(57)【要約】【課題】トラクタなどの走行車両において、重い負荷を牽引して走行するような場合でも、高速段からの発進が可能となるように変速装置を構成して、走行車両の高速化を図ることを課題とする。【解決手段】多段の変速を手動で行う主変速装置５０を備えた走行車両の変速装置において、主変速装置５０の最も高速側の変速段への切換を行う切換機構のみをシンクロメッシュ式に構成し、他の変速段への切換を行う切換機構を歯車噛合式とした。【選択図】図４
2005308022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多段の変速を手動で行う主変速装置を備えた走行車両の変速装置において、主変速装置の最も高速側の変速段への切換を行う切換機構のみをシンクロメッシュ式に構成し、他の変速段への切換を行う切換機構を歯車噛合式としたことを特徴とする走行車両の変速装置。
【請求項２】
前記主変速装置の変速レバーの操作パターンを一速−二速−三速−ニュートラル−四速の順として直線的に配置した構成としたことを特徴とする請求項１に記載の走行車両の変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラクタなどの走行車両に備えられる変速装置に関する。特に、直線シフト型の変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トラクタなどの走行車両の変速装置は、クラッチハウジングにメインクラッチを備え、ミッションケースに主変速装置、副変速装置、ＰＴＯクラッチ、ＰＴＯ変速装置などを備えて構成されている。このような変速装置において、主変速装置では、主変速軸に主変速一速歯車、主変速二速歯車、主変速三速歯車、主変速四速歯車が遊嵌されるとともに、主変速四速歯車と主変速一速歯車との間、主変速三速歯車と主変速二速歯車との間において、スプラインカラーがスプライン嵌合され、スプラインカラーに摺動自在に嵌合されたスライダを介して、スプラインカラーといずれか一つの歯車とが連結されるようにしてカラーシフト式の切換機構やシンクロ式の変速機構が構成されていた。そして、スライダと適宜のリンク機構を介して変速レバーとが連動連結されて、該変速レバーの操作によりスライダを直線的に摺動して変速段を切り換えたり、Ｈ形のレバーガイドに沿って切り換えたりすることで、変速が行われるように構成されていた（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１２７７６６号公報
【特許文献２】特開平５−６９７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、変速装置において、主変速装置の各変速段の切換を行う切換機構がカラーシフト式に構成されていると、トレーラー作業などで特に望まれている走行車両の高速化を図ることができなかった。つまり、従来のトラクタの場合、変速段を順番に上げてつなぐ構成ではなく、各変速段から発進することになり、重い負荷を牽引するような場合高速段からの発進ができず、低速走行しかできなかった。また、シンクロメッシュ式の変速装置とした場合には、走行しながら低速段から高速段に変速可能であるが、変速装置の歯車の配置が４段の場合高低２組設ける必要があるため、変速レバーのレバーガイドはＨ形となり、直線配置とすることが難しく、スムースな操作ができず、油圧クラッチ式やＨＳＴ式としなければならず、伝達効率の低下となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
即ち、請求項１においては、多段の変速を手動で行う主変速装置を備えた走行車両の変速装置において、主変速装置の最も高速側の変速段への切換を行う切換機構のみをシンクロメッシュ式に構成し、他の変速段への切換を行う切換機構を歯車噛合式としたものである。
【０００７】
請求項２においては、前記主変速装置の変速レバーの操作パターンを一速−二速−三速−ニュートラル−四速の順として直線的に配置した構成としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【０００９】
