(57)【要約】【課題】主変速機構として油圧・機械式無段変速機構を備える作業用走行車において、副変速操作のためのクラッチ機構を不要にすると共に、副変速操作時の操作性を向上させる。【解決手段】走行動力を変速するトランスミッション２を備えるトラクタであって、前記トランスミッション２に、静油圧式無段変速機構２４と遊星ギヤ機構２５との組み合せで無段階的な変速を行う油圧・機械式無段変速機構９（主変速機構）と、複数備える摩擦クラッチ３９、４２の選択的な油圧動作に応じて段階的な変速を行う摩擦クラッチ式変速機構１０（副変速機構）とを設けると共に、油圧・機械式無段変速機構９と摩擦クラッチ式変速機構１０とを直列に結合する。【選択図】　　　　図２
2004011713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行動力を変速するトランスミッションを備える作業用走行車において、前記トランスミッションに、静油圧式無段変速機構と遊星ギヤ機構との組み合せで無段階的な変速を行う油圧・機械式無段変速機構と、複数備える摩擦クラッチの選択的な油圧動作に応じて段階的な変速を行う摩擦クラッチ式変速機構とを設けると共に、前記油圧・機械式無段変速機構と前記摩擦クラッチ式変速機構とを直列に結合したことを特徴とする作業用走行車。
【請求項２】
請求項１において、前記静油圧式無段変速機構を変速動作させるトラニオン軸と、前記複数の摩擦クラッチを断続動作させる切換弁とを、単一の変速レバーに連繋したことを特徴とする作業用走行車。
【請求項３】
請求項２において、前記変速レバーの操作領域をＨ型とし、その前後操作領域での変速レバー操作に応じて前記トラニオン軸を回転させ、走行中立位置となる左右操作領域での変速レバー操作に応じて前記切換弁を切換えることを特徴とする作業用走行車。
【請求項４】
請求項３において、前記変速レバーが左右操作領域の中央部に位置するとき、前記複数の摩擦クラッチが切断状態となり、走行動力の伝動が断たれることを特徴とする作業用走行車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧・機械式無段変速機構（ＨＭＴ）を備えるトラクタ等の作業用走行車の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ギヤ式変速機構に比べて変速時の操作性に優れ（ノークラッチ変速操作が可能）、静油圧式無段変速機構（ＨＳＴ）に比べてエネルギー効率に優れる油圧・機械式無段変速機構（ＨＭＴ）を搭載した作業用走行車が知られている。一般に、この種の作業用走行車では、油圧・機械式無段変速機構の変速レンジを広げるために、段階的な変速を行う副変速機構を併設しており、該副変速機構の変速操作によって、作業走行変速レンジと非作業走行変速レンジとの切り換えが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の副変速機構は、ギヤの選択的な噛み合い操作によって変速を行うギヤ式変速機構であったため、変速操作時には、副変速機構の上流側で動力を切る必要があり、その結果、主クラッチ等のクラッチ機構を別途設ける必要がある許りでなく、副変速操作時にクラッチ操作が強要される不都合があった。
【０００４】
そこで、油圧・機械式無段変速機構の中立操作により、上流側の動力を停止させた状態で副変速機構を変速操作することが考えられるが、この場合には、油圧・機械式無段変速機構が回転ロック状態になるため、車輪側から反力を受けると、ギヤの噛み合いが外れなくなり、副変速機構が操作不能になる可能性があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、走行動力を変速するトランスミッションを備える作業用走行車において、前記トランスミッションに、静油圧式無段変速機構と遊星ギヤ機構との組み合せで無段階的な変速を行う油圧・機械式無段変速機構と、複数備える摩擦クラッチの選択的な油圧動作に応じて段階的な変速を行う摩擦クラッチ式変速機構とを設けると共に、前記油圧・機械式無段変速機構と前記摩擦クラッチ式変速機構とを直列に結合したことを特徴とする。つまり、摩擦クラッチ式変速機構によって副変速を行うことができるため、上流側の動力を切ることなく副変速操作を行うことが可能になる。その結果、副変速操作のために主クラッチ等のクラッチ機構を別途設ける必要がない許りでなく、副変速操作時のクラッチ操作を不要にし、変速操作性を向上させることができる。
