(57)【要約】【課題】高低クラッチの切換を適切かつ迅速に行えるトロイダル無段変速機構を具備したトランスミッションを提供することである。【解決手段】現在接続している接続側クラッチの油圧を低下させることによりスリップ状態が所定の第一スリップ状態になると、接続していない側の非接続側クラッチに油圧をかけて短時間仮接続してスリップ状態とし、接続側クラッチ油圧のさらなる低下によりスリップ状態が第二スリップ状態になると、非接続側クラッチを全圧で接続すると共に、この全圧接続中に接続側クラッチの油圧をゼロにするように高速側クラッチと低速側クラッチのクラッチ接続を行うように構成したことを特徴とするトランスミッションの構成とする。【選択図】図２２
2010276079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロイダル変速機構（４）と高・低クラッチ（３０）で後進から前進まで変速するトランスミッションにおいて、高速側クラッチ（６４）と低速側クラッチ（６５）のスリップ状態を検出する高速側スリップ検出手段（１５２）と低速側スリップ検出手段（１５３）をそれぞれ設け、現在接続している接続側クラッチの油圧を低下させることによりスリップ状態が所定の第一スリップ状態（ＫＳ１）になると、接続していない側の非接続側クラッチに油圧をかけて短時間仮接続してスリップ状態とし、接続側クラッチ油圧のさらなる低下によりスリップ状態が第二スリップ状態（ＫＳ２）になると、非接続側クラッチを全圧で接続すると共に、この全圧接続中に接続側クラッチの油圧をゼロにするように高速側クラッチ（６４）と低速側クラッチ（６５）のクラッチ接続を行うように構成したことを特徴とするトランスミッション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスミッションに関する。特に、トラクタや乗用芝刈り機や乗用管理機等の作業車の動力伝動装置として使用されるトロイダル無段変速機構を具備したトランスミッションの走行変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業車は、搭乗するオペレータが作業車の操縦とロータリ耕耘装置等作業機の作業状態調整を行わなければならず運転操作等が煩雑になる。このオペレータの運転操作を少しでも楽にするために、自動変速機構を用いたトランスミッションが走行装置の駆動力伝動に採用されている。
【０００３】
例えば、特開２００４−１１４７８３号公報や特開２００７−１４６９５４号公報には、自動変速機構としてトロイダル変速機構を用いたトランスミッションがトラクタの変速装置として採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１４７８３号公報
【特許文献２】特開２００７−１４６９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トロイダル変速機構を用いたトランスミッションは、トロイダル機構のパワーローラの傾倒角変更と高低クラッチの交互接続切換によって変速している。そして、上記特許文献２には、アクセルペダルの踏込み速度と対応した速度でパワーローラの傾倒動作を制御し、同じく踏込み速度と対応して設定したタイミングで高低クラッチを切換制御して低速から高速まで無段で変速する技術が記載されている。
【０００６】
高低クラッチの切換は、増速中或は減速中に行われるが、クラッチの切断と接続がタイミングよく行われないと変速が中断されてもたつき感が生じ、加減速感を悪くする。
そこで、本発明は、高低クラッチの切換が適切かつ迅速に行われて変速が滑らかになるトロイダル無段変速機構を具備したトランスミッションの走行変速制御装置を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。
請求項１に記載の発明は、トロイダル変速機構４と高・低クラッチ３０で後進から前進まで変速するトランスミッションにおいて、高速側クラッチ６４と低速側クラッチ６５のスリップ状態を検出する高速側スリップ検出手段１５２と低速側スリップ検出手段１５３をそれぞれ設け、現在接続している接続側クラッチの油圧を低下させることによりスリップ状態が所定の第一スリップ状態ＫＳ１になると、接続していない側の非接続側クラッチに油圧をかけて短時間仮接続してスリップ状態とし、接続側クラッチ油圧のさらなる低下によりスリップ状態が第二スリップ状態ＫＳ２になると、非接続側クラッチを全圧で接続すると共に、この全圧接続中に接続側クラッチの油圧をゼロにするように高速側クラッチ６４と低速側クラッチ６５のクラッチ接続を行うように構成したことを特徴とするトランスミッションとした。
【０００８】
この構成で、例えば、低速側クラッチ６５から高速側クラッチ６４に切り換える場合には、低速側クラッチ６５を切り始めて低速側のスリップ状態が第一スリップ状態ＫＳ１になると高速側クラッチ６４をスリップ状態に仮接続し、低速側クラッチ６５のスリップ状態が第二スリップ状態ＫＳ２に達すると高速側クラッチ６４を全圧で本接続にする。
【発明の効果】
【０００９】
