作業車用変速機構
【課題】トラクタ等の作業車では、移動のために路上を高速走行する際の運転操作性や走行安定性の向上に対する要請が高まっているが、従来の技術では、依然として煩雑な変速操作自体はなくすことができず、運転操作性等が悪い、という問題があった。
【解決手段】前記エンジン２とギア式変速装置３３との間にトルクコンバータ４を介設し、該トルクコンバータ４を介して前記ギア式変速装置３３にエンジン動力を伝達して変速を行う高速走行モードと、前記ギア式変速装置３３にエンジン動力を直接伝達して変速を行う作業走行モードとを設け、該作業走行モードと前記高速走行モードのいずれか一方の走行モードに、前記ギア式変速装置３３の各速度段、例えば副変速装置９の高速段、低速段、クリープ段を設定可能な変速制御構成とした。
【解決手段】前記エンジン２とギア式変速装置３３との間にトルクコンバータ４を介設し、該トルクコンバータ４を介して前記ギア式変速装置３３にエンジン動力を伝達して変速を行う高速走行モードと、前記ギア式変速装置３３にエンジン動力を直接伝達して変速を行う作業走行モードとを設け、該作業走行モードと前記高速走行モードのいずれか一方の走行モードに、前記ギア式変速装置３３の各速度段、例えば副変速装置９の高速段、低速段、クリープ段を設定可能な変速制御構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンから出力されるエンジン動力を変速して車軸に伝達する有段式変速装置を備えた作業車用変速機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の作業車用変速機構においては、有段式変速装置に二つのクラッチを設け、変速操作が行われている間に、一方のクラッチの離間作動と他方のクラッチの接合作動とがオーバーラップする二重伝動状態を発生させ、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、連続的に走行変速を行う技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３１４６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現在、トラクタ等の作業車にあっては、次の作業場まで移動するための移動時間を短縮して作業車の効率的な利用を図るべく、移動のために路上を高速走行する際の運転操作性や走行安定性の向上に対する要請が高まってきている。これに対し、前述の作業車用変速機構では、変速によるショックは軽減できるものの、一般の乗用自動車のような滑らかな加速・変速が難しく、必ずしも良好な運転操作性や走行安定性が得られない、という問題があった。
【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。
すなわち、請求項１においては、エンジンから出力されるエンジン動力を変速して車軸に伝達する有段式変速装置を備えた作業車用変速機構において、前記エンジンと有段式変速装置との間にトルクコンバータを介設し、該トルクコンバータを介して前記有段式変速装置にエンジン動力を伝達して変速を行う高速走行モードと、前記有段式変速装置にエンジン動力を直接伝達して変速を行う作業走行モードとを設け、該作業走行モードと前記高速走行モードのいずれか一方の走行モードに、前記有段式変速装置の各速度段を設定可能な変速制御構成としたものである。
請求項２においては、前記トルクコンバータには、前記有段式変速装置にエンジン動力を直接伝達するロックアップ機構を設けるものである。
請求項３においては、前記有段式変速装置には、作業車を発進させる際に使用する発進用の低速系ギア列を設け、発進時には該低速系ギア列を選択するものである。
請求項４においては、前記有段式変速装置には、奇数段の変速駆動列への動力断接用の第一クラッチと、偶数段の変速駆動列への動力断接用の第二クラッチとを備え、奇数段と偶数段それぞれの変速駆動列が選択された状態で該第一クラッチ及び第二クラッチのうち、一方の離間作動と他方の接合作動とを時間的にオーバーラップさせる主変速装置を設けるものである。
請求項５においては、前記有段式変速装置には、前記主変速装置からの主変速動力を複数の副速度段に変速する副変速装置を設け、各副速度段を選択すると前記高速走行モードと作業走行モードのうちの所定の走行モードに自動的に振り分ける切替手段を備えるものである。
請求項６においては、前記トルクコンバータの伝動下手側に、進行方向を前後に切り替える前後進切替装置を配設し、該前後進切替装置の伝動下手側に、前記第一クラッチと第二クラッチを配設するものである。
請求項７においては、前記第一クラッチと第二クラッチは、共通の伝動軸上に背中合わせに配設するものである。
請求項８においては、前記作業車用変速機構には、エンジン動力を変速してＰＴＯ軸に伝達するＰＴＯ変速装置を備え、該ＰＴＯ変速装置に、前記トルクコンバータを介さずにエンジン動力を直接伝達するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示す効果を奏する。
すなわち、請求項１においては、エンジンから出力されるエンジン動力を変速して車軸に伝達する有段式変速装置を備えた作業車用変速機構において、前記エンジンと有段式変速装置との間にトルクコンバータを介設し、該トルクコンバータを介して前記有段式変速装置にエンジン動力を伝達して変速を行う高速走行モードと、前記有段式変速装置にエンジン動力を直接伝達して変速を行う作業走行モードとを設け、該作業走行モードと前記高速走行モードのいずれか一方の走行モードに、前記有段式変速装置の各速度段を設定可能な変速制御構成としたので、有段式変速装置の速度段が高速走行モードに設定されている場合、該速度段に一度設定すると、トルクコンバータによってトルクを高速走行に適したトルクに自動的に変更することができ、加速・変速を極めて滑らかに行って十分な運転操作性や走行安定性が得られる。一方、有段式変速装置の速度段が作業走行モードに設定されている場合は、有段式変速装置のみで変速されるため、走行抵抗の大きな軟弱な圃場等を走行してトルクが大きく変動しても一定速度で作業することができ、更に、流体によるトルクコンバータ使用時に比べて動力伝達ロスを小さく抑えることができ、作業速度の安定化や動力伝達効率の向上によって高い作業効率を確保することができる。
請求項２においては、前記トルクコンバータには、前記有段式変速装置にエンジン動力を直接伝達するロックアップ機構を設けるので、該ロックアップ機構のロックアップクラッチのクラッチ入操作によって、特殊な迂回伝達経路を別途設けることなくエンジン動力を前記有段式変速装置に直接伝達することができ、部品点数を減少させて、部品コストの低減、変速機構のコンパクト化、メンテナンス性の向上等を図ることができる。
請求項３においては、前記有段式変速装置には、作業車を発進させる際に使用する発進用の低速系ギア列を設け、発進時には該低速系ギア列を選択するので、前記トルクコンバータを介さずに出力されたエンジン動力によって走行する場合であっても、この発進用の低速系ギア列を用いることにより、エンストを起こすことなく作業車を確実に発進させることができ、常に安定した発進性能を得ることができる。更に、低速系ギア列を使って発進するので、発進時の負荷が軽減され、小さなクラッチパックでも十分な耐久性を得ることができる。
請求項４においては、前記有段式変速装置には、奇数段の変速駆動列への動力断接用の第一クラッチと、偶数段の変速駆動列への動力断接用の第二クラッチとを備え、奇数段と偶数段それぞれの変速駆動列が選択された状態で該第一クラッチ及び第二クラッチのうち、一方の離間作動と他方の接合作動とを時間的にオーバーラップさせる主変速装置を設けるので、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走行変速を行うことができ、通常の有段式変速装置を使用する場合に比べて運転操作性や走行安定性を更に向上させることができる。
請求項５においては、前記有段式変速装置には、前記主変速装置からの主変速動力を複数の副速度段に変速する副変速装置を設け、各副速度段を選択すると前記高速走行モードと作業走行モードのうちの所定の走行モードに自動的に振り分ける切替手段を備えるので、副速度段の選択に連動して走行モードをいずれかに設定することができ、トラクタ等の作業車で速度段が多い場合に煩雑になりがちな走行モードの選択操作を簡略化し、変速操作性を向上させることができる。
請求項６においては、前記トルクコンバータの伝動下手側に、進行方向を前後に切り替える前後進切替装置を配設し、該前後進切替装置の伝動下手側に、前記第一クラッチと第二クラッチを配設するので、前後進の切替をトルクコンバータからの出力軸上またはその近くの伝動軸上で行い、大きなトルク変動を伴う前後進切替時の動力伝達ロスを大幅に軽減して、動力伝達効率を向上できると共に、前後進切替装置と第一クラッチ・第二クラッチを互いに近設して、これらの設置に必要な空間を小さくして、変速機構のコンパクト化を図ることができる。
請求項７においては、前記第一クラッチと第二クラッチは、共通の伝動軸上に背中合わせに配設するので、通常のように各クラッチを別体で離間させて配置する場合と比べ、クラッチ配置のための空間を狭くし、クラッチ部品の共通化も図ることができ、部品コストの低減、変速機構のコンパクト化を更に推し進めることができる。
請求項８においては、前記作業車用変速機構には、エンジン動力を変速してＰＴＯ軸に伝達するＰＴＯ変速装置を備え、該ＰＴＯ変速装置に、前記トルクコンバータを介さずにエンジン動力を直接伝達するので、いずれの走行モードであっても常にＰＴＯ軸にエンジン動力を直接伝達し一定速度で駆動させることができ、作業走行モード時であってもＰＴＯ軸にエンジン動力を直接伝達するための迂回伝達経路を別途に設ける必要がなく、更には、ＰＴＯ軸への伝達動力の断接が不要となった分だけロックアップ機構を小型化することができ、部品コストの低減、変速機構のコンパクト化、メンテナンス性の向上等を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例１に係わる作業車の全体構成を示すスケルトン図、図２は実施例１の主変速装置の平面一部断面図、図３は実施例１の変速操作やクラッチ操作のための油圧回路図、図４は同じくブロック図、図５はクラッチの係合構成の説明図であって、図５（ａ）は係合部分の側面断面図、図５（ｂ）は係合部分の平面断面図、図６は本発明の実施例２に係わる作業車の全体構成を示すスケルトン図、図７は実施例２の主変速装置の平面一部断面図、図８は実施例２の変速操作やクラッチ操作のための油圧回路図、図９は同じくブロック図、図１０は発進時の使用するギア列を示す説明図、図１１は実施例２の別形態の作業車の全体構成を示すスケルトン図である。なお、図１、図６、図１１で向かって下方を機体前方とする。
【実施例１】
【０００７】
本発明の実施例１に係わる作業車１の全体構成について、図１により説明する。
該作業車１は四輪駆動型の農業用トラクタであって、エンジン２と、該エンジン２からの回転動力（以下、「エンジン動力」とする）を変速するギア式変速装置３３とを備えている。そして、前記エンジン２のクランク軸４０は入力軸３に接続され、該入力軸３には円筒状の出力軸５が相対回転自在に外嵌され、該出力軸５と入力軸３との間には、ロックアップ機構付きのトルクコンバータ４が介設されており、前記エンジン動力が、入力軸３、トルクコンバータ４、出力軸５を介して、前記ギア式変速装置３３に出力されるようにしている。
【０００８】
ここで、該トルクコンバータ４においては、前記入力軸３がフロントカバー３４に固着され、該フロントカバー３４にはポンプインペラー３５が連結され、タービンランナー３６に前記出力軸５が連結され、更に、ミッションケース２３の前部にはワンウエイクラッチ３８を介してステータ３７が支持されている。そして、前記フロントカバー３４とタービンランナー３６との間には、ロックアップクラッチ３９が配置されている。そして、該ロックアップクラッチ３９等から成る後述のロックアップ機構８０によって、入力軸３と出力軸５との接続状態を変更するようにしている。
【０００９】
更に、前記フロントカバー３４に固着された入力軸３は、そのままミッションケース２３内に延出され、その延出端には油圧多板式で摩擦式のＰＴＯクラッチ１０が備えられており、該ＰＴＯクラッチ１０を介して、入力軸３は、小径ギア１２を固設した伝動軸１１に接続されている。該伝動軸１１に平行にＰＴＯ軸１４が設けられ、該ＰＴＯ軸１４上に固設された大径ギア１３は前記小径ギア１２と噛合して減速用のＰＴＯ変速装置６が構成されており、該ＰＴＯ変速装置６によって、エンジン動力が、入力軸３、ＰＴＯクラッチ１０、ＰＴＯ変速装置６を介して断接可能に減速され、ＰＴＯ軸１４に伝達されるようにしている。
【００１０】
また、前記出力軸５は、ミッションケース２３内に連設した前後進切換装置７、主変速装置８、副変速装置９から成るギア式変速装置３３を介して、副変速出力軸１９に接続されており、エンジン動力が、その回転方向と速度が切り替えられた後、変速動力として副変速出力軸１９に伝達される。該副変速出力軸１９は、その後端にベベルギア２４が固設され、該ベベルギア２４と噛合するブルギア２５と一体のデフケージ２６内には、伝動軸２７・２７上に固設したサイドギア４１と該両サイドギア４１に噛合するベベルピニオン４２とによって構成されるベベルギアクラッチ機構２８を介して、左右両伝動軸２７・２７が嵌入され、デフギア装置４３が形成されている。更に、この伝動軸２７・２７の外端には、減速装置３１を介して左右の後車軸３２・３２が連結され、該後車軸３２・３２の外端に後輪２１・２１が固設されている。これにより、前記副変速出力軸１９からベベルギア２４を介してブルギア２５に入力された回転を、差動回転として後車軸３２・３２から後輪２１・２１に伝達するようにしている。
【００１１】
なお、前記デフギア装置４３には、前記差動回転をロックするためのデフロック機構４４が設けられており、該デフロック機構４４では、デフケージ２６のボス部に対してスプライン嵌合されたデフロックスライダ４５にデフロックピン４６を設け、該デフロックピン４６を、デフロックスライダ４５の摺動操作によって、前記サイドギア４１に穿孔したピン孔に係合させることによりデフロックし、直進性やぬかるみでの走行性を向上させるようにしている。また、同様にして、図示せぬ前輪にも、前記副変速出力軸１９からの変速動力が図示せぬデフギア装置や減速装置等の機構を介して伝達されるようにしている。
【００１２】
以上のようにして、変速動力が前後輪に伝達され、該前後輪によって走行しながら、前記ＰＴＯ軸１４に連結連動する図示せぬ作業機によって各種作業が行えるようにしている。
【００１３】
次に、前記ギア式変速装置３３について、図１乃至図３、図５により説明する。
前記ミッションケース２３内には、前記出力軸５や副変速出力軸１９と平行に、クラッチ入力軸１５、第一走行変速軸１６、第二走行変速軸１７、主変速出力軸１８が機体前後方向に回動可能に横架されている。
【００１４】
このうちの出力軸５上には、後から順に、同径の前進駆動ギア４７と後進駆動ギア４８が固設されている。そして、出力軸５の左方に前記クラッチ入力軸１５が配置され、該クラッチ入力軸１５上には、後から順に、前進従動ギア４９と後進従動ギア５０が相対回転可能に環設されており、このうちの前進従動ギア４９は、前記前進駆動ギア４７に噛合されると共に、後進従動ギア５０については、機体前後方向に設けられた中間軸５２上のアイドルギア５３と噛合し、該アイドルギア５３は前記後進駆動ギア４８と噛合されている。
【００１５】
更に、前記クラッチ入力軸１５上において、前記前進従動ギア４９と後進従動ギア５０との間には、スプラインハブ５４を相対回転不能に係合し、該スプラインハブ５４には、シフタ５４ａが軸芯方向摺動自在かつ相対回転不能に係合され、そして、前進と後進の従動ギア４９・５０でスプラインハブ５４側に向かう部分には、それぞれクラッチ歯部４９ａ・５０ａが形成されて、前記前後進切替装置７が形成されている。
【００１６】
これにより、クラッチ歯部４９ａ・５０ａを前記シフタ５４ａに係合させることで、その該当する従動ギアをクラッチ入力軸１５に相対回転不能に係合させることができ、前記出力軸５からクラッチ入力軸１５に前進動力か後進動力を伝達できるようにしている。
【００１７】
また、前記出力軸５の右方には前記第一走行変速軸１６が配置され、前記クラッチ入力軸１５の左方に前記第二走行変速軸１７が配置され、これら第一走行変速軸１６・第二走行変速軸１７の上には、それぞれ摩擦多板式の第一クラッチ５５と第二クラッチ５６が配設されている。このうちの第一走行変速軸１６上で第一クラッチ５５後方には、第一クラッチ入力ギア５７が回転自在に設けられており、第一クラッチ５５が入ると、第一クラッチ入力ギア５７は、この第一クラッチ５５を介して第一走行変速軸１６に相対回転不能に係合される。このクラッチ入切のために第一クラッチ油圧シリンダ５９が設けられている。
【００１８】
同様に、第二走行変速軸１７上で第二クラッチ５６の後方には、第二クラッチ入力ギア５８が回転自在に設けられており、第二クラッチ５６が入ると、第二クラッチ入力ギア５８は、この第二クラッチ５６を介して第二走行変速軸１７に相対回転不能に係合される。このクラッチ入切のために第二クラッチ油圧シリンダ６０が設けられている。そして、これら第一クラッチ油圧シリンダ５９と第二クラッチ油圧シリンダ６０は、後述のようにして、第一クラッチ５５と第二クラッチ５６が切状態から入状態までの伝達トルクを徐々に連続的に変化させることができるようにしている。更に、前記第一クラッチ入力ギア５７と第二クラッチ入力ギア５８は、いずれも、前記クラッチ入力軸１５上で前進従動ギア４９後方に固設された分岐ギア５１と常時噛合されている。
【００１９】
これにより、第一クラッチ５５と第二クラッチ５６の入切操作を行うことで、該入切操作によって選択した走行変速軸１６・１７のいずれか一方に、前記クラッチ入力軸１５からの前進動力か後進動力を伝達できるようにしている。
【００２０】
すなわち、以上のように、前記トルクコンバータ４の伝動下手側に、進行方向を前後に切り替える前後進切替装置７を配設し、該前後進切替装置７の伝動下手側に、前記第一クラッチ５５と第二クラッチ５６を配設するので、前後進の切替をトルクコンバータ４からの出力軸５近くの伝動軸であるクラッチ入力軸１５上で行い、大きなトルク変動を伴う前後進切替による動力伝達ロスを大幅に軽減して、動力伝達効率を向上できると共に、前後進切替装置７と第一クラッチ５５・第二クラッチ５６を互いに近設して、これらの設置に必要な空間を小さくして、変速機構のコンパクト化を図ることができる。
【００２１】
また、前記ミッションケース２３内の空間は、軸受壁６９を挟んで前方の第一室７１、後方の第二室７２、及び軸受け壁７０を挟んで更に後方の第三室７３によって仕切られており、このうちの第一室７１に、前記前後進切替装置７、第一クラッチ５５、第二クラッチ５６等が配設され、第二室７２には、主変速装置８が配設されている。
【００２２】
