WO2006003840A1

WO2006003840A1 - 車両の変速装置

Info

Publication number: WO2006003840A1
Application number: PCT/JP2005/011581
Authority: WO
Inventors: Koji Furukawa; Noriyuki Yamakawa; Masayuki Takahashi
Original assignee: Iseki & Co., Ltd.
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2006-01-12

Abstract

　同一軸芯上の駆動軸(27)、伝動軸(48)及び出力軸(80)と、それぞれ設ける遊星ギヤ機構(28,28)と、伝動ケース(6)に固定され、内部の空間を伝動軸方向（前後）に仕切る仕切壁(55)を備えた円筒ドラム(50)と、円筒ドラム(50)内の仕切壁(55)の前後一方の空間内に設けられ、駆動軸(27)の回転を変速して伝動軸(48)へ伝達する第１クラッチ(A)と、第１クラッチ(A)に対し前後方向に一部重複し、半径方向外側に設けて駆動軸(27)の回転を変速して伝動軸(48)へ伝達する第２クラッチ(B)と、円筒ドラム(50)内の仕切壁(55)の前後他方の空間内にあって、伝動軸(48)の回転を変速して出力軸(80)へ伝達する第３クラッチ(C)と、第３クラッチ(C)に対し伝動軸(48)の軸方向に一部重複し、半径方向外側にあって伝動軸(48)の回転を変速して出力軸(80)へ伝達する第４クラッチ(D)を備えてた変速装置。

Description

明細書

車両の変速装置

技術分野

[0001] この発明は、トラクタや建設車両等の車両の変速装置に関するものである。

背景技術

[0002] 従来からトラクタ等の動力車両には油圧クラッチを用いた変速装置が用いられて!/、る。一般的には、機体の前後進操作を行なうリバーサ機構に油圧クラッチを用いたり、主変速装置に油圧クラッチを用いることが多い。特に大型のトラクタでは操作性の向上を図る目的と、クラッチ接続時のショックを軽減する目的から主変速装置のみならず副変速装置まで油圧クラッチを用いることが多い。例えば、特許文献 1には、ェンジンの後方に油圧式リバーサ機構を設け、その伝動後位に 4段変速が可能な油圧式主変速装置と副変速装置を設けたものが記載されている。

特許文献 1 :特開平 8- 338525号公報（図 1)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] ところで、前記のような農業トラクタでは、油圧クラッチは回転する円筒状のドラムの前後に背中合わせ状に 2組のクラッチを設けることしかできず、変速部を構成するためには油圧クラッチを支持する伝動軸とは別のカウンタ軸を設けなければならず、最低 2軸が必要となる。リバーサ機構を設ける場合も同様で円筒状ドラムの前後に前進クラッチと後進クラッチを設け、さらに逆転用のアイドル軸を設けなければならず、ミツシヨンケースの軸穴加工の数が増えたり内部の構造自体が複雑になり機体の前後長さも長くなるという欠点があった。

[0004] その上、回転ドラムには 2組のクラッチしか収容できないから変速段数を増やすとすれば、このような回転ドラムが前後に複数個並び、全体的に前後方向の長さが長くなる欠点があった。

[0005] この発明が解決しょうとする課題は、機体の全長を長くせずに、ミッションケース内をコンパクトに構成できる変速装置を提供することにある。課題を解決するための手段

[0006] このためこの発明は次の技術的手段を講じた。

請求項 1に記載の発明は、同一軸心上に配置されたエンジン動力が伝達される駆動軸 (27)及び出力側伝動軸 (48)と、前記駆動軸 (27)と伝動軸 (48)との間に設ける遊星ギヤ機構 (28)と、ケース (6)に固定された円筒状固定ドラム（50)と、前記円筒状固定ドラム（50)内空間にあって、前記駆動軸（27)の回転を前記伝動軸 (48) へ伝達する内側のクラッチ (A)と、該内側のクラッチ (A)に対し伝動軸 (48)の軸方向に一部重複し且つ半径方向外側に設けられ、前記駆動軸（27)の回転を前記伝動軸 (48)へ伝達する外側のクラッチ (B)と、からなり、前記遊星ギヤ機構 (28)は、キャリア（30)、プラネタリギヤ（32· ··)、逆転用中間ギヤ（39)、及びサンギヤ（34)を備え、内側のクラッチ (A)の接続によってキャリア（30)とサンギヤ（34)とを一体化して伝動軸 (48)を正回転させ、外側のクラッチ (B)の接続によってキャリア（30)を固定し伝動軸 (48)を逆回転する構成とした動力車両における変速装置とする。

[0007] これによると、駆動軸（27)の回転は遊星ギヤ機構（28)を連動し、内，外側に配置される 2つのクラッチ (A, B)のうち、クラッチ (A)の接続によって遊星ギヤ機構（28) のキャリア（30)を出力側伝動軸 (48)のサンギヤ（34)と一体化して駆動軸（27)に対し正回転させ、クラッチ (B)の接続によってキャリア（30)を固定することにより、逆回転させる。 2つのクラッチ (A, B)は半径方向において内外に配置され、軸方向前後に重複するため、軸方向に嵩張らない。

[0008] 請求項 2に記載の発明は、同一軸心上に配置されたエンジン動力が伝達される伝動軸 (48)及び出力軸（80)と、前記伝動軸 (48)と出力軸（80)との間に設ける遊星ギヤ機構 (28a)と、ケース (6)に固定された円筒状固定ドラム（50)と、前記円筒状固定ドラム（50)内空間にあって、前記伝動軸 (48)の回転を前記出力軸（80)へ伝達する内側のクラッチ (C)と、該内側のクラッチ（C)に対し伝動軸 (48)の軸方向に一部重複し且つ半径方向外側に設けられ、前記伝動軸 (48)の回転を前記出力側伝動軸 (80)へ伝達する外側のクラッチ (D)と、からなり、前記遊星ギヤ機構 (28a)は、キャリア（77)、プラネタリギヤ（79···)、及びサンギヤ（80a)を備え、内側のクラッチ (C) の接続によってキャリア（77)とサンギヤ（80a)を一体ィ匕して回転させ、外側のクラッチ (D)の接続によってキャリア（77)を固定することにより出力軸 (80)を高低変速する構成とした動力車両における変速装置とする。

