| 【発明の名称】 |
作業車の走行変速構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】市川 信繁
|
| 【要約】 |
【課題】シフト部材をスライド操作するギヤ変速型式の変速装置を備えた作業車の走行変速構造において、走行装置に伝達される動力を遮断せずに変速装置の変速操作を行う場合に、変速装置の変速操作が軽く行えるように構成する。
【解決手段】変速装置５の上手側の動力を変速装置５を介さずに変速装置５の下手側に伝達可能な摩擦クラッチ２８を備えて、変速装置５の変速操作の開始により、摩擦クラッチ２８を伝動遮断状態から滑りながら動力を伝達する半伝動状態に操作する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 エンジンの下手側に、シフト部材をスライド操作するギヤ変速型式の変速装置を配置し、前記変速装置のシフト部材をスライド操作して前記変速装置を変速操作する変速手段と、前記変速装置の上手側の動力を前記変速装置を介さずに前記変速装置の下手側に伝達可能な摩擦クラッチとを備えると共に、前記変速手段による変速操作の開始により、前記摩擦クラッチを伝動遮断状態から滑りながら動力を伝達する半伝動状態に操作する制御手段を備えてある作業車の走行変速構造。
【請求項２】 エンジンの下手側に、シフト部材をスライド操作するギヤ変速型式の変速装置を配置し、前記変速装置のシフト部材をスライド操作して前記変速装置を変速操作する変速手段と、前記変速装置の上手側の動力を前記変速装置を介さずに前記変速装置の下手側に伝達可能な摩擦クラッチとを備えると共に、前記変速手段による変速操作の開始により、前記摩擦クラッチを伝動遮断状態から滑りながら動力を伝達する半伝動状態に操作し、前記変速手段による変速操作の終了により、前記摩擦クラッチを半伝動状態から伝動遮断状態に操作する制御手段を備えてある作業車の走行変速構造。
【請求項３】 前記摩擦クラッチが半伝動状態から伝動遮断状態に操作される際、前記摩擦クラッチを漸次的に伝動遮断状態に操作するように、前記制御手段を構成してある請求項２記載の作業車の走行変速構造。
【請求項４】 機体に掛かる走行負荷を検出する負荷検出手段を備え、前記負荷検出手段の検出に基づいて、走行負荷が大きいと前記摩擦クラッチが伝動遮断状態から半伝動状態に操作された際の前記摩擦クラッチが伝達する動力が大きなものとなるように、走行負荷が小さいと前記摩擦クラッチが伝動遮断状態から半伝動状態に操作された際の前記摩擦クラッチが伝達する動力が小さなものとなるように、前記制御手段を構成してある請求項１〜３のうちのいずれか一つに記載の作業車の走行変速構造。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シフト部材をスライド操作するギヤ変速型式の変速装置を備えた作業車の走行変速構造において、変速装置の変速操作の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】作業車の一例である農用トラクタでは、例えば特開平９−２４２８７１号公報に開示されているように、エンジン（前記公報の図１中の１）の下手側に、シフト部材をスライド操作するギヤ変速型式の変速装置（前記公報の図１中のＡ）、及び摩擦式の油圧クラッチ（前記公報の図１中の３）を配置し、シフト部材（前記公報の図１中の９，１０）をスライド操作して変速装置を変速操作する油圧シリンダ（前記公報の図１中の１１，１２）を備えたものがある。これにより、操作指令に基づいて油圧シリンダが変速操作を開始すると、油圧クラッチが伝動状態から伝動遮断状態に自動的に操作され、油圧シリンダが変速操作を終了すると、油圧クラッチが伝動遮断状態から伝動状態に自動的に操作されるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術に記載の作業車において、変速装置の下手側に配置されている油圧クラッチ（前記公報の図１中の３）を廃止することが考えられており、走行装置（例えば走行用の車輪やクローラ走行装置等）に伝達される動力を遮断せずに、変速装置を変速操作するように構成することが提案されている。
