(57)【要約】【課題】変速装置の全長寸法の増加を招くことなく、十分な支持剛性によって大動力の伝達が可能となる作業車両のトロイダル型変速装置を提供することにある。【解決手段】作業車両のトロイダル型変速装置１は、入力軸５上に前後配置した２つの入力ディスク４１，４２に動力供給を受け、同入力軸５と同心のスリーブ軸４５によって後端側から変速出力するダブルキャビティ型トロイダル構成のバリエータ機構２１と、その変速出力を受けるプラネタリギヤ５３を軸支するキャリヤ５１を上記入力軸５の一端に設けた遊星歯車機構２２とが入力軸線上に直列に構成され、上記キャリヤ５１は、プラネタリギヤ５３を軸支する本体部に対し、バリエータ機構２１の後段側の入力ディスク４２に連結するスリーブ部５１ｓを前後に分離可能に形成し、かつ、上記入力軸５の後端部を上記スリーブ軸４５内に軸支する軸受部材４６を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸（５）上に前後配置した２つの入力ディスク（４１，４２）に動力供給を受け、同入力軸（５）と同心のスリーブ軸（４５）によって後端側から変速出力するダブルキャビティ型トロイダル構成のバリエータ機構（２１）と、その変速出力を受けるプラネタリギヤ（５３）を軸支するキャリヤ（５１）を上記入力軸（５）の一端に設けた遊星歯車機構（２２）とを入力軸（５）線上に直列構成した作業車両のトロイダル型変速装置において、
上記キャリヤ（５１）は、プラネタリギヤ（５３）を軸支する本体部に対し、上記バリエータ機構（２１）の後段側の入力ディスク（４２）に連結するスリーブ部（５１ｓ）を前後に分離可能に形成し、かつ、上記入力軸（５）の後端部を上記スリーブ軸（４５）内に軸支する軸受部材（４６）を設けたことを特徴とする作業車両のトロイダル型変速装置。
【請求項２】
前記プラネタリギヤ（５３）の後段側には、その差動出力を前記入力軸（５）と同心に導出する伝動軸（５４，５５）を設けるとともに、この伝動軸（５４，５５）に対して前記キャリヤ（５１）の後段部を軸支する軸受部材（５０）を設介したことを特徴とする請求項１記載の作業車両のトロイダル型変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスミッションケース内にバリエータ機構と遊星歯車機構とを備えた作業車両のトロイダル型変速装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示すように、ダブルキャビティ型トロイダル構成のバリエータ機構と高低の２速レンジ出力用の遊星歯車機構とを入力軸線上に直列構成した作業車両のトロイダル型変速装置が知られている。このトロイダル型変速装置のバリエータ機構は、入力軸上に前後配置した２つの入力ディスクとその間に配置した出力ディスクの対向面間にパワーローラを介設し、入力軸の後端側に出力ディスクの変速動力をスリーブ軸によって導出するとともに、入力軸の後端に遊星歯車機構のキャリヤを一体に設けて構成される。このように構成することにより、パワーローラによる効率の良い無段変速伝動およびギヤードニュートラルを含む広い速度レンジの回転出力を入力軸線の後段位置から得ることができる点において、作業車両にとって最適な変速特性を得ることができる。
【０００３】
しかし、上記入力軸の後端部には、片持ち状に遊星歯車機構のキャリヤを一体に構成する必要から、大動力を伝達するためには、十分な支持剛性を確保するべく新たな軸支持部が必要となるので、その長手方向の寸法増加を避けることができないという問題があった。
【特許文献１】特開２０００−２２０７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、変速装置の全長寸法の増加を招くことなく、十分な支持剛性によって大動力の伝達が可能となる作業車両のトロイダル型変速装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、入力軸上に前後配置した２つの入力ディスクに動力供給を受け、同入力軸と同心のスリーブ軸によって後端側から変速出力するダブルキャビティ型トロイダル構成のバリエータ機構と、その変速出力を受けるプラネタリギヤを軸支するキャリヤを上記入力軸の一端に設けた遊星歯車機構とを入力軸線上に直列構成した作業車両のトロイダル型変速装置において、上記キャリヤは、プラネタリギヤを軸支する本体部に対し、上記バリエータ機構の後段側の入力ディスクに連結するスリーブ部を前後に分離可能に形成し、かつ、上記入力軸の後端部を上記スリーブ軸内に軸支する軸受部材を設けたことを特徴とする。
