专利名称：作业车辆用变速箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及变速箱，特别涉及在进行装载作业的作业车辆上所搭载的多轴式变速箱。
背景技术：
作为作业车辆的反纟产装载机(backhoe loader),在车辆前方具有装载机纟产斗,在后方具有反铲。另外，驾驶室中设置的驾驶席可旋转地构成，以在行驶时及在利用装载机铲斗的作业时朝向前方，而在利用反铲的作业时朝向后方。在以上那样的反铲装载机中搭载有多轴式的变速箱。该变速箱具有:被输入来自发动机的动力的输入轴；向车轮输出动力的输出轴；配置在输入轴和输出轴之间的一个以上的中间轴。另外，在各轴上设有用于前进后退切换的液压离合器及用于速度级切换的多个液压离合器。另外，下面将液压离合器简单记载为“离合器”。这里，现有的变速箱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，在这样的结构中，前进时的变速级数受到限制而不能形成多级结构。因此，在从中速到高速的行驶中，加速性差。因此，考虑增加速度级切换用离合器的个数进行多级化。但是，如果增加速度级切换用离合器的个数，则零件数量增加，变速箱整体大型化。另外，如果增加速度级切换用离合器的个数，则不仅前进侧的级数增加，而且不需要多级化的后退侧的级数也增加。为了解决这种问题，提供专利文献I所示的变速箱。该专利文献I所示的变速箱具备输入轴、两个中间轴和输出轴。而且，在输入轴上设有后退用离合器及前进低速用离合器，在另一方的中间轴上设有前进高速用离合器。作为速度级切换用离合器，还设有3个离合器。如上，在专利文献I所示的变速箱中，作为前进时的低速和高速的切换用的离合器，具有前进用低速离合器和前进用高速离合器，作为速度级切换用离合器，具有第I离合器 第3离合器，因此，得到前进6级的速度级，以较少的零件数量实现多级化。现有技术文献专利文献专利文献1:特开平11-230278号公报
发明内容
发明要解决的课题作为反铲装载机特有的使用形态，具有不仅在作业现场用于装载作业，而且有在作业现场间移动，或从容纳反铲装载机的场所自行到作业现场的使用方式。因此，就反铲装载机来说，不仅要求良好的作业性，而且要求良好的行驶性能。这里，通过专利文献I所示那样的结构而多级化的反铲装载机，从中速到高速的加速性被提高。因此，具有良好的行驶性能。
另一方面，在装载作业时，使用低速度级进行作业，但在该低速度级之间的变速时，有响应性差的问题。这是由于在变速时，在前进低速用离合器和前进高速用离合器之间进行切换，并且在速度级切换用离合器之间也进行切换。后面详细叙述有关随着该变速时的离合器切换的响应性的恶化。而且，如果变速时的响应性差，则在变速中途，来自发动机的扭矩不能传递到车轮的扭矩中断的期间变长。如果在变速时扭矩中断的期间长，则在变速中途，车辆的速度极大地降低。这种变速时的车辆速度的降低，特别是在以低速作业时相对地变大，因此，对驾驶员而言具有不适感，变速时的冲档也变大。另外，变速时的响应性的恶化成为迅速的作业的阻碍。本发明的课题在于，在作业车辆中，通过多级化来良好地维持行驶性能，并且顺畅地进行主要在作业时所使用的低速度级的变速。这里，详细说明在专利文献I中，在低速度级之间进行变速时的响应性的恶化。在专利文献I的变速箱中，各变速级的离合器的接通(on)、断开(off)如图1所示。图1中，“〇”表示离合器接通(离合器啮合状态=动力传递状态)。另外，图1中仅表示前进侧。图2表示在专利文献I的变速箱中，从例如前进2档(F2)变速成前进3档(F3)时的各离合器的指令液压的变 化。从图1可知，在前进2档时前进高速用离合器ra和速度级切换用的第I离合器Cl被接通，在前进3档时前进低速用离合器FL和速度级切换用的第2离合器C2被接通。图2 (a)表示在从前进2档变速到3档的情况下接通的第2离合器C2的指令液压的变化，该图(b)表示在该变速时断开的第I离合器Cl的指令液压的变化。另外，该图(C)表示在从前进2档变速到3档的情况下接通的前进低速用离合器FL的指令液压的变化，该图(d)表示在该变速时断开的前进高速用离合器FH的指令液压的变化。