JP3195688B2 - 作業車の走行変速構造 - Google Patents

作業車の走行変速構造

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JP3195688B2 JP10337493A JP10337493A JP3195688B2 JP 3195688 B2 JP3195688 B2 JP 3195688B2 JP 10337493 A JP10337493 A JP 10337493A JP 10337493 A JP10337493 A JP 10337493A JP 3195688 B2 JP3195688 B2 JP 3195688B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はギヤ変速装置を装備した
作業車の走行変速構造において、変速用の操作指令に基
づき自動的に走行変速用の変速クラッチを伝動遮断側に
操作し、アクチュエータによりギヤ変速装置を変速操作
して、再び変速クラッチを自動的に伝動側に操作する構
成を備えたものに関する。
【0002】
【従来の技術】前述のような作業車の走行変速構造の一
例が、特開平3−209056号公報に開示されてい
る。この構造ではエンジン(前記公報の第4図中の1)
の下手側に、アクチュエータ(前記公報の第4図中の1
1,12)により変速操作されるギヤ変速装置(前記公
報の第4図中のA)と、走行変速用の変速クラッチ(前
記公報の第4図中の3)とを直列に配置している。これ
により、変速用の操作指令に基づいて変速クラッチが自
動的に伝動遮断側に操作されて、アクチュエータにより
ギヤ変速装置が変速操作される。そして、アクチュエー
タによる変速操作が終了すると、変速クラッチが自動的
に伝動側に操作されていくのである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述のような走行変速
構造を備えた作業車は、一般に走行抵抗の大きな軟弱な
地面を走行する場合や荷物を載せた台車を牽引したりす
る場合が多いので、前述のように走行変速時に変速クラ
ッチを伝動遮断側に操作すると、この時点で走行系にエ
ンジンの動力が伝達されなくなり、前述の走行負荷によ
り機体の走行速度が急激に低下する場合がある。
【0004】これにより、アクチュエータによる変速操
作終了時に機体の走行速度が大きく低下した状態で、前
述のように変速クラッチを伝動側に操作してエンジンの
動力が走行系に流れると、機体が低下する前の元の速度
にまで急加速される状態となってショックが生じること
になり、乗り心地の面で改善の余地がある。本発明は、
アクチュエータ及び変速クラッチにより走行用のギヤ変
速装置を変速操作するように構成した作業車の走行変速
構造において、ショック少なく変速操作が行えるように
構成することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は以上のよ
うな作業車の走行変速構造において、次のように構成す
ることにある。つまり、エンジンの伝動下手側に走行用
のシンクロメッシュ型式のギヤ変速装置を配置し、その
ギヤ変速装置よりも更に伝動下手側に走行変速用の変速
クラッチを配置して、操作指令に基づきギヤ変速装置の
シフトギヤをスライド操作して変速操作を行うアクチュ
エータを備え、ギヤ変速装置及び変速クラッチの上手側
からエンジンの動力を取り出し、この動力をギヤ変速装
置及び変速クラッチの下手側に伝動及び伝動遮断操作可
能な摩擦式の伝動クラッチを備え、アクチュエータによ
る変速操作が開始されると、これに連動して変速クラッ
チを伝動遮断側に操作し、且つ、伝動クラッチを伝動側
に操作する第1制御手段と、アクチュエータによる変速
操作終了に連動して、変速クラッチを伝動側に操作し、
且つ、伝動クラッチを伝動遮断側に操作する第2制御手
段とを備えるとともに、伝動クラッチがバネで伝動側に
付勢され、作動油が供給されることでバネに抗して伝動
遮断側に操作されるものである
