JPS602205B2 - トラクタ−等における変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、エンジンから車輪等の最終駆動手段に至る
動力伝動径路中に、２組の変速装置を直列に配設し、そ
のうちの前段の変速装贋は、ェンジン側に位置する駆動
軸と最終駆動手段側に位置する被動鞠問に複数組の変速
歯車ユニットを配設すると共に、これらの各組の変速歯
車ユニットにそれぞれ油圧クラッチを配設し、それに属
する油圧クラッチの隣入により選択的に作動せしめられ
た変速歯車ユニットを介し上記駆動軸と被動軸間を連動
連続するように構成してある、トラクターとかコンバイ
ンとか乗用田植機とかの自走式作業車（以下、「トラク
ター等」という。

）における０変速装置に関するものである。上記のよう
な油圧クラッチ式変速装置部を備えたトラクター等にお
ける変速装置は、例えば本願出願人に与えられた米国特
許第３８３１６９び号等より公知であり、このような変
速装置を備えたトラクタター等の走行動力伝導機構は、
ハイド。

スタティック・トランスミッションを利用したものと比
較して構造が簡単でありより低コストにて提供される等
の長所を備えているが、この発明の目的とするところは
、この種の変速装置において、前段の０油圧クラッチ式
変速菱贋を後段の変速装置の変速段、つまり等価慣性質
量をその減速比に応じて変更させる、後段変速装置の変
速段ないし減速段、に応じて、前段の油圧クラッチ式変
速装置の作動開始態様をコントロールし得るようになし
、もつ夕て変速装置の円滑な作用を達成し得るように、
上記の如き変速装置を構成しようとするものである。図
示の実施例について、この発明に係るトラクター等にお
ける変速装置の構成を説明すると、先ずトラクター等に
おける走行動力の伝動機構は、第１図に示すように、ェ
ンジンーにより回転駆動される駆動軸２を該駆動軸２に
並列させた中間軸３に、該両軸２，３間に配設された油
圧クラッチ式の主変速装置４を介し運動連結し得るよう
になすと共に、駆動軸２の延長部に遊鉄され中間軸３に
より回転せしめられる減速歯車茂羊と、上記中間軸３の
延長線上に設けられた別の中間軸５上のシフト歯車簾羊
とでもつて構成された歯車変速式の副変速装置６を、上
記主変速装置４の後段に設け、中間麹５は、差動装置７
を介して走行駆動車輪８の車軸８ａに連動連結して、構
成されており、より具体的には、次のようなものとされ
ている。

すなわち、先ず前記主変速装置４の構成を第１図につい
て説明すると、この主変速装置４は、駆動軸２に鉄着さ
れたＦＩ歯車９と中間軸３に遊隊されこのＦＩ歯車９と
噛合わされたＦＩ歯車１０との組合せから成るＦＩ変速
歯車ユニットと、駆動軸２に鉄着されたＦ２歯車１１と
中間軸３に遊駁されこのＦ２歯車１１に噛合わされたＦ
２歯車１２との組合せから成るＦ２変、速歯車ユニット
と、駆動藤２に鉄着されたＦ＄歯車１３と中間軸３に遊
隊されこのＦ珠歯車１３に噛合わされたＦ３歯車１４と
の組合せから成るＦ３変速歯車ユニットと、駆動軸２に
鉄着されたＲ歯車１５と遊転自在に支持されこのＲ歯車
１５と噛合わされたＲ中間歯車１６との中間軸３に遊鉄
されこのＲ中間歯車１６に噛合わされたＲ歯車１７との
組合せから成るＲ変速歯車ユニットとの４組の変速歯車
ユニットを備えたものに構成されており、上記のＦＩ変
速歯車ユニット９，１０にはＦＩ油圧クラッチ１８を、
Ｆ接受速歯車ユニット１１，１２にはＦ２由圧クラッチ
１９を、Ｆ３変速歯車ユニット１３，１４にはＦ３由圧
クラッチ２０を、Ｒ変速歯車ユニット１５，１６，１７
にはＲ油圧クラッチ２１を、それぞれ配設してあって、