前記の如く、変速途中における高速側クラッチ６４と低速側クラッチ６５の切換動作において、接続側クラッチが完全に切れる前の第一スリップ状態ＫＳ１で非接続側クラッチを事前に仮接続して本接続の準備をしているので、第二スリップ状態ＫＳ２で接続側クラッチを切ると略同時に非接続側クラッチが接続状態となって、高速側クラッチ６４と低速側クラッチ６５の交互接続切換が円滑に行われて、動力伝動が途切れたり変速が停滞したりしてもたつき感を与えることが無い。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を実施した農業用トラクタである。
【図２】本発明を実施したミッションケースの側断面図である。
【図３】ミッションケース内の動力伝動系統図である。
【図４】本発明主要部の油圧駆動系統図である。
【図５】ミッションケースの一部拡大側面図である。
【図６】ミッションケースの正断面図である。
【図７】トロイダル変速部の一部拡大側面図である。
【図８】トロイダル変速部の一部拡大背面図である。
【図９】トロイダル変速部の一部拡大断面図である。
【図１０】トロイダル変速部の一部拡大側面図である。
【図１１】トロイダル変速部の一部拡大側断面図である。
【図１２】トロイダル変速部の一部拡大側面図である。
【図１３】トロイダル変速部の一部拡大斜視図である。
【図１４】トロイダル変速部の一部拡大断面図である。
【図１５】トロイダル変速部の斜視図である。
【図１６】トロイダル変速部の斜視図である。
【図１７】ミッションケースの拡大斜視図である。
【図１８】トロイダル変速部の斜視図である。
【図１９】車速とバリエータ比との関係図である。
【図２０】別実施例のミッションケース内の動力伝動系統図である。
【図２１】全体の制御ブロック図である。
【図２２】高・低クラッチのクラッチ圧変更タイムチャート図である。
【図２３】アクセルペダルの増減速制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて、農業用トラクタを作業車として本発明を実施した形態について説明する。
図１は、農業用トラクタの全体側面図で、機体前部のボンネット１２０内に搭載したエンジンＥの動力を後に詳しく説明するミッションケース１内のトロイダル変速機構４で適宜に変速して走行装置８を構成する前輪２０と後輪３５の両方或は後輪３５のみを駆動し、機体上に設けるキャビン１２５内の座席１２１に座ったオペレータが機体の略中央に立設するステアリングハンドル１２２を回動操作して前輪２０を操向しながら走行する。機体の後方へ突出するヒッチ１２３には、ロータリ耕運機などの作業機１２４を装着し、ミッションケース１から後方へ向かって突出するＰＴＯ出力軸４１で作業機１２４を駆動する。なお、この図面には省略しているが、前輪２０の車体前方に対する角度すなわち旋回角を検出する旋回角センサ１３０（図２１参照）を設けている。
【００１２】
次に、ミッションケース１の内部構造及びトロイダル変速機構４について図２以降で詳細に説明する。
ミッションケース１は、図２に示すように、前からフロントケース１ａ、ミドルケース１ｂ、リアケース１ｃの三つの中空ケースを連結して一体に構成している。
【００１３】
フロントケース１ａは、前隔壁２と後隔壁３とを有し、その内部に溜めるオイルはトロイダル変速機構４用の専用オイルでミドルケース１ｂとリアケース１ｃに溜めるオイルとは異ならせている。このように、トロイダル変速機構４に用いるオイルを一般的に使うミッションケース１内に溜めるオイルと分離して溜めることで、オイル循環でトロイダル変速機構４を効果的に冷却できる。
【００１４】
このフロントケース１ａ内に、上からバリエータ軸１０、走行駆動入力軸１１、ＰＴＯ入力軸１２、前輪駆動軸１３を軸支している。バリエータ軸１０の前方で軸心線上には、エンジンＥの出力軸と直結するメイン入力軸１４を軸架し、このメイン入力軸１４に固着しているギヤ１５に対して、バリエータ軸１０の前端部を遊嵌支持している。
【００１５】
メイン入力軸１４に前隔壁２の内側で固着したギヤ１５は、下位の走行駆動入力軸１１に固着した大小ギヤ１６、４３の大径ギヤ１６に噛み合って増速伝動し、この大小ギヤ１６、４３の小径ギヤ部４３が同時に回転する。この小径ギヤ４３は、さらに下位のＰＴＯ入力軸１２に固着したギヤ１８に噛み合って減速伝動している。ＰＴＯ入力軸１２はミドルケース１ｂ内の中継軸４２に設けたＰＴＯ軸変速機構４４に繋がるが、このＰＴＯ軸変速機構４４の伝動前側でミドルケース１ｂ内において、ワンウエイクラッチ２９を設けており、エンジン停止時のゆり戻しによる逆回転を防止している。
【００１６】
最下位の前輪駆動軸１３は、後述するミドルケース１ｂ側からの伝動により前側のフロントデフ軸１７へ動力を伝動している。フロントデフ軸１７は、フロントデフギヤ装置１９を介して左右の前輪２０を駆動する。（図３参照）
次に、前記バリエータ軸１０に装着したトロイダル変速機構４について説明する。バリエータ軸１０と一体回転する２つの出力ディスク４ａ，４ａと、両出力ディスク４ａ，４ａの中央側に位置して下方の走行駆動入力軸１１に固着したギヤ２１に中継ギヤ２２を介して噛み合うギヤ２３と共に回転する入力ディスク４ｂ，４ｂを設けている。そして、前記出力ディスク４ａ，４ａと入力ディスク４ｂ，４ｂとの間に摩擦ローラ支持アーム６９の先端部に枢支した摩擦ローラ５を片側三個ずつ軸支する構成（バリエータ機構）としている。
