JP2006076450A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 例えばトラクタのミッションケースなどを小型化または軽量化でき、製造コストを低減できる。
【解決手段】 ミッションケース内に、エンジンからの動力が伝達される入力軸を配置し、前記入力軸に出力軸を相対的に回転可能に被嵌し、前記入力軸には、無段変速機を構成するシリンダブロックと、それを挟んで一側の油圧ポンプ部と、他側の油圧モータ部とを被嵌し、前記油圧モータ部を介して前記出力軸から差動ギヤ機構に動力伝達し、差動ギヤ機構から少なくとも左右車輪に動力伝達するように構成してなる作業車両において、前記無段変速機と差動ギヤ機構とを前記ミッションケースの後部に内設し、前記ミッションケースの後方に前記無段変速機を出入可能に構成したことを特徴とする。
【選択図】図１１

Description

本発明は、農作業に使用されるトラクタまたは土木作業に使用されるホイルローダ等の作業車両に関するものである。

従来、一般に、前記したトラクタまたはホイルローダ等では、機体フレームの前部にエンジンを設置し、機体フレームの後部にミッションケースを設置し、前後の車輪によって機体を支える。この場合、前記ミッションケースには、走行変速ギヤ、差動ギヤ、ＰＴＯ変速ギヤなどが内設され、機体前部のエンジンから機体後部のミッションケースに動力伝達し、ミッションケースの差動ギヤから少なくとも左右の車輪に動力伝達し、同じくＰＴＯ変速ギヤから作業部に動力伝達するように構成している (例えば、特許文献１) 。

また、前記したトラクタまたはホイルローダ等では、左右の車輪の駆動に際して、機体の前部に搭載したエンジンの動力が、走行変速機構及び差動ギヤ機構等を介して左右の車輪に伝達される。この場合、特許文献２に開示されているように、前記走行変速機構にはインライン式油圧無段変速機が備えられる。前記油圧無段変速機は、エンジンから入力軸を介して動力を伝える油圧ポンプ部と、左右の車輪に出力軸を介して油圧変速出力を伝える油圧モータ部とにより構成され、前記入力軸と出力軸とが同心状に配置され、入力軸に被嵌して一体的に回転するシリンダブロックを挟んで、一側にて油圧ポンプ部が入力軸に被嵌され、シリンダブロックの他側にて油圧モータ部が入力軸に被嵌されていた。また、出力軸は、入力軸の動力入力部と反対側に配置されていた。

前記油圧ポンプ部および油圧モータ部には、シリンダブロックと、このシリンダブロックに形成される第１及び第２プランジャ孔と、第１及び第２プランジャ孔に収納されたポンプ及びモータプランジャと、前記第１及び第２プランジャ孔を第１油室または第２油室に選択的に連通する第１及び第２スプール弁とが備えられ、第１及び第２プランジャ孔と第１及び第２油室との連通が第１及び第２スプール弁にて切替えられ、第１油室及び第２油室を経由する油圧閉回路にて第１プランジャ孔と第２プランジャ孔とが接続されていた。
特開平１１−３３４３９５号公報 特開２００２−８９６５５号公報

しかし乍ら、特許文献２の技術を特許文献１のトラクタに適用した場合、入力軸の入力側に対して、シリンダブロックを挟んで反対側に、油圧モータ部及び出力軸が配置されるから、例えば、走行副変速ギヤ及び差動ギヤ及びＰＴＯ変速ギヤの各機構がミッションケースに内設される伝動構造において、前記無段変速機の出力側に走行副変速ギヤの入力側が連結され、走行副変速ギヤの出力側に差動ギヤの入力側が連結され、車輪に走行駆動力が出力される。また、前記無段変速機の入力側にＰＴＯ変速ギヤが連結され、ＰＴＯ変速ギヤの出力側に作業部の入力側が連結され、作業部に作業駆動力が出力される。そのため、ミッションケースに前記無段変速機を内設しようとすると、ミッションケースが大型化したり、大重量になったり、組み立て作業が複雑になって製造コストが高くなる等の問題があった。

請求項１に係る発明は、ミッションケース内に、エンジンからの動力が伝達される入力軸を配置し、前記入力軸に出力軸を相対的に回転可能に被嵌し、前記入力軸には、無段変速機を構成するシリンダブロックと、それを挟んで一側の油圧ポンプ部と、他側の油圧モータ部とを被嵌し、前記油圧モータ部を介して前記出力軸から差動ギヤ機構に動力伝達し、差動ギヤ機構から少なくとも左右車輪に動力伝達するように構成してなる作業車両において、前記無段変速機と差動ギヤ機構とを前記ミッションケースの後部に内設し、前記入力軸の入力側と前記出力軸の出力側を同一側に配置し、前記ミッションケースの後方に前記無段変速機を出入可能に構成したことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、前記差動ギヤ機構の差動を停止するためのデフロック機構を設置する側と同じ側に、前記無段変速機を配置したことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、前記出力軸を軸受にて前記ミッションケースの内部に回転自在に軸支し、前記油圧モータ部の斜板と、前記出力軸とを、前記入力軸の軸線方向に分離可能にスプラインにて連結したことを特徴とする。

請求項１に係る発明は、ミッションケース内に、エンジンからの動力が伝達される入力軸を配置し、前記入力軸に出力軸を相対的に回転可能に被嵌し、前記入力軸には、無段変速機を構成するシリンダブロックと、それを挟んで一側の油圧ポンプ部と、他側の油圧モータ部とを被嵌し、前記油圧モータ部を介して前記出力軸から差動ギヤ機構に動力伝達し、差動ギヤ機構から少なくとも左右車輪に動力伝達するように構成してなる作業車両において、前記無段変速機と差動ギヤ機構とを前記ミッションケースの後部に内設し、前記入力軸の入力側と前記出力軸の出力側を同一側に配置し、前記ミッションケースの後方に前記無段変速機を出入可能に構成した。そのため、例えば、トラクタの伝動構造のように、走行副変速ギヤ及び差動ギヤ及びＰＴＯ変速ギヤなどを前記ミッションケースの内部に設置するものであっても、前記ミッションケースの後部に前記無段変速機の設置スペースを容易に確保できる。前記差動ギヤ機構を組み込んだ状態で前記無段変速機を着脱する作業を行うことができる。前記入力軸の入力側であるミッションケースの前部に走行副変速ギヤまたはＰＴＯ変速ギヤなどの設置スペースが確保され、例えばトラクタのミッションケースなどを小型化または軽量化でき、組み立て及び分解などの作業性が向上して製造コストを低減できる。

