JP4503865B2 - トランスミッションのギア抜け防止機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランスミッションにおいて、変速操作力の増加を抑制しつつギア抜けを防止できるようにした、ギア抜け防止機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から知られているコンスタントメッシュギア式トランスミッションの変速機構の構造の概要は、以下のとおりである。即ち、回転軸に固定されたハブの軸方向両側に、変速用の遊転ギアが該遊転軸に対し相対回転自在に嵌合して配設され、両側の遊転ギアには互いに速度の異なる回転が伝達されるようにしている。前記ハブの外周には雄スプラインが形成され、該雄スプラインには、雌スプラインが設けられたクラッチスライダが軸方向摺動自在にスプライン嵌合している。各遊転ギアには、ハブ側に面する側面にボス部が設けられており、該ボス部の外周に雄スプラインが形成される。クラッチスライダにはフォークが連結され、フォークはフォークシャフトに固定される。オペレータがシフトレバーを操作して該フォークを軸方向に移動させるとクラッチスライダが軸方向に摺動して、クラッチスライダの雌スプラインを、ハブの雄スプラインといずれか一方の遊転ギアの雄スプラインとに同時に嵌合させて遊転ギアと回転軸とを連結し、変速された回転を回転軸に得るように構成されている。フォークシャフト、又は該フォークシャフトに連動連結する部分には、クラッチスライダの位置保持のためのデテント機構が設けられるのが通例である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の変速機構においては、遊転ギアの雄スプラインとスプライン嵌合していたクラッチスライダが、時として該遊転ギアから自然に抜けてしまう現象（いわゆるギア抜け）が生じることがある。このようなギア抜けは、オペレータの意思の如何にかかわらずトランスミッションの変速比が偶発的に変更されることを意味するので、これを未然に回避するための技術が従来から要請されていた。
【０００４】
この技術の一つに、前記デテント機構のバネを強くして保持力を増大させ、クラッチスライダが遊転ギアから抜けようとするのに対し前記デテント機構の保持力にて対抗させることが考えられる。この方法はギア抜けの阻止という観点からは有効と考えられるが、変速操作の際デテント機構を乗り越えさせるために必要な操作力をも増大してしまい、シフトレバーの操作が重くなるという欠点を免れ得ないものであった。
【０００５】
【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、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
請求項１においては、回転軸上に第一ハブ及び第二ハブを固定し、該第一ハブ及び第二ハブはいずれもその外周に雄スプラインを形成し、前記第一ハブに対応して第一クラッチスライダを設け、前記第二ハブに対応して第二クラッチスライダを設け、該二つのクラッチスライダはいずれも、対応するハブの雄スプラインに軸方向摺動自在にスプライン嵌合するように構成し、前記第一ハブの軸方向一側に一速用の遊転ギアを隣設し、他側に三速用の遊転ギアを隣設し、該二つの遊転ギアはいずれも、前記回転軸に回転自在に嵌合されるとともに、前記第一クラッチスライダの雌スプラインに係合し得る雄スプラインを設け、前記第二ハブの軸方向一側に二速用の遊転ギアを隣設し、他側に四速用の遊転ギアを隣設し、該二つの遊転ギアはいずれも、前記回転軸に回転自在に嵌合されるとともに、前記第二クラッチスライダの雌スプラインに係合し得る雄スプラインを設け、前記第一クラッチスライダと第二クラッチスライダを同時に軸方向に摺動させることにより、ａ）第一クラッチスライダは一速用の遊転ギアを回転軸に連結し、第二クラッチスライダは二速用の遊転ギア・四速用の遊転ギアのいずれをも回転軸に連結しない、「一速」状態、ｂ）第一クラッチスライダは一速用の遊転ギア・三速用の遊転ギアのいずれをも回転軸に連結せず、第二クラッチスライダは二速用の遊転ギアを回転軸に連結する、「二速」状態、ｃ）第一クラッチスライダは三速用の遊転ギアを回転軸に連結し、第二クラッチスライダは二速用の遊転ギア・四速用の遊転ギアのいずれをも回転軸に連結しない、「三速」状態、ｄ）第一クラッチスライダは一速用の遊転ギア・三速用の遊転ギアのいずれをも回転軸に連結せず、第二クラッチスライダは四速用の遊転ギアを回転軸に連結する、「四速」状態、が順に現出されるように構成して四速度段を得る、コンスタントメッシュギア式のトランスミッションにおいて、前記第一ハブの雄スプライン、前記第二ハブの雄スプライン、前記二速用の遊転ギアの雄スプライン、前記三速用の遊転ギアの雄スプライン、のそれぞれにテーパ部を形成して、これらテーパ部に前記二つのクラッチスライダの雌スプラインの端部を当接させて該クラッチスライダの抜けを防止するように構成したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【０００８】
図１はトランスミッションの側面断面展開図、図２は同じく正面断面図、図３は速度段切換のための操作系の構成を示した側面断面図である。
【０００９】
図１にトラクタに係るトランスミッションの側面断面展開図が図示され、このトランスミッションを介して、トラクタ前部に配置された図示せぬエンジンの動力を、トラクタ後部に配置されるリアＰＴＯ軸や駆動車軸（図略）に伝達させるように構成している。図１において矢視Ｆで示される方向がトラクタ前方側である。
【００１０】
図１に示すように、トランスミッションは前後割りの筒状のハウジング１・２を有しており、鉛直平面状の接合面にて両ハウジング１・２を接合して、内部の空間に本トランスミッションを構成する軸や歯車列を配置している。前側ハウジング１の中途部には支壁部１ａを形成するとともに、該前側ハウジング１の後端面には軸受壁３を取り付け、この間に後述する第一走行変速軸８や第二走行変速軸９や前部走行出力軸１０を回転自在に軸受支持している。
【００１１】
図１に示す前部ＰＴＯ伝動軸１３はその前端を前記エンジンのフライホイールに連結されており、該前部ＰＴＯ伝動軸１３の後端がハウジング１の支壁部１ａ近傍まで延出されている。前部ＰＴＯ伝動軸１３に同心させて後部ＰＴＯ伝動軸１４が配置され、その前端が前記前部ＰＴＯ伝動軸の後端にカップリング９５を介して相対回転不能に連結される。後部ＰＴＯ伝動軸１４は後方に延出され、図示せぬＰＴＯ伝動系を介して前述のリアＰＴＯ軸に連動連結される。前記前部ＰＴＯ伝動軸１３には走行入力軸７が相対回転自在に外嵌されており、該走行入力軸７は、図示せぬメインクラッチを介し、前記エンジンのフライホイールに連結されている。該走行入力軸７の動力は、本トランスミッションにより変速された上でプロペラ軸１１に伝達され、図示せぬデフ機構を介して前記駆動車軸を駆動させるよう構成している。
【００１２】
走行入力軸７の後部７ａは前記支壁部１ａに突入させ、ベアリングを介して前記支壁部１ａに支持される。該突入部分の外周面には入力ギア２２や後述するクラッチギア２２ａが形設されるとともに、その軸端面には支持孔を開孔している。該走行入力軸７の後方に第二走行変速軸９が軸線を一致させて配設され、前記支持孔の内周面に第二走行変速軸９の前端部外周面がニードルベアリングを介して相対回転自在に支持される。
【００１３】
図１に示すように第一走行変速軸８が第二走行変速軸９（後部ＰＴＯ伝動軸１４）に対し平行に配設され、該第一走行変速軸８の前端部にはギア２３を固定し、該ギア２３は前記走行入力軸７の入力ギア２２に常時噛合させている。第一走行変速軸８の後半部上には第一駆動ギア２４と第二駆動ギア２５をそれぞれ遊嵌設置するとともに、第一駆動ギア２４又は第二駆動ギア２５のいずれかを第一走行変速軸８に係合させるための、シンクロナイザ付きの第一クラッチ装置４１を設置してある。この第一クラッチ装置４１は、その第一変速スリーブ（シンクロナイザスリーブ）４２を第一変速フォーク４２ａの前後動に伴って前後摺動させて、第一駆動ギア２４を第一走行変速軸８に係合させる「前進」位置、第二駆動ギア２５を第一走行変速軸８に係合させる「後進」位置、また、いずれも係合させない「中立」位置のいずれかに切換可能に構成している。図２に示すように、前側ハウジング１の支壁部１ａと軸受壁３との間には第一変速フォーク軸５８が前後方向に架設されて軸方向摺動自在とされており、図示は省略するが、前記第一変速フォーク４２ａのボス部はこの第一変速フォーク軸５８に固定されている。第一変速フォーク軸５８は適宜のリンク機構を介して図略の変速レバーに連係されており、該変速レバーを操作することにより第一変速フォーク軸５８が前後摺動し、第一変速フォーク４２ａが前後移動して上述の切換が行われる。図２の符号８０は、第一変速フォーク軸５８の操作位置を保持するためのデテント機構である。
