JP3790598B2

JP3790598B2 - 歯車式変速装置

Info

Publication number: JP3790598B2
Application number: JP09569697A
Authority: JP
Inventors: 泰男瀬野; 敦生吉名
Original assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-04-14
Filing date: 1997-04-14
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2017-04-14
Also published as: JPH10288246A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のクラッチスライダを同時に摺動させて多段の変速を可能とする歯車式変速装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ミッションケース内に互いに平行するように駆動軸と従動軸を横架し、該駆動軸と従動軸上にそれぞれ複数の歯車を配置し、一方の軸上に複数のクラッチスライダを外嵌して、複数のクラッチスライダを同時に摺動させて、駆動軸と従動軸上の歯車の内のいずれか一組を噛合させて変速できるように構成した歯車式多段変速装置は公知とされているのである。
例えば、同一出願人が提案した実開昭５７−１５５３４８号公報に記載の技術の如くである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の歯車式多段変速装置は一本の軸上にクラッチスライダを複数配置して、各クラッチスライダにシフトフォークを嵌合して、このシフトフォークを一本のフォーク軸上に固定して、該フォーク軸を変速レバーの操作で摺動することによって、各クラッチスライダを同時に摺動して、クラッチスライダ上の歯車が、他方の軸上に固設した歯車とを噛合して、変速できるようにしていた。よって、同一軸上に複数のクラッチスライダ及び歯車が並ぶために軸方向の長さが長くなり、これらを支えるための軸も強度を上げる必要があり、ミッションケースが全体的に長く大きくなっていたのである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決する為の手段を説明する。
請求項１においては、互いに平行する駆動軸１３と従動軸１５との間に構成した歯車式多段変速装置において、前記従動軸１５に固定して設けた出力歯車３１を挟むように、従動軸１５上の軸長手方向での一方側に固定歯車３１を、従動軸１５上の軸長手方向での他方側に、遊転歯車２３をそれぞれ配置し、かつ、駆動軸１３上には、前記固定歯車３１に噛合う遊転歯車２８、および前記遊転歯車２３に噛合う固定歯車２１を、それぞれ振り分け配置すると共に、第一の変速歯車列を遊転歯車２８と固定歯車３１により、第二の変速歯車列を固定歯車２１と遊転歯車２３により構成し、前記遊転歯車２８と、それを設置した駆動軸１３を係合可能なクラッチスライダ８、ならびに前記遊転歯車２３と、それを設置した従動軸１５と係合可能なクラッチスライダ３０も、駆動軸１３および従動軸１５の各々に振り分け配置し、各々のクラッチスライダ８・３０に係止するシフトフォーク９８・９９を、単一のフォーク軸９７に設置し、両クラッチスライダ８・３０を同時に摺動変位させるように構成すると共に、別々の軸１３・１５上で同時に摺動するクラッチスライダ８・３０のうち、一方のクラッチスライダ８が対応する遊転歯車２８と駆動軸１３とを係合したときには、他方のクラッチスライダ３０が対応する遊転歯車２３と従動軸１５とを非係合とするように構成したものである。
【０００５】
請求項２においては、請求項１記載の歯車式変速装置において、前記出力歯車３１を固定歯車３１としても兼用するにあたり軸長手方向で幅広形状としたものである。
【０００６】
【発明の実施の態様】
次に、本発明の実施の態様を、図面に基づいて説明する。
図１は走行動力伝動機構のスケルトン図、図２はトランスミッションの後面断面図、図３は同じく上部拡大断面図、図４は同じく上部平面断面図、図５は油圧回路図、図６は副変速装置部分の低速位置の状態の断面図、図７は同じく中速位置の状態の断面図、図８は同じく高速位置の状態の断面図、図９は副変速装置部分の側面断面図、図１０は同じく斜視図である。
