JP4492989B2 - 変速操作機構 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直列接続されたHSTユニット及び油圧クラッチ式変速装置を操作する為の変速操作機構に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、一つの操作レバーを操作するだけで、油圧クラッチ式変速装置及びHSTの双方を操作できると共に、前記油圧クラッチ式変速装置のシフトチェンジ時における車速変化を有効に防止できる変速操作機構の供を目的とする。
【0003】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成する為に、直列接続されたHSTユニット及び油圧クラッチ式変速装置を操作する為の変速操作機構であって、軸線回り回転自在且つ軸線方向移動不能に支持された支持軸と、前記支持軸と直交する枢支軸を介して前記支持軸に対し前記枢支軸回りには相対回転自在且つ前記支持軸の軸線回りには相対回転不能となるように前記支持軸に支持された変速レバーと、前記支持軸に相対回転自在且つ軸線方向移動不能に支持されたHST斜板制御アームと、前記油圧クラッチ式変速装置における複数の油圧クラッチに対する作動油給排ラインが形成された支持ブロックと、前記支持軸と平行で且つ外方部が前記支持ブロックの外方に位置する状態で前記支持ブロックに軸線方向移動可能に支持されたクラッチ切換スプールであって、軸線方向一方側に位置されると前記複数の油圧クラッチのうちの低速クラッチを係合させ且つ軸線方向他方側に位置されると前記複数の油圧クラッチのうちの高速クラッチを係合させるクラッチ切換スプールとを備えた変速操作機構を提供する。
前記HST斜板制御アームは、前記支持軸に相対回転自在且つ軸線方向摺動不能に支持された基部と、前記基部から径方向外方に延び、前記HSTユニットの可動斜板に作動連結される連結部と、前記基部から径方向外方に延びる延在部と、前記延在部から前記支持軸の軸線方向に延びる係合部とを有し、前記係合部には、前記変速レバーが係入されるスリットであって、前記支持軸の軸線方向から前記枢支軸の軸線方向へ向かって所定角度傾いた方向に延びるスリットが形成される。
前記クラッチ切換スプールは、前記変速レバーの前記枢支軸回り一方側から他方側への回転に応じて軸線方向一方側から他方側へ移動するように前記変速レバーに連結される。 前記変速操作機構は、前記変速レバーを前記枢支軸回り一方側へ回動させて前記クラッチ切換スプールを軸線方向一方側に位置させることによって前記油圧クラッチ式変速装置の前記低速クラッチを係合させている状態において前記変速レバーが前記支持軸回り一方側から他方側へ回動されると前記HST斜板制御アームの前記連結部が前記支持軸回り一方側から他方側へ回動して前記可動斜板を最大傾斜角まで傾転させ、この状態から前記変速レバーが前記枢支軸回り他方側へ回動されると前記クラッチ切換スプールを軸線方向他方側へ移動させて前記油圧クラッチ式変速装置の前記高速クラッチを係合させながら前記スリットのカム作用によって前記変速レバー,前記支持軸及び前記HST制御アームが前記支持軸回り一方側へ回動して前記可動斜板を最大傾斜角から減速方向へ戻すように構成される。
【0004】
前記油圧クラッチ式変速装置が第1〜第3速の3つの油圧クラッチを備えた3段変速とされている場合には、例えば、前記スリットのうち前記油圧クラッチ式変速装置を第1及び第2速間で変速させる際に前記変速レバーが通過する領域の前記所定角度と前記油圧クラッチ式変速装置を第2速及び第3速間で変速させる際に前記変速レバーが通過する領域の前記所定角度とを異ならせることが出来る。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る変速操作機構が適用され得るトランスミッション1の好ましい形態につき、添付図面を参照しつつ説明する。図1は前記トランスミッション1を備えた車輌の伝動経路の一部を模式的に表した図である。また、図2は前記トランスミッション1の油圧回路図であり、図3は前記トランスミッション付近の縦断側面図である。
【0006】
図1及び図3に示されるように、前記トランスミッション1は、車輌に備えられたエンジン(図示せず)に作動的に連結されたフライホイール2を収容するフライホイールハウジング11と、該フライホイールハウジング11に連結された中間ハウジング12と、油圧ポンプユニット20と、該油圧ポンプユニット20との共働下にHSTを構成する油圧モータユニット30と、前記油圧ポンプユニット20及び油圧モータユニット30を支持すると共に、両者を流体的に接続するセンターセクション40とを備えている。
【0007】
前記油圧ポンプユニット20及び油圧モータユニット30の少なくとも一方は斜板の操作により吸引/吐出量が変化する可変容積型とされており、可動斜板を操作することによって、油圧モータユニット30のモータ軸に無段変速された出力を得るようになっている。図示の形態においては、油圧ポンプユニット20を可変容積型とし、油圧モータユニット30を固定容積型としている。
【0008】
図4に、前記油圧ポンプユニット20,油圧モータユニット30及びセンターセクション40により構成されるHSTユニットの拡大縦断側面図を示す。又、図5に、図4におけるV-V線断面図を示す。
図3〜図5に示されるように、前記センターセクション40は、伝動方向前流側及び後流側を向く一対の支持面40a,40bを有しており、前記油圧ポンプユニット20及び油圧モータユニット30は、それぞれ、該センターセクション40の伝動方向前流側及び後流側の支持面40a,40bに支持されている。このように、センターセクション40を挟むように、油圧ポンプユニット20及び油圧モータユニット30を配設することによって、後述するポンプ軸21及びモータ軸31間の軸間距離を近接させることができ、これにより、トランスミッション1を高さ方向又は幅方向に小型化することができる。
前記油圧ポンプユニット20は、可変容積型アキシャルピストンポンプとされており、前述のように、前記センターセクション40の伝動方向前流側支持面40aに支持されている。
【0009】
