JP4037972B2

JP4037972B2 - クローラトラクタの駆動装置

Info

Publication number: JP4037972B2
Application number: JP33146898A
Authority: JP
Inventors: 幸雄久保田; 雄治北坂; 隆宇野
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1998-11-20
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2018-11-20
Also published as: JP2000158959A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クローラ式走行装置を具備したクローラトラクタに関するもので、特に機械式ミッション装置及び油圧式無段変速装置（ＨＳＴ装置）を具備したくローラトラクタの駆動装置の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの出力をミッション装置において変速した後、差動機構に入力し、左右車軸に伝達して直進走行を行うとともに、ステアリングハンドルの操作によりＨＳＴ装置を駆動させ、ＨＳＴ装置からの駆動力を該差動機構に入力して左右車軸に回転駆動差を生じさせて旋回走行をさせる技術が公知となっている。また、ブレーキペダルの操作に連動してアクセルレバーをエンジン低速回転側に作動させることによりブレーキ制動力を強化する構成が特開平８−９９５６５号により公知となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の差動機構においては遊星歯車を構成するギヤのうちの１つは、内接歯車を使用しているために、遊星歯車装置が径方向に大きくなるという問題があり、また内接歯車は歯数が多いため、加工コストが高くなるという問題もある。
また、前述した従来のブレーキ機構は、左右旋回走行を行う為に左右車軸にステアリングブレーキを設け、走行ブレーキと兼用としていたが、大きなトルクを制動させる必要があるために、ブレーキ機構の構成が大きくなるといった問題があった。
また、ブレーキ機構がディファレンシャルケースの内部にあるため、メンテナンスが困難であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上のような課題を解決するために、次のような手段を用いる。
請求項１においては、走行用のミッションケース（５）、及び旋回用の油圧式無段変速装置（３０）を具備するクローラトラクタにおいて、エンジン（３）の出力軸を後方に延設してミッションケース（５）に連結するとともに、該エンジン（３）の出力軸を前方に延設して油圧式無段変速装置（３０）と連結し、さらに該ミッションケース（５）からの駆動軸（２１）を延設して、前記差動機構（１７）に入力するとともに、前記油圧式無段変速装置（３０）からの出力軸（２３）を延設して、前記差動機構（１７）に入力するよう構成したものである。
【０００５】
請求項２においては、請求項１記載のクローラトラクタの駆動装置において、前記油圧式無段変速装置（３０）を機体前部に配設し、該油圧式無段変速装置（３０）の後部で上方に前記エンジン（３）を配設するとともに、該油圧式無段変速装置（３０）の後部で下方に、前記差動機構（１７）を配設したものである。
【０００６】
