JP3482015B2 - 変速切換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、トラクタ等の変速機構
に適した変速切換装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、トラクタ等において採用されてい
る変速切換装置としては種々の構造のものがあり、例え
ば、特開平４−１４５２４８号公報等に開示されたよう
な変速切換装置がある。この変速切換装置は、回転軸上
に低速側受動ギヤと高速側受動ギヤとを回転自在に外嵌
させ、低速側受動ギヤの側面部に放射状の受動ギヤクラ
ッチ爪を形成し、回転軸の軸心方向に沿ってスライドす
ることにより受動ギヤクラッチ爪と係脱自在に噛み合う
クラッチ爪体とカム爪体とを回転軸上に設けたものであ
る。なお、カム爪体は低速側受動ギヤからの回転が伝達
される通常駆動時には低速側受動ギヤと一体に回転し、
高速側受動ギヤからの回転が伝達される高速駆動時には
高速側受動ギヤと一体に回転するように設けられてい
る。また、クラッチ爪体は回転軸にスプライン嵌合さ
れ、一体に回転する。さらに、カム爪体の外周部には、
クラッチ爪体に形成されているクラッチ爪の溝部に係合
する凸部が形成されている。 【０００３】このような構成において、低速側受動ギヤ
のみが回転駆動される通常駆動時においては、クラッチ
爪体のクラッチ爪とカム爪体のカム爪とが受動ギヤクラ
ッチ爪と噛み合っており、低速側受動ギヤとクラッチ爪
体とが一体に回転し、クラッチ爪体と回転軸とが一体に
回転することにより、回転軸が通常の回転数で回転駆動
される。 【０００４】つぎに、回転軸を高速駆動状態で回転駆動
する変速切換えが行われると、低速側受動ギヤが引き続
き回転駆動されると共に高速側受動ギヤも回転駆動され
る。従って、カム爪体へは、低速側受動ギヤからの回転
と高速側受動ギヤからの回転とが伝達される状態とな
る。そして、低速側受動ギヤと高速側受動ギヤとの回転
数の差によってカム爪体が受動ギヤクラッチ爪との噛み
合いを解除する方向へスライドし、クラッチ爪体もこの
カム爪体と一体にスライドして受動ギヤクラッチ爪体の
噛み合いが解除される。従って、カム爪体は高速側受動
ギヤと一体に回転し、カム爪体の凸部がクラッチ爪の溝
部の側面に当接してカム爪体とクラッチ爪体とが一体に
回転することにより、回転軸が高速駆動状態で回転駆動
される。 【０００５】ここで、上述したようなクラッチ爪体とカ
ム爪体とを有する変速切換装置においては、カム爪体の
凸部がクラッチ爪の溝部の側面に当接してカム爪体とク
ラッチ爪体とが一体に回転している高速駆動時におい
て、カム爪の頂部とクラッチ爪の頂部とが連続してなす
角度が、受動ギヤクラッチ爪の溝部の角度より大きく設
定されている。これは、高速駆動時において、受動ギヤ
クラッチ爪との噛み合いを解除されたクラッチ爪体とカ
ム爪体とが、受動ギヤクラッチ爪との係脱を繰り返すこ
とを防止するためである。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかし、カム爪の頂部
とクラッチ爪の頂部とが連続してなす角度が、受動ギヤ
クラッチ爪の溝部の角度より大きく設定されていると、
高速駆動状態から通常駆動状態へ変速切換えを行う際に
おいて、カム爪の頂部が受動ギヤクラッチ爪の頂部と重
なってしまい、通常駆動状態への変速切換えが行えなく
なる場合がある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
