(57)【要約】【課題】本発明の課題は、クラッチの切断の遅れとトランスミッションの大型化及び構造の複雑化を抑えることにある。【解決手段】第1クラッチは、第2キャリアとハウジングとの接続と切断とを切り換えるように構成される。第1クラッチは、軸線方向において、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構との間に配置される。第2クラッチは、軸線方向において、第2遊星歯車機構と第1遊星歯車機構との間に配置される。第2クラッチは、第1クラッチの外径よりも小さな外径を有する。第1ピストンは、第1クラッチを押圧することで第1クラッチを接続するように構成される。戻しバネは、第1クラッチと軸線方向に並び、且つ、第2クラッチの径方向外方に配置される。戻しバネは、第1ピストンを第1クラッチから離れるように付勢する。【選択図】図6
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１遊星歯車機構と、
第２サンギアと、前記第２サンギアと噛み合う複数の第２遊星ギアと、前記複数の第２遊星ギアを支持する第２キャリアと、を有し、前記第１遊星歯車機構の軸線方向に前記第１遊星歯車機構から離れて配置される第２遊星歯車機構と、
前記第１遊星歯車機構と前記第２遊星歯車機構とを収容するハウジングと、
前記第２キャリアと前記ハウジングとの接続と切断とを切り換えるように構成され、前記軸線方向において、前記第１遊星歯車機構と前記第２遊星歯車機構との間に配置される第１クラッチと、
前記軸線方向において前記第１遊星歯車機構と前記第２遊星歯車機構との間に配置され、前記第１クラッチの外径よりも小さな外径を有する第２クラッチと、
前記第１クラッチを押圧することで前記第１クラッチを接続するように構成される第１ピストンと、
前記第１クラッチと前記軸線方向に並び、且つ、前記第２クラッチの径方向外方に配置され、前記第１ピストンを前記第１クラッチから離れるように付勢する戻しバネと、
を備えるトランスミッション。
【請求項２】
前記第１ピストンは、前記第１クラッチと前記軸線方向に並び、且つ、前記第２クラッチの径方向外方に配置される、
請求項１に記載のトランスミッション。
【請求項３】
前記第１ピストンの一部は、前記第１遊星歯車機構の径方向外方に配置される、
請求項１又は２に記載のトランスミッション。
【請求項４】
前記戻しバネは、コイルスプリングである、
請求項１から３のいずれかに記載のトランスミッション。
【請求項５】
前記第２クラッチを押圧することで前記第２クラッチを接続するように構成される第２ピストンをさらに備え、
前記第２ピストンは、前記第１クラッチの径方向内方に配置される、
請求項１から４のいずれかに記載のトランスミッション。
【請求項６】
前記第２クラッチを切断するように付勢するバネ部材をさらに備え、
前記第２クラッチは、複数のクラッチ板を有し、
前記バネ部材は、前記複数のクラッチ板の間に配置されるウェーブスプリングである、
請求項１から５のいずれかに記載のトランスミッション。
【請求項７】
前記ハウジングに固定される戻しバネ支持部をさらに備え、
前記第１ピストンは、
第１フランジ部と、
前記軸線方向に前記第１フランジ部から離れて配置される第２フランジ部と、
前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とを連結する連結部と、
を有し、
前記戻しバネ支持部は、前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との間に位置し、
前記第１フランジ部は、前記第１クラッチと前記戻しバネ支持部との間に位置し、
前記戻しバネは、前記戻しバネ支持部と前記第２フランジ部との間に配置される、
請求項１から６のいずれかに記載のトランスミッション。
【請求項８】
前記第１クラッチの径方向外方に配置され、前記前記第１クラッチを支持する第１クラッチ支持部と、
前記第１クラッチと前記軸線方向に並んで配置される第１クラッチ押さえ部と、
前記戻しバネ支持部と第１クラッチ支持部と第１クラッチ押さえ部とを前記軸線方向に重ねて前記ハウジングに固定する固定部材と、
をさらに備える、
請求項７に記載のトランスミッション。
【請求項９】
前記第１ピストンは、
前記第１フランジ部を含む第１部品と、
前記第１部品と別体であり、前記第２フランジ部を含む第２部品と、
前記第２部品を前記第１部品に固定するための締結部材と、
を有する、
請求項７又は８に記載のトランスミッション。
【請求項１０】
前記第１遊星歯車機構は、
第１サンギアと、
前記第１サンギアと噛み合う複数の第１遊星ギアと、
前記複数の遊星ギアに噛み合うとともに回転可能に設けられる第１リングギアと、
を有し、
前記第２クラッチは、前記第２キャリアと前記第１リングギアとの接続と切断とを切り換える、
請求項１から９のいずれかに記載のトランスミッション。
【請求項１１】
前記第２クラッチは、前記軸線方向において前記第１クラッチと前記第１遊星歯車機構との間に配置される、
請求項１から１０のいずれかに記載のトランスミッション。
【請求項１２】
エンジンと、
前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される作業機と、
前記エンジンからの駆動力によって駆動される走行装置と、
前記エンジンからの駆動力を前記走行装置に伝達する、請求項１から１１のいずれかに記載のトランスミッションと、
を備える作業車両。
【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及び作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
トランスミッションには、複数の遊星歯車機構と、これらの遊星歯車機構の回転要素の接続及び切断を切り換えるための複数のクラッチを備えるものがある。例えば、特許文献1には、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構とを備えるトランスミッションが開示されている。このトランスミッションでは、第2遊星歯車機構のキャリアとハウジングとの接続及び切断が低速用のクラッチによって切り換えられる。また、第2遊星歯車機構のキャリアと第1遊星歯車機構のリングギアとの接続及び切断が高速用のクラッチによって切り換えられる。
【０００３】
一方、一般的に、クラッチには、クラッチを切断状態に戻すための戻しバネが設けられる。戻しバネは、クラッチを切断状態に戻す方向に、クラッチのピストンを付勢する。例えば、クラッチが接続されるときには、ピストンの油室に作動油が供給されることにより、ピストンが、戻しバネの付勢力に抗して、クラッチ板を押圧する。クラッチが切断されるときには、戻しバネの付勢力によってピストンが戻されることで、作動油がピストンの油室から排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2006-329244号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような第2遊星歯車機構のキャリアとハウジングとの接続及び切断を切り換えるためのクラッチが受ける負荷は大きいため、クラッチ板の枚数が多くなる、或いは、クラッチ板の外径が大きくなる。このため、クラッチを駆動させるためのピストンが大きくなる。ピストンが大きくなると、クラッチが切断されるときに、油室からの作動油の排出に遅れが生じ易くなる。このような作動油の排出の遅れはクラッチの切断に遅れを生じさせる要因となる。従って、クラッチを切断状態に戻すための戻しバネの力は大きいことが好ましい。
【０００６】
一方、複数のクラッチは、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構との回転要素の接続及び切断を切り換えるためのものであるため、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構との間の空間にコンパクトに配置されることが好ましい。
