JP2790565B2 - パワーシフト変速装置の制御装置 - Google Patents

パワーシフト変速装置の制御装置

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JP2790565B2
JP2790565B2 JP4074667A JP7466792A JP2790565B2 JP 2790565 B2 JP2790565 B2 JP 2790565B2 JP 4074667 A JP4074667 A JP 4074667A JP 7466792 A JP7466792 A JP 7466792A JP 2790565 B2 JP2790565 B2 JP 2790565B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パワーシフト変速装置
の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、トラクタの動力伝達装置とし
て、主クラッチを遮断することなしに、自由に変速でき
る装置としてパワーシフト変速装置があり、所謂ハイ・
ロー変速、シャトル変速等に利用されている (新版農業
機械ハンドブック第282 〜283 ページ) 。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のパワーシフト変
速装置は、常時咬合い変速装置の中間軸上に油圧作動す
る湿式多板クラッチを組込み、第1クラッチ要素が作動
時 (接続時) には動力は入力軸から第1クラッチ要素を
介して出力軸に減速下で伝達され、第2クラッチ要素が
作動時には、入力軸と出力軸を直結して例えばハイ・ロ
ー変速又はシャトル変速している (前述刊行物283 ペー
ジ参照) 。
【0004】この場合、ハイ・ロー又はシャトル (前・
後進) の切換は制御バルブの切換操作でなされている
が、該バルブの切換へは一方の作動油の圧力が零(オ
フ) になると同時に他方の作動油の圧力を昇圧 (オン)
すべく制御されているため、昇圧・減圧 (オン・オフ)
のタイムラグがあると、接続ショックが発生するという
課題があり、これは、例えば、ハイ・ロー変速でトラク
タにプラウを牽引してプラウ作業を実施しているとき、
トラクタが一時的に停止したり、プラウのピッチング現
象を招く等の問題となっていた。
【0005】本発明は、前述タイムラグをなくし、例え
ば、ハイ・ローのいずれか一方のクラッチを他方のクラ
ッチに変速するとき、他方のクラッチ圧がトルク伝達可
能になるまで一方のクラッチ圧を保持させ、その後、オ
フにすることで遅れとショックのない自動変速を可能に
したことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力軸44と出
力軸6 との間に、第1クラッチ要素54を接続したとき入
力軸44から第1クラッチ要素54を介して出力軸6 に前進
又は高速の動力を伝達し、一方、第2クラッチ要素55を
接続したとき入力軸44から第2クラッチ要素55を介して
出力軸6 に後進又は低速の動力を伝達するパワーシフト
変速装置5 を設け、前記第1,2クラッチ要素54,55 を
接続する第1,2ピストン46,47 に対して作動油圧を切
換えて送液する制御バルブ56A,56B を備えているものに
おいて、前述の目的を達成するために、次の技術的手段
を講じている。
【0007】すなわち、本発明は、前記第1,2クラッ
チ要素54,55 のいずれか一方を接続姿勢から非接続姿勢
に切換えるとともに他方を非接続姿勢から接続姿勢に切
換えるとき、接続側の作動油の圧力が降下する途中で他
方の非接続側の作動油の圧力をトルク伝達可能な圧力に
昇圧するとともに接続側の圧力をオフにする制御回路74
を備えていることを特徴とするものである。
【0008】
【作用】例えば、高速から低速に切換えるとき、制御レ
バー72を操作し、その検出信号を制御回路74に伝える。
制御回路74は、接続姿勢にある作用圧力、例えば18Kg・
f/cm2の圧力P1を第1クラッチ要素54の第1ピストン46
に付与し、この第1制御バルブ56A がオフになる前に、