在进行从前进2档变速到3档的情况下，如上述，使用(接通)前进低速用离合器FL及第2离合器C2。此时，为了进行迅速的变速，考虑对于两个离合器同时发出接通指令。但是，在对两个离合器同时施加接通指令时，实际上不能保证前进低速用离合器FL和第2离合器C2哪一个先成为离合器啮合状态。假设前进低速用离合器FL比第2离合器C2先接通，则处于前进2档且接通状态的第I离合器Cl和前进低速用离合器FL过渡性地接通。在前进低速用离合器FL和第I离合器Cl接通时，从图1可知，成为前进I档。如上，虽然从前进2档进行了升档到3档的操作，但仍可能引起过渡性地降档成前进I档的情况。于是，作为驾驶员，虽然从前进2档加速到3档，但却暂时性地减速，变速时的冲档(shock)变大。为了避免以上那样变速时的不良情况，需要在图2所示那样的定时(timing)控制
各离合器。即，在进行从前进2档向3档的变速操作时，如图2所示，首先，对于速度级切换用的第2离合器C2，在定时tl先前输出接通指令。接着，在第2离合器C2中，在检测到充填接通的时刻对于前进低速用离合器FL输出接通指令。另外，充填(fill)接通是在液压离合器的活塞背面的气缸室中充满工作油的状态。而且，在供给到前进低速用离合器FL的工作油的液压为规定以上的定时t2，完成向前进3档的变速。通过在这样的定时接通各离合器，能够避免升档操作时暂时地减速那样的不良情况。但是，在以上那样的定时进行各离合器的控制时，从驾驶员进行变速操作的定时tl起，到向前进3档结束的变速完成的定时t2的时间变长。于是，在变速中途产生扭矩中断，该期间变长。特别是在进行装载作业等的低速度区域，在产生长期间扭矩中断时，在该期间，车辆的速度极大地降低，在向前进3档的变速完成的时刻产生冲档。另外，由于变速的响应性差，因此，不能进行迅速的作业。另外，从中速度级起使用高速度级进行行驶的从中速度到高速度区域中，为了变速而需要较长的时间，即使产生扭矩中断，也由于车辆的惯性较大，所以速度不会那么低。因此，在变速完成时驾驶员受到的冲档比较小。本发明是鉴于以上问题而完成，其目的在于，特别是在进行装载作业等的低速度区域中，减少变速时的冲档，且通过迅速变速而使作业性良好。用于解决课题的方案本发明的第I方面提供作业车辆用变速箱，是搭载在进行装载作业的作业车辆上的多轴式变速箱，包括输入轴，其被输入动力；输出轴，其连结到作业车辆的车轮；至少一个中间轴，其配置在输入轴和输出轴之间；动力传递机构，其从输入轴经由中间轴向输出轴传递动力；以及切换装置，其切换从输入轴向输出轴的动力传递路径。动力传递机构包括前进后退切换用的前进用离合器及后退用离合器、以及用于切换速度级的多个速度级切换用离合器，前进用离合器及后退用离合器中的至少一方具有用于切换速度区域的多个离合器。切换装置在装载作业所使用的多个变速级中，只切换多个速度区域切换用离合器及多个速度级切换用离合器中的一个离合器来切换变速级。这里，装载作业所使用的多个变速级中，仅切换多个速度区域切换用离合器及多个速度级切换用离合器中的一个离合器，进行变速。因此，与现有的变速箱那样切换两个离合器的情况相比，缩短变速所需要的时间。因此，能够抑制变速时的冲档，而且能够通过迅速的变速而使作业性良好。本发明第2方面的作业车辆用变速箱，在第I方面的变速箱中，切换装置在比装载作业用速度级高速的变速级中，切换多个速度区域切换用离合器及多个速度级切换用离合器中的至少一个速度区域切换用离合器。这里，在高速的变速级中，有时通过两个离合器的切换进行变速。但是，在高速度区域中，即使变速需要较长的时间，也由于车辆的速度降低少，因此，使驾驶员受到的变速时的冲档小。本方面第3方面的作业车辆用变速箱，在第I或第2方面的变速箱中，前进用离合器具有前进用第I离合器及前进用第2离合器，速度级切换用离合器具有第I离合器、第2离合器及第3离合器。切换装置在各速度级中如下那样控制各离合器。在前进I档中，将前进用第I离合器和第I离合器设为动力传递状态，并且，将其它离合器设为动力断开状态。在前进2档中，将前进用第I离合器和第2离合器设为动力传递状态，并且，将其它离合器设为动力断开状态。在前进3档中，将前进用第2离合器和第2离合器设为动力传递状态，并且，将其它离合器设为动力断开状态。