【００１４】
前記第二走行変速軸９の前部上には一速用駆動ギア２６が固定され、該一速用駆動ギア２６の前側に隣接させてクラッチハブ２０が第二走行変速軸９上に固定される。該クラッチハブ２０の前方位置にある走行入力軸７においては、その後端面にボス部を形成してクラッチハブ２０の前側側面まで延出させ、該ボス部の外周面にクラッチギア２２ａが形設されている。その上で、前記クラッチハブ２０上に第二変速スリーブ４４を配設して、第二クラッチ装置４３を構成している。この第二クラッチ装置４３は、第二変速スリーブ４４がクラッチハブ２０のみに噛合してクラッチギア２２ａに噛合せず、走行入力軸７と第二走行変速軸９とを分離した「分離」位置と、第二変速スリーブ４４がクラッチハブ２０とクラッチギア２２ａの双方に噛合して、走行入力軸７と第二走行変速軸９とを直接的に連結した「係合」位置と、に切換自在に構成している。
【００１５】
第二変速スリーブ４４の外周面には環状溝が形成され、該環状溝に第二変速フォーク４４ａが係合される。前側ハウジング１の支壁部１ａと軸受壁３との間には第二変速フォーク軸５９が前記第一変速フォーク軸５８と平行に架設されて軸方向摺動自在とされ、図示は省略するが、前記第二変速フォーク４４ａのボス部はこの第二変速フォーク軸５９に固定されている。第二変速フォーク軸５９は適宜のリンク機構を介して図略の前記変速レバーに連係されており、該変速レバーを操作することにより第二変速フォーク軸５９が前後摺動し、第二変速フォーク４４ａが前後移動して上述の切換が行われる。図２の符号８１は、第二変速フォーク軸５９の操作位置を保持するためのデテント機構である。
【００１６】
この構成において第二クラッチ装置４３を「分離」位置とした場合、走行入力軸７の動力は第二走行変速軸９へ直接的には伝達されない。該走行入力軸７の動力は、減速ギア列２２・２３を介して第一走行変速軸８に一旦伝達された上で、前記第一クラッチ装置４１により該第一走行変速軸８を二つの駆動ギア２４・２５のうちいずれかにクラッチ係合させた場合に、該第一走行変速軸８の動力が二速用駆動ギア２８・四速用駆動ギア２９のいずれかを経由して第二走行変速軸９に伝達される。一方、第二クラッチ装置４３を「係合」位置とした場合、走行入力軸７と第二走行変速軸９とが直結され、該走行入力軸７の動力は第二走行変速軸９に直接的に伝達される。
【００１７】
ここで、前記第二クラッチ装置４３を「係合」位置にできるのは、前記の第一クラッチ装置４１が「中立」位置にある場合のみとなるように、適宜の牽制機構にて規制してある。これにより、第二クラッチ装置４３が「係合」位置にあって第二走行変速軸９が走行入力軸７により直接的に駆動される場合には、第一走行変速軸８からの動力が走行入力軸７に伝達されないことが確保され、二重動力伝達状態となることがない。また、第一クラッチ装置４１を「前進」位置、又は「後進」位置にできるのは、第二クラッチ装置４３が「中立」位置にある場合のみとなるように、適宜の牽制機構にて規制してある。これにより、第一クラッチ装置が「前進」位置又は「後進」位置にあって第一走行変速軸８の動力が第二走行変速軸９へ伝達されているときは、走行入力軸７と第二走行変速軸９とが直接的に連結されないことが確保され、二重動力伝達状態は回避される。
【００１８】
次に、四速度段の切換のための構成を説明する。図４は「一速」状態におけるクラッチスライダの状態を示した断面拡大図、図５は「二速」状態におけるクラッチスライダの状態を示した断面拡大図、図６は「三速」状態におけるクラッチスライダの状態を示した断面拡大図、図７は「四速」状態におけるクラッチスライダの状態を示した断面拡大図である。
【００１９】
第二走行変速軸９上には前方から後方にかけて順に、一速用駆動ギア２６、三速用駆動ギア２７、二速用駆動ギア２８及び四速用駆動ギア２９を固定している。第二走行変速軸９に平行させて前部走行出力軸１０を回転自在に支持し、前記四つの駆動ギア２６・２７・２８・２９に対応させて、該前部走行出力軸１０上には前方から後方にかけて順に、一速用遊転ギア３１、三速用遊転ギア３２、二速用遊転ギア３３及び四速用遊転ギア３４を遊嵌させている。一速用遊転ギア３１は一速用駆動ギア２６に、三速用遊転ギア３２は三速用駆動ギア２７に、二速用遊転ギア３３は二速用駆動ギア２８に、四速用遊転ギア３４は四速用駆動ギア２９に、それぞれ常時噛合させている。符号３０は前輪駆動取出のための出力ギアである。一速用遊転ギア３１と三速用遊転ギア３２とに前後を挟まれた位置には第一ハブたるスプラインハブ３５を設け、二速用遊転ギア３３と四速用遊転ギア３４とに前後を挟まれた位置には第二ハブたるスプラインハブ３６を設けている。それぞれのスプラインハブ３５・３６は、前側及び後側に配置される遊転ギアの双方に隣接させて配置される。
【００２０】
前記四速用駆動ギア２９は、走行出力軸１０上の四速用遊転ギア３４に前述のとおり噛合すると同時に、第一走行変速軸８上の第一駆動ギア２４にも噛み合っており、両ギア２４・２９にて正転減速歯車列を形成している。従って、第一クラッチ装置４１が「前進」位置にあって第一駆動ギア２４を第一走行変速軸８に係合する場合には、走行入力軸７からギア２２・２３を介して第一走行変速軸８に伝達された回転が、第一駆動ギア２４から四速用駆動ギア２９を介して第二走行変速軸９に伝達され、第二走行変速軸９は機体前進方向に回転される。前記正転減速歯車列２４・２９の作用により、該第二走行変速軸９の回転速度は、第二クラッチ装置４３を「係合」位置において走行入力軸７と第二走行変速軸９を直結させた場合の該第二走行変速軸９の回転速度より低くなる。三速用遊転ギア３２にはアイドルギア３７が連設されてあり、該アイドルギア３７は第一走行変速軸８上の第二駆動ギア２５に常時噛合して、逆転歯車列を構成している。第一クラッチ装置４１が第二駆動ギア２５を第一走行変速軸８に係合する場合には、第一走行変速軸８からの動力は、第二駆動ギア２５→アイドルギア３７→三速用遊転ギア３２→三速用駆動ギア２７と経由して回転方向が反転され、その上で第二走行変速軸９に伝達される。従ってこの場合は、走行入力軸７から入力された動力が、第二走行変速軸９を機体後進方向に回転させることになる。
【００２１】
図１の要部拡大図である図４に示すように、走行出力軸１０上に固定される前記スプラインハブ３５の外周面には雄スプライン１１１が形成される。また、走行出力軸１０上に遊嵌される一速用遊転ギア３１及び三速用遊転ギア３２においては、それぞれスプラインハブ３５側を向く側面にボス部が形成され、スプラインハブ３５に向けて延設される該ボス部の外周面に、それぞれ雄スプライン１１３・１１４が刻設されている。スプラインハブ３５上には第一クラッチスライダたる前部第三変速スリーブ４７が設置され、該前部第三変速スリーブ４７の内周面には雌スプライン１１２が形成され、該雌スプライン１１２は、該スプラインハブ３５の雄スプライン１１１に対して相対回転不能かつ軸方向摺動自在に嵌合するとともに、前記遊転ギアの雄スプライン１１３・１１４に対し係脱自在とされている。前部第三変速スリーブ４７の外周には環状溝が形成され、該環状溝に前部第三変速フォーク４７ａが係止されている。
【００２２】
同様に、走行出力軸１０上に固定される前記スプラインハブ３６の外周面には雄スプライン１１５が形成される。また、走行出力軸１０上に遊嵌される二速用遊転ギア３３及び四速用遊転ギア３４においては、それぞれスプラインハブ３６側を向く側面にボス部が形成され、スプラインハブ３６に向けて延設される該ボス部の外周面に、それぞれ雄スプライン１１３・１１４が刻設されている。スプラインハブ３６上には第二クラッチスライダたる後部第三変速スリーブ４８が設置される。該後部第三変速スリーブ４８の内周面には雌スプライン１１６が形成され、該雌スプライン１１６は、該スプラインハブ３６の雄スプライン１１５に対して相対回転不能かつ軸方向摺動自在に嵌合するとともに、前記遊転ギアの雄スプライン１１７・１１８に対し係脱自在とされている。後部第三変速スリーブ４８の外周には環状溝が形成され、該環状溝に前部第三変速フォーク４８ａが係止されている。
【００２３】