[0009] 従って、伝動軸 (48)の回転は遊星ギヤ機構（28a)を連動し、内'外側に配置される 2つのクラッチ (C, D)のうち、クラッチ (C)の接続によって遊星ギヤ機構（28a)のキャリア（77)を出力軸（80)のサンギヤ（80a)と一体化して伝動軸 (48)の回転を伝達し、クラッチ (D)の接続によってキャリア（77)を固定することにより高低に変速させる。 2つのクラッチ（C, D)は半径方向において内外に配置され、軸方向前後に重複するため、軸方向に嵩張らない。

[0010] 請求項 3に記載の発明は、同一軸芯上に配置されたエンジン動力が伝達される駆動軸（27)、伝動軸 (48)及び出力軸（80)と、前記駆動軸（27)と伝動軸 (48)との間、及び該伝動軸 (48)と出力軸 (80)との間にそれぞれ設ける遊星ギヤ機構 (28、 28 a)と、ケース (6)に固定され且つ内部の空間を前後に仕切る仕切壁 (55)を備えた円筒状固定ドラム（50)と、前記円筒状固定ドラム（50)内の仕切壁（55)の前後一方の空間内に設けられ、前記駆動軸（27)の回転を変速して前記伝動軸 (48)へ伝達する第 1クラッチ (A)と、前記第 1クラッチ (A)に対し伝動軸 (48)の軸方向に一部重複し且つ半径方向外側に設けられ前記駆動軸（27)の回転を変速して前記伝動軸 (48 )へ伝達する第 2クラッチ (B)と、前記円筒状ドラム（50)内の仕切壁（55)の前後他方の空間内に構成され、前記伝動軸 (48)の回転を変速して前記出力軸（80)へ伝達する第 3クラッチ (C)と、前記第 3クラッチ (C)に対し伝動軸 (48)の軸方向に一部重複し且つ半径方向外側に設けられ、前記伝動軸 (48)の回転を変速して前記出力軸 (80)へ伝達する第 4クラッチ (D)と、力もなる車両における変速装置とする。

[0011] 上記のように構成すると、円筒状固定ドラム（50)の中央の仕切壁（55)を挟んで 4 つのクラッチ (A, B, C, D)が固定ドラム（50)に前後 2組づっ構成され、 1組のクラッチが径方向に並べて収められて、る。

発明の効果

[0012] 請求項 1および請求項 2に記載の発明では、駆動側の軸と被動側の軸との間に遊星ギヤ機構を配置すると共に 2つのクラッチ (A, B)又は（C, D)の選択接続によって変速を行わせる構成であり、特にクラッチは半径方向内側に配置されるクラッチ (A) 又は（C)と、半径方向外側に配置されるクラッチ (B)又は (D)とで構成し、伝動軸 (4 8)の軸方向にお!、て前後に重複するから、軸方向における長さを短縮ィ匕できる。

[0013] また、遊星ギヤ機構（28、 28a)との組み合わせによって、遊星ギヤ機構（28、 28a) のキャリア（30、 77)を回転させるか固定させるかによつて被動側の軸を正 ·逆転乃至高 ·低に選択するが、キャリア（30, 77)を固定する際に大きな制動力が要る側のクラツチ (B、 D)は半径方向外側としたので、動力伝達効率もよぐエンジン馬力を損失するようなことちない。

[0014] 請求項 3に記載の発明では、中央の仕切壁（55)を挟んで 4つのクラッチ (A, B, C , D)が円筒状固定ドラム（50)に前後 2組づっ構成され、 1組のクラッチが径方向に並べて収められているので、軸方向に嵩張らない。

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下、図面に基づいてこの発明を備えた農業用トラクタを説明する。

図 1はトラクタ 1の側面図である。このトラクタ 1は、走行装置として左右前輪 2, 2と左右後輪 3, 3を備え、ボンネット 4内に搭載したエンジン 5の回転動力をミッションケース 6内の変速装置によって適宜減速し、その回転動力を前記前輪 2, 2と後輪 3, 3に伝達するように構成して、る。

[0016] なお、動力伝達経路については後述する力前記ミッションケース 6内には機体の進行方向を切替える前後進切替装置 8と車速を変更する主変速装置 9及び副変速装置 86が設けられている。そして、ステアリングハンドル 11の下方に設けた前後進切替レバー 10を前後方向に動かすことによって機体が前進若しくは後進するようになつている。また、前記ミッションケース 6の後上部には油圧シリンダケース 14が設けられ、この油圧シリンダケース 14の左右両側にはリフトアーム 15, 15が上下回動自在に枢着され、ミッションケース 6の後下部にはロワ一リンク 16, 16が上下回動自在に設けられている。リフトアーム 15, 15とロワ一リンク 16, 16との間にはリフトロッド 17, 1 7が介装連結され、ロワ一リンク 16, 16の後部には作業機であるロータリ耕耘装置 18 が連結されている。

[0017] そして操縦席 12の側方に設けた油圧操作レバー 20を上昇側に操作して油圧シリンダケース 14内に収容されている油圧シリンダ（図示省略）に作動油を供給するとリフトアーム 15, 15が上昇側に回動され、リフトロッド 17、ロワ一リンク 16等を介して口一タリ耕耘装置 18が上昇する。反対にこの油圧操作レバー 20を下降側に操作すると油圧シリンダ内の作動油は油圧タンクを兼ねる前記ミッションケース 6内に排出され、リフトアーム 15, 15を下降回動させる。

[0018] また前記ロータリ耕耘装置 18は、耕耘部 21と耕耘部 21上方を覆うロータリカバー 2 2とロータリカバー 22後部に枢着されたリャカバー 23等を有する構成となっている。

