(57)【要約】【課題】荷台下方に、エンジンと、車軸と、該エンジンから該車軸に駆動力を伝達する有段式変速装置とを配設した構造の作業運搬車において、ギアシフトに際してのクラッチ切り時に車輪への駆動力伝達が途切れ、走行性能が損なわれるという不具合を解消する。【解決手段】有段式変速装置１９は、複数の変速駆動列と、補助駆動列と、該複数の変速駆動列用のメインクラッチ３０１と、該補助駆動列用のサブクラッチ３０２とを備えており、通常時は該メインクラッチ３０１を入れて選択した一つの変速駆動列にて車軸２５を駆動しており、変速操作時に、該複数の変速駆動列から一つを選択すべくメインクラッチ３０１を切るとともに、サブクラッチ３０２を入れて補助駆動列を介してエンジン５の動力を車軸２５に伝達することを特徴とする作業運搬車１を提供する。【選択図】図３
2007022466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷台下方に、エンジンと、車軸と、該エンジンから該車軸に駆動力を伝達する有段式変速装置とを配設した構造の作業運搬車であって、該有段式変速装置は、複数の変速駆動列と、補助駆動列と、該複数の変速駆動列用のメインクラッチと、該補助駆動列用のサブクラッチとを備えており、通常時は該メインクラッチを入れて選択した一つの変速駆動列にて車軸を駆動しており、変速操作時に、該複数の変速駆動列から一つを選択すべく該メインクラッチを切るとともに、該サブクラッチを入れて補助駆動列を介して該エンジンの動力を該車軸に伝達することを特徴とする作業運搬車。
【請求項２】
前記エンジンはクランク軸が機体前後方向に向くよう配設されており、前記有段式変速装置において、該エンジンの出力を受ける入力部から前記車軸への出力部までの伝動軸を機体前後方向に延設し、機体左右方向に並列していることを特徴とする請求項１記載の作業運搬車。
【請求項３】
前記有段式変速装置において、前記複数の変速駆動列に対して一つの変速駆動列を選択するためのシフタ軸を複数備えており、該シフタ軸は水平方向に並設していることを特徴とする請求項１または２記載の作業運搬車。
【請求項４】
前記有段式変速装置を収納するケース内の油の油面が、エンジン稼動時に所定高さより低くなるよう、該ケースより油を回収して貯留し、この貯留した油を前記有段式変速装置の潤滑油として前記ケース内へ放出するタンクを設けていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の作業運搬車。
【請求項５】
前記メインクラッチ、サポートクラッチおよび前記有段式変速装置のシフタ軸の各々が油圧駆動式に構成されると共に、前記タンクに貯留した油をそれらの作動油として利用することを特徴とする請求項４に記載の作業運搬車。
【請求項６】
前記タンクへの油の回収量はエンジン回転数の増加につれて増加するものであって、前記タンクへの油の回収量は、潤滑油及び作動油としてケース内に放出される油の量よりも多いことを特徴とする請求項４または５記載の作業運搬車。
【請求項７】
前記メインクラッチが発進クラッチを兼ねていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の作業運搬車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷台下方に、エンジン、車軸、及び該エンジンから該車軸へ動力を伝達する手段を備えた作業運搬車の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、荷台下方にエンジンと車軸とを配置し、該エンジンから該車軸に駆動力を伝達する手段として、ベルト式無段変速装置及びギア式等の有段式副変速装置から成る変速機構を有する作業運搬車は公知となっている（特許文献１参照）。ベルト式無段変速装置により、エンジンから車軸への動力伝達を途切れさせることなく連続的に変速を行えるメリットがある。
【特許文献１】特開２０００−３８０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述の構成の作業運搬車においては、ベルト式特有の欠点がある。たとえば、（１）水分の付着によりベルトがスリップすることがある、（２）ベルトの耐久性に難点がある、（３）エンジンブレーキがかからない、等の欠点がある。さらに、副変速装置の操作が車両を一旦停止させてからでないと行えないなど煩雑等の欠点がある。
そこで、上記の欠点を解消するため、従来のベルト式無段変速機構とギア式等の有段式副変速装置の組み合わせを、ギア式等の有段式変速装置のみに置き換えることが考えられる。
しかし、このような変速装置においては、ギアシフトに際してのクラッチ切り時に車輪への駆動力伝達が途切れ、坂道での変速時には不測に動いてしまうなど走行性能が損なわれるという不具合を解消する必要がある。
本発明は、従来のベルト式無段変速機構と有段式副変速装置との組み合わせに代わる有段式変速装置を備えた作業運搬車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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。
【０００５】
即ち、請求項１においては、
荷台下方に、エンジンと、車軸と、該エンジンから該車軸に駆動力を伝達する有段式変速装置とを配設した構造の作業運搬車であって、該有段式変速装置は、複数の変速駆動列と、補助駆動列と、該複数の変速駆動列用のメインクラッチと、該補助駆動列用のサブクラッチとを備えており、通常時は該メインクラッチを入れて選択した一つの変速駆動列にて車軸を駆動しており、変速操作時に、該複数の変速駆動列から一つを選択すべく該メインクラッチを切るとともに、該サブクラッチを入れて補助駆動列を介して該エンジンの動力を該車軸に伝達することを特徴とする作業運搬車を提供する。
【０００６】
請求項２においては、前記エンジンはクランク軸が機体前後方向に向くよう配設されており、前記有段式変速装置において、該エンジンの出力を受ける入力部から前記車軸への出力部までの伝動軸を機体前後方向に延設し、機体左右方向に並列していることを特徴とする作業運搬車を提供する。
【０００７】
請求項３においては、前記有段式変速装置において、前記複数の変速駆動列に対して一つの変速駆動列を選択するためのシフタ軸を複数備えており、該シフタ軸は水平方向に並設していることを特徴とする作業運搬車を提供する。
【０００８】
請求項４においては、前記有段式変速装置を収納するケース内の油の油面が、エンジン稼動時に所定高さより低くなるよう、該ケースより油を回収して貯留し、この貯留した油を前記有段式変速装置の潤滑油として前記ケース内へ放出するタンクを設けていることを特徴とする作業運搬車を提供する。
【０００９】
請求項５においては、前記メインクラッチ、サポートクラッチおよび前記有段式変速装置のシフタ軸の各々が油圧駆動式に構成されると共に、前記タンクに貯留した油をそれらの作動油として利用することを特徴とする作業運搬車を提供する。
【００１０】
請求項６においては、前記タンクへの油の回収量はエンジン回転数の増加につれて増加するものであって、前記タンクへの油の回収量は、潤滑油及び作動油としてケース内に放出される油の量よりも多いことを特徴とする作業運搬車を提供する。
【００１１】