【０００７】
しかし、この場合、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構との間の空間は、第1遊星歯車機構或いは第2遊星歯車機構の位置によって制限される。このため、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構との間の空間に、戻しバネを配置することは容易ではない。例えば、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構との軸線方向において複数のクラッチの間に戻しバネが配置されると、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構との間の距離が軸線方向に大きくなる。このため、トランスミッションが大型化するという問題がある。また、戻しバネがクラッチの径方向外方に配置されると、トランスミッションが径方向に大型化するという問題がある。特に、戻しバネの力を大きくするために大型の戻しバネが用いられると、トランスミッションがさらに大型化してしまう。
【０００８】
また、上述した複数のクラッチの１つは、第2遊星歯車機構のキャリアとハウジングとの接続及び切断を切り換えるものであるため、ハウジングに近接して配置されることが好ましい。しかし、戻しバネがクラッチの径方向外方に配置されると、ハウジングとクラッチとを接続するための構造が複雑化するという問題がある。
【０００９】
本発明の課題は、クラッチの切断の遅れとトランスミッションの大型化及び構造の複雑化を抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一態様に係るトランスミッションは、第1遊星歯車機構と、第2遊星歯車機構と、ハウジングと、第1クラッチと、第2クラッチと、第1ピストンと、戻しバネと、を備える。第1遊星歯車機構は、第1サンギアを含む。第2遊星歯車機構は、第2サンギアと、第2サンギアと噛み合う複数の第2遊星ギアと、複数の第2遊星ギアを支持する第2キャリアと、を有する。第2遊星歯車機構は、第1遊星歯車機構の軸線方向に第1遊星歯車機構から離れて配置される。ハウジングは、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構とを収容する。第1クラッチは、第2キャリアとハウジングとの接続と切断とを切り換えるように構成される。第1クラッチは、軸線方向において、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構との間に配置される。第2クラッチは、軸線方向において、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構との間に配置される。第2クラッチは、第1クラッチの外径よりも小さな外径を有する。第1ピストンは、第1クラッチを押圧することで第1クラッチを接続するように構成される。戻しバネは、第1クラッチと軸線方向に並び、且つ、第2クラッチの径方向外方に配置される。戻しバネは、第1ピストンを第1クラッチから離れるように付勢する。
【００１１】
この場合、第1クラッチと第2クラッチとの外径の違いを利用して、第1クラッチと軸線方向に並び、且つ、第2クラッチの径方向外方に位置する空間に、戻しバネが配置される。このため、力の大きな戻しバネが用いられても、戻しバネが第1クラッチの径方向外方に配置される場合、或いは、戻しバネが第1クラッチ及び第2クラッチと軸線方向に並んで配置される場合と比べて、トランスミッションの大型化を抑えることができる。
【００１２】
また、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構との間に第1クラッチと第2クラッチとがコンパクトに配置されても、戻しバネを配置するための空間を確保することができる。このため、トランスミッションの大型化を抑えることができる。さらに、第1クラッチとハウジングとを接続するための構造が複雑化することを抑えることができる。
【００１３】
好ましくは、第1ピストンは、第1クラッチと軸線方向に並び、且つ、第2クラッチの径方向外方に配置される。この場合、第1クラッチと第2クラッチとの外径の違いを利用して、第1クラッチと軸線方向に並び、且つ、第2クラッチの径方向外方に位置する空間に、第1ピストンが配置される。これにより、トランスミッションの大型化をさらに抑えることができる。
【００１４】
好ましくは、第1ピストンの一部は、第1遊星歯車機構の径方向外方に配置される。この場合、第1遊星歯車機構の径方向外方に位置する空間を利用して第1ピストンの一部が配置される。これにより、トランスミッションの大型化をさらに抑えることができる。
【００１５】
好ましくは、戻しバネは、コイルスプリングである。これにより、大きな戻しバネの力を確保することができる。
【００１６】
好ましくは、トランスミッションは、第2ピストンをさらに備える。第2ピストンは、第2クラッチを押圧することで第2クラッチを接続するように構成される。第2ピストンは、第1クラッチの径方向内方に配置される。この場合、外径の大きな第1クラッチの径方向内方の空間を利用して第2ピストンが配置される。これにより、トランスミッションの大型化をさらに抑えることができる。
【００１７】
好ましくは、トランスミッションは、第2クラッチを切断するように付勢するバネ部材をさらに備える。第2クラッチは、複数のクラッチ板を有する。バネ部材は、複数のクラッチ板の間に配置されるウェーブスプリングである。この場合、小さなスペースにバネ部材を配置することができる。これにより、トランスミッションの大型化をさらに抑えることができる。また、第2クラッチは、第1クラッチと比べて小さいため、バネ部材の力が戻しバネの力と比べて小さくても、第2クラッチの切断の遅れの問題は生じ難い。
【００１８】
好ましくは、トランスミッションは、ハウジングに固定される戻しバネ支持部をさらに備える。第1ピストンは、第1フランジ部と、第2フランジ部と、連結部と、を有する。第2フランジ部は、軸線方向に第1フランジ部から離れて配置される。連結部は、第1フランジ部と第2フランジ部とを連結する。戻しバネ支持部は、第1フランジ部と第2フランジ部との間に位置する。第1フランジ部は、第1クラッチと戻しバネ支持部との間に位置する。戻しバネは、戻しバネ支持部と第2フランジ部との間に配置される。
【００１９】
この場合、戻しバネ支持部が、第1ピストンの第1フランジ部と第2フランジ部との間に位置する。このため、第1クラッチと第1ピストンと戻しバネ支持部とが、軸線方向に順に並んで配置される場合と比べて、トランスミッションの大型化を抑えることができる。
【００２０】
好ましくは、トランスミッションは、第1クラッチ支持部と、第1クラッチ押さえ部と、固定部材と、をさらに備える。第1クラッチ支持部は、第1クラッチの径方向外方に配置される。第1クラッチ支持部は、第1クラッチを支持する。第1クラッチ押さえ部は、第1クラッチと軸線方向に並んで配置される。固定部材は、戻しバネ支持部と第1クラッチ支持部と第1クラッチ押さえ部とを軸線方向に重ねてハウジングに固定する。
【００２１】
この場合、戻しバネ支持部と第1クラッチ支持部と第1クラッチ押さえ部とは、軸線方向に互いに重なった状態で固定部材によってハウジングに固定される。このため、組立が容易である。
【００２２】
好ましくは、第1ピストンは、第1部品と、第1部品と別体の第2部品と、締結部材と、を有する。第1部品は、第1フランジ部を含む。第2部品は、第2フランジ部を含む。締結部材は、第2部品を第1部品に固定する。この場合、第1フランジ部と第2フランジ部との間に戻しバネ支持部と戻しバネとを位置させた状態で、第1部品に第2部品を固定することができる。これにより、組立が容易である。
【００２３】
