JP3514265B2 - 変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば動力作業車両用
として適した変速装置に関し、特に無段変速機と減速機
構とを組合わせた変速装置に関する。

【０００２】

【従来技術】このような変速装置が米国特許第3,776,32
5 号明細書に記載されているが、この変速装置において
は、歯車箱（ケース）の上方左右両側にそれぞれ、斜板
式の油圧ポンプと油圧モータとからなる無段変速機が取
付けられ、左右のポンプに共通のポンプ軸がエンジン出
力軸に駆動連結されて両無段変速機の入力軸となってい
る。そして左右の油圧モータのモータ軸がそれぞれ前記
歯車箱内に突出して、各無段変速機の出力軸となってい
る。

【０００３】一方、下方において左右１対の車軸（最終
出力軸）が該歯車箱内に延びており、これらの車軸の端
部に設けられた各平歯車と、前記無段変速機の出力軸に
設けられた各ピニオンとが互いに噛合って減速機構を構
成している。

【０００４】

【解決しようとする課題】上記変速装置において減速機
構の減速比を大きくしようとすれば、車軸に設ける平歯
車の径を大きくしなければならないので、歯車箱全体が
大型化するのを避けられない。

【０００５】また、この変速装置に、左右の車軸を制動
する制動装置を組み込もうとすれば、装置全体がさらに
大型化するとともに構造も複雑となり、各種の車両に適
用可能な汎用の変速装置を得ることは困難である。

【０００６】

【課題を解決するための手段および効果】本発明はこの
ような事情に鑑みてなされたものであり、本発明におい
ては、減速機構を納めたケースの側面に無段変速機を取
付け、原動機の動力を前記無段変速機および減速機構を
順次介して最終出力軸に伝達する変速装置において、前
記無段変速機を前記ケースの両側面にそれぞれ１個ずつ
取付け、前記ケース内にその長手方向に延びる２本の伝
動軸を配設するとともに、これら伝動軸のそれぞれをそ
の中間部で前記ケース内に突出した前記両無段変速機の
それぞれの出力軸に駆動的に連結させ、かつこれら伝動
軸の一端に形成したねじ状の歯を前記ケースの両側で２
本同軸に配列した前記最終出力軸に設けた被駆動部材の
周面の歯にそれぞれ係合させ、さらにこれら伝動軸の他
端に制動装置を設けて、前記ケース内を側面側から見た
場合、前記２本の伝動軸が前記無段変速機の出力軸の近
傍で、該出力軸の軸心と前記最終出力軸の軸心を結ぶ直
線に関してほぼ対称に互いに交差している。

【０００７】本発明によれば、減速機構にねじ状の歯を
被駆動部材周面の歯に係合させてなる機構、つまりウォ
ーム歯車機構やねじ歯車機構を採用し、この減速機構は
機構自体で大きな減速比が得られ、減速比を大きくする
ために被駆動部材の径を特に大きくする必要がないの
で、ケースが小型化する。

【０００８】しかも、この減速機構は、ケース内にその
長手方向に延びる伝動軸を配設し、該伝動軸をその中間
部で無段変速機の出力軸に駆動連結するとともに、この
伝動軸の一端にウォームあるいはねじ等を形成すること
により、最少の構成部品で簡単に構成することができ、
また各構成部品の加工、製造も極めて容易である。

【０００９】上記伝動軸の他端には制動装置が設けら
れ、かくして該伝動軸に沿ってその一端から他端へ、減
速機構、無段変速機との連結部および制動装置が順次配
設された細長い形状の変速装置が得られ、この変速装置
は多種類の作業車両に容易に搭載可能で、汎用性に富
む。また、変速装置の長さを容易に変更でき、このよう
にしてより多種類の車両に対応させることができる。

【００１０】さらに、制動装置がトルクの大きい最終出
力軸にではなく、比較的トルクの小さい伝動軸に設けら
れているので、小さな制動力で有効に最終出力軸を制動
でき、従ってまた、制動装置自体を簡単なものとするこ
とができる。