【０００６】
上記変速装置の組み立てに際し、入力軸の後段側の端部について、キャリヤの本体部とスリーブ部を前後に分離した状態でニードルベアリング等による軸受部材の組み付けが可能となり、この軸受部材により、入力軸の後端部がスリーブ軸に軸支されて入力軸端部に一体構成のキャリヤの支持剛性が確保される。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１の構成において、前記プラネタリギヤの後段側には、その差動出力を前記入力軸と同心に導出する伝動軸を設けるとともに、この伝動軸に対して前記キャリヤの後段部を軸支する軸受部材を設介したことを特徴とする。前記キャリヤの後段部は、軸受部材を介して伝動軸により軸支される。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明の効果は、キャリヤの本体部とスリーブ部とを前後に分離した状態でニードルベアリング等による軸受部材の組み付けが可能となり、この軸受部材により、入力軸の後端部がスリーブ軸に軸支されて入力軸端部の支持剛性が確保される。したがって、前後分離構成のキャリヤと入力軸端を支える軸受部材とによる簡易な構成により、変速装置の全長増加を招くことなく、入力軸端部から遊星歯車機構を介して大きな動力を安定して伝達することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明の効果は、前記キャリヤの後段部は、軸受部材を介して伝動軸により軸支されることから、この伝動軸の支持剛性に応じてキャリヤの回転動作の安定化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態について、以下に図面に基づいて詳細に説明する。
本発明に係る作業車両のトロイダル型変速装置は、農用トラクタ等の作業車両の走行系およびその機体後部に備えた作業機を駆動する作業系の動力を変速伝動するものである。
【００１１】
変速装置１の構成は、図１の軸線展開による要部断面図に示すように、ミッションケース２の前段位置にケース入力軸３、ＰＴＯ伝動軸４、走行伝動軸５等を前後方向に平行に軸支する。ケース入力軸３は、ミッションケース２の前端部に軸支されてエンジンの動力を受ける。ＰＴＯ伝動軸４は、ケース入力軸３からギヤ機構３ａ，４ａを介して分岐動力を受けて後段に延び、作業系伝動制御用の図示せぬＰＴＯ正逆切替クラッチに伝動する。走行伝動軸５は、ケース入力軸３からギヤ機構３ｂ、６ｂ、５ｂを介して受けた動力を入出力ディスク４１，４２，４３とパワーローラ４４…とによって無段変速するダブルキャビティ型トロイダル構成のバリエータ機構２１、その後段側で高低２速の差動動力を出力する遊星歯車機構２２、その差動動力を切替えるＨｉＬｏクラッチ２３等からなる無段変速部を同一軸線上に備えて走行系に伝動するべく構成する。
【００１２】
無段変速部について詳細に説明すると、バリエータ機構２１は、動力供給を受ける走行伝動軸（入力軸）５上に前後に配置した２つの入力ディスク４１，４２とその間に配置した出力ディスク４３を備え、その２組の対向面間にパワーローラ４４、４４…を介設し、出力ディスク４３に受けた変速動力を走行伝動軸５の後端側にスリーブ軸４５によって共通軸線上に導出する。走行伝動軸５の後端部には、遊星歯車機構２２のキャリヤ５１を一体に取付け、このキャリヤ５１に軸支したプラネタリギヤ５３…にスリーブ軸４５を作用し、また、プラネタリギヤ５３…の後段に差動出力部５３ｂ、５３ｃを形成する。
【００１３】
上記構成の入力ディスク４１，４２の回転は、パワーローラ４４、４４…の傾倒角を変更することによって出力ディスク４３に無段階に伝達され、このバリエータ機構２１の動力下手側配置の遊星歯車機構２２は、走行伝動軸５の供給動力の回転をキャリヤ５１に受けるとともに、スリーブ軸４５の無段変速出力をプラネタリギヤ５３…に受け、このプラネタリギヤ５３…の動力下手側から差動動力が出力される。
