２９に出力し、該合成出力軸２
９から正転用クラッチ３１と逆転用クラッチ３２（手動
の前後進レバーで操作）を有する正逆転歯車機構３０に
入力させ、副変速装置４０から車輪に伝達する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧−機械式変速
装置（以下、ＨＭＴということがある）を備えた移動農
機の伝動機構に関するものであり、特にＨＭＴの油圧制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からエンジン出力を静油圧式無断変
速装置（ＨＳＴ）に伝達し、また同時にエンジン出力を
ＨＳＴを介して遊星歯車機構に伝達し、遊星歯車機構の
出力とＨＳＴの出力を合力して出力するＨＭＴ式のトラ
クタなどの移動農機の伝動機構が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】通常、ＨＭＴ式のトラ
クタの変速シフタ部は図９の平面図に示すような変速シ
フト装置が考えられるが、トラクタ等の作業車が前後進
をくり返す、水田の耕耘作業、圃場の四隅の仕上げ作
業、代掻きローター作業等の作業をする場合に、前後進
速度が合わないことが多かった。それは、図９に示す変
速シフト装置を用いて速度制御をする場合に、矢印で示
す方向にレバーを移動させた後のレバー位置で速度が決
まるため、微調整が難しいためである。また、図９に示
す変速シフト装置を用いて速度制御をする場合には頻繁
にレバー操作をしないと適切な速度が選択できないため
速度制御の結果で適切速度を選択するまでの時間が「遅
い」と感じるオペレターが多いことがあった。

【０００４】そこで本発明の課題は頻繁に正逆転を含め
て速度変更を簡単・迅速に行えるＨＭＴ式の変速装置を
有する移動農機の伝動機構を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題は次の発明によ
り解決される。請求項１記載の発明は、エンジン６の駆
動力が入力される油圧ポンプ４と油圧モータ５を有する
静油圧式無段変速装置１と、該静油圧式無段変速装置１
の油圧ポンプ４の出力が入力される遊星歯車機構２と、
静油圧式無段変速装置１の油圧モータ５からの出力と遊
星歯車機構２からの出力を合成した合成出力軸２９と、
該合成出力軸２９から入力される正転用クラッチ３１と
逆転用クラッチ３２を有する正逆転歯車機構３０と、該
正逆転用クラッチ３１、３２の作動を行う手動の前後進
レバーとを備えた変速装置を有する移動農機の伝動機構
である。

【０００６】請求項１記載の発明によれば、移動農機の
伝動機構における前後進をくり返す作業（水田の耕耘作
業、圃場の四隅仕上げ作業、代掻きローター作業等）に
おいて、リニアシフトレバー等を用いる前後進レバーで
前後進の設定が簡単にでき、操縦性が良い。

【０００７】請求項２記載の発明は、エンジン６の駆動
力が直接入力される正転用クラッチ３１と逆転用クラッ
チ３２を有する正逆転歯車機構３０と、該正逆転歯車機
構３０からの出力が入力される油圧ポンプ４と油圧モー
タ５を有する静油圧式無段変速装置１と、該静油圧式無
段変速装置１の油圧ポンプ４の出力が入力される遊星歯
車機構２と、静油圧式無段変速装置１の油圧モータ５か
らの出力と遊星歯車機構２からの出力を合成した合成出
力軸２９と、前記正逆転用クラッチ３１、３２の作動を
行う手動の前後進レバーとを備えた変速装置を有する移
動農機の伝動機構である。

【０００８】請求項２記載の発明においても、移動農機
の伝動機構における前後進をくり返す作業において、リ
ニアシフトレバー等を用いる前後進レバーで前後進の設
定が簡単にできる。