該油圧ポンプユニット20は、図3〜図5に示されるように、伝動方向前流側端部が前記エンジンに作動的に連結され且つ伝動方向後流側端部が前記センターセクション40を貫通して後方に延びるポンプ軸21と、該ポンプ軸21の回転に伴って往復運動を行うピストンユニット22と、前記センターセクション40の伝動方向前流側支持面に支持され、前記ピストンユニット22の往復動を案内するシリンダブロック23と、傾斜角によって、前記ピストンユニットのストローク長を規制し、該ピストンユニットの吸入/吐出油量を変化させるクレイドル式の可動斜板24と、該可動斜板24を摺動自在に支持する斜板支持ブロック25と、前記ピストンユニット22,シリンダブロック23,可動斜板24及び斜板支持ブロック25を囲繞するように、前記センターセクション40に取り付けられるポンプケース27とを備えている。
【0010】
好ましくは、前記油圧ポンプユニット20に、前記可動斜板24及び支持ブロック25間に介挿されたスラストメタル27を備えることができる。該スラストメタル27は、可動斜板24の支持ブロック25に対する摺動性を向上させるものであり、HSTに高負荷が掛かる場合に特に有効に作用する。
なお、図示の形態において、該可変容積型油圧ポンプユニット20は、前記可動斜板が、後述する油圧サーボ機構によって油圧作用を利用して揺動されるように構成されている。
【0011】
前記油圧モータユニット30は、前記センターセクション40の伝動方向後流側支持面40bに支持されたシリンダブロック33と、該シリンダブロック33に往復動自在に支持されたピストンユニット32と、これらの構成要素を囲繞するように、前記センターセクションに取り付けられるモータケース36と、前記ピストンユニット32の往復動に応じて回転するように構成され、且つ、伝動方向後流端部が該モータケース36から後方へ延在するように配設されたモータ軸31とを備えている。
【0012】
このように、図示の形態においては、油圧ポンプユニット20,油圧モータユニット30及びセンターセクション40を連結させることによって、HSTユニットのみを単独で組み立てることができるようになっている。従って、HSTの調整作業等をHSTユニット単体で行うことができ、組立作業効率を向上させることができる。
【0013】
さらに、前記センターセクション40は、図3に示されるように、前記油圧ポンプユニット20及び油圧モータユニット30を支持した状態で、前記フライホイールハウジング11と中間ハウジング12との連結部分から、該フライホイールハウジング11又は中間ハウジング12に固定されるように構成されている。
図示の形態においては、中間ハウジング12におけるフライホイールハウジング11との当接面12aを径方向内方へ延在させ、該延在面12bに前記センターセクション40を固定し得るように構成しているが、本発明は斯かる形態に限られるものではなく、種々の形態を適用できる。即ち、中間ハウジング12の内周面に径方向内方へ延在するリブを一体的又は別体に設け、該リブにセンターセクション40を固定するように構成することも可能である。さらに、中間ハウジング12に固定する代わりに、フライホイールハウジング11にセンターセクション40を固定するように構成することもできる。
このように、図示の形態においては、油圧ポンプユニット及び油圧モータユニットをセンターセクションに支持させた状態で、該センターセクションを前記フライホイールハウジング又は中間ハウジングに固定し得るようになっており、これにより、HSTユニットの組み付け作業効率を向上させ得るようになっている。
【0014】
そして、図3に良く示されるように、前記トランスミッション1は、フライホイールハウジング11及び中間ハウジング12を連結させた際、前記HSTユニットが該両ハウジング11,12により形成される収容体に囲繞されるように構成されている。
即ち、図示の形態においては、油圧ポンプユニット20及び油圧モータユニット30を支持し且つ両ユニット間を流体的に連通するセンターセクション40が、フライホイールハウジング11と中間ハウジング12との連結に関与せずに、両ハウジング11,12により形成される収容体内に完全に収容されるようになっている。
【0015】
斯かる構成においては、フライホイールハウジング11及び中間ハウジング12を車体フレームの一部として用いた場合であっても、車体フレームに作用する曲げ応力が前記センターセクション40に及ぶことがない。それ故、センターセクション40を、車体フレームに掛かる曲げ応力に耐え得る程、高剛性に構成する必要が無く、油圧ポンプユニット20及び油圧モータユニット30を支持でき且つ該センターセクション40に形成される油路を流れる圧油の最高圧力に耐えるように構成すれば十分となる。従って、センターセクション40の製造コストの低廉化を図ることができる。さらに、前記センターセクション40が支持する油圧ポンプユニット20及び油圧モータユニット30に、前記曲げ応力が掛かることが無いので、該両ユニット20,30の故障等を有効に防止することができる。
【0016】
図1及び図3に示されるように、前記トランスミッション1は、さらに、前記HSTユニットの伝動方向後流側に配設された油圧クラッチ式変速装置50と、該油圧クラッチ式変速装置50を収容するように、前記中間ハウジング12に連結されるミッションハウジング13と、複数の油路が形成された軸受板60とを備えている。
【0017】
前記油圧クラッチ式変速装置50は、前記油圧モータユニット30のモータ軸31に作動的に連結された駆動軸51と、該駆動軸と略平行に配列された従動軸52と、それぞれが前記駆動軸51に相対回転自在に支持された駆動側ギアを有する複数の油圧クラッチ53と、前記該複数の油圧クラッチ53のそれぞれの駆動側ギアと噛合するように、前記従動軸52に相対回転不能に支持された複数の従動側ギア54とを備え、前記駆動軸及び従動軸間において多段の変速を行えるようになっている。
図示の形態においては、前記油圧クラッチ式変速装置50は、第1〜第3速の3つの油圧クラッチ53a〜53cを備えた3段変速とされており、該3つの油圧クラッチ53a〜53cの何れかを選択的に係合させることによって、従動軸52に3段階の出力を得るようになっている。
【0018】
