(57)【要約】【課題】製造コストを抑制するとともに、設計が容易なトルク伝達装置を提供する。【解決手段】同一構成である複数の遊星歯車機構５が、入力軸４１の軸線４１ｃに沿って直線状に配置される。第１遊星歯車機構５１の遊星歯車５５は、第１キャリア６を介して、出力軸４２と連結される。第２遊星歯車機構５２Ａ〜５２Ｅの遊星歯車５５は、第２キャリア７を介して、第２遊星歯車機構５２Ａ〜５２Ｅと隣り合うとともに第２遊星歯車機構５２Ａ〜５２ＥよりもエンジンＥＧから離間する側に配置された遊星歯車機構５の内歯車５６と連結される。主トルク伝達装置２２は、６つの遊星歯車機構５のいずれか１つの内歯車５６の回転を規制するブレーキ機構であるバンドブレーキ８を備えている。【選択図】図３
2020085239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業機械の駆動源が発生させたトルクを伝達するトルク伝達装置であって、
前記駆動源が発生させたトルクが入力される入力軸と、
前記入力軸に対して固定され該入力軸とともに回転する太陽歯車と、該太陽歯車の周囲に配置され該太陽歯車と噛合する遊星歯車と、該遊星歯車と噛合する内歯車と、を有する遊星歯車機構と、
外部に出力する出力軸と、
第１キャリア及び第２キャリアと、を備え、
同一構成である複数の前記遊星歯車機構が、前記入力軸の軸線に沿って直線状に配置され、
前記駆動源から最も離間した前記遊星歯車機構が第１遊星歯車機構と定義され、該第１遊星歯車機構よりも前記駆動源側に配置された前記遊星歯車機構が第２遊星歯車機構と定義されたとき、
前記第１遊星歯車機構の前記遊星歯車は、前記第１キャリアを介して、前記出力軸と連結され、
前記第２遊星歯車機構の前記遊星歯車は、前記第２キャリアを介して、該第２遊星歯車機構と隣り合うとともに該第２遊星歯車機構よりも前記駆動源から離間する側に配置された前記遊星歯車機構の前記内歯車と連結され、
前記複数の遊星歯車機構のいずれか１つの前記内歯車の回転を規制するブレーキ機構を備えていることを特徴とする、トルク伝達装置。
【請求項２】
前記遊星歯車は、同軸上に配置された第１歯車部及び第２歯車部を有し、
前記第１歯車部は、前記内歯車と噛合し、
前記第２歯車部は、前記太陽歯車と噛合し、
前記第２歯車部の直径は、前記第１歯車部の直径よりも大きい、請求項１に記載のトルク伝達装置。
【請求項３】
前記第２遊星歯車機構を複数備えている、請求項１又は２に記載のトルク伝達装置。
【請求項４】
前記複数の遊星歯車機構のそれぞれに対応する複数の前記ブレーキ機構を備えている、請求項３に記載のトルク伝達装置。
【請求項５】
前記複数のブレーキ機構のそれぞれは、前記内歯車の回転を規制するように駆動する駆動部と、前記駆動部を駆動させるための作動油を前記遊星歯車機構の外方から供給する配管と、を有している、請求項４に記載のトルク伝達装置。
【請求項６】
前記第２キャリアは、軸孔が形成されているキャリア本体と、略円柱形状を呈しているキャリア軸と、を有し、
前記キャリア軸の一端部は、隣り合う２つの前記遊星歯車機構の一方の前記遊星歯車の中心を挿通し、
前記キャリア軸の他端部は、前記キャリア本体の前記軸孔を挿通し、
前記キャリア本体は、隣り合う２つの前記遊星歯車機構の他方の前記内歯車の内周面に固定されている、請求項５に記載のトルク伝達装置。
【請求項７】
前記キャリア軸は、前記一端部と前記他端部との間に、径方向に突出する拡径部を有し、
前記遊星歯車と前記キャリア本体とは、前記拡径部を挟んで互いに対向するように配置されている、請求項６に記載のトルク伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業機械の駆動源が発生させたトルクを伝達するトルク伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業機械に備えられるトルク伝達装置として、例えば特許文献１記載のものが知られている。当該トルク伝達装置（変速機）は、産業機械の一例であるトラクタに備えられており、エンジンが発生させたトルクを走行装置や作業機に伝達する。当該トルク伝達装置は、複数の平歯車が設けられた入力軸及び出力軸を有している。入力軸及び出力軸は、噛合する平歯車を適宜変更しながら車輪や作業機にトルクを伝達する。
【０００３】
産業機械の原動機の出力は、負荷が異なる種々の作業に用いられる。例えば、トラクタのエンジンの出力は、土壌の耕耘、重量物の持ち上げや運搬等の作業に用いられるが、各作業の負荷は互いに異なる。各作業を確実に、且つ、高効率で行えるように、エンジンの回転数は、エンジンの出力が最大になる値に維持されることが一般的である。尚、本明細書では、対象物が単位時間に回転する回数を、単に「回転数」という。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２０３７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的な乗用車は、運転者のアクセル操作に基づいてエンジンの回転数を変更するとともに、当該回転数をさらに減速機で変更することにより、走行速度を調整する。これに対し、上述したようにエンジンの回転数が維持されるトラクタでは、その走行速度の調整は、噛合する平歯車の変更のみにより行われる。このように、トラクタは、走行速度の調整の点で、乗用車と大きく異なる。
【０００６】
トラクタの適切な走行速度は、当該トラクタが行う作業ごとに異なる。また、作業の前後においては、トラクタを高速走行させて移動させることが求められる。このため、トラクタのトルク伝達装置には、０．２ｋｍ／ｈ程度から３５ｋｍ／ｈ程度の間で、走行速度を細かく調整することが求められる。近年では、走行速度を２４段階で調整可能なトラクタも市場に提供されている。
【０００７】
しかしながら、走行速度を細かく調整しようとすると、入力軸及び出力軸に数多くの平歯車を設ける必要がある。このような構成は、製造コストの増加や、設計の煩雑化を招くおそれがある。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、製造コストを抑制するとともに、設計が容易なトルク伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、産業機械の駆動源が発生させたトルクを伝達するトルク伝達装置であって、駆動源が発生させたトルクが入力される入力軸と、入力軸に対して固定され入力軸とともに回転する太陽歯車と、太陽歯車の周囲に配置され太陽歯車と噛合する遊星歯車と、遊星歯車と噛合する内歯車と、を有する遊星歯車機構と、外部に出力する出力軸と、第１キャリア及び第２キャリアと、を備え、同一構成である複数の遊星歯車機構が、入力軸の軸線に沿って直線状に配置され、駆動源から最も離間した遊星歯車機構が第１遊星歯車機構と定義され、第１遊星歯車機構よりも駆動源側に配置された遊星歯車機構が第２遊星歯車機構と定義されたとき、第１遊星歯車機構の遊星歯車は、第１キャリアを介して、出力軸と連結され、第２遊星歯車機構の遊星歯車は、第２キャリアを介して、第２遊星歯車機構と隣り合うとともに第２遊星歯車機構よりも駆動源から離間する側に配置された遊星歯車機構の内歯車と連結され、複数の遊星歯車機構のいずれか１つの内歯車の回転を規制するブレーキ機構を備えていることを特徴とする、トルク伝達装置が提供される。
【００１０】
この構成によれば、駆動源が発生させたトルクが入力軸に入力され、複数の遊星歯車機構において回転数が調整されるとともに、出力軸から外部に出力される。ブレーキ機構が、いずれか１つの遊星歯車機構の内歯車の回転を規制することにより、出力軸の回転数を変更することができる。例えば、入力軸の回転数が一定である場合は、最も駆動源側に配置された遊星歯車機構の内歯車の回転を規制することにより、出力軸の回転数を最大とすることができる。一方、駆動源から最も離間する側に配置された遊星歯車機構の内歯車の回転を規制することにより、出力軸の回転数を最小とすることができる。つまり、上記構成によれば、複数の遊星歯車機構から１つの遊星歯車機構を選択し、その内歯車の回転を規制することにより、出力軸の回転数を多段階で調整することが可能になる。
【００１１】