【００１１】前記伝動軸の他端を前記ケースから外方に
突出させ、前記制動装置を該ケースの外側に設ければ、
全体の構成が一層簡素化し、組立てがさらに容易にな
る。

【００１２】前記無段変速機を前記ケースの両側面にそ
れぞれ１個ずつ取付けるとともに、前記最終出力軸を２
本同軸に配列してそれぞれ前記ケースの両側に配設し、
これら両側の各無段変速機および最終出力軸に対応させ
てそれぞれ前記伝動軸を設ければ、両側の無段変速機の
変速比を相違させることにより、２本の最終出力軸の回
転速度に差を生じさせることができる。従ってこの変速
装置を動力作業車両に搭載し、２本の最終出力軸にそれ
ぞれ左右の駆動輪を装着した時、これらの駆動輪の回転
速度を変えて車両を旋回させることができる。

【００１３】さらに、このような変速装置において、前
記ケース内を前記側面から見た場合、前記２本の伝動軸
が前記無段変速機の出力軸の近傍で該出力軸の軸心と前
記最終出力軸の軸心を結ぶ直線に関してほぼ対称に互い
に交差しているようにすれば、ケースに作用する各最終
出力軸からの反力が互いに釣合って、ケースに無理な力
が働かない。

【００１４】本発明によればまた、前記ケースを外部構
造に取付けるための連結部材をケース側面に着脱可能に
設け、かつ該連結部材を前記最終出力軸の軸線を中心と
して回動させた複数の回動位置でケース側面に固定可能
とした上記のような変速装置が提供される。この変速装
置は各種車両にその車両に応じた取付角度で搭載するこ
とができるので、優れた汎用性を備えている。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明の一実施例として、本発明に
よる変速装置１を備えた動力運搬車２を示す側面図であ
る。この動力運搬車２は、荷台３を支持するフレーム４
の後端部に、前記変速装置１と原動機としてのエンジン
５とからなるパワーユニットＰを備え、このパワーユニ
ットＰは変速装置１の前端部に固着された連結部材６を
介してフレーム４に連結されている。

【００１６】エンジン５の出力軸に設けられたプーリ７
と変速装置１の入力軸８に設けられたプーリ９との間に
ベルト10が巻装され、該ベルト10を介してエンジン５の
動力が変速装置１に伝えられる。変速装置１の最終出力
軸11により左右１対の駆動輪12が駆動され、これらの駆
動輪12とフレーム４の前端に軸支された左右１対の従動
輪13との間にそれぞれ走行手段としてのクローラ14が巻
装されている。

【００１７】フレーム４に基端を固着された門形の操向
ハンドル15がパワーユニットＰを囲むようにその上方か
つ後方まで延び、作業者は歩行しながらこの操向ハンド
ル15を介して動力運搬車２を操縦する。操向ハンドル15
にはまた後端の握り部15ａの近くにブレーキレバー16，
変速レバー17等の操作用レバーが設けられている。

【００１８】変速装置１は減速機構を納めたケース18の
側面に無段変速機19を取付けて構成されている。図２は
ケース18を最終出力軸11を含む平面で縦に截断して内部
の減速機構20を示した図であり、図３は該減速機構20を
図２のIII −III 線に沿い矢印方向に見た図である。本
実施例おいてはケース18の左右の側面にそれぞれ無段変
速機19が取付けられ、最終出力軸11も端部と端部を対向
させて同軸線上に左右２本設けられ、対応する無段変速
機19，最終出力軸11どうしがそれぞれ同様な減速機構を
介して連結されている。

【００１９】無段変速機19の構造については後述する
が、前記変速装置１への入力軸８は右側（図２において
右側、以下同様）の無段変速機19の入力軸８ａと一体を
なしており、該入力軸８ａの他端はケース18内に延出し
ている。一方、左側の無段変速機19の入力軸８ａもケー
ス18内に延出しており、これらの入力軸８ａ，８ｂの端
部どうしは軸接手21により一体に固結されている。従っ
て前記ベルト10，プーリ９を経てエンジン５から入力軸
８に伝えられた回転は左右の無段変速機19に同時に入力
される。なお、左側の無段変速機19の入力軸８ｂの他端
は該無段変速機19から外側へ突出しており、この部分に
冷却用のファン22が取付けられている。

【００２０】23ａ，23ｂはそれぞれ各無段変速機19の出
力軸で、これらの出力軸23ａ，23ｂもケース18内に水平
に突出し、かつ突出端にそれぞれ駆動傘歯車24ａ，24ｂ
が装着されている。