請求項７においては、前記メインクラッチが発進クラッチを兼ねていることを特徴とする作業運搬車を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
請求項１においては、有段式変速装置において、エンジンから車軸への動力伝達を途切れさせることなく滑らかに変速動作を行うことができる。即ち、有段式変速装置を備えた作業運搬車の変速時の走行性能を向上させることができる。また、機械歯車式変速装置であるので、ベルト式無段変速装置特有の欠点をすべて解消することができる。さらに、低コストで提供できる。
【００１４】
請求項２においては、変速装置のミッションケースの上下幅を小さく抑えることができる。そのため、変速装置を荷台下または座席下に、地上高を低くすることなく、または座席高さを高めることなく容易に配置することができる。
【００１５】
請求項３においては、変速装置のケースの上下幅をより小さく抑えることができる。そのため、変速装置を荷台下に、地上高を低くすることなく、より容易に配置することができる。
【００１６】
請求項４においては、車両走行時にミッションケースの油溜まりの油面を低下させることができる。これにより、変速装置のギアが油を攪拌するために生じる動力の抵抗損失を軽減できる。これにより、作業運搬車をより高速化できる。また、燃費が向上する。
また、潤滑油供給のための装置を別途設ける必要がなく、構造の簡素化を図ることができる。
【００１７】
請求項５においては、作動油供給のための装置を別途設ける必要がなく、構造の簡素化を図ることができる。
【００１８】
請求項６においては、常にケース内の油溜まりの油面が所定位置で安定し、攪拌抵抗損失の軽減効果が得られる。
【００１９】
請求項７においては、メインクラッチが発進クラッチを兼ねているので、有段式変速装置の構成が単純になる。これにより、有段式変速装置をコンパクトに構成できる。また、有段式変速装置を低コストで提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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作業運搬車の全体的な構成を示した側面図、図２は本発明の一実施例に係る作業運搬車の全体的な構成を示した平面図である。
図３は有段式変速装置の構成を示すスケルトン図である。図４は有段式変速装置の構成を示す断面正面図である。
図５はフォーク制御機構の詳細を示した断面正面図、図６はフォーク制御機構の詳細を示した断面左側面図である。
図７は変速制御系の油圧回路を示した図である。図８は変速制御フローを示した図である。図９は変速点特性モデル図を示した図である。
なお、図３においては、紙面左側が車両前側、紙面上側が車両右側である。図４、図５においては、紙面手前側が車両前側、紙面左側が車両右側である。図６においては、紙面左側が車両前側、紙面手前側が車両左側である。本明細書における前後左右の表現は、とくに断りのないかぎり車両の前後左右方向を基準とする。
【００２１】
まず、本発明に係わる作業運搬車１の全体構成について、図１、図２により説明する。
該作業運搬車１の本体は、前部フレーム２と後部フレーム３とを前後に連接して構成される。
このうちの該後部フレーム３は、平面視略直方形の水平状床板と、該床板の前後左右端に立設した鉛直状側板とにより成るものであり、該後部フレーム３の上方には、荷台４が好ましくは上下回動可能に配設され、該荷台４の支持台を後部フレーム３が兼ねるようにしている。そして、後部フレーム３前部は低くなって凹んでおり、該凹みには左に運転席９ａ、右に助手席９ｂが載設されている。
【００２２】
該運転席９ａ及び助手席９ｂの下方で後部フレーム３内には、クランク軸が機体前後方向に向くようにしたエンジン５が配置されている。該エンジン５は、前記運転席９ａの左右一方（左側）に対して左右反対側（右側）に配設され、これによって、機体の左右方向に重量を分散させるができ、運転中の機体の左右重量バランスを良好に保ち、走行性能を向上させることができるようにしている。
【００２３】
そして、エンジン５の前方にはミッションケース８が配設され、該ミッションケース８の右側後部より後方に突設した入力軸１８には、前記エンジン５から前方に突設された出力軸６が、振動吸収用のフライホイール７を介して接続されている。
【００２４】
該ミッションケース８内には、複数のギア列から成る有段式変速装置１９が内設されると共に、ミッションケース８の前後面からは、前出力軸１０と後出力軸１１とがそれぞれ突設されており、前記入力軸１８に入力されたエンジン５からの動力が、ギア列で変速または反転されて、これら前出力軸１０と後出力軸１１から前後に出力されるようにしている。
本発明の作業運搬車１において、前記有段式変速装置１９は、変速時に前後輪に補助動力を与えるためのサブクラッチ及び補助駆動列を備えている。有段式変速装置１９については後記詳述する。
【００２５】
ミッションケース８の前後には、前車輪駆動装置１２と後車輪駆動装置１３とがそれぞれ配設されている。該後車輪駆動装置１３の前面からは入力軸１７が突設され、該入力軸１７は、左右水平方向に若干傾いた後輪ドライブシャフト１５を介して、前記後出力軸１１と連結されている。前車輪駆動装置１２の後面から突設した入力軸１６は、前輪ドライブシャフト１４を介して略まっすぐに前記前出力軸１０と連結されている。
【００２６】
後部フレーム３の後半部で、その前半部より一段高くして、その下方の略左右中央位置に前記後車輪駆動装置１３が後部フレーム３から延伸させた図外の取付ブラケットに対し防振ゴムを介して配設され、該後車輪駆動装置１３内にはノースピンデフタイプの後輪差動機構２７を有している。該後輪差動機構２７においては、前記入力軸１７の後端にベベルギア２１が形成され、該ベベルギア２１と噛合するブルギア２２と一体のデフケージ２３内に、クラッチ機構２４を介して左右両第一車軸２５・２５を嵌入している。そして、該第一車軸２５・２５は、それぞれ、後部フレーム３の後半部の左右各外側に配した各後輪２６の中心軸である後輪軸２６ａに対し、ユニバーサルジョイント２８及び伝動軸２９にて駆動連結している。
【００２７】
このクラッチ機構２４においては、両第一車軸２５・２５の回転速度が略均等であれば、両方にデフケージ２３の回転力が伝達されて、左右両後輪２６・２６が駆動される。そして、両第一車軸２５・２５の回転速度に差があれば、該クラッチ機構２４におけるデフケージ２３と回転速度が高い方の差動出力軸２５との間のクラッチが切れ、その差動出力軸２５に駆動連結されている一側の後輪２６に駆動力が付与されなくなる。これにより、たとえ後輪２６・２６の片輪がスリップしたときでも、他輪には駆動力が自動的に付与され続けるため、デフロック操作をする必要がなく、牽引性能が極端に落ちることがないようにしている。
【００２８】
なお、後部フレーム３後部左右側端よりそれぞれ外側方には、ステー３ａが突設されており、各ステー３ａより各後輪軸２６ａに対し、それぞれ、コイルバネやショックアブソーバ等で構成される通例のサスペンション機構３０を延設し、該サスペンション機構３０によって前記両後輪２６を懸架している。
【００２９】
