JP2008095748A - トランスミッション - Google Patents

Abstract

【課題】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。
【解決手段】駆動源１０５に作動連結された入力軸２１０と、入力軸２１０と平行に配置された主変速軸２９０と、入力軸２１０上に配置されて、主変速軸２９０に伝達される動力の回転方向を切り換える一対の前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０、４２０と、一対の前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０、４２０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、二組の第１及び第２変速機構２５０、２８０の出力側に配置されて、二組の第１及び第２変速機構２５０、２８０のそれぞれから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とを備える。
【選択図】図２

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、
駆動源から駆動輪へ動力が変速されて伝えられるトランスミッションであって、
前記駆動源に作動連結された入力軸と、
前記入力軸と平行に配置された伝動軸と、
前記入力軸上に配置されて、伝動軸に伝達される動力の回転方向を切り換える一対のリバーサクラッチと、
前記一対のリバーサクラッチの出力側に配置された二組の歯車同期式の主変速装置と、
前記二組の主変速装置の出力側に配置されて、二組の主変速装置のそれぞれから伝達される動力の断接を切り換える一対のクラッチとを備えるものである。

請求項２においては、
前記一対のリバーサクラッチと、二組の主変速装置と、一対のクラッチとは、それぞれ別々のケースに収納され、かつ直列に配置されているとともに、各ケースは、着脱可能に構成されているものである。

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、前後進切換及び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、クラッチが主変速装置の出力側に配置されることにより、クラッチの負荷が軽減されてクラッチを小さくできるため、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、クラッチや変速装置毎にケースが分解できて着脱が容易であるため、メンテナンスが容易にできる。

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、前進及び後進用油圧クラッチ機構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を備えたクラッチハウジング１２０、ミッションケース１０９、リヤケース１２２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リヤケース１２２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、前進用油圧クラッチ機構４１０と、後進用油圧クラッチ機構４２０と、主変速軸２９０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、前進用油圧クラッチ機構４１０及び後進用油圧クラッチ機構４２０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の後方に第１伝動軸２３０が配置され、該第１伝動軸２３０上にパイプ状の第２伝動軸２６０が遊嵌され、該第２伝動軸２６０の後方に副変速用伝動軸５１６が配置され、入力軸２１０と、第１伝動軸２３０と、第２伝動軸２６０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。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。

また、入力軸２１０と平行に主変速軸２９０が配置され、該主変速軸２９０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、主変速軸２９０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。

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後部に前進用油圧クラッチ機構４１０が配置され、その前部に後進用油圧クラッチ機構４２０が配置されている。また、前記主変速軸２９０と第１伝動軸２３０の間、及び前記主変速軸２９０と第２伝動軸２６０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２９０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２９０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、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（前進用油圧クラッチ機構４１０）と主変速軸２９０中途部の間に歯車機構より構成される前進用駆動伝達機構１１８が配設され、前記メインクラッチ（後進用油圧クラッチ機構４２０）と主変速軸２９０前部の間に歯車機構より構成される後進用駆動伝達機構１１９が配設されている。

詳しくは、前進用駆動伝達機構１１８は、入力軸２１０上に遊嵌される第３伝動ギヤ１１８ａが、主変速軸２９０上に固設された第１ギヤ９２０と噛合され、後進用駆動伝達機構１１９は、その前方の入力軸２１０上に遊嵌される第４伝動ギヤ１１９ａが、主変速軸２９０上に固設された第２ギヤ９４０と中間アイドルギヤ４３０を介して噛合されている。そして、前記第３伝動ギヤ１１８ａと入力軸２１０の間に前進用油圧クラッチ機構４１０が形成され、第４伝動ギヤ１１９ａと入力軸２１０の間に後進用油圧クラッチ機構４２０が形成され、該前進用油圧クラッチ機構４１０と後進用油圧クラッチ機構４２０は、同心軸上で前後に一体的に形成されている。第３伝動ギヤ１１８ａと第４伝動ギヤ１１９ａは、前進用油圧クラッチ機構４１０と後進用油圧クラッチ機構４２０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前部の間に、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前部との間に、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。

