JP4658907B2 - 作業車の走行変速構造 - Google Patents

Description

本発明は、複数段に変速自在なシンクロメッシュ型式の走行用の変速装置と伝動クラッチとを、この順序で直列に備えた作業車の走行変速構造に関する。

作業車では例えば特許文献１に開示されているように、エンジン（特許文献１の図８のＥ）の下手側に、複数段に変速自在なシンクロメッシュ型式の走行用の変速装置（特許文献１の図８のＴ１）と、伝動クラッチ（特許文献１の図８のＣ）とを、この順序で直列に備えているものがある。
特許文献１では、走行用の変速装置のシフト部材（特許文献１の図８の４１，４２）を操作して走行用の変速装置を変速操作するアクチュエータ（特許文献１の図８のＰ１，Ｐ２）を備えている。これにより、運転者が変速用のスイッチを操作したりすることによる変速指令に基づいて、伝動クラッチが遮断状態に操作され、アクチュエータにより走行用の変速装置が変速操作されて、伝動クラッチが伝動状態に操作されるように構成されている。

特開２０００−５５１９２号公報

例えば図１に示すシンクロメッシュ型式の走行用の変速装置８において、シフト部材２９が伝動ギヤ２５に咬合操作され、伝動クラッチ９が伝動状態に操作されている状態で、シフト部材２９が伝動ギヤ２６に咬合操作されようとしたとする。この状態において、シフト部材２９は伝動ギヤ２５の伝動比で回転しており、伝動ギヤ２６は伝動ギヤ２５とは異なる伝動比で回転している。
この状態において、伝動クラッチ９が遮断状態に操作されて、シフト部材２９が伝動ギヤ２５から離し操作され伝動ギヤ２６に咬合操作されて、伝動クラッチ９が伝動状態に操作される。

しかしながら、シフト部材２９が伝動ギヤ２５から離し操作された状態において、シフト部材２９はまだ慣性により伝動ギヤ２５の伝動比で回転しているので、この状態でシフト部材２９を伝動ギヤ２６に咬合操作しようとした際（伝動ギヤ２６は伝動ギヤ２５とは異なる伝動比で回転している）、シンクロメッシュ機構によりシフト部材２９と伝動ギヤ２６との間で動力が互いに伝達されあって、シフト部材２９の回転数と伝動ギヤ２６の回転数とが合致しようとするのであるが、シフト部材２９の回転数と伝動ギヤ２６の回転数との合致に少し時間を要することがあり、シフト部材２９を伝動ギヤ２６に円滑に咬合操作することができないことがある。

例えば図１に示すシンクロメッシュ型式の走行用の変速装置８において、前述のようにシフト部材２９の回転数と伝動ギヤ２６の回転数との合致に少し時間を要することがあるのは、以下のような理由であると考えられる。
作業車では一般に、エンジンの燃料噴射量を調節してエンジンの回転数を制御するガバナを備えており、エンジンの回転数がアクセル操作具（例えば人為的に操作されるハンドアクセルレバー）で設定されてた設定回転数となるようにガバナを作動させるガバナ特性（オールスピードガバナ特性）に基づいて、ガバナを作動させている。
これにより、前述のようにシフト部材２９を伝動ギヤ２６に咬合操作しようとした際、エンジン１につながる伝動ギヤ２６は回転数を一定に維持しようとするので（前述のガバナ特性による）、シンクロメッシュ機構により伝動ギヤ２６からシフト部材２９に動力が伝達され、シフト部材２９の回転数が伝動ギヤ２６の回転数に合致しようとして、シフト部材２９の回転数だけが大きく変化しようとする為と考えられる。

本発明は、複数段に変速自在なシンクロメッシュ型式の走行用の変速装置と伝動クラッチとを、この順序で直列に備えた作業車の走行変速構造において、走行用の変速装置を円滑に変速操作できるように構成することを目的としている。

本発明の請求項１に係る発明では、
エンジンの下手側に、複数段に変速自在なシンクロメッシュ型式の走行用の変速装置と、伝動クラッチとを、この順序で直列に備え、前記走行用の変速装置のシフト部材を操作して前記走行用の変速装置を変速操作する変速手段を備えて、
前記伝動クラッチを遮断状態に操作して、前記変速手段により前記走行用の変速装置を変速操作し、前記伝動クラッチを伝動状態に操作して、前記走行用の変速装置の変速操作が行われるように構成すると共に、
人為的に操作されるアクセル操作具と、前記エンジンの燃料噴射量を調節して前記エンジンの回転数を制御する噴射量調節装置とを備え、
前記エンジンの回転数が前記アクセル操作具で設定された設定回転数となるように前記噴射量調節装置を作動させる第１噴射量特性と、前記エンジンの回転数の上限回転数と下限回転数との間での負荷の変動が許容されるように前記噴射量調節装置を作動させる第２噴射量特性とを備えて、
前記走行用の変速装置の変速操作が行われていない状態では前記第１噴射量特性に基づいて前記噴射量調節装置を作動させ、前記走行用の変速装置の変速操作が行われている状態では、前記伝動クラッチの遮断状態への操作に同期して前記噴射量調節装置を前記第１噴射量特性で作動させる状態から前記第２噴射量特性で作動させる状態に変更し、前記伝動クラッチの遮断状態では前記第２噴射量特性に基づいて前記噴射量調節装置を作動させ、前記伝動クラッチの伝動状態への操作に同期して前記噴射量調節装置を前記第２噴射量特性で作動させる状態から前記第１噴射量特性で作動させる状態に変更する噴射量制御手段を備えてある。

