(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャトル軸に、シフトロッドを移動操作することによって切換操作されるシンクロ式のクラッチと、このクラッチの切換操作によってシャトル軸に択一的に係合してシャトルギヤ軸へ動力を伝達する正逆転ギヤとを設けた走行車両のシャトル装置において、
前記シャトル軸によって駆動されるポンプを設けると共に、このポンプの吐出側に該ポンプの吐出量を制御する制御弁を設け、この制御弁の弁体と前記シフトロッドとの間に操作杆を設けて、前記正逆転ギヤをシャトル軸に択一的に係合させるようにシフトロッドを移動操作した状態で、該シフトロッドによって操作杆を押動し且つ該操作杆によって弁体を押動することによってポンプからの圧油の吐出を許容するように構成し、前記クラッチを中立状態にすべくシフトロッドを移動操作したときにシャトル軸に負荷をかけるようにポンプの吐出量を制御すべく操作杆の弁体に対する前記押動を解除する作動部をシフトロッドに設けていることを特徴とする走行車両のシャトル装置。
【請求項２】
シャトル軸に、シフトロッドを移動操作することによって切換操作されるシンクロ式のクラッチと、このクラッチの切換操作によってシャトル軸に択一的に係合してシャトルギヤ軸へ動力を伝達する正逆転ギヤとを設けた走行車両のシャトル装置において、
前記シャトル軸によって駆動されるポンプを設けると共に、このポンプの吐出側に該ポンプの吐出量を制御する制御弁を設け、この制御弁の弁体と前記シフトロッドとの間に操作杆を設けて、前記正逆転ギヤをシャトル軸に択一的に係合させるようにシフトロッドを移動操作した状態で、該シフトロッドによって操作杆を押動し且つ該操作杆によって弁体を押動することによってポンプからの圧油の吐出を許容するように構成し、前記クラッチを中立状態にすべくシフトロッドを移動操作したときにシャトル軸に負荷をかけるようにポンプの吐出量を制御すべく操作杆の弁体に対する前記押動を解除する作動部をシフトロッドに設け、前記クラッチの正転状態又は逆転状態からの切換開始と、前記制御弁によるポンプ吐出量制御開始とを略一致させていることを特徴とする走行車両のシャトル装置。
【請求項３】
前記ポンプはトロコイドポンプであることを特徴とする請求項１又は２に記載の走行車両のシャトル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラクタ等の走行車両のシャトル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラクタ等の走行車両においては、前後進を効率良くかつ頻繁に行うために、トランスミッションにシャトル装置が装備されている。
このシャトル装置は、シャトル軸にシンクロ式クラッチと、このクラッチによってシャトル軸に択一的に係合してシャトルギヤ軸へ動力を伝達する正逆転ギヤとを設けて構成され、前記クラッチはシフトロッドに設けたシフトレバーを移動することで切換可能になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
最近、酪農ユーティリティへの需要増加により、トラクタでのフロントローダ装着率がアップする傾向にあり、シャトル変速の使用頻度が高まっている。また、車体重量及びエンジン定格回転数増加に伴い、シャトルシンクロには高い同期能力が求められている。
このような高馬力化傾向のなか、前記従来技術において、クラッチのシンクロ手段の同期を容易にするためにシンクロ手段の容量アップを行うとしても、正逆転ギヤ及びシャトルギヤ軸等によって拘束されていて径方向スペースには限界があり、サイズアップを図ることは困難であり、また、ダブルコーンシンクロを用いても耐久性の面で問題がある。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決できるようにした走行車両のシャトル装置を提供することを目的とする。