請求項３においては、請求項１記載のクローラトラクタの駆動装置において、該差動機構（１７）を遊星歯車機構（４０Ｌ・４０Ｒ）により構成し、該左右の遊星歯車機構（４０Ｌ・４０Ｒ）は、それぞれサンギヤ（４４Ｌ・４４Ｒ）、プラネタリアギヤ（４５Ｌ・４５Ｒ）、キャリア（４６Ｌ・４６Ｒ・４８Ｌ・４８Ｒ）及び出力ギヤ（４７Ｌ・４７Ｒ）で構成し、該遊星歯車機構（４０Ｌ・４０Ｒ）を外接歯車のみで構成したものである。
【０００７】
請求項４においては、請求項１記載のクローラトラクタの駆動装置において、該ミッションケース（５）から差動機構（１７）への駆動入力部である駆動軸（２１）上に、走行用のブレーキ機構を設けたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の解決すべき課題及び手段は以上の如くであり、次に添付の図面に示した本発明の一実施例を説明する。
図１はクローラトラクタを示す全体側面図、図２は同じく平面図、図３はクローラトラクタのシャーシ部を示す側面図、図４は同じく平面図、図５はディファレンシャルケースの側面図、図６は差動機構を示す平面断面図である。
【０００９】
まず、クローラトラクタの概略構成について説明する。
図１・図２に示すように、左右一対のクローラ式走行装置１の前部上方にはエンジン３が配置され、後部上方にはミッションケース５が配置されている。エンジン３はボンネット４に覆われ、該エンジン３の部分から前方には、アクスルブラケット６が突出している。
ボンネット４の後方には操向操作を行うステアリングハンドル７を配置し、該ステアリングハンドル７の後方にシート８を配設して、運転部を構成している。シート８の後方には、安全フレーム９が立設している。
また、機体後端部には、各種作業機を装着するための三点リンクヒッチ１０が設けられている。
【００１０】
前記クローラ式走行装置１は、クローラフレーム２に支持されており、前端部の駆動スプロケット１１、後端部のアイドラ１２、及び、駆動スプロケット１１とアイドラ１２との間に配置される転輪１３・１３・・・にクローラベルト１４を巻回して構成している。
【００１１】
次に、クローラトラクタの駆動伝達系について説明する。
図３・図４において、エンジン３の後方にミッションケース５が連設されており、該エンジン３の左右側方から前方へ向かってアクスルブラケット６が延設され、該アクスルブラケット６にはディファレンシャルケース２０が固設されている。
【００１２】
該ディファレンシャルケース２０は、差動装置１７と、該差動装置１７から左右に延出するアクスルケース１８・１８と、該アクスルケース１８・１８の先端部にそれぞれ配置される最終減速装置１９・１９とを一体的に連結して構成しており、該最終減速装置１９・１９にはそれぞれ駆動スプロケット１１が連結されている。
【００１３】
また、差動装置１７には、ミッションケース５から前方へ延出する駆動軸２１が接続されており、ミッションケース５内で減速されたエンジン３からの駆動力が、該駆動軸２１を通じて該差動装置１７内に入力される。
差動装置１７内に入力された駆動力は、減速された後に左右のアクスルケース１８内の車軸を通じて各最終減速装置１９に伝達され、該最終減速装置１９内でさらに減速されて左右の駆動スプロケット１１を駆動するように構成している。
【００１４】
エンジン３及びミッションケース５の左右側方にはクローラフレーム２・２が配置されており、該クローラフレーム２の前端部２ａがディファレンシャルケース２０の最終減速装置１９に取り付けられ、後部が後部支持ブラケット２６を介してミッションケース５に取り付けられている。さらに、クローラフレーム２の前部は、前部支持ブラケット２７を介してアクスルブラケット６に支持されている。
【００１５】