【００１７】
摩擦ローラ支持アーム６９はフルクラムプレート６８に構成している作動シリンダ６内を往復移動するピストン９６のピストンロッド７に連結している。また、摩擦ローラ５はローラ支持部材５１で支持され、このローラ支持部材５１と摩擦ローラ支持アーム６９との間は球面ベアリングＢで支持されている。（図９参照）
また、フルクラムプレート６８に対する作動シリンダ６のシリンダ孔５５の配置を図１２に示している。
【００１８】
この片側三個ずつの摩擦ローラ５の位置を油圧操作で変更することにより摩擦ローラ５の傾倒角が変更され、前記入力ディスク４ｂ，４ｂから出力ディスク４ａ，４ａへ伝わる動力伝達比が変更されてバリエータ軸１０の回転を変速する構成となっている。この変速伝動効率は約８０〜９０％と良く、特に低速での伝動効率が高いのが特徴である。
【００１９】
なお、トロイダル変速機構４の詳細な説明は、後述する。
バリエータ軸１０の回転は、後隔壁３のミドルケース１ｂ側でバリエータ軸１０に連結した入力クラッチ軸２５にスプライン嵌合したギヤ２６とワンウエイクラッチ６０を駆動すると共に、遊星機構６１のサンギヤ６１ａを駆動する。一方、前記走行駆動入力軸１１は、後続の延長軸６２、この延長軸６２上のギヤ６３、このギヤ６３と噛みあう前記入力クラッチ軸２５に遊嵌させたギヤ２８を介して、遊星機構６１のプラネタリギヤ６１ｂを支持するキャリア６１ｃを、サンギヤ６１ａの周りに公転駆動する。
【００２０】
また、前記入力クラッチ軸２５の終端側には、油圧クラッチ形態の高速側クラッチ６４を設け、これに隣接して同様に油圧クラッチ形態の低速側クラッチ６５を配置する。なお、高速側クラッチ６４は、そのクラッチ入りによって入力クラッチ軸２５と出力クラッチ軸６６を接続する。また、低速側クラッチ６５は、遊星機構６１のリングギヤ６１ｄと出力クラッチ軸６６とを接続する構成としている。これら高速側クラッチ６４と低速側クラッチ６５とによって高・低クラッチ３０を構成する。
【００２１】
尚、図示を省略するが、高速側クラッチ６４には入力クラッチ軸２５と出力クラッチ軸６６のスリップ状態を検出する高速側スリップ検出手段１５２（図２１）を設け、低速側クラッチ６５にはリングギヤ６１ｄと出力クラッチ軸６６のスリップ状態を検出する低速側スリップ検出手段１５３（図２１）を設けて、それぞれのクラッチ入り状態を判定できるようにしている。
【００２２】
高・低クラッチ３０の高速側クラッチ６４が入りとなり、低速側クラッチ６５が切りの状態では、変速されたバリエータ軸１０の回転、即ち入力クラッチ軸２５の回転が高速側クラッチ６４と伝動ドラム６７を経由して出力クラッチ軸６６に伝達され、その回転はバリエータ軸１０が低速の正転から高速の正転まで変速回転（「ハイレジウム」という）する。
【００２３】
また高・低クラッチ３０の低速側クラッチ６５が入りとなり、高速側クラッチ６４が切りの状態では、変速されたバリエータ軸１０の回転がサンギヤ６１ａに伝達され、一方延長軸６２の回転は、ギヤ６３、ギヤ２８、プラネタリギヤ６１ｂを介して遊星機構６１のキャリア６１ｃを駆動するため、サンギヤ６１ａとキャリア６１ｃの回転との合成回転でリングギヤ６１ｄを回転駆動し、このリングギヤ６１ｄと一体回転するケーシング６１ｅの回転が、低速側クラッチ６５と伝動ドラム６７を経由して出力クラッチ軸６６に伝達する。この場合の出力クラッチ軸６６の回転は、低速の逆転から零回転を通過して低速の正転まで変速回転（「ローレジウム」という）する。
【００２４】
また、走行駆動入力軸１１の延長軸６２には、入力クラッチ軸２５にスプライン嵌合しているギヤ２６と噛み合うワンウエイクラッチ２７の外ギヤ２７ａを設けている。
また、入力クラッチ軸２５のワンウエイクラッチ６０の外ギヤ２８と噛み合うギヤ６３を、延長軸６２にスプライン嵌合して動力を伝動している。このような遊星機構６１のプラネタリギヤ６１ｄとサンギヤ６１ａの駆動構成でリングギヤ６１ｄが変速駆動される。
【００２５】
なお、ワンウエイクラッチ６０に外ギヤ２８を形成し、直接伝動することで伝動構成を単純化しローレジウムからハイレジウムへの変速伝動を段差無く円滑に行える。
以上の構成で、低速側クラッチ６５を繋げば、出力クラッチ軸６６は低速の逆転から零回転を通過して低速の正転まで変速され、さらに正転で増速するには高速側クラッチ６４を繋いで摩擦ローラ５の傾きを変えていくことになる。この低速側クラッチ６５と高速クラッチ６４の断続タイミング、いわゆるローレジウムからハイレジウムへの引継ぎが低速側クラッチ６５と高速側クラッチ６４とから構成される高・低クラッチ３０の断続で制御されて、低速逆転から零回転を通過して高速正転へ滑らかに変速されることになる。
【００２６】
低速側クラッチ６５と高速クラッチ６４の断続タイミングを、図２２のタイムチャート図で説明する。
例えば、低速側クラッチ６５から高速側クラッチ６４に繋ぐ場合に、低速側クラッチ６５のクラッチ圧を低下するか零にすると、クラッチ圧から算出する低速側スリップ検出手段１５３によって図示の如く伝達可能回転数ＫＳが低下させていくので、第一スリップ状態ＫＳ１（伝達可能回転数が４００ｒｐｍ）で、高速側クラッチ６４を全圧で３００ｍｓｅｃの間クラッチを繋いで以降２００ｋｐａのクラッチ圧を保持して半クラッチ状態とし、伝達可能回転数ＫＳが第二スリップ状態ＫＳ２（伝達可能回転数が１００ｒｐｍ）になると、高速側クラッチ６４のクラッチ圧を全圧として完全に繋ぐ。