該主変速装置８においては、前記第一走行変速軸１６上で軸受壁６９を隔てた部分に、前から順に、１速駆動ギア６１、３速駆動ギア６３、５速駆動ギア６５、７速駆動ギア６７が相対回転可能に環設されると共に、前記第二走行変速軸１７上で軸受壁６９を隔てた部分にも、前から順に、２速駆動ギア６２、４速駆動ギア６４、６速駆動ギア６６、８速駆動ギア６８が相対回転可能に環設されている。このうちの１速駆動ギア６１と２速駆動ギア６２、３速駆動ギア６３と４速駆動ギア６４、５速駆動ギア６５と６速駆動ギア６６、７速駆動ギア６７と８速駆動ギア６８は、それぞれ、前記主変速出力軸１８上の第１ギア８１、第２ギア８２、第３ギア８３、第４ギア８４に噛合されている。これにより、ギア６１・８１より成る１速ギア列、ギア６２・８１より成る２速ギア列、ギア６３・８２より成る３速ギア列、ギア６４・８２より成る４速ギア列、ギア６５・８３より成る５速ギア列、ギア６６・８３より成る６速ギア列、ギア６７・８４より成る７速ギア列、及びギア６８・８４より成る８速ギア列といった複数の主変速駆動列が形成されている。
【００２３】
更に、前記第一走行変速軸１６上において、前記１速駆動ギア６１と３速駆動ギア６３との間にはスプラインハブ９１を、前記２速駆動ギア６２と４速駆動ギア６４との間にはスプラインハブ９２を、前記５速駆動ギア６５と７速駆動ギア６７との間にはスプラインハブ９３を、前記６速駆動ギア６６と８速駆動ギア６８との間にはスプラインハブ９４を、それぞれ相対回転不能に係合している。このうちのスプラインハブ９１にはシフタ９１ａが、スプラインハブ９２にはシフタ９２ａが、スプラインハブ９３にはシフタ９３ａが、スプラインハブ９４にはシフタ９４ａが、それぞれ、軸芯方向摺動自在かつ相対回転不能に係合されている。
【００２４】
そして、１速と３速の駆動ギア６１・６３でスプラインハブ９１側に向かう部分には、それぞれクラッチ歯部６１ａ・６３ａが形成され、２速と４速の駆動ギア６２・６４でスプラインハブ９２側に向かう部分には、それぞれクラッチ歯部６２ａ・６４ａが形成され、５速と７速の駆動ギア６５・６７でスプラインハブ９３側に向かう部分には、それぞれクラッチ歯部６５ａ・６７ａが形成され、６速と８速の駆動ギア６６・６８でスプラインハブ９４側に向かう部分には、それぞれクラッチ歯部６６ａ・６８ａが形成されている。
【００２５】
これにより、クラッチ歯部６１ａ・６３ａ・６５ａ・６７ａを、前記シフタ９１ａ・９３ａのいずれかに係合させることで、その該当する駆動ギアを第一走行変速軸１６に相対回転不能に係合させ、一方、クラッチ歯部６２ａ・６４ａ・６６ａ・６８ａを、前記シフタ９２ａ・９４ａのいずれかに係合させることで、その該当する駆動ギアを第二走行変速軸１７に相対回転不能に係合させることができ、これら走行変速軸１６・１７に伝達されてきていた前進動力か後進動力を、前記各主変速駆動列で１速段乃至８速段に変速した後、主変速動力として主変速出力軸１８に伝達できるようにしている。
【００２６】
ここで、前記シフタ９１ａ乃至９４ａのスリーブ内面に形成されたドグと、各クラッチ歯部６１ａ乃至６８ａに形成されたドグとの係合構成について説明する。なお、いずれの係合構成も同じであるため、ここではシフタ９２ａとクラッチ歯部６２ａについて説明する。図５に示すように、該シフタ９２ａのドグ９２ｂがクラッチ歯部６２ａのドグ６２ｂと互いに係合することで、二速駆動ギア６２をクラッチ歯部６２ａからシフタ９２ａ及びスプラインハブ９２を介して第二走行変速軸１７に結合するようにすると共に、隣接するシフタ９２ａのドグ９２ｂとクラッチ歯部６２ａのドグ６２ｂは、間隔１６６を大きく開けるように構成されている。これにより、ドグ９２ｂが矢印１６７の方向にドグ６２ｂ側に向かって摺動しても、ドグ９２ｂとドグ６２ｂとが衝突しにくいようにしている。
【００２７】
すなわち、前記主変速装置８において、変速駆動列の切り替えを行うスプラインハブ９２上のシフタ９２ａの内面には凹凸部であるドグ９２ｂを形成し、前記シフタ９２ａに係合するギアである２速駆動ギア６２のクラッチ歯部６２ａの外面には凹凸部であるドグ６２ｂを形成し、隣接するドグ６２ｂ・９２ｂは円周方向に互いに離間して設けるので、シフタとクラッチ歯部の係合時にドグ同士の衝突を回避することができ、従来のように、ドグの先端に先細に面取りした斜面であるチャンファーを設けた上で該チャンファーにガイドさせながら係合を進める同期装置を、シフタとクラッチ歯部との間に別途設ける必要がなくなり、該同期装置による係合時に発生していた摩擦熱をなくして各部品の寿命を長くすることができると共に、構造も簡略化できて主変速装置８の小型化や部品数削減によるコスト低減を図ることができる。
【００２８】
また、該主変速出力軸１８の後部は、前記軸受壁７０を貫通して第三室７３内に突出されて、前記副変速装置９に接続されている。該副変速装置９においては、前記変速出力軸１８の後端部には、一端が開口した円筒状の高速軸７４の底面部が固設され、該高速軸７４の開口部には、前記副変速出力軸１９前端が回動可能に軸支されている。そして、該副変速出力軸１９上には、前から順に、作業時に低速で使用する低速ギア７５と、更に遅い微低速で使用するクリープギア７６とが、相対回転可能に環設されている。
【００２９】
ここで、前記入力軸３の途中部には円筒状の副変速軸７８が相対回転可能に外嵌されており、該副変速軸７８上には、前から順に、大径ギア８５、中径ギア８６、小径ギア８７が環設固設され、このうちの大径ギア８５は、前記高速軸７４の前部に環設固定されたギア７７に噛合され、中径ギア８６は前記低速ギア７５に噛合され、小径ギア８７は減速装置７９を介して前記クリープギア７６に接続されている。これにより、後述するようにして主変速出力軸１８を副変速出力軸１９に直結可能な高速軸７４より成る高速ギア列、ギア７７・大径ギア８５・中径ギア８６・低速ギア７５から成る低速ギア列、ギア７７・大径ギア８５・小径ギア８７・減速装置７９・クリープギア７６から成るクリープギア列といった複数の副変速駆動列が形成されている。
【００３０】
更に、前記副変速出力軸１９上において、前記高速軸７４と低速ギア７５との間にはスプラインハブ８８を、低速ギア７５とクリープギア７６との間にはスプラインハブ８９を、それぞれ相対回転不能に係合している。このうちのスプラインハブ８８にはシフタ８８ａが、スプラインハブ８９にはシフタ８９ａが、それぞれ、軸芯方向摺動自在かつ相対回転不能に係合されている。そして、高速軸７４と低速ギア７５でスプラインハブ８８側に向かう部分には、それぞれクラッチ歯部７４ａ・７５ａが形成され、クリープギア７６でスプラインハブ８９側に向かう部分にはクラッチ歯部７６ａが形成されている。
【００３１】
これにより、クラッチ歯部７４ａ・７５ａ・７６ａを、前記シフタ８８ａ・８８ａのいずれかに係合させることで、その該当する軸やギアを副変速出力軸１９に相対回転不能に係合させることができ、主変速出力軸１８に伝達されてきた主変速動力を、前記各副変速駆動列で高速段・低速段・クリープ段に変速した後、副変速動力として副変速出力軸１９に伝達できるようにしている。該副変速動力は、前述したように、デフギア装置４３や減速装置３１を介して各車軸に伝達され、前後輪を走行駆動させるのである。
【００３２】
次に、前記ギア式変速装置３３の主変速装置８におけるシフタ及びクラッチの作動機構とその制御について、図１乃至図３により説明する。
前記シフタ９１ａ・９２ａ・９３ａ・９４ａには、第一フォーク１０１、第二フォーク１０２、第三フォーク１０３、第四フォーク１０４の先部がそれぞれ係合され、該第一フォーク１０１、第二フォーク１０２、第三フォーク１０３、第四フォーク１０４基部の各ボス部にはシフタ軸９０がそれぞれ挿通固定されている。該シフタ軸９０は、前記ミッションケース２３のシフタケース９５から突設された前後の軸受壁９６・９７の間に、互いに平行に前後摺動可能に挿通され、水平方向に並設されており、前記第一フォーク１０１、第二フォーク１０２、第三フォーク１０３、第四フォーク１０４が、各シフタ軸９０とそれぞれ一体となった上で、ガイドされながら機体前後方向に移動されるようにしている。
【００３３】
これにより、前記シフタ軸９０を摺動させると、第一フォーク１０１がシフタ９１ａを動かして、該シフタ９１ａがスプラインハブ９１に対して駆動ギア６１・６３のいずれかを係合させ、該駆動ギア６１を含む１速と駆動ギア６３を含む３速とから成る奇数段のギア列のうちから、一つのギア列を選択することができる。同様にして、第二フォーク１０２によってシフタ９２ａを動かすと、該シフタ９２ａがスプラインハブ９２に対して駆動ギア６２・６４のいずれかを係合させ、該駆動ギア６２を含む２速と駆動ギア６４を含む４速とから成る偶数段のギア列のうちから、一つのギア列を選択することができ、第三フォーク１０３によってシフタ９３ａを動かすと、該シフタ９３ａがスプラインハブ９３に対して駆動ギア６５・６７のいずれかを係合させ、該駆動ギア６５を含む５速と駆動ギア６７を含む７速とから成る奇数段のギア列のうちから、一つのギア列を選択することができ、第四フォーク１０４によってシフタ９４ａを動かすと、該シフタ９４ａがスプラインハブ９４に対して駆動ギア６６・６８のいずれかを係合させ、該駆動ギア６６を含む６速と駆動ギア６８を含む８速とから成る偶数段のギア列のうちから、一つのギア列を選択することができるのである。
【００３４】
更に、前記シフタケース９５内には、第一油圧シリンダ１１１、第二油圧シリンダ１１２、第三油圧シリンダ１１３、第四油圧シリンダ１１４が平行に機体前後方向に配設され、これら第一油圧シリンダ１１１、第二油圧シリンダ１１２、第三油圧シリンダ１１３、第四油圧シリンダ１１４の各ロッド１１５の一端からは連結アーム１０５がそれぞれ突設され、更に、該連結アーム１０５の先端は、前記各シフタ軸９０の一端にそれぞれ連結されている。
【００３５】
そして、このうちの第一油圧シリンダ１１１においては、前記ロッド１１５の他端には、大径部９８ａと小径部９８ｂからなる第一ピストン９８が固設され、該小径部９８ｂには、前記大径部９８ａよりも大きな外径を有する円筒状の第二ピストン９９が、小径部９８ｂ上を軸芯方向に摺動可能に外嵌されている。該第二ピストン９９は、バネ等によって大径部９８ａ側に常時付勢され、小径部９８ｂから軸芯方向に脱着しないようにしている。これら第一ピストン９８と第二ピストン９９とからなるピストン１００を挟んで機体前後方向には、油室１０９・１１０が形成され、該油室１０９・１１０は、電磁切替弁１２１に、油路１２５ａ・１２５ｂを介して接続されている。
【００３６】
中立状態の場合には、該電磁切替弁１２１から油路１２５ａ・１２５ｂを介して両油室１０９・１１０にそれぞれ圧油が供給されるが、ピストン１００の油室１１０側の受圧面積の方が油室１０９側の受圧面積よりも大きいため、ピストン１００は、油室１０９側に押動され、第二ピストン９９の内側外周角部が前記シフタケース９５の肩部９５ａに当接した位置で保持される。この保持位置を中立位置と規定する。これにより、ピストン１００を中立位置に精度良く位置決めすることができるのである。
【００３７】
１速の場合には、前記電磁切替弁１２１による油室１０９への圧油の供給のみを停止することにより、ピストン１００が油室１１０内の油圧によって油室１０９側に押動され、前記肩部９５ａに阻まれて移動不能な第二ピストン９９を残した状態で第一ピストン９８だけが油室１０９の最外端に相当する１速位置まで摺動して保持される。３速の場合には、前記電磁切替弁１２１による油室１１０への圧油の供給のみを停止することにより、ピストン１００が油室１０９内の油圧によって油室１１０側に押動され、該油室１１０の最外端に相当する３速位置に保持される。
【００３８】
残りの油圧シリンダ１１２・１１３・１１４についても、それぞれ電磁切替弁１２２・１２３・１２４が設けられると共に、該電磁切替弁１２２・１２３・１２４は、油路１２６ａ・１２６ｂ、油路１２７ａ・１２７ｂ、油路１２８ａ・１２８ｂを介して、前記油圧シリンダ１１２・１１３・１１４の各油室１０９・１１０にそれぞれ連通されており、前記第一油圧シリンダ１１１の場合と同様にして、第二油圧シリンダ１１２による２速位置、中立位置、４速位置の位置決め、第三油圧シリンダ１１３による５速位置、中立位置、７速位置の位置決め、第四油圧シリンダ１１４による６速位置、中立位置、８速位置の位置決めを行うことができる。
【００３９】
以上のような構成において、エンジン始動時は、全ての電磁切替弁１２１乃至１２４が図３のように非励磁位置にあって、主変速装置８は停止時の中立に保持されているが、前記電磁切替弁１２１乃至１２４のうちの所定の電磁切替弁に変速指令信号が送られると、前述のようにして所定の変速位置にピストン１００が移動し、該ピストン１００に固設されたロッド１１５が、連結アーム１０５を介して、シフタ軸９０にガイドされながらフォーク１０１・１０２・１０３・１０４を移動させ、前記シフタ９１ａ・９２ａ・９３ａ・９４ａを各速度段の駆動ギア６１・６２・６３・６４・６５・６６・６７・６８のいずれかに係合させる。すると、前記走行変速軸１６・１７まで伝達されてきた前進動力や後進動力は、スプラインハブからシフタを介していずれかの前記主変速駆動列に伝達され、そこで主変速されてから前記主変速出力軸１８に伝達され、更に前記副変速装置９で副変速された後に各車軸に伝達され、作業車１が各種速度段で走行されることとなる。
【００４０】
また、前記ミッションケース２３にはポンプ１０６が固設され、該ポンプ１０６はエンジン２からの入力軸３によって駆動できるようにしている。このポンプ１０６によってタンク１０７からオイルフィルター１０８を介して吸入された油は、ラインフィルター１１６を介してポンプポート１１７に流入し、分岐して一方は変速制御用の変速油路１１８に、他方はクラッチ制御用のクラッチ油路１１９に流れ込む。そして、該クラッチ油路１１９内の圧油は、高圧リリーフ弁１２０によって回路保護のために最高圧が規制された状態で、ラインフィルター１２９、電磁比例減圧弁１３０、ラインフィルター１３１、作動油路１３７を介して、前記第一クラッチ油圧シリンダ５９に供給されると共に、ラインフィルター１３２、電磁比例減圧弁１３３、ラインフィルター１３４、作動油路１３９を介して、前記第二クラッチ油圧シリンダ６０にも供給される。
【００４１】
これにより、前記電磁比例減圧弁１３０・１３３を使って、前記第一クラッチ油圧シリンダ５９・第二クラッチ油圧シリンダ６０のピストン１４１・１４２を徐々に連続的に移動させることができ、例えば、前記第一クラッチ５５・第二クラッチ５６が多板式の摩擦クラッチの場合には、ピストン１４１・１４２によって摩擦板間の挟持力を連続的に変化させ、クラッチの切状態から入状態までの伝達トルクを連続的に変化させることができるのである。
【００４２】
なお、前記リリーフ弁１２０の下流側の油路１４３にはリリーフ弁１４４が設けられ、該リリーフ弁１４４によって潤滑油としての最高圧が規制された状態で、前記主変速装置８に含まれる前記第一クラッチ５５・第二クラッチ５６に、それぞれ潤滑油路１３８・１４０を介して潤滑油として供給される。
【００４３】
また、以上のようなシフタ及びクラッチの作動機構の主変速制御について、現在の速度段が前進高速１速で、次の速度段が前進高速２速の場合を例に説明する。このうちの前進高速１速とは、前記前後進切替装置７で前進段、副変速装置９で高速段、主変速装置８で１速段から成る速度段であり、前進高速２速とは、前記前後進切替装置７と副変速装置９はそのままで、主変速装置８でのみ１速段から２速段に変速した速度段である。なお、ここでは簡単に、前進高速１速は前進１速、前進高速２速は前進２速とする。
【００４４】
前進１速で走行中は、前記第一クラッチ５５は入状態にある。この時、第一フォーク１０１のシフタ軸９０は１速位置に保持されているため、第一フォーク１０１を介してシフタ９１ａが１速駆動ギア６１に係合されており、前記主変速出力軸１８が、前記１速ギア列６１・８１を介して、第一クラッチ５５を備えた第一走行変速軸１６と接続されている。これにより、前記前後進切替装置７からの前進動力は、クラッチ入力軸１５、第一クラッチ５５、第一走行変速軸１６の順に伝達された後、１速ギア列６１・８１で前進１速に変速され、この前進１速の動力が、主変速出力軸１８から主変速動力として前記副変速装置９に伝達されている。一方、前記第二クラッチ５６は切断されて切状態にある。この時、第二フォーク１０２のシフタ軸９０は中立位置に保持されており、第二フォーク１０２を介してシフタ９２ａも中立位置に保持されている。
【００４５】
そして、後述するアクセルペダル２０を踏み込み操作して、前進１速から前進２速への変速指令信号が図示せぬ制御装置から発せられると、第一クラッチ５５の入状態、該第一クラッチ５５に接続された第一走行変速軸１６と１速ギア列６１・８１との係合状態、及び第二クラッチ５６の切状態はそのままで変更されることなく、該第二クラッチ５６に接続される第二走行変速軸１７が２速ギア列６２・８１と係合状態になる。つまり、前記電磁切替弁１２２が切り替え制御されて第二油圧シリンダ１１２のピストン１００が移動され、シフタ軸９０が２速位置まで移動されると、前記第二フォーク１０２を介してシフタ９２ａが中立位置から２速駆動ギア６２まで摺動し係合され、その結果、主変速出力軸１８が、前記２速ギア列６２・８１を介して、第二クラッチ５６を備えた第二走行変速軸１７と接続される。ただし、該第二クラッチ５６自体は依然切状態にあり、前記前後進切替装置７から第二走行変速軸１７への前進動力は切断されたままであるため、該第二走行変速軸１７と２速ギア列６２・８１との係合に伴う、伝達系への過剰な負荷は発生しない。
【００４６】
変速指令信号が発せられてから若干時間が経過すると、第一クラッチ５５は徐々に切断が進み、第二クラッチ５６は徐々に接続が進む内容のクラッチ断接指令信号が制御装置から発せられる。すると、前記電磁比例減圧弁１３０・１３３が比例減圧制御されて、前記第一クラッチ油圧シリンダ５９のピストン１４１と第二クラッチ油圧シリンダ６０のピストン１４２が徐々に連続的に移動し、第一クラッチ５５は現在の入状態から切状態に離間作動が進み、第二クラッチ５６は現在の切状態から入状態に接合作動が進み、これら離間作動と接合作動とが並行して行われる。
【００４７】
更に、クラッチ断接指令信号が継続して発せられ続けて所定の時点になると、前記第一クラッチ５５は完全に切状態、第二クラッチ５６は完全に入状態となる。つまり、このクラッチ断接指令信号が発せられている間は、１速ギア列６１・８１は第一走行変速軸１６と、２速ギア列６２・８１は第二走行変速軸１７と常時係合状態にあることから、第一クラッチ５５に接続された第一走行変速軸１６から１速ギア列６１・８１への前進動力は徐々に減少していく一方、第二クラッチ５６に接続された第二走行変速軸１７から２速ギア列６２・８１への前進動力は徐々に増加していくこととなる。これにより、１速ギア列６１・８１と２速ギア列６２・８１から主変速出力軸１８への動力は、徐々に前進１速から前進２速に切り替わっていき、最後には前進２速に変速され、この間は、前後進切替装置７からの前進動力は途切れることがない。
【００４８】
