JP6539888B2

JP6539888B2 - トランスミッション

Info

Publication number: JP6539888B2
Application number: JP2015105000A
Authority: JP
Inventors: 輝延吉岡; 哲上野
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2019-07-10
Anticipated expiration: 2035-05-22
Also published as: JP2016215918A

Description

本発明は、トランスミッションに関し、特にＰＴＯ（Powertake-off ）軸を備えたトランスミッションに関する。

従来、トラクタなど、作業機（例えば、ロータリー等）を連結可能な作業車両が知られている。このような作業車両はトランスミッションハウジングから外部に突出したＰＴＯ軸を備えている。そして、ＰＴＯ軸に作業機を連結することでエンジンの駆動力を作業機に伝達している（特許文献１参照）。

特開２００７−１９０９６７号公報

ところで、ＰＴＯ軸には地域によって様々な規格があり、例えば、短軸のＰＴＯ軸と長軸のＰＴＯ軸とがある。この場合、短軸と長軸とでは支持する位置等が異なるため、短軸と長軸のＰＴＯ軸用にそれぞれトランスミッションハウジング等を専用設計しており、互換性はなかった。そのため、部品点数及び管理工数が増加し、コストアップの要因となっていた。したがって、部品の兼用化によるコスト削減が求められていた。

本発明は、短軸のＰＴＯ軸を取り付け可能なトランスミッションにおいて、長軸のＰＴＯ軸を取り付けることができる構造としたトランスミッションを提供することを目的とする。

本発明のトランスミッションは、リヤカバーを有するトランスミッションハウジングと、前記トランスミッションハウジング内から前記リヤカバーの孔部を通じて後方へ突出するＰＴＯ軸と、前記リヤカバーに取り付けられ、前記ＰＴＯ軸の一部を覆う延長ケースと、前記延長ケース内に設けられ、前記ＰＴＯ軸を支持する軸受とを備えるとともに、前記延長ケースは、前記軸受を内包し、一端が前記リヤカバーの外面に取り付けられる筒体と、前記筒体の他端を覆う板状部及び前記ＰＴＯ軸が挿通される貫通孔を有する蓋体とを備え、前記筒体には、前記リヤカバーへ取り付けるための取付座面が形成され、前記取付座面には、前記リヤカバーに嵌合される嵌合部が形成されている。

上記のトランスミッションにおいて、前記延長ケースは、前記リヤカバーに固定される構成としてもよい。

本発明のトランスミッションによれば、軸受を内包した延長ケースをトランスミッションハウジングのリヤカバーに取り付ける構成としている。これにより、リヤカバーの後方でＰＴＯ軸を支持することができるので、短軸のＰＴＯ軸用のトランスミッションハウジングを用いて長軸のＰＴＯ軸を取り付けることができる。よって、短軸のＰＴＯ軸を備えたトランスミッションと長軸のＰＴＯ軸を備えたトランスミッションとを製造する際に、トランスミッションハウジングを兼用化できる。したがって、短軸と長軸のＰＴＯ軸用にそれぞれトランスミッションハウジングを専用設計する必要がなく、部品点数及び管理工数を削減でき、コストを削減することができる。また、延長ケースを筒体と蓋体とで構成することにより、作製が容易な形状の部品であって、かつ少ない部品点数で延長ケースを構成することができる。

また、本発明のトランスミッションによれば、延長ケースをリヤカバーに固定することにより、延長ケースをリヤカバーに容易に取り付けることができる。

トラクタの外観斜視図である。トラクタの動力伝達系統を示す図である。トランスミッションを示す図である。トランスミッションの構造を示す図である。図４の矢印Ｆから見た図である。図４の矢印Ｒから見た図である。図４の矢印Ｌから見た図である。トランスミッションハウジングの構成を示す図である。リヤカバーの後面図である。リヤカバーとＰＴＯ軸と延長ケースとを示す図である。図１０の分解図である。図１０の縦断面図である。リヤカバーと短軸のＰＴＯ軸と蓋体とを示す図である。

本発明の技術的思想は、トラクタ、田植機、コンバイン等の農作業機やホイルローダ等の特殊作業車両をはじめ、あらゆる作業車両に適用することが可能である。以下では、代表的な作業車両であるトラクタを用いて説明する。