【０００９】請求項３記載の発明は、エンジン６の駆動
力が入力される油圧ポンプ４と油圧モータ５を有する静
油圧式無段変速装置１と、該静油圧式無段変速装置１の
油圧ポンプ４の出力が入力される遊星歯車機構２と、静
圧式無段変速装置１の油圧モータ５からの出力と遊星歯
車機構２からの出力を合成した合成出力軸２９とを備え
た備えた変速装置を有する移動農機の伝動機構におい
て、前記静油圧式無段変速装置１の油圧ポンプ４と油圧
モータ５の間に設けた正逆転用油路切換弁５１と、該正
逆転用油路切換弁５１の作動を行う手動の前後進レバー
とを備えた変速装置を有する移動農機の伝動機構であ
る。

【００１０】請求項３記載の発明によれば、正逆転歯車
機構３０を用いることなく、請求項１記載の発明と同様
に、トラクタ等における前後進をくり返す作業におい
て、リニアシフトレバー等を用いる前後進レバーで前後
進の設定が簡単にできる。

【００１１】請求項４記載の発明は、エンジン６の駆動
力が入力されるオイル吐出量を決める斜板１１を持つ油
圧ポンプ４と油圧モータ５を有する静油圧式無段変速装
置１と、該静油圧式無段変速装置１の油圧ポンプ４の出
力が入力される遊星歯車機構２と、静油圧式無段変速装
置１の油圧モータ５からの出力と遊星歯車機構２からの
出力を合成した合成出力軸２９と、該合成出力軸２９か
ら入力される正転用クラッチ３１と逆転用クラッチ３２
を有する正逆転歯車機構３０と、該正逆転用クラッチ３
１、３２の作動を行う手動の前後進レバーと、走行速度
をその傾斜角度に応じて決める手動の速度レバー６４
と、該速度レバー６４の傾斜角度を検知するレバー基部
に設けた位置検知センサ６５と、該位置検知センサ６５
で検知した傾斜角度に応じて、静油圧式無段変速装置１
の油圧ポンプ４の斜板１１の傾斜角度を設定する斜板操
作部６３とを備えた変速装置を有する移動農機の伝動機
構である。

【００１２】請求項４記載の発明によれば、手動の速度
レバー６４とは別に斜板操作部６３を設けたことによ
り、ＨＳＴポンプ４の斜板１１を的確な位置へ動かすこ
とができ、オペレーターの希望する速度でトラクタを走
行させることができ、またスムーズな旋回が可能とな
る。

【００１３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、移動農機
の伝動機構における前後進をくり返す作業において、リ
ニアシフトレバー等を用いる前後進レバーで前後進の設
定が簡単にでき、迅速に目的の前後進速度に達すること
ができる。

【００１４】請求項２記載の発明においても、請求項１
と同様に前後進レバーで前後進の設定が簡単にでき、迅
速に目的の前後進速度に達する。

【００１５】請求項３記載の発明によれば、高価な正逆
転歯車機構３０を用いることなく、請求項１記載の発明
と同様に、迅速に目的の前後進速度に調整することがで
きる。

【００１６】請求項４記載の発明によれば、オペレータ
ーの希望する速度でトラクタを走行させることができ、
またスムーズな旋回が可能となり、安全性が向上する。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面と共に
説明する。図１はＨＭＴ方式のトラクタの変速装置の構
成図である。図１に示すようにＨＭＴはＨＳＴ１と遊星
歯車機構２と正逆転歯車機構３０と副変速装置４０を備
えており、ＨＳＴ１は斜板付き油圧ポンプ４と油圧モー
タ５を備え、該ＨＳＴ１にはエンジン６からの出力が入
力軸８を経由して油圧ポンプ４に入り、油圧ポンプ４の
可動斜板１１の傾斜角度を調整することで油圧ポンプ４
からの作動油の吐出量がコントロールされる。また、油
圧ポンプ４のポンプ回転軸１２から遊星歯車機構２の第
一入力軸１４に駆動力が入力される。

【００１８】油圧ポンプ４の可動斜板１１を回転させて
吐出された作動油は油圧モータ５に送油される。油圧モ
ータ５の出力軸１５は遊星歯車機構２の第二入力軸１７
へ伝えられる。ブースターポンプ９はエンジン６で駆動
（図示せず）されており、オイルタンク５８から吸い込
んだ油をＨＳＴ油圧閉回路３に補充して、常に効率よく
作動するように構成している。