前記駆動軸51は、前記モータ軸31に作動的に連結される前部分と前記複数の油圧クラッチ53a〜53cを支持する後部分との間の中間部分において、前記軸受板60に相対回転自在に支持されている。該駆動軸51には、一端部が前記軸受板60の支持面と当接する部分において外方に開口し、且つ、他端部が前記油圧クラッチ53a〜53cをそれぞれ支持する部分において外方に開口する複数の穿孔が形成されている。図示の形態においては、4本の穿孔が形成されており、そのうちの3本の穿孔51a〜51cは、後述するチャージポンプから各油圧クラッチ53a〜53cへ供給される作動油の油路となる第1〜第3油圧クラッチラインを形成し、残りの1本の穿孔51d(図6参照)は各油圧クラッチへ供給される潤滑油の油路となる油圧クラッチ潤滑ラインを形成している。
【0019】
好ましくは、前記トランスミッション1に、動力取り出し用のPTO伝動軸55を備えることができる。PTO伝動軸55を備える場合には、図3に示されるように、前記従動軸52を中空筒状とし、PTO伝動軸55の一端部を前記ポンプ軸21の後端部に作動的に連結させつつ、該PTO伝動軸55を前記従動軸52の中空部内に挿通させることができる。このように構成することによって、PTO伝動軸55を備えることによるトランスミッションの大型化を有効に防止することができる。
【0020】
前記トランスミッション1は、さらに、前記HSTユニットへ作動油を補充する為のチャージポンプ70を備えている。該チャージポンプ70は、前記PTO伝動軸55又はポンプ軸21によって駆動されるように、前記軸受板に設けることができる。このように構成することによって、チャージポンプ駆動用の伝動機構を別途設けることを不要としつつ、該チャージポンプをセンターセクションに備えることによる,ポンプ軸21とモータ軸31との軸間距離の増大、即ち、HSTの大型化を有効に防止できる。
【0021】
図6に、図3におけるVI-VI線断面図を示す。図3及び図6に示されるように、前記軸受板60は、前記駆動軸51,従動軸52及びPTO伝動軸55を支持すると共に、HST作動油補充用の油路及び前記油圧クラッチ式変速装置作動油供給用の油路を有している。
【0022】
該軸受板60は、図3に示されるように、前記中間ハウジング12とミッションハウジング13との連結部分から、該中間ハウジング12又はミッションハウジング13に固定されるようになっている。図示の形態においては、ミッションハウジング13における中間ハウジング12との当接面13aを径方向内方へ延在させ、該延在面13bに前記軸受板60を固定するように構成しているが、本発明は斯かる形態に限られるものではなく、種々の形態を適用できる。即ち、ミッションハウジング13の内周面に、径方向内方へ延在するリブを一体又は別体に設け、該リブに前記軸受板を固定することもできる。さらに、ミッションハウジング13に固定する代わりに、中間ハウジング12に前記軸受板60を固定することもできる。
【0023】
そして、図3に良く示されるように、前記トランスミッション1は、中間ハウジング12及びミッションハウジング13を連結させた際、前記軸受板60が該両ハウジングにより形成される収容体に囲繞されるように構成されている。
即ち、図示の形態においては、前記軸受板60が、中間ハウジング12とミッションハウジング13との連結に関与せずに、両ハウジングにより形成される収容体内に完全に収容されるようになっている。
【0024】
斯かる構成においては、中間ハウジング12及びミッションハウジング13を車体フレームの一部として用いた場合であっても、車体フレームに作用する曲げ応力が前記軸受板60に及ぶことがない。それ故、軸受板60を、車体フレームに掛かる曲げ応力に耐え得る程、高剛性に構成する必要が無く、前記駆動軸51,従動軸52及びPTO伝動軸55を支持でき且つ該軸受板60に形成される油路を流れる圧油の最高圧力に耐えるように構成すれば十分となる。従って、軸受板60の製造コストの低廉化を図ることができる。さらに、該軸受板60が支持する駆動軸51,従動軸52及びPTO伝動軸55に前記曲げ応力が掛かることが無いので、油圧クラッチ式変速装置50やPTO伝動機構の故障等を有効に防止できる。
【0025】
なお、図1における符号81は油圧クラッチ式変速装置50の故障時に、前記モータ軸31の出力を出力軸82に伝動する為のモータ軸直結クラッチである。又、符号83は前記出力軸の回転を停止させる駐車ブレーキ、符号84は前記出力軸82から駆動力が分岐伝達される前輪駆動力取出軸である。さらに、符号56は、前記PTO伝動軸に作動的に連結されたPTO軸である。
【0026】
次に、前記トランスミッション1の油圧回路について説明する。図6に、図3におけるVI-VI線断面図を示す。図2及び図6に示されるように、前記軸受板60には、一端部が該軸受板60の外周面に開口し且つ他端部が前記チャージポンプ70の吸入口70aに連通する第1穿孔部61aが形成されている。該第1穿孔部61aは、油タンク100とチャージポンプ70とを接続する吸入ライン101の一部を形成する(図2参照)。図示の形態においては、中間ハウジング12の一側面に上下方向に開く開口12cを設けると共に、該開口12cを閉塞するカバー12dに吸入用継手101aを設け、該継手101aの外端部と油タンク100として兼用されるミッションケース13の底部に配設した油フィルタ100a(図2参照)とを油導管(図示せず)で接続すると共に、該継手101aの内端部と前記第1穿孔部61aの一端部とを前記開口12cを挿通させた油導管101bにより接続している(図6参照)。
【0027】
さらに、前記軸受板60には、図2及び図6に示されるように、一端部が前記チャージポンプ70の吐出口70bに連通された第2穿孔部61bと、該第2穿孔部61bの他端部において分岐された第3及び第4穿孔部61c,61dとを備えている。好ましくは、前記第2穿孔部61bの他端部と第3及び第4穿孔部61c,61dとの間にフローデバイダ62を備えることができる。図示の形態においては、フローデバイダ62として、第3穿孔部61cの油圧を設定するリリーフ弁機能と、第4穿孔部61dの油量を絞る絞り弁機能とを備えたものを使用している。当然ながら、フローデバイダとして、他の機能を備えたものも使用できる。
【0028】
