(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、エンジン出力を伝達する入力軸の回転動力によって油圧ポンプを駆動するとともに前記油圧ポンプからの油圧動力によって回転する油圧モータのモータ軸を出力軸とする油圧無段変速装置と、前記出力軸からの回転動力を複数段変速して駆動輪に伝達するギヤ変速装置と、前記入力軸の回転動力を入力して外部出力用回転動力として伝達するＰＴＯ軸ユニットとを備えた作業車両であって、
前記入力軸は前記油圧ポンプを貫通して、ＰＴＯ軸ユニットに連結されており、
前記出力軸は前記入力軸と平行に設けられるとともに、前記油圧モータを貫通しており、さらに前記出力軸は、前記油圧モータの前記エンジン側である一方側から突き出している第1モータ軸部分と、前記油圧モータの他方側から突き出している第２モータ軸部分とからなり、
前記入力軸の回転動力は、前記エンジンから前記油圧ポンプへの動力伝達経路の途中で、遮断可能に前記第1モータ軸部分にギヤ伝動され、
前記入力軸の回転動力を前記油圧動力の仲介なしで直接前記出力軸に伝達するとともに前記油圧動力の伝達を無効にする迂回動力伝達モードと、前記入力軸の回転動力を前記油圧無段変速装置における油圧動力の調節を通じて変速した変速回転動力を出力軸に伝達するとともに前記入力軸から前記第1モータ軸部分への回転動力のギヤ伝動は遮断される通常動力伝達モードとに選択的に切り替え操作される作業車両。
【請求項２】
エンジンと、エンジン出力を伝達する入力軸の回転動力によって油圧ポンプを駆動するとともに前記油圧ポンプからの油圧動力によって回転する油圧モータのモータ軸を出力軸とする油圧無段変速装置と、前記出力軸からの回転動力を複数段変速して駆動輪に伝達するギヤ変速装置と、前記入力軸の回転動力を直接入力して外部出力用回転動力として伝達するＰＴＯ軸ユニットとを備えた作業車両であって、
前記入力軸は、前記油圧ポンプを貫通するポンプ軸部と、当該ポンプ軸部からさらに同軸状に前記ＰＴＯ軸ユニットまで延びる延長軸部とからなり、
前記油圧モータから延びる前記出力軸は前記延長軸部に沿ってかつ前記延長軸部と平行に設けられており、
前記入力軸の回転動力は、前記ポンプ軸部から前記ＰＴＯ軸ユニットへの動力伝達経路の途中で遮断可能に前記出力軸にギヤ伝動され、
前記入力軸の回転動力を前記油圧動力の仲介なしで直接前記出力軸に伝達するとともに前記油圧動力の伝達を無効にする迂回動力伝達モードと、前記入力軸の回転動力を前記油圧無段変速装置における油圧動力の調節を通じて変速した変速回転動力を出力軸に伝達するとともに前記入力軸から前記出力軸への回転動力のギヤ伝動は遮断される通常動力伝達モードとが選択的に切り替え操作される作業車両。
【請求項３】
前記迂回動力伝達モードと前記通常動力伝達モードとを選択的に切り替え操作するための選択クラッチユニットが備えられ、
前記選択クラッチユニットが前記エンジンと前記油圧無段変速装置との間に配置され、前記入力軸の回転動力の分岐を選択するクラッチ部と前記分岐した回転動力を前記油圧モータの出力軸に伝達するギヤ伝動部とを含む請求項１に記載の作業車両。
【請求項４】
前記迂回動力伝達モードと前記通常動力伝達モードとを選択的に切り替え操作するための選択クラッチユニットが備えられ、
前記選択クラッチユニットが、前記エンジンと前記油圧無段変速装置との間に配置された第１選択クラッチサブユニットと、前記油圧無段変速装置と前記ギヤ変速装置との間に配置された第２選択クラッチサブユニットとからなり、かつ
前記第１選択クラッチサブユニットは、前記入力軸から回転動力の分岐及び前記入力軸から前記油圧ポンプへの回転動力の伝達を選択するクラッチ部と、前記分岐した回転動力８を前記油圧モータの出力軸に伝達するギヤ伝動部とを含み、かつ
前記第２選択クラッチサブユニットは、前記出力軸から回転動力を分岐するギヤ伝動部と、前記入力軸から前記油圧無段変速装置を通過した前記ＰＴＯ軸ユニットへの直接的な回転動力の伝達及び当該ギヤ伝動部からの分岐回転動力の前記ＰＴＯ軸ユニットへ伝達を選択するクラッチ部とを含む請求項２に記載の作業車両。