本発明は、クラッチを中立状態にしたときに負荷付与手段でシャトル軸に負荷をかけることにより、シンクロ手段の同期する仕事をアシストして、シンクロ手段の同期を容易にしかつ耐久性を向上できるようにした走行車両のシャトル装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明における課題解決のための第１の具体的手段は、シャトル軸２に、シンクロ式クラッチ３と、このクラッチ３によってシャトル軸２に択一的に係合してシャトルギヤ軸４へ動力を伝達する正逆転ギヤ５、６とを設けた走行車両のシャトル装置において、
前記クラッチ３を中立状態にするときにシャトル軸２に負荷をかける負荷付与手段７を設けていることである。
【０００６】
これによって、クラッチ３を正転状態又は逆転状態から中立状態に変更する際、負荷付与手段７によってシャトル軸２に負荷が加えられるので、シャトル軸２は強制的に減速され、クラッチ３のシンクロ手段の同期が容易なる。
本発明における課題解決のための第２の具体的手段は、シャトル軸２に、シンクロ式クラッチ３と、このクラッチ３によってシャトル軸２に択一的に係合してシャトルギヤ軸４へ動力を伝達する正逆転ギヤ５、６とを設けた走行車両のシャトル装置において、
前記シャトル軸２とそれを支持するミッションケース８との間にクラッチ３を正転状態又は逆転状態から切換開始したときにシャトル軸２に負荷をかける負荷付与手段７を設けていることである。
【０００７】
これによって、クラッチ３を正転状態又は逆転状態から切換開始したときに、負荷付与手段７によってシャトル軸２に負荷が加えられるので、シャトル軸２は強制的に減速され、クラッチ３のシンクロ手段の同期が容易なる。
本発明における課題解決のための第３の具体的手段は、第１又は２の具体的手段に加えて、前記クラッチ３はシフトロッド１０に設けたシフトレバー１１で切換可能になっており、このシフトロッド１０を中立位置に移動したときに前記負荷付与手段７を動作可能に設定していることである。
【０００８】
これによって、シフトレバー１１を操作してクラッチ３を切換えるとき、同時に負荷付与手段７の操作も行われるので、負荷付与手段７のアシストの動作時期の設定及び操作が容易にできる。
本発明における課題解決のための第４の具体的手段は、第１〜３のいずれかの具体的手段に加えて、前記負荷付与手段７はポンプ１２とその吐出量を制御する制御弁１３とを有することである。
これによって、制御弁１３でポンプ１２の吐出量を制御することにより、簡単かつコンパクトな構成で、シャトル軸２に負荷を加えることが可能になる。
【０００９】
本発明における課題解決のための第５の具体的手段は、第４の具体的手段に加えて、前記ポンプ１２はトロコイドポンプであることである。
これによって、制御弁１３でトロコイドポンプ１２の吐出量を制御することにより、簡単かつコンパクトな構成で、シャトル軸２に負荷を加えることが可能になる。
本発明における課題解決のための第６の具体的手段は、第４又は５の具体的手段に加えて、前記クラッチ３の正転状態又は逆転状態からの切換開始と、制御弁１３によるポンプ１２吐出量制御開始とを略一致させていることである。
【００１０】
これによって、ポンプ１２で適正にかつ速やかにシャトル軸２を停止可能になる。
本発明における課題解決のための第７の具体的手段は、第１〜３のいずれかの具体的手段に加えて、前記負荷付与手段７はブレーキ装置で構成していることである。
これによって、ブレーキ装置でシャトル軸２に負荷を加えて、適正にかつ速やかにシャトル軸２を停止可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜５において、農用トラクタのトランスミッションを例示しており、１７はエンジンに連結されたフライホイールで、メインクラッチ１８を介して走行推進軸１９に動力を伝達し、また、この走行推進軸１９に貫通したＰＴＯ駆動軸２０を直結している。
前記走行推進軸１９とこれと平行に配置されたカウンタ軸２１との間に主変速装置２２が設けられ、カウンタ軸２１の後方には油圧クラッチ２３を介してシャトル軸２が連結され、主変速後の動力が断接自在に伝達可能になっている。
【００１２】
シャトル軸２と平行にシャトルギヤ軸４及び高低軸２４が配置されており、前記シャトルギヤ軸４はＰＴＯ駆動軸２０に遊嵌され、前記高低軸２４は伝動軸２５に遊嵌されており、シャトル軸２とシャトルギヤ軸４との間に、走行動力を正逆転に切換るシャトル装置１が配置され、シャトルギヤ軸４と高低軸２４との間には高低変速装置３０が配置されている。
