(57)【要約】【課題】前後進切換装置の変速操作時の操作性を向上させることを課題とする。【解決手段】変速軸５５と一体的に回転するハブ１１１の一側に正転側歯車６１を配置し、他側に逆転側歯車６２を配置して、リバーサレバー１１０の操作によりハブ１１１といずれか一方の歯車６１・６２とをシンクロメッシュ式の切換機構によりスライダ１１２を介して連結することで前後進の変速状態を切り換える前後進切換装置６０を備えた走行車両の変速装置において、正転側歯車６１及び逆転側歯車６２とスライダ１１２との間に、摩擦係数の異なるリング１１６・１１８・１１９を複数設け、リバーサレバー１１０の操作のみで前後進切換装置６０の変速を可能に構成した。【選択図】図４
2005308023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速軸と一体的に回転するハブの一側に正転側歯車を配置し、他側に逆転側歯車を配置して、リバーサレバーの操作によりハブといずれか一方の歯車とをシンクロメッシュ式の切換機構によりスライダを介して連結することで前後進の変速状態を切り換える前後進切換装置を備えた走行車両の変速装置において、正転側歯車及び逆転側歯車とスライダとの間に、摩擦係数の異なるリングを複数設け、リバーサレバーの操作のみで前後進切換装置の変速を可能に構成したことを特徴とする走行車両の変速装置。
【請求項２】
前記変速軸に軸方向に油路を形成するとともに、ハブに正転側歯車側と逆転側歯車側とに向かって油路を形成し、これらの油路を連通して、ハブと各歯車との間の空間に油を供給可能に構成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し、特に走行車両の前後進の変速状態を切り換える前後進切換装置に関する。
【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、前後進切換装置、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、前後進切換装置では、変速軸に正転側歯車と逆転側歯車とが遊嵌されるとともに、正転側歯車と逆転側歯車との間において、ハブがスプライン嵌合され、該ハブにリバーサレバーに連動連結されたスライダが軸方向摺動自在にスプライン嵌合され、更にスライダと正転側歯車及び逆転側歯車との間にそれぞれシンクロナイザーリングが配置されて、シンクロメッシュ式の切換機構が構成されていた。そして、クラッチを切った状態で、リバーサレバーの操作によりスライダを軸方向に摺動させてシンクロナイザーリングにスプライン嵌合し、シンクロナイザーリングを歯車のコーン部に押圧して、該シンクロナイザーリングと歯車とを同期させ、スライダを更に移動させて歯車にスプライン嵌合させることで、前後進の変速状態が切り換えられていた。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１１２６３７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、従来の変速装置においては、前後進切換装置にて変速操作を行う際に、クラッチペダル等を操作してクラッチを切らなければならないために、変速操作が煩雑なものとなりスムースな変速ができなかった。また、リバーサレバーを無理に回動して操作するとギヤ鳴りが発生し、焼き付きが生じるという問題があった。
【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、変速軸と一体的に回転するハブの一側に正転側歯車を配置し、他側に逆転側歯車を配置して、リバーサレバーの操作によりハブといずれか一方の歯車とをシンクロメッシュ式の切換機構によりスライダを介して連結することで前後進の変速状態を切り換える前後進切換装置を備えた走行車両の変速装置において、正転側歯車及び逆転側歯車とスライダとの間に、摩擦係数の異なるリングを複数設け、リバーサレバーの操作のみで前後進切換装置の変速を可能に構成したものである。
【０００７】
請求項２においては、前記変速軸に軸方向に油路を形成するとともに、ハブに正転側歯車側と逆転側歯車側とに向かって油路を形成し、これらの油路を連通して、ハブと各歯車との間の空間に油を供給可能に構成したものである。
【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、変速軸と一体的に回転するハブの一側に正転側歯車を配置し、他側に逆転側歯車を配置して、リバーサレバーの操作によりハブといずれか一方の歯車とをシンクロメッシュ式の切換機構によりスライダを介して連結することで前後進の変速状態を切り換える前後進切換装置を備えた走行車両の変速装置において、正転側歯車及び逆転側歯車とスライダとの間に、摩擦係数の異なるリングを複数設け、リバーサレバーの操作のみで変速操作を可能に構成したことから、リバーサレバーによる変速操作時に、ペダルやレバーなどの操作によりクラッチを操作して切ることなく、前後進の変速状態を切り換えて車両を発進させることができ、操作性を向上させることができる。
【００１０】