まず、トラクタ１００について簡単に説明する。

図１は、トラクタ１００を示している。図中には、トラクタ１００の前後方向、左右方向及び上下方向を表す。

トラクタ１００は、主に、フレーム１と、エンジン２と、トランスミッション３と、フロントアクスル４と、リヤアクスル５と、で構成されている。また、トラクタ１００は、キャビン６を備えている。キャビン６は、その内側が操縦室になっており、運転座席やアクセルペダル、シフトレバーなどが配置されている。

フレーム１は、トラクタ１００の前部における骨格をなす。フレーム１は、トランスミッション３やリヤアクスル５とともにトラクタ１００のシャシを構成する。以下に説明するエンジン２は、フレーム１によって支持される。

エンジン２は、燃料を燃焼させて得た熱エネルギーを運動エネルギーに変換する。つまり、エンジン２は、燃料を燃やすことによって回転動力を生み出す。なお、エンジン２には、エンジン制御装置が接続されている（図示せず）。エンジン制御装置は、オペレータがアクセルペダルなどを操作すると、その操作に応じてエンジン２の運転状態を変更する。また、エンジン２には、排気浄化装置２Ｅが備えられている。排気浄化装置２Ｅは、排気に含まれる微粒子や一酸化炭素、炭化水素などを酸化する。

トランスミッション３は、エンジン２の回転動力をフロントアクスル４やリヤアクスル５に伝達する。トランスミッション３には、連結クラッチを介してエンジン２の回転動力が入力される。なお、トランスミッション３には、変速機構３Ｓが設けられている（図２参照）。変速機構３Ｓは、オペレータがシフトレバーなどを操作すると、その操作に応じてトラクタ１００の走行速度を変更する。また、トランスミッション３には、前輪駆動機構３Ｆや作業機駆動機構３Ｐが設けられている（図２参照）。前輪駆動機構３Ｆは、オペレータがセレクトスイッチを操作すると、その操作に応じてフロントタイヤ４１の駆動態様を変更する。作業機駆動機構３Ｐは、オペレータがパワースイッチなどを操作すると、その操作に応じて作業機（図示せず：例えばロータリーなど）の稼働態様を変更する。

フロントアクスル４は、エンジン２の回転動力をフロントタイヤ４１に伝達する。フロントアクスル４には、トランスミッション３を介してエンジン２の回転動力が入力される。なお、フロントアクスル４には、操舵装置が並設されている（図示せず）。操舵装置は、オペレータがハンドルを操作すると、その操作に応じてフロントタイヤ４１の舵角を変更する。

リヤアクスル５は、エンジン２の回転動力をリヤタイヤ５１に伝達する。リヤアクスル５には、トランスミッション３を介してエンジン２の回転動力が入力される。なお、リヤアクスル５には、制動機構５Ｂが備えられている（図２参照）。制動機構５Ｂは、オペレータがブレーキペダルを操作すると、その操作に応じてリヤタイヤ５１の回転速度を低下若しくは停止させる。また、制動機構５Ｂは、オペレータがハンドルを操作すると、その操作に応じて一方のリヤタイヤ５１の回転速度を低下若しくは停止させることもできる（かかる機能を「オートブレーキ機能」という）。

次に、トラクタ１００の動力伝達系統について説明する。

トラクタ１００の動力伝達系統は、主に、トランスミッション３と、フロントアクスル４と、リヤアクスル５と、で構成されている。ここでは、トランスミッション３の構造に着目して説明する。

図２は、トラクタ１００の動力伝達系統を示している。図３は、トランスミッション３を示している。図４は、トランスミッション３の構造を示している。図５は、図４の矢印Ｆから見た図であり、図６は、図４の矢印Ｒから見た図である。そして、図７は、図４の矢印Ｌから見た図である。

トランスミッション３は、作動油によって稼動する油圧ユニットを備えている。例えば、前後進切換装置３２を構成する前進クラッチ３２１や後進クラッチ３２２、前輪駆動切換装置３４を構成する等速クラッチ３４１や増速クラッチ３４２、作業機駆動切換装置３５を構成するＰＴＯクラッチ３５１などである。