更に、若干時間が経過すると、変速完了信号が制御装置から発せられ、第二クラッチ５６の入状態、該第二クラッチ５６に接続された第二走行変速軸１７と２速ギア列６２・８１との係合状態、及び第一クラッチ５５の切状態はそのままで変更されることなく、該第一クラッチ５５に接続された第一走行変速軸１６と１速ギア列６１・８１とを非係合状態にする。つまり、前記電磁切替弁１２１が切り替え制御されて第一油圧シリンダ１１１のピストン１００が移動され、シフタ軸９０が中立位置まで移動され、前記第一フォーク１０１を介してシフタ９１ａが１速駆動ギア６１から中立位置まで摺動される。これにより、第一クラッチ５５を切状態、第二クラッチ５６を入状態とした上で、第一クラッチ５５に接続された第一走行変速軸１６を１速ギア列６１・８１と非係合状態とすることができ、前進１速から前進２速への変速が完了する。ただし、第一クラッチ５５は切状態にあり、前後進切替装置７から第一走行変速軸１６への前進動力は切断されたままであるため、該第一走行変速軸１６と１速ギア列６１・８１との非係合に伴う、伝達系への過剰な負荷は発生しない。
【００４９】
他の速度段間の変速制御も上記と同様なプロセスで実施される。すなわち、有段式変速装置であるギア式変速装置３３には、奇数段の変速駆動列である１速、３速、５速、７速のギア列への動力断接用の第一クラッチ５５と、偶数段の変速駆動列である２速、４速、６速、８速のギア列への動力断接用の第二クラッチ５６とを備え、奇数段と偶数段それぞれの変速駆動列が選択された状態で該第一クラッチ５５及び第二クラッチ５６のうち、一方の離間作動と他方の接合作動とを時間的にオーバーラップさせる主変速装置８を設けるので、エンジン２から車軸である後車軸３２への動力伝達を途切れさせることなく連続的に走行変速を行うことができ、通常の有段式変速装置を使用する場合に比べて運転操作性や走行安定性を更に向上させることができる。
【００５０】
次に、以上のような、トルクコンバータ４とギア式変速装置３３による変速制御構成について、図１、図４、図１０により説明する。
トルクコンバータ４において、前記ロックアップ機構８０は、ロックアップクラッチ３９と、該ロックアップクラッチ３９に油路１４９を介して作動制御用の圧油を供給する電磁弁１５０とを備え、該電磁弁１５０は、変速制御等を行うコントローラ１５１に接続されている。そして、該コントローラ１５１には、前記ロックアップクラッチ３９の入切を設定するロックアップスイッチ１４５が接続されており、該ロックアップスイッチ１４５のロックアップレバー１４５ａを操作することで、電磁弁１５０から油路１４９を介してロックアップクラッチ３９に作動油が給排される。これにより、ロックアップクラッチ３９がフロントカバー３４に密着してトルクコンバータ４を介することなく入力軸３が出力軸５と直結するロックアップ入状態（位置１４６）と、ロックアップクラッチ３９がフロントカバー３４から離間しトルクコンバータ４を介して入力軸３が出力軸５と接続するロックアップ切状態（位置１４７）と、これらロックアップ入状態とロックアップ切状態のいずれかを任意に選択するマニュアル選択モードに対し両状態間を自動的に切り替える自動選択モード（位置１４８）のうちの一つを選択できるようにしている。
【００５１】
そして、前記コントローラ１５１には、前述した主変速装置８の各電磁弁１２１・１２２・１２３・１２４・１３０・１３３が接続されると共に、アクセルペダル２０が接続されており、該アクセルペダル２０の踏み込み量とそのときの車速との関係で１速から８速まで自動的に変速されるようにしている。もちろん、１速乃至８速のうちの一つを選択可能な主変速レバーを設け、該主変速レバーによって手動で変速できるようにしてもよい。
【００５２】
前記前後進切替装置７においては、シフタ５４ａが油圧シリンダ１５２、電磁弁１５３を介してコントローラ１５１に接続されており、該コントローラ１５１に接続された前後進切替スイッチ１５４の前後進レバー１５４ａを操作することで、シフタ５４ａがクラッチ歯部４９ａに係合して前進従動ギア４９からクラッチ入力軸１５に前進動力を伝達する前進段（位置１５５）と、シフタ５４ａがいずれのクラッチ歯部とも係合せずクラッチ入力軸１５に動力を伝達しない中立段（位置１５６）と、シフタ５４ａがクラッチ歯部５０ａに係合して後進従動ギア５０からクラッチ入力軸１５に後進動力を伝達する後進段（位置１５７）のうちの一つを選択できるようにしている。
【００５３】
前記副変速装置９においては、シフタ８８ａは油圧シリンダ１５８、電磁弁１５９を介してコントローラ１５１に接続され、シフタ８９ａも油圧シリンダ１６４、電磁弁１６５を介してコントローラ１５１に接続されており、該コントローラ１５１に接続された副変速スイッチ１６０の副変速レバー１６０ａを操作することで、シフタ８８ａがクラッチ歯部７４ａに係合して主変速出力軸１８から副変速出力軸１９に主変速動力をそのまま伝達する高速段（位置１６１）と、シフタ８８ａがクラッチ歯部７５ａに係合して主変速出力軸１８から前記低速ギア列を介して副変速出力軸１９に主変速動力を減速して伝達する低速段（位置１６２）と、シフタ８９ａがクラッチ歯部７６ａに係合して主変速出力軸１８から前記クリープギア列を介して副変速出力軸１９に主変速動力を大きく減速して伝達する超低速のクリープ段（位置１６３）のうちの一つを選択できるようにしている。
【００５４】
このような構成において、まず、作業車１を停止した状態で、前後進切替装置７を前進段か後進段に、副変速装置９を高速段・低速段・クリープ段のいずれかに設定した後、ブレーキペダルの解放操作とアクセルペダル２０の踏み込み操作を順番に行って作業車を発進させる。そして、車速が増加していくと、副変速出力軸１９等に取り付けた図示せぬ車速センサからの車速信号に基づいて各電磁弁１２１・１２２・１２３・１２４・１３０・１３３が作動し、主変速装置８の１速乃至８速のうちで車速に適した速度比を有する速度段に自動的に変速される。
【００５５】
このような走行時に、ロックアップスイッチ１４５を操作してロックアップ入状態に設定すると、前述の如く、ロックアップクラッチ３９がフロントカバー３４に密着して、入力軸３がトルクコンバータ４を介することなく出力軸５と直結し、エンジン２からのエンジン動力を下流側にある主変速装置８・副変速装置９等のギア式変速装置３３にそのまま伝達することができ、トルク変動によって速度が変動したり動力伝達ロスが増加しがちなトルクコンバータ４を用いることなく、作業時に適した低速走行が可能となる（以下、「作業走行モード」とする）。逆に、ロックアップスイッチ１４５を操作してロックアップ切状態に設定すると、ロックアップクラッチ３９がフロントカバー３４から離間して、トルクコンバータ４を介して入力軸３が出力軸５と接続し、エンジン２からのエンジン動力を高速走行に適したトルクに自動的に変更してギア式変速装置３３に伝達することができる（以下、「高速走行モード」とする）。
【００５６】
更に、自動選択モードに設定すると、前記高速走行モードか作業走行モードのいずれかに自動的に振り分ける制御構成としている。例えば、運転者が副変速装置９で高速段を選択した場合には高速走行モードに設定され、低速段かクリープ段を選択した場合には作業走行モードに設定されるようにすることができる。これにより、運転者は、発進前に前後進と副速度段の設定をした後は、走行中はアクセルペダル２０の踏み込み操作を行うだけでよく、ロックアップクラッチ３９の入切状態を特に意識することなく作業を行うことができる。もちろん、この自動選択モードでは、このような副変速装置９の速度段（以下、「副速度段」とする）ではなく、前後進切替装置７や主変速装置８の速度段について、高速走行モードと作業走行モードのいずれかに自動的に振り分けるようにしてもよい。
【００５７】
すなわち、エンジン２から出力されるエンジン動力を変速して車軸に伝達する有段式変速装置であるギア式変速装置３３を備えた作業車用変速機構において、前記エンジン２とギア式変速装置３３との間にトルクコンバータ４を介設し、該トルクコンバータ４を介して前記ギア式変速装置３３にエンジン動力を伝達して変速を行う高速走行モードと、前記ギア式変速装置３３にエンジン動力を直接伝達して変速を行う作業走行モードとを設け、該作業走行モードと前記高速走行モードのいずれか一方の走行モードに、前記ギア式変速装置３３の各速度段、例えば副変速装置９の高速段、低速段、クリープ段を設定可能な変速制御構成としたので、ギア式変速装置３３の速度段が高速走行モードに設定されている場合、該速度段に一度設定すると、トルクコンバータ４によってトルクを高速走行に適したトルクに自動的に変更することができ、加速・変速を極めて滑らかに行って十分な運転操作性や走行安定性が得られる。一方、ギア式変速装置３３の速度段が作業走行モードに設定されている場合は、ギア式変速装置３３のみで変速されるため、走行抵抗の大きな軟弱な圃場等を走行してトルクが大きく変動しても一定速度で作業することができ、更に、流体によるトルクコンバータ４使用時に比べて動力伝達ロスを小さく抑えることができ、作業速度の安定化や動力伝達効率の向上によって高い作業効率を確保することができる。
【００５８】
更に、前述の如く、前記トルクコンバータ４には、前記有段式変速装置であるギア式変速装置３３にエンジン動力を直接伝達するロックアップ機構８０を設けるので、該ロックアップ機構８０のロックアップクラッチ３９のクラッチ入操作によって、特殊な迂回伝達経路を別途設けることなくエンジン動力を前記ギア式変速装置３３に直接伝達することができ、部品点数を減少させて、部品コストの低減、変速機構のコンパクト化、メンテナンス性の向上等を図ることができる。
【００５９】
加えて、前記有段式変速装置であるギア式変速装置３３には、前記主変速装置８からの主変速動力を複数の副速度段である高速段、低速段、クリープ段に変速する副変速装置９を設け、各副速度段を選択すると前記高速走行モードと作業走行モードのうちの所定の走行モードに自動的に振り分ける切替手段であるロックアップスイッチ１４５を備えるので、副速度段の選択に連動して走行モードをいずれかに設定することができ、トラクタ等の作業車１で速度段が多い場合に煩雑になりがちな走行モードの選択操作を簡略化し、変速操作性を向上させることができる。
【００６０】
また、図１０に示すように、マニュアル選択モードでロックアップ入状態を選択した場合、あるいは自動選択モードで低速段かクリープ段を選択して作業走行モードに自動設定された場合のいずれにおいても、前述の如く、ロックアップクラッチ３９が入状態となり、トルクコンバータ４を介さずにエンジン動力がギア式変速装置に直接伝達されることとなるが、このような場合には、主変速装置８のどの速度段にあっても、作業車１の発進時には低速系ギア列である１速ギア列が自動的に選択され、該１速ギア列によって発進する制御構成としている。これにより、発進前がどの速度段であっても、発進時には作業車１の発進に必要な大きな起動トルクを発生させることができる。
【００６１】
すなわち、前記有段式変速装置であるギア式変速装置３３、本実施例では主変速装置８には、作業車１を発進させる際に使用する発進用の低速系ギア列である１速ギア列６１・８１を設け、発進時には該１速ギア列６１・８１を選択するので、前記トルクコンバータ４を介さずに出力されたエンジン動力によって走行する場合であっても、この発進用の１速ギア列を用いることにより、エンストを起こすことなく作業車１を確実に発進させることができ、常に安定した発進性能を得ることができる。更に、低速系ギア列を使って発進するので、発進時の負荷が軽減され、小さなクラッチパックでも十分な耐久性を得ることができる。なお、この低速系ギアは主変速装置８の段数が多い場合には２速ギア列や３速ギア列としてもよい。
【００６２】
また、前述の如く、エンジン２のクランク軸４０に連結された入力軸３は、前記トルクコンバータ４を介することなく、ＰＴＯ変速装置６からＰＴＯ軸１４に直接連結できるようにしている。このため、ＰＴＯ軸１４については、いずれの走行モードであっても、トルクコンバータ４を介することなくエンジン動力が伝達され、常に一定速度で回動されるようにしており、該ＰＴＯ軸１４に連動連結される作業機の安定駆動を可能としている。
【００６３】
すなわち、前記作業車用変速機構には、エンジン動力を変速してＰＴＯ軸１４に伝達するＰＴＯ変速装置６を備え、該ＰＴＯ変速装置６に、前記トルクコンバータ４を介さずにエンジン動力を直接伝達するので、いずれの走行モードであっても常にＰＴＯ軸１４にエンジン動力を直接伝達し一定速度で駆動させることができ、作業走行モード時であってもＰＴＯ軸１４にエンジン動力を直接伝達するための迂回伝達経路を別途に設ける必要がなく、更には、ＰＴＯ軸への伝達動力の断接が不要となった分だけロックアップ機構８０を小型化することができ、部品コストの低減、変速機構のコンパクト化、メンテナンス性の向上等を図ることができる。
【実施例２】
【００６４】
本発明の実施例２に係わる作業車２０１の全体構成について、図６により説明する。
該作業車２０１では、実施例１とは異なり、エンジン２のクランク軸４０に連結された入力軸２０３は、トルクコンバータ２０４を介して、ＰＴＯ変速装置６からＰＴＯ軸１４に連結されるようにしている。なお、以下の説明において、実施例１と同等な構成のものは同じ符号で表記する。
【００６５】
作業車２０１は、エンジン２と、エンジン動力を変速するギア式変速装置２３３とを備えると共に、前記エンジン２のクランク軸４０は入力軸２０３に接続され、該入力軸２０３は、ロックアップ機構付きのトルクコンバータ２０４を介して出力軸２０５に接続され、前記エンジン動力が、入力軸２０３、トルクコンバータ２０４、出力軸２０５を介して、前記ギア式変速装置２３３に出力されるようにしている。
【００６６】
ここで、該トルクコンバータ２０４においては、前記入力軸２０３がフロントカバー２３４に固着され、該フロントカバー２３４にはポンプインペラー２３５が連結され、タービンランナー２３６に前記出力軸２０５が連結され、更に、ミッションケース２２３の前部にはワンウエイクラッチ３８を介してステータ２３７が支持されている。そして、前記フロントカバー２３４とタービンランナー２３６との間には、ロックアップクラッチ２３９が配置されている。そして、該ロックアップクラッチ２３９等から成る後述のロックアップ機構２８０によって、入力軸２０３と出力軸２０５との接続状態を変更するようにしている。
【００６７】
ただし、実施例１とは異なり、ミッションケース２２３内には、入力軸２０３ではなく出力軸２０５が延出され、その延出端は、実施例１と同様に、前記ＰＴＯクラッチ１０、ＰＴＯ変速装置６を介してＰＴＯ軸１４に連結されており、エンジン動力が、入力軸２０３、トルクコンバータ２０４、出力軸２０５、ＰＴＯクラッチ１０、ＰＴＯ変速装置６を介して、断接可能に減速され、ＰＴＯ軸１４に伝達されるようにしている。
【００６８】
また、前記出力軸２０５は、ミッションケース２２３内に連設した前後進切換装置２０７、主変速装置２０８、副変速装置２０９から成るギア式変速装置２３３を介して、副変速出力軸２１９に接続されており、エンジン動力が、その回転方向と速度が切り替えられた後、変速動力として副変速出力軸２１９に伝達される。該副変速出力軸２１９は、実施例１と同様にして、副変速出力軸２１９からベベルギア２４を介してブルギア２５に入力された回転を、デフロック機構４４付きのデフギア装置４３により差動回転として後車軸３２・３２から後輪２１・２１に伝達するようにしている。
【００６９】
次に、前記ギア式変速装置２３３について、図６乃至図８により説明する。
前記ミッションケース２２３内には、前記出力軸２０５と副変速出力軸２１９に平行に、クラッチ入力軸２１５、第一走行変速軸２１６、第二走行変速軸２１７、主変速出力軸２１８が互いに平行に機体前後方向に横架されている。
【００７０】
このうちの出力軸２０５上には、後から順に、前進駆動ギア２４９と後進駆動ギア２５０が相対回転可能に環設され、これら前進駆動ギア２４９と後進駆動ギア２５０との間には、スプラインハブ２５４が相対回転不能に係合され、該スプラインハブ２５４には、シフタ２５４ａが軸芯方向摺動自在かつ相対回転不能に係合されている。そして、前記駆動ギア２４９・２５０でスプラインハブ２５４側に向かう部分には、それぞれクラッチ歯部２４９ａ・２５０ａが形成されている。
【００７１】
更に、前記クラッチ入力軸２１５上には、後から順に、同径の前進従動ギア２４７と後進従動ギア２４８が固設され、このうちの前進従動ギア２４７は、前記前進駆動ギア２４９に噛合されると共に、後進従動ギア２４８については、機体前後方向に設けられた中間軸２５２上のアイドルギア２５３と噛合し、該アイドルギア２５３は前記後進駆動ギア２５０と噛合されて、前後進切替装置２０７が形成されている。
【００７２】
これにより、クラッチ歯部２４９ａ・２５０ａを前記シフタ２５４ａに係合させることで、その該当する駆動ギアを出力軸２０５に相対回転不能に係合させることができ、前記出力軸２０５からクラッチ入力軸２１５に前進動力か後進動力を伝達できるようにしている。
【００７３】
また、前記クラッチ入力軸２１５上で前進従動ギア２４７の後方には、摩擦多板式の主変速クラッチ２５６が配設され、該主変速クラッチ２５６は前から順に第一クラッチ部２５６ａと第二クラッチ部２５６ｂとから成り、これら第一クラッチ部２５６ａと第二クラッチ部２５６ｂとは、背中合わせに隣接して設けられ、しかも共通のクラッチ板部２５６ｃ等を使用する構成となっている。
【００７４】
すなわち、第一クラッチである第一クラッチ部２５６ａと第二クラッチである第二クラッチ部２５６ｂは、共通の伝動軸であるクラッチ入力軸２１５上に背中合わせに配設するので、通常のように各クラッチを別体で離間させて配置する場合と比べ、クラッチ配置のための空間を狭くし、クラッチ部品の共通化も図ることができ、部品コストの低減、変速機構のコンパクト化を更に推し進めることができる。
【００７５】
そして、前記クラッチ入力軸２１５上で第一クラッチ部２５６ａの前方には、第一クラッチ出力ギア２５７が回転自在に設けられており、前記第一クラッチ部２５６ａが入ると、この第一クラッチ出力ギア２５７は第一クラッチ部２５６ａを介してクラッチ入力軸２１５に相対回転不能に係合される。このクラッチ入切のために第一クラッチ油圧シリンダ２５９が設けられている。同様に、前記クラッチ入力軸２１５上で第二クラッチ部２５６ｂの後方には、第二クラッチ出力ギア２５８が回転自在に設けられており、前記第二クラッチ部２５６ｂが入ると、この第二クラッチ出力ギア２５８は第二クラッチ部２５６ｂを介してクラッチ入力軸２１５に相対回転不能に係合される。このクラッチ入切のために第二クラッチ油圧シリンダ２６０が設けられている。そして、これら第一クラッチ油圧シリンダ２５９と第二クラッチ油圧シリンダ２６０は、実施例１の場合と同様に、第一クラッチ部２５６ａと第二クラッチ部２５６ｂが切状態から入状態までの伝達トルクを徐々に連続的に変化させることができるようにしている。
【００７６】
更に、前記クラッチ入力軸２１５を挟んで、右方には前記第一走行変速軸２１６が配置され、左方には前記第二走行変速軸２１７が配置されており、これら第一走行変速軸２１６・第二走行変速軸２１７の上には、それぞれ第一入力ギア２５１・第二入力ギア２５５が固設されている。そして、このうちの第一入力ギア２５１は前記第一クラッチ出力ギア２５７に、第二入力ギア２５５は前記第二クラッチ出力ギア２５８に常時噛合されている。これにより、第一クラッチ部２５６ａと第二クラッチ部２５６ｂの入切操作を行うことで、該入切操作によって選択した走行変速軸２１６・２１７のいずれか一方に、前記出力軸２０５からの前進動力か後進動力を伝達できるようにしている。