また、上記構成によれば、同一構成である複数の遊星歯車機構が配置される。つまり、同一形状且つ同一サイズの太陽歯車、遊星歯車及び内歯車により構成されている遊星歯車機構が、複数配置される。このため、互いに構成が異なる複数の遊星歯車機構を有している他のトルク伝達装置と比べて、製造コストを抑制することが可能になる。同一構成の遊星歯車機構は減速比も同一であるため、設計時に歯車比を決定することが容易になる。
【００１２】
このように、上記構成によれば、製造コストを抑制するとともに、設計が容易なトルク伝達装置を提供することが可能になる。
【００１３】
本発明の好ましい態様によれば、遊星歯車は、同軸上に配置された第１歯車部及び第２歯車部を有し、第１歯車部は、内歯車と噛合し、第２歯車部は、太陽歯車と噛合し、第２歯車部の直径は、第１歯車部の直径よりも大きい。
【００１４】
この構成によれば、各遊星歯車機構の径方向寸法の増加を抑制しつつ、減速比をさらに大きくすることが可能になる。
【００１５】
本発明の好ましい態様によれば、トルク伝達装置は、第２遊星歯車機構を複数備えている。
【００１６】
この構成によれば、設計時に、トルク伝達装置に備えられる第２遊星歯車の数を増減させることにより、出力軸の回転数を調整する段階の数を増減させることが可能になる。
【００１７】
本発明の好ましい態様によれば、トルク伝達装置は、複数の遊星歯車機構のそれぞれに対応する複数のブレーキ機構を備えている。
【００１８】
この構成によれば、簡易な構成により、複数の遊星歯車機構から選択されたた１つの遊星歯車機構の内歯車の回転を規制すること可能になる。
【００１９】
本発明の好ましい態様によれば、複数のブレーキ機構のそれぞれは、内歯車の回転を規制するように駆動する駆動部と、駆動部を駆動させるための作動油を遊星歯車機構の外方から供給する配管と、を有している。
【００２０】
この構成によれば、駆動部を駆動させるための作動油を、遊星歯車機構の内方から供給する構成と比較して、作動油の供給経路におけるシールが容易になり、トルク伝達装置の信頼性を高めることが可能になる。
【００２１】
本発明の好ましい態様によれば、第２キャリアは、軸孔が形成されているキャリア本体と、略円柱形状を呈しているキャリア軸と、を有し、キャリア軸の一端部は、隣り合う２つの遊星歯車機構の一方の遊星歯車の中心を挿通し、キャリア軸の他端部は、キャリア本体の軸孔を挿通し、キャリア本体は、隣り合う２つの遊星歯車機構の他方の内歯車の内周面に固定されている。
【００２２】
この構成によれば、隣り合う２つの遊星歯車機構の一方から他方へのトルクの伝達は、キャリア本体及びキャリア軸を有する第２キャリアにより行われる。キャリア軸は遊星歯車の中心を挿通しているため、当該遊星歯車の公転がキャリア軸により伝達される。また、キャリア本体は、内歯車の内周面に固定されているため、隣り合う２つの遊星歯車機構を近接配置することができる。
【００２３】
本発明の好ましい態様によれば、キャリア軸は、一端部と他端部との間に、径方向に突出する拡径部を有し、遊星歯車とキャリア本体とは、拡径部を挟んで互いに対向するように配置されている。
【００２４】
この構成によれば、隣り合う２つの遊星歯車機構の一方の遊星歯車と、他方のキャリア本体とが、拡径部により、キャリア軸の軸方向に隔てられる。この結果、当該軸方向における遊星歯車とキャリア本体との間隔が確実に維持され、両者の干渉を確実に抑制することが可能になる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、製造コストを抑制するとともに、設計が容易なトルク伝達装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態に係るトラクタの側面図である。
【図２】図１のトラクタのパワートレインのブロック図である。
【図３】図１のトラクタのパワートレインの構成図である。
【図４】主トルク伝達装置の断面図である。
【図５】バンドブレーキの側面図である。
【図６】副トルク伝達装置及びクリープ機構の断面図である。
【図７】第２実施形態に係るトラクタのパワートレインの構成図である。
【図８】図７の主トルク伝達装置の断面図である。
【図９】図８の一部の拡大図である。
【図１０】副トルク伝達装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００２８】
＜第１実施形態＞
まず、図１から図３を参照しながら、第１実施形態に係るトラクタ１の概略を説明する。図１は、トラクタ１の側面図である。図２は、トラクタ１のパワートレインＰのブロック図である。図３は、トラクタ１のパワートレインＰの構成図である。
【００２９】
図１に示されるトラクタ１は、本発明に係る「産業機械」の一例であり、主に農作業に用いられる。トラクタ１は、エンジンＥＧと、前輪１１と、後輪１２と、を備えている。エンジンＥＧは内燃機関であり、本発明に係る「駆動源」の一例である。エンジンＥＧは、不図示のタンクから供給される燃料を燃焼させることによりトルクを発生させ、不図示の出力軸から出力する。エンジンＥＧの出力は、パワートレインＰにより前輪１１、後輪１２及び不図示の作業機に伝達される。
【００３０】
パワートレインＰは、エンジンＥＧの出力を受け、回転数を多段階で変更して、前輪１１及び後輪１２に伝達する。運転者は、キャビン１３内のシフトレバー１４を操作することにより、パワートレインＰの変速段を選択する。トラクタ１は、選択された変速段に対応する速度で走行する。運転者は、ハンドル１５を操舵することにより前輪１１の舵角を変更し、トラクタ１の進行方向を変更する。尚、キャビン１３内には、変速段の選択に用いられるレバーが複数配置されているが、図１では、代表的にシフトレバー１４のみを示している。
【００３１】
トラクタ１の後部には、リンク機構１６及び作業用出力軸１７が設けられている。リンク機構１６には作業機が連結される。作業用出力軸１７には、エンジンＥＧの出力の一部が供給される。
【００３２】
トラクタ１は、リンク機構１６及び作業用出力軸１７に連結される作業機を適宜変更することにより、種々の農作業に対応することができる。例えば、トラクタ１が土壌の耕耘に用いられる場合、不図示のロータリ耕耘機がリンク機構１６及び作業用出力軸１７に連結される。ロータリ耕耘機は、リンク機構１６を介してトラクタ１に牽引されるとともに、作業用出力軸１７を介してエンジンＥＧの出力を受けて駆動し、土壌を耕耘する。各農作業を確実に、且つ、高効率で行えるように、エンジンＥＧの回転数は、エンジンＥＧの出力が最大となる値に維持される。
【００３３】
図２及び図３に示されるように、トラクタ１のパワートレインＰは、主クラッチ２１と、主トルク伝達装置２２と、副トルク伝達装置２３と、クリープ機構２４と、作業クラッチ２５と、作業変速装置２６と、を有している。
【００３４】
主クラッチ２１は、エンジンＥＧの出力の伝達と非伝達との切り替えと、トラクタ１の前進と後進との切り替えと、を担うユニットである。具体的には、主クラッチ２１は、図３に示されるフライホイール２ａ、遊星歯車機構２ｂ等を介して伝達されるエンジンＥＧの出力の回転方向を切り替えて、主トルク伝達装置２２に伝達する。主クラッチ２１は、例えば図３に示されるように、クラッチパック２１１，２１２により構成することができる。クラッチパック２１１，２１２はそれぞれクラッチ板を有しており、当該クラッチ板を圧接させた圧接状態と、離間させた非圧接状態と、を切り替えることができるように構成されている。クラッチパック２１２がトラクタ１の前進に対応し、クラッチパック２１１がトラクタ１の後進に対応している。つまり、クラッチパック２１２を圧接状態とし、クラッチパック２１１を非圧接状態とすることにより、エンジンＥＧの出力は回転方向を変更されることなく主トルク伝達装置２２に伝達され、トラクタ１が前進する。一方、クラッチパック２１２を非圧接状態とし、クラッチパック２１１を圧接状態とすると、エンジンＥＧの出力は回転方向を変更されて主トルク伝達装置２２に伝達され、トラクタ１が後進する。
【００３５】
主トルク伝達装置２２は、本発明に係る「トルク伝達装置」の一例である。主トルク伝達装置２２は、エンジンＥＧの出力を受け、その回転数を変更し、出力軸４２（図４参照）から出力する。図３に示されるように、主トルク伝達装置２２は、６つの遊星歯車機構５を有している。遊星歯車機構５の詳細な構成については後述する。
【００３６】