【請求項５】
前記迂回動力伝達モードと前記通常動力伝達モードとを選択的に切り替え操作するための選択クラッチユニットが備えられ、
前記選択クラッチユニットが、前記油圧無段変速装置内に配置された第１選択クラッチサブユニットと、前記油圧無段変速装置と前記ギヤ変速装置との間に配置された第２選択クラッチサブユニットとからなり、かつ
前記第１選択クラッチサブユニットは前記入力軸から前記油圧ポンプへの回転動力の伝達または非伝達を選択するクラッチ部を含み、かつ
前記第２選択クラッチサブユニットは、前記入力軸の回転動力の分岐を選択するクラッチ部と前記分岐した回転動力を前記油圧モータの出力軸に伝達するギヤ伝動部とを含む請求項２に記載の作業車両。
【請求項６】
前記油圧無段変速装置は、油圧ポンプまたは油圧モータあるいはその両方が斜板角を制御する斜板角制御可能に構成され、前記迂回動力伝達モードにおいて前記斜板角がニュートラル位置に設定される請求項１から５のいずれか一項に記載の作業車両。
【請求項７】
前記ギヤ変速装置の最高速変速段への切り替えに応じて、前記迂回動力伝達モードが自動設定される請求項１から６のいずれか一項に記載の作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧無段変速装置を備えた作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
そのような作業車両の一例としてのトラクタは、エンジンと、エンジン出力を伝達する入力軸の回転動力によって油圧ポンプを駆動するとともに前記油圧ポンプからの油圧動力によって回転する油圧モータのモータ軸を出力軸とする油圧無段変速装置（以下、ＨＳＴと略称する）と、前記出力軸からの回転動力を複数段変速して駆動輪に伝達するギヤ変速装置と、前記入力軸の回転動力を直接入力して外部出力用回転動力として伝達するＰＴＯ軸ユニットとを備えている。上記のように構成されたトラクタは、例えば特許文献１に記載されている。このようなトラクタでは、ＨＳＴへの入力軸によって油圧ポンプを駆動し、そのポンプ油圧で油圧モータを駆動し、その駆動力（回転動力）を走行系の伝動軸(出力軸)に伝達し、前輪や後輪である駆動輪を回転させる。さらに、ＨＳＴの入力軸に伝達された回転動力はさらにＰＴＯ軸にも伝達されており、ＰＴＯ軸に接続された外部作業機に回転動力を分配する。このように構成されたトラクタでは、ＨＳＴによって車両走行速度を無段階で変速することができるので、細かく変速しながら行う作業には効果的である。しかしながら、無段階の変速が必要でない定速作業時においては、ギヤ変速装置などに比べると効率が低いＨＳＴにおいて、常時油圧ポンプを駆動しているため、省エネルギの観点からは、問題となる。
【０００３】
例えば、船舶用の動力伝達機構の分野では、油圧式動力伝達経路（ＨＳＴ動力伝達経路）と機械式動力伝達経路（ギヤ式動力伝達経路）とを切り替えて選択使用できるように構成したものが、例えば特許文献２から知られている。この機構では、動力源(エンジン)と、プロペラ軸２の回転方向を正逆切換可能な逆転装置の駆動側との間に、機械式動力伝達経路と油圧式動力伝達経路とを並列させて、機械式動力伝達経路には第１のクラッチ手段を、油圧式動力伝達経路には第２のクラッチ手段を介在させ、高速航行時には第１のクラッチ手段を入りに、低速航行時には第２のクラッチ手段を入りにするよう背反的に連係させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５‐２６３１７１号公報（段落番号〔００２４−００５７〕、図５）
【特許文献２】特開１９９３‐７７７８８号公報（段落番号〔０００２−００１０〕、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に記載されたような、船舶用の動力伝達機構などでは、エンジン出力を直接外部に提供するといった使い方は基本的には考えられないので、単純に入り切りクラッチをＨＳＴ動力伝達経路とギヤ式動力伝達経路とに配置するだけで、ＨＳＴ動力伝達とギヤ式動力伝達とを選択的に切り替えることできる。しかしながら、特許文献１に記載されたようなトラクタでは、作業走行中にエンジン出力を外部作業機に伝達する必要があるので、特許文献２で記載された技術を特許文献１に記載されたようなタイプの作業車両に適用することは困難である。
