JPH1178568A

JPH1178568A - ギア変速装置

Info

Publication number: JPH1178568A
Application number: JP9251123A
Authority: JP
Inventors: Satoru Fukui; 哲福井; Kiyoshige Maezawa; 清繁前沢; Teruhito Yamauchi; 輝仁山内
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1997-09-16
Filing date: 1997-09-16
Publication date: 1999-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ギア変速時に発生する偶力をおさえて変速抜
けを防止する。【解決手段】変速軸６５と変速カウンター軸６９とを
互いに平行に架設して備え、該カウンター軸６９に軸方
向の間隔を有して変速ギア７１，７２，７３を備え、該
変速ギア７１，７２，７３に対してＩ型変速パターンで
入切自在のシフトギア６８を変速軸６５上に内外スプラ
インを介して摺動自在として備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ギア変速装置に係
り、より具体的には多連シフトギア（大・中・小等のギ
アを一体に有するシフトギアをいう）の変速抜け、倒れ
等を防止した選択咬合式ギア変速装置に関するものであ
り、トラクタの走行系ミッション、ＰＴＯ系ミッション
等に利用される。

【０００２】

【従来の技術】変速軸と変速カウンター軸とを互いに平
行に架設して備え、前記両軸のうち一方の軸に軸方向の
間隔を有して複数の変速ギアを備え、他方の軸はその外
周にスプライン（外スプライン）が形成されていて前記
変速ギアに対して入切自在な多連構成のシフトギアが内
スプラインを介して摺動自在に套嵌されているギア変速
装置は公知であり、例えばトラクタの走行系ミッション
を構成する副変速装置、ＰＴＯ変速装置等に利用されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】２連ギア等の多連シフ
トギア（大ギア、小ギア等を一体に形成したギアをい
う）をスプライン軸上で摺動して相手側の変速ギアに噛
み合せて選択変速するものにあっては、動力伝達経路が
オフセットするために変速伝動中に偶力が生じ、これに
伴ってギアの倒れを招いて変速抜けが発生し易いという
課題があった。

【０００４】本発明は、多連シフトギアの内スプライン
とスプライン軸の外スプラインにそれぞれくり抜き部を
形成することによって、変速時の偶力の発生をなくし、
これによるギアの倒れおよびスラスト力を抑制して変速
抜けを抑制するようにしたことを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、変速軸と変速
カウンター軸とを互いに平行に架設して備え、前記両軸
のうち一方の軸に軸方向の間隔を有して複数の変速ギア
を備え、他方の軸はその外周にスプライン（外スプライ
ン）が形成されていて前記変速ギアに対して入切自在な
多連構成のシフトギアが内スプラインを介して摺動自在
に套嵌されているギア変速装置において、前述の目的を
達成するために、次の技術的手段を講じている。

【０００６】すなわち、本発明に係るギア変速装置は、
前記シフトギアの内スプラインの軸方向中間部位にくり
抜き部を形成して内スプラインが前後に区分されてお
り、外スプラインを有する軸の軸方向中間部位にくり抜
き部を形成して外スプラインが前後に区分されており、
シフトギアが軸方向中間部位で変速位置にあるとき、内
外スプラインのうち前後いずれか一方が咬合状態にある
ことを特徴とするものである（請求項１）。

【０００７】このような構成を採用したことにより、シ
フトギアはＩ型変速パターンであっても、咬合部に発生
する偶力は小さくこれによりギア倒れが少なくなって延
いては変速抜け（シフトギアの変速位置からの軸方向移
動をいう）が少なくなったのである。すなわち、内外ス
プラインでシフトギアを変速軸上又は変速力カウンター
軸上で摺動自在として套嵌してシフトギアを変速位置に
すると、該シフトギアは変速ギアとの噛合によって偶力
が発生し、これにより、軸方向一方に向うスラスト力を
受け、変速抜けを招くことがあるが、内外スプラインの
前後いずれかの係合にてくり抜き部では係合させないこ
とにより、本実施形態ではＰＴＯ１速、ＰＴＯ２速にお
ける変速抜けが防止されるのである。

【０００８】なお、ＰＴＯ３速についてはスラスト力が
作用しても壁で受け止められるし、ＰＴＯ逆転にあって
はスラスト力が反対方向に作用し、これまた壁にて受け
止められるのである。ここで、シフトギアは変速段数に
よってそのギアの個数（大・小ギア、大・中・小ギア）
が設定されるし、本発明に係る変速装置はＰＴＯ変速と
して利用することが最適であるも、走行系ミッションに
おける副変速装置に利用することも可能である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明に係る
ギア変速装置について説明するが、説明の理解を助ける
ため本発明が適用されるトラクタ全体の構成を図１を参
照して説明し、本発明を適用したトランスミッションの
全体構成（走行系ミッションとＰＴＯ系ミッション）を
図２を参照して説明してから、図３および図４を参照し
て本発明に係るギア変速装置をＰＴＯに利用したものと
して詳細につき説明する。

