JP3620126B2

JP3620126B2 - パワーシフト変速機構の油圧回路

Info

Publication number: JP3620126B2
Application number: JP30158795A
Authority: JP
Inventors: 淳一大下; 弘喜小野
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2015-11-20
Also published as: JPH09144858A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーシフト変速機構を備えた走行車輌の油圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の油圧クラッチから構成されるパワーシフト変速機構を備えた走行車輌であり、該走行車輌の油圧ポンプと接続する油圧回路より夫々の油圧クラッチに至る分岐回路を並列して設けた油圧回路が公知である。例えば、特開平７−１３９６１８号公報の実施例には、４つの油圧クラッチから構成されるパワーシフト変速機構を備えたトラクタが示されているが、このパワーシフト変速機構への油圧回路は、ポンプより通じる油圧回路から、各油圧クラッチに接続した分岐回路を並列して設け、この分岐回路には各々切替弁が設けられている。そして、変速に応じて４つの切替弁のうちの一つが高圧ポートに接続され、油圧クラッチが接続する構成となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
油圧クラッチを接続するときには、できるだけ昇圧を緩やかに行い変速時のショックを抑えることが望まれる。しかしながら、上記公報に示されている油圧回路では、ポンプに近い分岐回路に接続された油圧クラッチを接続するときはこれより回路下手側に接続されている分岐回路の開閉状況や回路内の油密度、摩擦損失等に影響され易く、各クラッチを接続するときの昇圧にバラツキが生じるという課題があった。
【０００４】
本発明は、以上のような課題を解決するために、低速、中速、高速用の油圧クラッチ１Ｌ・１Ｍ・１Ｈ…を有する少なくとも３段変速可能な走行用パワーシフト変速機構を備えた走行車輌であって、該走行車輌の油圧ポンプＰの排出側と接続する油圧回路２から各々油圧クラッチ１Ｌ・１Ｍ・１Ｈ…に至る分岐回路３・３・３…を複数並列して設けた油圧回路において、
各分岐回路３・３・３…に比例圧力制御弁４を設け、並列する２本の分岐回路３・３、３・３、…間の油圧回路２上に各々牽制弁５・５…を設け、前記各分岐回路３・３・３…に設けた比例圧力制御弁４の昇圧時の油圧力によって、この分岐回路より下流側に設けた最初の牽制弁５を閉側に切り替えて、この牽制弁５より下流側の油圧回路２を遮断操作すると共に、
前記分岐回路３・３・３…の内、最も上流側の分岐回路３には、スプリングで付勢したスチールボールにて上流側の油口を遮蔽するチェック弁９６Ｍを設け、このチェック弁９６Ｍの下流側に、前記比例圧力制御弁４Ｍ及び同制御弁４Ｍで昇圧制御する中速用の油圧クラッチ１Ｍを設けたことを特徴とするパワーシフト変速機構の油圧回路とした。
【０００５】
【実施例】
以下、図例に基づいて本発明の実施例を農用トラクタについて説明する。
