JP2006027432A - 走行作業機における油圧式走行変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車輪３，４等の走行手段にて支持された走行機体１に，エンジン５と，このエンジンの動力を前記走行手段に伝達するためのミッションケース８とを搭載して成る走行作業機において，その走行速度を，油圧にて無段階に変速する。
【解決手段】 前記エンジンにて回転駆動される油圧ポンプ２１を設ける一方，前記走行手段への動力伝達部に，二つの斜板式アキシャルピストンモータ２２，２３を直列に連結して設け，この両アキシャルピストンモータと前記油圧ポンプとの間に，油圧ポンプの吐出口からの油圧を両アキシャルピストンモータに供給し，両アキシャルピストンモータの排出口からの油圧を油圧ポンプに戻すようにした油圧回路を設ける。
【選択図】 図３

Description

本発明は，農作業に使用されるトラクタ又は土木作業に使用されるホィルローダ等の走行作業機において，その走行速度を任意に変速するための油圧式の走行変速装置に関するものである。

従来，この種の走行作業機における油圧式の走行変速装置は，例えば，特許文献１等に記載されているように，エンジンにて油圧ポンプを回転駆動し，この油圧ポンプにおいて発生した油圧を，斜板式のアキシャルピストンポンプに供給して，このアキシャルピストンポンプを回転駆動することにより，前記走行作業機を駆動走行するように構成し，前記アキシャルピストンポンプにおける傾斜板の傾斜角度調節操作によって，前記走行作業機における走行速度を変速するという構成にしている。

そして，この従来の油圧式走行変速装置においては，前記アキシャルピストンポンプにおける変速比が狭いことにより，このアキシャルピストンポンプとは別に，その動力伝達の後ろ側，つまり，当該アキシャルピストンポンプから走行車輪等の走行手段に至るまでの間に，副変速機構を設けて，前記アキシャルピストンポンプによる走行速度を，この副変速機構にて，高速走行と，低速走行とに適宜変速するように構成している。
特開平７−１１７５００号公報

しかし，このようにアキシャルピストンポンプにおける動力伝達の後ろ側に，走行速度を，高速走行と低速走行とに変速するための副変速機構を設けることは，これだけ構造が複雑になって，大型化及び重量のアップを招来するばかりか，変速操作が可成り面倒になるという問題があった。

本発明は，この問題を解消した油圧式の走行変速装置を提供することを技術的課題とするものである。

この技術的課題を達成するため本発明の請求項１は，
「車輪等の走行手段にて支持された走行機体に，エンジンと，このエンジンの動力を前記走行手段に伝達するためのミッションケースとを搭載して成る走行作業機において，
前記ミッションケースに，前記エンジンにて回転駆動される油圧ポンプを設ける一方，前記ミッションケース内における走行手段への動力伝達部に，二つの斜板式アキシャルピストンモータを直列に連結して設け，この両アキシャルピストンモータと前記油圧ポンプとの間に，油圧ポンプの吐出口からの油圧を両アキシャルピストンモータに供給し，両アキシャルピストンモータの排出口からの油圧を油圧ポンプに戻すようにした油圧回路を設ける。」
ことを特徴としている。

また，本発明の請求項２は，
「前記請求項１の記載において，前記ミッションケースに，当該ミッションケースに穿設した抜き窓を塞ぐ蓋板を着脱自在に装着し，この蓋体における表裏両面のうち表面に，前記油圧ポンプと両アキシャルピストンモータのうち一方のアキシャルピストンモータを，裏面に，他方のアキシャルピストンモータを各々取付ける。」
ことを特徴としている。

更にまた，本発明の請求項３は，
「前記請求項２の記載において，前記油圧回路を，前記蓋板の内部に設ける。」
ことを特徴としている。

前記請求項１の構成において，油圧ポンプの吐出口からの油圧は，油圧回路を介して，両アキシャルピストンモータに同時に供給されることにより，前記両アキシャルピストンモータは，当該両アキシャルピストンモータの排出口からの油圧が油圧回路を介して前記油圧ポンプに戻されるようにして，回転駆動される。

この場合，前記両アキシャルピストンモータのうち一方のアキシャルピストンモータにおける斜板を最大傾斜角度に操作する一方，他方のアキシャルピストンモータにおける斜板を傾斜角度が零の位置及び微小傾斜角度を含む最小傾斜角度に操作すると，この両アキシャルピストンモータのうち一方のアキシャルピストンモータが，前記油圧ポンプから油圧によって主に回転駆動されることにより，前記両アキシャルピストンモータにおけるモータ出力側は最高回転速度になるから，走行作業機を，高速走行に変速することができる。

