JP4326977B2

JP4326977B2 - 変速装置

Info

Publication number: JP4326977B2
Application number: JP2004028824A
Authority: JP
Inventors: 秀夫那須; 章竹下; 栄成西村; 宏和田
Original assignee: Ｔｃｍ株式会社
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2024-02-05
Also published as: JP2005220982A

Description

本発明は、例えばホイールローダ等の作業車両に適用される常時噛合式の変速装置（トランスミッション）の改良に関する。

従来、この種の変速装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。
当該変速装置は、回転可能に設けられてトルクコンバータの出力側となるタービン軸に接続された入力軸と、入力軸に回転可能に設けられた前進歯車と、入力軸に回転可能に設けられた後進歯車と、入力軸と前進歯車との間に介設された前進クラッチと、入力軸と後進歯車との間に介設された後進クラッチと、入力軸の下方に回転可能に設けられた中間軸と、中間軸に設けられて前進歯車に噛合される第一中間歯車と、中間軸に設けられて後進歯車に逆転歯車を介して噛合される第二中間歯車と、中間軸の下方に回転可能に設けられた変速軸と、変速軸に回転可能に設けられて第二中間歯車に噛合される低速歯車と、変速軸に回転可能に設けられて第一中間歯車に噛合される高速歯車と、変速軸と低速歯車との間に介設された低速クラッチと、変速軸と高速歯車との間に介設された高速クラッチと、変速軸に設けられた変速歯車と、変速軸の下方に回転可能に設けられた出力軸と、出力軸に設けられて変速歯車に噛合される出力歯車と、から構成されて居り、ポンプは、トルクコンバータの入力側に二つのポンプ歯車を介して接続されている。

特開２００１−１６５２４９号公報

ところが、この様なものは、ポンプがトルクコンバータの入力側に二つのポンプ歯車を介して接続されていたので、これらがトルクコンバータより上方に突出してしまい、車両に搭載し難かった。又、上記の理由からポンプの設置スペースも大きくできず、大きなポンプを採用する事ができなかった。

本発明は、叙上の問題点に鑑み、これを解消する為に創案されたもので、その課題とする処は、車両への搭載を容易にすると共に、ポンプの設置スペースを大きくできる様にした変速装置を提供するにある。

本発明の変速装置は、基本的には、回転可能に設けられてトルクコンバータの出力側に接続される中空状の入力軸と、入力軸に設けられた入力歯車と、入力軸に回転可能に貫通されてトルクコンバータの入力側に接続されたポンプ軸と、ポンプ軸に接続されたポンプと、ポンプ軸の下方に回転可能に設けられた前進軸と、ポンプ軸の下方に回転可能に設けられた後進軸と、前進軸に回転可能に設けられて入力歯車に噛合される前進クラッチ歯車と、後進軸に回転可能に設けられて入力歯車に逆転歯車を介して噛合される後進クラッチ歯車と、入力軸と前進クラッチ歯車との間に介設された前進クラッチと、入力軸と後進クラッチ歯車との間に介設された後進クラッチと、前進軸に設けられた前進軸歯車と、後進軸に設けられた後進軸歯車と、前進軸及び後進軸の下方に回転可能に設けられた中間軸と、中間軸に設けられて前進軸歯車と後進軸歯車に噛合される第一中間歯車と、中間軸に設けられた第二中間歯車と、中間軸の下方に回転可能に設けられた変速軸と、変速軸に回転可能に設けられて第二中間歯車に噛合される低速歯車と、変速軸に回転可能に設けられて第一中間歯車に噛合される高速歯車と、変速軸と低速歯車との間に介設された低速クラッチと、変速軸と高速歯車との間に介設された高速クラッチと、変速軸に設けられた変速歯車と、変速軸の下方に回転可能に設けられた出力軸と、出力軸に設けられて変速歯車に噛合される出力歯車と、から構成した事に特徴が存する。

