JPS5932328B2 - 動力作業車における油圧クラッチ式変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、移動農用作業車とか小型土木作業車等の動
力作業車においてその車速を変更するために設けられる
油圧クラッチ式変速装置に、関するものである。

この種の車輌において前後進多段の変速を行なう油圧ク
ラッチ式変速装置を、伝動軸長さ方向におけるミッショ
ンケース巾を圧縮すると共に歯車個数を減らした形で設
けようとする場合には一般に、例えば特公昭４７−２１
６４９号公報に示されているように−の変速比を得るた
めに２個の油圧クラッチを作動させる型式のものとされ
る。

しかしこの構造では、複数個設けられている油圧クラッ
チのうちから２個の油圧クラッチを選択して作動させる
ための油圧給排制御機構を必要とすることからして、油
圧給排制御機構の構造が複雑となる。

そこで考えられることは、例えば米国特許扁３．４２５
，２９３に開示されているように、油圧クラッチ式変速
装置において前進変速段用の複数油圧クラッチを装備す
る前進変速軸と後進変速段用の複数油圧クラッチを装備
する後進変速軸とを、これらの両変速軸が互に逆方向に
回転せしめられるように、入力軸に対し連動連結して設
け、これらの各変速軸から単一の出力軸へと油圧クラッ
チを介し変速伝動する構造とし、両変速軸上の油圧クラ
ッチを択一的に作動させて前後進変速を得る方式を採用
することであるが、この方式のものは動力作業車用とし
ては適当していない。

何故なら動力作業車は作業上、車輌前進方向では多段の
変速が要求されるのに対し、車輌後進方向では低速での
１段ないし２段の変速段しか必要としない。

したがって上記方式のものを採用するときは、各変速軸
に前進もしくは後進の変速段数に応じた個数の油圧クラ
ッチを装備させると、後進変速軸と対比して前進変速軸
の方がずつと長尺となり、伝動軸長さ方向に沿うミッシ
ョンケース巾が前進変速軸にて決定される大きな値とな
って、ミッションケース巾を圧縮するといった目的が達
成されなくなる。

この発明の目的とするところは、動力作業車において前
進３段、後進１段の変速を得るための油圧クラッチ式変
速装置であって、歯車個数とミッションケース巾とを極
力小さくすると共に、各変速比を得るのに１個宛の油圧
クラッチさえ、作動させればよく油圧給排制御機構の構
造を簡単化するものとなっている、新規な油圧クラッチ
式変速装置を、提供するにある。

以下、図示の実施例を参照して、この発明の詳細な説明
する。

同実施例はこの発明をコンバインにおいて実施した例に
係り、第１図が同コンバインにおける走行動力伝達機構
を、また第２図が同走行動力伝達機構における、ミッシ
ョンケース１内の伝動軸配置と主たる歯車配置とを、そ
れぞれ示している。

第１図に示すようにこの発明に従った油圧クラッチ式変
速装置２は、その前段に設けられた歯車シフト式変速装
置３の従動側伝動軸を入力軸４とし、また左右のクロー
ラ駆動輪５Ｌ、５Ｒへと連動連結されている伝動軸を出
力軸６として、設けられている。

油圧クラッチ式変速装置２は上記した入力軸４及び出力
軸６の他に伝動軸として、これらの軸４，６間で該各軸
４，６に平行する第１変速軸７Ａ及び第２変速軸７Ｂを
備えている。

油圧クラッチ式変速装置２のより具体的な構造を説明す
る前に、図示の動力伝達機構の概要を説明しておくと、
ミッションケース１内には上記した４本の軸４，６，７
Ａ、７Ｂの他にミッション入力軸８と、左右のサイドク
ラッチ軸９Ｌ、９Ｒと、左右のミッション出力軸１０Ｌ
、１０Ｒ，：！：、を第２図に示すような配置でそれぞ
れ互に平行させて設けである。

第１図に示すようにミッション入力軸８は、ミッション
ケース１外で、エンジン１１に対し、プーリー’ｆ２，
１３及びベルト１４′より成る伝動機構と、プーリー１
３とミッション入力軸８間に配設せる主クラッチ１４と
、を介して連動連結されている。

また左右のミッション出力軸１０Ｌ 、 １０Ｒはミッ
ションケース１外で、左右の最終歯車減速装置１５Ｌ、
１５Ｒを介し左右のクローラ駆動輪５Ｌ、５Ｒに対し連
動連結されている。

