JPH0799194B2 - 変速切換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、車輌の走行用変速機構に適した変速切換装置
に関する。

従来の技術 従来、駆動軸と従動軸との間に回転比の異なる複数組の
変速ギヤ列を設け、これらの変速ギヤ列のいずれか一組
を選択的に従動軸に係合することにより所望の変速比に
よる回転伝動を得る変速切換装置においては、その選択
的結合手段として、スライディングギヤ、ドッククラッ
チ、シンクロメッシュ、油圧式多板クラッチ等が用いら
れている。

これらの選択的結合手段のうち、ドッククラッチは構造
が簡単であるとともに低コストであり、さらに、回転の
伝達を確実に行えるという点から広く採用されている。

発明が解決しようとする課題 しかし、ドッククラッチの駆動側の爪と従動側の爪とを
駆動力の回転伝達状態から離脱させることが容易ではな
く、一旦回転を停止させてから爪を離脱させなければな
らない。このため、ドッククラッチを車輌用の変速切換
装置として用いた場合には、車輌の走行を一旦停止させ
た後でなければ変速切換操作を行うことができない。

一方、油圧式多板クラッチを用いた場合には、動力伝達
の断続はスムーズに行えるが、変速切換装置が大型化
し、コストが高くなるという欠点がある。

課題を解決するための手段 常時回転駆動される第一受動ギヤと変速切換操作に基づ
いて前記第一受動ギヤと異なる回転数で回転駆動される
第二受動ギヤとを従動軸上に回転自在に外嵌するととも
に前記第一受動ギヤの側面部に受動ギヤクラッチ爪を放
射状に形成し、前記受動ギヤクラッチ爪と係脱自在に噛
み合うカム爪が形成されるとともに前記第二受動ギヤと
一体的に回転するカム爪体を前記カム爪と前記受動ギヤ
クラッチ爪とが係脱する方向へスライド自在に設け、前
記受動ギヤクラッチ爪と係脱自在に噛み合うクラッチ爪
を有してこのクラッチ爪と前記受動ギヤクラッチ爪とが
噛み合う方向へ付勢されるとともに前記カム爪が前記受
動ギヤクラッチ爪に噛み合う方向へ前記カム爪体を付勢
するクラッチ爪体を前記従動軸上にスライド自在にスプ
ライン嵌合し、前記第二受動ギヤを回転駆動させた際に
前記カム爪体と前記クラッチ爪体とを一体的に回転自在
に連結する連結部を設けた。

また、カム爪体の外周部に凸部を設け、この凸部をクラ
ッチ爪の溝部へ挿入することによって前記カム爪体とク
ラッチ爪体とを一体的に回転自在に連結した。

作用 通常の動力伝達状態においては第一受動ギヤのみが回転
駆動されており、第一受動ギヤの受動ギヤクラッチ爪と
クラッチ爪体のクラッチ爪との噛み合いによりクラッチ
爪体が第一受動ギヤと一体的に回転駆動され、このクラ
ッチ爪体がスプライン嵌合されている従動軸が回転駆動
される。なお、カム爪体のカム爪は受動ギヤクラッチ爪
と噛み合っており、カム爪体と第二受動ギヤとは第一受
動ギヤと一体的に回転している。

第二受動ギヤを回転駆動させる変速切換操作を行った場
合には、第一受動ギヤもひき続き回転駆動されるととも
に第二受動ギヤの回転数と第一受動ギヤとの回転数が異
なる。このため、第二受動ギヤと一体的に回転するカム
爪体の回転数と第一受動ギヤとの回転数に差を生じ、こ
の回転数の差のため、カム爪体は第一受動ギヤに対して
相対的に回転するとともにカム爪が受動ギヤクラッチ爪
に乗り上げることによりカム爪と受動ギヤクラッチ爪と
が噛み合いを解除する方向へカム爪体がスライドする。
そして、このカム爪体のスライドに伴い、カム爪体に押
されたクラッチ爪体もクラッチ爪と受動ギヤクラッチ爪
との噛み合いを解除する方向へスライドする。