また、請求項２に係る発明は、前記差動ギヤ機構の差動を停止するためのデフロック機構を設置する側と同じ側に、前記無段変速機を配置したから、前記差動ギヤ機構を設けるミッションケース内部の余剰スペースを利用して前記無段変速機をコンパクトに配置でき、前記無段変速機の設置により前記差動ギヤ機構またはデフロック機構の設置が殆ど制限されることがなく、例えばトラクタのミッションケースなどを小型化または軽量化でき、組み立て及び分解などの作業性が向上して製造コストを低減できる。

また、請求項３に係る発明は、前記出力軸を軸受にて前記ミッションケース内部に回転自在に軸支し、前記油圧モータ部の斜板と、前記出力軸とを、前記入力軸の軸線方向に分離可能にスプラインにて連結したから、前記ミッションケースの前部に配置する走行副変速ギヤまたはＰＴＯ変速ギヤなどの変速ギヤ機構と、前記ミッションケースの後部に配置する無段変速機及び差動ギヤ機構とにより、例えば箱型のミッションケースの内部を有効に活用でき、前記無段変速機をコンパクトに配置でき、例えばトラクタのミッションケースなどを小型化または軽量化でき、組み立て及び分解などの作業性が向上して製造コストを低減できる。

以下、本発明の実施の形態を、作業車としての農作業用トラクタに適用した場合の図面について説明する。図１はトラクタの側面図、図２は同後方斜視図、図３は側面説明図、図４はトラクタ機体の斜視図、図５は動力伝達のスケルトン図である。

図１乃至４に示す如く、トラクタ１は、走行機体２を左右一対の前車輪３と同じく左右一対の後車輪４とで支持し、前記走行機体２の前部に搭載したエンジン５にて後車輪４及び前車輪３を駆動することにより、前後進走行するように構成される。エンジン５はボンネット６にて覆われる。また、前記走行機体２の上面にはキャビン７が設置され、該キャビン７の内部には、操縦座席８と、かじ取りすることによって前車輪３を左右に動かすようにした操縦ハンドル９とが設置される。キャビン７の外側部には、オペレータが乗降するステップ１０が設けられ、該ステップ１０より内側で且つキャビン７底部より下側には、エンジン５に燃料を供給する燃料タンク１１が設けられている。

また、前記走行機体２は、前バンパ１２及び前車軸ケース１３を有するエンジンフレーム１４と、エンジンフレーム１４の後部にボルト１５にて着脱自在に固定する左右の機体フレーム１６とにより構成される。機体フレーム１６の後部には、前記エンジン５の回転を適宜変速して後車輪４及び前車輪３に伝達するためのミッションケース１７が連結されている。この場合、後車輪４は、前記ミッションケース１７に対して、当該ミッションケース１７の外側面から外向きに突出するように装着された後車軸ケース１８、及びこの後車軸ケース１８の外側端に後方に延びるように装着されたギヤケース１９を介して取付けられている。

前記ミッションケース１７の後部における上面には、耕うん機等の作業機（図示せず）を昇降動するための油圧式の作業機用昇降機構２０が着脱可能に取付けられている。前記耕うん機等の作業機は、ミッションケース１７の後部にロワーリンク２１及びトップリンク２２を介して連結される。さらに、ミッションケース１７の後側面に、前記耕うん機等の作業機に対するＰＴＯ軸２３が後向きに突出するように設けられている。

さらに、図５乃至図７は前記ミッションケース１７を示す。ミッションケース１７は、この内部を仕切り壁３１にて前後に仕切られる。ミッションケース１７の前側には、前側壁部材３２がボルトにて着脱自在に固定される。ミッションケース１７の後側には、後側壁部材３３がボルトにて着脱自在に固定される。ミッションケース１７は箱形に構成され、ミッションケース１７の内部には、前室３４と後室３５とが形成される。前室３４と後室３５は、これらの内部の作動油（潤滑油）が相互に移動するように連通されている。

図５に示されるように、前側壁部材３２には、後述する前車輪駆動ケース６９が備えられる。前室３４には、後述する走行副変速ギヤ機構３０と、ＰＴＯ変速ギヤ機構９６とが配置される。後室３５には、後述する走行主変速機構である油圧無段変速機２９と、差動ギヤ機構５８とが配置される。

前記エンジン５の後側面には、エンジン出力軸２４が後ろ向きに突出するように設けられる。エンジン出力軸２４には、フライホイール２５が直結するように取付けられている。フライホイール２５から後ろ向きに突出する主動軸２６と、ミッションケース１７の前面から前向きに突出する主変速入力軸２７との間を、両端に自在軸継ぎ手を備えた伸縮式の動力伝達軸２８を介して連結する。前記エンジン５の回転を、ミッションケース１７における主変速入力軸２７に伝達し、次いで、油圧無段変速機２９と、走行副変速ギヤ機構３０にて適宜変速して、差動ギヤ機構５８を介して後車輪４にこの駆動力を伝達するように構成して成る。また、走行副変速ギヤ機構３０にて適宜変速したエンジン５の回転を、前車輪駆動ケース６９と前車軸ケース１３の差動ギヤ機構８６とを介して前車輪３に伝達するように構成して成る。

次に、図８及び図９は、主変速入力軸２７に主変速出力軸３６が同心状に配置されたインライン式油圧無段変速機２９を示す。後室３５の内部には、主変速入力軸２７を介して油圧無段変速機２９が設置される。主変速入力軸２７の後端側は、後側壁部材３３に延設される。主変速入力軸２７の入力側（前端側）に対して反対側になる主変速入力軸２７の後端側は、後側壁部材３３に玉軸受５０４にて回転自在に軸支される。

