JP4923710B2 - 移動農機のミッションケース - Google Patents

Description

この発明は、トラクタや乗用管理機等の移動農機におけるミッションケース内の動力伝動構成と油圧機器の配置構成に関する。

トラクタ等の移動農機においては、特開２００４−２０１６２２号公報に記載の如く、エンジンから走行輪へ動力を伝動するミッションケース内に多段にわたる変速ギアと変速クラッチや前輪への動力伝動を断続する駆動切換クラッチ等を設けて、作業条件に応じた速度で走行できるように走行輪への駆動軸の回転を細かく増減速している。また、これらの変速クラッチや駆動切り替えクラッチの作動は油圧を用いて操作が容易に行えるようにしている。
特開２００４−２０１６２２号公報

このような従来の移動農機にあっては、ミッションケースの側面に多くの制御バルブや分流バルブを設けると共に、これらの制御バルブや分流バルブに対して油圧配管によって油路を連結しなければならず、多くの配管を引き回してミッションケースの周囲に設置する際に配管が場所を取る上、ミッションケースに沿わせて配管を設けると構成が複雑になりミッションケースの外側部に取り付けられるフィルタや油圧機器の点検整備がやり難いといった問題点を有していた。

そこで、本発明では、ミッションケース内の動力伝動構成を合理的に配置し、ミッションケースの外側に油圧機器を合理的に取り付けることで点検整備を行いやすくすることを課題とする。

本発明の上記課題は次の構成によって達成される。
すなわち、請求項１に記載の発明では、ミッションケース１内の伝動経路に前後進切換クラッチ２の下手側に変速切換用第一変速クラッチ３及び第二変速クラッチ４を配置すると共に、該ミッションケース１の外側上面に、油圧ポンプ１０を設け、該油圧ポンプ１０の左に前後進切換クラッチ２の切換バルブ５を設け、油圧ポンプ１０後側のミッションケース１の外側上面に第一変速クラッチ３へ送油する第一切換弁６と第二変速クラッチ４へ送油する第二切換弁７とを左右並列に配置した移動農機のミッションケースとする。

請求項２に記載の発明では、前記第一変速クラッチ３と第二変速クラッチ４の伝動下手側に、高・低速切換クラッチ８を配置すると共に、ミッションケース１の外側上面に、前記第一変速クラッチ３へ送油する第一切換弁６か第二変速クラッチ４へ送油する第二切換弁７のうちのいずれか一方の後側に前記高・低速切換クラッチ８へ送油する高・低速切換バルブ９を配置してなる請求項１に記載の移動農機のミッションケースとする。

請求項３に記載の発明では、第一切換弁６と第二切換弁７及び高・低速切換バルブ９へ送油する油圧源となる油圧ポンプ１０をミッションケース１の左右片側に配置し、エンジン１４の出力軸に直結した入力軸１５に対して油圧ポンプ１０の駆動部１１と左右対称位置にＰＴＯ軸の駆動部１２を配置してなる請求項１に記載の移動農機のミッションケースとする。

前記構成による作用効果は次の通りである。
請求項１の構成では、エンジンの動力は、前後進切換クラッチ２を経て例えば一速／三速切換用第一変速クラッチ３或いは二速／四速切換用第二変速クラッチ４を経て動力伝動されるが、これらのクラッチ２，３，４を作動する切換バルブ５と第一切換バルブ６及び第二切換バルブ７がミッションケース１の外側上部で各クラッチ２，３，４の近くに設けられているため、圧油の圧ロスが少なく各クラッチ２，３，４が迅速に作動し整備点検が容易になる。

請求項２の構成では、高・低速切換クラッチ８を設けることでさらに多段に変速出来て細かい走行速度の変更が可能になると共に、前記切換バルブ５と第一切換バルブ６と第二切換バルブ７及び高・低速切換バルブ９がそのクラッチ２，３，４の近くで作動が良好であり、点検整備もまとめて行うことが出来る。

請求項３の構成では、油圧ポンプ１０の駆動部１１とＰＴＯ軸の駆動部１２がエンジン１４の 出力軸に直結した入力軸１５に対して左右対称位置に配置されることで、機体の左右重量バラ ンスがよく操縦性が良くなる。