【００２１】ケース18内にはその右側および左側にそれ
ぞれ細長い伝動軸25ａ，25ｂがケース18の長手方向すな
わち前記各軸８，23，11に直角方向に回転自在に延びて
いる。伝動軸25ａ，25ｂの中間部には前記駆動傘歯車24
ａ，24ｂと噛合う被駆動傘歯車26ａ，26ｂが設けられて
おり、無段変速機19により変速された回転がこれらの傘
歯車の噛合いにより伝動軸25ａ，25ｂに伝えられる。

【００２２】伝動軸25ａ，25ｂの下端部は周面にねじ状
の歯形を形成したウォーム27となっており、左右の最終
出力軸11にそれぞれ固着されたウォーム歯車28と係合し
ている。従って伝動軸25ａ，25ｂの回転はウォーム歯車
機構に固有の大きな減速比をもって各最終出力軸11に伝
えられる。

【００２３】伝動軸25ａ，25ｂの上端部はケース18を貫
通して外部に突出し、突出端部にそれぞれブレーキドラ
ム29が装着されている。

【００２４】所で、伝動軸25ａ，25ｂは、図３に示すよ
うに、側面視互いに交差してケース18内に配設されてい
る。すなわち、側方から見て伝動軸25ａ，25ｂは無段変
速機19の出力軸23の位置で交差し、かつ出力軸23の軸心
と最終出力軸11の軸心を結ぶ直線Ｌに関して対称に配設
されている。この結果、伝動軸25ａの下端のウォーム27
は対応するウォーム歯車28に前側（図３において左側）
から係合し、伝動軸25ｂのウォーム27は対応するウォー
ム歯車28に後側（図３において右側）から係合してい
る。そしてケース18の上方において伝動軸25ａ側のブレ
ーキドラム29は後側に、伝動軸25ｂ側のブレーキドラム
29は前側に位置している。

【００２５】上記２つのブレーキドラム29はケース18に
連接された共通のカバー30で覆われ、かつ、図４に示す
ように、各ブレーキドラム29にそれぞれブレーキ帯31が
装着されている。各ブレーキ帯31はそれぞれ一端を固定
されて対応するブレーキドラム29の周面に約半周にわた
って沿わされ、他端において共通の１本のブレーキワイ
ヤ32に連結されている。ブレーキワイヤ32は前記操向ハ
ンドル15に設けられたブレーキレバー16に接続されてお
り（図１参照）、該ブレーキレバー16を操縦してブレー
キ帯31をブレーキドラム29の周面に圧接させることによ
り、伝動軸25ａ，25ｂを制動することができる。伝動軸
25ａ，25ｂを制動すればこれにウォーム27，ウォーム歯
車28を介して連結されている最終出力軸11も制動され
る。

【００２６】以上のように、変速装置１は、ケース18内
に細長い伝動軸25を配設し、該伝動軸25に沿ってその一
端から他端へ、減速部27，28，無段変速機19との連結部
26，24および制動部29を順次配設し、かつ減速機構とし
て小型でしかも大きな変速比が得られるウォーム歯車機
構を採用したので、全体が小型化するとともに細長い形
状となり、図１に示したような動力運搬車２のみなら
ず、多種類の作業車両に容易に搭載可能で、汎用性に富
む。また、最少の構成部品で簡単に構成することがで
き、各構成部品の加工、製造も極めて容易である。

【００２７】さらに、制動装置が、トルクの大きい最終
出力軸11にではなく、比較的トルクの小さい伝動軸25に
設けられているので、小さな制動力で有効に最終出力軸
11を制動でき、従って制動装置自体を図示のようなブレ
ーキドラム29とブレーキ帯31とからなる簡単なものとす
ることができる。

【００２８】本実施例においては、変速装置１に左右２
系統の動力伝達経路が設けられており、これらの動力伝
達経路により左右の最終出力軸11，11がそれぞれ別個に
駆動されるようになっているので、両側の無段変速機19
の変速比を相違させることにより、左右の最終出力軸11
の回転速度に差を生じさせ、左右の駆動輪12（図１）の
回転速度を変えて動力運搬車２を旋回させることができ
る。

