JP2006226475A

JP2006226475A - 作業車両における油圧クラッチ式変速装置

Info

Publication number: JP2006226475A
Application number: JP2005043286A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Suyama; 智典須山
Original assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2006-08-31

Abstract

【課題】油圧クラッチの２組を、共通の一つのクラッチハウジングに組み込んだ２パック式の油圧クラッチを変速装置に用いた場合の、遠心油圧による非接続側クラッチの損傷を防止する。
【解決手段】クラッチハウジング(32a) に設けた一側のピストン(32c) の作動油室(39)に圧油を供給して、その側のクラッチ(H) を接続させると共に、反対側のピストン(32d) を、その戻し油室(46)に圧油を供給して、他側のクラッチ(L) を非接続状態になす。また、一側のピストン(32c) に対する作動油室(39)と、他側のピストン(32d) に対する戻し油室(46)に供給する圧油を、共通の油路(47)から分岐(49),(50) して供給する。
【選択図】図２

Description

本発明は、農業用トラクタ等の作業車両における油圧クラッチ式変速装置に係り、詳しくは、２パック式の油圧クラッチを用いて走行速度を変速する変速装置に関する。

作業車両において、ピストンとクラッチ板等からなる油圧クラッチの２組を、共通の一つのクラッチハウジングに組み込んだ、所謂、２パック式の油圧クラッチを走行系の変速装置に用いることが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−１６８３４２号公報（図２）

この場合に用いられる油圧クラッチとしては、クラッチハウジングに設けたピストンの作動油室に圧油を供給することによってクラッチを接続し、また、スプリングの付勢力によってピストンを戻し、クラッチを非接続状態とするものである。
また、係る油圧クラッチを前述の２パック式となして、例えば、一方のクラッチを作業走行変速段のクラッチとして、また、他方のクラッチを路上走行変速段のクラッチとして、択一的に接続される副変速装置のクラッチとして用いる場合がある。
そして、この場合には、高速側のクラッチが接続され、低速側のクラッチが非接続状態にある際に、低速側クラッチのピストン作動油室に残存する作動油が、クラッチハウジングの高速回転による遠心力によって遠心油圧を発生させて、低速側のクラッチ板を勝手に接続させることがあり、これによって低速側のクラッチ板が焼損してしまうという不具合がある。
そこで、これを防止するために、低速側クラッチのピストンにリード孔を設けて、前述の遠心油圧をこのリード孔を介して外部に積極的に放出する対策が行われている。
しかし、この場合には、逆に高速側から低速側にクラッチを切り換えた際に、低速側クラッチのピストン作動油室に圧油を供給しても、当初はリード孔から圧油が少なからず漏れるため、作動油室に対する作動油の充填に時間がかかり、これにより変速タイムラグが大きくなって、スムーズな変速を行うことができないという問題がある。
また、前述のリード孔が詰まった場合には、遠心油圧が開放されないため、低速側のクラッチ板が対策前と同様に損傷するという虞があった。

本発明の作業車両における油圧クラッチ式変速装置は、前述した課題を解決するために創作したものであって、クラッチハウジングに設けた左右何れか一側のピストンの作動油室に圧油を択一的に供給することによって、その側のクラッチを接続させると共に、前記作動油室に圧油を供給する側と反対側のピストンを、その戻し油室に圧油を供給することによって、他側のクラッチを非接続状態になすことを特徴とする。
また、左右何れか一側のピストンに対する作動油室と、他側のピストンに対する戻し油室に供給する圧油を、共通の油路から分岐して供給することを特徴とする。

請求項１に係る本発明によると、非接続側クラッチのピストンをその戻し油室に圧油を供給することによって、作動油室側の遠心油圧に抗してクラッチを非接続側に強制的に戻し作動させることができるため、クラッチの損傷を防止することができる。
また、これによりピストンにリード孔を設ける必要がなくなり、クラッチの接続時間を短縮することができるので、スムーズな変速により乗り心地を向上させることができる。
また、請求項２に係る本発明のように、一側のピストンに対する作動油室と、他側のピストンに対する戻し油室に供給する圧油を、共通の油路から分岐して供給するようになすと、個別に油路を形成する場合に比較して油路数を削減することができ、変速装置を安価に製造することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に記載した作業車両としての農業用トラクタの実施例に基づいて説明する。なお、図１はトランスミッションの断面図、図２は油圧クラッチの断面図、そして、図３は油圧回路図である。

