JP2005282830A - 産業車両用の油圧式変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】 各クラッチの切り換えをスムーズに行うことができる産業車両用の油圧式変速機を提供する。
【解決手段】 各シャフト１１，２１，３１の軸端部を収容保持するキャップ６０，７０，８０が設けられているとともに、このキャップ６０，７０，８０には、対応するシャフト内の油路１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂに通じる油路入口部６１ａ，６１ｂ，７１ａ，７１ｂ，８１ａ，８１ｂが設けられており、かつ、各キャップ６０，７０，８０の油路入口部６１ａ，６１ｂ，７１ａ，７１ｂ，８１ａ，８１ｂ近傍には、対応するシャフト内の油路１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂに対して油圧の入・切を行うモジュレート弁（スプール弁）６２ａ，６２ｂ，７２ａ，７２ｂ，８２ａ，８２ｂが設けられている。
【選択図】 図１

Description

本願発明は、ホイールローダなどの産業車両用の油圧式変速機に関する。

この種の産業車両用の油圧式変速機は、前進時だけでなく後進時にも変速できるように、油圧の入・切によって作動する前進クラッチおよび後進クラッチ、ならびに、前進時および後進時のいずれにおいても作動可能な複数の速度段クラッチ（たとえば１〜４速クラッチ）をトランスミッションケース内に備えている。このような油圧式変速機の従来例としては、たとえば特許文献１に開示されたものがある。

特許文献１に開示された従来の油圧式変速機では、油圧ポンプから各クラッチまでの間に油圧回路が形成されており、この油圧回路の適所にクラッチに対して油圧の入・切を行う複数の油圧弁が設けられている。油圧弁としては、前進クラッチおよび後進クラッチのオン・オフ状態を切り換えるためのスプール弁（前進後進切り換え用のスプール弁）と、１〜４速クラッチのオン・オフ状態を切り換えるための２つで一組のスプール弁（変速用のスプール弁）とがある。前進後進切り換え用のスプール弁は、前進用および後進用の２つの電磁弁または比例電磁弁によってパイロット操作されるように構成されており、この前進後進切り換え用のスプール弁によれば、前進クラッチのみがオンの状態、後進クラッチのみがオンの状態、さらには前進クラッチおよび後進クラッチが共にオフの状態に切り換えられる。また、変速用の２つのスプール弁は、それぞれ対応する変速用の電磁弁または比例電磁弁によってパイロット操作されるように構成されており、これら変速用の２つのスプール弁によれば、１〜４速クラッチのいずれか一つのみがオンの状態に切り換えられる。なお、以下の説明では、特に断らない限り電磁弁と比例電磁弁とを区別すること無く、これらを意味するものとして単に「電磁弁」と記す。

たとえば車両を前進走行させるときには、前進用の電磁弁がオンになるとともに後進用の電磁弁がオフとなり、これにより前進後進切り換え用のスプール弁が前進クラッチのみをオンの状態にする。また、前進走行時における１〜４速クラッチの切り換え操作は、変速用の２つの電磁弁が４種類のオン・オフパターンをとることで行われる。たとえば一方の電磁弁と他方の電磁弁とがオン・オフのパターンになると、変速用の２つのスプール弁が１速クラッチのみをオンの状態にすることで前進１速が選択され、同様に変速用の両電磁弁がオン・オン、オフ・オフ、オフ・オンのパターンになると、それぞれ前進２速、前進３速、前進４速が選択される。車両を後進走行させるときには、後進用の電磁弁がオンになるとともに前進用の電磁弁がオフとなり、前進後進切り換え用のスプール弁が後進クラッチのみをオンの状態にする。後進走行時における１〜４速クラッチの切り換え操作は、前進走行時と同様に変速用の２つの電磁弁によるオン・オフパターンに基づいて行われる。

上記複数のスプール弁や電磁弁を含む油圧回路は、トランスミッションケースとは別体のコントロールバルブユニット内に形成されている。図１１は、トランスミッションケースの外観例を示しており、この図に示されているように、トランスミッションケース１００の外側部には、コントロールバルブユニット２００が取り付けられている。このコントロールバルブユニット２００とトランスミッションケース１００とは、配管を介して、もしくはトランスミッションケース１００の側部にドリル加工によってあけられた貫通口を介して接続されている。トランスミッションケース１００内には、各クラッチを保持するとともに保持したクラッチへと通じる油路を内部に有する複数のクラッチシャフトが組み込まれている（図示略）。トランスミッションケース１００の側部には、各クラッチシャフトの軸端部をカバーするようにディストリビュータキャップ６００，７００，８００が設けられており、これらのディストリビュータキャップ６００，７００，８００には、対応するクラッチシャフト内の油路に通じる油路入口部６１０ａ，６１０ｂ，７１０ａ，７１０ｂ，８１０ａ，８１０ｂが設けられている。

