JPH064105Y2 - 多段変速装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本考案は走行車輌において、油圧クラッチ装置とオーバ
ーランニングクラッチとを、１軸上に併置することによ
り、１個の油圧クラッチにより高低の２段の変速をクラ
ッチペダルの操作無しで可能とした多段変速装置に関す
るものである。

（ロ）従来技術 従来から、各変速段毎に油圧クラッチを介装し、主クラ
ッチペダルの操作なしで変速可能な多段変速装置は公知
とされているのである。

例えば実開昭５１−１２４５５６号公報の如くである。

しかし、該従来の技術においては、各変速段毎に油圧ク
ラッチが必要であり、コスト的に高価な構成と成ってい
たのである。

（ハ）考案が解決しようとする問題点 本考案においては、変速軸上に油圧クラッチとオーバー
ランニングクラッチとを併設していくことにより、該軸
上で高低の２段の変速を可能として、該高低２段変速の
ユニットを連結増加することにより多段変速装置を構成
したものである。

該構成とすることにより、変速段の半分の油圧クラッチ
を介装し、後の半分をオーバーランニングクラッチによ
り代行することができ、構成が簡単となり、コストを低
下させることが可能となったものである。

しかし、油圧クラッチとオーバーランニングクラッチを
用いた変速装置においては、オーバーランニングクラッ
チの性質から、次のような不具合いが発生するのであ
る。

即ち、油圧クラッチを断状態とし、オーバーランニング
クラッチにより動力伝達状態として走行している場合
に、急傾斜地で下降しようとすると、機体の自重による
車輪側からの駆動速度の方が、エンジン側からの駆動速
度よりも速くなると、車輪側からの駆動力による係合状
態がオーバーランニングクラッチの空転により解かれて
自由回転となり、エンジンブレーキの状態が発生しなく
なるのである。

故に咄嗟に走行ブレーキを踏まなければ、大事故となる
恐れがあるのである。

本考案においては、オーバーランニングクラッチを介装
したことにより発生する、エンジンブレーキが掛からな
くなるという不具合いを解消する為に、オーバーランニ
ングクラッチと並列に、エンジン制動クラッチを設けた
ものである。

（ニ）問題を解決するための手段 本考案の目的は以上の如くであり、次に該目的を達成す
る為の構成を説明すると。

一対の高低歯車連を２軸間に配置し、下段の軸上の高速
側遊嵌歯車には高速側油圧クラッチを介装し、低速側遊
嵌歯車には低速側オーバーランニングクラッチを介装
し、該高速側油圧クラッチの断接操作により、高速側油
圧クラッチを介して動力伝達する高速と、低速側オーバ
ーランニングクラッチを介して動力伝達する低速に変速
可能とした構成において、低速側遊嵌歯車と軸間との間
の動力伝達部には、低速側オーバーランニングクラッチ
による動力伝達系統と、エンジン制動クラッチによる動
力伝達系統を並列に配置し、該エンジン制動クラッチの
断接は高速側油圧クラッチの「断・接」と連動して、逆
に「接・断」すべく両クラッチの油圧シリンダーを連通
させたものである。

また、エンジン制動クラッチの油圧シリンダーの容量
を、高速側油圧クラッチの油圧シリンダーの容量よりも
小としたものである。

（ホ）実施例 本考案の目的・構成は以上の如くであり、次に添付の図
面に示した実施例の構成を説明すると。

第１図は本考案の多段変速装置を装備した田植機の全体
側面図、第２図は該田植機のミッションケース部分の側
面断面図、第３図は該変速装置のうちで、要部のみの拡
大断面図、第４図は油圧クラッチとオーバーランニング
クラッチの配置を相違させた他の実施例を示す動力伝達
線図、第５図は本考案の多段変速装置の油圧回路図であ
る。

第１図において、本考案の多段変速装置を装備した田植
機の全体構成について説明すると。

前輪３１と後輪３２により支持した機体上にエンジンＥ
を載置し、該エンジンＥのクランク軸を延長して、主ク
ラッチ装置Ｂに動力伝達している。

該主クラッチ装置Ｂにて断接した後の動力をミッション
ケースＭに入力しているのであるが、本実施例において
は、ミッションケースＭを前部ミッションケースＭ１と
センタープレートＭ２と後部ミッションケースＭ３の３
者を結合して構成している。