異なる回転数で回転駆動される低速側受動ギヤと高速側
受動ギヤとを回転軸上に回転自在に嵌合させ、前記低速
側受動ギヤの側面部に放射状の受動ギヤクラッチ爪を形
成し、前記受動ギヤクラッチ爪と係脱自在に噛み合うク
ラッチ爪を有すると共に前記クラッチ爪が前記受動ギヤ
クラッチ爪と噛み合う方向へ付勢されたクラッチ爪体を
前記回転軸と一体に回転自在及び前記回転軸の軸心方向
に沿ってスライド自在に設け、前記受動ギヤクラッチ爪
と係脱自在に噛み合うカム爪と前記クラッチ爪の溝部に
係合する凸部とを有すると共に前記カム爪が前記受動ギ
ヤクラッチ爪と噛み合う方向へ前記クラッチ爪体により
付勢されたカム爪体を前記回転軸の軸心方向に沿ってス
ライド自在及び前記高速側受動ギヤからの動力伝達を行
う高速駆動時に前記高速側受動ギヤと一体に回転自在に
設け、前記クラッチ爪と前記受動ギヤクラッチ爪との噛
み合いを解除する位置へスライドした前記クラッチ爪体
のスライド動作を規制するスライド規制機構を設け、通
常駆動時には前記クラッチ爪と前記カム爪とを前記受動
ギヤクラッチ爪と噛み合わせることにより前記低速側受
動ギヤから前記回転軸への動力伝達を行い、高速駆動時
には前記クラッチ爪と前記カム爪とを前記受動ギヤクラ
ッチ爪との噛み合いを解除して前記高速側受動ギヤと前
記カム爪体とを一体に回転させると共に前記凸部が前記
クラッチ爪の溝部の側面へ当接することにより前記カム
爪体と前記クラッチ爪体とを一体に回転させて前記高速
側受動ギヤから前記回転軸への動力伝達を行うようにし
た変速切換装置において、前記凸部が前記クラッチ爪の
溝部の側面に当接した状態における前記クラッチ爪の頂
部と前記カム爪の頂部とが連続してなす角度を前記受動
ギヤクラッチ爪の溝部の角度と等しく設定した。 【０００８】 【作用】請求項１記載の発明では、クラッチ爪の頂部と
カム爪の頂部とが連続してなす角度が受動ギヤクラッチ
爪の溝部の角度と等しいため、高速駆動状態から通常駆
動状態への変速切換えの際に、カム爪の頂部が受動ギヤ
クラッチ爪の頂部に重なることがなく、クラッチ爪とカ
ム爪とが受動ギヤクラッチ爪と噛み合う状態へスムーズ
に戻り、通常駆動状態への変速切換えが確実に行われ
る。 【０００９】 【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。図４は前輪１と後輪２とをそれぞれ駆動する４輪駆
動のトラクタ３の全体構造を示したもので、このトラク
タ３の腹部には、エンジン（図示せず）からの駆動力を
後輪２及び前輪１へ伝達する駆動軸４を収納するケース
５が設けられており、このケース５の下側には駆動軸４
から前輪１へ伝達する回転数を変速する前輪変速機構６
を収納したミッションケース７が固定されている。 【００１０】ここで、前記前輪変速機構６について説明
する。まず、前記駆動軸４と平行に配設された回転軸で
ある前輪動力取出軸８が軸心回りに回転自在に軸支され
ており、前記ミッションケース７の外部へ延出した前輪
動力取出軸８の先端部には筒状の継手９を介して前輪動
力伝達軸１０が連結されている。前記前輪動力取出軸８
の外周部には筒体１１が回転自在に嵌合されており、こ
の筒体１１の外周部には低速側受動ギヤ１２と高速側受
動ギヤ１３とが隣接状態で回転自在に嵌合されている。
なお、これらの受動ギヤ１２，１３にはアイドル軸１４
に保持されたアイドルギヤ１５が噛み合っており、この
アイドルギヤ１５は前記駆動軸４に固定されたギヤ１６
と噛み合っている 前記高速側受動ギヤ１３における前記低速側受動ギヤ１
２と対向しない側の側面部には放射状のクラッチ爪１７