左右のサイドクラッチ軸９Ｌ、９Ｒ間には、前記出力軸
６上の小径歯車１６と噛合された大径歯車１７が設けら
れ、左右のサイドクラッチ軸９Ｌ、９Ｒ上に摺動のみ自
在に設けた小径の左右のクラッチ歯車１８Ｌ、１８Ｒと
上記大径歯車１７との間に左右のサイドクラッチ１９Ｌ
。

１９Ｒが配設されている。

上記した左右のクラッチ歯車１８Ｌ、１８Ｒは、左右の
ミッション出力軸１０Ｌ 、 １０Ｒ上の大径歯車２０
Ｌ、２０Ｒと噛合されている。

油圧クラッチ式変速装置２について説明して行くと、前
記した歯車シフト式変速装置３が第１図に示すように、
ミッション入力軸８上に２対４個のシフト歯車を、また
前記入力軸４上に該シフト歯車を噛合せうる４個の変速
歯車を、それぞれ設けであるものに構成されているのに
対し、入力軸４には上記した４個の変速歯車の他に、２
個の入力歯車２１．２２を嵌着しである。

これに対し第１変速軸ＩＡ上には前進変速段用の２個の
変速歯車２３Ｈ，２３Ｌを、また第２変速軸７Ｂ上には
前進変速段用の１個の変速歯車２３Ｍ及び後進変速段用
の１個の変速歯車２３Ｒを、それぞれ遊嵌設置しである
。

このうち変速歯車２３Ｈ，２３Ｍはミッションケース１
内で一側に片寄せて設置され、変速歯車２３Ｌ、２３Ｒ
はミッションケース１内で他側に片寄せて設置されてい
る。

ミッションケース１内で一側に片寄せて設置されている
２個の変速歯車２３Ｈ，２３Ｍは第２図に明瞭に示すよ
うに、入力軸４上の２個の入力歯車２１．２２のうち大
径側の入力歯車２１に対し噛合されている。

これに対しミッションケース１内で他側に片寄せて設置
されている２個の変速歯車２３Ｌ、２３Ｒのうち、第１
変速軸７Ａ上に設けた変速歯車２３Ｌのみが入力軸４上
の小径側の入力歯車２２に対し噛合されていて、他１個
の変速歯車２３Ｒは特に、第１変速軸ＴＡ上の変速歯車
２３Ｌへと噛合されている。

以上よりして、３個の変速歯車２３Ｈ，２３Ｍ、２３Ｌ
は互に同一方向に回転し、他１個の変速歯車２３Ｒはそ
れとは反対の方向に回転する。

油圧クラッチ式変速装置２は、上記した各変速歯車２３
Ｈ，２３Ｍ、２３Ｌ、２３Ｒを各変速軸７Ａ、７Ｂに対
し油圧クラッチにより択一的に結合して、変速を得るも
のとされており、そのためには第１図に示すように、上
記の各変速歯車２３Ｈ２２３Ｍ、２３Ｌ、２３Ｒに配し
て周知の多板式油圧クラッチＣＨ，ＣＭ、ＣＬ 、ＣＲ
が設けられている。

そしてさらに、各変速軸７Ａ、７Ｂには１個宛の小径出
力歯車２４Ａ、２４Ｂを嵌着してあり、第２図に示すよ
うにこれらの出力歯車２４Ａ。

２４Ｂに噛合された大径歯車２５が出力軸６に嵌着され
ている。

したがって出力軸６は各変速軸７Ａ、７Ｂが回転すると
き、該各変速軸７Ａ、７Ｂにより減速された回転数で回
転せしめられる。

第３図は図示実施例における油圧クラッチ式変速装置２
用の油圧給排制御機構を油圧回路図でもって示したもの
で、各油圧クラッチＣＨ，ＣＭ。

ＣＬ 、ＣＲに対する作動油の供給は油タンク２６から
、前記エンジン１１にて駆動される油圧ポンプ２７によ
って行なわれる。

なおこの油圧ポンプ２７は第１図に示すように、直接的
にはミッション入力軸８によって駆動されるように、設
けられている。

第３図に示すように２個の方向制御弁２８．２９が設け
られていて、各方向制御弁２８゜２９は一次側に２ポー
トを、二次側に３ポートを、それぞれ有する５ポート・
３ポジシヨンのバルブに構成されている。