本発明の第１特徴によると、第１噴射量特性及び第２噴射量特性を備えている。第１噴射量特性は、エンジンに掛かる負荷の影響を受けることなく、エンジンの回転数がアクセル操作具で設定された設定回転数となるように、噴射量調節装置を作動させるものであり（オールスピードガバナ特性）、作業車において、通常は第１噴射量特性に基づいて噴射量調節装置を作動させる。
第２噴射量特性は、エンジンが過回転状態（オーバーレブ）にならないようにする上限回転数、及びエンジンがストール状態にならないようにする下限回転数を設定するものであり、上限及び下限回転数の間では、アクセル操作具で設定されたアクセル開度（燃料噴射量）でのエンジンの出力と、エンジンに掛かる負荷とのバランスに任せており、エンジンに掛かる負荷の増減に基づいて、エンジンの回転数が上昇及び下降する（ミニマムマキシマムガバナ特性）（リミットガバナ特性）。

例えば図１に示すシンクロメッシュ型式の走行用の変速装置８において、シフト部材２９が伝動ギヤ２５に咬合操作され、伝動クラッチ９が伝動状態に操作されている状態であるとする。この状態（走行用の変速装置の変速操作が行われていない状態）において、シフト部材２９は伝動ギヤ２５の伝動比で回転しており、伝動ギヤ２６は伝動ギヤ２５とは異なる伝動比で回転している。第１噴射量特性に基づいて噴射量調節装置が作動する状態で、アクセル操作具で設定された設定回転数にエンジンの回転数が維持されている。
この状態において、伝動クラッチ９が遮断状態に操作されて、シフト部材２９が伝動ギヤ２５に咬合する位置から伝動ギヤ２６に咬合する位置に操作され始めたとする。

本発明の第１特徴によると、第１噴射量特性に基づいて噴射量調節装置が作動する状態から、第２噴射量特性に基づいて噴射量調節装置が作動する状態に変更されて（走行用の変速装置の変速操作が行われている状態）、エンジンの回転数が上昇及び下降し易い状態となる（アクセル操作具で設定されたアクセル開度（燃料噴射量）でのエンジンの出力と、エンジンに掛かる負荷とのバランスにより、エンジンに掛かる負荷の増減に基づいて、エンジンの回転数が上昇及び下降する状態）。

これにより、シフト部材２９が伝動ギヤ２５に咬合する位置から伝動ギヤ２６に咬合する位置に操作され始めて、シフト部材２９と伝動ギヤ２６との間のシンクロメッシュ機構（図示せず）により、シフト部材２９と伝動ギヤ２６との間で動力が互いに伝達されあって、シフト部材２９の回転数と伝動ギヤ２６の回転数とが合致（又は略合致）する。この場合、第２噴射量特性に基づいて噴射量調節装置７１が作動する状態であるので、エンジン１（伝動ギヤ２６）の回転数が素早く上昇又は下降して、シフト部材２９の回転数と伝動ギヤ２６の回転数とが素早く合致（又は略合致）する。従って、シフト部材２９が伝動ギヤ２６に円滑に咬合操作される。

エンジンの燃料噴射量を調節することによりエンジンの回転数の制御を行う噴射量調節装置は、作業車において一般に装備されているものが多く、既存の装置と言ってよい。
これにより、本発明の第１特徴によると、既存の装置と言ってよい噴射量調節装置を有効に利用しているので（噴射量調節装置の特性（第１及び第２噴射量特性）を変更しているので）、前述のようにシフト部材の回転数と伝動ギヤの回転数とを合致（又は略合致）させる為に、噴射量調節装置以外にあまり不必要な装置を備える必要がない。
噴射量調節装置によりエンジンの回転数が上昇及び下降し易い状態とすることによって、前述のようにシフト部材の回転数と伝動ギヤの回転数とが合致（又は略合致）させられるので、シフト部材と伝動ギヤとの間のシンクロメッシュ構造は、比較的小さな容量のもので良いものとなる。
本発明の第１特徴によると、複数段に変速自在なシンクロメッシュ型式の走行用の変速装置と伝動クラッチとを、この順序で直列に備えた作業車の走行変速構造において、噴射量調節装置の特性（第１及び第２噴射量特性）を変更することによって、シフト部材の回転数と伝動ギヤの回転数とが素早く合致（又は略合致）するようになり、走行用の変速装置を円滑に変速操作できるようになって、走行用の変速装置の変速操作性を向上させることができた。
本発明の第１特徴によると、既存の装置と言ってよい噴射量調節装置を有効に利用している点、及びシフト部材と伝動ギヤとの間のシンクロメッシュ構造が、比較的小さな容量のもので良いものとなる点により、構造の簡素化の面で有利なものとなった。