が形成されており、このクラッチ爪１７と係脱自在に噛
み合うクラッチ爪１８を有するクラッチ爪体１９が前記
筒体１１上にスライド自在にスプライン嵌合されてい
る。なお、前記クラッチ爪体１９には、前記トラクタ３
に設けられている主変速レバーや副変速レバーを所定の
変速位置へ変速操作すると共に前輪切れ角が所定角度
（例えば、４４゜）以上となる急旋回の操向操作を行っ
た場合にクラッチ爪１７，１８同士が噛み合う方向へク
ラッチ爪体１９をスライドさせるソレノイド（図示せ
ず）が連結されている。 【００１１】前記低速側受動ギヤ１２における前記高速
側受動ギヤ１３と対向しない側の側面部にも放射状の受
動ギヤクラッチ爪２０が形成されており、この受動ギヤ
クラッチ爪２０と係脱自在に噛み合うクラッチ爪２１を
有するクラッチ爪体２２が前記前輪動力取出軸８上にス
ライド自在にスプライン嵌合されている。なお、このク
ラッチ爪体２２は、スプリング２３によりクラッチ爪２
１が受動ギヤクラッチ爪２０と噛み合う方向へ付勢され
ている。さらに、前記受動ギヤクラッチ爪２０と係脱自
在に噛み合うカム爪２４を有するカム爪体２５が前記筒
体１１上にスライド自在にスプライン嵌合されており、
このカム爪体２５の外周部には、前記クラッチ爪２１の
溝部に係合する凸部２６が形成されている。なお、前記
カム爪２４には、カム爪２４の頂部２４ａへ向けて次第
に幅が狭くなる傾斜部２４ｂが形成されている。また、
前記カム爪体２５には前記クラッチ爪体２２が当接して
おり、カム爪体２５は、前記スプリング２３の付勢力が
作用することによってカム爪２４が受動ギヤクラッチ爪
２０と噛み合う方向へ付勢されている。 【００１２】つぎに、前記ミッションケース７内には、
前記クラッチ爪体１９をスライドさせる前記ソレノイド
により駆動されるスライド規制機構２７が設けられてい
る。このスライド規制機構２７は、前記クラッチ爪２１
と受動ギヤクラッチ爪２０との噛み合いが解除される位
置へ前記クラッチ爪体２２がスライドし、及び、前記カ
ム爪２４と受動ギヤクラッチ爪２０との噛み合いが解除
される位置へ前記カム爪体２５がスライドした際に、そ
の位置でスプリング２３の付勢力によるクラッチ爪体２
２やカム爪体２５のスライド動作を規制するもので、前
記前輪動力取出軸８内にスライド自在に挿通されたボー
ク用シャフト２８と、ボーク用シャフト２８を所定方向
へ付勢するスプリング２９と、前記ソレノイドの作動時
にボーク用シャフト２８をスプリング２９による付勢方
向と逆方向へスライドさせる回動プレート３０と、ボー
ク用シャフト２８が回動プレート３０により付勢されて
スライドしたときに前輪動力取出軸８の外周面から突出
する位置へ移動して前記クラッチ爪２１のスライド動作
を規制するボール３１とにより構成されている。 【００１３】ここで、図２は前輪動力取出軸８を通常の
回転数で回転させる通常駆動時（４輪駆動による直進走
行時や緩やかな旋回走行時）の状態を示すもので、クラ
ッチ爪体２２のクラッチ爪２１とカム爪体２５のカム爪
２４とが受動ギヤクラッチ爪２０と噛み合い、低速側受
動ギヤ１２とクラッチ爪体２２とカム爪体２５とが一体
に回転し、前輪動力取出軸８がクラッチ爪体２２と一体
に通常回転数で回転する。なお、ソレノイドは作動して
おらず、クラッチ爪１７，１８同士の噛み合いは解除さ
れている。 【００１４】また、図１は前輪動力取出軸８を通常駆動
時の回転数より高速回転させる高速駆動時（急旋回をす
るために前輪１を高速回転させる必要が生じた時）の状
態を示すもので、クラッチ爪体２２のクラッチ爪２１と
