JP2010159883A

JP2010159883A - 変速伝動装置

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Publication number: JP2010159883A
Application number: JP2010098666A
Authority: JP
Inventors: Minoru Hiraoka; 実平岡; Shozo Ishimori; 正三石森; Yoshiyuki Katayama; 良行片山
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2010-07-22
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: JP4972186B2

Abstract

【課題】トラクタによる作業走行に好適な変速伝動装置を構造簡単に得る。
【解決手段】無段変速装置１０の出力とエンジン駆動力を合成する遊星伝動部Ｐ、遊星伝動部Ｐから入力されるクラッチ部Ｃ、クラッチ部Ｃに連動された出力軸４１を備えるとともに、無段変速装置１０が変速操作され、かつ、クラッチ部Ｃの第１及び第２クラッチＣ１，Ｃ２が切り換え操作されることにより、無段変速装置１０の変速状態、各クラッチＣ１，Ｃ２の操作状態に対応した回転速度の出力を出力する主変速装置Ｂを備え、主変速装置Ｂの出力軸４１からの駆動力を変速して出力する副変速装置２０を備えている。４段階の速度レンジに段階分けして副変速装置２０から出力されるように、第１及び第２クラッチＣ１，Ｃ２を切り換え制御し、副変速装置２０及び無段変速装置１０を変速制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、変速伝動装置、詳しくは、エンジンからの駆動力を無段変速装置、遊星伝動機構、クラッチを利用して無段階に変速する変速伝動装置に関する。

エンジンからの駆動力を無段変速装置、遊星伝動機構、クラッチを利用して無段階に変速する変速伝動装置として、従来、たとえば特許文献１に示されるものがあった。
特許文献１に示されるものは、エンジン１からの駆動力が第１ギアホイールトランスミッション３を介して入力される油圧ユニット４（無段変速装置に相当）、この油圧ユニット４からの出力が第２ギアホイールトランスミッション５、第１入力シャフト６を介して入力され、かつ、エンジン１からの油圧ユニット４を介さない駆動力が第３ギアホイールトランスミッション７、第２入力シャフト８を介して入力されるサマター遊星ギヤ１０、このサマター遊星ギヤ１０からクラッチＫ１，Ｋ２を介して伝動される第１遊星ギヤステップ１２及び第２遊星ギヤステップ１３、遊星キャリアシャフト２５に連結され、かつ、遊星キャリアシャフト２５又は太陽ホイールシャフト３０にクラッチＫ３，Ｋ４を介して連結される出力シャフト１４を備えている。サマター遊星ギヤ１０は、第１太陽ホイール２０を有した第１遊星系、第２太陽ホイール２３を有した第２遊星系を備え、第１遊星ギヤステップ１２は、クラッチＫＲを備え、第２遊星ギヤステップ１３は、クラッチＫＶを備え、油圧ユニット４が変速操作され、各クラッチＫＶ，ＫＲ，Ｋ１、Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４が適切に操作されることにより、エンジン駆動力が４段階の速度レンジに段階分けして、かつ、各速度段階において無段階に変速するものである。

Ｕ．Ｓ．Ｐ．５，９１１，６４５（第３−６欄、図１−３）

上記した従来の変速装置を採用した場合、遊星伝動機構及びクラッチを数多く備える必要があり、構造面で不利になりがちであった。

本発明の目的は、効率よく動力伝達できるように無段変速装置、遊星伝動機構、クラッチを利用するものでありながら、かつ、複数段階の速度レンジに段階分けして、各速度レンジにおいて無段変速することができるものでありながら、構造面などで有利に得ることができ、さらには、変速形態を容易に変更することができる変速伝動装置を提供することにある。

本第１発明による変速伝動装置にあっては、
エンジン駆動力が入力される無段変速装置、前記無段変速装置からの出力と、前記無段変速装置による変速作用を受けないエンジン駆動力とを複数の遊星伝動機構によって合成する遊星伝動部、前記遊星伝動部から入力されるとともに第１クラッチ及び第２クラッチを備えたクラッチ部、前記クラッチ部に連動された出力軸を備えるとともに、前記無段変速装置が変速操作され、かつ、前記各クラッチが入り状態と切り状態に切り換え操作されることにより、無段変速装置の変速状態、各クラッチの操作状態に対応した回転速度の出力を前記出力軸から出力する主変速装置を備え、
前記主変速装置の前記出力軸からの駆動力を変速して出力する副変速装置を備えてある。

すなわち、たとえば副変速装置として高速と低速の２段階に変速可能な副変速装置を採用し、副変速装置を低速状態又は高速状態に固定して無段変速装置が変速操作されると、図４に示す如き無段変速装置の速度状態と、副変速装置の出力速度との関係が現出される。図４に実線で示す関係は、副変速装置を低速状態に固定した場合の関係であり、図４に破線で示す関係は、副変速装置を高速状態に固定した場合の関係であり、２段階の速度レンジに段階分けして、かつ、各速度レンジにおいて無段階に変速した変速が行われ、副変速装置を高速状態に固定した場合における各速度レンジでの出力速度が、副変速装置を低速状態に固定した場合におけるそれよりも高速になった変速が行われる。
また、副変速装置として高速と低速の２段階に変速可能な副変速装置を採用し、無段変速装置の変速範囲の中間で副変速装置を変速操作させることにより、図５に示す如き無段変速装置の速度状態と、副変速装置の出力速度との関係が現出されるようにできる。すなわち、４段階の速度レンジに段階分けされるとともに各速度レンジ間で連続した、かつ、各速度レンジにおいて無段階に変速した変速が行われるようにできる。

従って、本第１発明によると、無段変速装置からの出力と、無段変速装置による変速作用を受けないエンジンン駆動力を遊星伝動部によって合成することによって効率よく動力伝達することができ、かつ、複数段階の速度レンジに段階分けして、各速度レンジにおいて無段変速することができるものでありながら、複数対の遊星伝動機構を備えるとともに、クラッチ部には２つのクラッチを設けるだけで済むように構造の簡略化を行い、安価に得ることができる。