【0006】
【0007】
【作用】前項のように構成すると例えば図1及び図4に
示すように、操作指令に基づいてアクチュエータT1,
T2によりギヤ変速装置AのシフトギヤS1がスライド
操作され始めて変速操作が開始されると、変速クラッチ
19が伝動遮断側に操作されると同時に、伝動クラッチ
Eが伝動側に操作される。このように変速クラッチ19
が伝動遮断側に操作された場合、ギヤ変速装置Aと走行
系とが遮断されることにより、アクチュエータT1,T
2によるギヤ変速装置AのシフトギヤS1のスライド操
作が円滑に行われて、変速操作が行われるのである。
【0008】この場合、図1に示す変速クラッチ19を
伝動遮断側に操作すると、この変速クラッチ19から下
手側の走行系にはエンジン1の動力は流れなくなるが、
これと同時に伝動クラッチEが伝動側に操作されるの
で、ギヤ変速装置A及び変速クラッチ19の上手側から
取り出されたエンジン1の動力が、伝動クラッチEを介
して走行系に伝達されることになる。
【0009】これにより、アクチュエータT1,T2に
よる変速操作時に変速クラッチ19を伝動遮断側に操作
した場合に、走行負荷や牽引負荷等により機体の走行速
度が落とされようとしても、伝動クラッチEからの動力
により機体はあまり減速することなく走行していく。従
って、アクチュエータT1,T2による変速操作後に、
変速クラッチ19を伝動側に操作する場合(これに伴い
伝動クラッチEは伝動遮断側に操作)、機体の走行速度
があまり低下していない状態で変速クラッチ19が伝動
側に操作されるので、機体の走行速度が極端に落ちてか
ら変速クラッチ19を伝動側に操作してショックを生じ
させるような事態を防止できる。
【0010】また、摩擦式の伝動クラッチを、バネで伝
動側に付勢し作動油を供給することでバネに抗して伝動
遮断側に操作するように構成すると、バネの付勢力で伝
動クラッチが伝達できるトルクが決まるので、この伝動
クラッチから下手側に伝動できる動力(トルク)はあま
り大きなものではない。従って、伝動クラッチを伝動側
に操作しての変速操作中での走行時に、一時的に走行負
荷や牽引負荷が大きくなった場合、伝動クラッチが滑っ
てエンジンが停止するような事態が防止されるのであ
る。
【0011】
【発明の効果】請求項1のように構成すると、アクチュ
エータによるギヤ変速装置の変速操作時に変速クラッチ
を伝動遮断側に操作した場合、ギヤ変速装置を迂回する
別の伝動系及び伝動クラッチにより走行系に動力を伝達
して機体の走行速度の低下を抑えているので、変速操作
の全体をショック少なく滑らかに行えるようになり、作
業車の乗り心地を向上させることができた。また、アク
チュエータによるギヤ変速装置の変速操作時に伝動クラ
ッチを伝動側に操作した場合、この伝動クラッチが適時
滑ってくれるので、エンジンの停止に至るような事態も
未然に防止できる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 (1)図1は作業車の一例である四輪駆動型の農用トラ
クタのミッションケース8内を示しており、エンジン1
からの動力が伝動軸2及びクラッチ機構3を介して、P
TO軸4に伝達されてPTO系が構成されている。エン
ジン1からの動力が前進クラッチ5又は後進クラッチ
6、円筒軸11、主変速装置A(ギヤ変速装置に相
当)、変速クラッチ19、第1副変速装置B、第2副変
速装置C及び後輪デフ装置7aを介して後輪7に伝達さ
れて、走行系が構成されている。そして、後輪デフ装置
7aの直前から分岐した動力を伝動軸9、油圧クラッチ
型式の前輪変速装置D、前輪伝動軸12及び前輪デフ装
置10aを介して前輪10に伝達するように構成してい
る。
【0013】前進クラッチ5及び後進クラッチ6は、摩
擦板(図示せず)とピストン(図示せず)とを組み合わ
せた多板摩擦式の油圧操作式で、作動油を供給すること
により伝動側に操作される。そして、前進クラッチ5を
伝動側に操作すると、エンジン1の動力が前進クラッチ
5から円筒軸11に直接流れて機体は前進する。後進ク