また、前部フレーム２の前半部で、その後半部より一段高くして、その下方の略左右中央位置に前記前車輪駆動装置１２が、前部フレーム２から延伸させた図外の取付ブラケットに対し防振ゴムを介して配設され、該前車輪駆動装置１２内には前輪差動機構３１を有している。該前輪差動機構３１においては、前記入力軸１６の前端にベベルギア３２が形成され、該ベベルギア３２と噛合するブルギア３３と一体のデフケージ３４内に、第二車軸３６・３６上に固設したサイドギアと両ギアに噛合うベベルピニオンとで構成されるベベルギア機構３５を介して左右両第二車軸３６・３６を嵌入している。そして、該第二車軸３６・３６は、それぞれ、前部フレーム２の前半部の左右各外側にて操舵可能に配した各前輪３７の中心軸である前輪軸３７ａに対し、ユニバーサルジョイント３８及び伝動軸３９にて駆動連結している。
【００３０】
このベベルギア機構３５においては、両第二車軸３６・３６に作用する地面からの負荷が略均等であれば、両方にデフケージ３４の回転力が伝達されて、左右両前輪３７・３７が駆動され、両第二車軸３６・３６に対する前記負荷に応じて差動回転する。なお、両第二車軸３６・３６に対する前記負荷の差が所定値を越えたときには負荷の大きな方の車軸の回転が小さな方の車軸に伝達されるようにＬＳＤ（リミテッドスリップデフ）機構が付設されている。これにより、回転速度差を適切に制御することができ、旋回性能の向上や路面に適した左右輪の回転制御が可能となるようにしている。また、後述する中央差動機構１０１と両第二車軸３６・３６とが機械的に連結されているので第二車軸３６・３６にエンジンブレーキを確実に作用させることができる。
【００３１】
なお、前部フレーム２前部左右側端よりそれぞれ外側方には、ステー２ａが突設されており、各ステー２ａより各前輪軸３７ａに対し、それぞれ、コイルバネやショックアブソーバ等で構成される通例のサスペンション機構４０を延設し、該サスペンション機構４０によって前記両前輪３７を懸架している。
【００３２】
また、前部フレーム２の前半部上にはフロントカバー２ｂが立設されており、その後端上部が操作・計器盤になっており、その上方に丸形ハンドル４１を配設している。該フロントカバー２ｂ後端より後方の部分上には、踏板を敷設して、水平面状のプラットフォーム２ｃが形成され、該プラットフォーム２ｃは左右両外側に延出されている。
【００３３】
次に、本発明の作業運搬車の特徴であるサブクラッチ３０２及び補助駆動列を備えた前記有段式変速装置１９について説明する。
本実施例において、有段式変速装置１９は３段自動変速式に構成されている。
図３に示すように、有段式変速装置１９は、第１速〜第３速及び後進用から成る複数の変速駆動列と、補助駆動列と、該複数の変速駆動列用のメインクラッチ３０１と、該補助駆動列用のサブクラッチ３０２とを備えており、通常時はメインクラッチ３０１を入れて選択した一つの変速駆動列にて車軸６５・７６を駆動しており、変速操作時に、該複数の変速駆動列から一つを選択すべくメインクラッチ３０１を切るとともに、サブクラッチ３０２を入れて補助駆動列を介してエンジン５の動力を車軸６５・７６に伝達するように構成されている。
【００３４】
有段式変速装置１９の構成についてさらに詳述する。
図３に示すように、変速装置１９は、通常走行時に入力軸１８から走行出力軸３１６へ動力を伝達するためのメインクラッチ３０１及び変速駆動列に加えて、変速時に走行出力軸３１６へ補助動力を与え続けるためのサブクラッチ３０２及び補助駆動列を備えている。
上述のように、本発明の作業運搬車１において、エンジン５はクランク軸が機体前後方向に向くよう配設されている。そして、有段式変速装置１９においては、エンジン５の出力を受ける入力部から前記車軸６５・７６への出力部までの伝動軸を機体前後方向に延設し、機体左右方向に並列している。具体的には、有段式変速装置１９のミッションケース８内において、入力部から出力部へ順に、前記入力軸１８、クラッチ入力軸３０３、中間軸３０８、走行変速軸３１１、走行出力軸３１６、及び前後の車輪駆動力取出軸３４６・１１が平行に機体前後方向に架け渡されている。
【００３５】
図３、４に示すように、エンジン５の出力軸６はフライホイール７を介して変速装置１９の入力軸１８に直結している。入力軸１８上にはギア３０４が相対回転不能に固設されている。入力軸１８の前端部はケース８の前方に突出して、後述するポンプ２１３・２１４の駆動軸ともなっている。
【００３６】
入力軸１８の上方に、メインクラッチ３０１と、該メインクラッチ３０１の前方に一体的に結合されたサブクラッチ３０２とが配置されている。両クラッチ３０１・３０２は好ましくはともに湿式多板クラッチであり、一本のクラッチ入力軸３０３を共有して、それぞれのクラッチハウジングが該軸３０３に固定されている。クラッチ入力軸３０３上にはギア３０５が相対回転不能に固設されており、該ギア３０５と入力軸１８のギア３０４とがかみ合っている。両ギア３０４・３０５を介して入力軸１８よりクラッチ入力軸３０３に動力が伝達される。
【００３７】
まず、通常走行時におけるメインクラッチ３０１から変速駆動列を介した動力伝達について説明する。
メインクラッチ３０１より後方に筒軸のメインクラッチ出力軸３０６が延出している。メインクラッチ出力軸３０６はクラッチ入力軸３０３に相対回転自在に外嵌されている。メインクラッチ出力軸３０６上にはギア３０７が相対回転不能に固設されている。メインクラッチ出力軸３０６と前記クラッチハウジングとの間に多板式油圧クラッチ装置が介在している。
【００３８】
クラッチ入力軸３０３の左方に中間軸３０８が設けられている。中間軸３０８には中央後方寄りにギア３０９が相対回転不能に固設されており、メインクラッチ出力軸３０６のギア３０７とかみ合っている。また、中間軸３０８後端部には次に説明する走行変速軸３１１へ動力を伝達するためのギア３１０が相対回転不能に固設されている。
【００３９】
走行変速軸３１１は中間軸３０８の左上方に設けられている。走行変速軸３１１の後端部には第３速の駆動歯車３１２が相対回転不能に固設されている。第３速の駆動歯車３１２は走行変速軸３１１の動力入力ギアを兼ねており、中間軸３０８のギア３１０とかみ合っている。以上のように、走行変速軸３１１はギア３０７・３０９・３１０及び第３速の駆動歯車３１２を介してメインクラッチ出力軸３０６より動力を伝達される。
走行変速軸３１１上には、後端より前方へ順に、前記第３速の駆動歯車３１２、第２速の駆動歯車３１３、第１速の駆動歯車３１４、及び後進用駆動歯車３１５が相対回転不能に固設されている。
【００４０】
走行変速軸３１１の右下方に走行出力軸３１６が設けられている。走行出力軸３１６上には、後端部より前方へ順に、各々筒軸を有する、第３速の被動歯車３１７、第２速の被動歯車３１８、第１速の被動歯車３１９、及び後進用被動歯車３２０が相対回転自在に外嵌されている。第１速〜第３速の被動歯車３１９・３１８・３１７は、それぞれ、走行変速軸３１１の第１速〜第３速の駆動歯車３１４・３１３・３１２とかみ合っている。また、後進用被動歯車３２０は逆転用歯車３２３を介して後進用駆動歯車３１５とかみ合っている。
【００４１】
走行出力軸３１６上において、後進用被動歯車３２０と第１速の被動歯車３１９との間には、第一シフタ３２４が設けられている。第一シフタ３２４には第一フォーク３２５が係合されている。第一シフタ３２４は第一フォーク３２５により、走行出力軸３１６に沿って後進位置（前側）、中立位置（中央）、第１速位置（後側）の３ポジションをとるように制御される（図５、図６参照）。第一シフタ３２４が後進位置にあるときは、後進用被動歯車３２０が同期装置および第一スプラインハブ３３６を介して走行出力軸３１６に相対回転不能に結合される。第一シフタ３２４が第１速位置にあるときは、第１速の被動歯車３１９が同期装置および第一スプラインハブ３３６を介して走行出力軸３１６に相対回転不能に結合される。第一シフタ３２４が中立位置にあるときは、走行出力軸３１６は両歯車３１９・３２０のいずれとも結合されない。
