JP2007321823A - Working vehicle transmission device - Google Patents
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- F16H57/048—Type of gearings to be lubricated, cooled or heated
- F16H57/0487—Friction gearings
- F16H57/049—Friction gearings of the toroid type
Abstract
Description
この発明は、対地作業機を備えるトラクタやフロントローダ等の作業車における動力伝動部の変速装置に関する。 The present invention relates to a transmission for a power transmission unit in a work vehicle such as a tractor or a front loader provided with a ground work machine.
特に低速時の動力伝動効率が良い無段変速機構としてトロイダル変速機構を組み込んだトランスミッションが作業車で利用されている。
トロイダル変速機構に用いられる作動油は通常のミッションオイルとは異なっているため、このトロイダル変速機構を組み込む隔離空間をミッションケースに設けている。前記の特許文献に記載の従来技術にも隔離空間にトロイダル変速機構が組み込まれているが、このトロイダル変速機構はオイル浸けにすることが出来ず、作動油が泡立ちを嫌う為に直接ミッションケース内に溜めることなく、別置きのオイルタンクに貯めてポンプで供給するようになっている。 Since the hydraulic oil used in the toroidal transmission mechanism is different from ordinary mission oil, an isolation space for incorporating the toroidal transmission mechanism is provided in the mission case. The prior art described in the above patent document also incorporates a toroidal speed change mechanism in the isolation space. However, this toroidal speed change mechanism cannot be immersed in oil, and the working oil does not like foaming. The oil is stored in a separate oil tank and supplied by a pump.
そこで、この発明では、ミッションケース内へのトロイダル変速機構の組込み構成を工夫することで作動油のオイルタンクを不要にすることを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to eliminate the need for an oil tank for hydraulic oil by devising a configuration for incorporating a toroidal transmission mechanism in a mission case.
本発明の上記課題は次の構成によって達成される。
すなわち、ミッションケース(1)を前後隔壁(2),(3)で仕切り、その内部における上位に配置した軸(10)にトロイダル変速機構(4)を組み付け、このトロイダル変速機構(4)よりも下位に前記トロイダル変速機構(4)へエンジン動力を入力する走行駆動入力軸(11)とPTO伝動軸(12)及び前輪駆動軸(13)を設け、作動油をトロイダル変速機構(4)が浸からない状態でミッションケース(1)の前後隔壁(2),(3)内に貯留した構成としたことを特徴とする作業車の変速装置とする。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration.
That is, the transmission case (1) is partitioned by the front and rear partition walls (2) and (3), and the toroidal transmission mechanism (4) is assembled to the shaft (10) arranged at the upper position inside the transmission case. A travel drive input shaft (11) for inputting engine power to the toroidal transmission mechanism (4), a PTO transmission shaft (12), and a front wheel drive shaft (13) are provided below, and the toroidal transmission mechanism (4) is immersed in hydraulic oil. A transmission for a work vehicle characterized in that it is configured to be stored in the front and rear partition walls (2) and (3) of the transmission case (1) without being disengaged.
本発明は上述のごとく構成したので、トロイダル変速機構4を直接作動油につけることなく、走行駆動入力軸11とPTO入力軸12及び前輪駆動軸13が作動油をあまり掻き混ぜることなく、泡立ちしにくい。
Since the present invention is configured as described above, the traveling drive input shaft 11, the
このことにより、作動油をミッションケース1内に溜めることが出来て、作動油の専用オイルタンクを省略でき、製造コストを低下できる。
