JP4551864B2

JP4551864B2 - 作業車両のトランスミッション

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Publication number: JP4551864B2
Application number: JP2005348377A
Authority: JP
Inventors: 晃司清岡; 晃一樽井
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2005-12-01
Filing date: 2005-12-01
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2025-12-01
Also published as: JP2007153036A

Description

本発明は、除雪機や農作業機等の作業車両のトランスミッションに関し、より詳しくは、除雪機等の如くクローラ式の走行部上にエンジンを配置し、走行部の前部に作業機を配置し、走行部の後部にミッションケースを配置した作業車両のトランスミッションの技術に関する。

従来から、除雪機や農作業機等の作業車両のトランスミッションにおいては、ミッションケース内に、左右一対の遊星歯車機構を有する差動機構を具備し、エンジンやモータからの駆動力を、ＨＳＴ（油圧式無段変速装置）等の無段変速装置を介する等して、差動機構を経て、左右一対の走行装置の各車軸へ伝達する構成のものがある。例えば、特許文献１に記載の如くである。
特開２０００−０６２４８４号公報

しかし、ＨＳＴをトランスミッションの車軸に対して、上側若しくは前側に配置するため、エンジンはトランスミッション上方を避けるために前方に配置しなければならない。これにより、本機の重心が前方に位置することから、除雪性能が悪くなり、また、ＨＳＴのメンテナンス性も悪くなる。また、オーガ昇降シリンダを備える除雪機は、オーガ昇降シリンダをＨＳＴとの干渉を避けるために左右中央に配置できないため、本機のバランスが悪くなる。そして、ＨＳＴの出力を調節するＨＳＴレバーと本機主変速操作部がリンクで機械的に結ばれているが、ＨＳＴレバーの操作力が重い傾向にある。また、ＨＳＴレバー操作用の電動モータをトランスミッション側面（ＨＳＴ側面）に配置することにより、電動モータがトランスミッションと機体フレームの間の狭い空間に配置されることになるため、電動モータの調整が困難であり、メンテナンス性が悪くなる。また、トランスミッションを取り付ける本機取付部は、数点の部品に渡り、形状が単一でない、取り付け、位置決めが困難である。

本発明は以上の如き状況に鑑み、操作性および取付性に優れた作業車両のトランスミッションを提供する。

請求項１においては、エンジンからの駆動力が伝達される油圧式無段変速装置と、左右一対の車軸と、該左右の車軸に旋回用動力を伝える左右一対の動力源と、該油圧式無段変速装置から出力される駆動力および該動力源から伝達される駆動力を合成して該車軸へ伝達する左右一対の遊星歯車機構を有する差動機構と、を備える作業車両のトランスミッションにおいて、該油圧式無段変速装置を前記車軸の上後方に配置し、前記動力源をトランスミッションの前部に配置し、前記油圧式無段変速装置を操作する操作用動力源を備え、該操作用動力源を前記トランスミッションの後方上面に取り付け、前記トランスミッションの前後中途部の外周の同一平面上に取付部を形成し、該取付部の外周形状に合わせた開口部を有する板状の取付フレームに、後方よりトランスミッションを挿入して取り付けたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、エンジンからの駆動力が伝達される油圧式無段変速装置と、左右一対の車軸と、該左右の車軸に旋回用動力を伝える左右一対の動力源と、該油圧式無段変速装置（３２）から出力される駆動力および該動力源から伝達される駆動力を合成して該車軸（２１Ｌ・２１Ｒ）へ伝達する左右一対の遊星歯車機構を有する差動機構（３４）と、を備える作業車両のトランスミッションにおいて、該油圧式無段変速装置を前記車軸（２１Ｌ・２１Ｒ）の上後方に配置し、前記動力源をトランスミッションの前部に配置し、前記油圧式無段変速装置を操作する操作用動力源を備え、該操作用動力源を前記トランスミッションの後方上面に取り付けたので、エンジンをより後方に配置できるため、本機の重心を機体の前後中央付近に位置させることができ、本機の前後重量バランスが良くなり、除雪性能が向上する。
また、ＨＳＴを車軸の上後方に配置することにより、ＨＳＴを機体の後方に配置できるため、ＨＳＴのメンテナンスが容易となる。

さらに、動力源をトランスミッションの前方に配置することにより、トランスミッションの前側上方のスペースが広がるため、オーガ昇降シリンダを左右中央付近に位置させることができ、本機の左右重量バランスが良くなる。

また、ＨＳＴの操作に要する力が軽減できるとともに、操作用動力源をフレームの外側に配置できるため操作用動力源のメンテナンスが容易となる。

また、前記トランスミッションの前後中途部の外周の同一平面上に取付部を形成し、該取付部の外周形状に合わせた開口部を有する板状の取付フレームに、後方よりトランスミッションを挿入して取り付けたので、トランスミッションの本機への取り付け、位置決めが容易となる。

発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、本発明に係る作業車両の一実施の形態としての歩行型除雪機（以下、「除雪機」）１の全体構成について、図１および図２を用いて説明する。

