JP5331569B2 - Transmission device for work vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、作業車両に具備される変速装置の技術に関し、特に当該変速装置による動力伝達の技術に関する。 The present invention relates to a technology of a transmission device provided in a work vehicle, and particularly to a technology of power transmission by the transmission device.
従来、エンジンから動力を分岐して、一方は遊星歯車機構に伝達し、他方は油圧式無段変速機構(以下、単に「HST」と記す)を介して無段変速した後に、遊星歯車機構に伝達し、該遊星歯車機構にて両動力を合成して出力する構成の作業車両の変速装置は公知となっている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, power is branched from the engine, one is transmitted to the planetary gear mechanism, and the other is continuously variable via a hydraulic continuously variable transmission mechanism (hereinafter simply referred to as “HST”). 2. Description of the Related Art A transmission device for a work vehicle configured to transmit and synthesize and output both powers by the planetary gear mechanism is known (see, for example, Patent Document 1).
前記変速装置を、高馬力のエンジンにまで対応させるためには、
(A)大容量のHSTを搭載したり、
(B)遊星歯車機構を二つ以上用いて複雑な動力伝達機構を構成したりする必要があった。
In order for the transmission to correspond to a high horsepower engine,
(A) Equipped with a large capacity HST,
(B) It is necessary to construct a complicated power transmission mechanism using two or more planetary gear mechanisms.
しかし、上記(A)や(B)等の方策を取る場合、動力の伝達効率が悪化し、燃費が悪化する点で不利であった。 However, when the measures (A) and (B) are taken, it is disadvantageous in that the power transmission efficiency deteriorates and the fuel consumption deteriorates.
本発明は以上の如き状況に鑑み、動力の伝達効率の悪化や、燃費の悪化を伴うことなく、高馬力のエンジンに対応させることができる作業車両の変速装置を提供するものである。 In view of the above situation, the present invention provides a transmission device for a work vehicle that can be adapted to a high horsepower engine without deteriorating power transmission efficiency and fuel consumption.
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。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
請求項1においては、駆動源からの動力を伝達する入力軸と、前記入力軸上に配置され、前記入力軸から伝達される動力を無段階に変速して出力する無段変速機と、前記無段変速機から出力される動力を順回転方向又は逆回転方向に取り出して出力するリバーサクラッチ装置を具備し、前記リバーサクラッチ装置を選択的に切り換えるとともに、前記無段変速機を無段階に変速することによって変速可能とするとともに、前記無段変速機から出力される動力を取り出して出力する合成クラッチ装置と、前記駆動源からの動力と、前記合成クラッチ装置から出力される動力とを合成して出力する遊星歯車機構をも具備し、前記リバーサクラッチ装置と前記合成クラッチ装置とを選択的に切り換えるとともに、前記無段変速機を無段階に変速することによって、変速するものである。
In
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項1においては、駆動源からの動力を伝達する入力軸と、前記入力軸上に配置され、前記入力軸から伝達される動力を無段階に変速して出力する無段変速機と、前記無段変速機から出力される動力を順回転方向又は逆回転方向に取り出して出力するリバーサクラッチ装置を具備し、前記リバーサクラッチ装置を選択的に切り換えるとともに、前記無段変速機を無段階に変速することによって変速可能とするものであるから、リバーサクラッチ装置を切り換えることによって出力される動力の回転方向を選択できるとともに、無段変速機を無段階に変速させることによって作業車両を変速させることができる。
In
また、無段変速機及びリバーサクラッチ装置と、その他の変速要素(例えば、遊星歯車機構等)を組み合わせることで、無段変速機及びリバーサクラッチ装置を作業車両の変速装置の変速要素として用いることができる。 Further, by combining a continuously variable transmission and a reverser clutch device with other transmission elements (for example, a planetary gear mechanism, etc.), the continuously variable transmission and the reverser clutch device can be used as a transmission element for a transmission of a work vehicle. it can.
従って、無段変速機及びリバーサクラッチ装置を、種々の変速装置(例えば、駆動源の馬力毎に対応する変速装置)に用いることができ、当該無段変速機及びリバーサクラッチ装置の共通化によるコストの削減や、部品点数の削減、開発期間の削減等を図ることができる。 Therefore, the continuously variable transmission and the reverser clutch device can be used in various transmissions (for example, a transmission device corresponding to each horsepower of the drive source), and the cost due to the common use of the continuously variable transmission and the reverser clutch device. Reduction, the number of parts, and the development period can be reduced.
また、前記無段変速機から出力される動力を取り出して出力する合成クラッチ装置と、前記駆動源からの動力と、前記合成クラッチ装置から出力される動力とを合成して出力する遊星歯車機構をも具備し、前記リバーサクラッチ装置と前記合成クラッチ装置とを選択的に切り換えるとともに、前記無段変速機を無段階に変速することによって、変速するので、無段変速機から直接動力を出力する他、無段変速機からの動力と駆動源からの動力を合成して出力することができる。 Also, there is provided a combined clutch device that extracts and outputs the power output from the continuously variable transmission, and a planetary gear mechanism that combines and outputs the power from the drive source and the power output from the combined clutch device. In addition to selectively switching between the reverser clutch device and the composite clutch device and shifting the continuously variable transmission steplessly, the power is output directly from the continuously variable transmission. The power from the continuously variable transmission and the power from the drive source can be combined and output.
従って、リバーサクラッチ装置及び合成クラッチ装置を選択的に切り換え、無段変速機を無段階に変速させることによって、駆動源の出力に合わせて幅広い変速を行うことができる。 Therefore, by selectively switching between the reverser clutch device and the composite clutch device and shifting the continuously variable transmission steplessly, a wide range of shifts can be performed according to the output of the drive source.