前段側の方向制御弁２８の一次側の２ポートは、油圧ポ
ンプ２７からの給油回路３０及び油タンク３１へと導か
れた排油回路３２に接続されている。

同方向制御弁２８の二次側の３ポートは、油圧クラッチ
ＣＲ，，及び他の方向制御弁２９へと導かれた給油回路
３３並びに後段側の方向制御弁２９から導かれた排油回
路３４へと、接続されている。

上記した給油回路３３及び排油回路３４がそれぞれ、後
段側の方向制御弁２９の一次側の２ポートに接続されて
いる。

後段側の方向制御弁２９の二次側の３ポートは、油圧ク
ラッチＣＨ，ＣＭ、ＣＬへと接続されている。

前段側の方向制御弁２８は中立位置Ｎと後進位置Ｒと給
油位置Ｐとを備えたものに、また後段側の方向制御弁２
９は前進高速位置Ｈと前進中速位置Ｍと前進低速位置り
とを備えたものに、それぞれ構成されている。

そして第３図から明らかなように前段側の方向制御弁２
８は、その中立位置Ｎでは後段側の方向制御弁２９が何
れの位置Ｈ、Ｍ。

Ｌにあっても全油圧クラッチＣＨ，ＣＭ、ＣＬ。

ＣＲを非作動状態とし、また後進位置Ｒでは油圧クラッ
チＣＲのみを作動させ、さらに給油位置Ｐでは給油回路
３０．３３間を接続して後段側の方向制御弁２９方向に
作動油を供給しつるものに、構成されている。

また後段側の方向制御弁２９は前段側の方向制御弁２８
が給油位置Ｐにおかれている状態で、前進高速位置Ｈで
は油圧クラッチＣＨのみを、前進中速位置Ｍでは油圧ク
ラッチＣＭのみを、そして前進低速位置りでは油圧クラ
ッチＣＬのみを、それぞれ作動させるものに構成されて
いる。

第３図において３５は、各油圧クラッチＣＨ，ＣＭ、Ｃ
Ｌ、ＣＲに対し供給される作動油の油圧を設定するＩＪ
ＩＪ−フ弁である。

以上よりして方向制御弁２８．２９を選択的に操作し、
各油圧クラッチＣＨ，ＣＭ、ＣＬ、ＣＲを択一的に作動
させえ、これにより各変速歯車２３Ｈ，２３Ｍ、２３Ｌ
、２３Ｒを各変速軸７Ａ。

７Ｂに択一的に結合できることとなっており、また油圧
クラッチ２３Ｈ，２３Ｍ、２３Ｌの作動時と油圧クラッ
チ２３Ｒの作動時とでは出力軸６の回転方向が互に逆方
向となることとなっているが、回転方向についての設定
は、油圧クラッチ２３Ｈ２２３Ｍ、２３Ｌの作動時の出
力軸６回転方向が車輌前進方向に対応し、油圧クラッチ
ＣＲの作動時の出力軸６回転方向が車輌後進方向に対応
するように、なされている。

また油圧クラッチ式変速装置２におけるギヤトレーンに
おけるギヤ比は第２図で各歯車径の対比からみてとれる
ように、車輌前進方向では歯車２１，２３Ｈ，２４Ａ、
２５より成るギヤトレーンが出力軸６に最大の回転数を
、また歯車２１．２３Ｍ、２４Ｂ、２５より成るギヤト
レーンが出力軸６に中位の回転数を、そして歯車２２，
２３Ｌ、２４Ａ、２５より成るギヤトレーンが出力軸６
に最少の回転数を、それぞれ与えるよ引こ設定され、ま
た車輌後進方向でのギヤトレーンである歯車２２．２３
Ｌ、２３Ｒ，２４Ｂ。

２５より成るギヤトレーンについては、車輌前進方向で
の最少回転数とほぼ等しい低い回転数を出刃軸６に与え
るように、設定されている。

なお第１図において、３６は第２変速軸７Ｂに配して設
けた駐車ブレーキ、３７Ｌ、３７Ｒは左右のサイドクラ
ッチ軸９Ｌ、９Ｒに配して設けた左右のサイドブレーキ
である。

次に第４，５図は、前記のようなミッションケース１を
装備したコンバインを示しており、同図において３８は
刈取装置、３９は脱穀装置、４０は穀物ケース、４１は
乗用座席である。