【００１４】
遊星歯車機構２２のキャリヤ５１の本体部には、拡大断面図、および、その分解断面図を、それぞれ、図２、図９に示すように、プラネタリギヤ５３…を等分周位置に軸支し、この本体部５１に対してバリエータ機構２１の後段側の入力ディスク４２に連結するスリーブ部５１ｓを前後に分離可能にボルトＢで締結し、かつ、走行伝動軸５の後端部をスリーブ軸４５内に軸支するべく、キャリヤ５１のボス部５１ｂにニードルベアリングによる軸受部材４６を設ける。スリーブ部５１ｓは、軸受４７によって外周を支持するとともに、内周側の軸受４８を介してスリーブ軸４５を支持することにより、ドッグクラッチ機構４３ｄ、５１ｄを介して入力ディスク４２に伝動する。
【００１５】
プラネタリギヤ５３…は、キャリヤ５１の本体部に等分周に固定配置した支持軸５１ｘ…にニードルベアリングによる軸受部材５２ａ，５２ｂ，５２ｃを介して軸支する。プラネタリギヤ５３の前段部には、入力ギヤ部５３ａを形成してスリーブ軸４５を作用するべくその後段に形成したギヤ部４５ａと噛合し、また、プラネタリギヤ５３の後段の差動出力部には高低２速の差動動力を出力する高速出力ギヤ部５３ｂと低速出力ギヤ部５３ｃとを形成する。この低速出力ギヤ部５３ｃと対応して支持軸５１ｘの後段側に小径部５１ｙを形成し、この小径部５１ｙに低速出力ギヤ部５３ｃと対応して軸受部材５２ｃを介設する。
【００１６】
これら高低２速の差動出力は、ミッションケース２内を前後に仕切る仕切壁９を貫通して後段側に延びる同心伝動軸（伝動軸）５４，５５から、外軸５５と一体のロークラッチギヤ５５ｇとカウンタ軸（不図示）を介して後段のＨｉＬｏクラッチ２３に入力する。同心伝動軸５４，５５は、走行伝動軸５と共通の軸線上で２速を伝動可能に同心状に構成し、その外軸５５を仕切壁９に対して軸受４９により支持するとともに、この軸受４９の近傍に設けた別の軸受部材５０を介してキャリヤ５１の後段部を支持する。
【００１７】
ミッションケース２内は仕切壁９によって画成され、そのバリエータ側にはオイルポンプ２１ａを取付け、背面側においてＰＴＯ伝動軸４からギヤ機構４ｐ、４ｑにより駆動する。このギヤ機構４ｐ、４ｑは隙間を空けてロークラッチギヤ５５ｇと並列に配置する。オイルポンプ２１ａは、図３の透視正面図に示すように、バリエータ２１を含む区画に溜まる作動油内に漬かる位置に配置することにより、短サクション２１ｓと短デリバリの油圧系を構成し、バリエータ機構２１にトラクションオイルを供給するとともに、同区画の範囲内に限定して作動油を供給する。
【００１８】
上記構成の遊星歯車機構２２は、その組み立てに際し、走行伝動軸５の後段側の端部について、キャリヤ５１の本体部とスリーブ部５１ｓとの間で前後に分離した状態で軸受部材４６の組み付けが可能となり、この軸受部材４６により、走行伝動軸５の後端部がスリーブ軸４５の内周に軸支されて走行伝動軸５の端部支持剛性が確保される。したがって、キャリヤ５１の前後分割構成と走行伝動軸５の後端部を支持する軸受部材４６とによる簡易な構成により、変速装置の全長増加を招くことなく、大きな動力を安定して伝達することができる。
【００１９】
上記遊星歯車機構２２は、プラネタリギヤ５３…の後段の高速出力ギヤ部５３ｂと低速出力ギヤ部５３ｃとによりそれぞれが軸受部材５２ａ，５２ｂ，５２ｃにより軸支されて２速の差動出力が行われ、この差動出力は、同心伝動軸５４，５５から後段のＨｉＬｏクラッチ２３に入力されて切替可能に走行系に伝動される。この時、キャリヤ５１の本体部は、軸受部材５０を介して同心伝動軸５４，５５により軸支されることから、同心伝動軸５４，５５の支持剛性に応じてキャリヤ５１の回転動作の安定化を図ることができる。
【００２０】
また、上記伝動系の構成において、オイルポンプ２１ａは、バリエータ機構２１と近接して作動油内に浸漬配置することにより、オイルクーラー効果を得ることができるとともに、外付けパイプを要することなく低コストで、短サクション、短デリバリによる馬力ロスの少ない油圧系を構成することができる。
【００２１】