次に、本発明に係る作業車両の変速装置の実施の一形態である、変速装置4を具備する作業車両1について説明する。なお、図中矢印Fで示す方向を前方と定義して、以下の説明を行う。
Next, a
図1に示すように、作業車両1は、ロータリ等の耕耘装置やローダ等の作業機を用いて種々の農作業や土木作業を行うものである。作業車両1は、主として機体フレーム2、エンジン3、変速装置4、前輪5・5、後輪6・6、キャビン7等を具備する。
As shown in FIG. 1, the
機体フレーム2は、作業車両1の主たる構造体となるものである。機体フレーム2は、長手方向を前後方向として、複数の板材等により構成される。
The
エンジン3は、作業車両1を駆動するための動力を発生する駆動源となるものである。エンジン3は、機体フレーム2の前部に具備される。
The
変速装置4は、エンジン3により発生された動力を変速するものである。変速装置4は、機体フレーム2の後部に具備される。
The
前輪5・5は、機体フレーム2の前部左右にそれぞれ具備される。後輪6・6は、機体フレーム2の後部(変速装置4)左右にそれぞれ具備される。前輪5・5及び後輪6・6は、変速装置4により変速された動力により、回転駆動される。
The
キャビン7は、オペレータが乗車する空間を覆うものである。キャビン7は、機体フレーム2の前後略中央部から後部にかけて具備される。キャビン7内には、ハンドル7a、座席7b、変速レバー7c等が具備される。
The cabin 7 covers a space where the operator gets on. The cabin 7 is provided from the front and rear substantially central part to the rear part of the
ハンドル7aは、作業車両1を操向操作するものである。ハンドル7aは、キャビン7内の前部に具備される。座席7bは、オペレータが着座するものである。座席7bは、ハンドル7aの後方に具備される。変速レバー7cは、変速装置4の変速比を設定することにより、作業車両1の走行速度を設定するものである。変速レバー7cは、座席7bの右側方に具備される。変速レバー7cは、本発明に係る変速比設定手段の実施の一形態である。
The
以下では、図2及び図3を用いて、本発明に係る変速装置の第一の実施形態である変速装置4の構成について説明する。変速装置4は、主としてトランスミッションケース10、入力軸20、無段変速機40、リバーサクラッチ装置50、合成クラッチ装置60、遊星歯車機構70、副変速機構80、差動機構90等を具備する。
Below, the structure of the
図3に示すように、トランスミッションケース10は、変速装置4の動力伝達経路を構成する、種々の軸や歯車等を収容する箱状の部材である。トランスミッションケース10は、具体的には、後述する入力軸20や無段変速機40、リバーサクラッチ装置50等を収容する。
As shown in FIG. 3, the
トランスミッションケース10は、主として前ケース10a、前支持壁10b、後ケース10c等を具備する。前ケース10aの後部には、前支持壁10bが固設される。前支持壁10bの略中央部には、前支持壁10bを前後方向に貫通する、開口部10dが形成される。前支持壁10bの後部には、後ケース10cが固設される。後ケース10cの前後中途部の内部には、後支持壁部10eが、垂直面で左右方向に形成される。
The
トランスミッションケース10の後部には、開口部11が形成され、後方に開放されている。当該開口部11は、トランスミッションケース10の後部に所定の締結部材により固設されるPTOカバー12によって閉塞される。すなわち、PTOカバー12は、トランスミッションケース10の後側面を成す部材である。PTOカバー12には、作業車両1が装着する作業機に、動力を伝達するためのPTO出力軸13が、後方へ突設される。
An opening 11 is formed in the rear part of the
図2及び図3に示すように、入力軸20は、エンジン3により発生された動力により回転駆動される部材である。入力軸20は、主として第一入力軸21、第二入力軸22等より構成される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第一入力軸21の前端部は、ドライブシャフト3bを介してエンジン3の出力軸3aと連動連結される。第一入力軸21の後端部は、後方へと延設される。第一入力軸21の中途部には、エンジン動力出力ギヤ21aが固設される。
The front end portion of the
第二入力軸22は、第一入力軸21の同一軸線上かつ後方に配置される。第二入力軸22の前端部は、第一入力軸21の後端部と軸継手22aを介して連動連結される。第二入力軸22の後端部は、PTOカバー12に回動可能に支持される。
The
無段変速機40は、入力される動力を無段階に変速して出力するものである。無段変速機40は、主としてシリンダブロック41、油圧ポンプ42、油圧モータ43、出力軸44、第一出力ギヤ45、第二出力ギヤ46等を具備する。
The continuously
シリンダブロック41は、略円柱状の部材であり、後述する入力側プランジャ42a・42a・・・、入力側スプール弁42c・42c・・・、出力側プランジャ43a・43a・・・、及び出力側スプール弁43c・43c・・・が挿通される複数の孔が形成される。シリンダブロック41の軸心部には、第二入力軸22が挿通され、第二入力軸22とスプライン嵌合される。これによって、シリンダブロック41は第二入力軸22と一体的に回転する。
The
油圧ポンプ42は、その容量を変更可能に構成された可変容量型油圧ポンプである。油圧ポンプ42は、主として入力側プランジャ42a・42a・・・、入力側斜板42b、入力側スプール弁42c・42c・・・等を具備する。
The
入力側プランジャ42a・42a・・・は、シリンダブロック41に形成される複数の孔に挿入され、作動油の吸入及び排出を行うものである。
The input side plungers 42a, 42a,... Are inserted into a plurality of holes formed in the
入力側斜板42bは、後部ハウジング42dを介してボルト42e・42eによりPTOカバー12に固設されるとともに、第二入力軸22に対する傾斜角度を変更可能に構成された板状の部材である。本実施形態において、入力側斜板42bの傾斜角度は、シリンダブロック41の回転軸(第二入力軸22)の軸線方向に対して−αからαまで変更可能に構成される。入力側斜板42bには、入力側プランジャ42a・42a・・・の突出端が当接される。
