JP4921914B2

JP4921914B2 - トランスミッション

Info

Publication number: JP4921914B2
Application number: JP2006275736A
Authority: JP
Inventors: 瑞哉松藤
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2006-10-06
Filing date: 2006-10-06
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2026-10-06
Also published as: JP2008095751A

Description

本発明は、トランスミッションの技術に関する。

従来、トランスミッションの技術は公知となっている。例えば、特許文献１には、第２ギヤ変速機構を所定の変速位置に操作し、第２摩擦クラッチを伝動状態に操作しながら第１摩擦クラッチを遮断状態に操作し、伝動クラッチを伝動状態から半伝動状態に操作し漸次的に伝動状態に操作する第１制御手段を備え、第１ギヤ変速機構を所定の変速位置に操作し、第１摩擦クラッチを伝動状態に操作しながら第２摩擦クラッチを遮断状態に操作し、伝動クラッチを伝動状態から半伝動状態に操作し漸次的に伝動状態に操作する第２制御手段を備え、第１及び第２制御手段を交互に作動させて、変速指令による変速位置が得られるようにする第３制御手段を備えるトランスミッションが開示されている。

前記トランスミッションによれば、作業車の走行変速構造において、変速操作が行われている間、二重伝動状態が発生し、トルク変動の少ない動力が走行装置に伝達されるように構成することにより、走行負荷により機体の走行速度が急激に低下し、機体の走行速度が大きく低下した状態で伝動クラッチが伝動状態に操作されてショックが生じると言う状態を防止することができて、作業車の走行性能及び変速性能を向上させることができる。
特開２００３−３１４６７９号公報

しかし、ノークラッチシフトによる主変速多段化に対応するためには、それに応じた油圧クラッチ（パワーシフトクラッチ）が必要となり、このため、トランスミッションが大型化し、コスト高となっていた。また、全クラッチをコントロールするための制御装置が複雑になり、制御弁が大型化していた。

本発明は以上の状況に鑑み、主変速多段化をシンプル、かつ安価な構成で実現するトランスミッションを提供することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上のとおりであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、駆動源（１０５）から駆動輪（１０２）へ動力が変速されて伝えられるトランスミッション（２００）であって、前記駆動源（１０５）に作動連結された入力軸（２１０）と、前記入力軸（２１０）と平行に配置された第１伝動軸（２３０）と第２伝動軸（２６０）と、前記入力軸（２１０）上に配置されて、第１伝動軸（２３０）と第２伝動軸（２６０）に伝達される動力の断接を切り換える一対のクラッチである第１油圧クラッチ機構（２４０）と第２油圧クラッチ機構（２７０）と、前記一対のクラッチである第１油圧クラッチ機構（２４０）と第２油圧クラッチ機構（２７０）の出力側に配置された、二組の歯車同期式の主変速装置である第１変速機構（２５０）と第２変速機構（２８０）とを備え、前記一対のクラッチである第１油圧クラッチ機構（２４０）と第２油圧クラッチ機構（２７０）と、第１伝動軸（２３０）と第２伝動軸（２６０）との間、及び第１伝動軸（２３０）と第２伝動軸（２６０）と二組の主変速装置である第１変速機構（２５０）と第２変速機構（２８０）との間は、歯車伝動機構により連動連結された、二つの伝動経路を形成し、前記一対のクラッチである第１油圧クラッチ機構（２４０）と第２油圧クラッチ機構（２７０）が配置された入力軸（２１０）の後方に、出力側の主変速軸（２２０）を配置し、前記主変速軸（２２０）上に主変速切換手段が配置され、前記主変速切換手段が配置された主変速軸（２２０）と、前記一対のクラッチが配置された入力軸（２１０）とが同心軸上に設けられているものである。

請求項２においては、請求項１記載のトランスミッションにおいて、前記主変速軸（２２０）の後部と第１出力伝動軸（９１０）の前部には、前後進切換機構（４００）を配設し、さらに、前記第１出力伝動軸（９１０）の後部と、副変速用伝動軸（５１６）との間には、副変速機構（５００）を配設し、前記主変速切換手段が配置された主変速軸（２２０）と、前記副変速用伝動軸（５１６）とが同心軸上に設けられ、該第１出力伝動軸（９１０）の後方に第２出力伝動軸（９６０）が配置され、前記第１伝動軸（２３０）と、第２伝動軸（２６０）と、第１出力伝動軸（９１０）と、第２出力伝動軸（９６０）は同一軸心上に配設したものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、従来の油圧クラッチ式変速装置のように各変速段に油圧クラッチを設けなくても、主変速切換をノークラッチで切換操作できるため、別に主クラッチを設ける必要がなく、クラッチを安価にかつコンパクトに構成できるとともに、主変速時に二つのクラッチの動作を一部重複させて、動力が途切れることなく後輪（駆動輪）に伝えられるようにする主変速装置を二軸上でコンパクトに構成することができるため、ミッションケースをコンパクトに構成することができ、トランスミッションのコンパクト化を安価に実現できる。

また、二軸上にクラッチや主変速装置等を配置できるため、ミッションケースをコンパクトに構成することができ、トランスミッションのコンパクト化を安価に実現できる。

請求項２においては、例えば、主変速レバーによる外部操作により、前後進の切り換えができ、前後進切換機構を別に設ける必要がなく、ミッションケースをコンパクトに構成することができ、トランスミッションのコンパクト化を安価に実現できる。

