JP2000501820A - シンクロ・シャトル式変速機又はパワーシフト式変速機用の変速機制御機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、特に作業機械におけるシンクロ・シャトル式変速機（１）又はパワーシフト式変速機（２）用の変速機制御機構であって、前進走行用（ＳＥＶ１、ＳＥＶ２）又は後進走行用（ＳＥＲ）の複数の切替え部材と、走行方向選択用の１つのシフトバルブ（ＳＶ１）を操作するための複数の切り替え機構とを備えている形式のものに関する。前進走行用もしくは後進走行用の切替え部材と切り替え機構によって操作可能な走行方向用のシフトバルブとの間に、別の切り替え機構を介して操作可能な１つのコントロールバルブ（ＳＶ２）が配置されている。このコントロールバルブは、シンクロ・シャトル式変速機の場合は中立位置弁もしくはアイドリング弁として、又はパワーシフト式変速機の場合は前進走行用の切替え部材の切り替え弁として選択的に使用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 シンクロ・シャトル式変速機又はパワーシフト式変速機用の変速機制御機構 本発明は、シンクロ・シャトル式変速機又はパワーシフト式変速機用の変速機 制御機構であって、請求の範囲の第１項中の上位概念に示す形式のものに関する 。 例えばショベルローダのような作業機械の場合、１変速段当たり少なくとも２ つ操作される切替え部材を必要とするグループ変速機が使用される。この公知の グループ変速機としては、走行方向選択用のみの油圧操作可能な切替え部材を備 えたシンクロ変速機もしくはいわゆるシンクロ・シャトル式変速機、又は、走行 方向選択用の切替え部材と並んで例えば前進走行時の変速比を選定できる付加的 な切替え部材をも備えたパワーシフト式変速機もしくはフルパワーシフト式変速 機が知られている。 このような二様の変速機態様を制御するために使用される 制御ブロックはとりわけ次のような点で互いに異なる。すなわち、シンクロ変速 機の場合に安全上の理由から１つの特別なアイドリング弁を必要として、このア イドリング弁を介して車両内もしくは変速機内の所定の限界条件に関連して、た だし瞬間状態とは無関係にアイドリングを生ぜしめることができるのに対して、 パワーシフト式変速機の場合には変速機制御機構内に１つの固有の切替え弁を必 要とし、この切替え弁を介して一方の走行方向用の多くの変速段間の切替えを行 うことができる。 難点として、これら二様の変速機態様には異なるシフトバルブ及び切替え部材 を備えた別々の制御ブロックを必要とする。 変速機制御機構の不均等な構造形式により、個々のシフトバルブ及び切替え部 材に関して大きな製作コストを招く。 本発明の課題は、シンクロ・シャトル式変速機用にもパワーシフト式変速機用 にも適する万能型のシフトバルブ並びに切替え部材を備えた単純化された変速機 制御機構を提供することである。 この課題を本発明は次のようにして解決した。即ち、前進走行用もしくは後進 走行用の複数のに切替え部材と切替え機構によって操作可能な走行方向選択用の シフトバルブとの間に、別の切替え機構を介して操作可能な１つのコントロール バルブが配置されており、このコントロールバルブは、シンクロ・シャトル式変 速機のに場合に中立位置弁もしくはアイドリング弁としてか又はパワーシフト式 変速機の場合に前進走行用の切替え部材のための切替え弁として、選択的に使用 可能であるようにしたのである。 このような構造的に単純化された本発明の変速機制御機構によれば、１つの共 通の制御ブロックをシンクロ・シャトル式変速機にもパワーシフト式変速機にも 変更なしに使用することができる。 