The input-side swash plate 42b is a plate-like member configured to be fixed to the PTO cover 12 by
入力側スプール弁42c・42c・・・は、シリンダブロック41に形成される複数の孔に挿入され、入力側プランジャ42a・42a・・・によって吸入又は排出される作動油の油路を切り換えるものである。
The input-side spool valves 42c, 42c,... Are inserted into a plurality of holes formed in the
上記の如く構成された油圧ポンプ42において、入力側斜板42bが傾斜している際にシリンダブロック41が回転すると、入力側プランジャ42a・42a・・・及び入力側スプール弁42c・42c・・・は第二入力軸22の周りをシリンダブロック41と共に回転しながら、シリンダブロック41の孔内をその軸線方向に往復運動する。当該入力側プランジャ42a・42a・・・の往復運動により、入力側スプール弁42c・42c・・・が切り換える油路を通じて、作動油が吸入及び排出される。
In the
油圧モータ43は、その容量を変更不能に構成された定容量型油圧モータである。油圧モータ43は、主として出力側プランジャ43a・43a・・・、出力側斜板43b、出力側スプール弁43c・43c・・・等を具備する。
The
出力側プランジャ43a・43a・・・は、シリンダブロック41に形成される複数の孔に挿入され、作動油の吸入及び排出を行うものである。
The
出力側斜板43bは、第二入力軸22に対する傾斜角度を変更不能に構成された板状の部材である。出力側斜板43bは、第二入力軸22上であって、シリンダブロック41の前方に、第二入力軸22と相対回転可能となるように配置される。出力側斜板43bには、出力側プランジャ43a・43a・・・の突出端が当接される。
The output-
出力側スプール弁43c・43c・・・は、シリンダブロック41に形成される複数の孔に挿入され、出力側プランジャ43a・43a・・・によって吸入又は排出される作動油の油路を切り換えるものである。
The output side spool valves 43c, 43c,... Are inserted into a plurality of holes formed in the
上記の如く構成された油圧モータ43において、油圧ポンプ42により作動油が供給されると、出力側プランジャ43a・43a・・・はシリンダブロック41の孔内をその軸線方向に往復運動する。当該出力側プランジャ43a・43a・・・の往復運動により、出力側斜板43bがシリンダブロック41に対して相対的に回転する。
In the
出力軸44は、出力側斜板43bと一体的に回転する部材である。出力軸44は、その軸心部を中空に形成された中空軸である。出力軸44は、その内部に入力軸20を挿通した状態で、その後端は出力側斜板43bに固設される。
The
第一出力ギヤ45は、出力軸44の前端に固設される歯車である。
The
第二出力ギヤ46は、第一出力ギヤ45の後方において、出力軸44に固設される歯車である。
The
以下では、図3及び図4を用いて、上記の如く構成された無段変速機40の動作態様について説明する。エンジン3から入力軸20を介して伝達される動力により、シリンダブロック41が回転する。この際の入力軸20の回転数(シリンダブロック41の回転数)をNinとする。入力側斜板42bがシリンダブロック41の回転軸(第二入力軸22)の軸線と直交している場合、すなわち、入力側斜板42bの傾斜角度が0の場合、入力側プランジャ42a・42a・・・は往復運動を行わない。従って、油圧ポンプ42から油圧モータ43への作動油の供給が断たれるため、出力側プランジャ43a・43a・・・が往復運動をすることはなく、出力側斜板43bはシリンダブロック41と一体的に回転数Ninで回転する。すなわち、出力軸44は、出力側斜板43b及びシリンダブロック41を介して、入力軸20と一体的に回転数Ninで回転する。
Below, the operation | movement aspect of the continuously
入力側斜板42bを減速側(図4における−α側)に傾斜させると、出力側斜板43bはシリンダブロック41に対して入力軸20の回転方向と逆方向に相対的に回転する。入力側斜板42bの傾斜角度を−αまで傾斜させると、出力側斜板43bは、入力軸20の回転数Ninと同回転数でシリンダブロック41に対して相対的に回転する。従って、出力軸44の回転数は0となる。
When the input-side swash plate 42b is tilted toward the deceleration side (-α side in FIG. 4), the output-
入力側斜板42bを増速側(図4におけるα側)に傾斜させると、出力側斜板43bはシリンダブロック41に対して入力軸20の回転方向と同方向に相対的に回転する。入力側斜板42bの傾斜角度をαまで傾斜させると、出力側斜板43bは、入力軸20の回転数Ninと同回転数でシリンダブロック41に対して相対的に回転する。従って、出力軸44の回転数はNinの2倍となる。
When the input side swash plate 42b is tilted to the speed increasing side (α side in FIG. 4), the output side
また、本実施形態の如く無段変速機40を入力軸上に配置することによって、変速装置4の大型化を伴うことなく、変速装置4を高馬力のエンジン3に対応させることができる。
Further, by arranging the continuously
図2及び図3に示すように、リバーサクラッチ装置50は、出力軸44からの動力を取り出すものである。リバーサクラッチ装置50は、主として蓋体51、クラッチ軸52、第一前進ギヤ53、後進ギヤ54、第一前進クラッチ55、後進クラッチ56等を具備する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the reverser
蓋体51は、前支持壁10bの開口部10dを閉塞する部材である。蓋体51は、ボルト51aによって前支持壁10bに固設される。
The
クラッチ軸52は、入力軸20及び出力軸44と平行に配置される部材である。クラッチ軸52の前端は、蓋体51に回動可能に支持される。クラッチ軸52の後端は、後支持壁部10eに回動可能に支持される。
The
第一前進ギヤ53は、クラッチ軸52の中途部に回動可能に支持される歯車である。第一前進ギヤ53は、中間ギヤ53a(図2参照)を介して第二出力ギヤ46と連動連結される。
The
