JP5564016B2 - 農作業機の走行伝動装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンからの駆動力を入力して変速し、出力する変速駆動力がＨＳＴ変速線に沿って変速するよう作用する静油圧式の無段変速部、及びエンジンからの駆動力と前記無段変速部からの変速駆動力とを入力して合成し、出力する合成駆動力が前記無段変速部の変速によってＨＭＴ変速線に沿って変速するよう作用する遊星伝動部を有する変速伝動機を備え、前記無段変速部が出力する変速駆動力を走行装置に出力するＨＳＴ伝動を設定するＨＳＴ設定状態と前記遊星伝動部が出力する合成駆動力を走行装置に出力するＨＭＴ伝動を設定するＨＭＴ設定状態とに切り換え自在なクラッチ機構を前記変速伝動機に設け、変速操作具からの変速指令に基づいて前記無段変速部を構成する油圧ポンプを変速制御するとともに前記クラッチ機構を切換え制御する変速制御手段を備える農作業機の走行伝動装置に関する。

農作業機では、作業列の終端での方向変換を行なう場合など、前後進の切換えを繰り返して行なわれることがある。上記した農作業機の走行伝動装置は、図６に示す如き出力特性を備え、無段変速部の中立状態を挟んでの前進側と後進側への変速操作を行なうことで出力速度がＨＳＴ変速線に沿って前進側と後進側とに変化し、前後進切換えのための特別な操作を必要としない簡単な変速操作を行なうだけで機体の前後進切換えを行なえるよう構成されたものである。

この種の走行伝動装置として、従来、例えば特許文献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、エンジンの出力を前後輪に伝達する伝動系に油圧式無段変速装置、遊星歯車機構及び２つ油圧クラッチを設け、２つの油圧クラッチの接続切換えを行なうことにより、ＨＳＴモードの駆動系が構成されて、油圧式無段変速装置のモータ出力軸から出力される駆動力が遊星歯車機構に伝達されずに前後輪に伝達される。また、２つの油圧クラッチの接続切換えを行なうことにより、ＨＭＴモードの駆動系が構成されて、油圧式無段変速装置のモータ出力軸から出力される駆動力が遊星歯車機構に伝達されて遊星歯車機構によって油圧式無段変速装置からの駆動力とエンジンからの駆動力を合成され、遊星歯車機構から出力される合成駆動力が前後輪に伝達される。

特開２００１−１０８０６１号公報

ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えのためのクラッチ機構の切り換えが完了して遊星伝動部にエンジンからの駆動力が伝達されることになった時点で遊星伝動部のサンギヤ、キャリヤ及びリングギヤが一体回転することになると、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えのためのクラッチ機構の切り換えが、クラッチ機構を構成する伝動上手側部材と伝動下手側部材の相対位相の関係からスムーズに行われることになる。しかし、無段変速部の出力速度の検出を行なわせ、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えが行なわれる時点での無段変速部が設定の切り換え後の遊星伝動部にサンギヤ、キャリヤ及びリングギヤの一体回転を現出させるものに相当する出力速度（一体回転現出速度）を備えるように、無段変速部の出力速度の検出結果を基にクラッチ機構の切り換え制御が行なわれるよう構成した場合、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動に切り換わった直後に走行速度が変化する問題が発生しがちであった。この点について、図１０，１７に基づいて説明する。

図１０は、走行伝動装置における変速伝動機が備える出力特性を示すグラフである。縦軸は、変速伝動機が出力する駆動力の回転速度を示す速度線となっている。横軸は、縦軸の回転速度が零「０」の位置を通るものであり、無段変速部を構成する油圧ポンプの斜板位置を示す操作位置線Ｌとなっている。操作位置線Ｌの「ｎ」は、無段変速部を中立状態にする斜板中立の操作位置である。操作位置線Ｌの「ａ」は、変速制御によって操作される斜板の前進側の最高速位置として設定した設定前進高速位置である。操作位置線Ｌの「−ｍａｘ」は、変速制御によって操作される斜板の後進側の最高速位置として設定した設定後進高速位置である。

回転速度が零「０」を通る変速線Ｓは、ＨＳＴ伝動の設定及び無負荷駆動での変速伝動機の出力速度の変化を示す無負荷のＨＳＴ変速線Ｓである。無負荷のＨＳＴ変速線Ｓのうちの斜板位置「ｎ」と「ａ」の間に対応する変速線域部ＳＦは、前進側での出力速度の変化を示すものであって、前進側での無負荷のＨＳＴ変速線ＳＦである。無負荷のＨＳＴ変速線Ｓのうちの斜板位置「ｎ」と「−ｍａｘ」の間に対応する変速線域分ＳＲは、後進側での出力速度の変化を示すものであって、後進側での無負荷のＨＳＴ変速線ＳＲである。無負荷のＨＳＴ変速線Ｓに連続する変速線Ｍは、ＨＭＴ伝動の設定及び無負荷駆動での変速伝動機の出力速度の変化を示す無負荷のＨＭＴ変速線Ｍである。

回転速度が零「０」を通る変速線ＳＡは、ＨＳＴ伝動の設定及び負荷駆動での変速伝動機の出力速度の変化を示す負荷のＨＳＴ変速線ＳＡである。負荷のＨＳＴ変速線ＳＡに交差する傾斜線ＭＡは、ＨＭＴ伝動の設定及び負荷駆動での変速伝動機の出力速度の変化を示す負荷のＨＭＴ変速線ＭＡである。

変速伝動機に掛かる駆動負荷は、無段変速部を構成する油圧ポンプの斜板に作用することから、無負荷のＨＳＴ変速線ＳＦ及びＨＭＴ変速線Ｍと負荷のＨＳＴ変速線ＳＡ及びＨＭＴ変速線ＭＡとは、異なるものになる。すなわち、負荷のＨＳＴ変速線ＳＡの操作位置線Ｌに対する傾斜角が無負荷のＨＳＴ変速線Ｓの操作位置線Ｌに対する傾斜角よりも緩い傾斜角になる。無段変速部の出力軸の回転を遊星伝動部に増減せずに入力する簡単な構成において、ＨＳＴ伝動とＨＭＴ伝動の設定が切り換わる点での速度連続性を保つように、設定前進高速位置「ａ」として、無段変速部の油圧ポンプに実際に操作可能なものとして備えられている斜板の実前進最高速位置の手前の位置を設定した場合、無負荷のＨＳＴ変速線Ｓ及びＨＭＴ変速線Ｍと負荷のＨＳＴ変速線ＳＡ及びＨＭＴ変速線ＭＡとの傾斜角の差が大になりがちである。

縦軸の回転速度「Ｖ」の位置を通る横線Ｌ１は、前記一体回転現出速度を示すものである。回転速度「Ｖ」は「Ｖ１」と同じものである。図１７は、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への切り換わりを示す説明図である。図１０，１７に示すように、無段変速部の出力速度が一体回転現出速度「Ｖ」になることでＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換え制御が行なわれるよう構成した場合、無段変速部が負荷駆動となる実際の走行時においては、変速伝動機の出力速度としての無段変速部の出力速度が、負荷のＨＳＴ変速線ＳＡに沿って増速して一体回転現出速度［Ｖ］になることにより、すなわち負荷のＨＳＴ変速線ＳＡと横線Ｌ１との交点「Ｘ」に対応する出力速度になることにより、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えが行なわれることになる。この切り換えが行なわれた直後の変速伝動機の出力速度は、負荷のＨＭＴ変速線ＭＡと、交点「Ｘ」を通る縦線との交点「Ｙ」に対応する出力速度「Ｖ０」になる。

つまり、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えが行なわれた直後の出力速度が、切換え直前の「Ｖ」から切換え直後の「Ｖ０」に低下したものになり、低下分の速度が比較的大になっていた。駆動負荷が大になるほど、負荷のＨＳＴ変速線ＳＡの操作位置線Ｌに対する傾斜角が小になり、切り換わり直前の出力速度「Ｖ」と切り換わり直後の出力速度「Ｖ０」との差がより大になる。