好ましくは、第1遊星歯車機構は、第1サンギアと、複数の第1遊星ギアと、第1リングギアと、を有する。複数の第1遊星ギアは、第1サンギアと噛み合う。第1リングギアは、複数の遊星ギアに噛み合うとともに回転可能に設けられる。第2クラッチは、第2キャリアと第1リングギアとの接続と切断とを切り換える。この場合、第2クラッチは、ハウジングに接続されない。このため、第2クラッチの径方向外方に戻しバネが配置されても、トランスミッションの構造が複雑化することを抑えることができる。
【００２４】
好ましくは、第2クラッチは、軸線方向において第1クラッチと第1遊星歯車機構との間に配置される。この場合、第2クラッチは第1クラッチよりも第1遊星歯車機構に近接して配置される。
【００２５】
一態様に係る作業車両は、エンジンと、油圧ポンプと、作業機と、走行装置と、上述のトランスミッションと、を備える。油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。作業機は、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。走行装置は、エンジンからの駆動力によって駆動される。トランスミッションは、エンジンからの駆動力を走行装置に伝達する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、クラッチの切断の遅れとトランスミッションの大型化及び構造の複雑化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係るホイールローダの側面図である。
【図２】ホイールローダの構成を示す模式図である。
【図３】第１〜第３モータの機能と各クラッチの状態とを示す表である。
【図４】車速に対する第１〜第３モータの回転速度の変化を示す図である。
【図５】トランスミッションの一部の断面図である。
【図６】トランスミッションの一部の断面の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の実施形態に係る作業車両1の側面図である。本実施形態において、作業車両1は、ホイールローダである。図1に示すように、作業車両1は、車体フレーム2と、作業機3と、走行輪4，5と、運転室6とを備えている。作業車両1は、走行輪4，5が回転駆動されることにより走行する。作業車両1は、作業機3を用いて掘削等の作業を行うことができる。
【００２９】
車体フレーム2には、作業機3および走行輪4が取り付けられている。作業機3は、作業機ポンプ23（図2参照）からの作動油によって駆動される。作業機3は、ブーム11とバケット12とを有する。ブーム11は、車体フレーム2に装着されている。作業機3は、リフトシリンダ13とバケットシリンダ14とを有している。リフトシリンダ13とバケットシリンダ14とは、油圧シリンダである。リフトシリンダ13の一端は車体フレーム2に取り付けられている。リフトシリンダ13の他端はブーム11に取り付けられている。リフトシリンダ13が作業機ポンプ23からの作動油によって伸縮することによって、ブーム11が上下に揺動する。バケット12は、ブーム11の先端に取り付けられている。バケットシリンダ14の一端は車体フレーム2に取り付けられている。バケットシリンダ14の他端はベルクランク15を介してバケット12に取り付けられている。バケットシリンダ14が、作業機ポンプ23からの作動油によって伸縮することによって、バケット12が上下に揺動する。
【００３０】
車体フレーム2には、運転室6及び走行輪5が取り付けられている。運転室6は、車体フレーム2上に載置されている。運転室6内には、オペレータが着座するシートや、後述する操作装置などが配置されている。車体フレーム2は、前フレーム16と後フレーム17とを有する。前フレーム16と後フレーム17とは互いに左右方向に揺動可能に取り付けられている。
【００３１】
前フレーム16には、作業機3が取り付けられている。後フレーム17には、運転室6が載置されている。また、後フレーム17には、後述するエンジン21及びトランスミッション24などの装置が搭載されている。トランスミッション24は、エンジン21の前方に位置している。
【００３２】
作業車両1は、ステアリングシリンダ18を有している。ステアリングシリンダ18は、前フレーム16と後フレーム17とに取り付けられている。ステアリングシリンダ18は、油圧シリンダである。ステアリングシリンダ18が、後述するステアリングポンプ30からの作動油によって伸縮することによって、作業車両1の進行方向が左右に変更される。
【００３３】
図2は、作業車両1の構成を示す模式図である。図2に示すように、作業車両1は、エンジン21、作業機ポンプ23、トランスミッションポンプ29、ステアリングポンプ30、トランスミッション24、走行装置25などを備えている。
【００３４】
エンジン21は、例えばディーゼルエンジンである。エンジン21は、走行装置25、作業機ポンプ23、トランスミッションポンプ29、ステアリングポンプ30などを駆動するための駆動力を発生させる。
【００３５】
作業機ポンプ23とトランスミッションポンプ29とステアリングポンプ30とは、油圧ポンプである。作業機ポンプ23とトランスミッションポンプ29とステアリングポンプ30とは、エンジン21からの駆動力によって駆動される。
【００３６】
作業機ポンプ23は、可変容量型の油圧ポンプである。作業機ポンプ23から吐出された作動油は、作業機制御弁41を介して、上述したリフトシリンダ13とバケットシリンダ14とに供給される。
【００３７】
トランスミッションポンプ29は、固定容量型の油圧ポンプである。トランスミッションポンプ29から吐出された作動油は、クラッチ制御弁32を介して、後述するトランスミッション24の各種のクラッチに供給される。
【００３８】
ステアリングポンプ30は、可変容量型の油圧ポンプである。ステアリングポンプ30から吐出された作動油は、ステアリング制御弁43を介して、上述したステアリングシリンダ18に供給される。
【００３９】
トランスミッション24は、エンジン21からの駆動力を走行装置25に伝達する。トランスミッション24は、エンジン21からの駆動力を変速して出力する。トランスミッション24の構成については後に詳細に説明する。
【００４０】
走行装置25は、エンジン21によって駆動される。走行装置25は、伝達軸46と、アクスルシャフト45と、上述した走行輪5とを有する。伝達軸46は、トランスミッション24からの駆動力をアクスルシャフト45に伝達する。アクスルシャフト45は、車幅方向に延びており、走行輪5に接続されている。アクスルシャフト45は、トランスミッション24からの駆動力を走行輪5に伝達する。これにより、走行輪5が回転する。
【００４１】
次に、トランスミッション24の構成について詳細に説明する。トランスミッション24は、入力軸61と、第1動力取り出し機構22（以下、「第1PTO22」と呼ぶ）と、第2動力取り出し機構27（以下、「第2PTO27」と呼ぶ）と、歯車機構62と、出力軸63と、第1モータMG1と、第2モータMG2と、第3モータMG3と、を備えている。
【００４２】
入力軸61には、エンジン21からの回転が入力される。歯車機構62は、入力軸61の回転を出力軸63に伝達する。出力軸63は、上述した走行装置25に接続されており、歯車機構62からの回転を走行装置25に伝達する。
【００４３】
第1PTO22は、入力軸61に接続されており、エンジン21からの駆動力の一部を作業機ポンプ23及びトランスミッションポンプ29に伝達する。第2PTO27は、第1PTO22と並列に入力軸61に接続されており、エンジン21からの駆動力の一部をステアリングポンプ30に伝達する。
【００４４】
歯車機構62は、エンジン21からの駆動力を伝達する機構である。歯車機構62は、モータMG1, MG2, MG3の回転速度の変化に応じて、入力軸61に対する出力軸63の回転速度比を変化させるように構成されている。歯車機構62は、FR切換機構65と、変速機構66とを有する。
【００４５】
FR切換機構65は、前進用クラッチCFと、後進用クラッチCRと、各種のギアとを有している。前進用クラッチCFと後進用クラッチCRとは、油圧式クラッチである。前進用クラッチCFの接続及び切断と、後進用クラッチCRの接続及び切断とが切り換えられることによって、FR切換機構65から出力される回転の方向が切り換えられる。