エンジンの動力は、トルクコンバータの入力側からポンプ軸を介してポンプに伝達されてこれが回転される。
入力軸を中空状にすると共に、この入力軸にトルクコンバータの入力側に接続されたポンプ軸を貫通し、このポンプ軸にポンプを接続する様にしたので、ポンプを変速装置の上位後側に配置する事ができる。つまり、従来の如く、ポンプがトルクコンバータから上突する事がないので、車両への搭載が容易に行える。
加えて、ポンプ軸の下方には、前進クラッチ及び後進クラッチを備えた前進軸及び後進軸を分割して設けたので、ポンプの設置スペースを更に大きくする事ができる。

入力軸は、トルクコンバータのタービン軸であるのが好ましい。この様にすれば、タービン軸を利用する事ができ、それだけ部品点数と設置スペースの削減を図る事ができる。

本発明に依れば、次の様な優れた効果を奏する事ができる。
（１）入力軸、入力歯車、ポンプ軸、ポンプ、前進軸、後進軸、前進クラッチ歯車、後進クラッチ歯車、前進クラッチ、後進クラッチ、前進軸歯車、後進軸歯車、中間軸、第一中間歯車、第二中間歯車、変速軸、低速歯車、高速歯車、低速クラッチ、高速クラッチ、変速歯車、出力軸、出力歯車とで構成し、とりわけ入力軸を中空状にすると共に、ここにトルクコンバータの入力側に接続されたポンプ軸を貫通し、このポンプ軸にポンプを接続したので、ポンプがトルクコンバータから上突せずに車両への搭載が容易に行える。
（２）ポンプ軸の下方には、前進クラッチを備えた前進軸と後進クラッチを備えた後進軸とを分割して設けたので、ポンプの設置スペースを大きくする事ができる。
（３）ポンプ軸の下方には、前進クラッチを備えた前進軸と後進クラッチを備えた後進軸とを分割して設けたので、軸の数が増えるものの、小径の歯車を用いて入力軸と出力軸との軸間距離を大きくする事ができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の変速装置を示す縦断側面図。図２は、図１の背面図である。
変速装置１は、入力軸２、入力歯車３、ポンプ軸４、ポンプ５、前進軸６、後進軸７、前進クラッチ歯車８、後進クラッチ歯車９、前進クラッチ１０、後進クラッチ１１、前進軸歯車１２、後進軸歯車１３、中間軸１４、第一中間歯車１５、第二中間歯車１６、変速軸１７，１８、低速歯車１９，２０、高速歯車２１，２２、低速クラッチ２３，２４、高速クラッチ２５，２６、変速歯車２７，２８、出力軸２９、出力歯車３０，３１とからその主要部が構成されて居り、ホイールローダ等の作業車両に適用される。
変速装置１は、前記各部品を収容するケース３２を備えて居り、これの上位前側（図１に於て左が前）には、トルクコンバータ５０を介してエンジン（図示せず）が配設される。

入力軸２は、回転可能に設けられてトルクコンバータ５０の出力側に接続される中空状のもので、この例では、トルクコンバータ５０のタービン軸５１にしてあり、ケース３２の上位に回転可能に設けられて居り、中空状にしてある。

トルクコンバータ５０は、インペラホイール５２、タービンホイール５３、ステータホール５４、これらを収容するコンバータハウジング５５等を備えている。
インペラホイール５２は、カバーホイール５６とカップリングギヤ５７を介してエンジンのフライホイール（図示せず）に接続されていると共に、カバーホイール５６は、インプットガイド５８を介してフライホイールの中央に回転可能に嵌合されている。
タービンホイール５３は、コンバータハウジング５５に回転可能に支持されたタービン軸５１にタービンハブ５９を介して接続されている。
ステータホイール５４は、ステータハブ６０を介してステータホルダ６１に回転不能に支持されている。

入力歯車３は、入力軸２に設けられたもので、この例では、入力軸２（トルクコンバータ５０のタービン軸５１）の後側に固定されている。

ポンプ軸４は、入力軸２に回転可能に貫通されてトルクコンバータ５０の入力側に接続されたもので、この例では、入力軸２（トルクコンバータ５０のタービン軸５１）に同軸状に回転可能に貫通されていると共に、前側がトルクコンバータ５０のインプットガイド５８に回転不能に取付けられている。

ポンプ５は、ポンプ軸４に接続されたもので、この例では、ポンプ本体３３がケース３２の上方後側に取付けられていると共に、回転軸３４がドライブスリーブ３５を介してポンプ軸４の後側に接続されている。