先ず、トラクタの走行変速装置について図１に基づいて説明すると、トラクタの前部に設けた図示しないエンジンの動力は、クラッチハウジングケース１に内装した主クラッチ２を介してドライブシャフト３に伝達される。また、トランスミッションケース４には、主変速装置Ａ、前後進変速装置Ｂ、超低速変速装置Ｃ、副変速装置Ｄ、前輪増速装置Ｅ、及びＰＴＯ変速装置Ｆが内装されている。

次に、これら各変速装置を順を追って説明すると、主変速装置Ａはドライブシャフト３に固定した４個の駆動ギヤ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄと、セレクトシャフト６，７に遊嵌した４個の従動ギヤ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄとが常時噛み合い関係にある。
そして、従動ギヤ８ｂと８ｄ、従動ギヤ８ａと８ｃとの間には、それぞれ２パック式の油圧クラッチ９，１０が介設してあり、この内、何れかの一つのクラッチ（油圧クラッチ９の右クラッチ、左クラッチ、油圧クラッチ１０の右クラッチ、左クラッチ）を接続することによって、例えば、駆動ギヤ５ｂ、従動ギヤ８ｂ、油圧クラッチ９（左）、そして、セレクトシャフト６というように伝動されて、１速から４速までの４段に変速することができる（なお、セレクトシャフト７、油圧クラッチ１０、従動ギヤ８ａと８ｃは紙面奥側に位置するため、図示を省略している。）。

また、前後進変速装置Ｂは、一方のセレクトシャフト６に固定した出力ギヤ１１がシャトルシャフト１２に遊嵌した前進ギヤ１３と、また、同じくセレクトシャフト６に固定した出力ギヤ１４が、図示しないバックシャフトに遊嵌したアイドルギヤを介してシャトルシャフト１２に遊嵌した後進ギヤ１５と常時噛み合い関係にあり、前進ギヤ１３と後進ギヤ１５間に設けた２パック式の油圧クラッチ１６の一方のクラッチを接続することによって、シャトルシャフト１２は前進または後進の正・逆回転を行う。
なお、主変速装置Ａの他方のセレクトシャフト７が駆動された場合には、セレクトシャフト７に固定した図示しない出力ギヤが、セレクトシャフト６に固定した出力ギヤ１１と常時噛み合い関係にあるため、前後進変速装置Ｂは、セレクトシャフト７からセレクトシャフト６を経て伝動されることになる。

さらに、超低速変速装置Ｃは、シャトルシャフト１２に固定したギヤ１７とセレクトシャフト１８に固定したギヤ１９が常時噛み合い関係にあり、また、セレクトシャフト１８に固定したギヤ２０と超低速シャフト２１に固定したギヤ２２が常時噛み合い関係にあり、更には超低速シャフト２１に固定したギヤ２３と副変速シャフト２４に遊嵌したギヤ２５が常時噛み合い関係にある。
そして、セレクトシャフト１８の後端に設けたドッグギヤ２６と、ギヤ２５の端部に設けたドッグギヤ２７の間に設けたスリーブ２８を何れか一方のドッグギヤ２６，２７に噛み合わせることによって、セレクトシャフト１８と副変速シャフト２４を直結する標準変速状態と、セレクトシャフト１８から超低速シャフト２１、そして、副変速シャフト２４に伝動する超低速変速状態の二つを選択することができる。

そして、副変速装置Ｄは、図２にも示すように副変速シャフト２４に固定した駆動ギヤ２９ａ，２９ｂとピニオンシャフト３０に遊嵌した従動ギヤ３１ａ，３１ｂがそれぞれ常時噛み合い関係にあり、高速側の従動ギヤ３１ａと低速側の従動ギヤ３１ｂ間に設けた２パック式の油圧クラッチ３２の一方のクラッチを択一的に接続することによって、ピニオンシャフト３０は路上走行に適した高速（Ｈ）、作業走行に適した低速（Ｌ）状態の何れかに変速することができる。
なお、ピニオンシャフト３０の後端に設けたベベルギヤ３０ａは、図示しない差動装置、終減速装置を介して左右の後輪を駆動する。

