特許 7345440 駆動伝達ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-07

(45)【発行日】2023-09-15

(54)【発明の名称】駆動伝達ユニット

(51)【国際特許分類】

   F16H 57/01 20120101AFI20230908BHJP

【ＦＩ】

F16H57/01

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020113484

(22)【出願日】2020-06-30

(65)【公開番号】P2022012007

(43)【公開日】2022-01-17

【審査請求日】2022-06-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】100129643

【弁理士】

【氏名又は名称】皆川 祐一

(72)【発明者】

【氏名】木曾田 雄星

(72)【発明者】

【氏名】法田 誠二

(72)【発明者】

【氏名】松浦 浩二

【審査官】前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２９８１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１９０９６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ５７／０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業車両に搭載されて、駆動源からの動力を走行装置に伝達する駆動伝達ユニットであって、
ケースと、
前記ケース内に収容されて、相対的に高速で回転する第１ギヤおよび相対的に低速で回転する第２ギヤと、を含み、
前記ケースには、前記第１ギヤが収容される空間と前記第２ギヤが収容される空間とを仕切る仕切壁が形成されている、駆動伝達ユニット。

【請求項2】

前記第１ギヤは、前記駆動源からの動力の入力時に常に回転し、
前記第２ギヤは、前記駆動源からの動力の入力時に回転／停止される、請求項１に記載の駆動伝達ユニット。

【請求項3】

作業車両に搭載されて、駆動源からの動力を走行装置に伝達する駆動伝達ユニットであって、
ケースと、
前記ケース内に収容されて、前記駆動源からの動力の入力時に常に回転する第１ギヤおよび前記駆動源からの動力の入力時に回転／停止される第２ギヤと、を含み、
前記ケースには、前記第１ギヤが収容される空間と前記第２ギヤが収容される空間とを仕切る仕切壁が形成されている、駆動伝達ユニット。

【請求項4】

前記ケース内に収容されて、動力を変速する静油圧式無段変速機、をさらに含み、
前記第１ギヤは、前記駆動源からの動力を前記静油圧式無段変速機に伝達する前段ギヤであり、
前記第２ギヤは、前記静油圧式無段変速機から出力される動力を前記走行装置に伝達する後段ギヤである、請求項２または３に記載の駆動伝達ユニット。

【請求項5】

前記第１ギヤが収容される空間は、前記第２ギヤが収容される空間の上側に設定されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の駆動伝達ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンバインなどの作業車両の駆動伝達ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

コンバインなどの作業車両には、エンジンの動力を変速するために、ＨＳＴ（Hydro Static Transmission：静油圧式無段変速機）を搭載したものがある。

【0003】

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。そして、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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－９２１６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＨＳＴならびに動力伝達機構は、ケース内に収容されており、ケース内には、潤滑のためのオイルが入っている。そのため、ケース内で高速回転するギヤがオイルに浸かるオイルバスの状態になると、ギヤの撹拌抵抗による発熱で油温が上昇する。発熱量がオイルクーラによるオイルの冷却容量を超えた場合、油温が上昇し続け、シールの破損やギヤ軸の寿命低下に繋がるおそれがある。

【0006】

本発明の目的は、ケース内の油温の上昇を抑制できる、駆動伝達ユニットを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記の目的を達成するため、本発明の一の局面に係る駆動伝達ユニットは、作業車両に搭載されて、駆動源からの動力を走行装置に伝達する駆動伝達ユニットであって、ケースと、ケース内に収容されて、相対的に高速で回転する第１ギヤおよび相対的に低速で回転する第２ギヤとを含み、ケースには、第１ギヤが収容される空間と第２ギヤが収容される空間とを仕切る仕切壁が形成されている。

【0008】

この構成によれば、ケース内において、仕切壁により、相対的に高速で回転する第１ギヤが収容される空間と相対的に低速で回転する第２ギヤが収容される空間とが仕切られている。そのため、第１ギヤの高速回転により熱が発生しても、その熱が第２ギヤが収容されている空間に伝わることを抑制できる。その結果、ケース内の油温の上昇を抑制することができる。