本発明の目的は、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への切り換わりに伴う速度変化を抑制や解消することができる農作業機の走行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して変速し、出力する変速駆動力がＨＳＴ変速線に沿って変速するよう作用する静油圧式の無段変速部、及びエンジンからの駆動力と前記無段変速部からの変速駆動力とを入力して合成し、出力する合成駆動力が前記無段変速部の変速によってＨＭＴ変速線に沿って変速するよう作用する遊星伝動部を有する変速伝動機を備え、
前記無段変速部が出力する変速駆動力を走行装置に出力するＨＳＴ伝動を設定するＨＳＴ設定状態と前記遊星伝動部が出力する合成駆動力を走行装置に出力するＨＭＴ伝動を設定するＨＭＴ設定状態とに切り換え自在なクラッチ機構を前記変速伝動機に設け、
変速操作具からの変速指令に基づいて前記無段変速部を構成する油圧ポンプを変速制御するとともに前記クラッチ機構を切換え制御する変速制御手段を備える農作業機の走行伝動装置において、
前記油圧ポンプの斜板角を検出する斜板角センサを備え、
ＨＳＴ伝動及び無負荷駆動での前記無段変速部が前記遊星伝動部のサンギヤ、キャリヤ及びリングギヤの一体回転を現出する一体回転現出速度に相当の速度の変速駆動力を出力する変速状態において前記油圧ポンプが備える無負荷斜板角と、ＨＳＴ伝動及び設定負荷駆動での前記無段変速部が前記一体回転現出速度に相当の速度の変速駆動力を出力する変速状態において前記油圧ポンプが備える負荷斜板角とにおいて、前記無負荷斜板角と前記負荷斜板角との間の斜板角を設定変速斜板角として設定する変速斜板角設定手段を備え、
前記変速制御手段を、前記斜板角センサが前記設定変速斜板角に等しい斜板角を検出すると、前記クラッチ機構を前記ＨＳＴ設定状態から前記ＨＭＴ設定状態に切換え制御するよう構成してある。

本第１発明の構成によると、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えがたとえば図１２に示す如く行なわれる。
すなわち、負荷のＨＳＴ変速線ＳＡに沿って増速する無段変速部の出力速度が一体回転現出速度「Ｖ」になるのではなく、負荷のＨＳＴ変速線ＳＡと、設定変速斜板角「ｃ」を通る縦線との交点「Ｓ１」に対応した出力速度「ＶＳ」になることで、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えが行なわれ、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えが行なわれた直後において変速伝動機が備えることになる出力速度は、負荷のＨＭＴ変速線ＭＡと、設定変速斜板角「ｃ」を通る縦線との交点「Ｍ１」に対応する出力速度［ＶＭ］になる。

つまり、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えが行なわれる際の無段変速部の出力速度「ＶＳ」が一体回転現出速度「Ｖ」より低速の出力速度になる。さらに、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えが行なわれた直後の変速伝動機の出力速度「ＶＭ」が、無段変速部の出力速度が一体回転現出速度「Ｖ」になることでＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えが行なわれる場合における切り換わり直後の変速伝動機が備える出力速度「Ｖ０」よりも高速になるのであり、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への切り換えに伴う走行速度の変化分を、切り換わり直前の出力速度「ＶＳ」と切り換わり直後の出力速度「ＶＭ」との速度差に相当するものにでき、この速度差は、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えが出力速度に基づいて行なわれる場合における切り換わり直前の出力速度「Ｖ」と切り換わり直後の出力速度「Ｖ０」との速度差より小にできる。

設定変速斜板角「ｃ」の設定によっては、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えが図１４に示す如く行なわれる。
すなわち、負荷のＨＳＴ変速線ＳＡに沿って増速する無段変速部の出力速度が、負荷のＨＳＴ変速線ＳＡと負荷のＨＭＴ変速線ＭＡとの交点「Ｗ」に相当する出力速度ＶＳ１になることで、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えが行なわれることになり、設定の切り換えが行なわれる直前の無段変速部の出力速度「ＶＳ１」及び設定の切り換えが行なわれた直後の変速伝動機の出力速度「ＶＭ１」が交点「Ｗ」に対応する出力速度になる。
つまり、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えが行なわれる直前の無段変速部の出力速度「ＶＳ１」と、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えが行なわれた直後の変速伝動機の出力速度［ＶＭ１］とが同じものになり、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えに伴う走行速度の変化を解消することができる。

従って、ＨＳＴ伝動とＨＭＴ伝動の設定の切り換えが可能であって、無段変速部の中立位置を挟んでの前進側と後進側の変速操作を行うだけで操作簡単に前後進切換えを行うことができるものでありながら、ＨＳＴ伝動の速度レンジからＨＭＴ伝動の速度レンジへの変速を速度ダウンによる変速ショックや違和感が少ないとか無くて軽快に行なうことができる。

本第２発明は、前記変速斜板角設定手段を、前記設定変速斜板角を変更設定するよう調節自在に構成してある。

本第２発明の構成によると、変速斜板角設定手段の調節によって設定変速斜板角を変更設定して、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えを行なわせる際の斜板角を変更し、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えに伴う走行速度の変化が駆動負荷の変化に起因して大きくなるとか発生することを抑制や防止することができる。

従って、作業する圃場が異なるなどによって駆動負荷が変化する場合でも、ＨＳＴ伝動の速度レンジからＨＭＴ伝動の速度レンジに切り換わる変速を変速ショックや違和感が少ないとか無い状態で行なって軽快に走行することができる。

本第３発明は、前記変速斜板角設定手段を、前記斜板角センサによる検出情報に基づいてＨＳＴ伝動及び負荷駆動での演算ＨＳＴ変速線を演算設定し、前記演算ＨＳＴ変速線に対応する演算ＨＭＴ変速線を演算設定し、前記無段変速部が前記演算ＨＳＴ変速線と前記演算ＨＭＴ変速線の交点に対応する速度の変速駆動力を出力する変速状態において前記油圧ポンプが備える斜板角を割り出し、割り出した斜板角を前記設定変速斜板角として設定するよう構成してある。

本第３発明の構成によると、走行途中で駆動負荷が変化して傾斜角が異なる負荷のＨＳＴ変速線が発生することになっても、変化する駆動負荷に対応する演算ＨＳＴ変速線及び演算ＨＭＴ変速線を演算設定し、演算ＨＳＴ変速線及び演算ＨＭＴ変速線を基に、演算ＨＳＴ変速線と演算ＨＭＴ変速線の交点に対応する斜板角であって、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への切り換えを行なった場合に切り換え直前の走行速度と切り換え直後の走行速度とが同じになる斜板角を設定変速斜板角として割り出して設定して、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への切り換えが行なわれることになり、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への切り換えに伴う走行速度の変化をわずかにしたり無くしたりできる。

従って、走行時における駆動負荷の変化があっても、ＨＳＴ伝動の速度レンジからＨＭＴ伝動の速度レンジに切り換わる変速を変速ショックや違和感が少ないとか無い状態で行って軽快に走行することができる。

コンバインの全体を示す側面図である。 走行伝動装置を示す概略正面図である。 ＨＭＴ伝動での変速伝動機を示す縦断正面図である。 ＨＳＴ伝動での変速伝動機を示す縦断正面図である。 ＨＭＴクラッチ及びＨＳＴクラッチの操作状態と、伝動切換えのクラッチ機構の操作状態と、変速伝動機の伝動状態との関係を示す説明図である。 無負荷駆動での変速伝動機が備える出力特性を示すグラフである。 Ｎ／Ｘの値と全効率との関係を示す説明図である。 Ｎ／Ｘの値と無段変速部の小型化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。 変速伝動機が備える出力特性を示すグラフである。 設定切り換え制御のフロー図である。 ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えを示す説明図である。 第１の別実施形態を備える変速操作装置を示すブロック図である。 第１の別実施形態を備える変速操作装置でのＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への切り換わりを示す説明図である。 第２の別実施形態を備える変速操作装置を示すブロック図である。 第２の別実施形態を備える変速操作装置によるＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換え制御を示す説明図である。 比較例でのＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換わりを示す説明図である。

以下、図面に基づいて、本発明に係る農作業機の変速伝動装置をコンバインに装備した場合について説明する。
図１に示すように、コンバインは、左右一対のクローラ式の走行装置１，１によって自走するように構成され、かつ乗用型の運転部２が装備された走行機体と、走行機体の機体フレーム３の前部に連結された刈取り部４と、機体フレーム３の後部側に刈取り部４の後方に配置して設けられた脱穀装置５と、機体フレーム３の後部側に脱穀装置５の横側方に配置して設けられた穀粒タンク６とを備えて構成してあり、稲、麦などの収穫作業を行う。

すなわち、刈取り部４は、機体フレーム３の前部から前方向きに上下揺動自在に延出する刈取り部フレーム４ａを備え、この刈取り部フレーム４ａが昇降シリンダ７によって揺動操作されることにより、刈取り部４の前端部に設けられた分草具４ｂが地面近くに下降した下降作業位置と、分草具４ｂが地面から高く上昇した上昇非作業位置とに昇降する。刈取り部４を下降作業位置に下降させて走行機体を走行させると、刈取り部４は、分草具４ｂによって刈取対象の植立穀稈を引起し経路に導入し、引起し経路に導入した植立穀稈を引起し装置４ｃによって引起しながらバリカン型の刈取装置４ｄによって刈取り、刈取り穀稈を供給装置４ｅによって脱穀装置５に供給する。脱穀装置５は、供給装置４ｅからの刈取り穀稈の株元側を脱穀フィードチェーン５ａによって挟持して機体後方向きに搬送し、刈取り穀稈の穂先側を扱室（図示せず）に供給して脱穀処理し、脱穀穀粒を穀粒タンク６に送り込む。