また、ピニオンシャフト３０に固定したギヤ３３からカウンターシャフト３４に遊嵌したギヤ３５、そして、２駆・４駆クラッチ３６を介して前輪増速装置Ｅに伝動される。
前輪増速装置Ｅは詳細な説明を省略するが、左右の前輪を駆動する前輪動力取出シャフト３７に対して、前輪と後輪の周速を略等しく伝動する標準状態と、前輪を後輪の略倍の周速で伝動する増速状態に切り換え可能に構成する。
また、ＰＴＯ変速装置Ｆは、ドライブシャフト３から伝動された動力を正転３段と逆転１段に切り換え可能なギヤ変速装置に構成され、最終的に機体後部に延出したＰＴＯ軸３８を駆動する。

次に、前述した副変速装置Ｄの油圧クラッチ３２の詳細を図２に基づいて説明すると、油圧クラッチ３２はピニオンシャフト３０にスプライン結合されるクラッチハウジング３２ａを備える。また、クラッチハウジング３２ａには、中央に設けた隔壁３２ｂを挟んで左右のピストン３２ｃ，３２ｄが油密に内嵌され、クラッチハウジング３２ａの隔壁３２ｂと左右のピストン３２ｃ，３２ｄとの間にはそれぞれ作動油室３９，４０が形成してある。
そして、クラッチハウジング３２ｂと従動ギヤ３１ａ，３１ｂにはクラッチ板がそれぞれ装着してあり、従動ギヤ３１ａ，３１ｂ側のクラッチ板を構成するドライブプレート４１とクラッチハウジング側のフリクションプレート４２が前記ピストン３２ｃ，３２ｄにより圧接されると、従動ギヤ３１ａ，３１ｂとクラッチハウジング３２ｂは同行回転し、クラッチは接続される。

また、クラッチハウジング３２ａのボス部３２ｅの外周上に抜け止めして外嵌した受け金４３，４３と、ピストン３２ｃ，３２ｄのボス部には戻しピストン４４，４４が外嵌され、係る戻しピストン４４と受け金４３とクラッチハウジングのボス部３２ｅとで囲まれる戻し油室４５，４６が形成してある。
そして、戻し油室４５，４６に圧油が供給されて戻しピストン４４，４４が作動すると、ピストン３２ｃ，３２ｄはクラッチ接続側と反対側に動き、ドライブプレート４１とフリクションプレート４２は圧接状態から開放されるため、クラッチは切断される。

なお、前述の作動油室３９，４０と戻し油室４５，４６にそれぞれ圧油を供給するため、ピニオンシャフト３０とクラッチハウジングのボス部３２ｅには油路がそれぞれ形成されており、特に左右一側のピストン３２ｃ，３２ｄに対する作動油室３９，４０への油路と、他側のピストン３２ｃ，３２ｄに対する戻し油室４５，４６への油路は、ピニオンシャフト３０に形成した主油路４７，４８からクラッチハウジングのボス部３２ｅに形成したそれぞれの副油路４９，５０，５１，５２を介して分岐させて連通させている。

以上説明した走行変速装置による変速操作を図３に示す油圧回路図に基づいて簡単に説明すると、作業走行の前進１速から４速を得るためには、図示しない走行変速レバーによって主ロータリバルブ５３を適宜回動させて、油圧ポンプ５４からの圧油を副変速装置Ｄの低速側油圧クラッチＬ（油圧クラッチ３２（右側））の作動油室４０に供給すると共に、主変速装置Ａの４つの油圧クラッチ１，２，３，４（油圧クラッチ９，１０）の内から希望する変速段の油圧クラッチの作動油室に圧油を供給する。また、副変速装置Ｄの高速側油圧クラッチＨ（油圧クラッチ３２（左側））と、選択されない残る主変速装置Ａの３つの油圧クラッチの作動油室の残留油を主ロータリバルブ５３を経由してタンク５５にドレンする。
そして、図示しないシャトルレバーを前進側に操作して前後進ロータリバルブ５６を介して前後進変速装置Ｂの前進側油圧クラッチＦ（油圧クラッチ１６（左側）の作動油室に圧油を供給すると、主変速装置Ａと前後進変速装置Ｂの各油圧クラッチは接続して、トラクタは作業走行に適した速度で走行する。
また、路上走行の前進５速から８速を得るためには、主ロータリバルブ５３を回動させて、油圧ポンプ５４からの圧油を副変速装置Ｄの高速側油圧クラッチＨに供給すれば路上走行に適した速度で走行する。同様に作業走行・路上走行の各変速段の後進を得るためには、シャトルレバーを後進側に操作して前後進変速装置Ｂの後進側油圧クラッチＲ（油圧クラッチ１６（右側））に圧油を供給すればトラクタは後進する。さらに、超低速走行を行う場合は、超低速変速装置Ｃのスリーブ２８を標準状態から超低速変速状態に切り換えることによって、１速から８速の超低速走行を得ることができる。