各クラッチに対する油圧は、コントロールバルブユニット２００内の油圧回路によって調圧され、コントロールバルブユニット２００からは、油圧の伝達媒体となる作動油がオイルパイプ（図示略）を介して各ディストリビュータキャップ６００，７００，８００の油路入口部６１０ａ，６１０ｂ，７１０ａ，７１０ｂ，８１０ａ，８１０ｂに分配されている。各ディストリビュータキャップ６００，７００，８００の油路入口部６１０ａ，６１０ｂ，７１０ａ，７１０ｂ，８１０ａ，８１０ｂに分配された作動油は、各クラッチシャフト内の油路を通じて各クラッチへと導かれ、前進クラッチおよび後進クラッチならびに１〜４速クラッチは、作動油から所定の油圧を受けることによってオン状態になる。

特開２００２−２７６７９８号公報

しかしながら、上記従来の油圧式変速機では、トランスミッションケース内のクラッチに対して比較的遠い箇所に位置するコントロールバルブユニットにおいて作動油の油圧調整が行われ、油圧調整後の作動圧がクラッチに達するまで比較的長い経路を通るようになっている。そのため、作動圧の圧力損失を招きやすいとともにクラッチへの作動油の充填に時間を要することとなり、各クラッチの動作レスポンスに遅れやずれが生じやすい。つまり、クラッチの切り換え操作の際には、各クラッチの切り換えがスムーズに行われないおそれがあるので、このような点において改善する必要があった。

本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、各クラッチの切り換えをスムーズに行うことができる、産業車両用の油圧式変速機を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。

本願発明によって提供される産業車両用の油圧式変速機は、油圧の変化に応じて作動する複数のクラッチと、これらのクラッチを保持するとともに保持したクラッチへと通じる油路を内部に有する複数のシャフトとを備え、上記各クラッチのオン・オフ状態を油圧の入・切によって切り換える産業車両用の油圧式変速機であって、上記各シャフトの軸端部近傍には、シャフト内の上記油路に通じる油路入口が配置されており、かつ、上記油路入口近傍には、対応するシャフト内の上記油路に対して油圧の入・切を行う油圧弁が設けられていることを特徴としている。

このような構成によれば、各クラッチに対して油圧の入・切を行う油圧弁がそのクラッチに対応するシャフトの軸端部近傍に位置し、油圧弁からシャフト内の油路を通じてクラッチに油圧が伝わる。つまり、クラッチに対する油圧は、そのクラッチに比較的近い油路入口近傍ですでに調整された状態にあり、油圧調整後の作動圧がほぼシャフト内の油路のみを介してクラッチに達する。これにより、油圧調整後の作動圧の伝達経路が従来よりも短くなり、圧力損失が減少するとともに各クラッチへの作動油の充填時間が短くなるので、クラッチの作動が速やかに行われる。したがって、上記油圧式変速機によれば、各クラッチの動作レスポンスが良好となり、各クラッチの切り換えをスムーズに行うことができる。

本願発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のクラッチには、前進クラッチおよび後進クラッチ、ならびに、前進時および後進時のいずれにおいても作動可能な複数の速度段クラッチが含まれるとともに、上記複数のシャフトには、上記前進クラッチおよび後進クラッチを保持する前進後進クラッチ用のシャフト、および、上記複数の速度段クラッチのうち少なくとも２つを保持する速度段クラッチ用のシャフトが含まれており、これら前進後進クラッチ用のシャフトおよび速度段クラッチ用のシャフトの内部には、それぞれのクラッチへと通じる上記油路が複数設けられており、かつ、上記前進後進クラッチ用のシャフトおよび速度段クラッチ用のシャフトの各軸端部近傍には、これらのシャフト内における上記複数の油路に対応して上記油路入口が複数配置されているとともに、これら複数の油路入口近傍には、それぞれ上記油圧弁が設けられている。

このような構成によれば、前進後進クラッチ用のシャフトにおける前進クラッチと後進クラッチ、あるいは、１つの速度段クラッチ用のシャフトにおける複数の速度段クラッチには、それぞれ対応する油圧弁および油路を通じて油圧が個別に伝えられる。したがって、１つのシャフト（前進後進クラッチ用あるいは速度段クラッチ用のシャフト）における複数のクラッチ（前進クラッチと後進クラッチあるいは複数の速度段クラッチ）については、それぞれ対応する油圧弁を操作することによりオン・オフ状態を切り換えることができる。

本願発明の好ましい実施の形態においては、上記油圧弁は、スプール弁であり、上記油路入口近傍には、上記スプール弁をパイロット操作するための電磁弁または比例電磁弁が設けられている。

また、好ましい実施の形態においては、上記スプール弁は、上記電磁弁または比例電磁弁からのパイロット圧に応じた油圧調整を行うモジュレート弁である。

このような構成によれば、スプール弁をパイロット圧によって操作する電磁弁または比例電磁弁がそのスプール弁の近傍に位置し、電磁弁からスプール弁へとパイロット圧の伝わる経路が比較的短くなるため、クラッチのオン・オフ状態を切り換えるためのスプール弁を素早く作動させることができる。また、モジュレート弁としての油圧弁によれば、クラッチに対して油圧が緩やかに変化するため、クラッチを滑らかに作動させることができる。

本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記油圧弁は、比例電磁弁である構成とすることができる。

このような比例電磁弁としての油圧弁によっても、クラッチに対して油圧が緩やかに変化するため、クラッチを滑らかに作動させることができる。

本願発明の好ましい実施の形態においては、上記各シャフトの軸端部を収容保持するキャップを備え、上記油路入口および上記油圧弁は、上記キャップに設けられている。

このような構成によれば、あらかじめキャップに油路入口と油圧弁とを設けておくことにより、キャップをシャフトの軸端部に取り付けるだけで油圧弁をシャフトの軸端部近傍に配置した状態とすることができる。

