作业车辆用变速器的制作方法

专利名称：作业车辆用变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及变速器，特别涉及进行装载作业的作业车辆所搭载的多轴式变速器。
背景技术：
作为作业车辆的反向铲装载机在车辆的前方具有装载机铲斗、在后方具有反向铲。另外，设置在驾驶室的驾驶座能够旋转地构成，以便在行驶时或利用装载机铲斗进行作业时朝向前方，而在利用反向铲进行作业时朝向后方。在以上所述的反向铲装载机中搭载有多轴式变速器。该变速器具有被输入来自发动机的动カ的输入轴、向车轮输出动カ的输出轴、配置在输入轴和输出轴之间的ー根以上的中间轴。而且，在各轴上设置有前进后退切換用的液压离合器及速度挡切换用的多个 液压离合器。另外，以下将液压离合器简称为“离合器”。在此，以往的变速器中的前进后退切换用离合器分别具有一个前进用离合器及后退用离合器。但是，在这种结构中，前进时的变速挡数被限制而不能设为多挡结构。因此，在自中速至高速的行驶中，加速性差。于是，可考虑增加速度挡切换用离合器的个数以构成多挡化。但是，若增加速度挡切换用离合器的个数，则部件数量増加，变速器整体大型化。另外，若增加速度挡切换用离合器的个数，则不仅是前进侧，不需要多挡化的后退侧的挡数也増加。为了解决如上所述的问题，提出有专利文献1所示的变速器。该专利文献1所示的变速器具有输入轴、两根中间轴、输出轴。而且，在输入轴上设置有后退用离合器及前进低速用离合器，在一根中间轴上设置有前进高速用离合器。另外，作为速度挡切换用离合器而设置有三个离合器。如上所述，在专利文献1所示的变速器中，作为前进时的低速/高速切换用离合器而具有前进用低速离合器和前进用高速离合器，作为速度挡切换用离合器而具有第一 第三离合器，因此，可获得前进6级速度挡，从而可以使用较少的部件数量实现多挡化。在先技术文献专利文献1 :日本特开平11-230278号公报

发明内容
发明要解决的课题作为反向铲装载机或轮式装载机中的具有代表性的作业，存在V形作业。该V形作业指的是以下所述的作业。S卩，在某位置进行挖掘，此后，使大臂上升以提起铲斗内的土砂等装载物，与此同时使车辆后退。此后，将变速器自后退切換到前进，进ー步提升大臂的同时使车辆前进以接近自卸卡车，接着，使铲斗倾卸，从而向自卸卡车上排土。此后，在空载状态下进行后退和前进，从而再次返回挖掘位置。在该V形作业中，操作者同时操作作业杆和方向盘，与此同时为了加快大臂的上升速度，通常在踩下了加速踏板的状态下进行前进后退的切換操作。在以上所述的V形作业中，由于在踩下了加速踏板的状态下进行前进后退的切換操作，因此，对前进后退切換用的离合器作用的负载转矩变大。因此，对于前进低速用离合器、前进高速用离合器及后退用离合器，需要増加安装有摩擦部件的离合器片的片数等、增大离合器容量并提高离合器的強度，以便可以承受V形作业。这种情况妨碍变速器的小型化。本发明的课题在干特别是在进行V形作业的作业车辆中，可以将前进后退切換用离合器的容量的増加及包括高強度化的离合器的强化控制在最小限度，抑制变速器的大型化。用于解决课题的方案·
本发明第一方案的作业车辆用变速器是进行装载作业的作业车辆所搭载的多轴式变速器，其具有被输入动力的输入轴、与作业车辆的车轮连结的输出轴、在输入轴和输出轴之间配置的至少ー根中间轴、自输入轴经由中间轴向输出轴传送动力的动カ传送机构、切换自输入轴向输出轴传送动カ的动カ传送路径的切换机构。动カ传送机构包括在前进低速区域处于动カ传送状态的前进低速用离合器、在前进高速度区域处于动カ传送状态的前进高速用离合器、在后退时处于动カ传送状态的后退用离合器、用于切换速度挡的多个速度挡切换用离合器。在前进时向后退侧的切換被操作了时，切换机构使前进低速用离合器或前进高速用离合器处于动力截断状态并且使后退用离合器处于动カ传送状态，从而切換到能够变速的后退变速挡；在后退时向前进侧的切換被操作了时，切换机构使后退用离合器处于动力截断状态并且使前进低速用离合器处于动カ传送状态，从而切換到能够变速的前进变速挡。对于该变速器而言，在V形作业等中，在进行了前进后退切換操作的情况下，按照接下来的要领进行离合器的切换控制，变速后的变速挡被选择。即，若在前进时进行向后退侧的切換操作，则使前进低速用离合器或前进高速用离合器处于动力截断状态并且使后退用离合器处于动カ传送状态，从而被切換到能够变速的后退变速挡。另外，若在后退时进行向前进侧的切換操作，则使后退用离合器处于动力截断状态并且使前进低速用离合器处于动カ传送状态，从而被切換到能够变速的前进变速挡。在此，在前进后退切换操作时，前进后退切换用的三个离合器中的仅由前进低速用离合器及后退用离合器处于动カ传送状态。因此，只对这些离合器进行强化即可，对于前进高速用离合器，可以实现小型化。即，能够以可以承受V形作业等前进后退切換操作的方式将应进行強化的离合器控制在最小限度。本发明第二方案的作业车辆用变速器在第一方案的变速器的基础上，切换机构在前进后退的切換操作时维持多个速度挡切换用离合器各自的动カ传送状态或动力截断状态。在该变速器中，虽然变速后能够选择的变速挡被限定，但在变速时仅通过ー个离合器的切换即可进行变速。因此，变速所需的时间缩短，响应性提高。本发明第三方案的作业车辆用变速器在第一方案的变速器的基础上，还具有检测车速的车速检测机构。而且，切换机构在前进后退切換操作时，根据车速检测机构的检测结果控制多个速度挡切换用离合器的动カ传送状态及动力截断状态。