そして、副変速装置を所定の変速状態に固定したり、無段変速装置の変速に連係させて変速したりするように副変速装置を適切に使用することにより、速度レンジの段数が異なった状態の変速や、速度レンジの段数が変化せず、各速度レンジでの変速操作位置に対応する出力速度が変化した状態の変速が行われるようになり、駆動負荷に応じた適切な出力速度を得るように有利に使用することができる。

本第２発明にあっては、本第１発明の構成において、
前記主変速装置に、前記無段変速装置による変速作用を受けないエンジン駆動力を前記遊星伝動部に伝達する伝動軸に相対回転自在に外嵌させた伝動筒軸を備えさせ、
前記遊星伝動部の伝動方向下手側の遊星伝動機構のサンギヤと、前記第２クラッチの入力側回転部材とを前記伝動筒軸に一体回転自在に支持させ、
前記第１クラッチの入力側回転部材を、前記第２クラッチの入力側回転部材と前記伝動軸の軸芯に沿う方向に並べて前記伝動筒軸に相対回転自在に支持させるとともに、前記第1クラッチの入力側回転部材に前記遊星伝動部の伝動方向下手側の遊星伝動機構のリング
ギヤを連動させる連動部材を、前記第１クラッチと前記遊星伝動部との間を通る状態に配置してある。

第１クラッチや第２クラッチを、クラッチに内装の油圧ピストンによって切り換え操作されるように油圧ピストンにした場合、クラッチの外径が大きくなるほど、発生する遠心力が作動油に及ぼす影響が大になってクラッチの切り換え操作がスムーズに行われにくくなる。
本第２発明の構成によれば、第１及び第２クラッチを伝動軸の軸芯に沿う方向に一列に並んだ状態に配置しても、第1クラッチの入力側回転部材が前記伝動部材によって遊星伝
動部の伝動下手側の遊星伝動機構のリングギヤに連動され、第２クラッチの入力側回転部材が伝動筒軸によって遊星伝動部の伝動下手側の遊星伝動機構のサンギヤに連動され、無段変速装置、各クラッチが適切に操作されることによってエンジン駆動力が所定の回転速度に変速されて出力軸から出力されるように、遊星伝動部からの合成駆動力をクラッチ部に連動させることができる。

従って、本第２発明によると、第１クラッチと第２クラッチを伝動軸の軸芯に沿う方向に一列に並んだ配置状態にして、各クラッチに発生する遠心力が同一又はそれに近い値の遠心力になるように、かつ、極力小さな遠心力になるように各クラッチの外径を同一またはほぼ同一で、かつ、極力小さい外径にし、各クラッチを油圧クラッチにしたとしても、クラッチによっては遠心力のために切り換わりにくくなるなど、遠心力に起因したトラブルが発生しにくくてスムーズに変速作動する状態に得ることができる。

本第３発明にあっては、本第２発明の構成において、
前記伝動軸に相対回転自在に外嵌した出力用の伝動回転体を設け、
前記第１クラッチの出力側回転部材と前記第２クラッチの出力側回転部材とを一体形成し、第２クラッチの出力側回転部材の係止連動部に一端側が一体回動自在に係止され、他端側が前記伝動回転体に連結されて第１クラッチ及び第２クラッチの出力側回転部材を前記伝動回転体に連動させている伝動部材を備えてある。

すなわち、第１クラッチの出力側回転部材と第２クラッチの出力側回転部材を一体部材に製作しながら、出力側回転部材と伝動部材を係止連動部で分離させて、第１及び第２クラッチと、伝動部材を別々に伝動筒軸と伝動回転体に組み付けても、第１及び第２クラッチ、伝動部材の伝動筒軸に対する組み付けを完了した状態では、出力側回転部材と伝動部材が係止連動部で係止し合って第１及び第２ラッチの出力側回転部材が伝動回転体に連動された組み立て状態を得ることができる。

従って、本第３発明によると、第１クラッチと第２クラッチの出力側回転部材を一体部材に製作して安価に得ることができるものでありながら、第１及び第２クラッチと伝動部材を別々に伝動軸に組み付けるという組み付け方法を採用して容易にかつ能率よく組み立て作業を行うことができる。

本第４発明は、本第1〜第３発明のいずれか一つの構成において、前記無段変速装置が
変速操作され、前記第1及び第２クラッチが切り換え操作され、前記副変速装置が変速操
作されることにより、４段階の速度レンジに段階分けされるとともに各速度レンジ間で連続した、かつ、各速度レンジにおいて無段階に変速した出力が前記副変速装置から出力されるように構成してある。

すなわち、無段変速装置を変速操作するに伴い、第1及び第２クラッチと副変速装置を
適切に人為的にあるいは自動的に切り換え操作させることにより、エンジンからの駆動力が４段階の速度レンジに段階分けするとともに各速度レンジ間で連続して、かつ、各速度レンジにおいて無段階に変速した出力が副変速装置から出力されるものである。

従って、本第４発明によると、エンジン駆動力が幅広い変速範囲にわたって無段階に変速して出力され、駆動負荷の変化幅が広くても、駆動負荷に応じた適切な高速や高トルクの出力を現出させて有利に使用することができる。

トラクタの走行用伝動装置の線図である。遊星伝動部、クラッチ部の断面図である。変速制御のブロック図である。低速モード及び高速モードでの無段変速装置の変速状態と、速度レンジと、副変速出力との関係を示す説明図である。多段モードでの無段変速装置の変速状態と、速度レンジと、副変速出力との関係を示す説明図である。速度レンジと、各クラッチの操作状態との関係を示す説明図である。別の実施形態を備えた変速伝動装置での無段変速装置の変速状態と、速度レンジと、副変速出力との関係を示す説明図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、エンジン１の出力軸１ａから出力されるエンジン駆動力が主クラッチ２を介して変速伝動装置Ａの入力軸としてのポンプ軸１１に入力され、この変速伝動装置Ａの出力軸２１からの出力が前後進切り換え装置３０の入力軸３１に伝達され、この前後進切り換え装置３０の出力軸３２からの出力が後輪差動機構３に伝達されるように構成し、前記前後進切り換え装置３０の出力軸３２からの出力が前輪動力取り出し軸４及び伝動軸５を介して前輪差動機構６に伝達されるように構成して、トラクタの走行用伝動装置を構成してある。