【００４２】
同様に、第２速の被動歯車３１８と第３速の被動歯車３１７との間には、第二シフタ３２６が設けられている。第二シフタ３２６には第二フォーク３２７が係合されている。第二シフタ３２６は第二フォーク３２７により、走行出力軸３１６に沿って第２速位置（前側）、中立位置（中央）、第３速位置（後側）の３ポジションをとるように制御される（図５、図６参照）。第二シフタ３２６が第２速位置にあるときは、第２速の被動歯車３１８が同期装置および第二スプラインハブ３３７を介して走行出力軸３１６に相対回転不能に結合される。第二シフタ３２６が第３速位置にあるときは、第３速の被動歯車３１７が第二スプラインハブ３３７を介して走行出力軸３１６に相対回転不能に結合される。第二シフタ３２６が中立位置にあるときは、走行出力軸３１６は両歯車３１７・３１８のいずれとも結合されない。
車両走行時は、第１速〜第３速の被動歯車３１９・３１８・３１７及び後進用被動歯車３２０のいずれか一つが第一・第二フォーク３２５・３２７によって選択されて、スプラインハブ３３６・３３７を介して走行出力軸３１６と相対回転不能に結合している。
【００４３】
走行出力軸３１６上には、後進用被動歯車３２０の前方において、さらに、後述する補助駆動列の被動歯車３２１、及び中央差動機構３４２のブルギア３４３へ動力を伝達するためのギア３２２が相対回転不能に固設されている。走行出力軸３１６の回転出力はギア３２２を介して中央差動機構３４２のブルギア３４３へ伝達される。動力はブルギア３４３よりベベルギア３４４を介して、前後の車輪駆動のために適切に分配される。中央差動機構３４２の後方への出力軸は後輪駆動力取出軸（後出力軸）１１としてミッションケース８後方へ突出しており、ユニバーサルジョイント２０を介して直接、後輪ドライブシャフト１５に連結している。一方、中央差動機構３４２の前方への出力軸は前輪駆動力取出軸３４６として前輪駆動用ギアケース３４８内へ突出している。前輪駆動力取出軸３４６の動力は、ギア列を介して、ミッションケース８の左右中央よりに前後方向に配置された前出力軸１０に伝達される。前出力軸１０は前輪駆動用ギアケース３４８より前方へ突出し、ユニバーサルジョイント２０を介して前輪ドライブシャフト１４に連結している。
【００４４】
次に、サブクラッチ３０２から補助駆動列を介した動力伝達について説明する。
サブクラッチ３０２は、変速操作時に走行出力軸３１６に動力を途切れさせることなく連続的に与え続けるために使用されるものであり、メインクラッチ３０１からの動力伝達が途切れる間だけ接続される。そのため、メインクラッチ３０１に比べて、摩擦板の枚数やピストン径などを考慮して小容量化した、スリップ可能な多板式油圧クラッチ装置により構成される。
【００４５】
図３を参照して、前述のように、サブクラッチ３０２はメインクラッチ３０１の前方に一体的に配置され、クラッチ入力軸３０３をメインクラッチ３０１と共有している。
サブクラッチ３０２より前方に筒軸のサブクラッチ出力軸３３０が延出している。サブクラッチ出力軸３３０はクラッチ入力軸３０３に相対回転自在に外嵌されている。サブクラッチ出力軸３３０上にはギア３３１が相対回転不能に固設されており、該ギア３３１は、中間軸３０８に相対回転自在に外嵌される２段ギア３３２の大ギア３３３とかみ合っている。２段ギア３３２の小ギア３３４は、走行変速軸３１１に相対回転自在に外嵌される中継ギア３３５とかみ合っている。該中継ギア３３５は、また、走行出力軸３１６上に相対回転不能に固設された前記被動歯車３２１とかみ合っている。以上のように、サブクラッチ出力軸３３０からの出力は、ギア３３１、２段ギア３３２、ギア３３５、及び被動歯車３２１を介して走行出力軸３１６に伝達される。補助駆動列は以上のように構成されている。
なお、本実施形態においては、補助駆動列における減速比は、変速駆動列の最高速段である第３速程度に相当するように設定されている。
【００４６】
メインクラッチ３０１及びサブクラッチ３０２の制御機構について説明する。
メインクラッチ３０１及びサブクラッチ３０２の断接操作は、それぞれ、図７の制御系油圧回路図に示される第一油圧アクチュエータ２７１及び第二油圧アクチュエータ２７２により行われる。
メインクラッチ３０１用の第一油圧アクチュエータ２７１への作動油の給排は電磁比例減圧弁２７３により行われる。電磁比例減圧弁２７３は、第一油圧アクチュエータ２７１へ供給する油の作動圧を、ゼロからリリーフ弁２９８により設定される最大クラッチ作動圧まで連続的に変化させ完全嵌入することができる。一方、サブクラッチ３０２用の第二油圧アクチュエータ２７２への作動油の給排は普通の電磁切換弁２７４により行われるため、作動圧はゼロ又は前記最大クラッチ作動圧のいずれかに切り換えられる。ただし、サブクラッチ３０２に前記最大クラッチ作動圧が供給された場合では、サブクラッチ３０２が前述のようにメインクラッチ３０１に比べて小容量に設定してあるので完全嵌入せずスリップする。
【００４７】
なお、制御系油圧回路においては、ミッションケース８の油溜まりの油をポンプ２１４にってアクチュエータ２７１・２７２及び後述のシリンダ２３０・２３１の作動油として供給する。クラッチ制御系と後述のシフト制御系の油圧回路は、ポンプ２１４に対して並列に設けられている。クラッチ制御とシフト制御系における作動圧は、リリーフ弁２９８により設定される。リリーフ弁２９８の下流側はさらに潤滑油路に通じており、余った油は潤滑油として供給される。潤滑油路内の圧力はリリーフ弁２９９により設定される。潤滑油路内における油路２９５を介して、第一・第二アクチュエータ２７１・２７２へ潤滑油が供給される構成となっている。また、潤滑油は、構成要素２９７で代表図示する変速駆動列や補助駆動列その他の各被潤滑部へも供給される。
【００４８】
次に、前記第一・第二フォーク３２５・３２７の制御機構について説明する。
図５、図６を参照して、前述のように、第一・第二フォーク３２５・３２７は、使用する変速駆動列を選択するための第一・第二シフタ３２４・３２６にそれぞれ係合して、該シフタ３２４・３２６を移動操作する部材である。図５に示すように、第一・第二フォーク３２５・３２７は下部にフォーク状の係合部を有し、該係合部がそれぞれ第一・第二シフタ３２６・３２６の溝部（図示せず）と係合している。
また、第一フォーク３２５及び第二フォーク３２７は、走行出力軸３１６の上方に前後方向に配置された第一シフタ軸２２１及び第二シフタ軸２２２に固定されている。第一シフタ軸２２１と第二シフタ軸２２２は同じ高さに左右に並んで配置されている。各シフタ軸２２１・２２２は軸方向（前後方向）にスライドさせることができる。
【００４９】
ここで、図６に示すように、第二シフタ軸２２２はミッションケース８の前後の内壁に設けられた軸受孔に軸方向摺動自在に挿入支持されている。第二シフタ軸２２２の後端部の外周沿いには、第２速位置、中立位置、第３速位置の位置決めのための環状の溝２２６ａ・２２６ｂ・２２６ｃが後から順に形成されている。該溝２２６ａ・２２６ｂ・２２６ｃには、後部壁の下面から上方に穿孔された穴２２９の下部が垂直に連通されており、該穴２２９内には、付勢バネ２２８とデテント球２２７とが、該デテント球２２７の先端が溝２２６ａ・２２６ｂ・２２６ｃに臨むように嵌入されて、デテント機構が構成されている。