【０００４】このようにエンジンの動力が変速装置を介して走行装置に伝達されている状態で、変速装置のシフト部材をスライド操作して変速操作しようとする場合、シフト部材が咬合する被咬合部とシフト部材との接触面圧が高いものになっているので、シフト部材をスライド操作して被咬合部から離間させることが、重い操作になることがある。本発明は、シフト部材をスライド操作するギヤ変速型式の変速装置を備えた作業車の走行変速構造において、走行装置に伝達される動力を遮断せずに変速装置の変速操作を行う場合に、変速装置の変速操作が軽く行えるように構成することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】［Ｉ］請求項１の特徴によれば、変速装置の上手側の動力を変速装置を介さずに変速装置の下手側に伝達可能な摩擦クラッチを備えており、変速手段により変速操作を開始すると（変速装置のシフト部材を被咬合部から抜き始めようとすると）、摩擦クラッチが伝動遮断状態から半伝動状態に操作される。このように摩擦クラッチを半伝動状態に操作すると、変速装置の上手側の動力が変速装置を介して下手側に伝達されるのに加えて、変速装置の上手側の動力が摩擦クラッチにより変速装置を介さずに下手側に伝達されると言うように、変速装置の上手側の動力が、変速装置及び摩擦クラッチにより２系統に分かれて並列的に下手側に伝達される状態となる。これにより、変速装置のシフト部材及び被咬合部に掛かるトルクが減少するので、シフト部材をスライド操作して被咬合部から離間させる操作が、重いものにならない。
【０００６】前述のように変速装置の上手側の動力が、変速装置及び摩擦クラッチにより２系統に分かれて並列的に下手側に伝達される状態になると、減速比の異なる２系統の二重伝動状態となって、伝動系の破損を招くことが考えられる。この場合に、請求項１の特徴によると、摩擦クラッチが滑りながら動力を伝達する半伝動状態に操作されるので、二重伝動状態による無理が発生しようとしても、これが摩擦クラッチに吸収されることになり、減速比の異なる２系統の二重伝動状態による伝動系の破損と言うような状態は生じない。
【０００７】［ＩＩ］請求項２の特徴によると、請求項１の場合と同様に前項［Ｉ］に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。変速手段により変速操作を開始して（変速装置のシフト部材を被咬合部から抜き始めて）、変速手段により変速操作を終了するまで（変速装置のシフト部材を所定の被咬合部に咬合させるまで）の間において、下手側に動力を伝達しない中立状態が変速装置に生じる。これにより台車やプラウを引くような牽引時に、変速操作の途中に前述のような中立状態が変速装置に生じると、走行装置に動力が伝達されずに機体の走行速度が急速に低下するようなことがある。
【０００８】請求項２の特徴によると、変速手段による変速操作の開始により、摩擦クラッチが伝動遮断状態から半伝動状態に操作され、変速手段による変速操作の終了により、摩擦クラッチが半伝動状態から伝動遮断状態に操作されるように構成されており、変速手段による変速操作の終了まで（変速装置のシフト部材を所定の被咬合部に咬合させるまで）、摩擦クラッチが半伝動状態に操作されている。これにより、変速操作の途中に中立状態が変速装置に生じて、変速装置の上手側の動力が変速装置を介して下手側に伝達されないと言う状態が生じても、変速装置の上手側の動力が摩擦クラッチにより変速装置を介さずに下手側に伝達されるので、変速操作の途中で走行装置に動力が伝達されず、機体の走行速度が急速に低下すると言うような状態は生じない。
【０００９】［ＩＩＩ］請求項３の特徴によると、請求項２の場合と同様に前項［Ｉ］［ＩＩ］に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。前項［ＩＩ］に記載のように、摩擦クラッチが半伝動状態に操作された状態で変速手段による変速操作が終了すると、変速装置の上手側の動力が摩擦クラッチにより変速装置を介さずに下手側に伝達される状態（変速装置は中立状態で変速装置から下手側に動力は伝達されない）から、変速装置の上手側の動力が変速装置及び摩擦クラッチにより２系統に分かれて並列的に下手側に伝達される状態となる。この状態で請求項３の特徴によると、摩擦クラッチが半伝動状態から伝動遮断状態に操作される際、摩擦クラッチが漸次的に伝動遮断状態に操作されるので、変速装置の上手側の動力が変速装置を介して下手側に伝達される状態に、ショック少なく滑らかに移行する。
