产业车辆用变速器的制作方法

专利名称：产业车辆用变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及产业车辆用变速器，特别是涉及在前进及后退时可以进行多 级变速，并且将来自发动机侧的旋转进行变速而输出的产业车辆用变速器。
背景技术：
作为轮式装载机等产业车辆用的变速器，通常提供有如专利文件1所述 的液压式变速器。这种变速器在发动机与变速器本体之间设有变矩器，在变 速器本体内设有用于切换前进/后退的前进用液压式离合器及后退用液压式
离合器，以及在前进时及后退时的任一时候都能够动作的多个变速级用液压 式禺合器。
这样的变速器构成为在前进时，使前进用液压式离合器连接(动力传 递状态)、使后退用液压式离合器断开(动力切断状态)，在此基础上，根据 行驶状态等选择合适的变速级，并使相应的变速级的液压式离合器连接；相 反，在后退时，使前进用液压式离合器断开、使后退用液压式离合器连接， 在此基础上，根据行驶状态等选择合适的变速级，并使相应的变速级的液压 式离合器连接。
另一方面，在乘用车中，为了快速进行变速时的切换，提供有一种双离 合器式车辆用变速器(例如，专利文件2 )。该专利文件2所述的变速器具有 奇数级变速用的第一变速机构、偶数级变速用的第二变速机构以及对应于各 变速机构设置的第一离合器机构、第二离合器机构。
在此，例如在以奇数级的变速级行驶时，通过在偶数级变速用的第二变 速机构侧作好变速的准备(预切换)，能够快速进行从奇数级到偶数级的变 速。
专利文件1:(日本)特开2005-282830号公报 专利文件2:(曰本)特开2001-99246号公报
通常如专利文件1所述那样，现有的产业车辆用变速器采用变矩器和多
4个液压式离合器而构成。变矩器由于利用流体来传递动力，因此动力传递效 率低。另外，现有的变速器由于在各变速级设有液压式离合器，因此结构复 杂，而且用于向液压式离合器供给液压的油路的结构变得复杂。
于是，考虑在轮式装载机等产业车辆用的变速器上使用作为乘用车的变 速器而使用的如专利文件2所述的结构。
但是，在产业车辆用变速器中，与前进侧同样，在后退侧也与前进行驶
时同样需要多个变速级，不能直接使用如专利文件2所述的结构。

发明内容
本发明的课题在于，用简单的结构实现高效率的产业车辆用变速器。 第 一发明的产业车辆用变速器是在前进及后退时可以进行多级变速，对
来自发动机侧的旋转进行变速而输出的变速器，包括输入轴、第一变速机 构、第二变速机构、离合器机构、旋转方向切换机构及输出轴。输入轴输入 来自发动机侧的旋转。第一变速机构是用于在多个变速级之间对来自输入轴 的旋转进行变速的机构。第二变速机构是与第一变速机构一并设置，用于在 多个变速级之间对来自输入轴的旋转进行变速的机构。离合器机构配置在第 一变速机构及第二变速机构的输入侧，包括用于进行前进/后退切换的前进用 离合器及后退用离合器，以及用于向第一变速机构输入来自发动机的旋转的 第一弹压齿式离合器及用于向第二变速机构输入来自发动机的旋转的第二 弹压齿式离合器。旋转方向切换机构是用于根据由前进用离合器及后退用离 合器所进行的前进/后退的切换，将输入到第一变速机构或第二变速机构的输 入旋转方向切换为前进用旋转方向或后退用旋转方向的4几构。向输出轴输入 来自第一变速机构及第二变速机构的旋转并将其输出。
在该变速器中，来自发动机的旋转被输入到输入轴。当前进行马史时，前 进用离合器连接(动力传递状态)，后退用离合器断开(动力切断状态)。这 样，来自输入轴的旋转输入到由第一弹压齿式离合器及第二弹压齿式离合器 选择的第一变速机构或第二变速机构。相反，当后退行驶时，前进用离合器 断开，后退用离合器连接，来自输入轴的旋转输入到第一变速机构或第二变 速机构。另外，在前进行驶或后退行驶时，当利用输入到第一变速机构侧的 输入进行变速时，第一弹压齿式离合器连接，第二弹压齿式离合器断开。相 反，当利用输入到第二变速机构侧的输入进行变速时，第一弹压齿式离合器
5断开，第二弹压齿式离合器连接。
在此，通过旋转方向切换机构，在前进行驶时输入到各变速机构的输入 旋转方向切换成前进用旋转方向，在后退行使时输入到各变速机构的输入旋 转方向切换成后退用旋转方向。
在此，通过将具有前进用离合器和后退用离合器以及第一弹压齿式离合 器和第二弹压齿式离合器的离合器机构设置在变速机构的前段，利用 一组变
速机构在前进行驶时及后退行驶时这两种情况下能够得到多个变速级。另 外，能够快速进行前进/后退时各变速级的变速。
另外，通常在具有如上结构的变速机构中，由于能够利用牙嵌式离合器 构成，因此与现有的变速器相比，能够简化各变速机构的结构。
第二发明的产业车辆用变速器，是在第一发明的产业车辆用变速器中， 前进用离合器及后退用离合器中的一个与第一弹压齿式离合器及第二弹压 齿式离合器中的一个作为第一离合器对同轴配置。另外，前进用离合器及后 退用离合器中的另一个与第一弹压齿式离合器及第二弹压齿式离合器中的 另一个作为第二离合器对同轴配置。
在此，作为一个例子，前进用离合器与第一弹压齿式离合器作为第一离 合器对同轴配置，后退用离合器与第二弹压齿式离合器作为第二离合器对同 轴配置。
在这种情况下，包含在各离合器对中的两个离合器能够共用部分结构部 件，结构变得更加简单。例如，当把各离合器作为液压式离合器时，能够把 收纳离合器片的离合器箱的一部分实现共用。另外，能够避免在与轴向正交 的横向及纵向上的占有空间变大。