別の有利な点として、本発明の変速機制御機構は付加的な構成部品を必要とせ ず、二様の変速機構造において本来必要とする現有の構成部品を使用するだけで あり、従って製作コストも著しく低減される。 両様の変速機態様において均等な構成部品を使用することにより個数の減縮が 可能であり、これによって個々の構成部品の製作をコスト的に特に有利に行える 。 さらに、変速機構成部品の統一化により部品調達並びに備蓄も著しく簡素化さ れ、コスト的にも有利となる。 本発明の別の利点及び有利な構成は請求の範囲の実施態様項並びに以下の図示 の実施例に示されている。 第１図はシンクロ・シャトル式変速機の変速機制御機構の回路図、第２図はパ ワーシフト式変速機の変速機制御機構の回路図である。 第１図及び第２図における変速機制御機構はそれぞれ作業機械用、特にショベ ルローダ用のものであって、前進走行用の切替え部材ＳＥＶ１、ＳＥＶ２と後進 走行用の切替え部材ＳＥＲとを備えており、第１図にはシンクロ変速機もしくは シンクロ・シャトル式変速機１における変速機制御機構が、第２図にはフルパワ ーシフト式変速機２における変速機制御機構が概略的に示されている。 いずれの変速機態様においても切替え部材ＳＥＶ１、ＳＥＶ２、ＳＥＲは油圧 式に外部の圧力源３からの圧力で負荷される。圧力源３と切替え部材ＳＥＶ１、 ＳＥＶ２、ＳＥＲとの間には走行方向選択用の１つのシフトバルブＳＶ１及び１ つのコントロールバルブＳＶ２が配置されている。シフトバルブＳＶ１は電磁弁 として構成された２つの切替え機構Ｙ１、Ｙ２を介して、また制御弁ＳＶ２はや はり電磁弁として構成された別の１つの切替え機構Ｙ３を介して操作される。電 磁弁Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３はこのため圧力導管５を介して別の圧力源４からのパイロ ット圧によって操作可能であって、この場合圧力導管５には電磁弁Ｙ１、Ｙ２、 Ｙ３とパイロット圧用の圧力源４との間に各１つのラインフィルタ６が配置され ている。 かくして有利な形式で切替え部材ＳＥＶ１、ＳＥＶ２、ＳＥＲへ電磁弁Ｙ１、 Ｙ２、Ｙ３への圧力とは別の圧力を供給することができる。 図示してない別の 実施態様によれば圧力源を１つだけ備えた構成の変速機制御機構も可能であって 、この場合は減圧弁が必要となる。 シフトバルブＳＶ１は接続ポート３′を介して圧力源３に、接続ポート５′、 ６′を介して電磁弁Ｙ１、Ｙ２に、接続ポート１′、２′を介してコントロール バルブＳＶ２に、圧力媒体排出用の接続もしくは排出ポート４′を介してタンク ７に接続されており、このシフトバルブＳＶ１はいずれの変速機態様においても 同じ機能を有し、要するに前進走行から後進走行もしくはその逆に切り替えるこ とができる。 両様の変速機態様においてやはり同一構造をなすコントロールバルブＳＶ２は 、シフトバルブＳＶ１と異なって、第１図のシンクロ・シャトル式変速機１の場 合 と第２図のフルパワーシフト式変速機２の場合とでは異なる機能を有している。 即ち、シンクロ・シャトル式変速機１の場合コントロールバルブＳＶ２は中立位 置弁もしくはアイドリング弁として役立てられ、フルパワーシフト式変速機２の 場合コントロールバルブＳＶ２は２つの切替え部材ＳＥＶ１、ＳＥＶ２相互間の 切り替え弁としての機能を果たす。 構造的にはこのコントロールバルブＳＶ２は次のように構成されている。即ち 、７つの接続ポート１″〜７″を有しており、その内２つの接続ポート１″及び ２″はシフトバルブＳＶ１からの圧力媒体を供給するために役立てられ、接続ポ ート７″はコントロールバルブＳＶ２を切り替える電磁弁Ｙ３へ通じており、３ つの接続ポート４″、５″及び６″は切替え部材ＳＥＶ１、ＳＥＶ２及びＳＥＲ に接続可能であり、接続ポート３″は切替え部材ＳＥＶ１、ＳＥＶ２、ＳＥＲか らの圧力が導出されるタンク８に接続されている。