ラッチ6を伝動側に操作すると、エンジン1の動力が後
進クラッチ6及び伝動軸31を介して、逆転状態で円筒
軸11に伝達されて機体は後進する。
【0014】主変速装置Aは2組のシフトギヤS1をス
ライド操作するシンクロメッシュ型式に構成されて4段
に変速可能であり、エンジン1側の円筒軸11からの動
力が伝動軸35に伝達され、この伝動軸35から円筒状
の伝動軸50に伝達され4段に変速操作されて、変速ク
ラッチ19に伝達される。第1副変速装置Bもシフトギ
ヤS2をスライド操作するシンクロメッシュ型式に構成
されている。そして、主変速装置Aの両シフトギヤS1
をスライド操作する油圧シリンダT1,T2(アクチュ
エータに相当)、第1副変速装置BのシフトギヤS2を
スライド操作する油圧シリンダT3を備えている。
【0015】各油圧シリンダT1,T2,T3により変
速操作を行う際において、その開始に連動して変速クラ
ッチ19を伝動遮断側に操作し、各油圧シリンダT1,
T2,T3による変速操作終了に連動して、変速クラッ
チ19の伝動側への操作を行う油圧制御系を備えてお
り、油圧により変速操作が行えるように構成している。
又、第2副変速装置Cは、変速レバー(図示せず)によ
りシフトギヤを直接にスライド操作する手動操作式であ
る。
【0016】(2)図1に示すように、油圧シリンダT
1,T2による主変速装置Aの変速操作時に変速クラッ
チ19が伝動遮断側に操作されると、変速クラッチ19
の下手側の第1副変速装置Bの伝動軸34と、主変速装
置Aにおける前進及び後進クラッチ5,6側の伝動軸3
5とを連結可能な伝動クラッチEを備えている。
【0017】次に、この伝動クラッチEについて説明す
る。図2に示すように、主変速装置Aにおける前進及び
後進クラッチ5,6側の伝動軸35と、第1副変速装置
B側の伝動軸34とが同芯状に配置されている。第1副
変速装置B側の伝動軸34に支持部材28が固定され、
前進及び後進クラッチ5,6側の伝動軸35にクラッチ
ケース29が固定されており、クラッチケース29と支
持部材28との間に複数個の摩擦板30が備えられてい
る。クラッチケース29にピストン32が紙面左右方向
にスライド自在に内装されており、ピストン32を摩擦
板30側に付勢するバネ36をクラッチケース29とピ
ストン32との間に備えている。
【0018】以上の構造により、前進及び後進クラッチ
5,6側の伝動軸35の油路35aを介して、ピストン
32と仕切り部材37との間に作動油を供給しておく
と、ピストン32が図2に示すように紙面左方に移動し
て摩擦板30から離れる。これにより、伝動クラッチE
が伝動遮断状態となって主変速装置A側の伝動軸35と
第1副変速装置B側の伝動軸34とが切り離されるので
あり、この伝動遮断状態が通常の機体の走行状態であ
る。
【0019】逆に、図2に示すピストン32と仕切り部
材37との間から作動油を抜くと、バネ36の付勢力で
ピストン32が図2の状態から紙面右方に移動して、摩
擦板30を押圧する。これにより、伝動クラッチEが伝
動状態となって主変速装置A側の伝動軸35と第1副変
速装置B側の伝動軸34とが連結された状態となるので
あり、図1に示すエンジン1の動力が伝動軸35,34
を介して、前輪10及び後輪7に伝達される。この伝動
状態が、図1の油圧シリンダT1,T2により主変速装
置Aを変速操作している状態である。
【0020】(3)次に油圧シリンダT1,T2,T
3、変速クラッチ19及び伝動クラッチEの油圧制御系
について説明する。図3に示すように、油圧ポンプ13
からの作動油をロータリ弁15を介して3組の油圧シリ
ンダT1,T2,T3に供給しており、これら3組の油
圧シリンダT1,T2,T3の作動時においてパイロッ
ト作動油が給排操作されるパイロット油路16が備えら
れている。油圧ポンプ13からの作動油が油路17を介
してロータリ弁15に供給されており、作動油が油路1
8及び前後進切換弁27を介して前進及び後進クラッチ
5,6に供給されている。
【0021】油路18から分岐した油路20から作動油
