JP2009056883A - 作業車輌のトランスミッション - Google Patents

Abstract

【課題】 サイドクラッチ兼ブレーキを備えるとともに、コンパクト化が可能な、作業車輌のトランスミッションを提供する。
【解決手段】 トランスミッションケース２４と、トランスミッションケース２４に回転自在に支持された左右一対の出力軸２２，２３と、出力軸の各々への動力を伝達又は遮断するとともに、動力の伝達を遮断した出力軸に制動力を付与する、左右一対のサイドクラッチ兼用ブレーキと、一対のサイドクラッチ兼用ブレーキの各々を動力遮断側にシフトさせる一対のシフタ６０，６１と、を有し、シフタ６０，６１の各々は、トランスミッションケース２４に回転可能に支持され操作軸６０ｓ、６１ｓと、該操作軸の先端部に形成されたカム６０ａ、６１ａとを有し、サイドクラッチ兼用ブレーキの各々は、カム６０ａ、６１ａが当接してシフト操作力を受ける座面５０ｂ、５１ｂを有する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、除雪機等の作業車輌のトランスミッションに係り、詳しくは、サイドクラッチ兼用ブレーキを備えるトランスミッションに関する。

従来、作業車輌の中には、左右の駆動輪の各々にサイドクラッチを装備したものがある。サイドクラッチを備える作業車輌は、左右ハンドルの各々にクラッチレバーを備える。直進走行中に旋回したい側のクラッチレバーを握れば、旋回したい側の駆動輪への動力伝達が遮断され、スムースな旋回が可能となる。

サイドクラッチを改良したものとして、クラッチを切った駆動輪にブレーキをかけるサイドクラッチ兼ブレーキ装置が提案されている（例えば、特許文献１）。この装置によれば、クラッチの切れた駆動輪の慣性による回転を迅速に停止させ、よりスムースな旋回が可能になる。
実開昭５４−９５６５７号公報

しかしながら、上記従来のサイドクラッチ兼ブレーキ装置は、クラッチ・ブレーキメンバをシフトさせるにあたって、サイドクラッチのクラッチ軸を跨ぐフォークを使用しており、このフォークがトランスミッションの上下方向のコンパクト化を妨げていた。

本発明は、サイドクラッチ兼ブレーキを備えるとともに、コンパクト化が可能な、作業車輌のトランスミッションを提供することを目的とする。

本発明に係る作業車輌のトランスミッションは、トランスミッションケースと、前記トランスミッションケースに回転自在に支持された入力軸と、前記トランスミッションケースに回転自在に支持された左右一対の出力軸と、前記入力軸から前記出力軸の各々への動力を伝達又は遮断するとともに、動力の伝達を遮断した前記出力軸に制動力を付与する、左右一対のサイドクラッチ兼用ブレーキと、前記一対のサイドクラッチ兼用ブレーキの各々を動力遮断側にシフトさせる一対のシフタと、を有し、前記シフタの各々は、前記トランスミッションケースに回転可能に支持され操作軸と、該操作軸の先端部に形成されたカムとを有し、前記サイドクラッチ兼用ブレーキの各々は、前記カムが当接してシフト操作力を受ける座面を有する。

前記カムは、半円柱形状であることが好ましい。

一形態において、前記サイドクラッチ兼用ブレーキの各々は、動力伝達側に付勢されるとともに、前記出力軸の各々に常時駆動連結している可動クラッチ体を有し、前記可動クラッチ体は、前記座面を有する鍔部を備え、前記ブレーキは、前記鍔部をプレッシャープレートとして作動する摩擦ブレーキによって構成される。

他の形態において、記前記サイドクラッチ兼用ブレーキの各々は、動力伝達側に付勢されるとともに、前記出力軸の各々に常時駆動連結している可動クラッチ体を有し、前記ブレーキは、前記可動クラッチ体と前記トランスミッションケースとの間に設けられた噛み合いクラッチによって構成される。

前記サイドクラッチ兼用ブレーキの各々は、クラッチ軸と、前記クラッチ軸に摺動可能に支持された可動クラッチ体と、を有し、前記可動クラッチ体は、前記座面を有する鍔部を備え、該鍔部の外径（Ｄ）と、前記可動クラッチ体が前記クラッチ軸と接触する内周面の軸方向長さ（Ｌ）との関係が、（Ｌ／Ｄ）≧０．２５であることが好ましい。