一方の摩擦板を中間軸３上のクラッチハウジングに、他
方の摩擦板を上記各遊隊歯車１０，１２，１４，１７に
、それぞれクラッチ軸線方向に擢動のみ自在に支持させ
て、多板式の油圧クラッチに構成されている、これらの
油圧クラッチ１８一２１の何れか一を選択的に鉄入させ
ることにより、その油圧クラッチが属する何れか−の変
速歯車ユニットを介して、駆動軸２と中間軸３間を連動
連結し得るように構成されている。次に再び第１図につ
いて、前記劇変遠装置６の構成を説明しておくと、この
副変速装置６は、前記中間軸３，５間に配された噛合い
クラッチ２２と、中間軸３端に該髄３と一体的に形成さ
れた歯車２３であって上記噛合いクラッチ２２の一方の
噛合片２２ａを形成された歯車２３と、中間軸５０にス
プラィン隊合させたシフト歯車２４であって上記噛合い
クラッチ２２の他方の噛合片２２ｂを形成されたシフト
歯車２４と、そのボス部分を共通として中間軸５にスプ
ラィン酸合された一体的な２個のシフト歯車２５，２６
と、そのボス部分を共通として駆動軸２に遊嫁された一
体的な４個の歯車２７，２８，２９，３０であって基端
の歯車２７を歯車２３に噛合わせることにより中間軸３
と一体的に回転するようにされている４個の歯車２７一
３０と、駆動軸２と中間軸５とに平行させて設けられた
鰍３１にそのボス部分と共通として遊鉄された２個の歯
車３２，３３であって基端側の歯車３２を歯車３川こ蟻
合わせることにより中間軸３と一体的に回転するように
されている２個の歯車３２，３３と、駆動軸２にそのボ
ス部分を共通として遊鼓された２個の歯車３４，３５で
あって大径側の歯車３４を歯車３３に噛合わせることに
より歯車３２，３３同様に中間軸３と一体的に回転する
ようにされている２個の歯車３４，３５とでもつて構成
されており、中間軸５上のシフト歯車２４に形成された
シフター鉄合溝３６に鉄合されるシフトフオーク（第４
図）とシフト歯車２５，２６に形成されたシフター蝦合
績３７に鉄合されるシフトフオーク（第４図）とをそれ
ぞれ第４図に示すチェンジレバー７０により作動させて
シフト歯車２４，２５，２６を中間軸５上で変位させて
変速を得るようになされていて、シフト歯車２６を歯車
３５に噛合わせると１速（超低速）が、シフト歯車２６
を歯車３０に噛合わせると２速が、シフト歯車２５を歯
車２９に噛合わせると３遠が、シフト歯車２４を歯車２
８に噛合わせると４遠が、それぞれ得られるように歯車
比が定められており、またシフト歯車２４を変位させて
噛合片２２ａ，２２ｂを噛合わせて噛合いクラッチ２２
を作動させるときは、中間軸２，５間が直結されて５速
が得られるようになされている。

すなわち、図示のトラクターの走行駆動は、主変速装置
４により、ＦＩ油圧クラッチ１８の鉄入によりＦＩ変速
歯車ユニット９，１０を作動させた前進１速と、Ｆ２油
圧クラッチ１９の鉄入によりタＦ多変速歯車ユニット１
１，１２を作動させた前進２遠と、Ｆ３由圧クラッチ
２０の欧入によりＦ３変速歯車ユニット１３，１４を作
動させた前進３速と、Ｒ油圧クラッチ２１の鉄入により
Ｒ変速歯車ユニット１５，１６，１７を作動させた後進
ＩＺ遠との４段に切換え可能であるが、さらに上記の副
変速装置６により、上記の各段において５段に変速可能
とされているのである。以上のように、エンジン１から
最終駆動手段である走行駆動車輪８に至る動力伝導経路
中に、主Ｚ変速装置４と副変速装置６との２組の変速装
置４，６を直列に配設し、主変速装置４にては４段の変
速を、副変速装置６にては５段の変速を、それぞれ得る
ようになされているのであるが、主変速装置４における
前記油圧クラッチ１８−２１を２選択的に作動させるた
