JP5492037B2

JP5492037B2 - トラクタの伝動装置

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Publication number: JP5492037B2
Application number: JP2010205886A
Authority: JP
Inventors: 実平岡; 篤史林; 勝安藤; 真和日野
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2030-09-14
Also published as: JP2012062925A

Description

本発明は、エンジンからの駆動力を入力する静油圧式無段変速部と、前記静油圧式無段変速部が出力する駆動力とエンジンからの駆動力を合成して出力する遊星伝動部と、前記遊星伝動部の出力を走行装置に伝動する走行伝動部とを備えたトラクタの伝動装置に関する。

上記したトラクタの伝動装置として、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、遊星伝動部からの出力を入力する変速出力部、及びこの変速出力部からの出力を入力する前後進切換え装置を備えて、走行伝動部が構成されている。
つまり、特許文献１に記載されたものでは、変速出力部は、１速クラッチ、２速クラッチ、３速クラッチ及び４速クラッチを備えて構成され、静油圧式無段変速部の変速制御に伴って１速クラッチ、２速クラッチ、３速クラッチ及び４速クラッチが適切に入り状態と切り状態に切換え制御されることにより、遊星伝動部からの出力が１速レンジから４速レンジの４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て前後進切換え装置を介して走行装置に伝達される。そして、前後進切換え装置は、前進クラッチ及び後進クラッチを備えて構成され、前進クラッチが入り状態に切換え操作されることにより、変速出力部からの出力を前進側の駆動力に変換して走行装置に伝達し、後進クラッチが入り状態に切換え操作されることにより、変速出力部からの出力を後進側の駆動力に変換して走行装置に伝達する。

特開２００８−２５８０３号公報

上記した従来の技術を適用することにより、走行装置の前進駆動と後進駆動を可能にした場合、遊星伝動部からの出力が複数段の速度レンジに段階分けして走行装置に伝達されるように遊星伝動部からの出力を変速する変速処理部としての速度レンジ設定部を備える他に、走行装置に伝動される駆動力が前進用の駆動力になるように伝動作用する前進伝動状態と走行装置に伝動される駆動力が後進用の駆動力になるように伝動作用する後進伝動状態とに切換え操作自在な前後進切換え装置を備えねばならず、コスト高になっていた。

静油圧式無段変速部が逆回転方向の駆動力を出力する機能を、走行装置に後進用の駆動力を伝動する機能として使用するよう構成すれば、前後進切換え装置を備えずに後進用の駆動力を走行装置に伝動することが可能になる。この場合、静油圧式無段変速部の伝動効率があまり良くないことから、動力ロスが大きくなりがちであった。

本発明の目的は、走行装置に変速範囲が広い前進用の駆動力を伝動することができながら、走行装置に後進用の駆動力を安価にかつ伝動効率が良い状態で伝動す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、エンジンからの駆動力を入力する静油圧式無段変速部と、前記静油圧式無段変速部が出力する駆動力とエンジンからの駆動力を合成して出力する遊星伝動部と、
前記遊星伝動部の出力を走行装置に伝動する走行伝動部とを備えたトラクタの伝動装置において、
前記遊星伝動部を、前記静油圧式無段変速部が正回転方向の駆動力を出力する正回転変速状態と逆回転方向の駆動力を出力する逆回転変速状態のいずれに変速された状態においても一定の回転方向の駆動力を出力するように構成し、
前記走行伝動部に、前記遊星伝動部が出力する一定の回転方向の駆動力を複数段の速度レンジに段階分けして、かつ前進用の駆動力として出力する複数段の変速伝動状態と伝動を停止する中立状態とに変速操作自在な速度レンジ設定部、及び、前記遊星伝動部が出力する一定の回転方向の駆動力を後進用の駆動力に変換して出力する後進伝動状態と伝動を停止する中立状態とに切換え操作自在な後進伝動部を設け、
前記遊星伝動部に、前記遊星伝動部の出力軸に回転自在に支持された低速側出力ギヤ及び高速側出力ギヤを設け、前記遊星伝動部にて合成した駆動力を前記低速側出力ギヤ及び前記高速側出力ギヤから出力し、
前記低速側出力ギヤに噛合った状態でカウンタ軸に相対回転自在に支持される低速側変速ギヤ、前記高速側出力ギヤに噛合った状態で前記カウンタ軸に相対回転自在に支持される高速側変速ギヤ、前記カウンタ軸に一体回転自在に支持されるカウンタギヤ、前記カウンタギヤに噛合った状態で出力軸に一体回転自在に支持される出力軸ギヤ、前記低速側変速ギヤを前記カウンタ軸に一体回転自在に連結する入り状態と前記低速側変速ギヤの前記カウンタ軸に対する相対回転を可能にする切り状態とに切換え自在な低速伝動クラッチ、前記高速側変速ギヤを前記カウンタ軸に一体回転自在に連結する入り状態と前記高速側変速ギヤの前記カウンタ軸に対する相対回転を可能にする切り状態とに切換え自在な高速伝動クラッチを備えて、前記速度レンジ設定部を構成し、
前記低速側出力ギヤに噛合った状態で前記出力軸に相対回転自在に支持される後進伝動ギヤ、前記後進伝動ギヤを前記出力軸に一体回転自在に連結する入り状態と前記後進伝動ギヤの前記出力軸に対する相対回転を可能にする後進伝動クラッチを備えて、前記後進伝動部を構成してある。

