JP4782652B2 - トランスミッション - Google Patents

Description

本発明は、トランスミッションの技術に関する。

従来、トランスミッションの技術は公知となっている。例えば、特許文献１には、第２ギヤ変速機構を所定の変速位置に操作し、第２摩擦クラッチを伝動状態に操作しながら第１摩擦クラッチを遮断状態に操作し、伝動クラッチを伝動状態から半伝動状態に操作し漸次的に伝動状態に操作する第１制御手段を備え、第１ギヤ変速機構を所定の変速位置に操作し、第１摩擦クラッチを伝動状態に操作しながら第２摩擦クラッチを遮断状態に操作し、伝動クラッチを伝動状態から半伝動状態に操作し漸次的に伝動状態に操作する第２制御手段を備え、第１及び第２制御手段を交互に作動させて、変速指令による変速位置が得られるようにする第３制御手段を備えるトランスミッションが開示されている。

前記トランスミッションによれば、作業車の走行変速構造において、変速操作が行われている間、二重伝動状態が発生し、トルク変動の少ない動力が走行装置に伝達されるように構成することにより、走行負荷により機体の走行速度が急激に低下し、機体の走行速度が大きく低下した状態で伝動クラッチが伝動状態に操作されてショックが生じると言う状態を防止することができて、作業車の走行性能及び変速性能を向上させることができる。
特開２００３−３１４６７９号公報

しかし、ノークラッチシフトによる主変速多段化に対応するためには、それに応じた油圧クラッチ（パワーシフトクラッチ）が必要となり、このため、トランスミッションが大型化し、コスト高となっていた。また、全クラッチをコントロールするための制御装置が複雑になり、制御弁が大型化していた。

本発明は以上の状況に鑑み、主変速多段化をシンプル、かつ安価な構成で実現するトランスミッションを提供することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上のとおりであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、
駆動源（１０５）から駆動輪（１０２）へ動力が変速されて伝えられるトランスミッション（２００）であって、前記駆動源（１０５）に作動連結された入力軸（２１０）と、前記入力軸（２１０）と平行に配置された伝動軸（２９０）と、前記入力軸（２１０）上に、伝動軸に伝達される動力の回転方向を切り換えるリバーサクラッチとを具備し、該リバーサクラッチは主クラッチを兼用する、一対の前進用油圧クラッチ機構（４１０）及び後進用油圧クラッチ機構（４２０）により構成し、前記一対のリバーサクラッチの出力側である主変速軸（２９２）を、前記入力軸（２１０）の後方外周に遊嵌し、該主変速軸（２９２）と、前記伝動軸（２９０）と同一軸心上後方の主変速出力軸（９１０）上に配置した、第１伝動軸（２３０）と第２伝動軸（２６０）との間に、二組の歯車同期式の主変速装置である第１変速機構（２５０）と、第２変速機構（２８０）を配置し、前記二組の第１変速機構（２５０）と第２変速機構（２８０）の出力側には、それぞれから伝達される動力の断接を切り換える一対のクラッチ機構としての、第２油圧クラッチ機構（２７０）と、第１油圧クラッチ機構（２４０）とを配置し、該第２油圧クラッチ機構（２７０）と第１油圧クラッチ機構（２４０）は、前記主変速出力軸（９１０）上において、前記第１変速機構（２５０）と第２変速機構（２８０）の間の空間に、前後対称に支持配置したものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、従来の油圧クラッチ式変速装置のように各変速段に油圧クラッチを設けなくても、前後進切換及び主変速切換を、すべて、ノークラッチで切換操作できるため、別に主クラッチを設ける必要がなく、クラッチを安価にかつコンパクトに構成できる。
それとともに、第２油圧クラッチ機構（２７０）と第１油圧クラッチ機構（２４０）を、前後対称に構成されることにより、クラッチをシンプルに構成でき、クラッチの配置が容易であるため、ミッションケースをコンパクトに構成することができ、トランスミッションのコンパクト化を安価に実現できる。

以下、本発明に係るトランスミッションの好ましい実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。図１は本実施の形態に係るトランスミッションを適用した走行車輌を示す側面図、図２は本実施の形態に係るトランスミッションのスケルトン図、図３は変速動作の際に油圧機構から第１油圧クラッチ機構及び第２油圧クラッチ機構に供給される作動油圧の時間的変化を示す図、図４は主変速レバーの平面図、図５はリバーサレバーを示す平面図、図６はリバーサレバー、主変速レバー、クラッチペダル、第１及び第２油圧クラッチ機構、第１及び第２変速機構用シフタ、前進及び後進用油圧クラッチ機構の操作系を示す図である。

図１に示す走行車輌（トラクタ）１００は、車輌前後にそれぞれ左右一対の前輪１０１、１０１及び左右一対の後輪（駆動輪）１０２、１０２を懸架する本体１０３を備えており、該本体１０３の前部にボンネット１０６が配設され、該ボンネット１０６の内部には駆動源（ここではエンジン）１０５が配置されている。キャビン１０４内には、運転席１０７が設けられており、該運転席１０７の側部には主変速レバー１１０が突設され、前方にはステアリングハンドル１０８が配設されている。また、ハンドルコラム１１５の左側部には走行車輌１００の前進及び後進を切り換える操作レバーであるリバーサレバー１１４が配設され、その下方のフロア上にはクラッチペダル１２３が配設されている。

