JP2012040944A

JP2012040944A - トラクタの伝動装置

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Publication number: JP2012040944A
Application number: JP2010183767A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Hana; 英俊花; Hiroaki Nakagawa; 裕朗中川
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2010-08-19
Filing date: 2010-08-19
Publication date: 2012-03-01
Anticipated expiration: 2030-08-19
Also published as: KR20130103456A; KR101296968B1; CN102374268B; KR20120025370A; JP5341839B2; CN102374268A; US8657713B2; US20120046138A1

Abstract

【課題】静油圧式無段変速機構のポンプとモータを遊星伝動機構に対して車体前方側に車体平面視で車体横方向に並ぶ状態で設置し、かつエンジンからの駆動力と静油圧式無段変速機構の出力を遊星伝動機構に入力して合成するものでありながら、静油圧式無段変速機構と遊星伝動機構を車体前後方向で極力寄り合う状態で組み付けることができるトラクタの伝動装置を提供する。
【解決手段】エンジン３ａが出力する駆動力を遊星伝動機構４０に入力するエンジン出力導入軸１９を、遊星伝動機構４０から車体前方側に延出してある。エンジン３ａが出力する駆動力をポンプ２０Ｐの入力軸２２と遊星伝動機構４０のエンジン出力導入軸１９とに分岐させて伝達する分岐伝動機構１５Ａを、静油圧式無段変速機構２０のポンプ２０Ｐ及びモータ２０Ｍに対して車体前方側に配置して設けてある。
【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンが出力する駆動力を入力する静油圧式無段変速機構、及び前記エンジンが出力する駆動力と前記静油圧式無段変速機構が出力する駆動力を入力して合成し、合成した駆動力を出力する遊星伝動機構を有した走行伝動部が備えられたトラクタの伝動装置に関する。

上記した伝動装置として、従来、たとえば特許文献１に記載されたものがあった。特許文献１に記載されたものでは、静油圧式無段変速機構としてのＨＳＴ、遊星伝動機構としての遊星歯車機構を備えている。特許文献１に記載されたものでは、ＨＳＴの油圧ポンプの回転軸芯を貫通するポンプ出力軸にポンプ側入力ギアが固設され、このポンプ側入力ギアがキャリヤに形成されたギアに噛合することにより、エンジンからの駆動力が遊星歯車機構に入力される。

特開２００３−１３０１７７号公報

上記したトラクタの伝動装置にあっては、静油圧式無段変速機構による変速作用を受けないエンジンからの駆動力を遊星伝動機構の所定の回転体に入力するよう構成するのであるが、従来の技術を採用した場合、次の如き問題が生じがちであった。
つまり、静油圧式無段変速機構のポンプとモータが遊星伝動機構に対して車体前方側に車体平面視で車体横方向に並んで位置する状態で静油圧式無段変速機構を組み付けるに当り、従来の技術を採用した場合、静油圧式無段変速機構による変速作用を受けないエンジンからの駆動力を遊星伝動機構に入力するための伝動手段が静油圧式無段変速機構と遊星伝動機構の間に入り込むことになり、静油圧式無段変速機構と遊星伝動機構を車体前後方向に離れた状態で組み付ける必要があった。

本発明の目的は、静油圧式無段変速機構のポンプとモータを遊星伝動機構に対して車体前方側に車体平面視で車体横方向に並ぶ状態で設置し、かつエンジンからの駆動力と静油圧式無段変速機構の出力を遊星伝動機構に入力して合成するものでありながら、静油圧式無段変速機構と遊星伝動機構を車体前後方向で極力寄り合う状態で組み付けることができるトラクタの伝動装置を提供することにある。

本第１発明は、エンジンが出力する駆動力を入力する静油圧式無段変速機構、及び前記エンジンが出力する駆動力と前記静油圧式無段変速機構が出力する駆動力を入力して合成し、合成した駆動力を出力する遊星伝動機構を有した走行伝動部が備えられたトラクタの伝動装置において、
前記静油圧式無段変速機構を構成するポンプとモータを、前記遊星伝動機構に対して車体前方側に車体平面視で車体横方向に並ぶ状態で設置し、
前記エンジンが出力する駆動力を前記遊星伝動機構に入力するエンジン出力導入軸を、前記遊星伝動機構から車体前方側に延出する状態で設け、
前記エンジンが出力する駆動力を前記ポンプの入力軸と前記遊星伝動機構の前記エンジン出力導入軸とに分岐させて伝達する分岐伝動機構を、前記静油圧式無段変速機構の前記ポンプ及び前記モータに対して車体前方側に配置して設けてある。

本第１発明の構成によると、静油圧式無段変速機構を構成するポンプとモータを、遊星伝動機構に対して車体前方側に車体平面視で車体横方向に並ぶ状態で設置して、静油圧式無段変速機構の組み付けに必要なスペースを、車体前後方向での大きさの面においても車体上下方向での大きさの面においても小さなスペースに済ませるものである。それでありながら、エンジンが出力する駆動力を遊星伝動機構に入力するエンジン出力導入軸を、遊星伝動機構からポンプよりも車体前方側に延出する状態で設け、エンジンが出力する駆動力をポンプの入力軸と遊星伝動機構のエンジン出力導入軸とに分岐させて伝達する分岐伝動機構を、静油圧式無段変速機構のポンプ及びモータに対して車体前方側に配置して設けてあるから、静油圧式無段変速機構による変速作用を受けないエンジンからの駆動力を遊星伝動機構に入力するための伝動手段を静油圧式無段変速機構と遊星伝動機構の間に設けずに、静油圧式無段変速機構による変速作用を受けないエンジンからの駆動力を分岐伝動機構によって遊星伝動機構に入力することができ、静油圧式無段変速機構と遊星伝動機構を従来の技術を採用した場合よりも車体前後方向で寄り合う状態で組み付けることができる。

従って、静油圧式無段変速機構の組み付けに必要なスペースを車体前後方向及び車体上下方向での大きさの面で小スペースに済ませることができるのみならず、静油圧式無段変速機構と遊星伝動機構を車体前後方向で極力寄り合う状態で組み付けることができるのであり、全体として静油圧式無段変速機構及び遊星伝動機構をミッションケースにコンパクトに組み付けて、無段階に変速走行して作業しやすいトラクタをホィールベースが極力小になる状態で得ることができる。

