【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デファレンシャルギヤが中途部に設けられた出力軸とともにハウジング内に設けられ、差動機構と静油圧式無段変速装置とを組み合わせた油圧−機械式変速装置に関する。
より詳細には、ミッションケース内における差動機構および静油圧式無段変速装置の配置構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、静油圧式無段変速装置（Ｈｙｄｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；ＨＳＴ）と、デファレンシャルギヤが中途部に設けられた出力軸と、がハウジング内に設けられたミッションケースの技術は公知となっている。
このようなミッションケースは全体としてコンパクトに構成することが可能であるとともに、部品点数および組立工数の削減が容易であることから、トラクタ等の作業車両に広く用いられている。例えば特許文献１に記載の如くである。
また、遊星歯車からなる差動機構と、静油圧式無段変速装置とを組み合わせた油圧−機械式変速装置（Ｈｙｄｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；ＨＭＴ）の技術も公知となっている。
そして、油圧−機械式変速装置は静油圧式無段変速装置と比較して▲１▼いわゆる入力分割型においては高速時における動力伝達効率が高く、出力分割型は低速時における動力伝達効率が高い、▲２▼無段変速できる速度範囲が大きい、といった点で優れている。例えば特許文献２に記載の如くである。
【０００３】
【特許文献１】
特公平４−７９８５６号公報
【特許文献２】
特開２００１−３５５７０５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、差動機構と静油圧式無段変速装置とを組み合わせた入力分割型の油圧−機械式変速装置とデファレンシャルギヤが中途部に設けられた出力軸とを同一のハウジング内に設けてミッションケースを構成する場合、以下の如き問題があった。
すなわち、静油圧式無段変速装置を構成する油圧ポンプおよび油圧モータのシリンダブロックと気密的に当接する当接部位には圧油の漏出を抑えるために高い加工精度が求められ、油圧ポンプおよび油圧モータを流体的に接続するための油圧経路等も設ける必要があるが、機械加工により該当接部位や油圧経路をミッションケースに成形しようとすると、ミッションケースの筐体を構成するハウジングの形状は複雑であり、かつ内部に突起物等が多いことから機械加工が容易でなく、加工精度の確保および作業性に問題があった。また、作業性が良くないことから製造コスト削減を図る上での障害となっていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
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。
【０００６】
即ち、請求項１においては、遊星歯車からなる差動機構と、静油圧式無段変速装置とを組み合わせた油圧−機械式変速装置において、
平面視略Ｌ字型に構成した取付部材の一方の壁面に静油圧式無段変速装置の油圧ポンプのポンプ軸を前後方向に軸支し、他方の壁面に静油圧式無段変速装置の油圧モータのモータ軸および差動機構を左右方向に軸支し、該取付部材に穿設した油路により油圧ポンプと油圧モータとを流体的に接続するとともに、ポンプ軸からベベルギヤを介して差動機構に動力伝達可能とし、該差動機構と、該差動機構からデフ装置を介して車軸に動力を伝達する動力伝達機構と、前記静油圧式無段変速装置とをミッションケース内に収納したものである。
【０００７】
請求項２においては、前記出力軸と、ポンプ軸と、モータ軸とを略同一平面内に配置したものである。
【０００８】
請求項３においては、油圧−機械式変速装置とデファレンシャルギヤとの間の駆動力伝達経路に制動手段を設けたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の油圧−機械式変速装置を備える作業車両の模式図、図２は本発明に係る油圧−機械式変速装置の実施例の平面断面図、図３は本発明に係る油圧−機械式変速装置の実施例の側面断面図、である。
【００１０】
まず、図１を用いて本発明の油圧−機械式変速装置が適用される走行車両の一例であるトラクタ３０の全体構成について説明する。
なお本発明は本実施例のトラクタ３０に限らず、エンジン等の駆動源により発生した駆動力を変速し、走行輪や作業機等に伝達するものに広く適用可能である。
また、以後の説明では、図１に示す如く、トラクタ３０の前方を示す矢印Ａの方向を、ミッションケース５９の「前方」とし、トラクタ３０の上下方向をミッションケース５９の上下方向とする。
【００１１】
トラクタ３０本機の前後には前輪１・１および後輪２・２が支承され、前部のボンネット６内部にはエンジン５が配置され、該ボンネット６の後方にはステアリングハンドル１０が配設されている。ステアリングハンドル１０の後方には座席１１が配設され、座席１１の側部には主変速レバー等の操作レバー群が配設されている。
【００１２】
エンジン５は、そのクランク軸の長手方向が前後となるように設けられ、該クランク軸の後端にはユニバーサルジョイントを介して伝動軸３１の前端が接続されている。また、伝動軸３１の後端はユニバーサルジョイントを介してミッションケース５９の入力軸の前端と接続される。
駆動源であるエンジン５のクランク軸が回転駆動されると、伝動軸３１を介してミッションケース５９の入力軸が回転駆動される。
そして、エンジン５からの駆動力はミッションケース５９内に設けられた油圧−機械式変速装置５０（図２に図示）にて変速された後、出力軸（右出力軸１０６Ｒおよび左出力軸１０６Ｌ）の回転駆動力として出力される。該出力軸の左右両端にはそれぞれ後輪２・２が固設され、出力軸の回転に連動して回転駆動される。
また、前輪１・１と後輪２・２との間に挟まれたトラクタ３０の下部には、ミッドマウントモア３４が設けられる。ミッドマウントモア３４は牧草や芝草等を刈り取るものであり、図示せぬ昇降機構により、地面からの高さを調整可能に構成される。
【００１３】
以下では、図２および図３を用いて本発明の油圧−機械式変速装置の実施例である油圧−機械式変速装置５０について説明する。なお、以下の説明では、油圧−機械式変速装置を「ＨＭＴ」、静油圧式無段変速装置を「ＨＳＴ」と表記することとする。
【００１４】
ＨＭＴ５０は主に、差動機構５１、ＨＳＴ５２等で構成される。ＨＭＴ５０はミッションケース５９内に配設される。該ミッションケース５９は上下二分割に構成され、上のハウジング５９ａと下のハウジング５９ｂの割面にポンプ軸７２、モータ軸８２、伝達軸５７、出力軸（車軸）１０６Ｌ・１０６Ｒ等が配置（軸支）される。
【００１５】
以下では差動機構５１の詳細説明を行う。図２に示す如く、差動機構５１は、主にキャリア６１と該キャリア６１に回転可能に軸支された複数のプラネタリギヤ６２・６２・・・とからなるキャリア部６３と、プラネタリギヤ６２・６２・・・と互いに噛合するサンギヤ６４と、プラネタリギヤ６２・６２・・・と互いに噛合するインターナルギヤ６５と、からなる三つの要素を備えている。
本実施例のＨＭＴ５０はいわゆる入力分割型（出力結合型）と呼ばれる形式の油圧−機械式変速装置であって、キャリア部６３が入力要素（駆動力が入力される部分）、インターナルギヤ６５が出力結合要素（ＨＳＴ５２の油圧モータ８１が接続される部分）、サンギヤ６４が出力要素（駆動力が出力される部分）の機能をそれぞれ果たす。
【００１６】
キャリア６１は略円盤状の部材であり、その盤面の中心（すなわち、モータ軸８２および伝達軸５７の軸中心）から等距離の位置に、複数のプラネタリ軸６６・６６・・・が突設されている。そして、該プラネタリ軸６６・６６・・・にはそれぞれプラネタリギヤ６２・６２・・・が回転自在に遊嵌（軸支）されている。また、キャリア６１は伝達軸５７に軸受を介して回転自在に遊嵌（軸支）されるとともに、キャリア６１にはベベルギヤ６７が外嵌固定されている。
