JP5492038B2 - トラクタの伝動装置 - Google Patents

Description

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

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

特開２００８−２５８０３号公報

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

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

本発明の目的は、走行装置に変速範囲が広い前進用の駆動力を変速途中での出力途切れが生じにくい状態で伝動することができながら、走行装置に後進用の駆動力を安価にかつ伝動効率が良い状態で伝動することができるとともに構造面でも有利に得られるトラクタの伝動装置を提供することにある。

本第１発明は、エンジンからの駆動力を入力する静油圧式無段変速部と、前記静油圧式無段変速部が出力する駆動力とエンジンからの駆動力を合成して出力する遊星伝動部と、前記遊星伝動部の出力を走行装置に伝動する走行伝動部とを備えたトラクタの伝動装置において、
前記遊星伝動部を、前記静油圧式無段変速部を構成するポンプ及びモータに対して伝動方向下手側に配置するとともに前記静油圧式無段変速部が正回転方向の駆動力を出力する正回転変速状態と逆回転方向の駆動力を出力する逆回転変速状態のいずれに変速された状態においても一定の回転方向の駆動力を出力するように構成し、
前記走行伝動部に、前記遊星伝動部が出力する一定の回転方向の駆動力を複数段の速度レンジに段階分けして出力する複数段の変速伝動状態と伝動を停止する中立状態とに変速操作自在な速度レンジ設定部、及び、前記遊星伝動部が出力する一定の回転方向の駆動力を後進用の駆動力に変換して出力する後進伝動状態と伝動を停止する中立状態とに切換え操作自在な後進伝動部を設け、
前記遊星伝動部を構成するサンギヤ、キャリヤ及びリングギヤに各別に連動されたサンギヤ連動の合成力出力軸、キャリヤ連動の合成力出力軸及びリングギヤ連動の合成力出力軸を、前記遊星伝動部から前記静油圧式無段変速部が位置する側とは反対側に向けて同一の軸芯まわりに相対回転自在に延出させ、
前記リングギヤ連動の合成力出力軸に一体回転自在に設けた１速入力ギヤと、その１速入力ギヤに噛み合う前進１速伝動ギヤと、前記サンギヤ連動の合成力出力軸に一体回転自在に設けた２速入力ギヤと、その２速入力ギヤに噛み合う前進２速伝動ギヤと、前記キャリヤ連動の合成力出力軸に一体回転自在に設けた３速入力ギヤと、その３速入力ギヤに噛み合う前進３速伝動ギヤと、前記前進１速伝動ギヤ、前記前進２速伝動ギヤ及び前記前進３速伝動ギヤの回転軸芯が一直線状に並ぶ状態で前記前進１速伝動ギヤ、前記前進２速伝動ギヤ及び前記前進３速伝動ギヤを相対回転自在に支持する出力軸と、前記前進１速伝動ギヤを前記出力軸に一体回転自在に連結する１速クラッチと、前記前進２速伝動ギヤを前記出力軸に一体回転自在に連結する２速クラッチと、前記前進３速伝動ギヤを前記出力軸に一体回転自在に連結する３速クラッチとを備えて、前記速度レンジ設定部を構成し、
前記リングギヤ連動の合成力出力軸に一体回転自在に設けた入力ギヤと、その入力ギヤに逆転ギヤを介して連動される後進伝動ギヤとを備え、前記後進伝動ギヤを、この後進伝動ギヤの回転軸芯が前記前進１速伝動ギヤ、前記前進２速伝動ギヤ及び前記前進３速伝動ギヤの回転軸芯と一直線状に並ぶ状態で前記出力軸に相対回転自在に支持させて、かつ前記後進伝動ギヤを前記出力軸に一体回転自在に連結する後進伝動クラッチを備えて、前記後進伝動部を構成してある。

本第１発明の構成によると、後進伝動クラッチが切り状態に切換え操作されると共に静油圧式無段変速部の変速制御に伴って１速クラッチ、２速クラッチ及び３速クラッチが入り状態と切り状態に適切に切換え制御されることにより、遊星伝動部によってエンジンからの駆動力と静油圧式無段変速部からの駆動力を合成して出力される一定の回転方向の駆動力が１速レンジから３速レンジの３段階の速度レンジに段階分けして、かつ各速度レンジにおいて無段階に変速した前進用の駆動力として出力軸から出力され、この１速レンジから３速レンジに亘ると共に各速度レンジにおいて無段階に変速する前進用の出力が走行装置に伝動される。後進伝動クラッチが入り状態に切換え操作されると共に静油圧式無段変速部の変速制御にかかわらず１速クラッチ、２速クラッチ及び３速クラッチが切り状態に維持されることにより、遊星伝動部によってエンジンからの駆動力と静油圧式無段変速部からの駆動力を合成して出力される一定の回転方向の駆動力が後進伝動クラッチによって後進用の駆動力に変換して出力軸から出力され、この後進用の駆動力が走行装置に伝達される。

