JP4941820B2 - 油圧式無段変速装置 - Google Patents

Description

本発明は、閉回路によって互いに流体接続される油圧ポンプ及び油圧モータと、前記閉回路を形成するセンタセクションと、前記閉回路に作動油を補給するチャージポンプと、前記油圧ポンプへの入力軸に連結連動する補助ポンプとを備えた油圧式無段変速装置に関し、特に、補助ポンプへの動力伝達構成に関する。

従来より、チャージポンプは、前記閉回路以外に、ＰＴＯ入切クラッチやパワーステアリングシリンダ等の装置を駆動するための切替弁等の各油圧弁にも圧油を供給しているが、これら他のアクチュエータに圧油を供給するため、チャージポンプとは別に補助ポンプを追加して設けることが行われており、該補助ポンプを油圧ポンプ等収納用のケーシングに装着し、該油圧ポンプへの入力軸から動力を取り出して補助ポンプに伝達する技術（例えば特許文献１参照）が公知となっている。
実開平３−７０８７号公報

しかしながら、前記補助ポンプでは、補助ポンプのポンプ室、該ポンプ室までの油路、及び補助ポンプまで動力を伝達する経路（以下、「ポンプドライブトレイン」とする）等をケーシングの壁部に形成する必要があり、ケーシングの構造が複雑となって油圧式無段変速装置の製造コストが増加する、という問題があった。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
請求項１においては、閉回路によって互いに流体接続される油圧ポンプ及び油圧モータと、前記閉回路を形成するセンタセクションと、前記閉回路に作動油を補給するチャージポンプと、前記油圧ポンプへの入力軸に連結連動する補助ポンプとを備えた油圧式無段変速装置において、前記入力軸からオフセットして配置した補助ポンプの駆動軸まで、入力軸からの動力を伝達するポンプドライブトレインを、前記センタセクションを挟んで油圧ポンプと反対側に付設したブロック内に設け、前記センタセクションの背面上半分で、該センタセクションに付設した前ケースの内部には、前記入力軸によって駆動される油圧ポンプを装着し、該センタセクションの前面下半部で、前記ブロックの下部には、出力軸を備えた油圧モータを装着したものである。
請求項２においては、請求項１記載の油圧式無段変速装置において、前記チャージポンプは、前記ブロック内のセンタセクション側に設け、前記ブロックには、前記補助ポンプからの圧油を供給する油圧弁を付設したものである。
請求項３においては、請求項２記載の油圧式無段変速装置において、前記チャージポンプと補助ポンプには、共通のサクション油路を介して油を供給するものである。
請求項４においては、請求項２又は３記載の油圧式無段変速装置において、前記油圧弁からの排出油は、前記ポンプドライブトレインを収納する伝動室内に供給可能な構成とするものである。
請求項５においては、請求項４記載の油圧式無段変速装置において、前記伝動室の底部には、前記排出油を伝動室外に流出させる油孔を開口するものである。

本発明は、以上のように構成したので、以下に示す効果を奏する。
請求項１においては、閉回路によって互いに流体接続される油圧ポンプ及び油圧モータと、前記閉回路を形成するセンタセクションと、前記閉回路に作動油を補給するチャージポンプと、前記油圧ポンプへの入力軸に連結連動する補助ポンプとを備えた油圧式無段変速装置において、前記入力軸からオフセットして配置した補助ポンプの駆動軸まで入力軸からの動力を伝達するポンプドライブトレインを、前記センタセクションを挟んで油圧ポンプと反対側に付設したブロックに設け、前記センタセクションの背面上半分で、該センタセクションに付設した前ケースの内部には、前記入力軸によって駆動される油圧ポンプを装着し、該センタセクションの前面下半部で、前記ブロックの下部には、出力軸を備えた油圧モータを装着したので、従来の如く、補助ポンプのポンプ室や、該ポンプ室までの油路や、ポンプドライブトレイン等をケーシングの壁部に形成する必要がなく、ケーシングの構造が簡単となり、油圧式無段変速装置の製造コストを低減させることができるのである。
また、補助ポンプのポンプ軸を直接入力軸上には設けず、該入力軸から離間した位置に設けることができ、入力軸とは無関係に補助ポンプだけを着脱させることが容易となり、これにより、従来のように、入力軸を複数に分割してカップリングで連結し該分割軸の一つをポンプ軸とすることにより補助ポンプをこのポンプ軸ごと着脱可能とする必要がなくなり、未分割の単一の入力軸によって油圧ポンプにエンジンからの動力を伝達することができ、前記カップリングを介することによる動力伝達効率の低下や騒音・振動等の発生を防止することができるのである。
また、前記チャージポンプは、前記ブロック内のセンタセクション側に設けるので、前記ブロックの凹部とセンタセクションとの間にチャージポンプのポンプ室を形成することができ、チャージポンプのハウジング用にブロックを新たに設ける必要がなく、部品点数を減少できるだけでなく、更には、チャージポンプから油圧式無段変速装置の閉回路への圧油補給に必要な油路を短くすることができ、加工コストや配管等の部品コストを低減することができる。
請求項２においては、前記チャージポンプは、前記ブロック内のセンタセクション側に設け、前記ブロックには、前記補助ポンプからの圧油を供給する油圧弁を付設したので、補助ポンプから油圧弁までの油路を短くかつ簡潔なものとすることができ、加工コストや配管等の部品コストを低減することができる。
請求項３においては、前記チャージポンプと補助ポンプには、共通のサクション油路を介して油を供給するので、必要な油路の数を減らして加工コストや配管等の部品コストを低減することができる。また、サクションホース・継手が不要となり、省スペース化が可能になる。
請求項４においては、前記油圧弁からの排出油は、前記ポンプドライブトレインを収納する伝動室内に供給可能な構成とするので、同じ部材である前記ブロックに設けられた油圧弁からの排出油によって、ポンプドライブトレイン内のギア等の伝動部材を潤滑することができ、潤滑のためにポンプや油路を別途設ける必要がなく、加工コストや配管等の部品コストを低減することができる。
請求項５においては、前記伝動室の底部には、前記排出油を伝動室外に流出させる油孔を開口するので、前記油圧弁から伝動室への連絡油路の断面積を変えることで伝動室内への投入油量を規制すると共に、油孔から伝動室内の油を常時抜くことができ、伝動室が油で満たされないようにして、溜まった油をギア等の伝動部材が撹拌し大きな動力伝達ロスが生じるのを防止することができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に関わる作業車両の全体構成を示す側面一部断面図、図２はミッションケースの側面一部断面図、図３は図２におけるＡ−Ａ矢視断面図、図４は図２におけるＢ−Ｂ矢視断面図、図５は図４におけるＣ−Ｃ矢視断面図、図６は油圧回路図、図７はミッションケースの正面図、図８は後ブロックよりも前方の部材を脱着したミッションケースの正面図、図９は油圧式無段変速装置の平面図、図１０は図９におけるＤ−Ｄ矢視断面図、図１１は図９におけるＥ−Ｅ矢視断面図、図１２は図９におけるＦ−Ｆ矢視断面図である。