本第１発明の構成によると、静油圧式無段変速部が正回転変速状態と逆回転変速状態のいずれに変速されても、遊星伝動部から一定の回転方向の駆動力が出力される。速度レンジ設定部が変速伝動状態に変速操作され、後進伝動部が中立状態に変速操作された場合、遊星伝動部から出力される一定の回転方向の駆動力が、前進用の駆動力として走行装置に伝動される。この場合、静油圧式無段変速部の変速制御に伴って速度レンジ設定部の低速伝動クラッチ及び高速伝動クラッチが適切に入り状態と切り状態に切換え制御されることにより、遊星伝動部から出力される一定の回転方向の駆動力が、速度レンジ設定部によって１速レンジと２速レンジの２段階の速度レンジに段階分けされ、１速レンジと２速レンジのいずれの速度レンジに段階分けされた場合でも、静油圧式無段変速部が変速制御されることにより、走行装置に伝達される前進用の駆動力が無段階に変速される。一方、速度レンジ設定部が中立状態に変速操作され、後進伝動部が後進伝動状態に変速操作された場合、遊星伝動部から出力される一定の回転方向の駆動力が、後進伝動部によって後進用の駆動力に変換して走行装置に伝動される。この場合、静油圧式無段変速部が変速制御されることにより、走行装置に伝達される後進用の駆動力が無段階に変速される。

本第１発明の構成によると、低速伝動クラッチを低速側変速ギヤとカウンタ軸に亘って設け、高速伝動クラッチを高速側変速ギヤとカウンタ軸に亘って設け、後進伝動クラッチを後進伝動ギヤと出力軸に亘って設けるものだから、低速伝動クラッチ及び高速伝動クラッチと後進伝動クラッチをカウンタ軸と出力軸に振り分けて装着して走行伝動部に作業容易に組み込むことができる。

従って、走行装置に前進用の駆動力を２段階の速度レンジに亘る広い変速範囲で無段変速して伝動して作業や走行箇所に適応した走行速度を現出させやすいものでありながら、静油圧式無段変速部に後進用の駆動力を現出される機能を備えさせずに後進伝動部を備えるだけで走行装置に後進用の駆動力を伝動することができて、後進走行を伝動効率が良い状態でかつ安価に行なわせることができる。さらに、低速伝動クラッチ、高速伝動クラッチ及び後進伝動クラッチを走行伝動部に作業容易に組み込んで、この面からも安価に得ることができる。

本第２発明は、前記低速側出力ギヤから前記後進伝動ギヤ及び前記後進伝動クラッチを介して前記出力軸に伝動される場合の減速伝動比を、前記低速側出力ギヤから前記低速側変速ギヤ、前記低速伝動クラッチ、前記カウンタ軸、前記カウンタギヤ及び前記出力軸ギヤを介して前記出力軸に伝動される場合の減速伝動比よりも小に設定してある。

本第２発明の構成によると、後進伝動クラッチが入り状態に操作されて出力軸が後進側に駆動され、静油圧式無段変速部の変速に伴って出力軸が変速駆動される際の出力軸の変速範囲が、低速伝動クラッチが入り状態に操作されて出力軸が前進側に駆動され、静油圧式無段変速部の変速に伴って出力軸が変速駆動される際の出力軸の変速範囲よりも大になる。

従って、低速伝動クラッチが入り状態に操作されて走行装置が前進側に駆動される際の変速範囲よりも広い変速範囲で走行装置を後進側に変速駆動して、作業や走行箇所に適応した後進速度を現出させやすい。

トラクタの全体を示す側面図である。伝動装置を示すスケルトン図である。静油圧式無段変速部の変速状態と自走車の走行速度の関係を示す説明図である。副変速部の変速状態、低速伝動クラッチの操作状態、高速伝動クラッチの操作状態及び後進伝動クラッチの操作状態と自走車の走行方向、速度レンジ及び速度モード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。別の実施構造を備えた走行用の伝動装置部を示すスケルトン図である。別の実施構造を備えた走行用の伝動装置部における速度レンジ設定部及び後進伝動部のギヤ配置を示す正面図である。別の実施構造を備えた走行用の伝動装置部における静油圧式無段変速部の変速状態と自走車の走行速度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。
図１は、トラクタの全体を示す側面図である。この図に示すように、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と左右一対の駆動自在な後車輪２，２によって自走する自走車と、この自走車の車体前部に設けたエンジン３が装備された原動部と、車体後部に設けた運転座席４が装備された搭乗型の運転部と、自走車の車体フレーム５の後部を構成するミッションケースに揺動昇降操作自在に取り付けた左右一対のリフトアーム６ａ，６ａを有したリンク機構６と、前記ミッションケースから車体後方向きに突出する動力取り出し軸７と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が連結され、かつエンジン３が出力する駆動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り、各種の乗用型作業機を構成する。

図２は、エンジン３が出力する駆動力を走行装置としての左右一対の前車輪１，１及び左右一対の後車輪２，２と、動力取り出し軸７に伝動するように自走車に設けられた伝動装置Ｄを示すスケルトン図である。この図に示すように、伝動装置Ｄは、エンジン３の出力軸３ａからの駆動力を、エンジン３の後部に設けられた主クラッチ機構１０の出力軸１０ａから静油圧式無段変速部１１及び遊星伝動部３０に入力するとともにこの遊星伝動部３０から走行伝動部Ｓに伝動してこの走行伝動部Ｓから後輪差動機構１２及び前輪差動機構１３に伝動することによって左右一対の後車輪２，２及び左右一対の前車輪１，１に伝動する走行用の伝動装置部Ｄ１と、エンジン３の出力軸３ａからの駆動力を、主クラッチ機構１０の出力軸１０ａから回転伝動軸２５及び回転伝動軸１４ａを介して作業クラッチ１４に入力するとともにこの作業クラッチ１４から作業変速部１５に伝動してこの作業変速部１５から動力取り出し軸７に伝動する作業用の伝動装置部Ｄ２とを備えている。