ここで、各油圧クラッチの作動についてみると、主変速装置Ａ、前後進変速装置Ｂの各２パック式の油圧クラッチ９，１０，１６は、圧油が一側のピストンの作動油室に供給されると、その側のクラッチが接続して動力伝達を行い、他側のピストンは、従来の油圧クラッチと同様に、スプリングＳの付勢力によってピストンが戻され、その側のクラッチが非接続状態となるものである。
しかし、副変速装置Ｄの２パック式の油圧クラッチ３２は、上記した従来の油圧クラッチと同様なクラッチに構成すると、特に路上走行に適した高速側のクラッチＨ（油圧クラッチ３２（左側））を接続した際に、共通のクラッチハウジング３２ａが高速回転することから、低速側クラッチＬ（油圧クラッチ３２（右側））のピストン３２ｄに遠心油圧が作用して、この油圧によってピストン３２ｄが正常に戻らないことから、その側のクラッチ板４１，４２が接触した状態で回転してしまい、早期に焼損してしまう虞がある。

そこで、本発明は、この副変速装置Ｄの非接続側のピストン３２ｄを油圧によって強制的に戻し作動させることにより、低速側クラッチＬの損傷を未然に防止するものであり、高速側クラッチＨのピストン３２ｃの作動油室３９に圧油が供給されると同時に、低速側クラッチＬの戻し油室４６にも圧油が供給されて、低速側のクラッチＬが確実に切断されるものである。
また、従来の油圧クラッチはこの遠心油圧の除去のために、例えば、図２に示すように低速側クラッチＬのピストン３２ｄにリード孔５７を設けていたが、本発明によるとこのリード５７孔を無くすことができるため、低速側のクラッチＬを接続する場合において、その側のピストン３２ｄの作動油室４０への作動油の充填を速やかに行うことができ、クラッチ接続時間を短縮してスムースな変速が行えるものである。

なお、以上説明した実施例では、副変速装置Ｄの油圧クラッチ３２を本発明の圧油供給により強制的に非接続状態に戻すものとしたが、油圧クラッチの回転数が高速回転し、それにより遠心油圧が懸念される場合には、主変速装置Ａや前後進変速装置Ｂ、或いはＰＴＯ変速装置Ｆを同様な油圧クラッチで構成してもよい。
また、本発明の副変速装置Ｄの油圧クラッチ３２は、左右のクラッチＨ，Ｌを圧油供給により強制的に非接続状態に戻すものとしたが、高速側のクラッチＨは従来と同様にスプリングＳの戻し力でクラッチを非接続状態とするものであってもよい。

トランスミッションの断面図である。油圧クラッチの断面図である。油圧回路図である。

符号の説明

Ｄ副変速装置
３２油圧クラッチ（低速側クラッチＬ，高速側クラッチＨ）
３２ａクラッチハウジング
３２ｃピストン
３９作動油室
４１ドライブプレート（クラッチ板）
４２フリクションプレート（クラッチ板）
４６戻し油室
４７主油路
５０副油路

Claims

クラッチハウジング(32a) に設けた左右何れか一側のピストン(32c) の作動油室(39)に圧油を択一的に供給することによって、その側のクラッチ(H) を接続させると共に、前記作動油室に圧油を供給する側と反対側のピストン(32d) を、その戻し油室(46)に圧油を供給することによって、他側のクラッチ(L) を非接続状態になすことを特徴とする作業車両における油圧クラッチ式変速装置。
前記左右何れか一側のピストン(32c) に対する作動油室(39)と、他側のピストン(32d) に対する戻し油室(46)に供給する圧油を、共通の油路(47)から分岐(49),(50) して供給することを特徴とする請求項１に記載の作業車両における油圧クラッチ式変速装置。