JP2974875B2 - 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
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」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、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からなる二つのクラッチを組込み、
第１クラッチが作動時 (接続時) には、動力は入力軸か
ら第１クラッチを介して出力軸に減速下で伝達され、第
２クラッチが作動時には、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
課題があった。

【０００５】即ち、例えば、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、ハイ・ロー変速の変
速操作した場合、前記タイムラグがあると、動力が絶た
れ、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。本発明は、前述タ
イムラグをなくしてショックのない自動変速を可能にし
た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
に、本発明は、次の手段を講じた。即ち、本発明の特徴
とするとことは、変速歯車に動力を断接する少なくとも
３つの油圧クラッチと、該各油圧クラッチ対応して作動
油を供給する電磁バルブと、所定の変速段数を選択する
ための変速操作手段と、該操作手段により選択された変
速段数を得るために前記各電磁バルブのオン・オフを制
御する制御装置とを備えたパワーシフト変速装置におい
て、前記各油圧クラッチと各電磁バルブ間の作動油圧力
を検出する圧力検出手段が設けられ、前記制御装置は、
前記電磁バルブにオン指令を出したときから、前記圧力
検出手段の検出圧力が所定圧力に達する迄の昇圧時間を
測定する測定手段と、該測定手段で測定した結果を記憶
させる記憶手段と、前記変速操作手段の選択により、二
つの電磁バルブにオン指令を出し、他の電磁バルブにオ
フ指令を出すとき、そのオン指令側の各電磁バルブの前
記記憶手段に記憶された昇圧時間に差がある場合、その
差だけ、長く掛かる側の電磁バルブへのオン指令を早く
出力すると共に、前記オン指令の電磁バルブ側の作動油
圧力が前記所定圧力に達した時、前記オフ指令を出力す
る出力手段とを有する点にある。

【０００７】

【作用】本発明によれば、ある変速段から他の変速段に
変速する場合、変速操作手段の選択により所定の電磁バ
ルブにオン、オフ指令が出る。オン指令が出た電磁バル
ブから作動油が対応するクラッチに供給され、該油路内
の圧力が上昇する。このとき、前記オン指令発信時から
圧力検出手段の検出圧力が所定圧力に達する迄の昇圧時
間が、制御装置により測定され、記憶される。この測定
データは変速操作毎に更新される。

【０００８】即ち、前記昇圧時間は常に一定でなく、作
動油の温度上昇と共に変化するので、最適のデータを使
用するよう常に更新される。そして、本発明では、前記
データを基に次のように電磁バルブの制御が行われる。
即ち、前記変速操作手段の選択により、出力手段が、二
つの電磁バルブにオン指令を出し、他の電磁バルブにオ
フ指令を出すとき、そのオン指令側の各電磁バルブの前
記昇圧時間に差がある場合、その差だけ、長く掛かる側
の電磁バルブへのオン指令を早く出力すると共に、前記
オン指令の電磁バルブ側の作動油圧力が前記所定圧力に
達した時、前記オフ指令を出力する。

【０００９】このように出力することにより、タイムラ
グが無くなり、円滑な変速が行われる。

【００１０】

【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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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
記遊星パワーシフト変速装置2 及びハイ・ロー式パワー
シフト変速装置6 の制御回路が示されている。

【００２２】即ち、遊星パワーシフト変速装置2 の第
１、２クラッチ19,20 、及び、ハイ・ロー式パワーシフ
ト変速装置6 の第５、６クラッチ38,39 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。この各電磁バルブ49
は、オン（通電状態）のとき、油圧ポンプ48から各クラ
ッチ19,20,38,39 へ作動油を供給し、オフのとき、各ク
ラッチ19,20,38,39 から作動油をタンク50に戻すよう作
動する。

【００２３】そして、前記各電磁バルブ49にオン・オフ
指令を出す制御装置51が設けられている。この制御装置
51は、変速操作レバー等で構成される変速操作手段52の
選択された変速指令に基づき、前記電磁バルブ49に作動
命令を出す。更に、前記各電磁バルブ49と各クラッチ1
9,20,38,39 との間の油路には、該クラッチ19,20,38,39
へ供給される作動油の圧力を検出する圧力検出手段53,
53 ……が設けられている。この圧力検出手段53は、そ
の検出結果を前記制御装置51にインプットするよう構成
されている。

