JPH07280045A - ギヤ変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ギヤ変速装置において、変速ギヤを伝動ギヤ
に咬合させる際に、変速ギヤ側及び伝動ギヤ側の両伝動
軸の回転数が素早く同調するシンクロ構造を備える。 【構成】 伝動軸８，９の各々に所定幅の接触面を持つ
一対の摩擦輪２１を一体回転自在に支持し、両伝動軸
８，９の軸間距離を微小距離だけ変更操作するアクチュ
エータ２３ａ，２４ａを備える。これにより、変速ギヤ
１８が伝動ギヤ１５側にスライド操作され始めると、ア
クチュエータ２３ａを軸間距離の接近側に作動させて両
伝動軸８，９の摩擦輪２１の接触面どうしを接触させ、
変速ギヤ１８が伝動ギヤ１５に咬合すると、アクチュエ
ータ２４ａを軸間距離の離間側に作動させて両伝動軸
８，９の摩擦輪２１の接触面どうしを離間させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行伝動系や作業装置
への伝動系等に使用されるギヤ変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ギヤ変速装置としては、伝動上手側の伝
動軸と伝動下手側の伝動軸とを平行に配置して、両伝動
軸の一方に複数個の伝動ギヤを固定し他方の伝動軸にス
ライド操作自在な複数個の変速ギヤを外嵌して、選択さ
れた変速ギヤをスライド操作して伝動ギヤに咬合及び離
間させることにより、両伝動軸の間で変速可能に構成し
たものが多くある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述のギヤ変速装置に
おいて、変速ギヤを伝動ギヤに円滑に咬合させるために
は、変速操作時に変速ギヤ側の伝動軸の回転数と、伝動
ギヤ側の伝動軸の回転数とを同調させる必要がある。こ
の場合、シンクロナイザーリングやシンクロナイザーコ
ーンを使用したシンクロメッシュ型式が多く使用されて
いるが、特に大きな負荷が掛かるようなギヤ変速装置の
場合に、既存のシンクロメッシュ型式では前述の回転数
の同調作用が充分ではないようなことがある。本発明は
ギヤ変速装置において、比較的簡単な構造で前述の回転
数の同調が充分に行えるように構成することを目的とし
ている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は以上のよ
うなギヤ変速装置において、次のように構成することに
ある。つまり、 〔１〕伝動上手側の伝動軸と伝動下手側の伝動軸とを平
行に配置し、両伝動軸の一方に複数個の伝動ギヤを固定
して、他方の伝動軸にスライド操作自在な複数個の変速
ギヤを外嵌し、選択された変速ギヤをスライド操作して
伝動ギヤに咬合及び離間操作することにより、両伝動軸
の間で変速可能に構成し、両伝動軸の各々に所定幅の接
触面を持つ一対の摩擦輪を一体回転自在に支持し、両伝
動軸の軸間距離を微小距離だけ変更操作するアクチュエ
ータを備えると共に、伝動ギヤから離れていた変速ギヤ
が伝動ギヤとの咬合側にスライド操作され始めると、ア
クチュエータを軸間距離の接近側に作動させて両伝動軸
の摩擦輪の接触面どうしを接触させ、変速ギヤが伝動ギ
ヤに咬合すると、アクチュエータを軸間距離の離間側に
作動させて両伝動軸の摩擦輪の接触面どうしを離間させ
る制御手段を備えてある。

【０００５】〔２〕前項〔１〕の構成において、変速ギ
ヤが伝動ギヤから離れている状態で両伝動軸の摩擦輪の
接触面どうしが接触するように、アクチュエータを軸間
距離の接近側に作動操作可能な補助制御手段を備えてあ
る。

【０００６】〔３〕前項〔１〕又は〔２〕の構成におい
て、変速ギヤが支持されている伝動軸の摩擦輪を、伝動
軸と一体回転自在、且つ、変速ギヤと一体でスライド操
作可能に構成し、変速ギヤが伝動ギヤから離れている状
態で両伝動軸の摩擦輪の接触面どうしが対向し、変速ギ
ヤが伝動ギヤに咬合した状態で両伝動軸の摩擦輪の接触
面どうしが伝動軸の軸芯方向に離れるように設定してあ
る。