本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本願発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜１０は、本願発明に係る産業車両用の油圧式変速機の一実施形態を示している。この油圧式変速機（以下、単に「変速機」と称する）は、たとえばホイールローダ用の変速機であって、前進時だけでなく後進時にも変速可能な構成を備えたものである。図１によく示されているように、変速機Ａは、トルクコンバータＢから伝達された動力を、その回転速度および回転方向を変換しながらアウトプットシャフトＣへと伝えるように構成されている。なお、トルクコンバータＢは、図外のエンジンからの動力を変速機Ａに伝え、アウトプットシャフトＣは、図外のプロペラシャフトやディファレンシャルなどを介してフロントアクスルおよびリヤアクスルに動力を伝える。

図１に示されているように、トランスミッションケース１の内部には、アウトプットシャフトＣのほか、３個のクラッチシャフトアセンブリ１０，２０，３０、アイドラシャフト４０、およびバックギヤ５０が回転可能に支持されている。各クラッチシャフトアセンブリ１０，２０，３０の一方の軸端部は、トランスミッションケース１の側部から突き出た状態で、それぞれディストリビュータキャップ６０，７０、８０によってカバーされている。トランスミッションケース１の上部には、油圧ポンプ２が設けられており、この油圧ポンプ２から油圧の伝達媒体となる作動油が各クラッチシャフトアセンブリ１０，２０，３０に供給されている。なお、２つのクラッチシャフトアセンブリ２０，３０は、同じ高さに位置しているため、図１（ａ）には一方のクラッチシャフトアセンブリ２０が示され、図１（ｂ）には他方のクラッチシャフトアセンブリ３０のみが示されている。図１（ａ）においては、クラッチシャフトアセンブリ１０よりも上方にバックギヤ５０が示されているが、このバックギヤ５０は、実際はクラッチシャフトアセンブリ１０とアイドラシャフト４０との間に配置されている。

クラッチシャフトアセンブリ１０は、トルクコンバータＢからの動力の回転速度を変換するほか、その回転方向を変換するためのものであり、図２によく示されているように、前進後進クラッチ用のシャフト１１、前進クラッチ１２、および後進クラッチ１３によって大略構成されている。上記前進後進クラッチ用のシャフト１１は、トルクコンバータＢからの動力によって常に一定方向に回転するものであり、この前進後進クラッチ用のシャフト１１の内部には、軸端部から油圧の伝達媒体となる作動油を前進クラッチ１２および後進クラッチ１３へと個別に導くための油路１１ａ，１１ｂが形成されている。また、このシャフト１１には、前進クラッチ１２および後進クラッチ１３の外側を周回するクラッチドラム１１ｃが一体化されている。上記前進クラッチ１２は、油圧の入・切によって作動するものであり、クラッチピストン１２ａ、クラッチディスク１２ｂ、クラッチプレート１２ｃ、およびクラッチハブ１２ｄによって構成されている。同様に、上記後進クラッチ１３も、油圧の入・切によって作動するものであり、クラッチピストン１３ａ、クラッチディスク１３ｂ、クラッチプレート１３ｃ、およびクラッチハブ１３ｄによって構成されている。

上記前進クラッチ１２については、クラッチディスク（アウタディスク）１２ｂがシャフト１１のクラッチドラム１１ｃと噛み合う一方、クラッチプレート（インナディスク）１２ｃがクラッチハブ１２ｄと噛み合うように構成されており、クラッチハブ１２ｄは、前進後進クラッチ用のシャフト１１に対して回転自在に支持されている。つまり、油路１１ａを介してクラッチピストン１２ａに伝えられる油圧が大となり、それに応じてクラッチピストン１２ａが作動すると、クラッチディスク１２ｂとクラッチプレート１２ｃとが圧着し、クラッチハブ１２ｄが前進後進クラッチ用のシャフト１１と一体になって回転する（クラッチ動作「オン」）。逆に、油路１１ａを介してクラッチピストン１２ａに伝えられる油圧が小となると、クラッチピストン１２ａが押し戻されることでクラッチディスク１２ｂとクラッチプレート１２ｃとが離れ、クラッチハブ１２ｄが前進後進クラッチ用のシャフト１１とは別に回転する（クラッチ動作「オフ」）。後進クラッチ１３も、上記前進クラッチ１２と同様の構成である。

図１（ａ）によく示されているように、上記前進クラッチ１２のクラッチハブ１２ｄは、アイドラシャフト４０の第１ギヤ４１に常時噛み合わされている。一方、上記後進クラッチ１３のクラッチハブ１３ｄは、バックギヤ５０に常時噛み合わされており、さらにこのバックギヤ５０がアイドラシャフト４０の第２ギヤ４２に常時噛み合わされている。なお、アイドラシャフト４０の第１および第２ギヤ４１，４２は、このアイドラシャフト４０に対して固定されている。また、図１（ａ）では、図示の便宜上、バックギヤ５０とアイドラシャフト４０の第２ギヤ４２との噛み合った状態を示していないが、実際には、バックギヤ５０と第２ギヤ４２とは常時噛み合わされている。