【００２７】
逆に、高速側クラッチ６４から低速側クラッチ６５に繋ぐ場合の低速側クラッチ６５のクラッチ圧変更も上記と同じタイミングで行う。
尚、第一スリップ状態ＫＳ１と第二スリップ状態ＫＳ２の伝達可能回転数は、増減速割合によって変更し、増減速割合が大きい場合には高くするようにしても良い。
【００２８】
尚、作業モード切換スイッチ１３９によって設定する作業モードは、ローレジウムのみを使用し、定速制御は、ローレジウムとハイレジウムの両方を使用する。
また、高・低クラッチ３０の切換時に走行速度の変更が滑らかに行われるようにエンジンＥの回転を増減制御する。
【００２９】
また、バリエータ比の変化率を検出し、この変化率で高・低クラッチ３０の切換時点を予測し、その予測時点直前にクラッチの切換圧補給を開始することで、速度変更を滑らかに行える。
【００３０】
この高・低クラッチ３０の出力クラッチ軸６６の後端にスプライン嵌合したギヤ３１は、リアデフギヤ装置３４のデフ軸３２にスプライン嵌合しているギヤ３３と噛み合っているので、出力クラッチ軸６６の回転はデフ軸３２を駆動する。デフ軸３２の回転はリアデフギヤ装置３４を介して左右の後輪３５へ伝動される。
【００３１】
デフ軸３２の回転は、ギヤ３７からＰＴＯ出力軸４１に遊嵌した二連ギヤ３６ａ、３６ｂを介して前輪駆動延長軸３９にスプライン嵌合しているギヤ３８に伝動され、このギヤ３８が回転することで前輪駆動延長軸３９を駆動する。
【００３２】
前輪駆動延長軸３９には、図３に示す如く、トラクタの旋回時に前輪を同速回転、或いは増速回転して駆動させる前輪増速クラッチ４０を装着している。さらにこの前輪駆動延長軸３９に中継軸４８を介して、前輪駆動軸１３に伝動すべく連結している。前輪増速クラッチ４０については、油圧クラッチを切り換えて軸４０ａを経由して中継軸４８を駆動する場合が増速である。
【００３３】
図２０は、バリエータ軸１０の入力側にメイン入力軸１４のギヤ１５と係脱する副クラッチ１２６を設けて、トロイダル変速機構４が故障した時にこの副クラッチ１２６を入れてギヤ１５から大径ギヤ１６を介して走行駆動入力軸１１に直接エンジンＥの動力を伝動するようにして、故障時の機体移動を可能にした実施例である。
【００３４】
次に、トロイダル変速機構４の詳細な説明を図４以降で説明する。
トロイダル変速機構４の概要は、前記の如く、バリエータ軸１０に装着した入力ディスク４ｂ、４ｂと出力ディスク４ａ、４ａの間に摩擦ローラ５を設け、この摩擦ローラ５の傾倒角を変更することで入力ディスク４ｂの回転が摩擦ローラ５で加減速されて出力ディスク４ａに伝動する構成である。
【００３５】
図７に示すように、摩擦ローラ５は、ミッションケース１の一部を構成するフロントケース１ａの右側面に取り付けたフルクラムプレート６８に設ける摩擦ローラ支持アーム６９の先端に枢支している。そして、前側の入出力ディスク４ａ，４ｂと後側の入出力ディスク４ａ，４ｂとの間にそれぞれ三個ずつ円周等配で設けている。
【００３６】
図９に示すように、摩擦ローラ支持アーム６９の一端側は球面ベアリングＢを介してローラ支持部材５１を支持しており、このローラ支持部材５１で摩擦ローラ５を支持軸５２で回転可能に支持している構成である。摩擦ローラ支持アーム６９の他端側にはピストンロッド７が連結している。ピストンロッド７はフルクラムプレート６８内のピストン９６とともに往復移動する。
【００３７】
フルクラムプレート６８は、摩擦ローラ支持アーム６９を枢支するボス部６８ａをフロントケース１ａ内に向けて突設すると共に、フルクラムプレート６８の内部に摩擦ローラ支持アーム６９を回動する作動シリンダ６を設け、この作動シリンダ６のピストン９６に連結しているピストンロッド７を摩擦ローラ支持アーム６９に枢着軸７ａで枢着している。（図９を参照）
シリンダ孔５５の部屋５５ａ（図９参照）に油を送油すると、ピストン９６とピストンロッド７は矢印９６ａ方向に移動する。すると、摩擦ローラ支持アーム６９と共に摩擦ローラ５が枢支軸７２を支点として矢印９６ａ方向に回転する。シリンダ孔５５の部屋５５ｂに油を送油すると逆の動きをする。
【００３８】
図１１のシリンダ孔５５に対するピストン９６の位置は、ギヤドニュートラル（ＧＮ）を示している。即ち、トロイダル変速機構４が回転を伝達しない位置であり、前進側と後進側の境界位置を示している。ピストン９６が矢印Ｐ方向に移動すると、機体は後進する。また、ピストン９６が矢印Ｑ方向に移動すると、機体は低速前進する。このとき低速クラッチ６５は入り状態のローレジウムである。
【００３９】
ピストン９６がフルクラムプレート６８の端部６８ａまできた状態がローレジウムの最高回転数であるので、さらに機体を高速状態にしたい場合には、高速クラッチ６４を入り状態としてハイレジウムにする。そして、ピストン９６をＳ方向に移動していくと、高速の正転状態で加速していく構成である。
【００４０】