以下、図面に基づいて、この発明の実施の形態を説明する。
図１は、駆動力の伝動機構を示す線図で、エンジン１４から前輪８９と後輪５８とＰＴＯ軸１１３及び油圧ポンプ１０への動力伝動構成を示している。

エンジン１４の出力軸に直結した入力軸１５には、ギア１６を固着し、前後進切換クラッチ２を装着している。ギア１６は第一カウンタ軸９１に固着したギア９２に噛み合い、この第一カウンタ軸９１に固着した別のギア９３に中間ギア９４を噛み合わせ、さらにこのギア９４を油圧ポンプ１０の入力軸９６に固着したギア９５に噛み合わせて、油圧ポンプ１０を常時駆動する構成としている。この油圧ポンプ１０に同軸芯で隣接してパワーステアリング用油圧ポンプ１３３を設けて同軸で駆動している。

前後進切換クラッチ２の一方のギア１７は第一変速軸１８に固着したギア１９に噛み合って減速し、前後進切換クラッチ２の他方のギア２０はカウンタギア２２を介して第一変速軸１８に固着したギア２３に噛み合って逆転で動力を伝動している。すなわち、前後進切換クラッチ２をギア１７側に入れる（繋ぐ）と入力軸１５の回転が逆方向回転で第一変速軸１８に伝動され、ギア２０側に入れると入力軸１５の回転が順方向回転で第一変速軸１８に伝動される。

前記第一変速軸１８には前後進切換クラッチ２の伝動下手側に、変速切換用第一変速クラッチ３と変速切換用第二変速クラッチ４を装着している。このうち第１一変速クラッチは一速／三速切換用に、第二変速クラッチ４は二速／四速切換用に構成されている。すなわち第一変速クラッチ３のギア２５，２７は第二カウンタ軸２４に固着したギア２６，２８に噛み合い、一速用に減速したり三速用に増速して第一変速軸１８の回転を第二カウンタ軸２４に伝動している。さらに、第二変速クラッチ４のギア２９，３１は第二カウンタ軸２４に固着したギア３０，３２に噛み合い、二速用に増速し四速用に大きく増速して第一変速軸１８の回転を第二カウンタ軸２４に伝動している。

前記第二カウンタ軸２４の伝動下手側に第三カウンタ軸３４をカップリング３３で連結して回転をそのままで伝動している。この第三カウンタ軸３４には小ギア３５と大ギア３６を固着している。

小ギア３５と大ギア３６は第二変速軸３７に装着した高・低速切換クラッチ８の大ギア３８と小ギア３９にそれぞれ噛み合い、第三カウンタ軸３４の回転を高速或いは低速で第二変速軸３７に伝動している。

第二変速軸３７の伝動下手側端部にギア４２を固着し、このギア４２と第三駆動軸４９に回動可能に軸支した大小ギア５９の大ギア４４を噛み合わせて減速伝動している。
大小ギア５９の小ギア４５は、ベベルギア軸４８に軸支した二連副変速クラッチ４０のギア４３に噛み合わせて減速伝動している。さらに、ギア４３と一体に設けたギア４７を第五カウンタ軸１２０に固着した大ギア５０に噛み合わせて減速伝動している。

第五カウンタ軸１２０にはさらに小ギア５１が固着され、この小ギア５１が二連副変速クラッチ４０の大ギア４６と噛み合ってさらに減速伝動されている。従って、第二変速軸３７の回転はギア４２→大ギア４４→小ギア４５→ギア４３→ギア４７→大ギア５０→小ギア５１→ギア４６と順次減速されながら伝動されていく。

二連副変速クラッチ４０のシフター１２１，１２２はベベルギア軸４８へ軸方向にスライド可能に係合していて、シフター１２１をギア４３側へスライドして係合するとギア４３の回転がベベルギア軸４８に伝わり、シフター１２２がギア４７側へスライドして係合するとギア４７の回転がベベルギア軸４８に伝わり、シフター１２２がギア４８側へスライドして係合するとギア４８の回転がベベルギア軸４８に伝わって、段々と減速されてベベルギア軸４８が低速で回転することになる。

