JP2014133507A - 車軸駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来より、コンバイン等の車軸駆動装置では、走行駆動用の第一無段変速装置と旋回駆動用の第二無段変速装置のいずれにも高価な油圧式無段変速装置を用いたため、装置コストが増加する、という問題があった。
【解決手段】旋回駆動用の第二無段変速装置は、エンジン２７によって回転駆動される入力軸５９と、該入力軸５９に支持される駆動側回転ディスク６７・６８と、前記入力軸５９に直交配置される出力軸７１・７２と、該出力軸７１・７２に支持される従動側回転ディスク６９・７０とを備え、前記駆動側回転ディスク６７・６８のディスク周縁６７ａ・６８ａを従動側回転ディスク６９・７０のディスク内面６９ａ・７０ａに摩擦係合させ、該摩擦係合部の相対位置をシフトフォーク７５Ｒ・７５Ｌで変化させることにより、旋回変速動力を出力軸７１・７２から取り出す摩擦変速装置３２とした。
【選択図】図４

Description

本発明は、走行駆動用の第一無段変速装置、旋回駆動用の第二無段変速装置、及び左右の車軸間の差動装置を備え、前記第一無段変速装置・第二無段変速装置の各変速手段をそれぞれ走行操作具・旋回操作具に連動連係し、該走行操作具によって第一無段変速装置からの走行変速動力を差動装置に伝達すると共に、前記旋回操作具によって第二無段変速装置からの旋回変速動力を左右の車軸上へそれぞれ互いに逆方向の回転動力として伝達することにより、該車軸を駆動する車軸駆動装置に関し、特に、前記第二無段変速装置の構成に関する。

従来より、クローラ式走行装置によって走行するコンバイン等の作業車両の車軸駆動装置では、左右の車軸毎に油圧式無段変速装置を設けて車軸を別々に駆動する際の直進走行性と旋回操作性を改善すべく、機体の走行速度を変更するための走行駆動用の油圧式無段変速装置と、機体の進行方向を変更するための旋回駆動用の油圧式無段変速装置とを備えた車軸駆動装置に関する技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。

該技術では、左右の車軸間に遊星歯車機構等を使った差動装置を備え、該差動装置に前記走行駆動用の油圧式無段変速装置からの走行変速動力を伝達した上で、前記旋回駆動用の油圧式無段変速装置からの旋回変速動力を、左右の車軸のそれぞれに互いに逆方向の回転動力として伝達することにより、安定した直進走行性と旋回操作性を得るようにしている。

特開２０００−１６８３８１号公報

しかしながら、前述のような車軸駆動装置では、高価な油圧式無段変速装置を、走行駆動用と旋回駆動用に少なくとも２台は必要であり、装置コストが増加する、という問題があった。
更に、このような複数の油圧式無段変速装置を作動させるには、複雑な油圧回路が必要であり、該油圧回路形成のために部品が増加すると共に、該部品の配置に大きな空間が占有され、部品コストの増加、車軸駆動装置の大型化を招く、という問題があった。
加えて、旋回変速動力を左右の車軸に伝達する必要のない直進走行時には、旋回駆動用の油圧式無段変速装置は中立状態に設定されるが、旋回開始時に即時起動できるように、その油圧回路内には常時圧油を満たしておく必要があり、エネルギー損失が大きくて燃費が悪くなる、という問題があった。
更に、前記油圧式無段変速装置の中立状態は変速領域中の一点に限定されるため、該中立状態に設定保持するのが難しく、変速操作性に劣る、という問題があった。

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。
すなわち、請求項１においては、走行駆動用の第一無段変速装置、旋回駆動用の第二無段変速装置、及び左右の車軸間の差動装置を備え、前記第一無段変速装置・第二無段変速装置の各変速手段をそれぞれ走行操作具・旋回操作具に連動連係し、該走行操作具を操作して第一無段変速装置からの走行変速動力を差動装置に伝達すると共に、前記旋回操作具を操作して第二無段変速装置からの旋回変速動力を左右の車軸のそれぞれに互いに逆方向の回転動力として伝達することにより、該車軸を駆動する車軸駆動装置において、前記第二無段変速装置は、駆動源によって回転駆動される入力軸と、該入力軸に支持される駆動側回転ディスクと、前記入力軸に直交配置される出力軸と、該出力軸に支持される従動側回転ディスクとを備え、前記駆動側回転ディスクと従動側回転ディスクのうちの一方の周縁部を他方のディスク面に摩擦係合させ、該摩擦係合部の相対位置を前記変速手段で変化させることにより、前記旋回変速動力を出力軸から取り出す摩擦変速装置としたものである。
請求項２においては、前記従動側回転ディスクは、前記入力軸を挟んで両側に二枚配置すると共に、一方の従動側回転ディスクの出力軸からの正転動力と、他方の従動側回転ディスクの出力軸から出力されて前記正転動力と反対方向に回転する逆転動力とのうちのいずれかを選択して、前記旋回変速動力として取り出す正逆切替クラッチを設け、該正逆切替クラッチの切替手段は、前記第一無段変速装置の変速手段と一緒に、前記走行操作具に連動連係させるものである。
請求項３においては、前記従動側回転ディスクは、前記入力軸を挟んで両側に二枚配置すると共に、該従動側回転ディスク間に前記駆動側回転ディスクを配置して入力軸に相対回転不能かつ軸方向摺動可能に支持し、該駆動側回転ディスクの周縁部を前記従動側回転ディスクのディスク面に摩擦係合させながら、該駆動側回転ディスクを前記変速手段によって入力軸上を摺動移動させるものである。