在前进4档中，将前进用第I离合器和第3离合器设为动力传递状态，并且，将其它离合器设为动力断开状态。在前进5档中，将前进用第2离合器和第3离合器设为动力传递状态，并且，将其它离合器设为动力断开状态。在后退I档中，将后退用离合器和第I离合器设为动力传递状态，并且，将其它离合器设为动力断开状态。在后退2档中，将后退用离合器和第2离合器设为动力传递状态，并且，将其它离合器设为动力断开状态。在后退3档中，将后退用离合器和第3离合器设为动力传递状态，并且，将其它离合器设为动力断开状态。这里，在从进行装载作业的前进I档到3档之间的变速时，可以仅切换I个离合器进行变速。具体而言，在前进I档和2档之间，可以仅进行第I离合器和第2离合器之间的切换进行变速。在前进2档和3档之间，可以仅进行前进用第I离合器和前进用第2离合器之间的切换进行变速。本发明第四方面的作业车辆用变速箱，在第I方面的变速箱中，前进用离合器及后退用离合器配置于输入轴上。在作业车辆用的变速箱中，一般地，输入轴的转数最高，将该旋转减速并传递到输出轴。因此，输入轴的扭矩最小。由于在该输入轴上配置有使用频度高的前进用离合器及后退用离合器，因此，能够缩小这些离合器的容量而可实现小型化，还可以抑制这些离合器的磨损。本发明第五方面的作业车辆用变速箱，在第I至第四方面中任一项的变速箱中，输出轴具有将来自中间轴的动力传递到前轮的前输出轴，以及将来自中间轴的动力传递到后轮的后输出轴。发明效果在以上那样的本发明中，特别是在低速度区域进行作业的作业车辆中，通过多级化，能够良好地维持行驶性能，并且抑制在低速度区域的变速时的冲档。另外，能够通过迅速的变速而使作业性良好。
图1是表示现有的变速箱的前进时的各变速级中的各离合器的接通、断开的图。图2是表示用于说明现有的变速箱的变速时的不良情况的到各离合器的指令液压的变化的图。图3是本发明的一实施方式的反铲装载机的外观立体图。 图4是上述反铲装载机的变速箱的概略结构图。图5是上述反铲装载机的控制方框图。图6是表示图4所示的变速箱的各变速级中的各离合器的接通、断开的图。图7是表示前进I档的动力传递路径的图。图8是表示前进2档的动力传递路径的图。图9是表示前进3档的动力传递路径的图。
图10是表示前进4档的动力传递路径的图。图11是表示前进5档的动力传递路径的图。图12是表示后退I档的动力传递路径的图。图13是表不后退2档的动力传递路径的图。图14是表不后退3档的动力传递路径的图。标号说明I反铲装载机3装载机4 反铲6变速箱12 前轮13 后轮40输入轴41第I中间轴42第2中间轴43前输出轴44后输出轴45反转轴60控制单元FL前进低速用离合器!7H前进高速用离合器R后退用离合器Cl C3第I离合器 第3离合器CS驱动方式切换用离合器
具体实施例方式[整体结构]图3表示作为本发明的一实施方式的作业车辆的反铲装载机I的外观。反铲装载机I是可以由I台进行挖掘作业及装货作业的作业车辆。该反铲装载机主要具备:主体2、装载机3、反铲4、以及左右稳定器5。主体2具备: 支承发动机及变速箱6 (参照图4)等设备类的车架10、搭载于车架10的驾驶室11、以及各自I对前轮12及后轮13。作为反铲装载机I典型的结构，后轮13的直径比前轮12的直径大。因此，前轮12上连结的车轴配置在比后轮13上连结的车轴的位置低的位置。发动机及变速箱等设备类由外装罩14覆盖。在驾驶室11内部设有驾驶员就座的驾驶席16。驾驶席16可以在前方向位置和后方向位置上旋转。另外,在驾驶室11内部设有:方向盘、各种踏板、用于操作装载机3及反铲4的操作构件、用于前进后退切换操作的前进后退切换杆、用于变速操作的变速杆等。发动机搭载在车架10的前部。发动机经由变速箱及车轴驱动前轮12及后轮13，还驱动用于使各种液压设备动作的液压泵。