本発明の請求項２に係る発明では、請求項１に係る発明において、
前記変速手段及び前記伝動クラッチを油圧式に構成するとともに、前記変速手段の作動に伴う前記変速手段での油圧の低下で前記伝動クラッチが遮断状態に操作され、前記変速手段の作動終了に伴う前記変速手段での油圧の上昇で前記伝動クラッチが伝動状態に操作されるように構成し、
前記変速手段での油圧の変動を検出する圧力センサーを備え、
前記噴射量制御手段が、前記変速手段での油圧の低下を前記圧力センサーが検出すると、その検出に基づいて前記噴射量調節装置を前記第１噴射量特性で作動させる状態から前記第２噴射量特性で作動させる状態に変更し、前記変速手段での油圧の上昇を前記圧力センサーが検出すると、その検出に基づいて前記噴射量調節装置を前記第２噴射量特性で作動させる状態から前記第１噴射量特性で作動させる状態に変更するように構成してある。

［１］
図１は作業車の一例である農用トラクタの伝動系を示しており、エンジン１（ディーゼルエンジン）の動力が主クラッチ２を介してミッションケース３の入力軸４に伝達され、入力軸４の動力が中間軸５及び油圧多板式のＰＴＯクラッチ６を介して、ＰＴＯ軸７に伝達されている。運転部（図示せず）にクラッチペダル（図示せず）が備えられ、クラッチペダルと主クラッチ２とが機械的に連係されており、クラッチペダルを踏み操作すると主クラッチ２が遮断状態に操作され、クラッチペダルを戻し操作すると主クラッチ２が伝動状態に操作される。

図１に示すように、入力軸４の動力が主変速装置８（走行用の変速装置に相当）、伝動クラッチ９、前後進切換装置１０、第１副変速装置１１、第２副変速装置１２及び後輪デフ機構１３を介して後輪１４に伝達されている。後輪デフ機構１３の直前から分岐した動力が前輪変速装置１５、前輪伝動軸１６及び前輪デフ機構１７を介して前輪１８に伝達されている。

図１に示すように、入力軸４の動力が伝動軸１９に伝達されており、伝動軸１９に対し伝動軸２０が備えられて、伝動軸１９，２０の間で４段に変速自在なシンクロメッシュ型式（ギヤ変速型式）の主変速装置８が構成されている。伝動軸１９に伝動ギヤ２１，２２，２３，２４が固定されて、伝動軸２０に１速ギヤ２５、２速ギヤ２６、３速ギヤ２７、４速ギヤ２８が相対回転自在に外嵌されており、１〜４速ギヤ２５〜２８が伝動ギヤ２１〜２４に咬合している。シフト部材２９，３０が伝動軸２０に一体回転及びスライド自在に備えられており、シフト部材２９と１速ギヤ２５との間、シフト部材２９と２速ギヤ２６との間、シフト部材３０と３速ギヤ２７との間、及びシフト部材３０と４速ギヤ２８との間に、シンクロメッシュ構造（図示せず）が備えられている。シフト部材２９，３０をスライド操作して１〜４速ギヤ２５〜２８に咬合操作することによって、伝動軸１９の動力が４段に変速されて伝動軸２０に伝達される。

［２］
図１に示すように、伝動軸３１が伝動軸２０に同芯状に備えられて、伝動軸２０，３１の間に伝動クラッチ９が備えられている。伝動クラッチ９は油圧多板式に構成されて、バネ（図示せず）により遮断状態に付勢されており、作動油が供給されることにより伝動状態に操作される。

図１に示すように、伝動軸３１に後進ギヤ３２及び円筒軸３３が相対回転自在に外嵌されており、伝動軸３１及び円筒軸３３に低速ギヤ３４及び高速ギヤ３５が相対回転自在に外嵌されている。伝動軸３６が備えられて、伝動軸３６に伝動ギヤ３７，３８，３９が固定されており、後進ギヤ３２と伝動ギヤ３７とが中間ギヤ４３を介して咬合し、低速及び高速ギヤ３４，３５が伝動ギヤ３８，３９に咬合している。

図１に示すように、シフト部材４０が伝動軸３１に一体回転及びスライド自在に備えられており、シフト部材４０と後進ギヤ３２との間、及びシフト部材４０と円筒軸３３との間に、シンクロメッシュ構造（図示せず）が備えられている。シフト部材４０をスライド操作して後進ギヤ３２に咬合操作すると、伝動軸３１の動力が後述する第１副変速装置１１を介さずに後進状態で伝動軸３６に伝達される。シフト部材４０をスライド操作して円筒軸３３に咬合操作すると、伝動軸３１の動力が前進状態で円筒軸３３に伝達されて後述する第１副変速装置１１に伝達される。以上のようにして、シンクロメッシュ型式の前後進切換装置１０が構成されている。

図１に示すように、シフト部材４１が円筒軸３３に一体回転及びスライド自在に備えられており、シフト部材４１と低速ギヤ３４との間、及びシフト部材４１と高速ギヤ３５との間に、シンクロメッシュ構造（図示せず）が備えられている。シフト部材４１をスライド操作して低速及び高速ギヤ３４，３５に咬合操作することにより、円筒軸３３の動力が高低２段に変速されて伝動軸３６に伝達される。以上のようにして、シンクロメッシュ型式の第１副変速装置１１が構成されている。

