JP3562965B2 - 油圧・機械式無段変速装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、静油圧式無段変速装置(以下、HSTと略称する)と遊星歯車機構とを組み合わせた油圧・機械式無段変速装置、すなわち、HSTの優れた変速操作性と、遊星歯車機構の高い伝動効率との双方の利点を活かしたHMT(ハイドロ・メカニカル・トランスミッションの英略)の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種のHMTとしては、特開昭53‐120047号公報に示されたように、トラクタの伝動装置に利用したものが知られている。つまり、遊星歯車機構を構成する太陽歯車、内歯車、遊星キャリヤの三要素のうちのいずれか一つに回転動力を入力し、三要素のうちの他の一つから出力回転を取出し、三要素のうちの残りの一つをHSTに対する入力又は出力に連動し、かつ、残りの一つに対応させていないHSTに対する出力又は入力を、三要素のうちの残りの一つ以外の2要素のうちのいずれかに連動するように構成したものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前述した公報に示されたものでは、ミッションケース内部に完成品としてのHSTを配置する構造、すなわち、ミッションケース内にHST用ケーシングが存在する2重ケース構造であったため、ミッションとしての大きさや重量が大になり易い傾向があった。又、後輪用デフ機構を内装したミッションケースをエンジン後端に直結してフレームを兼ねる構造、所謂モノボディ構造を採る場合には、ミッションケースに高い強度が要求されるが、前記従来構造ではHSTケーシングがミッションケースの強度向上に貢献できない非合理的な面もあった。
【0004】
本発明の目的は、ミッションケースのコンパクト化や、モノボディに適するようケース強度アップの図れた油圧・機械式無段変速装置を提供する点にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
〔構成〕 第1発明は、静油圧式無段変速装置と遊星歯車機構とを組み合わせて出力回転の変速を行うように構成された油圧・機械式無段変速装置において、ミッションケースの前端部でケーシングが形成された前記静油圧式無段変速装置の後側に前記遊星歯車機構を配置するとともに、前記ミッションケースの前方に配置したエンジンの出力を前記遊星歯車機構へ伝える入力軸とその遊星歯車機構における太陽歯車の軸芯とを同軸芯状に配設し、前記静油圧式無段変速装置に対する入力を、前記遊星歯車機構におけるエンジンから離れた側の二つの出力部のうちの一方の出力部から取り出すとともに、この静油圧式無段変速装置からの出力を前記遊星歯車機構よりもエンジンから離れた側の他方の出力部へ伝えるように構成し、エンジン動力を前記遊星歯車機構に伝達する入力軸を前記ケーシングを貫通させて配設するとともに、前記入力軸からPTO伝動系に動力を分岐するためのギヤ連動機構を前記ケーシング内に設けてあることを特徴とする。
第2発明は、第1発明の構成要件に加えて、静油圧式無段変速装置を構成するポンプとモータを、遊星歯車機構よりもエンジンに近い側で入力軸の左右両側に振り分けた状態に配置するとともに、前記入力軸からPTO軸へ動力を分岐伝動するためのギヤ連動機構を、前記ポンプとモータとの間に形成される谷間空間に部分的に入り込む状態で配置してあるという構成を備えたことを特徴とする。
【0006】
〔作用〕
請求項1の構成によれば、ミッションケース自体がHSTのケーシングを構成するものであるから、従来の2重独立ケース構造に比べて、必要スペースが小で済み、その分ミッションケースをコンパクト化できるようになる。又、モノボデイ構造を採る場合には、HST部分のミッションケース肉厚を従来より厚くすることにより、その部分のケース外形のコンパクト化を図りながらケース強度を向上させることが可能である。
【0007】