第2クラッチ要素55の第2ピストン47に対して第2制御
バルブ56B から作用圧力P3を付与し、該圧力P3がトルク
伝達可能な圧力、例えば 7Kg・f/cm2になってから、第
1制御バルブ56A をオフにする。
【0009】
【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例を説明す
る。図2は、トラクタの動力伝達装置の全体を模式的に
示しており、エンジン出力軸1 に、遊星式パワーシフト
変速装置2 の入力側が直結されており、該変速装置2 の
出力側であるギヤー軸3 は、後方に延伸されて前後進切
換式 (シャトル式)パワーシフト変速装置4 が同軸上に
備えられ、更に、該変速装置4 の出力側に、同軸上に高
低速切換 (ハイ・ロー) 式パワーシフト変速装置5 が備
えられ、この出力側であるカウンター (中間) 軸6 には
図では2段のギヤー変速装置7 を介して差動装置8 に連
結され、該差動装置8 は図外の左右車輪に終減速装置を
介して連動されている。
【0010】遊星式パワーシフト変速装置2 は主クラッ
チが収容されていたクラッチハウジング9 に収められ、
該ハウジング9 に連設したミッションケース10内に、シ
ャトル式パワーシフト変速装置4 以下の装置が収容さ
れ、クラッチハウジング9 、ミッションケース10はエン
ジンとともにトラクタ車体を構成している。図3を参照
すると、遊星式パワーシフト変速装置2 は、エンジン出
力軸1 にスプライン結合されている断面椀形のインター
ナルギヤー11と、該ギヤー11に咬合する遊星ギヤー12を
放射状位置に有し、かつボールベアリング13で回転自在
に支持されていて、出力側であるギヤー軸3 にスプライ
ン結合されている遊星ギヤーサポート14と、該サポート
14のボス部に套嵌されていて遊星ギヤー12が咬合してい
るサンギヤー15と、該ギヤー15にスプライン等で結合さ
れていて車体に固定したサポート16にボールベアリング
17で回転自在に支持されているクラッチボディ18と、該
クラッチボディ18に背合状に嵌合されていて連結軸19で
互いに連動連結されているピストン20およびスプリング
シート21と、クラッチボディ18と遊星ギヤーサポート14
との間に介装されている第1クラッチ要素22およびクラ
ッチボディ18とサポート16との間に介装されている第2
クラッチ要素23と、該第2クラッチ要素23をスプリング
シート21を介して圧接方向に付勢するスプリング24等か
らなる。
【0011】エンジン出力軸1 およびギヤー軸3 は同軸
心上にある筒構造であり、この中にはPTO推進軸25が
挿入され、該PTO軸25の前端は、エンジン出力軸1 又
はフライホイール26に結合され、後部は図2に示す如く
PTO油圧クラッチ27を介して図外のPTO軸に連動さ
れている。また、サポート16には、図2で示した電磁形
バルブ28によって切換られるオイルをピストン20に送液
する油路29が形成されている。
【0012】シャトル式パワーシフト変速装置4 はギヤ
ー軸3 ( 変速装置4 に対しては入力軸となる) 上に同軸
心として備えられ、キー又はスプライン結合されたクラ
ッチボディ30と、該クラッチボディ30に背合状として前
後に嵌合されている第1・2ピストン31,32 と、ギヤー
軸3 上にニードルベアリングとボールベアリングで相対
回転自在に套嵌されている正転 (前進) ギヤー33および
逆転 (後進) 用ギヤー34と、クラッチボディ30と各ギヤ
ー33,34 との間に介装された前・後進用クラッチ要素3
5,36 と、ギヤー軸3 の下方で平行に支架したカウンタ
ー軸37上の一方のギヤー38を正転用ギヤー33に咬合さ
せ、他方のギヤー39は逆転用ギヤー34に図外の中間 (ア
イドル) ギヤーを介して咬合されている。
【0013】第1・2ピストン31,32 には、図2に示し
た電磁形のプロポーショナルバルブ40の切換でそれぞれ
戻しバネ41,42 に抗してオイルを給送可能であり、この
ため、ギヤー軸3 には油路43が形成されている。なお、
正転用ギヤー33はギヤー軸3 と同軸心上に配置した筒軸
構造とされているハイ・ロー式パワーシフト変速装置5