尚、図１に示す７は、トラクタに連結されたロータリ耕耘装置などの各種の作業装置にエンジン駆動力を伝達するものである。この動力取り出し軸７には、エンジン１からの駆動力が前記ポンプ軸１１からギヤ伝動機構８及び作業クラッチ９を介して伝達される。

図１に示すように、前記変速伝動装置Ａは、前記ポンプ軸１１を備えた無段変速装置１０、この無段変速装置１０のポンプ軸１１及びモータ軸１２から入力される主変速装置Ｂ、この主変速装置Ｂから入力されるとともに前記出力軸２１を備えた副変速装置２０を備えて構成してある。

前記無段変速装置１０は、前記ポンプ軸１１を備えた可変容量形のアキシャルプランジャ形油圧ポンプ１３、この油圧ポンプ１３からの圧油によって駆動されるとともに前記モータ軸１２を備えたアキシャルプランジャ形の油圧モータ１４を備えて成る静油圧式無段変速装置に構成してある。
従って、この無段変速装置１０は、油圧ポンプ１３の斜板角変更が行われることにより、エンジン１からの駆動力を正回転方向の駆動力に変換するとともに無段階に変速してモータ軸１２から出力する正回転伝動状態と、エンジン１からの駆動力を逆回転方向の駆動力に変換するとともに無段階に変速してモータ軸１２から出力する逆回転伝動状態と、油圧モータ１４の駆動を停止してモータ軸１２からの出力を停止する中立状態とに切り換わる。

図１に示すように、主変速装置Ｂは、前記無段変速装置１０のポンプ軸１１及びモータ軸１２から入力されるとともに第１遊星伝動機構Ｐ１、第２遊星伝動機構Ｐ２、第３遊星伝動機構Ｐ３を備えた遊星伝動部Ｐ、この遊星伝動部Ｐから入力されるとともに第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２を備えたクラッチ部Ｃ、このクラッチ部Ｃに連動された出力軸４１を有した出力伝動機構４０を備えて構成してある。第１遊星伝動機構Ｐ１、第２遊星伝動機構Ｐ２、第３遊星伝動機構Ｐ３は、第1遊星伝動機構Ｐ１が遊星伝動部Ｐの伝動
方向での最も上手側に位置し、第３遊星伝動機構Ｐ３が遊星伝動部Ｐの伝動方向での最も下手側に位置するように配置されている。

図２に明示するように、遊星伝動部Ｐの第１遊星伝動機構Ｐ１は、サンギヤ５１、このサンギヤ５１の周囲に分散して位置する複数個の遊星ギヤ５２、各遊星ギヤ５２を自転回動自在に支持するキャリヤ５３、各遊星ギヤ５２に噛合ったリングギヤ５４を備えて構成してある。この第１遊星伝動機構Ｐ１のサンギヤ５１は、無段変速装置１０のモータ軸１２からの出力が第１入力軸１０１などによって入力される。図１に示すように、この第１遊星伝動機構Ｐ１のリングギヤ５４は、無段変速装置１０のポンプ軸１１から第２入力軸１０２によって取り出された駆動力が伝動軸１０３などによって入力される。

図２に明示するように、遊星伝動部Ｐの第２遊星伝動機構Ｐ２は、サンギヤ６１、サンギヤ６１の周囲に分散して位置する複数個の遊星ギヤ６２、各遊星ギヤ６２を自転回動自在に支持するキャリヤ６３、各遊星ギヤ６２にかみ合ったリングギヤ６４を備えて構成してある。図１に示すように、この第２遊星伝動機構Ｐ２のキャリヤ６３は、無段変速装置１０のポンプ軸１１から第２入力軸１０２によって取り出された駆動力が伝動軸１０３などによって入力される。

図２に明示するように、遊星伝動部Ｐの第３遊星伝動機構Ｐ３は、サンギヤ７１、このサンギヤ７１の周囲に分散して位置する複数個の遊星ギヤ７２、各遊星ギヤ７２を自転回動自在に支持するキャリヤ７３、各遊星ギヤ７２に噛合ったリングギヤ７４を備えて構成してある。

図２に明示するように、第１遊星伝動機構Ｐ１のキャリヤ５３と、第２遊星伝動機構Ｐ２のリングギヤ６４と、第３遊星伝動機構Ｐ３のキャリヤ７３とは、各キャリヤ５３，７３及びリングギヤ６４の外周側に係合した円筒状の連動部材１０４によって一体回転自在に連動されている。第１遊星伝動機構Ｐ１のリングギヤ５４と、第２遊星伝動機構Ｐ２のキャリヤ６３とは、一体回転自在に連動されている。第２遊星伝動機構Ｐ２のサンギヤ６１は、伝動筒軸１０５の端部にスプライン係合によって一体回転自在な状態で支持され、第３遊星伝動機構Ｐ３のサンギヤ７１は、前記伝動筒軸１０５の中間部に一体形成されており、第２遊星伝動機構Ｐ２のサンギヤ６１と、第３遊星伝動機構Ｐ３のサンギヤ７１とは、伝動筒軸１０５によって一体回転自在に連動されている。

図２に明示するように、クラッチ部Ｃの第１クラッチＣ１は、第３遊星伝動機構Ｐ３のリングギヤ７４に円板状の連動部材１０６によって連動された筒状の入力側回転部材８１、この入力側回転部材８１の外周囲に位置する筒状の出力側回転部材８２、入力側回転部材８１と出力側回転部材８２の間に設けた多板式の摩擦クラッチ機構８３を備えて構成してある。
これにより、第１クラッチＣ１は、摩擦クラッチ機構８３が入り切り操作されることにより、第３遊星伝動機構Ｐ３のリングギヤ７４と出力側回転部材８２が一体回転自在に連動するように入力側回転部材８１と出力側回転部材８２とを摩擦クラッチ機構８３によって一体回転自在に摩擦連動させた入り状態と、第３遊星伝動機構Ｐ３のリングギヤ７４と出力側回転部材８２が相対回転するように入力側回転部材８１と出力側回転部材８２の連動を絶った切り状態とに切り換わる。