本発明は、以上のように構成したので、以下に示す効果を奏する。
すなわち、請求項１により、油圧式無段変速装置に代えて、入力軸、駆動側回転ディスク、出力軸、及び従動側回転ディスク等の通常の機械部品だけから成る安価な摩擦変速装置を、旋回駆動用の第二無段変速装置として用いることができ、車軸駆動装置に使用する油圧式無段変速装置の台数を減らし、装置コストを低減できる。更に、該摩擦変速装置には、複雑な油圧回路が不要であり、該油圧回路形成のための部品や、該部品の配置空間も省略して、部品コストの低減、車軸駆動装置の小型化を図ることができる。加えて、旋回変速動力を左右の車軸に伝達する必要のない直進走行時には、前記駆動側回転ディスクと従動側回転ディスクのうちの一方の周縁部を他方のディスク面から離間して中立状態に設定しており、旋回開始時には前記周縁部をディスク面に接触させるだけで済み、油圧回路内に常時圧油を満たしておく等の必要がなく、エネルギー損失が小さくて済み、燃費を向上させることができる。そして、周縁部とディスク面間の離間距離を調整する等して中立範囲を容易に拡大することができ、変速操作性の向上も図ることができる。
請求項２により、前記第一無段変速装置からの走行変速動力の回転方向に応じて、前記第二無段変速装置から旋回変速動力として正転動力か逆転動力のいずれかを取り出すことができる。例えば、正転動力で前進しながら旋回操作具を右に切り、左の車軸に正転動力を伝達しつつ、右の車軸にはその逆方向の逆転動力を伝達すると、左の車軸には回転数が加算される一方、右の車軸からは回転数が減算され、両車軸間の回転数差から、前進しながらの右旋回が可能となるが、更に、旋回操作具は右に切ったまま逆転動力で後進させると、左の車軸に逆転動力を伝達しつつ右の車軸には正転動力を伝達することができ、左の車軸には回転数が加算される一方、右の車軸からは回転数が減算され、両車軸間の回転数差から、後進しながらの右旋回も可能となる。左旋回についても同様であって、これにより、前進時にも後進時にも旋回操作具の操作方向に合わせて旋回することができ、特に、旋回操作具がハンドルの場合には、自動車と同じ感覚での運転が可能となり、走行操作性を大きく向上させることができる。
請求項３により、従来のように、駆動側回転ディスクのディスク面に従動側回転ディスクの周縁部を摩擦係合させながら、該従動側回転ディスクが摺動移動する場合は、該従動側回転ディスクの周縁部は、１箇所で駆動側回転ディスクのディスク面に接触するのに対し、前記駆動側回転ディスクの周縁部は、二枚の従動側回転ディスクの各ディスク面で両側から挟持するようにして、２箇所で確実に保持することができ、摩擦係合部における摩擦力を増加させて、摩擦変速装置における動力伝達ロスを著しく軽減することができる。

本発明に係わる車軸駆動装置を搭載したコンバインの全体構成を示す側面図である。 同じく平面図である。 車軸駆動装置の動力伝達構成を示すスケルトンの背面図である。 旋回変速動力の変速伝達経路の動力伝達構成を示すスケルトンの背面図である。 別形態の車軸駆動装置の動力伝達構成を示すスケルトンの背面図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
なお、図１の矢印ｆで示す方向を作業車両であるコンバイン１の前方向とし、以下で述べる各部材の位置や方向等はこの前方向を基準とするものである。

まず、本発明に関わる車軸駆動装置２８を搭載したコンバイン１の全体構成について、図１、図２により説明する。
該コンバイン１においては、トラックフレーム３の左右にクローラ式走行装置４Ｌ・４Ｒが支持されると共に、該トラックフレーム３には機台５が架設され、機体前後には、刈取部６と脱穀部７が設けられる。

このうちの刈取部６は、刈刃８及び穀稈搬送機構９等を備えると共に、刈取フレーム１４を介して油圧シリンダ１３により昇降できるようにしている。前記脱穀部７には、フィードチェーン１０が左側に張架され、該フィードチェーン１０の右側方には扱胴１１と処理胴１２が内蔵されると共に、その後方には、排藁チェーン１５の終端を望ませる排藁処理部１６が配置され、脱穀後の排藁を後方に排出するようにしている。

該排藁処理部１６の側方には、前記脱穀部７からの穀粒を揚穀筒１７を介して搬入する穀物タンク１８が設けられ、該穀物タンク１８の上方には、左右上下に回動可能な排出オーガ１９が配設されており、前記刈取部６で刈り取られて脱穀部７にて処理された穀粒が、穀物タンク１８内に貯留された後、前記排出オーガ１９を介して機外に搬出されるようにしている。

また、前記刈取部６と穀物タンク１８との間には、運転部２０が設けられ、該運転部２０においては、前方のハンドルポスト２１に丸型のステアリングハンドル２２が支架され、該ステアリングハンドル２２の後方に、運転席２３が配置される。そして、該運転席２３の側部には、変速レバー２４等が並設されている。

更に、運転部２０の下方で前記左右のクローラ式走行装置４Ｌ・４Ｒの間に、エンジン２７と、該エンジン２７からの動力を変速して前記左右のクローラ式走行装置４Ｌ・４Ｒを駆動する、本発明に関わる車軸駆動装置２８とが配設されている。

次に、該車軸駆動装置２８の動力伝達構成について、図３により説明する。
該車軸駆動装置２８は、左右の車軸２５Ｌ・２５Ｒを収納するアクスルケース３０Ｌ・３０Ｒを、トランスミッション２のミッションケース２９底部の左右両側面に装着して成り、該ミッションケース２９内には、本発明に係わる旋回駆動用の摩擦変速装置３２と前記車軸２５Ｌ・２５Ｒを差動駆動する差動装置４７とが収容されると共に、該ミッションケース２９の上部外側面には、装置ケース３１が装着され、該装置ケース３１内に、走行駆動用の油圧式無段変速装置２６が収容されている。