の入力軸44 (シャトル式パワーシフト変速装置5 の出力
軸) に結合されている。
【0014】図1および図4を参照すると、ハイ・ロー
式パワーシフト変速装置5 は、入力軸44上にキー又はス
プライン等で結合されているクラッチボディ45と、該ボ
ディ45の前後に背合状として嵌合されているハイ・ロー
用の第1・2ピストン46,47と、入力軸44上に相対回転
自在に套嵌されているハイ・ロー用の第1・2ギヤー4
8,49 と、シャトル用カウンター軸37と同軸心としてか
つギヤー軸 (入力軸44)の下方で平行に支架されている
ギヤ50,51 を有するカウンター (中間) 軸6 と、該軸6
上の一方のギヤー50を前記第1ギヤー48に、他方のギヤ
ー51を第2ギヤー49に咬合してなり、該中間軸6 はハイ
・ロー用のときは出力軸となる。
【0015】クラッチボディ45とハイ・ロー用ギヤー4
8,49 との間には戻しバネ52,53 に抗して摺動する第1
・2ピストン46,47 で圧接される第1・2クラッチ要素
54,55が介装されており、該第1・2ピストン46,47 に
対するオイルは電磁式第1・2制御バルブ56A,56B を有
するバルブ56の切換で蓋体57に形成した油路58、配管5
9,60 、ロータリ配管部材61および入力軸44に形成した
油管62等を介して給送可能とされている。
【0016】前記制御バルブ56は、図1に示す如く、制
御レバー72で切換操作されるものであり、ハイ用の第1
検出器73A の検出信号とロー用の第2検出器73B の検出
信号を集中演算器 (CPU)である制御回路74に送信
し、該制御回路74によって第1・2制御バルブ56A,56B
を以下の如く切換るようになっている。すなわち、一方
の第1ピストン46に第1制御バルブ56A から作動圧力、
例えば図1B に示す18Kg・f/cm2の圧力P1で押付けて第
1クラッチ要素54を接続状態 (オン) にしているときか
ら、他方の第2ピストン47に作動圧力 (例えば18Kg・f/
cm2)P2 をかけて切換える場合において、圧力P1をオフ
にする前に他方の作動圧力をトルク伝達可能な例えば 7
Kg・f/cm2の圧力P3に至るまで圧力P1をオフにすること
なく降圧状態 (トルク伝達可能な圧力) に保持し、その
後圧力P1をオフにする遅延回路を制御回路74に備えてい
る。
【0017】なお、圧力P2から圧力P1に切換えるときも
前述と同様な処理が可能であり、ハイ・ロー用ではな
く、前述したシャトル式パワーシフト変速装置4 のバル
ブ40についても図1に示した制御回路74を適用できる。
更に、図4に示す蓋体57は、前記各種バルブ28,40,56の
取付ベースであり、該蓋体57の油路58とロータリ配管部
材61とを配管59,60 で接続するため、図6A,Bに示す技
術手段を講じている。
【0018】すなわち、図6(A) において、配管59で代
表して示す如く、配管59の下端はロータリ配管部材61に
ネジ59A で接続され、上端には内ネジ59B を有し、外シ
ール59C を有する。そして、内ネジ59B にボルト59D を
ネジ込んで配管59を直立保持して蓋体57を位置決めし、
ボルト59D に代替して盲プラグ59E を螺合している。
【0019】図6(B) は盲プラグ59E に油路59F を形成
したもので、その他は図6A と共通する。更に、図1お
よび図2を参照すると、ギヤー変速装置7 はカウンター
軸6 の後端に結合されている伝達ギヤー63と、カウンタ
ー軸6 に軸受64によって同軸心上に配置されていて伝達
ギヤー65を有するデフ駆動軸66と、カウンター軸6 とデ
フ駆動軸66とを入切するシフト形切替手段67を備え、前
記両ギヤー63,65 に咬合する変速ギヤー68,69 を有し、
出力軸44と同軸心上に相対回転自在に支持されている変
速軸70等よりなる。
【0020】なお、図2および図5において、遊星式パ
ワーシフト変速装置2 はこれがオイルバスされているこ
とから、フライホイール26の回転が抵抗となる。そこ
で、フライホイール26の下部をオイルフェンスカバー71
でオイルと区画し、前述の抵抗がないようにしたもので