本第２発明では、前記エンジンの出力軸に連動されるエンジン側ギヤと前記エンジン側ギヤに噛合う一対の伝動ギヤを、前記一対の伝動ギヤの回転軸芯が前記エンジン側ギヤの回転軸芯の配置高さ以下の配置高さに位置する状態で設けるとともに、前記一対の伝動ギヤの一方の伝動ギヤを前記ポンプの前記入力軸に一体回転自在に連結するポンプ側連結手段と、前記一対の伝動ギヤの他方の伝動ギヤを前記遊星伝動機構の前記エンジン出力導入軸に一体回転自在に連結する遊星側連結手段とを備えて、前記分岐伝動機構を構成してある。

本第２発明の構成によると、エンジンの出力軸からの駆動力を、エンジン側ギヤと一対の伝動ギヤとによって静油圧式無段変速機構の側と遊星伝動機構の側とに分岐させ、静油圧式無段変速機構の側に分岐させた駆動力を入力軸によって静油圧式無段変速機構に入力し、遊星伝動機構の側に分岐させた駆動力をエンジン出力導入軸によって遊星伝動機構に入力することができるから、静油圧式無段変速機構による変速作用を受けないエンジンからの駆動力を遊星伝動機構に入力する伝動手段を静油圧式無段変速機構と遊星伝動機構の間に設けずに、静油圧式無段変速機構による変速作用を受けないエンジンからの駆動力を遊星伝動機構に入力することができる。
本第２発明の構成によると、一対の伝動ギヤの回転軸芯がエンジン側ギヤの回転軸芯の配置高さ以下の配置高さに位置するから、一対の伝動ギヤがエンジン側ギヤから車体上方側に突出することを回避でき、分岐伝動機構の上方に運転部ステップが位置する場合、運転部ステップを平坦あるいは平坦に近い形状にすることができる。

従って、静油圧式無段変速機構及び遊星伝動機構をミッションケースにコンパクトに組み付けることができるのに加え、分岐伝動機構の上方に運転部ステップが位置する場合でも、運転部ステップを平坦あるいは平坦に近い形状にして乗り降りや運転がしやすいものにできる。

本第３発明では、前記エンジンの出力軸に入力軸が連動される前後進切換え機構と、前記前後進切換え機構の前記入力軸を前記ポンプの前記入力軸に連動させるポンプ連動手段と、前記前後進切換え機構の出力軸を前記遊星伝動機構の前記エンジン出力導入軸に連動させる遊星連動手段とを備えて、前記分岐伝動機構を構成してある。

本第３発明の構成によると、エンジンの出力軸からの駆動力を、前後進切換え機構の入力軸とギヤ機構によって静油圧式無段変速装置に向けて分岐させ、分岐した駆動力を入力軸によって静油圧式無段変速機構に入力することができ、エンジンの出力軸からの駆動力を、前後進切換え機構の入力軸及び出力軸によって遊星伝動機構に向けて分岐させ、分岐した駆動力をエンジン出力導入軸によって遊星伝動機構に入力することができるから、静油圧式無段変速機構による変速作用を受けないエンジンからの駆動力を遊星伝動機構に入力する伝動手段を静油圧式無段変速機構と遊星伝動機構の間に設けずに、静油圧式無段変速機構による変速作用を受けないエンジンからの駆動力を遊星伝動機構に入力することができる。

静油圧式無段変速機構にエンジンからの駆動力が一定の回転方向だけで入力されるのと同様に、遊星伝動機構にもエンジンからの駆動力が一定の回転方向だけで入力されるものの場合、低速での前進駆動力を現出させる際、静油圧式無段変速機構を逆回転の変速状態に変速制御させ、遊星伝動機構において静油圧式無段変速機構から入力される逆回転方向の駆動力と静油圧式無段変速機構による変速作用を受けないで入力される正回転方向の駆動力を合成させることによって、所定の低速の前進駆動力を遊星伝動機構から出力させることになる。つまり、遊星伝動機構に伝動効率が悪い状態での変速作用を行なわせて所定の低速の前進駆動力を現出させることになる。

本第３発明の構成によると、遊星伝動機構には、エンジンからの駆動力を前後進切換え機構によって前進駆動力と後進駆動力に変換して入力することができるから、低速の前進駆動力を現出させる際、前後進切換え機構を後進状態に切換え制御させて、静油圧式無段変速機構による変速作用を受けないエンジンからの駆動力を後進側の駆動力に変換した状態で遊星伝動機構に入力させることにより、静油圧式無段変速機構を正回転状態に変速制御させて、静油圧式無段変速機構から遊星伝動機構に正回転方向の駆動力を入力させても、遊星伝動機構は、静油圧式無段変速機構からの正回転方向の駆動力と前後進切換え機構からの後進駆動力とを合成して所定の低速の前進駆動力を出力することになるのであり、遊星伝動機構に伝動効率が良い状態での変速作用を行なわせて所定の低速の前進駆動力を現出させることができる。

従って、静油圧式無段変速機構及び遊星伝動機構をミッションケースにコンパクトに組み付けることができるのに加え、低速の前進駆動力を伝動効率が良い変速作用によって現出させて動力ロスを少なく済ませることができる。

トラクタの全体を示す側面図である。トラクタの全体を示す平面図である。車体フレームの後部側を示す斜視図である。伝動装置を示すスケルトン図である。分岐伝動機構、静油圧式無段変速機構及び遊星伝動機構を展開状態で示す断面図である。分岐伝動機構を示す縦断正面図である。図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面矢視図である。遊星伝動機構を示す縦断側面図である。静油圧式無段変速機構の変速状態と車速との関係を示す説明図である。変速操作装置を示すブロック図である。第２実施例の伝動装置を示すスケルトン図である。第２実施例の伝動装置における静油圧式無段変速機構の変速状態と車速との関係を示す説明図である。自走車の走行方向及び車速域と前後進切換え機構の変速状態との関係を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施例〕