【００１０】［ＩＶ］請求項４の特徴によると、請求項１〜３のうちのいずれか一つの場合と同様に前項［Ｉ］〜［ＩＩＩ］に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。請求項４の特徴によると、変速手段による変速操作の開始により、摩擦クラッチが伝動遮断状態から半伝動状態に操作される際、機体に掛かる走行負荷が大きいと、摩擦クラッチが伝達する動力が大きなものとなる半伝動状態に、摩擦クラッチが操作される。これにより、走行負荷が大きくても、変速装置の上手側の多くの動力が摩擦クラッチにより変速装置を介さずに下手側に伝達されるので、走行負荷が大きくても、変速装置のシフト部材及び被咬合部に掛かるトルクを抑えることができ、シフト部材をスライド操作して被咬合部から離間させる操作が、重いものにならない。
【００１１】逆に走行負荷が小さい場合、変速装置の上手側の多くの動力を摩擦クラッチにより変速装置を介さずに下手側に伝達しなくても、変速装置のシフト部材及び被咬合部に掛かるトルクは小さなものになるので、シフト部材をスライド操作して被咬合部から離間させる操作が、重いものにならない。これにより、請求項４の特徴によれば走行負荷が小さいと、摩擦クラッチが伝達する動力が小さなものとなる半伝動状態に摩擦クラッチが操作されて、摩擦クラッチが不必要に大きな動力を伝達しないようにしている。
【００１２】
【発明の実施の形態】［１］図１に作業車の一例である農用トラクタの走行伝動系を示している。エンジン１の動力が主クラッチ２及び前後進切換装置３から第１伝動軸４を介して主変速装置５に伝達され、主変速装置５の動力が第２伝動軸７を介して副変速装置８に伝達されるように構成されており、副変速装置８の動力が第３伝動軸９及び後輪デフ装置１０を介して、右及び左の後輪５０に伝達される。第３伝動軸９から分岐した動力が、前輪伝動軸１９及び前輪デフ装置２０を介して、右及び左の前輪２４に伝達される。
【００１３】図１に示すように、前後進切換装置３はシフト部材３ａを前後進レバー６によりスライド操作するコンスタントメッシュ型式に構成されており、主クラッチ２を伝動遮断側に操作しなくても、前後進レバー６によって前後進切換装置３を前進位置Ｆ及び後進位置Ｒに操作することができる。
【００１４】図１に示すように、主変速装置５は上手側の第１伝動軸４と下手側の第２伝動軸７との間で構成されており、第１伝動軸４に１速ギヤ１１、２速ギヤ１２、３速ギヤ１３及び４速ギヤ１４が相対回転自在に外嵌されて、第２伝動軸７に固定された伝動ギヤ１５，１６，１７，１８が１〜４速ギヤ１１〜１４に咬合している。第１伝動軸４において１速及び２速ギヤ１１，１２の間の部分、３速及び４速ギヤ１３，１４の間の部分にシフト部材５ａ，５ｂが配置されており、主変速装置５がコンスタントメッシュ型式に構成され、４段に変速自在に構成されている。
【００１５】図１に示すように、副変速装置８は第２伝動軸７と第３伝動軸９との間で構成されており、第２伝動軸７に低速ギヤ２１、中速ギヤ２２及び高速ギヤ２３が相対回転自在に外嵌されて、第３伝動軸９に固定された伝動ギヤ２５，２６が中速及び高速ギヤ２２，２３に咬合しており、低速ギヤ２１の動力が伝動軸２７を介して減速されて中速ギヤ２２に伝達されるように構成されている。第２伝動軸７において低速及び中速ギヤ１１，１２の間の部分、高速ギヤ２３の部分にシフト部材８ａ，８ｂが配置されており、副変速装置８がシンクロメッシュ型式に構成され、３段に変速自在に構成されている。このように主及び副変速装置５，８により、１２段に変速自在に構成されている。
【００１６】図１に示すように第１伝動軸４と第３伝動軸９とが同芯状に配置されており、第１伝動軸４と第３伝動軸９との間に、湿式多板型式の摩擦クラッチ２８が設けられている。摩擦クラッチ２８はバネ（図示せず）により伝動遮断側に付勢されて、図２に示すように摩擦クラッチ２８に作動油を供給及び排出する電磁比例減圧弁型式の制御弁２９が備えられており、摩擦クラッチ２８に作動油が供給されることによって、摩擦クラッチ２８が伝動側（後述する半伝動状態）に操作されるように構成されている。
