JPH06221427A - 作業車の走行変速構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走行用のギヤ変速装置をアクチュエータ及び
走行変速用のクラッチにより、自動的に変速操作するよ
うに構成した作業車の走行変速構造において、ギヤ変速
装置内の上手側及び下手側の伝動軸の回転数を素早く合
致させて、アクチュエータによる変速操作が素早く円滑
に行えるようにする。 【構成】 ギヤ変速装置Ａの前後に、油圧式の前進伝動
クラッチ５及び後進伝動クラッチ６、伝動クラッチ１９
を配置して、前進状態でのアクチュエータＴ１，Ｔ２に
よるギヤ変速装置Ａの変速操作に伴い、前進伝動クラッ
チ５及び伝動クラッチ１９を伝動遮断操作すると共に、
前進伝動クラッチ５から抜いた作動油を後進伝動クラッ
チ６に供給してこれを軽く伝動側に操作する。これによ
り、後進伝動クラッチ６からの逆転動力によって、高速
で回転している伝動軸３５の回転数が強制的に落とされ
て、下手側の伝動軸３６の回転数に素早く近づく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ギヤ変速装置を装備し
た作業車の走行変速構造において、変速用の操作指令に
基づき自動的に走行変速用のクラッチを伝動遮断状態に
操作し、アクチュエータによりギヤ変速装置を変速操作
して、再び走行変速用のクラッチを自動的に伝動状態に
操作する構成を備えたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】前述のような作業車の走行変速構造の一
例が、特開平３−２０９０５６号公報に開示されてい
る。この構造では、アクチュエータ（前記公報の第４図
中の１１，１２）により変速操作されるギヤ変速装置
（前記公報の第４図中のＡ）の下手側に、走行変速用の
クラッチ（前記公報の第４図中の３）を配置している。
これにより、変速用の操作指令に基き走行変速用のクラ
ッチが自動的に伝動遮断状態に操作されて、アクチュエ
ータによりギヤ変速装置が変速操作される。そして、変
速操作が終了すると走行変速用のクラッチが自動的に伝
動状態に操作されていくのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述のようなギヤ変速
装置は、ある伝動ギヤに咬合しているシフトギヤをスラ
イド操作して、この伝動ギヤから離し操作し所望の伝動
ギヤに咬合させるような操作を行う。この場合、シフト
ギヤを所望の伝動ギヤに咬合させる際に、シフトギヤと
所望の伝動ギヤの回転数を合致させながら、シフトギヤ
をこの伝動ギヤに咬合させるような状態となる（特にシ
ンクロメッシュ型式の場合）。

【０００４】これにより前記公報の従来の構造におい
て、変速用の操作指令に伴い走行変速用のクラッチ（前
記公報の第４図中の３）が伝動遮断状態に操作された場
合、ギヤ変速装置（前記公報の第４図中のＡ）におい
て、走行変速用のクラッチ側の伝動軸は自由回転状態と
なるのに対して、エンジン（前記公報の第４図中の１）
側の伝動軸は、エンジンの動力によりある回転数で高速
回転駆動されており、両伝動軸の回転数の差は比較的大
きな状態となっている。従って、以上の状態でアクチュ
エータによりギヤ変速装置を変速操作しようとした場
合、走行変速用のクラッチ側の伝動軸の回転数をエンジ
ン側の伝動軸に合致させるようにして変速操作が行わ
れ、その回転数の合致に少し時間が掛かるので、アクチ
ュエータによる素早く円滑な変速操作が行われるように
すると言う面で改善の余地がある。本発明は、変速操作
時にギヤ変速装置の上手側及び下手側の伝動軸の回転数
が素早く合致して、アクチュエータによるギヤ変速装置
の変速操作が素早く円滑に行えるように構成することを
目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は以上のよ
うな作業車の走行変速構造において、次のように構成す
ることにある。つまり、エンジンの下手側に、前進用の
動力を伝達する油圧式の前進伝動クラッチと、後進用の
動力を伝達する油圧式の後進伝動クラッチとを並列的に
配置し、前進及び後進伝動クラッチの下手側に走行用の
ギヤ変速装置、この下手側に走行変速用の伝動クラッチ
を配置して、操作指令に基づきギヤ変速装置のシフトギ
ヤをスライド操作して変速操作を行うアクチュエータを
備えると共に、前進伝動クラッチに作動油が供給されて
これが伝動状態に操作され、後進伝動クラッチから作動
油が抜かれてこれが伝動遮断状態に操作された前進状態
において、アクチュエータによる変速操作が開始される
と、これに連動して前進伝動クラッチから作動油を抜い
てこれを伝動遮断状態に操作し、抜かれた作動油を後進
伝動クラッチに供給してこれを伝動状態側に操作する第
１制御手段と、これに連動して伝動クラッチを伝動遮断
状態に操作する第２制御手段と、アクチュエータによる
変速操作終了に連動して、後進伝動クラッチから作動油
を抜いてこれを伝動遮断状態に操作し、且つ、前進伝動
クラッチ及び伝動クラッチを伝動状態に操作する第３制
御手段とを備えてある。