以下、本発明に係るトランスミッションの好ましい実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。

図１は本実施の形態に係るトランスミッションを適用した走行車輌を示す側面図、図２は本実施の形態に係るトランスミッションのスケルトン図、図３は変速動作の際に油圧機構から第１油圧クラッチ機構及び第２油圧クラッチ機構に供給される作動油圧の時間的変化を示す図、図４は（ａ）主変速に後進を含まない場合の主変速レバーの平面図（ｂ）主変速に後進を含む場合の主変速レバーの平面図、図５はリバーサレバーを示す平面図、図６はリバーサレバー、主変速レバー、クラッチペダル、第１及び第２油圧クラッチ機構、第１及び第２変速機構用シフタの操作系を示す図である。

図１に示す走行車輌（トラクタ）１００は、車輌前後にそれぞれ左右一対の前輪１０１、１０１及び左右一対の後輪（駆動輪）１０２、１０２を懸架する本体１０３を備えており、該本体１０３の前部にボンネット１０６が配設され、該ボンネット１０６の内部には駆動源（ここではエンジン）１０５が配置されている。キャビン１０４内には、運転席１０７が設けられており、該運転席１０７の側部には主変速レバー１１０が突設され、前方にはステアリングハンドル１０８が配設されている。また、ハンドルコラム１１５の左側部には走行車輌１００の前進及び後進を切り換える操作レバーであるリバーサレバー１１４が配設され、その下方のフロア上にはクラッチペダル１２３が配設されている。

走行車輌１００は、駆動源１０５の後方に、トランスミッション２００を備えたミッションケース１０９が配設され、該駆動源１０５からの動力をトランスミッション２００に伝達して変速し、ここでは、後輪（駆動輪）１０２、１０２に駆動力を伝達し得るように構成されている。また、走行車輌１００は、後部にトップリンク１１２やロアリンク１１３を備えた作業機装着装置を介して作業機（図示省略）が装着されており、駆動源１０５からの動力の一部がミッションケース１０９後面より突出したＰＴＯ軸１１１より、両端に自在継手が備えられた伸縮自在な伝動軸（図示省略）を介して前記作業機に伝達されて該作業機を駆動するように構成されている。

次に、トランスミッション２００について詳述する。図２に示すように、トランスミッション２００は、駆動源１０５から駆動輪１０２、１０２へ至る走行系伝動経路に介挿されており、入力軸２１０と、主変速軸２２０と、第１伝動軸２３０と、第１油圧クラッチ機構２４０と、第１変速機構２５０と、第２伝動軸２６０と、第２油圧クラッチ機構２７０と、第２変速機構２８０とを備えている。なお、ここでは、第１油圧クラッチ機構２４０及び第２油圧クラッチ機構２７０をメインクラッチとしている。該メインクラッチとは、駆動源（エンジン）１０５の全馬力を吸収できる性能を備えるクラッチのことである。

入力軸２１０は、駆動源１０５の出力軸に作動連結された単一の入力軸とされており、該入力軸２１０の後方に主変速軸２２０が配置され、該主変速軸２２０の後方に副変速用伝動軸５１６が配置され、入力軸２１０と、主変速軸２２０と、副変速用伝動軸５１６は同一軸心の延長上に配設されている。また、入力軸２１０と平行に第２伝動軸２６０が配置され、該第２伝動軸２６０上にパイプ状の第１伝動軸２３０が遊嵌され、該第２伝動軸２６０の後方に第１出力伝動軸９１０が配置され、該第１出力伝動軸９１０の後方に第２出力伝動軸９６０が配置され、第１伝動軸２３０と、第２伝動軸２６０と、第１出力伝動軸９１０と、第２出力伝動軸９６０は同一軸心の延長上に配設されている。こうして、二つの軸心上にクラッチと変速装置を配設して、コンパクト化を実現している。

そして、前記入力軸２１０上に前後一対の油圧クラッチからなるメインクラッチが配置され、該メインクラッチは前部に第２油圧クラッチ機構２７０が配置され、その後部に第１油圧クラッチ機構２４０が配置されている。また、前記第１伝動軸２３０と主変速軸２２０の間、及び前記第２伝動軸２６０と主変速軸２２０の間には、それぞれ二組の主変速装置が配置され、主変速軸２２０上に第１速と第３速の奇数変速段と、第２速と第４速の偶数変速段が前後に配置されている。なお、奇数変速段と偶数変速段とは前後逆に配置してもよい。詳しくは、該主変速軸２２０上の前部に奇数変速段の第１変速機構２５０が配置され、その後部に偶数変速段の第２変速機構２８０が配置されている。また、主変速軸２２０の後部と第１出力伝動軸９１０の前部には前後進切換機構４００が配設されている。さらに、第１出力伝動軸９１０の後部と、副変速用伝動軸５１６と、第２出力伝動軸９６０の間には副変速機構５００が配設されている。一方、メインクラッチ（第１油圧クラッチ機構２４０）と第１伝動軸２３０前部の間に歯車機構より構成される第１駆動伝達機構１１６が配設され、前記メインクラッチ（第２油圧クラッチ機構２７０）と第２伝動軸２６０前部の間に歯車機構より構成される第２駆動伝達機構１１７が配設されている。