が、パイロット操作式の切換弁26を介して変速クラッ
チ19及び伝動クラッチEに供給されており、パイロッ
ト油路16が切換弁26に接続されている。パイロット
油路16のパイロット作動油の給排を制御する制御弁2
1,22が設けられており、主変速装置A用の油圧シリ
ンダT1,T2からのパイロット油路23,24、及び
第1副変速装置B用の油圧シリンダT3からのパイロッ
ト油路25が、制御弁21,22に各々図3に示すよう
に接続されている。そして、ロータリ弁15を機械的に
中立位置及び1速〜8速位置に操作可能な変速レバー1
4が備えられ、前後進切換弁27を前進位置F、中立位
置N及び後進位置Rの3位置に操作可能な前後進レバー
33が備えられている。
【0022】(4)次に、変速操作時における各部の動
作について説明する。図3は前後進レバー33を前進位
置Fに操作し、変速レバー14を1速位置に操作してい
る状態であり、主変速装置Aの油圧シリンダT1が1速
位置に移動して油圧シリンダT2が中立位置に位置し、
第1副変速装置Bの油圧シリンダT3が低速側に位置し
ている。これにより、油圧シリンダT1からのパイロッ
ト作動油によって制御弁21が切換操作されており、油
圧シリンダT3からのパイロット作動油が、パイロット
油路25及び制御弁22,21を介してパイロット油路
16に供給されて、切換弁26が図3に示す連通位置に
切換操作されている。
【0023】従って、油路18からの作動油が前後進切
換弁27を介して前進クラッチ5に供給されて、これが
伝動側に操作されている(後進クラッチ6は前後進切換
弁27により伝動遮断側に操作)。そして、油路20か
らの作動油が切換弁26を介して変速クラッチ19及び
伝動クラッチEに供給され、変速クラッチ19が伝動側
に操作され、伝動クラッチEが伝動遮断側に操作され
て、機体は前進1速状態で走行している。
【0024】以上の構成により図3に示すような前進1
速状態において、変速レバー14を1速位置から2速位
置に操作し始めたとする。この場合、ロータリ弁15か
らの作動油により油圧シリンダT1が1速位置から2速
位置側に移動し始めると、図3及び図4に示すようにパ
イロット油路23が排油状態となり制御弁21が切換操
作され、パイロット油路16が排油状態となる。これに
よって、切換弁26が切換操作されて変速クラッチ19
及び伝動クラッチEから作動油が抜かれて、変速クラッ
チ19が伝動遮断側に操作され、伝動クラッチEが図2
のバネ36の作用で伝動側に操作される(図4の時点A
1)(以上、第1制御手段に相当)。
【0025】このように、図1に示す変速クラッチ19
を伝動遮断側に操作すると、この変速クラッチ19から
下手側の第1副変速装置B及び第2副変速装置Cには、
エンジン1の動力は流れなくなる。しかし、これと同時
に伝動クラッチEが伝動側に操作されるので、エンジン
1の動力が前進クラッチ5(又は後進クラッチ6)、円
筒軸11、主変速装置Aの伝動軸35、伝動クラッチE
及び伝動軸34を介して、第1副変速装置B及び第2副
変速装置Cから前輪10及び後輪7に伝達され、走行負
荷や牽引負荷があっても機体は前進していく。
【0026】この場合、図2に示すようにバネ36の付
勢力で伝動クラッチEを伝動側に操作しているので、こ
の伝動クラッチEが伝動できる動力(トルク)はあまり
大きなものではない。又、伝動クラッチEを伝動側に操
作した場合、第1副変速装置B及び第2副変速装置Cへ
の伝動比は一定となっている。従って、伝動クラッチE
を伝動側に操作しての走行時に、一時的に走行負荷や牽
引負荷が大きくなると伝動クラッチEが滑るので、この
ような場合にエンジン1が停止するような事態には至ら
ないのである。
【0027】以上のように、伝動クラッチEを伝動側に
操作してエンジン1の動力を前輪10及び後輪7に伝達
し機体を前進させている間において、図4に示す時点A
1から時点A2の間で油圧シリンダT1による2速位置
への変速操作が行われる。そして、この変速操作が完了
すると図3に示すように油圧シリンダT1からパイロッ