そして、前記第１出力伝動軸９１０上に主変速用の前後一対の油圧クラッチが配置され、該油圧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、第１油圧クラッチ機構２４０と第１伝動軸２３０後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、第２油圧クラッチ機構２７０と第２伝動軸２６０後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、第１出力伝動軸９１０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、その前方の第１出力伝動軸９１０上に遊嵌される第２伝動ギヤ１１７ａが、第２伝動軸２６０上の後部に固設された第２出力ギヤ１１７ｂと噛合されてそれぞれ動力伝達可能とされている。そして、前記第１伝動ギヤ１１６ａと第１出力伝動軸９１０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と第１出力伝動軸９１０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。

こうして、第１変速機構２５０から第１駆動伝達機構１１６を介して第１油圧クラッチ機構２４０までの間に第１伝動経路２００ａが形成され、第２変速機構２８０から第２駆動伝達機構１１７を介して第２油圧クラッチ機構２７０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、主変速軸２９０からその後部に配置された第１出力伝動軸９１０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、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。

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第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０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、前述のように駆動源１０５の後方に、トランスミッション２００を備えたクラッチハウジング１２０、ミッションケース１０９、リヤケース１２２が配設されており、詳しくは、駆動源１０５の後方にクラッチハウジング１２０が取り付けられ、クラッチハウジング１２０の後面にミッションケース９が取り付けられ、ミッションケース９の後面にリヤケース１２２が取り付けられている。また、ミッションケース１０９はセンタープレート１２１を介して、前後に二分割（前部ミッションケース１０９ａ、後部ミッションケース１０９ｂ）される構成とされている。つまり、クラッチハウジング１２０の後面に前部ミッションケース１０９ａが取り付けられ、前部ミッションケース１０９ａの後面にセンタープレート１２１を介して、後部ミッションケース１０９ｂが取り付けられ、後部ミッションケース１０９ｂの後面にリヤケース１２２が取り付けられている。

詳しくは、前記前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０、４２０はクラッチハウジング１２０に収納されており、前記第１及び第２変速機構２５０、２８０は前部ミッションケース１０９ａに収納されており、前記第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０は後部ミッションケース１０９ｂに収納されており、前記副変速機構５００はリヤケース１２２に収納されている。

そして、前記入力軸２１０はクラッチハウジング１２０に前後方向軸線回り回転自在に支持されている。前記主変速軸２９０はクラッチハウジング１２０、前部ミッションケース１０９ａに前後方向軸線回り回転自在に支持され、クラッチハウジング１２０、前部ミッションケース１０９ａを貫通するようにして配置され、クラッチハウジング１２０から前部ミッションケース１０９ａに突出するように配置されている。前記第１伝動軸２３０はミッションケース１０９に前後方向軸線回り回転自在に支持され、前部ミッションケース１０９ａ、センタープレート１２１、後部ミッションケース１０９ｂを貫通するようにして配置され、前部ミッションケース１０９ａから後部ミッションケース１０９ｂに突出するように配置されている。前記第２伝動軸２６０はミッションケース１０９に前後方向軸線回り回転自在に支持され、前部ミッションケース１０９ａ、センタープレート１２１、後部ミッションケース１０９ｂを貫通するようにして配置され、前部ミッションケース１０９ａから後部ミッションケース１０９ｂに突出するように配置されている。前記第１出力伝動軸９１０は後部ミッションケース１０９ｂに前後方向軸線回り回転自在に支持され、後部ミッションケース１０９ｂ、リヤケース１２２を貫通するように配置され、後部ミッションケース１０９ｂからリヤケース１２２に突出するように配置されている。前記副変速用伝動軸５１６及び第２出力伝動軸９６０はリヤケース１２２に前後方向軸線回り回転自在に支持されている。

このような構成とすることで、クラッチハウジング１２０、前部ミッションケース１０９ａ、後部ミッションケース１０９ｂ、リヤケース１２２のケースをそれぞれ着脱することができる。このため、前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０、４２０、第１及び第２変速機構２５０、２８０、第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０、副変速機構５００のメンテナンスに際しては、それぞれが収納されているケースを取り外すことにより、メンテナンスが容易にできる。