詳しくは、第１駆動伝達機構１１６は、入力軸２１０上に遊嵌される第１伝動ギヤ１１６ａが、第１伝動軸２３０上に固設された第１出力ギヤ１１６ｂと噛合され、第２駆動伝達機構１１７は、その前方の入力軸２１０上に遊嵌される第２伝動ギヤ１１７ａが、第２伝動軸２６０上に固設された第２出力ギヤ１１７ｂと噛合されている。そして、前記第１伝動ギヤ１１６ａと入力軸２１０の間に第１油圧クラッチ機構２４０が形成され、第２伝動ギヤ１１７ａと入力軸２１０の間に第２油圧クラッチ機構２７０が形成され、該第１油圧クラッチ機構２４０と第２油圧クラッチ機構２７０は、同心軸上で前後に一体的に形成されている。第１伝動ギヤ１１６ａと第２伝動ギヤ１１７ａは、第１油圧クラッチ機構２４０と第２油圧クラッチ機構２７０を挟んで前後両側に配置されている。なお、本実施例ではメインクラッチを多板式の油圧クラッチで構成しているが、パウダー式等のクラッチで構成することも可能である。

また、前記第１変速機構２５０と第１伝動軸２３０後部の間に、第１速歯車機構２５１ａと第３速歯車機構２５１ｂが配置され、第２変速機構２８０と第２伝動軸２６０後部との間に、第２速歯車機構２８１ａと第４速歯車機構２８１ｂが配設されている。

こうして、第１油圧クラッチ機構２４０から第１駆動伝達機構１１６を介して第１変速機構２５０までの間に第１伝動経路２００ａが形成され、第２油圧クラッチ機構２７０から第２駆動伝達機構１１７を介して第２変速機構２８０までの間に第２伝動経路２００ｂが形成されている。このように、入力軸２１０からその後部に配置された主変速軸２２０までの伝達経路は前後対向した第１伝動経路２００ａと、その前後外側に配置される第２伝動経路２００ｂとを備えることで、コンパクトなトランスミッションを構成することが可能となる。

このように、本発明では二つの軸線上にメインクラッチと主変速機構と前後進切換機構４００と副変速機構５００とを配置することで、簡単な伝動経路構成で、コンパクトなトランスミッションを構成することが可能となる。

また、第１変速機構２５０と第２変速機構２８０は、それぞれ複数の変速機構を備え、それぞれ複数段の変速比が得られるように構成されている。第１変速機構２５０及び第２変速機構２８０は、何れも駆動ギヤと従動ギヤとを予め噛み合わせた状態で変速するように構成した同期噛合型多段変速機構（シンクロメッシュ式変速機構）とされている。詳しくは、主変速軸２２０上に前部に奇数変速段（または偶数変速段）の同期噛合型多段変速機構が配置され、その後部に偶数変速段（または奇数変速段）の同期噛合型多段変速機構が配置されている。本実施例では、前部に第３速と第１速の奇数変速段の変速機構（第１変速機構２５０）が配置され、後部に第２速と第４速の偶数変速段の変速機構（第２変速機構２８０）が配置されている。

そして、主変速軸２２０上に前部に第３従動ギヤ２６３と第１従動ギヤ２６１が遊嵌され、その間の主変速軸２２０上に第１変速機構用シフタ２５２がスプライン嵌合されて、軸方向に摺動可能、かつ、相対回転不能に外嵌されて、変速操作手段の操作により前方または後方に摺動させて第３速または第１速に選択可能とされている。また、主変速軸２２０上の後部に第２従動ギヤ２６２と第４従動ギヤ２６４が遊嵌され、その間の主変速軸２９０上に第２変速機構用シフタ２８２がスプライン嵌合されて、軸方向に摺動可能、かつ、相対回転不能に外嵌されて、変速操作手段の操作により前方または後方に摺動させて第２速または第４速に選択可能とされている。第１変速機構用シフタ２５２及び第２変速機構用シフタ２８２は、何れも摩擦式の複式同期クラッチとされている。

第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０は、周知の油圧多板式のクラッチ構造であり、外部操作（主変速レバー１１０操作）に基づき、制御バルブ（電磁バルブ６２０、６２１）を切り換えて圧油を送油して、第１油圧クラッチ機構２４０または第２油圧クラッチ機構２７０を「接」として、入力軸２１０の回転動力を第１伝動軸２３０、第２伝動軸２６０に選択的に伝達するように構成されている。本実施例では、第１油圧クラッチ機構２４０は奇数の変速段の断接を行い、第２油圧クラッチ機構２７０は偶数の変速段の断接を行うが、第１油圧クラッチ機構２４０で偶数の変速段、第２油圧クラッチ機構２７０で奇数の変速段を断接する構成とすることも可能である。こうして、二つの軸心上で、二組の主変速装置の動力断接を可能として、コンパクトなトランスミッションを構成することが可能となる。

また、図２に示すように第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０を油面上に配置したことにより、ドラッグトルクの発生を少なくすることができる。なお、第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０は、ここでは、入力軸２１０に設けられているが、それぞれ第１及び第２伝動軸２３０、２６０に設けられていてもよい。