一方，前記両アキシャルピストンモータにおける斜板を，同時に，傾斜角度を小さくするように操作すると，この両アキシャルピストンモータが，一つの油圧ポンプからの油圧によって同時に回転駆動されることにより，前記両アキシャルピストンモータにおけるモータ出力側は，低い回転速度になるから，走行作業機を，低速走行に変速することができる。

そして，前記両アキシャルピストンモータにおける斜板を，任意の傾斜角度に操作することにより，この両アキシャルピストンモータにおけるモータ出力側を，任意の回転速度に無段階に変更できるから，走行作業機を，前記高速走行と前記低速走行との間における任意の走行速度に無段階に変速することができる。

従って，請求項１に係る発明によると，油圧式走行変速装置によって，高速走行，低速走行及びその間における任意速度の走行に変速できて，場合によっては，従来における副変速機構を省略できるから，構造が簡単になり，大幅な小型・軽量化を図ることができるとともに，変速操作の大幅な簡単化を図ることができる。

また，請求項２に係る発明によると，ミッションケースに対する蓋板の取付け及び取り外しによって，前記油圧ポンプ及び両アキシャルピストンモータの前記ミッションケースに対する組み付け及び分解ができるから，これらに要する手数を低減できて，メンテナンス性を向上できる。

更にまた，請求項３に記載した構成によると，前記蓋板に，前記油圧ポンプ及び両アキシャルピストンモータを取付けるとともに，その間を接続する油圧回路を設けた状態にして，前記ミッションケースに対して組み付け及び分解ができるから，組み付け及び分解によする手数を更に低減できるとともに，メンテナンス性を更に向上でき，しかも，前記油圧回路が蓋板の内部に設けられていることにより，更なる小型・軽量化を達成できる。

以下，本発明の実施の形態を，走行作業機としてのトラクターに適用した場合の図面について説明する。

図１及び図２は，トラクター１を示し，このトラクター１は，走行機体２を左右一対の前車輪３と同じく左右一対の後車輪４とで支持し，前記走行機体２の前部に搭載したエンジン５にて前記両後車輪４及び両前車輪３を駆動することにより，前進走行するように構成され，前記走行機体２の上面には，操縦座席６と，前記両前車輪３を左右に動かすことによってかじ取りするようにした操縦ハンドル７とが設けられ，また，前記走行機体２の後部には，前記エンジン５の回転を適宜変速して前記両後車輪４及び両前車輪３に伝達するためのミッションケース８が搭載されている。

この場合，前記両後車輪４は，前記ミッションケース８に対して，当該ミッションケース８の外側面から外向きに突出するように着脱可能に装着される車軸ケース９，及びこの車軸ケース９の外側端に後方に延びるように装着されるギャーケース１０を介して取付けられており，前記両車軸ケース９内には，前記両後車輪４に対する車軸４ａが挿入されている。

前記エンジン５の後側面には，当該エンジン５側における駆動軸５ａを覆う歯車ケース１１を取付け，この歯車ケース１１の下部には，前記駆動軸５ａから歯車ケース１１内の歯車列機構１２を介して動力伝達される主動軸１３が後ろ向きに突出するように設けられ，更に，前記歯車ケース１１の後側面には，以下に述べる作業機用昇降機構１５及び作業機用油圧モータ等に対して油圧を供給するための作業用の油圧ポンプ１４が，前記駆動軸５ａに直結するように取付けられている。

前記ミッションケース８の後部における上面には，前記走行機体２の後部に連結される耕うん機等の作業機（図示せず）を昇降動するための油圧式の作業機用昇降機構１５が着脱可能に取付けられている。また，前記ミッションケース８の後部には，ＰＴＯ軸１６が後ろ向きに突出するように設けられている。

図示していないが，前記油圧ポンプ１４と，前記作業機用昇降機構１５との間には，油圧ポンプ１４で加圧した作動油を昇降機構１５に供給し，昇降機構１５から排出される作動油を前記油圧ポンプ１４に戻すというように構成した油圧回路を設けており，もちろん，この油圧回路中には，前記昇降機構１５を，上げ，下げ及び昇降停止の三段に切り換えるための油圧切換弁等が設けられていることはいうまでもない。

前記歯車ケース１１から後ろ向きに突出する主動軸１３と，前記ミッションケース８において，その前面から前向きに突出する入力軸１８との間を，両端に自在軸継ぎ手を備えた伸縮式の動力伝達軸１９を介して連結して，前記エンジン５の回転を，その駆動軸５ａから前記歯車ケース１１内の歯車列機構１２，主動軸１３及び動力伝達軸１９を介して前記ミッションケース８における入力軸１８に伝達し，次いで，前記ミッションケース８における油圧式走行変速装置（ＨＭＴ）２０にて適宜変速して，前記後車輪４及び両前車輪３に伝達する。

