JPH0419223A - 車両用変速装置、横軸装置および車両用パワートレーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、車両用変速装置、横軸装置およびこれらによ
って構成される車両用パワートレーンに関する。

［従来の技術］ 原動機の動力を左右の駆動輪に伝達して自走する各種車
両は、車両の走行速度や前後進を切り換える変速装置と
、動力を左右の駆動輪に分配する分配装置とからなるパ
ワートレーンを備えている。

変速装置としては、歯車の噛み合いによって動力を伝達
し、歯車の組み合せを変えることによって変速を行うダ
イレクトトランスミッションや、各速度段ごとに油圧ク
ラッチと遊星歯車装置を備えたいわゆるトルクフロート
ランスミッションあるいはパワーシフトトランスミッシ
ョン等が用いられている。

また原動機の動力を、油圧ポンプを介して油圧モータに
伝達し、油圧モータによって駆動輪を回転させる油圧式
変速機を用いることもある。

ブルドーザ等の装軌式車両の場合は、変速装置を通った
エンジンの動力を左右の横軸にそれぞれ分配し、横軸上
に設けたステアリングクラッチを経て終減速装置に伝達
し、終減速装置に連結された起動輪を回転させて履帯を
駆動している。装軌式車両の旋回は、前記ステアリング
クラッチの左右いずれか一方を切ることによって行われ
る。

［発明が解決しようとする課題］ ダイレクトトランスミッションやトルクフロートランス
ミッションあるいはパワーシフトトランスミッションは
、変速操作時にいったん原動機の動力を切らなければな
らない。たとえばダイレクトトランスミッションは原動
機の動力をメインクラッチを介してトランスミッション
の人力軸に伝達しているが、変速する場合はメインクラ
ッチを切って所望の速度段の歯車を噛み合わせ、この噛
み合わせが完了した時点で再びメインクラッチを係合さ
せる。また、いわゆるトルクフロートランスミッション
、パワーシフトトランスミッションの場合は、変速レバ
ーの操作により、それまで係合していた速度段のクラッ
チ作動油圧が下がって動力の伝達が切られ、次に変速し
ようとする速度段のクラッチ作動油圧が上昇してクラッ
チの係合が行われる。

ダイレクトトランスミッションは、いわゆるトルクフロ
ートランスミッション、パワーシフトトランスミッショ
ンや油圧式変速機に比へて構造が簡単であり、動力伝達
効率が良いが、変速あるいは前後進切り換えのつとメイ
ンクラッチの断続を行わなければならず、メインクラッ
チの断続操作が拙劣であるとショックが発生したり、メ
インクラッチの早期摩耗を起こす。また装軌式車両にお
いては、油圧式変速機を除く他の変速装置を用いた場合
、片方のステアリングクラッチを切って旋回するため、
−側の履帯な前進側に回転させ、他側の履帯を後進側に
回転させる超信地旋回ができない。

本発明は上記従来の問題点に着目し、変速操作時に動力
伝達の切れ目がなく、円滑かつ容易に変速することがで
きるような車両用変速装置と、この変速装置に接続する
横軸装置およびこれらからなる車両用パワートレーンを
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明に係る車両用変速装置
は、原動機の動力をそれぞれ独立に断続する２個のメイ
ンクラッチを介してそれぞれ独立に回転する２本の歯車
軸上に、それぞれ前後進切り換え手段と、一つおきの速
度段の歯車およびこれらの歯車の切り換え手段とを配設
し、前記−つおきの速度段の歯車とそれぞれ噛み合う従
動歯車を配設した２本の出力軸の先端にそれぞれ傘歯車
を固着する構成とし、 この車両用変速装置に接続する横軸装置は、前記変速装
置の２本の出力軸先端に固着した傘歯車とそれぞれ噛み
合う傘歯車を備えた２本の横軸に、左右のステアリング
クラッチおよびステアリングブレーキをそれぞれ設け、
これら２本の横軸の両端に受歯車を介して終減速装置に
動力を伝達する伝動歯車を備える構成とし、 車両用パワートレーンは、前記変速装置に配設した２本
の出力軸の軸端に設けた傘歯車と、前記横軸装置に配設
した２本の横軸に設けた傘歯車とをそれぞれ噛み合わせ
ることにより、原動機の動力を終減速装置を介して左右
の駆動輪に伝達する構成とした。