【０００６】
上記実情に鑑み、本発明の目的は、走行動力伝達系とＰＴＯ動力伝達系とを利用して定速作業（無段変速を必要としない作業走行）を行う際や、長時間にわって定速ないしは細やかな変速を伴わない走行（無段変速を必要としない単純走行）を行う際には、ＨＳＴにおける油圧動力伝達によるエネルギ消費が抑制される省エネルギ作業車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明による作業車両は、エンジンと、エンジン出力を伝達する入力軸の回転動力によって油圧ポンプを駆動するとともに前記油圧ポンプからの油圧動力によって回転する油圧モータのモータ軸を出力軸とする油圧無段変速装置（ＨＳＴ）と、前記出力軸からの回転動力を複数段変速して駆動輪に伝達するギヤ変速装置と、前記入力軸の回転動力を入力して外部出力用回転動力として伝達するＰＴＯ軸ユニットとを備え、前記入力軸は前記油圧ポンプを貫通して、ＰＴＯ軸ユニットに連結されており、前記出力軸は前記入力軸と平行に設けられるとともに、前記油圧モータを貫通しており、さらに前記出力軸は、前記油圧モータの前記エンジン側である一方側から突き出している第1モータ軸部分と、前記油圧モータの他方側から突き出している第２モータ軸部分とからなり、前記入力軸の回転動力は、前記エンジンから前記油圧ポンプへの動力伝達経路の途中で、遮断可能に前記第1モータ軸部分にギヤ伝動され、さらに、前記入力軸の回転動力を前記油圧動力の仲介なしで直接前記出力軸に伝達するとともに前記油圧動力の伝達を無効にする迂回動力伝達モードと、前記入力軸の回転動力を前記油圧無段変速装置における油圧動力の調節を通じて変速した変速回転動力を出力軸に伝達するとともに前記入力軸から前記第1モータ軸部分への回転動力のギヤ伝動は遮断される。
上記課題を解決するためのもう一つの、本発明による作業車両は、エンジンと、エンジン出力を伝達する入力軸の回転動力によって油圧ポンプを駆動するとともに前記油圧ポンプからの油圧動力によって回転する油圧モータのモータ軸を出力軸とする油圧無段変速装置と、前記出力軸からの回転動力を複数段変速して駆動輪に伝達するギヤ変速装置と、前記入力軸の回転動力を直接入力して外部出力用回転動力として伝達するＰＴＯ軸ユニットとを備え、前記モータ軸は前記入力軸と平行に設けられ、さらに前記入力軸は、前記油圧ポンプを貫通するポンプ軸部と、当該ポンプ軸部からさらに同軸状に前記ＰＴＯ軸ユニットまで延びる延長軸部とからなり、前記油圧モータから延びる前記出力軸は前記延長軸部に沿ってかつ前記延長軸部と平行に設けられており、前記入力軸の回転動力は、前記ポンプ軸部から前記ＰＴＯ軸ユニットへの動力伝達経路の途中で遮断可能に前記出力軸にギヤ伝動され、さらに、前記入力軸の回転動力を前記油圧動力の仲介なしで直接前記出力軸に伝達するとともに前記油圧動力の伝達を無効にする迂回動力伝達モードと、前記入力軸の回転動力を前記油圧無段変速装置における油圧動力の調節を通じて変速した変速回転動力を出力軸に伝達するとともに前記入力軸から前記出力軸への回転動力のギヤ伝動は遮断される通常動力伝達モードとが選択的に切り替え操作される。
【０００８】
この構成では、ＨＳＴによる無段変速を必要としないときには、迂回動力伝達モードを選択することで、ＨＳＴの入力軸が油圧ポンプに与える回転動力を直接ＨＳＴの出力軸に伝達することで、ＨＳＴにおける油圧動力の実質的な伝達を停止することができる。その際、ＰＴＯ軸ユニットには入力軸の回転動力が直接入力されるので、通常通りに、エンジン出力である回転動力をＰＴＯ軸ユニットないしはＰＴＯ軸ユニットに接続された外部作業機に伝達することができる。これにより、無段変速を必要としない単純走行や作業走行の時には、選択クラッチユニットを迂回動力伝達モードに切り替えることで、ＨＳＴにおいて実質的な油圧動力伝達が行われない省エネルギ走行が実現する。