走行車輌１００は、駆動源１０５の後方に、トランスミッション２００を備えたミッションケース１０９が配設され、該駆動源１０５からの動力をトランスミッション２００に伝達して変速し、ここでは、後輪（駆動輪）１０２、１０２に駆動力を伝達し得るように構成されている。また、走行車輌１００は、後部にトップリンク１１２やロアリンク１１３を備えた作業機装着装置を介して作業機（図示省略）が装着されており、駆動源１０５からの動力の一部がミッションケース１０９後面より突出したＰＴＯ軸１１１より、両端に自在継手が備えられた伸縮自在な伝動軸（図示省略）を介して前記作業機に伝達されて該作業機を駆動するように構成されている。

次に、トランスミッション２００について詳述する。図２に示すように、トランスミッション２００は、駆動源１０５から駆動輪１０２、１０２へ至る走行系伝動経路に介挿されており、入力軸２１０と、前進用油圧クラッチ機構４１０と、後進用油圧クラッチ機構４２０と、後進用伝動軸２９０と、主クラッチ出力軸２９１と、主変速軸２９２と、第１変速機構２５０と、第１伝動軸２３０と、第１油圧クラッチ機構２４０と、第２変速機構２８０と、第２伝動軸２６０と、第２油圧クラッチ機構２７０とを備えている。なお、ここでは、前進用油圧クラッチ機構４１０及び後進用油圧クラッチ機構４２０をメインクラッチとしている。該メインクラッチとは、駆動源（エンジン）１０５の全馬力を吸収できる性能を備えるクラッチのことである。

入力軸２１０は、駆動源１０５の出力軸に作動連結された単一の入力軸とされており、該入力軸２１０上にパイプ状の主クラッチ出力軸２９１が遊嵌され、該主クラッチ出力軸２９１の後部上にパイプ状の主変速軸２９２の前部がスプライン嵌合（または固定）されている。該入力軸２１０の後部はＰＴＯ軸１１１に連結され、該入力軸２１０の後部（またはＰＴＯ軸１１１）上にパイプ状の副変速用伝動軸５１６が遊嵌され、入力軸２１０と、主クラッチ出力軸２９１と、主変速軸２９２と、ＰＴＯ軸１１１と、副変速用伝動軸５１６は同一軸心の延長上に配設されている。こうして、一つの軸心上に複数の軸を配置して、その軸上にクラッチと変速装置を配設して、コンパクト化を実現している。

また、入力軸２１０と平行に後進用伝動軸２９０が配置され、該後進用伝動軸２９０の後方に主変速出力軸９１０が配置され、該主変速出力軸９１０上の前部にパイプ状の第１伝動軸２３０が遊嵌され、主変速出力軸９１０上の後部にパイプ状の第２伝動軸２６０が遊嵌され、該主変速出力軸９１０の後方に出力軸９６０が配置され、後進用伝動軸２９０と、主変速出力軸９１０と、第１伝動軸２３０と、第２伝動軸２６０と、出力軸９６０は同一軸心の延長上に配設されている。

そして、前記入力軸２１０上に前後一対の油圧クラッチからなるメインクラッチが配置され、該メインクラッチは後部に前進用油圧クラッチ機構４１０が配置され、その前部に後進用油圧クラッチ機構４２０が配置されている。また、前記主変速軸２９２と第１伝動軸２３０の間、及び前記主変速軸２９２と第２伝動軸２６０の間には、それぞれ二組の主変速装置が配置され、主変速軸２９２上に第１速と第３速の奇数変速段と、第２速と第４速の偶数変速段が前後に配置されている。なお、奇数変速段と偶数変速段とは前後逆に配置してもよい。詳しくは、該主変速軸２９２上の前部に奇数変速段の第１変速機構２５０が配置され、その後部に偶数変速段の第２変速機構２８０が配置されている。また、主変速出力軸９１０の後部と、副変速用伝動軸５１６と、出力軸９６０の間には副変速機構５００が配設されている。一方、メインクラッチ（前進用油圧クラッチ機構４１０）と主クラッチ出力軸２９１の間に歯車機構より構成される前進用駆動伝達機構１１８が配設され、前記メインクラッチ（後進用油圧クラッチ機構４２０）と主クラッチ出力軸２９１の間に歯車機構より構成される後進用駆動伝達機構１１９が配設されている。

前進用油圧クラッチ機構４１０は、入力軸２１０と主クラッチ出力軸２９１の間に多板式の油圧クラッチが形成され、後進用油圧クラッチ機構４２０は、入力軸２１０と後進ギヤ１２２のボス部の間に多板式の油圧クラッチが形成されている。前進用駆動伝達機構１１８は、前進用油圧クラッチ機構４１０から主クラッチ出力軸２９１及び主変速軸２９２へと直接的に伝えられる。後進用駆動伝達機構１１９は、入力軸２１０上に遊嵌された後進ギヤ１２２が中間アイドルギヤ４３０を介して、後進用伝動軸２９０上に固設された後進第１従動ギヤ９４０と噛合され、さらに、後進第１従動ギヤ９４０の後方の後進用伝動軸２９０上に固設された後進第２従動ギヤ９２０が、入力軸２１０上に遊嵌された後進第３従動ギヤ１２１と噛合されて、後進ギヤ１２２から主クラッチ出力軸２９１に動力が伝達されるように構成されている。前記前進用油圧クラッチ機構４１０と後進用油圧クラッチ機構４２０は、同心軸上で前後に一体的に形成されている。後進第３従動ギヤ１２１と後進ギヤ１２２は、前進用油圧クラッチ機構４１０と後進用油圧クラッチ機構４２０を挟んで前後両側に配置されている。なお、本実施例ではメインクラッチを多板式の油圧クラッチで構成しているが、パウダー式等のクラッチで構成することも可能である。