まず、本発明に関わる油圧式無段変速装置を装備した作業車両１の全体構成について、図１により説明する。該作業車両１の前部には、駆動源を構成するエンジン１４が搭載され、該エンジン１４から伝動軸２を介してミッションケース３が、駆動車輪を構成する左右の後輪４Ｌ・４Ｒ間に設置されている。そして、必要に応じて左右の前輪５Ｌ・５Ｒも駆動されるものであり、そのために、前記ミッションケース３からの動力を前輪５Ｌ・５Ｒに伝達するための伝達軸６が設けられている。

前記ミッションケース３の上方には座席７が設置され、該座席７の前方には、左右の前輪５Ｌ・５Ｒを旋回させて車両の操行を行うステアリングホィール８が設けられ、座席７の側方には、副変速レバー１５１が配置されている。そして、前記前輪５Ｌ・５Ｒと後輪４Ｌ・４Ｒとの間にはミッドマウント型のモア１２が設けられ、該モア１２の駆動は、ミッションケース３内の下方位置から前方向きに延出するミッドＰＴＯ軸９をモア１２のギヤボックス１２ａに伝動軸１０を介して接続することによって行う。なお、車両前後方向中央部に破線で示したものは、車速と進行方向を決めるための主変速ペダル１５０である。

車両後方に接続されるロータリ耕運機等の作業機（図示せず）の昇降は、前記ミッションケース３と座席７間に配置した左右の油圧リフトシリンダ１１によって行われると共に、該作業機の駆動は、後方向きに延出させたリアＰＴＯ軸１３によって行うようにしている。

次に、前記ミッションケース３内の構造と動力伝達構成について、図１乃至図４、図６、図１１により説明する。前記ミッションケース３は、前から順に前ケース９６、後ケース９７、動力取出しケース１０５、後蓋９８から構成され、このうちの前ケース９６の前面には、油圧式無段変速装置２０の閉回路を形成するセンタセクション４８が装着されている。

該センタセクション４８の下方では、前記ミッドＰＴＯ軸９が前ケース９６の前壁９６ａを貫通して前方に延出されると共に、センタセクション４８の前面上半分には、チャージポンプ１５を収納し、前後のブロック１５３・１５４から成るポンプブロック１５２が、ボルト１７０によって締結固定され、該ポンプブロック１５２の前面右部に、本発明に係わる補助ポンプ１５５が配設されている。

そして、前記ポンプブロック１５２とセンタセクション４８とを貫通するようにして、入力軸１６が前方向に延出されると共に前ケース９６の上方位置に装備され、入力軸１６の前端が前記伝動軸２の後端と連結されている。そして、後で詳述する前記チャージポンプ１５と補助ポンプ１５５とは、この入力軸１６からの動力で駆動するギアポンプとして構成されるものである。

また、前記センタセクション４８の背面上半分で前ケース９６内部には、前記入力軸１６によって駆動される油圧ポンプ１７が装着される一方、センタセクション４８の前面下半部には、出力軸１８を備えた油圧モータ１９が装着されている。該油圧モータ１９と前記油圧ポンプ１７は、いずれも可変容積型に構成されると共に、一対の油路４９ａ・４９ｂから成るメイン油路４９によって接続され、該メイン油路４９と前記油圧ポンプ１７・油圧モータ１９によって閉回路を構成する油圧式無段変速装置２０が形成されている。

該油圧式無段変速装置２０においては、油圧ポンプ１７における傾角可変のポンプ可動斜板１１６と、油圧モータ１９における傾角可変のモータ可動斜板１１７との傾角変更によって、油圧モータ１９の出力軸１８が無段に制御された速度で駆動されるようにしている。そして、このうちのポンプ可動斜板１１６は前記主変速ペダル１５０に、モータ可動斜板１１７は前記副変速レバー１５１に連動連係されている。

また、前記出力軸１８は、前記センタセクション４８を後方に貫通して前ケース９６内に突入され、その後端には、小径のベベルギア２１が固設されている。該ベベルギア２１は、前ケース９６に左右方向に横架された伝動軸２２上の大径のベベルギア２３と噛合され、この伝動軸２２の外周面にはギア２４が刻設されており、出力軸１８の回転を減速してギア２４に伝えるためのギア減速機構５０が設けられている。