図１は、本発明の実施例に係るトラクタの全体を示す側面図である。図２は、本発明の実施例に係るトラクタの全体を示す平面図である。これらの図に示すように、本発明の実施例に係るトラクタは、左右一対の操向操作及び駆動自在な前車輪１，１、左右一対の駆動自在な後車輪２，２、車体前部に設けたエンジン３ａを有した原動部３、車体後部に設けた運転座席４ａを有した運転部４が備えられた自走車に、車体フレーム５の後端部の両横側に振り分けて設けた左右一対の上下揺動操作自在なリフトアーム６ａ，６ａを有したリンク機構６、及び車体フレーム５の後端部から車体後方向きに突出する動力取り出し軸７を備えて構成してある。

このトラクタは、車体後部にリンク機構６を介して昇降操作自在にロータリ耕耘装置（図示せず）が連結されるとともにエンジン３ａの出力を動力取り出し軸７からロータリ耕耘装置に伝達するように構成されることによって乗用型耕耘機を構成するなど、車体後部に各種の作業装置が昇降操作及び駆動自在に連結されることによって各種の乗用型作業機を構成する。

車体フレーム５は、エンジン３ａと、エンジン３ａの後部に連設されたクラッチハウジング１０と、このクラッチハウジング１０の後部に前部が脱着自在に連結された無段変速ケース２１と、この無段変速ケース２１の後部に連結されたミッションケース１１と、エンジン３ａの下部に連結された前輪支持フレーム１２とを備えて構成してある。ミッションケース１１は、無段変速ケース２１の後部に前部が脱着自在に連結された前部ミッションケース１１ａと、この前部ミッションケース１１ａの後部に前部が脱着自在に連結された後部ミッションケース１１ｂとを備えて構成してある。クラッチハウジング１０と無段変速ケース２１が一体に構成され、図５に示す如くクラッチハウジング１０の後壁１０Ａと無段変速ケース２１の前壁部２１ａとが一体壁になっている。なお、クラッチハウジング１０と無段変速ケース２１とを別体構成して、クラッチハウジング１０の後壁に無段変速ケース２１の前壁部２１ａを脱着自在に連結する構成を採用してもよい。

図３は、車体フレーム５の後部側を示す斜視図である。図１，３に示すように、車体フレーム５は、前輪支持フレーム１２に取り付けられた前輪駆動ケース１３を備え、この前輪駆動ケース１３を介して左右一対の前車輪１，１を駆動自在に支持している。車体フレーム５は、後部ミッションケース１１ｂの両横側に振り分けて連設された左右一対の車体横向きの後輪駆動ケース１４，１４を備え、左右一対の後輪駆動ケース１４，１４を介して左右一対の後車輪２，２を駆動自在に支持している。

図４は、エンジン３ａが出力する駆動力を前車輪１、後車輪２及び動力取り出し軸７に伝達するように自走車に設けた伝動装置Ｄを示すスケルトン図である。このスケルトン図は、伝動装置Ｄを展開状態で示している。図４に示すように、伝動装置Ｄは、エンジン３ａが出力軸３ｂから出力する駆動力を、主クラッチ機構３０及び分岐伝動機構１５Ａを介して静油圧式無段変速機構２０（以下、無段変速機構２０と略称する。）及び遊星伝動機構４０に入力し、遊星伝動機構４０の出力軸４８から前後進切換え機構５０を介して副変速機構６０に伝達し、副変速機構６０の出力軸６６から後輪差動機構３１に伝達し、かつ副変速機構６０の出力軸６６からギヤ伝動機構９９、前輪伝動機構１００及び回転軸３３を介して前輪差動機構３２に伝達する走行伝動部Ｄ１と、無段変速機構２０を構成するポンプ２０Ｐが備えるポンプ軸２２の駆動力を作業クラッチ７０を介して作業変速機構７１に入力して４段階に変速し、変速した駆動力を動力取り出し軸７に伝達する作業伝動部Ｄ２とを備えている。

無段変速機構２０は、前部ミッションケース１１ａの前部に連結された無段変速ケース２１に配備されている。遊星伝動機構４０及び前後進切換え機構５０は、前部ミッションケース１１ａに配備されている。副変速機構６０、後輪差動機構３０及び前輪伝動機構１００は、後部ミッションケース１１ｂに配備されている。分岐伝動機構１５Ａは、無段変速ケース２１の前部に設けて伝動機構ケース１８に配備されている。

走行伝動部Ｄ１について詳述する。
図４，５に示すように、分岐伝動機構１５Ａは、無段変速ケース２１の前壁部２１ａに連結された伝動機構ケース１８の内部に回転自在に設けた一つのエンジン側ギヤ１５及び一対の伝動ギヤ１６，１７を備えて構成してある。

伝動機構ケース１８は、無段変速ケース２１の前壁部２１ａで成るケース本体と、クラッチハウジング１０の内側に配置してクラッチハウハウジング１０の後壁１０Ａの前面側に前側から連結ボルトによって脱着自在に取付けられた蓋ケース１８ａとを備えて構成してある。図３，５に示すように、蓋ケース１８ａは、エンジン側ギヤ１５を前側から覆う第１蓋ケース部１８ａＡと、伝動ギヤ１６を前側から覆う第２蓋ケース部１８ａＢと、伝動ギヤ１７を前側から覆う第３蓋ケース部１８ａＣとを備えている。第１蓋ケース部１８ａＡ、第２蓋ケース部１８ａＢ及び第３蓋ケース部１８ａＣの車体前後方向視での形状がエンジン側ギヤ１５の回転軸芯１５ａあるいは伝動ギヤ１６の回転軸芯１６ａあるいは伝動ギヤ１７の回転軸芯１７ａを中心とした円形になるように、かつ第１蓋ケース部１８ａＡと第２蓋ケース部１８ａＢと第３蓋ケース部１８ａＣの前記中心が三角形の三つの頂点に分かれて位置する状態で第１蓋ケース部１８ａＡと第２蓋ケース部１８ａＢと第３蓋ケース部１８ａＣの外周部が連なるように第１蓋ケース部１８ａＡ、第２蓋ケース部１８ａＢ及び第３蓋ケース部１８ａＣを形成してある。したがって、蓋ケース１８ａの全体としての車体前後方向視での形状は、三つの円が寄り合って連なった形状になっている。

図４，５に示すように、エンジン側ギヤ１５は、主クラッチ機構３０の出力軸３０ａの端部に一体回転自在に設けられて、出力軸３０ａを回転支軸として回転自在に支持されており、主クラッチ機構３０が入り状態にあれば、エンジン３ａ側に連動された状態となり、エンジン３ａが出力軸３ｂから出力する駆動力によって回転駆動される。