【０００７】
本発明の変速装置を装備したミッションケース１内の構成を図１〜図４より説明する。
ミッションケース１上にＨＳＴ式変速装置２が載置され、該ＨＳＴ式変速装置２は、ＨＳＴケース５内に油圧ポンプＰと油圧モータＭｏを前後（水平方向）に並設し、蓋体７２によって閉じたものに構成し、ＨＳＴケース５の左右側面がサイド油路板４３と支持プレート４９によって強固に固定されている。ポンプ軸３をＨＳＴケース５の一側（本実施例では左側）より突出して入力プーリー４を固設し、図示しないエンジンからの駆動力をＶベルト９を介して入力プーリー４に伝えている。
【０００８】
該入力プーリー４が回動されることによってＨＳＴケース５内に収容した可変容積型の油圧ポンプＰが駆動され、該油圧ポンプＰからの圧油が油圧モータＭｏに送油される。このとき油圧ポンプＰの主変速レバーに連結した変速アームを変更することによって、斜板の角度が変更されて、吐出量と吐出方向が変更される。この圧油によって油圧モータＭｏのモーター軸６が無段に変速されて駆動される。該モーター軸６上に歯車７が固設され、該歯車７は、後述するミッションケース１上部側面のサイドケース１０に支持された中間軸１１上の遊嵌歯車１２と噛合し、該歯車１２は入力軸１３上に固設した入力歯車１４と噛合して、ＨＳＴ式変速装置２によって変速した動力を、車軸への伝動機構を収納したミッションケース１内に伝えている。
【０００９】
前記ミッションケース１は左右半割り型に構成されて、該ミッションケース１に入力軸１３と副変速軸１５と操向軸１６とカウンター軸１７とＰＴＯ軸１８が回転自在に平行に横架され、ミッションケース１内の前記入力軸１３上には固定歯車２０・２１と遊嵌歯車２８、並びに、スプラインハブ１３ａが設置されており、該スプラインハブ１３ａにはクラッチスライダ８が軸方向摺動自在にスプライン嵌合されている。前記固定歯車２０は副変速軸１５上の遊嵌歯車２２と常時噛合し、前記固定歯車２１は副変速軸１５上の遊嵌歯車２３と噛合している。また前記歯車２２は、カウンター軸１７上に固設した歯車２４と常時噛合し、前記カウンター軸１７上には更に歯車２５が固設され、該歯車２５は、ＰＴＯ軸１８上に一方向クラッチ２９を介して外嵌した歯車２６と噛合している。該ＰＴＯ軸１８のミッションケース１外にはＰＴＯプーリー２７が固設され、歯車２２からの動力を一方向クラッチ２９を介して取り出し作業機を駆動できるようにしている。
【００１０】
前記副変速軸１５上の遊嵌歯車２２と遊嵌歯車２３との間にはスプラインハブ１５ａが設置されクラッチスライダ３０が軸方向摺動自在にスプライン嵌合され、また、前記歯車２２と歯車２３のクラッチスライダ側を向く面にはそれぞれ歯部２２ａ・２３ａが形成されている。また、前記入力軸１３上の遊嵌歯車２８のクラッチスライダ側に歯部２８ａが構成され、前記クラッチスライダ８及びクラッチスライダ３０は後述する本発明の変速機構により同時に摺動される。歯車２８と入力軸１３に結合するか、もしくは歯車２２・２３のいずれかを副変速軸１５に結合することにより、入力軸１３から副変速軸１５に動力が伝えられる。該副変速軸１５上には更に出力歯車３１が刻設され、ミッションケース１外にはブレーキドラム３２が固設されて、ブレーキアーム３３を回動することによって駐車ブレーキを制動させる構成としている。
【００１１】
前記操向軸１６の中央部位には駆動ギア３４が遊嵌設置され、該駆動ギア３４は前記副変速軸１５上の出力歯車３１と噛合し、該駆動ギア３４の両側には内歯３４Ｌ・３４Ｒが形成されている。一方、操向軸１６上には駆動ギア３４を挟んで筒体３５Ｌ・３５Ｒがそれぞれ回転自在に外嵌設置されている。該筒体３５Ｌ・３５Ｒは外周面にスプライン状に歯部が形成されて、内端（駆動ギア３４側）外周上にクラッチギア３５ａが形成されて、軸方向に摺動して前記駆動ギア３４の内歯３４Ｌ（または３４Ｒ）と係脱自在に噛合させることができ、これによりサイドクラッチを構成している。
【００１２】
前記筒体３５Ｌ・３５Ｒ中央部分の幅広歯部はサイドギアとして減速歯車３６Ｌ・３６Ｒと噛合している。該減速歯車３６Ｌ・３６Ｒはミッションケース１下部に支持した走行駆動軸１９Ｌ・１９Ｒの内端部に固設され、該走行駆動軸１９Ｌ・１９Ｒは軸受を介してミッションケース１及びアクスルケース４７Ｌ・４７Ｒに支持され、該走行駆動軸１９Ｌ・１９Ｒの外端に駆動スプロケット４８Ｌ・４８Ｒが固設されて、クローラーを駆動する構成としている。