【００１９】第一入力軸１４から遊星歯車機構２のサン
ギア１８に伝達された回転力は、サンギア１８からプラ
ネタリギア１９を経由してキャリア２０を駆動させる。
キャリア２０の回転がプラネタリギア２２、２３を駆動
させ、プラネタリギア２３に噛合した遊星歯車機構２の
出力軸２５に伝達される。

【００２０】また、油圧モータ５から出力軸１５を経由
して遊星歯車機構２の第二入力軸１７へ伝えられた動力
はギア２４、２６を介して遊星歯車機構２の出力軸２５
に伝達され、該出力軸２５のギア２７に伝えられる。出
力軸２５のギア２７からキャリア２０に動力伝達され、
この動力はＨＭＴ合成出力軸２９に伝達されるが、ＨＭ
Ｔ合成出力軸２９は正逆転歯車機構３０の入力軸でもあ
る。

【００２１】このように、ＨＭＴ合成出力軸２９に入力
されるのはＨＳＴ油圧ポンプ４から第一入力軸１４を経
由して遊星歯車機構２に入力された動力とＨＳＴ油圧モ
ータ５から第二入力軸１５を経由して遊星歯車機構２に
入力された動力との合力である。

【００２２】正逆転歯車機構３０には並列配置の油圧ク
ラッチ３１、３２が設けられ、図示しないリニアシフト
レバー等を用いる前後進レバーを用いて、いずれか一方
のクラッチ３１又は３２を作動させ、ＨＭＴ合成出力軸
２９から正逆転歯車機構３０に入力された動力を正回転
又は逆回転させて出力軸３４から出力される。正回転時
には油圧クラッチ３１が作動し、ＨＭＴ合成出力軸２９
からの入力はギア３６からギア３７に入り、クラッチ３
１を経由して、出力軸３４に伝達される。また逆回転時
には油圧クラッチ３２が作動し、ＨＭＴ合成出力軸２９
からの入力はギア３８に噛合するギア３９を介し逆転し
てギア３５に入り、クラッチ３２を経由して、出力軸３
４に伝達される。

【００２３】出力軸３４には副変速装置４０の２つのギ
ア４１、４２が固着されている。また副変速装置４０に
は出力軸３４と並列配置された副変速軸４４があり、該
副変速軸４４にはギア４５、４６が遊嵌されている。副
変速軸４４にはクラッチ４７が設けられており、このク
ラッチ４７を操作することでギア４５または４６の何れ
かを作動させることができる。ギア４１とギア４５のギ
ア比とギア４２とギア４６のギア比により副変速軸４４
の回転数が異なり、その回転数の違いがベベルギア４９
を介して図示しない後輪のデフェレンシャルギア機構等
に動力伝達される。

【００２４】また図２に示すようにエンジン６の出力軸
とＨＭＴ機のＨＳＴ入力軸８との間に、前記正逆転歯車
機構（減速機）３０を配置し、エンジン出力を前記正逆
転歯車機構３０を経由してＨＳＴ１及び遊星歯車機構２
に伝達する方式でも良い。

【００２５】なお、前記正逆転歯車機構３０の操作はリ
ニアシフトレバーとすることができる。

【００２６】図１、図２に示すＨＭＴ式変速装置を用い
てトラクタ等における前後進をくり返す作業（水田の耕
耘作業、圃場の四隅仕上げ作業、代掻きローターを用い
る水田代掻き作業等）において、リニアシフトレバー等
を用いる前後進レバーで前後進の設定が簡単にでき、前
後進速度が迅速に目的の速度に達する。

【００２７】図３には図１、図２に示すＨＭＴ式変速装
置における前記正逆転歯車機構３０の油圧クラッチ３
１、３２の作動を徐々に昇圧させる機構を追加して設け
た構成の昇圧機構５０等の構成部分を示す。