図６は、分岐伝動機構１５Ａを示す縦断正面図である。この図及び図４，５に示すように、一対の伝動ギヤ１６，１７は、一対の伝動ギヤ１６，１７の回転軸芯１６ａ，１７ａがエンジン側ギヤ１５の回転軸芯１５ａの配置高さ以下の配置高さに位置するとともにエンジン側ギヤ１５に噛合う状態に配置されている。一方の伝動ギヤ１６の回転軸芯１６ａが他方の伝動ギヤ１７の回転軸芯１７ａよりも低い配置高さに位置している。一方の伝動ギヤ１６は、無段変速機構２１を構成するポンプ２０Ｐに備えられた車体前後向きの入力軸としてのポンプ軸２２の前端部にスプラインはめあいを利用したポンプ側連結手段１６ｂによって一体回転自在に連結されている。他方の伝動ギヤ１７は、遊星伝動機構４０から車体前方向きに無段変速ケース２１を貫通して延出しているエンジン出力導入軸１９の延出端部にスプラインはめあいを利用した遊星側連結手段１７ｂによって一体回転自在に連結されている。

従って、分岐伝動機構１５Ａは、無段変速機構２０を構成するポンプ２０Ｐ及びモータ２０Ｍに対して車体前方側に配置されていて、エンジン３ａが出力軸３ｂから出力する駆動力を無段変速機構２０よりも車体前方側においてエンジン側ギヤ１５と一対の伝動ギヤ１６，１７とによって無段変速機構２０の側と遊星伝動機構４０の側とに分岐させ、無段変速機構２０の側に分岐させた駆動力をポンプ軸２２によって無段変速機構２０に入力させ、遊星伝動機構４０の側に分岐させた駆動力をエンジン出力導入軸１９によって遊星伝動機構４０に入力させる。これにより、図３に示すように、無段変速機構２１の上部には、ミッションケース１１の上部の平坦部１１Ａよりも低い配置高さの平坦部２１Ａが形成され、上方の運転部ステップ４ｂ等を配置し易くすることができる。

図４，５に示すように、無段変速機構２０は、前部ミッションケース１１ａの前部に連設された無段変速ケース２１と、無段変速ケース２１の内部に遊星伝動機構４０に対して車体前方側に位置するように配置して設けたポンプ２０Ｐとモータ２０Ｍとを備えて構成してある。

図５，６に示すように、無段変速ケース２１は、前部ミッションケース１１ａの前部に脱着自在に連結されたケース本体２１ｂと、ケース本体２１ｂの後部に脱着自在に連結されたポートプレート２１ｃと備えて構成してある。ポンプ２０Ｐとモータ２０Ｍは、無段変速機構２０の車体前後方向での大きさ及び車体上下方向での大きさを小にするように車体平面視で車体横方向に並べてある。ポンプ２０Ｐは、可変容量形でかつアキシャルプランジャ形の油圧ポンプによって構成し、モータ２０Ｍは、アキシャルプランジャ形の油圧モータによって構成してある。

したがって、無段変速機構２０は、エンジン３ａからの駆動力がポンプ軸２２に入力されることにより、ポンプ２０Ｐのシリンダブロック２３がポンプ軸２２によって回転駆動されてポンプ２０Ｐがモータ２０Ｍに圧油を供給し、モータ２０Ｍのシリンダブロック２４がポンプ２０Ｐからの圧油によって回転駆動されてモータ軸２２を回転駆動し、モータ軸２２から遊星伝動機構４０に出力する。無段変速機構２０は、ポンプ２０Ｐの斜板２７に連動されているシリンダ２６が操作されることにより、シリンダ２６によって斜板２７の角度変更が行なわれ、正回転状態、逆回転状態、及び正回転状態と逆回転状態の間に位置する中立状態に変速され、かつ正回転状態に変速された場合においても逆回転状態に変速された場合においても、ポンプ２０Ｐの回転速度を無段階に変更してモータ２０Ｍの回転速度を無段階に変更し、モータ軸２５から遊星伝動機構４０に出力する駆動力の回転速度を無段階に変更する。無段変速機構２０は、中立状態に変速された場合、ポンプ２０Ｐによるモータ２０Ｍの駆動を停止、モータ軸２５から遊星伝動機構４０に対する出力を停止する。

図８は、遊星伝動機構４０を示す縦断側面図である。この図及び図４，５に示すように、遊星伝動機構４０は、前部ミッションケース１１ａの内部に軸支壁部１１ｃに連結して設けられた遊星伝動ケース４１と、遊星伝動ケース４１の支持部４１ａにベアリング４２ａを介してボス部４３ａが回転自在に支持されているサンギヤ４３と、サンギヤ４３の周囲に等間隔を隔てて分散して位置する３個の遊星ギヤ４４と、各遊星ギヤ４４を支軸４５を介して回転自在に支持するキャリヤ４６と、３個の遊星ギヤ４４に噛合うリングギヤ４７と、遊星伝動ケース４１の支持部４１ｂにベアリング４２ｂを介して回転自在に支持される出力軸４８とを備えて構成してある。

キャリヤ４６は、サンギヤ４３のボス部４３ａに一対のベアリング４２ｃ，４２ｃを介して相対回転自在に支持されている。リングギヤ４７のボス部４７ａは、遊星伝動ケース４１の支持部４１ｂにベアリング４２ｄを介して回転自在に支持され、かつサンギヤ４３のボス部４３ａにベアリング４２ｅを介して回転自在に支持されている。各遊星ギヤ４４の支軸４５は、一端側のみにおいてキャリヤ４６に連結する片持ち状態でキャリヤ４６に支持されている。３本の支軸４５の遊星ギヤ４４に対してキャリヤ４６が位置する側とは反対側に位置する端部４５ａを連結する一枚の環状の支持板４５ｂを、３本の支軸４５にわたって連結してある。図７に示すように、支持板４５ｂは、キャリヤ４６に片持ち状態で支持される３本の支軸４５のキャリヤ側とは反対側の端部４５ａどうしを連結して各支軸４５のキャリヤ４６に対する傾斜を防止し、遊星ギヤ４４がサンギヤ４３及びリングギヤ４７に対して傾斜することがないように、サンギヤ４３及びリングギヤ４７に対する遊星ギヤ４４の噛み合い状態を正常な状態に維持する。