図2及び図3に示されるように、前記第3穿孔部61cは、チャージポンプ70からHSTへ作動油を供給する為のHST作動油供給ライン102の一部を構成し、一方、第4穿孔部61dはチャージポンプ70から油圧クラッチ式変速装置50へ作動油を供給する為の油圧クラッチ式変速装置作動油供給ライン112の一部を構成している。このように、共通のチャージポンプからの吐出油を、HST及び油圧クラッチ式変速装置の双方へ供給することにより、チャージポンプの個数を削減でき、コストの低廉化を図ることができる。
【0029】
まず、前記油圧クラッチ式変速装置作動油供給ライン112について説明する。図2に示されるように、該油圧クラッチ式変速装置作動油供給ライン112は、ディレイリリーフ弁113を介して、油圧クラッチ切換用主ライン114と油圧クラッチ潤滑ライン115とに分岐されている。前記ディレイリリーフ弁113は、油圧クラッチ式変速装置の変速時において、前記油圧クラッチ切換用主ライン114の油圧を漸増させる為に備えられ、これにより、次段の油圧クラッチの係合を緩やかに行い、変速時におけるショックの緩和やクラッチ板の過磨耗の防止等を図ることができる。
【0030】
前記油圧クラッチ切換用主ライン114は、油圧クラッチ切換弁116を介して、第1〜第3速油圧クラッチライン117a〜117cに接続されている。該第1〜第3速油圧クラッチライン117a〜117cは、後端が前記第1〜第3速油圧クラッチ53a〜53cにそれぞれに連通されている。さらに、前記切換弁116の前段には、ドレンライン118が接続されている。即ち、該切換弁118を操作して、前記油圧クラッチ切換用主ライン114を第1〜第3速油圧クラッチライン117a〜117cの何れか一のラインに連通させると、該連通された油圧クラッチラインに接続された油圧クラッチのみが係合すると共に、残りの2つの油圧クラッチラインは前記ドレンライン118に連通して、該残りの2つの油圧クラッチラインに接続された油圧クラッチが非係合となるように構成されている。
【0031】
一方、前記潤滑ライン115は、リリーフ弁119によって所定油圧に設定された油を、潤滑油として各油圧クラッチに供給するようになっている。
【0032】
図示の形態において、油圧クラッチ式変速装置作動油供給ライン112の一部を構成する前記第4穿孔部61dは、他端部が前記軸受板60の外周面に開口している(図6参照)。前記中間ハウジング12の一側面に取り付けたカバー12dには、油圧クラッチ式変速装置作動油供給用継手112aが備えられており、該継手112aと前記第4穿孔部61dの他端部とは前記中間ハウジング12に形成した開口12cを挿通する油導管112bによって連通されている。斯かる第4穿孔部61d,油導管112b及び継手112aが、前記油圧クラッチ式変速装置作動油供給ライン112を形成している。
【0033】
前記油圧クラッチ式変速装置作動油供給用継手112aの外端部には、油導管(図6においては図示せず)が接続されており、該油導管が、前記ディレイリリーフ弁113を介して、前記油圧クラッチ切換用主ライン114を構成する油導管(図6においては図示せず)と、潤滑ライン115を構成する油導管(図6においては図示せず)とに分岐されている。
【0034】
前記主ライン114を構成する油導管は、前記切換弁116を介して、前記第1〜第3速油圧クラッチライン117a〜117cを構成する油導管(図6においては図示せず)に接続されている。そして、該第1〜第3速油圧クラッチライン117a〜117cを構成する油導管は、前記中間ハウジング12のカバー12dに設けられた第1速〜第3速油圧クラッチライン用継手120a〜120c(図6においては、1つの継手のみが示されている)の外端部に接続されている。
【0035】
一方、前記潤滑ライン119を構成する油導管は、前記リリーフ弁119を介して、前記中間ハウジング12のカバー12dに設けられた潤滑ライン用継手(図6においては図示せず)の外端部に接続されている。
【0036】
前記軸受板60には、さらに、一端部が外周面に開口し、且つ、他端部が前記駆動軸を支持する軸受面に開口する第5〜第8穿孔部61e〜61hが形成されている(図6においては、そのうち2本の穿孔部61e,61fのみが示されている)。該第5穿孔部61e〜61hの一端部は、それぞれ、油導管121を介して、第1速〜第3速油圧クラッチライン用継手120a〜120c及び潤滑ライン用継手の内端部に接続されている。そして、該第5〜第8穿孔部61e〜61hの他端部は、それぞれ、前記駆動軸51の外周面に刻設された4つの環状溝を介して4本の穿孔51a〜51dに接続されるようになっている。このようにして、前記油圧クラッチ式変速装置作動油供給ライン112が形成されている。
【0037】
次に、前記HST作動油供給ライン102について説明する。図2に示されるように、該HST作動油供給ライン102は、チャージ圧力を設定するリリーフ弁103を介して、HSTチャージライン104と、前記油圧サーボ機構用の作動油供給ライン105とに分岐されている。
【0038】
図7に、図4におけるVII-VII線断面図を示す。図7に示されるように、前記センターセクション40には、前記油圧ポンプユニット20と油圧モータユニット30とを流体的に接続し、両ユニットを含む閉回路を形成する一対の油圧ライン41,42が形成されている。該センターセクション40には、さらに、一端部が該センターセクション40の外表面に開口された共通ライン43と、該共通ライン43の他端部において該共通ライン43から分岐された第1チャージライン44及び第2チャージライン45とが形成されている。該第2チャージライン45は、他端部がチェック弁46,46を介して、前記一対の油圧ライン41,42のそれぞれに連通されており、該第2チャージライン45から一対の油圧ライン41,42への圧油の流れを許容しつつ、逆向きの圧油の流出を防止するようになっている。好ましくは、図2等に示すように、前記第2チャージライン45と一対の油圧ライン41,42との間に、それぞれ、高圧リリーフ弁47,47が介挿されたバイパスラインを備えることができる。斯かるバイパスラインは、一対の油圧ライン41,42の油圧が所定値を越えた場合に、一対の油圧ライン41,42から第2チャージライン45への圧油の流出を許容する為のものである。
【0039】
図3等に示されるように、前記共通ライン43の一端開口と前記軸受板60における第3穿孔部61cの他端開口とは、HST作動油供給ライン用油導管102aを介して、連通されている。