請求項２においては、前後進切換装置に内側から作動油を供給して潤滑でき、各部材の摩耗を減少して、焼き付きを防止できる。さらに、作動油により各部材を十分に冷却できる。
【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は前後進切換装置を示す側面断面図である。
【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収容された主クラッチ２３やミッションケース５に収容された主変速装置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及び図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の主変速歯車にそれぞれ噛合されている。そして、主変速二速歯車５２と主変速三速歯車５３との間において、スライダ５７がスプラインカラーを介して主変速軸５５に軸方向摺動自在にスプライン嵌合され、主変速三速歯車５３と主変速四速歯車５４との間において、スライダ５９が主変速軸５５に軸方向摺動自在にスプライン嵌合されている。スライダ５７・５９は適宜のリンク機構を介して運転部に配設された主変速レバーに連動連結されている。
【００２２】
また、前記主変速二速歯車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にはそれぞれスライダ５７・５９に係合可能なスプライン部が形成され、主変速レバーの操作によりスライダ５７・５９が軸方向に摺動して、前記主変速一速歯車５１、主変速二速歯車５２、主変速三速歯車５３、主変速四速歯車５４のうち、いずれか一つの歯車のスプライン部と係合するように構成されている。こうして、４段変速の主変速装置５０が構成され、主軸４５の駆動力が主変速軸５５上の歯車５１・５２・５３・５４のうち、いずれか一つの歯車に出力されて、該歯車より主軸４５の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。
【００２３】
また、前記主変速軸５５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。
【００２４】
また、前記正転側歯車６１と逆転側歯車６２との間においては、図４に示すように、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の切換機構が構成され、正転側歯車６１と逆転側歯車６２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。該シンクロメッシュ式の切換機構では、ハブ１１１に、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前記ハンドル１４近傍に設けられたリバーサレバー１１０に連動連結されている。また、ハブ１１１の外周には複数のキー溝が形成され、各キー溝に嵌入されたシンクロナイザーキー１１４が、シンクロナイザーキー１１４とハブ１１１との間に介設されたバネ１１５により、スライダ１１２に形成された溝に押圧されている。
【００２５】
そして更に、正転側歯車６１と逆転側歯車とには前記スライダ１１２にスプライン嵌合可能なスプライン部６１ａ・６２ａが形成されるとともに、ハブ１１１に向かって突出するコーン部６１ｂ・６２ｂが形成され、各コーン部６１ｂ・６２ｂに摩擦係数の異なる円錐状のリング１１８・１１９が二重に外嵌され、更に外側のリング１１８上にシンクロナイザーリング１１６が遊嵌されている。該シンクロナイザーリング１１６・１１６は各歯車６１・６２のスプライン部６１ａ・６２ａとスライダ１１２との間に位置し、外周に形成されたスプライン部１１６ａ・１１６ａがスライダ１１２と嵌合可能に、内周面がコーン部６１ｂ・６２ｂに外嵌されたリング１１８・１１９に接触可能に構成されている。そして、各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に前記シンクロナイザーキー１１４の端部が常時嵌入されている。
【００２６】
このような構成において、リバーサレバー１１０を操作して、スライダ１１２を正転側歯車６１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が正転側歯車６１のコーン部６１ｂをリング１１８・１１９を介して押圧する。この際、シンクロナイザーリング１１６と正転側歯車６１との回転差により、シンクロナイザーリング１１６と正転側歯車６１のリング１１８・１１９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の駆動力がシンクロナイザーリング１１６とリング１１８・１１９を介して正転側歯車６１に伝達され、正転側歯車６１が回転し始める。
【００２７】
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、正転側歯車６１のスプライン部６１ａとスプライン嵌合する。これにより、変速の切換が完了して、主変速軸５５の駆動力が主変速軸５５、ハブ１１１、スライダ１１２、スプライン部６１ａ、正転側歯車６１、歯車７１、伝達軸７４の順に伝達されるようになり、機体を前進させる変速状態になる。
