JP2974876B2 - パワーシフト変速装置 - Google Patents

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
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、走行部が過負荷状態になったときクラッチ操作する
ことなしに素早く、車軸の駆動力を増大させることがで
きるパワーシフト変速装置があり、所謂シャトル (前後
進) 変速、ハイ・ロー変速等に利用されている (新版
「農業機械ハンドブック」株式会社コロナ社 昭和59年
3 月30日発行 第 282〜283 ページ参照) 。

【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、制御レバー、ペダル等の変速操作手段によっ
て、例えばプロポーショナル電磁バルブをオン・オフし
てクラッチを断接するバルブをモジュレーション制御し
ているに過ぎなかった。このモジュレーション制御は、
クラッチの接続を円滑にするためのものであって、所
謂、半クラッチ状態を得るものではなかった。

【０００４】ところで、例えば、フロントローダによる
ローダ作業においては、前後進を頻繁に切換えると共
に、突込み作業、持上げ作業等において半クラッチ状態
で作業したい場合がある。 しかし、前記従来のパワー
シフト変速装置では、半クラッチ状態を得ることが出来
ず、適切なローダ作業をすることができないおそれがあ
った。

【０００５】そこで、本発明では、半クラッチ状態を得
ることが出来るパワーシフト変速装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、次の手段を講じた。即ち、本発明の特徴
とするところは、エンジン動力を車輪に伝達する動力伝
達経路中の変速装置に介在されたパワーシフト用の油圧
クラッチと、該油圧クラッチを制御する電磁バルブと、
該電磁バルブをオン・オフ制御することにより前記油圧
クラッチを入切する第１制御手段と、前記電磁バルブへ
の操作量を制御することにより前記油圧クラッチに供給
される作動油の圧力を制御する第２制御手段とを備え、
且つ、前記第１制御手段により前記電磁バルブをオン状
態にして前記油圧クラッチが入状態にあるとき、第２制
御手段の制御が優先されると共に、該第２制御手段によ
る制御が所定時間以上になると第２制御手段から第１制
御手段による制御に切り換える切換手段が設けられてい
る点にある。

【０００７】

【作用】本発明によれば、例えば変速レバーによって操
作される第１制御手段により電磁バルブがオン状態にな
ると、油圧クラッチに作動油が供給され、該クラッチは
動力を伝達する。このとき、例えばペダルの踏み込みに
よって操作される第２制御手段が操作されると、切換手
段により、前記第１制御手段の制御よりも、この第２制
御手段の制御が優先される。そして、この第２制御手段
の制御は、電磁バルブへの操作量を制御するものである
から、ペダル踏み込み量に比例してクラッチへ供給され
る作動油の圧力を制御することができ、所謂、半クラッ
チ状態を得ることが出来る。

【０００８】この第２制御手段による制御が所定時間以
上になると、切換手段により、第１制御手段の制御に切
り換えられ、半クラッチ状態を長時間維持することに起
因するクラッチの破損が防止される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図２は、トラクタの動力伝達装置の全体を模式的に
示したものである。同図において、エンジン出力軸1 は
筒軸であり、該出力軸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いる。該変速装置2 の出力側
は、前記エンジン出力軸1 と同心に直列配置されて後方
に延伸される第１筒軸3 に結合されている。該第１筒軸
3 上に前後進切換式 (シャトル式) パワーシフト変速装
置4 が備えられている。該前後進切換式パワーシフト変
速装置4 の出力側は、前記第１筒軸3と同心に直列配置
されて後方に延伸される第２筒軸5 に結合されている。
この第２筒軸5 上に、高低速切換 (ハイ・ロー) 式パワ
ーシフト変速装置6 が備えられている。この高低速切換
式パワーシフト変速装置6 の出力側であるカウンター
(中間) 軸7 は、図では２段のギヤー変速装置8 を介し
て差動装置9 に連結されている。該差動装置9 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】前記エンジン出力軸1 、第１及び第２筒軸
3,5 の中心部を貫通してＰＴＯ軸10が相対回転自在に挿
通されている。前記遊星式パワーシフト変速装置2 は、
クラッチハウジング11に収められ、該ハウジング11に連
設したミッションケース12内に、前記シャトル式パワー
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11、ミッションケース12はエンジンとともにトラ
クタ車体を構成している。

