JP3989125B2 - 作業車両の変速装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラクタ等の作業車両の変速装置に関するものであり、特にメインクラッチの構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｈ−Ｌの変速機構を有する変速に機構においては、主クラッチ、低速側クラッチ、高速側クラッチの３つのクラッチが配設されており、それぞれの断接が制御される。Ｈ−Ｌの変速の変速の切換えは、変速レバーにより行われており、変速レバーが高速側である場合には高速側クラッチが、変速レバーが低速側である場合には低速側クラッチが接続される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の技術において、主クラッチ、低速側クラッチおよび高速側クラッチと制御すべきクラッチが３つあり、変速機構の組み立ておよび整備に多くの労力を必要とする。また、各クラッチについてそれぞれ制御機構を必要とし、制御機構自体が複雑となるとともに、操作自体が煩雑なものとなる。変速レバーの位置により、低速側クラッチおよび高速側クラッチの切換えが行われるため、変速側レバーを高速側に位置させ、発進する場合などは高速側クラッチに高負荷がかかる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解消すべく、本発明は次のような手段により、課題を解決するものである。
【０００５】
請求項１においては、高速−低速変速用の湿式多板方式の主クラッチ（Ａ）と油圧クラッチ（Ｂ）を具備し、該主クラッチ（Ａ）は、主クラッチの役目と高速−低速変速用の低速油圧クラッチの役目を兼務し、油圧クラッチ（Ｂ）は高速用の油圧クラッチとし、該主クラッチ（Ａ）と油圧クラッチ（Ｂ）の動力伝達回路の前段に乾式多板方式のつれまい防止クラッチ（５０）を配置し、油圧制御機構は、圧油の供給側から順に、クラッチバルブ（４３）、油圧制御バルブ（４２）、 Ｈ−Ｌ切換バルブ（４４）と配置し、分岐した油路につれまい防止バルブ（４５）を配置した作業車両の変速装置において、前記クラッチバルブ（４３）には、油圧制御バルブ（４２）に圧油を直接供給する油路、絞りを介して供給する油路、供給を遮断する油路の３種の油路を設け、前記油圧制御バルブ（４２）は変速レバー（９１）により操作され、低・高の油路とＨ−Ｌ切換時に作動する過渡状態油路の３種の油路を設け、該油圧制御バルブ（４２）が低もしくは高の場合には、該油圧制御バルブ（４２）を介して圧油をＨ−Ｌ切換バルブ（４４）に供給し、前記Ｈ−Ｌ切換バルブ（４４）はソレノイドバルブにより自動制御し、主クラッチ（Ａ）若しくは油圧クラッチ（Ｂ）の何れかに作動油を供給できる構成とし、前記つれまい防止バルブ（４５）はソレノイドバルブにより構成し、該クラッチペダル（１１１）の踏み込みに連動し、つれまい防止クラッチ（５０）の断接を制御し、前記クラッチペダル（１１１）の踏み込みと、クラッチバルブ（４３）とつれまい防止バルブ（４５）を連動し、該クラッチペダル（１１１）の回動位置を認識し、該クラッチペダル（１１１）のストロークを、該クラッチペダル（１１１）の最大踏み込み位置を角度０°として、該クラッチペダル（１１１）の踏み込み量が少なくなるにつれ、主クラッチ（Ａ）の接続圧力は大きくなるように構成し、前記角度０°より接続圧力が発生するまでを「つれまい防止クラッチ切りストローク（Ｄ３）」とし、該「つれまい防止クラッチ切りストローク（Ｄ３）」の後に接続圧力が充分に大きくなるまでを「インチングストローク（Ｄ２）」とし、以降を「Ｈ−Ｌの切換のストローク（Ｄ１）」の３段階とし、該クラッチペダル（１１１）が「つれまい防止クラッチ切りストローク（Ｄ３）」の位置では、主クラッチ（Ａ）の圧力をほぼ０とし、つれまい防止クラッチ（５０）を切断し、駆動力の伝達が完全に遮断し、該クラッチペダル（１１１）が、「インチングストローク（Ｄ２）」と「つれまい防止クラッチ切りストローク（Ｄ３）」の位置にあり、変速レバー（９１）により油圧制御バルブ（４２）が高速側にある時には、Ｈ−Ｌ切換バルブ（４４）のソレノイドが通電状態となり、油圧クラッチ（Ｂ）から主クラッチ（Ａ）に油路が切換わり、クラッチバルブ（４３）の移動量に応じ て、圧油が主クラッチ（Ａ）に徐々に供給され、主クラッチ（Ａ）が急激に接続されることなくインチング状態となり、該クラッチペダル（１１１）の位置が、「Ｈ−Ｌの切換のストローク（Ｄ１）」の位置では、該変速レバー（９１）が高速の位置にある時は、Ｈ−Ｌ切換バルブ（４４）のソレノイドの通電が解除され圧油が油圧クラッチ（Ｂ）に流れて高速となるものである。
【０００６】
請求項２においては、請求項１記載の作業車両の変速装置において、高速−低速の切換のための変速レバー（９１）が高速側に位置された場合に、発進時およびクラッチ接続の初期の段階では、強制的に主クラッチ（Ａ）を作動させ、低速側で駆動した後に高速側クラッチにシフトさせるものである。
【０００７】