これにより、付勢バネ２２８によってデテント球２２７が溝２２６ａ・２２６ｂ・２２６ｃに向かって常時押圧されるので、第二シフタ軸２２２を機体前後方向に摺動して所定の変速位置に移動させる際には、デテント球２２７が溝２２６ａ・２２６ｂ・２２６ｃのいずれかに係止されるため、移動後もずれることなく第二シフタ軸２２２を所定変速位置に確実に保持することができる。第一シフタ軸２２１においても、後進位置、中立位置、第１速位置の位置決めのために、同様のデテント機構が設けられている。
【００５０】
図５、図６に示すように、第一・第二フォーク３２５・３２７（第一・第二シフタ３２４・３２６）は、２基の油圧シリンダ２３０・２３１を駆動源とするフォーク制御機構により制御される。
フォーク制御機構においては、シリンダ２３１を作動させて第一シフタ軸２２１又は第二シフタ軸２２２のいずれかを選択し、シリンダ２３０を作動させて選択されたシフタ軸２２１・２２２をスライドさせる。これにより、選択されたシフタ軸２２１・２２２上のフォーク３２５・３２７（シフタ３２４・３２６）のポジションを移動させる。即ち、第一シフタ軸２２１が選択されているときは、第一フォーク３２５（第一シフタ３２４）のポジションを後進位置、中立位置、第１速位置のいずれかへ移動させるように制御する。第二シフタ軸２２２が選択されているときは、第二フォーク３２７（第二シフタ３２６）のポジションを第２速位置、中立位置、第３速位置のいずれかへ移動させるように制御する。
【００５１】
フォーク制御機構についてさらに詳述する。
図５、図６に示すように、油圧シリンダ２３０・２３１は、第一・第二シフタ軸２２１・２２２上方のミッションケース８上壁開口を封鎖するように設置したシフタケース２３８内部に設けられている。シリンダ２３１は、第一フォーク３２５と第二フォーク３２７のうち移動制御すべきフォークを選択するセレクタ機構の駆動源である。シリンダ２３０は、第一・第二シフタ軸２２１・２２２を前後にスライドさせて第一・第二フォーク３２５・３２７を前後に移動させるシフト機構の駆動源である。
【００５２】
まず、図５により移動制御すべきフォークを選択するセレクタ機構について説明する。
油圧シリンダ２３１は水平左方に（紙面右方）に伸び出すロッド２３１ａを有する。シリンダ２３１は電磁切換弁２５５（図７参照）によりロッド２３１ａの先端位置を図示位置の後位置および、前位置の二段階に制御されるように構成されている（ロッドが伸び出す方を前位置とする）。ロッド２３１ａの先端には係合部材２３２が外嵌固定されている。係合部材２３２は下部に略球状の係合球部２３２ａを有する。
【００５３】
図５、図６に示すように、シリンダ２３１の下方にはフォーク制御軸２４０が設けられている。フォーク制御軸２４０は左右方向、即ちロッド２３１ａと平行に配置され、その両端部においてサポート脚２３９ａ・２３９ｂに軸方向摺動可能に支持されている。
フォーク制御軸２４０上にはレバー２４１が固定されている。レバー２４１は固定部２４１ｃにおいてフォーク制御軸２４０に対して相対回転不能かつ軸方向移動不能に外嵌固定されている。レバー２４１の上部には、上方及び前後に開放した係合凹部２４１ａが設けられており、該係合凹部２４１ａに前記係合部材２３２の係合球部２３２ａが係合している。また、レバー２４１の下端部には略球状の係合球部２４１ｂが設けられている。
【００５４】
図５、図６に示すように、第二シフタ軸２２２上には第二フォーク３２７前方にて係合部材２２４が固定されている。係合部材２２４はその固定部２２４ｂにおいて第二シフタ軸２２２に対して相対回転不能かつ前後移動不能に外嵌固定されている。固定部２２４ｂの上には係合部２２４ａが形成されている。係合部２２４ａには上方及び左方に開放された係合凹部２２４ｃが形成されており、図５に示す状態では、該係合凹部２２４ｃに前記レバー２４１の係合球部２４１ｂが係合している。
また、図５に示すように、第一シフタ軸２２１上にも第一フォーク３２５の前方にて同様の係合部材２２３が固定されている。係合部材２２３は第二シフタ軸２２２の係合部材２２４の左側に隣接して配置されている。係合部材２２３は係合部材２２４と左右対称に構成されており、係合部２２３ａの係合凹部２２３ｃは上方及び右方に開放されている。これにより、図５に示す状態のように両シフタ軸２２１・２２２とも中立位置にあるときは、係合凹部２２３ｃの右方開放面は係合凹部２２４ｃの左方開放面と対面した状態となる。
【００５５】
図５、図６においては、両シフタ軸２２１・２２２とも中立位置にあり、互いの係合凹部２２３ｃ・２２４ｃの鉛直開放面が対面している。この状態のとき、レバー２４１の係合球部２４１ｂは両係合凹部２２３ｃ・２２４ｃの間を移動できる。したがって、前記レバー２４１下部の係合球部２４１ｂは、第一シフタ軸２２１側の係合凹部２２３ｃ又は第二シフタ軸２２２側の係合凹部２２４ｃのいずれかに選択的に係合される。
【００５６】
図５、図６においては、シリンダ２３１のロッド２３１ａ先端は後位置にあり、第二シフタ軸２２２側の係合凹部２２４ｃにレバー２４１の係合球部２４１ｂが係合した状態が示されている。この状態からロッド２３１ａ先端を前位置へ移動させると、係合部材２３２がレバー２４１を左方へ押してフォーク制御軸２４０が左方へスライドする。これにより、レバー２４１の係合球部２４１ｂは係合凹部２２４ｃから第一シフタ軸２２１側の係合凹部２２３ｃへ移動する。
以上の機構により、移動制御すべきシフタ軸２２１・２２２の選択が行われる。
【００５７】
次に、フォークポジションのシフト制御について説明する。
図５、図６を参照して、上述のように、第一・第二フォーク３２５・３２７のポジション移動は油圧シリンダ２３０を駆動源とした機構により行われる。油圧シリンダ２３０は、電磁切換弁２５１・２５２（図７参照）によりロッド２３０ａの先端位置を前、中、後の三段階に制御されるように構成されている（ロッドが押し出される方向を前とする）。
【００５８】
ロッド２３０ａの先端部には水平方向に貫通した係合ピン２３０ｂが設けられており、該係合ピン２３０ｂに前記フォーク制御軸２４０を回転制御するための回転レバー２４２が係合している。回転レバー２４２は下部でフォーク制御軸２４０とスプライン結合しており、ロッド２３０ａの伸縮動作は、回転レバー２４２を介してフォーク制御軸２４０に軸芯周りの回転動作として伝えられる。
【００５９】
たとえば、図５、図６に示される状態からロッド２３０ａが前位置へ移動制御される場合の動作について説明する。
上述のように、図５、図６においては、レバー２４１により第二シフタ軸２２２が制御を受けるように選択されている。シリンダ２３０のロッド２３０ａは中位置にあり、第二フォーク３２７のポジションは中立位置にある。
この状態から電磁切換弁２５１・２５２（図７参照）を制御してロッド２３０ａ先端を前位置へ移動させると、回転レバー２４２を介してフォーク制御軸２４０は左側面視反時計回りに回転する。それとともに、フォーク制御軸２４０に固定されたレバー２４１が同方向に回転する。すると、レバー２４１下部の係合球部２４１ｂは、第二シフタ軸２２２の係合部材２２４を係合部２２４ａの内側から後方に押す。これにより、第二フォーク３２７（第二シフタ３２６）は第３速位置へ移動し、第３速の被動歯車３１７が第二スプラインハブ３３７を介して走行出力軸３１６に相対回転不能に結合される。
