変速伝動装置
【課題】走行装置の停止及び前後進切換えを操作簡単に行うことができながら、走行装置を広い変速範囲で後進駆動でき、かつ構造簡単に済ませることができるようにする。
【解決手段】入力軸２２の駆動力を前進駆動力に変換して遊星伝動部４０に伝達する前進伝動状態と、入力軸２２の駆動力を後進駆動力に変換して遊星伝動部４０に伝達する後進伝動状態とに切換え自在な前後進切換え機構５０を設けてある。前後進切換え機構５０を、入力軸２２と遊星伝動部４０との伝動を絶つ中立状態に切換え自在に構成してある。油圧式無段変速機３０のモータ軸３３ａと出力回転体２４との連動を入り状態と切り状態とに切り換え自在なクラッチ機構６０を設けてある。
【解決手段】入力軸２２の駆動力を前進駆動力に変換して遊星伝動部４０に伝達する前進伝動状態と、入力軸２２の駆動力を後進駆動力に変換して遊星伝動部４０に伝達する後進伝動状態とに切換え自在な前後進切換え機構５０を設けてある。前後進切換え機構５０を、入力軸２２と遊星伝動部４０との伝動を絶つ中立状態に切換え自在に構成してある。油圧式無段変速機３０のモータ軸３３ａと出力回転体２４との連動を入り状態と切り状態とに切り換え自在なクラッチ機構６０を設けてある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン駆動力を入力する入力軸と、前記入力軸によって駆動される油圧式無段変速機と、前記入力軸の駆動力と前記油圧式無段変速機の出力とを合成して合成駆動力を出力する遊星伝動部と、走行装置に出力する出力回転体とを設けた変速伝動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば特許文献１，２に記載された変速伝動装置があった。
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（油圧式無段変速機）、遊星歯車機構（遊星伝動部）及び２つの油圧クラッチを設け、２つの油圧クラッチの一方が接続されることにより、ＨＳＴモードの駆動系（ＨＳＴモード伝動）が構成されて、エンジンの出力が油圧式無段変速装置によって変速された後に前後輪に伝達され、２つの油圧クラッチの他方が接続されることにより、ＨＭＴモードの駆動系（ＨＭＴモード伝動）が構成され、油圧式無段変速装置の出力が遊星歯車装置に入力されて遊星歯車装置がエンジンの出力と油圧式無段変速装置の出力とを合成して合成駆動力を出力し、この合成駆動力が前後輪に伝達される。
【０００３】
特許文献２に記載されたものでは、エンジンの出力を前輪差動機構及び後輪差動機構に伝達する伝動系に、無段変速部（油圧式無段変速機）、遊星伝動部、前後進切り換え装置を設け、エンジンの出力が無段変速部及び遊星伝動部に入力されて遊星歯車装置がエンジンの出力と油圧式無段変速装置の出力とを合成し、遊星歯車装置が出力する合成駆動力を前後進切り換え装置に入力して前進駆動力と後進駆動力とに変換した後に前輪差動機構及び後輪差動機構に伝達する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１０８０６１号公報
【特許文献２】特開２００８−１９５３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンジン駆動力を入力する入力軸と、入力軸によって駆動される油圧式無段変速機と、入力軸の駆動力と油圧式無段変速機の出力とを合成して合成駆動力を出力する遊星伝動部と、走行装置に出力する出力回転体とを設けた変速伝動装置において、エンジン駆動力が遊星伝動部による合成を受けずに油圧式無段変速機による変速を受けて出力回転体に伝達されるＨＳＴモード伝動、及び、エンジン駆動力が遊星伝動部による合成を受けて出力回転体に伝達されるＨＭＴモード伝動を現出できるように構成すれば、図１０に示す如き出力性能を具備させることができる。
【０００６】
図１０は、油圧式無段変速機の変速状態と出力回転体の出力速度との関係を示す説明図である。図１０の横軸は、油圧式無段変速機の変速状態を示し、縦軸は、出力回転体の回転方向及び出力速度を示す。横軸の「ｎ」は、油圧式無段変速機の中立位置を示し、横軸の「−ｍａｘ」は、油圧式無段変速機の後進伝動状態での最高速位置を示し、横軸の「＋ｍａｘ」は、油圧式無段変速機の前進伝動状態での最高速位置を示す。図１０に示す実線ＲＬは、ＨＳＴモード伝動を現出させた状態での後進駆動力の出力を示し、実線ＦＬは、ＨＳＴモード伝動を現出させた状態での前進駆動力の出力を示し、実線ＦＨは、ＨＭＴモード伝動を現出させた状態での前進駆動力の出力を示す。
【０００７】
実線ＲＬで示すように、ＨＳＴモード伝動を現出させた状態において、油圧式無段変速機が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に操作されると、出力速度が後進の最高速度「ＲＶ」になり、ＨＳＴモード伝動を維持させながら、油圧式無段変速機が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」から中立位置「ｎ」に向けて変速操作されるに伴い、後進の出力速度が減速し、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」に至ると、出力速度が「０」になる。実線ＦＬで示すように、ＨＳＴモード伝動を維持させながら、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」から前進伝動状態の側に変速操作されると、出力が後進出力から前進出力に切り換わり、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」から前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、前進の出力速度が増速し、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、前進の出力速度が「ＦＶ１」になる。実線ＦＨで示すように、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、ＨＳＴモード伝動に替えてＨＭＴモード伝動を現出させ、ＨＭＴモード伝動を維持させながら、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」から後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、前進の出力速度が増速し、油圧式無段変速機が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、前進の出力が最高速度「ＦＶ２」になる。
【０００８】
つまり、ＨＳＴモード伝動及びＨＭＴモード伝動を現出できるようにした場合、油圧式無段変速機を変速操作するだけで操作簡単に、走行装置が停止するように出力を零「０」にすることができ、かつ、走行装置を前進側と後進側に切り換えて駆動できるように出力を前進出力と後進出力に切り換えることができる。しかし、ＨＳＴモード伝動よりもＨＭＴモード伝動の方が良好な伝動効率によって伝動でき、出力回転体への前進駆動力の伝達をＨＭＴモード伝動によって行なわせることから、後進出力の変速範囲が前進出力の変速範囲に比して狭くなる。
【０００９】
遊星伝動部よりも伝動方向下手側に前後進切換え装置を設ける従来の技術を適用し、油圧式無段変速機及び遊星伝動部の出力を、前後進切換え機構に入力して前進駆動力と後進駆動力に変換してから出力回転体に伝達するよう構成すると、後進出力の変速範囲が前進出力の変速範囲と同様のものになる。
【００１０】
図１１は、油圧式無段変速機及び遊星伝動部の出力を前後進切換え機構によって前進駆動力と後進駆動力に変換してから出力回転体に伝達するように構成した場合における油圧式無段変速機の変速状態と出力回転体の出速速度との関係を示す説明図である。図１１に示す実線ＦＬ及びＦＨは、前進駆動力の出力を示し、実線ＲＬ，ＲＨは、後進駆動力の出力を示す。
【００１１】
実線ＦＬで示すように、ＨＳＴモード伝動を現出させた状態で、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」に操作されると、出力が零「０」になる。ＨＳＴモード伝動を維持させながら、かつ、前後進切換え機構を前進伝動状態に切り換えて前進伝動状態に維持しながら、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」から前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、前進の出力速度が増速し、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、前進の出力速度が「ＦＶ１」になる。実線ＦＨで示すように、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、ＨＳＴモード伝動に替えてＨＭＴモード伝動を現出させて、ＨＭＴモード伝動を維持させながら、かつ、前後進切換え機構を前進伝動状態に維持しながら、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」から後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、前進の出力速度が増速し、油圧式無段変速機が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、前進の出力が最高速度「ＦＶ２」になる。実線ＲＬで示すように、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」に操作されると、前後進切換え機構を後進伝動状態に切り換え、ＨＳＴモード伝動を維持させながら、かつ、前後進切り換え機構を後進伝動状態に維持しながら、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」から前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、後進の出力速度が増速し、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、後進の出力速度が「ＲＶ１」になる。実線ＲＨで示すように、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、ＨＳＴモード伝動に切換えてＨＭＴモード伝動を現出させて、ＨＭＴモード伝動を維持させながら、かつ、前後進切換え機構を後進伝動状態に維持しながら、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」から後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、後進の出力速度が増速し、油圧式無段変速機が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、後進の出力が最高速度「ＲＶ２」になる。
【００１２】
つまり、油圧式無段変速機及び遊星伝動部の出力を、前後進切換え機構に入力して前進駆動力と後進駆動力に変換してから出力回転体に伝達するよう構成した場合、前進駆動していた走行装置を停止させてから後進駆動に切り換える際、及び後進駆動していた走行装置を停止させてから前進駆動に切り換える際、前後進切換え機構を前進伝動状態と後進伝動状態の一方から他方に切り換え操作する必要がある。
【００１３】
本発明の目的は、走行装置の停止及び前後進切換えを操作簡単に行うことができながら、走行装置を広い変速範囲で後進駆動でき、かつ構造簡単に済ませ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】
【００１４】
本第１発明は、エンジン駆動力を入力する入力軸と、前記入力軸によって駆動される油圧式無段変速機と、前記入力軸の駆動力と前記油圧式無段変速機の出力とを合成して合成駆動力を出力する遊星伝動部と、走行装置に出力する出力回転体とを設けた変速伝動装置において、
前記入力軸の駆動力を前進駆動力に変換して前記遊星伝動部に伝達する前進伝動状態と、前記入力軸の駆動力を後進駆動力に変換して前記遊星伝動部に伝達する後進伝動状態とに切換え自在な前後進切換え機構を設け、
前記前後進切換え機構を、前記入力軸と前記遊星伝動部との伝動を絶つ中立状態に切換え自在に構成し、
前記油圧式無段変速機のモータ軸と前記出力回転体との連動を入り状態と切り状態とに切り換え自在なクラッチ機構を設けてある。
【００１５】