請求項３においては、請求項１記載の作業車両の変速装置において、湿式多板式の主クラッチ（Ａ）は、同じく湿式多板式の油圧クラッチ装置（Ｂ）よりもクラッチ容量を大としたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、この実施例に限定されるものではなく、本明細書及び添付された図面の記載事項全体から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に広く及ぶものである。図１は作業車両の側面図、図２はクラッチ機構を示す側面断面図、図３は同じく正面断面図、図４は主クラッチの側面断面図、図５は高速側の油圧クラッチ装置の側面断面図、図６は主クラッチに作動油を供給する際の油圧回路図、図７は高速側油圧クラッチに作動油を供給する際の油圧回路図、図８は変速レバーが高速側にある状態での発進時に一時的に主クラッチに作動油を供給する際の油圧回路図、図９は油圧制御弁を用いた場合のＨ−Ｌ切換時における油圧クラッチの圧力変動を示す図、図１０は本発明の他の実施例である油圧回路を示す図、図１１は他の実施例におけるＨ−Ｌ切換時の油圧クラッチの圧力変動を示す図、図１２は変速機構およびクラッチ制御機構を示す側面一部断面図、図１３はクラッチペダルおよびスイッチの配置構成を示す側面図、図１４はコントロールバルブの側面断面図、図１５は同じく反対面の側面断面図、図１６はスローリターンチェックバルブの配置構成を示す側面断面図、図１７はスローリターンチェックバルブの構成を示す側面断面図、図１８は同じく平面図、図１９はクラッチの接続圧力とクラッチペダルの回動角度の関係を示す図、図２０は他の実施例であるクラッチの接続圧力とクラッチペダルの回動角度の関係を示す図、図２１は分割されたストロークとスイッチの対応の一例を示す図である。
【０００９】
まず、本発明のキャビンを装着した作業車両の全体構成について、図１により説明する。前後に前輪２、後輪３を懸架する本機の前部にボンネット４を配設し、該ボンネット４にはエンジン５を内蔵している。ボンネット４の後方にはステアリングハンドル６を設けて、該ステアリングハンドル６の後方にはシート７を配設している。ステアリングハンドル６及びシート７は、キャビン８によって覆われている。
【００１０】
エンジン５の後方には、クラッチハウジング１０１、ミッションケース２０１およびアクスルケース２０２が連結している。このクラッチハウジング１０１の後方にはミッションケース２０１が連結しており、ミッションケース２０１の後方にはアクスルケース２０２が接続されている。エンジン５からの動力は、クラッチケース１０１内の動力伝達機構において、断続および高速駆動および低速駆動の制御が行われ、このクラッチケース１０１内の動力伝達機構を介してエンジン５からの駆動力がミッションケース２０１内に配設された変速機構に伝達される。ミッションケース２０２内において変速された駆動力はアクスルケース２０２に伝達され、該アクスルケース２０２を介して後輪３が駆動される。
【００１１】
次にクラッチの構成について、図２乃至図５において説明する。クラッチハウジング１０１は前部をエンジンに固設し、後部をミッションケースに固設している。エンジンのクランクシャフトの後端にフライホイール２８が固設されている。フライホイール２８にショックアブソーバ装置を介して入力軸９が固設されている。入力軸９の先端はフライホイール２８の中央の軸受に支持されている。入力軸９は常時回転されているが、リアアクスルケース内に油圧クラッチ式のＰＴＯクラッチ装置が設けられており、ここで断接が行われる。
【００１２】
フライホイール２８に間座２９が固設され、この間座２９の後面につれまい防止クラッチ５０が押し付けられている。このつれまい防止クラッチ５０への押し付けをやめることにより、エンジンよりの駆動力を断つことができる。つれまい防止クラッチ５０の接断はクラッチペダルの踏み込みにより、後述するアクチュエータ８１に接続したリンク１５を介してベルクランク１６が枢支軸１７を中心に回動し、摺動筒１８を前後へ摺動する。
摺動筒１８にクラッチレリーズベアリング２０が設けられており、このクラッチレリーズベアリング２０によりアーム３０・３０を回動し、つれまい防止クラッチ５０の断接を行う。
【００１３】
つれまい防止クラッチ５０が間座２９に押し付けられている状態においては、駆動力が走行駆動軸１０に伝えられ、筒軸である走行駆動軸１０の回転はキーになって連結された固設歯車と油圧クラッチである主クラッチＡの油圧クラッチケース２へ伝えられる。また、駆動力はつれまい防止クラッチ５０のショックアブソーバ装置を介して走行駆動軸１０に伝えられるため、接続時の衝撃を緩和できるとともに、エンジンの駆動力の急激な変動を吸収できる。また、つれまい防止クラッチ５０を構成するクラッチとしては、本実施例にあげる乾式単板のものだけではなく、かみ合いクラッチであるジョークラッチ、ツースクラッチ、歯車クラッチおよび摩擦クラッチである乾式多板クラッチ、円錐クラッチ、ドラムクラッチ、ラップスプリングクラッチ、遠心クラッチ等と、スプリングもしくはダンパを組み合わせたものを使用する事ができる。
【００１４】
走行駆動軸１０は筒軸となっており、内部を前述の入力軸９が貫通しており、該入力軸９の後端にはＰＴＯ伝動軸６１がカップリング２７により連結されている。また、ＰＴＯ伝動軸６１は、筒軸により構成される走行伝動軸６２の内部に貫通している。走行駆動軸１０の支持は、前部はクラッチハウジング１０１の突出壁１４の軸受に支持し、後部は図４に示すごとく、入力軸９の連結部のカップリング２７の外周に設けたニードルベアリングにて支持されている。固設歯車１０５と油圧クラッチである主クラッチＡはこの走行駆動軸１０に支持されている。主クラッチＡより動力が伝えられる固設歯車１０４は走行伝動軸６２上に固設され、軸受はクラッチハウジング１０１の後面に固設された軸受体に固設されている。また、筒軸である走行駆動軸１０と平行にカウンター軸１１が設けられている。カウンター軸１１の前端は突出壁１４に軸受され、後端はクラッチハウジング１の後壁に固設突出された軸受体に軸受支持されている。このカウンター軸１１上に油圧クラッチ装置Ｂがキーにて固定され、固設歯車１０５と常時噛合位した遊嵌歯車１０６をカウンター軸１１と一体化する役目を行う。カウンター軸１１の後部に配設された固設歯車１３は走行伝動軸６２上の固設歯車１０４と常時噛合している。