また、前記第１変速機構２５０と第１伝動軸２３０前部の間に、第１速歯車機構２５１ａと第３速歯車機構２５１ｂが配置され、第２変速機構２８０と第２伝動軸２６０前部との間に、第２速歯車機構２８１ａと第４速歯車機構２８１ｂが配設されている。

そして、前記主変速出力軸９１０上に主変速用の前後一対の油圧クラッチが配置され、該油圧クラッチは前部に第２油圧クラッチ機構２７０が配置され、その後部に第１油圧クラッチ機構２４０が配置されている。また、第１油圧クラッチ機構２４０と主変速軸２９２後部の間に歯車機構より構成される第２速歯車機構２８１ａと第４速歯車機構２８１ｂが配設され、第２油圧クラッチ機構２７０と主変速軸２９２前部の間に歯車機構より構成される第１速歯車機構２５１ａと第３速歯車機構２５１ｂが配設されている。つまり、第１及び第２油圧クラッチ機構２４０・２７０は、第１変速機構２５０（第１速歯車機構２５１ａ、第３速歯車機構２５１ｂ）と第２変速機構２８０（第２速歯車機構２８１ａ、第４速歯車機構２８１ｂ）の間（略中央）に前後対称に配置されていることになる。

詳しくは、第１速歯車機構２５１ａは、主変速軸２９２上の前部に遊嵌される第１駆動ギヤ２６１が、第２油圧クラッチ機構２７０の入力側に一体的に設けられて第１伝動軸２３０上に固設された第１従動ギヤ２３０ａと噛合されて動力伝達可能とされている。そして、第３速歯車機構２５１ｂは、第１駆動ギヤ２６１の前方の主変速軸２９２上に遊嵌される第３駆動ギヤ２６３が、第２油圧クラッチ機構２７０の入力側に一体的に設けられて第１伝動軸２３０上に固設された第３従動ギヤ２３０ｂと噛合されて動力伝達可能とされている。また、第２速歯車機構２８１ａは、主変速軸２９２上の後部に遊嵌される第２駆動ギヤ２６２が、第１油圧クラッチ機構２４０の入力側に一体的に設けられて第２伝動軸２６０上に固設された第２従動ギヤ２６０ａと噛合されて動力伝達可能とされている。そして、第４速歯車機構２８１ｂは、第２駆動ギヤ２６２の後方の主変速軸２９２上に遊嵌される第４駆動ギヤ２６４が、第１油圧クラッチ機構２４０の入力側に一体的に設けられて第２伝動軸２６０上に固設された第４従動ギヤ２６０ｂと噛合されて動力伝達可能とされている。そして、前記第１従動ギヤ２３０ａ及び第３従動ギヤ２３０ｂと主変速出力軸９１０の間に第２油圧クラッチ機構２７０が形成され、第２従動ギヤ２６０ａ及び第４従動ギヤ２６０ｂと主変速出力軸９１０の間に第１油圧クラッチ機構２４０が形成され、該第１油圧クラッチ機構２４０と第２油圧クラッチ機構２７０は、同心軸上で前後に一体的に形成されている。第１従動ギヤ２３０ａ及び第３従動ギヤ２３０ｂと第２従動ギヤ２６０ａ及び第４従動ギヤ２６０ｂは、第１油圧クラッチ機構２４０と第２油圧クラッチ機構２７０を挟んで前後両側に配置されている。なお、本実施例ではクラッチを多板式の油圧クラッチで構成しているが、パウダー式等のクラッチで構成することも可能である。

こうして、第１変速機構２５０から第１速歯車機構２５１ａまたは第３速歯車機構２５１ｂを介して第２油圧クラッチ機構２７０までの間に第１伝動経路２００ａが形成され、第２変速機構２８０から第２速歯車機構２８１ａまたは第４速歯車機構２８１ｂを介して第１油圧クラッチ機構２４０までの間に第２伝動経路２００ｂが形成されている。このように、主変速軸２９２から主変速出力軸９１０までの伝達経路は第１伝動経路２００ａと、第２伝動経路２００ｂとを備えることで、簡単な伝動経路構成で、コンパクトなトランスミッションを構成することが可能となる。

このように、本発明では二つの軸線上にメインクラッチと主変速機構と第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０と副変速機構５００とを配置することで、簡単な伝動経路構成で、コンパクトなトランスミッションを構成することが可能となる。

前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０、４２０は、周知の油圧多板式のクラッチ構造であり、外部操作（リバーサレバー１１４操作）に基づき、制御バルブ（電磁バルブ６２４・６２５）を切り換えて圧油を送油して、前進用油圧クラッチ機構４１０または後進用油圧クラッチ機構４２０を「接」または「断」として、入力軸２１０の回転動力を主クラッチ出力軸２９１に選択的に伝達するように構成されている。前進用油圧クラッチ機構４１０が「接」とされ、後進用油圧クラッチ機構４２０が「断」とされている場合、入力軸２１０の回転動力は前進用油圧クラッチ機構４１０から主クラッチ出力軸２９１に伝達され（前進用駆動伝達機構１１８）、一方、後進用油圧クラッチ機構４２０が「接」とされ、前進用油圧クラッチ機構４１０が「断」とされている場合、入力軸２１０の回転動力は後進用油圧クラッチ機構４２０、後進用駆動伝達機構１１９を介して、前進用油圧クラッチ機構４１０とは回転方向を切り換えて主クラッチ出力軸２９１に伝達される。