図１に示すように、デフ駆動軸４４が備えられて、伝動軸３６及びデフ駆動軸４４の間で高低２段に変速自在なシンクロメッシュ型式の第２副変速装置１２が構成されている。デフ駆動軸４４に伝動ギヤ４５，４６が固定され、伝動軸３６に低速ギヤ４７及び高速ギヤ４８が相対回転自在に外嵌されており、低速及び高速ギヤ４７，４８が伝動ギヤ４５，４６に咬合している。シフト部材４２が伝動軸３６に一体回転及びスライド自在に備えられており、シフト部材４２と低速ギヤ４７との間、及びシフト部材４２と高速ギヤ４８との間に、シンクロメッシュ構造（図示せず）が備えられている。シフト部材４２をスライド操作して低速及び高速ギヤ４７，４８に咬合操作することにより、伝動軸３６の動力が高低２段に変速されてデフ駆動軸４４に伝達される。

図１に示すように、前輪変速装置１５は前輪及び後輪１８，１４が同じ速度で駆動される標準状態、及び前輪１８が後輪１４よりも高速で駆動される増速状態に切換自在に構成されている。前輪１８が直進位置から右及び左の設定角度の範囲内に操向操作されていると、前輪変速装置１５は標準状態に操作されており、前輪１８が右又は左の設定角度を越えて右又は左に操向操作されると、前輪変速装置１５は増速状態に操作される。

図１に示すように、エンジン１の下手側において、主変速装置８と伝動クラッチ９とが直列に配置されており、主変速装置８が上手側に配置され、伝動クラッチ９が下手側に配置されている。第１副変速装置１１が上手側に位置し、第２副変速装置１２が下手側に位置して、第１副変速装置１１の上手側に伝動クラッチ９が位置している。これにより、第１副変速装置１１が伝動クラッチ９に近い状態となっており、第２副変速装置１２が前輪１８及び後輪１４に近い状態となっている。後述する油圧シリンダ５１による第１副変速装置１１の変速操作の変速負荷が比較的小さなものとなっており、油圧シリンダ５２による第２副変速装置１２の変速操作の変速負荷が比較的大きなものとなっている。

［３］
図１に示すように、シフト部材２９，３０をスライド操作する油圧シリンダ４９，５０及びシフト部材４１をスライド操作する油圧シリンダ５１、シフト部材４２をスライド操作する油圧シリンダ５２が備えられている。次に、油圧シリンダ４９〜５２、伝動クラッチ９の油圧回路について説明する。

図２に示すように、ポンプ５３から油路５４，５５が並列的に分岐されており、油路５５に電磁比例型式の圧力制御弁５６、及びパイロット操作式の操作弁５７が直列に接続されて、操作弁５７の下手側に伝動クラッチ９が接続されている。操作弁５７は伝動クラッチ９に作動油を供給して伝動クラッチ９を伝動状態に操作する供給位置、及び伝動クラッチ９から作動油を排出して伝動クラッチ９を遮断状態に操作する排油位置に操作自在なパイロット操作式であり、バネにより排油位置に付勢されている。油路５４における絞り部５８の下手側からパイロット油路５９が分岐されており、パイロット油路５９が操作弁５７に接続されている。

図２に示すように、油圧シリンダ４９，５０は大径シリンダと小径シリンダとを備え、大径及び小径シリンダの各々に大径ピストン及び小径ピストンをスライド自在に内装しており、小径ピストンを大径ピストンにスライド自在に貫通させて構成されている。油圧シリンダ４９はシフト部材２９を１速ギヤ２５に咬合操作する１速位置、シフト部材２９を２速ギヤ２６に咬合操作する２速位置、及び中立位置に作動する。油圧シリンダ５０はシフト部材３０を３速ギヤ２７に咬合操作する３速位置、シフト部材３０を４速ギヤ２８に咬合操作する４速位置、及び中立位置に作動する。

図２に示すように、油路５４の作動油を油圧シリンダ４９，５０の小径シリンダの油室に供給及び排出操作する電磁操作弁６３，６５、油路５４の作動油を油圧シリンダ４９，５０の大径シリンダの油室に供給及び排出操作する電磁操作弁６４，６６が備えられている。これにより、電磁操作弁６３〜６６を供給位置に操作すると、油圧シリンダ４９，５０は中立位置に作動する。電磁操作弁６４，６６を供給位置に操作し、電磁操作弁６３，６５を排油位置に操作すると、油圧シリンダ４９，５０は１速位置（３速位置）に作動する。電磁操作弁６３，６５を供給位置に操作し、電磁操作弁６４，６６を排油位置に操作すると、油圧シリンダ４９，５０は２速位置（４速位置）に作動する。

図２に示すように、油圧シリンダ５１，５２は復動型に構成されており、油圧シリンダ５１はシフト部材４１を低速ギヤ３４に咬合操作する低速位置、及びシフト部材４１を高速ギヤ３５に咬合操作する高速位置に作動する。油圧シリンダ５２はシフト部材４２を低速ギヤ４７に咬合操作する低速位置、及びシフト部材４２を高速ギヤ４８に咬合操作する高速位置に作動する。油路５４の作動油が油圧シリンダ５１，５２のピストンの油室に常時供給されるように構成されており、油路５４の作動油を油圧シリンダ５１，５２のシリンダの油室に供給及び排出操作する電磁操作弁６１，６２が備えられている。これによって、電磁操作弁６１，２２を排油位置に操作すると、油圧シリンダ５１，５２が低速位置に作動し、電磁操作弁６１，６２を供給位置に操作すると、油圧シリンダ５１，５２が高速位置に作動する。