第１駆動伝達機構１１６は、第１油圧クラッチ機構２４０の出力側に一体的に設けられて入力軸２１０上に回転自在に支持された第１伝動ギヤ１１６ａと、該第１伝動ギヤ１１６ａに噛合して第１伝動軸２３０上に固設された第１出力ギヤ１１６ｂとから構成されている。第２駆動伝達機構１１７は、第２油圧クラッチ機構２７０の出力側に一体的に設けられて入力軸２１０上に回転自在に支持された第２伝動ギヤ１１７ａと、該第２伝動ギヤ１１７ａに噛合して第２伝動軸２６０上に固設された第２出力ギヤ１１７ｂとから構成されている。

また、第１伝動ギヤ１１６ａと第１出力ギヤ１１６ｂ、第２伝動ギヤ１１７ａと第２出力ギヤ１１７ｂのギヤ比を調整することにより、第１変速機構２５０（第１、第３変速）と第２変速機構２８０（第２、第４変速）との変速比を任意に設定できる。

走行車両１００は図６に示すように、制御装置６００を備え、該制御装置６００は、第１伝動経路２００ａ及び第２伝動経路２００ｂのうち一方の伝動経路（２００ａまたは２００ｂ）における変速機構（２５０または２８０）を第１外部操作（主変速レバー１１０操作）に応じた変速段の係合状態にし、かつ他方の伝動経路（２００ｂまたは２００ａ）における変速機構（２８０または２５０）を非係合状態にすると共に、一方の伝動経路（２００ａまたは２００ｂ）における油圧クラッチ機構（２４０または２７０）を動力伝達状態にし、かつ他方の伝動経路（２００ｂまたは２００ａ）における油圧クラッチ機構（２７０または２４０）を動力遮断状態にし、その後、次の第２外部操作（主変速レバー１１０操作）がなされると、一方の伝動経路（２００ａまたは２００ｂ）における変速機構（２５０または２８０）を前記第１外部操作に応じた変速段の係合状態にしたまま、他方の伝動経路（２００ｂまたは２００ａ）における変速機構（２８０または２５０）を前記第２外部操作に応じた変速段の係合状態にすると共に、一方の伝動経路（２００ａまたは２００ｂ）における油圧クラッチ機構（２４０または２７０）を徐々に動力伝達状態から動力遮断状態に移行させると同時に他方の伝動経路（２００ｂまたは２００ａ）における油圧クラッチ機構（２７０または２４０）を徐々に動力遮断状態から動力伝達状態に移行させるように構成されている。制御装置６００は、詳しくは、中央処理装置（ＣＰＵ）及び記憶部を備え、前記記憶部には、制御プログラムが記憶されており、例えば、ＲＯＭ及びＲＡＭを含んでいる。

前記制御装置６００には電磁バルブ６２０、６２１、６２２、６２３と、主変速レバー１１０の変速位置を検知する検知手段６１０と、リバーサレバー１１４のレバー位置を検知する検知手段６１１と、クラッチペダル１２３の踏込み位置を検知する検知手段６１２とが接続されている。

前記電磁バルブ６２０、６２１はソレノイドを作動させて油圧ポンプからの圧油の送油方向を切り換えて、第１油圧クラッチ機構２４０または第２油圧クラッチ機構２７０を断接するようにされている。このとき、電磁バルブ６２０、６２１はＰＷＭ制御されて、送油量が変更される。但し、電磁バルブ６２０、６２１は電磁比例バルブで構成することもでき、この場合、制御装置６００からの印加電圧を調整することにより送油量を変更するように構成することもできる。

前記電磁バルブ６２２、６２３はソレノイドを作動させて油圧ポンプからの圧油の送油方向を切り換えて、シリンダ等のアクチュエータ６３０、６３１を摺動させて、第１変速機構用シフタ２５２と第２変速機構用シフタ２８２を摺動させて、主変速装置を第１速から第４速に変速できるようにされている。なお、電磁バルブ６２２、６２３、アクチュエータ６３０、６３１の代わりに、ソレノイドやモータ等のアクチュエータを適用する構成とすることも可能である。

次に、変速動作の具体例について説明する。駆動源１０５は始動後、常時回転状態となっており、したがって、入力軸２１０は常時軸線回りの回転状態となっている。

まず、主変速レバー１１０をニュートラル位置Ｎから第１速に変速すると、電磁バルブ６２２が切り換えられて、アクチュエータ６３０を作動させて、第１変速機構用シフタ２５２が摺動されて、第１速歯車機構２５１ａにおける第１従動ギヤ２６１の歯部と咬合されて、第１従動ギヤ２６１から主変速軸２２０に動力が伝達可能となる。これと同時に、電磁バルブ６２０が切り換えられて、第１油圧クラッチ機構２４０が「接」とされて、入力軸２１０から第１伝動経路２００ａを介して主変速軸２２０に動力が伝達される。詳しくは、入力軸２１０から第１油圧クラッチ機構２４０、第１駆動伝達機構１１６、第１伝動軸２３０、第１駆動ギヤ２３０ａ、第１従動ギヤ２６１、第１変速用シフタ２５２と伝達されて主変速軸２２０に動力が伝達される。該主変速軸２２０からは、前後進切換機構４００、副変速機構５００、デフ装置９００を介して後輪（駆動輪）１０２、１０２に動力が伝達される。一方、第２伝動経路２００ｂは、第２油圧クラッチ機構２７０が「断」とされているので、入力軸２１０から第２伝動軸２６０への回転動力は伝達されない。また、クラッチペダル１２３を踏むと、検知手段６１２の信号が制御装置６００に入力され、電磁バルブ６２０、６２１をＯＦＦとして、第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０が「断」とされて、動力は主変速軸２２０に伝達されないように構成されている。