【００１１】前記遊星式パワーシフト変速装置2 は、前
記エンジン出力軸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13と、該ギヤー13に噛合すべく
周方向に所定間隔を置いて配置された遊星ギヤー14とを
有する。この遊星ギヤー14は、ベアリングを介して遊星
ギヤーサポート15に回転自在に支持されている。この遊
星ギヤーサポート15は、前記エンジン出力軸1 と同軸心
に直列配置された前記第１筒軸3 にスプライン結合され
ている。この第１筒軸3 は、遊星式パワーシフト変速装
置2 の出力軸である。

【００１２】前記遊星ギヤーサポート15のボス部に、サ
ンギヤー16が回転自在に套嵌されている。このサンギヤ
ー16と前記遊星ギヤー14が噛合している。該サンギヤー
16にスプライン等で結合された第１クラッチボディー17
が、ミッションケース12の隔壁に固定したサポート18に
ベアリングを介して回転自在に支持されている。前記ク
ラッチボディー17の隔壁を介して第１クラッチ19と第２
クラッチ20が配置されている。前記第１クラッチ19は、
前記クラッチボディー17に軸方向摺動自在に嵌合された
第１ピストン21と、該ピストン21により押圧される複数
枚の第１クラッチ板22とを有する。複数の第１クラッチ
板22は、クラッチボディー17と前記遊星ギヤーサポート
15とに交互に係合している。この第１ピストン21により
第１クラッチ板22を押圧することにより、クラッチボデ
ィー17と遊星ギヤサポート15とが一体化され、その押圧
を解除することにより、クラッチボディー17と遊星ギヤ
サポート15とが相対回転自在となる。

【００１３】前記第２クラッチ20は、クラッチボディー
17に軸方向摺動自在に嵌合された第２ピストン23と、該
ピストン23により押圧される複数枚の第２クラッチ板24
とを有する。複数の第２クラッチ板24は、クラッチボデ
ィー17と前記固定サポート18とに交互に係合している。
この第２ピストン23により第２クラッチ板24を押圧する
ことにより、クラッチボディー17と固定サポート18とが
一体化され、その押圧を解除することにより、クラッチ
ボディー17と固定ポート18とが相対回転自在となる。

【００１４】そして、前記第１及び第２ピストン21,23
をクラッチ板押圧方向に移動させるための作動油を供給
する油路が、前記固定サポート18、第１筒軸3 、及び、
クラッチボディー17に形成されている。尚、第１、２ピ
ストン21,23 の戻り動作は、スプリングにより行われ
る。前記シャトル式パワーシフト変速装置4 は、前記第
１筒3 上に同軸心としてキー又はスプライン結合された
第２クラッチボディー25を有する。このクラッチボディ
ー25に背合状として前後に第３クラッチ及び第４クラッ
チ26,27 を有する。そして、前記クラッチボディー25の
前後部の前記第１筒軸3 上に、第１ギヤー28および第２
ギヤー29が夫々ベアリングを介して相対回転自在に套嵌
されている。前記第１筒3 の下方にカウンター軸30が平
行に配置され、該カウンター軸30に一対のギヤー31,32
が固定されている。カウンター軸30上の一方のギヤー31
は前記第１ギヤー28にアイドルギヤーを介して間接的に
噛合し、他方のギヤー32は前記第２ギヤー29に直接噛合
している。この第２ギヤー29は、前記第２筒軸5 にスプ
ライン結合している。

【００１５】前記第３クラッチ26は、第２クラッチボデ
ィー25に軸方向摺動自在に嵌合された第３ピストン33
と、該ピストン33により押圧される複数枚の第３クラッ
チ板34とを有する。複数の第３クラッチ板34は、クラッ
チボディー25と前記第１ギヤー28とに交互に係合してい
る。この第３ピストン33により第３クラッチ板34を押圧
することにより、クラッチボディー25と第１ギヤー28と
が一体化され、車両は後進し、その押圧を解除すること
により、クラッチボディー25と第１ギヤー28とが相対回
転自在となる。

【００１６】前記第４クラッチ27は、クラッチボディー
25に軸方向摺動自在に嵌合された第４ピストン35と、該
ピストン35により押圧される複数枚の第４クラッチ板36
とを有する。複数の第４クラッチ板36は、クラッチボデ
ィー25と前記第２ギヤー29とに交互に係合している。こ
の第４ピストン35により第４クラッチ板36を押圧するこ
とにより、クラッチボディー25と第２ギヤー29とが一体
化され、車両は前進し、その押圧を解除することによ
り、クラッチボディー25と第２ギヤー29とが相対回転自
在となる。