油圧無段変速機２９の前側、即ち主変速入力軸２７の入力側には、円筒形の主変速出力軸３６が被嵌される。油圧無段変速機２９から主変速出力を取出すための主変速出力ギヤ３７が主変速出力軸３６に設けられる。主変速出力軸３６は、この中間が仕切り壁３１に貫通され、前端と後端とが前室３４と後室３５とにそれぞれ突出する。主変速出力軸３６の中間は、二組の玉軸受５０２にて仕切り壁３１に回転自在に軸支される。主変速出力軸３６の前端部には、主変速出力ギヤ３７が設けられる。主変速入力軸２７の入力側（前端側）が、主変速出力軸３６前端より前方に突出するように、主変速入力軸２７の入力側がころ軸受５０３を介して主変速出力軸３６の軸孔に回転自在に軸支される（図９参照）。

油圧無段変速機２９は、以下に述べるように、可変容量形の変速用油圧ポンプ部５００と、この油圧ポンプ部５００から吐出される高圧の作動油にて作動する定容量形の変速用油圧モータ部５０１とを備える。

前記仕切り壁３１と後側壁部材３３との略中間の主変速入力軸２７には、油圧ポンプ部５００及び油圧モータ部５０１のためのシリンダブロック５０５が被嵌される。主変速入力軸２７とシリンダブロック５０５とはスプライン５２５にて連結される。主変速入力軸２７の入力側と反対側でシリンダブロック５０５を挟んでこの一側部に油圧ポンプ部５００が配置される。主変速入力軸２７の入力側であるシリンダブロック５０５他側部に油圧モータ部５０１が配置される。

前記油圧ポンプ部５００には、シリンダブロック５０５の側面に対向するミッションケース１７に固定する第１ホルダ５１０と、主変速入力軸２７の軸線に対して傾斜角を変更可能に第１ホルダ５１０に配置するポンプ斜板５０９と、該ポンプ斜板５０９に摺動自在に設けるシュー５０８と、該シュー５０８に球体自在継手にて連結するポンププランジャ５０６と、ポンププランジャ５０６をシリンダブロック５０５に出入自在に配置する第１プランジャ孔５０７とが備えられる。ポンププランジャ５０６の一端側は、シリンダブロック５０５の側面からポンプ斜板５０９方向（図８右側）に突出する。前記油圧ポンプ部５００は、シリンダブロック５０５と、ポンププランジャ５０６と、シュー５０８と、ポンプ斜板５０９と、第１ホルダ５１０とにより構成される。

主変速入力軸２７と第１ホルダ５１０との間には、主変速入力軸２７に被嵌するスリーブ５１１と、ローラ軸受５１２と、ラジアル及びスラスト荷重用ころ軸受５１３とを介在させる。主変速入力軸２７の後方にころ軸受５１３が抜け出るのを防ぐナット５１４を備える。

前記シリンダブロック５０５には、ポンププランジャ５０６と同数の第１スプール弁５３６が設けられる。また、第１ホルダ５１０には、第１ラジアル軸受５３７が配置される。第１ラジアル軸受５３７は、主変速入力軸２７の軸線に対して一定の傾斜角で傾斜させて第１ホルダ５１０に設けられる。図８において、ポンプ斜板５０９に対して約９０度回転した位置（図８の図面の手前側）がシリンダブロック５０５の側面から離れるように、約１８０度反対側（図８の図面の奥側）がシリンダブロック５０５の側面に近くなるように、第１ラジアル軸受５３７が傾斜されて支持されるように構成している。

他方、前記油圧モータ部５０１には、シリンダブロック５０５の側面に対向させて配置する第２ホルダ５１９と、主変速入力軸２７の軸線に対して傾斜角を一定に保つように第２ホルダ５１９に固定するモータ斜板５１８と、モータ斜板５１８に摺動自在に設けるシュー５１７と、該シュー５１７に球体自在継手にて連結するモータプランジャ５１５と、モータプランジャ５１５をシリンダブロック５０５に出入自在に配置する第２プランジャ孔５１６とが備えられる。モータプランジャ５１５の一端側は、シリンダブロック５０５の側面からモータ斜板５１８方向（図８左側）に突出する。前記油圧モータ部５０１は、シリンダブロック５０５と、モータプランジャ５１５と、シュー５１７と、モータ斜板５１８と、第２ホルダ５１９とにより構成される。

第２ホルダ５１９には、継ぎ手部材５２６がボルト５２７にて固定される。前記出力軸３６と継ぎ手部材５２５とがスプライン５２８にて連結される。

主変速入力軸２７と第２ホルダ５１９との間には、ラジアル荷重用のローラ軸受５２０，５２１と、主変速入力軸２７に被嵌するスリーブ５２２と、ラジアル及びスラスト荷重用のころ軸受５２３とが介在する。主変速入力軸２７からころ軸受５２３が抜け出るのを防ぐナット５２４を備える。

前記シリンダブロック５０５には、モータプランジャ５１５と同数の第２スプール弁５４０が設けられる。また、第２ホルダ５１９には、第２ラジアル軸受５４１が配置される。第２ラジアル軸受５４１は、主変速入力軸２７の軸線に対して一定の傾斜角で傾斜させて第２ホルダ５１９に設けられる。図８において、モータ斜板５１８に対して約９０度回転した位置（図８手前側）がシリンダブロック５０５の側面に近くなるように、約１８０度反対側（図８奥側）がシリンダブロック５０５の側面から離れるように、第２ラジアル軸受５４１が傾斜されて支持されるように構成している。