通常，前进后退的切换在以低车速进行作业时被操作。另ー方面，存在因误操作等而导致以高车速进行前进后退的切換操作的情況。若进行如上所述的异常操作，则变速器的轴承或密封部件等恐怕会因超转速(過回転)而损伤。于是，在该第三方案的变速器中，车速被检测，例如在以高车速进行了前进后退的切換操作的情况下，判定为异常的操作，除前进后退切換用的离合器之外，也控制速度挡切换用离合器，例如被切換到高的变速挡。由此，超转速被抑制，可以避免变速器的轴承或密封部件损伤。本发明第四方案的作业车辆用变速器在第一或第三方案的变速器的基础上，还具有检测用于确定最高速度挡的变速杆的位置的变速杆位置检测机构。而且，切换机构在前进后退切換操作时，根据变速杆位置检测机构的检测结果控制多个速度挡切换用离合器的动カ传送状态及动力截断状态。在本发明第四方案的作业车辆中，具有用于确定最高速度挡的变速杆。通过该变速杆，可以将最高变速挡例如呈4阶段地进行切換。在操作者将变速杆的位置例如设定在·最低的最高速度挡的情况下，可认为操作者存在想要以低速进行作业这种意图。在这种情况下，若通过前进后退切換操作被切换到更高的速度挡，进行违背了操作者意图的变速。于是，在该第四方案的变速器中，为了尊重操作者的意图，根据变速杆的位置，变速后的速度挡被控制。由此，在前进后退切換操作吋，进行遵照操作者的意图的变速。本发明第五方案的作业车辆用变速器在第一或第二方案的变速器的基础上，速度挡切换用离合器具有第一离合器、第二离合器及第三离合器。另外，切换机构用于切换自前进1挡至前进5挡的前进5级速度挡并且切换自后退1挡至后退3挡的速度挡。而且，切换机构在各速度挡如下所述控制各离合器。在前进1挡中，将前进低速用离合器和第一离合器设为动力传送状态并且将其他离合器设为动力截断状态。在前进2挡中，将前进低速用离合器和第二离合器设为动力传送状态并且将其他离合器设为动力截断状态。在前进3挡中，将前进高速用离合器和第二离合器设为动力传送状态并且将其他离合器设为动力截断状态。在前进4挡中，将前进低速用离合器和第三离合器设为动力传送状态并且将其他离合器设为动力截断状态。在前进5挡中，将前进高速用离合器和第三离合器设为动力传送状态并且将其他离合器设为动力截断状态。在后退1挡中，将后退用离合器和第一离合器设为动カ传送状态并且将其他离合器设为动力截断状态。在后退2挡中，将后退用离合器和第二离合器设为动カ传送状态并且将其他离合器设为动力截断状态。在后退3挡中，将后退用离合器和第三离合器设为动カ传送状态并且将其他离合器设为动力截断状态。在此，通常在自进行装载作业的前进1挡至3挡之间变速时，仅通过ー个离合器的切换即可进行变速。具体而言，前进1挡和2挡之间仅通过第一离合器和第二离合器之间的切换即可进行变速。前进2挡和3挡之间仅通过前进低速用离合器和前进高速用离合器之间的切换即可进行变速。本发明第六方案的作业车辆用变速器在第五方案的变速器的基础上，切换机构在前进后退切換操作时如下控制各离合器。在前进1挡或后退1挡进行了前进后退切换操作时，维持第一离合器的动カ传送状态，在前进低速用离合器和后退用离合器之间切换动カ传送状态。在前进2挡或后退2挡进行了前进后退切换操作时，维持第二离合器的动カ传送状态，在前进低速用离合器和后退用离合器之间切换动カ传送状态。在前进3挡进行了后退切换操作时，維持第二离合器的动カ传送状态，在前进高速用离合器和后退用离合器之间切换动カ传送状态。在前进4挡或后退3挡进行了前进后退切換操作吋，維持第三离合器的动カ传送 状态，在前进低速用离合器和后退用离合器之间切换动カ传送状态。在前进5挡进行了后退切换操作时，維持第三离合器的动カ传送状态，在前进高速用离合器和后退用离合器之间切换动カ传送状态。发明的效果在如上所述的本发明中，尤其是在进行V形作业的作业车辆中，可以将前进后退切換用的离合器的强化控制在最小限度，可以抑制变速器的大型化。


图1是本发明ー实施方式的反向铲装载机的外观立体图。图2是所述反向铲装载机的变速器的简略结构图。图3是所述反向铲装载机的控制块图。图4是表示图2所示的变速器在各变速挡的各离合器的接合、分离的图。图5是表示自后退切換到前进时的变速前后的变速挡的图。图6是表示自前进切换到后退时的变速前后的变速挡的图。图7是表示前进1挡的动カ传送路径的图。图8是表示前进2挡的动カ传送路径的图。图9是表示前进3挡的动カ传送路径的图。图10是表示前进4挡的动カ传送路径的图。图11是表示前进5挡的动カ传送路径的图。图12是表示后退1挡的动カ传送路径的图。图13是表示后退2挡的动カ传送路径的图。图14是表示后退3挡的动カ传送路径的图。
具体实施例方式[整体结构]图1表示本发明ー实施方式的作为作业车辆的反向铲装载机1的外观。反向铲装载机1是使用1台车辆即可进行挖掘作业及装载作业的作业车辆。该反向铲装载机1主要具有本体2、装载机3、反向伊4、左右的稳定器5。