該ミッションケースＭ内において、本考案の多段変速装
置により変速後の動力をスイングケース３３により後輪
３２へ伝達し、また前輪動力伝達軸３５を介して、前輪
３１を駆動している。

またジョイント軸３４を介して、植付装置Ｒに動力伝達
している。

センタープレートＭ２の後面に多段変速装置用の圧油を
送油する油圧ポンプＰが配置されており、また座席の側
方に、該多段変速装置を制御する変速制御バルブＶを操
作する変速レバー９が配置されている。

次に第２図・第３図において、本考案の多段変速装置の
具体的な構成について説明すると。

ミッションケースＭの内で前部ミッションケースＭ１と
センタープレートＭ２の部分に架設して、入力軸３と第
１変速軸１と第２変速軸２が配置されている。

エンジンＥの動力が主クラッチ装置Ｂに伝達されて、該
主クラッチ装置Ｂにより断接された後の動力が入力軸３
に伝達されている。

該入力軸３の上の固設歯車１０・１１と、第１変速軸１
の上の遊嵌歯車１２・１７により、入力軸３と第１変速
軸１の間に、一対の高低歯車連が構成されている。

固設歯車１０と遊嵌歯車１２の常時噛合歯車連が高速歯
車連であり、固設歯車１１と遊嵌歯車１７との常時噛合
歯車連が低速歯車連である。

そして遊嵌歯車１２は高速側油圧クラッチＣ１を介して
第１変速軸１に係合すべく構成されており、遊嵌歯車１
７は低速側オーバーランニングクラッチＡ１を介して、
第１変速軸１と係合可能に構成されている。

また遊嵌歯車１７においては、低速側オーバーランニン
グクラッチＡ１と並列に、高速側油圧クラッチＣ１より
も小さい容量のエンジン制動クラッチＤ１を介装してい
るのである。

該エンジン制動クラッチＤ１の油圧シリンダー５内へ送
油される圧油は、高速側油圧クラッチＣ１の油圧シリン
ダー４へ送油される圧油を分岐して送油しており、該高
速側油圧クラッチＣ１の「断・接」に対して、エンジン
制動クラッチＤ１が「接・断」と逆の動きをすべく構成
されているのである。

該エンジン制動クラッチＤ１において、そのハウジング
端に爪部を形成し、遊嵌歯車１７の爪部と断接可能とさ
れており、油圧シリンダー５内に圧油が送油されない場
合には、遊嵌歯車１７と第１変速軸１を係合する方向に
付勢バネ３８にて付勢しているのである。

またそのハウジングはボール型のキー止め部材９によっ
て第１変速軸１に対し相対回転不能でかつ、円滑にクラ
ッチ断切方向にスライド可能とされている。

該高速側油圧クラッチＣ１の容量と、エンジン制動クラ
ッチＤ１の容量の関係は、油圧シリンダー４の方が油圧
シリンダー５よりも大に構成しているのである。

次に第１変速軸１と第２変速軸２の間の変速装置につい
て説明すると。

第１変速軸１と第２変速軸２との間にも、同様に油圧ク
ラッチとオーバーランニングクラッチによる高低変速装
置が介装されているのである。

即ち第１変速軸１の上の固設歯車１８と第２変速軸２の
上の遊嵌歯車１９の常時噛合歯車連が、高速歯車連であ
る。

また第１変速軸１の上の固設歯車１３と第２変速軸２の
上の遊嵌歯車２０の常時噛合連が、低速歯車連である。

そして高速歯車連の遊嵌歯車１９が高速側油圧クラッチ
Ｃ２を介して第２変速軸２と係合可能に構成されてお
り、また低速歯車連の遊嵌歯車２０が低速側オーバーラ
ンニングクラッチＡ２を介して第２変速軸２と係合可能
に構成されている。