図１，２，５に示すように、運転部（図示せず）において、前輪１８を操向操作する操縦ハンドル７３の左下側に、人為的に操作される前後進レバー６７が備えられて、前後進レバー６７とシフト部材４０とが機械的に連係されており、前後進レバー６７はシフト部材４０を円筒軸３３に咬合操作する前進位置Ｆ、及びシフト部材４０を後進ギヤ３２に咬合操作する後進位置Ｒに操作自在に構成されている。

図５に示すように、側面視でＴ字状のレバーガイド７４が備えられて、レバーガイド７４に前後進レバー６７が備えられており、レバーガイド７４の前部分に前進位置Ｆが設定され、レバーガイド７４の後部分に後進位置Ｒが設定されている。レバーガイド７４の中央部分から下方にパーキング位置Ｐが設定されており、前後進レバー６７をパーキング位置Ｐに操作することにより、シフト部材４０が中立位置に操作された状態で、デフ駆動軸４４が保持される（ロック操作される）。この場合、前後進レバー６７に操作ボタン６７ａが備えられており、前後進レバー６７の操作ボタン６７ａを押し操作しながら、前後進レバー６７を前進及び後進位置Ｆ，Ｒからパーキング位置Ｐに操作することができるのであり、前後進レバー６７の操作ボタン６７ａを押し操作しながら、前後進レバー６７をパーキング位置Ｐから前進及び後進位置Ｆ，Ｒに操作することができる。

図２に示すように、油路５４における絞り部５８の下手側に、閉側に付勢された５個の開閉弁６０が接続されており、５個の開閉弁６０が油圧シリンダ４９〜５２及び前後進レバー６７の各々に対応している。油圧シリンダ４９，５０が１速位置（３速位置）及び２速位置（４速位置）に作動していると開閉弁６０が閉位置に操作され、油圧シリンダ４９，５０が中立位置に作動していると開閉弁６０が開位置に操作されるように、油圧シリンダ４９，５０と油圧シリンダ４９，５０に対応する開閉弁６０とが連係されている。

図２に示すように、油圧シリンダ５１，５２が低速及び高速位置に作動していると開閉弁６０が閉位置に操作され、油圧シリンダ５１，５２が低速及び高速位置の間に位置していると開閉弁６０が開位置に操作されるように、油圧シリンダ５１，５２と油圧シリンダ５１，５２に対応する開閉弁６０とが連係されている。前後進レバー６７を前進及び後進位置に操作していると開閉弁６０が閉位置に操作され、前後進レバー６７が前進及び後進位置の間に位置していると開閉弁６０が開位置に操作されるように、前後進レバー６７と前後進レバー６７に対応する開閉弁６０とが連係されている。

［４］
図２に示すように、人為的に操作されるもので１速位置〜１２速位置の操作位置を備えた変速レバー６８が備えられており、変速レバー６８の操作位置が制御装置６９に入力されている。油路５４における絞り部５８の下手側のパイロット圧を検出する圧力センサー７０が備えられており、圧力センサー７０の信号が制御装置６９に入力されている。エンジン１の燃料噴射量を調節する電子ガバナ７１（噴射量調節装置に相当）が備えられており、電子ガバナ７１によりエンジン１の回転数の制御が行われる。運転部（図示せず）にハンドアクセルレバー７２（アクセル操作具に相当）が備えられて、ハンドアクセルレバー７２の操作位置が制御装置６９に入力されている。

制御装置６９において、第１ガバナ特性及び第２ガバナ特性が設定されている。第１ガバナ特性は、エンジン１に掛かる負荷の影響を受けることなく、エンジン１の回転数がハンドアクセルレバー７２で設定されたアクセル開度（設定回転数）となるように、電子ガバナ７１を作動させるものである（オールスピードガバナ特性）。通常は、制御装置６９により、第１ガバナ特性に基づいて電子ガバナ７１が作動している。

第２ガバナ特性は、エンジン１が過回転状態（オーバーレブ）にならないようにする上限回転数、及びエンジン１がストール状態にならないようにする下限回転数を設定するものであり、上限及び下限回転数の間では、ハンドアクセルレバー７２で設定されたアクセル開度（燃料噴射量）でのエンジン１の出力と、エンジン１に掛かる負荷とのバランスに任せており、エンジン１に掛かる負荷の増減に基づいて、エンジン１の回転数が上昇及び下降する（ミニマムマキシマムガバナ特性）（リミットガバナ特性）。

前後進レバー６７を前進位置Ｆに操作した状態で、変速レバー６８を１速位置〜１２速位置に操作した状態において、油圧シリンダ４９，５０，５１，５２の作動状態が図３（イ）に示されている。前後進レバー６７を後進位置Ｒに操作した状態で、変速レバー６８を１速位置〜１２速位置に操作した状態において、油圧シリンダ４９，５０，５１，５２の作動状態が図３（ロ）に示されている（図３（イ）（ロ）において油圧シリンダ４９，５０の空欄の部分は、油圧シリンダ４９，５０が中立位置に位置している状態を示す）。これにより、変速レバー６８の操作に基づいて以下に記載のように、制御装置６９により圧力制御弁５６及び電磁操作弁６１〜６６、電子ガバナ７１が操作されて、伝動クラッチ９及び油圧シリンダ４９〜５２の作動操作及びエンジン１の回転数の制御が行われる。

