JP2004011714A

JP2004011714A - Running vehicle for working

Info

Publication number: JP2004011714A
Application number: JP2002164315A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Koyama; 小山　真一
Original assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 2002-06-05
Filing date: 2002-06-05
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2022-06-05
Also published as: JP3891885B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make a transmission case with a built-in hydraulic/mechanical type continuously variable transmission compact in design and flat at the upper surface of the case. <P>SOLUTION: The hydraulic/mechanical type continuously variable transmission 9 for speed change during driving is comprised of a combination of a hydrostatic continuously variable transmission 24 and planetary gear mechanism 25, and output rotary motion of the hydraulic/mechanical type continuously variable transmission 9 is conveyed to a front wheel 3 and rear wheel 4. An input shaft row 8 for inputting rotary power in the hydraulic/mechanical type continuously variable transmission 9 is arranged on an upper side within the transmission case 7, and a front wheel transmission shaft 14 transmitting output rotary motion of the hydraulic/mechanical type continuously variable transmission 9 to the front wheel 3 is also arranged at a lower side within the transmission case 7. The planetary gear mechanism 25 is further arranged between the input shaft row 8 and the front wheel transmission shaft 14. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧・機械式無段変速機構（ＨＭＴ）を備えるトラクタ等の作業用走行車の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、トラクタ等の作業用走行車においては、機械式変速機構に比べて変速時の操作性に優れ、静油圧式無段変速機構（ＨＳＴ）に比べてエネルギー効率に優れる油圧・機械式無段変速機構（ＨＭＴ）を搭載したものが知られている。この種の油圧・機械式無段変速機構は、静油圧式無段変速機構と遊星ギヤ機構とを組み合せて入力動力を無段変速するにあたり、入力動力を静油圧式無段変速機構の入力側で分割する入力分割型と、入力動力を静油圧式無段変速機構の出力側で分割する出力分割型との２形式があり、さらに、遊星ギヤ機構の各構成要素に対する入力軸および静油圧式無段変速機構の結合パターンにより、各形式がそれぞれ６タイプに分類される。
【０００３】
上記油圧・機械式無段変速機構は、タイプによって特性や配置が異なることから、搭載する作業用走行車の走行動力特性、作業動力特性、配置等を考慮した上で、油圧・機械式無段変速機構のタイプを選択する必要があり、特に、トラクタにおいては、トランスミッションケースの上方にステップ（フロア）を形成し、また、トランスミッションケースの下端位置で最低地上高が決るため、上面がフラットで、かつ、上下方向にコンパクトなトランスミッションケースを構成することが要請される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記油圧・機械式無段変速機構を備える従来の作業用走行車では、例えば特開２００１−３１５５３８号公報で開示される如く、静油圧式無段変速機構のポンプ部および遊星ギヤ機構を入力軸（ＰＴＯ伝動軸）上に配置しているため、トランスミッションケースの上面に、遊星ギヤ機構を覆う凸部が必要になり、その結果、フラットなステップを形成しにくくなる許りでなく、トランスミッションケースが上下方向に大型化し、最低地上高が低くなる等の不都合がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、トランスミッションケース内に、静油圧式無段変速機構と遊星ギヤ機構との組み合せで走行変速を行う油圧・機械式無段変速機構を構成すると共に、該油圧・機械式無段変速機構の出力回転を前輪および後輪に伝動する作業用走行車において、前記トランスミッションケース内の上側に、前記油圧・機械式無段変速機構に回転動力を入力する入力軸を配置すると共に、前記トランスミッションケース内の下側に、前記油圧・機械式無段変速機構の出力回転を前輪に伝動する前輪伝動軸を配置し、さらに、前記入力軸と前輪伝動軸との間に、前記遊星ギヤ機構を配置したことを特徴とする。つまり、トランスミッションケース内に油圧・機械式無段変速機構を構成するものでありながら、遊星ギヤ機構が入力軸（ＰＴＯ伝動軸）よりも下側に配置されるため、上面がフラットで、かつ、コンパクトなトランスミッションケースを構成することが可能になり、その結果、トランスミッションケースの上方に形成されるステップに凸部が生じたり、最低地上高が低くなる等の不都合を回避することができる。
また、前記油圧・機械式無段変速機構は、前記入力軸の回転動力を、前記静油圧式無段変速機構のポンプ部および前記遊星ギヤ機構のサンギヤに入力すると共に、前記静油圧式無段変速機構のモータ部から出力される回転動力を、前記遊星ギヤ機構のリングギヤに入力し、さらに、前記遊星ギヤ機構で合成された回転動力を、前記遊星ギヤ機構のキャリアから出力することを特徴とする。この場合においては、油圧・機械式無段変速機構の形式が出力分割型になるため、トラクタ等の作業用走行車が作業時に主に使用する低速域のエネルギー効率を向上させることができる許りでなく、エネルギー損失となる動力循環を、作業時に殆ど使用しない領域（超低速前進域および後進域）で生じさせることができる。また、遊星ギヤ機構の結合パターンを上記のようにすれば、速度比を減速型とし、変速領域を比較的狭くすることができるため、低速領域を主に使用するトラクタ等の作業用走行車においては、精度の高い変速操作を行うことが可能になる。
また、前記入力軸の回転動力を、同方向の回転動力として前記サンギヤに入力すると共に、正転時に前記入力軸と同方向に回転する前記モータ部の出力回転を、同方向の回転動力として前記リングギヤに入力するにあたり、前記入力軸の回転動力を、カウンタギヤを介して前記サンギヤに入力し、前記モータ部の出力回転を、迂回伝動軸を介して前記リングギヤに入力することを特徴とする。この場合においては、入力動力およびモータ出力を上記のパターンで遊星ギヤ機構に伝動するものでありながら、伝動部品の配置効率を高めてトランスミッションを小型化することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態の一つを図面に基づいて説明する。図面において、１はトラクタの走行機体であって、該走行機体１は、走行動力および作業動力を発生するエンジン（図示せず）と、エンジン動力を変速するトランスミッション２と、該トランスミッション２から出力される走行動力で回転駆動する前輪３および後輪４と、トランスミッション２から出力される作業動力で動作される作業部５と、該作業部５を昇降自在に支持する昇降リンク機構６とを備えている。
【０００７】
トランスミッション２は、トランスミッションケース７内に、エンジン動力を入力する入力軸列（入力軸）８と、主変速機構として機能する油圧・機械式無段変速機構（ＨＭＴ）９と、副変速機構として機能する摩擦クラッチ式変速機構１０と、後輪動力をリヤアクスルケース（図示せず）に伝動する後輪伝動軸１１と、該後輪伝動軸１１から取り出した前輪動力を断続する２駆・４駆切換機構１２と、機体旋回時に前輪動力を増速する前輪増速用変速機構１３と、前輪動力をフロントアクスルケース（図示せず）に伝動する前輪伝動軸１４と、入力軸列８から取り出した作業動力を断続するＰＴＯクラッチ機構１５と、作業動力の正転・逆転を切換えるＰＴＯ逆転機構１６と、作業動力を変速するＰＴＯ変速機構１７と、作業動力を出力するＰＴＯ軸１８とを備える。トランスミッションケース７は、油圧・機械式無段変速機構９等を内装する前部ミッションケース１９と、ＰＴＯクラッチ機構１５等を内装するセンターミッションケース２０と、摩擦クラッチ式変速機構１０等を内装する後部ミッションケース２１とを結合して構成される。
【０００８】
油圧・機械式無段変速機構９は、静油圧式無段変速機構（ＨＳＴ）２４と遊星ギヤ機構２５とを組み合せて構成される。静油圧式無段変速機構２４は、斜板角度に応じて吐出量が変化するポンプ部（可変容量油圧ポンプ）２６と、該ポンプ部２６の吐出油で回転駆動するモータ部（固定容量油圧モータ）２７とを組み合せたもので、ポンプ部２６に入力される動力を無段階的に変速し、モータ部２７から出力する。静油圧式無段変速機構２４の変速操作は、ポンプ部２６の斜板に連繋されるトラニオン軸（図示せず）によって行われる。上記ポンプ部２６とモータ部２７は、上下に重なるように配置され、縦型の静油圧式無段変速機構２４を構成している。ポンプ部２６にエンジン動力を入力する入力軸列８は、静油圧式無段変速機構２４の上部を前後に貫通し、その後端部は、ＰＴＯクラッチ機構１５に結合される。ここで、入力軸列８は、ポンプ部２６のポンプ軸２６ａを含む複数の直列軸で構成され、トランスミッションケース７内の上側に配置される。また、静油圧式無段変速機構２４の下部後面には、モータ出力軸２７ａが後方に向けて突設されており、ここからモータ部２７のモータ動力が出力される。