【０００９】
本発明の好適な実施形態の１つでは、前記迂回動力伝達モードと前記通常動力伝達モードとを選択的に切り替え操作するための選択クラッチユニットが前記エンジンと前記油圧無段変速装置との間に配置され、前記入力軸の回転動力の分岐を選択するクラッチ部と前記分岐した回転動力を前記油圧モータのモータ軸に伝達するギヤ伝動部とを含んでいる。トラクタなどの作業車両では、ＨＳＴとギヤ変速装置とディファレンシャル装置は、一体的なトランスミッションとして組み付けられている。このような構成のトランスミッションに対して、上記構成のように、ＨＳＴのエンジン側のスペースに選択クラッチユニットを配置することは、トランスミッション構造の大幅な改良なしに、本発明によるＨＳＴ迂回技術を適用することができるので、好都合である。
【００１０】
選択クラッチユニットの配置と構成を含む本発明の好適な実施形態の１つでは、前記選択クラッチユニットが、前記エンジンと前記油圧無段変速装置との間に配置された第１選択クラッチサブユニットと、前記油圧無段変速装置と前記ギヤ変速装置との間に配置された第２選択クラッチサブユニットとからなり、かつ
前記第１選択クラッチサブユニットは、前記入力軸から回転動力の分岐及び前記入力軸から前記油圧ポンプへの回転動力の伝達を選択するクラッチ部と、前記分岐した回転動力を前記油圧モータのモータ軸に伝達するギヤ伝動部とを含み、かつ前記第２選択クラッチサブユニットは、前記出力軸から回転動力を分岐するギヤ伝動部と、前記入力軸から前記油圧無段変速装置を通過した前記ＰＴＯ軸ユニットへの直接的な回転動力の伝達及び当該ギヤ伝動部からの分岐回転動力の前記ＰＴＯ軸ユニットへ伝達を選択するクラッチ部とを含んでいる。
この構成では、第１選択クラッチサブユニットのクラッチ部は、エンジン出力（回転動力）をポンプ軸に伝達するクラッチ位置とエンジン出力を油圧モータ軸に直接伝達するクラッチ位置とを有する。さらに、第２選択クラッチサブユニットのクラッチ部は、ＨＳＴを迂回してＨＳＴの出力軸に直接伝達されたエンジン出力をＰＴＯ軸ユニット（ＰＴＯ軸）に伝達するクラッチ位置を有する。これにより、迂回動力伝達モードでは、エンジン出力は油圧ポンプのポンプ軸に直接伝達され、この出力軸の回転動力がギヤ変速装置を経て駆動車輪に伝達されるとともに、ＰＴＯ軸ユニットを経て外部作業機に伝達される。
【００１１】
本発明の別な好適実施形態の１つでは、前記選択クラッチユニットが、前記油圧無段変速装置内に配置された第１選択クラッチサブユニットと、前記油圧無段変速装置と前記ギヤ変速装置との間に配置された第２選択クラッチサブユニットとからなり、かつ
前記第１選択クラッチサブユニットは前記入力軸から前記油圧ポンプへの回転動力の伝達または非伝達を選択するクラッチ部を含み、かつ前記第２選択クラッチサブユニットは、前記入力軸の回転動力の分岐を選択するクラッチ部と前記分岐した回転動力を前記油圧モータの出力軸に伝達するギヤ伝動部とを含む。
この構成では、第１選択クラッチサブユニットのクラッチ部がＨＳＴ内に配置され、入力軸と油圧ポンプとの間の動力伝達の遮断・接続を行うので、入力軸とＰＴＯ軸ユニットのＰＴＯ軸とを一体化することが可能となる。また、第１選択クラッチサブユニットがＨＳＴ内に収まるので、トランスミッションの長尺化が抑制される。
【００１２】
迂回動力伝達モードでは、ＨＳＴにおける油圧ポンプから油圧モータへの油圧動力の伝達を無効化することが重要である。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記油圧無段変速装置が、油圧ポンプまたは油圧モータあるいはその両方が斜板角を制御する斜板角制御可能に構成され、前記迂回動力伝達モードにおいて前記斜板角がニュートラル位置に設定される。これにより、油圧ポンプのポンプ軸や油圧モータのモータ軸に回転動力が付与された場合でも、油圧動力伝達によるエネルギ損失が従来に比べ無視できる程度に抑制される。なお、同様な効果は、油圧ポンプと油圧モータとの間の油圧動力循環油路を短絡させるような油圧回路を採用しても得られる。
