JP4052728B2 - 車両の動力伝達装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンからの動力を、作業機用動力出力部と走行動力出力部に分配する入力トランスファ装置を経由してモジュレートクラッチ装置、トルクコンバータ装置、変速機を経て走行装置に伝達する動力伝達装置に係わり、特に、モジュレートクラッチ装置とトルクコンバータ装置をそれぞれアッセンブリ部品化した構成にして、それぞれ単独に着脱可能とし、整備性を向上させた車両の動力伝達装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
建設機械などの作業車両では、エンジンからの動力は、動力を分配する入力トランスファ装置により油圧ポンプを駆動する作業機用と、トルクコンバータを駆動する走行用とに分配され、しかも、この分配比は入力トランスファ装置のギアにより固定的に決定されているのが一般的である。しかし作業内容により、作業機に要求される動力と、走行に要求される動力との比は必ずしも一定ではない。
従って、作業能率を上げるためには前記の分配比を可変にし、ある時は作業機に、ある時は走行に多くの動力を随時分配できるのが望ましい。
従来、トルクコンバータへの入力を可変化するために、入力可変機構をエンジンとトルクコンバータの間に設けることが、例えば、USP3,447,397等で知られている。
【0003】
前記USP3,447,397公報によれば、入力可変機構としてモジュレートクラッチをエンジンとトルクコンバータの間に設けている。このモジュレートクラッチが設けられた動力伝達装置について図3で説明する。
ガスタービンGTの動力は順次、付属ギアボックスAG、減速機SR、モジュレートクラッチMC、トルクコンバータTC、変速機ギアボックスGB(F2−R2)へと伝達される。
モジュレートクラッチMCは後述のトルコンハウジングF内に収納されている。モジュレートクラッチMCは入力軸83が設けられているハウジング84を有している。このハウジング84は、トルコンハウジングFに取着された軸受84aおよび出力部86に取着された軸受84bで支持されてモジュレートクラッチMCの入力部を構成するとともに、摩擦板85により出力部86に係合あるいは結合されるようになっている。
出力部86には、圧力室87、油路88が設けられ、この圧力室87には、調整弁89を介してコントロールされた圧油が供給されている。
圧力室87に導かれる圧油により、圧力室87の中に設けられたピストン90が摩擦板85を押圧するようになっている。この摩擦板85は圧力室87の圧力値に呼応して押圧され、モジュレートクラッチMCの伝達動力を変えることができるようになっている。
出力部86の終端は後述のトルクコンバータTCのハウジング91にボルト91aで締結されている。
ハウジング84に固定されたギア81は、ギア81a、81bを通じて油圧ポンプPを駆動し、この油圧ポンプPが動力伝達装置全体の油圧システムの圧力源となっている。
トルクコンバータTCはトルコンハウジングF内に収納されている。トルコンハウジングFは2分割されていてボルト82で一体的に締結されている。
トルクコンバータTCはハウジング91を有し、このハウジング91は軸受92、93で支持され、前記のモジュレートクラッチMCの出力部86によって駆動されている。ハウジング91はポンプ翼94を有し、このポンプ翼94がトルクコンバータTCの環状回路内に流れを作り、タービン翼95を回転させている。タービン翼95の回転は、スプライン96aで結合された出力軸96に伝達され、出力軸96を回転駆動している。
出力軸96はハウジング91に取着された軸受92、およびトルコンハウジングFに取着された軸受92aにより回転自在に支持されている。
また、トルクコンバータTCは一方向クラッチ97aを介してハブ97に取着されたステータ翼98を有している。
出力軸96の終端は継手96bを有し、変速機ギアボックスGBの入力軸99に結合されている。
変速機ギアボックスGBは複式クラッチC、C1 を作用させることにより、入力軸99の回転数を前進2速、後進2速の回転数に変換して出力軸100に出力している。