本第１発明の構成によると、前後進切換え機構が中立状態に切り換え操作され、油圧式無段変速機のモータ軸と出力回転体を連動入り状態にするようクラッチ機構が切り換え操作されると、入力軸によって入力されるエンジン駆動力によって油圧式無段変速機が駆動され、入力軸によって入力されるエンジン駆動力が遊星伝動部に伝達されず、エンジン駆動力が油圧式無段変速機によって変速されてから出力回転体に伝達されるようにＨＳＴモード伝動を現出させることができる。
前後進切換え機構が前進伝動状態に切り換え操作され、油圧式無段変速機のモータ軸と出力回転体を連動切り状態にするようクラッチ機構が切り換え操作されると、入力軸によって入力されるエンジン駆動力によって油圧式無段変速機が駆動され、入力軸によって入力されるエンジン駆動力が前後進切換え機構によって前進駆動力に変換して遊星伝動部に伝達され、油圧式無段変速機の出力と前後進切換え機構からの前進駆動力とが遊星伝動部によって合成されて遊星伝動部が前進側の合成駆動力を出力し、前進側の合成駆動力が出力回転体に伝達されるように前進側のＨＭＴモード伝動を現出させることができる。
前後進切換え機構が後進伝動状態に切り換え操作され、油圧式無段変速機のモータ軸と出力回転体を連動切り状態にするようクラッチ機構が切り換え操作されると、入力軸によって入力されるエンジン駆動力によって油圧式無段変速機が駆動され、入力軸によって入力されるエンジン駆動力が前後進切換え機構によって後進駆動力に変換して遊星伝動部に伝達され、油圧式無段変速機の出力と前後進切換え機構からの後進駆動力とが遊星伝動部によって合成されて遊星伝動部が後進側の合成駆動力を出力し、後進側の合成駆動力が出力回転体に伝達されるように後進側のＨＭＴモード伝動を現出させることができる。
【００１６】
つまり、油圧式無段変速機構の変速操作に伴って前後進切換え機構及びクラッチ機構が適切に操作されると、油圧式無段変速機の変速状態と出力回転体による出力速度との関係が図７に示す如くなる。すなわち、図７の実線ＦＬで示すように、ＨＳＴモード伝動が現出された状態で、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」に操作されると、出力が零「０」になる。ＨＳＴモード伝動が維持されながら、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」から前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、前進の出力速度が増速し、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、前進の出力速度が「ＦＶ１」になる。実線ＦＭ，ＦＨで示すように、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、ＨＳＴモード伝動に替えて前進側のＨＭＴモード伝動が現出され、前進側のＨＭＴモード伝動が維持されながら、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」から後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、前進の出力速度が無段階に増速し、油圧式無段変速機が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、前進の出力が最高速度「ＦＶ２」になる。
【００１７】
実線ＲＬで示すように、ＨＳＴモード伝動が維持された状態で、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」から後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作されると、出力が後進出力になり、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」から後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、後進の出力速度が無段階に増速し、油圧式無段変速機が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、後進の出力速度が「ＲＶ１」になる。実線ＲＭ，ＲＨで示すように、油圧式無段変速機が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、ＨＳＴモード伝動に替えて後進側のＨＭＴモード伝動が現出され、後進側のＨＭＴモード伝動が維持されながら、油圧式無段変速機が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」から前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、後進の出力速度が無段階に増速し、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、後進の出力速度が最高速度「ＲＶ２」になる。後進の最高の出力速度「ＲＶ２」は、油圧式無段変速機が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に操作されたときの後進の出力速度「ＲＶ１」よりも高速になる。
前進の出力速度「ＦＶ１」と後進の出力速度「ＲＶ１」の変速範囲では、油圧式無段変速機を変速操作するだけで、前後進切換え機構の切換えを行なわずに変速及び前後進切換えを行なえる。
【００１８】
従って、油圧式無段変速機を中立位置に変速操作するだけで操作簡単に走行装置を停止でき、油圧式無段変速機を中立位置から前進側や後進側に変速操作するだけで操作簡単に走行装置を前進側と後進側に切り換えて駆動でき、さらに、走行装置を後進駆動する場合、後進側のＨＭＴモード伝動によって広い変速範囲にわたって変速駆動でき、例えばコンバインやドーザ作業車において、前後進の繰り返しを操作性よく行ない、かつ後進を比較的高速で行ない、条合わせや位置変更などを楽にかつ迅速に行なって能率よく作業できる。
さらに、ＨＳＴモード伝動を現出させるのに、前後進切換え機構をクラッチ手段に利用して遊星伝動部への伝動を絶つことができ、構造簡単に済ませることができる。
【００１９】
本第２発明は、前記クラッチ機構の前記入り状態において、前記遊星伝動部を構成するサンギヤと遊星ギヤとリングギヤとが前記油圧式無段変速機のモータ軸に対して一体回転自在に連動するように構成してある。
【００２０】
本第２発明の構成によると、ＨＳＴモード伝動を現出させる場合、遊星伝動部のサンギヤ、遊星ギヤ及びリングギヤがモータ軸と一体回転してサンギヤと遊星ギヤの相対回転や遊星ギヤとリングギヤの相対回転が発生しない。
【００２１】
従って、サンギヤ、遊星ギヤ、リングギヤの相対回転による動力ロスの発生を回避しながらＨＳＴモード伝動での伝動を行なわせることができる。
【００２２】
本第３発明は、前記遊星伝動部に連動する状態で前記入力軸に相対回転自在に支持される前進伝動ギヤと、
前記前進伝動ギヤに対して係脱操作されて前記前進伝動ギヤと前記入力軸を連動入り状態と連動切り状態に切り換えるように、前記入力軸に一体回転及び摺動操作自在に支持される前進クラッチ体と、
前記入力軸に連動する入力ギヤと前記遊星伝動部に連動する後進伝動ギヤのうちの一方を相対回転自在に支持し、他方を一体回転自在に支持する後進伝動軸と、
前記入力ギヤと前記後進伝動ギヤとのうちの前記後進伝動軸に相対回転自在に支持されるクラッチ用のギヤに対して係脱操作されて、そのクラッチ用のギヤと前記後進伝動軸とを連動入り状態と連動切り状態に切り換えるように、前記後進伝動軸に一体回転及び摺動操作自在に支持される後進クラッチ体とを備えて、前記前後進切換え機構を構成してある。
【００２３】
本第３発明の構成によると、入力軸を支軸に利用して前進クラッチ体を支持することができ、この結果、付加するべき伝動軸としては後進伝動軸だけで済ませることができて、前後進切換え機構を構造簡単に構成できる。
【００２４】
従って、前後進切換え機構を構造簡単に構成して安価に済ませることができる。
【００２５】
本第４発明は、前記入力ギヤ、及び前記入力ギヤに噛合う状態で前記入力軸に一体回転自在に支持される伝動ギヤを、前記遊星伝動部に対して前記前進伝動ギヤ及び前記後進伝動ギヤが位置する側とは反対側に配置し、
前記前進伝動ギヤ及び前記後進伝動ギヤを、前記遊星伝動部のサンギヤに対して前記入力ギヤ及び前記伝動ギヤが位置する側とは反対側の部位に設けた入力ギヤに噛合わせてある。
【００２６】
本第４発明の構成によると、入力ギヤと後進伝動ギヤの間あるいは伝動ギヤと前進伝動ギヤの間に遊星伝動部の外周側部分が入り込む状態に前後進切換え機構と遊星伝動部をコンパクトに纏めて装備することができる。
【００２７】
従って、前後進切換え機構と遊星伝動部をコンパクトに纏めた小型な状態で変速伝動装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】コンバインの全体を示す側面図である。
【図２】伝動構造を示す概略正面図である。
【図３】ＨＳＴモード伝動での変速伝動装置を示す縦断正面図である。
【図４】前進側のＨＭＴモード伝動での変速伝動装置を示す縦断正面図である。
【図５】後進側のＨＭＴモード伝動での変速伝動装置を示す縦断正面図である。
【図６】油圧式無段変速機、前進クラッチ、後進クラッチ及び出力側のクラッチ機構の操作状態と変速伝動装置の伝動形態との関係を示す説明図である。
【図７】油圧式無段変速機の変速状態と変速伝動装置の出力速度との関係を示す説明図である。
【図８】変速操作装置を示すブロック図である。
【図９】別実施構造を備えた変速伝動装置を示す縦断正面図である。
【図１０】比較構造を備えた変速伝動装置における出力性能を示す説明図である。
【図１１】比較構造を備えた変速伝動装置における出力性能を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面に基づいて、本発明に係る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を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。
【００３０】
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。
【００３１】
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を備えた伝動構造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。
【００３２】
図２は、伝動構造１０の概略構造を示す正面図である。この図に示すように、伝動構造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装置２０に入力し、この変速伝動装置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。
【００３３】
伝動構造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、変速伝動装置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。
【００３４】
変速伝動装置２０について説明する。
図３に示すように、変速伝動装置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が連結された油圧式無段変速機３０とを備えて構成してある。
【００３５】
変速ケース２１は、遊星伝動部４０及び前後進切換え機構５０を収容する主ケース部２１ａと、入力軸２２及び伝動軸２３と油圧式無段変速機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と油圧式無段変速機３０が機体横方向に並びながら、変速伝動装置２０全体としての機体横方向幅が小となり、変速伝動装置２０は、横外側に突出しないように走行機体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。ケーシング３１の上面には上向きにオイルフィルタ２０Ｆが配設され、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化が図られている。
【００３６】
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とに亘って設けた前後進切換え機構５０とを備えている。
【００３７】
入力軸２２は、油圧式無段変速機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を介して油圧式無段変速機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油圧式無段変速機３０の油圧ポンプ３２を駆動する。