【００２８】前記正逆転歯車機構３０の油圧クラッチ３
１又は３２の作動を徐々に昇圧させる機構は正逆転用の
油圧クラッチ３１、３２が正逆切換弁５１により作動さ
れるとき、油路５２の背圧が徐々に上がり、昇圧用切換
弁５３の油路が５３ａから５３ｂに切り換えられ、リリ
ーフバルブ５５に対する背圧がかかり、スプリング５６
の付勢力に抗してリリーフバルブ５５がオイルタンク５
８側と連通される。

【００２９】このとき油圧クラッチ３１または３２の内
圧が急激に低下するが、背圧である油路５２も同時に降
圧するため昇圧用切換弁５３の油路５３ｂは油路５３ａ
に戻る。そのため再びスプリング５６の付勢力によりリ
リーフバルブ５５が閉じて、油圧クラッチ３１又は３２
が次第に昇圧される。この作動を繰り返しながら、最終
的には絞り５７を経て遅れて作用する油圧力により、リ
リーフバルブ５５は閉鎖され、クラッチは強い荷重で押
圧維持される。

【００３０】このように油圧クラッチ３１、３２の昇圧
機構５０に油圧制御用のバルブ５３を設け、徐々に昇圧
させることで、図１に示す構成のみの場合より、よりス
ムースな前後進走行が可能となる。

【００３１】図４には、図１の正逆転歯車機構３０に代
えてＨＳＴ１のポンプ４とモータ５の間に正逆転の切換
弁５１を設けた構成を示す。従って、この場合にはＨＳ
Ｔポンプ４からの出力によるＨＳＴモータ５の正転、逆
転の方向は図１に示す場合と逆になる。

【００３２】図４に示すＨＭＴ式変速装置は、複雑で高
価な正逆転歯車機構３０を用いることなく、図１に示す
変速装置と同様に、トラクタ等における前後進をくり返
す作業（水田の耕耘作業、圃場の四隅仕上げ作業、代掻
きローターを用いる水田代掻き作業等）において、リニ
アシフトレバー等を用いる前後進レバーで前後進の設定
が簡単にでき、前後進速度が迅速に目的の速度に達す
る。

【００３３】図５、図６に示すＨＭＴ式変速装置を備え
たトラクタの例では、ＨＳＴポンプ４の斜板１１を操作
する斜板操作部６３を手動の速度レバー６４とは独立し
た構成にする。また手動の速度レバー６４の傾斜位置を
検出するポテンショメータ６５などのセンサ及びその他
の各種センサーのデータを処理するＣＰＵ６７も合わせ
て設ける。

【００３４】例えば、斜板操作部６３は速度レバー６４
の基部に設けたポテンショメータ６５で該速度レバー６
４の傾斜角度に応じてトラクタの走行速度を決めること
ができるが、ポテンショメータ６５の検出値はＣＰＵ６
７に入力された後、トラクタのその他の検知装置、通信
装置からの入力信号、例えば図示しない前後進レバーの
信号、車速センサの入力値、左右方向の操舵を検知する
ハンドル切換センサ、リフトアームセンサ等の入力値と
共にＣＰＵ６７内で演算されて旋回時の作業機昇降に伴
う走行車速の自動変更を、ＨＳＴポンプ４の斜板１１の
傾斜角度が最適になるように斜板操作部６３のアクチュ
エータ６９に演算値を出力する。以後の操作は図１で説
明した場合と同様である。

【００３５】なお、前記前後進レバーの信号は、手動の
前後進レバーの操作で行われる図１の正逆転歯車機構３
０の油圧クラッチ３１、３２の作動制御信号である。

【００３６】こうして手動の速度レバー６４と別に斜板
操作部６３を設けたことにより、ＨＳＴポンプ４の斜板
１１を的確な傾斜角度位置へ動かすことができ、オペレ
ーターの希望する速度でトラクタを走行させることがで
きる。たとえば、オペレーターの希望する走行速度での
作業中に（例えば高速耕耘中に）、旋回でハンドルが切
れるとＣＰＵ６７からの指令が走行速度を数段階落とす
ように指示する信号が斜板操作部６３に入る。こうして
トラクタのオートクルーズが可能となる。また、トラク
タにロータリー耕耘機を取り付けて耕耘作業を行う時に
はエンジン回転数を検出し、斜板操作部６３によりＨＳ
Ｔポンプ斜板軸が吐出油量の増加方向又は減少方向に回
動制御が自動的に行われる。このようにＨＳＴ１による
無段変速制御により、必要最小限の変速が可能となり、
作業効率の低下を防止することができる。また、上記構
成により、スムーズな旋回が可能となり、安全性が向上
する。