更に他の形態において、油圧駆動の外部アクチュエータと、前記トランスミッションケースに装着され、前記外部アクチュエータの作動油圧源として使用可能に構成された補助ポンプと、前記入力軸と作動的に連結され、油圧ポンプを備える油圧伝動装置と、を更に有し、前記入力軸は、前記出力軸に対して直角に配置されるとともに、エンジンからの動力を受けるプーリーが装着され、前記油圧ポンプのポンプ軸の両端部のうちの少なくとも一端部に、前記補助ポンプが作動的に連結される。

前記トランスミッションケースの左右側壁の少なくとも一方の側壁に、前記ポンプ軸の端部にアクセス可能な開口部が形成されるとともに、前記補助ポンプの装着面が前記側壁の外側面に形成されていることが好ましい。

本発明によれば、サイドクラッチのシフタを、先端にカムを形成した操作軸によってシフトさせることにしたので、シフタがクラッチ軸を跨がない構成とすることができ、それによってトランスミッションのコンパクト化を図ることができる。

本発明に係る作業車輌のトランスミッションの最良の実施形態について、以下に、図１〜１０を参照して説明する。なお、全図を通し、同様の構成部分には同符号を付した。

図１は、作業車輌の内部構造を示す側面図である。図１の作業車輌１は、除雪機であるが、クローラ式走行装置を備えるものであればコンバインなど他の種類の作業車輌でも良い。エンジンルーム２から原動３が突き出している。原動３には、プーリ４、５が固定されている。プーリ４は、プーリ６とベルト７によって駆動連結されている。プーリ６はオーガー８及びシューター９を駆動する駆動軸１０に固定されている。

プーリ５は、プーリ１１とベルト１２によって駆動連結されている。プーリ１１は、トランスミッション２０の入力軸２１（図２，３参照）に固定されている。入力軸２１の動力は、トランスミッション２０を介して出力軸２２、２３（図４参照）より左右のクローラ式走行装置に伝達される。

トランスミッション２０の入力軸２１は、図３に示すように、トランスミッションケース２４にベアリング２５を介して回転自在に支持されている。入力軸２１の端部に、傘歯車２６が固定されている。傘歯車２６と噛み合う傘歯車２７は、図４に示すように、油圧伝動装置３０の油圧ポンプ３１を駆動するポンプ軸３２に固定されている。ポンプ軸３２は、入力軸２１に対して直角に配置されている。なお、３２ａは、可動斜板を傾転操作して油圧ポンプ３１の吐出量を制御するコントロールアームである。油圧伝動装置３０の油圧モーター３３のモーター軸３４に、平歯車３５が固定されている。

平歯車３５は、原動歯車３６と噛み合っている。原動歯車３６は、クラッチ軸３７に一体的に結合されている。クラッチ軸３７は、トランスミッションケース２４に、ベアリング３８を介して回転自在に支持されている。

クラッチ軸３７に、原動歯車３６を挟むようにして、一対の可動クラッチ体４０、４１が軸方向摺動可能且つ相対回転可能に支持されている。原動歯車３６は、図６に拡大して示すように、一対の可動クラッチ体４０、４１の各々の外歯４０ａ、４１ａが、抜脱可能に嵌合して噛み合うことができる内歯３６ａ、３６ｂを両側面に備えている。可動クラッチ体４０、４１の外歯４０ａ、４１ａは、出力軸２２、２３に各々スプライン結合された従動歯車４２、４３と常時噛み合っている。可動クラッチ体４０、４１がクラッチバネ４４、４５に付勢されることによって、原動歯車３６の内歯３６ａ、３６ｂに可動クラッチ体４０、４１の外歯４０ａ、４１ａが嵌合して噛み合っている。

可動クラッチ体４０、４１には、鍔部５０、５１が固定されている。鍔部５０、５１は、環状をしていて、可動クラッチ体４０，４１の軸線方向の移動を規制されている。また、鍔部５０，５１は、その内側に内歯５０ａ、５１ａが形成されており、これらの内歯５０ａ、５１ａが可動クラッチ体４０、４１の外歯４０ａ、４１ａと噛み合わされている。