カム爪と受動ギヤクラッチ爪とが噛み合いを解除された
際にはクラッチ爪と受動ギヤクラッチ爪との噛み合いも
解除され、その後、第二受動ギヤと一体的に回転するカ
ム爪体とクラッチ爪体とが連結部により連結され、クラ
ッチ爪体とカム爪体とが一体的に回転する。これによ
り、従動軸は第二受動ギヤと一体的に回転する。

第二受動ギヤへの駆動力伝達を遮断する変速切換操作を
行うと、第二受動ギヤからカム爪体へ伝達されていた駆
動力がなくなるため、クラッチ爪体に作用している付勢
力によってカム爪体とクラッチ爪体とがスライドし、カ
ム爪とクラッチ爪とが受動ギヤクラッチ爪と噛み合う。
そして、クラッチ爪と受動ギヤクラッチ爪との噛み合い
により、従動軸は第一受動ギヤからの駆動力により回転
駆動される。

また、カム爪の外周部に設けた凸部がクラッチ爪の溝部
に挿入されると、第二受動ギヤの駆動時には凸部が溝部
の側面に当接することにより、カム爪体とクラッチ爪体
とが一体的に回転自在に連結される。

実施例 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。トラクタ
の腹部にはクラッチケース１とミッションケース２とが
設けられており、さらに、クラッチケース１の下方でか
つミッションケース２の前方にはボルト３により変速機
ケース４が取付けられている。前記変速機ケース４内に
は、軸受５により軸支された入力ギヤ６と、一端を軸受
７により軸支された従動軸である出力軸８と、この出力
軸８と平行な軸心を有するとともに軸受9,10により軸支
されたカウンタ軸11とが収納されている。なお、前記ミ
ッションケース２から前記変速機ケース４内へ延出した
前輪動力取出軸12の先端部に前記入力ギヤ６がスプライ
ン嵌合されており、この入力ギヤ６には前記出力軸８の
他端が回転自在に保持されている。また、前記出力軸８
の先端部には筒状の継手13を介して前輪動力伝達軸14が
連結されている。

前記カウンタ軸11の外周部には前記入力ギヤ６と噛み合
ったカウンタギヤ15がスプライン嵌合され、さらに、高
速側伝達ギヤ16が回転自在に外嵌されるとともに低速側
伝動ギヤ17がスプライン嵌合されている。また、前記カ
ウンタ軸11の外周部には前記カウンタギヤ15と前記高速
側伝動ギヤ17との間に位置してクラッチ体18がスライド
自在にスプライン嵌合されている。このクラッチ体18に
はクラッチ爪19が形成され、前記高速側伝動ギヤ16の側
面には前記クラッチ爪19と係脱自在に噛み合うクラッチ
爪20が形成されている。そして、これらのクラッチ爪1
9,20同士が噛み合いを解除する方向へ前記クラッチ体18
を付勢するスプリング21が前記カウンタ軸11の外周部に
設けられ、さらに、前記クラッチ爪19,20同志が噛み合
う方向へ前記クラッチ体18を強制的にスライドさせるシ
フタフォーク22が設けられている。なお、このシフタフ
ォーク22は前記変速機ケース４を貫通して設けられたシ
フタ軸23に連結されており、変速機ケース４外に突出し
たシフタ軸23の一端にはレバー24が連結され、このレバ
ー24はリンク機構25を介してソレノイド26に連結されて
いる。

ついで、前記出力軸８の外周部には前記高速側伝動ギヤ
16と噛み合った第二受動ギヤである高速側受動ギヤ27が
回転自在に外嵌され、この高速側受動ギヤ27のボス部28
の外周には前記低速側伝動ギヤ17と噛み合った第一受動
ギヤである低速側受動ギヤ29が回転自在に外嵌され、前
記低速側受動ギヤ29の一側には受動ギヤクラッチ爪30が
放射状に形成されている。また、前記出力軸８に形成さ
れたスプライン部31にはクラッチ爪体32がスライド自在
にスプライン嵌合され、このクラッチ爪体32には前記受
動ギヤクラッチ爪30の外周部側と係脱自在に噛み合うク
ラッチ爪33が形成されており、このクラッチ爪33と前記
受動ギヤクラッチ爪30とが噛み合う方向へ前記クラッチ
爪体32を付勢するスプリング34が前記出力軸８の外周部
に設けられている。