【００２４】前記制御装置51は、前記電磁バルブ49にオ
ン指令を出したときから、前記圧力検出手段53の検出圧
力が所定圧力に達する迄の昇圧時間を測定する測定手段
54を有する。また、前記変速操作手段52の選択により、
二つの電磁バルブ49にオン指令を出し、他の電磁バルブ
49にオフ指令を出すとき、そのオン指令側の各電磁バル
ブ49の前記昇圧時間に差がある場合、その差だけ、長く
掛かる側の電磁バルブ49へのオン指令を早く出力すると
共に、前記オン指令の電磁バルブ49側の作動油圧力が前
記所定圧力に達した時、前記オフ指令を出力する出力手
段55を有する。

【００２５】図１に示すように、前記構成の遊星パワー
シフト変速装置2 及びハイ・ロー式パワーシフト変速装
置6 によれば、４段変速が可能である。変速操作手段52
を第１速にすれば、制御装置51を介して第１クラッチ19
と第５クラッチ38の各電磁バルブ49がオンになり、その
他の電磁バルブ49はオフになる。第２速では、第１、第
６クラッチ19,39 の各電磁バルブ49がオンになり、その
他の電磁バルブ49はオフになる。第３速では、第２、第
５クラッチ20,38 の各電磁バルブ49がオンになり、その
他の電磁バルブ49はオフになる。第４速では、第２、第
６クラッチ20,38 の各電磁バルブ49がオンになり、その
他の電磁バルブ49はオフになる。

【００２６】前記変速操作において、各電磁バルブ49に
オン指令を出したときから、前記圧力検出手段53の検出
圧力が所定圧力に達する迄の昇圧時間が、前記測定手段
54により測定され、該結果は、制御装置51の記憶手段56
に記憶される。前記所定圧力は、例えば、１００％圧力
(例えば18Kg・f/cm²)の３０〜４０％の値( 7Kg ・f/cm
²)に設定されている。この設定圧は、クラッチにおいて
トルク伝達可能な圧力とされている。

【００２７】前記昇圧時間は、作動油の油温によって異
なるので、前記記憶データは最新のものに更新される。
そして、例えば、第２速から第３速に変速する場合、第
１、第６クラッチ19,39 の電磁バルブ49をオフし、第
２、第５クラッチ20,38 の電磁バルブ49をオンする際、
次のように制御される。

【００２８】即ち、オンすべき第２、第５クラッチ20,3
8 の電磁バルブ49に関し、その昇圧時間を比較する。両
者の昇圧時間に差がある場合、昇圧時間が長く掛かる方
を、その差だけ早くオン指令を発する。このように時間
差を与えることにより、第２、第５クラッチ20,38 へ供
給される作動油の圧力が所定の設定圧力に達する時刻が
同じになる。

【００２９】そして、前記設定圧に達したとき、第１、
第６クラッチ19,39 の電磁バルブにオフ指令を発する。
このようにオフ指令をオン指令に遅らせることにより、
動力伝達の遮断が防止され、車両の停止が防止されるの
で、変速時のショックが防止される。尚、本発明は前記
実施例に限定されるものではない。

【００３０】

【発明の効果】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は本発明実施例の作用を示す圧力線図であ
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】本発明実施例の制御回路図である。

【符号の説明】

２ 遊星式パワーシフト変速装置 ６ ハイ・ロー式パワーシフト変速装置 １９ 第１クラッチ ２０ 第２クラッチ ３８ 第５クラッチ ３９ 第６クラッチ ４９ 電磁バルブ ５１ 制御装置 ５２ 変速操作手段 ５３ 圧力検出手段 ５４ 測定手段 ５５ 出力手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変速歯車に動力を断接する少なくとも３
   つの油圧クラッチと、該各油圧クラッチ対応して作動油
   を供給する電磁バルブと、所定の変速段数を選択するた
   めの変速操作手段と、該操作手段により選択された変速
   段数を得るために前記各電磁バルブのオン・オフを制御
   する制御装置とを備えたパワーシフト変速装置におい
   て、 前記各油圧クラッチと各電磁バルブ間の作動油圧力を検
   出する圧力検出手段が設けられ、 前記制御装置は、前記電磁バルブにオン指令を出したと
   きから、前記圧力検出手段の検出圧力が所定圧力に達す
   る迄の昇圧時間を測定する測定手段と、該測定手段で測定した結果を記憶させる記憶手段と、 前記変速操作手段の選択により、二つの電磁バルブにオ
   ン指令を出し、他の電磁バルブにオフ指令を出すとき、
   そのオン指令側の各電磁バルブの前記記憶手段に記憶さ
   れた昇圧時間に差がある場合、その差だけ、長く掛かる
   側の電磁バルブへのオン指令を早く出力すると共に、前
   記オン指令の電磁バルブ側の作動油圧力が前記所定圧力
   に達した時、前記オフ指令を出力する出力手段とを有す
   ることを特徴とするパワーシフト変速装置。