ト油路23にパイロット作動油が再び供給されて、制御
弁21が図3に示す位置に切換操作され、パイロット油
路16に再びパイロット作動油が供給されて、切換弁2
6が図3に示す連通位置に切換操作される。これによ
り、図4の時点A2から時点A3に示すように変速クラ
ッチ19に作動油が供給されて、この変速クラッチ19
が伝動側に操作されていくのであり、伝動クラッチEに
作動油が供給されて、この伝動クラッチEが伝動遮断側
に操作されていくのである(以上、第2制御手段に相
当)。
【0028】以上の状態は前進1速状態と前進2速状態
との間、前進5速状態と前進6速状態との間の状態であ
るが、前進3速状態と前進4速状態との間、前進7速状
態と前進8速状態との間では、図3の油圧シリンダT2
が作動して制御弁22が切換操作され前述のような自動
的な操作が行われるのであり、前進4速状態と前進5速
状態との間では、油圧シリンダT1,T2,T3が作動
して前述のような自動的な操作が行われる。そして、前
後進レバー33を後進位置Rに操作して、作動油を後進
クラッチ6に供給した後進状態においても、後進1速状
態から後進8速状態の間で前述のような自動的な操作が
行われるのである。
【0029】〔第1別実施例〕図3に示す油圧制御系を
図5に示すように構成してもよい。パイロット操作式の
切換弁26を変速クラッチ19の専用にして、伝動クラ
ッチE用のパイロット操作式の切換弁38を別に備え
る。そして、切換弁26への油路20から分岐した油路
39を切換弁38に接続して、油路39から切換弁38
を介して作動油を伝動クラッチEに供給するように構成
し、切換弁26へのパイロット油路16から分岐したパ
イロット油路40を、切換弁38に接続している。
【0030】これにより、油圧シリンダT1,T2,T
3による変速操作の開始時に、パイロット油路16が排
油状態になり切換弁26が切換操作されると、これに伴
いパイロット油路40も排油状態となり切換弁38が切
換操作されて、変速クラッチ19が伝動遮断側に操作さ
れ、伝動クラッチEが伝動側に操作される。そして、変
速操作が終了してパイロット油路16にパイロット作動
油が供給され切換弁26が図5の連通位置に切換操作さ
れると、これに伴いパイロット油路40にもパイロット
圧が供給され切換弁38が図5の連通位置に切換操作さ
れて、変速クラッチ19が伝動側に操作され、伝動クラ
ッチEが伝動遮断側に操作されるのである。
【0031】〔第2別実施例〕図3に示す油圧制御系を
図6に示すように構成してもよい。パイロット操作式の
切換弁26を変速クラッチ19の専用にして、伝動クラ
ッチE用のパイロット操作式の切換弁38を別に備え
る。そして、切換弁26への油路20から分岐した油路
39を切換弁38に接続して、油路39から切換弁38
を介して作動油を伝動クラッチEに供給するように構成
し、切換弁26と変速クラッチ19との間から分岐した
パイロット油路41を、切換弁38に接続している。
【0032】これにより、油圧シリンダT1,T2,T
3による変速操作の開始時に、パイロット油路16が排
油状態になり切換弁26が切換操作されて、変速クラッ
チ119が伝動遮断側に操作されると、これに伴いパイ
ロット油路41も排油状態となり切換弁38が切換操作
されて、伝動クラッチEが伝動側に操作される。そし
て、変速操作が終了してパイロット油路16にパイロッ
ト作動油が供給され切換弁26が図6の連通位置に切換
操作されて、変速クラッチ19が伝動側に操作される
と、これに伴いパイロット油路41にもパイロット作動
油が供給され切換弁38が図6の連通位置に切換操作さ
れて、伝動クラッチEが伝動遮断側に操作されるのであ
る。
【0033】〔第3別実施例〕図3の油圧制御系におい
て油路20に、図5及び図6の油圧制御系において油路
39の分岐点よりも油圧ポンプ13側の油路20の部分
に、電磁比例圧力弁(図示せず)や可変リデューシング
弁(図示せず)等を備えて、変速クラッチ19や伝動ク
ラッチEへの作動油の圧力を制御するように構成しても