【００１７】
サンギヤ６４は、伝達軸５７に外嵌固定され、プラネタリギヤ６２と互いに噛合している。
【００１８】
インターナルギヤ６５は、主に胴体部６５ａ、ギヤ部６５ｂ等で構成される。胴体部６５ａは略円盤形状の部材であり、一方の盤面には外縁部に沿ってリング状に突出したリング部が形成されるとともに伝達軸５７の一端が回転自在に嵌装される嵌装穴が形成される。該リング部の内周面にはギヤ部６５ｂが形成される。
また、胴体部１６５ａの他方の盤面にはモータ軸８２が突設され、ミッションケース５９に軸受を介して回転自在に軸支される。
【００１９】
図２に示す如く、本実施例のミッションケース５９においては、油圧ポンプ７１のポンプ軸７２がミッションケース５９へ駆動力を入力するための入力軸を兼ねている。該ポンプ軸７２の軸線方向はミッションケース５９の前後方向に略一致し、ポンプ軸７２の前端部７２ａはスプライン加工が施されてミッションケース５９の前方に突出している。また、ポンプ軸７２の後端にはベベルギヤ部７２ｂが形成され、該ベベルギヤ部７２ｂは前記差動機構５１のキャリア部６３に外嵌固定されたベベルギヤ６７と互いに噛合している。
【００２０】
以下ではＨＳＴ５２の詳細説明を行う。図２に示す如く、ＨＳＴ５２は、主に油圧ポンプ７１と、油圧モータ８１と、該油圧ポンプ７１と油圧モータ８１とを流体的に接続する油圧経路（油路）５５・５６とを備えている。
【００２１】
油圧ポンプ７１は、いわゆる可動斜板式のアキシャルピストンポンプであり、ポンプ軸７２と、該ポンプ軸７２に相対回転不能に嵌装されるシリンダブロック７３と、該シリンダブロック７３に穿設された複数のシリンダ孔に気密的に摺接可能に収容された複数のピストン７４・７４・・・と、該ピストン７４・７４・・・を往復駆動させる斜板カムとして作用する可動斜板７５を備えている。可動斜板７５とピストン７４・７４・・・とが当接する部位にはスラストベアリング７６が設けられている。ピストン７４・７４・・・とシリンダブロック７３とで囲まれる空間（作動油室）には巻きバネ７４ａ・７４ａ・・・が内装されており、ピストン７４・７４・・・を可動斜板７５に当接する方向に付勢している。
【００２２】
油圧ポンプ７１の可動斜板７５は、操作軸７７の下端部に固設される。操作軸７７はミッションケース５９の筐体を構成する上下のハウジング５９ａ・５９ｂの内、上半部を構成するハウジング５９ａに回動可能に軸支され、操作軸７７の上端はミッションケース５９の上方に突出するとともに図示せぬアームが固設されている。該アームは座席１１近傍に設けられた変速レバーの操作に連動して回動される。
【００２３】
従って、変速レバーの操作により可動斜板７５の板面とポンプ軸７２の軸線方向との成す角度を変更することが可能である。可動斜板７５の板面をポンプ軸７２の軸線方向に対して垂直としたときは、ポンプ軸７２が回転駆動されても油圧モータ８１に圧油を搬送することがない中立状態であり、該可動斜板７５の板面をポンプ軸７２の軸線方向に対して垂直の状態から傾倒させることにより、ポンプ軸７２の回転駆動に連動して油圧モータ８１に圧油を搬送する。また、可動斜板７５の傾倒角度を調節することにより、ポンプ軸７２が一回転する間に搬送される圧油の量を調節することが可能である。
なお、以後の説明では、ＨＳＴ５２を「作動させる」とは、「油圧ポンプ７１の可動斜板７５をポンプ軸７２に対して傾倒させ、油圧モータ８１に圧油を搬送可能な状態とする」ことを指すものとする。
【００２４】
油圧モータ８１は、いわゆる可動斜板式のアキシャルピストンモータであり、モータ軸８２と、該モータ軸８２に相対回転不能に嵌装されるシリンダブロック８３と、該シリンダブロック８３に穿設された複数のシリンダ孔に気密的に摺接可能に収容された複数のピストン８４・８４・・・と、油圧ポンプ７１から搬送されてきた圧油によるピストン８４・８４・・・の往復駆動力をモータ軸８２の回転駆動力に変換する斜板カムとして作用する可動斜板８５を備えている。可動斜板８５とピストン８４・８４・・・とが当接する部位にはスラストベアリング８６が設けられている。ピストン８４・８４・・・とシリンダブロック８３とで囲まれる空間（作動油室）には巻きバネ８４ａ・８４ａ・・・が内装されており、ピストン８４・８４・・・を可動斜板８５に当接する方向に付勢している。
【００２５】
油圧モータ８１の可動斜板８５は、操作軸８７の下端部に固設される。操作軸８７はミッションケース５９の筐体を構成する上下のハウジング５９ａ・５９ｂの内、上半部を構成するハウジング５９ａに回動可能に軸支され、操作軸８７の上端はミッションケース５９の上方に突出するとともに図示せぬアームが固設されている。該アームは座席１１近傍に設けられた変速レバーの操作に連動して回動される。
【００２６】
従って、変速レバーの操作により可動斜板８５の板面とモータ軸８２の軸線方向との成す角度を変更することが可能である。可動斜板８５の傾倒角度を調節することにより、油圧ポンプ７１から搬送されてくる圧油の量に対するモータ軸８２の回転量を調節することが可能である。
なお、本実施例の油圧モータ８１については可動斜板８５を用いているが、該可動斜板８５に代えて、固定式斜板（モータ軸８２と斜板の板面との成す角度が固定されている）を用いても良い。
【００２７】
図２および図３に示す如く、油圧ポンプ７１のポンプ軸７２、および油圧モータ８１のモータ軸８２は、それぞれ中途部にて取付部材５４に軸受を介して軸支される。
取付部材５４は、差動機構５１、油圧ポンプ７１および油圧モータ８１を回転自在に軸支する構造体であり、油圧ポンプ７１と油圧モータ８１とを流体的に接続する油圧経路５５・５６が穿設される。
取付部材５４は壁面５４ａの左端部と壁面５４ｂの前端部とが直交した平面視略Ｌ字型の部材であり、壁面５４ａがミッションケース５９の前後方向に対向し、壁面５４ｂがミッションケース５９の左右方向に対向するようにミッションケース５９内に取り付けられる。
【００２８】
壁面５４ａにはポンプ軸７２が前後方向に貫装され、軸受を介して回転自在に軸支される。壁面５４ａの前面にはバルブプレート７８が固設されており、シリンダブロック７３はポンプ軸７２の中途部において相対回転不能に嵌装されるとともにバルブプレート７８に当接しつつ回転可能である。このとき、シリンダブロック７３は、バルブプレート７８に当接する方向にバネ等の弾性体により付勢され、該当接部からの圧油の漏出を極力抑えている。バルブプレート７８には一対の吐出ポートおよび吸入ポートが穿設されており、該吐出ポートは油圧経路５５、吸入ポートは油圧経路５６と連通している。
【００２９】
壁面５４ｂにはモータ軸８２が左右方向に貫装され、軸受を介して回転自在に軸支される。このとき、差動機構５１は壁面５４ｂの右面に対向して軸支され、ポンプ軸７２の後端部に形成されたベベルギヤ部７２ｂと、差動機構５１のキャリア部６３に外嵌固定されたベベルギヤ６７とは互いに噛合している。壁面５４ｂの左面にはバルブプレート８８が固設されており、シリンダブロック８３はモータ軸８２の中途部において相対回転不能に嵌装されるとともにバルブプレート８８に当接しつつ回転可能である。このとき、シリンダブロック８３は、バルブプレート８８に当接する方向にバネ等の弾性体により付勢され、該当接部からの圧油の漏出を極力抑えている。バルブプレート８８には一対の吐出ポートおよび吸入ポートが穿設されており、該吐出ポートは油圧経路５６、吸入ポートは油圧経路５５と連通している。
【００３０】
油圧経路５５・５６は取付部材５４の内部に穿設された一対の油圧経路であり、油圧経路５５・５６により、油圧ポンプ７１と油圧モータ８１とは流体的に接続される（油圧経路５５・５６を介して油圧ポンプ７１と油圧モータ８１との間で圧油が搬送される）。
