WO2007040077A1

WO2007040077A1 - 変速伝動装置

Info

Publication number: WO2007040077A1
Application number: PCT/JP2006/318940
Authority: WO
Inventors: Minoru Hiraoka; Shoso Ishimori; Yoshiyuki Katayama
Original assignee: Kubota Corporation
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2006-09-25
Publication date: 2007-04-12
Also published as: EP1930198A4; CN101291825B; JP4594840B2; US8096912B2; JP2007091139A; EP1930198B1; KR101017785B1; CN101291825A; EP1930198A1; KR20080031494A; US20090149292A1

Abstract

　エンジン駆動力が無段変速装置１０、遊星伝動機構Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、クラッチＣ１，Ｃ２を利用して複数段階の速度レンジに段分けして、各速度レンジにおいて無段階に変速される変速伝動装置を構造簡単に得る。　無段変速装置１０からの出力と、エンジン１からの駆動力とを第1、第２、第３遊星伝動機構Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３によって合成し、この合成駆動力を第1及び第２クラッチＣ１，Ｃ２を備えたクラッチ部Ｃを介して出力軸４１から出力する主変速装置Ｂを設けてある。主変速装置Ｂの出力軸４１からの駆動力を変速して出力する副変速装置２０を設けてある。

Description

変速伝動装置

技術分野

[0001] 本発明は、変速伝動装置、詳しくは、エンジン力の駆動力を無段変速装置と、遊星伝動機構と、クラッチとを利用して無段階に変速する変速伝動装置に関する。背景技術

[0002] エンジン力の駆動力を無段変速装置と、遊星伝動機構と、クラッチとを利用して無段階に変速する変速伝動装置として、従来、たとえば特許文献 1に示されるものがあつた o

特許文献 1に示される変速伝動装置は、エンジン 1からの駆動力が第 1ギアホイ一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と、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と、第 1入力シャフト 6とを介して入力され、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ツシヨン 7と、第 2入力シャフト 8とを介して入力されるサマター遊星ギヤ 10 (summator planetary gear)を備える。更に、このサマター遊星ギヤ 10からクラッチ Kl, K2を介して伝動される第 1遊星ギャステツプ 12及び第 2遊星ギャステツプ 13、遊星キヤリァシャフト 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。サマター遊星ギャ 10は、第 1太陽ホイール 20を有した第 1遊星系と、第 2太陽ホイール 23とを有した第 2遊星系を備えている。第 1遊星ギャステツプ 12は、クラッチ KRを備え、第 2遊星ギャステツプ 13は、クラッチ KVを備えている。油圧ユニット 4が変速操作され、各クラツチ KV, KR, Κ1、 Κ2, Κ3, Κ4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。

特許文献 1 :U. S. P. 5, 911, 645 (第 3— 6欄、図 1— 3)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題 [0003] 上記した従来の変速装置を採用した場合、遊星伝動機構及びクラッチを数多く備える必要があり、構造面で不利になりがちであった。

[0004] 本発明の目的は、効率よく動力を伝達できるように無段変速装置と、遊星伝動機構と、クラッチとを利用するものでありながら、かつ、複数段階の速度レンジに段階分けして、各速度レンジにおいて無段変速することができるものであり、構造面などで有利に得ることができ、さらには、変速形態を容易に変更することができる変速伝動装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0005] 本第 1発明による変速伝動装置にあっては、主変速装置が備えられ、これは、ェンジンの駆動力が入力される無段変速装置と、複数の遊星伝動機構を有し、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よりの駆動力とを合成する遊星伝動部と、前記遊星伝動部力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と、前記クラッチ部に連動された出力軸とを備え、前記主変速装置は、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、前記無段変速装置の変速状態と、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力出力し、更に、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が備えられている。

[0006] すなわち、実施形態において、たとえば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、副変速装置を低速状態又は高速状態に固定して無段変速装置が変速操作されると、図 4に示すような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。図 4に実線で示す関係は、副変速装置を低速状態に固定した場合の関係であり、図 4に破線で示す関係は、副変速装置を高速状態に固定した場合の関係である。副変速装置のそれぞれの状態に対して、 2 段階の速度レンジが設けられ、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。副変速装置を高速状態に固定した場合における各速度レンジでの出力速度が、副変速装置を低速状態に固定した場合におけるそれよりも高速になった変速が行われる。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に示すような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。