運転部２に備えられた運転座席２ａの下方にエンジン８を設け、エンジン８が出力する駆動力を、機体フレーム３の前端部に設けたミッションケース１１を備えた走行伝動装置１０によって左右一対の走行装置１，１に伝達するように構成してある。

図２は、走行伝動装置１０の概略構造を示す正面図である。この図に示すように、走行伝動装置１０は、エンジン８の出力軸８ａからのエンジン駆動力を、伝動ベルト１２ａが備えられた伝動機構１２を介してミッションケース１１の上端部の横側に設けられた変速伝動機２０に入力し、この変速伝動機２０の出力を、ミッションケース１１に内装された走行ミッション１３に入力して走行ミッション１３が備える左右一対の操向クラッチ機構１４，１４の左側の操向クラッチ機構１４から左側の走行装置１の駆動軸１ａに伝達し、右側の操向クラッチ機構１４から右側の走行装置１の駆動軸１ａに伝達する。

走行伝動装置１０は、ミッションケース１１に内装された刈取りミッション１５を備え、変速伝動機２０の出力を、刈取りミッション１５に入力して刈取り出力軸１６から刈取り部４の駆動軸４ｆに伝達する。

変速伝動機２０について説明する。
図３，４に示すように、変速伝動機２０は、ミッションケース１１の上端側に横側部が連結される変速ケース２１を備えた遊星変速部２０Ａと、変速ケース２１のミッションケース１１に連結する側とは反対側の横側部にケーシング３１が連結された静油圧式の無段変速部３０とを備えて構成してある。

変速ケース２１は、遊星伝動部４０及び伝動機構５０を収容する主ケース部２１ａと、入力軸２２及び伝動軸２３と無段変速部３０の連結部を収容し、かつ変速ケース２１とケーシング３１のポートブロック３４を連結する連結ケース部２１ｂとを備えて構成してある。変速ケース２１は、主ケース部２１ａの出力回転体２４が位置する下部側面の横外側に膨出形成された膨出部分２１ｃでミッションケース１１に連結される。連結ケース部２１ｂの走行機体上下方向での大きさが主ケース部２１ａの走行機体上下方向での大きさよりも小になっている。主ケース部２１ａを、機体前後方向視での縦断面形状が縦長形状となるように形成し、ケーシング３１を、機体前後方向視での縦断面形状が縦長形状となるように形成し、遊星変速部２０Ａと無段変速部３０が機体横方向に並びながら、変速伝動機２０全体としての機体横方向幅が小となり、変速伝動機２０は、横外側に突出しないように走行機体の左右方向ではコンパクトな状態でミッションケース１１の横側部に連結されている。さらに、ケーシング３１の下部側面には下端側ほど機体内側に傾斜する傾斜面３１Ａが形成され、この傾斜面３１Ａにモータ軸３３ａのベアリングを支持する膨出部３１Ｂが形成されて、変速伝動機２０の更なるコンパクト化が図られている。また、ケーシング３１の上面には上向きにオイルフィルタ２０Ｆが配置され、オイルフィルタ２０Ｆの横外側への突出を回避して更なるコンパクトが図られている。

遊星変速部２０Ａは、変速ケース２１の上端側に回転自在に支持された機体横向きの入力軸２２と、変速ケース２１の下端側に入力軸２２と平行又はほぼ平行に回転自在に支持された伝動軸２３及び回転軸型の出力回転体２４と、伝動軸２３に支持された遊星伝動部４０と、入力軸２２と遊星伝動部４０のキャリヤ４１とに亘って設けた伝動機構５０とを備えている。

入力軸２２は、無段変速部３０のポンプ軸３２ａに対して同軸芯状に並ぶよう配置されている。入力軸２２は、変速ケース２１から横外側に突出している側で伝動機構１２を介してエンジン８の出力軸８ａに連結するように構成され、エンジン８に連結される側とは反対側でジョイント２２ａを介して無段変速部３０のポンプ軸３２ａに一体回転自在に連結されており、伝動機構１２を介してエンジン駆動力を入力し、エンジン駆動力によって駆動されて無段変速部３０の油圧ポンプ３２を駆動する。

出力回転体２４は、無段変速部３０に対して入力軸２２のエンジン連結側が位置する側と同じ側に無段変速部３０のモータ軸３３ａと同軸芯状に並ぶように配置されている。出力回転体２４は、変速ケース２１から横外側に突出している側で走行ミッション１３の入力部に連動するよう構成されており、遊星伝動部４０及び無段変速部３０からの駆動力を走行ミッション１３を介して左右一対の走行装置１，１に出力する。

無段変速部３０は、ケーシング３１の上端側にポンプ軸３２ａが回転自在に支持されている油圧ポンプ３２と、ケーシング３１の下端側にモータ軸３３ａが回転自在に支持されている油圧モータ３３とを備えて構成してある。油圧ポンプ３２は、可変容量形のアキシャルプランジャポンプによって構成し、油圧モータ３３は、アキシャルプランジャモータによって構成してある。油圧モータ３３は、油圧ポンプ３２によって吐出され、ポートブロック３４の内部に形成された油路を介して供給される圧油によって駆動される。無段変速部３０には、ポンプ軸３２ａの端部に装備されたチャージポンプ９０によって補充用の作動油が供給される。チャージポンプ９０は、ポンプ軸３２ａに一体回転自在に取り付けられたロータ９０ａ、及びケーシング３１に脱着自在に連結されたポンプケーシング９０ｂを備えている。

したがって、無段変速部３０は、油圧ポンプ３２が備える斜板３２ｂの角度変更操作が行なわれることにより、前進伝動状態と後進伝動状態と中立状態とに切り換わる。無段変速部３０は、前進伝動状態に切換え操作されると、入力軸２２からポンプ軸３２ａに伝達されるエンジン駆動力を前進駆動力に変換してモータ軸３３ａから出力し、後進伝動状態に切換え操作されると、入力軸２２からポンプ軸３２ａに伝達されるエンジン駆動力を後進駆動力に変換してモータ軸３３ａから出力し、前進伝動状態と後進伝動状態のいずれにおいても、エンジン駆動力を無段階に変速して出力する。無段変速部３０は、中立状態に切換え操作されると、モータ軸３３ａからの出力を停止する。

遊星伝動部４０は、無段変速部３０に対して入力軸２２のエンジン連結側が位置する側と同じ側に、モータ軸３３ａと出力回転体２４の間に位置する状態で配置されている。遊星伝動部４０は、伝動軸２３に支持されるサンギヤ４２と、サンギヤ４２に噛合う複数個の遊星ギヤ４３と、各遊星ギヤ４３に噛合うリングギヤ４４と、複数個の遊星ギヤ４３を回転自在に支持するキャリヤ４１とを備えている。キャリヤ４１は、遊星ギヤ４３を延出端部で回転自在に支持するアーム部４１ａと、複数本のアーム部４１ａの基端側が連結している筒軸部４１ｂとを備え、筒軸部４１ｂで伝動軸２３にベアリングを介して回転自在に支持されている。

伝動軸２３とモータ軸３３ａとは、ジョイント２３ａを介して一体回転自在に連結し、伝動軸２３とサンギヤ４２とは、スプライン構造を介して一体回転自在に連結しており、サンギヤ４２は、モータ軸３３ａに対して一体回転自在に連動している。

リングギヤ４４と出力回転体２４とは、伝動軸２３に対してこれの軸芯方向に並んで相対回転自在に外嵌した環状の遊星側連動体２６及び環状の出力側連動体２７によって一体回転自在に連動している。すなわち、遊星側連動体２６は、遊星側連動体２６の外周部から放射状にかつ一体回転自在に延出する複数本の係合アーム部２６ａを備えている。複数本の係合アーム部２６ａは、リングギヤ４４の複数箇所に係合しており、遊星側連動体２６は、リングギヤ４４に対して一体回転自在に連動している。出力側連動体２７は、遊星側連動体２６に対して係合爪２７ａによって一体回転自在に係合し、出力回転体２４に対してスプライン構造によって一体回転自在に係合しており、遊星側連動体２６と出力回転体２４とを一体回転自在に連結している。遊星側連動体２６は、伝動軸２３にベアリングを介して相対回転自在に支持されている。出力側連動体２７は、変速ケース２１にベアリングを介して回転自在に支持されている。

伝動機構５０は、キャリヤ４１の筒軸部４１ｂに一体回転自在に設けられたキャリヤ４１の入力ギヤ４１ｃに噛合う状態で入力軸２２にニードルベアリングを介して相対回転自在に支持された伝動ギヤ５２と、伝動ギヤ５２と入力軸２２に亘って設けたＨＭＴクラッチ５５とを備えて構成してある。