【００７７】
すなわち、以上のように、前記トルクコンバータ２０４の伝動下手側に、進行方向を前後に切り替える前後進切替装置２０７を配設し、該前後進切替装置２０７の伝動下手側に、前記第一クラッチである第一クラッチ部２５６ａと第二クラッチである第二クラッチ部２５６ｂを配設するので、実施例１の場合と同様に、前後進の切替をトルクコンバータ２０４からの出力軸２０５上で行い、大きなトルク変動を伴う前後進切替による動力伝達ロスを大幅に軽減して、動力伝達効率を向上できると共に、前後進切替装置２０７と第一クラッチ部２５６ａ・第二クラッチ部２５６ｂを互いに近設して、これらの設置に必要な空間を小さくして、変速機構のコンパクト化を図ることができる。
【００７８】
なお、第一クラッチ部２５６ａと第二クラッチ部２５６ｂとは主変速クラッチ２５６として一箇所に集中配置されているため、これら第一クラッチ部２５６ａと第二クラッチ部２５６ｂには、前記リリーフ弁１２０とリリーフ弁１４４との間から分かれて前記クラッチ部２５６ａ・２５６ｂ近傍まで延設された単一の油路３４３と、クラッチ部２５６ａ・２５６ｂ近傍で該油路３４３から二つに分岐した油路３３８・３４０とを介して、潤滑油を供給することができ、これにより、実施例１に比べて、潤滑油供給に必要な油路を短くすることができ、部品数や加工部数の減少によるコスト低減やメンテナンス性の向上を図るようにしている。
【００７９】
また、前記ミッションケース２２３内の空間は、軸受壁２６９を挟んで前方の第一室２７１、後方の第二室２７２、及び軸受け壁２７０を挟んで更に後方の第三室２７３によって仕切られており、このうちの第一室２７１に、前記前後進切替装置２０７、主変速クラッチ２５６等が配設され、第二室７２には、主変速装置２０８が配設されている。該主変速装置２０８の構成、及びそこでのシフタ及びクラッチの作動機構とその制御は、前記実施例１の主変速装置８と同様であるので、詳細な説明は省略するが、この主変速装置２０８においても、走行変速軸２１６・２１７に伝達されてきていた前進動力か後進動力を、各主変速駆動列で１速乃至８速に滑らかに変速した後、主変速動力として前記主変速出力軸２１８に伝達できるようにしている。
【００８０】
また、この主変速出力軸２１８の先部は、前記軸受壁２７０を貫通して第三室２７３内に突出され、前記副変速装置２０９に接続されている。該副変速装置２０９では、実施例１の副変速装置９と同様に、前記変速出力軸２１８の突出部には、一端が開口した円筒状の高速軸７４の底面部が固設され、該高速軸７４の開口部には、前記副変速出力軸２１９の前端が回動可能に軸支されている。そして、該副変速出力軸２１９上には、前から順に、前記低速ギア７５とクリープギア７６とが、相対回転可能に環設されている。
【００８１】
ただし、実施例１とは異なり、前記高速軸７４の前部に環設固定されたギア７７に噛合する大径ギア２８５、前記低速ギア７５に噛合する中径ギア２８６、及び減速装置７９を介して前記クリープギア７６に噛合する小径ギア２８７は、いずれも、前記副変速出力軸２１９と平行に第三室２７３内に回転可能に軸支された副変速軸２７８に環設固定されている。
【００８２】
これにより、実施例２においても、主変速出力軸２１８を副変速出力軸２１９に直結可能な高速軸７４より成る高速ギア列、ギア７７・大径ギア２８５・中径ギア２８６・低速ギア７５から成る低速ギア列、ギア７７・大径ギア２８５・小径ギア２８７・減速装置７９・クリープギア７６から成るクリープギア列といった複数の副変速駆動列が形成されている。
【００８３】
更に、副変速出力軸１９上における副変速構成は、前記実施例１の副変速装置９と同様であるので、詳細な説明は省略するが、実施例２の副変速装置２０９においても、主変速出力軸２１８に伝達されてきた主変速動力を、前記各副変速駆動列で高速段・低速段・クリープ段に変速した後、副変速動力として副変速出力軸２１９に伝達できるようにしている。
【００８４】
次に、トルクコンバータ２０４とギア式変速装置２３３による変速制御構成について、図６、図９により説明する。
トルクコンバータ２０４において、前記ロックアップ機構２８０は、ロックアップクラッチ２３９と、該ロックアップクラッチ２３９に油路３４９を介して作動制御用の圧油を供給する電磁弁３５０とを備え、該電磁弁３５０は、変速制御等を行うコントローラ３５１に接続されている。そして、該コントローラ３５１には、前記ロックアップクラッチ２３９の入切を設定する前記ロックアップスイッチ１４５が接続されており、該ロックアップスイッチ１４５のロックアップレバー１４５ａを操作することで、電磁弁３５０から油路３４９を介してロックアップクラッチ２３９に作動油が給排される。これにより、ロックアップクラッチ２３９がフロントカバー２３４に密着してトルクコンバータ２０４を介することなく入力軸２０３が出力軸２０５と直結するロックアップ入状態（位置１４６）と、ロックアップクラッチ２３９がフロントカバー２３４から離間しトルクコンバータ２０４を介して入力軸２０３が出力軸２０５と接続するロックアップ切状態（位置１４７）と、これらロックアップ入状態とロックアップ切状態のいずれかを任意に選択するマニュアル選択モードに対し両状態間を自動的に切り替える自動選択モード（位置１４８）のうちの一つを選択できるようにしている。
【００８５】
そして、前記コントローラ３５１には、主変速装置２０８の各電磁弁１２１・１２２・１２３・１２４・１３０・１３３が接続されると共に、アクセルペダル２０が接続されており、該アクセルペダル２０の踏み込み量とそのときの車速との関係で１速から８速まで自動的に変速されるようにしている。
【００８６】
前記前後進切替装置２０７においては、シフタ２５４ａが油圧シリンダ３５２、電磁弁３５３を介してコントローラ３５１に接続されており、該コントローラ３５１に接続された前後進切替スイッチ１５４の前後進レバー１５４ａを操作することで、シフタ２５４ａがクラッチ歯部２４９ａに係合して前進駆動ギア２４９からクラッチ入力軸２１５に前進動力を伝達する前進段（位置１５５）と、シフタ２５４ａがいずれのクラッチ歯部とも係合せずクラッチ入力軸２１５に動力を伝達しない中立段（位置１５６）と、シフタ２５４ａがクラッチ歯部２５０ａに係合して後進駆動ギア２５０からクラッチ入力軸２１５に後進動力を伝達する後進段（位置１５７）のうちの一つを選択できるようにしている。
【００８７】
前記副変速装置２０９においては、シフタ８８ａは油圧シリンダ３５８、電磁弁３５９を介してコントローラ３５１に接続され、シフタ８９ａも油圧シリンダ３６４、電磁弁３６５を介してコントローラ３５１に接続されており、該コントローラ３５１に接続された副変速スイッチ１６０の副変速レバー１６０ａを操作することで、シフタ８８ａがクラッチ歯部７４ａに係合して主変速出力軸２１８から副変速出力軸２１９に主変速動力をそのまま伝達する高速段（位置１６１）と、シフタ８８ａがクラッチ歯部７５ａに係合して主変速出力軸２１８から前記低速ギア列を介して副変速出力軸２１９に主変速動力を減速して伝達する低速段（位置１６２）と、シフタ８９ａがクラッチ歯部７６ａに係合して主変速出力軸２１８から前記クリープギア列を介して副変速出力軸２１９に主変速動力を大きく減速して伝達する超低速のクリープ段（位置１６３）のうちの一つを選択できるようにしている。
【００８８】
このような構成において、実施例１と同様に、まず、作業車２０１を停止した状態で、前後進切替装置２０７を前進段か後進段に、副変速装置２０９を高速段・低速段・クリープ段のいずれかに設定した後、ブレーキペダルの解放操作とアクセルペダル２０の踏み込み操作を順番に行って作業車を発進させる。そして、車速が増加していくと、副変速出力軸２１９等に取り付けた図示せぬ車速センサからの車速信号に基づいて各電磁弁１２１・１２２・１２３・１２４・１３０・１３３が作動し、主変速装置２０８の１速乃至８速のうちで車速に適した速度比を有する速度段に自動的に変速される。
【００８９】
このような走行時に、ロックアップスイッチ１４５を操作してロックアップ入状態に設定すると、ロックアップクラッチ２３９がフロントカバー２３４に密着して、入力軸２０３がトルクコンバータ２０４を介することなく出力軸２０５と直結し、エンジン２からのエンジン動力を下流側にある主変速装置２０８・副変速装置２０９等のギア式変速装置２３３にそのまま伝達することができ、作業時に適した低速走行が可能な前記作業走行モードに設定され、逆に、ロックアップ切状態に設定すると、ロックアップクラッチ２３９がフロントカバー２３４から離間して、トルクコンバータ２０４を介して入力軸２０３が出力軸２０５と接続し、エンジン２からのエンジン動力を高速走行に適したトルクに自動的に変更可能な前記高速走行モードに設定される。
【００９０】
更に、前記自動選択モードに設定すると、前記高速走行モードか作業走行モードのいずれかに自動的に振り分ける制御構成としており、運転者は前後進と副速度段の設定をした後は、走行中はアクセルペダル２０の踏み込み操作を行うだけでよく、ロックアップクラッチ２３９の入切状態を特に意識することなく作業を行うことができる。これにより、運転者が走行状態に適した走行モードを自在に選択することができ、実施例１の場合と同様に、ギア式変速装置２３３の速度段が高速走行モードに設定された場合、該速度段に一度設定すると、トルクコンバータ２０４によってトルクを高速走行に適したトルクに自動的に変更することができ、路上走行時におけるペダルやレバー等による煩雑な変速操作が不要となって、運転操作性が向上し、更に、加速・変速も極めて滑らかに行うことができ、十分な走行安定性が得られる。一方、ギア式変速装置２３３の速度段が作業走行モードに設定された場合は、ギア式変速装置２３３のみで変速されるため、走行抵抗の大きな軟弱な圃場等を走行してトルクが大きく変動しても一定速度で作業することができ、更に、流体によるトルクコンバータ２０４使用時に比べて動力伝達ロスを小さく抑えることができ、作業速度の安定化や動力伝達効率の向上によって高い作業効率を確保することができるのである。また、実施例１と同様に、主変速装置２０８には、作業車２０１を発進させる際に使用する発進用の低速系ギア列である１速ギア列６１・８１を設け、発進時には該１速ギア列を選択するようにしており、トルクコンバータ２０４を介さずに出力されたエンジン動力によって走行する場合であっても、この発進用の１速ギア列を用いることにより、エンストを起こすことなく作業車２０１を確実に発進させることができ、常に安定した発進性能を得ることができる。更に、低速系ギア列を使って発進するので、発進時の負荷が軽減され、小さなクラッチパックでも十分な耐久性を得ることができる。
【００９１】
なお、前記ＰＴＯ軸１４にＰＴＯクラッチ１０、ＰＴＯ変速装置６を介して連結される出力軸２０５は、実施例１とは異なり、エンジン２からの入力軸２０３とはトルクコンバータ２０４を介して連結されている。このため、ＰＴＯ軸１４は、ロックアップ入状態の作業走行モードでは、エンジン２に直結されて常に一定速度で回動されるが、ロックアップ切状態の高速走行モードでは、トルクコンバータ２０４によりトルクに応じて変化する回転速度で回動されることから、負荷は小さいが走行速度に応じて自動変速する必要のある作業、例えば播種作業や散布作業を高速で行いたい場合等に適した構成となっている。
【００９２】
次に、実施例２の別形態について、図１１により説明する。
本形態の作業車４０１は、ギア式変速装置４３３の副変速装置４０９のみが前記実施例２と異なり、それ以外の、エンジン２、トルクコンバータ２０４、前後進切替装置２０７、主変速クラッチ２５６、主変速装置２０８、ＰＴＯ変速装置６、及びデフギア装置４３等は、前記実施例２と同じ構成から成るものである。具体的には、本形態の副変速装置４０９には、副変速ギア列の伝動上手側に、主変速装置２０８からの主変速動力を断接するための摩擦多板式の副変速クラッチ４０２が設けられている。
【００９３】
該副変速装置４０９においては、前記主変速出力軸２１８の後端に、一端が開口した円筒状の軸４０３の底面部が固設され、該軸４０３の開口部には、前記副変速出力軸２１９の前端が回動可能に軸支され、該副変速出力軸２１９上には、前から順に、低速ギア４０４と高速ギア４０５とが相対回転可能に環設されている。そして、副変速出力軸２１９に平行に副変速軸４０６が回転可能に軸支され、該副変速軸４０６の前部にはギア４０８が固設され、該ギア４０８は前記軸４０３に環設固定されたギア４０７に噛合されて、これらギア４０７・４０８を介して、主変速動力が副変速軸４０６に伝達されるようにしている。
【００９４】
該副変速軸４０６上で前記ギア４０８の後方には、前記副変速クラッチ４０２が配設され、該副変速クラッチ４０２の更に後方の副変速軸４０６上には、円筒状のクラッチ軸４１０が相対回転可能に外嵌されており、副変速クラッチ４０２が入ると、クラッチ軸４１０は、この副変速クラッチ４０２を介して前記副変速軸４０６に相対回転不能に係合される。
【００９５】
更に、このクラッチ軸４１０上には、前から順に、小径ギア４１１と大径ギア４１２が環設固定され、このうちの小径ギア４１１は前記低速ギア４０４に噛合され、大径ギア４１２は前記高速ギア４０５に噛合されており、低速ギア列４１１・４０４と高速ギア列４１２・４０５から成る副変速駆動列が形成されている。そして、低速ギア４０４と高速ギア４０５との間の副変速出力軸２１９にはスプラインハブ４０７が相対回転不能に係合され、該スプラインハブ４０７にはシフタ４０７ａが軸芯方向摺動自在かつ相対回転不能に係合されると共に、前記低速ギア４０４と高速ギア４０５でスプラインハブ４０７側に向かう部分には、それぞれクラッチ歯部４０４ａ・４０５ａが形成されている。
【００９６】
このような構成において、前記前後進切替装置２０７を前進段か後進段に、副変速装置４０９を低速段か高速段に設定し、副変速クラッチ４０２を入状態とした上で、ブレーキペダルの解放操作とアクセルペダル２０の踏み込み操作を順番に行って作業車を発進させると、実施例１や実施例２と同様にして、前記作業走行モードや高速走行モードで走行することができる。
【００９７】
更に、本実施例では、副変速段を変更する際に、走行中に副変速クラッチ４０２を一旦切状態にしてから所定の副速度段に設定した後、副変速クラッチ４０２の摩擦板間の挟持力を図示せぬアクチュエータによって連続的に変化させることができ、切状態から入状態までの伝達トルクも連続的に変化させる。これにより、走行中に副変速を行う場合であっても、低速ギア列４１１・４０４や高速ギア列４１２・４０５と副変速出力軸２１９との係合に伴う、伝達系への過剰な負荷が発生しないようにすることができる。
【００９８】
すなわち、前記有段式変速装置であるギア式変速装置４３３には、前記主変速装置２０８からの主変速動力を複数の副速度段に変速する副変速装置４０９を設け、該副変速装置４０９と前記主変速装置２０８との間に伝達トルクの連続的変化が可能なクラッチである摩擦多板式の副変速クラッチ４０２を設け、該副変速クラッチ４０２の入切状態を徐々に変化可能な変速制御構成とするので、走行中であっても滑らかな副変速を可能とすることができ、副変速をシフト操作する度に作業車を停止させる必要がなくなり、作業効率の向上や運転負荷の軽減を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、エンジンから出力されるエンジン動力を変速して車軸に伝達する有段式変速装置を備える全ての作業車用変速機構に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施例１に係わる作業車の全体構成を示すスケルトン図である。
【図２】実施例１の主変速装置の平面一部断面図である。
【図３】実施例１の変速操作やクラッチ操作のための油圧回路図である。
【図４】同じくブロック図である。
【図５】クラッチの係合構成の説明図であって、図５（ａ）は係合部分の側面断面図、図５（ｂ）は係合部分の平面断面図である。
【図６】本発明の実施例２に係わる作業車の全体構成を示すスケルトン図である。
【図７】実施例２の主変速装置の平面一部断面図である。
【図８】実施例２の変速操作やクラッチ操作のための油圧回路図である。
【図９】同じくブロック図である。
【図１０】発進時の使用するギア列を示す説明図である。
【図１１】実施例２の別形態の作業車の全体構成を示すスケルトン図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 作業車
２ エンジン
４・２０４ トルクコンバータ
６ ＰＴＯ変速装置
７・２０７ 前後進切替装置
８・２０８ 主変速装置
９・２０９ 副変速装置
１４ ＰＴＯ軸
３３・２３３ 有段式変速装置
５５・２５６ａ 第一クラッチ
５６・２５６ｂ 第二クラッチ
６１・８１ 低速系ギア列
８０・２８０ ロックアップ機構
１４５ 切替手段
２１５ 共通の伝動軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンから出力されるエンジン動力を変速して車軸に伝達する有段式変速装置を備えた作業車用変速機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の作業車用変速機構においては、有段式変速装置に二つのクラッチを設け、変速操作が行われている間に、一方のクラッチの離間作動と他方のクラッチの接合作動とがオーバーラップする二重伝動状態を発生させ、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、連続的に走行変速を行う技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３１４６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現在、トラクタ等の作業車にあっては、次の作業場まで移動するための移動時間を短縮して作業車の効率的な利用を図るべく、移動のために路上を高速走行する際の運転操作性や走行安定性の向上に対する要請が高まってきている。これに対し、前述の作業車用変速機構では、変速によるショックは軽減できるものの、一般の乗用自動車のような滑らかな加速・変速が難しく、必ずしも良好な運転操作性や走行安定性が得られない、という問題があった。
【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。
すなわち、請求項１においては、エンジンから出力されるエンジン動力を変速して車軸に伝達する有段式変速装置を備えた作業車用変速機構において、前記エンジンと有段式変速装置との間にトルクコンバータを介設し、該トルクコンバータを介して前記有段式変速装置にエンジン動力を伝達して変速を行う高速走行モードと、前記有段式変速装置にエンジン動力を直接伝達して変速を行う作業走行モードとを設け、該作業走行モードと前記高速走行モードのいずれか一方の走行モードに、前記有段式変速装置の各速度段を設定可能な変速制御構成としたものである。
請求項２においては、前記トルクコンバータには、前記有段式変速装置にエンジン動力を直接伝達するロックアップ機構を設けるものである。
請求項３においては、前記有段式変速装置には、作業車を発進させる際に使用する発進用の低速系ギア列を設け、発進時には該低速系ギア列を選択するものである。