また、該クローラフレーム２の後端部にアイドラ１２が回転自在に支持され、該クローラフレーム２の駆動スプロケット１１とアイドラ１２との間の部分に転輪１３・１３・・・が回転自在に支持されており、駆動スプロケット１１、アイドラ１２、及び、転輪１３・１３・・・にクローラ１４が巻回されている。
【００１６】
また、エンジン３の前方には、操向用の油圧式無段変速装置（以下ＨＳＴ装置と称す）３０が配設されており、該ＨＳＴ装置３０の油圧ポンプ３１がポンプ駆動軸２２、及びリダクションギアケース１６を介してエンジン３と連結されている。
そして、エンジン３の出力がリダクションギアケース１６を介して減速された後、ＨＳＴ装置３０の油圧ポンプ３１に入力され、前記ステアリングハンドル７の操作量に応じて油圧ポンプ３１からの吐出量が調整され、該油圧ポンプ３１の吐出量に応じて駆動する油圧モータ３２の出力軸２３を駆動させるのである。
【００１７】
前記出力軸２３は差動装置１７に連結され、回転駆動力を差動装置１７内に伝達しており、前記ステアリングハンドル７を操作することにより、その回転数及び回転方向が変化されるように構成している。
そして、ステアリングハンドル７を操作して出力軸２３の回転数及び回転方向を変化させることで、差動装置１７から左右駆動スプロケット１１・１１へ伝達される駆動回転数及び方向を調節し、操向操作を行うように構成している。
【００１８】
このように本実施例のクローラトラクタの駆動伝達系は、エンジン３の出力軸を前方及び後方に延設して、後方においてはミッションケース５に連動連結し、前方においてはＨＳＴ装置３０に連動連結しており、さらにミッションケース５の出力軸である駆動軸２１を前方に延設してディファレンシャルケース２０内の差動機構１７に入力するとともに、ＨＳＴ装置３０の出力軸２３を後方に延設して差動機構１７内に入力する構成としている。
【００１９】
これにより、エンジン３、ミッションケース５、ＨＳＴ装置３０及び差動機構１７をそれぞれを連結する駆動伝達系は、機体の前後方向で同一方向に配置可能となり、駆動伝達系の左右幅を小さくコンパクトな構成とすることができるのである。
【００２０】
また、ＨＳＴ装置３０の後方で上部にエンジン３を配置し、ＨＳＴ装置３０の後方で下部に差動機構１７（ディファレンシャルケース２０）を配置する構成としているので、図５に示すように、ＨＳＴ装置３０への入力軸であるポンプ駆動軸２２と、ＨＳＴ装置３０の出力軸２３が略上下平行位置に配置され、左右幅が小さくコンパクトな駆動伝達構成とすることができ、ＨＳＴ装置３０の入力軸と出力軸を同一側に配置しているのでＨＳＴ装置３０を簡易な構成とすることが可能となった。
【００２１】
次に、差動機構１７の構成について図６を用いて説明する。
エンジン３の出力は前記ミッションケース５を介して駆動軸２１によりディファレンシャルケース２０内の差動機構１７に入力される。駆動軸２１の駆動力は駆動軸２１に固設されたベベルギヤ４１を介して入力軸４３に固設されたベベルギヤ４２に伝達されることにより入力軸４３を駆動する。
そして、入力軸４３の回転出力が左右に分割され、差動機構１７を構成する左右の遊星歯車機構４０Ｌ・４０Ｒに入力される。左右の遊星歯車機構４０Ｌ・４０Ｒは、それぞれサンギヤ４４Ｌ・４４Ｒ、プラネタリアギヤ４５Ｌ・４５Ｒ、キャリア４６Ｌ・４６Ｒ・４８Ｌ・４８Ｒ及び出力ギヤ４７Ｌ・４７Ｒ等で構成されている。
【００２２】