遊星伝動部を構成するサンギヤ、キャリヤ及びリングギヤに各別に連動されたサンギヤ連動の合成力出力軸、キャリヤ連動の合成力出力軸及びリングギヤ連動の合成力出力軸を、遊星伝動部から静油圧式無段変速部が位置する側とは反対側に向けて同一の軸芯まわりに相対回転自在に延出させ、リングギヤ連動の合成力出力軸とサンギヤ連動の合成力出力軸とキャリヤ連動の合成力出力軸に分散させて連動させた前進１速伝動ギヤ、前進２速伝動ギヤ及び前進３速伝動ギヤと、前進１速伝動ギヤ、前進２速伝動ギヤ及び前進３速伝動ギヤの回転軸芯が一直線状に並ぶ状態で前進１速伝動ギヤ、前進２速伝動ギヤ及び前進３速伝動ギヤを相対回転自在に支持する出力軸と、前進１速伝動ギヤを出力軸に一体回転自在に連結する１速クラッチと、前進２速伝動ギヤを出力軸に一体回転自在に連結する２速クラッチと、前進３速伝動ギヤを出力軸に一体回転自在に連結する３速クラッチとを備えて、速度レンジ設定部を構成してあるから、１速レンジと２速レンジが切り換わる点において、１速クラッチと２速クラッチが共に入り状態になる過程を経て１速クラッチ及び２速クラッチが入り状態と切り状態の一方から他方に切り換わるようにクラッチ切り換え制御を行なわせることができ、２速レンジと３速レンジが切り換わる点において、２速クラッチと３速クラッチが共に入り状態になる過程を経て２速クラッチ及び３速クラッチが入り状態と切り状態の一方から他方に切り換わるようにクラッチ切り換え制御を行なわせることができて、１速レンジと２速レンジが切り換わる点での変速も２速レンジと３速レンジが切り換わる点での変速も出力途切れが発生しない状態で行なわせられる。

本第１発明の構成によると、１速クラッチ、２速クラッチ、３速クラッチ及び後進伝動クラッチを、遊星伝動部に対して静油圧式無段変速部が位置する側とは反対側に同一の出力軸にまとめて支持させて配置することができ、各クラッチを切換え操作する操作機構を遊星伝動部に対して伝動方向下手側に位置する個所にまとめて配備することができる。

従って、走行装置に前進用の駆動力を３段階の速度レンジに亘る広い変速範囲で無段変速して、かつ１速レンジと２速レンジが切り換わる変速時点においても２速レンジと３速レンジが切り換わる変速時点においても出力途切れがない状態で伝動して作業や走行箇所に適応した走行速度をスムーズに変速して現出させやすいものでありながら、静油圧式無段変速部に後進用の駆動力を現出される機能を備えさせずに後進伝動部を備えるだけで走行装置に後進用の駆動力を伝動することができて、後進走行を伝動効率が良い状態でかつ安価に行なわせることができる。さらに、各クラッチのための操作機構をコンパクトに組み込むことができて、この面からも安価に得ることができる。

本第２発明は、前記サンギヤ連動の合成力出力軸に一体回転自在に設けた４速入力ギヤと、その４速入力ギヤに噛み合い前記出力軸に相対回転自在に支持された前進４速伝動ギヤと、この前進４速伝動ギヤを前記出力軸に一体回転自在に連結する４速クラッチを、前記速度レンジ設定部に備えてある。

本第２発明の構成によると、静油圧式無段変速部の変速制御に伴う１速クラッチ、２速クラッチ及び３速クラッチの切換え制御に併せて、４速クラッチが適切に切換え制御されることにより、遊星伝動部によってエンジンからの駆動力と静油圧式無段変速部からの駆動力を合成して出力される一定の回転方向の駆動力が１速レンジから４速レンジの４段階の速度レンジに段階分けし、かつ各速度レンジにおいて無段階に変速した前進用の駆動力として出力軸から出力され、この１速レンジから４速レンジに亘ると共に各速度レンジにおいて無段階に変速する前進用の出力が走行装置に伝動される。

リングギヤ連動の合成力出力軸とサンギヤ連動の合成力出力軸とキャリヤ連動の合成力出力軸のうち、前進３速伝動ギヤが連動しない合成力出力軸に連動されるとともに出力軸に相対回転自在に支持される前進４速伝動ギヤ、及びこの前進４速伝動ギヤを出力軸に一体回転自在に連結する４速クラッチを、速度レンジ設定部に備えてあるから、３速クラッチと４速クラッチが共に入り状態になる過程を経て３速クラッチ及び４速クラッチが入り状態と切り状態の一方から他方に切り換わるようにクラッチ切り換え制御を行なわせることができて、３速レンジと４速レンジが切り換わる点での変速を出力途切れが発生しない状態で行なわせることができ、かつ、４速クラッチを切換え操作する操作機構を、１速から３速クラッチを切換え操作する操作機構と共に遊星伝動部に対して伝動方向下手側に位置する個所にまとめて配備することができる。

従って、走行装置に前進用の駆動力を４段階の速度レンジに亘る広い変速範囲で無段変速して、かつ１速レンジと２速レンジが切り換わる変速時点及び２速レンジと３速レンジが切り換わる変速時点の他に３速レンジと４速レンジが切り換わる変速時点においても出力途切れがない状態で伝動して作業や走行箇所に適応した走行速度をスムーズに変速して現出させやすい。４速クラッチの操作機構も１速クラッチから３速クラッチの操作機構と共にまとめてコンパクトに組み込むことができて安価に得ることができる。