なお、本発明に係る作業車両としては除雪機に限定されるものではなく、例えば、歩行型の走行部の前部にモア等の刈取装置や耕耘装置等を装着した作業車両でもよい。

除雪機１は、除雪作業を行う作業部２と、除雪機１の各駆動部に動力供給を行う駆動部３と、除雪機１を走行させる左右一対の走行装置４と、除雪機１の運転操作が行われる運転操作部５とを備えており、これらが機体フレーム６に支持されている。本実施例では、走行装置４と駆動部３を走行部としている。そして、機体フレーム６内の後部には、駆動部３からの駆動力を前記走行装置４に伝達するトランスミッション３０が収容されている。

作業部（作業機）２は、機体フレーム６の前側に配設され、除雪機１の走行経路上に存在する雪を除去するものである。作業部２は、雪を掻き込むための掻込オーガ１０、掻き込まれた雪を排出するためのブロア１１、掻込オーガ１０を包囲するとともにブロア１１を収容するハウジング１２、雪の排出管であるシュータ１３等から構成されている。すなわち、除雪機１の機体前端に掻込オーガ１０が配置され、ハウジング１２内の後部にブロア１１が配置されており、このハウジング１２の上部にシュータ１３が立設されている。

そして、作業部２においては、掻込オーガ１０により除雪機１前方の雪が掻き込まれ、この雪がハウジング１２内に搬送されるとともにブロア１１によりシュータ１３を通して跳ね飛ばされる。こうして除雪機１の走行経路上の雪が除去される。ここで、シュータ１３は、ハウジング１２に対して水平面上で旋回可能に構成され、その先端部は、上下回動可能に構成される。これにより、ブロア１１よりシュータ１３を介して跳ね飛ばされる雪の地面への落下位置を調節することができる構成となっている。また、除雪機１においては、機体フレーム６に昇降装置であるオーガ昇降シリンダ９０が設けられており、このオーガ昇降シリンダ９０が操作されることにより作業部２が昇降するように構成されている。

駆動部３は、機体フレーム６上に配設され防振装置等の支持装置１４を介して載置されるエンジン１５を有している。また、駆動部３においては、エンジン１５の出力を利用して発電する発電機１６と、この発電機１６により発電される電力を充電するバッテリ１７とが備えられる。なお、図２に示す発電機１６およびバッテリ１７は、機体フレーム６に固定される等して設けられる。

エンジン１５は、除雪機１の駆動源であり、該エンジン１５からの駆動力が、作業部２の掻込オーガ１０およびブロア１１に伝達されるとともに、走行装置４へと伝達される。また、エンジン１５は発電機１６を回転駆動して電力を発生させる。この発電機１６で発電される電力は、トランスミッション３０に備えられるモータ３５（本実施形態においては左右の電動モータ３５Ｌ・３５Ｒ）に供給されるか、またはバッテリ１７に充電される。すなわち、発電機１６またはバッテリ１７からの電力が、電動モータ３５Ｌ・３５Ｒのそれぞれの駆動回路（インバータ）３６Ｌ・３６Ｒに供給され、各電動モータ３５Ｌ・３５Ｒが回転数等を制御されながら駆動する。この電動モータ３５Ｌ・３５Ｒの制御は、前記駆動回路３６Ｌ・３６Ｒが接続される制御回路３７が用いられることにより行われる。

エンジン１５は、機体前方に突出する出力軸１５ａを有しており、この出力軸１５ａには、二連のエンジンプーリ４３ａ・４３ｂが前後に配置され設けられており、後側のエンジンプーリ４３ａが走行装置４への駆動力伝達に用いられ、前側のエンジンプーリ４３ｂが作業部２への駆動力伝達に用いられる。

具体的には、機体フレーム６内においては、エンジン１５からの駆動力をトランスミッション３０へ伝達するための駆動力伝達軸２８ａが機体前後方向に架設されており、この駆動力伝達軸２８ａの前端に入力プーリ４７ａが設けられ、この入力プーリ４７ａおよび前記エンジンプーリ４３ａにベルト４８ａが巻回される。一方、機体フレーム６内から作業部２のハウジング１２内にかけては、エンジン１５からの駆動力を作業部２のブロア１１および掻込オーガ１０へ伝達するための駆動力伝達軸２８ｂが機体前後方向に架設されており、この駆動力伝達軸２８ｂの後端に入力プーリ４７ｂが設けられ、この入力プーリ４７ｂおよび前記エンジンプーリ４３ｂにベルト４８ｂが巻回される。つまり、駆動力伝達軸２８ｂは、その中途部に配置されるブロア１１に駆動力を伝達するとともに、先端部にギヤボックス２９が構成されており、このギヤボックス２９において駆動力伝達軸２８ｂの回転軸方向がベベルギヤ等により機体左右方向に変換され、掻込オーガ１０が駆動される。

走行装置４は、左右一対のクローラ式走行装置４Ｌ・４Ｒにより構成されている。クローラ式走行装置４Ｌ・４Ｒは、それぞれ、後側に配置される駆動スプロケット１８、前側に配置される従動スプロケット１９およびこれらに巻回される無端ベルトであるクローラベルト２０等から構成される。駆動スプロケット１８は、トランスミッション３０から機体左右側方に突出する、クローラ式走行装置４Ｌ・４Ｒの駆動軸である車軸２１Ｌ・２１Ｒの先端部（外側端部）にそれぞれ外嵌固定される。左右の車軸２１Ｌ・２１Ｒは、その軸線方向が機体左右方向となるように同一軸線上に配置される。また、従動スプロケット１９は、機体フレーム６の前部にて回転可能に軸支される従動軸２２に左右両側にて外嵌固定される。このような構成において、左側の車軸２１Ｌの回転により左側のクローラ式走行装置４Ｌが駆動され、右側の車軸２１Ｒの回転により右側のクローラ式走行装置４Ｒが駆動される。なお、本実施形態においては、左右一対の走行装置４をクローラ式の走行装置としているが、これに限定されずホイル式のものであってもよい。