後進ギヤ54は、第一前進ギヤ53の前方において、クラッチ軸52に回動可能に支持される歯車である。後進ギヤ54は、第一出力ギヤ45と噛合される。
The
第一前進クラッチ55は、第一前進ギヤ53とクラッチ軸52との間の動力の断接を可能とするものである。第一前進クラッチ55は、第一前進ギヤ53の前方において、クラッチ軸52に固設される。
The first
後進クラッチ56は、後進ギヤ54とクラッチ軸52との間の動力の断接を可能とするものである。後進クラッチ56は、後進ギヤ54の後方において、クラッチ軸52に固設される。第一前進クラッチ55、後進クラッチ56、及び後述する第二前進クラッチ64と第三前進クラッチ65は、油圧クラッチにより構成され、電磁バルブを切り換えることにより「入」「切」が可能である。変速レバー7cの近傍には検知部が設けられ、当該検知部は前記電磁バルブと接続されて、変速レバー7cの回動操作を検知して、当該回動操作により第一前進クラッチ55等が切り換えられる構成としている。
The reverse clutch 56 enables power connection / disconnection between the
以下では、上記の如く構成されたリバーサクラッチ装置50の動作態様について説明する。第一前進ギヤ53は、中間ギヤ53aを介して第二出力ギヤ46から伝達される動力により回転駆動される。後進ギヤ54は、第一出力ギヤ45から伝達される動力により回転駆動される。第一前進ギヤ53と第二出力ギヤ46の間に中間ギヤ53aを介することにより、第一前進ギヤ53は、後進ギヤ54の回転方向と逆方向に回転駆動される。第一前進クラッチ55により、第一前進ギヤ53とクラッチ軸52とが接続された場合、第一前進ギヤ53の動力がクラッチ軸52へと伝達される。この場合にクラッチ軸52へと伝達される動力の回転方向を、作業車両1を前進させるための方向(以下、単に「順回転方向」と記す)とする。後進クラッチ56により、後進ギヤ54とクラッチ軸52とが接続された場合、後進ギヤ54の動力がクラッチ軸52へと伝達される。この場合にクラッチ軸52へと伝達される動力の回転方向を、作業車両1を後進させるための方向(以下、単に「逆回転方向」と記す)とする。
Below, the operation | movement aspect of the reverser
このように、第一前進クラッチ55と後進クラッチ56とを切り換えることにより、クラッチ軸52へと伝達する動力の回転方向を切り換えることができ、ひいては、作業車両1の前進と後進を切り換えることができる。
In this way, by switching between the first
また、リバーサクラッチ装置50は、一つのユニットとして着脱可能に構成されている。具体的には、前方からボルト51aを外すことにより、リバーサクラッチ装置50をユニットとして一体的に前方へ引き出すことが可能である。これによって、リバーサクラッチ装置50のメンテナンスを容易に行うことができ、また、組み立てを容易に行うことができる。
The reverser
なお、本実施形態においては、無段変速機40からの動力を順回転方向に取り出す第一前進クラッチ55と、逆回転方向に取り出す後進クラッチ56と、をリバーサクラッチ装置50に具備するものとしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、第一前進クラッチ55及び後進クラッチ56を、合成クラッチ装置60に具備する構成とすることも可能である。
In the present embodiment, the reverser
図2に示すように、合成クラッチ装置60は、出力軸44からの動力を取り出すものである。合成クラッチ装置60は、主としてカウンタ軸61、第二前進ギヤ62、第三前進ギヤ63、第二前進クラッチ64、第三前進クラッチ65等を具備する。
As shown in FIG. 2, the composite
カウンタ軸61は、入力軸20及び出力軸44と平行に配置される部材である。
The
第二前進ギヤ62は、カウンタ軸61の中途部に回動可能に支持される歯車である。第二前進ギヤ62は、第一出力ギヤ45と噛合される。
The
第三前進ギヤ63は、第二前進ギヤ62の後方において、カウンタ軸61に回動可能に支持される歯車である。第三前進ギヤ63は、中間ギヤ53aを介して第二出力ギヤ46と噛合される。
The third
第二前進クラッチ64は、第二前進ギヤ62とカウンタ軸61との間の動力の断接を可能とするものである。第二前進クラッチ64は、無段変速機40から低速の動力を取り出す低速クラッチとなるものである。第二前進クラッチ64は、第二前進ギヤ62の後方において、カウンタ軸61に取り付けられる。
The second
第三前進クラッチ65は、第三前進ギヤ63とカウンタ軸61との間の動力の断接を可能とするものである。第三前進クラッチ65は、無段変速機40から高速の動力を取り出す高速クラッチとなるものである。第三前進クラッチ65は、第三前進ギヤ63の前方において、カウンタ軸61に取り付けられる。
The third
以下では、上記の如く構成された合成クラッチ装置60の動作態様について説明する。第二前進ギヤ62は、第一出力ギヤ45から伝達される動力により回転駆動される。第三前進ギヤ63は、中間ギヤ53aを介して第二出力ギヤ46から伝達される動力により回転駆動される。第三前進ギヤ63と第二出力ギヤ46の間に中間ギヤ53aを介することにより、第三前進ギヤ63は、第二前進ギヤ62の回転方向と逆方向に回転駆動される。
Below, the operation | movement aspect of the synthetic | combination
第二前進クラッチ64により、第二前進ギヤ62とカウンタ軸61とが接続された場合、第二前進ギヤ62の動力がカウンタ軸61へと伝達される。第三前進クラッチ65により、第三前進ギヤ63とカウンタ軸61とが接続された場合、第三前進ギヤ63の動力がカウンタ軸61へと伝達される。
When the
このように、第二前進クラッチ64と第三前進クラッチ65とを切り換えることにより、出力軸44からカウンタ軸61へと伝達される動力の回転方向を切り換えることができる。
In this way, by switching between the second
遊星歯車機構70は、合成クラッチ装置60の前方に配置され、エンジン3からの動力と、出力軸44からの動力と、を合成して出力するものである。遊星歯車機構70は、主としてキャリヤ71、プラネタリギヤ72・72・・・、サンギヤ73、アウターギヤ74等を具備する。
The