トラクタの全体を示す側面図である。 伝動装置を示すスケルトン図である。 遊星伝動部を示す断面図である。 静油圧式無段変速部の変速状態と自走車の走行速度の関係を示す説明図である。 後進伝動クラッチ、１速クラッチ、２速クラッチ、３速クラッチ及び４速クラッチの操作状態と自走車の走行方向及び速度レンジ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。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、トラクタの全体を示す側面図である。この図に示すように、トラクタは、左右一対の操向操作及び駆動自在な前車輪１，１と左右一対の駆動自在な後車輪２，２によって自走する自走車と、この自走車の車体前部に設けたエンジン３が装備された原動部と、車体後部に設けた運転座席４が装備された搭乗型の運転部と、自走車の車体フレーム５の後部を構成するミッションケースに揺動昇降操作自在に取り付けた左右一対のリフトアーム６ａ，６ａを有したリンク機構６と、前記ミッションケースから車体後方向きに突出する動力取り出し軸７とを備えて構成してある。

このトラクタは、車体後部にリンク機構６を介して昇降操作自在にロータリ耕耘装置が連結され、かつエンジン３が出力する駆動力を動力取り出し軸７からロータリ耕耘装置に伝達するように構成されることによって乗用型耕耘機を構成するなど、車体後部に各種の作業装置が昇降操作及び駆動自在に連結されることにより、各種の乗用型作業機を構成する。

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

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

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

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

主クラッチ機構１０の出力軸１０ａと遊星伝動部３０の入力側リングギヤ３３ａを連動させる遊星連動機構２４は、主クラッチ機構１０の出力軸１０ａに一体回転自在に形成された回転伝動軸２５と、この回転伝動軸２５に一体回転自在に設けた伝動ギヤ２６と、この伝動ギヤ２６に噛合う状態で入力側リングギヤ３３ａに一体回転自在に設けた入力ギヤ２７とによって構成してある。

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

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

図３は、遊星伝動部３０を示す断面図である。図２，３に示すように、遊星伝動部３０は、静油圧式無段変速部１１を構成する油圧ポンプ１１Ｐ及び油圧モータ１１Ｍに対して伝動方向下手側に配置してある。遊星伝動部３０は、静油圧式無段変速部１１のモータ軸１１ｂに一体回転自在に連動された入力側サンギヤ３４ａ、及び主クラッチ機構１０の出力軸１０ａに遊星連動機構２４を介して連動された入力側リングギヤ３３ａを有した入力側遊星ギヤ機構３０Ａと、この入力側遊星ギヤ機構３０Ａに対して伝動方向下手側に位置した出力側遊星ギヤ機構３０Ｂとを備えて構成してある。入力側遊星ギヤ機構３０Ａの入力側遊星ギヤ３５ａを支持する入力側キャリヤ３６ａと、出力側遊星ギヤ機構３０Ｂの出力側遊星ギヤ３５ｂを支持する出力側キャリヤ３６ｂとは、一体のキャリヤ３６に構成されている。つまり、遊星伝動部３０は、入力側遊星ギヤ機構３０Ａと出力側遊星ギヤ機構３０Ｂの一対の遊動ギヤ機構、及び入力側遊星ギヤ機構３０Ａを構成する入力側遊星ギヤ３５ａと出力側遊星ギヤ機構３０Ｂを構成する出力側遊星ギヤ３５ｂを連動させるギヤ連動機構３７を備えて成る複合遊星ギヤ機構によって構成してある。ギヤ連動機構３７は、入力側遊星ギヤ３５ａに一体形成することによって入力側遊星ギヤ３５ａと一連かつ同外径の構造になったギヤ３７ａと、出力側遊星ギヤ３５ｂに一体形成することによって出力側遊星ギヤ３５ｂと一連かつ同外径の構造になったギヤ３７ｂとを噛み合い連動させることによって構成してある。なお、入力側遊星ギヤ３５ａとは別体に形成するとともに入力側遊星ギヤ３５ａに連結軸などによって一体回転自在に連結したギヤと、出力側遊星ギヤ３５ｂとは別体に形成するとともに出力側遊星ギヤ３５ｂに連結軸などによって一体回転自在に連結したギヤとを噛み合い連動させることによってギヤ連動機構３７を構成してもよい。

遊星伝動部３０を構成する出力側遊星ギヤ機構３０Ａが位置する部位から静油圧式無段変速部１１が位置する側とは反対側に向けて３つの合成力出力軸３８ａ，３８ｂ，３８ｃを同一の軸芯まわりに相対回転するように三重軸構造に構成して延出してある。三重軸構造の３つの合成力出力軸３８ａ，３８ｂ，３８ｃのうちの最も内側に位置する合成力出力軸３８ｃは、キャリヤ３６に一体回転自在に連動されている。三重軸構造の３つの合成力出力軸３８ａ，３８ｂ，３８ｃのうちの中間に位置する合成力出力軸３８ｂは、出力側遊星ギヤ機構３０Ｂを構成する出力側サンギヤ３４ｂに一体回転自在に連動されている。三重軸構造の３つの合成力出力軸３８ａ，３８ｂ，３８ｃのうちの最も外側に位置する合成力出力軸３８ａは、出力側遊星ギヤ機構３０Ｂを構成する出力側リングギヤ３３ｂに一体回転自在に連動されている。