即ち、図示の形態においては、前記軸受板60における第3穿孔部61c,前記HST作動油供給ライン用油導管102a,前記センターセクション40における共通ライン43及び第1,第2チャージライン44,45が、前記HSTチャージライン104を構成している。
そして、前記軸受板60における第3穿孔部61c,前記HST作動油供給ライン用油導管102a,前記センターセクション40における共通ライン43が、前記油圧サーボ機構用の作動油供給ライン105の一部を構成している。
【0040】
ここで、前記油圧サーボ機構80について説明する。図示の形態においては、前述の通り、HSTの可動斜板を揺動させる機構として、油圧サーボ機構を採用している。該油圧サーボ機構80は、運転者による操作力を油圧の作用を利用して増幅させるものであり、大型のHSTの場合に特に有効である。図8及び図9に、それぞれ、図5におけるVIII-VIII線断面図、及び図8におけるIX-IX線断面図を示す。
【0041】
図8及び図9に示されるように、前記油圧サーボ機構80は、ポンプケース26の側壁に形成されたシリンダケース81と、該シリンダケース81内に軸線方向摺動自在に収容されたサーボピストン82と、該サーボピストン82に形成された軸線孔82a内に摺動自在に収容された切換弁83と、内端部が該切換弁83に連結され且つ外端部が前記サーボピストンを貫通して前記シリンダケース81の外方に延在された操作ロッド84とを備えている。
【0042】
前記サーボピストン82は、前記シリンダケース81の軸線方向両端側に、それぞれ、第1油室81a及び第2油室81bを画するように、該シリンダケース81内に液密に収容されている。さらに、該サーボピストン82は、図5及び図8に示されるように、前記可動斜板24と連動するように、構成されている。図示の形態においては、サーボピストン82と可動斜板24とを連結ロッド85で連結し、該サーボピストン82が軸線方向に摺動すると、これに応じて、可動斜板24が前記指示ブロック25の凹状円弧面に沿って揺動するようになっている。
【0043】
前記サーボピストン82には、軸線方向略中央部に、前記共通ライン43からの圧油を受け入れる受入部が形成されている。図示の形態においては、図9に示されるように、前記受入部として、前記サーボピストン82の軸線方向略中央部外表面に軸線方向に延びる溝82bを形成しており、該溝82bと前記共通ライン43とを、ポンプケース26の側壁に穿孔された油路105aを介して連通させている。さらに、該サーボピストン82には、前記受入部82bと前記軸線孔82aとを連通する入口ポート82cが形成されている。さらに、該サーボピストン82には、一端部が軸線孔82aに連通し且つ他端部が第1油室及び第2油室81a,81bのそれぞれに連通する第1及び第2油路82d,82eが形成されている。
【0044】
前記切換弁83は前記サーボピストン82の軸線孔82a内に液密且つ摺動自在に収容されている。前記サーボピストン82の軸線孔82aの両端部は、前記切換弁83が挿入された後、蓋部材86a,86bで閉塞されている。そして、該2つの蓋部材86a,86bと切換弁83との間にはそれぞれ付勢部材87が介挿されている。斯かる構成によって、前記切換弁83に対し外部からの操作力が加わらない中立状態においては、該切換弁83はサーボピストン82の軸線孔82aの略中央に位置するようになっている。なお、該軸線孔82aは、ポンプケース26内に開放されている(図示せず)。
【0045】
前記切換弁83には、外周面に前記入口ポート82cからの圧油を受け入れる第1油ポケット部83aが形成されている。該第1油ポケット部83aは、前記切換弁83が軸線方向一方側へ摺動した際に、前記入口ポート82cと前記第1油路及び第2油路82d,82eの何れか一方とを連通させ、且つ、該入口ポート82cと第1及び第2油路82d,82eの他方とを遮断させるようになっている。
【0046】
図示の形態においては、切換弁83の外周面のうち,中立状態において前記入口ポートに臨む位置に、周方向に沿った環状溝を設けており、切換弁を軸線方向一方側へ摺動させた場合に、前記入口ポート82cが該環状溝を介して前記第1及び第2油路82d,82eの一方と油流通可能な状態となるように、構成されている。
また、前記切換弁83における,前記第1油ポケット部83aと隣接する位置には、第2油ポケット部83bが環状溝として形成されており、該第2油ポケット部83bは前記切換弁83の軸線孔83cに連通されている。さらに、該軸線孔83cは切換弁83の端面に開口して、前記軸線孔82aと常時連通されている。
【0047】
斯かる構成を備えた油圧サーボ機構80は、以下のように作用する。即ち、前記操作ロッド84を介して前記切換弁83を中立状態から軸線方向一方側へ摺動させると、これに応じて、前記入口ポート82cからの圧油が、第1油ポケット部83aを介して、第1油室又は第2油室81a,81bの一方へ供給される。なお、該第1油室又は第2油室81a,81bの他方は、第2油ポケット部83b及び軸線孔83c,82aを介して、ポンプケース26内に開放される。これにより、サーボピストン82が軸線方向一方側へ移動する。この際、前記切換弁83は前記操作ロッド84に連結されている為、移動しない。即ち、操作ロッドによる操作によって、まず、切換弁が移動し、該切換弁の移動に応じてサーボピストンだけが軸線方向一方側へ移動するようになっている。
斯かるサーボピストン82の移動は、連結ロッド85を介してサーボピストンに連結された可動斜板24を揺動させると共に、前記入口ポート82cと前記第1油路及び第2油路82d,82eの一方との連通状態を遮断させる。従って、サーボピストン82は、所定ストローク摺動した後、その位置で維持される。このように、該サーボ機構80においては、切換弁83の移動量(操作ロッド84の操作量)に応じた量だけ、可動斜板24が揺動するようになっている。
なお、好ましくは、図9に示されるように、前記入口ポート82cに絞り弁82gを設けることができる。該絞り弁82gは、操作ロッド84の操作から、サーボピストン82の実際の移動開始までのタイムラグを調整するものである。即ち、斯かるタイムラグを少なくしたい場合には、絞り弁における絞り径を大径とすれば良い。
【0048】