サンギヤ４３は、これのボス部４３ａと無段変速機構２０のモータ軸２５にわたって設けたスプラインはめあいによって無段変速機構２０のモータ軸２５に一体回転自在に連結されている。

エンジン出力導入軸１９は、遊星伝動ケース４１にベアリング４２ｆを介して回転自在に支持された筒軸形の入力回転体４９の端部から延出している。エンジン出力導入軸１９と入力回転体４９とは、スプラインはめあいによって一体回転自在に連結している。入力回転体４９とキャリヤ４６は、入力回転体４９の外周面側に一体回転自在に設けた伝動ギヤ４９ａとキャリヤ４６の外周部に一体回転自在に設けた受動ギヤ４６ａとの噛み合いによって連動している。

リングギヤ４７は、これのボス部４７ａと出力軸４８にわたって設けたスプラインはめいあいによって出力軸４８に一体回転自在に連動している。

つまり、遊星伝動機構４０は、エンジン３ａが出力軸３ｂから出力した駆動力を、エンジン側ギヤ１５、伝動ギヤ１７及びエンジン出力導入軸１９を介して入力回転体４９に入力することにより、エンジン３ａからの駆動力を無段変速機構２０による変速作用を受けない状態でキャリヤ４６に入力し、無段変速機構２０がモータ軸２５から出力する駆動力をサンギヤ４３に入力して、無段変速機構２０からの駆動力と無段変速機構２０の変速作用を受けないエンジン３ａからの駆動力とを合成し、合成した駆動力を出力軸４８から前後進切換え機構５０の入力軸５１に出力する。

従って、走行伝動部Ｄ１は、エンジン３ａが出力軸３ｂから出力する駆動力を、無段変速機構２０に対して車体前方側に位置する箇所において分岐伝動機構１５Ａによって無段変速機構２０の側と遊星伝動機構４０の側とに分岐させ、無段変速機構２０の側に分岐させた駆動力を、ポンプ軸２２によって無段変速機構２０のポンプ２０Ｐに入力して無段変速機構２０のポンプ２０Ｐとモータ２０Ｍによる変速作用によって正回転方向の駆動力と逆回転方向の駆動力とに変換して、かつ正回転方向と逆回転方向のいずれの駆動力に変換する場合においても無段階に変速してモータ軸２５から出力し、無段変速機構２０がモータ軸２５から出力する駆動力を遊星伝動機構４０のサンギヤ４３に入力し、分岐伝動機構１５Ａによって遊星伝動機構４０の側に分岐させた駆動力をエンジン出力導入軸１９及び入力回転体４９によって遊星伝動機構４０のキャリヤ４６に入力することにより、遊星伝動機構４０において、エンジン３ａからの駆動力と無段変速機構２０からの駆動力とを合成し、合成した駆動力を出力軸４８から前後進切換え機構５０に出力する。

図４に示すように、前後進切換え機構５０は、遊星伝動機構４０の出力軸４８に一体回転自在に連動された入力軸５１と、入力軸５１の駆動力を前進クラッチ５２、伝動ギヤ５３及び前進出力ギヤ５４を介して出力軸５５に伝達する前進伝動部と、入力軸５１の駆動力を後進クラッチ５６、伝動ギヤ５７、逆転ギヤ５８及び後進出力ギヤ５９を介して出力軸５５に伝達する後進伝動部とを備えて構成しある。

従って、前後進切換え機構５０は、前進クラッチ５２が入り状態に操作され、後進クラッチ５６が切り状態に操作されることにより、前進状態になり、遊星伝動機構４０の出力軸４８から入力軸５１に伝達された駆動力を、前進伝動部によって前進駆動力に変換して出力軸５５から副変速機構６０の入力軸６２に出力する。前後進切換え機構５０は、前進クラッチ５２が切り状態に操作され、後進クラッチ５６が入り状態に操作されることにより、後進状態になり、遊星伝動機構４０の出力軸４８から入力軸５１に伝達された駆動力を、後進伝動部によって後進駆動力に変換して出力軸５５から副変速機構６０の入力軸６２に出力する。

図４に示すように、副変速機構６０は、前後進切換え機構５０の出力軸５５にジョイント６１を介して一体回転自在に連結された入力軸６２と、この入力軸６２に一体回転自在に設けた第１ギヤ６３、第２ギヤ６４及び第３ギヤ６５と、第１ギヤ６３に噛合った状態で出力軸６６に相対回転自在に設けた低速ギヤ６７と、第３ギヤ６５に噛合った状態で出力軸６６に相対回転自在に設けた高速ギヤ６８と、出力軸６６に一体回転自在に設けた伝動筒軸６９ａと、この伝動筒軸６９ａに一体回転及びシフト操作自在に設けたシフトギヤ６９とを備えて構成してある。

副変速機構６０は、シフトギヤ６９が伝動筒軸６９ａに沿わせてシフト操作されてシフトギヤ６９のボス部が低速ギヤ６７のボス部と伝動筒軸６９ａにわたって係合されると、前後進切換え機構５０から入力軸６２に伝達された駆動力を、第１ギヤ６３、低速ギヤ６７、シフトギヤ６９、伝動筒軸６９ａを介して出力軸６６に伝達するように低速状態になる。

副変速機構６０は、シフトギヤ６９がシフト操作されてシフトギヤ６９の外周側に設けてある歯部が第２ギヤ６４に咬合されると、前後進切換え機構５０から入力軸６２に伝達された駆動力を、第２ギヤ６４、シフトギヤ６９、伝動筒軸６９ａを介して出力軸６６に伝達するように中速状態になる。

副変速機構６０は、シフトギヤ６９が伝動筒軸６９ａに沿わせてシフト操作されてシフトギヤ６９のボス部が高速ギヤ６８のボス部と伝動筒軸６９ａにわたって係合されると、前後進切換え機構５０から入力軸６２に伝達された駆動力を、第３ギヤ６５、高速ギヤ６８、シフトギヤ６９、伝動筒軸６９ａを介して出力軸６６に伝達するように高速状態になる。

