JP5027521B2 - 変速伝動装置 - Google Patents
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Description
遊星伝動部Pは、第1遊星伝動機構P1と第2遊星伝動機構P2と第3遊星伝動機構P3とを備えている。第1遊星伝動機構P1は、無段変速部20による変速作用を受けないエンジン駆動力が入力されるリングギヤと、無段変速部20からの出力が入力されるサンギヤとを備えている。第2遊星伝動機構P2は、第1遊星伝動機構P1のリングギヤに連動されたキャリヤと、第1遊星伝動機構P1のキャリヤに連動されたリングギヤとを備えている。第3遊星伝動機構P3は、第2遊星伝動機構P2のサンギヤに連動されたサンギヤと、第2遊星伝動機構P2のリングギヤに連動されたキャリヤとを備えている。速度レンジ設定部Cは、第1クラッチC1と第2クラッチC2とを備えている。正逆回転切り換え部Bは、前進クラッチCFと後進クラッチCRとを備えている。
尚、図13に示す3は、後輪差動機構であり、7は、前輪差動機構である。
図16は、先に開発した変速伝動装置Aにおける速度レンジと、クラッチの操作状態との関係を示す説明図である。図16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14は、先に開発した変速伝動装置Aが備える変速操作部のブロック図である。この変速操作部は、変速レバー101と変速モード選択手段102と制御手段105とを備えている。制御手段105は、変速レバー101に連動された変速指令検出手段101による検出情報を基に、第1クラッチC1と第2クラッチC2とを切り換え操作するとともに無段変速部20を変速操作する。制御手段105は、変速モード選択手段102からの指令を基に低速クラッチCLと高速クラッチCHとを切り換え操作する。
すなわち、副変速部Kの低速クラッチCLが入り状態に、速度レンジ設定部Cの第1クラッチC1が入り状態で第2クラッチC2が切り状態にそれぞれ操作され、この状態で無段変速部20が「−MAX」から「+MAX」に向けて変速操作されると、出力軸80が低速モードの一速レンジで駆動され、出力速度が「0」から無段階に増速していく。無段変速部20が「+MAX」に変速操作されると、出力速度が「Vlm」になる。この後、第1クラッチC1が切り状態に、第2クラッチC2が入り状態にそれぞれ切り換え操作され、この状態で、無段変速部20が「+MAX」から「−MAX」に向けて変速操作されると、出力軸80が低速モードのニ速レンジで駆動され、出力速度が「Vlm」から無段階に増速していく。無段変速部20が「−MAX」に変速操作されると、出力速度が「Vlh」になる。
副変速部Kの高速クラッチCHが入り状態に、速度レンジ設定部Cの第1クラッチC1が入り状態で第2クラッチC2が切り状態にそれぞれ操作され、この状態で無段変速部20が「−MAX」から「+MAX」に向けて変速操作されると、出力軸80が高速モードの一速レンジで駆動され、出力速度が「0」から無段階に増速していく。無段変速部20が「+MAX」に変速操作されると、出力速度が「Vhm」になる。この後、第1クラッチC1が切り状態に、第2クラッチC2が入り状態にそれぞれ切り換え操作され、この状態で、無段変速部20が「+MAX」から「−MAX」に向けて変速操作されると、出力軸80が高速モードのニ速レンジで駆動され、出力速度が「Vhm」から無段階に増速していく。無段変速部20が「−MAX」に変速操作されると、出力速度が「Vhh」になる。
すなわち、低速モードと高速モードとの切り換えを必要とする要望の他に、低速モードと高速モードとの切り換えを不要とする要望がある。トラクタにあっては、低速モードと高速モードとの切り換えが可能なものと、不可能なものとのいずれの機種にも、正逆回転切り換え部を装備する。すると、先に開発した変速伝動装置を基に多機種化を図るには、速度レンジ設定部Cの出力部と、正逆回転切り換え部Bの入力部とが副変速部Kを介して連動するものと、副変速部Kを介さないで連動するものとを製作することになる。速度レンジ設定部Cの出力部と、正逆回転切り換え部Bの入力部とを副変速部Kを介さないで連動させるには、構造が複雑であり、かつ大型な連動構造が必要になりがちであった。
