(57)【要約】【課題】無段変速装置として特に、油圧・機械式無段変速装置（ＨＭＴ）を構成する油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）の配置構成を変更して、作業車両及び走行駆動系の構成の簡素化と、メンテナンスの容易化とを図ることを目的とする。【解決手段】走行駆動系としてＨＳＴ２２及び遊星歯車機構２３を組み合わせて、エンジン１８の動力を変速して出力回転させるように構成されたＨＭＴ２４を備えた作業車両１において、前記ＨＳＴ２２は、油圧ポンプ２８及び油圧モータ２９を一体としてトランスミッションケース１９の前壁に設け、エンジン１８からトランスミッションケース１９に動力を伝達する伝動軸２１よりも上方に配置した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行駆動系として油圧式無段変速装置及びギアを組み合わせて、エンジンの動力を変速して出力回転させるように構成された無段変速装置を備えた作業車両において、
前記無段変速装置は、油圧ポンプ及び油圧モータを一体としてトランスミッションケースの前壁に設け、エンジンからトランスミッションケースに動力を伝達する伝動軸よりも上方に配置した、
ことを特徴とする作業車両。
【請求項２】
前記油圧式無段変速装置は、前記エンジンの後壁に取り付けられた作業機ポンプと対向する位置に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記油圧式無段変速装置、作業機ポンプ及び作動油タンクを床板下方のスペースに配置した、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の作業車両。
【請求項４】
前記油圧式無段変速装置の上方に、油圧操作具を配置した、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両に関し、より詳細には、作業車両の油圧・機械式無段変速装置において、トランスミッションケースに対する油圧式無段変速装置の配置構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トラクタや運搬車等の作業車両においては、車体前部にエンジンを、後部にミッションケースを配置して後輪を駆動するように構成しており、前記エンジンの動力を入力し、この動力を変速した後に車軸へ伝達するための変速機構やクラッチ機構等からなるトランスミッションを備えている。この作業車両のトランスミッション構造においては、静油圧式無段変速装置（ハイドロスタティックトランスミッション；以下「ＨＳＴ」と略記）を用いた主変速機構を設けたものが多く提案されている。そして、特に、近年では、機械式変速機構に比べて変速時の操作性に優れ、さらに、ＨＳＴに比べてエネルギー効率に優れることから、このＨＳＴと差動機構を組み合わせた油圧・機械式無段変速装置（ハイドロメカニカルトランスミッション；以下、「ＨＭＴ」と略記）が、幅広く生産されるに至っている。
【０００３】
ところで、このようなＨＳＴを採用した作業車両の走行駆動系のレイアウトとしては、中には、ＨＳＴを構成する油圧ポンプ及び油圧モータをそれぞれ分離して配置するとともに、これらを流体的に接続して、エンジン動力を油圧モータへと出力するような構成が提案されているが、一般的には、エンジン動力が、エンジンの出力軸である伝動軸を介してトランスミッション（ＨＳＴ）へと伝達されるように構成されている。
【０００４】
具体的には、トランスミッションケースをエンジンに直結して、これが機体フレームを兼ねるようなモノコックボディ構造としたものや、エンジンとトランスミッションケースとを分離して配置して、エンジンの出力軸をトランスミッションケースに挿通するような構成等が提案されている。