[0019] 次に図 2、図 3、図 4に基づいて動力伝達経路について説明する。

前記エンジン 5の後部には、前面にフライホイール 25を収納し且つ後面にベアリング取付穴を備えたフライホイールケース 26を連結し、更にこのケース 26後部に、前記フライホイール 15と一体の駆動軸 27の端部に設けるサンギヤ 27a、及び同ギヤ 27 aにより駆動される遊星ギヤ機構 28等を内装するミッションケース 6を連結する構成となっている。

[0020] 前記遊星ギヤ機構 28は、前記サンギヤ 27aとキヤリャ 30と複数個のプラネタリギヤ 32· · ·と出力側のサンギヤ 34等力もなり、プラネタリギヤ 32· · ·はキヤリャ 30に固着された 3本のピン 35· · ·にそれぞれ回転自在に支持されて、る。 1つのプラネタリギヤ 32は大小の 2段ギヤ 32a, 32bを備え、前記駆動軸 27の端部に形成した駆動軸 27のサンギヤ 27aがプラネタリギヤ 32の大径ギヤ 32aに嚙み合、、このプラネタリギヤ 32の小径ギヤ 32bはキヤリャ 30にピン 37にて支持されたギヤ 39に嚙み合い、このギヤ 39が前記出力側サンギヤ 34に直接嚙み合うように構成している。

[0021] 回転体 40は軸長手方向に沿うボス部 40aを中心部に有する断面形状が椀状の回転体であり、進行方向前側が開口されており、この回転体 40は前記キヤリャ 30に図示外のボルトによって一体的に固着されている。従ってキヤリャ 30が回転するとこの回転体 40も一緒に回転する。これらキヤリャ 30と回転体 40が一体になつたものは前後 2箇所のベアリング 41, 42によって支持されている。

[0022] また前記出力側サンギヤ 34は、この後部に断面形状をクランク状とし、且つ半径方向外側に向けて径が大きく拡がった円筒部 34bが形成され、この円筒部 34bには前後方向に沿うスリット 34cが設けられ、このスリット 34cにドーナツ状のクラッチディスク 44· · ·が複数枚、前後に移動はできるが回転はできな!ヽ状態で嵌合装着されて！ヽる。通常の状態ではこれらクラッチディスク 44同士の間隔は開いて、て動力を伝達する状態にはなっていない。

[0023] そして前記回転体 40の内側に嵌合されたピストン 46がシリンダ室 47内に流入した作動油によって前側に移動させられると前記クラッチディスク 44· · ·は圧着されて前記キヤリャ 30とサンギヤ 34を一体ィ匕する。この状態ではサンギヤ 34とスプライン嵌合して、る伝動軸 48が正転方向に回転させられて機体は前進する。

[0024] なお、このトラクタ 1では、前記ピストン 46とクラッチディスク 44とで第 1クラッチとしての前後進切替装置 8の前進クラッチを構成するものであり、以下前進用のクラッチを前進クラッチ Aと呼ぶ。またこの前進クラッチ Aの半径方向外側には後述する第 2クラツチとしての後進クラッチ Bが設けられる。

[0025] 前進クラッチ Aと後進クラッチ Bを収容する固定ドラム 50は円筒状をなし、中央部には前後の空間部を仕切る仕切壁 55が設けられている。前記固定ドラム 50は、外周部に突部 50bがー体的に設けられ、この突部 50bをミッションケース 6内の適当箇所に設けた内壁に固定して固定ドラム 50を支持する構成となっている。

[0026] また前記前進クラッチ Aと後進クラッチ Bとの間を仕切るように介装された回転体 40 のスリット部 40aと、固定ドラム 50の外周縁前端部のスリット部 50aとの間にもドーナツ状に形成された複数のクラッチディスク 52…が介装され、このクラッチディスク 52…をシリンダ室 58内に収容された後進用のピストン 53が押圧するとキヤリャ 30が固定されて回転を停止し、前記出力側サンギヤ 34のみが回転させられ、その結果、伝動軸 48が逆向きに回転し、機体を後進させるようにしている。上記説明から明らかなように、後進クラッチ Bは、ピストン 53とクラッチディスク 52とで構成されている。

[0027] また前記固定ドラム 50の仕切壁 55には油路 57が形成されており、この油路 57と前進用のシリンダ室 47、後進用のシリンダ室 58がそれぞれ接続され、作動油が各シリンダ室に流入する構成となって、る。

[0028] 一方、仕切壁 55の後側空間部には、前側と同じように半径方向に 2室が設けられ、半径方向の内側の室には皿パネ (付勢手段） 60が設けられ、外側の室にはシリンダ室 62とピストン 63 (ァクチユエータ）が設けられている。回転体 65は前側空間部に配設された回転体 40に相当する第 2の回転体であり、固定ドラム 50に設けたベアリング 66により回転自在に支持されて、る。また前記回転体 65の外周には前後方向に沿うスリット 68が複数箇所設けられ、このスリット 68· ··と伝動軸 48の大径部 48aとの間には軸長手方向には移動できるが回転はできな、状態で複数個のクラッチディスク 70 • · -が介装されて、る。この回転体 65のスリット 68· · 'と固定ドラム 50の後部外周に設けた前後方向に沿うスリット 72· ··との間にも軸長手方向には移動できるが回転はできな、状態で複数個のクラッチディスク 74· · -が介装されて、る。

[0029] また更に前記両クラッチディスク 70, 74の間には、これを仕切る 1枚のセパレータプレート 75力設けられ、このセパレータプレート 75を前記皿パネ 60で常時前側に向けて押圧すべく構成して!/、る。この皿パネ 60によりセパレータプレート 75は前記ピストン 63を非作動側に押し戻される。

[0030] 即ち、このセパレータプレート 75は前後方向に移動可能な状態でクラッチディスク 7 0とクラッチディスク 74との間に設けられており、常態では半径方向内側のクラッチデイスク 70同士を圧着して外側のクラッチディスク 74間には隙間がある状態としている。反対にシリンダ室 62内に作動圧油を流入させてピストン 63を後方へ移動させると半径方向外側のクラッチディスク 74同士は圧着されるが半径方向内側のクラッチディスク 70同士には隙間が生じるように構成している。