次いで、主変速レバー１１０を第１速から第２速に変速すると、電磁バルブ６２３が切り換えられて、アクチュエータ６３１を作動させて、第２変速機構用シフタ２８２が摺動されて、第２従動歯車２６２の歯部と咬合されて、第２従動歯車２６２から主変速軸２２０に動力が伝達可能となる。これと同時に、電磁バルブ６２０への作動電圧が徐々に減少され、電磁バルブ６２１への作動電圧が徐々に上昇され、図３に示すように、第１油圧クラッチ機構２４０へ送油される作動油圧αは徐々に低下され、第２油圧クラッチ機構２７０へ送油される作動油圧βは徐々に増加される。例えば、第１速の変速状態では（γ１参照）、第１油圧クラッチ機構２４０は「接」となっており、第２油圧クラッチ機構２７０は「断」となっている。そして、第１速から第２速へ変速する過渡期においては（γ２参照）、第１油圧クラッチ機構２４０への作動油圧が減少すると共に、第２油圧クラッチ機構２７０への作動油圧が増加して、第１油圧クラッチ機構２４０と第２油圧クラッチ機構２７０はともに滑りながら「接」となり、いわゆる半クラッチの状態となっており、第１伝動経路２００ａ及び第２伝動経路２００ｂに動力が伝達される。

そして、所定時間が経過して第２速に完全に変速された状態では（γ３参照）、第１油圧クラッチ機構２４０への作動油の送油が停止されて「断」となり、第２油圧クラッチ機構２７０への作動油圧が設定油圧となり「接」となる。そうすると、第１伝動経路２００ａには動力が伝達されず、第２伝動経路２００ｂに動力が伝達される。詳しくは、入力軸２１０から第２油圧クラッチ機構２７０、第２駆動伝達機構１１７、第２伝動軸２６０、第２駆動ギヤ２６０ａ、第２従動ギヤ２６２、第２変速用シフタ２８２と伝達されて主変速軸２２０に動力が伝達される。そして、同時に、電磁バルブ６２２が切り換えられて、アクチュエータ６３０を作動させて、第１変速機構用シフタ２５２が中立側に摺動される。

また、主変速レバー１１０を第２速から第３速に変速すると、電磁バルブ６２２が切り換えられて、アクチュエータ６３０を作動させて、第１変速機構用シフタ２５２が摺動されて、第３速歯車機構２５１ｂにおける第３従動ギヤ２６３の歯部と咬合されて、第３従動ギヤ２６３から主変速軸２２０に動力が伝達されるとともに、第２油圧クラッチ機構２７０への作動油圧を減少させて、第１油圧クラッチ機構２４０への作動油圧を増加させるように、電磁バルブ６２１、６２０が切り換えられる。こうして、前述のように半クラッチ状態を現出させて、第１伝動経路２００ａ及び第２伝動経路２００ｂに動力が伝達される。

そして、所定時間が経過して第３速に完全に変速された状態では（γ３参照）、第２油圧クラッチ機構２７０への作動油の送油が停止されて「断」となり、第１油圧クラッチ機構２４０への作動油圧が設定油圧となり「接」となる。そうすると、第２伝動経路２００ｂには動力が伝達されず、第１伝動経路２００ａに動力が伝達される。詳しくは、入力軸２１０から第１油圧クラッチ機構２４０、第１駆動伝達機構１１６、第１伝動軸２３０、第３駆動ギヤ２３０ｂ、第３従動ギヤ２６３、第１変速用シフタ２５２と伝達されて主変速軸２２０に動力が伝達される。そして、同時に、電磁バルブ６２３が切り換えられて、アクチュエータ６３１を作動させて、第２変速機構用シフタ２８２が中立側に摺動される。

なお、ここでは、第１変速から第４変速のうち、第１変速から第２変速に変速する場合及び第２変速から第３変速に変速する場合を例にとって説明したが、同様の変速動作によって第３変速から第４変速にも切り換えることが可能である。第４変速に変速される際には、第２伝動経路２００ｂにおいて、入力軸２１０から第２油圧クラッチ機構２７０、第２駆動伝達機構１１７、第２伝動軸２６０、第４駆動ギヤ２６０ｂ、第４従動ギヤ２６４、第２変速用シフタ２８２と伝達されて主変速軸２２０を通る第４変速の伝動経路が形成される。

本実施の形態に係るトランスミッション２００は、前記構成に加えて、主変速軸２２０（第１出力伝動軸９１０）の回転方向を切り換える前後進切換機構４００を備えている。詳しくは、前後進切換機構４００は、前進用ギヤ４１０と、後進用ギヤ４２０と、中間アイドルギヤ４３０と、前後進切換用シフタ４４０と、リバーサレバー１１４とを備えている。

