(57)【要約】【課題】全体をコンパクトとしながらトランスミッションにおける変速機構を前進後進ともに活用させることができる大型車両用トランスファ装置を提供することを目的とする。【解決手段】前進多段後進１段変速のトランスミッション２と、トランスミッション２の出力軸側に接続されたトランスファ３と、を備える。トランスファ３は、トランスミッション２からの前進多段後進１段の入力を伝達させて前進多段後進１段として出力させる第一駆動系とトランスミッション２からの前進多段後進１段の入力を全てにおいて逆転させて出力させる第二駆動系とを選択的に切り換える切換手段４を有するものである。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前進多段後進１段変速のトランスミッション（２）と、該トランスミッション（２）の出力軸側に接続されたトランスファ（３）と、を備え、該トランスファ（３）は、上記トランスミッション（２）からの上記前進多段後進１段の入力を伝達させて前進多段後進１段として出力させる第一駆動系と上記トランスミッション（２）からの上記前進多段後進１段の入力を全てにおいて逆転させて出力させる第二駆動系とを選択的に切り換える切換手段（４）を有することを特徴とする大型車両用トランスファ装置。
【請求項２】
上記トランスミッション（２）は油圧パワーシフトトランスミッションとされ、上記トランスファ（３）の上記切換手段（４）はソレノイドにより切り換えを行うように構成され、ギアの選択は一個の操作装置の択一的な切り換えにより行われるようした請求項１記載の大型車両用トランスファ装置。
【請求項３】
前進多段変速機構部を有するトランスミッション（２）と、該トランスミッション（２）の出力軸側に接続されたトランスファ（３）と、を備え、該トランスファ（３）は、上記トランスミッション（２）からの上記前進多段の入力を伝達させて前進多段として出力させる第一駆動系と上記トランスミッション（２）からの上記前進多段の入力を全てにおいて逆転させて出力させる第二駆動系とを選択的に切り換える切換手段（４）を有することを特徴とする大型車両用トランスファ装置。
【請求項４】
前進又は後進の方向及びその速度段数を表示する表示モニターを運転席に備えさせた請求項１，２又は３記載の大型車両用トランスファ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大型車両用トランスファ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設用車両や産業車両等の作業車両において、後進する動作が多いため前進後進とも多段変速するトランスミッションが専用に開発されており、原動機と駆動輪との間にそのトランスミッションを配設し変速操作を行っている。しかし、従来のパレットダンプに使用されるトランスミッションは、このような前進後進多段するものがなく、既存の自動車用の前進多段及び後進１段に変速させる構成をやむなく使用している。また、その他農業用車両の従来のトランスミッションとしては、前進・後進切り換え及び前進の変速を行う主変速機部と、主変速機部の出力をさらに変速を行う副変速機部と、を備え、前進多段を得るようにしたものがあり、トランスミッション内にて後進も２段乃至３段の変速を行えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３３０６４９８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の後進複数段変速を行うことができるトランスミッションは、駆動軸及びギアが多数必要となり、トランスミッション自体が大型化・複雑化し、そのようなミッションは汎用性がなく高価なものとなるという欠点がある。さらに、従来の後進複数段変速を行うトランスミッションは、変速を行う主変速機部と、さらに変速を行う副変速機部と、を有し、後進多段とさせる逆転切り換え手段を副変速機部に配設し、主変速機部における出力を逆転させている。つまり、逆転切り換え手段により駆動輪に後進出力される段数は、副変速機部においても複数段変速が可能であるにもかかわらず、主変速機部における変速段数のみであり、例えば主変速機が２段変速であればこのトランスミッションは後進２段しか行えない。さらに、逆転切り換え手段をトランスミッションのケーシング内に追加することで、さらに、ミッションが複雑化するという欠点がある。なお、逆転切り換え手段を小型のものとするために、チェーンとスプロケットにより構成することも考えられるが、農用機等の小出力用の駆動機構においてのみ適用可能であり、大型車両用駆動輪へ動力を伝達させる機構としては適用できない。