図５を参照すれば、可動クラッチ体４０、４１をシフトさせるシフタ６０、６１は、トランスミッションケース２４に形成された支持孔に挿入されて回転可能に片持ち的に支持された操作軸６０ｓ、６１ｓと、操作軸６０ｓ、６１ｓの先端部に形成されたカム６０ａ、６１ａと、を備えている。カム６０ａ、６１ａは、図６に仮想線で示されているように、断面半円形状の半円柱形状とされている。鍔部５０、５１の一方側面５０ｂ、５１ｂは、カム６０ａ、６１ａが当接する座面となる。

操作軸６０ｓ，６１ｓを回転させると、カム６０ａ、６１ａが鍔部５０、５１を押すことによって、可動クラッチ体４０、４１を原動歯車３６から離脱させる方向にシフトさせる。操作軸６０ｓ、６１ｓは、クラッチ軸３７に対して直交配置されている。

可動クラッチ体４０、４１の外歯４０ａ、４１ａを原動歯車３６の内歯３６ａ、３６ｂに噛み合わせることにより、原動歯車３６の動力は、可動クラッチ体４０、４１を介して、従動歯車４２、４３に伝えられる。可動クラッチ体４０、４１の一方を原動歯車３６の一方から離脱させれば、原動歯車３６から従属歯車４２、４３の一方への動力伝達が遮断される。このようにして、左右のサイドクラッチが構成されている。

シフタ６０、６１は、シフトレバー６０ｄ、６１ｄ及び図示しないシフトワイヤーを介して、図１に示されたハンドル７０のクラッチレバー７１（図では一方のみ）を握ることにより、操作される。旋回したい方のクラッチレバー７１を握れば、操作軸６０ｓ（６１ｓ）が回転し、カム６０ａ（６１ａ）によって鍔部５０（５１）が押され、可動クラッチ体４０（４１）が原動歯車３６から抜脱して旋回したい側のサイドクラッチが切れ、スムースな旋回が可能になる。

図６に示されているように、複数枚の摩擦板４６、４７が、トランスミッションケース２４に一定隙間間隔で固定されている。複数枚の摩擦板４６、４７の各々の隙間に、相手板となる複数枚の摩擦板４８、４９が介在している。複数枚の摩擦板４８、４９の回転中心部には雌スプラインを有する穴が形成されており、この雌スプラインに係合するスプライン４０ｂ、４１ｂが可動クラッチ体４０，４１のケース外側を向く円筒部外周に形成されている。従って、摩擦板４８、４９と可動クラッチ体４０、４１とは、軸線方向への相対移動は可能であるが、軸回り方向の相対回転は不能となっている。

図６に示すように、図の右側のカム６０を回転させて、鍔部５０が押されると、鍔部５０がプレッシャープレートの作用をして、摩擦板４６を押圧し、摩擦板４６と相手板の摩擦板４８とを摩擦係合させる。摩擦板４６と摩擦板４８とが摩擦係合すると、可動クラッチ体４０の回転が止められ、その結果、可動クラッチ体４０と噛み合う従動歯車４２を通じて、出力軸２２の回転が止められる。こうして、多板ディスクブレーキが構成されている。トランスミッションケース２４内には、油圧伝動装置３０を作動するため等の油（図示せず。）が収容されており、摩擦板４６〜４９は油に浸積している。即ち、図示例の多板ブレーキは、湿式多板ブレーキである。

上記のように、シフタ６０、６１の操作により、サイドクラッチが解除された側の出力軸２２、２３にブレーキをかけることで、出力軸の慣性回転を即座に停止させ、旋回をよりスムースに行うことができる。

可動クラッチ体４０、４１がクラッチ軸３７と接する内周面の軸方向長さ（Ｌ）と、鍔部５０、５１の外径（Ｄ）との関係は、（Ｌ／Ｄ）≧０．２５に設定されている。（Ｌ／Ｄ）≧０．２５に設定することにより、可動クラッチ体４０、４１がいわゆるセルフロックするのを防止することができる。セルフロックは、自動締まり現象の事で、外部的要因によるものでなくその構造的要因により発生する力により生じるものである。（Ｌ／Ｄ）≧０．２５の関係は、力学的関係式と独自の安全率から導かれる関係式である。