【0009】

第１ギヤは、駆動源からの動力の入力時に常に回転するギヤであり、第２ギヤは、駆動源からの動力の入力時に回転／停止されるギヤであってもよい。

【0010】

また、本発明の他の局面に係る駆動伝達ユニットは、作業車両に搭載されて、駆動源からの動力を走行装置に伝達する駆動伝達ユニットであって、ケースと、ケース内に収容されて、駆動源からの動力の入力時に常に回転する第１ギヤおよび駆動源からの動力の入力時に回転／停止される第２ギヤとを含み、ケースには、第１ギヤが収容される空間と第２ギヤが収容される空間とを仕切る仕切壁が形成されている。

【0011】

この構成によれば、ケース内において、仕切壁により、駆動源からの動力の入力時に常に回転する第１ギヤが収容される空間と回転／停止する第２ギヤが収容される空間とが仕切られている。そのため、第１ギヤが長時間連続して回転することにより熱が発生しても、その熱が第２ギヤが収容されている空間に伝わることを抑制できる。その結果、ケース内の油温の上昇を抑制することができる。

【0012】

第１ギヤは、駆動源からの動力を静油圧式無段変速機に伝達する前段ギヤであり、第２ギヤは、静油圧式無段変速機から出力される動力を走行装置に伝達する後段ギヤであってもよい。

【0013】

第１ギヤが収容される空間は、第２ギヤが収容される空間の上側に設定されていることが好ましい。

【0014】

この構成によれば、第１ギヤの収容空間は、第２ギヤの収容空間よりも高温になりやすいので、第１ギヤの収容空間が第２ギヤの収容空間の上側に設定されることにより、第１ギヤの収容空間から第２ギヤの収容空間への熱の伝播を一層抑制することができる。

【0015】

また、第１ギヤの収容空間から第２ギヤの収容空間にオイルが抜けやすいので、第１ギヤの収容空間にオイルが溜まらず、第１ギヤの収容空間におけるオイルの量が潤滑に必要な程度の量となる。そのため、第１ギヤの収容空間内の熱量を低く抑えることができ、ケース内の油温の上昇を効果的に抑制することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、ケース内の油温の上昇を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】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。

【図2】駆動伝達ユニットの油圧回路図である。

【図3】駆動伝達ユニットの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

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。

【0019】

＜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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

＜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。

【0025】

コンバイン１は、エンジン１１の動力を左右のクローラ２に伝達する駆動伝達ユニット１３を備えている。

【0026】

駆動伝達ユニット１３には、図２に示されるように、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、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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。駆動伝達ユニット１３には、図３に示されるように、その外殻をなすケース７１の上部に、チャージポンプ２１のポンプ軸２２に固定されたポンプ軸ギヤ７２、ポンプ軸ギヤ７２と噛合するアイドルギヤ７３およびアイドルギヤ７３と噛合するポンプギヤ７４が設けられている。油圧ポンプ４１Ｌには、入力軸１８からの動力がポンプ軸ギヤ７２、アイドルギヤ７３およびポンプギヤ７４からなるギヤ列７５を介して伝達され、シリンダブロックは、その動力により回転する。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

駆動伝達ユニット１３には、図３に示されるように、ケース７１の下部に、左側ＨＳＴ３１Ｌのモータ回転軸６１Ｌに固定されたモータ出力ギヤ８１、モータ出力ギヤ８１と噛合する第１アイドルギヤ８２、第１アイドルギヤ８２と噛合する第２アイドルギヤ８３、第２アイドルギヤ８３と噛合する第３アイドルギヤ８４、第３アイドルギヤ８４と噛合する車軸ギヤ８５およびモータ出力ギヤ８１と噛合する車速検出用ギヤ８６からなるギヤ列８７が設けられている。

【0039】

左側ＨＳＴ３１Ｌのモータ回転軸６１Ｌの動力（回転）は、モータ出力ギヤ８１、第１アイドルギヤ８２、第２アイドルギヤ８３、第３アイドルギヤ８４および車軸ギヤ８５を介して、左のクローラ２の車軸８８に減速して伝達される。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、左側と同様に、右のクローラ２の車軸に伝達される。これにより、右のクローラ２が駆動される。

