JP7345438B2 - 駆動伝達ユニット - Google Patents

Description

本発明は、作業車両に搭載される駆動伝達ユニットに関する。

コンバインなどの作業車両には、エンジンの動力を走行装置に伝達する駆動伝達ユニットに、ＨＳＴ（Hydro Static Transmission：静油圧式無段変速機）を備えたものがある。

ＨＳＴは、油圧ポンプおよび油圧モータを備え、油圧ポンプと油圧モータとの間で作動油が循環する閉回路を有している。ＨＳＴでは、エンジンの動力で油圧ポンプが駆動され、油圧ポンプが吐出する油により油圧モータが駆動される。左右の走行装置のそれぞれに対応してＨＳＴを備える２ポンプ２モータの構成では、左側および右側のＨＳＴの油圧モータの動力がギヤを含む動力伝達機構を介してそれぞれ左右のクローラに伝達される。

油圧ポンプと油圧モータとの間の閉回路は、チャージ油路に接続されている。チャージ油路には、チャージポンプで発生する油圧が供給される。また、チャージ油路には、チャージリリーフバルブが接続されることにより、チャージ油路の油圧は、一定のチャージ圧に維持されるようになっている。

特開２００４－３３８４９１号公報

駆動伝達ユニットの外殻をなすケース内には、閉回路からのリークおよびチャージリリーフバルブからのドレンによるオイルが常に存在している。

２ポンプ２モータの構成では、たとえば、ケースが左側ケースおよび右側ケースに分割されて、左側ケースおよび右側ケースにそれぞれ左右のＨＳＴが収容される。そのため、かかる構成では、チャージリリーフバルブが左側ケース内および右側ケース内のどちらかに配置され、その配置によって、チャージリリーフバルブが配置されない側でのオイルの循環量が小さくなり、冷却不良やコンタミネーションの発生による機能低下に繋がるおそれがある。

本発明の目的は、ケース内でオイルを良好に循環させることができる、駆動伝達ユニットを提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る駆動伝達ユニットは、作業車両に搭載される駆動伝達ユニットであって、左側ケースおよび右側ケースに分割され、左側ケースと右側ケースとが突き合わされて形成されるケースと、左側ケースおよび右側ケースのそれぞれに収容される静油圧式無段変速機とを含み、左側ケースには、左側ケース内と連通する左両開放油路が形成され、右側ケースには、右側ケース内と連通する右両開放油路が形成され、左両開放油路と右両開放油路とが突き合わされて、左両開放油路と右両開放油路とが互いに連通することにより、左側ケースと右側ケースとに跨がる連通油路が形成される。

この構成によれば、左両開放油路が左側ケース内と連通し、右両開放油路が右側ケース内と連通しているので、左両開放油路と右両開放油路とが突き合わされて形成される連通油路は、左側ケース内と右側ケース内とを連通させる。これにより、その連通油路を通して、左側ケース内と右側ケース内との間でオイルが行き来するので、チャージリリーフバルブが左側ケース内および右側ケース内のどちらに配置されていても、ケース内でオイルを良好に循環させることができる。

連通油路は、前記静油圧式無段変速機の下方に位置していてもよい。

左側ケースには、右側に開放される左片開放油路が形成され、右側ケースには、左側に開放される右片開放油路が形成され、左片開放油路と右片開放油路とが突き合わされて、左片開放油路と右片開放油路とが互いに連通することにより、左側ケースと右側ケースとに跨がる閉油路が形成されてもよい。

閉油路は、静油圧式無段変速機の上方に位置していてもよい。

閉油路は、チャージポンプの油圧が供給されるチャージ油路であってもよい。チャージ油路には、チャージ油路の油圧を一定のチャージ圧に維持するチャージリリーフバルブが接続される。閉油路が静油圧式無段変速機の上方に位置していれば、チャージリリーフバルブからドレンされるオイルをその下方の各部に供給でき、各部をオイルで良好に潤滑させることができる。

チャージリリーフバルブは、左側ケースおよび右側ケースの一方の内部に配置される。そのため、左側ケースおよび右側ケースの他方に、オイルを排出するドレン回路が設定されることが好ましい。

この構成により、チャージリリーフバルブから左側ケースおよび右側ケースの一方にオイルがドレンされ、そのオイルが連通油路を通して左側ケースおよび右側ケースの一方から他方に流れ、左側ケースおよび右側ケースの他方からドレン回路に排出される。その結果、ケース内でオイルを一層良好に循環させることができる。