めの機構は、次のように構成されている。

すなわちこれを第２，３図について説明すると、このた
めのクラッチ作動油の給排機構は、第２図に示すように
油タンク３８より油圧クラッチ２１８一２１に作動油を
給排するものに構成されていて、油タンク３８から油圧
クラッチ１８一２１に至る、油圧ポンプ３９を挿入され
た給油回路４川こは、図示の切操弁４１、つまり図示の
中立位置Ｎと、ＦＩ油圧クラッチ１８に給油するＦＩ位
置３と、Ｆ２８圧クラッチ１ ９に給油するＦ２位置と
、Ｆ３曲圧クラッチ２０に給油するＦ３位置と、Ｒ油圧
クラッチ２１に給油するＲ位置との４位置に切換え可能
な切換弁４１を挿入してあり、通例のように、この切換
弁４１よりも前段において給油回路４川こ接続された分
岐回路４２には給油回路４０の油圧、したがって油圧ク
ラッチ１８一２１の作動油圧を設定するための調圧弁４
３が挿入され、また給油回路４川こは、同機に切換弁４
１より前段において、絞り４４を挿入せる潤滑油供ｖ給
回路４５を接続してあって、この回路４５は、図示の場
合には、中間軸３内の油通路を経て油圧クラッチ１８一
２１における摩擦板の加圧ピストン部位へと導いてある
が、上記の調圧弁４３は特に、次のように構成されてい
る。

すなわちこの調圧弁４３は、第３図に示す如く、通例の
ように、圧力設定用バネ４６により後退方向に移動附勢
された進退自在な弁体４７を備えており、この弁体４７
は、該弁体４７の小径部４７ａ外周と該弁体４７に穿設
された油穴４８とを介し該弁体４７の背後の油室４９に
作用せしめられる入口ボート５０の油圧によりバネ４６
のバネ力に抗して図示鎖線位置まで前進せしめられると
、上記小蓬部４７ａ外周先端位置で入口ボート５０と出
口ボート５１間を蓮通させ、出口ボート５１方向に油を
リリーフさせるものであるが、この調圧弁４３における
圧力設定用バネ４６の先端は、この発明に従って、進退
自在な制御ピストン５２に受けさせてあづり、上記バネ
４６と、別の圧縮バネ５３とにより、後退方向に移動附
勢されたこの制御ピストン５２の背後には、隔壁部材５
４により油室５５を形成してあり、また油通路５６と、
隔壁部材５４内の油室５７と、隔壁部材５４に穿設され
た油造０路５８であって絞り５９を挿入された油通路５
８とを介し、上記油室５５に入口ボート５０の油圧を作
用させてあって、以上により、切換弁４１を作用位置Ｆ
１，Ｆ２，Ｆ３またはＲに切換えた場合に、先ず弁体４
７の鎖線図示位置に相当するバタネ４６の圧縮量に相当
する低油圧が給油回路４０に成立し、次いで制御ピスト
ン５２背後の瓶室５５に絞り５９を介し徐々に作用せし
められる入口ボート５０の油圧により、該制御ピストン
５２が徐々に前進せしめられて圧力設定用バネ４６を圧
０縮するに従い、該圧縮により増大せしめられるバネ４
６強度に相当して給油回路４０の油圧が徐々に高められ
るようにされている。そして図示の場合には、この鋼圧
弁４３一端の弁ケース蓋部６０と前記隔壁部材５４とを
貫通させた進退ロッド６夕 １を、その先端で制御ピス
トン５２の後端面に鞍当させ、該進退ロッド６１の進退
により制御ピストン５２の最後退位瞳を変更可能に構成
すると共に、支軸６２まわりで回動自在なカム円板６３
を、進退ロッド６１の後端にそのカム面を俵当さ０せて
設け、また該カム円板６３周面の一部に形成されたピニ
オン歯６４に噛合うラック歯６５を形成された進退杵６
６を設けて、該進退村６６の矢印Ａ方向に沿った進退に
より、進退ロッド６１の後退がカム面６３ａに俵当せる
図示の状態から力ム円板６３を回動ごせて、該ロッド６
１後端を別のカム面６３ｂ或は６３ｃに薮当させるとき
は、それに応じて進退ロッド６１が前進せしめられて、