【0040】

そして、ケース７１内には、上部の第１ギヤ収容空間９１とその下側の第２ギヤ収容空間９２とを仕切る仕切壁９３が形成されている。

【0041】

第１ギヤ収容空間９１には、ポンプ軸ギヤ７２、アイドルギヤ７３およびポンプギヤ７４からなるギヤ列７５が収容されている。この第１ギヤ収容空間９１に収容されるポンプ軸ギヤ７２、アイドルギヤ７３およびポンプギヤ７４は、エンジン１１の動力を左側ＨＳＴ３１Ｌに伝達する前段ギヤであり、エンジン１１の動力が駆動伝達ユニット１３に入力されている状態で常に回転する。

【0042】

第２ギヤ収容空間９２には、モータ出力ギヤ８１、第１アイドルギヤ８２、第２アイドルギヤ８３、第３アイドルギヤ８４、車軸ギヤ８５および車速検出用ギヤ８６からなるギヤ列８７が収容されている。この第２ギヤ収容空間９２に収容されるモータ出力ギヤ８１、第１アイドルギヤ８２、第２アイドルギヤ８３、第３アイドルギヤ８４および車軸ギヤ８５は、左側ＨＳＴ３１Ｌから出力される動力を左のクローラ２の車軸８８に伝達する後段ギヤであり、車速検出用ギヤ８６も含めて、エンジン１１動力が駆動伝達ユニット１３に入力されている状態で、コンバイン１の走行および旋回に応じて回転／停止する。モータ出力ギヤ８１、第１アイドルギヤ８２、第２アイドルギヤ８３、第３アイドルギヤ８４、車軸ギヤ８５および車速検出用ギヤ８６はいずれも、ポンプ軸ギヤ７２、アイドルギヤ７３およびポンプギヤ７４より高速で回転する。

【0043】

また、図示されていないが、第２ギヤ収容空間９２には、右側ＨＳＴ３１Ｒのモータ回転軸６１Ｒの動力を右のクローラ２の車軸に伝達するためのギヤ列が収容されている。このギヤ列は、モータ出力ギヤ８１、第１アイドルギヤ８２、第２アイドルギヤ８３、第３アイドルギヤ８４、車軸ギヤ８５および車速検出用ギヤ８６とそれぞれ同一軸線上に配置されたギヤを含む。

【0044】

＜作用効果＞
以上のように、ケース７１内において、仕切壁９３により、相対的に高速で回転するギヤ列７５が収容される第１ギヤ収容空間９１と相対的に低速で回転するギヤ列８７が収容される第２ギヤ収容空間９２とが仕切られている。そのため、ギヤ列７５の長時間にわたる高速回転により熱が発生しても、その熱が第２ギヤ収容空間９２に伝わることを抑制できる。その結果、ケース７１内の油温の上昇を抑制することができる。

【0045】

また、ギヤ列７５が収容される第１ギヤ収容空間９１は、第２ギヤ収容空間９２の上側に設定されていることにより、第１ギヤ収容空間９１で発生する熱が第２ギヤ収容空間９２に伝播するのを一層抑制することができる。

【0046】

また、第１ギヤ収容空間９１から第２ギヤ収容空間９２にオイルが抜けやすいので、第１ギヤ収容空間９１にオイルが溜まらず、第１ギヤ収容空間９１におけるオイルの量を潤滑に必要な程度の量とすることができる。そのため、第１ギヤ収容空間９１内の熱量を低く抑えることができ、ケース７１内の油温の上昇を効果的に抑制することができる。

【0047】

＜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。

【0048】

たとえば、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。

【0049】

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。

【符号の説明】

【0050】

１：コンバイン（作業車両）
２：クローラ（走行装置）
１３：駆動伝達ユニット
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：ポンプ軸ギヤ（第１ギヤ）
７３：アイドルギヤ（第１ギヤ）
７４：ポンプギヤ（第１ギヤ）
８１：モータ出力ギヤ（第２ギヤ）
８２：第１アイドルギヤ（第２ギヤ）
８３：第２アイドルギヤ（第２ギヤ）
８４：第３アイドルギヤ（第２ギヤ）
８５：車軸ギヤ（第２ギヤ）
８６：車速検出用ギヤ（第２ギヤ）
９１：第１ギヤ収容空間
９２：第２ギヤ収容空間
９３：仕切壁

【図1】

【図2】

【図3】