主変速装置３１は、インプットシャフト３１２とアウトプットシャフト３１３の回転速度の比を無段階に変更できる。無段変速装置３１１は、インプットシャフト３１２とアウトプットシャフト３１３が接続されている。インプットシャフト３１２は、回転自在に支持されたプランジャブロック３１４に連結されている。プランジャブロック３１４は、高圧の作動油を送り出し、油圧ポンプ３１Ｐとしての機能を果たす。アウトプットシャフト３１３は、回転自在に支持されたモータケース３１５に連結されている。モータケース３１５は、高圧の作動油を受けることによって回転し、油圧モータ３１Ｍとしての機能を果たす。なお、アウトプットシャフト３１３には、前進駆動ギヤ３１６と後進駆動ギヤ３１７が取り付けられている。前進駆動ギヤ３１６と後進駆動ギヤ３１７は、前後進切換装置３２へ回転動力を伝達する。

前後進切換装置３２は、前進クラッチ３２１と後進クラッチ３２２のいずれかを介して回転動力を伝達できる。前進クラッチ３２１は、前進駆動ギヤ３１６に噛み合う前進従動ギヤ３２３を有している。前進クラッチ３２１は、作動することにより、アウトプットシャフト３１３の回転動力をセンターシャフト３２５に伝達する。後進クラッチ３２２は、リバースギヤを介して後進駆動ギヤ３１７に噛み合う後進従動ギヤ３２４を有している。後進クラッチ３２２は、作動することにより、アウトプットシャフト３１３の回転動力をセンターシャフト３２５に伝達する。なお、センターシャフト３２５には、超低速駆動ギヤ３２６と一速駆動ギヤ３２７と二速駆動ギヤ３２８が取り付けられている。超低速駆動ギヤ３２６と一速駆動ギヤ３２７と二速駆動ギヤ３２８は、副変速装置３３へ回転動力を伝達する。

副変速装置３３は、センターシャフト３２５とセンターシャフト３３７の回転速度の比を複数段階に変更できる。超低速ドグユニット３３１は、超低速駆動ギヤ３２６に噛み合う超低速従動ギヤ３３４に隣接している。超低速ドグユニット３３１は、作動することにより、センターシャフト３２５の回転動力をセンターシャフト３３７に伝達する。一速ドグユニット３３２は、一速駆動ギヤ３２７に噛み合う一速従動ギヤ３３５に隣接している。一速ドグユニット３３２は、作動することにより、センターシャフト３２５の回転動力をセンターシャフト３３７に伝達する。二速ドグユニット３３３は、二速駆動ギヤ３２８に噛み合う二速従動ギヤ３３６に隣接している。二速ドグユニット３３３は、作動することにより、センターシャフト３２５の回転動力をセンターシャフト３３７に伝達する。なお、センターシャフト３３７には、フロント駆動ギヤ３３８とリヤピニオンギヤ３３９が取り付けられている。フロント駆動ギヤ３３８は、フロント従動ギヤ３３Ａと等速駆動ギヤ３３Ｂと増速駆動ギヤ３３Ｃとを有するカウンタシャフト３３Ｄを介して前輪駆動切換装置３４へ回転動力を伝達する。リヤピニオンギヤ３３９は、デファレンシャルギヤユニット３３Ｅを介してリヤアクスル５へ回転動力を伝達する。

前輪駆動切換装置３４は、等速クラッチ３４１と増速クラッチ３４２のいずれかを介して回転動力を伝達できる。等速クラッチ３４１は、等速駆動ギヤ３３Ｂに噛み合う等速従動ギヤ３４３を有している。等速クラッチ３４１は、作動することにより、カウンタシャフト３３Ｄの回転動力をセンターシャフト３４５に伝達する。増速クラッチ３４２は、増速駆動ギヤ３３Ｃに噛み合う増速従動ギヤ３４４を有している。増速クラッチ３４２は、作動することにより、カウンタシャフト３３Ｄの回転動力をセンターシャフト３４５に伝達する。なお、センターシャフト３４５には、プロペラシャフト３４６が取り付けられている。また、プロペラシャフト３４６には、フロントピニオンギヤ３４７が取り付けられている。フロントピニオンギヤ３４７は、フロントアクスル４へ回転動力を伝達する。