前進軸６は、ポンプ軸４の下方に回転可能に設けられたもので、この例では、ポンプ軸４の下方左側に配されてケース３２に回転可能に設けられている。

後進軸７は、ポンプ軸４の下方に回転可能に設けられたもので、この例では、ポンプ軸４の下方右側に配されてケース３２に回転可能に設けられている。

前進クラッチ歯車８は、前進軸６に回転可能に設けられて入力歯車３に噛合されるもので、この例では、前進軸６の中程に回転可能に設けられて入力歯車３に噛合されている。

後進クラッチ歯車９は、後進軸７に回転可能に設けられて入力歯車３に逆転歯車２９を介して噛合されるもので、この例では、前進軸６の中程に回転可能に設けられて入力歯車３に逆転歯車３６を介して噛合されている。
逆転歯車３６は、ケース３２の上位右側に設けられた逆転軸３７に回転可能に設けられている。

前進クラッチ１０は、前進軸６と前進クラッチ歯車８との間に介設されたもので、この例では、前進クラッチ歯車８より後側に配されている。

後進クラッチ１１は、後進軸７と後進クラッチ歯車９との間に介設されたもので、この例では、後進クラッチ歯車９より後側に配されている。

前進軸歯車１２は、前進軸６に設けられたもので、この例では、前進軸６の前進クラッチ歯車８より前側に固定されている。

後進軸歯車１３は、後進軸７に設けられたもので、この例では、後進軸７の後進クラッチ歯車９より前側に固定されている。

中間軸１４は、前進軸６及び後進軸７の下方に回転可能に設けられたもので、この例では、ケース３２の中位に回転可能に設けられている。

第一中間歯車１５は、中間軸１４に設けられて前進軸歯車１２と後進軸歯車１３に噛合されるもので、この例では、中間軸１４の前側に固定されている。

第二中間歯車１６は、中間軸１４に設けられたもので、この例では、中間軸１４の後側に固定されている。

変速軸１７，１８は、中間軸１４の下方に回転可能に設けられたもので、この例では、ケース２の中間軸１４より下方に回転可能に設けられて居り、第一変速軸１７と第二変速軸１８とを備えている。

低速歯車１９，２０は、変速軸１７，１８に回転可能に設けられて第二中間歯車１６に噛合されるもので、この例では、第一変速軸１７の中程に回転可能に設けられて第二中間歯車１６に噛合される一速歯車１９と、第二変速軸１８の中程に回転可能に設けられて第二中間歯車１６に噛合される三速歯車２０とを備えている。

高速歯車２１，２２は、変速軸１７，１８に回転可能に設けられて第一中間歯車１５に噛合されるもので、この例では、第一変速軸１７の前側に回転可能に設けられて第一中間歯車１５に噛合される二速歯車２１と、第二変速軸１８の前側に回転可能に設けられて第一中間歯車１５に噛合される四速歯車２２とを備えている。

低速クラッチ２３，２４は、変速軸１７，１８と低速歯車１９，２０との間に介設されたもので、この例では、一速歯車１９の前側で第一変速軸１７と一速歯車１９との間に介設された一速クラッチ２３と、三速歯車２０の前側で第二変速軸１８と三速歯車２０との間に介設された三速クラッチ２４とを備えている。

高速クラッチ２５，２６は、変速軸１７，１８と高速歯車２１，２２との間に介設されたもので、この例では、二速歯車２１の後側で第一変速軸１７と二速歯車２１との間に介設された三速クラッチ２５と、四速歯車２２の後側で第二変速軸１８と四速歯車２２との間に介設された四速クラッチ２６とを備えている。

変速歯車２７，２８は、変速軸１７，１８に設けられたもので、この例では、第一変速軸１７の後側に設けられた第一変速歯車２７と、第二変速軸１８の後側に設けられた第二変速歯車２８とを備えている。

出力軸２９は、変速軸１７，１８の下方に回転可能に設けられたもので、この例では、ケース２の最下位に回転可能に設けられて居り、これの両端には、図略しているが、プロペラシャフトを介してドライブアクスルが連繋されている。