ベベルギア軸４８の回転はベベルギア５４，５５を経てデフギア１２３に伝動され、デフギア１２３から車軸５６と遊星ギア５７を経て後輪５８へ伝動される。
以上の説明を要約すると、入力軸１５の回転はまず前後進切換クラッチ２で正転或いは逆転に切り替えられ、一速／三速切換用第一変速クラッチ３と二速／四速切換用第二変速クラッチ４で４段に変速され、高・低速切換クラッチ８で２段に変速され、さらに二連副変速クラッチ４０で３段に変速されて、ベベルギア軸４８に伝動される。すなわち、４×２×３＝２４段に変速されるのである。

前輪８９への伝動は、次の如くなされる。ベベルギア軸４８にギア５３を固着し、このギア５３を第三駆動軸４９に固着したギア５２に噛み合わせて第三駆動軸４９を駆動する。第三駆動軸４９に固着した別のギア６８を前輪駆動軸７６にカップリング７５で連結した変速軸６７に装着した前輪増速クラッチ７０のギア６９と噛み合わせている。前輪増速クラッチ７０のギア１２６，７４は第七カウンタ軸７１に固着したギア７２，７３と噛み合わせて、通常の前輪駆動から前輪増速と前輪駆動切り（二駆）に切り替えるようにしている。

前輪駆動軸７６にはギア７７を固着し、前輪駆動ベベル軸１２７に固着したギア７８に噛み合わせて動力伝動している。
前輪駆動ベベル軸１２７の動力は、ベベルギア７９，８０、デフギア８１、ベベルギア８２，８３、垂直軸８４、ベベルギア８５，８６、遊星ギア８８を経て前輪８９を駆動している。

次にＰＴＯ駆動軸１１３の動力伝動を説明する。
前記入力軸１５のギア１６には、第四カウンタ軸１０２に装着したＰＴＯ断続クラッチ１００のギア１０１が噛み合わされ、この第四カウンタ軸１０２に２個のギア１０３，１０４が固着されている。

前記入力軸１５に対して油圧ポンプ１０の入力軸９６と左右対称位置に第一ＰＴＯ軸１０７と第二ＰＴＯ軸６６と第三ＰＴＯ軸１０９が直列状に配置され、伝動最上手側の第一ＰＴＯ軸１０７に装着した高・低クラッチ１２のギア１０５、１０６がそれぞれ前記ギア１０３，１０４と噛み合ってシフタをスライドすることで高速或いは低速で正逆転クラッチ６５を駆動する。

正逆転クラッチ６５は、第六カウンタ軸６２に固着したギア６３，６４と第八カウンタ軸６０に固着したギア６１に適宜噛み合わせて第二ＰＴＯ軸６６の回転方向を変える。
正逆転クラッチ６７を装着した第二ＰＴＯ軸６６は、カップリング１０８で第三ＰＴＯ軸１０９が連結され、さらにこの第三ＰＴＯ軸１０９にカップリング１１０でギア１１１の軸が連結され、ギア１１１がＰＴＯ駆動軸１１３に固着したギア１１２と噛み合い、ＰＴＯ駆動軸１１３が駆動される。

なお、前後進切換クラッチ２と一速／三速切換用第一変速クラッチ３と二速／四速切換用第一変速クラッチ４と高・低速切換クラッチ８及びＰＴＯ断続クラッチ１００の各クラッチディスクのサイズを同一にして共用性を持たせている。

次に、図４で前記各変速クラッチを作動させる油圧機器の回路を説明する。
油圧ポンプ１０から吐出される圧油は作業機作動用油圧路１３０とミッションケース１内の走行伝動経路作動用油圧路１３１に分岐して供給している。この圧油の供給圧力はメインリリーフバルブ１３２で圧力を調整している。油圧ポンプ１０へ供給される油は二連のサクションフィルタ１２４を介してミッションケース１内から吸い上げられる。１２５は油の温度を検出する油温センサで、各油圧シリンダでの作動圧判定の際の参照データとして油温を用いる。