トラクタ１０は、ボンネット１１の内部に搭載されたエンジン１２からクラッチハウジング、ミッションケース、及びリアミッションケース等を一体的に連結した主枠１３を車体の剛体主要部とし、この主枠１３の前部にフロントアクスルケースを設けケース左右両端に前輪１４・１４を取り付け、同じく主枠１３の後部にリアアクスルケースを左右に突出して設け後輪１５・１５を取り付けている。主枠１３の中央部から後部上方は、フロア１６とこのフロア１６の後端に接続し後輪１５の前方から上方にかけて覆うフェンダー１７・１７が設けられている。ボンネット１１の後方にはハンドル１８が突出しており、このハンドル１８の回動操作によって、前輪１４が操向する構成となっている。また、ハンドル１８の下方には前後進切替レバー１９が設けられている。ハンドル１８の後方の前記フェンダー１７・１７間には操縦席２０が設けられ、この操縦席２０の側方に走行変速用の変速レバー２１が突出しており、この変速レバー２１の操作をポテンショセンサ（図示せず）で検出し、コントローラ２５は後述する主変速と副変速を変速する構成となっている。トラクタ１０の主枠１３の後部上面にはシリンダーケース２２が設けられ、内蔵された単動式のメインシリンダ２３の伸縮によりシリンダケース２２の左右両側に枢支されているリフトアーム２４・２４を上下回動させる構成となっており、３点リンク機構を介してロータリ作業機２７を連結している。
【０００６】
前記主枠１３の内部に設けられた変速装置とその伝動経路を説明する。変速装置は、前後進切換部３０と主変速部３１と副変速部３２から構成されている。
前後進切換部３０は、シンクロメッシュ式のギア式変速機構であり、エンジン１２より取り出された駆動力は、前後進切替レバー１９が前方に押されるとブレーキリング３３とブレーキリング３４が同調して、ブレーキリング３３とブレーキリング３４の夫々に設けられたギアが噛み合い正回転で主変速部３１へ伝えられ、前後進切替レバー１９が後方に引かれるとブレーキリング３５とブレーキリング３６が同調して、ブレーキリング３５とブレーキリング３６の夫々に設けられたギアが噛み合い逆回転で主変速部３１へ伝えられる構成となっている。
【０００７】
主変速部３１は、シンクロメッシュ式のギア式変速機構であり、前記コントローラ２５より切替弁７８と切替弁７９が切替えられて、複動式のプッシュプルシリンダー３９・４０の伸縮によりギア４１とギア４２（４速）、ギア４３とギア４４（３速）、ギア４５とギア４６（２速）、ギア４７とギア４８（１速）の内一つが噛み合い４段変速可能に構成され、この回転動力を副変速部３２に伝えている。
【０００８】
副変速部３２は、高速クラッチ１Ｈと低速クラッチ１Ｌと中速クラッチ１Ｍと超低速クラッチ１ＬＬとの四つの油圧クラッチにより４段（Ｈ、Ｌ、Ｍ、ＬＬ）変速可能なパワーシフト変速機構である。主変速部３１にて適宜変速された回転動力は、入力軸５１を介して副変速部３２へ入力される。入力軸５１には、ギア５２とギア５３が設けられ、高速クラッチ１Ｈの駆動側多板が一体構成され常時回転している。入力軸５１の延長上に、出力軸５５が枢着されている。出力軸５５は、前部に高速クラッチ１Ｈの従動側多板と低速クラッチ１Ｌの従動側多板とを支持する外筒回転体を設け、後部にギア５７とその後端にピニオンギア５８とを一体構成して設けている。低速クラッチ１Ｌの駆動側多板は、ギア５９とギア６２と一体構成され、出力軸５５の周囲にニードルベアリングを介して枢着されている。また、この低速クラッチ１Ｌの駆動側多板は、入力軸５１の回転をギア６１とギア６２を設けた中継軸６０を介してギア５９に伝えて常時回転している。前記入力軸５１と並行して変速軸７０が設けられ、この変速軸７０は、中速クラッチ１Ｍの従動側多板と、超低速クラッチ１ＬＬの従動側多板を外筒回転体にスプラインを介して一体構成して設け、前輪駆動用のギア７３と出力軸５５へ伝動用のギア７４を設けている。