【００１５】
主クラッチＡはおよび油圧クラッチ装置Ｂは常時断形の油圧クラッチ装置である。主クラッチＡは、圧油が送られていない場合にはバネ３５にてアクチュエータ１０７が押し戻されて摩擦板３６は断状態であり、圧油が送られるとアクチュエータ７がバネ３５に抗して後方へ移動し、摩擦板３６を圧着状態とするものである。 そして、油圧クラッチ装置Ｂは圧油が送られていない場合にはバネ６５にてアクチュエータ１０８が押し戻されて摩擦板６６は断状態であり、圧油が送られるとアクチュエータ１０８がバネ６５に抗して後方へ移動し、摩擦板６６を圧着状態とするものである。
【００１６】
油圧クラッチである主クラッチＡへの圧油の油路はパイピング３２より油路１４ｂを経て、固設歯車１０５のボス部に設けた受継筒の油路から、筒軸である走行駆動軸１０の外径の刻設溝を経て、固設歯車１０５の後端ボス部の内径油路２６に入り摩擦板３６へ潤滑のために送られる。また、パイピング３３の圧油は油路１４ｃより受継筒の油路から刻設溝を経て、アクチュエータの内側の油圧シリンダに入る。このように筒軸によりなる走行駆動軸１０の外周に刻設溝を設け、これに固設歯車１０５や、クラッチケース１０２を外嵌させて上面を閉じることにより、貫通孔を開けずに油路を構成しているのである。
【００１７】
また、油圧クラッチ装置Ｂの圧油はパイピング３４より入り、油路１４ａ・２１ａを経て軸受蓋２１の内側の穴内に出てくる。この穴にカウンタ軸１１の先端が挿入しており、カウンタ軸１１内の油路へ送られてアクチュエータ１０８と、クラッチケース３の間の油圧シリンダへ入る。また、突出壁１４の軸受５９の軸受蓋１９が摺動筒１８のガイド筒を兼用しているのである。
【００１８】
高低変速作用を説明する。高低変速用油圧制御弁４２が低速側の場合には圧油が主クラッチＡに送られて、油圧クラッチである主クラッチＡが接状態となり、走行駆動力は走行駆動軸１０より主クラッチＡと摩擦板３６と固設歯車１０４を介して走行伝動軸６２へ伝えられる。油圧制御弁４２が高速側の場合には圧油が油圧クラッチ装置Ｂに送られて、油圧クラッチ装置Ｂが接状態となり、走行駆動力は走行駆動軸１０より固設歯車１０５から遊嵌歯車１０６へ伝えられ、摩擦板６６から油圧クラッチ装置Ｂを経てカウンタ軸１１へ伝えられる。その後は固設歯車１３より、走行伝動軸６２の固設歯車１０４へ伝えられて高速となる。
【００１９】
上記の構成のごとく、本発明においては、湿式多板クラッチである低速側クラッチを主クラッチＡとして利用している。これにより、部品点数を減少できるとともに、変速機構をコンパクトかつ簡便な構成にできる。また、低速側クラッチを主クラッチとして兼用するため、クラッチの操作機構を減少できる。また、乾式単板クラッチをつれまい防止クラッチ５０としている。これにより、湿式クラッチにおいて発生しがちな、クリープ現象による動力の伝達を乾式単板クラッチであるつれまい防止クラッチ５０の断状態により解消でき、ブレーキによる制動を行うことなう必要がなく、動力伝達を遮断できる。また、主クラッチＡは油圧クラッチ装置Ｂよりも容量の大きいものが使用されているので、断続操作の頻度が高い主クラッチＡの耐久性を向上できる。
【００２０】
次に、油圧制御機構について、図６乃至図１１において説明する。コントロールバルブ８３内には、スローリターンチェックバルブ４７・４７、クラッチバルブ４３、油圧制御バルブ４２、 Ｈ−Ｌ切換バルブ４４、つれまい防止バルブ４５およびディレイリリーフバルブ（以下ＤＲＶ）４８が配設されている。油圧ポンプによりコントロールバルブ８３内に導入される圧油は、クラッチバルブ４３およびつれまい防止バルブ４５に供給される。クラッチバルブ４３には、油圧制御バルブ４２に圧油を直接供給する油路（入）、絞りを介して供給する油路、供給を遮断する油路（切）の３種の油路が設けられている。
【００２１】
また、油圧制御弁４２には低・高の油路とＨ−Ｌ切換時に作動する過渡状態油路の３種の油路が設けられている。油圧制御弁４２が低もしくは高の場合には、この油圧制御弁４２を介して圧油がＨ−Ｌ切換バルブ４４に供給される。Ｈ−Ｌ切換バルブ４４はソレノイドバルブにより構成されており、油圧クラッチ装置Ｂもしくは主クラッチＡの何れかに作動油を供給できる構成になっている。この油圧制御弁４２にはＤＲＶ４８が接続されており、該ＤＲＶ４８が油圧制御弁４２のＨ−Ｌ切換時の過渡期に作動するため、変速時のショックを緩和できる。
【００２２】
Ｈ−Ｌ切換バルブ４４と油圧クラッチ装置Ｂ、主クラッチＡの間には、スローリターンチェックバルブ４７がそれぞれ配設されており、このスローリターンチェックバルブ４７を介して作動油が油圧クラッチ装置Ｂ、主クラッチＡに供給、排出される構成になっている。スローリターンチェックバルブ４７はチェックバルブと絞りを並列に接続した構成になっており、油圧クラッチ装置Ｂもしくは主クラッチＡに作動油を供給する際には、チェックバルブを介して作動油が迅速に供給される。しかし、油圧クラッチ装置Ｂもしくは主クラッチＡに作動油を排出する際には、絞りを介して作動油が排出される。油圧制御バルブ４２をＬからＨに、もしくはＨからＬに切り換えた時、動力を伝達しているクラッチである、主クラッチＡ（もしくは油圧クラッチ装置Ｂ）の圧力を徐々に下げると共に、他方の油圧クラッチ装置Ｂ（もしくは主クラッチＡ）の圧力を上昇させる。このため、主クラッチＡと油圧クラッチ装置Ｂの両クラッチが半クラッチ状態となるので、変速時のショックが緩和される。すなわち、図９に示すごとく、ＨからＬに切り換えた時には、Ｈ側の油圧クラッチ装置Ｂの圧力が徐々に下がると共に、Ｌ側の主クラッチＡの圧力を上昇させる。これにより、半クラッチ状態が生じ、変速時のショックが緩和される。
