JP4975488B2 - 油圧クラッチ - Google Patents

Description

本発明は、トラクタ等の作業車輌に搭載される変速装置の油圧クラッチに係り、詳しくは、クラッチドラム及びクラッチハブに設けられた多数の摩擦板の圧接操作によってエンジンからの動力を断接する油圧クラッチに関する。

従来、エンジンからの動力を断接する主クラッチにおいて、ベアリングによってクラッチドラム及びクラッチハブの軸方向移動を規制する多板式油圧クラッチが案出されている（特許文献１参照）。

該油圧クラッチは、入力側の軸と、出力側の軸と、の２つの軸の間に介在して構成されており、入力側の軸にはクラッチドラムがスプライン係合され、出力側の軸にはクラッチハブがスプライン係合されている。上記２つの軸には、それぞれボールベアリングが固定されており、クラッチドラム及びクラッチハブは、互に離間する方向の軸方向移動を該ボールベアリングによって規制されている。

また、クラッチドラムのボス部は、クラッチハブに向かって延設されており、ニードルベアリングを介して出力側の軸にも嵌挿されている。該クラッチドラムのボス部の外周と、クラッチハブの内周との間には近接移動防止用のボールベアリングが固定されており、クラッチドラム及びクラッチハブは該ボールベアリングによって互に近接する方向の軸方向移動が規制されている。

特開昭６３−１５２７２７号報

上記のような構成によると、クラッチドラム及びクラッチハブの過度の軸方向移動を規制することが出来るが、主クラッチ装置の構造が複雑になると共に、組立て作業が難しく、作業効率が低下していた。

そこで本発明は、クラッチドラム及びクラッチハブの軸方向の移動を簡単な構成で規制すると共に、組立て容易な油圧クラッチを提供することを目的とする。

本発明は、同軸上にかつ対向配置された第１の軸（８）及び第２の軸（１０）に、クラッチハブ（２）及びクラッチドラム（３）の一方がそれぞれスプライン（２ｄ，３ｄ）係合により配置され、これらクラッチハブ（２）及びクラッチドラム（３）の間に多板からなる摩擦板（５）を介在し、かつ前記クラッチドラム（３）に油圧アクチュエータ（１４）を配置して、該油圧アクチュエータ（１４）への油圧の給排により前記第１及び第２の軸（８，１０）との間で動力を断接する油圧クラッチ（１）において、
前記クラッチハブ（２）及びクラッチドラム（３）は、前記第１の軸又は第２の軸（８，１０）にそれぞれ係合するスプライン（２ｄ，３ｄ）を有するボス部（２ａ，３ａ）を有すると共に、これら両ボス部（２ａ，３ａ）の一端を互に対向して配置し、
前記両ボス部（２ａ，３ａ）のいずれか一方に、前記両ボス部（２ａ，３ａ）の対向する空間（１１）に位置して前記クラッチハブ（２）及び前記クラッチドラム（３）の互に近づく方向の軸方向移動を規制するストッパ部材（６）を装着した、
ことを特徴とする油圧クラッチにある。

前記ストッパ部材（６）は、前記両ボス部（２ａ，３ａ）のスプライン（２ｄ，３ｄ）の一方にスプライン係合により装着されると共に、前記両ボス部（２ａ，３ａ）の他方を有するクラッチハブ（２）又はクラッチドラム（３）と同じ材料で形成されてなる。

前記油圧クラッチ（１）は、作業車輌の走行変速装置（Ａ）の入力側軸（８）と出力側軸（１０）との間に設けられ、前記走行変速装置（Ａ）を変速する際に断接制御されてなる。

請求項１に係る本発明によると、クラッチドラムがストッパ部材にて軸方向移動量が規制されるため、油圧アクチュエータのピストン部材又はクラッチドラムが過度に軸方向に移動してシールリングが外れて油圧漏れを生じる事を防止でき、対向する第１及び第２の軸間にスプライン係合により容易に組立て・配置することが可能な油圧クラッチでありながら、油圧クラッチの機能を確実にして信頼性を向上することができる。

更に、ストッパ部材は、両ボス部の一方と一体に回転するように装着され、当接して摺接する側のボス部を有するクラッチハブ又はクラッチドラムと同じ材料からなるので、摩擦摺接する両部材が同じ硬度からなり、早期に摩耗が進行することを防止できる。

請求項２に係る本発明によると、上記油圧クラッチを作業車輌の走行変速装置に適用して、変速装置の組立て性を良好にすると共に、信頼性も向上し、かつ安価な走行変速装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図２は、本実施形態に係る作業車輌の走行変速装置Ａの断面を示したものである。なお、説明の便宜上、図中左側の伝動上流を前方、図中右側の伝動下流を後方という。