【０００７】

【作用】

〔Ｉ〕前項〔１〕のように構成すると例えば図１に示す
ように、伝動ギヤ１５から離れている変速ギヤ１８をス
ライド操作して伝動ギヤ１５に咬合させる場合、アクチ
ュエータ２３ａにより伝動軸８，９の軸間距離が接近側
に微小距離だけ変更操作され、両伝動軸８，９の摩擦輪
２１の接触面どうしが押圧されて、伝動軸８の動力が摩
擦輪２１を介して伝動軸９に伝達され、伝動軸８の回転
数と伝動軸９の回転数とが同調する。

【０００８】この場合、摩擦輪２１の接触面が所定幅を
持つ広いものである点、並びに、アクチュエータ２３ａ
によって摩擦輪２１の接触面どうしが押圧される点の２
点により、伝動軸８の動力が伝動軸９に充分に伝達され
て、伝動軸８の回転数と伝動軸９の回転数とが素早く同
調する。これにより、変速ギヤ１８を円滑に伝動ギヤ１
５に咬合させることができる。以上のように変速ギヤ１
８を伝動ギヤ１５に咬合させると、アクチュエータ２４
ａにより伝動軸８，９の軸間距離が離間側に微小距離だ
け変更操作されて、両伝動軸８，９の摩擦輪２１の接触
面どうしが離れ、変速ギヤ１８及び伝動ギヤ１５を介し
て動力が伝達される通常の伝動状態に戻るのである。

【０００９】〔ＩＩ〕前項〔２〕のように構成すると、
前項〔１〕の構成の場合と同様に前項〔Ｉ〕に記載の
「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作
用」を備えている。つまり、前項〔２〕のように構成す
ると例えば図１に示すように、変速ギヤ１８を伝動ギヤ
１５に咬合させていない状態（変速ギヤ１８及び伝動ギ
ヤ１５を介して動力が伝達されない状態）において、ア
クチュエータ２３ａを単独で作動させることにより、伝
動軸８，９の摩擦輪２１の接触面どうしを押圧させるこ
とができる。

【００１０】レシプロ型式のエンジンからの動力をギヤ
変速装置を介して伝達する場合、エンジンの不等速回転
により、ギヤ変速装置の変速ギヤ及び伝動ギヤのギヤ歯
どうしが繰り返して当たることによる騒音を発生させな
がら、動力が伝達されることがある。従って、軽負荷で
の伝動時には前述のように変速ギヤ及び伝動ギヤを離し
た状態に設定し、アクチュエータにより摩擦輪の接触面
どうしを押圧すれば、ギヤ歯どうしが繰り返して当たる
ことによる騒音を抑えながら、摩擦輪を介して動力を伝
達することができる。

【００１１】〔ＩＩＩ〕前項〔３〕のように構成する
と、前項〔１〕又は〔２〕の構成の場合と同様に前項
〔Ｉ〕又は〔ＩＩ〕に記載の「作用」を備えており、こ
れに加えて以下のような「作用」を備えている。つま
り、前項〔３〕のように構成すると例えば図１に示すよ
うに、変速ギヤ１８が伝動ギヤ１５から離れている状態
において、伝動軸８，９の摩擦輪２１の摩擦面どうしは
対向しているが、変速ギヤ１８をスライド操作して伝動
ギヤ１５に咬合させると、これに連動して変速ギヤ１８
側の摩擦輪２１もスライド操作されて、変速ギヤ１８側
の摩擦輪２１の摩擦面が伝動ギヤ１５側の摩擦輪２１の
摩擦面から伝動軸８，９の軸芯方向に離れることにな
る。従って、変速ギヤ１８が伝動ギヤ１５に咬合した通
常の伝動状態において、振動等により伝動軸８，９が互
いに微小距離だけ接近したとしても、伝動軸８，９の摩
擦輪２１の摩擦面どうしが接触するようなことはない。

【００１２】

【発明の効果】請求項１のように、所定幅の摩擦輪をア
クチュエータで押圧するように構成することにより、変
速操作時に変速ギヤ側の伝動軸の回転数と伝動ギヤ側の
伝動軸の回転数とを充分に且つ素早く同調させることが
できるようになり、変速操作が円滑に行えるようになっ
て、ギヤ変速装置の変速操作性を向上させることができ
た。