第三发明的产业车辆用变速器，是在第二发明的产业车辆用变速机中， 第 一变速机构及第二变速机构分别具有与输入轴平行地配置的第 一变速轴、 第二变速轴，第一离合器对及第二离合器对中的一对与输入轴同轴配置，第 一离合器对及第二离合器对中的另 一对与第 一变速轴及第二变速轴中的一 个同轴配置。
在此，作为一个例子，第一离合器对与输入轴同轴配置，第二离合器对 与第二变速轴同轴配置。
在这种情况下，能够使横向及纵向的空间与专利文件1所述的产业车辆 用的变速箱相同。即，在现有的变速器中，设有输入轴、第一变速轴及第二
6变速轴，在各轴上配置有液压式离合器。在本发明中，由于仅在输入轴与第 一变速轴或第二变速轴上设有离合器机构，因此，假设即使与现有技术同样 地由液压式离合器构成各离合器机构，也不会增大横向及纵向的空间。
第四发明的工程车辆用变速器，是在第三发明的产业车辆用变速器中，
旋转方向切换机构具有第一齿轮系，用于向第一离合器对及第二离合器对 输入同方向的旋转；第二齿轮系，用于对第一离合器对及第二离合器对彼此 的输出旋转进行反转并传递给对方一侧；第三齿轮系，对第一离合器对及第 二离合器对中与输入轴同轴配置的离合器对输出的旋转方向进行反转，并输 入到与第 一 离合器对及第二离合器对不在同 一轴上的变速机构。
在此，虽然来自发动机的旋转输入到第一离合器对及第二离合器对，但 是输入到各离合器对的输入旋转方向通过第一齿轮系成为同方向。但是，各 离合器对的彼此的输出旋转通过第二齿轮系逆向旋转并传递给对方一侧。而 且，与输入轴同轴配置的离合器对的输出旋转，通过第三齿轮系逆向旋转并 输入到与两离合器对不在同 一轴上的变速轴。
在此，作为一个例子，由前进用离合器及第一弹压齿式离合器构成的第 一离合器对与输入轴同轴配置，由后退用离合器及第二弹压齿式离合器构成 的第二离合器对与第二变速机构的变速轴同轴配置。在该例子中，当前进行 驶时，前进用离合器连接，后退用离合器断开时，发动机的旋转通过以下路 径输入到第 一变速机构及第二变速机构。
〈前进时向第一变速机构的输入第一弹压齿式离合器为连接〉
输入轴(旋转方向第一方向)—第一离合器对(第一方向)—第三齿 轮系(第二方向=前进)—第一变速机构
〈前进时向第二变速机构的输入第二弹压齿式离合器为连接〉
输入轴(第一方向)4第一离合器对(前进用离合器第一方向)—第 二齿轮系(第二方向)—第二离合器对(第二方向=前进)—第二变速机构
这样，第二方向(前进方向)的旋转传递到第一变速机构及第二变速机构。
另一方面，在后退行驶时，前进用离合器断开，后退用离合器连接，发 动机的旋转通过以下路径输入到第一变速机构及第二变速机构。
〈后退时向第一变速机构的输入第一弹压齿式离合器为连接〉 输入轴(第一方向)—第一齿轮系(第一方向)—第二离合器对(后退
7用离合器第一方向)—第二齿轮系(第二方向)—第一离合器对(第一弹
压齿式离合器第二方向)—第三齿轮系(第一方向=后退)4第一变速机 构
〈后退时向第二变速机构的输入第二弹压齿式离合器为连接〉 输入轴(第一方向)4第一齿轮系(第一方向)—第二离合器对(后退 用离合器+第二弹压齿式离合器第一方向-后退)—第二变速机构
这样，第一方向(后退方向)的旋转传递到第一变速机构及第二变速机构。
第五发明的产业车辆用变速器，是在第一至第四发明的产业车辆用变速 器中，还包括主离合器装置，该主离合器装置设置在发动机与离合器机构之 间，用于向输入轴传递来自发动机的旋转。
在这种情况下，由于不是由变矩器而是由主离合器装置将来自发动机的 旋转传递到变速机构侧，因此能够有效地传递发动机的动力。另外，在主离 合器装置例如由液压离合器构成的情况下，由于通过控制离合器液压，能够 控制离合器容量，因此，通过降低该主离合器装置的离合器容量，能够避免 在负载激增时等发动机停车。


图1是本发明的一实施方式所采用的轮式装载机用变速器的展开剖面 结构图2是从后方观察所述变速器的图； 图3是表示所述变速器的框架图4是表示所述变速器的第一变速机构及第二变速机构的结构的示意
图；；曰 、" '；''、、、/、、 、、么、_ '"爿、，一、； 图6是用于说明所述变速器的各变速级中的动力传递路径的示意图； 图7是用于说明所述变速器的各变速级中的动力传递路径的示意图； 图8是用于说明所述变速器的各变速级中的动力传递路径的示意图；图12是用于说明所述变速器的各变速级中的动力传递路径的示意图13是用于说明所述变速器的各变速级中的动力传递路径的示意图14是用于说明所述变速器变速时的动作的图15是用于说明所述变速器变速时的动作的图16是用于说明所述变速器变速时的动作的图17是用于说明所述变速器变速时的动作的图18是用于说明所述变速器变速时的动作的图19是用于说明所述变速器变速时的动作的图。
附图标记说明
1 主离合器
2 输入轴
3第一变速机构 4 第二变速机构 5F第一离合器对 5R第二离合器对
6 ^走转方向切换:才几构
7 llr出轴
8 变速用空转轴 12 第一变速轴 20 第二变速轴 Cl-C8 牙嵌式离合器 F前进用离合器
R后退用离合器。
具体实施方式
[整体结构]
图1是本发明的一实施方式的变速器的展开剖面结构，图2是从变速器 的后方看到的轴等的简略配置图。另外，图3是本变速器的框架图。进而， 图4是仅取出变速机构部分的示意图。
在图1中表示的变速器是例如设于轮式装载机上的变速器，前进与后退 共有十个变速级。该变速器包括输入有来自发动机的旋转的主离合器1、