［５］
次に、変速レバー６８を１速位置から２速位置に操作した場合について、図４に基づいて説明する。
図２に示す状態は、前後進レバー６７を前進位置Ｆに操作して、変速レバー６８を１速位置に操作している状態であり、油圧シリンダ４９が１速位置（シフト部材２９が１速ギヤ２５に咬合）、油圧シリンダ５０が中立位置、油圧シリンダ５１が高速位置、油圧シリンダ５２が低速位置に位置して、伝動クラッチ９が伝動状態に操作されている状態である（伝動クラッチ９の作動圧が伝動状態に相当する作動圧Ｐ２の状態）（時点Ｔ１）（図３（イ）参照）。

この状態においては第１ガバナ特性に基づいて電子ガバナ７１が作動しており、ハンドアクセルレバー７２の操作位置に対応する設定回転数にエンジン１の回転数が維持されている。これにより、２速ギヤ２６の回転数は２速位置での回転数となっており（噴射量制御手段に相当）、伝動軸２０（シフト部材２９）の回転数は１速位置での回転数となっている（時点Ｔ１）。

変速レバー６８を２速位置に操作すると、油圧シリンダ４９（シフト部材２９）が１速位置から中立位置に作動し始めるので、油圧シリンダ４９に対応する開閉弁６０が開位置に操作されて（油圧シリンダ５０は中立位置に位置しているので、油圧シリンダ５０に対応する開閉弁６０は開位置に操作されており、油圧シリンダ５１，５２及び前後進レバー６７に対応する開閉弁６０は閉位置に操作されている）、油路５４における絞り部５８の下手側のパイロット圧が低下し、操作弁５７が排油位置に操作されて、伝動クラッチ９が遮断状態に操作される（伝動クラッチ９の作動圧が遮断状態に相当する作動圧Ｐ１の状態）（時点Ｔ２）。

油圧シリンダ４９（シフト部材２９）が中立位置に作動すると（時点Ｔ２）、第１ガバナ特性に基づいて電子ガバナ７１が作動する状態から、第２ガバナ特性に基づいて電子ガバナ７１が作動する状態に変更されて、エンジン１に掛かる負荷の増減に基づいて、エンジン１（２速ギヤ２６）の回転数が上昇及び下降し易い状態となる（噴射量制御手段に相当）。

これにより、油圧シリンダ４９（シフト部材２９）が中立位置から２速位置に作動し始めると、シフト部材２９と２速ギヤ２６との間のシンクロメッシュ機構（図示せず）により、シフト部材２９と２速ギヤ２６との間で動力が互いに伝達されあって、シフト部材２９の回転数と２速ギヤ２６の回転数とが合致する。この場合、第２ガバナ特性に基づいて電子ガバナ７１が作動する状態であり、エンジン１に掛かる負荷の増減に基づいて、エンジン１（２速ギヤ２６）の回転数が上昇及び下降し易い状態となっているので、エンジン１（２速ギヤ２６）の回転数が素早く下降して、シフト部材２９の回転数と２速ギヤ２６の回転数とが素早く合致する（時点Ｔ３から時点Ｔ４）。
従って、油圧シリンダ４９（シフト部材２９）が中立位置から２速位置に円滑に作動する（シフト部材２９が２速ギヤ２６に円滑に咬合操作される）（時点Ｔ４）。

油圧シリンダ４９（シフト部材２９）が２速位置に作動すると、油圧シリンダ４９に対応する開閉弁６０が閉位置に操作されて、油路５４における絞り部５８の下手側のパイロット圧が上昇し、操作弁５７が供給位置に操作される。油路５４における絞り部５８の下手側のパイロット圧の上昇が、圧力センサー７０によって検出されると、圧力制御弁５７により油路５５の作動油が伝動クラッチ９に漸次的に供給され、伝動クラッチ９の作動圧が漸次的に上昇して、伝動クラッチ９が伝動状態に操作される（伝動クラッチ９の作動圧が伝動状態に相当する作動圧Ｐ２の状態）（時点Ｔ５）。
これと同時に、第２ガバナ特性に基づいて電子ガバナ７１が作動する状態から、第１ガバナ特性に基づいて電子ガバナ７１が作動する状態に変更されて、電子ガバナ７１によりエンジン１の回転数が設定回転数に戻し操作されるのであり、伝動軸２０（シフト部材２９）の回転数が２速位置での回転数に上昇する（時点Ｔ５）。

［６］
次に、変速レバー６８を２速位置から１速位置に操作した場合について、図４に基づいて説明する。
前後進レバー６７を前進位置Ｆに操作して、変速レバー６８を２速位置に操作している状態において、油圧シリンダ４９が２速位置（シフト部材２９が２速ギヤ２６に咬合）、油圧シリンダ５０が中立位置、油圧シリンダ５１が高速位置、油圧シリンダ５２が低速位置に位置して、伝動クラッチ９が伝動状態に操作されている（伝動クラッチ９の作動圧が伝動状態に相当する作動圧Ｐ２の状態）（時点Ｔ６）（図３（イ）参照）。