前部第三変速フォーク４７ａのボス部、及び、後部第三変速フォーク４８ａのボス部には、図３に示すように、共通の第三変速フォーク軸６０が挿通され固定されている。該第三変速フォーク軸６０の上方には支軸５３が配置され、該支軸５３にはアーム５４のボス部が固設されて、該アーム５４の先端が前記第三変速フォーク軸６０に係止されている。前記支軸５３にはシフトレバー５２の基端が固設されて、その先端を運転部に突出させている。該シフトレバー５２は図３に示すように「一速」、「二速」、「三速」、「四速」の計四つの操作位置を有しており、この構成において、シフトレバー５２をオペレータが手で傾動操作することにより支軸５３が回転され、回動するアーム５４の先端が第三変速フォーク軸６０を軸方向に前後摺動させる。該第三変速フォーク軸６０に固定される前部第三変速フォーク４７ａと後部第三変速フォーク４８ａは一体的に軸方向に移動し、前部第三変速スリーブ４７と後部第三変速スリーブ４８は、前後間隔を常に等しく保持しながら同時に前後摺動する。第三変速フォーク軸６０の一端を支持する前記軸受壁３の内部にはデテント機構６５・６５が配設される。第三変速フォーク軸６０の端部には前記四つの操作位置に対応して四つの溝６０ａが並んで形設され、前記デテント機構６５・６５は該溝６０ａに係合して、該第三変速フォーク軸６０の操作位置を保持させるようにしている。
【００２４】
以上により、走行出力軸１０上において、前部第三変速スリーブ４７の雌スプライン１１２、その両側の遊転ギアの雄スプライン１１３・１１４、後部第三変速スリーブ４８の雌スプライン１１５、その両側の遊転ギアの雄スプライン１１７・１１８により、第三クラッチ装置４５・４６が構成される。そして前述のシフトレバー５２の変速操作により、前部・後部の両第三変速スリーブ４７・４８が同時に摺動して、以下の如きの、「一速」状態、「二速」状態、「三速」状態、及び「四速」状態の四つの状態に切り換えられる。
【００２５】
図４に示される「一速」状態では、前部第三変速スリーブ４７の雌スプライン１１２は、スプラインハブ３５の雄スプライン１１１と一速用遊転ギア３１の雄スプライン１１３の双方に噛合し、後部第三変速スリーブ４８の雌スプライン１１６は二速用遊転ギア３３の雄スプライン１１７にのみ噛合した状態となる。これにより、四つの遊転ギアのうち一速用遊転ギア３１のみが走行出力軸１０に係合され、第二走行変速軸９の回転は一速用ギア列２６・３１を介して走行出力軸１０に伝動される。図５に示される「二速」状態では、前部第三変速スリーブ４７の雌スプライン１１２は、スプラインハブ３５の雄スプライン１１１にのみ噛合し、後部第三変速スリーブ４８の雌スプライン１１６は二速用遊転ギア３３の雄スプライン１１７とスプラインハブ３６の雄スプライン１１５の双方に噛合した状態となる。これにより、四つの遊転ギアのうち二速用遊転ギア３３のみが走行出力軸１０に係合され、第二走行変速軸９の回転は二速用ギア列２８・３３を介して走行出力軸１０に伝動される。図６に示される「三速」状態では、前部第三変速スリーブ４７の雌スプライン１１２は、スプラインハブ３５の雄スプライン１１１と三速用遊転ギア３２の雄スプライン１１４の双方に噛合し、後部第三変速スリーブ４８の雌スプライン１１６はスプラインハブ３６の雄スプライン１１５にのみ噛合した状態となる。これにより、四つの遊転ギアのうち一速用遊転ギア３１のみが走行出力軸１０に係合され、第二走行変速軸９の回転は三速用ギア列２７・３２を介して走行出力軸１０に伝動される。図７に示される「四速」状態では、前部第三変速スリーブ４７が三速用遊転ギア３２の雄スプライン１１４のみに噛合し、後部第三変速スリーブ４８は、スプラインハブ３６の雄スプライン１１５と四速用遊転ギア３４の雄スプライン１１８の双方に噛合した状態となる。これにより、四つの遊転ギアのうち四速用遊転ギア３４のみが走行出力軸１０に係合され、第二走行変速軸９の回転は四速用ギア列２９・３４を介して走行出力軸１０に伝動される。
【００２６】
図１に示すように、前記走行出力軸１０の後方には前記プロペラ軸１１が同心して配置され、両軸１０・１１はカップリング９６を介して相対回転不能に連結される。従って、変速して走行出力軸１０に得られた回転は、前記プロペラ軸１１を介して後方の駆動車軸に伝達され、車両を駆動する。
【００２７】
ここで、本発明のギア抜け防止機構について詳細に説明する。図８はギア抜け防止機構の構成を説明した図である。
【００２８】
図８には、前記トランスミッションが「二速」状態にあるときの前記第三クラッチ装置後部側４６の様子が示される。後部第三変速スリーブ４８の雌スプライン１１６は、その軸方向一側（前側）の略半部において二速用遊転ギア３３の雄スプライン１１７に噛合し、他側（後側）の略半部においてスプラインハブ３６の雄スプライン１１５に噛合している。ここで第二走行変速軸９からの動力が伝達されるのは二速用遊転ギア３３であり、該二速用遊転ギア３３の雄スプライン１１７がクラッチスライダの雌スプライン１１６を押動し、該雌スプライン１１６がスプラインハブ３６の雄スプライン１１５を押動することで、該二速用遊転ギア３３の動力がスプラインハブ３６を介し走行出力軸１０に伝達される。
【００２９】
以上のように、後部第三変速スリーブ４８の雌スプライン１１６は、軸方向一側の略半分の領域において雄スプライン１１７に噛合し、残りの略半分の領域において雄スプライン１１５に対して噛合している。このように雌スプライン１１６の各雄スプライン１１７・１１５に対する噛合領域が軸方向にズレており、雄スプライン１１７の回転力をいわば斜めの方向に伝達させて雄スプライン１１５に伝達させるような構成であるため、後部第三変速スリーブ４８が軸方向に逃げ易く、前記ギア抜けを生じる原因となると考えられる。
【００３０】
本発明では、このようなギア抜けを回避すべく、雄スプライン１１５・１１７の一つ一つの歯部にテーパ部１１５ａ・１１７ａが形成されて、該歯部が軸方向端部に向かうに従って細くなるようにしてある。このようにすることで、前記第三クラッチ装置４５・４６が「二速」状態にあるときは、後部第三変速スリーブ４８の雌スプライン１１６の歯部は、その軸方向の一端において雄スプライン１１５のテーパ部１１５ａに接触し、かつ、軸方向他端において雄スプライン１１７のテーパ部１１７ａに接触した状態となる。
ここで、二速用遊転ギア３３の駆動力が伝達される前記雄スプライン１１７は雌スプライン１１６を押動し、駆動車軸からの負荷が伝達される雄スプライン１１５は雌スプライン１１６の押動に抗しようとする。結局は、雄スプライン１１５・１１７の両テーパ部１１５ａ・１１７ａが雌スプライン１１６歯部の対角線を互いに押さえ込むようにしながら、三者が一体的に回転する。この押さえ込みの作用が後部第三変速スリーブ４８の軸方向の移動に抗し、これによりギア抜けが回避されるのである。言い換えれば、前記「二速」状態にある後部第三変速スリーブ４８が前記スプラインハブ３６との係合を解除する方向（図８における紙面左方向）にギア抜けするには、該後部第三変速スリーブ４８の雌スプライン１１６が前記テーパ部１１７ａを乗り越えなければならない。逆に、後部第三変速スリーブ４８が前記二速用遊転ギア３３の雄スプライン１１７との係合を解除する方向（図８における紙面右方向）にギア抜けするには、該後部第三変速スリーブ４８の雌スプライン１１６が前記テーパ部１１５ａを乗り越えなければならない。このテーパ部１１７ａ・１１５ａを乗り越えるためには相当の力が必要とされるので、後部第三変速スリーブ４８は容易にはギア抜けしないことになる。
【００３１】
一方、前記シフトレバー５２の切り換えは、通例は動力上流側でクラッチが切られた状態で行われるので、前記テーパ部１１５ａ・１１７ａを乗り越えさせながらの後部第三変速スリーブ４８の軸方向摺動操作は、弱い力でも十分スムーズに行うことができる。従って、シフトレバーの切換操作に必要な操作力は従来の構成のそれに比べて殆ど変わらないものとすることができ、この点で本発明のギア抜け防止機構は、前述のデテント機構６５のバネ力を強くしてギア抜けに抗する方法よりも優れている。
【００３２】
前記雄スプライン１１７に形成されるテーパ部１１７ａは、スプラインハブ３６の前側の側面に近づくにつれて細くなるように形成される。また、前記雄スプライン１１５に形成されるテーパ部１１５ａは、スプラインハブ３６の前側の側面に近づくにつれて細くなるように、また、スプラインハブ３６の後側の側面に近づくにつれて細くなるように形成される。スプラインハブ３６の雄スプライン１１５の後側にもテーパ部１１５ａを形成したことにより、後部第三変速スリーブ４８が図７に示す「四速」状態にある場合に、四速用遊転ギア３４の雄スプライン１１８から後部第三変速スリーブ４８が容易にギア抜けしないことになる。なお、この「四速」状態のときは、後部第三変速スリーブ４８が雄スプライン１１５から抜ける方向にギア抜けしようとしても、二速用遊転ギア３４の側面に後部第三変速スリーブ４８が当接してそれ以上移動できないので、かかる方向にギア抜けすることはあり得ない。従って、前記雄スプライン１１８にはテーパ部は不要であり、本実施例では形成していない。