【００３８】
出力回転体２４は、油圧式無段変速機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油圧式無段変速機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１１の入力部に連動するよう構成されており、遊星伝動部４０及び油圧式無段変速機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。
【００３９】
油圧式無段変速機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、可変容量形の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。油圧式無段変速機３０には、入力軸２２のエンジン連結側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、入力軸２２に一体回転自在に連結したロータ９０ａ、及び変速ケース２１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。
【００４０】
したがって、油圧式無段変速機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。油圧式無段変速機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。油圧式無段変速機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。
【００４１】
遊星伝動部４０は、油圧式無段変速機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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
前後進切換え機構５０は、入力軸２２にニードルベアリングを介して回転自在に支持される前進伝動ギヤ５１と、前進伝動ギヤ５１と入力軸２２に亘って設けた前進クラッチ５２と、入力軸２２と平行又はほぼ平行な配置で変速ケース２１に回転自在に支持された後進伝動軸５３と、入力軸２２に一体回転自在に支持された伝動ギヤ５４に噛合った状態で後進伝動軸５３に相対回転支持された逆転用の入力ギヤ５５と、入力ギヤ５５と後進伝動軸５３に亘って設けた後進クラッチ５６と、後進伝動軸５３に一体回転自在に設けた後進伝動ギヤ５７とを備えて構成してある。
【００４５】
前進伝動ギヤ５１及び後進伝動ギヤ５７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に噛合っている。入力ギヤ５５及び伝動ギヤ５４は、遊星伝動部４０に対して前進伝動ギヤ５１及び後進伝動ギヤ５７が位置する側とは反対側に位置している。前進伝動ギヤ５１及び後進伝動ギヤ５７は、サンギヤ４２に対して入力ギヤ５５及び伝動ギヤ５４が位置する側とは反対側に位置する遊星伝動部４０の入力ギヤ４１ｃに噛合っている。
【００４６】
前進クラッチ５２は、入力軸２２に一体回転及び摺動操作自在に支持された前進クラッチ体５２ａと、前進クラッチ体５２ａの一端側と前進伝動ギヤ５１の横側部とに亘って設けたクラッチ機構本体５２ｂとを備えて構成してある。前進クラッチ体５２ａは、前進クラッチ体５２ａ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。クラッチ機構本体５２ｂは、前進クラッチ体５２ａに設けた噛合い爪と前進伝動ギヤ５１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。
【００４７】
後進クラッチ５６は、後進伝動軸５３に一体回転及び摺動操作自在に支持された後進クラッチ体５６ａと、後進クラッチ体５６ａの一端側と入力ギヤ５５の横側部とに亘って設けたクラッチ機構本体５６ｂとを備えて構成してある。後進クラッチ体５６ａは、後進クラッチ体５６ａの端部に内嵌された油圧ピストン５９によって摺動操作される。クラッチ機構本体５６ｂは、後進クラッチ体５６ａに設けた噛合い爪と入力ギヤ５５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。
【００４８】
前後進切換え機構５０は、前進クラッチ５２が入り状態に切換え操作され、後進クラッチ５６が切り状態に切換え操作されることにより、前進伝動状態になり、入力軸２２のエンジン連結側と油圧無段変速機連結側の間に位置する前進クラッチ体５２ａから入力軸２２の駆動力を入力し、入力軸２２の駆動力を前進駆動力に変換して前進伝動ギヤ５１から遊星伝動部４０のキャリヤ４１に伝達する。
【００４９】
前後進切換え機構５０は、前進クラッチ５２が切り状態に切換え操作され、後進クラッチ５６が入り状態に切換え操作されることにより、後進伝動状態になり、入力軸２２のエンジン連結側と油圧無段変速機連結側の間に位置する伝動ギヤ５４から入力軸２２の駆動力を入力し、入力軸２２の駆動力を後進駆動力に変換して後進伝動ギヤ５７から遊星伝動部４０のキャリヤ４１に伝達する。
【００５０】
前後進切換え機構５０は、前進クラッチ５２及び後進クラッチ５６が切り状態に切換え操作されることにより、中立状態になり、入力軸２２と遊星伝動部４０のキャリヤ４１との連動を絶つ。
【００５１】
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を備えた出力側のクラッチ機構６０を設けてある。
【００５２】
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。
【００５３】
したがって、出力側のクラッチ機構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の連動を絶つことで、モータ軸３３ａの出力回転体２４に対する連動を絶ち、この状態において遊星伝動部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第１伝動状態を現出し、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。
【００５４】
出力側のクラッチ機構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る第２伝動状態を現出し、油圧無段変速機３０による出力の出力回転体２４からの出力を可能し、かつ、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と遊星ギヤ４３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。
【００５５】
したがって、遊星伝動部４０は、前後進切換え機構５０が前進伝動状態に切換え操作され、出力側のクラッチ機構６０が切り状態に切換え操作されることにより、入力軸２２から前後進切換え機構５０を介して前進駆動力をキャリヤ４１に入力し、油圧無段変速機３０のモータ軸３３ａからの出力を伝動軸２３を介してサンギヤ４２に入力し、入力軸２２からの前進駆動力と油圧無段変速機３０の出力とを合成して前進側の合成駆動力を発生させ、発生させた前進側の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。
【００５６】
遊星伝動部４０は、前後進切換え機構５０が後進伝動状態に切換え操作され、出力側のクラッチ機構６０が切り状態に切換え操作されることにより、入力軸２２から前後進切換え機構５０を介して後進駆動力をキャリヤ４１に入力し、油圧無段変速機３０のモータ軸３３ａからの出力を伝動軸２３を介してサンギヤ４２に入力し、入力軸２２からの前進駆動力と油圧無段変速機３０の出力とを合成して後進側の合成駆動力を発生させ、発生させた後進側の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。
【００５７】
遊星伝動部４０は、前後進切換え機構５０が中立状態に操作されることにより、入力軸２２に対する連動を絶たれた状態になる。
【００５８】
図６は、油圧式無段変速機３０、前進クラッチ５２、後進クラッチ５６及び出力側のクラッチ機構６０の操作状態と変速伝動装置２０の伝動形態との関係を示す説明図である。図６に示す「前進」は、油圧式無段変速機３０の前進伝動状態を示し、「後進」は、油圧式無段変速機３０の後進伝動状態を示す。図６に示す「切」は、前進クラッチ５２、後進クラッチ５６及び出力側のクラッチ機構６０の切り状態を示し、「入」は、前進クラッチ５２、後進クラッチ５６及び出力側のクラッチ機構６０の入り状態を示す。図３は、ＨＳＴモード伝動を現出する状態での変速伝動装置２０を示す縦断正面図である。
【００５９】
図３は、ＨＳＴモード伝動での変速伝動装置２０を示す縦断正面図である。図３，６に示すように、変速伝動装置２０は、前進クラッチ５２及び後進クラッチ５６が切り状態に切換え制御され、出力側のクラッチ機構６０が入り状態に切換え制御されると、ＨＳＴモード伝動を現出する状態になる。変速伝動装置２０は、ＨＳＴモード伝動の状態になると、入力軸２２に入力されたエンジン駆動力を遊星伝動部４０に伝達せず、入力軸２２に入力されたエンジン駆動力を油圧式無段変速機３０によって変速し、変速後の駆動力をモータ軸３３ａから伝動軸２３、サンギヤ４２、クラッチ体６１、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に伝達して出力回転体２４から左右一対の走行装置１，１に伝達する。
【００６０】
図４は、前進側のＨＭＴモード伝動での変速伝動装置２０を示す縦断正面図である。図４，６に示すように、変速伝動装置２０は、前進クラッチ５２が入り状態に切換え制御され、後進クラッチ５６及び出力側のクラッチ機構６０が切り状態に切換え制御されると、前進側のＨＭＴモード伝動を現出する状態になる。変速伝動装置２０は、前進側のＨＭＴモード伝動になると、入力軸２０によって入力されたエンジン駆動力を前後進切換え機構５０によって前進駆動力に変換して遊星伝動部４０に伝達し、遊星伝動部４０によって前後進切換え機構５０からの前進駆動力と油圧式無段変速機３０のモータ軸３３ａからの出力とを合成して前進側の合成駆動力を発生させ、発生した前進側の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に伝達して出力回転体２４から左右一対の走行装置１，１に伝達する。
【００６１】
図５は、後進側のＨＭＴモード伝動での変速伝動装置２０を示す縦断正面図である。図５，６に示すように、変速伝動装置２０は、後進クラッチ５６が入り状態に切換え制御され、前進クラッチ５２及び出力側のクラッチ機構６０が切り状態に切換え制御されると、後進側のＨＭＴモード伝動を現出する状態になる。変速伝動装置２０は、後進側のＨＭＴモード伝動になると、入力軸２０によって入力されたエンジン駆動力を前後進切換え機構５０によって後進駆動力に変換して遊星伝動部４０に伝達し、遊星伝動部４０によって前後進切換え機構５０からの後進駆動力と油圧式無段変速機３０のモータ軸３３ａからの出力とを合成して後進側の合成駆動力を発生させ、発生した後進側の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に伝達して出力回転体２４から左右一対の走行装置１，１に伝達する。
【００６２】
図７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ける油圧式無段変速機３０の変速状態と変速伝動装置２０の出力回転体２４による出力速度との関係を示す説明図である。図７の横軸は、油圧式無段変速機３０の変速状態を示し、「ｎ」は、油圧式無段変速機３０の中立位置を示し、「−ｍａｘ」は、油圧式無段変速機３０の後進伝動状態での最高速位置を示し、「＋ｍａｘ」は、油圧式無段変速機３０の前進伝動状態での最高速位置を示す。図７の縦軸は、出力回転体２４による出力速度を示す。図７に示す実線ＲＬ及び実線ＦＬは、前進クラッチ５２及び後進クラッチ５６が切リ状態に切換え制御され、出力側のクラッチ機構６０が入り状態に切換え制御された場合、すなわち変速伝動装置２０がＨＳＴモード伝動の状態に操作された場合における出力速度の変化を示す。図７に示す実線ＦＭ，ＦＨは、前進クラッチ５２が入り状態に切り換え制御され、後進クラッチ５６及び出力側のクラッチ機構６０が切り状態に切換え制御された場合、すなわち変速伝動装置２０が前進側のＨＭＴモード伝動の状態に操作された場合における出力速度の変化を示す。図７に示す実線ＲＭ，ＲＨは、後進クラッチ５６が入り状態に切り換え制御され、前進クラッチ５２及び出力側のクラッチ機構６０が切り状態に切換え制御された場合、すなわち変速伝動装置２０が後進側のＨＭＴモード伝動の状態に操作された場合における出力速度の変化を示す。