遊星伝動部３０は、エンジン３が出力する駆動力を主クラッチ機構１０及び遊星連動機構２４を介して入力側リングギヤ３３ａに入力し、静油圧式無段変速部１１がモータ軸１１ｂから出力する駆動力を入力側サンギヤ３４ａに入力し、エンジン３から入力した駆動力と静油圧式無段変速部１１から入力した駆動力を入力側遊星機構３０Ａと出力側遊星機構３０Ｂによって合成し、合成した駆動力をキャリヤ連動の合成力出力軸３８ｃ、サンギヤ連動の合成力出力軸３８ｂ及びリングギヤ連動の合成力出力軸３８ａから出力する。遊星伝動部３０は、静油圧式無段変速部１１が正回転変速状態と逆回転変速状態のいずれに変速された状態においても、後進用の駆動力は合成せずに、前進用の駆動力（一定の回転方向の駆動力）のみを合成してキャリヤ連動の合成力出力軸３８ｃ、サンギヤ連動の合成力出力軸３８ｂ及びリングギヤ連動の合成力出力軸３８ａから出力する。

走行伝動部Ｓを構成する速度レンジ設定部４０は、三重軸構造の３つの合成出力軸３８ａ，３８ｂ，３８ｃと平行に設けた出力軸４０ａ、及び、出力軸４０ａに伝動下手側が連動された１速レンジ設定部４０Ａと２速レンジ設定部４０Ｂと３速レンジ設定部４０Ｃと４速レンジ設定部４０Ｄを備えて構成してある。

１速レンジ設定部４０Ａは、リングギヤ連動の合成力出力軸３８ａに一体回転自在に設けた１速入力ギヤ４１ａと、この１速入力ギヤ４１ａに噛み合うことによってリングギヤ連動の合成力出力軸３８ａに連動する状態にあり、この連動状態で出力軸４０ａに相対回転自在に支持される前進１速伝動ギヤ４１ｂと、この前進１速伝動ギヤ４１ｂと出力軸４０ａにわたって設けた多板式でかつ油圧操作式の摩擦クラッチで成る１速クラッチ４１ｃとを備えている。

２速レンジ設定部４０Ｂは、３つの合成力出力軸３８ａ，３８ｂ，３８ｃのうちの１速入力ギヤ４１ａが連動しないサンギヤ連動の合成力出力軸３８ｂに一体回転自在に設けた２速入力ギヤ４２ａと、この２速入力ギヤ４２ａに噛み合うことによってサンギヤ連動の合成力出力軸３８ｂに連動する状態にあり、この連動状態で出力軸４０ａに相対回転自在に支持される前進２速伝動ギヤ４２ｂと、この前進２速伝動ギヤ４２ｂと出力軸４０ａにわたって設けた多板式でかつ油圧操作式の摩擦クラッチで成る２速クラッチ４２ｃとを備えている。

３速レンジ設定部４０Ｃは、３つの合成力出力軸３８ａ，３８ｂ，３８ｃのうちの２速入力ギヤ４２ａが連動しないキャリヤ連動の合成力出力軸３８ｃに一体回転自在に設けた３速入力ギヤ４３ａと、この３速入力ギヤ４３ａに噛み合うことによってキャリヤ連動の合成力出力軸３８ｃに連動する状態にあり、この連動状態で出力軸４０ａに相対回転自在に支持される前進３速伝動ギヤ４３ｂと、この前進３速伝動ギヤ４３ｂと出力軸４０ａにわたって設けた多板式でかつ油圧操作式の摩擦クラッチで成る３速クラッチ４３ｃとを備えている。

４速レンジ設定部４０Ｄは、３つの合成力出力軸３８ａ，３８ｂ，３８ｃのうちの３速入力ギヤ４３ａが連動しないサンギヤ連動の合成力出力軸３８ｂに一体回転自在に設けた４速入力ギヤ４４ａと、この４速入力ギヤ４４ａに噛合うことによってサンギヤ連動の合成力出力軸３８ｃに連動する状態にあり、この連動状態で出力軸４０ａに相対回転自在に支持される前進４速伝動ギヤ４４ｂと、この前進４速伝動ギヤ４４ｂと出力軸４０ａにわたって設けた多板式で油圧操作式の摩擦クラッチで成る４速クラッチ４４ｃとを備えている。