キャリヤ71は、カウンタ軸61の前端部に、カウンタ軸61と相対回転可能に支持される。キャリヤ71は、遊星歯車機構70の第一伝動部となるものである。キャリヤ71の前端部には、その外周に歯を形成された歯車部71aが具備される。キャリヤ71の歯車部71aは、エンジン動力出力ギヤ21aと噛合される。
The
プラネタリギヤ72・72・・・は、キャリヤ71の後端部にプラネタリ軸72a・72a・・・を介してそれぞれ回動可能に支持される。プラネタリギヤ72・72・・・は、カウンタ軸61を中心とする同心円上に複数具備される。
The
サンギヤ73は、カウンタ軸61上であってキャリヤ71の後方に、カウンタ軸61と相対回転不能に支持される。サンギヤ73は、遊星歯車機構70の第二伝動部となるものである。サンギヤ73は、プラネタリギヤ72・72・・・と噛合される。
The
アウターギヤ74は、カウンタ軸61上であってサンギヤ73の後方に、カウンタ軸61と相対回転可能に支持される。アウターギヤ74は、遊星歯車機構70の第三伝動部となるものである。アウターギヤ74の前端部には、その内周に歯を形成された歯車部74aが具備される。アウターギヤ74の後端部には、その外周に歯を形成された歯車部74bが具備される。アウターギヤ74の歯車部74aは、プラネタリギヤ72・72・・・と噛合される。
The
以下では、上記の如く構成された遊星歯車機構70の動作態様について説明する。キャリヤ71は、エンジン動力出力ギヤ21aを介して入力軸20から伝達される動力により回転駆動される。これにより、プラネタリ軸72a・72a・・・は、カウンタ軸61を中心として回転駆動され、ひいては、プラネタリギヤ72・72・・・がカウンタ軸61を中心として回転駆動(公転)される。
Below, the operation | movement aspect of the
また、プラネタリギヤ72・72・・・は、サンギヤ73を介してカウンタ軸61から伝達される動力により、プラネタリ軸72a・72a・・・を中心として回転駆動(自転)される。
Further, the
アウターギヤ74は、プラネタリギヤ72・72・・・により回転駆動される。アウターギヤ74の動力は、歯車部74bから出力される。
The
このように、入力軸20から伝達される動力と、カウンタ軸61から伝達される動力は、プラネタリギヤ72・72・・・によって合成され、アウターギヤ74により出力される。
As described above, the power transmitted from the
上述の如く、リバーサクラッチ装置50及び合成クラッチ装置60を、入力軸20の軸方向において、遊星歯車機構70と無段変速機40との間に配置することによって、変速装置4をコンパクトに構成することができる。また、リバーサクラッチ装置50と合成クラッチ装置60とを互いに近い位置に配置することができ、当該リバーサクラッチ装置50及び合成クラッチ装置60の動作を制御するための油圧回路の構成を簡略化することができる。
As described above, the reverser
図2及び図3に示すように、副変速機構80は、伝達された動力を変速して出力するものである。副変速機構80は、主として高速駆動ギヤ81、低速駆動ギヤ82、副変速出力軸83、高速従動ギヤ84、低速従動ギヤ85、副変速クラッチ86等を具備する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
高速駆動ギヤ81は、クラッチ軸52の前端部に固設される歯車である。
The high
低速駆動ギヤ82は、高速駆動ギヤ81の後方において、クラッチ軸52に固設される歯車である。低速駆動ギヤ82は、アウターギヤ74の歯車部74bと噛合される。
The low
副変速出力軸83は、クラッチ軸52と平行に配置される部材である。副変速出力軸83は、後述する差動機構90の入力部となるものである。副変速出力軸83の前端は、前支持壁10bに回動可能に支持される。副変速出力軸83の後端は、後支持壁部10eに回動可能に支持される。
The auxiliary
高速従動ギヤ84は、副変速出力軸83の前端部に回動可能に支持される歯車である。高速従動ギヤ84は、高速駆動ギヤ81と噛合される。
The high-speed driven
低速従動ギヤ85は、高速従動ギヤ84の後方において、副変速出力軸83に回動可能に支持される歯車である。低速従動ギヤ85は、低速駆動ギヤ82と噛合される。なお、本実施形態においては、低速駆動ギヤ82及び低速従動ギヤ85による変速比は、高速駆動ギヤ81及び高速従動ギヤ84による変速比より大きい(すなわち、クラッチ軸52の回転数が一定の場合、低速従動ギヤ85の回転数は高速従動ギヤ84の回転数よりも小さい)ものとする。
The low-speed driven
副変速クラッチ86は、高速従動ギヤ84の後方かつ低速従動ギヤ85の前方に配置され、高速従動ギヤ84又は低速従動ギヤ85のいずれか一方と副変速出力軸83とを相対回転不能となるように接続した状態と、高速従動ギヤ84及び低速従動ギヤ85と副変速出力軸83とを相対回転可能となるように接続を解除した状態と、を切り換えるものである。
The
以下では、上記の如く構成された副変速機構80の動作態様について説明する。第一前進クラッチ55又は後進クラッチ56が作動している場合、無段変速機40の出力軸44より伝達される動力によってクラッチ軸52が回転駆動し、ひいては低速駆動ギヤ82及び高速駆動ギヤ81が回転駆動される。
Below, the operation | movement aspect of the
また、第二前進クラッチ64又は第三前進クラッチ65が作動している場合、遊星歯車機構70のアウターギヤ74より伝達される動力によって低速駆動ギヤ82が回転駆動し、ひいてはクラッチ軸52及び高速駆動ギヤ81が回転駆動される。
Further, when the second forward clutch 64 or the third
低速従動ギヤ85は、低速駆動ギヤ82から伝達される動力により回転駆動される。高速従動ギヤ84は、高速駆動ギヤ81から伝達される動力により回転駆動される。
The low speed driven
副変速クラッチ86により、低速従動ギヤ85と副変速出力軸83とが接続された場合、低速従動ギヤ85の動力が副変速出力軸83へと伝達される。副変速クラッチ86により、高速従動ギヤ84と副変速出力軸83とが接続された場合、高速従動ギヤ84の動力が副変速出力軸83へと伝達される。
When the low speed driven
このように、副変速クラッチ86を切り換えることにより、クラッチ軸52から副変速出力軸83へと伝達される動力の回転数を切り換えることができ、ひいては、作業車両の車速を切り換えることができる。
Thus, by switching the
