JP2010076646A - 作業車両の変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、エンジンとトランスミッションケース間の中空部分を利用してオイル専用の貯留槽を設けることで、オイル貯留槽の配置場所を特別に設けないようにすることを課題とする。そして、オイル貯留槽内のオイルを効率良く冷却することを課題とする。
【解決手段】ミッションケース１をエンジン取付側から前ケース１７と中間ケース１８及び後ケース１９とに分割して構成した作業車両の変速装置において、前記前ケース１７内にオイル貯留槽９と油圧無段変速装置６を内装して構成したことを特徴とする。また、前ケース１７の前側にファンケース３７を設け、このファンケース３７を貫通する伝動軸２１に冷却ファン３８を取り付け、該冷却ファン３８が起こす冷却風をオイル貯留槽９に吹き付けてオイル貯留槽９内のオイルを冷却すべく構成したことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

この発明は、トラクタ等の油圧駆動車両に用いられる油圧無段変速装置付トランスミッションを搭載した作業車両の変速装置に関する。

油圧無段変速装置付トランスミッションの構成は、例えば、特開２００２−１２７７６８号公報に記載されている。
油圧無段変速装置付トランスミッションケースは、油圧無段変速装置や歯車式変速装置や前後進変速装置や前輪駆動装置やＰＴＯ変速装置等が内装された複数の中空伝動ケースが一体に組み付けられて、トラクタのメイン支持フレームとして構成されている。
特開２００２−１２７７６８号公報

前記の如く、トランスミッションケースはトラクタのメイン支持フレームとして機能しているために、前後に長く、ケース内に伝動機構が詰まっているわけでなく、単なる中空部分も存在する。また、トランスミッションケース内のギヤ変速装置や油圧無段変速装置に使用されるオイルはトランスミッションケース内に直接溜められ、このオイルを循環して使用している。このため冷却性能が劣る。

そこで、本発明は、トランスミッションケース内の中空部分を利用してオイル専用の貯留槽を設けることでオイルの汚染劣化を少なくすることを課題とする。

上記本発明の課題は、次の解決手段により解決される。
請求項１に記載の発明は、ミッションケース（１）をエンジン取付側から前ケース（１７）と中間ケース（１８）及び後ケース（１９）とに分割して構成した作業車両の変速装置において、前記前ケース（１７）内にオイル貯留槽（９）と油圧無段変速装置（６）を内装して構成したことを特徴とする作業車両の変速装置としたものである。

この構成で、エンジンと前ケース（１７）との間にＨＳＴとオイル貯留槽（９）を配置する。
また、請求項２に記載の発明は、前記前ケース（１７）の前側にファンケース（３７）を設け、このファンケース（３７）を貫通する伝動軸（２１）に冷却ファン（３８）を取り付け、該冷却ファン（３８）が起こす冷却風を前記オイル貯留槽（９）に吹き付けてオイル貯留槽（９）内のオイルを冷却すべく構成したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両の変速装置としたものである。

この構成で、オイル貯留槽（９）のオイルが冷却ファン（３８）の吸引風で効果的に冷却される。

請求項１に記載の発明によると、エンジンと前ケース（１７）との間にＨＳＴとオイル貯留槽（９）を配置する構成としたので、空間部を有効利用可能となる。即ち、オイル貯留槽（９）を配置するための別の場所を確保する必要がなくなり、機体全体をコンパクトに構成可能となる。

請求項２に記載の発明によると、特別な駆動源を設けることなく、オイル貯留槽（９）のオイルを効率良く冷却可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１と図２は、油圧駆動車両の実施例であるトラクタの全体を示す図面で、機体前側のエンジン１０を搭載した原動部１１とこの原動部１１から後方に延びるミッションケース１で車体を構成し、ミッションケース１上に緩衝材Ｋを介してフロアパネル２を装架し、フロアパネル２の後側に作業者が搭乗して座る操縦席１２を設け、機体の前後中間位置にステアリングハンドル１３を立設し、底部のミッションケース１から左右に突設する駆動軸に前輪１４と後輪１５を装着している。緩衝材Ｋはフロアパネル２の前後左右の４カ所設けている。

ステアリングハンドル１３の右側には前後進レバー１６を設け、フロアパネル２上の右側に前進ペダル３と後進ペダル４を設け、フロアパネル２上の左側にクラッチペダル（図示省略）とブレーキペダル（図示省略）を設けている。フロアパネル２はミッションケース１の上側にマウントゴム等の緩衝材Ｋを介して取付けていて、左右中央部はミッションケース１の形状に沿って前上がりに形成している。このフロアパネル２の左右側部には、水平な右サブフロアパネル９４と左サブフロアパネル９５を張り出して一体的に取付けている。