カム爪体２５のカム爪２４とが受動ギヤクラッチ爪２０
との噛み合いを解除する位置へスライドし、クラッチ爪
体２２とカム爪体２５とはスライド規制機構２７により
そのスライド位置で保持されている。なお、クラッチ爪
体１９のスライドによりクラッチ爪１７，１８同士が噛
み合い、高速側受動ギヤ１３とクラッチ爪体１９と筒体
１１とが一体に回転する。そして、カム爪体２５が筒体
１１とが一体に回転することにより、カム爪体２５の凸
部２６がクラッチ爪２１の溝部の側面に当接し、クラッ
チ爪体２２とカム爪体２５とが一体に回転し、前輪動力
取出軸８がクラッチ爪体２２と一体に高速駆動状態で回
転する。 【００１５】ここで、図３（ａ）は前輪動力取出軸８が
通常駆動状態で回転している状態における受動ギヤクラ
ッチ爪２０とクラッチ爪２１とカム爪２４との位置関係
を示し、図３（ｂ）は通常駆動状態から高速駆動状態へ
の切換え時及び高速駆動状態から通常駆動状態への切換
え時における受動ギヤクラッチ爪２０とクラッチ爪２１
とカム爪２４との位置関係を示し、図３（ｃ）は高速駆
動状態における受動ギヤクラッチ爪２０とクラッチ爪２
１とカム爪２４との位置関係を示すものである。図３
（ｂ），（ｃ）に示すように凸部２６がクラッチ爪２１
の溝部の側面に当接してカム爪２４とクラッチ爪２１と
が一体に回転している場合には、クラッチ爪２１の頂部
２１ａとカム爪２４の頂部２４ａとが連続してなす角度
“Ａ”が、受動ギヤクラッチ爪２０の溝部の角度“Ｂ”
と等しくなるように設定されている。 【００１６】このような構成において、エンジンからの
駆動力によって駆動軸４が回転し、この回転がギヤ１６
とアイドルギヤ１５とを介して低速側受動ギヤ１２と高
速側受動ギヤ１３とへ伝達され、低速側受動ギヤ１２が
低速回転し、高速側受動ギヤ１３が高速回転する。 【００１７】ここで、図２は前輪１を通常速度の回転数
で回転駆動させる通常駆動時の状態を示すもので、この
通常駆動時においては、クラッチ爪体１９をスライドさ
せるソレノイドは作動せず、クラッチ爪１７，１８同士
の噛み合いは解除されている。一方、スプリング２３に
より付勢されたクラッチ爪体２２が低速側受動ギヤ１２
の方向へスライドし、クラッチ爪２１が受動ギヤクラッ
チ爪２０と噛み合っている。さらに、クラッチ爪体２２
により押されたカム爪体２５も低速側受動ギヤ１２の方
向へスライドし、カム爪２４が受動ギヤクラッチ爪２０
と噛み合っている。従って、クラッチ爪体２２とカム爪
体２５とが低速側受動ギヤ１２と一体に回転し、クラッ
チ爪体２２がスプライン嵌合している前輪動力取出軸８
が低速側受動ギヤ１２と一体に回転し、前輪１に対して
通常速度の回転が伝達される。 【００１８】つぎに、図１は前輪１を高速で回転駆動さ
せる高速駆動時の状態を示すもので、主変速レバーや副
変速レバーを所定の変速位置へ変速操作した状態で前輪
切れ角が所定角度以上となる急旋回の操向操作を行った
場合である。この場合には、ソレノイドの作動によりク
ラッチ爪体１９が高速側受動ギヤ１３へ向けてスライド
し、クラッチ爪１７，１８同士が噛み合い、高速側受動
ギヤ１３とクラッチ爪体１９と筒体１１とが一体に回転
する。すると、カム爪体２５に対しては、高速側受動ギ
ヤ１３からの高速回転と低速側受動ギヤ１２からの低速
回転とが伝達される状態となり、カム爪体２５はクラッ
チ爪体２２よりも高速で回転し、図３（ｂ）に示すよう
に、カム爪体２５の凸部２６がクラッチ爪２１の溝部の
側面に当接する。さらに、高速側受動ギヤ１３から伝達
される回転数と低速側受動ギヤ１２の回転数との差によ