また、第１変速機構２５０と第２変速機構２８０は、それぞれ複数の変速機構を備え、それぞれ複数段の変速比が得られるように構成されている。第１変速機構２５０及び第２変速機構２８０は、何れも駆動ギヤと従動ギヤとを予め噛み合わせた状態で変速するように構成した同期噛合型多段変速機構（シンクロメッシュ式変速機構）とされている。詳しくは、主変速軸２９２上の前部に奇数変速段（または偶数変速段）の同期噛合型多段変速機構が配置され、その後部に偶数変速段（または奇数変速段）の同期噛合型多段変速機構が配置されている。本実施例では、前部に第３速と第１速の奇数変速段の変速機構（第１変速機構２５０）が配置され、後部に第２速と第４速の偶数変速段の変速機構（第２変速機構２８０）が配置されている。

そして、主変速軸２９２上の前部に第３駆動ギヤ２６３と第１駆動ギヤ２６１が遊嵌され、その間の主変速軸２９２上に第１変速機構用シフタ２５２がスプライン嵌合されて、軸方向に摺動可能、かつ、相対回転不能に外嵌されて、変速操作手段の操作により前方または後方に摺動させて第３速または第１速に選択可能とされている。また、主変速軸２９２上の後部に第２駆動ギヤ２６２と第４駆動ギヤ２６４が遊嵌され、その間の主変速軸２９２上に第２変速機構用シフタ２８２がスプライン嵌合されて、軸方向に摺動可能、かつ、相対回転不能に外嵌されて、変速操作手段の操作により前方または後方に摺動させて第２速または第４速に選択可能とされている。第１変速機構用シフタ２５２及び第２変速機構用シフタ２８２は、何れも摩擦式の複式同期クラッチとされている。

第１及び第２油圧クラッチ機構２４０・２７０は、周知の油圧多板式のクラッチ構造であり、外部操作（主変速レバー１１０操作）に基づき、制御バルブ（電磁バルブ６２０・６２１）を切り換えて圧油を送油して、第１油圧クラッチ機構２４０または第２油圧クラッチ機構２７０を「接」として、主変速軸２９２の回転動力を第１伝動軸２３０または第２伝動軸２６０を介して主変速出力軸９１０に選択的に伝達するように構成されている。本実施例では、第１油圧クラッチ機構２４０は偶数の変速段の断接を行い、第２油圧クラッチ機構２７０は奇数の変速段の断接を行うが、第１油圧クラッチ機構２４０で奇数の変速段、第２油圧クラッチ機構２７０で偶数の変速段を断接する構成とすることも可能である。こうして、二つの軸心上で、二組の主変速装置の動力断接を可能として、コンパクトなトランスミッションを構成することが可能となる。

また、第１及び第２油圧クラッチ機構２４０・２７０は、図２に示すように油中に配置されていることにより、特別な潤滑手段が不要であるとともに、第１変速機構２５０と第２変速機構２８０の間（略中央）に前後対称に配置されていることにより、油圧クラッチをシンプルに構成でき、油圧クラッチの配置が容易である。

走行車両１００は図６に示すように、制御装置６００を備え、該制御装置６００は、第１伝動経路２００ａ及び第２伝動経路２００ｂのうち一方の伝動経路（２００ａまたは２００ｂ）における変速機構（２５０または２８０）を第１外部操作（主変速レバー１１０操作）に応じた変速段の係合状態にし、かつ他方の伝動経路（２００ｂまたは２００ａ）における変速機構（２８０または２５０）を非係合状態にすると共に、一方の伝動経路（２００ａまたは２００ｂ）における油圧クラッチ機構（２７０または２４０）を動力伝達状態にし、かつ他方の伝動経路（２００ｂまたは２００ａ）における油圧クラッチ機構（２４０または２７０）を動力遮断状態にし、その後、次の第２外部操作（主変速レバー１１０操作）がなされると、一方の伝動経路（２００ａまたは２００ｂ）における変速機構（２５０または２８０）を前記第１外部操作に応じた変速段の係合状態にしたまま、他方の伝動経路（２００ｂまたは２００ａ）における変速機構（２８０または２５０）を前記第２外部操作に応じた変速段の係合状態にすると共に、一方の伝動経路（２００ａまたは２００ｂ）における油圧クラッチ機構（２７０または２４０）を徐々に動力伝達状態から動力遮断状態に移行させると同時に他方の伝動経路（２００ｂまたは２００ａ）における油圧クラッチ機構（２４０または２７０）を徐々に動力遮断状態から動力伝達状態に移行させるように構成されている。制御装置６００は、詳しくは、中央処理装置（ＣＰＵ）及び記憶部を備え、前記記憶部には、制御プログラムが記憶されており、例えば、ＲＯＭ及びＲＡＭを含んでいる。

また、前記制御装置６００は、外部操作（リバーサレバー１１４操作）に応じた一方の油圧クラッチ機構（４１０または４２０）を動力伝達状態にし、かつ他方の油圧クラッチ機構（４２０または４１０）を動力遮断状態にし、その後、次の外部操作（リバーサレバー１１４操作）がなされると、他方の油圧クラッチ機構（４２０または４１０）を動力伝達状態にし、かつ一方の油圧クラッチ機構（４１０または４２０）を動力遮断状態にするように構成されている。