図示を省略するが、操縦席１２の左側には、走行変速段を変更する主変速レバーや機体の後部に装着するロータリ等の作業機を駆動するＰＴＯ出力軸の駆動断続を行うＰＴＯクラッチレバー等を設けている。

次に、ミッションケース１内の動力伝動機構を図３で説明する。
エンジン１０の出力を前輪１４と後輪１５と後ＰＴＯ出力軸４２と中間ＰＴＯ出力軸４３に増減速して伝動するミッションケース１は、取付ケース５９、ファンケース３７、前ケース１７、中間ケース１８、後ケース１９の５つの中空ケースを一体に連結した中空のケースである。

前ケース１７内は略前後中間位置に設ける隔壁６９で前側のオイル貯留槽９と後側の油圧無段変速装置（以下、「ＨＳＴ」という）６を収納するＨＳＴ室９７に分割している。
これにより、空間部を有効利用可能となる。即ち、オイル貯留槽９を配置するための別の場所を確保する必要がなくなり、機体全体をコンパクトに構成可能となる。

隔壁６９下部にはオイルを濾過するオイルフィルタ７０を配置し、隔壁６９上部にはエアフィルタ９６を配置している。オイル貯留槽９に溜めるオイルは、ＨＳＴ６に供給すると共に、中間ケース１８と後ケース１９内のギヤやクラッチにオイルを供給し、戻り油路に設けるオイルフィルタでオイルを濾過している。

取付ケース５９と前ケース１７の間に設けるファンケース３７は外周壁に開口部を設け、ケース内を貫通する第一入力軸２１に取り付けた冷却ファン３８によって開口部から吸引した風を前ケース１７に向けて吹きつけてオイル貯留槽９内のオイルを冷却するようにしている。

これにより、特別な駆動源を設けることなく、オイル貯留槽９のオイルを効率良く冷却可能となる
前記オイル貯留槽９内のオイルは、ＨＳＴ６を駆動するためのオイルでもよいし、作業機昇降等の油圧機構を駆動するためのオイルでもよい。また、ミッションケース１内のオイルとしてもよい。この場合、オイルをポンプ等で循環させることでオイルが効率よく冷却可能となる。

取付ケース５９内でエンジン１０の出力軸２０に連結したカップリング５１にスプライン勘合した第一入力軸２１がＨＳＴ６の第二入力軸５２に連結して動力が伝動される。
ＨＳＴ６は可変容量型の油圧ポンプ５３と固定容量型の油圧モータ５４で構成され、油圧ポンプ５３の可動斜板の傾きを変えることで油圧モータ５４の回転を変更する。この可動斜板に連結するトラニオン軸７が前ケース１７の外部に突出し、このトラニオン軸７の回動角度は前記前後進レバー１６と前進ペダル３と後進ペダル４の動きを検出して制御装置１００で作動する油圧シリンダ８によって変更されて、油圧モータ５４のモータ出力軸２４の回転が変速される。油圧ポンプ５３に繋がるポンプ出力軸２３の回転は入力軸５２の回転数と同じである。

なお、ＨＳＴ室９７にはＨＳＴ６に変えてギヤ変速装置を組み込むと、別仕様のトラクタを構成できる。
ポンプ出力軸２３の回転は、ＰＴＯ第一中間軸５５から第一ギヤ３４と第二ギヤ３５と第三ギヤ３６を介してＰＴＯ第二中間軸３９に伝動され、このＰＴＯ第二中間軸３９に直結したＰＴＯ入力軸４０からＰＴＯ第一ギヤケース５６とＰＴＯ第二ギヤケース５７内のギヤ伝動４１で変速及び動力分岐されて最終的に後ＰＴＯ出力軸４２と中間ＰＴＯ出力軸４３で回転が外部へ取り出されて、ロータリやモア等の作業機を駆動する。

モータ出力軸２４の回転出力は、第四ギヤ２５と第五ギヤ２６と第六ギヤ２７を介して中継軸２８へ伝動され、この中継軸２８に直結のギヤ軸２９を回転する。そして、ギヤ軸２９の各ギヤにクラッチギヤ３０を噛み合わせて走行軸３１へ変速伝動し、走行軸３１の第一ベベルギヤ３２を後輪駆動軸５８の第二ベベルギヤ３３に噛み合わせて後輪駆動軸５８を駆動する。また、走行軸３１の回転は、第七ギヤ４４と第八ギヤ４５とクラッチギヤ４６を介して前輪駆動軸４７を適宜に駆動する。

後ケース１９の後上部にリフトアーム５０と油圧シリンダ４９を備えた作業機作動ケース４８を装着している。
図４と図５に示す如く、前後進ペダル３，４を装着するブラケット６０はフロアパネル２の底面側に取り付け、ＨＳＴ６のトラニオン軸７を回動する部材をミッションケース１の中間ケース１８に取付け、油圧シリンダ８をミッションケース１の前ケース１７に取付けている。