前記ギア２４は、左右後輪４Ｌ・４Ｒ用の差動装置５１の大径のリングギア２５に噛合されると共に、該差動装置５１の左右の出力軸を構成する後輪車軸４ａＬ・４ａＲが前ケース９６に支承され、該後輪車軸４ａＬ・４ａＲの外端には、後輪４Ｌ・４Ｒ装着用のフランジ４ｂが固着されており、前記油圧モータ１９からの動力が、ギア減速機構５０で減速された後、差動装置５１を介して後輪車軸４ａＬ・４ａＲに入力され、左右の後輪４Ｌ・４Ｒを差動的に回転駆動できるようにしている。

この差動装置５１においては、デフケース５９の中央周囲に前記リングギア２５が固設されると共に、デフケース５９の両側は前記前ケース９６に回転自在に支持されている。該デフケース５９の左右両側から前記後輪車軸４ａＬ・４ａＲが挿入され、該後輪車軸４ａＬ・４ａＲの内側端にはサイドピニオン６０Ｌ・６０Ｒが外嵌されると共に、後輪車軸４ａＬ・４ａＲと直交してデフケース５９内にはデファレンシャルシャフト６１が固定され、該デファレンシャルシャフト６１の両端にデファレンシャルピニオン６２が回転自在に外嵌され、該デファレンシャルピニオン６２は前記サイドピニオン６０Ｌ・６０Ｒと噛合されている。

更に、この差動装置５１には、デフロック装置６３が付設されている。該デフロック装置６３においては、前記デフケース５９のボス部５９ａに、デフロックスライダ６５が摺動可能に外嵌され、該デフロックスライダ６５の溝部６５ａにはデフロックフォーク６６のＣ字状の先端部が嵌入され、該デフロックフォーク６６はリンクを介して図示せぬデフロックレバーに接続されている。前記デフロックスライダ６５の内側面には複数のロックピン６４の一端が固設され、該ロックピン６４の他端は、前記サイドピニオン６０Ｌの嵌入溝６０ａに挿入可能としている。これにより、運転席近傍に配置した図示せぬデフロックレバーを操作すると、リンクを介してデフロックフォーク６６がデフロックスライダ６５を摺動させ、ロックピン６４がサイドピニオン６０Ｌの嵌入溝６０ａに挿入されて前記差動装置５１がデフロックされる。

また、左右の前輪５Ｌ・５Ｒを駆動するために、前輪駆動ケース２７が、前記油圧モータ１９を覆うモータケース２６の前面に装着されており、この前輪駆動ケース２７内には、前記出力軸１８が前方に延出されると共に、前輪駆動軸２８が出力軸１８に同心配置して挿着されている。この前輪駆動軸２８は、前記伝動軸６を介して差動装置５３に連結され、該差動装置５３の左右の出力軸を構成する前輪車軸の外端が、旋回機構を介して、前記前輪５Ｌ・５Ｒに連結されている。更に、前記出力軸１８と前輪駆動軸２８との間には、出力軸１８に対して前輪駆動軸２８を選択的に結合可能な前輪駆動クラッチ２９が介設されている。

該前輪駆動クラッチ２９においては、出力軸１８と前輪駆動軸２８の外周に軸芯方向に摺動可能にスリーブ５６がスプライン結合され、該スリーブ５６内周のスプラインには軸線方向に間隔を空けた２つの溝部５６ａが形成される一方、前輪駆動軸２８の直径方向には孔２８ａが穿設され、該孔２８ａに内挿されたバネ５８の両端には前記溝部５６ａのいずれかに係止可能なデテントボール５７が取り付けられている。このような構成において、四輪駆動と二輪駆動との切り替えは、図示せぬフォークを操作することにより、該フォークに係合支持された前記スリーブ５６を摺動させることにより行う。

これにより、四輪駆動時には、スリーブ５６を出力軸１８側に摺動してスプライン結合することにより、該スリーブ５６を介して出力軸１８と前輪駆動軸２８とを接続して、出力軸１８からの動力が前輪５Ｌ・５Ｒの伝動軸６に伝達可能とし、二輪駆動時には、スリーブ５６を前輪駆動軸２８側に摺動させて溝部５６ａがデテントボール５７に嵌合固定されるようにすることにより、スリーブ５６と出力軸１８との係合を確実になくして、出力軸１８と前輪駆動軸２８との接続を遮断し、出力軸１８からの動力が前輪５Ｌ・５Ｒの伝動軸５２に伝達できないようにして、四輪駆動と二輪駆動との切り替えを可能としている。

また、前記入力軸１６は、油圧ポンプ１７からさらに後方に延出され、前ケース９６内の支壁部９６ｂに、ベアリングを介して後端側が支持されている。そして、前ケース９６の後端開口は、ボルト３１によって前記後ケース９７により閉塞され、該後ケース９７と前記入力軸１６の後端部とに支持されるＰＴＯ伝動軸３２が、入力軸１６と同心上に配置されている。

前記入力軸１６の後端部上には回転支持金物３３が固設される一方、前記ＰＴＯ伝動軸３２上には外周にギア３４を有するクラッチハウジング３６が固設されており、該クラッチハウジング３６と前記回転支持金物３３には、複数枚の摩擦エレメントがそれぞれ摺動のみ自在に支持され、これにより、ＰＴＯ入切クラッチ３７が形成されている。該ＰＴＯ入切クラッチ３７は油圧作動型のものに構成されており、戻しバネ３７ａにより後退付勢されているピストン３７ｂを油圧の作用で前進させて前記摩擦エレメント間を係合し、クラッチ作動を得るようにしている。