このうちの油圧式無段変速装置２６においては、閉回路３３によって互いに流体接続された可変容積型の油圧ポンプ３４と固定容積型の油圧モータ３５とが、前記装置ケース３１内に並設され、該油圧ポンプ３４・油圧モータ３５では、それぞれ、ポンプ軸３６・モータ軸３７が左右方向に延設される。

そして、前記油圧ポンプ３４には可動斜板３４ａが設けられ、該可動斜板３４ａは、ワイヤケーブル等のリンク機構４９を介して、前記変速レバー２４と連動連係されており、該変速レバー２４を傾倒操作して可動斜板３４ａの斜板角を変更すると、前記油圧ポンプ３４から閉回路３３を介して油圧モータ３５を流れる圧油の吐出量と吐出方向が変化し、ポンプ軸３６に入力された動力が無段階に変速されてモータ軸３７から出力されるようにしている。

更に、前記ポンプ軸３６の外端は、前記装置ケース３１を貫通して外方に突出し、その突出端には入力プーリ４１が嵌着され、該入力プーリ４１と、前記エンジン２７の出力軸３８の先端に嵌着された出力プーリ３９との間には、ベルト４０が巻回されており、該ベルト４０によるベルト伝動によって、前記エンジン２７からのエンジン動力がポンプ軸３６に入力される。

一方、前記ポンプ軸３６の内端は、前記ミッションケース２９の上部右側面を貫通して該ミッションケース２９内に突入し、該突入端にポンプギア４２が固設されており、該ポンプギア４２は、ギア伝達機構等による動力伝達経路４５を介して、前記摩擦変速装置３２への入力ギア４４に接続されている。

更に、前記モータ軸３７の内端も、同様にして、前記ミッションケース２９の上部右側面を貫通して該ミッションケース２９内に突入し、該突入端にモータギア４３が固設されており、該モータギア４３は、動力伝達経路４６を介して、前記差動装置４７のセンタギア４８に接続されている。

これにより、エンジン２７からのエンジン動力が、前記出力軸３８から、出力プーリ３９、ベルト４０、入力プーリ４１、ポンプ軸３６、動力伝達経路４５を介して、前記摩擦変速装置３２への入力ギア４４に装置駆動力としてそのまま伝達される。

一方、前記ポンプ軸３６に入力されたエンジン動力は、前記変速レバー２４の傾倒操作によって無段階に変速されてモータ軸３７から出力された後、該変速動力は、前記モータ軸３７から、モータギア４３、動力伝達経路４６を介して、前記差動装置４７のセンタギア４８に走行変速動力として伝達される。

また、前記差動装置４７は、左右の遊星ギア機構５６・５７を有し、該遊星ギア機構５６・５７は、前記車軸２５Ｌ・２５Ｒの間で同一軸心上に配置された駆動軸５８に刻設される左右のサンギア９６・９７と、該サンギア９６・９７の外周で噛合する複数のプラネタリギア６０・６０・・・と、リングギア６１・６２に一体構成され前記プラネタリギア６０・６０・・・に噛合するインターナルギア６３・６４と、前記車軸２５Ｌ・２５Ｒに固設され前記プラネタリギア６０・６０・・・を枢支するキャリア６５・６６とから構成される。

前記プラネタリギア６０・６０・・・は、車軸２５Ｌ・２５Ｒから放射状に均等配置されて左右のキャリア６５・６６にそれぞれ回転自在に軸支され、該キャリア６５・６６は、サンギア９６・９７を挟んで左右に配置されると共に、前記インターナルギア６３・６４は、駆動軸５８と同一軸心上に配置された上で、それぞれ、車軸２５Ｌ・２５Ｒの内端部に回転自在に軸支されている。

そして、前記サンギア９６・９７は、左右の遊星ギア機構５６・５７に共通のサンギアとして、共通の駆動軸５８に一体的に刻設されると共に、サンギア９６・９７の中間部に前記センタギア４８が係止されており、前記油圧式無段変速装置２６からの変速動力が走行変速動力として前記センタギア４８からサンギア９６・９７に伝達される。

また、前記摩擦変速装置３２の動力伝達下流側には、摩擦変速装置３２から出力される正転動力と逆転動力のうちのいずれかを選択する正逆切替クラッチ５３、該正逆切替クラッチ５３からの回転動力を互いに逆方向の回転動力として伝達する正逆回転付与機構５４が順に配置されており、これら摩擦変速装置３２、正逆切替クラッチ５３、及び正逆回転付与機構５４によって、摩擦変速装置３２の入力ギア４４に伝達された前記装置駆動力が変速されてからリングギア６１・６２に旋回変速動力として伝達されるまでの変速伝達経路５５が構成される。

次に、該変速伝達経路５５について、図３、図４により説明する。
最上流の摩擦変速装置３２は、前記入力ギア４４を上端に固設して前記エンジン２７からのエンジン動力によって回転駆動される入力軸５９、上下方向に延びる該入力軸５９上に相対回転不能かつ上下方向摺動可能にスプライン結合される上下の駆動側回転ディスク６７・６８、前記入力軸５９を挟んで左右に直交配置される左右の出力軸７１・７２、該出力軸７１・７２上にそれぞれ相対回転不能かつ左右方向摺動可能にスプライン結合される左右の従動側回転ディスク６９・７０、前記出力軸７１・７２の外端に固設される左右の出力ギア８５・８６等から構成され、このうちの入力軸５９、出力軸７１・７２のいずれも、前記摩擦変速装置３２を収容する装置ケース７３に回動可能に支持されている。