請求項４においては、前記有段式変速装置には、奇数段の変速駆動列への動力断接用の第一クラッチと、偶数段の変速駆動列への動力断接用の第二クラッチとを備え、奇数段と偶数段それぞれの変速駆動列が選択された状態で該第一クラッチ及び第二クラッチのうち、一方の離間作動と他方の接合作動とを時間的にオーバーラップさせる主変速装置を設けるものである。
請求項５においては、前記有段式変速装置には、前記主変速装置からの主変速動力を複数の副速度段に変速する副変速装置を設け、各副速度段を選択すると前記高速走行モードと作業走行モードのうちの所定の走行モードに自動的に振り分ける切替手段を備えるものである。
請求項６においては、前記トルクコンバータの伝動下手側に、進行方向を前後に切り替える前後進切替装置を配設し、該前後進切替装置の伝動下手側に、前記第一クラッチと第二クラッチを配設するものである。
請求項７においては、前記第一クラッチと第二クラッチは、共通の伝動軸上に背中合わせに配設するものである。
請求項８においては、前記作業車用変速機構には、エンジン動力を変速してＰＴＯ軸に伝達するＰＴＯ変速装置を備え、該ＰＴＯ変速装置に、前記トルクコンバータを介さずにエンジン動力を直接伝達するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示す効果を奏する。
すなわち、請求項１においては、エンジンから出力されるエンジン動力を変速して車軸に伝達する有段式変速装置を備えた作業車用変速機構において、前記エンジンと有段式変速装置との間にトルクコンバータを介設し、該トルクコンバータを介して前記有段式変速装置にエンジン動力を伝達して変速を行う高速走行モードと、前記有段式変速装置にエンジン動力を直接伝達して変速を行う作業走行モードとを設け、該作業走行モードと前記高速走行モードのいずれか一方の走行モードに、前記有段式変速装置の各速度段を設定可能な変速制御構成としたので、有段式変速装置の速度段が高速走行モードに設定されている場合、該速度段に一度設定すると、トルクコンバータによってトルクを高速走行に適したトルクに自動的に変更することができ、加速・変速を極めて滑らかに行って十分な運転操作性や走行安定性が得られる。一方、有段式変速装置の速度段が作業走行モードに設定されている場合は、有段式変速装置のみで変速されるため、走行抵抗の大きな軟弱な圃場等を走行してトルクが大きく変動しても一定速度で作業することができ、更に、流体によるトルクコンバータ使用時に比べて動力伝達ロスを小さく抑えることができ、作業速度の安定化や動力伝達効率の向上によって高い作業効率を確保することができる。
請求項２においては、前記トルクコンバータには、前記有段式変速装置にエンジン動力を直接伝達するロックアップ機構を設けるので、該ロックアップ機構のロックアップクラッチのクラッチ入操作によって、特殊な迂回伝達経路を別途設けることなくエンジン動力を前記有段式変速装置に直接伝達することができ、部品点数を減少させて、部品コストの低減、変速機構のコンパクト化、メンテナンス性の向上等を図ることができる。
請求項３においては、前記有段式変速装置には、作業車を発進させる際に使用する発進用の低速系ギア列を設け、発進時には該低速系ギア列を選択するので、前記トルクコンバータを介さずに出力されたエンジン動力によって走行する場合であっても、この発進用の低速系ギア列を用いることにより、エンストを起こすことなく作業車を確実に発進させることができ、常に安定した発進性能を得ることができる。更に、低速系ギア列を使って発進するので、発進時の負荷が軽減され、小さなクラッチパックでも十分な耐久性を得ることができる。
請求項４においては、前記有段式変速装置には、奇数段の変速駆動列への動力断接用の第一クラッチと、偶数段の変速駆動列への動力断接用の第二クラッチとを備え、奇数段と偶数段それぞれの変速駆動列が選択された状態で該第一クラッチ及び第二クラッチのうち、一方の離間作動と他方の接合作動とを時間的にオーバーラップさせる主変速装置を設けるので、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走行変速を行うことができ、通常の有段式変速装置を使用する場合に比べて運転操作性や走行安定性を更に向上させることができる。
請求項５においては、前記有段式変速装置には、前記主変速装置からの主変速動力を複数の副速度段に変速する副変速装置を設け、各副速度段を選択すると前記高速走行モードと作業走行モードのうちの所定の走行モードに自動的に振り分ける切替手段を備えるので、副速度段の選択に連動して走行モードをいずれかに設定することができ、トラクタ等の作業車で速度段が多い場合に煩雑になりがちな走行モードの選択操作を簡略化し、変速操作性を向上させることができる。
請求項６においては、前記トルクコンバータの伝動下手側に、進行方向を前後に切り替える前後進切替装置を配設し、該前後進切替装置の伝動下手側に、前記第一クラッチと第二クラッチを配設するので、前後進の切替をトルクコンバータからの出力軸上またはその近くの伝動軸上で行い、大きなトルク変動を伴う前後進切替時の動力伝達ロスを大幅に軽減して、動力伝達効率を向上できると共に、前後進切替装置と第一クラッチ・第二クラッチを互いに近設して、これらの設置に必要な空間を小さくして、変速機構のコンパクト化を図ることができる。
請求項７においては、前記第一クラッチと第二クラッチは、共通の伝動軸上に背中合わせに配設するので、通常のように各クラッチを別体で離間させて配置する場合と比べ、クラッチ配置のための空間を狭くし、クラッチ部品の共通化も図ることができ、部品コストの低減、変速機構のコンパクト化を更に推し進めることができる。
請求項８においては、前記作業車用変速機構には、エンジン動力を変速してＰＴＯ軸に伝達するＰＴＯ変速装置を備え、該ＰＴＯ変速装置に、前記トルクコンバータを介さずにエンジン動力を直接伝達するので、いずれの走行モードであっても常にＰＴＯ軸にエンジン動力を直接伝達し一定速度で駆動させることができ、作業走行モード時であってもＰＴＯ軸にエンジン動力を直接伝達するための迂回伝達経路を別途に設ける必要がなく、更には、ＰＴＯ軸への伝達動力の断接が不要となった分だけロックアップ機構を小型化することができ、部品コストの低減、変速機構のコンパクト化、メンテナンス性の向上等を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例１に係わる作業車の全体構成を示すスケルトン図、図２は実施例１の主変速装置の平面一部断面図、図３は実施例１の変速操作やクラッチ操作のための油圧回路図、図４は同じくブロック図、図５はクラッチの係合構成の説明図であって、図５（ａ）は係合部分の側面断面図、図５（ｂ）は係合部分の平面断面図、図６は本発明の実施例２に係わる作業車の全体構成を示すスケルトン図、図７は実施例２の主変速装置の平面一部断面図、図８は実施例２の変速操作やクラッチ操作のための油圧回路図、図９は同じくブロック図、図１０は発進時の使用するギア列を示す説明図、図１１は実施例２の別形態の作業車の全体構成を示すスケルトン図である。なお、図１、図６、図１１で向かって下方を機体前方とする。
【実施例１】
【０００７】
本発明の実施例１に係わる作業車１の全体構成について、図１により説明する。
該作業車１は四輪駆動型の農業用トラクタであって、エンジン２と、該エンジン２からの回転動力（以下、「エンジン動力」とする）を変速するギア式変速装置３３とを備えている。そして、前記エンジン２のクランク軸４０は入力軸３に接続され、該入力軸３には円筒状の出力軸５が相対回転自在に外嵌され、該出力軸５と入力軸３との間には、ロックアップ機構付きのトルクコンバータ４が介設されており、前記エンジン動力が、入力軸３、トルクコンバータ４、出力軸５を介して、前記ギア式変速装置３３に出力されるようにしている。
【０００８】
ここで、該トルクコンバータ４においては、前記入力軸３がフロントカバー３４に固着され、該フロントカバー３４にはポンプインペラー３５が連結され、タービンランナー３６に前記出力軸５が連結され、更に、ミッションケース２３の前部にはワンウエイクラッチ３８を介してステータ３７が支持されている。そして、前記フロントカバー３４とタービンランナー３６との間には、ロックアップクラッチ３９が配置されている。そして、該ロックアップクラッチ３９等から成る後述のロックアップ機構８０によって、入力軸３と出力軸５との接続状態を変更するようにしている。
【０００９】
更に、前記フロントカバー３４に固着された入力軸３は、そのままミッションケース２３内に延出され、その延出端には油圧多板式で摩擦式のＰＴＯクラッチ１０が備えられており、該ＰＴＯクラッチ１０を介して、入力軸３は、小径ギア１２を固設した伝動軸１１に接続されている。該伝動軸１１に平行にＰＴＯ軸１４が設けられ、該ＰＴＯ軸１４上に固設された大径ギア１３は前記小径ギア１２と噛合して減速用のＰＴＯ変速装置６が構成されており、該ＰＴＯ変速装置６によって、エンジン動力が、入力軸３、ＰＴＯクラッチ１０、ＰＴＯ変速装置６を介して断接可能に減速され、ＰＴＯ軸１４に伝達されるようにしている。
【００１０】
また、前記出力軸５は、ミッションケース２３内に連設した前後進切換装置７、主変速装置８、副変速装置９から成るギア式変速装置３３を介して、副変速出力軸１９に接続されており、エンジン動力が、その回転方向と速度が切り替えられた後、変速動力として副変速出力軸１９に伝達される。該副変速出力軸１９は、その後端にベベルギア２４が固設され、該ベベルギア２４と噛合するブルギア２５と一体のデフケージ２６内には、伝動軸２７・２７上に固設したサイドギア４１と該両サイドギア４１に噛合するベベルピニオン４２とによって構成されるベベルギアクラッチ機構２８を介して、左右両伝動軸２７・２７が嵌入され、デフギア装置４３が形成されている。更に、この伝動軸２７・２７の外端には、減速装置３１を介して左右の後車軸３２・３２が連結され、該後車軸３２・３２の外端に後輪２１・２１が固設されている。これにより、前記副変速出力軸１９からベベルギア２４を介してブルギア２５に入力された回転を、差動回転として後車軸３２・３２から後輪２１・２１に伝達するようにしている。
【００１１】
なお、前記デフギア装置４３には、前記差動回転をロックするためのデフロック機構４４が設けられており、該デフロック機構４４では、デフケージ２６のボス部に対してスプライン嵌合されたデフロックスライダ４５にデフロックピン４６を設け、該デフロックピン４６を、デフロックスライダ４５の摺動操作によって、前記サイドギア４１に穿孔したピン孔に係合させることによりデフロックし、直進性やぬかるみでの走行性を向上させるようにしている。また、同様にして、図示せぬ前輪にも、前記副変速出力軸１９からの変速動力が図示せぬデフギア装置や減速装置等の機構を介して伝達されるようにしている。
【００１２】
以上のようにして、変速動力が前後輪に伝達され、該前後輪によって走行しながら、前記ＰＴＯ軸１４に連結連動する図示せぬ作業機によって各種作業が行えるようにしている。
【００１３】
次に、前記ギア式変速装置３３について、図１乃至図３、図５により説明する。
前記ミッションケース２３内には、前記出力軸５や副変速出力軸１９と平行に、クラッチ入力軸１５、第一走行変速軸１６、第二走行変速軸１７、主変速出力軸１８が機体前後方向に回動可能に横架されている。
【００１４】
このうちの出力軸５上には、後から順に、同径の前進駆動ギア４７と後進駆動ギア４８が固設されている。そして、出力軸５の左方に前記クラッチ入力軸１５が配置され、該クラッチ入力軸１５上には、後から順に、前進従動ギア４９と後進従動ギア５０が相対回転可能に環設されており、このうちの前進従動ギア４９は、前記前進駆動ギア４７に噛合されると共に、後進従動ギア５０については、機体前後方向に設けられた中間軸５２上のアイドルギア５３と噛合し、該アイドルギア５３は前記後進駆動ギア４８と噛合されている。
【００１５】
更に、前記クラッチ入力軸１５上において、前記前進従動ギア４９と後進従動ギア５０との間には、スプラインハブ５４を相対回転不能に係合し、該スプラインハブ５４には、シフタ５４ａが軸芯方向摺動自在かつ相対回転不能に係合され、そして、前進と後進の従動ギア４９・５０でスプラインハブ５４側に向かう部分には、それぞれクラッチ歯部４９ａ・５０ａが形成されて、前記前後進切替装置７が形成されている。
【００１６】
これにより、クラッチ歯部４９ａ・５０ａを前記シフタ５４ａに係合させることで、その該当する従動ギアをクラッチ入力軸１５に相対回転不能に係合させることができ、前記出力軸５からクラッチ入力軸１５に前進動力か後進動力を伝達できるようにしている。
【００１７】
また、前記出力軸５の右方には前記第一走行変速軸１６が配置され、前記クラッチ入力軸１５の左方に前記第二走行変速軸１７が配置され、これら第一走行変速軸１６・第二走行変速軸１７の上には、それぞれ摩擦多板式の第一クラッチ５５と第二クラッチ５６が配設されている。このうちの第一走行変速軸１６上で第一クラッチ５５後方には、第一クラッチ入力ギア５７が回転自在に設けられており、第一クラッチ５５が入ると、第一クラッチ入力ギア５７は、この第一クラッチ５５を介して第一走行変速軸１６に相対回転不能に係合される。このクラッチ入切のために第一クラッチ油圧シリンダ５９が設けられている。
【００１８】
同様に、第二走行変速軸１７上で第二クラッチ５６の後方には、第二クラッチ入力ギア５８が回転自在に設けられており、第二クラッチ５６が入ると、第二クラッチ入力ギア５８は、この第二クラッチ５６を介して第二走行変速軸１７に相対回転不能に係合される。このクラッチ入切のために第二クラッチ油圧シリンダ６０が設けられている。そして、これら第一クラッチ油圧シリンダ５９と第二クラッチ油圧シリンダ６０は、後述のようにして、第一クラッチ５５と第二クラッチ５６が切状態から入状態までの伝達トルクを徐々に連続的に変化させることができるようにしている。更に、前記第一クラッチ入力ギア５７と第二クラッチ入力ギア５８は、いずれも、前記クラッチ入力軸１５上で前進従動ギア４９後方に固設された分岐ギア５１と常時噛合されている。
【００１９】
これにより、第一クラッチ５５と第二クラッチ５６の入切操作を行うことで、該入切操作によって選択した走行変速軸１６・１７のいずれか一方に、前記クラッチ入力軸１５からの前進動力か後進動力を伝達できるようにしている。
【００２０】
すなわち、以上のように、前記トルクコンバータ４の伝動下手側に、進行方向を前後に切り替える前後進切替装置７を配設し、該前後進切替装置７の伝動下手側に、前記第一クラッチ５５と第二クラッチ５６を配設するので、前後進の切替をトルクコンバータ４からの出力軸５近くの伝動軸であるクラッチ入力軸１５上で行い、大きなトルク変動を伴う前後進切替による動力伝達ロスを大幅に軽減して、動力伝達効率を向上できると共に、前後進切替装置７と第一クラッチ５５・第二クラッチ５６を互いに近設して、これらの設置に必要な空間を小さくして、変速機構のコンパクト化を図ることができる。
【００２１】
また、前記ミッションケース２３内の空間は、軸受壁６９を挟んで前方の第一室７１、後方の第二室７２、及び軸受け壁７０を挟んで更に後方の第三室７３によって仕切られており、このうちの第一室７１に、前記前後進切替装置７、第一クラッチ５５、第二クラッチ５６等が配設され、第二室７２には、主変速装置８が配設されている。
【００２２】
該主変速装置８においては、前記第一走行変速軸１６上で軸受壁６９を隔てた部分に、前から順に、１速駆動ギア６１、３速駆動ギア６３、５速駆動ギア６５、７速駆動ギア６７が相対回転可能に環設されると共に、前記第二走行変速軸１７上で軸受壁６９を隔てた部分にも、前から順に、２速駆動ギア６２、４速駆動ギア６４、６速駆動ギア６６、８速駆動ギア６８が相対回転可能に環設されている。このうちの１速駆動ギア６１と２速駆動ギア６２、３速駆動ギア６３と４速駆動ギア６４、５速駆動ギア６５と６速駆動ギア６６、７速駆動ギア６７と８速駆動ギア６８は、それぞれ、前記主変速出力軸１８上の第１ギア８１、第２ギア８２、第３ギア８３、第４ギア８４に噛合されている。これにより、ギア６１・８１より成る１速ギア列、ギア６２・８１より成る２速ギア列、ギア６３・８２より成る３速ギア列、ギア６４・８２より成る４速ギア列、ギア６５・８３より成る５速ギア列、ギア６６・８３より成る６速ギア列、ギア６７・８４より成る７速ギア列、及びギア６８・８４より成る８速ギア列といった複数の主変速駆動列が形成されている。
【００２３】
更に、前記第一走行変速軸１６上において、前記１速駆動ギア６１と３速駆動ギア６３との間にはスプラインハブ９１を、前記２速駆動ギア６２と４速駆動ギア６４との間にはスプラインハブ９２を、前記５速駆動ギア６５と７速駆動ギア６７との間にはスプラインハブ９３を、前記６速駆動ギア６６と８速駆動ギア６８との間にはスプラインハブ９４を、それぞれ相対回転不能に係合している。このうちのスプラインハブ９１にはシフタ９１ａが、スプラインハブ９２にはシフタ９２ａが、スプラインハブ９３にはシフタ９３ａが、スプラインハブ９４にはシフタ９４ａが、それぞれ、軸芯方向摺動自在かつ相対回転不能に係合されている。
【００２４】
そして、１速と３速の駆動ギア６１・６３でスプラインハブ９１側に向かう部分には、それぞれクラッチ歯部６１ａ・６３ａが形成され、２速と４速の駆動ギア６２・６４でスプラインハブ９２側に向かう部分には、それぞれクラッチ歯部６２ａ・６４ａが形成され、５速と７速の駆動ギア６５・６７でスプラインハブ９３側に向かう部分には、それぞれクラッチ歯部６５ａ・６７ａが形成され、６速と８速の駆動ギア６６・６８でスプラインハブ９４側に向かう部分には、それぞれクラッチ歯部６６ａ・６８ａが形成されている。
【００２５】
これにより、クラッチ歯部６１ａ・６３ａ・６５ａ・６７ａを、前記シフタ９１ａ・９３ａのいずれかに係合させることで、その該当する駆動ギアを第一走行変速軸１６に相対回転不能に係合させ、一方、クラッチ歯部６２ａ・６４ａ・６６ａ・６８ａを、前記シフタ９２ａ・９４ａのいずれかに係合させることで、その該当する駆動ギアを第二走行変速軸１７に相対回転不能に係合させることができ、これら走行変速軸１６・１７に伝達されてきていた前進動力か後進動力を、前記各主変速駆動列で１速段乃至８速段に変速した後、主変速動力として主変速出力軸１８に伝達できるようにしている。
【００２６】
ここで、前記シフタ９１ａ乃至９４ａのスリーブ内面に形成されたドグと、各クラッチ歯部６１ａ乃至６８ａに形成されたドグとの係合構成について説明する。なお、いずれの係合構成も同じであるため、ここではシフタ９２ａとクラッチ歯部６２ａについて説明する。図５に示すように、該シフタ９２ａのドグ９２ｂがクラッチ歯部６２ａのドグ６２ｂと互いに係合することで、二速駆動ギア６２をクラッチ歯部６２ａからシフタ９２ａ及びスプラインハブ９２を介して第二走行変速軸１７に結合するようにすると共に、隣接するシフタ９２ａのドグ９２ｂとクラッチ歯部６２ａのドグ６２ｂは、間隔１６６を大きく開けるように構成されている。これにより、ドグ９２ｂが矢印１６７の方向にドグ６２ｂ側に向かって摺動しても、ドグ９２ｂとドグ６２ｂとが衝突しにくいようにしている。
【００２７】