次に、前後進ペダル３，４の構成を図６から図９で説明する。
前進ペダル３と後進ペダル４は、フロアパネル２の底面側に取り付けたブラケット６０に水平方向に突出させて設けた枢支軸６１に枢支した前進ペダルアーム６２と後進ペダルアーム６３をフロアパネル２の上面に突出させ、その前進ペダルアーム６２と後進ペダルアーム６３の上端に取付けている。

前進ペダルアーム６２と後進ペダルアーム６３は枢支軸６１にそれぞれ回動可能にすると共に、枢支軸６１の後側でブラケット６０に設ける別の第二枢支軸６６に回動可能に枢支したセンサ筒６７に上リンク６４と下リンク６５で上下から連結している。

従って、前進ペダル３と後進ペダル４は、一方を踏込むと他方が浮き上がる関係に連動することになり、同時に前進ペダル３と後進ペダル４を踏むことがあれば踏込めず、誤操作の防止になる。

フロア２のセンサ筒６７には先端に第一ピン８４を設けたセンサアーム６８を固着し、前後進ペダル３，４の踏込みによって第一ピン８４が枢支軸６６を中心にして回動する。そして、この第一ピン８４の動きを検出するポテンショメータからなる変速センサ５の変速センサアーム８５が係合している。この変速センサ５は、前進ペダル３と後進ペダル４の動きを一個で検出して、コストダウンになる。

また、フロア２のセンサ筒６７には回動を止めるブレーキ９１を設けて、このブレーキ９１にばね９２とワイヤ９３で連結するオートクルーズレバーを入りにすると、センサ筒６７を固定してその固定位置での走行速度を保持するようにしている。

なお、図示を省略しているが、前後進ペダル３，４を中立位置に戻すばねを設けて、踏込みを止めると中立位置に戻り、踏込み時の踏込み抵抗としている。このばねは前進ペダル３と後進ペダル４が連動しているために、一個でよい。

変速センサ５が検出する変速角すなわち前後進ペダル３，４の踏込み程度によって、制御装置（コントローラ）１００でシリンダ作動バルブ１３５を制御して油圧シリンダ８を作動させてＨＳＴ６のトラニオン軸７を回動して前後進での走行速度を制御しているのであるが、そのトラニオン軸７の作動構成を図１０と図１１で説明する。

ミッションケース１の中間ケース１８から突出するトラニオン軸７にカムプレート７１を固着し、中間ケース１８に取付けたシフトプレート７４に立設した支軸７５に枢支した作動アーム７３と前記カムプレート７１を長さ調整可能なロッド７２で連結する。ミッションケース１の前ケース１７に取付けた油圧シリンダ８のロッドを作動アーム７３の先端に連結している。従って、油圧シリンダ８を伸縮させると、作動アーム７３が回勤し、それに伴って、ロッド７２で連結したカムプレート７１が回勤し、トラニオン軸７を回動することになる。作動アーム７３の先端側に油圧シリンダ８を連結し基部側にロッド７２を連結することで油圧シリンダ８のロッドの動きを細かくしてカムプレート７１に伝え、トラニオン軸７の回動角度を細かく調整できる。

作動アーム７３には、センサアーム８２を後方へ向けて取り付け、このセンサアーム８２の第二ピン８３にシフト角センサ８１のアーム８６を係合させて作動アーム７３の回動即ちトラニオン軸７の回動角度を検出するようにしている。

トラニオン軸７の中立保持機構は、シフトプレート７４に枢支したＬ字状アーム７８の片側アームを中間ケース１８に取り付けたブラケット８０との間に引掛けるばね７９で他側アームに設けるローラ７７をカムプレート７１の端面に押し付けて、このローラ７７がカムプレート７１の端面凹部に入り込むとトラニオン軸７が中立位置に戻るようにしている。

Ｌ字状アーム７８のばね７９を取付けた側のアーム先端にアーム８７に連結したロッド８８を連結し、アーム８７にばね８９とワイヤ９０でブレーキレバーに連結して、ブレーキレバーを引くと、アーム８７とロッド８８を介してＬ字状アーム７８を回動し、ローラ７７をカムプレート７１の凹部に落とし込んでトラニオン軸７を中立位置に戻すようになる。

この実施例では、トラニオン軸７を回動するアクチュエータとして油圧シリンダ８を用いた構成を示しているが、油圧モータでトラニオン軸７を直接回動するような構成でも良い。

制御装置１００は、前進ペダル３と後進ペダル４の位置を検出する前後進ペダルセンサ１３７の位置情報と前進ペダル３と後進ペダル４の中立を検出する前後進中立センサ１３８からの中立情報を受け、前記シフト角センサ８１からトラニオン軸７の位置情報が入力し、シリンダ作動バルブ１３５に油圧シリンダ８の作動信号を出力する。