前記ＰＴＯ入切クラッチ３７においては、ＰＴＯ伝動軸３２に油路７７が形成され、該油路７７の一端は、ＰＴＯ伝動軸３２の外周面上に開口して、前記クラッチハウジング３６においてピストン３７ｂを収納したシリンダ室８１と連通される一方、油路７７の他端は、前記後ケース９７内に形成された油室３８に連通されている。

更に、ＰＴＯ入切クラッチ３７の側方には、ＰＴＯ入切クラッチ３７切断時にＰＴＯ伝動軸３２の慣性空転を防止するためのブレーキ７９が配設されている。該ブレーキ７９は、前ケース９６の右側壁９６ｃに形成された凹部９６ｇと、側板８９に穿孔された孔８９ｂと、該孔８９ｂを側方からボルト１００によって閉塞するカバー９９とから形成されるシリンダ室８３内に構成されている。

該シリンダ室８３内にはピストン８５が内挿され、該ピストン８５のロッド８４は、前記右側壁９６ｃの凹部９６ｇ内に挿嵌されたボス部８８に摺動可能に支持されている。シリンダ室８３でピストン８５よりも外側の空間８３ｂには、ピストン８５をＰＴＯ入切クラッチ３７側に常時付勢する加圧バネ８７がロッド８４に周設されると共に、該ロッド８４の内側端には摩擦体８６が嵌合されており、該摩擦体８６は、前記加圧バネ８７によって前記クラッチハウジング３６の外周側面に当接されている。一方、ピストン８５よりも内側の空間８３ａは、右側壁９６ｃ内の油路９６ｆから、後ケース９７外壁の厚肉部に沿った油路９７ａを経由して成る油路７８を介して、前記油室３８に連通されている。

該油室３８は、ＰＴＯ入切クラッチ３７に対して油圧の給排を制御する切替弁３９に接続され、該切替弁３９は、後ケース９７の外面上に装着された３ポート２位置切替の電磁弁により構成され、そのポンプポートは、前記後ブロック１５４内の減圧弁４２のドレンポート１８９に連通されており、該ドレンポート１８９を介して、減圧弁４２から排出されるドレン油が切替弁３９に導入されるようにしている。更に、切替弁３９は、このドレン油を規定値に調圧するためのリリーフ弁８０にも接続されている。

このような構成において、切替弁３９は、運転席近傍に配置した図示せぬＰＴＯ切替スイッチの入切操作により、ＰＴＯ入切クラッチ３７を、「作用位置」と「非作用位置」とに択一的に切り換えることができる。すなわち、切替弁３９を図６に示すような「非作用位置」においた場合には、前記減圧弁４２のドレンポート１８９を流れる圧油は、油溜まり１０１に開放された状態となり、前記ＰＴＯ入切クラッチ３７では、ピストン３７ｂが戻しバネ３７ａの付勢力によって摩擦エレメントから後退して非係合状態となっており、ＰＴＯ伝動軸３２への動力伝達が遮断される。同時に、ブレーキ７９では、ロッド８４先端の摩擦体８６が、加圧バネ８７の付勢力によってクラッチハウジング３６を側方から押圧してＰＴＯ伝動軸３２を制動し、前記ミッドＰＴＯ軸９やリアＰＴＯ軸１３を迅速に停止させることができる。

逆に、切替弁３９を「作用位置」においた場合には、減圧弁４２のドレンポート１８９を流れる圧油が、前記油室３８からＰＴＯ伝動軸３２内の油路７７を通って、ＰＴＯ入切クラッチ３７のシリンダ室８１に流入し、ピストン３７ｂが戻しバネ３７ａの付勢力に抗して前記摩擦エレメント間を押圧し、ＰＴＯ入切クラッチ３７が係合されて、入力軸１６の回転がＰＴＯ伝動軸３２に伝達される。同時に、圧油は、前記油室３８から前記油路７８を通って、ブレーキ７９のシリンダ室８３でＰＴＯ入切クラッチ３７側の空間８３ａに流入し、その結果、ピストン８５が加圧バネ８７の付勢力に抗してロッド８４内側先端の摩擦体８６をクラッチハウジング３６から後退させ、ＰＴＯ伝動軸３２の制動を解除するようにしている。

また、このようなＰＴＯ入切クラッチ３７の下方には、支壁部９６ｈと後ケース９７とにそれぞれベアリングを介して支持される支軸１０２上のギア１０３が配設され、該ギア１０３は、前記ＰＴＯ伝動軸３２上のギア３４と噛合されている。前記ミッドＰＴＯ軸９の後端部は、ベアリングを介して支壁部９６ｈに支持され、該支壁部９６ｈの後方へと延出されており、該後端部の外面に形成したスプライン９ａを利用して、ミッドＰＴＯ軸９上には、スリーブ１１０がスプライン嵌合されている。そして、該スリーブ１１０上にはギア１０４が遊嵌され、該ギア１０４は前記支軸１０２上のギア１０３と噛合されている。

一方、前記リアＰＴＯ軸１３は、動力取出しケース１０５と後蓋９８とにそれぞれベアリングを介して支持され、前記ミッドＰＴＯ軸９よりも高位置で後方向に延出させて設けられている。そして、前記動力取出しケース１０５は、リアＰＴＯ軸１３に対する伝動機構１０６を内装し、該伝動機構１０６は、リアＰＴＯ軸１３上の二連ギア１０７や、後蓋９８に１対のベアリングを介して支持される支軸１０８上にスプライン嵌めして設けたギア１０９等から構成されている。