前記制御装置６００には電磁バルブ６２０・６２１・６２２・６２３・６２４・６２５と、主変速レバー１１０の変速位置を検知する検知手段６１０と、リバーサレバー１１４のレバー位置を検知する検知手段６１１と、クラッチペダル１２３の踏込み位置を検知する検知手段６１２とが接続されている。

前記電磁バルブ６２０・６２１・６２４・６２５はソレノイドを作動させて油圧ポンプからの圧油の送油方向を切り換えて、第１油圧クラッチ機構２４０または第２油圧クラッチ機構２７０または前進用油圧クラッチ機構４１０または後進用油圧クラッチ機構４２０を断接するようにされている。このとき、電磁バルブ６２０・６２１・６２４・６２５はＰＷＭ制御されて、送油量が変更される。但し、電磁バルブ６２０・６２１・６２４・６２５は電磁比例バルブで構成することもでき、この場合、制御装置６００からの印加電圧を調整することにより送油量を変更するように構成することもできる。

前記電磁バルブ６２２・６２３はソレノイドを作動させて油圧ポンプからの圧油の送油方向を切り換えて、シリンダ等のアクチュエータ６３０・６３１を摺動させて、第１変速機構用シフタ２５２と第２変速機構用シフタ２８２を摺動させて、主変速装置を第１速から第４速に変速できるようにされている。なお、電磁バルブ６２２・６２３・アクチュエータ６３０・６３１の代わりに、ソレノイドやモータ等のアクチュエータを適用する構成とすることも可能である。

次に、前後進切換の具体例について説明する。駆動源１０５は始動後、常時回転状態となっており、したがって、入力軸２１０は常時軸線回りの回転状態となっている。

リバーサレバー１１４をニュートラル位置Ｎから前進位置Ｆに操作すると、電磁バルブ６２４が切り換えられて、前進用油圧クラッチ機構４１０が「接」とされ、後進用油圧クラッチ機構４２０が「断」のままとなっており、入力軸２１０の回転動力は前進用油圧クラッチ機構４１０を介して主クラッチ出力軸２９１に伝達される。

次いで、リバーサレバー１１４を前進位置Ｆから後進位置Ｒに操作すると、電磁バルブ６２５が切り換えられて、前進用油圧クラッチ機構４１０が「断」とされてから後進用油圧クラッチ機構４２０が「接」とされて、入力軸２１０の回転動力は後進用油圧クラッチ機構４２０、後進用駆動伝達機構１１９を介して、前進用油圧クラッチ機構４１０とは回転方向を切り換えて主クラッチ出力軸２９１に伝達される。詳しくは、入力軸２１０から後進用油圧クラッチ機構４２０、後進用駆動伝達機構１１９の後進ギヤ１２２、中間アイドルギヤ４３０、後進第１従動ギヤ９４０、後進用伝動軸２９０、後進第２従動ギヤ９２０、後進第３従動ギヤ１２１と伝達されて主クラッチ出力軸２９１に動力が伝達される。

このような構成とすることで、トランスミッション２００は、走行車輌１００の前後進を切り換えできるようになっている。

そして、リバーサクラッチ（主クラッチ）を構成する一対の前進用油圧クラッチ機構４１０及び後進用油圧クラッチ機構４２０を作動させる電磁バルブ６２４、６２５は、リバーサレバー１１４及びクラッチペダル１２３と連動連結されており、クラッチペダル１２３を踏むと、検知手段６１２の信号が制御装置６００に入力され、電磁バルブ６２４・６２５をＯＦＦとして、前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０・４２０が「断」とされて、動力は主クラッチ出力軸２９１に伝達されないように構成されている。

次に、変速動作の具体例について説明する。前述のように駆動源１０５は始動後、常時回転状態となっており、入力軸２１０は常時軸線回りの回転状態となっている。したがって、前進用油圧クラッチ機構４１０または後進用油圧クラッチ機構４２０が「接」となっている状態において、前述のようにして主クラッチ出力軸２９１は常時軸線回りの回転状態となっており、該主クラッチ出力軸２９１を介して主変速軸２９２も常時軸線回りの回転状態となっている。

前進用油圧クラッチ機構４１０または後進用油圧クラッチ機構４２０が「接」となっている状態において、まず、主変速レバー１１０をニュートラル位置Ｎから第１速に変速すると、電磁バルブ６２２が切り換えられて、アクチュエータ６３０を作動させて、第１変速機構用シフタ２５２が摺動されて、第１速歯車機構２５１ａにおける第１駆動ギヤ２６１の歯部と咬合されて、第１駆動ギヤ２６１から第１従動ギヤ２３０ａを介して第１伝動軸２３０に動力が伝達可能となる。これと同時に、電磁バルブ６２１が切り換えられて、第２油圧クラッチ機構２７０が「接」とされて、主変速軸２９２から第１伝動経路２００ａを介して主変速出力軸９１０に動力が伝達される。詳しくは、主変速軸２９２から第１変速用シフタ２５２、第１駆動ギヤ２６１、第１従動ギヤ２３０ａ、第１伝動軸２３０、第２油圧クラッチ機構２７０と伝達されて主変速出力軸９１０に動力が伝達される。該主変速出力軸９１０からは、副変速機構５００、デフ装置９００を介して後輪（駆動輪）１０２・１０２に動力が伝達される。一方、第２伝動経路２００ｂは、第１油圧クラッチ機構２４０が「断」とされているので、主変速軸２９２から主変速出力軸９１０への回転動力は伝達されない。