ＨＭＴクラッチ５５は、入力軸２２に一体回転及び摺動操作自在に支持されたクラッチ体５６と、クラッチ体５６の一端側と伝動ギヤ５２の横側部とに亘って設けたクラッチ本体５７とを備えて構成してある。クラッチ体５６は、クラッチ体５６の端部に内嵌された油圧ピストン５８によって摺動操作される。クラッチ本体５７は、クラッチ体５６に設けた噛合い爪と伝動ギヤ５２に設けた噛合い爪とが係脱することによって入り状態と切り状態に切り換わるように噛合いクラッチに構成してある。

ＨＭＴクラッチ５５は、クラッチ本体５７が入り状態に切換え操作されることにより、入力軸２２と伝動ギヤ５２を一体回転自在に連動させるように入り状態に切換え操作され、遊星伝動部４０のキャリヤ４１と入力軸２２とを連動させるようＨＭＴ伝動を設定した状態になる。

ＨＭＴクラッチ５５は、クラッチ本体５７が切り状態に切換え操作されることにより、入力軸２２と伝動ギヤ５２の連動を絶つように切り状態に切換え操作され、遊星伝動部４０のキャリヤ４１と入力軸２２の連動を絶つようＨＭＴ伝動の設定を解除した状態になる。

したがって、遊星伝動部４０は、ＨＭＴクラッチ５５がＨＭＴ伝動を設定した状態に切換え操作されることにより、入力軸２２のエンジン連結側と無段変速部連結側との間に位置する部位から入力軸２２の駆動力を伝動機構５０を介してキャリヤ４１に入力する。遊星伝動部４０は、ＨＭＴクラッチ５５がＨＭＴ伝動の設定を解除した状態に切換え操作されることにより、キャリヤ４１の入力軸２２に対する連動が絶たれた状態になる。

遊星伝動部４０のサンギヤ４２と遊星側連動体２６とに亘り、伝動軸２３に外嵌されたクラッチ体６１を備えたＨＳＴクラッチ６０を設けてある。

クラッチ体６１は、クラッチ体６１の内周側に形成してある油室に圧油が供給されることにより、入り付勢ばね６２に抗してサンギヤ４２に向けて摺動操作されて切り位置に切り換わり、油室から圧油が排出されることにより、入り付勢ばね６２によって遊星側連動体２６に向けて摺動操作されて入り位置に切り換わる。クラッチ体６１は、入り位置に切り換わると、クラッチ体６１に設けてあるクラッチ爪６１ａと遊星側連動体２６に設けてあるクラッチ爪とが係合して、遊星側連動体２６に対して一体回転自在に連結する。クラッチ体６１は、サンギヤ４２に対して係合爪６１ｂによって一体回転自在に係合した状態を維持しながら摺動操作され、サンギヤ４２に対する係合状態を維持しながら入り位置になる。クラッチ体６１は、切り位置に切り換わると、クラッチ爪６１ａによる遊星側連動体２６に対する係合を解除する。

したがって、ＨＳＴクラッチ６０は、クラッチ体６１が入り位置に切換え操作されることにより、サンギヤ４２と遊星側連動体２６を一体回転自在に連動させることで、モータ軸３３ａを出力回転体２４に一体回転自在に連動させて、無段変速部３０による出力の出力回転体２４からの出力を可能にするようＨＳＴ伝動を設定した状態になる。ＨＳＴクラッチ６０は、ＨＳＴ伝動を設定した場合、サンギヤ４２と伝動軸２３が一体回転自在に連動し、リングギヤ４４と遊星側連動体２６が一体回転自在に連動していることにより、遊星ギヤ４３の自転が発生しないように、サンギヤ４２とキャリヤ４１とリングギヤ４４がモータ軸３３ａと一体回転することを可能にする。

ＨＳＴクラッチ６０は、遊星伝動部４０のリングギヤ４４と出力回転体２４とを連動状態に維持しながら、遊星伝動部４０のサンギヤ４２と出力回転体２４とを連動入り状態と連動切り状態に切換える。

ＨＳＴクラッチ６０は、クラッチ体６１が切り位置に切換え操作されることにより、サンギヤ４２と遊星側連動体２６の連動を絶ち、モータ軸３３ａの出力回転体２４に対する連動を絶つように、かつ遊星伝動部４０のリングギヤ４４と出力回転体２４が一体回転自在に連動する状態を現出して、遊星伝動部４０の合成駆動力の出力回転体２４からの出力を可能にするようにＨＳＴ伝動の設定を解除した状態になる。

したがって、遊星伝動部４０は、ＨＭＴクラッチ５５がＨＳＴ伝動を設定した状態に切換え操作され、ＨＳＴクラッチ６０がＨＳＴ伝動の設定を解除し状態に切換え操作されることにより、エンジンから入力軸２２に伝達された駆動力を伝動機構５０を介してキャリヤ４１に入力し、無段変速部３０のモータ軸３３ａから出力される変速駆動力を伝動軸２３を介してサンギヤ４２に入力し、エンジンからの駆動力と無段変速部３０からの変速駆動力とを合成して合成駆動力を発生させ、発生させた合成駆動力をリングギヤ４４から遊星側連動体２６及び出力側連動体２７を介して出力回転体２４に出力する。

つまり、ＨＭＴクラッチ５５及びＨＳＴクラッチ６０を備えて、変速伝動機２０をＨＭＴ伝動とＨＳＴ伝動とに切換えて設定する伝動設定のクラッチ機構７０を構成してある。

図５は、ＨＭＴクラッチ５５及びＨＳＴクラッチ６０の操作状態と、伝動設定のクラッチ機構７０の操作状態と、変速伝動機２０の伝動状態との関係を示す説明図である。図５に示す「切」は、ＨＭＴクラッチ５５及びＨＳＴクラッチ６０の切り状態を示し、「入」は、ＨＭＴクラッチ５５及びＨＳＴクラッチ６０の入り状態を示す。この図に示すように、ＨＭＴクラッチ５５が切り状態に切換え操作され、ＨＳＴクラッチ６０が入り状態に切換え操作されると、伝動設定のクラッチ機構７０は、ＨＳＴ伝動設定状態になり、変速伝動機２０にＨＳＴ伝動を設定する。ＨＭＴクラッチ５５が入り状態に切換え操作され、ＨＳＴクラッチ６０が切り状態に切換え操作されると、伝動設定のクラッチ機構７０は、ＨＭＴ伝動設定状態になり、変速伝動機２０にＨＭＴ伝動を設定する。

図３は、ＨＭＴ伝動での変速伝動機２０を示す縦断正面図である。この図に示すように、変速伝動機２０は、ＨＭＴクラッチ５５が入り状態に切換え操作され、ＨＳＴクラッチ６０が切り状態に切換え操作されると、入力軸２２の駆動力（エンジン８からの駆動力）を伝動機構５０を介して遊星伝動部４０のキャリヤ４１に入力し、無段変速部３０が入力軸２２から入力した駆動力を変速してモータ軸３３ａから出力する変速駆動力を遊星伝動部４０のサンギヤ４２に入力し、遊星伝動部４０が入力軸２２から入力するエンジン８からの駆動力と無段変速部３０から入力する変速駆動力とを遊星伝動部４０によって合成して合成駆動力を発生させ、遊星伝動部４０がリングギヤ４４から出力する合成駆動力を、遊星側連動体２６及び出力側連動体２７を介して出力回転体２４の端部に伝達して出力回転体２４から走行ミッション１３に出力する。

図４は、ＨＳＴ伝動での変速伝動機２０を示す縦断正面図である。この図に示すように、変速伝動機２０は、ＨＭＴクラッチ５５が切り状態に切換え操作され、ＨＳＴクラッチ６０が入り状態に切換え操作されると、無段変速部３０が入力軸２２から入力した駆動力を変速してモータ軸３３ａから出力する変速駆動力を、伝動軸２３、ＨＳＴクラッチ６０、遊星側連動体２６及び出力側連動体２７を介して出力回転体２４の端部に伝達し、出力回転体２４から走行ミッション１３に出力する。

伝動設定のクラッチ機構７０は、ＨＳＴ伝動を設定した場合、入力軸２２から遊星伝動部４０のキャリヤ４１への伝動が絶たれた状態にあり、サンギヤ４２が伝動軸２３を介してモータ軸３３ａに一体回転自在に連動された状態にあり、リングギヤ４４が遊星側連動体２６、クラッチ体６１、サンギヤ４２及び伝動軸２３を介してモータ軸３３ａに一体回転自在に連動された状態にあることから、遊星伝動部４０のサンギヤ４２、キャリヤ４１及びリングギヤ４４をモータ軸３３ａと一体回転させることになり、変速伝動機２０は、ＨＳＴ伝動において、遊星ギヤ４３の自転を発生させず、すなわちサンギヤ４２と遊星ギヤ４３の相対回転及び遊星ギヤ４３とリングギヤ４４の相対回転を発生させずに、無段変速部３０のモータ軸３３ａの出力を出力回転体２４に伝達する。