２６は高低軸２４と伝動軸２５との間に設けられたクリープ減速装置の一部を示しており、伝動軸２５はベベルピニオン軸２７と連結されている。
【００１３】
２８はＰＴＯ駆動軸２０からＰＴＯ伝動軸２９への動力の断接を行う油圧クラッチを示している。
前記シャトル装置１において、シャトル軸２には、ダブルシンクロメッシュ式（シンクロ式）のクラッチ３と、このクラッチ３によってシャトル軸２に択一的に係合してシャトルギヤ軸４へ動力を伝達する正逆転ギヤ５、６とが設けられている。
前記正転ギヤ５はシャトルギヤ軸４上のギヤ３４と噛合し、逆転ギヤ６はバックギヤ３５と噛合し、バックギヤ３５はシャトルギヤ軸４上のギヤ３６と噛合している。
【００１４】
また、ギヤ３４、３６の回転は、ギヤ３７を介して高低変速装置３０の高速ギヤ３８に伝達されるか、ギヤ３６を介して回転は高低変速装置３０の低速ギヤ３９に伝達される。
クラッチ３は、正逆転ギヤ５、６間のシフタ４１を一方向に動かし始めると、シンクロナイザキー４２がその端部でシンクロナイザリング４３を正逆転ギヤ５、６の一方のコーン部に押し付け、そのコーン部に生じる摩擦力によって、シャトル軸２と一体となって回っているカップリング４４、シンクロナイザキー４２の回転が、シンクロナイザリング４３と正逆転ギヤ５、６とに伝わり始めるようになる。前記シフタ４１、シンクロナイザキー４２、シンクロナイザリング４３等がシンクロ手段を構成している。
【００１５】
前記シフタ４１はシフトロッド１０に設けたシフトレバー１１によって往復移動可能であり、シフトロッド１０はミッションケース８に支持されており、同じくミッションケース８に支持された操作手段４５によって押動操作される。
この操作手段４５は、ミッションケース８に回転自在に支持されたレバー軸４６と、このレバー軸４６に取り付けられていて先端がシフトロッド１０と係合しているレバー４７と、レバー軸４６の上端に連結された操作アーム４８等を有する。
【００１６】
シフトロッド１０は位置決め手段４９によって正転位置、逆転位置及び両位置の中間の中立位置に位置決め可能であり、シフトロッド１０には中立位置用凹部１０ａ、正転位置用凹部１０ｂ及び逆転位置用凹部１０ｃがそれぞれ形成されている。
また、シフトロッド１０には凹部１０ｄ、１０ｅ、１０ｆが形成されており、これらに対向してミッションケース８にニュートラル検出スイッチ５１とバック検出スイッチ５２とが配置されており、シャトル装置１の中立状態、正逆転状態を検出可能にしている。
【００１７】
前記シャトル軸２の後端は、後端軸受５４及びカバー５５より後方へ突出しており、この後端にクラッチ３を中立状態にするときにシャトル軸２に負荷をかける負荷付与手段７が設けられており、この負荷付与手段７を動作させる作動手段５６が負荷付与手段７とシフトロッド１０との間に設けられている。
前記負荷付与手段７は、ポンプ１２とその吐出量を制御する制御弁１３とを有する。前記ポンプ１２は実施形態では油圧用のトロコイドポンプを例示しており、その他の流体圧ポンプでもよい。
【００１８】
ポンプ１２のインナロータ５８はシャトル軸２に固定され、アウタロータを有するケーシング５９はカバー５５と共にミッションケース８に固定されており、このケーシング５９の吸入口にはミッションケース８内のミッションオイルを吸引するための吸入管６０が接続され、吐出口６１には前記制御弁１３が配置されている。
前記制御弁１３は、ケーシング５９に螺合装着されていて放出路６２ａを形成した弁本体６２と、この弁本体６２内に配置されたボール（弁体）６３及びスプリング６４等を有する。
【００１９】
前記弁本体６２内にはボール６３の上側にそれを押動する操作杆６５が挿入されており、この操作杆６５はシフトロッド１０に形成した作動部１０ｇに落ち込み当接可能になっており、これらによって、前記作動手段５６が構成されている。
前記制御弁１３は、操作杆６５を押動してスプリング６４に抗してボール６３を押動することにより、吐出口６１を放出路６２ａと連通（開回路状態）させて、吐出油をミッションケース８内に放出可能になり、操作杆６５を作動部１０ｇと対向させてその押動を解除して、ボール６３を弁本体６２内の弁座に当接させると、吐出口６１を閉鎖（閉回路状態）し、インナロータ５８に負荷を加えてその回転を停止させる。