図２に明示するように、クラッチ部Ｃの第２クラッチＣ２は、第２遊星伝動機構Ｐ２及び第３遊星伝動機構Ｐ３のサンギヤ６１，７１に前記連動筒軸１０５によって一体回転自在に連動された筒状の入力側回転部材９１、この入力側回転部材９１の外周囲に位置する筒状の出力側回転部材９２、入力側回転部材９１と出力側回転部材９２の間に設けた多板式の摩擦クラッチ機構９３を備えて構成してある。これにより、第２クラッチＣ２は、摩擦クラッチ機構９３が入り切り操作されることにより、第２遊星伝動機構Ｐ２及び第３遊星伝動機構Ｐ３のサンギヤ６１，７１と出力側回転部材９２が一体回転自在に連動するように入力側回転部材９１と出力側回転部材９２を摩擦クラッチ機構９３によって一体回転自在に摩擦連動させた入り状態と、第２遊星伝動機構Ｐ２及び第３遊星伝動機構Ｐ３のサンギヤ６１，７１と出力側回転部材９２が相対回転するように入力側回転部材９１と出力側回転部材９２の連動を絶った切り状態とに切り換わる。

出力軸４１は、この出力軸４１に一体回転自在に設けた伝動ギヤ４２、この伝動ギヤ４２に噛合った伝動ギヤ４３、この伝動ギヤ４３が一端側にスプライン係合によって一体回転自在に連結している筒形の伝動回転体４４、この伝動回転体４４の他端側にスプライン係合によって一体回動自在に連結している円板状の伝動部材４５を介して前記第２クラッチＣ２の出力側回転体９２に連動されている。第２クラッチＣ２の出力側回転体９２は、第１クラッチＣ１の出力側回転部材８２と一体形成されており、出力軸４１は、第１クラッチＣ１の出力側回転部材８２にも連動されている。

これにより、主変速装置Ｂは、エンジン１から無段変速装置１０のポンプ軸１１に入力され、この無段変速装置１０によって正回転方向や逆回転方向の駆動力に変換するとともに正回転方向においても逆回転方向においても無段階に変速してモータ軸１２から出力された駆動力を第１入力軸１０１などによって遊星伝動部Ｐの第１遊星伝動機構Ｐ１のサンギヤ５１に入力し、無段変速装置１０による変速作用を受けないエンジン駆動力を無段変速装置１０のポンプ軸１１から第２入力軸１０２によって取り出して伝動軸１０３などによって遊星伝動部Ｐの第１遊星伝動機構Ｐ１のリングギヤ５４及び第２遊星伝動機構Ｐ２のキャリヤ６３に入力し、無段変速装置１０による変速作用を受けた駆動力と、無段変速装置１０による変速作用を受けていない駆動力とを遊星伝動部Ｐの第１遊星伝動機構Ｐ１、第２遊星伝動機構Ｐ２、第３遊星伝動機構Ｐ３によって合成し、遊星伝動部Ｐからの合成駆動力をクラッチ部Ｃから出力伝動機構４０に伝達して出力軸４１から副変速装置２０の入力軸２２に伝達する。

つまり、主変速装置Ｂは、無段変速装置１０が変速操作され、かつ、各クラッチＣ１，Ｃ２が入り状態と切り状態に適切に切り換え操作されることにより、無段変速装置１０の変速状態、各クラッチＣ１，Ｃ２の操作状態に対応した回転速度の出力を出力軸４１から出力し、この出力を副変速装置２０の入力軸２２に伝達する。

図１に示すように、前記副変速装置２０は、前記入力軸２２に回転伝動体２３を介して入力側回転部材が連動された低速クラッチＣＬ及び高速クラッチＣＨ、前記低速クラッチＣＬの出力側回転部材を前記出力軸２１に連動させている低速伝動ギヤ機構２４、前記高速クラッチＣＨの出力側回転部材を前記出力軸２１に連動させている高速伝動ギヤ機構２５を備えて構成してある。
これにより、低速クラッチＣＬが入り状態に操作されることにより、副変速装置２０は、主変速装置Ｂの出力軸４１からの出力を低速クラッチＣＬ及び低速伝動ギヤ機構２４を介して出力軸２１に伝達し、この出力軸２１から前後進切り換え装置３０に伝達するように低速状態になる。高速クラッチＣＨが入り状態に操作されることにより、副変速装置２０は、主変速装置Ｂの出力軸４１からの出力を高速クラッチＣＨ及び高速伝動ギヤ機構２５を介して出力軸２１に伝達し、この出力軸２１から前後進切り換え装置３０に伝達するように高速状態になる。副変速装置２０は、主変速装置Ｂの出力軸４１の回転速度が同一であっても、高速状態にある場合には、低速状態にある場合よりも出力軸２１を高速回転させるようにして、入力軸２２から出力軸２１に伝動する。

図３に示すように、無段変速装置１０、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、副変速装置２０の低速クラッチＣＬ及び高速クラッチＣＨに制御手段１１０を連係させるとともに、この制御手段１１０には、変速レバー１１１の操作位置を検出する変速検出センサ１１２、及び、変速モード選択手段１１３を連係させてある。

変速モード選択手段１１３は、低速位置、高速位置、多段位置の３つの操作位置に切り換え自在な切り換えスイッチで成り、低速位置に切り換え操作されると、制御手段１１０による変速制御を低速モードで実行させるための低速モード指令を制御手段１１０に出力し、高速位置に切り換え操作されると、制御手段１１０による変速制御を高速モードで実行させるための高速モード指令を制御手段１１０に出力し、多段位置に切り換え操作されると、制御手段１１０による変速制御を多段モードで実行させるための多段モード指令を制御手段１１０に出力する。