そして、前記従動側回転ディスク６９・７０の各ディスク内面６９ａ・７０ａに、前記駆動側回転ディスク６７・６８のディスク周縁６７ａ・６８ａが接触されると共に、前記従動側回転ディスク６９・７０の各ディスク外面６９ｂ・７０ｂと装置ケース７３内面との間のいずれにも、前記出力軸７１・７２に巻回されるバネ部材７４が圧縮状態で介装されている。

これにより、左の従動側回転ディスク６９のディスク内面６９ａと、右の従動側回転ディスク７０のディスク内面７０ａのいずれも、前記バネ部材７４の弾性力によって、駆動側回転ディスク６７・６８のディスク周縁６７ａ・６８ａに向けて常時付勢されており、該ディスク周縁６７ａ・６８ａは、前記ディスク内面６９ａ・７０ａで両側から挟持するようにして、２箇所で確実に保持されており、ディスク内面６９ａ・７０ａとディスク周縁６７ａ・６８ａとの接触部分（以下、「摩擦係合部」とする）における摩擦力を増加させるようにしている。

更に、前記従動側回転ディスク６９・７０のディスク内面６９ａ・７０ａには、その回転中心部に、内方に向かって突出する規制凸部６９ｃ・７０ｃが形成されており、上の駆動側回転ディスク６７は、規制凸部６９ｃ・７０ｃの上部と当接し、位置７８よりも下方には下降できないように設定し、下の駆動側回転ディスク６８は、規制凸部６９ｃ・７０ｃの下部と当接し、位置７９よりも上方には上昇できないように設定している。そして、このうちの位置７８は、ステアリングハンドル２２を右に最大に切った位置８１に対応し、位置７９は、ステアリングハンドル２２を左に最大に切った位置８２に対応している。

一方、前記駆動側回転ディスク６７・６８の摺動ボス部６７ｂ・６８ｂには、その外周に溝状のシフト凹部６７ｃ・６８ｃが形成され、該シフト凹部６７ｃ・６８ｃには、シフトフォーク７５Ｒ・７５Ｌのフォーク状の先部が係合され、該シフトフォーク７５Ｒ・７５Ｌの基部７５Ｒａ・７５Ｌａは、図示せぬシフト軸上に摺動可能に外嵌固定されている。そして、該基部７５Ｒａ・７５Ｌａのいずれも、ベルクランク、ワイヤケーブル等を使った機械式リンクや、電動モータ等を使った電動式リンク等のリンク機構７６を介して、前記ステアリングハンドル２２と連動連係されている。

更に、前記駆動側回転ディスク６７・６８の摺動ボス部６７ｂ・６８ｂと装置ケース７３内面との間には、前記入力軸５９に巻回されるバネ部材１０６が介装されており、前記シフトフォーク７５Ｒ・７５Ｌが作動していない初期状態では、バネ部材１０６により、上の駆動側回転ディスク６７は、従動側回転ディスク６９・７０の上端よりも上方において、駆動側回転ディスク６７のディスク周縁６７ａが従動側回転ディスク６９・７０のディスク内面６９ａ・７０ａから離間して全く接触しない位置７７Ｒに設定され、中立状態Ｎとなる。

同様に、下の駆動側回転ディスク６８も、バネ部材１０６により、従動側回転ディスク６９・７０の下端よりも下方において、駆動側回転ディスク６８のディスク周縁６８ａが従動側回転ディスク６９・７０のディスク内面６９ａ・７０ａから離間して全く接触しない位置７７Ｌに設定され、中立状態Ｎとなる。そして、両駆動側回転ディスク６７・６８がともに中立状態Ｎの場合に、左右の従動側回転ディスク６９・７０が回転せず、左右の出力軸７１・７２から変速動力が出力されなくなり、これは、基準部２２ａを位置８０に合わせて前記ステアリングハンドル２２を前方に向けた直進状態Ｓに対応する。

このような構成において、前記ステアリングハンドル２２を回動操作すると、前記リンク機構７６を介してシフトフォーク７５Ｒ・７５Ｌが上下動され、該シフトフォーク７５Ｒ・７５Ｌによって前記駆動側回転ディスク６７・６８が、スプライン結合された入力軸５９上を軸心方向に上下摺動されて、前記摩擦係合部の相対位置が変更される。

例えば、ステアリングハンドル２２を右に切って前記基準部２２ａを位置８０から位置８１まで右回転すると、前記シフトフォーク７５Ｒにより、上の駆動側回転ディスク６７のみが、バネ部材１０６の弾性力に抗して位置７７Ｒから下降し、ディスク内面６９ａ・７０ａの上の外周端に接触して、駆動側回転ディスク６７から従動側回転ディスク６９・７０への動力伝達が開始され、その後、摩擦係合部が位置７８に向かって下降していく。

その間、駆動側回転ディスク６７の回転数が一定であるにもかかわらず、従動側回転ディスク６９・７０の回転中心部から摩擦係合部までの半径は減少していき、該摩擦係合部における従動側回転ディスク６９・７０の被接触部分の円周長が減少するため、該従動側回転ディスク６９・７０の回転数は無段階で増加していく。そして、位置７８に達すると、従動側回転ディスク６９・７０の回転数は最大になると共に、ステアリングハンドル２２は右旋回状態Ｒで最大に切った位置８１まで回動される。なお、このような右旋回状態Ｒの間は、下の駆動側回転ディスク６８は、バネ部材１０６により位置７７Ｌに設定されて中立状態Ｎとなり、前述の如く、従動側回転ディスク６９・７０のディスク内面６９ａ・７０ａとは全く接触しない。

逆に、ステアリングハンドル２２を左に切って前記基準部２２ａを位置８０から位置８２まで左回転すると、前記シフトフォーク７５Ｌにより、下の駆動側回転ディスク６８のみが、バネ部材１０６の弾性力に抗して位置７７Ｌから上昇し、ディスク内面６９ａ・７０ａの下の外周端に接触して、駆動側回転ディスク６８から従動側回転ディスク６９・７０への動力伝達が開始され、その後、摩擦係合部が位置７９に向かって上昇していく。