前記速度レンジ設定部の出力を正逆回転切り換え部と副変速部とを介して出力回転体に伝達するよう構成し、
前記副変速部を前記正逆回転切り換え部よりも伝動方向での下手側に配置し、
前記遊星伝動部と前記速度レンジ設定部と前記正逆回転切り換え部とを収容する伝動上手側ミッションケース部と、前記副変速部を収容する伝動下手側ミッションケース部との間にミッションケース分割線を設けて、前記ミッションケース分割線の位置を合わせ面として前記伝動上手側ミッションケース部と前記伝動下手側ミッションケース部とを連結し、
前記伝動上手側ミッションケース側からの駆動力を出力する出力軸の後端部と、前記伝動下手側ミッションケース部へ駆動力を入力する前記出力回転体の前端部とにわたって前記副変速部を設けてあり、
前記速度レンジ設定部に速度レンジ設定用のクラッチを備え、前記正逆回転切換え部に伝動回転方向設定用のクラッチを備え、
複数の前記遊星伝動機構における複数のサンギヤの夫々を支軸と同芯状に位置させ、且つ、その支軸に対して、前記速度レンジ設定用のクラッチにおける回転部材と前記伝動回転方向設定用のクラッチにおける回転部材とを外嵌し、その支軸の軸芯方向において、伝動方向の上手側から、前記遊星伝動部、前記速度レンジ設定部、前記正逆回転切り換え部の順に並ぶ状態で配置してある。
前記シフト部材に、前記一対の噛み合いクラッチが共に噛み合った状態となる操作位置を、前記一対の噛み合いクラッチの一方のみが噛み合った状態になる操作位置と他方のみが噛み合った状態になる操作位置との間に配置して備えてある。
図1は、本発明の第一実施例に係る変速伝動装置Aが装備されたトラクタの走行伝動装置の線図である。この図に示すように、走行伝動装置は、エンジン1の出力軸1aからの出力が入力される主クラッチ2と、この主クラッチ2の出力軸2aに入力軸21が連結された変速伝動装置Aと、この変速伝動装置Aの出力回転体としての出力軸80に入力ギヤ3aが連結された後輪差動機構3と、前記出力軸80の駆動力が伝動ギヤ4aと伝動ギヤ4bと伝動軸5とを介して入力される前輪変速装置Dと、この前輪変速装置Dの出力軸94からの駆動力が伝動軸6を介して入力される前輪差動機構7と、前記伝動軸5に前記伝動ギヤ4bの近くに配置して設けたブレーキディスク8とを備えている。主クラッチ2の出力軸2aと、変速伝動装置Aの入力軸21とは、同一の軸になっている。
尚、図1に示す如くミッションケース9の後部に設けた動力取り出し軸10は、トラクタの車体後部に連結されたロータリ耕耘装置(図示せず)など、各種の作業装置に前記エンジン1の駆動力を伝達するものである。この動力取り出し軸10は、作業変速装置11と、伝動軸12と、作業クラッチ13と、伝動軸14とを介して前記入力軸21に連動されている。
油圧ピストン64は、前記伝動軸14の内部に設けた操作油路64aによる操作油圧の供給と排出によって摺動操作される。摩擦クラッチ本体63が油圧ピストン64によって加圧操作されると、第1クラッチC1は、前記リングギヤ55によって連動部材56を介して駆動される入力側部材61の駆動力を摩擦クラッチ本体63を介して出力側部材62に伝達するよう入り状態になる。油圧ピストン64による摩擦クラッチ本体63の加圧操作が解除されると、第1クラッチC1は、入力側部材61から出力側部材62への伝動を遮断するよう切り状態になる。
油圧ピストン69は、前記伝動軸14の内部に設けた操作油路69aによる操作油圧の供給と排出によって摺動操作される。摩擦クラッチ本体68が油圧ピストン69によって加圧操作されると、第2クラッチC2は、前記サンギヤ41,51によって筒軸46を介して駆動される入力側部材66の駆動力を摩擦クラッチ本体68を介して出力側部材67に伝達するよう入り状態になる。油圧ピストン69による摩擦クラッチ本体68の加圧操作が解除されると、第2クラッチC2は、入力側部材66から出力側部材67への伝動を遮断するよう切り状態になる。