As a result, the hydraulic oil can be stored in the
以下、図面に基づいて、この発明を農業用トラクタにて実施した形態について説明する。
ミッションケース1は、図1に示すように、前からフロントケース1a、ミドルケース1b、リアケース1cの三ケースを連結して一体に構成している。
フロントケース1aは、前隔壁2と後隔壁3とを有し、その前後隔壁2,3内に、上からバリエータ軸10、走行駆動入力軸11、PTO伝動軸12、前輪駆動軸13を軸支している。バリエータ軸10の前方で軸心線上には、エンジンEの出力軸へ直結するメイン入力軸14を軸架している。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is implemented in an agricultural tractor will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
The front case 1a has a
メイン入力軸14に前隔壁2の内側で固着したギア15は、下位の走行駆動入力軸11に固着した大小ギア16の大径ギア部に噛み合って増速伝動し、この大小ギア16の小径ギア部へさらに下位のPTO入力軸12に固着したギア18を噛み合わせて減速伝動している。
The
最下位の前輪駆動軸13は、後述するミドルケース1b側からの伝動により前側のフロントデフ軸17へ動力を伝動している。フロントデフ軸17は、フロントデフギア19を介して左右の前輪20を駆動する。(図3参照)
バリエータ軸10に装着したトロイダル変速機構4は、バリエータ軸4と一体回転する2つの出力ディスク4a,4aと、両出力ディスク4a,4aの中央に位置して下方の走行駆動入力軸11に固着したギア21に中継ギア22を介して噛み合うギア23と共に回転する入力ディスク4b,4bと、前記出力ディスク4a,4aと入力ディスク4b,4bとの間にシリンダピストンの先端部に支持した回転ローラを複数挟持する構成(バリエータ機構)としている。そして、前記複数の回転ローラ及びシリンダピストン(以下、パワーローラ24という)を油圧操作で位置を変更することにより同ローラの傾倒角が変更され、前記入力ディスク4b,4bから出力ディスク4a,4aへ伝わる動力伝達比が変更されてバリエータ軸10の回転を変速する構成となっている。この変速伝動効率は約80〜90%と良く、特に低速での伝動効率が高いのが特徴である。
The lowermost front
The toroidal
トロイダル変速機構4を装着したバリエータ軸10と走行駆動入力軸11を軸支する後隔壁3には、フロントケース1aとミドルケース1bとを気密に隔離するオイルシール82,83,84,85を装着しているが、この各オイルシール82,83,84,85間の空間に通じる空気孔29をケース外へ向けて設けてブリーザ機能でフロントケース1aとミドルケース1bの気密を保つようにしている。この空気孔29はPTO伝動軸12と前輪駆動軸13のオイルシール部まで繋がっている。
バリエータ軸10の回転は、後隔壁3のミドルケース1b側でバリエータ軸10に連結した入力クラッチ軸25にスプライン嵌合したギア26とワンウエイクラッチ86を介して遊星ギア機構87のプラネタリギアを駆動し、さらに入力クラッチ軸25に直接スプライン嵌合した遊星ギア機構87のサンギアをも駆動する。また、走行駆動入力軸11の延長軸88には前記ギア26と噛み合うワンウエイクラッチ27と前記ワンウエイクラッチ86に繋がるギア28と噛み合うギア89をスプライン嵌合して動力を伝動している。このような遊星ギア機構87のプラネタリギアとサンギアの駆動構成でリングギアが減速駆動される。尚、前記ギア28及び遊星ギア機構87のキャリアは、一体回転するものとして、入力クラッチ軸25上に回転自在に軸受されている。
The rotation of the
このリングギアの回転が、多盤式の低速側クラッチ90の入り操作によって伝動ドラム93を回転させて出力クラッチ軸92へ出力され、パワーローラ24の傾きによって該出力クラッチ軸92を低速の逆転から零を通過して低速の正転まで変速回転させる。
The rotation of the ring gear is output to the
バリエータ軸10の端部の前記ギア26にスプライン嵌合した入力クラッチ軸25へ多盤式の高速側クラッチ91の伝動ドラム93をスプライン嵌合して伝動し、パワーローラ24の傾きによる変速がこの高速側クラッチ91の伝動ドラム93を前記低速側クラッチ90の正転最高速を引き継いでさらに高速へと変速する。
The
以上の構成で、低速側クラッチ90を繋げば出力クラッチ軸92は低速の逆転から零(停止状態)を通過して低速の正転まで変速され、さらに正転で増速するには、低速側クラッチ90を断って高速側クラッチ91を繋いでパワーローラ24の傾きを変えていくことになる。この低速側クラッチ90と高速クラッチ91との断続タイミングがマイコンで制御されて低速逆転から零(停止状態)を通過して高速正転へ滑らかに変速されることになる。
With the above configuration, if the low-
この高・低切換クラッチ30の出力クラッチ軸92の後端にスプライン嵌合したギア31をリアデフギア34のデフ軸32にスプライン嵌合したギア33と噛み合わせてデフ軸32を駆動する。デフ軸32の回転はリアデフギア34を介して左右の後輪35へ伝動される。
The
デフ軸32の回転はギア37からPTO出力軸41に遊嵌した二連ギア36を介して前輪駆動延長軸39にスプライン嵌合したギア38に伝動されこの前輪駆動延長軸39を駆動する。
The rotation of the
前輪駆動延長軸39にはトラクタの旋回時に前輪を同速或いは増速して駆動させる所謂前輪増速クラッチ40を装着し、さらにこの前輪駆動延長軸39に中継軸42を介して前記の前輪駆動軸13に伝動すべく連結している。
The front wheel
なお、バリエータ軸10から前輪駆動軸13への伝動は、高・低切換クラッチ30の前側に伝動ギア組を設けて行うようにすれば伝動が簡単になる。
また、この前輪増速クラッチ40のギア伝動からトラクションオイル用ギアポンプの駆動を取ればこのギアポンプがバルブブロックの近くとなって配管が短くなってオイルの流動損失が少なくなり、制御応答性が良くなり、確実な制御を行うことができる。
The transmission from the