【００１０】図１において、トラクタ１は左右の前輪２
と左右の後輪３を有する２軸４車輪形であり、操縦ハン
ドル４と運転席５とを取囲んでキャビン６が搭載されて
いる。勿論、キャビン６を備えていないトラクタであっ
ても構わない。トラクタエンジン７の後面にクラッチハ
ウジングを介してミッションケースが連設されることで
トラクタ車体８が構成されており、このトラクタ車体８
内に、図２で示す走行系ミッションとＰＴＯ系ミッショ
ンとを含むトランスミッションが内蔵されている。

【００１１】トラクタ車体８の後部上面には左右のリフ
トアーム９を有する油圧昇降装置１０が備えられてお
り、三点リンクで示すリンク装着体１１によって本図示
例ではロータリ耕耘機で示す作業機１２が装着されてお
り、該作業機１１はＰＴＯ軸１３を介して駆動可能であ
る。図２において、エンジンクランク軸（出力軸）１４
には走行系の主クラッチ１５を介して走行系推進軸１６
が断続自在に連結されており、該推進軸１６上の伝動ギ
ア群１７と咬合している変速ギア群１８を有する変速軸
１９とで、図示例では同期咬合式で４段変速可能な走行
系ミッションとしての主変速装置２０を構成している。

【００１２】主変速装置２０の下流側（変速軸１９の出
側）にはインナーシャブレーキ用の油圧クラッチ２１を
介してシャトル変速装置２２の伝動軸２３が架設されて
おり、該伝動軸２３には正転用ギア２４と逆転用ギア２
５を有して両ギア２４，２５はシフター２６によって入
切自在である。シャトル変速装置２２の出軸は副変速装
置２７の変速軸２８を兼ねており、この変速軸２８上に
はバックギア２９を介して逆転用ギア２５に咬合してい
る伝動ギア３０と正転用伝動ギア３１および副変速高速
用の伝動ギア３２を有している。

【００１３】副変速装置２７のカウンター軸３３にはギ
ア３０に咬合する低速ギア３４とギア３２に咬合する高
速ギア３５とを有し、両ギア３４，３５を入切するシフ
タ３６を有してここに副変速装置２７は高低２段に変速
可能である。カウンター軸３３は筒軸構成とされていて
このカウンター軸３３には伝動軸３７が内挿され、この
伝動軸３７はカップリング３８を介して後輪デフ装置３
９の駆動軸４０に接合されている。

【００１４】副変速装置２７の前側下方にはクリープ変
速装置４１が配置されていて、このクリープ変速装置４
１はクリープ第１軸４２とクリープ第２軸４３を備えて
構成されていてクリープ第１軸４２上のギアを経由して
伝動軸３７に連動する第１クリープ変速と、クリープ第
１軸４２およびクリープ第２軸上のギアを経由して伝動
軸３７に連動する第２クリープ変速とがシフターの入切
によって可能とされている。

【００１５】クリープ変速装置４１の前方で主変速装置
２０の下方側には前輪駆動装置４４が配置されている。
前輪駆動装置４４は、等速用油圧クラッチ４５と増速用
油圧クラッチ４６とを有するクラッチ軸４７を備え、こ
のクラッチ軸４７は伝動軸３７上のギア４８に連動され
ており、クラッチ軸４７の下方に前輪駆動軸４９が架設
されており、クラッチ軸４７と前輪駆動軸４９とは前後
の連動ギア群５０，５１によって連動され、前輪駆動軸
４９は推進軸５２を介して前輪デフ装置に連動されてい
る。

【００１６】以上の主変速装置２０、シャトル変速装置
２２、副変速装置２７、クリープ変速装置４１が走行系
ミッションを構成しており、図示例では前後進がそれぞ
れ２４段に変速されて後輪デフ装置３９に伝動され、後
輪デフ装置３９の左右ヨーク軸から終減速装置を介して
左右の後輪３が駆動可能であり、左右の前輪２について
は油圧クラッチ４５，４６とともに断にすることで非駆
動状態（後輪のみの駆動）と、油圧クラッチ４５，４６
の入切選択により後輪３と同期した前輪駆動状態と後輪
３よりも増速された所謂倍速前輪駆動状態が可能とされ
ている。