ポンププランジャ５０６と、該ポンププランジャ５０６と同数のモータプランジャ５１５とは、シリンダブロック５０５の回転中心の同一円周上に交互に配列される。

さらに、主変速入力軸27が挿入されるシリンダブロック５０５の軸孔には、輪溝形の第１油室５３０と、輪溝形の第２油室５３１とがそれぞれ形成される。シリンダブロック５０５には、この回転中心の同一円周上に略等間隔に配列する第１弁孔５３２と第２弁孔５３３とが形成される。第１弁孔５３２及び第２弁孔５３３は、第１油室５３０及び第２油室５３１とそれぞれ連通している。第１プランジャ孔５０７は第１油路５３４を介して第１弁孔５３２と連通され、第２プランジャ孔５１６は第２油室５３１を介して第２弁孔５３３と連通されている。

第１弁孔５３２には、第１スプール弁５３６が挿入される。第１スプール弁５３６は、シリンダブロック５０５の回転中心の同一円周上に略等間隔に配列される。第１弁孔５３２から背圧バネ力の弾圧にて第１スプール弁５３６の先端が第１ホルダ５１０の方向に突出し、第１スプール弁５３６の先端が第１ラジアル軸受５３７の外輪５３８側面に当接される。そして、シリンダブロック５０５の１回転で第１スプール弁５３６が１往復し、第１プランジャ孔５０７が、第１弁孔５３２と第１油路５３４とを介して第１油室５３０又は第２油室２５３１に交互に連通されるように構成する。

また、第２弁孔５３３には、第２スプール弁５４０が挿入される。第２スプール弁５４０は、シリンダブロック５０５の回転中心の同一円周上に略等間隔に配列される。第２弁孔５３３から背圧バネ力の弾圧にて第２スプール弁５４０の先端が第２ホルダ５１９の方向に突出し、第２スプール弁５４０の先端が第２ラジアル軸受５４１の外輪５４２側面に当接される。そして、シリンダブロック５０５の１回転で第２スプール弁５４０が１往復し、第２プランジャ孔５１６が、第２弁孔５３３と第２油路５３５とを介し、第１油室５３０又は第２油室２５３１に交互に連通されるように構成する。

さらに、前記主変速入力軸２７の中心部には、この軸線方向に作動油供給油路５４３が形成される。該供給油路５４３は、主変速入力軸２７の後端面に開口され、上記した走行用油圧ポンプ９５の吐出口に連通される。また、作動油供給油路５４３の作動油を第１油室５３０に補給する第１チャージ弁５４４と、作動油供給油路５４３の作動油を第２油室５３１に補給する第２チャージ弁５４５とが備えられる。

そして、第１及び第２プランジャ孔５０７，５１６と、第１及び第２油室５３０，５３１との間に形成される油圧閉回路に対し、第１及び第２チャージ弁５４４，５４５を介し、作動油供給油路５４３から作動油が補給されるように構成する。なお、油圧ポンプ部５００及びモータ部５０１のそれぞれの回転部分にも、それぞれ逆止弁を介して、作動油供給油路５４３から作動油が潤滑油として供給されるように構成している。

さらに、前記ポンプ斜板５０９は、傾斜角調節支点５５５（図９参照）を介して第１ホルダ５１０の小径部の外周に配置される。ポンプ斜板５０９はその傾斜角が主変速入力軸２７の軸線に対して調節自在となるように設けられている。主変速入力軸２７の軸線に対してポンプ斜板５０９の傾斜角を変更する変速用アクチュエータである主変速操作用の主変速油圧シリンダ５５６を備える（図９参照）。なお、主変速入力軸２７に対して、ポンプ斜板５０９が回転しないように、ミッションケース１７の非回転部に、図示しない連結手段を介して第１ホルダ５１０が連結される。

前記したインライン式油圧無段変速機２９の主変速動作を、以下に説明する。主変速レバーなどにて油圧シリンダ５５６が制御され、主変速入力軸２７の軸線に対してポンプ斜板５０９の傾斜角が変更される。

先ず、主変速入力軸２７の軸線に対してポンプ斜板５０９が略直交するように、ポンプ斜板５０９の傾斜角を略零に保つとき、シリンダブロック５０５が回転しても、第１プランジャ孔５０７にポンププランジャ５０６が進退動しない略一定姿勢で支持され、ポンププランジャ５０６の吐出行程で第１プランジャ孔５０７の作動油が第１油路５３４から第１弁孔５３２の方向に吐出されないから、第１プランジャ孔５０７から第２プランジャ孔５１６に作動油が供給されず、モータプランジャ５１５が進出しない。また、ポンププランジャ５０６の吸入行程でも第１プランジャ孔５０７に作動油が吸入されないから、第１プランジャ孔５０７に第２プランジャ孔５１６から作動油が排出されず、モータプランジャ５１５が退入しない。

即ち、ポンプ斜板５０９の傾斜角が略零のとき、変速ポンプ部５００にて変速モータ５０１部が駆動されない。そのため、モータプランジャ５１５を介してシリンダブロック５０５にモータ斜板５１８が固定された状態となり、シリンダブロック５０５とモータ斜板５１８とが同一方向に略同一回転数で回転し、主変速入力軸２７と略同一回転数で主変速出力軸３６が回転され、主変速入力軸２７の回転速度が変更されることなく主変速出力ギヤ３７に伝えられる。

次に、主変速入力軸２７の軸線に対してポンプ斜板５０９を傾斜させたときには、主変速入力軸２７と一体回転するシリンダブロック５０５の回転により、第１ラジアル軸受５３７の外輪５３８にて第１スプール弁５３６が往復摺動し、シリンダブロック５０５の半回転毎に第１プランジャ孔５０７に第１油室５３０または第２油室５３１が交互に連通される。また、第２ラジアル軸受５４１の外輪５４２にて第２スプール弁５４０が往復摺動し、シリンダブロック５０５の半回転毎に第２プランジャ孔５０１６に第１油室５３０または第２油室５３１が交互に連通される。そして、第１プランジャ孔５０７と第２プランジャ孔５１６の間に閉油圧回路が形成され、ポンププランジャ５０６の吐出行程で第１プランジャ孔５０７から第２プランジャ孔５１６に作動油が圧送される一方、ポンププランジャ５０６の吸入行程で第１プランジャ孔５０７に第２プランジャ孔５１６から作動油が戻され、アキシャルピストンポンプ及びモータの動作が行われる。