制御手段１１０は、マイクロコンピュータを利用して構成してあり、変速レバー１１１の操作位置、及び、変速モード選択手段１１３からの指令に対応した回転速度の駆動力が副変速装置２０から出力されるように、変速検出センサ１１２による検出情報、変速モード選択手段１１３による指令を基に、無段変速装置１０を変速操作し、かつ、クラッチ部Ｃの第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を切り換え操作し、さらに、副変速装置２０を変速操作する。

つまり、変速モード選択手段１１３を低速位置に操作しておいて、変速レバー１１１を揺動操作すると、図６の低速モード欄に示す如く第1クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、低速クラッチＣＬ、高速クラッチＣＨが切り換え操作され、図４に実線で示す如く副変速出力が変速される。

すなわち、制御手段１１０は、変速モード選択手段１１３からの低速モード指令を基に、低速クラッチＣＬを入り状態に切り換え操作し、副変速装置２０を低速状態に変速するとともに変速レバー１１１の位置変化にかかわらず低速状態に固定する。そして、変速レバー１１１が中立位置Ｎから最高速位置ｍａｘに向けて操作されるに伴い、制御手段１１０は、変速検出センサ１１２による検出情報を基に、無段変速装置１０を逆回転伝動状態の最高速度−ｍａｘ（以下、逆転ＭＡＸと称する。）から正回転伝動状態の最高速度＋ｍａｘ（以下、正転ＭＡＸと称する。）に向けて変速操作する。このとき、制御手段１１０は第1クラッチＣ１を入り状態に操作していて、主変速装置Ｂが１速レンジになり、無段
変速装置１０が正転ＭＡＸに向けて変速されるに伴って副変速出力が無段階に増速していく。無段変速装置１０が正転ＭＡＸに到達すると、この後、制御手段１１０は、変速検出センサ１１２による検出情報を基に無段変速装置１０を正転ＭＡＸから逆転ＭＡＸに向けて変速操作する。このとき、制御手段１１０は第２クラッチＣ２を入り状態に切り換え操作していて、主変速装置Ｂが２速レンジになり、無段変速装置１０が逆転ＭＡＸに向けて変速されるに伴って副変速出力が無段階に増速していく。

変速モード選択手段１１３を高速位置に操作しておいて、変速レバー１１１を揺動操作すると、図６の高速モード欄に示す如く第1クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、低速クラ
ッチＣＬ、高速クラッチＣＨが切り換え操作され、図４に破線で示す如く副変速出力が変速される。

すなわち、制御手段１１０は、変速モード選択手段１１３からの高速モード指令を基に、高速クラッチＣＨを入り状態に切り換え操作し、副変速装置２０を高速状態に変速するとともに変速レバー１１１の位置変化にかかわらず高速状態に固定する。そして、変速レバー１１１が中立位置Ｎから最高速位置ｍａｘに向けて操作されるに伴い、制御手段１１０は、変速検出センサ１１２による検出情報を基に、無段変速装置１０を逆転ＭＡＸから正転ＭＡＸに向けて変速操作する。このとき、制御手段１１０は第1クラッチＣ１を入り
状態に操作していて、主変速装置Ｂが１速レンジになり、無段変速装置１０が正転ＭＡＸに向けて変速されるに伴って副変速出力が無段階に増速していく。無段変速装置１０が正転ＭＡＸに到達すると、この後、制御手段１１０は、変速検出センサ１１２による検出情報を基に、無段変速装置１０を正転ＭＡＸから逆転ＭＡＸに向けて変速操作する。このとき、制御手段１１０は第２クラッチＣ２を入り状態に切り換え操作していて、主変速装置Ｂが２速レンジになり、無段変速装置１０が逆転ＭＡＸに向けて変速されるに伴って副変速出力が無段階に増速していく。
この高速モードでは、副変速装置２０が高速状態に固定されることにより、主変速装置Ｂが１速レンジと２速レンジのいずれになっている場合も、副変速出力は、低速モードの場合よりも高速になる。

変速モード選択手段１１３を多段位置に操作しておいて、変速レバー１１１を揺動操作すると、図６の多段モード欄に示す如く第1クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、低速クラ
ッチＣＬ、高速クラッチＣＨが切り換え操作され、図５に示す如く副変速出力が変速される。
すなわち、変速レバー１１１が中立位置Ｎから最高速位置ｍａｘに向けて操作されるに伴い、制御手段１１０は、変速検出センサ１１２による検出情報を基に無段変速装置１０を逆転ＭＡＸから正転ＭＡＸに向けて変速操作する。このとき、制御手段１１０は、変速検出センサ１１２による検出情報を基に低速クラッチＣＬを入り状態に切り換え操作する。さらに、制御手段１１０は第1クラッチＣ１を入り状態に切り換え操作していて、主変
速装置Ｂが１速レンジになり、無段変速装置１０が正転ＭＡＸに向けて変速されるに伴って副変速出力が無段階に増速していく。無段変速装置１０が正転ＭＡＸに到達して、速度レンジ切り換わり点Ｔ１になると、この後、制御手段１１０は、変速検出センサ１１２による検出情報を基に無段変速装置１０を正転ＭＡＸから逆転ＭＡＸに向けて変速操作する。このとき、制御手段１１０は低速クラッチＣＬを入り状態に操作している。さらに、制御手段１１０は第２クラッチＣ２を入り状態に切り換え操作していて、主変速装置Ｂが２速レンジになり、無段変速装置１０が逆転ＭＡＸに向けて変速されるに伴って副変速出力が無段階に増速していく。変速レバー１１１が設定位置に到達して、速度レンジ切り換わり点Ｔ２になると、この後、制御手段１１０は、変速検出センサ１１２による検出情報を基に、低速クラッチＣＬを切状態に、高速クラッチＣＨを入り状態にそれぞれ切り換え操作するとともに無段変速装置１０を正転ＭＡＸに向けて変速操作する。このとき、制御手段１１０は、第1クラッチＣ１を入り状態に、第２クラッチＣ２を切状態にそれぞれ切り
換え操作していて、主変速装置Ｂが３速レンジになり、無段変速装置１０が正転ＭＡＸに向けて変速されるに伴って副変速出力が無段階に増速していく。無段変速装置１０が正転ＭＡＸに到達して、速度レンジ切り換わり点Ｔ３になると、この後、制御手段１１０は、変速検出センサ１１２による検出情報を基に、高速クラッチＣＨを入り状態に操作するとともに無段変速装置１０を正転ＭＡＸから逆転ＭＡＸに向けて変速操作する。このとき、制御手段１１０は、第２クラッチＣ２を入り状態に切り換え操作していて、主変速装置Ｂが４速レンジになり、無段変速装置１０が逆転ＭＡＸに向けて変速されるに伴って副変速出力が無段階に増速していく。