第2クラッチC2と低速クラッチCLとが入り状態に操作され、第1クラッチC1と高速クラッチCHとが切り状態に操作された場合、速度レンジ設定部Cと副変速部Kとは、無段変速部20が「+MAX」から「−MAX」に向けて変速操作されるに伴って出力速度が「Vlm」から無段階に増速し、無段変速部20が「−MAX」になると、出力速度が「Vlh」になるよう低速モードの二速レンジを設定する。
第1クラッチC1と高速クラッチCHとが入り状態に操作され、第2クラッチC2と低速クラッチCLとが切り状態に操作された場合、速度レンジ設定部Cと副変速部Kとは、無段変速部20が「−MAX」から「+MAX」に向けて変速操作されるに伴って出力速度が「0」から無段階に増速し、無段変速部20が「+MAX」になると、出力速度が「Vhm」になるよう高速モードの一速レンジを設定する。
第2クラッチC2と高速クラッチCHとが入り状態に操作され、第1クラッチC1と低速クラッチCLとが切り状態に操作された場合、速度レンジ設定部Cと副変速部Kとは、無段変速部20が「+MAX」から「−MAX」に向けて変速操作されるに伴って出力速度が「Vhm」から無段階に増速し、無段変速部20が「−MAX」になると、出力速度が「Vhh」になるよう高速モードの二速レンジを設定する。
すなわち、前進クラッチCFと後進クラッチCRとは、前記油圧ピストン78,79が前記伝動軸14の内部に設けた操作油路78a,79aによる操作油圧の供給と排出によって摺動操作され、この油圧ピストン78,79が前記摩擦クラッチ本体73a,75aを加圧操作すると、前記入力筒軸71によって駆動される入力側部材77の駆動力を摩擦クラッチ本体73a,75aを介して出力側部材73,75に伝達するよう入り状態になる。前進クラッチCFと後進クラッチCRとは、摩擦クラッチ本体73a,75aの油圧ピストン78,79による加圧操作が解除されると、入力側部材77から出力側部材73,75への伝動を遮断するよう切り状態になる。
制御手段105は、低速モードになった場合、変速レバー100が高速側操作域Hにあれば、変速指令検出手段101による検出情報を基に、第2クラッチC2と低速クラッチCLとを入り状態に、第1クラッチC1と高速クラッチCHとを切り状態にそれぞれ操作し、かつ、変速レバー100が中間位置mから最高速位置maxに向けて操作されるに伴い、変速指令検出手段101と変速検出手段106とによる検出情報を基に、無段変速部20を「+MAX」から「−MAX」に向けて変速操作する。このとき、制御手段105は、変速指令検出手段101と変速検出手段106とによる検出情報を基に、無段変速部20をこれの正回転変速域SFの全体と、逆回転変速域SRの全体とにわたって変速操作し、変速レバー100が最高速位置maxになると、無段変速部20を「−MAX」に操作する。
制御手段105は、高速モードになった場合、変速レバー100が高速側操作域Hにあれば、変速指令検出手段101による検出情報を基に、第2クラッチC2と高速クラッチCHとを入り状態に、第1クラッチC1と低速クラッチCLとを切り状態にそれぞれ操作し、かつ、変速レバー100が中間位置mから最高速位置maxに向けて操作されるに伴い、変速指令検出手段101と変速検出手段106とによる検出情報を基に、無段変速部20を「+MAX」から「−MAX」に向けて変速操作する。このとき、制御手段105は、変速指令検出手段101と変速検出手段106とによる検出情報を基に、無段変速部20をこれの正回転変速域SFの全体と、逆回転変速域SRの全体とにわたって変速操作し、変速レバー100が最高速位置maxになると、無段変速部20を「−MAX」に操作する。
このように変速モード選択手段102を低速位置に操作した状態で、変速レバー100を中間位置mから最高速位置maxに向けて操作する。すると、変速モード選択手段102によるモード設定情報と、変速指令検出手段101による検出情報とを基に制御手段105が第2クラッチC2と低速クラッチCLとを入り状態に操作する。これにより、速度レンジ設定部Cと副変速部Kとが遊星伝動部Pからの合成駆動力を低速モードの二速レンジに段階分けして出力軸80から出力する。さらに、変速指令検出手段101による検出情報を基に制御手段105が無段変速部20を「+MAX」から「−MAX」に向けて変速操作し、車速としての出力速度が「Vlm」から「Vlh」に向けて無段階に増速する。変速レバー100が最高速位置maxになると、制御手段105が無段変速部20を「−MAX」に変速操作し、出力速度が「Vlh」になる。
