JP2602365Y2 - 変速切換装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、四輪駆動車両の高低変
速装置における前輪の高速、低速の切換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トラクター等の四輪駆動車両にお
いて、前輪駆動部に高低速切換装置を設けて前輪の高
速、低速の切り換えを行う技術は、公知とされているの
である。例えば、同一出願人による特願昭６３−６５４
０８号出願や実願昭６３−４４０９２号出願に記載の技
術の如くである。該従来技術においては通常の低速駆動
状態のときには、スプリングの付勢によりクラッチ爪同
士、カム爪同士が噛み合うようにし、高速駆動状態のと
きには、クラッチ爪の頂部同士、カム爪の頂部同士が当
接するラップ代を構成することによりクラッチ同士、カ
ム同士が繰り返し噛み合わないようにして低速駆動状態
に戻り難い構造としている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
における高速駆動状態において、クラッチ爪同士、カム
爪同士のラップ代を構成したことにより、高速駆動状態
から低速駆動状態に切り換わるときに、スムーズな切り
換えを行うことができず、四輪駆動の状態を維持するこ
とができずに二輪駆動の状態となり易いのである。ま
た、クラッチ爪がスプリングにより付勢されていること
により、高速駆動状態における圃場の状態やトラクター
の作業機の種類やタイヤのラグのたわみ等の外乱にて、
クラッチ爪がタイヤから押されたり、エンジンから押さ
れたりして、ラップ代が変化し、クラッチ爪同士、カム
同士が繰り返し噛み合うので、低速駆動状態に戻る現象
が起こるとともに異常音が発生するのである。また、前
記不具合を解消する為にラップ代を無くしてしまうと、
クラッチ爪がスプリングに付勢されているので、高速駆
動状態を維持したいときにおいても低速駆動状態に戻っ
てしまい、クラッチ爪同士、カム爪同士が繰り返し噛み
合うことにより、騒音の発生や磨耗の発生が起こるので
ある。そこで、本考案は、低速から高速へ切り換えると
きにも確実に四輪駆動状態を維持し、高速駆動状態での
クラッチ爪の移動を阻止してクラッチ爪同士の噛み合い
を無くし、かつ、外乱によりクラッチ爪が不安定な動き
をしない高低速切換装置を構成することを目的とするの
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するための手段として、本考案は、次の如く構成したも
のである。高低変速切換装置において、低速駆動状態の
ときには、クラッチ爪体１をスプリング１３により、低
速駆動用のギア３のクラッチ爪３ａの方向に付勢するこ
とによりクラッチ爪同士が噛合し、またクラッチ爪体１
に係合嵌装されているカム爪体２のカム爪２ａを、ギア
３のカム爪３ｂの方向に付勢することにより、カム爪同
士も噛み合うようにし、他の駆動系統による高速駆動状
態のときには、高低回転数の差によりスプリング１３に
抗してカム爪体２によりクラッチ爪体１を押し戻して、
低速駆動側のカム爪同士の噛み合いを解除し、該低速駆
動側のクラッチ爪の頂部同士、カム爪の頂部同士が当接
するラップ代を構成することによりクラッチ同士、カム
同士が繰り返し噛み合わないようにして、低速駆動状態
に戻り難い構造とした変速切換装置において、高低変速
切換装置が高速駆動状態のときに、クラッチ爪体１の軸
方向の移動を防止すべく、前記クラッチ爪体１がスプラ
イン係合している内側の筒軸であるドライブシャフト４
に孔部４ａを設け、該孔部４ａにスチールボール７を嵌
装し、該スチールボール７が、クラッチ爪体１の内径部
分に設けた溝部１ｄと、該ドライブシャフト４の内部に
軸芯方向に摺動可能に嵌装した牽制用シャフト８の外形
部分の溝部８ａとの間に、択一的に嵌入すべく構成した
牽制機構を設けたものである。