【０００９】
遊星ギヤ機構２５は、同心上に回転支持されたサンギヤ２８、リングギヤ２９およびキャリア３０を備える。キャリア３０は、複数のプラネタリギヤ３１を支持しており、これらのプラネタリギヤ３１が、サンギヤ２８とリングギヤ２９との間に介在し、両ギヤ２８、２９に同時噛合する。本実施形態の油圧・機械式無段変速機構９は、入力軸列８の回転動力を、静油圧式無段変速機構２４のポンプ部２６および遊星ギヤ機構２５のサンギヤ２８に入力すると共に、静油圧式無段変速機構２４のモータ部２７から出力される回転動力を、遊星ギヤ機構２５のリングギヤ２９に入力し、遊星ギヤ機構２５で合成された回転動力を、遊星ギヤ機構２５のキャリア３０から出力するように構成される。これにより、油圧・機械式無段変速機構９は、その形式が出力分割型、タイプが減速タイプ（機械入力をサンギヤ、油圧入力をリングギヤ、出力をキャリアにする結合パターン）となり、図８に示す動作特性を示す。
【００１０】
つまり、トラクタにおいては、大きい牽引力を要求する低速作業（ローダー、プラウ耕、サブソイラによる心土破砕作業等）がときに必要となるため、油圧・機械式無段変速機構９の形式は、低速域で油圧パワーが小さな比を占めてエネルギー効率が良く、また、エネルギーロスに繋がる動力循環が、作業時に使用しない前進超低速域と後進域で生じる出力分割型が適している。また、トラクタにおいては、自動車のように低速から高速に至る幅広い変速比を必要とせず、低速作業を主体とした比較的幅の狭い変速比で足りることから、出力分割型の６タイプのうち、変速比が減速型となる上記のタイプを採用している。
【００１１】
また、トラクタにおいては、居住性の面で操作部３２のステップ（床面）３３が可及的にフラットであることが要求されると共に、作業性の面で最低地上高が高いことが要求される。そして、ステップ３３は、トランスミッションケース７の上方に形成され、最低地上高を規定するトランスミッションケース７の下面は、前輪伝動軸１４の存在により決定される。従って、油圧・機械式無段変速機構９を内装するトランスミッションケース７としては、ケース上面が上方に突出せず、ケース下面の位置が高く、しかも、上下方向にコンパクトなものであることが望まれる。
【００１２】
そこで、トランスミッション２においては、トランスミッションケース７内の上側位置（Ｏ１）に、静油圧式無段変速機構２４の上部（ポンプ部２６）にエンジン動力を入力する入力軸列８を配置し、また、静油圧式無段変速機構２４のモータ出力軸２７ａを、入力軸列８（Ｏ１）と前輪伝動軸１４（Ｏ２）との中間位置（Ｏ３）に配置し、また、モータ出力軸２７ａと同心上に遊星ギヤ機構２５を配置し、また、入力軸列８の動力を、入力動力伝動経路３４を介して遊星ギヤ機構２５のサンギヤ２８に伝動し、さらに、モータ出力軸２７ａの動力を、モータ動力伝動経路３５を介して遊星ギヤ機構２５のリングギヤ２９に伝動することにより、遊星ギヤ機構２５、入力動力伝動経路３４およびモータ動力伝動経路３５を、入力軸列８と前輪伝動軸１４との間に配置する。これにより、トランスミッションケース７内に油圧・機械式無段変速機構９を構成するものでありながら、トランスミッションケース７の上方への突出を抑えてフラットなステップ３３を構成でき、また、十分な最低地上高を確保できるコンパクトなトランスミッションケース７を構成することが可能になる。
【００１３】
また、上記トランスミッション２においては、前述した変速特性を得るために、入力軸列８の回転動力を、同方向の回転動力として遊星ギヤ機構２５のサンギヤ２８に入力すると共に、正転時に入力軸列８と同方向に回転するモータ出力軸２７ａの回転動力を、同方向の回転動力として遊星ギヤ機構２５のリングギヤ２９に入力することが要求される。そこで、本実施形態では、モータ出力軸２７ａと遊星ギヤ機構２５とを同軸上（Ｏ３）に配置した上で、入力軸列８の回転動力を、カウンタギヤ３６を含む入力動力伝動経路３４を介してサンギヤ２８に入力し、モータ出力軸２７ａの回転動力を、迂回伝動軸３７を含むモータ動力伝動経路３５を介してリングギヤ２９に入力する。そして、入力軸列８上の伝動ギヤ３８と、中間軸３９で回転自在に支持されたカウンタギヤ３６と、サンギヤ２８を支持するサンギヤ軸４０とにより構成される入力動力伝動経路３４には、カウンタギヤ３６が含まれるので、入力軸列８上の伝動ギヤ３８を小径にし、トランスミッションケース７の上方突出量をさらに抑制することが可能になる。また、モータ動力伝動経路３５は、モータ出力軸２７ａ上の伝動ギヤ４１と、迂回伝動軸３７上の二つの伝動ギヤ４２、４３と、リングギヤ２９に設けられる伝動ギヤ４４とにより構成されるが、迂回伝動軸３７は、前記カウンタギヤ３６（中間軸３９）と左右に位置をずらして配置できるので、例えば、本実施形態の如く、入力軸列８とサンギヤ軸４０（モータ出力軸２７ａ）との間に、迂回伝動軸３７（Ｏ４）とカウンタギヤ３６（Ｏ５）が左右に並ぶ正面視菱形の配置構成を採用できる。これにより、トランスミッションケース７内の配置効率が高まり、トランスミッションケース７のさらなるコンパクト化が可能になる。