【００１３】請求項２のように構成すると、請求項１の
ように構成した場合と同様に前述の請求項１の「発明の
効果」を備えている。そして、請求項２のように構成す
ると軽負荷での伝動時には摩擦輪によって動力を伝達す
ることができるので、ギヤ歯どうしが繰り返して当たる
ことによる騒音を抑えながら動力を伝達することができ
るようになり、ギヤ変速装置の伝動性能を向上させるこ
とができる。

【００１４】請求項３のように構成すると、請求項１又
は２のように構成した場合と同様に前述の請求項１又は
２の「発明の効果」を備えている。そして、請求項３の
ように構成すると変速ギヤが伝動ギヤに咬合した通常の
伝動状態において、伝動軸の摩擦輪の摩擦面どうしの接
触を避けることができるので、通常の伝動状態での摩擦
輪の摩擦面どうしの接触による不要な発熱や磨耗を抑え
ることができて、摩擦輪付近の耐久性を向上させること
ができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は作業車の一例である農用トラクタの走行伝
動系を示しており、エンジン１からの動力が主クラッチ
２から、第１伝動軸３及び多板式の油圧クラッチ４を介
して第２伝動軸５に伝達される。又、第１伝動軸３から
分岐した動力が第３伝動軸６及びワンウェイクラッチ７
を介して、第２伝動軸５に伝達される。

【００１６】これにより、油圧クラッチ４を伝動遮断側
に操作していると、第１伝動軸３の動力が第３伝動軸６
及びワンウェイクラッチ７を介して、低速状態で第２伝
動軸５に伝達される。逆に油圧クラッチ４を伝動側に操
作すると、第１伝動軸３の動力が油圧クラッチ４を介し
て、高速状態で第２伝動軸５に伝達される。このよう
に、油圧クラッチ４の伝動側及び伝動遮断側への操作に
より、動力を高低２段に変速操作して第２伝動軸５から
第４伝動軸８に伝達することができる。

【００１７】以上のようにして第４伝動軸８に伝達され
た動力が、前進２段後進１段に変速操作可能なギヤ変速
装置１０から第５伝動軸９及び第６伝動軸１１を介し
て、左右の後輪１２に伝達されるのであり、第６伝動軸
１１から分岐した動力が前輪伝動軸１３を介して、左右
の前輪１４に伝達されている。

【００１８】次に、第４伝動軸８と第５伝動軸９との間
に構成されるギヤ変速装置１０について説明する。図１
に示すように第５伝動軸９（伝動軸に相当）に、前進１
速ギヤ１５（伝動ギヤに相当）、前進２速ギヤ１６（伝
動ギヤに相当）及び後進ギヤ１７が固定されている。第
４伝動軸８（伝動軸に相当）に、第１変速ギヤ１８（変
速ギヤに相当）及び第２変速ギヤ１９（変速ギヤに相
当）が、スプライン構造にてスライド操作自在に外嵌さ
れている。

【００１９】第１変速ギヤ１８及び第５伝動軸９に、所
定幅の接触面を持つ第１摩擦輪２１（摩擦輪に相当）が
固定されている。この場合、第１変速ギヤ１８の第１摩
擦輪２１の外径を第１変速ギヤ１８の外径と略同じに設
定し、第５伝動軸９の第１摩擦輪２１の外径を前進１速
ギヤ１５の外径と略同じに設定しており、通常の前進１
速状態において第１変速ギヤ１８及び第５伝動軸９の両
第１摩擦輪２１の接触面どうしが微小距離だけ離れてい
る。

【００２０】第２変速ギヤ１９及び第５伝動軸９に、所
定幅の接触面を持つ第２摩擦輪２２（摩擦輪に相当）が
固定されている。この場合、第２変速ギヤ１９の第２摩
擦輪２２の外径を第２変速ギヤ１９の外径と略同じに設
定し、第５伝動軸９の第２摩擦輪２２の外径を前進２速
ギヤ１６の外径と略同じに設定しており、通常の前進２
速状態において第２変速ギヤ１９及び第５伝動軸９の両
第２摩擦輪２２の接触面どうしが微小距離だけ離れてい
る。

【００２１】第５伝動軸９の左右のベアリング部を押し
操作して、第５伝動軸９を第４伝動軸８側に微小距離だ
け接近させる一対の第１油圧シリンダ２３ａ，２３ｂ
（アクチュエータに相当）が備えられており、第５伝動
軸９の左右のベアリング部を押し操作して、第５伝動軸
９を第４伝動軸８から微小距離だけ離間させて元の状態
に戻す一対の第２油圧シリンダ２４ａ，２４ｂ（アクチ
ュエータに相当）が備えられている。