また、前記静油圧式無段変速機構を変速動作させるトラニオン軸と、前記複数の摩擦クラッチを断続動作させる切換弁とを、単一の変速レバーに連繋したことを特徴とする。この場合においては、油圧・機械式無段変速機構用の変速レバーと、摩擦クラッチ式変速機構用の変速レバーとを別々に設ける場合に比べ、変速時の操作性を向上させることができる。
また、前記変速レバーの操作領域をＨ型とし、その前後操作領域での変速レバー操作に応じて前記トラニオン軸を回転させ、走行中立位置となる左右操作領域での変速レバー操作に応じて前記切換弁を切換えることを特徴とする。この場合においては、変速レバーの操作領域をＩ型にする場合に比べ、各変速機構と変速レバーとの連繋構造を簡略化でき、しかも、摩擦クラッチ式変速機構の変速操作に際し、油圧・機械式無段変速機構が必ず中立状態になるため、摩擦クラッチ式変速機構の変速操作をスムーズに行うことができる。
また、前記変速レバーが左右操作領域の中央部に位置するとき、前記複数の摩擦クラッチが切断状態となり、走行動力の伝動が断たれることを特徴とする。この場合においては、油圧・機械式無段変速機構の中立点に誤差があっても、変速レバーを左右操作領域の中央部に位置させることにより、機体走行を確実に停止させることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態の一つを図面に基づいて説明する。図面において、１はトラクタの走行機体であって、該走行機体１は、走行動力および作業動力を発生するエンジン（図示せず）と、エンジン動力を変速するトランスミッション２と、該トランスミッション２から出力される走行動力で回転駆動する前輪３および後輪４と、トランスミッション２から出力される作業動力で動作される作業部５と、該作業部５を昇降自在に支持する昇降リンク機構６とを備えている。
【０００７】
トランスミッション２は、トランスミッションケース７内に、エンジン動力を入力する入力軸列（入力軸）８と、主変速機構として機能する油圧・機械式無段変速機構（ＨＭＴ）９と、該油圧・機械式無段変速機構９に直列に結合され、副変速機構として機能する摩擦クラッチ式変速機構１０と、該摩擦クラッチ式変速機構１０で変速された動力をリヤアクスルケース（図示せず）に伝動する後輪伝動軸１１と、該後輪伝動軸１１から取り出した前輪動力を断続する２駆・４駆切換機構１２と、機体旋回時に前輪動力を増速する前輪増速用変速機構１３と、前輪動力をフロントアクスルケース（図示せず）に伝動する前輪伝動軸１４と、入力軸列８から取り出した作業動力を断続するＰＴＯクラッチ機構１５と、作業動力の正転・逆転を切換えるＰＴＯ逆転機構１６と、作業動力を変速するＰＴＯ変速機構１７と、作業動力を出力するＰＴＯ軸１８とを備える。トランスミッションケース７は、油圧・機械式無段変速機構９等を内装する前部ミッションケース１９と、ＰＴＯクラッチ機構１５等を内装するセンターミッションケース２０と、摩擦クラッチ式変速機構１０等を内装する後部ミッションケース２１とを結合して構成される。
【０００８】
油圧・機械式無段変速機構９は、静油圧式無段変速機構（ＨＳＴ）２４と遊星ギヤ機構２５とを組み合せて構成される。静油圧式無段変速機構２４は、斜板角度に応じて吐出量が変化するポンプ部（可変容量油圧ポンプ）２６と、該ポンプ部２６の吐出油で回転駆動するモータ部（固定容量油圧モータ）２７とを組み合せたもので、ポンプ部２６に入力される動力を無段階的に変速し、モータ部２７から出力する。静油圧式無段変速機構２４の変速操作は、ポンプ部２６の斜板に連繋されるトラニオン軸（図示せず）によって行われる。上記ポンプ部２６とモータ部２７は、上下に重なるように配置され、縦型の静油圧式無段変速機構２４を構成している。ポンプ部２６にエンジン動力を入力する入力軸列８は、静油圧式無段変速機構２４の上部を前後に貫通し、その後端部は、ＰＴＯクラッチ機構１５に結合される。ここで、入力軸列８は、ポンプ部２６のポンプ軸２６ａを含む複数の直列軸で構成され、トランスミッションケース７内の上側に配置される。また、静油圧式無段変速機構２４の下部後面には、モータ出力軸２７ａが後方に向けて突設されており、ここからモータ部２７のモータ動力が出力される。
【０００９】
遊星ギヤ機構２５は、同心上に回転支持されたサンギヤ２８、リングギヤ２９およびキャリア３０を備える。キャリア３０は、複数のプラネタリギヤ３１を支持しており、これらのプラネタリギヤ３１が、サンギヤ２８とリングギヤ２９との間に介在し、両ギヤ２８、２９に同時噛合する。本実施形態の油圧・機械式無段変速機構９は、入力軸列８の回転動力を、静油圧式無段変速機構２４のポンプ部２６および遊星ギヤ機構２５のサンギヤ２８に入力すると共に、静油圧式無段変速機構２４のモータ部２７から出力される回転動力を、遊星ギヤ機構２５のリングギヤ２９に入力し、遊星ギヤ機構２５で合成された回転動力を、遊星ギヤ機構２５のキャリア３０から出力するように構成される。これにより、油圧・機械式無段変速機構９は、その形式が出力分割型、タイプが減速タイプ（機械入力をサンギヤ、油圧入力をリングギヤ、出力をキャリアにする結合パターン）となり、図１０に示す動作特性を示す。