【００２３】
つれまい防止バルブ４５はソレノイドバルブにより構成されており、このつれまい防止バルブ４５により、つれまい防止クラッチ５０の断接を制御できるようになっている。つれまい防止バルブ４５により、つれまい防止クラッチ５０をＯＮ−ＯＦＦするアクチュエータ８１に圧油を供給することにより、つれまい防止クラッチ５０の接続を断ち、駆動力の伝達を完全に断つことができる。これにより、主クラッチＡによる駆動力の接続を断った場合においても、主クラッチＡに供給される潤滑油の粘性により発生する動力の伝達を完全に遮断することができる。このため、エンジンに掛かる負荷を軽減でき、アイドリング状態におけるエンジンの負荷を軽減することにより、カーボンの蓄積を解消し、エンジンの耐久性を延ばすことができる。
【００２４】
上記の構成により、図６に示すごとく、クラッチバルブ４３が入に、油圧制御弁４２が低に設定されており、Ｈ−Ｌ切換バルブ４４を介して圧油が主クラッチＡに供給されると、主クラッチＡが接続され、前述の走行駆動軸１０の駆動力が主クラッチＡを介して走行伝動軸６２に伝達される。また、図７に示すごとく、クラッチバルブ４３が入に、油圧制御弁４２が高に設定されており、Ｈ−Ｌ切換バルブ４４を介して圧油が主クラッチ装置Ｂに供給されると、油圧クラッチ装置Ｂが接続され、前述の走行駆動軸１０の駆動力が主クラッチ装置Ｂを介して走行伝動軸６２に伝達される。さらに、図８に示すごとく、油圧制御弁４２が高速側にあり、クラッチバルブ４３が図１９のＤ２、Ｄ３の位置にある時、Ｈ−Ｌ切換バルブ４４のソレノイドが通電状態となり、油路が切換わり、クラッチバルブ４３の移動量に応じて、圧油が主クラッチＡに徐々に供給されると、主クラッチＡが急激に接続されることなく、インチング状態となる。これにより、前述の走行駆動軸１０の駆動力の一部が主クラッチＡを介して走行伝動軸６２に伝達される。クラッチバルブ４３が図１９のＤ１の位置になるとＨ−Ｌ切換バルブ４４のソレノイドの通電が解除され圧油が油圧クラッチ装置Ｂに流れる。
【００２５】
また、上記の油圧回路の構成において、油圧制御弁４２の別の実施例について説明する。図１０において、油圧制御弁４２’には低・高と２種の油路が設けられている。このため、図１１に示すごとく、Ｈ−Ｌ切換時の過渡状態における半クラッチ状態で、変速による衝撃を緩和できる。
【００２６】
次にクラッチの操作構成について、図１２および図１３をもちいて説明する。ステアリング６の近傍には変速レバー９１が配設されており、この変速レバー９１はリンク機構９２を介してアーム９３が接続されている。アーム９３はコントロールバルブ８３に回動自在に枢支された軸９４に固設されている。軸９４はコントロールバルブ８３内に配設した油圧制御弁４２に接続されており、軸９４の回動により油圧制御弁４２が切換られる構成になっている。リンク機構９２はユニバーサルジョイント等により、変速レバー９１に接続されており、変速レバー９１の回動により、アーム９３を回動する構成になっている。このため、変速レバー９１を操作することにより、油圧制御弁４２の切換を行うことができるものである。
【００２７】
また、ステアリング６の下方には、クラッチペダル１１１が配設されおり、クラッチペダル１１１の下方には、アクチュエータ８１が配設されている。このアクチュエータ８１はリンク１５を介してベルクランク１６を回動する構成になっている。ベルクランク１６は枢支軸１７に挿嵌されており、前述の摺動筒１８に接続されている。即ち、このアクチュエータ８１により、摺動筒１８を前後へ摺動する構成になっている。アクチュエータ８１はクラッチハウジング１０１の上方に配設しており、クラッチハウジング１０１およびアクチュエータ８１を含むクラッチ機構を幅方向においてコンパクトに構成できる。このため、従来の機体を流用することができるととともに、該アクチュエータ８１をクラッチハウジング１０１の上方に配置することにより、アクチュエータ８１の整備性および組み付け性を向上できる。また、アクチュエータ８１に接続したリンク１５の調節部をクラッチハウジング１０１の上方に配置することもでき、調節を容易に行うことができる。
【００２８】
クラッチペダル１１１の基部は支軸１１２に挿嵌されており、回動自在に枢支されている。クラッチペダル１１１の基部には、アーム１１１ａが固設されており、クラッチペダル１１１とともに回動するものである。アーム１１１ａの端部にはリンク９５が接続されている。このリンク９５は、軸１１４に相対回動不能に固設されたアーム１１３の端部に接続されている。軸１１４はコントロールバルブ８３において回動自在に枢支されており、この軸１１４の回動により、クラッチバルブ４３が切換られる構成になっている。このため、クラッチペダル１１１を回動させることにより、リンク９５を介して前述したクラッチバルブ４３を操作できるものである。
【００２９】