【００１３】
前記筒体３５Ｌ・３５Ｒの外端側の歯部上には多板式のサイドブレーキ用の回転側摩擦板３７・３７・・・が相対回転不能に係止されている。該摩擦板３７・３７・・・の間には固定側の摩擦板３８・３８・・・が重合配置されており、前記操向軸１６の両外側端部を支持する軸受ケース４２を固定支持するミッションケース１の部分に、ケース内方に向けて凹入する中空の筒状部１ａを形成し、該筒状部１ａの内周に前記摩擦板３８・３８・・・が回転不能に係止されている。前記筒体３５Ｌ・３５Ｒの外端に押圧板を設け、前記軸受ケース４２に形成したシリンダー部に収容したピストン部材４１を押圧板を挟んで前記摩擦板３７・３８・・・に対向するように配設して、図外の操向操作レバーの回動で後述する操向切換バルブ５０を切り換えて圧油を軸受ケース４２内のシリンダー部へ送油して、前記ピストン部材４１が押圧板を押して筒体３５Ｌ・３５Ｒをケース内方側へ摺動させて、サイドクラッチ及びサイドブレーキを順次作動させて機体を旋回できるようにしている。
【００１４】
次に、車両に備えられた作業機を昇降する昇降シリンダー５４、及び、前記サイドクラッチ・サイドブレーキを作動させるピストン部材４１を作動させる図５の油圧回路構成について説明する。
エンジンＥの出力軸に油圧ポンプＰ０の入力軸が固設され、前記ＨＳＴ式変速装置２のポンプ軸３上にチャージポンプＣＰが配置されてエンジンＥによって油圧ポンプＰ０及びチャージポンプＣＰを駆動している。該油圧ポンプＰ０の駆動によって、ミッションケース１内の潤滑油がストレーナ６７を介して吸入される。該ストレーナ６７の出口は二つに分岐されて、一方は配管６９を介して油圧ポンプＰ０の吸入口に接続され、他方は更に目の細かいフィルター７０でろ過して配管７１を介してチャージポンプＣＰの吸入口に接続し、該チャージポンプＣＰから吐出された油を、油圧ポンプＰと油圧モータＭｏとを流体接続する閉回路にチャージしている。
【００１５】
前記油圧ポンプＰ０からの吐出油は、フィルター５６を介してフローデバイダー５７へ送油され、該フローデバイダー５７で分割された油の一方は操向切換バルブ５０に送油され、該操向切換バルブ５０の切換操作によって前記ピストン部材４１・４１のシリンダー部へ択一給油駆動できるようにしている。操向切換バルブ５０は電磁切換式で、そのソレノイドは、車両に配備された直立状態の操向レバーをオペレータが左右方向に所定量だけ傾転させたときに択一的に励磁される。これにより、操向切換バルブ５０が中立位置Ｎから作用位置Ｌ，Ｒのいずれかに切り換えられ、フローデバイダ５７から吐出された一部の油が左右シリンダ部のいずれかに供給される。シリンダー部の各々にはピストン部材４１，４１のサイドクラッチ切り相当位置に排油口を開口してあり、１つの可変リリーフ弁５８を介して油タンクに連通している。この可変リリーフ弁５８は、前記操向レバーを更に傾転させたときにはじめてリリーフ設定圧が上昇し、それまでは開かれた状態となっており前記排油口から油の一部を油タンクに排出する。
【００１６】
前記フローデバイダー５７で分割された油の他方は図外の昇降レバーの操作で昇降バルブ５９を切り換えることでロードチェック弁６０を介して、昇降シリンダー５４へ導入できるようにしている。６１は昇降シリンダー５４の作動圧を設定するリリーフ弁である。そして、前記昇降バルブ５９からの戻り油は油路６２を介してオイルクーラ６３に送油されて冷却される。該オイルクーラ６３はエンジンＥのラジエータ６５近傍に配置されその冷却ファン６６による起風を受ける。該オイルクーラ６３を経た冷却後の油は配管６４を介してＨＳＴケース５内に送られる。そして、該ＨＳＴケース５内の潤滑油は、所定量を越えるとオーバーフローしてサイドケース１０内に入り、該サイドケース１０から更にオーバーフローした分がミッションケース１内に戻るようにしている。
【００１７】