クラッチシャフトアセンブリ２０は、アイドラシャフト４０から伝えられた動力の回転速度を１速度段あるいは２速度段に変換するものであり、図３によく示されているように、１速２速クラッチ用のシャフト２１、１速クラッチ２２、２速クラッチ２３、およびローレンジギヤ２４によって大略構成されている。上記１速２速クラッチ用のシャフト２１は、アイドラシャフト４０の第１ギヤ４１あるいは第２ギヤ４２（図１（ａ）参照）から伝えられる動力によって回転するものであり、この１速２速クラッチ用のシャフト２１の内部には、軸端部から油圧の伝達媒体となる作動油を１速クラッチ２２および２速クラッチ２３へと個別に導くための油路２１ａ，２１ｂが形成されている。また、このシャフト２１には、１速クラッチ２２および２速クラッチ２３の外側を周回するクラッチドラム２１ｃが一体化されている。上記１速クラッチ２２や２速クラッチ２３も、先述の前進クラッチ１２や後進クラッチ１３と同様の構成で油圧の入・切によって作動するものであり、クラッチピストン２２ａ，２３ａ、クラッチディスク２２ｂ，２３ｂ、クラッチプレート２２ｃ，２３ｃ、およびクラッチハブ２２ｄ，２３ｄをそれぞれ備えている。ローレンジギヤ２４は、１速２速クラッチ用のシャフト２１に対して固定されている。

図１（ａ）によく示されているように、上記１速クラッチ２２のクラッチハブ２２ｄは、アイドラシャフト４０の第２ギヤ４２に常時噛み合わされている。また、上記２速クラッチ２３のクラッチハブ２３ｄは、アイドラシャフト４０の第１ギヤ４１に常時噛み合わされている。一方、上記ローレンジギヤ２４は、アウトプットシャフトＣの第１最終減速ギヤＣ１に常時噛み合わされている。

クラッチシャフトアセンブリ３０は、アイドラシャフト４０から伝えられる動力の回転速度を３速度段あるいは４速度段に変換するものであり、図４によく示されているように、３速４速クラッチ用のシャフト３１、３速クラッチ３２、４速クラッチ３３、およびハイレンジギヤ３４によって大略構成されている。上記３速４速クラッチ用のシャフト３１は、アイドラシャフト４０の第１ギヤ４１あるいは第２ギヤ４２（図１（ｂ）参照）から伝えられる動力によって回転するものであり、この３速４速クラッチ用のシャフト３１の内部には、軸端部から油圧の伝達媒体となる作動油を３速クラッチ３２および４速クラッチ３３へと個別に導くための油路３１ａ，３１ｂが形成されている。また、このシャフト３１には、３速クラッチ３２および４速クラッチ３３の外側を周回するクラッチドラム３１ｃが一体化されている。上記３速クラッチ３２や４速クラッチ３３も、先述の前進クラッチ１２や後進クラッチ１３と同様の構成で油圧の入・切によって作動するものであり、クラッチピストン３２ａ，３３ａ、クラッチディスク３２ｂ，３３ｂ、クラッチプレート３２ｃ，３３ｃ、およびクラッチハブ３２ｄ，３３ｄをそれぞれ備えている。ハイレンジギヤ３４は、３速４速クラッチ用のシャフト３１に対して固定されている。

図１（ｂ）によく示されているように、上記３速クラッチ３２のクラッチハブ３２ｄは、アイドラシャフト４０の第２ギヤ４２に常時噛み合わされている。また、上記４速クラッチ３３のクラッチハブ３３ｄは、アイドラシャフト４０の第１ギヤ４１に常時噛み合わされている。一方、上記ハイレンジギヤ３４は、アウトプットシャフトＣの第２最終減速ギヤＣ２に常時噛み合わされている。

各ディストリビュータキャップ６０，７０，８０は、ほぼ同様の構成を備えている。図５には、１つのクラッチディスクアセンブリ１０に対応する１つのディストリビュータキャップ６０を代表例として示している。以下、１つのディストリビュータキャップ６０について説明し、他の２つのディストリビュータキャップ７０，８０については、同様の構成要素に同様の符号を付してその説明を省略する。

ディストリビュータキャップ６０は、前進後進クラッチ用のシャフト１１の軸端部を軸転可能に支持しつつ、この軸端部からシャフト１１内の油路１１ａ，１１ｂへと作動油を導くために設けられている。なお、ディストリビュータキャップ６０には、油圧ポンプ２からの潤滑油を前進後進クラッチ用のシャフト１１の軸周りに供給する役割もある。図１（ａ）および図５に示されているように、ディストリビュータキャップ６０には、シャフト１１内の各油路１１ａ，１１ｂに通じる２つの油路入口部６１ａ，６１ｂが設けられている。各油路入口部６１ａ，６１ｂには、シャフト１１内の油路１１ａ，１１ｂに対して油圧の入・切を行う油圧弁としてモジュレート弁６２ａ，６２ｂが設けられている。厳密には、各モジュレート弁６２ａ，６２ｂは、シャフト１１の軸端部に形成された油路１１ａ，１１ｂのポートと油路入口部６１ａ，６１ｂとの間に設けられている。このようなモジュレート弁６２ａ，６２ｂは、油圧を徐々に加減しながら入・切するスプール弁からなる。また、ディストリビュータキャップ６０には、外部からの信号に応じて各モジュレート弁６２ａ，６２ｂをパイロット操作するための比例電磁弁６３ａ，６３ｂが設けられている。つまり、前進クラッチ１２を切り換えるための油圧回路は、モジュレート弁６２ａおよび比例電磁弁６３ａならびに油路入口部６１ａおよび油路１１ａによって構成され、後進クラッチ１３を切り換えるための油圧回路は、モジュレート弁６２ｂおよび比例電磁弁６３ｂならびに油路入口部６１ｂおよび油路１１ｂによって構成されている。