この油圧式走行変速機構２０は，は，以下に述べるように，一つの変速用の油圧ポンプ２１と，この油圧ポンプ２１にて作動する二つの斜板式アキシャルピストンモータ２２，２３によって構成されている。

すなわち，図３及び図４に示すように，前記ミッションケース８の前面８ａに，当該前面８ａに穿設した抜き窓８ｂを塞ぐ蓋板２４を，ボルト２５の締結にて着脱自在に装着し，この蓋板２４の表裏両面のうち前記ミッションケース８とは反対側の表面に，前記油圧ポンプ２１を，その入力軸２１ａが前記蓋板２４を貫通してミッションケース８内に突出するように取付ける一方，前記蓋板２４には，一本のモータ出力軸２６を貫通するように軸支する。

そして，前記蓋板２４のうち前記ミッションケース８とは反対側の表面には，前記両アキシャルピストンモータ２２，２３のうち一方のアキシャルピストンモータ２２を前記モータ出力軸２６に嵌着して取付ける一方，前記蓋板２４のうち前記ミッションケース８側の裏面には，前記両アキシャルピストンモータ２２，２３のうち他方のアキシャルピストンモータ２３を前記モータ出力軸２６に嵌着して取付ける。つまり，前記両アキシャルピストンモータ２２，２３は，前記蓋板２４を貫通する一本のモータ出力軸２６を共通として直列に連結されている。

また，前記蓋板２４の内部には，図示しないないが，前記油圧ポンプ２１の吐出口からの油圧を両アキシャルピストンモータ２２，２３における各シリンダに供給し，両アキシャルピストンモータ２２，２３における各シリンダの排出口からの油圧を油圧ポンプ２１に戻すようにした油圧回路が，油圧通路として設けられている。

なお，前記符号２７は，前記一方のアキシャルピストンモータ２２に対するカバーケーシングであり，このカバーケーシング２７に，前記油圧ポンプ２１におけるポンプケーシングを一体化するように構成しても良い。

前記ミッションケース８内において，前記入力軸１８上に固着した歯車２８を，前記遊星歯車機構２９におけるサンギャ軸３０上に回転自在に被嵌した入力用歯車３１に噛合する。この入力用歯車３１に固着したキャリア３２には，複数個の遊星歯車３３を支持軸３４を介して回転自在に軸支し，この各遊星歯車３３を，前記サンギャ軸３０上に固着した太陽歯車３５と，前記サンギャ軸３０上に回転自在に被嵌した内周リング歯車３６との両方に噛合している。

次に，前記内周リング歯車３６に固着した歯車３７を，前記油圧ポンプ２１の入力軸２１ａに軸継ぎ手３８を介して着脱自在に結合した入力軸３９上の歯車４０に噛合することにより，前記変速用油圧ポンプ２１を回転駆動する一方，前記モータ出力軸２６に軸継ぎ手３８を介して着脱自在に連結した中間軸４１上の歯車４２を，前記サンギャ軸３０上に固着した歯車４４に噛合することにより，前記モータ出力軸２６の回転を，前記サンギャ軸３０に伝達する。

一方，前記ミッションケース８内には，後車輪用推進軸４５を軸支して，この推進軸４５の後端を，前記両後車輪４に対する従来周知の差動歯車機構４６に連結することにより，この後車輪用推進軸４５にて前記両後車輪４を回転駆動するように構成する一方，この推進軸４５上に回転自在に被嵌した歯車４７を，前記サンギャ軸３０上の歯車４４に噛合する一方，この歯車４７と，前記推進軸４５との間にクラッチ４８を設けて，このクラッチ４８をＯＮにしたとき，前記モータ出力軸２６の回転を，前記サンギャ軸３０を介して，前記後車輪用推進軸４５に伝達し，前記クラッチ４８をＯＦＦにしたとき，前記後車輪用推進軸４５への動力伝達を遮断するように構成する。

また，前記後車輪用推進軸４５上の歯車４８に，前記ミッションケース８内に軸支した前車輪用推進軸４９上に回転自在に被嵌した歯車５０に噛合し，前記前車輪用推進軸４９と，前記両前車輪３に対する従来周知の差動歯車機構５１との間を，両端に自在軸継ぎ手を備えた伸縮式の動力伝達軸５２を介して連結し，更に，前記前車輪用推進軸４９上には，クラッチ５３を設けて，このクラッチ５３を，前記歯車５０を推進軸４９に対して固定するようにＯＮに操作したとき，前記後車輪用推進軸４５にて前記両前車輪３を回転駆動し，前記クラッチ５３を，ＯＦＦに操作したとき，前記両前車輪３を回転駆動しないように構成する。