また、リバーサクラッチ装置50と合成クラッチ装置60とを選択的に切り換えることにより、無段変速機40からの動力又は遊星歯車機構70からの動力を選択的にクラッチ軸52へと取り出すことができる。これによって、必要に応じて所望の動力を取り出すことができる。
Further, by selectively switching between the reverser
差動機構90は、副変速機構80から伝達される動力を左右に分配して出力するものである。差動機構90は、副変速出力軸83の後端部と連動連結される。すなわち、差動機構90は、入力軸20、無段変速機40、リバーサクラッチ装置50等の動力伝達下流側に配置される。差動機構90により左右に分配された動力は、最終減速機構91により減速された後、左右の後輪6・6へと伝達される。
The
なお、本実施形態において、エンジン3からの動力が前輪5・5及びPTO出力軸13へと伝達される経路については、説明を省略する。
In the present embodiment, the description of the path through which the power from the
以下では、図2及び図5を用いて、上記の如く構成された変速装置4を具備する作業車両1における、無段変速機40の出力軸44の回転数と作業車両1の車速との関係を説明する。図5のF1は、第一前進クラッチ55により第一前進ギヤ53とクラッチ軸52とが接続された場合、F2は、第二前進クラッチ64により第二前進ギヤ62とカウンタ軸61とが接続された場合、F3は、第三前進クラッチ65により第三前進ギヤ63とカウンタ軸61とが接続された場合、Rは、後進クラッチ56により後進ギヤ54とクラッチ軸52とが接続された場合、をそれぞれ示す。なお、説明の便宜上、いずれの場合も、副変速クラッチ86により低速従動ギヤ85と副変速出力軸83とが接続されているものとする。
Hereinafter, with reference to FIGS. 2 and 5, the relationship between the rotation speed of the
第一前進クラッチ55により第一前進ギヤ53とクラッチ軸52とが接続された場合、又は後進クラッチ56により後進ギヤ54とクラッチ軸52とが接続された場合(図5のF1及びR参照)において、出力軸44の回転数が0の場合、作業車両1の車速は0となる。
When the
F1で示すように、第一前進クラッチ55により第一前進ギヤ53とクラッチ軸52とが接続された場合において、出力軸44の回転数を増加させると、作業車両1の車速は上昇する。
As indicated by F1, when the
F1とF2とが交差する点の近傍において、第一前進クラッチ55を解除し、第二前進クラッチ64により第二前進ギヤ62とカウンタ軸61とを接続させる。この場合、F2で示すように、出力軸44の回転数を減少させると、作業車両1の車速は上昇する。
In the vicinity of the point where F1 and F2 intersect, the first
F2とF3とが交差する点の近傍において、第二前進クラッチ64を解除し、第三前進クラッチ65により第三前進ギヤ63とカウンタ軸61とを接続させる。この場合、F3で示すように、出力軸44の回転数を増加させると、作業車両1の車速は上昇する。
In the vicinity of the point where F2 and F3 intersect, the second
また、Rで示すように、後進クラッチ56により後進ギヤ54とクラッチ軸52とが接続された場合において、出力軸44の回転数を増加させると、作業車両1の車速は0から減少、すなわち、作業車両1は後進する。
Further, as indicated by R, when the
なお、図5においては、副変速クラッチ86により低速従動ギヤ85と副変速出力軸83とが接続されているものとしたが、副変速クラッチ86により高速従動ギヤ84と副変速出力軸83とが接続された場合も、変速の態様は略同一である。
In FIG. 5, the low speed driven
すなわち、第一前進クラッチ55により第一前進ギヤ53とクラッチ軸52とが接続された場合において、出力軸44の回転数を増加させると、作業車両1の車速は上昇する。
That is, when the
第一前進クラッチ55を解除し、第二前進クラッチ64により第二前進ギヤ62とカウンタ軸61とを接続させた場合、出力軸44の回転数を減少させると、作業車両1の車速は上昇する。
When the first
第二前進クラッチ64を解除し、第三前進クラッチ65により第三前進ギヤ63とカウンタ軸61とを接続させた場合、出力軸44の回転数を増加させると、作業車両1の車速は上昇する。
When the second
また、後進クラッチ56により後進ギヤ54とクラッチ軸52とが接続された場合において、出力軸44の回転数を増加させると、作業車両1の車速は0から減少、すなわち、作業車両1は後進する。
Further, when the
なお、高速従動ギヤ84と副変速出力軸83とが接続された場合、低速従動ギヤ85と副変速出力軸83とが接続された場合よりも、出力軸44の回転数の変化に対する車速の変化が大きくなる。
When the high-speed driven
上述の如く構成された変速装置4を具備する作業車両1における、作業車両1の車速と牽引力との関係を図6に示す。
FIG. 6 shows the relationship between the vehicle speed of the
図6の曲線E1は、エンジン3の出力を示す。また、L1、L2、L3、H1、H2、及びH3は、以下に述べるそれぞれの条件における車速と牽引力との関係を示す。
A curve E <b> 1 in FIG. 6 indicates the output of the
L1及びH1は、第一前進クラッチ55により第一前進ギヤ53とクラッチ軸52とが接続された場合、L2及びH2は、第二前進クラッチ64により第二前進ギヤ62とカウンタ軸61とが接続された場合、L3及びH3は、第三前進クラッチ65により第三前進ギヤ63とカウンタ軸61とが接続された場合、をそれぞれ示す。
When L1 and H1 are connected to the
また、L1、L2、及びL3は、副変速クラッチ86により低速従動ギヤ85と副変速出力軸83とが接続された場合、H1、H2、及びH3は、副変速クラッチ86により高速従動ギヤ84と副変速出力軸83とが接続された場合、をそれぞれ示す。
L1, L2, and L3 are connected to the high-speed driven