上記前進クラッチ１２を切り換えるための油圧回路は、図６（ａ）および（ｂ）に示されるような構成となっている。なお、後進クラッチ１３を切り換えるための油圧回路も同様の構成となっている。同図に示されているように、油路入口部６１ａは、モジュレート弁６２ａのインレットポート６２ｉｐに連通するとともに、バイパス６２ｂｐを介して比例電磁弁６３ａにも連通している。モジュレート弁６２ａのアウトレットポート６２ｏｐは、油路１１ａに連通している。モジュレート弁６２ａの内部には、バネ６２ｓｐとスプール６２ｓｌが設けられている。スプール６２ｓｌは、図６（ａ）に示されているように比例電磁弁６３ａがオフの状態でパイロット油圧を受けない場合、バネ６２ｓｐの弾力によってノーマル位置にある。このとき、モジュレート弁６２ａは、油路１１ａに対して油圧を切った状態となる。一方、図６（ｂ）に示されているように比例電磁弁６３ａがオンとなり、この比例電磁弁６３ａからモジュレート弁６２ａに対してパイロット油圧が作用すると、スプール６２ｓｌがバネ６２ｓｐの弾力に抗して作動位置へと徐々に移動し、モジュレート弁６２ａは、油路１１ａに対して油圧を伝える状態となる。

より具体的には、図６（ａ）に示されているように、比例電磁弁６３ａが「オフ」の場合、この比例電磁弁６３ａには、常に油路入口部６１ａからバイパス６１ｂｐを経由してレギュレータ圧に調整された油が流れ込んでいる。比例電磁弁６３ａの内部においては、ドレン６３ｄｒｎを通じて油が排出されている。そのため、モジュレート弁６２ａには、比例電磁弁６３ａによるパイロット油圧が作用しない。また、モジュレート弁６２ａの内部においては、ドレン６２ｄｒｎを通じて作動油が排出されているとともに、インレットポート６２ｉｐとアウトレットポート６２ｏｐとがスプールｓｌによって遮断されている。このような状態では、油路入口部６１ａからの作動油が油路１１ａに伝わることなく、油路１１ａ内が作動油の充填不足にある。つまり、図７（ａ）に示されているように、油路１１ａ内の作動油がモジュレート弁６２ａへと戻り、クラッチピストン１２ａに油圧が加わらないため、前進クラッチ１２がオフの状態となり、クラッチハブ１２ｄには動力が伝達されない。

一方、図６（ｂ）に示されているように、比例電磁弁６３ａが外部からの信号に比例してパイロット油圧を徐々に増大しながら出力する状態になると、この比例電磁弁６３ａからのパイロット油圧がモジュレート弁６２ａに対して作用する。すると、モジュレート弁６２ａのスプールｓｌが徐々に動き出し、それに応じてインレットポート６２ｉｐとアウトレットポート６２ｏｐとが開通した状態となり、油路入口部６１ａからの作動油による油圧が油路１１ａへと速やかに伝わる。このとき、モジュレート弁６２ａの内部においては、作動油がドレン６２ｄｒｎから排出されなくなる。つまり、このような状態では、図７（ｂ）に示されているように、モジュレート弁６２ａからの作動油が油路１１ａ内に速やかに充填され、この油路１１ａを介してクラッチピストン１２ａに徐々に油圧が加わることで前進クラッチ１２がオンの状態となり、クラッチハブ１２ｄに動力が伝達される。その後、比例電磁弁６３ａが「オフ」になり、モジュレート弁６２ａに作用するパイロット油圧が解除されると、スプールｓｌが再び図６（ａ）に示されるノーマル状態へと徐々に戻り、油路入口部６１ａからの作動油による油圧が油路１１ａに伝わらない状態となる。このようなモジュレート弁６２ａは、比例電磁弁６３ａからのパイロット油圧を入力とし、その入力レベルに応じた油圧を出力する。