［作用］ 上記構成によれは、原動機から駆動輪に至るパワートレ
ーンを２系統としたので、一方のパワートレーンに動力
が伝達されているとき、他方のパワートレーンでは変速
のための歯車の切り換えを行うことができる。このため
変速時にあらためて歯車の切り換えを行う必要がなく、
変速操作による動力の断絶がほとんどない。更に旋回時
には２系統のパワラインにそれぞれ同時に回転数の異な
るトルクを伝達することにより、数種類の旋回方法を選
択することができる。

［実施例コ 以下に本発明に係る車両用変速装置、横軸装置および車
両用パワートレーンの実施例について、図面を参照して
詳細に説明する。

第１図は装軌式車両の動力伝達系統図である。

同図において、エンジン１の出力軸回転を断続する第１
メインクラツチ２および′第２メインクラッチ３が設け
られ、第１メインクラツチ２に接続するダイレクトトラ
ンスミッションの入力軸４の軸端に前後進用第１シンク
ロメツシユクラツチ５が固着されている。この前後進用
第１シンクロメツシユクラツチ５の前進側クラッチ５ａ
に連結された第１軸６に、第１後進歯車７と、第１軸６
上を軸受を介して空転する中空軸６ａ上に第２前進歯車
８、第２後進歯車９および同期噛み合い式の２速副歯車
１０．４速副歯車１１．６速副歯車１２と、同しく第１
軸６上にそれぞれ同期噛み合い式０式％ １５とが配設されている。

前記第２メインクラツチ３には、中空部に入力軸４を挿
通ずる中空軸を介して第２メインクラツチ主歯車１６が
固着され、第２軸１７には前記第２メインクラツチ主歯
車１６と噛み合う第２メインクラツチ副歯車１８と、前
記前後進用第１シンクロメツシユクラツチ５の後進側ク
ラッチ５ｂに固着された後進主歯車１９と噛み合い、中
間歯車２０を介して前記第１後進歯車７と噛み合う第１
後進副歯車２１と、前後進用第２シンクロメツシユクラ
ツチ２２とが配設されている。なお、前記第１後進副歯
車２１は第２軸１７に軸受を介して嵌着され、前後進用
第２シンクロメツシユクラツチ２２の前進側クラッチ２
２ａに固着された前進主歯車２３は前記第２前進歯車８
と、また後進側クラッチ２２ｂに固着された後進主歯車
２４は中間歯車２５を介して第２後進歯車９とそれぞれ
噛み合っている。

第１出力軸２６には、前記１速副歯車１３．３速副歯車
１４．５速副歯車１５とそれぞれ噛み合う１速主歯車２
７．３速主歯車２８．５速主歯車２９が固着され、トラ
ンスミッションケース３０から突出した第１出力軸２６
の軸端には第１小傘歯車３１が固着されている。また第
２出力軸３２には前記２速副歯車１０．４速副歯車１１
．６速副歯車１２とそれぞれ噛み合う２速主歯車３３．
４速主歯車３４．６速主歯車３５が固着され、トランス
ミッションケース３０から突出した第２出力軸３２の軸
端には第２小傘歯車３６が固着されている。

ステアリングケース３７内には、前記第１小傘歯車３１
と噛み合う第１大傘歯車３８を固着した第１横軸３９と
、第２小傘歯車３６と噛み合う第２大傘歯車４０を固着
した第２横軸４１とが配設され、これら２本の横軸３９
．４１はいずれも左右のステアリングクラッチ４２．４
３およ′ＣＪ４４゜４５と、左右のステアリンクブレー
キ４６．４７および４８．４９とを備え、それぞれ左右
の軸端に伝動歯車５０．５１および５２．５３を備え、
伝動歯車５０．５２と噛み合う受歯車５４は左終減速装
置５５を介して左起動輪５６に連結されている。また伝
動歯車５１．５３と噛み合う受歯車５７は右終減速装置
５８を介して右起動輪５９に連結されている。

次に変速時の動力伝達経路について説明する。

たとえば前進１速て走行する場合、第１メインクラツチ
２が係合し、前後進第１シンクロメツシユクラツチ５、
前後進第２シンクロメツシユクラツチ２２はともに前進
側が係合している。また第１横軸３９上のステアリング
クラッチ４６．４７も係合している。エンジン出力は第
１メインクラツチ２、前後進第１シンクロメツシユクラ
ツチ５の前進側クラッチ５ａを経て第１軸６に伝達され
、１速副歯車１３．１速主歯車２７、第１小傘歯車３１
、第１大傘歯車３８を経て第１横軸３９の左右の伝動歯
車５０．５１からそれぞれ左右の終減速装置５５．５８
に伝達され、起動輪５６．５９を駆動する。