次いで、主変速レバー１１０を第１速から第２速に変速すると、電磁バルブ６２３が切り換えられて、アクチュエータ６３１を作動させて、第２変速機構用シフタ２８２が摺動されて、第２駆動ギヤ２６２の歯部と咬合されて、主変速軸２９２から第２駆動ギヤ２６２に動力が伝達可能となる。これと同時に、電磁バルブ６２１への作動電圧が徐々に減少され、電磁バルブ６２０への作動電圧が徐々に上昇され、図３に示すように、第２油圧クラッチ機構２７０へ送油される作動油圧αは徐々に低下され、第１油圧クラッチ機構２４０へ送油される作動油圧βは徐々に増加される。例えば、第１速の変速状態では（γ１参照）、第２油圧クラッチ機構２７０は「接」となっており、第１油圧クラッチ機構２４０は「断」となっている。そして、第１速から第２速へ変速する過渡期においては（γ２参照）、第２油圧クラッチ機構２７０への作動油圧が減少すると共に、第１油圧クラッチ機構２４０への作動油圧が増加して、第１油圧クラッチ機構２４０と第２油圧クラッチ機構２７０はともに滑りながら「接」となり、いわゆる半クラッチの状態となっており、第１伝動経路２００ａ及び第２伝動経路２００ｂに動力が伝達される。

そして、所定時間が経過して第２速に完全に変速された状態では（γ３参照）、第２油圧クラッチ機構２７０への作動油の送油が停止されて「断」となり、第１油圧クラッチ機構２４０への作動油圧が設定油圧となり「接」となる。そうすると、第１伝動経路２００ａには動力が伝達されず、第２伝動経路２００ｂに動力が伝達される。詳しくは、主変速軸２９２から第２変速用シフタ２８２、第２駆動ギヤ２６２、第２従動ギヤ２６０ａ、第２伝動軸２６０、第１油圧クラッチ機構２４０と伝達されて主変速出力軸９１０に動力が伝達される。そして、同時に、電磁バルブ６２２が切り換えられて、アクチュエータ６３０を作動させて、第１変速機構用シフタ２５２が中立側に摺動される。

また、主変速レバー１１０を第２速から第３速に変速すると、電磁バルブ６２２が切り換えられて、アクチュエータ６３０を作動させて、第１変速機構用シフタ２５２が摺動されて、第３速歯車機構２５１ｂにおける第３駆動ギヤ２６３の歯部と咬合されて、主変速軸２９２から第３駆動ギヤ２６３に動力が伝達されるとともに、第１油圧クラッチ機構２４０への作動油圧を減少させて、第２油圧クラッチ機構２７０への作動油圧を増加させるように、電磁バルブ６２１、６２０が切り換えられる。こうして、前述のように半クラッチ状態を現出させて、第１伝動経路２００ａ及び第２伝動経路２００ｂに動力が伝達される。

そして、所定時間が経過して第３速に完全に変速された状態では（γ３参照）、第１油圧クラッチ機構２４０への作動油の送油が停止されて「断」となり、第２油圧クラッチ機構２７０への作動油圧が設定油圧となり「接」となる。そうすると、第２伝動経路２００ｂには動力が伝達されず、第１伝動経路２００ａに動力が伝達される。詳しくは、主変速軸２９２から第１変速用シフタ２５２、第３駆動ギヤ２６３、第３従動ギヤ２３０ｂ、第１伝動軸２３０、第２油圧クラッチ機構２７０と伝達されて主変速出力軸９１０に動力が伝達される。そして、同時に、電磁バルブ６２３が切り換えられて、アクチュエータ６３１を作動させて、第２変速機構用シフタ２８２が中立側に摺動される。

なお、ここでは、第１変速から第４変速のうち、第１変速から第２変速に変速する場合及び第２変速から第３変速に変速する場合を例にとって説明したが、同様の変速動作によって第３変速から第４変速にも切り換えることが可能である。第４変速に変速される際には、第２伝動経路２００ｂにおいて、主変速軸２９２から第２変速用シフタ２８２、第４駆動ギヤ２６４、第４従動ギヤ２６０ｂ、第２伝動軸２６０、第１油圧クラッチ機構２４０と伝達されて主変速出力軸９１０を通る第４変速の伝動経路が形成される。

また、第１変速から第３変速への変速動作の具体例について説明する。前述のように第１変速に変速されている状態では、第１変速機構用シフタ２５２が第１速歯車機構２５１ａにおける第１駆動ギヤ２６１の歯部と咬合されて、第１駆動ギヤ２６１から第１従動ギヤ２３０ａを介して第１伝動軸２３０に動力が伝達可能とされて、第１油圧クラッチ機構２４０が「断」とされて、第２油圧クラッチ機構２７０が「接」とされている。詳しくは、主変速軸２９２から第１変速用シフタ２５２、第１駆動ギヤ２６１、第１従動ギヤ２３０ａ、第１伝動軸２３０、第２油圧クラッチ機構２７０と伝達されて主変速出力軸９１０を通る第１変速の伝動経路が形成されている。一方、前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０、４２０において、前進用油圧クラッチ機構４１０または後進用油圧クラッチ機構４２０が「接」とされて、後進用油圧クラッチ機構４２０または前進用油圧クラッチ機構４１０を「断」とされて、入力軸２１０の回転動力が前述のようにして主クラッチ出力軸２９１を介して主変速軸２９２に選択的に伝達されている。