【０００５】
そこで本発明は、全体をコンパクトとしながらトランスミッションにおける変速機構を前進後進ともに活用させることができる大型車両用トランスファ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る大型車両用トランスファ装置は、前進多段後進１段変速のトランスミッションと、該トランスミッションの出力軸側に接続されたトランスファと、を備え、該トランスファは、上記トランスミッションからの上記前進多段後進１段の入力を伝達させて前進多段後進１段として出力させる第一駆動系と上記トランスミッションからの上記前進多段後進１段の入力を全てにおいて逆転させて出力させる第二駆動系とを選択的に切り換える切換手段を有するものである。
また、上記トランスミッションは油圧パワーシフトトランスミッションとされ、上記トランスファの上記切換手段はソレノイドにより切り換えを行うように構成し、ギアの選択は一個の操作装置の択一的な切り換えにより行われるようしたものである。
または、前進多段変速機構部を有するトランスミッションと、該トランスミッションの出力軸側に接続されたトランスファと、を備え、該トランスファは、上記トランスミッションからの上記前進多段の入力を伝達させて前進多段として出力させる第一駆動系と上記トランスミッションからの上記前進多段の入力を全てにおいて逆転させて出力させる第二駆動系とを選択的に切り換える切換手段を有するものである。
また、前進又は後進の方向及びその速度段数を表示する表示モニターを運転席に備えさせたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態に基づき、本発明を詳説する。
【０００８】
本発明に係る大型車両用トランスファ装置は、建設車両やパレットダンプ車等の大型作業車両において原動機から駆動輪までの間に設けられる動力伝達機構である。例えばパレットダンプ車としては、車両の全長が９〜１１ｍ  、全幅３．５ｍ、全高３．６ｍ、車両重量３５〜４０ｔｏｎ  程度のものがあり、最大積載量は３０〜５０ｔｏｎ  となるものがある。そして、この車両に搭載される原動機（エンジン）としては、最大出力が  ３２０〜３５０ｐｓ  ともなる。
【０００９】
図１は本発明に係るトランスファ装置を備える大型車両のシャーシ部概略側面図であり、図２はその平面図である。図３及び図４はトランスファ装置のトランスファの実施の一形態を示す断面図である。なお、図３は（後述する）第一駆動系にて動力伝達する場合（正転状態）の説明図であり、図４は第二駆動系にて動力伝達する場合（逆転状態）の説明図である。
原動機１から駆動輪５までの間に配設される本発明のトランスファ装置は、原動機１の出力軸側に接続される前進多段後進１段変速のトランスミッション２と、トランスミッション２の出力軸側に接続され変速（速度段の切換）を目的としない（変速を行わない）トランスファ３と、を備え、原動機１の出力は、このトランスファ装置を経て駆動輪５へ走行駆動力として伝達されている。
なお、図１と図２において矢印Ａは、車両前方方向であり、前進方向を示す。
【００１０】
前進多段後進１段変速のトランスミッション２は、（オートマチック）油圧パワーシフトトランスミッションとしており、従来より車両にて使用されている公知のものを使用している。具体的には、トルクコンバータを有し、プラネタリーギア機構（遊星歯車式）とした変速機としている。なお、「油圧パワーシフト」とは油圧クラッチの継断により使用するギアを選択するものである。また、本発明におけるトランスミッション２としては前進４段以上の多段変速かつ後進１段に構成されている。なお、原動機１の出力軸と、トランスミッション２の出力軸とは、車両軸方向向きの水平直線状となるよう（又は同一直線上となるよう）配置されており、トランスミッション２の出力軸の軸心を上部軸心８とする。
【００１１】
次に、図１において、トランスファ３は、その入力軸６が上部軸心８上となるよう配置され、かつ、トランスファ３の出力軸７が上部軸心８から所定の軸間距離を持った下方位置の下部軸心９上に配置され、下部軸心９と同じ高さに駆動輪５の回転軸心がある。つまり、このトランスファ３は、トランスミッション２から駆動軸の高さ位置を下方位置へ下げる垂下状の動力伝達機構であり、出力軸７を入力軸６の高さ位置よりも下方位置へ下げ、駆動輪５の回転軸心と同じ高さ位置に動力伝達させる。従って、低床式の車両シャーシを得ることができ、パレットダンプ車に対して好適である。