【００３１】
取付部材５４はミッションケース５９の筐体の下半部を構成するハウジング５９ｂに固設され、ミッションケース５９内に収容される。
該取付部材５４の壁面５４ａの前側に油圧ポンプ７１が配置され、後側にベベルギヤ部７２ｂが配置される。また、取付部材５４の壁面５４ｂの左側に油圧モータ８１が配置され、反対側の右側に差動機構５１が配置される。つまり、取付部材５４の壁面５４ａと壁面５４ｂで囲まれた空間に差動機構５１が配置され、コンパクトに配置される。また、ＨＳＴ５２の後方に出力軸１０６Ｌ・１０６Ｒがモータ軸８２、伝達軸５７と平行に配置される。このようにして、ＨＭＴ５０およびミッションケース５９の上下幅を小さく構成している。
【００３２】
なお、油圧経路５５・５６はチェック・中立バルブ（図示せず）を介して連通されるとともに、ＨＳＴ５２から漏出した圧油を補充するためのチャージ回路（図示せず）が接続されている。チェック・中立バルブは油圧ポンプ７１が中立位置のときは「開」となり、チャージ回路と油圧経路５５・５６とを連通する。また、チェック・中立バルブは油圧ポンプ７１が圧油を搬送するときは「閉」となる。
【００３３】
以下では制動手段５３の詳細説明を行う。図２に示す如く、制動手段５３は主にローター９１、ブレーキパッド９２・９３、カムリング９４、カムボール９５、操作軸９６、ケーシング９７等で構成され、油圧モータ８１と左右反対側（本実施例では右側）に配置される。
ローター９１は伝達軸５７の他端（差動機構５１のインターナルギヤ６５に嵌合している側とは反対の端部）に外嵌固定された略円盤形状の部材である。
ブレーキパッド９２・９３は中央部に孔が穿設された略円盤形状の部材であり、それぞれローター９１の表裏の盤面に対向し、かつ制動手段５３が作動しないときはブレーキパッド９２・９３の盤面とローター９１の盤面とが接触しないように配置される（この状態を「解除」された状態とする）。
カムリング９４は中央部に孔が穿設された略円盤形状の部材であり、ブレーキパッド９２のローター９１と対向する盤面と反対の盤面に対向する。
カムボール９５は球状部材であり、カムリング９４とブレーキパッド９２との間に配置される。このとき、ブレーキパッド９２の盤面にはカムボール９５の一部が嵌合する凹みが穿設されるとともに、カムリング９４の盤面にはカムボール９５の一部が嵌合する溝が穿設される。カムリング９４の盤面に穿設されたカムボール９５の一部が嵌合する溝は、カムリングの中心から同心状に設けられており、溝の深さは一端が浅く、他端が深くなるように形成される。
操作軸９６はカムリング９４を回動させるための軸であり、ミッションケース５９に回動可能に軸支されるとともに、操作軸９６の一端はミッションケース５９の側方に突出している。
【００３４】
ケーシング９７はローター９１近傍において伝達軸５７を軸受を介して軸支するとともにブレーキパッド９２・９３、カムリング９４、カムボール９５等を収容するものであり、ミッションケース５９内に固設される。このとき、ブレーキパッド９３はケーシング９７に固設され、ブレーキパッド９２は伝達軸５７の軸線方向に摺動可能かつ伝達軸５７の回転方向には回動不能、カムリング９４は伝達軸５７の軸線方向に摺動不能かつ伝達軸５７の回転方向に回動可能となっている。
操作軸９６を回動して制動手段５３を作動させると、操作軸９６に連動してカムリング９４が回動する。このとき、カムリング９４に穿設されたカムボール９５と当接している溝は、その当接箇所の溝の深さが徐々に浅くなり、カムボール９５およびブレーキパッド９２はローター９１側に移動する。
従って、ブレーキパッド９２・９３間の隙間が小さくなり、ローター９１の盤面とブレーキパッド９２・９３の盤面とが当接して摩擦力を発生する。このようにして、制動手段５３により伝達軸５７の回転が制動される。
【００３５】
制動手段５３は、例えば座席近傍に設けた操作手段（レバーやスイッチ等）を作業者が操作することにより制動・解除の切替が行われるように構成しても良く、あるいはコントローラ等の制御手段により、エンジン５が始動して、ＨＭＴ５０の出力結合要素（本実施例ではインターナルギヤ６５）の回転数が所定の回転数以上になる時点（またはエンジン５が始動してから所定時間が経過し、結果的に入力分割要素の回転数が所定値以上となる時点）までは制動手段５３が作動し、その後は制動手段５３が解除される構成としても良い。
【００３６】
以下では、図２を用いてデフ装置のデファレンシャルギヤ１０１および出力軸（左出力軸１０６Ｌおよび右出力軸１０６Ｒ）の詳細構成について説明する。
デファレンシャルギヤ１０１は主にリングギヤ１０２、基部１０３、ピニオンギヤ１０４・１０４、サイドギヤ１０５・１０５等で構成される。
リングギヤ１０２はデファレンシャルギヤ１０１全体を左出力軸１０６Ｌおよび右出力軸１０６Ｒの回転方向に沿って回転させるためのギヤであり、基部１０３に外嵌固定される。リングギヤ１０２は伝達軸５７の外周面に形成されたギヤ部５７ａと互いに噛合する。該リングギヤ１０２の左右一側（右側）に制動手段５３が配置され、左右他側に差動機構５１が配置される。
基部１０３は筒状の部材であり、左出力軸１０６Ｌの中央寄り端部および右出力軸１０６Ｒの中央寄り端部に対して回転可能に遊嵌される。
基部１０３の外周面にはピニオン軸１０３ａ・１０３ａが突設され、ピニオンギヤ１０４・１０４がそれぞれ回転自在に遊嵌される。サイドギヤ１０５・１０５はそれぞれ左出力軸１０６Ｌおよび右出力軸１０６Ｒに外嵌固定される。サイドギヤ１０５・１０５はピニオンギヤ１０４・１０４と互いに噛合する。
左出力軸１０６Ｌおよび右出力軸１０６Ｒはミッションケース５９に軸支され、左出力軸１０６Ｌの左端部および右出力軸１０６Ｒの右端部はミッションケース５９の外部に突出し、該突出端にはそれぞれ後輪２・２が固設される。
【００３７】
以下では、図１から図３を用いてミッションケース５９の駆動力の伝達経路について説明する。
エンジン５が回転駆動されると、伝動軸３１を介してミッションケース５９の入力軸を兼ねるポンプ軸７２が回転駆動される。
【００３８】
油圧ポンプ７１の可動斜板７５を中立位置から傾倒させると、ポンプ軸７２の回転に連動してシリンダブロック７３が回転駆動され、ピストン７４・７４が往復摺動し、圧油が油圧経路５５・５６を介して油圧モータ８１に搬送される。
油圧モータ８１の可動斜板８５が傾倒された状態のとき、油圧ポンプ７１から搬送されてきた圧油によりピストン８４・８４・・・が往復摺動してシリンダブロック８３が回転駆動される。このようにして、シリンダブロック８３が相対回転不能に嵌装されたモータ軸８２は、シリンダブロック８３と一体的に回転駆動される。このとき、本実施例においてモータ軸８２は差動機構５１のインターナルギヤ６５に突設されていることから、インターナルギヤ６５もモータ軸８２と一体的に回転駆動される。
そして、インターナルギヤ６５の回転駆動力は、プラネタリギヤ６２、サンギヤ６４を経て伝達軸５７に伝達される。
以上の如く、ＨＭＴ５０において、ＨＳＴ５２からインターナルギヤ６５、プラネタリギヤ６２、サンギヤ６４を経て伝達軸５７に駆動力が伝達される経路を「第一の駆動力伝達経路」と呼ぶこととする。
【００３９】
一方、ポンプ軸７２の後端部に形成されたベベルギヤ部７２ｂはキャリア６１に外嵌されたベベルギヤ６７と噛合しており、キャリア部６３が回転駆動される。
このとき、プラネタリギヤ６２はサンギヤ６４とも互いに噛合していることから、ポンプ軸７２を回転させる駆動力の一部はキャリア６１、プラネタリギヤ６２、サンギヤ６４を経て伝達軸５７に伝達される。このような駆動力伝達経路を「第二の駆動力伝達経路」と呼ぶこととする。
【００４０】
第一の駆動力伝達経路および第二の駆動力伝達経路を経て伝達軸５７が回転駆動されると、該伝達軸５７のギヤ部５７ａと噛合するリングギヤ１０２が回転駆動される。そして、デファレンシャルギヤ１０１により回転数が調整されて左出力軸１０６Ｌおよび右出力軸１０６Ｒが回転駆動される。