例えば、特許文献１においては、入力分割式のＨＭＴを備えた作業車両に関し、特許文献２においては、出力分割式のＨＭＴを備えた作業車両に関して、それぞれエンジンとトランスミッションケースとを直結してモノコックボディ構造としたものが開示されている（特許文献１及び特許文献２参照）。また、特許文献３においては、トランスミッションケースの外側にＨＳＴを取り付けるとともに、エンジンからの出力軸をＨＳＴの入力軸としてＨＳＴに挿通した作業車両が開示されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２０００−１８３６７号公報
【特許文献２】特開２００２−１３９１２６号公報
【特許文献３】特開平８−１０４１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のような作業車両の走行駆動系のレイアウトでは、次のような課題があった。
【０００６】
すなわち、前記特許文献１及び特許文献２に開示されるように、ＨＳＴをトランスミッションケースに内設して機体フレームの一部として配置させる構成においては、トランスミッションケース内において、ＨＳＴ（油圧ポンプ及び油圧モータ）へ給排される作動油と、その他のクラッチ等へ給排される作動油とが混入する場合があった。特に、ＨＭＴにおいては、トランスミッションを組み立てる際に、ＨＳＴと同時に差動機構を取り付けるため、塵屑が発生し、この塵屑がトランスミッションケース内に入り込んでしまうことがあった。そのため、ＨＳＴの油圧ポンプ及び油圧モータへ塵屑等の異物が混入して、これら油圧ポンプ及び油圧モータのシリンダやピストン等の動作不良が生じ易かった。
【０００７】
また、前記特許文献１乃至特許文献３に開示されるように、伝動軸としてのエンジンの出力軸が、ＨＳＴ（油圧ポンプ及び油圧モータ）を前後方向に貫通するような構成では、かかる出力軸が邪魔となって、トランスミッションに対するＨＳＴの着脱が困難であり、トランスミッションを組み立てたり、またはメンテナンスのために分解したりする作業が煩わしかった。
【０００８】
そこで、本発明においては、作業車両に関し、前記従来の課題を解決するもので、無段変速装置を構成するＨＳＴ（油圧ポンプ及び油圧モータ）の配置構成を変更して、作業車両及びトランスミッションの構成の簡素化と、メンテナンスの容易化とを図ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
すなわち、請求項１においては、走行駆動系として油圧式無段変速装置及びギアを組み合わせて、エンジンの動力を変速して出力回転させるように構成された無段変速装置を備えた作業車両において、前記無段変速装置は、油圧ポンプ及び油圧モータを一体としてトランスミッションケースの前壁に設け、エンジンからトランスミッションケースに動力を伝達する伝動軸よりも上方に配置したものである。
【００１１】
請求項２においては、請求項１において、前記油圧式無段変速装置は、前記エンジンの後壁に取り付けられた作業機ポンプと対向する位置に設けられるものである。
【００１２】
請求項３においては、請求項１又は請求項２において、前記油圧式無段変速装置、作業機ポンプ及び作動油タンクを床板下方のスペースに配置したものである。
【００１３】
請求項４においては、請求項１又は請求項２又は請求項３において、前記油圧式無段変速装置の上方に、油圧操作具を配置したものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１５】
すなわち、請求項１に示す構成としたので、トランスミッションケースと油圧式無段変速装置とを分離して構成するため、無段変速装置への塵屑の混入を防止することができ、また、油圧式無段変速装置の着脱が容易となって作業車両や走行駆動系等のメンテナンス性が向上する。さらに、エンジンの伝動軸に妨げられずに、作業車両の上方から油圧式無段変速装置を着脱することができ、これらのメンテナンス性が向上する。
【００１６】
請求項２に示す構成としたので、油圧式無段変速装置や作業機ポンプ等の作業車両の油圧機器を近設して構成するため、これらを一度に集中して容易にメンテナンスすることができ、また走行駆動系の構成を簡素化できる。
【００１７】