運転操作部５は、機体フレーム６上の左右両側から上後方に延設される左右のハンドル２３、該ハンドル２３にそれぞれ設けられる旋回レバー２４、機体フレーム６の後部において立設される操作部フレーム２５に設けられる主変速レバー２６、作業部２への駆動力の伝達の断接を行う作業部クラッチレバー２７（図２参照）、前記昇降装置を操作し作業部２を昇降するための作業部昇降レバー（図示略）等を備えている。

作業者は、左右のハンドル２３の先端部に設けられる把持部２３ａを持って除雪機１を操作する。ここで、作業者が左右のハンドル２３に設けられる旋回レバー２４を操作する（把持部２３ａとともに旋回レバー２４を握る）ことにより、操作された旋回レバー２４の側の駆動スプロケット１８が減速して、その側に除雪機１が旋回する構成となっている。つまり、作業者は、左右のハンドル２３の把持部２３ａを持って除雪機１を操作する際、左右の旋回レバー２４を操作することによって除雪機１の旋回を行い、主変速レバー２６を操作することによって除雪機１の走行速度を調節する。

具体的には、旋回レバー２４は、前記制御回路３７と接続されており、この制御回路３７により旋回レバー２４の操作量（回動角度）が検出され、これに基づき前記駆動回路３６Ｌ・３６Ｒを介して電動モータ３５Ｌ・３５Ｒが制御される。つまり、左右の電動モータ３５Ｌ・３５Ｒが作動されることにより除雪機１の旋回が行われる。また、主変速レバー２６は、該主変速レバー２６のレバー位置を検出するポテンショメータ２６ａを介して制御回路３７に接続されている。つまり、主変速レバー２６が操作されると、そのレバー位置がポテンショメータ２６ａにより検出され、制御回路３７を介して、エンジン１５から走行装置４に伝達される駆動力の変速が行われる。なお、左右の電動モータ３５Ｌ・３５Ｒは、この主変速操作にともなって（両旋回レバー２４が操作されていない場合には同一速度（回転数）で）、走行装置４の駆動をアシストするものとしてもよい。一方、作業部クラッチレバー２７は、エンジン１５から作業部２への駆動力の入切を行う作業部クラッチ３８と接続されており、作業部クラッチレバー２７が操作されることにより、作業部２の駆動が操作される。なお、運転操作部５における各種レバーの構成や配置等は本実施形態に限定されるものではない。

続いて、トランスミッション３０について、図３〜図７を加えて説明する。トランスミッション３０は、駆動源であるエンジン１５および電動モータ３５Ｌ・３５Ｒからの駆動力を左右のクローラ式走行装置４Ｌ・４Ｒに伝達し、除雪機１を直進（前進・後進）または左右旋回させるものである。このとき、トランスミッション３０は、左右の走行装置４の回転速度をそれぞれ調節し、除雪機１の直進および滑らかな旋回を可能としている。

トランスミッション３０は、ミッションケース３１、油圧式無段変速装置（以下、「ＨＳＴ」（ＨｙｄｒｏＳｔａｔｉｃＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）という。）３２、左右一対の遊星歯車機構３３Ｌ・３３Ｒを有する差動機構３４、左右一対の電動モータ３５Ｌ・３５Ｒを具備している。すなわち、トランスミッション３０は、ミッションケース３１内に、左右一対の遊星歯車機構３３Ｌ・３３Ｒを有する差動機構３４を具備し、エンジン１５および電動モータ３５Ｌ・３５Ｒからの駆動力を、差動機構３４を経て、左右一対のクローラ式走行装置４Ｌ・４Ｒの駆動軸である各車軸２１Ｌ・２１Ｒへ伝達する。

先ず、ミッションケース３１は、トランスミッション３０の構成要素を収容してその内部への塵挨等の侵入を防止する筐体としての機能と、同じくその内部において構成要素を支持（軸支）する構造体としての機能を有する。ミッションケース３１は、車軸２１Ｌ・２１Ｒの回転軸線に対して直角な分割面を有し、２つのケース要素３１Ｌ・３１Ｒに分離接合自在に構成されている。そして、これらのケース要素３１Ｌ・３１Ｒの前面には、電動モータ３５Ｌ・３５Ｒを設置して支持するための取付面が形成され、また、該ケース要素３１Ｌ、３１Ｒのいずれか一方の後面には、ＨＳＴ３２を設置して支持するための取付面が形成され、本実施例においては、ケース要素３１Ｒの後面上部にＨＳＴ３２の取付面が形成されている。