[0007] 従って、本第 1発明によると、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ン駆動力を遊星伝動部によって合成することによって効率よく動力伝達することができ、かつ、複数段階の速度レンジに段階分けして、各速度レンジにお、て無段変速することができるものでありながら、複数対の遊星伝動機構を備えるとともに、クラッチ部には 2つのクラッチを設けるだけで済むように構造の簡略化を行い、安価に得ることが可能となる。

[0008] そして、副変速装置を所定の変速状態に固定したり、無段変速装置の変速に連係させて変速したりするように副変速装置を適切に使用することにより、速度レンジの段数が異なった状態の変速や、速度レンジの段数が変化せず、各速度レンジでの変速操作位置に対応する出力速度が変化した状態の変速が行われるようになり、駆動負荷に応じた適切な出力速度を得るように有利に使用することができる。

[0009] 本第 2発明にあっては、本第 1発明の構成において、

前記主変速装置は、更に、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可能に外嵌させた伝動筒軸を備え、前記伝動筒軸は、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一体回転可能に支持し、前記第 1クラッチの入力側回転部材と、前記第 2クラッチの入力側回転部材とは前記伝動軸の軸芯に沿う方向に並べた状態で、前記伝動筒軸に相対回転可能に支持されており、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が、前記第 1クラッチと前記遊星伝動部との間に配置されている。

[0010] 第 1クラッチや第 2クラッチを、クラッチに内装の油圧ピストンによって切り換え操作されるように油圧ピストンにした場合、クラッチの外径が大きくなるほど、発生する遠心力が作動油に及ぼす影響が大になってクラッチの切り換え操作がスムーズに行われに《なる。

本第 2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つ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つ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。

[0011] 従って、本第 2発明によると、第 1クラッチと第 2クラッチを伝動軸の軸芯に沿う方向に一列に並んだ配置状態にして、各クラッチに発生する遠心力が同一又はそれに近い値の遠心力になるように、かつ、極力小さな遠心力になるように各クラッチの外径を同一またはほぼ同一で、かつ、極力小さい外径にし、各クラッチを油圧クラッチにしたとしても、クラッチによっては遠心力のために切り換わりにくくなるなど、遠心力に起因したトラブルが発生しにくくてスムーズに変速作動する状態に得ることができる。

[0012] 本第 3発明にあっては、本第 2発明の構成において、

前記伝動軸に相対回転可能に外嵌した出力用の伝動回転体が設けられ、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が一体形成され、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可能に係止され、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てある。

[0013] すなわち、第 1クラッチの出力側回転部材と第 2クラッチの出力側回転部材を一体部材に製作しながら、出力側回転部材と伝動部材を係止連動部で分離させて、第 1 及び第 2クラッチと、伝動部材を別々に伝動筒軸と伝動回転体に組み付けても、第 1 及び第 2クラッチ、伝動部材の伝動筒軸に対する組み付けを完了した状態では、出力側回転部材と伝動部材が係止連動部で係止し合って第 1及び第 2ラッチの出力側回転部材が伝動回転体に連動された組み立て状態を得ることができる。 [0014] 従って、本第 3発明によると、第 1クラッチと第 2クラッチの出力側回転部材を一体部材に製作して安価に得ることができるものでありながら、第 1及び第 2クラッチと伝動部材を別々に伝動軸に組み付けると、う組み付け方法を採用して容易にかつ能率よく組み立て作業を行うことができる。

[0015] 本第 4発明は、本第 1〜第 3発明のいずれか一つの構成において、前記無段変速装置が変速操作され、前記第 1及び第 2クラッチが切り換え操作され、前記副変速装置が変速操作されることにより、 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、かつ、各速度レンジにおいて無段階に変速した出力が前記副変速装置から出力されるように構成されてヽる。

[0016] すなわち、無段変速装置を変速操作するに伴い、第 1及び第 2クラッチと副変速装置を適切に人為的にあるいは自動的に切り換え操作させることにより、エンジンからの駆動力が 4段階の速度レンジに段階分けするとともに各速度レンジ間で連続して、かつ、各速度レンジにおいて無段階に変速した出力が副変速装置から出力されるものである。