図８に示されているように、変速機Ａ全体の油圧回路においては、各クラッチ１２，１３，２２，２３，３２，３３に対して、モジュレート弁６２ａ，６２ｂ，７２ａ，７２ｂ，８２ａ，８２ｂと比例電磁弁６３ａ，６３ｂ，７３ａ，７３ｂ，８３ａ，８３ｂとがそれぞれ１つずつ設けられている。油圧ポンプ２の吐出油は、フィルタ３を経て各ディストリビュータキャップ６０，７０，８０の油路入口部６１ａ，６１ｂ，７１ａ，７１ｂ，８１ａ，８１ｂに導かれ、さらに油路入口部６１ａ，６１ｂ，７１ａ，７１ｂ，８１ａ，８１ｂを経てモジュレート弁６２ａ，６２ｂ，７２ａ，７２ｂ，８２ａ，８２ｂに送られる作動油と、比例電磁弁６３ａ，６３ｂ，７３ａ，７３ｂ，８３ａ，８３ｂに送られるパイロット油とに分かれる。また、油圧ポンプ２の吐出油は、レギュレータ４を経た後、トルクコンバータＢに送られ、さらにトルクコンバータＢから流れ出た油は、オイルクーラ５により冷却された後、潤滑油などとして繰り返し利用される。

次に、変速機Ａの動作について説明する。

まず、中立状態では、前進クラッチ１２および後進クラッチ１３に対応する比例電磁弁６３ａ，６３ｂが共に「オフ」であり、前進クラッチ１２および後進クラッチ１３が油圧の切られたオフの状態にある。これにより、トルクコンバータＢからの動力は、前進後進クラッチ用のシャフト１１を空転させるだけとなり、アイドラシャフト４０の第１および第２ギヤ４１，４２には動力が伝わらない。

このような中立状態から例えば前進１速に切り換える際には、前進クラッチ１２に対応する比例電磁弁６３ａと、１速クラッチ２２に対応する比例電磁弁７３ａとが「オン」となり、その余の比例電磁弁については「オフ」となる。これにより、前進クラッチ１２および１速クラッチ２２は、それぞれ対応するモジュレート弁６２ａ，７２ａおよび油路１１ａ，２１ａを介して所定の油圧を受けることによりオンの状態になる。その結果、図９に符号Ｌ１で示されているように、トルクコンバータＢの動力は、前進後進クラッチ用のシャフト１１、前進クラッチ１２とそのクラッチハブ１２ｄ、アイドラシャフト４０の第１および第２ギヤ４１，４２、１速クラッチ２２とそのクラッチハブ２２ｄ、１速２速クラッチ用のシャフト２１およびローレンジギヤ２４を順に経て、最終的にアウトプットシャフトＣの第１最終減速ギヤＣ１に伝わり、前進１速に対応する動力に変換される。

このように中立状態から前進１速に切り換える際、クラッチ切り換え用の作動油は、各ディストリビュータキャップ６０，７０，８０の油路入口部６１ａ，６１ｂ，７１ａ，７１ｂ，８１ａ，８１ｂまですでに導かれた状態にあり、その油圧が少なくともクラッチの作動圧以上に保たれている。そのため、比例電磁弁６３ａ，比例電磁弁７３ａの「オン」に応じてモジュレート弁６２ａ，７２ａが前進クラッチ１２および１速クラッチ２２に対して油圧を伝える状態になると、油圧調整済みの作動油が油路入口部６１ａ，７１ａからモジュレート弁６２ａ，７２ａを経て油路１１ａ，２１ａへと速やかに流れ込み、これら油路１１ａ，２１ａを介するだけで前進クラッチ１２および１速クラッチ２２に作動油が達する。したがって、圧力損失がほとんどない状態で速やかに前進クラッチ１２および１速クラッチ２２へと作動圧が伝わり、これらのクラッチ１２，２２が作動してオンの状態になるため、中立状態から前進１速への切り換え操作がスムーズに行われる。

また、たとえば前進１速から前進２速に切り換える際には、前進クラッチ１２に対応する比例電磁弁６３ａが「オン」に保たれた状態で、１速クラッチ２２に対応する比例電磁弁７３ａが「オン」から「オフ」に切り換えられるとともに、２速クラッチ２３に対応する比例電磁弁７３ｂが「オン」となる。これにより、１速クラッチ２２がオフの状態になる一方、２速クラッチ２３が対応するモジュレート弁７２ｂおよび油路２１ｂを介して所定の油圧を受けることによりオンの状態になる。その結果、図９に符号Ｌ２で示されているように、トルクコンバータＢの動力は、前進後進クラッチ用のシャフト１１、前進クラッチ１２とそのクラッチハブ１２ｄ、アイドラシャフト４０の第１ギヤ４１、２速クラッチ２３とそのクラッチハブ２３ｄ、１速２速クラッチ用のシャフト２１およびローレンジギヤ２４を順に経て、最終的にアウトプットシャフトＣの第１最終減速ギヤＣ１に伝わり、前進２速に対応する動力に変換される。

このように前進１速から前進２速に切り換える際にも、クラッチ切り換え用の作動油は、各ディストリビュータキャップ６０，７０，８０の油路入口部６１ａ，６１ｂ，７１ａ，７１ｂ，８１ａ，８１ｂまですでに導かれた状態にあり、その油圧が少なくともクラッチの作動圧以上に保たれている。そのため、２速クラッチ２３に対応する比例電磁弁７３ｂの「オン」に応じてモジュレート弁７２ｂが２速クラッチ２３に対して油圧を伝える状態になると、油圧調整済みの作動油が油路入口部７１ｂからモジュレート弁７２ｂを経て油路２１ａへと速やかに流れ込み、この油路２１ａを介するだけで２速クラッチ２３に作動油が達する。したがって、前進１速から前進２速への切り換え操作についてもスムーズに行われる。