この支軸１０８は、前記ミッドＰＴＯ軸９と同心上に配置されると共に、支軸１０８上のギア１０９は、そのボス部がミッドＰＴＯ軸９方向に延長され、その延長端にはスプライン歯１０９ａが形成されている。前記ギア１０４のボス部とスリーブ１１０もそれぞれギア１０９方向に延長され、スリーブ１１０の延長端をギア１０９側に位置させ、これらスリーブ１１０延長端とギア１０４ボス部とに、それぞれスプライン歯１１０ａ，１０４ａが形成されている。そして、これらのスプライン歯１０９ａ、１１０ａ，１０４ａにまたがって摺動可能なクラッチ金物１１１が設けられ、該クラッチ金物１１１の内周面には、軸線方向で互いに隔てた３箇所にスプライン歯１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃが形成され、クラッチ金物１１１の外周面には切替フォーク１１３が係合されており、これらによりＰＴＯ切替クラッチ１１２が構成されている。

クラッチ金物１１１は、その軸線方向に沿って３つの位置に摺動変位されるものに構成されている。クラッチ金物１１１のスプライン歯１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃは、クラッチ金物１１１の摺動位置に従い、最前端のスプライン歯１１１ａは、常にギア１０４のスプライン歯１０４ａとの噛合を維持し、また中央のスプライン歯１１１ｂは、クラッチ金物１１１の最前進位置ではスリーブ１１０のスプライン歯１１０ａとの噛合を解除し、クラッチ金物１１１の中間位置では同スプライン歯１１０ａに噛合し、クラッチ金物１１１の最後退位置ではギア１０９のスプライン歯１０９ａに噛合する位置へと変位され、さらに最後端のスプライン歯１１１ｃは、クラッチ金物１１１の最前進位置ではスリーブ１１０のスプライン歯１１０ａに噛合し、クラッチ金物１１１の中間位置ではギア１０９のスプライン歯１０９ａに噛合し、クラッチ金物１１１の最後退位置では同スプライン歯１０９ａとの噛合を解除する位置へと変位されるように、形成されている。

このような構成において、前記切替フォーク１１３を操作すると、クラッチ金物１１１の摺動位置に従って、ギア１０４に対し、クラッチ金物１１１の最前進位置では、スリーブ１１０を結合しミッドＰＴＯ軸９のみを駆動する状態が得られ、クラッチ金物１１１の図２に示す中間位置では、スリーブ１１０とギア１０９とを同時に結合してミッドＰＴＯ軸９とリヤＰＴＯ軸１３とを同時に駆動する状態が得られ、クラッチ金物１１１の最後退位置では、ギア１０９を結合してリヤＰＴＯ軸１３のみを駆動する状態が得られるのである。

以上のようにして、ミッションケース３は、油圧式無段変速装置２０によって、後輪４、そして必要に応じて前輪５も、無段に制御された速度で駆動して車両の走行を行わせるとともに、ＰＴＯ入切クラッチ３７とＰＴＯ切替クラッチ１１２を作動させることによって、前記モア１２等の作業機３０への動力を伝達するミッドＰＴＯ軸９やリヤＰＴＯ軸１３を自在に駆動できるようにしている。

また、前記油圧ポンプ１７においては、センタセクション４８の上部内面に設けたポンプ付設面４８ｂにバルブプレート１５６を配置し、該バルブプレート１５６に当接させるようシリンダブロック１１４が回転自在に配置され、該シリンダブロック１１４の回転中心部に前記入力軸１６が係合されている。該シリンダブロック１１４の複数のシリンダ孔内には、付勢バネを介してピストン１１５・１１５・・・が往復動自在に嵌合され、該ピストン１１５・１１５・・・の頭部に前記ポンプ可動斜板１１６のスラストベアリング１１６ａが当接されている。

該ポンプ可動斜板１１６は、両側方へ突設したトラニオン軸１１６ｂ・１１６ｂを中心として傾倒でき、該トラニオン軸１１６ｂ・１１６ｂのうちの一方は、前ケース９６の左側壁内面に回転自在に支持され、他方は前ケース９６の右側壁の開口部を閉塞する前記側板８９に回転自在に支持されている。

右側壁側のトラニオン軸１１６ｂ上には、中立戻しバネ１１８が外嵌されている。この中立戻しバネ１１８の両端は同方向に延びて途中で交差し、ポンプ可動斜板１１６の側面に植設した可動ピン１１９と、側板８９の内面に植設した偏心固定ピン１２０とを挟み込んでいる。該偏心固定ピン１２０を所定の位置にセットすることにより、ポンプ可動斜板１１６は、中立戻しバネ１１８を介して中立位置に向けて付勢される。

そして、このトラニオン軸１１６ｂは、更に延長されて側板８９より外に突出し、この突出部分には、主変速制御アーム１２１の上端部が固定されている。該主変速制御アーム１２１は図示せぬ連結ロッド等を介して前記主変速ペダル１５０と連動連結されると共に、主変速制御アーム１２１の下端と、側板８９側面より突設された支持ピン８９ｃとの間には、ショックアブソーバ１２２が介設されている。これにより、前記主変速ペダル１５０を外しても油圧ポンプ１７を徐々に中立位置に復帰できるようにしている。