9经由主离合器1输入发动机旋转的输入轴2、第一变速机构3、第二变速机 构4、离合器机构5、旋转方向切换机构6及输出轴7。另外，在第一变速机 构3及第二变速机构4与输出轴7之间设有变速用空转轴8与输出用空转轴9。
主离合器l是液压式离合器，通过控制离合器液压，能够控制离合器容 量。在该主离合器1中，输入侧的部件la与发动机侧的部件连接，输出侧 的部件lb与输入轴2连接。另外，用于驱动辅助机械类(補機類)的动力 牵引机构(未图示)与主离合器1的输入侧的部件la连接。
输入轴2通过一对轴承旋转自如地支承在变速器的壳体10上。在该输 入轴2的前端部上，不仅通过花键结合有主离合器1的输出侧部件lb，而且 经由轴承旋转自如地支承有主离合器1的输入侧部件la。
第一变速机构3是当选择十个变速级中的奇数级(一速及三速，五速， 七速及九速)时输入旋转的机构，具有第一变速轴12、第一速及第三速用 (以下称为一速及三速)驱动齿轮13、第五速用(以下称为五速)驱动齿轮 14、第七速及第九速用(以下称为七速及九速)驱动齿轮15及减速用齿轮 16，还具有第一 第三牙嵌式离合器C1， C2， C3。
第一变速轴12配置为偏向输入轴2且与输入轴2平行，并且通过一对 轴承旋转自如地支承在壳体10上。另外， 一速及三速驱动齿轮13、五速驱 动齿轮14、七速及九速驱动齿轮15分别通过一对轴承旋转自如地支承在第 一变速轴12上。另外，减速齿轮16不能相对旋转地安装在第一变速轴12 的发动机侧的前端部上。
牙嵌式离合器CI -C3是轴向移动而用于使各驱动齿轮13-15不能相 对旋转地固定在第一变速轴12上，或者用于相互连接两个驱动齿轮的离合 器。
具体地讲，第一牙嵌式离合器Cl是用于在以下状态之间进行切换的离 合器，即，将第一变速轴12与一速及三速驱动齿轮13之间连接，或者将一 速及三速驱动齿轮13与五速驱动齿轮14之间连接，或者断开(任何齿轮之 间均未连接)。第二牙嵌式离合器C2是用于在以下状态之间进行切换的离合器，即，将第一变速轴12与五速驱动齿轮14之间连接，或者将五速驱动 齿轮14与七速及九速驱动齿轮15之间连接，或者断开。第三牙嵌式离合器 C3是用于在以下状态之间进行切换的离合器，即，将第一变速轴12与七速 及九速驱动齿轮15之间连接，或者将两者之间断开。另外，第三牙嵌式离 合器C3相对第一变速轴12始终不能相对旋转，第一及第二牙嵌式离合器 Cl, C2分别位于相对第一变速轴12不能相对旋转的位置及相对旋转自如的 位置。
第二变速机构4是当选"t奪十个变速级中的偶数级(二速及四速，六速， 八速及十速)时输入旋转的机构，具有第二变速轴20、第二速及第四速用 (以下称为二速及四速)驱动齿轮21、第六速用(以下称为六速)驱动齿轮 22、第八速及第十速用(以下称为八速及十速)驱动齿轮23,还具有第四 第六牙嵌式离合器C4， C5, C6。
第二变速轴20配置为偏向输入轴2且与输入轴2及第 一变速轴12平行， 并且通过一对轴承旋转自如地支承在壳体10上。另外，二速及四速驱动齿 轮21、六速驱动齿轮22、八速及十速驱动齿轮23分别通过一对轴承旋转自 如地支承在第二变速轴20上。
第四 第六牙嵌式离合器C4, C5, C6是轴向移动用于将各驱动齿轮 21~23固定(不能相对旋转)在第二变速轴20上，或者将两个驱动齿轮相 互连接的离合器。另外，第六牙嵌式离合器C6始终不能相对于第二变速轴 20进行旋转，第四及第五牙嵌式离合器C4， C5位于相对于第二变速轴20 不能相对旋转的位置及相对旋转自如的位置。
具体地讲，第四牙嵌式离合器C4是用于在以下状态之间进行切换的离 合器，即，将第二变速轴20与二速及四速驱动齿轮21之间连接，或者将二 速及四速驱动齿轮21与六速驱动齿轮22之间连接，或者断开。第五牙嵌式 离合器C5是用于在以下状态之间进行切换的离合器，即，将第二变速轴20 与六速驱动齿轮22之间连接，或者将六速驱动齿轮22与八速及十速驱动齿 轮23之间连接，或者断开。第六牙嵌式离合器C6是用于在以下状态之间进 行切换的离合器，即，将第二变速轴20与八速及十速驱动齿轮23之间连接， 或者断开。
而且，在该第二变速轴20上设有同步机构24，该同步机构24用于在
ii变速时使牙嵌式离合器的啮合顺利地进行。如图3所示，同步机构24具有 相对旋转自如地分别支承在第二变速轴20上的第一同步齿轮24a及第二同 步齿轮24b，以及用于连接这些同步齿轮24a, 24b与第二变速轴20的锥形 离合器24c。
变速用空转轴8与各变速轴12， 20同样，通过一对轴承旋转自如地支 承在壳体10上。另外，如从图2所明知的那样，变速用空转轴8配置在第 一及第二变速轴12, 20的下方并与这些轴12， 20平4亍，并且与输入轴2位 于同一垂直线上。在该变速用空转轴8上设有从动齿轮与第七及第八牙嵌式 离合器C7， C8，其中，从动齿轮与设置在第一及第二变速机构3， 4上的各 驱动齿轮啮合。进一步详细地讲，第一 第五从动齿轮26， 27， 28, 29， 30 从发动机侧依次分别经由轴承旋转自如地支承在变速用空转轴8上。另外， 第一从动齿轮26与第二从动齿轮27构成为相互一体地旋转，第四从动齿轮 29与第五从动齿轮30构成为相互一体地旋转。另外，第一从动齿轮26始终 与七速及九速驱动齿轮15啮合，第二从动齿轮27始终与二速及四速驱动齿 轮21啮合，第三从动齿轮28始终与五速驱动齿轮14及六速驱动齿轮22啮 合，第四从动齿轮29始终与一速及三速驱动齿轮13啮合，第五从动齿轮30 始终与八速及十速驱动齿轮23啮合。