このように変速モード選択手段102を高速位置に操作した状態で、変速レバー100を中間位置mから最高速位置maxに向けて操作する。すると、変速モード選択手段102によるモード設定情報と、変速指令検出手段101による検出情報とを基に制御手段105が第2クラッチC2と高速クラッチCHとを入り状態に操作する。これにより、速度レンジ設定部Cと副変速部Kとが遊星伝動部Pからの合成駆動力を高速モードの二速レンジに段階分けして出力軸80から出力する。さらに、変速指令検出手段101による検出情報を基に制御手段105が無段変速部20を「+MAX」から「−MAX」に向けて変速操作し、車速としての出力速度が「Vhm」から「Vhh」に向けて無段階に増速する。変速レバー100が最高速位置maxになると、制御手段105が無段変速部20を「−MAX」に変速操作し、出力速度が「Vhh」になる。
前後進レバー103を後進側に操作しておくと、前後進検出手段104による検出情報を基に、制御手段105が後進クラッチCRを入り状態に操作する。これにより、正逆回転切り換え部Bが逆回転伝動状態になり、トラクタが後進走行する。
尚、前後進レバー103を中立位置Nに操作すると、前後進検出手段104による検出情報を基に、制御手段105が前進クラッチCFと後進クラッチCRとを切り状態に操作する。これにより、正逆回転切り換え部Bが中立状態になって出力せず、トラクタが停止する。
図11(ハ)は、速度レンジ設定部Cの二速レンジ設定状態での断面状態を示している。この図に示すように、シフト部材121が摺動操作されて入力側部材66と出力側部材120とにわたって噛み合い、シフト部材121の入力側部材61との噛み合いが外れた状態になると、第1クラッチC11が切り状態になり、第2クラッチC12が入り状態になる。すると、速度レンジ設定部Cは、二速レンジ設定状態になる。
図11(ロ)は、速度レンジ設定部Cの一速レンジ設定状態と二速レンジ設定状態との一方から他方に切り換わる途中での断面状態を示している。この図に示すように、シフト部材121は、第1クラッチC11を噛み合い状態に、第2クラッチC12を噛み合い解除状態にそれぞれ操作する操作位置と、第1クラッチC11を噛み合い解除状態に、第2クラッチC12を噛み合い状態にそれぞれ操作する操作位置との間に配置した操作位置に操作されると、第1クラッチC11と第2クラッチC12とを共に噛み合い状態に操作する。
すなわち、速度レンジ設定部Cは、入力側部材61と入力側部材66との回転速度が同じになった状態にして一速レンジ設定状態と二速レンジ設定状態とに切り換えることができる。このため、シフト部材121は、第1クラッチC11と第2クラッチC12とが共に噛み合い解除状態になって伝動切れが発生することの回避を図りながら速度レンジ設定部Cを一速レンジ設定状態と二速レンジ設定状態との一方から他方に切り換える。
図11(ハ)は、正逆回転切り換え部Bの逆回転伝動状態での断面状態を示している。この図に示すように、シフト部材130が摺動操作されて入力側部材77と出力側部材75とにわたって噛み合い、シフト部材130の出力側部材73との噛み合いが外れた状態になると、前進クラッチCFが切り状態になり、後進クラッチCRが入り状態になる。すると、正回転切り換え部Bは、逆回転伝動状態になる。
図11(ロ)は、正逆回転切り換え部Bの正回転伝動状態と逆回転伝動状態との一方から他方に切り換わる途中での断面状態を示している。この図に示すように、シフト部材130は、前進クラッチCFを噛み合い状態、後進クラッチCRが噛み合い解除状態にそれぞれ操作する操作位置と、前進クラッチCFを噛み合い解除状態に、後進クラッチCRを噛み合い状態にそれぞれ操作する操作位置との間に配置した操作位置に操作されると、前進クラッチCFと後進クラッチCRとを共に噛み合い状態に操作する。