次に、上記変速装置の油圧制御系について説明する。油圧制御系は、図４の系統図に示すように、バリエータ機構２１のパワーローラ４４，４４の制御部と入力ディスク４１のエンドロード制御部について別々にレデュースバルブ６１，６２を設け、それぞれ個別に制御する構成となっている。これにより、パワーローラ４４，４４の傾倒角を変更する作動シリンダ４４ｃの圧力Ｓ１，Ｓ２を比例圧力制御弁６３とソレノイドバルブによる３位置４ポート切替弁６４により低コストで制御系を構成することができる。
【００２２】
この場合、エンドロード制御部は、電磁比例減圧弁６５または切換ソレノイドとしてピストン圧を調整可能に構成することにより、パワーローラ４４，４４によるトルクを制御して一定走行速度で不要なエンジントルクを除き、低燃費走行等が可能となる。
【００２３】
また、図５に示す別の油圧制御系統図のように、パワーローラ４４，４４の制御シリンダ４４ｃの圧力回路にシャトル弁７１を設け、その圧力Ｓ１，Ｓ２の高い方の圧力をパイロット圧力として、レデュースバルブ７２の一定圧力をエンドロード部２１ｅに供給し、さらにエンドロード圧力をパイロット圧力として、エンドロード圧力が高過ぎるとエンドロード２１ｅ側の圧力を若干低くするようなパイロット圧力制御弁７３を設ける。このように構成することにより、エンドロード側の反応圧を素早くでき、シリンダ圧Ｓ１，Ｓ２の高い方の圧力と略同圧となるので、過負荷圧を防止することができる。
【００２４】
バリエータ２１のエンドロード部２１ｅは、図６の拡大断面図に示すように、入力軸５の後段側の入力ディスク４２にドッグクラッチ４２ｄを備えて入力トルクを受ける構成の場合は、前段側の入力ディスク４１の背面側に同様の突部４１ｄを形成し、背圧板４１ｂとの間にエンドロード圧の待機スペースを形成する。このように構成することによ、前段側の入力ディスク４１と後段側の入力ディスク４２を共通化してコスト低減を図ることができる。
【００２５】
ミッションケース２の下部には、その透視正面図および透視側面図を図７、図８にそれぞれ示すように、凹部を有するケース２ｂを設け、トラクションオイルを吸引するためにこの凹部から先端部にフィルタＦを設け、かつ、前輪駆動軸Ｓを配置する。このように構成することにより、車体が傾斜した時にでも、なるべくオイル面を高くして取出しができるとともに、前輪駆動軸Ｓの保護もできる。
【００２６】
この場合において、バリエータ専用のトラクションオイルの容量を増すことによってオイルの冷却効果を上げることができるので、オイルクーラを廃止してコスト低減が可能となる。ギヤケース２ｃとオイルパン２ｃの合わせ部には、着脱自在にオイルフィルタＦを設け、油圧制生面での精度向上を図ることができる。ギヤケース２は、オイル受けに強度を持たす構成とせずに、そのケースの強度を低下させることなく、下部に鋳抜き穴を設ける。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】作業車両のトロイダル型変速装置の軸線展開による要部断面図である。
【図２】遊星歯車機構の拡大断面図である。
【図３】変速装置の透視正面図である。
【図４】変速装置の油圧制御系の系統図である。
【図５】別の油圧制御系の系統図である。
【図６】バリエータの拡大断面図である。
【図７】ミッションケースの下部の透視正面図である。
【図８】ミッションケースの下部の透視側面図である。
【図９】遊星歯車機構の分解断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    トロイダル型変速装置
２    ミッションケース（ギヤケース）
３    ケース入力軸
４    ＰＴＯ伝動軸
５    走行伝動軸（入力軸）
２１    バリエータ機構
２２    遊星歯車機構
４１，４２    入力ディスク
４３    出力ディスク
４４    パワーローラ
４５    スリーブ軸
４５ａ    ギヤ部
４６    軸受部材
５０    軸受部材
５１    キャリヤ
５１ｓ    スリーブ部
５１ｂ    ボス部
５１ｘ    支持軸
５３    プラネタリギヤ
５３ａ    入力ギヤ部
５３ｂ    高速出力ギヤ部（差動出力部）
５３ｃ    低速出力ギヤ部（差動出力部）
５４，５５    同心伝動軸（伝動軸）
Ｂ    ボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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