作業変速部１５は、複数個のシフトギヤによって複数段の変速状態に変速可能であり、作業クラッチ１４から入力して変速した駆動力を出力軸１５ａから作業伝動軸１９を介して動力取り出し軸７に伝動する。

走行用の伝動装置部Ｄ１について説明する。
図２に示すように、走行用の伝動装置部Ｄ１は、主クラッチ機構１０の出力軸１０ａに入力ギヤ機構２０を介して入力軸１１ａが連動されている静油圧式無段変速部１１と、主クラッチ機構１０の出力軸１０ａに遊星連動機構２４を介して入力側リングギヤ３３ａが連動されている遊星伝動部３０と、遊星伝動部３０から速度レンジ設定部４０あるいは後進伝動部５０に入力するとともに速度レンジ設定部４０と後進伝動部５０のいずれに入力した場合も出力軸４３から副変速部６０を介して後輪差動機構１２及び前輪差動機構１３に伝動する走行伝動部Ｓとを備えて構成してある。

主クラッチ機構１０の出力軸１０ａと静油圧式無段変速部１１の入力軸１１ａを連動させる入力ギヤ機構２０は、主クラッチ機構１０の出力軸１０ａに一体回転自在に設けた出力軸ギヤ２１と、この出力軸ギヤ２１に噛合う状態で静油圧式無段変速部１１の入力軸１１ａに一体回転自在に設けた入力軸ギヤ２２とによって構成してある。

主クラッチ機構１０の出力軸１０ａと遊星伝動部３０の入力側リングギヤ３３ａを連動させる遊星連動機構２４は、主クラッチ機構１０の出力軸１０ａに一体回転自在に形成された回転伝動軸２５と、この回転伝動軸２５に一体回転自在に設けた伝動ギヤ２６と、この伝動ギヤ２６に噛合う状態で入力側リングギヤ３３ａに一体回転自在に設けた入力ギヤ２７とによって構成してある。入力ギヤ２７は、入力側リングギヤ３３ａと共に静油圧式無段変速部１１のモータ軸１１ｂに相対回転自在に支持されている。

静油圧式無段変速部１１は、入力軸１１ａをポンプ軸として備えた油圧ポンプ１１Ｐと、この油圧ポンプ１１Ｐに駆動回路を介して接続された油圧モータ１１Ｍとを備えて構成してある。油圧ポンプ１１Ｐは、アキシャルプランジャ形で可変容量形の油圧ポンプによって構成し、油圧モータ１１Ｍ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。

従って、静油圧式無段変速部１１は、入力軸１１ａに入力ギヤ機構２０及び主クラッチ機構１０を介してエンジン３から入力した駆動力によって油圧ポンプ１１Ｐを駆動し、油圧ポンプ１１Ｐによって油圧を油圧モータ１１Ｍに供給して油圧モータ１１Ｍを駆動してモータ軸１１ｂから出力する。静油圧式無段変速部１１は、油圧ポンプ１１Ｐの斜板角の変更操作が行なわれることにより、正回転変速状態と中立状態と逆回転変速状態とに変速され、正回転変速状態に変速されると、正回転方向の駆動力をモータ軸１１ｂから出力し、中立状態に変速されると、モータ軸１１ｂからの出力を停止し、逆回転変速状態に変速されると、モータ軸１１ｂから逆回転方向の駆動力を出力する。静油圧式無段変速部１１は、正回転変速状態と逆回転変速状態のいずれに変速された場合においても、油圧ポンプ１１Ｐの斜板角の変更操作が行なわれることにより、モータ軸１１ｂからの出力速度を無段階に変速する。

遊星伝動部３０は、静油圧式無段変速部１１のモータ軸１１ｂに一体回転自在に連動された入力側サンギヤ３４ａ、及び回転伝動軸２５に遊星連動機構２４を介して連動された入力側リングギヤ３３ａを有した入力側遊星ギヤ機構３０Ａと、この入力側遊星ギヤ機構３０Ａに対して伝動方向下手側に位置した出力側遊星ギヤ機構３０Ｂとを備えて構成してある。入力側遊星ギヤ機構３０Ａの入力側遊星ギヤ３５ａを支持する入力側キャリヤ３６ａと、出力側遊星ギヤ機構３０Ｂの出力側遊星ギヤ３５ｂを支持する出力側キャリヤ３６ｂとは、一体のキャリヤに構成されている。つまり、遊星伝動部３０は、入力側遊星ギヤ機構３０Ａと出力側遊星ギヤ機構３０Ｂの一対の遊動ギヤ機構、及び入力側遊星ギヤ機構３０Ａを構成する入力側遊星ギヤ３５ａと出力側遊星ギヤ機構３０Ｂを構成する出力側遊星ギヤ３５ｂを連動させるギヤ連動機構３７を備えて成る複合遊星ギヤ機構によって構成してある。ギヤ連動機構３７は、入力側遊星ギヤ３５ａに一体形成することによって入力側遊星ギヤ３５ａと一連かつ同外径の構造になったギヤ３７ａと、出力側遊星ギヤ３５ｂに一体形成することによって出力側遊星ギヤ３５ｂと一連かつ同外径の構造になったギヤ３７ｂとを噛み合い連動させることによって構成してある。なお、入力側遊星ギヤ３５ａとは別体に形成するとともに入力側遊星ギヤ３５ａに連結軸などによって一体回転自在に連結したギヤと、出力側遊星ギヤ３５ｂとは別体に形成するとともに出力側遊星ギヤ３５ｂに連結軸などによって一体回転自在に連結したギヤとを噛み合い連動させることによってギヤ連動機構３７を構成してもよい。