【００１３】
トラクタなどの路上走行型の作業車両の場合、路上走行やそれに類似するような作業地走行においてはギヤ変速装置を最高速変速段に切り替えてアクセルペダルなどの操作量によって、車両速度の変更を行うのが運転性に関して好都合である。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記ギヤ変速装置の最高速変速段への切り替えに応じて、前記迂回動力伝達モードが自動設定される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による、迂回動力伝達モードを作り出すことができる作業車両の一例におけるパワートレインを示す発明概略図である。
【図２】本発明による、迂回動力伝達モードを作り出すことができる作業車両の別な例におけるパワートレインを示す発明概略図である。
【図３】本発明による、迂回動力伝達モードを作り出すことができる作業車両のさらに別な例におけるパワートレインを示す発明概略図である。
【図４】本発明の実施形態の１つであるトラクタの外観図である。
【図５】図４のトラクタにおける油圧を含む動力系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明の作業車両の具体的な実施形態を説明する前に、ＨＳＴを迂回させてエンジン出力を直接ギヤ変速装置に伝達する迂回動力伝達モードを作り出すことができるパワートレインの概略を３つの例を挙げて示す。
【００１６】
図１は、迂回動力伝達モードを作り出すことができる作業車両の一例におけるパワートレインを示す発明概略図である。図１（ａ）はその概略構成を模式的に示している。エンジン１のエンジン出力（回転動力）はＨＳＴ２の入力軸３０に伝達される。入力軸３０はＨＳＴ２を通過し、外部出力用回転動力として伝達するＰＴＯ系を構成するＰＴＯ軸ユニット４０のＰＴＯ入力軸４０ａにつながっている。ＰＴＯ入力軸４０ａはさらにＰＴＯクラッチ４１を介してＰＴＯ出力軸４０ｂにつながっている。外部作業機は、ＰＴＯ出力軸４０ｂに接続することにより回転動力を受け取ることができる。入力軸３０とＰＴＯ入力軸４０ａとＰＴＯ出力軸４０ｂは動力伝達経路としては１つのつながった経路を形成する。入力軸３０は油圧ポンプ２３と連結しており、油圧ポンプ２３に回転動力を伝達する。可変吐出型の油圧ポンプ２３は回転動力を油圧動力に変えて油圧モータ２４を所望の回転速度で回転させる。油圧モータ２４からの回転動力は油圧モータ軸でもあるＨＳＴ２の出力軸３１に伝達される。出力軸３１の回転動力はギヤ変速装置３２によって設定された変速比で変速され、駆動輪に伝達される。
【００１７】
この例では、エンジン１とＨＳＴ（油圧無段変速装置）２との間に単独の選択クラッチユニット１０が配置されている。この選択クラッチユニット１０は、図１の（ｃ）で示された通常動力伝達モードと図１の（ｂ）で示された迂回動力伝達モードとを選択設定する機能を有する。
通常動力伝達モードでは、入力軸３０の回転動力はＨＳＴ２における油圧動力の調節を通じて変速した変速回転動力として出力軸に伝達される。同時に、入力軸３０の回転動力はＨＳＴ２を通過して、ＰＴＯ系を構成するＰＴＯクラッチ４１を含むＰＴＯ軸ユニット４０に伝達する。
迂回動力伝達モードでは、ＨＳＴ２の油圧ポンプ２３または油圧モータ２４の斜板角度をニュートラルにしたり、あるいは油圧ポンプ２３と油圧モータ２４との間の循環油路を短絡したりすることでＨＳＴ動力伝達が無効化される。その代わりに、入力軸３０の回転動力は直接出力軸３１に伝達される。つまり選択クラッチユニット１０のクラッチ部１１０から分岐し、ギヤ伝動部１１１によってＨＳＴ２の出力軸３１に伝達され、さらに走行駆動系を構成するギヤ変速装置３２を経て駆動輪に伝達される。ＰＴＯ軸ユニット４０には、入力軸３０の回転動力がＨＳＴ２を通過してそのまま伝達される。
【００１８】