図２において、２０は、エンジンからの動力を出力軸２１に設けた出力ギヤ２１ａを介して動力伝達する主変速装置であり、該主変速装置２０と、前後進切換え装置４０と、の間にはエンジンからの動力伝達を断接する主クラッチ１が配置されている。また、前後進切換装置４０と隣接して副変速装置５０が配設され、後輪車軸へと動力伝達される。一方、前輪にはミッションケース１６底部に開口した開口部を閉塞するケーシング１６に設けられた前輪動力取出し装置３０によって動力伝達がなされる。

主変速装置２０は、出力ギヤ２１ａと噛合する伝達ギヤ２２ａを前端に設けた主軸２２と、一側において主軸２２と軸方向平行に設けられた第１の軸８と、を有している。

主軸２２には、４つの伝動比の異なる主変速駆動側のギヤ２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅを備えており、第１の軸８に設けられた伝動比の異なる４つの主変速従動側のギヤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄと噛合する。該従動側のギヤの間（ギヤ２３ａと２３ギヤｂとの間、ギヤ２３ｃと、ギヤ２３ｄとの間）には、常時噛合い式（シンクロメッシュ方式）のシフト部材２４，２５が介装されている。該シフト部材２４，２５によって、上記４つの従動側ギヤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄは、選択的に１つのギヤが連動状態とされる。

主変速装置２０と、前後進切換装置４０との間には、主クラッチ１が設けられており、第１の軸８後端に配設されたクラッチハブ２と、後述する前後進切換装置４０の第２の軸１０前端に配設されたクラッチドラム３と、に設けられた摩擦部材５をピストン４により係合することによって、エンジンからの動力を断接する。

主クラッチ１と隣接する前後進切換装置４０は、第１の軸８と同軸上に設けられた第２の軸１０と、一側において第２の軸１０と軸方向平行に設けられた後進用アイドル軸４２と、他側において第２の軸１０と軸方向平行に設けられた前後進軸４３とを有している。

第２の軸１０には、ギヤ４１ａ、４１ｂが設けられており、ギヤ４１ａは、後進用アイドル軸４２に嵌挿された後進用伝達ギヤ４２ａと噛合し、該後進用伝達ギヤ４２ａは、前後進軸４３に嵌挿された後進用ギヤ４３ａと噛合する。また、第２の軸１０のギヤ４１ｂは、前後進軸４３に嵌挿された前進用ギヤ４３ｂと噛合する。

前進用ギヤ４３ｂと後進用ギヤ４３ａとの間には、シフト部材４４が介装されており、前進用ギヤ４３ｂか、後進用ギヤ４３ａか、のどちらか一方のみが選択的に連動状態とされる。

前後進切換装置４０の後方には、副変速装置５０が設けられており、前後進軸４３と同軸上かつ後方に配設される副変速軸５１と、一側において副変速軸５１と軸方向平行に設けられている伝動軸５２と、伝動軸５２の後端と連結している連動軸５３とを有している。

副変速軸５１には、副変速ギヤ５１ａ、５１ｂが設けられており、副変速ギヤ５１ａ，５１ｂ間にはシフト部材５６が介装されている。副変速ギヤ５１ａ、５１ｂは、伝動軸５２に嵌挿されているギヤ５２ａ，５２ｂと噛合し、シフト部材５６によってどちらか一方の副変速ギヤ５１ａ，５１ｂが、ギヤ５２ａ，５２ｂと選択的に係合される。

また、連動軸５３に設けられたギヤ５３ａ，５３ｂは、他側において連動軸５３と軸方向平行に配設された切換え軸５４に回転自在に嵌挿された超低速用ギヤスリーブ６１ａ、ベアリングを介して切換え軸５４に回転自在に設けられたギヤ５４ｃと噛合するように設けられている。

切換え軸５４には、超低速用ギヤユニット６０の超低速用ギヤスリーブ６１ａ、ギヤ５４ｃの他に、切換え軸５４に固定された前輪駆動用ギヤ５４ｂ，クイックターン用ギヤスリーブ５４ａ及び該クイックターン用ギヤスリーブ５４ａと一体に設けられた小径の切換え軸駆動用ギヤ５４ｄが設けられている。