遊星伝動部３０に、出力側サンギヤ３４ｂに出力軸３２ａを介して一体回転自在に連動させた高速側出力ギヤ３２、及び出力側リングギヤ３３ｂに筒軸形の出力軸３１ａを介して一体回転自在に連動させた低速側出力ギヤ３１を備えてある。

遊星伝動部３０は、エンジン３が出力する駆動力を主クラッチ機構１０及び遊星連動機構２４を介して入力側リングギヤ３３ａに入力し、静油圧式無段変速部１１がモータ軸１１ｂから出力する駆動力を入力側サンギヤ３４ａに入力し、エンジン３から入力した駆動力と静油圧式無段変速部１１から入力した駆動力を入力側遊星機構３０Ａ及び出力側遊星機構３０Ｂによって合成し、合成した駆動力を低速側出力ギヤ３１及び高速側出力ギヤ３２から出力する。遊星伝動部３０は、静油圧式無段変速部１１が正回転変速状態と逆回転変速状態のいずれに変速された状態においても、後進用の駆動力は合成せずに、前進用の駆動力（一定の回転方向の駆動力）のみを合成して低速側出力ギヤ３１及び高速側出力ギヤ３２から出力する。

走行伝動部Ｓは、遊星伝動部３０の低速側出力ギヤ３１に噛合った低速側変速ギヤ４１、及び遊星伝動部３０の高速側出力ギヤ３２に噛合った高速側変速ギヤ４２を有した速度レンジ設定部４０と、遊星伝動部３０の低速側出力ギヤ３１に噛合った後進伝動ギヤ５１を有した後進伝動部５０と、速度レンジ設定部４０の出力軸４３に入力軸６０ａが連動された副変速部６０とを備えて構成してある。

速度レンジ設定部４０は、前記低速側変速ギヤ４１及び前記高速側変速ギヤ４２を備える他、低速側変速ギヤ４１及び高速側変速ギヤ４２を相対回転自在に支持する筒軸形のカウンタ軸４４と、低速側変速ギヤ４１とカウンタ軸４４に亘って設けた低速伝動クラッチ４５と、高速側変速ギヤ４２とカウンタ軸４４に亘って設けた高速伝動クラッチ４６と、カウンタ軸４４の後端側に一体回転自在に設けたカウンタギヤ４７と、カウンタギヤ４７に噛合った状態で出力軸４３に一体回転自在に設けた出力軸ギヤ４８とを備えて構成してある。

低速伝動クラッチ４５及び高速伝動クラッチ４６は、カウンタ軸４４に一体回転及び摺動自在に設けたクラッチ体４９を備えて、噛合い式のクラッチに構成してある。低速伝動クラッチ４５は、クラッチ体４９が低速側変速ギヤ４１が位置する側にカウンタ軸４４に沿わせてシフト操作されて、クラッチ体４９に設けてあるクラッチ爪４５ｂと低速側変速ギヤ４１の側部に設けてあるクラッチ爪４５ａとが噛合うことにより、入り状態になり、低速側変速ギヤ４１をカウンタ軸４４に一体回転自在に連結する。

低速伝動クラッチ４５は、クラッチ体４９が低速側変速ギヤ４１から離間する側にカウンタ軸４４に沿わせてシフト操作されて、クラッチ体４９のクラッチ爪４５ｂと低速側変速ギヤ４１のクラッチ爪４５ａとが離脱することにより、切り状態になり、低速側変速ギヤ４１のカウンタ軸４４に対する相対回転を可能にする。

高速伝動クラッチ４６は、クラッチ体４９が高速側変速ギヤ４２が位置する側にカウンタ軸４４に沿わせてシフト操作されて、クラッチ体４９に設けてあるクラッチ爪４６ｂと高速側変速ギヤ４２の側部に設けてあるクラッチ爪４６ａとが噛合うことにより、入り状態になり、高速側変速ギヤ４２をカウンタ軸４４に一体回転自在に連結する。

高速伝動クラッチ４６は、クラッチ体４９が高速側変速ギヤ４２から離間する側にカウンタ軸４４に沿わせてシフト操作されて、クラッチ体４９のクラッチ爪４６ｂと高速側変速ギヤ４２のクラッチ爪４６ａとが離脱することにより、切り状態になり、高速側変速ギヤ４２のカウンタ軸４４に対する相対回転を可能にする。

したがって、速度レンジ設定部４０は、低速伝動クラッチ４５が入り状態に切換え操作され、高速伝動クラッチ４６が切り状態に切換え操作されることにより、遊星伝動部３０が低速側出力ギヤ３１から出力する前進用の駆動力（一定の回転方向の駆動力）を低速側変速ギヤ４１、低速伝動クラッチ４５、カウンタ軸４４、カウンタギヤ４７及び出力軸ギヤ４８を介して出力軸４３に伝達して出力軸４３から副変速部６０に前進用の駆動力のままで伝動するように１速レンジ設定状態になる。

速度レンジ設定部４０は、高速伝動クラッチ４６が入り状態に切換え操作され、低速伝動クラッチ４５が切り状態に切換え操作されることにより、遊星伝動部３０が高速側出力ギヤ３２から出力する前進用の駆動力（一定の回転方向の駆動力）を高速側変速ギヤ４２、高速伝動クラッチ４６、カウンタ軸４４、カウンタギヤ４７及び出力軸ギヤ４８を介して出力軸４３に伝達して出力軸４３から副変速部６０に前進用の駆動力のままで伝動するように２速レンジ設定状態になる。