上記の構造において、モジュレートクラッチMCとトルクコンバータTCはボルト91aにより直列に一体組み立てられるとともに、トルコンハウジングF内に収納され固定されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のUSP−3447397公報では、モジュレートクラッチMCとトルクコンバータTCとは、トルコンハウジングF内に収納され、かつ、直列に一体組み立てられているため、それぞれを修理保全、あるいは点検をする場合には、トルコンハウジングFを取り外した後にトルコンハウジングFを分解し、さらに、モジュレートクラッチMC、あるいはトルクコンバータTCを個別に取り換えする必要があり、交換工数が多大になり整備性が悪いという問題がある。
また、クラッチ容量を変えたモジュレートクラッチ装置に装置変換する必要が生じた時には大きさが変わるため隣接する部分の設計変更を必要とし、実質上は新規製作となり経済的でないという問題ある。
【0005】
本発明は、上記従来の問題点に着目し、エンジンからの動力を、作業機用動力と走行用動力に分配する入力トランスファ装置に対して、モジュレートクラッチ装置とトルクコンバータ装置を個別に着脱可能にして、これらの装置の整備性を良くすると共に、モジュレートクラッチ装置の装置変換を容易にして、車両の汎用性を高めることができる車両の動力伝達装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両の動力伝達装置の第1発明は、エンジンからの動力を、作業機用動力出力部と走行動力出力部に伝達する入力トランスファ装置と、前記入力トランスファ装置に接続された作業機用油圧ポンプと、前記入力トランスファ装置における、前記エンジン側の下方に着脱自在に接続され、前記作業機用動力出力部と前記走行動力出力部への前記エンジンからの動力の分配比を変更するモジュレートクラッチ装置と、前記入力トランスファ装置を挟んで前記モジュレートクラッチ装置と反対側の同軸上に、前記入力トランスファ装置に着脱自在に接続されたトルクコンバータ装置及び前記トルクコンバータ装置に接続される変速機とを備え、前記モジュレートクラッチ装置は、入力トランスファ装置に着脱自在に取着されるクラッチハウジングと、クラッチハウジングに軸受を介して回転自在に支持されるとともに、入力トランスファ装置側に内スプラインの円筒入力軸部を、および外周にスプラインを有する円筒形状のインナドラムと、インナドラムの外方に配設され、内周にスプラインを有する円筒形状のアウタドラムと、インナドラムのスプラインとアウタドラムのスプラインとの間に配設された摩擦板パックと、アウタドラムと結合するとともに、クラッチハウジングに軸受を介して回転自在に支持され、かつ、インナドラムの円筒入力軸部の中空内径部より入力トランスファ装置側に貫通通過し、外スプラインを有する出力軸と、出力軸に支持され、摩擦板パックを押圧する押圧ピストンとを有し、インナドラムの円筒入力軸部の内スプラインが入力トランスファ装置に、出力軸の外スプラインがトルクコンバータ装置に、それぞれ着脱自在に連結される構成としている。
上記構成によれば、モジュレートクラッチ装置とトルクコンバータ装置がそれぞれ個別に着脱可能なため、これらの装置の修理保全や点検が容易で、整備性が良い。また、モジュレートクラッチ装置の装置変換が可能なため、使用条件に適応したモジュレートクラッチ装置を容易に装着できるので、車両の適用性が優れ、汎用性が高い。また、モジュレートクラッチ装置の入力部および出力部は、それぞれ分離可能なスプラインで入力トランスファ装置の出力部およびトルクコンバータ装置の入力部に連結されているので、アッセンブリ部品で容易に着脱が可能である。
【0009】
第2発明は、第1発明の構成において、前記トルクコンバータ装置は、入力トランスファ装置に着脱自在に取着されるとともに、内部に中空円筒軸を有するトルコンハウジングと、中空円筒軸に固定されたステータ部と、中空円筒軸に軸受を介して回転自在に支持されたポンプ部と、ポンプ部に結合されるとともに、入力トランスファ装置に軸受を介して回転自在に支持され、かつ、入力トランスファ装置側に外スプラインが設けられた入力軸と、ポンプ部に軸受を介して回転自在に支持されるとともに、中空円筒軸の先端部よりも入力トランスファ装置側に配設され、内周に形成されたスプラインを有する中空円筒出力軸部が固定されたタービン部とを有し、入力軸の外スプラインがモジュレートクラッチ装置に、タービン部の中空円筒出力軸のスプラインが変速機に、それぞれ着脱自在に接続される構成としている。