变速箱6的细节后面论述，但如图4所示，其具有多个轴，在除去反转轴的各轴上设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，是用于进行装货作业的作业机。装载机3具有装载机臂20、托架21、联杆22、装载机铲斗23、铲斗气缸24、以及臂气缸(arm cylinder)25。装载机臂20的基端部转动自如地支承于车架10上，在装载机臂20的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在装载机臂20上，在托架21的前端转动自如地连结有铲斗气缸24的杆的前端和联杆22的一端。铲斗气缸24的基端部转动自如地支承在车架10上。另外，联杆22的前端转动自如地连结在铲斗23上。臂气缸25的基端部转动自如地支承在车架10上，臂气缸25的杆的前端转动自如地连结到装载机臂20的长度方向的中间部。通过以上那样的结构，在臂气缸25的杆突出时，装载机臂20向上方转动，在臂气缸25的杆后退时，装载机臂20向下方转动。另外，当铲斗气缸24的杆突出时，托架21向前方转动，联杆22向前方移动，装载机铲斗23向下方转动。相反，当臂气缸24的杆后退时，托架21向后方转动,联杆22向后方移动,装载机伊斗23向上方转动。反铲4配置在驾驶室11的后方，是用于进行挖掘作业的作业机。反铲4具有悬臂30、臂31、铲斗联杆32、反铲铲斗33、悬臂气缸34、臂气缸35、以及铲斗气缸36。悬臂30的基端部经由未图示的托架沿左右方向可转动地支承在车架10上。在悬臂30的前端部转动自如地连结有臂31的基端部，在臂31的前端转动自如地连结有反铲铲斗33。悬臂气缸34的一端转动自如地连结在车架10上安装的托架(未图示)上，另一端转动自如地连结在悬臂30上固定的悬臂托架37上。臂气缸35的一端转动自如地连结到悬臂托架37，另一端转动自如地连结到臂31的基端部。铲斗气缸36的基端部转动自如地连结到臂31，前端转动自如地连结到铲斗联杆32。通过以上那样的结构，在悬臂气缸34的杆突出时，悬臂30向下方转动，在悬臂气缸34的杆后退时,悬臂30向上方转动。另外，在臂气缸35的杆突出时,臂31向下方转动，在臂气缸35的杆后退时，臂31向上方转动。而且，在铲斗气缸36的杆突出时，反铲铲斗33经由铲斗联杆32而转动，反铲铲斗33的开口部靠近臂31。另一方面，在铲斗气缸36的杆后退时，反铲铲斗33经由铲斗联杆32转动，反铲铲斗33的开口部从臂31分开。另外，图中未图示，反铲4具有用于将悬臂30连结到车架10的悬臂托架向左右方向转动的托架气缸。托架气缸的一端转动自如地连结到车架10，另一端转动自如地连结到悬臂托架。在托架气缸的杆突出时，悬臂托架向左右方向的一侧转动，在托架气缸的杆后退时，悬臂托架向左右方向的另一侧转动。左右稳定器5在反铲4进行的作业时，用于稳定反铲装载机I的姿态而防止倾倒。左右稳定器5分别设在车架10的后左部及后右部。在该稳定器5向反铲装载机I的左右侧方伸出的状态下，将该稳定器5接地，将反铲装载机I的主体后部顶起到后轮13离开地面，由此，能够稳定挖掘作业时的反铲装载机I的姿态。[变速箱]图4表示变速箱6的概略结构。该变速箱6具有被输入动力的输入轴40、第I中间轴41、第2中间轴42、前输出轴43、后输出轴44、以及反转轴45。各轴40 45相互平行地配置。该变速箱6还具有锁止离合器46的变矩器47。
< 输入轴 40>输入轴40经由液力变矩器47或经由锁止离合器46而被输入来自发动机的动力。在各轴40 45中，该输入轴40配置在最高的位置。在输入轴40上设有输入轴齿轮G1、后退用离合器R、以及前进低速用离合器FL。输入轴齿轮Gi不能相对旋转地固定于输入轴40上。后退用离合器R和前进低速用离合器FL的输入侧具有公共的输入轴离合器组50,输入轴离合器组50不能相对旋转地固定于输入轴40上。在后退用离合器R的输出侧设有后退用离合器齿轮Gcr，在前进低速用离合器FL的输出侧设有前进低速用离合器齿轮Gcfl。后退用离合器齿轮Gcr及前进低速用齿轮Gcfl均相对旋转自如地支承在输入轴40上。〈第I中间轴41>第I中间轴41配置在输入轴40和前输出轴43之间。在第I中间轴41上设有第I中间轴齿轮Gml、第I离合器Cl、以及前进高速用离合器HL第I中间轴齿轮Gml不能相对旋转地固定在第I中间轴41上。