JP2008138755A

JP2008138755A - 多目的作業車の動力伝動機構

Info

Publication number: JP2008138755A
Application number: JP2006324821A
Authority: JP
Inventors: Shinya Yoshiki; 晋也吉木; Koji Koyama; 浩二小山; Akihiko Oka; 昭彦岡
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2008-06-19

Abstract

【課題】副変速装置に高・低速の油圧クラッチとギア変速クラッチを組み合わせ、低速から高速へスムースに変速が出来るようにする。
【解決手段】油圧変速装置の伝動下位に高速油圧クラッチと低速油圧クラッチからなる油圧変速クラッチを設け、さらに伝動下位に高速ギアクラッチと低速ギアクラッチからなるギア変速クラッチを設けて、低速油圧クラッチ・低速ギアクラッチ＞高速油圧クラッチ・低速ギアクラッチ＞低速油圧クラッチ・高速ギアクラッチ＞高速油圧クラッチ・高速ギアクラッチのギア比関係で低速から高速まで四段階に変速可能にする。ギア変速クラッチを操作するギア変速レバーの変速操作位置を検出するセンサを設け、該センサからの信号により低速ギアクラッチから高速ギアクラッチに変速すると低速油圧クラッチに自動変速し、高速ギアクラッチから低速ギアクラッチに変速すると高速油圧クラッチに自動変速すべく制御したことを特徴とする。
【選択図】図７

Description

この発明は、道路上での除雪や清掃及び水撒きなどの道路作業や芝刈り或いは他の農作業等に使用する種々の作業機を装着して走行する多目的作業車に関する。

多目的作業車は、特開平２００５−２１２６６５号公報や、特開２００５−３４３１８７号公報に記載の如く、機体の前側或いは後側に作業機駆動用のＰＴＯ出力軸を備えて、作業を行うための超低速走行から路上走行を行うための高速走行まで変速可能にしている。
特開２００５−２１２６６５号公報特開２００５−３４３１８７号公報

多目的作業車やトラクタは、原動機としてディゼルエンジンを用いているが、ディゼルエンジンは変速幅が狭いので安定した出力が得られる一定回転数で回転させ、その一定回転をエンジン出力軸に連結するミッションケース内で必要な車軸回転数に変速している。そして、ミッションケース内では、エンジン出力軸の回転を直接油圧変速装置に入力して、この油圧変速装置からの出力をギア変速を用いた副変速装置でさらに増減速している。

本発明では、副変速装置に高・低速の油圧クラッチとギア変速クラッチを組み合わせ、走行速度を多段に変速可能で、しかも低速から高速へスムースに変速が出来るミッションケース内動力伝動機構を提供することを課題とする。

上記本発明の課題は、次の解決手段により解決される。
請求項１に記載の発明は、エンジン出力軸の回転を受ける入力軸１９の回転を油圧変速装置１で無段階に変速し、この油圧変速装置１の伝動下位に高速油圧クラッチＹＨと低速油圧クラッチＹＬからなる油圧変速クラッチ２を設け、さらに伝動下位に高速ギアクラッチＧＨと低速ギアクラッチＧＬからなるギア変速クラッチ３を設けて、低速油圧クラッチＹＬ・低速ギアクラッチＧＬ＞高速油圧クラッチＹＨ・低速ギアクラッチＧＬ＞低速油圧クラッチＹＬ・高速ギアクラッチＧＨ＞高速油圧クラッチＹＨ・高速ギアクラッチＧＨのギア比関係で低速から高速まで四段階に変速可能にすると共に、ギア変速クラッチ３を操作するギア変速レバー４の変速操作位置を検出するセンサ９０Ｈ，Ｌを設け、該センサ９０Ｈ，Ｌからの信号により低速ギアクラッチＧＬから高速ギアクラッチＧＨに変速すると低速油圧クラッチＹＬに自動変速し、高速ギアクラッチＧＨから低速ギアクラッチＧＬに変速すると高速油圧クラッチＹＨに自動変速すべく制御したことを特徴とする。

入力軸１９の一定回転は、油圧変速装置１で滑らかに一定の変速幅で変速され、その変速幅が高速油圧クラッチＹＨと低速油圧クラッチＹＬの油圧変速クラッチ２で高速と低速に変更され、さらに高速ギアクラッチＧＨと低速ギアクラッチＧＬのギア変速クラッチ３で高速と低速に変速され、トータルとして、低速油圧クラッチＹＬ・低速ギアクラッチＧＬ＞高速油圧クラッチＹＨ・低速ギアクラッチＧＬ＞低速油圧クラッチＹＬ・高速ギアクラッチＧＨ＞高速油圧クラッチＹＨ・高速ギアクラッチＧＨのギア比関係、すなわち、一速から四速まで低速から高速まで四段階に変速可能で、ギア変速クラッチ３の高・低切替えに伴って油圧変速装置１が高・低に切り替わって一速から四速まで順序良く切り替わる。