そして、入力軸４３の回転出力が、入力軸４３の左右端に固設されたサンギヤ４４Ｌ・４４Ｒを同方向、同回転数で回転駆動する。そして、サンギヤ４４Ｌ・４４Ｒはそれぞれ左右のプラネタリアギヤ４５Ｌ・４５Ｒに刻設された２つのギヤの内の一方であるギヤ４５Ｌａ・４５Ｒａに噛合し、さらに他方のギヤ４５Ｌｂ・４５Ｒｂはそれぞれ出力ギヤ４７Ｌ・４７Ｒに噛合している。ここでプラネタリアギヤ４５Ｌは、入力軸４３上に遊嵌されたキャリア４６Ｌにより一端を、駆動出力軸４９Ｌ上に遊嵌されたキャリア４８Ｌにより他端をそれぞれ回転自在に軸支されており、該キャリア４６Ｌ・４８Ｌに挟まれるようにして回転自在に支持されるとともに、該キャリア４６Ｌ・４８Ｌと一体となって、入力軸４３（駆動出力軸４９Ｌ）の外周上を回転する。同様にプラネタリアギヤ４５Ｒは、キャリア４６Ｒ・４８Ｒに挟まれるようにして回転自在に支持されるとともに、該キャリア４６Ｒ・４８Ｒと一体となって、入力軸４３（駆動出力軸４９Ｒ）の外周上を回転する。
【００２３】
このように差動機構１７においては、左右に対向配置される遊星歯車機構４０Ｌ・４０Ｒを全て外接歯車で構成している。
このため、従来の内接歯車を構成要素にもつ遊星歯車に比べ径方向の大きさが小さく、コンパクトな構成とすることが可能で、機体の地上高を大きく確保でき走行性が向上するのである。
また、内接歯車に比べ加工コストも少なくすむため製造コストの削減が実現するのである。
【００２４】
以上の如く構成された差動機構１７において、前記ステアリングハンドル７による操作が中立位置を維持している場合には、前記ＨＳＴ装置３０の油圧モータ３２の出力軸２３が回転駆動しないため、該出力軸２３上に固設されたベベルギヤ５１が固定され、さらに旋回逆転軸５３Ｌ・５３Ｒ上にそれぞれ固設されたベベルギヤ５２Ｌ・５２Ｒ及び逆転出力ギヤ５４Ｌ・５４Ｒも固定され、該逆転出力ギヤ５４Ｌ・５４Ｒに噛合する左右のキャリア４６Ｌ・４６Ｒにブレーキ作用を発生させる。これにより該キャリア４６Ｌ・４６Ｒは入力軸４３上で回転することなく略固定状態を維持する。
【００２５】
これにより、前述したプラネタリアギヤ４５Ｌ（４５Ｒ）は入力軸４３の外周上を回転することなく、前記キャリア４６Ｌ・４８Ｌ（４６Ｒ・４８Ｒ）上で回転駆動するのである。
そして、前記プラネタリアギヤ４５Ｌ・４５Ｒのギヤ４５Ｌｂ・４５Ｒｂに噛合する出力ギヤ４７Ｌ・４７Ｒを回転駆動させることにより、左右の駆動出力軸４９Ｌ・４９Ｒを回転駆動する。
つまり、前記ステアリングハンドル７が中立位置を保持している場合には、エンジン３からはミッションケース５を介した出力のみが差動機構１７内に入力され、左右の駆動出力軸４９Ｌ・４９Ｒを同方向、同回転数で回転駆動するのである。
【００２６】
一方、ステアリングハンドル７の左右旋回操作時には、該ステアリングハンドル７の操作量に応じて前記ＨＳＴ装置３０の油圧ポンプ３１の吐出量が調整され、これに従って油圧モータ３２の出力軸２３が回転駆動される。
そして、前記出力軸２３により差動機構１７内に入力された回転出力は、前記ベベルギヤ５１を介して、左右の旋回逆転軸５３Ｌ・５３Ｒ上に固設されたベベルギヤ５２Ｌ・５２Ｒを逆回転、同回転数で回転駆動させる。
【００２７】
これにより、逆転出力軸５４Ｌ・５４Ｒに噛合する左右のキャリア４６Ｌ・４６Ｒも逆回転、同回転数で入力軸４３の外周を回転運動するのである。そしてキャリア４６Ｌ・４６Ｒの回転により前記プラネタリアギヤ４５Ｌ・４５Ｒがキャリア４６Ｌ・４８Ｌ又はキャリア４６Ｒ・４８Ｒと一体となって入力軸４３の外周上を逆回転、同回転数で回転運動する。
そして、前記プラネタリアギヤ４５Ｌ・４５Ｒのキャリア４６Ｌ・４６Ｒに対する回転方向と、該プラネタリアギヤ４５Ｌ・４５Ｒの入力軸４３に対する回転方向が同方向であれば、出力ギヤ４９Ｌ（若しは４９Ｒ）の回転数は加算され、逆方向であれば出力ギヤ４９Ｌ（若しくは４９Ｒ）の回転数は減算される。
【００２８】