本体2具有用干支承发动机及变速器6 (參照图2)等设备的车架10、搭载于车架10的驾驶室11、分别为ー对的前轮12及后轮13。作为反向铲装载机1的特征结构，与前轮12的直径相比，后轮13的直径变大。因此，与前轮12连结的车轴配置在比与后轮13连结的车轴的位置低的位置。发动机及变速器等设备被外装罩14覆盖。在驾驶室11的内部设置有操作者乘坐的驾驶座16。驾驶座16能够在朝前方的位置和朝后方的位置进行旋转。另外，在驾驶室11的内部设置有方向盘、各种踏板、用于操作装载机3、反向铲4的操作部件、用于进行前进后退切換操作的前进后退切换杆、用于确定最高速度挡的变速杆等。发动机搭载在车架10的前部。发动机经由变速器及车轴驱动前轮12及后轮13，而且驱动用于使各种液压设备工作的液压泵。虽然详细情况在后面论述，但变速器6如图2所示具有多根轴，在除反转轴之外的各轴上设置有液压离合器或液压制动器。 装载机3配置在驾驶室11的前方，使用于进行装载作业的作业装置。装载机3具有装载机小臂20、托架21、连杆22、装载机铲斗23、铲斗液压缸24、小臂液压缸25。装载机小臂20的基端部转动自如地支承于车架10，在前端转动自如地安装有装载机铲斗23。托架21的基端部转动自如地支承于装载机小臂20，在前端转动自如地连结有铲斗液压缸24的杆的前端和连杆22的一端。铲斗液压缸24的基端部转动自如地支承于车架10。另外，连杆22的前端转动自如地与铲斗23连结。小臂液压缸25的基端部转动自如地支承于车架10，小臂液压缸25的杆的前端转动自如地连结在装载机小臂20的长度方向的中间部。根据以上所述的结构，若小臂液压缸25的杆突出，则装载机小臂20向上方转动，若小臂液压缸25的杆后退，则装载机小臂20向下方转动。另外，若铲斗液压缸24的杆突出，则托架21向前方转动，连杆22向前方移动以使装载机铲斗23向下方转动。反之，若小臂液压缸24的杆后退，则托架21向后方转动，连杆22向后方移动以使装载机铲斗23向上方转动。反向铲4配置在驾驶室11的后方，使用于进行挖掘作业的作业装置。反向铲4具有大臂30、小臂31、铲斗连杆32、反向铲铲斗33、大臂液压缸34、小臂液压缸35、铲斗液压缸36。大臂30的基端部经由未图示的托架，在左右方向能够转动地支承于车架10。在大臂30的前端部转动自如地连结有小臂31的基端部，在小臂31的前端转动自如地连结有反向铲铲斗33。大臂液压缸34的一端与安装于车架10的托架(未图示)转动自如地连结，另一端与固定于大臂30的大臂托架37转动自如地连结。小臂液压缸35的一端与大臂托架37转动自如地连结，另一端与小臂31的基端部转动自如地连结。铲斗液压缸36的基端部与小臂31转动自如地连结，前端与铲斗连杆32转动自如地连结。根据以上所述的结构，若大臂液压缸34的杆突出，则大臂30向下方转动，若大臂液压缸34的杆后退，则大臂30向上方转动。另外，若小臂液压缸35的杆突出，则小臂31向下方转动，若小臂液压缸35的杆后退，则小臂31向上方转动。并且，若铲斗液压缸36的杆突出，则经由铲斗连杆32使反向铲铲斗33转动，反向铲铲斗33的开ロ部接近小臂31。另一方面，若铲斗液压缸36的杆后退，则经由铲斗连杆32使反向铲铲斗33转动，反向铲铲斗33的开ロ部自小臂31离开。另外，虽未图示，但反向铲4具有用于使将大臂30与车架10连结的大臂托架在左右方向转动的托架液压缸。托架液压缸的一端与车架10转动自如地连结，另一端与大臂托架转动自如地连结。若托架液压缸的杆突出，则大臂托架向左右方向的一侧转动，若托架液压缸的杆后退，则大臂托架向左右方向的另ー侧转动。左右的稳定器5是在利用反向铲4进行作业时使反向铲装载机1的姿势稳定以防止翻倒的装置。左右的稳定器5分别设置在车架10的后左部及后右部。使该稳定器5以朝反向铲装载机1的左右侧方伸出的状态接地，将反向铲装载机1的本体后部提起直至后轮13离地，从而可以使挖掘作业时的反向铲装载机1的姿势稳定。[变速器]图2表不变速器6的简略结构。该变速器6具有被输入动力的输入轴40、第一中间轴41、第二中间轴42、前输出轴43、后输出轴44、反转轴45。各轴40 45相互平行地配置。另外，该变速器6具有变矩器47，该变矩器47具有锁止离合器46。 < 输入轴 40>输入轴40经由变矩器47或经由锁止离合器46被输入来自发动机的动力。在各轴40 45中，该输入轴40配置在最高位置。在输入轴40上设置有输入轴齿轮Gi、后退用离合器R、前进低速用离合器FL。输入轴齿轮Gi不能相对旋转地固定在输入轴40上。后退用离合器R和前进低速用离合器FL的输入侧具有共用的输入轴离合器组件50,输入轴离合器组件50不能相对旋转地固定在输入轴40上。在后退用离合器R的输出侧设置有后退用离合器齿轮Gcr，在前进低速用离合器FL的输出侧设置有前进低速用离合器齿轮Gcf 1。后退用离合器齿轮Gcr及前进低速用齿轮Gcfl都相对于输入轴40相对旋转自如地被支承。〈第一中间轴41>第一中间轴41配置在输入轴40和前输出轴43之间。