相当して制御ピストン５２が図示の位置から若干量だけ
前方の最後退位層をとるようになされている。なお第３
図において６７は、前記隔壁部村５４に前記油通路５８
と並列させて穿設された別の油通路６８に挿入して設け
た逆止弁であり、入口ボート５０方向のみへの油の流通
を許容するこの逆止弁６７は、切換弁４１を中立位置Ｎ
‘こ房Ｚした場合に、制御ピストン５２背後の油室５５
からの急速な油のドレーンを行なわせ、該制御ピストン
５２の最後退位贋への後退移動が迅速に行なわれるのを
保証するものであり、また６９はＩＪ−ク油のドレーン
穴である。 Ｚ次に前記進退杵６６を
進退させて調圧弁４３における前記制御ピストン５２の
最後退位直を変更させる機構を第４図について説明する
と、この機構は、この発明に従って、上記進退村６６を
介し制御ピストン５２を、前記副変速装置６の操作手２
段に連動連結するものに構成されているのであり、上記
進退杵６６は、副変速装置６のチェンジレバー７０‘こ
、次のように関連せしめてある。すなわち、第４図に示
すように、副変速装置６における前記シフト歯車２４，
２５，２６を変位操作２するための上記チェンジレバー
７０は、ハウジングカバー７１に支承された球体７２に
貫通せるピン７３まわりで回動自在とされていて、その
下端部を、擢動軸７４，７５に鉄着して設けた１対の濯
動金物７６，７７上面の何れかの構内に、しバ３‐７０
の左右方向の回動変位で選択的に臨ませるようにしてあ
り、上記濯敷金物７６，７７の下面側にはシフトフオー
ク７６ａ，７７ａが一体的に垂設されていて、該シフト
フオーク７６ａ，７７ａをそれぞれ前記シフター鉄合溝
３６，３７に鉄３合させ、レバー７０の前後方向の回動
変位でシフト歯車２４，２５，２６を選択的に変位せし
め得るようになされているのであるが、それぞれバネ７
８，７９にて移動附勢されたクリックストツプ用のボー
ル８０，８１が臨む環状溝８０ａ，８１ ４０ａをその
周面に形成されている上記２耀動軸７４，７５のうち、
副変速装置６の４遠及び５速を得るための前記シフト歯
車２４を変位させるシフトフオーク７６ａないし擢敷金
物７６を接着せる擢動軸７４を、前記進退杵６６に構成
しているのであり、シフト歯車２４を非作用位置におく
ときは前記カム面６３ａが作用し、シフト歯車２４を前
記４遠位置におくときは前記カム面６３ｂが作タ用し、
シフト歯車２４を前記５速位置におくときは前記カム面
６３ｃが作用するように、カム面形状を設定しているの
である。なお第１図において、８２は前記中間軸５端の
傘部車、８３は前記差動装置７のデフケージに園０定さ
れ該傘歯車８２と噛合されている傘歯車、９１は差動装
置７を非作動とするためのデフロック装置、８４及び８
５は菱動装置７の出力軸７ａと前記車軸８ａ間を連動連
結する左右各１対の歯車、８６は上記出力軸７ａ端に配
設せる内拡式ブタレーキ、８７及び８８はそれぞれ、前
記駆動軸２の延長線上に設けられた中間軸、８９はＰＴ
Ｏ軸、９０は上記中間軸８８とＰＴＯ軸８９間に配認さ
れたＰＴＯ変速装置である。

この発明に係るトラクター等における変速装置０は、上
記のように構成されているから、先ず前記のように、切
換弁４１の作用位置Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｒへの切換え時
点から、調圧弁４８における制御ピストン５２の漸次的
な前進により給油回路４０の油圧Ｐが、第５図に示すよ
うに、該制御ピストン５２が段部９２にて規制される、
第３図に鎖線図示の最前進位置をとる場合の所定高油圧
Ｐ２にまで、徐々に高められるものであって、このため
主変速装置４における油圧クラッチ１８一２１への急激