よい。この場合、油圧シリンダT1,T2,T3による
変速操作中に、伝動クラッチEへの作動油の圧力を変更
して、伝動クラッチEから前輪10及び後輪7に伝達さ
れるエンジン1の動力(トルク)を、走行負荷や牽引負
荷に応じて強弱に変更する。そして、変速操作の終了後
に図4の時点A2から時点A3に示すように変速クラッ
チ19を伝動側に操作していく場合、変速クラッチ19
への作動油の圧力の昇圧特性を変更し、走行負荷や牽引
負荷に応じて滑らかに変速クラッチ19が伝動側に操作
されるようにする。さらに図1に示す構成において、主
変速装置Aと第1副変速装置Bとの間に配置されている
変速クラッチ19を、前進及び後進クラッチ5,6と主
変速装置Aとの間の円筒軸11の部分に備えてもよい。
【0034】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】ミッションケース内の走行伝動系の概略を示す
【図2】伝動クラッチの縦断側面図
【図3】変速操作用の油圧シリンダ、変速クラッチ、伝
動クラッチ、前進及び後進クラッチ等の油圧回路図
【図4】前進1速位置から前進2速位置への変速操作時
における油圧シリンダ、変速クラッチ及び伝動クラッチ
の状態を示す図
【図5】第1別実施例における変速操作用の油圧シリン
ダ、変速クラッチ、伝動クラッチ、前進及び後進クラッ
チ等の油圧回路図
【図6】第2別実施例における変速操作用の油圧シリン
ダ、変速クラッチ、伝動クラッチ、前進及び後進クラッ
チ等の油圧回路図
【符号の説明】
1 エンジン 19 変速クラッチ 36 バネ A ギヤ変速装置 S1 ギヤ変速装置のシフトギヤ T1,T2 アクチュエータ E 伝動クラッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀内 義文 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社ク ボタ 堺製造所内 (56)参考文献 特開 平3−209056(JP,A) 特開 平3−28572(JP,A) 実開 平2−141757(JP,U) 実開 昭63−53930(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/36 F16H 63/00 - 63/48 F16D 25/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジン(1)の伝動下手側に走行用の
    シンクロメッシュ型式のギヤ変速装置(A)を配置し、
    そのギヤ変速装置(A)よりも更に伝動下手側に走行変
    速用の変速クラッチ(19)を配置して、操作指令に基
    づき前記ギヤ変速装置(A)のシフトギヤ(S1)をス
    ライド操作して変速操作を行うアクチュエータ(T
    1),(T2)を備え、 前記ギヤ変速装置(A)及び変速クラッチ(19)の上
    手側から前記エンジン(1)の動力を取り出し、この動
    力を前記ギヤ変速装置(A)及び変速クラッチ(19)
    の下手側に伝動及び伝動遮断操作可能な摩擦式の伝動ク
    ラッチ(E)を備え、 前記アクチュエータ(T1),(T2)による変速操作
    が開始されると、これに連動して前記変速クラッチ(1
    9)を伝動遮断側に操作し、且つ、伝動クラッチ(E)
    を伝動側に操作する第1制御手段と、前記アクチュエー
    タ(T1),(T2)による変速操作終了に連動して、
    前記変速クラッチ(19)を伝動側に操作し、且つ、前
    記伝動クラッチ(E)を伝動遮断側に操作する第2制御
    手段とを備えるとともに、 前記伝動クラッチ(E)がバネ(36)で伝動側に付勢
    され、作動油が供給されることで前記バネ(36)に抗
    して伝動遮断側に操作されるものである 作業車の走行変
    速構造。
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