在第一中间轴41上设置有第一中间轴齿轮Gml、第一离合器C1、前进高速用离合器FH。第一中间轴齿轮Gml不能相对旋转地固定在第一中间轴41上。第一离合器C1和前进高速用离合器FH的输入侧具有共用的第一离合器组件51，第一离合器组件51不能相对旋转地固定在第一中间轴41上。在第一离合器组件51的外周设置有第一组件齿轮Gpl。第一组件齿轮Gpl与前进低速用离合器齿轮Gcfl哨合。在第一离合器C1的输出侧设置有第一离合器齿轮Gel,在前进高速用离合器FH的输出侧设置有前进高速用离合器齿轮Gcfh。前进高速用离合器齿轮Gcfh与输入轴齿轮Gi哨合。第一离合器齿轮Gel及前进高速用齿轮Gcfh都相对于第一中间轴41相对旋转自如地被支承。〈第二中间轴42>第二中间轴42配置在输入轴40和前输出轴43之间。在第二中间轴42上设置有第二中间轴齿轮Gm2、第二离合器C2、第三离合器C3。第二中间轴齿轮Gm2不能相对旋转地固定在第二中间轴42上，并与前进高速用离合器齿轮Gcfh啮合。第二离合器C2和第三离合器C3的输入侧具有共用的第二离合器组件52，第二离合器组件52不能相对旋转地固定在第二中间轴42上。在第二离合器组件52的外周设置有第二组件齿轮Gp2。第二组件齿轮Gp2与第一离合器齿轮Gel哨合。在第二离合器C2的输出侧设置有第二离合器齿轮Gc2,在第三离合器C3的输出侧设置有第三离合器齿轮Gc3。第三离合器齿轮Gc3与第一组件齿轮Gpl啮合。第二离合器齿轮Gc2及第三离合器齿轮Gc3都相对于第二中间轴42相对旋转自如地被支承。
<前输出轴43>前输出轴43配置在各轴4(Γ45中的最低位置。而且，前输出轴43能够与前轮12连结。在前输出轴43上设置有驱动方式切换用离合器CS。该驱动方式切换用离合器CS通过设为动カ传送状态(=离合器接合)，将第二中间轴42的动カ传送到前输出轴43，通过设为动力截断状态(=离合器分离)，将第二中间轴42和前输出轴43之间的动カ传送截断。即，上述驱动方式切换用离合器CS是用于对2轮驱动和4轮驱动进行切换的离合器。驱动方式切换用离合器CS的离合器组件53不能相对旋转地固定在前输出轴43上。另外，在该离合器CS的输入侧设置有第一前输出轴齿轮Gf 1和第二前输出轴齿轮Gf2。上述前输出轴齿轮Gfl、Gf2都旋转自如地支承于前输出轴43，而且，两齿轮Gfl、Gf2彼此不能相对旋转地被固定。另外，两齿轮Gf 1、Gf2也可以由ー个部件构成。〈后输出轴44>后输出轴44配置在比前输出轴43高的位置。另外，与以往的变速器不同，后输出·轴44由不同于第二中间轴42的另外的轴构成，两者被分开。后输出轴44能够与后轮13连结。在后输出轴44上设置有后输出轴齿轮Gr和停车制动器PB。后输出轴齿轮Gr不能相对旋转地固定在后输出轴44上，并与第二前输出轴齿轮Gf2啮合。< 反转轴 45>在反转轴45上,后退用的第一齿轮Gbl及第ニ齿轮Gb2不能相对旋转地设置。后退用第一齿轮Gbl与后退用离合器齿轮Gcr啮合。后退用第二齿轮Gb2与第一组件齿轮Gpl啮合。〈动カ传送机构〉如上所述，由多个齿轮及离合器构成自输入轴40向第一中间轴41及第ニ中间轴42传送动力的第一动カ传送机构。另外，由第二中间轴齿轮Gm2、第一及第ニ前输出轴齿轮Gfl、Gf2、驱动方式切换用离合器CS构成自第二中间轴42向前输出轴43传送动カ并且自前输出轴43向后输出轴44传送动力的第二动カ传送机构。另外，以上的各离合器及停车制动器PB由具有多个摩擦板且具有通过液压进行动作的活塞的液压离合器(制动器)构成。[控制块]图3表示与变速控制相关的控制块。该反向铲装载机1具有控制部60。在控制部60连接有检测前进后退切换杆的位置的传感器61、检测变速杆的位置的传感器62、及检测车速的传感器63。另外，在控制部60连接有用于控制离合器的控制阀64。另外，虽然在图3中示出ー个控制阀64，但与各离合器对应地分别设置有控制阀。S卩，多个控制阀与控制部60连接。而且，控制部60接收来自各传感器61、62、63的信号，向各控制阀64输出控制信号，以对设置于变速器6的各轴的多个液压离合器的接合/分离进行控制。具体而言，控制部60接收前进后退切换杆及变速杆的操作，如图Γ图6所示控制各离合器的接合、分离。图4表示在前进后退的各速度挡被接合的离合器及被分离的离合器。在图4中，“〇”表示离合器接合。另外，图5表示将前进后退切换杆自后退操作到前进的情况下的变速前速度挡和变速后速度挡，图6表示与上述情况相反的情況。在图5及图6中，在各速度挡的栏内用()表示的是在该速度挡被接合的离合器。例如在图5的后退1挡(R1 )，表示后退用离合器R及第一离合器C1被接合。