【００３３】
なお、図示は省略するが、第三クラッチ装置の前部４５においても雄スプライン１１１や雄スプライン１１３にテーパ部がまったく同様に形成されて、第三クラッチ装置４５が「一速」状態又は「三速」状態にあるときに前部第三変速スリーブ４７がギア抜けするのを防止している。
【００３４】
次に、強制潤滑油供給構造を主に図２や図９を参照して説明する。図９は強制潤滑油供給構造を示す平面断面図である。
【００３５】
図２や図９に示すように、ハウジング２の内底部には筒状のサクションフィルタ１０１が配置され、ハウジング２の両側壁間に支持され固定される。該サクションフィルタ１０１の一端を支持する側壁には油路１０２が形成され、該油路１０２はサクションフィルタ１０１内部の空間と連通されている。このサクションフィルタ１０１を通過した潤滑油は前記油路１０２を介してハウジング２外部に取り出され、適宜の外部配管を介して油圧ユニット１０４に供給される。該油圧ユニット１０４は、例えばパワーステアリングユニットや作業機昇降ユニットとされ、前記潤滑油を吸い上げる油圧ポンプを含む。
【００３６】
一方、ハウジング１の内壁は、ハウジング２に対する接合部分近傍において複数の部位を内方に膨出させて、肉厚部１ｂを複数形成している。うち一つの肉厚部１ｂには「Ｌ」字状の導入油路１０５が穿設され、その一端はハウジング１外側の側面に開口され、他端は後端面に開口されている。軸受壁３は前記肉厚部１ｂ・１ｂ・・・の後端面にボルト締結され取り付けられるとともに、その後面に凹部を形成し、該凹部を蓋板６９にて覆って油溜め３ａを形成している。また、前記導入油路１０５のハウジング１後端面の開口に位置を合わせて軸受壁３には油孔１０６が穿設され、該油孔１０６は前記油溜め３ａに連通されている。符号７０は油溜め３ａの内の潤滑油圧を設定するためのリリーフバルブである。
【００３７】
この構成において、該油圧ユニット１０４からの戻り油は適宜の外部配管から前記導入油路１０５を経由し、油孔１０６から前記油溜め３ａに導入される。油溜め３ａは、油面より上方にある第一走行変速軸８や後部ＰＴＯ伝動軸１４の軸受部分、スプライン嵌合部、第一クラッチ装置４１のシンクロナイザ等にも潤滑油を供給するよう構成してあり、油溜め３ａ内の油は必要な部分に適宜分配されて、必要な部分を潤滑する。
【００３８】
即ち、回転軸に固定され外周に雄スプラインが形成されたハブと、内周に形成された雌スプラインが前記ハブの雄スプラインに対して軸方向に摺動自在にスプライン嵌合するクラッチスライダと、前記回転軸に回転自在に嵌合して前記ハブに隣設され、かつ前記クラッチスライダの雌スプラインとスプライン嵌合する雄スプラインが設けられた遊転ギアと、からなり、前記クラッチスライダを軸方向に移動させて前記ハブの雄スプラインと前記遊転ギアの雄スプラインとに同時にスプライン嵌合させて、前記遊転ギアと前記回転軸とを連結するように構成した、コンスタントメッシュギア式のトランスミッションにおいて、前記ハブの雄スプラインと、少なくとも一方の前記遊転ギアの雄スプラインにテーパ部を形成して、これらテーパ部の各々に前記クラッチスライダの雌スプラインの端部を当接させて該クラッチスライダの抜けを防止するように構成したので、雄スプラインのテーパ部がクラッチスライダの雌スプラインの端部に当接してクラッチスライダの軸方向移動に抗するので、ギア抜けが回避され、オペレータは安定感・信頼感をもって車両を操作することができる。
また、シフト操作のときは動力伝達がなされない状態で行われるので、テーパ部を乗り越えてクラッチスライダを軸方向摺動させるのに必要な力は従来と殆ど変わらない。従って、オペレータがシフト操作を重く感じることがない。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００４０】
請求項１においては、回転軸上に第一ハブ及び第二ハブを固定し、該第一ハブ及び第二ハブはいずれもその外周に雄スプラインを形成し、前記第一ハブに対応して第一クラッチスライダを設け、前記第二ハブに対応して第二クラッチスライダを設け、該二つのクラッチスライダはいずれも、対応するハブの雄スプラインに軸方向摺動自在にスプライン嵌合するように構成し、前記第一ハブの軸方向一側に一速用の遊転ギアを隣設し、他側に三速用の遊転ギアを隣設し、該二つの遊転ギアはいずれも前記第一クラッチスライダの雌スプラインに係合し得る雄スプラインを設け、前記第二ハブの軸方向一側に二速用の遊転ギアを隣設し、他側に四速用の遊転ギアを隣設し、該二つの遊転ギアはいずれも前記第二クラッチスライダの雌スプラインに係合し得る雄スプラインを設け、前記第一クラッチスライダと第二クラッチスライダを同時に軸方向に摺動させることにより、ａ）第一クラッチスライダは一速用の遊転ギアを回転軸に連結し、第二クラッチスライダは二速用の遊転ギア・四速用の遊転ギアのいずれをも回転軸に連結しない、「一速」状態、ｂ）第一クラッチスライダは一速用の遊転ギア・三速用の遊転ギアのいずれをも回転軸に連結せず、第二クラッチスライダは二速用の遊転ギアを回転軸に連結する、「二速」状態、ｃ）第一クラッチスライダは三速用の遊転ギアを回転軸に連結し、第二クラッチスライダは二速用の遊転ギア・四速用の遊転ギアのいずれをも回転軸に連結しない、「三速」状態、ｄ）第一クラッチスライダは一速用の遊転ギア・三速用の遊転ギアのいずれをも回転軸に連結せず、第二クラッチスライダは四速用の遊転ギアを回転軸に連結する、「四速」状態、が順に現出されるように構成して四速度段を得る、コンスタントメッシュギア式のトランスミッションにおいて、前記第一ハブの雄スプライン、前記第二ハブの雄スプライン、前記二速用の遊転ギアの雄スプライン、前記三速用の遊転ギアの雄スプライン、のそれぞれにテーパ部を形成して、これらテーパ部に前記二つのクラッチスライダの雌スプラインの端部を当接させて該クラッチスライダの抜けを防止するように構成したので、
四速度段の切換操作時において、雄スプラインのテーパ部がクラッチスライダの雌スプラインの端部に当接してクラッチスライダの軸方向移動に抗するので、ギア抜けが回避され、オペレータは安定感・信頼感をもって車両を操作することができる。
また、シフト操作のときは動力伝達がなされない状態で行われるので、テーパ部を乗り越えてクラッチスライダを軸方向摺動させるのに必要な力は従来と殆ど変わらない。従って、オペレータがシフト操作を重く感じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 トランスミッションの側面断面展開図。
【図２】 同じく正面断面図。
【図３】 速度段切換のための操作系の構成を示した側面断面図。
【図４】 「一速」状態におけるクラッチスライダの状態を示した断面拡大図。
【図５】 「二速」状態におけるクラッチスライダの状態を示した断面拡大図。
【図６】 「三速」状態におけるクラッチスライダの状態を示した断面拡大図。
【図７】 「四速」状態におけるクラッチスライダの状態を示した断面拡大図。
【図８】 ギア抜け防止機構の構成を説明した図。
【図９】 強制潤滑油供給構造を示した平面断面図。
【符号の説明】
１０ 回転軸（走行出力軸）
３１・３２・３３・３４ 一速〜四速の遊転ギア
３５・３６ 第一ハブ・第二ハブ（スプラインハブ）
１１５ 雄スプライン
１１６ 雌スプライン
１１７ 雄スプライン
１１５ａ・１１７ａ テーパ部
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランスミッションにおいて、変速操作力の増加を抑制しつつギア抜けを防止できるようにした、ギア抜け防止機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から知られているコンスタントメッシュギア式トランスミッションの変速機構の構造の概要は、以下のとおりである。即ち、回転軸に固定されたハブの軸方向両側に、変速用の遊転ギアが該遊転軸に対し相対回転自在に嵌合して配設され、両側の遊転ギアには互いに速度の異なる回転が伝達されるようにしている。前記ハブの外周には雄スプラインが形成され、該雄スプラインには、雌スプラインが設けられたクラッチスライダが軸方向摺動自在にスプライン嵌合している。各遊転ギアには、ハブ側に面する側面にボス部が設けられており、該ボス部の外周に雄スプラインが形成される。クラッチスライダにはフォークが連結され、フォークはフォークシャフトに固定される。オペレータがシフトレバーを操作して該フォークを軸方向に移動させるとクラッチスライダが軸方向に摺動して、クラッチスライダの雌スプラインを、ハブの雄スプラインといずれか一方の遊転ギアの雄スプラインとに同時に嵌合させて遊転ギアと回転軸とを連結し、変速された回転を回転軸に得るように構成されている。フォークシャフト、又は該フォークシャフトに連動連結する部分には、クラッチスライダの位置保持のためのデテント機構が設けられるのが通例である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の変速機構においては、遊転ギアの雄スプラインとスプライン嵌合していたクラッチスライダが、時として該遊転ギアから自然に抜けてしまう現象（いわゆるギア抜け）が生じることがある。このようなギア抜けは、オペレータの意思の如何にかかわらずトランスミッションの変速比が偶発的に変更されることを意味するので、これを未然に回避するための技術が従来から要請されていた。