接続ポート４″は両方の変速 機態様においてそれぞれ前進走行用の切替え部材ＳＥＶ１に、接続ポート６″は 後進走行用の切替え部材ＳＥＲに接続されている。コントロールバルブＳＶ２の 接続ポート５″は、コントロールバルブＳＶ２を第１図のシンクロ・シャトル変 速機１においても第２図のパワーシフト変速機２においても使用することができ るように構成されている。 このような二重機能を可能にするために、接続ポート５″は鋳造部品としての ２つの付加的な制御ポケット（図示せず）と１つの閉鎖部材９とによって形成さ れている。 次に変速機制御機構の基本的な作用形式をシンクロ・シャトル式変速機１及び パワーシフト式変速機２について述べる。 第１図に示されている機械式のシンクロ・シャトル式変速機１の場合、例えば クラッチとして構成された各走行方向用の切替え部材ＳＥＶ１もしくはＳＥＲと 前進走行用の複数の変速段とが設けられている。シフトバルブＳＶ１はこのシン クロ・シャトル式変速機１においては走行方向を切り替えるために役立てられ、 コントロールバルブＳＶ２は変速段を切り替えるか、又は変速機を圧力媒体流を 遮断することによってアイドリング位置もしくは中立位置へ切り替えるか又は切 替え部材ＳＥＶ１もしくはＳＥＲへ圧力媒体流を導くことによって一方の切替え 部材を圧力で負荷する。走行方向自体は電磁弁Ｙ１およびＹ２によってシフトバ ルブＳＶ１を介して切り替えられ、この場合、電磁弁Ｙ１は前進走行用の切替え 部材ＳＥＶ１が操作されるようにシフトバルブＳＶ２を操作し、電磁弁Ｙ２は後 進走行用の切替え部材ＳＥＲが圧力媒体で負荷されるようにシフトバルブＳＶ２ を操作する。 シンクロ・シャトル式変速機１の場合、作業機械の運転者は例えば押しボタン によってコントロールバルブＳＶ２を一方の走行方向での変速段切替え用の電磁 弁Ｙ３を介して中立位置へ切り替えることができ、ひいては周知の形式で機械式 の変速機を操作することができる。コントロールバルブＳＶ２は次いで切替え状 態へ切り替えられる。 第１図においてコントロールバルブＳＶ２は非操作状態、つまり中立位置で示 されている。今この状態で前進走行用の切り替え部財ＳＥＶ１を操作しようとす る場合には、シフトバルブＳＶ１が電磁弁Ｙ２及びＹ１を介して左へ操作され、 コントロールバルブＳＶ２は電磁弁Ｙ３を介して右へ操作される。走行方向を変 えようとして後進走行用の切替え部材ＳＥＲを操作しようとする場合には、シフ トバルブＳＶ１が電磁弁Ｙ１及びＹ２によって右へ操作され、コントロールバル ブＳＶ２は前述の位置にとどまる。 第１図のシンクロ・シャトル式変速機１のに場合コントロールバルブＳＶ２の 接続ポート５″は閉鎖部材９によって閉じられる。閉じられた接続ポート５″は コントロールバルブＳＶ２の中立位置で第１図に示されているように接続ポート １″に接続されており、従ってシフトバルブＳＶ１から切替え部材ＳＥＶ１又は ＳＥＲへの圧力媒体流は遮断される。コントロールバルブＳＶ２のこの中立位置 では、圧力媒体が切替え部材ＳＥＶ１から接続ポートもしくは排出ポート４″、 ３″間の接続路を経て、また切替え部材ＳＥＲから接続ポート６″、３″間のに 接続路を経てタンク８へ戻される。 コントロールバルブＳＶ２の接続ポート５″の閉鎖のために閉鎖部材９として特 に１つの仕切り薄板が用いられる。というのは構造的に最も簡単ではコスト的に も有利な手段であるからである。 第２図に示すフルパワーシフト式変速機２は、第１図のシンクロ・シャトル式 変速機１のように切替えのために変速機を中立位置へ操作する必要もしくはクラ ッチのかみ合いを外す必要のある機械式の変速機ではない。パワーシフト式変速 機の場合負荷を受けて切り替わることができるので、コントロールバルブＳＶ２ の中立位置切替えは不要である。