【０００５】

【作用】作用について説明すると、先ず、通常の四輪駆
動状態の場合には、クラッチ爪体１のクラッチ爪１ａ
が、第一の回転体であるギア３のクラッチ爪３ａと噛合
するとともに、カム爪体２のカム爪２ａが前記ギア３の
カム爪３ｂと噛合することにより、ギア３の回転がクラ
ッチ爪体１を介してドライブシャフト４に伝達されてい
るのである。このとき前記クラッチ爪体１は、軸方向へ
摺動可能であり、牽制機構を構成するドライブシャフト
４の孔部４ａのスチールボール７は、牽制用シャフト８
の溝部８ａに嵌入されており、該牽制用シャフト８を固
定しているのである。

【０００６】次に、高速駆動状態の場合には、シフタフ
ォーク５を操作して、前記ギア３、第四の回転体である
中間軸２０上のギア２１・２２、第三の回転体であるギ
ア１０、クラッチ摺動体１１、軸受けスリーブ９を介し
て、第二の回転体である筒状伝達部材６に動力の伝達を
行うことにより、該筒状伝達部材６のクラッチ部Ａを介
してカム爪体２も一体的に回転駆動されるのであり、筒
状伝達部材６とギア３との回転数の差により、カム爪２
ａ・３ｂ同士が噛合を解除する方向の力が作用し、カム
爪体２がギア３から離反する方向に移動し、該カム爪体
２に押されてクラッチ爪体１もクラッチ爪１ａ・３ａ同
士が噛合を解除する方向に摺動するのである。

【０００７】そして、カム爪２ａ・３ｂ同士及びクラッ
チ爪１ａ・３ａ同士の噛合が解除された後、筒状伝達部
材６とカム爪体２とが設定角度進角すると、クラッチ部
を介してクラッチ爪体１が筒状伝達部材６と一体的に回
転駆動され、ドライブシャフト４が筒状伝達部材６の回
転数に応じて回転するのである。このとき前記シフタフ
ォーク５とともに操作される牽制機構が作動し、牽制用
シャフト８が摺動してスチールボール７を押し出し、該
スチールボール７がクラッチ爪体１内周部の溝部１ｂに
嵌入されることにより、該クラッチ爪体１は、軸方向へ
摺動しないように固定されるのである。前記スチールボ
ール７のクラッチ爪体１の溝部１ｄへの嵌入は、ロッド
１９に周設されている牽制用スプリング１８の付勢によ
り、クラッチ爪体１が摺動し、クラッチ爪１ａ・３ａ同
士が噛合を解除した後に行われるように時間差が設けら
れている。

【０００８】

【実施例】本考案の解決すべき課題及び解決する手段は
以上の如くであり、次に添付の図面に示した実施例につ
いて説明する。図１は、四輪駆動車両であるトラクター
Ｔの側面部分断面図、図２は、本考案の実施例を示す動
力取出ケース３０の平面断面図、図３は、牽制機構を示
す側面図、図４は、高速駆動状態を示す図２のＸ−Ｘ線
断面図である。

【０００９】本考案の変速切換装置の実施例を、図１に
示す四輪駆動車両であるトラクターＴにおいて説明す
る。トラクターＴには、前輪３１及び後輪３２が配設さ
れており、前部のボンネット３３内には、エンジンＥが
配設されている。前記ボンネット３３の後部には、ステ
アリング３４が配設されており、該ステアリング３４の
後方には、運転座席３５が配設されている。該運転座席
３５の下方には、ミッションケースＭ並びにデフケース
２９が配設されており、該デフケース２９の下面には、
図４に示す動力取出孔２３に対応して動力取出ケース３
０が固設されている。

【００１０】該動力取出ケース３０内には、前輪駆動用
のドライブシャフト４の後端部が軸受け支持されてい
る。該ドライブシャフト４の前端部は、前部にバンパー
４０を有するアクスルフレーム３６に前後ホルダー４１
・４２を介して配設されているフロントアクスルケース
３７に支持されている。該フロントアクスルケース３７
の両端には、回動ケース３８が配設されており、前記ド
ライブシャフト４の回転は、フロントアクスルケース３
７内の前輪駆動軸４５、回動ケース３８内のベベルギア
等を介して前輪３１に伝達されるのである。

【００１１】図２において、前記動力取出ケース３０に
は、ドライブシャフト４が軸受け２４・２５にて支持さ
れるとともに、該ドライブシャフト４の軸心と平行な軸
心を有する中間軸２０が、軸受け２６・２７にて支持さ
れており、該中間軸２０には、小径のギア２１と大径の
ギア２２とが一体的に形成され、第四の回転体として構
成されている。前記ドライブシャフト４の一端側外周部
には、前記ギア２１と噛合する第一の回転体であるギア
３が軸受け２８を介して支持されており、該ギア３の前
側端面には、内周側に位置するクラッチ爪３ａと外周側
に位置するカム爪３ｂとが放射状に形成されている。

【００１２】前記ドライブシャフト４上には、第三の回
転体であるギア１０と軸受けスリーブ９とが回転自在に
外嵌されるとともに、前記ギア３と軸受けスリーブ９と
の間の位置にクラッチ爪体１が摺動自在にスプライン嵌
合されており、前記軸受けスリーブ９上には、クラッチ
摺動体１１と第二の回転体である筒状伝達部材６がスプ
ライン嵌合されている。前記ギア１０とクラッチ摺動体
１１には、互いに選択的に噛合するクラッチ爪１０ａと
クラッチ爪１１ａとが放射状に形成されており、前記ク
ラッチ摺動体１１には、クラッチ爪１０ａ・１１ａ同士
を噛合させる方向にクラッチ摺動体１１を摺動させるシ
フタフォーク５が設けられている。

【００１３】前記筒状伝達部材６には、複数個の凸部６
ａと該凸部６ａの間に形成されている溝部６ｂとからな
るクラッチ部Ａが形成されており、スプリング１２の一
端が係止されている。前記クラッチ爪体１には、外周方
向に突出した第一の凸部１ｂと、該第一の凸部１ｂの先
端から突出した突起部１ｃと、前記ギア３のクラッチ爪
３ａに係脱自在に噛合するクラッチ爪１ａとが形成され
ている。前記第一の凸部１ｂは、前記筒状伝達部材６の
溝部６ｂ内に延出されている。第一の凸部１ｂの側面と
前記筒状伝達部材６の凸部６ａの側面との間には、クラ
ッチ爪体１と筒状伝達部材６とが設定角度内で相対的に
回動可能なように所定寸法の隙間が設けられている。前
記クラッチ爪体１の突起部１ｃには、前記スプリング１
２の他端が保持されており、該スプリング１２は、クラ
ッチ爪体１の突起部１ｃと筒状伝達部材６との間に張設
されている。

【００１４】前記クラッチ爪体１には、カム爪体２が回
転自在に嵌合されており、該カム爪体２には、前記ギア
３のカム爪３ｂに係脱自在に噛合するカム爪２ａが形成
されているとともに、前記筒状伝達部材６の溝部６ｂ内
に延出する第二の凸部２ｂが形成されている。該第二の
凸部２ｂの回転方向の両側面は、筒状伝達部材６の凸部
６ａの側面に常時当接されており、前記筒状伝達部材６
とクラッチ爪体１との間には、クラッチ爪体１をギア３
側に向けて付勢するスプリング１３が設けられている。

【００１５】次に、本考案の要部である牽制機構につい
て説明すると、前記ドライブシャフト４の端面からは、
牽制用シャフト８が挿嵌されており、該牽制用シャフト
８は、スプリング１４にて付勢されている。前記ドライ
ブシャフト４には、孔部４ａが、牽制用シャフト８に
は、溝部８ａがそれぞれ相対する位置に設けられてお
り、該孔部４ａと溝部８ａには、スチールボール７が嵌
入されている。該スチールボール７は、牽制用シャフト
８が摺動することによりドライブシャフト４表面に押し
出されるのであり、該ドライブシャフト４にスプライン
嵌合されているクラッチ爪体１の嵌合部には、スチール
ボール７が押し出されときに嵌入される溝部１ｄが設け
られている。