また該低速側オーバーランニングクラッチＡ２と並列し
て、遊嵌歯車２０はエンジン制動クラッチＤ２を介して
も、第２変速軸２と係合可能としている。

該エンジン制動クラッチＤ２の油圧シリンダー８と高速
側油圧クラッチＣ２の油圧シリンダー６には変速制御バ
ルブＶにより制御されて同じ圧油が分岐されて送油され
ており、高速側油圧クラッチＣ２の断接に対して、エン
ジン制動クラッチＤ２は接断状態と逆の方向に作用する
ものである。

該高速側油圧クラッチＣ２とエンジン制動クラッチＤ２
の容量の関係は、油圧シリンダー６の方を油圧シリンダ
ー８よりも大に構成しているのである。

また該入力軸３と第１変速軸１と第２変速軸２は前部ミ
ッションケースＭ１内に架設されているのである。

本考案においては、センタープレートＭ２と後部ミッシ
ョンケースＭ３が構成する空間に、延長軸１４とＰＴＯ
軸１５とカウンター軸１６と車輪駆動軸７が配置されて
いる。

まず第２変速軸２が本実施例では本発明の多段変速装置
の最終の変速軸とされ、それを出力軸としてる。そして
更に前部ミッションケースＭ１から、後部ミッションケ
ースＭ３内に挿入されており、該挿入部が延長軸１４と
カップリングにより連結されている。

該カップリングの部分の上に後進用遊嵌歯車２１・２２
が遊嵌されており、また延長軸１４の上に固設歯車２３
が固設されている。

該固設歯車２３よりＰＴＯ軸１５の上の前進１速固設歯
車２６に動力が伝達されている。

またＰＴＯ軸１５の上には、他の前進２速固設歯車２５
と後進速固設歯車２４が固設されている。該後進速固設
歯車２４は、前述の後進用遊嵌歯車２１と噛合してい
る。

またカウンター軸１６の上には摺動歯車２７・２８が前
後にスライド可能に構成されており、該摺動歯車２７・
２８を前後に３位置にスライドすることにより、前進１
速・前進２速・後進速の３段の変速を可能としている。

前進１速は摺動歯車２８が前進１速固設歯車２６と噛合
することにより得られる 前進２速は摺動歯車２７が前進２速固設歯車２５と噛合
することにより得られる。

後進速は、摺動歯車２７が後進用遊嵌歯車２２と噛合す
ることにより得られるのである。

ＰＴＯ軸１５が後方へ延長されて、第１図のジョイント
軸３４と連結されて植付装置Ｒを駆動している。

また車輪駆動軸７が後方へ延長されて、スイングケース
３３を介して後輪３２を駆動している。また車輪駆動軸
７が前方へ突出されて前輪動力伝達軸３５を介して、前
輪３１を駆動している。

油圧ポンプＰがセンタープレートＭ２の後面で、後部ミ
ッションケースＭ３の上方に露出した部分に固設され
て、入力軸３の後方延長部つまり主クラッチ装置Ｂの従
動軸により駆動されている。

次に第４図の実施例について説明すると。

該実施例においては、第２図・第３図に示す実施例に対
して、高速側油圧クラッチＣ２とエンジン制動クラッチ
Ｄ２の位置が前後逆に構成されている点が異なってい
る。

これは、第１変速軸１上の１ユニットにて高低変速が可
能であり、第２変速軸２の上の１ユニットで高低変速が
可能とされており、それぞれの軸の上の油圧クラッチと
オーバーランニングクラッチにより高低変速が可能とな
っているので、高低どちらを前後に配置するかは、上段
の軸上の固設歯車の配置との関係で決められるだけであ
り、上段の油圧クラッチとオーバーランニングクラッチ
の位置には規制されない為である。

また第２図・第３図の実施例においては、エンジン制動
クラッチＤ１とエンジン制動クラッチＤ２のクラッチ断
接部を爪により構成したドッグクラッチとしていたが、
第４図の実施例においては摩擦板式クラッチにより構成
した点において相違しているのである。