この場合も、駆動側回転ディスク６８の回転数が一定であるにもかかわらず、従動側回転ディスク６９・７０の回転中心部から摩擦係合部までの半径は減少していき、該摩擦係合部における従動側回転ディスク６９・７０の被接触部分の円周長が減少するため、該従動側回転ディスク６９・７０の回転数は無段階で増加していく。そして、位置７９に達すると、従動側回転ディスク６９・７０の回転数は最大になると共に、ステアリングハンドル２２は左旋回状態Ｌで最大に切った位置８２まで回動される。なお、このような左旋回状態Ｌの間も、上の駆動側回転ディスク６７は、バネ部材１０６により位置７７Ｒに設定されて中立状態Ｎとなり、前述の如く、従動側回転ディスク６９・７０のディスク内面６９ａ・７０ａとは全く接触しない。

すなわち、駆動側回転ディスク６７・６８のディスク周縁６７ａ・６８ａを、従動側回転ディスク６９・７０のディスク内面６９ａ・７０ａに摩擦係合させ、該摩擦係合部を、ステアリングハンドル２２の回動角の増加とともに、前記ディスク内面６９ａ・７０ａの外周端から回転中心部に向かって移動させるので、ステアリングハンドル２２の回動角の増加とともに、従動側回転ディスク６９・７０の回転数を増加させ、これにより、後述の如く、左右の車軸２５Ｌ・２５Ｒに伝達される互いに逆方向の回転動力を増加し、両車軸２５Ｌ・２５Ｒ間の回転数差を大きくして、旋回角を増加させることができ、ステアリングハンドル２２の回動角とコンバイン１の旋回角との増減を一致させ、通常の運転感覚での旋回操作を可能としている。

なお、前記右旋回状態Ｒ・左旋回状態Ｌのいずれにおいても、ステアリングハンドル２２から手を離して旋回操作を中止すると、駆動側回転ディスク６７・６８が、バネ部材１０６の弾性力により位置７７Ｒ・７７Ｌに戻って中立状態Ｎに復帰すると共に、ステアリングハンドル２２が、位置８０に戻って直進状態Ｓに復帰するようにしている。

また、このような摩擦変速装置３２の下流側にある前記正逆切替クラッチ５３は、前記出力軸７１・７２に平行にミッションケース２９内に横架される変速軸８７、該変速軸８７の左半部に相対回転可能に嵌設される左右の切替ギア８８・８９、及び該切替ギア８８・８９の間に相対回転不能かつ左右方向摺動可能にスプライン結合されるクラッチスライダ９０等から構成されると共に、該クラッチスライダ９０を左右摺動させて前記切替ギア８８・８９のいずれか一方と係合させ、係合した方の切替ギアを前記変速軸８７に連動連結できるようにしている。

該クラッチスライダ９０にも、その外周に溝状のシフト凹部９０ａが形成され、該シフト凹部９０ａには、シフトフォーク９１のフォーク状の先部が係合され、該シフトフォーク９１の基部９１ａは、図示せぬシフト軸上に摺動可能に外嵌固定される。そして、該基部９１ａは、ベルクランク、ワイヤケーブル等のリンク機構９２を介して、前記油圧式無段変速装置２６の可動斜板３４ａと一緒に、前記変速レバー２４に連動連係されている。

更に、前記切替ギア８８・８９は、それぞれ、前記出力ギア８５・８６に常時噛合されており、前記右旋回状態Ｒまたは左旋回状態Ｌで摩擦変速装置３２から出力される変速動力が、切替ギア８８・８９に常時伝達されるようにしている。

このような構成において、前記変速レバー２４を傾倒操作すると、前記リンク機構９２を介してシフトフォーク９１が左右動され、該シフトフォーク９１によって前記クラッチスライダ９０が、スプライン結合された変速軸８７上を軸心方向に左右摺動される。

該クラッチスライダ９０は、位置９３では切替ギア８８・８９のいずれとも係合せず、前記摩擦変速装置３２からの変速動力が変速軸８７に伝達されない中立状態Ｎ１となる。そして、該中立状態Ｎ１は、前記変速レバー２４を位置５０に合わせて斜板角をゼロとした中立状態Ｎ２に対応している。

そして、該変速レバー２４が、前記位置５０から前進状態Ｆで最速の位置５１までにある場合は、前記クラッチスライダ９０が、前記シフトフォーク９１によって位置９４で切替ギア８９と係合し、前記摩擦変速装置３２からの変速動力が、切替ギア８９からクラッチスライダ９０を介して変速軸８７に伝達される。

逆に、前記変速レバー２４が、前記位置５０から後進状態Ｂで最速の位置５２までにある場合は、前記クラッチスライダ９０が、前記シフトフォーク９１によって位置９５で切替ギア８８と係合し、前記摩擦変速装置３２からの変速動力が、前記切替ギア８８からクラッチスライダ９０を介して変速軸８７に伝達される。

また、更に下流側の前記正逆回転付与機構５４は、前記変速軸８７の右半部に左右に固設された伝達ギア９８・９９と、該伝達ギア９９に噛合すると共に前記リングギア６２にも噛合する反転ギア１００等から構成される。そして、前記伝達ギア９８はリングギア６１に噛合されている。

これにより、前記変速軸８７に伝達された動力は左右二系統に分岐され、左側のリングギア６１と右側のリングギア６２には、回転方向が互いに逆方向の回転動力が旋回変速動力として伝達される。