[0017] 従って、本第 4発明によると、エンジン駆動力が幅広い変速範囲にわたって無段階に変速して出力され、駆動負荷の変化幅が広くても、駆動負荷に応じた適切な高速や高トルクの出力を現出させて有利に使用することができる。

発明を実施するための最良の形態

[0018] 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図 1に示されるように、エンジン 1の出力軸 la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の入力軸として機能するポンプ軸 11に入力される。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。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。このようにトラクタの走行用伝動装置が構成されてヽる。

[0019] 尚、図 1に示す 7は、トラクタに連結されたロータリ耕耘装置などの各種の作業装置にエンジン駆動力を伝達するものである。この動力取り出し軸 7 (PTO軸）には、ェンジン 1からの駆動力が前記ポンプ軸 11からギヤ伝動機構 8及び作業クラッチ 9を介して伝達される。

[0020] 図 1に示すように、前記変速伝動装置 Aは、前記ポンプ軸 11を備えた無段変速装置 10と、この無段変速装置 10のポンプ軸 11及びモータ軸 12から駆動力が入力される主変速装置 Bと、この主変速装置 Bから駆動力が入力されるとともに前記出力軸 21 を備えた副変速装置 20を備えて、る。

[0021] 前記無段変速装置 10は、前記ポンプ軸 11を備えた可変容量型のアキシャルブランジャ型（Axial plunger type)油圧ポンプ 13と、この油圧ポンプ 13からの圧油によつて駆動されるとともに前記モータ軸 12を備えたアキシャルプランジャ型の油圧モータ 14を備える静油圧式無段変速装置に構成してある。

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。

[0022] 図 1に示すように、主変速装置 Bは、前記無段変速装置 10のポンプ軸 11及びモータ軸 12から駆動力が入力されるとともに第 1遊星伝動機構 P1と、第 2遊星伝動機構 P 2と、第 3遊星伝動機構 P3とを備えた遊星伝動部 Pと、この遊星伝動部 Pから駆動力力 S人力されるととも〖こ第 1クラッチ Cl、第 2クラッチ C2を備免たクラッチ部 Cと、このクラツチ部 Cに連動された出力軸 41を有した出力伝動機構 40とを備えている。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とは、第 1遊星伝動機構 P1力遊星伝動部 Pの伝動方向で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。

[0023] 図 2に明示するように、遊星伝動部 Pの第 1遊星伝動機構 P1は、サンギヤ 51と、このサンギヤ 51の周囲に分散して位置する複数個の遊星ギヤ 52と、各遊星ギヤ 52を自転回動可能に支持するキヤリャ 53と、各遊星ギヤ 52に嚙合ったリングギヤ 54とを備えている。無段変速装置 10のモータ軸 12からの出力が第 1入力軸 101などによつて、この第 1遊星伝動機構 PIのサンギヤ 51に入力される。図 1に示すように、無段変速装置 10のポンプ軸 11から第 2入力軸 102によって取り出された駆動力が伝動軸 1 03などによって、この第 1遊星伝動機構 P1のリングギヤ 54に入力される。

[0024] 図 2に明示するように、遊星伝動部 Pの第 2遊星伝動機構 P2は、サンギヤ 61と、サンギヤ 61の周囲に分散して位置する複数個の遊星ギヤ 62と、各遊星ギヤ 62を自転回動可能に支持するキヤリャ 63と、各遊星ギヤ 62にかみ合ったリングギヤ 64を備えている。図 1に示すように、無段変速装置 10のポンプ軸 11から第 2入力軸 102によつて取り出された駆動力が伝動軸 103などによって、この第 2遊星伝動機構 P2のキヤリャ 63に入力される。

[0025] 図 2に明示するように、遊星伝動部 Pの第 3遊星伝動機構 P3は、サンギヤ 71と、このサンギヤ 71の周囲に分散して位置する複数個の遊星ギヤ 72と、各遊星ギヤ 72を自転回動可能に支持するキヤリャ 73と、各遊星ギヤ 72に嚙合ったリングギヤ 74を備えている。