第七及第八牙嵌式离合器C7， C8是轴向移动用于使各从动齿轮不能相 对旋转地固定在变速用空转轴8上的离合器。另外，第七及第八牙嵌式离合 器C7, C8始终相对于变速用空转轴8不能相对旋转。
具体地讲，第七牙嵌式离合器C7是用于连接或断开变速用空转轴8与 第一及第二从动齿轮26, 27之间的离合器，第八牙嵌式离合器C8是用于连 接或断开变速用空转轴8与第四及第五从动齿轮29, 30之间的离合器。
另外，在变速用空转轴8的后端(与发动才几相反的一侧的端部)设有停 车制动器32。
输出用空转轴9与其他轴同样，通过一对轴承旋转自如地支承在壳体 10上。另外，如从图2所明知的那样，输出用空转轴9配置为在变速用空转 轴8的下方与变速用空转轴8平行且从后方看偏向左侧(第二变速轴20 )。 在该输出用空转轴9上固定有第一及第二输出用空转轴35， 36。另外，第一输出用空转齿轮35与变速用空转轴8的第三从动齿轮28啮合。 [输出轴]
输出轴7与其他轴同样，通过一对轴承旋转自如地支承在壳体10上， 在其两端安装有与车轴侧的部件连接的输出凸缘40， 41。另外，如从图2 所明知的那样，输出轴7配置为在输出用空转轴9的下方与各轴平行且与输 入轴2及第二变速轴20位于同一垂直线上。在该输出轴7上固定有输出齿 轮42，该输出齿轮42与输出用空转轴9的第二输出用空转齿轮36啮合。
离合器机构5具有第一离合器对5F与第二离合器对5R，其中，第一离 合器对5F与输入轴2同轴配置，第二离合器对5R与第二变速机构4的第二 变速轴20同轴配置。
〈第一离合器对前进用离合器+第一弹压齿式离合器〉
如图3所示，第一离合器对5F具有前进行驶时处于连接(动力传递状 态)的前进用离合器F以及用于向第一变速机构3传递旋转的第一弹压齿式 离合器SC1。另夕卜，前进用离合器F及第一弹压齿式离合器SC1均是液压式 多片离合器，彼此配置在同一轴上。
进一步详细地讲，前进用离合器F具有不能相对旋转地固定在输入轴 2上的前进用输入齿轮FG、相对旋转自如地设置在输入轴2的周围的离合器 箱45以及设置在前进用输入齿轮FG与离合器箱45之间的多个离合器片。 另外，第一弹压齿式离合器SC1具有与前进用离合器F的离合器箱45共 用的离合器箱、相对旋转自如地支承在输入轴2上的中间齿轮46以及设置 在离合器箱45与中间齿轮46之间的多个离合器片。中间齿轮46具有配 置在输入侧的第一中间齿轮46a以及配置在输出侧的第二中间齿轮46b。第 一中间齿轮46a与同步机构24的第 一 同步齿轮24a啮合，第二中间齿轮46b 与同步机构24的第二同步齿轮24b啮合。另外，第一中间齿轮46a与第二 中间齿轮46b—体地形成。在离合器箱45的外周，离合器箱齿轮47形成在 输出侧(图1的右侧)端部上。
在这种结构中，通过连接前进用离合器F，在前进用输入齿轮FG(即 输入轴2)与离合器箱45之间能够传递动力。另外，通过连接第一弹压齿式 离合器SC1,在离合器箱45与中间齿轮46之间能够传递动力。 〈第二离合器对后退用离合器+第二弹压齿式离合器〉如图3所示，第二离合器对5R具有后退行驶时处于连接状态(动力传 递状态)的后退用离合器R以及用于向第二变速机构4传递旋转的第二弹压 齿式离合器SC2。另外，后退用离合器R及第二弹压齿式离合器SC2均是 液压式多片离合器，彼此配置在同一轴上。
进一步详细地讲，后退用离合器R具有与第二变速轴20同轴配置的 离合器轴48、相对旋转自如地支承在离合器轴48上的后退用输入齿轮RG、 相对旋转自如地设置在离合器轴48周围的离合器箱49以及设置在后退用输 入齿轮RG与离合器箱49之间的多个离合器片。在离合器轴48的输出侧(图 1的右侧)端部形成有花键孔，在该花键孔中卡合有形成于第二变速轴20 的前端的花键轴。后退用输入齿轮RG经由旋转自如地支承在壳体10上的 空转齿轮IG (参照图2和图3)与前进用输入齿轮FG连接。另外，第二弹 压齿式离合器SC2具有与后退用离合器R的离合器箱49共用的离合器箱 以及设置在离合器箱49与离合器轴48之间的多个离合器片。在离合器箱49 的外周，离合器箱齿轮50形成在输出侧(图1的右侧)端部上，该离合器 箱齿轮50与第一弹压齿式离合器SC1的离合器箱齿轮47啮合。
在这种结构中，通过连接后退用离合器R，在后退用输入齿轮RG (即 输入轴2)与离合器箱49之间能够传递动力。另外，通过连接第二弹压齿式 离合器SC2，在离合器箱49与离合器轴48 (即第二变速轴20 )之间能够传 递动力。
旋转方向切换机构6是根据由离合器机构5所进行的前必后退的切换， 将输入到第一变速机构3或第二变速机构4的输入旋转方向，切换成前进用 旋转方向或后退用旋转方向的机构。如图3所示，该旋转方向切换机构6具 有第一齿轮系52、第二齿轮系53及第三齿轮系54，其中，第一齿轮系52 用于向第 一 离合器对5F及第二离合器对5R输入同方向的旋转，第二齿轮系 53用于对第一离合器对5F及第二离合器对5R的输出旋转相互进行反转并 传递给对方一侧，第三齿轮系54用于对第一离合器对5F的输出的旋转方向 进行反转并输入到第一变速机构3。
具体地讲，第一齿轮系52是由前进用输入齿轮FG、空转齿轮IG及后 退用输入齿轮RG构成的齿轮系，第二齿轮系53是由第一弹压齿式离合器 SC1的离合器箱齿轮47及第二弹压齿式离合器SC2的离合器箱齿轮50构成
14的齿轮系，第三齿轮系54是由中间齿轮46及设于第一变速机构3的减速用 齿轮16构成的齿4仑系。