【００３７】また、図７に示す例は、例えば図１に示す
ＨＭＴ式トラクタの変速装置のＨＳＴ部に、トラクタ本
機の油圧回路構成のパワステアリング制御回路６０部分
からの戻り油を補給するルート６１を回路として設ける
構成であり、ブースターポンプ９の代わりをパワーステ
アリング用の戻り圧油で行う。

【００３８】こうして、前記戻り油ルート６１を設置す
ると、ＨＳＴ１に掛かる負荷等によるＨＳＴ１の閉回路
内のリークによりＨＳＴ１内の油圧閉回路３のオイルが
減っても圧油を供給でき、ＨＳＴ１の作動効率が悪くな
ることを防止する。

【００３９】またＨＳＴ１に掛かる負荷等によりＨＳＴ
１の油圧閉回路内のリークが増えることを防止するため
に、図８に示すように、ＨＳＴ１の内部にブースター用
のチャージポンプ６２を設ける構成を採用しても良い。
この場合は図７のようなパワステアリングからの戻り油
ルート６１等の補給油圧回路用の複雑な配管等をなくす
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態のＨＭＴ方式トラクタの
変速装置の構成図である。

【図２】 本発明の実施の形態のＨＭＴ方式トラクタの
変速装置の構成図である。

【図３】 本発明の実施の形態のＨＭＴ方式トラクタの
変速装置の正逆転クラッチの昇圧機構等の構成図であ
る。

【図４】 本発明の実施の形態のＨＭＴ方式トラクタの
変速装置の構成図である。

【図５】 本発明の実施の形態のＨＭＴ方式トラクタの
変速装置の構成図である。

【図６】 図５の変速装置の斜板操作部の作動機構図で
ある。

【図７】 本発明の実施の形態のＨＭＴ方式トラクタの
変速装置の構成図である。

【図８】 本発明の実施の形態のＨＭＴ方式トラクタの
変速装置の構成図である。

【図９】 従来技術のＨＭＴ方式トラクタの変速シフト
装置の平面図である。

【符号の説明】

１ ＨＳＴ ２ 遊星歯車機構 ３ 油圧閉回路 ４ ＨＳＴ油圧ポ
ンプ ５ ＨＳＴ油圧モータ ６ エンジン ８ ＨＳＴ入力軸 ９ ブースターポ
ンプ １１ 斜板 １２ 油圧ポンプ
回転軸 １４ 遊星歯車機構の第一入力軸 １５ 油圧モータ
の出力軸 １７ 遊星歯車機構の第二入力軸 １８ サンギア １９ プラネタリギア ２０ キャリア ２２、２３ プラネタリギア ２４、２６、２７
ギア ２５ 遊星歯車機構の出力軸 ２９ ＨＭＴ合成
出力軸 ３０ 正逆転歯車機構 ３１、３２ 油圧
クラッチ ３４ 出力軸 ３５、３６、３７、３８、３９ ギア ４０ 副変速装置 ４１、４２ ギア ４４ 副変速軸 ４５、４６ ギア ４７ クラッチ ４９ ベベルギア ５０ 昇圧機構 ５１ 正逆転用油
路切換弁 ５２ 油路 ５３ 昇圧用切換
弁 ５５ リリーフバルブ ５６ スプリング ５７ 絞り ５８ オイルタン
ク ６０ 制御回路 ６１ 戻り油ルー
ト ６２ チャージポンプ ６３ 斜板操作部 ６４ 速度レバー ６５ 位置検知センサ（ポテンショメータ） ６７ ＣＰＵ ６９ アクチュエ
ータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｈ 45/00 Ｆ１６Ｈ 45/00 Ａ 61/40 61/40 Ｑ (72)発明者 藤原 潤一 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内 (72)発明者 城下 哲也 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内 Ｆターム(参考） 3D039 AA03 AA04 AB11 AC21 AC32 AC40 AC45 AC54 AC70 AC77 AC85 AD23 AD43 AD44 AD53 3D042 AA01 AA03 AA05 AA10 AB11 BA02 BA07 BA08 BA12 BA13 BA19 BA20 BC03 BC07 BC08 BC09 BC10 BD02 BD04 BD08 BD09 3J053 AA02 AB02 AB32