クラッチペダル１１１の近傍にはスイッチ１１５が配設されており、アーム１１１ａの近傍にはスイッチ１１６が配設されている。スイッチ１１５およびスイッチ１１６はそれぞれクラッチペダル１１１に固設されたステー１１１ｃおよびアーム１１１ａに固設されたステー１１１ｂに当接する構成になっている。すなわち、スイッチ１１５およびスイッチ１１６はクラッチペダル１１１の作動軌跡上に配設されている。このため、スイッチ１１５およびスイッチ１１６の配置位置の設定により、クラッチペダル１１１の回動位置を認識できる。クラッチペダル１１１が回動されていない状態もしくは少量回動された状態で、スイッチ１１５がクラッチペダル１１１に当接することにより、クラッチペダル１１１が回動されていない状態もしくは少量回動された状態であることを認識できる。また、クラッチペダル１１１が最大に回動された状態で、スイッチ１１６がアーム１１１ａに当接することにより、この状態を認識できる。
【００３０】
次に、コントロールバルブ８３の構成について説明する。図１４および図１５にしめすごとく、コントロールバルブ８３内には、クラッチバルブ４３、油圧制御バルブ４２、Ｈ−Ｌ切換バルブ４４、つれまい防止バルブ４５、スローリターンチェックバルブ４７・４７が配設されている。油圧制御バルブ４２はコントロールバルブ８３に回動自在に枢支された軸９４に固設されたアーム９４ａに接続されており、軸９４に回動に伴い摺動し、油路の切換を行う構成になっている。クラッチバルブ４３コントロールバルブ８３に回動自在に枢支された軸１１４に固設されたアーム１１４ａに接続されており、軸１１４に回動に伴い摺動し、油路の切換を行う構成になっている。また、Ｈ−Ｌ切換バルブ４４およびつれまい防止バルブ４５はソレノイドにより摺動される構成になっており、ソレノイドの作動により油路の切換を行う構成になっている。
【００３１】
スローリターンチェックバルブ４７は、図１６乃至図１８に示すごとく、チェックバルブに絞りを設けた構成になっている。スローリターンチェックバルブ４７はスリーブ４７ｂ、ボール４７ｃおよびボール止め４７ａにより構成されている。ボール止め４７ａには縁部の三カ所および中央部より作動油が流入もしくは流出でき、該ボール止め４７ａおよびスリーブ４７ｂによりボール４７が一定範囲内に位置するように構成されている。スリーブ４７ｄには絞り４７ｄが設けられている。これにより、図１７において、上方よりスローリターンチェックバルブ４７に流入した作動油は、絞り４７ｄを介して流出し、下方よりスローリターンチェックバルブ４７に供給された作動油は、ボール４７ｃを押し上げ、スリーブ４７ｂ内に流入する。
【００３２】
このように、クラッチバルブ４３、油圧制御バルブ４２、Ｈ−Ｌ切換バルブ４４、スローリターンチェックバルブ４７・４７およびつれまい防止バルブ４５が一つのコントロールバルブ８３内に配設されているため、油圧制御機構をコンパクトに構成でき、クラッチハウジング１の近傍の空間を有効に活用できる。また、コントロールバルブ８３をクラッチハウジング１０１の側方に配設するので、動力伝達制御機構をこのクラッチハウジング１０１の周囲に集中させることができる。
【００３３】
次に、クラッチペダルによる動力伝達制御機構について説明する。主クラッチペダル１１１のペダルストロークは三段階に分けられており、各ストロークはそれぞれＨ−Ｌの切換、インチングおよびつれまい防止クラッチ切りに対応している。クラッチペダル１１１の回動量が少ない場合は、Ｈ−Ｌの切換のストロークであり、回動量が中程度の場合は、インチングのストロークであり、回動量が大きい場合がつれまい防止クラッチ切りのストロークである。Ｈ−Ｌの切換のストロークは、変速レバー９１により高速側にシフトされているとき、Ｈ−Ｌ切換バルブ４４の通電が解除され、圧油が低速側から高速側に切換られる。逆に、発進時やクラッチペダルインチング時には低速側クラッチが使用できるので、インチング操作が容易にできる。
【００３４】
インチングのストロークは、変速レバー９１を高速側に位置させた状態よりの発進の際のクラッチ操作として使用することができる。すなわち、クラッチペダル１１１をインチングのストロークに位置させることにより、一旦低速側に接続された後に高速側に接続される。このため、クラッチに急激な負荷が掛かることがなく、クラッチの保護をおこなうことができる。変速レバー９１が低速側に位置させた状態では、Ｈ−Ｌ切換バルブ４４は切り換わらず、低速側クラッチである主クラッチＡに圧油を送り込む。つれまい防止クラッチ切りのストロークは、エンジンの動力を完全に遮断する際に使用されるものである。このつれまい防止クラッチ切りのストロークにクラッチペダル１１１が位置させられることにより、主クラッチＡおよびが切断されるとともに、つれまい防止バルブ４５を介してつれまい防止クラッチ５０にを摺動するアクチュエータ８１に作動油が供給され、つれまい防止クラッチ５０の接続が遮断される。
【００３５】
また、上述したクラッチペダル１１１のストロークの分割方法は、図１９に示すごとく、クラッチペダル１１１の回動角度に対応した主クラッチＡの接続圧力の特性により分割されるものである。クラッチペダル１１１の最大踏み込み位置を０°として、クラッチペダル１１１の踏み込み量が少なくなるにつれ角度が大きくなるとした場合に、主クラッチＡの接続圧力はクラッチペダル１１１の角度が大きくなるにつれ大きくなる。図１９において、折れ線はクラッチペダルの角度に対する接続圧力を表す。
【００３６】
上記のごとく、角度０°より接続圧力が発生するまでをつれまい防止クラッチ切りストローク（以下ストロークＤ３）とし、ストロークＤ３の後に接続圧力が充分に大きくなるまでをインチングストローク（以下ストロークＤ２）、以降をＨ−Ｌの切換のストローク（ストロークＤ１）としている。