前進用ギヤ４１０は、主変速軸２２０上に回転自在に支持されており、主変速軸２２０に略平行に配設された第１出力伝動軸９１０上に固設された第１ギヤ９２０と噛合している。後進用ギヤ４２０は、主変速軸２２０上に回転自在に支持されており、中間アイドルギヤ４３０と噛合している。中間アイドルギヤ４３０は、後進用ギヤ４２０と噛合すると共に、第１出力伝動軸９１０上に固設された第２ギヤ９４０と噛合している。前後進切換用シフタ４４０は、主変速軸２２０上にスプライン嵌合されて、軸方向に摺動可能、かつ、相対回転不能に外嵌されて、リバーサレバー１１４の操作により前進用ギヤ４１０及び後進用ギヤ４２０の間で選択的に前方または後方に摺動されるようになっている。

即ち、図５に示すように、前後進切換用シフタ４４０に機械的に連係されたリバーサレバー１１４が備えられている。また、第１油圧クラッチ機構２４０及び第２油圧クラッチ機構２７０には、クラッチペダル１２３が備えられて、該クラッチペダル１２３の踏込位置が検知手段６１２により検知されて前記制御装置６００に入力されている。そして、前記クラッチペダル１２３を踏み操作すると、前記制御装置６００により第１油圧クラッチ機構２４０または第２油圧クラッチ機構２７０が動力伝達状態から動力遮断状態に操作され、前記クラッチペダル１２３を戻し操作すると、前記制御装置６００により第１油圧クラッチ機構２４０または第２油圧クラッチ機構２７０が動力遮断状態から動力伝達状態に操作される。

そして、前記クラッチペダル１２３を踏み込んだ状態（動力遮断状態）で、リバーサレバー１１４を前進位置Ｆまたは後進位置Ｒに操作することにより、前後進切換用シフタ４４０が摺動操作される。リバーサレバー１１４が前進位置Ｆに操作され、前後進切換用シフタ４４０が前進用ギヤ４１０に摺動される際には、主変速軸２２０の回転動力を、前進用ギヤ４１０及び第１ギヤ９２０を介して、第１出力伝動軸９１０に伝達し、かつリバーサレバー１１４が後進位置Ｒに操作され、前後進切換用シフタ４４０が後進用ギヤ４２０に摺動される際には、主変速軸２２０の回転動力を、後進用ギヤ４２０、中間アイドルギヤ４３０及び第２ギヤ９４０を介して、第１出力伝動軸９１０に伝達し得るようになっている。

また、リバーサレバー１１４をニュートラル位置Ｎに操作して、前後進切換用シフタ４４０を中立状態にすることができる。この状態において、主変速軸２２０から前進用ギヤ４１０及び第１ギヤ９２０を介して、第１出力伝動軸９１０に伝達する回転動力及び主変速軸２２０から後進用ギヤ４２０、中間アイドルギヤ４３０及び第２ギヤ９４０を介して、第１出力伝動軸９１０に伝達する回転動力を遮断し得るようになっている。

このような構成とすることで、トランスミッション２００は、走行車輌１００の前後進を切り換えできるようになっている。

本実施の形態に係るトランスミッション２００は、前記構成に加えて、第１出力伝動軸９１０と第２出力伝動軸９６０（ここでは、デフ装置９００の主駆動軸）との間で多段変速を行う副変速機構５００をさらに備えている。詳しくは、第２出力伝動軸９６０は、第１出力伝動軸９１０に略平行に配設されており、第１出力伝動軸９１０に同軸上に前後方向軸線回り回転自在に支持されている。副変速機構５００は、ここでは、４段変速を行うように構成されており、副変速機構用ギヤ伝達機構５１０と、第１副変速機構用シフタ５２０と、第２副変速機構用シフタ５４０とを備えている。

副変速機構用ギヤ伝導機構５１０は、第１出力伝動軸９１０から第２出力伝動軸９６０へ所定の変速比（ここでは減速比）で動力を伝達するように構成されている。詳しくは、副変速機構用ギヤ伝達機構５１０は、第１出力伝動軸９１０及び第２出力伝動軸９６０に略平行に配設された副変速用伝動軸５１６と、所定の減速比とされた第１、第２、第３副変速用歯車機構５１１、５１２、５１３及びクリープ変速用歯車機構５１４とを備えている。第１副変速用歯車機構５１１は、ここでは、第２出力伝動軸９６０上に回転自在に支持された第１副変速用ギヤ５１１ａと、該第１副変速用ギヤ５１１ａと噛合する第２副変速用ギヤ５１１ｂであって、副変速用伝動軸５１６に相対回転不能に設けられた第２副変速用ギヤ５１１ｂとを備えている。第２副変速用歯車機構５１２は、ここでは、第２出力伝動軸９６０上に回転自在に支持された第３副変速用ギヤ５１２ａと、該第３副変速用ギヤ５１２ａと噛合する第４副変速用ギヤ５１２ｂであって、副変速用伝動軸５１６に相対回転不能に設けられた第４副変速用ギヤ５１２ｂとを備えている。第３副変速用歯車機構５１３は、ここでは、第１出力伝動軸９１０に相対回転不能に設けられた第５副変速用ギヤ５１３ａと、該第５副変速用ギヤ５１３ａと噛合する第６副変速用ギヤ５１３ｂであって、副変速用伝動軸５１６に相対回転不能に設けられた第６副変速用ギヤ５１３ｂとを備えている。クリープ変速用歯車機構５１４は、副変速用伝動軸５１６上に固設された第２副変速用ギヤ５１１ｂからクリープ歯車機構５１４ｂを介して第２出力伝動軸９６０上に回転自在に支持された第７副変速用ギヤ５１４ａに動力が伝達されるように構成されている。