【００１４】
尚、本実施形態のトランスミッション２は、油圧・機械式無段変速機構９を搭載しないギヤ変速式または静油圧無段変速式のトランスミッションとの間で可及的に部品を共通化するように構成されている。例えば、油圧・機械式無段変速機構９を内装する前部ミッションケース１９を除き、センターミッションケース２０および後部ミッションケース２１は、基本的にギヤ変速式または静油圧無段変速式のトランスミッションと共通化でき、また、これらに組み込まれる機構や部品も、ギヤ比等の設定を除いて共通化することができる。そして、従来のギヤ変速式または静油圧無段変速式のトランスミッションでは、センターミッションケース２０に入力される動力の回転方向が統一されており、しかも、その回転方向が、前記トランスミッション２における回転方向と同じであるため、部品の共通化する観点から、極めて好都合となる。
【００１５】
叙述の如く構成されたものにおいて、トラクタの走行機体１は、トランスミッションケース７内に、静油圧式無段変速機構２４と遊星ギヤ機構２５との組み合せで走行変速を行う油圧・機械式無段変速機構９を構成すると共に、該油圧・機械式無段変速機構９の出力回転を前輪３および後輪４に伝動するにあたり、トランスミッションケース７内の上側に、油圧・機械式無段変速機構９に回転動力を入力する入力軸列８を配置すると共に、トランスミッションケース７内の下側に、油圧・機械式無段変速機構９の出力回転を前輪３に伝動する前輪伝動軸１４を配置し、さらに、入力軸列８と前輪伝動軸１４との間に、遊星ギヤ機構２５を配置する。これにより、トランスミッションケース７内に油圧・機械式無段変速機構９を構成するものでありながら、遊星ギヤ機構２５が入力軸列８よりも下側に配置されるため、上面がフラットで、かつ、コンパクトなトランスミッションケース７を構成することが可能になり、その結果、トランスミッションケース７の上方に形成されるステップ３３に凸部が生じたり、最低地上高が低くなる等の不都合を回避することができる。
【００１６】
また、油圧・機械式無段変速機構９は、入力軸列８の回転動力を、静油圧式無段変速機構２４のポンプ部２６および遊星ギヤ機構２５のサンギヤ２８に入力すると共に、静油圧式無段変速機構２４のモータ部２７から出力される回転動力を、遊星ギヤ機構２５のリングギヤ２９に入力し、さらに、遊星ギヤ機構２５で合成された回転動力を、遊星ギヤ機構２５のキャリア３０から出力する。これにより、油圧・機械式無段変速機構９の形式が出力分割型になるため、トラクタが作業時に主に使用する低速域のエネルギー効率を向上させることができる許りでなく、エネルギー損失となる動力循環を、作業時に殆ど使用しない領域（超低速前進域および後進域）で生じさせることができる。また、遊星ギヤ機構２５の結合パターンを上記のようにすれば、速度比を減速型とし、変速領域を比較的狭くすることができるため、低速領域を主に使用するトラクタにおいては、精度の高い変速操作を行うことが可能になる。
【００１７】
また、入力軸列８の回転動力を、同方向の回転動力としてサンギヤ２８に入力すると共に、正転時に入力軸列８と同方向に回転するモータ部２７の出力回転を、同方向の回転動力としてリングギヤ２９に入力するにあたり、入力軸列８の回転動力を、カウンタギヤ３６を介してサンギヤ２８に入力し、モータ部２７の出力回転を、迂回伝動軸３７を介してリングギヤ２９に入力するため、伝動部品の配置の自由度が高まる許りでなく、配置効率を高めてトランスミッションケース７を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トラクタの側面図である。
【図２】トランスミッションの側断面図である。
【図３】油圧・機械式無段変速機構を示すトランスミッションの要部側断面図である。
【図４】トランスミッションケースの正面図である。
【図５】トランスミッションケースのＡ−Ａ断面図である。
【図６】トランスミッションケースのＢ−Ｂ断面図である。
【図７】トランスミッションケースのＣ−Ｃ断面図である。
【図８】油圧・機械式無段変速機構（出力分割型）の特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１　　　走行機体
２　　　トランスミッション
３　　　前輪
４　　　後輪
５　　　作業部
７　　　トランスミッションケース
８　　　入力軸列
９　　　油圧・機械式無段変速機構
１４　　前輪伝動軸
１９　　前部ミッションケース
２０　　センターミッションケース
２１　　後部ミッションケース
２４　　静油圧式無段変速機構
２５　　遊星ギヤ機構
２６　　ポンプ部
２７　　モータ部
２７ａ　モータ出力軸
２８　　サンギヤ
２９　　リングギヤ
３０　　キャリア
３１　　プラネタリギヤ
３３　　ステップ
３６　　カウンタギヤ
３７　　迂回伝動軸[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of a working vehicle such as a tractor having a hydraulic / mechanical continuously variable transmission (HMT).