【００４６】
変速機構66は、中間軸67と、第1遊星歯車機構68と、第2遊星歯車機構69と、Hi／Lo切替機構70と、出力ギア71と、を有している。中間軸67は、FR切換機構65に連結されている。第1遊星歯車機構68及び第2遊星歯車機構69は、中間軸67と同軸上に配置されている。
【００４７】
第1遊星歯車機構68は、第1サンギアS1と、複数の第1遊星ギアP1と、複数の第1遊星ギアP1を支持する第1キャリアC1と、第1リングギア部材Rm1を有している。第1サンギアS1は、中間軸67に連結されている。複数の第1遊星ギアP1は、第1サンギアS1と噛み合い、第1キャリアC1に回転可能に支持されている。第1キャリアC1の外周部には、第1キャリアギアGc1が設けられている。第1リングギア部材Rm1の内周には、第1リングギアR1が設けられている。第1リングギアR1は、複数の遊星ギアP1に噛み合うとともに回転可能である。また、第1リングギア部材Rm1の外周には、第1リング外周ギアGr1が設けられている。
【００４８】
第2遊星歯車機構69は、第2サンギアS2と、複数の第2遊星ギアP2と、複数の第2遊星ギアP2を支持する第2キャリアC2と、第2リングギア部材Rm2とを有している。第2サンギアS2は第1キャリアC1に連結されている。複数の第2遊星ギアP2は、第2サンギアS2と噛み合い、第2キャリアC2に回転可能に支持されている。第2リングギア部材Rm2の内周には、第2リングギアR2が設けられている。第2リングギアR2は、複数の遊星ギアP2に噛み合うとともに回転可能である。第2リングギア部材Rm2の外周には、第2リング外周ギアGr2が設けられている。第2リング外周ギアGr2は出力ギア71に噛み合っており、第2リングギアR2の回転は出力ギア71を介して出力軸63に出力される。
【００４９】
Hi／Lo切替機構70は、トランスミッション24における駆動力伝達経路を、車速が高い高速モード（Hiモード）と車速が低い低速モード（Loモード）で切り替えるための機構である。このHi／Lo切替機構70は、Hiモード時にオンにされる第2クラッチCHと、Loモード時にオンにされる第1クラッチCLとを有している。第2クラッチCHは、第1リングギアR1と第2キャリアC2とを接続又は切断する。また、第1クラッチCLは、第2キャリアC2と固定端72とを接続又は切断し、第2キャリアC2の回転を禁止又は許容する。
【００５０】
なお、各クラッチCH，CLは油圧式クラッチであり、各クラッチCH，CLには、それぞれトランスミッションポンプ29からの作動油が供給される。各クラッチCH，CLへの作動油は、クラッチ制御弁32によって制御される。
【００５１】
第1モータMG1と第2モータMG2と第3モータMG3とは、電気エネルギーによって駆動力を発生させる駆動モータとして機能する。また、第1モータMG1と第2モータMG2と第3モータMG3とは、入力される駆動力を用いて電気エネルギーを発生させるジェネレータとしても機能する。
【００５２】
第1モータMG1の回転軸Sm1には第1モータギアGm1が固定されている。第1モータギアGm1は、第1キャリアギアGc1に噛み合っている。第2モータMG2の回転軸Sm2には第2モータギアGm2が固定されている。第2モータギアGm2は、第1リング外周ギアGr1に噛み合っている。
【００５３】
第3モータMG3は、第1モータMG1と第2モータMG2とを補助する。変速機構66は、モータ切替機構73を有しており、モータ切替機構73は、第3モータMG3による補助対象を、第1モータMG1と第2モータMG2とに選択的に切り換える。
【００５４】
詳細には、モータ切替機構73は、第1モータクラッチCm1と、第2モータクラッチCm2と、第1接続ギアGa1と、第2接続ギアGa2とを有する。第3モータMG3の回転軸Sm3には第3モータギアGm3が接続されており、第3モータギアGm3は、第1接続ギアGa1に噛み合っている。第1モータクラッチCm1は、第1モータMG1の回転軸Sm1と第1接続ギアGa1との接続及び切断を切り換える。第1接続ギアGa1は、第2接続ギアGa2と噛み合っている。第2モータクラッチCm2は、第2モータMG2の回転軸Sm2と第2接続ギアGa2との接続及び切断を切り換える。
【００５５】
第1モータクラッチCm1と第2モータクラッチCm2とは油圧式のクラッチである。各モータクラッチCm1, Cm2には、それぞれトランスミッションポンプ29からの作動油が供給される。各モータクラッチCm1, Cm2への作動油は、クラッチ制御弁32によって制御される。
【００５６】
第1モータクラッチCm1が接続され、且つ、第2モータクラッチCm2が切断されている状態では、第3モータギアGm3は、第1モータMG1を補助する。第2モータクラッチCm2が接続され、且つ、第1モータクラッチCm1が切断されている状態では、第3モータギアGm3は、第2モータMG2を補助する。
【００５７】
第1モータMG1は第1インバータI1を介してキャパシタ64に接続されている。第2モータMG2は第2インバータI2を介してキャパシタ64に接続されている。第3モータMG3は第3インバータI3を介してキャパシタ64に接続されている。
【００５８】
キャパシタ64は、モータMG1，MG2，MG3で発生するエネルギーを蓄えるエネルギー貯留部として機能する。すなわち、キャパシタ64は、各モータMG1，MG2，MG3の合計発電量が多いときに、各モータMG1，MG2，MG3で発電された電力を蓄電する。また、キャパシタ64は、各モータMG1，MG2，MG3の合計電力消費量が多いときに、電力を放電する。すなわち、各モータMG1，MG2，MG3は、キャパシタ64に蓄えられた電力によって駆動される。なお、キャパシタに代えてバッテリーが蓄電手段として用いられてもよい。
【００５９】
作業車両1は、制御部31を備える。制御部31は、モータMG1，MG2，MG3への指令トルクを示す指令信号を各インバータI1, I2, I3に与える。また、制御部31は、各クラッチCF，CR，CH，CL，Cm1，Cm2のクラッチ油圧を制御するための指令信号をクラッチ制御弁32に与える。クラッチ制御弁32は、各クラッチCF，CR，CH，CL，Cm1，Cm2を制御するための複数のバルブを含む。
【００６０】
制御部31からの指令信号によってモータMG1，MG2，MG3及びクラッチCF，CR，CH，CL，Cm1，Cm2が制御されることにより、トランスミッション24の変速比及び出力トルクが制御される。以下、トランスミッション24の動作について説明する。
【００６１】
ここでは、エンジン21の回転速度を一定に保ったまま車速が0から前進側に加速する場合におけるトランスミッション24の概略動作を、図3及び図4を用いて説明する。図3は、各モードにおけるモータMG1，MG2，MG3の機能とクラッチの状態とを示している。Loモードは、L1モードとL2モードとを有する。Hiモードは、H1モードとH2モードとを有する。図3において、“M”は、モータMG1，MG2，MG3が駆動モータとして機能していることを意味する。”G”は、モータMG1，MG2，MG3がジェネレータとして機能していることを意味する。”O”は、クラッチが接続状態であることを意味する。”X”は、クラッチが切断状態であることを意味する。
【００６２】
図4は、車速に対する各モータMG1，MG2，MG3の回転速度を示したものである。エンジン21の回転速度が一定である場合には、車速は、トランスミッション24の回転速度比に応じて変化する。回転速度比は、入力軸61の回転速度に対する出力軸63の回転速度の比である。従って、図4において車速の変化は、トランスミッション24の回転速度比の変化に一致する。すなわち、図4は、各モータMG1，MG2，MG3の回転速度とトランスミッション24の回転速度比との関係を示している。図4において、実線が第1モータMG1の回転速度、破線が第2モータMG2の回転速度、一点鎖線が第3モータMG3の回転速度を示している。