前記ボス部28の先端側外周にはスプライン部35が形成さ
れており、このスプライン部35にはカム爪体36がスライ
ド自在にスプライン嵌合されている。前記カム爪体36の
前記低速側受動ギヤ29に対向する一側には、前記受動ギ
ヤクラッチ爪30の内周部側と係脱自在に噛み合うカム爪
37が形成されており、このカム爪37には頂部側に向けて
幅が狭くなった傾斜部38が形成されている。なお、前記
カム爪体36の他側には前記クラッチ爪体32が当接されて
おり、前記カム爪体36は、前記スプリング34の付勢力に
よってカム爪37と前記受動ギヤクラッチ爪30とが噛み合
う方向へ付勢されている。また、前記カム爪体36の外周
部には凸部39が形成されており、この凸部39は前記クラ
ッチ爪33の溝部40に挿入されている。そして、この凸部
39と溝部40とにより、前記高速側受動ギヤ27を回転駆動
させた際に前記カム爪体36と前記クラッチ爪体32とを一
体的に回転自在に連結する連結部41が構成されている。

ここで、第１図及び第６図（ａ）に示すように、受動ギ
ヤクラッチ爪30に対してクラッチ爪33とカム爪37とが噛
み合い、低速側受動ギヤ29とクラッチ爪体32とカム爪体
36とが一体的に回転している状態においては、第６図
（ａ）及び第７図（ａ）に示すように、凸部39とクラッ
チ爪33との間には角度“A"の隙間が設けられている。ま
た、第２図及び第６図（ｃ），（ｄ）に示すように、ク
ラッチ爪19,20同士が噛み合うとともに受動ギヤクラッ
チ爪30に対するクラッチ爪33とカム爪37との噛み合いが
解除された後においては、第６図（ｃ），（ｄ）及び第
７図（ｃ），（ｄ）に示すように凸部39がクラッチ爪33
の側面に当接する。このとき、クラッチ爪33の頂部とカ
ム爪37の頂部とが連続してなす角度“B"が、受動ギヤク
ラッチ爪30の溝部の角度“C"より大きくなるように前記
隙間角度“A"が設定されている。

このような構成において、前輪動力取出軸12の回転は、
入力ギヤ６とカウンタギヤ15とを介してカウンタ軸11に
伝達される。ここで、第１図に示すように、スプリング
21の付勢力によってクラッチ体18がスライドし、クラッ
チ爪19,20同士の噛み合いが解除されている状態におい
ては、低速側伝動ギヤ17のみがカウンタ軸11と一体的に
回転し、カウンタ軸11の回転は、低速側伝動ギヤ17、低
速側受動ギヤ29、受動ギヤクラッチ爪30、クラッチ爪3
3、クラッチ爪体32を介して出力軸８へ伝達され、さら
に、継手13を介して前輪動力伝達軸14へ伝達される。そ
して、前輪動力伝達軸14の回転によりトラクタの前輪
（図示せず）が低速状態で回転駆動される。

つぎに、ソレノイド26を作動させる変速切換操作を行う
と、リンク機構25、レバー24、シフタ軸23、シフタフォ
ーク22を介してクラッチ体18がスプリング21の付勢力に
抗してスライドし、第２図に示すようにクラッチ19,20
同士が噛み合う。すると、カウンタ軸11の回転は、クラ
ッチ体18、クラッチ爪19,20、高速側伝動ギヤ16、高速
側受動ギヤ27を介してカム爪体36へ伝達され、カム爪体
36が高速側受動ギヤ27と一体的に回転する。一方、カウ
ンタ軸11の回転は、低速側伝動ギヤ17を介してひき続き
低速側受動ギヤ29へ伝達されており、カム爪体36にはこ
のカム爪体36を低速側受動ギヤ29と一体的に回転させよ
うとする力が作用する。ここで、高速側受動ギヤ27から
の動力伝達によりカム爪体36の回転数が低速側受動ギヤ
29の回転数より高くなり、受動ギヤクラッチ爪30とカム
爪37との間に回転数の差が生ずる。このため、この回転
数の差によって受動ギヤクラッチ爪30がカム爪37の傾斜
部38に当接し、カム爪37が受動ギヤクラッチ爪30に乗り
上げるとともにカム爪体36は低速側受動ギヤ29から離反
する向きの力を受け、第７図（ｂ）に示すように、カム
爪体36はカム爪37と受動ギヤクラッチ爪30との噛み合い
を解除する方向にスライドする。同時に、カム爪体36に
押されたクラッチ爪体32もスプリング34の付勢力に抗し
て一体的にスライドし、クラッチ爪33と受動ギヤクラッ
チ爪30との噛み合いが解除される。