副トルク伝達装置２３は、主トルク伝達装置２２の出力を受け、その回転数を変更して、又は、その回転数を変更することなく、クリープ機構２４に出力する。図３に示されるように、副トルク伝達装置２３は、２つの遊星歯車機構５１０，５２０と、クラッチパック２３１と、を有している。
【００３７】
クラッチパック２３１の圧接状態と非圧接状態とは、運転者によるシフトレバー１４の操作に基づいて切り替えられる。これにより、副トルク伝達装置２３は、主トルク伝達装置２２の出力を、回転数を変更して伝達する運転状態と、回転数を変更することなく伝達する運転状態と、を切り替える。すなわち、運転者は、主トルク伝達装置２２及び副トルク伝達装置２３により回転数を変更する運転状態と、主トルク伝達装置２２のみにより回転数を変更する運転状態とを、シフトレバー１４を操作することにより切り替えることが可能である。
【００３８】
クリープ機構２４は、副トルク伝達装置２３の出力を受け、その回転数を変更して、又は、その回転数を変更することなく、伝達する。図３に示されるように、クリープ機構２４は、１つの遊星歯車機構５３０と、クラッチパック２４１と、を有している。クラッチパック２４１は、クラッチ板２４１ｂ（図６参照）を有しており、このクラッチ板２４１ｂを圧接させた圧接状態と、離間させた非圧接状態と、を切り替えることができるように構成されている。クラッチパック２４１が非圧接状態である場合、クリープ機構２４は、回転数を減少させることなく出力する。一方、クラッチパック２４１が圧接状態である場合、クリープ機構２４は、回転数を減少させて出力する。クリープ機構２４の出力は、デファレンシャルギア２ｃ、メインブレーキ２ｄ、遊星歯車機構２ｅ等を介して後輪１２に伝達され、後輪１２の回転駆動に用いられる。また、クリープ機構２４の出力の一部は前輪１１に伝達され、前輪１１の回転駆動に用いられる。
【００３９】
作業クラッチ２５は、１つのクラッチ板を有しており、この１つのクラッチ板を圧接させた圧接状態と、離間させた非圧接状態と、を切り替えることができるように構成されている。作業変速装置２６は、図３に示されるように複数の平歯車が設けられた入力軸２６１及び出力軸２６２を有しており、出力軸２６２が作業用出力軸１７に連結されている。作業クラッチ２５が圧接状態となることにより、エンジンＥＧの出力の一部が、作業クラッチ２５を介して作業変速装置２６に伝達される。作業変速装置２６は、噛合する平歯車を適宜変更することにより回転数を変更し、その出力軸２６２から出力する。作業変速装置２６の出力は作業用出力軸１７に伝達され、作業機の駆動に用いられる。
【００４０】
次に、図４及び図５を参照しながら、主トルク伝達装置２２の構成及び動作について説明する。図４は、主トルク伝達装置２２の断面図であり、主トルク伝達装置２２を構成する部品の一部を断面視で示している。図５は、本発明に係る「ブレーキ機構」の一例であるバンドブレーキ８の構成を示す側面図であり、バンドブレーキ８を構成する部品の一部を断面視で示している。
【００４１】
図４に示されるように、主トルク伝達装置２２は、ケーシング３を有している。ケーシング３は複数の鋳造品により構成されており、その内部には収容空間３０が形成されている。ケーシング３の鋳造壁３１には貫通孔３１ａが形成されており、貫通孔３１ａの内部には軸受３２が嵌装されている。また、鋳造壁３１と対向する鋳造壁３３にも貫通孔３３ａが形成されており、貫通孔３３ａの内部には軸受３４，３５，３６が嵌装されている。収容空間３０には、入力軸４１と、６つの遊星歯車機構５と、６つのバンドブレーキ８と、出力軸４２と、１つの第１キャリア６と、５つの第２キャリア７と、が収容されている。
【００４２】
［入力軸４１］
入力軸４１は、軸線４１ｃを中心軸とする略円柱形状を呈している。入力軸４１の端部４１ａは、軸受３２により回転可能に支持されている。端部４１ａは、不図示の継手等を介してエンジンＥＧ（図１から図３参照）の出力軸に連結され、エンジンＥＧが発生させたトルクが入力されるように構成されている。入力軸４１は、鋳造壁３１から鋳造壁３３に向かって延びるように配置され、その端部４１ｂは、後述する第１キャリア６に嵌装された軸受６３により支持されている。
【００４３】
［遊星歯車機構５］
図５に示されるように、遊星歯車機構５は、１つの太陽歯車５４と、３つの遊星歯車５５と、１つの内歯車５６と、を有するユニットである。６つの遊星歯車機構５は、入力軸４１の軸線４１ｃに沿って直線状に配置されている。隣り合う遊星歯車機構５，５は、入力軸４１が挿通するブッシュ５７により隔てられている。
【００４４】
太陽歯車５４の周側面には複数の歯が形成され、中心には軸孔５４ａが形成されている。太陽歯車５４は、軸孔５４ａにおいてスプライン係合により入力軸４１に対して固定され、入力軸４１とともに回転する。
【００４５】
遊星歯車５５の周側面には複数の歯が形成され、中心には軸孔５５ａが形成されている。遊星歯車５５は、太陽歯車５４の周囲に配置され、太陽歯車５４と噛合している。遊星歯車５５の軸孔５５ａにはキャリア軸６２又はキャリア軸７２が挿通しており、太陽歯車５４は、このキャリア軸６２又はキャリア軸７２を中心として回転可能である。
【００４６】
内歯車５６は略円環形状を呈しており、その内周面５６ａには複数の歯が形成されている。内歯車５６は、遊星歯車５５を囲むように配置され、遊星歯車５５と噛合している。
【００４７】
各遊星歯車機構５の構成は、互いに同一である。つまり、各遊星歯車機構５は、それぞれ同一形状且つ同一サイズの太陽歯車５４、遊星歯車５５及び内歯車５６により構成されている。
【００４８】
ここで、６つの遊星歯車機構５のうち、入力軸４１の端部４１ａから最も離間している（つまり、エンジンＥＧから最も離間している）ものを「第１遊星歯車機構」と定義し、符号５１を付している。また、６つの遊星歯車機構５のうち、第１遊星歯車機構５１よりも端部４１ａ側（つまり、エンジンＥＧ側）に配置されているものを「第２遊星歯車機構」と定義し、符号５２Ａ〜５２Ｅを付している。
【００４９】
［第１キャリア６］
第１キャリア６は、第１遊星歯車機構５１と隣り合うように配置されている。第１キャリア６は、１つのキャリア本体６１と、３つのキャリア軸６２と、を有している。
【００５０】
キャリア本体６１はフランジ形状を呈しており、その一部に、軸受６３が嵌装される段部が形成されている。キャリア本体６１の外周側端部には、３つの軸孔６１ａが形成されている。
【００５１】
また、キャリア本体６１は、出力軸４２が一体的に形成されている。出力軸４２は筒形状を呈しており、その内周面４２ａにはスプラインが形成されている。出力軸４２の内部には、副トルク伝達装置２３の入力軸９１が挿入され、内周面４２ａのスプラインと係合している。
【００５２】
キャリア軸６２は略円柱形状を呈しており、その中央部には拡径部６２ａが形成されている。拡径部６２ａは、径方向に突出している。つまり、拡径部６２ａは、その周囲よりも径が大きい。
【００５３】
キャリア本体６１の３つの軸孔６１ａのそれぞれに、キャリア軸６２の一端部が挿通している。また、キャリア軸６２の他端部は、第１遊星歯車機構５１の遊星歯車５５の軸孔５５ａに挿通している。このとき、第１遊星歯車機構５１の遊星歯車５５と、キャリア本体６１とは、拡径部６２ａにより、キャリア軸６２の軸方向に隔てられる。これにより、第１遊星歯車機構５１の３つの遊星歯車５５と、キャリア本体６１とが、３つのキャリア軸６２を介して連結されている。つまり、第１遊星歯車機構５１の３つの遊星歯車５５は、第１キャリア６を介して、出力軸４２と連結されている。
【００５４】
第１遊星歯車機構５１の遊星歯車５５が、太陽歯車５４の周囲で公転すると、当該公転は第１キャリア６を介して、出力軸４２に伝達される。つまり、出力軸４２の回転数は、第１遊星歯車機構５１の遊星歯車５５の公転速度に基づいて定まる。
【００５５】
［第２キャリア７］
第２キャリア７は、隣り合う遊星歯車機構５，５の間に配置されている。第２キャリア７は、１つのキャリア本体７１と、３つのキャリア軸７２と、を有している。
【００５６】
キャリア本体７１は、その中央部に軸孔７１ａが形成され、軸孔７１ａの周囲に３つの軸孔７１ｂが形成されている。軸孔７１ａには、入力軸４１及びブッシュ５７が挿通している。キャリア本体７１は内歯車５６の内部に配置され、内歯車５６の内周面５６ａに対して固定されている。
【００５７】
キャリア軸７２は略円柱形状を呈しており、その中央部には拡径部７２ａが形成されている。拡径部７２ａは、径方向に突出している。つまり、拡径部７２ａは、その周囲よりも径が大きい。