さらに好ましくは、油圧サーボ機構用の作動油の一部を、斜板潤滑油として用いることができる。図10に、図9におけるX-X線断面図を示す。
図9及び図10に示されるように、図示の形態においては、前記サーボピストン82に、内端部が前記切換弁83の油ポケット部83aに連通され且つ外端部がサーボピストン82の外周面に開口する連通孔82fを設け、さらに、前記ポンプケース26には、一端部が前記連通孔82fの外端部に連通され且つ他端部が該ポンプケース26の前面より突出するポンプ軸の外周面をシールするためのシールカバー300の接合面に開口する油路26aが形成されている。一方、可動斜板24における一対の凸状円弧面24aの各々には、可動斜板の揺動方向に沿う油溝24bが刻設されている。そして、前記支持ブロック25には、一端部が前記油溝24bの各々と対向するように可動斜板との接合面に開口し、且つ、他端部がシールカバー300との接合面に開口する2本の油孔301が形成されており、該2本の油路301の他端部を、ポンプケース26とシールカバー300との接合面に形成した油溝302を介して前記油路26aに連通させることにより、HSTサーボ機構用の作動油の一部を可動斜板24と斜板支持ブロック25との摺接面に供給している。
図2及び図5に示されるように、前記油路301には、潤滑油の逆流を防止するチェック弁26bを備えることができる。斯かる可動斜板用潤滑ラインを備えることにより、高負荷時における,可動斜板24と斜板支持ブロック25との間の油膜切れを有効に防止でき、該可動斜板24の揺動効率を向上させることが可能となる。
【0049】
最後に、前記油圧クラッチ式変速装置及びHSTユニットを操作する為の本発明の一実施の形態に係る変速操作機構200について説明する。該変速操作機構200は、前記油圧クラッチ式変速装置50の切換弁116と、前記HSTユニットの可動斜板24を揺動させる操作ロット84との双方を操作可能に構成されている。図11は前記変速操作機構200の斜視図であり、図12は図11におけるXII-XII線断面図である。
【0050】
図11及び図12に示されるように、該変速操作機構200は、支持軸201と、該支持軸201に支持された変速レバー202と、前記支持軸201に相対回転自在且つ軸線方向移動不能に支持されたHST斜板制御アーム203と、前記支持軸201と平行に配設され、前記制御アーム203によって軸線方向へ移動されるように構成されたクラッチ切換スプール204とを備えている。
【0051】
前記支持軸201は、車体フレーム等に軸線回り相対回転自在に支持されている。図11に示す形態においては、前記変速操作機構200は、さらに、車体フレームに取り付けられる取付ステー205を備えており、前記支持軸201は該取付ステー205に軸線回り相対回転自在且つ軸線方向移動不能に支持されている。
【0052】
前記変速レバー202は、前記支持軸201に直交する枢支軸206を介して該支持軸201に支持されている。より詳しくは、前記変速レバー202は、前記枢支軸206回り揺動自在であり且つ該支持軸201の軸線回り相対回転不能となるように、前記枢支軸206を介して該支持軸201に支持されている。該変速レバー202は、前記枢支軸206より上方及び下方にそれぞれ位置する第1部分202a及び第2部分202bを有している。
【0053】
前記HST斜板制御アーム203は、前記支持軸201に相対回転自在且つ軸線方向摺動不能に支持された基部203aと、該基部から径方向外方に延びる連結部203bと、前記基部203aから径方向外方に延びる延在部203cと、該延在部203cから前記支持軸201の軸線方向に延びる係合部203dとを備えている。
【0054】
前記係合部203dには、前記変速レバー202の第1部分202aが係入されるスリット203eが形成されている。該スリット203eは、前記支持軸201の軸線方向から前記枢支軸206の軸線方向へ向かって所定角度傾いた方向に延びている。前記所定角度は、例えば、20度〜70度、好ましくは、40度〜50度とすることができる。
【0055】
前記連結部203bは、適宜の動力伝達機構を介して、可動斜板24を操作する前記操作ロッド84に連結されている。図5に示されるように、図示の形態においては、該動力伝達機構として、自由端部において前記操作ロッド84を支持する揺動アーム211と、該揺動アーム211の基端部を相対回転不能に支持するコントロール軸212と、基端部が該コントロール軸212に相対回転不能に支持されたコントロールアーム213と、該コントロールアーム213及び前記連結部203b間を接続する部材(図示せず)とを備えており、該連結部203bの支持軸201軸線回りの揺動量に応じて、前記操作ロッド84が揺動するようになっている。なお、図5における符号214はHST可動斜板の中立位置調整用偏心ピンであり、符号215は揺動アーム211を中立位置へ向けて付勢する中立位置戻しバネである。
【0056】
前記クラッチ切換スプール204は、前記油圧クラッチ式変速装置50の切換弁116を構成するものである。図11及び図12に示されるように、該スプール204は、前記油圧クラッチ式変速装置50の主ライン114,第1〜第3油圧クラッチライン117a〜117c及びドレンライン118(図2参照)が形成された支持ブロック207に、軸線方向摺動自在に支持されており、該支持ブロック207に対する該スプール204の軸線方向位置を変化させることによって、前記各ラインの連通/遮断を行えるようになっている。
【0057】
具体的には、前記支持ブロック207には、前記前記主ライン116,第1〜第3油圧クラッチライン117a〜117c及びドレンライン118の全てに連通する連通孔207aが形成されている。
前記スプール204は、前記支持ブロック207の連通孔207a内に挿入される挿入部204aと、該支持ブロック207の外方に位置する外方部204bとを有している。
【0058】
前記挿入部204aには、前記スプール204の支持ブロック207に対する相対位置に応じて、前記主ライン114を第1〜第3油圧クラッチライン117a〜117cの何れか一のラインに連通させ、且つ、該第1〜第3油圧クラッチライン117a〜117cの残りの2ラインをドレンライン118に連通させる油路が形成されている。