次に、ＨＳＴ３２は、エンジン１５から伝達される駆動力を変速し、差動装置３４へ伝達する無段変速装置であり、ミッションケース３１のケース要素３１Ｒの後面上部に形成された前記取付面に取り付けられている。このＨＳＴ３２は、センタセクション、油圧ポンプ４１、油圧モータ４２等により構成されている。センタセクションには、油圧ポンプ４１および油圧モータ４２が付設される付設面がそれぞれ形成されており、これら付設面に油圧ポンプ４１および油圧モータ４２がそれぞれ付設されて構成され、本実施例においては、センタセクションを介して、右側に油圧ポンプ４１、左側に油圧モータ４２を配置する構成としている。そして、センタセクションには油路が形成されており、この油路を介して油圧ポンプ４１と油圧モータ４２とが流体的に接続されている。

油圧ポンプ４１は、いわゆる可動斜板式のアキシャルピストンポンプであり、入力軸（ポンプ軸）４１ａと、この入力軸４１ａに相対回転不能に嵌設されるシリンダブロックと、このシリンダブロックに穿設される複数のシリンダ孔に気密的に付勢バネを介して摺接可能に収容される複数のピストンと、これらピストンを往復駆動させる斜板カムとして作用する可動斜板とを備えている。すなわち、前記センタセクションに形成される付設面にシリンダブロックが付設され、このシリンダブロック内の複数のピストンが可動斜板に当接しながら回転することにより、センタセクション内に形成される油路を介して圧油が油圧モータ４２へ搬送される。可動斜板は、その板面の、入力軸４１ａの軸線方向に対する角度を変更可能に構成されており、可動斜板の板面が入力軸４１ａの軸線方向に対して垂直であるときは、入力軸４１ａが回転駆動されても油圧モータ４２に圧油が搬送されることがない中立状態であり、同じく可動斜板の板面が入力軸４１ａの軸線方向に対して垂直の状態から傾動することにより、入力軸４１ａの回転駆動に連動して油圧モータ４２に圧油が搬送される。ここで、可動斜板の傾動角度が調節されることにより、入力軸４１ａが一回転する間に搬送される圧油の量が調節され、後述する油圧モータ４２の出力軸４２ａの回転数および回転方向が調節される。

また、油圧モータ４２は、いわゆる固定斜板式のアキシャルピストンモータであり、出力軸（モータ軸）４２ａと、この出力軸４２ａに相対回転不能に嵌設されるシリンダブロックと、このシリンダブロックに穿設される複数のシリンダ孔に気密的に付勢バネを介して摺接可能に収容される複数のピストンと、油圧ポンプ４１から搬送される圧油によるピストンの往復駆動力を出力軸４２ａの回転駆動力に変換する斜板カムとして作用する固定斜板とを備えている。すなわち、前記センタセクションに形成される付設面にシリンダブロックが付設され、このシリンダブロック内の複数のピストンが固定斜板に当接しながら回転することにより、出力軸４２ａが回転する。

前記油圧ポンプ４１の入力軸４１ａが、エンジン１５からの駆動力をトランスミッション３０に入力するための入力軸となり、この入力軸４１ａは機体前後方向を軸線方向とし、機体前方に向けて突出されている。また、油圧モータ４２の出力軸４２ａは、ミッションケース３１内において機体前後方向を軸線方向とし、この出力軸４２ａの前端には出力ギヤ４９であるベベルギヤが固設されている。

次に、差動機構３４は、走行装置４における左右の車軸２１Ｌ・２１Ｒを差動的に連結し、これら車軸２１Ｌ・２１Ｒに、ＨＳＴ３２を介して伝達されるエンジン１５からの駆動力および電動モータ３５Ｌ・３５Ｒからの駆動力を合成して伝達するものであり、前述したように左右一対の遊星歯車機構３３Ｌ・３３Ｒを有しており、ミッションケース３１内の下部において配置構成される。なお、車軸２１Ｌ・２１Ｒ上の軸線方向内側とは、各車軸２１Ｌ・２１Ｒ上におけるミッションケース３１内部側（左側の車軸２１Ｌの右側、右側の車軸２１Ｒの左側）を指し、車軸２１Ｌ・２１Ｒ上の軸線方向外側とは、各車軸２１Ｌ・２１Ｒ上における駆動スプロケット１８側（左側の車軸２１Ｌの左側、右側の車軸２１Ｒの右側）を指すものとする。

各遊星歯車機構３３Ｌ・３３Ｒは、左右の車軸２１Ｌ・２１Ｒ間にて該車軸２１Ｌ・２１Ｒと同一軸線上に配置されるサンギヤ軸５０に設けられるサンギヤ５１と、各車軸２１Ｌ・２１Ｒにスプライン嵌合されることにより相対回転不能に軸支されるキャリア５２Ｌ・５２Ｒと、該キャリア５２Ｌ・５２Ｒからは独立して車軸２１Ｌ・２１Ｒ上に相対回転自在に軸支されるインターナルギヤ５３Ｌ・５３Ｒと、各キャリア５２Ｌ・５２Ｒに回動自在に軸支される複数のプラネタリギヤ５４Ｌ・５４Ｒとを有しており、これらプラネタリギヤ５４Ｌ・５４Ｒはそれぞれ各車軸２１Ｌ・２１Ｒ上にてサンギヤ５１に噛合し、かつインターナルギヤ５３Ｌ・５３Ｒに噛合する。