そして、シフト角センサ８１と前後進ペダルセンサ１３７から一定時間以上検出信号が入力しない場合には、システム異常として異常警報ランプ１３６を点灯し、エンジン停止スイッチ１４２を押すとエンジンを停止し走行を停止する。この際に前進ペダル３と後進ペダル４が中立である場合にのみエンジンを停止するようにすれば思いがけない走行停止でオペレータが驚くことが無い。

なお、走行停止は、油圧シリンダ８の供給圧を抜いて復帰スプリングによる中立復帰でトラニオン軸７を中立に戻して走行停止にするようにしても良い。
制御装置１００の電源１３９からの電力供給回路に断線を検出してブザー１４１を鳴らすリレー１４０を設ければ、断線やカプラ外れによる制御装置１００の機能停止をオペレータに知らせることが出来る。

図１２は、前記後輪駆動軸５８から左車軸１１３Ｌと右車軸１１３Ｒへの伝動部に設けるデフギヤ装置の断面図で、後輪駆動軸５８で駆動されるリングギヤ１０１に固着したデフケース１０６内にピニオン軸１０３で枢支したピニオンギヤ１０２，１０２と噛み合う左ベベルギヤ１０４と右ベベルギヤ１０５に左車軸１１３Ｌと右車軸１１３Ｒをそれぞれスプライン嵌合してデフギヤ装置を構成している。そして、一方の左ベベルギヤ１０４には複数個所に係合穴１１４を設け、この係合穴１１４にデフケース１０６側からロックピン１１１が係脱してデフロックが行えるようにしている。

ロックピン１１１を固着するロックリング１１０は左車軸１１３Ｌにスライド可能でデフケース１０６との間に設けるロック解除ばね１１２でロックピン１１１が左ベベルギヤ１０４から外れるように付勢している。ロックリング１１０にシフタ１０９が係合し、シフト軸１０７を回転するとシフトピン１０８がシフタ１０９を軸方向しスライドしてロックピン１１１をベベルギヤ１０４の係合穴１１４に係合してデフロック状態として左車軸１１３Ｌと右車軸１１３Ｒが駆動される。

ロック解除ばね１１２は複数のロックピン１１１の全てに装着され、ロックピン１１１の先端と係合穴１１４をテーパにし、かつ係合穴１１４のテーパをロックピン１１１のテーパより大きくすることで、ロック解除が確実に作動するようにしている。

図１３は、左車軸１１３Ｌから左車輪フランジ１２２Ｌまでの駆動部断面図を示している。左車軸１１３Ｌの軸端に固着する車軸ベベルギヤ１１６が縦軸１１７の上ベベルギヤ１１８と噛み合い、縦軸１１７の下ベベルギヤ１１９がフランジ軸１２１のフランジベベルギヤ１２０と噛み合って、左車軸１１３Ｌの回転を左車輪フランジ１２２Ｌに伝動している。

縦軸１１７は、支持ブラケット１２５と車輪ブラケット１２７に対して、上からニードル１２３と二個の第一軸受１２４と第二軸受１２６で支持されているので、強固である。
フランジ軸１２１は、車輪ブラケット１２７に二個の第三軸受１２８と第四軸受１２９で支持し、車輪ブラケット１２７は、支持ブラケット１２５に対して二個の第五軸受１３０と第六軸受１３１で支持している。

油圧駆動車両(トラクタ)の平面図である。 油圧駆動車両(トラクタ)の側面図である。 ミッションケースの側断面図である。 一部の拡大側面図である。 一部の拡大平面図である。 一部の拡大側面図である。 一部の拡大平面図である。 作用状態を示す一部の側面図である。 作用状態を示す一部の側面図である。 一部の拡大側面と制御回路の説明図である。 一部の拡大斜視図である。 一部の拡大断面図である。 一部の拡大断面図である。

符号の説明

１ ミッションケース
６ 油圧無段変速装置（ＨＳＴ）
９ オイル貯留槽
１７ 前ケース
１８ 中間ケース
１９ 後ケース
２１ 伝動軸（第一入力軸）
３７ ファンケース
３８ 冷却ファン

Claims (2)

1. ミッションケース（１）をエンジン取付側から前ケース（１７）と中間ケース（１８）及び後ケース（１９）とに分割して構成した作業車両の変速装置において、前記前ケース（１７）内にオイル貯留槽（９）と油圧無段変速装置（６）を内装して構成したことを特徴とする作業車両の変速装置。
2. 前記前ケース（１７）の前側にファンケース（３７）を設け、このファンケース（３７）を貫通する伝動軸（２１）に冷却ファン（３８）を取り付け、該冷却ファン（３８）が起こす冷却風を前記オイル貯留槽（９）に吹き付けてオイル貯留槽（９）内のオイルを冷却すべく構成したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両の変速装置。

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