図４に示すように、前輪伝動機構１００は、副変速機構６０の出力軸６２にギヤ連動機構９９を介して連動された入力軸１０１と、回転軸３３に連結された出力軸１０２と、出力軸１０２に一体回転及びシフト操作自在に設けた切換え体１０３とを備えている。

前輪伝動機構１００は、切換え体１０３が後方側にシフト操作されて切換え体１０３と伝動ギヤ１０４が係合されることにより、副変速装置６０からギヤ連動機構９９を介して入力軸１０１に伝達された駆動力を伝動ギヤ１０５、伝動ギヤ１０４及び切換え体１０３を介して出力軸１０２に伝達し、前車輪１が後車輪２と同じ周速度で駆動されるように出力軸１０２から前輪差動機構３２に伝動するよう等速伝動状態になる。

前輪伝動機構１００は、切換え体１０３がシフト操作されて増速伝動クラッチ１０６が切換え体１０３によって入り状態に切換えられることにより、副変速装置６０からギヤ連動機構９９を介して入力軸１０１に伝達された駆動力を伝動ギヤ１０７、伝動ギヤ１０８及び増速伝動クラッチ１０６を介して出力軸１０２に伝達し、前車輪１が後車輪２よりも高速の周速度で駆動されるように出力軸１０２から前輪差動機構３２に伝動するよう増速伝動状態になる。

したがって、走行伝動部Ｄ１は、遊星伝動機構４０の出力軸４８による出力を、前後進切換え機構５０によって前進駆動力と後進駆動機構に切換え、前後進切換え機構５０が出力する前進駆動力や後進駆動力を副変速機構６０によって低速、中速、高速の３段階に変速し、副変速機構６０が変速した前進駆動力や後進駆動力を、副変速装置６０の出力軸６６から後輪差動機構３１に伝達し、かつ副変速機構６０の出力軸６６からギヤ伝動機構９９、前輪伝動機構１０１、回転軸３３を介して前輪差動機構３２に伝達する。

図９は、エンジン３ａが設定速度の駆動力を出力するようにアクセルセットされた状態における無段変速機構２０の変速状態と自走車の走行速度（車速）との関係を示す説明図である。図９の横軸は、無段変速機構２０の変速状態を示し、「Ｎ」は、無段変速機構２０の中立位置を示し、「−Ｍａｘ」は、無段変速機構２０の逆回転状態での最高速位置を示し、「＋Ｍａｘ」は、無段変速機構２０の正回転状態での最高速位置を示す。図９の縦軸は、車速を示す。図９に示す実線ｆは、前後進切換え機構５０が前進状態に操作された場合における車速の変化を示し、図９に示す破線ｒは、前後進切換え機構５０が後進状態に操作された場合における車速の変化を示す。

図９に示すように、無段変速機構２０が逆回転状態の最高速位置「−Ｍａｘ」に変速制御されると、車速が零「０」になる。
図９に実線ｆで示すように、前後進切換え機構５０が前進状態に切換えられていると、自走車が前進走行し、無段変速機構２０が逆回転状態の最高速位置「−Ｍａｘ」から正回転状態の最高速位置「＋Ｍａｘ」に向けて変速制御されるに伴い、車速が無段階に増速していく。無段変速機構２０が正回転状態の最高速位置「＋Ｍａｘ」に変速制御されることにより、車速が最高速度「ＦＶ」になる。

図９に破線ｒで示すように、前後進切換え機構５０が後進状態に切換えられていると、自走車が後進走行し、無段変速機構２０が逆回転状態の最高速位置「−Ｍａｘ」から正回転状態の最高速位置「＋Ｍａｘ」に向けて変速制御されるに伴い、車速が無段階に増速していく。無段変速機構２０が正回転状態の最高速位置「＋Ｍａｘ」に変速制御されることにより、車速が最高速度「ＲＶ」になる。
尚、図９は、副変速機構６０が中速状態に変速操作された場合における無段変速機構２０の変速制御に伴う前進側及び後進側の車速変化を示している。副変速機構６０が低速状態に変速操作された場合、無段変速機構２０の変速制御に伴う前進側及び後進側の車速変化は、図９に実線ｆ、破線ｒで示す傾斜角より緩傾斜角で変化し、無段変速機構２０が正回転状態の最高速位置「＋Ｍａｘ」に操作されたときの車速は、図９に実線ｆ、破線ｒで示される車速「ＦＶ」，「ＲＶ」よりも低速になる。副変速機構６０が高速状態に変速操作された場合、無段変速機構２０の変速制御に伴う前進側及び後進側の車速変化は、図９に実線ｆ、破線ｒで示す傾斜角より急傾斜角で変化し、無段変速機構２０が正回転状態の最高速位置「＋Ｍａｘ」に操作されたときの車速は、図９に実線ｆ、破線ｒで示される車速「ＦＶ」，「ＲＶ」よりも高速になる。

図１０は、走行伝動部Ｄ１を変速操作する変速操作装置８０を示すブロック図である。この図に示すように、走行伝動部Ｄ１を変速操作する変速操作装置８０は、無段変速機構２０の変速操作部としてのシリンダ２６と前後進切換え機構５０の前進クラッチ５２及び後進クラッチ５６に連係された制御装置８１、変速レバー８２、変速レバー８２の操作位置を検出する変速検出センサ８３、エンジン３ａの出力速度を検出するエンジン回転センサ８４、前後進レバー８５、前後進レバー８５の操作位置を検出する前後進検出センサ８６を備えて構成してある。

図２に示すように、変速レバー８２は、運転座席４ａの横側方に設置されたアームレスト９０の前部に連設されたレバー支持部９１に前後揺動操作自在に設けてある。

変速検出センサ８３は、変速レバー８２に回転操作部が連動された回転式ポテンショメータによって構成してある。前後進検出センサ８６は、前後進レバー８５に回転操作部が連動された回転式ポテンショメータによって構成してある。制御装置８１は、マイクロコンピュータを利用して構成してあり、走行変速制御手段８７及び前後進制御手段８８を備えている。

走行変速制御手段８７は、エンジン回転センサ８４による検出情報を基に、エンジン３ａがアクセルセットされた状態でのエンジン３ａの出力速度を検出し、変速検出センサ８３による検出情報を基に、変速レバー８２が操作された操作位置を判断し、検出したエンジン３ａの出力速度と判断した変速レバー８２の操作位置とを基に、図９に示す如き車速を現出するように無段変速機構２０を変速操作部２６を介して変速制御する。