このような構造により、トランスミッション３は、トラクタ１００の走行速度（停止を含む走行速度）を変更自在としている。また、トランスミッション３は、トラクタ１００の走行方向（前進又は後進）を変更自在としている。更に、トランスミッション３は、フロントタイヤ４１の駆動態様（等速四輪駆動若しくは増速四輪駆動又は非駆動）を変更自在としている。

作業機駆動切換装置３５は、ＰＴＯクラッチ３５１を介して回転動力を伝達できる。ＰＴＯクラッチ３５１は、駆動ギヤ３１８に噛み合う従動ギヤ３５２を有している。ＰＴＯクラッチ３５１は、作動することにより、インプットシャフト３１２の回転動力をセンターシャフト３５３に伝達する。なお、センターシャフト３５３には、一速駆動ギヤ３５４と二速駆動ギヤ３５５と三速駆動ギヤ３５６と四速駆動ギヤ３５７と逆転駆動ギヤ３５８が取り付けられている。一速駆動ギヤ３５４と二速駆動ギヤ３５５と三速駆動ギヤ３５６と四速駆動ギヤ３５７と逆転駆動ギヤ３５８は、作業機変速装置３６へ回転動力を伝達する。

作業機変速装置３６は、センターシャフト３５３とセンターシャフト３６９の回転速度の比を複数段階に変更できる。第一ドグユニット３６１は、一速従動ギヤ３６４と二速従動ギヤ３６５の間に配置されている。第一ドグユニット３６１は、スリーブが一方へ摺動することにより、一速駆動ギヤ３５４と一速従動ギヤ３６４を介してセンターシャフト３５３の回転動力をセンターシャフト３６９に伝達する。また、第一ドグユニット３６１は、スリーブが他方へ摺動することにより、二速駆動ギヤ３５５と二速従動ギヤ３６５を介してセンターシャフト３５３の回転動力をセンターシャフト３６９に伝達する。第二ドグユニット３６２は、三速従動ギヤ３６６に隣接している。第二ドグユニット３６２は、スリーブが一方へ摺動することにより、三速駆動ギヤ３５６と三速従動ギヤ３６６を介してセンターシャフト３５３の回転動力をセンターシャフト３６９に伝達する。第三ドグユニット３６３は、四速従動ギヤ３６７と逆転従動ギヤ３６８の間に配置されている。第三ドグユニット３６３は、スリーブが一方へ摺動することにより、四速駆動ギヤ３５７と四速従動ギヤ３６７を介してセンターシャフト３５３の回転動力をセンターシャフト３６９に伝達する。また、第三ドグユニット３６３は、スリーブが他方へ摺動することにより、逆転駆動ギヤ３５８とリバースギヤと逆転従動ギヤ３６８を介してセンターシャフト３５３の回転動力をセンターシャフト３６９に伝達する。なお、センターシャフト３６９には、ドライブシャフト３６Ａが取り付けられている。また、ドライブシャフト３６Ａには、ＰＴＯ駆動ギヤ３６Ｂが取り付けられている。ＰＴＯ駆動ギヤ３６Ｂは、ＰＴＯ従動ギヤ３６Ｃを有するＰＴＯ軸３６Ｄを介して作業機へ回転動力を伝達する。

このような構造により、トランスミッション３は、作業機の稼働速度（停止を含む稼働速度）を変更自在としている。また、トランスミッション３は、作業機の稼働方向（正転又は逆転）を変更自在としている。

次に、トランスミッションハウジング７について説明する。

図８は、トランスミッションハウジング７の構成を示している。図中には、トラクタ１００の前後方向、左右方向及び上下方向を表す。

トランスミッションハウジング７は、主に、メインブロック７１と、センターブロック７２と、フロントカバー７３と、リヤカバー７４と、で構成されている。

メインブロック７１は、トランスミッションハウジング７の主たる構造体である。メインブロック７１は、ねずみ鋳鉄（例えばＦＣ２５０）による鋳造品である。メインブロック７１は、その内側に複数の軸受孔が設けられている。