【００２２】以上の構造により、例えば第１変速ギヤ１
８を前進１速ギヤ１５に咬合させたような通常の前進１
速状態において、両第１摩擦輪２１の接触面どうし及び
両第２摩擦輪２２の接触面どうしが微小距離だけ離れる
程度に、第４及び第５伝動軸８，９の軸間距離が設定さ
れ、第４伝動軸８に対し第５伝動軸９が平行状態に維持
されている。前述の前進１速状態から変速レバー（図示
せず）を操作して前進２速状態に変速操作する場合、先
ず変速レバーにより第１変速ギヤ１８が前進１速ギヤ１
５から紙面右方にスライド操作されて中立位置（図１に
示す状態）に操作される。次に、図１の中立位置にある
第２変速ギヤ１９が紙面右方にスライド操作され始め
る。

【００２３】この場合、変速レバーの操作に連動して前
進２速ギヤ１６側の第１油圧シリンダ２３ｂに作動油が
供給されて、第５伝動軸９の前進２速ギヤ１６側が第４
伝動軸８側に微小距離だけ接近操作される。これによ
り、第４伝動軸８に対し第５伝動軸９が少し傾いた状態
となって、第２変速ギヤ１９及び第５伝動軸９の第２摩
擦輪２２の接触面どうしが押圧されて、第４伝動軸８か
らの動力が第２摩擦輪２２を介して第５伝動軸９に伝達
されて、第４伝動軸８の回転数と第５伝動軸９の回転数
が第２変速ギヤ１９及び前進２速ギヤ１６の伝動比で同
調する。

【００２４】このように、第４伝動軸８の回転数と第５
伝動軸９の回転数が第２変速ギヤ１９及び前進２速ギヤ
１６の伝動比で同調すると、第２変速ギヤ１９を円滑に
前進２速ギヤ１６に咬合させることができるのであり、
これと同時に第２変速ギヤ１９及び第５伝動軸９の第２
摩擦輪２２の摩擦面どうしが、第５伝動軸９の軸芯方向
に離れるのである。

【００２５】以上のようにして第２変速ギヤ１９が前進
２速ギヤ１６に咬合すると、これに連動して前進２速ギ
ヤ１６側の第１油圧シリンダ２３ｂから作動油が抜か
れ、前進２速ギヤ１６側の第２油圧シリンダ２４ｂに作
動油が供給されて、元の状態に戻される。これにより、
両第１摩擦輪２１の接触面どうし及び両第２摩擦輪２２
の接触面どうしが微小距離だけ離れる程度に、第４及び
第５伝動軸８，９の軸間距離が設定され、第４伝動軸８
に対し第５伝動軸９が平行状態となる（以上、制御手段
に相当）。

【００２６】以上のような前進１速状態から前進２速状
態への変速操作時に対して、前進２速状態から前進１速
状態への変速操作時には、前進１速ギヤ１５側の第１及
び第２油圧シリンダ２３ａ，２４ａが前述と同様に作動
する。そして、第１変速ギヤ１８を後進ギヤ１７に咬合
させる後進への変速操作時には、前述のような第１及び
第２油圧シリンダ２３ａ〜２４ｂの操作は行われない。

【００２７】又、軽負荷での前進時にはギヤ変速装置１
０の第１及び第２変速ギヤ１８，１９を図１に示す中立
位置に操作した状態において、一方の第１油圧シリンダ
２３ａ，２３ｂに別の手動スイッチ（図示せず）の操作
により作動油を供給して、第１摩擦輪２１の摩擦面どう
し又は第２摩擦輪２２の摩擦面どうしを押圧させること
ができる（以上、補助制御手段に相当）。

【００２８】これにより、エンジン１の不等速回転によ
りギヤ歯どうしが繰り返して当たることによる騒音を抑
えながら、一方の第１油圧シリンダ２３ａ又は他方の第
１油圧シリンダ２３ｂに作動油を供給することによっ
て、第１又は第２摩擦輪２１，２２により前進１速状態
又は前進２速状態で機体を前進させることができるので
ある。