前後進制御手段８８は、前後進切換えセンサ８６による検出情報を基に、前後進レバー８５が操作された操作位置を判断し、この判断結果を基に、前後進切換え機構５０が前後進レバー８５の操作位置に対応した操作状態になるように前進クラッチ５２及び後進クラッチ５６を切換え制御する。

〔第２実施例〕
図１１は、第２実施例の伝動装置Ｄを示すスケルトン図である。この図に示すように、第２実施例の伝動装置Ｄでは、作業伝動部Ｄ２の点において第１実施例の伝動装置Ｄと同じ構成を備え、走行伝動部Ｄ１の点において第１実施例の伝動装置Ｄと異なる構成を備えている。

第２実施例の走行伝動部Ｄ１では、前後進切換え機構５０を無段変速機構２０に対して伝動方向上手側に配備し、前後進切換え機構５０を利用して分岐伝動機構１５Ａを構成している。

すなわち、前後進切換え機構５０の入力軸５１を、主クラッチ機構２０によってエンジン３ａの出力軸３ｂに連動されるように主クラッチ機構３０の出力軸３０ａに連動させ、前後進切換え機構５０の入力軸５１と無段変速機構２０のポンプ２０Ｐの入力軸としてのポンプ軸２２とをポンプ連動手段１１０によって連動させ、前後進切換え機構５０の出力軸５５と遊星伝動機構４０に備えさせたエンジン出力導入軸１９とを遊星伝動手段１１５によって連動させて、分岐伝動機構１５Ａを構成してある。

ポンプ連動手段１１０は、入力軸５１に一体回転自在に設けた入力軸ギヤ１１１と、この入力軸ギヤ１１１に噛合う状態でポンプ軸２２に一体回転自在に設けたポンプ軸ギヤ１１２とを備えて構成してある。ポンプ連動手段１１０としては、ギヤ１１１，１１２を備えて構成する他、入力軸５１とポンプ軸２２を連結するジョイントや、入力軸５１とポンプ軸２２を一体形成によって連結する構成を採用して実施してもよい。

遊星伝動手段１１５は、出力軸５５とエンジン出力導入軸１９を一体回転自在に連結するジョイントによって構成してある。遊星伝動手段１１５としては、ジョイントを採用する他、出力軸５５とエンジン出力導入軸１９を一体形成によって連結する構成や、出力軸５５とエンジン出力導入軸１９を連動ギヤによって連動させる構成を採用して実施してもよい。

前後進切換え機構５０は、前進クラッチ５２が入り状態に切換え操作されることによって、入力軸５１の駆動力を前進クラッチ５２、伝動ギヤ５３及び前進伝動ギヤ５４を介して出力軸５５に伝達する前進伝動部５０Ｆと、後進クラッチ５６が入り状態に切換え操作されることによって、入力軸５１の駆動力を後進クラッチ５６、伝動ギヤ５７、逆転ギヤ５８及び後進伝動ギヤ５９を介して出力軸５５に伝達する後進伝動部５０Ｒとを備えて構成してある。

従って、分岐伝動機構１５Ａは、エンジン３ａが出力軸３ｂから出力する駆動力を、入力軸５１、ポンプ連動手段１１０、前進伝動部５０Ｆ、後進伝動部５０Ｒ及び出力軸５５によって無段変速機構２０の側と遊星伝動機構４０の側とに分岐させ、無段変速機構２０の側に分岐させた駆動力をポンプ軸２２によって無段変速機構２０のポンプ２０Ｐに入力させ、遊星伝動機構４０の側に分岐させた駆動力をエンジン出力導入軸１９によって遊星伝動機構４０に入力させる。

図１２は、第２実施例の走行伝動部Ｄ１についての説明図であって、エンジン３ａが設定速度の駆動力を出力するようにアクセルセットされた状態における無段変速機構２０の変速状態と自走車の走行速度（車速）との関係を示す説明図である。図１２の横軸は、無段変速機構２０の変速状態を示し、「Ｎ」は、無段変速機構２０の中立位置を示し、「−Ｍａｘ」は、無段変速機構２０の逆回転状態での最高速位置を示し、「＋Ｍａｘ」は、無段変速機構２０の正回転状態での最高速位置を示す。図１２の縦軸は、車速を示す。図１２に実線ｆ１で示す車速変化は、前進走行時における低速域での車速変化を示し、図１２に実線ｆ２で示す車速変化は、前進走行時における高速域での車速変化を示している。図１２に破線ｒで示す車速変化は、後進走行時における全車速域での車速変化を示している。図１３は、自走車の走行方向及び車速域と前後進切換え機構５０の変速状態との関係を示す説明図である。

図１２，１３に示すように、前後進切換え機構５０が後進状態に切換え制御され、かつ無段変速機構２０が中立位置「Ｎ」と正回転状態の最高速位置「＋Ｍａｘ」の間の速度位置「＋Ａ」に変速制御されると、車速が零「０」になる。

前後進切換え機構５０が後進状態に切換え制御されたままの状態で、無段変速機構２０が正回転状態の最高速位置「＋Ｍａｘ」よりも低速の速度位置「＋Ａ」から最高速位置「＋Ｍａｘ」に至る変速範囲で変速制御されると、自走車が前進走行する。前後進切換え機構５０が後進状態に切換え制御されたままの状態で、無段変速機構２０が正回転状態の速度位置「＋Ａ」から最高速位置「＋Ｍａｘ」に向けて変速制御されるに伴い、車速が無段階に増速していき、無段変速機構２０が正回転状態の最高速位置「+Ｍａｘ」に変速制御されることにより、車速が「Ｆａ」になり、かつ変速制御の切換え点「Ｔ」になる。