受動ギヤクラッチ爪30に対するクラッチ爪33とカム爪37
との噛み合いが解除された後においては、高速側受動ギ
ヤ27と一体的に回転するカム爪体36が角度“A"だけ矢印
“D"方向へ回動した後、第６図（ｃ），（ｄ）及び第７
図（ｃ），（ｄ）に示すように凸部39がクラッチ爪33の
側面に当接する。これにより、カム爪体36に駆動された
クラッチ爪体32がカム爪体36と一体的に回転することと
なり、高速側受動ギヤ27の回転は、カム爪体36とクラッ
チ爪体32とを介して出力軸８に伝達され、さらに、継手
13を介して前輪動力伝達軸14に伝達される。そして、前
輪動力伝達軸14の回転によりトラクタの前輪が高速状態
で回転駆動される。

さらに、凸部39がクラッチ爪33の側面に当接した状態に
おいては、第６図（ｃ），（ｄ）及び第７図（ｃ），
（ｄ）に示すように、クラッチ爪33の頂部とカム爪37の
頂部とが連続してなす角度“B"が、受動ギヤクラッチ爪
30の溝部の角度“C"より大きくなる。このため、受動ギ
ヤクラッチ爪30の頂部に対してクラッチ爪33の頂部又は
カム爪37の頂部の少なくともいずれか一方が常に当接す
る状態に維持される。従って、クラッチ爪体32やカム爪
体36がスプリング34により低速側受動ギヤ29の方向へ付
勢されても、クラッチ爪33やカム爪37が受動ギヤクラッ
チ爪30に繰返し係脱することが防止され、係脱の繰返し
による騒音の発生や摩耗の発生が防止される。

ソレノイド26の作動を停止させると、シフタフォーク22
によるクラッチ体18の押圧が解除され、クラッチ体18は
スプリング21の付勢力によりスライドしてクラッチ爪1
9,20同士の噛み合いが解除され、高速側伝動ギヤ16から
高速側受動ギヤ27への駆動力伝達が断たれる。このた
め、クラッチ爪33の側面への凸部39の当接力がなくな
り、受動ギヤクラッチ爪30の頂部とカム爪37の頂部との
摩擦力によりカム爪体36がクラッチ爪体32より遅い速度
で回転し、第７図（ｅ）に示すようにカム爪37の頂部と
クラッチ爪33の頂部とが連続してなす角度が次第に小さ
くなり、受動ギヤクラッチ爪30の溝部の角度“C"より小
さくなったところで第７図（ｆ）に示すように、スプリ
ング34の付勢力によってカム爪37とクラッチ爪33とが受
動ギヤクラッチ爪30と噛み合う。これにより、カウンタ
軸11の回転が低速側受動ギヤ29とクラッチ爪体32とを介
して出力軸８へ伝達されるようになり、前輪動力伝達軸
14が継手13を介して駆動され、前輪が再び低速状態で回
転駆動される。

なお、本実施例においては、通常時に低速伝動状態とす
るとともに高速伝動時のみ一時的に低速側の動力伝達を
遮断状態としているが、高速側伝動ギヤ16及び高速側受
動ギヤ27のギヤ列と、低速側伝動ギヤ17及び低速側受動
ギヤ29のギヤ列とを入れ替えた構成とすることにより、
通常時に高速伝動状態とするとともに低速伝動時のみ一
時的に高速側の動力伝達を遮断状態としてもよい。