上記構成によれば、トルクコンバータ装置の入力部は、分離可能なスプラインでモジュレートクラッチ装置の出力部に、またトルクコンバータ装置の出力部は、分離可能なスプラインで変速機の入力部に、それぞれ連結されているので、アッセンブリ部品で容易に着脱が可能である。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る車両の動力伝達装置の実施例を図1,図2を用いて説明する。
図1は本発明の車両の動力伝達装置の概略を示す図、図2は図1の一部拡大断面図で、モジュレートクラッチ装置とトルクコンバータ装置の断面図である。
先ず、図1で動力伝達装置の概略について説明する。
エンジン1の出力軸1aは継ぎ手2により入力トランスファ装置10の入力ギア12に結合されている。
入力トランスファ装置10の入力トランスファハウジング11の内部には入力ギア12に直接、あるいは間接に噛み合う複数のギアが組み込まれ、入力ギア12に入力された動力を作業機用油圧ポンプ18およびモジュレートクラッチ装置20等の各装置に分配駆動している。
【0011】
作業機用油圧ポンプ18は入力トランスファハウジング11に取着され、入力ギア12に噛み合う第1出力ギア13により駆動されている。
モジュレートクラッチ装置20はエンジン1側、すなわち、エンジン1に接続されている継ぎ手2の下側で、入力トランスファハウジング11に取着されている。モジュレートクラッチ装置20は、入力ギア12に噛み合うギアを介した第2出力ギア14により駆動されている。
トルクコンバータ装置40は変速機60側、すなわち、モジュレートクラッチ装置20の反対面側の入力トランスファハウジング11で、モジュレートクラッチ装置20に対向して取着されている。さらに、トルクコンバータ装置40とモジュレートクラッチ装置20とは、同一軸線上に入力トランスファハウジング11を挟んで配設されている。
変速機60はトルクコンバータ装置40のトルコンハウジング41に取着され、トルクコンバータ装置40により駆動されている。
トランスファ装置装置70は変速機60の変速機ハウジング61に取着され、変速機60により駆動されるとともに、その駆動力は継ぎ手71に連結される図示しない走行装置を駆動するようになっている。
【0012】
次に、図2で入力トランスファ装置10の出力部について説明する。
入力ギア14は入力トランスファハウジング11に取着された軸受15、および、入力トランスファハウジング11に固定されたリテーナ11aに取着された軸受16に回転自在に支持されている。入力ギア14の入力トランスファハウジング11側、すなわち、モジュレートクラッチ装置20側の一端部の外周にはスプライン14bが削成される円筒出力軸14aを有している。また、入力ギア14は中空軸で形成され、その内部には、後述するモジュレートクラッチ装置20からのモジュレート用出力軸28とトルクコンバータ装置40へのトルコン用入力軸50、および、モジュレート用出力軸28とトルコン用入力軸50とを連結する円筒カップリング30が配設されている。
【0013】
次に、図2でモジュレートクラッチ装置20について説明する。
モジュレートクラッチ装置20はアッセンブリ部品であり、クラッチハウジング21に内装され、入力トランスファハウジング11のエンジン1側の面にボルト21bで取着されている。
クラッチハウジング21の後部にはリテーナ21aが取着され、リテーナ21aは入力トランスファハウジング11に取着されている。
インナドラム23はリテーナ21aに取着された軸受22により回転自在に支持され、その内周で一端部側にはスプライン23bを有する円筒入力軸23aを有している。そして、このスプライン23bは前記入力トランスファ装置10の第2出力ギア14の円筒出力軸14aのスプライン14bと係合している。
インナドラム23の外周にはスプライン23cが形成され、摩擦板パック24の内周に形成されたスプライン24aが摺動自在に係合している。摩擦板パック24の外周には、アウタドラム25が配設されている。