逆に、ロッド２３０ａを中位置から後位置へ移動させると、第二シフタ軸２２２は前方に押される。これにより、第二フォーク３２７（第二シフタ３２６）は第２速位置へ移動し、第２速の被動歯車３１８が同期装置および第二スプラインハブ３３７を介して走行出力軸３１６に相対回転不能に結合される。
【００６０】
レバー２４１により第一シフタ軸２２１が制御を受けるように選択されているときは、ロッド２３０ａが前位置へ移動制御されると、同様の動作によって第一フォーク３２５（第一シフタ３２４）は第一シフタ軸２２１とともに後方に押されて第１速位置へ移動し、第１速の被動歯車３１９が第一スプラインハブ３３６を介して走行出力軸３１６に相対回転不能に結合される。ロッド２３０ａが後位置へ移動制御されたときは、第一フォーク３２５（第一シフタ３２４）は第一シフタ軸２２１とともに前方に押されて後進位置へ移動し、後進用被動歯車３２０が第一スプラインハブ３３６を介して走行出力軸３１６に相対回転不能に結合される。
【００６１】
ここで、前記油圧シリンダ２３０・２３１の構成及び制御方法について詳述する。
まず、図６を参照して、フォークポジション移動用の３位置油圧シリンダ２３０の構成について説明する。
シフトケース２３８に形成されるシリンダ２３０は、後方に第一室２３０ｃ、前方に該第一室２３０ｃよりも径の小さい第二室２３０ｄを有する。第一室２３０ｃと第二室２３０ｄとの境界には両室の径の違いのために肩部２３０ｅが形成されている。
シリンダ２３０は、第一ピストン２３０ｆ及び第二ピストン２３０ｇを有する。第一ピストン２３０ｆは還状に構成されている。第二ピストン２３０ｇは、前方の大径部２３０ｈ及び後方の小径部２３０ｉから成る。
第一室２３０ｃには、第一ピストン２３０ｆが密着状態で前後摺動可能にはめ込まれている。第二室２３０ｄには、第二ピストン２３０ｇの大径部２３０ｈが密着状態で前後摺動可能にはめ込まれている。第二ピストン２３０ｇの小径部２３０ｉは第一ピストン２３０ｆの孔部に密着状態で前後摺動可能にはめ込まれている。なお、第二ピストン２３０ｇの前端面より前記ロッド２３０ａが延出している。
【００６２】
第一室２３０ｃ内において、第一ピストン２３０ｆの後方に、油が満たされる第一油室２３０ｍが形成される。また、第二室２３０ｄ内において、第二ピストン２３０ｇの前方に、油が満たされる第二油室２３０ｎが形成される。
第一室２３０ｃの側壁後端上部には作動油の給排口２３０ｊが設けられており、該給排口２３０ｊ及び油路板２３８ａに形成された油路を介して第一油室２３０ｍは電磁切換弁２５１に流体接続している。第一油室２３０ｍは、電磁切換弁２５１により、リリーフ弁２９８で設定される制御圧力又はドレン圧力に切り換えられる（図７参照）。
第二室２３０ｄの側壁前端上部には給排口２３０ｋが設けられており、該給排口２３０ｋ及び油路板２３８ａに形成された油路を介して第二油室２３０ｎは電磁切換弁２５２に流体接続している。第二油室２３０ｎは、第一油室２３０ｍと同様、電磁切換弁２５２により、前記制御圧力又はドレン圧力に切り換えられる（図７参照）。
また、前記肩部２３０ｅにおける側壁上部には油路板２３８ａに形成された油路を介してミッションケース８の油溜まりに通じる給排口２３０ｌが設けられており、給排口２３０ｌでは常に低圧（ドレン圧力）に保たれている。
なお、油路板２３８ａはシフトケース２３８の上面に設置され結合されたプレート状の部材である。油路板２３８にはシフトケース２３８との結合面に複数の溝が形成されている。油路板２３８ａをシフトケース２３８と結合すると、前記溝の開放面は塞がれて、該溝は管状の油路を形成し、その上面に設置された電磁切換弁２５１・２５２・２５５と油圧シリンダ２３０・２３１との間で油の給排を行わせる。
【００６３】
電磁切換弁２５１・２５２により第一油室２３０ｍを高圧（制御圧力）、第二油室２３０ｎを低圧（ドレン圧力）にした状態では、ロッド２３０ａは前位置に制御される。第一油室２３０ｍを低圧（ドレン圧）、第二油室２３０ｎを高圧（制御圧力）にした状態では、ロッド２３０ａは後位置に制御される。第一油室２３０ｍと第二油室２３０ｎをともに高圧（制御圧力）にした状態では、ロッド２３０ａは中位置に制御される。
【００６４】
シリンダ２３０の動作について具体的に説明すると、第一油室２３０ｍを高圧（制御圧力）、第二油室２３０ｎを低圧（ドレン圧力）にした状態では、第二ピストン２３０ｇの小径部２３０ｉが第一油室２３０ｍの油により前方へ押される力が、大径部２３０ｈが第二油室２３０ｎの油により後方へ押される力を上回り、第二ピストン２３０ｇはシリンダ前端に押しつけられた状態となる。したがって、ロッド２３０ａは前位置にある状態となる。なお、第一ピストン２３０ｆは肩部２３０ｅに押しつけられて止まった状態となる。
逆に、第一油室２３０ｍを低圧、第二油室２３０ｎを高圧にした状態では、第二ピストン２３０ｇの大径部２３０ｈが第二油室２３０ｎの油により後方へ押される力が、第一ピストン２３０ｆ及び第二ピストン２３０ｇの小径部２３０ｉが第一油室２３０ｍの油により前方へ押される力を上回り、第一ピストン２３０ｆ及び第二ピストン２３０ｇはともにシリンダ後端に押しつけられた状態となる。したがって、ロッド２３０ａは後位置にある状態となる。
【００６５】
第一油室２３０ｍと第二油室２３０ｎを両室とも同じ高圧にした状態では、第一ピストン２３０ｆには第一油室２３０ｍの油により前方へ押される力が働く。一方、第二ピストン２３０ｇには第一油室２３０ｍ及び第二油室２３０ｎの油によりそれぞれ前方及び後方へ押される力が働くが、大径部２３０ｈ側の受圧面積のほうが大きいので合力は後方向きとなり、第二ピストン２３０ｇは後方へ押される。ここで、シリンダ２３０においては、第一ピストン２３０ｆの受圧面積のほうが第二ピストン２３０ｇの合計受圧面積（第二室側２３０ｄの受圧面積から第一油室２３０ｍ側の受圧面積を差し引いた面積）よりも大きくなるよう構成されているので、第一ピストン２３０ｆを前方へ押す力のほうが第二ピストン２３０ｇが後方へ押す合力よりも大きい。そのため、第一ピストン２３０ｆは肩部２３０ｅに押しつけられて止まった状態となり、一方、第二ピストン２３０ｇは第一ピストン２３０ｆを後方へ押して移動することできず、同じく肩部２３０ｅで止まった状態となる。したがって、ロッド２３０ａは中位置に止まった状態となる。
【００６６】
次に、図５を参照して、フォーク選択用の油圧シリンダ２３１について説明する。
シリンダ２３１は普通の２位置シリンダである。円筒形のシリンダ室２３１ｂにピストン２３１ｃが密着状態で前後方向摺動可能にはめ込まれている。ピストン２３１ｃの前端面より前記ロッド２３１ａが延出している。
シリンダ室２３１ｂ内において、ピストン２３１ｃの後方に、油が満たされる第一油室２３１ｄが形成される。また、ピストン２３１ｃの前方に、油が満たされる第二油室２３１ｅが形成される。