[0026] 図 2に明示するように、第 1遊星伝動機構 P1のキヤリャ 53と、第 2遊星伝動機構 P2 のリングギヤ 64と、第 3遊星伝動機構 P3のキヤリャ 73とは、各キヤリャ 53, 73及びリングギヤ 64の外周側に係合した円筒状の連動部材 104によって一体回転可能に連動されている。第 1遊星伝動機構 P1のリングギヤ 54と、第 2遊星伝動機構 P2のキヤリャ 63とは、一体回転可能に連動されている。第 2遊星伝動機構 P2のサンギヤ 61は、伝動筒軸 105の端部にスプライン係合によって一体回転可能な状態で支持され、第 3遊星伝動機構 P3のサンギヤ 71は、前記伝動筒軸 105の中間部に一体形成されており、第 2遊星伝動機構 P2のサンギヤ 61と、第 3遊星伝動機構 P3のサンギヤ 71とは、伝動筒軸 105によって一体回転可能に連動されている。

[0027] 図 2に明示するように、クラッチ部 Cの第 1クラッチ C1は、第 3遊星伝動機構 P3のリングギヤ 74に円板状の連動部材 106によって連動された筒状の入力側回転部材 81 、この入力側回転部材 81の外周囲に位置する筒状の出力側回転部材 82、入力側回転部材 81と出力側回転部材 82の間に設けた多板式の摩擦クラッチ機構 83を備えて構成してある。

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がー体回転可能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によって一体回転可能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。

[0028] 図 2に明示するように、クラッチ部 Cの第 2クラッチ C2は、第 2遊星伝動機構 P2及び第 3遊星伝動機構 P3のサンギヤ 61と， 71に前記連動筒軸 105によって一体回転可能に連動された筒状の入力側回転部材 91と、この入力側回転部材 91の外周囲に位置する筒状の出力側回転部材 92と、入力側回転部材 91と出力側回転部材 92の間に設けた多板式の摩擦クラッチ機構 93を備えている。これにより、第 2クラッチ C2 は、摩擦クラッチ機構 93が入り切り操作されることにより、第 2遊星伝動機構 P2及び第 3遊星伝動機構 P3のサンギヤ 61, 71と出力側回転部材 92がー体回転可能に連動するように入力側回転部材 91と出力側回転部材 92を摩擦クラッチ機構 93によつて一体回転可能に摩擦連動させた入り状態と、第 2遊星伝動機構 P2及び第 3遊星伝動機構 P3のサンギヤ 61, 71と出力側回転部材 92が相対回転するように入力側回転部材 91と出力側回転部材 92の連動を絶った切り状態とに切り換わる。

[0029] 出力軸 41は、この出力軸 41に一体回転可能に設けた伝動ギヤ 42と、この伝動ギャ 42に嚙合った伝動ギヤ 43と、この伝動ギヤ 43がー端側にスプライン係合によって一体回転可能に連結して、る筒形の伝動回転体 44と、この伝動回転体 44の他端側にスプライン係合によって一体回動可能に連結している円板状の伝動部材 45とを介して前記第 2クラッチ C2の出力側回転体 92に連動されている。第 2クラッチ C2の出力側回転体 92は、第 1クラッチ C1の出力側回転部材 82と一体形成されており、出力軸 41は、第 1クラッチ C1の出力側回転部材 82にも連動されている。

[0030] これにより、主変速装置 Bは、エンジン 1から無段変速装置 10のポンプ軸 11に入力され、この無段変速装置 10によって正回転方向や逆回転方向の駆動力に変換するとともに正回転方向にお!、ても逆回転方向にお!、ても無段階に変速してモータ軸 12 力も出力された駆動力を第 1入力軸 101などによって遊星伝動部 Pの第 1遊星伝動機構 P1のサンギヤ 51に入力する。無段変速装置 10による変速作用を受けないェンジン駆動力は、無段変速装置 10のポンプ軸 11から第 2入力軸 102によって取り出され、伝動軸 103などによって遊星伝動部 Pの第 1遊星伝動機構 P1のリングギヤ 54及び第 2遊星伝動機構 P2のキヤリャ 63に入力される。無段変速装置 10による変速作用を受けた駆動力と、無段変速装置 10による変速作用を受けていない駆動力とが遊星伝動部 Pの第 1遊星伝動機構 Pl、第 2遊星伝動機構 P2、第 3遊星伝動機構 P3によって合成される。遊星伝動部 Pからの合成された駆動力は、クラッチ部 Cから出力伝動機構 40に伝達され、出力軸 41から副変速装置 20の入力軸 22に伝達される。