前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０、４２０は、周知の油圧多板式のクラッチ構造であり、外部操作（リバーサレバー１１４操作）に基づき、制御バルブ（電磁バルブ６２４、６２５）を切り換えて圧油を送油して、前進用油圧クラッチ機構４１０または後進用油圧クラッチ機構４２０を「接」または「断」として、入力軸２１０の回転動力を主変速軸２９０に選択的に伝達するように構成されている。前進用油圧クラッチ機構４１０が「接」とされ、後進用油圧クラッチ機構４２０が「断」とされている場合、入力軸２１０の回転動力は前進用油圧クラッチ機構４１０、前進用駆動伝達機構１１８を介して主変速軸２９０に伝達され、一方、後進用油圧クラッチ機構４２０が「接」とされ、前進用油圧クラッチ機構４１０が「断」とされている場合、入力軸２１０の回転動力は後進用油圧クラッチ機構４２０、後進用駆動伝達機構１１９を介して、前進用油圧クラッチ機構４１０とは回転方向を切り換えて主変速軸２９０に伝達される。なお、入力軸２１０には軸心部に軸方向に延びる軸孔が形成されており、該軸孔を潤滑油の油路とする軸心潤滑とされている。

また、図２に示すように前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０、４２０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、前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０、４２０は、ここでは、入力軸２１０に設けられているが、主変速軸２９０に設けられていてもよい。

前進用駆動伝達機構１１８は、前進用油圧クラッチ機構４１０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３伝動ギヤ１１８ａと、該第３伝動ギヤ１１８ａに噛合して主変速軸２９０上に固設された第１ギヤ９２０とから構成されている。後進用駆動伝達機構１１９は、後進用油圧クラッチ機構４２０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４伝動ギヤ１１９ａと、主変速軸２９０上に固設された第２ギヤ９４０と、該第４伝動ギヤ１１９ａ及び該第２ギヤ９４０に噛合する中間アイドルギヤ４３０とから構成されている。

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２９０上の前部に奇数変速段（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２９０上の前部に第３駆動ギヤ２３０ｂと第１駆動ギヤ２３０ａが遊嵌され、その間の主変速軸２９０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２９０上の後部に第２駆動ギヤ２６０ａと第４駆動ギヤ２６０ｂ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、第１伝動軸２３０または第２伝動軸２６０の回転動力を第１出力伝動軸９１０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。

第１駆動伝達機構１１６は、第１油圧クラッチ機構２４０の入力側に一体的に設けられて第１出力伝動軸９１０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の入力側に一体的に設けられて第１出力伝動軸９１０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。

また、第１及び第２変速機構２５０、２８０、第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０は、図２に示すように油中に配置されていることにより、特別な潤滑手段が不要である。

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。

また、前記制御装置６００は、外部操作（リバーサレバー１１４操作）に応じた一方の油圧クラッチ機構（４１０または４２０）を動力伝達状態にし、かつ他方の油圧クラッチ機構（４２０または４１０）を動力遮断状態にし、その後、次の外部操作（リバーサレバー１１４操作）がなされると、他方の油圧クラッチ機構（４２０または４１０）を動力伝達状態にし、かつ一方の油圧クラッチ機構（４１０または４２０）を動力遮断状態にするように構成されている。

前記制御装置６００には電磁バルブ６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５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、６２４、６２５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または前進用油圧クラッチ機構４１０または後進用油圧クラッチ機構４２０を断接するようにされている。このとき、電磁バルブ６２０、６２１、６２４、６２５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、６２４、６２５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、前後進切換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。

リバーサレバー１１４をニュートラル位置Ｎから前進位置Ｆに操作すると、電磁バルブ６２４が切り換えられて、前進用油圧クラッチ機構４１０が「接」とされ、後進用油圧クラッチ機構４２０は「断」のままとなっており、入力軸２１０の回転動力は前進用油圧クラッチ機構４１０、前進用駆動伝達機構１１８を介して主変速軸２９０に伝達される。詳しくは、入力軸２１０から前進用油圧クラッチ機構４１０、前進用駆動伝達機構１１８の第３伝動ギヤ１１８ａ、第１ギヤ９２０と伝達されて主変速軸２９０に動力が伝達される。

次いで、リバーサレバー１１４を前進位置Ｆから後進位置Ｒに操作すると、電磁バルブ６２５が切り換えられて、前進用油圧クラッチ機構４１０が「断」とされてから後進用油圧クラッチ機構４２０が「接」とされて、入力軸２１０の回転動力は後進用油圧クラッチ機構４２０、後進用駆動伝達機構１１９を介して、前進用油圧クラッチ機構４１０とは回転方向を切り換えて主変速軸２９０に伝達される。詳しくは、入力軸２１０から後進用油圧クラッチ機構４２０、後進用駆動伝達機構１１９の第４伝動ギヤ１１９ａ、中間アイドルギヤ４３０、第２ギヤ９４０と伝達されて主変速軸２９０に動力が伝達される。