すなわち、サンギヤ軸５０は、左右の遊星歯車機構３３Ｌ・３３Ｒの回転中心となるサンギヤ５１を構成するものであり、各遊星歯車機構３３Ｌ・３３Ｒ間に架設されるとともに、左右の車軸２１Ｌ・２１Ｒと同一軸線上に配置され回動自在に支持される。そして、サンギヤ５１は、サンギヤ軸５０に一体的に刻設される。ただし、サンギヤ５１は、サンギヤ軸５０に一体的に刻設される構成ではなく、各遊星歯車機構３３Ｌ・３３Ｒにおいてプラネタリギヤ５４Ｌ・５４Ｒと噛合するようにサンギヤ軸５０の両端部に固設される別体の構成であってもよい。また、サンギヤ軸５０の中間部には、該サンギヤ軸５０の入力ギヤであるセンターギヤ４４が、スプライン嵌合されること等により相対回転不能に軸支される。そして、センターギヤ４４の左右側面は、サンギヤ軸５０に固設される留め具により固定され位置決めされている。

キャリア５２Ｌ・５２Ｒは、略円環板状に形成される部材であり、左右の車軸２１Ｌ・２１Ｒ上のそれぞれの軸線方向内側端部、すなわち、左側の車軸２１Ｌの右側端部、右側の車軸２１Ｒの左側端部にそれぞれスプライン嵌合されることにより車軸２１Ｌ・２１Ｒに対して相対回転不能に軸支され、車軸２１Ｌ・２１Ｒと一体的に回転する。

インターナルギヤ５３Ｌ・５３Ｒは、車軸２１Ｌ・２１Ｒ上の軸線方向における前記キャリア５２Ｌ・５２Ｒの外側、すなわち、左側の車軸２１Ｌにおいてはキャリア５２Ｌの左側、右側の車軸２１Ｒにおいてはキャリア５２Ｒの右側にそれぞれ設けられ、車軸２１Ｌ・２１Ｒに対して相対回転自在に軸支される。インターナルギヤ５３Ｌ・５３Ｒは、その内周側にギヤ部５３ａを有しており、外周側には後述するアウターギヤ７５Ｌ・７５Ｒが形成されている。

プラネタリギヤ５４Ｌ・５４Ｒは、各遊星歯車機構３３Ｌ・３３Ｒにおいて車軸２１Ｌ・２１Ｒの軸線に対して放射状に等間隔に複数（図６においては一つのみ図示）配置され、略円環板状のキャリア５２Ｌ・５２Ｒから、軸線方向を車軸２１Ｌ・２１Ｒと同じくし該軸線方向において内側（左側の遊星歯車機構３３Ｌにおいては右側、右側の遊星歯車機構３３Ｒにおいては左側）に向けて突出する回転軸５９Ｌ・５９Ｒを介してキャリア５２Ｌ・５２Ｒに対して回転自在に軸支される。そして、プラネタリギヤ５４Ｌ・５４Ｒは、前記サンギヤ５１およびインターナルギヤ５３Ｌ・５３Ｒのギヤ部５３ａにそれぞれ噛合する。また、プラネタリギヤ５４Ｌ・５４Ｒの車軸２１Ｌ・２１Ｒ上の軸線方向内側には、該車軸２１Ｌ・２１Ｒに固定される円盤状の留め板５４ａがそれぞれ設けられており、この留め板５４ａによりプラネタリギヤ５４Ｌ・５４Ｒが位置決めされている。

そして、各遊星歯車機構３３Ｌ・３３Ｒにおいてインターナルギヤ５３Ｌ・５３Ｒの外周側に形成されるアウターギヤ７５Ｌ・７５Ｒには、電動モータ３５Ｌ・３５Ｒからの駆動力が伝達されるウォームギヤ６０Ｌ・６０Ｒがそれぞれ噛合している。つまり、各遊星歯車機構３３Ｌ・３３Ｒを構成するインターナルギヤ５３Ｌ・５３Ｒに設けられるアウターギヤ７５Ｌ・７５Ｒは、それぞれウォーム軸６４Ｌ・６４Ｒを回動軸として回動するウォームギヤ６０Ｌ・６０Ｒに対応するウォームホイルとなり、ウォームギヤ６０Ｌ・６０Ｒの回転軸線方向を略直角方向に変換して出力する。前記ウォーム軸６４Ｌ・６４Ｒは、機体前後方向を軸線方向とし、ミッションケース３１内において前後方向に架設され、その両端部が軸受等を介して回動自在に支持される。なお、電動モータ３５Ｌ・３５Ｒからの駆動力の伝達については後述する。

このような構成のトランスミッション３０において、エンジン１５からの駆動力の伝達について説明する。前述したように、エンジン１５からの駆動力は、出力軸１５ａに設けられるエンジンプーリ４３ａ等を介して駆動力伝達軸２８ａに伝達される。この駆動力伝達軸２８ａは後方に向けて延設され、ジョイントを介してミッションケース３１から前方に向けて突出するＨＳＴ３２の油圧ポンプ４１の入力軸４１ａと連結されており、駆動力伝達軸２８ａの駆動力が、この入力軸４１ａに伝達される。