【０００６】

【作用】本発明のように構成すると例えば図１及び図３
に示すように、前進伝動クラッチ５が伝動状態に操作さ
れ、後進伝動クラッチ６が伝動遮断状態に操作された前
進状態において、アクチュエータＴ１，Ｔ２によりギヤ
変速装置Ａの変速操作が開始されると、これに連動して
ギヤ変速装置Ａの上手側（エンジン１側）の前進伝動ク
ラッチ５から作動油が抜かれて、これが伝動遮断状態に
操作されるのであり、下手側の伝動クラッチ１９も伝動
遮断状態に操作される（図３の時点Ａ１参照）。以上の
ように、前進伝動クラッチ５及び伝動クラッチ１９を伝
動遮断状態に操作すると、ギヤ変速装置Ａにおける上手
側（エンジン１側）の伝動軸３５及び下手側の伝動軸３
６が、自由回転状態となる。このように、上手側（エン
ジン１側）の伝動軸３５もエンジン１から切り離して自
由回転状態にしてやると、この伝動軸３５がエンジン１
の動力で駆動されている従来の構造よりも、両伝動軸３
５，３６の回転数が合致し易くなるのである。

【０００７】しかし、前進伝動クラッチ５及び伝動クラ
ッチ１９を伝動遮断状態に操作した直後、上手側（エン
ジン１側）の伝動軸３５は、エンジン１の動力に対応し
た高速で自由回転しているのに対して、下手側の伝動軸
３６は機体の走行速度に対応した低速で自由回転してお
り、両伝動軸３５，３６の回転数差は大きなものとなっ
ている場合がある。この場合、図２に示すように前進伝
動クラッチ５から抜けた作動油が（第１切換弁３２の内
部油路３２ａを参照）、後進伝動クラッチ６に供給され
る。これにより、後進伝動クラッチ６の圧力が上昇し
て、後進伝動クラッチ６が伝動状態側に操作される。以
上のようにして後進伝動クラッチ６が伝動状態側に操作
されると、図１において後進伝動クラッチ６から逆転動
力がギヤ変速装置Ａの上手側（エンジン１側）の伝動軸
３５に伝達されて、この伝動軸３５の回転数が強制的に
落とされる。これにより、ギヤ変速装置Ａにおける上手
側（エンジン１側）の伝動軸３５の回転数が、下手側の
伝動軸３６の回転数に急速に近づいて、両伝動軸３５，
３６の回転数が合致するのであり、アクチュエータＴ
１，Ｔ２によるギヤ変速装置Ａの変速操作が素早く円滑
に行われるのである。そして、アクチュエータＴ１，Ｔ
２による変速操作が完了すると、前進伝動クラッチ５及
び伝動クラッチ１９が伝動状態に操作されるのである。