この状態においては第１ガバナ特性に基づいて電子ガバナ７１が作動しており、ハンドアクセルレバー７２の操作位置に対応する設定回転数にエンジン１の回転数が維持されている。これにより、１速ギヤ２５の回転数は１速位置での回転数となっており（噴射量制御手段に相当）、伝動軸２０（シフト部材２９）の回転数は２速位置での回転数となっている（時点Ｔ６）。

変速レバー６８を１速位置に操作すると、油圧シリンダ４９（シフト部材２９）が２速位置から中立位置に作動し始めるので、油圧シリンダ４９に対応する開閉弁６０が開位置に操作されて（油圧シリンダ５０は中立位置に位置しているので、油圧シリンダ５０に対応する開閉弁６０は開位置に操作されており、油圧シリンダ５１，５２及び前後進レバー６７に対応する開閉弁６０は閉位置に操作されている）、油路５４における絞り部５８の下手側のパイロット圧が低下し、操作弁５７が排油位置に操作されて、伝動クラッチ９が遮断状態に操作される（伝動クラッチ９の作動圧が遮断状態に相当する作動圧Ｐ１の状態）（時点Ｔ７）。

油圧シリンダ４９（シフト部材２９）が中立位置に作動すると（時点Ｔ７）、第１ガバナ特性に基づいて電子ガバナ７１が作動する状態から、第２ガバナ特性に基づいて電子ガバナ７１が作動する状態に変更されて、エンジン１に掛かる負荷の増減に基づいて、エンジン１（１速ギヤ２５）の回転数が上昇及び下降し易い状態となる（噴射量制御手段に相当）。

これにより、油圧シリンダ４９（シフト部材２９）が中立位置から１速位置に作動し始めると、シフト部材２９と１速ギヤ２５との間のシンクロメッシュ機構（図示せず）により、シフト部材２９と１速ギヤ２５との間で動力が互いに伝達されあって、シフト部材２９の回転数と１速ギヤ２５の回転数とが合致する。この場合、第２ガバナ特性に基づいて電子ガバナ７１が作動する状態であり、エンジン１に掛かる負荷の増減に基づいて、エンジン１（１速ギヤ２５）の回転数が上昇及び下降し易い状態となっているので、エンジン１（１速ギヤ２５）の回転数が素早く上昇して、シフト部材２９の回転数と１速ギヤ２５の回転数とが素早く合致する（時点Ｔ８から時点Ｔ９）。
従って、油圧シリンダ４９（シフト部材２９）が中立位置から１速位置に円滑に作動する（シフト部材２９が１速ギヤ２５に円滑に咬合操作される）（時点Ｔ９）。

油圧シリンダ４９（シフト部材２９）が１速位置に作動すると、油圧シリンダ４９に対応する開閉弁６０が閉位置に操作されて、油路５４における絞り部５８の下手側のパイロット圧が上昇し、操作弁５７が供給位置に操作される。油路５４における絞り部５８の下手側のパイロット圧の上昇が、圧力センサー７０によって検出されると、圧力制御弁５７により油路５５の作動油が伝動クラッチ９に漸次的に供給され、伝動クラッチ９の作動圧が漸次的に上昇して、伝動クラッチ９が伝動状態に操作される（伝動クラッチ９の作動圧が伝動状態に相当する作動圧Ｐ２の状態）（時点Ｔ１０）。
これと同時に、第２ガバナ特性に基づいて電子ガバナ７１が作動する状態から、第１ガバナ特性に基づいて電子ガバナ７１が作動する状態に変更されて、電子ガバナ７１によりエンジン１の回転数が設定回転数に戻し操作されるのであり、伝動軸２０（シフト部材２９）の回転数が１速位置での回転数に下降する（時点Ｔ１０）。

前項［５］及び本項［６］では、変速レバー６８を１速位置から２速位置に操作した場合、及び変速レバー６８を２速位置から１速位置に操作した場合について説明したが、変速レバー６８をある操作位置から１速位置〜１２速位置に操作した場合においても、前項［５］及び本項［６］と同様な操作が行われる。

［発明の実施の第１別形態］
前述の［発明を実施するための最良の形態］において、前後進レバー６７を図６に示すように構成してもよい。
図６に示すように、運転部（図示せず）において、前輪１８を操向操作する操縦ハンドル７３の左横側に、人為的に操作される前後進レバー６７が備えられて、前後進レバー６７とシフト部材４０とが機械的（又は電気的にアクチュエータを介して）に連係されており、前後進レバー６７はシフト部材４０を円筒軸３３に咬合操作する前進位置Ｆ、及びシフト部材４０を後進ギヤ３２に咬合操作する後進位置Ｒに操作自在に構成されている。

図６に示すように、直線状のレバーガイド７４が備えられて、レバーガイド７４に前後進レバー６７が備えられており、レバーガイド７４の後部分に前進位置Ｆが設定され、レバーガイド７４の前部分に後進位置Ｒが設定されている。レバーガイド７４の後進位置Ｐから前側にパーキング位置Ｐが設定されており、前後進レバー６７をパーキング位置Ｐに操作することにより、シフト部材４０が中立位置に操作された状態で、デフ駆動軸４４が保持される（ロック操作される）。