另外，如图5及图6所示，变速杆能够在“ 1”、“2”、“3”、“A”这4个位置之间进行选择。根据这些位置，最高速度挡被确定。即，在变速杆的位置处于“1”的情况下，最高速度挡被确定为前进1挡(F1)及后退1挡(R1)，在变速杆的位置处于“2”的情况下，最高速度挡被确定为前进f 2挡(FI，F2 )及后退f 2挡(Rl，R2 )，在变速杆的位置处于“ 3 ”的情况下，最高速度挡被确定为前进广3挡(FfF3)及后退广3挡(RfR3)，在变速杆的位置处于“A”的情况下，最高速度挡被确定在前进1飞挡(FfF5)及后退广3挡(RfR3)。[各变速挡的动カ传送路径]接着，说明各变速挡中的动カ传送路径。在此，对驱动方式切换用离合器CS总是接合以便将来自发动机的动カ传动到前轮12及后轮13的4轮驱动的情况进行说明。<前进1挡>在前进1挡(F1)的情况下，前进低速用离合器FL及第一离合器C1被接合，其他·离合器被分离。在该情况下，如图7的单点划线的箭头所示，输入到输入轴40的动カ按照以下路径传送到前输出轴43及后输出轴44。输入轴40 —前进低速用离合器FL —前进低速用离合器齿轮Gcfl —第一组件齿轮Gpl —第一离合器C1 —第一离合器齿轮Gel —第二组件齿轮Gp2 —第二中间轴42 —第ニ中间轴齿轮Gm2 —第一前输出轴齿轮Gfl。动カ自第一前输出轴齿轮Gfl分成前轮侧和后轮侧地如下传送。·前轮侧一驱动方式切换用离合器CS —前输出轴43·后轮侧一第二前输出轴齿轮Gf2 —后输出轴齿轮Gr —后输出轴44〈前进2挡〉在前进2挡(F2)的情况下，前进低速用离合器FL及第ニ离合器C2被接合，其他离合器被分离。在该情况下，如图8的单点划线的箭头所示，输入到输入轴40的动カ按照以下路径传送到前输出轴43及后输出轴44。输入轴40 —前进低速用离合器FL —前进低速用离合器齿轮Gcfl —第一组件齿轮Gpl —第一中间轴41 —第一中间轴齿轮Gml —第二离合器齿轮Gc2 —第二离合器C2 —第二中间轴42 —第二中间轴齿轮Gm2 —第一前输出轴齿轮Gfl。动カ自第一前输出轴齿轮Gfl分成前轮侧和后轮侧地如下传送。·前轮侧一驱动方式切换用离合器CS —前输出轴43·后轮侧一第二前输出轴齿轮Gf2 —后输出轴齿轮Gr —后输出轴44〈前进3挡〉在前进3挡(F3)的情况下，前进高速用离合器ra及第ニ离合器C2被接合，其他离合器被分离。在该情况下，如图9的单点划线的箭头所示，输入到输入轴40的动カ按照以下路径传送到前输出轴43及后输出轴44。输入轴40 —输入轴齿轮Gi —前进高速用离合器齿轮Gcfh—前进高速用离合器FH—第一中间轴41 —第一中间轴齿轮Gml —第二离合器齿轮Gc2 —第二离合器C2 一第二中间轴42 —第二中间轴齿轮Gm2 —第一前输出轴齿轮Gfl。
动カ自第一前输出轴齿轮Gfl分成前轮侧和后轮侧地如下传送。·前轮侧一驱动方式切换用离合器CS —前输出轴43 后轮侧一第二前输出轴齿轮Gf2 —后输出轴齿轮Gr —后输出轴44〈前进4挡〉在前进4挡(F4)的情况下，前进低速用离合器FL及第三离合器C3被接合，其他离合器被分离。在该情况下，如图10的单点划线的箭头所示，输入到输入轴40的动カ按照以下路径传送到前输出轴43及后输出轴44。 输入轴40 —前进低速用离合器FL —前进低速用离合器齿轮Gcfl —第一组件齿轮Gpl —第三离合器齿轮Gc3 —第三离合器C3 —第二中间轴42 —第二中间轴齿轮Gm2 —第一前输出轴齿轮Gfl。动カ自第一前输出轴齿轮Gfl分成前轮侧和后轮侧地如下传送。·前轮侧一驱动方式切换用离合器CS —前输出轴43·后轮侧一第二前输出轴齿轮Gf2 —后输出轴齿轮Gr —后输出轴44〈前进5挡〉在前进5挡(F5)的情况下，前进高速用离合器FH及第三离合器C3被接合，其他离合器被分离。在该情况下，如图11的单点划线的箭头所示，输入到输入轴40的动カ按照以下路径传送到前输出轴43及后输出轴44。输入轴40 —输入轴齿轮Gi —前进高速用离合器齿轮Gcfh —前进高速用离合器FH —第一中间轴41 —第一组件齿轮Gpl —第三离合器齿轮Gc3 —第三离合器C3 —第二中间轴42 —第二中间轴齿轮Gm2 —第一前输出轴齿轮Gfl。动カ自第一前输出轴齿轮Gfl分成前轮侧和后轮侧地如下传送。·前轮侧一驱动方式切换用离合器CS —前输出轴43·后轮侧一第二前输出轴齿轮Gf2 —后输出轴齿轮Gr —后输出轴44〈后退1挡〉在后退1挡(R1)的情况下，后退用离合器R及第一离合器C1被接合，其他离合器被分离。在该情况下，如图12的单点划线的箭头所示，输入到输入轴40的动カ按照以下路径传送到前输出轴43及后输出轴44。输入轴40 —后退用离合器R —后退用离合器齿轮Gcr —后退用第一齿轮Gbl —反转轴45 —后退用第二齿轮Gb2 —第一组件齿轮Gpl —第一离合器C1 —第一离合器齿轮Gel—第二组件齿轮Gp2—第二中间轴42—第二中间轴齿轮Gm2—第一前输出轴齿轮Gfl。动カ自第一前输出轴齿轮Gfl分成前轮侧和后轮侧地如下传送。·前轮侧一驱动方式切换用离合器CS —前输出轴43·后轮侧一第二前输出轴齿轮Gf2 —后输出轴齿轮Gr —后输出轴44〈后退2挡〉在后退2挡(R2)的情况下，后退用离合器R及第ニ离合器C2被接合(动カ传送)，其他离合器被分离(动カ截断)。