また、前記油圧モータ１９においては、センタセクション４８の下部外面に設けたモータ付設面４８ｃにバルブプレート１５７を配置し、該バルブプレート１５７に当接させるようシリンダブロック１２３が回転自在に配置され、該シリンダブロック１２３の回転中心部に前記出力軸１８が係合されている。該シリンダブロック１２３の複数のシリンダ孔内には、付勢バネを介してピストン１２４・１２４・・・が往復動自在に嵌合され、該ピストン１２４・１２４・・・の頭部に前記モータ可動斜板１１７に組み込まれたスラストプレート１５８が当接されている。更に、前記モータ可動斜板１１７の右側端は、モータケース２６の右側壁に前後回動可能に軸支された副変速制御アーム１２７に連結され、該副変速制御アーム１２７は、前記副変速レバー１５１と連動連結されている。このような構成において、前記副変速レバー１５１を操作すると、副変速制御アーム１２７が回動してモータ可動斜板１１７が傾動し、所定の段数に副変速されるようにしている。

次に、前記チャージポンプ１５について、図２乃至図６、図１０、図１１により説明する。前記後ブロック１５４後部には凹部１５４ａが形成され、該凹部１５４ａと前記センタセクション４８の前面上部との間にポンプ室１４９が形成され、該ポンプ室１４９に、互いに係合しながら回転するインナーロータ１５ａとアウターロータ１５ｂとが収納されており、このうちのインナーロータ１５ａを前記入力軸１６に相対回転不能に係止して、トロコイド型のチャージポンプ１５が形成されている。

すなわち、チャージポンプ１５は、ブロックであるポンプブロック１５２内のセンタセクション４８側に設けるので、ポンプブロック１５２のうちの後ブロック１５４の凹部１５４ａとセンタセクション４８との間にチャージポンプ１５のポンプ室１４９を形成することができ、チャージポンプ１５のハウジング用にブロックを新たに設ける必要がなく、部品点数を減少できるだけでなく、更には、チャージポンプ１５から油圧式無段変速装置２０の閉回路への圧油補給に必要な油路を短くすることができ、加工コストや配管等の部品コストを低減することができる。

このチャージポンプ１５の吸油構成について説明する。前記前ケース９６の右側壁９６ｃには側板８９が装着されると共に、前ケース９６の右前部にはフィルタ取付部９１が設けられ、該フィルタ取付部９１にフィルタ９０が配設されている。該フィルタ９０の図示せぬ入口孔は、前記前壁９６ａに穿孔された孔９３を通じて、前記ギア減速機５０や差動装置５１等を収納する第２油室７２ｂに連通される一方、フィルタ９０の出口孔９０ａは、右側壁９６ｃの油溝９６ｄと側板８９の油溝８９ａとから成る縦油路９２の下端に連通されている。

該縦油路９２の上部は、右側壁９６ｃ上部に形成された油路９６ｅから、センタセクション４８内の油路４８ａ、後ブロック１５４内の油路１５４ｂを介して、前記補助ポンプ１５５と共通のサクション油路１５４ｃに連通されている。該サクション油路１５４ｃは、後ブロック１５４内で左右方向に分岐して延設され、その延出左端はチャージポンプ１５の吸入口１５４ｄに連通されており、第２油室７２ｂからの油を縦油路９２等を介してチャージポンプ１５に供給できるようにしている。

これにより、ギア減速機５０・差動装置５１等を収納しているだけのために、油圧ポンプ１７を収納する第１油室７２ａ内の油に比べて長時間稼働時の油温上昇が小さい前記第２油室７２ｂ内の油を、前記フィルタ９０で清浄化した後にチャージポンプ１５で吸引し、後述するように、油圧式無段変速装置２０やパワーステアリングシリンダ７０に補給することができ、該油圧式無段変速装置２０やパワーステアリングシリンダ７０を流れる作動油の温度上昇が抑制され、その耐久性を向上させるようにしている。

また、チャージポンプ１５による油圧駆動構成について説明する。前記吸入口１５４ｄから吸引され加圧された圧油は、吐出口１５４ｅから吐出されるが、該吐出口１５４ｅは、センタセクション４８の上部に設けられたリリーフ弁４０に連通されており、該リリーフ弁４０により、吐出された圧油の吐出圧が設定される。

そして、この吐出された圧油の一部は、抵抗弁４１からポート６８を経由して、前記ステアリングホイール８に連係した切替弁６７の切り換えによってパワーステアリングシリンダ７０に送油され、前輪５Ｌ・５Ｒを操向自在としている。そして、該ステアリングシリンダ７０からの戻り油は、オイルクーラー７１を経てポート６９に送られ、その大部分は、油路１５９を通って、油の充満が必要とされる第１油室７２ａへと流れ込む。

更に、吐出口１５４ｅから吐出された圧油の一部は、チャージポンプ１５を収納した後ブロック１５４の左一側に設けられた前記減圧弁４２によって調圧された後、油路７３からチャージ油路７４を介して、チェック弁４３Ｒ・４３Ｆのうち低圧側のチェック弁を通じて前記油圧式無段変速装置２０内の閉回路に補給される。このうちのチェック弁４３Ｒには、絞り４４を並設して中立位置の拡張を図るようにしている。また、前記減圧弁４２の調圧作動時に排出される一定流量のドレン油は、前述したように、前記ＰＴＯ入切クラッチ３７の切替弁３９に送油されるようにしている。