【００４１】
なお、ＨＭＴ５０とデファレンシャルギヤ１０１との間の駆動力伝達経路に制動手段５３を設け、エンジン始動時からインターナルギヤ６５が所定の回転数以上で回転するまで制動手段５３を作動させて（すなわち、第二の駆動力伝達経路を介した伝達軸５７への駆動力伝達を抑制し）、その後制動手段５３を解除することにより、ＨＭＴ５０に起因する振動を防止することが可能である。
【００４２】
図２に示す如く、ＨＭＴ５０は、遊星歯車（本実施例においてはキャリア６１およびプラネタリギヤ６２・６２・・・からなるキャリア部６３とサンギヤ６４とインターナルギヤ６５の三つの要素）からなる差動機構５１とＨＳＴ５２とを組み合わせた油圧−機械式変速装置であり、二つの略直交する壁面５４ａ・５４ｂからなる平面視略Ｌ字型の取付部材５４の一方の壁面５４ａにＨＳＴ５２の油圧ポンプ７１のポンプ軸７２を前後方向に軸支し、取付部材５４の他方の壁面５４ｂにＨＳＴ５２の油圧モータ８１のモータ軸８２および差動機構５１を左右方向に軸支し、ポンプ軸７２の端部に設けたベベルギヤ（本実施例では形成したベベルギヤ部７２ｂ）と差動機構５１を構成するキャリア６１に外嵌固定されたベベルギヤ６７とを互いに噛合させ、取付部材５４に油圧ポンプ７１と油圧モータ８１とを流体的に接続する油圧経路５５・５６を穿設している。そして、デファレンシャルギヤ１０１が中途部に設けられた出力軸（左出力軸１０６Ｌおよび右出力軸１０６Ｒ）と、ＨＭＴ５０とがミッションケース５９内に設けられている。
【００４３】
このように構成することにより、ＨＳＴ５２を構成する油圧ポンプ７１および油圧モータ８１のシリンダブロック７３・８３と気密的に当接する当接部位（バルブプレート７８・８８）、やバルブプレート７８・８８と取付部材５４との当接面、あるいはポンプ軸７２およびモータ軸８２を軸支するための軸受の嵌合部、油圧ポンプ７１および油圧モータ８１を流体的に接続するための油圧経路５５・５６等、高い加工精度が求められる部位を予め機械加工し、その後取付部材５４に油圧ポンプ７１、油圧モータ８１、差動機構５１を取り付けてユニット化し、最後にミッションケース５９に該ユニットを取り付けることが可能である。
従って、高い加工精度が求められる部位をミッションケース５９とは別に組み立てることで高い加工精度を確保しつつ、組み立て時の作業性が向上する。
また、ミッションケース５９を構成するハウジング５９ａ・５９ｂには高い加工精度が要求されないことから、該ハウジング５９ａ・５９ｂの製造コストの削減に寄与する。
【００４４】
また、図２および図３に示す如く、本実施例のＨＭＴ５０は、出力軸（左出力軸１０６Ｌおよび右出力軸１０６Ｒ）と、ポンプ軸７２と、モータ軸８２とが略同一平面（水平面）内に配置されている。
【００４５】
このように構成することにより、同一のミッションケース５９内にＨＭＴ５０と出力軸を収納しているにもかかわらず該ミッションケース５９の上下高さを小さくし、コンパクトに構成することが可能である。また、ミッションケース５９の上下高さを抑えることにより、ミッションケース５９の出力軸に直接後輪２・２を固設しても地上表面からミッションケース５９下端までの高さを大きくとることが可能である。
さらに、出力軸、ポンプ軸７２およびモータ軸８２の軸線の高さと、ミッションケースを構成する上下二分割のハウジングの分割面高さを合わせることにより、ハウジングを鋳造成型する際に出力軸、ポンプ軸７２およびモータ軸８２をミッションケースに軸支するための軸受の嵌装部も同時に成型し、機械加工によりハウジングに軸受の嵌装部を成形する工程を省略してコストを削減することが可能である。
【００４６】
なお、本実施例においては、入力軸を兼ねるポンプ軸７２の後端部に形成されたベベルギヤ部７２ｂが差動機構５１のキャリア６１に外嵌固定されたベベルギヤ６７と互いに噛合する構成としたが、これに限定されず、差動機構のインターナルギヤの外周面に設けたベベルギヤまたはサンギヤにもうけたベベルギヤと互いに噛合する構成としても良い。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００４８】
即ち、請求項１に示す如く、遊星歯車からなる差動機構と、静油圧式無段変速装置とを組み合わせた油圧−機械式変速装置において、
平面視略Ｌ字型に構成した取付部材の一方の壁面に静油圧式無段変速装置の油圧ポンプのポンプ軸を前後方向に軸支し、他方の壁面に静油圧式無段変速装置の油圧モータのモータ軸および差動機構を左右方向に軸支し、該取付部材に穿設した油路により油圧ポンプと油圧モータとを流体的に接続するとともに、ポンプ軸からベベルギヤを介して差動機構に動力伝達可能とし、該差動機構と、該差動機構からデフ装置を介して車軸に動力を伝達する動力伝達機構と、前記静油圧式無段変速装置とをミッションケース内に収納したので、高い加工精度が求められる部位を予め機械加工し、その後取付部材に油圧ポンプ、油圧モータ、差動機構を取り付けてユニット化し、最後にミッションケースに該ユニットを取り付けることが可能であり、高い加工精度を確保しつつ、組み立て時の作業性が向上する。
また、ミッションケースを構成するハウジングには高い加工精度が要求されないことから、該ハウジングの製造コストの削減に寄与する。
【００４９】
請求項２に示す如く、前記出力軸と、ポンプ軸と、モータ軸とを略同一平面内に配置したので、ミッションケース内に油圧−機械式変速装置と出力軸を収納しているにもかかわらず、ミッションケースの上下高さを小さくし、コンパクトに構成することが可能である。
また、ミッションケースの上下高さを抑えることにより、ミッションケースの出力軸に直接後輪を固設しても地上表面からミッションケース下端までの高さを大きくとることが可能である。
さらに、出力軸、ポンプ軸およびモータ軸の軸線の高さと、ミッションケースを構成する上下二分割のハウジングの分割面高さを合わせることにより、ハウジングを鋳造成型する際に出力軸、ポンプ軸およびモータ軸をミッションケースに軸支するための軸受の嵌装部も同時に成型し、機械加工によりハウジングに軸受の嵌装部を成形する工程を省略してコストを削減することが可能である。
【００５０】
請求項３に示す如く、油圧−機械式変速装置とデファレンシャルギヤとの間の駆動力伝達経路に制動手段を設けたので、エンジン始動時からポンプ軸が所定の回転数以上で回転するまでの間に油圧−機械式変速装置に生じる振動を防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の油圧−機械式変速装置を備える作業車両の模式図。
【図２】本発明に係る油圧−機械式変速装置の実施例の平面断面図。
【図３】本発明に係る油圧−機械式変速装置の実施例の側面断面図。
【符号の説明】
３０ トラクタ
５０ 油圧−機械式変速装置（ＨＭＴ）
５１ 差動機構
５２ 静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）
５３ 制動手段
５４ 取付部材
５４ａ・５４ｂ 壁面
５５・５６ 油圧経路
５９ ミッションケース
６７ ベベルギヤ
７１ 油圧ポンプ
７２ ポンプ軸
７２ｂ ベベルギヤ部
８１ 油圧モータ
８２ モータ軸
１０１ デファレンシャルギヤ
１０６Ｌ・１０６Ｒ 出力軸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydraulic-mechanical transmission in which a differential gear is provided in a housing together with an output shaft provided in the middle, and a differential mechanism and a hydrostatic continuously variable transmission are combined.