その代わり、電気パルスを介して前進走行用の 切替え部材ＳＥＶ１とやはり前進走行用の別の切替え部材ＳＥＶ２との間で運転 者によって切り替えられる。切替え部材ＳＥＶ１は例えば変速段１から変速段３ までを受け持ち、切替え部材ＳＥＶ２は別の変速段４を受け持つ。切替え導管も しくは圧力導管１０、１１を介して種々の速度範囲に調節することができる。 第１図のシンクロ・シャトル式変速機１の場合同様にシフトバルブＳＶ１は走 行方向を決める機能を有しており、この場合電磁弁Ｙ１は、前進走行用の切替え 部材ＳＥＶ１、ＳＥＶ２が操作されるようにシフトバルブＳＶ１を操作し、電磁 弁Ｙ２は、後進走行用の切替え部材ＳＥＲが操作されるようにシフトバルブＳＶ １を操作する。 第１図のシンクロ・シャトル式変速機１におけるコントロールバルブＳＶ２の アイドリング位置の代わりに、第２図のパワーシフト式変速機２の場合コントロ ールバルブＳＶ２は前進走行用の別の切替え部材ＳＥＶ２を操作するために使わ れる。即ち、コントロールバルブＳＶ２は第１図におけるように右へ操作され、 シフトバルブＳＶ１のばあい切替え状態次第で、前進走行用の切替え部材ＳＥＶ １又は後進走行用の切替え部材ＳＥＲが圧力を負荷される。 シンクロ・シャトル式変速機１の場合と異なり、第２図のパワーシフト式変速 機２においてはコントロールバルブＳＶ２の接続ポート５″が前進走行用の切替 え部材ＳＥＶ２に接続されている。この接続ポート５″は開放されており、接続 ポート１″との間の接続路を介してシフトバルブＳＶ１からの圧力媒体が図示の コントロールバルブＳＶ２の非操作状態では切替え部材ＳＥＶ２へ導かれる。今 この段階でコントロールバルブＳＶ２が電磁弁Ｙ３を介して操作され、接続ポー ト１″、４″間又は接続ポート２″、６″間の接続路が開放されると、切替え部 材ＳＥＶ２の代わりに切替え部材ＳＥＶ１又は切替え部材ＳＥＲが操作される。 この場合シフトバルブＳＶ１からは単に１つの導管を介して圧力がコントロール バルブＳＶ２へ導かれるだけである。 コントロールバルブＳＶ２の二重機能によってこのコントロールバルブＳＶ２ は同一の構造のままシンクロ・シャトル式変速機１においてもパワーシフト式変 速機２においても使用することができる。その他の構成部材、例えばシフトバル ブＳＶ１及び電磁弁Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３並びに切替え部材ＳＥＶ１、ＳＥＶ２、Ｓ ＥＲもまた両様の変速機で使用することができる。 パワーシフト式変速機の場合、付加的な切替え部材ＳＥＶ２の油圧式制御シス テムを構造的に著しく簡単かつ安価に構成することができるという利点も得られ る。 加えて、パワーシフト式変速機２の場合本発明の変速機制御機構によって変速 機が公知の構造形式に比較して著しく操作容易であるという利点も得られる。 符号の説明 １ シンクロシャトル式変速機 ２ パワーシフト式変速機 ３ 外部の圧力源 ４ 外部の圧力源 ５ 圧力導管 ６ ラインフィルタ ７ タンク ８ タンク ９ 閉鎖部材 １０ 圧力導管 １１ 圧力導管 １’，１” 接続ポート ２’，２” 接続ポート ３’，３” 接続ポート ４’，４” 接続ポート ５’，５” 接続ポート ６’，６” 接続ポート ７” 接続ポート ＳＥＶ１ 前進走行用の切替え部材 ＳＥＶ２ 前進走行用の切替え部材 ＳＥＲ 後進走行用の切替え部材 ＳＶ１ シフトバルブ ＳＶ２ シフトバルブ Ｙ１ 電磁弁 Ｙ２ 電磁弁 Ｙ３ 電磁弁