この場合、前後進レバー６７に操作ボタン６７ａが備えられており、前後進レバー６７の操作ボタン６７ａを押し操作しながら、前後進レバー６７を前進及び後進位置Ｆ，Ｒからパーキング位置Ｐに操作することができるのであり、前後進レバー６７の操作ボタン６７ａを押し操作しながら、前後進レバー６７をパーキング位置Ｐから前進及び後進位置Ｆ，Ｒに操作することができる。

［発明の実施の第２別形態］
前述の［発明を実施するための最良の形態］［発明の実施の第１形態］において、図１に示す伝動クラッチ９を主変速装置８と第１副変速装置１１との間ではなく、第１副変速装置１１と第２副変速装置１２との間に備えるように構成してもよい。このように構成すると、主変速装置８及び第１副変速装置１１が走行用の変速装置となる。
前述の［発明を実施するための最良の形態］［発明の実施の第１形態］において、図１に示す伝動クラッチ９を主変速装置８と第１副変速装置１１との間ではなく、デフ駆動軸４４に備えるように構成してもよい。このように構成すると、主変速装置８、第１及び第２副変速装置１１，１２が走行用の変速装置となる。

油圧シリンダ４９〜５２に代えて、電動シリンダをアクチュエータとして使用してもよい。油圧シリンダ４９〜５２を廃止し、変速レバー６８とシフト部材２９，３０，４１，４２とを連係リンク等により機械的に連係して、変速レバー６８によりシフト部材２９，３０，４１，４２を人為的な操作力でスライド操作するように構成してもよい。

ミッションケースの伝動系を示す概略図 油圧シリンダ、電磁操作弁、開閉弁、圧力制御弁及び操作弁等の連係状態を示す油圧回路図 前後進レバーを前進及び後進位置に操作した状態で、変速レバーを１速〜１２速位置に操作した状態での、油圧シリンダの作動状態を示す図 変速レバーを１速位置から２速位置（２速位置から１速位置）に操作した状態での伝動クラッチ及び油圧シリンダ等の作動状態を示す図 操縦ハンドル及び前後進レバーの付近の斜視図 発明の実施の第１別形態における操縦ハンドル及び前後進レバーの付近の斜視図

１ エンジン
８ 走行用の変速装置
９ 伝動クラッチ
２９，３０ シフト部材
７０ 圧力センサー
７１ 噴射量調節装置
７２ アクセル操作具

Claims (2)

1. エンジンの下手側に、複数段に変速自在なシンクロメッシュ型式の走行用の変速装置と、伝動クラッチとを、この順序で直列に備え、前記走行用の変速装置のシフト部材を操作して前記走行用の変速装置を変速操作する変速手段を備えて、
   前記伝動クラッチを遮断状態に操作して、前記変速手段により前記走行用の変速装置を変速操作し、前記伝動クラッチを伝動状態に操作して、前記走行用の変速装置の変速操作が行われるように構成すると共に、
   人為的に操作されるアクセル操作具と、前記エンジンの燃料噴射量を調節して前記エンジンの回転数を制御する噴射量調節装置とを備え、
   前記エンジンの回転数が前記アクセル操作具で設定された設定回転数となるように前記噴射量調節装置を作動させる第１噴射量特性と、前記エンジンの回転数の上限回転数と下限回転数との間での負荷の変動が許容されるように前記噴射量調節装置を作動させる第２噴射量特性とを備えて、
   前記走行用の変速装置の変速操作が行われていない状態では前記第１噴射量特性に基づいて前記噴射量調節装置を作動させ、前記走行用の変速装置の変速操作が行われている状態では、前記伝動クラッチの遮断状態への操作に同期して前記噴射量調節装置を前記第１噴射量特性で作動させる状態から前記第２噴射量特性で作動させる状態に変更し、前記伝動クラッチの遮断状態では前記第２噴射量特性に基づいて前記噴射量調節装置を作動させ、前記伝動クラッチの伝動状態への操作に同期して前記噴射量調節装置を前記第２噴射量特性で作動させる状態から前記第１噴射量特性で作動させる状態に変更する噴射量制御手段を備えてある作業車の走行変速構造。
2. 前記変速手段及び前記伝動クラッチを油圧式に構成するとともに、前記変速手段の作動に伴う前記変速手段での油圧の低下で前記伝動クラッチが遮断状態に操作され、前記変速手段の作動終了に伴う前記変速手段での油圧の上昇で前記伝動クラッチが伝動状態に操作されるように構成し、
   前記変速手段での油圧の変動を検出する圧力センサーを備え、
   前記噴射量制御手段が、前記変速手段での油圧の低下を前記圧力センサーが検出すると、その検出に基づいて前記噴射量調節装置を前記第１噴射量特性で作動させる状態から前記第２噴射量特性で作動させる状態に変更し、前記変速手段での油圧の上昇を前記圧力センサーが検出すると、その検出に基づいて前記噴射量調節装置を前記第２噴射量特性で作動させる状態から前記第１噴射量特性で作動させる状態に変更するように構成してある請求項１に記載の作業車の走行変速構造。

Images