前記エンジン１１は図示の場合、コンバインの後部に搭
載されており、その下方にミッションケース１がコンバ
イン機枠４２の上下にまたがらせて縦長に配置されてい
る。

コンバインの走行は、前記したクローラ駆動輪５Ｌ、５
Ｒにて駆動される左右のクローラ４３Ｌ、４３Ｒによっ
て行なわれる。

このようなコンバインによる収穫作業時において、車輌
の前進速度が圃場条件とか作物状態に応じ頻繁に変更さ
れるのに対し、極く容易に操作できる前記方向制御弁２
９によって、車輌前進速度の変更制御を３段にわたり、
軽快に行なえる。

なおこのような作業に先立っては、前記した歯車シフト
式変速装置３には圃場条件等におおまかに対応させた変
速比がセットされ、また方向制御弁２８は前記給油位置
Ｐにおかれる。

そしてコンバインを格納するとき等で車輌後進が要求さ
れるときは方向制御弁２８を前記後進位置Ｒへとおいて
、車輌を危険の無い低速で後進させることができる。

以上に実施例について説明して来たところから明らかな
ように、この発明の動力作業車における油圧クラッチ式
変速装置は、互に平行する入力軸４と出力軸６間に、該
両軸４，６に平行させた第１変速軸７Ａと第２変速軸７
Ｂとを設け、第１変速軸７Ａ上に、入力軸４に嵌着した
２個の入力歯車２１．２２と噛合された前進変速段用の
２個の変速歯車２３Ｈ，２３Ｌを遊嵌設置すると共に、
第２変速軸７Ｂ上に、上記した２個の入力歯車２１．２
２のうちの一方の入力歯車２１に噛合された前進変速段
用の１個の変速歯車２３Ｍと、第１変速軸７Ａ上の上記
した２個の変速歯車２３Ｈ２２３Ｌのうちの一方の変速
歯車２３Ｌと噛合された後進変速段用の１個の変速歯車
２３Ｒと、を遊嵌設置し、また各変速軸７Ａ、７Ｂ上の
上記各変速歯車２３Ｈ，２３Ｌ、２３Ｍ、２３Ｒに配し
て該各変速歯車を選択的に各変速軸７Ａ、７Ｂに結合す
るための油圧クラッチＣＨ，ＣＬ、ＣＭ、ＣＲを設け、
さらに上記各変速軸７Ａ、７Ｂに１個宛の小径出力歯車
２４Ａ、２４Ｂを嵌着し、これらの小径出力歯車２４Ａ
、２４Ｂをそれぞれ、出力軸６に嵌着した１個の大径歯
車２５に噛合せて、前記油圧クラッチＣＨ，ＣＭ、ＣＬ
、ＣＲの択一的な作動により前進３段、後進１段の変速
を得るように構成してなるものであって、次の長所を備
えている。

すなわちこの発明は、動力作業車において多段の変速が
要求される車輌前進方向では３段の変速を、そして低速
走行さえ確保されればよい車輌後進方向では１段の変速
を、それぞれ得るのに、歯車シフト式変速装置と対比し
格段に操作が容易である油圧クラッチ式変速装置を採用
するにあたり、上述の構造からして４個の油圧クラッチ
ＣＨ。

ＣＭ、ＣＬ、ＣＲのうちの１個の油圧クラッチのみを作
動させれば入力軸４と出力軸６間が−の変速比で連動連
結されるように、油圧クラッチ式変速装置２を構成した
ものであり、１個宛の油圧クラッチの作動で多段の変速
を得ることからして、最初に述べた特公昭４７−２１６
４９号公報のもののように油圧給排制御機構を複雑化せ
ず、同機構の構造を簡単化できることとするのである。

それでありながらこの発明の油圧クラッチ式変速装置は
、第１変速軸７Ａ上に２個の前進用油圧クラッチＣＨ，
ＣＬを、また第２変速軸γＢ上に１個宛の前進用油圧ク
ラッチＣＭ及び後進用油圧クラッチＣＲを、それぞれ設
けて、比較的大きな巾を有する４個の油圧クラッチを、
２本の変速軸７Ａ、７Ｂ上に等個数である２個宛、振り
分けて設置していることから、前進変速段数が多いもの
でありながら両変速軸７Ａ、７Ｂの長さを実質的に等し
くでき、これよりして最初に述べた米国特許４３，４２
５，２９３に開示のような技術を動力作業車において利
用する場合と対比し、油圧クラッチ式変速装置を内装さ
せるミッションケースの伝動軸長さ方向に沿う巾を、大
きく圧縮できることとする。