【００５８】
キャリア本体７１の３つの軸孔７１ａのそれぞれに、キャリア軸７２の一端部が挿通している。また、キャリア軸７２の他端部は、第２遊星歯車機構５２Ａ〜５２Ｅの遊星歯車５５の軸孔５５ａに挿通している。これにより、遊星歯車機構５の３つの遊星歯車５５と、キャリア本体７１とが、３つのキャリア軸７２を介して連結されている。このとき、遊星歯車５５とキャリア本体６１とは、拡径部７２ａにより、キャリア軸７２の軸方向に隔てられる。
【００５９】
［バンドブレーキ８］
図４に示されるように、６つのバンドブレーキ８は、入力軸４１の軸線４１ｃに沿って直線状に配置されている。バンドブレーキ８は、６つの遊星歯車機構５のそれぞれに対応して１つずつ設けられている。図４は、第１遊星歯車機構５１に対応するバンドブレーキ８に符号８１を付し、第２遊星歯車機構５２Ａ〜５２Ｅに対応するバンドブレーキ８に符号８２Ａ〜８２Ｅを付している。図５に示されるように、バンドブレーキ８は、ロッカーアーム８４と、バンド８５と、を有している。
【００６０】
ロッカーアーム８４は、支持軸８３ａにより支持され、支持軸８３ａ周りに回転可能に構成されている。図４及び図５に示されるように、バンド８５は帯形状を呈し、内歯車５６の周側面５６ｂを包囲するように配置されている。バンド８５の端部８５ａは、ロッカーアーム８４の端部８４ａに対して固定され、バンド８５の端部８５ｂは、固定軸８３ｂに対して固定されている。ロッカーアーム８４の端部８４ａと、固定軸８３ｂとは、互いに離間するように配置されている。バンド８５は、内歯車５６の周側面５６ｂと対向する部位に、摩擦材８５ｃを有している。
【００６１】
バンドブレーキ８は、さらに、ロッド８６を有している。ロッド８６は棒形状を呈しており、その一部がシリンダブロック８７の孔８７ａ内に配置されている。孔８７ａ内にはコイルばね８８も配置されている。コイルばね８８は圧縮された状態で孔８７ａ内に配置されており、ロッド８６を図５の左方向に付勢している。バンドブレーキ８は、孔８７ａに作動油を供給可能に構成されている。
【００６２】
孔８７ａに作動油が供給されていない場合、ロッド８６は、コイルばね８８の付勢力のみを受ける。この場合、ロッド８６の端部８６ａは、ロッカーアーム８４の端部８４ｂを押すことなく静止する。バンド８５の摩擦材８５ｃは、内歯車５６の周側面５６ｂとの間に隙間を隔てて配置される。
【００６３】
孔８７ａに作動油が供給されると、ロッド８６は、コイルばね８８の付勢力と油圧とを受ける。この場合、ロッド８６は、コイルばね８８の付勢力に抗して図５の右方向に移動し、その端部８６ａにおいてロッカーアーム８４の端部８４ｂを右方向に押す。これにより、ロッカーアーム８４が、支持軸８３ａを中心として時計回りに回転する。
【００６４】
このようにロッカーアーム８４が回転すると、その端部８４ａに対して固定されているバンド８５の端部８５ａが、固定軸８３ｂに対して固定されている端部８５ｂに接近するように移動する。これにより、バンド８５の摩擦材８５ｃが、内歯車５６の周側面５６ｂと当接し、内歯車５６がバンド８５により締め付けられる。
【００６５】
［主トルク伝達装置２２の動作］
エンジンＥＧが発生させたトルクは、主クラッチ２１を介して入力軸４１に入力され、軸線４１ｃを中心として入力軸４１を回転させる。これにより、入力軸４１に対して固定された６つの太陽歯車５４が、入力軸４１と同方向に回転する。つまり、６つの遊星歯車機構５のいずれにおいても、入力軸４１からトルクが入力される。太陽歯車５４の回転に伴い、遊星歯車５５が、キャリア軸６２又はキャリア軸７２を中心として、太陽歯車５４と逆方向に自転する。
【００６６】
また、遊星歯車５５は、入力軸４１を中心として、太陽歯車５４の周囲で公転する。第２遊星歯車機構５２Ａ〜５２Ｄの遊星歯車５５の公転は、第２キャリア７により、隣り合う遊星歯車機構５の内歯車５６に伝達される。また、第１遊星歯車機構５１の遊星歯車５５の公転は、第１キャリア６により、出力軸４２に伝達される。
【００６７】
出力軸４２の回転数を変更する際は、６つのバンドブレーキ８のいずれか１つが、当該バンドブレーキ８と対応する遊星歯車機構５の内歯車５６の回転を規制する。つまり、当該バンドブレーキ８のバンド８５の摩擦材８５ｃが、内歯車５６の周側面５６ｂと当接し、それらの間に摩擦を生じさせることにより、内歯車５６の回転を規制する。
【００６８】
最もエンジンＥＧ側に配置された第２遊星歯車機構５２Ｅの内歯車５６の回転が規制された場合、当該第２遊星歯車機構５２Ｅは、太陽歯車５４にトルクが入力され遊星歯車５５から出力する１入力１出力機構として機能する。このとき、第２遊星歯車機構５２Ａ〜５２Ｄ及び第１遊星歯車機構５１は、太陽歯車５４及び内歯車５６にトルクが入力され遊星歯車５５から出力する２入力１出力機構として機能する。
【００６９】
これに対し、エンジンＥＧから最も離間する側に配置された第１遊星歯車機構５１の内歯車５６の回転が規制された場合、当該第１遊星歯車機構５１は、太陽歯車５４にトルクが入力され遊星歯車５５から出力する１入力１出力機構として機能する。
【００７０】
出力軸４２の回転数は、第２遊星歯車機構５２Ｅの内歯車５６の回転が規制された場合に最大値となり、第１遊星歯車機構５１の内歯車５６の回転が規制された場合に最小値となる。
【００７１】
また、出力軸４２の回転数は、第２遊星歯車機構５２Ａ〜５２Ｄのいずれか１つの内歯車５６の回転が規制されることにより、最小値と最大値との間の値となる。第２遊星歯車機構５２Ａ〜５２Ｄのうち、エンジンＥＧに近いものほど、その内歯車５６の回転が規制された場合の出力軸４２の回転数は大きくなる。
【００７２】
次に、図６を参照しながら、副トルク伝達装置２３及びクリープ機構２４の構成及び動作について説明する。図６は、副トルク伝達装置２３及びクリープ機構２４の断面図であり、それぞれを構成する部品の一部を断面視で示している。副トルク伝達装置２３及びクリープ機構２４の構成のうち、主トルク伝達装置２２の構成と同等の機能を有するものに関する説明は、適宜簡略化する。
【００７３】
［副トルク伝達装置２３］
副トルク伝達装置２３は、入力軸９１と、遊星歯車機構５１０，５２０と、キャリア６１０，７１０と、クラッチパック２３１と、を有している。
【００７４】
［入力軸９１］
入力軸９１は、軸線９１ｃを中心軸とする略円柱形状を呈している。入力軸９１の端部９１ａは、軸受３６により回転可能に支持されている。端部９１ａは、主トルク伝達装置２２の出力軸４２の内周面４２ａと係合している。入力軸９１は、スリーブ７３の隔壁７３ａに形成されている軸孔と、スプラインボス７４と、を挿通している。スプラインボス７４は、その周側面にスプラインが形成されている。また、隔壁７３ａに形成されている軸孔と入力軸９１との間には、スプラインボス７４のスプラインと係合するブッシュ７５が配置されている。
【００７５】
［遊星歯車機構５１０，５２０］
遊星歯車機構５１０は、１つの太陽歯車５４１と、３つの遊星歯車５５１と、１つの内歯車５６１と、を有するユニットである。遊星歯車機構５２０は、１つの太陽歯車５４２と、３つの遊星歯車５５２と、１つの内歯車５６２と、を有するユニットである。遊星歯車機構５１０，５２０は、入力軸９１の軸線９１ｃに沿って直線状に配置され、スリーブ７３の隔壁７３ａにより隔てられている。遊星歯車機構５２０の太陽歯車５４２は、スプラインボス７４の周側面のスプラインと係合している。また、遊星歯車機構５１０の内歯車５６１と、遊星歯車機構５２０の内歯車５６２とは、スリーブ７３の内周面に対して固定されている。
【００７６】
［キャリア６１０］
キャリア６１０は、遊星歯車機構５２０とクラッチパック２３１との間に配置されており、１つのキャリア本体６１１と、３つのキャリア軸６２１と、を有している。キャリア本体６１１の３つの軸孔のそれぞれに、キャリア軸６２１の一端部が挿通している。キャリア軸６２１の他端部は、遊星歯車機構５２０の遊星歯車５５２の軸孔に挿通している。これにより、遊星歯車機構５２０の３つの遊星歯車５５２と、キャリア本体６１１とが、３つのキャリア軸６２１を介して連結されている。
【００７７】
［キャリア７１０］