図６は、出力回転体２４に駆動負荷としての走行負荷を掛けないで駆動される無負荷駆動での変速伝動機２０が備える出力特性を示すグラフ（速度線図）である。このグラフの縦軸は、出力回転体２４の回転速度を示す速度線となっている。このグラフの横軸は、縦軸の回転速度が零「０」の位置を通るものであり、かつ無段変速部３０における油圧ポンプ３２の斜板位置を示す操作位置線Ｌとなっている。操作位置線Ｌの「ｎ」は、無段変速部３０を中立状態にする斜板３２ｂの中立位置である。操作位置線Ｌの「ａ」は、無負荷駆動でのＨＳＴ伝動とＨＭＴ伝動の設定の切換えを行なうための斜板３２ｂの前進側の最高速位置として設定した設定前進高速位置である。操作位置線Ｌの「＋ｍａｘ」は、無段変速部３０の実前進最高速位置であって、無段変速部３０を前進高速側の操作限界まで変速操作した場合、油圧ポンプ３２の斜板３２ｂに実際に発生する斜板角位置である。設定前進高速位置「ａ」は、モータ軸３３ａの回転を遊星端子に増減せずに入力する簡単な構成において、ＨＳＴ伝動とＨＭＴ伝動が切り換わる点での速度連続性を保つ為に、実前進最高速位置「＋ｍａｘ」の手前の位置に設定してある。操作位置線Ｌの「−ｍａｘ」は、変速制御によって操作される斜板３２ｂの後進側の最高速位置として設定した設定後進高速位置である。設定後進高速位置「−ｍａｘ」は、無段変速部３０を後進高速側の操作限界まで変速操作した場合、油圧ポンプ３２の斜板３２ｂに実際に発生する斜板角位置と同じ位置に設定してある。

図６に示す変速線Ｓは、エンジン８が設定の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いて変速伝動機２０がＨＳＴ伝動で変速された場合の出力回転体２４の回転速度の変化を示す無負荷のＨＳＴ変速線（以下、ＨＳＴ変速線Ｓと略称する。）であり、変速線Ｍは、エンジン８が設定の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いて変速伝動機２０がＨＭＴ伝動で変速された場合の出力回転体２４の回転速度の変化を示す無負荷のＨＭＴ変速線（以下、ＨＭＴ変速線Ｍと略称する。）である。

図６に示すように、ＨＭＴクラッチ５５が切り状態に切換え制御され、ＨＳＴクラッチ６０が入り状態に切換え制御されてＨＳＴ伝動が設定され、ＨＳＴ伝動の設定が維持された状態において、無段変速部３０を中立位置「ｎ」から設定前進高速位置「ａ」に向けて変速操作することにより、出力回転体２４の回転速度が零「０」からＨＳＴ変速線Ｓの前進域ＳＦに沿って前進側に無段階に増速していき、無段変速部３０が設定前進高速位置「ａ」に至ると、出力回転体２４の回転速度が第１の前進中間速度「Ｖ１」になる。

無段変速部３０が設定前進高速位置「ａ」に至ると、ＨＭＴクラッチ５５が切り状態から入り状態に切換え制御され、ＨＳＴクラッチ６０が入り状態から切り状態に切換え制御されてＨＳＴ伝動に替えてＨＭＴ伝動が設定され、ＨＭＴ伝動の設定が維持された状態において、無段変速部３０を設定前進高速位置「ａ」から中立位置「ｎ」に向けて変速操作することにより、出力回転体２４の回転速度が第１の前進中間速度「Ｖ１」からＨＭＴ変速線Ｍの低速域ＭＬに沿って無段階に増速していき、無段変速部３０が中立位置「ｎ」に至ると、出力回転体２４の回転速度が第２の前進中間速度「Ｖ２」になる。ＨＭＴ伝動の設定が維持された状態において、無段変速部３０を中立位置「ｎ」から設定後進高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作することにより、出力回転体２４の回転速度が第２の前進中間速度「Ｖ２」からＨＭＴ変速線Ｍの高速域ＭＨに沿って無段階に増速していき、無段変速部３０が設定後進高速位置「−ｍａｘ」に至ると、出力回転体２４の回転速度が前進最高速度「Ｖ３」になる。

ＨＳＴ伝動の設定が維持された状態において、無段変速部３０を中立位置「ｎ」から設定後進高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作することにより、出力回転体２４の回転速度が零「０」からＨＳＴ変速線Ｓの後進域ＳＲに沿って後進側に無段階に増速していき、無段変速部３０が設定後進高速位置「−ｍａｘ」に至ると、出力回転体２４の回転速度が後進最高速度「ＶＲ」になる。

ＨＭＴ変速線Ｍの高速域ＭＨに対応する変速状態で出力される駆動力が移動走行に適切な回転速度の駆動力になるように、かつＨＭＴ変速線Ｍの低速域ＭＬに対応する変速状態で出力される駆動力が作業走行に適切な回転速度の駆動力になるように、さらに油圧ポンプ３２の吐出容量が極力小である無段変速部３０を採用しながらエンジン８から入力する駆動力を変速に伴うロスを極力少なくして変速後の駆動力として得ることができるように、ＨＭＴ変速線Ｍの操作位置線Ｌに対する傾斜角Ｂを次の如く設定してある。

図６に示す変速線延長線ＭＥは、ＨＭＴ変速線Ｍを操作位置線Ｌに向けて延長したものであり、操作位置線Ｌでの位置「Ｐ」は、変速線延長線ＭＥと操作位置線Ｌとが交差する交差位置である。無段変速部３０の油圧ポンプ３２の斜板３２ｂを実際に傾斜操作できる前進側の最大傾斜位置としての実前進最高速位置「＋ｍａｘ」を超えて交差位置「Ｐ」まで傾斜操作できると仮定し、交差位置「Ｐ」まで傾斜操作した場合の斜板３２ｂが備えることとなる仮想傾斜角の値を「Ｎ」とし、実前進最高速速位置「＋ｍａｘ」に変速操作した無段変速部３０の油圧ポンプ３２に実際に発生する実最大斜板角の値を「Ｘ」とすると、ＮがＸの２倍（Ｎ／Ｘ＝２．０）となるに相当する傾斜角に、ＨＭＴ変速線Ｍの操作位置線Ｌに対する傾斜角Ｂを設定してある。Ｎ／Ｘ＝２．０の設定は、油圧ポンプ３２の吐出容量の設定、遊星伝動部４０及び遊星伝動部４０以外の機械伝動部におけるギヤ伝動比の設定による。

ＨＭＴ変速線Ｍの操作位置線Ｌに対する傾斜角Ｂは、前進最高速度「Ｖ３」での出力回転体２４の回転速度が第１の前進中間速度「Ｖ１」での出力回転体２４の回転速度の２倍以上となる傾斜角に設定してある。

Ｎ／Ｘ＝２．０の設定は、次に説明する根拠に基づくものである。
無段変速部３０の出力回転が零で出力回転数がＶ２の時、全動力が無段変速部３０を通らずに出力される。出力回転が零になる仮想斜板角の位置（Ｐ）では、出力回転数Ｖ２の時の動力が無段変速部３０を通じて駆動側に戻され出力が零になる。すなわち、無段変速部３０を通さない機械伝達力が無段変速部３０の動力（以下、ＨＳＴ動力と呼称する。）と釣り合う。実際には、仮想斜板角の位置（Ｐ）は仮想的な位置なので、無段変速部３０の実前進最高速位置「＋ｍａｘ」での実最大傾斜角Ｘ＝１を考えると、ＨＳＴ動力は、回転数が１／Ｎなので、無段変速部３０を通さない機械伝達動力の１／Ｎ倍になる。

仮に機械効率を、機械伝達動力でＫＭ、無段変速部３０を通す動力でＫＨとすると、出力動力は一定機械動力±ＨＳＴ動力となり、変速伝動機２０が発揮する全効率は、
無段変速部３０が中立位置「ｎ」であると、（１＋０×１／Ｎ）／（１／ＫＭ＋０×１／Ｎ／ＫＨ）＝ＫＭ と計算され、
無段変速部３０が設定後進高速位置「−ｍａｘ」であると、（１＋１／Ｎ）／（１／ＫＭ＋１／Ｎ／ＫＨ）＝ＫＭ・ＫＨ（Ｎ＋１）／（ＫＭ＋ＫＨ・Ｎ） と計算され、
無段変速部３０が実前進最高速位置「＋ｍａｘ」であると、（１−１／Ｎ）／（１／ＫＭ−１／Ｎ・ＫＨ）＝ＫＭ（Ｎ−１）／（Ｎ−ＫＭ・ＫＨ） と計算され、計算上はＮが大きいほど高効率化できる。

図７は、Ｎ／Ｘの値を変化させた場合の全効率と変速位置との関係を示す説明図である。ここでは、ＫＭ＝０．９５、ＫＨ＝０．７とし、Ｎ／Ｘ＝１．０、Ｎ／Ｘ＝２．０、Ｎ／Ｘ＝３．０と変化させて上記した如く概算した全効率を示している。