すなわち、前記主変速装置８において、変速駆動列の切り替えを行うスプラインハブ９２上のシフタ９２ａの内面には凹凸部であるドグ９２ｂを形成し、前記シフタ９２ａに係合するギアである２速駆動ギア６２のクラッチ歯部６２ａの外面には凹凸部であるドグ６２ｂを形成し、隣接するドグ６２ｂ・９２ｂは円周方向に互いに離間して設けるので、シフタとクラッチ歯部の係合時にドグ同士の衝突を回避することができ、従来のように、ドグの先端に先細に面取りした斜面であるチャンファーを設けた上で該チャンファーにガイドさせながら係合を進める同期装置を、シフタとクラッチ歯部との間に別途設ける必要がなくなり、該同期装置による係合時に発生していた摩擦熱をなくして各部品の寿命を長くすることができると共に、構造も簡略化できて主変速装置８の小型化や部品数削減によるコスト低減を図ることができる。
【００２８】
また、該主変速出力軸１８の後部は、前記軸受壁７０を貫通して第三室７３内に突出されて、前記副変速装置９に接続されている。該副変速装置９においては、前記変速出力軸１８の後端部には、一端が開口した円筒状の高速軸７４の底面部が固設され、該高速軸７４の開口部には、前記副変速出力軸１９前端が回動可能に軸支されている。そして、該副変速出力軸１９上には、前から順に、作業時に低速で使用する低速ギア７５と、更に遅い微低速で使用するクリープギア７６とが、相対回転可能に環設されている。
【００２９】
ここで、前記入力軸３の途中部には円筒状の副変速軸７８が相対回転可能に外嵌されており、該副変速軸７８上には、前から順に、大径ギア８５、中径ギア８６、小径ギア８７が環設固設され、このうちの大径ギア８５は、前記高速軸７４の前部に環設固定されたギア７７に噛合され、中径ギア８６は前記低速ギア７５に噛合され、小径ギア８７は減速装置７９を介して前記クリープギア７６に接続されている。これにより、後述するようにして主変速出力軸１８を副変速出力軸１９に直結可能な高速軸７４より成る高速ギア列、ギア７７・大径ギア８５・中径ギア８６・低速ギア７５から成る低速ギア列、ギア７７・大径ギア８５・小径ギア８７・減速装置７９・クリープギア７６から成るクリープギア列といった複数の副変速駆動列が形成されている。
【００３０】
更に、前記副変速出力軸１９上において、前記高速軸７４と低速ギア７５との間にはスプラインハブ８８を、低速ギア７５とクリープギア７６との間にはスプラインハブ８９を、それぞれ相対回転不能に係合している。このうちのスプラインハブ８８にはシフタ８８ａが、スプラインハブ８９にはシフタ８９ａが、それぞれ、軸芯方向摺動自在かつ相対回転不能に係合されている。そして、高速軸７４と低速ギア７５でスプラインハブ８８側に向かう部分には、それぞれクラッチ歯部７４ａ・７５ａが形成され、クリープギア７６でスプラインハブ８９側に向かう部分にはクラッチ歯部７６ａが形成されている。
【００３１】
これにより、クラッチ歯部７４ａ・７５ａ・７６ａを、前記シフタ８８ａ・８８ａのいずれかに係合させることで、その該当する軸やギアを副変速出力軸１９に相対回転不能に係合させることができ、主変速出力軸１８に伝達されてきた主変速動力を、前記各副変速駆動列で高速段・低速段・クリープ段に変速した後、副変速動力として副変速出力軸１９に伝達できるようにしている。該副変速動力は、前述したように、デフギア装置４３や減速装置３１を介して各車軸に伝達され、前後輪を走行駆動させるのである。
【００３２】
次に、前記ギア式変速装置３３の主変速装置８におけるシフタ及びクラッチの作動機構とその制御について、図１乃至図３により説明する。
前記シフタ９１ａ・９２ａ・９３ａ・９４ａには、第一フォーク１０１、第二フォーク１０２、第三フォーク１０３、第四フォーク１０４の先部がそれぞれ係合され、該第一フォーク１０１、第二フォーク１０２、第三フォーク１０３、第四フォーク１０４基部の各ボス部にはシフタ軸９０がそれぞれ挿通固定されている。該シフタ軸９０は、前記ミッションケース２３のシフタケース９５から突設された前後の軸受壁９６・９７の間に、互いに平行に前後摺動可能に挿通され、水平方向に並設されており、前記第一フォーク１０１、第二フォーク１０２、第三フォーク１０３、第四フォーク１０４が、各シフタ軸９０とそれぞれ一体となった上で、ガイドされながら機体前後方向に移動されるようにしている。
【００３３】
これにより、前記シフタ軸９０を摺動させると、第一フォーク１０１がシフタ９１ａを動かして、該シフタ９１ａがスプラインハブ９１に対して駆動ギア６１・６３のいずれかを係合させ、該駆動ギア６１を含む１速と駆動ギア６３を含む３速とから成る奇数段のギア列のうちから、一つのギア列を選択することができる。同様にして、第二フォーク１０２によってシフタ９２ａを動かすと、該シフタ９２ａがスプラインハブ９２に対して駆動ギア６２・６４のいずれかを係合させ、該駆動ギア６２を含む２速と駆動ギア６４を含む４速とから成る偶数段のギア列のうちから、一つのギア列を選択することができ、第三フォーク１０３によってシフタ９３ａを動かすと、該シフタ９３ａがスプラインハブ９３に対して駆動ギア６５・６７のいずれかを係合させ、該駆動ギア６５を含む５速と駆動ギア６７を含む７速とから成る奇数段のギア列のうちから、一つのギア列を選択することができ、第四フォーク１０４によってシフタ９４ａを動かすと、該シフタ９４ａがスプラインハブ９４に対して駆動ギア６６・６８のいずれかを係合させ、該駆動ギア６６を含む６速と駆動ギア６８を含む８速とから成る偶数段のギア列のうちから、一つのギア列を選択することができるのである。
【００３４】
更に、前記シフタケース９５内には、第一油圧シリンダ１１１、第二油圧シリンダ１１２、第三油圧シリンダ１１３、第四油圧シリンダ１１４が平行に機体前後方向に配設され、これら第一油圧シリンダ１１１、第二油圧シリンダ１１２、第三油圧シリンダ１１３、第四油圧シリンダ１１４の各ロッド１１５の一端からは連結アーム１０５がそれぞれ突設され、更に、該連結アーム１０５の先端は、前記各シフタ軸９０の一端にそれぞれ連結されている。
【００３５】
そして、このうちの第一油圧シリンダ１１１においては、前記ロッド１１５の他端には、大径部９８ａと小径部９８ｂからなる第一ピストン９８が固設され、該小径部９８ｂには、前記大径部９８ａよりも大きな外径を有する円筒状の第二ピストン９９が、小径部９８ｂ上を軸芯方向に摺動可能に外嵌されている。該第二ピストン９９は、バネ等によって大径部９８ａ側に常時付勢され、小径部９８ｂから軸芯方向に脱着しないようにしている。これら第一ピストン９８と第二ピストン９９とからなるピストン１００を挟んで機体前後方向には、油室１０９・１１０が形成され、該油室１０９・１１０は、電磁切替弁１２１に、油路１２５ａ・１２５ｂを介して接続されている。
【００３６】
中立状態の場合には、該電磁切替弁１２１から油路１２５ａ・１２５ｂを介して両油室１０９・１１０にそれぞれ圧油が供給されるが、ピストン１００の油室１１０側の受圧面積の方が油室１０９側の受圧面積よりも大きいため、ピストン１００は、油室１０９側に押動され、第二ピストン９９の内側外周角部が前記シフタケース９５の肩部９５ａに当接した位置で保持される。この保持位置を中立位置と規定する。これにより、ピストン１００を中立位置に精度良く位置決めすることができるのである。
【００３７】
１速の場合には、前記電磁切替弁１２１による油室１０９への圧油の供給のみを停止することにより、ピストン１００が油室１１０内の油圧によって油室１０９側に押動され、前記肩部９５ａに阻まれて移動不能な第二ピストン９９を残した状態で第一ピストン９８だけが油室１０９の最外端に相当する１速位置まで摺動して保持される。３速の場合には、前記電磁切替弁１２１による油室１１０への圧油の供給のみを停止することにより、ピストン１００が油室１０９内の油圧によって油室１１０側に押動され、該油室１１０の最外端に相当する３速位置に保持される。
【００３８】
残りの油圧シリンダ１１２・１１３・１１４についても、それぞれ電磁切替弁１２２・１２３・１２４が設けられると共に、該電磁切替弁１２２・１２３・１２４は、油路１２６ａ・１２６ｂ、油路１２７ａ・１２７ｂ、油路１２８ａ・１２８ｂを介して、前記油圧シリンダ１１２・１１３・１１４の各油室１０９・１１０にそれぞれ連通されており、前記第一油圧シリンダ１１１の場合と同様にして、第二油圧シリンダ１１２による２速位置、中立位置、４速位置の位置決め、第三油圧シリンダ１１３による５速位置、中立位置、７速位置の位置決め、第四油圧シリンダ１１４による６速位置、中立位置、８速位置の位置決めを行うことができる。
【００３９】
以上のような構成において、エンジン始動時は、全ての電磁切替弁１２１乃至１２４が図３のように非励磁位置にあって、主変速装置８は停止時の中立に保持されているが、前記電磁切替弁１２１乃至１２４のうちの所定の電磁切替弁に変速指令信号が送られると、前述のようにして所定の変速位置にピストン１００が移動し、該ピストン１００に固設されたロッド１１５が、連結アーム１０５を介して、シフタ軸９０にガイドされながらフォーク１０１・１０２・１０３・１０４を移動させ、前記シフタ９１ａ・９２ａ・９３ａ・９４ａを各速度段の駆動ギア６１・６２・６３・６４・６５・６６・６７・６８のいずれかに係合させる。すると、前記走行変速軸１６・１７まで伝達されてきた前進動力や後進動力は、スプラインハブからシフタを介していずれかの前記主変速駆動列に伝達され、そこで主変速されてから前記主変速出力軸１８に伝達され、更に前記副変速装置９で副変速された後に各車軸に伝達され、作業車１が各種速度段で走行されることとなる。
【００４０】
また、前記ミッションケース２３にはポンプ１０６が固設され、該ポンプ１０６はエンジン２からの入力軸３によって駆動できるようにしている。このポンプ１０６によってタンク１０７からオイルフィルター１０８を介して吸入された油は、ラインフィルター１１６を介してポンプポート１１７に流入し、分岐して一方は変速制御用の変速油路１１８に、他方はクラッチ制御用のクラッチ油路１１９に流れ込む。そして、該クラッチ油路１１９内の圧油は、高圧リリーフ弁１２０によって回路保護のために最高圧が規制された状態で、ラインフィルター１２９、電磁比例減圧弁１３０、ラインフィルター１３１、作動油路１３７を介して、前記第一クラッチ油圧シリンダ５９に供給されると共に、ラインフィルター１３２、電磁比例減圧弁１３３、ラインフィルター１３４、作動油路１３９を介して、前記第二クラッチ油圧シリンダ６０にも供給される。
【００４１】
これにより、前記電磁比例減圧弁１３０・１３３を使って、前記第一クラッチ油圧シリンダ５９・第二クラッチ油圧シリンダ６０のピストン１４１・１４２を徐々に連続的に移動させることができ、例えば、前記第一クラッチ５５・第二クラッチ５６が多板式の摩擦クラッチの場合には、ピストン１４１・１４２によって摩擦板間の挟持力を連続的に変化させ、クラッチの切状態から入状態までの伝達トルクを連続的に変化させることができるのである。
【００４２】
なお、前記リリーフ弁１２０の下流側の油路１４３にはリリーフ弁１４４が設けられ、該リリーフ弁１４４によって潤滑油としての最高圧が規制された状態で、前記主変速装置８に含まれる前記第一クラッチ５５・第二クラッチ５６に、それぞれ潤滑油路１３８・１４０を介して潤滑油として供給される。
【００４３】
また、以上のようなシフタ及びクラッチの作動機構の主変速制御について、現在の速度段が前進高速１速で、次の速度段が前進高速２速の場合を例に説明する。このうちの前進高速１速とは、前記前後進切替装置７で前進段、副変速装置９で高速段、主変速装置８で１速段から成る速度段であり、前進高速２速とは、前記前後進切替装置７と副変速装置９はそのままで、主変速装置８でのみ１速段から２速段に変速した速度段である。なお、ここでは簡単に、前進高速１速は前進１速、前進高速２速は前進２速とする。
【００４４】
前進１速で走行中は、前記第一クラッチ５５は入状態にある。この時、第一フォーク１０１のシフタ軸９０は１速位置に保持されているため、第一フォーク１０１を介してシフタ９１ａが１速駆動ギア６１に係合されており、前記主変速出力軸１８が、前記１速ギア列６１・８１を介して、第一クラッチ５５を備えた第一走行変速軸１６と接続されている。これにより、前記前後進切替装置７からの前進動力は、クラッチ入力軸１５、第一クラッチ５５、第一走行変速軸１６の順に伝達された後、１速ギア列６１・８１で前進１速に変速され、この前進１速の動力が、主変速出力軸１８から主変速動力として前記副変速装置９に伝達されている。一方、前記第二クラッチ５６は切断されて切状態にある。この時、第二フォーク１０２のシフタ軸９０は中立位置に保持されており、第二フォーク１０２を介してシフタ９２ａも中立位置に保持されている。
【００４５】
そして、後述するアクセルペダル２０を踏み込み操作して、前進１速から前進２速への変速指令信号が図示せぬ制御装置から発せられると、第一クラッチ５５の入状態、該第一クラッチ５５に接続された第一走行変速軸１６と１速ギア列６１・８１との係合状態、及び第二クラッチ５６の切状態はそのままで変更されることなく、該第二クラッチ５６に接続される第二走行変速軸１７が２速ギア列６２・８１と係合状態になる。つまり、前記電磁切替弁１２２が切り替え制御されて第二油圧シリンダ１１２のピストン１００が移動され、シフタ軸９０が２速位置まで移動されると、前記第二フォーク１０２を介してシフタ９２ａが中立位置から２速駆動ギア６２まで摺動し係合され、その結果、主変速出力軸１８が、前記２速ギア列６２・８１を介して、第二クラッチ５６を備えた第二走行変速軸１７と接続される。ただし、該第二クラッチ５６自体は依然切状態にあり、前記前後進切替装置７から第二走行変速軸１７への前進動力は切断されたままであるため、該第二走行変速軸１７と２速ギア列６２・８１との係合に伴う、伝達系への過剰な負荷は発生しない。
【００４６】
変速指令信号が発せられてから若干時間が経過すると、第一クラッチ５５は徐々に切断が進み、第二クラッチ５６は徐々に接続が進む内容のクラッチ断接指令信号が制御装置から発せられる。すると、前記電磁比例減圧弁１３０・１３３が比例減圧制御されて、前記第一クラッチ油圧シリンダ５９のピストン１４１と第二クラッチ油圧シリンダ６０のピストン１４２が徐々に連続的に移動し、第一クラッチ５５は現在の入状態から切状態に離間作動が進み、第二クラッチ５６は現在の切状態から入状態に接合作動が進み、これら離間作動と接合作動とが並行して行われる。
【００４７】
更に、クラッチ断接指令信号が継続して発せられ続けて所定の時点になると、前記第一クラッチ５５は完全に切状態、第二クラッチ５６は完全に入状態となる。つまり、このクラッチ断接指令信号が発せられている間は、１速ギア列６１・８１は第一走行変速軸１６と、２速ギア列６２・８１は第二走行変速軸１７と常時係合状態にあることから、第一クラッチ５５に接続された第一走行変速軸１６から１速ギア列６１・８１への前進動力は徐々に減少していく一方、第二クラッチ５６に接続された第二走行変速軸１７から２速ギア列６２・８１への前進動力は徐々に増加していくこととなる。これにより、１速ギア列６１・８１と２速ギア列６２・８１から主変速出力軸１８への動力は、徐々に前進１速から前進２速に切り替わっていき、最後には前進２速に変速され、この間は、前後進切替装置７からの前進動力は途切れることがない。
【００４８】
更に、若干時間が経過すると、変速完了信号が制御装置から発せられ、第二クラッチ５６の入状態、該第二クラッチ５６に接続された第二走行変速軸１７と２速ギア列６２・８１との係合状態、及び第一クラッチ５５の切状態はそのままで変更されることなく、該第一クラッチ５５に接続された第一走行変速軸１６と１速ギア列６１・８１とを非係合状態にする。つまり、前記電磁切替弁１２１が切り替え制御されて第一油圧シリンダ１１１のピストン１００が移動され、シフタ軸９０が中立位置まで移動され、前記第一フォーク１０１を介してシフタ９１ａが１速駆動ギア６１から中立位置まで摺動される。これにより、第一クラッチ５５を切状態、第二クラッチ５６を入状態とした上で、第一クラッチ５５に接続された第一走行変速軸１６を１速ギア列６１・８１と非係合状態とすることができ、前進１速から前進２速への変速が完了する。ただし、第一クラッチ５５は切状態にあり、前後進切替装置７から第一走行変速軸１６への前進動力は切断されたままであるため、該第一走行変速軸１６と１速ギア列６１・８１との非係合に伴う、伝達系への過剰な負荷は発生しない。
【００４９】
他の速度段間の変速制御も上記と同様なプロセスで実施される。すなわち、有段式変速装置であるギア式変速装置３３には、奇数段の変速駆動列である１速、３速、５速、７速のギア列への動力断接用の第一クラッチ５５と、偶数段の変速駆動列である２速、４速、６速、８速のギア列への動力断接用の第二クラッチ５６とを備え、奇数段と偶数段それぞれの変速駆動列が選択された状態で該第一クラッチ５５及び第二クラッチ５６のうち、一方の離間作動と他方の接合作動とを時間的にオーバーラップさせる主変速装置８を設けるので、エンジン２から車軸である後車軸３２への動力伝達を途切れさせることなく連続的に走行変速を行うことができ、通常の有段式変速装置を使用する場合に比べて運転操作性や走行安定性を更に向上させることができる。
【００５０】
次に、以上のような、トルクコンバータ４とギア式変速装置３３による変速制御構成について、図１、図４、図１０により説明する。
トルクコンバータ４において、前記ロックアップ機構８０は、ロックアップクラッチ３９と、該ロックアップクラッチ３９に油路１４９を介して作動制御用の圧油を供給する電磁弁１５０とを備え、該電磁弁１５０は、変速制御等を行うコントローラ１５１に接続されている。そして、該コントローラ１５１には、前記ロックアップクラッチ３９の入切を設定するロックアップスイッチ１４５が接続されており、該ロックアップスイッチ１４５のロックアップレバー１４５ａを操作することで、電磁弁１５０から油路１４９を介してロックアップクラッチ３９に作動油が給排される。これにより、ロックアップクラッチ３９がフロントカバー３４に密着してトルクコンバータ４を介することなく入力軸３が出力軸５と直結するロックアップ入状態（位置１４６）と、ロックアップクラッチ３９がフロントカバー３４から離間しトルクコンバータ４を介して入力軸３が出力軸５と接続するロックアップ切状態（位置１４７）と、これらロックアップ入状態とロックアップ切状態のいずれかを任意に選択するマニュアル選択モードに対し両状態間を自動的に切り替える自動選択モード（位置１４８）のうちの一つを選択できるようにしている。
【００５１】
そして、前記コントローラ１５１には、前述した主変速装置８の各電磁弁１２１・１２２・１２３・１２４・１３０・１３３が接続されると共に、アクセルペダル２０が接続されており、該アクセルペダル２０の踏み込み量とそのときの車速との関係で１速から８速まで自動的に変速されるようにしている。もちろん、１速乃至８速のうちの一つを選択可能な主変速レバーを設け、該主変速レバーによって手動で変速できるようにしてもよい。
【００５２】