キャリア７１０は、遊星歯車機構５２０と隔壁３５ａとの間に配置されており、１つのキャリア本体７１１と、３つのキャリア軸７２１と、を有している。キャリア本体７１１は、スプラインボス７４の周側面のスプラインに係合している。キャリア本体７１１の３つの軸孔のそれぞれに、キャリア軸７２１の一端部が挿通している。また、キャリア軸７２１の他端部は、遊星歯車機構５１０の遊星歯車５５１の軸孔に挿通している。これにより、遊星歯車機構５１０の３つの遊星歯車５５１と、キャリア本体７１１とが、３つのキャリア軸７２１を介して連結されている。
【００７８】
［クラッチパック２３１］
クラッチパック２３１は、ハウジング２３１ａと、クラッチ板２３１ｂと、を有している。ハウジング２３１ａは、キャリア６１０のキャリア本体６１１に対して連結されている。また、ハウジング２３１ａは、出力軸２３１ｃが一体的に形成されている。出力軸２３１ｃは筒形状を呈しており、その内周面２３１ｄにはスプラインが形成されている。出力軸２３１ｃの内部には、クリープ機構２４の入力軸９２が挿入され、内周面２３１ｄのスプラインと係合している。クラッチ板２３１ｂは、ハウジング２３１ａの内部に収容されている。クラッチパック２３１は、クラッチ板２３１ｂを圧接させた圧接状態と、離間させた非圧接状態と、を切り替えることができるように構成されている。
【００７９】
［バンドブレーキ８１０］
スリーブ７３の外周には、バンドブレーキ８１０が配置されている。バンドブレーキ８１０は、上述したバンドブレーキ８と同様の構成を有しており、バンドの摩擦材をスリーブ７３の周側面と当接させたり、当該周側面と隙間を隔て配置したりできるように構成されている。
【００８０】
［副トルク伝達装置２３の動作］
まず、バンドブレーキ８１０のバンドの摩擦材が、スリーブ７３の周側面と当接していない場合の副トルク伝達装置２３の動作について説明する。この場合、スリーブ７３の回転は規制されない。
【００８１】
主トルク伝達装置２２から出力されたトルクは、副トルク伝達装置２３の入力軸９１に入力され、軸線９１ｃを中心として入力軸９１を回転させる。これにより、入力軸９１に対して固定された遊星歯車機構５１０の太陽歯車５４１が、入力軸９１と同方向に回転する。太陽歯車５４１の回転に伴い、遊星歯車５５１が、キャリア軸７２１を中心として、太陽歯車５４１と逆方向に自転する。また、遊星歯車５５１と噛合している内歯車５６１が、軸線９１ｃを中心として回転する。
【００８２】
また、遊星歯車５５１は、入力軸９１を中心として、太陽歯車５４１の周囲で公転する。この遊星歯車５５１の公転は、キャリア７１０によりスプラインボス７４に伝達され、スプラインボス７４が入力軸９１を中心として回転する。これにより、スプラインボス７４の周側面のスプラインと係合している遊星歯車機構５２０の太陽歯車５４２が回転する。さらに、遊星歯車機構５１０の内歯車５６１の回転に伴い、スリーブ７３を介して内歯車５６１と連結されている遊星歯車機構５２０の内歯車５６２も回転する。
【００８３】
遊星歯車機構５２０の太陽歯車５４２及び内歯車５６２の回転に伴い、遊星歯車機構５２０の遊星歯車５５２が、キャリア軸６２１を中心として回転する。また、遊星歯車５５２は、太陽歯車５４２の周囲で公転する。遊星歯車５５２が、太陽歯車５４２の周囲で公転すると、当該公転はキャリア６１０によりクラッチパック２３１のハウジング２３１ａに伝達される。つまり、ハウジング２３１ａの回転数は、遊星歯車機構５２０の遊星歯車５５２の公転速度に基づいて定まる。
【００８４】
一方、バンドブレーキ８１０のバンドの摩擦材が、スリーブ７３の周側面と当接している場合、スリーブ７３の回転が規制され、この結果、スリーブ７３の内周面に対して固定されている内歯車５６１、５６２の回転が規制される。この場合、太陽歯車５４１，５４２及び遊星歯車５５１，５５２が回転する態様で、トルクが伝達される。
【００８５】
［クリープ機構２４］
クリープ機構２４は、入力軸９２と、遊星歯車機構５３０と、キャリア６２０と、クラッチパック２４１と、を有している。
【００８６】
［入力軸９２］
入力軸９２は、軸線９２ｃを中心軸とする略円柱形状を呈している。入力軸９２の端部９１ａは軸受３７により回転可能に支持されている。端部９２ａは、副トルク伝達装置２３の出力軸２３１ｃの内周面２３１ｄと係合している。入力軸９２は、スリーブ７３の隔壁７３ａと、筒形状を呈しているスプラインボス７４と、を挿通している。
【００８７】
［遊星歯車機構５３０］
遊星歯車機構５３０は、１つの太陽歯車５４３と、３つの遊星歯車５５３と、１つの内歯車５６３と、を有するユニットである。太陽歯車５４３は、その軸孔においてスプライン係合により入力軸９２に対して固定され、入力軸９２とともに回転する。
【００８８】
［キャリア６２０］
キャリア６２０は、遊星歯車機構５３０とクラッチパック２４１との間に配置されており、１つのキャリア本体６１２と、３つのキャリア軸６２２と、を有している。キャリア本体６１２は、また、キャリア本体６１２の３つの軸孔のそれぞれに、キャリア軸６２２の一端部が挿通している。キャリア軸６２２の他端部は、遊星歯車機構５３０の遊星歯車５５３の軸孔に挿通している。これにより、遊星歯車機構５３０の３つの遊星歯車５５３と、キャリア本体６１２とが、３つのキャリア軸６２１を介して連結されている。
【００８９】
［クラッチパック２４１］
クラッチパック２４１は、ハウジング２４１ａと、クラッチ板２４１ｂと、を有している。ハウジング２４１ａは、キャリア６２０のキャリア本体６１２に対して連結されている。また、ハウジング２４１ａは、出力軸２４１ｃが一体的に形成されている。出力軸２４１ｃは筒形状を呈しており、その内周面２４１ｄにはスプラインが形成されている。出力軸２４１ｃの内部には、不図示の入力軸が挿入され、内周面２４１ｄのスプラインと係合している。クラッチ板２４１ｂは、ハウジング２４１ａの内部に収容されている。クラッチパック２４１は、クラッチ板２４１ｂを圧接させた圧接状態と、離間させた非圧接状態と、を切り替えることができるように構成されている。
【００９０】
［バンドブレーキ８２０］
遊星歯車機構５３０の内歯車５６３の外周には、バンドブレーキ８２０が配置されている。バンドブレーキ８２０は、上述したバンドブレーキ８と同様の構成を有しており、バンドの摩擦材を内歯車５６３の周側面と当接させたり、当該周側面と隙間を隔て配置したりできるように構成されている。
【００９１】
［クリープ機構２４の動作］
まず、バンドブレーキ８２０のバンドの摩擦材が、遊星歯車機構５３０の内歯車５６３の周側面と当接していない場合のクリープ機構２４の動作について説明する。この場合、内歯車５６３の回転は規制されない。
【００９２】
副トルク伝達装置２３から出力されたトルクは、クリープ機構２４の入力軸９２に入力され、軸線９２ｃを中心として入力軸９２を回転させる。これにより、入力軸９２に対して固定された遊星歯車機構５３０の太陽歯車５４３が、入力軸９２と同方向に回転する。太陽歯車５４３の回転に伴い、遊星歯車５５３が、キャリア軸６２２を中心として、太陽歯車５４３と逆方向に自転する。
【００９３】
また、遊星歯車５５３は、入力軸９２を中心として、太陽歯車５４３の周囲で公転する。この遊星歯車５５３の公転は、キャリア６２０により、クラッチパック２４１のハウジング２４１ａに伝達される。つまり、ハウジング２４１ａの回転数は、遊星歯車機構５３０の遊星歯車５５３の公転速度に基づいて定まる。
【００９４】
一方、バンドブレーキ８２０のバンドの摩擦材が、遊星歯車機構５３０の内歯車５６３の周側面と当接している場合、内歯車５６３の回転が規制される。この場合、太陽歯車５４３及び遊星歯車５５３が回転する態様で、出力軸２４１ｃから出力される。
【００９５】
次に、第１実施形態の構成に基づく作用効果について説明する。
【００９６】
上記構成によれば、エンジンＥＧが発生させたトルクが入力軸４１に入力され、６つの遊星歯車機構５において回転数が調整されるとともに、出力軸４２から外部に出力される。バンドブレーキ８が、いずれか１つの遊星歯車機構５の内歯車５６の回転を規制することにより、出力軸４２の回転数を変更することができる。例えば、入力軸４１の回転数が一定である場合は、６つの遊星歯車機構５のうち最もエンジンＥＧ側に配置された第２遊星歯車機構５２Ｅの内歯車５６の回転を規制することにより、出力軸４２の回転数を最大とすることができる。一方、エンジンＥＧから最も離間する側に配置された第１遊星歯車機構５１の内歯車５６の回転を規制することにより、出力軸４２の回転数を最小とすることができる。つまり、上記構成によれば、６つの遊星歯車機構５から１つの遊星歯車機構５を選択し、その内歯車５６の回転を規制することにより、出力軸４２の回転数を多段階で調整することが可能になる。