図７に示す横軸は、変速位置を示すものであり、ＨＳＴ伝動での前進側及びＨＭＴ伝動において無段変速部３０を任意の変速位置に変速された場合における出力回転速度の設定後進高速位置「−ｍａｘ」に変速された場合における出力回転速度の割合を横軸の変速位置としている。すなわち、ＨＳＴ伝動での前進側及びＨＭＴ伝動において無段変速部３０を任意の変速位置に変速された場合に出力される駆動力の回転速度＝Ｖｎとすると、Ｖｎ／Ｖ３を横軸の変速位置としている。図７に示す縦線Ｄは、Ｎ／Ｘ＝２．０の時にＨＳＴ伝動の最高速を示す線で、Ｖｎ／Ｖ３＝０．３３（０．２と０．４の間）を示すものである。図７に示す縦線Ｅは、Ｎ／Ｘ＝２．０の時にＨＭＴ伝動で、油圧ポンプ３２の斜板中立での速度を示す線で、Ｖｎ／Ｖ３＝０．６７（０．６と０．８の間）を示すものである。したがって、無段変速部３０の設定前進高速位置「ａ」は、横軸での０．２と０．４の間の位置となり、無段変速部３０の中立位置「ｎ」は、横軸での０．６と０．８の間の位置となる。

図７に示す効率線Ｋは、無段変速部３０が備える全効率を示すものである。図７に示す効率線Ｋ１は、Ｎ／Ｘ＝１．０として概算した全効率を示すものであり、効率線Ｋ２は、Ｎ／Ｘ＝２．０として概算した全効率を示すものであり、効率線Ｋ３は、Ｎ／Ｘ＝３．０として概算した全効率を示すものである。

縦線Ｄと縦線Ｅとの間では、全効率が良いのはＮ／Ｘ＝１．０の場合であるが、高速側は出力も大きいので、ロス動力としては大きくなり、小さな効率差も無視できなくなる。ロス率と出力動力を掛けたロス動力を検討すると、Ｎ／Ｘ＝１．８程度が極小値となる。ロス動力としての最適値はＮ／Ｘ＝１．８を挟んでＮ／Ｘが小さい側に広いが、無段変速部３０の小型化は、Ｎ／Ｘ＝２．０が最適値となる。このバランスを取って、Ｎ／Ｘ＝１．５〜２．５程度とすれば、高速域での高効率化を実現しつつ、無段変速部３０の小型化も３８％程度にできて両立される。この時のＨＭＴ伝動での遊星伝動部４０の出力回転も１００００ｒｐｍを超えない現実的な領域で設計できる。変速伝動機２０ユニットとして独立させる場合、駆動源からの回転数程度に減速した方が、出力部のシールなどによるトルクロスの影響を小さくできるので、２．５〜３の減速を、遊星伝動部４０で行なうが、これも現実的に構成しやすくなる。上記した如くシンプルな伝動設定のクラッチ機構７０を採用して、高効率と無段変速部３０の小型化を図るには、Ｎ／Ｘ＝１．５〜２．５の設定が好都合である。

図８は、Ｎ／Ｘの値と無段変速部３０の小型化との関係を示す説明図である。図８の横軸は、Ｎ／Ｘの値を示す。図８に示す線Ｆは、ＨＳＴ動力（１／Ｎ）の全動力（１＋１／Ｎ）に対する割合「Ｗ」を示す。この割合「Ｗ」が大になるほど、油圧ポンプ３２の吐出容量が大となる大型の無段変速部３０が必要になる。

所定の変速範囲に亘る駆動力を遊星伝動部４０による出力によって得る場合、無段変速部３０による出力によって得る場合よりも無段変速部３０の小型化が可能になるのであり、図８に示す線Ｇは、Ｎ／Ｘの値と、無段変速部３０を小型化できる度合との関係を示す。

すなわち、仮に、ＨＳＴ伝動とＨＭＴ伝動が切り換わる点を実最大傾斜位置「＋ｍａｘ」とすると、ＨＭＴ伝動での最高速度(前進最高速度「Ｖ３」)はＨＳＴ伝動での最高速度に対し、相似形で計算して（Ｎ＋１）／（Ｎ−１）＝Ｚとなる。Ｚは、Ｎ／Ｘ＝１．５とすると５．０となり、Ｎ／Ｘ＝２．０とすると３．０となり、Ｎ／Ｘ＝２．５とすると２．３となり、Ｎ／Ｘ＝３．０とすると２．０となる。図８の縦軸で示す値は、１／Ｚの値である。

Ｚの値が大になるほど、ＨＭＴ伝動によって得ることができる変速範囲がより広くなり、ＨＳＴ伝動による変速範囲をより小に済ませることができて、無段変速部３０のより小型化を図ることができるが、油圧ポンプ３２の吐出容量をあまり小にするとリリーフ回路が開き作動するなどの駆動トラブルが発生する。したがって、線Ｆと線Ｇとの交差を現出するＮ／Ｘ＝２．０を採用することにより、ＨＭＴ伝動による前進最高速度「Ｖ３」や第２の前進中間速度「Ｖ２」を移動や作業に必要な速度にしながら、かつ無段変速部３０の小型化を図りながら、無段変速部３０の駆動トラブルの発生を回避した変速伝動が可能な変速伝動機２０を得ることができる。

図１０は、出力回転体２４に駆動負荷としての走行負荷を掛けないで駆動される無負荷駆動での変速伝動機２０が備える出力特性、及び出力回転体２４に駆動負荷としての走行負荷が掛かる状態で駆動される負荷駆動での変速伝動機２０が備える出力特性を示すグラフ（速度線図）である。図１２は、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えを示す説明図である。図１０，１２の縦軸及び横軸は、図６に記載のグラフの縦軸及び横軸と同じものである。図１０，１２に記載の「ｎ」、「ａ」及び「−ｍａｘ」は、図６のグラフに記載の「ｎ」、「ａ」及び「−ｍａｘ」と同じものである。

図１０に示す変速線ＳＡは、エンジン８が設定の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で、かつ出力回転体２４に設定値の駆動負荷としての走行負荷が掛かる状態で、さらにＨＳＴ伝動の設定で駆動される変速伝動機２０の出力回転体２４の回転速度の変化を示す負荷のＨＳＴ変速線（以下、ＨＳＴ変速線ＳＡと略称する。）である。図１０に示す変速線ＭＡは、エンジン８が設定の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で、かつ出力回転体２４に設定値の駆動負荷としての走行負荷が掛かる状態で、さらにＨＭＴ伝動の設定で駆動される変速伝動機２０の出力回転体２４の回転速度の変化を示す負荷のＨＭＴ変速線（以下、ＨＭＴ変速線ＭＡと略称する。）である。ＨＳＴ変速線ＳＡは、斜板３２ｂに駆動負荷が作用している状態のものであるから、ＨＳＴ変速線ＳＡの操作位置線Ｌに対する傾斜角は、ＨＳＴ変速線Ｓの操作位置線Ｌに対する傾斜角より小になる。ＨＭＴ変速線ＭＡは、斜板３２ｂに駆動負荷が作用している状態のものであるから、ＨＭＴ変速線ＭＡの低速側は、ＨＭＴ変速線Ｍに対して低速側に位置ずれする。

図１０に示す横線Ｌ１は、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えを行なわせる際のモータ軸３３ａに備えさせておけば、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えのためのクラッチ機構７０の切り換えが完了して遊星伝動部４０にエンジン８からの駆動力が伝達されることになった時点で遊星伝動部４０にサンギヤ４２、キャリヤ４１及びリングギヤ４４の一体回転を現出させることになるモータ軸３３ａの回転速度（一体回転現出速度「Ｖ」）を示すものである。このモータ軸３３ａの回転速度は、出力回転体２４の回転速度「Ｖ１」と同じになる。ＨＳＴ伝動及び無負荷駆動での無段変速部３０は、油圧ポンプ３２の斜板３２ｂが設定前進高速位置「ａ」に操作されることにより、一体回転現出速度「Ｖ」を備える。

図９は、変速伝動機２０を変速操作する変速操作装置７１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７１は、無段変速部３０の変速操作部３０ａ、ＨＭＴクラッチ５５及びＨＳＴクラッチ６０の操作部５５ａ，６０ａに連係された制御装置７２と、制御装置７２に連係された変速操作具７７、エンジン回転数センサ７４、斜板角センサ７５及び出力回転数センサ７６とを備えている。

変速操作部３０ａは、無段変速部３０における油圧ポンプ３２の斜板３２ｂの角度変更操作を行なう電動アクチュエータ又は油圧アクチュエータによって構成してある。ＨＭＴクラッチ５５の操作部５５ａは、入力軸２２の内部に形成された操作油路を介して油圧ピストン５８に接続された操作弁によって構成してあり、油圧ピストン５８を操作してクラッチ体５６を摺動操作することにより、ＨＭＴクラッチ５５を切り換え操作する。ＨＳＴクラッチ６０の操作部６０ａは、伝動軸２３の内部に形成された操作油路を介してクラッチ体６１の油室に接続された操作弁によって構成してあり、クラッチ体６１の油室に対する操作油の供給及び排出を行なうことにより、クラッチ体６１を摺動操作してＨＳＴクラッチ６０を切り換え操作する。