前進１速伝動ギヤ４１ｂと前進２速伝動ギヤ４２ｂと前進３速伝動ギヤ４３ｂと前進４速伝動ギヤ４４ｂは、出力軸４０ａの軸芯方向に並んで出力軸４０ａに相対回転自在に支持されており、前進１速伝動ギヤ４１ｂと前進２速伝動ギヤ４２ｂと前進３速伝動ギヤ４３ｂと前進４速伝動ギヤ４４ｂのそれぞれは、出力軸４０ａの軸芯を回転軸芯として回転し、前進１速伝動ギヤ４１ｂと前進２速伝動ギヤ４２ｂと前進３速伝動ギヤ４３ｂと前進４速伝動ギヤ４４ｂの回転軸芯が一直線状に並んでいる。出力軸４０ａは、出力軸４０ａの後端部に一体回転自在に設けた出力ギヤ４５と、この出力ギヤ４５に噛み合う状態で後輪差動機構１２の入力軸１２ａに一体回転自在に設けた伝動ギヤ４６とを介して後輪差動機構１２の入力軸１２ａに連動されている。出力軸４０ａは、出力ギヤ４５、伝動ギヤ４６、後輪差動機構１２の入力軸１２ａ、この入力軸１２ａに一体回転自在に設けた伝動ギヤ４８ａ、この伝動ギヤ４８ａに噛合う状態で前輪用出力軸４７に一体回転自在に設けた伝動ギヤ４８、前輪用出力軸４７、及び回転軸４９を介して前輪差動機構１３の入力軸１３ａに連動されている。

１速レンジ設定部４０Ａ及び２速レンジ設定部４０Ｂは、リングギヤ連動の合成力出力軸３８ａあるいはサンギヤ連動の合成力出力軸３８ｂの回転速度を１／２の速度に減速して出力軸４０ａに伝達するように構成してある。３速レンジ設定部４０Ｃ及び４速レンジ設定部４０Ｄは、キャリヤ連動の合成力出力軸３８ｃあるいはサンギヤ連動の合成力出力軸３８ｂの回転速度を２倍の速度に増速して出力軸４０ａに伝達するように構成してある。

従って、速度レンジ設定部４０は、１速クラッチ４１ｃが入り状態に切換え制御され、２速クラッチ４２ｃと３速クラッチ４３ｃと４速クラッチ４４ｃが切り状態に切換え制御されることにより、遊星伝動部３０がリングギヤ連動の合成力出力軸３８ａから出力する前進用の駆動力（一定の回転方向の駆動力）を１速レンジ設定部４０Ａによって出力軸４０ａに伝達して出力軸４０ａの後端部から後輪差動機構１２及び前輪差動機構１３に向けて前進用の駆動力のままで出力するように１速レンジ設定状態になる。

速度レンジ設定部４０は、２速クラッチ４２ｃが入り状態に切換え制御され、１速クラッチ４１ｃと３速クラッチ４３ｃと４速クラッチ４４ｃが切り状態に切換え制御されることにより、遊星伝動部３０がサンギヤ連動の合成力出力軸３８ｂから出力する前進用の駆動力（一定の回転方向の駆動力）を２速レンジ設定部４０Ｂによって出力軸４０ａに伝達して出力軸４０ａの後端部から後輪差動機構１２及び前輪差動機構１３に向けて前進用の駆動力のままで出力するように２速レンジ設定状態になる。

速度レンジ設定部４０は、３速クラッチ４３ｃが入り状態に切換え制御され、１速クラッチ４１ｃと２速クラッチ４２ｃと４速クラッチ４４ｃが切り状態に切換え制御されることにより、遊星伝動部３０がキャリヤ連動の合成力出力軸３８ｃから出力する前進用の駆動力（一定の回転方向の駆動力）を３速レンジ設定部４０Ｃによって出力軸４０ａに伝達して出力軸４０ａの後端部から後輪差動機構１２及び前輪差動機構１３に向けて前進用の駆動力のままで出力するように３速レンジ設定状態になる。

速度レンジ設定部４０は、４速クラッチ４４ｃが入り状態に切換え制御され、１速クラッチ４１ｃと２速クラッチ４２ｃと３速クラッチ４３ｃが切り状態に切換え制御されることにより、遊星伝動部３０がサンギヤ連動の合成力出力軸３８ｂから出力する前進用の駆動力を４速レンジ設定部４０Ｄによって出力軸４０ａに伝達して出力軸４０ａの後端部から後輪差動機構１２及び前輪差動機構１３に向けて前進用の駆動力のままで出力するように４速レンジ設定状態になる。

速度レンジ設定部４０は、１速クラッチ４１ｃと２速クラッチ４２ｃと３速クラッチ４３ｃと４速クラッチ４４ｃが切り状態に切換え制御されることにより、出力軸４０ａに対する伝動を停止するよう中立状態になる。

走行伝動部Ｓを構成する後進伝動部５０は、リングギヤ連動の合成力出力軸３８ａに一体回転自在に設けた入力ギヤ５１と、この入力ギヤ５１に噛合う逆転ギヤ５２と、この逆転ギヤ５２に噛合うことによって逆転ギヤ５２を介してリングギヤ連動の合成力出力軸３８ａに連動する状態にあり、この連動状態で出力軸４０ａに相対回転自在に支持される後進伝動ギヤ５３と、この後進伝動ギヤ５３と出力軸４０ａにわたって設けた多板式で油圧操作式の摩擦クラッチで成る後進伝動クラッチ５４を備えて構成してある。

後進伝動部５０は、後進伝動クラッチ５４が入り状態に切換え操作されることにより、遊星伝動部３０がリングギヤ連動の合成力出力軸３８ａから出力する前進用の駆動力（一定の回転方向の駆動力）を後進用の駆動力に変換して出力軸４０ａに伝達して出力軸４０ａから後輪差動機構１２及び前輪差動機構１３に向けて出力するよう伝動状態になる。