【００３７】
すなわち、駆動力伝達を遮断する場合にはクラッチペダル１１１を踏み込み、主クラッチＡの圧力がほぼ０となる。このとき、ストロークＤ３にクラッチペダル１１１が位置することになり、つれまい防止クラッチ５０が切断され、駆動力の伝達が完全に遮断される。ストロークＤ３は、主クラッチＡの遊びの範囲に設定されており、この範囲内において、前述したつれまい防止クラッチ５０による駆動力の遮断をおこない、つれまい防止を行えるように構成されている。これにより、主クラッチＡのつれまいにより微弱ながら伝達される駆動力の伝達を完全に遮断でき、駆動力が微弱になった後に伝達を完全に遮断するため、操作において違和感を感じることがない。自然なクラッチ操作により、駆動力の遮断をおこなうことができる。
【００３８】
また、ストロークＤ２においては、接続圧力が急激に増大するので、このストロークＤ２インチングを行う範囲とすることで、微小な操作により接続圧力を大きい範囲で調節でき、クラッチの接続をスムーズにする事ができる。これのより、主クラッチＡに急激な負荷変動を与えることが無く、耐久性を向上でき、作業車両の乗り心地を良好にすることができる。さらに、クラッチペダル１１１の踏み込み量が少なく、接続圧力が充分に得られる範囲をストロークＤ１とし、このストロークＤ１を高速と低速の変速の切換を行うＨ−Ｌ切換に対応させるので、つれまい防止クラッチ５０による駆動力の遮断をおこなうことなく、油圧制御バルブ４２が高速側位置にあっても、Ｈ−Ｌ切換バルブ４４により主クラッチＡを接続させ、駆動力を伝達することができるので、容易な操作により変速を行うことができ、操作性を向上できる。すなわち、クラッチペダル１１１の回動量と主クラッチＡの接続圧力特性に対応したストロークの分割をすることにより、操作性および乗り心地を向上できるとともに、主クラッチＡの負荷を軽減し、耐久性を向上できる。
【００３９】
また、クラッチペダル１１１の回動角度に対応した主クラッチＡの接続圧力の特性により分割されるストロークの分割方法において、図１９に示す方法とは別の方法にとして、図２０に示すごとくおこなうこともできる。すなわち、角度０°より接続圧力が発生するまでストロークＤ３とし、ストロークＤ３の後に接続圧力が急激に増大するまでをストロークＤ２、以降をストロークＤ１としている。図２０に示す実施例において、ストロークＤ２は接続圧が急激に増大しないので、このストロークＤ２をインチングを行う範囲とすることで、安定したインチング操作を行えるとともに、接続圧力が急激に増大するストロークＤ１を高速側と低速側の変速の切換を行うＨ−Ｌ切換に対応させているので、油圧制御バルブ４２が高速側位置にあっても低速側クラッチが駆動を伝達するので、操作性を向上できる。また、クラッチの接続をスムーズにする事ができる。これのより、主クラッチＡに急激な負荷変動を与えることが無く、耐久性を向上でき、作業車両の乗り心地を良好にすることができる。
【００４０】
次に、主クラッチペダル１１１の回動位置を認識する方法の一例について、図２１を用いて説明する。図２１に示すごとく、前述したスイッチ１１５およびスイッチ１１６がそれぞれ前述したステー１１１ｃおよびステー１１１ｂに当接しもしくは離れることにより、ＯＮ・ＯＦＦされ認識される。すなわち、ストロークＤ１ではスイッチ１１５がステー１１１ｃに当接しており、スイッチ１１６はステー１１１ｂに当接していない。ストロークＤ２ではスイッチ１１５がステー１１１ｃに当接せず、スイッチ１１６もステー１１１ｂに当接しない。ストロークＤ３ではスイッチ１１５がステー１１１ｃに当接せず、スイッチ１１６がステー１１１ｂに当接する。上記のごとく、２つのスイッチ１１５および１１６により、クラッチペダル１１１がどのストロークに位置するかを認識することができる。また、上記の構成において、必ずしもスイッチ１１５および１１６の両方もしくは一方をが当接により、ＯＮになる必要はなく、当接によりＯＦＦとなるスイッチにより構成することもできる。このように、２つのスイッチにより、クラッチペダル１１１の回動位置を認識できるものであり、容易に構成でき、ストロークの調節も容易に行うことができる。
【００４１】
本実施例において、低速側の油圧クラッチを主クラッチＡとして使用しているので、変速レバー９１が高速側に位置されている場合でも、発進時およびクラッチ接続の段階で強制的に低速側のクラッチである主クラッチＡを作動させ、低速側に変速した後に自動的に高速側の油圧クラッチ装置Ｂに自動的にシフトする機構を有している。クラッチペダル１１１の踏み込み位置を前記スイッチ１１５および１１６により認識し、変速レバー９１が高速側に位置させられたことを認識した場合には、Ｈ−Ｌ切換バルブ４４が摺動する。これにより、変速レバー９１により、油圧制御弁４２が高速側の油路に切り替えられた場合においても、作動油が主クラッチＡ側に供給される。すなわち、前述した図８に示すごとく、主クラッチＡに作動油が供給される。この後、Ｈ−Ｌ切換バルブ４４が切り替えられ作動油が油圧式クラッチ装置Ｂに供給されることとなる。
【００４２】
上述した構成においては、高速側と低速側の二つの変速機構を有する場合について説明したが、本発明は３つ以上の複数の変速機構を有するものについても実施する事が可能である。つれまい防止クラッチはエンジンのフライホイールの出力側に接続するため、変速段の数に関係無く配設が可能であり、複数の変速機構の内クラッチ容量の大きいものを主クラッチをすることにより、コンパクトかつ耐久性に優れた変速機構を構成できる。また、変速用クラッチの油圧制御機構についても、複数の変速機構に対応する数のバルブおよびソレノイドを配設することにより、実施可能である。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、次のような効果を奏する。