[0031] なお、このトラクタ 1では半径方向内側の皿パネ 60とクラッチディスク 70を第 3クラッチとしての低速クラッチ Cと呼び、この内側のクラッチ Cの外側のピストン 63とクラッチディスク 74を第 4クラッチとしての高速クラッチ Dと呼び、全体を第一高低切替クラッチ (C, D)と呼ぶものとする。

[0032] 更に前記の第 2回転体 65の後部には、遊星ギヤ機構 28a、詳しくは前側キヤリャ 3 0と同じようにキヤリャ 77がー体的に固着され、このキヤリャ 77にもピン 78によってプラネタリギヤ 79が回転自在に支持されて、る。

[0033] 前記プラネタリギヤ 79は大径ギヤ 79aと小径のギヤ 79bからなり、大径ギヤ 79aは前記伝動軸 48側のサンギヤ 82に嚙み合い、小径のギヤ 79bは出力軸 80側のサンギヤ 80aに嚙み合っている。

[0034] このような構成において、皿パネ 60によってセパレータプレート 75がクラッチデイスク 70…を押圧しているときは伝動軸 48と回転体 65とが一体となり、従って後キヤリャ 77も回転体 65と一体となってベアリング 66の周りを回転し、出力軸 80から低速の回転が取り出されるように構成して、る。

[0035] そして、前記シリンダ室 62に作動油が供給されると皿パネ 60に抗してピストン 63が後方へ向けて移動し、回転体 65及びキヤリャ 77を固定ドラム 50に押し付け、これらを固定する。このため、伝動軸 48の回転は伝動軸 48の後方寄り部位に設けられたサンギヤ 82、プラネタリギヤ 79等を順次介して出力軸 80側に取り出される。この場合、先の場合よりも比較的増速された回転が出力軸 80から取り出されることになる。言い換えると、低速クラッチ Cが繋がった状態では低速状態となり、高速クラッチ Dが接続されると高速状態に切り替るように構成している。なお、これら遊星ギヤ機構 28aと前記第一高低切替クラッチ (C, D)を合わせて第一主変速装置 9aと呼ぶこととする。

[0036] 以上のように、固定ドラム 50に対して中央の仕切壁 55を挟んで前側に前進クラッチ A (第 1クラッチ）と後進クラッチ B (第 2クラッチ）が設けられ、仕切壁 55の後側には低速クラッチ C (第 3クラッチ）と高速クラッチ D (第 4クラッチ）が設けられる。そして前記前進クラッチ A (第 1クラッチ）は後進クラッチ B (第 2クラッチ)よりも半径方向内側にあり、低速クラッチ C (第 3クラッチ）は高速クラッチ D (第 4クラッチ)よりも半径方向内側に設けられているのである。し力も、前進クラッチ A (第 1クラッチ）と後進クラッチ B (第 2クラッチ）とは前後方向において重なり、低速クラッチ C (第 3クラッチ）と高速クラッチ D (第 4クラッチ)も前後方向に一部重なるように構成したので、 4つのクラッチ A, B, C, Dを有するものでありながら変速装置の前後方向の長さを大幅に短縮することができるのである。

[0037] またこの発明では、固定ドラム 50の仕切壁の前側において、半径方向内側に前進クラッチ Aを設け、その外側に後進クラッチ Bを設け、キヤリャ 30とサンギヤ 34を一体化して直接伝達する側を前進とし、後進側をプラネタリギヤ 32を介したギヤ伝達としたので、使用頻度が高い前進側の動力伝達効率が良く馬力の損失なども少なくなるものである。

[0038] また前記第一主変速装置 9aの後方には、前記出力軸 80から取り出された回転動力を更に 4段に変速する第二主変速装置 9bと第三主変速装置 9cを備える構成となつている。 [0039] 詳しくは、前記前後進切替装置 8及び第一主変速装置 9aを収容する前側の変速ユニット 83に対して 4段変速が可能な後側の変速ユニット 84が設けられ、この変速ュニット 84は、前記前側の変速ユニット 83のうち、第一主変速装置 9aの部分だけを取り出してこれを前後対称に設けて、第二主変速装置 9bと第三主変速装置 9cを構成している。そして、前側の変速ユニット 83における第一高低切替クラッチ (C, D)に相当する第二高低切替クラッチ (E, F)で 2段の変速が行なわれ、後側の変速ユニット 8 4の第三高低切替クラッチ (G, H)で更に 4段の変速が行なわれて、走行変速段数は全部で 8段が可能となって、る。

[0040] 図 3と図 4に基づいて、前記後側の変速ユニット 84の構成について概略説明すると、固定ドラム 250の前後中央部には仕切壁 255が設けられ、この仕切壁 255を挟んで前側の空間部に第二主変速装置 9bの高速クラッチ Eと低速クラッチ Fが収容され、後側の空間部に第三主変速装置 9cの高速クラッチ Gと低速クラッチ Hが収容されて V、る。前記第二主変速装置 9bの高速クラッチ Eは皿パネ 260とクラッチディスク 270 で構成され、低速クラッチ Fはピストン 263とクラッチディスク 274で構成され、この低速クラッチ Fは高速クラッチ Eに対して半径方向外側に設けられ、両クラッチ E, Fは前後方向にお、て一部重なるように設けられて、る。

[0041] また仕切壁 255の後側には第三主変速装置 9cの高速クラッチ Gと低速クラッチ Hが収容され、第 3クラッチ Gは皿パネ 261とクラッチディスク 271で構成され、低速クラッチ Hはピストン 264とクラッチディスク 262で構成されて、る。また前記低速クラッチ H は高速クラッチ Gに対して半径方向外側に設けられ、前後方向においては一部クラッチ同士が重なるように配置される。