【００１７】後輪デフ装置３９の前側にはＰＴＯ変速装
置５３が内装されており、このＰＴＯ変速装置５３はエ
ンジンに直結された（図ではクランク軸１４に直結）独
立ＰＴＯクラッチ５４にて断続されるものであり、これ
故、走行推進軸１６、変速軸２８はいずれも同一軸心上
にあって筒軸構成とされており、ＰＴＯ推進軸（入力
軸）５５がこれら筒軸１６，２８に内挿されている。

【００１８】ＰＴＯ変速装置５３の出力はカップリング
５６を介して伝動軸５７に接合され、この伝動軸５７は
ＰＴＯ減速ギア装置５８を介してＰＴＯ軸１３に連動連
結されていてここにＰＴＯ系ミッションを構成してい
る。図３および図４を参照して独立ＰＴＯクラッチ５４
とＰＴＯ変速装置５３について説明する。

【００１９】独立ＰＴＯクラッチ５４は入力軸５５上に
クラッチ板５６の装着カップリング５７を有し、出力軸
５８にクラッチハウジング５９を備え、該ハウジング５
９にはバネ６０に抗して油圧によってクラッチ板５６を
圧接（クラッチ入）する油圧ピストン６１が内装されて
いる。クラッチハウジング５９にはブレーキ手段６２が
備えられていて、該ブレーキ手段６２は油圧ピストン６
１がクラッチ切方向にバネ６０にて戻るとき、この動き
に連動してブレーキ手段６２を作用するもので、クラッ
チ入から切に切替えるときの慣性空転を止めるものであ
り、このため連動ピン６３が備えられている。

【００２０】クラッチ出力軸（ＰＴＯ変速の入力）５８
の後端には咬合部６４Ａを有する駆動ギア６４が刻成さ
れており、クラッチ出力軸５８と同軸心としてＰＴＯ変
速軸６５が架設されており、このＰＴＯ変速軸６５にカ
ップリング５６を介して伝動軸５７が接合されている。
ＰＴＯ変速軸６５には外スプライン６６Ａ，６６Ｂが軸
方向中間部位に形成したくり抜き部６６Ｃによって前後
に区分して形成されており、この前後外スプライン６６
Ａ，６６Ｂに係合する内スプライン６７Ａ，６７Ｂを有
するシフトギア６８が変速軸６５上に軸方向摺動自在と
して套嵌されている。

【００２１】シフトギア６８は大小ギア６８Ａ，６８Ｂ
を有する２連構成であり、内スプライン６７Ａ，６７Ｂ
の軸方向中間部位にくり抜き部６７Ｃを形成して内スプ
ライン６７Ａ，６７Ｂを前後に区分している。ＰＴＯ変
速軸６５と平行としてカウンター軸６９が架設されてお
り、このカウンター軸６９は筒軸構成とされていてデフ
駆動軸４０に相対回転自在（空転自在）として套嵌され
ている。

【００２２】カウンター軸６９には駆動ギア６４に咬合
する伝動ギア７０と、ＰＴＯ２速用の変速ギア７１、Ｐ
ＴＯ１速用の変速ギア７２およびＰＴＯ逆転用のギア７
３が前方から後方にかけて軸方向の間隔を有して刻成さ
れており、逆転用のギア７３はバック軸７４上に備えて
いるアイドルギア７５に咬合されている。シフトギア６
８には図示しないシフトフォークが係合されていて変速
軸６５の軸方向一方側から他方側に沿って矢符Ｘのよう
に往復摺動することでＰＴＯ３速（３Ｐ）、ＰＴＯ２速
（２Ｐ）、中立（ＮＰ）、ＰＴＯ１速（１Ｐ）、ＰＴＯ
逆転（ＰＲ）の順（逆順も含む）で変速可能であり、こ
こに、シフトギア６８はＩ型変速パターンで入切自在と
されているのである。

【００２３】このＰＴＯ変速について具体的に説明する
と、図示のシフトギア６８の位置がＰＴＯ逆転（ＰＲ）
であって、シフトギア６８の大ギア６８Ａが逆転ギア７
３に対してアイドルギア７５を介して連動されており、
ＰＴＯクラッチ５４を入（接）にしておくと、駆動ギア
６４→ギヤ７０→ギア７３→ギア７５→ギア６８Ａを経
由して変速軸６５が逆転駆動されて減速装置５８を介し
てＰＴＯ軸１３が逆転駆動され、例えば、作業機１２が
アップカットロータリのときに利用されるのである。