トロイダル変速機構４の複数の摩擦ローラ５は同時に同じ方向へ傾くという変速動作をするので、フルクラムプレート６８の表裏のいずれか一方側にピストンロッド７を伸び出しする前記油圧供給部屋５５ａを構成し、他方側にピストンロッド７を退避する前記油圧供給部屋５５ｂを構成することで、オイル供給回路の構成を単純化できる。
【００４１】
フルクラムプレート６８の外側には作動シリンダ６のシリンダ孔５５を塞ぐスペーサプレート７０を取り付け、さらに、このスペーサプレート７０の上側に油圧ブロック７１を取り付けている。これらの部材をミッションケース１の側壁に重ねることで、ミッションケース１の下部に装着するものに比べて、機体後部に装着する作業機を駆動するＰＴＯ軸や、前輪駆動用の軸などへの配置に影響を与えることを防止できる。また、圃場面との距離が長くなるので、飛び跳ねてくる泥や石等の影響が少なくなる。
【００４２】
図１２は、フルクラムプレート６８のスペーサプレート７０との接合面を表し、この接合面側から加工したシリンダ孔５５を囲んでオイルシールリング５６，５７を嵌め込む溝を形成している。図示の如く、接近した二つのシリンダ孔５５を囲む溝は楕円形にして一個のオイルシールリング５７でシールしている。また、シリンダ孔５５の周囲にはスペーサプレート７０との締付けに用いるボルトを捻じ込むネジ孔５８を設けてオイルシールリング５６，５７の近くを締付けてシール性を良くしている。
【００４３】
図１３は、スペーサプレート７０のフルクラムプレート６８との接合面を表し、前記シリンダ孔５５に対応する位置に、ピストンロッド７とピストン９６を連結するボルト９５の頭を逃がす逃し孔９３を設けている。また、前記のネジ孔５８に対応して締付けネジを貫通するネジ貫通孔５９を逃し孔９３の周囲に設けている。
【００４４】
フルクラムプレート６８のボス部６８ａに枢支軸７２で枢支した摩擦ローラ支持アーム６９の先端にジョイント７３でローラ支持部材５１を回動可能に支持している。このローラ支持部材５１に支持軸５２を介して摩擦ローラ５を回動可能に取付ける。
【００４５】
図９に示す如く、ローラ支持部材５１には、摩擦ローラ支持アーム６９の枢支軸７２へ供給されるオイルを油路５４からジョイント７３の導入油路５３を通って流れ出る吐出口５１ａに通じる油路５１ｂを設け、この油路５１ｂから支持軸５２と摩擦ローラ５の全周について潤滑する。５４ａはプラグである。
【００４６】
図１４は、作動シリンダ６の拡大図で、シリンダロッド７を摩擦ローラ支持アーム６９に連結してシリンダロッド７の出入作動で摩擦ローラ支持アーム６９を回動しているので、シリンダロッド７が出入作動に伴って僅かな首振りを行うので、シリンダロッド７に外嵌したシールリング１０６がシリンダ孔５５に内嵌したシールリング受１０５に対して僅かな横スライドを許容するようにしている。
【００４７】
上記構成の複数の摩擦ローラ５は、入出力ディスク４ａ，４ｂの対向面によって形成されるフルトロイダルキャビティ内でその進退位置を複数の作動シリンダ６によって調節することにより、複数の摩擦ローラ５の転動面の傾倒角に応じた変速比で無段変速伝動を行うのであるが、各摩擦ローラ支持アーム６９の形状と長さ及びシリンダロッド７の長さは、シリンダロッド７の伸長及び短縮側への同一動作量で摩擦ローラ５が同じ傾倒角になるように決められている。
【００４８】
また、ローラ支持部材５１は、図１０に示すように、ローラシュラウド５０をねじ止めにより取付ける。このローラシュラウド５０は、入出力ディスク４ａ，４ｂの間で進退動作に支障のない範囲で摩擦ローラ５・・・を覆うことにより、対向するディスク４ａ，４ｂの転動面を集中的に効率よく潤滑することができるようにオイルを導く。
【００４９】
各摩擦ローラ５・・・の下側に油圧ポンプ７４を設け、下方へ延ばした吸引パイプ７５の先端に取り付けたサクションフィルタ７６からオイルを吸引し、吐出パイプ７７からフルクラムプレート６８の内面に取り付けた油路７８へオイルを供給し、油路７８で各摩擦ローラ支持アーム６９の枢支軸７２へオイルを供給する。この吸引パイプ７５は、図６に示す如く、フロントケース１ａの底部に位置するサクションフィルタ７６からＰＴＯ入力軸１２と前輪駆動軸１３を迂回して油圧ポンプ７４に繋ぎ、吐出パイプ７７を油路７８（分配パイプ）に差し込んでいる。
【００５０】
以上の構成で、前記エンジンＥの回転をトロイダル変速機構４へ伝達し、このトロイダル変速機構４で変速する回転を高・低クラッチ３０に伝動する。そしてこの高・低クラッチ３０の低速クラッチを接続してトロイダル変速機構４の摩擦ローラ５の傾きを変更すると、出力回転を低速域内で逆転から正転に亘って無段階で変速する。この変速は作業車を対地作業に適した低速度で前後進する走行条件に適している。また高・低クラッチ３０を高速にしてトロイダル変速機構４の摩擦ローラ５の傾きを変更すると、出力回転を高速域内で正転から逆転に亘って無段階で変速する。この変速は作業車が路上を移動する走行条件に適している。
【００５１】
対地作業機を駆動するＰＴＯ出力軸４１は、次のように伝動している。
前後隔壁２，３の内部で、前記トロイダル変速機構４の下部に軸架した走行駆動走行駆動入力軸１１に固着した小径ギヤ部４３をＰＴＯ入力軸１２に固着したギヤ１８と噛み合わせて、このＰＴＯ入力軸１２の回転を後隔壁３の後部に設けるＰＴＯ軸変速機構４４とＰＴＯクラッチ４５を介してＰＴＯ出力軸４１に伝動している。ＰＴＯ出力軸４１の回転は、リアケース１ｃ内に設けるＰＴＯ軸第二変速機構４６で適宜の回転数に変速してＰＴＯ出力軸４７に伝動する。また、ＰＴＯ入力軸１２に固着したギヤ１１５と油圧ポンプ７４の入力軸に固着したギヤ１１６を噛み合わせて油圧ポンプ７４を駆動している。