【００６３】
図６に示すように、かつ図７の実線ＦＬで示すように、前進クラッチ５２及び後進クラッチ５６が切り状態に制御され、出力側のクラッチ機構６０が入り状態に制御された状態において、油圧式無段変速機３０が中立位置「ｎ」に操作されると、出力が零「０」になる。
【００６４】
前進クラッチ５２及び後進クラッチ５６が切り状態に維持され、出力側のクラッチ機構６０が入り状態に維持されながら、油圧式無段変速機３０が中立位置「ｎ」から前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速操作されると、前進駆動力が出力される。前進クラッチ５２及び後進クラッチ５６が切り状態に維持され、出力側のクラッチ機構６０が入り状態に維持されながら、油圧式無段変速機３０が中立位置「ｎ」から前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、前進の出力が無段階に増速する。油圧式無段変速機３０が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、出力速度が前進の中間速度「ＦＶ１」になる。
【００６５】
図６に示すように、かつ図７の実線ＦＭ，ＦＨで示すように、油圧式無段変速機３０が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、前進クラッチ５２が入り状態に切換え制御され、出力側のクラッチ機構６０が切り状態に切換え制御され、前進クラッチ５２が入り状態に維持されながら、後進クラッチ５６及び出力側のクラッチ機構６０が切り状態に維持されながら、油圧無段変速機３０が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」から後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、前進の出力が中間速度「ＦＶ１」から無段階に増速する。油圧式無段変速機３０が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、出力が前進の最高速度「ＦＶ２」になる。
【００６６】
図６に示すように、かつ図７の実線ＲＬで示すように、前進クラッチ５２及び後進クラッチ５６が切り状態に維持され、出力側のクラッチ機構６０が入り状態に維持されながら、油圧式無段変速機３０が中立位置「ｎ」から後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作されると、後進駆動力が出力される。前進クラッチ５２及び後進クラッチ５６が切り状態に維持され、出力側のクラッチ機構６０が入り状態に維持されながら、油圧式無段変速機３０が中立位置「ｎ」から後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、後進の出力が無段階に増速する。油圧式無段変速機３０が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、出力速度が後進の中間速度「ＲＶ１」になる。
【００６７】
図６に示すように、かつ図７の実線ＲＭ，ＲＨで示すように、油圧式無段変速機３０が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、後進クラッチ５６が入り状態に切換え制御され、出力側のクラッチ機構６０が切り状態に切換え制御され、後進クラッチ５６が入り状態に維持されながら、前進クラッチ５２及び出力側のクラッチ機構６０が切り状態に維持されながら、油圧無段変速機３０が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」から前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、後進の出力が中間速度「ＲＶ１」から無段階に増速する。油圧式無段変速機３０が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、出力が後進の最高速度「ＲＶ２」になる。
【００６８】
図７に示す「Ｎ」は、実線ＦＨ，ＦＭを油圧式無段変速機３０の前進側の最高速位置「＋ｍａｘ」を超えて出力回転が零「０」となる点まで延長したときの横軸の値を示す。油圧式無段変速機３０の前進側の最高速位置「＋ｍａｘ」の横軸の値を１とすると、Ｎ＝１．６〜２．２となる。つまり、Ｎ＝１．６〜２．２となるように、油圧式無段変速機３０における油圧ポンプ３２及び油圧モータ３３の容量、並びに遊星伝動部４０の伝動ギヤ比を設定してある。
【００６９】
図８は、変速伝動装置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、油圧式無段変速機３０の変速操作部３０ａ、並びに前進クラッチ５２、後進クラッチ５６及び出力側のクラッチ機構６０の操作部５２ｃ，５６ｃ，６０ａに連係された制御装置７２と、制御装置７２に連係された変速検出センサ７３、エンジン回転数センサ７４、変速機出力回転数センサ７５及び出力回転数センサ７６とを備えている。
【００７０】
変速操作部３０ａは、油圧式無断変速機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。前進クラッチ５２の操作部５２ｃ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を操作して前進クラッチ体５２ａを摺動操作することにより、前進クラッチ５２を切り換え操作する。後進クラッチ５６の操作部５６ｃは、後進伝動軸５３の内部に形成された操作油路を介して油圧ピストン５９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５９を操作して後進クラッチ体５６ａを摺動操作することにより、後進クラッチ５６を切り換え操作する。出力側のクラッチ機構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を摺動操作して出力側のクラッチ機構６０を切り換え操作する。
【００７１】
変速検出センサ７３は、変速レバー７７の操作位置を検出し、この検出結果を制御装置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。変速機出力回転数センサ７５は、油圧式無段変速機３０の出力回転数を検出し、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、変速伝動装置２０の出力回転数を検出し、この検出結果を制御装置７２に出力する。
【００７２】
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を備えている。変速制御手段７８は、変速検出センサ７３及び変速機出力回転数センサ７５による検出情報を基に、油圧式無段変速機３０の変速状態が変速レバー７７の操作位置に対応したものになるように、変速操作部３０ａを操作して油圧式無段変速機３０を変速制御する。
【００７３】
変速制御手段７８は、油圧式無段変速機３０を変速制御するに加え、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、変速検出センサ７３、変速機出力回転数センサ７５及び出力回転数センサ７６による検出情報を基に、図６，７に示す如く変速伝動装置２０がＨＳＴモード伝動、前進側のＨＭＴモード伝動及び後進側のＨＭＴモード伝動を現出して伝動するように、操作部５２ｃ、操作部５６ｃ及び操作部６０ａを操作して前進クラッチ５２、後進クラッチ５６及び出力側のクラッチ機構６０を所定のタイミングで切り換え制御する。
【００７４】
〔別実施構造〕
図９は、別実施構造を備えた変速伝動装置２０を示す縦断正面図である。この図に示すように、別実施構造を備えた変速伝動装置２０では、油圧式無段変速機３０に補充用の作動油を供給するチャージポンプ９０を、ポンプ軸３２ａの端部に装備してある。チャージポンプ９０は、ポンプ軸３２ａに一体回転自在に連結したロータ９０ａ、及びケーシング３１に脱着自在に連結したポンプケーシング９０ｂを備えている。
【００７５】
〔別実施例〕
（１）上記した実施例では、前進伝動状態における入力軸２２からキャリヤ４１への伝動比と、後進伝動状態における入力軸２２からキャリヤ４１への伝動比とが同じ又はほぼ同じになるよう前後進切換え機構５０を構成した例を示したが、前進伝動状態における入力軸２２からキャリヤ４１への伝動比と、後進伝動状態における入力軸２２からキャリヤ４１への伝動比とが異なるよう構成した前後進切換え機構を採用して実施してもよい。この場合、後進側のＨＭＴモード伝動での出力速度を示す実線ＲＭ，ＲＨと、前進側のＨＭＴモード伝動での出力速度を示す実線ＦＭ，ＦＨとの横軸に対する傾斜角が同一になるとか異なることになり、後進出力の最高速度と前進出力の最高速度が同一になるとか異なることになる。
【００７６】
（２）上記した実施例では、後進クラッチ５６を入力ギヤ５５と後進伝動軸５３とに亘って設けた例を示したが、入力ギヤ５５を後進伝動軸５３に一体回転自在に支持し、後進伝動ギヤ５７を後進伝動軸５３に相対回転自在に支持し、後進伝動ギヤ５７と後進伝動軸５３とに亘って後進クラッチ５６を設けて実施してもよい。
【００７７】
（３）上記した実施例では、前進クラッチ５２、後進クラッチ５６、出力側のクラッチ機構６０を噛合い式のクラッチによって構成した例を示したが、摩擦式のクラッチによって構成して実施してもよい。
【００７８】
（４）上記した実施例では、前後進切換え機構５０からの前進駆動力及び後進駆動力を遊星伝動部４０のキャリヤ４１に入力し、遊星伝動部４０のリングギヤ４４の駆動力を出力回転体２４に伝達するよう構成した例を示したが、前後進切換え機構５０からの前進駆動力及び後進駆動力を遊星伝動部４０のリングギヤ４４に入力し、遊星伝動部４０のキャリヤ４１の駆動力を出力回転体２４に伝達するよう構成して実施してもよい。
【００７９】
（５）上記した実施例では、油圧モータ３３を可変容量形に構成した例を示したが、固定容量形に構成して実施してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、コンバインの他、田植機、運搬車など各種の車両に利用できる。
【符号の説明】
【００８１】
１ 走行装置
２２ 入力軸
２４ 出力回転体
３０ 油圧式無段変速機
３３ａ モータ軸
４０ 遊星伝動部
４１ｃ 入力ギヤ
４２ サンギヤ
４３ 遊星ギヤ
４４ リングギヤ
５０ 前後進切換え機構
５１ 前進伝動ギヤ
５２ａ 前進クラッチ体
５３ 後進伝動軸
５４ 伝動ギヤ
５５ 入力ギヤ
５６ａ 後進クラッチ体
５７ 後進伝動ギヤ
６０ クラッチ機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン駆動力を入力する入力軸と、前記入力軸によって駆動される油圧式無段変速機と、前記入力軸の駆動力と前記油圧式無段変速機の出力とを合成して合成駆動力を出力する遊星伝動部と、走行装置に出力する出力回転体とを設けた変速伝動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば特許文献１，２に記載された変速伝動装置があった。
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（油圧式無段変速機）、遊星歯車機構（遊星伝動部）及び２つの油圧クラッチを設け、２つの油圧クラッチの一方が接続されることにより、ＨＳＴモードの駆動系（ＨＳＴモード伝動）が構成されて、エンジンの出力が油圧式無段変速装置によって変速された後に前後輪に伝達され、２つの油圧クラッチの他方が接続されることにより、ＨＭＴモードの駆動系（ＨＭＴモード伝動）が構成され、油圧式無段変速装置の出力が遊星歯車装置に入力されて遊星歯車装置がエンジンの出力と油圧式無段変速装置の出力とを合成して合成駆動力を出力し、この合成駆動力が前後輪に伝達される。
【０００３】
特許文献２に記載されたものでは、エンジンの出力を前輪差動機構及び後輪差動機構に伝達する伝動系に、無段変速部（油圧式無段変速機）、遊星伝動部、前後進切り換え装置を設け、エンジンの出力が無段変速部及び遊星伝動部に入力されて遊星歯車装置がエンジンの出力と油圧式無段変速装置の出力とを合成し、遊星歯車装置が出力する合成駆動力を前後進切り換え装置に入力して前進駆動力と後進駆動力とに変換した後に前輪差動機構及び後輪差動機構に伝達する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１０８０６１号公報