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年１月２１日（１９９８．１．２１） 【補正内容】 請求の範囲 １． 特に作業機械におけるシンクロ・シャトル式変速機（１）又はパワーシ フト式変速機（２）用の変速機制御機構であって、前進又は後進走行用の複数の 切替え部材（ＳＥＶ１、ＳＥＶ２、ＳＥＲ）と、走行方向選択用の１つのシフト バルブ（ＳＶ１）を操作するための複数の切り替え機構（Ｙ１、Ｙ２）とを備え ている形式のものにおいて、前進走行用（ＳＥＶ１、ＳＥＶ２）もしくは後進走 行用（ＳＥＲ）の切替え部材と、切り替え機構（Ｙ１、Ｙ２）によって操作可能 な走行方向用のシフトバルブ（ＳＶ１）との間に、別の切り替え機構（Ｙ３）を 介して操作可能な１つのコントロールバルブ（ＳＶ２）が配置されており、この コントロールバルブ（ＳＶ２）は切替え部材（ＳＥＶ１、ＳＥＲ）との接続のた めに複数の接続ポート（４″、５″、６″）を有しており、接続ポート（５″） はシンクロ式変速機（１）の場合コントロールバルブ（ＫＶ２）内の圧力媒体流 の遮断のために１つの閉鎖部材（９）によって閉鎖されていて、パワーシフト式 変速機（２）の場合別の切替え部材（ＳＥＶ２）に接続されていることを特徴と する、シンクロ・シャトル式変速機又はパワーシフト式変速機用の変速機制御機 構。 ２． コントロールバルブ（ＳＶ２）がシフトバルブ（ＳＶ１）からの圧力媒 体を供給するための複数の接続ポート（１″、２″）と、タンク（８）に接続可 能な１つの接続ポート（３″）と、切替え部材（ＳＥＶ１、ＳＥＶ２、ＳＥＲ） に接続可能な複数の接続ポート（４″，５″，６″）とを有していることを特徴 とする、請求の範囲第１項に記載の変速機制御機構。 ３． シンクロ・シャトル式変速機（１）の場合に前進走行用もしくは後進走 行用の切替え部材（ＳＥＶ１、ＳＥＲ）がコントロールバルブ（ＳＶ２）の圧力 媒体流を開放する操作状態ではシフトバルブ（ＳＶ１）の位置に関連して操作さ れていて、コントロールバルブ（ＳＶ２）内の圧力媒体流遮断を伴う中立位置を 呈する切替え位置においてはタンク（８）へ接続可能な接続ポート（３″）を介 して除圧可能であることを特徴とする、請求の範囲第１項及び第２項に記載の変 速機制御機構。 ４． シンクロ・シャトル式変速機（１）におけるコントロールバルブ（ＳＶ ２）の中立位置が、パワーシフト式変速機（２）における別の切替え部材（ＳＥ Ｖ２）を操作するための位置に相当することを特徴とする、請求の範囲第１項に 記載の変速機制御機構。 ５． シフトバルブ（ＳＶ１）もしくはコントロールバルブ（ＳＶ２）を操作 するための切替え機構（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）が電磁弁として構成さていることを 特徴とする、請求の範囲第１項に記載の変速機制御機構。 ６． 電磁弁（Ｙ１）が、前進走行用の少なくとも１つの切替え部材（ＳＥＶ １）が操作可能であるようにシフトバルブ（ＳＶ１）を操作し、電磁弁（Ｙ２） が、後進走行用の切替え部材（ＳＥＲ）が操作可能であるようにシフトバルブ( ＳＶ１）を操作することを特徴とする、請求の範囲第５項に記載の変速機制御機 構。 ７． 切替え部材（ＳＥＶ１、ＳＥＶ２、ＳＥＲ）が外部の圧力源（３）から の圧力で負荷可能であり、電磁弁（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）が外部の別の圧力源（４ ）からの圧力で負荷可能であることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の変 速機制御機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 特に作業機械におけるシンクロ・シャトル式変速機又はパワーシフト式 変速機用の変速機制御機構であって、前進又は後進走行用の複数の切替え部材と 、走行方向選択用のシフトバルブを操作するための複数の切り替え機構とを備え