【００６３】
車速が0以上V1未満の領域では、第1クラッチCLが接続され、第2クラッチCHが切断され、第1モータクラッチCm1が接続され、第2モータクラッチCm2が切断される（L1モード）。第2クラッチCHが切断されているので、第2キャリアC2と第1リングギアR1とが切断される。第1クラッチCLが接続されるので、第2キャリアC2が固定される。また、第1接続ギアGa1が第1モータMG1の回転軸Sm3に接続され、第2接続ギアGa2が第2モータMG2の回転軸Sm2から切断される。これにより、第3モータギアGm3と第1接続ギアGa1と第1モータクラッチCm1とを介して、第3モータMG3が第1モータMG1に接続される。また、第2モータクラッチCm2が切断されるので、第3モータMG3は第2モータMG2から切断される。
【００６４】
このL1モードにおいては、エンジン21からの駆動力は、中間軸67を介して第1サンギアS1に入力され、この駆動力は第1キャリアC1から第2サンギアS2に出力される。一方、第1サンギアS1に入力された駆動力は第1遊星ギアP1から第1リングギアR1に伝達され、第1リング外周ギアGr1及び第2モータギアGm2を介して第2モータMG2に出力される。第2モータMG2は、このL1モードにおいては、主としてジェネレータとして機能しており、第2モータMG2によって発電された電力の一部は、キャパシタ64に蓄電される。
【００６５】
また、L1モードにおいては、第1モータMG1及び第3モータMG3は、主として電動モータとして機能する。第1モータMG1及び第3モータMG3の駆動力は、第1モータギアGm1→第1キャリアギアGc1→第1キャリアC1の経路で第2サンギアS2に出力される。以上のようにして第2サンギアS2に出力された駆動力は、第2遊星ギアP2→第2リングギアR2→第2リング外周ギアGr2→出力ギア71の経路で出力軸63に伝達される。
【００６６】
車速がV1以上V2未満の領域では、第1クラッチCLは接続され、第2クラッチCHは切断され、第1モータクラッチCm1が切断され、第2モータクラッチCm2が接続される（L2モード）。従って、第2接続ギアGa2が第2モータMG2の回転軸Sm2に接続され、第1接続ギアGa1が第1モータMG1の回転軸Sm1から切断されている。これにより、第3モータギアGm3と第1接続ギアGa1と第2接続ギアGa2と第2モータクラッチCm2とを介して、第3モータMG3が第2モータMG2に接続される。また、第1モータクラッチCm1が切断されるので、第3モータMG3は第1モータMG1から切断される。
【００６７】
このL2モードにおいては、エンジン21からの駆動力は、中間軸67を介して第1サンギアS1に入力され、この駆動力は第1キャリアC1から第2サンギアS2に出力される。一方、第1サンギアS1に入力された駆動力は第1遊星ギアP1から第1リングギアR1に伝達され、第1リング外周ギアGr1及び第2モータギアGm2を介して第2モータMG2に出力される。また、駆動力は、第2モータギアGm2から第2モータクラッチCm2と第2接続ギアGa2と第1接続ギアGa1と第3モータギアGm3を介して、第3モータMG3に出力される。第2モータMG2及び第3モータMG3は、このL2モードにおいては、主としてジェネレータとして機能しており、第2モータMG2及び第3モータMG3によって発電された電力の一部は、キャパシタ64に蓄電される。
【００６８】
また、L2モードにおいては、第1モータMG1は、主として電動モータとして機能する。第1モータMG1の駆動力は、第1モータギアGm1→第1キャリアギアGc1→第1キャリアC1の経路で第2サンギアS2に出力される。以上のようにして第2サンギアS2に出力された駆動力は、第2遊星ギアP2→第2リングギアR2→第2リング外周ギアGr2→出力ギア71の経路で出力軸63に伝達される。
【００６９】
車速がV2以上V3未満の領域では、第1クラッチCLが切断され、第2クラッチCHが接続され、第1モータクラッチCm1が切断され、第2モータクラッチCm2が接続される（H1モード）。このH1モードでは、第2クラッチCHが接続されているので、第2キャリアC2と第1リングギアR1とが接続される。また、第1クラッチCLが切断されるので、第2キャリアC2が解放される。従って、第1リングギアR1と第2キャリアC2の回転速度とは一致する。また、第2接続ギアGa2が第2モータMG2の回転軸Sm2に接続され、第1接続ギアGa1が第1モータMG1の回転軸Sm1から切断されている。これにより、第3モータギアGm3と第1接続ギアGa1と第2接続ギアGa2と第2モータクラッチCm2とを介して、第3モータMG3が第2モータMG2に接続される。また、第1モータクラッチCm1が切断されるので、第3モータMG3は第1モータMG1から切断される。
【００７０】
このH1モードでは、エンジン21からの駆動力は第1サンギアS1に入力され、この駆動力は第1キャリアC1から第2サンギアS2に出力される。また、第1サンギアS1に入力された駆動力は、第1キャリアC1から第1キャリアギアGc1及び第1モータギアGm1を介して第1モータMG1に出力される。このH1モードでは、第1モータMG1は主としてジェネレータとして機能するので、この第1モータMG1で発電された電力の一部は、キャパシタ64に蓄電される。
【００７１】
また、H1モードでは、第2モータMG2と第3モータMG3とは、主として電動モータとして機能する。第3モータMG3の駆動力は、第3モータギアGm3から第1接続ギアGa1と第2接続ギアGa2と第2モータクラッチCm2とを介して第2モータMG2の回転軸Sm2に伝達される。そして、第2モータMG2の駆動力と第3モータMG3の駆動力とが、第2モータギアGm2→第1リング外周ギアGr1→第1リングギアR1→第2クラッチCHの経路で第2キャリアC2に出力される。以上のようにして第2サンギアS2に出力された駆動力は第2遊星ギアP2を介して第2リングギアR2に出力されるとともに、第2キャリアC2に出力された駆動力は第2遊星ギアP2を介して第2リングギアR2に出力される。このようにして第2リングギアR2で合わさった駆動力が、第2リング外周ギアGr2及び出力ギア71を介して出力軸63に伝達される。
【００７２】
車速がV3以上V4未満の領域では、第1クラッチCLが切断され、第2クラッチCHが接続され、第1モータクラッチCm1が接続され、第2モータクラッチCm2が切断される（H2モード）。このH2モードでは、第1接続ギアGa1が第1モータMG1の回転軸Sm3に接続され、第2接続ギアGa2が第2モータMG2の回転軸Sm2から切断される。これにより、第3モータギアGm3と第1接続ギアGa1と第1モータクラッチCm1とを介して、第3モータMG3が第1モータMG1に接続される。また、第2モータクラッチCm2が切断されるので、第3モータMG3は第2モータMG2から切断される。
【００７３】
このH2モードでは、エンジン21からの駆動力は第1サンギアS1に入力され、この駆動力は第1キャリアC1から第2サンギアS2に出力される。また、第1サンギアS1に入力された駆動力は、第1キャリアC1から第1キャリアギアGc1及び第1モータギアGm1を介して第1モータMG1及び第3モータGm3に出力される。このH2モードでは、第1モータMG1及び第3モータGm3は主としてジェネレータとして機能するので、この第1モータMG1及び第3モータGm3で発電された電力の一部は、キャパシタ64に蓄電される。
【００７４】
また、H2モードでは、第2モータMG2は主として電動モータとして機能する。第2モータMG2の駆動力は、第2モータギアGm2→第1リング外周ギアGr1→第1リングギアR1→第2クラッチCHの経路で第2キャリアC2に出力される。以上のようにして第2サンギアS2に出力された駆動力は第2遊星ギアP2を介して第2リングギアR2に出力されるとともに、第2キャリアC2に出力された駆動力は第2遊星ギアP2を介して第2リングギアR2に出力される。このようにして第2リングギアR2で合わさった駆動力が、第2リング外周ギアGr2及び出力ギア71を介して出力軸63に伝達される。