請求項１においては、多段の変速を手動で行う主変速装置を備えた走行車両の変速装置において、主変速装置の最も高速側の変速段への切換を行う切換機構のみをシンクロメッシュ式に構成し、他の変速段への切換を行う切換機構を歯車噛合式としたことから、変速装置を四段変速とした場合、三速で走行車両を発進させた後、クラッチを操作することなくスムースに四速に切り換えて変速を行うことができ、走行車両の高速化を図ることができる。
【００１０】
請求項２においては、前記主変速装置の変速レバーの操作パターンを一速−二速−三速−ニュートラル−四速の順として直線的に配置した構成としたことから、変速段が容易に分かるようになり、簡単な操作で変速を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係るトラクタの全体的な構成を示した側面図、図２は駆動力伝達構成を示すスケルトン図、図３は駆動力伝達構成を示すミッションケースの側面断面図、図４は主変速装置を示す側面断面図、図５は主変速レバーを示す平面図である。
【００１２】
まず、本発明の一実施例に係る変速装置を採用した走行車両をトラクタとして、その概略構成について説明する。
【００１３】
図１に示すように、機体フレーム２の前下部にはフロントアクスルが揺動自在に配設され、該フロントアクスルに軸支された前車軸３の両端に前輪４が取り付けられている。また、機体フレーム２の後部にはミッションケース５が固設され、該ミッションケース５の後部の左右両側面にリアクスルケースが取り付けられて、該リアクスルケースに軸支された後車軸６の両端に後輪７が取り付けられている。
【００１４】
機体フレーム２の前後中途部上にはエンジン８が載置されている。該エンジン８の前方にはラジエータ９やバッテリ１０が配置され、これらがボンネット１１により覆われている。ボンネット１１の後部内には燃料タンク１２が配設され、該燃料タンク１２の後方にダッシュボード１３が配設されている。ダッシュボード１３内にはハンドルコラムが配設され、ハンドルコラムに支持されたハンドル軸の上端にハンドル１４が設けられている。そして、ハンドル１４の後方に座席１５が配置され、該座席１５とダッシュボート１３との間の下方にステップ１６が配置されて、運転部が構成されている。
【００１５】
エンジン８の後部にクラッチハウジングが配置され、該クラッチハウジングの後部に前記ミッションケース５が配設されている。そして、エンジン８からの駆動力がクラッチハウジングに備えられた主クラッチ２３やミッションケース５に備えられた主変速装置５０、副変速装置８０などからなる変速装置を経て後輪７に伝達されると同時に、四輪駆動・前輪増速駆動切換機構１００を介して前輪４に伝達されるように構成されている。また、前記エンジン８の駆動力は、ミッションケース５後端から突出したＰＴＯ軸４８にも伝達されるように構成されており、該ＰＴＯ軸４８からユニバーサルジョイントや伝動軸などを介して車両後端の作業機装着装置に装着した作業機４９に駆動力が伝達可能とされている。
【００１６】
次に、変速装置の駆動力伝動系の構成について、図２と図３を用いて説明する。
前記エンジン８から出力軸２１が機体後方に突出され、該出力軸２１にクラッチハウジングに軸支された出力軸２２が多板式の主クラッチ２３を介して同心軸上に連結されている。出力軸２２は主クラッチ２３から後方に延出され、その更に後方にＰＴＯクラッチ軸３５が同心軸上に配設されている。
【００１７】
前記出力軸２２の後端上には伝動歯車３３が配置され、ＰＴＯクラッチ軸３５前端上にはＰＴＯ一速歯車３１、ＰＴＯ二速歯車３２、ＰＴＯ逆転歯車３４が遊嵌されている。これらの歯車３１・３２・３３・３４のうち、ＰＴＯ変速歯車３１・３２と伝動歯車３３が、主軸４５に固設或いは形設された伝達歯車４１・４２・４４にそれぞれ噛合され、ＰＴＯ逆転歯車３４がカウンタ歯車３６を介して伝達歯車４３に噛合されている。
【００１８】
前記ＰＴＯクラッチ軸３５には、ＰＴＯ一速歯車３１とＰＴＯ二速歯車３２との間において、スライダ３８が軸方向摺動自在にスプライン嵌合され、ＰＴＯ逆転歯車３４と伝動歯車３３との間において、スプラインカラーを介してスライダ３９が軸方向摺動自在にスプライン嵌合されている。スライダ３８・３９は適宜のリンク機構を介して、運転部に配設されたＰＴＯ変速レバーに連動連結されている。
【００１９】