請求項３に示す構成としたので、床板下方のスペースを有効利用してコンパクトに油圧機器を配置することができ、床板を外すだけで、無段変速装置、作業機ポンプ及び作動油タンク等の油圧機器が一度に見渡せ、上方より容易にメンテナンス等の作業ができる。
【００１８】
請求項４に示す構成としたので、油圧操作具と油圧式無段変速装置を近づけて配置することができ，油圧配管を短くできて、損失が小さく、組立も容易にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、発明の実施の形態を、図面を参照して、以下に説明する。
図１は本発明の一実施例に係る作業車両の全体的な構成を示した側面図、図２は操縦部の平面図、図３は同じく図１の平面略図、図４は作業車両の走行駆動系の側面略図、図５は作業車両に係るＨＭＴの一例としての入力分割型のＨＭＴのスケルトン図である。
なお、以下に述べるように、本実施例に係る作業車両としては、バックホーローダについて説明するが、トラクタ・田植機・運搬車等の作業車両等の全般に適用することができるものである。
【００２０】
まず、本実施例に係る作業車両１の全体構成について、以下に概説する。
図１乃至図３に示すように、本実施例に係る作業車両１は、車両本体の前端部から後端部にかけて機体フレーム２が配設され、この機体フレーム２の前部及び後部にそれぞれフロントアクスルケース２５・リアアクスルケース２６を介して前輪３・３、後輪４・４が支承されている。
作業車両１はバックホーローダであり、積み込み装置であるローダ５及び掘削装置６が装着されている。ローダ５は、ブラケット８、リフトアーム９等によって構成され、フロントローダとして用いられるものである。作業車両１の前部にはエンジン１８等を覆うボンネット７が設けられ、このボンネット７の左右両側方にブラケット８が配設され、このブラケット８は作業車両１の機体フレーム２に固定されている。ブラケット８にリフトアーム９が取り付けられ、リフトアーム９は、前後中央部が両端を結ぶ直線より上方に屈曲して形成して、側面視「ヘ」字状に構成されており、このリフトアーム９の下方において前輪３・３を操向回動できるようにしている。リフトアーム９の前端には、上下回動可能にバケットが配設されている。
【００２１】
掘削装置６は、ブームブラケット１０、ブーム１１、バケット１２等にから構成されている。機体フレーム２の後部にブームブラケット１０の取付部１３が突出して設けられ、この取付部１３に、ブームブラケット１０が左右回動可能に枢支されている。ブームブラケット１０にブーム１１の基部が前後回動可能に枢支され、このブーム１１の先端部に作業用アタッチメントであるバケット１２が前後回動可能に枢支されている。
【００２２】
機体フレーム２の前後中央部であって前記ボンネット７の後方に床板（ステップ）１４が載設され、この床板１４の後方上方に運転席４８が回転自在に配置されている。運転席４８前方には、ダッシュボード１６や操向操作のためのステアリングハンドル１７が設けられ、これら操縦部１５はキャノピーにより覆われている。この操縦部１５において、運転席４８側方に、ローダ作業用の作業レバー４６ａ、アクセルレバー４６ｂ及び副変速レバー４６ｃ等からなる油圧操作具４６やメーター等の表示装置等が、操作部４７として集中して配置され、油圧操作具４６の下方には制御バルブ等が配置されて、該油圧操作具４６の操作でシリンダやアクチュエータ等へ作動油が供給される（図２参照）。そして、これらの油圧操作具４６は、後述するＨＳＴ２２の上方の配置されている。すなわち、床板１４の下方には、ＨＳＴ２２を内設したＨＳＴハウジング３６やトランスミッションケース１９等が配置され、このように構成することで、油圧操作具４６及び制御バルブとＨＳＴ２２を近づけて配置することができ，油圧配管を短くでき、また、損失が小さく、組立も容易にできる。
【００２３】
機体フレーム２の前部上にはエンジン１８が載置され、前記ボンネット７で被装されている。エンジン１８の後方であって、機体フレーム２の後部には、走行駆動系として、トランスミッションケース１９にトランスミッション２０が構成されている。エンジン１８は、前後方向に略水平に延設された機体フレーム２の前部に支持され、該エンジン１８の出力軸は後方に突出されて、クラッチや伝動軸２１を介してトランスミッション２０と連動・連結され、エンジン１８の動力がこの伝動軸２１を介してトランスミッション２０へと伝達される。