センターブロック７２は、メインブロック７１の前端面に固定される。センターブロック７２は、アルミ合金（例えばＡＤＣ１２）による鋳造品である。センターブロック７２は、その内側に複数の軸受孔が設けられている。センターブロック７２は、ガスケット７６を介してメインブロック７１に固定される。ガスケット７６には、ボルトを通すための穴が開けられている。

フロントカバー７３は、センターブロック７２の前端面に固定される。フロントカバー７３は、アルミ合金（例えばＡＤＣ１２）による鋳造品である。フロントカバー７３には、複数の軸受孔が設けられている。フロントカバー７３は、ガスケット７７を介してセンターブロック７２に固定される。ガスケット７７には、ボルトを通すための穴が開けられている。

図９は、リヤカバー７４の後面図である。リヤカバー７４は、メインブロック７１の後端面に固定される。リヤカバー７４は、アルミ合金（例えばＡＤＣ１２）による鋳造品である。リヤカバー７４の後面には、ＰＴＯ軸３６Ｄの延長ケース７５（図１０参照）又は蓋体７９（図１３参照）を取り付けるための取付座面７４４が形成されている。取付座面７４４には複数のボルト穴７４５が形成されている。リヤカバー７４には、複数の軸受孔が設けられている。具体的には、インプットシャフト３１２の軸受孔７４１（貫通せず）と、ドライブシャフト３６９の軸受孔７４２（貫通せず）と、ＰＴＯ軸３６Ｄの軸受孔（孔部）７４３（貫通する）と、が設けられている。リヤカバー７４は、ガスケット７８を介してメインブロック７１に固定される。ガスケット７８には、ボルトを通すための穴が開けられている。

次に、延長ケース７５及び蓋体７９について詳しく説明する。

図１０は、リヤカバー７４とＰＴＯ軸３６Ｄと延長ケース７５とを示している。図中には、トラクタ１００の前後方向、左右方向及び上下方向を表す。図１１は、図１０の分解図である。図１２は、図１０の縦断面図である。なお、リヤカバー７４の後面（外面）には、延長ケース７５及びＰＴＯ軸３６Ｄを囲むＰＴＯ軸カバーが取り付けられるが、ここでは図を見やすくするため図示していない。

ＰＴＯ軸３６Ｄは、トランスミッションハウジング７内からリヤカバー７５の軸受孔７４３を通じて後方へ突出している。延長ケース７５は、リヤカバー７４の外面に取り付けられ、ＰＴＯ軸３６Ｄの突出している部分の一部を覆っている。本実施形態では、ＰＴＯ軸３６Ｄのリヤカバー７４から突出している部分の半分程度を延長ケース７５で覆っている。

延長ケース７５は筒体７５１と蓋体７５２とで構成される。筒体７５１内には複数の軸受３６Ｆが備えられる。筒体７５１及び蓋体７５２はボルト７５３でリヤカバー７４に固定されている。

筒体７５１は、リヤカバー７４の軸受孔７４３を覆う大きさの径を有する略円柱状の金属製の部材である。筒体７５１の一端（前端）にはリヤカバー７４へ取り付けるための取付座面７５４が形成されている。取付座面７５４からは前方へ円筒状の嵌合部７５９が形成されている。嵌合部７５９の外面はリヤカバー７５の軸受孔７４３に嵌合される。一方、筒体７５１の他端（後端）には蓋体７５２を取り付けるための取付座面７５５が形成されている。筒体７５１の縁には、ボルト７５３を通すための前後方向に貫通する４つの穴が形成されている。

筒体７５１の内壁面には、後方から前方へ向かって小径となるように段差部７５６が形成されている。筒体７５１には後方から複数の軸受３６Ｆが挿入され、段差部７５６及び内周面で軸受３６Ｆを支持している。軸受３６Ｆとしては、例えば、すべり軸受（平軸受）、玉軸受（ボールベアリング）、ローラーベアリング等の転がり軸受などを用いることができる。

蓋体７５２は、筒体７５１の他端（後端）を覆う板状部７５７及びＰＴＯ軸３６Ｄが挿通される貫通孔７５８を有するドーナツ板状の金属製の部材である。板状部７５７の縁にはボルト７５３を通すための前後方向に貫通する４つの穴が形成されている。４つの穴は筒体７５１の穴に重なる位置に形成されている。