接着，说明如上所述结构的变速器的动力传递路径。首先，说明各变速 级中的通用路径，即从输入轴2直到各变速机构3， 4的动力传递路径。 〈前进用离合器ON+第一弹压齿式离合器ON〉
当前进用离合器F及第一弹压齿式离合器SC1连接(后退用离合器R 及第二弹压齿式离合器SC2断开)时，来自输入轴2的旋转经由前进用离合 器F及第一弹压齿式离合器SC1传递到中间齿轮46,进而经由与该中间齿 轮46啮合的减速齿轮16输入到第一变速机构3的第一变速轴12。
对于此时的旋转方向，若将发动机的旋转方向作为第一方向(以下均相 同)，则输入轴2及中间齿轮46成为第一方向，第一变速轴12的旋转方向 成为第二方向(前进)。
〈前进用离合器ON+第二弹压齿式离合器ON〉
当前进用离合器F及第二弹压齿式离合器SC2连接(后退用离合器R 及第一弹压齿式离合器SC1断开)时，来自输入轴2的旋转经由前进用离合 器F及第二弹压齿式离合器SC2传递到离合器轴48,并输入到与该离合器 轴48花键结合的第二变速机构4的第二变速轴20。
此时的旋转方向为，由于输入轴2及第一弹压齿式离合器SC1的离合 器箱齿轮47为第一方向，因此第二弹压齿式离合器SC2的离合器箱齿轮50 及离合器轴48成为第二方向，第二变速轴20的旋转方向成为第二方向(前 进)。
〈后退用离合器ON+第一弹压齿式离合器ON〉
当后退用离合器R及第一弹压齿式离合器SC1连接(前进用离合器F 及第二弹压齿式离合器SC2断开)时，来自输入轴2的旋转经由前进用输入 齿轮FG、空转齿轮IG及后退用输入齿轮RG输入到后退用离合器R。另夕卜， 后退用离合器R的旋转经由两离合器箱齿轮47， 50的啮合输入到第一弹压 齿式离合器SC1。该旋转传递到中间齿轮46,进而经由与该中间齿轮46啮 合的减速齿轮16输入到第一变速机构3的第一变速轴12。
此时的旋转方向为，由于输入轴2为第一方向，因此离合器轴48及后 退用离合器R (第二弹压齿式离合器SC2)也成为第一方向，因此，第一弹压齿式离合器SC1的旋转方向成为第二方向。因此，第一变速轴12的旋转 方向成为第一方向(后退)。
〈后退用离合器ON+第二弹压齿式离合器ON〉
当后退用离合器R及第二弹压齿式离合器SC2连接(前进用离合器F 及第一弹压齿式离合器SC1断开)时，来自输入轴2的旋转经由前进用输入 齿轮FG、空转齿轮IG及后退用输入齿轮RG输入到后退用离合器R。另夕卜， 后退用离合器R的旋转经由第二弹压齿式离合器SC2输入到离合器轴48及 第二变速机构4的第二变速轴20。
此时的旋转方向为，由于输入轴2为第一方向，因此离合器轴48及后 退用离合器R (第二弹压齿式离合器SC2)也成为第一方向，因此，离合器 轴48及第二变速轴20的旋转方向也成为第一方向(后退)。
这样输入到第一或第二变速机构3， 4的旋转，在各变速级中进行如下
所述的变速。
〈前进第一速〉
在前进第一速时，前进用离合器F及第一弹压齿式离合器SC1连接， 后退用离合器R及第二弹压齿式离合器SC2断开。此时，如前所述，第二 方向的旋转输入到第一变速轴12。另外，如图5所示，在前进第一速中，各 牙嵌式离合器被控制为将以下部件之间连接。
第一牙嵌式离合器Cl:第一变速轴12 + —速及三速驱动齿轮13 第二牙嵌式离合器C2:五速驱动齿轮14 +七速及九速驱动齿轮15 第四牙嵌式离合器C4:第二变速轴20 + 二速及四速驱动齿轮21 第五牙嵌式离合器C5:六速驱动齿轮22 +八速及十速驱动齿轮23 其他牙嵌式离合器断开
在此，输入到第一变速轴12的旋转，经过以下路径传递到变速用空转 轴8。在图5中用实线表示动力传递路径。另外，用虚线表示此时的第二变 速机构4侧的旋转传递路径。用该虚线表示的路径是第二速的旋转传递路径， 表示为^皮预切:换。
第一变速轴12 —第一牙嵌式离合器C1 —一速及三速驱动齿轮13 —第四 及第五从动齿轮29， 30 —八速及十速驱动齿轮23 —第五牙嵌式离合器C5 — 六速驱动齿轮22 —第三从动齿轮28 —变速用空转轴8〈前进第二速〉
在前进第二速时，前进用离合器F及第二弹压齿式离合器SC2被连接，
后退用离合器R及第一弹压齿式离合器SC1被断开。此时，如前所述，第 二方向的旋转输入到第二变速轴20。另外，如图6所示，在前进第二速中， 各牙嵌式离合器被控制为将以下部件之间连接。
第一牙嵌式离合器C1:第一变速轴12 + —速及三速驱动齿轮13 第二牙嵌式离合器C2:五速驱动齿轮14 +七速及九速驱动齿轮15 第四牙嵌式离合器C4:第二变速轴20 + 二速及四速驱动齿轮21 第八牙嵌式离合器C8:第四从动齿轮29 +变速用空转轴8 其他牙嵌式离合器断开
在此，输入到第二变速轴20的旋转，经过以下路径传递到变速用空转 轴8。在图6中用实线表示动力传递路径。另外，用虚线表示此时的第一变 速机构3侧的旋转传递路径。用该虚线表示的路径是第三速的旋转传递路径， 表示为一皮预切:换。
第二变速轴20 —第四牙嵌式离合器C4 — 二速及四速驱动齿轮21 —第一 及第二从动齿轮26， 27 —七速及九速驱动齿轮15 —第二牙嵌式离合器C2 — 五速驱动齿轮14 —第三从动齿轮28 —变速用空转轴8 〈前进第三速〉
在前进第三速时，前进用离合器F及第一弹压齿式离合器SC1被连接， 后退用离合器R及第二弹压齿式离合器SC2被断开。此时，如前所述，第 二方向的旋转输入到第一变速轴12。另外，如图7所示，在前进第三速中， 各牙嵌式离合器一皮控制为将以下部件之间连接。