【００２４】
次に、トランスミッション２０について、以下に詳述する。
図３乃至図５に示すように、本実施例におけるトランスミッション２０は、ＨＭＴ式のトランスミッションとして構成されている。すなわち、トランスミッション２０は、主変速機構として作用するＨＳＴ２２及び差動機構としての遊星歯車機構２３とを含むＨＭＴ２４を備え、その他に、クラッチ機構（図略）や、後輪動力をフロントアクスルケース２５に伝達する前輪伝動軸２７や、作業動力を変速するＰＴＯ変速機構（図略）等を備えて構成されている。そして、これらは後述するように、ＨＳＴ２２を除いてトランスミッションケース１９に内設されている。
【００２５】
ＨＭＴ２４は、ＨＳＴ２２と遊星歯車機構２３とを組み合わせて入力動力を無段変速するように構成されている。ＨＳＴ２２は、可動斜板２８ａ及び可動斜板２９ａの斜板角度を傾動させることによって吐出量を変化させる可変容積型の油圧ポンプ２８及び油圧モータ２９を備えており、これらが流体的に接続されて、油圧ポンプ２８に入力された動力を無段階に変速して油圧モータ２９から出力するように構成されている。これらの可動斜板２８ａ・２９ａは、図示せぬリンク機構やソレノイドによる自動制御機構によって傾動操作される。なお、本実施例では、油圧ポンプ２８及び油圧モータ２９を可変容積型としているが、これに限定するものではなく、いずれか一方を固定容積型のものを用いてもよい。
【００２６】
遊星歯車機構２３は、キャリア２３ａ、プラネタリギア２３ｂ、サンギア２３ｃ及びリングギア２３ｄ等から構成されている。ＨＭＴ２４を構成する作動機構としては、遊星歯車機構２３を用いるのが一般的であるが、これに限定するものではない。
【００２７】
ここで、ＨＭＴ２４としては、一般的に、エンジン１８からの入力動力をＨＳＴ２２の入力側で分割する入力分割型と、エンジン１８からの入力動力をＨＳＴ２２の出力側で分割する出力分割型との２形式があり、遊星歯車機構２３の各構成要素（キャリア２３ａ・サンギア２３ｃ・リングギア２３ｄ）に対する入力軸（伝動軸２１）およびＨＳＴ２２の結合パターンにより、各形式がそれぞれ６タイプに分類される。これらのタイプは公知技術であり、説明の詳細は省略する。そして、一般に、入力分割型は作業車両１の高速時に効率がよく、一方出力分割型は中間点で効率がよいとされている。本実施例における作業車両１においては、ＨＳＴ型を含めて任意に構成することができる。
【００２８】
図５は、ＨＭＴ２４の一例として、入力分割型のＨＭＴの構成を示したものである。このＨＭＴ２４の構成においては、キャリア２３ａは、エンジン１８の出力軸としての伝動軸２１の同心上に回転支持されており、複数のプラネタリギア２３ｂを支持している。これらのプラネタリギア２３ｂは、サンギア２３ｃとリングギア２３ｄとの間に介在して噛合されている。リングギア２３ｄは、油圧ポンプ２８の入力軸３０上に嵌合されたギア３１とも噛合している。そして、サンギア２３ｃを固設する軸３２の同軸上に設けられたギア３３は、油圧モータ２９の出力軸３４に設けられたギア３５と噛合している。
【００２９】
このような構成とすることで、ＨＭＴ２４において、まず、エンジン１８の動力が、伝動軸２１を介して、一旦遊星歯車機構２３に伝達される。遊星歯車機構２３において、キャリア２３ａからプラネタリギア２３ｂを介してサンギア２３ｃに伝達されるとともに、プラネタリギア２３ｂからリングギア２３ｄを介してギア３３へと分割されて伝達される。そして、ＨＳＴ２２の油圧モータ２９から出力された回転動力は、ギア３５と噛合するギア３３に伝達され、サンギア２３ｃに伝達された回転動力と軸３２において合成されて出力されるように構成されている。
【００３０】
次に、トランスミッション２０におけるＨＳＴ２２の配置構成について、以下に詳述する。