図７に示すように、シリンダ室２３１ｂの後端及び前端上部にはそれぞれ作動油の給排口２３１ｆ・２３１ｇが設けられている。前端側の給排口２３１ｇは油路板２３８に形成された油路等を介してポンプからのメイン作動油供給油路に直通しており、第二油室２３１ｅは常にリリーフ弁２９８により設定される前記制御圧力に保たれている。一方、第一油室２３１ｄは、給排口２３１ｆ及び油路板２３８に形成された油路を介して電磁切換弁２５５に流体接続している。電磁切換弁２５５により、第二油室２３１ｅの圧力を高圧（制御圧力）又は低圧（ドレン圧力）に切り換えることができる。
図５を参照して、ピストン２３１ｃにおいては、第一油室２３１ｄ側のほうが第二油室２３１ｅ側よりも受圧面積が大きい。そのため、第一油室２３１ｄを高圧にした状態、即ち第二室２３１ｅと同圧力にした状態では、ピストン２３１ｃはシリンダ前端に押し付けられた状態となる。したがって、ロッド２３１ａは前位置にある状態となる。一方、第一油室２３１ｄを低圧にした状態では、ピストン２３１ｃはシリンダ後端に押し付けられた状態となる。したがって、ロッド２３１ａは後位置にある状態となる。
【００６７】
次に、有段式変速装置１９の自動変速制御の詳細について説明する。
本発明に係る有段式変速装置１９においては、図外のアクセルペダルの踏み込み量とそのときの車速との関係で自動変速されるもので、集中制御装置より自動的に変速指令が出され、メインクラッチ３０１、サブクラッチ３０２及び第一・第二フォーク３２５・３２７を制御するすべての油圧制御弁を最適のタイミングで制御する。エンジン始動時は全ての電磁切換弁２５１、２５２、２５５が図示のように非励磁位置にあるためセレクタ機構はシフタ軸２２２を選択した状態にあるも該シフタ軸２２２がシフト機構により中立位置に保持される。
各変速段間のシフトアップ又はシフトダウンの指令は、図９に示すような変速点特性モデル図と、車速センサ及びスロットルセンサによりそれぞれ検出された車速及びスロットル開度に基づいて出される。即ち、集中制御装置は、検出された車速並びにその変化率、及びスロットル開度に基づき、変速点特性モデル図のいずれの領域にいるかを判断して使用すべき変速段を決定する。車速及びスロットル開度が変化して領域境界線を越境したとき、使用すべき変速段が変わったことを認識して変速指令を出す。なお、領域境界線は、減速時よりも増速時のほうが車速の増加に対してスロットル開度が徐々に増加するように設定されている。また、高速変速段ほど、車速の増加に対してスロットル開度が徐々に増加するように設定されている。
【００６８】
図８を参照して、変速時における制御フローを説明する。たとえば、アクセルペダルを踏み込んで第１速から第２速への変速指令が出た場合の動作について説明する。
まず、図３を参照して、第１速で走行中は、メインクラッチ３０１は接続され、サブクラッチ３０２は切断された状態にある。第一フォーク３２５は後側の第１速位置にあり、走行出力軸３１６は第１速の被動歯車３１９と結合して動力を伝達されている。一方、第二フォーク３２７（第二シフタ３２６）は中立位置にある。
図８を参照して、車速が増し、タイミングＡにおいて第２速への変速指令が出ると、電磁比例減圧弁２７３が切り換え操作されてメインクラッチ３０１が切断されると同時に、電磁切換弁２７４が制御されてサブクラッチ３０２が接続される。これにより、メインクラッチ３０１から変速駆動列への動力伝達が断たれ、代わりにサブクラッチ３０２から補助駆動列への動力伝達が開始される。
【００６９】
上述のように、サブクラッチ出力軸３３０から走行出力軸３１６への補助駆動列による変速比は、変速駆動列の第３速程度に設定されているので、第１速から第２速への変速においては、サブクラッチ出力軸３３０とクラッチ入力軸３０３との回転数に差がある（サブクラッチ出力軸３３０の方が回転が遅い）。しかし、サブクラッチ３０２の容量はメインクラッチ３０１のそれと比べて補助的な目的のために小さく設定されているので、クラッチ板はスリップし、サブクラッチ出力軸３３０とクラッチ入力軸３０３とは完全に同期回転するまでには至らない。つまり、サブクラッチ３０２及び補助駆動列は、メインクラッチ３０１の切れている間、走行性能を損なわない程度の補助的な動力を走行出力軸３１６に与え続ける役割を果たす。
【００７０】
図８を参照して、変速指令から若干経過して上記のクラッチ断接操作が完了したタイミングＢで、次に、現在の変速段（第１速）の被動歯車３１９を走行出力軸３１６から切り離す指令が出される（図３参照）。即ち、図７を参照して、電磁切換弁２５１・２５２が切り換え操作されて、ロッド２３０ａが中位置に移動される。これにより、第一フォーク３２５（第一シフタ３２４）が第１速位置から中立位置に移動されて、第１速の被動歯車３１９が走行出力軸３１６から切り離される。
【００７１】
図８を参照して、ちょうど第１速の被動歯車３１９が完全に切り離されたタイミングＣで、次に、次の変速段（第２速）の被動歯車３１８を走行出力軸３１６に結合する指令が出される（図３参照）。即ち、図７を参照して、まず電磁切換弁２５５が切り換え制御されて、シリンダ２３１のロッド２３１ａが前位置から後位置へ引き込まれる。これにより、図５に示すように、レバー２４１の係合球部２４１ｂが第一フォーク３２５側の係合凹部２２３ｃから第二フォーク３２７側の係合凹部２２４ｃへ移動する。
図７を参照して、次に、電磁切換弁２５１・２５２が切り換え制御されてシリンダ２３０のロッド２３０ａが中位置から前位置へ押し出される。これにより、第二フォーク３２７（第二シフタ３２６）が中立位置から第２速位置へ移動され、第２速の被動歯車３１８が走行出力軸３１６に相対回転不能に結合される。
この間、サブクラッチ３０２は走行出力軸３１６に補助動力を与え続けている。
【００７２】
ところで、図８を参照して、上述のように第二フォーク３２７の移動指令が出てから若干の間をおいたタイミングＤで、メインクラッチ３０１の接続指令が出される。メインクラッチ３０１は電磁比例減圧弁２７３により徐々にクラッチ圧を上げていくように制御される。
そして、メインクラッチ３０１のクラッチ圧がサブクラッチ３０２のクラッチ圧にほぼ達したタイミングＥで、電磁切換弁２７４が切り換え制御されてサブクラッチ３０２が切断される。これにより、サブクラッチ３０２から補助駆動列を介した動力伝達より、メインクラッチ３０１から変速駆動列を介した動力伝達へ完全に切り替わる。
メインクラッチ３０１はそのままクラッチ圧を上げ、最大クラッチ圧に達したタイミングＦにおいて第二フォーク３２７（第二シフタ３２７）も第２速位置に移動完了し、変速制御完了となる。
他の変速段間の切り換え制御も上述したのと同様のプロセスで行われる。但し、第２速・第３速間の変速制御においては、レバー２４１の移動は必要ないので、シリンダ２３１の制御は行われない。
【００７３】
以上のように、サブクラッチ３０２及び補助駆動列を用いた自動変速制御により、機械歯車式の有段式変速装置１９において、動力伝達が途切れることのないスムーズな変速動作を実現している。
なお、本実施例の有段式変速装置１９においては、メインクラッチ３０１が発進クラッチを兼ねている。
【００７４】
なお、前述のように、本実施形態の作業運搬車においては、エンジン５は出力軸６が機体前後方向に向くよう配設されており、有段式変速装置１９において、エンジン５の出力を受ける入力部から車軸２５・３６への出力部までの伝動軸を機体前後方向に延設し、機体左右方向に並列している。これにより、上下幅をコンパクトに抑えたミッションケース８を構成することができる。
また、前述のように、２本のシフタ軸２２１・２２２は水平に並んで設けられているため、ミッションケース８の上下幅をさらに抑えて構成することができる。