次に、以上のような動力伝達構成を用いた直進・旋回等について、図３乃至図５により説明する。
図３、図４に示すように、前記エンジン２７が駆動された状態では、ポンプ軸３６が常時駆動されるため、該ポンプ軸３６に前記ポンプギア４２、動力伝達経路４５、入力ギア４４を介して接続される前記摩擦変速装置３２も常時駆動されている。

しかし、前記ステアリングハンドル２２が直進状態Ｓでは、前述の如く、両駆動側回転ディスク６７・６８がともに中立状態Ｎにあって、左右の出力軸７１・７２からは変速動力が出力されないため、旋回変速動力は差動装置４７に入力されない。

この直進状態Ｓにおいて前記変速レバー２４を傾倒操作すると、前記油圧式無段変速装置２６の油圧ポンプ３４の可動斜板３４ａがリンク機構４９を介して回動され、斜板角が変更されて油圧モータ３５が駆動する。すると、モータ軸３７より、モータギア４３、動力伝達経路４６、センタギア４８、差動装置４７を介して、左右の車軸２５Ｌ・２５Ｒが同一回転数で駆動され、前方または後方へコンバイン１を直進走行させることができる。

この直進状態Ｓからステアリングハンドル２２を回動操作すると、前述の如く、駆動側回転ディスク６７・６８のいずれか一方が、リンク機構７６を介して上下動され、その摩擦係合部がディスク内面６９ａ・７０ａの外周端から回転中心部に向かって移動し、従動側回転ディスク６９・７０を互いに逆方向に回転させる。

例えば、右側面視で時計回りの回転を正転（図４中では＋印）、反時計回りの回転を逆転（図４中では−印）とし、摩擦変速装置３２の入力ギア４４には、平面視で反時計回りの一定の回転動力が常時伝達されると共に、変速レバー２４の傾倒操作による前進状態Ｆでセンタギア４８が正転して前進するとした場合、ステアリングハンドル２２を右に切ると、摩擦変速装置３２における摩擦係合部は、前述の如く、ディスク内面６９ａ・７０ａの上の外周端と位置７８との間を移動するため、左の従動側回転ディスク６９は逆転する一方、右の従動側回転ディスク７０は正転する。

すると、正逆切替クラッチ５３において、前記従動側回転ディスク６９の出力ギア８５に噛合する左の切替ギア８８は正転し、前記従動側回転ディスク６９の出力ギア８６に噛合する右の切替ギア８９は逆転する。ここで、前述の如く前進状態Ｆではクラッチスライダ９０は切替ギア８９に係合するため、逆転動力がクラッチスライダ９０を介して変速軸８７に伝達される。

このため、正逆回転付与機構５４の左右の伝達ギア９８・９９はいずれも逆転し、該左の伝達ギア９８に噛合する左のリングギア６１は正転し、前記右の伝達ギア９９と噛合する反転ギア１００に噛合する右のリングギア６２は逆転する。

すると、正転動力によって左のインターナルギア６３も正転し、その回転数は、センタギア４８と一体のサンギア９６によって正転している左側のプラネタリギア６０・６０・・・、キャリア６５を介して、左の車軸２５Ｌの回転数に加算される。一方、逆転動力によって右のインターナルギア６４は逆転し、その回転数は、センタギア４８と一体のサンギア９７によって正転している右側のプラネタリギア６０・６０・・・、キャリア６６を介して、右の車軸２５Ｒの回転数から減算される。

これにより、前進時に、左右の車軸２５Ｌ・２５Ｒの駆動状態を維持しつつ、左の車軸２５Ｌの回転数を右の車軸２５Ｒの回転数よりも多くすることができ、その回転数差から右旋回が可能となる。

また、ステアリングハンドル２２を右に切ったままで、変速レバー２４の傾倒操作による後進状態Ｂでセンタギア４８を逆転して後進させると、前述の如く後進状態Ｂではクラッチスライダ９０は切替ギア８８に係合するため、正転動力がクラッチスライダ９０を介して変速軸８７に伝達される。

このため、正逆回転付与機構５４の左右の伝達ギア９８・９９はいずれも正転し、該左の伝達ギア９８に噛合する左のリングギア６１は逆転し、前記右の伝達ギア９９と噛合する反転ギア１００に噛合する右のリングギア６２は正転する。

すると、逆転動力によって左のインターナルギア６３も逆転し、その回転数は、センタギア４８と一体のサンギア９６によって逆転している左側のプラネタリギア６０・６０・・・、キャリア６５を介して、左の車軸２５Ｌの回転数に加算される。一方、正転動力によって右のインターナルギア６４は正転し、その回転数は、センタギア４８と一体のサンギア９７によって逆転している右側のプラネタリギア６０・６０・・・、キャリア６６を介して、右の車軸２５Ｒの回転数から減算される。

これにより、後進時にも、左右の車軸２５Ｌ・２５Ｒの駆動状態を維持しつつ、左の車軸２５Ｌの回転数を右の車軸２５Ｒの回転数よりも多くすることができ、その回転数差から右旋回が可能となる。前進しながらの左旋回、後進しながらの左旋回についても同様である。