そして、主変速レバー１１０を第１速から第３速に変速すると、第２油圧クラッチ機構２７０は引き続き「接」とされて、第１油圧クラッチ機構２４０も引き続き「断」とされているままで、「接」とされている前進用油圧クラッチ機構４１０（または後進用油圧クラッチ機構４２０）が「断」とされる。これと同時に、電磁バルブ６２２が切り換えられて、アクチュエータ６３０を作動させて、第１変速機構用シフタ２５２が摺動されて、第３速歯車機構２５１ｂにおける第３駆動ギヤ２６３の歯部と咬合されて、主変速軸２９２から第３駆動ギヤ２６３に動力が伝達可能となり、さらに、「断」とされた前進用油圧クラッチ機構４１０（または後進用油圧クラッチ機構４２０）が再び「接」とされる。このようにして、主変速軸２９２から第１変速用シフタ２５２、第３駆動ギヤ２６３、第３従動ギヤ２３０ｂ、第１伝動軸２３０、第２油圧クラッチ機構２７０と伝達されて主変速出力軸９１０を通る第３変速の伝動経路が形成される。

なお、ここでは、第１変速から第３変速に変速する場合を例にとって説明したが、同様の変速動作によって第２変速から第４変速にも切り換えることが可能である。詳しくは、主変速レバー１１０を第２速から第４速に変速すると、第１油圧クラッチ機構２４０は引き続き「接」とされて、第２油圧クラッチ機構２７０も引き続き「断」とされているままで、「接」とされている前進用油圧クラッチ機構４１０（または後進用油圧クラッチ機構４２０）が「断」とされる。これと同時に、電磁バルブ６２３が切り換えられて、アクチュエータ６３１を作動させて、第２変速機構用シフタ２８２が摺動されて、第４速歯車機構２８１ｂにおける第４駆動ギヤ２６４の歯部と咬合されて、主変速軸２９２から第４駆動ギヤ２６４に動力が伝達可能となり、さらに、「断」とされた前進用油圧クラッチ機構４１０（または後進用油圧クラッチ機構４２０）が再び「接」とされる。このようにして、第２変速の伝動経路から第４変速の伝動経路へと変更される。

本実施の形態に係るトランスミッション２００は、前記構成に加えて、主変速出力軸９１０と出力軸９６０（ここでは、デフ装置９００の主駆動軸）との間で多段変速を行う副変速機構５００をさらに備えている。詳しくは、出力軸９６０は、主変速出力軸９１０に略平行に配設されており、主変速出力軸９１０に同軸上に前後方向軸線回り回転自在に支持されている。副変速機構５００は、ここでは、４段変速を行うように構成されており、副変速機構用ギヤ伝達機構５１０と、第１副変速機構用シフタ５２０と、第２副変速機構用シフタ５４０とを備えている。

副変速機構用ギヤ伝導機構５１０は、主変速出力軸９１０から出力軸９６０へ所定の変速比（ここでは減速比）で動力を伝達するように構成されている。詳しくは、副変速機構用ギヤ伝達機構５１０は、主変速出力軸９１０及び出力軸９６０に略平行に配設された副変速用伝動軸５１６と、所定の減速比とされた第１、第２、第３副変速用歯車機構５１１・５１２・５１３及びクリープ変速用歯車機構５１４とを備えている。第１副変速用歯車機構５１１は、ここでは、出力軸９６０上に回転自在に支持された第１副変速用ギヤ５１１ａと、該第１副変速用ギヤ５１１ａと噛合する第２副変速用ギヤ５１１ｂであって、副変速用伝動軸５１６に相対回転不能に設けられた第２副変速用ギヤ５１１ｂとを備えている。第２副変速用歯車機構５１２は、ここでは、出力軸９６０上に回転自在に支持された第３副変速用ギヤ５１２ａと、該第３副変速用ギヤ５１２ａと噛合する第４副変速用ギヤ５１２ｂであって、副変速用伝動軸５１６に相対回転不能に設けられた第４副変速用ギヤ５１２ｂとを備えている。第３副変速用歯車機構５１３は、ここでは、主変速出力軸９１０に相対回転不能に設けられた第５副変速用ギヤ５１３ａと、該第５副変速用ギヤ５１３ａと噛合する第６副変速用ギヤ５１３ｂであって、副変速用伝動軸５１６に相対回転不能に設けられた第６副変速用ギヤ５１３ｂとを備えている。クリープ変速用歯車機構５１４は、副変速用伝動軸５１６上に固設された第２副変速用ギヤ５１１ｂからクリープ歯車機構５１４ｂを介して出力軸９６０上に回転自在に支持された第７副変速用ギヤ５１４ａに動力が伝達されるように構成されている。

第１副変速機構用シフタ５２０は、出力軸９６０上にスプライン嵌合されて、軸方向に摺動可能、かつ、相対回転不能に外嵌されて、副変速操作手段の操作により主変速出力軸９１０及び第３副変速用ギヤ５１２ａの間で選択的に前方または後方に摺動されるようになっている。第１副変速機構用シフタ５２０を主変速出力軸９１０の端部の歯部と咬合させることで、主変速出力軸９１０の回転動力を出力軸９６０に伝達し得るようになっている。また、第１副変速機構用シフタ５２０を第３副変速用ギヤ５１２ａの歯部と咬合させることで、主変速出力軸９１０の回転動力を第５副変速用ギヤ５１３ａ、第６副変速用ギヤ５１３ｂ、副変速用伝動軸５１６、第４副変速用ギヤ５１２ｂ、第３副変速用ギヤ５１２ａ、第１副変速機構用シフタ５２０を介して、出力軸９６０に伝達し得るようになっている。