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, a working vehicle such as a tractor has a hydraulic / mechanical continuously variable transmission which is superior in operability at the time of shifting as compared with a mechanical transmission mechanism and which is more energy efficient than a hydrostatic continuously variable transmission mechanism (HST). One equipped with a transmission mechanism (HMT) is known. This type of hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism employs a combination of a hydrostatic continuously variable transmission mechanism and a planetary gear mechanism to perform continuously variable transmission of input power. And an output split type in which the input power is split on the output side of a hydrostatic continuously variable transmission mechanism. Further, an input shaft and a hydrostatic type for each component of the planetary gear mechanism are provided. Each type is classified into six types according to the coupling pattern of the continuously variable transmission mechanism.
[0003]
Since the characteristics and arrangement of the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism differ depending on the type, the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism should be considered in consideration of the running power characteristics, work power characteristics, and layout of the work vehicle to be mounted. It is necessary to select the type of transmission mechanism, especially in a tractor, where a step (floor) is formed above the transmission case, and the minimum ground clearance is determined at the lower end position of the transmission case, so the top surface is flat, In addition, it is required to configure a transmission case that is compact in the vertical direction.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a conventional working vehicle equipped with the above-mentioned hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism, as disclosed in, for example, JP-A-2001-315538, a pump portion and a planetary gear mechanism of a hydrostatic continuously variable transmission mechanism are used. Since it is arranged on the input shaft (PTO transmission shaft), a convex portion that covers the planetary gear mechanism is required on the upper surface of the transmission case. As a result, it is difficult to form a flat step. There are inconveniences such as the case becoming large in the vertical direction and the minimum ground clearance being low.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has been made in order to solve these problems. In the transmission case, the traveling speed is changed by a combination of a hydrostatic continuously variable transmission mechanism and a planetary gear mechanism. And a working vehicle that transmits the output rotation of the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism to the front wheels and the rear wheels, on the upper side in the transmission case, An input shaft for inputting rotational power to the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism is arranged, and a front wheel transmission shaft for transmitting the output rotation of the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism to the front wheels below the transmission case. And the planetary gear mechanism is disposed between the input shaft and the front wheel transmission shaft. That is, since the planetary gear mechanism is disposed below the input shaft (PTO transmission shaft) while forming the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism in the transmission case, the upper surface is flat and It is possible to configure a compact transmission case, and as a result, it is possible to avoid inconveniences such as a projection formed on a step formed above the transmission case and a decrease in minimum ground clearance.
Further, the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism inputs the rotational power of the input shaft to a pump section of the hydrostatic continuously variable transmission mechanism and a sun gear of the planetary gear mechanism, and further includes the hydrostatic continuously variable transmission mechanism. The rotational power output from the motor unit of the transmission mechanism is input to the ring gear of the planetary gear mechanism, and the rotational power combined by the planetary gear mechanism is output from the carrier of the planetary gear mechanism. I do. In this case, since the type of the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism is a split output type, it is possible to improve the energy efficiency in the low-speed range mainly used by a traveling vehicle such as a tractor at the time of work. Instead, power circulation that results in energy loss can be generated in the areas that are hardly used during work (the ultra-low speed forward area and the reverse area). Further, if the coupling pattern of the planetary gear mechanism is as described above, the speed ratio can be reduced, and the speed change range can be made relatively narrow. Therefore, in a working vehicle such as a tractor that mainly uses the low speed range. Can perform a high-accuracy shift operation.
In addition, the rotational power of the input shaft is input to the sun gear as rotational power in the same direction, and the output rotation of the motor unit that rotates in the same direction as the input shaft during forward rotation is the rotational power in the same direction. When input to the ring gear, the rotational power of the input shaft is input to the sun gear via a counter gear, and the output rotation of the motor unit is input to the ring gear via a bypass transmission shaft. In this case, while the input power and the motor output are transmitted to the planetary gear mechanism in the above-described pattern, the transmission components can be arranged more efficiently and the transmission can be reduced in size.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, reference numeral 1 denotes a traveling body of a tractor. The traveling body 1 includes an engine (not shown) for generating traveling power and working power, a transmission 2 for shifting engine power, and an output from the transmission 2. A front wheel 3 and a rear wheel 4 that are driven to rotate by running power, a working unit 5 that is operated by working power output from the transmission 2, and a lifting link mechanism 6 that supports the working unit 5 so as to be able to move up and down. I have.