該エンジン制動クラッチＤ１・Ｄ２は爪式でも摩擦板式
でもどちらでも良いものである。

第２図、第３図のエンジン制動クラッチＤ１・Ｄ２は変
速軸１・２の上半部では非係合位置に、下半部では係合
位置に夫々図示しているが実際には選択的にどちらかの
動きをするものである。

次に第４図、第５図において、本考案の多段変速装置を
操作する油圧回路について説明すると。

入力軸３の後端突出部に設けられた油圧ポンプＰにより
圧油を吐出しており、該油圧ポンプＰの圧油はメインリ
リーフバルブＬ２と変速制御バルブＶに送油されてい
る。

各高速側油圧クラッチＣ１・Ｃ２からの戻り油は低圧リ
リーフバルブＬ１により滞留されて、第３図の変速軸１
・２に穿設した潤滑油路ｌにより各油圧クラッチＣ１・
Ｃ２及びオーバーランニングクラッチＡ１・Ａ２の潤滑
油として使用されている。

変速制御バルブＶは付勢バネ３６により常時付勢されて
おり、第１速方向に付勢されている。

そして変速制御バルブＶの第１速は、第１変速軸１側・
第２変速軸２側のどちらにも圧油を送油しない場合であ
る。

第２速は、第１変速軸１側へは送油し、第２変速軸２側
へは送油しない場合である。

第３速は、第１変速軸１側へは送油せず、第２変速軸２
側へのみ送油する場合である。

第４速は第１変速軸１側・第２変速軸２側のどちらにも
送油する場合である。

（ヘ）考案の作用 本考案は以上の如く構成したものであり、次に変速制御
バルブＶの切換えにより、油圧クラッチとオーバーラン
ニングクラッチとエンジン制動クラッチのそれぞれがど
のように作用するかを説明すると。

第１速の場合には、変速制御バルブＶにおいて、センタ
ーオープン状態と成っており、油圧ポンプＰからの圧油
はどちらにも供給されず、第２図の状態（第３図の第１
変速軸１の下半部及び第２変速軸２の下半部の状態）と
なるのである。

即ち、第１変速軸１上では、油圧シリンダー４に圧油が
送油されないので高速側油圧クラッチＣ１が断状態とな
り、同様に油圧シリンダー５に圧油が送油されないの
で、エンジン制動クラッチＤ１は付勢バネ３８により押
されて遊嵌歯車１７と第１変速軸１を結合するのであ
る。

また高速側油圧クラッチＣ１が第１変速軸１と結合され
ていないので、固設歯車１０と遊嵌歯車１２により構成
された高速歯車連の回転は第１変速軸１に伝達されてお
らず、逆に固設歯車１１と遊嵌歯車１７の低速歯車連の
回転が、遊嵌歯車１７側からの動力伝達時は係合状態と
なる低速側オーバーランニングクラッチＡ１を介して第
１変速軸１に動力伝達されているのである。

同様に、第２変速軸２の上の高速側油圧クラッチＣ２が
断状態であり、エンジン制動クラッチＤ２は付勢バネ３
９により係合されている。そして高速歯車連が動力を伝
達しないので、遊嵌歯車２０側からの動力伝達時は係合
状態となる低速側オーバーランニングクラッチＡ２によ
り低速回転が第２変速軸２に伝達されているのであり、
第１変速軸１側低速×第２変速軸２側低速で第１速とな
るのである。

該低速側オーバーランニングクラッチＡ１・Ａ２と並列
したエンジン制動クラッチＤ１・Ｄ２も接合状態である
から、該エンジン制動クラッチＤ１・Ｄ２からも動力伝
達が可能なのであるが、主たる動力伝達は低速側オーバ
ーランニングクラッチＡ１・Ａ２により行われているの
である。

エンジン制動クラッチＤ１・Ｄ２は、エンジンブレーキ
を掛けたり、バッテリーが上がった場合に突き掛けする
必要のある場合の如く、車輪側の動力がエンジン側に伝
達される場合に必要なのである。