【００７５】
なお、以上は前進駆動時の説明であるが、後進駆動時においても同様の動作となる。
【００７６】
次に、トランスミッション24の構造について説明する。図5は、トランスミッション24の断面の一部を示す図である。図5に示すように、トランスミッション24は、ハウジング28を有する。ハウジング28は、第1遊星歯車機構68と第2遊星歯車機構69とを収容している。第2遊星歯車機構69は、第1遊星歯車機構68と同心に配置されている。第2遊星歯車機構69は、第1遊星歯車機構68の軸線方向（一点鎖線Ax1参照）に第1遊星歯車機構68から離れて配置されている。
【００７７】
第1サンギアS1は中間軸67に連結されている。第1遊星ギアP1は、第1サンギアS1の径方向外方に配置されている。第1キャリアC1は、第1支持ピン74を介して第1遊星ギアP1を回転可能に支持している。第1リングギア部材Rm1は、第1キャリアC1及び第1遊星ギアP1の径方向外方に位置している。第1リングギアR1は、第１遊星ギアP1の径方向外方に配置されている。
【００７８】
第2サンギアS2は、第1キャリアC1に連結されている。第2サンギアS2の径方向外方には第2遊星ギアP2が配置されている。第2遊星ギアP2は、第2支持ピン75を介して第2キャリアC2に回転可能に支持されている。第2リングギア部材Rm2は、第2キャリアC2及び第2遊星ギアP2の径方向外方に位置している。第2リングギアR2は、第2遊星ギアP2及び第2キャリアC2の径方向外方に配置されている。
【００７９】
なお、本実施形態において径方向外方とは、径方向において第1遊星歯車機構68及び第2遊星歯車機構69の軸線Ax1から離れる方向を意味するものとする。また、径方向内方とは、径方向において第1遊星歯車機構68及び第2遊星歯車機構69の軸線Ax1に近づく方向を意味するものとする。
【００８０】
第1クラッチCLと第2クラッチCHとは、軸線方向において、第1遊星歯車機構68と第2遊星歯車機構69との間に配置される。第1クラッチCLは、軸線方向において、第2クラッチCHと第2遊星歯車機構69との間に配置される。詳細には、第1クラッチCLは、軸線方向において、第2クラッチCHと第2遊星ギアP2との間に配置される。第2クラッチCHは、軸線方向において、第1クラッチCLと第1遊星歯車機構68との間に配置される。詳細には、第2クラッチCHは、軸線方向において、第1クラッチCLと第1遊星ギアP1との間に配置される。第2クラッチCHは、第1クラッチCLの外径よりも小さな外径を有する。第1クラッチCLは、第2キャリアC2の径方向外方に配置されている。第2クラッチCHは、第1リングギア部材Rm1の径方向外方に配置されている。
【００８１】
図6は、図5におけるトランスミッション24の断面の一部の拡大図である。図6に示すように、第1クラッチCLは、複数の第1クラッチ板76と複数の第2クラッチ板77とを有する。なお、図面においては、1つの第1クラッチ板76のみに符号76を付し、1つの第2クラッチ板77のみに符号77を付しており、他は省略している。第1クラッチ板76と複数の第2クラッチ板77とは、軸線方向に交互に並んで配置されている。第1クラッチ板76は、固定端72に取り付けられている。第1クラッチ板76は、回転不能に固定端72に固定されている。また、第1クラッチ板76は、軸線方向に移動可能に固定端72に取り付けられている。
【００８２】
複数の第2クラッチ板77は、第2キャリアC2に対して軸線方向に移動可能に取り付けられている。複数の第2クラッチ板77は、第2キャリアC2と共に回転するように設けられている。詳細には、第2キャリアC2は、筒部51を有する。複数の第2クラッチ板77は、筒部51の外周に取り付けられている。
【００８３】
トランスミッション24は、第1ピストン52と戻しバネ53と第1バネ部材54とを有する。第1ピストン52は、第1クラッチ板76及び第2クラッチ板77を押圧することで第1クラッチCLを接続するように構成される。第1ピストン52は、第1クラッチCLと軸線方向に並び、且つ、第2クラッチCHの径方向外方に配置されている。第1ピストン52の一部は、第1遊星歯車機構68の径方向外方に配置されている。詳細には、第1ピストン52の一部は、第1遊星歯車機構68の第1遊星ギアP1の径方向外方に配置されている。
【００８４】
戻しバネ53は、第1クラッチCLと軸線方向に並び、且つ、第2クラッチCHの径方向外方に配置されている。戻しバネ53は、第1ピストン52を第1クラッチCLから離れるように付勢する。戻しバネ53はコイルスプリングである。第1バネ部材54は、複数の第1クラッチ板76の間に配置されるウェーブスプリングである。第1バネ部材54は、複数の第1クラッチ板76が複数の第2クラッチ板77から離れるように第1クラッチ板76を付勢する。
【００８５】
固定端72は、第1クラッチ支持部81と、第1クラッチ押さえ部82と、戻しバネ支持部83と、固定部材84とを備えている。第1クラッチ支持部81と、第1クラッチ押さえ部82と、戻しバネ支持部83とは、それぞれ別体である。
【００８６】
第1クラッチ支持部81は、第1クラッチCLの径方向外方に配置される。第1クラッチ支持部81には、複数の第1クラッチ板76が取り付けられる。第1クラッチ押さえ部82は、第1クラッチCLと軸線方向に並んで配置される。第1クラッチCLは、軸線方向において第1クラッチ押さえ部82と第1ピストン52との間に位置している。戻しバネ支持部83は、戻しバネ53を支持している。固定部材84は、戻しバネ支持部83と第1クラッチ支持部81と第1クラッチ押さえ部82とを軸線方向に重ねてハウジング28に固定する。これにより、戻しバネ支持部83は、ハウジング28に固定される。固定部材84は、例えばボルトである。
【００８７】
第1ピストン52は、第1フランジ部55と、第2フランジ部56と、連結部57と、を有する。第2フランジ部56は、軸線方向に第1フランジ部55から離れて配置されている。連結部57は、第1フランジ部55と第2フランジ部56とを連結している。第1フランジ部55は、連結部57から径方向外方に突出している。第2フランジ部56は、連結部57から径方向外方に突出している。
【００８８】
第1フランジ部55は、第1クラッチCLと戻しバネ支持部83との間に位置している。戻しバネ53は、戻しバネ支持部83と第2フランジ部56との間に配置される。詳細には、戻しバネ支持部83は、ピストン支持部831と内フランジ部832とを有する。ピストン支持部831は、第1ピストン52の径方向外方に位置している。第1ピストン52は、ピストン支持部831の内周に沿って、軸線方向に移動可能に設けられている。
【００８９】
内フランジ部832は、ピストン支持部831から径方向内方に突出している。内フランジ部832は、第1フランジ部55と第2フランジ部56との間に位置している。内フランジ部832の一方の側面には、凹部833が設けられている。第2フランジ部56の側面には凹部561が設けられている。内フランジ部832の凹部833に戻しバネ53の一端が配置され、第2フランジ部56の凹部561に戻しバネ53の他端が配置される。これにより、戻しバネ53が第1ピストン52と戻しバネ支持部83との間に渡って配置される。
【００９０】
内フランジ部832の他方の側面と第1フランジ部55との間には、油室551が形成される。油室551に作動油が充填されることにより、第1ピストン52が、戻しバネ53の力に抗して、第1クラッチCLに近づく方向に移動する。これにより、第1ピストン52が第1クラッチ板76を第2クラッチ板77へ向けて押圧することで、第1クラッチCLが接続される。また、油室551の油圧がリリーフされると、第1ピストン52が、戻しバネ53の力によって、第1クラッチCLから離れる方向に移動する。このとき、油室551の作動油は、第1ピストン52によって押されることにより、油室551から排出される。これにより、第1クラッチ板76と第2クラッチ板77とが離れることで、第1クラッチCLが切断される。