４本のボルト７５３は、蓋体７５２及び筒体７５１のそれぞれの穴に挿通され、リヤカバー７４のボルト穴７４５に螺合される。これにより、延長ケース７５がリヤカバー７４に固定され、ＰＴＯ軸３６Ｄが軸受３６Ｆで支持される。

このように、延長ケース７５によりリヤカバー７４の後方でＰＴＯ軸３６Ｄを支持することができるので、リヤカバー７４から後方へＰＴＯ軸３６Ｄが長く突出する場合、つまり長軸のＰＴＯ軸３６Ｄを用いた場合に、延長ケース７５によりＰＴＯ軸３６Ｄを安定して支持することができる。よって、短軸のＰＴＯ軸用のトランスミッションハウジング７を用いて長軸のＰＴＯ軸３６Ｄを取り付けることができる。

その結果、短軸のＰＴＯ軸３６Ｅ（図１３参照）を備えたトランスミッションと長軸のＰＴＯ軸３６Ｄを備えたトランスミッションとを製造する際に、トランスミッションハウジング７を兼用化できる。したがって、短軸と長軸のＰＴＯ軸用にそれぞれトランスミッションハウジングを専用設計する必要がなく、部品点数、管理工数、金型数などを削減でき、コストを削減することができる。

また、延長ケース７５をリヤカバー７４にボルトで固定する構成とすることにより、延長ケース７５をリヤカバー７４に容易に取り付けることができる。また、延長ケース７５を筒体７５１と蓋体７５２とで構成することにより、作製が容易な形状の部品であって、かつ少ない部品点数で延長ケース７５を構成することができる。

上述した短軸のＰＴＯ軸３６Ｅを用いた形態について説明する。図１３に、リヤカバー７４と短軸のＰＴＯ軸３６Ｅと蓋体７９とを示している。図中には、トラクタ１００の前後方向、左右方向及び上下方向を表す。なお、リヤカバー７４の外面（後面）には、ＰＴＯ軸３６Ｅを囲むＰＴＯ軸カバーが取り付けられるが、ここでは図を見やすくするため図示していない。

短軸のＰＴＯ軸３６Ｅは、トランスミッションハウジング７内からリヤカバー７５の軸受孔７４３を通じて後方へ突出している。蓋体７９は、リヤカバー７４の軸受孔７４３を覆う大きさの板状部７９１及びＰＴＯ軸３６Ｅが挿通される貫通孔７９２を有する略六角形のドーナツ板状の金属製の部材である。板状部７９１の縁にはボルトを通すための前後方向に貫通する４つの穴が形成されている。ここでは、そのうち対角線上の２つの穴を用いて蓋体７９をリヤカバー７４に固定している。つまり、２本のボルトが蓋体７９の穴に挿通され、リヤカバー７４のボルト穴７４５に螺合されている。

なお、部品点数削減の観点から、蓋体７９の代わりに延長ケース７５の蓋体７５２を用いてもよい。

３６ＤＰＴＯ軸
３６Ｆ軸受
７トランスミッションハウジング
７４リヤカバー
７４３軸受孔（孔部）
７５延長ケース
７５１筒体
７５２蓋体
７５３ボルト
７５８貫通孔

Claims

リヤカバーを有するトランスミッションハウジングと、
前記トランスミッションハウジング内から前記リヤカバーの孔部を通じて後方へ突出するＰＴＯ軸と、
前記リヤカバーに取り付けられ、前記ＰＴＯ軸の一部を覆う延長ケースと、
前記延長ケース内に設けられ、前記ＰＴＯ軸を支持する軸受とを備えるとともに、
前記延長ケースは、前記軸受を内包し、一端が前記リヤカバーの外面に取り付けられる筒体と、
前記筒体の他端を覆う板状部及び前記ＰＴＯ軸が挿通される貫通孔を有する蓋体とを備え、
前記筒体には、前記リヤカバーへ取り付けるための取付座面が形成され、
前記取付座面には、前記リヤカバーに嵌合される嵌合部が形成されている
ことを特徴とするトランスミッション。
前記延長ケースは、前記リヤカバーに固定される
ことを特徴とする請求項１に記載のトランスミッション。