請求項１記載の発明によれば、一定の回転で入力した入力軸１９の回転が大きく四段階に変速され、それぞれの変速段階で油圧変速装置１で無断階に変速されるので、低速から高速まで幅広い変速域で滑らかな変速を行え、変速経路にギア変速クラッチ３を介在させて製造コストが低い。しかも、ギア変速レバー４の高・低切替えに伴って、油圧変速クラッチ２が自動で高・低に切り替わって、二速から三速或いは三速から二速へスムースに変速出来る。

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
図１は、多目的作業車の全体を示す図面で、機体の前側に操縦席７を設けたキャビン５を構成し、機体の後部にエンジン６を搭載し、底部に前後輪８，９を装着している。

キャビン５の内部には、操縦席７の前側中央にステアリングハンドル１０を立設し、ステアリングハンドル１０の左右側部にＰＴＯクラッチレバー１１と変速レバー４を設け、足元にブレーキペダル１２を設けている。また、キャビン５の下側で左右前輪８の中央に作業機の駆動用ＰＴＯ出力軸１３を突設している。ブレーキペダル１２の下側に踏込みを検出するセンサ９７を設けている。

キャビン５の後側で、エンジン６の上方には車台９５に対してフィルタ９３を挟んで荷台板９２をゴムマウント９１を介して取り付けている。フィルタ９３は、その左右外端を開放し後外端に遮断板９４を張り付けて左右側部から吸気し、後方からの排気を吸い込まないようにしている。

次に、前後輪８，９とＰＴＯ出力軸１３に駆動力を伝動するミッションケース１４の内部構造を図４乃至図７で説明する。
ミッションケース１４は、図４に示す如く、前ケース１５、繋ぎケース１６、中間ケース１７、後ケース１８の４つの中空ケースを連結した構成で、後ケース１８に軸支した入力軸１９にエンジン６の駆動力が入力し、この入力軸１９の回転がインプットケース２０内の増速ギア２１，２２で第一中継軸２３へ伝動し、さらに増速ギア２４，２５で増速され、この増速ギア２５に油圧変速装置１の油圧入力軸３８をスプライン嵌合している。繋ぎケース１６は従来の前ケース１５と中間ケース１７を連結してミッションケース１４を長くするもので、前ケース１５と中間ケース１７及び後ケース１８を従来のミッションケースと共用化することで製作コストを低く出来る。

増速ギア２１，２２と増速ギア２４，２５を内装するインプットケース２０は、高速走行を可能にするためにディゼルエンジン６の出力回転を増速するために設けるもので、従来のトラクタのミッションケース１４内に伝動機構を収納可能にしている。このインプットケース２０は図６に示す如く、密封ケースにしてミッションケース１４の外部へ通じる給油管からオイルを給油するようにすれば、増速ギア２１，２２，２４，２５の修理の際にミッションケース１４内のオイルを抜かずにインプットケース２０のみを取り外せるので、作業が楽になる。

油圧変速装置１の内部では油圧変速により出力を大きく無段階で変速して、ＰＴＯ駆動軸２６と走行駆動軸２７の二つの軸へ出力する。
ＰＴＯ駆動軸２６にはＰＴＯギア軸２８を連結し、このＰＴＯギア軸２８のギア２９と第二中継軸３０に遊嵌したギア３１を噛み合わせ、このギア３１をＰＴＯ軸３２に装着したＰＴＯクラッチ３４のギア３３に噛み合わせている。ＰＴＯクラッチ３４はギア３３からＰＴＯ軸３２への回転伝動を断続する。

ＰＴＯ軸３２にはＰＴＯ延長軸３５を連結し、このＰＴＯ延長軸３５のギア３６をＰＴＯ出力軸１３にスプライン嵌合したクラッチギア３７に噛み合わせてＰＴＯ出力軸１３を駆動している。(図４参照)
ＰＴＯクラッチ３４の詳細を図７に示しているが、クラッチ入ではクラッチ盤８８が繋がってケーシング８６が回転して伝動するが、クラッチ切では戻しバネ８７の圧でクラッチ盤８８が離れてケーシング８６をフリーにする。この時にケーシング８６の付き回りを防ぐ為に繋ぎケース１６のボス部８１に当接する係止リング８５をケーシング８６の外周に装着している。