【特許文献２】特開２００８−１９５３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンジン駆動力を入力する入力軸と、入力軸によって駆動される油圧式無段変速機と、入力軸の駆動力と油圧式無段変速機の出力とを合成して合成駆動力を出力する遊星伝動部と、走行装置に出力する出力回転体とを設けた変速伝動装置において、エンジン駆動力が遊星伝動部による合成を受けずに油圧式無段変速機による変速を受けて出力回転体に伝達されるＨＳＴモード伝動、及び、エンジン駆動力が遊星伝動部による合成を受けて出力回転体に伝達されるＨＭＴモード伝動を現出できるように構成すれば、図１０に示す如き出力性能を具備させることができる。
【０００６】
図１０は、油圧式無段変速機の変速状態と出力回転体の出力速度との関係を示す説明図である。図１０の横軸は、油圧式無段変速機の変速状態を示し、縦軸は、出力回転体の回転方向及び出力速度を示す。横軸の「ｎ」は、油圧式無段変速機の中立位置を示し、横軸の「−ｍａｘ」は、油圧式無段変速機の後進伝動状態での最高速位置を示し、横軸の「＋ｍａｘ」は、油圧式無段変速機の前進伝動状態での最高速位置を示す。図１０に示す実線ＲＬは、ＨＳＴモード伝動を現出させた状態での後進駆動力の出力を示し、実線ＦＬは、ＨＳＴモード伝動を現出させた状態での前進駆動力の出力を示し、実線ＦＨは、ＨＭＴモード伝動を現出させた状態での前進駆動力の出力を示す。
【０００７】
実線ＲＬで示すように、ＨＳＴモード伝動を現出させた状態において、油圧式無段変速機が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に操作されると、出力速度が後進の最高速度「ＲＶ」になり、ＨＳＴモード伝動を維持させながら、油圧式無段変速機が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」から中立位置「ｎ」に向けて変速操作されるに伴い、後進の出力速度が減速し、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」に至ると、出力速度が「０」になる。実線ＦＬで示すように、ＨＳＴモード伝動を維持させながら、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」から前進伝動状態の側に変速操作されると、出力が後進出力から前進出力に切り換わり、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」から前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、前進の出力速度が増速し、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、前進の出力速度が「ＦＶ１」になる。実線ＦＨで示すように、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、ＨＳＴモード伝動に替えてＨＭＴモード伝動を現出させ、ＨＭＴモード伝動を維持させながら、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」から後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、前進の出力速度が増速し、油圧式無段変速機が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、前進の出力が最高速度「ＦＶ２」になる。
【０００８】
つまり、ＨＳＴモード伝動及びＨＭＴモード伝動を現出できるようにした場合、油圧式無段変速機を変速操作するだけで操作簡単に、走行装置が停止するように出力を零「０」にすることができ、かつ、走行装置を前進側と後進側に切り換えて駆動できるように出力を前進出力と後進出力に切り換えることができる。しかし、ＨＳＴモード伝動よりもＨＭＴモード伝動の方が良好な伝動効率によって伝動でき、出力回転体への前進駆動力の伝達をＨＭＴモード伝動によって行なわせることから、後進出力の変速範囲が前進出力の変速範囲に比して狭くなる。
【０００９】
遊星伝動部よりも伝動方向下手側に前後進切換え装置を設ける従来の技術を適用し、油圧式無段変速機及び遊星伝動部の出力を、前後進切換え機構に入力して前進駆動力と後進駆動力に変換してから出力回転体に伝達するよう構成すると、後進出力の変速範囲が前進出力の変速範囲と同様のものになる。
【００１０】
図１１は、油圧式無段変速機及び遊星伝動部の出力を前後進切換え機構によって前進駆動力と後進駆動力に変換してから出力回転体に伝達するように構成した場合における油圧式無段変速機の変速状態と出力回転体の出速速度との関係を示す説明図である。図１１に示す実線ＦＬ及びＦＨは、前進駆動力の出力を示し、実線ＲＬ，ＲＨは、後進駆動力の出力を示す。
【００１１】
実線ＦＬで示すように、ＨＳＴモード伝動を現出させた状態で、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」に操作されると、出力が零「０」になる。ＨＳＴモード伝動を維持させながら、かつ、前後進切換え機構を前進伝動状態に切り換えて前進伝動状態に維持しながら、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」から前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、前進の出力速度が増速し、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、前進の出力速度が「ＦＶ１」になる。実線ＦＨで示すように、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、ＨＳＴモード伝動に替えてＨＭＴモード伝動を現出させて、ＨＭＴモード伝動を維持させながら、かつ、前後進切換え機構を前進伝動状態に維持しながら、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」から後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、前進の出力速度が増速し、油圧式無段変速機が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、前進の出力が最高速度「ＦＶ２」になる。実線ＲＬで示すように、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」に操作されると、前後進切換え機構を後進伝動状態に切り換え、ＨＳＴモード伝動を維持させながら、かつ、前後進切り換え機構を後進伝動状態に維持しながら、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」から前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、後進の出力速度が増速し、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、後進の出力速度が「ＲＶ１」になる。実線ＲＨで示すように、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、ＨＳＴモード伝動に切換えてＨＭＴモード伝動を現出させて、ＨＭＴモード伝動を維持させながら、かつ、前後進切換え機構を後進伝動状態に維持しながら、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」から後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、後進の出力速度が増速し、油圧式無段変速機が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、後進の出力が最高速度「ＲＶ２」になる。
【００１２】
つまり、油圧式無段変速機及び遊星伝動部の出力を、前後進切換え機構に入力して前進駆動力と後進駆動力に変換してから出力回転体に伝達するよう構成した場合、前進駆動していた走行装置を停止させてから後進駆動に切り換える際、及び後進駆動していた走行装置を停止させてから前進駆動に切り換える際、前後進切換え機構を前進伝動状態と後進伝動状態の一方から他方に切り換え操作する必要がある。
【００１３】
本発明の目的は、走行装置の停止及び前後進切換えを操作簡単に行うことができながら、走行装置を広い変速範囲で後進駆動でき、かつ構造簡単に済ませ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】
【００１４】
本第１発明は、エンジン駆動力を入力する入力軸と、前記入力軸によって駆動される油圧式無段変速機と、前記入力軸の駆動力と前記油圧式無段変速機の出力とを合成して合成駆動力を出力する遊星伝動部と、走行装置に出力する出力回転体とを設けた変速伝動装置において、
前記入力軸の駆動力を前進駆動力に変換して前記遊星伝動部に伝達する前進伝動状態と、前記入力軸の駆動力を後進駆動力に変換して前記遊星伝動部に伝達する後進伝動状態とに切換え自在な前後進切換え機構を設け、
前記前後進切換え機構を、前記入力軸と前記遊星伝動部との伝動を絶つ中立状態に切換え自在に構成し、
前記油圧式無段変速機のモータ軸と前記出力回転体との連動を入り状態と切り状態とに切り換え自在なクラッチ機構を設けてある。
【００１５】
本第１発明の構成によると、前後進切換え機構が中立状態に切り換え操作され、油圧式無段変速機のモータ軸と出力回転体を連動入り状態にするようクラッチ機構が切り換え操作されると、入力軸によって入力されるエンジン駆動力によって油圧式無段変速機が駆動され、入力軸によって入力されるエンジン駆動力が遊星伝動部に伝達されず、エンジン駆動力が油圧式無段変速機によって変速されてから出力回転体に伝達されるようにＨＳＴモード伝動を現出させることができる。
前後進切換え機構が前進伝動状態に切り換え操作され、油圧式無段変速機のモータ軸と出力回転体を連動切り状態にするようクラッチ機構が切り換え操作されると、入力軸によって入力されるエンジン駆動力によって油圧式無段変速機が駆動され、入力軸によって入力されるエンジン駆動力が前後進切換え機構によって前進駆動力に変換して遊星伝動部に伝達され、油圧式無段変速機の出力と前後進切換え機構からの前進駆動力とが遊星伝動部によって合成されて遊星伝動部が前進側の合成駆動力を出力し、前進側の合成駆動力が出力回転体に伝達されるように前進側のＨＭＴモード伝動を現出させることができる。
前後進切換え機構が後進伝動状態に切り換え操作され、油圧式無段変速機のモータ軸と出力回転体を連動切り状態にするようクラッチ機構が切り換え操作されると、入力軸によって入力されるエンジン駆動力によって油圧式無段変速機が駆動され、入力軸によって入力されるエンジン駆動力が前後進切換え機構によって後進駆動力に変換して遊星伝動部に伝達され、油圧式無段変速機の出力と前後進切換え機構からの後進駆動力とが遊星伝動部によって合成されて遊星伝動部が後進側の合成駆動力を出力し、後進側の合成駆動力が出力回転体に伝達されるように後進側のＨＭＴモード伝動を現出させることができる。
【００１６】
つまり、油圧式無段変速機構の変速操作に伴って前後進切換え機構及びクラッチ機構が適切に操作されると、油圧式無段変速機の変速状態と出力回転体による出力速度との関係が図７に示す如くなる。すなわち、図７の実線ＦＬで示すように、ＨＳＴモード伝動が現出された状態で、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」に操作されると、出力が零「０」になる。ＨＳＴモード伝動が維持されながら、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」から前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、前進の出力速度が増速し、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、前進の出力速度が「ＦＶ１」になる。実線ＦＭ，ＦＨで示すように、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、ＨＳＴモード伝動に替えて前進側のＨＭＴモード伝動が現出され、前進側のＨＭＴモード伝動が維持されながら、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」から後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、前進の出力速度が無段階に増速し、油圧式無段変速機が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、前進の出力が最高速度「ＦＶ２」になる。