【０００４】
この技術の一つに、前記デテント機構のバネを強くして保持力を増大させ、クラッチスライダが遊転ギアから抜けようとするのに対し前記デテント機構の保持力にて対抗させることが考えられる。この方法はギア抜けの阻止という観点からは有効と考えられるが、変速操作の際デテント機構を乗り越えさせるために必要な操作力をも増大してしまい、シフトレバーの操作が重くなるという欠点を免れ得ないものであった。
【０００５】
【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、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
請求項１においては、回転軸上に第一ハブ及び第二ハブを固定し、該第一ハブ及び第二ハブはいずれもその外周に雄スプラインを形成し、前記第一ハブに対応して第一クラッチスライダを設け、前記第二ハブに対応して第二クラッチスライダを設け、該二つのクラッチスライダはいずれも、対応するハブの雄スプラインに軸方向摺動自在にスプライン嵌合するように構成し、前記第一ハブの軸方向一側に一速用の遊転ギアを隣設し、他側に三速用の遊転ギアを隣設し、該二つの遊転ギアはいずれも、前記回転軸に回転自在に嵌合されるとともに、前記第一クラッチスライダの雌スプラインに係合し得る雄スプラインを設け、前記第二ハブの軸方向一側に二速用の遊転ギアを隣設し、他側に四速用の遊転ギアを隣設し、該二つの遊転ギアはいずれも、前記回転軸に回転自在に嵌合されるとともに、前記第二クラッチスライダの雌スプラインに係合し得る雄スプラインを設け、前記第一クラッチスライダと第二クラッチスライダを同時に軸方向に摺動させることにより、ａ）第一クラッチスライダは一速用の遊転ギアを回転軸に連結し、第二クラッチスライダは二速用の遊転ギア・四速用の遊転ギアのいずれをも回転軸に連結しない、「一速」状態、ｂ）第一クラッチスライダは一速用の遊転ギア・三速用の遊転ギアのいずれをも回転軸に連結せず、第二クラッチスライダは二速用の遊転ギアを回転軸に連結する、「二速」状態、ｃ）第一クラッチスライダは三速用の遊転ギアを回転軸に連結し、第二クラッチスライダは二速用の遊転ギア・四速用の遊転ギアのいずれをも回転軸に連結しない、「三速」状態、ｄ）第一クラッチスライダは一速用の遊転ギア・三速用の遊転ギアのいずれをも回転軸に連結せず、第二クラッチスライダは四速用の遊転ギアを回転軸に連結する、「四速」状態、が順に現出されるように構成して四速度段を得る、コンスタントメッシュギア式のトランスミッションにおいて、前記第一ハブの雄スプライン、前記第二ハブの雄スプライン、前記二速用の遊転ギアの雄スプライン、前記三速用の遊転ギアの雄スプライン、のそれぞれにテーパ部を形成して、これらテーパ部に前記二つのクラッチスライダの雌スプラインの端部を当接させて該クラッチスライダの抜けを防止するように構成したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【０００８】
図１はトランスミッションの側面断面展開図、図２は同じく正面断面図、図３は速度段切換のための操作系の構成を示した側面断面図である。
【０００９】
図１にトラクタに係るトランスミッションの側面断面展開図が図示され、このトランスミッションを介して、トラクタ前部に配置された図示せぬエンジンの動力を、トラクタ後部に配置されるリアＰＴＯ軸や駆動車軸（図略）に伝達させるように構成している。図１において矢視Ｆで示される方向がトラクタ前方側である。
【００１０】
図１に示すように、トランスミッションは前後割りの筒状のハウジング１・２を有しており、鉛直平面状の接合面にて両ハウジング１・２を接合して、内部の空間に本トランスミッションを構成する軸や歯車列を配置している。前側ハウジング１の中途部には支壁部１ａを形成するとともに、該前側ハウジング１の後端面には軸受壁３を取り付け、この間に後述する第一走行変速軸８や第二走行変速軸９や前部走行出力軸１０を回転自在に軸受支持している。
【００１１】
図１に示す前部ＰＴＯ伝動軸１３はその前端を前記エンジンのフライホイールに連結されており、該前部ＰＴＯ伝動軸１３の後端がハウジング１の支壁部１ａ近傍まで延出されている。前部ＰＴＯ伝動軸１３に同心させて後部ＰＴＯ伝動軸１４が配置され、その前端が前記前部ＰＴＯ伝動軸の後端にカップリング９５を介して相対回転不能に連結される。後部ＰＴＯ伝動軸１４は後方に延出され、図示せぬＰＴＯ伝動系を介して前述のリアＰＴＯ軸に連動連結される。前記前部ＰＴＯ伝動軸１３には走行入力軸７が相対回転自在に外嵌されており、該走行入力軸７は、図示せぬメインクラッチを介し、前記エンジンのフライホイールに連結されている。該走行入力軸７の動力は、本トランスミッションにより変速された上でプロペラ軸１１に伝達され、図示せぬデフ機構を介して前記駆動車軸を駆動させるよう構成している。
【００１２】
走行入力軸７の後部７ａは前記支壁部１ａに突入させ、ベアリングを介して前記支壁部１ａに支持される。該突入部分の外周面には入力ギア２２や後述するクラッチギア２２ａが形設されるとともに、その軸端面には支持孔を開孔している。該走行入力軸７の後方に第二走行変速軸９が軸線を一致させて配設され、前記支持孔の内周面に第二走行変速軸９の前端部外周面がニードルベアリングを介して相対回転自在に支持される。
【００１３】
図１に示すように第一走行変速軸８が第二走行変速軸９（後部ＰＴＯ伝動軸１４）に対し平行に配設され、該第一走行変速軸８の前端部にはギア２３を固定し、該ギア２３は前記走行入力軸７の入力ギア２２に常時噛合させている。第一走行変速軸８の後半部上には第一駆動ギア２４と第二駆動ギア２５をそれぞれ遊嵌設置するとともに、第一駆動ギア２４又は第二駆動ギア２５のいずれかを第一走行変速軸８に係合させるための、シンクロナイザ付きの第一クラッチ装置４１を設置してある。この第一クラッチ装置４１は、その第一変速スリーブ（シンクロナイザスリーブ）４２を第一変速フォーク４２ａの前後動に伴って前後摺動させて、第一駆動ギア２４を第一走行変速軸８に係合させる「前進」位置、第二駆動ギア２５を第一走行変速軸８に係合させる「後進」位置、また、いずれも係合させない「中立」位置のいずれかに切換可能に構成している。図２に示すように、前側ハウジング１の支壁部１ａと軸受壁３との間には第一変速フォーク軸５８が前後方向に架設されて軸方向摺動自在とされており、図示は省略するが、前記第一変速フォーク４２ａのボス部はこの第一変速フォーク軸５８に固定されている。第一変速フォーク軸５８は適宜のリンク機構を介して図略の変速レバーに連係されており、該変速レバーを操作することにより第一変速フォーク軸５８が前後摺動し、第一変速フォーク４２ａが前後移動して上述の切換が行われる。図２の符号８０は、第一変速フォーク軸５８の操作位置を保持するためのデテント機構である。
【００１４】
前記第二走行変速軸９の前部上には一速用駆動ギア２６が固定され、該一速用駆動ギア２６の前側に隣接させてクラッチハブ２０が第二走行変速軸９上に固定される。該クラッチハブ２０の前方位置にある走行入力軸７においては、その後端面にボス部を形成してクラッチハブ２０の前側側面まで延出させ、該ボス部の外周面にクラッチギア２２ａが形設されている。その上で、前記クラッチハブ２０上に第二変速スリーブ４４を配設して、第二クラッチ装置４３を構成している。この第二クラッチ装置４３は、第二変速スリーブ４４がクラッチハブ２０のみに噛合してクラッチギア２２ａに噛合せず、走行入力軸７と第二走行変速軸９とを分離した「分離」位置と、第二変速スリーブ４４がクラッチハブ２０とクラッチギア２２ａの双方に噛合して、走行入力軸７と第二走行変速軸９とを直接的に連結した「係合」位置と、に切換自在に構成している。
【００１５】