【００１０】
つまり、トラクタにおいては、大きい牽引力を要求する低速作業（ローダー、プラウ耕、サブソイラによる心土破砕作業等）がときに必要となるため、油圧・機械式無段変速機構９の形式は、低速域で油圧パワーが小さな比を占めてエネルギー効率が良く、また、エネルギーロスに繋がる動力循環が、作業時に使用しない前進超低速域と後進域で生じる出力分割型が適している。また、トラクタにおいては、自動車のように低速から高速に至る幅広い変速比を必要とせず、低速作業を主体とした比較的幅の狭い変速比で足りることから、出力分割型の６タイプのうち、変速比が減速型となる上記のタイプを採用している。
【００１１】
上記の如く構成された油圧・機械式無段変速機構９は、静油圧式無段変速機構２４のトラニオン軸操作に応じて、エンジン動力を無段階的に変速し、遊星ギヤ機構２５のキャリア３０から出力する。この動力は、後輪伝動軸１１の上方に並列する伝動軸３２に対し、伝動ギヤ３３、３４を介して伝動された後、摩擦クラッチ式変速機構１０を介して後輪伝動軸１１に伝動される。
【００１２】
摩擦クラッチ式変速機構１０は、伝動軸３２の動力を増速して後輪伝動軸１１に伝動する高速変速経路３５と、伝動軸３２の動力を減速して後輪伝動軸１１に伝動する低速変速経路３６とを構成している。高速変速経路３５は、伝動軸３２に一体的に設けられる高速用駆動ギヤ３７と、後輪伝動軸１１に回転自在に設けられ、高速用駆動ギヤ３７に常時噛合する高速用従動ギヤ３８と、該高速用従動ギヤ３８の動力を後輪伝動軸１１に選択的に伝動する高速用摩擦クラッチ３９（湿式多板油圧クラッチ）とを備えて構成される。また、低速変速経路３６は、伝動軸３２に一体的に設けられる低速用駆動ギヤ４０と、後輪伝動軸１１に回転自在に設けられ、低速用駆動ギヤ４０に常時噛合する低速用従動ギヤ４１と、該低速用従動ギヤ４１の動力を後輪伝動軸１１に選択的に伝動する低速用摩擦クラッチ４２（湿式多板油圧クラッチ）とを備えて構成される。そして、摩擦クラッチ式変速機構１０は、高速用摩擦クラッチ３９の入り動作により高速変速状態（Ｈ）となる一方、低速用摩擦クラッチ４２の入り動作により低速変速状態（Ｌ）となり、また、両摩擦クラッチ３９、４２の切り動作により中立状態（Ｎ）となる。このように、副変速機構を摩擦クラッチ式変速機構１０で構成することにより、上流側の動力を切ることなく副変速操作を行うことが可能になり、その結果、副変速操作のために主クラッチ等のクラッチ機構を別途設ける必要がない許りでなく、副変速操作時のクラッチ操作を不要にし、変速操作性を向上させることが可能になる。
【００１３】
摩擦クラッチ式変速機構１０の摩擦クラッチ３９、４２は、切換弁４３の操作に応じて油圧断続動作される。切換弁４３は、回転スプール４４の回転操作に応じて油路を切換える回転弁であり、図９に示すように、各摩擦クラッチ３９、４２に油圧的に接続され、回転スプール４４の回転操作に応じて各摩擦クラッチ３９、４２を断続動作させる。
【００１４】
走行機体１の操作部４５には、変速レバー４６が設けられている。変速レバー４６は、第１レバー支軸４７を回動支点とする前後操作と、第２レバー支軸４８を回動支点とする左右操作とが許容されている。変速レバー４６の基端部には、連結ワイヤ４９を介して静油圧式無段変速機構２４のトラニオン軸が連動連結されると共に、リンク機構５０を介して切換弁４３の回転スプール４４が連動連結されている。そして、変速レバー４６を前後操作すると、トラニオン軸の回転により静油圧式無段変速機構２４が変速動作され、また、変速レバー４６を左右操作すると、切換弁４３の切換えにより、摩擦クラッチ式変速機構１０が変速動作される。これにより、単一の変速レバー４６で走行主変速操作および走行副変速操作が可能になり、その結果、主変速レバーと副変速レバーを別々に設ける場合に比べ、部品点数を削減できる許りでなく、走行変速時の操作性も向上させることが可能になる。
【００１５】