また、前記ＰＴＯ一速歯車３１、ＰＴＯ二速歯車３２、ＰＴＯ逆転歯車３４、伝動歯車３３にはそれぞれスライダ３８・３９にスプライン嵌合可能なスプライン部が形成され、ＰＴＯ変速レバーの操作によりスライダ３８・３９が軸方向に摺動して、ＰＴＯ一速歯車３１、ＰＴＯ二速歯車３２、ＰＴＯ逆転歯車３４、伝動歯車３３のうち、いずれか一つの歯車のスプライン部とスプライン嵌合するように構成されている。こうして、ＰＴＯ変速装置３０が構成され、出力軸２２の駆動力が該出力軸２２上の伝動歯車３３から、又はＰＴＯクラッチ軸３５上の歯車３１・３２・３３のうちのいずれか一つの歯車からＰＴＯクラッチ軸３５に出力されるようになっている。なお、ＰＴＯ変速レバーがニュートラル位置の場合には、ＰＴＯクラッチ軸３５に駆動力は伝達されない。
【００２０】
ＰＴＯクラッチ軸３５の後端には歯車４６が固設され、該歯車４６にＰＴＯ軸４８の前端に固設された歯車４７が噛合されている。そして、該ＰＴＯ軸４８の後端がミッションケース５から後方に突出され、ユニバーサルジョイントや伝動軸を介して機体後端に接続された作業機４９の入力軸に連結されている。
【００２１】
前記主軸４５上の四枚の伝達歯車４１・４２・４３・４４は、主変速軸５５に遊嵌された主変速二速歯車５２、主変速三速歯車５３、主変速一速歯車５１、主変速四速歯車５４にそれぞれ噛合されている。図４に示すように、主変速二速歯車５２と主変速三速歯車５３との間にはスプラインカラー５６がスプライン嵌合され、主変速二速歯車５２と主変速三速歯車５３とスプラインカラー５６との間にカラーシフト式の切換機構が構成されている。該カラーシフト式の切換機構では、スプラインカラー５６にスライダ５７が軸方向摺動自在にスプライン嵌合され、スライダ５７に嵌合されたシフトフォーク５８がリンク機構を介して運転部に配設された主変速レバー１１０に連動連結されている。そして、前記主変速二速歯車５２、主変速三速歯車５３にそれぞれスライダ５７にスプライン嵌合可能なスプライン部５２ａ・５３ａが形成され、主変速レバー１１０の操作によりスライダ５７が軸方向に摺動して、前記主変速二速歯車５２、主変速三速歯車５３のうち、いずれか一方の歯車のスプライン部５２ａ・５３ａにスプライン嵌合するように構成されている。
【００２２】
また、主変速一速歯車５１と主変速四速歯車５４との間においては、ハブ１１１が主変速軸５５にスプライン嵌合され、主変速一速歯車５１とハブ１１１との間にカラーシフト式（または歯車噛合式）の切換機構が構成され、主変速四速歯車５４とハブ１１１との間にシンクロメッシュ式の切換機構が構成されている。ハブ１１１には、スライダ１１２が軸方向摺動自在にスプライン嵌合され、該スライダ１１２に嵌合されたシフトフォーク１１３がリンク機構を介して主変速レバー１１０に連動連結されている。
【００２３】
前記ハブ１１１の外周には複数のキー溝が形成され、各キー溝にシンクロナイザーキー１１４が嵌入されている。シンクロナイザーキー１１４とハブ１１１との間にはバネ１１５が介設され、該バネ１１５によりシンクロナイザーキー１１４がスライダ１１２に形成された溝に押圧されている。
【００２４】
そして、主変速一速歯車５１とハブ１１１との間のカラーシフト式の切換機構では、主変速一速歯車５１に前記スライダ１１２にスプライン嵌合可能なスプライン部５１ａが形成され、主変速レバー１１０の操作によりスライダ１１２が軸方向に摺動して、前記主変速一速歯車５１のスプライン部５１ａにスプライン嵌合するように構成されている。
【００２５】
このように、一速又は二速又は三速に変速する際には、カラーシフト式の切換機構で変速段の切換が行われるように構成されている。つまり、一速に変速する場合には、スライダ１１２を主変速レバー１１０の操作により主変速一速歯車５１側に移動させると、スライダ１１２が主変速一速歯車５１のスプライン部５１ａにスプライン嵌合されて、変速段が一速へ切り換えられ、エンジン８からの駆動力が主軸４５、伝達歯車４３、主変速一速歯車５１、スプライン部５１ａ、スライダ１１２、ハブ１１１、主変速軸５５の順に伝達される。二速又は三速に変速する場合も同様に、スライダ５７を主変速レバー１１０の操作により主変速二速歯車５２側又は主変速三速歯車５３側に移動させて、スライダ５７を主変速二速歯車５２のスプライン部５２ａ又は主変速三速歯車５３のスプライン部５３ａにスプライン嵌合させることで、変速段が二速又は三速に切り換えれる。