図４に示されているように、油圧伝動装置３０のポンプ軸３２は、補助ポンプ８０の駆動軸８１とカップリング８２を介して連結されている。補助ポンプ８０は、ギアポンプによって構成することができる。オーガー８（図１参照）は、図１には示されていないが、オーガー８を昇降動させる外部アクチュエータとしての油圧シリンダーを備える。補助ポンプ８０から吐出される圧油は、オーガー８を昇降動させる油圧シリンダーに作動油として供給され得る。

図７は、油圧回路を示している。油圧伝動装置３０は、可動斜板を備える油圧ポンプ３１と、油圧モーター３３とが、前進時高圧側ライン９０と後進時高圧側ライン９１とによって接続された油圧閉回路を備えている。油圧ポンプ３１のポンプ軸３２は、補助ポンプ８０に連結され、補助ポンプ８０を駆動する。

補助ポンプ８０は、トランスミッションケース２４の油溜９２からライン９３を通じて油を吸い上げ、ライン９４を通じて、手動切換弁９５を介して、オーガー８を昇降動させる油圧シリンダー９６に作動油を供給する。オーガー８の作動油圧を所定圧力に設定するための圧力制御弁９７が設けられている。

さらに、油圧伝動装置３０の前進時高圧側ライン９０と後進時高圧側ライン９１とを接続するバイパスライン１００が設けられ、バイパスライン１００には、前進時高圧側ライン９０及び後進時高圧側ライン９１への作動油供給を許容し、前進時高圧側ライン９０及び後進時高圧側ライン９１からの油の流出を制限する逆止弁１０１、１０２が備えられている。後進時高圧側ライン９１からの作動油の流出を制限する逆止弁１０２は、固定絞り１０３を有している。固定絞り１０３は、油圧ポンプ３１の中立位置が正確に出ていなくて油が微小に吐出している状態であっても車輌速度がゼロとなる中立帯を広げる働きをする。

バイパスライン１００には、チャージライン１１０が接続されている。チャージライン１１０は、油圧閉回路のライン９０、９１が低圧の時に、油圧閉回路からの作動油の漏れ量に相当する作動油を、逆止弁１００、１０１を介して供給する。チャージライン１１０は、切換弁９５の切換により、補助ポンプ８０から作動油の供給を受ける。チャージライン１１０の油圧は、圧力制御弁１１１によって所定圧力に設定されている。

補助ポンプ８０、切換弁９５、圧力制御弁９７、１１１、サクション用逆止弁１１２は、バルブユニット１１５に収められている。再び図２を参照すれば、トランスミッションケース２４の側壁の外側面に、バルブユニット１１５が取り付けられている。図２に示すように、バルブユニット１１５に、シリンダポート１１６、チャージポート１１７が形成されており、それぞれ、図示しない配管を介して、油圧シリンダー９６、油圧伝動装置３０のチャージライン１１０に接続される。

図４に示すように、トランスミッションケース２４の側壁に、ポンプ軸３２の端部にアクセス可能な開口部２４ａが形成されている。この開口部２４ａを通じて、ポンプ軸３２は、カップリング８２を介して補助ポンプ８０を構成するギアポンプ８０の駆動軸８１と連結されている。

なお、上記実施形態では、補助ポンプ８０は、ポンプ軸３２の一端部にのみ接続されているが、他端部に接続するか（図８参照）、両端部に接続しても良い（図９参照）。

また、上記実施形態では、ブレーキとして多板ディスクブレーキの例を示したが、図１０に示すように、噛み合いクラッチを利用したブレーキでも良い。図１０に示す例では、可動クラッチ体４０，４１が原動歯車３６から離脱する方向にシフトさせられると、可動クラッチ体４０，４１の端部に形成されたクラッチ歯１２０に、トランスミッションケース２４に支持部１２１を介して固定されたクラッチ歯１２２が噛み合うようになっている。なお、クラッチ歯１２０を鍔部５０，５１に形成し、それに応じた位置で、クラッチ歯１２２をトランスミッションケース２４に固定しても良い。