[0007]
The transmission 2 has, in a transmission case 7, an input shaft train (input shaft) 8 for inputting engine power, a hydraulic and mechanical continuously variable transmission (HMT) 9 functioning as a main transmission mechanism, and a subtransmission mechanism. Friction transmission system 10, a rear wheel transmission shaft 11 for transmitting rear wheel power to a rear axle case (not shown), and a two-wheel drive / four-wheel drive switching between front wheel power taken out from the rear wheel transmission shaft 11 A mechanism 12, a front wheel speed change mechanism 13 for increasing front wheel power when the vehicle turns, a front wheel transmission shaft 14 for transmitting front wheel power to a front axle case (not shown), and work taken out from the input shaft train 8. A PTO clutch mechanism 15 for interrupting the power, a PTO reverse rotation mechanism 16 for switching between forward and reverse rotation of the working power, a PTO speed change mechanism 17 for shifting the working power, and outputting the working power. And a PTO shaft 18. The transmission case 7 includes a front transmission case 19 containing the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism 9 and the like, a center transmission case 20 containing the PTO clutch mechanism 15 and the like, and a rear part containing the friction clutch type transmission mechanism 10 and the like. The transmission case 21 is combined with the transmission case 21.
[0008]
The hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism 9 is configured by combining a hydrostatic continuously variable transmission mechanism (HST) 24 and a planetary gear mechanism 25. The hydrostatic continuously variable transmission mechanism 24 includes a pump section (variable displacement hydraulic pump) 26 whose discharge amount changes according to the swash plate angle, and a motor section (fixed displacement hydraulic motor) which is driven to rotate by the discharge oil of the pump section 26. ) 27, and the power input to the pump section 26 is steplessly changed and output from the motor section 27. The shift operation of the hydrostatic continuously variable transmission mechanism 24 is performed by a trunnion shaft (not shown) connected to the swash plate of the pump unit 26. The pump section 26 and the motor section 27 are arranged so as to overlap vertically, and constitute a vertical hydrostatic stepless speed change mechanism 24. The input shaft train 8 for inputting engine power to the pump unit 26 penetrates an upper part of the hydrostatic continuously variable transmission mechanism 24 back and forth, and a rear end thereof is connected to the PTO clutch mechanism 15. Here, the input shaft row 8 is composed of a plurality of serial shafts including the pump shaft 26 a of the pump section 26, and is arranged on the upper side in the transmission case 7. A motor output shaft 27a projects rearward from a lower rear surface of the hydrostatic continuously variable transmission mechanism 24, from which motor power of the motor unit 27 is output.
[0009]
The planetary gear mechanism 25 includes a sun gear 28, a ring gear 29, and a carrier 30 that are rotatably supported concentrically. The carrier 30 supports a plurality of planetary gears 31. These planetary gears 31 are interposed between the sun gear 28 and the ring gear 29, and mesh with both gears 28, 29 at the same time. The hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism 9 of the present embodiment inputs the rotational power of the input shaft train 8 to the pump section 26 of the hydrostatic continuously variable transmission mechanism 24 and the sun gear 28 of the planetary gear mechanism 25, and The rotational power output from the motor 27 of the hydraulic continuously variable transmission mechanism 24 is input to the ring gear 29 of the planetary gear mechanism 25, and the rotational power combined by the planetary gear mechanism 25 is transmitted from the carrier 30 of the planetary gear mechanism 25. It is configured to output. As a result, the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism 9 has a split output type and a reduction type (a coupling pattern in which the mechanical input is a sun gear, the hydraulic input is a ring gear, and the output is a carrier), as shown in FIG. The operation characteristics are shown.
[0010]
That is, the tractor requires low-speed work (loader, plowing, subsoil crushing work, etc.) that requires a large traction force. The hydraulic power occupies a small ratio, and the energy efficiency is good. Also, the power split type in which the power circulation leading to energy loss occurs in the forward ultra-low speed range and the reverse speed range not used during work is suitable. Also, the tractor does not require a wide speed ratio from low speed to high speed as in a car, and requires a relatively narrow speed ratio mainly for low speed work. The above-mentioned type in which the speed ratio is a deceleration type is adopted.