出力歯車３０，３１は、出力軸２９に設けられて変速歯車２７，２８に噛合されるもので、この例では、出力軸２９の中程に設けられて第一変速歯車２７に噛合される第一出力歯車３０と、出力軸２９の第一出力歯車３０より前側に設けられて第二変速歯車２８に噛合される第二出力歯車３１とを備えている。

尚、ケース３２と第一変速軸１７との間には、駐車ブレーキ３８が介設されている。

次に、この様な構成に基づいてその作用を述解する。
変速装置１のチェンジレバー（図示せず）が中立位置にある時は、前進クラッチ１０及び後進クラッチ１１が切断状態になるので、トルクコンバータ５０のタービン軸５１つまり入力軸２からの動力は、入力歯車３→前進クラッチ歯車８に伝達されると共に、入力歯車３→逆転歯車３６→後進クラッチ歯車９に伝達されてこれらが空転されるだけで、それ以降への動力の伝達が行われない。

チェンジレバーが前進一速位置にある時は、前進クラッチ１０と一速クラッチ２３が接続状態になるので、入力軸２からの動力は、入力歯車３→前進クラッチ歯車８→前進クラッチ１０→前進軸６→前進軸歯車１２→第一中間歯車１５→中間軸１４→第二中間歯車１６→一速歯車１９→一速クラッチ２３→第一変速軸１７→第一変速歯車２７→第一出力歯車３０→出力軸２９に伝達される。

チェンジレバーが前進二速位置にある時は、前進クラッチ１０と二速クラッチ２５が接続状態になるので、入力軸２からの動力は、入力歯車３→前進クラッチ歯車８→前進クラッチ１０→前進軸６→前進軸歯車１２→第一中間歯車１５→二速歯車２１→二束クラッチ２５→第一変速軸１７→第一変速歯車２７→第一出力歯車３０→出力軸２９に伝達される。

チェンジレバーが前進三速位置にある時は、前進クラッチ１０と三速クラッチ２４が接続状態になるので、入力軸２からの動力は、入力歯車３→前進クラッチ歯車８→前進クラッチ１０→前進軸６→前進軸歯車１２→第一中間歯車１５→中間軸１４→第二中間歯車１６→三速歯車２０→三速クラッチ２４→第二変速軸１８→第二変速歯車２８→第二出力歯車３１→出力軸２９に伝達される。

チェンジレバーが前進四速位置にある時は、前進クラッチ１０と四速クラッチ２６が接続状態になるので、入力軸２からの動力は、入力歯車３→前進クラッチ歯車８→前進クラッチ１０→前進軸６→前進軸歯車１２→第一中間歯車１５→四速歯車２２→四速クラッチ２６→第二変速軸１８→第二変速歯車２８→第二出力歯車３１→出力軸２９に伝達される。

チェンジレバーが後進位置にある時は、後進クラッチ１１が接続状態になるので、入力軸２からの動力は、入力歯車３→逆転歯車３６→後進クラッチ歯車９→後進クラッチ１１→後進軸７→後進軸歯車１３→第一中間歯車１５という様に伝達され、逆転歯車３６に依り逆回転方向の動力が伝達される点が異なるだけで、各速度段の動力伝達は、前進の時と同様である。

エンジンからの動力は、トルクコンバータ５０の入力側つまりカップリングギヤ５７→カバーホイール５６→インプットガイド５８ポンプ軸４→ドライブスリーブ３５→ポンプ５の回転軸３４に伝達されてポンプ５が回転される。
入力軸２（トルクコンバータ５０のタービン軸５１）を中空状にすると共に、この入力軸２にトルクコンバータ５０の入力側に接続されたポンプ軸４を貫通し、このポンプ軸４にポンプ５を接続する様にしたので、ポンプ５を変速装置１の上位後側に配置する事ができる。つまり、従来の如く、ポンプがトルクコンバータから上突する事がないので、車両への搭載が容易に行える。
ポンプ軸４の下方には、前進クラッチ１０備えた前進軸６と後進クラッチ１１を備えた後進軸７を分割して設けたので、ポンプ５の設置スペースを更に大きくする事ができる。
加えて、ポンプ軸４の下方には、前進クラッチ１０備えた前進軸６と後進クラッチ１１を備えた後進軸７を分割して設けたので、軸の数が増えるものの、小径の歯車を用いて入力軸２と出力軸２９との軸間距離を大きくする事ができる。従って、従来の如く、大径の歯車を用いて入力軸と出力軸との軸間距離を大きくする場合に比べて、重量やコストの低減を図る事ができる。