前記入力軸４１ａを介してＨＳＴ３２に入力される駆動力は、該ＨＳＴ３２により変速され、油圧モータ４２の出力軸４２ａに伝達される。

また、ミッションケース３１内におけるＨＳＴ３２と差動機構３４との間には、伝達軸６１が、その軸線方向が機体左右方向となるように軸支されている。この伝達軸６１の右端には、油圧モータ４２の出力軸４２ａに固定される出力ギヤ４９と噛合する伝達ギヤ６２が固設され、出力ギヤ４９に伝達ギヤ６２が噛合することにより、機体左右方向の回転軸方向が機体前後方向に変換される。そして、伝達軸６１の中途部には伝達ギヤ６３が固設されており、また、サンギヤ軸５０にはセンターギヤ４４がスプライン嵌合により回転不能に支持されており、このセンターギヤ４４と伝達ギヤ６３には、無端チェーンであるチェーン８０が巻回されている。また、伝達軸６１の左端には伝達軸６１の回転を制動するための駐車ブレーキ８１が取り付けられている。なお、駐車ブレーキ８１については後述する。

このような構成において、エンジン１５からの駆動力は、出力軸１５ａ→エンジンプーリ４３ａ→ベルト４８ａ→入力プーリ４７ａ→駆動力伝達軸２８ａ→入力軸４１ａを経てＨＳＴ３２に伝達される。このＨＳＴ３２に伝達された駆動力は、ＨＳＴ３２にて変速された後、出力軸４２ａ→出力ギヤ４９→伝達ギヤ６２→伝達軸６１→伝達ギヤ６３→チェーン８０→センターギヤ４４→サンギヤ軸５０を経て差動機構３４の左右の遊星歯車機構３３Ｌ・３３Ｒのサンギヤ５１に伝達される。

左側の遊星歯車機構３３Ｌに伝達された駆動力は、サンギヤ軸５０→サンギヤ５１→プラネタリギヤ５４Ｌ→回転軸５９Ｌ→キャリア５２Ｌ→車軸２１Ｌを経て、クローラ式走行装置４Ｌの駆動スプロケット１８に伝達される。一方、右側の遊星歯車機構３３Ｒに伝達された駆動力は、サンギヤ軸５０→サンギヤ５１→プラネタリギヤ５４Ｒ→回転軸５９Ｒ→キャリア５２Ｒ→車軸２１Ｒを経て、クローラ式走行装置４Ｒの駆動スプロケット１８に伝達される。このようにして、エンジン１５からの駆動力は、左右一対の車軸２１Ｌ・２１Ｒに伝達され、左右のクローラ式走行装置４Ｌ・４Ｒが回転駆動される。

次に、電動モータ３５Ｌ・３５Ｒは、トランスミッション３０に旋回用の駆動力を伝達する動力源であり、ミッションケース３１のケース要素３１Ｌ・３１Ｒの前面に形成された前記取付面に、モータ軸の回転軸線が車軸２１Ｌ・２１Ｒの回転軸線と直角となるように付設されている。すなわち、一対の電動モータ３５Ｌ・３５Ｒからの駆動力は、遊星歯車機構３３Ｌ・３３Ｒに設けられるウォームホイルとしてのアウターギヤ７５Ｌ・７５Ｒに噛合するウォームギヤ６０Ｌ・６０Ｒを介することにより、電動モータ３５Ｌまたは３５Ｒに対応する側の遊星歯車機構３３Ｌまたは３３Ｒを経て、この遊星歯車機構３３Ｌまたは３３Ｒに対応する側のクローラ式走行装置４Ｌまたは４Ｒの車軸２１Ｌまたは２１Ｒに伝達される。

電動モータ３５Ｌ・３５Ｒからの駆動力は、前述の如く、ウォームホイルとしてのアウターギヤ７５Ｌ・７５Ｒに噛合するウォームギヤ６０Ｌ・６０Ｒを介して差動機構３４の左右の遊星歯車機構３３Ｌ・３３Ｒに伝達されるのであるが、この際、各電動モータ３５Ｌ・３５Ｒのモータ軸とウォームギヤ６０Ｌ・６０Ｒのウォーム軸６４Ｌ・６４Ｒとの間にそれぞれ減速ギヤが介在しており、電動モータ３５Ｌ・３５Ｒの駆動力は、この減速ギヤを介してウォームギヤ６０Ｌ・６０Ｒへ伝達される。

このような構成において、左側に配置される電動モータ３５Ｌからの駆動力は、モータ軸→減速ギヤ→ウォーム軸６４Ｌ→ウォームギヤ６０Ｌ→アウターギヤ７５Ｌ→インターナルギヤ５３Ｌ→プラネタリギヤ５４Ｌ→回転軸５９Ｌ→キャリア５２Ｌ→車軸２１Ｌを経て、左側のクローラ式走行装置４Ｌの駆動スプロケット１８に伝達される。一方、右側に配置される電動モータ３５Ｒからの駆動力は、モータ軸→減速ギヤ→ウォーム軸６４Ｒ→ウォームギヤ６０Ｒ→アウターギヤ７５Ｒ→インターナルギヤ５３Ｒ→プラネタリギヤ５４Ｒ→回転軸５９Ｒ→キャリア５２Ｒ→車軸２１Ｒを経て、右側のクローラ式走行装置４Ｒの駆動スプロケット１８に伝達される。