第I离合器Cl和前进高速用离合器的输入侧具有公共的第I离合器组51，第I离合器组51不能相对旋转地固定在第I中间轴41上。在第I离合器组51的外周上设有第I组齿轮Gpl。第I组齿轮Gpl啮合前进低速用离合器齿轮Gcfl。在第I离合器Cl的输出侧设有第I离合器齿轮Gd，在前进高速用离合器ra的输出侧设有前进高速用离合器齿轮Gcfh。前进高速用离合器齿轮Gcfh啮合输入轴齿轮Gi。第I离合器齿轮Gcl及前进高速用齿轮Gcfh均相对旋转自如地支承在第I中间轴41上。〈第2中间轴42>第2中间轴42配置在输入轴40和前输出轴43之间。在第2中间轴42上设有第2中间轴齿轮Gm2、第2离合器C2、以及第3离合器C3。第2中间轴齿轮Gm2不能相对旋转地固定在第2中间轴42上，啮合前进高速用离合器齿轮Gcfh。第2离合器C2和第3离合器C3的输入侧具有公共的第2离合器组52，第2离合器组52不能相对旋转地固定在第2中间轴42上。在第2离合器组52的外周上设有第2组齿轮Gp2。第2组齿轮Gp2啮合第I离合器齿轮Gel。在第2离合器C2的输出侧设有第2离合器齿轮Gc2，在第3离合器C3的输出侧设有第3离合器齿轮Gc3。第3离合器齿轮Gc3啮合第I组齿轮GpI。第2离合器齿轮Gc2及第3离合器齿轮Gc3均相对旋转自如地支承在第2中间轴42上。〈前输出轴43>前输出轴43配置在各轴40 45中最低的位置。另外，前输出轴43可以连结到前轮12。在前输出轴43上设有驱动方式切换用离合器CS。该驱动方式切换用离合器CS通过离合器接通向前输出轴43传递第2中间轴42的动力，通过离合器断开而断开第2中间轴42和前输出轴43之间的动力传递。即，该离合器是用于切换2轮驱动和4轮驱动的离合器。驱动方式切换用离合器CS的离合器组53不能相对旋转地固定于前输出轴43上。另外，在该离合器CS的输入侧设有第I前输出轴齿轮Gfl和第2前输出轴齿轮Gf2。这些前输出轴齿轮Gf1、Gf2均旋转自如地支承在前输出轴43上，另外，两齿轮Gf1、Gf2相互不能相对旋转地固定。另外，两齿轮Gfl、Gf2也可以由I个构件构成。〈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，后输出轴44与现有的变速箱不同，由与第2中间轴42不同的轴构成，两者断开分离。后输出轴44可以连结到后轮13。在后输出轴44上设有后输出轴齿轮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2前输出轴齿轮Gf2啮合。〈反转轴45>在反转轴45上不能相对旋转地设有后退用的第I齿轮Gbl及第2齿轮Gb2。后退用第I齿轮Gbl啮合后退用离合器齿轮Gcr。后退用第2齿轮Gb2啮合第I组齿轮GpI。〈动力传递机构〉如上，通过多个齿轮及离合器，构成从输入轴40向第I中间轴41及第2中间轴42传递动力的第I动力传递机构。另外，通过第2中间轴齿轮Gm2、第I前输出轴齿轮Gfl及第2前输出轴齿轮Gf2、以及驱动方式切换用离合器CS，构成从第2中间轴42向前输出轴43传递动力，并且从前输出轴43向后输出轴44传递动力的第2动力传递机构。另外，以上的各离合器及停车制动器PB具有多个摩擦板，并由通过液压进行动作的具备活塞的液压离合器(制动器)构成。
[控制块]图5表示变速控制有关的控制块(block)。该反铲装载机I具有控制单元60。在控制单元中60中，连接有检测前进后退切换用杆的位置的传感器61及检测变速杆的位置的传感器62。在控制单元60中还连接有用于控制离合器的控制阀63。另外，图4中，表示有I个控制阀63，但对应各离合器分别设有控制阀。即，多个控制阀连接到控制单元60。而且，控制单元60接受来自各传感器61、62的信号，对各控制阀输出控制信号，控制在变速箱6的各轴上设置的多个液压离合器的接通/断开。具体而言，控制单元60接受变速杆的操作，以图6所示那样控制各离合器的接通、断开。图6中，“〇”表示离合器接通(离合器啮合状态=动力传递状态)。[动作]接着，说明各变速级的动力传递路径。