第１副変速機構用シフタ５２０は、第２出力伝動軸９６０上にスプライン嵌合されて、軸方向に摺動可能、かつ、相対回転不能に外嵌されて、副変速操作手段の操作により第１出力伝動軸９１０及び第３副変速用ギヤ５１２ａの間で選択的に前方または後方に摺動されるようになっている。第１副変速機構用シフタ５２０を第１出力伝動軸９１０の端部の歯部と咬合させることで、第１出力伝動軸９１０の回転動力を第２出力伝動軸９６０に伝達し得るようになっている。また、第１副変速機構用シフタ５２０を第３副変速用ギヤ５１２ａの歯部と咬合させることで、第１出力伝動軸９１０の回転動力を第５副変速用ギヤ５１３ａ、第６副変速用ギヤ５１３ｂ、副変速用伝動軸５１６、第４副変速用ギヤ５１２ｂ、第３副変速用ギヤ５１２ａ、第１副変速機構用シフタ５２０を介して、第２出力伝動軸９６０に伝達し得るようになっている。

第２副変速機構用シフタ５４０は、第２出力伝動軸９６０上にスプライン嵌合されて、軸方向に摺動可能、かつ、相対回転不能に外嵌されて、副変速操作手段の操作により第１副変速用ギヤ５１１ａ及び第７副変速用ギヤ５１４ａの間で選択的に前方または後方に摺動されるようになっている。第２副変速機構用シフタ５４０を第１副変速用ギヤ５１１ａの歯部と咬合させることで、第１出力伝動軸９１０の回転動力を、第５副変速用ギヤ５１３ａ、第６副変速用ギヤ５１３ｂ、副変速用伝動軸５１６、第２副変速用ギヤ５１１ｂ、第１副変速用ギヤ５１１ａ、第２副変速機構用シフタ５４０を介して、第２出力伝動軸９６０に伝達し得るようになっている。また、第２副変速機構用シフタ５４０を第７副変速用ギヤ５１４ａの歯部と咬合させることで、第１出力伝動軸９１０の回転動力を第５副変速用ギヤ５１３ａ、第６副変速用ギヤ５１３ｂ、副変速用伝動軸５１６、第２副変速用ギヤ５１１ｂ、クリープ機構５１４ｂ、第７副変速用ギヤ５１４ａ、第２副変速機構用シフタ５４０を介して、第２出力伝動軸９６０に伝達し得るようになっている。

このような構成とすることで、トランスミッション２００は、変速機構２５０、２８０及び油圧クラッチ機構２４０、２７０による変速を副変速できるようになっている。ここでは、前記第１から第６変速について第１から第３副変速段及びクリープ段の４段で副変速できるようになっている。

なお、主変速軸２２０（第１出力伝動軸９１０）の回転方向を切り換える前後進切換機構は次のように構成することもできる。詳しくは、前後進切換機構４００をなくし、第２変速機構２８０において、第４速歯車機構２８１ｂの第４従動ギヤ２６４及び第４駆動ギヤ２６０ｂを、それぞれ後進用ギヤ４２０及び第２ギヤ９４０とする。後進用ギヤ４２０は、主変速軸２２０上に回転自在に支持されており、中間アイドルギヤ４３０と噛合しており、中間アイドルギヤ４３０は、後進用ギヤ４２０と噛合すると共に、第２伝動軸２６０上に固設された第２ギヤ９４０と噛合している。そして、第２変速機構用シフタ２８２は、ここでは、第２速歯車機構２８１ａにおける第２従動ギヤ２６２及び後進用ギヤ４２０の何れか一方のギヤを選択し得るように構成されている。そして、外部操作（主変速レバー１１０操作）に基づき、図４（ｂ）に示すように、変速レバー１１０を後進位置Ｒに操作することによって、第２変速機構用シフタ２８２が後進用ギヤ４２０に摺動される際には、第２伝動軸２６０の回転動力を、第２ギヤ９４０、中間アイドルギヤ４３０及び後進用ギヤ４２０を介して、主変速軸２２０に伝達し得るようになっている。なお、この場合、第２伝動軸２６０上に第５副変速用ギヤ５１３ａが固設されている。

以上のように、本実施例のトランスミッション２００は、駆動源１０５から後輪（駆動輪）１０２、１０２へ動力が変速されて伝えられるトランスミッション２００であって、前記駆動源１０５に作動連結された入力軸２１０と、前記入力軸２１０と平行に配置された第１及び第２伝動軸２３０、２６０と、前記入力軸２１０上に配置されて、第１及び第２伝動軸２３０、２６０に伝達される動力の断接を切り換える一対の第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０と、前記一対の第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０の出力側に配置された二組の歯車同期式の第１及び第２変速機構２５０、２８０とを備え、前記一対の第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０と第１及び第２伝動軸２３０、２６０との間、及び第１及び第２伝動軸２３０、２６０と二組の第１及び第２変速機構２５０、２８０との間は、第１及び第２駆動伝達機構１１６、１１７、第１、第２、第３、第４速歯車機構２５１ａ、２５１ｂ、２８１ａ、２８１ｂにより連動連結されて、二つの第１及び第２伝動経路２００ａ、２００ｂが形成されているものである。このような構成とすることで、従来の油圧クラッチ式変速装置のように各変速段に油圧クラッチを設けなくても、主変速切換をノークラッチで切換操作できるため、別に主クラッチを設ける必要がなく、第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０を安価にかつコンパクトに構成できるとともに、主変速時に二つの第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０の動作を一部重複させて、動力が途切れることなく後輪（駆動輪）１０２、１０２に伝えられるようにする第１及び第２変速機構２５０、２８０を二軸上でコンパクトに構成することができるため、ミッションケース１０９をコンパクトに構成することができ、トランスミッション２００のコンパクト化を安価に実現できる。