第一牙嵌式离合器C1:第一变速轴12 + —速及三速驱动齿轮13 第四牙嵌式离合器C4:第二变速轴20 + 二速及四速驱动齿轮21 第七牙嵌式离合器C7:第二从动齿轮27 +变速用空转轴8 第八牙嵌式离合器C8:第四从动齿轮29 +变速用空转轴8 其他牙嵌式离合器断开
在此，输入到第一变速轴12的旋转，经过以下路径传递到变速用空转 轴8。在图7中用实线表示动力传递路径。另外，用虚线表示此时的第二变 速机构4侧的旋转传递路径。用该虚线表示的路径是第四速的旋转传递路径， 表示为一皮预切才奐。
17第 一变速轴12 —第 一牙嵌式离合器CI — 一速及三速驱动齿轮13 —第四 从动齿轮29 —第八牙嵌式离合器C8 —变速用空转轴8 〈前进第四速〉在前进第四速时，前进用离合器F及第二弹压齿式离合器SC2被连接， 后退用离合器R及第一弹压齿式离合器SC1被断开。此时，如前所述，第 二方向的旋转输入到第二变速轴20。另外，如图8所示，在前进第四速中， 各牙嵌式离合器被控制为将以下部件之间连接。第二牙嵌式离合器C2:第一变速轴12 +五速驱动齿轮14 第四牙嵌式离合器C4:第二变速轴20 + 二速及四速驱动齿轮21 第七牙嵌式离合器C7:第二从动齿轮27 +变速用空转轴8 其他牙嵌式离合器断开在此，输入到第二变速轴20的旋转，经过以下路径传递到变速用空转 轴8。在图8中用实线表示动力传递路径。另外，用虚线表示此时的第一变 速机构3侧的旋转传递路径。用该虚线表示的路径是第五速的旋转传递路径， 表示为纟皮预切4灸。第二变速轴20 —第四牙嵌式离合器C4 — 二速及四速驱动齿轮21 —第二 从动齿轮27 —第七牙嵌式离合器C7 —变速用空转轴8 〈前进第五速〉在前进第五速时，前进用离合器F及第一弹压齿式离合器SC1被连接， 后退用离合器R及第二弹压齿式离合器SC2被断开。此时，如前所述，第 二方向的旋转输入到第一变速轴12。另外，如图9所示，在前进第五速中， 各牙嵌式离合器被控制为将以下部件之间连接。第二牙嵌式离合器C2:第一变速轴12 +五速驱动齿轮14第五牙嵌式离合器C5:第二变速轴20 +六速驱动齿轮22其他牙嵌式离合器断开在此，输入到第一变速轴12的旋转，经过以下路径传递到变速用空转 轴8。在图9中用实线表示动力传递路径。另外，用虚线表示此时的第二变 速机构4侧的旋转传递路径。用该虚线表示的路径是第六速的旋转传递路径， 表示为纟皮预切:换。第一变速轴12—第二牙嵌式离合器C2 —五速驱动齿轮14—第三从动齿 轮28—变速用空转轴8〈前进第六速〉在前进第六速时，前进用离合器F及第二弹压齿式离合器SC2被连接，后退用离合器R及第一弹压齿式离合器SC1被断开。此时，如前所述，第 二方向的旋转输入到第二变速轴20。另外，如图IO所示，在前进第六速中， 各牙嵌式离合器一皮控制为将以下部件之间连接。第三牙嵌式离合器C3:第一变速轴12 +七速及九速驱动齿轮15 第五牙嵌式离合器C5:第二变速轴20 +六速驱动齿轮22 第七牙嵌式离合器C7:第一及第二从动齿轮26, 27 +变速用空转轴8 其他牙嵌式离合器断开在此，输入到第二变速轴20的旋转，经过以下路径传递到变速用空转 轴8。在图10中用实线表示动力传递路径。另外，用虚线表示此时的第一变 速机构3侧的旋转传递路径。用该虚线表示的路径是第七速的旋转传递路径， 表示为^皮预切换。第二变速轴20 —第五牙嵌式离合器C5 —六速驱动齿轮22 —第三从动齿 轮28-变速用空转轴8 〈前进第七速〉在前进第七速时，前进用离合器F及第一弹压齿式离合器SC1被连接， 后退用离合器R及第二弹压齿式离合器SC2被断开。此时，如前所述，第 二方向的旋转输入到第一变速轴12。另外，如图ll所示，在前进第七速中， 各牙嵌式离合器被控制为将以下部件之间连接。第三牙嵌式离合器C3:第一变速轴12 +七速及九速驱动齿轮15 第六牙嵌式离合器C6:第二变速轴20 +八速及十速驱动齿轮23 第七牙嵌式离合器C7:第一及第二从动齿轮26, 27 +变速用空转轴8 其他牙嵌式离合器断开在此，输入到第一变速轴12的旋转，经过以下if各径传递到变速用空转 轴8。在图11中用实线表示动力传递路径。另外，用虚线表示此时的第二变 速机构4侧的旋转传递路径。用该虚线表示的路径是第八速的旋转传递路径， 表示为被预切换。第一变速轴12 —第三牙嵌式离合器C3-七速及九速驱动齿轮15 —第一 及第二从动齿轮26, 27 —第七牙嵌式离合器C7 —变速用空转轴8 〈前进第八速〉在前进第八速时，前进用离合器F及第二弹压齿式离合器SC2连接， 后退用离合器R及第一弹压齿式离合器SC1断开。此时，如前所述，第二 方向的旋转输入到第二变速轴20。另外，如图12所示，在前进第八速中， 各牙嵌式离合器被控制为将以下部件之间连接。第三牙嵌式离合器C3:第一变速轴12 +七速及九速驱动齿轮15 第四牙嵌式离合器C4: 二速及四速驱动齿轮21 +六速驱动齿轮22 第六牙嵌式离合器C6:第二变速轴20 +八速及十速驱动齿轮23 第八牙嵌式离合器C8:第四及第五从动齿轮29, 30 +变速用空转轴8 其他牙嵌式离合器断开在此，输入到第二变速轴20的旋转，经过以下路径传递到变速用空转 轴8。在图12中用实线表示动力传递路径。另外，用虚线表示此时的第一变 速机构3侧的旋转传递路径。用该虚线表示的路径是第九速的旋转传递路径， 表示为纟皮预切换。