【０００９】
中速クラッチ１Ｍの駆動側多板は、ギア７５と一体のボス外周に設けられ変速軸７０にニードルベアリングを介して回転自由に設けられている。ギア７５はギア５２と噛み合って常時回転している。また、超低速クラッチ１ＬＬの駆動側多板は、ギア７６と一体のボス部に設けられ変速軸７０にニードルベアリングを介して回転自在に設けられている。ギア７６は、前記中継軸６０と噛み合うギアギア６２と噛み合い常時回転する構成となっている。
【００１０】
出力軸５５の軸内部には、高速クラッチ１Ｈへ接続する分岐回路３Ｈと低速クラッチ１Ｌへ接続する分岐回路３Ｌが設けられ、変速軸７０の軸内部には中速クラッチ１Ｍへ接続する分岐回路３Ｍと超低速クラッチ１ＬＬへ接続する分岐回路３ＬＬが設けられている。これらの分岐回路３に油を送り込み４つのクラッチ１Ｈ・１Ｌ・１Ｍ・１ＬＬのピストン６Ｈ・６Ｌ・６Ｍ・６ＬＬが押され駆動側多板と従動側多板が圧着して入力軸５１の回転動力が出力軸５５へ伝達される構成となっている。
【００１１】
即ち、「超低速（ＬＬ）」の伝動経路は、入力軸５１−ギア５３−ギア６１−中継軸６０−ギア６２−ギア５９−ギア６２−ギア７６−超低速クラッチ１ＬＬ−変速軸７０−ギア７４−ギア５７−出力軸５５と構成されている。
「低速（Ｌ）」の伝動経路は、入力軸５１−ギア５３−ギア６１−中継軸６０−ギア６２−ギア５９−低速クラッチ１Ｌ−出力軸５５と構成されている。
【００１２】
「中速（Ｍ）」の伝動経路は、入力軸５１−ギア５２−ギア７５−中速クラッチ１Ｍ−変速軸７０−ギア７４−ギア５７−出力軸５５と構成されている。
「高速（Ｈ）」の伝動経路は、入力軸５１−高速クラッチ１Ｈ−出力軸５５と構成されている。
図１に即して、ポンプＰより各油圧クラッチ１Ｈ・１Ｌ・１Ｍ・１ＬＬに至るまでの油圧回路の構成を説明する。
【００１３】
ポンプＰより油圧を送られた油圧回路２は、減圧弁７１を通りパワステ回路やメインシリンダ２３と接続する回路、主変速回路７２等へ回路を分岐した後、ポイントＡを通過して副変速回路５０へ入力され、ポイントＥまで続いている。
副変速回路５０へ入力した油圧回路２は、オリフィス６１を通りポイントＢにて末端に中速クラッチ１Ｍを接続する分岐回路３Ｍを分岐する。この分岐回路３Ｍには、比例圧力制御弁４Ｍが設けられている。この比例圧力制御弁４Ｍは、コントローラ２５からの通電によって分岐回路３Ｍの圧油を前述した中速クラッチ１Ｍのピストン６Ｍに接続してこのピストン６Ｍを押し、非通電のときにはタンクＴへ圧油を逃がす構成となっている。中速クラッチ１Ｍと比例圧力制御弁４Ｍの間には、背圧回路９Ｍが設けられ後述する牽制弁５Ｍに接続されている。
【００１４】
一方、油圧回路２には、ポイントＢを通過後、牽制弁５Ｍが設けられ、ポイントＣにて末端に高速クラッチ１Ｈを接続する分岐回路３Ｈを分岐する。前記牽制弁５Ｍは、２ポート二位置の切替弁であって、通常、接続位置７により油圧回路の上流側と下流側を接続し、前記比例圧力制御弁４Ｍが開放されると、この比例圧力制御弁４Ｍの背圧が牽制弁５Ｍに伝わりバネ９０を押して遮断位置８へ切り替わり油圧回路２を遮断する構成となっている。
【００１５】
高速クラッチ１Ｈを接続する分岐回路３Ｈは、前述した中速クラッチ１Ｍを接続する分岐回路３Ｍと同様の構成で、比例圧力制御弁４Ｈと背圧回路９Ｈを設け、比例圧力制御弁４Ｈの背圧で牽制弁５Ｈを遮断位置に切替える構成としている。更に、油圧回路２は、牽制弁５Ｈを通り、ポイントＤにて末端に低速クラッチ１Ｌを接続する分岐回路３Ｌを分岐する。この分岐回路３Ｌは、分岐回路３Ｍと同様の構成で、比例圧力制御弁４Ｌと背圧回路９Ｌを設け、比例圧力制御弁４Ｌの背圧は、下流の牽制弁５Ｌを遮断位置に切替る構成となっている。