【００５２】
トロイダル変速機構４の油圧制御系は、図４のシステム系統図に示すように、各摩擦ローラ５・・・を進退駆動する複動型の作動シリンダ６・・・を備え、かつ、それぞれの摩擦ローラ支持アーム６９・・・に形成した油路５４を介して専用オイルを摩擦ローラ５・・・へ供給し、入力ディスク４ｂと出力ディスク４ａとの間の摩擦伝動を確保しつつ潤滑と冷却を行うとともに、各作動シリンダ６・・・による摩擦ローラ５・・・の進退駆動とバリエータ軸１０の軸端入力によるエンドロード圧とを制御する。これらのオイルはフロントケース１ａ内に溜めたトロイダル変速専用オイルで循環して使用する。これにより、トロイダル変速機構４に用いるオイルを一般的に使うミッションケース１内に溜めるオイルと分離して溜めることが出来て、オイル循環でトロイダル変速機構４を効果的に冷却できるようになる。
【００５３】
詳細には、複数の摩擦ローラ５の複数の作動シリンダ６は、すべてを並列に油圧接続してフルクラムプレート６８のピストンロッド７の伸び出し側および退避側の作用油圧をそれぞれ制御する２つの油圧供給制御部を有する。このように、複数の作動シリンダ６のピストンロッド７を同時に伸び出し及び退避させるように駆動する油圧供給路を構成するにあたり、フルクラムプレート６８の表裏のいずれか一方側に伸び出し側の供給路を構成し、他方側に退避側の供給路を構成する。これにより、複数の摩擦ローラ５を同時に同じ方向へ傾けるような変速動作の場合について、圧力オイル供給回路の構成を単純化できるようになる。
【００５４】
サクションフィルタ７６を通ってポンプ７４で吸引されたオイルは再度目の細かいフィルタ８５を通って鉄粉などの異物を除かれて、メインリリーフ弁９ａで圧を調整され、前記の油圧制御部へ送られる流れと、摩擦ローラ５の潤滑と電磁バルブ９７への流れに分岐する。
【００５５】
電磁バルブ９７への流れは、リリーフ弁９９とアキュムレータ９８で圧を一定に保持されて摩擦ローラ５の潤滑と冷却に使われる。
油圧制御部へ送られる流れは、チェック弁８６を通って、アキュムレータ８４で圧を安定して作動シリンダ６の伸長側および短縮側の制御部と入出力ディスク４ａ，４ｂの圧力制御用に分岐される。
【００５６】
作動シリンダ６の伸長側油圧回路は、変速比によって電流値で制御される電磁減圧弁９０と送油方向を切換えるパイロット弁８９とアキュムレータ９２と圧油の脈動を吸収して流量を絞るモード１ダンパ１０１で構成され、作動シリンダ６の短縮側油圧回路は、同じく、電磁減圧弁８８とパイロット弁８７とアキュムレータ９１とモード１ダンパ１００で構成されている。各作動シリンダ６の供給直前にモード３ダンパ１０７を設けてさらに油圧の安定を図っている。
【００５７】
作動シリンダ６の短縮側の圧力Ｓ１は電磁バルブ８８とチェック弁８７で調整され、作動シリンダ６の伸長側の圧力Ｓ２は電磁バルブ９０とチェック弁９８で調整される。こちら側にもモード３ダンパ１０８を設けてさらに油圧の安定を図っている。
【００５８】
また、入出力ディスク４ａ，４ｂの圧力制御用回路にはリリーフ弁１０４と二つのシャトル弁７９，８０により直接の圧力と前記短縮側圧力Ｓ１と伸長側の圧力Ｓ２の高い方の流れを変速部のエンドロード圧としてディスク圧供給部１１７へ供給するように構成することにより、摩擦ローラ５・・・の傾斜動作による速度変更と対応してエンドロード圧を制御して各摩擦ローラ５・・・の転動接触圧を調整する。
【００５９】
さらに、各作動シリンダ６には伸長側と短縮側のエアー抜き路１０９，１１０を設けて、このエアー抜き路１０９，１１０をフロントケース１ａの前記フルクラムプレート６８の取付側と反対側の底部に設けるエアーパージ弁１０２とアンチキャビテーションチェック弁１０３に繋いでいる。
【００６０】
５４ｂは潤滑回路であり、図９に示す油路５４に油を送って潤滑する構成としている。
なお、図５において、８２はブレーキペダルとブレーキを繋ぐリンクの中継アームでスペーサプレート７０に枢支する支軸８３で支持している。
【００６１】
図１９は、車速とバリエータ比との関係を示している。横軸が車速（ｋｐｈ）であり、縦軸がバリエータ比である。Ｌは前述したローレジウムであり、低速側クラッチ６５が入り状態の速度範囲を示している。Ｈは前述したハイレジウムであり、高速側クラッチ６４が入り状態の速度範囲を示している。ＧＮはギヤドニュートラルであり、速度がゼロの位置である。Ｓはシンク位置であり、低速側クラッチ６５と高速側クラッチ６４の切り換え点である。このシンクＳ位置でのクラッチを切り換える直前において、油圧回路内に背圧をかけることでクラッチの切換ショックを防止できるようになる。この背圧のレベルは、低速側クラッチ６５又は高速側クラッチ６４の大きさに比例して決定するようにする。
【００６２】
機体を停車するときにはギヤドニュートラルＧＮに制御するが、トラクタが一定時間走行しない場合は低速側クラッチ６５への油圧を送らないようにすることで、機体停止中の無駄なエネルギ消費を抑制できる。車速センサからの信号により機体が停止しない場合には、再度ギヤドニュートラルＧＮ制御で機体を停止させるようにする。