[0031] つまり、主変速装置 Bは、無段変速装置 10が変速操作され、かつ、各クラッチ C1, C2が入り状態と切り状態に適切に切り換え操作されることにより、無段変速装置 10 の変速状態や、各クラッチ CI, C2の操作状態に対応した回転速度の出力を出力軸 41から出力し、この出力を副変速装置 20の入力軸 22に伝達する。

[0032] 図 1に示すように、前記副変速装置 20は、前記入力軸 22に回転伝動体 23を介して入力側回転部材が連動された低速クラッチ CL及び高速クラッチ CHと、前記低速クラッチ CLの出力側回転部材を前記出力軸 21に連動させている低速伝動ギヤ機構 24と、前記高速クラッチ CHの出力側回転部材を前記出力軸 21に連動させている高速伝動ギヤ機構 25とを備えてヽる。

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。

[0033] 図 3に示すように、無段変速装置 10と、第 1クラッチ C1と、第 2クラッチ C2と、副変速装置 20の低速クラッチ CL及び高速クラッチ CHは、制御手段 110に連係させてある。更に、この制御手段 110には、変速レバー 111の操作位置を検出する変速検出センサ 112、及び、変速モード選択手段 113を連係させてある。

[0034] 変速モード選択手段 113は、低速位置、高速位置、多段位置の 3つの操作位置に切り換え可能な切り換えスィッチを有する。変速モード選択手段 113を、低速位置に切り換え操作されると、制御手段 110による変速制御を低速モードで実行させるための低速モード指令を制御手段 110に出力し、高速位置に切り換え操作されると、制御手段 110による変速制御を高速モードで実行させるための高速モード指令を制御手段 110に出力し、多段位置に切り換え操作されると、制御手段 110による変速制御を多段モードで実行させるための多段モード指令を制御手段 110に出力する。

[0035] 制御手段 110は、周知のマイクロコンピュータやメモリや通信手段等の、ここに記載される機能を実現するために必要な構成要素を有する。制御手段 110は、変速レバ一 111の操作位置、及び、変速モード選択手段 113からの指令に対応した回転速度の駆動力が副変速装置 20から出力されるように、変速検出センサ 112による検出情報、変速モード選択手段 113による指令を基に、無段変速装置 10を変速操作し、かつ、クラッチ部 Cの第 1クラッチ C1及び第 2クラッチ C2を切り換え操作し、さらに、副変速装置 20を変速操作する。

[0036] つまり、変速モード選択手段 113を低速位置に操作しておいて、変速レバー 111を揺動操作すると、図 6の低速モード欄に示す如く第 1クラッチ C1と、第 2クラッチ C2と、低速クラッチ CLと、高速クラッチ CHと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。

[0037] すなわち、制御手段 110は、変速モード選択手段 113からの低速モード指令を基に、低速クラッチ CLを入り状態に切り換え操作し、副変速装置 20を低速状態に変速するとともに変速レバー 111の位置変化にかかわらず低速状態に固定する。そして、変速レバー 111が中立位置 N力最高速位置 maxに向けて操作されるに伴、、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を逆回転伝動状態の最高速度 max (以下、最大逆転状態と称する。）から正回転伝動状態の最高速度 +max (以下、最大正転状態と称する。 )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が最大正転状態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ゆく。無段変速装置 10が最大正転状態に到達すると、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 1 0を最大正転状態から最大逆転状態に向けて変速操作する。このとき、制御手段 11 0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が最大逆転状態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ゆく。

[0038] 変速モード選択手段 113を高速位置に操作しておいて、変速レバー 111を揺動操作すると、図 6の高速モード欄に示す如く第 1クラッチ Cl、第 2クラッチ C2、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に破線で示す如く副変速出力が変速される。