前記前後進切替装置７においては、シフタ５４ａが油圧シリンダ１５２、電磁弁１５３を介してコントローラ１５１に接続されており、該コントローラ１５１に接続された前後進切替スイッチ１５４の前後進レバー１５４ａを操作することで、シフタ５４ａがクラッチ歯部４９ａに係合して前進従動ギア４９からクラッチ入力軸１５に前進動力を伝達する前進段（位置１５５）と、シフタ５４ａがいずれのクラッチ歯部とも係合せずクラッチ入力軸１５に動力を伝達しない中立段（位置１５６）と、シフタ５４ａがクラッチ歯部５０ａに係合して後進従動ギア５０からクラッチ入力軸１５に後進動力を伝達する後進段（位置１５７）のうちの一つを選択できるようにしている。
【００５３】
前記副変速装置９においては、シフタ８８ａは油圧シリンダ１５８、電磁弁１５９を介してコントローラ１５１に接続され、シフタ８９ａも油圧シリンダ１６４、電磁弁１６５を介してコントローラ１５１に接続されており、該コントローラ１５１に接続された副変速スイッチ１６０の副変速レバー１６０ａを操作することで、シフタ８８ａがクラッチ歯部７４ａに係合して主変速出力軸１８から副変速出力軸１９に主変速動力をそのまま伝達する高速段（位置１６１）と、シフタ８８ａがクラッチ歯部７５ａに係合して主変速出力軸１８から前記低速ギア列を介して副変速出力軸１９に主変速動力を減速して伝達する低速段（位置１６２）と、シフタ８９ａがクラッチ歯部７６ａに係合して主変速出力軸１８から前記クリープギア列を介して副変速出力軸１９に主変速動力を大きく減速して伝達する超低速のクリープ段（位置１６３）のうちの一つを選択できるようにしている。
【００５４】
このような構成において、まず、作業車１を停止した状態で、前後進切替装置７を前進段か後進段に、副変速装置９を高速段・低速段・クリープ段のいずれかに設定した後、ブレーキペダルの解放操作とアクセルペダル２０の踏み込み操作を順番に行って作業車を発進させる。そして、車速が増加していくと、副変速出力軸１９等に取り付けた図示せぬ車速センサからの車速信号に基づいて各電磁弁１２１・１２２・１２３・１２４・１３０・１３３が作動し、主変速装置８の１速乃至８速のうちで車速に適した速度比を有する速度段に自動的に変速される。
【００５５】
このような走行時に、ロックアップスイッチ１４５を操作してロックアップ入状態に設定すると、前述の如く、ロックアップクラッチ３９がフロントカバー３４に密着して、入力軸３がトルクコンバータ４を介することなく出力軸５と直結し、エンジン２からのエンジン動力を下流側にある主変速装置８・副変速装置９等のギア式変速装置３３にそのまま伝達することができ、トルク変動によって速度が変動したり動力伝達ロスが増加しがちなトルクコンバータ４を用いることなく、作業時に適した低速走行が可能となる（以下、「作業走行モード」とする）。逆に、ロックアップスイッチ１４５を操作してロックアップ切状態に設定すると、ロックアップクラッチ３９がフロントカバー３４から離間して、トルクコンバータ４を介して入力軸３が出力軸５と接続し、エンジン２からのエンジン動力を高速走行に適したトルクに自動的に変更してギア式変速装置３３に伝達することができる（以下、「高速走行モード」とする）。
【００５６】
更に、自動選択モードに設定すると、前記高速走行モードか作業走行モードのいずれかに自動的に振り分ける制御構成としている。例えば、運転者が副変速装置９で高速段を選択した場合には高速走行モードに設定され、低速段かクリープ段を選択した場合には作業走行モードに設定されるようにすることができる。これにより、運転者は、発進前に前後進と副速度段の設定をした後は、走行中はアクセルペダル２０の踏み込み操作を行うだけでよく、ロックアップクラッチ３９の入切状態を特に意識することなく作業を行うことができる。もちろん、この自動選択モードでは、このような副変速装置９の速度段（以下、「副速度段」とする）ではなく、前後進切替装置７や主変速装置８の速度段について、高速走行モードと作業走行モードのいずれかに自動的に振り分けるようにしてもよい。
【００５７】
すなわち、エンジン２から出力されるエンジン動力を変速して車軸に伝達する有段式変速装置であるギア式変速装置３３を備えた作業車用変速機構において、前記エンジン２とギア式変速装置３３との間にトルクコンバータ４を介設し、該トルクコンバータ４を介して前記ギア式変速装置３３にエンジン動力を伝達して変速を行う高速走行モードと、前記ギア式変速装置３３にエンジン動力を直接伝達して変速を行う作業走行モードとを設け、該作業走行モードと前記高速走行モードのいずれか一方の走行モードに、前記ギア式変速装置３３の各速度段、例えば副変速装置９の高速段、低速段、クリープ段を設定可能な変速制御構成としたので、ギア式変速装置３３の速度段が高速走行モードに設定されている場合、該速度段に一度設定すると、トルクコンバータ４によってトルクを高速走行に適したトルクに自動的に変更することができ、加速・変速を極めて滑らかに行って十分な運転操作性や走行安定性が得られる。一方、ギア式変速装置３３の速度段が作業走行モードに設定されている場合は、ギア式変速装置３３のみで変速されるため、走行抵抗の大きな軟弱な圃場等を走行してトルクが大きく変動しても一定速度で作業することができ、更に、流体によるトルクコンバータ４使用時に比べて動力伝達ロスを小さく抑えることができ、作業速度の安定化や動力伝達効率の向上によって高い作業効率を確保することができる。
【００５８】
更に、前述の如く、前記トルクコンバータ４には、前記有段式変速装置であるギア式変速装置３３にエンジン動力を直接伝達するロックアップ機構８０を設けるので、該ロックアップ機構８０のロックアップクラッチ３９のクラッチ入操作によって、特殊な迂回伝達経路を別途設けることなくエンジン動力を前記ギア式変速装置３３に直接伝達することができ、部品点数を減少させて、部品コストの低減、変速機構のコンパクト化、メンテナンス性の向上等を図ることができる。
【００５９】
加えて、前記有段式変速装置であるギア式変速装置３３には、前記主変速装置８からの主変速動力を複数の副速度段である高速段、低速段、クリープ段に変速する副変速装置９を設け、各副速度段を選択すると前記高速走行モードと作業走行モードのうちの所定の走行モードに自動的に振り分ける切替手段であるロックアップスイッチ１４５を備えるので、副速度段の選択に連動して走行モードをいずれかに設定することができ、トラクタ等の作業車１で速度段が多い場合に煩雑になりがちな走行モードの選択操作を簡略化し、変速操作性を向上させることができる。
【００６０】
また、図１０に示すように、マニュアル選択モードでロックアップ入状態を選択した場合、あるいは自動選択モードで低速段かクリープ段を選択して作業走行モードに自動設定された場合のいずれにおいても、前述の如く、ロックアップクラッチ３９が入状態となり、トルクコンバータ４を介さずにエンジン動力がギア式変速装置に直接伝達されることとなるが、このような場合には、主変速装置８のどの速度段にあっても、作業車１の発進時には低速系ギア列である１速ギア列が自動的に選択され、該１速ギア列によって発進する制御構成としている。これにより、発進前がどの速度段であっても、発進時には作業車１の発進に必要な大きな起動トルクを発生させることができる。
【００６１】
すなわち、前記有段式変速装置であるギア式変速装置３３、本実施例では主変速装置８には、作業車１を発進させる際に使用する発進用の低速系ギア列である１速ギア列６１・８１を設け、発進時には該１速ギア列６１・８１を選択するので、前記トルクコンバータ４を介さずに出力されたエンジン動力によって走行する場合であっても、この発進用の１速ギア列を用いることにより、エンストを起こすことなく作業車１を確実に発進させることができ、常に安定した発進性能を得ることができる。更に、低速系ギア列を使って発進するので、発進時の負荷が軽減され、小さなクラッチパックでも十分な耐久性を得ることができる。なお、この低速系ギアは主変速装置８の段数が多い場合には２速ギア列や３速ギア列としてもよい。
【００６２】
また、前述の如く、エンジン２のクランク軸４０に連結された入力軸３は、前記トルクコンバータ４を介することなく、ＰＴＯ変速装置６からＰＴＯ軸１４に直接連結できるようにしている。このため、ＰＴＯ軸１４については、いずれの走行モードであっても、トルクコンバータ４を介することなくエンジン動力が伝達され、常に一定速度で回動されるようにしており、該ＰＴＯ軸１４に連動連結される作業機の安定駆動を可能としている。
【００６３】
すなわち、前記作業車用変速機構には、エンジン動力を変速してＰＴＯ軸１４に伝達するＰＴＯ変速装置６を備え、該ＰＴＯ変速装置６に、前記トルクコンバータ４を介さずにエンジン動力を直接伝達するので、いずれの走行モードであっても常にＰＴＯ軸１４にエンジン動力を直接伝達し一定速度で駆動させることができ、作業走行モード時であってもＰＴＯ軸１４にエンジン動力を直接伝達するための迂回伝達経路を別途に設ける必要がなく、更には、ＰＴＯ軸への伝達動力の断接が不要となった分だけロックアップ機構８０を小型化することができ、部品コストの低減、変速機構のコンパクト化、メンテナンス性の向上等を図ることができる。
【実施例２】
【００６４】
本発明の実施例２に係わる作業車２０１の全体構成について、図６により説明する。
該作業車２０１では、実施例１とは異なり、エンジン２のクランク軸４０に連結された入力軸２０３は、トルクコンバータ２０４を介して、ＰＴＯ変速装置６からＰＴＯ軸１４に連結されるようにしている。なお、以下の説明において、実施例１と同等な構成のものは同じ符号で表記する。
【００６５】
作業車２０１は、エンジン２と、エンジン動力を変速するギア式変速装置２３３とを備えると共に、前記エンジン２のクランク軸４０は入力軸２０３に接続され、該入力軸２０３は、ロックアップ機構付きのトルクコンバータ２０４を介して出力軸２０５に接続され、前記エンジン動力が、入力軸２０３、トルクコンバータ２０４、出力軸２０５を介して、前記ギア式変速装置２３３に出力されるようにしている。
【００６６】
ここで、該トルクコンバータ２０４においては、前記入力軸２０３がフロントカバー２３４に固着され、該フロントカバー２３４にはポンプインペラー２３５が連結され、タービンランナー２３６に前記出力軸２０５が連結され、更に、ミッションケース２２３の前部にはワンウエイクラッチ３８を介してステータ２３７が支持されている。そして、前記フロントカバー２３４とタービンランナー２３６との間には、ロックアップクラッチ２３９が配置されている。そして、該ロックアップクラッチ２３９等から成る後述のロックアップ機構２８０によって、入力軸２０３と出力軸２０５との接続状態を変更するようにしている。
【００６７】
ただし、実施例１とは異なり、ミッションケース２２３内には、入力軸２０３ではなく出力軸２０５が延出され、その延出端は、実施例１と同様に、前記ＰＴＯクラッチ１０、ＰＴＯ変速装置６を介してＰＴＯ軸１４に連結されており、エンジン動力が、入力軸２０３、トルクコンバータ２０４、出力軸２０５、ＰＴＯクラッチ１０、ＰＴＯ変速装置６を介して、断接可能に減速され、ＰＴＯ軸１４に伝達されるようにしている。
【００６８】
また、前記出力軸２０５は、ミッションケース２２３内に連設した前後進切換装置２０７、主変速装置２０８、副変速装置２０９から成るギア式変速装置２３３を介して、副変速出力軸２１９に接続されており、エンジン動力が、その回転方向と速度が切り替えられた後、変速動力として副変速出力軸２１９に伝達される。該副変速出力軸２１９は、実施例１と同様にして、副変速出力軸２１９からベベルギア２４を介してブルギア２５に入力された回転を、デフロック機構４４付きのデフギア装置４３により差動回転として後車軸３２・３２から後輪２１・２１に伝達するようにしている。
【００６９】
次に、前記ギア式変速装置２３３について、図６乃至図８により説明する。
前記ミッションケース２２３内には、前記出力軸２０５と副変速出力軸２１９に平行に、クラッチ入力軸２１５、第一走行変速軸２１６、第二走行変速軸２１７、主変速出力軸２１８が互いに平行に機体前後方向に横架されている。
【００７０】
このうちの出力軸２０５上には、後から順に、前進駆動ギア２４９と後進駆動ギア２５０が相対回転可能に環設され、これら前進駆動ギア２４９と後進駆動ギア２５０との間には、スプラインハブ２５４が相対回転不能に係合され、該スプラインハブ２５４には、シフタ２５４ａが軸芯方向摺動自在かつ相対回転不能に係合されている。そして、前記駆動ギア２４９・２５０でスプラインハブ２５４側に向かう部分には、それぞれクラッチ歯部２４９ａ・２５０ａが形成されている。
【００７１】
更に、前記クラッチ入力軸２１５上には、後から順に、同径の前進従動ギア２４７と後進従動ギア２４８が固設され、このうちの前進従動ギア２４７は、前記前進駆動ギア２４９に噛合されると共に、後進従動ギア２４８については、機体前後方向に設けられた中間軸２５２上のアイドルギア２５３と噛合し、該アイドルギア２５３は前記後進駆動ギア２５０と噛合されて、前後進切替装置２０７が形成されている。
【００７２】
これにより、クラッチ歯部２４９ａ・２５０ａを前記シフタ２５４ａに係合させることで、その該当する駆動ギアを出力軸２０５に相対回転不能に係合させることができ、前記出力軸２０５からクラッチ入力軸２１５に前進動力か後進動力を伝達できるようにしている。
【００７３】
また、前記クラッチ入力軸２１５上で前進従動ギア２４７の後方には、摩擦多板式の主変速クラッチ２５６が配設され、該主変速クラッチ２５６は前から順に第一クラッチ部２５６ａと第二クラッチ部２５６ｂとから成り、これら第一クラッチ部２５６ａと第二クラッチ部２５６ｂとは、背中合わせに隣接して設けられ、しかも共通のクラッチ板部２５６ｃ等を使用する構成となっている。
【００７４】
すなわち、第一クラッチである第一クラッチ部２５６ａと第二クラッチである第二クラッチ部２５６ｂは、共通の伝動軸であるクラッチ入力軸２１５上に背中合わせに配設するので、通常のように各クラッチを別体で離間させて配置する場合と比べ、クラッチ配置のための空間を狭くし、クラッチ部品の共通化も図ることができ、部品コストの低減、変速機構のコンパクト化を更に推し進めることができる。
【００７５】
そして、前記クラッチ入力軸２１５上で第一クラッチ部２５６ａの前方には、第一クラッチ出力ギア２５７が回転自在に設けられており、前記第一クラッチ部２５６ａが入ると、この第一クラッチ出力ギア２５７は第一クラッチ部２５６ａを介してクラッチ入力軸２１５に相対回転不能に係合される。このクラッチ入切のために第一クラッチ油圧シリンダ２５９が設けられている。同様に、前記クラッチ入力軸２１５上で第二クラッチ部２５６ｂの後方には、第二クラッチ出力ギア２５８が回転自在に設けられており、前記第二クラッチ部２５６ｂが入ると、この第二クラッチ出力ギア２５８は第二クラッチ部２５６ｂを介してクラッチ入力軸２１５に相対回転不能に係合される。このクラッチ入切のために第二クラッチ油圧シリンダ２６０が設けられている。そして、これら第一クラッチ油圧シリンダ２５９と第二クラッチ油圧シリンダ２６０は、実施例１の場合と同様に、第一クラッチ部２５６ａと第二クラッチ部２５６ｂが切状態から入状態までの伝達トルクを徐々に連続的に変化させることができるようにしている。
【００７６】
更に、前記クラッチ入力軸２１５を挟んで、右方には前記第一走行変速軸２１６が配置され、左方には前記第二走行変速軸２１７が配置されており、これら第一走行変速軸２１６・第二走行変速軸２１７の上には、それぞれ第一入力ギア２５１・第二入力ギア２５５が固設されている。そして、このうちの第一入力ギア２５１は前記第一クラッチ出力ギア２５７に、第二入力ギア２５５は前記第二クラッチ出力ギア２５８に常時噛合されている。これにより、第一クラッチ部２５６ａと第二クラッチ部２５６ｂの入切操作を行うことで、該入切操作によって選択した走行変速軸２１６・２１７のいずれか一方に、前記出力軸２０５からの前進動力か後進動力を伝達できるようにしている。
【００７７】
すなわち、以上のように、前記トルクコンバータ２０４の伝動下手側に、進行方向を前後に切り替える前後進切替装置２０７を配設し、該前後進切替装置２０７の伝動下手側に、前記第一クラッチである第一クラッチ部２５６ａと第二クラッチである第二クラッチ部２５６ｂを配設するので、実施例１の場合と同様に、前後進の切替をトルクコンバータ２０４からの出力軸２０５上で行い、大きなトルク変動を伴う前後進切替による動力伝達ロスを大幅に軽減して、動力伝達効率を向上できると共に、前後進切替装置２０７と第一クラッチ部２５６ａ・第二クラッチ部２５６ｂを互いに近設して、これらの設置に必要な空間を小さくして、変速機構のコンパクト化を図ることができる。
【００７８】
なお、第一クラッチ部２５６ａと第二クラッチ部２５６ｂとは主変速クラッチ２５６として一箇所に集中配置されているため、これら第一クラッチ部２５６ａと第二クラッチ部２５６ｂには、前記リリーフ弁１２０とリリーフ弁１４４との間から分かれて前記クラッチ部２５６ａ・２５６ｂ近傍まで延設された単一の油路３４３と、クラッチ部２５６ａ・２５６ｂ近傍で該油路３４３から二つに分岐した油路３３８・３４０とを介して、潤滑油を供給することができ、これにより、実施例１に比べて、潤滑油供給に必要な油路を短くすることができ、部品数や加工部数の減少によるコスト低減やメンテナンス性の向上を図るようにしている。
【００７９】
また、前記ミッションケース２２３内の空間は、軸受壁２６９を挟んで前方の第一室２７１、後方の第二室２７２、及び軸受け壁２７０を挟んで更に後方の第三室２７３によって仕切られており、このうちの第一室２７１に、前記前後進切替装置２０７、主変速クラッチ２５６等が配設され、第二室７２には、主変速装置２０８が配設されている。該主変速装置２０８の構成、及びそこでのシフタ及びクラッチの作動機構とその制御は、前記実施例１の主変速装置８と同様であるので、詳細な説明は省略するが、この主変速装置２０８においても、走行変速軸２１６・２１７に伝達されてきていた前進動力か後進動力を、各主変速駆動列で１速乃至８速に滑らかに変速した後、主変速動力として前記主変速出力軸２１８に伝達できるようにしている。
【００８０】
また、この主変速出力軸２１８の先部は、前記軸受壁２７０を貫通して第三室２７３内に突出され、前記副変速装置２０９に接続されている。該副変速装置２０９では、実施例１の副変速装置９と同様に、前記変速出力軸２１８の突出部には、一端が開口した円筒状の高速軸７４の底面部が固設され、該高速軸７４の開口部には、前記副変速出力軸２１９の前端が回動可能に軸支されている。そして、該副変速出力軸２１９上には、前から順に、前記低速ギア７５とクリープギア７６とが、相対回転可能に環設されている。
【００８１】
ただし、実施例１とは異なり、前記高速軸７４の前部に環設固定されたギア７７に噛合する大径ギア２８５、前記低速ギア７５に噛合する中径ギア２８６、及び減速装置７９を介して前記クリープギア７６に噛合する小径ギア２８７は、いずれも、前記副変速出力軸２１９と平行に第三室２７３内に回転可能に軸支された副変速軸２７８に環設固定されている。
【００８２】
これにより、実施例２においても、主変速出力軸２１８を副変速出力軸２１９に直結可能な高速軸７４より成る高速ギア列、ギア７７・大径ギア２８５・中径ギア２８６・低速ギア７５から成る低速ギア列、ギア７７・大径ギア２８５・小径ギア２８７・減速装置７９・クリープギア７６から成るクリープギア列といった複数の副変速駆動列が形成されている。
【００８３】