More specifically, the present invention relates to an arrangement configuration of a differential mechanism and a hydrostatic continuously variable transmission in a mission case.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a transmission case technique in which a hydrostatic continuously variable transmission (HST) and an output shaft having a differential gear provided in the middle thereof are provided in a housing is known.
Such a transmission case can be configured compactly as a whole, and since it is easy to reduce the number of parts and the number of assembly steps, it is widely used for work vehicles such as tractors. For example, as described in Patent Document 1.
In addition, a technique of a hydro-mechanical transmission (HMT) in which a differential mechanism composed of planetary gears and a hydrostatic continuously variable transmission is combined is also known.
The hydraulic-mechanical transmission has a higher power transmission efficiency at high speed in the so-called input split type than the hydrostatic continuously variable transmission, and the power transmission efficiency at a low speed in the output split type. (2) Excellent in that the speed range in which the continuously variable transmission can be performed is large. For example, as described in Patent Document 2.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Examined Patent Publication No. 4-79856
[Patent Document 2]
JP 2001-355705 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, a transmission case with an input split type hydraulic-mechanical transmission combined with a differential mechanism and a hydrostatic continuously variable transmission and an output shaft with a differential gear provided in the middle is provided in the same housing. However, there are the following problems.
That is, high processing accuracy is required to suppress leakage of pressure oil at the contact portion that hermetically contacts the cylinder block of the hydraulic pump and hydraulic motor constituting the hydrostatic continuously variable transmission. It is necessary to provide a hydraulic path for fluidly connecting the motor. However, if the corresponding contact part or hydraulic path is formed in the transmission case by machining, the shape of the housing that forms the transmission case housing is complicated. In addition, since there are many protrusions and the like inside, machining is not easy, and there is a problem in ensuring machining accuracy and workability. In addition, the workability is not good, which has been an obstacle to reducing the manufacturing cost.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
[0006]
That is, in claim 1, in a hydraulic-mechanical transmission in which a differential mechanism composed of planetary gears and a hydrostatic continuously variable transmission are combined.
The pump shaft of the hydraulic pump of the hydrostatic continuously variable transmission is supported in the front-rear direction on one wall surface of the mounting member configured in a substantially L shape in plan view, and the hydraulic pressure of the hydrostatic continuously variable transmission is supported on the other wall surface. The motor shaft of the motor and the differential mechanism are pivotally supported in the left-right direction, the hydraulic pump and the hydraulic motor are fluidly connected by an oil passage drilled in the mounting member, and the differential mechanism is connected from the pump shaft through a bevel gear. In which the differential mechanism, the power transmission mechanism that transmits power from the differential mechanism to the axle via the differential device, and the hydrostatic continuously variable transmission are housed in a transmission case. It is.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, the output shaft, the pump shaft, and the motor shaft are arranged in substantially the same plane.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, braking means is provided in the driving force transmission path between the hydraulic-mechanical transmission and the differential gear.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the invention will be described.
FIG. 1 is a schematic view of a work vehicle including a hydraulic-mechanical transmission according to the present invention, FIG. 2 is a plan sectional view of an embodiment of the hydraulic-mechanical transmission according to the present invention, and FIG. It is side surface sectional drawing of the Example of a mechanical transmission.
[0010]
First, the overall configuration of a tractor 30 as an example of a traveling vehicle to which the hydraulic-mechanical transmission of the present invention is applied will be described with reference to FIG.
Note that the present invention is not limited to the tractor 30 of the present embodiment, and can be widely applied to devices that shift the driving force generated by a driving source such as an engine and transmit it to traveling wheels, working machines, and the like.
In the following description, as shown in FIG. 1, the direction of the arrow A indicating the front of the tractor 30 is “front” of the mission case 59, and the vertical direction of the tractor 30 is the vertical direction of the mission case 59.
[0011]
Tractor 30 Front wheels 1 and 1 and rear wheels 2 and 2 are supported on the front and rear of the tractor. An engine 5 is disposed inside the front bonnet 6, and a steering handle 10 is disposed behind the bonnet 6. ing. A seat 11 is disposed behind the steering handle 10, and a group of operating levers such as a main transmission lever are disposed on the side of the seat 11.
[0012]
The engine 5 is provided such that the longitudinal direction of the crankshaft is front and rear, and the front end of the transmission shaft 31 is connected to the rear end of the crankshaft via a universal joint. The rear end of the transmission shaft 31 is connected to the front end of the input shaft of the transmission case 59 via a universal joint.
When the crankshaft of the engine 5 that is a drive source is rotationally driven, the input shaft of the transmission case 59 is rotationally driven via the transmission shaft 31.
The driving force from the engine 5 is shifted by a hydraulic-mechanical transmission 50 (shown in FIG. 2) provided in the mission case 59, and then output shafts (the right output shaft 106R and the left output shaft 106L). Is output as the rotational driving force. Rear wheels 2 and 2 are fixed to the left and right ends of the output shaft, respectively, and are driven to rotate in conjunction with the rotation of the output shaft.
A mid-mount mower 34 is provided at the lower part of the tractor 30 sandwiched between the front wheels 1 and 1 and the rear wheels 2 and 2. The mid-mount mower 34 cuts grass, turf grass, etc., and is configured such that the height from the ground can be adjusted by an elevating mechanism (not shown).
[0013]
Below, the hydraulic-mechanical transmission 50 which is an Example of the hydraulic-mechanical transmission of this invention is demonstrated using FIG. 2 and FIG. In the following description, the hydraulic-mechanical transmission is referred to as “HMT”, and the hydrostatic continuously variable transmission is referred to as “HST”.
[0014]
The HMT 50 mainly includes a differential mechanism 51, an HST 52, and the like. The HMT 50 is disposed in the mission case 59. The transmission case 59 is divided into upper and lower parts, and a pump shaft 72, a motor shaft 82, a transmission shaft 57, output shafts (axles) 106L and 106R, etc. are arranged on the split surfaces of the upper housing 59a and the lower housing 59b (shaft Support).
[0015]
Hereinafter, the differential mechanism 51 will be described in detail. As shown in FIG. 2, the differential mechanism 51 includes a carrier portion 63 mainly composed of a carrier 61 and a plurality of planetary gears 62, 62... Rotatably supported by the carrier 61, and planetary gears 62, 62. .. Are provided with three elements including a sun gear 64 that meshes with each other and an internal gear 65 that meshes with the planetary gears 62.
The HMT 50 of this embodiment is a so-called input split type (output coupling type) hydraulic-mechanical transmission, in which the carrier portion 63 is an input element (portion to which driving force is input), and the internal gear 65 is The output coupling element (the part to which the hydraulic motor 81 of the HST 52 is connected) and the sun gear 64 serve as the output element (the part where the driving force is output).
[0016]
The carrier 61 is a substantially disk-shaped member, and a plurality of planetary shafts 66, 66... Project from the center of the disk surface (that is, the shaft center of the motor shaft 82 and the transmission shaft 57). ing. And planetary gears 62, 62... Are freely loosely fitted (axially supported) to the planetary shafts 66, 66. The carrier 61 is loosely fitted (supported) rotatably on the transmission shaft 57 via a bearing, and a bevel gear 67 is externally fixed to the carrier 61.