【００４４】
請求項１においては、高速−低速変速用の湿式多板方式の主クラッチ（Ａ）と油圧クラッチ（Ｂ）を具備し、該主クラッチ（Ａ）は、主クラッチの役目と高速−低速変速用の低速油圧クラッチの役目を兼務し、油圧クラッチ（Ｂ）は高速用の油圧クラッチとし、該主クラッチ（Ａ）と油圧クラッチ（Ｂ）の動力伝達回路の前段に乾式多板方式のつれまい防止クラッチ（５０）を配置し、油圧制御機構は、圧油の供給側から順に、クラッチバルブ（４３）、油圧制御バルブ（４２）、 Ｈ−Ｌ切換バルブ（４４）と配置し、分岐した油路につれまい防止バルブ（４５）を配置した作業車両の変速装置において、前記クラッチバルブ（４３）には、油圧制御バルブ（４２）に圧油を直接供給する油路、絞りを介して供給する油路、供給を遮断する油路の３種の油路を設け、前記油圧制御バルブ（４２）は変速レバー（９１）により操作され、低・高の油路とＨ−Ｌ切換時に作動する過渡状態油路の３種の油路を設け、該油圧制御バルブ（４２）が低もしくは高の場合には、該油圧制御バルブ（４２）を介して圧油をＨ−Ｌ切換バルブ（４４）に供給し、前記Ｈ−Ｌ切換バルブ（４４）はソレノイドバルブにより自動制御し、主クラッチ（Ａ）若しくは油圧クラッチ（Ｂ）の何れかに作動油を供給できる構成とし、前記つれまい防止バルブ（４５）はソレノイドバルブにより構成し、該クラッチペダル（１１１）の踏み込みに連動し、つれまい防止クラッチ（５０）の断接を制御し、前記クラッチペダル（１１１）の踏み込みと、クラッチバルブ（４３）とつれまい防止バルブ（４５）を連動し、該クラッチペダル（１１１）の回動位置を認識し、該クラッチペダル（１１１）のストロークを、該クラッチペダル（１１１）の最大踏み込み位置を角度０°として、該クラッチペダル（１１１）の踏み込み量が少なくなるにつれ、主クラッチ（Ａ）の接続圧力は大きくなるように構成し、前記角度０°より接続圧力が発生するまでを「つれまい防止クラッチ切りストローク（Ｄ３）」とし、該「つれまい防止クラッチ切りストローク（Ｄ３）」の後に接続圧力が充分に大きくなるまでを「インチングストローク（Ｄ２）」とし、以降を「Ｈ−Ｌの切換のストローク（Ｄ１）」の３段階とし、該クラッチペダル（１１１）が「つれまい防止クラッチ切りストローク（Ｄ３）」の位置では、主クラッチ（Ａ）の圧力をほぼ０とし、つれまい防止クラッチ（５０）を切断し、駆動力の伝達が完全に遮断し、該クラッチペダル（１１１）が、「インチングストローク（Ｄ２）」と「つれまい防止クラッチ切りストローク（Ｄ３）」の位置にあり、変速レバー（９１）により油圧制御バルブ（４２）が高速側 にある時には、Ｈ−Ｌ切換バルブ（４４）のソレノイドが通電状態となり、油圧クラッチ（Ｂ）から主クラッチ（Ａ）に油路が切換わり、クラッチバルブ（４３）の移動量に応じて、圧油が主クラッチＡに徐々に供給され、主クラッチ（Ａ）が急激に接続されることなくインチング状態となり、該クラッチペダル（１１１）の位置が、「Ｈ−Ｌの切換のストローク（Ｄ１）」の位置では、該変速レバー（９１）が高速の位置にある時は、Ｈ−Ｌ切換バルブ（４４）のソレノイドの通電が解除され圧油が油圧クラッチ装置Ｂに流れて高速となるので、ペダルストローク上で、３つの作動が可能である。１つのペダルにより３つの操作を行うことができるので、変速操作の操作性を向上できる。適切なクラッチ操作を容易に行えるため、クラッチの保護を行うことができるのである。
また、主クラッチ、低速側クラッチおよび高速側クラッチと制御すべきクラッチが３つあり、変速機構の組み立ておよび整備に多くの労力を必要とし、また、各クラッチについてそれぞれ制御機構を必要とし、制御機構自体が複雑となるとともに、操作自体が煩雑なものとなり、更に、変速レバーの位置により、低速側クラッチおよび高速側クラッチの切換えが行われるため、変速側レバーを高速側に位置させ、発進する場合などは高速側クラッチに高負荷がかかるという、従来技術の不具合を解消することが出来るのである。
【００４５】
請求項２においては、請求項１記載の作業車両の変速装置において、高速−低速の切換のための変速レバー（９１）が高速側に位置された場合に、発進時およびクラッチ接続の初期の段階では、強制的に主クラッチ（Ａ）を作動させ、低速側で駆動した後に高速側クラッチにシフトさせるので、高速側クラッチに急激な負荷をかけることがなく、高速側クラッチの保護を行うことができる。また、円滑な変速操作を行うことができ、乗り心地が向上する。
【００４６】
請求項３においては、請求項１記載の作業車両の変速装置において、湿式多板式の主クラッチ（Ａ）は、同じく湿式多板式の油圧クラッチ装置（Ｂ）よりもクラッチ容量を大としたので、高速−低速変速用の油圧クラッチを有する作業車両の変速装置では伝達量の多い低速側を主クラッチとして利用するので、変速機構をコンパクトに構成できる。
また、主クラッチとしてクラッチ容量の大きい低速側クラッチを利用でき、主クラッチの耐久性を向上できる。変速機構をコンパクトに構成可能であり、作業車両の設計上の自由度を向上できる。また、変速機構の耐久性も充分に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 作業車両の側面図である。
【図２】 クラッチ機構を示す側面断面図である。
【図３】 同じく正面断面図である。