[0042] また前記第二主変速装置 9bの 2組のクラッチディスク 270, 274を前後方向に移動自在に嵌合支持している前側の回転体 300はベアリング 302によって固定ドラム 250 に回転自在に支持され、この回転体 300の前端部はプラネタリギヤ 304を支持するキヤリャ 306と一体的に構成されている。プラネタリギヤ 306は 2段ギヤで構成され、大径のギヤ 304aは出力軸 80後端のサンギヤ 310に嚙み合い、小径ギヤ 304bは第 2伝動軸 320にスプライン嵌合されたサンギヤ 316に嚙み合う。皿パネ 260によってセパレータプレート 275は常時後側へ向けて押圧され、高速クラッチ Eの入り状態を保つ。即ち、サンギヤ 316とキヤリャ 306は一体となって高速で回転する。

[0043] 一方、ピストン 263が前側へ移動され、セパレータプレート 275を介して皿パネ 260 を前側へ移動させると、外側のクラッチディスク 274同士が圧着されて低速クラッチ F が入りとなりキヤリャ 306及び回転体 300を固定ドラム 250に押し付ける。

[0044] この結果、前側の変速ユニット 83側の出力軸 80の回転は遊星ギヤ機構 28bのブラネタリギヤ 304を経由してサンギヤ 316及びこれにスプライン嵌合された第 2伝動軸 3 20に動力が伝達される。この場合、前記高速クラッチ Eが接続されているときよりも減速比が大きぐ回転速度はやや遅くなるようにギヤ比が設定される。

[0045] また仕切壁 255を挟んだ後側空間部、即ち第三主変速装置 9cにおいても同様であり、常態においては皿パネ 261によりセパレータプレート 322を介して小径ドーナツ状のクラッチディスク 271が押圧され、高速クラッチ Gが入り状態となる。

[0046] 一方、ピストン 264が後方へ向けて押圧されると半径方向外側のクラッチディスク 26 2同士が圧着され、低速クラッチ Hが入り状態となる。高速クラッチ Gが入り状態となる力低速クラッチ Hが入り状態となるかによつて第 3出力軸 350の回転速度が変わる。即ち、高速クラッチ Gが入りになると第 2伝動軸 320後端のサンギヤ 330とキヤリャ 32 8は一体となって回転し、低速クラッチ Hが入り状態になると回転体 324とキヤリャ 32 8は停止され、第 2伝動軸 320の回転は比較的低速回転でサンギヤ 330、プラネタリギヤ 332を順次介して第 3出力軸 350に伝達される。

[0047] 以上のように、前記トラクタ 1の主変速装置 9では、最も動力上手側に設定された第一高低切替クラッチ (C, D)による動力の減速比 (入力軸に対する出力軸の回転)を、 1以上、即ち増速となる設定とし、第二高低切替クラッチ (E, F)と第三高低切替クラツチ (G, H)による動力の減速比を 1以下、即ち減速となる設定としている（図 7参照）

[0048] よって、例えば、主変速における最低速位置となる第 1速は、第一高低切替クラッチのピストン 63が非作動、即ちコントローラ (制御手段） 7による通電が「切（OFF)」で、第二高低切替クラッチ (E, F)のピストン 263が作動、即ちコントローラ 7による通電が「入 (ON)」で、第三高低切替クラッチ（G, H)のピストン 264が作動、即ちコントローラ 7による通電が「入 (ON)」の組合わせとなって、る。 [0049] また主変速における最高速位置となる第 8速では、第一高低切替クラッチ (C, D) のピストン 63が作動、即ちコントローラ 7による通電力 ^入 (ON)」で、第二高低切替クラッチ， F)のピストン 263が非作動、即ちコントローラ 7による通電が「切（OFF)」で、第三高低切替クラッチ (G, H)のピストン 263非作動、即ちコントローラ 7による通電が「切（OFF)」の糸且合わせとなって、る。

[0050] また 3つの高低切替クラッチ（C〜H)のピストンが作動、即ちコントローラ 7の通電が全て「入 (ON)」となった場合には、第 2速となり、 3つの高低切替クラッチ (C〜H)のピストンが非作動、即ちコントローラ 7の通電が全て「切（OFF)」となった場合には、中速位置、詳しくは第 7速となる設定となっている。

[0051] すなわち、コントローラ 7の通電が全て「入 (ON)」となった場合には、第三高低切替クラッチ (G, H)は低速側クラッチ (H)が「入 (ON)」になるので、第一高低切替クラッチ (C, D)は「入 (ON)」である高速側クラッチ (C)が選択され、第二高低切替クラッチ (E, F)は「入 (ON)」である低速側クラッチ (F)が選択されるので、第 2速度以外は選択できない。

[0052] 同様にコントローラ 7の通電が全て「切（OFF)」となった場合には、第三高低切替クラッチ (G, H)は高速側クラッチ (G)が「切 (OFF)」になるので、第一高低切替クラッチ (C, D)は「切 (OFF)」である低速側クラッチ (C)が選択され、第二高低切替クラッチ (E, F)は「切 (OFF)」である高速側クラッチ (E)が選択され、第 7速度以外は選択できない。

[0053] これにより、トラクタ 1の主変速装置 9では、油圧系または電気系にトラブルが生じて、前記 3つの高低切替クラッチのピストン全てに油圧が力からない状態に陥っても、主変速装置 9は中速位置、詳しくは第 2速に設定され、反対に 3つの高低切替クラッチのピストンに油圧が力かり続ける状態に陥っても、第 7速に設定されるので、適度な速度で車両を迅速且つ安全に、修理場等へ移動することができる。

[0054] 更に図 4の動力伝達線図に基づいてこの主変速装置 9の下手側に構成された副変速装置 86について説明する。

副変速装置 86は、前記主変速装置 9にて適宜変速された回転を第三出力軸 350 から、各減速ギヤまたはクラッチを介して同軸上の副変速軸 87へ伝える変速装置である。