另外，这里，说明驱动方式切换用离合器CS总是接通且向前轮12及后轮13传递来自发动机的动力的4轮红动的情况。〈前进I档〉在前进I档(Fl)的情况下，前进低速用离合器FL及第I离合器Cl接通，其它离合器断开。在该情况下，如图7的点划线的箭头所示，被输入到输入轴40的动力以下面的路径向前输出轴43及后输出轴44传递。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I组齿轮Gpl —第I离合器Cl —第I离合器齿轮Gcl —第2组齿轮Gp2 —第2中间轴42 —第2中间轴齿轮Gm2 —第I前输出轴齿轮Gfl从第I前输出轴齿轮GH，分成前轮侧和后轮侧，如下传递。.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2前输出轴齿轮Gf2 —后输出轴齿轮Gr —后输出轴44〈前进2档〉在前进2档(F2)的情况下，前进低速用离合器FL及第2离合器C2接通，其它离合器断开。在该情况下，如图8的点划线的箭头所示，被输入到输入轴40的动力以下面的路径向前输出轴43及后输出轴44传递。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I组齿轮Gpl —第I中间轴41 —第I中间轴齿轮Gml —第2离合器齿轮Gc2 —第2离合器C2 —第2中间轴42 —第2中间轴齿轮Gm2 —第I前输出轴齿轮Gfl从第I前输出轴齿轮Gf 1，分成前轮侧和后轮侧，如下传递。·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2前输出轴齿轮Gf2 —后输出轴齿轮Gr —后输出轴44〈前进3档〉在前进3档(F3)的情况下，前进高速用离合器FH及第2离合器C2接通，其它离合器断开。在该情况下，如图9的点划线的箭头所示，被输入到输入轴40的动力以下面的路径向前输出轴43及后输出轴44传递。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 —第I中间轴41 —第I中间轴齿轮Gml —第2离合器齿轮Gc2 —第2离合器C2 —第2
中间轴42 —第2中间轴齿轮Gm2 —第I前输出轴齿轮Gfl从第I前输出轴齿轮Gf 1，分成前轮侧和后轮侧，如下传递。·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2前输出轴齿轮Gf2 —后输出轴齿轮Gr —后输出轴44〈前进4档〉在前进4档(F4)的情况下，前进低速用离合器FL及第3离合器C3接通，其它离合器断开。在该情况下，如图10的点划线的箭头所示，被输入到输入轴40的动力以下面的路径向前输出轴43及后输出轴44传递。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I组齿轮Gpl —第3离合器齿轮Gc3 —第3离合器C3 —第2中间轴42 —第2中间轴齿轮Gm2 —第I前输出轴齿轮Gfl从第I前输出轴齿轮Gf 1，分成前轮侧和后轮侧，如下传递。·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2前输出轴齿轮Gf2 —后输出轴齿轮Gr —后输出轴44〈前进5档〉在前进5档(F5)的情况下，前进高速用离合器FH及第3离合器C3接通，其它离合器断开。在该情况下，如图11的点划线的箭头所示，被输入到输入轴40的动力以下面的路径向前输出轴43及后输出轴44传递。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ra —第I中间轴41 —第I组齿轮Gpl —第3离合器齿轮Gc3 —第3离合器C3 —第2中间轴42 —第2中间轴齿轮Gm2 —第I前输出轴齿轮Gfl从第I前输出轴齿轮Gf 1，分成前轮侧和后轮侧，如下传递。·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2前输出轴齿轮Gf2 —后输出轴齿轮Gr —后输出轴44〈后退I档〉在后退I档(Rl)的情况下，后退用离合器R及第I离合器Cl接通，其它离合器断开。