【０００８】この場合、前進伝動クラッチ５及び伝動ク
ラッチ１９を伝動遮断状態に操作した直後に、専用のブ
レーキ等により上手側（エンジン１側）の伝動軸３５に
制動を掛けることも考えられるが、構造の複雑化や生産
コストの上昇等を伴う場合がある。これに対して本発明
では、既存の構造と言って良い前進及び後進切換操作用
の前進及び後進伝動クラッチのうちの後進伝動クラッチ
を利用しているので、前述のような専用のブレーキ等を
設ける必要はない。そして、後進伝動クラッチを伝動状
態側に操作する場合、前進伝動クラッチから抜いた作動
油を利用して後進伝動クラッチに供給しているので、前
進状態での変速操作時に後進伝動クラッチを伝動状態側
に操作する為の作動油を供給する専用の供給源が必要な
くなる。又、前進伝動クラッチから抜いた作動油を最短
距離で後進伝動クラッチに供給するように構成すること
が容易に行えるので、前進状態での変速操作時に後進伝
動クラッチが遅れることなく素早く伝動状態側に操作さ
れる。

【０００９】

【発明の効果】以上のように、変速操作時にギヤ変速装
置の上手側及び下手側の両方で伝動遮断操作を行うと同
時に、回転数の高い上手側の伝動軸の回転数を強制的に
落とすことにより、ギヤ変速装置の上手側及び下手側の
両伝動軸の回転数を素早く合致させることができるよう
になって、アクチュエータによるギヤ変速装置の変速操
作が素早く円滑に行われるように構成でき、作業車の変
速操作性能を向上させることができた。この場合、既存
の構造である後進伝動クラッチを利用して上手側の伝動
軸の回転数を落としているので専用のブレーキ等が不要
になると共に、前進伝動クラッチから抜かれた作動油を
利用して後進伝動クラッチを伝動状態側に操作している
ので、作動油の専用の供給源が必要なくなり、構造の複
雑化や生産コストの上昇等を伴うようなことがない。そ
して、前進伝動クラッチから抜いた作動油を最短距離で
後進伝動クラッチに供給して、後進伝動クラッチを遅れ
ることなく素早く伝動状態側に操作することができるの
で、回転数の高い上手側の伝動軸の回転数を強制的に落
とす操作も遅れることなく素早く行われるので、作業車
の変速操作性能をさらに向上させることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （１）図１は作業車の一例である四輪駆動型の農用トラ
クタのミッションケース８内を示しており、エンジン１
からの動力が伝動軸２及びクラッチ機構３を介して、Ｐ
ＴＯ軸４に伝達されてＰＴＯ系が構成されている。エン
ジン１からの動力が前進伝動クラッチ５又は後進伝動ク
ラッチ６、円筒軸１１、主変速装置Ａ（ギヤ変速装置に
相当）、伝動クラッチ１９、第１副変速装置Ｂ、第２副
変速装置Ｃ及び後輪デフ装置７ａを介して後輪７に伝達
されて、走行系が構成されている。そして、後輪デフ装
置７ａの直前から分岐した動力を伝動軸９、油圧クラッ
チ型式の前輪変速装置Ｄ、前輪伝動軸１２及び前輪デフ
装置１０ａを介して前輪１０に伝達するように構成して
いる。

【００１１】前進伝動クラッチ５及び後進伝動クラッチ
６は、摩擦板（図示せず）とピストン（図示せず）とを
組み合わせた多板摩擦式の油圧操作式で、作動油を供給
することにより伝動状態に操作される。そして、前進伝
動クラッチ５を伝動状態に操作すると、エンジン１の動
力が前進伝動クラッチ５から円筒軸１１に直接流れて機
体は前進する。後進伝動クラッチ６を伝動状態に操作す
ると、エンジン１の動力が後進伝動クラッチ６及び伝動
軸３１を介して、逆転状態で円筒軸１１に伝達されて機
体は後進する。