【００１７】そして、前記第３及び第４ピストン33,35
をクラッチ板押圧方向に移動させるための作動油を供給
する油路が、前記固定サポート18、第１筒軸3 、及び、
第２クラッチボディー25に形成されている。尚、第３、
４ピストン33,35 の戻り動作は、スプリングにより行わ
れる。前記ハイ・ロー式パワーシフト変速装置6 は、第
２筒軸5 上にキー又はスプライン等で結合されている第
３クラッチボディー37と、該ボディー37の前後に背合状
として嵌合されているハイ・ロー用の第５・６クラッチ
38,39 と、該ボディー37を介してその前後の第２筒軸5
上に相対回転自在に套嵌されているハイ・ロー用の第３
・４ギヤー40,41 と、前記後進用カウンター軸30と同軸
心として且つ第２筒軸5 の下方に平行に支架されている
前記カウンター軸7 に固定された一対のギヤー42,43 を
有する。前記カウンター軸7 上の一対のギヤー42,43
は、前記第３、４ギヤー40,41 に常時噛合している。

【００１８】前記第５クラッチ38は、クラッチボディー
37に軸方向摺動自在に嵌合された第５ピストン44と、該
ピストン44により押圧される複数枚の第５クラッチ板45
とを有する。複数の第５クラッチ板45は、クラッチボデ
ィー37と前記第３ギヤー40とに交互に係合している。こ
の第５ピストン44により第５クラッチ板45を押圧するこ
とにより、クラッチボディー37と第３ギヤー40とが一体
化され、その押圧を解除することにより、クラッチボデ
ィー37と第３ギヤー40とが相対回転自在となる。

【００１９】前記第６クラッチ39は、クラッチボディー
37に軸方向摺動自在に嵌合された第６ピストン46と、該
ピストン46により押圧される複数枚の第６クラッチ板47
とを有する。複数の第６クラッチ板47は、クラッチボデ
ィー37と前記第４ギヤー41とに交互に係合している。こ
の第６ピストン46により第６クラッチ板47を押圧するこ
とにより、クラッチボディー37と第４ギヤー40とが一体
化され、その押圧を解除することにより、クラッチボデ
ィー37と第４ギヤー41とが相対回転自在となる。

【００２０】そして、前記第５及び第６ピストン44,46
をクラッチ板押圧方向に移動させるための作動油を供給
する油路が、前記第２筒軸5 、及び、第３クラッチボデ
ィー37に形成されている。尚、第５、６ピストン44,46
の戻り動作は、スプリングにより行われる。図３に、前
記シャトル式パワーシフト変速装置4 の第３、４クラッ
チ26,27 へ作動油を供給する油圧回路が示されている。

【００２１】即ち、第３、４クラッチ26,27 へ、油圧ポ
ンプ48から作動油を供給する各油路の途中に、夫々電磁
バルブ49,49 が介在されている。更に、ポンプ48と電磁
バルブ49の間の回路に、メカセフティカットバルブ50が
介在されている。前記電磁バルブ49は、オン（通電状
態）のとき、油圧ポンプ48から各クラッチ26,27 へ作動
油を供給し、オフのとき、各クラッチ26,27 から作動油
をタンク51に戻すよう作動する。

【００２２】前記電磁バルブ49は、電磁比例減圧弁とさ
れ、定格電圧・電流がオンされると、図４に示すよう
に、モジュレーション制御される。図１に、前記シャト
ル式パワーシフト変速装置4 の制御装置52が示されてい
る。同図において、トラクタの操縦ハンドル53のハンド
ルポスト等には、中立位置Ｎから前進位置Ｆおよび後進
位置Ｒに切換え自在なシャトルレバー (前後進切換操作
レバー)54 が備えられ、また、該レバー54の前後進位置
を検出する前後進検出器 (リミットスイッチ)55,56が設
けられている。

【００２３】トラクタのフロアには、クラッチペダル57
が設けられ、且つ、該ペダル57の踏み込み量を検出する
ポテンショメータ58が設けられている。前記前後進検出
器55,56 およびポテンショメータ58は、制御装置52に接
続され、該制御装置52は、前記電磁バルブ49に接続され
ている。前記制御装置52には、前記電磁バルブ49をオン
・オフ制御する第１制御手段58と、該電磁バルブ49への
操作量、即ち、電流、電圧を調整する第２制御手段59
と、前記第１制御手段58により前記電磁バルブ49がオン
状態にあるとき、第２制御手段59の制御が優先されると
共に、該第２制御手段59による制御が所定時間以上にな
ると第２制御手段59から第１制御手段58による制御に切
り換える切換手段60とが設けられている。