【００１６】前記牽制用シャフト８の後端には、カム１
５が設けられており、該カム１５は、回動軸１６の一端
部にボルト４３にて取付られている。該回動軸１６の動
力取出ケース３０側面の支持部材５８から突出した他端
部には、牽制用シフトアーム１７が固設されている。該
牽制用シフトアーム１７の先端部には、図３に示す如
く、牽制用スプリング１８が周設されているロッド１９
の上端部がナット４４にて係止されている。該ロッド１
９の下端部は、高低速切換用シフトアーム３９に固設さ
れているピン５６に枢結されている。高低速切換用シフ
トアーム３９の一端部には、回動軸４６が固設され、該
回動軸４６には、前記シフタフォーク５が固設されてい
る。高低速切換用シフトアーム３９の他端部に固設され
ているピン５７には、シフトリンク４７が枢結されてお
り、該シフトリンク４７は、ターンバックル４８を介し
てソレノイド４９に連結されている。このように牽制機
構は、ロッド１９、牽制用シフトアーム１７等を介して
高低速切換装置に連動するように構成されている。

【００１７】以上のような構成において、先ず、通常の
四輪駆動状態の場合には、クラッチ爪体１のクラッチ爪
１ａがスプリング１３の付勢にてギア３のクラッチ爪３
ａと噛合するとともに、カム爪体２のカム爪２ａが前記
ギア３のカム爪３ｂと噛合することにより、エンジンＥ
からの動力にてＰＴＯ軸５２上のギア５３及びアイドラ
軸５０上のギア５１を介してファイナルピニオン軸５４
にスプライン固定されたギア５９と噛合しているギア３
が回転している。該ギア３の回転がクラッチ爪体１を介
してドライブシャフト４に伝達され、ドライブシャフト
４を介して前輪３１が回転駆動されているのである。こ
のとき前記クラッチ爪体１は、牽制機構が作動していな
いので軸方向へ摺動可能であり、ドライブシャフト４内
の牽制用シャフト８は、スチールボール７が溝部８ａに
嵌入しているので固定された状態である。

【００１８】なお、前記カム爪体２のカム爪２ａとギア
３のカム爪３ｂが噛合しているので、カム爪体２の第二
の凸部２ｂの回転方向前方側面が筒状伝達部材６の凸部
６ａの回転方向後方側面に当接して、筒状伝達部材６
は、ギア３と一体的に回転しており、該筒状伝達部材６
をスプライン嵌合している軸受けスリープ９は、クラッ
チ摺動体１１とともに回転している。前記ギア１０は、
中間軸２０を介して回転しているが、クラッチ爪１０ａ
・１１ａ同士の噛合が解除された状態であるので空転し
ている。また、図４に示す如く、エンジンＥからの動力
は、図示しない走行用変速装置を介してファイナルピニ
オン軸５４に伝達され、後輪３２が回転駆動されるので
あり、ＰＴＯ用変速装置（図示せず）を介してＰＴＯ軸
５２へ伝達されるのである。