【００１２】主変速装置Ａは２組のシフトギヤＳ１をス
ライド操作するシンクロメッシュ型式に構成されて４段
に変速可能であり、エンジン１側の円筒軸１１からの動
力が伝動軸３５に伝達され、この伝動軸３５から円筒状
の伝動軸３６に伝達され４段に変速操作されて、伝動ク
ラッチ１９に伝達される。第１副変速装置Ｂもシフトギ
ヤＳ２をスライド操作するシンクロメッシュ型式に構成
されている。そして、主変速装置Ａの両シフトギヤＳ１
をスライド操作する油圧シリンダＴ１，Ｔ２（アクチュ
エータに相当）、第１副変速装置ＢのシフトギヤＳ２を
スライド操作する油圧シリンダＴ３を備えている。

【００１３】各油圧シリンダＴ１，Ｔ２，Ｔ３により変
速操作を行う際において、その開始に連動して前進伝動
又は後進伝動クラッチ５，６の伝動遮断状態への操作、
及び伝動クラッチ１９の伝動遮断状態への操作を行い、
変速操作終了に連動して前進伝動又は後進伝動クラッチ
５，６、及び伝動クラッチ１９の伝動状態への操作を行
う油圧制御系を備えており、油圧によって変速操作が行
えるように構成している。又、第２副変速装置Ｃは、変
速レバー（図示せず）によりシフトギヤを直接にスライ
ド操作する手動操作式である。

【００１４】（２）次に油圧シリンダＴ１，Ｔ２，Ｔ
３、前進伝動及び後進伝動クラッチ５，６、伝動クラッ
チ１９の油圧制御系について説明する。図２に示すよう
に、油圧ポンプ１３からの作動油をロータリ弁１５を介
して３組の油圧シリンダＴ１，Ｔ２，Ｔ３に供給してお
り、これら３組の油圧シリンダＴ１，Ｔ２，Ｔ３の作動
時においてパイロット圧が増減する一対のパイロット油
路１６，２９が備えられている。油圧ポンプ１３からの
作動油が油路１７を介してロータリ弁１５に供給されて
おり、作動油が油路１８、電磁比例圧力制御弁型式の前
進制御弁２７及び後進制御弁２８、第１切換弁３２を介
して前進伝動及び後進伝動クラッチ５，６に供給されて
いる。

【００１５】油路１８から分岐した油路２０から作動油
が、第２切換弁２６を介して伝動クラッチ１９に供給さ
れており、パイロット油路１６，２９が第１及び第２切
換弁３２，２６の各々に接続されている。パイロット油
路１６，２９のパイロット圧を制御する制御弁２１，２
２が設けられており、主変速装置Ａ用の油圧シリンダＴ
１，Ｔ２からのパイロット油路２３，２４、及び第１副
変速装置Ｂ用の油圧リンダＴ３からのパイロット油路２
５が、制御弁２１，２２に各々図２に示すように接続さ
れている。

【００１６】ロータリ弁１５と機械的に連動連結され
て、ロータリ弁１５を中立位置及び１速〜８速位置に操
作可能な変速レバー１４が備えられており、変速レバー
１４の操作位置が制御装置３０に電気的に入力されてい
る。前進及び後進切換用の前後進レバー３３が備えられ
ており、この前後進レバー３３の操作位置が制御装置３
０に電気的に入力されている。