【００２９】図２及び図１に示すように油圧クラッチ４
を支持する第２伝動軸５において、第２伝動軸５の端部
のベアリング２０を支持するブロック２５に、第２伝動
軸５の端部が当て付けられている。そして、油圧クラッ
チ４に作動油を供給する油路２５ａ，５ａがブロック２
５及び第２伝動軸５に設けられており、第２伝動軸５の
端部にシールリング２６が設けられている。

【００３０】〔別実施例〕図１に示す構造では第４伝動
軸８に第１及び第２変速ギヤ１８，１９を設け、第５伝
動軸９に前進１速及び前進２速ギヤ１５，１６を設けて
いるが、第４伝動軸８に第１変速ギヤ１８と前進２速ギ
ヤ１６を設け、第５伝動軸９に第２変速ギヤ１９と前進
１速ギヤ１５を設けてもよい。

【００３１】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】農用トラクタにおける走行伝動系の概略を示す
図

【図２】走行伝動系における第２伝動軸の端部を支持す
るブロックの断面図

【符号の説明】

８，９ 伝動軸 １５，１６ 伝動ギヤ １８，１９ 変速ギヤ ２１，２２ 摩擦輪 ２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ アクチュエータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝動上手側の伝動軸（８）と伝動下手側
   の伝動軸（９）とを平行に配置し、前記両伝動軸
   （８），（９）の一方に複数個の伝動ギヤ（１５），
   （１６）を固定して、他方の伝動軸（８）にスライド操
   作自在な複数個の変速ギヤ（１８），（１９）を外嵌
   し、選択された変速ギヤ（１８），（１９）をスライド
   操作して前記伝動ギヤ（１５），（１６）に咬合及び離
   間操作することにより、前記両伝動軸（８），（９）の
   間で変速可能に構成し、 前記両伝動軸（８），（９）の各々に所定幅の接触面を
   持つ一対の摩擦輪（２１），（２２）を一体回転自在に
   支持し、前記両伝動軸（８），（９）の軸間距離を微小
   距離だけ変更操作するアクチュエータ（２３ａ），（２
   ３ｂ），（２４ａ），（２４ｂ）を備えると共に、 前記伝動ギヤ（１５），（１６）から離れていた変速ギ
   ヤ（１８），（１９）が伝動ギヤ（１５），（１６）と
   の咬合側にスライド操作され始めると、前記アクチュエ
   ータ（２３ａ），（２３ｂ），（２４ａ），（２４ｂ）
   を軸間距離の接近側に作動させて前記両伝動軸（８），
   （９）の摩擦輪（２１），（２２）の接触面どうしを接
   触させ、前記変速ギヤ（１８），（１９）が伝動ギヤ
   （１５），（１６）に咬合すると、前記アクチュエータ
   （２３ａ），（２３ｂ），（２４ａ），（２４ｂ）を軸
   間距離の離間側に作動させて前記両伝動軸（８），
   （９）の摩擦輪（２１），（２２）の接触面どうしを離
   間させる制御手段を備えてあるギヤ変速装置。
2. 【請求項２】 前記変速ギヤ（１８），（１９）が伝動
   ギヤ（１５），（１６）から離れている状態において、
   前記両伝動軸（８），（９）の摩擦輪（２１），（２
   ２）の接触面どうしが接触するように、前記アクチュエ
   ータ（２３ａ），（２３ｂ），（２４ａ），（２４ｂ）
   を軸間距離の接近側に作動操作可能な補助制御手段を備
   えてある請求項１記載のギヤ変速装置。
3. 【請求項３】 前記変速ギヤ（１８），（１９）が支持
   されている伝動軸（８）の摩擦輪（２１），（２２）
   を、前記伝動軸（８）と一体回転自在、且つ、前記変速
   ギヤ（１８），（１９）と一体でスライド操作可能に構
   成し、 前記変速ギヤ（１８），（１９）が伝動ギヤ（１５），
   （１６）から離れている状態で前記両伝動軸（８），
   （９）の摩擦輪（２１），（２２）の接触面どうしが対
   向し、前記変速ギヤ（１８），（１９）が伝動ギヤ（１
   ５），（１６）に咬合した状態で前記両伝動軸（８），
   （９）の摩擦輪（２１），（２２）の接触面どうしが伝
   動軸（８），（９）の軸芯方向に離れるように設定して
   ある請求項１又は２記載のギヤ変速装置。