[0017]
The sun gear 64 is externally fixed to the transmission shaft 57 and meshes with the planetary gear 62.
[0018]
The internal gear 65 mainly includes a body portion 65a, a gear portion 65b, and the like. The body portion 65a is a substantially disk-shaped member, and a ring portion protruding in a ring shape along the outer edge portion is formed on one of the disk surfaces, and one end of the transmission shaft 57 is rotatably fitted. Is formed. A gear portion 65b is formed on the inner peripheral surface of the ring portion.
Further, a motor shaft 82 projects from the other panel surface of the body portion 165a and is rotatably supported by the transmission case 59 via a bearing.
[0019]
As shown in FIG. 2, in the mission case 59 of the present embodiment, the pump shaft 72 of the hydraulic pump 71 also serves as an input shaft for inputting driving force to the mission case 59. The axial direction of the pump shaft 72 substantially coincides with the front-rear direction of the mission case 59, and the front end 72 a of the pump shaft 72 is splined and protrudes forward of the mission case 59. A bevel gear portion 72 b is formed at the rear end of the pump shaft 72, and the bevel gear portion 72 b meshes with a bevel gear 67 that is fitted and fixed to the carrier portion 63 of the differential mechanism 51.
[0020]
Hereinafter, the HST 52 will be described in detail. As shown in FIG. 2, the HST 52 mainly includes a hydraulic pump 71, a hydraulic motor 81, and hydraulic paths (oil paths) 55 and 56 that fluidly connect the hydraulic pump 71 and the hydraulic motor 81. .
[0021]
The hydraulic pump 71 is a so-called movable swash plate type axial piston pump, and includes a pump shaft 72, a cylinder block 73 fitted to the pump shaft 72 so as not to be relatively rotatable, and a plurality of holes formed in the cylinder block 73. A plurality of pistons 74, 74,... Accommodated in a cylinder hole so as to be slidable in an airtight manner, and a movable swash plate 75 acting as a swash plate cam for reciprocatingly driving the pistons 74, 74,. . A thrust bearing 76 is provided at a portion where the movable swash plate 75 and the pistons 74, 74. Winding springs 74a, 74a,... Are housed in a space (hydraulic oil chamber) surrounded by the pistons 74, 74, and the cylinder block 73, and the pistons 74, 74,. It is biased in the direction of contact.
[0022]
The movable swash plate 75 of the hydraulic pump 71 is fixed to the lower end portion of the operation shaft 77. The operation shaft 77 is pivotally supported by the housing 59a constituting the upper half of the upper and lower housings 59a and 59b constituting the casing of the mission case 59, and the upper end of the operation shaft 77 is located above the mission case 59. And an arm (not shown) is fixed. The arm is rotated in conjunction with the operation of a speed change lever provided near the seat 11.
[0023]
Therefore, the angle formed by the plate surface of the movable swash plate 75 and the axial direction of the pump shaft 72 can be changed by operating the speed change lever. When the plate surface of the movable swash plate 75 is perpendicular to the axial direction of the pump shaft 72, the neutral state is such that no pressure oil is conveyed to the hydraulic motor 81 even when the pump shaft 72 is driven to rotate. By tilting the plate surface of the movable swash plate 75 from a state perpendicular to the axial direction of the pump shaft 72, pressure oil is conveyed to the hydraulic motor 81 in conjunction with the rotational drive of the pump shaft 72. Further, by adjusting the tilt angle of the movable swash plate 75, it is possible to adjust the amount of pressure oil conveyed while the pump shaft 72 rotates once.
In the following description, “activate” the HST 52 means “tilt the movable swash plate 75 of the hydraulic pump 71 with respect to the pump shaft 72 so that the hydraulic oil can be conveyed to the hydraulic motor 81”. Shall be pointed to.
[0024]
The hydraulic motor 81 is a so-called movable swash plate type axial piston motor, and includes a motor shaft 82, a cylinder block 83 that is fitted to the motor shaft 82 so as not to be relatively rotatable, and a plurality of holes formed in the cylinder block 83. The reciprocating driving force of the plurality of pistons 84, 84,... Accommodated in the cylinder hole so as to be slidable in airtight manner, and the pistons 84, 84,. A movable swash plate 85 is provided that acts as a swash plate cam that converts the rotational drive force into A thrust bearing 86 is provided at a portion where the movable swash plate 85 and the pistons 84, 84,. Winding springs 84a, 84a,... Are enclosed in a space (hydraulic oil chamber) surrounded by the pistons 84, 84,... And the cylinder block 83, and the pistons 84, 84,. It is biased in the direction of contact.
[0025]
The movable swash plate 85 of the hydraulic motor 81 is fixed to the lower end portion of the operation shaft 87. The operation shaft 87 is pivotally supported by the housing 59a constituting the upper half of the upper and lower housings 59a and 59b constituting the housing of the mission case 59, and the upper end of the operation shaft 87 is above the mission case 59. And an arm (not shown) is fixed. The arm is rotated in conjunction with the operation of a speed change lever provided near the seat 11.
[0026]
Therefore, the angle formed by the plate surface of the movable swash plate 85 and the axial direction of the motor shaft 82 can be changed by operating the speed change lever. By adjusting the tilt angle of the movable swash plate 85, it is possible to adjust the rotation amount of the motor shaft 82 with respect to the amount of pressure oil conveyed from the hydraulic pump 71.
Although the movable swash plate 85 is used for the hydraulic motor 81 of this embodiment, instead of the movable swash plate 85, a fixed swash plate (the angle formed by the motor shaft 82 and the plate surface of the swash plate is fixed). May be used).
[0027]
As shown in FIGS. 2 and 3, the pump shaft 72 of the hydraulic pump 71 and the motor shaft 82 of the hydraulic motor 81 are each supported by a mounting member 54 via a bearing in the middle.
The attachment member 54 is a structure that rotatably supports the differential mechanism 51, the hydraulic pump 71, and the hydraulic motor 81, and hydraulic paths 55 and 56 that fluidly connect the hydraulic pump 71 and the hydraulic motor 81 are formed. Established.
The attachment member 54 is a substantially L-shaped member in plan view in which the left end portion of the wall surface 54 a and the front end portion of the wall surface 54 b are orthogonal to each other, the wall surface 54 a faces the front-rear direction of the mission case 59, and the wall surface 54 b It is attached in the mission case 59 so as to face in the left-right direction.
[0028]
A pump shaft 72 is inserted through the wall surface 54a in the front-rear direction and is rotatably supported via a bearing. A valve plate 78 is fixed to the front surface of the wall surface 54 a, and the cylinder block 73 is fitted in the middle of the pump shaft 72 so as not to be relatively rotatable, and is rotatable while being in contact with the valve plate 78. At this time, the cylinder block 73 is urged by an elastic body such as a spring in a direction in contact with the valve plate 78 to suppress leakage of the pressure oil from the corresponding contact as much as possible. The valve plate 78 is formed with a pair of discharge port and suction port, and the discharge port communicates with the hydraulic path 55 and the suction port communicates with the hydraulic path 56.
[0029]
A motor shaft 82 penetrates the wall surface 54b in the left-right direction, and is rotatably supported via a bearing. At this time, the differential mechanism 51 is pivotally supported so as to face the right surface of the wall surface 54 b and is externally fixed to the bevel gear portion 72 b formed at the rear end portion of the pump shaft 72 and the carrier portion 63 of the differential mechanism 51. The bevel gear 67 meshes with each other. A valve plate 88 is fixed to the left surface of the wall surface 54 b, and the cylinder block 83 is fitted in the middle of the motor shaft 82 so as not to be relatively rotatable, and is rotatable while being in contact with the valve plate 88. At this time, the cylinder block 83 is urged by an elastic body such as a spring in a direction in contact with the valve plate 88 to suppress leakage of the pressure oil from the corresponding contact as much as possible. The valve plate 88 is formed with a pair of discharge port and suction port. The discharge port communicates with the hydraulic path 56 and the suction port communicates with the hydraulic path 55.