すなわち、以上のように、走行駆動用の第一無段変速装置である油圧式無段変速装置２６、旋回駆動用の第二無段変速装置、及び左右の車軸２５Ｌ・２５Ｒ間の差動装置４７を備え、前記油圧式無段変速装置２６・第二無段変速装置の可動斜板３４ａ・変速手段をそれぞれ走行操作具である変速レバー２４、旋回操作具であるステアリングハンドル２２に連動連係し、該変速レバー２４を操作して油圧式無段変速装置２６からの走行変速動力を差動装置４７に伝達すると共に、前記ステアリングハンドル２２を操作して第二無段変速装置からの旋回変速動力を左右の車軸２５Ｌ・２５Ｒのそれぞれに互いに逆方向の回転動力として伝達することにより、該車軸２５Ｌ・２５Ｒを駆動する車軸駆動装置２８において、前記第二無段変速装置は、駆動源であるエンジン２７によって回転駆動される入力軸５９と、該入力軸５９に支持される駆動側回転ディスク６７・６８と、前記入力軸５９に直交配置される出力軸７１・７２と、該出力軸７１・７２に支持される従動側回転ディスク６９・７０とを備え、前記駆動側回転ディスク６７・６８と従動側回転ディスク６９・７０のうちの一方の周縁部であるディスク周縁６７ａ・６８ａを他方のディスク面であるディスク内面６９ａ・７０ａに摩擦係合させ、該摩擦係合部の相対位置を前記変速手段であるシフトフォーク７５Ｒ・７５Ｌで変化させることにより、前記旋回変速動力を出力軸７１・７２から取り出す摩擦変速装置３２としたので、油圧式無段変速装置に代えて、入力軸５９、駆動側回転ディスク６７・６８、出力軸７１・７２、及び従動側回転ディスク６９・７０等の通常の機械部品だけから成る安価な摩擦変速装置３２を、旋回駆動用の第二無段変速装置として用いることができ、車軸駆動装置２８に使用する油圧式無段変速装置の台数を減らし、装置コストを低減できる。更に、該摩擦変速装置３２には、複雑な油圧回路が不要であり、該油圧回路形成のための部品や、該部品の配置空間も省略して、部品コストの低減、車軸駆動装置２８の小型化を図ることができる。加えて、旋回変速動力を左右の車軸２５Ｌ・２５Ｒに伝達する必要のない直進走行時には、前記駆動側回転ディスク６７・６８と従動側回転ディスク６９・７０のうちの一方の周縁部である駆動側回転ディスク６７のディスク周縁６７ａを、他方のディスク面である従動側回転ディスク６９・７０のディスク内面６９ａ・７０ａから離間して中立状態Ｎに設定しており、旋回開始時には前記ディスク周縁６７ａをディスク内面６９ａ・７０ａに接触させるだけで済み、油圧回路内に常時圧油を満たしておく等の必要がなく、エネルギー損失が小さくて済み、燃費を向上させることができる。そして、ディスク周縁６７ａとディスク内面６９ａ・７０ａ間の離間距離を調整する等して中立範囲を容易に拡大することができ、変速操作性の向上も図ることができる。

更に、前記従動側回転ディスク６９・７０は、前記入力軸５９を挟んで両側に二枚配置すると共に、一方の従動側回転ディスク７０の出力軸７２からの正転動力と、他方の従動側回転ディスク６９の出力軸７１から出力されて前記正転動力と反対方向に回転する逆転動力とのうちのいずれかを選択して、前記旋回変速動力として取り出す正逆切替クラッチ５３を設け、該正逆切替クラッチ５３の切替手段であるシフトフォーク９１は、前記第一無段変速装置である油圧式無段変速装置２６の変速手段である可動斜板３４ａと一緒に、前記走行操作具である変速レバー２４に連動連係させるので、前記油圧式無段変速装置２６からの走行変速動力の回転方向に応じて、前記摩擦変速装置３２から旋回変速動力として正転動力か逆転動力のいずれかを取り出すことができる。例えば、正転動力で前進しながら旋回操作具であるステアリングハンドル２２を右に切り、左の車軸２５Ｌに正転動力を伝達しつつ、右の車軸２５Ｒにはその逆方向の逆転動力を伝達すると、左の車軸２５Ｌには回転数が加算される一方、右の車軸２５Ｒからは回転数が減算され、両車軸２５Ｌ・２５Ｒ間の回転数差から、前進しながらの右旋回が可能となるが、更に、ステアリングハンドル２２は右に切ったまま逆転動力で後進させると、左の車軸２５Ｌに逆転動力を伝達しつつ右の車軸２５Ｒには正転動力を伝達することができ、左の車軸２５Ｌには回転数が加算される一方、右の車軸２５Ｒからは回転数が減算され、両車軸２５Ｌ・２５Ｒ間の回転数差から、後進しながらの右旋回も可能となる。左旋回についても同様であって、これにより、前進時にも後進時にもステアリングハンドル２２の操作方向に合わせて旋回することができ、特に、旋回操作具がこのようなステアリングハンドル２２の場合には、自動車と同じ感覚での運転が可能となり、走行操作性を大きく向上させることができる。

加えて、前記従動側回転ディスク６９・７０は、前記入力軸５９を挟んで両側に二枚配置すると共に、該従動側回転ディスク６９・７０間に前記駆動側回転ディスク６７・６８を配置して入力軸５９に相対回転不能かつ軸方向摺動可能に支持し、該駆動側回転ディスク６７・６８の周縁部であるディスク周縁６７ａ・６８ａを前記従動側回転ディスク６９・７０のディスク面であるディスク内面６９ａ・７０ａに摩擦係合させながら、該駆動側回転ディスク６７・６８を変速手段であるシフトフォーク７５Ｒ・７５Ｌによって入力軸５９上を摺動移動させるので、従来のように、駆動側回転ディスクのディスク面に従動側回転ディスクの周縁部を摩擦係合させながら、該従動側回転ディスクが摺動移動する場合は、該従動側回転ディスクの周縁部は、１箇所で駆動側回転ディスクのディスク面に接触するのに対し、前記駆動側回転ディスク６７・６８のディスク周縁６７ａ・６８ａは、二枚の従動側回転ディスク６９・７０の各ディスク内面６９ａ・７０ａで両側から挟持するようにして、２箇所で確実に保持することができ、摩擦係合部における摩擦力を増加させて、摩擦変速装置３２における動力伝達ロスを著しく軽減することができる。