このようにして、左右の電動モータ３５Ｌ・３５Ｒからの駆動力は、対応する車軸２１Ｌ・２１Ｒに伝達され、左右のクローラ式走行装置４Ｌ・４Ｒが回転駆動する。そして、左側の電動モータ３５Ｌおよび右側の電動モータ３５Ｒの回転速度に応じて対応するクローラ式走行装置４Ｌ・４Ｒの走行速度が滑らかに変化し、左右のクローラ式走行装置４Ｌ・４Ｒ間で走行速度差が生じることにより、除雪機１が滑らかに旋回することができる。なお、動力源としては、本実施例に示す電動モータ３５Ｌ・３５Ｒの他、油圧モータでも構わない。この場合、該油圧モータへ圧油を供給する油圧ポンプを単一としてエンジンに連動連結させるとともに、該油圧ポンプから吐出される圧油量を二分する可変式流量調整弁を設け、前記旋回レバー２４の操作量に応じて夫々の油圧モータに供給する油量を変更するように構成する。あるいは、夫々の油圧モータに対応する一対の可変容積式油圧ポンプを設け、前記旋回レバー２４の操作量に応じて夫々の油圧ポンプの吐出量を変更するように構成するものであってもよい。また、遊星歯車機構３３Ｌ、３３Ｒに対してモータ軸４５Ｌ、４５Ｒを作動的に連結せしめる手段としては、本実施例に示すウォームギヤの他、ベベルギヤやフェースギヤ、ハイポイドギヤ等を用いてもよい。

そして、前述のように、ＨＳＴ３２は、ミッションケース３１のケース要素３１Ｒの後面上部に形成された取付面に取り付けられている。すなわち、ＨＳＴ３２は、車軸２１Ｌ・２１Ｒに対し、上後方に配置されている。このため、エンジン１５の配置に際してＨＳＴ３２が邪魔にならず、エンジン１５を従来よりも後方に配置できる。つまり、ミッションケース３１の前上部に近づけて配置することができる。また、電動モータ３５Ｌ・３５Ｒは、ミッションケース３１の前部に取り付けられている。すなわち、電動モータ３５Ｌ・３５Ｒは、車軸２１Ｌ・２１Ｒに対し、トランスミッション３０の前方に配置されている。このため、トランスミッション３０前方上方のスペースが従来よりも広がることとなる。

これにより、エンジン１５をより後方に配置できるため、本機の重心を機体の前後中央付近に位置させることができ、本機の前後重量バランスが良くなり、除雪性能が向上する。また、ＨＳＴ３２を車軸２１Ｌ・２１Ｒの上後方に配置することにより、ＨＳＴ３２を機体の後方に配置できるため、ＨＳＴ３２のメンテナンスが容易となる。さらに、電動モータ３５Ｌ・３５Ｒをトランスミッション３０の前方に配置することにより、トランスミッション３０の前側上方のスペースが広がるため、オーガ昇降シリンダ９０を左右中央付近に位置させることができ、本機の左右重量バランスが良くなる。

また、前記油圧ポンプ４１においては、可動斜板が傾動操作されるためのコントロール軸４１ｅが、その上端部を突出した状態で上下方向に軸支されている。このコントロール軸４１ｅは、ミッションケース３１内にある下端部が揺動アーム等を介して可動傾斜板と連結されており、その上方突出部分がＨＳＴ３２を操作するための電動モータ８２と連結されている（図１参照）。電動モータ８２は、ＨＳＴ３２を操作するための動力源であって、トランスミッション３０の後方上面に取り付けられている。すなわち、電動モータ８２は、ＨＳＴ３２の上面に取り付けられており、機体フレーム６の後部上面より外側に突出するように配置されている。そして、発電機１６またはバッテリ１７からの電力が、電動モータ８２の駆動回路（インバータ）８８に供給され、電動モータ８２が回転数等を制御されながら駆動する。この電動モータ８２の制御は、前記駆動回路８８が接続される制御回路３７が用いられることにより行われる（図２参照）。

このような構成において、コントロール軸４１ｅが電動モータ８２により回動操作されることにより、可動斜板が傾動操作され、油圧ポンプ４１の出力変更操作が行われる。つまり、電動モータ８２は制御回路３７に接続されており、該制御回路３７と前記ポテンショメータ２６ａを介して接続される前記主変速レバー２６が操作されることにより、ＨＳＴ３２の出力、すなわち、油圧モータ４２の出力軸４２ａの回転数および回転方向が調節される。これにより、ＨＳＴ３２の操作に要する力が軽減できるとともに、電動モータ８２を機体フレーム６の外側に配置できるため電動モータ８２のメンテナンスが容易となる。