在该情况下，如图13的单点划线的箭头所示，输入到输入轴40的动カ按照以下路径传送到前输出轴43及后输出轴44。输入轴40 —后退用离合器R —后退用离合器齿轮Gcr —后退用第一齿轮Gbl —反转轴45 —后退用第二齿轮Gb2 —第一组件齿轮Gpl —第一中间轴41 —第一中间轴齿轮Gml —第二离合器齿轮Gc2 —第二离合器C2 —第二中间轴42 —第二中间轴齿轮Gm2 一第一前输出轴齿轮Gfl。动カ自第一前输出轴齿轮Gfl分成前轮侧和后轮侧地如下传送。·前轮侧一驱动方式切换用离合器CS —前输出轴43·后轮侧一第二前输出轴齿轮Gf2 —后输出轴齿轮Gr —后输出轴44〈后退3挡〉 在后退3挡(R3)的情况下，后退用离合器R及第三离合器C3被接合，其他离合器被分离。如图14的单点划线的箭头所示，在该情况下，输入到输入轴40的动カ按照以下路径传送到前输出轴43及后输出轴44。输入轴40 —后退用离合器R —后退用离合器齿轮Gcr —后退用第一齿轮Gbl —反转轴45 —后退用第二齿轮Gb2 —第一组件齿轮Gpl —第三离合器齿轮Gc3 —第三离合器C3 —第二中间轴42 —第二中间轴齿轮Gm2 —第一前输出轴齿轮Gfl。动カ自第一前输出轴齿轮Gfl分成前轮侧和后轮侧地如下传送。·前轮侧一驱动方式切换用离合器CS —前输出轴43·后轮侧一第二前输出轴齿轮Gf2 —后输出轴齿轮Gr —后输出轴44[前进后退的切换操作]在V形作业中，在进行了自前进向后退或自后退向前进操作的情况下，按照图5及图6的图表，变速后的速度挡被选择。另外，在图5及图6中，“离合器切换片数”表示在变速时必须对接合/分离进行切换的离合器的个数。以下，详细说明前进后退的切换控制。I.后退一前进〈后退1挡(R1)—前进〉在以后退1挡进行作业的过程中，在前进后退切换杆被切换到前进的情况下，变速后的速度挡如下被选择。(i)在变速杆的位置处于“1”的情况下，与车速无关，前进1挡(F1)被选择。在变速杆的位置处于“1”的情况下，自后退1挡切换到前进侧的操作是通常的变速操作。因此，重视变速性能，前进1挡被选择。而且，在变速杆的位置处于“1”的情况下，作为操作者的意图，欲以非常低的速度进行作业这样的意图很明确，因此，尊重操作者的该意图，与车速无关，前进1挡被选择。在该情况下仅通过一个离合器的切換来执行变速，因此，变速所需的时间变短。(ii)在变速杆的位置处于“1”以外的情况下，在车速低且处于(TVR12的情况下，前进2挡(F2)被选择，在车速为VR12以上的情况下，前进4挡(F4)被选择。在前进2挡被选择的情况下，在变速时需要进行两个离合器的切換，因此变速所需的时间变得较长。但是，若自后退1挡切换到前进1挡，则因切换时的负载转矩大，所以，立刻达到通过自动变速控制而被设定的增速侧变速点，于是自动被切換到前进2挡。为了避免此时的自前进1挡向前进2挡变速时的延吋，自最初开始选择前进2挡。由此，与选择前进1挡并且此后自前进1挡向前进2挡自动变速的情况下的变速时间相比，自最初开始选择前进2挡这种情况能够缩短变速时间。在车速为VR12以上的情况下，判定为处于异常的操作，高的变速挡(前进4挡)被选择。由此，可以抑制变速器的各部分的超转速，从而可以避免轴承或密封部件损伤。〈后退2挡(R2)—前进〉在以后退2挡进行作业过程中，前进后退切换杆被切換到前进的情况下，不论变速杆的位置如何，变速后的速度挡如下被选择。在车速低且为(TVR22的情况下，为通常的变速操作，因此，前进2挡(F2)被选择。在该情况下，仅通过一个离合器的切換来进行变速，因此变速所需的时间变短。
在车速为VR22以上的情况下，判定为异常的操作，前进4挡(F4)被选择。在该情况下，在变速时需要进行两个离合器的切換，因此变速所需的时间变得较长。但是，通过选择前进4挡，可以抑制变速器的各部分的超转速，从而可以避免轴承或密封部件损伤。〈后退3挡(R3)—前进〉在以后退3挡进行作业过程中，前进后退切换杆被切換到前进的情况下，不论变速杆的位置如何，变速后的速度挡如下被选择。在车速低且未(TVR32的情况下，前进2挡(F2)被选择。以后退3挡进行作业过程中切換到前进的操作并非是一般的操作。但是，在自后退3挡向前进侧切换时，不需要考虑针对前述那样的超转速进行保护。因此，与通常变速的情况同样地，重视变速后的加速性且前进2挡被选择。另外，在该情况下，在变速时需要进行两个离合器的切換，因此变速所需的时间变得较长。在车速为VR32以上的情况下，判定为异常的操作，前进4挡(F4)被选择。在该情况下，仅通过一个离合器的切換来进行变速，因此变速所需的时间变短。并且，通过选择前进4挡，可以抑制变速器的各部分的超转速，从而可以避免轴承或密封部件损伤。II.前进一后退〈前进1挡(F1)—后退〉在以前进1挡进行作业过程中，前进后退切换杆被切換到后退的情况下，变速后的速度挡如下被选择。(i)在变速杆的位置处于“1”的情况下，不论车速如何，后退1挡(R1)被选择。在变速杆的位置处于“1”的情况下，自前进1挡向后退侧切换这种操作为通常的变速操作。而且，在变速杆的位置处于“1”的情况下，作为操作者的意图，想要以非常低的速度进行作业这样的意图是明确的，因此，尊重该操作者的意图，不论车速如何，后退1挡被选择。在该情况下，仅通过一个离合器的切換来进行变速，因此变速所需的时间变短。