[0055] 副伝動軸 87上に設けられた前側の副変速第一シフタ 88を前方に移動させると副変速の「高速 H」が得られ、この副変速第一シフタ 88を後側に移動させると副変速の「中速 M」が得られ、後側の副変速第二シフタ 89を後方へ移動させると副変速の「低速 L」が得られ、これらの変速された回転動力がドライブピ-オン軸 91に伝達される。ドライブピ-オン軸 91の動力は更に後輪デフ装置 92、後輪最終減速機構 93を介して後車軸 94に伝達される。

[0056] 一方、ドライブピ-オン軸 91から分岐した前輪駆動用の動力は、等速四駆クラッチ 95と増速クラッチ 96からなる前輪増速装置 97に伝達され、等速四駆クラッチ 95が接続されると後輪 3と前輪 2の周速度が略等しい状態で前後輪 2, 3が駆動され、増速クラッチ 96が接続されると前輪駆動軸 98は増速回転され、前輪 2は後輪 3よりもその周速度が倍になって回転するように構成されている。なお、図 4において符号 99は前輪デフ装置、 100は前輪ファイナルケース部の減速機構、 101は前輪最終減速機構である。

[0057] 以上のように構成したトラクタ 1の走行系の動力伝達機構では、図 7に示すように、 8 段の主変速と 3段の副変速で前後各 24段の変速位置を得ることができる。

[0058] 次に図 4に基づいて PTO系の動力伝達機構を説明する。

前記エンジン 5の回転動力は、ギヤ機構 104を介して PTOクラッチ 106へ伝達され、同クラッチ 106にて入切された回転動力は、高低 2段の切替が可能な PTO変速装置 109にて適宜変速され、 PTO伝動軸 105を介して更にこの後方に備えた正逆転切替装置 108に伝達される構成となっている。そして、この正逆転切替装置 108で正逆切り替えられた回転が PTO軸 110から取り出される構成となっている。従って、この実施例では正転、逆転とも 2段の回転が設定できるようになつている。

[0059] 次に図 5に示す油圧回路について説明する。

油圧ポンプ 115から送り出された作動油は、比例減圧弁 120に入って一定の圧力に保持され、回路上手から順に、前記前進クラッチ Aと後進クラッチ Bのピストン 46, 5 3と、第一主変速装置 9aの高速クラッチ Dを作動させるピストン 63と、第二主変速装置 9bの低速クラッチ Fを作動させるピストン 263と、第三主変速装置 9cの低速クラッチを作動させるピストン 264をそれぞれ制御する比例制御弁 121, 122, 123, 124, 125に送られる。これらの比例制御弁は、前記コントローラ 7からの通電指令によって弁の開口量が制御される。例えば、前記前進クラッチ Aと後進クラッチ Bは、クラッチペダル 129の回動基部に設けられたポテンショメータ 128からの信号を受けて比例制御がなされる。したがって、従来の機械式クラッチを有するトラクタや自動車のようにクラッチペダル 129の踏込量に応じて、またエンジンの負荷状態応じて、半クラッチ状態を作り出し、車速を無段階に得ることができるものである。また前後進切替装置 8 以外の比例制御弁 122, 123, 124、 125については、変速のタイミングや車速、負荷の状態等に応じてコントローラ 7から指令が出され、クラッチ接続のタイミングが適宜コントロールされる。

[0060] 更に前進クラッチ Aと後進クラッチ Bに対しては 2組の比例制御弁 121, 122だけでなく 2位置 4ポート式の 1個の切替制御弁 135が並列に設けられており、この切替弁 1 35は、通常は両クラッチ A, Bとミッションケース 6との間を遮断する力前記クラッチペダル 129基部に備えた最大踏込操作検出スィッチ 130が ONするとこの切替弁 13 5が開口側に移動して前進クラッチ Aあるいは後進クラッチ B室内の作動油が油圧タンク 6側に戻るようにして!/、るのである。

[0061] 即ち、クラッチペダル 129を終端まで踏み込むとシリンダ室 47内に流入していた作動油がミッションケース (タンク） 6に戻るために走行系動力は中立状態になって機体が停止するのである。

[0062] 尚、前記クラッチペダル 129の最大踏込み操作は、前記スィッチ 130の検知を優先するものの、前記ポテンショメータ式のクラッチペダル踏込位置センサ 128でも常時検出する構成となっている。そして、何れか一方だけが最大踏込み位置を検出しない場合は、前記センサ若しくはスィッチの故障と判定してメータパネル 131に警告を表示する構成となっている。

[0063] 次にトラクタ 1に備えたクラッチペダル 129の作用について説明する。

通常トラクタ 1を発進する時には、まず前記変速レバー 13に設けた変速スィッチを押して変速段を指定し、この状態で前後進レバー 10を前進側に移動させ、踏んでいたクラッチペダル 129から徐々に足を離す。これに連動して、油圧ポンプ 115から送り出された作動圧油は比例減圧弁 120を通って比例制御弁 121に至り、圧力制御された作動油が前進側のシリンダ室 47内に流入する。これにより前記前進クラッチ Aのピストン 46が前方に移動してクラッチディスク 44を圧着し、遊星ギヤ機構 28のキヤリャ 30とサンギヤ 34とを一体ィ匕し、出力軸 27と同じ方向の回転を伝動軸 48に与える。この場合において、オペレータによって変速段が指定されているので、前側の変速ユニット 83か後側の変速ユニット 84の中の選択されたクラッチが接続され、目的の主変速が得られる。同時に副変速装置 86は「高速 H」、「中速 M」、「低速 L」の中の 3段の中から 1段が選択され、オペレータが指定した変速段で機体を走行させることができる。

[0064] また前記前後進レバー 10を後進側に引くと前進クラッチ Aは OFFとなり、後進クラッチ Bが作動する。

即ち、前進クラッチ側のシリンダ室 47内の作動油はタンク 6側に戻され、その半径方向外側に設けられた後進クラッチ用のシリンダ室 58内に作動油が流入する。すると、ピストン 53が前側に移動してクラッチディスク 52同士を圧着し、キヤリャ 30を固定ドラム 50側に固定する。この場合には出力軸 27の回転は出力ギヤ 27a、遊星ギヤ機構 28のプラネタリギヤ 32a、 32b,ギヤ 39、サンギヤ 34を順次経て伝動軸 48に逆向きの回転を与える。機体は前進速度と略同速で後方に動き出し、機体を後退させる。