次に、トランスミッション３０の本機取り付けに係る構成について図８を加えて説明する。前述したようにトランスミッション３０は、機体フレーム６内の後部に収容されており、具体的には、トランスミッション３０は、機体フレーム６内の後部に設けられている取付フレーム８３に取り付けられている。すなわち、前記トランスミッション３０の前後中途部の外周の同一平面上に取付部（本機取付面８７）が形成され、該取付部の外周形状に合わせた開口部８３ａを有する板状の取付フレーム８３に、後方よりトランスミッション３０を挿入して取り付けるように構成している。前記取付フレーム８３は、トランスミッション３０を取り付ける部材であって、機体左右方向の面を有するプレートにより構成されている。取付フレーム８３の中央には、トランスミッション３０の外周部が挿着される開口部８３ａが設けられており、この開口部８３ａに後方からトランスミッション３０が挿着される。また、取付フレーム８３の開口部８３ａの外周には、トランスミッション３０への取付孔８４・８４・・・が開口部８３ａに沿って複数箇所開口されている。一方、トランスミッション３０のミッションケース３１には、前記取付孔８４・８４・・・に位置を合わせて取付孔８６・８６・・・が設けられている。本実施例では該取付孔８６・８６・・・は、ミッションケース３１の左右外側に２箇所ずつ（電動モータ３５Ｒの外側下方に２箇所、電動モータ３５Ｌの外側下方に２箇所）、そして、ミッションケース３１の上部に１箇所の合計５箇所配置している。そして、該取付孔８６・８６・・・の前面は、ミッションケース３１の同一平面上に位置して本機取付面８７を構成している。つまり、該取付孔８６・８６・・・は、ミッションケース３１の前後方向中途部の同一平面上に設けられている。なお、取付孔８４・８４・・・および取付孔８６・８６・・・の位置は、本実施例に限定するものではない。

このような構成において、トランスミッション３０は次のようにして取付フレーム８３に取り付けられる。すなわち、トランスミッション３０を取付フレーム８３の開口部８３ａに後方から挿入し、取付フレーム８３の取付孔８４・８４・・・と、ミッションケース３１の取付孔８６・８６・・・を一致させて、トランスミッション３０の本機取付面８７と取付フレーム８３のトランスミッション取付面８９を当接させる。そして、取付孔８４・８４・・・からボルトを挿入して取付孔８６・８６・・・に螺装、または、ナットにより締め付けて、取付フレーム８３にトランスミッション３０を固定する。これにより、トランスミッション３０の本機への取り付け、位置決めが容易となる。

次に、駐車ブレーキ８１に係る構成について説明する。従来は、ブレーキが取り付けられている軸と車軸が前後（同じ高さ）に配置されていた。しかし、駐車ブレーキの位置が低いため、錆等の問題や雪によるブレーキレバー凍結の恐れがあった。そこで、図６等に示すように、駐車ブレーキ８１を取り付ける軸（伝達軸６１）と車軸２１Ｌ・２１Ｒを上下に配置し、駐車ブレーキ８１をミッションケース上部に位置する軸に配置するように構成している。すなわち、前述のように車軸２１Ｌ・２１Ｒの直上方に位置する伝達軸６１の左端には、伝達軸６１の回転を制動するための駐車ブレーキ８１が取り付けられている。駐車ブレーキ８１は、伝達軸６１に固定されているブレーキドラム８１ａと、ブレーキドラム８１ａに押し付けられ摩擦力によりその回転を止めるブレーキシュウ８１ｂ等から構成される。ブレーキシュウ８１ｂは、ミッションケース３１の側面に軸支されているブレーキレバー８１ｃとリンク装置等を介して連結されており、このブレーキレバー８１ｃをレバー軸８１ｄを中心に下方に押し下げることにより、ブレーキシュウ８１ｂがブレーキドラム８１ａに押し付けられて伝達軸６１の回転が制動される。反対に、その状態からブレーキレバー８１ｃをレバー軸８１ｄを中心に上方に引き上げることにより、駐車ブレーキ８１が解除される。なお、駐車ブレーキ８１は、本実施例に示すドラム式に限定するものではない。これにより、駐車ブレーキ８１を地面から遠ざけることにより、凍結や錆等から保護できる。

除雪機の全体側面図。除雪機の駆動力伝達経路を示す模式図。トランスミッションの側面図。トランスミッションの正面図。トランスミッションの平面図。トランスミッションの内部構造を示す背面一部断面図。同じく側面一部断面図。トランスミッションの本機取付部を示す模式図。

１除雪機
１５エンジン
２１Ｌ・２１Ｒ車軸
３０トランスミッション
３２ＨＳＴ
３３Ｌ・３３Ｒ遊星歯車機構
３４差動機構
３５Ｌ・３５Ｒ電動モータ
８２電動モータ
８４取付孔
８６取付孔

Claims

エンジンからの駆動力が伝達される油圧式無段変速装置と、左右一対の車軸と、該左右の車軸に旋回用動力を伝える左右一対の動力源と、該油圧式無段変速装置から出力される駆動力および該動力源から伝達される駆動力を合成して該車軸へ伝達する左右一対の遊星歯車機構を有する差動機構と、を備える作業車両のトランスミッションにおいて、該油圧式無段変速装置を前記車軸の上後方に配置し、前記動力源をトランスミッションの前部に配置し、前記油圧式無段変速装置を操作する操作用動力源を備え、該操作用動力源を前記トランスミッションの後方上面に取り付け、前記トランスミッションの前後中途部の外周の同一平面上に取付部を形成し、該取付部の外周形状に合わせた開口部を有する板状の取付フレームに、後方よりトランスミッションを挿入して取り付けたことを特徴とする作業車両のトランスミッション。