【００６３】
尚、バリエータ比は、エンジン回転数によってその変化率を異にしている。
図２１に自動制御のセンサ信号の読み込みとトロイダル変速機構４等への制御出力信号を示す。
【００６４】
本機コントローラ１２６への入力信号は、旋回角センサ１３０から前輪２０の車体前方に対する傾きすなわち旋回角、アクセルペダルの踏み込み程度を検出するアクセルペダルセンサ１２８の信号、車速設定ダイヤル１２９の走行速度設定値、アキュムレータ９１とアキュムレータ９２とアキュムレータ９８の蓄積圧、クラッチペダルセンサ１３１の踏み込み信号、油温センサ１３２からのミッションケース１内のオイル温度、作動シリンダ６の短縮側シリンダ圧力センサ１３３と伸長側シリンダ圧力センサ１３４の検出圧力、クラッチＨ圧力センサ１３５による高速側クラッチ６４の圧力、クラッチＬ圧力センサ１３６による低速側クラッチ６５の圧力、高速側クラッチ６４の高速側スリップセンサ１５２と低速側クラッチ６５の低速側スリップセンサ１５３である。なお、スリップセンサは、入力側の軸或はギヤの回転数と出力側の軸或はギヤの回転数から、回転差を算出する。
【００６５】
本機近とのローラ１２６への入力信号は、リニアレバーセンサ１３７から前後進切換信号、左右ブレーキペダルセンサ１３８からブレーキ踏み込み信号、作業モード切換スイッチ１３９から設定作業モード、緊急停止スイッチ１４０から停止信号、パーキングスイッチ１４１から停止信号、ブレーキ連結スイッチ１４２から左右ブレーキペダルの連結信号、ＰＴＯスイッチ１４３からＰＴＯ出力軸４７のオン・オフ信号、増減速スイッチ１４４から走行速度の増減速信号、走行モード切換スイッチ１４５から設定走行モード信号、スロットルセンサ１４６からスロットルの開閉信号、エンジン回転センサ１４７からエンジンＥの回転数、バリエータ入力回転センサ１４９からトロイダル変速機構４の入力ディスク４ｂの回転数、バリエータ出力回転センサ１４８からトロイダル変速機構４の出力ディスク４ａの回転数、車速センサ１５０からトラクタの走行速度、ＰＴＯ回転センサ１５１からＰＴＯ出力軸４７の回転数がそれぞれ入力する。
【００６６】
本機コントローラ１２６からの出力制御信号は、表示器１５４への設定走行速度と設定旋回速度等、短縮側シリンダソレノイド１５５と伸長側シリンダソレノイド１５６への伸縮信号、高・低クラッチ３０を作動するＨクラッチソレノイド１５７とＬクラッチソレノイド１５８への作動信号、ＰＴＯクラッチソレノイド１５９へのオン・オフ信号である。
【００６７】
また、作業機コントローラ１２７とのデータ交信が行われる。なお、本機コントローラ１２６が故障で制御を停止した場合には、この作業機コントローラ１２７も本機コントローラ１２６に連動して制御を停止するようにする。
【００６８】
制御フローチャートの表示を省略するが、作業モード切換スイッチ１３９でロータリモードを選択した場合で後進中にクラッチペダルの踏み込みをクラッチペダルセンサ１３１が感知すると、クラッチペダルの踏み込みを深くすると走行速度を減速するようにして、枕地でのロータリ位置合わせを容易にする。
【００６９】
また、作業モード切換スイッチ１３９でロータリモードを選択した場合、作業機昇降レバーの位置或いはリフトアームの位置で作業機の上昇に比例して走行速度を速くする制御を行って、枕地でのロータリ位置合わせを容易にする。
【００７０】
また、作業モード切換スイッチ１３９を操作してアクセルペダルで走行速度を変更するアクセルモードを選択した場合、走行中に前後進レバーを進行方向と逆方向へ操作した場合には、アクセルペダルの踏込み深さに対する増速率（駆動トルクの増加率）を大きくして、逆進行方向への進行方向変更を迅速に行えるようにする。
【００７１】
また、アクセルモードで走行中に定速制御モードや作業モードに切り替えた場合は、現在の走行速度と設定速度の差に比例或いは二次関数的に大きいほど大きな加速度で設定速度に近づけて早く設定速度となるようにする。
【００７２】
また、アクセルモードで走行中に前後進レバーで進行方向を切り換えると、制動力をアクセルペダルを戻した場合よりも強く作用させる。
また、左右ブレーキペダルセンサ１３８でブレーキペダルの踏み込み速度を検出して、踏み込み速度が速いほど減速を速くし、作業モードであればモードをキャンセルして停止する制御を行う。ブレーキペダルの踏み込み速度は、ブレーキロッドに設ける動歪センサやブレーキシリンダの圧力センサで検出し、減速は制動トルクを生じさせる。なお、左右ブレーキペダルセンサ１３８の踏み込み時間を検出して踏み込み時間が長くなるほど制動トルクを強くしても良い。
【００７３】
アクセルペダルセンサ１２８は、アクセルペダルの踏み込み程度と踏み込み速度を検出し、走行モードの選択時に、エンジン回転とトロイダル変速機構４の変速を行うようにする。アクセルペダルを踏み続けて制限速度に達すると、エンジン回転を低下させてトロイダル変速機構４を高速に変速させて制限速度を維持するようにする。
【００７４】
定速制御時には、アクセルペダルの踏み込み時間に応じて大きく二次関数的に増速率を変化させ、発進ショックを少なくする。