[0065] またトラクタ 1の前進走行中、あるいは後進走行中は、前記クラッチペダル 129の踏み込み操作を、ポテンショメータ式のクラッチペダル踏込位置センサ 128とクラッチぺダル最大踏込位置検出スィッチ 130にて検出し、前進クラッチ A若しくは後進クラッチ Bを踏込み位置に応じて半クラッチ状態としたり、切り操作して機体を停止させる構成となっている。

[0066] 以上のような構成において、前進クラッチ Aも後進クラッチ Bも比例制御弁 121, 12 2で制御する構成としたので、クラッチ接続のショックを軽減させることができる。また、この実施例では前後進切替装置 8を構成するにあたり、遊星ギヤ機構 28のキヤリャ 3 0を回転させるか固定するかによって前進側と後進側の選択を行わせるようにしたが、ブレーキを掛けてキヤリャ 30を固定する場合は大きい力が必要である。この例では前進側のクラッチ Aを半径方向内側とし、キヤリャ 30を固定する際に大きな制動力が要る後進側のクラッチを半径方向外側としたので、前進走行時ある、は後進走行時の動力伝達効率もよぐエンジン馬力を損失するようなことがない。また、前進側の油圧クラッチ Aと後進側の油圧クラッチ Bはそれぞれ独立して構成されて、るので、前進側のクラッチ Aを接続した状態で後進側のクラッチ Bを僅かに接続して伝動軸の回転を微妙に制御することもでき、作業負荷に応じたクラッチ A, Bの圧力制御も簡単に行える。

[0067] またこのトラクタ 1では前後進切替装置 8の伝動後位に、高速クラッチ Cと低速クラッチ Dを有する第一主変速装置 9aを設け、これに遊星ギヤ機構 28aを連係させ、さらにその伝動後位にも 2組の高低クラッチと遊星ギヤ機構 28b、 28cを組み合わせた第二、第三主変速装置 9b, 9cを設けて、図 7に示す組合せの中から 1つの変速段を選択するように構成したが、このような構成にすれば、変速時に動力伝達が途切れることがない。

[0068] よって、前記の通り、主変速装置 9の油圧系若しくは電気系にトラブルが生じて主変速装置 9にかかる全クラッチ D, F, Hのピストンが非作動、若しくは作動状態で固定される状態となっても、副変速位置 86との組合わせで、移動に適する車速を複数段設定することができ、トラクタ 1を迅速且つ安全に移動することができる。

[0069] 尚、一般的に人間が歩く速度は、約 3〜5kmZhに相当し、前記トラクタ等での路上走行速は、約 10〜35kmZhに相当し、前記トラクタ 1では、前記主変速装置 9に力かる全クラッチ D, F, Hのピストンが非作動に陥っても、第 15速と第 23速の二段の変速をカバーする設定となって、る。

[0070] また本願発明の別形態としては、図 8に示すように、 3つの変速装置 9a, 9b, 9cの内 1つの変速装置（9a)の動力伝達を通電による低速クラッチ Cの入り時に減速とし、他を通電による高速クラッチ E, G入り時に増速として、全クラッチの制御弁に対し非通電、及び全通電時に最低速位置及び最高速位置を除く中速位置となるべく構成しても良い。

[0071] 例えば従来のトラクタでは、油圧系統に故障が生じ、変速装置を構成する全ての油圧クラッチに作動油を送ることができない状態に陥った場合、変速位置が前記超低速位置となって、路上走行に適さない変速位置を使って修理場へ赴くこととなり操作性が悪力つたり、全変速位置が-ユートラル位置となってしまうと、作業場まで移動できないという課題が有った。一方、電気系統にショートが生じて、全変速装置のクラッチに油圧が力かり続ける状態に陥った場合には、高車速となる高速位置で移動することを余儀なくされ、安全性を損なうという課題が有った。

[0072] そこで、図 7や図 8のように設定することによって上記欠点を解消しょうとするもので、内外一組の油圧クラッチのクラッチディスクを択一的に入切操作して、それぞれに対応する遊星ギヤ機構（28a, 28b, 28c)のキャリアの回転を許容、停止することで、動力伝達比を高低二段階に切り替える複数の変速装置（9a, 9b, 9c)と、前記各変速装置（9a, 9b, 9c)の各クラッチディスクを通電指令により圧着操作して、車両の変速位置を切り替える制御手段（7)とを有する車両の動力伝達装置であって、前記変速装置（9a, 9b, 9c)の各二箇所のクラッチディスクには、一方のディスクを常時入状態に付勢する付勢手段 (60, 260, 261)と、前記制御手段（7)による通電指令時に前記付勢手段（60, 260, 261)の付勢力に抗して前記一方のクラッチディスクを切操作すると共に他方のクラッチディスクを入とするァクチユエータ（63, 263, 264)を備え、前記複数の遊星ギヤ機構（28a, 28b, 28c)の動力伝達比を、前記ァクチユエータ（63, 263, 264)の全部が非作動時である場合、及びこれら全部が作動時である場合に、前記複数の変速装置（9a, 9b, 9c)により得られる最低速位置及び最高速位置を除く中速位置となるよう複数の変速装置（9a, 9b, 9c)の内 1つの変速装置 (9a)の動力伝達比を増速若しくは減速となる様設定する変速装置としたものである。