本発明に係るトランスミッションを搭載した作業車輌の一例を示す側面図である。 図１のトランスミッションの外観を拡大して示す側面図である。 図２の内部構造を示す側面図である。 図３のIV−IV線に沿う断面図である。 図２のV−V線に沿う断面図である。 図４の一部を抜き出して作動状態を示す拡大断面図である。 図２のトランスミッションの油圧回路図である。 他の実施形態の要部を示す断面図である。 更に他の実施形態の要部を示す断面図である。 他の形態のブレーキを採用した実施形態の要部を示す断面図である。

符号の説明

１ 作業車輌
１１ プーリー
２１ 入力軸
２２、２３ 出力軸
２４ トランスミッションケース
２４ａ 開口部
３０ 油圧伝動装置
４０、４１ 可動クラッチ体
４０、４１ 鍔部
４０ａ、４１ａ 座面
６０、６１ シフタ
６０ａ、６１ａ カム
８０ 補助ポンプ

Claims (7)

1. トランスミッションケースと、
   前記トランスミッションケースに回転自在に支持された入力軸と、
   前記トランスミッションケースに回転自在に支持された左右一対の出力軸と、
   前記入力軸から前記出力軸の各々への動力を伝達又は遮断するとともに、動力の伝達を遮断した前記出力軸に制動力を付与する、左右一対のサイドクラッチ兼用ブレーキと、
   前記一対のサイドクラッチ兼用ブレーキの各々を動力遮断側にシフトさせる一対のシフタと、を有し、
   前記シフタの各々は、前記トランスミッションケースに回転可能に支持され操作軸と、該操作軸の先端部に形成されたカムとを有し、
   前記サイドクラッチ兼用ブレーキの各々は、前記カムが当接してシフト操作力を受ける座面を有することを特徴とする、作業車輌のトランスミッション。
2. 前記カムは、半円柱形状であることを特徴とする請求項１に記載のトランスミッション。
3. 前記サイドクラッチ兼用ブレーキの各々は、
   動力伝達側に付勢されるとともに、前記出力軸の各々に常時駆動連結している可動クラッチ体を有し、
   前記可動クラッチ体は、前記座面を有する鍔部を備え、
   前記ブレーキは、前記鍔部をプレッシャープレートとして作動する摩擦ブレーキによって構成されていることを特徴とする請求項１に記載のトランスミッション。
4. 記前記サイドクラッチ兼用ブレーキの各々は、
   動力伝達側に付勢されるとともに、前記出力軸の各々に常時駆動連結している可動クラッチ体を有し、
   前記ブレーキは、前記可動クラッチ体と前記トランスミッションケースとの間に設けられた噛み合いクラッチによって構成されていることを特徴とする請求項１に記載のトランスミッション。
5. 前記サイドクラッチ兼用ブレーキの各々は、
   クラッチ軸と、
   前記クラッチ軸に摺動可能に支持された可動クラッチ体と、を有し、
   前記可動クラッチ体は、前記座面を有する鍔部を備え、
   該鍔部の外径（Ｄ）と、前記可動クラッチ体が前記クラッチ軸と接触する内周面の軸方向長さ（Ｌ）との関係が、（Ｌ／Ｄ）≧０．２５であることを特徴とする請求項１に記載のトランスミッション。
6. 油圧駆動の外部アクチュエータと、
   前記トランスミッションケースに装着され、前記外部アクチュエータの作動油圧源として使用可能に構成された補助ポンプと、
   前記入力軸と作動的に連結され、油圧ポンプを備える油圧伝動装置と、
   を更に有し、
   前記入力軸は、前記出力軸に対して直角に配置されるとともに、エンジンからの動力を受けるプーリが装着され、
   前記油圧ポンプのポンプ軸の両端部のうちの少なくとも一端部に、前記補助ポンプが作動的に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のトランスミッション。
7. 前記トランスミッションケースの左右側壁の少なくとも一方の側壁に、前記ポンプ軸の端部にアクセス可能な開口部が形成されるとともに、前記補助ポンプの装着面が前記側壁の外側面に形成されていることを特徴とする請求項６に記載のトランスミッション。

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