[0039] すなわち、制御手段 110は、変速モード選択手段 113からの高速モード指令を基に、高速クラッチ CHを入り状態に切り換え操作し、副変速装置 20を高速状態に変速するとともに変速レバー 111の位置変化にかかわらず高速状態に固定する。そして、変速レバー 111が中立位置 N力最高速位置 maxに向けて操作されるに伴、、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を最大逆転状態から最大正転状態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が最大正転状態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ゆく。無段変速装置 10が最大正転状態に到達すると、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を最大正転状態から最大逆転状態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が最大逆転状態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ゆ

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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。

[0040] 変速モード選択手段 113を多段位置に操作しておいて、変速レバー 111を揺動操作すると、図 6の多段モード欄に示す如く第 1クラッチ Cl、第 2クラッチ C2、低速クラッチ 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力最高速位置 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を最大逆転状態から最大正転状態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〖こ、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、主変速装置 Bが 1速レンジになり、無段変速装置 10が最大正転状態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ゆく。無段変速装置 10が最大正転状態に到達して、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を最大正転状態から最大逆転状態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が最大逆転状態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ゆく。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を最大正転状態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が最大正転状態に向けて変速されるに伴つて副変速出力が無段階に増速してゆく。無段変速装置 10が最大正転状態に到達して、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を最大正転状態から最大逆転状態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が最大逆転状態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ゆく。

[0041] 尚、制御手段 110は、前記変速検出センサ 112による検出情報、副変速装置 20の出力速度を検出する出力検出センサ（図示せず）による検出情報、エンジン回転数を検出するエンジン回転センサ（図示せず）による検出情報を基に、速度レンジ切り換え点 Tl, T2, T3を検出する。

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 Tl, 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。

[0042] 尚、図 6に示す「入り」は、各クラッチ CI, C2, CL, CHの入り状態を示し、「一」は、各クラッチ CI, C2, CL, CHの切り状態を示す。図 4, 5に示す横軸の「0」は、無段変速装置 10の中立状態を示す。

[0043] 図 1に示すように、前記前後進切り換え装置 30は、前記入力軸 31に入力側回転部材が一体回転可能に連結された前進クラッチ CF、前記入力軸 31に入力ギヤ 33が一体回転可能に連結されている後進ギヤ機構 34、この後進ギヤ機構 34の出力ギヤ 35に入力側回転部材がー体回転可能に連結されている後進クラッチ CR、前進クラツチ CF及び後進クラッチ CRの出力側回転部材に回転伝動体 36を介して一体回転可能に連結された前記出力軸 32を備えて構成してある。

[0044] つまり、前後進切り換え装置 30は、前進クラッチ CFが入り状態に切り換え操作されることにより、副変速装置 20からの出力を前進駆動力に変換して出力軸 32から後輪差動機構 3及び前輪差動機構 6に伝達し、後進クラッチ CRが入り状態に切り換え操作されることにより、副変速装置 20からの出力を後進駆動力に変換して出力軸 32から後輪差動機構 3及び前輪差動機構 6に伝達する。

[0045] 前後進切り換え装置 30は、図 3に示す如く前記制御手段 110に連係された前後進レバー 114が前進位置 Fと後進位置 Rに切り換え操作されることにより、前進クラッチ CF及び後進クラッチ CRが制御手段 110によって切り換え操作されて前進状態と後進状態に切り換わる。また、前後進レバー 114が中立位置 Nに操作されることにより、前進クラッチ CFも後進クラッチ CRも切り状態に操作されて、伝動停止するように中立状態になる。