更に、副変速出力軸１９上における副変速構成は、前記実施例１の副変速装置９と同様であるので、詳細な説明は省略するが、実施例２の副変速装置２０９においても、主変速出力軸２１８に伝達されてきた主変速動力を、前記各副変速駆動列で高速段・低速段・クリープ段に変速した後、副変速動力として副変速出力軸２１９に伝達できるようにしている。
【００８４】
次に、トルクコンバータ２０４とギア式変速装置２３３による変速制御構成について、図６、図９により説明する。
トルクコンバータ２０４において、前記ロックアップ機構２８０は、ロックアップクラッチ２３９と、該ロックアップクラッチ２３９に油路３４９を介して作動制御用の圧油を供給する電磁弁３５０とを備え、該電磁弁３５０は、変速制御等を行うコントローラ３５１に接続されている。そして、該コントローラ３５１には、前記ロックアップクラッチ２３９の入切を設定する前記ロックアップスイッチ１４５が接続されており、該ロックアップスイッチ１４５のロックアップレバー１４５ａを操作することで、電磁弁３５０から油路３４９を介してロックアップクラッチ２３９に作動油が給排される。これにより、ロックアップクラッチ２３９がフロントカバー２３４に密着してトルクコンバータ２０４を介することなく入力軸２０３が出力軸２０５と直結するロックアップ入状態（位置１４６）と、ロックアップクラッチ２３９がフロントカバー２３４から離間しトルクコンバータ２０４を介して入力軸２０３が出力軸２０５と接続するロックアップ切状態（位置１４７）と、これらロックアップ入状態とロックアップ切状態のいずれかを任意に選択するマニュアル選択モードに対し両状態間を自動的に切り替える自動選択モード（位置１４８）のうちの一つを選択できるようにしている。
【００８５】
そして、前記コントローラ３５１には、主変速装置２０８の各電磁弁１２１・１２２・１２３・１２４・１３０・１３３が接続されると共に、アクセルペダル２０が接続されており、該アクセルペダル２０の踏み込み量とそのときの車速との関係で１速から８速まで自動的に変速されるようにしている。
【００８６】
前記前後進切替装置２０７においては、シフタ２５４ａが油圧シリンダ３５２、電磁弁３５３を介してコントローラ３５１に接続されており、該コントローラ３５１に接続された前後進切替スイッチ１５４の前後進レバー１５４ａを操作することで、シフタ２５４ａがクラッチ歯部２４９ａに係合して前進駆動ギア２４９からクラッチ入力軸２１５に前進動力を伝達する前進段（位置１５５）と、シフタ２５４ａがいずれのクラッチ歯部とも係合せずクラッチ入力軸２１５に動力を伝達しない中立段（位置１５６）と、シフタ２５４ａがクラッチ歯部２５０ａに係合して後進駆動ギア２５０からクラッチ入力軸２１５に後進動力を伝達する後進段（位置１５７）のうちの一つを選択できるようにしている。
【００８７】
前記副変速装置２０９においては、シフタ８８ａは油圧シリンダ３５８、電磁弁３５９を介してコントローラ３５１に接続され、シフタ８９ａも油圧シリンダ３６４、電磁弁３６５を介してコントローラ３５１に接続されており、該コントローラ３５１に接続された副変速スイッチ１６０の副変速レバー１６０ａを操作することで、シフタ８８ａがクラッチ歯部７４ａに係合して主変速出力軸２１８から副変速出力軸２１９に主変速動力をそのまま伝達する高速段（位置１６１）と、シフタ８８ａがクラッチ歯部７５ａに係合して主変速出力軸２１８から前記低速ギア列を介して副変速出力軸２１９に主変速動力を減速して伝達する低速段（位置１６２）と、シフタ８９ａがクラッチ歯部７６ａに係合して主変速出力軸２１８から前記クリープギア列を介して副変速出力軸２１９に主変速動力を大きく減速して伝達する超低速のクリープ段（位置１６３）のうちの一つを選択できるようにしている。
【００８８】
このような構成において、実施例１と同様に、まず、作業車２０１を停止した状態で、前後進切替装置２０７を前進段か後進段に、副変速装置２０９を高速段・低速段・クリープ段のいずれかに設定した後、ブレーキペダルの解放操作とアクセルペダル２０の踏み込み操作を順番に行って作業車を発進させる。そして、車速が増加していくと、副変速出力軸２１９等に取り付けた図示せぬ車速センサからの車速信号に基づいて各電磁弁１２１・１２２・１２３・１２４・１３０・１３３が作動し、主変速装置２０８の１速乃至８速のうちで車速に適した速度比を有する速度段に自動的に変速される。
【００８９】
このような走行時に、ロックアップスイッチ１４５を操作してロックアップ入状態に設定すると、ロックアップクラッチ２３９がフロントカバー２３４に密着して、入力軸２０３がトルクコンバータ２０４を介することなく出力軸２０５と直結し、エンジン２からのエンジン動力を下流側にある主変速装置２０８・副変速装置２０９等のギア式変速装置２３３にそのまま伝達することができ、作業時に適した低速走行が可能な前記作業走行モードに設定され、逆に、ロックアップ切状態に設定すると、ロックアップクラッチ２３９がフロントカバー２３４から離間して、トルクコンバータ２０４を介して入力軸２０３が出力軸２０５と接続し、エンジン２からのエンジン動力を高速走行に適したトルクに自動的に変更可能な前記高速走行モードに設定される。
【００９０】
更に、前記自動選択モードに設定すると、前記高速走行モードか作業走行モードのいずれかに自動的に振り分ける制御構成としており、運転者は前後進と副速度段の設定をした後は、走行中はアクセルペダル２０の踏み込み操作を行うだけでよく、ロックアップクラッチ２３９の入切状態を特に意識することなく作業を行うことができる。これにより、運転者が走行状態に適した走行モードを自在に選択することができ、実施例１の場合と同様に、ギア式変速装置２３３の速度段が高速走行モードに設定された場合、該速度段に一度設定すると、トルクコンバータ２０４によってトルクを高速走行に適したトルクに自動的に変更することができ、路上走行時におけるペダルやレバー等による煩雑な変速操作が不要となって、運転操作性が向上し、更に、加速・変速も極めて滑らかに行うことができ、十分な走行安定性が得られる。一方、ギア式変速装置２３３の速度段が作業走行モードに設定された場合は、ギア式変速装置２３３のみで変速されるため、走行抵抗の大きな軟弱な圃場等を走行してトルクが大きく変動しても一定速度で作業することができ、更に、流体によるトルクコンバータ２０４使用時に比べて動力伝達ロスを小さく抑えることができ、作業速度の安定化や動力伝達効率の向上によって高い作業効率を確保することができるのである。また、実施例１と同様に、主変速装置２０８には、作業車２０１を発進させる際に使用する発進用の低速系ギア列である１速ギア列６１・８１を設け、発進時には該１速ギア列を選択するようにしており、トルクコンバータ２０４を介さずに出力されたエンジン動力によって走行する場合であっても、この発進用の１速ギア列を用いることにより、エンストを起こすことなく作業車２０１を確実に発進させることができ、常に安定した発進性能を得ることができる。更に、低速系ギア列を使って発進するので、発進時の負荷が軽減され、小さなクラッチパックでも十分な耐久性を得ることができる。
【００９１】
なお、前記ＰＴＯ軸１４にＰＴＯクラッチ１０、ＰＴＯ変速装置６を介して連結される出力軸２０５は、実施例１とは異なり、エンジン２からの入力軸２０３とはトルクコンバータ２０４を介して連結されている。このため、ＰＴＯ軸１４は、ロックアップ入状態の作業走行モードでは、エンジン２に直結されて常に一定速度で回動されるが、ロックアップ切状態の高速走行モードでは、トルクコンバータ２０４によりトルクに応じて変化する回転速度で回動されることから、負荷は小さいが走行速度に応じて自動変速する必要のある作業、例えば播種作業や散布作業を高速で行いたい場合等に適した構成となっている。
【００９２】
次に、実施例２の別形態について、図１１により説明する。
本形態の作業車４０１は、ギア式変速装置４３３の副変速装置４０９のみが前記実施例２と異なり、それ以外の、エンジン２、トルクコンバータ２０４、前後進切替装置２０７、主変速クラッチ２５６、主変速装置２０８、ＰＴＯ変速装置６、及びデフギア装置４３等は、前記実施例２と同じ構成から成るものである。具体的には、本形態の副変速装置４０９には、副変速ギア列の伝動上手側に、主変速装置２０８からの主変速動力を断接するための摩擦多板式の副変速クラッチ４０２が設けられている。
【００９３】
該副変速装置４０９においては、前記主変速出力軸２１８の後端に、一端が開口した円筒状の軸４０３の底面部が固設され、該軸４０３の開口部には、前記副変速出力軸２１９の前端が回動可能に軸支され、該副変速出力軸２１９上には、前から順に、低速ギア４０４と高速ギア４０５とが相対回転可能に環設されている。そして、副変速出力軸２１９に平行に副変速軸４０６が回転可能に軸支され、該副変速軸４０６の前部にはギア４０８が固設され、該ギア４０８は前記軸４０３に環設固定されたギア４０７に噛合されて、これらギア４０７・４０８を介して、主変速動力が副変速軸４０６に伝達されるようにしている。
【００９４】
該副変速軸４０６上で前記ギア４０８の後方には、前記副変速クラッチ４０２が配設され、該副変速クラッチ４０２の更に後方の副変速軸４０６上には、円筒状のクラッチ軸４１０が相対回転可能に外嵌されており、副変速クラッチ４０２が入ると、クラッチ軸４１０は、この副変速クラッチ４０２を介して前記副変速軸４０６に相対回転不能に係合される。
【００９５】
更に、このクラッチ軸４１０上には、前から順に、小径ギア４１１と大径ギア４１２が環設固定され、このうちの小径ギア４１１は前記低速ギア４０４に噛合され、大径ギア４１２は前記高速ギア４０５に噛合されており、低速ギア列４１１・４０４と高速ギア列４１２・４０５から成る副変速駆動列が形成されている。そして、低速ギア４０４と高速ギア４０５との間の副変速出力軸２１９にはスプラインハブ４０７が相対回転不能に係合され、該スプラインハブ４０７にはシフタ４０７ａが軸芯方向摺動自在かつ相対回転不能に係合されると共に、前記低速ギア４０４と高速ギア４０５でスプラインハブ４０７側に向かう部分には、それぞれクラッチ歯部４０４ａ・４０５ａが形成されている。
【００９６】
このような構成において、前記前後進切替装置２０７を前進段か後進段に、副変速装置４０９を低速段か高速段に設定し、副変速クラッチ４０２を入状態とした上で、ブレーキペダルの解放操作とアクセルペダル２０の踏み込み操作を順番に行って作業車を発進させると、実施例１や実施例２と同様にして、前記作業走行モードや高速走行モードで走行することができる。
【００９７】
更に、本実施例では、副変速段を変更する際に、走行中に副変速クラッチ４０２を一旦切状態にしてから所定の副速度段に設定した後、副変速クラッチ４０２の摩擦板間の挟持力を図示せぬアクチュエータによって連続的に変化させることができ、切状態から入状態までの伝達トルクも連続的に変化させる。これにより、走行中に副変速を行う場合であっても、低速ギア列４１１・４０４や高速ギア列４１２・４０５と副変速出力軸２１９との係合に伴う、伝達系への過剰な負荷が発生しないようにすることができる。
【００９８】
すなわち、前記有段式変速装置であるギア式変速装置４３３には、前記主変速装置２０８からの主変速動力を複数の副速度段に変速する副変速装置４０９を設け、該副変速装置４０９と前記主変速装置２０８との間に伝達トルクの連続的変化が可能なクラッチである摩擦多板式の副変速クラッチ４０２を設け、該副変速クラッチ４０２の入切状態を徐々に変化可能な変速制御構成とするので、走行中であっても滑らかな副変速を可能とすることができ、副変速をシフト操作する度に作業車を停止させる必要がなくなり、作業効率の向上や運転負荷の軽減を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、エンジンから出力されるエンジン動力を変速して車軸に伝達する有段式変速装置を備える全ての作業車用変速機構に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施例１に係わる作業車の全体構成を示すスケルトン図である。
【図２】実施例１の主変速装置の平面一部断面図である。
【図３】実施例１の変速操作やクラッチ操作のための油圧回路図である。
【図４】同じくブロック図である。
【図５】クラッチの係合構成の説明図であって、図５（ａ）は係合部分の側面断面図、図５（ｂ）は係合部分の平面断面図である。
【図６】本発明の実施例２に係わる作業車の全体構成を示すスケルトン図である。
【図７】実施例２の主変速装置の平面一部断面図である。
【図８】実施例２の変速操作やクラッチ操作のための油圧回路図である。
【図９】同じくブロック図である。
【図１０】発進時の使用するギア列を示す説明図である。
【図１１】実施例２の別形態の作業車の全体構成を示すスケルトン図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 作業車
２ エンジン
４・２０４ トルクコンバータ
６ ＰＴＯ変速装置
７・２０７ 前後進切替装置
８・２０８ 主変速装置
９・２０９ 副変速装置
１４ ＰＴＯ軸
３３・２３３ 有段式変速装置
５５・２５６ａ 第一クラッチ
５６・２５６ｂ 第二クラッチ
６１・８１ 低速系ギア列
８０・２８０ ロックアップ機構
１４５ 切替手段
２１５ 共通の伝動軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから出力されるエンジン動力を変速して車軸に伝達する有段式変速装置を備えた作業車用変速機構において、前記エンジンと有段式変速装置との間にトルクコンバータを介設し、該トルクコンバータを介して前記有段式変速装置にエンジン動力を伝達して変速を行う高速走行モードと、前記有段式変速装置にエンジン動力を直接伝達して変速を行う作業走行モードとを設け、該作業走行モードと前記高速走行モードのいずれか一方の走行モードに、前記有段式変速装置の各速度段を設定可能な変速制御構成としたことを特徴とする作業車用変速機構。
【請求項２】
前記トルクコンバータには、前記有段式変速装置にエンジン動力を直接伝達するロックアップ機構を設けることを特徴とする請求項１記載の作業車用変速機構。
【請求項３】
前記有段式変速装置には、作業車を発進させる際に使用する発進用の低速系ギア列を設け、発進時には該低速系ギア列を選択することを特徴とする請求項１または請求項２記載の作業車用変速機構。
【請求項４】
前記有段式変速装置には、奇数段の変速駆動列への動力断接用の第一クラッチと、偶数段の変速駆動列への動力断接用の第二クラッチとを備え、奇数段と偶数段それぞれの変速駆動列が選択された状態で該第一クラッチ及び第二クラッチのうち、一方の離間作動と他方の接合作動とを時間的にオーバーラップさせる主変速装置を設けることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれか一項に記載の作業車用変速機構。
【請求項５】
前記有段式変速装置には、前記主変速装置からの主変速動力を複数の副速度段に変速する副変速装置を設け、各副速度段を選択すると前記高速走行モードと作業走行モードのうちの所定の走行モードに自動的に振り分ける切替手段を備えることを特徴とする請求項４記載の作業車用変速機構。
【請求項６】
前記トルクコンバータの伝動下手側に、進行方向を前後に切り替える前後進切替装置を配設し、該前後進切替装置の伝動下手側に、前記第一クラッチと第二クラッチを配設することを特徴とする請求項４または請求項５記載の作業車用変速機構。
【請求項７】
前記第一クラッチと第二クラッチは、共通の伝動軸上に背中合わせに配設することを特徴とする請求項４または請求項５または請求項６記載の作業車用変速機構。
【請求項８】
前記作業車用変速機構には、エンジン動力を変速してＰＴＯ軸に伝達するＰＴＯ変速装置を備え、該ＰＴＯ変速装置に、前記トルクコンバータを介さずにエンジン動力を直接伝達することを特徴とする請求項１乃至請求項７のうちのいずれか一項に記載の作業車用変速機構。
【請求項１】
エンジンから出力されるエンジン動力を変速して車軸に伝達する有段式変速装置を備えた作業車用変速機構において、前記エンジンと有段式変速装置との間にトルクコンバータを介設し、該トルクコンバータを介して前記有段式変速装置にエンジン動力を伝達して変速を行う高速走行モードと、前記有段式変速装置にエンジン動力を直接伝達して変速を行う作業走行モードとを設け、該作業走行モードと前記高速走行モードのいずれか一方の走行モードに、前記有段式変速装置の各速度段を設定可能な変速制御構成としたことを特徴とする作業車用変速機構。
【請求項２】
前記トルクコンバータには、前記有段式変速装置にエンジン動力を直接伝達するロックアップ機構を設けることを特徴とする請求項１記載の作業車用変速機構。
【請求項３】
前記有段式変速装置には、作業車を発進させる際に使用する発進用の低速系ギア列を設け、発進時には該低速系ギア列を選択することを特徴とする請求項１または請求項２記載の作業車用変速機構。
【請求項４】
前記有段式変速装置には、奇数段の変速駆動列への動力断接用の第一クラッチと、偶数段の変速駆動列への動力断接用の第二クラッチとを備え、奇数段と偶数段それぞれの変速駆動列が選択された状態で該第一クラッチ及び第二クラッチのうち、一方の離間作動と他方の接合作動とを時間的にオーバーラップさせる主変速装置を設けることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれか一項に記載の作業車用変速機構。
【請求項５】
前記有段式変速装置には、前記主変速装置からの主変速動力を複数の副速度段に変速する副変速装置を設け、各副速度段を選択すると前記高速走行モードと作業走行モードのうちの所定の走行モードに自動的に振り分ける切替手段を備えることを特徴とする請求項４記載の作業車用変速機構。
【請求項６】
前記トルクコンバータの伝動下手側に、進行方向を前後に切り替える前後進切替装置を配設し、該前後進切替装置の伝動下手側に、前記第一クラッチと第二クラッチを配設することを特徴とする請求項４または請求項５記載の作業車用変速機構。
【請求項７】
前記第一クラッチと第二クラッチは、共通の伝動軸上に背中合わせに配設することを特徴とする請求項４または請求項５または請求項６記載の作業車用変速機構。
【請求項８】
前記作業車用変速機構には、エンジン動力を変速してＰＴＯ軸に伝達するＰＴＯ変速装置を備え、該ＰＴＯ変速装置に、前記トルクコンバータを介さずにエンジン動力を直接伝達することを特徴とする請求項１乃至請求項７のうちのいずれか一項に記載の作業車用変速機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１８０２５５（Ｐ２００８−１８０２５５Ａ）
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３０４１（Ｐ２００７−１３０４１）
【出願日】平成１９年１月２３日（２００７．１．２３）
【出願人】（０００１２５８５３）株式会社 神崎高級工機製作所 (210)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２３日（２００７．１．２３）
【出願人】（０００１２５８５３）株式会社 神崎高級工機製作所 (210)
【Ｆターム（参考）】
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