さらに前進クラッチ１２がオンの状態で、前進３速あるいは前進４速に切り換える際にも、各々対応する比例電磁弁８３ａ，８３ｂが「オン」になることにより、３速クラッチ３２や４速クラッチ３３は、速やかにオンの状態になる。その結果、３速クラッチ３２がオンの場合、図１０に符号Ｌ３で示されているように、トルクコンバータＢの動力は、前進後進クラッチ用のシャフト１１、前進クラッチ１２とそのクラッチハブ１２ｄ、アイドラシャフト４０の第１および第２ギヤ４１，４２、３速クラッチ３２とそのクラッチハブ３２ｄ、３速４速クラッチ用のシャフト３１およびハイレンジギヤ３４を順に経て、最終的にアウトプットシャフトＣの第２最終減速ギヤＣ２に伝わり、前進３速に対応する動力に変換される。また、４速クラッチ３３がオンの場合、図１０に符号Ｌ４で示されているように、トルクコンバータＢの動力は、前進後進クラッチ用のシャフト１１、前進クラッチ１２とそのクラッチハブ１２ｄ、アイドラシャフト４０の第１ギヤ４１、４速クラッチ３３とそのクラッチハブ３３ｄ、３速４速クラッチ用のシャフト３１およびハイレンジギヤ３４を順に経て、最終的にアウトプットシャフトＣの第２最終減速ギヤＣ２に伝わり、前進４速に対応する動力に変換される。

このように前進３速や前進４速に切り換える際にも、３速クラッチ３２や４速クラッチ３３に対応する比例電磁弁８３ａ，８３ｂの「オン」に応じてモジュレート弁８２ａ，８２ｂが速やかに作動し、油圧調整済みの作動油が油路入口部８１ａ，８１ｂからモジュレート弁８２ａ，８２ｂを経て油路３１ａ，３１ｂへと速やかに流れ込み、これら油路３１ａ，３１ｂを介するだけで３速クラッチ３２や４速クラッチ３３に作動油が達する。したがって、前進３速や前進４速への切り換え操作についてもスムーズに行われる。

一方、後進に切り換える際には、後進クラッチ１３に対応する比例電磁弁６３ｂと、たとえば１速クラッチ２２に対応する比例電磁弁７３ａとが「オン」となり、その余の比例電磁弁については「オフ」となる。これにより、後進クラッチ１３および１速クラッチ２２は、それぞれ対応するモジュレート弁６２ｂ，７２ａおよび油路１１ｂ，２１ａを介して所定の油圧を受けることによりオンの状態になる。その結果、特に図示しないが、トルクコンバータＢの動力は、前進後進クラッチ用のシャフト１１、後進クラッチ１３とそのクラッチハブ１３ｄ、バックギヤ５０、アイドラシャフト４０の第２ギヤ４２、１速クラッチ２２とそのクラッチハブ２２ｄ、１速２速クラッチ用のシャフト２１およびローレンジギヤ２４を順に経て、最終的にアウトプットシャフトＣの第１最終減速ギヤＣ１に伝わり、後進１速に対応する動力に変換される。その他、後進２速〜後進４速の場合も、前進時の場合とほぼ同様の動作が行われる。

したがって、後進に切り換える際にも、後進クラッチ１３に対応する比例電磁弁６３ｂの「オン」に応じてモジュレート弁６２ｂが速やかに作動し、油圧調整済みの作動油が油路入口部６１ｂからモジュレート弁６２ｂを経て油路１１ｂへと速やかに流れ込み、この油路１１ｂを介するだけで後進クラッチ１３に作動油が達するため、後進への切り換え操作についてもスムーズに行われる。

したがって、本実施形態の変速機Ａによれば、各モジュレート弁６２ａ，６２ｂ，７２ａ，７２ｂ，８２ａ，８２ｂから各クラッチ１２，１３，２２，２３，３２，３３までの油圧の伝達経路が従来よりも短く、それに応じて油圧の圧力損失が比較的少ないとともに、クラッチへの作動油の充填時間も短くなるため、各クラッチ１２，１３，２２，２３，３２，３３への油圧の伝達が速やかに行われる。また、各モジュレート弁６２ａ，６２ｂ，７２ａ，７２ｂ，８２ａ，８２ｂをパイロット油圧によって操作する比例電磁弁６３ａ，６３ｂ，７３ａ，７３ｂ，８３ａ，８３ｂもモジュレート弁６２ａ，６２ｂ，７２ａ，７２ｂ，８２ａ，８２ｂの近傍に位置し、これらの比例電磁弁６３ａ，６３ｂ，７３ａ，７３ｂ，８３ａ，８３ｂからモジュレート弁６２ａ，６２ｂ，７２ａ，７２ｂ，８２ａ，８２ｂへとパイロット油圧の伝わる経路が比較的短いため、モジュレート弁６２ａ，６２ｂ，７２ａ，７２ｂ，８２ａ，８２ｂを素早く作動させることができる。これにより、各クラッチ１２，１３，２２，２３，３２，３３を動作レスポンス良く作動させることができ、前進後進の切り換え操作や１速から４速までの切り換え操作をスムーズに行うことができる。