ってカム爪２４の傾斜部２４ｂが受動ギヤクラッチ爪２
０に乗り上げると共にカム爪体２５には低速側受動ギヤ
１２から離反する向きの力が作用し、カム爪体２５は低
速側受動ギヤ１２から離反する方向へスライドして図３
（ｃ）に示すようにカム爪２４と受動ギヤクラッチ爪２
０との噛み合いが解除される。なお、カム爪体２５が低
速側受動ギヤ１２から離反する方向へスライドする際に
は、カム爪体２５に押されたクラッチ爪体２２もカム爪
体２５と一体にスライドし、クラッチ爪２１と受動ギヤ
クラッチ爪２０との噛み合いも解除される。 【００１９】また、クラッチ爪２１と受動ギヤクラッチ
爪２０との噛み合いが解除される位置へクラッチ爪体２
２がスライドすると、回動プレート３０により押圧され
ていたボーク用シャフト２８がスプリング２９を圧縮す
る向きにスライドし、ボール３１が前輪動力取出軸８の
外周面から突出し、スプリング２３の付勢力によってク
ラッチ爪体２２が低速側受動ギヤ１２側へスライドする
ことが規制される。 【００２０】受動ギヤクラッチ爪２０に対するカム爪２
４とクラッチ爪２１との噛み合いが解除された後は、高
速側受動ギヤ１３の回転がクラッチ爪体１９と筒体１１
とカム爪体２５とクラッチ爪体２２とを介して前輪動力
取出軸８へ伝達され、前輪１が高速駆動状態で回転駆動
される。なお、前輪１を高速駆動状態で回転駆動してい
る際には、スライド規制機構２７のボール３１によって
クラッチ爪体２２及びカム爪体２５が低速側受動ギヤ１
２側へスライドすることが規制されている。従って、こ
の高速駆動時において、スプリング２３の付勢力により
クラッチ爪２１やカム爪２４が受動ギヤクラッチ爪２０
と接離を繰り返すということが防止され、この接離の繰
り返しによる騒音、摩耗、破損の発生が防止される。 【００２１】つぎに、急旋回の箇所を通過することによ
り前輪切れ角が所定角度以下に戻されるとソレノイドの
作動が終了し、クラッチ爪体１９が図２に示すようにク
ラッチ爪１７，１８同士の噛み合いを解除する位置へス
ライドすると共に、回動プレート３０が図２に示す通常
位置へ回動する。そして、回動プレート３０が通常位置
へ回動することによりスプリング２９により付勢された
ボーク用シャフト２８が図２に示す通常位置へスライド
し、ボール３１がボーク用シャフト２８に形成された溝
部２８ａに入り込んで前輪動力取出軸８の外周面からの
突出状態が解消される。 【００２２】ボール３１が溝部２８ａに入り込むと、ク
ラッチ爪体２２はカム爪体２５と共にスプリング２３の
付勢力によって低速側受動ギヤ１２側へスライドし、ク
ラッチ爪２１とカム爪２４とが受動ギヤクラッチ爪２１
と噛み合い、再び、前輪動力取出軸８が低速側受動ギヤ
１２と一体に回転する通常駆動状態へ戻る。 【００２３】ここで、クラッチ爪２１の頂部２１ａとカ
ム爪２４の頂部２４ａとが連続してなす角度“Ａ”が、
受動ギヤクラッチ爪２０の溝部の角度“Ｂ”と等しく設
定されているため、高速駆動状態から通常駆動状態へ戻
る際において、クラッチ爪２１が受動ギヤクラッチ爪２
０と噛み合う位置に対向した時にカム爪２４の頂部２４
ａが受動ギヤクラッチ爪２０の頂部に重なるということ
がなく、クラッチ爪２１とカム爪２４とが受動ギヤクラ
ッチ爪２０とスムーズに噛み合うようになり、通常駆動
状態への戻りが円滑に行われる。 【００２４】 【発明の効果】請求項１記載の発明は上述のようにカム
爪体の凸部がクラッチ爪の溝部の側面に当接した状態に
おけるクラッチ爪の頂部とカム爪の頂部とが連続してな
す角度を受動ギヤクラッチ爪の溝部の角度と等しく設定