【００１７】［２］図１及び図２に示すように、主変速装置５のシフト部材５ａ，５ｂをスライド操作する油圧シリンダ３１，３２が備えられ、副変速装置８のシフト部材８ａ，８ｂをスライド操作する油圧シリンダ３３，３４が備えられている。
【００１８】油圧シリンダ３１，３２，３３は図３（イ）に示すように、大径シリンダ部３５と小径シリンダ部３６とを備え、大径及び小径シリンダ部３５，３６の各々に大径ピストン３７及び小径ピストン３８をスライド自在に内装している。小径ピストン３８における大径ピストン３７とは反対側の端面に第１ピストンロッド３８ａを備え、第１ピストンロッド３８ａを大径ピストン３７とは反対側に延出して小径シリンダ部３６から突出させている。小径ピストン３８における大径ピストン３７側の端面に第２ピストンロッド３８ｂを備え、第２ピストンロッド３８ｂを大径シリンダ部３５から突出させないで、大径ピストン３７の開孔３７ａにスライド自在に貫通させている。
【００１９】図３（イ）及び図２に示すように小径シリンダ部３６において、小径ピストン３８によって仕切られる第１ピストンロッド３８ａ側の小径シリンダ室３６ａに対し、作動油を供給及び排出操作する電磁操作弁３９が備えられている。大径シリンダ部３５において、大径ピストン３７によって仕切られる小径ピストン３８とは反対側の大径シリンダ室３５ａに、作動油を供給及び排出操作する電磁操作弁４０が備えられている。電磁操作弁３９，４０は作動油の入力ポート、作動油の出力ポート及び作動油のドレンポートを備えた３ポート式で、油圧シリンダ３１，３２，３３に作動油を供給する供給位置、及び作動油を排出する排出位置の２位置に操作自在に構成されており、バネで供給位置側に付勢されている。
【００２０】以上の構造により両方の電磁操作弁３９，４０を供給位置に操作しておくと、図３（イ）に示すように大径及び小径シリンダ室３５ａ，３６ａに作動油が供給される。この場合、大径ピストン３７の受圧面積の方が小径ピストン３８の受圧面積よりも大きい点、並びに小径ピストン３８の受圧面積よりも第２ピストンロッド３８ｂの受圧面積の方が小さい点により、大径及び小径ピストン３７，３８が互いに押し合いながら、大径及び小径ピストン３７，３８が紙面左方に移動しようとするのであり、大径及び小径シリンダ部３５，３６の段部に大径ピストン３７が当たり、この位置で大径及び小径ピストン３７，３８が保持される。この図３（イ）に示す状態が図１に示すシフト部材５ａ，５ｂ，８ａの中立状態である。
【００２１】次に電磁操作弁４０を供給位置に残した状態で、電磁操作弁３９を排油位置に操作すると、図３（ロ）に示すように小径シリンダ室３６ａの作動油が排出されて、大径シリンダ室３５ａの作動油により第２ピストンロッド３８ｂが紙面左方に押される。この図３（ロ）に示す状態が、図１に示すシフト部材５ａが１速ギヤ１１に咬合する１速状態、シフト部材５ｂが３速ギヤ１３に咬合する３速状態及びシフト部材８ａが中速ギヤ２２に咬合する中速状態である。
【００２２】次に電磁操作弁３９を供給位置に残した状態で、電磁操作弁４０を排油位置に操作すると、図３（ハ）に示すように大径シリンダ室３５ａの作動油が排出されて、小径シリンダ室３６ａの作動油により大径及び小径ピストン３７，３８が一体で紙面右方に押される。この図３（ハ）に示す状態が、図１に示すシフト部材５ａが２速ギヤ１２に咬合する２速状態、シフト部材５ｂが４速ギヤ１４に咬合する４速状態及びシフト部材８ａが低速ギヤ２１に咬合する低速状態である。
【００２３】［３］次に、油圧シリンダ３４について説明する。図２に示すように、ピストン４１をスライド自在に内装して、ピストン４１の一方の端面に備えられたピストンロッド４１ａを延出し、シリンダから突出させている。ピストン４１によって仕切られるピストンロッド４１ａ側の第１室３４ａ、及びピストンロッド４１ａとは反対側の第２室３４ｂを形成しており、第１室３４ａに作動油が常時供給されるように構成されている。
【００２４】第２室３４ｂに作動油を供給及び排出操作する電磁操作弁４２が備えられている。電磁操作弁４２は作動油の入力ポート、作動油の出力ポート及び作動油のドレンポートを備えた３ポート式で、第２室３４ｂに作動油を供給する供給位置及び作動油を排出する排出位置の２位置に操作自在に構成されており、バネで供給位置側に付勢されている。