そして、前記一対の第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０の出力側に主変速軸２２０が配置され、前記主変速軸２２０上に第１及び第２変速機構用シフタ２５２、２８２が配置され、前記第１及び第２変速機構用シフタ２５２、２８２が配置された主変速軸２２０と、前記一対の第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０が配置された入力軸２１０とが同心軸上に設けられているものであるため、二軸上に第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０や第１及び第２変速機構２５０、２８０等を配置できるため、ミッションケース１０９をコンパクトに構成することができ、トランスミッション２００のコンパクト化を安価に実現できる。

また、前記二組の第１及び第２変速機構２５０、２８０には、前後進切換機構４００を含むものであるため、例えば、主変速レバー１１０による外部操作により、前後進の切り換えができ、前後進切換機構４００を別に設ける必要がなく、ミッションケース１０９をコンパクトに構成することができ、トランスミッション２００のコンパクト化を安価に実現できる。

本実施の形態に係るトランスミッションを適用した走行車輌を示す側面図。本実施の形態に係るトランスミッションのスケルトン図。変速動作の際に油圧機構から第１油圧クラッチ機構及び第２油圧クラッチ機構に供給される作動油圧の時間的変化を示す図。（ａ）主変速に後進を含まない場合の主変速レバーの平面図（ｂ）主変速に後進を含む場合の主変速レバーの平面図。リバーサレバーを示す平面図。リバーサレバー、主変速レバー、クラッチペダル、第１及び第２油圧クラッチ機構、第１及び第２変速機構用シフタの操作系を示す図。

１０２駆動輪
１０５駆動源
１１６第１駆動伝達機構
１１７第２駆動伝達機構
２００トランスミッション
２００ａ第１伝動経路
２００ｂ第２伝動経路
２１０入力軸
２２０主変速軸
２３０第１伝動軸
２４０第１油圧クラッチ機構
２５０第１変速機構
２５１ａ第１速歯車機構
２５１ｂ第３速歯車機構
２５２第１変速機構用シフタ
２６０第２伝動軸
２７０第２油圧クラッチ機構
２８０第２変速機構
２８１ａ第２速歯車機構
２８１ｂ第４速歯車機構
２８２第２変速機構用シフタ
４００前後進切換機構

Claims

駆動源（１０５）から駆動輪（１０２）へ動力が変速されて伝えられるトランスミッション（２００）であって、前記駆動源（１０５）に作動連結された入力軸（２１０）と、前記入力軸（２１０）と平行に配置された第１伝動軸（２３０）と第２伝動軸（２６０）と、前記入力軸（２１０）上に配置されて、第１伝動軸（２３０）と第２伝動軸（２６０）に伝達される動力の断接を切り換える一対のクラッチである第１油圧クラッチ機構（２４０）と第２油圧クラッチ機構（２７０）と、前記一対のクラッチである第１油圧クラッチ機構（２４０）と第２油圧クラッチ機構（２７０）の出力側に配置された、二組の歯車同期式の主変速装置である第１変速機構（２５０）と第２変速機構（２８０）とを備え、前記一対のクラッチである第１油圧クラッチ機構（２４０）と第２油圧クラッチ機構（２７０）と、第１伝動軸（２３０）と第２伝動軸（２６０）との間、及び第１伝動軸（２３０）と第２伝動軸（２６０）と二組の主変速装置である第１変速機構（２５０）と第２変速機構（２８０）との間は、歯車伝動機構により連動連結された、二つの伝動経路を形成し、前記一対のクラッチである第１油圧クラッチ機構（２４０）と第２油圧クラッチ機構（２７０）が配置された入力軸（２１０）の後方に、出力側の主変速軸（２２０）を配置し、前記主変速軸（２２０）上に主変速切換手段が配置され、前記主変速切換手段が配置された主変速軸（２２０）と、前記一対のクラッチが配置された入力軸（２１０）とが同心軸上に設けられていることを特徴とするトランスミッション。
請求項１記載のトランスミッションにおいて、前記主変速軸（２２０）の後部と第１出力伝動軸（９１０）の前部には、前後進切換機構（４００）を配設し、さらに、前記第１出力伝動軸（９１０）の後部と、副変速用伝動軸（５１６）との間には、副変速機構（５００）を配設し、前記主変速切換手段が配置された主変速軸（２２０）と、前記副変速用伝動軸（５１６）とが同心軸上に設けられ、該第１出力伝動軸（９１０）の後方に第２出力伝動軸（９６０）が配置され、前記第１伝動軸（２３０）と、第２伝動軸（２６０）と、第１出力伝動軸（９１０）と、第２出力伝動軸（９６０）は同一軸心上に配設したことを特徴とするトランスミッション。