本発明によれば、ケース内でオイルを良好に循環させることができる。

本発明の一実施形態に係る駆動伝達ユニットが備えられるコンバインの右側面図である。 駆動伝達ユニットの油圧回路図である。 駆動伝達ユニットの断面図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜コンバインの全体構成＞
図１は、コンバイン１の右側面図である。

コンバイン１は、圃場を走行しながら穀稈の刈り取りおよび穀稈からの脱穀を行う収穫機の一例である。コンバイン１は、圃場などの不整地を走破する能力を有する走行装置として、左右一対のクローラ２を採用しており、その左右一対のクローラ２に支持される機体３には、キャビン４およびグレンタンク５が設けられている。

キャビン４は、クローラ２の前端部上に配置されている。キャビン４は、その内部に運転者が搭乗する空間を提供し、その空間内には、たとえば、運転者が着座する運転席や操作レバーおよび操作ペダルなどの操作部材が配置されている。キャビン４の右側面には、開閉可能なドア６が設けられており、運転者は、ドア６を開いて、キャビン４内に乗り込むことができる。

グレンタンク５は、クローラ２上でキャビン４の後方に配置されている。

また、コンバイン１の機体３には、刈取装置７および脱穀装置（図示せず）が設けられている。刈取装置７は、クローラ２の前側に配置されており、コンバイン１の前進に伴って、圃場に植立されている穀稈を刈り取る。脱穀装置は、グレンタンク５の左側に配置されており、刈取装置７に刈り取られた穀稈の株元側を脱穀フィードチェーンによって後側に搬送し、穀稈の穂先側を扱室に供給して脱穀する。そして、穀稈から外れた穀粒が脱穀装置からグレンタンク５に搬送されて、グレンタンク５に穀粒が貯留される。グレンタンク５には、アンローダ８が接続されており、グレンタンク５に貯留された穀粒は、アンローダ８により搬出して機外に排出することができる。

＜駆動伝達ユニット＞
図２は、本発明の一実施形態に係る駆動伝達ユニット１３の油圧回路図である。図３は、駆動伝達ユニット１３の断面図である。

コンバイン１は、エンジン１１の動力をクローラ２のスプロケット１２に伝達する駆動伝達ユニット１３を備えている。

駆動伝達ユニット１３には、ユニットプーリ１４が設けられている。ユニットプーリ１４には、図２に示されるように、無端状のベルト１５が巻き掛けられている。ベルト１５は、エンジン１１の出力軸１６に固定されたエンジンプーリ１７にも巻き掛けられている。これにより、エンジン１１の動力は、エンジンプーリ１７およびベルト１５を介してユニットプーリ１４に伝達され、ユニットプーリ１４およびユニットプーリ１４を相対回転不能に支持する入力軸１８を回転させる。

入力軸１８の回転は、チャージポンプ２１のポンプ軸２２に伝達される。チャージポンプ２１は、固定容量型の油圧ポンプであり、ポンプ軸２２の回転により、チャージ油路２３にオイルを送出する。

チャージ油路２３には、フィルタ２４が介装されている。チャージポンプ２１からチャージ油路２３に送出されるオイルは、フィルタ２４を通過して濾過された後、駆動伝達ユニット１３の各部に供給される。また、チャージ油路２３には、チャージリリーフバルブ２５が接続されている。チャージリリーフバルブ２５の機能により、チャージ油路２３の油圧が所定のチャージ圧に維持される。

駆動伝達ユニット１３には、左側ＨＳＴ（Hydro Static Transmission：静油圧式変速機）３１Ｌおよび右側ＨＳＴ３１Ｒを備えている。

左側ＨＳＴ３１Ｌは、油圧ポンプ４１Ｌと油圧モータ４２Ｌとの間で作動油が循環するように、油圧ポンプ４１Ｌと油圧モータ４２Ｌとを第１油路４３Ｌおよび第２油路４４Ｌで接続した閉回路の構成を有している。第１油路４３Ｌは、油圧ポンプ４１Ｌの第１ポート４５Ｌと油圧モータ４２Ｌの第１ポート４６Ｌとに接続されている。第２油路４４Ｌは、油圧ポンプ４１Ｌの第２ポート４７Ｌと油圧モータ４２Ｌの第２ポート４８Ｌとに接続されている。