第二変速スリーブ４４の外周面には環状溝が形成され、該環状溝に第二変速フォーク４４ａが係合される。前側ハウジング１の支壁部１ａと軸受壁３との間には第二変速フォーク軸５９が前記第一変速フォーク軸５８と平行に架設されて軸方向摺動自在とされ、図示は省略するが、前記第二変速フォーク４４ａのボス部はこの第二変速フォーク軸５９に固定されている。第二変速フォーク軸５９は適宜のリンク機構を介して図略の前記変速レバーに連係されており、該変速レバーを操作することにより第二変速フォーク軸５９が前後摺動し、第二変速フォーク４４ａが前後移動して上述の切換が行われる。図２の符号８１は、第二変速フォーク軸５９の操作位置を保持するためのデテント機構である。
【００１６】
この構成において第二クラッチ装置４３を「分離」位置とした場合、走行入力軸７の動力は第二走行変速軸９へ直接的には伝達されない。該走行入力軸７の動力は、減速ギア列２２・２３を介して第一走行変速軸８に一旦伝達された上で、前記第一クラッチ装置４１により該第一走行変速軸８を二つの駆動ギア２４・２５のうちいずれかにクラッチ係合させた場合に、該第一走行変速軸８の動力が二速用駆動ギア２８・四速用駆動ギア２９のいずれかを経由して第二走行変速軸９に伝達される。一方、第二クラッチ装置４３を「係合」位置とした場合、走行入力軸７と第二走行変速軸９とが直結され、該走行入力軸７の動力は第二走行変速軸９に直接的に伝達される。
【００１７】
ここで、前記第二クラッチ装置４３を「係合」位置にできるのは、前記の第一クラッチ装置４１が「中立」位置にある場合のみとなるように、適宜の牽制機構にて規制してある。これにより、第二クラッチ装置４３が「係合」位置にあって第二走行変速軸９が走行入力軸７により直接的に駆動される場合には、第一走行変速軸８からの動力が走行入力軸７に伝達されないことが確保され、二重動力伝達状態となることがない。また、第一クラッチ装置４１を「前進」位置、又は「後進」位置にできるのは、第二クラッチ装置４３が「中立」位置にある場合のみとなるように、適宜の牽制機構にて規制してある。これにより、第一クラッチ装置が「前進」位置又は「後進」位置にあって第一走行変速軸８の動力が第二走行変速軸９へ伝達されているときは、走行入力軸７と第二走行変速軸９とが直接的に連結されないことが確保され、二重動力伝達状態は回避される。
【００１８】
次に、四速度段の切換のための構成を説明する。図４は「一速」状態におけるクラッチスライダの状態を示した断面拡大図、図５は「二速」状態におけるクラッチスライダの状態を示した断面拡大図、図６は「三速」状態におけるクラッチスライダの状態を示した断面拡大図、図７は「四速」状態におけるクラッチスライダの状態を示した断面拡大図である。
【００１９】
第二走行変速軸９上には前方から後方にかけて順に、一速用駆動ギア２６、三速用駆動ギア２７、二速用駆動ギア２８及び四速用駆動ギア２９を固定している。第二走行変速軸９に平行させて前部走行出力軸１０を回転自在に支持し、前記四つの駆動ギア２６・２７・２８・２９に対応させて、該前部走行出力軸１０上には前方から後方にかけて順に、一速用遊転ギア３１、三速用遊転ギア３２、二速用遊転ギア３３及び四速用遊転ギア３４を遊嵌させている。一速用遊転ギア３１は一速用駆動ギア２６に、三速用遊転ギア３２は三速用駆動ギア２７に、二速用遊転ギア３３は二速用駆動ギア２８に、四速用遊転ギア３４は四速用駆動ギア２９に、それぞれ常時噛合させている。符号３０は前輪駆動取出のための出力ギアである。一速用遊転ギア３１と三速用遊転ギア３２とに前後を挟まれた位置には第一ハブたるスプラインハブ３５を設け、二速用遊転ギア３３と四速用遊転ギア３４とに前後を挟まれた位置には第二ハブたるスプラインハブ３６を設けている。それぞれのスプラインハブ３５・３６は、前側及び後側に配置される遊転ギアの双方に隣接させて配置される。
【００２０】
前記四速用駆動ギア２９は、走行出力軸１０上の四速用遊転ギア３４に前述のとおり噛合すると同時に、第一走行変速軸８上の第一駆動ギア２４にも噛み合っており、両ギア２４・２９にて正転減速歯車列を形成している。従って、第一クラッチ装置４１が「前進」位置にあって第一駆動ギア２４を第一走行変速軸８に係合する場合には、走行入力軸７からギア２２・２３を介して第一走行変速軸８に伝達された回転が、第一駆動ギア２４から四速用駆動ギア２９を介して第二走行変速軸９に伝達され、第二走行変速軸９は機体前進方向に回転される。前記正転減速歯車列２４・２９の作用により、該第二走行変速軸９の回転速度は、第二クラッチ装置４３を「係合」位置において走行入力軸７と第二走行変速軸９を直結させた場合の該第二走行変速軸９の回転速度より低くなる。三速用遊転ギア３２にはアイドルギア３７が連設されてあり、該アイドルギア３７は第一走行変速軸８上の第二駆動ギア２５に常時噛合して、逆転歯車列を構成している。第一クラッチ装置４１が第二駆動ギア２５を第一走行変速軸８に係合する場合には、第一走行変速軸８からの動力は、第二駆動ギア２５→アイドルギア３７→三速用遊転ギア３２→三速用駆動ギア２７と経由して回転方向が反転され、その上で第二走行変速軸９に伝達される。従ってこの場合は、走行入力軸７から入力された動力が、第二走行変速軸９を機体後進方向に回転させることになる。
【００２１】
図１の要部拡大図である図４に示すように、走行出力軸１０上に固定される前記スプラインハブ３５の外周面には雄スプライン１１１が形成される。また、走行出力軸１０上に遊嵌される一速用遊転ギア３１及び三速用遊転ギア３２においては、それぞれスプラインハブ３５側を向く側面にボス部が形成され、スプラインハブ３５に向けて延設される該ボス部の外周面に、それぞれ雄スプライン１１３・１１４が刻設されている。スプラインハブ３５上には第一クラッチスライダたる前部第三変速スリーブ４７が設置され、該前部第三変速スリーブ４７の内周面には雌スプライン１１２が形成され、該雌スプライン１１２は、該スプラインハブ３５の雄スプライン１１１に対して相対回転不能かつ軸方向摺動自在に嵌合するとともに、前記遊転ギアの雄スプライン１１３・１１４に対し係脱自在とされている。前部第三変速スリーブ４７の外周には環状溝が形成され、該環状溝に前部第三変速フォーク４７ａが係止されている。
【００２２】
同様に、走行出力軸１０上に固定される前記スプラインハブ３６の外周面には雄スプライン１１５が形成される。また、走行出力軸１０上に遊嵌される二速用遊転ギア３３及び四速用遊転ギア３４においては、それぞれスプラインハブ３６側を向く側面にボス部が形成され、スプラインハブ３６に向けて延設される該ボス部の外周面に、それぞれ雄スプライン１１３・１１４が刻設されている。スプラインハブ３６上には第二クラッチスライダたる後部第三変速スリーブ４８が設置される。該後部第三変速スリーブ４８の内周面には雌スプライン１１６が形成され、該雌スプライン１１６は、該スプラインハブ３６の雄スプライン１１５に対して相対回転不能かつ軸方向摺動自在に嵌合するとともに、前記遊転ギアの雄スプライン１１７・１１８に対し係脱自在とされている。後部第三変速スリーブ４８の外周には環状溝が形成され、該環状溝に前部第三変速フォーク４８ａが係止されている。
【００２３】
前部第三変速フォーク４７ａのボス部、及び、後部第三変速フォーク４８ａのボス部には、図３に示すように、共通の第三変速フォーク軸６０が挿通され固定されている。該第三変速フォーク軸６０の上方には支軸５３が配置され、該支軸５３にはアーム５４のボス部が固設されて、該アーム５４の先端が前記第三変速フォーク軸６０に係止されている。前記支軸５３にはシフトレバー５２の基端が固設されて、その先端を運転部に突出させている。該シフトレバー５２は図３に示すように「一速」、「二速」、「三速」、「四速」の計四つの操作位置を有しており、この構成において、シフトレバー５２をオペレータが手で傾動操作することにより支軸５３が回転され、回動するアーム５４の先端が第三変速フォーク軸６０を軸方向に前後摺動させる。該第三変速フォーク軸６０に固定される前部第三変速フォーク４７ａと後部第三変速フォーク４８ａは一体的に軸方向に移動し、前部第三変速スリーブ４７と後部第三変速スリーブ４８は、前後間隔を常に等しく保持しながら同時に前後摺動する。第三変速フォーク軸６０の一端を支持する前記軸受壁３の内部にはデテント機構６５・６５が配設される。第三変速フォーク軸６０の端部には前記四つの操作位置に対応して四つの溝６０ａが並んで形設され、前記デテント機構６５・６５は該溝６０ａに係合して、該第三変速フォーク軸６０の操作位置を保持させるようにしている。
【００２４】