【００２９】さらに、上記動力伝達経路を形成する伝動
軸25ａ，25ｂが前記直線Ｌに関して対称に互いに交差し
ているので、ケース18に作用する各最終出力軸11からの
反力が互いに釣合って、ケース18に無理な力が働かな
い。

【００３０】次に、無段変速機19の構成を図５により説
明する。なお、両側の無段変速機19は同じ構造のもので
あるので、図５には図２における右側の無段変速機19の
みを断面で示してある。

【００３１】無段変速機19は、ケース18の外側面にボル
ト結合された分配板33と、該分配板33にボルト34で結合
されたハウジング35と、このハウジング35内に配設され
た油圧ポンプ36および油圧モータ37とからなっている。

【００３２】前述のように変速装置１への入力軸８と一
体をなす無段変速機19への入力軸８ａは油圧ポンプ36の
ポンプ軸となっており、該入力軸８ａにスプライン結合
されたポンプ本体38が分配板33に摺接しながら入力軸８
ａとともに回転する。ポンプ本体38に入力軸８ａを囲む
ように環状に配列された複数のポンプシリンダ39にそれ
ぞれポンププランジャ40が摺動自在に嵌装され、これら
のポンププランジャ40の頭部はポンプ斜板41に当接して
いる。ポンプ本体38が回転するとポンププランジャ40は
ポンプ斜板41に規制されてポンプシリンダ39内で往復運
動を行い、分配板33内に設けられた給油路から作動油を
ポンプシリンダ39に吸入し、これを加圧して分配板33内
の吐出路に送り込む。

【００３３】油圧ポンプ36から吐出された作動油は前記
吐出油路を通じて油圧モータ37に送られる。油圧モータ
37の構造は油圧ポンプ36とほぼ同じで、モータ軸すなわ
ち前述の出力軸23，モータ本体42，モータシリンダ43，
モータプランジャ44およびモータ斜板45を備えている。
モータシリンダ43はその回転位置により前記吐出油路お
よび給油路に交互に連通し、これによりモータプランジ
ャ44がモータシリンダ43内で往復運動するが、モータプ
ランジャ44の頭部がモータ斜板45により抑えられている
ので、この往復運動がモータ本体42すなわち出力軸23の
回転運動に変換される。

【００３４】出力軸23の回転速度は油圧ポンプ36の吐出
油量に応じて変化し、該吐出油量はポンプ斜板41の傾斜
角度を変えることにより変化する。従って吐出油量を可
変とするため、ポンプ斜板41はその傾斜角度を変えられ
るようになっており、ポンプ斜板41を操作調整すること
により入力軸８ａの回転を無段に変速して出力軸23に伝
えることができる。ポンプ斜板41はトラニオン軸46を介
してハウジング35に支承されており、ポンプ斜板41をト
ラニオン軸46のまわりに回動させることによりその傾斜
角度が変化する。この操作は前記変速レバー17（図１）
により適当なケーブル（図示せず）を介して行われる。

【００３５】左右の無段変速機19のポンプ斜板41の傾斜
角度を相違させれば、これらの無段変速機19の変速比が
相違することとなるので、前述のように左右の駆動輪12
の回転速度を変えて動力運搬車２を旋回させることがで
きる。またポンプ斜板41の傾斜方向を逆にすれば出力軸
23は逆方向に回転するので、一方の無段変速機19の出力
軸23を逆転させて動力運搬車２を信地旋回させることも
可能である。ポンプ斜板41を入力軸８と直交させれば中
立状態となり、入力軸８から出力軸23への回転伝達は遮
断される。

【００３６】変速装置１をフレーム４に連結する連結部
材６は、図６に示すように、変速装置１のケース18の側
面に沿わせてボルト47により締結される環状板部分６ａ
と、該部分６ａから延出屈曲した、フレーム４側に取付
けられるブラケット部分６ｂとからなり、環状板部分６
ａは、その穴48にケース18から突出している最終出力軸
11を通し、該最終出力軸11を包囲してその周辺のケース
側面部分に取付けられる。従ってボルト47を外せば変速
装置１は最終出力軸11の軸線まわりに連結部材６に相対
的に自由に回動できる。