【００２６】
一方、主変速四速歯車５４とハブ１１１との間のシンクロメッシュ式の切換機構では、主変速四速歯車５４に前記スライダ１１２にスプライン嵌合可能なスプライン部５４ａが形成され、該スプライン部５４ａとスライダ１１２との間に、シンクロナイザーリング１１６が配置されている。該シンクロナイザーリング１１６は、主変速四速歯車５４のコーン部５４ｂに遊嵌されており、外周に形成されたスプライン部１１６ａがスライダ１１２と嵌合可能に、内周面がコーン部５４ｂと接触可能に構成されている。そして、該シンクロナイザーリング１１６の周方向に設けられた複数の溝１１６ｂに各シンクロナイザーキー１１４端部が常時嵌入されている。
【００２７】
このような構成において、四速に変速する場合には、スライダ１１２を主変速レバー１１０の操作により、主変速四速歯車５４側に移動させると、該スライダ１１２と共にシンクロナイザーキー１１４も主変速四速歯車５４側に移動して、該シンクロナイザーキー１１４がシンクロナイザーリング１１６を押し、該シンクロナイザーリング１１６が主変速四速歯車５４のコーン部５４ｂを押圧する。この際、シンクロナイザーリング１１６と主変速四速歯車５４との回転差により、シンクロナイザーリング１１６と主変速四速歯車５４のコーン部５４ｂとの間で摩擦力が発生し、該摩擦力及びシンクロナイザーキー１１４端部とシンクロナイザーリング１１６の溝１１６ｂとの係合によって、主変速四速歯車５４の駆動力がシンクロナイザーリング１１６を介して主変速軸５５と一体となって回転するシンクロナイザーキー１１４、ハブ１１１に伝達され、主変速軸５５が回転し始める。
【００２８】
スライダ１１２を更に移動させると、スライダ１１２とシンクロナイザーキー１１４との係合が外れ、同期が完了した時点で、スライダ１１２がシンクロナイザーリング１１６のスプライン部１１６ａにスプライン嵌合したままの状態で、主変速四速歯車５４のスプライン部５４ａとにスプライン嵌合する。これにより、変速段の四速への切換が完了し、エンジン８からの駆動力が伝達歯車４４、主変速四速歯車５４、スプライン部５４ａ、スライダ１１２、ハブ１１１、主変速軸５５の順に伝達される。
【００２９】
こうして、４段変速の主変速装置５０が構成され、エンジン８からの駆動力が上述のように主変速軸上の歯車３１・３２・３３・３４のうち、いずれか一つの歯車に出力されて、該歯車より変速後の駆動力が主変速軸５５に出力されるようになっている。なお、主変速レバー１１０がニュートラル位置の場合は、スライダ５７・１１２が主変速軸５５上の歯車３１・３２・３３・３４のスプライン部３１ａ・３２ａ・３３ａ・３４ａのいずれとも噛合せず、主変速軸５５に駆動力は伝達されない。
【００３０】
また、前記主変速軸２４は前方に延長され、該延長部分に正転側歯車６１と逆転側歯車６２とが遊嵌されている。正転側歯車６１には伝達軸７４に固設された歯車７１が噛合されている。一方、逆転側歯車６２にはカウンタ軸６３に固設されたカウンタ歯車６４が噛合され、該カウンタ歯車６４に伝達軸７４に固設された歯車７２が噛合されている。
【００３１】
前記正転側歯車６１と逆転側歯車６２との間においては、ハブが主変速軸５５上に固設され、該正転側歯車６１と逆転側歯車６２とハブとの間にシンクロメッシュ式の切換機構が構成されている。該シンクロメッシュ式の切換機構では、ハブにスライダ６５が軸方向摺動自在にスプライン嵌合され、該スライダ６５に適宜のリンク機構を介してリバーサレバーが連動連結されている。そして、該リバーサレバーの操作によりスライダ６５が軸方向に摺動して、正転側歯車６１又は逆転側歯車６２に形成されたスプライン部と噛合可能とされている。このようにして、前後進切換装置６０が構成され、主変速軸２４の駆動力が、スライダ６５が正転側歯車６１のスプライン部にスプライン嵌合されたときには、正転側歯車６１より伝達軸７４に出力され、逆に、スライダ６５が逆転側歯車６２のスプライン部にスプライン嵌合したときには、逆転側歯車６２よりカウンタ軸６３を介して伝達軸７４に出力されて、該駆動力により伝達軸７４が逆転方向に回転するようになっている。但し、リバーサレバーがニュートラル位置の場合、駆動力は両歯車６１・６２のいずれにも伝達されない。