変速制御の切換え点「Ｔ」になると、前後進切換え機構５０が前進状態に切換え制御され、かつ、無段変速機構２０が逆回転状態の最高速位置「−Ｍａｘ」よりも低速の速度位置「−Ｂ」に変速制御され、前後進切換え機構５０が前進状態に切換え制御されたままの状態で、無段変速機構２０が逆回転状態の速度位置「−Ｂ」から正回転状態の最高速位置「＋Ｍａｘ」に至る変速範囲で変速制御されると、自走車が前進走行する。前後進切換え機構５０が前進状態に切換え制御されたままの状態で、無段変速機構２０が逆回転状態の速度位置「−Ｂ」から正回転状態の最高速位置「＋Ｍａｘ」に向けて変速制御されるに伴い、車速が無段階に増速していき、無段変速機構２０が正回転状態の最高速位置「+Ｍａｘ」に変速制御されることにより、車速が最高速度「ＦＶ」になる。尚、低速域での車速変化を示す実線ｆ１と高速域での車速変化を示す実線ｆ２の傾斜は、同じ傾斜になる。また、変速制御の切換え点「Ｔ」における低速域ｆ１から高速域ｆ２への車速変化は、連続的に変化する。

前後進切換え機構５０が後進状態に切換え制御されたままの状態で、無段変速機構２０が正回転状態の速度位置「＋Ａ」から逆回転状態の最高速位置「−Ｍａｘ」に至る変速範囲で変速制御されると、自走車が後進走行する。前後進切換え機構５０が後進状態に切換え制御されたままの状態で、無段変速機構２０が正回転状態の速度位置「＋Ａ」から逆回転状態の最高速位置「−Ｍａｘ」に向けて変速制御されるに伴い、車速が無段階に増速していき、無段変速機構２０が逆回転状態の最高速位置「−Ｍａｘ」に変速制御されると、車速が最高速度「ＲＶ」になる。尚、前進側の最高速度「ＦＶ」は、後進側の最高速度「ＲＶ」よりも高速になる。

第２実施例の走行伝動部Ｄ１では、無断変速機構２０に対して伝動方向上手側に前後進切換え機構５０を配備し、エンジン３ａからの駆動力を前後進切換え機構５０によって前進駆動力と後進駆動力に変換して遊星伝動機構４０に入力する。従って、第２実施例の走行伝動部Ｄ１では、自走車を低速域ｆ１で前進走行させる際、前後進切換え機構５０を後進状態に切換え制御させて、無段変速機構２０による変速作用を受けないエンジン３ａからの駆動力を後進駆動力に変換した状態で遊星伝動機構４０に入力させることにより、無段変速機構２０を正回転状態に変速制御させて、無段変速機構２０から遊星伝動機構４０に正回転方向の駆動力を入力させても、遊星伝動機構４０は、無段変速機構２０からの正回転方向の駆動力と前後進切換え機構５０からの後進駆動力とを合成して所定の低速の前進駆動力を出力することになるから、遊星伝動機構４０に伝動効率が良い状態での変速作用を行なわせて、自走車に低速域ｆ１での前進走行を行なわせることができる。

第２実施例の走行伝動部Ｄ１では、無段変速機構２０のモータ２０Ｍの回転中に、前後進切換え機構５０が接続されると、遊星伝動機構４０で両方の駆動力が合成され、合成駆動力による走行が可能となる。この駆動状態での切換え操作は、順序が逆でも可能である。また、車速が零「０」でありながら、トルクの保持が可能となり、傾斜地などでの停車が安心となる。

本発明は、車体後部に作業装置が連結されるトラクタに装備される伝動装置の他、車体の前後輪間あるいは車体の前部に草刈装置などの作業装置が連結されるトラクタに装備される伝動装置にも利用可能である。

３ａエンジン
３ｂエンジンの出力軸
１５エンジン側ギヤ
１５Ａ分岐伝動機構
１５ａエンジン側ギヤの回転軸芯
１６一方の伝動ギヤ
１６ａ一方の伝動ギヤの回転軸芯
１６ｂポンプ側連結手段
１７他方の伝動ギヤ
１７ａ他方の伝動ギヤの回転軸芯
１７ｂ遊星側連結手段
１８ギヤケース
１９エンジン出力導入軸
２０静油圧式無段変速機構
２０Ｐポンプ
２０Ｍモータ
２２ポンプの入力軸
２５静油圧式無段変速機構の出力軸
４０遊星伝動機構
５０前後進切換え機構
５１前後進切換え機構の入力軸
５５前後進切換え機構の出力軸
１１０ポンプ連動手段
１１５遊星連動手段

Claims

エンジンが出力する駆動力を入力する静油圧式無段変速機構、及び前記エンジンが出力する駆動力と前記静油圧式無段変速機構が出力する駆動力を入力して合成し、合成した駆動力を出力する遊星伝動機構を有した走行伝動部が備えられたトラクタの伝動装置であって、
前記静油圧式無段変速機構を構成するポンプとモータを、前記遊星伝動機構に対して車体前方側に車体平面視で車体横方向に並ぶ状態で設置し、
前記エンジンが出力する駆動力を前記遊星伝動機構に入力するエンジン出力導入軸を、前記遊星伝動機構から車体前方側に延出する状態で設け、
前記エンジンが出力する駆動力を前記ポンプの入力軸と前記遊星伝動機構の前記エンジン出力導入軸とに分岐させて伝達する分岐伝動機構を、前記静油圧式無段変速機構の前記ポンプ及び前記モータに対して車体前方側に配置して設けてあるトラクタの伝動装置。
前記エンジンの出力軸に連動されるエンジン側ギヤと前記エンジン側ギヤに噛合う一対の伝動ギヤを、前記一対の伝動ギヤの回転軸芯が前記エンジン側ギヤの回転軸芯の配置高さ以下の配置高さに位置する状態で設けるとともに、前記一対の伝動ギヤの一方の伝動ギヤを前記ポンプの前記入力軸に一体回転自在に連結するポンプ側連結手段と、前記一対の伝動ギヤの他方の伝動ギヤを前記遊星伝動機構の前記エンジン出力導入軸に一体回転自在に連結する遊星側連結手段とを備えて、前記分岐伝動機構を構成してある請求項１記載のトラクタの伝動装置。
前記エンジンの出力軸に入力軸が連動される前後進切換え機構と、前記前後進切換え機構の前記入力軸を前記ポンプの前記入力軸に連動させるポンプ連動手段と、前記前後進切換え機構の出力軸を前記遊星伝動機構の前記エンジン出力導入軸に連動させる遊星連動手段とを備えて、前記分岐伝動機構を構成してある請求項１記載のトラクタの伝動装置。