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。

そして、リバーサクラッチ（主クラッチ）を構成する一対の前進用油圧クラッチ機構４１０及び後進用油圧クラッチ機構４２０を作動させる電磁バルブ６２４、６２５は、リバーサレバー１１４及びクラッチペダル１２３と連動連結されており、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６２４、６２５をＯＦＦとして、前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０、４２０が「断」とされて、動力は第１出力伝動軸９１０に伝達されないように構成されている。

次に、変速動作の具体例について説明する。前述のように駆動源１０５は始動後、常時回転状態となっており、入力軸２１０は常時軸線回りの回転状態となっている。したがって、前進用油圧クラッチ機構４１０または後進用油圧クラッチ機構４２０が「接」となっている状態において、前述のようにして主変速軸２９０は常時軸線回りの回転状態となっている。

前進用油圧クラッチ機構４１０または後進用油圧クラッチ機構４２０が「接」となっている状態において、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駆動ギヤ２３０ａの歯部と咬合されて、第１駆動ギヤ２３０ａから第１従動ギヤ２６１を介して第１伝動軸２３０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、第１伝動軸２３０から第１伝動経路２００ａを介して第１出力伝動軸９１０に動力が伝達される。詳しくは、主変速軸２９０から第１変速用シフタ２５２、第１駆動ギヤ２３０ａ、第１従動ギヤ２６１、第１伝動軸２３０、第１駆動伝達機構１１６、第１油圧クラッチ機構２４０と伝達されて第１出力伝動軸９１０に動力が伝達される。該第１出力伝動軸９１０からは、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、第２伝動軸２６０から第１出力伝動軸９１０への回転動力は伝達されない。

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駆動ギヤ２６０ａの歯部と咬合されて、主変速軸２９０から第２駆動ギヤ２６０ａ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、主変速軸２９０から第２変速用シフタ２８２、第２駆動ギヤ２６０ａ、第２従動ギヤ２６２、第２伝動軸２６０、第２駆動伝達機構１１７、第２油圧クラッチ機構２７０と伝達されて第１出力伝動軸９１０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駆動ギヤ２３０ｂの歯部と咬合されて、主変速軸２９０から第３駆動ギヤ２３０ｂ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、主変速軸２９０から第１変速用シフタ２５２、第３駆動ギヤ２３０ｂ、第３従動ギヤ２６３、第１伝動軸２３０、第１駆動伝達機構１１６、第１油圧クラッチ機構２４０と伝達されて第１出力伝動軸９１０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、主変速軸２９０から第２変速用シフタ２８２、第４駆動ギヤ２６０ｂ、第４従動ギヤ２６４、第２伝動軸２６０、第２駆動伝達機構１１７、第２油圧クラッチ機構２７０と伝達されて第１出力伝動軸９１０を通る第４変速の伝動経路が形成される。

また、第１変速から第３変速への変速動作の具体例について説明する。前述のように第１変速に変速されている状態では、第１変速機構用シフタ２５２が第１速歯車機構２５１ａにおける第１駆動ギヤ２３０ａの歯部と咬合されて、第１駆動ギヤ２３０ａから第１従動ギヤ２６１を介して第１伝動軸２３０に動力が伝達可能とされて、第１油圧クラッチ機構２４０が「接」とされて、第２油圧クラッチ機構２７０が「断」とされている。詳しくは、主変速軸２９０から第１変速用シフタ２５２、第１駆動ギヤ２３０ａ、第１従動ギヤ２６１、第１伝動軸２３０、第１駆動伝達機構１１６、第１油圧クラッチ機構２４０と伝達されて第１出力伝動軸９１０を通る第１変速の伝動経路が形成されている。一方、前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０、４２０において、前進用油圧クラッチ機構４１０または後進用油圧クラッチ機構４２０が「接」とされて、後進用油圧クラッチ機構４２０または前進用油圧クラッチ機構４１０を「断」とされて、入力軸２１０の回転動力が主変速軸２９０に選択的に伝達されている。