走行駆動軸２７には第三中継軸３９を連結し、この第三中継軸３９に固着したギア４０へギア４１,４２を噛み合わせて第四中継軸４３に伝動する。第四中継軸４３にはメインギア軸４４を連結している。

メインギア軸４４には、大ギア４５と中ギア４６を一体的に固着し、このメインギア軸４４の延長上にサブギア軸４７を分離して回転可能に軸支している。このサブギア軸４７には小ギア４８と大ギア７４及び走行伝動ギア７５を一体的に固着している。従って、大ギア４５と中ギア４６は同一回転をし、小ギア４８と大ギア７４及び走行伝動ギア７５は後述するクラッチギア７７からの回転を受ける。(図７参照)
大ギア４５はクラッチ軸４９に装着した高速油圧クラッチＹＨのギア５０と噛み合い、中ギア４６はクラッチ軸４９に装着した低速油圧クラッチＹＬのギア５３と噛み合い、メインギア軸４４の回転をクラッチ軸４９へ高速或いは低速で伝動する。
クラッチ軸４９の延長上にスプライン軸７６をスプライン嵌合し、このスプライン軸７６にクラッチギア７７をスプライン嵌合して、クラッチ軸４９の回転をクラッチギア７７に伝動している。また、クラッチ軸４９を支持する繋ぎケース１６のボス部８１にはクラッチ軸４９の油圧孔に通じる油圧用孔８２，８３，８４を設けて、高速油圧クラッチ５１と低速油圧クラッチ５２に作動油を送るようにしている。

クラッチギア７７には大ギア７８と小ギア７９を形成し、大ギア７８が前記サブギア軸４７の小ギア４８に噛み合って増速伝動して高速ギアクラッチＧＨを構成したり、小ギア７９がサブギア軸４７の大ギア７４に噛み合って減速伝動して低速ギアクラッチＧＬを構成したり、大ギア７８と小ギア７９が共に游転して動力切になるようにしてギア変速クラッチ３を構成している。

クラッチ軸４９の走行伝動ギア７５は、スプライン軸７６に遊嵌したベベルギア軸６２にスプライン嵌合した走行ギア５６に噛み合ってベベルギア軸６２を駆動している。ベベルギア軸６２のベベルギア６３が前輪８の車軸へ装着したベベルギアへ駆動力を伝動するのである。

ベベルギア軸６２は、高速油圧クラッチＹＨからクラッチギア７７の大ギア７８とサブギア軸４７の小ギア４８への伝動による四速か、高速油圧クラッチＹＨからクラッチギア７７の小ギア７９とサブギア軸４７の大ギア７４への伝動による三速か、低速油圧クラッチＹＬからクラッチギア７７の大ギア７８とサブギア軸４７の小ギア４８への伝動による二速か、低速油圧クラッチＹＬからクラッチギア７７の小ギア７９とサブギア軸４７の大ギア７４への伝動による一速かのどれかで回転することになる。

また、ベベルギア軸６２の回転は、走行ギア５６からＰＴＯ軸３２に装着した大小ギア５９の小ギア部５７へ伝動し、さらに大ギア部５８に噛み合う後輪駆動軸６１のクラッチギア６０で適宜に後輪９へ駆動力を伝動可能にしている。

走行ギア５６は、ベベルギア軸６２に伝動すると共に大小ギア５９を介して後輪駆動軸６１へ伝動しているので、伝動構成を単純化して前後に長くなるのを防いでいる。
尚、高速油圧クラッチＹＨと低速油圧クラッチＹＬはコントローラからの制御信号によりソレノイドを介してどちらかを入に保持するのであるが、ブレーキペダルの踏み込みを検出するスイッチ９６を設けて、このスイッチ９６の踏込み信号で高速油圧クラッチＹＨと低速油圧クラッチＹＬのソレノイドへの電力を断って両クラッチ５１，５２をニュートラルにするようにしている。このニュートラルの状態でブレーキを作用することで素早く停止でき、ギア変速クラッチ３の切換えがスムースに行える。

また、クラッチ軸４９を支持する繋ぎケース１６のボス部８１にはクラッチ軸４９の油圧孔に通じる油圧用孔８２，８３，８４を設けて、高速油圧クラッチＹＨと低速油圧クラッチＹＬに作動油を送るようにしている。