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン６の駆動力が入力される油圧ポ
   ンプ４と油圧モータ５を有する静油圧式無段変速装置１
   と、 該静油圧式無段変速装置１の油圧ポンプ４の出力が入力
   される遊星歯車機構２と、 静油圧式無段変速装置１の油圧モータ５からの出力と遊
   星歯車機構２からの出力を合成した合成出力軸２９と、 該合成出力軸２９から入力される正転用クラッチ３１と
   逆転用クラッチ３２を有する正逆転歯車機構３０と、 該正逆転用クラッチ３１、３２の作動を行う手動の前後
   進レバーとを備えた変速装置を有する移動農機の伝動機
   構。
2. 【請求項２】 エンジン６の駆動力が直接入力される正
   転用クラッチ３１と逆転用クラッチ３２を有する正逆転
   歯車機構３０と、 該正逆転歯車機構３０からの出力が入力される油圧ポン
   プ４と油圧モータ５を有する静油圧式無段変速装置１
   と、 該静油圧式無段変速装置１の油圧ポンプ４の出力が入力
   される遊星歯車機構２と、 静油圧式無段変速装置１の油圧モータ５からの出力と遊
   星歯車機構２からの出力を合成した合成出力軸２９と、 前記正逆転用クラッチ３１、３２の作動を行う手動の前
   後進レバーとを備えた変速装置を有する移動農機の伝動
   機構。
3. 【請求項３】 エンジン６の駆動力が入力される油圧ポ
   ンプ４と油圧モータ５を有する静油圧式無段変速装置１
   と、該静油圧式無段変速装置１の油圧ポンプ４の出力が
   入力される遊星歯車機構２と、静圧式無段変速装置１の
   油圧モータ５からの出力と遊星歯車機構２からの出力を
   合成した合成出力軸２９とを備えた備えた変速装置を有
   する移動農機の伝動機構において、 前記静油圧式無段変速装置１の油圧ポンプ４と油圧モー
   タ５の間に設けた正逆転用油路切換弁５１と、 該正逆転用油路切換弁５１の作動を行う手動の前後進レ
   バーとを備えた変速装置を有する移動農機の伝動機構。
4. 【請求項４】 エンジン６の駆動力が入力されるオイル
   吐出量を決める斜板１１を持つ油圧ポンプ４と油圧モー
   タ５を有する静油圧式無段変速装置１と、 該静油圧式無段変速装置１の油圧ポンプ４の出力が入力
   される遊星歯車機構２と、 静油圧式無段変速装置１の油圧モータ５からの出力と遊
   星歯車機構２からの出力を合成した合成出力軸２９と、 該合成出力軸２９から入力される正転用クラッチ３１と
   逆転用クラッチ３２を有する正逆転歯車機構３０と、 該正逆転用クラッチ３１、３２の作動を行う手動の前後
   進レバーと、 走行速度をその傾斜角度に応じて決める手動の速度レバ
   ー６４と、 該速度レバー６４の傾斜角度を検知するレバー基部に設
   けた位置検知センサ６５と、 該位置検知センサ６５で検知した傾斜角度に応じて、静
   油圧式無段変速装置１の油圧ポンプ４の斜板１１の傾斜
   角度を設定する斜板操作部６３とを備えた変速装置を有
   する移動農機の伝動機構。