【００２５】以上の構造により、電磁操作弁４２を排油位置に操作すると、第２室３４ｂの作動油が排出されて、第１室３４ａに供給される作動油によりピストン４１が紙面右方に押される。この状態が、図１に示すシフト部材５ｂが高速ギヤ２３から離間した中立状態である。次に電磁操作弁４２を供給位置に操作すると、第２室３４ｂに作動油が供給される（第１室３４ａにも既に作動油が供給されている）。この場合、ピストン４１における第１室３４ａ側の受圧面積の方が第２室３４ｂ側の受圧面積よりも小さい点により、ピストン４１が図２の紙面左方に移動する。この状態が、図１に示すシフト部材５ｂが高速ギヤ２３に咬合する高速状態である。
【００２６】図２に示すように、１速位置〜１２速位置に操作自在な変速レバー４３が機体の操縦部に備えられ、変速レバー４３の操作位置が制御装置３０に入力されている。これにより、変速レバー４３を１速位置〜１２速位置に操作することによって、制御装置３０により電磁操作弁３９，４０，４２が操作されて、油圧シリンダ３１〜３４により、主及び副変速装置５，８が変速操作される（１速〜４速位置は、副変速装置８の低速状態で主変速装置５の１速〜４速状態に対応、５速〜８速位置は、副変速装置８の中速状態で主変速装置５の１速〜４速状態に対応、９速〜１２速位置は、副変速装置８の高速状態で主変速装置５の１速〜４速状態に対応）。
【００２７】［４］変速レバー４３を所望の操作位置に操作すると、前項［２］［３］に記載のように制御装置３０により電磁操作弁３９，４０，４２が操作され、油圧シリンダ３１〜３４によりシフト部材５ａ，５ｂ，８ａ，８ｂがスライド操作されて、主及び副変速装置５，８の変速操作が行われるのであり、この変速操作の間に制御装置３０により制御弁２９が操作されて、摩擦クラッチ２９が伝動遮断状態から半伝動状態に操作され、再び伝動遮断状態に操作される。次に、前述のような変速レバー４３による変速操作について説明する。
【００２８】図４及び図１に示すように、例えば変速レバー４３を１速位置に操作している状態（主変速装置５の１速状態及び副変速装置８の低速状態）から、３速位置（主変速装置５の３速状態及び副変速装置８の低速状態）に操作する場合、変速レバー４３を１速位置から３速位置に操作すると（時点Ｔ１）、制御弁２９により摩擦クラッチ２８の圧力が急速に昇圧され始めて（時点Ｔ１）、油圧シリンダ３１によりシフト部材５ａが１速ギヤ１１に咬合する１速状態から中立状態にスライド操作され始め（時点Ｔ２）、摩擦クラッチ２８の圧力が圧力Ｐ１に達すると同時に、シフト部材５ａが中立状態に達する（時点Ｔ３）。
【００２９】前述のように、シフト部材５ａがスライド操作され始める時点Ｔ２付近の摩擦クラッチ２８の圧力から高圧側において、摩擦クラッチ２８が滑りながら第１伝動軸４の動力を第３伝動軸９に伝達する半伝動状態となるのであり、シフト部材５ａが１速ギヤ１１に咬合する１速状態で、第１伝動軸４の動力が第２伝動軸７及び副変速装置８を介して第３伝動軸９に伝達される状態、第１伝動軸４の動力が摩擦クラッチ２８を介して第３伝動軸９に伝達される状態が生じる。
【００３０】この場合、第１伝動軸４の伝達トルクＴＲ１、１速ギヤ１１での減速比ｎ１、副変速装置８の低速ギヤ２１の減速比ｎ２、摩擦クラッチ２８の伝達トルクＴＲ２、エンジン１の動力Ｅとすれば、第３伝動軸９の伝達トルクＴＲ３、シフト部材５ａの伝達トルクＴＲ４及び摩擦クラッチ２８の吸収エネルギーＥ１は、以下のような式で求められる。
ＴＲ３＝ｎ１・ｎ２・ＴＲ１−ＴＲ２ＴＲ４＝ｎ１・ＴＲ１−ｎ２・ＴＲ２Ｅ１＝（１−１／（ｎ１・ｎ２））・Ｅこれにより、シフト部材５ａ及び１速ギヤ１１の咬合部分の接触面圧が小さくなって、シフト部材５ａが１速ギヤ１１から抵抗少なく離間するのであり、第１伝動軸４の動力が摩擦クラッチ２８及び第３伝動軸９を介して前輪１及び後輪２に伝達されて、機体の走行速度の急速な低下が抑えられる。さらに、第１伝動軸４の回転数と３速ギヤ１３の回転数とが互いに接近する。