在该情况下，如图12的点划线的箭头所示，被输入到输入轴40的动力以下面的路径向前输出轴43及后输出轴44传递。输入轴40 —后退用离合器R —后退用离合器齿轮Gcr —后退用第I齿轮Gbl —反转轴45 —后退用第2齿轮Gb2 —第I组齿轮Gpl —第I离合器Cl —第I离合器齿轮Gcl —第2组齿轮Gp2 —第2中间轴42 —第2中间轴齿轮Gm2 —第I前输出轴齿轮Gfl从第I前输出轴齿轮Gf 1，分成前轮侧和后轮侧，如下传递。·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2前输出轴齿轮Gf2 —后输出轴齿轮Gr —后输出轴44〈后退2档〉在后退2档(R2)的情况下，后退用离合器R及第2离合器C2接通(动力传递)，其它离合器断开(动力断开)。在该情况下，如图13的点划线的箭头所示，被输入到输入轴40的动力以下面的路径向前输出轴43及后输出轴44传递。输入轴40 —后退用离合器R —后退用离合器齿轮Gcr —后退用第I齿轮Gbl —反转轴45 —后退用第2齿轮Gb2 —第I组齿轮Gpl —第I中间轴41 —第I中间轴齿轮Gml —第2离合器齿轮Gc2 —第2离合器C2 —第2中间轴42 —第2中间轴齿轮Gm2 —第I前输出轴齿轮Gfl从第I前输出轴齿轮GH，分成前轮侧和后轮侧，如下传递。·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2前输出轴齿轮Gf2—后输出轴齿轮Gr —后输出轴44〈后退3档〉在后退3档(R3)的情况下，后退用离合器R及第3离合器C3接通，其它离合器断开。在该情况下，如图14的点划线的箭头所示，被输入到输入轴40的动力以下面的路径向前输出轴43及后输出轴44传递。输入轴40 —后退用离合器R —后退用离合器齿轮Gcr —后退用第I齿轮Gbl —反转轴45 —后退用第2齿轮Gb2 —第I组齿轮Gpl —第3离合器齿轮Gc3 —第3离合器C3 —第2中间轴42 —第2中间轴齿轮Gm2 —第I前输出轴齿轮Gfl从第I前输出轴齿轮GH，分成前轮侧和后轮侧，如下传递。·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2前输出轴齿轮Gf2 —后输出轴齿轮Gr —后输出轴44[装载作业所使用的速度级]在各速度级中，用以上那样的动力传递路径传递动力。这里，车辆的最高速度通常约为40km/h。另外,装载作业以大约12km/h以下的速度进行,作为速度级,使用I档 3档。
下面，表示前进时的各速度级的标准的速度。前进I 档0km/h 5. 5km/h前进2 档0km/h 11. O km/h前进3 档9· O km/h 16. 4 km/h前进4 档14· 4km/h 25. 6km/h前进5 档23· 6 km/h 40. O km/h[特征]在这种实施方式中，在装载作业时选择的前进I档 3档间的变速时，可以仅切换一个离合器进行变速。具体而言，前进I档和2档之间的变速可以仅切换第I离合器Cl和第2离合器C2来进行。另外，前进2档和3档之间的变速可以仅切换前进低速用离合器FL和前进高速用离合器FH来进行。因此，可以尽快的变速，变速时的车辆的速度降低小，能够抑制变速时的冲档。另夕卜，通过同样的理由，可以迅速的作业。另外，在反铲装载机中，在负荷扭矩最小的输入轴40上设有使用频度高的后退用离合器R和前进低速用离合器FL，因此，能够缩小这些离合器容量。此外，能够抑制这些离合器的磨损。[其它实施方式]本发明不限定于以上那样的实施方式，可以进行不脱离本发明范围的各种变形或修正。(I)在上述实施方式中，作为前进用离合器，设有前进低速用离合器及前进高速用离合器，但在它们的基础上，也可以设置前进中速用离合器。另外，代替前进侧，也可以在后退侧设置同样的多个离合器。另外，也可以在前进侧和后退侧双方设置同样的多个离合器。(2)在上述实施方式中，在反铲装载机中应用了本发明，但本发明也同样可以适用于轮式装载机等其它作业车辆中。(3)在上述实施方式中，通过实例说明了具有两个中间轴的变速箱，但中间轴的个数不受限定。在具有I个中间轴或3个以上的中间轴的变速箱中，也同样可以应用本发明。(4)上述实施方式的变速级数为一个例子，本发明不限定于这些变速级数。另外，对于各离合器的配置也一样，不限定于上述实施方式的配置。工业实用性本发明中，特别是在以低速度驱域进行作业的作业车辆中，通过多级化，能够良好地维持行驶性能，并且抑制低速度区域中的变速时的冲档。还能够通过迅速的变速而使作业性良好。