【００１２】
図３と図４に示すように、トランスファ３は、入力軸６である第一軸１１上から出力軸７である第四軸１４上まで、複数の動力伝達ギアを配設している。具体的には、第一軸１１上に第一ギア２１を配設し、第一ギア２１に噛合する第二ギア２２を第二軸１２上に配設し、第二ギア２２に噛合する第三ギア２３を第三軸１３上に配設し、第三ギア２３に噛合する第四ギア２４を第四軸１４（出力軸７）上に配設し、第一軸１１の回転入力トルクを第四軸１４に伝達している。また、第一ギア２１、第二ギア２２、第三ギア２３、第四ギア２４の歯数は、例えば３７，４１，４２，３７とし、第一軸１１から第四軸１４との間で増減速も変速も行っていない。そして図３に示すように、第一軸１１に入力された回転方向ｒ１  と第四軸１４に出力される回転方向ｒ４  は、これら偶数枚の平歯車により、同一方向から見て（第一軸１１に向かって見て）反対向きの回転となる。
【００１３】
そして、トランスファ３は、トランスミッション２からの前進多段後進１段の入力を伝達させて前進多段後進１段として出力させる第一駆動系と、トランスミッション２からの前進多段後進１段の入力を全てにおいて逆転させて伝達し後進多段前進１段として出力させる第二駆動系と、を選択的に切り換える切換手段４を有する。即ち、トランスミッション２の変速機構は、前進が複数段かつ後進が１段のみであるが、トランスファ３における切換手段４により、トランスファ３からの出力を前進と後進共に変速段数を同じとする前進複数段・後進複数段となるよう構成している。なお、第一駆動系の変速比は１となる。
【００１４】
具体的に説明すると、図４に示すように、切換手段４は、第一軸１１上にさらに設けられた第五ギア２５と、第五ギア２５と噛合し第五軸１５上に配設される第六ギア２６と、第二軸１２上にさらに設けられた第七ギア２７と、を有し、さらに、第一軸１１における入力トルク（回転）を第一ギア２１と第五ギア２５の内の何れか一方へのみ伝達させるクラッチ機構１０を有している。なお、クラッチ機構１０としては、ソレノイドバルブと空気圧との利用により軸方向スライドして前後進（第一・第二駆動系の）切り換え自在のドグクラッチとしている。なお、空気圧の代わりに油圧を利用したり、ソレノイドバルブで直接クラッチ機構１０を軸方向に動かしてもよい。
【００１５】
そして、上記の第一ギア２１、第二ギア２２、第三ギア２３、第四ギア２４による動力伝達を第一駆動系とし、また、第五ギア２５、第六ギア２６、第七ギア２７、（第七ギア２７と同軸の）第二ギア２２、第三ギア２３、第四ギア２４による動力伝達を第二駆動系とし、切換手段４のクラッチ機構１０の作動により、択一的に切り換えられるよう構成している。従って、図４に示すように、第二駆動系による動力伝達は、第一軸１１に入力された回転方向ｒ１１と第四軸１４に出力される回転方向ｒ１５が同一方向から見て（第一軸１１に向かって見て）同方向の回転であり、これら奇数枚の平歯車により、第一駆動系による出力に対して逆転した回転方向の出力となる。
つまり、トランスファ３の第二駆動系は、第六ギア２６を第一軸１１と第二軸１２との間に配設され逆転ギアとして作用させている。なお、第一軸１１、第二軸１２、第三軸１３、第四軸１４、第五軸１５は、夫々の軸心は平行となるよう配設されている。
【００１６】
また、第六ギア２６を使用する第二駆動系における第一軸１１と第四軸１４との間の変速比εは、ε＝１として変速させないよう、または、減速（増速）させるよう、ギア比を第五ギア２５と第六ギア２６と第七ギア２７とにおいて設定している。即ち増減速させない場合の第五ギア２５、第六ギア２６、第七ギア２７の歯数は、例えば３７，３９，４１とし、第二駆動系の変速比を１としている。また、減速（増速）させる場合、その減速（増速）は第五ギア２５の歯数の変更（例えば歯数３８）により行うため、本発明は、増減速を行わないトランスファ３に前後進切換機能を持つ切換手段４を備えさせた機構であると言える。
【００１７】
従って、トランスファ３の第一駆動系を選択することにより、トランスミッション２からの前進多段後進１段の入力をそのまま前進多段後進１段として駆動輪５へ出力させることができ、一方、第二駆動系を選択することで、トランスミッション２からの前進多段後進１段の入力を逆転させて伝達し後進多段前進１段として駆動輪５へ出力させることができる。つまり、トランスミッション２が進行方向一方側（前進）に多段変速のギア構成を有することで、第二駆動系に切り換えて、そのトランスミッション２が有する多段変速数と同数の進行方向他方側（後進）への多段変速を得ることができる。なお、第一駆動系と第二駆動系との組み合わせによる前進多段後進多段変速の構成を表１に示す。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