図２は、通常動力伝達モードと迂回動力伝達モードとを選択的に設定する選択クラッチユニット１０が第１選択クラッチサブユニット１１と第２選択クラッチサブユニット１２とから構成されているパワートレインを示す発明概略図である。図２（ａ）に示されているように、第１選択クラッチサブユニット１１がエンジン１とＨＳＴとの間に配置され、第２選択クラッチサブユニット１２がＨＳＴ２とギヤ変速装置３２およびＰＴＯ系を構成するＰＴＯ軸ユニット４０との間に配置されている。
第１選択クラッチサブユニット１１は、入力軸３１から回転動力の分岐及び入力軸３１からＨＳＴ２の油圧ポンプ２３のポンプ軸（ここではＨＳＴ２の入力軸として機能する）への回転動力の伝達を選択するクラッチ部１１０と、分岐した回転動力を油圧モータ２４のモータ軸に伝達するギヤ伝動部１１１とを含む。このクラッチ部１１０は、回転動力分岐を行う切り替え位置においてエンジン出力が油圧ポンプ２３のポンプ軸に伝達することを遮断する。
第２選択クラッチサブユニット１２は、出力軸３１から回転動力を分岐するギヤ伝動部１２１と、入力軸３０からＨＳＴ２を通過するＰＴＯ軸ユニット４０への直接的な回転動力の伝達及び当該ギヤ伝動部１２１からの分岐回転動力のＰＴＯ軸ユニット４０へ伝達を選択するクラッチ部１２０とを含む。
図２の（ｂ）で示されている通常動力伝達モードでは、クラッチ部１１０によって入力軸３０と油圧ポンプ２３のポンプ軸とが接続されることで、入力軸３０の回転動力は油圧ポンプ２３を駆動し、ＨＳＴ２で変速された変速回転動力が出力軸３１に伝達される。また、入力軸３０の回転動力は第１選択クラッチサブユニット１１のクラッチ部１１０を経てＨＳＴ２を通過し、さらに第２選択クラッチサブユニット１２のクラッチ部１２０を経てＰＴＯクラッチ４１を含むＰＴＯ軸ユニット４０に伝達される。
図２の（ｃ）で示されている迂回動力伝達モードでは、ＨＳＴ２の油圧ポンプ２３への回転動力伝達は、第１選択クラッチサブユニット１１のクラッチ部１１０によって断たれる。その代わりに、入力軸３０の回転動力は、選択クラッチユニット１０のクラッチ部１１０から分岐し、ギヤ伝動部１１１によってＨＳＴ２の出力軸３１に伝達され、さらにギヤ変速装置３２を経て駆動輪に伝達される。この出力軸３１の回転動力は、第２選択クラッチサブユニット１２のギヤ伝動部１２１及びクラッチ部１２０を経てＰＴＯ軸ユニット４０にも伝達される。
【００１９】
図３も、通常動力伝達モードと迂回動力伝達モードとを選択的に設定する選択クラッチユニット１０が第１選択クラッチサブユニット１１と第２選択クラッチサブユニット１２とから構成されているパワートレインを示す発明概略図である。ただし、この第１選択クラッチサブユニット１１は、図３（ａ）に示されているように、ＨＳＴ２の内部、つまり油圧ポンプ２３のポンプ軸とポンプ本体との間に組み込まれている。第２選択クラッチサブユニット１２はＨＳＴ２とギヤ変速装置３２およびＰＴＯ系を構成するＰＴＯ軸ユニット４０との間に配置されている。
【００２０】
第１選択クラッチサブユニット１１は、入力軸３０であるポンプ軸から油圧ポンプ２３のポンプ本体への回転動力の伝達または非伝達を選択するクラッチ部１１４を含む。第２選択クラッチサブユニット１２は、入力軸３０の回転動力の分岐を選択するクラッチ部１２２とこの分岐した回転動力を油圧モータ２４の出力軸（モータ軸）に伝達するギヤ伝動部１２１とを含む。
図３の（ｂ）で図示されている通常動力伝達モードでは、クラッチ部１１４によって入力軸３０である油圧ポンプ２３のポンプ軸とポンプ本体が接続されることで、入力軸３０の回転動力は油圧ポンプ２３を駆動し、ＨＳＴ２で変速された変速回転動力が出力軸３１に伝達される。また、入力軸３０の回転動力は第１選択クラッチサブユニット１１のクラッチ部１１４を経てＨＳＴ２を通過し、さらに第２選択クラッチサブユニット１２のクラッチ部１２２を経てＰＴＯクラッチ４１を含むＰＴＯ軸ユニット４０に伝達される。