該エンジン制動クラッチＤ１・Ｄ２を介装した理由は、
該第１変速軸１と第２変速軸２の上の低速側オーバーラ
ンニングクラッチＡ１・Ａ２を介してエンジン側から車
輪側へ動力が伝達されている場合において、エンジン側
からの回転よりも、車軸側から逆に速い回転が伝達され
た場合に、低速側オーバーランニングクラッチＡ１・Ａ
２は、遊嵌歯車側からの動力伝達においては係止状態と
なるが、軸側からは回転自由の状態と成ってしまうので
ある。

故に、トラックの荷台から車輌を歩み板に沿って降ろす
場合や、急な下り坂を下降する場合等において、エンジ
ンからの動力ではなくて、機体の慣性力による下降力の
方の速度が早くなると、歯車やクラッチにより互いに係
合して動力伝達を行っている構成の場合には発生しない
危険な状態が発生するのである。

即ち、車輪側からの下降速度が該低速側オーバーランニ
ングクラッチＡ１・Ａ２の部分で、自由回転する為に、
エンジンブレーキの状態が掛からず、咄嗟に走行ブレー
キを掛けなければ急下降して大事故となるのである。

故にこの低速側オーバーランニングクラッチＡ１・Ａ２
の部分で車輪側からの駆動回転が自由に開放されてしま
うという不具合いを、エンジン制動クラッチＤ１・Ｄ２
を、低速側オーバーランニングクラッチＡ１・Ａ２と並
列に配置することにより解消しているのである。

該エンジン制動クラッチＤ１・Ｄ２はその他に、バッテ
リーが上がった場合において、エンジンの突き掛けを行
う場合にも、有効に働くものである。

また該エンジン制動クラッチＤ１・Ｄ２は、エンジンＥ
側の大馬力を伝達するものではなく、また常時は作動す
る可能性の低いものであるから、高速側油圧クラッチＣ
１・Ｃ２に比較して小容量のクラッチに構成することが
出来るのである。

次に第２速は、第１変速軸１側へは圧油が送油され、高
速側油圧クラッチＣ１が接合されるのである。同時にエ
ンジン制動クラッチＤ１が解除されるので、二重噛合状
態は発生しないのである。（第３図の第１変速軸１にお
ける上半部の状態） この際において、高速側油圧クラッチＣ１の方を大容量
とし、エンジン制動クラッチＤ１の方を小容量としてい
るので、まず先にエンジン制動クラッチＤ１の油圧シリ
ンダー５の方が先に充填され解除されるように構成して
いるのである。次に高速側油圧クラッチＣ１が接合され
るという順序が守られるので、二重噛合状態が発生しな
いのである。

高速側油圧クラッチＣ１が接合されることにより、第１
変速軸１が高速で回転することになり、遊嵌歯車１７に
介装された低速側オーバーランニングクラッチＡ１は軸
側の方が高速で回転することにより、自由回転状態とな
り、第１変速軸１と遊嵌歯車１７との間で相違する回転
を行い、これを低速側オーバーランニングクラッチＡ１
が吸収することとなるのである。

そして第２変速軸２側へは送油されておらず（第３図の
第２変速軸２における下半部の状態）、該第２変速軸２
では、やはり高速側油圧クラッチＣ２が断状態で、低速
側オーバーランニングクラッチＡ２が遊嵌歯車２０側か
らは軸に係合するので、第２変速軸２を駆動しているの
である。

故に第１変速軸１側高速×第２変速軸２側低速で第２速
となるのである。

第３速は、逆に第１変速軸１側へは送油されず、第２変
速軸２側へは送油されるのである。

故に第１変速軸１側は低速側オーバーランニングクラッ
チＡ１により低速となり、第２変速軸２側は高速側油圧
クラッチＣ２により高速となり、掛けると第３速となる
のである。（第３図の第１変速軸１の下半部と第２変速
軸２の上半部の状態） 第４速は、第１変速軸１も第２変速軸２も圧油が送油さ
れており、第１変速軸１は高速側油圧クラッチＣ１によ
り高速となり、第２変速軸２も高速側油圧クラッチＣ２
により高速となり掛けると第４速となるのである。（第
３図の第１変速軸１の上半部と第２変速軸２の上半部の
状態） （ト）考案の効果 本考案は以上の如く構成したので、次のような効果を奏
するものである。