【００９１】
なお、第1ピストン52は、第1部品52aと、第1部品52aと別体の第2部品52bと、締結部材52cと、を有する。第1部品52aは、第1フランジ部55と連結部57とを含む。第2部品52bは、第2フランジ部56を含む。締結部材52cは、例えばボルトであり、第2部品52bを第1部品52aに固定する。締結部材52cは、戻しバネ53の伸縮方向すなわち軸線方向に第2部品52bと第1部品52aとに挿入されることによって、第2部品52bを第1部品52aに固定する。
【００９２】
第2クラッチCHは、複数の第3クラッチ板78と複数の第4クラッチ板79とを有する。なお、図面においては、1つの第3クラッチ板78のみに符号78を付し、1つの第4クラッチ板79のみに符号79を付しており、他は省略している。複数の第3クラッチ板78と複数の第4クラッチ板79とは、軸線方向に交互に並んで配置されている。複数の第3クラッチ板78は、第2キャリアC2に取り付けられている。複数の第3クラッチ板78は、第2キャリアC2に対して回転不能に第2キャリアC2に取り付けられている。複数の第3クラッチ板78は、第2キャリアC2と共に回転する。複数の第3クラッチ板78は、第2キャリアC2に対して軸線方向に移動可能に取り付けられている。詳細には、複数の第3クラッチ板78は、第2キャリアC2の筒部51の内周に取り付けられている。
【００９３】
複数の第4クラッチ板79は、第1リングギア部材Rm1に対して回転不能に取り付けられている。複数の第4クラッチ板79は、第1リングギア部材Rm1と共に回転するように設けられている。複数の第4クラッチ板79は、第1リングギア部材Rm1に対して軸線方向に移動可能に取り付けられている。詳細には、第1リングギア部材Rm1は、第1筒部58と第2筒部59とを有する。第1筒部58の内周には、上述した第1リングギアR1が設けられている。第2筒部59の外径は、第1筒部58の外径よりも小さい。第2筒部59は、第2キャリアC2の筒部51の径方向内方に配置されている。複数の第4クラッチ板79は、第2筒部59の外周に取り付けられている。
【００９４】
なお、図5に示すように、上述した第1リング外周ギアGr1の外径は、第1筒部58の外径よりも大きい。第1リング外周ギアGr1の外径は、第2キャリアC2の筒部51の外径よりも大きい。第1ピストン52は、第1筒部58の径方向外方に位置している。第1ピストン52は、第1リング外周ギアGr1と軸線方向に並んでいる。
【００９５】
図6に示すように、トランスミッション24は、第2ピストン85と第2バネ部材86とを有する。第2ピストン85は、複数の第3クラッチ板78及び第4クラッチ板79を押圧することで第2クラッチCHを接続するように構成される。第2ピストン85は、第2クラッチCHと軸線方向に並んで配置されている。第2ピストン85は、第1クラッチCLの径方向内方に配置される。
【００９６】
第2バネ部材86は、複数の第3クラッチ板78の間に配置されるウェーブスプリングである。第2バネ部材86は、複数の第3クラッチ板78が複数の第4クラッチ板79から離れるように第3クラッチ板78を付勢する。
【００９７】
第2ピストン85は、第2キャリアC2の筒部51内に配置されている。第2ピストン85は、第2キャリアC2の筒部51の内周に沿って軸線方向に移動可能に設けられている。第2キャリアC2の筒部51内には、円板部87が配置されている。円板部87の側面には、凹部871が設けられており、第2ピストン85の端部が凹部871に配置される。
【００９８】
円板部87の凹部871と第2ピストン85の端部との間には、油室851が形成される。油室851に作動油が充填されることにより、第2ピストン85が、第2バネ部材86の力に抗して、第2クラッチCHに近づく方向に移動する。これにより、第2ピストン85が第3クラッチ板78を第4クラッチ板79へ向けて押圧することで、第2クラッチCHが接続される。また、油室851の油圧がリリーフされると、第3クラッチ板78が第2バネ部材86の力によって、第4クラッチ板79から離れる方向に移動する。これにより、第2ピストン85が、第2クラッチCHから離れる方向に移動する。このとき、油室851の作動油は、第2ピストン85によって押されることにより、油室851から排出される。これにより、第2クラッチCHが切断される。なお、第2ピストン85には、第2ピストン85を押圧する戻しバネ53は設けられておらず、第2バネ部材86の力によって第2ピストン85が移動する。
【００９９】
本実施形態にかかる作業車両1は、次の特徴を有する。
【０１００】
第1クラッチCLの外径と第2クラッチCHの外径との違いを利用して、第1クラッチCLと軸線方向に並び、且つ、第2クラッチCHの径方向外方に位置する空間に、戻しバネ53が配置される。このため、力の大きな戻しバネ53が用いられても、戻しバネ53が第1クラッチCLの径方向外方に配置される場合、或いは、戻しバネ53が第1クラッチCL及び第2クラッチCHと軸線方向に並んで配置される場合と比べて、トランスミッション24の大型化を抑えることができる。また、第1クラッチCLと第2クラッチCHとが第1遊星歯車機構68と第2遊星歯車機構69との間にコンパクトに配置されても、戻しバネ53を配置するための空間を確保することができる。このため、トランスミッション24の大型化を抑えることができる。さらに、第1クラッチCLとハウジング28とを接続するための構造が複雑化することを抑えることができる。
【０１０１】
第1ピストン52は、第1クラッチCLと軸線方向に並び、且つ、第2クラッチCHの径方向外方に配置される。このため、第1クラッチCLの外径と第2クラッチCHの外径との違いを利用して、第1クラッチCLと軸線方向に並び、且つ、第2クラッチCHの径方向外方に位置する空間に、第1ピストン52が配置される。これにより、トランスミッション24の大型化をさらに抑えることができる。
【０１０２】
第1ピストン52の一部は、第1遊星歯車機構68の径方向外方に配置される。すなわち、第1遊星歯車機構68の径方向外方に位置する空間を利用して第1ピストン52の一部が配置される。これにより、トランスミッション24の大型化をさらに抑えることができる。
【０１０３】
戻しバネ53は、コイルスプリングである。これにより、大きな戻しバネ53の力を確保することができる。
【０１０４】
第2ピストン85は、第1クラッチCLの径方向内方に配置される。このため、外径の大きな第1クラッチCLの径方向内方の空間を利用して第2ピストン85が配置される。これにより、トランスミッション24の大型化をさらに抑えることができる。
【０１０５】
第2バネ部材86は、複数の第3クラッチ板78の間に配置されるウェーブスプリングである。このため、複数の第3クラッチ板78の間の小さなスペースに第2バネ部材86を配置することができる。これにより、トランスミッション24の大型化をさらに抑えることができる。また、第2クラッチCHは、第1クラッチCLと比べて小さいため、第2ピストン85を移動させるための力が小さくてもよい。このため、第2ピストン85を付勢するための戻しバネ53が設けられなくても、第2クラッチCHの切断の遅れの問題は生じ難い。
【０１０６】
戻しバネ支持部83のピストン支持部831の径方向内方に第1フランジ部55が配置されている。また、戻しバネ支持部83の内フランジ部832が、第1ピストン52の第1フランジ部55と第2フランジ部56との間に位置する。このため、第1クラッチCLと第1ピストン52と戻しバネ支持部83とが、軸線方向にこの順に単に並んで配置される場合と比べて、トランスミッション24の大型化を抑えることができる。
【０１０７】
戻しバネ支持部83と第1クラッチ支持部81と第1クラッチ押さえ部82とは、軸線方向に互いに重なった状態で固定部材84によってハウジング28に固定される。このため、組立が容易である。
【０１０８】