【００２０】
シフトロッド１０の位置決め用凹部１０ａ、１０ｂ、１０ｃと作動部１０ｇとの関係は、図６に示すように、正転位置用凹部１０ｂと逆転位置用凹部１０ｃとの間に作動部１０ｇが位置し、作動部１０ｇの両端が凹部１０ｂ、１０ｃの各内側端に略一致している。この作動部１０ｇの両端と凹部１０ｂ、１０ｃの各内側端とは若干離れていてもよく、また、オーバラップしていてもよい。
図５は、シャトル変速時の昇圧特性を示しており、Ａ線はトロコイドポンプ１２の圧力、Ｂ線は油圧クラッチ２３のパイロット圧、Ｃ線は油圧クラッチ２３のクラッチ圧をそれぞれ示し、範囲Ｄは略中立状態の時間を示している。
【００２１】
そして、トラクタを前進から後進又は後進から前進に変速するとき、操作手段４５を操作してシフトロッド１０を軸方向に移動する。このシフトロッド１０の移動によりクラッチ３を正転状態又は逆転状態から中立状態側へ切換開始すると、まず、油圧クラッチ２３へのパイロット圧供給が停止され、油圧クラッチ２３は断状態になり、その直後（略同時）に作動部１０ｇが操作杆６５に対向してその押し込みを解除し始め、そして制御弁１３を閉鎖してポンプ１２から吐出される油量を制御（停止）し、これにより、トロコイドポンプ１２の圧力が急上昇し、その反作用力としてシャトル軸２の回転エネルギーが吸収され、シャトル軸２を制動する。
【００２２】
クラッチ３が目的の変速側に変速操作されると、操作杆６５も作動部１０ｇから押し出され、制御弁１３を開放状態にしてシャトル軸２への負荷を解除し、油圧クラッチ２３へのパイロット圧供給が再開され、油圧クラッチ２３は次第に接状態になってクラッチ圧が上昇し、動力がカウンタ軸２１から油圧クラッチ２３を介してシャトル軸２に伝達され、シャトル軸２からクラッチ３を介して正逆転ギヤ５、６へ伝達される。
前記変速動作から明らかなように、ポンプ１２でシャトル軸２を適正にかつ速やかに停止させるために、シャトル装置１の変速動作とポンプ１２の吐出量の制御開始とが略一致するように設定されている。
【００２３】
シフタ４１を移動して変速するとき、従来技術においては、シンクロナイザリング４３のみで同期させていた相対回転数を、変速時の通過点となる中立時、制御弁１３を閉じてトロコイドポンプ１２を閉回路としてシャトル軸２にブレーキをかける。これにより、シンクロで同期させなければならない相対回転数を半減できるので、従来より小さいサイズのシンクロ手段でも高い耐久性を確保できることになる。
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形することができる。例えば、負荷付与手段７として、ポンプ１２の代わりに、シャトル軸２にバンドブレーキ、ディスクブレーキ等のブレーキ装置を設けてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、シャトル装置１を変速する際、負荷付与手段７によってシャトル軸２に負荷を加えることができ、シャトル軸２を強制的に減速してシンクロ手段の同期が容易にでき、シンクロ手段をサイズアップしなくとも高馬力化が可能になり、耐久性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す全体断面側面図である。
【図２】シャトル装置の断面側面図である。
【図３】同一部断面背面図である。
【図４】図３のＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】シャトル変速時の昇圧特性を示すグラフである。
【図６】ポンプの作動時期を説明する説明図である。
【符号の説明】
１      シャトル装置
２      シャトル軸
３      クラッチ
４      シャトルギヤ軸
５      正転ギヤ
６      逆転ギヤ
７      負荷付与手段
８      ミッションケース
１０    シフトロッド
１１    シフトレバー
１２    ポンプ
１３    制御弁
【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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