後進伝動部５０は、後進伝動クラッチ５４が切り状態に切換え操作されることにより、出力軸４０ａに対する伝動を停止するよう中立状態になる。

図４は、エンジン３が一定速度の駆動力を出力するようにアクセルセットされた状態における静油圧式無段変速部１１の変速状態と自走車の走行速度（車速）の関係を示す説明図である。図４の横軸は、静油圧式無段変速部１１の変速状態を示し、横軸の「Ｎ」は、静油圧式無段変速部１１の中立位置を示し、横軸の「＋ｍａｘ」は、静油圧式無段変速部１１の正回転変速状態での最高速位置を示し、横軸の「−ｍａｘ」は、静油圧式無段変速部１１の逆回転変速状態での最高速位置を示す。図４の縦軸は、車速を示し、縦軸の「０」は、車速の零を示し、縦軸の「０」よりも上側の部分は前進車速を示し、縦軸の「０」よりも下側の部分は、後進車速を示す。

図４に示す実線Ｆ１は、自走車を前進走行させる場合の１速レンジにおける車速変化を示し、図４に示す実線Ｆ２は、自走車を前進走行させる場合の２速レンジにおける車速変化を示し、図４に示す実線Ｆ３は、自走車を前進走行させる場合の３速レンジにおける車速変化を示し、図４に示す実線Ｆ４は、自走車を前進走行させる場合の４速レンジにおける車速変化を示す。図４に示す実線Ｒは、自走車を後進走行させる場合の後進レンジにおける車速変化を示す。

図５は、後進伝動クラッチ５４、１速クラッチ４１ｃ、２速クラッチ４２ｃ、３速クラッチ４３ｃ及び４速クラッチ４４ｃの操作状態と自走車の走行方向及び速度レンジとの関係を示す説明図である。図５に示す「入」は、後進伝動クラッチ５４、１速クラッチ４１ｃ、２速クラッチ４２ｃ、３速クラッチ４３ｃ、４速クラッチ４４ｃの入り状態を示し、図５に示す「切り」は、後進伝動クラッチ５４、１速クラッチ４１ｃ、２速クラッチ４２ｃ、３速クラッチ４３ｃ、４速クラッチ４４ｃの切り状態を示す。

図４，５に示すように、後進伝動クラッチ５４が切り状態「切」に操作されると、１速クラッチ４１ｃ、２速クラッチ４２ｃ、３速クラッチ４３ｃ及び４速クラッチ４３ｃの切換え制御が行なわれる。後進伝動クラッチ５４が切り状態「切」に操作された状態において、１速クラッチ４１ｃが入り状態「入」に切換え制御され、２速クラッチ４２ｃ、３速クラッチ４３ｃ及び４速クラッチ４４ｃが切り状態「切」に切換え制御され、１速クラッチ４１ｃが入り状態「入」に維持され、かつ２速クラッチ４２ｃと３速クラッチ４３ｃと４速クラッチ４４ｃが切り状態「切」に維持されたままで、静油圧式無段変速部１１が逆回転変速状態の最高速位置「−ｍａｘ」から正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速制御されることにより、前進車速が零「０」から１速レンジ（Ｆ１）で無段階に増速していく。静油圧式無段変速部１１が正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、前進車速が「ｆ１」になる。

静油圧式無段変速部１１が正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」になると、１速レンジと２速レンジを切換える切換え点「Ｔ１」になる。切換え点「Ｔ１」になると同時に、１速クラッチ４１ｃが切り状態「切」に切換え制御されるとともに２速クラッチ４２ｃが入り状態「入」に切換え制御される。切換え点「Ｔ１」では、出力途切れが発生しないように１速クラッチ４１ｃ及び２速クラッチ４２ｃを共に入り状態「入」にする過程を経て、１速クラッチ４１ｃが切り状態「切」に切換え制御され、２速クラッチ４２ｃが入り状態「入」に切換え制御される。この後、２速クラッチ４２ｃが入り状態「入」に維持され、かつ１速クラッチ４１ｃ、３速クラッチ４３ｃ、４速クラッチ４４ｃが切り状態「切」に維持されたままで、静油圧式無段変速部１１が正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」から逆回転変速状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速制御されることにより、前進車速が「ｆ１」から２速レンジ（Ｆ２）で無段階に増速していく。静油圧式無段変速部１１が逆回転変速状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、前進車速が「ｆ２」になる。

静油圧式無段変速部１１が逆回転変速状態の最高速位置「−ｍａｘ」になると、２速レンジと３速レンジを切換える切換え点「Ｔ２」になる。切換え点「Ｔ２」になると同時に、２速クラッチ４２ｃが切り状態「切」に切換え制御されるとともに３速クラッチ４３ｃが入り状態「入」に切換え制御される。切換え点「Ｔ２」では、出力途切れが発生しないように２速クラッチ４２ｃ及び３速クラッチ４３ｃを共に入り状態「入」にする過程を経て、２速クラッチ４２ｃが切り状態「切」に切換え制御され、３速クラッチ４３ｃが入り状態「入」に切換え制御される。この後、３速クラッチ４３ｃが入り状態「入」に維持され、かつ１速クラッチ４１ｃ、２速クラッチ４２ｃ、４速クラッチ４３ｃが切り状態「切」に維持されたままで、静油圧式無段変速部１１が逆回転変速状態の最高速位置「−ｍａｘ」から正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速制御されることにより、前進車速が「ｆ２」から３速レンジ（Ｆ３）で無段階に増速していく。静油圧式無段変速部１１が正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、前進車速が「ｆ３」になる。