[0011]
In the tractor, the steps (floor surface) 33 of the operation unit 32 are required to be as flat as possible in terms of livability, and the ground clearance is required to be high in terms of workability. You. The step 33 is formed above the transmission case 7, and the lower surface of the transmission case 7 that defines the minimum ground clearance is determined by the presence of the front wheel transmission shaft 14. Therefore, it is desired that the transmission case 7 in which the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism 9 is mounted has a case upper surface which does not protrude upward, a case lower position is high, and a vertically compact structure. .
[0012]
Therefore, in the transmission 2, the input shaft row 8 for inputting engine power to the upper part (pump part 26) of the hydrostatic stepless transmission mechanism 24 is arranged at the upper position (O 1) in the transmission case 7. The motor output shaft 27a of the hydrostatic continuously variable transmission mechanism 24 is disposed at an intermediate position (O3) between the input shaft row 8 (O1) and the front wheel transmission shaft 14 (O2), and is concentric with the motor output shaft 27a. The power of the input shaft train 8 is transmitted to the sun gear 28 of the planetary gear mechanism 25 via the input power transmission path 34, and the power of the motor output shaft 27a is By transmitting the power to the ring gear 29 of the planetary gear mechanism 25 via the power transmission path 35, the planetary gear mechanism 25, the input power transmission path 34, and the motor power transmission path 35 are transmitted to the input shaft train 8 and the front wheels. Disposed between the shaft 14. Thus, while the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism 9 is formed in the transmission case 7, the upward step of the transmission case 7 can be suppressed to form a flat step 33, and a sufficient minimum ground level can be obtained. It is possible to configure a compact transmission case 7 that can secure a high height.
[0013]
In the transmission 2, the rotational power of the input shaft train 8 is input to the sun gear 28 of the planetary gear mechanism 25 as the rotational power in the same direction, and the input shaft train 8 is required to be input to the ring gear 29 of the planetary gear mechanism 25 as rotational power in the same direction. Therefore, in the present embodiment, after the motor output shaft 27a and the planetary gear mechanism 25 are arranged coaxially (O3), the rotational power of the input shaft train 8 is transmitted via the input power transmission path 34 including the counter gear 36. The rotation power of the motor output shaft 27 a is input to the ring gear 29 via the motor power transmission path 35 including the bypass transmission shaft 37. An input power transmission path 34 constituted by a transmission gear 38 on the input shaft train 8, a counter gear 36 rotatably supported by the intermediate shaft 39, and a sun gear shaft 40 supporting the sun gear 28 has a counter Since the gear 36 is included, the diameter of the transmission gear 38 on the input shaft row 8 can be reduced, and the upward projection amount of the transmission case 7 can be further suppressed. The motor power transmission path 35 includes a transmission gear 41 on the motor output shaft 27a, two transmission gears 42 and 43 on the bypass transmission shaft 37, and a transmission gear 44 provided on the ring gear 29. Since the bypass transmission shaft 37 can be disposed so as to be shifted left and right with respect to the counter gear 36 (intermediate shaft 39), for example, as shown in this embodiment, the input shaft train 8 and the sun gear shaft 40 (motor output shaft 27a) In between, a diamond-shaped arrangement in front view in which the bypass transmission shaft 37 (O4) and the counter gear 36 (O5) are arranged side by side can be adopted. Thereby, the arrangement efficiency in the transmission case 7 is increased, and the transmission case 7 can be made more compact.
[0014]
The transmission 2 of the present embodiment is configured so that parts can be shared as much as possible with a gear transmission type or a hydrostatic stepless transmission in which the hydraulic / mechanical stepless transmission mechanism 9 is not mounted. Have been. For example, except for the front transmission case 19 in which the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism 9 is installed, the center transmission case 20 and the rear transmission case 21 are basically the same as a gear transmission or a hydrostatic continuously variable transmission. Also, the mechanisms and components incorporated therein can be shared except for the setting of the gear ratio and the like. In a conventional gear transmission or hydrostatic continuously variable transmission, the rotation direction of the power input to the center transmission case 20 is unified, and the rotation direction is the same as the rotation direction of the transmission 2. Since they are the same, it is extremely convenient from the viewpoint of sharing parts.
[0015]
In the vehicle constructed as described above, the traveling body 1 of the tractor includes a hydraulic / mechanical continuously variable transmission that performs a traveling speed change in a transmission case 7 by a combination of a hydrostatic continuously variable transmission mechanism 24 and a planetary gear mechanism 25. When the output rotation of the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism 9 is transmitted to the front wheels 3 and the rear wheels 4, the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism 9 is disposed above the transmission case 7. An input shaft train 8 for inputting rotational power is arranged, and a front wheel transmission shaft 14 for transmitting the output rotation of the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism 9 to the front wheels 3 is arranged below the transmission case 7. , A planetary gear mechanism 25 is arranged between the input shaft train 8 and the front wheel transmission shaft 14. As a result, the planetary gear mechanism 25 is disposed below the input shaft train 8 while constituting the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism 9 in the transmission case 7, so that the upper surface is flat and As a result, it is possible to configure a compact transmission case 7, and as a result, it is possible to avoid inconveniences such as the occurrence of a convex portion in the step 33 formed above the transmission case 7 and a decrease in the minimum ground clearance. it can.