油圧ポンプ１０と同時に駆動されるパワーステアリング用油圧ポンプ１３３がステアリング操作油圧機器１３４に圧油を供給している。
走行伝動経路作動用油圧路１３１に供給された圧油は、まず第二バルブ７を介して二速／四速切換用第二クラッチ４の四速用シリンダ１３６と２速用シリンダ１３７に供給し、第一バルブ６を介して一速／三速切換用第一クラッチ３の一速用シリンダ１３９と三速用シリンダ１４０に供給している。

さらに、ペダル操作バルブ１４１と前後進切換バルブ５を介して前後進切換クラッチ２の油圧作動部１４３に供給している。
さらに、サブリリーフバルブ１４４でさらに減圧されて二つの油圧路１４７，１４８に分岐し、一方の油圧路１４７から切換バルブ１４５を介して前輪増速クラッチ７０の油圧シリンダ１４６へ圧油が供給され、他方の油圧路１４８の圧油が次の回路へ供給される。

まず、二つの高・低速切換バルブ９ａ，９ｂを介して高・低速切換クラッチ８の高・低切換シリンダ１４９へ供給され、次に前輪用デフロックシリンダ１５３と後輪用デフロックシリンダ１５４へ切換バルブ１５２を介して圧油が供給され、さらに、切換バルブ１５５を介して前輪増速クラッチ７０の四駆用クラッチ作動部１５６に供給され、最後に、切換バルブ１５７を介してＰＴＯクラッチ１００の油圧シリンダ１５８に供給される。

図２と図３は、前記の各油圧バルブ等のミッションケース１への配置状態を示すものである。
ミッションケース１の外側を見た図面が図２と図３で、このミッションケース１の上側右に油圧ポンプ１０を設置し、その左に前後進切換クラッチの切換バルブ５を設置し、油圧ポンプ１０の後ろ側に二速／四速切換用第二変速クラッチ４の第二切換バルブ７を設置し、この第二切換バルブ７横側隣り合わせに一速／三速切換用第一変速クラッチ３の第一切換バルブ６を設置し、さらに、この第一切換バルブ６の後側に高・低切換クラッチ８の切換バルブ９ａ，９ｂを設置し、この切換バルブ８ａ，８ｂの右側に前輪増速クラッチ７０の切換バルブ１４５を設置している。

サクションフィルタ１４６の後部にはミッションオイルの温度を検出する温度センサ１２５が設けられ、第二切換バルブ７の前側に圧力センサ２１が設けられ、これらのセンサ１２５，２１の着脱や調整がミッションケース１の上側から行えるようにしている。

ミッションケース１は、前後進切換クラッチ２等を内装する前部ミッションケース１ａと、主変速クラッチとしての一速／三速切換用第一変速クラッチ３、二速／四速切換用第二変速クラッチ４、高・低速切換クラッチ８、及び二連副変速クラッチ４０等を内装する中間ミッションケース１ｂと、デフギア１２３等を内装する後部ミッションケース１ｃとからなっている。そして、前記のように、二速／四速切換用第二変速クラッチ４の第二切換バルブ７を設置し、この第二切換バルブ７横側隣り合わせに一速／三速切換用第一変速クラッチ３の第一切換バルブ６を設置するものであるが、これら第一、第二切換バルブ６，７に連通する油路は、図５（Ａ）に示すように、中間ミッションケース１ｂの側壁に形成されるものであるが、第一、第二切換バルブ６，７のうち、一方のバルブ６から第一変速軸１８に連通する油路６ａを、機体中心を挟んで左右一方に設け、他方のバルブ７の油路７ａは他方側に設けている。このように構成すると、複数の油圧クラッチへ連通する油路をミッションケース１ｂの両側壁に効率的に配置することができる。

また、上記のように、第一、第二切換バルブ６，７の油路６ａ，７ａはミッションケース１ｂの側壁に沿って形成するが、更に図５（Ｂ）に示すように、メタル部材１６０を中間ミッションケース１ｂに装着する構成とし、該メタル部材１６０には、クラッチ軸としての前記第一変速軸１８を支持すると共に、該軸１８挿入孔から放射状に油路１６０ａ，１６０ａ…を形成して上記の油路６ａ，７ａに連通させている。このように構成すると、機体中心に配置した油圧クラッチより放射状にミッションケース１ｂ側壁へ向け油路１６０ａ，１６０ａ…を形成するため、ミッションケース１ｂの内部に配設するギアや軸等の部品との干渉をなくして効率的に切換バルブと油圧クラッチ間を油路接続することができる。