【００３１】図４に示すように、時点Ｔ３から摩擦クラッチ２８の圧力が圧力Ｐ１から漸次的に昇圧されて、第１伝動軸４の回転数（実線Ｒ０）、１速ギヤ１１の回転数（一点鎖線Ｒ１）、及び３速ギヤ１３の回転数（二点鎖線Ｒ３）が変化していくのであり、油圧シリンダ３２によりシフト部材５ｂが中立位置Ｎから３速ギヤ１３に咬合する３速状態にスライド操作され始め（時点Ｔ４）、第１伝動軸４の回転数と３速ギヤ１３の回転数が略一致する時点Ｔ５において、シフト部材５ｂが３速ギヤ１３に咬合する３速状態となる。前述のようにシフト部材５ｂが３速ギヤ１３に咬合する３速状態になると（時点Ｔ５）、摩擦クラッチ２８の圧力がＰ２から急速に圧力Ｐ３（圧力Ｐ１よりも低圧）に減圧され、圧力Ｐ３から漸次的に減圧されて伝動遮断状態となる（時点Ｔ６）。
【００３２】［５］次に、例えば変速レバー４３を３速位置に操作している状態（主変速装置５の３速状態及び副変速装置８の低速状態）から、５速位置（主変速装置５の１速状態及び副変速装置８の中速状態）に操作する場合について説明する。図５及び図１に示すように、変速レバー４３を３速位置から５速位置に操作すると（時点Ｔ１１）、制御弁２９により摩擦クラッチ２８の圧力が急速に昇圧され始めて（時点Ｔ１１）、油圧シリンダ３２によりシフト部材５ｂが３速ギヤ１３に咬合する３速状態から中立状態にスライド操作され始め（時点Ｔ１２）、摩擦クラッチ２８の圧力が圧力Ｐ１１に達すると同時に、シフト部材５ｂが中立状態に達する（時点Ｔ１３）。
【００３３】前述のように、シフト部材５ｂがスライド操作され始める時点Ｔ１２付近の摩擦クラッチ２８の圧力から高圧側において、摩擦クラッチ２８が滑りながら第１伝動軸４の動力を第３伝動軸９に伝達する半伝動状態となるのであり、シフト部材５ｂが３速ギヤ１３に咬合する３速状態で、前項［４］と同様に、第１伝動軸４の動力が第２伝動軸７及び副変速装置８を介して第３伝動軸９に伝達される状態、第１伝動軸４の動力が摩擦クラッチ２８を介して第３伝動軸に伝達される状態が生じる。これにより、シフト部材５ｂ及び３速ギヤ１３の咬合部分の接触面圧が小さくなって、シフト部材５ｂが３速ギヤ１３から抵抗少なく離間するのであり、第１伝動軸４の動力が摩擦クラッチ２８及び第３伝動軸９を介して前輪１及び後輪２に伝達されて、機体の走行速度の急速な低下が抑えられる。さらに、第１伝動軸４の回転数と１速ギヤ１１の回転数とが互いに接近する。
【００３４】図５に示すように、時点Ｔ１３から摩擦クラッチ２８の圧力が圧力Ｐ１から漸次的に昇圧されるのと同時に、油圧シリンダ３３によりシフト部材８ａが低速ギヤ２１に咬合する低速状態から、中速ギヤ２２に咬合する中速状態にスライド操作される（時点Ｔ１３から時点Ｔ１４）。
【００３５】図５に示すように、第１伝動軸４の回転数（実線Ｒ０）、１速ギヤ１１の回転数（一点鎖線Ｒ１）、及び３速ギヤ１３の回転数（二点鎖線Ｒ３）が変化していくのであり、油圧シリンダ３１によりシフト部材５ａが中立状態から１速ギヤ１１に咬合する１速状態にスライド操作され始め（時点Ｔ１５）、第１伝動軸４の回転数と１速ギヤ１１の回転数が略一致する時点Ｔ１６において、シフト部材５ａが１速ギヤ１１に咬合する１速状態となる。前述のようにシフト部材５ａが１速ギヤ１１に咬合する１速状態になると（時点Ｔ１６）、摩擦クラッチ２８の圧力がＰ１２から急速に圧力Ｐ１３（圧力Ｐ１１よりも低圧）に減圧され、圧力Ｐ１３から漸次的に減圧されて伝動遮断状態となる（時点Ｔ１７）。
【００３６】［６］図２に示すように、エンジン１のアクセル位置を検出するアクセルセンサー４４、及びエンジン１の回転数を検出する回転数センサー４５が備えられて、アクセルセンサー４４及び回転数センサー４５の検出値が制御装置３０に入力されており、アクセルセンサー４４の検出値に対応する無負荷状態でのエンジン１の回転数に対して、回転数センサー４５の検出値がどれだけ低下するかに基づいて、低下が大きいほど機体に掛かる走行負荷が大きなものと判断される。前項［４］［５］、図４及び図５に示す状態は、走行負荷が比較的大きな状態であり、図４及び図５に示す摩擦クラッチ２８の圧力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ１１，Ｐ１２が大きなものに設定されている。
【００３７】例えば変速レバー４３を３速位置に操作している状態（主変速装置５の３速状態及び副変速装置８の低速状態）から、５速位置（主変速装置５の１速状態及び副変速装置８の中速状態）に操作する際において、走行負荷が小さい場合には図６及び図１に示すように、変速レバー４３を３速位置から５速位置に操作すると（時点Ｔ１１）、制御弁２９により摩擦クラッチ２８の圧力が、圧力Ｐ１４（図４及び図５に示す圧力Ｐ１，Ｐ１１よりも低圧）まで漸次的に昇圧される（時点Ｔ１３）。シフト部材５ｂがスライド操作され始める時点Ｔ１２付近の摩擦クラッチ２８の圧力において、摩擦クラッチ２８が滑りながら第１伝動軸４の動力を第３伝動軸９に小さく伝達する半伝動状態となる。