トランスミッション２０の構成としては、従来、トランスミッションケース１９内にＨＳＴ２２及び遊星歯車機構２３や、その他の機構等を内設して構成するものであったが、ＨＳＴ２２のメンテナンスや、トランスミッション２０のレイアウトの簡素化等が困難であった。特に、ＨＭＴ２４は、ＨＳＴ２２と差動機構（遊星歯車機構２３）とで構成されることから、差動機構（遊星歯車機構２３）における出力回転の際やこれらを組み立てる際等に発生する塵屑が、ＨＳＴ２２に混入しないような構成とすることが好ましい。そこで、本実施例では、トランスミッション２０を構成する部材の中から、特に、ＨＳＴ２２を、油圧ポンプ２８及び油圧モータ２９を一体としてＨＳＴハウジング３６に内設するとともに、これをトランスミッションケース１９の前壁に設けるものである。
【００３１】
図３乃至図４に示すように、本実施例における作業車両１では、ＨＳＴ２２（ＨＳＴハウジング３６）は、トランスミッションケース１９の前端部の前壁上部に、トランスミッション２０を構成する他の部材とは別体に設けられている。ＨＳＴ２２を構成する油圧ポンプ２８及び油圧モータ２９は、平板状のセンタセクション（図略）に付設されて、ＨＳＴハウジング３６内に一体として収容され、ＨＳＴハウジング３６内とトランスミッションケース１９内とは、トランスミッションケース１９の前壁を介して分離されている。そして、油圧ポンプ２８の入力軸３０と油圧モータ２９の出力軸３４とが、トランスミッションケース１９の前壁を貫通してＨＳＴハウジング３６に挿通され、出力軸３４から伝達されるＨＳＴ２２の回転動力が、トランスミッションケース１９内において、遊星歯車機構２３の回転動力と合成されるように構成している。
【００３２】
さらに、前記伝動軸２１は、エンジン１８の出力軸に、クラッチハウジング４９に内設される主クラッチまたはダンパーを介して連結され、トランスミッションケース１９に付設されたＨＳＴハウジング３６を介することなく、すなわち、ＨＳＴハウジング３６の下方を通過してエンジン１８からトランスミッションケース１９内に直接挿通されるように構成されている。特に、ＨＳＴ２２は、平面視において左右中央であって、エンジン１８の伝動軸２１や前記前輪伝動軸２７よりも上方に位置するように配置されている。ＨＳＴ２２を構成する油圧ポンプ２８において、エンジン１８からの伝動軸２１と油圧ポンプ２８の入力軸３０とが上下略平行となるように構成され（図３参照）、この入力軸３０が伝動軸２１よりも上方に位置するように構成されている。また、伝動軸２１の下方において、前記軸３２に連動連結される前輪出力軸４４がトランスミッションケース１９より前方に突出され、該前輪出力軸４４からユニバーサルジョイント４５を介して前輪伝動軸２７に動力が伝達され、トランスミッションケース１９から前記フロントアクスルケース２５へと延設されている。このように構成することで、ＨＳＴ２２をメンナンスする際に、作業車両１の上方から、伝動軸２１や前輪伝動軸２７に妨げられることなく、ＨＳＴハウジング３６または蓋体を着脱して修理や部品交換や点検等を容易に行うことができる。
【００３３】
以上のように、作業車両１の走行駆動系において、油圧ポンプ２８及び油圧モータ２９を一体としてトランスミッションケース１９の前壁に設けるとともに、トランスミッションケース１９内でＨＳＴ２２及び遊星歯車機構２３の回転動力を合成するように構成することで、ＨＳＴ２２への塵屑（コンタミ）等の混入を防止することができる。すなわち、トランスミッションケース１９とＨＳＴハウジング３６とを分離して構成するために、トランスミッションケース１９とＨＳＴハウジング３６とに給排される作動油が分離され、ＨＳＴ２２において、トランスミッション２０を構成する遊星歯車機構２３等のギア類によって発生する塵屑が、油圧ポンプ２８及び油圧モータ２９のシリンダやピストン等に混入するのを防いで、ひいては、ＨＳＴ２２の作動不良を防止することができる。トランスミッション２０を組み立てたり解体したりする際にも、ＨＳＴ２２を独立して分離して作業することができるため、塵屑等の異物がＨＳＴハウジング３６内に混入することを効果的に防ぐことができる。