前進１速から前進２速に増速する場合、まず中空軸６ａ
上の２速副歯車１０の同期噛み合い装置が係合し、次に
第２メインクラツチ３が係合すると同時に第１メインク
ラツチ２、ステアリングクラッチ４６．４７が切れ、ス
テアリングクラッチ４８．４９が係合する。これにより
エンジン出力は、第２メインクラツチ３、第２メインク
ラツチ主歯車１６、第２メインクラツチ副歯車１８、前
進主歯車２３、第２前進歯車８を経て中空軸６ａに伝達
され、２速副歯車１０．２速主歯車３３、第２小傘歯車
３６、第２大傘歯車４０を経て第２横軸４１の左右の伝
動歯車５２．５３からそれぞれ左右の終減速装置５５．
５８に伝達され、起動輪５６．５９を駆動する。

ギヤシフトの選択方法をモルバーのマニュアルシフトを
例にとって説明する。

運転者が第２図のような操作レバーを操作することによ
り、２系統のパワートレーンのうち動力を伝達していな
い方のパワートレーンの歯車が下記のように選択される
。

（１）２速で前進している場合、操作レバーをアップ側
に動かすと、動力を伝達していない側のパワートレーン
すなわち１．　３．　５速側のパワー）・レーンにおい
て３速副歯車１４の同期噛み合い装置が係合され、完全
に係合すると第１メインクラツチ２が係合する。これと
同時に第２メインクラツチ３、ステアリングクラッチ４
８．４９が切れ、ステアリングクラッチ４６．４７が係
合する。これによりエンジンの動力は、切れ目なく起動
輪に伝達される。

（２）２速て前進中に操作レバーをダウン側に動かすと
、動力を伝達していない側のパワー）・レーンすなわち
１．　３．　５速側のパワートレーンにおいて１速副歯
車１３の同期噛み合い装置か係合され、完全に係合する
と第１メインクラツチ２が係合する。以下（１）と同様
にメインクラッチ、ステアリングクラッチか切り換えら
れる。

（３）２速て前進中にレバーを右に少し動かすと、動力
を伝達していない側のパワートレーンすなわち１．　３
．　５速側のパワートレーンにおいて１速副歯車１３の
同期噛み合い装置が係合され、完全に係合すると第１メ
インクラツチ２が係合する。これと同時に、２速て回転
する第２横軸４１の右ステアリングクラッチ４９が切れ
、第１横軸３９の右ステアリングクラッチ４７が係合す
る。このときエンジン動力は二つのパワートレーンを通
り、第２横軸４１から左起動輪５６に２速が、また第１
横軸３９から右起動輪５９に１速がそれぞれ伝達される
ので、車両は右に緩旋回する。

（４）２速て前進中に、操作レバーを右にレバーストロ
ークのなかばまで動かすと、動力を伝達していない側の
パワートレーンすなわち１゜３．５速側のパワートレー
ンはニュートラルのまま、動力を伝達している側のパワ
ートレーンすなわち第２出力軸３２から第２大傘歯車４
０を経た第２横軸４１の右ステアリングクラッチ４９が
切れ、右ブレーキ４５がかかる。このため車両は右に信
地旋回する。

（５）２速で前進中に操作レバーを右にストロークエン
ドまで動かすと、動力を伝達していない側のパワートレ
ーンすなわち１．　３．　５速側のパワー、トレーンに
おいて１速副歯車１３の同期噛み合い装置が係合され、
完全に係合すると、前後進用第１シンクロメツシユクラ
ツチ５が前進から後進に切り換えられ、次に第１メイン
クラツチ２が係合する。更に第２横軸４１の右ステアリ
ングクラッチ４９と、第１横軸３９の左ステアリングク
ラッチ４６とが切れるので、左起動輪５６は２速で前進
方向に回転し、右起動輪５９は１速て後進方向に回転す
る。これにより車両は超信地旋回にほぼ等しい急旋回を
行う。

エンジン回転速度またはエンジンｌルウを検出して作動
する自動変速の場合は下記のようになる。

（１）無負荷で前進あるいは後進する場合、たとえば１
速で発進しても負荷が小さいため、エンジン回転数は高
く、トルクは小さい。エンジンの出力軸に装着したセン
サによりエンジン回転速度またはエンジントルクを検出
しておけば、動力を伝達していない側のパワートレーン
は、現在の速度段よりも高速側の歯車にあらかじめシフ
トしておき、シフトアップ点を超えた時点で直ちに第１
メインクラ・ジチと第２メインクラツチとを切り換え、
高速度段走行に移る。