速度レンジ設定部４０は、低速伝動クラッチ４５及び高速伝動クラッチ４６が切り状態に切換え操作されることにより、遊星伝動部３０から副変速部６０への伝動を停止するように中立状態になる。

後進伝動部５０は、前記後進伝動ギヤ５１を備える他、この後進伝動ギヤ５１を相対回転自在に支持する速度レンジ設定部４０の出力軸４３と後進伝動ギヤ５１に亘って設けた後進伝動クラッチ５２を備えて構成してある。

後進伝動クラッチ５２は、出力軸４３に一体回転及び摺動自在に設けたクラッチ体５３を備えて、噛合い式のクラッチに構成してある。後進伝動クラッチ５２は、クラッチ体５３が出力軸４３に沿わせてシフト操作されて、クラッチ体５３に設けてあるクラッチ爪５２ｂと後進伝動ギヤ５１の側部に設けてあるクラッチ爪５２ａとが噛合うことにより、入り状態になり、後進伝動ギヤ５１を出力軸４３に一体回転自在に連結する。後進伝動クラッチ５２は、クラッチ体５３が出力軸４３に沿わせてシフト操作されて、クラッチ体５３のクラッチ爪５２ｂと後進伝動ギヤ５１のクラッチ爪５２ａとが離脱することにより、切り状態になり、後進伝動ギヤ５１の出力軸４３に対する相対回転を可能にする。

後進伝動部５０は、後進伝動クラッチ５２が入り状態に切換え操作されることにより、遊星伝動部３０が低速側出力ギヤ３１から出力する前進用の駆動力（一定の回転方向の駆動力）を後進伝動ギヤ４１及び後進伝動クラッチ５２によって後進用の駆動力に変換して出力軸４３に伝達して出力軸４３から副変速部６０に後進用の駆動力を伝達する。

後進伝動部５０は、後進伝動クラッチ５２が切り状態に切換え操作されることにより、遊星伝動部３０から副変速部６０への伝動を停止するように中立状態になる。

副変速部６０は、前記入力軸６０ａを備える他、後輪差動機構１２の入力ギヤに後端部が連結された出力軸６１、出力軸６１と入力軸６０ａに亘って設けた低速伝動機構６２及び高速伝動機構６３を備えて構成してある。出力軸６１は、ギヤ連動機構１６、前輪用出力軸１７及び回転軸１８を介して前輪差動機構１３の入力ギヤに連動されている。低速伝動機構６２は、入力軸６０ａに装着された摩擦式の低速クラッチ６４を備えている。高速伝動機構６３は、入力軸６０ａに装着された摩擦式の高速クラッチ６５を備えている。

副変速部６０は、低速クラッチ６４が入り状態に切換え操作され、高速クラッチ６５が切り状態に切換え操作されることにより、速度レンジ設定部４０から入力軸６０ａに伝達された前進用の駆動力あるいは後進伝動部５０から入力軸６０ａに伝達された後進用の駆動力を低速伝動機構６２を介して出力軸６１に伝達して出力軸６１から後輪差動機構１２及び前輪差動機構１３に伝達するように低速状態になる。

副変速部６０は、高速クラッチ６５が入り状態に切換え操作され、低速クラッチ６４が切り状態に切換え操作されることにより、速度レンジ設定部４０から入力軸６０ａに伝達された前進用の駆動力あるいは後進伝動部５０から入力軸６０ａに伝達された後進用の駆動力を高速伝動機構６３を介して出力軸６１に伝達して出力軸６１から後輪差動機構１２及び前輪差動機構１３に伝達するように高速状態になる。

図３は、エンジン３が一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静油圧式無段変速部１１の変速状態と自走車の走行速度（車速）の関係を示す説明図である。図３の横軸は、静油圧式無段変速部１１の変速状態を示し、横軸の「Ｎ」は、静油圧式無段変速部１１の中立位置を示し、横軸の「＋ｍａｘ」は、静油圧式無段変速部１１の正回転変速状態での最高速位置を示し、横軸の「−ｍａｘ」は、静油圧式無段変速部１１の逆回転変速状態での最高速位置を示す。図３の縦軸は、車速を示し、縦軸の「０」は、車速の零を示し、縦軸の「０」よりも上側の部分は前進車速を示し、縦軸の「０」よりも下側の部分は、後進車速を示す。

図３に示す実線ＦＬ１は、自走車を前進走行させる場合の低速モードでの１速レンジにおける車速変化を示し、図３に示す実線ＦＬ２は、自走車を前進走行させる場合の低速モードでの２速レンジにおける車速変化を示す。図３に示す実線ＦＨ１は、自走車を前進走行させる場合の高速モードでの１速レンジにおける車速変化を示し、図３に示す実線ＦＨ２は、自走車を前進走行させる場合の高速モードでの２速レンジにおける車速変化を示す。図３に示す実線ＲＬは、自走車を後進走行させる場合の低速モードでの車速変化を示し、図３に示す実線ＲＨは、自走車を後進走行させる場合の高速モードでの車速変化を示す。

図４は、副変速部６０の変速状態、低速伝動クラッチ４５の操作状態、高速伝動クラッチ４６の操作状態及び後進伝動クラッチ５２の操作状態と自走車の走行方向、速度レンジ及び速度モードとの関係を示す説明図である。図４に示す「Ｌ」は、副変速部６０の低速状態を示し、図４に示す「Ｈ」は、副変速部６０の高速状態を示す。図４に示す「入」は、低速伝動クラッチ４５、高速伝動クラッチ４６及び後進伝動クラッチ５２の入り状態を示し、図４に示す「切り」は、低速伝動クラッチ４５、高速伝動クラッチ４６及び後進伝動クラッチ５２の切り状態を示す。