変速操作具７７は、運転部２に走行機体前後方向に揺動操作自在に設けた変速レバーによって構成してあり、中立位置「７７Ｎ」、中立位置［７７Ｎ］から機体前方側に延びる前進操作域「７７Ｆ」、及び中立位置「７７Ｎ」から機体後方側に延びる後進操作域「７７Ｒ」で揺動操作するようになっている。変速操作具７７は、変速操作具７７の操作位置を検出する変速検出センサ７３を介して制御装置７２に連係されている。変速検出センサ７３は、変速操作具７７に回転操作軸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、変速操作具７７は、揺動操作されることにより、変速検出センサ７３を作動させて、変速検出センサ７３から変速指令を電気信号で制御装置７２に出力する。

エンジン回転数センサ７４は、エンジン８の回転数を検出し、この検出結果を制御装置７２に出力する。斜板角センサ７５は、無段変速部３０の油圧ポンプ３２の斜板角を検出し、この検出結果を制御装置７２に出力する。出力回転数センサ７６は、出力回転体２４の回転数を変速伝動機２０の出力回転数として検出し、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、変速制御手段７８及び変速斜板角設定手段８０を備えている。

変速斜板角設定手段８０は、制御装置７２に設けられた記憶部によって構成されている。変速斜板角設定手段８０は、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換え制御を行なわせるための斜板角を予め設定変速斜板角「ｃ」として設定して入力されている。

変速制御手段７８は、エンジン回転数センサ７４による検出情報を基に、アクセルセットされたエンジン８の回転数を検出し、この検出結果と、変速操作具７７からの変速指令と、斜板角センサ７５及び出力回転数センサ７６による検出情報とに基づいて油圧ポンプ３２を変速制御し、かつクラッチ機構７０のＨＳＴクラッチ６０及びＨＭＴクラッチ５５を切換え制御する。

図１１は、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定を切り換える設定切り換え制御を示すフロー図である。この図に示すように、変速制御手段７８は、斜板角センサ７５による検出斜板角と変速斜板角設定手段８０による設定変速斜板角「ｃ」とを比較し、検出斜板角と設定変速斜板角「ｃ」とが等しいか否かを判断することで、斜板角センサ７５が設定変速斜板角「ｃ」に等しい斜板角を検出したか否かを判断する。変速制御手段７８は、斜板角センサ７５が設定変速斜板角「ｃ」に等しい斜板角を検出したと判断した場合、クラッチ機構７０のＨＳＴクラッチ６０を切り状態に切換え制御し、ＨＭＴクラッチ５５を入り状態に切換え制御して、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切換えを行なう。

従って、エンジン８を一定の回転速度での駆動力を出力するようアクセルセットしておいて、変速操作具７７を後進操作域［７７Ｒ］、中立位置「７７Ｎ」及び前進操作域［７７Ｆ］にわたって操作することにより、変速制御手段７８が変速伝動機２０をＨＳＴ伝動とＨＭＴ伝動とに切り換えて設定する制御及び油圧ポンプ３２の変速制御を行ない、走行機体を前進側と後進側に切り換えて走行させるとともに前進側及び後進側において変速走行させたり、停止させたりできる。

すなわち、変速操作具７７を中立位置［７７Ｎ］、後進操作域「７７Ｒ」及び前進操作域「７７Ｆ」の低速域部に操作した場合、変速操作具７７からの変速指令及び変速斜板角設定手段８０による設定情報に基づく変速制御手段７８のＨＭＴクラッチ５５及びＨＳＴクラッチ６０の切り換え制御により、変速伝動機２０がＨＳＴ伝動に設定される。変速操作具７７を前進操作域「７７Ｆ」の高速域部に操作した場合、変速操作具７７からの変速指令及び変速斜板角設定手段８０による設定情報に基づく変速制御手段７８のＨＭＴクラッチ５５及びＨＳＴクラッチ６０の切り換え制御により、変速伝動機２０がＨＭＴ伝動に設定される。

変速操作具７７を中立位置「７７Ｎ」に操作すると、変速制御手段７８が変速操作具７７からの変速指令に基づいて油圧ポンプ３２の斜板３２ｂを中立位置「ｎ」に操作し、無段変速部３０が中立状態になって変速伝動機２０が出力を停止する。

変速操作具７７を前進操作域「７７Ｆ」の低速域部で移動操作すると、変速制御手段７８が変速操作具７７からの変速指令及び出力回転数センサ７６による検出情報に基づいて油圧ポンプ３２の斜板３２ｂを中立位置「ｎ」より前進側で傾動操作し、変速伝動機２０が出力する駆動力が負荷のＨＳＴ変速線ＳＡの前進域に沿って変速する。

変速操作具７７を前進操作域「７７Ｆ」の高速側部で移動操作すると、変速制御手段７８が変速操作具７７からの変速指令及び出力回転数センサ７６による検出情報に基づいて油圧ポンプ３２の斜板３２ｂを前進側と後進側とにわたって傾動操作し、変速伝動機２０が出力する駆動力が負荷のＨＭＴ変速線ＭＡに沿って変速する。

変速操作具７７を後進操作域「７７Ｒ」で移動操作すると、変速制御手段７８が変速操作具７７からの変速指令及び出力回転数センサ７６による検出情報に基づいて油圧ポンプ３２の斜板３２ｂを中立位置「ｎ」より後進側で傾動操作し、変速伝動機２０が出力する駆動力が負荷のＨＳＴ変速線ＳＡの後進域に沿って変速する。

図１７は、比較例でのＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への切り換わりを示す説明図である。図１７に示す横線Ｌ１は、図１０に示す横線Ｌ１と同じものである。

図１０，１７に示すように、ＨＳＴ変速線Ｓに沿って増速するモータ軸３３ａの回転速度が一体回転現出速度「Ｖ」になるのは、ＨＳＴ変速線ＳとＨＭＴ変速線Ｍとの交点で示される時点であり、この時点での油圧ポンプ３２の斜板角は、前進設定高速位置「ａ」で成る無負荷斜板角「ａ」となる。ＨＳＴ変速線ＳＡに沿って増速するモータ軸３３ａの回転速度が一体回転現出速度「Ｖ」になるのは、ＨＳＴ変速線ＳＡと横線Ｌ１との交点「Ｘ」で示される時点であり、この時点での油圧ポンプ３２の斜板角は、負荷斜板角「ｂ」となり、この負荷斜板角「ｂ」は、斜板３２ｂが無負荷斜板角「ａ」より高速側に傾動した斜板角になる。

ＨＳＴ変速線ＳＡに沿って増速するモータ軸３３ａの回転速度が一体回転現出速度「Ｖ」になった時点でＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えが行なわれると、出力回転体２４による出力速度が一体回転現出速度「Ｖ」から、ＨＭＴ変速線ＭＡと、交点「Ｘ」及び負荷斜板角「ｂ」の位置を通る縦線とが交わる交点「Ｙ」に対応する回転速度であって一体回転現出速度「Ｖ」より低速の回転速度「Ｖ０」に変化する。つまり、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えが行なわれると、切り換え直後には、一体回転現出速度「Ｖ」に対応する速度から出力速度「Ｖ０」に対応する速度に走行速度が低下する。

図１２は、本発明の実施例の変速制御手段７８によるＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えを示す説明図である。この図に示すように、設定変速斜板角「ｃ」としては、前記無負荷斜板角「ａ」と前記負荷斜板角「ｂ」との間の斜板角を設定してある。さらに詳述すると、設定変速斜板角「ｃ」としては、ＨＳＴ変速線ＳＡとＨＭＴ変速線ＭＡとの交点「Ｗ」に対応する交点斜板角「ｄ」と負荷斜板角「ｂ」との間の斜板角であって、負荷斜板角「ｂ」より交点斜板角「ｄ」に近い斜板角を設定してある。

従って、変速制御手段７８は、ＨＳＴ変速線ＳＡに沿って増速するモータ軸３３ａの回転速度がＨＳＴ変速線ＳＡと設定変速斜板角「ｃ」を通る縦線とが交わる交点「Ｓ１」に対応する回転速度「ＶＳ」になると、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換え制御を行なう。これにより、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換え制御が行なわれた直後の変速伝動機２０の出力速度としての出力回転体２４の回転速度は、ＨＭＴ変速線ＭＡと交点「Ｓ１」を通る縦線とが交わる交点「Ｍ１」に対応する回転速度「ＶＭ」になる。変速制御手段７８によるＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換え制御は、変速操作具７７が前進操作域「７７Ｆ」の中央部に位置する場合に行なわれる。