以上により、走行出力軸１０上において、前部第三変速スリーブ４７の雌スプライン１１２、その両側の遊転ギアの雄スプライン１１３・１１４、後部第三変速スリーブ４８の雌スプライン１１５、その両側の遊転ギアの雄スプライン１１７・１１８により、第三クラッチ装置４５・４６が構成される。そして前述のシフトレバー５２の変速操作により、前部・後部の両第三変速スリーブ４７・４８が同時に摺動して、以下の如きの、「一速」状態、「二速」状態、「三速」状態、及び「四速」状態の四つの状態に切り換えられる。
【００２５】
図４に示される「一速」状態では、前部第三変速スリーブ４７の雌スプライン１１２は、スプラインハブ３５の雄スプライン１１１と一速用遊転ギア３１の雄スプライン１１３の双方に噛合し、後部第三変速スリーブ４８の雌スプライン１１６は二速用遊転ギア３３の雄スプライン１１７にのみ噛合した状態となる。これにより、四つの遊転ギアのうち一速用遊転ギア３１のみが走行出力軸１０に係合され、第二走行変速軸９の回転は一速用ギア列２６・３１を介して走行出力軸１０に伝動される。図５に示される「二速」状態では、前部第三変速スリーブ４７の雌スプライン１１２は、スプラインハブ３５の雄スプライン１１１にのみ噛合し、後部第三変速スリーブ４８の雌スプライン１１６は二速用遊転ギア３３の雄スプライン１１７とスプラインハブ３６の雄スプライン１１５の双方に噛合した状態となる。これにより、四つの遊転ギアのうち二速用遊転ギア３３のみが走行出力軸１０に係合され、第二走行変速軸９の回転は二速用ギア列２８・３３を介して走行出力軸１０に伝動される。図６に示される「三速」状態では、前部第三変速スリーブ４７の雌スプライン１１２は、スプラインハブ３５の雄スプライン１１１と三速用遊転ギア３２の雄スプライン１１４の双方に噛合し、後部第三変速スリーブ４８の雌スプライン１１６はスプラインハブ３６の雄スプライン１１５にのみ噛合した状態となる。これにより、四つの遊転ギアのうち一速用遊転ギア３１のみが走行出力軸１０に係合され、第二走行変速軸９の回転は三速用ギア列２７・３２を介して走行出力軸１０に伝動される。図７に示される「四速」状態では、前部第三変速スリーブ４７が三速用遊転ギア３２の雄スプライン１１４のみに噛合し、後部第三変速スリーブ４８は、スプラインハブ３６の雄スプライン１１５と四速用遊転ギア３４の雄スプライン１１８の双方に噛合した状態となる。これにより、四つの遊転ギアのうち四速用遊転ギア３４のみが走行出力軸１０に係合され、第二走行変速軸９の回転は四速用ギア列２９・３４を介して走行出力軸１０に伝動される。
【００２６】
図１に示すように、前記走行出力軸１０の後方には前記プロペラ軸１１が同心して配置され、両軸１０・１１はカップリング９６を介して相対回転不能に連結される。従って、変速して走行出力軸１０に得られた回転は、前記プロペラ軸１１を介して後方の駆動車軸に伝達され、車両を駆動する。
【００２７】
ここで、本発明のギア抜け防止機構について詳細に説明する。図８はギア抜け防止機構の構成を説明した図である。
【００２８】
図８には、前記トランスミッションが「二速」状態にあるときの前記第三クラッチ装置後部側４６の様子が示される。後部第三変速スリーブ４８の雌スプライン１１６は、その軸方向一側（前側）の略半部において二速用遊転ギア３３の雄スプライン１１７に噛合し、他側（後側）の略半部においてスプラインハブ３６の雄スプライン１１５に噛合している。ここで第二走行変速軸９からの動力が伝達されるのは二速用遊転ギア３３であり、該二速用遊転ギア３３の雄スプライン１１７がクラッチスライダの雌スプライン１１６を押動し、該雌スプライン１１６がスプラインハブ３６の雄スプライン１１５を押動することで、該二速用遊転ギア３３の動力がスプラインハブ３６を介し走行出力軸１０に伝達される。
【００２９】
以上のように、後部第三変速スリーブ４８の雌スプライン１１６は、軸方向一側の略半分の領域において雄スプライン１１７に噛合し、残りの略半分の領域において雄スプライン１１５に対して噛合している。このように雌スプライン１１６の各雄スプライン１１７・１１５に対する噛合領域が軸方向にズレており、雄スプライン１１７の回転力をいわば斜めの方向に伝達させて雄スプライン１１５に伝達させるような構成であるため、後部第三変速スリーブ４８が軸方向に逃げ易く、前記ギア抜けを生じる原因となると考えられる。
【００３０】
本発明では、このようなギア抜けを回避すべく、雄スプライン１１５・１１７の一つ一つの歯部にテーパ部１１５ａ・１１７ａが形成されて、該歯部が軸方向端部に向かうに従って細くなるようにしてある。このようにすることで、前記第三クラッチ装置４５・４６が「二速」状態にあるときは、後部第三変速スリーブ４８の雌スプライン１１６の歯部は、その軸方向の一端において雄スプライン１１５のテーパ部１１５ａに接触し、かつ、軸方向他端において雄スプライン１１７のテーパ部１１７ａに接触した状態となる。
ここで、二速用遊転ギア３３の駆動力が伝達される前記雄スプライン１１７は雌スプライン１１６を押動し、駆動車軸からの負荷が伝達される雄スプライン１１５は雌スプライン１１６の押動に抗しようとする。結局は、雄スプライン１１５・１１７の両テーパ部１１５ａ・１１７ａが雌スプライン１１６歯部の対角線を互いに押さえ込むようにしながら、三者が一体的に回転する。この押さえ込みの作用が後部第三変速スリーブ４８の軸方向の移動に抗し、これによりギア抜けが回避されるのである。言い換えれば、前記「二速」状態にある後部第三変速スリーブ４８が前記スプラインハブ３６との係合を解除する方向（図８における紙面左方向）にギア抜けするには、該後部第三変速スリーブ４８の雌スプライン１１６が前記テーパ部１１７ａを乗り越えなければならない。逆に、後部第三変速スリーブ４８が前記二速用遊転ギア３３の雄スプライン１１７との係合を解除する方向（図８における紙面右方向）にギア抜けするには、該後部第三変速スリーブ４８の雌スプライン１１６が前記テーパ部１１５ａを乗り越えなければならない。このテーパ部１１７ａ・１１５ａを乗り越えるためには相当の力が必要とされるので、後部第三変速スリーブ４８は容易にはギア抜けしないことになる。
【００３１】
一方、前記シフトレバー５２の切り換えは、通例は動力上流側でクラッチが切られた状態で行われるので、前記テーパ部１１５ａ・１１７ａを乗り越えさせながらの後部第三変速スリーブ４８の軸方向摺動操作は、弱い力でも十分スムーズに行うことができる。従って、シフトレバーの切換操作に必要な操作力は従来の構成のそれに比べて殆ど変わらないものとすることができ、この点で本発明のギア抜け防止機構は、前述のデテント機構６５のバネ力を強くしてギア抜けに抗する方法よりも優れている。
【００３２】
前記雄スプライン１１７に形成されるテーパ部１１７ａは、スプラインハブ３６の前側の側面に近づくにつれて細くなるように形成される。また、前記雄スプライン１１５に形成されるテーパ部１１５ａは、スプラインハブ３６の前側の側面に近づくにつれて細くなるように、また、スプラインハブ３６の後側の側面に近づくにつれて細くなるように形成される。スプラインハブ３６の雄スプライン１１５の後側にもテーパ部１１５ａを形成したことにより、後部第三変速スリーブ４８が図７に示す「四速」状態にある場合に、四速用遊転ギア３４の雄スプライン１１８から後部第三変速スリーブ４８が容易にギア抜けしないことになる。なお、この「四速」状態のときは、後部第三変速スリーブ４８が雄スプライン１１５から抜ける方向にギア抜けしようとしても、二速用遊転ギア３４の側面に後部第三変速スリーブ４８が当接してそれ以上移動できないので、かかる方向にギア抜けすることはあり得ない。従って、前記雄スプライン１１８にはテーパ部は不要であり、本実施例では形成していない。
【００３３】
なお、図示は省略するが、第三クラッチ装置の前部４５においても雄スプライン１１１や雄スプライン１１３にテーパ部がまったく同様に形成されて、第三クラッチ装置４５が「一速」状態又は「三速」状態にあるときに前部第三変速スリーブ４７がギア抜けするのを防止している。
【００３４】
次に、強制潤滑油供給構造を主に図２や図９を参照して説明する。図９は強制潤滑油供給構造を示す平面断面図である。
【００３５】
図２や図９に示すように、ハウジング２の内底部には筒状のサクションフィルタ１０１が配置され、ハウジング２の両側壁間に支持され固定される。該サクションフィルタ１０１の一端を支持する側壁には油路１０２が形成され、該油路１０２はサクションフィルタ１０１内部の空間と連通されている。このサクションフィルタ１０１を通過した潤滑油は前記油路１０２を介してハウジング２外部に取り出され、適宜の外部配管を介して油圧ユニット１０４に供給される。該油圧ユニット１０４は、例えばパワーステアリングユニットや作業機昇降ユニットとされ、前記潤滑油を吸い上げる油圧ポンプを含む。