第２副変速機構用シフタ５４０は、出力軸９６０上にスプライン嵌合されて、軸方向に摺動可能、かつ、相対回転不能に外嵌されて、副変速操作手段の操作により第１副変速用ギヤ５１１ａ及び第７副変速用ギヤ５１４ａの間で選択的に前方または後方に摺動されるようになっている。第２副変速機構用シフタ５４０を第１副変速用ギヤ５１１ａの歯部と咬合させることで、主変速出力軸９１０の回転動力を、第５副変速用ギヤ５１３ａ、第６副変速用ギヤ５１３ｂ、副変速用伝動軸５１６、第２副変速用ギヤ５１１ｂ、第１副変速用ギヤ５１１ａ、第２副変速機構用シフタ５４０を介して、出力軸９６０に伝達し得るようになっている。また、第２副変速機構用シフタ５４０を第７副変速用ギヤ５１４ａの歯部と咬合させることで、主変速出力軸９１０の回転動力を第５副変速用ギヤ５１３ａ、第６副変速用ギヤ５１３ｂ、副変速用伝動軸５１６、第２副変速用ギヤ５１１ｂ、クリープ機構５１４ｂ、第７副変速用ギヤ５１４ａ、第２副変速機構用シフタ５４０を介して、出力軸９６０に伝達し得るようになっている。

このような構成とすることで、トランスミッション２００は、変速機構２５０、２８０及び油圧クラッチ機構２４０、２７０による変速を副変速できるようになっている。ここでは、前記第１から第６変速について第１から第３副変速段及びクリープ段の４段で副変速できるようになっている。

以上のように、本実施例のトランスミッション２００は、駆動源１０５から後輪（駆動輪）１０２、１０２へ動力が変速されて伝えられるトランスミッション２００であって、前記駆動源１０５に作動連結された入力軸２１０と、前記入力軸２１０と平行に配置された主クラッチ出力軸２９１と、前記入力軸２１０上に配置されて、主クラッチ出力軸２９１に伝達される動力の回転方向を切り換える一対の前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０、４２０と、前記一対の前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０、４２０の出力側に配置された二組の歯車同期式の第１及び第２変速機構２５０、２８０と、前記二組の第１及び第２変速機構２５０、２８０の出力側に配置されて、二組の第１及び第２変速機構２５０、２８０のそれぞれから伝達される動力の断接を切り換える一対の第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０とを備え、前記一対の第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０は、前後対称に構成されているものである。このような構成とすることで、従来の油圧クラッチ式変速装置のように各変速段に油圧クラッチを設けなくても、前後進切換及び主変速切換をノークラッチで切換操作できるため、別に主クラッチを設ける必要がなく、前進及び後進用油圧クラッチ機構４１０、４２０、第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０を安価にかつコンパクトに構成できるとともに、第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０が前後対称に構成されることにより、第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０をシンプルに構成でき、第１及び第２油圧クラッチ機構２４０、２７０の配置が容易であるため、ミッションケース１０９をコンパクトに構成することができ、トランスミッション２００のコンパクト化を安価に実現できる。

本実施の形態に係るトランスミッションを適用した走行車輌を示す側面図。 本実施の形態に係るトランスミッションのスケルトン図。 変速動作の際に油圧機構から第１油圧クラッチ機構及び第２油圧クラッチ機構に供給される作動油圧の時間的変化を示す図。 主変速レバーの平面図。 リバーサレバーを示す平面図。 リバーサレバー、主変速レバー、クラッチペダル、第１及び第２油圧クラッチ機構、第１及び第２変速機構用シフタ、前進及び後進用油圧クラッチ機構の操作系を示す図。

１０２ 駆動輪
１０５ 駆動源
２００ トランスミッション
２１０ 入力軸
２４０ 第１油圧クラッチ機構
２５０ 第１変速機構
２７０ 第２油圧クラッチ機構
２８０ 第２変速機構
２９１ 主クラッチ出力軸
４１０ 前進用油圧クラッチ機構
４２０ 後進用油圧クラッチ機構

Claims (1)

1. 駆動源（１０５）から駆動輪（１０２）へ動力が変速されて伝えられるトランスミッション（２００）であって、前記駆動源（１０５）に作動連結された入力軸（２１０）と、前記入力軸（２１０）と平行に配置された伝動軸（２９０）と、前記入力軸（２１０）上に、伝動軸に伝達される動力の回転方向を切り換えるリバーサクラッチとを具備し、該リバーサクラッチは主クラッチを兼用する、一対の前進用油圧クラッチ機構（４１０）及び後進用油圧クラッチ機構（４２０）により構成し、前記一対のリバーサクラッチの出力側である主変速軸（２９２）を、前記入力軸（２１０）の後方外周に遊嵌し、該主変速軸（２９２）と、前記伝動軸（２９０）と同一軸心上後方の主変速出力軸（９１０）上に配置した、第１伝動軸（２３０）と第２伝動軸（２６０）との間に、二組の歯車同期式の主変速装置である第１変速機構（２５０）と、第２変速機構（２８０）を配置し、前記二組の第１変速機構（２５０）と第２変速機構（２８０）の出力側には、それぞれから伝達される動力の断接を切り換える一対のクラッチ機構としての、第２油圧クラッチ機構（２７０）と、第１油圧クラッチ機構（２４０）とを配置し、該第２油圧クラッチ機構（２７０）と第１油圧クラッチ機構（２４０）は、前記主変速出力軸（９１０）上において、前記第１変速機構（２５０）と第２変速機構（２８０）の間の空間に、前後対称に支持配置したことを特徴とするトランスミッション。

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