つまり、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えが行なわれる際の無段変速部３０の出力速度としてのモータ軸３３ａの回転速度「ＶＳ」が一体回転現出速度「Ｖ」より低速の回転速度になり、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えが行なわれた直後の変速伝動機２０の出力速度としての出力回転体２４の回転速度が、無段変速部３０の出力速度が一体回転現出速度「Ｖ」になることでＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えが行なわれる場合における切り換わり直後の出力回転体２４の回転速度「Ｖ０」よりも高速になる。ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への切り換えに伴う走行速度の変化分を、切り換わり直前の出力速度「ＶＳ」と切り換わり直後の出力速度「ＶＭ」との速度差に相当するものであって、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えを出力速度に基づいて行なわせる場合における切り換わり直前の出力速度「Ｖ」と切り換わり直後の出力速度「Ｖ０」との速度差より小にしながら、ＨＳＴ伝動の速度レンジからＨＭＴ伝動の速度レンジへの切り換えが行なわれる。

〔別実施形態〕
図１３は、第１の別実施形態を備える変速操作装置７１を示すブロック図である。この図に示すように、第１の別実施形態を備える変速操作装置７１では、制御装置７２に連係された調節部８１を変速斜板角設定手段８０に備えてある。

調節部８１は、回転操作具８１ａを備えた回転ポテンショメータによって構成してある。調節部８１は、回転操作具８１ａによって調節操作されることにより、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切換え制御を行なわせる際の油圧ポンプ３２の斜板角を高速側や低速側に変更して設定し、変更した設定変速斜板角を制御装置７２に出力することにより、変速斜板角設定手段８０が調節部８１からの新たな設定変速斜板角を既に入力していた設定変速斜板角に替えて入力するように変速斜板角設定手段８０を調節する。

つまり、変速斜板角設定手段８０を調節部８１によって調節操作することにより、例えば、図１４に示すように、ＨＳＴ変速線ＳＡとＨＭＴ変速線ＭＡとが交わる交点「Ｗ」に対応する油圧ポンプ３２の斜板角「ｃ」を変速斜板角設定手段８０による設定変速斜板角として設定し、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切換え制御が行なわれる際のモータ軸３３ａの回転速度「ＶＳ１」と、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切換え制御が行なわれた直後の出力回転体２４の回転速度「ＶＭ１」とが同じ回転速度になる状態でＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切換え制御を行なわせることができる。

図１５は、第２の別実施形態を備える変速操作装置７１を示すブロック図である。この図に示すように、第２の別実施形態を備える変速操作装置７１では、マップ制御のデータが入力された記憶部８３を備えている。

記憶部８３は、ＨＳＴ伝動及び負荷駆動で変速伝動機２０が駆動される場合に斜板角センサ７５によって検出される検出斜板角と、この検出斜板角に対応する適切な対応ＨＳＴ変速線と、この対応ＨＳＴ変速線に対応する適切な対応ＨＭＴ変速線とをマップ制御のデータとして予め入力されて記憶している。

図１６は、第２の別実施形態を備える変速操作装置７１によるＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換え制御を示す説明図である。この図に示すように、変速斜板角設定手段８０は、ＨＳＴ伝動及び負荷駆動で変速伝動機２０が駆動され、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切換え制御が行なわれるまでの間、斜板角センサ７５による検出情報を常に入力し、斜板角センサ７５による検出情報を入力する都度、斜板角センサ７５による検出情報及び記憶部８３に入力されているマップ制御のデータを基に、斜板角センサ７５による検出斜板角に対応したＨＳＴ伝動及び負荷駆動での演算ＨＳＴ変速線ＳＡ１を演算して設定し、この演算ＨＳＴ変速線ＳＡ１に対応する適切な演算ＨＭＴ変速線ＭＡ１を演算して設定し、演算ＨＳＴ変速線ＳＡ１と演算ＨＭＴ変速線ＭＡ１の交点Ｗ１に対応する速度の変速駆動力を出力する変速状態において油圧ポンプ３２が備える斜板角を割り出し、割り出した斜板角を設定変速斜板角「ｃ」として設定する。

従って、変速制御手段７８は、走行途中で駆動負荷が変化しても、ＨＳＴ伝動からＨＭＴ伝動への設定の切り換えを行なうのに、設定変速斜板角として、ＨＳＴ伝動とＨＭＴ伝動の設定の切り換えに伴う走行速度の変化を防止するのに最適な設定変速斜板角「ｃ」を付与され、ＨＳＴ伝動の速度レンジからＨＭＴ伝動の速度レンジへの切り換えを、駆動負荷の変化にかかわらず切り換えに伴う速度変化が無い状態で行なわせ、ＨＳＴ伝動の速度レンジからＨＭＴ伝動の速度レンジへの変速を変速ショックや違和感を発生させないで行わせる。

〔別実施例〕
（１）上記した実施例では、咬み合い形式のＨＭＴクラッチ５５及びＨＳＴクラッチ６０によってクラッチ機構７０を構成した例を示したが、摩擦式のＨＭＴクラッチ５５及びＨＳＴクラッチ６０によってクラッチ機構７０を構成して実施してもよい。

（２）上記した実施例では、固定容量形の油圧モータ３３を備えて無段変速部３０を構成した例を示したが、可変容量形の油圧モータを備えて無段変速部３０を構成して実施してもよい。

本発明は、コンバインの他、田植機、運搬車など各種の農作業機に利用できる。

１ 走行装置
８ エンジン
２０ 変速伝動機
３０ 無段変速部
３２ 油圧ポンプ
４０ 遊星伝動部
４１ キャリヤ
４２ サンギヤ
４４ リングギヤ
７０ クラッチ機構
７５ 斜板角センサ
７７ 変速操作具
７８ 変速制御手段
８０ 変速斜板角設定手段
ａ 無負荷斜板角
ｂ 負荷斜板角
ｃ 設定変速斜板角
Ｓ ＨＳＴ変速線
Ｍ ＨＭＴ変速線
ＳＡ１ 演算ＨＳＴ変速線
ＭＡ１ 演算ＨＭＴ変速線
Ｖ 一体回転現出速度
Ｗ 交点

Claims (3)

1. エンジンからの駆動力を入力して変速し、出力する変速駆動力がＨＳＴ変速線に沿って変速するよう作用する静油圧式の無段変速部、及びエンジンからの駆動力と前記無段変速部からの変速駆動力とを入力して合成し、出力する合成駆動力が前記無段変速部の変速によってＨＭＴ変速線に沿って変速するよう作用する遊星伝動部を有する変速伝動機を備え、
   前記無段変速部が出力する変速駆動力を走行装置に出力するＨＳＴ伝動を設定するＨＳＴ設定状態と前記遊星伝動部が出力する合成駆動力を走行装置に出力するＨＭＴ伝動を設定するＨＭＴ設定状態とに切り換え自在なクラッチ機構を前記変速伝動機に設け、
   変速操作具からの変速指令に基づいて前記無段変速部を構成する油圧ポンプを変速制御するとともに前記クラッチ機構を切換え制御する変速制御手段を備える農作業機の走行伝動装置であって、
   前記油圧ポンプの斜板角を検出する斜板角センサを備え、
   ＨＳＴ伝動及び無負荷駆動での前記無段変速部が前記遊星伝動部のサンギヤ、キャリヤ及びリングギヤの一体回転を現出する一体回転現出速度に相当の速度の変速駆動力を出力する変速状態において前記油圧ポンプが備える無負荷斜板角と、ＨＳＴ伝動及び設定負荷駆動での前記無段変速部が前記一体回転現出速度に相当の速度の変速駆動力を出力する変速状態において前記油圧ポンプが備える負荷斜板角とにおいて、前記無負荷斜板角と前記負荷斜板角との間の斜板角を設定変速斜板角として設定する変速斜板角設定手段を備え、
   前記変速制御手段を、前記斜板角センサが前記設定変速斜板角に等しい斜板角を検出すると、前記クラッチ機構を前記ＨＳＴ設定状態から前記ＨＭＴ設定状態に切換え制御するよう構成してある農作業機の走行伝動装置。
2. 前記変速斜板角設定手段を、前記設定変速斜板角を変更設定するよう調節自在に構成してある請求項１記載の農作業機の走行伝動装置。
3. 前記変速斜板角設定手段を、前記斜板角センサによる検出情報に基づいてＨＳＴ伝動及び負荷駆動での演算ＨＳＴ変速線を演算設定し、前記演算ＨＳＴ変速線に対応する演算ＨＭＴ変速線を演算設定し、前記無段変速部が前記演算ＨＳＴ変速線と前記演算ＨＭＴ変速線の交点に対応する速度の変速駆動力を出力する変速状態において前記油圧ポンプが備える斜板角を割り出し、割り出した斜板角を前記設定変速斜板角として設定するよう構成してある請求項１記載の農作業機の走行伝動装置。

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