[0046] 前記主変速装置 Bについてさらに詳述すると、この主変速装置 Bにおける前記遊星伝動部 P、クラッチ部 Cは、図 2に示す如く構成してある。

[0047] ミツションケース 120の一対の支持部 121に回転可能に支持された前記伝動軸 10 3、及び、この伝動軸 103の軸芯に沿う方向に並べて伝動軸 103に回転可能に外嵌された支持筒 122、前記伝動筒軸 105、前記伝動回転体 44をミッションケース 120 の内部に設け、第 1遊星伝動機構 P1のサンギヤ 51を、前記支持筒 122にスプライン係合によって一体回転可能に連結した状態で支持させ、第 1遊星伝動機構 P1のキャリャ 53を、前記支持筒 122にベアリング 123を介して相対回転可能に支持させてある。前記支持筒 122に伝動ギヤ 124を一体回転可能に連設し、この伝動ギヤ 124 に嚙合った伝動ギヤ 125を前記第 1入力軸 101に一体回転可能に設けてあり、無段変速装置 10のモータ軸 12から出力され、前記第 1入力軸 101によってミッションケース 120に入力された駆動力が伝動ギヤ 125, 124及び支持筒 122によって第 1遊星伝動機構 P1のサンギヤ 51に入力される。

[0048] 第 2遊星伝動機構 P2のキヤリャ 63を、前記支持筒 122と前記伝動筒軸 105の間で前記伝動軸 103にスプライン係合によって一体回転可能に連結した状態で支持させてある。前記伝動軸 103の端部に伝動ギヤ 126をスプライン係合によって一体回転可能に係合した状態で設け、この伝動ギヤ 126に嚙合った伝動ギヤ 127を前記第 2 入力軸 102に一体回転可能に設けてあり、無段変速装置 10のポンプ軸 11から第 2 入力軸 102によって取り出されてミッションケース 120に入力されたエンジン駆動力が伝動ギヤ 127, 126及び伝動軸 103によって第 2遊星伝動機構 P2のキヤリャ 63、及び、第 1遊星伝動機構 P 1のリングギヤ 54に入力される。

[0049] 第 1クラッチ C1の前記出力側回転部材 82と、第 2クラッチ C2の前記出力側回転部材 92とは、単一の部品になるように一体形成してある。第 1クラッチ C1及び第 2クラッチ C2の出力側回転部材 82, 92は、この出力側回転部材 82, 92の内部に連設された取付け筒部 128を介して前記伝動筒軸 105に相対回転可能に支持させてある。第 1クラッチ C1の前記入力側回転部材 81と、第 2クラッチ C2の前記入力側回転部材 91とは、伝動軸 103の軸芯に沿う方向に並べた状態で第 1クラッチ C1の出力側回転部材 82の内側と、第 2クラッチ C2の出力側回転部材 92の内側とに分散させて配置してある。第 1クラッチ C1の入力側回転部材 81は、前記伝動筒軸 105にベアリング 1 29を介して相対回転可能に支持させてある。第 1クラッチ C1と第 3遊星伝動機構 P3 の間を通るように配置した円板状の前記連動部材 106の一端側を第 3遊星伝動機構 P3のリングギヤ 74に連結し、前記連動部材 106の他端側を第 1クラッチ C1の入力側回転部材 81に連結してあり、第 1クラッチ C1の入力側回転部材 81が、前記連動部材 106によって第 3遊星伝動機構 P3のリングギヤ 74に一体回転可能に連動されている。

[0050] 第 2クラッチ C2の入力側回転部材 91は、前記伝動筒軸 105の端部にスプライン係合によって一体回転可能に連結した状態で支持させてある。第 2遊星伝動機構 P2のサンギヤ 61は、前記伝動筒軸 105の端部にスプライン係合によって一体回転可能に連結しており、第 3遊星伝動機構 P3のサンギヤ 71は、伝動筒軸 105の中間部に一体形成されており、第 2クラッチ C2の入力側回転部材 91が、伝動筒軸 105によって第 2遊星伝動機構 P2のサンギヤ 61、第 3遊星伝動機構 P3のサンギヤ 71のそれぞれに一体回転可能に連動されて、る。

[0051] 第 1クラッチ C1の出力側回転部材 82と、第 2ラッチ C2の出力側回転部材 92を、一体部品になるように一体形成してある。第 2クラッチ C2の出力側回転部材 92の端部に、この出力側回転部材 92の周方向での複数箇所に位置する係入凹部 130aを備えた係止連動部 130を設け、この係止連動部 130の前記各係入凹部 130aに外周側が係合爪によって係入するように構成した円板状の前記伝動部材 45の内周側を、前記伝動回転体 44の一端側にスプライン係合によって一体回転可能に連結してあり、第 1クラッチ C1及び第 2クラッチ C2の出力側回転部材 82, 92が、前記伝動部材 45 によって伝動回転体 44に一体回転可能に連結され、これによつて出力軸 41に連動されている。