また、メタル中央部の第一変速軸１８挿入用ボスより放射状に形成し、メタル外周部にて連通させるため、油路のボスによって第一変速軸１８挿入ボスを補強構造となし得、またメタル自体の剛性も向上できる。

なお、図６（Ａ）（Ｂ）において、第一変速軸１８には、その長手方向に５本の油路１８ａ〜１８ｅが形成されていてうち２本の油路１８a，１８ｂは一速／三速切換用第一変速クラッチ３の第一切換バルブ６に連通し、更に２本１８ｃ,１８ｄの油路は二速／四速切換用第二変速クラッチ４の第二切換バルブ７に連通し、残る１本の油路１８eは、別途配置の供給手段によって供給される潤滑油路とされる。

前記ミッションケース１のうち前部ミッションケース１ａには、内部に前後進切換クラッチ２を設けるが、その切換バルブ５を前後進切換クラッチ２の上部のミッションケース１ａ上面に配置構成している。そして、該切換クラッチ２と切換バルブ５との中間に入力軸１５に通じる油路１６５ａ，１６５ａ…を形成している。このように構成すると、切換バルブ５が上面に配置されるためメンテナンス性を良好とし、短い距離の油路１６５ａ,１６５ａ…でクラッチ軸としての入力軸１５に連通させることができるため、圧力損失を低減できる。

従来農用トラクタの油圧ポンプは、エンジン側面又は後部ミッションケースの上面に配置されているため、ミッションケース油面よりかなり高い位置になってサクション側の吸い込み抵抗が大となって、エア噛み等の恐れがあった。ところが前記油圧ポンプ１０の伝動及び配置の構成は、前記のとおり、入力軸１５から、ギア１６、第一カウンタ軸９１、ギア９２、ギア９３、中間ギア９４、入力軸９６を経て常時駆動される構成であり、ミッションケース１の側面に装着するから、該ポンプ１０の上下位置をポンプ１０吸い込み口がオイルレベルより下あるいはオイルレベル近傍に設定でき、ポンプの吸い込み抵抗を少なくさせる。このようなポンプ吸い込み抵抗を少なくするための別手段としては、同じくミッションケース１のうち後部ミッションケース１ｃの側面においてベベルギア軸４８の近傍に配置させる構成としてもよい。

前記複数の切換バルブにおいて、第一切換バルブ６は減圧バルブ１６７の上面に重合状態に配置されている。該減圧バルブ１６７は、油圧ポンプ１０からの作動油をその下手側に設けた複数個の油圧機器に所定の圧力の作動油を供給することを目的として設けられるが、減圧バルブ１６７から第一切換バルブ６、第二切換バルブ７へと連通させる構成であり、このうち、第一切換バルブ６は上記のように重合させて設けられるからバルブブロックに形成される油路どおしを直接接続する構成とし、一方第二切換バルブ７に対しては、減圧バルブ１６７からミッションケース１の上壁に形成した油路１６８を経由して両者接続され、所定圧力の作動油を供給し得る構成としている。該油路１６８はミッションケース１の上壁を左右に貫通する状態に形成される構成であるから、限られたミッションケース１上部スペースに複数のバルブを効率的に配置させることができる。

なお、上記油路１６８の一方は油圧ポンプ１０のデリバリパイプ１６９に通じているが、他方は適宜に別の油圧機器に接続できる。
上記の減圧バルブと切換バルブとの２段重合構成と他の切換バルブへの減圧調整済作動油の供給構成は、前記高・低速切換バルブ９と減圧バルブ１７０との左右配置構成とミッションケース１の上部を横切る油路１７１とによっても構成されている。なお、本実施例では、減圧バルブ１７０との上下２段重合構成としてオートブレーキ制御バルブ１７２を付設し、更に高・低速切換バルブ９の上面には前記デフロック用切換バルブ１５２を重合配置させて、少ないスペースに効率的に切換バルブを配設している。なお、オートブレーキ制御バルブ１７２は、左・右の後輪ブレーキ部に圧油を給排することによって、左右ブレーキを独立的に制動し、あるいは同時ブレーキが可能に設けられ、旋回操作と連動して左右片方のブレーキを制動させて旋回操作を容易化でき、デフロック切換バルブは、後輪（または前後輪）の左右車軸の差動回転をロックして一体的に回転させるデフロックと標準の差動回転とさせる切換機構を制御するものである。