尚、制御手段１１０は、前記変速検出センサ１１２による検出情報、副変速装置２０の出力速度を検出する出力検出センサ（図示せず）による検出情報、エンジン回転数を検出するエンジン回転センサ（図示せず）による検出情報を基に、速度レンジ切り換え点Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を検出する。
すなわち、図４、図５は、エンジン回転数を設定の一定回転数に維持しながら変速操作することによって現出される副変速出力と、無段変速装置１０の操作状態との関係を示すものであり、エンジン１の設定回転数が変更されると、現出される副変速出力として図４、図５の縦軸で示される副変速出力全体が変動する。従って、制御手段１１０は、副変速装置２０の出力速度を検出する出力検出センサによる検出出力速度と、エンジン回転数を検出するエンジン回転センサによる検出エンジン回転数とから変速比を求め、この変速比が速度レンジ切り換わり点Ｔ２に相当した変速比になると、副変速装置２０の低速クラッチＣＬ及び高速クラッチＣＨの切り換え操作を行う。
また、制御手段１１０は、無段変速装置１０の斜板角を検出する斜板角センサ（図示せず）による検出情報を基に、無段変速装置１０の最高速位置＋ｍａｘ、最低速位置−ｍａｘを検出し、速度レンジ切り換わり点Ｔ１，Ｔ３を検出する。
図５に示すように、１速レンジと２速レンジが切り換わる点Ｔ１においても、２速レンジと３速レンジが切り換わる点Ｔ２においても、３速レンジと４速レンジが切り換わる点Ｔ３においても、副変速装置２０からはトルク切れがない連続した状態での出力が出力される。

尚、図６に示す「入り」は、各クラッチＣ１，Ｃ２，ＣＬ，ＣＨの入り状態を示し、「−」は、各クラッチＣ１，Ｃ２，ＣＬ，ＣＨの切り状態を示す。図４，５に示す横軸の「０」は、無段変速装置１０の中立状態を示す。

図１に示すように、前記前後進切り換え装置３０は、前記入力軸３１に入力側回転部材が一体回転自在に連結された前進クラッチＣＦ、前記入力軸３１に入力ギヤ３３が一体回転自在に連結されている後進ギヤ機構３４、この後進ギヤ機構３４の出力ギヤ３５に入力側回転部材が一体回転自在に連結されている後進クラッチＣＲ、前進クラッチＣＦ及び後進クラッチＣＲの出力側回転部材に回転伝動体３６を介して一体回転自在に連結された前記出力軸３２を備えて構成してある。

つまり、前後進切り換え装置３０は、前進クラッチＣＦが入り状態に切り換え操作されることにより、副変速装置２０からの出力を前進駆動力に変換して出力軸３２から後輪差動機構３及び前輪差動機構６に伝達し、後進クラッチＣＲが入り状態に切り換え操作されることにより、副変速装置２０からの出力を後進駆動力に変換して出力軸３２から後輪差動機構３及び前輪差動機構６に伝達する。

前後進切り換え装置３０は、図３に示す如く前記制御手段１１０に連係された前後進レバー１１４が前進位置Ｆと後進位置Ｒに切り換え操作されることにより、前進クラッチＣＦ及び後進クラッチＣＲが制御手段１１０によって切り換え操作されて前進状態と後進状態に切り換わる。また、前後進レバー１１４が中立位置Ｎに操作されることにより、前進クラッチＣＦも後進クラッチＣＲも切り状態に操作されて、伝動停止するように中立状態になる。

前記主変速装置Ｂについてさらに詳述すると、この主変速装置Ｂにおける前記遊星伝動部Ｐ、クラッチ部Ｃは、図２に示す如く構成してある。

ミッションケース１２０の一対の支持部１２１に回転自在に支持された前記伝動軸１０３、及び、この伝動軸１０３の軸芯に沿う方向に並べて伝動軸１０３に回転自在に外嵌された支持筒１２２、前記伝動筒軸１０５、前記伝動回転体４４をミッションケース１２０の内部に設け、第１遊星伝動機構Ｐ１のサンギヤ５１を、前記支持筒１２２にスプライン係合によって一体回転自在に連結した状態で支持させ、第１遊星伝動機構Ｐ１のキャリヤ５３を、前記支持筒１２２にベアリング１２３を介して相対回転自在に支持させてある。前記支持筒１２２に伝動ギヤ１２４を一体回転自在に連設し、この伝動ギヤ１２４に噛合った伝動ギヤ１２５を前記第１入力軸１０１に一体回転自在に設けてあり、無段変速装置１０のモータ軸１２から出力され、前記第１入力軸１０１によってミッションケース１２０に入力された駆動力が伝動ギヤ１２５，１２４及び支持筒１２２によって第１遊星伝動機構Ｐ１のサンギヤ５１に入力される。

第２遊星伝動機構Ｐ２のキャリヤ６３を、前記支持筒１２２と前記伝動筒軸１０５の間で前記伝動軸１０３にスプライン係合によって一体回転自在に連結した状態で支持させてある。前記伝動軸１０３の端部に伝動ギヤ１２６をスプライン係合によって一体回転自在に係合した状態で設け、この伝動ギヤ１２６に噛合った伝動ギヤ１２７を前記第２入力軸１０２に一体回転自在に設けてあり、無段変速装置１０のポンプ軸１１から第２入力軸１０２によって取り出されてミッションケース１２０に入力されたエンジン駆動力が伝動ギヤ１２７，１２６及び伝動軸１０３によって第２遊星伝動機構Ｐ２のキャリヤ６３、及び、第１遊星伝動機構Ｐ１のリングギヤ５４に入力される。