【００３６】
一方、ハウジング１の内壁は、ハウジング２に対する接合部分近傍において複数の部位を内方に膨出させて、肉厚部１ｂを複数形成している。うち一つの肉厚部１ｂには「Ｌ」字状の導入油路１０５が穿設され、その一端はハウジング１外側の側面に開口され、他端は後端面に開口されている。軸受壁３は前記肉厚部１ｂ・１ｂ・・・の後端面にボルト締結され取り付けられるとともに、その後面に凹部を形成し、該凹部を蓋板６９にて覆って油溜め３ａを形成している。また、前記導入油路１０５のハウジング１後端面の開口に位置を合わせて軸受壁３には油孔１０６が穿設され、該油孔１０６は前記油溜め３ａに連通されている。符号７０は油溜め３ａの内の潤滑油圧を設定するためのリリーフバルブである。
【００３７】
この構成において、該油圧ユニット１０４からの戻り油は適宜の外部配管から前記導入油路１０５を経由し、油孔１０６から前記油溜め３ａに導入される。油溜め３ａは、油面より上方にある第一走行変速軸８や後部ＰＴＯ伝動軸１４の軸受部分、スプライン嵌合部、第一クラッチ装置４１のシンクロナイザ等にも潤滑油を供給するよう構成してあり、油溜め３ａ内の油は必要な部分に適宜分配されて、必要な部分を潤滑する。
【００３８】
即ち、回転軸に固定され外周に雄スプラインが形成されたハブと、内周に形成された雌スプラインが前記ハブの雄スプラインに対して軸方向に摺動自在にスプライン嵌合するクラッチスライダと、前記回転軸に回転自在に嵌合して前記ハブに隣設され、かつ前記クラッチスライダの雌スプラインとスプライン嵌合する雄スプラインが設けられた遊転ギアと、からなり、前記クラッチスライダを軸方向に移動させて前記ハブの雄スプラインと前記遊転ギアの雄スプラインとに同時にスプライン嵌合させて、前記遊転ギアと前記回転軸とを連結するように構成した、コンスタントメッシュギア式のトランスミッションにおいて、前記ハブの雄スプラインと、少なくとも一方の前記遊転ギアの雄スプラインにテーパ部を形成して、これらテーパ部の各々に前記クラッチスライダの雌スプラインの端部を当接させて該クラッチスライダの抜けを防止するように構成したので、雄スプラインのテーパ部がクラッチスライダの雌スプラインの端部に当接してクラッチスライダの軸方向移動に抗するので、ギア抜けが回避され、オペレータは安定感・信頼感をもって車両を操作することができる。
また、シフト操作のときは動力伝達がなされない状態で行われるので、テーパ部を乗り越えてクラッチスライダを軸方向摺動させるのに必要な力は従来と殆ど変わらない。従って、オペレータがシフト操作を重く感じることがない。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００４０】
請求項１においては、回転軸上に第一ハブ及び第二ハブを固定し、該第一ハブ及び第二ハブはいずれもその外周に雄スプラインを形成し、前記第一ハブに対応して第一クラッチスライダを設け、前記第二ハブに対応して第二クラッチスライダを設け、該二つのクラッチスライダはいずれも、対応するハブの雄スプラインに軸方向摺動自在にスプライン嵌合するように構成し、前記第一ハブの軸方向一側に一速用の遊転ギアを隣設し、他側に三速用の遊転ギアを隣設し、該二つの遊転ギアはいずれも前記第一クラッチスライダの雌スプラインに係合し得る雄スプラインを設け、前記第二ハブの軸方向一側に二速用の遊転ギアを隣設し、他側に四速用の遊転ギアを隣設し、該二つの遊転ギアはいずれも前記第二クラッチスライダの雌スプラインに係合し得る雄スプラインを設け、前記第一クラッチスライダと第二クラッチスライダを同時に軸方向に摺動させることにより、ａ）第一クラッチスライダは一速用の遊転ギアを回転軸に連結し、第二クラッチスライダは二速用の遊転ギア・四速用の遊転ギアのいずれをも回転軸に連結しない、「一速」状態、ｂ）第一クラッチスライダは一速用の遊転ギア・三速用の遊転ギアのいずれをも回転軸に連結せず、第二クラッチスライダは二速用の遊転ギアを回転軸に連結する、「二速」状態、ｃ）第一クラッチスライダは三速用の遊転ギアを回転軸に連結し、第二クラッチスライダは二速用の遊転ギア・四速用の遊転ギアのいずれをも回転軸に連結しない、「三速」状態、ｄ）第一クラッチスライダは一速用の遊転ギア・三速用の遊転ギアのいずれをも回転軸に連結せず、第二クラッチスライダは四速用の遊転ギアを回転軸に連結する、「四速」状態、が順に現出されるように構成して四速度段を得る、コンスタントメッシュギア式のトランスミッションにおいて、前記第一ハブの雄スプライン、前記第二ハブの雄スプライン、前記二速用の遊転ギアの雄スプライン、前記三速用の遊転ギアの雄スプライン、のそれぞれにテーパ部を形成して、これらテーパ部に前記二つのクラッチスライダの雌スプラインの端部を当接させて該クラッチスライダの抜けを防止するように構成したので、
四速度段の切換操作時において、雄スプラインのテーパ部がクラッチスライダの雌スプラインの端部に当接してクラッチスライダの軸方向移動に抗するので、ギア抜けが回避され、オペレータは安定感・信頼感をもって車両を操作することができる。
また、シフト操作のときは動力伝達がなされない状態で行われるので、テーパ部を乗り越えてクラッチスライダを軸方向摺動させるのに必要な力は従来と殆ど変わらない。従って、オペレータがシフト操作を重く感じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 トランスミッションの側面断面展開図。
【図２】 同じく正面断面図。
【図３】 速度段切換のための操作系の構成を示した側面断面図。
【図４】 「一速」状態におけるクラッチスライダの状態を示した断面拡大図。
【図５】 「二速」状態におけるクラッチスライダの状態を示した断面拡大図。
【図６】 「三速」状態におけるクラッチスライダの状態を示した断面拡大図。
【図７】 「四速」状態におけるクラッチスライダの状態を示した断面拡大図。
【図８】 ギア抜け防止機構の構成を説明した図。
【図９】 強制潤滑油供給構造を示した平面断面図。
【符号の説明】
１０ 回転軸（走行出力軸）
３１・３２・３３・３４ 一速〜四速の遊転ギア
３５・３６ 第一ハブ・第二ハブ（スプラインハブ）
１１５ 雄スプライン
１１６ 雌スプライン
１１７ 雄スプライン
１１５ａ・１１７ａ テーパ部
Claims (1)
- 回転軸上に第一ハブ及び第二ハブを固定し、該第一ハブ及び第二ハブはいずれもその外周に雄スプラインを形成し、前記第一ハブに対応して第一クラッチスライダを設け、前記第二ハブに対応して第二クラッチスライダを設け、該二つのクラッチスライダはいずれも、対応するハブの雄スプラインに軸方向摺動自在にスプライン嵌合するように構成し、前記第一ハブの軸方向一側に一速用の遊転ギアを隣設し、他側に三速用の遊転ギアを隣設し、該二つの遊転ギアはいずれも、前記回転軸に回転自在に嵌合されるとともに、前記第一クラッチスライダの雌スプラインに係合し得る雄スプラインを設け、前記第二ハブの軸方向一側に二速用の遊転ギアを隣設し、他側に四速用の遊転ギアを隣設し、該二つの遊転ギアはいずれも、前記回転軸に回転自在に嵌合されるとともに、前記第二クラッチスライダの雌スプラインに係合し得る雄スプラインを設け、前記第一クラッチスライダと第二クラッチスライダを同時に軸方向に摺動させることにより、
ａ）第一クラッチスライダは一速用の遊転ギアを回転軸に連結し、第二クラッチスライダは二速用の遊転ギア・四速用の遊転ギアのいずれをも回転軸に連結しない、「一速」状態、
ｂ）第一クラッチスライダは一速用の遊転ギア・三速用の遊転ギアのいずれをも回転軸に連結せず、第二クラッチスライダは二速用の遊転ギアを回転軸に連結する、「二速」状態、
ｃ）第一クラッチスライダは三速用の遊転ギアを回転軸に連結し、第二クラッチスライダは二速用の遊転ギア・四速用の遊転ギアのいずれをも回転軸に連結しない、「三速」状態、
ｄ）第一クラッチスライダは一速用の遊転ギア・三速用の遊転ギアのいずれをも回転軸に連結せず、第二クラッチスライダは四速用の遊転ギアを回転軸に連結する、「四速」状態、
が順に現出されるように構成して四速度段を得る、コンスタントメッシュギア式のトランスミッションにおいて、
前記第一ハブの雄スプライン、前記第二ハブの雄スプライン、前記二速用の遊転ギアの雄スプライン、前記三速用の遊転ギアの雄スプライン、のそれぞれにテーパ部を形成して、これらテーパ部に前記二つのクラッチスライダの雌スプラインの端部を当接させて該クラッチスライダの抜けを防止するように構成したことを特徴とするトランスミッションのギア抜け防止機構。
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