発明の効果 本発明は、上述のように第一受動ギヤのみを駆動させた
変速切換の際にはクラッチ爪体のクラッチ爪とカム爪体
のカム爪とを第一受動ギヤの受動ギヤクラッチ爪に噛み
合わせ、また、第一受動ギヤと第二受動ギヤとを回転駆
動させた変速切換の際には第一受動ギヤと第二受動ギヤ
との回転数の差によってカム爪とクラッチ爪とが受動ギ
ヤクラッチ爪との噛み合いを解除する位置へカム爪体と
クラッチ爪体とをスライドさせるとともに第二受動ギヤ
と一体的に回転するカム爪体とクラッチ爪体とを連結部
によって一体的に回転自在に連結したことにより、第一
受動ギヤのみを駆動させた際における第一受動ギヤから
クラッチ爪体を介しての従動軸への動力伝達と、第一受
動ギヤと第二受動ギヤとを駆動させた際における第二受
動ギヤからカム爪体とクラッチ爪体とを介しての従動軸
への動力伝達との切換を円滑かつ迅速に行うことがで
き、また、第一受動ギヤからの動力伝達時と第二受動ギ
ヤからの動力伝達時とにおいてクラッチ爪体をともに動
力伝達部材として用いたために部品点数が減少するとと
もに構造の簡単化を図ることができ、さらに、カム爪体
の外周部に形成した凸部をクラッチ爪の溝部へ挿入する
ことによってカム爪体とクラッチ爪体とを連結したこと
により、カム爪体からクラッチ爪体への駆動力伝達を径
の大きな部分で行えるために凸部や溝部が形成されてい
るクラッチ爪体等の小型化を図ることができ、しかも、
油圧式多板クラッチやシンクロメッシュを用いた変速切
換装置に比べて小型化及びコストダウンを図ることがで
きる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は低速側
受動ギヤを介した動力伝達状態を断面にして示す底面
図、第２図は高速側受動ギヤを介した動力伝達状態を断
面にして示す底面図、第３図はカム爪体を示す正面図、
第４図はカム爪体を示す縦断側面図、第５図は変速機ケ
ースの取付状態を示す側面図、第６図はクラッチ部の噛
み合い状態を示す正面図、第７図はクラッチ部の噛み合
い状態を示す展開図である。 ８……従動軸、27……第二受動ギヤ、29……第一受動ギ
ヤ、30……受動ギヤクラッチ爪、32……クラッチ爪体、
33……クラッチ爪、36……カム爪体、37……カム爪、39
……凸部、40……溝部、41……連結部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】常時回転駆動される第一受動ギヤと変速切
   換操作に基づいて前記第一受動ギヤと異なる回転数で回
   転駆動される第二受動ギヤとを従動軸上に回転自在に外
   嵌するとともに前記第一受動ギヤの側面部に受動ギヤク
   ラッチ爪を放射状に形成し、前記受動ギヤクラッチ爪と
   係脱自在に噛み合うカム爪が形成されるとともに前記第
   二受動ギヤと一体的に回転するカム爪体を前記カム爪と
   前記受動ギヤクラッチ爪とが係脱する方向へスライド自
   在に設け、前記受動ギヤクラッチ爪と係脱自在に噛み合
   うクラッチ爪を有してこのクラッチ爪と前記受動ギヤク
   ラッチ爪とが噛み合う方向へ付勢されるとともに前記カ
   ム爪が前記受動ギヤクラッチ爪に噛み合う方向へ前記カ
   ム爪体を付勢するクラッチ爪体を前記従動軸上にスライ
   ド自在にスプライン嵌合し、前記第二受動ギヤを回転駆
   動させた際に前記カム爪体と前記クラッチ爪体とを一体
   的に回転自在に連結する連結部を設けたことを特徴とす
   る変速切換装置。
2. 【請求項２】カム爪体の外周部に凸部を設け、この凸部
   をクラッチ爪の溝部へ挿入することによって前記カム爪
   体とクラッチ爪体とを一体的に回転自在に連結したこと
   を特徴とする請求項１記載の変速切換装置。