【００９７】
また、上記構成によれば、同一構成である複数の遊星歯車機構５が配置される。つまり、同一形状且つ同一サイズの太陽歯車５４、遊星歯車５５及び内歯車５６により構成されている遊星歯車機構５が、複数配置される。このため、互いに構成が異なる複数の遊星歯車機構を有している他のトルク伝達装置と比べて、製造コストを抑制することが可能になる。同一構成の遊星歯車機構は減速比も同一であるため、設計時に歯車比を決定することが容易になる。
【００９８】
このように、上記構成によれば、製造コストを抑制するとともに、設計が容易な主トルク伝達装置２２を提供することが可能になる。
【００９９】
また、主トルク伝達装置２２は、第２遊星歯車機構５２Ａ〜５２Ｅを備えている。
【０１００】
この構成によれば、設計時に、主トルク伝達装置２２に備えられる第２遊星歯車の数を増減させることにより、出力軸４２の回転数を調整する段階の数を増減させることが可能になる。
【０１０１】
また、主トルク伝達装置２２は、複数の遊星歯車機構５のそれぞれに対応する複数のバンドブレーキ８を備えている。
【０１０２】
この構成によれば、簡易な構成により、複数の遊星歯車機構５から選択されたた１つの遊星歯車機構５の内歯車５６の回転を規制すること可能になる。
【０１０３】
また、第２キャリア７は、軸孔７１ｂが形成されているキャリア本体７１と、略円柱形状を呈しているキャリア軸７２と、を有している。キャリア軸７２の一端部は、隣り合う２つの遊星歯車機構５，５の一方の遊星歯車５５の中心を挿通している。キャリア軸７２の他端部は、キャリア本体７１の軸孔７１ｂを挿通している。キャリア本体７１は、隣り合う２つの遊星歯車機構５，５の他方の内歯車５６の内周面に固定されている。
【０１０４】
この構成によれば、隣り合う２つの遊星歯車機構５，５の一方から他方へのトルクの伝達は、キャリア本体７１、及び、キャリア軸７２を有する第２キャリア７により行われる。キャリア軸７２は遊星歯車５５の中心を挿通しているため、当該遊星歯車５５の公転がキャリア軸７２により伝達される。また、キャリア本体７１は、内歯車５６の内周面５６ａに固定されているため、隣り合う２つの遊星歯車機構５，５を近接配置することができる。
【０１０５】
ところで、キャリア本体７１が固定される部位を内歯車５６の内周面５６ａに設けると、内歯車５６の厚み（つまり、軸方向における内歯車５６の寸法）の増加を伴う。しかしながら、内歯車５６の厚みが増加すると、内歯車５６の周側面５６ｂも拡大する。この結果、バンドブレーキ８は、当該周側面５６ｂとの間に十分な摩擦を生じさせ、内歯車５６の回転を確実に規制することが可能になる。
【０１０６】
また、キャリア軸７２は、一端部と他端部との間に、径方向に突出する拡径部７２ａを有している。遊星歯車５５とキャリア本体７１とは、拡径部７２ａを挟んで互いに対向するように配置されている。
【０１０７】
この構成によれば、隣り合う２つの遊星歯車機構５，５の一方の遊星歯車５５と、他方のキャリア本体７１とが、拡径部７２ａにより、キャリア軸７２の軸方向に隔てられる。この結果、当該軸方向における遊星歯車５５とキャリア本体７１との間隔が確実に維持され、両者の干渉を確実に抑制することが可能になる。
【０１０８】
また、上記構成によれば、副トルク伝達装置２３及びクリープ機構２４にクラッチパックの採用が可能となり、全変速段でバルブ制御が可能となるので、フルオートマチック化を実現させることができる。
【０１０９】
＜第２実施形態＞
次に、図７から図１０を参照しながら、第２実施形態について説明する。第２実施形態の構成は、主に、その遊星歯車やディスクブレーキにおいて、上述した第１実施形態の構成と異なっている。第２実施形態の構成要素のうち第１実施形態の構成要素と同一の機能を有するものには同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。
【０１１０】
図７は、第２実施形態に係るトラクタのパワートレインＰＡの構成図である。パワートレインＰＡは、不図示のトラクタのエンジンＥＧの出力を受け、回転数を多段階で変更して、前輪１１及び後輪１２に伝達する。パワートレインＰＡは、主クラッチ２１Ａと、主トルク伝達装置２２Ａと、副トルク伝達装置２３Ａと、作業クラッチ２５と、作業変速装置２６と、を有している。
【０１１１】
主クラッチ２１Ａは、例えば図７に示されるように、クラッチパック２１３，２１４により構成することができる。クラッチパック２１３がトラクタの前進に対応し、クラッチパック２１４がトラクタの後進に対応している。クラッチパック２１３を圧接状態とし、クラッチパック２１４を非圧接状態とすることにより、エンジンＥＧの出力は、伝達軸４４及び主クラッチ２１Ａを介して、回転方向を変更されることなく主トルク伝達装置２２Ａに伝達され、トラクタが前進する。一方、クラッチパック２１３を非圧接状態とし、クラッチパック２１４を圧接状態とすることにより、エンジンＥＧの出力は、伝達軸４４及び主クラッチ２１Ａを介して、回転方向を変更されて主トルク伝達装置２２Ａに伝達され、トラクタが後進する。
【０１１２】
主トルク伝達装置２２Ａは、本発明に係る「トルク伝達装置」の一例である。主トルク伝達装置２２Ａは、エンジンＥＧの出力を受け、その回転数を変更し、出力軸４２（図８参照）から出力する。主トルク伝達装置２２Ａは、６つの遊星歯車機構５Ａと、１つの遊星歯車機構５Ｂと、を有している。遊星歯車機構５Ａ，５Ｂの詳細な構成については後述する。
【０１１３】
副トルク伝達装置２３Ａは、主トルク伝達装置２２Ａの出力を受け、その回転数を多段階で変更して出力する。副トルク伝達装置２３Ａの詳細な構成についても後述する。
【０１１４】
次に、図８及び図９を参照しながら、主トルク伝達装置２２Ａの構成及び動作について説明する。図８は、主トルク伝達装置２２Ａの断面図であり、主トルク伝達装置２２Ａを構成する部品の一部を断面視で示している。図９は、図８の一部の拡大図であり、出力軸４２の近傍を示している。
【０１１５】
図８に示されるように、ケーシング３の収容空間３０には、入力軸４１と、遊星歯車機構５Ａ，５Ｂと、ディスクブレーキ８Ａ，８Ｂと、出力軸４２と、１つの第１キャリア６と、６つの第２キャリア７と、が収容されている。
【０１１６】
［遊星歯車機構５Ａ］
遊星歯車機構５Ａは、１つの太陽歯車５４Ａと、３つの遊星歯車５５Ａと、１つの内歯車５６Ａと、を有するユニットである。６つの遊星歯車機構５Ａは、入力軸４１の軸線４１ｃに沿って直線状に配置されている。隣り合う遊星歯車機構５Ａ，５Ａ及び隣り合う遊星歯車機構５Ａ，５Ｂは、入力軸４１が挿通するブッシュ５７により隔てられている。
【０１１７】
太陽歯車５４Ａの周側面には複数の歯が形成され、中心には軸孔５４Ａａが形成されている。太陽歯車５４Ａは、軸孔５４Ａａにおいてスプライン係合により入力軸４１に対して固定され、入力軸４１とともに回転する。
【０１１８】
遊星歯車５５Ａは、太陽歯車５４Ａの周囲に配置されている。遊星歯車５５Ａの中心には軸孔５５Ａａが形成されており、この軸孔５５Ａａにはキャリア軸６２又はキャリア軸７２が挿通している。太陽歯車５４Ａは、このキャリア軸６２又はキャリア軸７２を中心として回転可能である。
【０１１９】
ここで、図９に詳細に示されるように、遊星歯車５５Ａは、第１歯車部５５Ａ１及び第２歯車部５５Ａ２を有している。第１歯車部５５Ａ１及び第２歯車部５５Ａ２は、それぞれ、同軸上に配置されている。詳細には、第１歯車部５５Ａ１及び第２歯車部５５Ａ２の外形はいずれも略円板形状であり、それらの中心軸は略一致する。第２歯車部５５Ａ２は、第１歯車部５５Ａ１よりも出力軸４２側に配置されている。
【０１２０】
第１歯車部５５Ａ１及び第２歯車部５５Ａ２の周側面には、複数の歯が形成されている。第１歯車部５５Ａ１のモジュールは、後述する内歯車５６Ａのモジュールと同一であり、第２歯車部５５Ａ２のモジュールは、太陽歯車５４Ａのモジュールと同一である。
【０１２１】
また、第２歯車部５５Ａ２の直径は、第１歯車部５５Ａ１の直径よりも大きい。つまり、第２歯車部５５Ａ２のピッチ円直径、歯先円直径、歯底円直径は、いずれも、第１歯車部５５Ａ１のものよりも大きい。遊星歯車５５Ａは、第２歯車部５５Ａ２において、太陽歯車５４Ａと噛合している。