[0030]
The hydraulic paths 55 and 56 are a pair of hydraulic paths drilled in the mounting member 54, and the hydraulic pump 71 and the hydraulic motor 81 are fluidly connected by the hydraulic paths 55 and 56 (hydraulic paths 55 and 56). 56, the hydraulic oil is conveyed between the hydraulic pump 71 and the hydraulic motor 81).
[0031]
The attachment member 54 is fixed to a housing 59 b that constitutes the lower half of the housing of the mission case 59 and is accommodated in the mission case 59.
A hydraulic pump 71 is disposed on the front side of the wall surface 54a of the mounting member 54, and a bevel gear portion 72b is disposed on the rear side. The hydraulic motor 81 is disposed on the left side of the wall surface 54b of the mounting member 54, and the differential mechanism 51 is disposed on the right side on the opposite side. That is, the differential mechanism 51 is arranged in a space surrounded by the wall surface 54a and the wall surface 54b of the mounting member 54, and is arranged in a compact manner. In addition, output shafts 106L and 106R are arranged behind the HST 52 in parallel with the motor shaft 82 and the transmission shaft 57. In this way, the vertical widths of the HMT 50 and the mission case 59 are made small.
[0032]
The hydraulic paths 55 and 56 are connected via a check / neutral valve (not shown), and a charge circuit (not shown) for replenishing the pressure oil leaked from the HST 52 is connected. The check / neutral valve is “open” when the hydraulic pump 71 is in the neutral position, and connects the charge circuit to the hydraulic paths 55 and 56. The check / neutral valve is “closed” when the hydraulic pump 71 conveys pressure oil.
[0033]
Hereinafter, the braking means 53 will be described in detail. As shown in FIG. 2, the braking means 53 is mainly composed of a rotor 91, brake pads 92 and 93, a cam ring 94, a cam ball 95, an operation shaft 96, a casing 97 and the like, and on the opposite side to the hydraulic motor 81 (in this embodiment). On the right).
The rotor 91 is a substantially disk-shaped member that is externally fitted and fixed to the other end of the transmission shaft 57 (the end opposite to the side of the differential mechanism 51 that is fitted to the internal gear 65).
The brake pads 92 and 93 are substantially disk-shaped members with holes formed in the center. The brake pads 92 and 93 face the front and back surfaces of the rotor 91, respectively, and when the braking means 53 does not operate, And the board surface of the rotor 91 are arranged so as not to contact (this state is referred to as “released”).
The cam ring 94 is a substantially disk-shaped member having a hole formed in the center thereof, and faces the board surface opposite to the board surface facing the rotor 91 of the brake pad 92.
The cam ball 95 is a spherical member and is disposed between the cam ring 94 and the brake pad 92. At this time, a recess into which a part of the cam ball 95 is fitted is formed in the board surface of the brake pad 92, and a groove into which a part of the cam ball 95 is fitted is provided in the board surface of the cam ring 94. A groove into which a part of the cam ball 95 formed on the surface of the cam ring 94 is fitted is provided concentrically from the center of the cam ring, and the groove is formed so that one end is shallow and the other end is deep. Is done.
The operation shaft 96 is a shaft for rotating the cam ring 94, and is pivotally supported by the mission case 59, and one end of the operation shaft 96 protrudes to the side of the mission case 59.
[0034]
The casing 97 supports the transmission shaft 57 in the vicinity of the rotor 91 via a bearing and accommodates brake pads 92 and 93, a cam ring 94, a cam ball 95 and the like, and is fixedly installed in the transmission case 59. At this time, the brake pad 93 is fixed to the casing 97, the brake pad 92 is slidable in the axial direction of the transmission shaft 57 and cannot be rotated in the rotational direction of the transmission shaft 57, and the cam ring 94 is in the axial direction of the transmission shaft 57. Are not slidable and are rotatable in the direction of rotation of the transmission shaft 57.
When the operating shaft 96 is rotated to operate the braking means 53, the cam ring 94 is rotated in conjunction with the operating shaft 96. At this time, the groove in contact with the cam ball 95 formed in the cam ring 94 is gradually shallower, and the cam ball 95 and the brake pad 92 move to the rotor 91 side.
Accordingly, the gap between the brake pads 92 and 93 is reduced, and the disc surface of the rotor 91 and the disc surface of the brake pads 92 and 93 come into contact with each other to generate a frictional force. In this way, the rotation of the transmission shaft 57 is braked by the braking means 53.
[0035]
The braking means 53 may be configured to switch between braking and releasing by operating an operating means (lever, switch, etc.) provided near the seat, for example, or by a control means such as a controller. When the engine 5 is started and the rotational speed of the output coupling element (in this embodiment, the internal gear 65) of the HMT 50 becomes equal to or higher than the predetermined rotational speed (or a predetermined time has elapsed since the engine 5 was started, As a result, the braking means 53 may be operated until the rotational speed of the input dividing element becomes equal to or higher than a predetermined value, and thereafter the braking means 53 may be released.
[0036]
Hereinafter, the detailed configuration of the differential gear 101 and the output shaft (the left output shaft 106L and the right output shaft 106R) of the differential apparatus will be described with reference to FIG.
The differential gear 101 mainly includes a ring gear 102, a base 103, pinion gears 104 and 104, side gears 105 and 105, and the like.
The ring gear 102 is a gear for rotating the entire differential gear 101 along the rotation direction of the left output shaft 106 </ b> L and the right output shaft 106 </ b> R, and is externally fixed to the base 103. The ring gear 102 meshes with a gear portion 57 a formed on the outer peripheral surface of the transmission shaft 57. A braking means 53 is disposed on the left and right sides (right side) of the ring gear 102, and a differential mechanism 51 is disposed on the left and right sides.
The base 103 is a cylindrical member and is loosely fitted to the center end of the left output shaft 106L and the center end of the right output shaft 106R so as to be rotatable.
Pinion shafts 103a and 103a project from the outer peripheral surface of the base 103, and the pinion gears 104 and 104 are freely loosely fitted. The side gears 105 and 105 are fitted and fixed to the left output shaft 106L and the right output shaft 106R, respectively. The side gears 105 and 105 mesh with the pinion gears 104 and 104, respectively.
The left output shaft 106L and the right output shaft 106R are supported by the transmission case 59, and the left end portion of the left output shaft 106L and the right end portion of the right output shaft 106R protrude outside the transmission case 59. 2 ・ 2 is fixed.
[0037]
Hereinafter, the transmission path of the driving force of the mission case 59 will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
When the engine 5 is rotationally driven, the pump shaft 72 that also serves as the input shaft of the transmission case 59 is rotationally driven via the transmission shaft 31.
[0038]
When the movable swash plate 75 of the hydraulic pump 71 is tilted from the neutral position, the cylinder block 73 is rotationally driven in conjunction with the rotation of the pump shaft 72, and the pistons 74 and 74 are slid back and forth. It is conveyed to the hydraulic motor 81 through 56.
When the movable swash plate 85 of the hydraulic motor 81 is tilted, the pistons 84, 84... Are reciprocally slid by the pressure oil conveyed from the hydraulic pump 71 and the cylinder block 83 is driven to rotate. In this way, the motor shaft 82 in which the cylinder block 83 is fitted so as not to be relatively rotatable is driven to rotate integrally with the cylinder block 83. At this time, since the motor shaft 82 protrudes from the internal gear 65 of the differential mechanism 51 in this embodiment, the internal gear 65 is also rotationally driven integrally with the motor shaft 82.
The rotational driving force of the internal gear 65 is transmitted to the transmission shaft 57 via the planetary gear 62 and the sun gear 64.
As described above, in the HMT 50, the path through which the driving force is transmitted from the HST 52 to the transmission shaft 57 via the internal gear 65, the planetary gear 62, and the sun gear 64 is referred to as a “first driving force transmission path”.
[0039]
On the other hand, a bevel gear portion 72b formed at the rear end portion of the pump shaft 72 meshes with a bevel gear 67 fitted on the carrier 61, and the carrier portion 63 is driven to rotate.