静油圧式無段変速部１１が正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」になると、３速レンジと４速レンジを切換える切換え点「Ｔ３」になる。切換え点「Ｔ３」になると同時に、３速クラッチ４３ｃが切り状態「切」に切換え制御されるとともに４速クラッチ４４ｃが入り状態「入」に切換え制御される。切換え点「Ｔ３」では、出力途切れが発生しないように３速クラッチ４３ｃ及び４速クラッチ４４ｃを共に入り状態「入」にする過程を経て、３速クラッチ４３ｃが切り状態「切」に切換え制御され、４速クラッチ４４ｃが入り状態「入」に切換え制御される。この後、４速クラッチ４４ｃが入り状態「入」に維持され、かつ１速クラッチ４１ｃ、２速クラッチ４２ｃ、３速クラッチ４３ｃが切り状態「切」に維持されたままで、静油圧式無段変速部１１が正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」から逆回転変速状態の最高速位置「−ｍａｘ」に向けて変速制御されることにより、前進車速が「ｆ３」から４速レンジ（Ｆ４）で無段階に増速していく。静油圧式無段変速部１１が逆回転変速状態の最高速位置「−ｍａｘ」に至ると、前進車速が最高車速の「ｆ４」になる。

図４，５に示すように、後進伝動クラッチ５４が入り状態「入」に操作されると、１速クラッチ４１ｃ、２速クラッチ４２ｃ、３速クラッチ４３ｃ及び４速クラッチ４４ｃが切り状態「切」に維持制御される。後進伝動クラッチ５４が入り状態「入」に操作された状態において、静油圧式無段変速部１１が逆回転変速状態の最高速位置「−ｍａｘ」から正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に向けて変速制御されることにより、後進車速が零「０」から後進レンジ（Ｒ）で無段階に増速していく。静油圧式無段変速部１１が正回転変速状態の最高速位置「＋ｍａｘ」に至ると、後進車速が最高車速の「ｒ」になる。

後進伝動部５０において合成力出力軸３８ａの回転を減速して出力軸４０ａに伝達する減速比を、１速レンジ設定部４０Ａにおいて合成力出力軸３８ａの回転を減速して出力軸４０ａに伝達する減速比よりも小に設定してあり、後進車速の最高車速「ｒ」は、前進の１速レンジにおける最高車速「ｆ１」よりも高速になる。

図６は、走行用の伝動装置部Ｄ１を変速操作する変速操作装置７０を示すブロック図である。この図に示すように、変速操作装置７０は、静油圧式無段変速部１１に油圧ポンプ１１Ｐの斜板角変更を行なうように備えられた変速操作部７１、１速クラッチ４１ｃの切換え操作部（図示せず）、２速クラッチ４２ｃの切換え操作部（図示せず）、３速クラッチ４３ｃの切換え操作部（図示せず）、４速クラッチ４４ｃの切換え操作部（図示せず）、後進伝動クラッチ５４の切換え操作部（図示）のそれぞれに連係された制御装置７２と、変速レバー７３と、エンジン３の出力速度を検出するエンジン回転センサ７４と、前後進レバー７５とを備えている。

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

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

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

主変速制御手段７７は、エンジン回転センサ７４による検出情報を基にエンジン３がアクセルセットされた状態でのエンジン３の出力速度を検出し、変速検出センサ７３ａによる検出情報を基に変速レバー７３の操作位置を判断し、検出したエンジン３の出力速度と判断した変速レバー７３の操作位置と前後進検出センサ７５ａからの指令とを基に、変速レバー７３及び前後進レバー７５の操作位置に対応した所定の前進車速あるいは後進車速が現出されるように静油圧式無段変速部１１を自動的に変速制御し、かつ１速クラッチ４１ｃ、２速クラッチ４２ｃ、３速クラッチ４３ｃ及び４速クラッチ４４ｃを自動的に切換え制御する。

前後進切換え手段７８は、前後進レバー７５が前進位置「前」に操作されると、前後進検出センサ７５ａによる検出情報を基に後進伝動クラッチ５４を切り状態「切」に自動的に切換え操作し、前後進レバー７５が後進位置「後」に操作されると、前後進検出センサ７５ａによる検出情報を基に後進伝動クラッチ５４を入り状態「入」に自動的に切換え操作する。

〔別実施例〕
（１）上記した実施例では、１速レンジＦ１と２速レンジＦ２の切換え、２速レンジＦ２と３速レンジＦ３の切換え、３速レンジＦ３と４速レンジＦ４の切換え、前進と後進の切換えを摩擦式クラッチの切換えによってよりスムーズにかつ機敏に行えるように、１速クラッチ４１ｃ、２速クラッチ４２ｃ、３速クラッチ４３ｃ、４速クラッチ４４ｃ及び後進伝動クラッチ５４を摩擦式のクラッチによって構成した例を示したが、噛み合い式のクラッチによって構成してもよい。また、これらのクラッチのうちのいずれか１つ以上を摩擦クラッチによって構成し、その他のクラッチを噛み合い式のクラッチによって構成してもよい。