【００１７】（３）次に、変速操作時における各部の動
作について説明する。図２は前後進レバー３３を前進位
置Ｆに操作し、変速レバー１４を１速位置に操作してい
る状態であり、主変速装置Ａの油圧シリンダＴ１が１速
位置に移動して油圧シリンダＴ２が中立位置に位置し、
第１副変速装置Ｂの油圧シリンダＴ３が低速側に位置し
ている。これにより、油圧シリンダＴ１からのパイロッ
ト作動油により制御弁２１が切換操作されて、油圧シリ
ンダＴ３からのパイロット作動油が、パイロット油路２
５及び制御弁２２，２１を介してパイロット油路１６，
２９に供給されており、第１及び第２切換弁３２，２６
が図２に示す連通位置に切換操作されている。従って、
油路１８からの作動油が前進制御弁２７及び第１切換弁
３２を介して前進伝動クラッチ５に供給されて、これが
伝動状態に操作されている（後進伝動クラッチ６は後進
制御弁２８により伝動遮断状態に操作）。そして、油路
２０からの作動油が第２切換弁２６を介して伝動クラッ
チ１９に供給されて、これが伝動状態に操作されてお
り、機体は前進１速状態で走行している。

【００１８】以上の構成により図２に示すような前進１
速状態において、変速レバー１４を１速位置から２速位
置に操作し始めたとする。この場合、ロータリ弁１５か
らの作動油により油圧シリンダＴ１が１速位置から２速
位置側に移動し始めると、図３及び図２に示すようにパ
イロット油路２３のパイロット圧が低下して制御弁２１
が切換操作され、パイロット油路１６，２９が排油状態
となる。これにより、第１及び第２切換弁３２，２６が
切換操作されて、前進伝動クラッチ５及び伝動クラッチ
１９から作動油が急速に抜かれて、これらが急速に伝動
遮断状態に操作されるのであり（図３の時点Ａ１）、こ
れと同時に前進制御弁２７も排油位置に切換操作される
（以上、第１及び第２制御手段に相当）。

【００１９】以上のように、図１に示す前進伝動クラッ
チ５及び伝動クラッチ１９を伝動遮断状態に操作する
と、主変速装置Ａにおける上手側（エンジン１側）の伝
動軸３５及び下手側（後輪７側）の伝動軸３６が、自由
回転状態となる。この場合、前進伝動クラッチ５及び伝
動クラッチ１９の伝動遮断状態への操作直後、上手側
（エンジン１側）の伝動軸３５は、エンジン１の動力に
対応した高速で自由回転しているのに対して、下手側
（後輪７側）の伝動軸３６は機体の走行速度に対応した
低速で自由回転しており、両伝動軸３５，３６の回転数
差は大きなものとなっている。

【００２０】この場合、図２に示すように第１切換弁３
２が切換操作されると、前進伝動クラッチ５から抜けた
作動油が第１切換弁３２の内部油路３２ａを通り、後進
伝動クラッチ６に供給される。これにより、図３に示す
ように時点Ａ１から後進伝動クラッチ６の圧力が圧力Ｐ
１（後進伝動クラッチ６が完全な伝動状態となる圧力Ｐ
よりも低い値）に上昇して、その後に後進伝動クラッチ
６の圧力が低下していき、後進伝動クラッチ６が再び伝
動遮断状態に戻される（以上、第１制御手段に相当）。

【００２１】以上のようにして後進伝動クラッチ６の圧
力が上昇操作されると、図１において後進伝動クラッチ
６から軽い逆転動力が、円筒軸１１を介し主変速装置Ａ
の上手側（エンジン１側）の伝動軸３５に伝達されて、
この伝動軸３５の回転数が強制的に落とされる。従っ
て、主変速装置Ａにおける上手側（エンジン１側）の伝
動軸３５の回転数が、下手側（後輪７側）の伝動軸３６
の回転数に急速に近づいて、両伝動軸３５，３６の回転
数が合致するのであり、油圧シリンダＴ１による２速位
置への変速操作が素早く円滑に行われるのである。