第二变速轴20 —第六牙嵌式离合器C6 —八速及十速驱动齿轮23 —第四 及第五从动齿轮29, 30 —第八牙嵌式离合器C8 —变速用空转轴8 〈前进第九速〉在前进第九速时，前进用离合器F及第一弹压齿式离合器SC1被连接， 后退用离合器R及第二弹压齿式离合器SC2被断开。此时，如前所述，第 二方向的旋转输入到第一变速轴12。另外，如图13所示，在前进第九速中， 各牙嵌式离合器被控制为将以下部件之间连接。第一牙嵌式离合器Cl: 一速及三速驱动齿轮13 +五速驱动齿轮14 第三牙嵌式离合器C3:第一变速轴12 +七速及九速驱动齿轮15 第四牙嵌式离合器C4: 二速及四速驱动齿轮21 +六速驱动齿轮22 第六牙嵌式离合器C6:第二变速轴20 +八速及十速驱动齿轮23 其他牙嵌式离合器断开在此，输入到第一变速轴12的旋转，经过以下路径传递到变速用空转 轴8。在图13中用实线表示动力传递路径。另外，用虚线表示此时的第二变 速机构4侧的旋转传递路径。用该虚线表示的路径是第十速的旋转传递路径， 表示为^皮预切:换。第一变速轴12 —第三牙嵌式离合器C3 —七速及九速驱动齿轮15 —第一 及第二从动齿轮26， 27 —二速及四速驱动齿轮21 —第四牙嵌式离合器C4 —20六速驱动齿轮22 —第三从动齿轮28 —变速用空转轴8 〈前进第十速〉在前进第十速时，前进用离合器F及第二弹压齿式离合器SC2被连接， 后退用离合器R及第一弹压齿式离合器SC1被断开。此时，如前所述，第 二方向的旋转输入到第二变速轴20。另外，在前进第十速中，各牙嵌式离合 器的连接、断开与前进第九速的情况相同。在此，输入到第二变速轴20的动力，经过以下路径传递到变速用空转 轴8。另外，此时的第一变速机构3侧的旋转传递路径与前进第九速的情况 相同。第二变速轴20 —第六牙嵌式离合器C6 —八速及十速驱动齿轮23 —第四 及第五从动齿轮29， 30 ——速及三速驱动齿轮13 —第一牙嵌式离合器C1 — 五速驱动齿轮14 —第三从动齿轮28 —变速用空转轴8 〈后退第一速 第十速〉在后退时，与前进时的不同之处在于，使前进用离合器F断开，使后退 用离合器R连接。因此，在后退时，虽然向第一变速轴12及第二变速轴20 输入与前进反方向的旋转，但是，在各速度级中的牙嵌式离合器的控制、动 力传递路径与前进的各变速级的情况完全相同。[动力传递路径输出侧通用路径]这样在各变速级中输出到变速用空转轴8的旋转，经由与变速用空转轴 8的第三从动齿轮28啮合的第一输出用空转齿轮35、输出用空转轴9及第 二输出用空转齿轮36传递到输出齿轮42,进一步经由输出轴7及输出凸缘 40, 41输出到车轴。[关于变速时的同步]在本实施方式中，如前所述，对于奇数级的变速级，向第一变速机构3 中输入旋转，对于偶数级的变速级，向第二变速^/L构4输入旋转。这样，在 逐级进行变速时，在负责下一个变速级侧的变速机构中进行预切换，并且， 当进一步变速到下一个变速级时，利用同步机构24使牙嵌式离合器的啮合顺利地进行。下面，利用图6并以从第六速到第五速再到第四速进行变速的情况为例，i兌明预切:换的动作。在第六速中，动力按照图14 (与图9相同)的实线表示的路径传递。在该第六速中，在第一变速机构3侧准备有第五速的旋转传递路径(用图14的虚线表示的路径)。即，被预切换。因此，从第六速变速为第五速时，仅通过使第二弹压齿式离合器SC2断开、使第一弹压齿式离合器SC1连接就 能够进行变速。将该第五速的旋转传递路径用实线表示在图15中。接着，当从第五速变速为第四速时，需要通过同步机构24进行同步。 在此，首先，如图16所示，当选择第五速时，使第五牙嵌式离合器C5断开， 该第五牙嵌式离合器C5直到选择第五速之前一直连接第二变速轴20与六速 驱动齿轮22。然后，如图17所示，使同步机构24的锥形离合器24c移动到 输入侧，瞬间地连接第二变速轴20与第一同步齿轮24a。此时，由于第一同 步齿轮24a与第一中间齿轮46a啮合，因此第一变速机构3侧的旋转经由第 一中间齿轮46a及第一同步齿轮24a传递到第二变速轴20。在此，各变速级 被设定成各级之间的级间差为恒定，另外，将各齿轮的齿数设定为，该级间 差与第 一中间齿轮46a与第一同步齿轮24a之间的齿数比相等，或者与第二 中间齿轮46b与第二同步齿轮24b之间的齿数比相等。因此，在选择第五速 的状态下，通过断开第五牙嵌式离合器C5,瞬间地启动同步机构24，第二 变速轴20的转速与选择第四速时的转速相同或接近。在进行如上所述的同步后，如图18所示(同步机构24已^皮断开)，启 动第四牙嵌式离合器C4，连接第二变速轴20与二速及四速驱动齿轮21。此 时，通过利用如前所述的同步机构24进行的同步，控制第二变速轴20的转 速，因此能够顺利地使第四牙嵌式离合器C4啮合。然后，如图19所示，在 断开第一弹压齿式离合器SC1的同时连接第二弹压齿式离合器SC2。据此， 动力按照图19的实线表示的路径传递，完成向第四速的变速。在其他的变速动作中，也通过与以上的动作基本上相同的动作进行同 步，能够顺利地进行变速。[本实施方式的效果]在该装置中，通过在变速机构的前段设置用于切换前进/后退的一对离 合器F， R及两个弹压齿式离合器SC1, SC2，并利用一组变速机构3， 4， 在前进行驶时与后退行驶时这两种情况下能够得到十个变速级。在此，作为分别在前进/后退时得到多级变速级的结构，虽然考虑了在 变速机构的前段设置用于切换旋转方向的行星齿轮机构，但是与设置该行星 齿轮机构的情况相比，在本实施方式中能够在轴向上以较短的空间构成，能够使装置整体实现小型化。