If the gear pump for the traction oil is driven from the gear transmission of the front
以上の構成で、前記エンジンEの回転をトロイダル変速機構4へ伝達し、このトロイダル変速機構4で変速する回転を高・低切換クラッチ30に伝動する。そしてこの高・低切換クラッチ30の低速側クラッチ90を接続してトロイダル変速機構4のパワーローラ24の傾きを変更すると、出力回転を低速域内で逆転から正転に亘って無段階で変速する。この変速は作業車を対地作業に適した低速度で前後進する走行条件に適している。また高・低切換クラッチ30の高速側クラッチ91を接続してトロイダル変速機構4のパワーローラ24の傾きを変更すると、出力回転を高速域内で無段階に増速変速する。この変速は作業車が路上を移動する走行条件に適している。
With the above configuration, the rotation of the engine E is transmitted to the
対地作業機を駆動するPTO出力軸41は、次のように伝動している。
前後隔壁2,3の内部で、前記トロイダル変速機構4の下部に軸架した走行駆動入力軸11に固着したギア43をPTO入力軸12に固着したギア18と噛み合わせて、このPTO伝動軸12の回転を後隔壁3の後部に設けるPTO軸変速機構44とPTOクラッチ45を介してPTO出力軸41に伝動している。PTO出力軸41の回転は、リアケース1c内に設けるPTO軸第二変速機構46で適宜の回転数に変速してPTO軸47に伝動する。
The
Inside the front and
このように、トロイダル変速機構4を内蔵する前後隔壁2,3内には、走行駆動入力軸11とPTO入力軸12及び前輪駆動軸13が軸支されて、ギア組が少ないので、底部に溜める作動油をあまり掻き混ぜることが少なく、作動油の泡立ちを極力防いでトロイダル変速機構4への悪影響を少なくしている。即ち、出力ディスク4a,4aと入力ディスク4b,4bとに対する回転ローラ(パワーローラ24)の接触面に泡立った作動油が入って滑りが大きくなるような状態を少なくすることができる。
In this way, the traveling drive input shaft 11, the
また、前記構成では、大きな容積を占める高・低切換クラッチ30とPTOクラッチ45と前輪増速クラッチ40とがミドルケース1b内の近くで前後に合理的に配置されることで各クラッチ30,45,40への制御油圧の供給経路を短くして応答性が良くなる上に、ミッションケース1の胴体が太くなることが無く(断面積が大きくなることが無く)、前後長さも長くならない。
Further, in the above configuration, the high /
また、PTO伝動軸12をバリエータ(パワーローラ24)から遠ざけて配置することにより、バリエータのサイズ設定及び設計の自由度を増すことができる。また、パワーローラ24の角度を変更する油圧シリンダからパワーローラ24までの角度変更操作連繋機構を、回動式のアームによる所謂レバータイプのものを用いることができ、該油圧シリンダへの油圧回路の簡素化と製造コストの低減とを図ることができる。
In addition, by disposing the
図5は、出力ディスク4aのバリエータ軸10との軸支部シリンダ室47へのオイル供給路48,49を示す一部の拡大図で、メイン入力軸14側の固定ドラム50の外周から中心に向けて設けたオイル供給路48を出力ディスク受51に形成した外周に向かうオイル供給路49に連通している。前記オイル供給路48,49を介して軸支部シリンダ室47へ圧油を送油することにより、出力ディスク4aを入力ディスク4b側へ押し付けて、トロイダル変速機構4の出力トルクを増大することができる。この軸支部シリンダ室47への送油は、回転ローラ(パワーローラ24)を増速側へ角度変更する際に行なわれる。
FIG. 5 is a partially enlarged view showing
図6の実施例は、高・低切換クラッチ30の内部を潤滑する構造で、トロイダル変速機構4の伝動後側であって遊星減速軸52の中心に設けたオイル経路54を軸端に設けた環状溝56へ直交孔55で連通し、この環状溝56からブラケット57のオイル経路58へ通じてクラッチ軸53の軸周面に設ける各溝59,60へ供給し、この溝59,60からクラッチ取付内筒63のオイル孔61,62を介して前記高・低切換クラッチ30のディスク部へ供給している。
The embodiment of FIG. 6 has a structure that lubricates the inside of the high /
図7は、上記の構成における遊星減速機構65側の内部潤滑構造で、遊星減速軸52の軸端近傍に設けた供給直交孔64から軸中心のオイル経路54に入ったオイルが遊星減速機構65の内部に設ける直交孔66,67から遊星ギア機構87へ供給して潤滑する。
FIG. 7 shows an internal lubrication structure on the planetary
図8と図9はバリエータ軸10と同軸心上に遊星減速機構65と高・低切換クラッチ30を設けた構成で、遊星減速機構65のプラネタリギア支持軸68の中心にオイル孔69を設け、ケース78に取り付けたオイル溜具70の凹部71で掬うミッションオイルをオイル孔69からニードルベアリング94へ供給するようにしている。これにより、ニードルベアリング94の耐久性を向上させることができる。
8 and 9 show a configuration in which a
また、高・低切換クラッチ30へ伝動するギア73,74,75,76,77をハスバ歯車にした場合に、入力クラッチ軸25の軸方向へスラスト力が作用するが、ミドルケース1b内に形成する支持壁72,79に該入力クラッチ軸25をベアリング80,81で支持することによって、このスラスト力を支持壁72,79で受けて支持している。これにより、遊星ギア機構87のキャリア各部のスラストベアリングに作用しないようにして、このスラストベアリングの耐久性を向上させることができる。
Further, when the
1 ミッションケース
2 前隔壁
3 後隔壁
4 トロイダル変速機構
10 バリエータ軸
11 走行駆動入力軸
12 PTO伝動軸
13 作業機駆動軸
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