したので、高速駆動状態から通常駆動状態への変速切換
えの際に、クラッチ爪が受動ギヤクラッチ爪と噛み合う
位置に対向した時にカム爪の頂部が受動ギヤクラッチ爪
の頂部に重なってカム爪体とクラッチ爪体とが低速側受
動ギヤ側へスライドすることを妨げるということが発生
せず、クラッチ爪とカム爪とが受動ギヤクラッチ爪と噛
み合う状態へスムーズに戻り、高速駆動状態から通常駆
動状態への変速切換えを確実に行わせることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例における高速駆動状態を示す
縦断側面図である。 【図２】低速駆動状態を示す縦断側面図である。 【図３】受動ギヤクラッチ爪とクラッチ爪とカム爪との
位置関係を示すもので、（ａ）は通常駆動状態における
位置関係、（ｂ）は通常駆動状態から高速駆動状態への
切換え時及び高速駆動状態から通常駆動状態への切換え
時における位置関係、（ｃ）は高速駆動状態における位
置関係である。 【図４】トラクタの全体構造を示す側面図である。 【符号の説明】 ８ 回転軸 １２ 低速側受動ギヤ １３ 高速側受動ギヤ ２０ 受動ギヤクラッチ爪 ２１ クラッチ爪 ２１ａ クラッチ爪の頂部 ２２ クラッチ爪体 ２４ カム爪 ２４ａ カム爪の頂部 ２５ カム爪体 ２６ 凸部 ２７ スライド規制機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 3/083

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 異なる回転数で回転駆動される低速側受
   動ギヤと高速側受動ギヤとを回転軸上に回転自在に嵌合
   させ、前記低速側受動ギヤの側面部に放射状の受動ギヤ
   クラッチ爪を形成し、前記受動ギヤクラッチ爪と係脱自
   在に噛み合うクラッチ爪を有すると共に前記クラッチ爪
   が前記受動ギヤクラッチ爪と噛み合う方向へ付勢された
   クラッチ爪体を前記回転軸と一体に回転自在及び前記回
   転軸の軸心方向に沿ってスライド自在に設け、前記受動
   ギヤクラッチ爪と係脱自在に噛み合うカム爪と前記クラ
   ッチ爪の溝部に係合する凸部とを有すると共に前記カム
   爪が前記受動ギヤクラッチ爪と噛み合う方向へ前記クラ
   ッチ爪体により付勢されたカム爪体を前記回転軸の軸心
   方向に沿ってスライド自在及び前記高速側受動ギヤから
   の動力伝達を行う高速駆動時に前記高速側受動ギヤと一
   体に回転自在に設け、前記クラッチ爪と前記受動ギヤク
   ラッチ爪との噛み合いを解除する位置へスライドした前
   記クラッチ爪体のスライド動作を規制するスライド規制
   機構を設け、通常駆動時には前記クラッチ爪と前記カム
   爪とを前記受動ギヤクラッチ爪と噛み合わせることによ
   り前記低速側受動ギヤから前記回転軸への動力伝達を行
   い、高速駆動時には前記クラッチ爪と前記カム爪とを前
   記受動ギヤクラッチ爪との噛み合いを解除して前記高速
   側受動ギヤと前記カム爪体とを一体に回転させると共に
   前記凸部が前記クラッチ爪の溝部の側面へ当接すること
   により前記カム爪体と前記クラッチ爪体とを一体に回転
   させて前記高速側受動ギヤから前記回転軸への動力伝達
   を行うようにした変速切換装置において、 前記凸部が前記クラッチ爪の溝部の側面に当接した状態
   における前記クラッチ爪の頂部と前記カム爪の頂部とが
   連続してなす角度を前記受動ギヤクラッチ爪の溝部の角
   度と等しく設定したことを特徴とする変速切換装置。