[0016]
In addition, the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism 9 inputs the rotational power of the input shaft train 8 to the pump section 26 of the hydrostatic continuously variable transmission mechanism 24 and the sun gear 28 of the planetary gear mechanism 25, The rotational power output from the motor unit 27 of the continuously variable transmission mechanism 24 is input to the ring gear 29 of the planetary gear mechanism 25, and the rotational power combined by the planetary gear mechanism 25 is further transmitted from the carrier 30 of the planetary gear mechanism 25. Output. As a result, since the type of the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism 9 is a split output type, it is not permissible to improve the energy efficiency in the low speed range mainly used by the tractor at the time of work, and energy loss occurs. Power circulation can occur in areas that are rarely used during work (extremely low-speed forward and reverse ranges). Further, if the coupling pattern of the planetary gear mechanism 25 is set as described above, the speed ratio can be reduced, and the speed change range can be relatively narrowed. Therefore, in a tractor mainly used in the low speed range, high accuracy is achieved. A shift operation can be performed.
[0017]
In addition, the rotational power of the input shaft train 8 is input to the sun gear 28 as the rotational power in the same direction, and the output rotation of the motor unit 27 that rotates in the same direction as the input shaft train 8 at the time of forward rotation is changed to the rotational power in the same direction. To input the rotational power of the input shaft train 8 to the sun gear 28 via the counter gear 36 and to input the output rotation of the motor unit 27 to the ring gear 29 via the bypass transmission shaft 37. In addition, the transmission case 7 can be reduced in size by increasing the arrangement efficiency without increasing the degree of freedom in arranging the transmission components.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a tractor.
FIG. 2 is a side sectional view of a transmission.
FIG. 3 is a sectional side view of a main part of a transmission showing a hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism.
FIG. 4 is a front view of a transmission case.
FIG. 5 is a sectional view of the transmission case taken along line AA.
FIG. 6 is a sectional view taken along line BB of the transmission case.
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line CC of the transmission case.
FIG. 8 is a graph showing characteristics of a hydraulic / mechanical continuously variable transmission (split output type).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Traveling body 2 Transmission 3 Front wheel 4 Rear wheel 5 Working part 7 Transmission case 8 Input shaft train 9 Hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism 14 Front wheel transmission shaft 19 Front transmission case 20 Center transmission case 21 Rear transmission case 24 Hydrostatic type Continuously variable transmission mechanism 25 planetary gear mechanism 26 pump section 27 motor section 27a motor output shaft 28 sun gear 29 ring gear 30 carrier 31 planetary gear 33 step 36 counter gear 37 bypass transmission shaft

Claims

In the transmission case, a hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism that performs a traveling shift by combining a hydrostatic continuously variable transmission mechanism and a planetary gear mechanism is configured, and the output rotation of the hydraulic / mechanically continuously variable transmission mechanism is controlled. In a working vehicle that transmits power to a front wheel and a rear wheel, an input shaft for inputting rotational power to the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism is disposed on an upper side in the transmission case, and a lower side in the transmission case. A front wheel transmission shaft for transmitting the output rotation of the hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism to the front wheels, and further, the planetary gear mechanism is disposed between the input shaft and the front wheel transmission shaft. And working traveling vehicles.

2. The hydraulic / mechanical continuously variable transmission mechanism according to claim 1, wherein the rotational power of the input shaft is input to a pump unit of the hydrostatic continuously variable transmission mechanism and a sun gear of the planetary gear mechanism, and the static hydraulic pressure is changed. The rotational power output from the motor section of the continuously variable transmission is input to the ring gear of the planetary gear mechanism, and the rotational power combined by the planetary gear mechanism is output from the carrier of the planetary gear mechanism. A traveling vehicle for operation.

3. The motor according to claim 2, wherein the rotational power of the input shaft is input to the sun gear as rotational power in the same direction, and the output rotation of the motor unit that rotates in the same direction as the input shaft during normal rotation is rotated in the same direction. When the power is input to the ring gear, the rotational power of the input shaft is input to the sun gear via a counter gear, and the output rotation of the motor unit is input to the ring gear via a bypass transmission shaft. And working traveling vehicles.