図４に示すように、副変速部６０が低速状態に変速操作されると、低速モードが設定され、副変速部６０が高速状態に変速操作されると、高速モードが設定される。後進伝動クラッチ５２が切り状態に切換え操作されると、後進伝動部５０が中立状態に切り換わって前進用の伝動状態になる。後進伝動クラッチ５２が入り状態に切り換え操作されると、後進伝動部５０が後進伝動状態に切り換わって後進用の伝動状態になる。

図３，４に示すように、副変速部６０が低速状態「Ｌ」に維持され、かつ後進伝動クラッチ５２が切り状態「切」に維持された状態において、低速伝動クラッチ４５が入り状態「入」に切換え制御されたままで、かつ高速伝動クラッチ４６が切り状態「切」に切換え制御されたままで、静油圧式無段変速部１１が逆回転変速状態の最高速位置「−ｍａｘ」から正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速制御されることにより、前進車速が零「０」から低速モードでの１速レンジ（ＦＬ１）で無段階に増速していく。静油圧式無段変速部１１が正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、前進車速が低速モードの中間速度「ｆ１」になる。静油圧式無段変速部１１が正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」になると、低速モードでの１速レンジと２速レンジを切換える切換え点「Ｔ１」になる。切換え点「Ｔ１」になると同時に、低速伝動クラッチ４５が切り状態「切」に切換え制御され、かつ高速伝動クラッチ４６が入り状態「入」に切換え制御される。この後、低速伝動クラッチ４５が切り状態「切」に切換え制御されたままで、かつ高速伝動クラッチ４６が入り状態「入」に切換え制御されたままで、静油圧式無段変速部１１が正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」から逆回転変速状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速制御されることにより、前進車速が「ｆ１」から低速モードの２速レンジ（ＦＬ２）で無段階に増速していく。静油圧式無段変速部１１が逆回転変速状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、前進車速が低速モードの最高速度「ｆ２」になる。

副変速部６０が高速状態「Ｈ」に維持され、かつ後進伝動クラッチ５２が切り状態「切」に維持された状態において、低速伝動クラッチ４５が入り状態「入」に切換え制御されたままで、かつ高速伝動クラッチ４６が切り状態「切」に切換え制御されたままで、静油圧式無段変速部１１が逆回転変速状態の最高速位置「−ｍａｘ」から正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速制御されることにより、前進車速が零「０」から高速モードでの１速レンジ（ＦＨ１）で無段階に増速していく。静油圧式無段変速部１１が正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、前進車速が高速モードの中間速度「ｆ３」になる。静油圧式無段変速部１１が正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」になると、高速モードでの１速レンジと２速レンジを切換える切換え点「Ｔ２」になる。切換え点「Ｔ２」になると同時に、低速伝動クラッチ４５が切り状態「切」に切換え制御され、かつ高速伝動クラッチ４６が入り状態「入」に切換え制御される。この後、低速伝動クラッチ４５が切り状態「切」に切換え制御されたままで、かつ高速伝動クラッチ４６が入り状態「入」に切換え制御されたままで、静油圧式無段変速部１１が正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」から逆回転変速状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速制御されることにより、前進車速が「ｆ３」から高速モードの２速レンジ（ＦＨ２）で無段階に増速していく。静油圧式無段変速部１１が逆回転変速状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、前進車速が高速モードの最高速度「ｆ４」になる。

副変速部６０が低速状態「Ｌ」に維持され、かつ後進伝動クラッチ４５が入り状態「入」に維持された状態において、低速伝動クラッチ４５が切り状態「切」に切換え制御されたままで、かつ高速伝動クラッチ４６が切り状態「切」に切換え制御されたままで、静油圧式無段変速部１１が逆回転変速状態の最高速位置「−ｍａｘ」から正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速制御されることにより、後進車速が零「０」から低速モード（ＲＬ）で無段階に増速していく。静油圧式無段変速部１１が正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、後進車速が低速モードでの最高速度「ｒ１」になる。

副変速部６０が高速状態「Ｈ」に維持され、かつ後進伝動クラッチ４５が入り状態「入」に維持された状態において、低速伝動クラッチ４５が切り状態「切」に切換え制御されたままで、かつ高速伝動クラッチ４６が切り状態「切」に切換え制御されたままで、静油圧式無段変速部１１が逆回転変速状態の最高速位置「−ｍａｘ」から正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速制御されることにより、後進車速が零「０」から高速モード（ＲＨ）で無段階に増速していく。静油圧式無段変速部１１が正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、後進車速が高速モードでの最高速度「ｒ２」になる。なお、図３における前進時における低速モードの１速レンジＦＬ１と後進時における低速モードＲＬの変化率（傾きの大きさ）が同じになり、前進時における高速モードの１速レンジＦＨ１と後進時における高速モードＲＨの変化率（傾きの大きさ）が同じになるように、低速側出力ギヤ３１から低速伝動クラッチ４５を介して出力軸６１に伝達される伝動比と低速側出力ギヤ３１から後進伝動部５０を介して出力軸６１に伝達される伝動比が同じに設定されている。