このアウタドラム25の内周にもスプライン25aが形成され、後述するピストン26の外周に形成されたスプライン26a、および摩擦板パック24に隣合う受け板27の外周に形成されたスプライン27aが摺動自在に係合している。
【0014】
アウタドラム25はモジュレート用出力軸28に固着されたプレート28aに締結され、モジュレート用出力軸28と一体になって回転している。モジュレート用出力軸28は、クラッチハウジング21に取着された軸受31、および前記入力トランスファ装置10の第2出力ギア14の円筒出力軸14aの内部に取着された軸受32に支持されるとともに、その先端部の外周にはスプライン28bが形成されている。このスプライン28bが円筒カップリング30の内周に形成されたスプライン30aに分離可能に係合されている。
モジュレート用出力軸28には油通路28cが設けられ、前記ピストン26とモジュレート用出力軸28とによって形成される圧力室29に、カバー33、カラー34を通じて圧油が導入されるようになっている。
ピストン26は中空円筒形状と円盤形状との組み合わせにより形成され、中空円筒形状の内径部26bにはモジュレート用出力軸28が枢密に挿入され、また円盤形状部は、摩擦板パック24に当接している。また、前述したようにピストン26の中空円筒形状とモジュレート用出力軸28とによって圧力室29が形成され、この圧力室29に圧油が導入されると、ピストン26は内径部26b、26cでモジュレート用出力軸28上を右方に移動して摩擦板パック24を押圧し、インナドラム23とアウタドラム25は係合するようになっている。
また、モジュレート用出力軸28に油通路28dが設けられ、カバー33から導入される潤滑油が各部に分配供給されている。
【0015】
次に、図2でトルクコンバータ装置40について説明する。
トルクコンバータ装置40はトルコンハウジング41に内装され、アッセンブリ部品化されて入力トランスファハウジング11のモジュレートクラッチ装置20の反対面側に、モジュレートクラッチ装置20に対向してボルト42で取着されている。トルコンハウジング41には中空円筒軸43が固定され、その先端部の外周にスプライン43aが形成されている。このスプライン43aには、ステータ44の内周に形成されたスプライン44aが係合され、ステータ44は中空円筒軸43に固定されている。
ポンプ部45は中空円筒軸43に取着された軸受46により回転自在に支持され、ボルト47、48により順次ケーシング49、トルコン用入力軸50に締結固定されている。
トルコン用入力軸50は、入力トランスファハウジング11のリテーナ11aに取着された軸受51により回転自在に支持され、その先端部の外周にスプライン50aが形成されている。このスプライン50aが前記円筒カップリング30の内周に形成されたスプライン30aに分離可能に係合されている。
中空円筒出力軸52はケーシング49に取着された軸受53に回転自在に支持され、タービン54にリベット52aで固定されている。
入力軸部50に固定されたポンプ部45が回転すると、トルクコンバータの環状回路内に流れを作り、タービン部54を回転させ、これにリベット52aで結合された中空円筒出力軸52を駆動するようになっている。
中空円筒出力軸52の内周に形成されたスプライン52bには、変速機60の変速機用入力軸63の外周に形成されたスプライン63aが分離可能に係合され、変速機60の変速機用入力軸63を駆動するようになっている。
【0016】
次に、モジュレートクラッチ装置20の作動について図2により説明する。
第2出力ギア14の動力は、円筒出力軸14aのスプライン14bに係合したインナドラム23のスプライン23bを通じてインナドラム23に伝達される。ここで、図示しない操作装置を操作すると、圧油がカバー33、カラー34、油通路28cを通じて圧力室29に導入される。圧力室29に圧油が導入されると、ピストン26は内径部26b、26cでモジュレート用出力軸28上を右方に移動して、圧油の圧力値に呼応した量だけ摩擦板パック24を押圧してインナドラム23とアウタドラム25とを係合し、この圧油の圧力値に呼応した回転トルクをモジュレート用出力軸28に伝達する。モジュレート用出力軸28の動力は、モジュレート用出力軸28のスプライン28bに係合した円筒カップリング30のスプライン30aを通じて円筒カップリング30に伝達される。