また、第１油路４３Ｌは、第１チェックバルブ５１Ｌを介してチャージ油路２３に接続されている。第２油路４４Ｌは、第２チェックバルブ５２Ｌを介してチャージ油路２３に接続されている。第１油路４３Ｌの油圧がチャージ油路２３の油圧、つまりチャージ圧よりも低くなると、第１チェックバルブ５１Ｌが開成して、チャージ油路２３から第１チェックバルブ５１Ｌを介して第１油路４３Ｌに作動油が供給される。また、第２油路４４Ｌの油圧がチャージ圧よりも低くなると、第２チェックバルブ５２Ｌが開成して、チャージ油路２３から第２チェックバルブ５２Ｌを介して第２油路４４Ｌに作動油が供給される。これにより、第１油路４３Ｌおよび第２油路４４Ｌの油圧がチャージ圧以上に維持される。

油圧ポンプ４１Ｌは、可変容量型の斜板式ピストンポンプであり、シリンダブロック、シリンダブロック内に放射状に配置された複数のピストンおよびピストンが摺動するポンプ斜板などを備えている。油圧ポンプ４１Ｌには、入力軸１８からの動力が伝達され、シリンダブロックは、その動力により回転する。

油圧ポンプ４１Ｌのポンプ斜板の傾斜角度を変更するため、電子制御式のサーボピストン５３Ｌが設けられている。サーボピストン５３Ｌは、前進側の圧力制御弁５４Ｌから油圧が供給される第１圧力室５５Ｌと、後進側の圧力制御弁５６Ｌから油圧が供給される第２圧力室５７Ｌとを有している。また、サーボピストン５３Ｌは、第１圧力室５５Ｌと第２圧力室５７Ｌとの差圧により直動するロッド５８Ｌを有しており、このロッド５８Ｌの直動により、ポンプ斜板の傾斜角度が変更される。

油圧ポンプ４１Ｌの回転軸線（シリンダブロックの回転軸線）に対するポンプ斜板の傾斜角度が大きいほど、油圧ポンプ４１Ｌからの作動油の吐出量が少なくなり、ポンプ斜板の傾斜角度が９０°であるとき、油圧ポンプ４１Ｌからの作動油の吐出が停止する。また、ポンプ斜板の傾斜角度が９０°を超えると（傾きが逆転すると）、傾斜角度が９０°未満のときと油圧ポンプ４１Ｌからの作動油の吐出方向が逆転する。

油圧モータ４２Ｌは、可変容量型の斜板式ピストンモータであり、モータ回転軸６１Ｌ、モータ回転軸６１Ｌと一体に回転するシリンダブロック、シリンダブロック内に放射状に配置された複数のピストンおよびピストンが押しつけられるモータ斜板などを備えている。油圧モータ４２Ｌのモータ回転軸６１Ｌの軸線に対するモータ斜板の傾斜角度が一定である場合、油圧モータ４２Ｌに供給される作動油の量、つまり油圧ポンプ４１Ｌから吐出される作動油の量が多いほど、モータ回転軸６１Ｌの回転数が増加する。

また、油圧モータ４２Ｌに供給される作動油の量が一定である場合、モータ斜板の傾斜角度が大きいほど、モータ回転軸６１Ｌの回転数が低下する。油圧モータ４２Ｌのモータ斜板の傾斜角度を変更するため、副変速ピストン６２Ｌが設けられている。副変速ピストン６２Ｌには、低速切替弁６３および高速切替弁６４が接続されている。低速切替弁６３がオンにされ、高速切替弁６４がオフにされて、低速切替弁６３から副変速ピストン６２Ｌに油圧が供給されることにより、副変速ピストン６２Ｌのロッド６５Ｌが低速位置に位置し、モータ斜板の傾斜角度が相対的に大きくなる。一方、低速切替弁６３がオフにされ、高速切替弁６４がオンにされて、高速切替弁６４から副変速ピストン６２Ｌに油圧が供給されることにより、副変速ピストン６２Ｌのロッド６５Ｌが高速位置に位置し、モータ斜板の傾斜角度が相対的に小さくなる。したがって、低速切替弁６３および高速切替弁６４のオン／オフの切り替えにより、モータ回転軸６１Ｌの回転数が相対的に大きくなる高速段と、モータ回転軸６１Ｌの回転数が相対的に小さくなる低速段との２段に切り替えることができる。

右側ＨＳＴ３１Ｒは、左側ＨＳＴ３１Ｌと同様の構成であるから、右側ＨＳＴ３１Ｒについて、左側ＨＳＴ３１Ｌの各部に相当する部分に、それらの各部に付されている参照符号の末尾「Ｌ」を「Ｒ」に変更した参照符号を付して、その説明を省略する。なお、低速切替弁６３および高速切替弁６４については、左側ＨＳＴ３１Ｌの副変速ピストン６２Ｌと右側ＨＳＴ３１Ｒの副変速ピストン６２Ｒとに共用されている。