表１は、トランスミッション２を前進６段後進１段変速の構成としたものであり、これについて具体的に説明すると、トランスミッション２が後進状態とされかつトランスファ３が第一駆動系とされて全体として後進となるが、トランスミッション２の後進が前進１速よりギア比が大きいため、後進の第１速（Ｒ１）となり、また、トランスミッション２が前進状態とされかつトランスファ３が第二駆動系とされて、後進第２速（Ｒ２）から順に後進第３速（Ｒ３）…後進第７速（Ｒ７）となる。また、トランスミッション２が後進状態とされかつトランスファ３が第二駆動系とされて前進第１速（Ｆ１）となり、トランスミッション２が前進状態とされかつトランスファ３が第一駆動系とされて、前進第２速（Ｆ２）から順に前進第３速（Ｆ３）…前進第７速（Ｆ７）となる。
【００２０】
従って、本発明のトランスファ装置は、トランスミッション２が前進６段後進１段変速のみ出力可能となる構成であるにも関わらず、前進６段後進１段（前進多段後進１段）の第一駆動系と後進６段前進１段（後進多段前進１段）の第二駆動系との２つの駆動系により、前進多段後進多段機動が構成されて前進７段後進７段となる。つまり、前進後進共においてトランスミッション２のみの前進変速段数よりも一段多い段数の変速切り換えが可能となる。
【００２１】
そして、このトランスファ装置は、トランスミッション２における前進多段変速はオートマチックトランスミッションを採用することでトルクコンバータと組み合わせて自動的に変速され、かつ、前進多段後進多段機動（前進７段後進７段機動）のうち、前進機動又は後進機動の選択は運転席の運転手による前進又は後進の択一的な操作レバーの切り換えにより行われるよう構成し、ギア（速度段数）の選択は、一個の操作装置の択一的な切り換えにより行われるようにしている。
【００２２】
つまり、図５のトランスファ装置が有する制御機構の説明図に示すように、トランスミッション２の前進後進の切り換えを行う変換手段（ソレノイドバルブ）５３と、トランスファ３の切換手段４（ソレノイド）とは連動されており、希望するギアを継断するためのクラッチの切り換えを、ソレノイドにより行い、トランスミッション２の変換手段５３とトランスファ３の切換手段４とを制御する中央制御手段５０の作動により、運転手が、操作レバー５２を「前進」に選択して、車両を走行開始させれば、切換スイッチ５１の信号を受けて中央制御手段５０の指令により自動的にトランスミッション２は後進に切り換えられかつトランスファ３は第二駆動系に切り換えられて前進第１速（Ｆ１）となり、前進走行速度が上がると、自動的にトランスミッション２は前進に切り換えられかつトランスファ３が第一駆動系に切り換えられ前進第２速（Ｆ２）となり、さらに、トランスミッション２の変換手段５３により順次変速させる。また、車両の走行負荷が小さい時は、操作レバー５２を前進第２速（Ｆ２）又は前進第３速（Ｆ３）にセット（シフト）すれば、夫々、前進第２速（Ｆ２）又は前進第３速（Ｆ３）から発進する自動変速機となる。
【００２３】
また、運転手が操作レバーを「後進」とすれば、自動的にトランスミッション２は後進に切り換えらえかつトランスファ３は第一駆動系に切り換えられ後進第１速（Ｒ１）となり、後進走行速度が上がると、自動的にトランスミッション２は前進に切り換えられかつトランスファ３は第二駆動系に切り換えられ後進第２速（Ｒ２）となり、トランスミッション２の変換手段５３により順次変速させる。後進第２速又は後進第３速から発進する場合も上記前進の場合と同じである。なお、操作レバー５２は、レバーのノブを軸心廻りに回転させて第１〜４速を切り換えるものや、前後進のみを独立したレバーにより行うようしても良い。
【００２４】
次に、本発明の大型車両用トランスファ装置の他の実施の形態について説明すると、トランスミッション２は、前進多段変速機構部を有するトランスミッション２と、トランスミッション２の出力軸側に接続されたトランスファ３と、を備えている。そして、トランスファ３は、トランスミッション２からの前進多段の入力を伝達させて前進多段として出力させる第一駆動系とトランスミッション２からの前進多段の入力を全てにおいて逆転させて伝達し後進多段として出力させる第二駆動系とを選択的に切り換える切換手段４を有している。なお、トランスファ３及び切換手段４の構成は、図３と図４の構成と同じであり、上記説明したものと同一である。