図３の（ｃ）で図示されている迂回動力伝達モードでは、ＨＳＴ２の油圧ポンプ２３におけるポンプ軸からポンプ本体への回転動力伝達は、第１選択クラッチサブユニット１１のクラッチ部１１４によって断たれる。その代わりに、ＨＳＴ２を通過した入力軸３０の回転動力は、第２選択クラッチサブユニット１２のクラッチ部１２２から分岐し、ギヤ伝動部１２１によってＨＳＴ２の出力軸３１に伝達され、さらにギヤ変速装置３２を経て駆動輪に伝達される。また、ＨＳＴ２を通過した入力軸３０の回転動力は、そのままＰＴＯ軸ユニット４０にも伝達される。
【００２１】
上述した、通常動力伝達モードと迂回動力伝達モードとを選択的に設定する選択クラッチユニット１０を有するパワートレインを備えた本発明の作業車両の一つの実施形態であるトラクタを以下に説明する。図４は、このトラクタの外観図である。図５は、このトラクタにおけるパワートレインを図解する動力系統図である。
【００２２】
このトラクタでは、ディーゼルタイプのエンジン１の出力軸は、ＨＳＴ（静油圧式無段変速装置）２の入力軸３０となっている。この入力軸３０の回転動力はＨＳＴ２によって無段変速される。無段変速された変速動力は、ＨＳＴからの出力軸３１である第１出力軸３１ａを介してさらに複数段（ここでは高中低３段）に変速するギヤ変速装置３２に伝達可能である。さらにギヤ変速装置３２からの変速動力は、ＨＳＴからの出力軸３１でもある第２出力軸３１ｂに伝達され、最終的に駆動輪（前輪または後輪あるいはその両方）３を回転させる。なお、第１出力軸３１ａと第２出力軸３１ｂとは、特に区別する必要がない場合には、単に出力軸３１と称する。さらに、このエンジン１の回転動力はＨＳＴを通過してＰＴＯ軸ユニット４０を経てトラクタに装備された耕耘作業機などの外部作業機４にも伝達される。ＰＴＯ軸ユニット４０には、動力伝達の接続／遮断を行うＰＴＯクラッチ４１が介装されている。
【００２３】
このトラクタでは、選択クラッチユニット１０は、図３を用いて説明した形式のものが採用されており、第１選択クラッチサブユニット１１はＨＳＴ２の内部に配置され、第２選択クラッチサブユニット１２はＨＳＴとギヤ変速装置３２との間に配置されている。第１選択クラッチサブユニット１１のクラッチ部１１４は、ＨＳＴ２への入力軸でもあるポンプ軸とポンプ本体との接続と遮断を選択的に行うスプライン摺動式の咬み合いクラッチである。クラッチ部１１４の操作状態に関わらず、エンジン出力はＨＳＴ２の入力軸３０を介してＰＴＯ軸ユニット４０に伝達される。第２選択クラッチサブユニット１２は上述したように、ＨＳＴ２を通過した入力軸３０から回転動力を分岐するクラッチ部１２２と、この分岐した回転動力をギヤ変速装置３２に伝達するギヤ伝動部１２１を備えている。ＨＳＴ２からの変速動力がギヤ変速装置３２に伝達される通常動力伝達モード時は、クラッチ部１２２は入力軸３０からの回転動力の分岐を遮断する。
【００２４】
このＨＳＴ２は、よく知られているように斜板式可変速回転油圧機器、例えばアキシャルプランジャ式に構成された可変容量型の油圧ポンプと油圧モータとからなり、エンジン１の回転動力によって回転駆動される油圧ポンプ２３における斜板の斜板角度がＨＳＴ２の変速制御入力部としての斜板制御機構２１によって変更されることで、吐出される圧油の吐出方向および吐出量が変更され、その圧油を受ける油圧モータの出力軸の回転が正転方向（前進）あるいは逆転方向（後進）に無段階で変速される。斜板制御機構２１を油圧制御する斜板制御回路２２は、シリンダや電磁制御弁などを備えた油圧機器で形成されており、車両制御コントローラ５内に構築されるＨＳＴ斜板制御手段によって生成された制御量に基づく油圧制御手段６からの油圧制御信号によって動作する。斜板の実際の斜板角度は、斜板センサ９９によって検知され、そのセンサ信号は車両制御コントローラ５に送られる。
【００２５】
ＨＳＴ２の斜板を人為的に操作される変速操作具として機能する変速ペダル８０は、運転操作領域の右側のフロアに配置されている。さらに、運転者がこの変速ペダル８０を踏み込むことによって生じる操作量（ここでは揺動角度）を検出して車両制御コントローラ５に送るペダルセンサ９０も設けられている。ペダルセンサ９０は、例えばポテンショメータなどにより構成される。車両制御コントローラ５は、変速ペダル８０の操作量であるペダルセンサ９０からのセンサ信号を入力して、ＨＳＴ２の斜板の変位を変更させるための制御量、結果的には変速出力軸３１の回転速度を変更させるための制御量を油圧制御手段６に出力する。ＨＳＴ２は、その斜板のニュートラル位置から一方側の揺動で前進方向の回転速度が、ニュートラル位置から他方側の揺動で後進方向の回転速度が変更される。