（２）車両に徐々に負荷がかかった場合、エンジン回転
数が下がり、トルクが上がる。そこでエンジン回転速度
またはエンジントルクの変動を検出することにより、動
力を伝達していない側のパワートレーンを現在の速度段
より低速度段の歯車にあらかしめ入れておき、負荷が大
きくなった時点で第１メインクラツチと第２メインクラ
ツチを切り換え、低速度段走行に移る。

（３）はぼ一定の負荷で走行している場合、右または左
に旋回することを考えて、動力を伝達していない側のパ
ワートレーンを現在のシフトより１段階低速度段の歯車
にあらかじめ入れておき、右または左へ曲がる信号が人
力されたとき一方の横軸の左ステアリングクラッチと他
方の横軸の右ステアリングクラッチとを切って、右また
は左に旋回する。

このように本実施例では第１軸とこれに対応する第１出
力軸に一つおきの速度段歯車を配設し、第２軸とこれに
対応する第２出力軸に残りの速度段歯車を配設して、前
記２グループの歯車を交互に切り換え、増減速あるいは
旋回する構造とした。

本実施例では前後進６段切り換えのダイレクトトランス
ミッションについて説明したが、これに限るものではな
く、複数の速度段であれは本発明を利用することができ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれは、原動機から駆動輪
に至る動力伝達系統を２系統とし、一方の系統に動力が
伝達されているとき他方の系統て歯車の切り換えを行い
、変速あるいは前後進の切り換え時にはメインクラッチ
、ステアリングクラッチの切り換えのみて変速あるいは
進路変更ができる構造としたので、下記の効果が得られ
る。

（１）変速時あるいは進路変更時に動力伝達の切れ目が
ほとんどなく、円滑にかつ効率よく走行することができ
る。

（２）各速度段歯車あるいは前後進の切り換えは、動力
が伝達されていない側のパワートレーンで行われるため
、同期噛み合い装置の耐用寿命が長くなる。

（３）作業目的、地形等に応して最適の旋回半径を任意
に選択することができる。

（４）ダイレクトトランスミッションであるため、動力
伝達効率がよい。

（５）本発明によるダイレクトトランスミッションは、
車両系建設機械、装甲車その他各種車両において、容易
に自動変速装置として利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係る車両用パワートレーンの動力伝達
系統図、第２図は変速および進路変更用操作レバーの斜
視図である。 ２・・・・・・第１メインクラツチ ３・・・・・・第２メインクラツチ ５・・・・・・前後進用第１シンクロメツシユクラツチ ６・・・・・・第１軸 １７・・・・・・第２軸 ２２・・・・・前後進用第２シンクロメツシユクラツチ ２６・・・・・・第１出力軸 ３１・・・・・・第１小傘歯車 ３２・・・・・・第２出力軸 ３６・・・・・・第２小傘歯車 ３８・・・・・・第１大傘歯車 ３９・・・・・・第１横軸 ４０・・・・・・第２大傘歯車 ４１・・・・・・第２横軸 ４２．４３，４４．４５・・・・・中ステアリングクラ
ッチ ４６．４７，４８．４９・・・・・・ステアリングブレ
ーキ ５０．５１，５２．５３・・・・・・伝動歯車５４．５
７・・・・・・受歯車 ５５・・・・・・左終減速装置 ５８・・・・・・右終減速装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原動機の動力をそれぞれ独立に断続する２個のメ
   インクラッチを介してそれぞれ独立に回転する２本の歯
   車軸上に、それぞれ前後進切り換え手段と、一つおきの
   速度段の歯車およびこれらの歯車の切り換え手段とを配
   設し、前記一つおきの速度段の歯車とそれぞれ噛み合う
   従動歯車を配設した２本の出力軸の先端にそれぞれ傘歯
   車を固着した構成を特徴とする車両用変速装置。
2. （２）請求項（１）記載の車両用変速装置の２本の出力
   軸先端に固着した傘歯車とそれぞれ噛み合う傘歯車を備
   えた２本の横軸に、左右のステアリングクラッチおよび
   ステアリングブレーキをそれぞれ設け、これら２本の横
   軸の両端に受歯車を介して終減速装置に動力を伝達する
   伝動歯車を備える構成を特徴とする横軸装置。
3. （３）請求項（１）記載の変速装置に配設した２本の出
   力軸の軸端に設けた傘歯車と、請求項（２）記載の横軸
   装置に配設した２本の横軸に設けた傘歯車とをそれぞれ
   噛み合わせることにより、原動機の動力を終減速装置を
   介して左右の駆動輪に伝達する車両用パワートレーン。