左側ＨＳＴ３１Ｌのモータ回転軸６１Ｌの動力（回転）は、ギヤ列を介して、左のクローラ２に伝達される。これにより、左のクローラ２が駆動される。また、右側ＨＳＴ３１Ｒのモータ回転軸６１Ｒの動力（回転）は、ギヤ列を介して、右のクローラ２に伝達される。これにより、右のクローラ２が駆動される。

＜油路構成＞
図３は、駆動伝達ユニット１３の断面図である。

駆動伝達ユニット１３の外殻をなすケース７１は、左側ケース７２と右側ケース７３とに２分割されている。左側ケース７２内には、左側ＨＳＴ３１Ｌが収容されている。右側ケース７３内には、右側ＨＳＴ３１Ｒが収容されている。

左側ケース７２内において、左側ＨＳＴ３１Ｌの油圧ポンプ４１Ｌおよび油圧モータ４２Ｌは、上下に配置されている。

左側ケース７２には、油圧ポンプ４１Ｌの上方の位置に、右側に開放される左片開放油路８１が形成されている。左片開放油路８１は、左側ケース７２の左端部から右側に延びる第１油路８２と、第１油路８２の右端部に接続され、第１油路８２から上側に延びる第２油路８３と、第２油路８３の上端部から右側に延びる第３油路８４とを含む。第３油路８４の右端は、開放されている。

また、左側ケース７２には、油圧ポンプ４１Ｌと油圧モータ４２Ｌとの間を左右方向に延びる左両開放油路８５が形成されている。左両開放油路８５は、その両端が開放されている。

右側ケース７３内において、右側ＨＳＴ３１Ｒの油圧ポンプ４１Ｒおよび油圧モータ４２Ｒは、上下に配置されている。油圧ポンプ４１Ｒは、左側ＨＳＴ３１Ｌの油圧ポンプ４１Ｌと横並びに配置され、油圧モータ４２Ｒは、左側ＨＳＴ３１Ｌの油圧モータ４２Ｌと横並びに配置されている。

右側ケース７３には、油圧ポンプ４１Ｒの上方の位置に、左側に開放される右片開放油路９１が形成されている。右片開放油路９１は、右側ケース７３の右端部から左側に延びる第１油路９２と、第１油路９２の左端部に接続され、第１油路９２から上側に延びる第２油路９３と、第２油路９３の上端部から左側に延びる第３油路９４とを含む。第３油路９４の左端は、開放されている。

また、右側ケース７３には、油圧ポンプ４１Ｒと油圧モータ４２Ｒとの間を左右方向に延びる右両開放油路９５が形成されている。右両開放油路９５は、その両端が開放されている。

そして、左側ケース７２と右側ケース７３とが結合されて、ケース７１が形成される状態では、左片開放油路８１と右片開放油路９１とが突き合わされて、左片開放油路８１と右片開放油路９１とが互いに連通する。これにより、左片開放油路８１および右片開放油路９１からなる閉油路が左側ケース７２と右側ケース７３とに跨がって形成される。この閉油路は、チャージ油路２３である。チャージ油路２３に接続されるチャージリリーフバルブ２５は、左側ケース７２内に配置されている。

また、ケース７１が形成される状態では、左両開放油路８５と右両開放油路９５とが突き合わされて、左両開放油路８５と右両開放油路９５とが互いに連通する。これにより、左両開放油路８５および右両開放油路９５からなる連通油路１０１が左側ケース７２と右側ケース７３とに跨がって形成される。連通油路１０１は、両端が開放されているので、左側ケース７２内と右側ケース７３内とを連通させる。

また、右側ケース７３には、ケース７１内のオイルをオイルタンク１０２に排出するドレン回路１０３が設けられている。

＜作用効果＞
以上のように、左両開放油路８５が左側ケース７２内と連通し、右両開放油路９５が右側ケース７３内と連通しているので、左両開放油路８５と右両開放油路９５とが突き合わされて形成される連通油路１０１は、左側ケース７２内と右側ケース７３内とを連通させる。これにより、その連通油路１０１を通して、左側ケース７２内と右側ケース７３内との間でオイルが行き来する。

また、左側ケース７２には、右側に開放される左片開放油路８１が形成され、右側ケース７３には、左側に開放される右片開放油路９１が形成され、左片開放油路８１と右片開放油路９１とが突き合わされて、左片開放油路８１と右片開放油路９１とが互いに連通することにより、左側ケース７２と右側ケース７３とに跨がる閉油路が形成される。この閉油路は、チャージ油路２３であり、左側ＨＳＴ３１Ｌおよび右側ＨＳＴ３１Ｒの上方に位置している。チャージリリーフバルブ２５は、左側ケース７２内に配置されて、チャージ油路２３に接続されている。そのため、チャージリリーフバルブ２５からドレンされるオイルを左側ＨＳＴ３１Ｌを含む各部に供給でき、各部をオイルで良好に潤滑させることができる。