【００３２】
伝達軸７４には前記歯車７１・７２が固設されており、該歯車７１に前記正転側歯車６１が噛合されるとともに、副変速軸８３に遊嵌された副変速二速歯車８２が噛合されている。また、副変速軸８３には副変速シフタ８１が軸方向摺動自在にスプライン嵌合され、副変速シフタ８１に副変速レバーが適宜のリンク機構を介して連動連結されている。
【００３３】
前記副変速シフタ８１においては、その前部に前記副変速二速歯車８２後部に形成されたスプライン部とスプライン嵌合可能なスプライン部が形成される一方、後部に伝達軸７４上の歯車７３と噛合可能な副変速一速歯車８１ａが設けられ、副変速レバーの操作により副変速シフタ８１が軸方向に摺動して、スプライン部が副変速二速歯車８２のスプライン部とスプライン嵌合する、又は副変速一速歯車８１ａが歯車７３と噛合するように構成されている。こうして、二段変速の副変速装置８０が構成され、伝達軸７４の駆動力が副変速軸８３上の歯車８１ａ・８２のいずれか一方の歯車に出力されて、該歯車より伝達軸７４の変速後の駆動力が副変速軸８３に出力されるようになっている。
【００３４】
さらに、前記副変速軸８３には歯車８４・８５・８６が固設され、これらの歯車８４・８５・８６のうち、副変速軸８３後端に配置された歯車８６には後輪７側のデフ装置９１の歯車９２が噛合されている。デフ装置９１の出力軸９３には歯車９４・９５を介して後車軸６が連結されるとともに、ブレーキ装置９６が配設されている。こうして、副変速軸８３の駆動力がデフ装置９１に入力され、その出力軸９３から出力される駆動力により後輪７が駆動されるように構成されている。
【００３５】
また、前記歯車８４・８５・８６のうち、歯車８４・８５は前輪駆動出力軸１０３に遊嵌された歯車１０１・１０２にそれぞれ噛合され、四輪駆動・前輪増速駆動切換機構１００によって、副変速軸８３の駆動力が歯車１０１・１０２のうちのいずれか一方の歯車を介して前輪駆動出力軸１０３に入力される。そして、該前輪駆動出力軸１０３からの駆動力が、前輪伝達軸１０４やユニバーサルジョイントなどを介して前輪側のデフ装置１０６に入力されて、その出力軸から出力される駆動力により前輪４が駆動されるように構成されている。
【００３６】
以上のように、本発明の変速装置では、多段の変速を手動で行う主変速装置５０において、最も高速側の変速段への切換、本実施例では三速から四速への切換を行う切換機構のみをシンクロメッシュ式に構成し、他の変速段への切換を行う切換機構をカラーシフト式に構成したので、走行車両を三速で発進させた後、主クラッチ２３を操作することなくスムースに四速に切り換えて変速を行うことができ、走行車両の高速化を図ることができる。
【００３７】
さらに、図５に示すように、主変速装置５０の主変速レバー１１０の変速パターンを一速−二速−三速−ニュートラル−四速の順として直線的に配置した構成とし、主変速レバー１１０をレバーガイド１１８の長孔１１８ａに挿入して、一直線上に回動して変速を行う構成とすることで、変速段を容易に分かるようにして、簡単な操作で変速できるようにしている。但し、一速と二速の間にニュートラルを配置することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例に係るトラクタの全体的な構成を示した側面図。
【図２】駆動力伝達構成を示すスケルトン図。
【図３】駆動力伝達構成を示すミッションケースの側面断面図。
【図４】主変速装置を示す側面断面図。
【図５】主変速レバーを示す平面図。
【符号の説明】
【００３９】
５０    主変速装置
５１    主変速一速歯車
５２    主変速二速歯車
５３    主変速三速歯車
５４    主変速四速歯車
５５    主変速軸
５６    スプラインカラー
５７    スライダ
１１１    ハブ
１１２    スライダ
１１６    シンクロナイザーリング
【図１】
2005308022.tif 000003
【図２】
2005308022.tif 000004
【図３】
2005308022.tif 000005
【図４】
2005308022.tif 000006
【図５】
2005308022.tif 000007