另外，在该装置中，在横向及纵向(与轴正交的 方向)上不会变得大型化，能够与现有的变速器相同。即，在现有的变速器 中，设置有输入轴、第一变速轴及第二变速轴，在各轴上配置有液压式离合 器，但是，在本装置中，由于离合器机构只与输入轴及第二变速轴同轴设置， 因此不会加大横向及纵向的空间。另外，由于各变速机构3， 4不是采用像现有装置那样的液压式离合器而是采用牙嵌式离合器构成，因此与现有的变速器相比结构简单。而且，在本实施方式中，由于在各变速时进行预切换，并且利用同步机构24进行同步，因此能够快速且顺利地进行前进/后退的各变速级的变速。 另外，在该装置中，由于前进用离合器F与第一弹压齿式离合器SC1作为第一离合器对5F同轴配置，后退用离合器R与第二弹压齿式离合器SC2作为第二离合器对5R同轴配置，因此能够共用构成各离合器的离合器箱，结构变得更加简单。而且，在该装置中，由于发动机与变速器之间不是采用变矩器而是采用液压式离合器连接，因此能够有效地传递发动机的动力。 [其他实施方式](a) 在所述实施方式中，虽然以前进/后退为十个变速级为例进行了说 明，但是变速级的数量并不局限于该实施方式。(b) 同步机构的有无、包括牙嵌式离合器的各离合器的结构并不局限 于所述实施方式。(c) 在所述实施方式中，虽然将前进用离合器F与第一弹压齿式离合 器SC1同轴配置，将后退用离合器R与第二弹压齿式离合器SC2同轴配置， 但是能够任意选择这些组合。(d) 在所述实施方式中，虽然将第一离合器对5F与输入轴2同轴配置， 将第二离合器对5R与第二变速轴20同轴配置，但是，本发明的结构并不局 限于此。例如，也可以将第二离合器对5R与输入轴同轴配置，将第一离合 器对5F与第一变速轴12或第二变速轴20同轴配置。工业实用性根据如上所述的本发明，以简单的结构能够得到高效率的产业车辆用变速器。2权利要求
1.一种产业车辆用变速器，在前进及后退时能够进行多级变速，对来自发动机侧的旋转进行变速而输出，其特征在于，包括输入轴，其输入来自发动机侧的旋转；第一变速机构，其用于在多个变速级之间对来自所述输入轴的旋转进行变速；第二变速机构，其与所述第一变速机构一并设置，用于在多个变速级之间对来自所述输入轴的旋转进行变速；离合器机构，其配置在所述第一变速机构及所述第二变速机构的输入侧，包括用于进行前进/后退切换的前进用离合器及后退用离合器，以及用于向所述第一变速机构输入来自发动机的旋转的第一弹压齿式离合器及用于向所述第二变速机构输入来自发动机的旋转的第二弹压齿式离合器；旋转方向切换机构，其用于根据由所述前进用离合器及所述后退用离合器所进行的前进、后退的切换，将输入到所述第一变速机构或所述第二变速机构的输入旋转方向切换为前进用旋转方向或后退用旋转方向；输出轴，向该输出轴输入来自所述第一变速机构及所述第二变速机构的旋转并输出。
2. 如权利要求1所述的产业车辆用变速器，其特征在于， 所述前进用离合器及所述后退用离合器中的一个与所述第一弹压齿式离合器及所述第二弹压齿式离合器中的一个作为第一离合器对同轴配置；所述前进用离合器及所述后退用离合器中的另 一个与所述第一弹压齿 式离合器及所述第二弹压齿式离合器中的另一个作为第二离合器对同轴配置。
3. 如权利要求2所述的产业车辆用变速器，其特征在于， 所述第一变速机构及第二变速机构分别具有与所述输入轴平行地配置的第一变速轴、第二变速轴；所述第 一 离合器对及所述第二离合器对中的一对与所述输入轴同轴配置；所述第一离合器对及所述第二离合器对中的另一对与所述第一变速轴 及所述第二变速轴中的一个同轴配置。
4. 如权利要求3所述的产业车辆用变速器，其特征在于， 所述旋转方向切换机构具有第一齿轮系，用于向所述第一离合器对及所述第二离合器对输入同方向 的旋转；第二齿轮系，用于对所述第 一离合器对及所述第二离合器对的彼此的输 出旋转进行反转并向对方一侧传递；第三齿轮系，对所述第 一 离合器对及所述第二离合器对中与所述输入轴 同轴配置的离合器对所输出的旋转方向进行反转，并输入到与所述第 一 离合 器对及所述第二离合器对不在同 一轴上的变速机构。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的产业车辆用变速器，其特征在于， 还包括主离合器装置，该主离合器装置设置在发动机与所述离合器机构之间，用于向所述输入轴传递来自所述发动机的旋转。
全文摘要
本发明提供一种产业车辆用变速器，其结构简单并且效率高。该变速器包括输入轴(2)、分别具有多级变速级的第一变速机构(3)及第二变速机构(4)、离合器机构(5)、旋转方向切换机构(6)及输出轴(7)。离合器机构(5)配置在第一变速机构(3)及第二变速机构(4)的输入侧，包括用于切换前进/后退的前进用离合器(F)及后退用离合器(R)，以及用于选择向第一变速机构(3)及第二变速机构(4)中的任一个输入来自发动机侧的旋转的第一弹压式离合器(SC1)及第二弹压式离合器(SC2)。旋转方向切换机构(6)是用于根据前进/后退的切换，将输入到第一变速机构(3)或第二变速机构(4)的输入旋转方向切换为前进用旋转方向或者后退用旋转方向的机构。向输出轴(7)输入来自第一变速机构(3)及第二变速机构(4)的旋转并将其输出。
文档编号F16H3/093GK101622472SQ20088000704
公开日2010年1月6日 申请日期2008年2月12日 优先权日2007年3月20日
发明者九间雅昭, 竹岛宏明 申请人:株式会社小松制作所