そして、このトランスミッション２とトランスファ３とにより得られる前進多段後進多段変速の組み合わせを表２に示す。
【００２５】
【表２】
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【００２６】
このトランスファ装置は、トランスミッション２を前進６段変速の構成としたものである。トランスミッション２が前進６段変速のみ出力可能となる（後進ギアを持たない）構成であるにも関わらず、トランスファ３において、前進６段（前進多段）の第一駆動系と後進６段（後進多段）の第二駆動系とにより前進多段後進多段機動が構成されて前進６段後進６段となる。つまり、トランスミッション２が前進６段変速のみであるが、後進方向へも６段の変速が可能となる。
なお、このトランスミッション２は、前進６段後進１段のものとし、後進ギアを使用しない前進６段変速の構成（前進多段変速機構部）としても良い。つまり、トランスミッション２の前進速度段数のみを車両の後進にそのまま使用するよう構成してもよい。
【００２７】
そして、このトランスファ装置は、トランスミッション２における前進多段変速はオートマチックトランスミッションを採用することで自動的に変速され、かつ、前進多段後進多段機動（前進６段後進６段機動）のうち、前進機動又は後進機動の選択───つまり切換手段４の切り換え───は、運転席の運転手による前進又は後進の択一的な操作レバーの切り換えにより行われるよう構成している。
【００２８】
また、本発明に係るトランスファ装置は、トランスミッション２の変換手段５３と、トランスファ３の切換手段４とを制御する中央制御手段５０に応じて、前進又は後進の方向及びその際の速度段数を表示する表示モニターを運転席に設けている。従って、運転手は、前進及び後進の際に車両が現在どの変速段数により走行しているか判断でき、特に６段以上の多段の場合、運転手の誤認を防止する。
【００２９】
さらに、トランスファ３の出力軸７上には、センターディファレンシャルギア１６を備えており、図１に示すように、トランスファ３は前方駆動輪５ａ及び後方駆動輪５ｂともに動力を伝達している。また、後方駆動輪５ｂはさらに第一後方駆動車軸とその後方側の第二後方駆動車軸とを備えており、両者は駆動軸にて接続され、常時全輪駆動式（図１では常時６輪駆動式）とし、タイヤスリップを減少させ走行安定性を高めるとともに、重量のある車両であるが道路を傷めない。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は上述の構成により次のような効果を奏する。
【００３１】
（請求項１によれば）トランスミッション２が前進多段後進１段変速のみ出力可能となる構成であるにも関わらず、第一駆動系と第二駆動系とにより前進多段後進多段機動が可能となる。既存の前進多段後進１段変速のトランスミッション２を用いて、後進側へ前進側と同じ段数の多段変速が可能となる。
さらに、前進後進共においてトランスミッション２のみの前進変速段数よりも一段多い段数の変速切り換えが可能となる。
（請求項２によれば）トランスミッション２における変速操作とトランスファ３における操作との両方を、運転手が２種類の操作レバーにより切り換えることなく前進後進とも変速が行え、操作ミスがない。
【００３２】
（請求項３によれば）トランスミッション２が前進多段変速のみ出力可能となる構成であるにも関わらず、前進多段の第一駆動系と後進多段の第二駆動系とにより前進多段後進多段機動が可能となる。既存の前進多段変速のトランスミッション２を用いて、後進側へ前進側と同じ段数の多段変速が可能となる。
また、駆動機構が簡素化されるため駆動効率が向上する。
【００３３】
（請求項４によれば）前進及び後進の際に車両が現在どの変速段数により走行しているか判断でき、特に後進の際、スピードの出しすぎに注意することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトランスファ装置を備える大型車両のシャーシ部概略側面図である。
【図２】トランスファ装置の平面図である。
【図３】トランスファの第一駆動系を説明する断面図である。
【図４】トランスファの第二駆動系を説明する断面図である。
【図５】トランスファ装置が有する制御機構の説明図である。
【符号の説明】
２  トランスミッション
３  トランスファ
４  切換手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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