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

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

本発明は、車体後部に作業装置が連結されるトラクタに設けられる伝動装置の他、車体の前後輪間あるいは車体の前部に草刈装置などの作業装置が連結されるトラクタに設けられる伝動装置にも利用可能である。

１，２ 走行装置
３ エンジン
１１ 静油圧式無段変速部
１１Ｐ ポンプ
１１Ｍ モータ
３０ 遊星伝動部
３３ｂ リングギヤ
３４ｂ サンギヤ
３６ キャリヤ
３８ａ、３８ｂ、３８ｃ 合成力出力軸
４０ 速度レンジ設定部
４０ａ 出力軸
４１ｂ 前進１速伝動ギヤ
４１ｃ １速クラッチ
４２ｂ 前進２速伝動ギヤ
４２ｃ ２速クラッチ
４３ｂ 前進３速伝動ギヤ
４３ｃ ３速クラッチ
４４ｂ 前進４速伝動機構
４４ｃ ４速クラッチ
５０ 後進伝動部
５２ 逆転ギヤ
５３ 後進伝動ギヤ
５４ 後進伝動クラッチ
Ｓ 走行伝動部

Claims (2)

1. エンジンからの駆動力を入力する静油圧式無段変速部と、前記静油圧式無段変速部が出力する駆動力とエンジンからの駆動力を合成して出力する遊星伝動部と、前記遊星伝動部の出力を走行装置に伝動する走行伝動部とを備えたトラクタの伝動装置であって、
   前記遊星伝動部を、前記静油圧式無段変速部を構成するポンプ及びモータに対して伝動方向下手側に配置するとともに前記静油圧式無段変速部が正回転方向の駆動力を出力する正回転変速状態と逆回転方向の駆動力を出力する逆回転変速状態のいずれに変速された状態においても一定の回転方向の駆動力を出力するように構成し、
   前記走行伝動部に、前記遊星伝動部が出力する一定の回転方向の駆動力を複数段の速度レンジに段階分けして出力する複数段の変速伝動状態と伝動を停止する中立状態とに変速操作自在な速度レンジ設定部、及び、前記遊星伝動部が出力する一定の回転方向の駆動力を後進用の駆動力に変換して出力する後進伝動状態と伝動を停止する中立状態とに切換え操作自在な後進伝動部を設け、
   前記遊星伝動部を構成するサンギヤ、キャリヤ及びリングギヤに各別に連動されたサンギヤ連動の合成力出力軸、キャリヤ連動の合成力出力軸及びリングギヤ連動の合成力出力軸を、前記遊星伝動部から前記静油圧式無段変速部が位置する側とは反対側に向けて同一の軸芯まわりに相対回転自在に延出させ、
   前記リングギヤ連動の合成力出力軸に一体回転自在に設けた１速入力ギヤと、その１速入力ギヤに噛み合う前進１速伝動ギヤと、前記サンギヤ連動の合成力出力軸に一体回転自在に設けた２速入力ギヤと、その２速入力ギヤに噛み合う前進２速伝動ギヤと、前記キャリヤ連動の合成力出力軸に一体回転自在に設けた３速入力ギヤと、その３速入力ギヤに噛み合う前進３速伝動ギヤと、前記前進１速伝動ギヤ、前記前進２速伝動ギヤ及び前記前進３速伝動ギヤの回転軸芯が一直線状に並ぶ状態で前記前進１速伝動ギヤ、前記前進２速伝動ギヤ及び前記前進３速伝動ギヤを相対回転自在に支持する出力軸と、前記前進１速伝動ギヤを前記出力軸に一体回転自在に連結する１速クラッチと、前記前進２速伝動ギヤを前記出力軸に一体回転自在に連結する２速クラッチと、前記前進３速伝動ギヤを前記出力軸に一体回転自在に連結する３速クラッチとを備えて、前記速度レンジ設定部を構成し、
   前記リングギヤ連動の合成力出力軸に一体回転自在に設けた入力ギヤと、その入力ギヤに逆転ギヤを介して連動される後進伝動ギヤとを備え、前記後進伝動ギヤを、この後進伝動ギヤの回転軸芯が前記前進１速伝動ギヤ、前記前進２速伝動ギヤ及び前記前進３速伝動ギヤの回転軸芯と一直線状に並ぶ状態で前記出力軸に相対回転自在に支持させて、かつ前記後進伝動ギヤを前記出力軸に一体回転自在に連結する後進伝動クラッチを備えて、前記後進伝動部を構成してあるトラクタの伝動装置。
2. 前記サンギヤ連動の合成力出力軸に一体回転自在に設けた４速入力ギヤと、その４速入力ギヤに噛み合い前記出力軸に相対回転自在に支持された前進４速伝動ギヤと、この前進４速伝動ギヤを前記出力軸に一体回転自在に連結する４速クラッチを、前記速度レンジ設定部に備えてある請求項１記載のトラクタの伝動装置。

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