この構成において，油圧式走行変速装置（ＨＭＴ）２０における油圧ポンプ２１が，エンジン５からの動力伝達にて回転駆動され，この油圧ポンプ２１の吐出口からの油圧は，油圧回路を介して，両アキシャルピストンモータ２２，２３に同時に供給されることにより，前記両アキシャルピストンモータ２２，２３は，当該両アキシャルピストンモータ２２，２３の排出口からの油圧が油圧回路を介して前記油圧ポンプ２１に戻されるようにして，回転駆動される。

そこで，図４に示すように，前記両アキシャルピストンモータ２２，２３のうち一方のアキシャルピストンモータ２２における斜板２２ａを最大傾斜角度θに操作する一方，他方のアキシャルピストンモータ２３における斜板２３ａを傾斜角度が零の位置及び微小傾斜角度を含む最小傾斜角度に操作すると，この両アキシャルピストンモータ２２，２３のうち一方のアキシャルピストンモータ２２が，前記油圧ポンプ２１から油圧によって主に回転駆動されることにより，前記両アキシャルピストンモータ２２，２３におけるモータ出力軸２６は最高回転速度になるから，走行作業機１を，高速走行に変速することができる。

一方，前記両アキシャルピストンモータ２２，２３における斜板２２ａ，２３ａを，同時に，傾斜角度を小さくするように操作すると，この両アキシャルピストンモータ２２，２３が，一つの油圧ポンプ２１からの油圧によって同時に回転駆動されることにより，前記両アキシャルピストンモータ２２，２３におけるモータ出力軸２６は，低い回転速度になるから，走行作業機１を，低速走行に変速することができる。

そして，前記両アキシャルピストンモータ２２，２３における斜板２２ａ，２３ａを，任意の傾斜角度に操作することにより，この両アキシャルピストンモータ２２，２３におけるモータ出力軸２６を，任意の回転速度に無段階に変更できるから，走行作業機１を，前記高速走行と前記低速走行との間における任意の走行速度に無段階に変速することができる。

この場合，前記ミッションケース８に，蓋板２４を，当該ミッションケース８に穿設した抜き窓８ｂを塞ぐように着脱自在に装着し，この蓋板２４に，前記油圧ポンプ２１，前記両アキシャルピストンモータ２２，２３及びそのモータ出力軸２６を取付けるとともに，この蓋板２４内に，前記油圧ポンプ２１と前記両アキシャルピストンモータ２２，２３とを互いに接続する油圧回路を設けにという構成であることにより，前記ミッションケース８に対する蓋板２４の取付け及び取り外しによって，前記油圧ポンプ２２，両アキシャルピストンモータ２２，２３及びその間における油圧回路の前記ミッションケース８に対する組み付け及び分解ができる。

本発明の実施の形態を適用したトラクタを示す側面図である。 図１の平面図である。 動力伝達のスケルトン図である。 油圧式走行変速機構の詳細を示す縦断正面図である。

符号の説明

１ 走行作業機
２ 走行機体
３，４ 車輪
５ エンジン
８ ミッションケース
８ａ ミッションケースの前面
８ｂ 抜き窓
２０ 油圧式走行変速機構
２１ 油圧ポンプ
２１ａ ポンプ軸
２２，２３ アキシャルピストンモータ
２２ａ，２３ａ 斜板
２４ 蓋板
２６ モータ出力軸

Claims (3)

1. 車輪等の走行手段にて支持された走行機体に，エンジンと，このエンジンの動力を前記走行手段に伝達するためのミッションケースとを搭載して成る走行作業機において，
   前記ミッションケースに，前記エンジンにて回転駆動される油圧ポンプを設ける一方，前記ミッションケース内における走行手段への動力伝達部に，二つの斜板式アキシャルピストンモータを直列に連結して設け，この両アキシャルピストンモータと前記油圧ポンプとの間に，油圧ポンプの吐出口からの油圧を両アキシャルピストンモータに供給し，両アキシャルピストンモータの排出口からの油圧を油圧ポンプに戻すようにした油圧回路を設けることを特徴とする走行作業機における油圧式走行変速装置。
2. 前記請求項１の記載において，前記ミッションケースに，当該ミッションケースに穿設した抜き窓を塞ぐ蓋板を着脱自在に装着し，この蓋体における表裏両面のうち表面に，前記油圧ポンプと両アキシャルピストンモータのうち一方のアキシャルピストンモータを，裏面に，他方のアキシャルピストンモータを各々取付けることを特徴とする走行作業機における油圧式走行変速装置。
3. 前記請求項２の記載において，前記油圧回路を，前記蓋板の内部に設けることを特徴とする走行作業機における油圧式走行変速装置。

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