【００１９】次に、図４に示す高速駆動状態の場合に
は、ソレノイド４９がＯＮの状態となり、シフトリンク
４７を介して高低速切換用シフトアーム３９が回動し、
シフタフォーク５にてクラッチ摺動体１１のクラッチ爪
１１ａとギア１０のクラッチ爪１０ａ噛合することによ
り、前記ギア３の回転が中間軸２０上のギア２１・２
２、ギア１０、クラッチ摺動体１１を介して、筒状伝達
部材６に伝達される。該筒状伝達部材６の凸部６ａの側
面には、カム爪体２の第二の凸部２ｂの回転方向の両側
面が常時当接されているので、該カム爪体２も筒状伝達
部材６と一体的に回転駆動されるのである。そして、筒
状伝達部材６とギア３との回転数の差により、カム爪２
ａ・３ｂ同士が噛合を解除する方向の力が作用し、カム
爪体２がギア３から離反する方向に移動し、該カム爪体
２に押されてクラッチ爪体１もクラッチ爪１ａ・３ａ同
士が噛合を解除する方向に摺動するのである。

【００２０】前記の如くカム爪２ａ・３ｂ同士及びクラ
ッチ爪１ａ・３ａ同士の噛合が解除された後、筒状伝達
部材６とカム爪体２とが設定角度進角すると、筒状伝達
部材６の凸部６ａの回転方向前方側面がクラッチ爪体１
の第一の凸部１ｂの回転方向後方側面に当接し、クラッ
チ爪体１が筒状伝達部材６と一体的に回転駆動され、ド
ライブシャフト４が筒状伝達部材６の回転数に応じて回
転するのであり、該ドライブシャフト４の回転により前
輪３１が回転駆動されるのである。このとき前記シフタ
フォーク５を操作する高低速切換用シフトアーム３９の
回動に連動して、ロッド１９を介して牽制用シフトアー
ム１７が回動し、カム１５が回動し、該カム１５にて牽
制用シャフト８が摺動し、該牽制用シャフト８がドライ
ブシャフト４表面からスチールボール７を押し出してク
ラッチ爪体１の溝部１ｄに嵌入することにより、該クラ
ッチ爪体１は、軸方向へ摺動しないように固定されるの
である。

【００２１】そして、前記スチールボール７のクラッチ
爪体１の溝部１ｄへの嵌入は、前記ロッド１９の牽制用
スプリング１８の付勢により、クラッチ爪体１が摺動
し、クラッチ爪１ａ・３ａ同士が噛合を解除した後に行
われるように時間差が設けられている。また、高速駆動
状態において、前記筒状伝達部材６は、クラッチ爪体１
に対して設定角度進角した状態に維持されているので、
前記クラッチ爪体１の突起部１ｃと筒状伝達部材６との
間に張設されているスプリング１２は、伸長した状態で
あり、前記カム爪体２は、クラッチ爪体１より設定角度
進角した状態で回転している。

【００２２】次に、前記高速駆動状態において、ソレノ
イド４９をＯＦＦの状態にすると、シフタフォーク５が
操作されてギア１０のクラッチ爪１０ａとクラッチ摺動
体１１のクラッチ爪１１ａの噛合が解除され、筒状伝達
部材６を回転させていた駆動力が消滅し、該筒状伝達部
材６が軸受けスリープ９とクラッチ摺動体１１とともに
回転自在な状態になり、スプリング１２の付勢によりカ
ム爪体２とともに回転方向と逆の方向に戻されると同時
に、カム１５による押圧が解除され、牽制用シャフト８
がスプリング１４の付勢にて牽制用シャフト８の溝部８
ａとドライブシャフト４の孔部４ａとが相対する位置ま
で戻される。

【００２３】そして、筒状伝達部材６の側面がクラッチ
爪体１の第一の凸部１ｂの回転方向前方側面に当接する
位置に戻り、クラッチ爪体１に対するカム爪体２の進角
状態が解消され、クラッチ爪体１のクラッチ爪１ａとカ
ム爪体２のカム爪２ａとの位相が一致し、クラッチ爪１
ａとカム爪２ａがそれぞれギア３のクラッチ爪３ａとカ
ム爪３ｂに噛合可能を状態で対向したときに、スプリン
グ１３の付勢によりクラッチ爪体１がカム爪体２ととも
にギア３側に摺動し、クラッチ爪１ａ・３ａ同士、カム
爪２ａ・３ｂ同士がそれぞれに噛合すると同時に、スチ
ールボール７が牽制用シャフト８の溝部８ａに嵌入され
て、入力軸５０の回転がギア３、クラッチ爪体１を介し
てドライブシャフト４に伝達され、通常の四輪駆動状態
に戻るのである。