第１クラッチＣ１の前記出力側回転部材８２と、第２クラッチＣ２の前記出力側回転部材９２とは、単一の部品になるように一体形成してある。第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の出力側回転部材８２，９２は、この出力側回転部材８２，９２の内部に連設された取付け筒部１２８を介して前記伝動筒軸１０５に相対回転自在に支持させてある。第１クラッチＣ１の前記入力側回転部材８１と、第２クラッチＣ２の前記入力側回転部材９１とは、伝動軸１０３の軸芯に沿う方向に並べた状態で第１クラッチＣ１の出力側回転部材８２の内側と、第２クラッチＣ２の出力側回転部材９２の内側とに分散させて配置してある。第１クラッチＣ１の入力側回転部材８１は、前記伝動筒軸１０５にベアリング１２９を介して相対回転自在に支持させてある。第１クラッチＣ１と第３遊星伝動機構Ｐ３の間を通るように配置した円板状の前記連動部材１０６の一端側を第３遊星伝動機構Ｐ３のリングギヤ７４に連結し、前記連動部材１０６の他端側を第１クラッチＣ１の入力側回転部材８１に連結してあり、第１クラッチＣ１の入力側回転部材８１が、前記連動部材１０６によって第３遊星伝動機構Ｐ３のリングギヤ７４に一体回転自在に連動されている。

第２クラッチＣ２の入力側回転部材９１は、前記伝動筒軸１０５の端部にスプライン係合によって一体回転自在に連結した状態で支持させてある。第２遊星伝動機構Ｐ２のサンギヤ６１は、前記伝動筒軸１０５の端部にスプライン係合によって一体回転自在に連結しており、第３遊星伝動機構Ｐ３のサンギヤ７１は、伝動筒軸１０５の中間部に一体形成されており、第２クラッチＣ２の入力側回転部材９１が、伝動筒軸１０５によって第２遊星伝動機構Ｐ２のサンギヤ６１、第３遊星伝動機構Ｐ３のサンギヤ７１のそれぞれに一体回転自在に連動されている。

第１クラッチＣ１の出力側回転部材８２と、第２ラッチＣ２の出力側回転部材９２を、一体部品になるように一体形成してある。第２クラッチＣ２の出力側回転部材９２の端部に、この出力側回転部材９２の周方向での複数箇所に位置する係入凹部１３０ａを備えた係止連動部１３０を設け、この係止連動部１３０の前記各係入凹部１３０ａに外周側が係合爪によって係入するように構成した円板状の前記伝動部材４５の内周側を、前記伝動回転体４４の一端側にスプライン係合によって一体回転自在に連結してあり、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の出力側回転部材８２，９２が、前記伝動部材４５によって伝動回転体４４に一体回転自在に連結され、これによって出力軸４１に連動されている。

前記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２のそれぞれは、出力側回転部材８２，９２の内部に設けた油圧ピストン８４，９４によって入り状態と切り状態に切り換え操作されるように油圧クラッチに構成してある。前記各クラッチＣ１，Ｃ２の油圧ピストン８４，９４は、出力側回転部材８２，９２の前記取付け筒部１２８や前記伝動筒軸１０５や前記伝動軸１０３に穿設した操作油路１３１を介して油圧が供給や排出されることにより、制御手段１１０による第1及び第２クラッチＣ１，Ｃ２の切り換え操作が行われる。

図７は、別の多段変速モードを備えた変速伝動装置における主変速装置Ｂの速度レンジと、無段変速装置１０の変速状態と、副変速出力との関係を示し、この多段変速モードでは、図５で示す多段変速モードとは、１速レンジでの低速側においてのみ相違している。
すなわち、１速レンジの低速側において、高速クラッチＣＨが入り状態に切り換え操作されて副変速装置２０が高速状態に変速操作され、比較的高速の副変速出力が出力されるようになっている。

〔別実施例〕
主変速装置Ｂの遊星伝動部Ｐとしては、上記実施例の如く３つの遊星伝動機構、すなわち第1、第２、第３遊星伝動機構Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を備えた遊星伝動部を採用するに替え
、次の如き遊星伝動部を採用して実施してもよい。
すなわち、無段変速装置からの出力と、無段変速装置による変速作用を受けないエンジン駆動力とが入力されるように伝動方向上手側に配置した第1遊星伝動機構、クラッチ部
に伝動するように伝動方向下手側に配置した第２遊星伝動機構、第1遊星伝動機構の遊星
ギヤと一体回動するようにその遊星ギヤに連結や一体形成された連動用遊星ギヤ、第２遊星伝動機構の遊星ギヤと一体回動するようにその遊星ギヤに連結や一体形成された連動用遊星ギヤを備え、かつ、前記両連動用遊星ギヤを互いに噛合うとともに一つのキャリヤに支持された状態にして第1遊星伝動機構と第２遊星伝動機構の間に設けた遊星伝動部、すなわち、２つの遊星伝動機構を連動用遊星ギヤによって複合された状態で備えた遊星伝動部を採用して実施してもよい。
いずれの型式の遊星伝動部を採用しても本発明の目的を達成することができる。従って、これらの遊星伝動部を総称して、無段変速装置１０からの出力と、エンジン駆動力とを合成する遊星伝動部Ｐと呼称する。

１０無段変速装置
２０副変速装置
４４伝動回転体
４５伝動部材
６１，７４サンギヤ
８１第１クラッチの入力側回転部材
８２第１クラッチの出力側回転部材
９１第２クラッチの入力側回転部材
９２第２クラッチの出力側回転部材
１０３伝動軸
１０５伝動筒軸
１０６連動部材
１３０係止連動部材
Ｂ主変速装置
Ｃクラッチ部
Ｃ１第１クラッチ
Ｃ２第２クラッチ
Ｐ遊星伝動部
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３遊星伝動機構