ミッションケースで機体フレームを兼ねるモノボディ構造を採るに当たり、近年では、フロアの低床化を促進するために、ミッションケースの前後中間部分でのミッションケースの横断面形状は、上下に薄く左右に広い偏平形状の傾向があり、又、ミッションケース前端部ではエンジン後端に直結するためにある程度上下にも幅の広い横断面形状を呈するようにするのが望ましい。
【0008】
そこで、HSTをミッションケースの前端部に配置したので、必要な強度が出せる上下幅を有したケース前端部と、上下幅の短い偏平なケース中間部とが現出できて、前述したフロアの低床化を図りながらも無理なくHSTをミッションケースに収納できる。そして、ミッションケースにおけるエンジンとの連結部からフロア下部分に架けての、すなわち、ケース前端部とケース中間部とに亘っての断面変化部分の肉厚を前述したように厚くして強度十分とすることができる。
【0009】
又、入力軸からPTO伝動系に動力を分岐するためのギヤ連動機構をHSTのケーシング内に設けてあるから、特別な機構を設けることなく潤滑油をギヤ連動機構に供給できるとともに、ポンプとモータとの配置によって生じるこれら両者間の谷間的空間を利用してギヤ連動機構を配設することができ、これら両者のトータルとしての必要スペースのコンパクト化が可能になる。例えば、外軸である筒軸の走行系伝動軸の内側にPTO系伝動軸を配置した二重軸構造を採用した手段では、外軸の径によって内側のPTO系伝動軸の太さが、すなわち伝達トルクが制限されることがあるが、本願のようにPTO系伝動軸を走行系から独立させて取出す構造とすれば、軸径の設定が自在であり、伝達トルクに制限を受けることがない点で有利である。
【0010】
〔効果〕
その結果、ミッショケース前端配置のHST内にPTO系のギヤ連動機構を設ける等の工夫により、専用の潤滑機能や伝達トルクの制限を受けることなく設計自由度の高く、かつ、その割りに省スペースな状態でPTO伝動系が取出せるようにしながら、ミッションケースのコンパクト化や強度アップを図ることが可能な油圧・機械式無段変速装置を提供できた。加えて、ミッションケース前部の強度アップが図れ、モノボディ構造を採るものにも好適である。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図3にトラクタ用の伝動装置が示されており、この伝動装置は、前端がエンジンEの後端に直結されて機体フレームを兼ねるモノボディ構造のミッションケース1を備えたミッションMで構成されている。
【0012】
ミッションMは、エンジン出力軸を入力軸3に伝える脈動吸収機構付きフライホイール2、HST4、遊星歯車機構5、走行用の副変速機構6、後輪用のデフ機構7、PTO中間軸8、PTOクラッチ9、前輪駆動用のDT連動機構10、前輪駆動用軸11等をミッションケース1に内装して構成されている。
【0013】
図4,図5に示すように、HST4を構成する可変ポンプ4pと可変モータ4mとを、ポンプ軸12とモータ軸13とが互いに横に位置するよう、ミッションケース1の前端部に配置された入力軸3下方で左右に振り分けて並列配置してある。ミッションケース1前端部は、それ以後に比べてケース上面が上に位置しており、その前端にはエンジンEにボルト連結するためのフランジ部15が形成してある。
【0014】
又、図2,図4に示すように、ミッションケース1前部の縦壁1aから前側においては、外ケース部1Aと内ケース部1Bとを縦壁1aを介して一体化した2重筒ケース構造としてあり、その内ケース部1Bとこれの前蓋となる油路ブロック16とによってHST4としてのケーシングCaを構成している。油路ブロック16には、ポンプ4pとモータ4mとを接続する油路の他、チャージポンプ17等が形成されている。尚、18は可変ポンプ4pを可変操作するポンプアクチュエータであり、19は可変モータ4mを可変操作するモータアクチュエータである。
【0015】