なお、本願発明に係る産業車両用の油圧式変速機は、上記実施形態に限定されるものではない。

たとえば、各速度段のクラッチとしては、２以上あればよく、たとえば１速用と２速用だけでもよい。また、前進時にのみ各速度段のクラッチの切り換え操作が可能なものでもよい。

上記実施形態では、モジュレート弁（スプール弁）をパイロット操作するための弁として比例電磁弁を採用したが、パイロット操作用の弁としては、たとえば外部からの入力信号に応じて単純に油圧の入・切を行う電磁弁であってもよい。

また、上記実施形態では、油圧弁としてスプール弁を採用したが、この種の油圧弁としては、たとえば比例電磁弁を採用してもよい。この場合、パイロット操作用の弁が不要になるため、その分、油圧回路の構成や油路入口付近の構造が簡単になる。

（ａ）は、本願発明に係る油圧式変速機の一実施形態を示す全体断面図、（ｂ）は、その一部断面図である。 図１（ａ）に示すクラッチシャフトアセンブリの断面図である。 図１（ａ）に示すクラッチシャフトアセンブリの断面図である。 図１（ｂ）に示すクラッチシャフトアセンブリの断面図である。 図１（ａ）に示すディストリビュータキャップの斜視図である。 （ａ）は、１つのクラッチに対応する油圧回路のオフ状態を示し、（ｂ）は、そのオン状態を示す模式図である。 （ａ）は、図６（ａ）に対応するクラッチの動作状態を示し、（ｂ）は、図６（ｂ）に対応するクラッチの動作状態を示す模式図である。 変速機全体の油圧回路を示す回路図である。 動力の伝わり方を説明するための説明図である。 動力の伝わり方を説明するための説明図である。 従来の油圧式変速機を示す斜視図である。

符号の説明

Ａ 油圧式変速機
１１ 前進後進クラッチ用のシャフト
１１ａ，１１ｂ 油路
１２ 前進クラッチ
１３ 後進クラッチ
２１ １速２速クラッチ用のシャフト
２１ａ，２１ｂ 油路
２２ １速クラッチ
２３ ２速クラッチ
３１ ３速４速クラッチ用のシャフト
３１ａ，３１ｂ 油路
３２ ３速クラッチ
３３ ４速クラッチ
６０，７０，８０ ディストリビュータキャップ
６１ａ，６１ｂ 油路入口部
７１ａ，７１ｂ 油路入口部
８１ａ，８１ｂ 油路入口部
６２ａ，６２ｂ モジュレート弁（油圧弁，スプール弁）
７２ａ，７２ｂ モジュレート弁（油圧弁，スプール弁）
８２ａ，８２ｂ モジュレート弁（油圧弁，スプール弁）
６３ａ，６３ｂ 比例電磁弁
７３ａ，７３ｂ 比例電磁弁
８３ａ，８３ｂ 比例電磁弁

Claims (6)

1. 油圧の変化に応じて作動する複数のクラッチと、これらのクラッチを保持するとともに保持したクラッチへと通じる油路を内部に有する複数のシャフトとを備え、上記各クラッチのオン・オフ状態を油圧の入・切によって切り換える産業車両用の油圧式変速機であって、
   上記各シャフトの軸端部近傍には、シャフト内の上記油路に通じる油路入口が配置されており、かつ、
   上記油路入口近傍には、対応するシャフト内の上記油路に対して油圧の入・切を行う油圧弁が設けられていることを特徴とする、産業車両用の油圧式変速機。
2. 上記複数のクラッチには、前進クラッチおよび後進クラッチ、ならびに、前進時および後進時のいずれにおいても作動可能な複数の速度段クラッチが含まれるとともに、上記複数のシャフトには、上記前進クラッチおよび後進クラッチを保持する前進後進クラッチ用のシャフト、および、上記複数の速度段クラッチのうち少なくとも２つを保持する速度段クラッチ用のシャフトが含まれており、これら前進後進クラッチ用のシャフトおよび速度段クラッチ用のシャフトの内部には、それぞれのクラッチへと通じる上記油路が複数設けられており、かつ、
   上記前進後進クラッチ用のシャフトおよび速度段クラッチ用のシャフトの各軸端部近傍には、これらのシャフト内における上記複数の油路に対応して上記油路入口が複数配置されているとともに、これら複数の油路入口近傍には、それぞれ上記油圧弁が設けられている、請求項１に記載の産業車両用の油圧式変速機。
3. 上記油圧弁は、スプール弁であり、上記油路入口近傍には、上記スプール弁をパイロット操作するための電磁弁または比例電磁弁が設けられている、請求項１または２に記載の産業車両用の油圧式変速機。
4. 上記スプール弁は、上記電磁弁または比例電磁弁からのパイロット圧に応じた油圧調整を行うモジュレート弁である、請求項３に記載の産業車両用の油圧式変速機。
5. 上記油圧弁は、比例電磁弁である、請求項１または２に記載の産業車両用の油圧式変速機。
6. 上記各シャフトの軸端部を収容保持するキャップを備え、上記油路入口および上記油圧弁は、上記キャップに設けられている、請求項１ないし５のいずれかに記載の産業車両用の油圧式変速機。

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