[0073] このように構成すると、複数の変速装置（9a, 9b, 9c)間においては遊星ギヤ機構（ 28a, 28b, 28c)により動力が常時伝達状態となっており、また 3つ全てのァクチユエータ（63, 263, 264)が非作動時である場合、及び全ァクチユエータ（63, 263, 26 4)が作動状態である場合には、同変速装置（9a, 9b, 9c)により得られる変速位置が最低速及び最高速位置を除ぐ中速位置となる。したがって、電気系統または油圧系統に故障が生じ、全変速装置（9a, 9b, 9c)のァクチユエータ（63, 263, 264)が非作動時となった状態、若しくは 3つ全てのァクチユエータ（63, 263, 264)が作動し続ける状態に陥っても中速位置、即ち移動に適した速度となり車両を迅速且つ安全に移動することができる。 [0074] また、この実施例においては、固定ドラム 50の中央仕切壁 55に油路 57を設け、この仕切壁 55を挟んで前後に各 1組のクラッチを設けて変速ユニットを構成するものであるから、構成を簡潔にすることができ、油路も簡単に構成でき、取り扱いが容易になるものである。特に 1つの変速ユニット 83 (あるいは 84)を構成するにあたり、 1本の伝動軸 48を固定ドラム 50の前後一方力も組み込み、この伝動軸 48に対して前後から遊星ギヤ機構 28, 28aを組み付けるように構成したので組付性に優れ、分解組立作業が容易になる特徴を有する。

産業上の利用可能性

[0075] この発明は、機体の全長を長くせずに、ミッションケース内をコンパクトに構成できる変速装置を備えたトラクタや建設車両等の車両に利用可能性がある。

図面の簡単な説明

[0076] [図 1]トラクタの全体側面図。

[図 2]変速装置の要部の断面図（1)。

[図 3]変速装置の要部の断面図（2)。

[図 4]動力伝達線図。

[図 5]トラクタの一部油圧回路図。

[図 6]コントローラの接続状態を示すブロック図。

[図 7]変速段数とクラッチの作動の関係を説明する図。

[図 8]別形態の変速段数とクラッチの作動の関係を説明する図。

符号の説明

[0077] A 前進クラッチ (第 1クラッチ）

B 後進クラッチ (第 2クラッチ）

C 低速クラッチ (第 3クラッチ）

D 高速クラッチ (第 4クラッチ）

6 ケース

27 駆動軸

28 遊星ギヤ機構

28a 遊星ギヤ機構キャリアプラネタリギヤサンギヤシリンダ室伝動軸固定ドラム仕切壁キャリアプラネタリギヤ出力軸

Claims

請求の範囲

[1] 同一軸心上に配置されたエンジン動力が伝達される駆動軸（27)及び出力側伝動軸 (48)と、

前記駆動軸 (27)と出力側伝動軸 (48)との間に設ける遊星ギヤ機構 (28)と、ケース (6)に固定された円筒状固定ドラム（50)と、

前記円筒状固定ドラム（50)内空間にあって、前記駆動軸（27)の回転を前記伝動軸 (48)へ伝達する内側のクラッチ (A)と、

該内側のクラッチ ( A)に対し伝動軸 (48)の軸方向に一部重複し且つ半径方向外側に設けられ、前記駆動軸（27)の回転を前記伝動軸 (48)へ伝達する外側のクラッチ（B)と、力なり、

前記遊星ギヤ機構 (28)は、キャリア（30)、プラネタリギヤ（32···)、逆転用中間ギャ（39)、及びサンギヤ（34)を備え、内側のクラッチ (A)の接続によってキャリア（30) とサンギヤ（34)とを一体化して伝動軸 (48)を正回転させ、外側のクラッチ（B)の接続によってキャリア（30)を固定し伝動軸 (48)を逆回転する構成とした動力車両における変速装置。

[2] 同一軸心上に配置されたエンジン動力が伝達される伝動軸 (48)及び出力軸（80) と、

前記伝動軸 (48)と出力軸 (80)との間に設ける遊星ギヤ機構 (28a)と、ケース (6)に固定された円筒状固定ドラム（50)と、

前記円筒状固定ドラム（50)内空間にあって、前記伝動軸 (48)の回転を前記出力軸（80)へ伝達する内側のクラッチ (C)と、

該内側のクラッチ（C)に対し伝動軸 (48)の軸方向に一部重複し且つ半径方向外側に設けられ、前記伝動軸 (48)の回転を前記出力側伝動軸 (80)へ伝達する外側のクラッチ (D)と、力もなり、

前記遊星ギヤ機構（28a)は、キャリア（77)、プラネタリギヤ（79···)、及びサンギヤ（ 80a)を備え、内側のクラッチ（C)の接続によってキャリア（77)とサンギヤ（80a)を一体化して回転させ、外側のクラッチ (D)の接続によってキャリア（77)を固定することにより出力軸 (80)を高低変速する構成とした動力車両における変速装置。同一軸芯上に配置されたエンジン動力が伝達される駆動軸（27)、伝動軸 (48)及び出力軸 (80)と、

前記駆動軸（27)と伝動軸 (48)との間、及び該伝動軸 (48)と出力軸（80)との間にそれぞれ設ける遊星ギヤ機構 (28、 28a)と、

ケース (6)に固定され且つ内部の空間を前後に仕切る仕切壁 (55)を備えた円筒状固定ドラム（50)と、

前記円筒状固定ドラム (50)内の仕切壁 (55)の前後一方の空間内に設けられ、前記駆動軸（27)の回転を変速して前記伝動軸 (48)へ伝達する第 1クラッチ (A)と、前記第 1クラッチ (A)に対し伝動軸 (48)の軸方向に一部重複し且つ半径方向外側に設けられ前記駆動軸（27)の回転を変速して前記伝動軸 (48)へ伝達する第 2クラツチ（B)と、

前記円筒状ドラム (50)内の仕切壁 (55)の前後他方の空間内に構成され、前記伝動軸 (48)の回転を変速して前記出力軸（80)へ伝達する第 3クラッチ (C)と、前記第 3クラッチ (C)に対し伝動軸 (48)の軸方向に一部重複し且つ半径方向外側に設けられ、前記伝動軸 (48)の回転を変速して前記出力軸（80)へ伝達する第 4クラッチ (D)と、力もなる車両における変速装置。