第1フランジ部55を含む第1部品52aと、第2フランジ部56を含む第2部品52bとが別体である。このため、第1フランジ部55と第2フランジ部56との間に戻しバネ支持部83と戻しバネ53とを位置させた状態で、第1部品52aに第2部品52bを固定することができる。これにより、組立が容易である。また、第1部品52aに第2部品52bを固定する締結部材52cとしてボルトを用いることで、戻しバネ53の力が大きくても、組立を容易に行うことができる。
【０１０９】
第2クラッチCHは、第2キャリアC2と第1リングギアR1との接続と切断とを切り換える。従って、第2クラッチCHは、ハウジング28に接続されない。このため、第2クラッチCHの径方向外方に戻しバネ53が配置されても、トランスミッション24の構造が複雑化することを抑えることができる。
【０１１０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【０１１１】
作業車両は、ホイールローダに限らず、モータグレーダ或いは油圧ショベルなどの他の種類の車両であってもよい。
【０１１２】
本発明は、EMTに限らずHMTなどの他の種類のトランスミッションに適用されてもよい。例えば、HMTでは、第1モータMG1は、油圧モータ及び油圧ポンプとして機能する。第2モータMG2は、油圧モータ及び油圧ポンプとして機能する。また、第3モータMG3は、油圧モータ及び油圧ポンプとして機能する。第1モータMG1と第2モータMG2と第3モータMG3とは、可変容量型のポンプ／モータであり、制御部31によって容量が制御される。或いは、モータを備えないトランスミッションに本発明が適用されてもよい。
【０１１３】
トランスミッション24の構成は上記の実施形態の構成に限られない。例えば、2つの遊星歯車機構68，69の各要素の形状、連結、配置は、上記の実施形態の形状、連結、配置に限定されるものではない。遊星歯車機構の数は2つに限らず3つ以上であってもよい。モータの数は3つに限らず、2つ以下、或いは4つ以上であってもよい。例えば、第3モータMG3が省略されてもよい。
【０１１４】
戻しバネ53としてコイルスプリングと異なるバネが用いられてもよい。第1バネ部材54としてウェーブスプリングと異なるバネが用いられてもよい。第2バネ部材86としてウェーブスプリングと異なるバネが用いられてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明によれば、クラッチの切断の遅れとトランスミッションの大型化及び構造の複雑化を抑えることができる。
【符号の説明】
【０１１６】
S1…第1サンギア
68…第1遊星歯車機構
S2…第2サンギア
P2…第2遊星ギア
C2…第2キャリア
69…第2遊星歯車機構
28…ハウジング
CL…第1クラッチ
CH…第2クラッチ
52…第1ピストン
53…戻しバネ
24…トランスミッション
85…第2ピストン
86…第2バネ部材
83…戻しバネ支持部
55…第1フランジ部
56…第2フランジ部
57…連結部
81…第1クラッチ支持部
82…第1クラッチ押さえ部
84…固定部材
52a…第1部品
52b…第2部品
52c…締結部材
P1…第1遊星ギア
R1…第1リングギア
21…エンジン
23…作業機ポンプ
3…作業機
25…走行装置
1…作業車両
【図１】
2015098889.tif 000003
【図２】
2015098889.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015098889.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成26年11月17日(2014.11.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１遊星歯車機構と、
第２サンギアと、前記第２サンギアと噛み合う複数の第２遊星ギアと、前記複数の第２遊星ギアを支持する第２キャリアと、を有し、前記第１遊星歯車機構の軸線方向に前記第１遊星歯車機構から離れて配置される第２遊星歯車機構と、
前記第１遊星歯車機構と前記第２遊星歯車機構とを収容するハウジングと、
前記第２キャリアと前記ハウジングとの接続と切断とを切り換えるように構成され、前記軸線方向において、前記第１遊星歯車機構と前記第２遊星歯車機構との間に配置される第１クラッチと、
前記軸線方向において前記第１遊星歯車機構と前記第２遊星歯車機構との間に配置され、前記第１クラッチの外径よりも小さな外径を有する第２クラッチと、
前記第１クラッチを押圧することで前記第１クラッチを接続するように構成される第１ピストンと、
前記第１クラッチと前記軸線方向に並び、且つ、前記第２クラッチの径方向外方に配置され、前記第１ピストンを前記第１クラッチから離れるように付勢する戻しバネと、
前記ハウジングに固定される戻しバネ支持部と、
を備え、
前記第１ピストンは、
第１フランジ部と、
前記軸線方向に前記第１フランジ部から離れて配置される第２フランジ部と、
前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とを連結する連結部と、
を有し、
前記戻しバネ支持部は、前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との間に位置し、
前記第１フランジ部は、前記第１クラッチと前記戻しバネ支持部との間に位置し、
前記戻しバネは、前記戻しバネ支持部と前記第２フランジ部との間に配置される、
トランスミッション。
【請求項２】
前記第１ピストンは、前記第１クラッチと前記軸線方向に並び、且つ、前記第２クラッチの径方向外方に配置される、
請求項１に記載のトランスミッション。
【請求項３】
前記第１ピストンの一部は、前記第１遊星歯車機構の径方向外方に配置される、
請求項１又は２に記載のトランスミッション。
【請求項４】
前記戻しバネは、コイルスプリングである、
請求項１から３のいずれかに記載のトランスミッション。
【請求項５】
前記第２クラッチを押圧することで前記第２クラッチを接続するように構成される第２ピストンをさらに備え、
前記第２ピストンは、前記第１クラッチの径方向内方に配置される、
請求項１から４のいずれかに記載のトランスミッション。
【請求項６】
前記第２クラッチを切断するように付勢するバネ部材をさらに備え、
前記第２クラッチは、複数のクラッチ板を有し、
前記バネ部材は、前記複数のクラッチ板の間に配置されるウェーブスプリングである、
請求項１から５のいずれかに記載のトランスミッション。
【請求項７】
前記第１クラッチの径方向外方に配置され、前記前記第１クラッチを支持する第１クラッチ支持部と、
前記第１クラッチと前記軸線方向に並んで配置される第１クラッチ押さえ部と、
前記戻しバネ支持部と第１クラッチ支持部と第１クラッチ押さえ部とを前記軸線方向に重ねて前記ハウジングに固定する固定部材と、
をさらに備える、
請求項１から６のいずれかに記載のトランスミッション。
【請求項８】
前記第１ピストンは、
前記第１フランジ部を含む第１部品と、
前記第１部品と別体であり、前記第２フランジ部を含む第２部品と、
前記第２部品を前記第１部品に固定するための締結部材と、
を有する、
請求項１から７のいずれかに記載のトランスミッション。
【請求項９】
前記第１遊星歯車機構は、
第１サンギアと、
前記第１サンギアと噛み合う複数の第１遊星ギアと、
前記複数の遊星ギアに噛み合うとともに回転可能に設けられる第１リングギアと、
を有し、
前記第２クラッチは、前記第２キャリアと前記第１リングギアとの接続と切断とを切り換える、
請求項１から８のいずれかに記載のトランスミッション。
【請求項１０】
前記第２クラッチは、前記軸線方向において前記第１クラッチと前記第１遊星歯車機構との間に配置される、
請求項１から９のいずれかに記載のトランスミッション。
【請求項１１】
エンジンと、
前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される作業機と、
前記エンジンからの駆動力によって駆動される走行装置と、
前記エンジンからの駆動力を前記走行装置に伝達する、請求項１から１０のいずれかに記載のトランスミッションと、
を備える作業車両。