また、ＨＭＴ２４として、ＨＳＴ２２をトランスミッションケース１９から分離して着脱できるために、メンテナンス性が向上し、さらに、ＨＳＴ２２と遊星歯車機構２３と近接させて配設することができ、ＨＭＴ２４のメンテナンス性を向上させつつトランスミッションの構成を簡素化できる。
【００３４】
図３乃至図４に戻って、エンジン１８には、作業車両１のＨＳＴ２２や、ローダ５・掘削装置６の昇降等を行うための油圧アクチュエータ等に作動油を給排するための作業機ポンプ３７が配設されている。この作業機ポンプ３７は、エンジン１８の出力軸４０より歯車またはベルト等を介して駆動可能に構成されている。具体的には、作業機ポンプ３７は、エンジン１８の後側壁に設けるギアケース５０に付設されるとともに、出力軸４０に固設した出力ギア４１・４２より作業機ポンプ３７の駆動軸４３に伝達され、エンジン１８からの駆動力によって作動するように構成されている。このように作業機ポンプ３７をエンジン１８に付設することで、作業車両１をシンプルに構成して、またエンジン１８の動力を効率よく伝達するように構成されている。
【００３５】
そして、本実施例においては、前記ＨＳＴ２２は、この作業機ポンプ３７と前後対向する位置に設けられている。すなわち、作業車両１は、トランスミッションケース１９がエンジン１８の後方に配置されており、このトランスミッションケース１９の前側壁にＨＳＴ２２が付設されるとともに、エンジン１８の後側壁に作業機ポンプ３７が付設されている。そして、このトランスミッションケース１９とエンジン１８との間において、前記床板１４の略下方であって、ＨＳＴ２２と作業機ポンプ３７とが対向する空間に、エンジン１８の伝動軸２１を挟んで左右に作動油タンク３８と燃料タンク３９とが並置されている。さらに、この空間には、ＨＳＴ２２と作業機ポンプ３７とは図示せぬ給排油管によって接続されるが、この給排油管と接続されるフィルタ等も配置される。
【００３６】
このように、床板１４の略下方に、ＨＳＴ２２及び作業機ポンプ３７を対向するように配置することで、これらを近接して配置でき、ＨＳＴ２２と作業機ポンプ３７のメンテナンス性を向上して、作業車両１の構成を簡素化することができる。特に、作業車両１においては、このように、床板１４の略下方の空間に、ＨＳＴ２２及び作業機ポンプ３７のみならず、作動油タンク３８やフィルタ等の油圧機器を集中して配置するため、油圧配管を短くできて取り回しがし易く損失も低減できる。そして、床板１４を取り外すことでこれらのメンテナンスを上方から一度に容易に行うことができる。
【００３７】
特に、上述のように、ＨＳＴ２２を伝動軸２１や前輪伝動軸２７よりも上方に位置するように取り付けることで、床板１４を取り外すことで、伝動軸２１が邪魔にならず作業車両１の上方からＨＳＴ２２の着脱を行い易く、作業車両１のメンテナンス及び構造の簡素化を図ることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例に係る作業車両の全体的な構成を示した側面図。
【図２】操縦部の平面図。
【図３】図１の平面略図。
【図４】作業車両の走行駆動系の側面略図。
【図５】作業車両に係るＨＭＴの一例としての入力分割型のＨＭＴのスケルトン図。
【符号の説明】
【００３９】
１    作業車両
３    前輪
４    後輪
５    ローダ
６    掘削装置
１４    床板
１５    運転席
１８    エンジン
１９    トランスミッションケース
２０    トランスミッション
２１    伝動軸
２２    ＨＳＴ（無段変速装置）
２４    ＨＭＴ（無段変速装置）
２７    前輪伝動軸
３６    ＨＳＴハウジング
３７    作業機ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006062410.tif 000005
【図４】
2006062410.tif 000006
【図５】
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