【００２４】このＰＴＯ逆転のときは、シフトギア６８
に対して図３および図４において後方（図では右方）に
スラスト力が作用しているが、シフトギア６８はベアリ
ング等の壁で受止めることから、変速抜けはないのであ
る。シフトギア６８を矢符Ｘ方向に摺動して（ＩＰ）位
置にすると、シフトギア６８の大ギア６８Ａが変速ギア
７２に咬合してＰＴＯ第１速となり、このとき、シフト
ギア６８の後内スプライン６７Ｂが変速軸６５の後外ス
プライン６６Ｂに咬合していてシフトギア６８の前内ス
プライン６７Ａは変速軸６５のくり抜き部６６Ｃに位置
して咬合していないことから、偶力の発生は小さくギア
倒れも少ないことからシフトギア６８のスラスト力（こ
のときは図左方に作用する）は軽減されて変速抜けが防
止されるのである。

【００２５】更に、シフトギア６８を（ＮＰ）位置にす
ると、シフトギア６８の大小ギア６８Ａ，６８Ｂはいず
れの変速ギア７１，７２にも咬合せず変速ギア７１，７
２間に位置して中立となるのであり、この状態からシフ
トギア６８を（２Ｐ）位置にすると、シフトギア６８の
小ギア６８Ｂが変速ギア７１に咬合し、シフトギア６８
の前内スプライン６７Ａが変速軸６５の前外スプライン
６６Ａに咬合し、シフトギア６８の後内スプライン６７
Ｂは変速軸６５のくり抜き部６６Ｃに対応して咬合して
いないことからシフトギア６８のスラスト力（図左方に
作用する）は軽減されて変速抜けが防止されるのであ
る。

【００２６】すなわち、Ｉ型変速パターンにおいて、シ
フトギア６８が変速軸６５の軸方向中間部位で変速位置
にあるとき、内外スプラインのうち前後のいずれか一方
が咬合状態にあることによって、偶力の発生は小さくギ
ア倒れも少なくなってシフトギア６８の変速抜けが防止
されているのである。また、シフトギア６８を（３Ｐ）
位置にすると前内スプライン６７Ａが駆動ギア６４の咬
合部６４Ａに係合して出力軸５８と変速軸６５が直結さ
れここにＰＴＯ第３速を得るのであり、このとき、シフ
トギア６８に図左方のスラスト力が作用しても駆動ギア
６４等が壁となって変速抜けはないのである。

【００２７】なお、上述したＰＴＯ第１〜３速において
は、ＰＴＯ変速軸６５から変速装置５８を経由してＰＴ
Ｏ軸１３を駆動することは明らかであり、Ｉ型変速パタ
ーンであることを条件に、図示とは逆に前（図では左
方）から後にかけて（ＰＲ），（ＩＰ），（ＮＰ），
（２Ｐ），（３Ｐ）としても良い。また、本発明は既述
したように副変速装置に適用することも可能であり、変
速軸をスプライン軸としてこれに多連シフトギアを套嵌
し、変速カウンター軸に変速ギアを設けたものでも良
い。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、変速
が多段変速できながら変速パターンも操作の軽快さを得
ることができるだけでなく変速抜けを確実に防止して動
力伝達も確実になる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るギア変速装置を装備したトラクタ
の側面図である。

【図２】本発明に係るギア変速装置を含むトランスミッ
ションの全体側面図であり、一部展開して示している。

【図３】本発明に係るギア変速装置をＰＴＯ変速装置に
適用した側面図である。

【図４】図３の要部断面図である。

【符号の説明】

５３ギア変速装置５４独立ＰＴＯクラッチ６５変速軸６８シフトギア６９カウンター軸７１変速ギア７２変速ギア７３変速ギア７５アイドルギア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変速軸と変速カウンター軸とを互いに平
行に架設して備え、前記両軸のうち一方の軸に軸方向の
間隔を有して複数の変速ギアを備え、他方の軸はその外
周にスプライン（外スプライン）が形成されていて前記
変速ギアに対して入切自在な多連構成のシフトギアが内
スプラインを介して摺動自在に套嵌されているギア変速
装置において、前記シフトギアの内スプラインの軸方向中間部位にくり
抜き部を形成して内スプラインが前後に区分されてお
り、外スプラインを有する軸の軸方向中間部位にくり抜
き部を形成して外スプラインが前後に区分されており、
シフトギアが軸方向中間部位で変速位置にあるとき、内
外スプラインのうち前後いずれか一方が咬合状態にある
ことを特徴とするギア変速装置。
【請求項２】請求項１記載のギア変速装置は、独立Ｐ
ＴＯクラッチの出力側に備えているＰＴＯ変速装置であ
ることを特徴とするギア変速装置。