次に本発明の要部である歯車式変速装置とした副変速機構について、図３及び、図６〜図１０より説明する。前述したように、駆動軸となる入力軸１３上の固定歯車２０と、従動軸となる副変速軸１５上の遊嵌歯車２２とが常時噛合されて低速様の変速歯車列を構成し、また、入力軸１３上の固定歯車２１と副変速軸１５上の遊嵌歯車２３とが常時噛合されて中速用の変速歯車列を構成し、入力軸１３上の遊嵌歯車２８と副変速軸１５上の固定（出力）歯車３１とが常時噛合されて高速用の変速歯車列を構成している。そして、固定（出力）歯車３１は幅広形状とされてその幅広空間に臨ませるようにして前記クラッチスライダ２８が入力軸１３上に相対回転不能で且つ摺動自在に設置され、また、副変速軸１５上には前記クラッチスライダ３０が相対回転不能で且つ摺動自在に設置されている。
【００１８】
また、前記クラッチスライダ８にはシフトフォーク９８の先端が、クラッチスライダ３０にはシフトフォーク９９の先端がそれぞれ嵌合され、該シフトフォーク９８の基部のボス部９８ａはシフトフォーク９９のボス部９９ａ上に外嵌され軸方向に該シフトフォーク９９と一体摺動するよう止め輪により結合している。該シフトフォーク９９のボス部９９ａはフォーク軸９７に相対摺動自在に外嵌され、フォーク軸９７上でシフトフォーク９８・９９が同時に摺動できるようにしている。該フォーク軸９７は、前記入力軸１３や副変速軸１５などと平行してミッションケース１内に横架されている。そして、前記ボス部９９ａとフォーク軸９７との間にはデテント機構１０１が設けられて、シフトフォーク９８・９９を軸（直線）方向に変速したときに高速位置Ｈ・中立位置Ｎ・中速位置ＭＤ・中立位置Ｎ・低速位置Ｌでそれぞれ保持できるようにして、三段の変速を可能としている。但し、ボス部９８ａはボス部９９ａ上に外嵌して止め輪で固定しているが、両者が一体的に摺動できる構成であればこれに限定するものではなく、ボルトや溶接等で一体的に固定することも可能である。
【００１９】
そして、前記シフトフォーク９９のボス部９９ａの外周面には係合突起９９ｂ・９９ｂが突出形成され、該係合突起９９ｂ・９９ｂの間に揺動アーム１０２の先端が嵌合される。該揺動アーム１０２は、前記フォーク軸９７と直角方向にミッションケース１の後壁に回転自在に支持した変速軸１０３のケース内端に固設され、該変速軸１０３のケース外端に変速アーム１０４が固定されて運転席近傍に配置した副変速レバーと連動連結されている。
【００２０】
このような構成において、副変速レバーを操作して中立位置Ｎから低速位置Ｌに変速すると図６に示すように、両クラッチスライダ８・３０が一体摺動し、クラッチスライダ３０が遊嵌歯車２２の歯部２２ａとスプラインハブ１５ａとを結合して、入力軸１３からの動力が固定歯車２０→遊嵌歯車２２→クラッチスライダ３０→スプラインハブ１５ａ→副変速軸１５→出力歯車３１→駆動ギア３４と伝えられて低速回転が走行駆動軸１９に伝えられる。また、中立位置Ｎから中速位置Ｍに変速すると、図７に示すように、クラッチスライダ３０が遊嵌歯車２３の歯部２３ａとスプラインハブ１５ａとを結合して、入力軸１３から固定歯車２１→遊嵌歯車２３→クラッチスライダ３０→スプラインハブ１５ａ→副変速軸１５→出力歯車３１→駆動ギア３４と伝えられて中速回転が走行駆動軸１９に伝えられる。尚、この低速位置Ｌ及び中速位置Ｍではクラッチスライダ８は同時に摺動されるが、遊嵌歯車２８の歯部２８ａとは噛合しないような寸法関係に予めセットされている。
【００２１】
そして、中立位置Ｎから高速位置Ｈに変速すると、図８に示すように、クラッチスライダ８の摺動によって、クラッチスライダ８が歯車２８の歯部２８ａと入力軸１３上のスプラインハブ１３ａとを結合して、入力軸１３からクラッチスライダ３０→遊嵌歯車２８→出力歯車３１→駆動ギア３４と伝えられて高速回転が走行駆動軸１９に伝えられる。そしてこのとき、クラッチスライダ３０は歯部２３ａ上に位置するのみであってスプラインハブ１５ａとは噛合しないような寸法関係にセットされる。なお、低速位置Ｌと中速位置Ｍとの間、及び、中速位置Ｍと高速位置Ｈとの間には中立位置Ｎが設けられ、クラッチスライダ８・３０は二つの歯部、または、歯部とスプラインハブの両者に跨がらない位置としている。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