[0052] 前記第 1クラッチ Cl、第 2クラッチ C2のそれぞれは、出力側回転部材 82, 92の内部に設けた油圧ピストン 84, 94によって入り状態と切り状態に切り換え操作されるように油圧クラッチに構成してある。前記各クラッチ CI, C2の油圧ピストン 84, 94は、出力側回転部材 82, 92の前記取付け筒部 128や前記伝動筒軸 105や前記伝動軸 1 03に穿設した操作油路 131を介して油圧が供給や排出されることにより、制御手段 1 10による第 1及び第 2クラッチ CI, C2の切り換え操作が行われる。

[0053] 図 7は、別の多段変速モードを備えた変速伝動装置における主変速装置 Bの速度レンジと、無段変速装置 10の変速状態と、副変速出力との関係を示し、この多段変速モードでは、図 5で示す多段変速モードとは、 1速レンジでの低速側においてのみ相違している。

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。

[0054] 〔別実施例〕

副変速装置 20として 3段変速位置を有するものを採用しても良い。この場合、 6つの速度レンジを提供することが可能となる。同様に、副変速装置 20として、 4段変速位置を有するものを採用しても良い。この場合、 8つの速度レンジを提供することが可能となる。

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 PI, 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、クラッチ咅

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嚙合うとともに一つのキヤリャ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つ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。

産業上の利用可能性

[0055] 本発明による変速伝動装置は、トラクタなどの作業車に利用可能である。

図面の簡単な説明

[0056] [図 1]トラクタの走行用伝動装置の線図

[図 2]遊星伝動部、クラッチ部の断面図

[図 3]変速制御のブロック図

[図 4]低速モード及び高速モードでの無段変速装置の変速状態と、速度レンジと、副変速出力との関係を示す説明図

[図 5]多段モードでの無段変速装置の変速状態と、速度レンジと、副変速出力との関係を示す説明図

[図 6]速度レンジと、各クラッチの操作状態との関係を示す説明図

[図 7]別の実施形態を備えた変速伝動装置での無段変速装置の変速状態と、速度レンジと、副変速出力との関係を示す説明図

符号の説明

[0057] 10 無段変速装置 20 副変速装置

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ク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 動軸

105 伝動筒軸

106 連動部材

130 係止連動部材

B 主変速装置

C クラッチ咅

CI 第 1クラッチ

C2 第 2クラッチ

P 遊星伝動部

PI, P2, P3 遊星伝動機構

Claims

請求の範囲

[1] 主変速装置が備えられ、これは、

エンジンの駆動力が入力される無段変速装置と、

複数の遊星伝動機構を有し、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よりの駆動力とを合成する遊星伝動部と、前記遊星伝動部力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ツチ部と、

前記クラッチ部に連動された出力軸とを備え、

前記主変速装置は、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、前記無段変速装置の変速状態と、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力出力し、更に、

前記主変速装置の前記出力軸力の駆動力を変速して出力する副変速装置が備えられて！/ヽる変速伝動装置。

[2] 前記主変速装置は、更に、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可能に外嵌させた伝動筒軸を備え、

前記伝動筒軸は、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一体回転可能に支持し、

前記第 1クラッチの入力側回転部材と、前記第 2クラッチの入力側回転部材とは前記伝動軸の軸芯に沿う方向に並べた状態で、前記伝動筒軸に相対回転可能に支持されており、

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が、前記第 1クラッチと前記遊星伝動部との間に配置されている請求項 1記載の変速伝動装置。

[3] 前記伝動軸に相対回転可能に外嵌した出力用の伝動回転体が設けられ、

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が一体形成され、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可能に係止され、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てある請求項 2記載の変速伝動装置。

前記無段変速装置が変速操作され、前記第 1及び第 2クラッチが切り換え操作され、前記副変速装置が変速操作されることにより、 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、かつ、各速度レンジにおいて無段階に変速した出力が前記副変速装置から出力されるように構成されている請求項 1〜3のいずれか 1項に記載の変速伝動装置。