そして、主変速レバー１１０を第１速から第３速に変速すると、第１油圧クラッチ機構２４０は引き続き「接」とされて、第２油圧クラッチ機構２７０も引き続き「断」とされているままで、「接」とされている前進用油圧クラッチ機構４１０（または後進用油圧クラッチ機構４２０）が「断」とされる。これと同時に、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が摺動されて、第３速歯車機構２５１ｂにおける第３駆動ギヤ２３０ｂの歯部と咬合されて、主変速軸２９０から第３駆動ギヤ２３０ｂに動力が伝達可能となり、さらに、「断」とされた前進用油圧クラッチ機構４１０（または後進用油圧クラッチ機構４２０）が再び「接」とされる。このようにして、主変速軸２９０から第１変速用シフタ２５２、第３駆動ギヤ２３０ｂ、第３従動ギヤ２６３、第１伝動軸２３０、第１駆動伝達機構１１６、第１油圧クラッチ機構２４０と伝達されて第１出力伝動軸９１０を通る第３変速の伝動経路が形成される。

なお、ここでは、第１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２変速から第４変速にも切り換えることが可能である。詳しくは、主変速レバー１１０を第２速から第４速に変速すると、第２油圧クラッチ機構２７０は引き続き「接」とされて、第１油圧クラッチ機構２４０も引き続き「断」とされているままで、「接」とされている前進用油圧クラッチ機構４１０（または後進用油圧クラッチ機構４２０）が「断」とされる。これと同時に、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が摺動されて、第４速歯車機構２８１ｂにおける第４駆動ギヤ２６０ｂの歯部と咬合されて、主変速軸２９０から第４駆動ギヤ２６０ｂに動力が伝達可能となり、さらに、「断」とされた前進用油圧クラッチ機構４１０（または後進用油圧クラッチ機構４２０）が再び「接」とされる。このようにして、第２変速の伝動経路から第４変速の伝動経路へと変更される。

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、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。

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主変速軸２９０と、前記入力軸２１０上に配置されて、主変速軸２９０に伝達される動力の回転方向を切り換える一対の前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０、４２０と、前記一対の前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０、４２０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、前記二組の第１及び第２変速機構２５０、２８０の出力側に配置されて、二組の第１及び第２変速機構２５０、２８０のそれぞれから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とを備えるものである。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、前後進切換及び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、前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０、４２０、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、第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０が第１及び第２変速機構２５０、２８０の出力側に配置されることにより、第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０の負荷が軽減されて第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０を小さくできるため、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、前記一対の前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０、４２０と、二組の第１及び第２変速機構２５０、２８０と、一対の第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０とは、それぞれ別々のケースに収納され、かつ直列に配置されているとともに、各ケースは、着脱可能に構成されているものである。詳しくは、前記前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０、４２０はクラッチハウジング１２０に収納されており、前記第１及び第２変速機構２５０、２８０は前部ミッションケース１０９ａに収納されており、前記第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０は後部ミッションケース１０９ｂに収納されている。このような構成とすることで、前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０、４２０、第１及び第２変速機構２５０、２８０、第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０毎にケースが分解できて着脱が容易であるため、メンテナンスが容易にできる。

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。 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、前進及び後進用油圧クラッチ機構の操作系を示す図。

符号の説明

１０２ 駆動輪
１０５ 駆動源
１０９ ミッションケース
１０９ａ 前部ミッションケース
１０９ｂ 後部ミッションケース
１２０ クラッチハウジング
２００ トランスミッション
２１０ 入力軸
２４０ 第１油圧クラッチ機構
２５０ 第１変速機構
２７０ 第２油圧クラッチ機構
２８０ 第２変速機構
２９０ 主変速軸
４１０ 前進用油圧クラッチ機構
４２０ 後進用油圧クラッチ機構

Claims (2)

1. 駆動源から駆動輪へ動力が変速されて伝えられるトランスミッションであって、
   前記駆動源に作動連結された入力軸と、
   前記入力軸と平行に配置された伝動軸と、
   前記入力軸上に配置されて、伝動軸に伝達される動力の回転方向を切り換える一対のリバーサクラッチと、
   前記一対のリバーサクラッチの出力側に配置された二組の歯車同期式の主変速装置と、
   前記二組の主変速装置の出力側に配置されて、二組の主変速装置のそれぞれから伝達される動力の断接を切り換える一対のクラッチとを備えることを特徴とするトランスミッション。
2. 前記一対のリバーサクラッチと、二組の主変速装置と、一対のクラッチとは、それぞれ別々のケースに収納され、かつ直列に配置されているとともに、各ケースは、着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のトランスミッション。

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