変速レバー４６は、図示しないレバーガイド等により操作領域が規定される。本実施形態の変速レバー４６は、前後操作でトラニオン軸を回転させ、左右操作で切換弁４３を切換えるにあたり、図８に示すように、操作領域がＨ型に構成されている。これにより、変速レバー４６の操作領域をＩ型にする場合に比べ、変速レバー４６との連繋構造を簡略化でき、しかも、摩擦クラッチ式変速機構１０の変速操作が、油圧・機械式無段変速機構９の中立状態（Ｎ）で行われるので、摩擦クラッチ式変速機構１０の変速操作をスムーズに行うことが可能になる。
【００１６】
また、変速レバー４６が左右操作領域（油圧・機械式無段変速機構９の中立位置）の中央部に位置するときは、摩擦クラッチ式変速機構１０の両摩擦クラッチ３９、４２が切断状態となり、走行動力の伝動が断たれる。これにより、油圧・機械式無段変速機構９（静油圧式無段変速機構２４）の中立点に誤差があっても、変速レバー４６を左右操作領域の中央部に位置させれば、機体走行を確実に停止させることが可能になる。
【００１７】
叙述の如く構成されたものにおいて、走行動力を変速するトランスミッション２を備えるトラクタであって、前記トランスミッション２に、静油圧式無段変速機構２４と遊星ギヤ機構２５との組み合せで無段階的な変速を行う油圧・機械式無段変速機構９と、複数備える摩擦クラッチ３９、４２の選択的な油圧動作に応じて段階的な変速を行う摩擦クラッチ式変速機構１０とを設けると共に、油圧・機械式無段変速機構９と摩擦クラッチ式変速機構１０とを直列に結合して構成される。つまり、摩擦クラッチ式変速機構１０によって副変速を行うことができるため、上流側の動力を切ることなく副変速操作を行うことが可能になる。その結果、副変速操作のために主クラッチ等のクラッチ機構を別途設ける必要がない許りでなく、副変速操作時のクラッチ操作を不要にし、変速操作性を向上させることができる。
【００１８】
また、静油圧式無段変速機構２４を変速動作させるトラニオン軸と、複数の摩擦クラッチ３９、４２を断続動作させる切換弁４３とを、単一の変速レバー４６に連繋したため、油圧・機械式無段変速機構９用の変速レバーと、摩擦クラッチ式変速機構１０用の変速レバーとを別々に設ける場合に比べ、変速時の操作性を向上させることができる。
【００１９】
また、変速レバー４６の操作領域をＨ型とし、その前後操作領域での変速レバー操作に応じてトラニオン軸を回転させ、走行中立位置となる左右操作領域での変速レバー操作に応じて切換弁４３を切換えるため、変速レバー４６の操作領域をＩ型にする場合に比べ、各変速機構９、１０と変速レバー４６との連繋構造を簡略化でき、しかも、摩擦クラッチ式変速機構１０の変速操作に際し、油圧・機械式無段変速機構９が必ず中立状態になるため、摩擦クラッチ式変速機構１０の変速操作をスムーズに行うことができる。
【００２０】
また、変速レバー４６が左右操作領域の中央部に位置するとき、複数の摩擦クラッチ３９、４２が切断状態となり、走行動力の伝動が断たれるため、油圧・機械式無段変速機構９の中立点に誤差があっても、変速レバー４６を左右操作領域の中央部に位置させることにより、機体走行を確実に停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トラクタの側面図である。
【図２】トランスミッションの側断面図である。
【図３】油圧・機械式無段変速機構を示すトランスミッションの要部側断面図である。
【図４】摩擦クラッチ式変速機構を示すトランスミッションの要部側断面図である。
【図５】変速レバーおよび切換弁を示す側面図である。
【図６】同上正面図である。
【図７】切換弁の側面図である。
【図８】変速レバーの操作領域を示す説明図である。
【図９】トラクタの油圧構成を示す油圧回路図である。
【図１０】油圧・機械式無段変速機構（出力分割型）の特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１　　走行機体
２　　トランスミッション
７　　トランスミッションケース
９　　油圧・機械式無段変速機構
１０　摩擦クラッチ式変速機構
１１　後輪伝動軸
２４　静油圧式無段変速機構
２５　遊星ギヤ機構
３９　高速用摩擦クラッチ
４０　低速用駆動ギヤ
４３　切換弁
４６　変速レバー
【図１】
2004011713.tif 000003
【図２】
2004011713.tif 000004
【図３】
2004011713.tif 000005
【図４】
2004011713.tif 000006
【図５】
2004011713.tif 000007
【図６】
2004011713.tif 000008
【図７】
2004011713.tif 000009
【図８】
2004011713.tif 000010
【図９】
2004011713.tif 000011
【図１０】
2004011713.tif 000012