【００１６】
牽制弁５Ｌを通過した油圧回路２は、この延長上のポイントＥにて末端に超低速クラッチ１ＬＬを接続する分岐回路３ＬＬに接続されている。分岐回路３ＬＬは、途中に比例圧力制御弁４ＬＬを設けた構成となっているが、ポイントＥ以降には油圧回路２は存在しないために、背圧回路９（ＬＬ）は設けられていない。以上のように、副変速回路５０の油圧回路構成としたので、例えば、中速クラッチ１Ｍを接続するときには、比例圧力制御弁４Ｍが励磁され分岐回路３Ｍが中速クラッチ１Ｍに接続されると共に、この比例圧力制御弁４Ｍと中速クラッチ１Ｍ間に設けられた背圧回路９Ｍに背圧がかかり切替弁５Ｍが遮断位置に切り替えられて油圧回路２を遮断している。これにより、切替弁５Ｍより下流側に設けられた回路の影響、例えば、油圧クラッチ１・１・１…が膨大に接続されていたり、各油圧クラッチ間の距離が遠く離れていたり、油漏れ等から生じる圧力降下や、ゴミ等による作動不良や電気的トラブルによる複数の油圧クラッチの二重噛み等に関わらず、常に一定した状態が確保され昇圧が行われる。よって、夫々の油圧クラッチを接続するときには、夫々の昇圧パターンを固有に設定可能であり、特に接続トルクが大きく異なる油圧クラッチを接続する場合などには有効である。また、切替弁５は、背圧を吸収する簡易アキュームレータの役割を持つ効果も有する。また、ここでは分岐回路の分岐の順位を３Ｍ・３Ｈ・３Ｌ・３ＬＬと設けたことで、前記電気的トラブルにより複数の油圧クラッチが昇圧されたとき、トラクタ１が中程度の車速である中速クラッチ１Ｍの速度で走行移動できるように図られている。
【００１７】
図７の別実施例では、前記オリフィス６１に代わり各比例圧力制御弁４Ｍ・４Ｈ・４Ｌ・４ＬＬの手前にオリフィス９４Ｍ・９４Ｈ・９４Ｌ・９４ＬＬを設けている。これにより、各油圧クラッチ１Ｍ・１Ｈ・１Ｌ・１ＬＬを接続するとき、減圧弁７１で定圧化した油圧回路２の圧力を、更に常時一定に保つことができ接続トルクの違いによる接続時間のずれを一律にすることができる。また、副変速回路５０の入力部にて、油圧回路２は、ミッションケース内部の上方に位置する出力軸５５にだけ潤滑油を送る油路５２を分岐している。また、この油路５２より夫々の牽制弁５Ｍ・５Ｈ・５Ｌへ牽制解除回路８１Ｍ・８１Ｈ・８１Ｌを設けて、遮断位置に切り換えられた牽制弁５Ｍ・５Ｈ・５Ｌに背圧が掛らなくなると同時に、この油圧力とバネ９０により開放位置に戻される構成となっている。また、各背圧回路９Ｍ・９Ｈ・９Ｌ間にアキュームレータ９３Ｍ・９３Ｈ・９３Ｌを設けており、これにより、油圧クラッチ１の接続を更に滑らかにできる。また、各分岐回路３の比例制御弁４と油圧クラッチ１との間に圧力スイッチ９１を設けている。これにより、回路の実際の昇圧状況を検出可能である。
【００１８】
図８の別実施例では、分岐回路３Ｍと３Ｈの比例圧力制御弁４Ｍ・４Ｈの手前にスチールボールとスプリングからなるチェック弁９６Ｍ・９６Ｈを設けている。これは、特に路上走行で使用すると思われる高速域の油圧クラッチ１Ｍ・１Ｈを接続するときには、なるべくこの接続を緩やかに行い、トラクタ１０の急加速を抑えることが望ましいため、チェック弁９６Ｍ・９６Ｈにて圧力損失、且つ昇圧の低下効果を生じさせて上記目的を達するものである。また、スプリングのバネ係数を変えることによりこの効果を調整可能である。尚、図７と対応する符号の説明は省略する。