図6に示すように、変速装置4は、リバーサクラッチ装置50、合成クラッチ装置60、及び副変速クラッチ86の組み合わせによって、エンジン3の出力範囲をカバーすることができ、エンジン3の出力に対応した変速が可能となる。また、無段変速機40と遊星歯車機構70とを組み合わせたことによって、少ないクラッチ(本実施形態においては、リバーサクラッチ装置50、合成クラッチ装置60、及び副変速クラッチ86)の切り換えのみで、広い範囲で車速を変速することができる。これによって、細かい変速は主変速(油圧ポンプ42による作動油の吐出量)の調節だけでよく、作業車両1の変速操作を簡単に行うことができる。
As shown in FIG. 6, the
なお、本実施形態においては、入力軸20の軸方向において、遊星歯車機構70の後方に無段変速機40が配置される構成としたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、入力軸20の軸方向において、無段変速機40の後方に遊星歯車機構70を配置し、無段変速機40と遊星歯車機構70との間に、リバーサクラッチ装置50及び合成クラッチ装置60を配置する構成とすることも可能である。
In the present embodiment, the continuously
以下では、変速装置の第二の実施形態である変速装置204について説明する。なお、第一の実施形態における変速装置4(図2参照)と略同一の構成の部材には同一の符号を付し、説明を省略する。
Below, the
図7に示すように、変速装置204が変速装置4と異なる点は、合成クラッチ装置60に代えて、合成クラッチ装置260を具備する点である。合成クラッチ装置260が合成クラッチ装置60と異なる点は、第三前進ギヤ63及び第三前進クラッチ65を具備しない点である。
As shown in FIG. 7, the
上述の如く構成された変速装置204を具備する作業車両における、当該作業車両の車速と牽引力との関係を図8に示す。
FIG. 8 shows the relationship between the vehicle speed of the work vehicle and the traction force in the work vehicle including the
図8の曲線E2は、エンジン203の出力を示す。また、L1、L2、H1、及びH2は、以下に述べるそれぞれの条件における車速と牽引力との関係を示す。なお、エンジン203の出力馬力は、エンジン3の出力馬力より低いものとする。
A curve E2 in FIG. 8 shows the output of the
L1及びH1は、第一前進クラッチ55により第一前進ギヤ53とクラッチ軸52とが接続された場合、L2及びH2は、第二前進クラッチ64により第二前進ギヤ62とカウンタ軸61とが接続された場合、をそれぞれ示す。
When L1 and H1 are connected to the
また、L1及びL2は、副変速クラッチ86により低速従動ギヤ85と副変速出力軸83とが接続された場合、H1及びH2は、副変速クラッチ86により高速従動ギヤ84と副変速出力軸83とが接続された場合、をそれぞれ示す。
L1 and L2 are connected to the low-speed driven
図8に示すように、変速装置204は、リバーサクラッチ装置50、合成クラッチ装置260、及び副変速クラッチ86の組み合わせによって、エンジン203の出力範囲をカバーすることができ、エンジン203の出力に対応した変速が可能となる。また、無段変速機40と遊星歯車機構70とを組み合わせたことによって、少ないクラッチ(本実施形態においては、リバーサクラッチ装置50、合成クラッチ装置260、及び副変速クラッチ86)の切り換えのみで、広い範囲で車速を変速することができる。これによって、細かい変速は主変速(油圧ポンプ42による作動油の吐出量)の調節だけでよく、作業車両1の変速操作を簡単に行うことができる。
As shown in FIG. 8, the
また、変速装置4と変速装置204とを比較して分かるように、エンジンの馬力が異なる場合においても、無段変速機40、リバーサクラッチ装置50、及び遊星歯車機構70を共通して用いることができる。このように、無段変速機40、リバーサクラッチ装置50、及び遊星歯車機構70に汎用性を持たせることにより、部品の共通化を図り、部品コストの削減を図ることができる。
Further, as can be seen by comparing the
以下では、変速装置の第三の実施形態である変速装置304について説明する。なお、第一の実施形態における変速装置4(図2参照)と略同一の構成の部材には同一の符号を付し、説明を省略する。
Below, the
図9に示すように、変速装置304が変速装置4と異なる点は、合成クラッチ装置60及び遊星歯車機構70を具備しない点である。
As shown in FIG. 9, the
上述の如く構成された変速装置304を具備する作業車両における、当該作業車両の車速と牽引力との関係を図10に示す。
FIG. 10 shows the relationship between the vehicle speed of the work vehicle and the traction force in the work vehicle equipped with the
図10の曲線E3は、エンジン303の出力を示す。また、L1及びH1は、以下に述べるそれぞれの条件における車速と牽引力との関係を示す。なお、エンジン303の出力馬力は、エンジン203の出力馬力より低いものとする。
A curve E3 in FIG. 10 shows the output of the
L1及びH1は、第一前進クラッチ55により第一前進ギヤ53とクラッチ軸52とが接続された場合を示す。
L1 and H1 show the case where the
また、L1は、副変速クラッチ86により低速従動ギヤ85と副変速出力軸83とが接続された場合、H1は、副変速クラッチ86により高速従動ギヤ84と副変速出力軸83とが接続された場合、をそれぞれ示す。
L1 indicates that the low-speed driven
図10に示すように、変速装置304は、リバーサクラッチ装置50及び副変速クラッチ86の組み合わせによって、エンジン303の出力範囲をカバーすることができ、エンジン303の出力に対応した変速が可能となる。
As shown in FIG. 10, the
また、変速装置4と変速装置304とを比較して分かるように、エンジンの馬力が異なる場合においても、無段変速機40及びリバーサクラッチ装置50を共通して用いることができる。このように、無段変速機40及びリバーサクラッチ装置50に汎用性を持たせることにより、部品の共通化を図り、部品コストの削減を図ることができる。
