JP4594840B2 - トラクタの変速伝動装置 - Google Patents
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Description
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。
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、
前記主変速装置及び前記副変速装置とは別の前後進切り換え装置を備え、
前記主変速装置の前記出力軸からの駆動力を前記副変速装置及び前記前後進切り換え装置を介して走行用の出力軸に伝達するように、前記副変速装置と前記前後進切り換え装置を直列に連結し、
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、
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、
前記第1クラッチ及び前記第2クラッチの前記伝動筒軸に対する組み付けと前記伝動部材の前記伝動回転体に対する組み付けとを別々に行なえるように、前記第1クラッチと前記第2クラッチとを前記伝動軸の軸芯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伝動部材を前記伝動回転体に連動させてある。
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。
本第1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。
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、かつ1速レンジから4速レンジの各速度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1速レンジと2速レンジが切り換わる点、2速レンジと3速レンジが切り換わる点、及び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、前記無段変速装置及び前記副変速装置を変速制御し、かつ前記第1及び第2クラッチを切り換え制御し、さらに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する制御手段を備えてある。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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を切り状態に、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を切り状態にそれぞれ切
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。
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。
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。
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。
20 副変速装置
30 前後進切り換え装置
32 走行用の出力軸
41 主変速装置の出力軸
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
110 制御手段
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
T1 1速レンジと2速レンジが切り換える点
T2 2速レンジと3速レンジが切り換わる点
T3 3速レンジと4速レンジが切り換わる点
Claims (2)
- 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、
前記主変速装置及び前記副変速装置とは別の前後進切り換え装置を備え、
前記主変速装置の前記出力軸からの駆動力を前記副変速装置及び前記前後進切り換え装置を介して走行用の出力軸に伝達するように、前記副変速装置と前記前後進切り換え装置を直列に連結し、
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、
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、
前記第1クラッチ及び前記第2クラッチの前記伝動筒軸に対する組み付けと前記伝動部材の前記伝動回転体に対する組み付けとを別々に行なえるように、前記第1クラッチと前記第2クラッチとを前記伝動軸の軸芯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伝動部材を前記伝動回転体に連動させてあるトラクタの変速伝動装置。 - 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、かつ1速レンジから4速レンジの各速度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1速レンジと2速レンジが切り換わる点、2速レンジと3速レンジが切り換わる点、及び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、前記無段変速装置及び前記副変速装置を変速制御し、かつ前記第1及び第2クラッチを切り換え制御し、さらに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する制御手段を備えてある請求項1記載のトラクタの変速伝動装置。
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