【0017】
次に、モジュレートクラッチ装置20の着脱について図2により説明する。
インナドラム23の円筒入力軸23aのスプライン23bは入力トランスファ装置10の第2出力ギア14の円筒出力軸14aのスプライン14bと軸方向に分離可能に係合している。
また、モジュレート用出力軸28のスプライン28bは円筒カップリング30のスプライン30aと軸方向に分離可能に係合している。
また、入力トランスファ装置10の第2出力ギア14の円筒出力軸14aの内部にマウントされ、モジュレート用出力軸28を支持する軸受32はローラベアリングで、アウタレースとインナレースはローラ部で軸方向に分離可能になっている。
従って、モジュレートクラッチ装置20は、クラッチハウジング21を入力トランスファハウジング11に締結しているボルト21bを緩めると、容易にエンジン1側に引き抜くことができ、トルクコンバータ装置40に全く影響を与えることなく容易にアッセンブリ部品で取り外すことができる。
【0018】
次に、トルクコンバータ装置40の作動について図2により説明する。
円筒カップリング30に伝達された動力は、円筒カップリング30のスプライン30aに係合したトルコン用入力軸50のスプライン50aを通じてトルコン用入力軸50に伝達される。
トルコン用入力軸50が駆動されると、トルコン用入力軸50に結合されたポンプ部45が回転してトルクコンバータの環状回路内に流れを作り、タービン部54を回転させ、タービン部54に結合された中空円筒出力軸52を駆動する。中空円筒出力軸52の動力は、中空円筒出力軸52のスプライン52bに係合した変速機60の変速機用入力軸63のスプライン63aを通じて変速機60の変速機用入力軸63に伝達される。
【0019】
次に、トルクコンバータ装置40の着脱について図2により説明する。
トルコン用入力軸50のスプライン50aは円筒カップリング30のスプライン30aと軸方向に分離可能に係合している。
中空円筒出力軸52のスプライン52bは変速機60の変速機用入力軸63のスプライン63aに軸方向に分離可能に係合している。
また、前記入力トランスファハウジング11のリテーナ11aにマウントされ、トルコン用入力軸50を支持する軸受51はテーパローラベアリングで、アウタレースとインナレースはローラで軸方向(変速機60側)に分離可能になっている。従って、トルクコンバータ装置40はトルコンハウジング41を入力トランスファハウジング11に締結しているボルト42を緩めると、容易に変速機60側に引き抜くことができ、モジュレートクラッチ装置20に全く影響を与えることなく容易にアッセンブリ部品で取り外すことができる。
この場合、予めボルト62を緩めて変速機60をトルコンハウジング41から分離しておいてもよい。
【0020】
このような実施例によれば、モジュレートクラッチ装置20とトルクコンバータ装置40が個別に着脱可能なため、これらの装置の修理保全や点検が容易で、整備性が良い。
また、モジュレートクラッチ装置20の装置変換が可能なため、使用条件に適応したモジュレートクラッチ装置20を容易に装着できるので、車両の適用性が優れ、汎用性が高い。
また、モジュレートクラッチ装置20はスプラインにより、入力トランスファ装置10の第2出力ギア14およびトルクコンバータ装置40に連結されるので、連結部の構造がシンプルで信頼性が高く、コストも安い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る車両の動力伝達装置の概略を示す図である。
【図2】同、モジュレートクラッチ装置とトルクコンバータ装置の断面図である。
【図3】従来のモジュレートクラッチとトルクコンバータの断面図である。
【符号の説明】