そして、主変速入力軸２７の軸線に対してポンプ斜板５０９を一方向（正の傾斜角）側に傾斜させたときには、シリンダブロック５０５と同一方向にモータ斜板５１８が回転され、変速モータ５０１を増速（正転）動作させ、主変速入力軸２７より高い回転数で主変速出力軸３６が回転され、主変速入力軸２７の回転速度が増速されて主変速出力ギヤ３７に伝えられる。即ち、主変速入力軸２７の回転数に、変速ポンプ５００にて駆動される変速モータ５０１の回転数が加算されて、主変速出力ギヤ３７に伝えられる。そのため、主変速入力軸２７の回転数よりも高い回転数の範囲で、ポンプ斜板５０９の傾斜（正の傾斜角）に比例して、主変速出力ギヤ３７からの変速出力（走行速度）が変更され、ポンプ斜板５０９の最大傾斜（正の傾斜角）で最大走行速度になる。

さらに、主変速入力軸２７の軸線に対してポンプ斜板５０９を他方向（負の傾斜角）側に傾斜させたときには、シリンダブロック５０５と逆の方向にモータ斜板５１８が回転され、変速モータ５０１を減速（逆転）動作させ、主変速入力軸２７より低い回転数で主変速出力軸３６が回転され、主変速入力軸２７の回転速度が減速されて主変速出力ギヤ３７に伝えられる。

即ち、主変速入力軸２７の回転数に、変速ポンプ５００にて駆動される変速モータ５０１の回転数が減算されて、主変速出力ギヤ３７に伝えられる。そのため、主変速入力軸２７の回転数よりも低い回転数の範囲で、ポンプ斜板５０９の傾斜（負の傾斜角）に比例して、主変速出力ギヤ３７からの変速出力（走行速度）が変更され、ポンプ斜板５０９の最大傾斜（負の傾斜角）で最低走行速度になる。

次に、図５、図６に示されるように、前記ミッションケース１７の前室３４には、前進と後進の切換を行う前進ギヤ４１及び後進ギヤ４３と、低速と高速の切換を行う走行副変速ギヤ機構３０とが配置される。

前進ギヤ４１及び後進ギヤ４３を介して行う前進と後進の切換を説明する。図６に示されるように、主変速出力ギヤ３７が配置される前室３４の内部には、走行カウンタ軸３８と逆転軸３９とが配設される。前記走行カウンタ軸３８には、前進用の油圧クラッチ４０にて連結される前進ギヤ４１と、後進用の油圧クラッチ４２にて連結される後進ギヤ４３とが被嵌される。主変速出力ギヤ３７に前進ギヤ４１が歯合される。主変速出力ギヤ３７には、逆転軸３９に設けられた逆転ギヤ４４が歯合される。前記後進ギヤ４３には、逆転軸３９に設けられた逆転出力ギヤ４５が歯合される。

そして、主変速レバー（図示省略）の前進操作により、前進油圧電磁弁４６にてクラッチシリンダ４７が作動して前進用の油圧クラッチ４０が継続され、主変速出力ギヤ３７と走行カウンタ軸３８が前進ギヤ４１にて連結されるように構成する（図５、図６参照）。

一方、主変速レバー（図示省略）の後進操作により、後進油圧電磁弁４８にてクラッチシリンダ４９が作動して後進用の油圧クラッチ４２が継続され、主変速出力ギヤ３７と走行カウンタ軸３８が後進ギヤ４３にて連結されるように構成する（図５、図６参照）。

なお、主変速レバー（図示省略）が中立位置に支持されているとき、前進用及び後進用の各油圧クラッチ４０，４２の両方がともに切断され、前車輪３及び後車輪４に対して出力される主変速出力ギヤ３７からの走行駆動力が略零（主クラッチ切の状態）になるように構成している。

次に、走行副変速ギヤ機構３０を介して行う低速と高速の切換を説明する。図５、図６に示されるように、前記ミッションケース１７の前室３４には、走行副変速ギヤ機構３０と、副変速軸５０が配置される。走行カウンタ軸３８と副変速軸５０の間には、副変速用の低速ギヤ５１，５２と、副変速用の高速ギヤ５３，５４とが設けられる。また、副変速油圧シリンダ５５にて継続または切断される低速クラッチ５６及び高速クラッチ５７が備えられる。そして、副変速レバー（図示省略）の操作、またはエンジン５の回転数検出などにより、副変速油圧シリンダ５５にて低速クラッチ５６または高速クラッチ５７が継続されて、副変速軸５０に低速ギヤ５２または高速ギヤ５４が連結され、副変速軸５０から前車輪３及び後車輪４に対して走行駆動力が出力されるように構成する。

前記副変速軸５０は、この後端部が仕切り壁３１を貫通してミッションケース１７の後室３５内部に延設される（図５参照）。副変速軸５０の後端部にはピニオン５９が設けられる。また、後室３５の内部には、左右の後車輪４に走行駆動力を伝える差動ギヤ機構５８が配置される。差動ギヤ機構５８には、副変速軸５０後端のピニオン５９に歯合させるリングギヤ６０と、該リングギヤ６０に設ける差動ギヤケース６１と、左右の差動出力軸６２とが備えられる。差動出力軸６２がファイナルギヤ６３等にて後車軸６４に連結され、後車軸６４に設ける後車輪４を駆動するように構成している。

また、差動出力軸６２にはブレーキ６５が設置され、左右ブレーキペダル６６の操作にてブレーキ６５が制動動作されるように構成している。一方、ハンドル９の操舵角検出などにより、オートブレーキ電磁弁６７にてブレーキシリンダ６８が作動して、ブレーキ６５が自動的に制動動作され、Ｕターンなどの旋回走行が行われるように構成している。