他側において切換え軸５４と軸方向平行に設けられたファイナル軸５５には、超低速用ギヤ６１ｂ、後輪駆動用ギヤ５５ａ及び伝動ギヤ５５ｂが備わっている。超低速ギヤ用６１ｂと、後輪用駆動ギヤ５５ａとの間には、シフト部材５７が介装されており、後輪駆動用ギヤ５５ａもしくは、超低速用ギヤ６１ｂを選択的に連動状態にし、ベベルギヤ５８を介して後輪駆動軸５９に動力伝達している。また、シフト部材５７が中立位置にある場合、各ギヤ５５ａ，６１ｂは、ファイナル軸５５に対して空転している。伝動ギヤ５５ｂは、切換え軸５４の切換え軸駆動用ギヤ５４ｄと噛合しており、切換え軸５４をファイナル軸５５と連動して回転させる。

一方、前輪動力取出し装置３０は、一側において切換え軸５４と平行に前方へと延設された前輪駆動軸３１を有している。該前輪駆動軸３１には、前輪動力取出し用のギヤ５４ａ，５４ｂと噛合するクイックターン用ギア３２ｃと、通常、連動状態にある標準用ギヤ３２ｄと、が標準用油圧クラッチＣ１及びクイックターン用油圧クラッチＣ２を介して設けられている。

次に本発明の要部である主クラッチについて説明する。

図１に示すように、主クラッチ１は、エンジン（不図示）からの動力を伝達する入力側の第１の軸８と、出力側の第２の軸１０とに亘って設けられており、クラッチハブ２と、多数の内摩擦板５ａ及び外摩擦板５ｂからなる多板摩擦板５と、これらの摩擦板５を断接する油圧アクチュエータ１４とを備える。該油圧アクチュエータ１４は、クラッチドラム３と、ピストン４と、リターンスプリング７を有しており、これらにより作動油室ｃを構成している。

クラッチドラム３は、第２の軸１０を被覆するように円筒状に設けられたドラムボス部３ａと、該ドラムボス部３ａの中央近傍から外周側に延設されたフランジ状のドラムフランジ部３ｃと、ドラムフランジ部３ｃの外周からドラムボス部３ａよりも長く前方へ延設されたドラム部３ｂからなる。

ドラムボス部３ａの内周面には、スプライン３ｄが形成されており、第２の軸１０とスプライン係合している。また、該ドラムボス部３ａの外周面と、ドラム部３ｂ及びドラムフランジ部３ｃの内周面と、によってシリンダが形成されている。

ピストン４は、クラッチドラム３のドラム部３ｂの内周面と略々同じ形状をしており、上記シリンダに内包されている。該ピストン４は、シリンダにシーリング材１５ａ，１５ｂを介して油密状に嵌合されており、シリンダと、ピストン４の背面とで作動油室ｃが構成されている。また、該作動油室ｃの対向側には、リターンスプリング７が配設されており、ピストン４を常に摩擦部材５から離間させる方向へと付勢している。

クラッチハブ２は、第１の軸８を被覆するように円筒状に構成されたハブボス部２ａと、該ハブボス部２ａ後端から外周側に延設されたフランジ状のハブフランジ部２ｃと、ハブフランジ部２ｃの外周側から後方へと延設されたハブドラム部２ｂとからなる。該ハブボス部２ａの内周面には、スプライン部２ｄが形成されており、第１の軸８とスプライン係合している。

また、ハブボス部２ａはその前端において第１の軸８にスナップリング１２ａにより固定されたボールベアリング１２と当接しており、クラッチハブ２は、該ボールベアリング１２と、ハブボス２ａと、が当接することにより、軸方向前方（クラッチハブ２と、クラッチドラム３が互に離間する方向）への移動を規制されている。

一方、クラッチドラム３の後方にもスナップリング１３ａによって第２の軸１０に固定されたボールベアリング１３が設けられており、ドラムボス部３ａの後端と、該ボールベアリング１３とが当接することによってクラッチドラム３の軸方向後方（クラッチハブ２と、クラッチドラム３が互に離間する方向）への移動を規制している。

上記、第１の軸８と、第２の軸１０との間には、所定の空間１１が空いており、クラッチハブ２のハブボス部２ａと、クラッチドラム３のドラムボス部３ａとが対向して突出していると共にストッパ部材６が配置されている。該ストッパ部材６は、フランジ部６ａとボス部６ｂとが一体に形成されてなり、ボス部６ｂの外周に形成されたスプライン６ｄが前記ドラムボス部３ａのスプライン３ｄに嵌合してクラッチドラム３と一体に回転する。また、該ストッパ部材６は、軸方向に一定の厚さを有するフランジ部６ａが、クラッチハブ２のハブボス部２ａと当接することによって、クラッチハブ２及びクラッチドラム３が互に近接する方向に軸方向移動することを規制している。