【００２６】
ギヤ変速装置３２の変速位置を設定するためにギヤ変速レバー８１が設けられており、このギヤ変速レバー８１の操作位置を検出するギヤ変速位置センサ９１も設けられており、そのセンサ信号は車両制御コントローラ５に入力される。さらに、エンジン回転数を調整するアクセルレバー８２とそのアクセル位置を検出するアクセル位置センサ９２も設けられており、そのセンサ信号は車両制御コントローラ５に入力される。迂回動力伝達モードに設定された場合には、アクセルレバー８２の操作によって車両走行速度が調整される。人為的に迂回動力伝達モードを設定する迂回設定スイッチ８４やＰＴＯクラッチ４１の接続／遮断を操作するＰＴＯ−スイッチ８３も設けられており、そのスイッチ信号も車両制御コントローラ５に入力される。
【００２７】
車両制御コントローラ５は、コンピュータユニットによって構築されており、他のＥＣＵとの間でデータ通信が可能であり、主にコンピュータプログラムによって種々の機能を作り出すことができる。本発明に特に関係する機能部として動力経路変更制御部５Ａがある。この動力経路変更制御部５Ａは、迂回設定スイッチ８４からのスイッチ信号に応答して、通常動力伝達モードから迂回動力伝達モードに移行する機能や迂回動力伝達モードから通常動力伝達モードに移行する機能を有する。また、ギヤ変速装置３２が最高速度変速段、ここでは高速位置に設定された場合には、自動的に迂回動力伝達モードを設定する機能を有する。さらに、迂回動力伝達モードが設定された場合には、油圧制御手段６を介して斜板制御回路２２に、斜板角度が０度、つまりＨＳＴ２がニュートラルになるように制御指令を与える。選択クラッチユニット１０の各種クラッチ機能は油圧制御手段６からの指令により制御されている。
【００２８】
〔別実施の形態〕
（１）上述した実施形態では、選択クラッチユニット１０のクラッチ部の具合的な構造を詳しく述べていないが、本発明は特別なクラッチ構造を限定したわけではなく、公知の種々の形態のクラッチの適用が可能である。
（２）選択クラッチユニット１０の操作に関しては、油圧操作以外に、電気操作や手動操作のものを採用してもよい。
（３）上述した実施形態では、無段変速装置としてＨＳＴ２を採用していたが、これに代えて、利用可能なＨＭＴ(Hydraulic Mechanical Transmission)などの油圧式変速装置にも、本発明を適用することができる。つまり、本発明におけるＨＳＴには、ＨＭＴなどの油圧式変速装置も含まれている。
（４）本発明を適用できる油圧作業機械として、車両関係では、トラクタ以外、田植機、コンバイン、芝刈り機、土木・建築作業機、バギーなどのオフロードカーなどが挙げられるが、油圧式クレーンなど定置式の油圧作業機械にも本発明を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、油圧無段変速装置を備えた全ての作業車両に適用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１：エンジン
２：油圧無段変速装置
２３：油圧ポンプ
２４：油圧モータ
１０：選択クラッチユニット
１１：第１選択クラッチサブユニット
１２：第２選択クラッチサブユニット
１１０：クラッチ部
１１１：ギヤ伝動部
１１４：クラッチ部
１２０：クラッチ部
１２１：ギヤ伝動部
３０：入力軸
３１：出力軸
３２：ギヤ変速装置
４０：ＰＴＯ軸ユニット
４１：ＰＴＯクラッチ
【図１】
0005813399.tif 000002
【図２】
0005813399.tif 000003
【図３】
0005813399.tif 000004
【図４】
0005813399.tif 000005
【図５】
0005813399.tif 000006