次に、図５，図６に示されるように、前後車輪３，４の二駆と四駆の切換を説明する。

ミッションケース１７の前側壁部材３２には、前車輪駆動ケース６９が設けられる。前車輪駆動ケース６９には、前車輪入力軸７２と前車輪出力軸７３とが備えられている。前車輪入力軸７２は、ギヤ７０，７１にて副変速軸５０に連結される。また、前車輪出力軸７３には、四駆用の油圧クラッチ７４にて連結される四駆ギヤ７５と、倍速用の油圧クラッチ７６にて連結される倍速ギヤ７７とが被嵌される。四駆ギヤ７５と倍速ギヤ７７は、各ギヤ７８，７９にて前車輪入力軸７２にそれぞれ連結される。

そして、二駆と四駆の切換レバー（図示省略）の四駆操作により、四駆油圧電磁弁８０にてクラッチシリンダ８１が作動して四駆用の油圧クラッチ７４が継続され、前車輪入力軸７２と前車輪出力軸７３とが四駆ギヤ７５にて連結され、後車輪４とともに前車輪３が駆動されるように構成する。

次に、図５，図６に示されるように、前車輪３の倍速駆動の切換を説明する。 操縦ハンドル９のＵターン（圃場の枕地での方向転換）操作の検出により、倍速油圧電磁弁８２にてクラッチシリンダ８３が作動して倍速用の油圧クラッチ７６が継続され、前車輪入力軸７２と前車輪出力軸７３とが倍速ギヤ７７にて連結され、四駆ギヤ７５にて前車輪３が駆動されるときの速度に比べて約２倍の高速度で前車輪３が駆動されるように構成する。

図５に示されるように、前車軸ケース１３から後ろ向きに突出する前車輪入力軸８４と、前記ミッションケース１７の前面から前向きに突出する前車輪出力軸７３との間を、前車輪３に動力を伝達する前車輪駆動軸８５を介して連結する。また、前車軸ケース１３の内部には、左右の前車輪３に走行駆動力を伝える差動ギヤ機構８６が配置される。

差動ギヤ機構８６には、前車輪入力軸８４前端のピニオン８７に歯合させるリングギヤ８８と、該リングギヤ８８に設ける差動ギヤケース８９と、左右の差動出力軸９０とが備えられる。差動出力軸９０にはファイナルギヤ９１等にて前車軸９２が連結され、前車軸９２に設ける前車輪３が駆動されるように構成している。また、前車軸ケース１３の外側面には、操縦ハンドル９の操舵操作にて前車輪の走行方向を左右に変更するパワーステアリング用の油圧シリンダ９３が配設される。

図５、図７に示されるように、ミッションケース１７の前側壁部材３２の前面側には、前記作業機用昇降機構２０に作動油を供給するための作業機用油圧ポンプ９４と、ミッションケース１７の各変速部およびパワーステアリング用の油圧シリンダ９３に作動油を供給するための走行用油圧ポンプ９５とを備える。油タンクとしてミッションケース１７が併用されて該ケース１７内部の作動油が各油圧ポンプ９４，９５に供給されるように構成する。

次に、図５、図７に示されるように、ＰＴＯ軸２３の駆動速度の切換（正転４段と、逆転１段）を説明する。

図７に示されるように、ミッションケース１７の前室３４には、エンジン５からの動力をＰＴＯ軸２３に伝えるＰＴＯ変速ギヤ機構９６と、エンジン５からの動力を各油圧ポンプ９４，９５に伝えるポンプ駆動軸９７とを設ける。ＰＴＯ変速ギヤ機構９６には、ＰＴＯカウンタ軸９８と、ＰＴＯ変速出力軸９９を備える。ＰＴＯ用の油圧クラッチ１００にて連結されるＰＴＯ入力ギヤ１０１をＰＴＯカウンタ軸９８に被嵌させる。ＰＴＯ入力ギヤ１０１には、前記主変速入力軸２７に設ける入力側ギヤ１０２と、ポンプ駆動軸９７の出力側ギヤ１０３とが歯合され、主変速入力軸２７にポンプ駆動軸９７が連結される。

そして、ＰＴＯクラッチレバー（図示省略）の継続操作により、ＰＴＯクラッチ油圧電磁弁１０４（図５参照）にてクラッチシリンダ１０５が作動してＰＴＯ用の油圧クラッチ１００が継続され、主変速入力軸２７とＰＴＯカウンタ軸９８とがＰＴＯ入力ギヤ１０１にて連結されるように構成する。

また、前記ＰＴＯ変速出力軸９９には、ＰＴＯ出力用として、１速ギヤ１０６と、２速ギヤ１０７と、３速ギヤ１０８と、４速ギヤ１０９と、逆転ギヤ１１０とを被嵌する（図５、図７参照）。

ＰＴＯ変速出力軸９９には、変速シフタ１１１が移動自在にスプラインにて軸支される。前記の各ギヤ１０６，１０７，１０８，１０９，１１０がＰＴＯ変速出力軸９９に変速シフタ１１１にて択一的に連結されるように構成する。変速シフタ１１１には、ＰＴＯ変速レバー（図示省略）に連結する変速アーム１１２が係合される。そして、ＰＴＯ変速レバー（図示省略）の変速操作により、変速アーム１１２にてＰＴＯ変速出力軸９９の軸線に沿って変速シフタ１１１が直線的に移動して、各ギヤ１０６，１０７，１０８，１０９，１１０のいずれかが、択一的に選択されてＰＴＯ変速出力軸９９に連結される（図５、図７参照）。従って、１速、２速、３速、４速、逆転の各ＰＴＯ変速出力が、ＰＴＯ変速出力軸９９からＰＴＯ軸２３にギヤ１１３，１１４を介して伝えられるように構成する。

なお、図６において、逆転軸３９に設ける回転検出ギヤ１１５と、主変速出力ギヤ３７の回転を検出するピックアップ１１６とを対向させて設置し、主変速機構２９の出力回転数をピックアップ１１６にて検出するように構成する。また、前車輪入力軸７２のギヤ７８の回転を検出するピックアップ１１７が設置され、前車輪入力軸７２及び副変速軸５０の回転に基づき、走行速度（車速）がピックアップ１１７にて検出されるように構成する。