定速制御時には、急旋回が行われたり、左右ブレーキペダルセンサ１３８の両方或はどちらかが踏み込みを検出したりすると、通常のブレーキ作用よりも強くブレーキ作用が働くようにする。
【００７５】
尚、定速制御時に左右ブレーキペダルセンサ１３８を同時に踏み込むと、踏み込み中は設定車速を零にして走行を停止する。
定速制御時には、リニアレバーセンサ１３７で前後進レバーが中立になったことを検出すると、低速側クラッチ６５の接続を維持し、設定車速を零にして、前後進レバーの前後進が迅速に行われるようにする。
【００７６】
トルク制御時に、アクセルペダルの踏み込みに対する速度増加率で牽引負荷を検出して記憶し、アクセルペダルの戻し時に速度増加率と同じ割合で速度を低下させることで、エンジンブレーキ的な作用を生じさせる。この時に、車体の前後傾斜角を検出し、下り傾斜走行時にその時の車体傾斜角で算出される牽引負荷を加味して、速度低下率を変更しても良い。
【００７７】
トレーラ等の重量の重いものを牽引している場合や下り坂等では車速が速くなって、バリエータ比が追従できないところまでバリエータ比が変化して、高・低クラッチ３０が切り換えられなくなる場合がある。このような場合には、図１９のバリエータ比の限界値（ＯＤ値）でバリエータ比を止める信号を出し、ブザーや警告表示で警報を出力する。また、ローレジウムで加速するとき、ｓｙｎｃ値にくるとハイレジウムに切り替えてｓｙｎｃ値を元の方向に戻すようにするが、故障などで元の方向に戻らずにそのまま直線の延長線上に向って行ってしまうことがあると、バリエータ比をｓｙｎｃ値で保留する。また、ハイレジウムから減速する場合も同様に制御する。
【００７８】
また、前記の車速が速くなってバリエータ比が追従できないところまでバリエータ比が変化する場合には、バリエータ比が追従可能なエンジン回転数までエンジンＥの回転を上昇させる制御を行うことも出来る。この場合に、エンジン回転を上昇させるかどうかを選択するスイッチを設けて、オペレータが任意に選択できるようにする。
【００７９】
さらに、後進時には、オーバードライブ減速比と現在の減速比との差を算出し、その差に応じてギヤドニュートラル側への油圧力を所定減速比まで比例的に増やして滑らかに増速させ、その後油圧力を減らしてバリエータの変速を停止する。なお、このギヤドニュートラル側への油圧力増加は、アクセルペダルの踏み込み速度によって変え、早く踏み込むと最初に増加率を大きくするようにしても良い。
【００８０】
なお、定速制御時にローレジウムで加速するとき、ｓｙｎｃ値にくるとハイレジウムに切り替えてｓｙｎｃ値を元の方向に戻すようにするが、負荷が大きすぎて一定時間経過してもハイレジウムに切換り難い場合には、しばらくの間ハイレジウムに切り換えるのを中止した後に再度ハイレジウムへの切換指令を出力するようにして、高・低クラッチ３０の摩耗を防ぐようにする。なお、ハイレジウムへの切換指令を数回繰り返してもハイレジウムへ切り替わらない場合には、ハイレジウムへの切換指令を中止して現在の速度で走行するように制御を切り換える。
【００８１】
また、定速制御時に負荷が大きすぎてエンジンＥの回転が低下するようであれば、設定速度を自動的に低下させてエンジンＥが安定して回転する負荷にする。その際に、設定速度が低下したことを表示器１５４に表示してオペレータに知らせる。
【００８２】
定速制御時にはエンジンＥの回転数に応じて、要求するホイルトルクの最大値が変更される。
アクセルモードにしてハイレジウムで前進走行中に前後進レバーを後進に切り換えると、ハイレジウムの間は減速力を強く働かせ、高速側クラッチ６４を切り、バリエータ比を所定値に制御し、低速側クラッチ６５を徐々に繋いでローレジウムになるとアクセルペダルの制御に従うように制御する。低速側クラッチ６５を繋ぐ場合に、エンドロード圧を最大付近になるように或は車速に応じて作動シリンダ６の短縮側の圧力Ｓ１と伸長側の圧力Ｓ２を制御する。なお、バリエータ比を所定値に制御する際にバリエータ位置を測定し、その値が後進位置ならば、そのままで低速側クラッチ６５を繋いでいく。
【００８３】
図２３は、アクセルペダルの踏込みによって増減速するトルク制御の増減速制御フローチャートで、ステップＳ１でトルク制御を判定し、ＹＥＳであればステップ２でアクセルペダルセンサ１２８によってアクセルペダルの位置を検出し、Ｓ３で作動シリンダ６の短縮側の圧力Ｓ１と伸長側の圧力Ｓ２を測定し、ステップＳス４で短縮側の圧力Ｓ１と伸長側の圧力Ｓ２の圧力差とレジームからホイルトルクを計算し、ステップＳ５で車速を測定し増速率を計算し、ステップＳ６でこの増速率を不揮発メモリに記憶し、ステップＳ７で増速率を減速率として不揮発メモリに記憶する。そして、アクセルペダルの戻し時に前記減速率で減速して増速と減速の感覚を同じにする。
【符号の説明】
【００８４】
ＫＳ１    第一スリップ状態
ＫＳ２    第二スリップ状態
４    トロイダル変速機構
６４    高速側クラッチ
６５    低速側クラッチ
１５２    高速側スリップ検出手段
１５３    低速側スリップ検出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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