(ii)在变速杆的位置处于“1”以外的情况下，在车速低且为(TVF12的情况下，后退2挡(R2)被选择，在车速为VF12以上的情况下，后退3挡(R3)被选择。在后退2挡被选择的情况下，在变速时需要进行两个离合器的切換，因此变速所需的时间变得较长。但是，出于与自后退1挡切换到前进1挡的情况完全相同的理由、即为了避免在变速后自动自后退1挡向后退2挡变速时的延吋，自最初开始后退2挡被选择。由此，其结果是，可以缩短变速时间。在车速为VF12以上的情况下，判定为异常的操作，为了抑制变速器的各部分的超转速以避免轴承或密封部件损伤，高的变速挡(后退3挡)被选择。〈前进2挡(F2)—后退〉在以前进2挡进行作业过程中，前进后退切换杆被切換到后退的情况下，不论变速杆的位置如何，变速后的速度挡如下被选择。在车速低且为(TVF22的情况下，为通常的变速操作，因此，后退2挡(R2)被选择。在该情况下，仅通过一个离合器的切換来进行变速，因此变速所需的时间变短。在车速为VF22以上的情况下，判定为异常的操作，后退3挡(R3)被选择。在该情况下，在变速时需要进行两个离合器的切換，因此变速所需的时间变得较长。但是，通过选择后退3挡，可以抑制变速器的各部分的超转速，从而可以避免轴承或密封部件损伤。·〈前进3挡(F3)—后退〉在以前进3挡进行作业过程中，前进后退切换杆被切換到后退的情况下，不论变速杆的位置如何，变速后的速度挡如下被选择。在车速低且为(TVF32的情况下，后退2挡(R2)被选择。在以前进3挡进行作业过程中切換到后退的操作并非为一般的操作。但是，在自前进3挡向后退切换时不需要考虑针对变速器内的超转速进行保护。因此，与通常变速的情况同样地，重视变速后的加速性且后退2挡被选择。另外，在该情况下，仅通过一个离合器的切換来进行变速，因此变速所需的时间变短。在车速为VF32以上的情况下，判定为异常的操作，后退3挡(R3)被选择。在该情况下，在变速时需要进行两个离合器的切換，因此变速所需的时间变得较长。但是，通过选择后退3挡，可以抑制变速器的各部分的超转速，从而可以避免轴承或密封部件损伤。〈前进4挡(F4)—后退〉在以前进4挡进行作业过程中，前进后退切换杆被切換到后退的情况下，不论变速杆的位置如何，变速后的速度挡如下被选择。在车速低且为(TVF42的情况下，后退2挡(R2)被选择。在以前进4挡进行作业过程中切換到后退的操作并非为一般的操作。但是，出干与自前进3挡向后退切換的情况相同的理由，后退2挡被选择。在该情况下，在变速时需要进行两个离合器的切換，因此变速所需的时间变得较长。在车速为VF42以上的情况下，判定为异常的操作，后退3挡(R3)被选择。在该情况下，仅通过一个离合器的切換来进行变速，因此，变速所需的时间变短。并且，通过选择后退3挡，可以抑制各部分的超转速，从而可以避免轴承或密封部件损伤。〈前进5挡(F5)—后退〉在以在前进5挡进行作业过程中，前进后退切换杆被切换到后退的情况下，与自前进3挡及前进4挡切换到后退的情况完全相同，变速后的速度挡被选择。另外，该情况下的车速的阈值为VF52。[特征](1)前进后退切換用的前进低速用离合器、前进高速用离合器及后退用离合器中，在V形作业时的前进后退切換操作吋，仅通过切换前进低速用离合器及后退用离合器即可进行变速。因此，前进高速用离合器的负载转矩小，可以使前进高速用离合器小型化。(2)在低车速的V形作业中，前进后退切换杆自后退被切换到前进或自前进被切换到后退的情况下，关于速度挡切换用离合器，接合/分离状态被維持，仅ー个前进后退切换用离合器被接合而进行变速。因此，变速时间缩短。(3)在高车速下前进后退切换杆被操作了的情况下，判定为异常的操作，变速后的速度挡被选择高的速度挡。因此，可以抑制变速器内的各部分成为超转速，从而可以避免轴承或密封部件损伤。(4)在变速杆的位置被设定在“ 1”的情况下，尊重操作者的意图，不论车速如何，作为变速后的速度挡，前进1挡或后退1挡被选择。因此，能够以遵照操作者的意图的速度进行作业。(5)在反向铲装载机中，将使用频率高的后退用离合器和前进低速用离合器设置·在负载转矩最小的输入轴上，因此，可以减小这些离合器的容量。而且，可以抑制这些离合器的磨损。[其他实施方式]本发明并不限于以上那样的实施方式，可以不脱离本发明的范围地进行各种变形或修正。(1)在上述实施方式中，将本发明应用于反向铲装载机，但本发明也可以同样地应用于轮式装载机等其他作业车辆。(2)在上述实施方式中，以具有两根中间轴的变速器为例进行了的说明，但中间轴的根数并未被限定。也可以将本发明同样地应用于具有一根中间轴、三根以上的中间轴的变速器。(3)上述实施方式中的变速挡数是一例，本发明并不限于上述的变速挡数。并且，关于各离合器的配置也一祥，并不限于上述实施方式的配置。エ业实用性根据本发明，尤其是在进行V形作业的作业车辆中，可以将前进后退切換用的离合器的强化控制在最小限度，可以抑制变速器的大型化。附图标记说明1反向铲装载机3装载机4反向铲6变速器12 前轮13 后轮40输入轴41第一中间轴42第二中间轴43前输出轴44后输出轴45反转轴