図８は、変速レバー４を示し、変速溝９６を中央のニュートラル位置Ｎから前後Ｈ、Ｌに回動することで前記のギア変速クラッチ３を高速ギアクラッチ入か低速ギアクラッチ入に変速し、この変速レバー４のグリップ８０の頭部に設ける増速ボタン８１を押すと高速油圧クラッチＹＨを入動作し、減速ボタン８２を押すと低速油圧クラッチＹＬを入動作する。

また、変速溝９６には変速レバー４の位置を検出するセンサ９０Ｈ，Ｌを設けて、変速レバー４が低速位置Ｌから高速位置Ｈに移動すると低速油圧クラッチＹＬが入になって三速になり、高速位置Ｈから低速位置Ｌに移動すると高速油圧クラッチＹＨが入になって二速になるようマイコン制御を行っている。なお、高速油圧クラッチＹＨを入りにする場合には、アクセルペダル９８が３／４以上踏込まれて油圧変速装置が高速であれば一旦低速にして変速ショックを低減させる。

レバー４が低速位置Ｌで減速ボタン８２を押すと一速になり、レバー４が高速位置Ｈで増速ボタン８１を押すと四速になるのである。
図９はアクセルペダル９８を示し、エンジン６のスロットルにスロットルケーブル９９で連結してエンジンの回転を上昇させると共に、油圧変速装置１のトラニオン軸に連結して回転を上昇させるようにしている。このアクセルペダル９８の作動角度は図１０に示す如く、全角度でスロットルを作動させ、３／４のストロークで油圧変速装置１のトラニオン軸を回動させる。従って、踏み始めてから１／４の範囲ではエンジン６の回転のみが上昇し、さらに踏込むことで油圧変速装置１が増速を始めるので、油圧変速装置１にオイルが充分に供給される。

なお、この油圧変速装置１は、エンジンのオーバーヒートを事前に検出してエンジン６に設ける温度センサがオーバーヒート直前の温度になるとアクセルペダル９８を踏込んで増速しようとしても増速信号を無視して負荷の増大を避けるようにしている。

さらに、エンジン６に設ける温度センサがオーバーヒート直前の温度（例えば、オーバーヒート温度よりも３℃程度低い温度）になると、操作表示パネルに設ける警告ランプを点滅させ、オーバーヒート温度になれば警告ランプを連続点灯にすると共にブザーを鳴らす。

多目的作業車の側面図である。多目的作業車の一部の拡大側面図である。ミッションケースの全体側断面図である。ミッションケースの一部拡大側断面図である。ミッションケースの一部拡大側断面図である。ミッションケースの一部拡大側断面図である。一部の拡大斜視図である。変速レバーの動きを示す斜視図である。アクセルペダルの動きを示す側面図である。アクセルペダルの動きを示す模式図である。

符号の説明

１油圧変速装置
２油圧クラッチ
３ギア変速クラッチ
１９入力軸
ＹＨ高速油圧クラッチ
ＹＬ低速油圧クラッチ
ＧＨ高速ギアクラッチ
ＧＬ低速ギアクラッチ
９０Ｈ，Ｌセンサ

Claims

エンジン出力軸の回転を受ける入力軸（１９）の回転を油圧変速装置（１）で無段階に変速し、この油圧変速装置（１）の伝動下位に高速油圧クラッチ（ＹＨ）と低速油圧クラッチ（ＹＬ）からなる油圧変速クラッチ（２）を設け、さらに伝動下位に高速ギアクラッチ（ＧＨ）と低速ギアクラッチ（ＧＬ）からなるギア変速クラッチ（３）を設けて、低速油圧クラッチ（ＹＬ）・低速ギアクラッチ（ＧＬ）＞高速油圧クラッチ（ＹＨ）・低速ギアクラッチ（ＧＬ）＞低速油圧クラッチ（ＹＬ）・高速ギアクラッチ（ＧＨ）＞高速油圧クラッチ（ＹＨ）・高速ギアクラッチ（ＧＨ）のギア比関係で低速から高速まで四段階に変速可能にすると共に、ギア変速クラッチ（３）を操作するギア変速レバー（４）の変速操作位置を検出するセンサ（９０Ｈ，Ｌ）を設け、該センサ（９０Ｈ，Ｌ）からの信号により低速ギアクラッチ（ＧＬ）から高速ギアクラッチ（ＧＨ）に変速すると低速油圧クラッチ（ＹＬ）に自動変速し、高速ギアクラッチ（ＧＨ）から低速ギアクラッチ（ＧＬ）に変速すると高速油圧クラッチ（ＹＨ）に自動変速すべく制御したことを特徴とする多目的作業車の動力伝動機構。