つまり、前記ミッションケース５を介するエンジン３の出力と、前記ＨＳＴ装置３０を介するエンジン３の出力が差動機構１７内で合成され、左右の駆動出力軸４９Ｌ・４９Ｒに回転差を生じさせ、これにより左右のクローラ式走行装置１の駆動スプロケット１１・１１に回転差が生じ、左方向若しくは右方向への旋回走行が行えるのである。
【００２９】
また、前記駆動軸２１上には、図６に示すように、複数（本実施例においては２枚）のブレーキ板６４・６４が駆動軸２１の軸方向に摺動可能で、且つ駆動軸２１に対して相対回転不能に支持されており、それぞれのブレーキ板６４・６４の近傍にはディファレンシャルケース２０内に固定されたブレーキ相手板６５・６５が配設されている。またブレーキ板６４・６４の一側近傍にはブレーキシュー６３が配設され、ばね６３ａによりブレーキシュー６３はブレーキ板６４・６４とは逆方向に付勢されている。
以上のような構成で、運転者の操作により図示せぬブレーキペダル（若しくはブレーキレバー等）が操作されると、ブレーキアーム６１の回動に従って、カム６２が回転してブレーキシュー６３を押圧し、ブレーキシュー６３をばね６３ａの張力に逆らってブレーキ板６４・６４側へ押圧する。
これにより、ブレーキ板６４・６４及びブレーキ相手板６５・６５及びブレーキシュー６３間に摩擦力が発生し、駆動軸２１にブレーキ作用を発生させるのである。
【００３０】
このように、本実施例のクローラトラクタは、旋回用のＨＳＴ装置３０を利用して旋回走行を可能としているので、従来のように左右の車軸上にブレーキ機構を設けて旋回走行をさせる必要がなく、上述したように、ミッションケース５から差動機構１７への入力部において（エンジン出力が左右に分割される手前の位置で）ブレーキ機構を設けることができ、ブレーキ機構が１つでよく、コストの削減が可能となるし、左右の車軸に装着するブレーキは大きなトルクを制動する必要があるため大型のブレーキ機構が必要であったが、コンパクトな構成でブレーキ機構を構成可能となった。また、ブレーキ機構がディファレンシャルケース２０の入力部に配置されているので、メンテナンス性においても優れているのである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したことにより、次のような効果が得られる。
即ち、走行用のミッションケース（５）、及び旋回用の油圧式無段変速装置（３０）を具備するクローラトラクタにおいて、エンジン（３）の出力軸を後方に延設してミッションケース（５）に連結するとともに、該エンジン（３）の出力軸を前方に延設して油圧式無段変速装置（３０）と連結し、さらに該ミッションケース（５）からの駆動軸（２１）を延設して、前記差動機構（１７）に入力するとともに、前記油圧式無段変速装置（３０）からの出力軸（２３）を延設して、前記差動機構（１７）に入力するよう構成したので、エンジン、ミッション装置、油圧式無段変速装置及び差動機構のそれぞれを連結する駆動伝達系は機体の前後方向で同一方向に配置可能となり、駆動伝達系の左右幅を小さくコンパクトな構成とすることができるのである。
【００３２】
また、前記油圧式無段変速装置（３０）を機体前部に配設し、該油圧式無段変速装置（３０）の後部で上方に前記エンジン（３）を配設するとともに、該油圧式無段変速装置（３０）の後部で下方に、前記差動機構（１７）を配設したので、油圧式無段変速装置の入力軸と出力軸が略上下平行位置に配置され、左右幅が小さくコンパクトな駆動伝達構成とすることが可能となった。また、油圧式無段変速装置の入力軸と出力軸を同一側に配置することになるので、該油圧式無段変速装置を簡易な構成とすることが可能となった。
【００３３】