【００２４】前記制御装置52による電磁バルブ49の制御
は、次の通りである。シャトルレバー54が中立位置にあ
るとき、第３、４クラッチ26,27 の各電磁バルブ49はオ
フ状態にあり、シャトル式パワーシフト変速装置4 はエ
ンジン動力を車輪に伝達しない。この中立状態から、シ
ャトルレバー54を、例えば、前進位置F へ操作すると、
前進検出器55が作動し、その信号が第１制御手段58に入
力される。すると、該第１制御手段58は、第４クラッチ
27の電磁バルブ49をオンする。この電磁バルブ49のオン
により、第４クラッチ27への作動油は、図４に示すよう
に圧力制御（モジュレーション制御）され、第４クラッ
チ27を「入り」の状態にする。しかして、車両は前進す
る。

【００２５】前記第４クラッチ27が入りの状態、即ち、
その電磁バルブ49がオンの状態において、クラッチペダ
ル57を踏み込むと、ポテンショメータ58がその踏み込み
量に比例した信号を第２制御手段59に発する。第２制御
手段59に信号がくると、切換手段60により、前記第１制
御手段58による制御から、第２制御手段59による制御に
切り換えられる。

【００２６】即ち、図５に示すように、ペダル踏み込み
角度αに対応して、クラッチへ供給される作動油の圧力
を変化させるよう、電磁バルブ49への出力操作量が制御
される。しかして、ペダル踏み込み角度が図５における
θ1 〜θ2 の範囲で、第４クラッチ27は半クラッチ状態
になる。

【００２７】この半クラッチ状態を長時間維持すると、
クラッチ板の摩擦損傷が大きくなり、クラッチが破損し
やすくなるので、所定時間以上半クラッチ状態が継続す
ると、切換手段60により、第１制御手段58による制御に
切り換えられる。従って、例えば、ローダ作業におい
て、前後進を頻繁に自動変速でき、例えば前進時のロー
ダ作業における負荷に応じてオペレータの意思で圧力制
御して作業に適合させることができる。

【００２８】なお、本発明は、シャトル式パワーシフト
変速装置4 の後進制御、ハイ・ロー式パワーシフト変速
装置6 のハイ・ロー制御バルブの一方又は双方に適用す
ることもでき、別の制御具はペダルではなく、レバー式
にすることもできる。尚、図６に示すものは、クラッチ
シフター61,62 に潤滑油を供給するための装置であり、
該潤滑油供給装置は、ＰＴＯ軸63に套外されて直列配置
された二つの筒軸64,65 の間をカップリング66で結合
し、該カップリング66をベアリングサポート67で支持
し、該ベアリングサポート67に潤滑油供給孔68を設け、
該孔68からシフター61,62 に潤滑油を供給するようにし
ている。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、パワーシフト変速装置
において半クラッチ状態を得ることができ、かつ、クラ
ッチを損傷させるおそれがないものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明実施例の制御を示す説明図であ
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】本発明実施例の油圧回路図である。

【図４】クラッチへ供給される作動油の圧力と時間との
関係をしめすモジュレーション動作の説明用グラフであ
る。

【図５】ペダル踏み込み角度と作動油の圧力との関係を
示すグラフである。

【図６】潤滑油供給装置を示す一部断面図である。

【符号の説明】

２７ 油圧クラッチ ４９ 電磁バルブ ５８ 第１制御手段 ５９ 第２制御手段 ６０ 切換手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン動力を車輪に伝達する動力伝達
   経路中の変速装置に介在されたパワーシフト用の油圧ク
   ラッチと、該油圧クラッチを制御する電磁バルブと、該
   電磁バルブをオン・オフ制御することにより前記油圧ク
   ラッチを入切する第１制御手段と、前記電磁バルブへの
   操作量を制御することにより前記油圧クラッチに供給さ
   れる作動油の圧力を制御する第２制御手段とを備え、且
   つ、前記第１制御手段により前記電磁バルブをオン状態
   にして前記油圧クラッチが入状態にあるとき、第２制御
   手段の制御が優先されると共に、該第２制御手段による
   制御が所定時間以上になると第２制御手段から第１制御
   手段による制御に切り換える切換手段が設けられている
   ことを特徴とするパワーシフト変速装置。