すなわち、正逆回転切り換え部Bは、無段変速部20の変速制御によって正逆回転切り換え部Bの回転速度がゼロになった状態で正回転伝動状態と逆回転伝動状態とに切り換え操作する。このため、シフト部材130は、前進クラッチCFと後進クラッチCRとが共に噛み合い状態になる操作位置を経て、正逆回転切り換え部Bを正回転伝動状態と逆回転伝動状態との一方から他方に切り換える。これにより、シフト部材130に両出力部材73,75から離脱した操作位置を備えさせない分、シフト部材130の操作ストロークを少なく済ませることができる。これにより、正逆回転切り換え部Bを正回転伝動状態と逆回転伝動状態との一方から他方に切り換えるためのシフト部材130のシフト操作を迅速に行うことができる。
〔別実施例〕
9b 伝動上手側ミッションケース部
9c 伝動下手側ミッションケース部
14 支軸
20 無段変速部
80 出力回転体
110 電動モータ
121 シフト部材
62,67 速度レンジ設定部の油圧クラッチの回転部材
66,77,120 クラッチの回転部材
77 正逆回転切り換え部の油圧クラッチの回転部材
B 正逆回転切り換え部
C 速度レンジ設定部
C1,C2 速度レンジ設定部の油圧クラッチ
C11,C12 速度レンジ設定部の噛み合いクラッチ
CF,CR 正逆回転切り換え部の油圧クラッチ
K 副変速部
P 遊星伝動部
P1,P2,P3 遊星伝動機構
Claims (3)
- エンジン駆動力が入力される無段変速部又は電動モータを備え、前記無段変速部の出力と前記無段変速部による変速作用を受けないエンジン駆動力とを、又は前記電動モータの出力と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を備え、前記遊星伝動部の合成駆動力を複数の速度レンジに段階分けして出力する速度レンジ設定部を備えた変速伝動装置であって、
前記速度レンジ設定部の出力を正逆回転切り換え部と副変速部とを介して出力回転体に伝達するよう構成し、
前記副変速部を前記正逆回転切り換え部よりも伝動方向での下手側に配置し、
前記遊星伝動部と前記速度レンジ設定部と前記正逆回転切り換え部とを収容する伝動上手側ミッションケース部と、前記副変速部を収容する伝動下手側ミッションケース部との間にミッションケース分割線を設けて、前記ミッションケース分割線の位置を合わせ面として前記伝動上手側ミッションケース部と前記伝動下手側ミッションケース部とを連結し、
前記伝動上手側ミッションケース部側からの駆動力を出力する出力軸の後端部と、前記伝動下手側ミッションケース部側へ駆動力を入力する前記出力回転体の前端部とにわたって前記副変速部を設けてあり、
前記速度レンジ設定部に速度レンジ設定用のクラッチを備え、前記正逆回転切換え部に伝動回転方向設定用のクラッチを備え、
複数の前記遊星伝動機構における複数のサンギヤの夫々を支軸と同芯状に位置させ、且つ、その支軸に対して、前記速度レンジ設定用のクラッチにおける回転部材と前記伝動回転方向設定用のクラッチにおける回転部材とを外嵌し、その支軸の軸芯方向において、伝動方向の上手側から、前記遊星伝動部、前記速度レンジ設定部、前記正逆回転切り換え部の順に並ぶ状態で配置してある変速伝動装置。 - 前記速度レンジ設定部に速度レンジ設定用の油圧クラッチを備え、前記正逆回転切換え部に伝動回転方向設定用の油圧クラッチを備えている請求項1記載の変速伝動装置。
- 前記速度レンジ設定部に、速度レンジ設定用の一対の噛み合いクラッチと、前記一対の噛み合いクラッチに共用のシフト部材とを備え、
前記シフト部材に、前記一対の噛み合いクラッチが共に噛み合った状態となる操作位置を、前記一対の噛み合いクラッチの一方のみが噛み合った状態になる操作位置と他方のみが噛み合った状態になる操作位置との間に配置して備えてある請求項1記載の変速伝動装置。
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