請求項１の如く、互いに平行する駆動軸１３と従動軸１５との間に構成した歯車式多段変速装置において、前記従動軸１５に固定して設けた出力歯車３１を挟むように、従動軸１５上の軸長手方向での一方側に固定歯車３１を、従動軸１５上の軸長手方向での他方側に、遊転歯車２３をそれぞれ配置し、かつ、駆動軸１３上には、前記固定歯車３１に噛合う遊転歯車２８、および前記遊転歯車２３に噛合う固定歯車２１を、それぞれ振り分け配置すると共に、第一の変速歯車列を遊転歯車２８と固定歯車３１により、第二の変速歯車列を固定歯車２１と遊転歯車２３により構成し、前記遊転歯車２８と、それを設置した駆動軸１３を係合可能なクラッチスライダ８、ならびに前記遊転歯車２３と、それを設置した従動軸１５と係合可能なクラッチスライダ３０も、駆動軸１３および従動軸１５の各々に振り分け配置し、各々のクラッチスライダ８・３０に係止するシフトフォーク９８・９９を、単一のフォーク軸９７に設置し、両クラッチスライダ８・３０を同時に摺動変位させるように構成すると共に、別々の軸１３・１５上で同時に摺動するクラッチスライダ８・３０のうち、一方のクラッチスライダ８が対応する遊転歯車２８と駆動軸１３とを係合したときには、他方のクラッチスライダ３０が対応する遊転歯車２３と従動軸１５とを非係合とするように構成したので、直線シフトが可能な歯車式多段変速装置を構成するにあたって、一本の軸上に複数のクラッチスライダを配設する必要がないので、歯車式多段変速装置の軸方向の幅を狭くすることが可能となり、コンパクトに構成できる。
また、歯車式多段変速装置の従動軸上に配置する出力歯車をサイドクラッチブレーキ装置の駆動歯車として用いるために、その従動軸の部位にレイアウトしながらも、クラッチスライダを駆動軸、従動軸の各々に振り分けたことで、駆動軸上のクラッチスライダを出力歯車に対向配置させることができ、歯車式多段変速装置の軸方向の幅を狭くすることが可能となり、コンパクトに構成でき、しかも、直線シフトが可能となった。
【００２３】
また、請求項２の如く、請求項１記載の歯車式変速装置において、前記出力歯車３１を固定歯車３１としても兼用するにあたり軸長手方向で幅広形状としたので、駆動軸上のクラッチスライダを出力歯車に対向配置させることができ、歯車式多段変速装置の軸方向の幅を狭くすることが可能となり、コンパクトに構成できたのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】走行動力伝動機構のスケルトン図である。
【図２】トランスミッションの後面断面図である。
【図３】同じく上部拡大断面図である。
【図４】同じく上部平面断面図である。
【図５】油圧回路図である。
【図６】副変速装置部分の低速位置の状態の断面図である。
【図７】同じく中速位置の状態の断面図である。
【図８】同じく高速位置の状態の断面図である。
【図９】副変速装置部分の側面断面図である。
【図１０】同じく斜視図である。
【符号の説明】
１ミッションケース
１３駆動軸１３（入力軸１３）
１５従動軸１５（副変速軸１５）
８・３０クラッチスライダ
２０・２２変速歯車列
２１・２３変速歯車列
２８・３１変速歯車列
３１出力歯車
９８・９９シフトフォーク
９７フォーク軸

Claims

互いに平行する駆動軸１３と従動軸１５との間に構成した歯車式多段変速装置において、
前記従動軸１５に固定して設けた出力歯車３１を挟むように、従動軸１５上の軸長手方向での一方側に固定歯車３１を、従動軸１５上の軸長手方向での他方側に、遊転歯車２３をそれぞれ配置し、
かつ、駆動軸１３上には、前記固定歯車３１に噛合う遊転歯車２８、および前記遊転歯車２３に噛合う固定歯車２１を、それぞれ振り分け配置すると共に、
第一の変速歯車列を遊転歯車２８と固定歯車３１により、第二の変速歯車列を固定歯車２１と遊転歯車２３により構成し、
前記遊転歯車２８と、それを設置した駆動軸１３を係合可能なクラッチスライダ８、ならびに前記遊転歯車２３と、それを設置した従動軸１５と係合可能なクラッチスライダ３０も、駆動軸１３および従動軸１５の各々に振り分け配置し、
各々のクラッチスライダ８・３０に係止するシフトフォーク９８・９９を、単一のフォーク軸９７に設置し、両クラッチスライダ８・３０を同時に摺動変位させるように構成すると共に、
別々の軸１３・１５上で同時に摺動するクラッチスライダ８・３０のうち、一方のクラッチスライダ８が対応する遊転歯車２８と駆動軸１３とを係合したときには、他方のクラッチスライダ３０が対応する遊転歯車２３と従動軸１５とを非係合とするように構成したことを特徴とする歯車式変速装置。
請求項１記載の歯車式変速装置において、前記出力歯車３１を固定歯車３１としても兼用するにあたり軸長手方向で幅広形状としたことを特徴とする歯車式変速装置。