な高油圧の作用により生じ得る、該油圧クラッチ１８−
２１或はそれに関連させてある前記の如き伝動部材の損
傷が未然に防止されると共に、油圧回路に発生し得る衝
撃波による悪影響も防止され、さらには運転者に対する
不快なショックも防止されるものであるが、さらにこの
発明に係る変速装置は、前記のように調圧弁４３におけ
る制御ピストン５２の最後退位魔を、副変速装置６の操
作手段７０に、該操作手段による変速操作に連動して制
御ピストン５２が進退せしめられ該ピストン５２の最後
退位層が変更せしめられるように、連動連結しているか
ら、副変速装置６における減速比に応じて鯛圧弁４３に
おける制御ピストン５２の最後退位層を変更調節して、
圧力設定用バネ４６の予圧縮量、したがって該バネ４６
の初期バネ力を自在に変更調節でき、これにより、第６
図に示すように、切換弁４３の作用位置への切換え直後
に油圧クラッチ１８−２１へ作用させる初期作用油圧を
第５図のＰＩ−１，ＰＩ−２，ＰＩ−３のように、上記
の副変速装置６における減速比に応じて、変更調節し得
るものである。

より具体的に言うと、前記のように、当該クラッチ負荷
の等価慣性質量が大なる劇変速装置６の高速度段、つま
り減速比の小なるに従って、油圧クラッチ１８一２１に
対する上記の初期作用油圧を大とし、もって劇変遠装置
６による減速比のＺ如何に拘らず発進加速度をほぼ一定
化し得るようにしているのである。以上の説明から明ら
かになるように、この発明のトラクター等における変速
装置は、エンジン１から車輪等の最終駆動手段８に至る
動力伝導経路中に、２組の変速装置４，６を直列に配設
し、そのうちの前段の変速装置４は、エンジン１側に位
鷹する駆動軸２と最終駆動手段８側に位置する被動麹３
間に複数組の変速歯車ユニットを配設すると共に、これ
らの各組の変速歯車ユニットにそれぞれ油圧クラッチを
配設し、それに属する油圧クラッチ１８，１９，２０，
２１の舷入により選択的に作動せしめられた変速歯車ユ
ニットを介し上記駆動鞠２と被動軸３間を連動連結する
ように構成してある、トラクター等における変速装置で
あり、前記油圧クラッチ１８，１９，２０，２１に対す
る作動油の給緋を制御する切換弁４１を挿入された給油
回路４０の油圧を設定する調圧弁４３に、該調圧弁４３
における圧力設定用バネ４６の先端を受けその進退によ
り該圧力設定用バネ４６の強度を変更する制御ピストン
５２を配設し、この制御ピストン５２の背後に上記給油
回路４０の油圧を、絞り５９を挿入せる回路を介して作
用させると共に、前記他方の変速装置６の操作手段にこ
の制御ピストン５２を、該操作手段による変速操作に連
動して制御ピストン５２が進退せしめられ該ピストン５
２の最後退位層が変更せしめられるように、連動連結し
てある構成のものであって、次のような長所を備えてい
る。

すなわち、この発明の変速装置は、一方の変速装置４に
おける油圧クラッチ１８，１９，２０，２１に対する給
油回路４０の油圧、したがって切操弁４１の各作用位置
への切換え時点から上記各油圧クラッ升こ対し作用せし
められる油圧を設定する調圧弁４３をして、その圧力設
定用バネ４６の先端を制御ピストン５２に受けさせてあ
るものに構成し、該制御ピストン５２の背後に給油回路
４０の油圧を絞り５９を介し徐々に作用させることとし
て、制御ピストン５２の徐々の前進により圧力設定用バ
ネ４６の強度を徐々に高めさせ、もって各油圧クラッチ
に対する作用油圧が徐々に高められることとして、何れ
の油圧クラッチを作動させる場合にも該油圧クラッチが
徐々に作動せしめられることとし、これによって急激な
油圧作用により起り得る、油圧クラッチとそれに関連さ