At this time, since the planetary gear 62 is also meshed with the sun gear 64, part of the driving force that rotates the pump shaft 72 is transmitted to the transmission shaft 57 via the carrier 61, the planetary gear 62, and the sun gear 64. Such a driving force transmission path is referred to as a “second driving force transmission path”.
[0040]
When the transmission shaft 57 is rotationally driven through the first driving force transmission path and the second driving force transmission path, the ring gear 102 that meshes with the gear portion 57a of the transmission shaft 57 is rotationally driven. Then, the rotational speed is adjusted by the differential gear 101, and the left output shaft 106L and the right output shaft 106R are rotationally driven.
[0041]
The braking means 53 is provided in the driving force transmission path between the HMT 50 and the differential gear 101, and the braking means 53 is operated until the internal gear 65 rotates at a predetermined rotational speed or more after the engine is started (that is, By suppressing the driving force transmission to the transmission shaft 57 via the second driving force transmission path) and then releasing the braking means 53, it is possible to prevent the vibration caused by the HMT 50.
[0042]
As shown in FIG. 2, the HMT 50 is a differential mechanism composed of planetary gears (in this embodiment, three elements of a carrier portion 63 comprising a carrier 61 and planetary gears 62, 62..., A sun gear 64, and an internal gear 65). 51 is a hydraulic-mechanical transmission in which HST 52 is combined, and the pump of the hydraulic pump 71 of HST 52 is attached to one wall surface 54a of a substantially L-shaped mounting member 54 composed of two substantially orthogonal wall surfaces 54a and 54b. The shaft 72 is supported in the front-rear direction, and the motor shaft 82 of the hydraulic motor 81 of the HST 52 and the differential mechanism 51 are supported in the left-right direction on the other wall surface 54 b of the mounting member 54, and provided at the end of the pump shaft 72. A bevel gear (bevel gear portion 72b formed in the present embodiment) and a bevel gear 67 externally fixed to the carrier 61 constituting the differential mechanism 51 are connected to each other. It is engaged, and bored hydraulic path 55, 56 that fluidly connects the hydraulic pump 71 and hydraulic motor 81 to the mounting member 54. An output shaft (left output shaft 106L and right output shaft 106R) in which the differential gear 101 is provided in the middle, and an HMT 50 are provided in the transmission case 59.
[0043]
With this configuration, the abutting portions (valve plates 78 and 88) that are hermetically abutted with the cylinder blocks 73 and 83 of the hydraulic pump 71 and the hydraulic motor 81 that constitute the HST 52, and the valve plates 78 and 88 are attached. A contact surface with the member 54, a fitting portion of a bearing for pivotally supporting the pump shaft 72 and the motor shaft 82, hydraulic paths 55 and 56 for fluidly connecting the hydraulic pump 71 and the hydraulic motor 81, etc. It is possible to machine a part requiring high machining accuracy in advance, and then attach the hydraulic pump 71, the hydraulic motor 81, and the differential mechanism 51 to the attachment member 54 to form a unit, and finally attach the unit to the transmission case 59. is there.
Therefore, by assembling a part requiring high processing accuracy separately from the mission case 59, high processing accuracy is ensured and workability at the time of assembly is improved.
Further, since high processing accuracy is not required for the housings 59a and 59b constituting the mission case 59, it contributes to a reduction in manufacturing costs of the housings 59a and 59b.
[0044]
As shown in FIGS. 2 and 3, the HMT 50 according to the present embodiment includes an output shaft (the left output shaft 106L and the right output shaft 106R), the pump shaft 72, and the motor shaft 82 in substantially the same plane (horizontal plane). Is arranged.
[0045]
By configuring in this way, it is possible to reduce the vertical height of the mission case 59 and to make it compact even though the HMT 50 and the output shaft are housed in the same mission case 59. Also, by suppressing the vertical height of the mission case 59, the height from the ground surface to the lower end of the mission case 59 can be increased even if the rear wheels 2 and 2 are fixed directly to the output shaft of the mission case 59. It is.
Further, by matching the height of the axis of the output shaft, the pump shaft 72 and the motor shaft 82 with the divided surface height of the upper and lower divided housings constituting the transmission case, the output shaft and the pump shaft are formed when casting the housing. It is possible to reduce the cost by simultaneously molding the bearing fitting portion for pivotally supporting the 72 and the motor shaft 82 on the transmission case, and omitting the step of molding the bearing fitting portion on the housing by machining. is there.
[0046]
In this embodiment, the bevel gear portion 72b formed at the rear end portion of the pump shaft 72 that also serves as the input shaft is configured to mesh with the bevel gear 67 that is externally fitted and fixed to the carrier 61 of the differential mechanism 51. However, the present invention is not limited to this, and a bevel gear provided on the outer peripheral surface of the internal gear of the differential mechanism or a bevel gear provided on the sun gear may be engaged with each other.
[0047]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0048]
That is, as shown in claim 1, in a hydraulic-mechanical transmission in which a differential mechanism composed of planetary gears and a hydrostatic continuously variable transmission are combined.
The pump shaft of the hydraulic pump of the hydrostatic continuously variable transmission is supported in the front-rear direction on one wall surface of the mounting member configured in a substantially L shape in plan view, and the hydraulic pressure of the hydrostatic continuously variable transmission is supported on the other wall surface. The motor shaft of the motor and the differential mechanism are pivotally supported in the left-right direction, the hydraulic pump and the hydraulic motor are fluidly connected by an oil passage drilled in the mounting member, and the differential mechanism is connected from the pump shaft through a bevel gear. The power transmission mechanism that transmits power to the axle through the differential device and the hydrostatic continuously variable transmission is housed in the transmission case. It is possible to machine a part that requires high machining accuracy in advance, then attach a hydraulic pump, hydraulic motor, differential mechanism to the mounting member to make a unit, and finally attach the unit to the mission case. While ensuring the engineering accuracy, workability at the time of assembly is improved.
Moreover, since the housing which comprises a mission case is not requested | required of high processing precision, it contributes to the reduction of the manufacturing cost of this housing.
[0049]
Since the output shaft, the pump shaft, and the motor shaft are arranged in substantially the same plane as described in claim 2, the hydraulic-mechanical transmission and the output shaft are housed in the transmission case. It is possible to reduce the vertical height of the mission case and to make it compact.
Further, by suppressing the vertical height of the mission case, it is possible to increase the height from the ground surface to the lower end of the mission case even if the rear wheel is fixed directly to the output shaft of the mission case.
Furthermore, the output shaft, pump shaft, and motor when casting the housing by matching the height of the axis of the output shaft, pump shaft, and motor shaft with the split surface height of the upper and lower housings that make up the mission case. It is possible to reduce the cost by simultaneously molding the bearing fitting portion for supporting the shaft on the transmission case and omitting the step of molding the bearing fitting portion on the housing by machining.
[0050]
Since the braking means is provided in the driving force transmission path between the hydraulic-mechanical transmission and the differential gear, the time from when the engine starts until the pump shaft rotates at a predetermined rotational speed or more. In addition, it is possible to prevent vibrations generated in the hydraulic-mechanical transmission.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a work vehicle including a hydraulic-mechanical transmission according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional plan view of an embodiment of a hydraulic-mechanical transmission according to the present invention.
FIG. 3 is a side sectional view of an embodiment of a hydraulic-mechanical transmission according to the present invention.
[Explanation of symbols]
30 Tractor
50 Hydraulic-mechanical transmission (HMT)
51 Differential mechanism
52 Hydrostatic continuously variable transmission (HST)
53 Braking means
54 Mounting member
54a / 54b wall surface
55 ・ 56 Hydraulic path
59 Mission Case
67 Bevel Gear
71 Hydraulic pump
72 Pump shaft
72b Bevel gear part
81 Hydraulic motor
82 Motor shaft
101 Differential gear
106L / 106R Output shaft