図５は、走行用の伝動装置部Ｄ１を変速操作する変速操作装置７０を示すブロック図である。この図に示すように、変速操作装置７０は、静油圧式無段変速部１１に油圧ポンプ１１Ｐの斜板角変更を行なうように備えられた変速操作部７１、速度レンジ設定部４０の低速伝動クラッチ４５及び高速伝動クラッチ４６の切換え操作部（図示せず）、後進伝動部５０の後進伝動クラッチ５２の切換え操作部（図示）、副変速部６０の高速クラッチ６５及び低速クラッチ６４の切換え操作部（図示ぜず）のそれぞれに連係された制御装置７２と、変速レバー７３と、エンジン３の出力速度を検出するエンジン回転センサ７４と、前後進レバー７５と、副変速レバー７６とを備えている。

変速レバー７３は、変速レバー７３に連係された変速検出センサ７３ａを介して制御装置７２に連係されている。変速検出センサ７３ａは、変速レバー７３に回転操作部が連動された回転ポテンショメータによって構成してあり、変速レバー７３の操作位置を検出してこの検出結果を制御装置７２に出力する。

前後進レバー７５は、前後進レバー７５に連係された前後進検出センサ７５ａを介して制御装置７２に連係されている。前後進検出センサ７５ａは、前後進レバー７５に回転操作部が連動された回転ポテンショメータによって構成してあり、前後進レバー７５の操作位置を検出してこの検出結果を制御装置７２に出力する。

副変速レバー７６は、副変速レバー７６に連係された副変速検出センサ７６ａを介して制御装置７２に連係されている。副変速検出センサ７６ａは、副変速レバー７６に回転操作部が連動された回転ポテンショメータによって構成してあり、副変速レバー７６の操作位置を検出してこの検出結果を制御装置７２に出力する。

制御装置７２は、マイクロコンピュータを利用して構成してあり、主変速制御手段７７、前後進切換え手段７８及び副変速制御手段７９を備えている。

主変速制御手段７７は、エンジン回転センサ７４による検出情報を基にエンジン３がアクセルセットされた状態でのエンジン３の出力速度を検出し、変速検出センサ７３ａによる検出情報を基に変速レバー７３の操作位置を判断し、検出したエンジン３の出力速度と判断した変速レバー７３の操作位置と前後進検出センサ７５ａからの指令とを基に、変速レバー７３及び前後進レバー７５の操作位置に対応した所定の前進車速あるいは後進車速が現出されるように静油圧式無段変速部１１を自動的に変速制御し、かつ低速伝動クラッチ４５及び高速伝動クラッチ４６を自動的に切換え制御する。

前後進切換え手段７８は、前後進レバー７５が前進位置「前」に操作されると、前後進検出センサ７５ａによる検出情報を基に後進伝動クラッチ６２を切り状態「切」に自動的に切換え操作し、前後進レバー７５が後進位置「後」に操作されると、前後進検出センサ７５ａによる検出情報を基に後進伝動クラッチ５２を入り状態「入」に自動的に切換え操作する。

副変速制御手段７９は、副変速レバー７６が高速位置「高」に操作されると、副変速検出センサ７６ａによる検出情報を基に、高速クラッチ６５を入り状態に自動的に切換え操作し、低速クラッチ６４を切り状態に自動的に切換え操作して副変速部６０を高速状態「Ｈ」に変速制御する。副変速制御手段７９は、副変速レバー７６が低速位置「低」に操作されると、副変速検出センサ７６ａによる検出情報を基に、高速クラッチ６５を切り状態に自動的に切換え操作し、低速クラッチ６４を入り状態に自動的に切換え操作して副変速部６０を低速状態「Ｌ」に変速制御する

〔別実施形態〕
図６は、別の実施構造を備えた走行用の伝動装置部Ｄ１を示すスケルトン図である。この図に示すように、別の実施構造を備えた走行用の伝動装置部Ｄ１では、速度レンジ設定部４０及び後進伝動部５０の点において上記した実施例の伝動装置部Ｄ１と異なる構成を備え、その他の点においては、上記した実施例の伝動装置部Ｄ１と同じ構成を備えている。

別の実施構造を備えた走行用の伝動装置部Ｄ１では、速度レンジ設定部４０を構成する低速伝動クラッチ４５及び高速伝動クラッチ４６、後進伝動部５０を構成する後進伝動クラッチ５２を多板式の摩擦クラッチによって構成してある。

したがって、低速伝動クラッチ４５、高速伝動クラッチ４６及び後進伝動クラッチ５２の入り状態と切り状態の切換えを迅速かつスムーズに行うことができ、低速モード及び高速モードでの１速レンジと２速レンジを切換える切換え点「Ｔ１」、「Ｔ２」における車速変化を途切れがないように連続的に行なわせることができ、かつ前後進の切換えをスムーズに行わせることができる。

図７は、別の実施構造を備えた走行用の伝動装置部Ｄ１における速度レンジ設定部４０及び後進伝動部５０のギヤ配置を示す正面図である。この図及び図６に示すように、別の実施構造を備えた走行用の伝動装置部Ｄ１では、遊星伝動部３０が出力する駆動力が低速側出力ギヤ３１から後進伝動ギヤ５１及び後進伝動クラッチ５２を介して出力軸４３に減速して伝動される場合の減速伝動比を、遊星伝動部３０が出力する駆動力が低速側出力ギヤ３１から低速側変速ギヤ４１及び低速伝動クラッチ４５、カウンタ軸４４、カウンタギヤ４７及び出力軸ギヤ４８を介して出力軸４３に減速して伝動される場合の減速伝動比よりも小に設定してある。