【００２８】
また、リバーサレバー１１０を操作して、スライダ１１２を逆転側歯車６２側に移動させるときも、前記同様の同期作用が働き、同期が完了するとスライダ１１２がシンクロナイザーリング１１６と逆転側歯車６２の各スプライン部１１６ａ・６２ａとにスプライン嵌合する。これにより、変速の切換が完了して、主変速軸５５の駆動力が主変速軸５５、ハブ１１１、スライダ１１２、スプライン部６２ａ、逆転側歯車６２、カウンタ歯車６４、歯車７２、伝達軸７４の順に伝達されるようになり、該駆動力により伝達軸７４が逆転方向に回転されて、機体を後進させる変速状態となる。
【００２９】
このようにして、シンクロメッシュ式の切換機構を備えた前後進切換装置６０が構成されている。なお、リバーサレバー１１０がニュートラル位置の場合には、スライド１１２は正転側歯車歯６１のスプライン部６１ａと逆転側歯車６２のスプライン部６２ａのいずれとも噛合せず、主変速軸５５から伝達軸７４へ駆動力は伝達されない。
【００３０】
図４に示すように、前記主変速軸５５には軸方向に油路５５ａが穿設され、該油路５５ａにミッションケース５内の油が適宜の手段にて送油可能とされている。そして更に、該主変速軸５５には油路５５ａ端部からハブ１１１に向かって放射状に延出する複数の油路５５ｂ・５５ｂ・・・が穿設されている。
【００３１】
さらに、前記ハブ１１１に一端が各油路５５ｂに向かって延出し、他端が二方向に分かれて正転側歯車６１とハブ１１１とシンクロナイザーリング１１６とスライダ１１２とに囲まれた空間１２０ａ、および逆転側歯車６２とハブ１１１とシンクロナイザーリング１１６とスライダ１１２とに囲まれた空間１２０ｂに向かって延出する油路１１１ａが前記油路５５ｂと同数穿設されている。そして、主変速軸５５内の油路５５ａから油が各油路５５ｂを介してハブ１１１内の油路１１１ａに送油されて、該油が油路１１１ａの一方の吐出口１１１ｂから正転側歯車６１側の空間１２０ａに供給可能とされるとともに、他方の吐出口１１１ｃから逆転側歯車６２側の空間１２０ｂに供給可能とされている。
【００３２】
また、前記伝達軸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】
以上のようにして本発明の変速装置が構成されており、該変速装置において、主変速軸５５と一体的に回転するハブ１１１の一側に正転側歯車６１を配置し、他側に逆転側歯車６２を配置して、リバーサレバー１１０の操作によりハブ１１１といずれか一方の歯車６１・６２とをシンクロメッシュ式の切換機構によりスライダ１１２を介して連結することで前後進の変速状態を切換可能とし、特に、正転側歯車６１及び逆転側歯車６２とスライダ１１２との間に、シンクロナイザーリング１１６に加えて摩擦係数の異なるリング１１８・１１９を複数設け、シンクロの容量を増加させて、リバーサレバー１１０の操作のみで前後進切換装置６０の変速を可能に構成したので、リバーサレバー１１０による変速操作時に、ペダルやレバーなどの操作によりクラッチを操作して切ることなく、前後進の変速状態を切り換えて車両を発進させることが可能となり、操作性が向上する。なお、リバーサレバー１１０やリバーサレバー１１０とスライダ１１２とを連動連結するリンク機構の各部材は十分な剛性を有するものとする。また、シンクロ容量を増加させる構成としては、シンクロナイザーリングの数を増加させるほか、接触面積が増加するようにシンクロナイザーリング自体を大きく構成することも可能である。
【００３７】
また、前記主変速軸に軸方向に油路５５ａを形成するとともに、ハブ１１１に正転側歯車６１側と逆転側歯車６２側とに向かって油路１１１ａを形成し、これらの油路５５ａ・１１１ａを連通して、ハブ１１１と各歯車６１・６２との間の空間１２０ａ・１２０ｂに油を供給可能に構成したので、前後進切換装置６０に内側から油を供給して、正転側歯車６１や逆転側歯車６２、ハブ１１１、スライダ１１２、シンクロナイザーリング１１６などの各部材を潤滑することができる。これにより、各部材の摩耗を減少して、焼き付きを防止できる。さらに、油により各部材を十分に冷却して、シンクロメッシュ式の切換機構にクラッチと同様の作用を確実に発揮させることができる。
【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】前後進切換装置を示す側面断面図。
【符号の説明】
【００３９】
５５    主変速軸
５５ａ    油路
６０    前後進切換装置
６１    正転側歯車
６２    逆転側歯車
１１０    リバーサレバー
１１１    ハブ
１１１ａ    油路
１１２    スライダ
１１６    シンクロナイザーリング
１１８    リング
１１９    リング
【図１】
2005308023.tif 000003
【図２】
2005308023.tif 000004
【図３】
2005308023.tif 000005
【図４】
2005308023.tif 000006