As can be seen by comparing the
以上の如く、変速装置4は、エンジン3からの動力を伝達する入力軸20と、入力軸20上に配置され、入力軸20から伝達される動力を無段階に変速して出力する無段変速機40と、無段変速機40から出力される動力を順回転方向又は逆回転方向に取り出して出力するリバーサクラッチ装置50と、を具備し、リバーサクラッチ装置50を選択的に切り換えるとともに、無段変速機40を無段階に変速することによって変速するものである。このように構成することにより、リバーサクラッチ装置50を切り換えることによって出力される動力の回転方向を選択できるとともに、無段変速機40を無段階に変速させることによって作業車両1を変速させることができる。また、無段変速機40及びリバーサクラッチ装置50と、その他の変速要素(例えば、遊星歯車機構70等)を組み合わせることで、無段変速機40及びリバーサクラッチ装置50を作業車両1の変速装置の変速要素として用いることができる。従って、無段変速機40及びリバーサクラッチ装置50を種々の変速装置(例えば、駆動源の馬力毎に対応する変速装置)に用いることができ、当該無段変速機40及びリバーサクラッチ装置50の共通化によるコストの削減や、部品点数の削減、開発期間の削減等を図ることができる。
As described above, the
また、変速装置4は、無段変速機40から出力される動力を取り出して出力する合成クラッチ装置60と、エンジン3からの動力と合成クラッチ装置60から出力される動力とを合成して出力する遊星歯車機構70と、を具備し、リバーサクラッチ装置50と合成クラッチ装置60とを選択的に切り換えるとともに、無段変速機40を無段階に変速することによって変速するものである。このように構成することにより、無段変速機40から直接動力を出力する他、無段変速機40からの動力とエンジン3からの動力を合成して出力することができる。従って、リバーサクラッチ装置50及び合成クラッチ装置60を選択的に切り換え、無段変速機40を無段階に変速させることによって、エンジン3の出力に合わせて幅広い変速を行うことができる。
Further, the
また、変速装置4は、エンジン3からの動力と他の動力とを合成して出力する遊星歯車機構70と、リバーサクラッチ装置50からの動力を取り出して出力、又は遊星歯車機構70に伝達する合成クラッチ装置60と、を具備し、リバーサクラッチ装置50と合成クラッチ装置60とを選択的に切り換えるとともに、無段変速機40を無段階に変速することによって変速するものである。このように構成することにより、無段変速機40から直接動力を出力する他、無段変速機40からの動力とエンジン3からの動力を合成して出力することができる。従って、リバーサクラッチ装置50及び合成クラッチ装置60を選択的に切り換え、無段変速機40を無段階に変速させることによって、エンジン3の出力に合わせて幅広い変速を行うことができる。
The
1 作業車両
3 エンジン(駆動源)
4 変速装置
10 トランスミッションケース
20 入力軸
40 無段変速機
42 油圧ポンプ
43 油圧モータ
50 リバーサクラッチ装置
53a 中間ギヤ
55 第一前進クラッチ
56 後進クラッチ
60 合成クラッチ装置(60)
64 第二前進クラッチ
65 第三前進クラッチ
70 遊星歯車機構
80 副変速機構
90 差動機構
1 Working
DESCRIPTION OF
64 Second forward clutch 65 Third forward clutch 70
Claims (1)
前記入力軸上に配置され、前記入力軸から伝達される動力を無段階に変速して出力する無段変速機と、
前記無段変速機から出力される動力を、順回転方向又は逆回転方向に取り出して出力するリバーサクラッチ装置を具備し、
前記リバーサクラッチ装置を選択的に切り換えるとともに、前記無段変速機を無段階に変速することによって変速可能とするとともに、
前記無段変速機から出力される動力を取り出して出力する合成クラッチ装置と、前記駆動源からの動力と、前記合成クラッチ装置から出力される動力とを合成して出力する遊星歯車機構をも具備し、
前記リバーサクラッチ装置と前記合成クラッチ装置とを選択的に切り換えるとともに、前記無段変速機を無段階に変速することによって、変速することを特徴とする作業車両の変速装置。 An input shaft that transmits power from the drive source;
A continuously variable transmission that is arranged on the input shaft and continuously outputs and transmits power transmitted from the input shaft;
Comprising a reverser clutch device that outputs the power output from the continuously variable transmission in the forward rotation direction or the reverse rotation direction;
While selectively switching the reverser clutch device, and making the continuously variable transmission steplessly variable, it is possible to shift,
A composite clutch device that extracts and outputs the power output from the continuously variable transmission, and a planetary gear mechanism that combines and outputs the power from the drive source and the power output from the composite clutch device are also provided. And
A transmission for a work vehicle, wherein the reverser clutch device and the composite clutch device are selectively switched, and the continuously variable transmission is shifted steplessly .
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