【００３８】次に時点Ｔ１３から摩擦クラッチ２８の圧力が、圧力Ｐ１４から圧力Ｐ１５（図４及び図５に示す圧力Ｐ２，Ｐ１２よりも低圧）に漸次的に昇圧されるのであり、時点Ｔ１６から摩擦クラッチ２８の圧力が、圧力Ｐ１５から漸次的に減圧されて伝動遮断状態となる（時点Ｔ１７）。
【００３９】［発明の実施の第１別形態］図４，５，６に示す状態は、台車を牽引している状態や上り坂を走行する状態のように、機体に走行負荷が掛かっている状態を示しているのであるが、機体が牽引されている状態や下り坂を走行する状態では、エンジン１の動力によってシフト部材５ａ，５ｂ，８ａ，８ｂを中立状態にスライド操作し難くなるのではなく、前輪２４及び後輪５０からの逆動力によって、シフト部材５ａ，５ｂ，８ａ，８ｂを中立状態にスライド操作し難くなる。
【００４０】この場合、図１に示すように後輪５０に制動を掛けるサイドブレーキ４６において、サイドブレーキ４６を制動側に操作する油圧シリンダ（図示せず）を備えて、制御装置３０によって操作される制御弁（図示せず）により、油圧シリンダが後述するように自動的に制動側に操作されるように構成する。
【００４１】これにより図７及び図１に示すように、例えば変速レバー４３を１速位置に操作している状態（主変速装置５の１速状態及び副変速装置８の低速状態）から、３速位置（主変速装置５の３速状態及び副変速装置８の低速状態）に操作する場合、変速レバー４３を１速位置から３速位置に操作すると（時点Ｔ２１）、サイドブレーキ４６の制動力が急速に上昇操作され始めて（時点Ｔ２１）、油圧シリンダ３１によりシフト部材５ａが１速ギヤ１１に咬合する１速状態から中立状態にスライド操作され始め（時点Ｔ２２）、サイドブレーキ４６の制動力が制動力Ｆ１に達すると同時に、シフト部材５ａが中立状態に達する（時点Ｔ２３）。このようにシフト部材５ａがスライド操作され始める時点Ｔ２２付近のサイドブレーキ４６の制動力から後述する制動力Ｆ２において、機体が完全に停止するのではなく、機体の走行を許しながら軽く制動が掛かる状態となる。
【００４２】図７に示すように、時点Ｔ２３からサイドブレーキ４６の制動力が制動力Ｆ１から漸次的に上昇操作されて、第１伝動軸４の回転数（実線Ｒ０）、１速ギヤ１１の回転数（一点鎖線Ｒ１）、及び３速ギヤ１３の回転数（二点鎖線Ｒ３）が変化していくのであり、油圧シリンダ３２によりシフト部材５ｂが中立状態から３速ギヤ１３に咬合する３速状態にスライド操作され始め（時点Ｔ２４）、第１伝動軸４の回転数と３速ギヤ１３の回転数が略一致する時点Ｔ２５において、シフト部材５ｂが３速ギヤ１３に咬合する３速状態となる。前述のようにシフト部材５ｂが３速ギヤ１３に咬合する３速状態になると（時点Ｔ２５）、サイドブレーキ４６の制動力が制動力Ｆ２から急速に下降操作される（時点Ｔ２６）。
【００４３】［発明の実施の第２別形態］コンスタントメッシュ型式で４段に変速自在に構成される主変速装置５において、図８に示すように構成してもよい。シフト部材５ａ，５ｂにおいて、ギヤ歯４７、スプライン状の咬合部４８及びシフトフォーク（図示せず）が係合する溝状の係合部４９を備えて、幅広（図８の紙面左右方向）にシフト部材５ａ，５ｂを構成する。図１における１速及び３速ギヤ１１，１３に雌型のスプライン状の咬合部１１ａ，１３ａを備え、図１における２速及び４速ギヤ１２，１４を廃止する。
【００４４】これにより、シフト部材５ａ，５ｂを図８の紙面左方にスライド操作して、シフト部材５ａ，５ｂの咬合部４８を、１速ギヤ１１（３速ギヤ１３）の咬合部１１ａ，１３ａに咬合させると、１速状態（３速状態）が得られるのであり、シフト部材５ａ，５ｂを図８の紙面右方にスライド操作して、シフト部材５ａ，５ｂのギヤ歯４７を、伝動ギヤ１６，１８に咬合させると、２速状態（４速状態）が得られる。