次に、前記補助ポンプ１５５について、図２、図３、図６乃至図１２により説明する。前記後ブロック１５４前面には凹部１５４ｆが形成され、該凹部１５４ｆと前記前ブロック１５３とに挟まれた空間にギア室１６６が設けられている。そして、該ギア室１６６内には、左から順に、前記入力軸１６に固定ピン１６７によって外嵌固定されると共にそのボス部が前ブロック１５３側で軸支された第一ギア１６１と、前後のブロック１５３・１５４間で軸支された中間ギア軸１６４上に外嵌固定された中間ギア１６２と、同じく前後のブロック１５３・１５４間で軸支されたポンプ軸１６５上にスプライン結合された第二ギア１６３とが並列して収納され、このうちの第一ギア１６１が中間ギア１６２と噛合し、該中間ギア１６２が第二ギア１６３と噛合することにより、前記入力軸１６の動力を補助ポンプ１５５のポンプ軸１６５まで伝達するポンプドライブトレイン１６８が構成されている。

前記前ブロック１５３の前面右部に、前後のケーシング１６９ａ・１６９ｂからなるケーシング１６９が固定され、該ケーシング１６９内のポンプ室１７１内に前記補助ポンプ１５５が収納されている。このケーシング１６９内に前記ポンプ軸１６５が貫入して回動自在に支持され、その貫入部には駆動ギア１７２が形設されると共に、ポンプ軸１６５と平行に従動軸１７４がケーシング１６９内に軸支され、該従動軸１７４にも従動ギア１７３が形設されており、これら駆動ギア１７２・従動ギア１７３を相互に噛合させて、ギアポンプが構成されている。

すなわち、閉回路によって互いに流体接続される油圧ポンプ１７及び油圧モータ１９と、前記閉回路を形成するセンタセクション４８と、前記閉回路に作動油を補給するチャージポンプ１５と、前記油圧ポンプ１７への入力軸１６に連結連動する補助ポンプ１５５とを備えた油圧式無段変速装置２０において、前記入力軸１６からオフセットして配置した補助ポンプ１５５の駆動軸であるポンプ軸１６５まで入力軸１６からの動力を伝達するポンプドライブトレイン１６８を、前記センタセクション４８を挟んで油圧ポンプ１７と反対側のブロックであるポンプブロック１５２に設けたので、従来の如く、補助ポンプのポンプ室や、該ポンプ室までの油路や、ポンプドライブトレイン等をケーシングの壁部に形成する必要がなく、ケーシングの構造が簡単となり、油圧式無段変速装置２０の製造コストを低減させることができる。また、補助ポンプ１５５のポンプ軸を直接入力軸１６上には設けず該入力軸１６から離間した位置に設けることができ、入力軸１６とは無関係に補助ポンプ１５５だけを着脱させることが容易となり、これにより、従来のように、入力軸１６を複数に分割してカップリングで連結し該分割軸の一つをポンプ軸とすることにより補助ポンプ１５５をこのポンプ軸ごと着脱可能とする必要がなくなり、未分割の単一の入力軸１６によって油圧ポンプ１７にエンジン１４からの動力を伝達することができ、前記カップリングを介することによる動力伝達効率の低下や騒音・振動等の発生を防止することができるのである。

補助ポンプ１５５の吸油構成について説明する。前記後ブロック１５４内で左右方向に延設された前記サクション油路１５４ｃの延出右端には、前後方向に穿設された油路１５４ｇの後端が接続され、該油路１５４ｇ前端に設けたポート１８２は、配管１７５を介して、前記前ケーシング１６９ａ内に上下方向に形成された吸入油路１７６の下端に接続され、該吸入油路１７６の上端は、前記補助ポンプ１５５の吸入側に下方より連通されている。

これにより、前記第２油室７２ｂからの油を、前記チャージポンプ１５と共通のサクション油路１５４ｃまで吸引した後は、油路１５４ｇ、ポート１８２、配管１７５、吸入油路１７６を介して補助ポンプ１５５内に供給できるようにしている。すなわち、前記チャージポンプ１５と補助ポンプ１５５には、共通のサクション油路１５４ｃを介して油を供給するので、必要な油路の数を減らして加工コストや配管等の部品コストを低減することができる。また、サクションホース・継手が不要となり、省スペース化が可能になる。

補助ポンプ１５５による油圧駆動構成と潤滑構成について説明する。前記前ケーシング１６９ａ内において、補助ポンプ１５５の吐出側には吐出油路１７７が上下方向に形成され、該吐出油路１７７上端に設けられたポート１８３は、短い配管１７８を介して切替弁１７９に接続され、該切替弁１７９は配管１８０を介して前記油圧リフトシリンダ１１に接続されており、補助ポンプ１５５から切替弁１７９に圧油を供給することにより、油圧リフトシリンダ１１の切り換え操作を行い、作業機用の昇降アーム１８１を駆動操作できるようにしている。

この切替弁１７９は、後ブロック１５４上面の切替弁取付面１５４ｈ上に載置固定されると共に、切替弁１７９のタンクポート１７９ａは、後ブロック１５４上部の油路１５４ｉに接続され、該油路１５４ｉは、前記ギア室１６６の上面に沿うようにして後ブロック１５４前部の凹部１５４ｊと前ブロック１５３後面との間に形成された油溜め１６０と連通されている。更に、油溜め１６０の右側底部と前記ギア室１６６右側天部との間には、連絡油路１５４ｋが介設されている。

このような構成において、作業機用の昇降アーム１８１を駆動するための切替弁１７９のタンクポート１７９ａからの油は、油路１５４ｉ内を流下して油溜め１６０内に流入して貯溜された後、該油溜め１６０から前記連絡油路１５４ｋを通って、ギア室１６６内の第二ギア１６３上に少しずつ落下し、他のギア１６２・１６１にも伝わっていき、最終的には全てのギア１６１・１６２・１６３を潤滑させることができる。なお、油溜め１６０の左側部には、パワーステアリングシリンダ７０からの戻り用のポート６９も連通されており、パワーステアリングシリンダ７０から戻ってきた油の一部も油溜め１６０内に供給されるようにしている。