内ケース部1Bの内部、及び縦壁1aから後部では潤滑油が入った湿室であるに対して、外ケース部1Aにおける内ケース部1B以外の部分は、フライホイール2を装備するべく油のない乾室に形成されている。尚、その乾室部分は、従来のモノボディ構造のミッションケースにおけるクラッチハウジング部分に相当している。又、14は副変速機構6を変速操作するためのシフトギヤである。
【0016】
次に、動力の流れを説明すると、入力軸3の動力は、遊星歯車機構5の遊星キャリヤ20に入力され、キャリヤ20に支承された複数の遊星歯車21に外接する内歯車22が、中間回転体23を介してポンプ軸12を駆動する。遊星歯車21に内接する太陽歯車24が形成された太陽軸25には、中間回転体26を介してモータ軸13の出力回転が伝動されるとともに、この太陽軸25の回転動力を副変速機構6に出力している。
【0017】
従って、可変ポンプ4pと可変モータ4mの可変操作を行うことにより、遊星キャリヤ20に入った入力回転を正逆方向に無段に変速して太陽軸25から取り出せるものであり、かつ、動力伝達されない中立状態も現出できる。このHMTは、遊星歯車機構5を構成する太陽歯車24、内歯車22、遊星キャリヤ20の三要素のうちの遊星キャリヤ20に回転動力を入力し、太陽歯車24から出力回転を取出し、内歯車22をHST4の可変ポンプ4pに対する入力に連動し、かつ、HST4の可変モータ4mに対する出力を太陽歯車24に連動するように構成してある。
【0018】
図2に示すように、エンジン動力を遊星歯車機構5に伝達する入力軸3はケーシングCaを貫通して配設されるとともに、入力軸3からPTO伝動系であるPTO中間軸8に動力を分岐するためのギヤ連動機構27をケーシングCa内に設けてある。ギヤ連動機構27における駆動ギヤ27aを嵌装する入力軸3は、ポンプ軸12とモータ軸13との間のやや上方に配置され、従動ギヤ27bを嵌装するPTO中間軸8はポンプ軸12のほぼ上方の位置に配置されている。
【0019】
前述したようにケーシングCa内は湿室であるので、特別な潤滑機構なくギヤ連動機構27を潤滑できるとともに、ポンプ軸12とモータ軸13との間の谷間空間を利用してギヤ連動機構27を配置してある。PTO中間軸8の動力は、PTOクラッチ9を経てからリヤーPTO軸28に伝動される。
【図面の簡単な説明】
【図1】伝動系の概略構造を示す線図
【図2】ミッション前部の構造を示す断面側面図
【図3】ミッション前部の構造を示す断面平面図
【図4】HSTの配置構造を示す正面図
【図5】各軸の配置を示すミッションの断面図
【符号の説明】
1 ミッションケース
3 入力軸
4 静油圧式無段変速装置
5 遊星歯車機構
8 PTO伝動系
27 ギヤ連動機構
Ca HSTケーシング
Claims (2)
- 静油圧式無段変速装置と遊星歯車機構とを組み合わせて出力回転の変速を行うように構成された油圧・機械式無段変速装置であって、
ミッションケースの前端部でケーシングが形成された前記静油圧式無段変速装置の後側に前記遊星歯車機構を配置するとともに、前記ミッションケースの前方に配置したエンジンの出力を前記遊星歯車機構へ伝える入力軸とその遊星歯車機構における太陽歯車の軸芯とを同軸芯状に配設し、
前記静油圧式無段変速装置に対する入力を、前記遊星歯車機構におけるエンジンから離れた側の二つの出力部のうちの一方の出力部から取り出すとともに、この静油圧式無段変速装置からの出力を前記遊星歯車機構よりもエンジンから離れた側の他方の出力部へ伝えるように構成し、
エンジン動力を前記遊星歯車機構に伝達する入力軸を前記ケーシングを貫通させて配設するとともに、前記入力軸からPTO伝動系に動力を分岐するためのギヤ連動機構を前記ケーシング内に設けてある油圧・機械式無段変速装置。 - 静油圧式無段変速装置を構成するポンプとモータを、遊星歯車機構よりもエンジンに近い側で入力軸の左右両側に振り分けた状態に配置するとともに、前記入力軸からPTO軸へ動力を分岐伝動するためのギヤ連動機構を、前記ポンプとモータとの間に形成される谷間空間に部分的に入り込む状態で配置してある請求項1記載の油圧・機械式無段変速装置。
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