【００２４】なお、図２において、ドライブシャフト４
の中心線の上側の部分は、通常の四輪駆動状態を示して
おり、中心線の下側の部分は、高速駆動状態を示してい
るのである。また、本実施例においては、通常時の四輪
駆動状態を低速駆動状態として、高速駆動状態に切り換
える変速切換装置を構成したが、通常時を高速駆動状態
とし、低速駆動状態に切り換える変速切換装置として構
成してもよいのであり、高低速の駆動の切換をクラッチ
爪１０ａ・１１ａ同士の噛合により行っているが、油圧
式多板クラッチ等を用いてもよく、特に限定するもので
はないのである。

【００２５】

【考案の効果】本考案は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するものである。第１に、牽制機構にて
クラッチ爪体１の軸方向の動きを固定することにより、
ラップ代を少なくするこどができるので、二輪駆動状態
となることを防止することができ、常に四輪駆動状態を
維持することができるのである。第２に、高速駆動状態
を維持してクラッチ爪体１を固定することができるの
で、いかなる外乱に対しても、クラッチ爪体１が不安定
な動きをすることが無くなり、異常音の発生を防止する
ことができ、ラップ代を無くしても、クラッチ爪同士が
噛合を繰り返さないので、クラッチ爪体１の係脱時の連
続音の発生を防止することができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】四輪駆動車両であるトラクターＴの側面部分断
面図である。

【図２】本考案の実施例を示す動力取出ケース３０の平
面断面図である。

【図３】牽制機構を示す側面図である。

【図４】高速駆動状態を示す図２のＸ−Ｘ線断面図であ
る。

【符号の説明】

１ クラッチ爪体 １ａ クラッチ爪 ２ カム爪体 ２ａ カム爪 ３ ギア ３ａ クラッチ爪 ３ｂ カム爪 ４ ドライブシャフト ５ シフタフォーク ６ 筒状伝達部材 ７ スチールボール ８ 牽制用シャフト １２ スプリング １５ カム １７ 牽制用シフトアーム

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 高低変速切換装置において、低速駆動状
   態のときには、クラッチ爪体１をスプリング１３によ
   り、低速駆動用のギア３のクラッチ爪３ａの方向に付勢
   することによりクラッチ爪同士が噛合し、またクラッチ
   爪体１に係合嵌装されているカム爪体２のカム爪２ａ
   を、ギア３のカム爪３ｂの方向に付勢することにより、
   カム爪同士も噛み合うようにし、他の駆動系統による高
   速駆動状態のときには、高低回転数の差によりスプリン
   グ１３に抗してカム爪体２によりクラッチ爪体１を押し
   戻して、低速駆動側のカム爪同士の噛み合いを解除し、
   該低速駆動側のクラッチ爪の頂部同士、カム爪の頂部同
   士が当接するラップ代を構成することによりクラッチ同
   士、カム同士が繰り返し噛み合わないようにして、低速
   駆動状態に戻り難い構造とした変速切換装置において、
   高低変速切換装置が高速駆動状態のときに、クラッチ爪
   体１の軸方向の移動を防止すべく、前記クラッチ爪体１
   がスプライン係合している内側の筒軸であるドライブシ
   ャフト４に孔部４ａを設け、該孔部４ａにスチールボー
   ル７を嵌装し、該スチールボール７が、クラッチ爪体１
   の内径部分に設けた溝部１ｄと、該ドライブシャフト４
   の内部に軸芯方向に摺動可能に嵌装した牽制用シャフト
   ８の外形部分の溝部８ａとの間に、択一的に嵌入すべく
   構成した牽制機構を設けたことを特徴とする変速切換装
   置。