一方、前記外方部204bには、前記変速レバー202の第2部分202bとの係合用部材が設けられている。本実施の形態においては、前記変速レバー202の第2部分202bにスリット202cを設け、前記外方部204bに該スリット202cに係入される係合ロッド204cを設けている。
【0059】
従って、図13(a)〜(c)に示されるように、前記変速レバー202を前記枢支軸206回りに揺動させると前記スプール204が軸線方向に沿って摺動し、該スプール204の支持ブロック207に対する相対位置に応じて、前記主ライン116が第1〜第3油圧クラッチライン117a〜117cの何れか一のラインに連通し、且つ該第1〜第3油圧クラッチライン117a〜117cの残りの2ラインがドレンライン118に連通するようになっている。図13(a)〜(c)は、それぞれ、前記主ライン116が第1〜第3油圧クラッチライン117a〜117cに連通している状態を示している。なお、図12及び図13における符号208は、前記スプール204の不意の移動を防止する為のディテント機構である。
【0060】
このように構成された変速操作機構200は、以下のように作用する。即ち、前記斜板制御アーム203は、係合部203dのスリット203eを介して、変速レバー202に連結されているから、前記変速レバー202を前記支持軸201の軸線回り(図11における矢印A方向)に揺動させると、前記HST斜板制御アーム203もこれに応じてA方向へ揺動する。前述のように、斜板制御アーム203はHST可動斜板24を揺動させる操作ロッド84に作動的に連結されている。従って、斜板制御アーム203が揺動すると、これに応じて前記操作ロッド84が揺動し、可動斜板24が揺動する。このように、該変速操作機構200においては、変速レバー202を支持軸201軸線回りに揺動させると、該変速レバー202に連動する斜板制御アーム203の揺動量に比例して、可動斜板24が揺動するようになっている。
【0061】
次に、油圧クラッチ式変速装置50をシフトアップさせる場合について説明する。例えば、油圧クラッチ式変速装置50が第1速に係合している状態において、変速レバー202を支持軸201の軸線回りに揺動させていき、可動斜板24を最大傾斜角まで傾斜させたとする。この状態から、前記変速レバー202を前記枢支軸206回り(図11における矢印B方向)に揺動させると、前記スプール204が軸線方向に移動して油圧クラッチ式変速装置50が第2速に係合する。その際、前記HST斜板制御アーム203は、前記変速レバーの第1部分202aと係合する前記係合部203dにおけるスリット203eのカム作用によって、図11における矢印Aとは反対方向へ揺動する。
【0062】
図14を用いて、斯かる動作説明を詳しく行う。図14は、変速レバー202の第1部分202aとHST斜板制御アーム203の係合部203dとの位置関係を示す平面図である。なお、図中の矢印A及びBは、図11における矢印A及びBと同一方向である。
【0063】
油圧クラッチ式変速装置50が第1速に係合し、且つ、HSTの可動斜板24が中立位置にある場合、前記変速レバー202及び斜板制御アーム203は、図14(a)に示す状態にある。この状態から、変速レバー202を支持軸201の軸線回り(矢印A方向)に揺動させ、可動斜板24を最大傾斜角まで傾斜させた場合、前記変速レバー202及び斜板制御アーム203は、図14(b)に示す状態となる。即ち、斜板制御アーム203は、可動斜板24の最大傾斜角に対応するθmaxまで揺動している。
【0064】
この状態から、変速レバー202を前記枢支軸206回り(矢印B方向)に揺動させると、該変速レバー202と連動する前記スプール204は軸線方向に移動し、油圧クラッチ式変速装置が第2速に係合する。斯かる変速レバー202の前記枢支軸206回りの揺動の際、前記斜板制御アーム203も同方向(矢印B方向)へ移動しようとするが、該斜板制御アーム203は前記支持軸201に軸線方向移動不能に支持されているから、矢印B方向へは移動できない。その為、前記スリット203eの内周面がカム従動面として作用し、斜板制御アーム203は矢印A方向とは反対方向へ所定角度(△θ)戻される。これにより、該斜板制御アーム203に連結された可動斜板24が減速方向へ戻される。
【0065】
このように構成された変速操作機構200においては、一つの操作レバー202で油圧クラッチ式変速装置50及びHST可動斜板24の双方を操作する構成でありながら、油圧クラッチ式変速装置の変速時における車速の急激な変化を有効に防止できる。図15に、HST斜板傾斜角と車速との関係を示す。
【0066】
図15に示されるように、油圧クラッチ式変速装置50が第1速に係合している場合には、HST斜板制御アーム203のA方向への揺動量に比例して車速が増加する。その後、油圧クラッチ式変速装置を第1速から第2速へシフトアップさせるべく変速レバー202をB方向へ揺動させると、該油圧クラッチ式変速装置が第2速にシフトアップすると共に、可動斜板制御アームが△θだけ戻され、これにより、可動斜板も△θだけ戻される。このように、該変速操作装置200においては、油圧クラッチ式変速装置50を第1速から第2速へシフトアップする際、該油圧式クラッチ装置のシフトアップに起因する増速分と、前記可動斜板が△θだけ戻されることに起因するHSTの減速分とが相殺され、車速が一定に維持されるようになっている。そして、その後、斜板制御アームをA方向へ△θ揺動させると、油圧クラッチ式変速装置50が第2速に係合している状態における最高車速が得られる。
【0067】
このように、前記変速操作装置においては、一つの操作レバーを操作するだけで、油圧クラッチ式変速装置及びHST可動斜板の双方を操作できると共に、該油圧クラッチ式変速装置のシフトチェンジ時における車速変化を有効に防止できる。従って、車輌の運転性能を向上させると共に、急激な車速変化に起因する油圧式クラッチ装置等の故障を有効に防止できる。
なお、図示の形態においては、可動斜板を油圧サーボ機構によって揺動させる態様を例に説明したが、前記可動斜板は、機械的なリンク機構等、種々の機構によって揺動させることができる。