チャージリリーフバルブ２５が左側ケース７２内に配置されているのに対し、右側ケース７３には、オイルを排出するドレン回路１０３が設定されている。これにより、チャージリリーフバルブ２５から左側ケース７２内にオイルがドレンされ、そのオイルが連通油路１０１を通して左側ケース７２から右側ケース７３に流れ、右側ケース７３からドレン回路１０３に排出される。その結果、ケース７１内でオイルを良好に循環させることができる。

また、左側ケース７２にドレン回路を設定する必要がないので、駆動伝達ユニット１３の油路を簡素に構成することができる。

さらには、右側ケース７３内にチャージリリーフバルブを追加してもよいが、それを設けなくても、左側ケース７２内と右側ケース７３内とでオイルを循環させることができるので、右側ケース７３内にチャージリリーフバルブを設けないことにより、駆動伝達ユニット１３の部品点数およびコストを低減できる。

＜変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することも可能である。

たとえば、前述の実施形態では、チャージリリーフバルブ２５が左側ケース７２内に配置され、ドレン回路１０３が右側ケース７３に設定されているとしたが、チャージリリーフバルブ２５が右側ケース７３内に配置され、ドレン回路１０３が左側ケース７２に設定されてもよい。

また、作業車両の一例として、作業装置としての刈取装置７および脱穀装置を備えるコンバイン１を取り上げたが、本発明は、人参や大根、枝豆、キャベツなどの野菜を収穫して搬送する収穫搬送装置を作業装置として備える収穫機、苗植付装置を作業装置として備える田植機、播種装置を作業装置として備える直播機、プラウを作業装置として備えるトラクタ、バケットを作業装置として備える建設作業車など、種々の作業車両に適用することができる。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１：コンバイン（作業車両）
１３：駆動伝達ユニット
２１：チャージポンプ
２３：チャージ油路
２５：チャージリリーフバルブ
３１Ｌ：左側ＨＳＴ（静油圧式無段変速機）
３１Ｒ：右側ＨＳＴ（静油圧式無段変速機）
７１：ケース
７２：左側ケース
７３：右側ケース
８１：左片開放油路
８５：左両開放油路
９１：右片開放油路
９５：右両開放油路
１０１：連通油路
１０３：ドレン回路

Claims (6)

1. 作業車両に搭載される駆動伝達ユニットであって、
   左側ケースおよび右側ケースに分割され、前記左側ケースと前記右側ケースとが突き合わされて形成されるケースと、
   前記左側ケースおよび前記右側ケースのそれぞれに収容される静油圧式無段変速機と、を含み、
   前記左側ケースには、前記左側ケース内と連通する左両開放油路が形成され、
   前記右側ケースには、前記右側ケース内と連通する右両開放油路が形成され、
   前記左両開放油路と前記右両開放油路とが突き合わされて、前記左両開放油路と前記右両開放油路とが互いに連通することにより、前記左側ケースと前記右側ケースとに跨がる連通油路が形成される、駆動伝達ユニット。
2. 前記連通油路は、前記静油圧式無段変速機の下方に位置する、請求項１に記載の駆動伝達ユニット。
3. 前記左側ケースには、右側に開放される左片開放油路が形成され、
   前記右側ケースには、左側に開放される右片開放油路が形成され、
   前記左片開放油路と前記右片開放油路とが突き合わされて、前記左片開放油路と前記右片開放油路とが互いに連通することにより、前記左側ケースと前記右側ケースとに跨がる閉油路が形成される、請求項１または２に記載の駆動伝達ユニット。
4. 前記閉油路は、前記静油圧式無段変速機の上方に位置する、請求項３に記載の駆動伝達ユニット。
5. 前記閉油路は、チャージポンプの油圧が供給されるチャージ油路であり、
   前記左側ケースおよび前記右側ケースの一方の内部に配置されて、前記チャージ油路に接続され、前記チャージ油路の油圧を一定のチャージ圧に維持するチャージリリーフバルブ、をさらに含む、請求項３または４に記載の駆動伝達ユニット。
6. 前記左側ケースおよび前記右側ケースの他方には、オイルを排出するドレン回路が設定されている、請求項５に記載の駆動伝達ユニット。

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