第１に、油圧クラッチとオーバーランニングクラッチを
１軸上に配置し、油圧クラッチの断接により高低変速を
行う装置において、オーバーランニングクラッチによる
動力伝達状態で走行中に、急傾斜の坂道を下る際に、機
体自重による車輪からの駆動速度の方が、エンジンＥか
らの駆動速度を超えた場合に、オーバーランニングクラ
ッチが空転して、該車輪側の駆動に対しエンジンブレー
キを掛けることがなくなるので、咄嗟に走行ブレーキを
掛けないと事故の危険性があるのであるが、本考案にお
いては、オーバーランニングクラッチと並列にエンジン
制動クラッチを配置して動力伝達すべく構成したので、
急傾斜を下降する場合にも、該エンジン制動クラッチを
介してエンジンブレーキが掛かるので、危険状態を解消
することが出来たものである。

第２に、高速側油圧クラッチの油圧シリンダーの容量
を、エンジン制動クラッチの油圧シリンダー５の容量よ
りも大に構成したので、両シリンダーを連通させて、圧
油を送油している場合にも、まずエンジン制動クラッチ
側が先に圧油で充填され、エンジン制動クラッチが切
れ、次に高速側油圧クラッチが徐々に接合されるという
順序が確実に守られるので、両系統により同時に動力伝
達が行われるという二重噛み合いの状態を解消すること
ができたものである。

第３に、高速側油圧クラッチＣ１を接合した状態で、急
傾斜地を下降中にエンジンＥが停止した場合には、油圧
ポンプＰからの圧油が停止するので、高速側油圧クラッ
チＣ１の接合状態が停止し、エンジン制動クラッチもオ
ーバーランニングクラッチの係止していないので、エン
ジンブレーキの状態が発生しないのであるが、エンジン
制動クラッチ内の圧力が下降することにより、付勢バネ
３８により自動的にエンジン制動クラッチＤ１が係合
し、エンジンブレーキ状態を作り出すので安全性が向上
したものである。

第４に、バッテリーが上がってエンジンの始動を、突き
掛けにより行う場合にも、油圧クラッチやオーバーラン
ニングクラッチによっては、車輪の駆動力をエンジンＥ
に伝えることが出来ないが、エンジン制動クラッチＤ１
が係合することにより突き掛けが可能と成ったものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の多段変速装置を装備した田植機の全体
側面図、第２図は該田植機のミッションケース部分の側
面断面図、第３図は該変速装置のうちで、要部のみの拡
大断面図、第４図は油圧クラッチとオーバーランニング
クラッチの配置を相違させた他の実施例を示す動力伝達
線図、第５図は本考案の多段変速装置の油圧回路図であ
る。 Ａ１，Ａ２……低速側オーバーランニングクラッチ Ｃ１，Ｃ２……高速側油圧クラッチ Ｄ１，Ｄ２……エンジン制動クラッチ Ｖ……変速制御バルブ １……第１変速軸 ２……第２変速軸 ３……入力軸

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の高低歯車連を２軸間に配置し、下段
   の軸上の高速側遊嵌歯車には高速側油圧クラッチを介装
   し、低速側遊嵌歯車には低速側オーバーランニングクラ
   ッチを介装し、該高速側油圧クラッチの断接操作によ
   り、高速側油圧クラッチを介して動力伝達する高速と、
   低速側オーバーランニングクラッチを介して動力伝達す
   る低速に変速可能とした構成において、低速側遊嵌歯車
   と軸間との間の動力伝達部には、低速側オーバーランニ
   ングクラッチによる動力伝達系統と、エンジン制動クラ
   ッチによる動力伝達系統を並列に配置し、該エンジン制
   動クラッチの断接は高速側油圧クラッチの「断・接」と
   連動して、逆に「接・断」すべく両クラッチの油圧シリ
   ンダーを連通させたことを特徴とする多段変速装置。
2. 【請求項２】実用新案登録請求の範囲第１項記載の、エ
   ンジン制動クラッチの油圧シリンダーの容量を、高速側
   油圧クラッチの油圧シリンダーの容量よりも小としたこ
   とを特徴とする多段変速装置。