【００１７】
実線ＲＬで示すように、ＨＳＴモード伝動が維持された状態で、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」から後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作されると、出力が後進出力になり、油圧式無段変速機が中立位置「ｎ」から後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、後進の出力速度が無段階に増速し、油圧式無段変速機が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、後進の出力速度が「ＲＶ１」になる。実線ＲＭ，ＲＨで示すように、油圧式無段変速機が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、ＨＳＴモード伝動に替えて後進側のＨＭＴモード伝動が現出され、後進側のＨＭＴモード伝動が維持されながら、油圧式無段変速機が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」から前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、後進の出力速度が無段階に増速し、油圧式無段変速機が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、後進の出力速度が最高速度「ＲＶ２」になる。後進の最高の出力速度「ＲＶ２」は、油圧式無段変速機が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に操作されたときの後進の出力速度「ＲＶ１」よりも高速になる。
前進の出力速度「ＦＶ１」と後進の出力速度「ＲＶ１」の変速範囲では、油圧式無段変速機を変速操作するだけで、前後進切換え機構の切換えを行なわずに変速及び前後進切換えを行なえる。
【００１８】
従って、油圧式無段変速機を中立位置に変速操作するだけで操作簡単に走行装置を停止でき、油圧式無段変速機を中立位置から前進側や後進側に変速操作するだけで操作簡単に走行装置を前進側と後進側に切り換えて駆動でき、さらに、走行装置を後進駆動する場合、後進側のＨＭＴモード伝動によって広い変速範囲にわたって変速駆動でき、例えばコンバインやドーザ作業車において、前後進の繰り返しを操作性よく行ない、かつ後進を比較的高速で行ない、条合わせや位置変更などを楽にかつ迅速に行なって能率よく作業できる。
さらに、ＨＳＴモード伝動を現出させるのに、前後進切換え機構をクラッチ手段に利用して遊星伝動部への伝動を絶つことができ、構造簡単に済ませることができる。
【００１９】
本第２発明は、前記クラッチ機構の前記入り状態において、前記遊星伝動部を構成するサンギヤと遊星ギヤとリングギヤとが前記油圧式無段変速機のモータ軸に対して一体回転自在に連動するように構成してある。
【００２０】
本第２発明の構成によると、ＨＳＴモード伝動を現出させる場合、遊星伝動部のサンギヤ、遊星ギヤ及びリングギヤがモータ軸と一体回転してサンギヤと遊星ギヤの相対回転や遊星ギヤとリングギヤの相対回転が発生しない。
【００２１】
従って、サンギヤ、遊星ギヤ、リングギヤの相対回転による動力ロスの発生を回避しながらＨＳＴモード伝動での伝動を行なわせることができる。
【００２２】
本第３発明は、前記遊星伝動部に連動する状態で前記入力軸に相対回転自在に支持される前進伝動ギヤと、
前記前進伝動ギヤに対して係脱操作されて前記前進伝動ギヤと前記入力軸を連動入り状態と連動切り状態に切り換えるように、前記入力軸に一体回転及び摺動操作自在に支持される前進クラッチ体と、
前記入力軸に連動する入力ギヤと前記遊星伝動部に連動する後進伝動ギヤのうちの一方を相対回転自在に支持し、他方を一体回転自在に支持する後進伝動軸と、
前記入力ギヤと前記後進伝動ギヤとのうちの前記後進伝動軸に相対回転自在に支持されるクラッチ用のギヤに対して係脱操作されて、そのクラッチ用のギヤと前記後進伝動軸とを連動入り状態と連動切り状態に切り換えるように、前記後進伝動軸に一体回転及び摺動操作自在に支持される後進クラッチ体とを備えて、前記前後進切換え機構を構成してある。
【００２３】
本第３発明の構成によると、入力軸を支軸に利用して前進クラッチ体を支持することができ、この結果、付加するべき伝動軸としては後進伝動軸だけで済ませることができて、前後進切換え機構を構造簡単に構成できる。
【００２４】
従って、前後進切換え機構を構造簡単に構成して安価に済ませることができる。
【００２５】
本第４発明は、前記入力ギヤ、及び前記入力ギヤに噛合う状態で前記入力軸に一体回転自在に支持される伝動ギヤを、前記遊星伝動部に対して前記前進伝動ギヤ及び前記後進伝動ギヤが位置する側とは反対側に配置し、
前記前進伝動ギヤ及び前記後進伝動ギヤを、前記遊星伝動部のサンギヤに対して前記入力ギヤ及び前記伝動ギヤが位置する側とは反対側の部位に設けた入力ギヤに噛合わせてある。
【００２６】
本第４発明の構成によると、入力ギヤと後進伝動ギヤの間あるいは伝動ギヤと前進伝動ギヤの間に遊星伝動部の外周側部分が入り込む状態に前後進切換え機構と遊星伝動部をコンパクトに纏めて装備することができる。
【００２７】
従って、前後進切換え機構と遊星伝動部をコンパクトに纏めた小型な状態で変速伝動装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】コンバインの全体を示す側面図である。
【図２】伝動構造を示す概略正面図である。
【図３】ＨＳＴモード伝動での変速伝動装置を示す縦断正面図である。
【図４】前進側のＨＭＴモード伝動での変速伝動装置を示す縦断正面図である。
【図５】後進側のＨＭＴモード伝動での変速伝動装置を示す縦断正面図である。
【図６】油圧式無段変速機、前進クラッチ、後進クラッチ及び出力側のクラッチ機構の操作状態と変速伝動装置の伝動形態との関係を示す説明図である。
【図７】油圧式無段変速機の変速状態と変速伝動装置の出力速度との関係を示す説明図である。
【図８】変速操作装置を示すブロック図である。
【図９】別実施構造を備えた変速伝動装置を示す縦断正面図である。
【図１０】比較構造を備えた変速伝動装置における出力性能を示す説明図である。
【図１１】比較構造を備えた変速伝動装置における出力性能を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面に基づいて、本発明に係る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を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。
【００３０】
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。
【００３１】
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を備えた伝動構造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。
【００３２】
図２は、伝動構造１０の概略構造を示す正面図である。この図に示すように、伝動構造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装置２０に入力し、この変速伝動装置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。
【００３３】
伝動構造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、変速伝動装置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。
【００３４】
変速伝動装置２０について説明する。
図３に示すように、変速伝動装置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が連結された油圧式無段変速機３０とを備えて構成してある。
【００３５】
変速ケース２１は、遊星伝動部４０及び前後進切換え機構５０を収容する主ケース部２１ａと、入力軸２２及び伝動軸２３と油圧式無段変速機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と油圧式無段変速機３０が機体横方向に並びながら、変速伝動装置２０全体としての機体横方向幅が小となり、変速伝動装置２０は、横外側に突出しないように走行機体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。ケーシング３１の上面には上向きにオイルフィルタ２０Ｆが配設され、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化が図られている。
【００３６】
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とに亘って設けた前後進切換え機構５０とを備えている。
【００３７】
入力軸２２は、油圧式無段変速機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を介して油圧式無段変速機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油圧式無段変速機３０の油圧ポンプ３２を駆動する。
【００３８】
出力回転体２４は、油圧式無段変速機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油圧式無段変速機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１１の入力部に連動するよう構成されており、遊星伝動部４０及び油圧式無段変速機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。
【００３９】
油圧式無段変速機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、可変容量形の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。油圧式無段変速機３０には、入力軸２２のエンジン連結側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、入力軸２２に一体回転自在に連結したロータ９０ａ、及び変速ケース２１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。
【００４０】
したがって、油圧式無段変速機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。油圧式無段変速機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。油圧式無段変速機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。
【００４１】
遊星伝動部４０は、油圧式無段変速機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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
前後進切換え機構５０は、入力軸２２にニードルベアリングを介して回転自在に支持される前進伝動ギヤ５１と、前進伝動ギヤ５１と入力軸２２に亘って設けた前進クラッチ５２と、入力軸２２と平行又はほぼ平行な配置で変速ケース２１に回転自在に支持された後進伝動軸５３と、入力軸２２に一体回転自在に支持された伝動ギヤ５４に噛合った状態で後進伝動軸５３に相対回転支持された逆転用の入力ギヤ５５と、入力ギヤ５５と後進伝動軸５３に亘って設けた後進クラッチ５６と、後進伝動軸５３に一体回転自在に設けた後進伝動ギヤ５７とを備えて構成してある。
【００４５】
前進伝動ギヤ５１及び後進伝動ギヤ５７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に噛合っている。入力ギヤ５５及び伝動ギヤ５４は、遊星伝動部４０に対して前進伝動ギヤ５１及び後進伝動ギヤ５７が位置する側とは反対側に位置している。前進伝動ギヤ５１及び後進伝動ギヤ５７は、サンギヤ４２に対して入力ギヤ５５及び伝動ギヤ５４が位置する側とは反対側に位置する遊星伝動部４０の入力ギヤ４１ｃに噛合っている。
【００４６】