すなわち、ポンプブロック１５２の後ブロック１５４には、前記補助ポンプ１５５からの圧油を供給する油圧弁である切替弁１７９を設けるので、補助ポンプ１５５から切替弁１７９までの油路を配管１７８のように短くかつ簡潔なものとすることができ、加工コストや配管等の部品コストを低減することができる。

更に、前記切替弁１７９からの排出油は、前記ポンプドライブトレイン１６８を収納する伝動室であるギア室１６６内に供給可能な構成とするので、同じ部材である前記後ブロック１５４に設けられた油圧弁からの排出油によって、ポンプドライブトレイン１６８内のギア１６１・１６２・１６３等の伝動部材を潤滑することができ、潤滑のためにポンプや油路を別途設ける必要がなく、加工コストや配管等の部品コストを低減することができるのである。

また、前記ギア室１６６の左右略中央の上部には油孔１５４ｑが開口され、該油孔１５４ｑは、後ブロック１５４後部の凹部１５４ｍとセンタセクション４８の前面上部との間に形成された油路１８４の下部に連通され、該油路１８４の上部は、前記抵抗弁４１より漏れ出た油を排出する油孔１５４ｐに連通されている。これにより、抵抗弁４１のバネ室は、油孔１５４ｐ、油路１８４、油孔１５４ｑを介してギア室１６６内に連通されており、背圧がかからない構造としている。

また、ギア室１６６で第一ギア１６１と中間ギア１６２間の下方底部には左右に長い長孔形状の油孔１５４ｒが開口され、該油孔１５４ｒは、後ブロック１５４で前後に穿設された油路１８５から、センタセクション４８内の油路１８６・１８７と前ケース９６の前壁９６ａの油路１８８とを介して、前記第２油室７２ｂ内に連通されており、ギア室１６６で潤滑した後の油が、ギア室１６６内に滞留することなく、ミッションケース３内の第２油室７２ｂに円滑に排出されるようにしている。

すなわち、伝動室であるギア室１６６の底部には、排出油をギア室１６６外に流出させる油孔１５４ｒを開口するので、前記切替弁１７９からギア室１６６への連絡油路１５４ｋの断面積を変えることでギア室１６６内への投入油量を規制すると共に、油孔１５４ｒからギア室１６６内の油を常時抜くことができ、ギア室１６６が油で満たされないようにして、溜まった油を伝動部材であるギア１６１・１６２・１６３が撹拌し大きな動力伝達ロスが生じるのを防止することができる。

本発明は、閉回路によって互いに流体接続される油圧ポンプ及び油圧モータと、前記閉回路を形成するセンタセクションと、前記閉回路に作動油を補給するチャージポンプと、前記油圧ポンプへの入力軸に連結連動する補助ポンプとを備える全ての油圧式無段変速装置に適用することができる。

本発明に関わる作業車両の全体構成を示す側面一部断面図である。 ミッションケースの側面一部断面図である。 図２におけるＡ−Ａ矢視断面図である。 図２におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。 図４におけるＣ−Ｃ矢視断面図である。 油圧回路図である。 ミッションケースの正面図である。 後ブロックよりも前方の部材を脱着したミッションケースの正面図である。 油圧式無段変速装置の平面図である。 図９におけるＤ−Ｄ矢視断面図である。 図９におけるＥ−Ｅ矢視断面図である。 図９におけるＦ−Ｆ矢視断面図である。

１５ チャージポンプ
１６ 入力軸
１７ 油圧ポンプ
１９ 油圧モータ
２０ 油圧式無段変速装置
４８ センタセクション
１５２ ブロック
１５４ｃ サクション油路
１５４ｒ 油孔
１５５ 補助ポンプ
１６５ 駆動軸
１６６ 伝動室
１６８ ポンプドライブトレイン
１７９ 油圧弁

Claims (5)

1. 閉回路によって互いに流体接続される油圧ポンプ及び油圧モータと、前記閉回路を形成するセンタセクションと、前記閉回路に作動油を補給するチャージポンプと、前記油圧ポンプへの入力軸に連結連動する補助ポンプとを備えた油圧式無段変速装置において、前記入力軸からオフセットして配置した補助ポンプの駆動軸まで、入力軸からの動力を伝達するポンプドライブトレインを、前記センタセクションを挟んで油圧ポンプと反対側に付設したブロック内に設け、前記センタセクションの背面上半分で、該センタセクションに付設した前ケースの内部には、前記入力軸によって駆動される油圧ポンプを装着し、該センタセクションの前面下半部で、前記ブロックの下部には、出力軸を備えた油圧モータを装着したことを特徴とする油圧式無段変速装置。
2. 請求項１記載の油圧式無段変速装置において、前記チャージポンプは、前記ブロック内のセンタセクション側に設け、前記ブロックには、前記補助ポンプからの圧油を供給する油圧弁を付設したことを特徴とする油圧式無段変速装置。
3. 請求項２記載の油圧式無段変速装置において、前記チャージポンプと補助ポンプには、共通のサクション油路を介して油を供給することを特徴とする油圧式無段変速装置。
4. 請求項２又は３記載の油圧式無段変速装置において、前記油圧弁からの排出油は、前記ポンプドライブトレインを収納する伝動室内に供給可能な構成とすることを特徴とする油圧式無段変速装置。
5. 請求項４記載の油圧式無段変速装置において、前記伝動室の底部には、前記排出油を伝動室外に流出させる油孔を開口することを特徴とする油圧式無段変速装置。

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