また後進変速段用の１個のみの変速歯車２３Ｒを所要の
ように車輌後進方向に対応する方向で回転させることを
、従来一般に行なわれているように逆転用の中間歯車を
利用せずして、前進変速段用の変速歯車２３Ｌを介して
得るように構成していることから、この発明の油圧クラ
ッチ式変速装置は、歯車個数を少なくし、また上記のよ
うな中間歯車のための支持手段と設置スペースとを無く
すものとなっている。

さらにこの発明の油圧クラッチ式変速装置は、２本設け
た中間の変速軸７Ａ、７Ｂから出力軸６に対し所要の伝
動を行なうことを、２個の出力歯車２４Ａ、２４Ｂを単
一の歯車２５に対し噛合せる構造で得ていることから、
出力歯車２４Ａ。

２４Ｂが噛合される歯車を各別に設ける場合と対比して
、歯車個数をさらに減らしていると共に、上記の出力歯
車２４Ａ、２４Ｂを小径のものとし出力軸６上の歯車２
５を大径のものとして、両変速軸７Ａ、７Ｂの回転が減
速されて出力軸６に伝えられることとしていることから
、入力軸４と変速軸７Ａ、７Ｂとの間での無理な減速を
要しないのはもとより、油圧クラッチＣＨ，ＣＭ、ＣＬ
。

ＣＲが比較的高い回転数の部分、つまり逆にトルクが小
さい部分で作動するものとなり、そのような油圧クラッ
チとしてトルク伝達容量が比較的小さなものを用いるこ
とができることとする。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を装備したコンバインにお
ける走行動力伝達機構を示す機構図、第２図は同コンバ
インにおけるミッションケースの概略縦断側面図で伝動
軸の配置と主たる歯車の配置とを示すもの、第３図は上
記実施例における油圧回路を示す回路図、第４図及び第
５図はそれぞれ、上記コンバインの概略の側面図及び平
面図である。 １・・・・・ベツションケース、２・・・・・・油圧ク
ラッチ式変速装置、３・・・・・・歯車シフト式変速装
置、４・・・・・・入力軸、６・・・・・・出力軸、７
Ａ・・・・・・第１変速軸、７Ｂ・・・・・・第２変速
軸、８・・・・・・ミッション入力軸、２１．２２・・
・・・・入力歯車、２３Ｈ，２３Ｍ、２３Ｌ。 ２３Ｒ・・・・・・変速歯車、ＣＨ，ＣＭ、ＣＬ 、Ｃ
Ｒ・・・・・・油圧クラッチ、２４Ａ、２４Ｂ・・・・
・・小径出力歯車、２５・・・・・・大径歯車、２８，
２９・・・・・・方向制御弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互に平行する入力軸４と出力軸６間に、該両軸４，
   ６に平行させた第１変速軸７Ａと第２変速軸７Ｂとを設
   け、第１変速軸ＴＡ上に、入力軸４に嵌着した２個の入
   力歯車２１．２２と噛合された前進変速段用の２個の変
   速歯車２３Ｈ，２３Ｌを遊嵌設置すると共に、第２変速
   軸７Ｂ土に、上記した２個の入力歯車２１．２２のうち
   の一方の入力歯車２１に噛合された前進変速段用の１個
   の変速歯車２３Ｍと、第１変速軸７Ａ上の上記した２個
   の変速歯車２３Ｈ，２３Ｌのうちの一方の変速歯車２３
   Ｌと噛合された後進変速段用の１個の変速歯車２３Ｒと
   、を遊嵌設置し、また各変速軸７Ａ、７Ｂ上の上記各変
   速歯車２３Ｈ，２３Ｌ。 ２３Ｍ、２３Ｒに配して該各変速歯車を選択的に各変速
   軸７Ａ、７Ｂに結合するための油圧クラッチＣＨ，ＣＬ
   、ＣＭ、ＣＲを設け、さらに上記各変速軸７Ａ、７Ｂに
   １個宛の小径出力歯車２４Ａ。 ２４Ｂを嵌着し、これらの小径出力歯車２４Ａ。 ２４Ｂをそれぞれ、出力軸６に嵌着した１個の大径歯車
   ２５に噛合せて、前記油圧クラッチＣＨ。 ＣＭ、ＣＬ、ＣＲの択一的な作動により前進３段、後進
   １段の変速を得るように構成してなる、動力作業車にお
   ける油圧クラッチ式変速装置。