【図４】 主クラッチの側面断面図である。
【図５】 高速側の油圧クラッチ装置の側面断面図である。
【図６】 主クラッチに作動油を供給する際の油圧回路図である。
【図７】 高速側油圧クラッチに作動油を供給する際の油圧回路図である。
【図８】 変速レバーが高速側にある状態での発進時に一時的に主クラッチに作動油を供給する際の油圧回路図である。
【図９】 油圧制御弁を用いた場合のＨ−Ｌ切換時における油圧クラッチの圧力変動を示す図である。
【図１０】 本発明の他の実施例である油圧回路をしめす図である。
【図１１】 他の実施例におけるＨ−Ｌ切換時の油圧クラッチの圧力変動を示す図である。
【図１２】 変速機構およびクラッチ制御機構を示す側面一部断面図である。
【図１３】 クラッチペダルおよびスイッチの配置構成を示す側面図である。
【図１４】 コントロールバルブの側面断面図である。
【図１５】 同じく反対面の側面断面図である。
【図１６】 スローリターンチェックバルブの配置構成を示す側面断面図である。
【図１７】 スローリターンチェックバルブの構成を示す側面断面図である。
【図１８】 同じく平面図である。
【図１９】 クラッチの接続圧力とクラッチペダルの回動角度の関係を示す図である。
【図２０】 分割されたストロークとスイッチの対応の一例を示す図である。
【図２１】 他の実施例であるクラッチの接続圧力とクラッチペダルの回動角度の関係を示す図である。
【符号の説明】
Ａ 主クラッチ
５０ つれまい防止クラッチ
４２ 油圧制御弁
４３ クラッチバルブ
４４ Ｈ−Ｌ切換バルブ
４５ つれまい防止バルブ
８１ アクチュエータ
８３ コントロールバルブ
１０１ クラッチハウジング
１１１ クラッチペダル

Claims (3)

1. 高速−低速変速用の湿式多板方式の主クラッチ（Ａ）と油圧クラッチ（Ｂ）を具備し、該主クラッチ（Ａ）は、主クラッチの役目と高速−低速変速用の低速油圧クラッチの役目を兼務し、油圧クラッチ（Ｂ）は高速用の油圧クラッチとし、該主クラッチ（Ａ）と油圧クラッチ（Ｂ）の動力伝達回路の前段に乾式多板方式のつれまい防止クラッチ（５０）を配置し、油圧制御機構は、圧油の供給側から順に、クラッチバルブ（４３）、油圧制御バルブ（４２）、 Ｈ−Ｌ切換バルブ（４４）と配置し、分岐した油路につれまい防止バルブ（４５）を配置した作業車両の変速装置において、前記クラッチバルブ（４３）には、油圧制御バルブ（４２）に圧油を直接供給する油路、絞りを介して供給する油路、供給を遮断する油路の３種の油路を設け、前記油圧制御バルブ（４２）は変速レバー（９１）により操作され、低・高の油路とＨ−Ｌ切換時に作動する過渡状態油路の３種の油路を設け、該油圧制御バルブ（４２）が低もしくは高の場合には、該油圧制御バルブ（４２）を介して圧油をＨ−Ｌ切換バルブ（４４）に供給し、前記Ｈ−Ｌ切換バルブ（４４）はソレノイドバルブにより自動制御し、主クラッチ（Ａ）若しくは油圧クラッチ（Ｂ）の何れかに作動油を供給できる構成とし、前記つれまい防止バルブ（４５）はソレノイドバルブにより構成し、該クラッチペダル（１１１）の踏み込みに連動し、つれまい防止クラッチ（５０）の断接を制御し、前記クラッチペダル（１１１）の踏み込みと、クラッチバルブ（４３）とつれまい防止バルブ（４５）を連動し、該クラッチペダル（１１１）の回動位置を認識し、該クラッチペダル（１１１）のストロークを、該クラッチペダル（１１１）の最大踏み込み位置を角度０°として、該クラッチペダル（１１１）の踏み込み量が少なくなるにつれ、主クラッチ（Ａ）の接続圧力は大きくなるように構成し、前記角度０°より接続圧力が発生するまでを「つれまい防止クラッチ切りストローク（Ｄ３）」とし、該「つれまい防止クラッチ切りストローク（Ｄ３）」の後に接続圧力が充分に大きくなるまでを「インチングストローク（Ｄ２）」とし、以降を「Ｈ−Ｌの切換のストローク（Ｄ１）」の３段階とし、該クラッチペダル（１１１）が「つれまい防止クラッチ切りストローク（Ｄ３）」の位置では、主クラッチ（Ａ）の圧力をほぼ０とし、つれまい防止クラッチ（５０）を切断し、駆動力の伝達が完全に遮断し、該クラッチペダル（１１１）が、「インチングストローク（Ｄ２）」と「つれまい防止クラッチ切りストローク（Ｄ３）」の位置にあり、変速レバー（９１）により油圧制御バルブ（４２）が高速側にある時には、Ｈ−Ｌ切換バルブ（４４）のソレノイドが通電状態となり、油圧クラッチ（Ｂ）から主クラッチ（Ａ）に油路が切換わり、クラッチバルブ（４３）の移動量に応じて、圧油が主クラッチ（Ａ）に徐々に供給され、主クラッチ（Ａ）が急激に接続されることなくインチング状態となり、該クラッチペダル（１１１）の位置が、「Ｈ−Ｌの切換のストローク（Ｄ１）」の位置では、該変速レバー（９１）が高速の位置にある時は、Ｈ−Ｌ切換バルブ（４４）のソレノイドの通電が解除され圧油が油圧クラッチ（Ｂ）に流れて高速となることを特徴とする作業車両の変速装置。
2. 請求項１記載の作業車両の変速装置において、高速−低速の切換のための変速レバー（９１）が高速側に位置された場合に、発進時およびクラッチ接続の初期の段階では、強制的に主クラッチ（Ａ）を作動させ、低速側で駆動した後に高速側クラッチにシフトさせることを特徴とする作業車両の変速装置。
3. 請求項１記載の作業車両の変速装置において、湿式多板式の主クラッチ（Ａ）は、同じく湿式多板式の油圧クラッチ装置（Ｂ）よりもクラッチ容量を大としたことを特徴とする作業車両の変速装置。

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