权利要求
1.一种作业车辆用变速箱，其是搭载在进行装载作业的作业车辆上的多轴式变速箱，包括: 输入轴，其被输入动力； 输出轴，其连结到作业车辆的车轮； 至少一个中间轴，其配置在所述输入轴和所述输出轴之间； 动力传递机构，其从所述输入轴经由所述中间轴向所述输出轴传递动力；以及 切换装置，其切换从所述输入轴向所述输出轴的动力传递路径， 所述动力传递机构包括前进后退切换用的前进用离合器及后退用离合器、以及用于切换速度级的多个速度级切换用离合器，所述前进用离合器及所述后退用离合器中的至少一方具有用于切换速度区域的多个速度区域切换用离合器， 所述切换装置在装载作业所使用的多个变速级中，只切换所述多个速度区域切换用离合器及所述多个速度级切换用离合器中的一个离合器来切换变速级。
2.权利要求1所述的作业车辆用变速箱， 所述切换装置在比装载作业用速度级高速的变速级中，切换所述多个速度区域切换用离合器及所述多个速度级切换用离合器中的至少一个速度区域切换用离合器来切换变速级。
3.权利要求1或2所述的作业车辆用变速箱， 所述前进用离合器具有前进用第I离合器及前进用第2离合器， 所述速度级切换用离合器具有第I离合器、第2离合器及第3离合器， 所述切换装置 在前进I档中，将所述前进用第I离合器和所述第I离合器设为动力传递状态，并且将其它离合器设为动力断开状态， 在前进2档中，将所述前进用第I离合器和所述第2离合器设为动力传递状态，并且将其它离合器设为动力断开状态， 在前进3档中，将所述前进用第2离合器和所述第2离合器设为动力传递状态，并且将其它离合器设为动力断开状态， 在前进4档中，将所述前进用第I离合器和所述第3离合器设为动力传递状态，并且将其它离合器设为动力断开状态， 在前进5档中，将所述前进用第2离合器和所述第3离合器设为动力传递状态，并且将其它离合器设为动力断开状态， 在后退I档中，将所述后退用离合器和所述第I离合器设为动力传递状态，并且将其它离合器设为动力断开状态， 在后退2档中，将所述后退用离合器和所述第2离合器设为动力传递状态，并且将其它离合器设为动力断开状态， 在后退3档中，将所述后退用离合器和所述第3离合器设为动力传递状态，并且将其它离合器设为动力断开状态。
4.权利要求1所述的作业车辆用变速箱， 所述前进用离合器 及所述后退用离合器配置在所述输入轴上。
5.权利要求1至4中任一项所述的作业车辆用变速箱，所述输出轴具有:前输出轴，其将来自所述中间轴的动力传递到前轮；以及后输出轴，其将来自所述中间轴的动 力传递到后轮。
全文摘要
在反铲装载机中，通过多级化来良好地维持行驶性能，并且顺畅地进行以低速进行的作业时的变速。该变速箱包括输入轴(40)、中间轴(41、42)、输出轴(43、44)、动力传递机构及切换动力传递路径的控制单元(60)。动力传递机构包含前进后退切换用的前进用离合器及后退用离合器，以及用于切换速度级的第1离合器～第3离合器(C1～C3)，前进用离合器具有用于切换速度区域的前进低速用离合器(FL)及前进高速用离合器(FH)。控制单元(60)在装载作业所使用的前进1档～3档中，只切换前进低速用离合器(FL)、前进高速用离合器(FH)、第1离合器～第3离合器(C1～C3)中的一个离合器来切换变速级。
文档编号F16H3/085GK103080602SQ201280002118
公开日2013年5月1日 申请日期2012年4月24日 优先权日2011年8月23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