前進クラッチ５２は、入力軸２２に一体回転及び摺動操作自在に支持された前進クラッチ体５２ａと、前進クラッチ体５２ａの一端側と前進伝動ギヤ５１の横側部とに亘って設けたクラッチ機構本体５２ｂとを備えて構成してある。前進クラッチ体５２ａは、前進クラッチ体５２ａ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。クラッチ機構本体５２ｂは、前進クラッチ体５２ａに設けた噛合い爪と前進伝動ギヤ５１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。
【００４７】
後進クラッチ５６は、後進伝動軸５３に一体回転及び摺動操作自在に支持された後進クラッチ体５６ａと、後進クラッチ体５６ａの一端側と入力ギヤ５５の横側部とに亘って設けたクラッチ機構本体５６ｂとを備えて構成してある。後進クラッチ体５６ａは、後進クラッチ体５６ａの端部に内嵌された油圧ピストン５９によって摺動操作される。クラッチ機構本体５６ｂは、後進クラッチ体５６ａに設けた噛合い爪と入力ギヤ５５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。
【００４８】
前後進切換え機構５０は、前進クラッチ５２が入り状態に切換え操作され、後進クラッチ５６が切り状態に切換え操作されることにより、前進伝動状態になり、入力軸２２のエンジン連結側と油圧無段変速機連結側の間に位置する前進クラッチ体５２ａから入力軸２２の駆動力を入力し、入力軸２２の駆動力を前進駆動力に変換して前進伝動ギヤ５１から遊星伝動部４０のキャリヤ４１に伝達する。
【００４９】
前後進切換え機構５０は、前進クラッチ５２が切り状態に切換え操作され、後進クラッチ５６が入り状態に切換え操作されることにより、後進伝動状態になり、入力軸２２のエンジン連結側と油圧無段変速機連結側の間に位置する伝動ギヤ５４から入力軸２２の駆動力を入力し、入力軸２２の駆動力を後進駆動力に変換して後進伝動ギヤ５７から遊星伝動部４０のキャリヤ４１に伝達する。
【００５０】
前後進切換え機構５０は、前進クラッチ５２及び後進クラッチ５６が切り状態に切換え操作されることにより、中立状態になり、入力軸２２と遊星伝動部４０のキャリヤ４１との連動を絶つ。
【００５１】
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を備えた出力側のクラッチ機構６０を設けてある。
【００５２】
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。
【００５３】
したがって、出力側のクラッチ機構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の連動を絶つことで、モータ軸３３ａの出力回転体２４に対する連動を絶ち、この状態において遊星伝動部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第１伝動状態を現出し、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。
【００５４】
出力側のクラッチ機構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る第２伝動状態を現出し、油圧無段変速機３０による出力の出力回転体２４からの出力を可能し、かつ、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と遊星ギヤ４３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。
【００５５】
したがって、遊星伝動部４０は、前後進切換え機構５０が前進伝動状態に切換え操作され、出力側のクラッチ機構６０が切り状態に切換え操作されることにより、入力軸２２から前後進切換え機構５０を介して前進駆動力をキャリヤ４１に入力し、油圧無段変速機３０のモータ軸３３ａからの出力を伝動軸２３を介してサンギヤ４２に入力し、入力軸２２からの前進駆動力と油圧無段変速機３０の出力とを合成して前進側の合成駆動力を発生させ、発生させた前進側の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。
【００５６】
遊星伝動部４０は、前後進切換え機構５０が後進伝動状態に切換え操作され、出力側のクラッチ機構６０が切り状態に切換え操作されることにより、入力軸２２から前後進切換え機構５０を介して後進駆動力をキャリヤ４１に入力し、油圧無段変速機３０のモータ軸３３ａからの出力を伝動軸２３を介してサンギヤ４２に入力し、入力軸２２からの前進駆動力と油圧無段変速機３０の出力とを合成して後進側の合成駆動力を発生させ、発生させた後進側の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。
【００５７】
遊星伝動部４０は、前後進切換え機構５０が中立状態に操作されることにより、入力軸２２に対する連動を絶たれた状態になる。
【００５８】
図６は、油圧式無段変速機３０、前進クラッチ５２、後進クラッチ５６及び出力側のクラッチ機構６０の操作状態と変速伝動装置２０の伝動形態との関係を示す説明図である。図６に示す「前進」は、油圧式無段変速機３０の前進伝動状態を示し、「後進」は、油圧式無段変速機３０の後進伝動状態を示す。図６に示す「切」は、前進クラッチ５２、後進クラッチ５６及び出力側のクラッチ機構６０の切り状態を示し、「入」は、前進クラッチ５２、後進クラッチ５６及び出力側のクラッチ機構６０の入り状態を示す。図３は、ＨＳＴモード伝動を現出する状態での変速伝動装置２０を示す縦断正面図である。
【００５９】
図３は、ＨＳＴモード伝動での変速伝動装置２０を示す縦断正面図である。図３，６に示すように、変速伝動装置２０は、前進クラッチ５２及び後進クラッチ５６が切り状態に切換え制御され、出力側のクラッチ機構６０が入り状態に切換え制御されると、ＨＳＴモード伝動を現出する状態になる。変速伝動装置２０は、ＨＳＴモード伝動の状態になると、入力軸２２に入力されたエンジン駆動力を遊星伝動部４０に伝達せず、入力軸２２に入力されたエンジン駆動力を油圧式無段変速機３０によって変速し、変速後の駆動力をモータ軸３３ａから伝動軸２３、サンギヤ４２、クラッチ体６１、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に伝達して出力回転体２４から左右一対の走行装置１，１に伝達する。
【００６０】
図４は、前進側のＨＭＴモード伝動での変速伝動装置２０を示す縦断正面図である。図４，６に示すように、変速伝動装置２０は、前進クラッチ５２が入り状態に切換え制御され、後進クラッチ５６及び出力側のクラッチ機構６０が切り状態に切換え制御されると、前進側のＨＭＴモード伝動を現出する状態になる。変速伝動装置２０は、前進側のＨＭＴモード伝動になると、入力軸２０によって入力されたエンジン駆動力を前後進切換え機構５０によって前進駆動力に変換して遊星伝動部４０に伝達し、遊星伝動部４０によって前後進切換え機構５０からの前進駆動力と油圧式無段変速機３０のモータ軸３３ａからの出力とを合成して前進側の合成駆動力を発生させ、発生した前進側の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に伝達して出力回転体２４から左右一対の走行装置１，１に伝達する。
【００６１】
図５は、後進側のＨＭＴモード伝動での変速伝動装置２０を示す縦断正面図である。図５，６に示すように、変速伝動装置２０は、後進クラッチ５６が入り状態に切換え制御され、前進クラッチ５２及び出力側のクラッチ機構６０が切り状態に切換え制御されると、後進側のＨＭＴモード伝動を現出する状態になる。変速伝動装置２０は、後進側のＨＭＴモード伝動になると、入力軸２０によって入力されたエンジン駆動力を前後進切換え機構５０によって後進駆動力に変換して遊星伝動部４０に伝達し、遊星伝動部４０によって前後進切換え機構５０からの後進駆動力と油圧式無段変速機３０のモータ軸３３ａからの出力とを合成して後進側の合成駆動力を発生させ、発生した後進側の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に伝達して出力回転体２４から左右一対の走行装置１，１に伝達する。
【００６２】
図７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ける油圧式無段変速機３０の変速状態と変速伝動装置２０の出力回転体２４による出力速度との関係を示す説明図である。図７の横軸は、油圧式無段変速機３０の変速状態を示し、「ｎ」は、油圧式無段変速機３０の中立位置を示し、「−ｍａｘ」は、油圧式無段変速機３０の後進伝動状態での最高速位置を示し、「＋ｍａｘ」は、油圧式無段変速機３０の前進伝動状態での最高速位置を示す。図７の縦軸は、出力回転体２４による出力速度を示す。図７に示す実線ＲＬ及び実線ＦＬは、前進クラッチ５２及び後進クラッチ５６が切リ状態に切換え制御され、出力側のクラッチ機構６０が入り状態に切換え制御された場合、すなわち変速伝動装置２０がＨＳＴモード伝動の状態に操作された場合における出力速度の変化を示す。図７に示す実線ＦＭ，ＦＨは、前進クラッチ５２が入り状態に切り換え制御され、後進クラッチ５６及び出力側のクラッチ機構６０が切り状態に切換え制御された場合、すなわち変速伝動装置２０が前進側のＨＭＴモード伝動の状態に操作された場合における出力速度の変化を示す。図７に示す実線ＲＭ，ＲＨは、後進クラッチ５６が入り状態に切り換え制御され、前進クラッチ５２及び出力側のクラッチ機構６０が切り状態に切換え制御された場合、すなわち変速伝動装置２０が後進側のＨＭＴモード伝動の状態に操作された場合における出力速度の変化を示す。
【００６３】
図６に示すように、かつ図７の実線ＦＬで示すように、前進クラッチ５２及び後進クラッチ５６が切り状態に制御され、出力側のクラッチ機構６０が入り状態に制御された状態において、油圧式無段変速機３０が中立位置「ｎ」に操作されると、出力が零「０」になる。
【００６４】
前進クラッチ５２及び後進クラッチ５６が切り状態に維持され、出力側のクラッチ機構６０が入り状態に維持されながら、油圧式無段変速機３０が中立位置「ｎ」から前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速操作されると、前進駆動力が出力される。前進クラッチ５２及び後進クラッチ５６が切り状態に維持され、出力側のクラッチ機構６０が入り状態に維持されながら、油圧式無段変速機３０が中立位置「ｎ」から前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、前進の出力が無段階に増速する。油圧式無段変速機３０が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、出力速度が前進の中間速度「ＦＶ１」になる。
【００６５】
図６に示すように、かつ図７の実線ＦＭ，ＦＨで示すように、油圧式無段変速機３０が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、前進クラッチ５２が入り状態に切換え制御され、出力側のクラッチ機構６０が切り状態に切換え制御され、前進クラッチ５２が入り状態に維持されながら、後進クラッチ５６及び出力側のクラッチ機構６０が切り状態に維持されながら、油圧無段変速機３０が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」から後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、前進の出力が中間速度「ＦＶ１」から無段階に増速する。油圧式無段変速機３０が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、出力が前進の最高速度「ＦＶ２」になる。
【００６６】
図６に示すように、かつ図７の実線ＲＬで示すように、前進クラッチ５２及び後進クラッチ５６が切り状態に維持され、出力側のクラッチ機構６０が入り状態に維持されながら、油圧式無段変速機３０が中立位置「ｎ」から後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作されると、後進駆動力が出力される。前進クラッチ５２及び後進クラッチ５６が切り状態に維持され、出力側のクラッチ機構６０が入り状態に維持されながら、油圧式無段変速機３０が中立位置「ｎ」から後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、後進の出力が無段階に増速する。油圧式無段変速機３０が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、出力速度が後進の中間速度「ＲＶ１」になる。
【００６７】