ている形式のものにおいて、前進走行用（ＳＥＶ１、ＳＥＶ２）もしくは後進走 行用（ＳＥＲ）の切替え部材と切り替え機構（Ｙ１、Ｙ２）によって操作可能な 走行方向用のシフトバルブ（ＳＶ１）との間に別の切り替え機構（Ｙ３）を介し て操作可能な１つのコントロールバルブ（ＳＶ２）が配置されており、このコン トロールバルブ（ＳＶ２）はシンクロ・シャトル式変速機（１）の場合は中立位 置弁もしくはアイドリング弁として、又はパワーシフト式変速機（２）の場合は 前進走行用の切替え部材（ＳＥＶ１、ＳＥＶ２）の切り替え弁として選択的に使 用可能であることを特徴とする、シンクロ・シャトル式変速機又はパワーシフト 式変速機用の変速機制御機構。 ２． コントロールバルブ（ＳＶ２）がシフトバルブ（ＳＶ１）からの圧力媒 体を供給するための複数の接続ポート（１″、２″）と、タンク（８）に接続可 能な１つの接続ポート（３″）と、切替え部材（ＳＥＶ１、ＳＥＶ２、ＳＥＲ） に接続可能な複数の接続ポート（４″，５″，６″）とを有していることを特徴 とする、請求の範囲第１項に記載の変速機制御機構。 ３． 切替え部材（ＳＥＶ１、ＳＥＲ）に接続可能なコントロールバルブ（Ｓ Ｖ２）の複数の接続ポート（４″、５″、６″）の内の１つの接続ポート（５″ ）が、シンクロ式変速機（１）の場合コントロールバルブ（ＳＶ２）内の圧力媒 体流を遮断するために１つの止め部材（９）を介して閉鎖可能であり、パワーシ フト式変速機（２）の場合別の切替え部材（ＳＥＶ２）に接続可能であることを 特徴とする、請求の範囲第１項又は第２項に記載の変速機制御機構。 ４． シンクロ・シャトル式変速機（１）の場合に前進走行用もしくは後進走 行用の切替え部材（ＳＥＶ１、ＳＥＲ）がコントロールバルブ（ＳＶ２）の圧力 媒体流開放操作状態ではシフトバルブ（ＳＶ１）の位置に関連して操作されてい て、コントロールバルブ（ＳＶ２）内の圧力媒体流遮断を伴う中立位置を呈する 切替え位置においてはタンク（８）へ接続可能な接続ポート（３″）を介して除 圧可能であることを特徴とする、請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１ 項に記載の変速機制御機構。 ５． シンクロ・シャトル式変速機（１）におけるコントロールバルブ（ＳＶ ２）の中立位置が、パワーシフト式変速機（２）における別の切替え部材（ＳＥ Ｖ２）の操作に相当することを特徴とする、請求の範囲第１項から第４項までの いずれか１項に記載の変速機制御機構。 ６． シフトバルブ（ＳＶ１）もしくはコントロールバルブ（ＳＶ２）を操作 するための切替え機構（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）が電磁弁として構成さていることを 特徴とする、請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項に記載の変速機制 御機構。 ７． 電磁弁（Ｙ１）が、前進走行用の少なくとも１つの切替え部材（ＳＥＶ １）が操作可能であるようにシフトバルブ（ＳＶ１）を操作し、電磁弁（Ｙ２） が、後進走行用の切替え部材（ＳＥＲ）が操作可能であるようにシフトバルブ（ ＳＶ１）を操作することを特徴とする、請求の範囲第１項から第６項までのいず れか１項に記載の変速機制御機構。 ８． 切替え部材（ＳＥＶ１、ＳＥＶ２、ＳＥＲ）が外部の圧力源（３）から の圧力で負荷可能であり、電磁弁（ＹＬ、Ｙ２、Ｙ３）が外部の別の圧力源（４ ）からの圧力で負荷可能であることを特徴とする、請求の範囲第１項から第７項 までのいずれか１項に記載の変速機制御機構。 ９． 圧力媒体が油圧媒体であることを特徴とする、請求の範囲第１項から第 ８項までのいずれか１項に記載の変速機制御機構。