ある。次に、エンジンから差動装置8 に至るまでの経路
を概略説明する。
【0021】遊星式パワーシフト変速装置2 において、
バルブ28のオイルをピストン20に送液すると第1クラッ
チ要素22が圧接されて遊星作用はなくなり、エンジン出
力軸1 の回転はギヤー軸3 にそのまま伝達される。一
方、バルブ28を切換えてオイル給送を中断すると、スプ
リング24の張力がスプリングシート21を介して第2クラ
ッチ要素23を圧接する。
【0022】これによって、前述した遊星ギヤー減速機
能を奏し、ギヤー軸3 は減速下で回転される。また、シ
ャトル式パワーシフト変速装置4 の第1・2ピストン3
1,32 に、バルブ40からのオイルを切換えて給送するこ
とで、出力側である軸44は高速又は減速のいずれかにお
いて前進又は後進に回転駆動され、シャトル式パワーシ
フト変速装置4 の出力はハイ・ロー式パワーシフト変速
装置5 の入力軸44に伝達され、バルブ56によって第1・
2ピストン46,47 にオイルを切替送液することで、その
出力側であるカウンター軸6 は、前・後のいずれにおい
てもハイ・ローに切換えられて、ギヤー変速装置7 の図
では2段の変速を経て差動装置8 を駆動する。
【0023】この場合、実施例では、ハイ・ロー式パワ
ーシフト変速装置5 において、第1ピストン46で第1ク
ラッチ要素54を接続姿勢からオフにするとともに第2ピ
ストン47で第2クラッチ要素55をオンにするとき、第1
ピストン46の作用圧力P1をオフにする前に、トルク伝達
可能な作用圧力P3まで作用圧力を保持し、その後、作用
圧力P1をオフにしてタイムラグをなくして、接続ショッ
ク、エンジンストップ等を回避しているのである。
【0024】なお、上述の実施例において、制御レバー
72は、ペダル式にすることもできる。
【0025】
【発明の効果】本発明は以上の通りであり、本発明によ
れば、パワーシフト変速装置の変速において、タイムラ
グをなくし、接続ショックをなくした状態での自動変速
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A) は本発明実施例の全体を示す断面図、
図1(B) は圧力特性を示す説明図である。
【図2】本発明実施例の全体概要を示す構成図である。
【図3】遊星式パワーシフト変速装置とシャトル式パワ
ーシフト変速装置の側断面図である。
【図4】ハイ・ロー式パワーシフト変速装置の側断面図
である。
【図5】フライホイール部分の正面図である。
【図6】油路形成の2つの例を示す断面図である。
【符号の説明】
5 パワーシフト変速装置 6 出力軸 44 入力軸 46 第1ピストン 47 第2ピストン 54 第1クラッチ要素 55 第2クラッチ要素 56A 第1制御バルブ 56B 第2制御バルブ 72 制御回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力軸(44)と出力軸(6) との間に、第1
    クラッチ要素(54)を接続したとき入力軸(44)から第1ク
    ラッチ要素(54)を介して出力軸(6) に前進又は高速の動
    力を伝達し、一方、第2クラッチ要素(55)を接続したと
    き入力軸(44)から第2クラッチ要素(55)を介して出力軸
    (6) に後進又は低速の動力を伝達するパワーシフト変速
    装置(5) を設け、前記第1,2クラッチ要素(54)(55)を
    接続する第1,2ピストン(46)(47)に対して作動油圧を
    切換えて送液する制御バルブ(56A)(56B)を備えているも
    のにおいて、 前記第1,2クラッチ要素(54)(55)のいずれか一方を接
    続姿勢から非接続姿勢に切換えるとともに他方を非接続
    姿勢から接続姿勢に切換えるとき、接続側の作動油の圧
    力が降下する途中で他方の非接続側の作動油の圧力をト
    ルク伝達可能な圧力に昇圧するとともに接続側の圧力を
    オフにする制御回路(74)を備えていることを特徴とする
    パワーシフト変速装置の制御装置。
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