上記から明らかなように、エンジン５から動力が伝達されるミッションケース１７を備え、前記エンジン５から動力を伝える入力軸２７と、左右の車輪３，４に油圧変速出力を伝える出力軸３６とが、同一の軸線上に配置されたインライン式無段変速機２９をミッションケース１７に配設し、該無段変速機２９を構成するシリンダブロック５０５を挟んで一側に油圧ポンプ部５００を、他側に油圧モータ部５０１をそれぞれ配置し、前記入力軸２７に出力軸３６を被嵌させて二重軸構成にした作業車において、前記入力軸２７の入力側とシリンダブロック５０５との間に油圧モータ５０１部を配置し、前記入力軸２７の入力側と出力軸３６の出力側を同一側に配置した。そのため、例えば、トラクタ１の伝動構造のように、走行副変速ギヤ及び差動ギヤ及びＰＴＯ変速ギヤなどをミッションケース１７の内部に設置するものであっても、ミッションケース１７の後部に前記無段変速機２９の設置スペースを容易に確保できる。前記入力軸２７の入力側であるミッションケース１７の前部にＰＴＯ変速ギヤまたは走行副変速ギヤなどの設置スペースが確保され、例えばトラクタ１のミッションケース１７などを小型化または軽量化でき、製造コストを低減できる。

また、前記ミッションケース１７内部に出力軸３６を軸受５０２にて回転自在に軸支し、前記無段変速機２９に備える油圧モータ部５０１の斜板５１８の前側と、前記出力軸３６の後側とを、スプライン５２８にて分離自在に連結した。そのため、シリンダブロック５０５の両側に油圧ポンプ部５００と油圧モータ部５０１とをそれぞれ配置して入力軸２７に支持した状態で前記無段変速機２９を取付ける作業または取外す作業を行うことができる。前記無段変速機２９に対して独立した軸受構造にてミッションケース１７に前記出力軸３６を軸支でき、ミッションケース１７に出力軸３６を軸支した状態でミッションケース１７に対して無段変速機２９を着脱でき、無段変速機２９の取付けまたは取外しが容易に行える構造に構成できる。

また、前記ミッションケース１７の内部に、前記無段変速機２９と、左右の車輪４に動力を伝達する差動ギヤ機構５８とを設ける。そのため、差動ギヤ機構５８を設けるミッションケース１７内部の余剰スペースを利用して前記無段変速機２９をコンパクトに配置でき、例えばトラクタ１のミッションケース１７などを小型化または軽量化でき、製造コストを低減できる。

また、前記ミッションケース１７の内部を前後に仕切り、ミッションケース１７内部の前側に変速ギヤ機構３０，９６を配設し、ミッションケース１７内部の後側に前記無段変速機２９及び差動ギヤ機構５８を配設する。そのため、差動ギヤ機構５８を設けるミッションケース１７の後部スペースを利用して前記無段変速機２９をコンパクトに設置できる。しかも、ミッションケース１７の前部に配置するＰＴＯ変速ギヤまたは走行副変速ギヤなどの変速ギヤ機構３０，９６と、ミッションケース１７の後部に配置する無段変速機２９及び差動ギヤ機構５８とにより、例えば箱型のミッションケース１７の内部を有効に活用でき、前記無段変速機２９をコンパクトに配置でき、例えばトラクタ１のミッションケース１７などを小型化または軽量化でき、製造コストを低減できる。

さらに、図１０は前記ミッションケース１７の平面視断面図、図１１はミッションケース１７後部の平面視断面の拡大図、図１２はミッションケース１７の背面視説明図である。

図６、図８、図１０乃至図１２に示されるように、ミッションケース１７の後室３５内部に、無段変速機２９と差動ギヤ機構５８とが併設される。差動ギヤ機構５８には、この差動の動作を停止（左右の差動出力軸６２を常時等速で駆動）するデフロック機構５６０が備えられる。差動ギヤケース６１の一側にデフロック機構５６０が配置され、差動ギヤケース６１の他側にリングギヤ６０がボルトにて固定される。リングギヤ６０設置側と同側の差動ギヤケース６１端部が、ベアリング軸受５５８にて軸受ホルダ５５９に軸受される。軸受ホルダ５５９は、ミッションケース１７にボルトにて固定され、耐荷重が大きな大径のベアリング軸受５５８が用いられるように構成する。

図１１に示されるように、差動ギヤケース６１を挟んで、一側にデフロック機構５６０が、他側にリングギヤ６０が設けられる。デフロック機構５６０を設置する側と同じ側に無段変速機２９が配置される。

デフロック機構５６０には、差動ギヤケース６１に出入自在に設けられるロックピン５６１と、ロックピン５６１の一端が固定されるスライダ５６２と、スライダ５６２が係合するロックアーム５６３と、ロックアーム５６３が摺動自在に支持される操作軸５６４とを備える。常時は、差動ギヤケース６１内部の差動ギヤ５６５に対してロックピン５６１が離間して支持され、差動ギヤケース６１から左右の差動出力軸６２に差動出力が伝えられるように構成する。

一方、図示しないデフロックレバー（又はペダル）の操作にてロックピン６５１が差動ギヤ５６５に係合したとき、差動ギヤ５６５が差動ギヤケース６１に固定され、差動ギヤ５６５の差動機能が停止し、左右の差動出力軸６２が等速にて駆動されるように構成する。

図１２に示されるように、ミッションケース１７内部には、略一定量以上の作動油５６６が入れられる。作動油５６６の油面（上面）とほぼ同じ高さ位置に差動出力軸６２が配置される。無段変速機２９は、差動出力軸６２の軸線より高い位置に配置される。したがって、無段変速機２９は、ミッションケース１７内部の作動油５６６油面より上方に配置される。

次に、ミッションケース１７に対する無段変速機２９の組み付け及び取り外しについて説明する。無段変速機２９をミッションケース１７に組み込むときは、無段変速機２９が主変速入力軸２７に取り付けられ、かつ主変速入力軸２７の後端が後側壁部材３３に軸受５０４にて支持された状態で、これらがミッションケース１７の内部にこの後方から入れられ、主変速出力軸３６の内孔に主変速入力軸２７が貫通し、主変速出力軸３６に継ぎ手部材５２５がスプライン５２８にて連結され、ミッションケース１７の内部に無段変速機２９が組み込まれる。