また、該差動機構（１７）を遊星歯車機構（４０Ｌ・４０Ｒ）により構成し、該左右の遊星歯車機構（４０Ｌ・４０Ｒ）は、それぞれサンギヤ（４４Ｌ・４４Ｒ）、プラネタリアギヤ（４５Ｌ・４５Ｒ）、キャリア（４６Ｌ・４６Ｒ・４８Ｌ・４８Ｒ）及び出力ギヤ（４７Ｌ・４７Ｒ）で構成し、該遊星歯車機構（４０Ｌ・４０Ｒ）を外接歯車のみで構成したので、従来の内接歯車を構成要素にもつ遊星歯車に比べ径方向の大きさが小さく、コンパクトな構成とすることが可能で、機体の地上高を大きく確保でき走行性が向上するのである。また、内接歯車に比べ加工コストも少なくすむため製造コストの削減が実現するのである。
【００３４】
また、該ミッションケース（５）から差動機構（１７）への駆動入力部である駆動軸（２１）上に、走行用のブレーキ機構を設けたので、ブレーキ機構が１つでよく、コストの削減が可能となる。また、従来技術においては左右の車軸に装着するブレーキ機構は大きなトルクを制動する必要があるため大型のものが必要であったが、本発明の構成においてはコンパクトな構成でブレーキ機構を構成することが可能となった。また、ブレーキ機構がディファレンシャルケースの入力部に配置されているので、メンテナンス性においても優れているのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】クローラトラクタを示す全体側面図である。
【図２】同じく平面図である。
【図３】クローラトラクタのシャーシ部を示す側面図である。
【図４】同じく平面図である。
【図５】ディファレンシャルケースの側面図である。
【図６】差動機構を示す平面断面図である。
【符号の説明】
３エンジン
５ミッションケース
１７差動装置
２０ディファレンシャルケース
４０Ｌ・４０Ｒ遊星歯車機構
４１ベベルギヤ
４２ベベルギヤ
４３入力軸
４４Ｌ・４４Ｒサンギヤ
４５Ｌ・４５Ｒプラネタリアギヤ
４６Ｌ・４６Ｒキャリア
４７Ｌ・４７Ｒ出力ギヤ
４８Ｌ・４８Ｒキャリア
４９Ｌ・４９Ｒ駆動出力軸
５１ベベルギヤ
５２Ｌ・５２Ｒベベルギヤ
５３Ｌ・５３Ｒ旋回逆転軸
５４Ｌ・５４Ｒ逆転出力ギヤ
６４ブレーキ板
６５ブレーキ相手板

Claims

走行用のミッションケース（５）、及び旋回用の油圧式無段変速装置（３０）を具備するクローラトラクタにおいて、エンジン（３）の出力軸を後方に延設してミッションケース（５）に連結するとともに、該エンジン（３）の出力軸を前方に延設して油圧式無段変速装置（３０）と連結し、さらに該ミッションケース（５）からの駆動軸（２１）を延設して差動機構（１７）に入力するとともに、前記油圧式無段変速装置（３０）からの出力軸（２３）を延設して、前記差動機構（１７）に入力するよう構成したことを特徴とするクローラトラクタの駆動装置。
請求項１記載のクローラトラクタの駆動装置において、前記油圧式無段変速装置（３０）を機体前部に配設し、該油圧式無段変速装置（３０）の後部で上方に前記エンジン（３）を配設するとともに、該油圧式無段変速装置（３０）の後部で下方に、前記差動機構（１７）を配設したことを特徴とするクローラトラクタの駆動装置。
請求項１記載のクローラトラクタの駆動装置において、該差動機構（１７）を遊星歯車機構（４０Ｌ・４０Ｒ）により構成し、該左右の遊星歯車機構（４０Ｌ・４０Ｒ）は、それぞれサンギヤ（４４Ｌ・４４Ｒ）、プラネタリアギヤ（４５Ｌ・４５Ｒ）、キャリア（４６Ｌ・４６Ｒ・４８Ｌ・４８Ｒ）及び出力ギヤ（４７Ｌ・４７Ｒ）で構成し、該遊星歯車機構（４０Ｌ・４０Ｒ）を外接歯車のみで構成したことを特徴とするクローラトラクタの駆動装置。
請求項１記載のクローラトラクタの駆動装置において、該ミッションケース（５）から差動機構（１７）への駆動入力部である駆動軸（２１）上に、走行用のブレーキ機構を設けたことを特徴とするクローラトラクタの駆動装置。