また、図５に示す車軸駆動装置２８Ａのように、前記正逆切替クラッチ５３におけるクラッチスライダ９０を油圧シリンダ１０１によって駆動可能とし、該油圧シリンダ１０１を、電磁弁１０２を介してコントローラ１０３に接続すると共に、該コントローラ１０３を、前記油圧式無段変速装置２６における油圧ポンプ３４の前後進ポートに設けた圧力センサ１０４・１０５と接続するようにしてもよい。

このような構成において、前記変速レバー２４の傾倒操作によって可動斜板３４ａの斜板角を変更すると、前進状態Ｆと後進状態Ｂにより閉回路３３内の圧油の流れの向きが変わり、それに伴う圧力変化が前記圧力センサ１０４・１０５によって検知されて油圧信号としてコントローラ１０３に送信される。

すると、該コントローラ１０３では、前記油圧信号に基づき、コンバイン１が前進状態Ｆ・後進状態Ｂのいずれかにあるかが判断され、前後進信号として前記電磁弁１０２に送信されて油圧シリンダ１０１が駆動する。そして、該油圧シリンダ１０１のロッド１０１ａが伸縮動作し、前記クラッチスライダ９０が、前進状態Ｆでは位置９４に移動して切替ギア８９と係合し、後進状態Ｂでは位置９５に移動して切替ギア８８と係合する。

すなわち、正逆切替クラッチ５３のクラッチ切替を、油圧式無段変速装置２６内の圧油の圧力変化に基づいて自動的に行う構成とするので、該クラッチ切替を、前記クラッチスライダ９０に機械的なシフトフォーク９１・リンク機構９２を介して連動連係される変速レバー２４を使って行う場合と比べ、該変速レバー２４の操作力が小さくて済み、変速操作性を更に向上させることができる。

なお、油圧式無段変速装置２６に、このような圧力センサ１０４・１０５を設けるかわりに、前記変速レバー２４に、レバー部の位置や傾倒角を検知可能な位置センサや角度センサを設け、これらのセンサ類を前記コントローラ１０３に接続するようにしてもよい。これによっても、正逆切替クラッチ５３のクラッチ切替を、変速レバー２４の傾倒状態に基づいて自動的に行うことができる。

本発明は、走行駆動用の第一無段変速装置、旋回駆動用の第二無段変速装置、及び左右の車軸間の差動装置を備え、前記第一無段変速装置・第二無段変速装置の各変速手段をそれぞれ走行操作具・旋回操作具に連動連係し、該走行操作具を操作して第一無段変速装置からの走行変速動力を差動装置に伝達すると共に、前記旋回操作具を操作して第二無段変速装置からの旋回変速動力を左右の車軸のそれぞれに互いに逆方向の回転動力として伝達することにより、該車軸を駆動する、全ての車軸駆動装置に適用することができる。

２２ ステアリングハンドル（旋回操作具）
２４ 変速レバー（走行操作具）
２５Ｌ・２５Ｒ 車軸
２６ 油圧式無段変速装置（第一無段変速装置）
２７ エンジン（駆動源）
２８ 車軸駆動装置
３２ 摩擦変速装置（第二無段変速装置）
３４ａ 可動斜板（変速手段）
４７ 差動装置
５３ 正逆切替クラッチ
５９ 入力軸
６７・６８ 駆動側回転ディスク
６７ａ・６８ａ ディスク周縁（周縁部）
６９・７０ 従動側回転ディスク
６９ａ・７０ａ ディスク内面（ディスク面）
７１・７２ 出力軸
７５Ｒ・７５Ｌ シフトフォーク（変速手段）
９１ シフトフォーク（切替手段）

Claims (3)

1. 走行駆動用の第一無段変速装置、旋回駆動用の第二無段変速装置、及び左右の車軸間の差動装置を備え、前記第一無段変速装置・第二無段変速装置の各変速手段をそれぞれ走行操作具・旋回操作具に連動連係し、該走行操作具を操作して第一無段変速装置からの走行変速動力を差動装置に伝達すると共に、前記旋回操作具を操作して第二無段変速装置からの旋回変速動力を左右の車軸のそれぞれに互いに逆方向の回転動力として伝達することにより、該車軸を駆動する車軸駆動装置において、前記第二無段変速装置は、駆動源によって回転駆動される入力軸と、該入力軸に支持される駆動側回転ディスクと、前記入力軸に直交配置される出力軸と、該出力軸に支持される従動側回転ディスクとを備え、前記駆動側回転ディスクと従動側回転ディスクのうちの一方の周縁部を他方のディスク面に摩擦係合させ、該摩擦係合部の相対位置を前記変速手段で変化させることにより、前記旋回変速動力を出力軸から取り出す摩擦変速装置としたことを特徴とする車軸駆動装置。
2. 前記従動側回転ディスクは、前記入力軸を挟んで両側に二枚配置すると共に、一方の従動側回転ディスクの出力軸からの正転動力と、他方の従動側回転ディスクの出力軸から出力されて前記正転動力と反対方向に回転する逆転動力とのうちのいずれかを選択して、前記旋回変速動力として取り出す正逆切替クラッチを設け、該正逆切替クラッチの切替手段は、前記第一無段変速装置の変速手段と一緒に、前記走行操作具に連動連係させることを特徴とする請求項１に記載の車軸駆動装置。
3. 前記従動側回転ディスクは、前記入力軸を挟んで両側に二枚配置すると共に、該従動側回転ディスク間に前記駆動側回転ディスクを配置して入力軸に相対回転不能かつ軸方向摺動可能に支持し、該駆動側回転ディスクの周縁部を前記従動側回転ディスクのディスク面に摩擦係合させながら、該駆動側回転ディスクを前記変速手段によって入力軸上を摺動移動させることを特徴とする請求項１に記載の車軸駆動装置。

Images