図６に示すように、かつ図７の実線ＲＭ，ＲＨで示すように、油圧式無段変速機３０が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、後進クラッチ５６が入り状態に切換え制御され、出力側のクラッチ機構６０が切り状態に切換え制御され、後進クラッチ５６が入り状態に維持されながら、前進クラッチ５２及び出力側のクラッチ機構６０が切り状態に維持されながら、油圧無段変速機３０が後進伝動状態の最高速位置「−ｍａｘ」から前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速操作されるに伴い、後進の出力が中間速度「ＲＶ１」から無段階に増速する。油圧式無段変速機３０が前進伝動状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、出力が後進の最高速度「ＲＶ２」になる。
【００６８】
図７に示す「Ｎ」は、実線ＦＨ，ＦＭを油圧式無段変速機３０の前進側の最高速位置「＋ｍａｘ」を超えて出力回転が零「０」となる点まで延長したときの横軸の値を示す。油圧式無段変速機３０の前進側の最高速位置「＋ｍａｘ」の横軸の値を１とすると、Ｎ＝１．６〜２．２となる。つまり、Ｎ＝１．６〜２．２となるように、油圧式無段変速機３０における油圧ポンプ３２及び油圧モータ３３の容量、並びに遊星伝動部４０の伝動ギヤ比を設定してある。
【００６９】
図８は、変速伝動装置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、油圧式無段変速機３０の変速操作部３０ａ、並びに前進クラッチ５２、後進クラッチ５６及び出力側のクラッチ機構６０の操作部５２ｃ，５６ｃ，６０ａに連係された制御装置７２と、制御装置７２に連係された変速検出センサ７３、エンジン回転数センサ７４、変速機出力回転数センサ７５及び出力回転数センサ７６とを備えている。
【００７０】
変速操作部３０ａは、油圧式無断変速機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。前進クラッチ５２の操作部５２ｃ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を操作して前進クラッチ体５２ａを摺動操作することにより、前進クラッチ５２を切り換え操作する。後進クラッチ５６の操作部５６ｃは、後進伝動軸５３の内部に形成された操作油路を介して油圧ピストン５９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５９を操作して後進クラッチ体５６ａを摺動操作することにより、後進クラッチ５６を切り換え操作する。出力側のクラッチ機構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を摺動操作して出力側のクラッチ機構６０を切り換え操作する。
【００７１】
変速検出センサ７３は、変速レバー７７の操作位置を検出し、この検出結果を制御装置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。変速機出力回転数センサ７５は、油圧式無段変速機３０の出力回転数を検出し、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、変速伝動装置２０の出力回転数を検出し、この検出結果を制御装置７２に出力する。
【００７２】
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を備えている。変速制御手段７８は、変速検出センサ７３及び変速機出力回転数センサ７５による検出情報を基に、油圧式無段変速機３０の変速状態が変速レバー７７の操作位置に対応したものになるように、変速操作部３０ａを操作して油圧式無段変速機３０を変速制御する。
【００７３】
変速制御手段７８は、油圧式無段変速機３０を変速制御するに加え、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、変速検出センサ７３、変速機出力回転数センサ７５及び出力回転数センサ７６による検出情報を基に、図６，７に示す如く変速伝動装置２０がＨＳＴモード伝動、前進側のＨＭＴモード伝動及び後進側のＨＭＴモード伝動を現出して伝動するように、操作部５２ｃ、操作部５６ｃ及び操作部６０ａを操作して前進クラッチ５２、後進クラッチ５６及び出力側のクラッチ機構６０を所定のタイミングで切り換え制御する。
【００７４】
〔別実施構造〕
図９は、別実施構造を備えた変速伝動装置２０を示す縦断正面図である。この図に示すように、別実施構造を備えた変速伝動装置２０では、油圧式無段変速機３０に補充用の作動油を供給するチャージポンプ９０を、ポンプ軸３２ａの端部に装備してある。チャージポンプ９０は、ポンプ軸３２ａに一体回転自在に連結したロータ９０ａ、及びケーシング３１に脱着自在に連結したポンプケーシング９０ｂを備えている。
【００７５】
〔別実施例〕
（１）上記した実施例では、前進伝動状態における入力軸２２からキャリヤ４１への伝動比と、後進伝動状態における入力軸２２からキャリヤ４１への伝動比とが同じ又はほぼ同じになるよう前後進切換え機構５０を構成した例を示したが、前進伝動状態における入力軸２２からキャリヤ４１への伝動比と、後進伝動状態における入力軸２２からキャリヤ４１への伝動比とが異なるよう構成した前後進切換え機構を採用して実施してもよい。この場合、後進側のＨＭＴモード伝動での出力速度を示す実線ＲＭ，ＲＨと、前進側のＨＭＴモード伝動での出力速度を示す実線ＦＭ，ＦＨとの横軸に対する傾斜角が同一になるとか異なることになり、後進出力の最高速度と前進出力の最高速度が同一になるとか異なることになる。
【００７６】
（２）上記した実施例では、後進クラッチ５６を入力ギヤ５５と後進伝動軸５３とに亘って設けた例を示したが、入力ギヤ５５を後進伝動軸５３に一体回転自在に支持し、後進伝動ギヤ５７を後進伝動軸５３に相対回転自在に支持し、後進伝動ギヤ５７と後進伝動軸５３とに亘って後進クラッチ５６を設けて実施してもよい。
【００７７】
（３）上記した実施例では、前進クラッチ５２、後進クラッチ５６、出力側のクラッチ機構６０を噛合い式のクラッチによって構成した例を示したが、摩擦式のクラッチによって構成して実施してもよい。
【００７８】
（４）上記した実施例では、前後進切換え機構５０からの前進駆動力及び後進駆動力を遊星伝動部４０のキャリヤ４１に入力し、遊星伝動部４０のリングギヤ４４の駆動力を出力回転体２４に伝達するよう構成した例を示したが、前後進切換え機構５０からの前進駆動力及び後進駆動力を遊星伝動部４０のリングギヤ４４に入力し、遊星伝動部４０のキャリヤ４１の駆動力を出力回転体２４に伝達するよう構成して実施してもよい。
【００７９】
（５）上記した実施例では、油圧モータ３３を可変容量形に構成した例を示したが、固定容量形に構成して実施してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、コンバインの他、田植機、運搬車など各種の車両に利用できる。
【符号の説明】
【００８１】
１ 走行装置
２２ 入力軸
２４ 出力回転体
３０ 油圧式無段変速機
３３ａ モータ軸
４０ 遊星伝動部
４１ｃ 入力ギヤ
４２ サンギヤ
４３ 遊星ギヤ
４４ リングギヤ
５０ 前後進切換え機構
５１ 前進伝動ギヤ
５２ａ 前進クラッチ体
５３ 後進伝動軸
５４ 伝動ギヤ
５５ 入力ギヤ
５６ａ 後進クラッチ体
５７ 後進伝動ギヤ
６０ クラッチ機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン駆動力を入力する入力軸と、前記入力軸によって駆動される油圧式無段変速機と、前記入力軸の駆動力と前記油圧式無段変速機の出力とを合成して合成駆動力を出力する遊星伝動部と、走行装置に出力する出力回転体とを設けた変速伝動装置であって、
前記入力軸の駆動力を前進駆動力に変換して前記遊星伝動部に伝達する前進伝動状態と、前記入力軸の駆動力を後進駆動力に変換して前記遊星伝動部に伝達する後進伝動状態とに切換え自在な前後進切換え機構を設け、
前記前後進切換え機構を、前記入力軸と前記遊星伝動部との伝動を絶つ中立状態に切換え自在に構成し、
前記油圧式無段変速機のモータ軸と前記出力回転体との連動を入り状態と切り状態とに切り換え自在なクラッチ機構を設けてある変速伝動装置。
【請求項２】
前記クラッチ機構の前記入り状態において、前記遊星伝動部を構成するサンギヤと遊星ギヤとリングギヤとが前記油圧式無段変速機のモータ軸に対して一体回転自在に連動するように構成してある請求項１記載の変速伝動装置。
【請求項３】
前記遊星伝動部に連動する状態で前記入力軸に相対回転自在に支持される前進伝動ギヤと、
前記前進伝動ギヤに対して係脱操作されて前記前進伝動ギヤと前記入力軸を連動入り状態と連動切り状態に切り換えるように、前記入力軸に一体回転及び摺動操作自在に支持される前進クラッチ体と、
前記入力軸に連動する入力ギヤと前記遊星伝動部に連動する後進伝動ギヤのうちの一方を相対回転自在に支持し、他方を一体回転自在に支持する後進伝動軸と、
前記入力ギヤと前記後進伝動ギヤとのうちの前記後進伝動軸に相対回転自在に支持されるクラッチ用のギヤに対して係脱操作されて、そのクラッチ用のギヤと前記後進伝動軸とを連動入り状態と連動切り状態に切り換えるように、前記後進伝動軸に一体回転及び摺動操作自在に支持される後進クラッチ体とを備えて、前記前後進切換え機構を構成してある請求項１又は２記載の変速伝動装置。
【請求項４】
前記入力ギヤ、及び前記入力ギヤに噛合う状態で前記入力軸に一体回転自在に支持される伝動ギヤを、前記遊星伝動部に対して前記前進伝動ギヤ及び前記後進伝動ギヤが位置する側とは反対側に配置し、
前記前進伝動ギヤ及び前記後進伝動ギヤを、前記遊星伝動部のサンギヤに対して前記入力ギヤ及び前記伝動ギヤが位置する側とは反対側の部位に設けた入力ギヤに噛合わせてある請求項３記載の変速伝動装置。
【請求項１】
エンジン駆動力を入力する入力軸と、前記入力軸によって駆動される油圧式無段変速機と、前記入力軸の駆動力と前記油圧式無段変速機の出力とを合成して合成駆動力を出力する遊星伝動部と、走行装置に出力する出力回転体とを設けた変速伝動装置であって、
前記入力軸の駆動力を前進駆動力に変換して前記遊星伝動部に伝達する前進伝動状態と、前記入力軸の駆動力を後進駆動力に変換して前記遊星伝動部に伝達する後進伝動状態とに切換え自在な前後進切換え機構を設け、
前記前後進切換え機構を、前記入力軸と前記遊星伝動部との伝動を絶つ中立状態に切換え自在に構成し、
前記油圧式無段変速機のモータ軸と前記出力回転体との連動を入り状態と切り状態とに切り換え自在なクラッチ機構を設けてある変速伝動装置。
【請求項２】
前記クラッチ機構の前記入り状態において、前記遊星伝動部を構成するサンギヤと遊星ギヤとリングギヤとが前記油圧式無段変速機のモータ軸に対して一体回転自在に連動するように構成してある請求項１記載の変速伝動装置。
【請求項３】
前記遊星伝動部に連動する状態で前記入力軸に相対回転自在に支持される前進伝動ギヤと、
前記前進伝動ギヤに対して係脱操作されて前記前進伝動ギヤと前記入力軸を連動入り状態と連動切り状態に切り換えるように、前記入力軸に一体回転及び摺動操作自在に支持される前進クラッチ体と、
前記入力軸に連動する入力ギヤと前記遊星伝動部に連動する後進伝動ギヤのうちの一方を相対回転自在に支持し、他方を一体回転自在に支持する後進伝動軸と、
前記入力ギヤと前記後進伝動ギヤとのうちの前記後進伝動軸に相対回転自在に支持されるクラッチ用のギヤに対して係脱操作されて、そのクラッチ用のギヤと前記後進伝動軸とを連動入り状態と連動切り状態に切り換えるように、前記後進伝動軸に一体回転及び摺動操作自在に支持される後進クラッチ体とを備えて、前記前後進切換え機構を構成してある請求項１又は２記載の変速伝動装置。
【請求項４】
前記入力ギヤ、及び前記入力ギヤに噛合う状態で前記入力軸に一体回転自在に支持される伝動ギヤを、前記遊星伝動部に対して前記前進伝動ギヤ及び前記後進伝動ギヤが位置する側とは反対側に配置し、
前記前進伝動ギヤ及び前記後進伝動ギヤを、前記遊星伝動部のサンギヤに対して前記入力ギヤ及び前記伝動ギヤが位置する側とは反対側の部位に設けた入力ギヤに噛合わせてある請求項３記載の変速伝動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２１１６７２（Ｐ２０１２−２１１６７２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７８５４５（Ｐ２０１１−７８５４５）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
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