【００２２】以上のように、図３に示す時点Ａ１から時
点Ａ２の間で、油圧シリンダＴ１による２速位置への変
速操作が完了すると、油圧シリンダＴ１からパイロット
油路２３にパイロット作動油が供給され、制御弁２１が
図２に示す位置に切換操作される。これにより、パイロ
ット油路１６，２９に再びパイロット作動油が供給さ
れ、第１及び第２切換弁３２，１６が図２に示す連通位
置に切換操作されて、伝動クラッチ１９が急速に伝動状
態に操作される。そして、排油位置に切換操作されてい
た前進制御弁２７が供給位置側に操作されていき、前進
伝動クラッチ５の圧力が時点Ａ２から滑らかに上昇いて
いくのであり、時点Ａ３において前進伝動クラッチ５が
完全な伝動状態となる圧力Ｐに達するのである（以上、
第３制御手段に相当）。

【００２３】以上の状態は前進１速状態と前進２速状態
との間、前進５速状態と前進６速状態との間の状態であ
るが、前進３速状態と前進４速状態との間、前進７速状
態と前進８速状態との間では、図２の油圧シリンダＴ２
が作動して制御弁２２が切換操作され前述のような自動
的な操作が行われるのであり、前進４速状態と前進５速
状態との間では、油圧シリンダＴ１，Ｔ２，Ｔ３が作動
して前述のような自動的な操作が行われる。そして、前
後進レバー３３を後進位置Ｒに操作して、作動油を後進
伝動クラッチ６に供給した後進状態においても、後進１
速状態から後進８速状態の間で前述のような自動的な操
作が行われるのである。

【００２４】〔別実施例〕前述の実施例において伝動ク
ラッチ１９は、前進伝動及び後進伝動クラッチ５，６と
同様に摩擦板をピストンにて押圧する一般的な型式であ
るが、これをテーパーローラーを用いたクラッチや咬合
式等のように、瞬時に伝動及び伝動遮断状態に操作可能
な型式に構成してもよい。

【００２５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】ミッションケース内の走行伝動系の概略を示す
図

【図２】変速操作用の油圧シリンダ、前進伝動及び後進
伝動クラッチ、伝動クラッチ等の油圧回路図

【図３】変速操作時における前進伝動及び後進伝動クラ
ッチ、伝動クラッチの圧力の状態を示す図

【符号の説明】

１ エンジン ５ 前進伝動クラッチ ６ 後進伝動クラッチ １９ 伝動クラッチ Ａ ギヤ変速装置 Ｓ１ ギヤ変速装置のシフトギヤ Ｔ１，Ｔ２ アクチュエータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン（１）の下手側に、前進用の動
   力を伝達する油圧式の前進伝動クラッチ（５）と、後進
   用の動力を伝達する油圧式の後進伝動クラッチ（６）と
   を並列的に配置し、前記前進及び後進伝動クラッチ
   （５），（６）の下手側に走行用のギヤ変速装置
   （Ａ）、この下手側に走行変速用の伝動クラッチ（１
   ９）を配置して、操作指令に基づき前記ギヤ変速装置
   （Ａ）のシフトギヤ（Ｓ１）をスライド操作して変速操
   作を行うアクチュエータ（Ｔ１），（Ｔ２）を備えると
   共に、 前記前進伝動クラッチ（５）に作動油が供給されてこれ
   が伝動状態に操作され、前記後進伝動クラッチ（６）か
   ら作動油が抜かれてこれが伝動遮断状態に操作された前
   進状態において、前記アクチュエータ（Ｔ１），（Ｔ
   ２）による変速操作が開始されると、これに連動して前
   記前進伝動クラッチ（５）から作動油を抜いてこれを伝
   動遮断状態に操作し、抜かれた前記作動油を前記後進伝
   動クラッチ（６）に供給してこれを伝動状態側に操作す
   る第１制御手段と、これに連動して前記伝動クラッチ
   （１９）を伝動遮断状態に操作する第２制御手段と、 前記アクチュエータ（Ｔ１），（Ｔ２）による変速操作
   終了に連動して、前記後進伝動クラッチ（６）から作動
   油を抜いてこれを伝動遮断状態に操作し、且つ、前記前
   進伝動クラッチ（５）及び伝動クラッチ（１９）を伝動
   状態に操作する第３制御手段とを備えてある作業車の走
   行変速構造。