更に、ストッパ部材６はクラッチハブ２と同素材（本実施例においては浸炭材）から出来ており、クラッチドラム３は、クラッチハブ２と異なった部材（本実施例においては鋳物（ＦＣ材））から構成されている。そのため、クラッチハブ２とクラッチドラム３との軸方向移動によって、ハブボス部２ａと、ストッパ部材６とが摩擦摺動しても同素材からなるため、均等に摩耗し、早期の摩耗を防止すると共に、異なる素材からなるドラムボス部３ａがハブボス部２ａと摩擦摺動し、偏摩耗することを防止している。

また、主クラッチ１は、外部で主クラッチ１を組立ててから、該主クラッチ１に第１の軸８及び第２の軸１０を嵌挿して組立てる他に、クラッチドラム３、ピストン４等を後部アッシー１８として１つのユニットとして構成し、第１の軸にクラッチハブ２を組付けた後に、後部アッシー１８をクラッチハブ２に組付け、最後に第２の軸１０を後部アッシー１８に嵌挿することによって組立てることも出来る。

なお、参考例として、ストッパ部材６は、クラッチハブ２と同素材としたが、自己潤滑材を用い、ハブボス部２ａと、ストッパ部材６との間を潤滑するように構成しても良く、クラッチハブ２と同程度の硬度の素材としても良い。

以下に本発明に係る油圧クラッチの作用について説明する。

主クラッチ１は、作業油室ｃに圧力室ａ，油孔ｂを介してオイルポンプ（不図示）からの圧油が供給されると、ピストン４が該作業油室ｃの油圧に従って、摩擦部材５を押圧し、エンジンからの動力を第１の軸８から第２の軸１０へと動力伝達する。

クラッチドラム３とクラッチハブ２の相対的な軸方向移動は、ストッパ部材６が、ハブボス部２ａと当接することによって規制され、このときクラッチハブ２は、第１の軸８に固定されているボールベアリング１２と当接することによって、軸方向移動を規制されている。

クラッチドラム３は、第２の軸１０に固定されたボールベアリング１３と当接することによって軸方向移動が規制される。

上記のように主クラッチ１を構成したため、クラッチドラム３及びクラッチハブ２が近接する方向に移動すると、ストップ部材６と、ハブボス部２ａとが当接し、クラッチドラム３の過度な軸方向の移動を防止することができると共に、該クラッチドラム３の過度な軸方向の移動によって、シールリング１５ｃが外れ、圧力室ａから油圧が漏れることも防止することができる。

また、該ストッパ部材６はクラッチハブ２と同素材から構成されているので、ストッパ部材６と、クラッチハブ２との摩擦摺動によって早期に摩耗が進行することを防止することができ、硬度の違う素材からなるクラッチドラム３と、クラッチハブ２とが摩擦摺動することによって、一方が偏摩耗することも防止することができる。

更に、簡単な構成で、クラッチドラム３及びクラッチハブ２の軸方向の移動を規制することができ、組立て作業も容易となる。

本発明に係る主クラッチの要部拡大断面図。 本発明に係る動力伝達装置の断面図。

符号の説明

１ 油圧クラッチ（主クラッチ）
２ クラッチハブ
２ａ ハブボス部
２ｄ ハブスプライン部
３ クラッチドラム
３ａ ドラムボス部
３ｄ ドラムスプライン部
５ 摩擦部材
６ ストッパ部材
８ 第１の軸
１０ 第２の軸
１１ 空間
１４ 油圧アクチュエータ
Ａ 走行変速装置

Claims (2)

1. 同軸上にかつ対向配置された第１の軸及び第２の軸に、クラッチハブ及びクラッチドラムの一方がそれぞれスプライン係合により配置され、これらクラッチハブ及びクラッチドラムの間に多板からなる摩擦板を介在し、かつ前記クラッチドラムに油圧アクチュエータを配置して、該油圧アクチュエータへの油圧の給排により前記第１及び第２の軸との間で動力を断接する油圧クラッチにおいて、
   前記クラッチハブ及びクラッチドラムは、前記第１の軸又は第２の軸にそれぞれ係合するスプラインを有するボス部を有すると共に、これら両ボス部の一端を互に対向して配置し、
   前記両ボス部のいずれか一方に、前記両ボス部の対向する空間に位置して前記クラッチハブ及び前記クラッチドラムの互に近づく方向の軸方向移動を規制するストッパ部材を装着し、
   前記ストッパ部材は、前記両ボス部のスプラインの一方にスプライン係合により装着されると共に、前記両ボス部の他方を有するクラッチハブ又はクラッチドラムと同じ材料で形成されてなる、
   ことを特徴とする油圧クラッチ。
2. 前記油圧クラッチは、作業車輌の走行変速装置の入力側軸と出力側軸との間に設けられ、前記走行変速装置を変速する際に断接制御されてなる、
   請求項１記載の油圧クラッチ。

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