【００３７】ところで入力軸８側にはボルト47と螺合す
るねじ穴49が最終出力軸11のまわりに等間隔に４個設け
られており、変速装置１と連結部材６とは４個のボルト
47により締結されるが、連結部材６側にはボルト47を通
すボルト穴50が穴48のまわりに等間隔に８個設けられて
いる。従ってどのボルト穴50をねじ穴49に整合させるか
によって、取付けられた連結部材６と変速装置１の相対
的角度を最終出力軸11まわりに自由に変更することがで
きる。このようにして車両に固定される連結部材６に対
する変速装置１の取付角度を変更できるので、変速装置
１は各種車両にその車両に応じた取付角度で搭載するこ
とができ、優れた汎用性を備えている。ねじ穴49および
ボルト穴50の数は４個および８個に限定されないことは
言うまでもない。

【００３８】

【発明の効果】本発明による変速装置は、全体が小型で
細長く、多種類の車両に容易に搭載可能で、汎用性に富
む。また、少ない構成部品で簡単に構成することがで
き、各構成部品の加工、製造も極めて容易である。さら
に小さな制動力で有効に制動を行うことができ、制動装
置自体も簡単なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による変速装置を備えた動力運搬車の全
体側面図である。

【図２】変速装置のケースを縦断して内部の減速機構を
示した部分的断面図である。

【図３】減速機構を図２のIII −III 線に沿い矢印方向
に見た図である。

【図４】制動装置の概略平面図である。

【図５】無段変速機の断面図である。

【図６】変速装置と連結部材との連結部を示す分解斜視
図である。

【符号の説明】

１…変速装置、２…動力運搬車、３…荷台、４…フレー
ム、５…エンジン、６…連結部材、７…プーリ、８…入
力軸、９…プーリ、10…ベルト、11…最終出力軸、12…
駆動輪、13…従動輪、14…クローラ、15…操向ハンド
ル、16…ブレーキレバー、17…変速レバー、18…ケー
ス、19…無段変速機、20…減速機構、21…軸接手、22…
ファン、23…出力軸、24…駆動傘歯車、25…伝動軸、26
…被駆動傘歯車、27…ウォーム、28…ウォーム歯車、29
…ブレーキドラム、30…カバー、31…ブレーキ帯、32…
ブレーキワイヤ、33…分配板、34…ボルト、35…ハウジ
ング、36…油圧ポンプ、37…油圧モータ、38…ポンプ本
体、39…ポンプシリンダ、40…ポンププランジャ、41…
ポンプ斜板、42…モータ本体、43…モータシリンダ、44
…モータプランジャ、45…モータ斜板、46…トラニオン
軸、47…ボルト、48…穴、49…ねじ穴、50…ボルト穴。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 17/00 - 17/08 B60K 17/10 F16H 1/00 - 1/26 F16H 3/00 - 3/78

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 減速機構を納めたケースの側面に無段変
   速機を取付け、原動機の動力を前記無段変速機および減
   速機構を順次介して最終出力軸に伝達する変速装置にお
   いて、前記無段変速機を前記ケースの両側面にそれぞれ
   １個ずつ取付け、前記ケース内にその長手方向に延びる
   ２本の伝動軸を配設するとともに、これら伝動軸のそれ
   ぞれをその中間部で前記ケース内に突出した前記両無段
   変速機のそれぞれの出力軸に駆動的に連結させ、かつこ
   れら伝動軸の一端に形成したねじ状の歯を前記ケースの
   両側で２本同軸に配列した前記最終出力軸に設けた被駆
   動部材の周面の歯にそれぞれ係合させ、さらにこれら伝
   動軸の他端に制動装置を設けて、前記ケース内を側面側
   から見た場合、前記２本の伝動軸が前記無段変速機の出
   力軸の近傍で、該出力軸の軸心と前記最終出力軸の軸心
   を結ぶ直線に関してほぼ対称に互いに交差していること
   を特徴とする変速装置。
2. 【請求項２】 前記伝動軸の他端を前記ケースから外方
   に突出させ、前記制動装置を該ケースの外側に設けたこ
   とを特徴とする請求項１記載の変速装置。
3. 【請求項３】 前記ケースを外部構造に取付けるための
   連結部材をケース側面に着脱可能に設け、かつ該連結部
   材を前記最終出力軸の軸線を中心として回動させた複数
   の回動位置でケース側面に固定可能としたことを特徴と
   する請求項１または２に記載の変速装置。