上記伝動機構や油圧回路を備えたトラクタは、図８に示すように、車体前部のボンネット１８０内部にエンジン１４を搭載し、このエンジンＥの回転動力をミッションケ−ス１内の伝動機構に伝え、適宜減速された回転動力を左右前輪８９及び左右後輪５８へ伝える構成としている。

また前記エンジンＥの後方には、左右前輪８９，８９を操舵するステアリングハンドル１８１が装備され、更にその後方には操縦席１８２が設置されている。また前記ミッションケ−ス１の後上部にはシリンダケース１８３が搭載され、このシリンダケース１８３の左右両側部には、左右リフトアーム１８４，１８４が回動自在に枢支されている。そしてシリンダケース１８３内に収容されている作業機昇降用油圧シリンダに作動油を供給すると前記リフトアーム１８４，１８４が上方へ回動する構成となっている。また前記リフトアーム１８４，１８４に連結するロアリンク１８５，１８５とトップリンク１８６との３点リンク機構には各種作業機Ｒを連結できる構成となっている。

ミッションケース内の動力伝動線図である。 ミッションケースの平面図である。 ミッションケースの背面図である。 動力伝動部の油圧機器配置図である。 図３におけるミッションケースのａ−ａ線切断端面図（Ａ）、及びメタル部正面図（Ｂ）である。 中間ミッションケース部外装の平面図（Ａ）、及びその側面図（Ｂ）である。 前部ミッションケース部の側段面図である。 トラクタの側面図である。

１ ミッションケース
２ 前後進切換クラッチ
３ 一速／三速切換用第一変速クラッチ
４ 二速／四速切換用第二変速クラッチ
５ 切換バルブ
６ 第一バルブ
７ 第二バルブ
８ 高・低速切換クラッチ
９ 高・低速切換バルブ
１０ 油圧ポンプ
１１ 油圧ポンプ駆動部
１２ ＰＴＯ軸駆動部

Claims (3)

1. ミッションケース（１）内の伝動経路に前後進切換クラッチ（２）の下手側に変速切換用第一変速クラッチ（３）及び第二変速クラッチ（４）を配置すると共に、該ミッションケース（１）の外側上面に、油圧ポンプ（１０）を設け、該油圧ポンプ（１０）の左に前後進切換クラッチ（２）の切換バルブ（５）を設け、油圧ポンプ（１０）後側のミッションケース（１）の外側上面に第一変速クラッチ（３）へ送油する第一切換弁（６）と第二変速クラッチ（４）へ送油する第二切換弁（７）とを左右並列に配置した移動農機のミッションケース。
2. 前記第一変速クラッチ（３）と第二変速クラッチ（４）の伝動下手側に、高・低速切換クラッチ（８）を配置すると共に、ミッションケース（１）の外側上面に、前記第一変速クラッチ（３）へ送油する第一切換弁（６）か第二変速クラッチ（４）へ送油する第二切換弁（７）のうちのいずれか一方の後側に前記高・低速切換クラッチ（８）へ送油する高・低速切換バルブ（９）を配置してなる請求項１に記載の移動農機のミッションケース。
3. 第一切換弁（６）と第二切換弁（７）及び高・低速切換バルブ（９）へ送油する油圧源となる油圧ポンプ（１０）をミッションケース（１）の左右片側に配置し、エンジン（１４）の出力軸に直結した入力軸（１５）に対して油圧ポンプ（１０）の駆動部（１１）と左右対称位置にＰＴＯ軸の駆動部（１２）を配置してなる請求項１に記載の移動農機のミッションケース。

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