他方、無段変速機２９を主変速入力軸２７から取り外すときは、無段変速機２９が主変速入力軸２７に取り付けられ、かつ主変速入力軸２７の後端が後側壁部材３３に軸受５０４にて支持された状態で、後側壁部材３３がミッションケース１７から取り外され、主変速出力軸３６にスプライン５２８にて連結された継ぎ手部材５２５が主変速出力軸３６から外れ、仕切り壁３１に主変速出力軸３６が軸受５０２にて軸支された状態で、主変速入力軸２７と、無段変速機２９とが、後側壁部材３３とともに取り外され、これらがミッションケース１７の後方に取り出され、無段変速機２９のメンテナンス作業などが行われる。

上記から明らかなように、ミッションケース１７内に、エンジン５からの動力が伝達される主変速入力軸２７を配置し、前記入力軸２７に主変速出力軸３６を相対的に回転可能に被嵌し、前記入力軸２７には、無段変速機２９を構成するシリンダブロック５０５と、それを挟んで一側の油圧ポンプ部５００と、他側の油圧モータ部５０１とを被嵌し、前記油圧モータ部５０１を介して前記出力軸３６から差動ギヤ機構５８に動力伝達し、差動ギヤ機構５８から少なくとも左右車輪３，４に動力伝達するように構成してなる作業車両において、前記無段変速機２９と差動ギヤ機構５８とを前記ミッションケース１７の後部に内設し、前記入力軸の入力側と前記出力軸の出力側を同一側に配置し、前記ミッションケース１７の後方に前記無段変速機２９を出入可能に構成した。そのため、例えば、トラクタ１の伝動構造のように、走行副変速ギヤ及び差動ギヤ及びＰＴＯ変速ギヤなどを前記ミッションケース１７の内部に設置するものであっても、前記ミッションケース１７の後部に前記無段変速機２９の設置スペースを容易に確保できる。前記差動ギヤ機構５８を組み込んだ状態で前記無段変速機２９を着脱する作業を行うことができる。前記入力軸２７の入力側であるミッションケース１７の前部に走行副変速ギヤまたはＰＴＯ変速ギヤなどの設置スペースが確保され、例えばトラクタ１のミッションケース１７などを小型化または軽量化でき、組み立て及び分解などの作業性が向上して製造コストを低減できる。

また、前記差動ギヤ機構５８の差動を停止するためのデフロック機構５６０を設置する側と同じ側に、前記無段変速機２９を配置したから、前記差動ギヤ機構５８を設けるミッションケース１７内部の余剰スペースを利用して前記無段変速機２９をコンパクトに配置でき、前記無段変速機２９の設置により前記差動ギヤ機構５８またはデフロック機構５６０の設置が殆ど制限されることがなく、例えばトラクタ１のミッションケースなどを小型化または軽量化でき、組み立て及び分解などの作業性が向上して製造コストを低減できる。

また、前記出力軸３６を軸受５０２にて前記ミッションケース１７内部に回転自在に軸支し、前記油圧モータ部５０１の斜板５１８と、前記出力軸３６とを、前記入力軸２７２の軸線方向に分離可能にスプライン５２８にて連結したから、前記ミッションケース１７の前部に配置する走行副変速ギヤまたはＰＴＯ変速ギヤなどの変速ギヤ機構３０，９６と、前記ミッションケース１７１の後部に配置する無段変速機２９及び差動ギヤ機構５８とにより、例えば箱型のミッションケース１７の内部を有効に活用でき、前記無段変速機２９をコンパクトに配置でき、例えばトラクタ１のミッションケースなどを小型化または軽量化でき、組み立て及び分解などの作業性が向上して製造コストを低減できる。

農作業用のトラクタの側面図である。 トラクタの斜め後方斜視図である。 トラクタの側面説明図である。 トラクタ機体の斜視図である。 動力伝達のスケルトン図である。 ミッションケースの走行変速部の説明図である。 ミッションケースのＰＴＯ変速部の説明図である。 ミッションケースの無断変速機の説明図である。 ミッションケースの無段変速機の油圧回路図である。 ミッションケースの平面視断面説明図である。 図１０の拡大説明図である。 ミッションケースの背面視説明図である。 ミッションケースの内部を示す平面視説明図である。 ミッションケースの内部を示す側面視説明図である。 ミッションケースの内部を示す斜視説明図である。

符号の説明

３ 前車輪
４ 後車輪
５ エンジン
１７ ミッションケース
２７ 主変速入力軸
２９ 無段変速機
３６ 主変速出力軸
５８ 差動ギヤ機構
５００ 油圧ポンプ部
５０１ 油圧モータ部
５０２ 軸受
５０５ シリンダブロック
５１８ 油圧モータ部の斜板
５２８ スプライン
５６０ デフロック機構

Claims (3)

1. ミッションケース内に、エンジンからの動力が伝達される入力軸を配置し、前記入力軸に出力軸を相対的に回転可能に被嵌し、前記入力軸には、無段変速機を構成するシリンダブロックと、それを挟んで一側の油圧ポンプ部と、他側の油圧モータ部とを被嵌し、前記油圧モータ部を介して前記出力軸から差動ギヤ機構に動力伝達し、差動ギヤ機構から少なくとも左右車輪に動力伝達するように構成してなる作業車両において、前記無段変速機と差動ギヤ機構とを前記ミッションケースの後部に内設し、前記入力軸の入力側と前記出力軸の出力側を同一側に配置し、前記ミッションケースの後方に前記無段変速機を出入可能に構成したことを特徴とする作業車両。
2. 前記差動ギヤ機構の差動を停止するためのデフロック機構を設置する側と同じ側に、前記無段変速機を配置したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
3. 前記出力軸を軸受にて前記ミッションケースの内部に回転自在に軸支し、前記油圧モータ部の斜板と、前記出力軸とを、前記入力軸の軸線方向に分離可能にスプラインにて連結したことを特徴とする請求項１又は２に記載の作業車両。

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