【００７５】
次に、本実施例の有段式変速装置１９が備える、攪拌抵抗損失軽減のためのタンク２０１及び隔壁２０３について説明する。
図４に示すように、本実施例に係る作業運搬車１においては、ギアが油溜まりに溜まった油を攪拌することによる動力の抵抗損失を軽減するため、有段式変速装置１９を収納するミッションケース８内の油の油面が、エンジン５稼動時に所定高さより低くなるよう、ケース８より油を回収して貯留し、この貯留した油を有段式変速装置１９の潤滑油としてミッションケース８内へ放出するタンク２０１を設けている。
【００７６】
詳述すると、図４に示すように、ミッションケース８内の底部は、変速駆動列やシリンダ等から漏れ出してくる潤滑油及び作動油が壁等を伝って溜まる油溜まりとなっている。
車両走行時、油溜まりに溜まった油は、変速装置１９の入力軸１８がポンプ入力軸を兼ねるポンプ２１３により、ストレーナ付きの排出口２１０からケース２外部へ一旦、強制的に排出される。排出された油は、油圧パイプ２１１、ポンプ２１３及び油圧パイプ２１２を介して、ミッションケース８内部右端に作り込まれたタンク２０１に導かれ貯留される。なお、タンク２０１の上端は開放されており、貯留された油があふれると前記油溜まりに落ちるように構成されている。
【００７７】
タンク２０１に貯留された油は、ポンプ２１３と同様、ミッションケース８の入力軸１８がポンプ入力軸を兼ねるポンプ２１４により、オイルフィルター２２０を介してタンク排出口２１９から排出される。排出された油は、油圧パイプ２１５及びポンプ２１４を介して、潤滑油として再びケース２内に放出される。また、タンク２０１に貯留した油の一部をシフト用アクチュエータ制御バルブの作動油としても利用する。なお、シフト用アクチュエータ制御バルブの作動油は上述のタンク２０１を介するルートと別のルートで行う構成としてもよい。
【００７８】
以上のように、油溜まりに溜まった油をポンプ２１３で強制的に排出し、一時タンク２０１に貯留してから、ポンプ２１４で再びケース２内に潤滑油及び制御系油圧回路の作動油として供給する。この機構により、車両走行時において、油溜まりの油面を変速駆動列や補助駆動列の比較的高速回転するギアの下端よりも低下させることができる。即ち、変速装置２内のギアによる動力の攪拌抵抗損失を軽減できるため、作業運搬車をより経済的に高速化できる。
【００７９】
また、エンジン回転数の増加により潤滑油や作動油の漏出量は略比例的に増加するものの、本実施例においてはポンプ２１３・２１４はエンジン５の出力軸６と直結しているので、タンク２０１への油の回収量もエンジン回転数の増加につれて略比例的に増加する。また、ポンプ２１３の吐出量をポンプ２１４のそれよりも若干大きく設定しておくことでタンク２０１を常にオーバーフローする状態に維持させている。したがって、常に油溜まりの油面が所定位置で安定し、攪拌抵抗損失の軽減効果が得られる
【００８０】
また、悪路等で車両が左右に傾いた姿勢で走行したときに、油溜まりの油が左右に偏って左右端側のギアが深く浸かり、攪拌抵抗が増大することを防ぐために、本実施例の有段式変速装置１９においては、ミッションケース８内の底部に油を堰き止めるための隔壁２０３を設けている。
詳述すると、隔壁２０３は、上方の変速駆動列等を収める空間とケース８底部付近の空間とを仕切るように設けられている。隔壁２０３は略水平板状であり、ケース８内最左端に位置する前後の車輪駆動力取出軸３４６・１１の直下に流入口２０３ａを有する。油面が隔壁２０３より低いとき、変速駆動列等より漏れ出した油は主として該流入口よりケース８底部へ流れ込むように構成されている。隔壁２０３は流入口２０３ａの縁部から右方へ延出し、タンク２０１の近傍で略鉛直上方に屈曲して、タンク２０１の上端と略同じ高さに上端を有する。これにより、タンク２０１からあふれた油が直接油溜まりに落ちる流路を形成している。なお、このタンク２０１はミッションケース８の外側に設けてもよい。
【００８１】
以上の構成により、車両が左右に傾いた姿勢で走行しても、隔壁２０３の下に溜まった油は隔壁２０３により堰き止められ、左右端側のギアが油に深く浸かることが防がれている。しかし、車両の傾斜方向によっては油の一部は流入口２０３ａから流れ出すので、最も高速で回転する入力軸ギア側への油の偏りを優先的に防ぐために、前述のように流入口２０３ａは低速の出力軸ギア側の端部に設けられている。
【００８２】
以上に、本発明による作業運搬車の実施形態を説明した。
なお、本実施例の有段式変速装置１９においては、サブクラッチ３０２を制御するために作動油供給の入切のみを制御する電磁切換弁２７４を用いているが、電磁切換弁２７４に替えてメインクラッチ３０１と同様に比例減圧弁を用いてもよい。これにより、変速駆動列の変更する速度段やシフトアップ・シフトダウンの別に応じてクラッチ圧を変化させ任意のスリップ率、すなわち、補助駆動列を最適な減速比に変更することができる。
また、本実施例の有段式変速装置１９は３段自動変速式であるが、速度段は３段に限られるものではなく、サブクラッチ及び補助駆動列機構は任意の構成の変速装置に適用することができる。
【００８３】
以上は、本出願に開示される発明の推奨例であって、特許請求の範囲を逸脱しない限り、部品の配置や組み合わせ等、当業者に容易に理解し得るような構造の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明の作業運搬車は、様々な用途の作業運搬車として構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一実施例に係る作業運搬車の全体的な構成を示した側面図。
【図２】本発明の一実施例に係る作業運搬車の全体的な構成を示した平面図。
【図３】有段式変速装置の構成を示すスケルトン図。
【図４】有段式変速装置の構成を示す断面正面図。
【図５】フォーク制御機構の詳細を示した断面正面図。
【図６】フォーク制御機構の詳細を示した断面左側面図。
【図７】変速制御系の油圧回路を示した図。
【図８】変速制御フローを示した図。
【図９】変速点特性モデル図を示した図。
【符号の説明】
【００８６】
１    作業運搬車
８    ミッションケース
１０    前出力軸
１１    後出力軸
１８    入力軸
１９    有段式変速装置
２０１    タンク
２０３    隔壁
２２１    第一シフタ軸
２２２    第二シフタ軸
２３０    油圧シリンダ
２３１    油圧シリンダ
２４０    フォーク制御軸
２４１    レバー
２４２    回転レバー
３０１    メインクラッチ
３０２    サブクラッチ
３０３    クラッチ入力軸
３０６    メインクラッチ出力軸
３０８    中間軸
３１１    走行変速軸
３１６    走行出力軸
３２４    第一シフタ
３２５    第一フォーク
３２６    第二シフタ
３２７    第二フォーク
３３０    サブクラッチ出力軸
３４６    前輪駆動力取出軸
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年12月26日(2005.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
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