【０１２２】
内歯車５６Ａは略円環形状を呈しており、その内周面５６Ａａには複数の歯が形成されている。内歯車５６Ａは、遊星歯車５５Ａの第１歯車部５５Ａ１を囲むように配置され、第１歯車部５５Ａ１と噛合している。
【０１２３】
各遊星歯車機構５Ａの構成は、互いに同一である。つまり、各遊星歯車機構５Ａは、それぞれ同一形状且つ同一サイズの太陽歯車５４Ａ、遊星歯車５５Ａ及び内歯車５６Ａにより構成されている。
【０１２４】
ここで、６つの遊星歯車機構５Ａのうち、入力軸４１の端部４１ａから最も離間している（つまり、エンジンＥＧから最も離間している）ものを「第１遊星歯車機構」と定義し、符号５１Ａを付している。また、６つの遊星歯車機構５Ａのうち、第１遊星歯車機構５１Ａよりも端部４１ａ側（つまり、エンジンＥＧ側）に配置されているものを「第２遊星歯車機構」と定義し、符号５２Ｆ〜５２Ｊを付している。
【０１２５】
［遊星歯車機構５Ｂ］
遊星歯車機構５Ｂは、第１遊星歯車機構５１Ａよりも端部４１ａ側（つまり、エンジンＥＧ側）に配置されており「第２遊星歯車機構」と定義されるものの１つであり、符号５２Ｋが付されている。遊星歯車機構５Ｂは、太陽歯車５４Ｂと、遊星歯車５５Ｂと、内歯車５６Ｂと、を有するユニットである。遊星歯車機構５Ｂは、上述した遊星歯車機構５Ａとはサイズが異なるものの、その基本構成は同一であるため、ここではその説明を省略する。
【０１２６】
［ディスクブレーキ８Ａ］
図８に示されるように、６つのディスクブレーキ８Ａは、入力軸４１の軸線４１ｃに沿って直線状に配置されている。ディスクブレーキ８Ａは、６つの遊星歯車機構５Ａのそれぞれに対応して１つずつ設けられている。図８は、第１遊星歯車機構５１Ａに対応するディスクブレーキ８Ａに符号８１Ａを付し、第２遊星歯車機構５２Ｆ〜５２Ｊに対応するディスクブレーキ８Ａに符号８２Ｆ〜８２Ｊを付している。図９に示されるように、ディスクブレーキ８Ａは、外周ディスク８３Ａと、プレート８４Ａと、ピストン８５Ａと、配管８６Ａと、を有している。
【０１２７】
外周ディスク８３Ａは、遊星歯車機構５Ａの内歯車５６Ａの周側面に複数設けられている。外周ディスク８３Ａは中央に孔が形成された略円板形状を呈しており、当該孔の縁部が内歯車５６Ａの周側面に対して固定されている。複数の外周ディスク８３Ａは、入力軸４１の軸線４１ｃに沿って、互いに間隔を空けて直線状に配置されている。
【０１２８】
プレート８４Ａは、複数設けられており、隣り合う外周ディスク８３Ａ，８３Ａの間に配置されている。プレート８４Ａは、中央に孔が形成された円板形状を呈しており、その表面は、外周ディスク８３Ａと接触した場合に大きな摩擦力を生じさせるように加工されている。
【０１２９】
ピストン８５Ａは、本発明に係る「駆動部」の一例である。ピストン８５Ａは、入力軸４１の軸線４１ｃに沿って、図９の左右方向に移動可能に構成されている。ピストン８５Ａの背面には圧力室８５Ａａが形成されている。圧力室８５Ａａは、その内部の圧力がピストン８５Ａに作用するように形成されている。
【０１３０】
配管８６Ａは、その内部に流路が形成されており、遊星歯車機構５Ａの外方に配置されている。当該流路は、作動油の供給経路である。当該流路に、図９に矢印Ａ１で示される方向に作動油を流すことにより、ピストン８５Ａの圧力室８５Ａａに作動油を流入させることができる。また、当該流路に、図９に矢印Ａ２で示される方向に作動油を流すことにより、ピストン８５Ａの圧力室８５Ａａから作動油を排出することができる。
【０１３１】
ピストン８５Ａの圧力室８５Ａａ内の圧力が比較的低い場合、隣り合う外周ディスク８３Ａ，８３Ａの間に配置されているプレート８４Ａと、外周ディスク８３Ａとが離間した状態が保たれる。
【０１３２】
一方、作動油がピストン８５Ａの圧力室８５Ａａに流入すると、当該圧力室８５Ａａ内の圧力が高まる。これにより、ピストン８５Ａは、入力軸４１の軸線４１ｃに沿って、図９の左方向に移動する。ピストン８５Ａのこの移動に連動して、プレート８４Ａも図９の左方向に移動することにより、プレート８４Ａが外周ディスク８３Ａに押し付けられる。
【０１３３】
［ディスクブレーキ８Ｂ］
図８に示されるように、ディスクブレーキ８Ｂは、遊星歯車機構５Ｂに対応して１つ設けられている。上述したように、遊星歯車機構５Ｂは「第２遊星歯車機構」と定義されるものの１つであり、図８は、この遊星歯車機構５Ｂに対応するディスクブレーキ８Ｂに符号８２Ｋを付している。ディスクブレーキ８Ｂは、上述したディスクブレーキ８Ａと基本構成が同一であるため、ここではその説明を省略する。
【０１３４】
［主トルク伝達装置２２Ａの動作］
エンジンＥＧが発生させたトルクは、伝達軸４４及び主クラッチ２１Ａを介して入力軸４１に入力され、軸線４１ｃを中心として入力軸４１を回転させる。これにより、入力軸４１に対して固定された６つの太陽歯車５４Ａと１つの太陽歯車５４Ｂとが、入力軸４１と同方向に回転する。つまり、遊星歯車機構５Ａ，５Ｂのいずれにおいても、入力軸４１からトルクが入力される。太陽歯車５４Ａ，５４Ｂの回転に伴い、遊星歯車５５Ａ，５５Ｂが、キャリア軸６２又はキャリア軸７２を中心として、太陽歯車５４Ａ，５４Ｂと逆方向に自転する。
【０１３５】
また、遊星歯車５５Ａ，５５Ｂは、入力軸４１を中心として、太陽歯車５４Ａ，５４Ｂの周囲で公転する。第２遊星歯車機構５２Ｆ〜５２Ｋの遊星歯車５５Ａ，５５Ｂの公転は、第２キャリア７により、隣り合う遊星歯車機構５Ａの内歯車５６Ａに伝達される。また、第１遊星歯車機構５１Ａの遊星歯車５５Ａの公転は、第１キャリア６により、出力軸４２に伝達される。
【０１３６】
出力軸４２の回転数を変更する際は、６つのディスクブレーキ８Ａと１つのディスクブレーキ８Ｂのいずれか１つが、当該ディスクブレーキ８Ａ，８Ｂと対応する遊星歯車機構５Ａ，５Ｂの内歯車５６Ａ，５６Ｂの回転を規制する。つまり、あるディスクブレーキ８Ａを例に説明すると、当該ディスクブレーキ８Ａのピストン８５Ａの圧力室８５Ａａに作動油が供給され、これに伴ってピストン８５Ａ及びプレート８４Ａが移動し、プレート８４Ａが、内歯車５６Ａの周側面に対して固定されている外周ディスク８３Ａに押し付けられることにより、内歯車５６Ａの回転を規制する。
【０１３７】
最もエンジンＥＧ側に配置された第２遊星歯車機構５２Ｋ（遊星歯車機構５Ｂ）の内歯車５６Ｂの回転が規制された場合、当該第２遊星歯車機構５２Ｋは、太陽歯車５４Ｂにトルクが入力され遊星歯車５５Ｂから出力する１入力１出力機構として機能する。このとき、第２遊星歯車機構５２Ｆ〜５２Ｊ及び第１遊星歯車機構５１Ａ（遊星歯車機構５Ａ）は、太陽歯車５４Ａ及び内歯車５６Ａにトルクが入力され遊星歯車５５Ａから出力する２入力１出力機構として機能する。
【０１３８】
これに対し、エンジンＥＧから最も離間する側に配置された第１遊星歯車機構５１Ａ（遊星歯車機構５Ａ）の内歯車５６Ａの回転が規制された場合、当該第１遊星歯車機構５１Ａは、太陽歯車５４Ａにトルクが入力され遊星歯車５５Ａから出力する１入力１出力機構として機能する。
【０１３９】
出力軸４２の回転数は、第２遊星歯車機構５２Ｋ（遊星歯車機構５Ｂ）の内歯車５６Ｂの回転が規制された場合に最大値となり、第１遊星歯車機構５１Ａ（遊星歯車機構５Ａ）の内歯車５６Ａの回転が規制された場合に最小値となる。
【０１４０】
また、出力軸４２の回転数は、第２遊星歯車機構５２Ｆ〜５２Ｊのいずれか１つの内歯車５６Ａの回転が規制されることにより、最小値と最大値との間の値となる。第２遊星歯車機構５２Ｆ〜５２Ｊのうち、エンジンＥＧに近いものほど、その内歯車５６Ａの回転が規制された場合の出力軸４２の回転数は大きくなる。
【０１４１】
次に、図１０を参照しながら、副トルク伝達装置２３Ａの構成及び動作について説明する。図１０は、副トルク伝達装置２３Ａの断面図であり、副トルク伝達装置２３Ａを構成する部品の一部を断面視で示している。副トルク伝達装置２３Ａの構成のうち、第１実施形態の構成や、主トルク伝達装置２２Ａの構成と同等の機能を有するものに関する説明は、適宜簡略化する。
【０１４２】
副トルク伝達装置２３Ａは、入力軸９１と、遊星歯車機構５１０Ａ，５２０Ａと、キャリア６３０，７２０，７３０と、クラッチパック２３１Ａと、を有している。
【０１４３】
［遊星歯車機構５１０Ａ］
遊星歯車機構５１０Ａは、１つの太陽歯車５４１Ａと、３つの遊星歯車５５１Ａと、１つの内歯車５６１Ａと、を有するユニットである。