せてある伝動部材の損傷と油圧回路中での衝撃波の発生
による悪影響とを防ぐと共に、運転者に対する不快なシ
ョックを防止するものとなっている。

またこの発明の変速装置は、調圧弁４３に上記のような
制御ピストン５２が設けられていることを利用して、該
制御ピストン５２の最後退位層が他方の変速装置６の変
速段に応じて変更されるように図り、もって制御ピスト
ン５２の最後退位層０によって決定される、油圧クラッ
チへの初期作用油圧を他方の変速装置の変速段に応じて
変更するようにしてあることから、他方の変速装置６が
高速変速段側にあるほど、つまり該他方の変速装置６に
よる減速比が小であるほど、一方の変速装置夕４におい
て作動せしめられる油圧クラッチに対し作用する等価慣
性質量が大となり当該油圧クラッチの作動が遅れてその
油圧クラッチを作動させることによる発進ないし増速加
速度が４・となるのに対し、他方の変速装置６が高速変
速段側に移され０るほど油圧クラッチに対する初期作用
油圧を高めて、その油圧クラッチの作動が迅速に行なわ
れるようにし、他方の変速装置６が何れの変速段におか
れていても車頚の発進ないし増速加速度を常にほぼ一定
とできることとするものと、なってし、夕る。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の一実施例を示すもので、第１図は伝動系
統図、第２図は油圧回路図、第３図は要部の部材の縦断
面図、第４図は他の要部の縦断面０図、第５図は作用を
示すグラフである。 １・・・・・・エンジン、２・・…・駆動軸、３・・・
・・・中間軸（被動鞠）、４・・・・・・主変速装置、
６・・・・・・副変速装贋、８……走行駆動車輪、９，
１０……ＦＩ歯車、１１，１２…・・・Ｆ２歯車、１３
，１４・…・・Ｆ３歯車、１５，１６，１７……Ｒ歯車
、１８……ＦＩ油圧クラッチ、１ ９・・・・・・Ｆ２
由圧クラッチ、２０・・・・・・Ｆ３由圧クラッチ、２
１・・・・・・Ｒ油圧クラッチ、４０・・・…給油回路
、４・・・・・・切換弁、４３・・・・・・謙圧弁、４
６・・・・・・圧力設定用バネ、５２・・・…制御ピス
トン、５５・・・・・・油室、５９・・・・・・絞り、
６１・・・・・・進退。 ツド、６３・・・・・・カム円板、６６・・・・・・進
退村、７０……チェンジレバー。弟ｒ図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンから車輪等の最終駆動手段に至る動力伝導
   径路中に、２組の変速装置を直列に配設し、そのうちの
   前段の変速装置は、エンジン側に位置する駆動軸と最終
   駆動手段側に位置する被動軸間に複数組の変速歯車ユニ
   ツトを配設すると共に、これらの各組の変速歯車ユニツ
   トにそれぞれ油圧クラツチを配設し、それに属する油圧
   クラツチの嵌入により選択的に作動せしめられた変速歯
   車ユニツトを介し上記駆動軸と被動軸間を連動連結する
   ように構成してある、トラクター等における変速装置で
   あり、前記油圧クラツチに対する作動油の給排を制御す
   る切換弁を挿入された給油回路の油圧を設定する調圧弁
   に、該調圧弁における圧力設定用バネの先端を受けその
   進退により該圧力設定用バネの強度を変更する制御ピス
   トンを配設し、この制御ピストンの背後に上記給油回路
   の油圧を、絞りを挿入せる回路を介して作用させると共
   に、前記他方の変速装置の操作手段にこの制御ピストン
   を、該操作手段による変速操作に連動して制御ピストン
   が進退せしめられ該ピストンの最後退位層が変更せしめ
   られるように、連動連結してある、トラクター等におけ
   る変速装置。