Claims

エンジン駆動力が入力される無段変速装置、前記無段変速装置からの出力と、前記無段変速装置による変速作用を受けないエンジン駆動力とを複数の遊星伝動機構によって合成する遊星伝動部、前記遊星伝動部から入力されるとともに第１クラッチ及び第２クラッチを備えたクラッチ部、前記クラッチ部に連動された出力軸を備えるとともに、前記無段変速装置が変速操作され、かつ、前記各クラッチが入り状態と切り状態に切り換え操作されることにより、無段変速装置の変速状態、各クラッチの操作状態に対応した回転速度の出力を前記出力軸から出力する主変速装置を備えるとともに、前記主変速装置の前記出力軸からの駆動力を変速して出力する副変速装置を備え、
４段階の速度レンジに段階分けして前記副変速装置から出力されるように、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチを切り換え制御するとともに前記副変速装置及び前記無段変速装置を変速制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、１速レンジにおいて、１速レンジと２速レンジが切り換わる点まで前記副変速装置の出力速度が無段階に増速するように、１速レンジと２速レンジが切り換わる点まで前記第１クラッチを入り状態に切り換え制御し、前記第２クラッチを切り状態に切り換え制御し、前記副変速装置を低速状態に変速制御した状態で、前記無段変速装置を変速制御し、
前記制御手段は、１速レンジと２速レンジが切り換わる点において、前記副変速装置の出力速度が連続して変化するように前記副変速装置を低速状態に変速制御した状態のままで前記第１クラッチを入り状態から切り状態に切り換え制御するとともに前記第２クラッチを切り状態から入り状態に切り換え制御し、
前記制御手段は、２速レンジにおいて、２速レンジと３速レンジが切り換わる点まで前記副変速装置の出力速度が無段階に増速するように、２速レンジと３速レンジが切り換わる点まで前記第１クラッチを切り状態に切り換え制御し、前記第２クラッチを入り状態に切り換え制御し、前記副変速装置を低速状態に変速制御した状態で、前記無段変速装置を変速制御し、
前記制御手段は、２速レンジと３速レンジが切り換わる点において、前記副変速装置の出力速度が連続して変化するように前記第１クラッチを切り状態から入り状態に切り換え制御するとともに前記第２クラッチを入り状態から切り状態に切り換え制御し、かつ前記副変速装置を低速状態から高速状態に変速制御し、
前記制御手段は、３速レンジにおいて、３速レンジと４速レンジが切り換わる点まで前記副変速装置の出力速度が無段階に増速するように、３速レンジと４速レンジが切り換わる点まで前記第１クラッチを入り状態に切り換え制御し、前記第２クラッチを切り状態に切り換え制御し、前記副変速装置を高速状態に変速制御した状態で、前記無段変速装置を変速制御し、
前記制御手段は、３速レンジと４速レンジが切り換わる点において、前記副変速装置の出力速度が連続して変化するように前記副変速装置を高速状態に変速制御した状態のままで前記第１クラッチを入り状態から切り状態に切り換え制御するとともに前記第２クラッチを切り状態から入り状態に切り換え制御し、
前記制御手段は、４速レンジにおいて、４速レンジの最高速度まで前記副変速装置の出力速度が無段階に増速するように、４速レンジの最高速度まで前記第１クラッチを切り状態に切り換え制御し、第２クラッチを入り状態に切り換え制御し、前記副変速装置を高速状態に変速制御した状態で、前記無段変速装置を変速制御するよう構成してあるトラクタの変速伝動装置。
前記制御手段に低速モード指令、高速モード指令及び多段モード指令を出力するように構成され、
前記制御手段は、前記低速モード指令が入力されると、低速モードでの２段階の速度レンジに段階分けして前記副変速装置から出力されるように、かつ低速モードでの１速レンジ及び２速レンジにおける前記副変速装置の出力速度が無段階に変化するように、さらに低速モードでの１速レンジと２速レンジが切り換わる点において前記副変速装置の出力速度が連続して変化するように、前記副変速装置を低速状態に変速制御し、かつ前記無段変速装置を変速制御するとともに前記第１クラッチ及び前記第２クラッチを切り換え制御し、
前記制御手段は、前記高速モード指令が入力されると、高速モードでの２段階の速度レンジに段階分けして前記副変速装置から出力されるように、かつ高速モードでの１速レンジ及び２速レンジにおける前記副変速装置の出力速度が無段階に変化するように、さらに高速モードでの１速レンジと２速レンジが切り換わる点において前記副変速装置の出力速度が連続して変化するように、前記副変速装置を高速状態に変速制御し、かつ前記無段変速装置を変速制御するとともに前記第１クラッチ及び第２クラッチを切り換え制御し、
前記制御手段は、前記多段モード指令が入力されると、多段モードでの４段階の速度レンジとしての前記４段階の速度レンジに段階分けして前記副変速装置から出力されるように、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチを切り換え制御するとともに前記副変速装置及び前記無段変速装置を変速制御するよう構成してある請求項１記載のトラクタの変速伝動装置。
前記制御手段に前記低速モード指令、前記高速モード指令及び前記多段モード指令を出力する変速モード選択手段を備えてある請求項２記載のトラクタの変速伝動装置。
前記多段モードでの１速レンジにおける前記副変速装置の出力速度が前記低速モードでの１速レンジにおける前記副変速装置の出力速度に相当し、
前記多段モードでの２速レンジにおける前記副変速装置の出力速度が前記低速モードでの２速レンジの低速側速度域における前記副変速装置の出力速度に相当し、
前記多段モードでの３速レンジにおける前記副変速装置の出力速度が前記高速モードでの１速レンジの高速側速度域における前記副変速装置の出力速度に相当し、
前記多段モードでの４速レンジにおける前記副変速装置の出力速度が前記高速モードでの２速レンジにおける前記副変速装置の出力速度に相当するものである請求項２又は３記載のトラクタの変速伝動装置。
一つの変速レバー及び前記変速レバーの操作位置を検出する変速検出センサを備え、
前記制御手段を、前記変速検出センサによる検出情報を基に、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチを切り換え制御し、かつ前記副変速装置及び前記無段変速装置を変速制御するよう構成してある請求項１〜４のいずれか一項に記載のトラクタの変速伝動装置。