したがって、図８に示すように、後進時の低速モード（ＲＬ）における車速の変速範囲を、前進時の低速モードでの１速レンジ（ＦＬ１）における車速の変速範囲よりも大にできる。すなわち、後進時に低速モード（ＲＬ）で変速操作した場合に現出できる最高車速ｒ１が、前進時に低速モードの１速レンジ（ＦＬ１）で変速操作した場合に現出できる最高車速ｆ１よりも高速になる。後進時の高速モード（ＲＨ）における車速の変速範囲を、前進時の高速モードでの１速レンジ（ＦＨ１）における車速の変速範囲よりも大にできる。すなわち、後進時に高速モード（ＲＨ）で変速操作した場合に現出できる最高車速ｒ２が、前進時に高速モードの１速レンジ（ＦＨ１）で変速操作した場合に現出される最高車速ｆ３よりも高速になる。

〔別実施例〕
（１）上記した実施例では、副変速部６０を設けた例を示したが、副変速部６０を設けないで実施してもよい。

（２）上記した実施例では、遊星伝動部３０を複合遊星ギヤ機構によって構成した例を示したが、多段にギヤ機構を並べた普通型の遊星ギヤ機構によって構成してもよい。

（３）上記した実施例では、前車輪１及び後車輪２を走行装置として備えた例を示したが、車輪に替えてクローラ式走行装置を備えてもよい。

（４）上記した実施例では、低速伝動クラッチ４５、高速伝動クラッチ４６及び後進伝動クラッチ５２を噛合い式のクラッチで構成した例、及び低速伝動クラッチ４５、高速伝動クラッチ４６及び後進伝動クラッチ５２を多板式の摩擦クラッチで構成した例を示したが、前進伝動クラッチ４５、高速伝動クラッチ４６及び後進伝動クラッチ５２のうちのいずれか一つ以上を噛合い式のクラッチで構成し、他のクラッチを多板式の摩擦クラッチとする構成を採用してもよい。

（５）上記した図２に示す伝動構造で、図８に示す変速比となるように構成してもよく、上記した図６に示す伝動構造で図３に示す変速比となるように構成してもよい。

本発明は、車体後部に作業装置が連結されるトラクタに設けられる伝動装置の他、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設けられる伝動装置にも利用可能である。

１，２走行装置
３エンジン
１１静油圧式無段変速部
３０遊星伝動部
３１低速側出力ギヤ
３２高速側出力ギヤ
４０速度レンジ設定部
４１低速側変速ギヤ
４２高速側変速ギヤ
４３出力軸
４４カウンタ軸
４５低速伝動クラッチ
４６高速伝動クラッチ
４７カウンタギヤ
４８出力軸ギヤ
５０後進伝動部
５１後進伝動ギヤ
５２後進伝動クラッチ
Ｓ走行伝動部

Claims

エンジンからの駆動力を入力する静油圧式無段変速部と、前記静油圧式無段変速部が出力する駆動力とエンジンからの駆動力を合成して出力する遊星伝動部と、前記遊星伝動部の出力を走行装置に伝動する走行伝動部とを備えたトラクタの伝動装置であって、
前記遊星伝動部を、前記静油圧式無段変速部が正回転方向の駆動力を出力する正回転変速状態と逆回転方向の駆動力を出力する逆回転変速状態のいずれに変速された状態においても一定の回転方向の駆動力を出力するように構成し、
前記走行伝動部に、前記遊星伝動部が出力する一定の回転方向の駆動力を複数段の速度レンジに段階分けして、かつ前進用の駆動力として出力する複数段の変速伝動状態と伝動を停止する中立状態とに変速操作自在な速度レンジ設定部、及び、前記遊星伝動部が出力する一定の回転方向の駆動力を後進用の駆動力に変換して出力する後進伝動状態と伝動を停止する中立状態とに切換え操作自在な後進伝動部を設け、
前記遊星伝動部に、前記遊星伝動部の出力軸に回転自在に支持された低速側出力ギヤ及び高速側出力ギヤを設け、前記遊星伝動部にて合成した駆動力を前記低速側出力ギヤ及び前記高速側出力ギヤから出力し、
前記低速側出力ギヤに噛合った状態でカウンタ軸に相対回転自在に支持される低速側変速ギヤ、前記高速側出力ギヤに噛合った状態で前記カウンタ軸に相対回転自在に支持される高速側変速ギヤ、前記カウンタ軸に一体回転自在に支持されるカウンタギヤ、前記カウンタギヤに噛合った状態で出力軸に一体回転自在に支持される出力軸ギヤ、前記低速側変速ギヤを前記カウンタ軸に一体回転自在に連結する入り状態と前記低速側変速ギヤの前記カウンタ軸に対する相対回転を可能にする切り状態とに切換え自在な低速伝動クラッチ、前記高速側変速ギヤを前記カウンタ軸に一体回転自在に連結する入り状態と前記高速側変速ギヤの前記カウンタ軸に対する相対回転を可能にする切り状態とに切換え自在な高速伝動クラッチを備えて、前記速度レンジ設定部を構成し、
前記低速側出力ギヤに噛合った状態で前記出力軸に相対回転自在に支持される後進伝動ギヤ、前記後進伝動ギヤを前記出力軸に一体回転自在に連結する入り状態と前記後進伝動ギヤの前記出力軸に対する相対回転を可能にする後進伝動クラッチを備えて、前記後進伝動部を構成してあるトラクタの伝動装置。
前記低速側出力ギヤから前記後進伝動ギヤ及び前記後進伝動クラッチを介して前記出力軸に伝動される場合の減速伝動比を、前記低速側出力ギヤから前記低速側変速ギヤ、前記低速伝動クラッチ、前記カウンタ軸、前記カウンタギヤ及び前記出力軸ギヤを介して前記出力軸に伝動される場合の減速伝動比よりも小に設定してある請求項１記載のトラクタの伝動装置。