また、可動斜板の角度変位量Δθは、前記スリット203eの所定角度を適宜定めることにより所望値に設定できる。さらに、前記スリット203eのうち,油圧クラッチ式変速装置を第1速及び第2速間で変速させる際に変速レバー202の第1部分202aが通過する領域の前記所定角度と、第2速及び第3速間で変速させる際に変速レバー202の第1部分202aが通過する領域の前記所定角度とを異ならせて、該スリット203eを屈折形状にすることもでき、これにより、油圧クラッチ式変速装置の変速時における前記可動斜板の角度変位量△θを、変速段毎に設定することが可能となる。
【0068】
【発明の効果】
本発明に係る変速操作機構によれば、一つの操作レバーを操作するだけで油圧クラッチ式変速装置及びHSTの双方を操作でき、さらに、前記油圧クラッチ式変速装置のシフトチェンジ時における車速変化を有効に防止できる。従って、車輌の運転性能を向上させると共に、急激な車速変化に起因する油圧クラッチ式変速装置等の故障を有効に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明に係る変速操作機構が適用され得る車輌の伝動経路の部分模式図である。
【図2】 図2は、図1に示すトランスミッションの油圧回路図である。
【図3】 図3は、図1に示すトランスミッションの縦断側面図である。
【図4】 図4は、図1に示すトランスミッションにおけるHSTの拡大縦断側面図である。
【図5】 図5は、図4におけるIV-IV線断面図である。
【図6】 図6は、図3におけるVI-VI線断面図である。
【図7】 図7は、図4におけるVII-VII線断面図である。
【図8】 図8は、図5におけるVIII-VIII線断面図である。
【図9】 図9は、図8におけるIX-IX線断面図である。
【図10】 図10は、図9におけるX-X断面図である。
【図11】 図11は、図1に示すトランスミッションに使用された本発明の一実施の形態に係る変速操作機構の斜視図である。
【図12】 図12は、図11におけるXII-XII線断面図である。
【図13】 図13は、図11におけるXII-XII線断面図であり、図13(a)〜(c)は、それぞれ、油圧クラッチ式変速装置が第1速〜第3速に係合している状態を示している。
【図14】 図14は、図11及び図12に示す変速操作機構における変速レバー及び斜板制御アームの位置関係を示す平面図であり、図14(a)〜(c)は、それぞれ、油圧クラッチ式変速装置を第1速に係合させ且つHSTの可動斜板を中立位置に位置させている状態、油圧クラッチ式変速装置を第1速に係合させ且つHSTの可動斜板を最大傾斜位置に位置させている状態、及び油圧クラッチ式変速装置を第2速にシフトアップさせた状態における,前記変速レバーと斜板制御アームとの位置関係を示している。
【図15】 図15は、変速操作装置における斜板制御アームの揺動角と車速との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
50 油圧クラッチ式変速装置
53 複数の油圧クラッチ
53a〜53c 第1〜第3速の油圧クラッチ
117a〜117c 第1〜第3油圧クラッチライン
201 支持軸
202 変速レバー
203 HST斜板制御アーム
203a 基部
203b 連結部
203c 延在部
203d 係合部
203e スリット
204 クラッチ切換スプール
206 枢支軸
207 支持ブロック

Claims (2)

  1. 直列接続されたHSTユニット及び油圧クラッチ式変速装置を操作する為の変速操作機構であって、
    軸線回り回転自在且つ軸線方向移動不能に支持された支持軸と、前記支持軸と直交する枢支軸を介して前記支持軸に対し前記枢支軸回りには相対回転自在且つ前記支持軸の軸線回りには相対回転不能となるように前記支持軸に支持された変速レバーと、前記支持軸に相対回転自在且つ軸線方向移動不能に支持されたHST斜板制御アームと、前記油圧クラッチ式変速装置における複数の油圧クラッチに対する作動油給排ラインが形成された支持ブロックと、前記支持軸と平行で且つ外方部が前記支持ブロックの外方に位置する状態で前記支持ブロックに軸線方向移動可能に支持されたクラッチ切換スプールであって、軸線方向一方側に位置されると前記複数の油圧クラッチのうちの低速クラッチを係合させ且つ軸線方向他方側に位置されると前記複数の油圧クラッチのうちの高速クラッチを係合させるクラッチ切換スプールとを備え、
    前記HST斜板制御アームは、前記支持軸に相対回転自在且つ軸線方向摺動不能に支持された基部と、前記基部から径方向外方に延び、前記HSTユニットの可動斜板に作動連結される連結部と、前記基部から径方向外方に延びる延在部と、前記延在部から前記支持軸の軸線方向に延びる係合部とを有し、
    前記係合部には、前記変速レバーが係入されるスリットであって、前記支持軸の軸線方向から前記枢支軸の軸線方向へ向かって所定角度傾いた方向に延びるスリットが形成され、
    前記クラッチ切換スプールは、前記変速レバーの前記枢支軸回り一方側から他方側への回転に応じて軸線方向一方側から他方側へ移動するように前記変速レバーに連結されており、
    前記変速レバーを前記枢支軸回り一方側へ回動させて前記クラッチ切換スプールを軸線方向一方側に位置させることによって前記油圧クラッチ式変速装置の前記低速クラッチを係合させている状態において前記変速レバーが前記支持軸回り一方側から他方側へ回動されると前記HST斜板制御アームの前記連結部が前記支持軸回り一方側から他方側へ回動して前記可動斜板を最大傾斜角まで傾転させ、この状態から前記変速レバーが前記枢支軸回り他方側へ回動されると前記クラッチ切換スプールを軸線方向他方側へ移動させて前記油圧クラッチ式変速装置の前記高速クラッチを係合させながら前記スリットのカム作用によって前記変速レバー,前記支持軸及び前記HST制御アームが前記支持軸回り一方側へ回動して前記可動斜板を最大傾斜角から減速方向へ戻すことを特徴とする変速操作機構
  2. 前記油圧クラッチ式変速装置は、第1〜第3速の3つの油圧クラッチを備えた3段変速とされており、
    前記スリットのうち前記油圧クラッチ式変速装置を第1及び第2速間で変速させる際に前記変速レバーが通過する領域の前記所定角度と前記油圧クラッチ式変速装置を第2速及び第3速間で変速させる際に前記変速レバーが通過する領域の前記所定角度とが異なっていることを特徴とする請求項1に記載の変速操作機構
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