尚、変速装置１は、先の例では、所謂前後進共に一速乃至四速が得られる様にしたが、これに限らず、例えばこれ以外の速度段が得られる様にしても良い。
入力軸２は、先の例では、トルクコンバータ５０のタービン軸５１を利用したが、これに限らず、例えば専用のものを設けても良い。
ポンプ軸４は、先の例では、トルクコンバータ５０のインプットガイド５８に接続したが、これに限らず、トルクコンバータ５０の他の入力側部材に接続しても良い。

本発明の変速装置を示す縦断側面図。図１の背面図。

符号の説明

１…変速装置、２…入力軸、３…入力歯車、４…ポンプ軸、５…ポンプ、６…前進軸、７…後進軸、８…前進クラッチ歯車、９…後進クラッチ歯車、１０…前進クラッチ、１１…後進クラッチ、１２…前進軸歯車、１３…後進軸歯車、１４…中間軸、１５…第一中間歯、１６…第二中間歯車、１７…変速軸（第一変速軸）、１８…変速軸（第二変速軸）、１９…低速歯車（一速歯車）、２０…低速歯車（三速歯車）、２１…高速歯車（二速歯車）、２２…高速歯車（四速歯車）、２３…低速クラッチ（一速クラッチ）、２４…低速クラッチ（三速クラッチ）、２５…高速クラッチ（二速クラッチ）、２６…高速クラッチ（四速クラッチ）、２７…変速歯車（第一変速歯車）、２８…変速歯車（第二変速歯車）、２９…出力軸、３０…出力歯車（第一出力歯車）、３１…出力歯車（第二出力歯車）、３２…ケース、３３…ポンプ本体、３４…回転軸、３５…ドライブスリーブ、３６…逆転歯車、３７…逆転軸、３８…駐車ブレーキ、５０…トルクコンバータ、５１…タービン軸、５２…インペラホイール、５３…タービンホイール、５４…ステータホイール、５５…コンバータハウジング、５６…カバーホイール、５７…カップリングギヤ、５８…インプットガイド、５９…タービンハブ、６０…ステータハブ、６１…ステータホルダ。

Claims

回転可能に設けられてトルクコンバータの出力側に接続される中空状の入力軸と、入力軸に設けられた入力歯車と、入力軸に回転可能に貫通されてトルクコンバータの入力側に接続されたポンプ軸と、ポンプ軸に接続されたポンプと、ポンプ軸の下方に回転可能に設けられた前進軸と、ポンプ軸の下方に回転可能に設けられた後進軸と、前進軸に回転可能に設けられて入力歯車に噛合される前進クラッチ歯車と、後進軸に回転可能に設けられて入力歯車に逆転歯車を介して噛合される後進クラッチ歯車と、前進軸と前進クラッチ歯車との間に介設された前進クラッチと、後進軸と後進クラッチ歯車との間に介設された後進クラッチと、前進軸に設けられた前進軸歯車と、後進軸に設けられた後進軸歯車と、前進軸及び後進軸の下方に回転可能に設けられた中間軸と、中間軸に設けられて前進軸歯車と後進軸歯車に噛合される第一中間歯車と、中間軸に設けられた第二中間歯車と、中間軸の下方に回転可能に設けられた変速軸と、変速軸に回転可能に設けられて第二中間歯車に噛合される低速歯車と、変速軸に回転可能に設けられて第一中間歯車に噛合される高速歯車と、変速軸と低速歯車との間に介設された低速クラッチと、変速軸と高速歯車との間に介設された高速クラッチと、変速軸に設けられた変速歯車と、変速軸の下方に回転可能に設けられた出力軸と、出力軸に設けられて変速歯車に噛合される出力歯車と、から構成し、前記ポンプ軸の下方には、前進クラッチ備えた前進軸と後進クラッチを備えた後進軸を分割して設けた事を特徴とする変速装置。
入力軸は、トルクコンバータのタービン軸である請求項１に記載の変速装置。