【００１９】
前記圧力スイッチ９１Ｍ・９１Ｈ・９１Ｌ・９１ＬＬは、図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、比例圧力制御弁４Ｍ・４Ｈ・４Ｌ・４ＬＬのソレノイドコイルに平行にしてバルブケース９５に取り付けられている。これにより、バルブケース９５の厚みを極力薄く構成して設置スペースを少さく構成でき、また油圧クラッチ１の圧力に近い場所で検出できるよう図られている。
【００２０】
尚、圧力スイッチ９１の別形態として、前記牽制弁のスプールが昇圧時にバルブケース９５より突出する構成とて、この昇圧時にスイッチ９１を押す構成としても良い。これにより、各分岐回路３の昇圧状況が直接目視可能である。
【００２１】
本発明は、以上のようなパワーシフト変速機構の油圧回路としたので、一つの油圧クラッチ３を接続するときに他の回路の影響を受けることがなく、常に一定の状態から昇圧できるために油圧クラッチ３の昇圧パターンを設定可能となり、常時一定したクラッチ接続を行えるようになった。また、各分岐回路の優先順序を設けることが可能になり、電気的トラブルにより複数の比例圧力制御弁４・４…が同時に油路を開放することがあっても最も上流に位置する油圧クラッチ１のみが接続されるために油圧クラッチやギヤ等の部品の損傷を防止でき、走行車輌の安全性を向上することができるようになった。
また本発明では、低速、中速、高速用の油圧クラッチ１Ｌ・１Ｍ・１Ｈ…の内、中速クラッチ１Ｍを優先して、即ち最も上流側の分岐回路３Ｍに設け、この中速クラッチ１Ｍを接続する分岐回路３Ｍに、上流側の油口を遮蔽する様にスチールボールを付勢したチェック弁９６Ｍを設け、このチェック弁９６Ｍの下流側に前記比例圧力制御弁４Ｍ及び中速クラッチ１Ｍを設けたので、前記のような電気的トラブル時にも中速クラッチ１Ｍを優先的に、しかも緩やかに接続できて、車輌を迅速且つ安全に移動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】変速装置の油圧回路図。
【図２】トラクタ全体側面図。
【図３】トラクタの伝動機構図。
【図４】副変速部の展開図。
【図５】圧力スイッチの取り付け図。
【図６】圧力スイッチの別実施例。
【図７】図１の別実施例１。
【図８】図１の別実施例２。
【符号の説明】
１油圧クラッチ
２油圧回路
３分岐回路
４比例圧力制御弁
５牽制弁
７接続位置
８遮断位置
９背圧回路
２５コントローラ
５０副変速回路
９０バネ

Claims

低速、中速、高速用の油圧クラッチ１Ｌ・１Ｍ・１Ｈ…を有する少なくとも３段変速可能な走行用パワーシフト変速機構を備えた走行車輌であって、該走行車輌の油圧ポンプＰの排出側と接続する油圧回路２から各々油圧クラッチ１Ｌ・１Ｍ・１Ｈ…に至る分岐回路３・３・３…を複数並列して設けた油圧回路において、
各分岐回路３・３・３…に比例圧力制御弁４を設け、並列する２本の分岐回路３・３、３・３、…間の油圧回路２上に各々牽制弁５・５…を設け、前記各分岐回路３・３・３…に設けた比例圧力制御弁４の昇圧時の油圧力によって、この分岐回路より下流側に設けた最初の牽制弁５を閉側に切り替えて、この牽制弁５より下流側の油圧回路２を遮断操作すると共に、
前記分岐回路３・３・３…の内、最も上流側の分岐回路３には、スプリングで付勢したスチールボールにて上流側の油口を遮蔽するチェック弁９６Ｍを設け、このチェック弁９６Ｍの下流側に、前記比例圧力制御弁４Ｍ及び同制御弁４Ｍで昇圧制御する中速用の油圧クラッチ１Ｍを設けたことを特徴とするパワーシフト変速機構の油圧回路。