1…エンジン、2、71…継ぎ手、10…入力トランスファ装置、11…入力トランスファハウジング、11a、21a…リテーナ、12…入力ギア、13…第1出力ギア、14…第2出力ギア、14a…円筒出力軸、14b、23b、23c、24a、24a、25a、26a、27a、28b、30a、43a、44a、50a、52b…スプライン、15、16、31、32、46、51、53…軸受、18…作業機用油圧ポンプ、20…モジュレートクラッチ装置、21…クラッチハウジング、21b、42、47、48、62…ボルト、23…インナドラム、23a…円筒入力軸、24…摩擦板パック、25…アウタドラム、26…ピストン、27…受け板、28…モジュレート用出力軸、28c、28d…油通路、29…圧力室、30…円筒カップリング、33…カバー、40…トルクコンバータ装置、41…トルコンハウジング、43…中空円筒軸、、44…ステータ、45…ポンプ部、49…ケーシング、50…入力軸部、52…中空円筒出力軸、52a…リベット、54…タービン部、60…変速機、61…ミッションハウジング、63…入力軸、70…出力トランスファ装置。
Claims (2)
- エンジン(1)からの動力を、作業機用動力出力部と走行動力出力部とに伝達する入力トランスファ装置(10)と、
前記入力トランスファ装置(10)に接続された作業機用油圧ポンプ(18)と、
前記エンジン(1)側の下方に配置され、前記入力トランスファ装置(10)に着脱自在に接続されて、前記作業機用動力出力部と前記走行動力出力部への前記エンジン(1)からの動力の分配比を変更するモジュレートクラッチ装置(20)と、
前記入力トランスファ装置(10)を挟んで前記モジュレートクラッチ装置(20)と反対側の同軸上に、前記入力トランスファ装置(10)に着脱自在に接続されたトルクコンバータ装置(40)及び前記トルクコンバータ装置(40)に接続される変速機(60)とを備え、
前記モジュレートクラッチ装置 (20) は、
入力トランスファ装置 (10) に着脱自在に取着されるクラッチハウジング (21) と、
クラッチハウジング (21) に軸受( 22) を介して回転自在に支持されるとともに、入力トランスファ装置 (10) 側に内スプライン (23b) の円筒入力軸 (23a) 部を、および外周にスプライン (23c) を有する円筒形状のインナドラム (23) と、
インナドラム (23) の外方に配設され、内周にスプライン (25a) を有する円筒形状のアウタドラム (25) と、
インナドラム (23) のスプライン (23c) とアウタドラム (25) のスプライン (25a) との間に配設された摩擦板パック (24) と、
アウタドラム (25) と結合するとともに、クラッチハウジング (21) に軸受 (31) を介して回転自在に支持され、かつ、インナドラム (23) の円筒入力軸 (23a) 部の中空内径部より入力トランスファ装置 (10) 側に貫通通過し、外スプライン (28b) を有する出力軸 (28) と、
出力軸 (28) に支持され、摩擦板パック (24) を押圧する押圧ピストン (26) とを有し、
インナドラム (23) の円筒入力軸 (23a) 部の内スプライン (23b) が入力トランスファ装置 (10) に、出力軸 (28) の外スプライン (28b) がトルクコンバータ装置 (40) に、それぞれ着脱自在に連結される
ことを特徴とする車両の動力伝達装置。 - 請求項1記載の車両の動力伝達装置において、
前記トルクコンバータ装置(40)は、
入力トランスファ装置(10)に着脱自在に取着されるとともに、内部に中空円筒軸(43)を有するトルコンハウジング(41)と、
中空円筒軸(43)に固定されたステータ部(44)と、
中空円筒軸(43)に軸受(46)を介して回転自在に支持されたポンプ部(45)と、
ポンプ部(45)に結合されるとともに、入力トランスファ装置(10)に軸受(51)を介して回転自在に支持され、かつ、入力トランスファ装置(10)側に外スプライン(50a)が設けられた入力軸(50)と、
ポンプ部(45)に軸受(53)を介して回転自在に支持されるとともに、中空円筒軸(43)の先端部よりも入力トランスファ装置(10)側に配設され、内周に形成されたスプライン (52b) を有する中空円筒出力軸(52)部が固定されたタービン部(54)とを有し、
入力軸(50)の外スプライン(50a) がモジュレートクラッチ装置(20)に、タービン部(54)の中空円筒出力軸(52)のスプライン (52b)が変速機(60)に、それぞれ着脱自在に接続される
ことを特徴とする車両の動力伝達装置。
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