【００４５】［発明の実施の第３別形態］図１の構成において、主変速装置５をシンクロメッシュ型式に構成したり、副変速装置８をコンスタントメッシュ型式に構成してもよい。副変速装置８を、シフト部材８ａ，８ｂをスライド操作するシンクロメッシュ型式やコンスタントメッシュ型式ではなく、３組の油圧クラッチ（図示せず）を並列的に配置し、３組の油圧クラッチのうちの一つを伝動状態に操作することによって、３段に変速できる油圧クラッチ型式に構成してもよい。又、副変速装置８を高低２段に変速できるように構成してもよい。図１の構成において、油圧シリンダ３１〜３４を廃止し、変速レバー４３と主及び副変速装置５，８のシフト部材５ａ，５ｂ，８ａ，８ｂとを、連係機構により機械的に且つ直接的に連係する構造にも、本発明は適用できる。
【００４６】
【発明の効果】請求項１の特徴によると、作業車の走行変速構造において、変速装置の上手側の動力を変速装置を介さずに変速装置の下手側に伝達可能な摩擦クラッチを備えて、変速操作時に変速装置の上手側の動力が変速装置及び摩擦クラッチにより２系統に分かれて並列的に下手側に伝達される状態を、現出させるように構成することにより、変速装置のシフト部材をスライド操作して被咬合部から離間させる操作を、重いものにならないようにすることができて、作業車の変速操作性を向上させることができた。請求項１の特徴によると、前述のように変速装置の上手側の動力が変速装置及び摩擦クラッチにより２系統に分かれて並列的に下手側に伝達されると言うような二重伝動状態が現出されても、摩擦クラッチが滑りながら動力を伝達する半伝動状態に操作されるので、二重伝動状態による無理が摩擦クラッチに吸収されることになり、減速比の異なる２系統の二重伝動状態による伝動系の破損と言うような状態が避けられて、耐久性のある構造となる。
【００４７】請求項２の特徴によると、請求項１の場合と同様に前述の請求項１の「発明の効果」を備えており、この「発明の効果」に加えて以下のような「発明の効果」を備えている。請求項２の特徴によると、変速操作の途中に中立状態が変速装置に生じて、変速装置の上手側の動力が変速装置を介して下手側に伝達されないと言う状態が生じても、変速装置の上手側の動力が摩擦クラッチにより変速装置を介さずに下手側に伝達されるので、変速操作の途中で走行装置に動力が伝達されず、機体の走行速度が急速に低下すると言うような状態を避けることができて、作業車の走行性能を向上させることができた。
【００４８】請求項３の特徴によると、請求項２の場合と同様に前述の請求項１及び２の「発明の効果」を備えており、この「発明の効果」に加えて以下のような「発明の効果」を備えている。請求項３の特徴によると、変速操作の終了により摩擦クラッチが半伝動状態から伝動遮断状態に漸次的に操作されるので、変速装置の上手側の動力が変速装置を介して下手側に伝達される状態に、ショック少なく滑らかに移行するようになって、作業車の走行性能を向上させることができた。
【００４９】請求項４の特徴によると、請求項１〜３のうちのいずれか一つの場合と同様に請求項１〜３の「発明の効果」を備えており、この「発明の効果」に加えて以下のような「発明の効果」を備えている。請求項４の特徴によると、機体に掛かる走行負荷に応じて、摩擦クラッチが伝動遮断状態から半伝動状態に操作された際の摩擦クラッチが伝達する動力が、自動的に大小に変更されるので、走行負荷の大小に関係なく適切な変速操作が行えて、且つ摩擦クラッチの保護が行えるようになって、作業車の走行性能及び耐久性を向上させることができた。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１０５２
【氏名又は名称】株式会社クボタ
|
| 【出願日】 |
平成１１年１０月２１日（１９９９．１０．２１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０７３０８
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 修一郎
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−１２４１９８（Ｐ２００１−１２４１９８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月８日（２００１．５．８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２９９３１７ |
|