60控制部61前进后退切换杆位置检测传感器62变速杆位置检测传感器63车速检测传感器FL前进低速用离合器FH前进高速用离合器R后退用离合器
0Γ03第一 第三离合器
权利要求
1.一种作业车辆用变速器，其为搭载于进行装载作业的作业车辆的多轴式变速器，所述作业车辆用变速器的特征在于，具有 被输入动力的输入轴； 与作业车辆的车轮连结的输出轴； 在所述输入轴和所述输出轴之间配置的至少一根中间轴； 自所述输入轴经由所述中间轴向所述输出轴传送动力的动力传送机构； 切换自所述输入轴向所述输出轴传送动力的动力传送路径的切换机构， 所述动力传送机构包括在前进低速区域处于动力传送状态的前进低速用离合器、在前进高速度区域处于动力传送状态的前进高速用离合器、在后退时处于动力传送状态的后退用离合器、用于切换速度挡的多个速度挡切换用离合器， 在前进时向后退侧的切换被操作了时，所述切换机构使所述前进低速用离合器或所述前进高速用离合器处于动力截断状态并且使所述后退用离合器处于动力传送状态，从而切换到能够变速的后退变速挡；在后退时向前进侧的切换被操作了时，所述切换机构使所述后退用离合器处于动力截断状态并且使所述前进低速用离合器处于动力传送状态，从而切换到能够变速的前进变速挡。
2.如权利要求I所述的作业车辆用变速器，其特征在于， 所述切换机构在前进后退的切换操作时维持多个所述速度挡切换用离合器的各自的动力传送状态或动力截断状态。
3.如权利要求I所述的作业车辆用变速器，其特征在于， 还具有检测车速的车速检测机构， 所述切换机构在前进后退切换操作时，根据所述车速检测机构的检测结果控制多个所述速度挡切换用离合器的动力传送状态及动力截断状态。
4.如权利要求I或3所述的作业车辆用变速器，其特征在于， 还具有检测用于确定最高速度挡的变速杆的位置的变速杆位置检测机构， 所述切换机构在前进后退切换操作时，根据所述变速杆位置检测机构的检测结果控制多个所述速度挡切换用离合器的动力传送状态及动力截断状态。
5.如权利要求I或2所述的作业车辆用变速器，其特征在于， 所述速度挡切换用离合器具有第一离合器、第二离合器及第三离合器， 所述切换机构用于切换自前进I挡至前进5挡的前进5级速度挡并且切换自后退I挡至后退3挡的速度挡， 在前进I挡中，将所述前进低速用离合器和所述第一离合器设为动力传送状态并且将其他离合器设为动力截断状态， 在前进2挡中，将所述前进低速用离合器和所述第二离合器设为动力传送状态并且将其他离合器设为动力截断状态， 在前进3挡中，将所述前进高速用离合器和所述第二离合器设为动力传送状态并且将其他离合器设为动力截断状态， 在前进4挡中，将所述前进低速用离合器和所述第三离合器设为动力传送状态并且将其他离合器设为动力截断状态， 在前进5挡中，将所述前进高速用离合器和所述第三离合器设为动力传送状态并且将其他离合器设为动力截断状态， 在后退I挡中，将所述后退用离合器和所述第一离合器设为动力传送状态并且将其他离合器设为动力截断状态， 在后退2挡中，将所述后退用离合器和所述第二离合器设为动力传送状态并且将其他离合器设为动力截断状态， 在后退3挡中，将所述后退用离合器和所述第三离合器设为动力传送状态并且将其他离合器设为动力截断状态。
6.如权利要求5所述的作业车辆用变速器，其特征在于， 所述切换机构如下进行切换 在前进I挡或后退I挡进行了前进后退切换操作时，维持所述第一离合器的动力传送状态，在所述前进低速用离合器和所述后退用离合器之间切换动力传送状态， 在前进2挡或后退2挡进行了前进后退切换操作时，维持所述第二离合器的动力传送状态，在所述前进低速用离合器和所述后退用离合器之间切换动力传送状态， 在前进3挡进行了后退切换操作时，维持所述第二离合器的动力传送状态，在所述前进高速用离合器和所述后退用离合器之间切换动力传送状态， 在前进4挡或后退3挡进行了前进后退切换操作时，维持所述第三离合器的动力传送状态，在所述前进低速用离合器和所述后退用离合器之间切换动力传送状态， 在前进5挡进行了后退切换操作时，维持所述第三离合器的动力传送状态，在所述前进高速用离合器和所述后退用离合器之间切换动力传送状态。
全文摘要
本发明提供一种作业车辆用变速器。在进行V形作业的作业车辆中，将前进后退切换用的离合器容量的增加及离合器的强化控制在最小限度。该变速器具有输入轴(40)、输出轴(43、44)、中间轴(41、42)、动力传送机构、切换动力传送路径的控制部(60)。动力传送机构包括前进低速用离合器(FL)、前进高速用离合器(FH)、后退用离合器(R)、多个速度挡切换用离合器(C 1~C3)。在自前进向后退进行切换操作时，控制部(60)使前进低速用离合器(FL)或前进高速用离合器(FH)分离并且使后退用离合器(R)接合，从而切换到能够变速的后退变速挡，在自后退向前进进行切换操作时，控制部(60)使后退用离合器(R)分离并且使前进低速用离合器(FL)接合，从而切换到能够变速的前进变速挡。
文档编号F16H3/02GK102959276SQ201280001288
公开日2013年3月6日 申请日期2012年4月24日 优先权日2011年8月30日
发明者笹田敦史, 竹岛宏明, 小松佳人 申请人:株式会社小松制作所