【０１４４】
［遊星歯車機構５２０Ａ］
遊星歯車機構５２０Ａは、１つの太陽歯車５４２Ａと、３つの遊星歯車５５２Ａと、１つの内歯車５６２Ａと、を有するユニットである。遊星歯車機構５２０Ａは、さらに、１つの太陽歯車５４３Ａと、３つの遊星歯車５５３Ａと、を有している。遊星歯車５５３Ａは、第１歯車部５５３Ａ１及び第２歯車部５５３Ａ２を有している。第１歯車部５５３Ａ１及び第２歯車部５５３Ａ２は、それぞれ、同軸上に配置されている。詳細には、第１歯車部５５３Ａ１及び第２歯車部５５３Ａ２の外形はいずれも略円板形状であり、それらの中心軸は略一致する。
【０１４５】
第１歯車部５５３Ａ１及び第２歯車部５５３Ａ２の周側面には、複数の歯が形成されている。第１歯車部５５３Ａ１のモジュールは、内歯車５６２Ａのモジュールと同一であり、第２歯車部５５３Ａ２のモジュールは、太陽歯車５４３Ａのモジュールと同一である。
【０１４６】
また、第２歯車部５５３Ａ２の直径は、第１歯車部５５３Ａ１の直径よりも大きい。つまり、第２歯車部５５３Ａ２のピッチ円直径、歯先円直径、歯底円直径は、いずれも、第１歯車部５５３Ａ１のものよりも大きい。遊星歯車５５３Ａは、第１歯車部５５３Ａ１において内歯車５６２Ａと噛合し、第２歯車部５５３Ａ２において太陽歯車５４３Ａと噛合している。
【０１４７】
［キャリア６３０］
キャリア６３０は、遊星歯車機構５２０Ａとクラッチパック２３１Ａとの間に配置されており、１つのキャリア本体６１３と、３つのキャリア軸６２３と、を有している。キャリア本体６１３の３つの軸孔のそれぞれに、キャリア軸６２３の一端部が挿通している。キャリア軸６２３の他端部は、遊星歯車機構５２０Ａの遊星歯車５５３Ａの軸孔に挿通している。これにより、遊星歯車機構５２０Ａの３つの遊星歯車５５３Ａと、キャリア本体６１３とが、３つのキャリア軸６２３を介して連結されている。
【０１４８】
［キャリア７２０］
キャリア７２０は、１つのキャリア本体７１２と、３つのキャリア軸７２２と、を有している。キャリア本体７１２は、遊星歯車機構５２０Ａの内歯車５６２Ａに外嵌している。また、キャリア本体７１２の３つの軸孔のそれぞれに、キャリア軸７２２の一端部が挿通している。また、キャリア軸７２２の他端部は、遊星歯車機構５１０Ａの遊星歯車５５１Ａの軸孔に挿通している。これにより、遊星歯車機構５１０Ａの３つの遊星歯車５５１Ａと、遊星歯車機構５２０Ａの内歯車５６２Ａとが、キャリア軸７２２及びキャリア本体７１２を介して連結されている。
【０１４９】
［キャリア７３０］
キャリア７３０は、１つのキャリア本体７１３と、３つのキャリア軸７２３と、を有している。キャリア本体７１３は、太陽歯車５４３Ａと一体的に形成されている。また、キャリア本体７１３の３つの軸孔のそれぞれに、キャリア軸７２３の一端部が挿通している。また、キャリア軸７２３の他端部は、遊星歯車機構５２０Ａの遊星歯車５５２Ａの軸孔に挿通している。これにより、遊星歯車機構５２０Ａの３つの遊星歯車５５２Ａと太陽歯車５４３Ａとが、キャリア軸７２３及びキャリア本体７１３を介して連結されている。
【０１５０】
［クラッチパック２３１Ａ］
クラッチパック２３１Ａは、ハウジング２３１Ａａと、クラッチ板２３１Ａｂと、を有している。ハウジング２３１ａは、キャリア６１０のキャリア本体６１１に対して連結されている。クラッチパック２３１Ａは、クラッチ板２３１Ａｂを圧接させた圧接状態と、離間させた非圧接状態と、を切り替えることができるように構成されている。
【０１５１】
［ディスクブレーキ８３０，８４０］
遊星歯車機構５１０Ａの内歯車５６１Ａの外周には、ディスクブレーキ８３０が配置されている。また、遊星歯車機構５２０Ａの内歯車５６２Ａに外嵌しているキャリア本体７１２の外周には、ディスクブレーキ８４０が配置されている。ディスクブレーキ８３０，８４０は、上述したディスクブレーキ８Ａ，８Ｂと同様の構成を有しており、作動油の供給により、内歯車５６１Ａ，５６２Ａの回転を規制する。
【０１５２】
［副トルク伝達装置２３Ａの動作］
上述したように、第１実施形態（図３等参照）は、副トルク伝達装置２３とクリープ機構２４とが互いに独立して、主トルク伝達装置２２の出力の回転数を変更する。一方、第２実施形態は、上記構成により、副トルク伝達装置２３Ａが有している遊星歯車機構５１０Ａ，５２０Ａと、クラッチパック２３１Ａとが一体的に動作して、主トルク伝達装置２２Ａの出力の回転数を多段階で変更する。
【０１５３】
具体的には、副トルク伝達装置２３Ａは、主トルク伝達装置２２Ａの出力を受け、
（１）遊星歯車機構５２０Ａにおいて得られる最も大きな減速比による「クリープ速」
（２）遊星歯車機構５１０Ａ，５２０Ａにおいて回転数を高める「副変速（Ｌｏ）」
（３）クラッチパック２３１Aにおいて回転数を減少させない「副変速（Ｈｉ）」
の３段階で回転数を変更可能としつつ、トルクを伝達する。
【０１５４】
次に、第２実施形態の構成に基づく作用効果について説明する。
【０１５５】
上記構成によれば、遊星歯車５５Ａは、同軸上に配置された第１歯車部５５Ａ１及び第２歯車部５５Ａ２を有している。第１歯車部５５Ａ１は、内歯車５６Ａと噛合している。第２歯車部５５Ａ２は、太陽歯車５４Ａと噛合している。第２歯車部５５Ａ２の直径は、第１歯車部５５Ａ１の直径よりも大きい。
【０１５６】
この構成によれば、各遊星歯車機構５Ａの径方向寸法（つまり、図８及び図９の上下方向における寸法）の増加を抑制しつつ、減速比をさらに大きくすることが可能になる。
【０１５７】
ここで、作動油を各ピストン８５Ａの圧力室８５Ａａに供給するための他の構成として、遊星歯車機構５Ａ，５Ｂの内方から作動油を供給するものが考えられる。例えば、入力軸４１の内部で軸線４１ｃに沿って延びる流路を形成し、この流路を介して作動油を圧力室８５Ａａに供給する構成が考えられる。しかしながら、このような構成では、供給経路におけるシールが困難になるおそれがある。例えば、入力軸４１の周側面をシールするＯリング等を設けた場合、高速回転する入力軸４１との摩擦によりＯリングの劣化が進行し、シール不良が生じたり、Ｏリングの頻繁な交換を要したりするという不具合が生じ得る。
【０１５８】
これに対し、第２実施形態では、ディスクブレーキ８Ａ，８Ｂのそれぞれは、内歯車５６Ａの回転を規制するように駆動するピストン８５Ａと、ピストン８５Ａを駆動させるための作動油を遊星歯車機構５Ａ，５Ｂの外方から供給する配管８６Ａと、を有している。
【０１５９】
この構成によれば、ピストン８５Ａを駆動させるための作動油を、遊星歯車機構５Ａ，５Ｂの内方から供給する構成と比較して、作動油の供給経路におけるシールが容易になり、主トルク伝達装置２２Ａの信頼性を高めることが可能になる。
【０１６０】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されず、適宜変更することができる。
【０１６１】
上記実施形態では、本発明に係る「駆動源」の一例として、エンジンＥＧを挙げているが、本発明はこの形態に限定されない。本発明に係る駆動源として、例えば、電動モータを採用してもよい。
【符号の説明】
【０１６２】
１：トラクタ（産業機械）
ＥＧ：エンジン（原動機）
２２，２２Ａ：主トルク伝達装置（トルク伝達装置）
２３，２３Ａ：副トルク伝達装置
４１：入力軸
４２：出力軸
５，５Ａ，５Ｂ：遊星歯車機構
５１，５１Ａ：第１遊星歯車機構
５２Ａ〜５２Ｋ：第２遊星歯車機構
５４，５４Ａ，５４Ｂ：太陽歯車
５５，５５Ａ，５５Ｂ：遊星歯車
５５Ａ１：第１歯車部
５５Ａ２：第２歯車部
５６，５６Ａ，５６Ｂ：内歯車
６：第１キャリア
７：第２キャリア
７１：キャリア本体
７２：キャリア軸
７２ａ：拡径部
８：バンドブレーキ（ブレーキ機構）
８Ａ：ディスクブレーキ（ブレーキ機構）
【図１】
2020085239.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2020085239.tif 000006
【図５】
2020085239.tif 000007
【図６】
2020085239.tif 000008
【図７】
2020085239.tif 000009
【図８】
2020085239.tif 000010
【図９】
2020085239.tif 000011
【図１０】
2020085239.tif 000012